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Human motion detection and estimation by using Millimeter-wave motion sensing MIMO radar

Research Project

Project/Area Number 17H03261
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

Yamada Hiroyoshi  新潟大学, 自然科学系, 教授 (20251788)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村松 正吾  新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
KeywordsMIMOレーダ / モーションセンシング / 仮想アレー / ドップラ周波数推定 / ミリ波レーダ / スパース信号処理 / イメージングレーダ / マイクロドップラ / センシング / MIMO / レーダ / スマートセンサ情報システム
Outline of Final Research Achievements

Main objective in this research is a development high resolution MIMO for human motion observation radar and performance improvement for target recognition. To realize this objective, we have developed a new virtual array technique for the MIMO radar by using minimum redundancy arrays both in transmitting and receiving array. This technique is effective for incoherent scattered radar echoes such as reflected signals by diversely motions of persons. Validity of this technique have demonstrated by indoor human detection experiments. In addition, a new Doppler frequency estimation algorithm has proposed here. It can extend the maximum observable Doppler frequency, which enable us easy to apply MIMO radars to many applications. Furthermore target recognition by using Doppler-spread has considered. It is one of the promising parameters for target recognition and motion classification. Experimental results of this algorithm as well as CNN have provided in this research.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では,MIMOレーダと呼ばれる少ない送受信アンテナ数で,より大規模なレーダ同等の性能を実現する信号処理処理法を,ある条件を満たす不等間隔アレーを用い,かつ人物のように動きのあるターゲットの検出を目的とした場合,飛躍的に向上できることを明らかにし
,実験によりその有効性を実証した.また,ターゲットの速度推定範囲を広げる信号処理法を考案し,提案レーダ方式の適用範囲を広げた.またターゲットのドップラ周波数の時空間分布を用いた動作や識別性能の向上が可能となることを,屋内人物動作実験(座る,立つ,転ぶなど)や交差点での歩行者,自転車,自動車の識別実験を通して実証した.

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results)

  • [Journal Article] Evaluation of mode vector for near-field 2-D target imaging using Khatri-Rao product extended array processing2020

    • Author(s)
      羽澤帆乃佳,山田寛喜,森浩樹
    • Journal Title

      IEICE Communications Express

      Volume: 9 Issue: 6 Pages: 176-181

    • DOI

      10.1587/comex.2019SPL0024

    • NAID

      130007850868

    • ISSN
      2187-0136
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    • Author(s)
      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
    • Volume
      J102-B
    • Issue
      11
    • Pages
      873-882
    • DOI

      10.14923/transcomj.2019APP0007

    • ISSN
      1344-4697
    • Year and Date
      2019-11-01
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      西村和真,堀内貴裕,山田寛喜
    • Journal Title

      信学技報

      Volume: vol. 119, no. 203, AP2019-75 Pages: 31-36

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      堀内貴裕,山田寛喜
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      信学技報

      Volume: vol. 119, no. 316, SANE2019-82 Pages: 61-67

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    • Author(s)
      大橋 卓,山田 寛喜,山口 芳雄
    • Volume
      J101-B
    • Issue
      7
    • Pages
      528-538
    • DOI

      10.14923/transcomj.2017WFP0001

    • ISSN
      1344-4697
    • Year and Date
      2018-07-01
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      小西順平,山田寛喜,山口芳雄
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      IEICE Communications Express

      Volume: 7 Issue: 11 Pages: 407-414

    • DOI

      10.1587/comex.2018XBL0104

    • ISSN
      2187-0136
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      堀内貴裕,山田寛喜,山口芳雄
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      信学技報

      Volume: 118, 239 Pages: 51055-51055

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      Volume: vol. 117, no. 98 Pages: 7-12

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      大橋 卓,山田寛喜,山口芳雄
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      電子情報通信学会技術研究報告

      Volume: vol. 117, no. 109 Pages: 77-82

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      西村 和真,堀内貴裕,山田寛喜
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      2019年度電子情報通信学会信越支部大会
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      Takahiro Horiuchi, Hiroyoshi Yamada, Yoshio Yamaguchi, Michiyo Hiramoto
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      Jumpei Konishi, Hiroyoshi Yamada, and Yoshio Yamaguchi
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      小西順平,山田寛喜,山口芳雄
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      大橋卓,山田寛喜,山口芳雄
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      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
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      2017 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP 2017)
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  • [Presentation] Millimeter Wave Radar Image Denoising with Complex Nonseparable Oversampled Lapped Transform2017

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      長山知司,村松正吾,山田寛喜,杉山裕一
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      2017 Asia-Pasific Signal Information Processing Assosiation Annual Summit and Conference (APSIPA ASC 2017)
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    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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