(57)【要約】【課題】空調用室内機の利用者の位置を正確に推定する。【解決手段】利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御装置は、前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理部と、前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出部と、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定部と、前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御部と、を備える。【選択図】図２
2019199982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御装置であって、
前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理部と、
前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出部と、
前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定部と、
前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御部と、
を備える空調制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調制御装置と、
前記端末と、
前記空調用室内機と、
前記第１の超音波センサと、
前記第２の超音波センサと、
を備える空調制御システム。
【請求項３】
前記第２の超音波センサは、前記空調用室内機を遠隔操作する遠隔操作装置に設けられている請求項２に記載の空調制御システム。
【請求項４】
前記第２の超音波センサは、蛍光灯に設けられている請求項２に記載の空調制御システム。
【請求項５】
前記空調用室内機とは別の空調用室内機を備え、
前記第２の超音波センサは、前記別の空調用室内機に設けられている請求項２に記載の空調制御システム。
【請求項６】
前記位置推定部は、ルックアップテーブルを参照して、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の空調制御システム。
【請求項７】
前記位置推定部は、前記第１の超音波センサ及び前記第２の超音波センサの位置と、前記到達時間差とに基づいて、前記端末の端末位置を推定する請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の空調制御システム。
【請求項８】
前記第１の超音波センサは、前記空調用室内機の異なる位置に設けられた複数の超音波センサを含み、
前記超音波検知処理部は、前記第１の超音波センサを通じて、前記第２の超音波センサから発せられた超音波を検知し、
前記到達時間差算出部は、前記第１の超音波センサの前記複数の超音波センサで前記超音波を検出した各時刻の差である設定用到達時間差を算出し、
前記位置推定部は、前記第１の超音波センサの前記複数の超音波センサの位置と、前記設定用到達時間差とに基づいて前記第２の超音波センサの位置を推定する
請求項７に記載の空調制御システム。
【請求項９】
利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御方法であって、
前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理ステップと、
前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出ステップと、
前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定ステップと、
前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御ステップと、
を有する空調制御方法。
【請求項１０】
利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御装置のコンピュータに、
前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理ステップと、
前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出ステップと、
前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定ステップと、
前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御ステップと、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調制御装置、空調制御システム、空調制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアコン等の空調用室内機で屋内の利用者に応じた空調を提供する場合には、利用者の位置を把握する必要がある。例えば、特許文献１には、屋内の温度分布を検出することにより、利用者の位置を推定する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、屋内の全ての利用者の位置が推定される為、特定の利用者に応じた空調の提供に適していない可能性がある。
