JP5890261B2

JP5890261B2 - 温度検出範囲特定装置および方法

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Publication number: JP5890261B2
Application number: JP2012139485A
Authority: JP
Inventors: 智樹細居; 光弘本田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: JP2014002124A; KR101414365B1; US9404807B2; KR20130143500A; US20130343423A1; CN103512662A; CN103512662B

Description

本発明は、温度分布検出技術に関し、特に複数のサーモパイルアレイセンサを用いて、室内の温度分布を検出する際、各サーモパイルアレイセンサの温度検出範囲を特定する温度検出範囲特定技術に関する。

照明システムでは、空間の温度分布から、人の存在する位置を特定し、その周辺の照明を点灯するとともに、人の存在しない領域について照明を消灯することにより、省エネを実現する技術が研究されている。また、空調システムでは、分布系熱流動解析手法を利用して、空間の温度分布と、空間内のある場所における目標温度とから、空間に設けられた各吹出口での吹出速度や吹出温度を推定する技術も研究されている。
このような、空間を制御対象とする制御システムでは、その空間の温度分布を検出する際、温度分布検出装置が用いられる。

従来、このような温度分布検出装置では、対象物の温度分布を非接触で２次元的に検出するセンサとして、サーモパイルアレイセンサが用いられる（例えば、特許文献１など参照）。サーモパイルアレイセンサは、対象物から放射される赤外線を受けると、その入射エネルギー量に応じた熱起電力を発生する、熱型の赤外線センサ、すなわちサーモパイル（Thermopile）からなる検出素子を、例えば半導体基板上にアレイ状に配置したものである。このサーモパイルアレイセンサによれば、空間など、広い範囲の温度分布を一括して検出することができる。

特開２００４−１７０３７５号公報

このような従来技術では、空間にサーモパイルアレイセンサを設置する際、空間の温度分布を隙間なく検出するため、隣り合うサーモパイルアレイセンサの検出範囲が、その一部領域で重複するよう、天井、壁、床など、空間を形成する内壁面に、等間隔に設置するものとなっている。
ここで、空間の内壁面には、照明器具、空調機器、消防設備、電気設備などの機器設備が設置されており、サーモパイルアレイセンサの設置予定位置にこのような機器設備が設置されている場合には、当該機器設備の近傍にサーモパイルアレイセンサを設置し、設置予定位置に設置した際に、隣り合うサーモパイルアレイセンサの検出範囲と一部重複するよう、当該サーモパイルアレイセンサの検出範囲を傾斜させることになる。

しかしながら、従来技術によれば、傾斜させた検出範囲が近傍のサーモパイルアレイセンサの検出範囲と一部重複しているかどうか確認することができないため、隣り合うサーモパイルアレイセンサの検出範囲と一部重複していない場合には、空間の温度分布を隙間なく検出することができないという問題点があった。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、隣り合うサーモパイルアレイセンサについて、検出範囲の一部重複を容易に確認できる温度分布検出技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる温度検出範囲特定装置は、温度分布の検出対象となる空間に設置された複数のサーモパイルアレイセンサごとに、当該サーモパイルアレイセンサが温度を検出すべき予定検出範囲の位置座標を記憶する記憶部と、前記各サーモパイルアレイセンサから検出温度を取得する検出温度取得部と、前記各サーモパイルアレイセンサのうち、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した一方のサーモパイルアレイセンサ側の検査位置ごとに、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲内から選択した他方のサーモパイルアレイセンサ側の各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した前記検出温度の時系列変化を照合し、最も高い照合結果が得られた最適照合位置を特定する温度変化照合部と、前記検査位置ごとに、当該検査位置に関する前記最適照合位置と、当該検査位置を示す位置座標と当該最適照合位置を示す位置座標との位置ズレを示す位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成し、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定する係数推定部と、前記位置ズレ係数に基づいて、前記他方のサーモパイルアレイセンサの前記予定検出範囲の位置座標を補正することにより、前記他方のサーモパイルアレイセンサの実際の検出範囲を特定する検出範囲特定部とを備えている。

