JP2011049004A - 照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】周囲が暗い場合であっても、照明領域への人の進入を検知することが可能な照明制御システムを低コストで提供する。
【解決手段】照明制御システムは、照明領域内の撮像領域を撮像するカメラ２が接続された複数の照明器具１…１を備える。各照明器具１は、蛍光灯などの光源１２と、光源１２を点灯・消灯させる点灯装置１３と、カメラ２によって撮像された画像データ及び記憶部１４に記憶された背景画像に基づいて、撮像領域内における人の存否を検知する制御部１１とを備える。何れの照明器具１…１においても人の存在が検知されない場合には、照明器具１…１のうち人の進入路付近に設置された所定の照明器具１ｂは点灯し、残りの照明器具１ａは消灯するよう、各照明器具１は設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラを用いて人を検出することで、防犯や省エネを実現する照明制御システムに関するものである。

従来から、複数の照明器具を備え、省エネや防犯機能を提供する照明制御システムとして、人を検知して照明器具の調光レベルを制御し、人を検知しない場合には照明器具を消灯させるなどの制御を行う照明制御システムがあった。

この種の照明制御システムは、明るさに応じて出力電流が変化するフォトダイオードを照明器具に設け、机上面をフォトダイオードの集光の範囲として光源への出力電圧を一定にすることで、外光や他の照明器具の照明光による影響を受けることなく、机上面の照度を一定に保っている。また、熱線の変化を検知する焦電素子を照明器具に設け、照明領域を熱線の検知範囲とすることで、焦電素子が人を一定時間検知しない場合には、照明器具を消灯するよう制御している。

しかしながら、人を検知する手段として焦電素子を用いる上述の照明制御システムでは、人が座ったり、立ち止まったりして動いていない場合には、熱線の変化が発生しないために人を検知できず、人が照明領域内に存在するにもかかわらず、照明が消灯されるという問題があった。

そこで、照明領域を所定の時間間隔をおいて連続的に撮像する画像センサを有し、予め撮像した背景の画像データと、現在の撮像した画像データとを比較・演算することで撮像エリアの人を検知するとともに、ある時点の画像データと所定時間経過後の画像データとを比較・演算することで動く人を検知して、照明器具の調光レベルを制御する照明制御システムが考えられた（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に記載のものは、照明領域を連続的に撮像する手段として、可視光線領域の光を撮像する画像センサを用いているため、照明領域の周囲が暗い場合には照度が不足し、人を検出可能な画像を撮像できなかった。

そこで、照明領域の周囲が暗い場合であっても、照明領域に進入した人を検出可能にする方法として、照明を点灯している状態では画像センサにより人を検知し、照明を消灯した状態では焦電素子によって人の検出を行う照明制御システムが考えられている（例えば、特許文献２）。また他の方法として、照明を消灯した状態では、赤外線を照射し、その反射光を赤外線領域を撮像可能なカメラで撮像することで人の検出を行う照明制御システムも考えられている（例えば、特許文献３）。

特開２００２−２８９３７３号公報 特開２００２−２４６１８９号公報 特開２００４−５０１４９６号公報

しかしながら、上述の特許文献２に記載のものは、画像センサとは別に、照明が消灯している間の人検知手段として焦電素子が必要であり、製造コストが高くなるという問題があった。

また、引用文献３に記載のものは、照明が消灯している間に赤外線を照射するための光源と、赤外線を撮像可能なカメラを用いる必要があるため、製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、周囲が暗い場合であっても、照明領域への人の進入を検知することが可能な照明制御システムを低コストで提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明では、複数の照明器具と、複数の前記照明器具による照明領域内に設けた撮像領域を撮像するカメラと、前記カメラにより撮像された画像データに基づいて撮像領域内で人の存否を検知する人検知手段と、前記照明器具の動作を制御する照明制御手段とを備え、前記照明制御手段は、前記人検知手段により人が検知されない場合には、前記照明器具のうち所定の照明器具を前記カメラが撮像可能な程度の明るさに点灯させるとともに、他の照明器具を消灯させること特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１記載の発明において、前記所定の照明器具は前記照明領域の外縁部に配設されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、人が存在せず周囲が暗い場合であっても、所定の照明器具が点灯することで、カメラ及びカメラが撮像した映像に基づいて人を検知する人検知手段によって、照明領域への人の進入を検知することができ、人が存在しない場合における消費電力を低減した照明制御システムを、低コストで提供することができる。

請求項２の発明によれば、人が照明領域に進入する経路は専ら照明領域の外縁部からに限られるので、人が照明領域に進入したことをより正確に検知することができる。

本発明の実施の形態にかかる照明制御システムの要部を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は概略ブロック図である。 同照明制御システムにおける照明器具の点灯状態を示す概略ブロック図である。 同点灯状態の他例を示す概略ブロック図である。 同照明制御システムの他例を示す概略ブロック図である。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

