JP6064384B2 - 機器制御システム - Google Patents

Description

本発明は、機器制御システムに関する。

個人を特定しないで、一人あるいは複数人を検出し、省エネルギーを実現する技術として、人感センサを用いて照明機器のオンオフ制御を行うことが一般的である。一方、個人を特定し、その人の位置を検出する技術としてはＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグを用いた技術が一般的に知られている。これらの技術は、ビル、オフィスのような屋内のエリア内に人間が存在して、かつ個人を識別することができるため、人数を把握することが可能になり、さらに制御機器に予め制御条件を記憶させておくことで、個人に適した制御が可能になる。

例えば、人間の位置を検出して、その人間の所在する近傍の空間にある空調、照明機器をオンオフ制御することにより、エネルギー効率を向上させ、空調の風向きを変えてその人に快適性を付与する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、人間の位置検出は、壁、天井などに赤外線センサまたは超音波センサを配置することにより、空間的に行う。

また、部屋の入室者に対して固有のＩＤコードを割当てておき、入室者に装着された被検出体を検出する検出ユニットを部屋の床面に所定間隔をもって複数個配置し、このＩＤを検出して、入室者の位置を検出し、ＩＤコードとＩＤコードと関連付けられた空調条件を含む個人条件データを読み出し、その人に適した条件で空調機の空調運転を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、ＲＦＩＤタグを用いて、人の位置検出を行い、過去の人の位置データから次の位置を予測して、空調機器を効率的、かつ快適に制御する技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、人感センサーを用いた従来技術では、人間を検知する位置検出の精度が数メートル範囲の比較的広い領域となってしまい、また、人間が長時間静止状態であると人間が存在しないと誤認識してしまい機器の電源を不要にオフにしてしまう。

ＲＦＩＤタグを用いた従来技術では、１ｍ以下の高い精度での検出を実現させるためには、ＲＦＩＤタグからの信号を受信する読取り装置を多数設置する必要がある。また、ＲＦＩＤタグを用いた技術では、障害物が存在すると、検出の精度が低下する。

一方、超音波の方式を用いた場合には、精度を高くするために、検出器を多数設置する必要がある。

現在、ＣＯ₂の排出削減が世界規模で進められている一方、原子力発電所の増設から原子力に依存しない再生可能エネルギーへの移行という動きもあり、今後、より多くの省電力、省エネルギー化が求められる。このために、機器のオンオフを人間が常に無駄のないように意識して行うことが必要である。しかしながら、オフィス、工場などの作業者一人一人がこのような意識を常にもって機器のオンオフを行うことは限界がある。

このため、人間の意識による省電力化と自動的に制御することによる省電力化が必要になり、従来技術にはない、より細かい精度での機器の電力制御が要求されるとともに、作業者の快適性、仕事の高効率化の両立ができるシステムが求められている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より細かい精度での機器の電力制御を行い、作業者の快適性、仕事の高効率化を維持しつつ、より一層の省電力化および省エネルギー化を実現することができる機器制御システムを提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる機器制御システムは、制御対象領域内の一または複数の人間の位置および動作状況を検出する測位装置と、前記測位装置にネットワークで接続され、前記制御対象領域内の機器の制御を行う制御装置とを備えた機器制御システムであって、前記測位装置は、前記一または複数の人間のそれぞれが所持する加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサのそれぞれから検知データを受信する第１受信部と、前記検知データに基づいて、前記制御対象領域内での前記人間の位置を特定する位置特定部と、前記検知データに基づいて、前記人間の動作状況を検出する動作状況検出部と、検出された前記人間の位置および動作状況を、前記制御装置に送信する送信部と、を備え、前記制御装置は、前記測位装置から、前記人間の位置および動作状況を受信する第２受信部と、前記人間の位置および動作状況に基づいて、前記機器を制御する機器制御部と、を備え、前記動作状況検出部は、前記加速度センサからの検知データである加速度ベクトルおよび前記角速度センサからの検知データである角速度ベクトルに基づいて、前記動作状況として、前記人間が静止状態か歩行状態かを検出し、前記動作状況が前記静止状態である場合に、前記加速度ベクトルと前記角速度ベクトルとに基づいて、前記人間の姿勢が起立状態か着座状態かを検出すること、を特徴とする。

本発明によれば、より細かい精度での機器の電力制御を行い、作業者の快適性、仕事の高効率化を維持しつつ、より一層の省電力化および省エネルギー化を実現することができるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態の機器制御システムのネットワーク構成図である。 図２は、スマートフォン、センサの装着状態及び方向を定義した図である。 図３は、人間の動作を検知できる情報機器をスマートフォンと別個に装着した例を示す図である。 図４は、各センサが検知する方向を示す図である。 図５は、監視カメラの設置状態の一例を示す図である。 図６は、ＬＥＤ照明機器、タップ、空調機の設置状態の一例を示す図である。 図７は、測位サーバ装置の機能的構成を示すブロック図である。 図８は、着座動作と起立動作のそれぞれを行った場合における鉛直方向の加速度成分の波形を示す図である。 図９は、しゃがむ動作と起立動作をそれぞれ行った場合における水平方向の角速度成分の波形を示す図である。 図１０は、静止状態で向きを変える動作をおこなった際の鉛直方向の角速度成分の波形を示す図である。 図１１は、着座状態でディスプレイから上方向に目線を外した場合の頭部の水平方向の角速度成分の波形を示す図である。 図１２は、着座状態でディスプレイから下方向に目線を外した場合の頭部の水平方向角速度成分の波形を示す図である。 図１３は、本実施の形態の制御サーバ装置の機能的構成を示すブロック図である。 図１４は、本実施の形態の測位サーバ装置による検出処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、本実施の形態の機器制御処理の手順を示すフローチャートである。 図１６は、実施例と比較例の比較結果を示す図である。

以下に添付図面を参照して、機器制御システムの実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本実施の形態の機器制御システムのネットワーク構成図である。本実施の形態の機器制御システムは、図１に示すように、複数のスマートフォン３００と、撮像装置としての複数の監視カメラ４００と、測位サーバ装置１００と、制御サーバ装置２００と、制御対象の機器としての複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００および複数の空調機７００とを備えている。

複数のスマートフォン３００および複数の監視カメラ４００と、測位サーバ装置１００とは、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）等の無線通信ネットワークで接続されている。なお、無線通信の方式は、Ｗｉ−Ｆｉに限定されるものではない。また、監視カメラ４００と測位サーバ装置１００とは有線で接続されていてもよい。

測位サーバ装置１００と制御サーバ装置２００とは、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークに接続されている。

また、制御サーバ装置２００と、複数のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）照明機器５００、複数のタップ６００および複数の空調機７００とは、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信ネットワークで接続されている。

なお、制御サーバ装置２００と、複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００および複数の空調機７００との通信方式はＷｉ−Ｆｉに限定されるものではなく、その他の無線通信方式を利用しても良い他、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ケーブルやＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）等の有線通信方式を利用することもできる。

