(57)【要約】  インテリジェントフラッシングシステム（０２）は、臭気センサー（１４）とカメラ（１６、１７、１８、１９）とを使用して、トイレ製品の内部状態を監視して、排泄物を検出する。処理したセンサーデータとカメラ取り込みイメージとを通して検出した状態および排泄物にしたがって、制御ユニット（０１）により、フラッシュメカニズムを起動する必要性の認識を決定する。診断フラッシュ手順と予めインストールされているフラッシュ手順（３２、３３、３４、３５）とを制御されたフラッシュ量で実行することにより、水の節約を達成する。継続的な動作の改良のために、統計的解析と計算の微調整とに対して、フラッシュパフォーマンス評価結果および関連するデータをデータベース中に記憶する。制御方法とともに装置が、データおよび信号の処理と、フラッシュ起動と、データ記憶と、通信とを調整する。【選択図】    図３
2012507646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテリジェントフラッシングシステムにおいて、
ａ）排出物の検出のために便器中または便座中に組み込まれている臭気センサーと、
ｂ）トイレ製品中の光学的状態および光度を監視するとともに、ごみと、液体および固形の排泄物との視覚的なイメージを検出する１つ以上のカメラと、
ｃ）汚れた便器流体が、関係するカメラを汚したり、しみをつけたりするのを防ぐ保護レンズと、加圧されたジェットを放射することによりレンズを洗浄するノズルと、
ｄ）フラッシュに対する必要性を決定し、フラッシュ手順を選択し、フラッシュメカニズムを起動するために、リアルタイム臭気センサー信号と、カメラ取り込みイメージとを処理する制御ユニットと、
ｅ）制御ユニットのコマンドに応答して、フラッシュ手順と保護レンズの洗浄とを実行するためのバルブと、
ｆ）ビル管理者と他の関係者との間とともに、異なる制御ユニットと情報システムとの間で、アラートを受信して、データにアクセスするためのネットワーク環境とを具備するインテリジェントフラッシングシステム。
【請求項２】
自動モードでのフラッシュメカニズムに適応された制御方法において、
ａ）臭気センサーにより排出物を検出し、信号にしたがって、予めインストールされているフラッシュ手順を選択して実行するステップと、
ｂ）１つ以上のカメラにより、トイレ製品のボウル／排水エリアの光学的状態のイメージを取り込んで処理するステップと、
ｃ）選択したイメージを、トイレ製品の好ましい状態を表すイメージ基準として記憶するステップと、
ｄ）トイレ製品中の、状態、光度、および、ごみ／排泄物を検出するために、リアルタイムイメージとイメージ基準とを比較するステップと、
ｅ）排泄物の性質と、固形の排泄物の寸法と、フラッシュに対する必要性と、必要とされるフラッシュ量とを決定するために、２Ｄイメージ処理および３Ｄモデリング技術を適用するステップと、
ｆ）イメージ処理結果にしたがって、予めインストールされているフラッシュ手順および診断フラッシュ手順とを選択して実行するステップと、
ｇ）トイレ製品の光学的状態にしたがって、フラッシュメカニズムパフォーマンスを評価し、後のフラッシュメカニズムを起動するステップと、
ｈ）トイレ製品の状態を解析し、利用者が使用を終えて、トイレ製品から物理的に離れ、フラッシュの水によって濡れるリスクがないことが決定されたときに、フラッシュメカニズムを起動するステップと、
ｉ）これらに限定されないが、ビル管理者および製品サプライヤーのような認可された関係者により予め規定されている動作状態の通りに、処理して、割り当てられている宛先にアラートを送るステップとを含む方法。
【請求項３】
小便器に対しては、すすぎフラッシュ手順と通常のフラッシュ手順との中から選択し、便器に対しては、液体の排泄物のフラッシュ手順と、固形の排泄物のフラッシュ手順と、計算されたフラッシュ量による診断フラッシュ手順との中から選択することにより、水の節約のためのフラッシュメカニズムを提供するステップをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
請求項２のステップ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）をディセーブルし、前記制御ユニットをディセーブルして、フラッシュ起動が利用者により制御されるように、フラッシングの機械的な方法を提供する請求項２記載の方法。
【請求項５】
請求項２のステップ（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）をディセーブルし、前記制御ユニットをディセーブルして、フラッシュ起動が利用者により制御されるように、フラッシングの機械的な方法を提供する請求項３記載の方法。
【請求項６】
給水パイプラインセットアップ中のすべてのバルブを制御して、トイレ製品へのフラッシュフローを制御し、
給水パイプライン内の過度の圧力低下により生じる不十分なフラッシュパフォーマンスに結果としてなる２つ以上のフラッシュメカニズムの同時起動を防ぎ、
各フラッシュメカニズムにおける十分な水圧は、配列されている起動の優先順位にしたがったシーケンシャルな起動により保証される請求項１および請求項２記載のインテリジェントフラッシングシステム。
【請求項７】
取り込んだイメージが、フラッシュメカニズムプロセスの間の進行中のオーバーフローを示しているときに、インテリジェントフラッシングシステムが、直ちに水のフローを終了させ、指定された関係者にアラートを送る。
【請求項８】
カメラまたは光度センサーを使用して、光の低下を検出してもよく、
トイレ製品において、利用者が、監視しているエリアに影を落とし、光度の低下を生じさせ、
トイレ製品中で、光の低下と光の回復とを検出したときに、フラッシュメカニズムが開始される請求項１および請求項２記載のインテリジェントフラッシングシステム。
【請求項９】
情報ベースのインテリジェントフラッシングシステムにおいて、
‘インテリジェントエージェント’を具備し、
‘インテリジェントエージェント’は、
ａ）トイレ製品の使用の期間と頻度とを記録することと、
ｂ）インテリジェントフラッシングシステム中のコンポーネントの動作を監視し、提示、統計学的な解析のための記憶、およびアーカイブ化のために、結果のデータを送ることと、
