JP2012174421A - Luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像センサを用いて人を検出し、検出結果に応じた照明を行う照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination device that detects an individual using an image sensor and performs illumination according to the detection result.
従来、省電力化を目的として、照明空間における人の存否を検知する人感センサを配置して、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装置が提供されている。また近年では、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの画像センサを利用し、人の動きや明るさなどを高精度に取得して省電力化を図る照明装置も考案されている(特許文献1を参照)。 Conventionally, for the purpose of power saving, there has been a lighting device in which a human sensor that detects the presence or absence of a person in an illumination space is arranged, and lighting fixtures are automatically turned on and off according to the output from the human sensor. Is provided. In recent years, lighting devices have been devised that use power sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) to save power by acquiring human movement and brightness with high accuracy. (See Patent Document 1).
特許文献1に記載された照明装置では、複数の光源のうち少なくとも2つの光源の点灯・消灯を交互に切り替えて影の形状を変化させることで、人の位置を把握し、人が居ない場所の照明を消すことで無駄な電力消費を低減している。
In the illumination device described in
ところで、オフィスなどでの人の行動状態としては、座席間を移動する場合などの移動状態と、事務作業を行っている場合などの静止状態の2つの状態が考えられる。事務作業中などの静止状態では、手元の作業箇所を認識する為に十分な明るさが必要であるが、移動中などの活動状態では、目的の場所へ行くまでの障害物を認識して安全を確保することが可能な程度の明るさで良い。 By the way, as a person's action state in an office etc., two states, a moving state such as when moving between seats and a stationary state such as when performing office work, can be considered. In a stationary state such as office work, sufficient brightness is necessary to recognize the work location at hand, but in an active state such as moving, it is safe to recognize obstacles to the target location. The brightness is sufficient to ensure the brightness.
しかしながら、上記公報に記載された照明装置では、人の存否や人の位置を判断することで省電力化を図るものの、人が移動状態・静止状態の何れであるかによらず一定の照度で照明器具を点灯させるため、省電力の効果が十分ではなかった。 However, in the lighting device described in the above publication, power saving is achieved by determining the presence or absence of a person and the position of the person, but with a constant illuminance regardless of whether the person is in a moving state or a stationary state. Since lighting equipment is turned on, the power saving effect was not sufficient.
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、人の行動状態に応じた明るさで点灯させることで、省電力化を実現可能な照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide an illuminating device that can realize power saving by lighting with brightness according to a human action state. There is.
上記目的を達成するために、本願の照明装置では、所定の空間を撮像して撮像画像を出力する撮像素子と、撮像画像に基づいて空間内に設定された検知領域で人を検知する人体検知手段と、人体検知手段により検知された検知領域内の人が移動状態であるか静止状態であるかを検知する状態検知手段と、少なくとも検知領域を含む照明空間を照明する光源と、状態検知手段による検知結果に応じて光源の点灯状態を制御する照明制御手段とを備え、照明制御手段は、状態検知手段により検知領域内の人が移動状態であると検知された場合には、光源を所定の第1点灯レベルで点灯させ、検知領域内の人が静止状態であると検知された場合には、光源を第1点灯レベルとは異なる第2点灯レベルで点灯させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the lighting device of the present application, an image sensor that captures a predetermined space and outputs a captured image, and a human body detection that detects a person in a detection region set in the space based on the captured image Means, a state detection means for detecting whether a person in the detection area detected by the human body detection means is in a moving state or a stationary state, a light source for illuminating an illumination space including at least the detection area, and a state detection means Lighting control means for controlling the lighting state of the light source in accordance with the detection result by the lighting control means, and the lighting control means determines the light source when the person in the detection area is in the moving state by the state detection means. The light source is turned on at a second lighting level different from the first lighting level when a person in the detection area is detected to be in a stationary state.
この照明装置において照明制御手段は、第2点灯レベルを第1点灯レベルよりも照度が高くなるように光源を制御することが好ましい。 In this lighting device, it is preferable that the lighting control means controls the light source so that the second lighting level has higher illuminance than the first lighting level.
