JP5164102B2 - パーソナル照明システム - Google Patents
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Description
当該基本構造は、
照明領域内に分散させて設置した複数の照明器具と、
少なくとも照明領域内を通行する個人の位置を検出することが可能な人検知部と、
人検知部の出力に応じて個人の周囲にパーソナル照明を行うように照明器具の点消灯又は調光を制御することが可能な制御部とを備えた照明システムにおいて、
照明領域は、個人の位置を認定するための複数のエリアからなり、
制御部は、照明領域内の任意の基点から移動する個人の移動先を、その当人の現在又は過去の位置情報に基づいてエリア単位で予測する位置予測手段を有し、
上記基点を含む基点エリアと移動経路として連なる連続エリアを個人が移動するときに、基点エリアを離れる時点で移動先として予想される連続エリアにある照明器具を作動させることとしたことである。
「エリア」は、個人の位置の認定及び予測の単位である。一括して制御可能な照明ゾーンを1つ又は2つ以上のエリアに区画してもよい。位置認定用のエリアの面積は、一般には、床面のうち一人の人間が床面に占める部分及びその近傍に相当する広さがあれば十分である。
「パーソナル照明」とは、本明細書において人の周辺又は人の移動先に対する局部的な照明であって、人の移動により位置と範囲を変更可能なものをいう。
「照明器具」は、各エリア毎に設置することが好ましいが、例えば1エリアごとに間欠的に設置してもよい。また照明器具は少なくともオン・オフの2値制御できるものであれば足りるが、光量を調整できる調光式のものも好適である。
「移動経路」は、照明領域内で人が通行できる任意の道筋である。例えば図1に矢示する如くであり、“道”として他の場所から区画されていることを要しない。
「基点」は、人が移動するときの出発点又は移動中の任意の通過点である。図1に示す如く特定の人Aが座標3−Cにある自分のディスクのある場所(最初の基点)から近隣のエリアへ移動したときには、その移動先を次の基点と考える。「基点エリア」とは、基点を含むエリアである。例えば図1に示す如く特定人Aが自分のディスクから移動するときには、そのディスクがあるエリア(3−c)が最初の基点エリアとなる。
「連続エリア」は、移動経路として基点エリアと連なるエリアである。扉で隔てた部屋と廊下とは、扉を開けば通行可能であるから、連続エリアとなりうる。他方、例えば天井側で連なる2つの隣接エリアであっても、仕切り板などで通行不能に遮断されていれば連続エリアではない。本明細書において「連続」とは広い概念であり、基点エリア(或いは他の連続エリア)と非照明ゾーンをはさんで連なっていてもよい。例えば一つの建物から開放型の渡り廊下を通って別の建物に入るような移動経路を構成する場合には、渡り廊下での人の移動状態に応じて後の建物の入口付近のパーソナル照明を予め行う実行するように設計することができる。
「制御部」は、少なくともパーソナル照明の移動を制御するものとし、アンビアント照明を併用するときには、これら2種類の照明を制御する。また、制御部は、移動経路として連なる一連の連続エリアの照明器具を進路方向に沿って順番に作動させるように構成している。このようにすることで、移動経路から外れたエリアに対してパーソナル照明を行う無駄を省くことができる。予想可能な移動経路は予めシステムに記録しておくことが望ましい。そのためには、システムの管理者が、照明領域のレイアウトから通行可能な道順を予想しかつ記録しておくこともできる。しかし過去の本人又は他人の行動パターンを蓄積し、コンピュータが出現頻度の高い道筋を自動的に移動経路として採用するようにすると、より信頼度の高い予測が可能となる。
「位置予測手段」は、一連の連続エリアのうちから移動先を予測する手段である。特に移動可能な道筋である移動経路の中から移動先を予測できることが望ましい。「移動先」とは、比較的短い時間を経過した後の移動先である。一般に人の歩行速度2〜3m/sとし、これに制御の更新周期である数秒〜10秒を乗じると、数メートルから二十数メートル先の予測ができれば足りる。
予測の仕組みは、図6に示す如く特定人の現在の位置情報を含む2種以上の情報から、移動先を予測するデータベースを構築することである。縦軸及び横軸の一方に位置情報(現在所在するエリア)を、他方にこれと異なる種類の情報i、ii…を割り振り、これら2種類の情報の組み合わせに対して、予想される移動先を示唆する情報を対応づけてデータベース化すればよい。最も推奨される方法の一つは、現在位置と進路とを過去の行動パターンに当て嵌めることである。例えば図1の例では、エリア2c→2dという進路をとったら、移動記録のある場所のうちその進路の延長線上にあるもの(コピー機、資料室、FAXなど)を移動先として予測する。進路の代わりに現時点での速度ベクトルの方向を用いてもよい。また現在の位置情報と速度ベクトルの情報とを、照明領域のレイアウトに当て嵌めて移動先を予測してもよい。