また、本発明にかかる上記温度検出範囲特定装置の一構成例は、前記方程式が、前記検査位置の位置座標をｘ，ｙとし、前記最適照合位置の位置座標をｘ’，ｙ’とし、前記位置ズレ係数をｃ０，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５とした場合、
ｘ’＝ｃ０ｘ＋ｃ１ｙ＋ｃ２
ｙ’＝ｃ３ｘ＋ｃ４ｙ＋ｃ５
で表されるものである。

また、本発明にかかる温度検出範囲特定方法は、記憶部が、温度分布の検出対象となる空間に設置された複数のサーモパイルアレイセンサごとに、当該サーモパイルアレイセンサが温度を検出すべき予定検出範囲の位置座標を記憶する記憶ステップと、検出温度取得部が、前記各サーモパイルアレイセンサから検出温度を取得する検出温度取得ステップと、温度変化照合部が、前記各サーモパイルアレイセンサのうち、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した一方のサーモパイルアレイセンサ側の検査位置ごとに、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲内から選択した他方のサーモパイルアレイセンサ側の各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した前記検出温度の時系列変化を照合し、最も高い照合結果が得られた最適照合位置を特定する温度変化照合ステップと、係数推定部が、前記検査位置ごとに、当該検査位置に関する前記最適照合位置と、当該検査位置を示す位置座標と当該最適照合位置を示す位置座標との位置ズレを示す位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成し、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定する係数推定ステップと、検出範囲特定部が、前記位置ズレ係数に基づいて、前記他方のサーモパイルアレイセンサの前記予定検出範囲の位置座標を補正することにより、前記他方のサーモパイルアレイセンサの実際の検出範囲を特定する検出範囲特定ステップとを備えている。

本発明によれば、隣り合うサーモパイルアレイセンサについて、検出範囲の一部重複を容易に確認することが可能となる。したがって、照明器具、空調機器、消防設備、電気設備などの機器設備が、サーモパイルアレイセンサの設置予定位置に設置されているため、当該機器設備の近傍にサーモパイルアレイセンサを設置して、当該サーモパイルアレイセンサの検出範囲を傾斜させた場合でも、隣り合うサーモパイルアレイセンサの検出範囲と一部重複しているか否かを極めて容易に確認することができ、結果として、空間の温度分布を隙間なく検出することが可能となる。

温度検出範囲特定装置の構成を示すブロック図である。空間におけるサーモパイルアレイセンサの設置例である。サーモパイルアレイセンサの検出範囲を示す説明図である。検出温度データの構成例である。位置データの構成例である。検出範囲データの構成例である。温度変化の照合を示す説明図である。検出温度の時系列変化を示す説明図である。温度検出範囲特定処理を示すフローチャートである。検出範囲データの画面表示例である。

［発明原理］
まず最初に、本発明の原理について説明する。
複数のサーモパイルアレイセンサを用いて、空間の温度分布を検出する場合、隣り合う２つのサーモパイルアレイセンサの検出範囲のうち、一部重複する重複領域では、これらサーモパイルアレイセンサの両方で平行して温度を検出することになる。例えば、２つのサーモパイルアレイセンサの検出範囲が一部重複している場合、両方のサーモパイルアレイセンサ内の一部の検出素子で、同一位置座標の温度が検出される。

本発明は、このような温度分布検出における検出範囲の一部重複にかかる特徴に着眼し、重複領域内に位置する各検出素子で検出された検出温度を、両サーモパイルアレイセンサ間で比較することにより、両サーモパイルアレイセンサの検出範囲の重なり具合を検出し、結果として、一方のサーモパイルアレイセンサを基準とした、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲と実検出範囲との位置ズレを特定するようにしたものである。
これにより、予定検出範囲と実検出範囲との位置ズレを、検出温度という容易に入手可能なデータから特定することができる。

ここで、重複領域について両サーモパイルアレイセンサの検出温度を比較する際、ある時刻における検出温度だけを比較した場合、偶然に検出温度が一致する場合もある。また、サーモパイルアレイセンサ間には、製造プロセスなどの要因により、２〜３℃程度の比較的大きな検出誤差も発生しうる。したがって、ある時刻の検出温度から得た比較結果に基づき位置ズレを特定した場合、得られた位置ズレに大きな誤差が生じる場合がある。

一方、空間の温度は、例えば、会社や工場の稼働スケジュールや日出・日没時間に応じて変化し、この温度変化は、空間内の同一位置座標であれば同一の時系列変化を示す。また、この時系列変化は、サーモパイルアレイセンサ間の検出誤差によって変動するものでもない。

本発明は、このような空間内の温度変化にかかる特徴に着眼し、重複領域内で検出された検出温度の時系列変化を、両サーモパイルアレイセンサ間で比較することにより、両サーモパイルアレイセンサの重なり具合を検出し、結果として、一方のサーモパイルアレイセンサを基準とした、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲と実検出範囲との位置ズレを特定するようにしたものである。
これにより、予定検出範囲と実検出範囲との位置ズレを、精度よく特定することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［温度検出範囲特定装置］
まず、図１を参照して、一実施の形態にかかる温度検出範囲特定装置１０について説明する。図１は、温度検出範囲特定装置の構成を示すブロック図である。

この温度検出範囲特定装置１０は、全体としてサーバ装置、パーソナルコンピュータコントローラ、などの情報処理装置からなり、温度検出の対象となる空間２０に設置された複数のサーモパイルアレイセンサＡＳから、通信回線Ｌ１を介して取得したそれぞれの検出温度に基づいて、各サーモパイルアレイセンサＡＳの検出範囲の位置ズレを示す位置ズレ係数を推定し、これら位置ズレ係数に基づき実際の検出範囲を特定する機能を有している。

図２は、空間におけるサーモパイルアレイセンサの設置例であり、図２（ａ）は空間の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。ここでは、矩形状の空間２０の天井２１に、３２個のサーモパイルアレイセンサＡＳが、格子状に等間隔で設置されている。空間２０において、幅（長手方向）は１５ｍ、奥行（短手方向）は８ｍ、高さは３ｍである。サーモパイルアレイセンサＡＳは、縦横２ｍ間隔の格子の交点に設置されており、それぞれ天井２１から床２２に対して垂直な方向に、正方形状の検出範囲Ｒを有している。

図３は、サーモパイルアレイセンサの検出範囲を示す説明図である。この例では、サーモパイルアレイセンサＡＳの設置間隔が２ｍで、空間２０の高さが３ｍで、検出範囲Ｒの視野角が６０゜である。このため、床２２において、検出範囲Ｒは３．４６ｍ四方の正方形となり、隣り合うサーモパイルアレイセンサＡＳとの間で、検出範囲Ｒが重なる、幅１．４６ｍの重複領域Ｑが生じる。ここでは、天井２１から床２２に対して垂直な方向に検出範囲Ｒを形成した場合を例として説明したが、垂直ではなく斜め方向に形成してもよい。また、天井２１にサーモパイルアレイセンサＡＳを設置せず、床２２や壁２３に設置してもよい。

温度検出範囲特定装置１０には、主な機能部として、記憶部１１、検出温度取得部１２、温度変化照合部１３、係数推定部１４、検出範囲特定部１５、画面表示部１６、および検出範囲出力部１７が設けられている。

記憶部１１は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、温度分布の検出処理に用いる各種処理情報やプログラムを記憶する機能を有している。
記憶部１１で記憶する主な処理情報として、検出温度データ１１Ａ、位置データ１１Ｂ、係数データ１１Ｃ、および検出範囲データ１１Ｄがある。

検出温度データ１１Ａは、空間２０に設置されたサーモパイルアレイセンサＡＳごとに、当該サーモパイルアレイセンサＡＳ内の各検出素子で検出された検出温度である。これら検出温度は、検出温度取得部１２による、通信回線Ｌ１を介した各サーモパイルアレイセンサＡＳとのデータ通信により取得されて、記憶部１１に保存される。
図４は、検出温度データの構成例である。ここでは、各サーモパイルアレイセンサＡＳの検出素子Ｓｎｉｊごとに、検出温度ｔｎｉｊが保存されている。なお、サーモパイルアレイセンサＡＳｎには、Ｉ個×Ｊ個の検出素子が格子状に配置されているものとする。

位置データ１１Ｂは、空間２０内における、各サーモパイルアレイセンサＡＳの予定検出範囲を示す座標データであり、サーモパイルアレイセンサＡＳの設置位置などの設計データに基づき予め設定されて、記憶部１１に保存される。
図５は、位置データの構成例である。ここでは、サーモパイルアレイセンサＡＳごとに、当該サーモパイルアレイセンサＡＳ内の検出素子から選択した基準検出素子の位置を示す座標データが、検出範囲Ｒの位置座標として登録されている。なお、本実施の形態に使用する各種座標データは、例えば空間２０の床２２のいずれかの隅や中央に予め設定した原点を基準としている。

係数データ１１Ｃは、サーモパイルアレイセンサＡＳの予定検出範囲の位置座標を、実検出範囲の位置座標に補正するためのパラメータであり、係数推定部１４により計算されて保存される。ここでは、位置ズレ係数として、６種類のパラメータを用いている。補正前の位置座標をｘ，ｙとし、位置ズレ係数をｃ０，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５とした場合、補正後の位置座標ｘ’，ｙ’は、次の式（１）で表させる。

式（１）において、ｃ２，ｃ５は、平行移動成分を示すパラメータであり、ｃ０，ｃ４は、拡大・縮小成分を示すパラメータであり、ｃ１，ｃ５は、回転成分を示すパラメータである。位置ズレ係数として、これらパラメータを定義することにより、高い精度で検出範囲の位置ズレを特定できる。なお、これらパラメータは、すべて必須であるわけではなく、検出範囲を特定する際に要求される精度に応じて選択すればよい。例えば検出範囲の位置ズレについて、拡大・縮小や回転を考慮しない場合、パラメータとして平行移動成分だけに限定してもよい。

検出範囲データ１１Ｄは、各サーモパイルアレイセンサＡＳの実際の検出範囲を示す位置座標を示すデータであり、検出範囲特定部１５により、係数データ１１Ｃに基づいて、位置データ１１Ｂで定義された予定検出範囲から計算されて記憶部１１に保存される。
図６は、検出範囲データの構成例である。ここでは、サーモパイルアレイセンサＡＳごとに、当該サーモパイルアレイセンサＡＳの四隅に位置する検出素子の位置座標が、実際の検査範囲の座標として保存されている。

検出温度取得部１２は、通信回線Ｌ１を介して各サーモパイルアレイセンサＡＳとデータ通信を行うことにより、これらサーモパイルアレイセンサＡＳ内の検出素子で検出された検出温度を取得する機能と、これら検出温度からなる検出温度データ１１Ａを記憶部１１に保存する機能とを有している。

温度変化照合部１３は、各サーモパイルアレイセンサＡＳのうち、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した一方のサーモパイルアレイセンサ側の検査位置ごとに、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲内から選択した各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した検出温度の時系列変化を照合し、最も高い照合結果が得られた照合位置を最適照合位置として特定する機能を有している。

