CN111981655B - 传感系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基于对象空间内的人的温冷感进行对象空间的空调控制的空气调节机所搭载的传感系统,具备:热图像取得部,取得表示对象空间内的温度分布的热图像;温度算出部,利用热图像算出人的表面温度;风速推定部,推定对象空间内的风速;散热量推定部,基于热图像和由风速推定部推定出的风速推定人的人体散热量;和温冷感推定部,基于由散热量推定部推定出的人的人体散热量推定人的温冷感,温度算出部在空气调节机的吹出口的风速变动时,利用吹出口的风速变动前的热图像和吹出口的风速变动后的热图像算出变动前的人的表面温度和变动后的人的表面温度,风速推定部基于变动前的人的表面温度和变动后的人的表面温度推定对象空间内的人的周围的风速。

Description

传感系统
本申请是申请号为201610289145.7、申请日为2016年5月4日、发明名称为“空气调节机、传感系统及其温冷感推定方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及进行对象空间的空调控制的空气调节机所搭载的传感系统。
背景技术
根据人的表面温度推定温冷感,并基于推定出的温冷感来进行对象空间的空调控制的空调等空气调节机已被公开(例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2005-138793号公报
发明内容
但是,专利文献1所公开的技术中,仅仅根据对象空间内的人的表面温度来推定表示人觉得热、冷的感觉的温冷感。即,专利文献1所公开的技术,无法以高精度推定人的温冷感。因此,专利文献1中记载的空气调节机,存在即使基于推定出的温冷感来进行空调控制也不一定成为对该人而言舒适的环境温度这样的问题。
本发明着眼于上述的问题,目的是提供能够以更高精度推定人的温冷感的空气调节机所搭载的传感系统。
为达成上述目的,本发明的一技术方案涉及的一种传感系统,是在基于对象空间内的人的温冷感来进行所述对象空间的空调控制的空气调节机所搭载的传感系统,具备:热图像取得部,其取得表示所述对象空间内的温度分布的热图像;温度算出部,其利用所述热图像算出所述人的表面温度;风速推定部,其推定所述对象空间内的风速;散热量推定部,其基于所述热图像和由所述风速推定部推定出的风速来推定所述人的人体散热量;和温冷感推定部,其基于由所述散热量推定部推定出的所述人的人体散热量来推定所述人的温冷感,所述温度算出部在所述空气调节机的吹出口的风速变动的情况下,利用所述吹出口的风速变动前的热图像和所述吹出口的风速变动后的热图像,算出所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度,所述风速推定部基于所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度来推定所述对象空间内的所述人的周围的风速。
再者,这些总体的或具体的技术方案既可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等记录介质而实现,也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合而实现。
根据本发明,能够提供能以更高精度推定人的温冷感的空气调节机等。
附图说明
图1是表示实施方式1中的空气调节机的结构的一例的图。
图2是实施方式1中的空气调节机的一例的概览图。
图3是表示设置了图2的空气调节机的状态的一例的图。
图4A是示意性地表示对象空间内的人的图。
图4B是表示图4A所示的人的热图像的一例的图。
图5是表示实施方式1中的空气调节机的运算部的结构的一例的图。
图6是表示实施方式1中的存储部存储的表示风速与对流热传递率的关系的信息的一例的图。
图7是用于说明人体散热量的推定方法的图。
图8是表示实施方式1中的空气调节机的工作的概要的流程图。
图9是表示实施方式1中的空气调节机的温冷感推定处理的概要的流程图。
图10是表示实施方式1的变形例1中的运算部的结构的一例的图。
图11是用于说明实施方式1的变形例1中的人位置推定部推定人的位置的方法的图。
图12是表示实施方式1的变形例1中的存储部存储的表示距离与风速的关系的信息的一例的图。
图13是表示实施方式1的变形例2中的运算部的结构的一例的图。
图14是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的表示距离与风温的关系的信息的一例的图。
图15是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的表示距离与风温的关系的信息的一例的图。
图16是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的表示距离与风温的关系的信息的另一例的图。
图17是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的表示距离与时间的关系的信息的一例的图。
图18是表示实施方式1的变形例3中的运算部的结构的一例的图。
图19A是表示实施方式1的变形例3中的人的热图像的一例的图。
图19B是表示实施方式1的变形例3中的人的热图像的一例的图。
图20是表示实施方式1的变形例3中的存储部存储的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息的一例的图。
图21是表示实施方式1的变形例3中的存储部存储的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息的另一例的图。
图22A是表示实施方式1的变形例4中的与空气调节机连接的通信设备的一例的图。
图22B是表示实施方式1的变形例4中的风扇的一例的图。
图23是表示实施方式2中的空气调节机的运算部的结构的一例的图。
图24是表示实施方式2中的受热量算出部的结构的一例的图。
图25是表示实施方式2中的人受热的状态的一例的图。
图26是表示实施方式2中的太阳照射传感器安装位置的一例的图。
图27是表示实施方式2中的太阳照射传感器安装位置的另一例的图。
图28是表示实施方式2的变形例1中的空气调节机推定的车辆的窗户的开度的一例的图。
图29是表示实施方式2的变形例2中的热成像摄像头设置位置的一例的图。
图30是表示实施方式2的变形例3中的非接触温度传感器设置位置的一例的图。
图31是表示实施方式2的变形例4中的湿度计设置位置的一例的图。
标号说明
10、10D、10E 空气调节机
11 热图像取得部
12 温度传感器
13、13A、13B、13C、13E 运算部
14 控制部
15 通信设备
20 风扇
30 区域
31、32 太阳照射传感器
33 窗户
34 风
35 热成像摄像头(thermo camera)
36、37、38 位置
40、41 座位
50、50A 人
50a 上衣
50b 裤子
60 对象空间
61、61a 地板
62、62a 墙壁
130、130B、130C 温度算出部
131、131C 人区域温度算出部
132 人周围温度算出部
133 人位置推定部
134、134A、134B、134C 存储部
135、135A、135C 风速推定部
136 对流热传递率算出部
137、137B、137E 散热量推定部
138 温冷感推定部
139 风温推定部
201 LED部
233 受热量算出部
2331 太阳照射面积算出部
2332 太阳照射光量推定部
2333 受热量计算部
具体实施方式
本发明的一技术方案涉及的空气调节机,基于对象空间内的人的温冷感进行所述对象空间的空调控制,具备:热图像取得部,其取得表示所述对象空间内的温度分布的热图像;和温冷感推定部,其基于从所述热图像取得部得到的热图像和对所述空气调节机所设定的规定从所述空气调节机射出的风的风向、风速及风温之中至少一者的参数,推定所述人的温冷感。
根据该技术构成,能够实现能以更高精度推定人的温冷感的空气调节机。由此,该空气调节机能够基于以高精度推定出的人的温冷感来进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
在此,例如可以设置成:所述空气调节机还具备推定对象空间内的风速的风速推定部,所述风速推定部基于对所述空气调节机所设定的为了进行所述空调控制而规定向所述对象空间送风的所述空气调节机的吹出口的风速的送风参数,推定所述对象空间内的风速,所述温冷感推定部基于所述热图像和由所述风速推定部推定出的风速来推定所述人的温冷感。
