(57)【要約】  空間内のターゲットの軌道を追跡するためのシステム及び方法が提供される。当該システム及び方法は、現在の時刻を決定し、現在のセンサ測定値を生成するために現在の時刻における空間内の少なくとも1つのターゲットの動きを検出し、現在のセンサ測定値に基づいて少なくとも1つのターゲットの現在の状態を決定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間内のターゲットの軌道を追跡するための方法であって、
現在の時刻を決定するステップ、
現在のセンサ測定値を生成するために前記現在の時刻における空間内の少なくとも１つのターゲットの動きを検出するステップ、及び
前記現在のセンサ測定値に基づいて前記少なくとも１つのターゲットの現在の状態を決定するステップ、
を含む、方法。
【請求項２】
前記現在の状態を決定するステップは、前記現在のセンサ測定値を最近の状態に関連付けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
当該方法は、前記最近の状態及び過去のセンサ測定値に基づく過去の状態間の距離を分析するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
当該方法は、空間レイアウト及び前記空間中の正規の移動経路に基づいて前記空間のグラフィック表現を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記空間レイアウトは、壁、前記空間の入り口点、前記空間内の障害物、及び前記空間内の複数のセンサの位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
当該方法は、前記少なくとも１つのターゲットの前記現在の状態に基づいて前記空間内の前記少なくとも１つのターゲットの軌道を追跡するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
当該方法は、前記少なくとも１つのターゲットの前記現在の状態に基づいて照明応答を生成するステップを含み、前記照明応答は、フォールスネガティブ及びポジティブを軽減する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
空間内のターゲットの軌道を追跡するためのシステムであって、
現在の時刻を決定するプロセッサ、及び
現在のセンサ測定値を生成するために前記現在の時刻における空間内の少なくとも１つのターゲットの動きを検出する複数のセンサ、
を含み、前記プロセッサは、前記現在のセンサ測定値に基づいて前記少なくとも1つのターゲットの現在の状態を決定する、システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、前記現在のセンサ測定値を最近の状態に関連付けることにより前記現在の状態を決定する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは、前記最近の状態及び過去のセンサ測定値に基づく過去の状態間の距離を分析する、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、空間レイアウト及び前記空間中の正規の移動経路に基づいて前記空間のグラフィック表現を生成し、前記空間レイアウトは、壁、前記空間の入り口点、前記空間内の障害物、及び前記空間内の複数のセンサの位置のうちの少なくとも１つを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記少なくとも１つのターゲットの前記現在の状態に基づいて前記空間内の前記少なくとも１つのターゲットの軌道を追跡する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記少なくとも１つのターゲットの前記現在の状態に基づいて照明応答を生成し、前記照明応答は、フォールスネガティブ及びポジティブを軽減する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照明応答は、前記空間内の照明をオフにする、オンにする、及び調光するうちの１つを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
プロセッサによって実行可能な命令の組を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、前記命令の組は、前記プロセッサによって実行された場合、
現在の時刻を決定する動作、