スマートフォン３００は、人間に所持されて、人間の動作を検知する情報機器である。図２は、スマートフォン３００の装着状態を示す図である。スマートフォン３００は、人間が手等で所持する他、図２に示すように、人間の腰に装着されてもよい。

図１に戻り、スマートフォン３００のそれぞれには、加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサが搭載されており、１秒等の一定時間ごとに、各センサでの検知データを測位サーバ装置１００に送信している。ここで、加速度センサの検知データは、加速度ベクトルである。角速度センサの検知データは、角速度ベクトルである。地磁気センサの検知データは、磁気方位ベクトルである。

なお、本実施の形態では、人間の動作を検知する情報機器としてスマートフォン３００を用いているが、加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサを備えて人間の動作を検知できる情報機器であれば、スマートフォン３００等の携帯端末に限定されるものではない。

また、加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサ等の人間の動作を検知する情報機器をスマートフォン３００に備えるとともに、スマートフォン３００とは別個に人間の動作を検知する情報機器を装着するように構成してもよい。

例えば、図３は、人間の動作を検知できる情報機器をスマートフォン３００と別個に装着した例を示す図である。図３に示すように、スマートフォン３００とは別個に、加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサを備えた小型のヘッドセットタイプのセンサ群３０１を頭部に装着することができる。この場合、センサ群３０１で検知した検知データは、センサ群３０１が直接、測位サーバ装置１００に送信する他、スマートフォン３００経由で測位サーバ１００に送信することができる。このように、人間の頭部にスマートフォン３００の各センサとは別個にセンサ群３０１を装着することにより、種々の姿勢検出を行うことが可能となる。

図４は、各センサが検知する方向を示す図である。図４（ａ）は、加速度センサ、地磁気センサが検知する方向を示している。図４（ａ）に示すように、加速度センサ、地磁気センサにより、進行方向、鉛直方向、水平方向の加速度成分、地磁気方位成分のそれぞれの検知が可能となる。また、図４（ｂ）は、角速度センサにより検知される角速度ベクトルＡを示している。ここで、矢印Ｂが、角速度の正方向を示している。本実施の形態では、角速度ベクトルＡの、図４（ａ）に示す進行方向、鉛直方向、水平方向への射影を考え、それぞれ、進行方向の角速度成分、鉛直方向の角速度成分、水平方向の角速度成分という。

図１に戻り、監視カメラ４００は、制御対象領域である室内を撮像するものであり、制御対象領域である室の上部付近等に設置される。図５は、監視カメラ４００の設置状態の一例を示す図である。図５の例では、室内の扉付近の２か所に設置されているが、これに限定されるものではない。監視カメラ４００は、制御対象領域である室内を撮像して、その撮像画像（撮像映像）を、測位サーバ装置１００に送信する。

図１に戻り、本実施の形態では、照明系システム、タップ系システム、空調系システムを電力制御の対象としている。照明系システムとして複数のＬＥＤ照明機器５００、タップ系システムとして複数のタップ６００、空調系システムとして複数の空調機７００を電力制御の対象としている。

複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００、複数の空調機７００は、制御対象領域である室内に設置されている。図６は、ＬＥＤ照明機器５００、タップ６００、空調機７００の設置状態の一例を示す図である。

図６に示すように、室内には、６個の机で一つのグループが形成され、３つのグループが設けられている。そして、ＬＥＤ照明機器５００とタップ６００は、一つの机に対してそれぞれ一つが設けられている。一方、空調機７００は、２つのグループの間に１つずつ設けられている。なお、このようなＬＥＤ照明機器５００、タップ６００、空調機７００の配置は一例であり、図６に示す例に限定されるものではない。

なお、図６には図示されていないが、室外に設置された系統電力計測機器により、本実施の形態の室内の全電力の総和情報を把握できるようになっている。

室内では、１８名のユーザが特定の業務活動を実施しており、室外への出入りは、２つの扉で行われる。本実施の形態では、レイアウトや機器類やユーザ数等を限定しているが、より多種多様なレイアウト並びに機器類へ適用することができる。さらに、空間規模やユーザ数のスケーラビリティにおける任意性や、個人単位もしくは集団単位で見た場合のユーザ属性や携わる業務種のバリエーションにおける任意性に対しても、幅広く拡張して適用することができる。また、図５、６に示すような屋内空間に限らず、屋外等で本実施の形態を適用してもよい。

なお、本実施の形態の測位サーバ装置１００、制御サーバ装置２００は、図５、６に示す室の外部に設置されている。測位サーバ装置１００、制御サーバ装置２００を、制御対象領域の室内に設け、電力制御の対象とすることも可能である。

また、本実施の形態では、通信ネットワーク系を構成するＷｉ−Ｆｉアクセスポイントやスイッチングハブやルータなどのネットワーク機器類に関しては、電力制御の対象外としたが、電力制御の対象とすることも可能である。

尚、これらネットワーク機器類が消費する電力量は、ＬＥＤ照明機器５００と空調機７００とタップ６００における電力総和を、上記系統電力総和から除した電力量として算出することができる。

複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００、複数の空調機７００のそれぞれは、制御サーバ装置２００により、ネットワークを介して遠隔制御される。

すなわち、ＬＥＤ照明機器５００は、照明範囲と照度が、制御サーバ装置２００により遠隔制御される。具体的には、ＬＥＤ照明機器５００は、個別に遠隔制御可能なオン／オフスイッチが設置されており、オン／オフ制御はＷｉ−Ｆｉによる無線制御方式で制御サーバ装置２００により行われる。ＬＥＤ照明機器５００は、低消費電力性を考慮して調光機能付きのＬＥＤ灯を利用し、且つ調光機能に関してもＷｉ−Ｆｉ経由での遠隔制御が可能な構成としている。

なお、照明系システムとしては、ＬＥＤ照明機器５００に限定されるものではなく、例えば、白熱灯や蛍光灯などを用いることができる。

空調機７００は、その電源のオンオフが制御サーバ装置２００により遠隔制御される。すなわち、空調機７００は、個別に遠隔制御が可能な構成となっており、制御対象は空調機７００のオン／オフに加えて、風向き、送風強度となっている。本実施の形態では、送風する温度や湿度について制御を行っていないが、これに限定されるものではなく、温度や湿度を制御対象とすることもできる。

タップ６００は、複数のタップ口を備えたものであり、各タップ口は電源供給のオンオフが制御サーバ装置２００により遠隔制御される。すなわち、タップ６００は、タップ口単位に個別に遠隔制御可能なオン／オフスイッチが設けられている。オン／オフ制御はＷｉ−Ｆｉによる無線制御方式で制御サーバ装置２００により行われる。一つのタップ６００に含まれるタップ口は任意の数とすることができるが、一例として４口のタップ口で一つのタップを構成したものを用いることができる。

タップ６００は、図６に示すように、各机に一つずつ設置されている。タップ６００には、不図示の電気機器、具体的には、デスクトップ型ＰＣやディスプレイ装置のほか、ノートブック型ＰＣ、プリンタ装置、充電器類が接続可能である。

本実施の形態では、タップ６００のタップ口に、人間との正対関係が重要となる機器であるディスプレイ装置の電源が接続されている。ディスプレイ装置は、制御サーバ装置２００によって、タップ口へ供給する電力のオン／オフによる制御が可能な機器である。

