CN101739040B

CN101739040B - 温度调节器的控制装置和控制方法

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Publication number: CN101739040B
Application number: CN2008101752999A
Authority: CN
Inventors: 赵子毅; 陈信嘉; 苏宗敏; 吕志宏; 孙正光; 林卓毅
Original assignee: Pixart Imaging Inc
Current assignee: Pixart Imaging Inc
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-11-13
Also published as: CN101739040A

Abstract

一种温度调节器的控制装置，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制装置包括第一图像传感器、第二图像传感器、处理单元和控制单元。所述第一图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第一图像。所述第二图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第二图像。所述处理单元根据所述第一和第二图像计算所述活动对象与所述温度调节器的距离。所述控制单元根据所述处理单元所得到的距离控制所述温度调节器的运转状态。本发明还提供一种温度调节器的控制方法。

Description

温度调节器的控制装置和控制方法

技术领域

本发明涉及一种家电控制装置和控制方法，特别涉及一种温度调节器的控制装置和控制方法。

背景技术

传统空调利用温度传感器感应室内温度从而调节空调的输出风力和室内温度，然而由于温度传感器通常设置于固定位置，例如空调机体内，所述温度传感器所感应的温度往往难以即时对室内实际温度变化作出反应，导致温度调节效果不佳而消耗相当大的电能。此外，传统空调的输出风向无法根据室内实际人体位置来调整，因此难以使室内温度调节到良好的舒适度。

因此，业界提出了根据红外线图像传感器所捕获的红外线图像来控制空调的方法，例如日本专利第10-259942号专利所公开的“空气调节器的控制装置”，该控制装置包括红外线图像传感器、状况判断电路和控制电路。所述红外线图像传感器用来捕获室内图像；所述状况判断电路根据所述红外线图像传感器所捕获的图像判断室内人数、位置、动作、活动量或衣着量等状况；所述控制电路则根据所述状况判断电路的判断结果控制空气调节器的风向和风力等运转状态。

然而，所述控制装置主要根据一台红外线图像传感器所捕获的图像进行状况判断，因而无法根据人体与空气调节器的距离来进行相应控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种温度调节器的控制装置和控制方法，该控制装置和控制方法根据至少一个活动对象与温度调节器间的距离来调节温度调节器风力和/或风向，可有效调节室内温度并节省温度调节器的耗电。

为达到上述目的，本发明提供一种温度调节器的控制方法，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制方法包括下列步骤：通过第一图像传感器来捕获包含所述活动对象的图像的第一图像；通过第二图像传感器来捕获包含所述活动对象的图像的第二图像；根据所述第一和第二图像得到视差图；根据所述视差图得到所述活动对象与所述温度调节器的距离；以及根据所述距离调整所述温度调节器的运转状态。

根据本发明实施方式的温度调节器的控制方法，其中当所述活动对象为不止一个时，所述距离可以是例如所述活动对象与所述温度调节器的平均距离、最近距离和最远距离。

根据本发明的另一特点，本发明还提供一种温度调节器的控制装置，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制装置包括第一图像传感器、第二图像传感器、处理单元、控制单元和传输接口单元。所述第一图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第一图像。所述第二图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第二图像。所述处理单元根据所述第一和第二图像计算所述活动对象与所述温度调节器的距离。所述控制单元根据所述处理单元所得到的距离产生控制信号。所述传输接口单元用来将所述控制单元所产生的所述控制信号传输至所述温度调节器，从而对所述温度调节器的运转状态进行相应控制。

根据本发明的另一特点，本发明还提供一种温度调节器的控制方法，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制方法包括下列步骤：通过第一图像传感器来捕获包含所述活动对象的图像的第一图像；通过第二图像传感器来捕获包括所述活动对象的图像的第二图像；根据所述第一和第二图像得到视差图；根据所述视差图得到静态参数和动态参数；以及根据所述静态参数和所述动态参数调整所述温度调节器运转状态。

本发明提供了一种温度调节器的控制装置和控制方法，该控制装置和控制方法根据视差图(disparity map)计算至少一个活动对象与温度调节器的距离，由此控制温度调节器的风力，其中当活动对象距离温度调节器较远时增加温度调节器的风力，反之，当活动对象距离温度调节器较近时降低温度调节器的风力，从而可有效调节室内温度并节省温度调节器的耗电。

本发明的温度调节器可以是例如空调机或电风扇。本发明中，当活动对象与温度调节器的距离改变时，可通过改变温度调节器的风力和/或风向，来解决公知装置所具有的不易控制温度的问题。此外，本发明所使用的视差图还可同时用来求出活动对象与温度调节器的相应位置和活动对象的数目等静态参数，以及活动对象的动作、活动范围以及活动量等动态参数，由此使室内温度调节达到最佳化。

