JP2014130001A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人体と物体とを判別し、それらの位置、形状、大きさ、色などを認識し、温度を検出したい対象の温度検出を行い、その情報に基づき空調制御することによって省エネルギー運転ができ、人体が置かれている環境において最適な状態に空調できる空気調和装置を得る。
【解決手段】カメラ２と、画像処理部７と、赤外線センサー３と、赤外線センサー３の向きを変更させる方向変更部４と、赤外線センサー３の情報から温度を検出し、画像処理部７からの画像情報と赤外線センサー３からの温度情報とに基づき空調設定を制御する制御部（８，９，１０）とを備える。制御部は、検出された人体の表面の温度変化に応じて設定温度を変更し、方向変更部４を制御して赤外線センサー３に部屋全体の表面温度を検出させ、画像処理部７により特定された背景エリアの温度を赤外線センサー３の出力から求め、背景エリアの温度に基づいて空調設定を変更する。
【選択図】図３

Description

この発明は空気調和装置に関し、特に人体検知機能に関するものである。

従来の人体検知機能付き空気調和装置は、例えば「…赤外線センサと人体追尾装置で構成され、前記赤外線センサの視野が追尾されている人体の顔面をとらえて顔面の表面温度を計測し、この計測値を用いて空気調和装置を制御する…」ものがある（例えば、特許文献１参照。）。

また、例えば「撮像手段と、前記撮像手段による映像信号を処理し人体を判定する人体判定手段と、前記撮像手段からの信号により人の特定部位の位置を判定する特定部位判定手段と、前記特定部位判定手段からの信号により人体を追尾する追尾手段と、前記追尾手段を介して人体の皮膚温を検出する皮膚温検出手段と、前記皮膚温検出手段からの信号により、温冷感判断手段と、前記温冷感手段からの信号に基づき空気調和装置を制御する制御手段とを備えた空気調和装置。」がある（例えば、特許文献２参照。）。

特開平２−１５７５５１号公報（特許請求の範囲、第１図） 特開平２−３０６０４０号公報（特許請求の範囲）

従来の人体検知機能付き空気調和装置は、複数の人体を同時に認識できない、赤外線センサーは人体をずっと追従してしまい人体が止まっている間はずっとその人体の皮膚温や人体周辺の床や壁の温度しか検出できない、人体と空気調和装置の間にある障害物を検知できず気流が届かない、人体を追従する装置が人体の方向検知するまでに時間がかかる、撮影手段に必要な照度が足りない場合には室内を撮影できず人体を検出できない等の問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、第一の目的は、人体と物体とを判別し、それらの位置、形状、大きさ、色などを認識し、温度を検出したい対象の温度検出を行い、その情報に基づき空調制御することによって省エネルギー運転ができ、各人体が置かれている環境において最適な状態に空調設定できる空気調和装置を得ることにある。

また、第二の目的は人体以外の床と壁や障害物の位置や形状や大きさや色などを認識し、温度を検出したい対象の温度検出を行いその情報に基づき、各環境において最適となる状態で運転できる空気調和装置を得ることにある。

この発明に係る空気調和装置は、室内に設置され室内を撮影するカメラと、前記カメラから得られる１枚あるいは連続した複数枚の画像に基づいて一人又は複数人の人体を検知し、該人体と物体とを判別し、それらの位置、形状、大きさ及び色の少なくとも１以上を認識する画像処理部と、離れた地点の温度を検出する赤外線センサーと、前記赤外線センサーの向きを変更させる方向変更部と、前記画像処理部からの画像情報に基づいて前記方向変更部を制御し、前記赤外線センサーの向きを検出対象物の方向に向けさせるとともに、前記画像処理部からの画像情報と前記赤外線センサーからの温度情報とに基づいて空調を制御する制御部とを備え、前記画像処理部は、前記カメラにより撮影された部屋全体の画像から人体のいる場所を除いた背景エリアを特定し、前記制御部は、前記検出された人体の表面の温度変化に応じて設定温度を変更し、前記方向変更部を制御して前記赤外線センサーに部屋全体の表面温度を検出させ、前記画像処理部により特定された前記背景エリアの温度を前記赤外線センサーの出力から求め、前記背景エリアの温度に基づいて空調設定を変更するものである。