ｃ）選択されたフラッシュ手順に対する、イメージ解析の結果と認識された排泄物と、診断フラッシュ手順において計算されたフラッシュ量に対する、識別された排泄物の寸法と、完了したフラッシュメカニズムに関するフラッシュパフォーマンス評価結果とともに、インテリジェントフラッシングシステム動作の他のデータとを記憶して、取り出し、このような情報は、進行中の計算におけるさらなる正確さと、必要とされるフラッシュ量の正確な推定における自己学習とにおいて、知識の増強のために使用されることと、
ｄ）本発明の他の情報ベースのインテリジェントフラッシングシステムの制御ユニットによりアクセス可能な共有メモリユニットに対して、インテリジェントフラッシングシステムのデータをエクスポートするか、または、制御ユニットに対して直接エクスポートするとともに、サプライヤーにより動作されているものを含む他の情報システムに対してエクスポートすることと、
ｅ）これらに限定されないが、リアルタイム給水圧と、規定された時間期間内に累積された水の消費量と、ターゲットにされている水の総消費量とを含む、さまざまな形態のデータを含む情報ソースを、水の節約のために最小のフラッシュ量を使用するフラッシュメカニズムを実行するための基準として使用することと、
ｆ）電力の節約のために、部分的な電力セーブモードにまたは総合的な電力セーブモードに一時的に入ることを決定するために、情報ソースを使用し、情報は、これらに限定されないが、リアルタイムの化粧室の占有期間と、結合されているセンサーからまたは他の外部システムから取得したデータと、人間のオペレータからの入力と、アーカイブ化されたデータと、予めセットされた仕様およびタイマー等とを含むさまざまなソースを含むことと、
ｇ）機能停止したコンポーネントを検出することと、システムの機能不全が実際に発生する前に、予測できる不備を予想することとのために、インテリジェントフラッシングシステム全体を自己診断し、取り替えが示唆されているコンポーネントのリストを含む結果が、修理の位置とともに生成され、指定された関係者に送られることとにより、
内部情報、外部情報、およびアーカイブ化された情報を送信ならびに取得する情報ベースのインテリジェントフラッシングシステム。
【請求項１０】
インテリジェントフラッシングシステムにおいて、
データの伝送および交換と、通信と、ソフトウェアのアップロードおよびダウンロードとのために、他のフラッシングシステムおよびサーバとの、インターネット、イントラネット、またはＬＡＮのようなネットワークリンクに結合されていてもよく、
ネットワークリンクを介して、別の情報サーバからインテリジェントフラッシングシステムにソフトウェアをダウンロードして、制御方法と、フラッシュ手順と、イメージ処理アルゴリズムと、オペレーティングシステムとともに、他のソフトウェアおよび仕様とを更新してもよいインテリジェントフラッシングシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
本発明は、インテリジェントフラッシングシステムおよび制御方法に関し、さらに詳細には、臭気センサーおよびカメラの使用により、トイレ製品を好ましい状態において維持することに関する。インテリジェントフラッシングシステムの使用および操作性に関する情報は、記憶され、インテリジェントフラッシングシステムのユーザ（ビル管理者）と、サプライヤー（インテリジェントフラッシングシステムの提供者）と、他の関係者とにより取得することができる。
【発明の概要】
【０００２】
本発明の主な目的は、インテリジェントフラッシングシステムおよびその制御方法を提供することであり、ここで、インテリジェントフラッシングシステムは、トイレ製品を監視し、悪臭の検出と取り込んだイメージの解析とにより、ごみおよび排泄物の性質を識別する。水の節約を達成するために、インテリジェントフラッシングシステムは、処理したデータにしたがって、最低限のフラッシュ量の、診断フラッシュ手順と予めインストールされているフラッシュ手順との中から選択する。ここでは、トイレ製品は、典型的に次のものを示す。
【０００３】
ａ）小便器、
ｂ）フラッシュ便器、
ｃ）和式便器。
【０００４】
本発明の開示する実施形態では、制御方法は、トイレ製品中の監視しているエリアの、カメラで取り込んだイメージを解析するために、デジタル信号処理技術を用いる。排泄物の検出のために、トイレ製品の好ましい状態の取り込みイメージを記憶し、トイレ製品のリアルタイムイメージと比較する。その一方で、保護レンズと自己洗浄機能性とを含むセットアップにより、カメラの清浄度が維持される。汚れた流体が保護レンズを汚したり、保護レンズにしみをつけたりしないように、加圧水ジェットが使用され、汚れた流体が保護レンズを汚したり、保護レンズにしみをつけたりすることにより、取り込みイメージに歪みが生じることがある。
【０００５】
カメラにより取り込んだリアルタイムイメージのデジタル信号処理の使用は、トイレ製品の状態の解析と、性質および大きさによる液体の排泄物あるいは固形の排泄物の検出とを提供する。必要とされるコンポーネントが含んでいるのは、次のものである。
【０００６】
（ａ）トイレ製品の光学的状態を取り込むために、トイレ製品や、便座や、パーティションや、天井や、または周辺に組み込まれ、制御ユニットに結合されている（ｃｃｄ−電荷結合素子の、ｃｍｏｓ−相補型金属酸化膜半導体の）カメラ、または、他の光学的センサー、スペクトルセンサー、およびイメージ取り込みデバイス／システム。
【０００７】
ｂ）背景差分と、フィルタリングと、物体セグメンテーションと、フーリエ変換および圧縮と、排泄物の性質および大きさの識別とを含む２Ｄイメージ処理。２Ｄイメージ処理は、対応するフラッシュ手順を選択するために使用される。
【０００８】
ｃ）‘シードフィルアルゴリズム’や、面／物体認識や、または、他の技術を使用する３Ｄモデリング方法。３Ｄモデリング方法は、排泄物の３Ｄモデルの構築と大きさの計算のために、異なる視野からイメージを取り込むように複数のカメラに要求する。
【０００９】
本発明における２Ｄイメージ処理および３Ｄモデリングの目的は、フラッシュメカニズムにおける、フラッシュ手順の選択と、必要とされるフラッシュ量の計算とを含む。
【００１０】
リアルタイムイメージのデジタル信号処理により、早すぎるフラッシングおよびオーバーフローの防止が可能になる。フラッシュメカニズムが起動する前に、利用者がトイレ製品の周辺を離れるのに十分な時間が利用可能になる。一方、フラッシュメカニズムプロセスの間のトイレ製品中のオーバーフローが、リアルタイムイメージにより映された場合には、水のフローが止められる。