上記連続エリアは、予想される移動先の方へ連なる2以上の一連のエリアを含み、
少なくとも個人の移動中には、これら一連のエリアの照明器具がそれぞれ照明するように設計しており、
上記人検知部は、時刻ごとに個人の位置情報を出力するように構成し、
制御部は、少なくとも個人の位置情報及び照明領域内の通行できない箇所のレイアウト情報を記憶したデータベースを含む記憶手段を有し、
上記位置予測手段は、
現在の位置情報から速度ベクトルを計算する演算セクションと、
その速度ベクトルから算出された速さが基準値以上である場合にその速度ベクトルの方向とレイアウト情報とから人の移動先を予測する判定セクションとを有し、
この判定セクションは、上記速度ベクトルの向きに位置する直接エリア、及び直接エリアに隣接する間接エリアを、移動先として予測するように構成している。
本手段の第1の特徴は、2つ以上の一連のエリアの照明器具が点灯することで安心して通行できる照明システムを提案している。照明器具の明かりが光の道のように連続するので、これを辿るようにして移動することができることである。屋内や屋外であって昼間よく行く場所であっても、夜間に訪れると周囲が暗いので方向を見失うことがある。予想される移動先の向きに照明を連続させることで、そうした不都合を解消できる。また照明が連続するので、行く先への見通しがよくなり、安心感が高まる。
「一連のエリア」の数であるが、予めシステムの制御部にその上限を設定しておくことが望ましい。例えば移動先に複数の候補があり、従って例えば図7に示す如く行く先の通路が複数本に分岐しているようなときに、図8(A)などに示すように何れの分岐路に対しても人のいるエリア(◎)から所定数先のエリアまで照明をオン(○)とするようにしてもよい。この制御方法であると、自分が普段通る道筋が良くわかるので夜道でも道に迷うことなく、安心感が高い。また、全体として照明オンのエリアに上限を課したり、或いは照明量で上限を課したりすることもできる。これについては後述する。
連続エリアは、相互に隣接していることが望ましく、また基点エリアは連続エリアの一つと連続していることが望ましい。「隣接」というのは、各エリアの一辺又は一点で連続していればよい。
本手段の第2の特徴は、現在の位置情報及び位置情報を照明領域のレイアウトにあてはめて移動先を予測することである。例えば移動経路が一本道のところでは道なりに移動先を予測し、分岐箇所ではその分岐部分に入る直前の速度ベクトルにより分岐路を予測すればよい。また好適な一例として、上記記憶手段には、照明領域のうち照明領域の各エリア毎に、一のエリアと隣接する他のエリアであって、一のエリアから他のエリアへ人が移動することに障害があるものを禁止エリアとして記録しておくとよい。そして判定セクションは、基点エリア内での人の速度ベクトルの方向が、基点エリアと隣接する禁止エリアに向かうときに、当該禁止エリアを移動先から除外するように構成する。これにより、照明エネルギーが無駄に使われることを防止している。
上記人検知部は、各個人を識別して当該個人の位置情報を制御部に対して出力するように設計され、
この制御部は、個人が任意の基点エリアから離れるときの進路毎に、その過去の行き先のデータを蓄積したデータベースを含む記憶手段を有し、
上記位置予測手段は、
人検知部で検知した位置情報から、基点エリアを離れるときの進路を認定する進路認定セクションと、
認定した進路に基づいて記憶手段から一つ又は複数の移動先の候補を抽出する情報抽出セクションと、
この移動先の頻度から各移動先への移動確率を演算する演算セクションと、
計算した移動確率が規定値を超えるものを移動先として判定する判定セクションと、
を有することを特徴とする。
本手段では、個人が任意の基点エリアから離脱するときの進路と過去の行動パターンとから移動先を予測することを提案している。記憶手段には、例えば図1に示す個人Aが自分のディスクがあるエリア3c→エリア2cへ移動したときの行き先、さらに2c→2bへ移動したときの行き先、2c→2dへ移動したときの行き先という如く進路毎の行き先の情報が蓄積されている。例えば2c→2bへ進んだときには、さらに2a→3aという向きに進むことが高い確率で予測できるので2a、3aの照明器具を予め作動させればよい。移動確率が基準値に達しないときには照明器具を作動させなければよい。