なお、デスクトップ型ＰＣ本体やプリンタ装置をタップ６００に接続した場合でも、装置の構成上、制御サーバ装置２００によって、タップ口へ供給する電力のオン／オフによる制御ができない。このため、デスクトップ型ＰＣ本体に関しては、ネットワーク経由で省電力モードもしくはシャットダウンに移行できるような制御ソフトウェアをインストールしておくことにより、省電力への制御を行い、省電力モードあるいはシャットダウン状態からの復帰はユーザ自身によるマニュアル操作とする。

また、充電器類や充電時のノートブック型ＰＣをタップ６００に接続する場合には、利便性を考慮して常時オンとする。なお、タップ６００のタップ口に接続する機器については、これらに限定されるものではない。

図１に戻り、測位サーバ装置１００は、各センサの検知データを受信して、各センサを装着した人間の位置や動作状況を検出し、当該位置や動作状況を制御サーバ装置２００に送信する。

図７は、測位サーバ装置１００の機能的構成を示すブロック図である。測位サーバ装置１００は、図７に示すように、通信部１０１と、位置特定部１０２と、動作状況検出部１０３と、補正部１０４と、記憶部１１０とを主に備えている。

記憶部１１０は、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）やメモリ等の記憶媒体であり、制御対象領域の室内の地図データを記憶している。

通信部１０１は、一定時間ごとに、スマートフォン３００に搭載された加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサのそれぞれ、あるいはスマートフォン３００とは別個のセンサ群３０１の加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサのそれぞれから検知データを受信する。すなわち、通信部１０１は、加速度センサから加速度ベクトルを受信し、角速度センサから角速度ベクトルを受信し、地磁気センサから磁気方位ベクトルを受信する。

また、通信部１０１は、監視カメラ４００から撮像画像を受信する。さらに、通信部１０１は、後述する人間の絶対位置、および方向、姿勢等の動作状況を、制御サーバ装置２００に送信する。

位置特定部１０２は、受信した検知データを解析して、室内での人間の絶対位置を人間の肩幅または歩幅の精度で特定する。位置特定部１０２による人間の絶対位置の特定手法の詳細については後述する。

動作状況検出部１０３は、受信した検知データを解析して、人間の動作状況を検出する。本実施の形態では、動作状況検出部１０３は、動作状況として、人間が静止状態か歩行状態かを検出する。また、動作状況検出部１０３は、動作状況が静止状態である場合に、検知データに基づいて、制御対象領域内の機器に対する人間の方向、人間の姿勢が起立状態か着座状態かの動作状況を検出する。

すなわち、動作状況検出部１０３は、監視カメラ４００からの撮像画像により、人間が扉から入室したことを検知した場合に、当該入室した人間に装着されたスマートフォン３００の加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサ、あるいはスマートフォン３００とは別個のセンサ群３０１の加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサから逐次受信している検知データのうち加速度ベクトルと角速度ベクトルのそれぞれの時系列データを用いて、人間の動作状況が歩行状態か静止状態かを逐次判定する。ここで、加速度ベクトルと角速度ベクトルを用いて、人間の動作状況が歩行状態かを判定する手法は、特許第４２４３６８４号公報に開示されているデッドレコニング装置による処理で実現する。そして、動作状況検出部１０３は、この手法により人間が歩行状態でないと判断された場合に、人間が静止状態であると判定する。

より具体的には、動作状況検出部１０３は、特許第４２４３６８４号公報に開示されているデッドレコニング装置による処理と同様に、以下のように人間の動作状態を検出する。

すなわち、動作状況検出部１０３は、加速度センサから受信した加速度ベクトルと角速度センサから受信した角速度ベクトルから重力加速度ベクトルを求めて、加速度ベクトルから重力加速度ベクトルを差し引き、鉛直方向の加速度を除去して、残差加速度成分の時系列データを得る。そして、動作状況検出部１０３は、この残差加速度成分の時系列データに対して主成分解析を行って、歩行動作の進行方向を求める。さらに、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の加速度成分の山ピークと谷ピークのペアを探索し、進行方向の加速度成分の谷ピークと山ピークのペアを探索する。そして、動作状況検出部１０３は、進行方向の加速度成分の勾配を算出する。

さらに、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の加速度成分が山ピークから谷ピークに変化する当該谷ピークの検出時刻における、上記進行方向の加速度成分の勾配が所定値以上であるか否かを判断し、所定値以上である場合に、人間の動作状況は歩行状態であると判定する。

一方、上記処理において、鉛直方向の加速度成分の山ピークと谷ピークのペアが探索されず、あるいは、進行方向の加速度成分の谷ピークと山ピークのペアが探索されず、若しくは、鉛直方向の加速度成分が山ピークから谷ピークに変化する当該谷ピークの検出時刻における、上記進行方向の加速度成分の勾配が所定値未満である場合には、動作状況検出部１０３は、人間の動作状況は静止状態であると判定する。

そして、人間が静止状態であると判定されたら、位置特定部１０２は、加速度ベクトル、角速度ベクトルおよび磁気方位ベクトルを用いて、扉の位置を基準位置として、当該基準位置から静止状態であると判定された位置までの相対移動ベクトルを求める。ここで、加速度ベクトル、角速度ベクトルおよび磁気方位ベクトルを用いた相対移動ベクトルの算出手法は、特開２０１１−４７９５０号公報のデッドレコニング装置の処理で開示されている手法を用いる。

より具体的には、位置特定部１０２は、特開２０１１−４７９５０号公報のデッドレコニング装置の処理と同様に、以下のように相対移動ベクトルを求める。

すなわち、位置特定部１０２は、加速度センサから受信した加速度ベクトルと角速度センサから受信した角速度ベクトルから重力方位ベクトルを求め、重力方位ベクトルと、角速度ベクトルまたは地磁気センサから受信した磁気方位ベクトルとから人間の姿勢角を移動方位として算出する。また、位置特定部１０２は、加速度ベクトルと角速度ベクトルとから重力加速度ベクトルを求め、重力加速度ベクトルと加速度ベクトルとから、歩行動作によって発生している加速度ベクトルを算出する。そして、位置特定部１０２は、重力加速度ベクトルと、歩行動作によって発生している加速度ベクトルとから、歩行動作を解析して検出し、検出結果に基づいて、歩行動作の大きさを、重力加速度ベクトルと歩行動作によって発生している加速度ベクトルとに基づいて計測して、計測結果を歩幅とする。そして、位置特定部１０２は、このようにして求めた移動方位と歩幅とを積算することにより、基準位置からの相対移動ベクトルを求める。すなわち、人間の歩幅あるいは肩幅、例えば、略６０ｃｍ以下（より具体的には略４０ｃｍ程度以下）の精度で、リアルタイムに人間の位置を検出していることになる。

このようにして相対移動ベクトルが算出されたら、位置特定部１０２は、扉からの相対移動ベクトルと、記憶部１１０に記憶されている室内の地図データとから、人間の移動後の絶対位置を特定する。

