JP5478075B2 - Air conditioner - Google Patents
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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。 The present invention relates to an air conditioner, and more particularly to a human body detection function.
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。)。 A conventional air conditioner with a human body detection function includes, for example, “... an infrared sensor and a human body tracking device, and measures the surface temperature of the human face by capturing the face of the human body whose visual field of the infrared sensor is being tracked. There is one that controls the air conditioner using the value (see, for example, Patent Document 1).
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。)。 Further, for example, “an imaging unit, a human body determination unit that processes a video signal from the imaging unit to determine a human body, a specific part determination unit that determines a position of a specific part of a person based on a signal from the imaging unit, and the specific Tracking means for tracking the human body by a signal from the part determination means, skin temperature detection means for detecting the skin temperature of the human body via the tracking means, and thermal sensation determination means by a signal from the skin temperature detection means, And an air conditioner comprising control means for controlling the air conditioner based on a signal from the thermal sensation means (see, for example, Patent Document 2).
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。 The conventional air conditioner with human body detection function cannot recognize multiple human bodies at the same time. The infrared sensor follows the human body all the time, and while the human body is stopped, the human body's skin temperature and the temperature of the floor and walls around the human body. However, it cannot detect the obstacle between the human body and the air conditioner and the airflow does not reach, it takes time for the device that follows the human body to detect the direction of the human body. In such a case, there is a problem that the room cannot be photographed and the human body cannot be detected.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to distinguish between a human body and an object, recognize their position, shape, size, color, etc., and It is to obtain an air conditioner that can perform energy-saving operation by detecting the temperature of a target to be detected and performing air-conditioning control based on the information, and can set the air-conditioning to an optimum state in the environment where each human body is placed.
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。 The second purpose is to recognize the position, shape, size, and color of floors and walls other than the human body, and obstacles, detect the temperature of the object you want to detect, and optimize it in each environment based on that information. It is to obtain an air conditioner that can be operated in a state.
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赤外線センサーの検出対象範囲を変更する焦点変更部と、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、前記方向変更部及び前記焦点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。 An air conditioner according to the present invention detects a human body or a plurality of human bodies based on a camera installed indoors and images the room, and one or a plurality of continuous images obtained from the camera. An image processing unit that discriminates objects and recognizes at least one of their position, shape, size, and color, an infrared sensor that detects the temperature of a remote point, and a direction change that changes the direction of the infrared sensor A focus changing unit that changes a detection target range of the infrared sensor based on image information from the image processing unit, and the direction changing unit based on image information from the image processing unit, Control that controls the air conditioning based on the image information from the image processing unit and the temperature information from the infrared sensor while directing the sensor in the direction of the detection target With the door, the image processing unit specifies the background area excluding the place where the image of the entire room taken the human body by the camera, the control unit, the temperature change of the detected body surface In response, the temperature is changed, the direction changing unit and the focus changing unit are controlled to cause the infrared sensor to detect the surface temperature of the entire room, and the temperature of the background area specified by the image processing unit is set to the infrared ray. The air conditioning setting is changed based on the temperature of the background area obtained from the output of the sensor.
この発明の空気調和装置は、室内を撮影した画像から例えば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し、その結果に基づいて赤外線センサーを動かして検出対象となる人物等の温度を検出するように構成したので、検出した顔や手や足などの人体と床や壁や家具等の物体のうち、温度検出したい対象物の温度を素早く検出し最適な空調制御ができる。 The air conditioner according to the present invention discriminates a human body such as a face, a hand or a foot from an image taken indoors and an object such as a floor, a wall or furniture, and recognizes their position, shape, size, color and the like. Based on the result, the infrared sensor is moved to detect the temperature of the person to be detected, so the temperature of the detected human body such as the face, hand, and foot and the object such as the floor, wall, furniture, etc. It can quickly detect the temperature of the object you want to detect and perform optimal air conditioning control.
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。
1 is an example of a configuration diagram showing an air-
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。
In FIG. 1, an
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。
In FIG. 3, the
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。
The
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。
4 adds an
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。
Next, the operation will be described.