「進路」というのは、移動中の人の進行方向が大よそ判る程度の長さ、例えば2エリア分の道順の記録であれば足りる。例えば図1の個人Aがエリア2aに居る場合でも、自分のディスクを離れるときと、自分のディスクに戻るときとでは次の移動先は全く異なる。しかし応接室から戻るときとオフィスの外から戻るときとでは移動先に違いがないことが多く、従って短い進路で十分である。
少なくとも上記個人の周囲と行く先との2箇所で照明器具がその個人の移動中常に点灯しているように照明器具を配置している。
本手段では、照明器具は、少なくとも個人の周囲及び行く先の少なくとも2箇所で常時点灯しているように配置する。そうすることで安心して通行することができるからである。
「点灯」とは、明かりがついていれば足り、出力が100%ではない状態(調光状態)を含む。
第4の手段は、第2の手段又は第3の手段を有し、かつ
上記連続エリアは、予想される移動先の方へ連なる2以上の一連のエリアを含み、
少なくとも個人の移動中には、これら一連のエリアの照明器具がそれぞれ照明するように設計している。
本手段については段落0010で記載した事項を援用する。
上記個人の移動ルートをエリア単位で記憶する記憶手段を有し、
その個人が通過した各エリアの照明器具が、この個人の通過後の一定時間或いは個人が規定のエリア数を離れる間の時間だけ点灯を維持するように構成している。
本手段では、移動者が通過した後も通過したルートをしばらくの間照明するようにしている。人通りの少ない時間帯に道を歩く個人には、不審者が後ろからつけてくる、泥棒に遭遇するなどの不安感があり、背後に全く明かりがないと、そうした不安感を増幅してしまうからである。後方の照明の制御方法については、当該エリアを個人が通過してから一定時間後に消灯するようにしてもよいし、個人が一定のエリア数(例えば2エリア数)離れたときに消灯するようにしても構わない。時間の経過とともに、あるいは距離を離れるに応じて徐々に照度を減少するように調光することもできる。
上記人検知部は、個人が携帯する発信機と、照明領域の各エリアの適所に設置された受信機とによって、各エリア内への個人の出入りを検知するようにし、
上記進路を、個人がある時点で退場した一つのエリアからその次に入場したエリアへの順序としてエリア単位で認定している。
本手段では、単に人の接近を検知する比較的簡易な検知手段を用いて進路を認定することを提案している。使用する装置としてもRFタグのような安価なものでよく、また蓄積するデータもエリア単位の経路の情報だけであり、後述のようにGPSを用いて時刻とともに軌跡を記録するのに比べれば情報量も少なくてすむ。多数の人に対して比較的廉価にシステムを適用することができるというメリットがある。
上記人検知部は、時刻ごとに個人の位置情報を出力するように構成し、
上記進路認定セクションは、上記時刻ごとの個人の位置情報から速度ベクトルを計算して、その速度ベクトルの方向を進路として出力するように形成している。
本手段では、個人の位置情報から、速度ベクトルを計算し、進路とすることを提案している。こうすることで精度の高い予測を可能としている。すなわち、進路で情報を分類したときには、図1の例で個人Aがエリア3c→2cへ移動しても次に2bへ移動するのか、2dへ移動するのかは判らない。しかし進行方向で判断すれば、エリア3cから2b寄りの向きで2cに進入したのか、2d寄りの向きで2cに進入したのかで次の移動先を予想することができる。移動先の予測のアルゴリズムについては後述する。なお、本明細書で「速度ベクトル」というときには、前後の文脈に反しない限り、速度ベクトル相当量を含むものとする。後で述べる如く、一定時間内に進行するx方向、y方向の距離を、速度の代わりとしても同じことだからである。
上記移動確率に対応して、移動確率が高いほど明るくなるように移動先として予測した各エリアの照明器具の出力を調整するようにしている。
このようにすることで、利用者にとっては普段良く通る経路がよく判る。例えば暗い道などでは普段曲る角をうっかり通り過ぎてしまうことがなくなり、安心して通行することができる。それとともによく通る経路を優先的に明るくするので経済的でもある。
上記人検知部は、各個人を識別して当該個人の位置情報を制御部に対して出力するように設計され、
上記予め記憶手段に記録した個人の好みの照明条件に従ってパーソナル照明を行うことを特徴としている。
本手段では、移動型のパーソナル照明に個人の好みを反映するようにしている。
また第1の手段に係る発明によれば、速度ベクトルとレイアウトの情報とだけでパーソナル照明の移動先を制御しており、後述の如く過去の行動パターンに頼らないから、過去の行動データのない外来者に対しても適用できる。
第2の手段に係る発明によれば、過去の行動パターンを蓄積することで、信頼性の高い移動先の予測を簡単に行うことができる。
