KR100837354B1 - Air conditioner and method of controlling airflow for the same - Google Patents
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Abstract
공기조화기 및 이의 기류제어방법이 개시된다. 본 발명에 따른 공기조화기는 본체; 상기 본체에 설치된 재실자 인지수단; 및 상기 재실자 인지수단으로부터 획득된 인지정보를 받아, 재실자가 존재하는 공간에만 기류를 공급하는 기류제어수단;을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 기류제어방법은 동작모드 선택단계; 재실자의 인지정보를 획득하는 단계; 획득된 인지정보를 저장하는 단계; 및 저장된 인지정보에 따라 재실자를 추적하여 재실자 맞춤형 기류제어를 하는 단계;를 포함한다. 이에 따르면, 획득된 인지정보에 따라 재실자를 추적하거나 재실자의 성향에 따라 기류를 적절히 제어할 수 있게 됨에 따라 재실자가 존재하는 목표공간 이외의 부분이 과도하게 냉방 또는 난방되는 것을 방지하여 에너지 효율이 향상되는 효과가 있으며, 원하는 냉난방을 수행하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.An air conditioner and an airflow control method thereof are disclosed. Air conditioner according to the present invention; Resident recognizing means installed in the main body; And airflow control means for receiving the recognition information obtained from the occupant recognition means and supplying airflow only to the space where the occupant is present. In addition, the airflow control method of the air conditioner according to the present invention comprises the operation mode selection step; Obtaining cognitive information of the occupants; Storing the acquired recognition information; And tracking the occupants in accordance with the stored cognition information and controlling the airflow customized for the occupants. According to this, it is possible to track occupants according to the acquired cognitive information or to control the airflow according to the propensity of the occupants to prevent excessive cooling or heating of parts other than the target space where the occupants are located, thereby improving energy efficiency. There is an effect, and it is possible to reduce the time required to perform the desired heating and cooling.
공기조화기, 카메라, 기류제어수단, 스테레오 비젼, 메모리부 Air Conditioner, Camera, Airflow Control Unit, Stereo Vision, Memory Unit
Description
도 1은 일반적인 공기조화기가 재실자가 존재하는 실내에 배치되어 기류를 토출하는 도면,1 is a view in which a general air conditioner is disposed in a room where a guest is present to discharge airflow;
도 2는 도 1에 따른 공기조화기에 의해 기류가 공급된 실내의 온도분포를 나타내는 실험데이터,2 is experimental data showing a temperature distribution of a room supplied with airflow by the air conditioner according to FIG. 1;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재실자 인지수단을 구비한 공기조화기가 재실자를 추적하여 기류를 토출하는 도면,FIG. 3 is a view illustrating an air conditioner having a room occupant recognizing means according to an embodiment of the present invention for discharging airflow by tracking a room occupant;
도 4는 도 3의 공기조화기를 나타낸 사시도,Figure 4 is a perspective view of the air conditioner of Figure 3,
도 5는 도 3의 공기조화기를 나타낸 정면도,5 is a front view showing the air conditioner of FIG.
도 6은 도 4의 제1카메라, 제2카메라, 기류제어수단을 발췌하여 나타낸 도면,6 is a view showing an extract of the first camera, the second camera, the airflow control means of FIG.
도 7 내지 도 9는 도 4의 제1카메라, 제2카메라로부터 3차원 영상정보를 스테레오비젼으로 획득하는 원리를 설명하기 위한 도면들,7 to 9 are views for explaining the principle of obtaining the 3D image information in stereo vision from the first camera, the second camera of FIG.
도 10 및 도 11은 도 3의 공기조화기의 기류제어방법을 나타낸 순서도들,10 and 11 are flow charts showing the air flow control method of the air conditioner of FIG.
도 12는 도 3에 따른 공기조화기에 의해 기류가 공급된 실내의 온도분포를 나타낸는 실험데이터,12 is experimental data showing a temperature distribution of a room supplied with airflow by the air conditioner according to FIG. 3;
도 13은 도 1과 도 3에 따른 공기조화기에 의한 시간별 온도변화를 비교한 실험그래프,13 is an experimental graph comparing the temperature change by time by the air conditioner according to FIGS. 1 and 3;
도 14는 도 1과 도 3에 따른 공기조화기에 의한 시간별 소비전력량을 비교한 실험그래프이다.14 is an experimental graph comparing the amount of power consumed by the air conditioners according to FIGS. 1 and 3.
**도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명**** Description of the symbols on the main parts of the drawings **
10, 100: 공기조화기 110: 본체10, 100: air conditioner 110: main body
120: 재실자 인지수단 121: 제1카메라120: means for recognizing occupants 121: first camera
123: 제2카메라 130: 기류제어수단123: second camera 130: air flow control means
131: 연산부 132: 메모리부131: arithmetic unit 132: memory unit
133: 구동부133: drive unit
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 재실자(在室者)의 인지정보(認知情報)를 받아 기류를 제어하는 공기조화기 및 이의 기류제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 공기조화기는 재실자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 공조사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키거나, 필터 등을 이용하여 공기를 정화시키는 장치이다.In general, an air conditioner is a device that cools or heats a room by using an air conditioning cycle of a refrigerant consisting of a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator in order to create a more comfortable indoor environment.