これにより、位置特定部１０２は、人間が室内に配置されたどの机の位置にいるかまでを特定することができ、その結果、人間の肩幅、例えば、略６０ｃｍ以下（より具体的には略４０ｃｍ程度以下）の精度で、人間の位置を特定することが可能となる。

このような位置精度は、高ければ高いほど良く、１ｃｍレベルまでできれば良いというものではない。例えば、２人以上が会話をしている場面を想定すると、体を接して話しをすることは少なく、ある程度の距離は離れている。そこで、精度を考える場合、人の肩幅または歩幅相当の精度、立っているか、座っているかは、腰から膝までの長さ相当が本実施の形態では適切な精度としている。

厚生労働省の公表している人体計測データ（河内まき子，持丸正明，岩澤洋，三谷誠二（２０００）：日本人人体寸法データベース１９９７−９８，通商産業省工業技術院くらしとＪＩＳセンター）によれば、青年、高齢者の男女の肩幅に相当するデータ（肩峰幅）は、平均値の幅が最も低い高齢者女性で約３５ｃｍ（３４．８ｃｍ）、最も高い青年男性で約４０ｃｍ（３９．７ｃｍ）となっている。また、腰から膝までの長さ（恥骨結合上縁高―大腿骨外側上顆高）の差は、同様に、約３４ｃｍ〜約３８ｃｍである。一方、人が移動する場合の歩幅は、５０ｍ歩いた場合、９５歩となり、これから約５３ｃｍ（５０÷９５×１０）となり、本発明で用いる位置検出方法は、歩幅相当の精度が可能である。従って、上記データから、精度としては、６０ｃｍ以下、好ましくは４０ｃｍ以下が妥当であるとして本実施の形態を構成している。これらデータは精度を考えるための基準の目安になるが、日本人に基づいたものであり、この数値に限定されるものではない。

また、人間の絶対位置を特定し、人間が机の前の席で静止状態である場合には、動作状況検出部１０３は、地磁気センサから受信した磁気方位ベクトルの向きにより、人間のディスプレイ装置に対する方向（向き）を判定する。また、動作状況検出部１０３は、人間が机の前の席で静止状態である場合には、加速度ベクトルの鉛直方向の加速度成分から、人間の姿勢、すなわち起立状態か着座状態かを判定する。

ここで、起立状態か着座状態かの判定は、特許第４２４３６８４号公報に開示されているデッドレコニング装置と同様に、加速度センサから受信した加速度ベクトルと角速度センサから受信した角速度ベクトルから重力加速度ベクトルを求めて、鉛直方向の加速度成分を求める。そして、動作状況検出部１０３は、特許第４２４３６８４号公報に開示されているデッドレコニング装置と同様に、鉛直方向の加速度成分の山と谷のピークを求める。

図８は、着座動作と起立動作のそれぞれを行った場合における鉛直方向の加速度成分の波形を示す図である。図８に示すように、着座動作の場合には、鉛直方向の加速度成分の山のピークから谷のピークまでの間隔が約０．５秒前後である。一方、起立動作の場合には、鉛直方向の加速度成分の谷のピークから山のピークまでの間隔が約０．５秒である。このため、動作状況検出部１０３は、かかるピークの間隔により、人間が着座状態か起立状態かを判断している。すなわち、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の加速度成分の山のピークから谷のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内である場合には、人間の動作状態は着座状態であると判定する。また、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の加速度成分の谷のピークから山のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内である場合には、人間の動作状態は起立状態であると判定する。

このように、動作状況検出部１０３が人間の動作状態が起立状態か着座状態かを判定することにより、人間の高さ方向の位置を、略５０ｃｍ以下（より具体的には、略４０ｃｍ以下）の精度で検出したことを意味する。

さらに、図３に示した例のように、加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサ等の人間の動作を検知する情報機器を搭載したスマートフォン３００を腰に装着し、さらに、加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサを備えた小型のヘッドセットタイプのセンサ群３０１を頭部に装着した場合には、動作状況検出部１０３は、さらに、以下のような人間の姿勢や動作を検出することができる。

図９は、しゃがむ動作と起立動作とをそれぞれ行った場合における水平方向の角速度成分の波形を示す図である。加速度センサからの加速度データからは、図８に示す着座動作と起立動作と類似の波形が検出されるが、加速度データのみでしゃがむ動作と起立動作を判別することは困難である。

このため、動作状況検出部１０３は、図８の波形に基づく、上述した着座動作と起立動作の判別の手法とともに、角速度センサから受信した水平方向の角速度データの経時的変化が図９の波形に一致するか否かを判断することにより、しゃがむ動作と起立動作の判別を行っている。

具体的には、動作状況検出部１０３は、まず、加速度センサから受信した加速度ベクトルに基づく鉛直方向の加速度成分の山のピークから谷のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内であるか否かを判断する。

そして、鉛直方向の加速度成分の山のピークから谷のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内である場合には、動作状況検出部１０３は、角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分が、図９に示す波形のように、０から徐々に増加した後急激な増加で山のピークに達し、山のピークから急激に下がった後徐々に０に戻り、かつこの間の時間が約２秒である場合に、人間の動作がしゃがむ動作であると判定する。

また、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の加速度成分の谷のピークから山のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内であるか否かを判断する。そして、鉛直方向の加速度成分の谷のピークから山のピークまでの間隔が０．５秒から所定範囲内である場合には、動作状況検出部１０３は、角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分が、図９に示す波形のように、０から段階的に谷のピークに達し、谷のピークから徐々に０に戻り、かつこの間の時間が約１．５秒である場合に、人間の動作が起立動作であると判定する。

このような動作状況検出部１０３におけるしゃがむ動作と起立動作の判定で用いる角速度ベクトルとしては、頭部に装着した角速度センサから受信した角速度ベクトルを用いることが好ましい。しゃがむ動作と起立動作において、頭部に装着した角速度センサからの角速度ベクトルに基づく水平方向の角速度成分が、図９に示す波形を顕著に示すからである。

図１０は、人間が静止状態で方向をほぼ９０度変化させる動作を行った場合の鉛直方向の角速度成分の波形を示す図である。鉛直方向の角速度成分が正であれば右側に向きを変える動作であり、負であれば左側に方向を変化させる動作である。

動作状況検出部１０３は、角速度センサから受信した角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分の経時的変化が、図１０に示す波形のように、０から徐々に山のピークに達した後徐々に０に戻り、かつこの間の時間が約３秒である場合に、方向が右に変化する動作と判定する。

また、動作状況検出部１０３は、鉛直方向の角速度成分の経時的変化が、図１０に示す波形のように、０から徐々に谷のピークに達した後徐々に０に戻り、かつその間の時間が約１．５秒である場合に、方向が左に変化する動作と判定する。

動作状況検出部１０３は、頭部の角速度センサおよび腰のスマートフォン３００の角速度センサの双方から受信した角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分が、共に、上述のような判断で図１０の波形と類似する経時的変化を示す場合には、体全体の向きが右若しくは左に変わる動作と判定する。

