2017 Fiscal Year Research-status Report
Reliability improvement of microwave vital signal detection and application to the measurement of vehicle driver's condition
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17K01310
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| Research Institution | Fukuoka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
間瀬 淳 福岡工業大学, 付置研究所, 研究員 (00023325)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近木 祐一郎 福岡工業大学, 工学部, 教授 (10398109)
伊藤 直樹 (伊藤直樹) 宇部工業高等専門学校, 制御情報工学科, 准教授 (50604849)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / 反射計システム / 運転者診断 / 事故防止 / 自動運転支援 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．マイクロ波反射計を用いた心拍・呼吸測定の信頼度向上と心拍変動指標導出についての研究：屋外での使用が可能な、24 GHz ドップラレーダモジュールを使用したシステムを、日常のデスクワーク中の測定試験に使用するべく座席シートに設置した。また、心拍のピーク(RR)間隔の評価が可能なアルゴリズム、ⅰ）テンプレート・相互相関法、ⅱ）最大エントロピー法の改良を進め、心拍変動率（HRV）の連続評価を可能とするプログラムを作成するとともに、ウェーブレット変換を利用した時間・周波数解析プログラムを作成し、定常的かつ実時間評価を実現する測定環境を整えることができた。
２．マイクロ波センサおよびアンテナの基板設計：24 GHz を用いた AGC アンプ付加システムの設計・製作を、ⅰ）中間周波数 3 GHz でゲイン調整を行うヘテロダイン方式、ⅱ）24 GHz の反射波を直接制御するホモダイン方式、の二種類の形態で進めた。24 GHz の 1×2 パッチアンテナの設計製作を同時に進めた。両製品とも今年度中の納入が実現し、測定試験を推進中である。
３．運転者状態評価のための試験を実現するため、マイクロ波センサ、実験制御およびデータ収集のためのパソコン、ディジタイザ、マイクロ波との比較測定のための携帯型心電計(ECG)を組み合わせたコンパクト化システムの構築を企画し、準備中である。また、運転者状態評価の予備試験として、ドライビングシミュレータの利用を実現するべく折衝を進めた。
４．関連成果について、国際会議および国内会議に招待講演、依頼講演として発表することができた。また、6月に開催される国際会議での発表申請が採択された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．マイクロ波測定システムの信頼度向上と心拍変動指標導出の研究に関しては、市販の24 GHz モジュールを用い、日常生活に則した試験環境を整備することができた。また、心拍変動率の実時間評価が可能なプログラムを作成し、測定試験を定常的に進めることができている。
２．マイクロ波システムおよびアンテナの基板設計については、従来から進めてきたヘテロダイン方式に加えマイクロ波領域の反射波を直接制御するホモダイン方式に対するシステムの製作を実現した。
３．国際会議および国内会議での招待講演・依頼講演の機会を得た。また、当該分野で最も重視されている国際会議の一つである、IEEE-MTTS Biomedical Conference に採択された。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．マイクロ波心拍・呼吸測定の信頼度向上と心拍変動指標の実時間評価：平成29年度実施した、24 GHz 反射計ハードウェアの改良に加え、運転中の走行振動に起因する体動成分の除去のための最適化フィルタ、雑音スペクトル除去のためのアルゴリズムの開発を進めていく。
２．マイクロ波システムおよびアンテナの基板設計：平成29年度製作したシステムの測定試験を進め、改良点を洗い出し、最適化設計・製作を実現する。
３．運転者状態評価を目的とした測定として、ⅰ）ドライビングシミュレータを用いた試験、ⅱ）実車を用いた試験、を可能な範囲で進めていく。
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| Causes of Carryover |
平成29年度末（平成30年3月末）の旅費使用計画が当初の予定から変化した。
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Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Development and application of radar reflectometer using micro to infrared waves2018
Author(s)
A. Mase, Y. Kogi, D. Kuwahara, Y. Nagayama, N. Ito, T. Maruyama, H. Ikezi, X. Wang, M. Inutake, T. Tokuzawa, J. Kohagura, M. Yoshikawa, S. Shinohara, A. Suzuki, F. Sakai, M. Yamashika, B. J. Tobias, C. Muscatello, X. Ren, M. Chen, C. W. Domier, N. C. Luhmann, Jr.
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Journal Title
Advances in Physics: X
Volume: 3
Pages: 633, 675
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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