この発明の空気調和装置によれば、画像処理部は、前記カメラにより撮影された部屋全体の画像から人体のいる場所を除いた背景エリアを特定し、背景エリアの温度を赤外線センサーの出力から求め、背景エリアの温度に基づいて空調設定を変更するようにしたので、人体が置かれている環境において最適な空調制御ができる。

この発明の実施の形態１における空気調和装置１の構成を示した図の例である。 図１の赤外線センサー３の拡大図でありこの発明の実施の形態１における赤外線センサー３を示す図の例である。 この発明の実施の形態１における空気調和装置１を示すブロック図の例である。 この発明の実施の形態１におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。 図１の赤外線センサー３の拡大図でありこの発明の実施の形態２における赤外線センサー３を示す図の例である。 この発明の実施の形態２におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。 この発明の実施の形態２における空気調和装置１を示すブロック図の例である。 この発明の実施の形態２におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。 この発明の実施の形態２における赤外線センサーの温度検出範囲をＸ−Ｙ座標で示す例の図である。 この発明の実施の形態３における空気調和装置１を示すブロック図の例である。 人体の体温と室温の関係を簡単に示した図である。 この発明の実施の形態４における空気調和装置１を示すブロック図の例である。 この発明の実施の形態４におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。 この発明の実施の形態５における空気調和装置１を示すブロック図である。 この発明の実施の形態５におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。 この発明の実施の形態５における空気調和装置１を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す構成図の例、図２は図１の赤外線センサー３の例としての拡大図であり、この発明の実施の形態１における赤外線センサー３を示す図である。図３はこの発明の実施の形態１におけるシステムブロック図、図４はこの発明の実施の形態１におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。

図１において、空気調和装置１は、冷凍空調装置の室内機に相当するものであり、通常の室内機としての構成部材の他に、カメラ２と赤外線センサー３とを図示のように同一面の位置に備えている。カメラ２には広角カメラが用いられ、部屋全体を映すことができる。広角カメラに用いられるレンズには一般に魚眼レンズなどがあり、画角が１６０°くらいであれば部屋全体を映すことができる。赤外線センサー３は、例えば離れた地点の表面温度を検出することができるサーモパイルセンサーが用いられる。サーモパイル素子は１つであっても複数であってもよい。この実施の形態１においては、サーモパイル素子の例として、図２に示されるように、７個の素子（素子３１〜素子３７）が縦に並べて設置されたものを用い、部屋の天井から空気調和装置１の真下の床までの表面温度を検出する。

図３において、空気調和装置１は、赤外線センサー３の向きを変更する方向変更部４と空調部５と制御装置６を備えている。方向変更部４は、左右に駆動する機構を備えており、赤外線センサー３の向きを左右方向に変更することができる。方向変更部４が赤外線センサー３の向きを左右方向に動かすことで、部屋全体の表面温度を検出することができる。空調部５は、空気調和装置１の冷却空気等の気流の方向や風量、温度などを変更する。即ち、空気調和装置は圧縮機、凝縮器、減圧手段及び蒸発器からなる冷凍サイクル（図示せず）を備えており、空調部５は、冷凍サイクルの圧縮機の回転数、減圧手段の開度の制御や、冷却ファンの回転数、気流の方向を調整するルーバーの方向等を制御する。制御装置６は、例えばマイクロコンピューターから構成されており、その機能に着目すると、画像処理部７と温度検出部８と方向制御部９と空調制御部１０としての機能を備えている。なお、画像処理部７と温度検出部８と方向制御部９と空調制御部１０とは、この発明の制御部を構成している。

画像処理部７は、カメラ２で撮影された画像から顔や手や足などの人体と床や壁や家具等の物体を判別し、それらの位置や形状や大きさや色などを認識する。温度検出部８は、赤外線センサー３からの情報に基づき温度を検出する。方向制御部９は、画像処理部７からの情報に基づき方向変更部４を制御して赤外線センサー３の向き（検出方向）を変える。空調制御部１０は、画像処理部７と温度検出部８とからの情報に基づき空調部５の気流の方向や風量、設定温度などを制御する。