現在のセンサ測定値を生成するために前記現在の時刻における空間内の少なくとも１つのターゲットの動きを検出する動作、及び
前記現在のセンサ測定値に基づいて前記少なくとも１つのターゲットの現在の状態を決定する動作、
を含む動作をプロセッサに実行させる、記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間内のターゲットの軌道を追跡するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]  多くの照明システムは、空間内の占有を検出し、エネルギー節約を可能にする受動赤外線（PIR）センサ等の占有センサを含む。PIRセンサは、赤外線放射の変化があり、勾配がある閾値を上回る場合に動きを検出する。照明システムは、空間が空いている（すなわち、動きが検出されない）ことを検出する場合、照明をスイッチオフ又は減光することができる。しかしながら、これらのPIRセンサは、しばしば、フォールスネガティブ及びフォールスポジティブの問題を抱える。例えば、部屋に本を読んでいる人がいる場合、彼は座っていて、あまり動かないかもしれない。この場合の勾配変化は小さく、占有センサが、空間が空いている（例えば、フォールスネガティブ）と推定する原因となる。これにより、照明はスイッチオフされ、ユーザに不快感を与えるであろう。代替的に、占有センサは、例えば、ファン、通気孔、及びブラインドの動き（例えば、フォールスポジティブ）に起因する動きを読み取り、照明システムを作動させ、エネルギーの無駄を引き起こすかもしれない。占有を検知するための代替的な手段（例えば、ビデオカメラ、サーモパイルセンサ）を使用することは、費用がかかる及び／又はプライバシーの懸念を引き起こす恐れがある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
[0002]  空間内のターゲットの軌道(trajectory)を追跡する(track)ための方法が提供される。この方法は、現在の時刻(current time instant)を決定するステップ、現在のセンサ測定値(current sensor measurement)を生成するために現在の時刻における空間内の少なくとも1つのターゲットの動きを検出するステップ、及び現在のセンサ測定値に基づいて少なくとも1つのターゲットの現在の状態を決定するステップを含む。
【０００４】
[0003]  空間内のターゲットの軌道を追跡するためのシステムが提供される。このシステムは、現在の時刻を決定するプロセッサ、及び現在のセンサ測定値を生成するために現在の時刻における空間内の少なくとも1つのターゲットの動きを検出する複数のセンサを含み、プロセッサは、現在のセンサ測定値に基づいて少なくとも1つのターゲットの現在の状態を決定する。
【０００５】
[0004]  プロセッサによって実行可能な命令の組を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が提供される。命令の組は、プロセッサによって実行された場合、現在の時刻を決定する動作、現在のセンサ測定値を生成するために現在の時刻における空間内の少なくとも1つのターゲットの動きを検出する動作、及び現在のセンサ測定値に基づいて少なくとも1つのターゲットの現在の状態を決定する動作を含む動作をプロセッサに実行させる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0005]  図1は、例示的な実施形態による光設定を決定するためにユーザの軌道を追跡するためのシステムの概略図を示す。
【図２】[0006]  図2は、例示的な実施形態による空間レイアウトの概略図を示す。
【図３】[0007]  図3は、図2の空間レイアウトのグラフィカル表現を示す。
【図４】[0008]  図4は、例示的な実施形態によるユーザの軌道を追跡するアルゴリズムについての例示的な出力を示すテーブルを示す。
【図５】[0009]  図5は、例示的な実施形態によるユーザの軌道を追跡するための方法のフローチャートを示す。
【図６】[0010]  図6は、ターゲットの数が検出された状態の数を超える例のテーブルを示す。
【図７】[0011]  図7は、ターゲットの数が検出された状態の数より少ない例のテーブルを示す。
