Detection of human posture/state in a small room through acoustic frequency characteristics

通过声频特性检测小房间内人体姿势/状态

• 批准号: 22K19893
• 负责人: 中村 健太郎
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19893/
• 关键词: 音響周波数特性; 固有モード; 共振周波数; 人の検知; 姿勢検出; 車室内; 浴室; 見守り

本研究は，浴室やトイレ、車室など個室での人の見守りをプライバシーの問題の少ない室内音響特性によって実現しようとするものであり、主に部屋の音響共振モードとその変化に着目する手法を提案している。一般的な家庭用ユニット・バスの1/1スケール模型を製作し、スピーカとマイクロホンを1つずつ設置し、スイープ音によって部屋の周波数特性を取得する実験を行った。周波数範囲は使用したスピーカの特性から100 Hz～5 kHz程度とし、受信音の振幅特性のみに着目した。1/1模型内に人がいる場合といない場合の周波数特性の差から人の有無を判定できることが確かめられた。この際に、人のいる場合といない場合の振幅周波数特性をそれぞれ数値列と考え、それらの規格化した内積の値を評価指標とした。さらにしきい値を適切に選択することで、立位なのか仰臥位なのかの判定も可能であることがわかった。また、1/4スケールモデルでは、床面に加熱用のニクロム線を設置して温度を変化させた実験を行い、温度変化による音速補正の方法を検討した。また、提案手法により、温度そのものの測定や温度分布の有無の判定の可能性を示すことができた。次に、対象を小型車の車内として、スピーカとマイクロホンを1つずつ用いて周波数特性を取得する実験を行った。車内に人がいる場合といない場合を前述の実験と同様の評価指標によって判定することができた。また、着座位置が異なる場合、1名乗車と2名乗車の違いなども評価指標のしきい値の適切な設定によって周波数特性から区別することができることが確かめられた。また、窓の開閉の判定もできることがわかった。以上の２つの実験から、浴室や車室内のような比較的狭い個室内で、音響周波数特性のみによって人の有無などを検出するという基本的アイディアの有効性が確認できた。

This study は, bathroom や ト イ レ, car room な ど a chamber で の の see keep り を プ ラ イ バ シ ー の の less problems な い indoor acoustic characteristic に よ っ て be presently し よ う と す る も の で あ り, main に izutsu の acoustics resonance モ ー ド と そ の variations change に with mesh す る technique proposed を し て い る. General な family ユ ニ ッ ト · バ ス の 1/1 ス ケ ー ル model を し making, ス ピ ー カ と マ イ ク ロ ホ ン を 1 つ ず つ し, ス イ ー プ sound に よ っ て izutsu の cycle for feature を obtain す る be 験 を line っ た. Cycle for van 囲 は use し た ス ピ ー カ の features か ら degree of 100 Hz ~ 5 kHz と し, trusted の amplitude characteristic の み に with mesh し た. Within 1/1 model に が い る occasions と い な い occasions の cycle for poor characteristics の か ら people の presence of を determine で き る こ と が か indeed め ら れ た. こ の interstate に, の い る occasions と い な い occasions の amplitude frequency number features を そ れ ぞ れ え と test, the numerical column そ れ ら の normalized し た inner product の numerical 価 を evaluation index と し た. さ ら に し き い numerical を appropriate に sentaku す る こ と で, stand な の か supine な の か の decide も may で あ る こ と が わ か っ た. ま た, 1/4 ス ケ ー ル モ デ ル で に は, bed surface heating の ニ ク ロ ム line を set し を て temperature variations change さ せ た be 験 を line い, temperature variations に よ る sound corrected の way を beg し 検 た. Youdaoplaceholder0, proposal method によ, temperature そ <s:1> <s:1> measure や temperature distribution <e:1> whether there is a <s:1> determination of the possibility of <s:1> を show す す とがで た た た. に, like を compact の seaborne car と し て, ス ピ ー カ と マ イ ク ロ ホ ン を 1 つ ず つ with い て cycle for feature を obtain す る be 験 を line っ た. In-car に people が い る occasions と い な を い occasions the foregoing の be 験 と with others 価 の evaluation index に よ っ て determine す る こ と が で き た. ま た, the seat が different な る occasions, a 2 car 乗 と 乗 car の violations い な ど 価 も evaluation index の し き い numerical の appropriate な set に よ っ て cycle for feature か ら difference す る こ と が で き る こ と が か indeed め ら れ た. Youdaoplaceholder0, 窓 <s:1> opening and closing <s:1> determination で で で る とがわ とがわ った った. Above 2 つ の の be 験 か ら, bathroom や car interior の よ う な relative narrow い indoor で, audio frequency Numbers features の み に よ っ て people の presence of な ど を 検 out す る と い う basic ア イ デ ィ ア の have sharper sex が confirm で き た.