JP2014025626A - グラデーション表示装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温度分布が過度に強調されることを回避しながらも、温度分布上の必要な差異は提示できるように、上下限色を調整する。
【解決手段】グラデーション表示装置は、温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する設定値取得部１と、温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから最大値ＳＰａと最小値ＳＰｂを抽出する指標値抽出部２と、固定的範囲αを記憶する固定値登録部３と、下限色と上限色を記憶する上下限色登録部４と、最大値ＳＰａに固定的範囲αを加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度とする上限色規定部５と、最小値ＳＰｂから固定的範囲αを減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度とする下限色規定部６と、温度計測値ＰＶ１〜ＰＶｎと上限色規定部５および下限色規定部６が決定した規定とを基に、温度分布をグラデーション表示する温度分布表示部７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば空調状態の表示のために空間の温度分布をグラデーション表示するグラデーション表示装置および方法に関するものである。

建物内の広域な大空間を複数の区画に分割して、区画毎に空調状態（温度の状態）を監視・管理する方式が実用化されている（例えば特許文献１参照）。図５は空間１００の区画毎に計測した温度計測値の例を示す平面図である。図５では、丸印で示すポイント１０１毎に室温を計測した例を示している。

図５に示したような空調状態を、建物管理者あるいは建物居住者が認識・確認する必要性がある場合、明確な境界線で分割した区画毎に、例えば温度分布を色分けして表示することになる（図６）。図６の例では、空間１００の温度分布を１１段階に色分けして区画別に表した温度分布図２００を、画面２０１に表示している。図６の温度分布図２００に現れる区画は、色分けの表示上必要なものであり、空間用途の区画や空調制御ゾーンの区画に一致するものとは限らない。なお、図６の温度分布図２００では、最高温度を表す色（上限色）を白色とし、最低温度を表す色（下限色）を黒色とし、上限色と下限色との間の色を、黒色と白色の間の中間色およびハッチングで表現している。以下の温度分布図でも同様の記載方法を用いるものとする。

図６のように空間を分割する明確な境界線で温度分布を表示する場合、リアルな分布らしさのない表示になる。一方で、多くの管理者、居住者は、温度分布とは本来不連続に温度変化する境界線が存在しないものという認識を持っている。したがって、図６のような表示は、自らの認識と異なるものという違和感を管理者、居住者に与える可能性がある。

そこで、区画の境界線付近をグラデーションにして表示することで、温度分布らしさを認識しやすくするという手法が試みられている。図７の例では、空間１００の温度分布をグラデーション表示した温度分布図２００ａを、画面２０１に表示している。図８の温度分布図２００ｂは、図７のグラデーション表示の境界線を表したものである。図７のようなグラデーション表示により、画面２０１を通じて、例えば空間１００の各区画の温度が隣接区画の影響を受けることを居住者に認識してもらえるようになる。また、温度差をグラデーション表示にすることで「温度ムラ」のように認識する傾向になるので、居住者の省エネルギー行動を促進する効果も得られる。

上記のような理由でグラデーション表示が採用されるので、高い温度、低い温度の温度差が表現されるように、最高温度を表す色（上限色）と最低温度を表す色（下限色）の決定方法が重要になる。空調の場合、季節変動などのように状況変化の要素が多いので、予め上限色、下限色を決めておくことは難しい。表示色の決定方法としては、一般的には、サーモグラフィーで実用されている方法（計測されている温度分布内の最高温度を赤で表し、最低温度を青で表す方法）が適用可能である。すなわち、空調であれば、温度計測値に基づいて表示色を自動調整することになる。

特開２００８−０７５９１８号公報

従来のように、温度計測値に基づいて表示色を自動調整すると、以下のような問題が生じる。
（１）例えば２５℃程度を適温領域として空調制御しているにも拘わらず、空調とは別の理由で計測位置の温度の高低に影響が出ているために、空間の温度計測値が１０℃〜３０℃の範囲で分布している図５のような例の場合、図７のように１０℃を下限色で表し、３０℃を上限色で表すように自動調整されると、２０℃ぐらいの冷やし過ぎ領域が下限色と上限色の中間色で表され、冷やし過ぎ領域が適温に見えてしまうという問題点があった。

