• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

UWBレーダードップラー分離干渉計法による人体の高次モニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 25249057
研究機関京都大学

研究代表者

佐藤 亨  京都大学, 情報学研究科, 教授 (60162450)

研究分担者 阪本 卓也  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (30432412)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワードUWBレーダー / イメージング / ドップラー干渉計
研究実績の概要

人体の各部は、運動中はもちろん、就寝時においても複雑な運動をしている。申請者らはUWB(超広帯域)パルスレーダーを用いて、目標の運動に伴う微小なドップラー偏移を検出し、時間・周波数領域で複数目標を分離した上で、干渉計法の原理によって複雑形状物体の位置、形状、運動を把握する手法を開発してきた。本研究ではこれらの手法を人体の運動に特化し、実用性能を向上させて、さまざまな社会的ニーズに対応できるイメージング手法を実現することを目的とする。最終年度となる本年度は、実験とシミュレーションを併用して、これまでに開発・提案してきた各手法をより高度化、高速化し、実用化が可能なレベルに改良を進めた。
A. 周波数領域干渉計(FDI)法による近接反射波の分離と高精度決定:本手法は主に医用超音波イメージングの分野で応用が進み、急速に発展している。本年度は、探索が不要で演算負荷が低いESPRIT法を導入してさらなる高速化を実現すると共に、時間領域干渉計法(TDI)を併用することにより、距離に加えて速度領域での分離を可能とし、近接目標の分離精度を向上させることに成功した。
B. 複数方向からのドップラー干渉計法による多数目標の2次元分離追跡:本年度は、これまでに開発した手法に目標追跡アルゴリズムを導入し、79GHzレーダーを用いて実際に複数歩行人体を測定して結果に適用して、実用に堪える分離と追跡性能を有することを検証した。
C. 圧縮センシングを用いた高解像度時間・周波数分離手法の開発:本研究では、遠隔バイタルモニターにおいて大きな問題となる呼吸と心拍の成分を分離する手法としてトポロジー相関法を開発し、その有効性を検証してきた。本年度は、これまでに開発してきた時系列処理技術に、課題Aの空間分離技術を統合し、近接した人体のバイタル信号の同時計測に成功した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 8件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Doppler radar techniques on accurate respiration characterization and subject identification2018

    • 著者名/発表者名
      A. Rahman, V. Lubecke, O. Boric-Lubecke, J. Prins, and T. Sakamoto
    • 雑誌名

      IEEE J. Emerg. Sel. Topics Circuits Syst.

      巻: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1109/JETCAS.2018.2818181

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Noncontact Measurement of the Instantaneous Heart Rate in a Multi-person Scenario Using X-band Array2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, P. Aubry, S. Okumura, H. Taki, T. Sato, and A. Yarovoy
    • 雑誌名

      IEEE J. Emerg. Sel. Topics Circuits Syst.

      巻: 8 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1109/JETCAS.2018.2809582

    • 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
      M. Anabuki, S. Okumura, T. Sakamoto, K. Saho, T. Sato, M. Yoshioka, K. Inoue, T. Fukuda, and H. Sakai
    • 雑誌名

      IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst.

      巻: 53 ページ: 190-200

    • DOI

      10.1109/TAES.2017.2649798

    • 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
      T. Sakamoto, D. Akiyama, T. Sato, and T. Sato
    • 雑誌名

      IEEE Acces

      巻: 5 ページ: 3240-3249

    • DOI

      10.1109/ACCESS.2016.2614824

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Adaptive array radar imaging of a human body for vital sign measurement2018

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, K. Konishi, K. Yamashita, M. Muragaki, S. Okumura, and T. Sato
    • 学会等名
      2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting
    • 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
      T. Sakamoto, K. Konishi, M. Muragaki, S. Okumura, and T. Sato
    • 学会等名
      the 40th Progress In Electromagnetics Research Symposium (PIERS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
      T. Sakamoto, T. Sato, K. Iwasa, and H. Yomo
    • 学会等名
      2017 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting
    • 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
      T. Sakamoto, P.J. Aubry, A.G. Yarovoy, S. Okumura, H. Taki, and T. Sato
    • 学会等名
      XXXIInd International Union of Radio Science (URSI) General Assembly & Scientific Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multiple target imaging using a single monostatic ultra-wideband Doppler radar based on time domain adaptive signal processing2017

    • 著者名/発表者名
      S. Okumura, A. Ueshina, T. Sakamoto, and T. Sato
    • 学会等名
      XXXIInd International Union of Radio Science (URSI) General Assembly & Scientific Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Breast cancer imaging using ultra-wideband radar and modified Kirchhoff migration2017

    • 著者名/発表者名
      T. Sakamoto, H. Song, and T. Kikkawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Biomedical Engineering, Tokyo Institute of Technology
    • 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
      T. Sakamoto, X. Gao, E. Yavari, A. Rahman, O. Boric-Lubecke, and V.M. Lubecke
    • 学会等名
      2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications
    • 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
      T. Sakamoto, H. Song, and T. Kikkawa
    • 学会等名
      2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi