JP5119090B2 - 照明システム - Google Patents

Description

本発明は、画像センサから出力される画像データに応じて照明器具を点灯させる照明システムに関する。

従来より、近赤外線を受光する撮像素子で成る画像センサを用いて、人が存在するか否かを判断する技術が知られている。このような技術として、図５に示すように、事前に撮像した人が存在しない状態に相当する基準画像と、画像センサより取得される現在の撮像画像とを比較して差分画像を演算し、双方の画像間に一定以上の差異がある場合に、人の存在ありと判断する方式がある。また、図６に示すように、所定時間毎に連続した撮像画像を画像センサより取得し、これら複数の撮影画像を時系列に比較することにより、人の動作を検出する方式がある。

上述のような人体検知技術を用いたシステムとして、画像センサにより照明器具が設置されているエリアの画像データを取得して該エリアにおける人の存在を判断し、判断結果に応じて照明器具の点灯制御条件を変更する照明システムがある（例えば特許文献１参照）。このようなシステムにおける制御方法としては、人が存在すると判断された場合、消灯状態の照明器具を点灯させ、照明器具の点灯中に一定時間、人が存在する判断されなかったときに照明器具を消灯させる方法が考えられる。

上記制御方法を有したシステムでは、上記エリアに人がいる場合に点灯中の照明器具が消灯することがないように、人の細かな動作（例えば、机に座って作業をしている人の手の動き）を検出しようとすると、人が存在すると判断する画像変化量の閾値を小さくして検出精度を上昇させる必要がある。しかしながら、上記のように検出精度を上昇させると、制御される照明器具が消灯している場合、外光や遠方にある他の照明器具の光、さらに該光により生じる影を検出し易くなり、人が存在すると誤認識して照明器具が不必要に点灯することがある。
特表２００４−５０１４９６号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、照明器具が点灯している状態と照明器具が消灯している状態とにおいて検出精度を変更することにより、人の存在の誤認識を排除して照明器具を的確に点灯させることが可能な照明システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、照明器具と、前記照明器具が設置されているエリアを撮像する画像センサと、前記画像センサにより取得される画像データを解釈して前記照明器具に対する点灯制御条件を変更する制御部を備えた照明システムにおいて、前記制御部は、前記画像センサにより取得した画像データの人の動作により変化する画像変化量に基づき、前記エリアに人が存在するか否かを判断するものであり、この判断のために、照明器具が点灯している状態では人が存在すると判断する画像変化量の閾値を小さく設定し、照明器具が消灯している状態では該閾値を大きく設定する設定部を有したものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、少なくとも照明器具が点灯している状態において、前記画像センサにより取得した画像データを基に肌色検出を行い、肌色が検出された場合には、前記エリアに人が存在すると判断するものである。

請求項１の発明によれば、照明器具が点灯している状態では、人が存在すると判断する画像変化量の閾値が小さく設定されることにより検出精度が上がるので、例えば、人の手の動きのような細かな動作を検出できるようになる。また、照明器具が消灯している状態では、該閾値が大きく設定されることにより検出精度が下がるので、大きな動作のみを検出できるようになり、細かなノイズを除去できる。そのため、外光や遠方にある他の照明器具の光、さらに該光により生じる影を検出することがなくなり、人の存在の誤認識を排除でき、従って照明器具を所望の点灯制御条件で点灯させることが可能になる。

請求項２の発明によれば、少なくとも照明器具が点灯している状態では肌色検出を行い、肌色が検出されると人が存在すると判断されるので、人が静止していてもその存在を認識できる。また、照明器具が消灯している状態に、照明器具が設置されているエリアにある床面や壁、書類等を人として誤認識することがない。

本発明の一実施形態に係る照明システムについて図１乃至図４を参照して説明する。図１は本実施形態に係る照明システムの電気的なブロック構成を示す。本システム１は、照明器具２と、照明器具２が設置されているエリア（以下、設置エリアという）を撮像する画像センサ３と、画像センサ３により取得される画像データを解釈して照明器具２に対する点灯制御条件を変更する制御装置（制御部）４とを備える。ここで、設置エリアは、例えば、事務所や学校、工場等の屋内である。

