The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
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赤外線
ッ
ンサ 用い 屋
置 行動推定 粒
及び精
検討
Granularity and Precision Investigations of Indoor Human Position and Behavior Estimation
Using Infrared Array Sensors
岡田遼
郎
*1矢入郁子
*1Ryotaro Okada Ikuko Yairi
*1
智大学大学院 理
学研究科 理
学専攻 情報学領域
Graduate Schools of Science and Technology, Sophia University
Recently, system developments for nursing and monitoring are getting noticed in Japan, which has been entered into super aged society. The sensing system that identifies indoor human locations and behaviors was developed in our past studies. The sensing system has low privacy issue because law data from that have high degree of abstraction by using infrared array sensors. This article shows a result of granularity and precision investigations of indoor human position and behavior estimation, which was found through analyses of time-series infrared array data from experiment of a blind or an old person.
1.
めに
超高齢社会 突入 日本 ， 護や見守
対 ニ 高 い ． ニ ン
見守 や防犯 基本 あ ，
プ 空間 用い こ ，見守 対象者 生活 プ
バ 侵害 こ 恐 あ ． ，見守
求 仕様 対象者 異 ，例え
， ッ 落 い あ 特定 行動 知
[大 2010] 全 見守 対象者 ニ 応え
こ い． ，あ ゆ ニ 満 構築
多大 設備費用 う 現状
あ [ 藤 2001]．
本研究 ，こ 問題 解決 ，人 プ
空間 け プ バ 侵害 ，見守 多様 ニ
柔軟 対応 能 ， コ 実現 能 見守
構築 こ 目的 ．本稿 ，新 行 視
覚障害者 対象 実験結果 ，壁 赤外線 ンサ
設置 こ 実現 ，新 見守 能
性 い 述 ．
2.
屋内行動モニタリングシス ム
2.1 赤外線ア イセンサを用いた ータ ガー
筆者 屋 見守 け プ バ 問題 解決
，生 抽象 高い赤外線 ンサ 用い ，
電力 取 付け 容易 ， 分
析 屋 行動 ニ ン 開発 行 ．
，開発 示 ． 搭載さ
赤外線 ンサ Grid-Eye 8× 素 素子 持 い ．こ ンサ microSD 組
合わ ， ンサ 得 値 ， 時刻
ッ ュ 取得 ， 時 フ 記録 ．
ンサ類 制御 コン Arduino Uno 用い ，
9600mAh バッ 給電 ．
赤外線 ンサ 用い
2.2 モニタリングシス ム概要
本研究 赤外線 ンサ 用い 井
取 付け，人 状態 行動 ニ ン 行う．以
う ，屋 け 床面 標 対応 赤外線値 収集 ，
標 け 温 差 用い こ ，人 置や姿
勢 検出 方法 用い ．作 屋
井 向 取 付け，人 置 赤外線分布 取得 ．
筆者 こ ， 井 取 付け 収集
，サ ン SVM 用い 分類
こ ，屋 人数や椅子 腰掛け い 状態 推定 ，高い
精 能 あ こ 示 [岡田 2013]．こ
サンプ ン 10fps，温 分解能 0.25℃ あ
．赤外線 ンサ 視 角 60° ，
収集 範 ， 井 高さ 依存 ．
ニ ン 概要
連絡先 岡田遼 郎， 智大学大学院理 学研究科理 学
専攻情報学領域， ，東京都千代田区紀尾井
， @y iri t
The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
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3.
独居視覚障害者見守り実験
視覚障害者 対象 ，本 使 収集 行い，
こ 程 ，特徴的 行動 取得 検証
行 ．協力 被験者 ， 人暮 い 全盲
歳 男性 あ ．こ 被験者 自宅 井
複数個設置 ，被験者 行動 赤外線 記録
． ，こ 実験 被験者 視覚障害者 特徴的 行動
ほ 赤外線 ンサ 収集 検証 ，
動 撮影 時 行 ．
動 参照 収集
温 見 ，被験者 い 置 変化 ，温 値分布
細 く現 い ．具体的 ，わ 置 変化
，温 値 一番高い 素 変化 い ． ， い 状
態 ，立 い 状態 方 近 く ，温
値 高い 素 増え ． 状況 赤外線値 対
応関係 示 ．
被験者 場所
椅子 PC 操作 中央 床 起立
，例え 椅子 腰掛け い 状態 ， い
向 や，腰掛け 深さ 温 値分布 異 い ． ，頭
傾い い ンサ部分 対 首 露出部分 多い場合 ，
首 発 赤外線 多く感知 ，直立 い 場
合 比 温 値 高く 傾向 あ ．以 ，収集 温
小さ 姿勢 変化 分類 能性 あ ．
状況 赤外線値 対応関係 示 ．
被験者 椅子 着席中 状態
操作 中央 机 方 身 乗 出
机 平行 向
こ 結果 ，視覚障害者 生活 い ，被験者 細
置や姿勢 分類 こ 能 あ ， 回作
視覚障害者 見守 利用 能性 あ ．
，実験後 被験者 対 ン 行 こ ，
存在 全く気 ， 段通 行動 い
回答 得 ． ，赤外線 共有 い 了
得 こ ．こ こ ，被験者 こ 方法 い
プ バ 侵害さ い 感 こ く，赤外線
分析 用い こ 抵抗 い いうこ 言え ．一方，視
覚障害者 い 屋 ，慣 あ 壁 ぶ
， 間違え ， こ い わ く う 状況
あ いう．こうい こ ，特 広い部屋 起こ や い 考
え ． 回 用い ，人 こ うい 状
況 あ 推定 能 あ ， うい 支援 応用
こ ．
4.
