JP2021162212A

JP2021162212A - 空調制御システム、制御装置、ロボット、空調制御方法及びプログラム

Info

Publication number: JP2021162212A
Application number: JP2020063311A
Authority: JP
Inventors: 浩子泉原; Hiroko IZUMIHARA
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-11

Abstract

【課題】効率的且つ高精度の空調を実現する。【解決手段】空調制御システムは、フロアを自律走行するロボット３と、制御装置２とを備える。ロボット３は、フロア内に存在する物体の三次元の位置データを取得する。制御装置２は、フロア内に存在する物体の三次元の位置データに基づいて生成されたマップデータから特定されたフロアにおける１又は複数の空調対象エリアに基づいて、フロアに設置された１又は複数の室内機５を制御する空調制御部２０３を備える。【選択図】図８

Description

本開示は、空調制御システム、制御装置、ロボット、空調制御方法及びプログラムに関する。

ビルのフロアの天井に画像センサを設置し、当該画像センサによって得られた当該フロアの二次元の画像データに基づいて、当該フロアに設置された空調機を制御する技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１では、フロア全域を予め複数のエリアに分割し、各分割エリアに対応する画像データから各分割エリアの人の存否、人の状態を判断し、その判断結果に基づいて空調機を制御する。

特開２０１９−６７７７８号公報

ところで、オフィスビル等では、一のフロアを、いわゆるパーティションと称される間仕切り用品、比較的背の高い棚等を用いて簡易的に複数の作業エリアに分割して使用するケースが少なくない。また、このような作業エリアは流動的であり、比較的短期間でレイアウトが変更される。

上記のケースにおいて、当該フロアを空調する空調システムが、各作業エリア（即ち、各空調対象エリア）を正確に把握することができれば、当該フロアを効率的且つ高精度に空調することが可能となる。

上記の空調を実現するために、例えば、管理者等が、レイアウトが変更される度に各空調対象エリアを測量し、その結果を反映した空調用のフロアのマップデータを生成して、空調システムの制御装置に入力することが考えられる。しかし、このような作業は非常に手間がかかり、現実性に乏しい。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、一のフロアにおける各空調対象エリアを正確に把握できるようにすることで、効率的且つ高精度の空調を実現することが可能な空調制御システム等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示に係る空調制御システムは、
フロアを自律走行するロボットと、制御装置と、を備え、
前記ロボットは、前記フロア内に存在する物体の三次元の位置データを取得する三次元データ取得手段を備え、
前記制御装置は、前記物体の三次元の位置データに基づいて生成されたマップデータから特定された前記フロアにおける１又は複数の空調対象エリアに基づいて、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する空調制御手段を備える。

本開示によれば、一のフロアにおける各空調対象エリアを正確に把握できるため、効率的且つ高精度の空調を実現することが可能となる。

本実施形態における空調制御システムの全体構成を示す図本実施形態における制御装置のハードウェア構成を示すブロック図本実施形態におけるロボットのハードウェア構成を示すブロック図本実施形態における室内機の構造を説明するための図本実施形態における室内機の風向指定について説明するための図本実施形態におけるロボットの機能構成を示すブロック図本実施形態におけるロボットの巡回について説明するための図本実施形態における制御装置の機能構成を示すブロック図本実施形態における空調対象エリアについて説明するための図本実施形態における空調用のフロアレイアウトの一例を示す図本実施形態におけるロボットが実行するマップ生成処理の手順を示すフローチャート本実施形態における制御装置が実行する空調制御処理の手順を示すフローチャート

以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本開示の実施形態における空調制御システム１の全体構成を示す図である。空調制御システム１は、制御装置２と、ロボット３と、画像センサ４とを備え、オフィスビル等のフロアＦの空調を行う複数の室内機５を制御するシステムである。

制御装置２は、図２に示すように、第１通信インタフェース２０と、第２通信インタフェース２１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２４と、二次記憶装置２５とを備える。これらの構成部は、バス２６を介して相互に接続される。

第１通信インタフェース２０は、空調ネットワーク６を介して、画像センサ４及び各室内機５と通信するためのインタフェースである。空調ネットワーク６は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＲＳ−４８５等の周知の有線通信規格に基づいたネットワークである。

第２通信インタフェース２１は、予め定めた図示しない無線ネットワークを介してロボット３と無線通信するためのインタフェースである。この無線ネットワークは、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｗｉ−ＳＵＮ（登録商標）等の周知の無線通信規格に基づいたネットワークである。