照明器具２は、複数の光源２１と、光源２１に電力を供給する交流電源２２と、光源２１に流れる電流を制御する点灯制御回路２３とを有している。光源２１としては、蛍光灯や白熱灯、ＬＥＤ等が挙げられる。光源２１は、図示のように点灯制御回路２３に対して複数接続されていてもよいし、１つだけ接続されていてもよい。点灯制御回路２３は、制御装置４から出力されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に応じて光源２１に流れる電流のデューティ比を調整するように構成されている。

画像センサ３は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる撮像素子３１と、撮像素子３１の視野範囲を決定するレンズ３２で構成され、画像データの色情報を標準的なＹｕｖ形式によって出力する。画像センサ３は、設置エリアの画像データを一定時間隔毎に取得するようになっている。

制御装置４は、取得した画像データの人の動作により変化する画像変化量に基づき、設置エリアに人が存在するか否かを判断する判断部４１と、人が存在すると判断する画像変化量の閾値を設定する設定部４２とを有する。また、制御装置４は、判断部４１が画像変化量を算出する際に使用される基準画像データを記憶する記憶部４３と、判断部４１による判断結果に応じてＰＷＭ信号を点灯制御回路２３に送信する送信部４４とを有する。基準画像データは、画像センサ３の検出範囲において人が存在しない状態に相当するものであり、設置エリアを人が存在しない状態で撮像したデータである。

判断部４１は、画像センサ３により取得した画像データと記憶部４３に記憶された基準画像データにおけるビット毎の差分をとり、画像変化量として、画像の差分面積を取得する画像処理を行う。判断部４１は、差分面積が設定部４２に設定される閾値以上の場合には、人が存在すると判断し、差分面積が該閾値より小さい場合には、人が存在しないと判断する。

判断部４１は、人が存在すると判断されるとき、照明器具２が消灯している場合には、送信部４４からＰＷＭ信号を送信して照明器具２を点灯させる。このとき、判断部４１は、人が存在すると判断してから、予め設定される点灯保持時間経過するまで照明器具２を点灯させる。判断部４１は、人が存在すると判断されるとき、照明器具２が点灯しているとき場合には、照明器具２を点灯させる時間を延長させるようにする。また、判断部４１は、照明器具２が点灯している状態において、取得した画像データを基に肌色検出を行い、肌色が検出された場合、設置エリアに人が存在すると判断して上記同様に照明器具２の点灯時間を延長させる。

設定部４２は、照明器具２が点灯している状態では、画像変化量（差分面積）の閾値を細かな動作（例えば、人の手の動き）が検出できる程度に小さく設定し、照明器具２が消灯している状態では、該閾値を大きな動作（例えば、人の歩行）を検出できる程度に大きく設定する。

次に、図２を参照して、本実施形態の照明システム１における制御装置４により制御される照明器具２の点灯態様について説明する。消灯している照明器具２は、制御装置４の判断部４１により人が存在すると判断（動作検出）されると、点灯を開始する。このとき、照明器具２には、例えば３分の点灯保持時間が設けられる。点灯している照明器具２は、人が存在すると判断（動作検出又は肌色検出）されると、再度点灯保持時間が設けられ、人が存在すると判断されることなく点灯保持時間が経過したときに消灯する。

次に、図３を参照して照明器具の光源２１及び画像センサ３の設置例について説明する。本例では、光源２１は、屋内５の天井全体に複数箇所設置されており、画像センサ３は、屋内５全体を撮像するように、屋内５の天井略中央にレンズを下向きにして１箇所設置されている。光源２１及び画像センサ３はこのような配列構成に限られず、例えば、画像センサ３は、屋内５の入口５１付近を撮像するように設置されていてもよい。

上記のように構成された照明システム１の動作について説明する。図４は、制御装置４における判断部４１の処理手順を示す。ここで、判断部４１は、照明器具２を消灯させているものとする（＃１）。まず、判断部４１は、画像の差分面積を取得する上述の画像処理を行う（＃２）。次に、判断部４１は、画像の差分面積を基に設置エリアに人が存在するか否かを判断する（＃３）。ここでの判断は動作を検出するものであり、差分面積の閾値は、設定部４２により大きな動作を検出できように大きく設定される。差分面積が閾値以上で人が存在すると判断される場合（＃３でＹＥＳ）、判断部４１は、照明器具２を点灯させると共に、点灯保持時間のカウント動作を開始する（＃４）。差分面積が閾値より小さく人が存在しないと判断される場合（＃３でＮＯ）、判断部４１は、再度画像処理（＃１）を行う。

