(57)【要約】【課題】人体位置検知手段を備えた空気調和機において、人が検知された領域と人が移動する可能性が高い領域との両方を空調することにより、低い消費電力で高い快適性を実現すること。【解決手段】赤画像入力手段によって取得した画像データから人体の位置を検知する人体位置検知手段と、画像データを取得した時刻の情報および人体位置情報からそれぞれの時間帯における人体位置情報をエリア毎に累積する時間帯別人体位置累積手段と、各エリアの累積度数から空調すべき生活エリアを判定する生活エリア判定手段と、生活エリアの情報および人体位置情報から空調制御信号を生成する空調制御手段と、空調制御信号をもとに空調を行う空調手段とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像入力手段によって取得した画像データから人体位置情報を生成する人体位置検知手段と、
前記画像データを取得した時刻の情報および前記人体位置情報から各々の時間帯における前記人体位置情報をエリア毎に累積する時間帯別人体位置累積手段と、
前記各エリアの累積度数から空調する生活エリアを判定する生活エリア判定手段と、
前記生活エリアの情報および前記人体位置情報から空調制御信号を生成する空調制御手段と、
前記空調制御信号をもとに空調を行う空調手段と
を備える空気調和機。
【請求項２】
画像入力手段によって取得した画像データから床面座標における人体位置情報を生成する人体位置床座標検知手段と、
前記画像データを取得した時刻の情報および前記人体位置情報から各々の時間帯における前記人体位置情報をエリア毎に累積する時間帯別人体位置累積手段と、
前記各エリアの累積度数から空調する生活エリアを判定する生活エリア判定手段と、
前記生活エリアの情報および前記人体位置情報から空調制御信号を生成する空調制御手段と、
前記空調制御信号をもとに空調を行う空調手段と
を備える空気調和機。
【請求項３】
気温を測定する気温情報取得手段を備え、
空調制御手段は、空調制御信号生成にさらに前記気温情報取得手段の出力を用いたことを特徴とする請求項１または２に記載の空気調和機。
【請求項４】
床温度分布を測定する床温度分布取得手段を備え、
空調制御手段は、空調制御信号生成にさらに前記床温度分布取得手段の出力を用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体位置検知手段を備えた空気調和機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機によって快適な空調を実現し、さらに消費電力の削減を行うためには、室内の温度による制御だけではなく、カメラや赤外線センサにより室内の人の位置を検知し、その位置の床温度に基づいて空調のＯＮ／ＯＦＦ制御、風向制御を行うことが必要である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５８９３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の空気調和機では、カメラや赤外線センサで人が検知された領域にのみ空調を行うため、人が室内を移動したときに移動先が空調されていないために快適性を損なうという問題点があった。
【０００５】
本発明は前記のような問題を解決するためになされたもので、人が検知された領域と人が移動する可能性が高い領域との両方を空調することにより、低い消費電力で高い快適性を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による空気調和機は、画像入力手段によって取得した画像データから人体位置情報を生成する人体位置検知手段と、画像データを取得した時刻の情報および人体位置情報から各々の時間帯における人体位置情報をエリア毎に累積する時間帯別人体位置累積手段と、各エリアの累積度数から空調する生活エリアを判定する生活エリア判定手段と、生活エリアの情報および人体位置情報から空調制御信号を生成する空調制御手段と、空調制御信号をもとに空調を行う空調手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像入力手段によって取得した画像データから人体位置情報を生成する人体位置検知手段と、画像データを取得した時刻の情報および人体位置情報から各々の時間帯における人体位置情報をエリア毎に累積する時間帯別人体位置累積手段と、各エリアの累積度数から空調する生活エリアを判定する生活エリア判定手段と、生活エリアの情報および人体位置情報から空調制御信号を生成する空調制御手段と、空調制御信号をもとに空調を行う空調手段とを備えているので、低い消費電力で高い快適性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１による空気調和機の適用例である。