이러한 일반적인 공기조화기는 재실자의 인지정보 즉, 재실자의 유무(有無) 또는 재실자의 수(數) 또는 재실자의 위치 및 거리와는 상관없이 기류를 제어하게 된다. 여기서 기류제어라 함은 공기조화기가 토출하는 공기의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등의 인자(Factor)를 수동 또는 자동으로 조절하는 것을 말한다. Such a general air conditioner controls the airflow regardless of the occupant's cognitive information, that is, the number of occupants, the number of occupants, or the position and distance of the occupants. Here, the airflow control refers to a manual or automatic adjustment of factors such as wind speed, air volume, temperature, humidity, and direction of the air discharged by the air conditioner.
다시 말해, 재실자가 설정한 온도 및 습도에 따라 상기 인자들을 조절하거나, 재실자가 온도 및 습도를 설정하지 않더라도 공기조화기 스스로 재실자가 느끼는 최적의 쾌적지수를 계산하여 상기 인자들을 조절하는 것을 말한다.In other words, the factors are adjusted according to the temperature and humidity set by the occupant, or the air conditioner calculates the optimal comfort index felt by the occupant even if the occupant does not set the temperature and humidity.
도 1은 일반적인 공기조화기가 재실자가 존재하는 실내에 배치되어 기류를 토출하는 도면이다. 화살표는 공기조화기로부터 토출되는 공기의 흐름 즉 기류를 나타낸다. 화살표의 폭은 공기의 속도와 양의 크기를 가리킨다. 1 is a view in which a general air conditioner is disposed in a room where a living room exists to discharge airflow. The arrow indicates the flow of air discharged from the air conditioner, that is, the air flow. The width of the arrow indicates the speed and volume of the air.
도 1에서는 2개의 화살표가 같은 폭을 가진다. 즉, 공기의 속도와 양이 같다.In FIG. 1, the two arrows have the same width. That is, the speed and amount of air are the same.
도 1에는, 실내영역 A에 있던 재실자가 실내영역 B으로 이동한 상태와 이에 따라 공급되는 기류가 도시되어 있다.In Fig. 1, the state in which the occupants in the indoor area A has moved to the indoor area B and the airflow supplied thereto are shown.
처음에 재실자는 실내영역 A의 공간을 냉방 또는 난방하도록 설정하여 공기조화기를 작동시킨다. 따라서, 재실자가 실내영역 A에 존재하는 경우에는 재실자가 원하는 상태를 유지할 수 있다.Initially, the occupant operates the air conditioner by setting the space of the room A to be cooled or heated. Therefore, when the occupant is in the room area A, the occupant can maintain a desired state.
그러나, 재실자가 실내영역 B로 이동할 경우에는 실내영역 B에는 기류가 원활하게 공급되지 못한다.However, when the occupants move to the indoor zone B, airflow is not smoothly supplied to the indoor zone B.
왜냐하면, 종래의 공기조화기는 냉방 또는 난방하고자 하는 실내공간의 온도제어를 할 경우 실내공간의 평균온도를 기준으로 제어하기 때문에 국부적인 온도의 불균형과 특정지역(도 1에서의 실내영역 A)의 과도한 온도 저하가 발생하기 때문이다. 즉, 종래의 공기조화기는 재실자의 위치 등의 정보를 바탕으로 온도 제어를 할 수 없기 때문이다.This is because the conventional air conditioner controls the temperature of the indoor space to be cooled or heated based on the average temperature of the indoor space, so that the local temperature imbalance and the excessive area of the specific region (indoor area A in FIG. 1) are excessive. This is because a temperature decrease occurs. That is, the conventional air conditioner cannot control the temperature based on information such as the occupant's location.
도 2에는, 냉방하고자 하는 목표공간의 목표온도가 26℃일 때 목표공간 이외의 공간에서의 온도분포가 도시되어 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 냉난방 하고자 하는 목표공간(Z1)의 온도는 목표온도인 26℃에 도달하였으나 목표공간에 인접한 공간에서는 목표온도보다 낮은 온도를 갖게 되어 과도한 온도 저하가 발생함을 알 수 있다.2 shows a temperature distribution in a space other than the target space when the target temperature of the target space to be cooled is 26 ° C. As shown in FIG. 2, the temperature of the target space Z1 to be cooled and heated has reached a target temperature of 26 ° C., but the space adjacent to the target space has a temperature lower than the target temperature, resulting in excessive temperature drop. have.
그러나, 상술한 일반적인 공기조화기(10)는 인지정보인 재실자의 유무 또는 재실자의 수 또는 재실자의 위치 및 거리와는 상관없이, 실내공간의 평균온도만을 기준으로 실내영역 A와 B에 같은 속도와 양으로 기류를 토출하게 된다. However, the
따라서, 인지정보에 맞게 능동적으로 공기의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등의 인자(Factor)를 적절하게 조절하지 못하게 되어, 재실자가 느끼는 냉난방에 대한 만족도가 떨어지게 된다.Therefore, the factors such as the wind speed, air volume, temperature, humidity, direction of the air can not be actively adjusted according to the cognitive information, and the satisfaction of cooling and heating felt by the occupants is lowered.
