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超広帯域レーダによる人体の歩行形態認識と異常検出技術(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0243
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 計測工学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

阪本 卓也  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (30432412)

研究協力者 Lubecke Victor  University of Hawaii at Manoa, Department of Electrical Engineering, Professor
Yarovoy Alexander  
佐藤 亨  
研究期間 (年度) 2016 – 2018
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
キーワードレーダ / 人体 / モニタリング / 心拍 / リモートセンシング / 計測工学 / 循環器 / スマートセンサ情報システム / アルゴリズム
研究成果の概要

本研究では、体動のある場合に非接触心拍計測を実現するための技術を開発した。まず、アダプティブアレイによる適応的ビーム形成技術の開発を行った。開発技術により干渉成分となる部位からの反射波を抑圧し、高精度な心拍計測を実現できることが明らかになった。続いて、機械学習を非接触心拍計測に適用し、精度改善を行った。従来は体動により心拍推定精度が大幅に劣化する場合においても、機械学習に基づくアルゴリズムの導入により高精度な心拍計測が実現できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

高齢化が急速に進行する中、在宅医療を安全かつ円滑に実施するためには、対象者の異常検出が不可欠である。レーダはプライバシーの懸念が少なく、非接触での心拍・呼吸の計測が可能であるため注目されている。本研究では、人体の姿勢・運動に加えて生体情報も同時に計測することで、対象者の異常を検出するために必要な要素技術を開発した。開発技術は安全かつ効率的に在宅医療を実施するために重要であり、その社会的な意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (38件) (うち国際学会 15件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学マノア校(米国)2017

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Noncontact measurement of the instantaneous heart rate in a multi-person scenario using X-band array radar and adaptive array processing2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Pascal J. Aubry, Shigeaki Okumura, Hirofumi Taki, Toru Sato, and Alexander G. Yarovoy
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems

      巻: - 号: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1109/jetcas.2018.2809582

    • NAID

      120006898150

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Doppler radar techniques on accurate respiration characterization and subject identification2018

    • 著者名/発表者名
      Ashikur Rahman, Victor Lubecke, Olga Boric-Lubecke, Jan Prins, and Takuya Sakamoto
    • 雑誌名

      IEEE Journal on Emerging and Selected Topics in Circuits and Systems

      巻: - 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/jetcas.2018.2818181

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 人体表面変位の高調波成分に着目した超広帯域ドップラレーダによる非接触心拍間隔測定2018

    • 著者名/発表者名
      大石健太郎, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨, 水谷研治, 井上謙一, 福田健志, 酒井啓之
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌 C

      巻: 11 ページ: 412-420

    • NAID

      120006865714

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hand Gesture Recognition Using a Radar Echo I-Q Plot and a Convolutional Neural Network2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Takuya、Gao Xiaomeng、Yavari Ehsan、Rahman Ashikur、Boric-Lubecke Olga、Lubecke Victor M.
    • 雑誌名

      IEEE Sensors Letters

      巻: 2 号: 3 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1109/lsens.2018.2866371

    • NAID

      120006898149

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Measurement of instantaneous heart rate using radar echoes from the human head2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto T.、Muragaki M.、Tamura K.、Okumura S.、Sato T.、Mizutani K.、Inoue K.、Fukuda T.、Sakai H.
    • 雑誌名

      Electronics Letters

      巻: 54 号: 14 ページ: 864-866

    • DOI

      10.1049/el.2018.0811

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultra-wideband radar imaging using adaptive array and Doppler separation2017

    • 著者名/発表者名
      Motoshi Anabuki, Shigeaki Okumura, Takuya Sakamoto, Kenshi Saho, Toru Sato, Mototaka Yoshioka, Kenichi Inoue, Takeshi Fukuda, and Hiroyuki Sakai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 190-200

    • DOI

      10.1109/taes.2017.2649798

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spectrum-free estimation of Doppler velocities using ultra-wideband radar2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Daichi Akiyama, Takuro Sato, and Toru Sato
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: 5 ページ: 3240-3249