加速度
ータを付加 た見守り実験
4.1 高齢者歩行時加速度 ータ 特徴
次 高齢者 対象 ，本 使 収集 行
．高齢者 屋 け 転倒 危険性 高く，怪
う け く，転倒 こ 恐 行動 こ 制限
うこ あ ． う 行動 制限 高齢者 体力 減
退さ ，認知症 悪化さ ， 悪循環 生 要因
一 い ．以 う 背 ，自宅 け 高齢
者 転倒 結び く う 行動 検出 ，転倒 危険
存在 知 こ 応用 能性 あ ．
加速 ，人間行動 測定 適 ，加速
用い 人間行動分析 多く 研究 さ い [新井
2011]．加速 赤外線 様 生 抽象
高く，人 見 プ 情報 知
こ い ，本研究 プ バ 配慮 屋 見守
目的 適 い いえ ．
以 踏 え，本実験 ， 歳 女性 健常高齢者 ，
彼女 居 歳 男性 健常者 対象 ，赤外線
ンサ 用い 収集 加え，加
速 ンサ 収集 付加 実験 行 ．こ 実
験 ，高齢者 自宅 井 赤外線 ンサ 用い
複数取 付け こ 加え ，高齢者 腰
iPod touch 取 付け，被験者 加速 記録 ．
収集 日間行 ． 本実験 得
加速 示 ．
健常者 歩行 高齢者 歩行 加速 波形
得 加速 参照 ， 被験者 歩
方 違い 現 い こ わ ．例え ，歩く ，地
面 蹴 力，脚 荷 荷，歩行 ぶ あ ．
4.2 赤外線ア イ ータと加速度 ータ 統合
ンサ 不具合 ，高齢者 被験者 実験 赤外線
収集 ， 自宅
歳 健常男性 被験者 ，赤外線 ンサ 用い
，iPod touch 使 ， 様 実験 再 行
．こ 実験 得 加速 赤外線
参照 ，加速 歩行動作や着席動作，静 状
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，赤外線 ，独居視覚障害者見守 実験
様 ，被験者 い 置 変化や，起立時や着席時 変化
温 値分布 現 い ．以 う 加速 赤外
線 特徴 組 合わ こ ，抽象
高い 二種類組 合わ こ ，特定 具体的
行動 確 抽出 能性 あ ．
着席時 加速 波形 赤外線分布
加速 人間行動 分類 研究 多く さ
，こ 様々 応用方法 考え ．例え ，
加速 被験者 行動状況 推測 ，部屋
組 合わ こ ，被験者 場所 行動 結び付け こ
， う 危険 起こ う 予測 こ
考え ．
5.