另外,例如可以设置成:所述空气调节机还具备散热量推定部,该散热量推定部基于所述热图像和由所述风速推定部推定出的风速来推定所述人的人体散热量,所述温冷感推定部基于由所述散热量推定部推定出的所述人的人体散热量来推定所述人的温冷感。
另外,例如可以设置成:所述空气调节机还具备:温度算出部,其利用所述热图像算出所述人的表面温度;和对流热传递率算出部,其基于由所述风速推定部推定出的风速,算出对流热传递率,所述散热量推定部利用由所述对流热传递率算出部算出的对流热传递率、所述对象空间内的除了所述人以外的区域的温度即周围温度、和由所述温度算出部算出的所述人的表面温度,推定所述人的人体散热量。
在此,例如可以设置成:所述空气调节机还具备人位置推定部,该人位置推定部基于所述热图像取得部取得的所述热图像、和所述热图像取得部在所述对象空间内的位置,推定以所述空气调节机为基准的所述人的位置,所述风速推定部基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置和所述送风参数来推定所述对象空间内的所述人的周围的风速,所述对流热传递率算出部基于由所述风速推定部推定出的所述人的周围的风速,算出所述对流热传递率。
另外,例如可以设置成:所述空气调节机还具备:人位置推定部,其基于所述热图像和所述热图像取得部在所述对象空间内的位置来推定以所述空气调节机为基准的所述人的位置;和风温推定部,其基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置、和所述空气调节机的吹出口的送风温度,推定所述对象空间内的所述人的周围的风温,所述散热量推定部利用由所述风温推定部推定出的所述人的周围的风温作为所述周围温度来推定所述人的人体散热量。
在此,例如可以设置成:所述风温推定部基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置、和对所述空气调节机所设定的为了进行所述空调控制而规定向所述对象空间送风的所述空气调节机的吹出口的送风温度的送风参数,推定所述人的周围的风温。
另外,例如可以设置成:所述人位置推定部利用所述热图像取得部取得的所述热图像中的所述人的脚的位置、所述热图像取得部距离所述对象空间内的地板的高度、和所述热图像取得部的有效视场角,推定所述人的位置。
另外,例如可以设置成:所述温度算出部在所述吹出口的风速发生变动的情况下,利用在所述吹出口的风速变动前由所述热图像取得部得到的热图像和在所述吹出口的风速变动后由所述热图像取得部得到的热图像,算出所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度,所述风速推定部基于所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度来推定所述对象空间内的所述人的周围的风速。
在此,例如可以设置成:将所述吹出口的风速规定为零,然后设定所述送风参数以使得将所述吹出口的风速规定为预定的速度,由此使所述吹出口的风速变动。
另外,例如可以设置成:所述温度算出部利用所述热图像算出所述人的表面温度和所述周围温度。
另外,例如可以设置成:所述空气调节机还具备受热量算出部,该受热量算出部算出所述人受到的热量即受热量,所述散热量推定部利用由所述对流热传递率算出部算出的对流热传递率、所述对象空间内除了所述人以外的区域的温度即周围温度、由所述温度算出部算出的所述人的表面温度、和由所述受热量算出部算出的受热量,推定所述人的人体散热量。
在此,例如可以设置成:所述受热量算出部具备:太阳照射光量推定部,其推定对所述人的太阳照射光量;太阳照射面积算出部,其算出所述人被太阳照射的部分的面积;和受热量计算部,其利用由所述太阳照射光量推定部推定出的太阳照射光量、由所述太阳照射面积算出部算出的面积、和所述人的衣服吸收率,算出所述受热量。
另外,例如可以设置成:所述温度算出部算出所述人的脸或脸内部的温度作为所述人的表面温度。
另外,例如可以设置成:所述温度算出部算出所述人的大腿部的温度作为所述人的表面温度。
另外,例如可以设置成:所述温度算出部算出所述热图像中被确认为所述人的区域的平均温度作为所述人的表面温度。
另外,本发明的一技术方案涉及的空气调节机的温冷感推定方法,是基于对象空间内的人的温冷感来进行所述对象空间的空调控制的空气调节机的温冷感推定方法,包括以下步骤:热图像取得步骤,取得表示所述对象空间内的温度分布的热图像;和温冷感推定步骤,基于在所述热图像取得步骤中得到的热图像和对所述空气调节机所设定的规定从所述空气调节机射出的风的风向、风速和风温之中至少一者的参数,推定所述人的温冷感。
另外,本发明的一技术方案涉及的空气调节机所搭载的传感系统,是基于对象空间内的人的温冷感来进行所述对象空间的空调控制的空气调节机所搭载的传感系统,具备:热图像取得部,其取得表示所述对象空间内的温度分布的热图像;和温冷感推定部,其基于从所述热图像取得部得到的热图像和对所述空气调节机所设定的规定从所述空气调节机射出的风的风向、风速和风温之中至少一者的参数,推定所述人的温冷感。
再者,这些总体的或具体的技术方案既可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等记录介质而实现,也可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合而实现。
以下,参照附图对本发明的一技术方案涉及的空气调节机等进行具体说明。再者,以下说明的实施方式都只是表示本发明的一具体例。以下的实施方式中所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置等只是一例,并不限定本发明。另外,对于以下的实施方式中的构成要素之中表示最上位概念的独立权利要求中未记载的构成要素,作为任意构成要素进行说明。
(实施方式1)
[空气调节机的结构]
以下,参照附图对实施方式1中的空气调节机进行说明。
图1是表示实施方式1中的空气调节机的结构的一例的图。图2是本实施方式中的空气调节机的一例的概览图。图3是表示图2的空气调节机设置的状态的一例的图。图4A是示意性地表示对象空间内的人的图。图4B是表示图4A所示的人的热图像的一例的图。
空气调节机10是基于对象空间内的人的温冷感来进行对象空间的空调控制的空气调节机。
空气调节机10例如图2所示为空调,例如图3所示以距离地板61预定高度设置于对象空间60的与地板61大致垂直的设置面即墙壁62。空气调节机10基于例如在空气调节机10的前面安装的热图像取得部11取得的热图像来推定对象空间60内的人50的温冷感。在此,热图像是由表示对象空间60内的温度分布的多个像素构成的图像。另外,预定高度是指比例如人等温度检测对象高的高度,例如为1800mm以上的高度。对象空间60例如为房间,地板61例如为房间的地板,墙壁62例如为房间的墙壁等。
本实施方式中,如图1所示,空气调节机10至少具备热图像取得部11、温度传感器12、运算部13和控制部14。另外,如图1所示,空气调节机10具备风向板、压缩机、风扇等,通过基于对象空间60内的人的温冷感来控制这些部件,从而进行对象空间的空调控制。
热图像取得部11是例如在空气调节机10的前面安装的热成像仪(thermography),取得表示对象空间60内的温度分布的热图像。
热图像取得部11具有上下方向的有效视场角(视角)和左右方向的有效视场角,能够取得存在于空气调节机10的前方的对象空间60的物体的二维热图像。热图像取得部11可以设置成:例如由呈二维矩阵状排列的红外线检测元件(像素)构成,一次取得二维热图像。另外,热图像取得部11可以设置成:例如由线传感器即呈一维形状排列的红外线检测元件(像素)构成,通过一维扫描取得二维热图像。即,热图像取得部11只要能够取得二维热图像,可以是任意构成。
本实施方式中,热图像取得部11取得表示对象空间60内的温度分布的热图像。即,热图像取得部11在例如图3那样在空气调节机10的前方的对象空间60内存在人50的情况下,取得表示包含人50在内的对象空间60的温度分布的热图像。
例如图4A所示,人50穿着上衣50a和裤子50b,例如周围温度(对象空间60的温度)设为例如25℃左右的常温。该情况下,图像取得部11取得例如图4B所示的热图像。图4B所示的热图像中以物体的温度越高的部分(像素)浓度越高的方式进行表示。即,图4B所示的热图像中以温度越高的像素成为越接近黑色的颜色的方式进行表示。再者,关于热图像的表示不限于此。