（２）逆に、空間の温度計測値が２４．５℃〜２５．５℃の範囲で分布している図９のような例の場合、２４．５℃を下限色で表し、２５．５℃を上限色で表すように自動調整されると、図１０の温度分布図２００ｃが画面２０１に表示されるが、この温度分布図２００ｃでは、２４．５℃の適温領域が冷やし過ぎに見え、２５．５℃の適温領域が空調不足の不快な領域に見えてしまうという問題点があった。なお、図１１の温度分布図２００ｄは、図１０のグラデーション表示の境界線を表したものである。

上限色、下限色が表す温度を予め決めておくことで、上記の（１）、（２）の問題を解決できるように思われる。しかし、温度ムラを認識することが目的であれば、グラデーション効果が視認できるだけの差が表示される必要がある。特に、店舗などの冷凍冷蔵ショーケース付近（冷凍食品売り場）のように、意図的に温度差を与える領域（空調自体も特殊な温度設定になる領域）などは、グラデーション効果により状態認識をしやすくする必要がある。２０℃を下限色で表し、３０℃を上限色で表すように予め決めておくと、例えば空間内に温度計測値が１５℃〜２０℃の範囲で分布している特殊な領域が存在する図１２のような例の場合、図１３の温度分布図２００ｅが画面２０１に表示されるが、この温度分布図２００ｅでは、１５℃〜２０℃の範囲の特殊な領域が全て下限色で表示されることになる。図１４の温度分布図２００ｆは、図１３のグラデーション表示の境界線を表したものである。

あるいは、１５℃を下限色で表し、３５℃を上限色で表すように予め決めておくと、例えば空間の全領域の温度計測値が２４℃〜２６℃の範囲で分布している図９のような例の場合、図１５の温度分布図２００ｇが画面２０１に表示されるが、この温度分布図２００ｇでは、空間の全領域が同一温度の範囲として表示されることになる。図１６の温度分布図２００ｈは、図１５のグラデーション表示の境界線を表したものである。以上のように、上限色、下限色が表す温度を予め決めると、温度の差異を表現できないことがあるという問題点があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、温度分布が過度に強調されることを回避しながらも、温度分布上の必要な差異は提示できるように、グラデーション表示の上下限色を自動調整することができるグラデーション表示装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、ｎ個の温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎを入力として、空間の温度分布を色分布で表現するグラデーション表示装置において、前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎに対して予め設定される目標値である温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する設定値取得手段と、ｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから上限側代表値ＳＰＵと下限側代表値ＳＰＬとを抽出する指標値抽出手段と、固定的範囲αを予め記憶する固定値登録手段と、温度の下限を表現する下限色と温度の上限を表現する上限色とを予め記憶する上下限色登録手段と、前記上限側代表値ＳＰＵに前記固定的範囲αを加算した値以上の温度を、前記上限色で表現する温度として規定する上限色規定手段と、前記下限側代表値ＳＰＬから前記固定的範囲αを減算した値以下の温度を、前記下限色で表現する温度として規定する下限色規定手段と、前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎと、前記上限色規定手段および下限色規定手段が決定した規定とを基に、温度分布をグラデーション表示する温度分布表示手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のグラデーション表示装置の１構成例において、前記指標値抽出手段は、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最大値ＳＰａを前記上限側代表値ＳＰＵとして抽出し、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最小値ＳＰｂを前記下限側代表値ＳＰＬとして抽出することを特徴とするものである。

また、本発明は、ｎ個の温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎを入力として、空間の温度分布を色分布で表現するグラデーション表示方法において、前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎに対して予め設定される目標値である温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する設定値取得ステップと、ｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから上限側代表値ＳＰＵと下限側代表値ＳＰＬとを抽出する指標値抽出ステップと、前記上限側代表値ＳＰＵに予め定められた固定的範囲αを加算した値以上の温度を、予め定められた上限色で表現する温度として規定する上限色規定ステップと、前記下限側代表値ＳＰＬから前記固定的範囲αを減算した値以下の温度を、予め定められた下限色で表現する温度として規定する下限色規定ステップと、前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎと、前記上限色規定ステップおよび下限色規定ステップで決定した規定とを基に、温度分布をグラデーション表示する温度分布表示ステップとを備えることを特徴とするものである。

本発明によれば、上限側代表値ＳＰＵに固定的範囲αを加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度として規定し、下限側代表値ＳＰＬから固定的範囲αを減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度として規定することにより、温度分布が過度に強調されることを回避しながらも、温度分布上の必要な差異は提示できるように、グラデーション表示の上下限色を自動調整することができる。