또한, 인지정보에 따라 토출되는 공기의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등의 인자(Factor)를 적절하게 조절하지 못하고 일방적으로 공기를 토출하게 되므로, 공기조화기의 에너지 효율이 떨어지며 원하는 냉난방 상태에 도달하는데 걸리는 시간이 길어지는 문제점이 있었다.In addition, since air is unilaterally discharged without appropriately controlling factors such as wind speed, air volume, temperature, humidity, and direction of the discharged air according to the cognitive information, the energy efficiency of the air conditioner decreases and the desired heating and cooling state is required. There was a problem that it takes a long time to reach.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 서, 획득된 재실자의 인지정보에 따라 재실자를 추적하여 기류를 제어할 수 있는 공기조화기를 제공하는 데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide an air conditioner that can control the airflow by tracking the occupant in accordance with the acquired information of the occupant.
또한, 재실자의 인지정보에 따라 재실자 맞춤형 기류제어를 하는 공기조화기의 기류제어방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide an air conditioner control method of an air conditioner that controls a user's customized airflow according to the occupant's cognitive information.
본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본체; 상기 본체에 설치된 재실자 인지수단; 및 상기 재실자 인지수단으로부터 획득된 인지정보를 받아, 재실자가 존재하는 공간에만 기류를 공급하는 기류제어수단;을 포함하는 공기조화기를 제공한다.The present invention, in order to achieve the object as described above, the body; Resident recognizing means installed in the main body; And airflow control means for receiving the recognition information obtained from the occupant recognition means and supplying airflow only to the space where the occupant is present.
여기서, 상기 기류제어수단은 재실자를 추적하여 기류를 공급하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 재실자 인지수단은 복수개의 카메라들인 것을 특징으로 한다.Here, the air flow control means is characterized by supplying air flow by tracking the occupants. In addition, the occupant recognition means is characterized in that a plurality of cameras.
상기와 같이 구성함으로써, 실내공간 전체가 아닌 재실자가 존재하는 국부적인 공간만 온도 제어를 할 수 있게 되어 에너지가 절약되고 빠른 냉난방이 가능하다.By configuring as described above, only the local space in which the occupants are present, not the entire indoor space, can control the temperature, which saves energy and enables fast heating and cooling.
한편, 상기 카메라들은, 제1카메라; 및 상기 제1카메라와 일정간격 떨어진 제2카메라;를 포함한다. On the other hand, the cameras, the first camera; And a second camera spaced apart from the first camera by a predetermined distance.
상기 카메라들은 제1카메라 및 상기 제1카메라와 일정간격 떨어진 제2카메라를 포함하거나, 제1카메라 및 상기 제1카메라와 일직선상에 위치한 제2카메라를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cameras may include a first camera and a second camera spaced apart from the first camera by a predetermined distance, or include a first camera and a second camera located in line with the first camera.
또한, 상기 제1카메라 및 상기 제2카메라는 상기 본체의 중심선에 대하여 대칭으로 배치된 것을 특징으로 한다.In addition, the first camera and the second camera is characterized in that the symmetrical arrangement with respect to the center line of the main body.
상기 기류제어수단은, 재실자를 추적하여 획득된 인지정보에 따라 최적 쾌적지수를 계산하는 연산부 및 상기 최적 쾌적지수에 따라 상기 본체에 설치된 팬모터의 회전수, 루버의 각도, 가이드의 각도 및 컴프구동부 중 적어도 하나 이상을 조절하는 구동부를 포함하며, 재실자 맞춤형 기류제어를 위해 획득된 재실자의 인지정보를 저장하는 메모리부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The airflow control unit may be configured to calculate an optimal comfort index according to the cognitive information obtained by tracking the occupants and the rotation speed of the fan motor installed in the main body, the angle of the louver, the angle of the guide and the comp driving unit according to the optimal comfort index. It includes a drive unit for adjusting at least one or more of, it is preferable to further include a memory unit for storing the recognition information of the occupant acquired for the user-specific air flow control.
한편, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 본 발명은, 동작모드 선택단계; 재실자의 인지정보를 획득하는 단계; 획득된 인지정보를 저장하는 단계; 및 저장된 인지정보에 따라 재실자를 추적하여 재실자 맞춤형 기류제어를 하는 단계;를 포함하는 공기조화기의 기류제어방법을 제공한다.On the other hand, according to another field of the present invention, the present invention, operation mode selection step; Obtaining cognitive information of the occupants; Storing the acquired recognition information; And controlling the occupants in accordance with the stored cognition information to control the occupants customized airflow.
여기서, 상기 재실자 맞춤형 기류제어를 하는 단계는 저장된 재실자의 인지정보로부터 최적 쾌적지수를 계산하는 단계 및 상기 최적 쾌적지수에 따라 팬모터의 회전수, 루버의 각도, 가이드의 각도 및 컴프구동부 중 적어도 하나 이상을 조절하는 단계를 포함한다.Here, the step of controlling the airflow tailored to the occupants is at least one of calculating the optimal comfort index from the stored occupant's cognitive information and the rotational speed of the fan motor, the angle of the louver, the angle of the guide and the comp driving unit according to the optimal comfort index. Adjusting the abnormalities.
