Diskrētās signālu apstrādes laboratorija
Laboratorija ir izveidota 1972. gadā. Tā nodarbojas ar teorētiskiem pētījumiem un praktisku izstrāžu attīstību signālu ciparu apstrādes jomā, ieskaitot specifisku paņēmienu izveidi un pielietojumu signālu analogs-ciparu pārveidošanā. Laboratorijas darbs šo gadu laikā ir atspoguļots vairāk nekā 200 publikācijās, konferenču prezentācijās un monogrāfijās.
Šobrīd laboratorijas sastāvā ir 11 darbinieki, to skaitā 2 vadošie pētnieki, 4 pētnieki un 2 zinātniskie asistenti.
Laboratorijas zinātniskās tematikas virzieni:
- Uz modernām DSP tehnoloģijām balstīti virtuālie instrumenti;
- Programmvadāmas radio iekārtas, tajā skaitā balstītas uz nevienmērīgu diskretizāciju;
- Nestacionāru signālu signālatkarīga analīze, notikumu vadīti analogs-ciparu pārveidojumi;
- Biometrijas un smadzeņu signālu apstrāde;
- Sejas un plaukstas biometrisko datu apstrāde;
- Datu ieguves un apstrādes sistēmu mikrominiaturizēšana;
- Viedo sensoru un tīklotu iegulto sistēmu signālu apstrāde;
- Bezvadu sensoru tīklu sistēmas, tajā skaitā sensoru moduļu aparatūras arhitektūras, komunikāciju protokoli, operētājsistēmas un pielietojumu orientēta programmatūra;
- Virziendarbības antenu masīvu pielietojumi bezvadu sensoru tīklos;
- Tranzistoru UWB uztvērēji un impulsu ģeneratori;
- Bioloģiskās atgriezeniskās saites pielietojums medicīniskā rehabilitācijā;
- Valkājamās ierīces un signālu apstrāde tajās.
Pēdējo gadu laikā laboratorijā ir izveidojušās 2 grupas, kas fokusējas uz valkājamo sensoru sistēmu attīstību un ultraplatjoslas radaru tehnoloģiju attīstību.
Valkājamo sensoru grupa strādā pie valkājamo sensoru sistēmu izstrādes pielietojumiem medicīnā, sportā un ikdienā. Pamatā tiek apskatīti inerciālie sensori, bet ir arī pieredze ar bioelektriskajiem signāliem (ECG, EMG, EEG). Grupas ietvaros ir izstrādāts vadu datu komunikācijas risinājums, kas var nodrošināt datu ieguvi no vairākiem simtiem sensoru mezglu. Izstrādātais risinājums tālāk tiek attīstīts ārpus valkājamo sensoru sistēmu jomas – būvkonstrukciju deformāciju monitoringa sistēmas izstrādē.
Grupas izstrādāto tehnoloģiju piemēri:
- virsmas 3D formas atjaunošana: https://www.youtube.com/watch?v=YDG0ERF2_d8
- cilvēka modeļa 3D kustību atjaunošana: https://www.youtube.com/watch?v=vAFCrMgJrmI
- cilvēks-dators interfeisa izveide cilvēkiem ar kustību traucējumiem: https://www.youtube.com/watch?v=tfiS01VfavU
Grupas kompetences-ekspertīze: sensoru sistēmu izstrāde, inerciālie sensori, zema patēriņa sensoru sistēmu izstrāde, spiesto plašu projektēšana, ciparu interfeisi, Bluetooth un Bluetooth Low Energy komunikācijas aplikācijas līmenī, inerciālo sensoru signālu apstrāde, bioelektrisko signālu apstrāde, mašīnmācīšanās algoritmi, 3D vizualizācija, simulācijas, programmatūras izstrāde viediekārtām (Android OS viedtālruņi, planšetdatori) valkājamo sensoru kontekstā.
Ultraplatjoslas (UWB) radaru grupa ir strādājusi pie ekvivalentā laika pārveidojuma radaru sistēmu pētniecības un izstrādes, kas rezultējusies ar dažādiem unikāliem risinājumiem radaru darbības un efektivitātes uzlabošanai, ir uzrakstīti vairāki patenti un publikācijas saistībā ar UWB signālu ģenerēšanu, uztveršanu, apstrādi, u.c., kā arī ir izstrādāta UWB radara iekārta, ar kuras palīdzību tiek pētīti dažādi UWB radara pielietojumi, piemēram:
- caursienas mērījumi;
- ledus biezuma mērījumi;
- bezkontakta dzīvības pazīmju novērošana (elpošana, sirdsdarbība);
- laika domēna reflektometrija;
- antenu laika domēna mērījumi;
- materiālu parametru mērījumi.
