(57)【要約】      （修正有）【課題】室内の人を検知して空調を制御する従来装置に比べて、省エネルギー性及び快適性を向上可能な空調制御装置を提供する。【解決手段】空調ユニット５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ毎に一つずつ設けられ空調空間５１を撮像する撮像部１と、上記撮像部１の撮像領域内において人のいる位置及び人数を撮像部１毎に推定する人分布推定部２と、上記人分布推定部２の出力情報を元にして求めた空調空間５１における人のいる位置及び人数を元に、それぞれの上記撮像部１に対応する上記空調ユニット５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃを互いに協調して空調を行わせる協調制御部３とを備えたことを特徴とする。【選択図】図６
2010266169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの空調空間に設置された複数の空調ユニットの動作制御を行う空調制御装置であって、
上記空調ユニット毎に一つずつ設けられ上記空調空間を撮像する撮像部と、
上記撮像部の出力画像から、当該撮像部の撮像領域内において人のいる位置及び人数を上記撮像部毎に推定する人分布推定部と、
上記人分布推定部の出力情報を元にして求めた上記空調空間における人のいる位置及び人数を元に、それぞれの上記撮像部に対応する上記空調ユニットを互いに協調して空調を行わせる協調制御部と、
を備えたことを特徴とする空調制御装置。
【請求項２】
上記人分布推定部は、上記撮像部の出力画像の内、時間的に連続する画像から差分画像を生成し生成された複数の差分画像を蓄積する差分画像部と、それぞれの上記差分画像を複数のメッシュに分割し該メッシュ毎に画像の動き量を求める動き量判定部と、複数の上記差分画像における上記動き量の一定時間分の総和を上記メッシュ毎に求める動き量履歴取得部と、求めた動き量履歴の総和から上記メッシュ内における人の有無を判断する人体有無判定部と、を有する、請求項１記載の空調制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内の人を検知して空調を制御する空調制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば店舗、飲食店、事務所等の比較的広い空調空間の空調を行う場合、該空調空間の天井に空調機を配置するのが一般的である。さらに近年では、上記空調空間の熱負荷分布や、人分布等を検出し、この検出情報に基づいて、空調機の吹出口からの吹出気流の特性、例えば吹出風量、吹出温度、吹出速度あるいは吹出方向等が制御されている。
【０００３】
さらに又、空調空間を複数のエリアに区分し、これらのエリアの内、人が存在するエリアの割合が所定以上である場合には、空調空間の温度分布を均一にするモードとし、一方、上記割合が所定以下である場合には、人の周囲を集中的に空調するモードとするような制御も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８０７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記公報に開示されるように、空調機で人検知場所を基準に気流制御を行う場合、区分されたエリアの境界部に人が居るときには、その人が各エリアで重複して検出されることがあった。また、業務用空調機では室内に複数台の室内ユニットを有することが多いため、人分布検出結果を活用して、複数の室内ユニット間で協調した気流制御が必要であるが、未だに行われていないのが現状である。
よって、未だ無駄な空調が行われており、省エネルギー性及び快適性が十分ではないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、従来に比べて省エネルギー性及び快適性を向上可能な空調制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における空調制御装置は、一つの空調空間に設置された複数の空調ユニットの動作制御を行う空調制御装置であって、上記空調ユニット毎に一つずつ設けられ上記空調空間を撮像する撮像部と、上記撮像部の出力画像から、当該撮像部の撮像領域内において人のいる位置及び人数を上記撮像部毎に推定する人分布推定部と、上記人分布推定部の出力情報を元にして求めた上記空調空間における人のいる位置及び人数を元に、それぞれの上記撮像部に対応する上記空調ユニットを互いに協調して空調を行わせる協調制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様における空調制御装置によれば、人分布推定部及び協調制御部を備えたことで、それぞれの撮像部が撮像する各撮像領域内において人のいる位置及び人数が推定され、さらに、空調空間において人のいる位置及び人数が求められる。