【０００３】
一方、ＧＰＳ衛星を用いた位置推定方法と類似の位置推定方法を用いて利用者の位置を推定する技術が知られている。具体的には、特定の利用者が保持するスマートフォン等の端末から超音波を発し、空調用室内機の異なる位置に設けられた複数のマイク等の超音波センサで当該超音波を検知し、超音波センサの異なる各位置における超音波の到達時間差に基づいて利用者の位置を推定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３０４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、音源である利用者の位置が空調用室内機から遠くに位置するほど、検知した超音波の到達時間差に含まれる誤差による影響が大きくなり、利用者の位置を正確に推定できない可能性がある。
【０００６】
従って、空調用室内機の利用者の位置を正確に推定することが可能な技術が望まれている。本発明の目的は、空調用室内機の利用者の位置を正確に推定することが可能な空調制御装置、空調制御システム、空調制御方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御装置は、前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理部と、前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出部と、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定部と、前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御部と、を備える。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、空調制御システムは、第１の態様に係る空調制御装置と、前記端末と、前記空調用室内機と、前記第１の超音波センサと、前記第２の超音波センサと、を備える。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る空調制御システムにおいて、前記第２の超音波センサは、前記空調用室内機を遠隔操作する遠隔操作装置に設けられている。
【００１０】
本発明の第４の態様によれば、第２の態様に係る空調制御システムにおいて、前記第２の超音波センサは、蛍光灯に設けられている。
【００１１】
本発明の第５の態様によれば、第２の態様に係る空調制御システムは、前記空調用室内機とは別の空調用室内機を備え、前記第２の超音波センサは、前記別の空調用室内機に設けられている。
【００１２】
本発明の第６の態様によれば、第２の態様から第５の態様のいずれかの態様に係る空調制御システムにおいて、前記位置推定部は、ルックアップテーブルを参照して、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する。
【００１３】
本発明の第７の態様によれば、第２の態様から第５の態様のいずれかの態様に係る空調制御システムにおいて、前記位置推定部は、前記第１の超音波センサ及び前記第２の超音波センサの位置と、前記到達時間差とに基づいて、前記端末の端末位置を推定する。
【００１４】
本発明の第８の態様によれば、第７の態様に係る空調制御システムにおいて、前記第１の超音波センサは、前記空調用室内機の異なる位置に設けられた複数の超音波センサを含み、前記超音波検知処理部は、前記第１の超音波センサを通じて、前記第２の超音波センサから発せられた超音波を検知し、前記到達時間差算出部は、前記第１の超音波センサの前記複数の超音波センサで前記超音波を検出した各時刻の差である設定用到達時間差を算出し、前記位置推定部は、前記第１の超音波センサの前記複数の超音波センサの位置と、前記設定用到達時間差とに基づいて前記第２の超音波センサの位置を推定する。
【００１５】
本発明の第９の態様によれば、空調制御方法は、利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御方法であって、前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理ステップと、前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出ステップと、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定ステップと、前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御ステップと、を有する。
【００１６】
本発明の第９の態様によれば、プログラムは、利用者が保持する端末の端末位置に応じて空調用室内機を制御する空調制御装置のコンピュータに、前記空調用室内機に設けられた第１の超音波センサと、前記空調用室内機の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサとを通じて、前記端末から発せられた超音波を検知する超音波検知処理ステップと、前記第１の超音波センサで前記超音波を検出した時刻と前記第２の超音波センサで前記超音波を検出した時刻との差である到達時間差を算出する到達時間差算出ステップと、前記到達時間差に基づいて前記端末の端末位置を推定する位置推定ステップと、前記端末位置に基づいて前記空調用室内機を制御する室内機制御ステップと、を実行させる。
【発明の効果】
