JP6143760B2 - 照明システムのコミッショニング - Google Patents

Description

本発明は、照明システムのコミッショニング（commissioning）に関する。

ネットワーク化された照明システムは、商業的及び他の施設に使用され、メンテナンスを簡素化しエネルギー消費を最適化するために中央ロケーションから管理される。

最初にインストールされると、照明システムは、スイッチ及びセンサを一つ以上の照明器具と関連付けるためにコミッショニングされる必要がある。従来、コミッショニングは、全体のネットワークが中央コントローラによって管理されながら、照明器具が特定のスイッチ及びセンサによって個別に又はグループで操作されるように、関連の手動プロセスによって実行されてきた。結果として、照明ネットワークのコミッショニングは、現在、労働集約的でエラーが発生しやすい。

本発明は、照明される空間に配置される複数の照明器具と、空間内でユーザの存在を検出するセンサシステムと、グループとして規定される照明器具のアドレスに対応するデータを受信し、グループと関連付けられる空間の領域に関連付けられる経路に沿って移動するコミッショニング・アクチュエータに反応してセンサシステムから位置データを受信するコミッショニングモードと、グループと関連付けられる領域における占有の検出に反応してグループの照明器具を照明する動作モードとで構成されたコントローラとを含む照明システムを提供する。

よって、照明器具を一つずつコミッショニングする必要はない。

本発明は、照明される空間に配置される複数の照明器具と、空間内のユーザの位置を検出するセンサシステムと、を含む照明ネットワークのためのネットワーク・コントローラをさらに含み、前記コントローラは、
グループとして規定される照明器具のアドレスに対応するデータを受信し、グループの周りの空間の中の経路に沿って移動するコミッショニング・アクチュエータに反応してセンサシステムから位置データを受信するコミッショニングモードと、
コミッショニングモードの間、グループと関連付けられる領域における占有を検出するセンサシステムに反応してグループの照明器具を照明する動作モードとで動作するように構成されている。

本発明は、また、照明ネットワークのコミッショニング方法と、前記方法を行うためにコントローラで実行されるコンピュータプログラムとを含む。

本発明の実施形態が、添付の図面を参照して説明に役立つ実施例としてここで説明されるだろう。

図１は、照明ネットワークの模式的ブロック図である。 図２は、ネットワークのためのコントローラのブロック図である。 図３は、照明器具の模式的ブロック図である。 図４は、ネットワークで使用されるセンサのブロック図である。 図５は、ネットワークの照明器具及びネットワークで使用されるセンサを含む空間の平面図である。 図６は、代替の音響センサを例示する。 図７は、代替の光センサを例示する。 図８は、図７のセンサから情報を得るために実行されるプロセスのブロック図である。 図９は、図１に示された中央コントローラによって実行されるプログラムの制御の下で実行されるコミッショニングプロセスのブロック図である。

図１は、照明器具Ｌ１，１、Ｌ１，２のアレイが、制御スイッチＳＷ１、ＳＷ２と、例えば受動型赤外線（ＰＩＲ）センサＳ１、Ｓ２などの既存のセンサと、中央コントローラ２の制御の下にネットワーク内で接続される、ネットワーク化された照明システムを例示する。ネットワーク１は、建物全体、例えば２つ以上の階に広がってもよい。建物は、オフィスビル、倉庫、又は他の商業的な国内の施設を含んでもよい。ネットワーク１に適するプロトコルは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｄｄｒｅｓｓ Ｌｉｇｈｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＤＡＬＩ）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＬＬＭ、Ｄｉａｎｅｔ、Ｓｔａｒ ｓｅｎｓｅ、ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）及びｗｉ―ｆｉを含むが、これらに限定されない。

照明器具、スイッチ，及びセンサの各々は、個々の、固有のネットワーク・アドレス（例えばＩＰアドレスなど）を持ち、制御信号は、照明器具の動作を制御するためにネットワークを通してこれらへ送信され、これらから送信されることができる。

例示として本明細書に説明される実施例は、ＤＡＬＩプロトコルを利用する。ネットワークが最初にインストールされる際、コミッショニングプロセスは、個々の照明器具を、主コントローラ２又は個々の関連スイッチＳＷ及びセンサＳによって、グループの中で制御される建物内の特定の空間と関連付けるために実行されることを必要とする。

図２を参照すると、主コントローラ２が、より詳細に例示されており、モデム４を介してネットワーク１に結合されるプロセッサ３を含む。制御命令がデータ入力部６を介して供給される情報の制御の下に個別に送信されることができるように、メモリ５は、特に、ネットワークにおけるさまざまなスイッチ、センサ、及び照明器具のネットワーク・アドレスに関するデータを含む。ネットワークの動作は、制御パネル７から監視することができる。

照明器具のうちの１つの照明器具のブロック図が、図３に例示されている。照明器具は、当該照明器具のための個別のネットワーク・アドレスを保持する関連メモリ９と共にプロセッサ８を含む。命令信号は、モデム１０を介して、ネットワーク１を通して、コントローラ２、並びに関連スイッチ及びセンサから受信される。プロセッサ８は、ＡＣ電力供給を照明素子１３、例えば蛍光管又は他の電気的照明素子へスイッチするスイッチ１２によって、インレット１１からの電気的ＡＣ商用電力の供給を制御する。

