はじめに: mmWaveレーダーがPIRセンサーに取って代わる理由
呼吸や心拍の検出などの微小な動きを感知する機能を備えたミリ波 (mmWave) レーダーは、特に寝室、ホームシアター、オフィスなどの動きの少ない環境で、従来のパッシブ赤外線 (PIR) センサーに取って代わるようになっています。
あるユーザーは次のように報告しています。「ほとんど動きのないテレビや寝室での存在検出に mmWave センサーを使用しています。」<sup>1</sup>
mmWave の主な利点は、モーション トリガー イベントだけでなく、継続的な存在検出です。
しかし、ミリ波レーダーを実際のシナリオに導入すると、共通の課題が明らかになります。「感度を高く設定しすぎると誤検知が発生し、低すぎると人が検出されません。」<sup>2</sup>
このガイドでは、実用的な構成例、最適化戦略、FAQ セクションとともに、精度と信頼性を最適化する戦略について説明します。
Linpowave mmWave存在検出の詳細:
Linpowave公式ブログ：mmWaveプレゼンスセンサー
パート1：ミリ波レーダーの仕組みとその利点
1.1 マイクロドップラー効果：呼吸と心拍の検出
mmWaveレーダーは高周波電磁波（24～77GHz）を放射し、微小な動きの影響を受けた反射を捉えて、マイクロドップラーシグネチャを生成します。
呼吸周波数：0.2～0.5 Hz
心拍数：0.8～2.0 Hz
人が静止している場合でも、これらの微妙な動きにより、mmWave レーダーは存在を検出できます。
PIR との比較: PIR センサーは温度変化に依存し、通常は数分間操作がないと「存在なし」と報告しますが、mmWave センサーは継続的な監視を維持します。
さらに詳しく: PIRとmmWaveレーダーの比較
1.2 環境耐性と浸透
非金属の貫通：乾式壁、木材、布地≤20cm
照明や温度の影響を受けない：暗闇や高温環境でも動作します
耐干渉性:ペット、日光、HVAC の影響を受けません (一般的な PIR の問題)
学術研究により、バンドパス フィルタリングとゴースト抑制アルゴリズムによって誤検出が大幅に減少することが確認されています。
参考: MDPIセンサー
パート2：精度と信頼性の課題
2.1 誤検知 - 「突然ライトが点灯する」
| ソース | 機構 | 最適化 |
|---|---|---|
| 天井ファン | 周期的なドップラー信号 | シールドセクター/感度を下げる |
| カーテン | 風による動き | 無視されたゾーンまたは角度を調整する |
| ペット | 呼吸＋わずかな動き | ペット免疫モードを有効にする |
| HVACの空気の流れ | 軽度の大気擾乱 | 直接的な空気の流れを避ける |
| 木の影 | 環境の反映 | 窓の近くに遮蔽物を追加する |
実際のテストでは、天井のファンとカーテンが頻繁に誤検知の原因となることがわかっています。
完全レビュー： SmartHomeScene mmWaveセンサーレビュー
2.2 偽陰性 – 「人は存在するが検出できない」
一般的な原因:
検出距離 >4メートル
外側レーダーコーン角度（±15°）
非常に低い呼吸数（<0.15 Hz）
金属または反射性の障害物
送信電力とビームの向きを調整することで、検出漏れを効果的に減らすことができます。
パート3：5つの実践的な最適化戦略
戦略1：マルチゾーン検出
複数の検出ゾーンとビームフォーミングをサポートするセンサー (例: TI mmWave プラットフォーム) を使用します。
TI ミリ波 SDK
戦略2：センサーフュージョン（mmWave + PIR）
PIR は高速応答を提供し、mmWave は持続的な存在検出を維持します。
ワイヤレス統合リファレンス:
Linpowave: ワイヤレス mmWave + Matter/Thread
戦略3：時間による適応閾値
戦略4：信号フィルタリングとバンドパス分析
アルゴリズムの参考文献: MDPI Sensors 2025 Study
戦略5：設置と電力の最適化
| 要素 | おすすめ |
|---|---|
| 取り付け高さ | 2.2～2.8 m、下向きの傾斜は約30° |
| 電源 | 安定した5V/1A |
| 環境 | 空気の流れと金属の反射を避ける |
| ファームウェア | 定期的なOTAアップデート |
パート4：実際のテスト結果
| 環境 | デバイス | 正確さ | 誤検知数 / 週 | 偽陰性 / 週 |
|---|---|---|---|---|
| 寝室（ファン） | ミリ波センサー | 97.3% | 0.4 | 0.2 |
| ホームシアター | ミリ波センサー | 94.8% | 1.1 | 0.5 |
| バスルーム | ミリ波センサー | 91.2% | 2.3 | 0.8 |
| オフィスデスク | ミリ波センサー | 98.6% | 0.1 | 0.3 |
FAQ: よくある質問
Q1: ペットが誤報を発することはありますか?
はい、特に1.5m以内であれば可能です。解決策：2m以上の距離に設置し、ペットの侵入を遮断するようにしてください。
参考： Linpowaveペットフィルタリング
Q2: mmWave は壁越しに検出できますか?
はい、ただし性能は材質によって異なります。乾式壁や木材が最適ですが、コンクリートは信号を減衰させます。
ケーススタディ： Linpowaveによる壁貫通検知
Q3: mmWave 放射線は安全ですか?
はい。電力レベルはミリワット単位で、ICNIRP/FCC の制限をはるかに下回っています。
Q4: ライトが消えた後に再び点灯するのはなぜですか?
終了遅延または信号変動が原因である可能性があります。ホールド時間と終了遅延を調整してください。
Q5: Matter/Thread をサポートしていますか?
はい、一部のデバイスでは可能です。Zigbee/Thread ゲートウェイによりローカル制御が可能になります。
参考: Linpowave ワイヤレス統合
結論：精度と信頼性の実現
mmWaveレーダーの利点は、カスタマイズ性と適応性です。
適切なインストール、高度な構成、センサー フュージョンにより、スマート ホームは、反応型の自動化から真に環境を認識するシステムへと移行できます。
✅ 推奨: 7 日間ログを記録 → 誤検知/誤検知を分析 → しきい値を微調整 → 安定した動作を実現。