Bevegelsesdetektor
En bevegelsesdetektor, også kalt bevegelsesmelder eller bevegelsesføler, er en komponent som bruker en sensor (for eksempel elektrisk eller mekanisk) til å oppdage bevegelse, som for eksempel når personer beveger seg i et område. De brukes til hjemmeautomasjon og byggautomasjon for automatisk utførelse av oppgaver som styring av belysning, åpning av dører, innbruddsalarm, overvåkningskamera og effisient energibruk, med mer.
Aktive og passive sensorer
[rediger | rediger kilde]- En aktiv elektronisk bevegelsesdetektor inneholder en optisk, mikrobølgesensor eller akustisk sensor, samt en sender som sender ut et signal. Mottakeren detekterer endringer i det utsendte signalet.
- En passiv detektor inneholder derimot bare en sensor (altså ingen sender), og registrerer bare en signatur fra omgivelsene (inkludert bevegelige objekter) via emisjon eller refleksjon.
Når en sensor registrerer endringer tolkes det som bevegelse av elektronikken. Rimelige passive infrarøde (PIR) -bevegelsesdetektorer kan typisk oppdage bevegelse på avstander opptil omtrent 4-5 meter. I motsatt ende av skalaen finnes tomografiske detektorer som kan trenge gjennom vegger og hindringer.
Sensorteknologi
[rediger | rediger kilde]
Bevegelse kan oppdages ved å overvåke endringer i:
- Infrarødt lys (passive eller aktive sensorer)
- Synlig lys (kamerasystemer med datamaskinsyn)
- Radiofrekvensenergi (radar,[1] mikrobølge eller tomografi)
- Akustikk (mikrofoner eller andre akustiske sensorer)
- Kinetisk energi (triboelektrisitet, seismikk eller treghetssensorer)
- Magnetisme (magnetiske sensorer, magnetometre)
- Wi-Fi-signaler (tilstedeværelse av for eksemel mobiltelefon)
Flere typer bevegelsesdetektorer er i vanlig bruk:
Passiv infrarød (PIR)
[rediger | rediger kilde]Passive infrarøde detektorer er følsomme for en persons hudtemperatur gjennom utsendt svartlegemestråling ved middels infrarøde bølgelengder, i motsetning til bakgrunnsobjekter ved romtemperatur. Ingen energi sendes ut fra sensoren, derav navnet «passiv».[2] Siden husdyr stråler ut infrarød med andre bølgelengder kan sensorene lages med ulik følsomhet for dyr og mennesker.
Mekanisk
[rediger | rediger kilde]En grunnleggende form for mekanisk bevegelsesdeteksjon er å bruke en mekanisk bryter. For eksempel bruker et mekanisk tastatur en bryter for å bestemme om en tast er «av» eller «på», som indikerer om en tast har blitt beveget eller ikke.
Mikrobølge
[rediger | rediger kilde]Bevegelsesdetektorer basert på mikrobølge oppdager bevegelse gjennom prinsippet bak dopplerradar, og ligner på fartsmåling med radar. En kontinuerlig bølge av mikrobølgestråling sendes ut, og faseforskyvninger i de reflekterte mikrobølgene på grunn av bevegelse av et objekt mot (eller bort fra) mottakeren resulterer i et heterodynsignal ved lav lydfrekvens.
Ultralyd
[rediger | rediger kilde]En ultralydtransduser sender ut en ultralydbølge (lyd med en frekvens som er høyere enn det et menneskelig øre kan høre) og mottar refleksjoner fra objekter i nærheten.[3] Akkurat som med dopplerradar indikerer heterodyndeteksjonen av det mottatte feltet bevegelse. Det detekterte dopplerskiftet er også ved lave lydfrekvenser (for ganghastigheter) siden ultralydbølgelengden på rundt en centimeter er lik bølgelengdene som brukes i mikrobølgebevegelsesdetektorer. En potensiell ulempe med ultralydsensorer er at sensoren kan være følsom for bevegelse i områder der dekning er uønsket, for eksempel på grunn av refleksjoner av lydbølger rundt hjørner.[4] Slik utvidet dekning kan være ønskelig for lysstyring, der målet egentlig er å oppdage eventuell tilstedeværelse i et område, men for å åpne en automatisk dør er en sensor som er selektiv for trafikk mot døren bedre.