또한, 상기 재실자의 인지정보를 획득하는 단계는 한 쌍의 카메라들로부터 신호를 받는 단계 및 상기 신호로부터 재실자의 인지정보를 획득하는 스테레오 비젼단계를 포함하며, 상기 스테레오 비젼단계는 카메라들의 위치를 결정하는 보정단계 및 상기 카메라들로부터 얻어진 독립된 2개의 영상정보를 바탕으로 3차원의 영상정보를 얻는 단계를 포함한다.The acquiring cognitive information of the occupant may include receiving a signal from a pair of cameras and a stereo vision acquiring acknowledgment information of the occupant from the signal, wherein the stereo vision may determine the position of the cameras. And a three-dimensional image information based on two independent image information obtained from the cameras.
이러한 발명의 목적과 특징은 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명백해질 것이다.The objects and features of this invention will become more apparent from the following detailed description.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구성 및 작용에 관하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the configuration and operation according to an embodiment of the present invention.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.However, in describing the present invention, a detailed description of known functions or configurations will be omitted to clarify the gist of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재실자 인지수단을 구비한 공기조화기가 재실자를 추적하여 기류를 토출하는 도면, 도 4는 도 3의 공기조화기를 나타낸 사시도, 도 5는 도 3의 공기조화기를 나타낸 정면도, 도 6은 도 4의 제1카메라, 제2카메라, 기류제어수단을 발췌하여 나타낸 도면, 도 7 내지 도 9는 도 4의 제1카메라, 제2카메라로부터 3차원 영상정보를 스테레오비젼으로 획득하는 원리를 설명하기 위한 도면들이다.3 is a view showing an air conditioner equipped with a room occupant recognizing means according to an embodiment of the present invention for discharging airflow by tracking a room occupant, FIG. 4 is a perspective view of the air conditioner of FIG. 3, and FIG. 5 is an air conditioner of FIG. 3. 6 is a view showing an extract of the first camera, the second camera and the airflow control means of FIG. 4, and FIGS. 7 to 9 show three-dimensional image information from the first camera and the second camera of FIG. Figures for explaining the principle of obtaining by stereo vision.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 재실자의 인지정보 즉, 재실자의 수 또는 위치 또는 거리에 따라 재실자를 추적하여 기류를 적절하게 조절한다. 즉, 재실자가 실내영역 A'에서 실내영역 B'로 이동할 경우 재실자를 추적하여 재실자가 존재하는 공간만을 국부적으로 냉난방하게 된다.Referring to FIG. 3, the
여기서, 도 3의 화살표는 공기조화기로부터 토출되는 공기의 흐름 즉 기류를 나타내며, 화살표의 폭은 공기의 속도와 양의 크기를 가리킨다. 즉, 초기에 재실자가 존재했던 실내영역 A'로 불어주는 냉풍의 속도 및 양은 재실자가 이동하여 존재하는 실내영역 B'로 불어주는 냉풍의 속도 및 양과 비교하여 큰 차이가 없다.Here, the arrow of FIG. 3 indicates the flow of air discharged from the air conditioner, that is, the air flow, and the width of the arrow indicates the speed and amount of air. That is, the speed and the amount of cold wind blown to the indoor area A 'where the occupants existed initially are not significantly different from the speed and the amount of the cold wind blown to the indoor area B' where the occupants move.
따라서, 재실자 맞춤형 기류공급 또는 기류제어가 가능하게 된다.Therefore, customized airflow or airflow control for the occupants is possible.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 이렇게 공기조화기(100)가 재실자의 인지정보에 따라 재실자를 추적하여 공급되는 기류를 적절하게 조절하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 본체(110); 본체(110)에 설치된 재실자 인지수단(120); 및 재실자 인지수단(120)으로부터 재실자의 인지정보를 받아 기류를 제어하는 기류제어수단(130);을 포함한다.4 to 6, the
상기 본체(110)의 하부 전면에는 실내의 공기가 흡입되는 흡입구(111)가 형성되고, 본체(110)의 상부 전면에는 실내로 공기가 토출되는 토출구(112)가 형성된다. 토출구(112)에는 토출구(112)의 개폐 및 기류의 풍향을 상하로 조절할 수 있는 루버(113)가 설치된다. An
그리고, 토출구(112)의 내부에는 기류의 진행방향을 좌 우측방향으로 조절할 수 있는 별도의 가이드(미도시)가 설치된다. 상기 본체(110)의 전면 중앙에는 공기조화기(100)를 조작하기 위한 조작패널(115)이 설치된다.In addition, an inside of the
상기 본체(110)의 내부에는 토출구(112)를 통해 토출되는 기류의 양 및 속도를 조절하기 위한 팬모터(미도시)가 설치된다. 또한, 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 공조사이클(미도시)이 설치된다. 물론, 이와 같은 공조사이클은 공기조화기의 타입이 분리형이냐 일체형이냐에 따라 그 설치 위치가 달라질 수 있다. A fan motor (not shown) is installed inside the
즉, 분리형은 실내 측에 냉각/방열 기능의 실내기를 설치하고 실외 측에 방열/냉각 및 압축 기능의 실외기를 설치하여 서로 분리된 두 장치간을 냉매 배관으 로 연결시키고, 일체형은 냉각 방열 압축의 기능을 일체화한다. 본 실시예는 일체형 타입의 공기조화기를 예로 든 것으로, 이 경우 공조사이클(미도시)은 본체(110)내에 모두 설치된다.In other words, the separate type installs the indoor unit of cooling / heating function on the indoor side and the outdoor unit of heat dissipation / cooling and compression function on the outdoor side and connects the two separated devices with refrigerant pipes, and the integrated type of cooling radiant compression Integrate the functions. This embodiment is an example of an integrated type air conditioner, in which case the air conditioning cycle (not shown) are all installed in the
상기 재실자 인지수단(120)는 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리 등의 재실자 인지정보를 수집한다. 이러한 재실자 인지수단(120)으로는 음성인식센서 또는 초음파센서 또는 복수개의 카메라들이 사용될 수 있다. The occupant recognition means 120 collects occupant recognition information such as the presence of occupants, the number of occupants, the position and distance of the occupants. The
물론 이 밖에 재실자의 인지정보를 수집할 수 있다면 재실자 인지수단(120)은 어느 것이든 사용이 가능할 것이다.Of course, if the cognitive information of the occupants can be collected in addition, any of the occupants cognition means 120 may be used.