图4A所示的人50中,与上衣50a和裤子50b相对应的部分的表面温度,比人50露出皮肤的其它部位(脸、脖子、双手、双脚)的表面温度更接近周围温度。即,与上衣50a、裤子50b相对应的部分的表面温度,低于其它部位(脸、脖子、双手、双脚)的表面温度。因此,在图4B所示的热图像中,与露出皮肤的部分所对应的区域相比,与上衣50a和裤子50b相对应的区域表示为相对浓度较低。
温度传感器12例如为热敏电阻、热电偶,能够测定对象空间60中的一个点、部件表面的一个点的温度。本实施方式中,温度传感器12配置于空气调节机10内的例如空气吸入口等,测定对象空间60内的除了人50以外的区域的温度即周围温度。温度传感器12将测定出的周围温度发送到运算部13。
控制部14通过基于运算部13的结果即推定出的对象空间60内的人50的温冷感,控制风向板、压缩机、风扇等,从而进行对象空间60的空调控制以使得成为对人50而言舒适的环境温度。控制部14例如在根据推定出的人50的温冷感而判断为人50觉得热的情况下进行控制,使压缩机和风扇工作,控制风温、风速,以使得产生冷风。再者,控制部14可以进一步利用热图像取得部11取得的热图像来识别人50的位置,并进行控制以使得风向板朝向所识别的人50的方向。由此,能够降低人50的周围温度,因此能够使人50不再觉得热,而感到舒适。另外,控制部14例如在根据推定出的人50的温冷感而判断为人50觉得冷的情况下进行控制,使压缩机、风扇工作,控制风温、风速,以使得产生暖风。再者,控制部14可以进一步利用热图像取得部11取得的热图像来识别人50的位置,并进行控制以使得风向板朝向所识别的人50的方向。由此,能够提高人50的周围温度,因此能够使人50不再觉得冷,而感到舒适。
图5是表示实施方式1中的空气调节机的运算部的结构的一例的图。图6是表示实施方式1中的存储部存储的表示风速与对流热传递率的关系的信息的一例的图。
运算部13基于热图像取得部11取得的热图像来推定对象空间60内的人50的温冷感。本实施方式中,如图5所示,运算部13具备温度算出部130、存储部134、风速推定部135、对流热传递率算出部136、散热量推定部137和温冷感推定部138。
温度算出部130具备人区域温度算出部131和人周围温度算出部132。再者,温度算出部130可以不具备人周围温度算出部132。
人周围温度算出部132利用表示对象空间60内的温度分布的热图像,算出对象空间60内的除了人50以外的区域的温度即周围温度。更具体而言,人周围温度算出部132利用热图像取得部11取得的表示例如图4B所示的对象空间60内的温度分布的热图像,算出该周围温度。在此,如果周围气温与壁面温度相同,则可以根据测定出的壁面温度来推定周围温度。
人区域温度算出部131利用表示对象空间60内的温度分布的热图像算出人50的表面温度。更具体而言,人区域温度算出部131利用热图像取得部11取得的表示例如图4B所示的对象空间60内的温度分布的热图像,算出人50的表面温度。在此,人区域温度算出部131可以将人50的表面温度设为人50的脸或脸内部的温度,算出该热图像中被确认为人50的脸的区域(脸区域)的平均温度或被确认为人50的前额的区域(前额区域)的温度。另外,人区域温度算出部131可以算出该热图像中被确认为人50的区域(人的区域)的平均温度作为人50的表面温度。再者,人区域温度算出部131可以算出该热图像中被确认为人50的大腿部的区域的温度作为人50的表面温度。这是由于人的大腿部的温度接近人的平均皮肤温度。
风速推定部135推定对象空间60内的风速。本实施方式中,风速推定部135基于对空气调节机10所设定的为了进行空调控制而规定向对象空间60送风的空气调节机10的吹出口的风速的送风参数,推定对象空间60内的风速。即,本实施方式中,风速推定部135推定由送风参数设定的空气调节机10的吹出口的风速作为对象空间60内的风速。
存储部134例如预先存储如图6所示的表格那样表示风速与对流热传递率的关系的信息。如图6所示,对流热传递率在风速较快的区域中具有与风速呈线性关系的倾向。另一方面,对流热传递率在风速较慢的区域中具有随着风速变快而增大的倾向,但认为不与风速呈线性关系,通常通过测定来求算的情况较多,也有可能与该图表不同,并不限定于该图表的形状。
对流热传递率算出部136基于由风速推定部135推定出的风速,算出人50的对流热传递率。本实施方式中,对流热传递率算出部136参照存储于存储部134的表示风速与对流热传递率的关系的信息,根据由风速推定部135推定出的风速,算出人50的对流热传递率。
散热量推定部137基于从热图像取得部11得到的热图像和由风速推定部135推定出的风速,推定人50的人体散热量。更具体而言,散热量推定部137利用由对流热传递率算出部136算出的对流热传递率、对象空间60内的除了人50以外的区域的温度即周围温度、和由温度算出部130算出的人50的表面温度,推定人50的人体散热量。再者,散热量推定部137可以利用由温度算出部130算出的周围温度,也可以利用由温度传感器12测定出的周围温度。
在此,利用图7对人体散热量的推定方法进行说明。图7是用于说明人体散热量的推定方法的图。
人体散热量即来自人体的散热量,可以由以下的式1~式3表示。
H[W/m2]=R+C+K+Esk+Eres+Cres (式1)
R=hr×(Tcl-Tr) (式2)
C=hc×(Tcl-Ta) (式3)
在此,H表示人体散热量。R表示来自人体的放射,C表示对流(从人体向空气的热传递),K表示传导(来自与地板等物体接触的人体的接触区域的热传递),Esk表示来自人体的皮肤的水分蒸发,Eres表示人体的呼气的水分蒸发,Cres表示呼气的对流。另外,hr表示放射热传递率,hc表示对流热传递率,Tcl表示人体的表面温度,Tr表示壁面温度,Ta表示周围温度。
图7所示的人50存在的空间(对象空间)中,假设为没有风的无风状态,该空间的温度(室温)和墙壁62a的温度(壁面温度)相同,并且以干性散热为主导而传导K小(地板61a与人50的脚的接触面积小)的情况下,人体散热量H可以如以下的式4所示。
H[W/m2]=R+C=(hr+hc)×(Tcl-Tr) (式4)
在此,例如hr为4.65[W/m2/deg],hc为3.7[W/m2/deg]。
即,该情况下,如果知道人的表面温度的平均值(平均皮肤温度)与周围温度(或壁面温度)之差,就能够乘以hr与hc的和(4.65+3.7=8.35)从而推定人体散热量。
但是,在设置空气调节机10的对象空间60中存在空气调节机10的送风等风的情况较多。并且,在对象空间60中存在风的情况下,上述的对流热传递率hc发生变化。例如如果风变强则对流热传递率hc变大,因此即使是相同的室温,由于散热量增加也会使人觉得冷。即,以无风状态为前提利用预定的值的对流热传递率hc来推定人体散热量的情况下,即使存在风,人体散热量的数值也不变化。该人的温冷感也会被推定为没有变化。或者,通过风而使人的表面温度降低,有时反而散热量会被预估得较低。因此产生这样的问题:由于风的影响,即使人实际上觉得冷,也会被推定为人的温冷感没有变化或反而觉得热。
于是,本实施方式中,为了以更高精度推定人的温冷感,即使存在风的影响,散热量推定部137也以更高精度推定人体散热量。即,散热量推定部137利用由对流热传递率算出部136算出的对流热传递率、对象空间60内的除了人50以外的区域的温度即周围温度、和由温度算出部130算出的人50的表面温度,推定人50的人体散热量。再者,本实施方式中,散热量推定部137可以将到达人50的风的温度(风温)与对象空间60的周围温度(室温)设为相同,推定人50的人体散热量。
温冷感推定部138基于从热图像取得部11得到的热图像和对空气调节机10所设定的规定从空气调节机10射出的风的风向、风速及风温之中至少一者的参数,推定人50的温冷感。更具体而言,温冷感推定部138基于从热图像取得部11得到的热图像和由风速推定部135推定出的风速,推定人50的温冷感。
本实施方式中,温冷感推定部138基于由散热量推定部137推定出的人50的人体散热量来推定人50的温冷感。温冷感推定部138例如存储有表示人体散热量越大、人越觉得冷这样的人体散热量与温冷感的关系的信息。另外,温冷感推定部138预先存储有表示人体散热量与温冷感的关系的信息中的、人不觉得热也不觉得冷的阈值。由此,温冷感推定部138能够利用由散热量推定部137推定出的人50的人体散热量、和表示人体散热量与温冷感的关系的信息,推定人50的温冷感。例如,散热量大于阈值的情况下,会根据散热量的程度而觉得凉或冷,散热量越多越觉得冷。相反地,散热量小于阈值的情况下,会根据散热量的程度而觉得暖或热,散热量越少越觉得热。
再者,可以根据与阈值的差量而阶段性地表示温冷感。