本発明の実施の形態に係るグラデーション表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るグラデーション表示装置の動作を示すフローチャートである。 空間の温度分布を本発明の実施の形態に係るグラデーション表示装置でグラデーション表示した例を示す図である。 図３のグラデーション表示の境界線を表す図である。 空間の区画毎に計測した温度計測値の例を示す平面図である。 図５の空間の温度分布を１１段階に色分けして区画別に表示した例を示す図である。 図５の空間の温度分布をグラデーション表示した例を示す図である。 図７のグラデーション表示の境界線を表す図である。 空間の区画毎に計測した温度計測値の別の例を示す平面図である。 図９の空間の温度分布をグラデーション表示した例を示す図である。 図１０のグラデーション表示の境界線を表す図である。 空間の区画毎に計測した温度計測値の別の例を示す平面図である。 図１２の空間の温度分布をグラデーション表示した例を示す図である。 図１３のグラデーション表示の境界線を表す図である。 図９の空間の温度分布をグラデーション表示した別の例を示す図である。 図１５のグラデーション表示の境界線を表す図である。

［発明の原理］
上記の問題が発生する本質的な要因は、管理者が定める適正な温度分布が状況に応じて異なるという非固定的要因と、暗黙の常識的範囲というべき固定的要因とが、混在することであると発明者は突き止めた。また、空調制御されている領域に限れば、目的に応じて管理されている（管理者の意図が反映されている）温度設定値ＳＰが与えられていることに着眼した。

そして、温度設定値ＳＰを管理者が定める適正な温度分布の非固定的指標として活用し、温度設定値ＳＰの周辺に常識的範囲に相当する固定的範囲を設定することで、上記の問題を改善できることに想到した。すなわち、温度分布が過度に強調されることを固定的範囲により回避しながらも、非固定的指標により温度分布上の必要な差異は提示できるように、上下限色を自動調整することができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るグラデーション表示装置の構成を示すブロック図である。
グラデーション表示装置は、設定値取得部１と、指標値抽出部２と、固定値登録部３と、上下限色登録部４と、上限色規定部５と、下限色規定部６と、温度分布表示部７とから構成される。

設定値取得部１は、複数（ｎ個）の空調制御部８−１〜８−ｎから温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する。
空調制御部８−１は、管理者によって定められた温度設定値ＳＰ１と、制御対象空間の制御対象区画に設けられた温度センサ（不図示）によって計測された室内温度計測値ＰＶ１とを入力として、温度設定値ＳＰ１と室内温度計測値ＰＶ１との偏差が０になるように例えばＰＩＤ制御演算によって操作量ＭＶ１を算出し、この操作量ＭＶ１を制御対象区画の空調機（不図示）に出力することで、制御対象区画の温度を制御する。他の空調制御部８−２〜８−ｎも、それぞれ対応する制御対象区画の温度を制御する。なお、ここでは、制御対象空間を分割した区画毎に空調制御部と空調機とが存在するものとして説明しているが、空調制御部と空調機とは全ての区画に存在するものと限らなくてよい。

指標値抽出部２は、設定値取得部１が取得したｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから最大値ＳＰａと最小値ＳＰｂを抽出する。
固定値登録部３は、固定的範囲αを予め記憶している。上下限色登録部４は、少なくとも下限色と上限色を予め記憶している。

上限色規定部５は、最大値ＳＰａに固定的範囲αを加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度として規定する。
下限色規定部６は、最小値ＳＰｂから固定的範囲αを減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度として規定する。
温度分布表示部７は、制御対象空間の区画毎に設けられた温度センサによって計測された室内温度計測値ＰＶ１〜ＰＶｎを空調制御部８−１〜８−ｎを介して取得し、この室内温度計測値ＰＶ１〜ＰＶｎと、上限色規定部５および下限色規定部６が決定した規定とを基に、制御対象空間の温度分布をグラデーション表示する。

次に、本実施の形態のグラデーション表示装置の動作を図２を参照して説明する。設定値取得部１は、空調制御部８−１〜８−ｎから温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する（図２ステップＳ１）。例えば、制御対象空間を分割する区画の数ｎ（空調制御部の数ｎ）を９とし、ＳＰ１＝２５．０℃，ＳＰ２＝２５．０℃，ＳＰ３＝２５．０℃，ＳＰ４＝２５．０℃，ＳＰ５＝２５．０℃，ＳＰ６＝２５．０℃，ＳＰ７＝２５．０℃，ＳＰ８＝２５．０℃，ＳＰ９＝２５．０℃とする。