また、検知領域を複数の領域に分割した各々の領域について、状態検知手段により移動状態と検知された頻度の高い領域を第1領域、状態検知手段により静止状態と検知された頻度の高い領域を第2領域として区別する領域判別手段を備え、照明制御手段は、第1領域内で人が検知された場合と、第2領域内で人が検知された場合とで、照度を異ならせて光源の点灯状態を制御するようにしてもよい。 In addition, for each area obtained by dividing the detection area into a plurality of areas, the first area is a high-frequency area detected as a moving state by the state detection means, and the high-frequency area is detected as a stationary state by the state detection means. An area determination unit for distinguishing the second area is provided, and the illumination control unit is configured to change the illuminance between when a person is detected in the first area and when a person is detected in the second area. You may make it control the lighting state of.
この場合に照明制御手段は、第2領域で人が検知された場合は、第1領域で人が検知された場合よりも、照度が高くなるように光源を制御することが好ましい。 In this case, it is preferable that the illumination control unit controls the light source so that the illuminance is higher when a person is detected in the second area than when a person is detected in the first area.
本願の照明装置によれば、人の行動状態に応じた明るさで点灯させることで、省電力化を実現可能な照明装置を提供することができる。 According to the lighting device of the present application, it is possible to provide a lighting device capable of realizing power saving by lighting with brightness according to a human behavior state.
以下に、本願の実施の形態にかかる照明装置Aを図1〜図5を用いて説明する。 Below, the illuminating device A concerning embodiment of this application is demonstrated using FIGS.
照明装置Aは、例えば天井面に設置され、下方側(すなわち床面)を照明領域として設定されている(図2(a)を参照)。この照明装置Aは、商用電源(図示せず)からの供給を受けて動作し、上述の照明領域内に設定された検知領域内(図2(b)を参照)に居る人を検知して自動的に点灯する照明装置である。 The illuminating device A is installed, for example, on the ceiling surface, and the lower side (that is, the floor surface) is set as an illumination area (see FIG. 2A). The lighting device A operates by receiving a supply from a commercial power source (not shown), and detects a person who is in the detection area (see FIG. 2B) set in the above-described illumination area. It is a lighting device that lights automatically.
また照明装置Aは、図1に示すように、光源1、制御部2、画像センサ3、及び、記憶部4をその構成要素として備えている。光源1は、例えばLED(発光ダイオード)などからなり、制御部2からの調光制御により点灯、消灯、及び、調光レベルの調整などが行われる。なお、光源1を調光制御して所望の明るさで点灯させる方法については、従来既知の技術であるので詳細な説明については省略する。
Moreover, the illuminating device A is provided with the
画像センサ3は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどの撮像素子(図示せず)を具備しており、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)に成形して制御部2に出力する。この画像センサ3は、少なくとも上述の検知領域全体を含む領域を撮像領域として設定されており、制御部2からの要求に応じて撮像領域を撮像して、生成した画像データを制御部2へ出力している。なお、本実施の形態における画像センサ3は、約30分の1秒ごとに撮像領域を撮像し、その画像データを制御部2へ出力している。
The
記憶部4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、制御部2により読み書きが行われる種々のデータを記憶する。この記憶部4は、画像センサ3から出力された画像データを複数枚記憶可能とするために、記憶容量が大きなメモリが用いられる。
The
制御部2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により構成される。この制御部2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11と、差分画像に基づいて検知領域内に存在する人を検出するとともに、この人の行動状態を検知する人体検出部12を備える。また制御部2は、上述の検知領域を複数の領域に分割して、各々の領域が後述する執務領域(第2領域)と共用領域(第1領域)の何れであるかを判別する領域判別部13を備える。さらに制御部2は、人体検出部12及び領域判別部13からの出力に応じて光源1の点灯状態を制御する照明制御部14をその構成要素として備えている。
