Technologische keuzes voor sociale afstand in winkeltoepassingen

Aanwezigheidsdetectie-oplossingen zijn niet one-size-fits-all. De kernsensoren en -technologieën die nodig zijn om de verscheidenheid aan functies en gebruiksscenario's te realiseren, zijn net zo divers als de toepassingen en omgevingen waarin ze worden gebruikt. In elk geval moeten systeemarchitecturen rekening houden met omgevingsfactoren; de vorm, structuur en indeling van de ruimte; beschikbaarheid van stroom; node-to-node communicatievereisten en beperkingen; en gegevens- en informatiebeveiliging.

Social distancing is een concept waarvan maar weinigen hadden kunnen vermoeden dat het in zo'n korte tijd zo'n alomtegenwoordig onderdeel van ons dagelijks leven zou worden. In de vroege stadia van de pandemie van 2020 was er veel angst en stress over sociale afstand. Individuen die voorheen niet al te veel hoefden na te denken over de perimeter rond hun fysieke aanwezigheid, worden nu gedwongen tot een staat van hyperbewustzijn. Hoe ziet 6 voet er eigenlijk uit? En hoe reageer je als jij en de mensen die fysiek bij je in de buurt zijn niet dezelfde schatting van 1,80 meter hebben?

Zelfs in open buitenruimtes is social distancing problematisch gebleken. Het was zelfs nog ingewikkelder voor shoppers die boodschappen en benodigdheden voor hun huishouden moesten blijven kopen. De winkels werden opgeroepen om van de ene op de andere dag nieuw beleid en procedures in te voeren om het sociale afstandsgedrag binnen hun zeer smalle, vaak erg overvolle gangpaden te versterken. Veel shoppers zijn zich misschien niet eens bewust van de nieuwe gedragsrichtlijnen, waardoor de nieuwe processen ondoeltreffend worden, wat resulteert in meer spanning.

Aangezien het zeer waarschijnlijk is dat sociale afstand in de nabije toekomst een steunpilaar van de winkelervaring zal zijn, is het duidelijk dat winkels betere, meer geautomatiseerde middelen voor sociale afstand moeten implementeren waarop shoppers kunnen vertrouwen. Hier zullen we technologische oplossingen overwegen die kunnen worden gebruikt om sociale afstand in een winkelruimte te vergemakkelijken. We zullen verschillende opties bespreken, variërend van dichtheidsindicatie tot absolute meting van sociale afstand, en bieden een verscheidenheid aan keuzes om te overwegen op basis van complexiteit en kosten.

Indicatie bezettingsdichtheid

Het aangeven en beperken van het aantal mensen in een bepaald gebied van een winkelruimte is een eenvoudig maar effectief hulpmiddel bij sociale afstand in de winkel. Voor een bepaald gedeelte van een winkel is er een maximum aantal mensen dat in dat gedeelte past, waar een afstand van 2 meter tussen elke persoon kan worden gehandhaafd.

In het geval van supermarkten en andere winkels met een gangpadindeling, hebben de meeste al eenrichtingspaden geïmplementeerd in een poging om de verkeersstroom uit meerdere richtingen te verminderen, maar dit doet heel weinig om een ​​6-voet afstand van winkelend publiek te versterken die via de ingang van het gangpad het gangpad binnenkomt. Veel shoppers hebben het eenrichtingsprotocol sowieso niet opgemerkt of toegepast, waardoor het grotendeels ondoeltreffend is geworden.

Er zijn enkele zeer eenvoudige technische oplossingen die op zijn minst een indicatie kunnen geven dat een shopper van de verkeerde kant binnenkomt of dat het gangpad vol is. Eenvoudige bewegingsdetectietechnologie, vergelijkbaar met wat wordt gebruikt in huisbeveiligingssystemen (meestal gebaseerd op passief infrarood, time-of-flight, magnetron, spiegeloptica of ultrasone sensoren, of een combinatie daarvan), zou aan elk uiteinde kunnen worden gebruikt van het gangpad om te bepalen wanneer iemand naar binnen of naar buiten gaat.

Dit vereist echter niet alleen weten dat de persoon aanwezig is, maar ook in welke richting hij reist. Dit kan worden geïmplementeerd door een reeks sensoren bij de "ingang" en "uitgang" van het gangpad te plaatsen en de volgorde van triggers te bewaken. Als de buitenste sensor activeert maar de binnenste niet, dan begon iemand misschien een gangpad in te gaan, maar trok zich terug. Als de buitenste sensor wordt geactiveerd en vervolgens de binnenste, is de persoon het gangpad binnengegaan en als de binnenste sensor eerder is geactiveerd dan de buitenste, is de persoon naar buiten gegaan.