    • DOI

      10.1109/access.2016.2614824

    • NAID

      120006898163

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Adaptive array radar imaging of a human body for vital sign measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Kentaro Konishi, Kosuke Yamashita, Masashi Muragaki, Shigeaki Okumura, and Toru Sato
    • 学会等名
      2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Adaptive array radar imaging of moving human body for measurement of vital signs2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Kentaro Konishi, Masashi Muragaki, Shigeaki Okumura, and Toru Sato
    • 学会等名
      the 40th Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic tracking of human body using millimeter-wave adaptive array radar for noncontact heart rate measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Konishi and Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      2018 Asia-Pacific Microwave Conference
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミリ波レーダを用いた非接触心拍測定のためのアダプティブアンテナによるビーム形成技術2018

    • 著者名/発表者名
      小西建太朗, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ミリ波レーダを用いた非接触心拍測定のための精度推定法2018

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 山口玲偉
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 多層畳込みニューラルネットワークを用いたUWBレーダによる着座時のマイクロドップラー測定と個人識別2018

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 末政菜奈
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MIMOアレイレーダによる近距離イメージングのための遺伝的アルゴリズムを用いた素子配置最適化2018

    • 著者名/発表者名
      小川弥夢, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 時間領域適応型信号処理を用いた超広帯域レーダにおける複数運動目標の分離2018

    • 著者名/発表者名
      森本和志, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] キルヒホッフマイグレーションによる超音波イメージングの分解能改善の評価2018

    • 著者名/発表者名
      岸本優莉, 阪本卓也, 奥村成皓, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域ドップラアレイレーダを用いた適応型ビームフォーマによる非接触心拍測定2018

    • 著者名/発表者名
      村垣政志, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨, 水谷研治, 井上謙一, 福田健志, 酒井啓之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 低次元化畳み込みニューラルネットワークを用いた超広帯域レーダによる人体運動の自動識別2018

    • 著者名/発表者名
      日下部響土, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域レーダと時間周波数領域適応型信号処理を用いた複数運動目標の分離2018

    • 著者名/発表者名
      平元一喜, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] UWBレーダを用いた生活環境における心拍・呼吸・運動推定技術2018

    • 著者名/発表者名
      三谷壮平, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨, 酒井啓之, 水谷研治, 福田健志, 井上謙一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ミリ波レーダによる睡眠中の遠隔心拍測定のための距離カメラを用いた電磁波散乱解析2018

    • 著者名/発表者名
      小西建太朗, 阪本卓也, 山下幸祐, 村垣政志, 奥村成皓, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域レーダを用いた時間周波数結合再配置変換による人体のドップラー計測2017

    • 著者名/発表者名
      鈴木事也, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域ドップラアレイレーダを用いた複数人体バイタル情報の同時計測2017

    • 著者名/発表者名
      前原勝利, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨, 吉岡元貴, 井上謙一, 水谷研治, 福田健志, 酒井啓之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 適応的信号処理に基づく超広帯域レーダを用いた複数運動目標信号の分離2017

    • 著者名/発表者名
      上品彰斗, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域ドップラーレーダを用いた非接触心拍推定における測定方向及び被験者のボディマス指数による影響2017

    • 著者名/発表者名
      今西亮介, 奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨, 吉岡元貴, 井上謙一, 水谷研治, 福田健志, 酒井啓之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域レーダによる高精度心拍計測のための睡眠中の体動検出2017

    • 著者名/発表者名
      山下幸祐, 阪本卓也, 今西亮介, 奥村成皓, 佐藤 亨, 吉岡元貴, 井上謙一, 水谷研治, 福田健志, 酒井 啓之
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      名城大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2017-03-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Human Body Imaging and Remote Vital Monitoring using UWB Doppler Radar2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto
    • 学会等名
      The 11th European Conference on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] High-resolution Imaging and Separation of Multiple Pedestrians Using UWB Doppler Radar Interferometry with Adaptive Beamforming Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Motoshi Anabuki, Shigeaki Okumura, Takuya Sakamoto, Kenshi Saho, Toru Sato, Mototaka Yoshioka, Kenichi Inoue, Takeshi Fukuda, and Hiroyuki Sakai
    • 学会等名
      The 11th European Conference on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      パリ(フランス)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noncontact Respiration Monitoring of Multiple Closely Positioned Patients Using Ultra-wideband Array Radar with Adaptive Beamforming Technique2017