第3の手段に係る発明によれば、少なくとも上記個人の周囲と行く先との2箇所で照明器具がその個人の移動中常に点灯しているように照明器具を配置したから、通行する個人の足元と行き先とをともに明るくすることができ、通行の安全を確保できる。
第4の手段に係る発明によれば、現在の場所から2エリア以上先まで照明器具を作動させるから、進行方向の状況がよくわかり、安心して通行することができる。
第5の手段に係る発明によれば、既に通過したエリアの照明も一定期間維持するのでさらに安心である。
第7の手段に係る発明によれば、速度ベクトルと過去の行動パターンのデータとを組み合わせるから、さらに移動先の予測精度を高めることができる。
第8の手段に係る発明によれば、各エリアでの調光出力を移動確率に比例させたから、快適なパーソナル照明を高効率で実現することができる。
第9の手段に係る発明によれば、個人の好みに合わせたパーソナル照明を人の移動に先回りして行うので、歩いている途中であっても歩行者にとって最適の照明環境を実現できる。
本発明の照明システムは、照明器具2と、人検知部8と、制御部14とを具備している。
パーソナル照明用の出力は、移動確率が基準値を超えるエリアに対して一律としてもよく、また移動確率に応じて増加させてもよい。図9の例では移動確率が20%以上であるエリアでは出力が100%である。従って図右半において太枠で囲われた範囲では出力一定である。この例の利点は照明部の制御が簡単でよいことである。図10の例では、移動確率が基準値(10%)以下であるときには出力ゼロであり、基準値を超えるときには出力が移動確率に比例している。この例の利点はエネルギー効率がよいことである。
仮に単純に人の速度ベクトルで直近の移動先を予測するような場合には、例えば個人Bがエリア7dから6d(自分のディスクのある場所)へ移動したときに、その進行方向の先にあるエリア5dまでパーソナル照明の対象を移動してしまう可能性が高い。図示の通りエリア6d→5dという道筋はディスクの列が邪魔となって移動することができない。従ってエリア5dに対してパーソナル照明を行うことは無駄である。本発明の方式では、進路の方向であっても、移動の実績のないところにはパーソナル照明の対象とならないので、そうした無駄を生じない。
まず本実施形態の発明のおおよその概念を図面で説明する。図11は本発明を適用すべき照明領域を示している。エリア3cを、基点エリアとする。図中、104は地下鉄への入り口、106は百貨店、108はコンビニアンスストア、110は公衆トイレ、112は横断歩道、114はバス停、116は本屋である。図12に基点エリア3cから離脱するときの移動軌跡(1)〜(20)を点線で、また各軌跡の境界線上の速度ベクトルと実線でそれぞれ描いている。
これら各軌跡の速度ベクトルを求めるときには、人が基点エリアを離脱するときの座標(現在の座標という)と、現在からΔt秒前の座標を引いた変位量Δx、Δyを計算する。なお、x、yは照明領域に設定した水平な座標系である。
ここでy軸からの時計周りの角度をθとすると、θ=tan−1(Δx/Δy)となる。図11に対応して、次の表3のような行動パターンの記録されたものとする。
これを各方位区分ごとに、当該区分に属する移動軌跡の事象数、当該区分に属する移動先の頻度、当該区分内で各移動先へ移動する確率をまとめると表4のようになる。
[実施例1]
上記の説明では、速度ベクトルの方位角θで行動パターンを分析しているが、実際には表3のΔx、Δyを用いて分析をすることがより簡単で実用的である。本実施例において、進路認定セクション20は、数式1を用いて上記ベクトル相当量(Δx、Δy)を計算する。Δtが単位時間であるときにはこの量はベクトルとなる。
14…制御部 16…記憶手段 18…位置予測手段 20…進路認定セクション
22…情報抽出セクション 24…演算セクション 26…判定セクション
28…コマンド形成手段
100…照明領域 102…空間 104…ディスク 106…資料室
108…スイッチ 110…応接室 112…個室 114…仕切り板
116…出入り口 118…窓 120…本棚 122…天井 124…床
Claims (9)
- 照明領域内に分散させて設置した複数の照明器具と、
少なくとも照明領域内を通行する個人の位置を検出することが可能な人検知部と、
人検知部の出力に応じて個人の周囲にパーソナル照明を行うように照明器具の点消灯又は調光を制御することが可能な制御部とを備えた照明システムにおいて、
照明領域は、個人の位置を認定するための複数のエリアからなり、
制御部は、照明領域内の任意の基点から移動する個人の移動先を、その当人の現在又は過去の位置情報に基づいてエリア単位で予測する位置予測手段を有し、