Dergelijke activeringsinformatie kan centraal worden verwerkt om zowel de richting als de bezettingsgraad te bepalen, en er kunnen waarschuwingen worden weergegeven die aangeven dat de shopper uit de verkeerde richting komt of dat het gangpad geen extra klanten kan herbergen.

Het zou ook mogelijk zijn om met deze aanpak een "stoplicht" in het gangpad te creëren, vergelijkbaar met de oprit-indicatoren op snelwegen die bedoeld zijn om de ingang van voertuigen op de snelweg vrij te houden. Door een schatting te maken van de hoeveelheid tijd die een shopper nodig heeft om 1,80 meter naar beneden te gaan, inclusief winkelactiviteiten, kan elk gangpad worden uitgerust met een stoplicht dat bedoeld is om de ingang van elke shopper op afstand te houden.

Dit type oplossing zou beperkt toepasbaar zijn in een winkel die niet in gangpadformaat was ingericht. Het zou ook niet effectief zijn bij het afdwingen van sociale afstand zodra het winkelend publiek zich in de gangpaden bevond. Dit kan echter een kosteneffectieve benadering zijn om richtingsgevoeligheid en capaciteitslimieten voor elk gangpad af te dwingen.

Het ontwerpen van verschillende bouwstenen voor nabijheidsdetectie vereist een reeks sensor-, energiebeheer- en connectiviteitsoplossingen.

Absolute meting van sociale afstand

Er is werkelijk een enorm scala aan technologieën die kunnen worden gebruikt om de exacte positie van elke shopper in een winkelruimte te bewaken en te meten. In feite zouden deze oplossingen niet per se veel complexer of duurder zijn dan de hierboven beschreven bezettingsdichtheidsindicatoren. De kosten van elke oplossing moeten niet alleen worden beschouwd als de relatieve kosten van de kerntechnologie, maar ook als het aantal sensorknooppunten dat moet worden ingezet. De complexiteit van het systeem hangt ook samen met het aantal knooppunten en de manier waarop de gegevens worden geaggregeerd, verwerkt en verspreid.

Optische sensoren

Een voor de hand liggende manier om de exacte locatie van mensen in een bepaalde ruimte te volgen, is door optische sensoren te gebruiken. Aangezien de meeste winkels al beveiligingscamera's in de winkel hebben, kan dit zelfs een relatief eenvoudige oplossing zijn om te implementeren, afhankelijk van hoeveel dekking de bestaande camera-infrastructuur momenteel biedt. Als de huidige infrastructuur ontoereikend is, kunnen kleine optische sensorknooppunten rond de winkel worden geplaatst, waarbij het aantal knooppunten voornamelijk afhankelijk is van het gezichtsveld en eventuele visuele obstakels tussen het knooppunt en de te bewaken ruimte.

Beeldverwerking kan aan de rand worden uitgevoerd door het sensorknooppunt, met realtime waarschuwing bij de sensor als er een bezettingsuitzondering in dat gebied was. De verwerking zou moeten worden gecentraliseerd om bezettingsuitzonderingen tussen twee verschillende knooppunten te bieden (bijvoorbeeld als twee mensen te dicht bij elkaar staan ​​maar elk worden vastgelegd door afzonderlijke en aangrenzende optische sensoren). In een dergelijke toepassing kunnen zowel visuele als thermische optische sensoren worden gebruikt.

Radar/LiDAR

Net als optische sensoren kunnen radar en LiDAR worden gebruikt om de locatie van elke persoon binnen een bepaalde ruimte nauwkeurig te bepalen. Het grote bereik van elk systeem heeft het voordeel dat het mogelijk het aantal sensornodes dat nodig zou zijn in bepaalde toepassingen kan verminderen, in vergelijking met het aantal nodes dat nodig zou zijn voor een optisch systeem met een kleiner bereik.

Echter, met name in winkels met een gangpadformaat, zouden de belemmeringen in de winkel waarschijnlijk problematisch blijken te zijn. In dit opzicht zou radar een hogere mate van aanpassing en synthese vereisen met de fysieke structuur van elke specifieke implementatie, wat het vermogen van radar om modulair of schaalbaar te zijn zou beperken en de installatie zou bemoeilijken.

Druksensoren

Een andere mogelijke benadering voor het bewaken van de sociale afstand in de detailhandel is drukgevoelige vloeren. Vloeren die zijn uitgerust met druksensoren (MEMS, rekstrookjes) zouden de introductie of aanwezigheid van een gewogen object (persoon, kar) kunnen detecteren en zouden dus ook nauwkeurige locatie-informatie verschaffen op basis van de bekende locatie van de sensor zelf. Er bestaan ​​al enkele drukgevoelige vloeroplossingen voor winkeltoepassingen met betrekking tot het volgen en analyseren van het winkelgedrag. Deze aanpak vereist echter een aanzienlijke infrastructuurimplementatie en kan buitensporig zijn in de context van monitoring op sociale afstand.