そして、この空調空間における人の存在位置及び人数を元に、協調制御部は、各撮像部に対応する空調ユニットに対して互いに協調して空調を行わせる。したがって、空調空間における人数及び人の位置に応じて、各空調ユニットの空調を制御することができ、結果的に電力消費量の削減、即ち、省エネルギーに貢献することができる。また、人が分布する場所に応じて空調ユニットを協調させることで、快適性の高い空調制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における空調制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図１に示す撮像部の撮像形態を説明するための斜視図である。
【図２Ｂ】図１に示す撮像部の撮像形態を説明するための斜視図である。
【図２Ｃ】図１に示す撮像部の撮像形態を説明するための斜視図である。
【図２Ｄ】図１に示す撮像部の撮像形態を説明するための斜視図である。
【図３】図１に示す人分布推定部の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す人分布推定部の動作の一つであって、差分画像をメッシュに分割する方法例を示す図である。
【図５Ａ】図１に示す協調制御部の動作を説明するための図である。
【図５Ｂ】図１に示す協調制御部の動作を説明するための図である。
【図５Ｃ】図１に示す協調制御部の動作を説明するための図である。
【図６】図１に示す空調制御装置の設置形態の一例を示す斜視図である。
【図７】図１に示す人分布推定部の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態である空調制御装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。尚、以下に説明する実施の形態では、空調空間に存在する人を熱源として空調を行う形態を例に採るが、人に限定するものではなく、温熱、冷熱を問わず熱源に対して空調を行う場合に本発明は適用可能である。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による空調制御装置１０の構成を示している。空調制御装置１０は、本実施形態では図６に示すように、例えば店舗、事務所等の比較的広い一つの空調空間５１に相当する室内の天井に設置された複数の空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの動作制御を行う装置である。このように本実施形態では、空調制御装置１０は、３台の業務用空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの制御装置の形態を採るが、業務用に限定するものでも、また、その台数を限定するものでもなく、一つの空調空間に対して複数の空調ユニットが設置される形態に、本実施形態の空調制御装置１０は適用可能である。又、本実施形態では、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃは、空調空間５１の天井に設置され、また図６に示すように、空調ユニット５２Ａと空調ユニット５２Ｂとの間に、空調ユニット５２Ａ、５２Ｂからずれた位置に空調ユニット５２Ｃが配置された形態を採るが、設置場所を天井に限定するものではなく、さらに、その配置関係を限定するものでもない。
【００１２】
空調制御装置１０は、図１に示すように、撮像部１と、人分布推定部２と、協調制御部３とを備える。
【００１３】
撮像部１は、本実施形態では、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃ毎に一つずつ設けられ、空調空間５１の撮像を行うもので、可視カメラ、又は、近赤外線センサ若しくは遠赤外線センサのような熱センサを有し、二次元の画像データを得るものである。
【００１４】
具体的に説明すると、撮像部１は、図２Ａから図２Ｃを参照して説明する形態を採ることができる。尚、図２Ａから図２Ｃは、撮像部１の撮像形態を説明するための図であり、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの位置関係等について図６に示す場合と異なる場合がある。