【００１１】
カメラとデジタル信号処理技術との使用によって、トイレ製品の後の光学的状態のイメージとイメージ基準との比較による第１のフラッシュメカニズムの実行に関する評価も可能になる。制御ユニットは、比較を解析し、選択したフラッシュ手順により、後のフラッシュメカニズムを起動する必要性について決定する。
【００１２】
２つ以上のフラッシュメカニズムが同時に起動するのを禁止することにより、各フラッシュ起動において十分な水圧が保証される。インテリジェントフラッシングシステムは、さまざまなフロータイミングを持つバルブを備える給水パイプライン装置を具備している。いくつかのトイレ製品をフラッシュする必要性を制御ユニットが決定したケースでは、１度に１つのフラッシュメカニズムを起動するために、対応するバルブをシーケンシャルに作動させる。
【００１３】
本発明の別の目的は、情報ベースのインテリジェントフラッシングシステムを提供することである。さまざまなインテリジェントフラッシングシステムと他の情報システムとの間での効果的なデジタルデータ送信が、ネットワークリンクを通して実行され、ネットワークリンクは、ネットワーク中の固定ラインおよび／またはワイヤレスリンクの組み合わせを含む。
【００１４】
情報ベースのインテリジェントフラッシングシステムは、アラートを送ることと、自己診断を実行することとが可能である。２〜３の連続的なフラッシュの後に、トイレ製品の光学的状態が満足の行くものではないように思われるならば、インテリジェントフラッシングシステムは、さらなるフラッシュの起動を停止し、留意した点検のために、ビル管理者にアラートを送る。そして、インテリジェントフラッシングシステム内で、機能停止しているコンポーネントまたは不十分な動作が検出されたときに、アラートが送られる。正常な動作間のコンポーネントの機能性の確認のために、および、異常が発生したときには、原因のルーツに対する点検のために、自己診断が実行される。識別された問題の原因を含む結果と、取り替えるための機能停止したコンポーネントを示唆するリストとが生成されてもよく、これらは、ビル管理者や、サプライヤーや、および／または他の関係者に送られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のインテリジェントフラッシングシステムにより制御されている小便器の概略図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明のインテリジェントフラッシングシステムにより制御されている便器の概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、便器中のカメラの保護レンズを洗浄するノズルを表している概略図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、本発明のインテリジェントフラッシングシステムにより制御されている和式便器の概略図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、和式便器中のカメラの保護レンズを洗浄するノズルを表している概略図である。
【図２】図２は、本発明のインテリジェントフラッシングシステムが備わっている商業用の化粧室プランの例示的な図である。
【図３】図３は、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄ、および図１Ｅの好ましい実施形態の例示的なインテリジェントフラッシングシステムの概略図である。
【図４】図４は、例示的な３Ｄモデル発生方法のフロー図である。
【図５Ａ】図５Ａは、２Ｄイメージ処理および３Ｄモデリングにおいてデジタルイメージ処理技術を使用する、便器アプリケーションにおける本発明の制御方法の一部を示しているフロー図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、２Ｄイメージ処理においてデジタルイメージ処理技術を使用する、小便器アプリケーションにおける本発明の制御方法の一部を示しているフロー図である。
【図６】図６は、図３で示されているものの代替的な実施形態として、ｐｃと、サーバと、ビル管理システム（ＢＭＳ）中のシミュレートされた制御装置との形態をとっている、インテリジェントフラッシングシステムの例示的な制御ユニット構成を表している。
【図７】図７は、本発明のインテリジェントフラッシングシステムに便器を接続する給水パイプラインセットアップの概略図である。
【図８】図８は、本発明の１つの実施形態中で使用されるネットワークリンクを介して共有メモリと結合されている、さまざまなインテリジェントフラッシングシステムの制御ユニットと、サプライヤーサーバとのネットワーク環境の概略図である。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００１６】
本発明のインテリジェントフラッシングシステム０２は、トイレ製品の状態を監視し、実際の必要性にしたがって、フラッシュメカニズムを起動する。本発明のインテリジェントフラッシングシステム０２は、最低限のフラッシュ量および電力消費量を使用する一方で、同時に、留意した注意についてビル管理者にアラートする。図１〜図８を参照して、本発明を容易に理解することができ、表されている例示的な実施形態を特定の状況で使用して、より正しく認識することができる。
【００１７】
図１Ａを参照すると、小便器９１中に組み込まれているカメラ１９と、バルブ７１とが、制御ユニット０１に接続されている。制御ユニット０１により、コマンド４１が送られ、フラッシュの起動のために開き、完了時に閉じるようにバルブ７１を作動させる。図１Ｂでは、臭気センサー１４と、便座９３中および便器９２中に組み込まれているカメラ１６およびカメラ１７と、パーティション９４中および天井９５中に組み込まれているカメラ１８と、バルブ７２とが、制御ユニット０１に接続されている。制御ユニット０１により、コマンド４２が送られ、フラッシュの起動のために開き、完了時に閉じるようにバルブ７２を作動させる。
【００１８】