In the
As an image processing method by the
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。
Also, as a method of image processing by the
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。
Next, the object recognized by the
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。
As an air conditioning control method using the image information from the
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。
There is also a method for detecting room temperature more accurately. For example, the
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。
Even in the case where there are a plurality of human bodies, the
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。
By the way, there may be a case where a person appears on the television and the
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。
As described above, according to the first embodiment, the
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。
In the first embodiment described above, the temperature is detected by using a plurality of elements for the
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。
FIG. 5 is an enlarged view as an example of the
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。
In FIG. 5, the
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。
Next, the operation will be described.
In the
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。
Next, a method for detecting the temperature according to the position and size of a human body or an object by changing the
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。
FIG. 7 is a system block diagram according to
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。
In FIG. 7, the
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。
FIG. 8 shows a state where the human body A is near the
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。
The direction control unit 9 controls the
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。
As described above, according to the second embodiment, by recognizing a human body and an object and recognizing the position, shape, size, and the like, it is possible to effectively perform air conditioning according to the environment and the state. . In addition, the infrared sensor is composed of a single element, and the focal point and direction can be freely changed by the focal
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。
In the first and second embodiments described above, a human body and an object are recognized from an image captured by the
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。
FIG. 10 is a system block diagram according to
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。
In FIG. 10, the
In FIG. 11, the rectal temperature is the temperature of the rectum of the human body and is the temperature closest to the human body temperature.
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。
Next, the operation will be described.
For example, in FIG. 10, the
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。
As one of the determinations of thermal sensation, for example, there is a method of determining whether the human body feels hot or cold due to a change in the human body surface temperature. Since the surface temperature of the human body gradually increases or decreases by staying in an air-conditioned room, the rising temperature, falling temperature, rising temperature / minute, falling temperature / minute, etc. of the human body's forehead and hand / foot surface temperatures Calculate and determine the thermal sensation from the result.If it is determined that it feels hot, the set temperature is lowered, and if it is determined that it feels cold, the set temperature is increased. The air flow direction, air volume, set temperature, and the like of the
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。 Another method for determining thermal sensation is, for example, a method for determining from the relationship between the temperature of the forehead of the human body, the temperature of the limbs, and the room temperature. It is known that the body temperature closer to the heart is closer to the basal body temperature, and as shown in FIG. 11, the temperature of the limb far from the heart varies greatly with room temperature compared to the temperature of the forehead close to the heart. The temperature felt by the human body can be estimated from the temperature relationship. For example, if the temperature of the limb is 5 ° C. or more lower than the forehead temperature, it is determined that the temperature is cold, and the air conditioning temperature is raised.
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。
In addition, as a thermal sensation determination method, for example, there is a thermal sensation determination method according to the activity state of the human body. For example, the movement state of the human body may be integrated in the
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。
Further, when a certain human body (user) changes the set temperature with a remote controller or the like, the thermal sensation of the human body can be known. For example, the temperature of the forehead of the human body and the temperature of the limbs are detected. By comparing the thermal sensation and the average thermal sensation of the human body, and adding a correction to the thermal sensation criterion based on the comparison result, the air conditioning control adapted to the human body can be performed. In addition, since the thermal
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。
As described above, according to the third embodiment, in addition to the processing of the image from the
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。
FIG. 12 is a system block diagram according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing an example of an image taken by the
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。
In FIG. 12, the
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。
Next, the operation will be described.
In the
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。
For example, as shown in FIG. 13, when the skin color is detected in less than 30% of the area of the arm of the human body on the image as in the
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。
For example, when less than 30% of the area of the arm of the human body on the image detects 30 ° C. to 36 ° C. as in the area of the
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。 Further, for example, if the skin color part is 30% or more of the area of the human arm on the image and the skin color part is detected between 30 ° C. and 36 ° C., it is determined as a short sleeve, otherwise it is determined as a long sleeve, If the skin color part is 30% or more of the area of the human foot on the image and the skin color part is detected between 30 ° C. and 36 ° C., it is determined as short pants, otherwise it is determined as long pants, etc. If information and temperature information are combined, the accuracy can be further increased.
