JP5009962B2 - 環境計測装置、設備制御システム、環境計測方法、及び環境計測プログラム - Google Patents
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Description
室内環境の物理量を示す環境情報を計測する環境計測装置であって、
前記室内の天井面または壁面に設けられ、前記室内に配置された構造物を複数の異なる視点位置から撮像する撮像手段と、
前記複数の異なる視点位置のうち少なくとも2つの視点位置で前記撮像手段により取得された画像に基づいて、前記構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離を示す距離情報を生成する距離情報生成手段と、
構造物と、該構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の環境情報との関係を表す係数と、を対応付けて記憶する構造物情報記憶手段と、
前記距離情報生成手段により生成された前記距離情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物を取得し、取得された前記構造物が前記画像上において配置されている領域を示す配置情報を生成する配置情報生成手段と、
前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物と前記係数を取得し、取得された前記構造物の前記配置情報が示す前記領域における前記画像の輝度と、取得された係数とに基づいて、前記室内の前記環境情報を生成する環境情報生成手段と、を備えることを特徴とする。
本発明における実施形態1について図1〜7を用いて説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係る設備制御システム1は、撮像部100と、設備機器200と、設備制御装置300とから構成され、これらはネットワーク400を介して相互に接続されている。
なお、本実施形態では、図2に示されるように、机510a〜510hと、ラック520a、520bと、パーティション530a、530bといった構造物が配置される室内500における照度を、設備機器200に相当する照明装置200a〜200dを用いて制御する。以下に、本実施形態における設備制御システム1の構成について詳細に説明する。
本実施形態では、設備機器200の一例として、前述したように図2に示す室内500の天井面に配置される照明装置200a〜200dを制御することにより、室内500の照度を変化させる場合について説明する。照明装置200a〜200dは、作動部230に相当する蛍光灯等の光源により室内500を照らすものであり、設備制御装置300からの制御情報に基づいて、制御部220により光源の光度や光の向きが制御される。また、室内500を上から見た平面図である図5において一点鎖線で示すように、室内500は、パーティション530a、530bにより区切られた領域A〜Dを有する。この各領域A〜Dの天井面の略中央に、照明装置200a〜200dがそれぞれ設置される。
(数式1)
X=D×R×Y+C
ここで、定数Cは、撮像部100やその設置環境によって決定される値であり、室内500に設置された全ての照明を消灯した場合にも撮像画像が輝度を持つ場合の補正値と、構造物によって決定される値とを含む。また、係数Dは、撮像部100によって決定される、輝度と照度とを変換する係数である。なお、係数C、Dは、実測や校正等により、実際の設置状況にあわせて設定情報DB330に記憶させてもよい。また、実測しなくても、材質、色などを加味した値を予め設定情報DB330に記憶させてもよい。
次に本発明における実施形態2に係る設備制御システム1について説明する。実施形態1では、設備制御装置300が室内500の照度情報を生成し、その照度情報に基づいて設備機器200として照明装置200a〜200dを制御する例について説明した。これに対し、本実施形態では、設備制御装置300が室内500の温度情報を生成し、その結果に基づいて設備機器200として空調装置200e、200fを制御する例について説明する。
次に本発明における実施形態3に係る設備制御システム1ついて説明する。実施形態1及び2では、設備制御装置300が室内500の照度情報または温度情報を生成し、その生成された情報に基づいて設備機器200を制御する例について説明した。これに対し、本実施形態では、さらに設備制御装置300が室内500の人の在否や人の活動状態を示す活動情報を生成し、照度情報及び温度情報、又はそのどちらか一方に加えて活動情報及び構造物の配置情報に基づいて設備機器200を制御する例について説明する。
以下に、本実施形態における設備制御システム1の実施形態1及び2と異なる構成について詳細に説明する。
さらに間隔や位置が固定された実施形態1〜3の光検出部110、120では、障害物等により、ある構造物について、一方の光検出部では検出できるが、他方の光検出部では検出できない状態(オクルージョン)が発生する場合がある。しかし、駆動部160により適切に光検出部110を移動させることで、オクルージョンの発生を回避することができる。
例えば、所定の面積(面として判断しうる面積として予め定められた値)以上の領域を構造物として特定してもよい。
