(57)【要約】【課題】室内にいる複数の人間の一人ひとりに対して快適な空調を行うことができる空調装置を提供する。【解決手段】フレームバッファ８，９に格納されたそれぞれの画像の等距離射影から中心射影への射影変換を行い、射影変換された画像と予め撮像された背景画像との差分に基づいて人物Ｍがいるか否かを確認する。人物Ｍが認識されたとき、赤外エネルギー量検出部１５で赤外線サーモグラフィを用いて人物Ｍの赤外線エネルギー量を検出し、適体温演算部１７で人体に適した温度を演算する。距離演算部１４でステレオ測距法により空調装置から人物Ｍまでの距離を測定し、距離演算部１４の演算結果と適体温演算部１７の演算結果とに基づいて人物認識部１３で認識された複数の人物Ｍの一人ひとりに対して送風方向と送風量とを送風方向・送風量調整部１８で調整する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人物を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で得られた画像から人物の存在を認識する人物認識部と、
前記人物認識部で認識された人物までの距離を演算する距離演算部と、
前記人物から放射される赤外線量を検出する赤外エネルギー量検出部と、
前記赤外エネルギー量検出部で検出された前記赤外線量を温度に換算する温度換算部と、
前記温度換算部で換算された温度に基づいて前記人物にとって最適な温度を演算する適体温演算部と、
前記距離演算部の演算結果と前記適体温演算部の演算結果とに基づいて送風方向・送風量を調整する送風方向・風量調整部と
を備えていることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記人物認識部は、前記撮像手段で撮像された画像と予め撮像された背景画像との差分に基づいて人物を認識させる背景差分部を備えていることを特徴とする請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
前記撮像手段は左右の撮像素子を備えるステレオカメラであり、前記距離演算部は前記左右の撮像素子で捉えた同一人物の画像のずれから前記人物認識部で認識された人物までの距離を演算することを特徴とする請求項１又は２記載の空調装置。
【請求項４】
前記ステレオカメラは魚眼レンズを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の空調装置。
【請求項５】
前記送風方向・風量調整部は、前記人物認識部で認識された複数の人物に対してそれぞれ最適な体温をとなるように送風方向・送風量を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空調装置として特公平７−１０１１２０号公報に記載されたものが知られている。
【０００３】
この空調装置では、人体追尾装置を用いて、赤外線センサで室内にいる人間の顔面の表面から放射される１０μｍ帯の赤外線を検出し、その赤外放射量から顔の表面の温度を測定し、その測定温度から居住者の快適度を判定し、その判定結果にしたがって空調機を制御することで、室内の空調を行っている。
【特許文献１】特公平７−１０１１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
快適な温度や風量は人によって異なるのに、上記空調装置では室内にいるすべての人間に対して同じ温度、風量の空気を吹き出すため、室内にいるすべての人間にとって快適な空調を行うことは難しい。
【０００５】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は室内にいる複数の人間の一人ひとりに対して快適な空調を行うことができる空調装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、人物を撮像する撮像手段と、前記撮像手段で得られた画像から人物の存在を認識する人物認識部と、前記人物認識部で認識された人物までの距離を演算する距離演算部と、前記人物から放射される赤外線量を検出する赤外エネルギー量検出部と、前記赤外エネルギー量検出部で検出された前記赤外線量を温度に換算する温度換算部と、前記温度換算部で換算された温度に基づいて前記人物にとって最適な温度を演算する適体温演算部と、前記距離演算部の演算結果と前記適体温演算部の演算結果とに基づいて送風方向・送風量を調整する送風方向・風量調整部とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の空調装置において、前記人物認識部は、前記撮像手段で撮像された画像と予め撮像された背景画像との差分に基づいて人物を認識させる背景差分部を備