【００１７】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、空調用室内機の利用者の位置を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態に係る空調制御システムの全体構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る空調制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】比較例としての従来の空調制御システムを説明する第１の説明図である。
【図４】比較例としての従来の空調制御システムを説明する第２の説明図である。
【図５】比較例としての従来の空調制御システムを説明する第３の説明図である。
【図６】第１の実施形態に係る空調制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る空調制御システムの全体構成を示す構成図である。
【図８】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜第１の実施形態＞
（空調制御システムの全体構成）
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る空調制御システム１の全体構成を示す概略図である。第１の実施形態に係る空調制御システム１は、例えば、図書館、大型店舗、倉庫、工場等、利用者が存在する室内空間Ｗに用いられることを想定している。しかし、他の実施形態においては、空調制御システム１は上記のような使用態様に限定されない。
【００２０】
図１に示すように、第１の実施形態に係る空調制御システム１は、空調制御装置１０と、空調用室内機２０と、遠隔操作装置３０と、利用者が保持する端末４０と、マイクＭ１〜Ｍ５とを含む。
【００２１】
空調制御装置１０は、利用者の位置に応じて環境（温度、湿度、風量等）が最適となるように空調用室内機２０を制御する。
【００２２】
空調用室内機２０は、利用者が存在する室内空間Ｗの天井等に設置され、空調制御装置１０による制御指令に従って、室内空間Ｗの環境を調整する為の各種動作を行う。第１の実施形態では、空調用室内機２０が天井埋め込み式の業務用空調用室内機である場合について説明するが、空調用室内機２０は、天井埋め込み式以外の外付け式等の空調用室内機であってもよいし、業務用以外の家庭用等のその他の用途の空調用室内機であってもよい。
【００２３】
遠隔操作装置（リモコン）３０は、ボタン押下等により空調用室内機２０の環境設定を遠隔操作する装置である。第１の実施形態に係る遠隔操作装置３０は、室内空間Ｗの壁に設けられており、有線で空調制御装置１０に接続されている。しかしながら、遠隔操作装置３０は、無線で空調制御装置１０に接続されていてもよい。
【００２４】
端末４０は、所定の周波数の超音波Ｓを発することのできる音源である。第１の実施形態では、端末４０がスマートフォン等の情報処理装置である場合について説明するが、端末４０は、タブレット型の情報処理装置、腕時計型の情報処理装置等のように音源となり得るその他の機器であってもよい。第１の実施形態では、端末４０であるスマートフォンは、保持する利用者の位置を特定させる為に定期的に所定の超音波Ｓを発する。なお、端末４０は、例えば、非定期的に所定の超音波Ｓを発してもよい。また、端末４０は、例えば、空調制御装置１０が空調用室内機２０の制御に用いる情報（例えば、利用者が要求する環境（温度、湿度、風量等）の情報）を超音波Ｓに重畳させて発してもよい。
【００２５】
マイクＭ１〜Ｍ５は、端末４０が発した超音波Ｓを検知可能な超音波センサである。
第１の実施形態では、第１の超音波センサとして４つのマイクＭ１〜Ｍ４が空調用室内機２０の異なる位置に各々設けられている。即ち、第１の超音波センサは、４つのマイクＭ１〜Ｍ４を含む。図１に示すように、４つのマイクＭ１〜Ｍ４は、空調用室内機２０の室内空間Ｗに向く面の四隅に各々設けられている。なお、第１の超音波センサは、４以外の数のマイク（超音波センサ）を含んでよい。
【００２６】
第１の実施形態では、第２の超音波センサとして１つのマイクＭ５が遠隔操作装置３０に設けられている。即ち、第２の超音波センサ（マイクＭ５）は、空調用室内機２０の位置とは異なる位置に設けられている。なお、第２の超音波センサは、１以外の数のマイク（超音波センサ）を含んでよい。また、第１の実施形態では、第２の超音波センサが、遠隔操作装置３０に設けられている場合について説明するが、第２の超音波センサは、例えば、蛍光灯等、室内空間Ｗのその他の機器に設けられていてもよい。
【００２７】
（空調制御装置の機能構成）
図２は、第１の実施形態に係る空調制御装置１０の機能構成を示すブロック図である。
なお、図２には、空調制御装置１０の機能を説明する為に、空調制御装置１０とマイクＭ１〜Ｍ５との接続構成も示されている。
【００２８】
空調制御装置１０は、超音波検知処理部１００と、到達時間差算出部１１０と、位置推定部１２０と、室内機制御部１３０と、記憶部１４０と、を備える。
【００２９】
超音波検知処理部１００は、利用者が保持する端末４０から発せられた超音波Ｓを、マイクＭ１〜Ｍ５を通じて検知するように構成されている。図２に示すように、マイクＭ１〜Ｍ４で検知された超音波Ｓは、各々、空調用室内機２０内に設けられた増幅器Ａ１〜Ａ４、フィルタＦ１〜Ｆ４、及びコンパレータＣ１〜Ｃ４で順に処理される。さらに、その処理結果（検知結果）が、各々、Ｃｈ１〜Ｃｈ４から超音波検知処理部１００に入力される。同様にマイクＭ５で検知された超音波Ｓは、遠隔操作装置３０内に設けられた増幅器Ａ５、フィルタＦ５、及びコンパレータＣ５で順に処理され、その処理結果（検知結果）がＣｈ５から超音波検知処理部１００に入力される。
