2012年10月9日
呼吸レベルの微細な動きを検知する超高感度人感センサー技術を開発
セキュリティ、見守り分野などへの適用を目指す
OKIは、このたび歩行などの大きな動きから呼吸などの微細な動きまでを区別できる人感センサー技術を開発しました。この技術は安静中の人のわずかな動きでも検知できるもので、日常生活における健康面の異常の予兆把握などへ応用が可能です。OKIは本技術のセキュリティや高齢者・要介護者の見守り分野などへの適用を目指します。
従来技術の比較例：日常生活シーン
無人の室内に入室し椅子に座るシーンの検知例：生活行動の変化を把握できます。
近年、セキュリティや見守り、省エネなどの分野において、人の存在を検知する焦電型赤外人感センサー(注1)が幅広く使われています。この技術は、動いている人の検知には適していますが、安静中の人の検知に課題がありました。OKIは、障害物を透過・回り込む性質をもち、人の大きな動きだけでなく呼吸心拍などの微細な動きに反応できるドップラー効果(注2)を利用したマイクロ波電波センサー(注3)に注目し、高感度に人を検知する方法の研究を行ってきました。
従来から、マイクロ波電波センサーは一部の人感センサー用途に使われてきました。しかし、単一のセンサーで一般家庭の室内全体を広くカバーしようとすると、本来取得したい人の動きだけでなく、室内の空調機器、室外の通行人や車両などの動きにも反応するといった問題があり、自動ドアやゲート監視など、局所的かつ大きな動きを検知する用途以外には適用が困難でした。
OKIは、物体の動きによる揺らぎの違いに着目し、電波センサーの出力から周囲の動く物体の影響を排除しつつ、人体の動きを高精度に抽出する統計的モデルの研究開発を行いました。そして一般家庭で発生しうる環境要因を想定した大量の実験データを収集し、中央大学統計データ解析研究室（鎌倉稔成教授）と共同で分析とモデルの改善を行いました。この結果、呼吸レベルの動きに基づく安静中の人の検知が、環境要因に左右されず高い精度で可能な技術を確立できました。
この技術により、安静状態と活動状態をリアルタイムに区別して検知できます。また検知結果を集約し、生活行動の小さな変化を可視化できます。将来は、呼吸・心拍などのセンシングや異常行動の検出などの機能拡充のほか、クラウド上への集約と分析により、転倒等の異常事態の発生や健康面での異常の予兆を把握し、早急な対処を支援する技術へ発展させていきます。
本技術で利用する電波センサーは、センサー部を露出させる必要がなく目立たないため、プライバシー空間での利用の際も抵抗感を軽減できます。さらに家具や布団を通過しやすく、暖房機器等の熱源や環境温度変化にも強いため、水蒸気・熱環境の多様な浴室でも利用可能です。一般家庭内や病院での見守りや監視などでの応用を期待しています。
今後OKIは、このようなスマートセンシング技術(注4)を活用して、スマート社会実現のためのシステムやソリューションを提供していきます。また、スマートコミュニティやスマートハウスへの実証を通じて、より健全で安心できる社会の実現への貢献をめざしていきます。
なお今回の成果の一部につきましては、7月11日に英国ロンドンで開催されました国際学会ISICT2012（The 8th IEEE International Symposium on Instrumentation and Control Technology）にて発表を行いました。また本研究開発の一部は、独立行政法人科学技術振興機構 研究成果展開事業A-STEPフィージビリティスタディシーズ顕在化タイプにより実施しています。
適用例
用語解説
- 注1：焦電型赤外人感センサー
焦電効果を利用して人などの発する赤外線による温度変化を検知するセンサーです。安価で幅広く普及していますが、静止し温度変化のない物体の検知は原理的にできません。また温度環境の影響を受けやすく、体表面の温度と周囲環境温度の差の少ない夏場は精度が低下しやすいといった課題があります。
- 注2：ドップラー効果
音波や電波などの波の発生源と観測者との速度差によって、波の周波数が異なって観測される現象のこと。速度差に比例して周波数が変化します。また、波が動く物体で反射する際にも発生します。
- 注3：マイクロ波電波センサー
10.5GHz、24GHz等のマイクロ波帯の電波を用いたアクティブ形センサー。電波を発信し、物体等による反射波を受信することで、周囲の物体を検知することができます。ドップラー効果を用いたセンサーでは、主に動く物体の速度を高感度に検出できる特長があります。
- 注4：スマートセンシング技術
画像や電波センサー、加速度センサーなどで得られるセンサー情報を高度なモデリング技術により分析することで、実世界の状況や属性を理解する、OKIで取り組む技術の総称です。
- 沖電気工業株式会社は通称をOKIとします。
- その他、本文に記載されている会社名、商品名は一般に各社の商標または登録商標です。
- 本件に関する報道機関からのお問い合わせ先
- 広報部
電話：03-3501-3835 - 本件に関するお客様からのお問い合わせ先
- 研究開発センタ センシング技術研究開発部
電話：048-431-2481
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