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の空調装置において、前記撮像手段は左右の撮像素子を備えるステレオカメラであり、前記距離演算部は前記左右の撮像素子で捉えた同一人物の画像のずれから前記人物認識部で認識された人物までの距離を演算することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の空調装置において、前記ステレオカメラは魚眼レンズを備えていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の空調装置において、前記送風方向・風量調整部は、前記人物認識部で認識された複数の人物に対してそれぞれ最適な体温をとなるように送風方向・送風量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、室内にいる複数の人間の一人ひとりに対して快適な空調を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図３（ａ）はこの発明の一実施形態に係る空調装置を説明するための概念図、図３（ｂ）は熱画像を示す図である。
【００１４】
この空調装置は、ステレオカメラ（撮像手段）１、送風部３、冷却装置（図示せず）、ヒータ（図示せず）、送風方向・送風量を調整するためのＣＰＵ２（図１参照）、電源（図示せず）、これらを収容する筐体３０等を備えている。
【００１５】
ステレオカメラ１は筐体３０の前面に配置されている。ステレオカメラ１を構成する左右のカメラ１Ａ，１Ｂにはそれぞれ魚眼レンズＦＥが取り付けられている。魚眼レンズＦＥは１８０°以上の画角を有する。通常の光学レンズでは対象物である複数の人物Ｍを平面として捉えて平面に投影するため、１８０°以上の範囲を投影するのは不可能である。これに対し、魚眼レンズＦＥでは複数の人物Ｍを球面として捉えるためそれが可能となる。なお、魚眼レンズＦＥでは球の中心を視点にする等距離射影（画面の中心からの距離と角度が等しい）が多い。魚眼レンズＦＥを通して赤外線サーモグラフィで複数の人物Ｍの熱画像ＴＰが得られる。
【００１６】
送風部３は複数の図示しない送風ファンと送風口１９とを有し、複数の人物Ｍのそれぞれに対して個別に送風を行う。複数の送風口１９の上流側にはＣＰＵ２によって動作を独立に制御されるヒータ、冷却装置、送風ファン（図示せず）がそれぞれ配置されている。
【００１７】
図１はこの発明の一実施形態に係る空調装置の構成を示すブロック図、図２は赤外線エネルギー量と温度との関係を示す図である。図２において、縦軸及び横軸はそれぞれ赤外線エネルギー量及び温度を示す。
【００１８】
ステレオカメラ１は左右の撮像素子４，５とＡ／Ｄ変換部６，７とからなる。
【００１９】
左右の撮像素子４，５はそれぞれ魚眼レンズＦＥ（図３参照）を介して複数の人物Ｍを撮像し、入力した光量に応じた電圧信号を出力する。
【００２０】
Ａ／Ｄ変換部６，７は各電圧信号をそれぞれ対応するデジタル信号に変換する。デジタル信号化された画像は熱画像ＴＰとしてフレームバッファ８，９（後述）にそれぞれ格納される。
【００２１】
ＣＰＵ２はフレームバッファ８，９と射影変換部１０，１１と背景差分部１２と人物認識部１３と距離演算部１４と赤外エネルギー量検出部１５と赤外サーモ温度換算部（温度換算部）１６と適体温演算部１７と送風方向・送風量調整部１８とからなる。
【００２２】
射影変換部１０，１１はフレームバッファ８，９に格納されたそれぞれの画像（熱画像ＴＰ）の等距離射影から中心射影への射影変換を行い、等距離射影で生じた画像の歪を除去する。なお、等距離射影では光線の入射する角度と像高とが比例（像高＝入射角）する画像になる。一方、中心射影ではそのまま投影（像高＝ｃｏｓ入射角）するような画像になる。
【００２３】
背景差分部１２は予め撮像された人物Ｍのいない背景だけの画像と射影変換されたステレオカメラ１で撮像された画像との差分（濃度差）を検出する。人物Ｍのいない背景だけの画像は例えば空調装置設置直後に撮影され、フレームバッファ８，９に格納されている。
【００２４】
人物認識部１３は背景差分部１２で求めた差分に基づいて人物Ｍを認識する（濃度が急激に変化する画素によって人物Ｍの輪郭を検出する）。この人物認識は室内にいる複数の人物のそれぞれに対して行われる。
【００２５】
距離演算部１４は左右の撮像素子４，５で捉えられた同一人物の画像のずれによって空調装置から人物認識部１３で認識された人物Ｍまでの距離を測定する（ステレオ測距法）。
【００２６】
赤外エネルギー量検出部１５は人物認識部１３で認識された人物Ｍから放射される赤外線エネルギー量を検出する。赤外線エネルギー量は赤外線サーモグラフィを用いて検出される。
【００２７】
