DE112019001909T5

DE112019001909T5 - System zum überwachen einer belegung und aktivität in einem raum

Info

Publication number: DE112019001909T5
Application number: DE112019001909.0T
Authority: DE
Inventors: Marijan Kostrun; Anant Aggarwal; Richard C. Garner
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2021-04-01
Also published as: US20190309974A1; WO2019199919A1; US10634380B2

Abstract

Hierin offenbart sind Ausführungsformen eines Belegungsüberwachungssystems. Das Belegungsüberwachungssystem weist einen Wärmesensor auf, der dazu ausgebildet ist, einen Zugang (beispielsweise einen Eingang) zu einem Raum zu überwachen. Der Wärmesensor weist eine Pixelanordnung auf, die für jedes Pixel der Pixelanordnung einen Pixelwert erzeugt, und der Pixelwert korrespondiert zu einem Betrag an Hitze oder Wärmeinformationen, die von einem Pixel erfasst werden. Das Belegungsüberwachungssystem sammelt Pixelwerte für die Pixel der Pixelanordnung. Das Belegungsüberwachungssystem ermittelt, ob es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, basierend auf Veränderungen eines ersten Bereichs (oder ersten Pixelclusters) der Pixelanordnung und eines zweiten Bereichs (oder zweiten Pixelclusters) der Pixelanordnung über die Zeit. Das Belegungsüberwachungssystem kann eine Beleuchtung, eine Temperatur und/oder Sicherheitssysteme für den Raum anpassen, wenn sich die Belegung verändert.

Description

QUERVERWEIS AUF BEZOGENE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung ist eine internationale Anmeldung und beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung Nummer 15/949,434 , eingereicht am 10. April 2018 und betitelt mit „A System For Monitoring Occupancy and Activity In a Space“, welche hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Verfahren und Vorrichtungen zur Aktivitätsüberwachung in Räumen. Insbesondere ist die vorliegende Offenbarung auf Verfahren und Vorrichtungen zur Aktivitätsüberwachung in Räumen, die eine Infrarotanordnung verwenden, gerichtet.
HINTERGRUND
Eine Kenntnis bezüglich der Belegung eines bestimmten Bereichs oder Raums kann bei einer Vielzahl von Anwendungen nützlich sein. Beispielsweise kann das Wissen einer Belegung innerhalb eines Gebäudes verwendet werden, um die Energieeffizienz zu verbessern mittels der Automatisierung der Beleuchtung und Heizung, Belüftung und/oder Klimaanlage (HVAC), und kann in Notfallsituationen verwendet werden, um Such- und Rettungsbemühungen von Ersthelfern zu verbessern mittels Bereitstellens von Informationen bezüglich der Positionen von Bewohnern.
Passive Infrarot(PIR)-Bewegungssensoren werden oft zur Belegungserfassung verwendet. Beispielsweise werden PIR-Sensoren oft in Kombination mit Wandschaltern verwendet, um die Lichter in einem Raum einzuschalten, wenn eine Person eintritt, und die Lichter zu einer fest vorgegebenen Zeitdauer, nachdem keine Bewegung in dem Raum mehr erfasst wird, auszuschalten. Diese Art von System kann jedoch darin resultieren, dass Lichter in einem Raum nach einer vorgegebene Zeitdauer automatisch abschalten, nach der zuletzt eine Bewegung erfasst wurde, auch wenn immer noch eine oder mehrere Personen in dem Raum sind.
Figurenliste
Es sollte nun auf die folgende detaillierte Beschreibung Bezug genommen werden, welche zusammen mit den folgenden Figuren gelesen werden sollte, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile repräsentieren:

1 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein Blockdiagramm einer seitlichen Teilansicht des Systems gemäß 1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
3 ist ein beispielhaftes Diagramm einer Pixelanordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
4A und 4B sind beispielhafte Graphen von Pixelwerten bezogen auf die Zeit für Bereiche einer Pixelanordnung eines Wärmesensors in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Belegungsüberwachung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
6 ist ein weiteres Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Belegungsüberwachung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
7 ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Konsistent mit der vorliegenden Offenbarung sind Ausführungsformen eines Systems, das ein Belegungsüberwachungssystem aufweist. Bei manchen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner auf
Das Belegungsüberwachungssystem kann einen Wärmesensor aufweisen, der dazu ausgebildet ist, einen Zugang (beispielsweise einen Eingang) zu einem Raum zu überwachen. Der Wärmesensor weist eine Pixelanordnung auf, die für jedes Pixel in der Pixelanordnung einen Pixelwert erzeugt, und der Pixelwert korrespondiert zu einem Betrag von Hitze- oder Wärmeinformationen, die von einem Pixel erfasst werden. Das Belegungsüberwachungssystem sammelt Pixelwerte von dem Wärmesensor für die Pixel der Pixelanordnung. Das Belegungsüberwachungssystem ermittelt, ob ein Bewohner den Raum betritt oder ihn verlässt mittels Vergleichens eines ersten Bereichs (oder ersten Pixelclusters) der Pixelanordnung mit einem zweiten Bereich (oder zweiten Pixelcluster) der Pixelanordnung. Wenn Bewohner in den Raum kommen oder ihn verlassen, kann das Belegungsüberwachungssystem als oder mittels einer Umgebungssteuerung verwendet werden, um eine Beleuchtung, eine Temperatur und/oder Sicherheitssysteme für den Raum anzupassen.
Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff „Belegung“ darauf, ob ein oder mehrere Menschen in einem Raum sind, und kann sich auf die Anzahl der Leute in einem Raum beziehen. Bei manchen Implementierungen des offenbarten Belegungsüberwachungssystems kann das Ermitteln der Belegung binär sein (beispielsweise belegt oder nicht belegt). Bei manchen Implementierungen des offenbarten Belegungsüberwachungssystem weist das Ermitteln der Belegung auf ein Ermitteln der Anzahl von Bewohnern in einem Raum und kann ein Ermitteln eines Aktivitätsniveaus der Bewohner aufweisen (beispielsweise sitzend, bewegen, tanzend, etc.).
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems 100, das mit der vorliegenden Offenbarung konsistent ist. Das System 100 weist ein Belegungsüberwachungssystem 102 auf, das dazu ausgebildet ist, einen Raum 104 zu überwachen und zu konditionieren (beispielsweise zu klimatisieren), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Belegungsüberwachungssystem 102 überwacht einen Zugang 106 zu dem Raum 104, um die Belegung des Raums 104 zu ermitteln und um ein Aktivitätsniveau von Bewohnern in dem Raum 104 zu ermitteln, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Basierend auf der Belegung und dem Aktivitätsniveau des Raumes 104 kann das Belegungsüberwachungssystem 102 als eine Umgebungssteuerung agieren und einen oder mehrere Befehle an eine oder mehrere Umgebungsbedingungsteuerungen senden, wie etwa an eine Lichtsteuerung 108 und eine Heiz-, Belüftungs- und Klimaanlagen(„HVAC“)-Steuerung 110, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Der Raum 104 kann ein Konferenzraum, ein Arbeitsplatz, ein Tanzstudio, ein Wohnraum oder ein oder mehrere andere kommerzielle und/oder Wohnräume sein, die Licht- und/oder Temperatur-gesteuert sind. Der Raum 104 kann jeglicher Raum sein, in den Bewohner durch eine oder mehrere Zugänge eintreten und den jene durch diese verlassen. Wie hierin verwendet bezieht sich der Begriff Zugang auf jegliche(n) Öffnung oder Eingang zu einem Raum und bezieht sich auf Öffnungen und Eingänge, die mittels eines Elements geschlossen werden können, wie etwa einer Tür, einem Fenster oder einem anderen Element, sowie Öffnungen oder Eingänge, die nicht durch eine Struktur geschlossen werden oder lediglich teilweise durch eine Struktur geschlossen werden (beispielsweise ein Flughafen-Metalldetektor). Bei dem dargestellten Beispiel weist der Raum 104 einen Tisch 112, eine Anzahl von Stühlen 114 und eine Anzahl von Bewohnern 116 (beispielsweise von Leuten) auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Raum 104 kann ein oder mehrere Lichter 118 und eine oder mehrere HVAC-Lüftungen 120 aufweisen, um dem Belegungsüberwachungssystem 102 zu ermöglichen, den Raum 104 zu konditionieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Das Belegungsüberwachungssystem 102 weist eine Anzahl von Komponenten auf, um eine Überwachung und Konditionierung des Raums 104 zu vereinfachen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Belegungsüberwachungssystem 102 weist einen Wärmesensor 122, einen Prozessor 124 und einen Speicher 126 zum Überwachen und Konditionieren des Raums 104 auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Prozessor 124 und der Speicher 126 können in eine oder mehrere Mikrocontroller integriert sein oder können diskrete Komponenten sein.