一方、動作状況検出部１０３は、頭部の角速度センサから受信した角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分が、上述のような図１０の波形に類似する経時的変化を示すが、腰のスマートフォン３００の角速度センサからの角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分が、図１０の波形と全く異なる経時的変化を示す場合には、頭部だけ方向を右若しくは左に変える動作と判定する。このような動作としては、例えば、ユーザが着座したまま、隣のユーザとコミュニケーションをとる場合の姿勢動作が考えられる。

図１１は、着座状態でディスプレイから上方向に目線を外した場合の頭部の角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分の波形を示す図である。

位置特定部１０２が人間の絶対位置を机の前であると特定し、かつ動作状況検出部１０３が当該机の前にいる人間が着座状態であることを検出した場合を考える。そして、このような場合に、動作状況検出部１０３は、その人間の頭部の角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分が、図１１に示す波形のように、０から徐々に谷のピークに達し、その後急激に０に戻り、かつその間の時間が約１秒である場合に、着座状態でディスプレイから上方向に目線を外した動作（見上げる動作）であると判定する。そして、さらに、動作状況検出部１０３は、水平方向の角速度成分が、図１１に示す波形のように、０から徐々に増加しながら山のピークに達し、その後徐々に０に戻り、かつこの間の時間が約１．５秒である場合に、着座状態でディスプレイから上方向に目線を外した状態からディスプレイに目線を戻した動作であると判定する。

図１２は、着座状態でディスプレイから下方向に目線を外した場合の頭部の角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分の波形を示す図である。

位置特定部１０２が人間の絶対位置を机の前であると特定し、かつ動作状況検出部１０３が当該机の前にいる人間が着座状態であることを検出した場合を考える。そして、このような場合に、動作状況検出部１０３は、その人間の頭部の角速度センサから受信した角速度ベクトルの水平方向の角速度成分が、図１２に示す波形のように、０から急激に山のピークに達し、その後急激に０に戻り、かつその間の時間が約０．５秒である場合に、着座状態でディスプレイから下方向に目線を外した動作（見下げる動作）であると判定する。

そして、さらに、動作状況検出部１０３は、水平方向の角速度成分が、図１２に示す波形のように、０から急激に減少しながら谷のピークに達し、その後急激に０に戻り、かつこの間の時間が約１秒である場合に、着座状態でディスプレイから下方向に目線を外した状態からディスプレイに目線を戻した動作であると判定する。

このように、動作状況検出部１０３は、オフィスの作業者が日常取り得る姿勢や動作、すなわち、歩く（立った状態）、起立する（静止状態）、椅子に着座する、作業時にしゃがむ、着座状態あるいは起立状態で向き（方向）を変える、着座状態あるいは起立状態で天を仰ぐ、着座状態あるいは起立状態で俯く等を、上述の手法で判定することが可能になる。

なお、特許第４２４３６８４号公報のデッドレコニング装置の手法を用いる場合、特許第４２４３６８４号公報に開示されているように、エレベータによる人間の昇降動作も、鉛直方向の加速度成分を用いて判断している。

このため、本実施の形態では、動作状況検出部１０３は、特開２００９−１４７１３号公報に開示されているマップマッチング装置の機能を用い、エレベータのない場所で、鉛直方向の加速度成分が図８に示す波形で検出された場合には、特許第４２４３６８４号公報のデッドレコニング装置によるエレベータによる昇降動作とは異なり、起立動作または着座動作であることを高精度に判定することができる。

補正部１０４は、監視カメラ４００からの撮像画像や記憶部１１０に保存された地図データに基づいて、特定された絶対位置や動作状況（方向、姿勢）を補正する。より具体的には、補正部１０４は、上述のように判断された人間の絶対位置、方向、姿勢を、監視カメラ４００の撮像画像の画像解析等により正しいか否かを判断したり、地図データと、特開２００９−１４７１３号公報に開示されているマップマッチング装置の機能とを用いて正しいか否かを判断する。そして、誤っている場合には、補正部１０４は、撮像画像やマップマッチング機能から得られる、正しい絶対位置、方向、姿勢に補正する。

なお、補正部１０４は、監視カメラ４００からの撮像画像に限らず、ＲＦＩＤやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの短距離無線、光通信等の限定的な手段を用いて補正を行うように構成してもよい。

また、本実施の形態では、特許第４２４３６８４号公報および特開２０１１−４７９５０号公報に開示されたデッドレコニング装置と同様の技術、特開２００９−１４７１３号公報に開示されたマップマッチング装置と同様の技術を用いて、人間の動作状態、基準位置からの相対移動ベクトル、姿勢（起立状態か着座状態か）を検出しているが、検出手法はこれらの技術に限定されるものではない。

次に、制御サーバ装置２００の詳細について説明する。制御サーバ装置２００は、制御対象領域である室内の人間の位置、動作状態（方向、姿勢）に基づいて、当該室内に設置された複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００、複数の空調機７００のそれぞれを、ネットワークを介して遠隔制御する。

図１３は、本実施の形態の制御サーバ装置２００の機能的構成を示すブロック図である。本実施の形態の制御サーバ装置２００は、図１３に示すように、通信部２０１と、消費電力管理部２０２と、機器制御部２１０と、記憶部２２０とを主に備えている。

記憶部２２０は、ＨＤＤやメモリ等の記憶媒体であり、制御対象領域である室の位置データを記憶している。

通信部２０１は、測位サーバ装置１００から、人間の絶対位置、動作情報（方向、姿勢）を受信する。また、通信部２０１は、複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００に接続された電気機器、複数の空調機７００から消費電力を受信する。また、通信部２０１は、複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００、複数の空調機７００に対して電力制御を行うための制御信号を送信する。

消費電力管理部２０２は、複数のＬＥＤ照明機器５００、複数のタップ６００に接続された電気機器、複数の空調機７００から受信した消費電力を管理する。

機器制御部２１０は、照明機器制御部２１１と、コンセント制御部２１３と、空調機制御部２１５とを備えている。照明機器制御部２１１は、人間の絶対位置、動作情報（方向、姿勢）に基づいてＬＥＤ照明機器５００を制御する。より具体的には、照明機器制御部２１１は、受信した絶対位置の近傍に配置されたＬＥＤ照明機器５００に対して、人間が着座状態であれば、その照明範囲を所定範囲より狭く設定し、照度を所定の閾値より高く設定する制御信号を通信部２０１を介して送信する。これにより、着座状態で作業を行っているユーザに対して、細かい作業に適した照明範囲や照度に制御することが可能となる。

一方、照明機器制御部２１１は、当該ＬＥＤ照明機器５００に対して、人間が起立状態であれば、その照明範囲を所定範囲より広く設定し、照度を所定の閾値より低く設定する制御信号を通信部２０１を介して送信する。これにより、起立状態のユーザが室全体を見渡せるような照明範囲や照度に制御することが可能となる。

