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アレーアンテナを用いた人物のバイタルサイン非接触検出技術の確立

研究課題

研究課題/領域番号 16H04360
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関岩手大学

研究代表者

本間 尚樹  岩手大学, 理工学部, 教授 (70500718)

研究分担者 西森 健太郎  新潟大学, 自然科学系, 研究教授 (90500611)
竹村 暢康  日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (90747023)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワードMIMO / センシング / バイタルサイン / センサ / アレーアンテナ
研究成果の概要

本研究では,MIMO技術を活用したヒトセンシング技術の確立に取り組んだ.本研究で得られた成果は,(A)心拍観測精度の向上と(B)ヒト位置・状態推定の二つに大別される.成果(A)について,従来のマイクロ波による心拍推定法は著しく精度が低いことが問題となっていた.本研究では時空間信号処理技術を導入することで従来方式よりも精度が高く安定した心拍推定技術を確立した.成果(B)について,MIMOシステムで得られる伝搬チャネル特性を解析することで,ヒト由来の反射波成分の角度分布特性・時変動特性からヒト位置やドップラー成分発生部位を抽出することによって,ヒトの状態や行動を推定する方法を確立した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

要介護者の見守り手段として用いられてきたカメラ等の光学的手段とは異なり,プライバシー保護に有効であり,死角や暗所でも検出が可能な非接触マイクロ波バイタルサイン検出技術を確立した.本手法によればアレーアンテナを用いることで,少ない周波数資源で高感度なヒトセンシングを実現できる.新たな心拍推定手法やヒトの状態・行動推定について新たな知見が得られ,学術的に意義のある成果が得られている.また,本技術実用化の暁には介護負担の軽減や循環器系発作の迅速な検知など医療・福祉分野に資することが期待される.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Human Activity Identification by Height and Doppler RCS Information Detected by MIMO Radar2019

    • 著者名/発表者名
      Naoki Honma
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E102.B 号: 7 ページ: 1270-1278

    • DOI

      10.1587/transcom.2018ANP0004

    • NAID

      130007671371

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2019-07-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 機械学習によるMIMOセンサを用いた人の姿勢推定の基礎検討2020

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 疑似逆正接復調の振幅相当成分を用いた複数人心拍の同時検出法の評価2019

    • 著者名/発表者名
      本間 尚樹
    • 学会等名
      信学技報
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 疑似逆正接復調の振幅相当成分に着目した複数人心拍の同時検出法2019

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 逆正接復調振幅成分を用いたマイクロ波心拍検出法2019

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 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
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between Microwave and Blood Pressure Response Waveforms2018

    • 著者名/発表者名
      本間 尚樹
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simultaneous Detection of Multiple Targets’ Vital Signs Using MIMO Radar2018

    • 著者名/発表者名
      本間 尚樹
    • 学会等名
      2018 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MIMOセンサを用いた人の行動パターンの推定に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      西森 健太郎
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会信越支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波応答と血圧計による圧脈波の相関性の評価2018

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] MIMOレーダにおける固有ビームフォーミングを用いた複数人バイタルサインの分離法2018

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アレーアンテナを用いた生体信号発生部位の評価2017

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      電気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 実績報告書
  • [学会発表] Experimental Evaluation towards Approximate DoA Estimation Using 2 by 2 MIMO Sensor with Time Correlation of Channel Matrix2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki Honma
    • 学会等名
      2017 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数アンテナを用いた生体信号発生部位の評価2017

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      第2回コミュニケーションクォリティ学生ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Direction of arrival estimation on MIMO sensor using variation of correlation2017

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 学会等名
      2017 Asian Workshop on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental evaluation toward approximate DoA estimation using 2 by 2 MIMO Sensor with time correlation of channel matrix2017

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 学会等名
      2017 International Symposium on Antennas and Propagation
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 受信固有ベクトルの時間相関を用いた2x2MIMOセンサによる簡易到来方向推定2017

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 学会等名
      第2回コミュニケーションクォリティ学生ワークショップ
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 受信固有ベクトル相関を用いた到来方向の違いによる人検出特性2017

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波心拍検出に適したMIMOアンテナ配置の検討2016

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MIMOセンサを用いた到来方向と相関変動の基礎検討2016

    • 著者名/発表者名
      西森健太郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-09-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ波心拍検出に適したアンテナ配置の評価2016

    • 著者名/発表者名
      本間尚樹
    • 学会等名
      アンテナ伝播研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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