図２Ａに示すように、撮像部１は、１台の空調ユニットの、ここでは図６に示す空調ユニット５２Ｃの、視野範囲５２ａの画像を撮像し、画角が例えば１６０度程度とした広角レンズを備えた可視カメラ（以降広角カメラ）や、上記熱センサであってもよい。又、図２Ｂに示すように、撮像部１は、ルームエアコンに利用される熱センサで構成される一次元センサ１ａを回転させることで上記広角カメラと同等の視野範囲５２ａをカバーする二次元熱画像を取得するように構成してもよい。さらに又、図２Ｃに示すように、上記一次元センサ１ａを水平にスキャンすることで二次元熱画像を取得するように、撮像部１を構成することもできる。
【００１５】
又、このように１台の空調ユニット、例えば上記空調ユニット５２Ｃに取り付けられた撮像部１の出力データを元に、以下で詳しく説明する人分布推定部２にて人分布を推定して協調制御部３にて複数台の空調ユニット間で協調して空調制御をするために、それぞれの撮像部１における画角は、図２Ｄに示すように互いにオーバラップするように構成している。
【００１６】
ここで上記「空調制御」とは、複数台の空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの吹出口からの吹出気流の特性を制御することであり、具体的には例えば、上記吹出口からの吹出風量、吹出温度、吹出速度、及び吹出方向等の少なくとも一つを制御することを言う。
【００１７】
人分布推定部２は、それぞれの撮像部１の各出力画像から、撮像部１の撮像領域つまりそれぞれの上記視野範囲５２ａ内において、人のいる位置及び人数を撮像部１毎に推定する。このような人分布推定部２は、コンピュータにて構成されるが、機能的に図７に示すように、差分画像部２１と、動き量判定部２２と、動き量履歴取得部２３と、人体有無判定部２４とを有する。
【００１８】
上記差分画像部２１は、撮像部１の出力画像の内、時間的に連続する２つの画像から差分画像を生成し、生成された複数の差分画像を蓄積する。上記動き量判定部２２は、それぞれの上記差分画像を複数のメッシュに分割し、該メッシュ毎に画像の動き量を求める。上記動き量履歴取得部２３は、複数の上記差分画像における上記動き量の一定時間分の総和を上記メッシュ毎に求める。上記人体有無判定部２４は、求めた動き量履歴の総和から上記メッシュ内における人の有無を判断する。
これらの機能部分を有する人分布推定部２の詳しい動作について、図３を参照して以下に説明する。
【００１９】
図３に示すステップＳ１において、それぞれの撮像部１は、空調空間５１における視野範囲５２ａを撮像し、二次元撮像画像データを人分布推定部２の差分画像部２１へ送出する。
差分画像部２１は、ステップＳ２において、供給された上記撮像画像データから時間的に連続する２枚の二次元撮像画像データを元に差分画像を生成し、生成した差分画像を蓄積する。差分画像の生成及び蓄積は、それぞれの撮像部１に対して行われる。
【００２０】
次のステップＳ３では、人分布推定部２の動き量判定部２２は、上記差分画像を単位メッシュ（図４の５３）に分割し、メッシュ毎に動き量を算出する。具体的には、それぞれの上記差分画像の画素毎にしきい値判定を行い、差分画素値がしきい値以上であれば、動き量ｍを蓄積し、差分画素値がしきい値未満であれば動き量をゼロと判定して、分割した各メッシュ内における画素の上記動き量の総和を計算し、分割したメッシュ毎の動き量とする。尚、この動き量判定は、それぞれの撮像部１毎に対する差分画像に対して行われる。
【００２１】
ここで、上記差分画像の上記メッシュへの分割方法として、図４の（ａ）に示すような撮像部１の位置にて天井から下に向けて空調空間５１を撮像することを想定し、図４の（ｂ）〜（ｈ）に示す方法がある。即ち、図４の（ｂ）に示すように、差分画像５３を等面積の矩形のメッシュ５３ａに分割する方法、図４の（ｃ）に示すように、差分画像５３の中央部分をより細かい矩形とし周辺にいくに従い大きな矩形のメッシュ５３ａにて分割する方法、図４の（ｄ）に示すように、正方形グリッド上に中心が位置する等面積にてなる円形のメッシュ５３ａにて分割する方法、図４の（ｅ）に示すように、図４の（ｄ）の分割方法でカバーできなかった隙間部分を、同じ面積にてなる円形のメッシュ５３ａでカバーする分割方法、図４の（ｆ）に示すように、差分画像５３の中央部分を小さい円形で、周辺にいくに従い大きな円形のメッシュ５３ａで分割する方法、図４の（ｇ）に示すように、六角形グリッド上に中心が位置する等面積の円形のメッシュ５３ａで分割する方法、あるいは、図４の（ｈ）に示すように、等面積の六角形のメッシュ５３ａで分割する方法、などが考えられる。
【００２２】
次のステップＳ４では、人分布推定部２の動き量履歴取得部２３は、ステップＳ３にて求めた分割メッシュ毎の動き量に基づき、複数の差分画像において、一定の時間フレーム間隔数分の、動き量履歴の総和を、分割メッシュ毎に求める。尚、この動き量履歴取得も、それぞれの撮像部１毎における差分画像に対して行われる。