ＣＰＵ２２は、制御装置２を統括的に制御する。ＣＰＵ２２によって実現される制御装置２の機能の詳細については後述する。

ＲＯＭ２３は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ２４は、ＣＰＵ２２の作業領域として使用される。

二次記憶装置２５は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含んで構成される。二次記憶装置２５は、空調制御に関するプログラム（以下、空調制御プログラムという。）と、この空調制御プログラムの実行時に使用されるデータとを記憶する。

空調制御プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することが可能である。

また、空調制御プログラムをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから制御装置２に対して、空調制御プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。

ロボット３は、フロアＦを自律して走行するロボットであり、例えば、床のゴミを吸い込んで掃除したり、不審者、火事等の非常事態を検知し通報したり、書類、荷物等を配送する等のビル管理のための作業を行うロボットである。ロボット３は、図３に示すように、移動機構３０と、カメラ３１と、三次元計測部３２と、通信インタフェース３３と、ＣＰＵ３４と、ＲＯＭ３５と、ＲＡＭ３６と、二次記憶装置３７とを備える。これらの構成部は、バス３８を介して相互に接続される。なお、この他にも、ロボット３は、ビル管理作業（例えば掃除等）に応じたハードウェアを備える。

移動機構３０は、フロアＦを走行するための機構であり、例えば、複数のタイヤ及びモータ等から構成され、ＣＰＵ３４からの指令に基づいて動作する。カメラ３１は、可視カメラであり、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサで構成され、ＣＰＵ３４からの指令に従って撮影を行い、撮影した画像を示す画像データを出力する。

三次元計測部３２は、三次元計測手段の一例である。三次元計測部３２は、走行の際、周囲の物体を三次元計測し、三次元座標値を含む三次元データを出力する。通信インタフェース３３は、上述した無線ネットワークを介して制御装置２と無線通信するためのインタフェースである。

ＣＰＵ３４は、ロボット３を統括的に制御する。ＣＰＵ３４によって実現されるロボット３の機能の詳細については後述する。

ＲＯＭ３５は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。ＲＡＭ３６は、ＣＰＵ３４の作業領域として使用される。

二次記憶装置３７は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリを含んで構成される。二次記憶装置３７は、後述する第１マップデータ及び第２マップデータを生成し、第２マップデータを制御装置２に送信するプログラム（以下、マップ生成プログラムという。）と、このマップ生成プログラムの実行時に使用されるデータとを記憶する。この他にも、二次記憶装置３７には、自律走行するためのプログラムと、ビル管理作業のためのプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。

マップ生成プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することが可能である。また、マップ生成プログラムをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバからロボット３に対して、マップ生成プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。

図１に戻り、画像センサ４は、フロアＦの天井に設置される、例えば赤外線カメラである。画像センサ４は、空調ネットワーク６を介して制御装置２と通信するための図示しない通信インタフェースを備え、制御装置２からの要求に応じて周期的にフロアＦの全域の熱画像を取得し、取得した熱画像を示すデータ（以下、熱画像データという。）を制御装置２に送信する。

各室内機５は、空調機の一例である。各室内機５は、天井埋込タイプの室内機であり、屋外に設置された室外機（図示せず）と図示しない通信線を介して通信可能に接続されると共に、冷媒を循環させるための冷媒配管によって接続され、各室内機５と室外機とによって冷凍サイクルが構成されている。なお、複数台の室内機５が、同一の室外機に接続される仕様であってもよい。本実施形態では、フロアＦの天井に６台の室内機５が設置されている。

各室内機５は、何れも図示しないが、ファン、熱交換器、温度センサ、湿度センサ、風向調整板、マイコン、通信インタフェース等を備える。各室内機５は、空調ネットワーク６を介して制御装置２と通信し、制御装置２からの指令に従ってフロアＦの室内空間を冷房し、暖房する等の空調を行う。

各室内機５は、図４に示すように、フロアＦの天井に埋設される直方体状の本体部５０の下側（即ち、室内側）に正方形状の前面パネル５１が取り付けられた構成となっている。前面パネル５１には、その周縁部に４つの吹出口５２が設けられている。各室内機５は、制御装置２によって指定された１又は複数の吹出口５２から空気を吹き出すことができる。さらに、各室内機５は、吹出口５２毎に設けられた上記の風向調整板により、吹出口５２毎に制御装置２によって指定された風向（例えば、水平方向、斜め下方向、下方向）で空気を吹き出すことができる（図５参照）。