図４は、カメラ２が撮影した画像にＸ−Ｙ座標軸１１と原点１２と、赤外線センサー３の温度検出範囲１３を追記し、前記画像から認識した人体や物体の位置をＸ−Ｙ座標軸１１の座標で表している。赤外線センサー３の温度検出範囲１３について、縦方向は、カメラ２で撮影された画像の天井部分から空気調和装置１の真下の床部分までの温度が検出できるように調整し、横方向は、原点１２を基準としてＸ方向に順次検出する。このようにすることで、方向変更部４が左右方向に動いた場合には、赤外線センサー３の向きが左右方向に変更されて部屋の端から端までの温度が検出できる。カメラ２と赤外線センサー３の原点あるいは座標を一致させることで、画像上の指定した座標の温度を検出できる。言うまでもなく縦方向の温度検出範囲は赤外線センサー３の素子の数に依存する。カメラ２と赤外線センサー３の原点を合わせることで、赤外線センサー３はカメラ２の設置位置によらず自由に設置できるので、縦に並べて設置しても横に並べて設置しても斜めに並べて設置してもよい。

次に動作について説明する。
このように構成された空気調和装置１においては、カメラ２が部屋全体を撮影し、画像処理部７がカメラ２からの画像に基づいて顔や手や足などの人体と床や壁や家具等の物体とを判別し、それらの位置や形状や大きさや色などを認識する。
画像処理部７による画像処理の方法としては、例えば、１枚の画像から人体と床と壁や家具等の物体を判定する方法がある。撮影した１枚の画像から人体の目や耳など特徴のあるものを検知してその付近の円形を人体の頭部として認識し、その周辺にある手足を認識する。壁は天井に繋がる垂直な直線を基に認識し、床は水平な直線を基に認識し、家具などの物体については正方形、長方形、平行四辺形、ひし形、円、楕円などの形状や大きさからソファ、ベッド、机、椅子等を認識する方法がある。

また、画像処理部７による画像処理の方法として、連続して撮影した２枚の画像の差分から人体を検出する方法もある。連続して撮影した２枚の画像の差分をとると人体などの動体がない状態では差分は常に０となるが、動体が存在する場合には差分が０以外となるので、その位置に動体が存在することが認識できる。その動体が極端に小さい場合にはペットや落下物と判断し、極端に大きい場合は照明やカーテンが開いた等の外乱光と判断することで人体の認識率が向上する。

次に、画像処理部７が判別した人体と物体等の位置を、図４に示すＸ−Ｙ座標軸１１のように原点１２を基準にして認識した対象を座標に変換する。これにより位置が特定できるので、方向制御部９は、温度を検出したい対象のＸ座標に赤外線センサー３が向くように方向変更部４を駆動して赤外線センサー３の向きを左右方向に変更する。図４を例に説明すると、人体Ａの頭部の温度を検出したい場合には、画像処理部７はカメラ２によって撮影された画像から人体Ａの位置すなわちＸ−Ｙ座標（Ｘ１、Ｙ１）を特定する。方向制御部９は、Ｘ座標（Ｘ１）に赤外線センサー３が向くように方向変更部４を駆動する。そして、この時のＹ座標（Ｙ１）に該当する範囲の温度を検出している赤外線センサー３の素子３５が検出する温度が人体Ａの頭部の温度である。空調制御部１０は、このようにして得られた画像処理部７からの画像情報と温度検出部８からの温度情報とに基づいて空調部５の気流の方向や風量、設定温度などを制御する。

画像処理部７からの画像情報と温度検出部８からの温度情報とを用いた空調制御方法として、例えば障害物を避けて気流制御する方法がある。従来の空気調和装置では、人体の位置がわかっても人体の前にソファや机などの物体があった場合にはこれが障害物となり気流が届かなくなる。しかし、この実施の形態１の画像処理部７は、カメラ２によって撮影された画像から人体だけでなく家具等の物体の位置も認識することができるので、空調制御部１０が画像処理部７の認識結果に基づいて空調部５の気流の方向や風量、設定温度などを制御することにより、物体の後ろにいる人体にも気流を届き易くすることができる。

また、より正確に室温を検出する方法がある。例えば、画像処理部７が部屋全体の画像から人体のいる場所を除いた部分を特定し、温度検出部８がその特定された領域の温度を赤外線センサー３の出力から抽出し、その平均値を求める。従来は人体の温度も一緒に検出してしまうため室温が高めに出てしまうが、人体の温度を取り除くことにより実際の室温に近づけることができる。

また、複数の人体が存在するような場合であっても、画像処理部７は複数の人体を認識し位置及び温度なども判別することができるので、各人体に合わせて最適に空調制御することができる。