図７は、温度変化の照合を示す説明図である。ここでは、隣り合う２つのサーモパイルアレイセンサＡＳａ，ＡＳｂと対応する予定検査範囲Ｒａ，Ｒｂが示されており、両者は重複領域Ｑで一部重複している。検査位置Ｐｕは、重複領域Ｑのうちから選択された、サーモパイルアレイセンサＡＳａ側の検出位置であり、ＡＳａ内のいずれかの検出素子に対応している。また、照合範囲Ｗｕは、Ｐｕを中心として選択された領域であり、予定検査範囲Ｒｂに対して、実検査範囲Ｒｂ’の予想される最大ズレ量の範囲を有している。照合位置Ｐｖは、照合範囲Ｗｕから選択された、サーモパイルアレイセンサＡＳｂ側の検出位置であり、ＡＳｂ内のいずれかの検出素子に対応している。

温度変化照合部１３は、１つのＰｕに対して、照合範囲Ｗｕ内からＰｖを順に選択し、これらＰｕ，Ｐｖで検出された検出温度ｔｕ，ｔｖの時系列変化を照合する。
図８は、検出温度の時系列変化を示す説明図である。ここでは、特性Ｆｕは、Ｐｕで検出した検出温度の時系列変化である。また、特性Ｆ１，Ｆ２は、個々のＰｖで検出した検出温度の時系列変化である。Ｌは、時系列変化を照合する時間区間である。

時間区間Ｌ内の時刻ｌにおいて、Ｐｕでの検出温度をｔｕｌとし、Ｐｖでの検出温度をｔｖｌとした場合、これら特性Ｆｕ，Ｆｖの照合度合ｓｃｏｒｅは、次の式（２）により計算される。

上記式（２）に示すように、２つの検出位置における検出温度を比較する際、ある時刻における検出温度を比較するのではなく、これら検出温度の時系列変化を照合することにより、予定検出範囲と実検出範囲との位置ズレを、精度よく特定することができる。

温度変化照合部１３は、各Ｐｖについて照合度合ｓｃｏｒｅを計算し、最大値が得られたＰｖをＰｕに対する最適照合位置Ｐｕ’として選択する。これにより、サーモパイルアレイセンサＡＳｂの予定検出範囲のうち、検査位置Ｐｕは最適照合位置Ｐｕ’へ位置ズレした可能性が最も高いことが特定されたことになる。
温度変化照合部１３は、このようにして、重複領域Ｑ内の各Ｐｕについて、最適照合位置Ｐｕ’を特定する。

係数推定部１４は、検査位置ごとに、当該検査位置に関する最適照合位置と、当該検査位置を示す位置座標と当該最適照合位置を示す位置座標との位置ズレを示す位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成する機能と、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定する機能と、得られた位置ズレ係数からなる係数データ１１Ｃを記憶部１１へ保存する機能とを有している。

前述した図７において、サーモパイルアレイセンサＡＳａの予定検査範囲Ｒａ内に位置する検査位置Ｐｕは、サーモパイルアレイセンサＡＳｂの予定検査範囲Ｒｂ内に位置する検査位置Ｐｖに相当する。したがって、Ｐｕに対する最適照合位置Ｐｕ’は、Ｐｖが位置ズレした結果の移動先と見なせる。前述した式（１）には、このような関係が示されており、この式（１）の方程式は、各Ｐｕごとに生成できる。

式（１）の方程式は、一般的には、行列式で表現される。重複領域Ｇｍ（ｍ＝１〜Ｍの整数）における検査位置Ｐｕｋ（ｋ＝１〜Ｋの整数）を示す位置座標をｘｋ，ｙｋとし、Ｐｕｋに対応する最適照合位置Ｐｖｋの位置座標をｘ’ｋ，ｙ’ｋとした場合、上記方程式は、次の行列の式（３）および式（４）で表現される。

この式（３）および式（４）において、最適照合位置Ｐｖｋの行列をＶとし、検査位置Ｐｕｋの行列をＵとし、位置ズレ係数ｃ０〜ｃ６の行列をＣとした場合、式（３）および式（４）は、Ｖ＝ＵＣで表現される。
したがって、最小二乗法によるＣの推定結果Ｃ’は、一般に、Ｃ’＝（Ｕ^TＵ）^-1Ｕ^TＶで求まる。ここで、Ｕ^TはＵの転置行列である。