【図８】[0012]  図8は、ターゲットの数が検出された状態の数と等しい例のテーブルを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0013]  例示的な実施形態が、以下の記載及び添付の図面を参照してさらに理解されるであろう。図面において、同様の要素は、同じ参照番号で参照される。例示的な実施形態は、定義された空間内のターゲットの軌道を追跡するためのシステム及び方法に関する。特に、例示的な実施形態は、空間内の占有センサの位置を使用してターゲットの軌道を追跡することを述べる。占有センサからのタイムスタンプされる測定値が、人の軌道を追跡し、ターゲットの動き及び位置を決定するために、ターゲットの動きによってトリガされる。照明応答（例えば、点灯、消灯、調光等）が、空間の判定された占有に基づいて生成されてもよい。
【０００８】
[0014]  図1に示されるように、本開示の例示的な実施形態によるシステム100は、空間内の1つ以上のアクティブなターゲット（例えば、ユーザ又は占有者）の軌道を追跡して、空間が依然として占有されているかどうかを判定し、照明応答を生成する。特に、システムは、空間が占有されているかどうかを正確に判定し、適切な照明応答を生成するために、アクティブなターゲットの軌道を追跡することによって、フォールスネガティブ（例えば、人が空間を占有するが、動きセンサをトリガしないよう微動だにしないような場合）及びフォールスポジティブ（例えば、人が空間を占有しないが、暖房及び/又は換気口に起因する動きが動きセンサをトリガするような場合）の問題を緩和する。システム100は、プロセッサ102、複数のセンサ104、照明システム106及びメモリ108を備える。複数のセンサ104（例えば、PIRセンサ）は、空間（例えば、オフィス、モール）内の既知の位置に配置される。さらなる実施形態において、空間内の占有センサ104の配置及び/又は位置116（図2）を含む空間レイアウト111のグラフィック表現110が、メモリ108に格納されてもよい。グラフィック表現110は、空間内のある点から他の点への正規の移動経路(legitimate paths of travel)を含んでもよい。
【０００９】
[0015]  一実施形態において、プロセッサ102は、メモリ108に格納された空間レイアウト111からグラフィック表現110を生成してもよい。例えば、図2に示されるように、空間レイアウト111は、4つの壁112、及び空間を画定する開口114又は出入口を示してもよい。複数の占有センサ104は、空間全体の既知の位置116に配置され、番号付きのノードにより表されてもよい。位置ノード116の各々のサイズは、センサ104の各々のカバレッジエリアを示してもよい。空間レイアウト111はまた、空間内のランダムな動きを妨げる、空間内に配置された、例えば、作業机又は記憶ユニット等の障害物118も示してもよい。例えば、ターゲットは、位置3から位置6に直接移動することはできない。位置9に移動することを望む、部屋に入るターゲットは、それぞれ対応する位置でセンサ104をトリガする位置1,4,7及び8を通過しなければならない。斯くして、空間レイアウト111を使用して、プロセッサ102は、図3に示されるように、センサ104の位置116及び位置116間の可能な移動経路を示すグラフィック表現110を生成してもよい。このグラフィック表現110も、メモリ108に格納されてもよい。
【００１０】
[0016]  センサ104は、対応するセンサ104が位置付けられている位置116内をターゲットが移動する場合にトリガされる。斯くして、センサ104がトリガされる場合、プロセッサ102は、動きが検出された位置116を示すように、センサ104の各々についてバイナリ出力（動きを示す「1」及び動きのないことを示す「0」）を含むセンサ測定値を受信する。例えば、上述した、図2及び3に示される例示的な空間レイアウト111及びグラフィック表現110を使用すると、これらセンサ104が位置1において動きを検出する場合、これらセンサ104は、センサ測定値[1 0 0 0 0 0 0 0 0]を出力する。これらセンサ104が位置4においてその後の動きを検出する場合、センサ測定値は、[0 0 0 1 0 0 0 0 0]である。各バイナリ出力は、ユーザの軌道が追跡され得るようにタイムスタンプされる。
【００１１】