ところで、テレビに人が映って画像処理部７が誤って人体と判定した場合が考えられるが、このときは赤外線センサー３を用いて例えば４０℃以上は人でないと判断するなど検出した温度により人体かどうかを判断することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、カメラ２が撮影した画像から顔や手や足などの人体と床や壁や家具等の物体を画像処理部７が判別し、それらの位置や形状や大きさや色などを認識し、方向制御部９がその情報に基づいて方向変更部４を駆動し、赤外線センサー３を検出したい対象の方向に向けて温度を検出するようにしているので、検出対象の温度も検出することができ、環境、状態に合わせて効果的に空調制御することができる。

実施の形態２．
以上の実施の形態１は、赤外線センサー３に複数の素子を使用して温度検出するようにしたものであるが、次に赤外線センサー３に１つの素子を使用して温度検出する例を実施の形態２として説明する。

図５は、図１の赤外線センサー３の例としての拡大図でありこの発明の実施の形態２における赤外線センサー３を示す図、図６はこの発明の実施の形態２におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。

図５において、赤外線センサー３は、図２では複数の素子であったが、１つの素子で構成されている。このとき図３における方向変更部４は上下左右に駆動する機構を備えており、赤外線センサー３の向きを上下左右方向に変更することができ、方向変更部４が赤外線センサー３の方向を上下左右方向に動かすことで室内の検出したい場所の表面温度を検出することができる。図６において、画像処理部７が人体Ａと人体Ｂを認識しＸ−Ｙ座標軸１１上の人体Ａと人体Ｂの座標をそれぞれ（Ｘ１、Ｙ１）、（Ｘ２、Ｙ２）として認識している状態を示している。

次に動作について説明する。
このように構成された空気調和装置１においては、カメラ２が部屋全体を撮影し画像処理部７が顔や手や足などの人体と床や壁や家具等の物体を判別し、それらの位置や形状や大きさや色などを認識する。次に図６に示すように画像処理部７が判別した人体と物体等の位置すなわちＸ−Ｙ座標（Ｘ１、Ｙ１）を特定する。位置を特定したら方向制御部９によって温度を検出したい対象のＸ−Ｙ座標に赤外線センサー３の向きを合わせるように方向変更部４を上下左右に駆動する。例えば図６において人体Ａの温度を検出したい場合には、画像処理部７はカメラ２が撮影した画像から人体Ａおよび人体Ｂと床や壁や家具等の物体を判別し、その位置や形状や大きさや色など認識したのち人体Ａの位置をＸ−Ｙ座標１１における（Ｘ１、Ｙ１）に表す。方向制御部９は方向変更部４を制御して赤外線センサー３の方向を（Ｘ１、Ｙ１）に向け、赤外線センサー３は人体Ａの温度を検出する。また、人体Ａの温度を検出した後に赤外線センサー３を（Ｘ２、Ｙ２）の方向に向け人体Ｂの温度を検出してもよいし、これ以外に人体以外の物を認識してその温度を検出してもよい。

次に赤外線センサー３の焦点を絞ったり広げたりすることで赤外線センサー３の温度検出範囲１３を変更して、人体や物体の位置、大きさに合わせて温度を検出する方法を説明する。

図７は、この発明の実施の形態２におけるシステムブロック図である。図８はこの発明の実施の形態２におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。図９は赤外線センサー３の温度検出範囲１３をＸ−Ｙ座標で示す例の図である。

図７において、空気調和装置１は、カメラ２と赤外線センサー３と赤外線センサー３の方向を変更する方向変更部４と空調部５と制御装置６と焦点変更部１４とを備えている。焦点変更部１４は、赤外線センサー３の焦点を絞ったり広げたりすることができ、赤外線センサー３の温度検出範囲１３を変更することができる。制御装置６は、上記の実施の形態１の画像処理部７、温度検出部８、方向制御部９及び空調制御部１０の他に、焦点制御部１５を備えている。焦点制御部１５は、画像処理部７からの画像情報と温度検出部８からの温度情報に基づいて焦点変更部１４を制御する。