本実施の形態に係る照明制御システムは、オフィス・店舗などの屋内照明として用いられ、その規模に関わらず適応することができる。この照明制御システムは、屋内の天井などに、下方を照明領域として複数の照明器具１…１が配設されている。

各照明器具１は、商用電源（図示せず）に接続されており、商用電源から供給される電力を動作電力として動作する。複数台の照明器具１は、図１（ａ）に示すように、格子状に配設され、各照明器具１…１は、信号線Ｌを介して接続されている。なお、図１（ａ）内の領域Ａは、照明器具１…１による照明領域を示しており、図１（ａ）内の領域Ｂは、１台の照明器具１において、後述するカメラ２による撮像領域を示している。

また各照明器具１は、図１（ｂ）に示すように、蛍光灯やＬＥＤ（発光ダイオード）からなる光源１２と、光源１２の点灯・消灯を切替える点灯装置１３と、不揮発性のメモリからなる記憶部１４と、信号線Ｌを介して他の照明器具１と通信を行う通信部１５と、リモコン装置（図示せず）からの操作信号を受信するリモコン受信部１６と、入力される信号に基づいて点灯装置１３を制御する制御部１１と、各照明器具１の下方の領域を撮像領域とするカメラ２を備えている。

カメラ２は、定期的に撮像領域Ｂを撮像しており、撮像した映像は制御部１１に画像データとして出力され、記憶部１４に記憶されるとともに、制御部１１によって人の検出に用いられる。

点灯装置１３は、制御部１１からの調光信号に基づいて、例えば光源１２の点灯電力への給電経路内にトライアックを設けて点灯電力を位相制御することで、光源１２の点灯出力を制御している。これにより、制御部１１によって人の検出がない場合において、カメラ２で撮像した画像から人を検出可能な限界の照度まで照度を下げることができ、結果として照明制御システムの消費電力を低減することが可能である。

記憶部１４は、フラッシュメモリなどの不揮発性のメモリからなり、制御部１１を介して必要な情報が記憶される。具体的には、人が居ない状態でカメラ２を用いて撮像した背景画像の画像データや、照明器具１を識別するための識別番号、及び、人が検出されない状態において光源１２を消灯させるか、又は、光源１２を低出力で点灯させるのかを設定する設定情報などが記憶される。

通信部１５は、例えばＲＳ２３２ＣシリアルトランシーバやＤＡＬＩトランシーバであり、通信線Ｌを介して他の照明器具１との間で通信信号の授受を行う。通信部１５は、制御部１１及び他の照明器具１から入力された通信信号を、照明器具１間で定めた通信用プロトコルに適宜、変換・逆変換を行い、他の照明器具１及び制御部１１に出力する。授受される通信信号としては、照明器具１にて人が検出されたことを示す検出信号などがある。

リモコン受信部１６は、赤外線などを介してリモコン装置からの操作信号を受信して制御部１１に出力する。入力される操作信号は、各照明器具１を識別するための識別番号の設定、人が検出されない状態において点灯、消灯の何れの動作を行うかの設定、調光レベルの調整、などの各種制御用の命令を含めることができる。

制御部１１は、例えばマイコンなどによって構成され、カメラ２から入力される画像データに基づいて人を検出する。具体的には、記憶部１４に記憶された背景画像の画像データと、カメラ２で撮像された画像データとを比較・演算することで人を検出する。また、記憶部１４に直前の画像データを記憶させておき、現在の画像データと比較・演算することで人を検出する。このように複数の方法により人を検出することでより精度の高い人の検出が可能となる。

また制御部１１は、通信部１５を介して他の照明器具１と通信信号の授受を行っており、自身が人を検出すると他の照明器具１に検出信号を出力するとともに、他の照明器具１の制御部１１から検出信号が入力されると、自身の光源１２を点灯させる。このようにすることで、照明制御システム内の何れからの照明器具１が人を検出した際に、全ての照明器具１の光源１２を点灯させることが可能となる。また制御部１１は、自身で人を検出せず、他の照明器具１も人を検出しない場合には、記憶部１４に記憶された設定情報に基づいて、光源１２を消灯、又は、低出力での点灯を行う。

ここで、この照明制御システムの動作について説明を行う。なお、以下の説明では、部屋２０の天井に複数の照明器具１…１を格子状に配置し、部屋２０の両側に設けられた出入口２１、２１を人の進入路として想定して説明を行う。

まず、この照明制御システムを動作させるためには、各照明器具１…１を外部のリモコン装置（図示せず）を用いて初期設定を行う。具体的には、初期設定の設定内容として、個々の照明器具１を識別するための識別番号を、同一の照明領域で重複しないように各照明器具１に割り当て、制御部１１を介して記憶部１４に記憶させる。また、人が検出されない状態における撮像領域の映像を、背景画像としてカメラ２を用いて撮影し、記憶部１４に記憶させる。さらに、人が検出されない場合において、光源１２を消灯、又は、低出力で点灯させるのかを設定する設定情報を記憶部１４に記憶させる。ここで、人の進入路である出入口２１の付近に設置された照明器具１ｂ…１ｂ（図２において、ハッチング処理を施した照明器具１）は、人が検出されない場合において所定の調光レベルで点灯するように設定され、それ以外の照明器具１ａ…１ａ（図２において、ハッチング処理を施していない照明器具１）は消灯するよう設定されている。

