JP2012155875A - Lighting control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人感センサによる人の検知結果に応じて照明を行う照明制御システムに関するものである。 The present invention relates to an illumination control system that performs illumination according to a human detection result by a human sensor.
従来、省電力を目的として、空間内に人の存否を検知する人感センサを配置し、この人感センサからの出力に応じて照明器具の点灯、消灯を自動的に行う照明制御システムが提供されている。また近年、この種の照明制御システムにおいて、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの画像センサを利用し、画像センサにより撮像された画像から人の存否を検知することが検討されている。 Conventionally, for the purpose of power saving, a lighting control system has been provided in which a human sensor is installed in the space to detect the presence or absence of a person, and lighting fixtures are automatically turned on and off according to the output from the human sensor. Has been. In recent years, in this type of lighting control system, it has been considered to use an image sensor such as CCD (Charge Coupled Device) or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) to detect the presence or absence of a person from the image captured by the image sensor. Has been.
この種の画像センサは、人の動きや明るさの変化などを高密度に取得できるという特徴があるので、例えば特許文献1に記載の照明システムのように、照明空間内に設定された検知領域で生じた輝度変化を追跡して人を検知することが提案されている。この特許文献1に記載された照明システムでは、画像センサから出力される画像に基づいて、照明空間内に設定された特定の検知領域で生じた輝度変化を追跡し、この検知領域で生じた輝度変化に基づいて光源の点灯状態を制御している。これにより、人以外の移動物体などの誤検知を低減して、信頼性の高い点灯制御を行うことを可能にしている。
Since this type of image sensor has a feature that it can acquire a human movement, a change in brightness, and the like with high density, for example, a detection region set in an illumination space as in the illumination system described in
ところで、この種の照明制御システムを用いてオフィスなどの広い空間を照明する場合には、上述のような画像センサを検知領域を異ならせて配置することで、広い照明空間全体において人の存否を検知できるようにしている。 By the way, when illuminating a wide space such as an office using this kind of illumination control system, the presence or absence of a person in the entire wide illumination space can be determined by arranging the image sensors as described above with different detection areas. It can be detected.
例えば、図9に示す照明制御システム100では、照明領域S1を縦2×横2の4つの領域S1a〜S1dに分割し、各領域S1a〜S1dをそれぞれ照明領域として設定された照明器具10a〜10dが天井面に配置されている。各照明器具10(10a〜10d)はそれぞれ画像センサ11を備え、各画像センサ11は、照明器具10に対応した領域S1a〜S1dを検知領域として設定されている。
For example, in the illumination control system 100 shown in FIG. 9, the illumination area S1 is divided into 4 areas S1a to S1d of 2 × 2 in the vertical direction, and each of the areas S1a to S1d is set as an illumination area, respectively. Is placed on the ceiling. Each lighting fixture 10 (10a-10d) is provided with the
この照明制御システム100では、何れかの照明器具10(10a〜10d)の画像センサ11から出力された画像の輝度変化などに基づいて人の存在を検知すると、人が検知された領域S1a〜S1dに対応する照明器具10を点灯させる。なお、この照明制御システム100において、画像センサ11からの画像内での輝度変化に基づいて人を検知する具体的な方法については従来既知の技術であり、詳細な説明については省略する。
In this lighting control system 100, when the presence of a person is detected based on a change in luminance of an image output from the
このように、複数の画像センサ11を用いることで、照明領域S1全体における人の存否を検知することが可能となり、オフィスなどの広い空間を照明する場合であっても、信頼性の高い点灯制御を行うことを可能にしている。
Thus, by using a plurality of
しかしながら、図9に示す照明制御システム100では、各画像センサ11の検知領域(領域S1a〜S1d)が隣接しているので、例えば照明器具10aが点灯すると、領域S1b〜S1dのうち領域S1aと隣接する部位が明るくなる。そのため、照明器具10b〜10dの画像センサ11が出力する画像でも領域S1aとの隣接部位の輝度が高くなり、この輝度変化に基づいて人が存在すると判断して照明器具10b〜10dが点灯し、領域S1aの周囲の領域S1b〜S1dが照明される。そのため、本来点灯が不要な照明器具10(上述の例では照明器具10b〜10d)を点灯することにより不要な電力消費が発生するという問題があった。
However, in the illumination control system 100 shown in FIG. 9, since the detection regions (regions S1a to S1d) of the
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、不要な電力消費を低減して省エネを実現可能な照明制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described reasons, and an object of the present invention is to provide an illumination control system capable of realizing energy saving by reducing unnecessary power consumption.