Nesenie projekti
-
Dzelzceļa pārbrauktuves automatizēta uzraudzības sistēma (PAKS) 2. kārta
-
Bezkontakta ledus biezuma mērītājs (EDI-ICE) 2. kārta
- ACKCIO līgumpētījums #Contract research (Līgumpētījumi)
-
Komunikācijas sistēma caur cilvēka ķermeni ar pielietojumiem ķermeņa mēroga bezvadu tīklos (BCC) #LCS (LZP)
- Tehnoloģija notikumu plūsmas augstas precizitātes laika-amplitūdas analīzei (TIME AMP) #ERAF
-
Uz fiziku balstītu mašīnmācīšanās metožu pielietošana glikozes līmeņa tukšā dūšā prognozēšanai un ietekmēšanai (PRAESIIDIUM) #Horizon Europe
-
Jaudas elektronikas pielietojumu digitalizācija svarīgākajās tehnoloģiju vērtību ķēdēs (PowerizeD) #ChipsJU
-
Ilgtspējīga un zaļa elektronika cirkulārai ekonomikai (Sustronics) #ChipsJU
-
Latvijas digitālais akselators (DAoL) #Horizon Europe
- Uzlabota elektromagnētiskā aizsardzība un kiberdrošība, izmantojot uz lauka izvietojamas novatoriskas ekranēšanas, uzraudzības un datu iznīcināšanas tehnoloģijas (EMI-CUBE / EMCFieldShield) #SRP (VPP)
Publikācijas
- V. Aristovs, M. Greitans. Determination of the Electrophysical Parameters of Dielectric Objects via the Processing of Ultra-Wideband Pulse Radar Signals
- Atis Elsts, Ryan McConville. Are Microcontrollers Ready for Deep Learning-Based Human Activity Recognition?
- Conformance analysis of model for material properties determination using simulation of ultra-wideband pulse radar
- R. Maliks, G. Supols, E. Lobanovs and M. Greitans, "Integrated circuit of clocked comparator for ultra-wideband radar," 2021 IEEE
- Atis Elsts. Demo: Large Scale Wireless Network Simulations with TSCH-Sim. EWSN '21: Proceedings of the 2021 International Conference on Embedded Wireless Systems and NetworksFebruary 2021 Pages 181–182
- V.Aristovs, G.Gaigals, G.Supols, E.Lobanovs, V.Riekstins, V.Zujs. 23 Apr 2021. "Ultra-Wideband Pulse Radar with Discrete Stroboscopic Receiver for Detection of Small Targets Behind Dielectric Obstacles", Transport and Telecommunication Journal, Volume 22, no. 2, pp.196-206, DOI: https://doi.org/10.2478/ttj-2021-0015
- A. Ancāns, M.Greitāns, R. Cacurs, B. Banga, A. Rozentāls "Wearable Sensor Clothing for Body Movement Measurement during Physical Activities in Healthcare", Sensors 2021, 21(6), 2068. DOI: https://doi.org/10.3390/s21062068
- Elise Saoutieff, Tiziana Polichetti, Laurent Jouanet, Adrien Faucon, Audrey Vidal, Alexandre Pereira, Sébastien Boisseau, Thomas Ernst, Maria Lucia Miglietta, Brigida Alfano, Ettore Massera, Saverio De Vito, Do Hanh Ngan Bui, Philippe Benech, Tan-Phu Vuong, Carmen Moldovan, Yann Danlee, Thomas Walewyns, Sylvain Petre, Denis Flandre, Armands Ancans, Modris Greitans, Adrian M. Ionescu. "A Wearable Low-Power Sensing Platform for Environmental and Health Monitoring: The Convergence Project", Sensors 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/s21051802
- Didzis Lapsa, Rims Janeliukštis, Atis Elsts. Electrode Comparison for Heart Rate Detection via Bioimpedance Measurements
- Vladimir Aristov, Armands Ancans. Transient phenomena analysis of peak detector for nanosecond pulse amplitude measurement
- Atis Elsts, Maksims Ivanovs, Roberts Kadikis, Olegs Sabelnikovs. CNN for Hand Washing Movement Classification: What Matters More-the Approach or the Dataset?