음성인식센서는 재실자의 음성을 전기신호로 변환시키고, 변환된 전기신호로부터 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리를 파악한다. 한편, 초음파센서는 반사되어 돌아오는 초음파로부터 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리를 파악한다.The voice recognition sensor converts the voice of the occupant into an electrical signal and detects the presence of the occupant, the number of the occupants, the position and distance of the occupant from the converted electrical signal. On the other hand, the ultrasonic sensor detects the presence of the occupants, the number of occupants, the position and distance of the occupants from the reflected ultrasonic waves.
본 실시예에서는 상기 재실자 인지수단(120)으로 복수개의 카메라들을 사용한다.In this embodiment, a plurality of cameras are used as the occupant recognition means 120.
도 5 및 도 6을 참조하면, 재실자 인지수단(120)은 제1카메라(121)와, 상기 제1카메라(121)와 일정간격(L) 떨어진 제2카메라(123)를 포함한다.5 and 6, the
제1카메라(121)와 제2카메라(123)는 인지가능범위를 넓히기 위해 위하여 본체(110)의 정면에 설치된다. 또한, 넓은 시야를 확보하기 위하여 제1카메라(121)와 제2카메라(123)는 본체(110)의 중심선(V)에 대하여 대칭으로 배치된다. 여기서, 제1카메라(121)와 제2카메라(123)의 렌즈는, 넓은 시야를 확보하기 위하여 반구(半 球) 전체의 피사체를 하나의 원형 안에 넣을 수 있는 어안렌즈를 사용하는 것이 바람직하다. The
또한, 이렇게 제1카메라(121)와 제2카메라(123)로부터 얻어진 독립된 2개의 영상정보를 바탕으로 3차원의 영상정보를 스테레오 비젼으로 보다 쉽게 얻기 위해서 제1카메라(121)와 제2카메라(123)는 수평선(H)상에 일직선으로 놓여진다.In addition, on the basis of two independent image information obtained from the
스테레오 비젼(Stereo Vision)이란 두 개의 2차원 영상을 3차원으로 재구성하는 작업이라고 할 수 있다. 인간이 사물의 깊이를 인식할 때 양안의 시각 차를 이용하는 점을 고려하여 3차원 모델을 생성하는 방법이다. 좌 우 입력 영상으로부터 두 영상간의 정합 정보인 변이를 예측하고, 생성하고자 하는 모델의 특징이 되는 부분을 추출한다. 추출된 특징에 대해 예측한 변이 정보를 깊이 정보로 부여하여 최종적인 3차원 모델을 생성한다. 일반적으로 스테레오 비젼에서 카메라의 기하학적 모델은 두 대의 카메라가 하나의 물체를 바라보고 있는 구조를 가지며 응용분야에 따라 다양한 형태를 나타낸다.Stereo vision is a process of reconstructing two two-dimensional images in three dimensions. It is a method of generating a three-dimensional model in consideration of the fact that the human eye uses the visual difference between both eyes when recognizing the depth of the object. From the left and right input images, the predicted variation, which is matching information between two images, is extracted, and a part of the model to be generated is extracted. The final three-dimensional model is generated by assigning the disparity information predicted to the extracted feature as depth information. In general, the geometric model of the camera in stereo vision has a structure in which two cameras are looking at an object, and various shapes are shown depending on the application.