また、構造物の形状を、縦幅・横幅情報や、テンプレート画像として例えば構造物情報DB320に記憶しておき、距離情報を有する撮像画像と、縦幅・横幅情報やテンプレート画像とのパターンマッチングにより構造物を特定してもよい。距離情報は、図3のように2次元画像データとして表すことができるため、このように、一定の天井面との距離を持つ領域に対してパターンマッチングを行う処理が可能である。例えば、ある領域について、その領域の距離情報がパーティションの天井面との距離z4と一致し、その領域の横幅及び縦幅がパーティションの横幅及び、縦幅と一致する場合、その領域にある構造物を「パーティション」と特定してもよい。また、その領域の縦幅・横幅の何れか一方がパーティションの縦幅と一致し、他方がパーティションの横幅の整数倍である場合、その領域の構造物を「パーティション」と特定してもよい。または、テンプレート画像によるパターンマッチングにより、ある領域の画像が、テンプレート画像と一致する場合、またはテンプレート画像を連続して複数並べた画像と一致する場合、その領域の構造物を「パーティション」と特定してもよい。
また、撮像対象となる構造物に、予め構造物毎に定められた色または形状を持つマーカーを設置しておき、画像処理によるマーカーの検出と、距離情報とを組み合わせて構造物を特定してもよい。具体的には、ある領域においてマーカーが検出され、かつその領域の距離情報が、そのマーカーに対応する構造物の天井面との距離と等しい場合、その領域にある構造物は、そのマーカーに対応する構造物として特定される。
以上のような方法により、構造物を特定することで、距離情報のみを用いて構造物を特定する場合よりも、精度良く特定することができる。
100 撮像部
110、120 光検出部
130 制御部
140 通信部
150 赤外線検出部
160 駆動部
170 検出波長領域変換部
200 設備機器
200a〜200d 照明装置
200e、200f 空調装置
210 通信部
220 制御部
230 作動部
300 設備制御装置
310 通信部
320 構造物情報DB
330 設定情報DB
340 ROM
350 RAM
360 制御部
361 距離情報生成部
362 配置情報生成部
363 環境情報生成部
364 制御情報生成部
365 活動情報生成部
370 活動設定情報DB
400 ネットワーク
500 室内
510a〜510h 机
520a、520b ラック
530a、530b パーティション
Claims (9)
- 室内環境の物理量を示す環境情報を計測する環境計測装置であって、
前記室内の天井面または壁面に設けられ、前記室内に配置された構造物を複数の異なる視点位置から撮像する撮像手段と、
前記複数の異なる視点位置のうち少なくとも2つの視点位置で前記撮像手段により取得された画像に基づいて、前記構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離を示す距離情報を生成する距離情報生成手段と、
構造物と、該構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の環境情報との関係を表す係数と、を対応付けて記憶する構造物情報記憶手段と、
前記距離情報生成手段により生成された前記距離情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物を取得し、取得された前記構造物が前記画像上において配置されている領域を示す配置情報を生成する配置情報生成手段と、
前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物と前記係数を取得し、取得された前記構造物の前記配置情報が示す前記領域における前記画像の輝度と、取得された前記係数とに基づいて、前記室内の前記環境情報を生成する環境情報生成手段と、
を備えることを特徴とする環境計測装置。 - 前記撮像手段は、前記室内に配置された構造物が所定の視点位置から撮像された画像をそれぞれが取得する複数の光検出部を備え、
前記複数の光検出部は、互いに異なる視点位置を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の環境計測装置。 - 前記撮像手段は、前記室内に配置された構造物が所定の視点位置から撮像された画像を取得する光検出部と、該光検出部が前記複数の異なる視点位置をとるように、該光検出部の視点位置を移動させる駆動部と、を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の環境計測装置。 - 前記構造物情報記憶手段は、構造物と、該構造物の前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の照度との関係を表す照度係数と、を対応付けて記憶し、
前記環境情報生成手段は、前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、照度を制御する対象である構造物表面の範囲を表す所定の照度制御範囲に係る構造物の前記画像上における領域を特定し、前記所定の照度制御範囲に係る構造物に対応する前記照度係数を前記構造物情報記憶手段から取得し、特定された領域における輝度と、取得された前記照度係数とに基づいて、前記所定の照度制御範囲における照度を示す照度情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の環境計測装置。 - 前記撮像手段は、前記室内に配置された構造物が前記複数の異なる視点位置から撮像された画像を取得する光検出部と、前記所定空間内の赤外線強度を示す赤外線画像を取得する少なくとも1つの赤外線検出部とを備え、
