Quel capteur choisir pour suivre la présence humaine à l'intérieur?


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Ceci est un projet de loisir sur la domotique. L'idée est celle d'un système distribué de microcontrôleurs bon marché qui prennent des mesures, communiquent, produisent des données et contrôlent des appareils.

L'une des tâches importantes que ce système devrait effectuer est de détecter dans chaque pièce s'il y a des humains à l'intérieur (une distinction éveillée ou endormie serait un bonus excessif :)). Je suis toujours désemparé si cela est réalisable. PIR-s? Webcameras? Des microphones? Des compteurs optiques aux portes? Ultrason?

Puissance de traitement disponible par sortie de capteur: 5MIPS d'instructions avr (RISC 8 bits) pendant 3 secondes = 15 millions d'instructions.

Le scénario d'utilisation typique serait:

  • L'appartement est vide (le système devrait le savoir).
  • La porte s'ouvre et un groupe de 4 personnes entre dans le couloir. (Le système doit savoir que quelqu'un se trouve dans le couloir).
  • Deux personnes se rendent dans une pièce (le système doit suivre leur trajectoire, pièce par pièce, avec un décalage ne dépassant pas plusieurs secondes, et sachant qu'il y a toujours quelqu'un dans le couloir).
  • , l’un d’eux revient, l’autre est assis sur une chaise (le premier doit faire l’objet d’un suivi. Le système doit également savoir dans quelle pièce se trouve la personne assise).
  • Pendant ce temps, les deux autres se promènent au hasard dans une zone de 2 x 2 mètres dans le couloir (enlever les chaussures, suspendre les manteaux) (le système devrait savoir qu'ils se trouvent toujours dans cette zone).
  • On se rend dans une autre pièce, allume la radio et se met en sommeil (le système devrait savoir qu'il y a une personne en train de dormir ).
  • Quelqu'un quitte l'appartement et revient 10 minutes plus tard (ici, la seule condition est que le système sache qu'il y a encore des personnes à l'intérieur).
  • Les trois partent (le système doit savoir qu'il y a encore quelqu'un à l'intérieur).
  • Beaucoup plus tard, le dormeur se lève, se promène pendant une demi-heure puis quitte l'appartement (le système doit suivre sa position par pièce avec un décalage ne dépassant pas quelques secondes et savoir quand il partira qu'il n'y a plus personne à l'intérieur). .

Je n'en ai pas d'animaux de compagnie.


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Je connais un projet visant à suivre des personnes à l'intérieur à l' aide de repères morts et de repères basés sur la RFID . Peut-être un peu exagéré pour un projet de loisir à la maison, mais toujours très chouette.
MichaelHouse

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Les systèmes de comptage de personnes sont très utiles: youtube.com/watch?v=BiTuFXuFoPY&feature=player_embedded . Je pense qu'ils utilisent PIR.
Chris Laplante

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J'ai le même problème, mais nous sommes deux humains et 4 chats dans notre maison. Et PIR ne fonctionne pas de manière fiable avec les animaux domestiques. J'ai testé beaucoup d'entre eux. ils peuvent être calibrés pour filtrer UN des chats, mais quand ils entrent dans une pièce, le PIR se déclenche quand même ...
Axeman

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Je pense que dans la prochaine expérience, je vais essayer une étiquette RFID (sous forme de bracelet, ou de bague, ou quelque chose du genre) et deux lecteurs RFID de moyenne distance sur chaque porte, afin de détecter non seulement le nombre de personnes entrant ou sortant. quitter une pièce, mais aussi qui ils sont (afin que le système puisse avoir une configuration pour chaque personne). Et pour les invités uniques ... nous les menacerons d'une étiquette lorsqu'ils entreront dans la maison ...: D
Axeman

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Un problème très difficile à résoudre complètement et qui explique pourquoi tant de projets de domotique / bureautique échouent carrément ou se transforment en commutateurs manuels on-off fantaisistes ...
Brian Knoblauch

Réponses:


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Surtout pour un projet de loisir à la maison, je commencerais probablement par les capteurs PIR (Passive InfraRed). Ils sont peu coûteux et très efficaces pour détecter quelque chose de chaud, comme un corps humain en mouvement.