【００２３】
最後にステップＳ５において、人分布推定部２の人体有無判定部２４は、ステップＳ４で求めた分割メッシュ毎の動き量履歴の総和が一定のしきい値以上であれば該当するメッシュ内に人が存在し、しきい値未満であれば人が存在しないと判断する。尚、この人体有無判定も、それぞれの撮像部１毎における差分画像に対して行われる。
【００２４】
上記協調制御部３は、人分布推定部２の出力情報を元に、空調空間５１における人の存在位置及び人数を求める。即ち、上述のように人分布推定部２が出力する情報は、各撮像部１におけるそれぞれの視野範囲５２ａでの人の存在位置及び人数の情報である。又、上述のように、各撮像部１におけるそれぞれの視野範囲５２ａは、その一部領域で重複している。よって、協調制御部３は、人分布推定部２の出力情報を元に、空調空間５１において、人のいる位置及び人数を求める。そして、求めた位置及び人数を元に、それぞれの撮像部１に対応する空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃを互いに協調して空調制御する。
尚、人分布推定部２及び協調制御部３は、共にコンピュータにて構成され、本実施形態では図６に示すように、撮像部１を有するそれぞれの空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃとは別設され、各空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃと電気的に接続されている。
【００２５】
以上のように構成される空調制御装置１０の動作について、協調制御部３の動作説明を主として、図５Ａから図５Ｃを参照して以下に説明する。
ここで、図５Ａから図５Ｃでは、図６に示す構成と同様に、空調空間５１に相当する室内の天井に３台の空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃが設置されている構成であり、空調空間５１にいる人の数で３ケースに分けている。つまり、図５Ａは５人いる場合、図５Ｂは２人いる場合、図５Ｃは１人いる場合である。又、各空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃは、一つずつ撮像部１を有する。
【００２６】
又、図５Ａから図５Ｃにおける各（ｂ）の図は、天井位置から見た空調空間５１の人の存在状況を示し、「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」の符号を付した円は、それぞれ空調ユニット５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃにおける各撮像部１の視野範囲５２ａ, ５２ａ, ５２ａに対応し、それぞれの視野範囲５２ａと人分布との位置関係を示している。尚、撮像部１は、広角レンズを備えた可視カメラ、あるいは回転機構で上記可視カメラと同等の視野範囲をカバーする一次元熱センサである。
【００２７】
上述のような状況の下で、まず、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃに備わる各撮像部１が空調空間５１をそれぞれ撮像し、各撮像部１は、各二次元撮像画像データを人分布推定部２へ送出する。人分布推定部２は、図３及び図７を参照して上述した動作にて、各撮像部１の視野範囲５２ａ，５２ａ，５２ａにおいて、人のいる場所と、人数とを判定する。その結果が、図５Ａから図５Ｃにおける各（ｃ）の図に示されている。ここで、各（ｃ）の図に示す「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」の符号は、図５Ａから図５Ｃにおける各（ｂ）の図に示す「Ａ」，「Ｂ」，「Ｃ」の符号に対応する。
【００２８】
例えば、図５Ａのケースでは、空調空間５１にいる人数は５人で、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃに対応した人分布推定部２の人数出力値は、それぞれ２人、２人、１人である。また、図５Ｂのケースでは、空調空間５１にいる人数は２人で、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃに対応した人分布推定部２の人数出力値は、それぞれ１人、０人、１人である。また、図５Ｃのケースでは、空調空間５１にいる人数は１人であるが、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃに対応した人分布推定部２の人数出力値は、それぞれ１人、１人、１人となる。
【００２９】