The
差分画像生成部11は、画像センサ3から入力された現在の画像データ(図3(a)を参照)と、予め記憶部4に記憶された背景画像を示す画像データ(図3(b)を参照)との差分画像(図3(c)を参照)を生成して出力する。ここで、図3(a)〜(c)の画素群P1、P2は机などの人以外の物体に対応し、画素群P3は人に対応している。したがって差分画像には、図3(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、現在の画像データのみに存在する画素群P3が差分画像として出力される。
The difference
また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3が撮像領域を撮像した画像データが用いられる。なお、人体検出部12による人の検知結果をフィードバックし、人が居ないと判断した時点で画像センサ3から出力された画像データを背景画像として記憶部4に随時記憶させ、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るので、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。
For the background image described above, for example, image data obtained by imaging the imaging area by the
人体検出部12は、差分画像生成手段11からの差分画像に基づいて、検知領域内の人を検出し、検出した人が移動状態であるか静止状態であるかを検知して、その検知結果を照明制御部14に出力する。例えば、形、面積、重心位置などの画像的な特徴を人物モデルとして定義し、この人物モデルと同じ特徴を持つ領域が差分画像内に存在するか否かを判断して、検知領域に人が存在するか否かを判断する。このとき、検知領域に人が存在すると判断した場合には、人が移動状態にあるか静止状態にあるかを判断するために、人の位置や形状などの情報を記憶部4に記憶させる。その後、再度人の存在を検知した時点で、新たに検知された人の位置や形状と記憶部4に記憶された人の位置や形状から、時間に対する位置の変化などを求める。ここで、時間に対する位置の変化が大きければ、検知された人は移動を伴う移動状態であると判断し、変化が小さければ移動を伴わない静止状態であると判断して、その判断結果を含む検知信号を照明制御部14に出力する。このように本実施の形態では、画像データに基づいて検知領域で人を検知する人体検知手段と、検知領域内の人の行動状態を検知する状態検知手段とを人体検出部12により構成している。
The human
ところで、上述のように人体検出部12による人の検知結果を差分画像生成部11にフィードバックする場合には、人がある一定時間以上静止状態にあると、静止状態の人が背景画像として扱われるため、差分画像からは人が検知できない場合がある。そこで人体検出部12は、差分画像生成部11からの差分画像に限らず、画像センサ3からの画像データを用いて人の検知を行う。具体的には、上述の差分画像を用いた人の検知と同様、所定の人物モデルを定義して、この人物モデルと合致する領域が存在するか否かによって検知してもよく、また、画像データにおける輝度やエッジなどを利用してもよい。これにより人体検出部12は、静止状態である人と移動状態である人の両方を高精度に検知することができる。
By the way, when the human detection result by the human
領域判別部13は、上述の検知領域を複数の領域に分割し、この分割した各々の領域について、人体検出部12により検知された人の行動状態(移動状態又は静止状態)の出現頻度を算出する。領域判別部13は、この算出した出現頻度に応じて執務領域・共用領域の何れであるかを判別し、照明制御部14に判別結果を出力する。ここで、執務領域とは、人が事務作業などを行う頻度が高い領域を意味しており、領域判別部13は、人体検出部12が静止状態の人を検知した検知頻度が所定の閾値よりも高い場合に執務領域と判別する。また、共用領域とは、例えば通路のように人が移動や大きな動作を行う頻度が高い領域を意味しており、領域判別部13は、人体検出部12が移動状態の人を検知した検知頻度が所定の閾値よりも高い場合に共用領域と判別する。なお、何れの検知頻度も所定の閾値より低い場合には、何れの領域でもない未判別領域と判別し、何れの検知頻度も所定の閾値より高い場合には執務領域と判別する。
The
照明制御部14は、人体検出部12から人の存在を示す検知信号が入力されると、検知された人の行動状態(移動状態又は静止状態)と、領域判別部13から出力される判別結果に基づいて光源1の点灯状態を制御する。具体的には、領域判別部13が未判別領域と判別した領域において静止状態の人が検知された場合には、光源1における調光レベルの上限である第2点灯レベルで光源1を点灯させる。また、この未判別領域において移動状態の人が検知された場合には、人が障害物を認識して安全を確保することが可能な程度の明るさ(例えば、調光レベル30%)である第1点灯レベルで光源1を点灯させる。さらには、領域判別部13が執務領域と判別した領域で人が検知された場合には、人の行動状態によらず第2点灯レベルで光源1を点灯させ、移動領域で人が検知された場合には、第1点灯レベルで光源1を点灯させる。
When a detection signal indicating the presence of a person is input from the human
ここで、この照明装置Aの動作について図4を例に説明を行う。図4は、例えばオフィスなどの広い室内を上方から見た図であり、複数のパーティション33によって仕切られた空間に複数の机31、椅子32が配置されている。照明装置Aは、この室内の天井面に複数設置されている。以下では、図中に示す領域S1が照明領域として設定された照明装置Aについて、その動作を説明する。なお本実施の形態では、図4に示すように、領域S1を初期状態として未判別領域に設定された複数の領域S2〜S7に分割している。領域判別部13は、各々の領域S2〜S7について、静止状態の人の検知頻度及び移動状態の人の検知頻度に基づいて、執務領域・共用領域の何れであるかを判別している。