Microfoonarrays

Ultrasone microfoons hebben bewezen zeer effectief te zijn in het detecteren van de aanwezigheid van een persoon. Hun hoge mate van gevoeligheid kan het geluid van ademhaling detecteren, en ze kunnen het geluid zelfs isoleren als er meer achtergrondgeluid is. Deze benadering kan ook worden gebruikt voor sociale afstandsdoeleinden, hoewel er beperkingen zijn in microfoonarrays om meer dan één persoon te kunnen onderscheiden. Deze aanpak zou waarschijnlijk aanzienlijke niveaus van signaalconditionering en informatieverwerking vereisen.

RFID-lokalisatie of zonering

In omgevingen waar het gebruik van winkelactiva zoals een kar of mand waarschijnlijk is, zoals supermarkten of supermarkten, is het mogelijk om RFID-technologie te gebruiken om de locatie van activa te bepalen. Elke kar of mand kan worden uitgerust met een RFID-tag en de locatie van de kar of mand kan worden bepaald door lezers die rond de winkel zijn geplaatst.

Bij RFID-lokalisatie worden taglocaties getrianguleerd op basis van relatieve signaalsterkten van de tag zoals gelezen door meerdere lezers. Bij RFID-zonering wordt een RFID-lezer gekalibreerd voor een specifieke zone, en dus moeten de aangegeven tags zich binnen die zone bevinden. Elk van deze technieken zou effectief kunnen zijn bij het bepalen van sociale afstand in een winkelomgeving; dit zou echter alleen de locatie van het winkelwagentje of mandje weergeven en niet noodzakelijkerwijs de locatie van de persoon die het activum gebruikt. Uiteraard werkt dit niet voor gevallen waarin een persoon een dergelijk middel niet gebruikt.

Wi-Fi/Bluetooth

Er zijn voortdurende activiteiten om de inzet van wifi- en Bluetooth-locatiebepaling te evalueren voor sociale afstand en contracttracering met behulp van mobiele telefoonconnectiviteit. Sommige winkels volgen de in- en uitgangen van het winkelend publiek op basis van hun mobiele telefoon die naar een wifi-signaal zoekt. Er zijn apps ontwikkeld die afhankelijk zijn van Bluetooth waarmee gebruikers een straal van een "persoonlijke ruimte" kunnen aanpassen, die hen waarschuwt wanneer er zich een ander Bluetooth-apparaat binnen hun straal bevindt. Deze technologieën zijn enorm toepasbaar, niet alleen in winkelomgevingen, maar overal waar sociale afstand van belang is. Wi-Fi zou in buitensituaties beperkt worden gebruikt, maar in dit opzicht zou mobiele communicatie kunnen worden gebruikt.

Deze benadering vereist dat een persoon een netwerkapparaat heeft (meestal een mobiele telefoon) en dat de verbindingsmechanismen zijn ingeschakeld, en is dus beperkt tot het gebruik door de gebruiker van deze factoren. Bovendien kunnen sommige gebruikers zich zorgen maken over de privacy van het feit dat ze op deze manier worden getraceerd, evenals zorgen over de gegevens die vanaf hun apparaat kunnen worden vrijgegeven. Deze methode is echter zeker effectiever dan helemaal geen protocol en zou vrij snel kunnen worden ingezet met beperkte infrastructuurinvesteringen voor een winkelbedrijf.

Samenvatting

Innovatieve oplossingen zijn van cruciaal belang voor de voortdurende acceptatie van de nieuwe normen voor dagelijkse activiteiten. Er is een aantal technologieën die kunnen worden geïmplementeerd om de praktijk van sociale afstand te ondersteunen, wat vooral belangrijk is voor winkelactiviteiten die zelfs risicovolle mensen niet kunnen vermijden. Het geselecteerde type detectietechnologie bepaalt de mogelijkheden van de oplossing, van basisindicatie van acceptabele bezettingsniveaus tot nauwkeurige meting van sociaal ver verwijderde limieten.

Door een aantal van de hierin beschreven technieken te combineren, is het bovendien mogelijk om een ​​oplossing op maat te maken voor bijna elke toepassing. Veel van deze technieken kunnen worden geïmplementeerd met zeer weinig ontwikkelingstijd, en naarmate de parameters voor sociale afstand evolueren, zullen de technologische oplossingen ook evolueren om beter tegemoet te komen aan een verscheidenheid aan toepassingen en gebruiksscenario's.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, Electronic Products.