指標値抽出部２は、設定値取得部１が取得した９個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰ９から最大値ＳＰａと最小値ＳＰｂを抽出する（ステップＳ２）。上記の数値例では、ＳＰａ＝２５．０℃，ＳＰｂ＝２５．０℃が抽出される。

上限色規定部５は、最大値ＳＰａに固定的範囲αを加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度として規定する（ステップＳ３）。例えば、α＝２．０℃とし、上限色を赤色とすると、上限色規定部５は、２７．０℃以上の温度を赤色で表現する温度として規定する。
下限色規定部６は、最小値ＳＰｂから固定的範囲αを減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度として規定する（ステップＳ４）。例えば、α＝２．０℃とし、下限色を青色とすると、下限色規定部６は、２３．０℃以下の温度を青色で表現する温度として規定する。

温度分布表示部７は、室内温度計測値ＰＶ１〜ＰＶ９と、上限色規定部５および下限色規定部６が決定した規定とを基に、制御対象空間の温度分布をグラデーション表示する（ステップＳ５）。このとき、温度分布表示部７は、温度分布を青色から赤色までの各色で表示する。温度分布のグラデーション表示は、例えばサーモグラフィーで周知の技術なので、表示処理の詳細な説明は省略する。

図９に示した空間１００の温度分布を本実施の形態のグラデーション表示装置で表示すると、図３のようになる。図３の例では、空間１００の温度分布をグラデーション表示した温度分布図３００を、画面３０１に表示している。図４の温度分布図３００ａは、図３のグラデーション表示の境界線を表したものである。図９の丸印で示したポイント１０１の位置は、温度センサが設置されている位置である。なお、図３の温度分布図３００では、上限色（赤色）を白色で表現し、下限色（青色）を黒色で表現し、上限色（赤色）と下限色（青色）との間の色を、黒色と白色の間の中間色およびハッチングで表現している。

各区画の室内温度計測値ＰＶ１〜ＰＶ９が概ね温度設定値ＳＰ１〜ＳＰ９と一致する適温領域にある図９のような温度分布を本実施の形態のグラデーション表示装置で表示すると、図３に示すように若干の高温領域と若干の低温領域の区別がありながら、全般的に適温領域的な表示になることが分かる。

次に、本実施の形態のグラデーション表示装置の別の動作例を説明する。ここでは、区画の数ｎ（空調制御部の数ｎ）を６とし、設定値取得部１は、空調制御部８−１〜８−６から温度設定値ＳＰ１＝２５．０℃，ＳＰ２＝２４．０℃，ＳＰ３＝２６．０℃，ＳＰ４＝２１．０℃，ＳＰ５＝２８．０℃，ＳＰ６＝２３．０℃を取得するものとする（図２ステップＳ１）。
指標値抽出部２は、温度設定値ＳＰ１〜ＳＰ６の中から最大値ＳＰａ＝２８．０℃、最小値ＳＰｂ＝２１．０℃を抽出する（ステップＳ２）。

例えば、固定的範囲α＝２．０℃とし、上限色を赤色とすると、上限色規定部５は、３０．０℃以上の温度を赤色で表現する温度として規定する（ステップＳ３）。
また、固定的範囲α＝２．０℃とし、下限色を青色とすると、下限色規定部６は、１９．０℃以下の温度を青色で表現する温度として規定する（ステップＳ４）。
温度分布表示部７は、室内温度計測値ＰＶ１〜ＰＶ６と、上限色規定部５および下限色規定部６が決定した規定とを基に、制御対象空間の温度分布をグラデーション表示する（ステップＳ５）。

以上のように、本実施の形態によれば、温度設定値ＳＰの最大値に固定的範囲を加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度として規定し、温度設定値ＳＰの最小値から固定的範囲を減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度として規定することにより、温度分布が過度に強調されることを回避しながらも、温度分布上の必要な差異は提示できるように、グラデーション表示の上下限色を自動調整することができる。

なお、本発明は、温度設定値ＳＰに基づいて空調制御が行なわれる場合の温度分布のグラデーションイメージ表示であれば、適用可能である。すなわち、区画の境界線をぼかして擬似的に温度分布らしくグラデーションイメージにして表示する場合に限らず、ＣＦＤ（Computational Fluid Dynamics）などにより気流を解析することで温度分布を求めてグラデーションイメージにして表示する場合などにも適用できる。つまり、空調制御部から温度設定値ＳＰと温度計測値ＰＶを得ることは本発明の必須の構成要件ではなく、管理者が設定した温度設定値ＳＰを取得できればよく、温度センサが実測した温度計測値ＰＶの代わりに、温度推定手段（ＣＦＤを実行するコンピュータ）が推定した温度推定値を用いてもよい。