続いて、ロボット３の機能について詳細に説明する。ロボット３は、機能的には、図６に示すように、三次元データ取得部３００と、第１マップデータ生成部３０１と、天井画像取得部３０２と、室内機位置取得部３０３と、第２マップデータ生成部３０４と、マップデータ送信部３０５とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ３４が二次記憶装置３７に記憶されている上述したマップ生成プログラムを実行することで実現される。なお、これらの機能の他にも、ロボット３は、例えば、自律走行する機能、掃除等のビル管理作業に関する機能等も備える。

ロボット３は、予め決められた時刻になると、フロアＦにおける予め定めた待機場所（例えば、ロボット３の充電設備が設置された場所）から走行を開始し、自己が生成した後述する第１マップデータと、予め定められた巡回規則とに基づいてフロアＦを巡回する（図７参照）。走行時において、ロボット３は、カメラ３１の撮像画像から障害物を検知すると、当該障害物を避けて巡回を続行する。そして、フロアＦの巡回が終了すると、待機場所に戻り、次回の巡回開始時刻になるまで待機する。

三次元データ取得部３００は、三次元データ取得手段の一例である。三次元データ取得部３００は、図３に示す三次元計測部３２によって計測された、走行時のロボット３の周囲の物体の三次元座標値を含む三次元データ（即ち、三次元の位置データ）を取得する。ここでいう物体には、フロアＦの床に設置又は一時的に置かれた物品（例えば、机、椅子、棚、パーティション、ゴミ箱、カバン、段ボール等）、フロアＦに居る人等が含まれる。

三次元データ取得部３００は、取得した三次元データを三次元データテーブル３７０に保存する。三次元データテーブル３７０は、ロボット３のフロアＦの一の巡回で取得された全ての三次元データが保存されるデータテーブルであり、二次記憶装置３７に記憶される。

第１マップデータ生成部３０１は、第１マップデータ生成手段の一例である。第１マップデータ生成部３０１は、フロアＦの巡回が終了すると、三次元データテーブル３７０に保存されている全ての三次元データに基づいて、フロアＦの高精度の三次元マップデータである第１マップデータを生成する。ここで生成された第１マップデータには、今回の巡回で取得された全ての物体の三次元データが反映されている。第１マップデータ生成部３０１は、生成した第１マップデータをマップ履歴ＤＢ３７１に保存する。

マップ履歴ＤＢ３７１は、第１マップデータ生成部３０１によって生成された第１マップデータの履歴を保存するためのデータベースであり、二次記憶装置３７に記憶される。マップ履歴ＤＢ３７１には、例えば、過去１０日分の第１マップデータの履歴が保存される。

天井画像取得部３０２は、フロアＦの巡回が終了し、待機場所に戻った際に図３に示すカメラ３１によって撮影された、フロアＦの天井の画像を示す画像データを取得する。なお、天井画像取得部３０２は、フロアＦの巡回中に天井が撮影される場合には、巡回中に随時天井の画像データを取得してもよい。天井画像取得部３０２は、取得した天井の画像データを室内機位置取得部３０３に供給する。

室内機位置取得部３０３は、天井画像取得部３０２によって取得された天井の画像データを解析して各室内機５を認識して、各室内機５の設置位置を取得する。室内機位置取得部３０３は、取得した各室内機５の設置位置に関するデータを第２マップデータ生成部３０４に供給する。

第２マップデータ生成部３０４は、第２マップデータ生成手段の一例である。第２マップデータ生成部３０４は、マップ履歴ＤＢ３７１に保存されている第１マップデータの履歴と、室内機位置取得部３０３によって取得された各室内機５の設置位置に関するデータとに基づいて、制御装置２に送信するためのマップデータである第２マップデータを生成する。

詳細には、先ず、第２マップデータ生成部３０４は、第１マップデータの履歴から予め定めた高さの基準値であるＨ_１以上の高さを有する固定物を特定する。ここで、固定物とは、現在から過去の一定期間、継続して検出された物体のことをいう。この一定期間は、例えば、１０日間である。また、Ｈ_１は、例えば５０ｃｍである。