検出範囲特定部１５は、サーモパイルアレイセンサＡＳごとに、記憶部１１の係数データ１１Ｃから取得した当該サーモパイルアレイセンサＡＳの位置ズレ係数に基づいて、同じく記憶部１１の位置データ１１Ｂから取得した、当該サーモパイルアレイセンサＡＳの予定検出範囲をそれぞれ補正することにより、当該サーモパイルアレイセンサＡＳの実際の検出範囲である実検出範囲を特定する機能と、得られた実検出範囲を検出範囲データ１１Ｄとして記憶部１１に保存する機能とを有している。

画面表示部１６は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、記憶部１１の検出範囲データ１１Ｄを読み出して、画面表示する機能を有している。
温度分布出力部１７は、通信回線Ｌ２を介して、ビル管理システム、さらには照明システムや空調システムなどの上位システム３０とデータ通信を行うことにより、記憶部１１から読み出した検出範囲データ１１Ｄを上位システム３０へ出力する機能とを有している。

これら機能部のうち、検出温度取得部１２、温度変化照合部１３、係数推定部１４、検出範囲特定部１５、および検出範囲出力部１７は、記憶部１１のプログラムをＣＰＵが実行してなる演算処理部により実現される。なお、このプログラムは、通信回線を介して接続された外部装置や記録媒体（ともに図示せず）から、予め読み込まれて記憶部１１に格納される。

［本実施の形態の動作］
次に、図９を参照して、本実施の形態にかかる温度検出範囲特定装置１０の動作について説明する。図９は、温度検出範囲特定処理を示すフローチャートである。

温度検出範囲特定装置１０は、定期的に、あるいは外部からの実行指示に応じて、図９の温度検出範囲特定処理を実行する。ここでは、空間２０内にＮ個のサーモパイルアレイセンサＡＳｎ（ｎ＝１〜Ｎの整数）が設置されており、これらサーモパイルアレイセンサＡＳｎのうち、隣り合うサーモパイルアレイセンサＡＳｎ間について、Ｍ個の重複領域Ｇｍ（ｍ＝１〜Ｍの整数）が存在しているものとする。また、重複領域Ｇｍ内にはＫ個の検査位置Ｐｕが存在するものとし、照合範囲Ｗｕ内にはＨ個の照合位置Ｐｖが存在するものとする。

まず、検出温度取得部１２は、空間２０内に設置された各サーモパイルアレイセンサＡＳｎから、当該サーモパイルアレイセンサＡＳｎ内の検出素子Ｓｉｊで個別に検出した検出温度ｔｎｉｊを取得し、検出温度データ１１Ａとして記憶部１１に保存する（ステップ１００）。

次に、温度変化照合部１３は、記憶部１１の位置データ１１Ｂに基づき、重複領域Ｇｍを構成する２つのサーモパイルアレイセンサＡＳｍａ，ＡＳｍｂを選択し（ステップ１０１）、この重複領域ＧｍからＡＳｍａ側の検査位置Ｐｕを選択するとともに（ステップ１０２）、Ｐｕに対応するＡＳｍｂ側の照合範囲Ｗｕを選択する（ステップ１０３）。

続いて、温度変化照合部１３は、Ｐｕと照合範囲Ｗｕ内の各照合位置Ｐｖについて、記憶部１１の検出温度データ１１Ａから読み出した、時間区間Ｌの時系列変化Ｆｕ，Ｆｖを照合し（ステップ１０４）、最大スコアが得られた照合位置Ｐｖを、Ｐｕの最適照合位置Ｐｕ’として特定する（ステップ１０５）。