上記目的を達成するために、本願の照明制御システムでは、複数の照明器具と、複数の照明器具の照明領域ごとに人の存否を検知する人感センサと、照明領域ごとに、他の照明器具の照明領域と隣接する隣接領域における輝度変化を検知する輝度変化検知部と、人感センサ及び輝度変化検知部からの検知出力に基づいて照明器具の点灯状態を制御する照明制御部とを備え、照明制御部は、隣接領域における輝度変化が検知され、且つ、人の存在が検知されなかった照明器具の点灯状態を所定の点灯状態に設定することを特徴とする。 To achieve the above object, in the lighting control system of the present application, a plurality of lighting fixtures, a human sensor for detecting the presence / absence of a person for each lighting area of the plurality of lighting fixtures, and another lighting fixture for each lighting area A luminance change detection unit that detects a luminance change in an adjacent region adjacent to the illumination region, and an illumination control unit that controls the lighting state of the lighting fixture based on the detection output from the human sensor and the luminance change detection unit, The illumination control unit is characterized by setting a lighting state of a lighting fixture in which a luminance change in an adjacent region is detected and no human presence is detected to a predetermined lighting state.
この照明制御システムにおいて人感センサは、照明領域を撮像して撮像画像を出力する画像センサと、画像センサから出力された撮像画像と予め設定された基準画像との差分に基づいて人の存否を検知する人体検知手段とを備え、輝度変化検知部は、画像センサから出力された撮像画像と基準画像との差分に基づいて輝度変化を検出することが好ましい。 In this illumination control system, the human sensor detects the presence or absence of a person based on a difference between an image sensor that captures an illumination area and outputs a captured image, and a captured image output from the image sensor and a preset reference image. Preferably, the luminance change detection unit detects a luminance change based on a difference between the captured image output from the image sensor and the reference image.
また照明制御手段は、検知された輝度変化の変化パターンに応じて照明器具の点灯状態を制御し、この変化パターンとして、隣接領域に輝度の変化が集中する変化パターンを有することが好ましい。また、この変化パターンとして、隣接領域に輝度の変化が集中するとともに、隣接領域と隣接する領域に所定領域よりも広い領域で輝度の変化が存在する変化パターンを有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that an illumination control means controls the lighting state of a lighting fixture according to the detected change pattern of a brightness | luminance change, and has a change pattern which a brightness | luminance change concentrates on an adjacent area as this change pattern. In addition, it is preferable that the change pattern has a change pattern in which the change in luminance is concentrated in the adjacent region and the change in luminance exists in a region wider than the predetermined region in the region adjacent to the adjacent region.
本願の照明制御システムによれば、不要な電力消費を低減して省エネを実現可能となる。 According to the lighting control system of the present application, unnecessary power consumption can be reduced and energy saving can be realized.