第２マップデータ生成部３０４は、特定したＨ_１以上の高さを有する固定物の三次元データに基づいてフロアＦの三次元マップデータを生成する。即ち、ここで生成される三次元マップデータは、第１マップデータから固定物以外の物体、及び高さがＨ_１未満の固定物を間引いたものであり、第１マップデータに比べてデータサイズが小さい。さらに、第２マップデータ生成部３０４は、制御装置２で処理する際に必要となる粒度まで当該三次元マップデータをダウングレードする。これにより、ここで生成される三次元マップデータは、第１マップデータに比べて低精度であり、データサイズもさらに小さいものとなる。

次に、第２マップデータ生成部３０４は、室内機位置取得部３０３によって取得された各室内機５の設置位置に関するデータを上記の三次元マップデータに反映することで第２マップデータを生成する。各室内機５の設置位置に関するデータは、制御装置２において、制御装置２が予め保持する各室内機５のレイアウトデータを補正する際に使用される（詳細は後述する）。

第２マップデータ生成部３０４は、生成した第２マップデータをマップデータ送信部３０５に供給する。マップデータ送信部３０５は、マップデータ送信手段の一例である。マップデータ送信部３０５は、第２マップデータ生成部３０４によって生成された第２マップデータをマップデータとして上述した無線ネットワークを介して制御装置２に送信する。

続いて、制御装置２の機能について図８を用いて詳細に説明する。制御装置２は、機能的には、マップデータ受信部２００と、フロアレイアウト生成部２０１と、人位置取得部２０２と、空調制御部２０３とを備える。これらの機能部は、ＣＰＵ２２が二次記憶装置２５に記憶されている上述した空調制御プログラムを実行することで実現される。

マップデータ受信部２００は、マップデータ受信手段の一例である。マップデータ受信部２００は、ロボット３から送信されたマップデータを空調ネットワーク６を介して受信する。

フロアレイアウト生成部２０１は、対象エリア特定手段の一例である。フロアレイアウト生成部２０１は、マップデータ受信部２００によって受信されたマップデータに基づいて、フロアＦにおける１又は複数の空調対象エリアを特定し、さらに、室内機レイアウトテーブル２５０を参照して、空調用のフロアレイアウトを生成する。

フロアレイアウト生成部２０１は、図９に示すように、パーティション、棚等の仕切り固定物によって囲まれたエリアであって、その内部に机が設置されているエリアを空調対象エリアとして特定する。ここで、フロアレイアウト生成部２０１は、予め定めた高さの基準値であるＨ_２以上の高さを有する固定物を上記の仕切り固定物とみなす。Ｈ_２は、上述のＨ_１以上の値として設定され、例えば１００ｃｍである。

また、フロアレイアウト生成部２０１は、その高さが、予め定めた高さの基準範囲であるＲ_１内に収まり、且つ、フロアＦの床面に対する占有面積が予め定めた基準値であるＡ_１以上である固定物を机とみなす。なお、個々の机が密接して設置されている場合は、その集合体が一の机とみなされる。Ｒ_１は、上述のＨ_１以上の値を有する範囲として設定され、例えば５０ｃｍ〜７０ｃｍである。また、Ａ_１は、例えば１ｍ^２である。

フロアレイアウト生成部２０１は、特定した１又は複数の空調対象エリアに関するデータと、ロボット３から受信したマップデータに含まれる室内機５の設置位置に関するデータと、室内機レイアウトテーブル２５０とに基づいて二次元又は三次元の空調用のフロアレイアウトを生成する。

ここで、室内機レイアウトテーブル２５０は、各室内機５について、機器ＩＤと、フロアＦの天井における設置位置とを対応付けた室内機レイアウトが保存されるデータテーブルであり、二次記憶装置２５に記憶される。機器ＩＤは、制御装置２において、各室内機５を識別するためのＩＤ（identification）である。室内機レイアウトは、当該空調制御システム１の導入時において、施工担当者等によって制御装置２が備える図示しない外部入力インタフェースを介して入力される。外部入力インタフェースは、例えば、ＵＳＢインタフェース、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース等である。

施工担当者等によって入力される室内機レイアウトにおける各室内機５の設置位置についての情報は、一般的に大まかな位置を示すものであり、精度が高くないことが多い。そこで、本実施形態では、フロアレイアウト生成部２０１は、各室内機５の設置位置に関するデータを用いて、室内機レイアウトテーブル２５０に保存されている室内機レイアウトを補正して、フロアレイアウトを生成する。これにより、フロアＦ内での各室内機５の設置位置、より詳細には空調対象エリアに対する相対的な各室内機５の設置位置がより正確に反映されたフロアレイアウトを生成することができる。