另外,阈值可以因人而变更。该阈值可以根据摄取的食物量(摄取的热量(卡路里))和人的表面积来推定。人的表面积可以根据人的身高和体重来推定,因此可以通过将用户摄取的热量、身高和体重输入温冷感推定部138,在温冷感推定部138内单独计算并设定该阈值,从而判定温冷感。由此,能够进行与个人差异对应的精度高的温冷感推定。另外,摄取的食物量(摄取的热量)根据人种而不同,但通过如上述那样输入摄取的热量和身高、体重,能够进行与人种差异相对应的温冷感的推定。另外,已知代谢量因年龄而不同。在儿童时期代谢量较多,随着年龄增长,代谢量有降低的倾向,因此儿童的每单位面积的散热量较多,随着年龄增长,散热量降低。因此,可以在温冷感推定部138内存储有与年龄相应的阈值的表格,通过用户输入年龄,从而根据年龄变更阈值来判断温冷感。由此,能够进行与年龄差相对应的精度高的温冷感推定。
并且,不仅是人,也能够应用于动物。即,可以如上所述根据摄取的热量和动物的表面积来求出散热量的阈值,因此例如鸡的情况下,可以预先求得鸡1天摄取的热量,根据摄取的热量和鸡的体表面积计算求出阈值。与人同样地利用该阈值对于由散热量推定部137计算的鸡的散热量进行判定,由此不仅是人,也能够求出动物的温冷感。
[空气调节机的工作]
接着,对如以上那样构成的空气调节机10的工作的概要进行说明。
图8是表示实施方式1中的空气调节机的工作的概要的流程图。图9是表示实施方式1中的空气调节机的温冷感推定处理的概要的流程图。
首先,空气调节机10推定温冷感(S11)。具体而言,如图9所示,空气调节机10具备的运算部13利用表示对象空间60内的温度分布的热图像算出对象空间60内的人50的表面温度(S111)。接着,运算部13推定对象空间60内的风速(S112)。然后,运算部13基于在S112中推定出的风速,算出人50的对流热传递率(S113)。接着,运算部13利用在S113中算出的对流热传递率、对象空间60内的除了人50以外的区域的温度即周围温度、和在S111中算出的人50的表面温度,推定人50的人体散热量(S114)。然后,运算部13基于在S114中推定出的人50的人体散热量来推定人50的温冷感(S115)。详细的说明如上所述因此省略。再者,如果S112的处理如果在S113的处理之前,则无论在S111的处理之前还是之后都可以。
接着,空气调节机10进行空调控制(S13)。具体而言,空气调节机10的控制部14基于推定出的该人的温冷感来控制风向板、压缩机、风扇等,由此进行对象空间的空调控制以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。再者,详细的说明如上所述因此省略。
[实施方式1的效果等]
如以上那样,实施方式1的空气调节机10根据对空气调节机10所设定的送风参数来推定对象空间的风速,通过使用预先算出的风速与对流热传递率的关系的信息,并考虑风的影响来推定高精度的人体散热量。由此,空气调节机10能够以更高精度推定人的温冷感,因此能够基于以高精度推定出的人的温冷感来进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
再者,实施方式1中,设为由空气调节机10送风的风始终吹到人50,推定将风的影响考虑在内的人50的人体散热量,从而推定人50的温冷感,但并不限于此。
例如也可以检测风向板的朝向而推定从空气调节机10射出的风向,进而根据从热图像得到的人的位置来判断从空气调节机10射出的风是否吹到人,并基于该判定结果来选择对流热传递率,从而推定温冷感。
例如,存在由空气调节机10送风的风吹到人50的时间和没有吹到人50的时间的情况下,可以检测风向板的朝向而推定从空气调节机10射出的风向,在该风没有吹到人50的时间(定时),利用无风状态的对流热传递率来推定人50的人体散热量,从而推定人50的温冷感。
另外,例如可以基于空气调节机10的风的风向和/或空气调节机10的风向板的摆动时间,来计算该风吹到人50的时间。并且,可以对该风吹到人50的时间的对流热传递率和没有吹到人50的时间的对流热传递率进行加权来推定人50的人体散热量,从而推定人50的温冷感。也可以分别求出风吹到时的的散热量和风没有吹到时的散热量,对各自的时间进行加权而平均化,由此来推定人50的人体散热量。
再者,该风吹到人50的时间,不限于风向板的摆动时间,可以根据热图像取得部11取得的热图像中的人50的区域的温度变动量来推定。另外,空气调节机10可以利用热图像取得部11取得的热图像,根据该风吹到人50之后的表面温度的变动时间常数来推定人50的穿衣量。例如,认为在夏季如果风吹到之后温度更快地上升则判定为穿衣量少,在冬季如果风吹到之后温度更快地降低则判定为穿衣量多。可以根据由此求出的穿衣量来推定人的温冷感,也可以根据这样求出的穿衣量,通过PMV(预测平均热感指数;Predicted Mean Vote)等来推定人的温冷感。
(变形例1)
实施方式1中,对于根据对空气调节机10所设定的送风参数来推定对象空间60的风速的情况的例子进行了说明,但并不限于此。本变形例中,对于根据由热图像推定出的人50位置、和对空气调节机10所设定的送风参数来推定对象空间60的人50的周围的风速的情况进行说明。
[运算部的结构]
图10是表示实施方式1的变形例1中的运算部的结构的一例的图。图11是用于说明实施方式1的变形例1中的人位置推定部推定人的位置的方法的图。图12是表示实施方式1的变形例1中的存储部存储的表示距离与风速的关系的信息的一例的图。再者,对与图3和图5同样的要素附带相同标记,省略详细的说明。
图10所示的运算部13A与图5所示的运算部13相比,追加了人位置推定部133的结构,且风速推定部135A和存储部134A的结构不同。
人位置推定部133基于热图像取得部11取得的热图像、和热图像取得部11在对象空间60内的位置,推定以空气调节机10为基准的人50的位置。
例如,人位置推定部133能够利用热图像取得部11取得的热图像中的人的脚的位置、热图像取得部11距离对象空间60内的地板61的高度、和热图像取得部11的有效视场角(视角),推定人50的位置。
在此,本变形例的空气调节机10例如图11所示以距离地板61预定高度而设置于墙壁62。因此,在空气调节机10的前面安装的热图像取得部11距离地板61的高度(h1)可以根据空气调节机10的设置高度来计算。再者,在设置空气调节机10时,可以对人位置推定部133等的存储器预先输入热图像取得部11的高度(h1)。另外,热图像取得部11的上下方向的有效视场角(视角)即FOV(Field of View)为设计值且已知。所以FOV可以预先输入人位置推定部133等的存储器。因此,人位置推定部133可以通过确定热图像取得部11取得的热图像中的人的脚的位置和/或头的位置,根据热图像取得部11距离地板61的高度(h1)和热图像取得部11的FOV,推定以空气调节机10为基准的人50的位置(距离L1)。
存储部134A中除了上述表示风速与对流热传递率的关系的信息以外,还存储有例如图12所示的表示距离与风速的关系的信息。如图12所示,在某一点以一定的风速(图中为初始速度1)送出的风的风速,有随着距离越大而减速的倾向。
风速推定部135A基于由人位置推定部133推定出的人50的位置和对空气调节机10所设定的送风参数,推定对象空间60内的人50的周围的风速。本变形例中,风速推定部135A可以参照存储于存储部134A的表示风速与距离的关系的信息,将对空气调节机10所设定的送风参数显示的空气调节机10的吹出口的风速作为初始速度的风速,根据由人位置推定部133推定出的人50的位置(距离L1)来推定对象空间60内的人50的周围的风速(图中为风速V1)。
再者,对流热传递率算出部136基于由风速推定部135A推定出的人50的周围的风速,算出人50的对流热传递率。对流热传递率算出部136的对流热传递率的计算方法如上所述,因此省略这里的说明。
[变形例1的效果等]
如以上那样,本变形例的空气调节机10可以通过使用预先算出的风速与距离的关系的信息,根据由热图像推定出的人50的位置、和对该空气调节机所设定的送风参数来推定对象空间的人的周围的风速。由此,本变形例的空气调节机能够推定将人的周围的风的影响考虑在内的更高精度的人体散热量,能够以更高精度推定人的温冷感。
由此,本变形例的空气调节机能够基于以高精度推定出的人的温冷感进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言更舒适的环境温度。