図１Ｃにおいて示されているように、汚れた便器流体がカメラ１６を汚したり、カメラ１６にしみをつけたりするのを防ぐ保護レンズ９７が、便座９３内に組み込まれている。ノズル８４は、便座９３の下部に位置している空洞チャネル８２に取り付けられている。保護レンズ９７を洗浄するように制御ユニット０１が決定する一方で、コマンド４３がバルブ７３に送られ、これにより、加圧流体８９を放出して、ノズル８４を通して保護レンズ９７上に吹きかける洗浄ジェット８１にする。給水パイプライン８０および／または液体洗剤ライン８３を通して、給水に加圧流体８９を接続してもよい。
【００１９】
図１Ｄを参照すると、臭気センサー１４と、カメラ１６およびカメラ１７とが、和式便器９６の状態のデータを制御ユニット０１に提供する。フラッシュメカニズムの起動について制御ユニット０１が決定したときに、フラッシュの起動のために開き、完了時に閉じるようにバルブ７２を作動させるために、コマンド４２が送られる。
【００２０】
図１Ｅを参照すると、保護レンズ９７が、和式便器９６中のカメラ１６を、汚れた便器流体から保護している。レンズ洗浄プロセスでは、制御ユニット０１により、コマンド４３が送られ、給水パイプライン８０および／または液体洗剤ライン８３から空洞チャネル８２へと、加圧された流体８９を放出するためにバルブ７３を作動させる。ノズル８４からカメラ１６の保護レンズ９７に洗浄ジェット８１が吹きかけられる。
【００２１】
図２において表されているように、例示的な化粧室プランは、身体障害者用の化粧室５０と、女性用の化粧室５１と、男性用の化粧室５２とを含んでいる。小便器９１には、カメラ１９が組み込まれているのに対し、便器９２および便座９３には、臭気センサー１４と、カメラ１６および／または１７とが組み込まれており、パーティション９４と天井９５には、カメラ１８が組み込まれている。カメラ１６、１７、１８、および１９により取り込んだイメージは、Ｉ／Ｏ（入力／出力）バス１００を介して制御ユニット０１に送られて処理される。バス１１０は、（示していない）バルブ７１、７２、および７３の作動のためのコマンド４１、４２、および４３を制御ユニット０１から送信する。
【００２２】
図３は、独立型のマルチコアプラットフォームモジュールである、制御ユニット０１を含む例示的なインテリジェントフラッシングシステム０２の好ましい実施形態を表している。ＧＰ（汎用）プロセッサ２０と、オンボードメモリ２１と、汎用入力／出力（ＧＰＩＯ）２２と、臭気センサー１４と、対応するｄｓｐ（デジタル信号プロセッサ）２６、２７、２８、２９にそれぞれ結合されているカメラ１６、１７、１８、１９とともに、バルブ７１、７２、および７３とを含む複数のコンポーネントの中心に制御ユニット０１がある。カメラ１６〜１９を使用して、トイレ製品のボウルエリアの光学的なイメージが、１０〜４０ｆｐｓ（１秒当たりのフレーム）において継続的に取り込まれ、制御ユニット０１中の対応するｄｓｐ２６、２７、２８、２９による処理のために、Ｉ／Ｏバス１００を介して送られる。トイレ製品の好ましい光学的状態を取り込んでいる選択されたイメージが、ユーザ特定の／周期的な更新により、オンボードメモリ２１中におよび／または（示していない）外部メモリ２３中にイメージ基準として記憶されてもよい。
【００２３】
インテリジェントフラッシングシステム０２が自動モード３１において動作するときに、ＧＰプロセッサ２０は、臭気センサー１４の信号の処理と、データ記憶およびアーカイブ化と、ネットワーク通信とを含むタスクを取り扱い、ｄｓｐ２６〜２９は、カメラ１６〜１９からのデータを処理し、Ｉ／Ｏバス１１０を通して、フラッシュメカニズムの起動のためのコマンド４１、４２、４３をバルブ７１、７２、および７３に送る。一方、フラッシュメカニズムは、（示していない）オーバーライディングスイッチを押すことにより、手動モード３０では、手動で起動されてもよい。ここでは、マルチコアイネーブル制御ユニット０１には、オペレーティングシステム６０と３Ｄモデル発生モジュール６２とが予めインストールされており、マルチコアイネーブル制御ユニット０１はまた、プロセッサ、オペレーティングシステム、相互接続、メモリ、およびプログラミング言語のような、コンピューティングコンポーネントにおいて、多次元の異種アーキテクチャを用いてもよい。他の実施形態では、ＧＰプロセッサ２０およびｄｓｐ２６〜２９は、これらに限定されないが、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）と、マイクロ制御装置ユニット（ＭＣＵ）と、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等とを含む、他のプロセッサにより置き換えることができる。
【００２４】
化粧室の使用に関する、時間、日付、温度、他のリアルタイム情報およびアーカイブ化情報のようなデータを含む情報４５が、時計と、室内および屋外の温度と、モーションセンサー信号とともに、外部情報ソース等から、制御ユニット０１に供給される。小便器が直ちに使用される確率の計算とそれゆえの最低限のフラッシュ量でのフラッシュ手順の選択のために、化粧室のトイレ製品の使用の記録との相互参照を提供する補足情報が使用される。使用頻度が低い期間または使用されない期間が予想されるときには、部分的なまたは総合的な電力セーブモードに入る決定をするためにも、化粧室の使用確率が、インテリジェントフラッシングシステム０２により使用される。
【００２５】
情報４６は、臭気センサー１４の信号と、カメラ１６〜１９によって取り込んだイメージと、イメージ基準と、予めインストールされているフラッシュ手順３２〜３５の選択および実行の使用の頻度と、診断フラッシュ手順３６と、アラート４０と、フラッシュ実行評価結果により計算された、排泄物の大きさに対するフラッシュ量と、水および電力の総消費量と、手動モード３０と自動モード３１との間での選択と、自己診断の結果等を含む、インテリジェントフラッシングシステム０２の動作情報を含んでいる。ここで、フラッシュ手順の選択およびフラッシュ量計算における微調整のための情報４６は、自己学習の目的を果たすために、（図６参照の）ネットワークリンク２００および相互接続１２０−５を通して、オンボードメモリ２１中におよび／または外部メモリ２３中に記憶される。記録されたデータは、リアルタイム提示、統計的解析、およびアーカイブ化目的のためにも使用される。
【００２６】
制御ユニット０１には、ビル管理者、サプライヤー、および／または他の認可された関係者により、複数のフラッシュ手順が予めインストールされている。５つの例示的なフラッシュ手順は次のものを含む。