上記基点を含む基点エリアと移動経路として連なる連続エリアを個人が移動するときに、基点エリアを離れる時点で移動先として予想される連続エリアにある照明器具を作動させることとしており、
上記連続エリアは、予想される移動先の方へ連なる2以上の一連のエリアを含み、
少なくとも個人の移動中には、これら一連のエリアの照明器具がそれぞれ照明するように設計しており、
上記人検知部は、時刻ごとに個人の位置情報を出力するように構成し、
制御部は、少なくとも個人の位置情報及び照明領域内の通行できない箇所のレイアウト情報を記憶したデータベースを含む記憶手段を有し、
上記位置予測手段は、
現在の位置情報から速度ベクトルを計算する演算セクションと、
その速度ベクトルから算出された速さが基準値以上である場合にその速度ベクトルの方向とレイアウト情報とから人の移動先を予測する判定セクションとを有し、
この判定セクションは、上記速度ベクトルの向きに位置する直接エリア、及び直接エリアに隣接する間接エリアを、移動先として予測するように構成したことを特徴とする、パーソナル照明システム。 - 照明領域内に分散させて設置した複数の照明器具と、
少なくとも照明領域内を通行する個人の位置を検出することが可能な人検知部と、
人検知部の出力に応じて個人の周囲にパーソナル照明を行うように照明器具の点消灯又は調光を制御することが可能な制御部とを備えた照明システムにおいて、
照明領域は、個人の位置を認定するための複数のエリアからなり、
制御部は、照明領域内の任意の基点から移動する個人の移動先を、その当人の現在又は過去の位置情報に基づいてエリア単位で予測する位置予測手段を有し、
上記基点を含む基点エリアと移動経路として連なる連続エリアを個人が移動するときに、基点エリアを離れる時点で移動先として予想される連続エリアにある照明器具を作動させることとしており、
上記人検知部は、各個人を識別して当該個人の位置情報を制御部に対して出力するように設計され、
この制御部は、個人が任意の基点エリアから離れるときの進路毎に、その過去の行き先のデータを蓄積したデータベースを含む記憶手段を有し、
上記位置予測手段は、
人検知部で検知した位置情報から、基点エリアを離れるときの進路を認定する進路認定セクションと、
認定した進路に基づいて記憶手段から一つ又は複数の移動先の候補を抽出する情報抽出セクションと、
この移動先の頻度から各移動先への移動確率を演算する演算セクションと、
計算した移動確率が規定値を超えるものを移動先として判定する判定セクションと、
を有していることを特徴とする、パーソナル照明システム。 - 少なくとも上記個人の周囲と行く先との2箇所で照明器具がその個人の移動中常に点灯しているように照明器具を配置したことを特徴とする、請求項2記載のパーソナル照明システム。
- 上記連続エリアは、予想される移動先の方へ連なる2以上の一連のエリアを含み、
少なくとも個人の移動中には、これら一連のエリアの照明器具がそれぞれ照明するように設計したことを特徴とする、請求項2又は請求項3記載のパーソナル照明システム。 - 上記個人の移動ルートをエリア単位で記憶する記憶手段を有し、
その個人が通過した各エリアの照明器具が、この個人の通過後の一定時間或いは個人が規定のエリア数を離れる間の時間だけ点灯を維持するように構成したことを特徴とする、請求項2から請求項4のいずれかに記載のパーソナル照明システム。 - 上記人検知部は、個人が携帯する発信機と、照明領域の各エリアの適所に設置された受信機とによって、各エリア内への個人の出入りを検知するようにし、
上記進路を、個人がある時点で退場した一つのエリアからその次に入場したエリアへの順序としてエリア単位で認定したことを特徴とする、請求項2から請求項5の何れかに記載のパーソナル照明システム。 - 上記人検知部は、時刻ごとに個人の位置情報を出力するように構成し、
上記進路認定セクションは、上記時刻ごとの個人の位置情報から速度ベクトルを計算して、その速度ベクトルの方向を進路として出力するように形成したことを特徴とする、請求項2から請求項6の何れかに記載のパーソナル照明システム。 - 上記移動確率に対応して、移動確率が高いほど明るくなるように移動先として予測した各エリアの照明器具の出力を調整することを特徴とする請求項2から請求項7のいずれかに記載のパーソナル照明システム。
- 人検知部は、各個人を識別して当該個人の位置情報を制御部に対して出力するように設計され、
上記予め記憶手段に記録した個人の好みの照明条件に従ってパーソナル照明を行うことを特徴とする、請求項1から請求項8のいずれかに記載のパーソナル照明システム。
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