図１０に、フロアレイアウト生成部２０１によって生成されたフロアレイアウトの一例を示す。本例のフロアレイアウトは、二次元のフロアレイアウト、即ち、空調用のフロアＦの平面図を示している。図１０において、各破線部が、各室内機５の設置位置を示し、破線枠内の数字が各室内機のＩＤを示している。図１０に示すように、フロアレイアウトは、フロアＦにおける空調対象エリアの情報と、フロアＦにおける各室内機５の設置位置についての情報（即ち、フロアＦにおける空調対象エリアに対する各室内機５の相対的な位置についての情報）と、それら各室内機５の機器ＩＤについての情報とを含む。フロアレイアウト生成部２０１は、生成したフロアレイアウトを示すデータをフロアレイアウトデータ２５１として二次記憶装置２５に保存する。

人位置取得部２０２は、周期的に（例えば１分毎に）、画像センサ４に対して熱画像データの送信を要求し、かかる要求に応答して画像センサ４から送られてきた熱画像データから、フロアＦに居る人の位置を取得する。ここで、人の位置は、フロアＦの床面における二次元座標（即ち、フロアＦの平面におけるｘｙ座標）で示される。人位置取得部２０２は、取得した人の位置を空調制御部２０３に供給する。

空調制御部２０３は、空調制御手段の一例である。空調制御部２０３は、人位置取得部２０２によって取得された人の位置と、フロアレイアウトデータ２５１とに基づいて、各室内機５を制御する。例えば、空調制御部２０３は、フロアレイアウトデータ２５１で示される各空調対象エリアと、各室内機５の設置位置との位置関係に基づいて、各空調対象エリアについて、空調を担う室内機５を決定し、さらに、空気を吹き出させる吹出口５２とその風向及び風速を決定する。

図１０に示す例であれば、空調制御部２０３は、空調対象エリア（Ａ）については機器ＩＤ（１），（２）の室内機５によって空調を行い、空調対象エリア（Ｂ）については機器ＩＤ（３）の室内機５によって空調を行い、空調対象エリア（Ｃ）については機器ＩＤ（４）の室内機５によって空調を行い、空調対象エリア（Ｄ）については機器ＩＤ（５），（６）の室内機５によって空調を行うよう決定し、その対応する空調対象エリアに向かって空気を吹き出すように、各室内機５を制御する。

また、空調制御部２０３は、空調対象エリアの人の存否も加味して制御内容を決定する。例えば、人が居ない空調対象エリアについては、対応する室内機５による空調を停止したり、あるいは、通常よりも空調の強度を弱くする制御を行う。空調の強度を弱くする制御には、例えば、風速を低下させる制御、設定温度を冷房時ではより高くしたり、暖房時ではより低くする制御等が含まれる。

さらに、フロアレイアウトが三次元で生成されている場合には、空調制御部２０３は、パーティション、棚等の仕切り固定物の高さも加味して、各室内機５による気流の調整、即ち、風向及び風速を調整する。例えば、空調対象エリアにおいて、一の部位を囲む仕切り固定物の高さが比較的高く、他の部位を囲む仕切り固定物の高さが比較的低い場合であれば、当該一の部位の方向に設置された室内機５から空調対象エリアに対して空気を吹き出そうとしても、仕切り固定物によって気流が妨げられてしまい、効率的な空調ができない可能性がある。したがって、このような場合には、空調制御部２０３は、例えば、一の部位の方向に設置された室内機５の出力を抑制し、主に他の部位の方向に設置された室内機５によって当該空調対象エリアを空調するように、これらの室内機５の出力を制御する。これにより、より効率的な空調が可能になる。

空調制御部２０３は、フロアレイアウトデータ２５１に変更があった場合、又は、空調対象エリアにおける人の存否に変更があった場合、対応する室内機５に対して、変更後の制御内容に則った制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを当該室内機５に対して空調ネットワーク６を介して送信する。