【図２】本発明の実施の形態１による空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１による空気調和機の人体位置検知手段の処理の例である。
【図４】本発明の実施の形態１による時間帯別人体位置累積手段の処理の例である。
【図５】本発明の実施の形態１による生活エリア判定手段の処理の例である。
【図６】本発明の実施の形態２による空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態２による空気調和機の人体位置検知手段の処理の例である。
【図８】本発明の実施の形態３による空気調和機の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態４による空気調和機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】
【０００９】
実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１による空気調和機の一例を示したものである。空気調和機１はカメラなどの画像入力手段２を搭載しており、画像入力手段２は空気調和機が空調を行う空間の画像を取得する。
【００１０】
図２は、本発明の実施の形態１による空気調和機の構成を示すブロック図である。画像入力手段２は、カラー可視カメラ、グレースケールの可視カメラ、近赤外線カメラ、赤外線カメラ、アレイ状にセンサを並べたサーモパイルセンサ、ライン状に並べたサーモパイルセンサ、焦電センサを複数個並べたものなど、人体の位置を特定できる情報を取得できるものであればどのようなものでも構わない。また、画像入力装置２は、首振り機構など、広い範囲の情報を取得できる仕組みを有してもよい。画像入力装置２により撮影された画像データは、人体位置検知手段３に出力される。
【００１１】
人体位置検知手段３では、画像入力手段２の出力である画像データから画像中の人体を検知して、人体位置情報を出力する。
【００１２】
図３を用いて、人体位置検知手段３の動作について説明する。人体位置検知手段３では、異なる時刻に取得した２枚の画像である画像９と画像１０を比較する。これらの２枚の画像においてデータが変化している領域を検出する。例えば、画像９と画像１０との差分画像１１において画像データの値があらかじめ設定した値以上である領域を人体領域１２として取り出し、その領域の重心、下端、上端などの位置を人体位置１３として出力する。図３に示す例では、人体領域１２の下端部を人体位置１３としている。
【００１３】
また、画像入力手段２として赤外線カメラなどの人体の熱を検知するような装置を用いる場合は、人体位置検知手段３は、画像入力手段２から出力される画像データの値が大きい領域を人体領域１２として取り出し、その領域の重心、下端、上端などの位置を人体位置１３として出力するようにしても良い。
【００１４】
さらに、画像入力手段２としてカラー画像を出力するような装置を用いる場合は、人体位置検知手段３は、画像入力手段２から出力される画像データにおける肌色の領域を人体領域１２として取り出し、その領域の重心、下端、上端などの位置を人体位置１３として出力するようにしても良い。
【００１５】
時刻情報取得手段４は、画像入力手段２が画像データを取得した時刻の情報を時間帯別人体位置情報累積手段５と生活エリア判定手段６とに出力する。
【００１６】
時間帯別人体位置累積手段５は、時刻情報取得手段４の出力である時刻情報をもとに、人体位置検知手段３の出力である人体位置情報を時間帯別に累積する。
【００１７】
図４を用いて、時間帯別人体位置累積手段５の動作について説明する。時間帯別人体位置累積手段５には、人体位置検知手段３からは、画像データ取得領域１４における人体位置１５が検知され入力されてくる。また、時刻情報取得手段４からは、画像入力手段２が画像データを取得した時刻として「８時４５分３０秒」という情報が送られてくる。時間帯別人体位置累積手段５には、例えば、１時間ごとの各時刻に対応したメモリ領域１７が確保されている。時間帯別人体位置累積手段５では、入力された時刻情報１６をもとにメモリ領域１７の中から８時台の情報を蓄積する８時台メモリ領域１８を参照する。各時刻のメモリ領域には画像データ取得領域の各エリアに対応したカウンタが準備されており、人体位置が検知されたときに対応する時刻の対応するエリアのカウンタをカウントアップすることで人体位置情報を累積し、累積度数として記憶しておく。