Here, the operation of the illumination device A will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view of a large room such as an office as viewed from above, and a plurality of
ここで、図4の右上方向から領域S4に人が進入すると、人体検出部12は上述のような検知動作によって人を検知するとともに、検知した人が移動状態であると判断して照明制御部14に検知信号を出力する。照明制御部14は、この検知信号に応じて、人が進入した領域が未判別領域、執務領域、又は、共用領域の何れであるかを領域判別部13に問い合わせ、その結果に応じて光源1の点灯状態を制御する。ここで、領域S4は初期状態として未判別領域に設定されているので、照明制御部14は光源1の点灯状態が第1点灯レベルとなるように光源1の点灯状態を制御する。
Here, when a person enters the region S4 from the upper right direction of FIG. 4, the human
次に人が領域S4から領域S3に移動し、領域S3内の椅子32に着席して事務作業を開始すると、人体検出部12は、検知した人が静止状態であると判断してその旨を示す検知信号を照明制御部14に出力する。照明制御部14は、領域S3が初期状態として未判別領域に設定されているので、光源1の点灯状態が第2点灯レベルとなるように光源1の点灯状態を制御する。
Next, when the person moves from the area S4 to the area S3 and sits on the
このような動作が繰り返し行われることで、通路に対応した領域S4、S7で検知される人が移動状態である頻度が所定の閾値を超え、領域判別部13により領域S4、S7は共用領域であると判別されるようになる。また、机31などが配置された領域S2、S3、S5、S6では、静止状態の人が検知される頻度が所定の閾値を超え、領域S2、S3、S5、S6は領域判別部13によって執務領域であると判別されるようになる。
By repeating such an operation, the frequency that the person detected in the areas S4 and S7 corresponding to the passage is in a moving state exceeds a predetermined threshold value, and the areas S4 and S7 are shared areas by the
ここで図4の右上方向から領域S4に人が進入すると、人体検出部12により領域S4に進入した人が検知され、この人を検知した領域は領域判別部13により共用領域であると判断され、照明制御部14は光源1の点灯状態を第1点灯レベルに制御する。また、領域S3に人が進入した場合には、人体検出部12により移動状態の人が検知されることになるが、領域S3は領域判別部13により執務領域であると判断されるので、照明制御部14は光源1の点灯状態を第2点灯レベルに制御する。なお、例えば領域S4に侵入した人が立ち止まった場合であっても、領域S4は共用領域であると判別されるので、照明制御部14は光源1の点灯状態を第1点灯レベルに制御する。
Here, when a person enters the area S4 from the upper right direction in FIG. 4, a person entering the area S4 is detected by the human
次に、照明装置Aにおいて上述のような検知動作を行った際の人体検出部12からの人の検知出力と、光源1の点灯レベルの推移を図5に示す。図5の(a)は、執務領域と判別された領域(領域S2、S3、S5、S6)における人の検知出力を示し、(b)は、共用領域と判別された領域(領域S4、S7)における人の検知出力を示し、(c)は、光源1の点灯レベルを示している。時間t1−時間t2間や、時間t5−t6間のように、共用領域でのみ人が検知された場合には、光源1は第1点灯レベルとなるように制御される。また、時間t2−時間t3間や、時間t4−時間t5間のように、執務領域でのみ人が検知された場合には、光源1は第2点灯レベルとなるように制御される。また、時間t3−時間t4間のように、執務領域と共用領域の両方で人が検知された場合には、光源1は第2点灯レベルとなるように制御される。すなわち、本実施の形態にかかる照明装置Aでは、執務領域における人の検知を優先することで、執務領域に居る人の事務作業に影響を与えないようにしている。
Next, FIG. 5 shows changes in the human detection output from the human
このようにして、本実施の形態にかかる照明装置Aでは、画像センサ3による撮像画像に基づいて人の検知を行うとともに、検知した人の行動状態に応じて光源1の点灯状態を制御することで無駄な電力消費を抑制し、省電力化を図ることができる。また、検出された人が静止状態である場合には、移動状態である場合と比べて照度の高い点灯レベルで光源1が点灯するため、事務作業などの作業が快適に行える。また、移動をするだけの場合には不必要な高い照度で光源1を点灯することを抑制することができるので、省電力化を図ることができる。
As described above, in the lighting device A according to the present embodiment, the person is detected based on the image captured by the
また、検知領域を分割した複数の領域ごとに、検知された人の移動状態・静止状態の頻度に基づいて共用領域・執務領域の何れであるかを判別し、この判別結果に応じて光源1の点灯状態を制御するので、無駄な電力消費を抑制して省電力化を図ることができる。すなわち、静止状態の頻度が高い執務領域で人が検知された場合は、移動状態の頻度が高い共用領域に比べて照度の高い点灯レベルで光源1が点灯するため、事務作業などの作業を快適に行うことができる。また共用領域のみで人が検知された場合には、地明りを確保できる程度の明るさで光源1を点灯させることで、省電力を図りつつ人が安全に移動することができる。
Further, for each of a plurality of areas obtained by dividing the detection area, it is determined whether the area is a shared area or a work area based on the frequency of movement or stationary state of the detected person, and the