コンセント制御部２１３は、人間の絶対位置、動作情報（方向、姿勢）に基づいてタップ６００のタップ口に対して電源のオンオフを制御する。より具体的には、コンセント制御部２１３は、受信した絶対位置の近傍に配置されたタップ６００に接続されたディスプレイ装置に対して、人間が着座状態であり、かつディスプレイ装置に対する方向が前方である場合には、タップ６００においてディスプレイ装置が接続されたタップ口のスイッチをオンにする制御信号を通信部２０１を介して送信する。

一方、コンセント制御部２１３は、当該タップ６００に接続されたディスプレイ装置に対して、人間が起立状態であるか、またはディスプレイ装置に対する方向が後方である場合には、タップ６００においてディスプレイ装置が接続されたタップ口のスイッチをオフにする制御信号を通信部２０１を介して送信する。

このように、ディスプレイ装置に対する人間の方向によって電力制御を行うのは、ディスプレイ装置が人間との正対関係で重要となる機器であり、方向が前方の場合にディスプレイ装置が使用されていると判断することができるからである。また、人間の姿勢も着座状態の場合に、ディスプレイ装置が使用されていると判断することができる。このように、本実施の形態では、実際の機器の利用を考慮して電力制御を行うことになり、単に機器からの距離によって電力制御を行う場合に比べて、より細かな制御を行うことが可能となる。

さらに本実施の形態のコンセント制御部２１３は、ユーザの個人認識情報に連動させてデスクトップ型ＰＣ本体やディスプレイ装置の電力制御を行っている。

空調機制御部２１５は、人間の絶対位置に基づいて空調機７００の電源のオンオフを制御する。より具体的には、空調機制御部２１５は、受信した絶対位置の席が存在するグループに設定された空調機７００の電源をオンにする制御信号を通信部２０１を介して送信する。

次に、以上のように構成された本実施の形態の測位サーバ装置１００による検出処理について説明する。図１４は、本実施の形態の測位サーバ装置１００による検出処理の手順を示すフローチャートである。かかるフローチャートによる検出処理は、複数のスマートフォン３００のそれぞれに対応して実行される。

なお、測位サーバ装置１００は、このフローチャートによる検出処理とは別個に、複数のスマートフォン３００に搭載された加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサあるいはスマートフォン３００とは別個の加速度センサ、角速度センサ、地磁気センサのそれぞれの各センサから検知データ（加速度ベクトル、角速度ベクトル、磁気方位ベクトル）を一定間隔で受信し、複数の監視カメラ４００から撮像画像を受信している。

まず、人間が制御対象領域である室内に入室したか否かを、開閉する扉の撮像画像などにより判断する（ステップＳ１１）。そして、入室した場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、動作状況検出部１０３は、入室した人間の動作状況を、上述した手法により検出する（ステップＳ１２）。そして、動作状況検出部１０３は、人間の動作状況が歩行状態であるか否かを判断し（ステップＳ１３）、歩行状態である間は（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、動作状況の検出を繰り返し行う。

一方、ステップＳ１３で人間の動作状況が歩行状態でない場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、動作状況検出部１０３は、人間の動作状況が静止状態であると判断する。そして、位置特定部１０２は、基準位置を扉として、扉からの相対移動ベクトルを、上述の手法で算出する（ステップＳ１４）。

そして、位置特定部１０２は、記憶部１１０に保存されている室の地図データと、扉からの相対移動ベクトルにより、静止状態となった人間の絶対位置を特定する（ステップＳ１５）。これにより、位置特定部１０２は、人間が室内に配置されたどの机の位置にいるかまでを特定することができ、その結果、人間の肩幅（略６０ｃｍ以下、より具体的には略４０ｃｍ以下）の精度で、人間の位置を特定することになる。

次に、動作状況検出部１０３は、さらに静止状態の人間の動作状況として、人間のディスプレイ装置に対する方向（向き）を、地磁気センサから受信した磁気方位ベクトルから検出する（ステップＳ１６）。

次いで、動作状況検出部１０３は、人間の動作状況として、着座状態か起立状態かという姿勢を、上述の手法で検出する（ステップＳ１７）。これにより、動作状況検出部１０３は、人間の高さ方向の位置を、略５０ｃｍ以下（より具体的には、略４０ｃｍ以下）の精度で検出したことになる。

さらに、動作状況検出部１０３は、人間の動作状況として、しゃがむ動作か起立動作か、着座状態で向きを変更する動作か戻す動作か、着座状態で目線を上げる動作か目線を戻す動作か、着座状態で目線を下げる動作か目線を戻す動作か、をそれぞれ検出してもよい。

次に、補正部１０４は、特定された絶対位置、検出された方向および姿勢に対して、上述のとおり、補正が必要か否かを判断して、必要であれば補正する（ステップＳ１８）。

そして、通信部１０１は、絶対位置、検出された方向および姿勢（補正された場合には、補正後の絶対位置、検出された方向および姿勢）を、検出結果データとして、制御サーバ装置２００に送信する（ステップＳ１９）。

次に、制御サーバ装置２００による機器制御処理について説明する。図１５は、本実施の形態の機器制御処理の手順を示すフローチャートである。

まず、通信部２０１は、測位サーバ装置１００から、検出結果データとしての人間の絶対位置、方向、姿勢を受信する（ステップＳ３１）。次に、機器制御部２１０の各制御部２１１，２１３，２１５は、受信した検出結果データの絶対位置から、制御対象のＬＥＤ照明機器５００、タップ６００、空調機７００を特定する（ステップＳ３２）。

より具体的には、照明機器制御部２１１は、記憶部２２０に保存された位置データを参照して、絶対位置に相当する机に設置されたＬＥＤ照明機器５００を制御対象として特定する。また、コンセント制御部２１３は、記憶部２２０に保存された位置データを参照して、絶対位置に相当する机の近傍に設置されたタップ６００を制御対象として特定する。空調機制御部２１５は、記憶部２２０に保存された位置データを参照して、絶対位置に相当する机があるグループに対応して設置された空調機７００を制御対象として特定する。

次に、空調機制御部２１５は、特定した空調機７００の電源をオンにする制御を行う（ステップＳ３３）。

次に、コンセント制御部２１３は、受信した検出結果データの方向が前方であり、かつ当該検出結果データの姿勢が着座状態であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。そして、方向が前方であり、かつ姿勢が着座状態である場合には（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、コンセント制御部２１３は、ステップＳ３２で特定したタップ６００においてディスプレイ装置が接続されたタップ口のスイッチをオンにする制御を行う（ステップＳ３５）。

一方、ステップＳ３４において、方向が後方であるか、または、姿勢が起立状態である場合には（ステップＳ３４：Ｎｏ）、コンセント制御部２１３は、ステップＳ３２で特定したタップ６００においてディスプレイ装置が接続されたタップ口のスイッチをオフにする制御を行う（ステップＳ３６）。

次に、照明機器制御部２１１は、受信した検出結果データの姿勢が着座状態であるか否かを再度判断する（ステップＳ３７）。そして、姿勢が着座状態である場合には（ステップＳ３７：Ｙｅｓ）、照明機器制御部２１１は、ステップＳ３２で特定したＬＥＤ照明機器５００の照明範囲を所定範囲より狭く設定し、照度を所定の閾値より高く設定する制御を行う（ステップＳ３８）。