附图说明

图1是本发明的实施方式的温度调节器的使用示意图。

图2是本发明的实施方式的温度调节器的控制装置框图。

图3是本发明的实施方式的温度调节器的控制方法中计算视差图的示意图。

图4是利用本发明的实施方式的温度调节器的控制装置所得到的示例性视差图图像，其中当活动对象距离温度调节器越近时亮度越高。

图5是本发明的实施方式的温度调节器的控制方法的流程图。

主要元件符号说明

10温度调节器的控制装置 11第一图像传感器

12第二图像传感器 13处理单元

14控制单元 15传输接口单元

210～250步骤 8温度调节器

9室内空间 A、B活动对象

P室内空间中一点 f图像传感器的成像距离

d图像传感器之间的距离

具体实施方式

为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文特描述本发明的具体实施方式，并结合所附图示，作详细说明如下。

如图1所示，图1中显示本发明实施方式的温度调节器8的使用示意图，此处所述温度调节器8用空调表示，但并不限于此，所述温度调节器8的其他实施方式可包括电风扇。所述温度调节器8用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，其中所述活动对象可以是例如人体或动物等。例如在一种实施方式中，所述温度调节器8被置于室内空间9中，用来调节所述室内空间9的环境温度，但并不限于此。例如当温度调节器为电风扇时，所述温度调节器也可置于室外。

如图1和图2所示，所述温度调节器8连接到控制装置10(所述控制装置10可置于所述温度调节器8内部或外部)，所述控制装置10包括第一图像传感器11和第二图像传感器12，所述第一和第二图像传感器用来捕获所述室内空间9中的活动对象的图像，例如此时所述室内空间9中存在有两个活动对象A和B，且所述活动对象A距离所述温度调节器8较近。在此实施方式中，所述控制装置10可根据所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12所捕获的图像得到视差图(disparity map)，接着利用所述视差图求出所述室内空间9中各活动对象与所述温度调节器8的距离，例如活动对象A和B与所述温度调节器8的平均距离、最近距离(所述活动对象A与所述温度调节器8的距离)和最远距离(所述活动对象B与所述温度调节器8的距离)。所述控制装置10根据所述距离来调整所述温度调节器8的运转状态，例如风力和/或风向等。此外，利用所述视差图还可得到各活动对象的位置、数目等静态参数，以及各活动对象的活动量、活动范围等动态参数，所述控制装置10可根据所述静态参数和动态参数或其组合来调整所述温度调节器8的运转状态。

如图2所示，图2中显示本发明实施方式的温度调节器的控制装置10的框图。所述控制装置10包括第一图像传感器11、第二图像传感器12、处理单元13、控制单元14和传输接口单元15。所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12的实施方式包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，所述第一和第二图像传感器用来捕获包括至少一个活动对象的图像。例如在本发明的实施方式中，所述第一图像传感器11和所述第二图像传感器12捕获所述温度调节器8所置于的室内空间的图像，且所述第一和第二图像传感器彼此间具有横向距离。所述处理单元13连接到所述第一图像传感器11和所述第二传感器12，用来根据所述第一和第二图像传感器所捕获的图像计算出视差图(计算方法将于下文中描述)，并依据所述视差图计算所述室内空间9中活动对象与所述温度调节器8间的距离和其他参数，例如位置、动作、人数、活动对象的活动范围和活动量等。所述控制单元14连接到所述处理单元13，并根据所述处理单元14所得到的结果产生控制信号(未示出)来控制所述温度调节器8的运转状态，例如风力和风向等，但并不限于此。所述传输接口单元15连接到所述控制单元14，用来将所述控制信号传送至所述温度调节器8以进行相应的控制。

如图3所示，图3中显示本发明实施方式中计算视差图的一种方法，其中，假设所述第一图像传感器11与所述第二图像传感器12的横向距离为d；所述第一和第二图像传感器所在直线设定为x轴；并设定z轴垂直于所述x轴。所述第一图像传感器11位于所述x轴与z轴的交点，该点被设为原点(0，0)；因此，所述第二图像显示器12的坐标为(d，0)。在这种实施方式中，所述第一和第二图像传感器感应所述x轴与z轴所形成空间中的点P的图像，此处设定所述第一和第二图像传感器的成像距离为f，并设定P点位于所述第一图像传感器11的图像坐标为(x_L，-f)，位于所述第二图像传感器12的图像坐标为(x_R，-f)，则可得到两个比例关系式，分别为式(1)和(2)：

z/x＝-f/x_L (1)

z/(x-d)＝-f/(x_R-d)(2)

将式(1)和(2)整理后可得到P点的位置表示为式(3)和(4)：

x＝d/(1-(x_R-d)/x_L) (3)

z＝f×d/(x_R-x_L-d) (4)