前記距離情報生成手段は、前記複数の異なる視点位置のうち少なくとも2つの視点位置で前記光検出部により撮像された画像に基づいて、前記距離情報を生成し、
前記構造物記憶手段は、構造物と、該構造物の前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記赤外線画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の温度との関係を表す温度係数とを対応付けて記憶し、
前記環境情報生成手段は、前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、温度を制御する対象である構造物表面の範囲を表す所定の温度制御範囲に係る構造物の前記赤外線画像上における領域を特定し、前記所定の温度制御範囲に係る構造物に対応する前記温度係数を前記構造物情報記憶手段から取得し、特定された領域における輝度と、取得された前記温度係数とに基づいて、前記所定の温度制御範囲における温度を示す温度情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の環境計測装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の環境計測装置と、設備制御手段と、設備機器とから構成される設備制御システムであって、
前記設備制御手段は、前記環境計測装置により生成された環境情報に基づいて、前記設備機器を制御する、
ことを特徴とする設備制御システム。 - 前記環境計測装置は、
人の活動状態と、該活動状態である人と前記撮像手段が設けられた面との距離を示す距離情報と、該活動状態である人に隣接する構造物とを対応付けて記憶する活動設定情報記憶手段と、
前記距離情報生成手段により生成された前記距離情報と、前記構造物情報記憶手段に記憶された前記構造物及び距離とに基づいて、前記活動設定情報記憶手段に記憶されている活動状態を取得し、取得された前記活動状態に基づいて、前記室内の人の活動状態を示す活動情報を生成する活動情報生成手段と、
をさらに備え、
前記設備制御手段は、
前記環境情報生成手段により生成された前記環境情報と、前記活動情報生成手段により生成された前記活動情報とに基づいて、前記設備機器を制御する、
ことを特徴とする請求項6に記載の設備制御システム。 - コンピュータを用いて室内環境の物理量を示す環境情報を計測する環境計測方法であって、
前記室内に配置された構造物を複数の異なる視点位置から前記室内の天井面または壁面に設けられた撮像手段により撮像する撮像ステップと、
前記複数の異なる視点位置のうち少なくとも2つの視点位置で前記撮像手段により取得された画像に基づいて、前記構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離を示す距離情報を生成する距離情報生成ステップと、
構造物と、該構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の環境情報との関係を表す係数とを対応付けて記憶する構造物情報記憶手段から、前記距離情報生成ステップにより生成された前記距離情報に基づいて、前記構造物を取得し、取得された前記構造物が前記画像上において配置されている領域を示す配置情報を生成する配置情報生成ステップと、
前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物と前記係数を取得し、取得された前記構造物の前記配置情報が示す前記領域における前記画像の輝度と、取得された前記係数とに基づいて、前記室内の前記環境情報を生成する環境情報生成ステップと、
を備えることを特徴とする環境計測方法。 - コンピュータを用いて室内環境の物理量を示す環境情報を計測する環境計測プログラムであって、
前記コンピュータを、
前記室内の天井面または壁面に設けられ、前記室内に配置された構造物を複数の異なる視点位置から撮像する撮像手段と、
前記複数の異なる視点位置のうち少なくとも2つの視点位置で前記撮像手段により取得された画像に基づいて、前記構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離を示す距離情報を生成する距離情報生成手段と、
構造物と、該構造物と前記撮像手段が設けられた面との距離と、該構造物の前記画像上での輝度と該構造物表面に隣接する空間の環境情報との関係を表す係数と、を対応付けて記憶する構造物情報記憶手段と、
前記距離情報生成手段により生成された前記距離情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物を取得し、取得された前記構造物が前記画像上において配置されている領域を示す配置情報を生成する配置情報生成手段と、
前記配置情報生成手段により生成された前記配置情報に基づいて、前記構造物情報記憶手段に記憶されている前記構造物と前記係数を取得し、取得された前記構造物の前記配置情報が示す前記領域における前記画像の輝度と、取得された前記係数とに基づいて、前記室内の前記環境情報を生成する環境情報生成手段と、
として機能させることを特徴とする環境計測プログラム。
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