MIMOレーダによる埋没生存者の遠隔トリアージ支援への展開

部署 MIMO 雷达支持对被埋幸存者进行远程分类

• 批准号: 18760301
• 负责人: 三輪 空司
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760301/
• 关键词: 計測工学; 可視化; ドップラー計測; MUSIC法; アンテナアレイ; レーダ; ドップラー; 送受信アレイ; 位置推定

本研究は、数100MHz帯の電波減衰の比較的少ない帯域を利用し、Multi-Input-Multi-Output(MIMO)型のアンテナアレイにより、広範囲における生存者の三次元的な位置を迅速に推定し、さらに呼吸による微小変位により生ずるドップラー信号から遠隔的に生存者の状況を把握する1次トリアージ判定を支援可能な生存者探査システム、信号処理法を開発するものである。18年度の研究により送受信アンテナを対象を取り囲むようにアレイ状に配置し、複数の反射体のドップラー信号から三次元位置を推定するシステムのハードウエアを作成し、超解像信号処理の一つであるMIMO-MUSIC法の適用により位置推定精度が向上することを示した。19年度は多重反射の影響と広帯域化に着目し研究を行い以下のような実績を得た。(1) MIMO-MUSIC法が散乱体の変位による位相変化の情報ではなく、振幅情報の変化に強く依存していることを示し、従来概念のドップラー効果による周波数変化に基づく推定法とは異なる新たな手法であることを明らかにした。また、人体近傍に複数の金属反射体等の強散乱体を配置し多重散乱による推定精度の悪化について検討した結果、アンテナアレイ方向に完全に遮蔽されていなければ位置推定が可能であることも示した。(2) さらい、生存者のバイタルサインである呼吸等による運動情報を高精度に抽出するために広帯域な計測システムを用いた実験を行い、帯域幅150MHzにおいて電波到来時間-ドップラー周波数領域での二次元MUSIC法により50cm離れた二人の呼吸情報を分離可能であることを実験的に示した。また、長時間の計測においてもロバストな評価法であることを確認した。これらの結果より、本手法の埋没生存者の状況を把握するための1次トリアージ判定への適用可能性が示されたものと考えられる。

In this study, we compared the attenuation of radio waves in the frequency band of 100MHz with that in the frequency band of 100 MHz. We used the Multi-Input-Multi-Output(MIMO) mode to estimate the three-dimensional position of the survivor rapidly. We also used the multi-input-multi-output (MIMO) mode to determine the position of the survivor at the minute position of the breathing mode. Signal processing method is developed. In the research of 2018, the application of MIMO-MUSIC method in the estimation of three-dimensional position of multiple reflectors was demonstrated. In 2009, the impact of multiple reflection and localization was studied. (1)The MIMO-MUSIC method is a new method for estimating the phase and amplitude of scattered objects. The position estimation of strong scattered objects such as multiple metal reflectors near the human body is possible due to the arrangement of multiple scattered objects and the improvement of the estimation accuracy. (2)In addition, the movement information of the survivors is extracted with high precision, and the bandwidth measurement is used. The arrival time of the radio wave is 150MHz, and the two-dimensional MUSIC method is used to separate the respiratory information of the two people. For a long time, the method of evaluation was confirmed. The results of this study indicate that the probability of application of the method to the survival of the patient is determined.

项目成果

localization of living-bodies using single-frequency MIMO radar system

使用单频 MIMO 雷达系统进行生物体定位

• 发表时间: 2007
• 作者: T. Miwa;Y. Kigure;Y. Yamakoshi
• 通讯作者: Y. Yamakoshi

微小ループアンテナを用いた地雷探査レーダにおける地表面クラッタ抑圧のための最適アンテナ配置

使用小环形天线在探雷雷达中抑制地表杂波的最佳天线放置

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電子情報通信学会和文論文誌B vol.J89-B no.7
• 作者: 三輪 空司;山越 芳樹;木村賢司
• 通讯作者: 木村賢司

マルチスタティックレーダによるMUSIC法を用いた埋没生存者の位置推定法

一种使用多基地雷达的 MUSIC 方法估计埋藏幸存者位置的方法

• 发表时间: 2006
• 期刊: 電子情報通信学会技術報告 Vol.SANE 2006-60
• 作者: 三輸 空司;山越 芳樹
• 通讯作者: 山越 芳樹