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Improvement in thermal camera based occupancy sensor for lighting control

Research Project

Project/Area Number 22K21289
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1001:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionAichi Gakuin University

Principal Investigator

二神 拓也  愛知学院大学, 総合政策学部, 講師 (20962806)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords照明制御 / 画像処理 / 温度カメラ / 赤外線センサ / 在不在制御 / 温度画像 / 人感センサ
Outline of Research at the Start

カーボンニュートラルの実現に向けて照明設備の省エネルギー化が不可欠である.そのため,人感センサと連携して自動で照明を点灯・消灯する照明在不在制御の普及が望まれている.プライバシを保護できるため,普及の推進が期待される人感センサとして,温度画像を処理することで人物を検知する温度カメラ式センサが挙げられる.しかし,実用化されている温度カメラ式センサの検知精度は他のセンサと比べて低く,照明在不在制御の省エネ効果向上に向けて改良の余地があることが明らかになってきた.そこで,本研究は,プライバシの保護が可能な温度カメラ式センサを改良し,照明在不在制御の省エネ効果を向上させることを目的とする.

Outline of Annual Research Achievements

本研究は,温度カメラを用いた人感センサを高度化し,視作業の快適性を維持しつつ,照明制御の省エネ効果を向上させることを目的とする.今年度は,本研究の主要な開発項目とする【課題1】の「温度画像処理技術の改良」を中心に遂行し,【課題2】の「実験データの収集と整理」,【課題3】の「照明在不在制御のリアルタイム試験」も計画に基づいて進めた.【課題1】では,消費電力が低い単画素式の赤外線センサを温度カメラに組み合わせ,プライバシに配慮した人物検知アルゴリズムを提案した.提案手法は,人物の在不在情報に基づいて,使用するセンサを切り替える.消費電力が低い赤外線センサを可能な限り長時間利用し,センシングに要する消費電力量を削減する.さらに,精度の高い温度カメラ式の人感センサを人物検知が難しい場面で活用し,精度低下を回避する.50時間以上の実験データを利用した評価の結果,提案手法はセンシング精度を2.34%以上向上させ,照明の点灯時間を1.35%以上削減させた.また,従来の照明制御と比べ,人感センサと照明の総消費電力量を6.43%削減できることも確認した.これらの研究成果を述べた論文が査読付き論文誌に採録されたため,当初予定通りに研究実績が創出されている.【課題2】については,必要機材を用意し,映像の収集を実施したものの,研究に使用するにはデータの整理を要する.【課題3】については,実験室内にデモンストレーション環境を構築しているため,実験を残すのみとする.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の主要な開発項目とする【課題1】において,温度画像処理技術の改良を達成し,照明とセンサの消費電力量を6%以上削減するアルゴリズムを提案した.この成果が査読付き論文誌に掲載されたため,「(2)おおむね順調に進展している。」とした.【課題2】,【課題3】には遅れがあるものの,関連する成果をまとめた他の論文も査読付き論文誌に掲載されていることを考慮し,進捗状況を評価した.

Strategy for Future Research Activity

今後は,【課題2】と【課題3】の残件を適宜対応しつつ,提案手法のさらなる改良を実現する.既に改良版のアルゴリズムを試作しているため,早急に評価し,有効性を確認する.

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2024

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Occupancy Lighting Control Based on Low-Power Privacy-Preserving Sensor2024

    • Author(s)
      FUTAGAMI Takuya
    • Journal Title

      Journal of the Japan Society for Precision Engineering

      Volume: 90 Issue: 2 Pages: 209-216

    • DOI

      10.2493/jjspe.90.209

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • Year and Date
      2024-02-05
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Experimental evaluation for occupancy lighting control using combination of PIR and image-based sensors2024

    • Author(s)
      Futagami Takuya
    • Journal Title

      SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 32-42

    • DOI

      10.1080/18824889.2024.2310870

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2024-12-25  

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