Cependant, les capteurs PIR ne détectent pas d'objets chauds et statiques, comme une personne qui dort ou reste assise sur le canapé. Avec suffisamment de capteurs PIR autour de l'endroit, vous pouvez probablement déduire où les gens sont immobiles, par où vous savez qu'il y a eu mouvement et dans quelle direction. Les capteurs PIR ne vous donnent pas de direction, mais suffisamment d’acteurs activés en séquence le font. Par exemple, trois capteurs déclenchés en séquence dans un couloir sont un indice fort que quelqu'un marche dans le couloir dans cette direction. Si vous avez vu des mouvements d'une personne entrant dans une pièce, puis des mouvements dans la pièce, mais rien à l'entrée, vous pouvez alors deviner que la personne qui est entrée est toujours à l'intérieur mais immobile.

Ce système n’est pas infaillible, mais les capteurs PIR sont économiques et d’une sensibilité remarquable. Par conséquent, avec suffisamment d’entre eux, vous pouvez atteindre un niveau utilisable.

Une chose à garder à l'esprit est que d'autres mouvements chauds déclenchent également des capteurs PIR, comme les animaux domestiques. Si vous avez un chien, orientez les capteurs afin qu'ils ne voient qu'un mouvement à quelques pieds du sol, cela vous aidera. Les chats sautent beaucoup, mais ils sont plus petits, alors peut-être qu’il ya un moyen de ne pas se déclencher chez les chats. Ce système sera beaucoup plus facile si vous savez que les humains sont les seules choses qui bougent chaudement.


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Le cas de détection de personne immobile peut être un problème. Il y a quelques semaines, j'ai séjourné dans un hôtel qui utilisait des détecteurs de mouvement pour activer les lumières de la salle de bain. Environ 10% du temps quand j'étais assis / debout immobile, les lumières s'éteignaient. Comme ils sont normalement restés, je suppose que quiconque leur a vendu le système a ajouté une logique pour détecter l’affaire, mais c’était un peu buggé. Je n'ai jamais été capable de discerner une tendance dans son échec.
Dan Neely

Étant donné que vous utilisez un microcontrôleur (ou plusieurs), vous souhaiterez peut-être localement conserver le dernier état de la pièce dans l'unité de contrôle ou le nœud en implémentant une machine à états. Ainsi, même si la personne qui dort est immobile et qu’une signature infrarouge uniforme (pas tout à fait) émane de lui, en sachant depuis la machine de l’État qu’une personne est entrée dans la pièce, le système peut devenir plus conscient des mouvements.
Anshul

@Anshul comment est-ce fait?
MaNyYaCk

@MaNyYaCk Une implémentation très naïve pourrait consister simplement à définir une valeur de bit sur 1 lorsque vous détectez un mouvement, c'est-à-dire l'activation de capteurs dans une séquence de porte à couloir (le premier est le capteur de porte) - entrée, et à 0 lorsqu'il s'agit du dernier capteur tirer. Ceci est bien sûr très trivial et facile à tromper. (C'est ce qui est également dit dans la réponse principale d'Olin ci-dessus). Que se passe-t-il si plus d'un peuple est entré et qu'il ne reste pas tous? Vous voudrez peut-être alors fusionner les informations provenant de nombreux capteurs pour un meilleur modèle de décision.
Anshul

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PIR s. J'ai testé les IRP Matsushita / Panasonic NaPiOn sur mon travail précédent, également pour la domotique, et ils ont bien fonctionné. C'étaient des détecteurs de mouvement, qui réagissaient aux modifications du signal du récepteur, mais vous pouvez utiliser des détecteurs de présence, qui émettent également un signal si le détecteur reçoit un signal statique.

J'ai testé différents types de vêtements, comme un manteau par-dessus un pull-over, et il m'a toujours détecté à plusieurs mètres de distance. Apparemment, le rayonnement de la tête et des mains était déjà suffisant. Donc, je suppose qu'une personne dormant sous une couverture sera également détectée (à moins qu'elle ne soit complètement recouverte par celle-ci).


Vos vêtements se réchauffent considérablement lorsque vous les portez, je pense donc qu'ils iront toujours de la chaleur, mais il est vrai que cela pourrait affecter la précision du système
Gerard

J'ai trouvé le module de température IR suivant pouvant être utilisé pour ce type de capteur: MLX90614ESF. C'est environ 5 USD par unité. Je pense que j'en aurai un à expérimenter. Je suppose qu'il faut utiliser une sorte de lentille similaire à celle utilisée dans les détecteurs de mouvement PIR.
bcelary

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Le PIR est bon pour détecter les humains en mouvement.
Si vous en avez un nombre par pièce, vous pouvez en déduire la présence d’humains non mobing avec un succès raisonnable en suivant les personnes et en décidant où elles se trouvent quand elles disparaîtront "du radar".