壁へ
ータ ガー設置
5.1 実験状況
井 取 付け 評価 行
，実験 行 いく ， 井 設置
困 場合 あ ， 井以外 場所 設置
こ ，本見守 利用 方 良い いう意見
あ ． ，最悪 場合， 井 落
場合 考え ，部屋 い 人 ぶ 怪
う恐 あ ．
こ 筆者 ，壁面 設置 見守
能性 い 考え ．壁面 取 付け
， 井 取 付け 容易 ，取 付け 最中 怪
危険性 少 い． ，壁 取 付け 万一
落 ，被験者 い 置 い場所
取 付け ，致命的 怪 危険性 井
取 付け 場合 い．
，壁面 取 付け 場合， う 特徴
あ 得 こ 興味 あ ， 井 取 付
け 赤外線 組 合わ こ
新 い発見 あ 能性 あ ．以 う 点 踏 え ，
本章 壁面 取 付け 収集実験
行い，得 う 特徴 持 い ，
評価 結果 報告 ．
こ 実験 被験者 23歳 男性 ，実験 行 場所 彼
自室 あ ． 部屋 間取 ，壁面
設置場所 示 ． い ，壁面 設置
，壁面 対 部屋 側 鉛直方向 向い い ．
部屋 間取 部屋 設置 場所
こ う 壁面 個取 付け こ 加え ，
実験 様 ， ッ 真 井 向
個設置 ．
5.2 収集 ータ 特徴
次 ，こ 実験 得 特徴 い 考察 ．
椅子 机 向 い ， ッ 腰掛
け い ， ッ 仰向け 寝 い 赤外線
示 い ． ，こ い ，赤外線
， ッ 井 ， け 壁面
， け 壁面
表 い ．
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ッ 腰掛け い 状況
ッ 仰向け 寝 い 状況
こ 状況 ， ッ 井 取 付け 赤外線
ンサ 違い 分類さ う ，
壁面 取 付け 赤外線 ，
状況 赤外線 値 全く異 い こ
わ ．
具体的 ，本棚 横 壁面 設置 壁面
，被験者 ッ い 場合 ，ほ 赤
外線値 示さ い．逆 ，椅子 腰掛け い や，本棚
立 い 場合 高い赤外線値 示 ，被験者 姿勢
細 い状況 こ ．
ッ 横 壁 設置 壁面 ，
椅子 腰掛け い 赤外線値 広 小さく， ッ
腰掛け い 場合 赤外線値 広 大 い．
以 う こ 踏 え ，壁面 設置
場合 ，設置場所 距 赤外線値 広 推測
こ ， 距 近い場合 ， 被験者 姿
勢 細 い情報 得 いう特徴 あ ．
5.3 将来について
壁面 設置 ，部屋 全 領域
ン ン 多 必要 う
，あ 特定 場所 け 状況 細 く見守 い場合 ，
壁面 利用 有効 手段 いえ ． ，
見守 け 本 方向性 ， 井 設置
，被験者 部屋 置や状況
把握 ，例え 転倒 危険性 高い 段や ッ 周 ，
詳細 状況 見守 い う 場合 ， 壁面
設置 う 使い方 う い．
うい 使い方 実現 こ ，人 異 様々
見守 ニ 対 ，柔軟 対応 こ 能 考え
．現在 試作段 あ ， あ
5000 程 製作 こ 能 あ ． 産
コ 製作 こ 考え ，本
価格 誰 利用 う ．
6.
おわりに
本研究 人 プ 空間 い プ バ 侵害
，見守 多様 ニ 柔軟 対応 能 ，
コ 実現 能 見守 構築 こ 目的
い ．本稿 新 行 視覚障害者 対象 実験結
果 ，高齢者 対象 加速 ンサ 追加 実験結果，
壁 赤外線 ンサ 設置 こ 実現 ，新
見守 能性 い 述 ．
視覚障害者 対象 実験 ，椅子 腰掛け 状態
細 い姿勢 変化 赤外線 現 い こ
わ ， ン 分 見守 ニ 満 能
性 明 ． ，高齢者 対象 行 実験 ，加速
赤外線 組 合わ こ ，特定 場
所 け 転倒 危険性 検出 能性 あ こ わ
．最後 ， 井 壁 設置 こ
， 井 取 付け 場合 異 特徴 持 赤外線
得 ，特定 状況 い ， 詳細 精 く見
守 能性 明 ． 後 井 壁 両方
設置 多く 収集 ，対象
柔軟 対応 う 見守 実現 向け 前進
い 考え い ．
謝辞
本研究 ( ) コ 先端 術研究支援 ン (SCAT)
助 実施さ ．
参考文献
[ 藤 2001] 藤 知 : 生活 支え ッ ワ 知能機械 − ッ 試 ，東芝 ュ Vol.56 No.9，
2001．
[大 2010] 大 久和，西田 佳 ，金 一雄，本村 陽一，
溝口 博: ッ 逿具 ン 用い 逿び行動
ン ン ン 第 報 –分散 荷 ンサ ッ ワ
用い 小学生用 ッ ン 逿具型 ンサ 開発
大規模 ン 行動 計測−， ニ
講演会講演概要集，一般社団法人日本機械学会, 2010．
[岡田 2013] 岡田 遼 郎，矢入 郁子: プ バ 配慮
屋 行動 ニ ン 提案，人 知能学会
全国大会論文集 1D3-6，一般社団法人人 知能学会,
2013．
[新井 2011] 新井 智之，柴 喜崇，渡部 修一郎，柴田 博:
10m歩行 け 歩行周期変動 遀動機能，転倒 関連
—小型加速 計 用い 測定—，理学療法学 第38巻第3