【００３０】
増幅器Ａ１〜Ａ５は、マイクＭ１〜Ｍ５が検知した超音波Ｓの信号を増幅する。フィルタＦ１〜Ｆ５は、増幅された超音波Ｓの信号から、所定の周波数の成分だけを抽出する。所定の周波数は、端末４０が発する超音波Ｓの周波数に合わせて、例えば、５ｋＨｚ等と予め規定されている。コンパレータＣ１〜Ｃ５は、所定の周波数の成分が抽出されたか否かを判定し、抽出されていない場合には検出なしを示す第１の信号を出力する。所定の周波数の成分が抽出された場合には、コンパレータＣ１〜Ｃ５は、検出有りを示す第２の信号を出力する。第１の実施形態では、第１の信号の信号レベルが第２の信号の信号レベルより高い場合について説明するが、互いに区別できる信号であれば、第１の信号と第２の信号として任意の信号を用いてよい。
【００３１】
超音波検知処理部１００は、マイクＭ１〜Ｍ５を通じて端末４０から発せられた超音波Ｓを検知すると、各マイクＭ１〜Ｍ５により超音波Ｓを検知した時刻を到達時間差算出部１１０に入力する。具体的には、コンパレータＣ１〜Ｃ５から入力される信号が第１の信号から第２の信号に切替わった時刻を到達時間差算出部１１０に入力する。他の実施形態では、超音波検知処理部１００が、切替わった時刻を到達時間差算出部１１０に直接的に入力せずに、記憶部１４０に記憶してもよい。この場合、到達時間差算出部１１０が記憶された各時刻を記憶部１４０から取得する。
【００３２】
到達時間差算出部１１０は、マイクＭ１〜Ｍ５のうちのマイクＭ５（第２の超音波センサ）を基準として、基準となるマイクＭ５が超音波Ｓを検出した時刻と、他の４つのマイクＭ１〜Ｍ４（第１の超音波センサ）が超音波Ｓを検出した時刻との差、即ち、超音波ＳがマイクＭ５に到達する時刻と、マイクＭ１〜Ｍ４に到達する時刻との時間差（到達時間差）を算出する。到達時間差算出部１１０は、算出した到達時間差を位置推定部１２０に入力する。
【００３３】
位置推定部１２０は、到達時間差算出部１１０が算出した到達時間差に基づいて、超音波Ｓが発された端末４０の端末位置を推定する。位置推定部１２０は、推定結果を室内機制御部１３０に入力する。
【００３４】
室内機制御部１３０は、推定された端末位置に基づいて空調用室内機２０を制御する。具体的には、推定された端末位置に端末４０を保持する利用者が存在するものとして、環境（温度、湿度、風量等）が最適となるように空調用室内機２０を制御する。
【００３５】
記憶部１４０は、位置推定部１２０が端末４０の端末位置を推定する際に用いる、到達時間差と推定される端末位置との対応表であるルックアップテーブル（ＬＵＴ）を記憶する。このルックアップテーブルは、マイクＭ１〜Ｍ４（第１の超音波センサ）の位置及びマイクＭ５（第２の超音波センサ）の位置と、音速、距離、及び到達時間の関係（ｄ＝ｖｔ、ｄは距離、ｖは音速、ｔは到達時間）とから、計算により予め作成することができる。なお、音速は温度によって変化するので、室内空間Ｗの温度毎のルックアップテーブルを作成し、記憶部１４０に記憶しておいてもよい。
【００３６】
（比較例としての従来の空調制御システム）
図３〜図５を用いて、第１の実施形態に係る空調制御システム１との比較例としての従来の空調制御システムを説明する。図３〜図５は、各々、比較例としての従来の空調制御システムを説明する第１〜第３の説明図である。
比較例としての従来の空調制御システムは、第１の実施形態に係る空調制御システム１と同様にマイクＭ１〜Ｍ４（第１の超音波センサ）を備えているが、空調制御システム１とは異なり、マイクＭ５（第２の超音波センサ）を備えていない。
【００３７】
図３は、図１に示す空調用室内機２０と同様にマイクＭ１〜Ｍ４を備えた従来の空調用室内機において、マイクＭ１及びＭ４と、利用者が保持する端末４０との位置関係を示す。
従来の空調制御システムは、第１の実施形態に係る空調制御システム１と同様に、利用者の保持する端末４０から発せられた超音波Ｓが各マイクＭ１〜Ｍ４に到達する各時刻の時間差（到達時間差）に基づいて利用者の位置を推定する。しかしながら、従来の空調制御システムでは、第１の実施形態に係る空調制御システム１とは異なり、４つのマイクＭ１〜Ｍ４だけを用いて利用者の位置推定を行う。なお、以下では、図３〜図５を用いて、４つのマイクＭ１〜Ｍ４のうち、互いの距離が最も離れているマイクＭ１及びＭ４を例にして説明する。これは、マイク間の距離が最も離れている場合に、利用者の位置の推定に用いる超音波Ｓの到達時間差の検出誤差の許容範囲が最大となるからである。
【００３８】
図３の横軸ｘは、従来の空調用室内機（の水平方向の中心位置）を基準とする水平方向の位置ｘ（ｍ）を示す。即ち、従来の空調用室内機（の水平方向の中心位置）から端末４０までの水平方向の距離がｘ（ｍ）である。また、図３の縦軸ｚは、端末４０からの鉛直方向の高さ（ｍ）を示す。
【００３９】
図３に示す例では、端末４０からの従来の空調用室内機の鉛直方向の高さが１．５（ｍ）であり、マイクＭ１とＭ４との水平方向の距離が１．１９（ｍ）である。図３には、端末４０が位置ｘ（ｍ）が０（ｍ）、１（ｍ）、及び５（ｍ）に存在する例が示されている。図３では、超音波Ｓが端末４０からマイクＭ１及びＭ４に進行する経路が点線で示されている。
【００４０】
図４は、図３に示す端末４０の位置ｘ（ｍ）を変化させた場合における、端末４０からマイクＭ１及びＭ４に超音波Ｓが到達する時間の差（到達時間差）を具体的に計算した計算結果を示す。