また、指標値抽出部２が抽出する最大値ＳＰａは温度設定値ＳＰの上限側代表値ＳＰＵの典型的な事例を示すものであり、指標値抽出部２は、温度設定値ＳＰの上限側代表値ＳＰＵを抽出すればよく、上限色規定部５は、上限側代表値ＳＰＵに固定的範囲αを加算した値以上の温度を、上限色で表現する温度として規定すればよい。指標値抽出部２は、最大値ＳＰａの代わりに、例えばｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうち最大値ＳＰａと２番目に大きい値との平均値を、上限側代表値ＳＰＵとして採用してもよい。

また、指標値抽出部２が抽出する最小値ＳＰｂは温度設定値ＳＰの下限側代表値ＳＰＬの典型的な事例を示すものであり、指標値抽出部２は、温度設定値ＳＰの下限側代表値ＳＰＬを抽出すればよく、下限色規定部６は、下限側代表値ＳＰＬから固定的範囲αを減算した値以下の温度を、下限色で表現する温度として規定すればよい。指標値抽出部２は、最小値ＳＰｂの代わりに、例えばｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうち最小値ＳＰｂと２番目に小さい値との平均値を、下限側代表値ＳＰＬとして採用してもよい。

本実施の形態で説明したグラデーション表示装置は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、温度分布をグラデーション表示する技術に適用することができる。

１…設定値取得部、２…指標値抽出部、３…固定値登録部、４…上下限色登録部、５…上限色規定部、６…下限色規定部、７…温度分布表示部。

Claims (4)

1. ｎ個の温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎを入力として、空間の温度分布を色分布で表現するグラデーション表示装置において、
   前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎに対して予め設定される目標値である温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する設定値取得手段と、
   ｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから上限側代表値ＳＰＵと下限側代表値ＳＰＬとを抽出する指標値抽出手段と、
   固定的範囲αを予め記憶する固定値登録手段と、
   温度の下限を表現する下限色と温度の上限を表現する上限色とを予め記憶する上下限色登録手段と、
   前記上限側代表値ＳＰＵに前記固定的範囲αを加算した値以上の温度を、前記上限色で表現する温度として規定する上限色規定手段と、
   前記下限側代表値ＳＰＬから前記固定的範囲αを減算した値以下の温度を、前記下限色で表現する温度として規定する下限色規定手段と、
   前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎと、前記上限色規定手段および下限色規定手段が決定した規定とを基に、温度分布をグラデーション表示する温度分布表示手段とを備えることを特徴とするグラデーション表示装置。
2. 請求項１記載のグラデーション表示装置において、
   前記指標値抽出手段は、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最大値ＳＰａを前記上限側代表値ＳＰＵとして抽出し、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最小値ＳＰｂを前記下限側代表値ＳＰＬとして抽出することを特徴とするグラデーション表示装置。
3. ｎ個の温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎを入力として、空間の温度分布を色分布で表現するグラデーション表示方法において、
   前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎに対して予め設定される目標値である温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎを取得する設定値取得ステップと、
   ｎ個の温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎから上限側代表値ＳＰＵと下限側代表値ＳＰＬとを抽出する指標値抽出ステップと、
   前記上限側代表値ＳＰＵに予め定められた固定的範囲αを加算した値以上の温度を、予め定められた上限色で表現する温度として規定する上限色規定ステップと、
   前記下限側代表値ＳＰＬから前記固定的範囲αを減算した値以下の温度を、予め定められた下限色で表現する温度として規定する下限色規定ステップと、
   前記温度計測値または温度推定値ＰＶ１〜ＰＶｎと、前記上限色規定ステップおよび下限色規定ステップで決定した規定とを基に、温度分布をグラデーション表示する温度分布表示ステップとを備えることを特徴とするグラデーション表示方法。
4. 請求項３記載のグラデーション表示方法において、
   前記指標値抽出ステップは、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最大値ＳＰａを前記上限側代表値ＳＰＵとして抽出し、前記温度設定値ＳＰ１〜ＳＰｎのうちの最小値ＳＰｂを前記下限側代表値ＳＰＬとして抽出することを特徴とするグラデーション表示方法。

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