図８において、人体Ａが空気調和装置１の近くにいる状態を示している。例えば、カメラ２が顔を検出してその座標と範囲を画像処理部７が算出し、温度検出したい範囲に応じて焦点制御部１５は赤外線センサー３の温度検出範囲１３を変えるため焦点変更部１４を制御する。図６と図８とを比較すると人体Ａが接近したときは赤外線センサー３の温度検出範囲１３を広げている様子がわかる。このように温度検出範囲１３を変更することにより、方向変更部４を検出対象の範囲内で細かく走査することなく１回あるいは少ない回数で検出したい範囲内の温度を検出することができる。画像処理部７における温度検出の指定範囲は、例えば、図９に示すように四角形の対角の２点の座標１６を指定することによって四角形の任意の範囲にしてもよい。また、円の中心の座標１７と円の半径１８を指定することにより、円形の任意の範囲にしてもよい。

方向制御部９は、方向変更部４を制御して画像処理部７が指定した座標に赤外線センサー３の方向を向け、焦点制御部１５は焦点変更部１４を制御して画像処理部７が指定した範囲に赤外線センサー３の温度検出範囲を合わせ、１つのサーモパイルセンサー素子で人体や物体の温度を検出する。空調制御部１０は、こうして得られた画像処理部７からの画像情報と温度検出部８からの温度情報に基づき、例えば、人体が移動したら風向を変えたり、人体が近いと風量を弱めたり人体が遠いと風量を強めたり、体温が高ければ温度を下げたりするなど最適な状態に空調制御することができる。

以上のように、この実施の形態２によれば、人体と物体とを判別しその位置や形状や大きさなどを認識することで、環境や状態に合わせて効果的に空気調和することができる。また、赤外線センサーを１つの素子で構成し、焦点変更部１４及び方向変更部４によって焦点や向きを自由に変更することにより、任意の位置における任意の範囲の温度を検出したり狭い範囲の温度を細かく検出したりすることができるので、複数のサーモパイルセンサーを使用するよりも低コストで検出対象となる範囲あるいは対象となる点の温度を検出することを実現できる。

実施の形態３．
以上の実施の形態１、２は、カメラ２が撮影した画像から人体や物体を認識するとともに位置と範囲を判別して赤外線センサー３によって検出したい対象の温度を検出しその結果に基づいて空調制御するものであるが、次に人体が暑い寒い等の温冷感や快適かどうかを検出する例を実施の形態３として説明する。

図１０はこの発明の実施の形態３におけるシステムブロック図、図１１は人体の体温と室温の関係を簡単に示した図である。

図１０において、制御装置６は、上記の実施の形態１の画像処理部７、温度検出部８、方向制御部９及び空調制御部１０の他に、温度記録部１９と温冷感判定部２０とを備えている。温度記録部１９は、人体の温度を記録する。温冷感判定部２０は、人体の体温と室温の関係から人体が暑いと感じているか、寒いと感じているかを判定する。
図１１において、直腸温とは人体の直腸の温度であり人体の体温に一番近い温度である。

次に動作について説明する。
例えば図１０において、カメラ２が部屋全体を撮影し、画像処理部７が人体の額や手や足を認識するとともに位置と範囲を判別する。次に方向制御部９が方向変更部４を制御して画像処理部７が判別した人体の各パーツの位置に赤外線センサー３の方向を向け、赤外線センサー３は人体の例えば額と手と足の表面温度を検出する。検出された温度は温度記録部１９に記録する。温冷感判定部２０は温度記録部１９に記録されている温度情報に基づき、次のような方法で温冷感を判定する。

温冷感を判定の１つとして、例えば人体表面温度の変化によって人体が暑いと感じているか寒いと感じているかを判定する方法がある。人体の表面温度は空調された室内に居続けることにより次第に上昇または下降するので、人体の額と手と足の表面温度について、上昇温度、下降温度、上昇温度／分、下降温度／分などを計算し、その結果から温冷感を判定し、暑いと感じていると判定した場合には設定温度を下げ、寒いと感じていると判定した場合には設定温度を上げたりするなど、人体が求めている空調設定となるように空調部５の気流の方向や風量、設定温度などを制御する。

また、別の温冷感の判定方法として例えば、人体の額の温度と手足の温度と室温の関係から判定する方法がある。心臓に近い体温ほど基礎体温に近いことが知られており、図１１のように心臓に近い額の温度に比べ、心臓から遠い手足の温度は室温により大きく変化するので、室温における額と手足の温度の関係から人体が感じる温度を推定できる。例えば額の温度に比べ手足の温度が５℃以上低かった場合には寒いと判断し、空調温度を上げる。