Der Wärmesensor 122 überwacht den Zugang 106 (beispielsweise neben einer Tür 107) und ermöglicht dem Belegungsüberwachungssystem 102 eine Belegung in dem Raum 104 zu ermitteln und nachzuverfolgen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Wärmesensor 122 kann ein(e) Infrarotbildsensor oder -kamera sein, der bzw. die dazu ausgebildet ist, Hitze- oder Wärmeinformationen von einer Umgebung zu erfassen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Wärmesensor 122 weist eine Pixelanordnung 128 und ein Sichtfeld 130 auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Wärmesensor 122 ermittelt eine Belegung mittels Sammelns von Wärmeinformationen mittels der Pixelanordnung 128, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Wärmeinformationen (beispielsweise eine Wärmeströmung) in verschiedenen Abschnitten der Pixelanordnung 128 kann analysiert werden, um anzugeben, wenn ein oder mehrere der Bewohner 116 den Raum 104 betreten oder verlassen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Pixel in der Pixelanordnung 128 stellen Pixelwerte bereit, die repräsentativ für den Betrag der Hitze, die mittels des Wärmesensors 122 innerhalb des Sichtfeldes 130 des Wärmesensors 122 erfasst wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Sichtfeld 130 repräsentiert einen physikalischen Raum, aus dem die Pixelanordnung 128 Hitze, eine thermische Aktivität oder thermische Informationen empfangen oder erfassen kann.
Als ein vereinfachtes anschauliches Beispiel, wenn ein Bewohner 132 den Raum 104 durch den Zugang 106 betritt, wird ein Bereich A der Pixelanordnung 128 (gezeigt in 2) ein erhöhtes Niveau von Wärmeinformationen (beispielsweise eine Wärmeströmung) erfassen, wenn der Bewohner das Sichtfeld 130 betritt. Wenn der Bewohner 132 damit fortfährt, das Sichtfeld 130 zu durchschreiten, wird ein Bereich A der Pixelanordnung 128 aufhören, den Bewohner 132 zu erfassen, und ein Bereich B der Pixelanordnung 128 wird ein erhöhtes Niveau von Wärmeinformationen erfassen. Das Belegungsüberwachungssystem 102 kann dazu ausgebildet sein, die Wärmeinformationen zu interpretieren, die es von der Pixelanordnung 128 empfangen hat, um zu ermitteln, ob der Bewohner 132 sich von Bereich A zu Bereich B bewegt hat (beispielsweise den Raum 104 betreten hat) oder sich von Bereich B zu Bereich A bewegt hat (beispielsweise den Raum verlassen hat). Das Belegungsüberwachungssystem 102 kann die Wärmeinformationen in Sensordaten konvertieren, die verwendet werden können, um die Lichter 118 und die HVAC-Lüftungen 120 zu steuern, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Das Belegungsüberwachungssystem 102 verwendet den Prozessor 124, um Anweisungen 134 auszuführen, die in dem Speicher 126 gespeichert sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Prozessor 124 kann dazu ausgebildet sein, die Anweisungen 134 auszuführen, um Sensordaten 136 zu sammeln und/oder zu analysieren, die mittels des Wärmesensors 122 und/oder mittels der Pixelanordnung 128 erzeugt werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In Reaktion auf das Sammeln und Analysieren der Sensordaten 136 kann der Prozessor 124 dazu ausgebildet sein, Anweisungen 134 auszuführen, um eine Anzahl von Bewohnern 116, die den Raum 104 betreten, den Raum verlassen und/oder in dem Raum 104 bleiben, zu ermitteln und zu speichern. Der Prozessor 124 kann dazu ausgebildet sein, Anweisungen 134 auszuführen, die Befehle 138 an die Lichtsteuerung 108 und/oder an die HVAC-Steuerung 110 übertragen, um die Lichter 118 anzuschalten, um die Lichter 118 auszuschalten, um die Lichter 118 zu dimmen, um die Lichter 118 nicht zu dimmen, um die Temperatur von Luft, die die HVAC-Lüftungen 120 passiert, zu erhöhen, um die Temperatur der Luft, die aus den HVAC-Lüftungen 120 austritt, zu verringern, um die Luftströmung zu erhöhen, die die HVAC-Lüftungen 120 verlässt, um die Luftströmung zu verringern, die die HVAC-Lüftungen 120 verlässt, und/oder um die Temperatur und die Luftströmung, die die HVAC-Lüftungen 120 verlassen, beizubehalten, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen Ausführungsformen.
Der Prozessor 124 kann die Anweisungen 134 ausführen und kann einen oder mehrere der Befehle 138 in Reaktion auf darauf geben, dass die Sensordaten 136 einen oder mehrere Schwellenwerte 140 überschreiten, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Schwellenwerte können bei einer Vielzahl von Berechnungen für die Pixelwerte verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, eines Wärmeströmungswerts, eines Wärmeströmungsgeschwindigkeitswerts, eines Schwerpunktwerts, eines Schwerpunktgeschwindigkeitswerts oder Ähnlichen, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen. Der eine oder die mehreren Schwellenwerte 140 können auf ein vorgegebenes Niveau über einem Standardniveau gesetzt werden. Wenn beispielsweise der durchschnittliche Pixelwert von Region A der Pixelanordnung 128 einen Standardwert von 10 über 40 Pixel hat, dann kann eine Erhöhung von 10% oder 20% (beispielsweise 1 oder 2) ein wahrscheinlicher Indikator eines Bewohners sein, der innerhalb der Sicht von Bereich A der Pixelanordnung 128 steht.
Zusätzlich zum Verwenden von Sensordaten 136 von dem Wärmesensor 122 kann das Belegungsüberwachungssystem 102 eine Belegung und ein Aktivitätsniveau in dem Raum 104 ermitteln unter Verwendung von Sensordaten 136, die von einem oder mehreren passiven Infrarot(„PIR“)-Sensoren 142 erfasst werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die PIR-Sensoren können ein Aktivitätsniveau der Bewohner 116 in dem Raum 104 angeben, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Belegungsüberwachungssystem 102 kann zumindest teilweise basierend auf einem Aktivitätsniveau der Bewohner 116 in dem Raum 104 Befehle 138 an die Lichtsteuerung 108 und/oder an die HVAC-Steuerung 110 übertragen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Als ein anschauliches Beispiel, wenn die Bewohner 116 innerhalb des Raums 104 relativ ortsgebunden (beispielsweise sitzend) sind, kann das Belegungsüberwachungssystem 102 eine beschränkte Aktivität von den PIR-Sensoren 142 erfassen und kann die Lichter in einem An-Zustand halten und kann bewirken, dass die Temperatur der Luft, die die Lüftungen 120 verlässt, relativ warm ist (beispielsweise 72 Grad Fahrenheit). Jedoch, wenn die Sensordaten 136 angeben, dass die PIR-Sensoren 142 in dem Raum 104 hohe Aktivitätsniveaus erkennen (beispielsweise tanzen, hüpfen, springen die Bewohner 116 oder bewegen sich anderweitig aktiv herum), kann das Belegungsüberwachungssystem 102 die Lichter in einem An-Zustand halten, aber kann bewirken, dass die Temperatur der Luft, die die Lüftungen 120 verlässt, abnimmt (beispielsweise auf 64 Grad), um den Raum 104 zu kühlen und die Bewohner 116 in einem relativ komfortablen Zustand zu halten.