赤外サーモ温度換算部１６は赤外エネルギー量検出部１５で検出された赤外線エネルギー量を温度に換算する。赤外線エネルギー量と温度との間には図２に示す相関関係があるので、図２を用いて赤外線エネルギー量から人物Ｍの温度を割り出すことができる。赤外サーモ温度換算部１６では赤外エネルギー量検出部１５で検出された人物Ｍの最高温度と最低温度とを割り出す。
【００２８】
適体温演算部１７は、赤外サーモ温度換算部１６で割り出された人物Ｍの最高温度と最低温度との平均値と予め作成しておいた空調パターン（人物Ｍの温度に対して決まる、人物Ｍにとっての最適温度（１８〜２８℃）を表した曲線）とを用いて、人物Ｍに適した温度を演算する。
【００２９】
送風方向・送風量調整部１８は距離演算部１４の演算結果と適体温演算部１７の演算結果とに基づいて送風方向・送風量を調整する。送風方向・送風量調整部１８は複数の人物Ｍの体温がそれぞれ最適な体温をとなるように送風方向と送風量を調整する。なお、最適な体温より低い場合にはヒータを用いて加熱され、高い場合には冷却装置で冷却される。
【００３０】
図４はこの発明の一実施形態に係る空調装置の動作を説明するフローチャートである。図４において、Ｓ１〜Ｓ１２は各ステップを示す。
【００３１】
まず、複数の人物Ｍの撮像データをフレームバッファ８，９に格納する（Ｓ１）。
【００３２】
次に、フレームバッファ８，９に格納されたそれぞれの画像の等距離射影から中心射影への射影変換を行う（Ｓ２）。
【００３３】
その後、フレームバッファ８，９から背景差分部１２に人物Ｍのいない背景だけの画像を入力する（Ｓ３）。
【００３４】
次に、背景差分部１２で人物Ｍのいない背景だけの画像と射影変換された画像との差分を求める（Ｓ４）。
【００３５】
その後、射影変換された画像と予め撮像された背景画像との差分に基づいて人物Ｍがいるか否かを確認する（Ｓ５）。人物Ｍを認識できないとき（ＮＯ）、ステップＳ１へ戻る。
【００３６】
人物Ｍが認識されたとき（ＹＥＳ）、赤外エネルギー量検出部１５で人物Ｍの赤外線エネルギー量を検出する（Ｓ６）。
【００３７】
人物Ｍの赤外線エネルギー量が検出されたか否かを確認する（Ｓ７）。
【００３８】
人物Ｍの赤外線エネルギー量が検出されたとき（ＹＥＳ）、赤外サーモ温度換算部１６で赤外線エネルギー量を温度に換算する（Ｓ８）。人物Ｍの赤外線エネルギー量が検出されないとき（ＮＯ）、ステップＳ６へ戻る。
【００３９】
その後、適体温演算部１７で人物Ｍに適した温度を演算する（Ｓ９）。
【００４０】
次に、距離演算部１４でステレオ測距法により空調装置から人物Ｍまでの距離を測定する（Ｓ１０）。
【００４１】
空調装置から人物Ｍまでの距離を測定できたか否かを確認する（Ｓ１１）。
【００４２】
空調装置から人物Ｍまでの距離を測定できたとき（ＹＥＳ）、距離演算部１４の演算結果と適体温演算部１７の演算結果とに基づいて人物認識部１３で認識された複数の人物Ｍの全員に対して送風方向と送風量とを送風方向・送風量調整部１８で独立に調整する（Ｓ１２）。空調装置から人物Ｍまでの距離を測定できないとき（ＮＯ）、ステップ１１へ戻る。
【００４３】
その結果、複数の送風口１９から複数の人物Ｍの一人ひとりに対して個別に最適な空調が行われる（図３（ａ）参照）。
【００４４】
この実施形態によれば、撮像された人物Ｍの一人ひとりの体温を赤外線サーモグラフィを用いて知ることができるので、室内にいる複数の人物Ｍの一人ひとりに対して快適な空調を行うことができる。また、魚眼レンズＦＥを用いたので、室内に分散している多くの人物Ｍを撮像できる。更に、ステレオカメラ１を用いたので、専用のセンサを用いることなく人物Ｍまでの距離を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係る空調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は赤外線エネルギー量と温度との関係を示す図である。
【図３】図３（ａ）はこの発明の一実施形態に係る空調装置を説明するための概念図、図３（ｂ）は熱画像を示す図である。
【図４】図４はこの発明の一実施形態に係る空調装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１：ステレオカメラ（撮像手段）、４，５：撮像素子、１２：背景差分部、１３：人物認識部、１４：距離演算部、１５：赤外エネルギー量検出部、１６：赤外サーモ温度換算部（温度換算部）、１７：適体温演算部、１８：送風方向・送風量調整部、ＦＥ：魚眼レンズ、Ｍ：人物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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