2019 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 – 2021-03-31
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| Keywords | マイクロ波 / 反射計 / 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および呼吸測定の信頼度向上と心拍変動率の実時間評価：代表者等により開発された瞬時心拍測定（RR間隔に対応）のためのアルゴリズム(テンプレート・相互相関法および最大エントロピー法）をさらに発展させ、心拍変動率の連続長時間かつリアルタイム評価を実現した。
２．マイクロ波システムのアンテナおよび基板回路製作：屋外使用が許可されている周波数 24 GHz において、反射波レベルの安定化制御が可能な反射計システム（ホモダインおよびヘテロダイン両方式）および基板アンテナを製作し、実機適用した。これらのシステムを用いることにより、被験者が非静止状態においても反射波レベルが安定化すると共に、マイクロ波照射電力が -40 dBm (100 nW) 以下においても良好な信号対雑音比が得られることを検証した。この値は、総務省・電波防護法指針で規定される微弱電力の条件を満足している。
３．運転者状態測定への適用：運転者モニタとしての評価を検証するため、協力企業が所有するドライビングシミュレータを使用した試験を、種々の条件下（高速道路、郊外道路、市街地道路等の走行）で実施した結果、交差点および信号が多々ある市街地道路走行を除けば、運転中の心拍測定のみならず心拍変動率測定に対しても適用可能であることを実証した。
４．関連成果を、国際的に評価が高い、米国物理学協会（AIP）論文誌 Review of Scientific Instruments、および EMW Publishing協会 Progress in Electromagnetic Research誌に投稿し、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．マイクロ波反射計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、連続かつ実時間評価が可能なアルゴリズムを開発・製作し、日常生活における24時間連続測定および運転中の測定を可能にした。
２．マイクロ波システムのアンテナおよび基板回路製作に関しては、周波数24GHzにおいて反射波レベルの安定化制御が可能な反射計システムおよび基板アンテナを製作し、屋外使用が許可されるために必要な、微弱電力の条件を満足するシステムであることを検証した。
３．運転者状態測定への適用については、ドライビングシミュレータを利用した試験を実施し、測定成功率の当初目標値（80 % 以上）を達成した。
４．研究成果をインパクトファクターの高い外国雑誌に発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．ドライビングシミュレータを用いた試験、さらに実車を用いた試験を実施し、有効性の確認をさらに進める。
２．研究成果の講演ないし論文発表を行う。
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| Causes of Carryover |
実車を用いた試験における成果のまとめ、および学会・論文等への発表のため。
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