その他、温冷感判定方法として例えば、人体の活動状態による温冷感判定方法がある。人体の活動状態は例えば、画像処理部７において人体の移動量を積算すればよい。人体が移動しているときと静止しているときとでは人体が感じる温度は異なる。表面温度が大きく変化していなくても動いているときは静止しているときに比べて体内から発生する熱量が大きいので空調温度を下げ、静止しているときは体内から発生する熱量が少ないので空調温度を上げる。

さらに、或る人体（利用者）がリモコン等で設定温度を変えた時この人体の温冷感を知ることができるので、例えば、この人体の額の温度と手足の温度を検出し、この人体の温冷感と平均的な人体の温冷感とを比較し、この比較結果より温冷感判定基準に補正を加えることによって、この人体に合わせた空調制御をすることができる。また、この補正結果を温冷感判定部２０が記憶しておくことで、以降、その人体（利用者）は再度設定温度を変えることなく、適した状態で空調できる。

以上のように、本実施の形態３によれば、カメラ２から画像の処理と赤外線センサー３による温度検出に加え、温冷感判定部２０によって温冷感判定を行うことにより、人体が求めている最適な空調状態に利用者が設定することなく空気調和装置が検出して算出した結果により制御することができる。

実施の形態４．
以上の実施の形態３は、人体の体感温度を推定して空調制御するものであるが、次に人体の着衣状態に応じて空調制御する例を実施の形態４として説明する。

図１２はこの発明の実施の形態４におけるシステムブロック図、図１３はこの発明の実施の形態４におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。

図１２において、制御装置６は、上記の実施の形態１の画像処理部７、温度検出部８、方向制御部９及び空調制御部１０の他に、着衣判定部２１を備えている。着衣判定部２１は、画像処理部７からの画像情報と温度検出部８からの温度情報に基づいて着衣の種類を推定する。図１３において、画像処理部７が検出した人体Ａの腕の面積２２と足の面積２３と、人体Ｂの腕の面積２４と足の面積２５を示し、人体Ａは長袖・長ズボン、人体Ｂは半袖・半ズボンである。

次に動作について説明する。
このように構成された空気調和装置１においては、カメラ２が部屋全体を撮影し、画像処理部７が人体の顔や腕や足などを認識し肌色を検出するとともに位置と範囲を判別する。次に方向制御部９が方向変更部４を制御して画像処理部７が判別した人体の顔や腕や足の位置に赤外線センサー３の方向を向け、赤外線センサー３は人体の顔や手や足の温度を検出する。このとき、着衣判定部２１は認識した人体の腕と足の面積の肌色部分や温度とから着衣の種類を推定する。

例えば、図１３に示すように画像上の人体の腕の面積において人体Ａの腕の面積２２のように３０％未満が肌色を検出した場合には長袖と判定し、人体Ｂの腕の面積２４のように３０％以上が肌色を検出した場合は半袖と判定する。同様に、画像上の人体の足の面積において人体Ａの足の面積２３のように３０％未満が肌色を検出した場合には長ズボンと判定し、人体Ｂの足の面積２５のように３０％以上が肌色を検出した場合は半ズボンと判定する。

また、例えば、画像上の人体の腕の面積において人体Ａの腕の面積２２のように３０％未満が３０℃〜３６℃を検出した場合には長袖と判定し、人体Ｂの腕の面積２４のように３０％以上が３０℃〜３６℃を検出した場合には半袖と判定してもよい。同様に、画像上の人体の足の面積において人体Ａの足の面積２３のように３０％未満が３０℃〜３６℃を検出した場合は長ズボンと判定し、人体Ｂの足の面積２５のように３０％以上が３０℃〜３６℃を検出した場合は半ズボンと判定できる。

また、例えば、画像上の人体の腕の面積のうち肌色部分が３０％以上で、その肌色部分が３０℃〜３６℃を検出した場合には半袖と判定し、それ以外は長袖と判定し、画像上の人体の足の面積のうち肌色部分が３０％以上で、その肌色部分が３０℃〜３６℃を検出した場合には半ズボンと判定し、それ以外は長ズボンと判定するなど、画像情報と温度情報を兼用すると更にその精度を増すことができる。