[0017]  図4は、所与の時間におけるターゲットの位置を追跡するためにプロセッサ102に供される例示的な一連の出力を示すテーブルを示す。状態（例えば、ユーザの位置）は、空間内のユーザの最新の位置を示すように継続的に更新される。例えば、最初の時刻(initial time instant)1において、センサ測定値は、[1 0 0 0 0 0 0 0 0]であり得る。プロセッサ102は、位置1において動きが検出されたことを意味するようにこのセンサ測定値を解釈する。斯くして、時刻1において、ターゲットX1の状態は1である。時刻2において、センサ測定値はまた[1 0 0 0 0 0 0 0 0]であり、これは、ターゲットX1が依然として位置1内にあることを示す。斯くして、状態は、X1 =1に維持される。しかしながら、時刻4において、センサ測定値は[0 0 0 0 0 0 0 0 0]として示され、これは、ターゲットX1が図2に示される空間内の如何なるセンサの範囲外であることを示す。ターゲットX1が出口センサ（例えば、ターゲットX1が空間を空けたことを示す図2に示される空間レイアウトの外部のセンサ）をトリガしていないと仮定すると、状態変数は、最後に受信された測定値と同じ状態値を維持する。伝統的な照明システムでは、センサが所定の期間動きを検出しなかった場合、システムは照明をオフにし、この結果、フォールスネガティブを生じる。しかしながら、システム100はアクティブなターゲットの軌道を追跡し、アクティブなターゲットは空間を離れるように追跡されていないので、照明はオフされない。
【００１２】
[0018]  時刻7において、センサ測定値は[0 0 0 1 0 0 0 0 0]であり、これは、位置4において動きが検出されたことを示す。斯くして、ターゲットX1の状態は、X1=4を示すように更新される。各時刻において、状態は、上述したように、ターゲットの軌道120を決定するために継続的に更新される。軌道120は、メモリ108に記憶され、空間を通るターゲットの動きを追跡するために継続的に更新されてもよい。図4の例は、単一の定義された空間内の単一のターゲットを示しているが、当業者は、複数のターゲットが、該空間及び/又は互いに接続される若しくは互いに関連付けられる一連の空間内で検出され得ることを理解するであろう。例えば、システム100は、オフィスビルの複数のオフィス（空間）を通るターゲットの軌道を追跡してもよい。
【００１３】
[0019]  ユーザが空間を占有していると判断される限り、プロセッサ102は、空間内の照明がオンのままであるべきであることを照明システム106に指示してもよい。ユーザが空間を空けたと判断される場合、プロセッサ102は、空間内の照明が調光されるべき又は消灯されるべきであることを照明システム106に指示してもよい。斯くして、照明応答は、各ターゲットの追跡された軌道に基づいてもよい。
【００１４】
[0020]  システム100はさらに、空間を通るターゲットの追跡された軌道を表示するため、及び/又は空間の照明システムの状態を示すためのディスプレイ122を備えてもよい。さらに、ディスプレイ122は、複数の空間を通るターゲットの軌道及び複数の空間についての照明状態を表示してもよい。例えば、オフィスビルの複数のオフィスを通るターゲットの軌道及び/又はオフィスビル全体の照明状態が、ディスプレイ120に示されてもよい。システム100はまた、例えば、建物管理者等のユーザが建物全体の照明システムを制御するために代替的な設定を入力することができるようなユーザインタフェース124を備えてもよい。ユーザは、例えば、プロセッサ102によって生成された照明応答を無効にするための入力を与えてもよい。例示的な実施形態は、オフィスビル内のオフィス空間を示し、それについて述べたが、当業者は、本開示のシステム及び方法が、例えば、ショッピングモール等の任意の様々な空間設定で利用され得ることを理解するであろう。
【００１５】
[0021]  図5は、上述したシステム100を使用して照明システムを制御するために空間内のユーザの軌道を追跡するための例示的な方法200を示す。位置への例示的な参照は、図3に示されるグラフィック表現110に示された位置116を参照することに留意されたい。方法200は、ステップ210において、現在の時刻を決定することを含む。状態変数x1（k-1）、...xn（k-1）を有するn個のアクティブなターゲット（即ち、空間内の占有者の数）を考える。ここで、kは、現在の時刻を示す。例えば、ユーザが空間に入ったところで、現在の時刻はk1であってもよい。以下でさらに詳細に述べられるように、先行するセンサ測定値が受信され、分析されている場合、現在の時刻はkpであってもよく、ここで、p-1は、以前に測定されているセンサ測定値の数である。任意の所与の時間におけるアクティブなターゲットの数は、その時間における部屋の占有者の数を示すことを当業者は理解するであろう。ステップ220において、センサ104は、空間内で検出された動きに基づいて現在のセンサ測定値を生成する。このセンサ測定値は、ステップ230においてプロセッサ102によって受信されてもよい。上述したように、センサ測定値は、センサ104が位置付けられている各位置についてのバイナリ出力であってもよい。例えば、プロセッサ102は、センサ測定値[0 0 0 0 1 0 0 1 0]を受信してもよい。ステップ240において、プロセッサ102は、現在のセンサ測定値を最も近い状態(nearest state)と関連付ける。例えば、上記のバイナリ出力は、位置5及び8で動きを検出したと解釈される。斯くして、ターゲットの現在の状態は、ターゲットの第1のものについては5であり、第2のものについては8であると決定される。