再者,本变形例中,人位置推定部133基于热图像取得部11取得的热图像来推定人50的位置,但并不限于此。例如,本变形例的空气调节机10可以还具有可见摄像头,由该可见摄像头得到人50的位置。另外,本变形例的空气调节机10可以还具有立体摄像头、毫米波雷达等,通过该立体摄像头直接测定得到人50的位置。
(变形例2)
实施方式1中,对设为人50的周围的风的温度(风温)与对象空间60的温度(室温)相同,推定将风的影响考虑在内的人体散热量的空气调节机10进行了说明。本变形例中,对于在从空气调节机送风的风温与室温不同的情况下推定将风的影响考虑在内的人体散热量的方法进行说明。
[运算部的结构]
图13是表示实施方式1的变形例2中的运算部的结构的一例的图。图14和图15是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的表示距离与风温的关系的信息的一例的图。图16是表示实施方式1的变形例2中的存储部存储的距离与风温的关系的信息的另一例的图。再者,对于与图5和图10同样的要素附带相同标记,省略详细的说明。
图13所示的运算部13B与图5所示的运算部13相比,追加了人位置推定部133和风温推定部139的结构,且温度算出部130B、存储部134B和散热量推定部137B的结构不同。在此,温度算出部130B与图5所示的温度算出部130相比,没有人周围温度算出部132的结构。对于其它部分如上所述,因此省略这里的说明。
人位置推定部133如变形例1中说明的那样,基于热图像取得部11取得的热图像和热图像取得部11的对象空间60内的位置来推定以空气调节机10为基准的人50的位置。例如人位置推定部133利用热图像取得部11取得的热图像中的人的脚的位置、热图像取得部11距离对象空间60内的地板61的高度、和热图像取得部11的有效视场角(视角),推定人50的位置。人位置推定部133推定人50的位置的方法如上所述,因此省略此处的说明。
存储部134B除了上述的表示风速与对流热传递率的关系的信息以外,还存储有例如图14和图15所示的表示距离与风温的关系的信息。在此,图14示出例如夏季的例子,表示送出的风的风温(20℃)低于室温(25℃)时的关系。另外,图15示出例如冬季的例子,表示送出的风的风温(23℃)高于室温(18℃)时的关系。如图14所示,在夏季等,以一定的风温(25℃)送出的风的风温随着距离增大有变高的倾向。另一方面,如图15所示,在冬季等,以一定的风温(25℃)送出的风的风温随着距离增大有降低的倾向。
风温推定部139基于由人位置推定部133推定出的人50的位置和空气调节机10吹出口的送风温度来推定对象空间60内的人50的周围的风温。更具体而言,风温推定部139基于由人位置推定部133推定出的人50的位置、和对空气调节机10所设定的为了进行空调控制而规定向对象空间60送风的空气调节机10的吹出口的送风温度的送风温度参数,推定人50的周围的风温。
本变形例中,风温推定部139可以参照存储于存储部134B的表示风温与距离的关系的信息(例如图14或图15),将对空气调节机10所设定的送风温度参数作为吹出口的送风温度,根据由人位置推定部133推定出的人50的位置(距离L1)来推定对象空间60内的人50的周围的风温。
再者,风温推定部139利用了如图14或图15所示的存储于存储部134B的表示风温与距离的关系的信息,但并不限于此。例如,风温推定部139可以使用代替图14而例如图16所示的表示取决于风速的风温与距离的关系的信息,推定对象空间60内的人50的周围的风温。这是由于吹出口的风速(初始速度)越慢,越容易受到室温的影响。另外,风温推定部139不限于根据送风温度参数而得到空气调节机10的吹出口的送风温度。也可以使用配置于空气吸入口等的温度传感器12测定出的温度作为吹出口的送风温度。这是由于空气调节机10中,将从空气吸入口吸入的空气从吹出口送风,因此可以说从空气吸入口吸入的空气的温度相当于从吹出口送风的风温。
散热量推定部137B,作为周围温度,利用由风温推定部139推定出的人50的周围的风温来推定人50的人体散热量。本变形例中,到达人50的风的温度(风温)与对象空间60的周围温度(室温)不同。因此,散热量推定部137B在上述的式3中,作为周围温度Ta使用到达人50的风的温度(风温)、即由风温推定部139推定出的风温。另外,散热量推定部137B在上述的式2中,设为壁面温度Tr与对象空间60的周围温度(室温)相同,使用温度传感器12测定出的温度作为壁面温度Tr。
再者,关于其它结构如上所述,因此省略此处的说明。
像这样,本变形例的空气调节机,根据由热图像推定出的人50的位置、和对空气调节机10所设定的送风温度参数来推定吹到人50的风的温度即风温(对象空间60的人50的周围的风温),并推定人体散热量。
[变形例2的效果等]
如以上那样,本变形例的空气调节机10,能够通过利用预先算出的风速与距离的关系的信息和预先算出的风温与距离的关系的信息,推定由热图像推定出的人50的位置,并且根据对该空气调节机所设定的送风参数来推定对象空间的人的周围的风速和风温。由此,本变形例的空气调节机10,能够推定将人的周围的风的影响考虑在内的更高精度的人体散热量,能够以更高精度推定人的温冷感。
因此,本变形例的空气调节机10能够基于以高精度推定出的人的温冷感进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
再者,本变形例中,设为由空气调节机10送风的风始终吹到人50,推定将风的影响考虑在内的人50的人体散热量,并推定人50的温冷感,但并不限于此。例如,存在由空气调节机10送风的风吹到人50的时间和没有吹到人50的时间的情况下,可以将这些考虑在内来推定人体散热量。
例如,在由空气调节机10送出的风有时吹到人50而有时没有吹到的情况下,人50的周围的风温例如图17所示发生变动。图17是表示实施方式1的变形例2中的人50的周围的风温与时间的关系的一例的图。在此,图17中示出了由空气调节机10控制的风向板以一定周期改变风向的情况下的风温与时间的关系。图17中,时间T1与由空气调节机10送出的风没有吹到人50的时间相对应,时间T2与由空气调节机10送出的风吹到人50的时间相对应。
该情况下,风温推定部139可以基于空气调节机10的风向板的摆动时间,推定由空气调节机10送出的风没有吹到人50的时间T1、和该风吹到的时间T2。并且,风温推定部139可以对该风吹到的时间T2的对流热传递率和风温、以及该风没有吹到的时间T1的对流热传递率和风温进行加权,从而推定人50的人体散热量,并推定温冷感。
(变形例3)
实施方式1中,对于根据对空气调节机10所设定的送风参数来推定对象空间60的风速的情况的例子进行了说明,但并不限于此。变形例3中,对于通过使从空气调节机10送出的风速变动,从而根据此时的人50的表面温度的变动量来推定对象空间60的人50的周围的风速的情况进行说明。以下,为了使说明变得简单,设为人50的周围的风的温度(风温)与对象空间60的温度(室温)相同而进行说明。
[运算部的结构]
图18是表示实施方式1的变形例3中的运算部的结构的一例的图。图19A和图19B是表示实施方式1的变形例3中的人的热图像的一例的图。图20是表示实施方式1的变形例3中的存储部存储的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息的一例的图。再者,对于与图5相同的要素附带相同标记,省略详细的说明。
图18所示的运算部13C与图5所示的运算部13相比,温度算出部130C、存储部134C和风速推定部135C的结构不同。
温度算出部130C具备人区域温度算出部131C和人周围温度算出部132。
人区域温度算出部131C在空气调节机10的吹出口的风速变动的情况下,利用在吹出口的风速变动前由热图像取得部11得到的热图像和在吹出口的风速变动后由热图像取得部11得到的热图像,算出变动前的人50的表面温度和变动后的人50的表面温度。再者,可以通过设定空气调节机10的送风参数而使空气调节机10的吹出口的风速变动。
具体而言,人区域温度算出部131C利用例如图19A所示在空气调节机10的吹出口的风速为1m/s时由热图像取得部11取得的热图像,来计算风速为1m/s时(变动前)的人50的表面温度。并且,人区域温度算出部131C利用如图19B所示在空气调节机10的吹出口的风速为2m/s时由热图像取得部11取得的热图像,来计算风速为2m/s时(变动后)的人50的表面温度。像这样,人区域温度算出部131C能够计算空气调节机10的吹出口的风速变动前后的人50的表面温度。
再者,吹出口的风速的变动例不限于这些情况。例如,可以将吹出口的风速规定为零,然后设定空气调节机10的送风参数以使得将吹出口的风速规定为预定的速度,由此使吹出口的风速变动。只要能够利用后述的存储部存储的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息,则变动前后的吹出口的风速可以是任意值。