이하, 제1카메라(121)와 제2카메라(123)로부터 3차원 영상정보를 스테레오 비젼으로 획득하는 원리를 설명한다. 스테레오 비젼단계는, 제1카메라(121)와 제2카메라(123) 각각의 위치를 결정하는 보정단계; 및 제1카메라(121)와 제2카메라로부터 얻어진 독립된 2개의 영상정보를 바탕으로 3차원의 영상정보를 얻는 단계;를 포함한다.Hereinafter, the principle of obtaining the 3D image information in the stereo vision from the
도 7 및 도 8을 참조하면, 제1카메라(121)와 제2카메라(123)는 피사체(p)를 소정각도(θ)로 기울어져 바라본다. 여기서 p1은 제1카메라(121)의 씨씨디(CCD: Charge Coupled Device)에 맺힌 피사체(p)이고, p2는 제2카메라(123)의 씨씨디에 맺힌 피사체(p)이다. 대문자 XYZ는 절대좌표계를 나타내고, O는 절대좌표계의 원점을 나타낸다. 소문자 xyz는 제1카메라(121)와 제2카메라(123)의 상대좌표계 나타내고, O1는 제1카메라(121)의 중심을, O2는 제2카메라(123)의 중심을 각각 나타낸다.Referring to FIGS. 7 and 8, the
제1카메라(121)의 위치는 절대좌표계의 원점 0로부터 제1카메라(121)의 중심(01)까지의 위치벡터로 구할 수 있고, 제2카메라(123)의 위치는 절대좌표계의 원점 0로부터 제2카메라(123)의 중심(02)까지의 위치벡터로 각각 구할 수 있다. 이렇게 함으로서 제1카메라(121)와 제2카메라(123) 각각의 위치를 결정하는 보정단계가 완료된다.The position of the
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면, 제1카메라(121)의 씨씨디에 맺힌 피사체(p1)의 영상정보는 상대좌표계의 원점 01을 기준으로 구해지고, 제2카메라(123)의 씨씨디에 맺힌 피사체(p2)의 영상정보는 상대좌표계의 원점 02를 기준으로 구해진다. 즉, 피사체(p1) 및 피사체(p2)는 씨씨디의 픽셀(pixel)의 수만큼 점으로 표시되며, 이러한 점 하나하나의 좌표를 상대좌표계의 원점 01 및 02를 기준으로 구함으로써, 피사체(p1) 및 피사체(p2) 각각의 독립된 영상정보가 구해진다.Next, referring to FIGS. 8 and 9, the image information of the subject p1 formed on the CD of the
이렇게 구해진 피사체(p1))과 피사체(p2)의 2개의 독립된 영상정보를 이미지프로세싱(Image processing)인 edge or vertex detection의 방법을 쓰거나, 크로스콜리레이션(Cross-Correlation), 제네릭알고리즘(Genetic algorithm), 퍼지알고리즘(Fuzzy algorithm)등의 방법을 사용하여 최종적인 피사체(p)의 3차원의 영상정보를 얻어진다.Using the method of edge or vertex detection, which is image processing, or cross-correlation or generic algorithm, two independent image information of the subject (p1) and the subject (p2) thus obtained are obtained. 3D image information of the final object p is obtained using a method such as a fuzzy algorithm.
이렇게 얻어진 3차원의 영상정보을 통해 재실자의 인지정보 즉, 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리를 알아낼 수 있다.The three-dimensional image information thus obtained can determine the recognition information of the occupants, that is, the number of occupants, the number of occupants, the position and distance of the occupants.
한편, 도 6을 참조하면 상기 기류제어수단(130)은 상술한 바와 같이 획득된 재실자 인지정보에 따라 기류를 제어하며, 이를 위해 기류제어수단(130)은 최적의 쾌적지수를 계산하는 연산부(131); 및 최적의 쾌적지수에 따라 본체(110)에 설치된 팬모터(미도시)의 회전수, 루버(113)의 상하 회전, 가이드(미도시)의 좌우 회전, 컴프구동부 중 적어도 하나 이상을 조절하는 구동부(133)를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 6, the
또한, 상기 재실자 인지수단에 의해 획득된 인지정보를 저장하는 메모리부(132)를 더 포함한다. 상기 메모리부(132)는 재실자 고유의 인지정보를 저장하여 각각의 재실자에 따른 맞춤형 기류제어를 하기 위한 것이다. The apparatus may further include a
예를 들면, 개인적인 성향에 따라서 냉풍 또는 온풍을 얼굴 등 몸에 직접 공급받기를 원하는 재실자가 있는 반면에, 직접 공급받는 것을 싫어하는 재실자가 있다. 따라서, 이러한 재실자의 성향을 상기 메모리부(132)에 저장함으로써 실내공간에 존재하는 재실자에 따라 맞춤형 기류제어를 할 수 있다. 이로 인해, 냉난방에 소모되는 에너지를 절약할 수 있으며 원하는 냉난방을 수행하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.For example, there are some people who want to receive cold or warm air directly from their bodies, such as their faces, depending on their personal preferences. Therefore, by storing the inclination of the occupants in the
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 기류제어방법을 설명한다.Hereinafter, the airflow control method of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11은 도 3의 공기조화기의 기류제어방법을 나타낸 순서도들이다.10 and 11 are flowcharts illustrating a air flow control method of the air conditioner of FIG. 3.
도 3, 도 6, 도 10, 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조 화기의 기류제어방법은 동작모드 선택단계(S10); 재실자의 인지정보를 받는 단계(S20); 획득된 인지정보를 저장하는 단계(S25); 및 획득된 인지정보에 따라 기류를 제어하는 단계(S30);를 포함한다.3, 6, 10, and 11, the airflow control method of the air conditioner according to an embodiment of the present invention includes an operation mode selection step (S10); Receiving recognition information of the occupants (S20); Storing the acquired recognition information (S25); And controlling the airflow according to the acquired recognition information (S30).
