音声認識と顔認証を用いたドアロック

私たちが開発した作品は，事前に音声(と顔)を登録することで家に帰る際に，アンドロイドを利用して鍵の操作ができるシステムです．

こちらが音声登録のデモ動画になります。

https://youtu.be/UAcQtnk-kMI

そしてこちらが登録された音声を認識すると自動でドアが開閉するシステムになります。

https://youtu.be/XJz0061OPfE

こんな感じです！

この記事では，このシステムについて詳しく説明していきます．

開発背景: 

このシステムを開発した背景には，鍵を開けるのがシンプルに面倒くさいなというのがあります．物理的なカギは紛失したり盗難されたりといろいろなリスクが考えられます。そこで私たちは音声認識(と顔認証)を用いたドアロックシステムを作成しました。

システムの概要:

本システムは, 次のような構成で作られています．

音声認識

音声の学習には以下のような技術が用いられています。

• 音声特徴抽出方法:
  • MFCCを使用
  • 特徴を抽出して保存

• モデル訓練のステップ:
  • KNN、SVMを使用
  • モデルを保存

顔認識(未実装)

opencvのHaarcascadeを利用して訪問者の顔が登録されているものか否かを判断します。

内部で認識度が設定されており、60%以上であれば音声の結果と組み合わせて開錠されます。

アンドロイド

アンドロイド側は以下のような画面構成になっており、顔および音声の登録と鍵の施錠を行うことが出来ます。

• Androidデバイスとラズベリーパイのインタラクション:
  • 録音開始ボタンを押す
  • 録音ファイルをラズベリーパイに送信
  • 識別結果を受信して表示

鍵の制御

鍵の開け閉めの制御は，Raspberry Piとサーボモータで行なっています．

アプリケーションからUNLOCKの入力が送られた時，サーボモータで鍵を回して，解錠します．またLOCKの入力が送られた時は，施錠します．

まとめ:

本システムでは，次の機能を実装しました．

1. 音声を登録することで音声認識を用いて鍵の開け閉めを行う．
2. アプリケーションから，鍵の解錠・施錠を行う．

本システムにより，鍵の開閉をより容易に行えるようになり，快適なステイホーム生活をおくれることが可能になりました！

これから:

1. 顔認証の実装
2. アンドロイドを用いた遠隔操作