ここで、重複領域Ｇｍ内の各検査位置Ｐｕについて、最適照合位置Ｐｕ’の特定処理が終了していないＰｕがある場合（ステップ１０６：ＮＯ）、ステップ１０２へ戻って、未選択のＰｕに対する最適照合位置Ｐｕ’の特定処理を繰り返し実行する。
また、すべての検査位置Ｐｕについて最適照合位置Ｐｕ’の特定処理が終了した場合（ステップ１０６：ＹＥＳ）、係数推定部１４は、重複領域ＧｍのＰｕごとに、Ｐｕ’と位置ズレ係数Ｃｍとの方程式を生成し（ステップ１０７）、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数Ｃｍを推定し、係数データ１１Ｃとして記憶部１１へ保存する（ステップ１０８）。

この後、各重複領域Ｇｍのうち、位置ズレ係数Ｃｍの推定処理が終了していない重複領域Ｇｍがある場合（ステップ１０９：ＮＯ）、ステップ１０１へ戻って、未選択のＧｍに対する位置ズレ係数Ｃｍの推定処理を繰り返し実行する。

また、すべての重複領域Ｇｍについて位置ズレ係数Ｃｍの推定処理が終了した場合（ステップ１０９：ＹＥＳ）、検出範囲特定部１５は、サーモパイルアレイセンサＡＳごとに、記憶部１１の係数データ１１Ｃから取得した当該サーモパイルアレイセンサＡＳの位置ズレ係数に基づいて、同じく記憶部１１の位置データ１１Ｂから取得した、当該サーモパイルアレイセンサＡＳの予定検出範囲をそれぞれ補正することにより、当該サーモパイルアレイセンサＡＳの実際の検出範囲である実検出範囲を特定して、得られた実検出範囲を検出範囲データ１１Ｄとして記憶部１１に保存し（ステップ１１０）、一連の温度検出範囲特定処理を終了する。

これにより、この検出範囲データ１１Ｄが記憶部１１から読み出されて、画面表示部１６に画面表示され、あるいは検出範囲出力部１７により上位システム３０へ出力されることになる。

図１０は、検出範囲データの画面表示例である。ここでは、図２の設置例に応じて、サーモパイルアレイセンサＡＳごとに、予定検出範囲と実検出範囲とが表示されている。例えば、実検出範囲Ｒ１’は、対応する予定検出範囲Ｒ１からＸ方向およびＹ方向に平行移動した位置にずれていることがわかる。また、実検出範囲Ｒ２’は、対応する予定検出範囲Ｒ２からＸ方向およびＹ方向に平行移動するとともにその大きさが拡大していることがわかる。また、実検出範囲Ｒ３’は、対応する予定検出範囲Ｒ３からＸ方向およびＹ方向に移動するとともに反時計まわりに回転していることがわかる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、検出温度取得部１２が、各サーモパイルアレイセンサＡＳから検出温度を取得し、温度変化照合部１３が、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した検査位置ごとに、各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した検出温度の時系列変化を照合して、最適照合位置を特定し、係数推定部１４が、検査位置ごとに、最適照合位置と位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成し、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定し、検出範囲特定部１５が、これら位置ズレ係数に基づいて、予定検出範囲の位置座標を補正することにより、実際の検出範囲を特定するようにしたものである。

これにより、隣り合うサーモパイルアレイセンサについて、検出範囲の一部重複を容易に確認することが可能となる。したがって、照明器具、空調機器、消防設備、電気設備などの機器設備が、サーモパイルアレイセンサの設置予定位置に設置されているため、当該機器設備の近傍にサーモパイルアレイセンサを設置して、当該サーモパイルアレイセンサの検出範囲を傾斜させた場合でも、隣り合うサーモパイルアレイセンサの検出範囲と一部重複しているか否かを極めて容易に確認することができ、結果として、空間２０の温度分布を隙間なく検出することが可能となる。