Zusätzlich zu der Lichtsteuerung 108 und der HVAC-Steuerung 110 kann das Belegungsüberwachungssystem 102 Befehle an andere Umgebungssteuerungen übertragen. Beispielsweise kann das Belegungsüberwachungssystem 102 dazu ausgebildet sein, basierend auf der Belegung und dem Aktivitätsniveau in dem Raum 104 die Tür 107 zu schließen, Blenden für ein Fenster zu öffnen/zu schließen, ein Alarmsystem anzuschalten/auszuschalten, Bildschirme und/oder Projektoren anzuschalten/auszuschalten und Ähnliches.
2 ist eine seitliche Detailansicht des Systems 100, das mit der vorliegenden Offenbarung konsistent ist. Bei einer Ausführungsform ist der Wärmesensor 122 mit einer Anzahl von PIR-Sensoren 202 (individuell 202a, 202b, 202c, 202d) gekoppelt, um eine Sensoranordnungen 204 zu bilden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Obwohl die Sensoranordnung 204 in 2 so dargestellt ist, dass sie vier PIR-Sensoren 202 aufweist, kann im Allgemeinen jede Sensoranordnung 204 jegliche Anzahl von PIR-Sensoren 202 aufweisen. Die Sensoranordnung 204 kann an der Decke des Raums 104 angeordnet sein, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Sensoranordnung 204 kann auf dem Tisch 112 angeordnet sein, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Sensoranordnung 204 kann an einer Wand 206 angeordnet sein, die dem Zugang 106 zugewandt ist (gezeigt in 1), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. In jeder der Konfigurationen ist der Wärmesensor 122 ausgebildet, angepasst oder angeordnet, um Wärmeinformationen aus einem Sichtfeld zu empfangen, das hin zu dem Zugang 106 gerichtet ist (gezeigt in 1). Die Anzahl von PIR-Sensoren 202 ist hin zu verschiedenen Bereichen des Raums 104 gerichtet (beispielsweise nach links, nach rechts, nach oben, nach unten), um zu erfassen, wann und/oder wie häufig Bewohner in dem Raum 104 sich bewegen, um dem Belegungsüberwachungssystem 102 zu ermöglichen, den Raum 104 zumindest teilweise basierend auf einem Aktivitätsniveau der Bewohner zu konditionieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
3 ist ein beispielhaftes Diagramm einer Pixelanordnung 300, die die Pixelanordnung 128 (gezeigt in 1) repräsentieren kann, konsistent mit der vorliegenden Offenbarung. Die Pixelanordnung 300 weist eine Mehrzahl von Pixeln 302 auf (jedes repräsentiert durch ein Quadrat), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Pixelanordnung 300 ist so dargestellt, dass sie eine X-Achse und eine Y-Achse hat. Beispielsweise weist die Pixelanordnung 300 16 Pixel entlang der X-Achse und 8 Pixel entlang der Y-Achse auf. Eine 16 x 8 Pixelanordnung ist lediglich ein Beispiel von vielen möglichen Beispielen von Pixelanordnungskonfigurationen, die für die Pixelanordnung 300 verfügbar sind. Andere Beispiele können umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, eine 4 x 8 Pixelanordnung, eine 4 x 16 Pixelanordnung, eine 8 x 8 Pixelanordnung und eine 32 x 32 Pixelanordnung, unter Anderen. Typischerweise korrespondieren mehr Pixel zu höheren Kosten und weniger Pixel korrespondieren zu niedrigeren Kosten. Bei einer Ausführungsform weist die Pixelanordnung 300 genügend Pixel auf, um thermische Veränderungen in 2 oder 3 Bereichen zu erfassen, während sie eine Anzahl von Pixeln hat, die klein genug ist, dass es (aufgrund der Verpixelung) schwierig ist, Bewohner, die den Raum betreten, persönlich zu identifizieren (beispielsweise weniger als 1000 Pixel), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Während beispielsweise Bildsensoren (beispielsweise CMOS-Bildsensoren), die Millionen von Pixeln haben, sehr kostengünstig gekauft oder hergestellt werden können, können Wärmesensoren (beispielsweise ein Wärmebildsensor) auf Zig, Hunderte oder Tausende von Pixeln beschränkt sein, um Wärmeinformationen mit vertretbaren Kosten zu sammeln (beispielsweise weniger als 10 Dollar pro Sensor).
Jedes der Mehrzahl von Pixeln 302 weist seinen eigenen Pixelwert 304 auf. Der Pixelwert 304 eines Pixels ist eine ganze Zahl, die von 0 bis 255 reichen kann (beispielsweise für ein 8-Bit-Auslesen). Der Pixelwert 304 repräsentiert eine Intensität der Wärmeinformationen, die mittels eines Pixels erfasst werden. Ein höherer Wert (beispielsweise 180) repräsentiert eine größere Wärmeströmung (beispielsweise mehr Hitze) und ein niedrigerer Wert repräsentiert das Erfassen einer kleineren Wärmeströmung (beispielsweise weniger Hitze). Daher kann, als ein Beispiel, ein Gesicht eines Bewohners, das neben der Pixelanordnung 300 positioniert ist, einen relativ hohen Pixelwert 304 eintragen (beispielsweise 190), ein Eiswürfel kann einen relativ geringen Pixelwert 304 eintragen (beispielsweise 2) und ein Feuer kann den Wert des Pixels sättigen und einen maximalen Pixelwert von 255 eintragen.
Die Pixelanordnung 300 kann zur Belegungserkennung analysiert werden unter Verwendung von 2 oder mehr Bereichen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Beispielsweise kann die Pixelanordnung 300 in 2 Bereiche aufgeteilt sein, die einen Bereich A und einen Bereich B umfassen. Der Bereich A kann zu einem ersten Pixelcluster 306 korrespondieren und der Bereich B kann zu einem zweiten Pixelcluster 308 korrespondieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das erste Pixelcluster 3062 kann beispielsweise als Pixel 11-14 entlang der X-Achse und Pixel 1-8 entlang der Y-Achse der Pixelanordnung 300 definiert sein, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das zweite Pixelcluster 308 kann beispielsweise als Pixel 3-6 entlang der X-Achse und Pixel 1-8 entlang der Y-Achse der Pixelanordnung 300 definiert sein, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Andere Gruppen oder Cluster von Pixeln können verwendet werden, um zwei oder mehr zusätzliche oder alternative Pixelcluster zu definieren, in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen.
Die Pixelanordnung 300 zeigt beispielhafte Wärmeinformationen, die repräsentativ dafür sind, dass ein Bewohner in einem Bereich A erkannt wird, während kein Bewohner in Bereich B erkannt wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Beispielsweise innerhalb des ersten Pixelclusters 306 kann die Pixelanordnung 300 ein Untercluster 310 und ein Untercluster 312 aufweisen, wenn ein Bewohner sich zu der Mitte von Bereich A bewegt hat, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das Untercluster 310 kann beispielsweise vier Pixel aufweisen, die durch Pixel 12-13 entlang der X-Achse und Pixel 6-7 entlang der Y-Achse definiert sind. Das Untercluster 310 kann eine Thermoreaktion der Pixelanordnung 300 auf den Kopf eines Bewohners repräsentieren, wenn er durch den Zugang eintritt oder diesen passiert (beispielsweise eine Tür). In Umgebungsluft können die Pixel 302 der Pixelanordnung 300 einen Pixelwert von beispielsweise 10 haben. Die beispielhaften Pixelwerte in den Unterclustern 310 sind 100, was signifikant höher ist, als die beispielhaften Umgebungsluft-Pixelwerte von 10. Die Untercluster 312 können einen Pixel aufweisen, der bei Pixel 12 entlang der X-Achse und Pixel 3 entlang der Y-Achse angeordnet ist, und kann eine Thermoreaktion der Pixelanordnung 300 auf eine Hand eines Bewohners repräsentieren, während der Bewohner nahe der Mitte von Bereich A positioniert ist. Die Hand eines Bewohners kann weniger Hitze abgeben als ein Kopf eines Bewohners und kann eine geringere Thermoreaktion in einem Wärmesensor erzeugen als ein Kopf eines Bewohners. Im Ergebnis kann das Untercluster 312 beim Erkennen einer Hand oder eines anderen Körperglieds eines Bewohners einen niedrigen Pixelwert, beispielsweise 70, eintragen. Im Unterschied dazu weist das zweite Pixelcluster 308 von Bereich B Pixel auf, die Pixelwerte haben, die ein Beispiel einer Thermoreaktion der Pixelanordnung 330 repräsentieren, die nicht das Erkennen eines Bewohners oder einer anderen Wärmequelle ist.