図１１は、ロボット３によって実行されるマップ生成処理の手順を示すフローチャートである。ロボット３は、予め定めた時刻になるとマップ生成処理の実行を開始する。

ロボット３は、待機場所から巡回を開始する（ステップＳ１０１）。ロボット３は、自己が生成した最新の第１マップデータと、予め定められた巡回規則とに基づいてフロアＦを巡回する（図７参照）。ロボット３は、カメラ３１の撮像画像から障害物を検知すると、当該障害物を避けて巡回を続行する。

三次元データ取得部３００は、巡回中、三次元計測部３２によって計測された周囲の物体の三次元座標値を含む三次元データを取得する（ステップＳ１０２）。三次元データ取得部３００は、取得した三次元データを三次元データテーブル３７０に保存する。

やがて、巡回が終了し、待機場所に戻ると（ステップＳ１０３；ＹＥＳ）、第１マップデータ生成部３０１は、三次元データテーブル３７０に保存されている全ての三次元データに基づいて、フロアＦの高精度の三次元マップデータである第１マップデータを生成する（ステップＳ１０４）。第１マップデータ生成部３０１は、生成した第１マップデータをマップ履歴ＤＢ３７１に保存する。

また、巡回が終了すると、天井画像取得部３０２は、カメラ３１によって撮影されたフロアＦの天井の画像を示す画像データを取得する（ステップＳ１０５）。なお、フロアＦの巡回中に天井が撮影される場合には、天井画像取得部３０２による天井の画像データの取得は巡回中に随時行われてもよい。室内機位置取得部３０３は、天井画像取得部３０２によって取得された天井の画像データから各室内機５の設置位置を取得する（ステップＳ１０６）。

第２マップデータ生成部３０４は、第１マップデータの履歴からＨ_１以上の高さを有する固定物を特定し、特定した固定物の三次元データに基づいてフロアＦの三次元マップデータを生成する（ステップＳ１０７）。

第２マップデータ生成部３０４は、生成した三次元マップデータと、室内機位置取得部３０３によって取得された各室内機５の設置位置とに基づいて第２マップデータを生成する（ステップＳ１０８）。マップデータ送信部３０５は、第２マップデータ生成部３０４によって生成された第２マップデータをマップデータとして無線ネットワークを介して制御装置２に送信する（ステップＳ１０９）。その後、ロボット３は、マップ生成処理を終了する。

図１２は、制御装置２によって実行される空調制御処理の手順を示すフローチャートである。制御装置２は、周期的に（例えば１分毎に）空調制御処理を繰り返し実行する。

マップデータ受信部２００は、ロボット３からのマップデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。マップデータを受信した場合（ステップＳ２０１；ＹＥＳ）、制御装置２は、ステップＳ２０２の処理を実行する。一方、マップデータを受信していない場合（ステップＳ２０１；ＮＯ）、制御装置２は、ステップＳ２０４の処理を実行する。

ステップＳ２０２では、フロアレイアウト生成部２０１は、マップデータ受信部２００によって受信されたマップデータに基づいて、フロアＦにおける１又は複数の空調対象エリアを特定する。そして、フロアレイアウト生成部２０１は、特定した１又は複数の空調対象エリアに関するデータと、マップデータ受信部２００によって受信されたマップデータに含まれる室内機５の設置位置に関するデータと、室内機レイアウトテーブル２５０とに基づいて二次元又は三次元の空調用のフロアレイアウトを生成する（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０４では、人位置取得部２０２は、画像センサ４によって取得された熱画像データから、フロアＦに居る人の位置を取得する。空調制御部２０３は、フロアレイアウト生成部２０１によって生成されたフロアレイアウトと、人位置取得部２０２によって取得された人の位置とに基づいて各室内機５を制御する（ステップＳ２０５）。その後、制御装置２は、本周期での空調制御処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態の空調制御システム１によれば、制御装置２は、フロアＦを巡回するロボット３によって生成された三次元のマップデータに基づいて、フロアＦにおける１又は複数の空調対象エリアを特定し、特定した各空調対象エリアに基づいて、フロアＦに設置された複数の室内機５を制御する。

このため、フロアＦの全域を均等に空調するのではなく、人が長時間居続ける、例えば、デスクワークを行う作業エリア等の重要なエリアに的を絞って空調を行うことができる。したがって、効率的且つ高精度の空調を実現することが可能となる。

また、マップデータは、ロボット３から定期的に制御装置２にアップロードされるため、フロアＦのレイアウトが変更されても、人の手に依らず、制御装置２は、変更後の空調対象エリアを正確に把握することができる。