【表１】
2012507646.tif 000003
【００２７】
リアルタイムイメージまたは臭気センサー信号により、ごみや、液体または固形の排泄物が、トイレ製品中で検出されたときに、あるいは、取り込んだイメージが、イメージ基準中の好ましい状態と比較して、トイレ製品の状態におけるずれを示しているときに、制御ユニット０１は、バルブ７１および７２の作動のためのコマンド４１および４２を送る。
【００２８】
液体の排泄物のフラッシュ手順３２を以下で詳述する。
【００２９】
１．制御ユニット０１が、コマンド４２を送って、バルブ７２を１２秒間開き、トラップウェイを通して水を放出して液体の排泄物または少量のごみを排出し、便器の内面をすすぐ。
【００３０】
２．バルブ７２を閉じることにより、フラッシュフローを終了する。
【００３１】
３．第１のフラッシュが完了したときに、フラッシュ実行評価のために、便器９２の状態のイメージをカメラ１６および／またはカメラ１７および／またはカメラ１８により取り込んで、制御ユニット０１に送る。
【００３２】
４．第１のフラッシュの不満足な評価結果は、便器９２の識別した状態のイメージにしたがって、フラッシュ手順３２、３３の第２の実行にまたは診断フラッシュ手順３６につながる。
【００３３】
５．便器９２の状態が満足の行くものになるまで、または、フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達するまで、ステップ３およびステップ４を繰り返す。
【００３４】
６．フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達したケースでは、アラート４０を送る。
【００３５】
固形の排泄物のフラッシュ手順３３を以下で詳述する。
【００３６】
１．制御ユニット０１が、コマンド４２を送って、バルブ７２を１６秒間開き、トラップウェイを通して水を放出して固形の排泄物を排出し、便器の内面をすすぐ。
【００３７】
２．バルブ７２を閉じることにより、フラッシュフローを終了する。
【００３８】
３．第１のフラッシュが完了したときに、フラッシュ実行評価のために、便器９２の状態のイメージをカメラ１６および／またはカメラ１７および／またはカメラ１８により取り込んで、制御ユニット０１に送る。
【００３９】
４．第１のフラッシュの不満足な評価結果は、便器９２の識別した状態のイメージにしたがって、フラッシュ手順３２、３３の第２の実行にまたは診断フラッシュ手順３６につながる。
【００４０】
５．便器９２の状態が満足の行くものになるまで、または、フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達するまで、ステップ３およびステップ４を繰り返す。
【００４１】
６．フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達したケースでは、アラート４０を送る。
【００４２】
すすぎフラッシュ手順３４を以下で詳述する。
【００４３】
１．制御ユニット０１が、コマンド４１を送って、バルブ７１を４秒間開き、より少ない量で水を放出して、小便器の内面をすすぐ。
【００４４】
２．バルブ７１を閉じることにより、フラッシュを終了する。
【００４５】
３．第１のフラッシュが完了したときに、フラッシュ実行評価のために、小便器９１の状態のイメージをカメラ１９により取り込んで、制御ユニット０１に送る。
【００４６】
４．第１のフラッシュの不満足な評価結果は、小便器９１の識別した状態のイメージにしたがって、フラッシュ手順３４または３５の第２の実行につながる。
【００４７】
５．小便器９１の状態が満足の行くものになるまで、または、フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達するまで、ステップ３およびステップ４を繰り返す。
【００４８】
６．フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達したケースでは、アラート４０を送る。
【００４９】
通常のフラッシュ手順３５を以下で詳述する。
【００５０】
１．制御ユニット０１が、コマンド４１を送って、バルブ７１を８秒間開き、より多い量で水を放出して、小便器の内面をすすぐ。
【００５１】
２．バルブ７１を閉じることにより、フラッシュを終了する。
【００５２】
３．第１のフラッシュが完了したときに、フラッシュ実行評価のために、小便器９１の状態のイメージをカメラ１９により取り込んで、制御ユニット０１に送る。
【００５３】
４．第１のフラッシュの不満足な評価結果は、小便器９１の識別した状態のイメージにしたがって、フラッシュ手順３４または３５の第２の実行につながる。
【００５４】
５．小便器９１の状態が満足の行くものになるまで、または、フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達するまで、ステップ３およびステップ４を繰り返す。
【００５５】
６．フラッシュ起動の回数が予めセットされた制限に達したケースでは、アラート４０を送る。
【００５６】
図３を参照すると、インテリジェントフラッシングシステム０２は、好ましい状態を維持するために、臭気センサー１４とカメラ１６〜１９とを使用して、ごみおよび排泄物を検出し、トイレ製品の状態を監視する。例示的なフラッシュメカニズム起動が表２に示されている。
【表２】
2012507646.tif 000004
【００５７】
メカニズム１：カメラ１９により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、小便器９１中の、光度の突然の低下や、流体の流れや、または汚点等を示しているときに、制御ユニット０１は、すすぎフラッシュ手順３４と通常のフラッシュ手順３５との間で選択する。
【００５８】
（ａ）制御ユニット０１が、情報４５にしたがって、利用者により小便器９１が直ちに使用される確率が非常に高いと結論を出したときには、制御ユニット０１は、光が回復してから６〜８秒以内に、または、小便器９１の使用が終わったことをリアルタイムイメージが示しているときに、すすぎフラッシュ手順３４を実行する。
【００５９】