一方、ステップＳ３７において、姿勢が起立状態である場合には（ステップＳ３７： Ｎｏ）、照明機器制御部２１１は、ステップＳ３２で特定したＬＥＤ照明機器５００の照明範囲を所定範囲より広く設定し、照度を所定の閾値より低く設定する制御を行う（ステップＳ３９）。

なお、機器制御部２１０の各制御部２１１、２１３、２１５は各制御対象の機器に対して上述した制御以外の制御を行うように構成してもよい。

また、人間の動作状況として、しゃがむ動作か起立動作か、着座状態で向きを変更する動作か戻す動作か、着座状態で目線を上げる動作（見上げる動作）か目線を戻す動作か、着座状態で目線を下げる動作（見下げる動作）か目線を戻す動作かにより、各制御対象の機器に対する制御を行うように、機器制御部２１０の各制御部２１１、２１３、２１５を構成してもよい。

このような場合の各動作と制御対象機器および制御方法として、以下のような例があげられる。これらの動作は、作業者が机の前に着座している状態を想定した場合に起こり得る動作であり、制御対象機器は、ＰＣあるいはＰＣのディスプレイ装置、電気スタンド、個別空調に相当する卓上扇風機などである。

例えば、作業者が机にいる場合で、受信した検出結果データから、一定時間以上しゃがむ動作が継続していると判断した場合には、ＰＣの電源が接続されたタップ口のスイッチをオフにするようにコンセント制御部２１３を構成することができる。また、機器制御部２１０に機器のモードを制御するモード制御部を設け、ＰＣのディスプレイ装置をスタンバイモードに移行させるように、モード制御部を構成することができる。

また、着座状態から、起立動作を検出して、起立状態が一定時間以上継続した場合には、ＰＣをスタンバイモードに移行するようにモード制御部を構成したり、同時にディスプレイ装置の電源が接続されたタップ口のスイッチをオフにするようにコンセント制御部２１３を構成することができる。

向きの変化という動作に対しては以下のような制御が一例としてあげられる。机の前に着座した状態から、顔あるいは上半身の向きの変化が検出され、この状態が一定時間以上継続した場合には、隣接する席の他の作業者と会話している等の状況が考えられ、ＰＣ、ディスプレイ装置、電気スタンド等の照明機器をスタンバイあるいはオフとし、作業者の向きが元の状態に戻った元の姿勢に戻ったことを検出した場合には、ＰＣ、ディスプレイ装置、電気スタンド等の照明機器をオンにする等のようにコンセント制御部２１３、モード制御部を構成することができる。

また、作業者が机で書類を読むような場合には見下げる動作を行い、作業者がアイデアを思いつく、あるいは考えるような場合には天井方向を見上げる動作を行うことが考えられる。このため、一定時間以上見上げる動作または見下げる動作が継続して検出された場合には、ＰＣをスタンバイモードに移行したり、ディスプレイ装置をオフにするような制御を行うようにコンセント制御部２１３、モード制御部を構成することができる。さらに、見下げる動作の場合には、電気スタンドをオフにしない制御を行うようにコンセント制御部２１３を構成してもよい。

このように本実施の形態では、人間の位置を肩幅の精度で特定し、人間の方向や姿勢を検出して、機器の電力制御を行っているので、より細かい精度での機器の電力制御が可能となり、作業者の快適性、仕事の高効率化を維持しつつ、より一層の省電力化および省エネルギー化を実現することができる。

すなわち、本実施の形態では、人間を検出するだけでなく、その人間が所有する機器、その人間が座る机の直上の照明機器、空調機、オフィス機器を個別に制御することができ、かつ一人一人の電力使用量を同時に把握することが可能となる。

従来技術では、ビル、オフィス、工場全体、オフィス全体の電力がいわゆる「見える化」を実現することができても、個人個人がどのように省電力をしたら良いか不明であり、全体の目標値を超える、供給電力量を超えるといった逼迫した状況でないと、省電力化を意識しにくいなどにより、継続的に進めることができないが、本実施の形態によれば、作業者の快適性、仕事の高効率化を維持しつつ、より一層の省電力化および省エネルギー化を実現することができる。

また、本実施の形態によれば、機器の自動制御においても、人と機器だけでなく、機器間の協調制御をすることにより、省電力をより向上させることができる。

本実施の形態の測位サーバ装置１００、制御サーバ装置２００は、ＣＰＵなどの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭなどの記憶装置と、ＨＤＤ、ＣＤドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードやマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

本実施の形態の測位サーバ装置１００で実行される検出プログラム、本実施形態の制御サーバ装置２００で実行される制御プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の測位サーバ装置１００で実行される検出プログラム、本実施形態の制御サーバ装置２００で実行される制御プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の測位サーバ装置１００で実行される検出プログラム、本実施形態の制御サーバ装置２００で実行される制御プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

また、本実施形態の測位サーバ装置１００で実行される検出プログラム、本実施形態の制御サーバ装置２００で実行される制御プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本実施形態の測位サーバ装置１００で実行される検出プログラムは、上述した各部（通信部１０１、位置特定部１０２、動作状況検出部１０３、補正部１０４）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から検出プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、通信部１０１、位置特定部１０２、動作状況検出部１０３、補正部１０４が主記憶装置上に生成されるようになっている。

本実施形態の制御サーバ装置２００で実行される制御プログラムは、上述した各部（通信部２０１、消費電力管理部２０２、照明機器制御部２１１、コンセント制御部２１３、空調機制御部２１５）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から制御プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、通信部２０１、消費電力管理部２０２、照明機器制御部２１１、コンセント制御部２１３、空調機制御部２１５が主記憶装置上に生成されるようになっている。

（変形例１）
本実施の形態における機器制御から、人間の方向に応じたディスプレイ装置の電力制御を行わないように構成することができる。

（変形例２）
本実施の形態における機器制御から、人間の方向に応じたディスプレイ装置の電力制御と、個人認識情報に連動したデスクトップ型ＰＣ本体やディスプレイ装置の電力制御を行わないように構成することができる。

（変形例３）
本実施の形態における機器制御に対して、起立状態、着座状態の他、さらに、起立状態、着座状態に相関関係のある姿勢を検出し、当該姿勢に基づいてディスプレイ装置の電力制御を行うように構成することができる。

（実施例）
上記本実施の形態の構成による実施例を実施例１、上記変形例１による実施例を実施例２、上記変形例２による実施例を実施例３、上記変形例３による実施例を実施例４とした。

（比較例１）
本実施の形態による機器制御を全く行わない状態での系統電力による総電力測定を行った。具体的には、照明機器のオン／オフは各照明列にてグループ化された単位（本実施の形態では３グループ）で扉近傍でのスイッチを、個々人の判断に任せてオン／オフする。２台の空調機に関しては、設定温湿度は固定とし、オン／オフと送風方向・強度に関して、各空調機に対応した２台のリモコンで個々人の判断で設定した。タップの各口は常時オンとした。ＰＣ類やプリンタ装置類などは各機器が有する省電力モードを活用した。尚、１８名のユーザーに対しては極力節電を心掛けるような啓蒙を適宜実施してある。