상기 동작모드 선택단계(S10)는 재실자가 버튼 또는 음성으로 공기조화기(100)의 작동을 수동모드 또는 자동모드로 설정하는 단계이다.The operation mode selection step (S10) is a step in which the occupant sets the operation of the
즉, 수동모드일 경우에는 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리에 상관없이 일방적으로 재실자의 취향에 맞게 기류를 제어할 수 있다. 또는, 획득된 재실자의 인지정보는 자동으로 받고 이에 따라 기류는 재실자의 취향에 맞게 제어할 수 있다. 물론, 이 밖의 다양한 알고리즘을 고려해 볼 수 있다.That is, in the manual mode, the airflow can be unilaterally controlled according to the taste of the occupants regardless of the presence of the occupants, the number of the occupants, the position and distance of the occupants. Alternatively, the acquired acknowledgment information of the occupants is automatically received, and accordingly, the airflow can be controlled according to the tastes of the occupants. Of course, various other algorithms can be considered.
반면, 자동모드일 경우에는 공기조화기(100) 스스로 획득된 재실자의 인지정보에 따라 최적의 쾌적지수를 계산하여 기류의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등의 인자(Factor)를 자동으로 조절한다.On the other hand, in the automatic mode, the
상기 재실자의 인지정보를 받는 단계(S20)는 한 쌍의 카메라(121, 123)들로부터 신호를 받는 단계(S21); 및 상기 신호로부터 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리정보등 재실자의 인지정보를 획득하는 스테레오 비젼단계(S23);을 포함한다.Receiving the recognition information of the occupant (S20) may include receiving a signal from a pair of cameras (121, 123) (S21); And a stereo vision step (S23) of acquiring cognitive information of the occupants such as the presence of the occupants, the number of occupants, the position and distance information of the occupants from the signal.
실내영역 A에 있던 재실자가, 실내영역 B로 이동하였음을 카메라(121, 123)들로부터 신호형태로 기류제어수단(130)의 연산부(131)로 전달된다. 연산부(131)는 스테레오 비젼을 이용하여 재실자의 존재, 재실자의 수, 재실자의 위치 및 거리를 계산한다. 또한, 연산부(131)는 계산된 재실자의 위치 및 거리로부터 최적의 쾌적 지수를 계산한다.It is transmitted from the
상기 스테레오 비젼단계(S23)는, 카메라들(121, 123)의 위치를 결정하는 보정단계(S23a); 및 카메라들(121, 123)로부터 얻어진 독립된 2개의 영상정보를 바탕으로 3차원의 영상정보를 얻는 단계(S23b);를 포함한다. 이에 대한 자세한 설명은 전술한 바와 같으므로 생략한다.The stereo vision step (S23), a correction step (S23a) for determining the position of the cameras (121, 123); And obtaining three-dimensional image information based on two independent image information obtained from the
상기 획득된 인지정보를 저장하는 단계(S25)는, 상기 재실자의 인지정보를 받는 단계(S20)에 의해 획득된 인지정보를 상기 메모리부(132)에 저장한다. 여기서, 재실자의 성향에 따라 요구되는 기류의 양 또는 세기 등에 대한 정보를 상기 메모리부(132)에 입력하는 단계를 포함할 수도 있다.In the storing of the acquired recognition information (S25), the recognition information obtained by receiving the recognition information of the occupant (S20) is stored in the
상기 기류를 제어하는 단계(S30)는, 저장된 재실자의 인지정보로부터 최적 쾌적지수를 계산하는 단계(S31) 및 상기 최적의 쾌적지수에 따라 팬모터(미도시)의 회전수, 루버(113)의 각도, 가이드(미도시)의 각도 또는 컴프구동부(미도시) 중 하나 이상을 조절하는 단계(S33);를 포함한다.The controlling of the airflow (S30) may include calculating the optimal comfort index from the stored occupant's cognitive information (S31) and the rotation speed of the fan motor (not shown) according to the optimal comfort index, of the
실내영역 A'에 존재하는 재실자의 개인적인 성향에 따라 요구하되 기류의 양 또는 세기 등이 상이하므로, 상기 조절하는 단계(S33)는 상기 메모리부(132)에 저장된 인지정보에 따라 기류를 조절해야 한다.It is required according to the personal inclination of the occupants present in the indoor area A ', but the amount or intensity of the airflow is different, so the step of adjusting (S33) should adjust the airflow according to the recognition information stored in the
또한, 실내영역 A'보다는 실내영역 B'가 공기조화기(100)로부터 멀리 떨어져 있으므로, 실내영역 B'에 보다 세게 냉풍을 불어주어야 한다.In addition, since the indoor area B 'is farther from the
여름철이라면, 구동부(133)는 차가운 공기가 위에서 아래로 떨어지도록 루버(113)의 각도를 상향으로 조절하고, 가이드(미도시)의 각도를 목표로 하는 실내 영역으로 향하게 조절하고, 팬모터(미도시)의 회전수를 늘려 보다 많은 냉풍이 제공되도록 한다. In summer, the driving
만약, 겨울철인 경우에는 재실자의 체온으로 인해 실내영역의 온도가 높게 되어 여름철 보다는 실내영역에 보다 많은 온풍이 제공되도록 뜨거운 공기가 아래에서 위로 상승하도록 루버(113)의 각도를 하향으로 조절하고, 재실자의 인지정보에 따라 재실자에게 직접 공급할 것인지 간접적으로 공급할 것인지에 따라 가이드(미도시)의 각도를 조절하거나 팬모터(미도시)의 회전수를 조절해야 한다.If, in winter, the temperature of the indoor area is increased due to the temperature of the occupants, the angle of the
도 12는 도 3에 따른 공기조화기에 의해 기류가 공급된 실내의 온도분포를 나타낸는 실험데이터, 도 13은 도 1과 도 3에 따른 공기조화기에 의한 시간별 온도변화를 비교한 실험그래프, 도 14는 도 1과 도 3에 따른 공기조화기에 의한 시간별 소비전력량을 비교한 실험그래프이다.FIG. 12 is experimental data showing a temperature distribution of a room supplied with airflow by the air conditioner according to FIG. 3, FIG. 13 is an experimental graph comparing time-dependent temperature changes by the air conditioners according to FIGS. 1 and 3, and FIG. Experimental graph comparing the power consumption by time by the air conditioner according to FIGS. 1 and 3.
