बिल्लियाँ, कुत्ते, और पर्दे: मूवमेंट कंट्रोल डिज़ाइन करना जो पालतु जानवरों की परवाह किए बिना लोगों को जवाब देता है

[लेख]

स्मार्ट होम का वादा अक्सर सुबह दो बजे समाप्त हो जाता है, जब एक बिल्ली गति संवेदक को ट्रिप कर देती है और लिविंग रूम को प्रकाश से भर देती है। यह तब खत्म हो जाता है जब हॉल में घूम रहा कुत्ता सिर्फ लोगों के लिए बने स्विच को सक्रिय कर देता है, या जब हवा में हिलती परदा निवास के रूप में गलत समझा जाता है। कुछ ही हफ्तों में, निराश गृहस्वामी या तो संवेदक की संवेदनशीलता को कम कर देता है ताकि वह असली लोगों को न पहचान सके या पूरी तरह से स्वचालन को बंद कर देता है। निर्धारित दक्षता एक परेशानी बन जाती है, और महंगे हार्डवेयर अस्थायी रूप से बेकार बैठते हैं।

यह तकनीक की विफलता नहीं है। यह विन्यास की विफलता है। वह भौतिकी जो एक संवेदक को हरकत का पता लगाने की अनुमति देती है, स्वाभाविक रूप से जर्मन शेफर्ड को एक मानव वयस्क से अलग नहीं करती है। लेकिन उन दोनों विषयों के स्थान कब्जा करने, ताप उत्पन्न करने और गतिशील होने में अंतर वास्तविक और इस्तेमाल किए जा सकते हैं। सही सेटअप के साथ, उन अंतर को विश्वसनीय भेदभाव में बदला जा सकता है।

समाधान अधिक संवेदनशील हार्डवेयर या महंगे AI-चालित कैमरों का नहीं है। यह तीन यांत्रिक रणनीतियों का अनुशासनपूर्ण उपयोग है: संवेदक के ऊर्ध्वाधर दृश्य क्षेत्र को आकार देना, माउंटिंग ऊंचाई का सावधानीपूर्वक चयन करना, और संवेदनशीलता सीमा को ट्यून करना। इन तकनीकों का संयोजन जंगली जानवरों और आकस्मिक हरकत से झूठे ट्रिगर्स को कम करता है, जबकि मजबूत मानव पहचान बनाए रखता है। इसका परिणाम ऐसी स्वचालन है जो काम करता है।

त्याग समस्या: जब पालतू जानवर स्वचालन तोड़ते हैं

आसपास की चक्रीयता उदास कर देने वाली परिचित है। एक नया गति संवेदक फैक्ट्री सेटिंग्स के साथ स्थापित किया जाता है, अक्सर एक सुविधाजनक ऊंचाई पर बजाय एक आदर्श ऊंचाई के। कुछ दिनों के लिए, यह पूरी तरह से काम करता है। जब कोई व्यक्ति कमरे में प्रवेश करता है तो लाइट स्वचालित रूप से जल जाती है। सिस्टम को बुद्धिमान लगता है।

फिर बिल्ली अपनी nightly गश्त शुरू करती है। कुत्ता बेधड़क एक सोने वाली जगह से दूसरी पर moves करता है। संवेदक ट्रिगर होता है, लाइटें जल जाती हैं, और नींद अशांत हो जाती है। शुरू में, यह बस एक परेशानी है। लेकिन सप्ताह में दर्जनों झूठी क्रियाशीलताओं के साथ, समस्या प्रणालीगत बन जाती है। गृहस्वामी इसे कम संवेदनशीलता बढ़ाकर मुकाबला करता है। यह कुछ समय के लिए मदद करता है। लेकिन जल्द ही सिस्टम वास्तविक मानव उपस्थिति को छोड़ने लगता है—कोई व्यक्ति धीरे-धीरे मूव कर रहा है, अजीब कोण से प्रवेश कर रहा है, या पता लगाने के क्षेत्र के किनारे पर चल रहा है। स्वचालन दोनों दिशाओं में अविश्वसनीय हो गया है।