- George Oikonomou, Simon Duquennoy, Atis Elsts, Joakim Eriksson, Yasuyuki Tanaka, Nicolas Tsiftes. The Contiki-NG open source operating system for next generation IoT devices
- Chloe Bae, Shiwen Yang, Michael Baddeley, Atis Elsts, Israat Haque. BlueTiSCH: A Multi-PHY Simulation of Low-Power 6TiSCH IoT Networks
- V. Aristov, Remote Complex Resistance Measurement. Automatic Control and Computer Sciences, Volume 57, Issue 5 Oct, 2023, pp 469–472
- V. Aristov, "Transmission Sensing of Dielectric Objects for Determining the Geometric Shape of the Cross Section and the Detection of Internal Inhomogeneities" Automatic Control and Computer Sciences, volume 57, pp.196–202 (2023) , https://link.springer.com/article/10.3103/S0146411623020037
- Armands Ancans.Wired Communication Protocol for Body Sensor Network: A Solution for Sensor Data Acquisition, IWoEDI'2023
- D. Lapsa, R. Janeliukstis, A. Elsts. Adaptive Signal-to-Noise Ratio Indicator for Wearable Bioimpedance Monitoring. Sensors 2023, 23(20), 8532. https://doi.org/10.3390/s23208532
- V. Aristov, A. Elsts. Human Body as a Signal Transmission Medium for Body-Coupled Communication: Galvanic-Mode Models. Electronics 2023, 12(21), 4550. https://doi.org/10.3390/electronics12214550
- Gatis Gaigals, Romans Maliks, Vladimir Aristov, Rolands Savelis, Janis Simanovics, Eduards Lobanovs, Haralds Egliens, Dans Laksis Kristaps Maris Greitans, Modris Greitans. Evaluation of Materials and Structures with a Multistatic Ultra-Wideband Impulse Radar: A Concept Validation
- V. Aristov. 2024. "MONOSTATIC PULSED ULTRA-WIDEBAND RADAR ANTENNA FOR STUDYING BIOLOGICAL RHYTHMS OF THE HUMAN BODY AND INTERNAL INHOMOGENEITIES OF DIELECTRIC OBJECTS" Automatic Control and Computer Sciences, 58(1): pp.101-108 https://link.springer.com/article/10.3103/S0146411624010036
- Didzis Lapsa, Rims Janeliukstis, Margus Metshein, Leo Selavo. (2024). PPG and Bioimpedance-Based Wearable Applications in Heart Rate Monitoring—A Comprehensive Review. Applied Sciences, 14(17), 7451. https://www.mdpi.com/2076-3417/14/17/7451
- Margus Metshein, Ksenija Pesti, Didzis Lapsa, Paul Annus, Rims Janeliukstis, Atis Elsts, Olev Martens. (2024, May). Evaluation of Two-Electrode System Configurations for Forearm Arteries Bioimpedance Measurement. In 2024 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC) (pp. 1-6). IEEE. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10561178
- Ingrida Lavrinovica, Janis Judvaitis, Dans Laksis, Marija Skromule, Kaspars Ozols "A Comprehensive Review of Sensor-Based Smart Building Monitoring and Data Gathering Techniques" Applied Sciences, 12(21) https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85208554778&origin=resultslist
- Niharika Panda, S. Muthuraman, Atis Elsts. 2024 ."Multi-Objective Optimization of Orchestra Scheduler for Traffic-Aware Networks" Smart Cities, 2024(7), pp.2542-2571. https://doi.org/10.3390/smartcities7050099
- V. Aristov, M.Greitans. "Study of a Radar Sensor Transmitter to Optimize a Bipolar Ultrawideband Pulse Used to Excite the Antenna" Automatic Control and Computer Sciences, 58(6)
- Didzis Lapsa, Margus Metshein, Andrei Krivošei, Rims Janeliukstis, Olev Märtens, Atis Elsts. Signal Acquisition and Algorithm Design for Bioimpedance-Based Heart Rate Estimation from the Wrist. Applied Sciences, 14(21), 9632
Nesenie patenti
- LR patents Nr. 15744 B1, "PAŅĒMIENS UN IERĪCE STIEPES UN LIECES DEFORMĒTA OBJEKTA FORMAS UN ORIENTĀCIJAS TELPĀ NOTEIKŠANAI"
- LR patents Nr. 15840 B1, "PĪTS PAŠSPRIEGOJOŠS ELASTĪGS KABELIS VALKĀJAMĀM SISTĒMĀM"
- LR patents Nr. 15854 B1, "NOTIKUMU TAIMERA INTERPOLATORA PRECIZITĀTES STABILIZĀCIJAS METODE"
- LR patents Nr. 15878 A, "IERĪCE UN METODE BIOIMPEDANCES SIGNĀLA KVALITĀTES NOVĒRTĒŠANAI"
Laboratorijas vadītājs
Laboratorijas darbinieki