また、制御装置２は、人が居ない空調対象エリアについては、対応する室内機５による空調を停止したり、あるいは、通常よりも空調の強度を弱める制御を行う。このため、無駄な空調を防止でき、一層の効率化が図れる。

なお、本開示は、上記実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、上記実施形態の空調制御システム１では、フロアＦに設置された複数台の室内機５を制御していたが、フロアＦに設置されている室内機が１台のみであっても、同様に制御可能であることは勿論である。

また、画像センサ４は、複数設置してもよいし、各室内機５に内蔵される構成であってもよい。

また、気流をさらに精度よく調整するため、制御装置２は、空調用の三次元のフロアレイアウトを生成する場合、空調対象エリアを囲んでいない背の高い固定物についても、フロアレイアウトに含めるようにしてもよい。

また、ロボット３が、自己が生成した第２マップデータに基づいて空調対象エリアの特定を行い、特定した空調対象エリアに関するデータを制御装置２に送信するようにしてもよい。

また、ロボット３は、走行中に取得した周囲の物体の三次元データと、巡回中又は巡回終了後に取得した天井の画像データとを図示しないクラウドサーバに送信し、当該クラウドサーバが、第１マップデータの生成と、生成した第１マップデータの履歴の保持と、第２マップデータの生成と、マップデータの制御装置２への送信とを行う構成であってもよい。

また、ロボット３が、温度センサ、湿度センサ、ＣＯ２センサ等の環境センサを備え、巡回中に周期的に（例えば１分毎に）環境センサの計測結果と、現在位置とが含まれた環境データを制御装置２に送信し、制御装置２がかかる環境データも加味して空調制御を行うようにしてもよい。

上記態様によれば、フロアＦにおける人が存在する高さでの環境データを取得することができるため、室内機５に設置された環境センサを用いる場合に比べて、より精度よく空調制御を行うことができる。また、この際、制御装置２は、自己が設定した各空調対象エリアに対する空調制御が所望の制御になっているかどうかを、ロボット３に設置された環境センサの検出値に基づいて判断してもよい。所望の制御になっていない場合（例えば、温度の検出値が所望の設定温度まで変化していない場合、所望の設定温度まで変化するまでの到達時間が予め定めた時間よりも長い場合等）には、制御装置２は、例えばその空調対象エリアの空調を担うものとして設定していた室内機５を他の室内機５に変更する等、所望の制御がなされるような修正を適宜行ってもよい。

また、ロボット３が、熱画像センサ等の人感センサを備え、巡回中に人を検知した場合、当該人の位置を取得し、巡回が終了する度に、人の位置を示すマップデータ（以下、人位置マップデータという。）を生成し、生成した人位置マップデータを図示しない人位置マップ履歴ＤＢに保存してもよい。人位置マップ履歴ＤＢは、生成した人位置マップデータの履歴を保存するためのデータベースであり、二次記憶装置３７に記憶される。人位置マップ履歴ＤＢは、例えば、過去１０日分の人位置マップデータの履歴が保存される。

上記の場合、ロボット３は、巡回が終了すると、人位置マップ履歴ＤＢを参照して、フロアＡにおける人の分布を示すデータ（以下、人分布データという。）を生成し、制御装置２に送信する。制御装置２は、ロボット３から受信した人分布データも加味して空調制御を行う。例えば、制御装置２は、人の分布から各空調対象エリアを、利用者が「多い」、「普通」及び「少ない」の内の何れかの属性に分類し、利用者が「多い」に該当する空調対象エリアに対しては、利用者が「普通」に該当する空調対象エリアより空調の強度を強くする。空調の強度を強くする制御には、例えば、風速を上昇させる制御、設定温度を冷房時ではより低くしたり、暖房時ではより高くする制御等が含まれる。

一方、利用者が「少ない」に該当する空調対象エリアに対しては、利用者が「普通」に該当する空調対象エリアより空調の強度を弱くする。このように、人の分布も加味することで、より効率的且つ高精度の空調を実現することが可能となる。

上述したように、本実施形態では、制御装置２は、画像センサ４によって取得された熱画像データに基づいて、人の存否も加味して空調制御を行うことができる。ロボット３に設置された上記の人感センサから得られる人分布データは、空調対象エリアの中長期的な人の分布を表すデータであり、画像センサ４から得られる人の存否のデータは、空調対象エリアの瞬間的な人の分布を表すデータであるといえる。このような、中長期的な人の分布を表すデータと瞬間的な人の分布を表すデータとを組み合わせることで、空調対象エリアにおける人の分布をより適切に反映した空調制御が可能となる。