छोड़ देना ही एकमात्र तार्किक प्रतिक्रिया है। वादा किया हुआ सुविधा एक रखरखाव का काम बन गई है। हार्डवेयर दीवार पर स्थिर रहता है, निष्क्रिय, जब घरवाले स्विच को हाथ से उलटने का काम करते हैं। यह परिणाम असामान्य नहीं है; यह पालतू जानवरों वाले घरों में गति नियंत्रण का प्रमुख विफलता मोड है। नुकसान केवल हार्डवेयर की लागत नहीं है, बल्कि वह लगातार ऊर्जा बर्बादी भी है जिसे सिस्टम रोकने का इरादा रखता था।

मूवमेंट सेंसर्स सब कुछ कैसे पता लगाते हैं

पैसिव इनफ्रारेड (PIR) सेंसर, आवासीय स्वचालन का कार्यशाला, मुख्य रूप से हीट-डिफ्रेंशियल डिटेक्टर होते हैं। हर वस्तु जो शून्य से गर्म होती है, इनफ्रारेड ऊर्जा का उत्सर्जन करती है। एक PIR सेंसर एक विशेष पाइरोइलेक्ट्रिक तत्व का उपयोग करता है, आमतौर पर दो या अधिक क्षेत्रों में विभाजित, इस परिवेशीय इनफ्रारेड क्षेत्र में परिवर्तनों को मापने के लिए। जब एक गर्म शरीर एक क्षेत्र से दूसरे में स्थानांतरित होता है, तो तत्व एक छोटी वोल्टेज भिन्नता उत्पन्न करता है। यदि वह संकेत एक निश्चित सीमा को पार कर जाता है, तो सेंसर एक डिटेक्शन रिपोर्ट करता है।

एक PIR संवेदक कोई भी दृश्य दृष्टि में “देखता” नहीं है। यह तापीय गति को रजिस्टर्स करता है। इसलिए यह बिल्ली को आसानी से इंसान के रूप में पता कर लेता है। दोनों गर्म शरीर हैं जो ठंडी दीवार या फर्श के खिलाफ तापमान का अंतर बनाते हैं। जैसे ही बिल्ली मूव करती है, यह संवेदक के पहचान क्षेत्र के बीच स्थानांतरित हो जाती है, और मानव जैसी ही सिग्नल उत्पन्न करती है। किसी व्यक्ति से सिग्नल मजबूत हो सकता है, लेकिन मूल घटना समान है। संवेदक का आकार या हाइट का कोई अंतर्निहित विचार नहीं है। यह बदलाव पर प्रतिक्रिया देता है।

माइक्रोवेव संवेदक अलग सिद्धांत का प्रयोग करते हैं, लेकिन उसी समस्या का सामना करते हैं। वे एक सतत, कम शक्ति वाली रेडियो फ़्रीक्वेंसी सिग्नल भेजते हैं और परावर्तन में डॉप्लर शिफ्ट की सुनवाई करते हैं। कोई भी वस्तु जो संवेदक की ओर या उससे दूर मूव कर रही हो, परावर्ती तरंग की फ़्रीक्वेंसी को बदल देगी। कमरे में टहल रहा कुत्ता भी मानव की तरह ही मापने योग्य डॉप्लर शिफ्ट उत्पन्न करता है। PIR की तरह, माइक्रोवेव संवेदक केवल जानता है कि कुछ मूव कर रहा है, न कि क्या मूव कर रहा है।