    • 著者名/発表者名
      Masashi Muragaki, Shigeaki Okumura, Katsutoshi Maehara, Takuya Sakamoto, Mototaka Yoshioka, Kenichi Inoue, Takeshi Fukuda, Hiroyuki Sakai, Toru Sato
    • 学会等名
      the 42nd IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing
    • 発表場所
      ニューオーリンズ(アメリカ)
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploiting Multipath Echoes for High-Resolution UWB Radar Imaging Using a Single Antenna2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto and Toru Sato
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 発表場所
      伊勢市観光文化会館(三重県伊勢市)
    • 年月日
      2017-01-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域マルチレーダによる位置速度情報の統合による歩行人体の運動推定2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤 薫, 阪本卓也
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 発表場所
      伊勢市観光文化会館(三重県伊勢市)
    • 年月日
      2017-01-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モノスタティック超広帯域ドップラレーダと時間領域適応型信号処理を用いた複数人体の追跡方法2017

    • 著者名/発表者名
      奥村成皓, 阪本卓也, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 発表場所
      伊勢市観光文化会館(三重県伊勢市)
    • 年月日
      2017-01-18
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Frequency-domain interferometric imaging and velocity vector estimation using networked ultra-wideband 80-GHz array radar systems2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Toru Sato, Kenta Iwasa, and Hidekuni Yomo
    • 学会等名
      2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Super-resolution array radar imaging of human bodies for heartbeat monitoring2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Pascal J. Aubry, Alexander G. Yarovoy, Shigeaki Okumura, Hirofumi Taki, and Toru Sato
    • 学会等名
      XXXIInd International Union of Radio Science General Assembly & Scientific Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Breast cancer imaging using ultra-wideband radar and modified Kirchhoff migration2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Hang Song, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radar-based hand gesture recognition using I-Q echo plot and convolutional neural network2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Xiaomeng Gao, Ehsan Yavari, Ashikur Rahman, Olga Boric-Lubecke, and Victor M. Lubecke
    • 学会等名
      2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Radar imaging of breast cancer using Kirchhoff migration and singular value decomposition2017

    • 著者名/発表者名
      Takuya Sakamoto, Hang Song, and Takamaro Kikkawa
    • 学会等名
      2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超広帯域ドップラアレイレーダを用いた複数人体の呼吸情報非接触測定2017

    • 著者名/発表者名
      村垣政志, 奥村成皓, 阪本卓也, 水谷研治, 井上謙一, 福田健志, 酒井啓之, 佐藤 亨
    • 学会等名
      電子情報通信学会電磁界理論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 人体表面変位の高調波成分に着目した超広帯域ドップラレーダによる非接触心拍間隔測定2017

    • 著者名/発表者名
      奥村成皓, 大石健太郎, 阪本卓也, 佐藤 亨, 水谷研治, 井上謙一, 福田健志, 酒井啓之
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 修正キルヒホッフマイグレーションを用いた超広帯域レーダによる乳がんイメージング技術2017

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也, 宋 航, 吉川公麿
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 超広帯域レーダによる人体遠隔計測技術2017

    • 著者名/発表者名
      阪本卓也
    • 学会等名
      平成29年電気関係学会関西連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Technique of Tracking Multiple Pedestrians Using Monostatic UWB Doppler Radar with Adaptive Doppler Spectrum Estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeaki Okumura, Takuro Sato, Takuya Sakamoto, and Toru Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High-resolution Imaging and Identification of Multiple Pedestrians Using UWB Doppler Radar Interferometry and Adaptive Array Processing2016

    • 著者名/発表者名
      Motoshi Anabuki, Shigeaki Okumura, Takuya Sakamoto, Kenshi Saho, Toru Sato, Mototaka Yoshioka, Kenichi Inoue, Takeshi Fukuda, and Hiroyuki Sakai
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-contact Respiration Measurement Using Ultra-wideband Array Radar with Adaptive Beamforming Technique for Cancer Radiotherapy2016

    • 著者名/発表者名
      Masashi Muragaki, Shigeaki Okumura, Takuya Sakamoto, and Toru Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple Target Tracking and Separation Technique Based on Texture Information in Range-Time Image using Ultra-Wideband Radar2016

    • 著者名/発表者名
      Takuro Sato, Takuya Sakamoto, Shigeaki Okumura, and Toru Sato
    • 学会等名
      International Symposium on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-10-04   更新日: 2020-03-30  

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