以下に、本願の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態にかかる照明制御システム1は、商用電源(図示せず)からの供給電力により動作する複数の照明器具10(10a〜10i)を備える(図1を参照)。各照明器具10は、例えば図3に示すように、オフィスなどの天井面に配置されており、下方側に設けられた領域を照明領域として設定されている。ここで本実施の形態においては、図1に示すように、照明器具10a〜10iは各々に設定された長方形状の照明領域(領域Aa〜Ai)が隣接するようにして、縦横3個ずつの格子状に等間隔に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present application will be described with reference to the drawings. The
また各照明器具10は、図2に示すように、例えばLED(発光ダイオード)などの光源11を備え、後述する制御部12からの調光信号に応じて点灯、消灯、及び、調光レベルの調整が行われる。
Further, as shown in FIG. 2, each
また各照明器具10は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子(図示せず)を備え、撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、画像データ(撮像画像)に成形して出力する画像センサ13を備える。この画像センサ13は、各々の照明器具10に設定された照明領域(上述の領域Aa〜Ai)をその撮像領域として設定されている。また画像センサ13は、後述する制御部12からの要求に応じて撮像領域を撮像し、生成した画像データを制御部12へ出力する。本実施の形態では、約30分の1秒ごとに画像センサ13から制御部12へ画像データが出力される。
Each
また各照明器具10は、制御部12により読み書きが行われる種々のデータを記憶する記憶部14を備える。この記憶部14は、例えばDDRAM(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)などの揮発性メモリからなり、画像センサ13から出力された複数の画像データを記憶可能とするため容量の大きなメモリが用いられる。
Moreover, each
さらに照明器具10は、例えば、DSP(Digital Signal Processor)や高度イメージプロセッサといった演算処理を高速且つ大量に処理することが可能なプロセッサからなる制御部12を備えている。この制御部12は、2つの画像データの差分画像を生成する差分画像生成部15と、差分画像に基づいて人の存否を検知する人体検知部16と、差分画像に基づいて撮像領域内の輝度変化を検知する輝度変化検知部17をその構成要素として備える。また制御部12は、人体検知部16及び輝度変化検知部17からの検知出力に基づいて、光源11の点灯状態を制御するための調光信号を出力する照明制御部18をその構成要素として備える。
Furthermore, the
差分画像生成部15は、画像センサ13から入力された現在の画像データ(図4(a)を参照)と、記憶部14に記憶された背景画像を示す画像データ(図4(b)を参照)との差分画像(図4(c)を参照)を生成して人体検知部16に出力する。ここで、図4(a)〜(c)の画素群P1、P2は机などの物体、画素群P3は人にそれぞれ対応している。そのため、差分画像には、図4(c)に示すように、現在の画像データと背景画像を示す画像データの両方に存在する画素群P1、P2が除去されて、現在の画像データのみに存在する画素群P3のみが差分画像として出力される。
The
ここで、上述の背景画像には、例えば人の検知を開始するまでの初期設定時に人が撮像領域内に存在しない状態で、画像センサ13が撮像領域を撮像した画像データが用いられる。なお、人が居ないと判断した時点での画像センサ13から出力された画像データを随時背景画像として記憶部14に記憶させ、背景画像をリアルタイムに更新するようにしても良い。このようにすれば、例えば人以外の物体(机や椅子など)が新たに設置された場合でも、これらの物体を差分画像に含めずに出力することができ、設定操作を行うことなく人の検知精度を向上させることができる。
Here, for the background image described above, for example, image data obtained by imaging the imaging area by the
人体検知部16は、例えば差分画像生成部15が生成した差分画像内において、予め定義した人物モデルの形や面積を持つ画素の集合が存在するか否かを判断し、この画素の集合が存在すれば照明領域(上述の領域Aa〜Ai)内に人が存在すると判断する。また、人が存在すると判断した場合には、対応する領域Aa〜Ai内に人が存在する旨を示す人体検知信号を照明制御部18に出力する。なお、人体検知部16が照明領域における人の存否を判断する方法は上述のような方法に限られず、例えば差分画像内における差分量の最大値や平均値を用いて人の存否を判断しても良く、また差分が発生した画素の総数などを用いても良い。
For example, the human
輝度変化検知部17は、差分画像生成部15が生成した差分画像に基づいて、他の照明器具10と隣接する隣接領域(図1における領域A1、A2)の輝度の変化を検知し、その検知結果を照明制御部18に出力する。この隣接領域A1は、各照明器具10の照明領域(領域Aa〜Ai)における四方の各辺から所定距離内の領域であり、図1に示すように互いに一部が重なり合う長方形の領域である。また隣接領域A2は、前述の領域A1が重なりあう領域であり、各照明器具10の照明領域(領域Aa〜Ai)における四隅にそれぞれ設けられている。
Based on the difference image generated by the difference