【００１６】
[0022]  ステップ250において、プロセッサ102は、現在の状態から過去のセンサ測定値までの距離を分析する。現在の状態が初期時刻k1のものである場合、この分析は必要ではない。しかしながら、過去のセンサ測定値が報告されている場合、現在の状態は、直前のセンサ測定値に関連する状態と比較される。現在の状態が4及び8であると決定され、直前の状態がX1=5及びX2=8であると決定された例において、現在の状態4は、X1の直前の状態5から1ノード離れ、X2の直前の状態8から4ノード離れていると判断される。現在の状態8は、X1の直前の状態5から3ノード離れ、X2の直前の状態8から0ノード離れていると判断される。
【００１７】
[0023]  ステップ260において、プロセッサ102は、現在の状態から直前の状態までの距離に基づいて、どのターゲットが現在の状態のそれぞれと関連付けられているかを判定する。例えば、現在の状態4は直前の状態5から1ノード離れているので、状態5が、可能性のある唯一のネイバー(neighbor)であると判定される。言い換えれば、ターゲットX1は、位置5から位置4に移動した可能性はあるが、ターゲットX1が、位置5から位置8に、それらの間の如何なる他のセンサ104による検出をトリガすることなく移動した可能性は非常に低い。同様に、ターゲットX2は、位置8内にとどまっている可能性はあるが、ターゲットX2が、位置8から位置4に、それらの間の如何なるセンサ104をトリガすることなく移動した可能性は非常に低い。斯くして、ターゲットX1=4であり、ターゲットX2=8である。空間レイアウト及び正規の移動経路を含むグラフィック表現が利用可能である実施形態において、ステップ260は、上述のように、グラフィカル距離を使用して現在の状態と過去の状態との間の距離を計算してもよい。しかしながら、例えばユークリッド距離メトリック等の任意の様々な距離メトリックが距離を計算するために用いられてもよいことを当業者は理解するであろう。
【００１８】
[0024]  上記の例では、各状態について候補は1つしかないが、場合によっては、空間内の各ターゲットの状態を判断するために一連のルールを定義するデータ関連付け(data association)が必要かもしれない。ターゲットの数が、所与の時刻において動きを検出する位置の数を超える第１のケースでは、２つの可能性のあるオプション、すなわち、（a）複数のターゲットが1つのセンサの下で動いている場合（ターゲットマージ(target merging)）又は（b）ターゲットが空間を去った場合がある。図6は、ターゲットマージの一例を示す。この例では、ある瞬時に、3人のユーザと2つの測定値しかいない。直前の状態は、Target1=2、Target2=3及びTarget3=8と決定された。しかしながら、センサ104は、2つの位置でしか動きを検出しなかった。出口センサがトリガされないので、プロセッサ102は、2つのターゲットが、同じセンサの下にあり、出力のバイナリ特性に起因して区別されることができないと結論付ける。斯くして、ターゲット1及び2は、（ターゲット1及び2の直前の状態が現在の状態3の1ノード内にあるため）現在の状態3と関連付けられ、ターゲット3は、（ターゲット3の直前の状態が現在の状態8の1ノード内にあるため）現在の状態8と関連付けられる。
【００１９】
[0025]  ターゲットの数が、動きを検出する位置の数よりも少ない第２のケースでは、２つの可能性のあるオプション、すなわち、（a）新しいターゲットが空間に入った場合又は（b）所与のセンサの下にあったターゲットが個々のセンサの下で動いていない場合がある。例えば、図7に示されるように、過去のセンサ測定の間に、Target1=4である1つのターゲットのみが検出された。しかしながら、現在のセンサ測定値は、状態4と状態7の2つの状態を示した。単一のターゲットは1つの測定値しか生成できないため、2つのターゲットが存在しなければならないことは明らかである。この例では、プロセッサ102は、2つのターゲットが、過去の測定中に位置4において単一のセンサ104の範囲内にあった可能性があると判断する。斯くして、第2のユーザのための新たな軌道追跡が開始される。