（ｂ）制御ユニット０１が、情報４５にしたがって、デフォルトの時間期間内に利用者による小便器９１の後続する使用の確率が低いと結論を出したときには、制御ユニット０１は、光が回復してから６〜８秒以内に、または、小便器９１の使用が終わったことをリアルタイムイメージが示しているときに、通常のフラッシュ手順３５を実行する。
【００６０】
（ｃ）カメラ１９により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、すすぎフラッシュ手順３４の実行後、６０秒よりも長い間、小便器９１中に汚点が残っていることを示し、同時に、制御ユニット０１が、情報４５にしたがって、デフォルトの時間期間内に利用者による小便器９１の後続する使用の確率が低いと結論を出したときには、制御ユニット０１は、通常のフラッシュ手順３５を実行する。
【００６１】
メカニズム２：
（ａ）カメラ１６、１７、または１８により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、便器９２中の、液体の流れや、水の色の軽い変化や、軽い負荷のトイレットペーパーや、他の少量のごみ／排泄物、および／または、光度の突然の低下を示しているときに、排泄物の認識のために２Ｄイメージ処理を使用する。制御ユニット０１は、光が回復してから６〜８秒以内に、または、取り込んだイメージが変化していない状態になったときに、液体の排泄物のフラッシュ手順３２を実行する。
【００６２】
（ｂ）カメラ１６、１７、または１８により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、便器９２中の、水の色の著しい変化と固形の排泄物の累積、および／または、光度の突然の低下を示しているときに、排泄物の大きさの推定のために２Ｄイメージ処理を使用し、制御ユニット０１は、光が回復してから６〜８秒以内に、固形の排泄物のフラッシュ手順３３を実行する。
【００６３】
（ｃ）カメラ１６および／または１７により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、便器９２中の固形の排泄物の累積、および／または、光度の突然の低下を示しているときに、３Ｄモデル発生モジュール６２により、固形の排泄物の３Ｄモデルを構築し、排泄物の容積的な大きさを推定し、排泄物の容積的な大きさを使用して、光度が回復してから６〜８秒以内に、診断フラッシュ手順３６を実行するために必要とされるフラッシュ量を計算する。
【００６４】
メカニズム３：カメラ１６、１７、または１８により取り込んだリアルタイムイメージとイメージ基準との比較が、便器９２中の光度の突然の低下を示しているときに、および、臭気センサー１４が悪臭を認識したときに、制御ユニット０１は、便器９２中の光が回復してから６〜８秒以内に、固形の排泄物のフラッシュ手順３３を実行する。
【００６５】
便器９２中の光の低下が回復したことを取り込みイメージが示す場合には、使用が完了したときに、フラッシングの前に、利用者が便器９２から物理的に離れていることが確実となる。フラッシュメカニズムプロセスの何らかの瞬間の間に、カメラ１６〜１９により取り込んだイメージにより、小便器９１中または便器９２中でオーバーフローが検出されたならば、バルブ７１および７２を閉じることにより、水のフローを速やかに終了する。
【００６６】
アラート４０は、次のようなときに、制御ユニット０１により発生される。
【００６７】
（ａ）制御ユニット０１が、コマンド４１、４２、４３を送り出したが、バルブ７１、７２、および７３のうちの１つ以上が応答しないとき、
（ｂ）フラッシュメカニズム起動が完了した際に、カメラ１６〜１９により取り込んだ小便器９１または便器９２のリアルタイムイメージが、光学的状態の変化がないことを示しているとき、
（ｃ）フラッシュ実行の不満足な評価結果に起因する連続的なフラッシュ起動の回数が、予めセットされた制限に達したとき、
（ｄ）インテリジェントフラッシングシステム０２内で、機能停止しているコンポーネントまたは不十分な動作が検出されたとき、
（ｅ）カメラ１６〜１９により取り込んだイメージ中で示されている、小便器９１または便器９２における進行中のオーバーフローが原因で、制御ユニット０１がフラッシュメカニズムを終了したときである。
【００６８】
インテリジェントフラッシングシステム０２は、デフォルトにより、自動モード３１で動作する。トイレ製品および／またはインテリジェントフラッシングシステム０２の点検のリコメンデーションに対するアラート４０が、１つ以上の宛先に送られるときに、制御ユニット０１は、トイレ製品のフラッシュメカニズム自動化を停止して、デフォルトの自動モード３１を一時的な手動モード３０に切り替える。制御ユニット０１に対する認可された入力により、手動で自動モード３１を復元してもよく、または、制御ユニット０１が、インテリジェントフラッシングシステム０２において通常動作を管理することができるときには、自動的に復元してもよい。利用者が、利用者の利益のために、自動モード３１に対して手動モード３０を選択することが可能になるように、（示していない）手動オーバーライディングスイッチも利用可能であってもよい。
【００６９】
図３を参照すると、制御ユニット０１は、取り込んだイメージ中の物体の３Ｄモデルを自動的に発生させる３Ｄモデル発生モジュール６２を備えている。図４は、３Ｄモデル発生プロセスを表している例示的なフローチャートである。ステップ１では、２つより多いカメラによって取り込んだイメージが、オンボードメモリ２１にまたは外部メモリ２３にロードされる。変化する背景をなくし、排泄物の境界を規定し、邪魔になるセクションの大きさを推定するために、上から見た整列がイメージ上で実行される（ステップ２）。ステップ３では、イメージ上にランドマークポイントを配置するために、いったん異なる物体の色および形状が識別されると、‘シードフィル’動作または３Ｄ面の再構築が開始される一方で、排泄物の範囲は、トイレ製品の大きさを使用することにより制限される。ステップ４に進むと、ピクセルのフィールドの統計的線形積分を実行することにより、ならびに／あるいは、オンボードメモリ２１中および／または外部メモリ２３中に記憶されている、データベース中の異なる排泄物の統計的プロパティを解析することにより、排泄物の大きさを推定してもよい。ステップ５では、物体の完全な形状を含む３Ｄモデルを再構築することができる。ステップ６では、排泄物の推定された容積的な大きさが、診断フラッシュ手順３６において必要とされるフラッシュ量の計算と、予めインストールされているフラッシュ手順３２および３３の間の選択とのために使用される。ステップ７では、フラッシュメカニズムの起動において使用される３Ｄモデル構築の結果のデータは、進行中の計算における統計的解析および計算の精度向上のために、対応するフラッシュ手順／計算されたフラッシュ量と、フラッシュ実行評価結果とともに、オンボードメモリ２１中および／または外部メモリ２３中にセーブされる。