Verschiedene Techniken können verwendet werden, um die Pixelwerte der Pixelanordnung 300 zu analysieren, um die Belegung des Raums zu erkennen und/oder zu ermitteln, wenn Bewohner durch den Zugang gehen. Beispielsweise kann eine Summe, ein Durchschnitt oder eine andere mathematische Berechnung bei den Pixelwerten des ersten Pixelclusters 306 und des zweiten Pixelclusters 308 angewendet werden, um Grundlinien-Werte festzulegen. Sobald die Summe, der Durchschnitt oder die andere mathematische Berechnung um 5%, 10%, 20% oder irgendeinen anderen vorgegebenen Schwellenwert zunimmt, kann ermittelt werden, dass ein Bewohner in dem Cluster erkannt wurde, das den Schwellenwert überschreitet, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Bei einer Ausführungsform kann das Belegungsüberwachungssystem 102 (gezeigt in 1) dazu ausgebildet sein, einen Belegungszähler zu erhöhen, wenn das Belegungsüberwachungssystem 102 ermittelt, dass ein Bewohner in Bereich A erkannt wurde, gefolgt von einem Bewohner, der in Bereich B erkannt wird. Bei einer Ausführungsform kann das Belegungsüberwachungssystem 102 dazu ausgebildet sein, einen Belegungszähler zu verringern, wenn das Belegungsüberwachungssystem 102 ermittelt, dass ein Bewohner in Bereich B erkannt wurde, gefolgt von einem Bewohner, der in Bereich A erkannt wurde.
Spezifischere Berechnungen oder Präsentationen der Pixelwerte umfassen eine Wärmeströmung, eine Wärmeströmungsgeschwindigkeit, einen Schwerpunkt und eine Schwerpunktgeschwindigkeit. In anderen Worten können die rohen Pixelwerte in einen oder mehrere Formate oder Repräsentation manipuliert werden, um ein Maschinenlernen und/oder eine Belegungserkennung zu erleichtern. Der Wärmeströmung, die Wärmeströmungsgeschwindigkeit, der Schwerpunkt und/oder die Schwerpunktgeschwindigkeit können für jedes Pixelcluster 306 und 308 berechnet werden. Der Wärmeströmung M_{k} kann berechnet werden als: $M_{k} = sum (p_{i,j}),$
wobei k ein diskreter Zeitschritt ist, p_{i,j} die Pixel in einem Cluster oder in der Anordnungen repräsentiert und i und j x- und y-Indizes der Pixelanordnung 300 sind. Die Wärmeströmungsgeschwindigkeit dM_{k} kann berechnet werden als: $dM_{k} = M_{k} - M_{k - 1},$
wobei k ein diskreter Zeitschritt ist und k-1 ein vorhergehender Zeitschritt ist (beispielsweise 100 ms früher). Ein Schwerpunkt C kann berechnet werden als: $C {k} = sum (i * j * p {i,j}) / M {k} .$
Eine Schwerpunktgeschwindigkeit dC kann berechnet werden als: $dC {k} = C {k} - C {k - 1} .$
4A und 4B sind veranschaulichende Graphen von Pixelwerten mit Bezug zur Zeit für Bereich A und Bereich B (gezeigt in 3), konsistent mit der vorliegenden Offenbarung. 4A veranschaulicht einen Pixelgraph 400, der eine erste Kurve 402 aufweist, die Veränderungen von Pixelwerten des ersten Pixelclusters 306 (gezeigt in 3) zeigt, und der eine zweite Kurve 404 aufweist, die Veränderungen von Pixelwerten des zweiten Pixelclusters 308 (gezeigt in 3) repräsentiert, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die erste Kurve 402 nimmt bezüglich des Werts nach und nach zu und ab, sowie Wärmeinformationen in Reaktion darauf erkannt werden, dass ein Bewohner Bereich A betritt oder verlässt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die zweite Kurve 404 nimmt bezüglich eines Werts nach und nach zu und ab, sowie Wärmeinformationen in Reaktion darauf erkannt werden, dass ein Bewohner Bereich B betritt und verlässt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Pixelwerte können durch eine Summe, einen Durchschnitt, eine Schwerpunktberechnung oder durch irgendeine andere mathematische Berechnung repräsentiert sein, die bei Pixelwerten des ersten Pixelclusters 306 und/oder des zweiten Pixelclusters 308 (gezeigt in 3) angewendet wird, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Bei einer Ausführungsform wird eine Erhöhung von Pixelwerten in Bereich A gefolgt von einer Erhöhung von Pixelwerten in Bereich B als ein Erkennen eines Bewohners interpretiert, der den Raum durch Passieren des Zugangs betritt.
4B veranschaulicht einen Pixelgraph 420, der die erste Kurve 402 und die zweite Kurve 404 aufweist. Bei einer Ausführungsform wird eine Erhöhung von Pixelwerten in Bereich B gefolgt von einer Erhöhung von Pixelwerten in Bereich A als ein Anzeichen eines Bewohners interpretiert, der den Raum mittels Passierens des Zugangs verlässt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 500 zur Belegungsüberwachung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das dargestellte Ablaufdiagramm kann als eine bestimmte Reihenfolge von Vorgängen aufweisend gezeigt und beschrieben werden. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Reihenfolge von Vorgängen lediglich ein Beispiel darstellt, wie die allgemeine Funktionalität, die hierin beschrieben ist, implementiert werden kann. Die Vorgänge müssen nicht in der präsentierten Reihenfolge ausgeführt werden, soweit dies nicht anders angegeben ist. Das Verfahren 500 kann von dem Belegungsüberwachungssystem 102 aus 1 durchgeführt werden.
Bei Vorgang 502 umfasst das Verfahren 500 ein Sammeln von Sensordaten für eine Anordnung von Thermopixeln, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Beispielsweise kann das Belegungsüberwachungssystem 102 einen oder mehrere Wärmesensoren 122 aufweisen, die Veränderungen von Wärmeniveaus nahe einem Zugang eines Raums erfassen.
Bei Vorgang 504 umfasst das Verfahren 500 ein Ermitteln einer Belegung eines Raums basierend auf den Sensordaten, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Ein Ermitteln einer Belegung kann aufweisen ein Zählen von Bewohnern, die einen Raum betreten und verlassen, ein Speichern der Anzahl von Bewohnern in dem Raum und ein Überwachen eines Aktivitätsniveaus in dem Raum (beispielsweise mit einem oder mehreren PIR-Sensoren). Das Belegungsüberwachungssystem kann den Sensor von der Anordnung von Thermopixeln verwenden, um zumindest teilweise die Belegung des Raums zu ermitteln.
Bei Vorgang 506 umfasst das Verfahren 500 ein Übertragen von Umgebungssteuerbefehlen an mindestens ein Umgebungsuntersystem, um mindestens eine Umgebungseigenschaft für den Raum zu konditionieren, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Umgebungseigenschaften umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, einen Zutritt (beispielsweise Schließen einer Tür), eine Beleuchtung (beispielsweise ein Öffnen von Blenden, ein Anschalten/Ausschalten von Lichtern, etc.) und eine Temperatur (beispielsweise erhöhen, verringern, beibehalten, etc.). Die Umgebungssteuerbefehle können auf der ermittelten Belegung des Raums basieren (beispielsweise darauf, wie viele Bewohner in dem Raum sind, und auf deren durchschnittlichen Aktivitätsniveaus).