図４に示す例では、８時台の情報を蓄積する８時台メモリ領域１８において、人体が検知された人体位置１５に対応するカウンタ１９をカウントアップし、累積度数を記憶する。なお、図４に示す例では１時間ごとの各時刻に対応したメモリ領域を確保するとしたが、時刻情報取得手段４から日付、曜日および時刻などの情報を出力し、曜日と時刻とに対応したメモリ領域を確保して人体位置情報を累積しても良いし、季節、曜日および時刻とに対応したメモリ領域を確保して人体位置情報を累積しても良い。時刻情報取得手段４によって取得した時刻情報によって特定が可能な一定の時間帯に対応したメモリ領域を確保して人体位置情報を累積するものであれば、どのようなものでも構わない。
【００１８】
生活エリア判定手段６は、時刻情報取得手段４の出力である時刻情報と時間帯別人体位置情報累積手段５に蓄積された情報とをもとに、生活エリアを判定する。
【００１９】
図５を用いて、生活エリア判定手段６の動作について説明する。生活エリア判定手段６には、時刻情報取得手段４から、空調手段８によって空調を行う時刻情報２０として「８時４５分３０秒」という取得する。時刻情報としては、例えば、生活エリア判定手段６が処理を行う時刻、画像入力手段２によって画像データが取得された時刻などを取得する。生活エリア判定手段６は、時間帯別人体位置累積手段５のメモリ領域１７から、時刻情報２０に対応した８時台の情報を蓄積する８時台メモリ領域１８の情報を取り出す。次に、８時台メモリ領域１８の各エリアに対応した累積度数であるカウンタの値を確認し、累積度数が大きいエリアを生活エリアとして判定する。例えば、エリア２１とエリア２２の累積度数が大きい場合、これらのエリアの位置を生活エリアの位置として出力する。なお、生活エリアを判定する手段としては、すべてのエリアの累積度数の総和に定数を乗算した値をしきい値として各エリアの累積度数をしきい値処理しても良いし、各エリアの累積度数の大きなものから順にあらかじめ定めた個数のエリアを生活エリアと判定しても良い。
【００２０】
空調制御手段７では、人体位置検知手段３で検知した人体位置情報と、生活エリア判定手段６で判定した生活エリア情報をもとに、空調制御信号を生成する。例えば、人体が検知された位置と生活エリア全体を巡回するように風向を制御しても良い。また、生活エリア全体を巡回するときに、人体が検知された位置を重複して通るようにしても良い。
【００２１】
空調手段８では、空調制御手段７の出力である空調制御信号をもとに、ファン、上下ベーン、左右ベーンなどを制御し、風温、風向、風速などを制御し、空調を行う。
【００２２】
このように、人体位置検知手段３と生活エリア判定手段６の出力をもとに空調制御を行うことにより、現在の人の居るエリアを空調すると共に、その人が動く可能性の高い生活エリアを先回りして空調することが可能になる。これにより、その時間帯に人が立ち入る可能性が低い領域の空調を行わず、かつ、人が立ち入る可能性が高い領域を事前に空調することが可能となり、省エネ性、快適性を両立した空調を行うことが可能となる。
【００２３】
なお、実施の形態１においては、人体位置検知手段３の出力は時間帯別人体位置情報累積手段５と空調制御手段７との両方に同じ値が入力されるものとしたが、これに限るものではない。例えば、ユーザーによるモード切り換えや時間帯による自動切り替えなどによって、人体位置検知手段３からの出力は時間帯別人体位置情報累積手段５のみに入力され時間帯別人体位置情報累積手段５に蓄積される情報の更新のみを行う、あるいは、人体位置検知手段３からの出力は空調制御手段７のみに入力され時間帯別人体位置情報累積手段５に蓄積される情報の更新は行わないようにしても良い。また、空調制御手段７への入力も、ユーザーによるモード切り換えや時間帯による自動切り替えなどによって、人体位置検知手段３の出力のみ、生活エリア判定手段６の出力のみにしても良い。
【００２４】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２による空気調和機の構成を示すブロック図である。図６を実施の形態１による空気調和機の構成を示す図である図２と比べると、人体位置検知手段３が人体位置床座標検知手段２３に置き換わっている以外は同じである。
【００２５】
図７を用いて、人体位置床座標検知手段２３の動作について説明する。人体位置床座標検知手段２３では、異なる時刻に画像入力手段２によって取得した２枚の画像である画像２２と画像２３とからの差分画像２４を作成する。次に、差分画像２４においてデータが変化している領域を人体領域２５として検出し、人体領域２５の下端を人体位置２６として検出する。