डिफ़ॉल्ट रूप से, दोनों संवेदक प्रकार समावेशी होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे पकड़ने के लिए बनाए गए हैं कोई भी हरकत, जो कि एक सुरक्षा प्रणाली के लिए आदर्श है लेकिन घर स्वचालन के लिए विफल है जो केवल लोगों को प्रतिक्रिया देना चाहिए। बिना विशिष्ट सीमाओं के, संवेदक ईमानदारी से हर पालतू, हर हिलते पर्दे, और यहां तक कि उसकी लेन्स के सीधे ऊपर से रेंगने वाले बड़े कीड़े को रिपोर्ट करेगा।

पालतू जानवरों और लोगों के बीच उपयोग करने योग्य अंतर

तो हम एक साधारण संवेदक को और अधिक स्मार्ट कैसे बनाएं? हम लोगों और पालतू जानवरों के बीच भौतिक अंतर का उपयोग करते हैं।

प्रथम और सबसे विश्वसनीय भिन्नता लंबवत स्थिति है। खड़ा या बैठा हुआ वयस्क उस ऊंचाई सीमा को घेरता है जो एक बिल्ली या छोटे कुत्ते के पास नहीं होती। यहाँ तक कि चौपायों वाले बड़े कुत्ते का शरीर का ताप और भार इंसान की तुलना में जमीन से बहुत नीचे रहता है। अधिकांश मानवीय hareketfloor से तीन फीट ऊपर होती है; अधिकतर पालतू जानवरों की हरकतें सबसे नीचे दो फीट में केंद्रित होती हैं। यह लंबवत दूरी हमारा प्रमुख लाभ है।

दूसरा भिन्नता तापSignature का आकार है। मानव शरीर एक छोटी जानवर की तुलना में बड़ा इन्फ्रारेड स्रोत है, जो एक बड़ी ऊर्ध्वाधर क्षेत्र में फैला होता है। इसका अर्थ है कि एक व्यक्ति सामान्यतः एक मजबूत, अधिक स्थायी संकेत उत्पन्न करेगा। हालांकि, यह कारक ऊंचाई की तुलना में कम विश्वसनीय है क्योंकि दूरी चीजों को जटिल बना देती है। एक बिल्ली जो सेंसर के बहुत पास है, उतनी ही मजबूत संकेत उत्पन्न कर सकती है जितना कि एक व्यक्ति जो दूर है। आकार एक उपयोगी द्वितीयक फ़िल्टर है, लेकिन केवल वही नहीं हो सकता।

तीसरा भिन्नता, चाल का पैटर्न, सबसे कमजोर है। लोग और पालतू दोनों ही गति में परिवर्तन करते हैं। रात में धीरे चलने वाला व्यक्ति उस बिल्ली की तरह धीरे चल सकता है जो शिकार कर रही है। दरवाज़े की ओर भागता हुआ कुत्ता आदमी से तेज़ चलता है। जबकि कुछ उन्नत प्रणालियां चाल का विश्लेषण करने की कोशिश करती हैं, ये तरीके अधिकांश घरों के लिए बहुत नाजुक हैं। हमारे उद्देश्यों के लिए, चाल का पैटर्न एक विश्वसनीय चर नहीं है।

लंबवत क्षेत्र-फॉर्मिंग: इंजीनियरिंग ब्लाइंड जोन

सबसे प्रभावी रणनीति एक इंजीनियरिंग ब्लाइंड स्पॉट बनाना है। दृश्य क्षेत्र को आकार देना जानबूझकर सेंसर के पता लगाने वाले क्षेत्र को उस ऊर्ध्वाधर क्षेत्र से बाहर कर देता है जहाँ पालतू रहते हैं और चलते हैं। यह एक यांत्रिक समाधान है, सॉफ्टवेयर फ़िल्टर नहीं।