また、本実施の形態では、方程式として、検査位置の位置座標をｘ，ｙとし、最適照合位置の位置座標をｘ’，ｙ’とし、位置ズレ係数をｃ０，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５とした場合、前述の式（１）で表されるようにしたので、予定検出範囲の平行移動だけでなく、拡大・縮小および回転についても、特定することができる。したがって、高い精度で検出範囲の位置ズレを特定できる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１０…温度検出範囲特定装置、１１…記憶部、１１Ａ…検出温度データ、１１Ｂ…位置データ、１１Ｃ…係数データ、１１Ｄ…検出範囲データ、１２…検出温度取得部、１３…温度変化照合部、１４…係数推定部、１５…検出範囲特定部、１６…画面表示部、１７…検出範囲出力部、２０…空間、２１…天井、２２…床、２３…壁、３０…上位システム、ＡＳ…サーモパイルアレイセンサ、Ｌ１，Ｌ２…通信回線。

Claims

温度分布の検出対象となる空間に設置された複数のサーモパイルアレイセンサごとに、当該サーモパイルアレイセンサが温度を検出すべき予定検出範囲の位置座標を記憶する記憶部と、
前記各サーモパイルアレイセンサから検出温度を取得する検出温度取得部と、
前記各サーモパイルアレイセンサのうち、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した一方のサーモパイルアレイセンサ側の検査位置ごとに、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲内から選択した他方のサーモパイルアレイセンサ側の各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した前記検出温度の時系列変化を照合し、最も高い照合結果が得られた最適照合位置を特定する温度変化照合部と、
前記検査位置ごとに、当該検査位置に関する前記最適照合位置と、当該検査位置を示す位置座標と当該最適照合位置を示す位置座標との位置ズレを示す位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成し、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定する係数推定部と、
前記位置ズレ係数に基づいて、前記他方のサーモパイルアレイセンサの前記予定検出範囲の位置座標を補正することにより、前記他方のサーモパイルアレイセンサの実際の検出範囲を特定する検出範囲特定部と
を備えることを特徴とする温度検出範囲特定装置。
請求項１に記載の温度検出範囲特定装置において、
前記方程式は、前記検査位置の位置座標をｘ，ｙとし、前記最適照合位置の位置座標をｘ’，ｙ’とし、前記位置ズレ係数をｃ０，ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５とした場合、
ｘ’＝ｃ０ｘ＋ｃ１ｙ＋ｃ２
ｙ’＝ｃ３ｘ＋ｃ４ｙ＋ｃ５
で表されることを特徴とする温度検出範囲特定装置。
記憶部が、温度分布の検出対象となる空間に設置された複数のサーモパイルアレイセンサごとに、当該サーモパイルアレイセンサが温度を検出すべき予定検出範囲の位置座標を記憶する記憶ステップと、
検出温度取得部が、前記各サーモパイルアレイセンサから検出温度を取得する検出温度取得ステップと、
温度変化照合部が、前記各サーモパイルアレイセンサのうち、互いの予定検出範囲が一部重複する２つのサーモパイルアレイセンサについて、その重複領域内から選択した一方のサーモパイルアレイセンサ側の検査位置ごとに、他方のサーモパイルアレイセンサの予定検出範囲内から選択した他方のサーモパイルアレイセンサ側の各照合位置との間で、それぞれの位置で検出した前記検出温度の時系列変化を照合し、最も高い照合結果が得られた最適照合位置を特定する温度変化照合ステップと、
係数推定部が、前記検査位置ごとに、当該検査位置に関する前記最適照合位置と、当該検査位置を示す位置座標と当該最適照合位置を示す位置座標との位置ズレを示す位置ズレ係数との関係を示す方程式を生成し、これら方程式を連立させて最小二乗法で解くことにより、これら位置ズレ係数を推定する係数推定ステップと、
検出範囲特定部が、前記位置ズレ係数に基づいて、前記他方のサーモパイルアレイセンサの前記予定検出範囲の位置座標を補正することにより、前記他方のサーモパイルアレイセンサの実際の検出範囲を特定する検出範囲特定ステップと
を備えることを特徴とする温度検出範囲特定方法。