根据式(3)，可得到P点相对于所述第一和第二图像传感器的位置；根据式(4)，可得到P点与所述第一和第二图像传感器的距离。同时根据式(4)可知，当(x_R-x_L-d)越小时，P点距离所述第一和第二图像传感器越远，此处(x_R-x_L-d)则定义为视差(disparity)。所述第一图像传感器11的感应阵列(未示出)的每一个像素与所述第二图像传感器12的感应阵列(未示出)的相应位置像素均可得到视差值。所述处理单元13则将所述第一和第二图像传感器的感应阵列所有像素的视差值形成一个二维视差图(disparity map)，并根据该图来判断图中各活动对象与所述温度调节器8之间的距离。在所述二维视差图中，(x_R-x_L-d)可利用亮度来区分，例如当视差图的亮度较高时表示(x_R-x_L-d)值越高，P点距离所述第一和第二图像传感器越近；反之，当视差图的亮度较低时表示(x_R-x_L-d)值越低，P点距离所述第一和第二图像传感器越远，由此可得到具有不同亮度层次的二维图像。所述处理单元13则根据所述视差图的图像求出各活动对象的静态参数，例如位置、数目和距离等，以及动态参数，例如活动量和活动范围等，例如，计算活动量的方法可利用两张二维视差图的相关性得到；当所述活动对象的数目为不止一个时，所述活动对象与所述温度调节器的距离可以是例如所述活动对象与所述温度调节器的平均距离、最近距离和最远距离等，但并不限于此。所述控制单元14则根据所述处理单元13所得到的静态参数和动态参数或其组合产生控制信号。所述传输接口单元15将所述控制信号传输至所述温度调节器8以进行相应的控制。

如图4所示，图4中显示根据图1中所示的第一和第二图像传感器所捕获的图像得到的二维视差图，其中活动对象A距离温度调节器8较近，所以具有最高的亮度(显示为白色)；活动对象B距离稍远，所以具有相对低的亮度(显示为淡灰色)；而环境图像则具有最低的亮度(显示为深灰色)。由于室内空间9具有多个活动对象，因此控制单元14根据活动对象的分布状况，例如平均距离、最近距离或最远距离等，来决定温度调节器8的运转状态。

如图5所示，图5中显示本发明实施方式的温度调节器的控制方法，该方法包括：通过第一图像传感器来捕获第一图像(步骤210)；通过第二图像传感器来捕获第二图像(步骤220)；根据所述第一和第二图像得到视差图(步骤230)；根据所述视差图得到各活动对象的距离(步骤240)；以及根据所述距离决定温度调节器的运转状态(步骤250)。详细实施方式如上所述。

综上所述，由于公知的空气调节器的控制装置仅利用一台红外线图像传感器捕获图像，因而无法得到室内空间中活动对象与空气调节器的距离。本发明提出一种温度调节器的控制装置和控制方法(图2和图5)，该控制装置和控制方法根据两台图像传感器所捕获的图像得到视差图，并根据所述视差图得到环境中各活动对象与温度调节器的距离和其他静态和动态参数，来对所述温度调节器的运转状态进行相应控制，使环境温度的调节达到最佳化。

虽然本发明通过上述优选的实施方式进行了揭示，但所述实施方式并非用来限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与修改。因此本发明的保护范围应以后附的权利要求为准。

Claims

1.一种温度调节器的控制方法，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制方法包括下列步骤：

通过第一图像传感器捕获包含所述活动对象的图像的第一图像；

通过第二图像传感器捕获包含所述活动对象的图像的第二图像；

根据所述第一和第二图像得到二维视差图，并根据所述二维视差图的亮度来计算所述活动对象与所述温度调节器的距离；以及

根据所述距离调整所述温度调节器的运转状态。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中所述温度调节器的运转状态包括所述温度调节器的风力和风向。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其中当所述活动对象为不止一个时，所述距离选自由所述活动对象与所述温度调节器的平均距离、最近距离和最远距离所构成的组。

4.一种温度调节器的控制装置，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制装置包括：

第一图像传感器，该第一图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第一图像；

第二图像传感器，该第二图像传感器用来捕获包含所述活动对象的图像的第二图像；

处理单元，该处理单元根据所述第一和第二图像得到二维视差图，并根据所述二维视差图的亮度来计算所述活动对象与所述温度调节器的距离；

控制单元，该控制单元根据所述处理单元所得到的距离来控制所述温度调节器的运转状态。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其中所述温度调节器为空调或电扇。

6.根据权利要求4所述的控制装置，该装置还包括传输接口单元，该传输接口单元用来将所述控制单元所产生的控制信号传输至所述温度调节器，从而对所述温度调节器的运转状态进行相应控制。

7.根据权利要求4所述的控制装置，其中所述第一和第二图像传感器为电荷耦合器件图像传感器或互补金属氧化物半导体图像传感器。

8.一种温度调节器的控制方法，所述温度调节器用来调节存在至少一个活动对象的环境的温度，所述控制方法包括下列步骤：

根据所述第一和第二图像得到二维视差图；

根据所述二维视差图的亮度得到所述活动对象的静态参数和动态参数；以及

根据所述静态参数和所述动态参数调整所述温度调节器的运转状态。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其中所述静态参数包括所述活动对象与所述温度调节器的距离、所述活动对象的位置以及所述活动对象的数目；所述动态参数包括所述活动对象的活动量以及活动范围。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其中当所述活动对象的数目为不止一个时，所述活动对象与所述温度调节器的距离选自由所述活动对象与所述温度调节器的平均距离、最近距离和最远距离所构成的组。

11.根据权利要求8所述的控制方法，其中所述运转状态包括所述温度调节器的风力和风向。