空間検知システム • EDGE AI アーキテクチャ

60GHz 3D ミリ波（mmWave）レーダー技術

60GHz帯の高精度FMCW空間スキャンとESP32-S3のオンボード演算を融合。PIRセンサーの誤作動や光学カメラのプライバシー漏洩リスクを完全に排除し、外部クラウドに依存しない確定的な3D空間認識をエッジデバイス上で実現します。

1. 60GHz 3Dレーダーの動作原理：FMCW技術

最新のミリ波センサー（HLK-LD6004などの58〜64GHz帯チップ）の中核には、FMCW（周波数変調連続波）技術が採用されています[cite: 1, 2]。単一パルスではなく、周波数を線形に変化させた連続電波（チャープ信号）を送信・解析します

リアルタイム 4D 空間トラッキング：

  • 測定距離（Y軸）： 送信信号と反射波のビート周波数の差から正確な距離を算出。
  • 相対速度（ドップラー効果）： 位相変化を測定し、対象物の移動速度（m/s）および接近・後退方向を特定。
  • 方位角および仰角（X・Z座標）： MIMOアンテナアレイにより電波の到達位相差を解析し、完全な3D点群座標を生成。
  • 微小動作（呼吸・心拍）： 約5mmのミリ波波長により、1mm未満の胸部微動を検知。完全静止状態でも生存存在を捉えます。

2. なぜ60GHzが24GHzレーダーやPIRセンサーより優れているのか？

機能 / 技術 PIRセンサー（赤外線） 24GHz レーダー 60GHz 3Dミリ波レーダー
空間分解能 なし（熱源移動のみ） 中程度（約50〜75 cm） センチメートル単位（超広帯域）
3D軌道追跡 (X, Y, Z) 不可 通常1D（距離のみ） 完全な3D点群マッピング
静止状態の存在検知 不可（継続的な動きが必須） 不安定（ノイズの影響大） 可能（胸部呼吸微動を検知）
プライバシー・GDPR保護 準拠 準拠 100% 匿名化（光学レンズなし）
耐環境性（粉塵・気流・煙） 低い（誤動作多発） 高い 完全耐性（樹脂筐体を透過可能）

3. ProPresta IT エコシステムへの統合：ESP32-S3 と Edge AI

ProPresta ITの設計では、60GHzレーダーは単なるセンサではなく、ESP32-S3上でTinyFrameプロトコルを用いたローカル前処理を実行します

航空機格納庫・物流施設セキュリティ

鳥の飛翔や突風をインテリジェントに無視。3D侵入ゾーンを設定し、Waveshare 6CHリレーへダイレクトにUDPコマンドを発行して照明や警報を作動させます

スマートヘルスケア・高齢者見守り

カメラ設置が適さない居室や浴室でも尊厳を守りつつ、呼吸微動を非接触で常時測定。Z軸の急激な変化から転倒事故をリアルタイムに自動検出します。

7インチ HMI のタッチレス復帰

端末に手を近づけるだけでディスプレイのバックライトを自動点灯し、無人時は画面をオフにしてIPSパネルの焼き付きを防止します[cite: 1]。

次世代の空間セーフティ

60GHzミリ波レーダーは、軍用レベルの空間トラッキング精度と徹底したプライバシー保護を両立します。クラウド不要で動作するProPresta ITエコシステムの核心技術です。