【００２６】
また、画像入力手段２の取り付け位置と床面との関係や、画像入力手段２によって取得した画像２２への画像認識技術の適用などにより、画像２２における床面領域２７を特定する。次に、差分画像２４において検出された人体位置２６の情報を、差分画像２４における床面領域２７上の座標から、床面を真上から見た座標系の画像２８上の座標に変換し、新たな人体位置３０として出力する。
【００２７】
なお、時間帯別人体位置情報累積手段５においては、情報を蓄積するメモリ領域において、人体が検知された人体位置３０に対応するカウンタ２９をカウントアップすることになる。
【００２８】
このように、人体位置床座標検知手段２３において検出された人体位置情報を、撮影された画像上の床面の座標系から床面を真上から見た座標系に変換して出力することにより、空気調和機から離れている人に対しても空気調和機の近くにいる人と同じような細かさでの位置検出が可能となり、よりきめ細やかな空調制御が可能となる。また、空気調和機から離れている人に対しては強く風を送り、空気調和機の近くにいる人には弱い風を送るといった、空気調和機からの距離に応じた空調制御も可能となる。
【００２９】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３による空気調和機の構成を示すブロック図である。図８を実施の形態１による空気調和機の構成を示す図である図２と比べると、気温情報取得手段３１の出力が空調制御手段６に入力されている以外は、同じである。
【００３０】
実施の形態３による空気調和機における空調制御手段６では、人体位置検知手段３で検知した人体位置情報、生活エリア判定手段６で判定した生活エリア情報、および気温情報取得手段３１で取得した空調領域の気温情報をもとに、空調制御信号を生成する。例えば、あらかじめ目標となる気温を設定して空調を開始し、気温情報取得手段３１から取得した気温が目標となる気温に達していないときは人体位置検知手段３で検知した人体位置を繰り返し通るようにしながら生活エリア全体を巡回するように風向制御を行い、温取得手段３１から取得した気温が目標となる気温に近づいたときは人体位置検知手段３で検知した人体位置を避けるように生活エリア全体を巡回するように風向制御を行う。
【００３１】
これにより、目標となる気温に短時間で到達させるとともに、人体へ風が直接あたることにより不快感を軽減することができる。
【００３２】
実施の形態４．
図９は、本発明の実施の形態４による空気調和機の構成を示すブロック図である。図９を実施の形態１による空気調和機の構成を示す図である図２と比べると、床温度分布取得手段３２の出力が空調制御手段６に入力されている以外は、同じである。床温度分布取得手段３２は、例えば、赤外線センサにより室内の深温度の分布を取得することにより実現する。
【００３３】
実施の形態４による空気調和機における空調制御手段６では、人体位置検知手段３で検知した人体位置情報、生活エリア判定手段６で判定した生活エリア情報、および床温度分布取得手段３２で取得した空調領域の気温情報をもとに、空調制御信号を生成する。例えば、あらかじめ目標となる床温度を設定して空調を開始し、人体位置検知手段３によって検出された人体位置の床温度が目標となる床温度に達していないときは人体位置あるいは人体位置の床面に風が届くように風向制御し、人体位置検知手段３によって検出された人体位置の床温度が目標となる床温度に近づいたときは生活エリアの中でその床温度が目標となる床温度と離れている領域に向けて風向制御を行う。
【００３４】
これにより、現在の人の居るエリアの床温度を目標値まで短時間で到達させるとともに、その人が動く可能性の高い生活エリアの床温度を先回りして制御することにより、その時間帯に人が立ち入る可能性が低い領域の空調を行わず、かつ、人が立ち入る可能性が高い領域の床温度を事前に調整することが可能となり、省エネ性、快適性を両立した空調を行うことが可能となる。
【符号の説明】
【００３５】
２  画像入力手段
３  人体位置検知手段
４  時刻情報取得手段
５  時間帯別人体位置情報累積手段
６  生活エリア判定手段
７  空調制御手段
８  空調手段
２３  人体位置床座標検知手段
３１  気温情報取得手段
３２  床温度分布取得手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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