एक PIR सेंसर का फ्रेस्नेल लेंस विशिष्ट कोणों से इन्फ्रारेड उर्जा को केंद्रित करने के लिए विभाजित किया गया है। इस लेंस के भागों को भौतिक रूप से मास्क करके, या जानबूझकर मृत क्षेत्रों के साथ डिज़ाइन किए गए लेंस का उपयोग करके, हम सेंसर को उसके दृश्य क्षेत्र के निचले हिस्से के प्रति असंवेदनशील बना सकते हैं। मंजिल के स्तर का क्षेत्र बस पता लगाने की ज्यामिति से हटा दिया जाता है।

एक सही आकार का “पालतू-प्रतिबंधित” सेंसर मंजिल से लगभग दो से ढाई फीट ऊपर तक एक ब्लाइंड क्षेत्र रखता है। उसके नीचे चलने वाली बिल्ली अदृश्य रहती है; उसकी उत्सर्जित इन्फ्रारेड ऊर्जा कभी भी सेंसर के सक्रिय क्षेत्रों पर फोकस नहीं होती। लेकिन जब कोई व्यक्ति उसी स्थान में चलता है, तो उसकी छाती और सिर सक्रिय ऊपरी क्षेत्रों से गुजरते हैं, और सेंसर तुरंत ट्रिगर हो जाता है। यह एक संभावना का खेल नहीं है; यह ज्यामितीय निश्चितता है। सेंसर मंजिल को नहीं देख सकता, जैसे कि छत की ओर इशारा करने वाला कैमरा नहीं देख सकता।

यह तकनीक आश्चर्यजनक रूप से प्रभावी है, लेकिन इसकी सीमाएँ हैं। एक बहुत बड़ा कुत्ता, जिसका सिर और कंधे सक्रिय क्षेत्र के निचले किनारे को रौंद सकते हैं। दूसरी एक चढ़ने वाली पालतू है। एक बिल्ली जो काउंटरटॉप पर कूदती है या सोफ़े के पीछे चढ़ती है, उससे अपने आप को सक्रिय क्षेत्र में उठा लेती है और सेंसर को ट्रिगर करती है। ये विधि की विफलताएँ नहीं हैं, बल्कि इसकी सीमाओं का स्वीकृति है।

माउंटिंग ऊंचाई को आधार माना गया

जितना ऊँचा सेंसर माउंट किया जाता है, उसकी नीचे की दृष्टि का कोण उतना ही sharper होता है। यह तीखा कोण दृश्य क्षेत्र को संकुचित कर देता है, जिससे पता लगाने की निचली सीमा प्रभावी रूप से ऊपर उठ जाती है। छः फीट पर, एक सेंसर का एक अंधा क्षेत्र मंजिल से दो फीट का हो सकता है। उसी सेंसर को आठ फीट पर माउंट करें, और अंधा क्षेत्र लगभग तीन फीट तक विस्तारित हो सकता है। ऊंचाई पालतू प्रतिबंध का मूल आधार है।

इसीलिए, पालतू-प्रतिबंधित सेंसर के इंस्टॉलेशन गाइड माउंटिंग ऊंचाई के बारे में बहुत विशिष्ट हैं। मानक स्विच की ऊंचाई पर स्थापित सेंसर (करीब चार फीट) का एक शुष्क नीचे का कोण होता है और लगभग कोई मंजिल का अंधा क्षेत्र नहीं होता है। यह सभी चीजों को देख सकता है। उसी सेंसर को सात या आठ फीट पर स्थापित करें, और इसे महत्वपूर्ण प्रतिबंध प्राप्त होता है क्योंकि पालतू का ताप signature, जो मंजिल के पास केंद्रित होता है, कभी भी सेंसर के सक्रिय खोजक शंकु से नहीं मिलता।

विनिमय थोड़ी सी क्षैतिज कवरेज में कमी है, क्योंकि ऊँचे माउंटेड सेंसर उसके ठीक नीचे एक छोटी मृत क्षेत्र बना देता है। अधिकांश कमरों के लिए, यह एक समस्या नहीं है। बहुत बड़े स्थानों में, यह बेहतर हो सकता है कि दो रणनीतिक रूप से रखे गए सेंसर का उपयोग किया जाए बजाय एक ऐसे यूनिट के जिसे नाकाबिलियत ऊंचाई पर रखा गया हो।

