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モーションディテクターは、センサーを使用して近くの動きを検出する電気デバイスです（モーション検出）。このようなデバイスは、タスクを自動的に実行したり、エリア内の動きをユーザーに警告したりするシステムのコンポーネントとして組み込まれることがよくあります。これらは、セキュリティ、自動照明制御、ホームコントロール、エネルギー効率、その他の有用なシステムの重要なコンポーネントを形成します。これは、機械的または電子的方法のいずれかによって実現できます。[ 1 ]自然生物によって行われる場合、それはモーション知覚と呼ばれます。
アクティブ型電子式モーションディテクターは、光、マイクロ波、または音響センサーと送信機を備えています。一方、パッシブ型モーションディテクターはセンサーのみを備え、放射または反射によって移動する物体からの信号のみを検出します。デバイス近傍の光、マイクロ波、または音響場の変化は、いくつかの技術のいずれかに基づいて電子回路によって解釈されます。ほとんどの低価格モーションディテクターは、約4.6メートル（15フィート）の距離で動きを検出できます。特殊なシステムは高価ですが、感度が向上しているか、検出範囲がはるかに長くなっています。トモグラフィー式モーション検出システムは、検出する電波の周波数がほとんどの壁や障害物を透過し、複数の場所で検出されるため、はるかに広い範囲をカバーできます。
モーションセンサーは、商業用途で幅広く利用されています。一般的な用途の一つは、企業や公共施設における自動ドアオープナーの作動です。また、モーションセンサーは、街路灯やロビー、階段などの通路の照明を点灯させる際に、実際の在室センサーの代わりに広く使用されています。このようなスマート照明システムでは、タイマーで設定した時間だけ照明を点灯させることでエネルギーを節約します。タイマーが切れると、おそらくその場を離れたと判断されるからです。モーションセンサーは、侵入者を検知するために使用される防犯アラームのセンサーの一つにもなっています。また、このようなセンサーは、侵入の可能性を録画するために防犯カメラを作動させることもあります。
モーションコントローラーは、ビデオゲーム機のゲームコントローラーとしても使用されています。カメラを使用することで、 WiiやKinectシステムのように、外部から見える身体の動きを操作に利用することができます。
動きは、以下の変化を監視することで検出できます。
動体検知にはいくつかの種類があり、広く利用されている。
パッシブ赤外線（PIR）センサーは、室温の背景物体とは対照的に、中赤外線波長で放射される黒体放射によって人の皮膚温度に感度を持ちます。センサーからエネルギーが放出されないため、パッシブ赤外線と呼ばれます。[ 3 ]これは、例えば電気眼（通常はモーションディテクターとはみなされない）とは異なります。電気眼では、人や車両が横切ると可視光線または赤外線ビームが遮断されます。これらのデバイスは、人の赤外線放射を拾うことで、物体、人、または動物を検出できます。[ 4 ]
機械的な動作検出の最も基本的な形態は、スイッチまたはトリガーを利用するものです。例えば、タイプライターのキーは機械的な方法で動作を検出しており、各キーはオンかオフかのスイッチとして機能し、キーの動きによって文字が印字されます。
これらはドップラーレーダーの原理で動きを検知し、レーダー式速度計に似ています。連続的なマイクロ波が放射され、物体が受信機に向かって（または受信機から遠ざかって）動くことで反射されたマイクロ波に位相シフトが生じ、その結果、低周波数のヘテロダイン信号が生成されます。
超音波トランスデューサは超音波（人間の耳が聞き取れる周波数よりも高い音）を発信し、近くの物体からの反射を受信します。 [ 5 ]ドップラーレーダーとまったく同じように、受信したフィールドのヘテロダイン検出により動きが示されます。検出されるドップラーシフトも、約1センチメートルの超音波波長がマイクロ波モーションディテクターで使用される波長と似ているため、低いオーディオ周波数（歩行速度）です。超音波センサーの潜在的な欠点の1つは、たとえば角を曲がったときの音波の反射により、センサーがカバー範囲が望ましくない領域の動きに敏感になる可能性があることです。[ 6 ]このような広範囲のカバー範囲は、エリア内のあらゆる存在を検出することが目的の照明制御には望ましいかもしれませんが、たとえば自動ドアを開ける場合は、ドアに向かう経路上の交通を選択的に検知するセンサーの方が優れています。
これらのシステムは、メッシュネットワークのノード間を通過する電波の乱れを感知します。壁やその他の障害物を透過して感知できるため、広範囲を完全に検出できます。RFトモグラフィーモーション検出システムは、専用ハードウェア、他の無線対応デバイス、またはその両方の組み合わせを使用する場合があります。他の無線対応デバイスは、ソフトウェアアップデートを受信後、メッシュ上のノードとして機能できます。[ 7 ]
動画撮影が可能な低価格デジタルカメラの普及に伴い、ソフトウェアを使用して、そのようなカメラの出力を利用して視野内の動きを検出することが可能になった。[ 8 ] [ 9 ]このソリューションは、カメラとコンピュータ以外のハードウェアが不要なため、動き検出によってトリガーされる動画を録画することを目的とする場合に特に魅力的である。観測対象領域は通常照明されている場合があるため、これは別の受動的な技術とみなすことができる。しかし、近赤外線照明と組み合わせて使用することで、暗闇での動きを検出することもできる。つまり、人間の目には検出できない波長の照明を使用する。
カメラ自体がパンしている場合、または、美術館で来場者に囲まれた絵画など、他の無関係な動きを含むフィールドで特定のオブジェクトの動きを検出する必要がある場合は、動きを検出するために、より複雑なアルゴリズムが必要になります。パンニングカメラでは、オプティカルフローに基づくモデルを使用して、カメラの動きによって引き起こされる見かけ上の背景の動きと、独立して動くオブジェクトの動きを区別します。[ 10 ]
光検出器と赤外線照明素子は、機械学習アルゴリズムの助けを借りて、デジタルスクリーンが手の動きやジェスチャーを検出するのをサポートできます。 [ 11 ]
現代の多くのモーションディテクターは、異なる技術を組み合わせて使用しています。複数のセンシング技術を1つの検出器に統合することで誤作動を減らすことができますが、その代償として検出確率が低下し、脆弱性が高まります。例えば、多くのデュアルテクノロジーセンサーは、PIRセンサーとマイクロ波センサーを1つのユニットに統合しています。動きを検出するには、両方のセンサーが同時に作動する必要があります。熱や光の変化によって（パッシブ赤外線）PIRセンサーは作動してもマイクロ波センサーは作動しない場合や、木の枝が動いてもマイクロ波センサーは作動してもPIRセンサーは作動しない場合があるため、この方式では誤報の可能性が低くなります。しかし、侵入者がPIRセンサーまたはマイクロ波センサーのいずれかを欺くことができれば、センサーは侵入者を検出できません。
PIR技術は、精度を最大限に高め、エネルギー消費を抑えるために、他のモデルと組み合わせて使用されることが多い。PIR はマイクロ波検知よりも消費電力が少ないため、多くのセンサーは、PIRセンサーが作動するとマイクロ波センサーも作動するように調整されている。マイクロ波センサー も侵入者を検知すると、警報が鳴る。