ここで、輝度変化検知部17は図5に示すように、隣接領域A1、A2にそれぞれ対応する画素の集合を画素群Q1、Q2とし、差分画像において画素群Q1及び画素群Q2に差分量が大きく偏っている場合に、輝度変化検知信号を照明制御部18に出力する。すなわち、差分画像の全画素に対する差分画素の割合と、画素群Q1、Q2における差分画素との割合に基づいて、隣接領域A1、A2における輝度変化の有無を判断する。また輝度変化検知信号には、輝度変化が発生したことを示すとともに、輝度変化が発生した領域A1、A2(又は画素群Q1、Q2)を識別可能な情報を含んでいる。
Here, as shown in FIG. 5, the luminance
また輝度変化検知部17は、上述のように画素群Q1、Q2に輝度の変化が集中していると判断して輝度変化を検知すると、その輝度変化が集中する画素群Q1、Q2を基点とした所定の長方形モデルが存在するか否かを判断する。この長方形モデルが存在すると判断した場合に輝度変化検知部17は、その画素の集合を人影として判断し、この人影が発生した隣接領域A1、A2(又は画素群Q1、Q2)を識別可能な情報とともに影検知信号として照明制御部18に出力する。
Further, when the luminance
照明制御部18は、輝度変化検知部17から入力される輝度変化検知信号及び影検知信号に基づいて輝度変化の変化パターンを判断し、この変化パターンと人体検知部16から入力される人体検知信号の有無に応じて光源11の点灯状態を制御する。ここで、光源11を消灯もしくは低い調光レベルで点灯させる点灯状態を待機状態とし、光源11を調光レベルの上限で点灯させた状態を全点灯状態とする。また待機状態と全点灯状態との間に調光レベルが異なる第一調光状態及び第二調光状態が設けられており、第一調光状態は第二調光状態よりも低い(暗い)調光レベルに設定する。なお、本実施の形態では、第一調光状態は待機状態と同じ点灯レベルに設定されており、第二調光状態は半点灯状態に設定されている。
The
ここで、照明制御部18は、光源11が待機状態又は、第一・第二調光状態の何れかの状態である場合に人体検知信号が入力されると、調光信号を出力して光源11を全点灯状態に設定する。これにより、各照明器具10の照明領域(上述の領域Aa〜Ai)内に人が進入した場合には、光源11の点灯状態が全点灯状態に設定され、対応する領域Aa〜Aiが所望の明るさで照明される。
Here, when the human body detection signal is input when the
また照明制御部18は、光源11が待機状態である場合において、人体検知信号が入力されず、且つ、輝度変化検知信号が入力されると(第一変化パターン)、光源11を第一調光状態に設定する。またこの時、この輝度変化検知信号が示す画素群Q1、Q2と、同じ画素群Q1、Q2を示す影検知信号入力された場合には(第二変化パターン)、光源11を第二調光状態に設定する。
In addition, when the
すなわち照明制御部18は、待機状態において輝度変化検知信号が入力されると、近接する照明器具10が点灯したと判断し、第一調光状態に光源11を設定することで地明りを得ている。また影検知信号が入力された場合には、近接する照明器具10が点灯し、さらに自機の照明領域(上述の領域Aa〜Ai)の近傍に人が居ると判断して、第二調光状態に光源11を設定することで補助光を得るようにしている。
That is, when the luminance change detection signal is input in the standby state, the
例えば、図6(a)に示すように照明器具10gが人を検知して全点灯状態になると、照明器具10dの照明領域(領域Ad)下方側に設けられた隣接領域A1、A2、A2が明るくなる。また同時に、照明器具10eの照明領域(領域Ae)左下隅に設けられた隣接領域A2と、照明領域10hの照明領域(領域Ah)の左側の隣接領域A1、A2、A2が明るくなる。このとき、照明器具10dの輝度変化検知部17では、領域Adの下方側に対応する画素領域Q1、Q2、Q2に差分画素が集中するので、照明器具10gが点灯したと判断することができる。
ここで図6(a)に示すように、領域Agにおける照明器具10gの左側に人が存在する場合には領域Adには人影が発生せず、照明器具10dでは領域Adの近傍には人が存在しないと判断することができる。これにより、照明器具10d、10e、10hの点灯状態は、図6(b)に示すように、待機状態と同じ点灯レベルである第一調光状態に制御される。
For example, as shown in FIG. 6A, when the
Here, as shown in FIG. 6A, when a person is present on the left side of the
一方、図7(a)に示すように領域Ag内の照明器具10d側に人が存在する場合には、図6(a)の場合と同じ領域に輝度変化が生じるとともに、領域Adの下方側の領域A1を基点とした人影が発生する。この人影を照明器具10dの輝度変化検知部17が検知することで、照明器具10dは、領域Adの近傍に人が存在すると判断することができる。これにより、照明器具10dは第二調光状態である半点灯状態にその点灯状態が設定され、照明器具10e、10hは待機状態と同じ点灯レベルである第一調光状態に制御される(図7(b)を参照)。
On the other hand, as shown in FIG. 7A, when a person is present on the side of the
このようにして、輝度変化検知信号及び影検知信号に基づいて、自機の照明領域(照明器具10dでは領域Ad)だけでなく、周囲の照明器具10の照明領域(領域Aa〜Ac及び領域Ae〜Ai)の状態に基づいて、適切に光源11を制御することができる。そのため、周囲の照明器具10が点灯したことによる輝度変化に起因する不要な電力消費を低減することができ、省エネを実現することができる。