【００７０】
３Ｄモデリング方法は、一連のイメージ処理技術を実行して、固形の排泄物の３Ｄモデルを発生させるためのガイドとしての役割を果たす１組のランドマークポイントを決定する。図４におけるステップは、制御ユニット０１が、診断フラッシュ手順３６を選択したときに、プロセス５００のステップ５３０において使用され、３Ｄモデルは、フラッシュメカニズムの起動のために使用される。
【００７１】
図５Ａにおいて表されているように、インテリジェントフラッシングシステム０２において使用される１つの制御方法が、プロセス５００である。化粧室５０、５１、および５２中の便器９２から取り込まれたリアルタイムイメージが、フラッシュメカニズム起動の決定のために処理される。処理されたリアルタイム取り込みイメージおよび／または情報４５にしたがって、便器９２が直ちに使用される確率が高いことを制御ユニット０１が認識したときに、ステップ５１０においてプロセス５００が始まる。１つ以上の認可された関係者により予めセットされた命令の通りに、異なる時間の間にステップ５１５において取り込まれた、便器９２の好ましい便器ボウルの状態の選択されたリアルタイムイメージが、ステップ５２５においてイメージ基準として記憶され、特定的に／周期的に新しくされる。ステップ５３０では、ステップ５１５において取り込まれたリアルタイムイメージが、固形の排泄物の状態における相違、固形の排泄物の汚点、ごみ、およびサイズの検出等に関して、イメージ基準と比較される。フラッシュに対する必要性を認識したときに、制御ユニット０１は、便器９２の光学的状態の性質にしたがって、フラッシュ手順３２および３３の中から選択する。診断フラッシュ手順３６の実行において、制御ユニット０１は、３Ｄモデル発生モジュール６２を使用して、固形の排泄物に対する３Ｄモデルを生成させ、推定された大きさに基づいて、排泄物の総量を除去するのに必要とされるフラッシュ量を計算する。プロセス５００は、ステップ５３５に進み、ここで、不満足なフラッシュ実行評価結果が原因の連続的なフラッシュ起動の回数に対するカウントが追跡される。連続的なフラッシュ起動の回数が、予めセットされた制限を超えていなかった場合に、プロセス５００はフラッシュメカニズムの起動のためにステップ５４０に進む。連続的なフラッシュ起動がステップ５３５において制限を超えていた場合に、あるいは、ステップ５１５においてイメージが取り込まれなかったときに、インテリジェントフラッシングシステム０２および／または便器９２の点検のためのアラート４０が、ビル管理者に送られる。図４における３Ｄモデリングステップは、診断フラッシュ手順３６が実行されるときに、プロセス５００のステップ５３０において使用される。
【００７２】
図５Ｂにおいて表されているように、インテリジェントフラッシングシステム０２は、化粧室５２中の小便器９１のフラッシュ起動のためのプロセス５５０にしたがう。カメラ１９により取り込まれた、処理されたリアルタイムイメージおよび／または情報４５が、小便器９１が直ちに使用される確率が高いことを示しているときに、ステップ５１０においてプロセス５５０が始まる。小便器９１のリアルタイムイメージは、ステップ５５５において継続的に取り込まれる。小便器９１の好ましい状態を示すと考えられる、取り込まれたイメージは、ステップ５６０においてイメージ基準として記憶され、ステップ５６５において、特定的に／周期的に新しくされる。リアルタイムイメージは、汚点、流体の流れまたはごみ等の検出のために、イメージ基準と比較される。ステップ５７０において、フラッシュに対する必要性が認識されたときに、プロセス５５０は、ステップ５７５に進む。連続的なフラッシュ起動の回数が、予めセットされた制限を超えていなかった場合に、制御ユニット０１は、ステップ５８０において、フラッシュ手順３４および３５の間で選択する。情報４５を参照して、利用者がデフォルトの時間期間内に小便器９１を使用しそうなことを、または、化粧室５２にもうすぐ人が訪れそうなことを、制御ユニット０１が認識した場合に、すすぎフラッシュ手順３４を実行するためにステップ５８５が選択される。化粧室５２が空いていることを、または、デフォルトの時間期間内に小便器９１に近づく人がその後続けて訪れる確率が低いことを、情報４５が示しているときには、通常のフラッシュ手順３５を実行するためにステップ５９０が選択される。ステップ５９５においてフラッシュメカニズムを起動した後に、制御ユニット０１は、ステップ５５５に戻る。ステップ５５５においてイメージが取り込まれなかった場合に、または、連続的なフラッシュ起動の回数がステップ５７５において制限を超えていた場合に、インテリジェントフラッシングシステム０２の点検のためのアラート４０が、ビル管理者に送られる。
【００７３】
図３において示されたような独立型のモジュールの代わりに、制御ユニット０１が他の構造の形態で機能してもよい。さらに、インテリジェントフラッシングシステム０２は、インターフェース０３および０８、Ｉ／Ｏバス１００および１１０を備えている。図６を参照すると、制御ユニット０１は、オンサイトＰＣステーション０４と、オフサイトサーバ０５と、ＢＭＳ０６内のシミュレートされた制御装置との形態で機能する。ここで、インターフェース０３は、相互接続１２０−０を通して、臭気センサー１４、カメラ１６〜１９をネットワークリンク２００に結合させる。データ４７は、臭気センサー１４、カメラ１６〜１９からの、すべての取り込まれたセンサー信号とデータとを含み、処理や、リアルタイム提示や、記憶や、または配信等のために、対応する相互接続１２０−１、１２０−２、および１２０−３を介して、オンサイトＰＣステーション０４や、オフサイトサーバ０５や、または、ＢＭＳ０６内のシミュレートされた制御装置に伝送される。外部メモリ２３中に記憶されている情報４６は、相互接続１２０−５およびネットワークリンク２００を通して、オンサイトＰＣステーション０４と、オフサイトサーバ０５と、ＢＭＳ０６内のシミュレートされた制御装置と、サプライヤーサーバ０７との間で伝送されてもよい。