以上のように、着衣の種類により人体の感じる温度は変わるので、例えば冷房運転時において、半袖、半ズボンと認識した場合には暑がりである場合が殆どなので、空調温度を感じやすいように素肌部に気流を向けてもよい。また、設定温度を上げて体感状態を保ったまま省エネ運転したりすることができる。

そして、カメラ２からの画像の処理と赤外線センサー３による温度検出に加え、着衣判定部２１により人体が着用している衣服の状態について推定することができるので、人体の衣服の状態に合わせて体感温度を保った省エネの最適な空調制御ができる。

実施の形態５．
以上の実施の形態４は、人体が着用している衣服の情報に基づき空調制御するものであるが、次に画像処理部が人体を検出できなくなった場合に空調制御する例を実施の形態５として説明する。

図１４はこの発明の実施の形態５におけるシステムブロック図、図１５はこの発明の実施の形態５におけるカメラ２が撮影した画像の例を示す図である。図１４において、制御装置６は、上記の実施の形態１の画像処理部７、温度検出部８、方向制御部９及び空調制御部１０の他に、画像記録部２６を備えている。画像記録部２６は、カメラ２が撮影した画像を記録する。図１５において、人体の行動パターンを記録し人体が居る確率が高いエリア２７を示している。

次に動作について説明する。
このように構成された空気調和装置１においては、カメラ２が部屋全体を撮影した画像を画像記録部２６に保存しておき、画像処理部７が人体や床と壁や物体を認識できないほど照度が低くなった場合には保存しない。保存と同時に画像処理部７はカメラ２が撮影した画像から人体を認識し、例えば人体の頭部の位置座標を一定時間記録する。そして例えば、カメラ２が撮影した画像に基づいて人体行動パターンを得る。具体的には、撮影した画像を複数のエリアにわけ、人体の頭部の座標があったエリアをカウントしてゆき、人体がどのエリアにいるかを検出し、その情報を画像記録部２６に記録する。その際には、図１５のように人体が居る確率が高いエリア２７とその他のエリアに分けてもよい。

次に、カメラ２が室内を撮影するのに充分な照度が得られない場合には、方向制御部９は、画像記録部２６が保存している画像情報に基づいて赤外線センサー３によって人体が存在する確率が高いエリア２７を中心に温度検出するように方向変更部４を制御し、画像処理部７及び温度検出部８は、例えば３０℃〜３６℃の一定以上の大きさのものを人体と認識し、空調制御部１０はこの人体に合わせて空調部５の気流の方向や風量、設定温度などを制御する。

また、人以外にも物体の位置と形状や大きさなどを画像記録部２６に記録しておけば照度に関わらず、例えば、ベッドやソファや椅子などを障害物として、その位置への気流を避けたりして空調することができる。

以上のように暗くなってカメラ２が使用できなくても、明るいうちに撮影した画像を用いることで明るいときと同等の空調制御ができる。また、赤外線センサー３は人体が存在する確率が高いエリアを中心にスキャンするので、全エリアを検出する必要はないため検出時間を短縮できる。

実施の形態６．
以上の実施の形態１〜５は空調制御が目的であるが、次に人体が部屋にいない状態で高温を検知した場合に異常を通知する例を実施の形態６として説明する。

図１６はこの発明の実施の形態６におけるシステムブロック図である。図１６においてこの発明の実施の形態５における空気調和装置１は、高温を検知した場合に危険を知らせるための異常温度通知部２８を備えている。

次に動作について説明する。
このように構成された空気調和装置１において、制御装置６は、赤外線センサー３が例えば１００℃以上の温度を検出した場合は異常温度と判定し、異常温度通知部２８を駆動して異常を通知する。この時、人体の存在を検出していて、人体近傍に高温が存在、例えば、料理をしている場合や煙草を吸っている場合は通知しないなど通知の是非を設定できても良い。

前記高温検知及び通知に関する機能は、空気調和装置１が運転中であっても待機中であってもよい。また、留守モードのような空調部５の電源は入っていないがカメラ２と赤外線センサー３は可動させるというようなモードを設定し、リモコンでモードを切り替えられるようにしておき、留守モードに設定しておくことで火災などの異常を監視してもよい。また、異常温度通知部２８の例としてブザーによる警告やスピーカーを備え、音声による警告やＬＥＤによる発光による警告でもよいし、ネットワークを経由して携帯電話などで使用者に通知してもよい。