このような人分布推定部２の人数出力値と、図５Ａから図５Ｃにおける各（ｂ）の図に示す空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃに対応する各撮像部１の視野範囲５２ａの相互的な位置関係とを元に、協調制御部３は、空調空間５１に存在する人の位置と人数を推定する。例えば、図５Ａのケースでは、協調制御部３の動作の結果、その和をとることで、空調空間５１に人が５人いると推定することができる。同様に、図５Ｂのケースでは、空調空間５１に人が２人いると推定することができる。一方、図５Ｃのケースでは、人分布推定部２の人数出力値は、それぞれの視野範囲５２ａ，５２ａ，５２ａに１人ずついるが、人のいる位置は、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの各撮像部１の視野範囲５２ａ，５２ａ，５２ａの重複領域５２ｄである。よって、協調制御部３は、重複カウントと判断し、空調空間５１にいる人の数は、１人と推定する。
【００３０】
上述のように、空調空間５１における人の存在場所と人数とを元に、協調制御部３は、空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃを互いに協調させてそれらの空調制御、つまり空調ユニット５２Ａ〜５２Ｃの吹出口からの吹出気流の特性を制御する。上述のように例えば、上記吹出口からの吹出風量、吹出温度、吹出速度、及び吹出方向等の少なくとも一つの制御を行う。
【００３１】
具体的には例えば、協調制御部３は、人の存在位置に一番近距離に配置されている空調ユニットに対して、人数及び場所を踏まえ気流の強さや方向の制御を行う。即ち、図５Ａに示すケースを例に採ると、図５Ａの（ｄ）に示すように、協調制御部３は、２人が存在する位置に一番近距離に配置されている空調ユニット５２Ａ、５２Ｂに対して、この空調空間５１内で最も強い気流で、人の存在位置の方向へ空調を行い、１人が存在する位置に一番近距離に配置されている空調ユニット５２Ｃに対して、上記２人の場合よりも弱い気流で、人の存在位置の方向へ空調を行う。
【００３２】
あるいは又、協調制御部３は、省エネルギーのため、空調空間５１にいる人の場所及び数を元に、最小数の空調ユニットを動作させて、上記空調制御を行うようにしてもよい。例えば図５Ａのケースを例に採ると、図５Ａの（ｅ）に示すように、協調制御部３は、空調ユニット５２Ａ，５２Ｂを休止し、空調ユニット５２Ｃのみを動作させる。又、図５Ｂのケース及び図５Ｃのケースにおいても、図５Ｂ及び図５Ｃの（ｅ）に示すように、協調制御部３は、空調ユニット５２Ａ，５２Ｂを休止し、空調ユニット５２Ｃのみを動作させ、また図５Ｃの場合には、空調ユニット５２Ｃから図５Ｂの場合に比べて弱い気流とするように制御している。
【００３３】
尚、図５Ａ〜図５Ｃの（ｅ）に示す省エネモードとするか否かは、当該空調制御装置１０における切換スイッチ等で選択する。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態による空調制御装置１０は、業務用の空調ユニットに対して、人のいる場所を基準に空調制御を行うために、空調ユニット当たり１個の撮像部（センサ）で二次元画像内の人分布を推定する。よって、人の存在領域や領域分割数に依存した数のセンサを持つことなく、人分布推定が可能である。また、業務用の空調ユニットでは、空調空間に複数台の空調ユニットを設けることが多いため、本実施の形態のように、複数の空調ユニット間で協調して人分布推定結果を活用し、それに応じた空調制御を行うことで、従来に比べて省エネ性及び快適性が向上した空調制御を実現することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  撮像部、２  人分布推定部、３  協調制御部、１０  空調制御装置、
２１  差分画像部、２２  動き量判定部、２３  動き量履歴取得部、
２４  人体有無判定部、５１  空調空間、５２Ａ〜５２Ｃ  空調ユニット、
５２ａ  視野範囲。
【図１】
2010266169.tif 000003
【図２Ｄ】
2010266169.tif 000004
【図３】
2010266169.tif 000005
【図５Ａ】
2010266169.tif 000006
【図５Ｂ】
2010266169.tif 000007
【図５Ｃ】
2010266169.tif 000008
【図６】
2010266169.tif 000009
【図７】
2010266169.tif 000010
【図２Ａ】
2010266169.tif 000011
【図２Ｂ】
2010266169.tif 000012
【図２Ｃ】
2010266169.tif 000013
【図４】
2010266169.tif 000014