【００７４】
サプライヤーにより動作されているサプライヤーサーバ０７は、ビル管理者により認可されたものとして、相互接続１２０−４を介して情報４６を受信する。フラッシュに対する必要性を認識したときに、制御ユニット０１は、相互接続１２０−６およびＩ／Ｏバス１１０を通して、バルブ７１、７２、または７３の起動のためのコマンド４１、４２、あるいは４３をインターフェース０８に送る。ネットワークリンク２００は、これらに限定されないが、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、インターネット、イントラネット等を含む、１つ以上の従来の固定回線ネットワークまたはワイヤレスネットワークの組み合わせを含んでいてもよい。‘Ｎ’個の相互接続１２０−ｎ（ここで、ｎ＝０〜６）とともに、ネットワークリンク２００、Ｉ／Ｏバス１００および１１０は、さまざまな通信媒体を含んでいてもよい。このような通信媒体は、これらに限定されないが、同軸ワイヤ、イーサネット（登録商標）ケーブル、ＩＳＤＮ（統合サービスデバイスネットワーク）回線、ＰＳＴＮ（公衆電話交換ネットワーク）回線、光ファイバ回線、およびＰＬＣ（電力回線通信）等を含んでいる。ネットワーク中のワイヤレス通信媒体により、赤外線および無線周波数、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＷｉＭａｘ等において信号を伝播することが可能になる。
【００７５】
図７を参照すると、給水パイプライン８０は、本発明のインテリジェントフラッシングシステム０２により制御されている複数の便器に接続している。給水パイプライン８０は、複数の送水路を通してフラッシュの水を供給し、そのそれぞれは、個別のバルブにより制御されている：バルブ７１は、小便器へのフラッシュフローを制御し、バルブ７２は、便器へのフラッシュフローを制御し、バルブ７３は、カメラレンズに対する洗浄ジェットを制御する。インテリジェントフラッシングシステム０２は、２つ以上のフラッシュメカニズムの同時起動を常に防ぐことにより、フラッシュにおける十分な水圧を保証する。便器９２．５１．１、９２．５２．１、および９２．５０をフラッシュする必要性を認識した例では、制御ユニット０１が、各フラッシュにおいて十分な水圧を提供するために、対応するバルブをシーケンシャルに作動させる。
【００７６】
１．制御ユニット０１が、便器９２．５１．１、９２．５２．１、および９２．５０に対する、フラッシュメカニズムの起動の優先度の例示的な順序を確立する。
【００７７】
２．液体の排泄物のフラッシュ手順３２、固形の排泄物のフラッシュ手順３３、および診断フラッシュ手順３６の実行が、便器９２．５１．１、９２．５２．１、および９２．５０に対してそれぞれ必要とされる。
【００７８】
３．制御ユニット０１は、バルブ７２．５１．１を開けるためのコマンド４２を送り出す。フラッシュメカニズムが完了したときに、バルブ７２．５１．１は閉じられる。
【００７９】
４．制御ユニット０１は、バルブ７２．５２．１を開けるためのコマンド４２を送り出す。フラッシュメカニズムが完了したときに、バルブ７２．５２．１は閉じられる。
【００８０】
５．制御ユニット０１は、バルブ７２．５０を開けるためのコマンド４２を送り出す。フラッシュメカニズムが完了したときに、バルブ７２．５０は閉じられる。
【００８１】
図８は、本発明の１つの実施形態において使用されるネットワーク環境を示している。ネットワーク環境８００は、複数のノードを含んでいる。独立的に動作可能な制御ユニット０１は、オンサイトＰＣステーション０４や、オフサイトサーバ０５や、ＢＭＳ０６内のシミュレートされた制御装置の形態で、サプライヤーサーバ０７と外部メモリ２３とともに機能し、ノード８１０、８２０、８３０、８４０、および８５０により、それぞれ表される。ノード８１０〜８５０は、ネットワークリンク２００を介して互いに結合されており、ネットワークリンク２００は、相互接続１２０−０~１２０−６を通して、すべてのノード間の継続的なオープン通信リンクとしての役割を果たす。ビル管理者、サプライヤー、または他の認可された関係者により指示されたように、さまざまなインテリジェントフラッシングシステム０２の情報４５および情報４６とともに、他のデータのアーカイブ化、送信、および取得が処理されて、ノード８１０〜８５０間で送られてもよい。ネットワークリンク２００を介して、ノード８４０は、仕様および計算方法を新しくし、これらに限定されないが、プロセス５００および５５０、フラッシュ手順３２〜３５、オペレーティングシステム６０、イメージ処理アルゴリズムおよび他のものを含む、ノード８１０〜８３０中のソフトウェアを更新してもよい。ネットワーク環境８００は、共有メモリシステムを提供する：ノード８１０〜８４０は、外部メモリ２３中のまたはノード８５０中の利用可能なデータに直接アクセスすることができる。
【００８２】
本発明の目的を詳細に説明してきたが、上記の図面および説明において示されたような特定の実施形態は、このような機能的および構造的な原理から逸脱することなく変更を被ることを当業者は理解するだろう。それゆえ、本発明の修正およびバリエーションが、添付された特許請求の範囲ならびにそれらの均等物の精神および範囲の内に入っている場合に、本発明がそれらをカバーすることが意図されている。
【図１Ａ】
2012507646.tif 000005
【図１Ｂ】
2012507646.tif 000006
【図１Ｃ】
2012507646.tif 000007
【図１Ｄ】
2012507646.tif 000008
【図１Ｅ】
2012507646.tif 000009
【図２】
2012507646.tif 000010
【図３】
2012507646.tif 000011
【図４】
2012507646.tif 000012
【図５Ａ】
2012507646.tif 000013
【図５Ｂ】
2012507646.tif 000014
【図６】
2012507646.tif 000015
【図７】
2012507646.tif 000016
【図８】
2012507646.tif 000017
【国際調査報告】
2012507646.tif 000018
2012507646.tif 000019
2012507646.tif 000020
2012507646.tif 000021