यदि आप छेद नहीं कर सकते, तो रचनात्मक बनें। एक ऊंची किताबों की अलमारी, एक स्वतंत्र खंभा, या फर्नीचर पर एक ब्रेस्केट का उपयोग करें ताकि सेंसर को आवश्यक ऊंचाई तक पहुंचाया जा सके। माउंटिंग विधि गौण है; ऊंचाई ही सब कुछ है।

सेंसिटिविटी टियर्स: अंतिम डायल

संवेदनशीलता न्यूनतम सिग्नल शक्ति को परिभाषित करती है जिसकी आवश्यकता किसी खोज को ट्रिगर करने के लिए होती है। इसे वॉल्यूम नॉब की तरह समझें। संवेदनशीलता को कम करने से आवश्यक सिग्नल सीमा बढ़ जाती है, जिसका अर्थ है कि एक बड़ी या करीब गर्मी का स्रोत घटना को ट्रिगर करने के लिए आवश्यक है।

फील्ड-ऑफ़-व्यू shaping और माउंटिंग हाइट के भारी काम करने के बाद, संवेदनशीलता ट्यूनिंग अंतिम फ़िल्टर का कार्य करती है। यह किनारे के मामलों को प्रबंधित करने में मदद करती है, जैसे कि बड़ा कुत्ता जिसकी कंधे एक्टिव ज़ोन को छूते हैं या बिल्ली जो कभी-कभी नीचे टेबल पर चढ़ जाती है। मनुष्यों का विश्वसनीय रूप से पता लगाने के लिए संवेदनशीलता को इतना उच्च सेट करें कि ये मामूली पालतू संकेत_threshold से नीचे रहे, जिससे आप अतिरिक्त त्रुटि मार्जिन प्राप्त करते हैं।

मिठास बिंदु खोजने के लिए पुनरावृत्ति आवश्यक है, गणना नहीं। कमरे के किनारे पर एक छोटे व्यक्ति और केंद्र के करीब एक बड़े कुत्ते के बीच सिग्नल की ताकत में फर्क बहुत महीन हो सकता है। इसे बहुत कम सेट करें, तो आप लोगों को मिस कर देंगे। इसे बहुत अधिक सेट करें, तो कुत्ता इसे ट्रिगर करेगा। लक्ष्य है उस बिंदु को खोजना जहाँ मानव पता लगाने में विश्वसनीय हो और पालतू ट्रिगर एक सहन करने योग्य, लगभग शून्य आवृत्ति तक कम हो जाएं। कुछ उन्नत सेंसर दिन और रात के लिए अलग-अलग संवेदनशीलता स्तर की अनुमति भी देते हैं, जब झूठे ट्रिगर सबसे अधिक बाधक होते हैं।

छोटे घरों में केवल माइक्रोवेव क्योंFails

माइक्रोवेव सेंसर कभी-कभी श्रेष्ठ समाधान के रूप में विपणन किए जाते हैं, जो अपने डोप्लर हस्ताक्षर से वस्तु की वेग और द्रव्यमान का विश्लेषण करने में सक्षम होते हैं। व्यापक स्थान में, यह काम कर सकता है। छोटे, सुसज्जित कमरे में, भौतिकी टूट जाती है।