（比較例２）
変形例２における機器制御において、個々人の位置演算結果に対してホワイトノイズを意図的に加えることで、見掛け上の位置検出精度を約４００ｃｍ程度に低下させた状態を形成した。これは一般的な赤外線式の人感センサの感知エリアを加味し、擬似的に人感センサによる機器の制御システムを構成したものと位置付けることができる。

（実験結果）
上記実施例１〜４に比較例１、２を加えた全６つの条件に関し、それぞれの条件にて連続した５日間（月曜日から金曜日）での総電力量を計測し（計３０日間）、この手続きを２サイクル実施した（計６０日間）。その際のそれぞれの条件における総電力量の比較を実施した結果を図１６に示す。

各条件でのトータル１０日間（５日間×２サイクル）の総電力量に関しては、比較例１の条件による結果を１として規格化した相対値として記述してあり、エラーバーはトータル１０日間（５日間×２サイクル）内でのバラツキを示す。

本実施例１においては、約４０％程度の総電力削減効果が確認できた。擬似的に機能面にて構成した人感センサシステムによる結果に対しても優位な削減効果が確認でき、位置検出精度の高さが節電制御に対して有効であることが確認できた。今回のケースにおいては、電力削減面における実施例２に対する実施例１の優位な効果は確認できなかったが、実施例２の実験時においては背中合わせで着座している人同志が向かい合って会話をしている際に、明らかに不要なディスプレイ点灯状態が見受けられたことから、異なるケースにおいては優位な差が得られる場合があると解釈している。

電力削減面における実施例３に対する実施例１の効果はやや優位と解釈でき、個人識別機能を持たない人感センサ等による制御手段では成し得ない本システムの優位性の一端が確認できた。電力削減面における実施例１に対する実施例４の効果もやや優位と解釈でき、姿勢情報に基づく制御が実現できる本システムの優位性の一端が確認できた。

本実施例において、人の位置情報とその人の制御対象となる機器の電力情報をサーバに記憶されているデータから解析することで、総電力に対する個人の電力の比率を示すことができ、これを携帯機器、ＰＣで見ることができる。これにより、自動制御だけではなく、従来、行われている電力の見える化だけでは難しかった、個人の省電力に向けた行動喚起を促進することによる省電力できる効果もある。また、自動制御により、常に省電力を意識しなくても良いため、少なくとも、仕事の効率を下げることがない。

上記実施例を基本形とした電力制御システム形態のバリエーションは多々あるが、いずれの形態においても、従来開示されている電力制御手法に対しては一線を画した節電効果を見込むことが期待できる。

１００ 測位サーバ装置
１０１ 通信部
１０２ 位置特定部
１０３ 動作状況検出部
１０４ 補正部
１１０ 記憶部
２００ 制御サーバ装置
２０１ 通信部
２０２ 消費電力管理部
２１０ 機器制御部
２１１ 照明機器制御部
２１３ コンセント制御部
２１５ 空調機制御部
２２０ 記憶部
３００ スマートフォン
４００ 監視カメラ
５００ ＬＥＤ照明機器
６００ タップ
７００ 空調機

特許第４６４０２８６号公報 特許第４０４４４７２号公報 特開２００９−２５０５８９号公報

Claims (12)

1. 制御対象領域内の一または複数の人間の位置および動作状況を検出する測位装置と、前記測位装置にネットワークで接続され、前記制御対象領域内の機器の制御を行う制御装置とを備えた機器制御システムであって、
   前記測位装置は、
   前記一または複数の人間のそれぞれが所持する加速度センサ、角速度センサおよび地磁気センサのそれぞれから検知データを受信する第１受信部と、
   前記検知データに基づいて、前記制御対象領域内での前記人間の位置を特定する位置特定部と、
   前記検知データに基づいて、前記人間の動作状況を検出する動作状況検出部と、
   検出された前記人間の位置および動作状況を、前記制御装置に送信する送信部と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記測位装置から、前記人間の位置および動作状況を受信する第２受信部と、
   前記人間の位置および動作状況に基づいて、前記機器を制御する機器制御部と、
   を備え、
   前記動作状況検出部は、前記加速度センサからの検知データである加速度ベクトルおよび前記角速度センサからの検知データである角速度ベクトルに基づいて、前記動作状況として、前記人間が静止状態か歩行状態かを検出し、前記動作状況が前記静止状態である場合に、前記加速度ベクトルと前記角速度ベクトルとに基づいて、前記人間の姿勢が起立状態か着座状態かを検出すること、
   を特徴とする機器制御システム。
2. 前記動作状況検出部は、さらに、前記動作状況が前記静止状態である場合に、前記加速度ベクトルと前記角速度ベクトルとに基づいて、前記制御対象領域内の機器に対する前記人間の方向を検出すること、
   を特徴とする請求項１に記載の機器制御システム。
3. 前記動作状況検出部は、さらに、前記角速度ベクトルの水平方向の角速度成分の経時的変化に基づいて、前記人間の動作が起立動作かしゃがむ動作かを検出すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の機器制御システム。
4. 前記動作状況検出部は、さらに、前記角速度ベクトルの鉛直方向の角速度成分の経時的変化に基づいて、前記人間の動作として向きを変更する動作を検出すること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の機器制御システム。
5. 前記角速度センサは、前記人間の頭部と腰部とに装着され、
   前記動作状況検出部は、前記頭部と前記腰部の各角速度センサからの前記角速度ベクトルの前記鉛直方向の角速度成分の経時的変化に基づいて、頭部の向きを変更する動作か、体全体の向きを変更する動作かを検出すること、
   を特徴とする請求項４に記載の機器制御システム。
6. 前記動作状況検出部は、さらに、前記頭部の前記角速度センサから受信した前記角速度ベクトルの水平方向の角速度成分の経時的変化に基づいて、前記人間の動作として目線を上げる動作および目線を下げる動作を検出すること、
   を特徴とする請求項５に記載の機器制御システム。
7. 前記位置特定部は、前記加速度センサから受信した加速度ベクトルと、前記角速度センサから受信した角速度ベクトルと、前記地磁気センサから受信した地磁気方位ベクトルとに基づいて、前記制御対象領域内での前記人間の絶対位置を特定すること、
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の機器制御システム。
8. 前記第１受信部は、前記制御対象領域を撮像する撮像装置から、前記制御対象領域の撮像画像を受信し、
   前記測位装置は、
   前記撮像画像に基づいて、前記人間の位置および動作状況を補正する補正部
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の機器制御システム。
9. 前記機器制御部は、前記機器として、照明機器と、電気機器の電源が接続されたタップと、空調機とを制御すること、
   を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の機器制御システム。
10. 前記機器制御部は、前記照明機器の照明範囲および照度を制御すること、
    を特徴とする請求項９に記載の機器制御システム。
11. 前記機器制御部は、前記電気機器の電源のオンオフを制御すること、
    を特徴とする請求項９または１０に記載の機器制御システム。
12. 前記機器制御部は、前記空調機を制御すること、
    を特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の機器制御システム。

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