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。 As described above, the temperature perceived by the human body varies depending on the type of clothing.For example, during cooling operation, if it is recognized as short-sleeved or short-trousers, it is almost always hot. You may direct the airflow to In addition, it is possible to perform an energy saving operation while raising the set temperature and maintaining the feeling state.
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。
In addition to the processing of the image from the
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。
In the fourth embodiment, air conditioning control is performed based on information on clothes worn by a human body. Next, an example in which air conditioning control is performed when the image processing unit can no longer detect a human body will be described. Will be described.
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。
FIG. 14 is a system block diagram according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram showing an example of an image taken by the
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。
Next, the operation will be described.
In the
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。
Next, when the illuminance sufficient for the
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。
Further, if the position, shape, size, etc. of an object other than a person are recorded in the
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。
As described above, even if the
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。
The above-described first to fifth embodiments are intended for air conditioning control. Next, an example in which an abnormality is notified when a high temperature is detected without a human body in the room will be described as a sixth embodiment.
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。
FIG. 16 is a system block diagram according to the sixth embodiment of the present invention. In FIG. 16, the air-
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。
Next, the operation will be described.
In the
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。
The functions relating to the high temperature detection and notification may be performed while the
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。 As described above, when a high temperature such as a fire is detected in a room without a human body, an abnormality can be immediately notified, and the air conditioner can also be used as a fire detection notification device.
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。 In addition, this invention is not limited to said Embodiment 1-6, You may make it implement | achieve the air conditioning apparatus which consists of a structure which combined these embodiment suitably.
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。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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赤外線センサーの検出対象範囲を変更する焦点変更部と、
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、
前記方向変更部及び前記焦点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。 A camera installed indoors to shoot the interior;
One or more human bodies are detected based on one or a plurality of continuous images obtained from the camera, the human body and the object are discriminated, and at least one or more of their position, shape, size and color An image processing unit for recognizing
An infrared sensor that detects the temperature at a remote location;
A direction changing unit for changing the direction of the infrared sensor;
A focus changing unit that changes a detection target range of the infrared sensor based on image information from the image processing unit;
The direction changing unit is controlled based on the image information from the image processing unit, the direction of the infrared sensor is directed to the direction of the detection target, and the image information from the image processing unit and the temperature from the infrared sensor A control unit for controlling the air conditioning based on the information,
The image processing unit identifies a background area excluding a place where a human body is present from an image of the entire room photographed by the camera,
The controller is
Change the set temperature according to the detected temperature change of the surface of the human body,
Control the direction changing unit and the focus changing unit to cause the infrared sensor to detect the surface temperature of the entire room,
An air conditioner that obtains the temperature of the background area specified by the image processing unit from the output of the infrared sensor and changes the air conditioning setting based on the temperature of the background area.
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。 Further comprising a thermal sensation determination unit for determining thermal sensation of the target human body according to the detected temperature change of the surface of the human body,
The air conditioner according to claim 1, wherein the control unit changes a set temperature of the air conditioner according to the determined thermal sensation of the human body.
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。 It further includes a clothing determination unit that detects information about the clothing of the human body to be detected and the bare skin temperature,
The image processing unit estimates a skin color image portion of a human body detected based on an image from the camera,
The clothing determination unit determines the skin part by detecting the temperature of the skin color image part based on the output of the infrared sensor, detects information on the skin and the skin temperature from the determination result of the skin part,
The air conditioner according to claim 1, wherein the control unit performs air conditioning control based on information related to the clothing and a bare skin temperature.
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。 The image processing unit detects the position of the human body based on the human body action pattern obtained based on the image from the camera and the temperature information detected by the infrared sensor, and calculates the temperature of the human body at the detected position. Obtained from the output of the infrared sensor,
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the control unit performs air conditioning control based on the temperature of the human body at the detected position.
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。 An image recording unit for recording image information captured by the camera;
The control unit specifies the position of the detection target according to the position of the object specified by the image information recorded in the image recording unit, detects the temperature of the detection target by the infrared sensor, and detects the detection 6. The air conditioner according to claim 1, wherein the air conditioning is controlled based on the result.
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