In this way, based on the luminance change detection signal and the shadow detection signal, not only the lighting area of the own device (the area Ad in the
また、本実施の形態では人感センサとして、画像センサ13と、この画像センサ13から出力される画像に基づいて人の存否を検知する人体検知部16を採用しているので、人の動きや明るさの変化などを高密度に取得できる。これにより、人以外の移動物体などの誤検知を低減することができる。
In the present embodiment, as the human sensor, the
また、輝度変化検出部17により検知された輝度変化の変化パターンに応じて光源11の点灯状態を設定することで、周囲の照明器具10の点灯状態や人の位置に応じたきめの細かな設定が可能となる。またこの変化パターンとして、他の照明器具10に隣接する部位のみが変化した変化パターンを設けることで、近接する照明器具10の点灯状態の変化を容易に判断することができる。さらに、輝度変化が発生した領域の周辺において、予め設定された人物モデルの形や面積を持つ領域が変化する変化パターンを設けることで、人の位置に応じた点灯状態を設定することができる。
In addition, by setting the lighting state of the
なお、本実施の形態においては、各々の照明器具10に制御部12、画像センサ13、及び記憶部14を設けているが、図8(a)に示すように、別の制御装置20にこれらの構成を設けるようにしてもよい。すなわち、個々の照明器具10が独立して自機の点灯状態を制御するのではなく、制御装置20により集中的に人の検知や隣接領域における輝度変化を検知して、個々の照明器具10の点灯状態を制御するようにしてもよい。
In the present embodiment, each
この場合には、図8(b)に示すように、制御装置20を照明器具10の近傍の天井面に配置する。また制御装置20には、図8(c)に示すように、画像センサ13及び記憶部14とともに、差分画像生成部15、人体検知部16、輝度変化検知部17をその構成要素として備え、各照明器具10との間で通信線L1を介して通信可能に設定されている。また、人体検知部16及び輝度変化検知部17は、接続された照明器具10の照明領域ごとに人の検知及び輝度変化と影の検知を行い、検知した照明領域ごとに検出信号を出力する。このようにすることで、より効率よく周囲の照明器具10が点灯したことによる輝度変化に起因する不要な電力消費を低減することができ、省エネを実現することができる。
In this case, as shown in FIG. 8B, the
1 照明制御システム
10(10a〜10i) 照明器具
11 光源
12 制御部
13 画像センサ
14 記憶部
15 差分画像生成部
16 人体検知部
17 輝度変化検知部
18 照明制御部
Aa〜Ai 領域(照明領域)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記照明制御部は、前記照明領域で前記人感センサが人を検知すると対応する前記照明器具を所定の第1制御レベルで点灯制御し、前記照明領域で前記人感センサが人を検知しておらず、且つ、この照明領域内の前記隣接領域で輝度変化を検知すると、対応する照明器具の点灯状態を前記第1制御レベルよりも暗い第2制御レベルで点灯制御することを特徴とする照明制御システム。 A plurality of lighting fixtures, a human sensor for detecting the presence / absence of a person for each lighting region of the plurality of lighting fixtures, and a luminance change in an adjacent region adjacent to the lighting region of another lighting fixture for each lighting region A luminance change detection unit for detecting the lighting device, and a lighting control unit for controlling the lighting state of the lighting fixture based on the detection output from the human sensor and the luminance change detection unit,
The lighting control unit controls lighting of the corresponding lighting fixture at a predetermined first control level when the human sensor detects a person in the lighting area, and the human sensor detects the person in the lighting area. And lighting control is performed at a second control level that is darker than the first control level when a change in luminance is detected in the adjacent area in the illumination area. Control system.
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- 2011-01-24 JP JP2011011586A patent/JP2012155875A/en not_active Withdrawn
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