＃４の処理後、判断部４１は、＃２と同様に画像処理を行い（＃５）、＃３と同様に人が存在するか否かを判断する（＃６）。ここで、差分面積の閾値は、設定部４２により細かな動作を検出できように小さく設定される。差分面積が閾値以上で人が存在すると判断される場合（＃６でＹＥＳ）、判断部４１は、点灯保持時間のカウント動作をリセットした後、点灯保持時間のカウント動作を再度開始して、照明器具２の点灯時間を延長する（＃７）。差分面積が閾値より小さく人が存在しないと判断される場合（＃６でＮＯ）、判断部４１は、画像データの肌色検出を行って人が存在するか否かを判断する（＃８）。肌色が検出されて人が存在すると判断される場合（＃８でＹＥＳ）、判断部４１は、照明器具２の点灯時間を延長する（＃７）。肌色が検出されず人が存在しないと判断される場合（＃８でＮＯ）、判断部４１は、点灯保持時間のカウント動作が完了している否かを判断する（＃９）。点灯保持時間のカウント動作が完了している場合（＃９でＹＥＳ）、判断部４１は、照明器具２を消灯させ（＃１）、カウント動作が完了していない場合（＃９でＮＯ）、再度画像処理（＃５）を行う。

以上、本実施形態に係る照明システム１によれば、照明器具２が点灯している状態では、人が存在すると判断する画像変化量の閾値が小さく設定されることにより検出精度が上がるので、例えば、人の手の動きのような細かな動作を検出できるようになる。また、照明器具２が消灯している状態では、該閾値が大きく設定されることにより検出精度が下がるので、大きな動作のみを検出できるようになり、細かなノイズを除去できる。そのため、外光や遠方にある他の照明器具の光、さらに該光により生じる影を検出することがなくなり、人の存在の誤認識を排除でき、従って照明器具２を所望の点灯制御条件で点灯させることが可能になる。

また、少なくとも照明器具２が点灯している状態では肌色検出を行い、肌色が検出されると人が存在すると判断されるので、人が静止していてもその存在を認識できる。また、照明器具２が消灯している状態に、照明器具２が設置されているエリアにある床面や壁、書類等を人として誤認識することがない。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、制御装置４に対して１つの照明器具を設けた構成について示したが、制御装置４に対して複数の照明器具を設けて、該照明器具を一括して制御する構成であってよい。また、制御装置４は、人が存在すると判断した場合に照明器具を点灯させ人が存在しないと判断した場合に照明器具を消灯させるものであってもよい。

本発明の一実施形態に係る照明システムの構成図。 上記照明システムの照明器具の点灯態様を示す図。 上記照明システムの光源及び画像センサの設置例を示す平面図。 上記照明システムにおける制御装置の処理手順を示すフローチャート。 画像センサを用いて人の存在を判断する技術の一例を説明する図。 上記技術の他の例を説明する図。

符号の説明

１ 照明システム
２ 照明器具
３ 画像センサ
４ 制御装置（制御部）
４２ 設定部
５ 屋内（エリア）

Claims (2)

1. 照明器具と、前記照明器具が設置されているエリアを撮像する画像センサと、前記画像センサにより取得される画像データを解釈して前記照明器具に対する点灯制御条件を変更する制御部を備えた照明システムにおいて、
   前記制御部は、前記画像センサにより取得した画像データの人の動作により変化する画像変化量に基づき、前記エリアに人が存在するか否かを判断するものであり、この判断のために、照明器具が点灯している状態では人が存在すると判断する画像変化量の閾値を小さく設定し、照明器具が消灯している状態では該閾値を大きく設定する設定部を有したことを特徴とする照明システム。
2. 前記制御部は、少なくとも照明器具が点灯している状態において、前記画像センサにより取得した画像データを基に肌色検出を行い、肌色が検出された場合には、前記エリアに人が存在すると判断することを特徴とする請求項１に記載の照明システム。