存储部134C除了上述的表示风速与对流热传递率的关系的信息以外,还存储有例如图20所示的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息。图20所示的关系是预先算出的。图20中示出了人的表面温度差越大,与由空气调节机10的吹出口的送风参数得到的风速差越接近的倾向。
风速推定部135C基于空气调节机10的吹出口的风速变动前的人50的表面温度和空气调节机10的吹出口的风速变动后的人50的表面温度,推定对象空间60内的人50的周围的风速。
本变形例中,风速推定部135C参照存储于存储部134C的表示表面温度差与风速差的关系的信息(例如图20),根据由人区域温度算出部131C算出的空气调节机10的吹出口的风速的变动前后的人50的表面温度,推定对象空间60内的人50的周围的风速。
再者,存储部134C可以存储有除了图20以外的表示表面温度差与风速差的关系的信息。该情况下,风速推定部135C可以基于对空气调节机10所设定的为了进行空调控制而规定向对象空间60送风的空气调节机10的吹出口的风速的送风参数,来选择并参照存储于存储部134C的表示表面温度差与风速差的关系的信息之中与送风参数规定的吹出口的风速变动前后之差相对应的信息。
再者,关于其它结构如上所述,因此省略此处的说明。
像这样,本变形例的空气调节机,通过使从空气调节机10送出的风速变动,根据此时的人50的表面温度的变动量来推定对象空间60的人50的周围的风速,并推定人体散热量。
[变形例3的效果等]
如以上那样,本变形例的空气调节机能够通过利用预先算出的人的表面温度差与风速差的关系的信息,根据使从空气调节机10送出的风速变动时的人50的表面温度的变动量来推定对象空间60的人50的周围的风速。由此,本变形例的空气调节机能够推定将人的周围的风的影响考虑在内的更高精度的人体散热量,能够以更高精度推定人的温冷感。
因此,本变形例的空气调节机能够基于以高精度推定出的人的温冷感进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
再者,存储部134C可以存储有如图21所示的表示人的穿衣量的温度差与风速差的关系的信息。图21是表示实施方式1的变形例3中的存储部存储的表示人的表面温度差与风速差的关系的信息的另一例的图。
该情况下,人区域温度算出部131C还可以利用热图像取得部11取得的热图像算出人50的穿衣量高于或低于标准。另外,风速推定部135C可以参照存储于存储部134C的表示人的穿衣量的表面温度差与风速差的关系的信息(例如图21)。
由此,风速推定部135C能够参照图21所示的该信息,基于由人区域温度算出部131C算出的空气调节机10的吹出口的风速变动前后的人50的表面温度和人50的穿衣量,推定人50的周围的风速。
(变形例4)
实施方式1和变形例1~3中,对于基于对空气调节机10所设定的送风参数和/或热图像取得部11取得的热图像,由风速推定部135等推定风速的情况的例子进行了说明,但并不限于此。也可以基于在空气调节机10的外部的装置取得的信息来推定风速。
图22A是表示实施方式1的变形例4中的与空气调节机连接的通信设备的一例的图。图22B是表示实施方式1的变形例4中的风扇的一例的图。
图22A所示的空气调节机10D与图5所示的空气调节机10相比,连接有通信设备15,且风速推定部(未图示)的功能不同。
通信设备15与图22B所示的风扇20无线连接而进行信息的交换。更具体而言,通信设备15取得例如风扇20的风力和风向作为风扇20的信息并发送到空气调节机10D。
风扇20具备通信部(未图示)和LED部201。风扇20的通信部能够与通信设备15无线连接,将风力和风向等风扇20的信息发送到通信设备15。LED部201例如可以在风扇20的通信部将信息发送到通信设备15时亮灯。
空气调节机10D的风速推定部,基于由通信设备15发送的风扇20的风力来推定对象空间60内的风速。
再者,空气调节机10D还可以具备在变形例1中说明的人位置推定部133。该情况下,能够通过空气调节机10D的热图像取得部11取得风扇20的LED部201亮灯时的热图像,由推定运算部推定风扇20的位置。由此,空气调节机10D的风速推定部能够基于人位置推定部133推定出的风扇20的位置、由通信设备15发送的风扇20的风力和风向、以及人位置推定部133推定出的人50的位置,推定对象空间60内的人50的周围的风速。
另外,作为基于从在空气调节机10D的外部的装置取得的信息来推定风速的例子,并不限于上述的例子。
例如,通信设备15可以与设置于空气调节机10D的外部的激光散斑流量计无线连接。该情况下,空气调节机10D的风速推定部将激光散斑流量计测定出的风速推定为对象空间60内的人50的周围的风速即可。
另外,例如通信设备15可以与能够操作空气调节机10D的、具备风力计的遥控器或智能手机无线连接。该情况下,空气调节机10D的风速推定部将由通信设备15发送的遥控器或智能手机的风力计的测定值推定为对象空间60内的人50的周围的风速即可。这是由于认为遥控器或智能手机是人50手持进行操作,可以说遥控器或智能手机的风力计测量的是人50的周围的风力。
另外,在本实施方式中,作为一例采用室内的空气调节机进行了说明,但并不限定于此,只要是进行空气调和的场所则并不限定其使用场所,例如可以用于车载空调、工厂内的局部空调等。车载空调、工厂内的局部空调,以风直接吹到人为前提,以往无法推定温冷感,由人手动控制风向。与此相对,通过本实施方式的空气调节机,即使是在风吹到的状态下也能够准确地推定温冷感,因此能够自动控制风向。由此,用户不需要通过手动来控制风向,从而能够集中于汽车的驾驶、工厂的工作。
(实施方式2)
实施方式1中,对于设为人体不受热只进行散热而推定人体散热量的情况进行了说明。实施方式2中,对于推定将通过太阳照射等使人体受热考虑在内的人体散热量的情况的例子进行说明。实施方式2中的空气调节机10E(未图示)与实施方式1的空气调节机10相比,运算部的结构不同,因此以下对运算部的结构进行说明。
[运算部的结构]
图23是表示实施方式2中的空气调节机的运算部的结构的一例的图。图24是表示实施方式2中的受热量算出部的结构的一例的图。再者,对于与图5相同的要素附带相同标记,省略详细的说明。
图23所示的运算部13E与图5所示的运算部13相比,追加了受热量算出部233的结构,且散热量推定部137E的结构不同。
例如图24所示,受热量算出部233具备太阳照射面积算出部2331、太阳照射光量推定部2332和受热量计算部2333,计算人受到的热量即受热量。再者,本实施方式中,以人受到的热量即受热量是由太阳照射造成的人的受热量进行说明。由太阳照射造成的人的受热量可以由以下的式5表示。
(由太阳照射造成的受热量)∝(太阳照射光量)×(衣服吸收率)×(太阳照射面积) (式5)
太阳照射面积算出部2331计算人被太阳照射的部分的面积(太阳照射面积)。太阳照射光量推定部2332推定对于人的太阳照射光量。受热量计算部2333利用由太阳照射光量推定部2332推定出的太阳照射光量、由太阳照射面积算出部2331算出的面积、和人的衣服吸收率,算出受热量。
在此,利用图25和图26对人50A受到的热量即受热量的计算方法的一例进行说明。图25是表示实施方式2中的人受热的状态的一例的图。图26是表示实施方式2中的太阳照射传感器的安装位置的一例的图。图25中示出了人50A坐在汽车等车辆的座位40,阳光从挡风玻璃等窗户照射到区域30的状态。另外,在图25所示的情况下,实施方式2中的空气调节机10E搭载于车辆的空调机,与图26所示的太阳照射传感器31有线或无线连接。
太阳照射传感器31例如图26所示配置于车辆的门的车窗玻璃下即车门饰板的上部(上边缘),检测太阳照射量。由此,空气调节机10E能够取得由太阳照射传感器31检测到的太阳照射量。
太阳照射光量推定部2332基于由太阳照射传感器31取得的太阳照射量,推定对于人的太阳照射光量。在图25所示的情况下,太阳照射光量推定部2332将由太阳照射传感器31取得的太阳照射量作为对于人50A的太阳照射光量进行推定。太阳照射面积算出部2331算出区域30的面积作为人被太阳照射的部分的面积(太阳照射面积)。在此,太阳照射面积算出部2331可以基于从热图像取得部11取得的包含人50A在内的热图像算出区域30的面积。该情况下,太阳照射面积算出部2331能够将包含人50A在内的热图像中,被确认为人50A的区域之中高于人50A的表面温度的部分作为区域30,算出区域30的面积。再者,太阳照射面积算出部2331可以基于该车辆的后视镜等所搭载的可见摄像头取得的图像,根据其辉度等算出区域30的面积。