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 600 der Belebungsbelegungsüberwachung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Das dargestellte Ablaufdiagramm kann als eine bestimmte Reihenfolge von Vorgängen aufweisend gezeigt und beschrieben werden. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Reihenfolge von Vorgängen lediglich ein Beispiel darstellt, wie die allgemeine Funktionalität, die hierin beschrieben ist, implementiert werden kann. Die Vorgänge müssen nicht in der präsentierten Reihenfolge ausgeführt werden, sofern nichts anderes angegeben ist. Das Verfahren 600 kann mittels des Belegungsüberwachungssystems 102 aus 1 durchgeführt werden, das einen Wärmesensor mit einer Pixelanordnung aufweist.
Bei Vorgang 602 weist das Verfahren 600 ein Definieren mindestens eines ersten Pixelclusters und eines zweiten Pixelclusters in einer Pixelanordnung auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Ein Definieren von Pixelclustern ist in größerem Detail mit Bezug zu 3 beschrieben. Im Allgemeinen kann jegliche Anzahl von Pixelclustern für eine vorgegebene Pixelanordnung definiert werden.
Bei Vorgang 604 umfasst das Verfahren 600 ein Lesen von Thermopixelwerten aus einer Pixelanordnung, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Bei Vorgang 606 weist das Verfahren 600 ein Ermitteln erster Thermopixelwerte für das erste Pixelcluster der Pixelanordnung auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die ersten Thermopixelwerte für das erste Pixelcluster der Pixelanordnung können durch eine Summe, einen Durchschnitt, einen Strom (beispielsweise einen Fluss), eine Strömungsgeschwindigkeit (beispielsweise eine Flussgeschwindigkeit), einen Schwerpunkt und/oder einer Schwerpunktgeschwindigkeit der ersten Thermopixelwerte für das erste Pixelcluster ermittelt werden.
Bei Vorgang 608 weist das Verfahren 600 ein Ermitteln von zweiten Thermopixelwerten für das zweite Pixelcluster der Pixelanordnung auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die zweiten Thermopixelwerte für das zweite Pixelcluster der Pixelanordnung können mittels einer Summe, eines Durchschnitts, eines Stroms, einer Strömungsgeschwindigkeit, eines Schwerpunkts und/oder einer Schwerpunktgeschwindigkeit der zweiten Thermopixelwerte für das zweite Pixelcluster ermittelt werden.
Bei Vorgang 610 weist das Verfahren 600 ein Anwenden der ersten und zweiten Thermopixelwerte bei einem analytischen Modell auf, um eine Modelausgabe zu erzeugen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Analytische Modelle werden in größerem Detail mit Bezug zu 7 diskutiert.
Bei Vorgang 612 umfasst das Verfahren 600 ein Auswerten der Modellausgabe, um zu ermitteln, ob sich die Belegung des Raums erhöht hat, verringert hat oder nicht verändert hat, um Belegungsdaten zu erzeugen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Ein Auswerten analytischer Modelle wird in größerem Detail mit Bezug zu 7 diskutiert.
Bei Vorgang 614 weist das Verfahren 600 ein Aktualisieren der Datenstruktur mit den Belegungsdaten auf, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Bei Vorgang 616 ermittelt das Verfahren 600, ob der Raum belegt ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Wenn der Raum nicht belegt ist, schreitet Vorgang 616 zu Vorgang 618 fort, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Wenn der Raum belegt ist, schreitet Vorgang 616 zu Vorgang 620 fort, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Bei Vorgang 618 umfasst das Verfahren 600 ein Beenden einer Konditionierung des Raums, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Falls beispielsweise kein Bewohner erfasst wird, können die Lichter in dem Raum alle ausgeschaltet werden und andere Umgebungssteuerungen können auf ein Standardniveau gesetzt werden (beispielsweise eine Standardtemperatur, wenn der Raum nicht belegt ist). Vorgang 618 schreitet zu Vorgang 602 fort, in dem sich das Verfahren 600 wiederholt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Bei Vorgang 620 umfasst das Verfahren 600 ein Konditionieren des Raums, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Ein Konditionieren des Raums kann beispielsweise ein Steuern der Lichter, des HVAC-Systems oder anderer Umgebungssysteme basierend auf der erkannten Belegung des Raums umfassen. Vorgang 620 schreitet zu Vorgang 602 fort, in dem sich das Verfahren 600 wiederholt, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
7 ist ein anschauliches Blockdiagramm eines Systems 700 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Das System 700 ist eine beispielhafte Implementierung eines Systems 100 (gezeigt in 1), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das System 700 ist dazu ausgebildet, Maschinenlernen zu verwenden, um das Erkennen einer Belegung und/oder einer Aktivität eines Raums (beispielsweise des Raums 104, gezeigt in 1) zu erleichtern, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Das System 700 weist einen Maschinenlern-Algorithmus 702 auf, der auf einen Probedatensatz 704 angewendet wird, um ein vorhersagendes Modell 706 zu erzeugen (synonym bezeichnet als analytisches Modell), das von einem Belegungsüberwachungssystem 708 verwendet werden kann, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Ein Maschinenlern-Algorithmus 702 kann eine oder mehrere einer Vielzahl von Techniken aufweisen, die verwendet werden, um vorhersagende Modelle, beispielsweise das vorhersagende Modell 706, zu trainieren. Der Maschinenlern-Algorithmus 702 kann aufweisen, ist jedoch nicht darauf beschränkt, einen oder mehrere Klassifizierungs-Algorithmen, einen Clusterbildungs-Algorithmus oder einen Regressions-Algorithmus.
Der Maschinenlern-Algorithmus 702 wird auf den Probedatensatz 704 angewendet, um das vorhersagende Modell 706 zu erzeugen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Der Probedatensatz 704 kann Daten, die Bewohner repräsentieren, die den Raum 710 betreten, Daten, die Bewohner repräsentieren, die den Raum 712 verlassen, und Daten, die einen Aktivitätsniveau von Bewohnern in dem Raum 713 repräsentieren, aufweisen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Daten, die Bewohner repräsentieren, die den Raum 710 betreten, können Sensordaten aufweisen, die von einer Pixelanordnung eines Wärmesensors von verschiedenen Arten von Bewohnern (beispielsweise groß, klein, männlich, weiblich, etc.), die einen Raum durch den Zugang mit verschiedenen Geschwindigkeiten (beispielsweise langsam, schnell, mit einer Pause, etc.) betreten, gesammelt werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Daten, die die Bewohner repräsentieren, die den Raum 710 betreten, können eine Summe, einen Durchschnitt, einen Schwerpunkt, eine Schwerpunktgeschwindigkeit, eine Wärmeströmung, eine Wärmeströmungsgeschwindigkeit oder eine oder mehrere andere mathematische Berechnungen aufweisen, die bei Pixelwerten von Pixeln in einem ersten Pixelcluster und einem zweiten Pixelcluster (beispielsweise dem ersten Pixelcluster 306 und dem zweiten Pixelcluster 308, gezeigt in 3) einer Pixelanordnung eines Wärmesensors angewendet werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Daten, die Bewohner repräsentieren, die den Raum 712 verlassen, können Sensordaten aufweisen, die von einer Pixelanordnung eines Wärmesensors von verschiedenen Arten von Bewohnern gesammelt werden, die den Raum durch den Zugang mit verschiedenen Geschwindigkeiten verlassen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Daten, die die Bewohner repräsentieren, die den Raum 712 verlassen, können eine Summe, einen Durchschnitt, einen Schwerpunkt, eine Schwerpunktgeschwindigkeit, eine Wärmeströmung, eine Wärmeströmungsgeschwindigkeit oder eine oder mehrere andere mathematische Berechnungen aufweisen, die bei Pixelwerten von Pixeln in einem ersten Pixelcluster und einem zweiten Pixelcluster der Pixelanordnung eines Wärmesensors angewendet werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Daten, die ein Aktivitätsniveau von Bewohnern in dem Raum 713 repräsentieren, können Sensordaten aufweisen, die von einem oder mehreren PIR-Sensoren gesammelt werden, die einen Raum mit Bewohnern überwachen, die verschiedene Aktivitätsniveaus (beispielsweise regungslos, sitzend aber nicht regungslos, gehend, bewegend, tanzend, etc.) haben, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Das vorhersagende Modell 706 kann Beziehungen zwischen Sensordaten und Bewohneraktivitäten aufweisen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Beispielsweise kann das vorhersagende Modell 706 Strömungsdaten 714, Strömungsgeschwindigkeitsdaten 716, Schwerpunktdaten 718 und Schwerpunktgeschwindigkeitsdaten 720 aufweisen, die mit Bewohnern, die einen Raum betreten, Bewohnern, die einen Raum verlassen, und/oder verschiedenen Niveaus von Bewohneraktivitäten in dem Raum assoziiert sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Ein Berechnen der Strömungsdaten 714, der Strömungsgeschwindigkeitsdaten 716, der Schwerpunktdaten 718 und der Schwerpunktgeschwindigkeitsdaten 720 ist in größerem Detail mit Bezug zu 3 beschrieben. Das vorhersagende Modell 706 kann auch PIR-Sensordaten aufweisen, die mit verschiedenen Aktivitätsniveaus in einem Raum assoziiert sind.