なお、人分布データは、ロボット３に設置された人感センサによって得られたデータに基づいて生成されなくてもよく、画像センサ４によって得られた熱画像データに基づいて生成されてもよい。この場合、ロボット３に人感センサを設ける必要がなく、画像センサ４のみによって、中長期的な人の分布を表すデータ及び瞬間的な人の分布を表すデータを共に取得することができるため、空調制御システム１を構成するコストを低減することができる。

また、制御装置２の機能部（図８参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよいし、ロボット３の機能部（図６参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はこれらの組み合わせである。

また、上記の各変形例に係る技術思想は、それぞれ単独で実現されてもよいし、適宜組み合わされて実現されてもよい。

１空調制御システム、２制御装置、３ロボット、４画像センサ、５室内機、６空調ネットワーク、２０第１通信インタフェース、２１第２通信インタフェース、２２，３４ＣＰＵ、２３，３５ＲＯＭ、２４，３６ＲＡＭ、２５，３７二次記憶装置、２６，３８バス、３０移動機構、３１カメラ、３２三次元計測部、３３通信インタフェース、５０本体部、５１前面パネル、５２吹出口、２００マップデータ受信部、２０１フロアレイアウト生成部、２０２人位置取得部、２０３空調制御部、２５０室内機レイアウトテーブル、２５１フロアレイアウトデータ、３００三次元データ取得部、３０１第１マップデータ生成部、３０２天井画像取得部、３０３室内機位置取得部、３０４第２マップデータ生成部、３０５マップデータ送信部、３７０三次元データテーブル、３７１マップ履歴ＤＢ

Claims

フロアを自律走行するロボットと、制御装置と、を備え、
前記ロボットは、前記フロア内に存在する物体の三次元の位置データを取得する三次元データ取得手段を備え、
前記制御装置は、前記物体の三次元の位置データに基づいて生成されたマップデータから特定された前記フロアにおける１又は複数の空調対象エリアに基づいて、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する空調制御手段を備える、空調制御システム。
前記マップデータは、予め定めた期間、前記フロア内の同じ位置に継続して存在する物体の三次元の位置データに基づいて生成される、請求項１に記載の空調制御システム。
前記マップデータは、予め定めた期間、前記フロア内の同じ位置に継続して存在し、且つ、予め定めた高さ以上の高さを有する物体の三次元の位置データに基づいて生成される、請求項１に記載の空調制御システム。
フロアを自律走行するロボットによって送信された、前記フロア内に存在する物体の三次元の位置データに基づいて生成されたマップデータを受信するマップデータ受信手段と、
前記受信されたマップデータに基づいて、前記フロアにおける１又は複数の空調対象エリアを特定する対象エリア特定手段と、
前記特定された各空調対象エリアに基づいて、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する空調制御手段と、を備える、制御装置。
フロアを自律走行するロボットであって、
三次元計測手段により計測された周囲の物体の三次元の位置データを取得する三次元データ取得手段と、
前記取得された物体の三次元の位置データに基づいて、第１マップデータを生成する第１マップデータ生成手段と、
前記第１マップデータの履歴から、前記フロア内に存在する予め定めた条件に該当する物体の三次元の位置データに基づく第２マップデータを生成する第２マップデータ生成手段と、
前記生成された第２マップデータを、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する制御装置に送信するマップデータ送信手段と、を備える、ロボット。
フロアを自律走行するロボットによって前記フロア内に存在する物体の三次元の位置データを取得する工程と、
前記物体の三次元の位置データに基づいてマップデータを生成する工程と、
前記マップデータに基づいて、前記フロアにおける１又は複数の空調対象エリアを特定する工程と、
前記特定した各空調対象エリアに基づいて、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する工程と、を含む、空調制御方法。
コンピュータを、
フロアを自律走行するロボットによって送信された、前記フロア内に存在する物体の三次元の位置データに基づいて生成されたマップデータを受信するマップデータ受信手段、
前記受信されたマップデータに基づいて、前記フロアにおける１又は複数の空調対象エリアを特定する対象エリア特定手段、
前記特定された各空調対象エリアに基づいて、前記フロアに設置された１又は複数の空調機を制御する空調制御手段、として機能させる、プログラム。