図４に示すように、端末４０の位置ｘ（ｍ）が決まると、端末４０からマイクＭ１までの距離（ｍ）が決まるので、超音波Ｓが端末４０からマイクＭ１まで到達するのに必要な到達時間ｔ１（ｍｓ）が音速から計算できる。同様に、端末４０からマイクＭ４までの距離（ｍ）が決まるので、超音波Ｓが端末４０からマイクＭ４まで到達するのに必要な到達時間ｔ４（ｍｓ）が音速から計算できる。
【００４１】
従って、超音波ＳがマイクＭ１まで到達するのに要する到達時間ｔ１（ｍｓ）と、マイクＭ４まで到達するのに要する到達時間ｔ４（ｍｓ）との時間差である到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）は、Δｔ４１＝ｔ４−ｔ１と計算できる。
実際に制御に用いる到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）は、図５に示すように、従来の空調用室内機が、マイクＭ１及びＭ４で各々超音波Ｓを検出した検出時刻ｔ１及びｔ４から算出する。なお、図５の横軸は時間を示し、縦軸は信号レベルを示す。即ち、図５では、信号レベルの上がった時刻が、超音波Ｓの検出時刻を示している。
【００４２】
図４には、端末４０の位置ｘ（ｍ）が０、１、２、３、４、５、及び６（ｍ）である場合の到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）の計算結果が記載されている。例えば、図４に示す到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）の計算結果から分かるように、端末４０の位置ｘ（ｍ）が０（ｍ）である場合と、１（ｍ）である場合とでは、到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）が１．２９（ｍｓ）異なっている。これに対し、端末４０の位置ｘ（ｍ）が４（ｍ）である場合と、５（ｍ）である場合とでは、到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）が、０．０５（ｍｓ）しか異なっていない。これは、端末４０が位置４（ｍ）にある場合、図５に示す検出時刻が０．０５（ｍｓ）ずれるだけで位置推定誤差が１（ｍ）になることを意味する。０．０５（ｍｓ）は、２０（ｋＨｚ）の１周期分に相当する。
【００４３】
さらに、端末４０の位置ｘ（ｍ）が５（ｍ）である場合と、６（ｍ）である場合とでは、到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）が、０．０３（ｍｓ）しか異なっていない。このことから、図３に示すようにマイクＭ１とＭ４との間の距離が１．１９（ｍ）である条件で、端末４０の位置５（ｍ）で±１（ｍ）の精度を得る為には、到達時間差Δｔ４１（ｍｓ）の誤差を僅か０．０３（ｍｓ）以内に抑える必要があることが分かる。０．０３（ｍｓ）は、２０（ｋＨｚ）の０．６周期分に相当する。
【００４４】
以上、説明したように、従来の空調制御システムでは、１台の空調用室内機が備える４つのマイクＭ１〜Ｍ４だけを用いて利用者の位置推定を行う為、位置推定に必要な所定の精度（例えば、±１（ｍ））を達成しようとする場合には、到達時間差Δｔ４１の検出誤差の許容範囲が非常に狭く厳しくなる。特に、端末４０が空調用室内機から遠くに位置すればするほど検出誤差の許容範囲が非常に狭く厳しくなる。
【００４５】
（空調制御システムの処理フロー）
図６は、第１の実施形態に係る空調制御装置１０の動作を示すフローチャートである。
図６を用いて第１の実施形態に係る空調制御装置１０の動作を説明する。
【００４６】
図６に示す処理フローが開始すると、超音波検知処理部１００が、第１の超音波センサと第２の超音波センサとを通じて端末４０から発せられた超音波Ｓを検知する（ステップＳ１０１）。
具体的には、以下の手順で検知処理を行う。利用者が保持する端末４０から発せられた超音波Ｓを各マイクＭ１〜Ｍ５が検知すると、検知した超音波Ｓの信号が増幅器Ａ１〜Ａ５で増幅され、次に、フィルタＦ１〜Ｆ５で増幅された超音波Ｓの信号から所定の周波数成分が抽出される。コンパレータＣ１〜Ｃ５は、所定の周波数成分が抽出されたか否かに応じて第１の信号又は第２の信号を超音波検知処理部１００に入力する。
【００４７】
即ち、マイクＭ１〜Ｍ５で所定の周波数の超音波Ｓを検知していない状態では、コンパレータＣ１〜Ｃ５は、超音波検知処理部１００に第１の信号を入力しているが、マイクＭ１〜Ｍ５で所定の周波数の超音波Ｓを検知し、所定の周波数成分が抽出された場合には、コンパレータＣ１〜Ｃ５は、超音波検知処理部１００に第２の信号を入力する。
【００４８】
従って、超音波検知処理部１００は、コンパレータＣ１〜Ｃ５から入力される信号が第１の信号から第２の信号に切替わった場合に、利用者の端末４０から発せられた所定の周波数の超音波Ｓを検知したと判定し、その時刻を到達時間差算出部１１０に入力する。例えば、Ｃｈ５経由で入力される信号が時刻ｔ５に第１の信号から第２の信号に切替わった場合、超音波検知処理部１００は、マイクＭ５の受信時刻として時刻ｔ５を到達時間差算出部１１０に入力する。同様に、Ｃｈ１〜Ｃｈ４経由で入力される各信号が時刻ｔ１〜ｔ４に第１の信号から第２の信号に切替わった場合、超音波検知処理部１００は、マイクＭ１〜Ｍ４の受信時刻として時刻ｔ１〜ｔ４を各々、到達時間差算出部１１０に入力する。
【００４９】
次に、到達時間差算出部１１０が、マイクＭ１〜Ｍ４（第１の超音波センサ）で超音波Ｓを検出した時刻ｔ１〜ｔ４とマイクＭ５（第２の超音波センサ）で超音波Ｓを検出した時刻ｔ５との差である到達時間差を算出する（ステップＳ１０２）。