Das Belegungsüberwachungssystem 708 ist dazu ausgebildet, neue Sensordaten 722 bei dem vorhersagenden Modell 706 anzuwenden, um eine Modellausgabe 724 zu erzeugen, die für eine Bewohneraktivität in einem Raum repräsentativ ist, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die neuen Sensordaten 722 können Wärmesensordaten 726 und PIR-Sensordaten 728 umfassen, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die neuen Sensordaten 722 können von einem oder mehreren Wärmesensoren und einem oder mehreren PIR-Sensoren gesammelt werden, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Modellausgabe 724 kann Bewohneraktivitätsdaten 730 aufweisen, die für Bewohner in dem Raum, für keine Bewohner in dem Raum und/oder für ein Aktivitätsniveau (beispielsweise auf einer Skala von 1 bis 10) von Bewohnern, die in dem Raum sind, repräsentativ sind, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
Das Belegungsüberwachungssystem 708 kann die Bewohneraktivitätsdaten 730 verwenden, um einen oder mehrere Befehle 732 an eine oder mehrere Raum(oder Umgebungs)konditionierungssteuerungen 734 zu senden, um einen Raum zumindest teilweise basierend auf den neuen Sensordaten 722 zu konditionieren (beispielsweise zu heizen, zu kühlen, eine Temperatur beizubehalten, eine Beleuchtung zu erhöhen, eine Beleuchtung zu verringern, eine Beleuchtung beizubehalten, etc.), in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform. Die Raumkonditionierungssteuerungen 734 können aufweisen, sind jedoch nicht beschränkt auf, eine Beleuchtungssteuerung 736 und eine HVAC-Steuerung 738, in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung ist ein Belegungsüberwachungssystem bereitgestellt. Das Belegungsüberwachungssystem kann aufweisen einen Wärmesensor, um einen Bewohnerverkehr durch einen Zugang zu einem Raum zu überwachen, wobei der Wärmesensor eine Pixelanordnung aufweist, die eine Mehrzahl von Pixeln hat, wobei die Pixelanordnung ein erstes Cluster der Mehrzahl von Pixeln aufweist, die mit einem ersten Bereich eines Sichtfeldes des Wärmesensors assoziiert sind, und die Pixelanordnung ein zweites Cluster der Mehrzahl von Pixeln aufweist, die mit einem zweiten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors assoziiert sind, einen Speicher, der dazu ausgebildet ist, erste Pixelwerte des ersten Clusters und zweite Pixelwerte des zweiten Clusters zu speichern, und einen Prozessor, der mit dem Wärmesensor und dem Speicher gekoppelt ist und der dazu ausgebildet ist, zu ermitteln, ob es eine Veränderung der Belegung des Raumes gibt, basierend auf Veränderungen der ersten Pixelwerte und der zweiten Pixelwerte über die Zeit.
Bei manchen Ausführungsformen repräsentieren die ersten Pixelwerte Hitze, die mittels des ersten Clusters innerhalb des ersten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors erfasst wird, und die zweiten Pixelwerte repräsentieren Hitze, die mittels des zweiten Clusters innerhalb des zweiten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors erfasst werden. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln, ob es eine Veränderung der Belegung des Raums gibt, auf ein Vergleichen der ersten Pixelwerte mit einem Schwellenwert, um eine Präsenz eines Bewohners in dem ersten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors zu erkennen, und ein Vergleichen der zweiten Pixelwerte mit dem Schwellenwert, um eine Präsenz eines Bewohners in dem zweiten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors zu erkennen. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln, ob es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, auf ein Ermitteln, dass ein Bewohner den Raum betritt, wenn die zweiten Pixelwerte über einen Schwellenwert zunehmen, nachdem die ersten Pixelwerte über den Schwellenwert zunehmen, und ein Ermitteln, dass ein Bewohner den Raum verlässt, wenn die ersten Pixelwerte über den ersten Schwellenwert zunehmen, nachdem die zweiten Pixelwerte über den Schwellenwert zunehmen. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln, ob es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, auf ein Anwenden der ersten Pixelwerte und der zweiten Pixelwerte bei einem analytischen Modell, um Bewohneraktivitätsdaten zu erzeugen, die repräsentativ für die Belegung des Raums sind, wobei die Belegung des Raums eine Anzahl von Bewohnern in dem Raum ist. Bei manchen Ausführungsformen ist der Prozessor ferner dazu ausgebildet, einen Belegungszähler zu erhöhen, wenn ein Bewohner den Raum betritt, und einen Belegungszähler zu verringern, wenn ein Bewohner den Raum verlässt. Bei manchen Ausführungsformen ist der Prozessor ferner dazu ausgebildet, Befehle zu übertragen, um Umgebungsbedingungen innerhalb des Raums zumindest teilweise basierend auf der ermittelten Veränderung einer Belegung des Raums zu steuern. Bei manchen Ausführungsformen umfassen die Umgebungsbedingungen des Raums eine Lichtausgabe in dem Raum und eine Temperatur des Raums. Bei manchen Ausführungsformen weist das System ferner eine Lichtsteuerung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Lichtausgabe von Lichtern in dem Raum zu steuern, und der Prozessor ist ferner dazu ausgebildet, die Befehle an die Lichtsteuerung zu übertragen, um die Lichtausgabe in dem Raum zu steuern. Bei manchen Ausführungsformen weist das System ferner auf eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensteuerung (HVAC), die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur in dem Raum zu steuern, und der Prozessor ist ferner dazu ausgebildet, die Befehle an die HVAC zu übertragen, um die Temperatur des Raums zu steuern. Bei manchen Ausführungsformen weist das System ferner mindestens einen passiven Infrarotsensor auf, der hin zu dem Raum gerichtet ist, um ein Aktivitätsniveau von Bewohnern in dem Raum zu überwachen, wobei der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, Befehle zu übertragen, um Umgebungsbedingungen des Raums zumindest teilweise basierend auf dem Aktivitätsniveau der Bewohner in dem Raum zu steuern. Bei manchen Ausführungsformen ist der Prozessor ferner dazu ausgebildet, ein Sicherheitssystem und/oder einen Zutritt zu dem Raum zumindest teilweise basierend auf der ermittelten Veränderung einer Belegung des Raums zu steuern.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung ist ein Verfahren zum Überwachen eines Raums bereitgestellt. Das Verfahren kann aufweisen ein Sammeln von Wärmesensordaten von einem Wärmesensor, der ein Sichtfeld eines Zugangs zu einem Raum hat, wobei die Wärmesensordaten Pixelwerte für eine Mehrzahl von Pixeln einer Pixelanordnung des Wärmesensors aufweisen, ein Ermitteln einer ersten Belegung innerhalb eines ersten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors zumindest teilweise basierend auf Pixelwerten eines ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung, ein Ermitteln einer zweiten Belegung innerhalb eines zweiten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors zumindest teilweise basierend auf Pixelwerten eines zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung, ein Ermitteln einer Veränderung einer Belegung des Raums zumindest teilweise basierend auf den Veränderungen der ersten Belegung innerhalb des ersten Bereichs und der zweiten Belegung innerhalb des zweiten Bereichs über die Zeit, und ein Speichern, in einem Speicher, einer Anzahl, die für eine Belegung des Raums repräsentativ ist.