以上のように、人体がいない部屋で火災等高温を検知した場合にはすみやかに異常を知らせることができ、空気調和装置を火災検知報知装置として使うこともできる。

なお、この発明は上記の実施の形態１〜６に限定されるものでなく、これらの実施の形態を適宜組み合わせた構成からなる空気調和装置を実現するようにしてもよい。

１ 空気調和装置、２ カメラ、３ 赤外線センサー、４ 方向変更部、５ 空調部、６ 制御装置、７ 画像処理部、８ 温度検出部、９ 方向制御部、１０ 空調制御部、１１ Ｘ−Ｙ座標軸、１２ 原点、１３ 赤外線センサー３の温度検出範囲、１４ 焦点変更部、 １５ 焦点制御部、１６ 温度検出範囲を示す四角形の対角の２点の座標、１７ 温度検出範囲を示す円の中心の座標、１８ 温度検出範囲を示す円の半径、１９ 温度記録部、２０ 温冷感判定部、２１ 着衣判定部、２２ 画像上の人体Ａの腕の面積、２３ 画像上の人体Ａの足の面積、２４ 画像上の人体Ｂの腕の面積、２５ 画像上の人体Ｂの足の面積、２６ 画像記録部、２７ 室内において人体が存在する確率が高いエリア、２８ 異常温度通知部。

Claims (7)

1. 室内に設置され室内を撮影するカメラと、
   前記カメラから得られる１枚あるいは連続した複数枚の画像に基づいて一人又は複数人の人体を検知し、該人体と物体とを判別し、それらの位置、形状、大きさ及び色の少なくとも１以上を認識する画像処理部と、
   離れた地点の温度を検出する赤外線センサーと、
   前記赤外線センサーの向きを変更させる方向変更部と、
   前記画像処理部からの画像情報に基づいて前記方向変更部を制御し、前記赤外線センサーの向きを検出対象物の方向に向けさせるとともに、前記画像処理部からの画像情報と前記赤外線センサーからの温度情報とに基づいて空調を制御する制御部と
   を備え、
   前記画像処理部は、前記カメラにより撮影された部屋全体の画像から人体のいる場所を除いた背景エリアを特定し、
   前記制御部は、
   前記検出された人体の表面の温度変化に応じて設定温度を変更し、
   前記方向変更部を制御して前記赤外線センサーに部屋全体の表面温度を検出させ、
   前記画像処理部により特定された前記背景エリアの温度を前記赤外線センサーの出力から求め、前記背景エリアの温度に基づいて空調設定を変更する
   ことを特徴とする空気調和装置。
2. 検出された人体の表面の温度変化に応じて対象となる人体の温冷感を判定する温冷感判定部を更に備え、
   前記制御部は、判定された人体の温冷感に応じて空気調和装置の設定温度を変更することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 検出された人体の表面温度を記録する温度記録部を、更に備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気調和装置。
4. 検出対象の人体の着衣に関する情報及び素肌温度を検出する着衣判定部を更に備え、
   前記画像処理部は、前記カメラからの画像に基づいて検知された人体の肌色画像部分を推測し、
   前記着衣判定部は、前記赤外線センサーの出力により前記肌色画像部分の温度を検出することで素肌部分を判定し、その素肌部分の判定結果から着衣に関する情報及び素肌温度を検出し、
   前記制御部は、前記着衣に関する情報及び素肌温度に基づいて空調制御することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記画像処理部は、前記カメラからの画像に基づいて得られる人体行動パターンと前記赤外線センサーで検出された温度情報とに基づいて人体の位置を検知し、その検知された位置における人体の温度を前記赤外線センサーの出力から求め、
   前記制御部は、その検知された位置における人体の温度に基づいて空調制御をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
6. 前記カメラで撮影された画像情報を記録する画像記録部を備え、
   前記制御部は、前記画像記録部に記録された画像情報によって特定される物体の位置に応じて検出対象物の位置を特定し、当該検出対象物の温度を前記赤外線センサーにより検出し、その検出結果に基づいて空調制御をすることを特徴とする請求項１、２又は５に記載の空気調和装置。
7. 前記赤外線センサーの出力が所定値以上の高温であるとその旨を通知する異常温度通知部を、更に備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気調和装置。

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