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समस्या है मल्टीपाथ रिफ्लेक्शन। सेंसर का सिग्नल सिर्फ लक्ष्य तक नहीं जाता और वापस नहीं आता; यह दीवारों, फर्नीचर और उपकरणों से टकराता है। ये रिफ्लेक्शन शोरगुल और उतार-चढ़ाव वाली सिग्नल वातावरण बनाते हैं। एक छोटी चल रही बिल्ली रचनात्मक इंटरफेरेंस से बहुत बड़ी दिखाई दे सकती है, जबकि एक व्यक्ति प्रतिबंधात्मक इंटरफेरेंस के कारण छोटा दिखाई दे सकता है। आकार के आधार पर भिन्नता करने वाली सेंसर की क्षमता पूरी तरह से अविश्वसनीय हो जाती है। एक सामान्य रसोई या बेडरूम में, माइक्रोवेव-केवल सेंसर अक्सर खराब कॉन्फ़िगर PIR की तुलना में अधिक झूठे पालतू ट्रिगर उत्पन्न करता है।

डुअल-टेक्नोलॉजी सेंसर, जो PIR और माइक्रोवेव को मिलाता है और दोनों व्यवसायों पर सहमति होने पर ही ट्रिगर करता है, एक बहुत बेहतर दृष्टिकोण है। PIR ऊंचाई और क्षेत्र-आधारित shaping से मजबूत ज्यामितीय भेदभाव प्रदान करता है। माइक्रोवेव हरकत की दूसरी पुष्टि जोड़ता है। फ्लोर पर एक बिल्ली विकृत रिफ्लेक्शनों के साथ माइक्रोवेव सेंसर को धोखा दे सकती है, लेकिन यह PIR के मास्क-ऑफ निचले क्षेत्र से अदृश्य रहेगी। चूंकि दोनों ट्रिगर नहीं करते हैं, अलार्म दबा दिया जाता है, जिससे झूठे सकारात्मक प्रतिक्रियाओं का भारी हिस्सा फ़िल्टर हो जाता है।

जानबूझकर मार्गों के साथ परीक्षण विन्यास

एक विन्यस्त सेंसर एक बिना परीक्षण का अनुमेय है। इसे मान्य करने के लिए, आपको एक संरचित वॉक-थ्रू की आवश्यकता है।

परीक्षण प्रक्रिया सरल है:

1. सामान्य गति से प्रत्येक प्रवेश से क्षेत्र को कवर करते हुए चलें। सुनिश्चित करें कि सेंसर विश्वसनीय रूप से ट्रिगर होता है।
2. सीमाओं का परीक्षण करें। मानव पहचान की सीमाओं को जानने के लिए धीमी गति से और कमरे के दूर के किनारों पर चलें।
3. अपने पालतू जानवरों को स्वतंत्र रूप से घूमने दें। देखें कि क्या उनके सामान्य मार्ग, विशेषकर सीधे सेंसर के नीचे, ट्रिगर का कारण बनते हैं।
4. यदि संभव हो, तो चढ़ाई को प्रोत्साहित करें। बिल्ली को सोफा या कम शेल्फ पर ले जाएं ताकि पता चले कि क्या वह विशेष क्रिया झूठी सकारात्मकता पैदा करती है।
5. सोधन करें और दोहराएं। यदि बड़ा कुत्ता अभी भी सेंसर को ट्रिगर करता है, तो संवेदनशीलता को थोड़ा कम करने या माउंटिंग हाइट को छह इंच उच्च करने का प्रयास करें, फिर से परीक्षण करें।

यह पुनरावृत्त, वास्तविक दुनिया का परीक्षण उस फीडबैक की तुलना में कहीं अधिक मूल्यवान है जो किसी भी स्पेक शीट में हो सकता है। याद रखें कि लक्ष्य केवल तकनीकी रूप से परिपूर्ण सिस्टम नहीं है, बल्कि ऐसा सिस्टम है जो आपके जानवरों पर बिना तनाव डाले पूरा चलता है। एक ऐसी सेटअप जो काम करता है लेकिन कुत्ते को अचानक लाइट्स को देखकर चिंतित कर देता है, असफल रहा है। सफलता का सच्चा संकेत है ऐसी प्रणाली जो इतनी अच्छी तरह से ट्यून की गई हो कि आपके पालतू इसे भी नहीं जानते हों।