Les modules RADAR Doppler autrefois courants pour les ouvre-portes et maintenant largement remplacés par des IRP sont d'excellents détecteurs de mouvement. Vous pouvez faire le vôtre avec une relative facilité. Ils détectent également les chats et les chiens en mouvement, les rideaux qui claquent, etc. La
détection peut être limitée aux humains grâce au filtrage passe-bande de la sortie. On me dit que les articulations humaines produisent des fréquences d'articulation qui sont uniques, en particulier si elles ne sont pas retrouvées à la même fréquence chez les chats et les chiens. On m'a dit que c'était un détecteur de personnes très fiable.

Les ultrasons risquent d'être moins bons que les IRP ou les RADAR

Les autres systèmes que vous mentionnez peuvent être déclenchés dans un rôle de type compteur de faisceau mais ne disposent pas de la capacité de détection de personne réelle de PIR et RADAR.


Je crains que des groupes de personnes ne confondent un PIR avec "suivi de point mort". Par exemple: vous surveillez une salle menant à une pièce et 2 personnes sont entrées dans la pièce et une est sortie. Si les 2 personnes marchaient côte à côte, vous pourriez le voir comme une seule personne, ce qui vous porte à croire qu'il ne reste plus personne dans la pièce alors qu'il y en a 1.

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Pour les points supplémentaires: une personne endormie peut être détectée avec un capteur de force DIY économique. Prenez deux bandes de papier d'aluminium, froissez-les un peu. Puis roulez-les pour former un condensateur. Utilisez un sac en plastique ou une feuille d’aluminium comme isolant / diélectrique.

Serrez ceci sous tout le poids de la base ou du pied du lit / du canapé. Puis mesurez la capacité. Par exemple, intégrez-le à un circuit d'oscillateur et comptez les interruptions, ou comptez les cycles de processeur nécessaires à sa charge.

C'est assez bon pour détecter un oreiller ajouté ou enlevé. Il évoluera avec le temps, mais pourra détecter les événements de manière fiable: poids ajouté, poids enlevé, poids en mouvement. (Oui, j'ai en fait un journal de mes heures de sommeil.) Cela n'aidera pas si quelqu'un décide de dormir par terre, mais c'est un début.


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Je pensais que la détection de la présence était un bon moyen d’utiliser un modèle électronique capable de détecter le poids ou la déformation du sol de la pièce afin de détecter les personnes le poids de la pièce avant la présence d'humains et ce serait la mesure principale comparant le moment où un humain accède à la pièce et détecte ensuite par la différence de poids.


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Je pense que produire un signal radio dans la gamme KHz et que ce dernier mesure les interférences du signal détecté par une antenne à détection longue pourrait fonctionner beaucoup mieux et plus facilement!

Vous pouvez même détecter où se trouve le corps humain grâce à un signal quadracture appliqué à une antenne trasmit avec une résistivité connue.


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Ma solution reste la plus simple des solutions possibles. Un logiciel de détection de mouvement est installé sur mon ordinateur et s'appelle: Yawcam. Ce petit chiot prend des photos de tout ce qui bouge dans mon appartement grâce à ma caméra Web HP 5210. Ensuite, j’ai un détecteur de mouvement à micro-ondes de chien qui aboie qui indique la porte d’entrée.

En guise de touche finale, j'ai collé à l'extérieur de ma porte d'entrée un petit autocollant / une étiquette d'expédition portant le libellé suivant: Surveillance Camera Inside.


En fait, un logiciel de reconnaissance faciale pourrait être la solution. La seule préoccupation majeure est la confidentialité - si le système n’est pas doté d’un vide d’aération, il est possible que quelqu'un tape dans les caméras. Par conséquent, je ne comprends pas pourquoi cette solution est tellement bas = = voté.
Vorac

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La réponse d'Olin Lathrop devrait suffire, mais si vous ajoutez des capteurs de détection du son à votre projet, cela peut augmenter votre taux de détection de la présence humaine.

Essayez de détecter la voix humaine avec des capteurs de détection du son, cela peut être un autre signe de détection de présence dans une pièce ou une salle.

Des capteurs de détection du son sensibles et bon marché sont disponibles sur Internet.


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Je pense à un scanner, qui peut compter le nombre de personnes dans un endroit. nous pouvons utiliser un scanner wi-fi pour cela. si nous voulons savoir s'il y a quelqu'un dans une pièce, placez les détecteurs wi-fi dans les coins de la pièce. scanner la zone dans les détecteurs en utilisant le scanner wi-fi avec nous,. ensuite, il détectera les humains dans la pièce et affichera le numéro.


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