도 12에 의하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 의해 목표공간(Z3)을 목표온도인 26℃로 만들더라도 목표공간(Z3)에 인접한 주위 공간이 과도하게 냉각되거나 온도가 불균일해 지지 않음을 알 수 있다.According to FIG. 12, even when the target space Z3 is set to 26 ° C. as the target temperature by the air conditioner according to an embodiment of the present invention, the surrounding space adjacent to the target space Z3 is excessively cooled or the temperature is uneven. It can be seen that.
또한, 도 13에 의하면, 시간이 경과 할수록 본 발명에 따른 공기조화기는 목표온도와 평균온도의 편차가 커지지 않으나, 종래의 공기조화기는 목표온도와 평균온도의 편차가 커지는 것을 알 수 있다. 특히, 15분이 지나면 종래의 공기조화기를 사용할 경우에는 온도편차가 현저히 커짐을 알 수 있다.In addition, according to FIG. 13, as time passes, the air conditioner according to the present invention does not increase the deviation between the target temperature and the average temperature, but the conventional air conditioner increases the deviation between the target temperature and the average temperature. In particular, after 15 minutes it can be seen that the temperature deviation is significantly increased when using a conventional air conditioner.
뿐만 아니라, 도 14에 도시된 바와 같이, 시간이 경과됨에 따라 본 발명에 따른 공기조화기를 사용하면 종래의 공기조화기를 사용할 경우보다 소비전력량이 줄어듦을 알 수 있다. 특히, 12분 내지 13분이 경과한 시점부터 본 발명에 따른 공기조화기와 종래의 공기조화기를 사용할 경우의 소비전력량의 차이가 현저하게 커지는 것을 볼 수 있다.In addition, as shown in FIG. 14, it can be seen that as time passes, the use of the air conditioner according to the present invention reduces the amount of power consumption compared to the case of using a conventional air conditioner. In particular, it can be seen that the difference in the amount of power consumption when using the air conditioner according to the present invention and the conventional air conditioner according to the present invention from 12 to 13 minutes elapses significantly.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에 의하면, 재실자의 유무 또는 재실자의 수 또는 재실자의 위치 및 거리 등 인지정보를 획득하는 재실자 인지수단; 및 인지정보에 맞게 능동적으로 토출되는 공기의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등의 인자(Factor)를 적절하게 조절할 수 있는 기류제어수단을 구비하고 있다.As described above, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, the occupant recognition means for acquiring the recognition information such as the presence or absence of the occupants or the number and location of the occupants; And airflow control means capable of appropriately adjusting factors such as wind speed, air volume, temperature, humidity, direction of the air actively discharged according to the cognitive information.
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 공기조화기의 기류제어방법은 이러한 재실자 인지수단 및 기류제어수단을 이용하여 재실자를 추적하여 기류를 공급하거나 재실자의 성향에 맞추어 기류를 공급하는 제어방법을 제시하고 있다.In addition, the airflow control method of the air conditioner according to an embodiment of the present invention proposes a control method for supplying airflow by tracking the room occupants by using the occupant recognition means and airflow control means or to supply airflow in accordance with the propensity of the occupants have.
이로 인해, 재실자가 느끼는 냉난방에 대한 만족도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 획득된 인지정보에 따라 토출되는 공기의 풍속, 풍량, 온도, 습도, 방향 등을 재실자의 성향에 따라 조절할 수 있게 됨에 따라, 재실자가 존재하는 목표공간 이외의 부분이 과도하게 냉방 또는 난방되는 것을 방지하여 온도 불균일을 최소화하고 재실자 추적에 의한 각 공간에 대한 추적 냉난방을 할 수 있다.Therefore, there is an effect of improving the satisfaction with the heating and cooling that the occupants feel. In addition, according to the acquired recognition information, the wind speed, air volume, temperature, humidity, direction, etc. of the discharged air can be adjusted according to the propensity of the occupants, so that parts other than the target space where the occupants are present are excessively cooled or heated. It can prevent temperature non-uniformity and keep track of heating and cooling for each space by occupant tracking.
뿐만 아니라, 재실자 추적에 의해 재실자가 위치한 실내공간만 온도제어하기 때문에 기존의 전체 공조의 냉난방시에 비하여 소비전력 내지 에너지를 절감할 수 있으며, 원하는 냉난방을 수행하는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다.In addition, by controlling the temperature of only the indoor space where the occupants are located by tracking the occupants, it is possible to reduce the power consumption or energy, and to reduce the time required to perform the desired heating and cooling as compared with the existing air conditioning.
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