まず、初期状態として、何れかの照明器具１によって人が検出されている状態では、信号線Ｌを介して各照明器具１が通信信号の授受を行うことによって、全ての照明器具１の光源１は点灯している。

人が照明空間内から退出すると、何れの照明器具１の制御部１１においても、人の検出がされなくなる。ここで制御部１１は、人が検出されなくなった後、所定の時間経過するまでに再度人が検出されず、且つ、通信部１５を介して他の照明器具１から所定の時間検出信号が入力されない場合には、記憶部１４に記憶された設定内容に基づいて、消灯、もしくは調光レベルの設定を行う。具体的には、出入口２１、２１付近に配設された照明器具１ｂ…１ｂは、人を検出できる程度の明るさに設定された調光レベルで点灯し、それら以外の照明器具１ａ…１ａは消灯する。なおこの時、消灯した照明器具１ａのカメラ２の電源をオフすることで、より電力消費を抑えることができる。

このように、出入口２１、２１付近に配設された照明器具１ｂ…１ｂが点灯しているので、照明器具１ｂ…１ｂのカメラ２は、人を検出可能な明るさで撮像することができるので、制御部１１がその画像データに基づいて人を検出することができる。

次に、何れかの照明器具１ｂ…１ｂが人を検出すると、検出した照明器具１ｂは点灯装置１３を介して光源１２を点灯させるとともに、通信部１５を介して他の照明器具１に検出信号を出力する。人を検出しなかった他の照明器具１ａ…１ａ、１ｂ…１ｂは、信号線Ｌを介して検出信号を受信し、制御部１１がその検出信号に基づいて、点灯装置１３を介して光源１２を点灯させる。

このようにして、人が検出されず照明領域を消灯する状態であっても、カメラ２によって撮像した映像に基づいて人を検出することが可能であり、周囲が暗い場合であっても、照明領域への人の進入を検知することができる。

なお、本実施の形態においては、全ての照明器具１…１がカメラ２を備え、各照明器具１がそれぞれ人の検出を行っているが、照明空間の略中央付近に配設された照明器具１にのみ画角の広いカメラ２を接続して、カメラ２で照明領域の全体を撮像して人の検出を行い、他の照明器具１にその情報を通信信号として出力するようにしても良い。このようにすることで、カメラ２の台数を減らすことができ、より低価格で照明制御システムを提供することができる。

また、図３に示すように、照明領域の外縁に配設された照明器具１ｂ…１ｂを、人が検出されない場合において低出力で点灯するように設定し、それ以外の照明器具１ａ…１ａは消灯するように設定してもよい。このとき、例えば特許文献１に記載された既知の技術を用いて、各照明器具１…１が照明領域の外縁部に配設されているかを自動的に検出し、その検出結果に応じて、人が検出されない場合における光源１２の動作を自動的に設定するようにしても良い。このようにすることで、照明制御システムの使用前に行う初期設定の設定手間を減らすことができる。

また、本システムにおいて、通信線Ｌにロギング装置３を接続し、人の進入を検知した照明器具１の識別番号をロギング装置３に記憶させるようにしても良い。ロギング装置３は、各照明器具１…１のうち、人の進入を検知した頻度が予め設定した所定の頻度より高い照明器具１ｂ（図４においてハッチング処理を施した照明器具１）を人が検出されない場合において低出力で光源１２を点灯させるように設定し、他の照明器具１ａ（図４において、白抜きで表現した照明器具１）は消灯するよう、設定情報を更新させる。このようにすることで、人が進入する経路を自動的に想定することが可能となり、より効率のよい照明制御システムを提供することができる。

１（１ａ、１ｂ） 照明器具
１１ 制御部
１２ 光源
１３ 点灯装置
１４ 記憶部
１５ 通信部
１６ リモコン受信部
２ カメラ

Claims (2)

1. 複数の照明器具と、
   複数の前記照明器具による照明領域内に設けた撮像領域を撮像するカメラと、
   前記カメラにより撮像された画像データに基づいて撮像領域内で人の存否を検知する人検知手段と、
   前記照明器具の動作を制御する照明制御手段とを備え、
   前記照明制御手段は、前記人検知手段により人が検知されない場合には、前記照明器具のうち所定の照明器具を前記カメラが撮像可能な程度の明るさに点灯させるとともに、他の照明器具を消灯させること特徴とする照明制御システム。
2. 前記所定の照明器具は、前記照明領域の外縁部に配設されていることを特徴とする請求項１記載の照明制御システム。

Images