なお、本実施の形態では、検知領域を複数に分割する際には、矩形状の領域S2〜S7の6個の領域に分割しているが、差分画像の画素毎にラベリングを行い同一のラベルが設定された画素の集合を一つの領域とみなすようにしても良い。このようにすることで、例えば検知領域内に配置されている物体や床面の色ごとに領域を設定することができ、共用領域と執務領域の判別精度が高まるので、さらに省電力化を図ることができる。 In this embodiment, when the detection area is divided into a plurality of areas, the detection areas are divided into six areas of rectangular areas S2 to S7. However, the same label is obtained by labeling each pixel of the difference image. A set of pixels for which is set may be regarded as one area. In this way, for example, an area can be set for each object or floor color arranged in the detection area, and the discrimination accuracy between the common area and the work area is increased, thereby further saving power. be able to.
A 照明装置
1 光源
2 制御部
3 画像センサ(撮像素子)
4 記憶部
11 差分画像生成部
12 人体検出部(人体検知手段、状態検知手段)
13 領域判別部(領域判別手段)
14 照明制御部(照明制御手段)
A
4
13 Area discriminating section (area discriminating means)
14 Illumination control unit (illumination control means)
Claims (4)
前記照明制御手段は、前記状態検知手段により前記検知領域内の人が移動状態であると検知された場合には、前記光源を所定の第1点灯レベルで点灯させ、前記検知領域内の人が静止状態であると検知された場合には、前記光源を前記第1点灯レベルとは異なる第2点灯レベルで点灯させることを特徴とする照明装置。 An image sensor that captures a predetermined space and outputs a captured image, a human body detection unit that detects a person in a detection region set in the space based on the captured image, and the human body detection unit that detects the human body A state detection means for detecting whether a person in the detection area is moving or stationary, a light source for illuminating an illumination space including at least the detection area, and the light source according to a detection result by the state detection means Lighting control means for controlling the lighting state of
The lighting control means turns on the light source at a predetermined first lighting level when the state detection means detects that the person in the detection area is in a moving state, and the person in the detection area When it is detected that the camera is in a stationary state, the light source is turned on at a second lighting level different from the first lighting level.
前記照明制御手段は、前記第1領域内で人が検知された場合と、前記第2領域内で人が検知された場合とで、照度を異ならせて前記光源の点灯状態を制御することを特徴とする請求項1又は2の何れか一項に記載の照明装置。 For each of the areas obtained by dividing the detection area into a plurality of areas, the area that is frequently detected as a moving state by the state detection means is the first area, and the frequency that is detected as a stationary state by the state detection means is high. An area discriminating means for distinguishing the area as the second area;
The illumination control means controls the lighting state of the light source with different illuminances when a person is detected in the first area and when a person is detected in the second area. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is characterized by the following.
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