例えば、到達時間差算出部１１０は、マイクＭ１（第１の超音波センサ）とマイクＭ５（第２の超音波センサ）との間の到達時間差としてΔｔ１５（＝ｔ１−ｔ５）を算出する。同様に、到達時間差算出部１１０は、マイクＭ２〜Ｍ４（第１の超音波センサ）とマイクＭ５（第２の超音波センサ）との間の到達時間差として、各々、Δｔ２５（＝ｔ２−ｔ５）、Δｔ３５（＝ｔ３−ｔ５）、及びΔｔ４５（＝ｔ４−ｔ５）を算出する。到達時間差算出部１１０は、算出した到達時間差を位置推定部１２０に入力する。
【００５０】
次に、位置推定部１２０が、到達時間差に基づいて端末４０の端末位置を推定する（ステップＳ１０３）。
具体的には、位置推定部１２０は、記憶部１４０に記憶されているルックアップテーブルを参照し、到達時間差算出部１１０から入力された第１の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）と第２の超音波センサ（マイクＭ５）との間の到達時間差（Δｔ１５、Δｔ２５、Δｔ３５、Δｔ４５）から端末４０の端末位置を推定する。なお、１つの到達時間差と対応する端末位置がルックアップテーブルに複数存在する場合がある為、第１の実施形態では、位置推定部１２０は、４つの到達時間差（Δｔ１５、Δｔ２５、Δｔ３５、Δｔ４５）に基づいて端末位置を推定する。しかしながら、他の実施形態では、１以上の任意の数の到達時間差に基づいて端末４０の端末位置を推定してよい。位置推定部１２０は、推定した端末位置を室内機制御部１３０に入力する。
【００５１】
次に、室内機制御部１３０は、推定した端末位置に基づいて空調用室内機２０を制御する（ステップＳ１０４）。具体的には、推定された端末位置に端末４０を保持する利用者が存在するものとして、環境（温度、湿度、風量等）が最適となるように空調用室内機２０を制御する。以上で、図６に示すフローは終了する。
【００５２】
（作用・効果）
以上、第１の実施形態に係る空調制御装置１０（空調制御システム１）によれば、空調用室内機２０に設けられた第１の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）だけでなく、空調用室内機２０の位置とは異なる位置に設けられた第２の超音波センサ（マイクＭ５）を通じて、端末４０から発せられた超音波Ｓを検知する。
これにより、第１の超音波センサと第２の超音波センサとの距離を、空調用室内機２０の大きさ等の制限なしに大きく且つ自由に設定できるので、空調用室内機２０に設けられた第１の超音波センサだけで超音波Ｓを検知する場合よりも超音波Ｓの到達時間差の検出誤差の許容範囲を大きくすることができ、推定位置の精度を向上させることができる。従って、第１の実施形態に係る空調制御装置１０（空調制御システム１）によれば、空調用室内機２０の利用者の位置を正確に推定することができる。
【００５３】
さらに、第１の実施形態に係る空調制御システム１によれば、第２の超音波センサ（マイクＭ５）は、空調用室内機２０を遠隔操作する遠隔操作装置３０に設けられている。
これにより、既存の遠隔操作装置３０を用いることができるので、例えば、第２の超音波センサを単独で新たに設置する場合よりも設置費用及び設置スペースを低減できる。また、第２の超音波センサを容易に実装することが可能になる。
なお、第１の実施形態に係る空調制御システム１において、第２の超音波センサは、蛍光灯に設けられてもよい。
この場合、既存の設備である蛍光灯を用いることができるので、例えば、第２の超音波センサを単独で新たに設置する場合よりも設置費用及び設置スペースを低減できる。また、第２の超音波センサを容易に実装することが可能になる。
【００５４】
さらに、第１の実施形態に係る空調制御システム１によれば、位置推定部１２０は、ルックアップテーブルを参照して、到達時間差に基づいて端末４０の端末位置を推定する。
これにより、位置推定部１２０は、ルックアップテーブルを参照するだけで端末４０の端末位置を推定することができるので、空調制御システム１の処理負荷を軽減し、非常に高速に端末位置を推定することが可能になる。また、例えば、各種の条件（例えば、温度等）別のルックアップテーブルを予め作成しておくことで、端末位置をより正確に推定することができる。
【００５５】
＜第１の実施形態の変形例＞
以上、第１の実施形態に係る空調制御システム１について詳細に説明したが、空調制御システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
【００５６】
＜第１の実施形態の第１の変形例＞
例えば、第１の実施形態に係る空調制御システム１において、図６のステップＳ１０３で、位置推定部１２０は、記憶部１４０に記憶されたルックアップテーブルを参照し、到達時間差算出部１１０から入力された第１の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）と第２の超音波センサ（マイクＭ５）との間の到達時間差から端末４０の端末位置を推定するものとして説明した。
ここで、第１の実施形態の第１の変形例として、位置推定部１２０は、ルックアップテーブルを用いずに、利用者の保持する端末４０の端末位置を算出して推定してもよい。
【００５７】
例えば、位置推定部１２０は、ＧＰＳ衛星から受信する電波の到達時間差に基づいて位置を推定する位置推定方法と類似の方法により、端末４０の端末位置を推定してよい。