【００２０】
[0026]  ターゲットの数が、移動を検出する位置の数に等しい第3のケースでは、各ターゲットは独自の測定値を生成していることが含意される。図8に示す例において、過去の測定値は、Target1=4及びTarget2=4を示す。しかしながら、現在の状態は4及び7と決定される。この例では、等しい数のターゲット及び検出された状態が存在するので、最も近い測定値及び1つの測定値だけに状態を関連付けるルールが、ターゲットに割り当てられ得る。斯くして、この例では、一方のターゲットのみが状態4に割り当てられ、他方のターゲットは状態7に移動したと判断される。
【００２１】
[0027]  ステップ260において、各アクティブなターゲットの現在の状態が決定されると、ステップ270において、各ターゲットの追跡軌道120が、メモリ108において更新されてもよい。ステップ280において、各ターゲットに関連する時刻及び状態を含む、この追跡軌道120は、照明応答を生成するためにアクティブなターゲットが空間を占有しているかどうかを決定する。例えば、空間内に少なくとも1つのアクティブなターゲットが存在する場合、プロセッサ102は、照明システム106に（ターゲットが空間に正に入ってきた場合）点灯するように又は（ターゲットが空間に残っている場合）照明を保つように指示する照明応答を生成してもよい、アクティブなターゲットのすべてが空間を空けたと判断される場合、プロセッサ102は、照明システム106に空間の照明を消灯又は減光するように指示する照明応答を生成してもよい。方法200の上述のステップは、システム100が空間に対して常に最適な照明を提供できるように、連続的に繰り返される。
【００２２】
[0028]  上述の方法200は、複数の位置における各センサ104のカバレッジエリアが重なり合わないという仮定の下で作用する。特に、使用可能な空間全体は、少なくとも1つのセンサ104によって見られる。さらに、1つのターゲットは、一度に1つのセンサ104によってしか見られない。したがって、2つのセンサ104がトリガされた場合、空間内に少なくとも2つのターゲットが存在するはずである。しかしながら、他の実施形態において、センサは、1つのターゲットが複数のセンサをトリガし得るように、重なり合うカバレッジを有してもよい。2つのセンサが単一のターゲットによってトリガされる場合、ユーザ位置の最良の推定は、2つのセンサ間の中間及び/又はターゲットによってトリガされる全てのセンサの中心から等距離であると判断されてもよい。一実施形態において、新しいセンサ測定値と過去の状態との間の距離が、複数のトリガされたセンサ測定値を各ターゲットについての単一の状態に組み合わせるように判断されてもよい。ステップ260に関して上述したデータ関連付けルールと同様のデータ関連付けルールは、２つ以上のアクティブなターゲットが重なり合うカバレッジを有する空間内にある場合にも利用されることができる。例えば、ターゲットの数が、（1つのターゲットが複数のセンサをトリガすることがあるため）動きを検出する位置の数よりも少ない場合、過去の状態と現在の状態との間の距離が、複数のトリガされたセンサ位置がターゲットの一つに属するかどうかを判断するために計算されてもよい。
【００２３】
[0029]  特許請求の範囲は、PCT規則6.2（b）に従って参照符号/数字を含み得ることに留意されたい。しかしながら、本願の特許請求の範囲は、参照符号/数字に対応する例示的な実施形態に限定されると見なされるべきではない。
【００２４】
[0030]  当業者であれば、上述の例示的な実施形態は、別個のソフトウェアモジュールとして、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして等を含め、任意のやり方で実施され得ることを理解するであろう。
【図１】
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【図２】
2018531493.tif 000004
【図３】
2018531493.tif 000005
【図４】
2018531493.tif 000006
【図５】
2018531493.tif 000007
【図６】
2018531493.tif 000008
【図７】
2018531493.tif 000009
【図８】
2018531493.tif 000010
【国際調査報告】
2018531493.tif 000011
2018531493.tif 000012