Tomografisk bevegelsesdetektor
[rediger | rediger kilde]Tomografi registrerer forstyrrelser i radiobølger mellom node-til-node i et maskenettverk. De har evnen til å registrere over store områder og gjennom vegger og andre hindringer. Radiofrekvens (RF) tomografiske bevegelsesdetekorer kan bruke dedikert maskinvare, andre kompatible trådløse enheter, eller en kombinasjon av de to. Andre kompatible trådløse enheter kan fungere som noder på maskenettverket etter å ha mottatt en programvareoppdatering.[5]
Programvare for videokamera
[rediger | rediger kilde]Med utbredelsen av rimelige digitale kameraer som kan ta opp video har det blitt mulig å bruke slike kamera til å detektere bevegelse ved hjelp av programvare.[6][7] Det er attraktivt for automatisk videoopptak siden det ikke er behov for ekstra maskinvare utover kameraet og en datamaskin. Siden området som observeres normalt er opplyst med dagslys eller uavhengig kunstig belysning kan teknologien betraktes som passiv, men den kan også brukes sammen med nær-infrarød belysning for å oppdage bevegelse i mørket, altså ved hjelp av belysning på en bølgelengde som ikke kan oppdages av menneskers øyne.
Komplekse algoritmer er nødvendige for å oppdage bevegelse når kameraet selv panorerer, eller når bevegelsen til et spesifikt objekt må oppdages i et felt som inneholder annen irrelevant bevegelse, som for eksempel et maleri omgitt av besøkende i et kunstgalleri. Med et panoreringskamera brukes modeller basert på optisk flyt for å skille mellom tilsynelatende bakgrunnsbevegelse forårsaket av kameraets bevegelse og bevegelse fra uavhengig bevegelige objekter.[8]
Bevegelsesdetektor
[rediger | rediger kilde]Fotodetektorer og infrarøde belysning kan støtte digitale skjermer i deteksjon av håndbevegelser ved hjelp av maskinlæringsalgoritmer.[9]
Se også
[rediger | rediger kilde]- Bevegelsesfangst, sporing av bevegelser og konvertering til digitalt format
- Nærhetssensor, detekterer tilstedeværelse av nære objekter uten fysisk kontakt
- Pickup (musikkteknologi), transduser som omformer mekaniske vibrasjoner i et musikkinstrument til et elektronisk lydsignal
- Røykvarsler, enhet som detekterer røyk, brukt til å varsle om brann
- Skumringsrele, tenner en lampe når det blir mørkt og slukker når det blir lyst
- Varmemelder, varmefølsom komponent som reagerer på konvektiv termisk energi, eksempelvis for detektering av brann
Referanser
[rediger | rediger kilde]- ^ Amin, Moeness (14. september 2017). Radar for Indoor Monitoring: Detection, Classification, and Assessment (på engelsk). CRC Press. ISBN 978-1-4987-8200-5.
- ^ Ultrasonicand Passive Infrared SensorIntegrationfor Dual TechnologyUser Detection Sensors
- ^ «What Is an Ultrasonic Motion Detector? (with picture)». Wisegeek.com. Besøkt 27. januar 2016.
- ^ «Technology comparison of Motion Sensors». Besøkt 19. juli 2014.
- ^ «XANDEM – People sensing with wireless networks». Besøkt 14. desember 2020.
- ^ Video motion detection (VMD) Arkivert 2011-10-23 hos Wayback Machine
- ^ Mechanisms of visual motion
- ^ Bewley, A., Guizilini, V., Ramos, F., & Upcroft, B. (2014). Online Self-Supervised Multi-Instance Segmentation of Dynamic Objects. In International Conference on Robotics and Automation (pp. 1296–1303). Hong Kong, China: IEEE. doi:10.1109/ICRA.2014.6907020
- ^ Cho, Youngjun. «US patent: Electronic device having proximity touch function and control method thereof».