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2022 Fiscal Year Annual Research Report

複数人体・複数部位のアレイレーダ同時計測による個人識別と生体情報モニタリング

Research Project

Project/Area Number 19H02155
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

阪本 卓也  京都大学, 工学研究科, 教授 (30432412)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywordsレーダ / アレイ / 信号処理 / 生体信号
Outline of Annual Research Achievements

2022年度には、前年度までに開発した各種手法を統合し、複数人体・複数部位の非接触同時計測システムを開発した。また、開発システムの個人識別・移動追跡の性能を検証するため、複数被験者が参加する実験を実施し、複数人体および複数部位の検出精度やデータ取得率を定量的に評価した。
複数人が密集するシナリオでは、単一レーダのみでは遮蔽により計測できない対象者が生じうるため、複数レーダを統合する手法を開発し、複数レーダで検出された反射波どうしの関連付けアルゴリズムを開発した。その中で、呼吸運動の特徴については、個人特有の成分と、個人によらず共通する成分を分離する必要性が明らかになったため、呼吸による皮膚変位波形の周波数領域特徴量を入力ベクトルとしたニューラルネットワークを想定し、活性化関数で表現される非線形処理への入力ベクトルを基底ベクトルとするベクトル空間の直交性の性質を利用した手法を開発した。
開発手法の性能を評価するため、複数のアレイレーダを異なる位置に配置したマルチレーダ計測システムを整備し、実環境における複数人の計測実験を実施した。同実験により、開発手法を用いることで、遮蔽等の問題を回避しつつ複数の対象者の生体信号を高精度で非接触計測することが可能であることを確認でき、本研究の当初の目的を達成することができた。本研究で開発された手法は、2023年度に採択されたプロジェクトにおいて継承および改良し、さらなる社会実装を実現するための研究を続けてゆく予定である。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Delft University of Technology(オランダ)

    • Country Name
      NETHERLANDS
    • Counterpart Institution
      Delft University of Technology
  • [Int'l Joint Research] University of Hawaii at Manoa(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Hawaii at Manoa
  • [Journal Article] Laser-Based Noncontact Blood Pressure Estimation Using Human Body Displacement Waveforms2022

    • Author(s)
      Oyamada Yuji、Koshisaka Takehito、Stankaitis Grant、Islam Shekh M.M.、Lubecke Victor M.、Boric-Lubecke Olga、Sakamoto Takuya
    • Journal Title

      Proc. 2022 IEEE/MTT-S International Microwave Symposium

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/IMS37962.2022.9865553

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Radar-based Measurement of Pulse Wave using Fast Physiological Component Analysis2022

    • Author(s)
      Sakamoto Takuya、Suzuguchi Junya
    • Journal Title

      Proc. 2022 International Workshop on Antenna Technology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1109/iWAT54881.2022.9811091

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the Simultaneous Measurement of Multiple Positions of the Human Body Using Two-Dimensional Millimeter-Wave Array Radar2022

    • Author(s)
      Sakamoto Takuya、Tanaka Yuya
    • Journal Title

      Proc. 2022 Asia-Pacific Microwave Conference

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.23919/APMC55665.2022.9999757

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高精度な生体信号計測に向けたミリ波アレーレーダの円弧状走査による合成開口イメージング2023

    • Author(s)
      加藤雅也, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] Analysis on Energy Spillover Phenomenon of Radar Target in Range-Doppler Processing and Design of a Corresponding Extended Target Detection Scheme2023

    • Author(s)
      Jianxuan Yang, Jianxin Yi, Takuya Sakamoto, Xianrong Wan
    • Organizer
      電子情報通信学会 エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] ミリ波アレーレーダを用いた複数人体・複数部位の反射波による呼吸・心拍の非接触計測技術2023

    • Author(s)
      大島夕侑, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] 睡眠時無呼吸のレーダ非接触計測における人体反射位置の計測精度への影響評価2023

    • Author(s)
      汪 子越, 阪本卓也, 奥村成皓, 瀧 宏文, 砂留広伸, 濱田 哲, 佐藤 晋, 赤星俊樹, 遠藤大介, 陳 和夫
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] ミリ波レーダによる人体の複数反射点計測に必要なアレー素子数2023

    • Author(s)
      越坂武仁, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] トポロジー法と経験的モード分解を用いたミリ波レーダによる呼吸成分抑圧と心拍非接触計測2023

    • Author(s)
      岩田慈樹, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] ミリ波アレーレーダの円弧状走査を用いた人体イメージング2023

    • Author(s)
      加藤雅也, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] 呼吸特徴を利用したミリ波レーダによる複数人体の歩行追跡技術2023

    • Author(s)
      小林悠人, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
  • [Presentation] 呼吸に伴う皮膚変位波形の特徴を用いたレーダによる人体姿勢推定の可能性検討2022

    • Author(s)
      岩田俊亮, 大川孝浩, 正保 哲, 福井 勉, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] アレーレーダ画像化と主成分分析による複数人の高精度心拍計測2022

    • Author(s)
      岩田慈樹, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] 呼吸による皮膚変位波形の周波数特性を用いた人体姿勢推定の検討2022

    • Author(s)
      岩田俊亮, 大川孝浩, 正保 哲, 福井 勉, 阪本卓也
    • Organizer
      電子情報通信学会 エレクトロニクスシミュレーション研究会
  • [Presentation] ミリ波レーダを活用した飼育アカゲザルの呼吸の非接触計測2022

    • Author(s)
      南 俊行, 實松大介, 岩田慈樹, 阪本卓也, 明和政子
    • Organizer
      日本人間行動進化学会 第15回大会
  • [Book] ワイヤレス人体センシング:バイタルサインの電波計測と信号処理2023

    • Author(s)
      阪本 卓也
    • Total Pages
      224
    • Publisher
      株式会社オーム社
    • ISBN
      978-4-274-22997-8

URL: 

Published: 2023-12-25  

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