ＧＰＳ衛星を用いた位置推定方法では、連立方程式を解くことで受信機の位置を算出する。従って、ＧＰＳ衛星を用いた位置推定方法の連立方程式において、送信側と受信側を入れ替えることにより、位置推定部１２０は、端末４０の端末位置を推定することができる。
【００５８】
具体的には、異なる位置にある４つのマイク（例えば、マイクＭ１〜Ｍ３（第１の超音波センサ）とマイクＭ５（第２の超音波センサ））の３次元座標をそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）、（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）、（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）、及び（Ｘ４、Ｙ４、Ｚ４）とし、端末４０の３次元座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、異なる位置にある４つのマイク（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＭ５）による電波Ｓの受信時刻をそれぞれｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４とし、端末４０による電波の送信時刻をｄとし、電波の速度をｖとすると、以下の連立方程式が得られる。
ｆ１＝（ｘ−Ｘ１）２＋（ｙ−Ｙ１）２＋（ｚ−Ｚ１）２−（ｖ（ｔ１−ｄ））２＝０
ｆ２＝（ｘ−Ｘ２）２＋（ｙ−Ｙ２）２＋（ｚ−Ｚ２）２−（ｖ（ｔ２−ｄ））２＝０
ｆ３＝（ｘ−Ｘ３）２＋（ｙ−Ｙ３）２＋（ｚ−Ｚ３）２−（ｖ（ｔ３−ｄ））２＝０
ｆ４＝（ｘ−Ｘ４）２＋（ｙ−Ｙ４）２＋（ｚ−Ｚ４）２−（ｖ（ｔ４−ｄ））２＝０
端末４０の位置（ｘ、ｙ、ｚ）はこの方程式を解くことにより得られる。なお、この方程式の解は、ニュートン−ラプソン法等の近似計算を用いて求める。
【００５９】
第１の実施形態の第１の変形例では、電波Ｓの受信時刻（ｔ１、ｔ２、ｔ３、及びｔ４）と送信時刻ｄの代わりに、マイクＭ１〜Ｍ３及びＭ５の到達時間差（Δｔ１５、Δｔ２５、Δｔ３５）を用いて、上記方程式について近似計算することより、端末４０の端末位置を推定する。
なお、第１の超音波センサ及び第２の超音波センサの位置は、例えば、記憶部１４０に予め記憶しておいてよい。また、上述の説明では、４つのマイクがマイクＭ１〜Ｍ３及びＭ５である場合について説明したが、４つのマイクは、マイクＭ１〜Ｍ４（第１の超音波センサ）のうちの任意の３つのマイク（超音波センサ）とＭ５（第２の超音波センサ）であってもよい。
【００６０】
（作用・効果）
以上、第１の実施形態の第１の変形例に係る空調制御システム１によれば、位置推定部１２０は、第１の超音波センサ及び第２の超音波センサの位置と、到達時間差とに基づいて、端末４０の端末位置を推定する。
これにより、到達時間差と推定される端末位置との対応表であるルックアップテーブルを予め作成して準備をする必要がなくなり、非常に容易に空調制御システム１を導入することが可能になる。
【００６１】
＜第１の実施形態の第２の変形例＞
上述した第１の実施形態の第１の変形例に係る空調制御システム１において、位置推定部１２０が、端末４０の端末位置を推定する際に用いる第１の超音波センサ及び第２の超音波センサの位置は、記憶部１４０に予め記憶しているものとして説明した。
ここで、第１の実施形態の第２の変形例として、記憶部１４０には、第１の超音波センサの位置だけを記憶しておき、第２の超音波センサの位置は、端末４０の端末位置を推定する手順と同様の手順で推定するようにしてもよい。
【００６２】
即ち、遠隔操作装置３０に設けられた第２の超音波センサ（マイクＭ５）から所定の周波数の超音波Ｓを発し、空調用室内機２０の異なる位置に設けられた複数の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）を含む第１の超音波センサで超音波Ｓを検知し、第２の超音波センサ（マイクＭ５）の位置を推定してよい。
【００６３】
具体的には、超音波検知処理部１００が、第１の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）を通じて、第２の超音波センサ（マイクＭ５）から発せられた超音波Ｓを検知する。次に、到達時間差算出部１１０が、第１の超音波センサの複数の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）で超音波Ｓを検出した各時刻の差である到達時間差（設定用到達時間差）を算出する。次に、位置推定部１２０が、上述した第１の実施形態の第１の変形例で説明した位置推定方法と同様に、第１の超音波センサの複数の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）の位置と、設定用到達時間差とに基づいて第２の超音波センサ（マイクＭ５）の位置を推定する。
【００６４】
（作用・効果）
以上、第１の実施形態の第２の変形例に係る空調制御システム１によれば、位置推定部１２０は、第１の超音波センサの複数の超音波センサ（マイクＭ１〜Ｍ４）の位置と、到達時間差（設定用到達時間差）とに基づいて、第２の超音波センサ（マイクＭ５）の位置を推定する。
これにより、第２の超音波センサ（マイクＭ５）の位置を予め把握し、例えば、遠隔操作装置３０を介して入力する等して、記憶部１４０に記憶させる必要がなくなる。また、遠隔操作装置３０と共に第２の超音波センサ（マイクＭ５）の位置が移動された場合にも、第２の超音波センサ（マイクＭ５）の移動後の位置を正確に取得することができる。