Bei manchen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner ein Übertragen von Befehlen auf, um Umgebungsbedingungen des Raums basierend auf der Anzahl, die für die Belegung des Raums repräsentativ ist, zu steuern. Bei manchen Ausführungsformen umfassen die Umgebungsbedingungen eine Lichtausgabe innerhalb des Raums und eine Temperatur des Raums. Bei manchen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner auf ein Steuern eines Zutritts zu dem Raum und/oder eines Sicherheitssystems für den Raum zumindest teilweise basierend auf der Anzahl, die für die Belegung des Raums repräsentativ ist. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln der ersten Belegung auf ein Vergleichen einer Summe der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit einem Schwellenwert, ein Vergleichen eines Durchschnitts der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert und/oder ein Vergleichen eines Schwerpunkts der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln der zweiten Belegung auf ein Vergleichen einer Summe der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit einem Schwellenwert, ein Vergleichen eines Durchschnitts der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert und/oder ein Vergleichen eines Schwerpunkts der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert. Bei manchen Ausführungsformen weist ein Ermitteln einer Veränderung einer Belegung des Raums auf ein Anwenden der Pixelwerte des ersten Clusters und der Pixelwerte des zweiten Clusters bei einem vorhersagenden Modell, um eine Modellausgabe zu erzeugen, ein Vergleichen der Modellausgabe mit einem Schwellenwert, ein Aktualisieren der Anzahl, die für eine Belegung des Raums repräsentativ ist, basierend auf dem Vergleich der Modellausgabe mit einem Schwellenwert. Bei manchen Ausführungsformen weist das Verfahren ferner auf ein Anwenden von Maschinenlernen, um das analytische Modell zu trainieren, um zu ermitteln, wann es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, zumindest teilweise basierend auf der ersten Belegung innerhalb des ersten Bereichs und der zweiten Belegung innerhalb des zweiten Bereichs.
Der Begriff „gekoppelt“, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf jegliche Verbindung, Kopplung, Verknüpfung oder Ähnliches, durch die Signale, die von einem Systemelement getragen werden, an das „gekoppelte“ Element übertragen werden. Solche „gekoppelten“ Geräte oder Signale und Vorrichtungen sind nicht notwendigerweise direkt miteinander verbunden und können durch dazwischen angeordnete Komponenten oder Vorrichtungen getrennt sein, die solche Signale manipulieren oder modifizieren können. Auf ähnliche Weise sind die Begriffe „verbunden“ oder „gekoppelt“, wie sie hierin mit Bezug zu mechanischen oder physischen Verbindungen oder Kopplungen verwendet werden, relative Begriffe und benötigen keine direkte physikalische Verbindung.
Wie bei jeglicher Ausführungsform hierin verwendet kann eine „Schaltung“ oder ein „Schaltkreis“ beispielsweise aufweisen, einzeln oder in jeglicher Kombination, einen hartverdrahteten Schaltkreis, einen programmierbaren Schaltkreis, einen Zustandsmaschinenschaltkreis und/oder Firmware, die Anweisungen speichert, die mittels eines programmierbaren Schaltkreises ausgeführt werden. Bei mindestens einer Ausführungsform kann das Belegungsüberwachungssystem 102 einen oder mehrere integrierte Schaltkreise aufweisen. Ein „integrierter Schaltkreis“ kann eine digitale, analoge oder signalgemischte Halbleitervorrichtung und/oder Mikroelektronikvorrichtung sein, wie etwa beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, ein integrierter Halbleiterschaltkreis-Chip.
Ausführungsformen der Verfahren, die hierin beschrieben sind, können unter Verwendung eines Prozessors und/oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung implementiert werden. Aus diesem Grund können die Verfahren, die hierin beschrieben sind, auf einem materiellen nicht-flüchtigen computerlesbaren Medium implementiert sein, das Anweisungen hat, die darauf gespeichert sind und die, wenn sie von einem oder mehreren Prozessoren durchgeführt werden, die Verfahren durchführen. Daher kann das Belegungsüberwachungssystem 102 beispielsweise ein Speichermedium (nicht gezeigt) aufweisen, um Anweisungen (beispielsweise als Firmware oder Software) zu speichern, um die Vorgänge, die hierin beschrieben sind, durchzuführen. Das Speichermedium kann jegliche Art von handfestem Medium aufweisen, beispielsweise jegliche Art von Disc, einschließlich Floppydiscs, optische Discs, Compact-Disc Nur-lese-Speicher (CD-ROMs), wiederbeschreibbare Compact-Discs (CD-RWs) und magneto-optische Discs, Halbleitervorrichtungen, wie etwa Nur-Lese-Speicher (ROMs), Direktzugriffsspeicher (RAMs), wie etwa dynamische und statische RAMs, löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (EPROMs), elektrisch löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (EEPROMs), Flash-Speicher, magnetische oder optische Karten oder jegliche Art von Medien, die zum Speichern elektronischer Anweisungen geeignet ist.
Es wird von den Fachmännern auf dem Gebiet zu würdigen sein, dass jegliche Blockdiagramme hierin konzeptionelle Ansichten von anschaulichen Schaltkreisen repräsentieren, die die Prinzipien der Offenbarung bilden. Auf ähnliche Weise wird zu würdigen sein, dass jegliche Ablaufdiagramme, Flussdiagramme, Zustandsübergangsdiagramme, Pseudocode und Ähnliches verschiedene Prozesse repräsentieren, die im Wesentlichen als computerlesbares Medium repräsentiert sein können und so von einem Computer oder Prozessor ausgeführt werden können, egal ob so ein Computer oder Prozessor explizit gezeigt ist. Softwaremodule oder einfache Module, die impliziert sind, Software zu sein, können hierin als jegliche Kombination von Flussdiagrammelementen oder anderen Elementen repräsentiert sein, die eine Leistung von Verfahrensschritten und/oder eine textuelle Beschreibung angeben. Solche Module können durch Hardware ausgeführt werden, die explizit oder implizit gezeigt ist.
Die Funktionen der verschiedenen Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, einschließlich jegliche funktionalen Blöcke, die als „Prozessoren“ benannt sind, können durch die Verwendung von dedizierter Hardware sowie als Hardware bereitgestellt sein, die in der Lage ist, Software in Übereinstimmung mit geeigneter Software auszuführen. Wenn durch einen Prozessor bereitgestellt, können die Funktionen mittels eines einzelnen dedizierten Prozessors, mittels eines einzelnen gemeinsam verwendeten Prozessors oder mittels einer Mehrzahl individueller Prozessoren, von denen manche gemeinsam verwendet werden können, bereitgestellt werden. Darüber hinaus sollte die explizite Verwendung des Begriffs „Prozessor“ oder „Steuerung“ nicht so ausgelegt werden, dass sie sich exklusiv auf Hardware bezieht, die in der Lage ist, Software auszuführen, und kann implizit aufweisen, ohne Beschränkung, eine digitale Signalprozessor(DSP)-Hardware, einen Netzwerkprozessor, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine im Feld programmierbare Gatter-Anordnung (FPGA), einen Nur-Lese-Speicher (ROM) zum Speichern von Software, einen Direktzugriffsspeicher (RAM) und einen nicht-flüchtigen Speicher. Andere Hardware, herkömmlich und/oder benutzerdefiniert, kann auch umfasst sein.