另外,受热量计算部2333能够基于该车辆的后视镜等所搭载的可见摄像头取得的图像的RGB值,推定人50A的衣服反射率。在此,存在人50A的衣服吸收率=(1-人50A的衣服反射率)的关系,因此受热量计算部2333能够计算人50A的衣服吸收率。再者,受热量计算部2333可以基于在该车辆的车内灯亮灯时由可见摄像头取得的图像的RGB值来推定人50A的衣服反射率。这是由于预先知道该车辆的车内灯亮灯的发射光谱,因此发挥更准确地了解到衣服反射率这样的效果。
另外,受热量计算部2333可以将衣服反射率设为例如50%来进行计算。这是由于衣服反射率尽管取决于衣服的颜色,但通常被计算为40%~60%的范围内,因此即使设为50%来进行计算也不会产生大的误差。当然只要是50%左右,则可以大概进行设定。
像这样,受热量计算部2333能够利用由太阳照射光量推定部2332推定出的太阳照射光量、由太阳照射面积算出部2331算出的区域30的面积、和推定出的人50A的衣服吸收率,算出人50A的受热量。
散热量推定部137E利用由对流热传递率算出部136算出的对流热传递率、对象空间60内的除了人50A以外的区域的温度即周围温度、由温度算出部130算出的人50A的表面温度、和由受热量算出部233推定出的受热量,推定人50A的人体散热量。
在此,对于将人体受热考虑在内的人体散热量的推定方法进行说明。
该人体散热量可以利用人的受热量α而由以下的式6表示。
H′[W/m2]=R+C+K+Esk+Eres+Cres-α (式6)
再者,H表示人体散热量。R表示来自人体的放射,C表示对流(从人体向空气的热传递),K表示传导,Esk表示来自人体的皮肤的水分蒸发,Eres表示人体的呼气的水分蒸发,Cres表示呼气的对流。
即,将人体受热考虑在内的人体散热量H′,能够通过实施方式1的人体散热量H减去人的受热量α而算出。
因此,散热量推定部137E能够通过利用由受热量算出部233推定出的受热量,采用与实施方式1同样的方法来推定人50A的人体散热量。
[实施方式2的效果等]
如以上那样,实施方式2的空气调节机10E能够通过进一步推定由太阳照射等造成的受热量,推定受到由太阳照射造成的受热的影响的人体散热量。由此,空气调节机10E即使是人处于太阳照射下的情况也能够以更高精度推定人的温冷感,因此能够基于以高精度推定出的人的温冷感进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
再者,实施方式2中,对空气调节机10E搭载于汽车的情况的例子进行了说明,但并不限于此。可以搭载于有可能由于太阳照射等使人体受热的房间的空调设备,也可以搭载于电车等的空调设备。
另外,太阳照射传感器不限于配置在图26所示的车门饰板的上部(上边缘)的情况。例如,只要是如图27所示不被座位40的人50A遮挡的位置就可以配置太阳照射传感器。图27是表示实施方式2中的太阳照射传感器的安装位置的另一例的图。
如图27所示,太阳照射传感器32能够通过配置于座位40的上端部即在人50A坐着的情况下高于人50A的肩的位置,而将太阳照射传感器32配置于不被座位40的人50A遮挡的位置。由此,太阳照射传感器32配置于更接近人50A的位置,从而能够检测与人50A受到的太阳照射量更接近的太阳照射量。
再者,配置太阳照射传感器的位置不限于上述的例子。可以将太阳照射传感器设置于作为不被座位40的人50A遮挡的位置的、座位40的安全带(未图示)的挡风玻璃侧的面。由此,太阳照射传感器32配置于更接近人50A的位置,因此能够检测与人50A受到的太阳照射量更接近的太阳照射量。
另外,可以在座位40的人50A接触的区域设置1个或多个温度传感器,将分别检测到的温度发送到散热量推定部137E。这是由于通过人50A坐在座位40上,人50A接触的区域与实施方式1的脚底的部位相比增大,由(式6)的传导K带来的散热量的影响变大。由此,散热量推定部137E能够根据人50A落座中的人50A接触的区域的温度变动和/或落座后的时间来推定由向该接触区域的传导造成的散热量。即,能够除了由太阳照射带来的受热的影响以外,还根据人50A接触的区域而基于由传导K带来的散热量来更加准确地进行推定。
(变形例1)
图28是表示实施方式2的变形例1中的空气调节机10E推定的车辆的窗户的开度的一例的图。
例如图28所示在车辆以车辆的窗户33打开的状态行驶的情况下,人50A的人体散热量除了来自空气调节机10E的送风以外,也受到来自打开的窗户33的风34的影响。该情况下,运算部13E进一步根据热图像取得部11取得的热图像来推定车辆的窗户33的开度即可。并且,运算部13E例如可以根据车辆的行驶速度来推定人50A的周围的风速,并根据推定出的窗户33的开度来推定吹到人50A的风的面积。
像这样,通过本变形例,空气调节机10E能够根据车辆的窗户33的开度、基于吹到人50A的风速和面积来推定人体散热量。由此,空气调节机10E即使在车辆以车辆的窗户33打开的状态行驶的情况下也能够以更高精度推定人的温冷感,因此能够基于高精度推定出的人的温冷感进行对象空间的空调控制,以使得成为对于人50A而言舒适的环境温度。
再者,空气调节机10E可以基于推定出的人50A的温冷感,通过代替风向板等的控制而自动开闭窗户33,来进行对象空间的空调控制。
由此,不仅能够基于窗户33的开度来进行对象空间的空调控制,还能够通过自然风实现空气调节机10E等的节能,进而抑制车辆内的氧浓度降低,发挥能够防止困倦的效果。
(变形例2)
图29是表示实施方式2的变形例2中的热成像摄像头35的设置位置的一例的图。
例如图29所示,可以将热成像摄像头35设置于车辆的乘客座位侧(与人50A的座位40相反侧的座位41侧),通过拍摄人50A的侧面而取得人50A的侧面的热图像。在此,该热成像摄像头35可以是热图像取得部11,也可以是与热图像取得部11分开设置的部件。由此,即使在狭窄的车辆内也能够取得视角,因此,人区域温度算出部131能够精度更好地算出该热图像中被确认为人50A的区域(人的区域)的平均温度(平均皮肤温度)。
像这样,通过本变形例,即使是设置于车辆内的空气调节机10E,也能够精度更好地算出周围温度和平均温度,因此能够以更高精度推定人体散热量。由此,本变形例的空气调节机10E能够以高精度推定人的温冷感,因此能够基于推定出的高精度的人的温冷感来进行对象空间的空调控制,以使得成为对于该人而言舒适的环境温度。
(变形例3)
图30是表示实施方式2的变形例3中的非接触温度传感器的设置位置的一例的图。
例如图30所示,可以将非接触温度传感器配置于车辆的仪表盘附近(例如位置36)等和/或方向盘的中央附近(例如位置37)等,测定人50A的下肢部的皮肤温度。并且,人区域温度算出部131可以将非接触温度传感器测定出的下肢部的温度作为人50A的表面温度(平均皮肤温度:Tcl)。这是由于人的大腿部的温度接近人的平均皮肤温度。
像这样,通过本变形例,空气调节机10E能够不根据全身的热图像算出人50A的表面温度(平均皮肤温度),而通过代为使用下肢温度来简单地推定人50A的人体散热量。由此,本变形例的空气调节机10E即使设置于车辆内,也能够简单地以高精度推定人50A的温冷感。本变形例的空气调节机10E能够基于推定出的高精度的人的温冷感来进行对象空间的空调控制,以使得成为对于人50A而言舒适的环境温度。
再者,作为测定人50A的下肢部的温度的方法,不限于上述的情况。例如可以在座位40的座位表面配置温度计,测定人50A的大腿部里面的温度。再者,该情况下,认为由于人50A的大腿部里面与座位40的座位表面接触,因此有时会测定出高于人50A的表面温度(平均皮肤温度)的温度。该情况下,进行温度计测定出的温度减去由人50A的大腿部里面与座位40的座位表面接触造成的温度上升量等的修正即可。
(变形例4)
图31是表示实施方式2的变形例4中的湿度计的设置位置的一例的图。
例如图31所示,可以在座位40的座位表面(例如位置38)设置湿度计,检测人50A的出汗程度。
由此,本变形例的空气调节机10E能够基于湿度计的检测结果,通过人50A的湿度的快速上升来检测出汗。
因此,本变形例的空气调节机10E除了能够推定人50A的温冷感以外,还能够基于湿度计的检测结果来推定人50A的座位40的乘坐舒适度。
再者,本实施方式中作为例子对车载用途进行了说明,但并不限定于此。也可以考虑例如列车内、飞机内、室外太阳照射的太阳照射环境下的局部空调、虽然是室内但太阳照射的接收也较多的房间的应用等。