【００６５】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る空調制御システム１について、図７を参照しながら説明する。
図７は、第２の実施形態に係る空調制御システム１の全体構成を示す概略図である。
【００６６】
図７に示すように、第２の実施形態に係る空調制御システム１は、空調用室内機２０とは別の空調用室内機２１を備えている。空調用室内機２１は、空調用室内機２０と同様に構成され、空調用室内機２１には、４つのマイクＭ５〜Ｍ７（第２の超音波センサ）が設けられている。
【００６７】
即ち、第２の実施形態に係る空調制御システム１は、別の空調用室内機２１を含む点と、第２の超音波センサが、遠隔操作装置３０ではなく、空調用室内機２１に設けられている点だけが、第１の実施形態に係る空調制御システム１と相異する。その他の点については、特に言及する場合を除き、第２の実施形態に係る空調制御システム１は、第１の実施形態に係る空調制御システム１と同様に構成されて機能するので説明を省略する。
【００６８】
なお、第２の実施形態では、第２の超音波センサが４つのマイクＭ５〜Ｍ８を含むが、そのうちの一部（例えば、マイクＭ５）だけを第２の超音波センサとして機能させてもよい。
【００６９】
（作用・効果）
以上、第２の実施形態に係る空調制御システム１によれば、空調制御システム１が空調用室内機２０とは別の空調用室内機２１を備え、第２の超音波センサ（マイクＭ５〜Ｍ８）は、別の空調用室内機２１に設けられている。
これにより、既存の空調用室内機２１を用いることができるので、例えば、第２の超音波センサを単独で新たに設置する場合よりも設置費用及び設置スペースを低減できる。また、第２の超音波センサを容易に実装することが可能になる。
さらに、空調制御装置１０は、推定された端末位置に基づいて、空調用室内機２０だけでなく、別の空調用室内機２１についても環境（温度、湿度、風量等）が最適となるように制御することができるので、非常に効率的に制御を行うことができる。
さらに、例えば、空調用室内機２０に設けられた第１の超音波センサに複数のマイク（Ｍ１〜Ｍ４）が含まれ、且つ空調用室内機２１に設けられた第２の超音波センサに複数のマイク（Ｍ５〜Ｍ８）が含まれる場合には、マイク同士の多数の組合せから得られる多数の到達時間差に基づいて、空調用室内機２０の利用者の位置をより正確に推定することができる。
【００７０】
図８は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９は、ＣＰＵ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、インタフェース９４を備える。
上述の空調制御装置１０は、コンピュータ９を備える。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置９３に記憶されている。ＣＰＵ９１は、プログラムを補助記憶装置９３から読み出して主記憶装置９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。例えば、上述した超音波検知処理部１００と、到達時間差算出部１１０と、位置推定部１２０と、室内機制御部１３０は、ＣＰＵ９１であってよい。
また、ＣＰＵ９１は、プログラムに従って、上述した各データベースに対応する記憶領域を主記憶装置９２または補助記憶装置９３に確保する。例えば、上述した記憶部１４０が、主記憶装置９２または補助記憶装置９３に確保されてよい。
【００７１】
補助記憶装置９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。補助記憶装置９３は、コンピュータ９のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９が当該プログラムを主記憶装置９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、補助記憶装置９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００７２】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００７３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７４】
１  空調制御システム
９  コンピュータ
１０  空調制御装置
２０  空調用室内機
２１  （別の）空調用室内機
３０  遠隔操作装置（リモコン）
４０  端末
９１  ＣＰＵ
９２  主記憶装置
９３  補助記憶装置
９４  インタフェース
１００  超音波検知処理部
１１０  到達時間差算出部
１２０  位置推定部
１３０  室内機制御部
１４０  記憶部
Ａ１〜Ａ５  増幅器
Ｃ１〜Ｃ５  コンパレータ
Ｆ１〜Ｆ５  フィルタ
Ｍ１〜Ｍ４  マイク（第１の超音波センサ）
Ｍ５〜Ｍ８  マイク（第２の超音波センサ）
Ｓ  超音波
Ｗ  室内空間
【図１】
2019199982.tif 000003
【図２】
2019199982.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019199982.tif 000006
【図５】
2019199982.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019199982.tif 000009
【図８】
2019199982.tif 000010