Während die Prinzipien der Ausführungsformen hierin beschrieben wurden, ist es von den Fachmännern auf dem Gebiet zu verstehen, dass diese Beschreibung lediglich im Wege eines Beispiels vorgenommen wurde und nicht als eine Beschränkung des Umfangs der Anmeldung. Andere Ausführungsformen werden innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung erachtet, zusätzlich zu den beispielhaften Ausführungsformen, die hierin gezeigt und beschrieben sind. Modifikationen und Ersetzungen durch einen Fachmann auf dem Gebiet werden als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Anmeldung liegend erachtet, was nicht zu beschränken ist, außer durch die folgenden Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 15/949434 [0001]

Claims

Belegungsüberwachungssystem, aufweisend: einen Wärmesensor, um einen Bewohnerverkehr durch einen Zugang zu einem Raum zu überwachen, wobei der Wärmesensor eine Pixelanordnung aufweist, die eine Mehrzahl von Pixeln hat, wobei: die Pixelanordnung ein erstes Cluster der Mehrzahl von Pixeln aufweist, die mit einem ersten Bereich eines Sichtfeldes des Wärmesensors assoziiert sind; und die Pixelanordnung ein zweites Cluster der Mehrzahl von Pixeln aufweist, die mit einem zweiten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors assoziiert sind; einen Speicher, der dazu ausgebildet ist, erste Pixelwerte des ersten Clusters und zweite Pixelwerte des zweiten Clusters zu speichern; und einen Prozessor, der mit dem Wärmesensor und dem Speicher gekoppelt ist und der dazu ausgebildet ist, zu ermitteln, ob es eine Veränderung der Belegung des Raumes gibt, basierend auf Veränderungen der ersten Pixelwerte und der zweiten Pixelwerte über die Zeit.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei die ersten Pixelwerte Hitze repräsentieren, die mittels des ersten Clusters innerhalb des ersten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors erfasst werden, und die zweiten Pixelwerte Hitze repräsentieren, die mittels des zweiten Clusters innerhalb des zweiten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors erfasst werden.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob es eine Veränderung der Belegung des Raums gibt, aufweist: ein Vergleichen der ersten Pixelwerte mit einem Schwellenwert, um eine Präsenz eines Bewohners in dem ersten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors zu erkennen; und ein Vergleichen der zweiten Pixelwerte mit dem Schwellenwert, um eine Präsenz eines Bewohners in dem zweiten Bereich des Sichtfelds des Wärmesensors zu erkennen.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, aufweist: ein Ermitteln, dass ein Bewohner den Raum betritt, wenn die zweiten Pixelwerte über einen Schwellenwert zunehmen, nachdem die ersten Pixelwerte über den Schwellenwert zunehmen; und ein Ermitteln, dass ein Bewohner den Raum verlässt, wenn die ersten Pixelwerte über den Schwellenwert zunehmen, nachdem die zweiten Pixelwerte über den Schwellenwert zunehmen.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei das Ermitteln, ob es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, aufweist: ein Anwenden der ersten Pixelwerte und der zweiten Pixelwerte bei einem analytischen Modell, um Bewohneraktivitätsdaten zu erzeugen, die repräsentativ für die Belegung des Raums sind, wobei die Belegung des Raums eine Anzahl von Bewohnern in dem Raum ist.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist: einen Belegungszähler zu erhöhen, wenn ein Bewohner den Raum betritt; und einen Belegungszähler zu verringern, wenn ein Bewohner den Raum verlässt.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist: Befehle zu übertragen, um Umgebungsbedingungen innerhalb des Raums zumindest teilweise basierend auf der ermittelten Veränderung einer Belegung des Raums zu steuern.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 7, wobei Umgebungsbedingungen des Raums eine Lichtausgabe in dem Raum und eine Temperatur des Raums umfassen.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 7, wobei das System ferner eine Lichtsteuerung aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Lichtausgabe von Lichtern in dem Raum zu steuern; und der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, die Befehle an die Lichtsteuerung zu übertragen, um die Lichtausgabe in dem Raum zu steuern.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 7, wobei: das System ferner eine Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensteuerung (HVAC) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Temperatur in dem Raum zu steuern; und der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, die Befehle an die HVAC zu übertragen, um die Temperatur des Raums zu steuern.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei: das System ferner mindestens einen passiven Infrarotsensor aufweist, der hin zu dem Raum gerichtet ist, um ein Aktivitätsniveau von Bewohnern in dem Raum zu überwachen; und der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, Befehle zu übertragen, um Umgebungsbedingungen des Raums zumindest teilweise basierend auf dem Aktivitätsniveau der Bewohner in dem Raum zu steuern.
Belegungsüberwachungssystem nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, ein Sicherheitssystem und/oder einen Zutritt zu dem Raum zumindest teilweise basierend auf der ermittelten Veränderung einer Belegung des Raums zu steuern.
Verfahren zum Überwachen eines Raums, aufweisend: Sammeln von Wärmesensordaten von einem Wärmesensor, der ein Sichtfeld eines Zugangs zu einem Raum hat, wobei die Wärmesensordaten Pixelwerte für eine Mehrzahl von Pixeln einer Pixelanordnung des Wärmesensors aufweisen; Ermitteln einer ersten Belegung innerhalb eines ersten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors zumindest teilweise basierend auf Pixelwerten eines ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung; Ermitteln einer zweiten Belegung innerhalb eines zweiten Bereichs des Sichtfelds des Wärmesensors zumindest teilweise basierend auf Pixelwerten eines zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung; Ermitteln einer Veränderung einer Belegung des Raums zumindest teilweise basierend auf den Veränderungen der ersten Belegung innerhalb des ersten Bereichs und der zweiten Belegung innerhalb des zweiten Bereichs über die Zeit; und Speichern, in einem Speicher, einer Anzahl, die für eine Belegung des Raums repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner aufweisend: Übertragen von Befehlen, um Umgebungsbedingungen des Raums basierend auf der Anzahl, die für die Belegung des Raums repräsentativ ist, zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Umgebungsbedingungen eine Lichtausgabe innerhalb des Raums und eine Temperatur des Raums umfassen.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner aufweisend: Steuern eines Zutritts zu dem Raum und/oder eines Sicherheitssystems für den Raum zumindest teilweise basierend auf der Anzahl, die für die Belegung des Raums repräsentativ ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ermitteln der ersten Belegung aufweist: Vergleichen einer Summe der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit einem Schwellenwert; und/oder Vergleichen eines Durchschnitts der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert; und/oder Vergleichen eines Schwerpunkts der Pixelwerte des ersten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ermitteln der zweiten Belegung aufweist: Vergleichen einer Summe der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit einem Schwellenwert; und/oder Vergleichen eines Durchschnitts der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert; und/oder Vergleichen eines Schwerpunkts der Pixelwerte des zweiten Clusters der Mehrzahl von Pixeln der Pixelanordnung mit dem Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Ermitteln einer Veränderung einer Belegung des Raums aufweist: Anwenden der Pixelwerte des ersten Clusters und der Pixelwerte des zweiten Clusters bei einem vorhersagenden Modell, um eine Modellausgabe zu erzeugen; Vergleichen der Modellausgabe mit einem Schwellenwert; und Aktualisieren der Anzahl, die für eine Belegung des Raums repräsentativ ist, basierend auf dem Vergleich der Modellausgabe mit einem Schwellenwert.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner aufweisend: Anwenden von Maschinenlernen, um das analytische Modell zu trainieren, um zu ermitteln, wann es eine Veränderung einer Belegung des Raums gibt, zumindest teilweise basierend auf der ersten Belegung innerhalb des ersten Bereichs und der zweiten Belegung innerhalb des zweiten Bereichs.