飛行船ロボットを用いた睡眠中のバイタルサインの無拘束・非接触計測

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18650166
• Research Institution: Hiroshima International University
• Principal Investigator: 寺重 隆視 広島国際大学, 社会環境科学部, 助教授 (80352045)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田邊 喜一 松江工業高等専門学校, 情報工学科, 助教授 (20413825)
• Keywords: 人間医工学 / リハビリテーション科学 / 福祉工学 / 介護支援技術 / 在宅介護 / 無意識生体計測 / 睡眠 / 呼吸

Research Abstract

1.バイタルサインを非接触・無拘束でセンシングするための小型飛行船の試作
船体は最大長80cm,最夫直径45cm,体積90Lでヘリウムの充填により浮力60gwを得た。駆動装置はプロペラ2基を独立に正逆回転させること,2基のプロペラの方向を変えることで3次元運動を可能にした。またこれらの制御を行うための受信機,および電池を搭載した。これらの重量は35gであり,浮力から駆動装置の重量を差し引くとペイロードは25gとなるので,センサと送信機との重量はこれ以下に設定した。飛行船の制御は27MHz帯を用いた無線操縦,飛行船からの監視情報は1.2GHz帯を用いて伝送した。小型飛行船にマイクロフォンおよびテレビカメラを搭載し,人間の顔に接近して無拘束・非接触で呼吸音を検知することができることを確認した。この手法は就寝中のバイタルサインのセンシングに有効であることを明らかにした。
(平成19年 電気学会全国大会講演論文集 2007年K433-A1にて発表)
2.放射状周辺分布を用いた顔位置推定法の提案
飛行船型ロボットによる非接触・無拘束型のバイタルサインセンシング方式では.室内画像から推定された顔位置に飛行船を誘導する方式を想定している。このとき,就寝者・飛行船間距離による顔サイズの変化や,飛行船の姿勢等による顔の回転に頑健な顔位置推定法が必要とされる。これまでの手法では前髪が眉部にかかっている場合には適用できないなど,いくつかの制約条件がある。そこで.両目の中点から外側に向かう放射状の周辺分布を特徴量として用い,顔の大きなスケール変化や,顔の回転に頑健な顔位置推定法を提案した。予備的実験の結果,周辺分布の半径比で〜1程度の小さい顔画像の位置を推定できることが確認された。今後は,より多数の被験者による就寝状態での検証を重ね,本手法の有効性を実証する予定である。
(電気学会論文誌に投稿中)