以上,基于实施方式对本发明的一个或多个技术方案涉及的空气调节机及其温冷感推定方法进行了说明,但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨,本领域技术人员能够想到的各种变形施加于本实施方式而形成的技术方案、将不同的实施方式中的构成要素组合而构建的技术方案,也可以包含于本发明的一个或多个技术方案的范围内。例如,以下这样的情况也包含于本发明中。
(1)上述的实施方式中,对至少具备温度传感器、热图像取得部、运算部和控制部的空气调节机进行了说明。但是,也可以将热图像取得部、运算部等空气调节机的构成要素的一部分作为软件设为单独的结构。该情况下,处理该软件的主体可以是空气调节机的运算部,可以是PC(个人计算机)、智能手机等所含的运算部,也可以是经由网络与该空气调节机连接的云服务器等。另外,可以将热图像取得部、运算部等一部分的结构设为与空气调节机分开的结构。即可以设为至少具备上述的实施方式所记载的热图像取得部和运算部的传感系统。
(2)一种计算机系统,是由上述的各装置、具体而言为微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示单元、键盘、鼠标等构成的。所述RAM或硬盘单元中存储有计算机程序。所述微处理器依照所述计算机程序进行工作,由此使各装置达成其功能。在此,计算机程序是为了达成预定的功能,组合多个表示对电脑的指令的命令代码而构成的。
(3)构成上述的各装置的构成要素的一部分或全部,可以由1个系统LSI(LargeScale Integration:大规模集成电路)构成。系统LSI是将多个构成部集成在1个芯片上而制造的超多功能LSI,具体而言,是包含微处理器、ROM、RAM等而构成的计算机系统。所述RAM中存储有计算机程序。所述微处理器依照所述计算机程序进行工作,由此使系统LSI达成其功能。
(4)构成上述的各装置的构成要素的一部分或全部,可以由能够与各装置分离的IC卡或单体模块构成。所述IC卡或所述模块是由微处理器、ROM、RAM等构成的计算机系统。所述IC卡或所述模块可以包含上述的超多功能LSI。微处理器依照计算机程序进行工作,由此使所述IC卡或所述模块达成其功能。该IC卡或该模块可以具有防篡改性。
(5)本公开可以是上述所示的方法。另外,可以是通过计算机实现这些方法的计算机程序,也可以是包含所述计算机程序的数字信号。
另外,本公开可以将所述计算机程序或所述数字信号存储于计算机可读取的记录介质、例如软盘、硬盘、CD-ROM、MO、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、BD(Blu-ray(注册商标)Disc)、半导体存储器等。另外,可以是存储于这些记录介质的所述数字信号。
另外,本公开可以将所述计算机程序或所述数字信号经由电信线路、无线或有线通信线路、以因特网为代表的网络、数据广播等进行传送。
另外,本公开可以是具备微处理器和存储器的计算机系统,所述存储器存储有上述计算机程序,所述微处理器依照所述计算机程序进行工作。
另外,可以将所述程序或所述数字信号记录于所述记录介质并进行移送,或将所述程序或所述数字信号经由所述网络等进行移送,由此通过独立的另一计算机系统实施。
(6)可以将上述实施方式和上述变形例分别组合。
本公开能够利用于传感方法、传感系统和具备它们的空调设备,特别是能够利用于宠物空调、监护空调、健康空调等空调设备所搭载的传感方法、传感系统和具备它们的空调设备。
产业可利用性
本发明能够利用于进行对象空间的空调控制的空气调节机及其温冷感推定方法,特别是能够利用于设置在车辆的空调设备或办公室内的独立空调设备中、基于对象空间内的人的温冷感来进行对象空间的空调控制的空气调节机及其温冷感推定方法。

Claims (12)

1.一种传感系统,是在基于对象空间内的人的温冷感来进行所述对象空间的空调控制的空气调节机所搭载的传感系统,具备:
热图像取得部,其取得表示所述对象空间内的温度分布的热图像;
温度算出部,其利用所述热图像算出所述人的表面温度;
风速推定部,其推定所述对象空间内的风速;
散热量推定部,其基于所述热图像和由所述风速推定部推定出的风速来推定所述人的人体散热量;和
温冷感推定部,其基于由所述散热量推定部推定出的所述人的人体散热量来推定所述人的温冷感,
所述温度算出部在所述空气调节机的吹出口的风速变动的情况下,利用所述吹出口的风速变动前的热图像和所述吹出口的风速变动后的热图像,算出所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度,
所述风速推定部基于所述变动前的所述人的表面温度和所述变动后的所述人的表面温度来推定所述对象空间内的所述人的周围的风速。
2.根据权利要求1所述的传感系统,
所述空气调节机还具备:
人位置推定部,其基于所述热图像取得部取得的所述热图像、和所述热图像取得部在所述对象空间内的位置,推定以所述空气调节机为基准的所述人的位置;和
对流热传递率算出部,其基于由所述风速推定部推定出的风速,算出对流热传递率,
所述风速推定部基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置和对所述空气调节机所设定的送风参数来推定所述对象空间内的所述人的周围的风速,
所述对流热传递率算出部基于由所述风速推定部推定出的所述人的周围的风速,算出所述对流热传递率,
所述散热量推定部利用由所述对流热传递率算出部算出的对流热传递率、所述对象空间内的除了所述人以外的区域的温度即周围温度、和由所述温度算出部算出的所述人的表面温度,推定所述人的人体散热量。
3.根据权利要求2所述的传感系统,
所述空气调节机还具备:
人位置推定部,其基于所述热图像和所述热图像取得部在所述对象空间内的位置来推定以所述空气调节机为基准的所述人的位置;和
风温推定部,其基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置、和所述空气调节机的吹出口的送风温度来推定所述对象空间内的所述人的周围的风温,
所述散热量推定部利用由所述风温推定部推定出的所述人的周围的风温,作为所述对象空间内的除了所述人以外的区域的温度即周围温度,来推定所述人的人体散热量。
4.根据权利要求3所述的传感系统,
所述风温推定部基于由所述人位置推定部推定出的所述人的位置、和对所述空气调节机所设定的为了进行所述空调控制而规定向所述对象空间送风的所述空气调节机的吹出口的送风温度的送风温度参数,推定所述人的周围的风温。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的传感系统,
所述人位置推定部利用所述热图像取得部取得的所述热图像中的所述人的脚的位置、所述热图像取得部距离所述对象空间内的地板的高度、和所述热图像取得部的有效视场角,推定所述人的位置。
6.根据权利要求2~5中任一项所述的传感系统,
将所述吹出口的风速规定为零,然后设定所述送风参数以使得将所述吹出口的风速规定为预定的风速,由此使所述吹出口的风速变动。
7.根据权利要求2~5中任一项所述的传感系统,
所述温度算出部利用所述热图像算出所述人的表面温度和所述周围温度。
8.根据权利要求2~5中任一项所述的传感系统,
所述空气调节机还具备受热量算出部,该受热量算出部算出所述人受到的热量即受热量,
所述散热量推定部利用由所述对流热传递率算出部算出的对流热传递率、所述对象空间内的除了所述人以外的区域的温度即周围温度、由所述温度算出部算出的所述人的表面温度、和由所述受热量算出部算出的受热量,推定所述人的人体散热量。
9.根据权利要求8所述的传感系统,
所述受热量算出部具备:
太阳照射光量推定部,其推定对于所述人的太阳照射光量;
太阳照射面积算出部,其算出所述人被太阳照射的部分的面积;和
受热量计算部,其利用由所述太阳照射光量推定部推定出的太阳照射光量、由所述太阳照射面积算出部算出的面积、和所述人的衣服吸收率,算出所述受热量。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的传感系统,
所述温度算出部算出所述人的脸或脸内部的温度作为所述人的表面温度。
11.根据权利要求1~9中任一项所述的传感系统,
所述温度算出部算出所述人的大腿部的温度作为所述人的表面温度。
12.根据权利要求1~9中任一项所述的传感系统,
所述温度算出部算出所述热图像中被确认为所述人的区域的平均温度作为所述人的表面温度。
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