図４は、図１に示された、センサＳ及び／又はスイッチＳＷのうちの１つの主要部品のブロック図であり、これは、ネットワーク・アドレスを保持する関連メモリ１５を備えるプロセッサ１４を含む。プロセッサ１４は、モデム１６を通してネットワーク１と通信し、ＡＣ商用電源１７により給電される。スイッチＳＷに対して、手動で操作されるスイッチ素子１８、例えば壁スイッチは、モデム１６によってネットワークを通して個々の照明器具に入力されるオン／オフ信号を供給するために用いることができるプロセッサ１４にオン／オフ信号を供給する。

センサＳとして用いられるとき、検知器ユニット１９は、ワークスペースの個々の部分内の動きを検出するために用いられ、検出された動作は、プロセッサ１４に入力され、照明器具の個々のスイッチをオンにするために、命令信号をモデム１６及びネットワーク１を介して供給する。検知器ユニット１９の実施例は、例えばＰｈｉｌｉｐｓＤｙｎａｌｉｔｅ社のレンジからの受動型赤外線（ＰＩＲ）センサなどである。これらは、赤外光における変化を検出することによって動作を検出する無指向性センサである。赤外線センサは、その赤外線検知器の周囲に円として視覚的に例示することができる感度の全方位指向性パターンを有する。

図５を参照すると、矩形の、等しく間隔を置かれたアレイの照明器具Ｌ_１,１．．．Ｌ_６,７を有する天井設置型照明器具の矩形アレイを含む建物の平面図が例示されている。空間は、エリアＡ１−Ａ４、Ｂ１―Ｂ４、及びＣ１―Ｃ４をカバーする円形指向性パターンを有する、上記に説明したような天井設置型ＰＩＲ検知器のアレイも含む。センサＳの感度のエリアは、重複するように配置されている。よって、例えばエリアＡ１は、エリアＡ２及びＢ１によって重複されている。この重複は、コミッショニングプロセスの間、位置識別が各ＰＩＲセンサＳの感度の円形エリア内で達成され得るために使用される。

照明ネットワークが最初にインストールされる際、照明器具センサ及びスイッチの各々は個々のネットワーク・アドレスを持つが、これらは、最初は、例えば図５に示される空間内の特定のワークエリアを照明するために、グループの中で関連付けられていないことが理解されるだろう。コミッショニングを実行するために、特定のグループ内に含まれる照明器具は、コミッショニングを実行する人、本明細書中はコミッショニング・アクチュエータとも呼ばれる人によって最初に手動でスイッチがオンにされる。中央コントローラ２は、コミッショニングモード中に一緒にグループ化されるためにスイッチがオンになっている照明器具が、これらのそれぞれのメモリ９から、これらのモデム１０及びネットワーク１を通してコントローラ２に、これらの個々のネットワーク・アドレスを送信するコミッショニングモードに切り換えられ、前記アドレスは、更なる処理のためにメモリ５に一時的に保存される。コミッショニング・アクチュエータは、その後、スイッチがオンになっている照明器具のグループの周りの経路に沿って歩く又は移動する。

スイッチがオフのままである照明器具が灰色で示されているのに対して、グループを形成するためにスイッチがオンになっている照明器具は、図５に白色の円として示されている。コミッショニング・アクチュエータは、位置Ｐ１からＰ２．．．Ｐ８まで経路に沿って歩く。位置Ｐ１にいるとき、コミッショニング・アクチュエータは、センサエリアＣ１と関連付けられたセンサＳによってのみ感知される。同様に、位置Ｐ２及びＰ３では、コミッショニング・アクチュエータは、センサエリアＢ１及びＡ１のそれぞれの範囲内にいると感知される。しかしながら、位置Ｐ４では、コミッショニング・アクチュエータは、同時に両方のエリアＡ２及びＡ３の中にいると感知される。エリアＡ、Ｂ、Ｃに関連付けられたセンサは、ネットワーク１を通してコントローラ２へ検出信号を送信し、このような態様で、コントローラ２は、グループ内に含まれる照明器具の周りに広がる経路の一連の座標を構築することができる。結果として生じるグループは、スイッチＳＷの個々のスイッチと関連付けられることもできる。

コミッショニング・プロセスは、建物内で照明器具の他のグループ又は下位グループに対して繰り返される。よって、コミッショニング・アクチュエータは、経路Ｐ１−Ｐ８に沿って進むとき、照明器具のグループと関連付けられるべき空間内の領域を決定するためにセンサによって感知される座標を規定する。これは、個別に照明器具のスイッチをオンにして、中央コントローラ２と個々の照明器具とを行ったり来たり反復する過程によって、中央コントローラ２でこれらを一つずつグループと関連付ける必要性を回避する。

図５に示される実施例では、ＰＩＲセンサＳ方式の赤外線検出器が用いられ、比較的多くの数の検出器が、照明器具によって占有されている空間内の位置検出を提供するために必要であることがわかるであろう。音響検出器を利用する代替のセンサ１９が、図６において例示されている。これは、経路を歩き回るコミッショニング・アクチュエータによって生じる音を検出する。通常は、３つの音響検出ユニットが、経路に沿って歩く間にコミッショニング・アクチュエータが出す音を三角測量するために利用される。ユニットのうちの１つは、図６においてより詳細に例示され、それぞれマイクロフォン２０、２１から受信した電気信号のインパルス関数を検出する信号処理器２２、２３に接続している少なくとも２つのマイクロフォン２０、２１のアレイを有する。インパルス関数は、コミッショニング・アクチュエータからの音波の入射角に依存する位相差を有することは理解されるであろう。プロセッサ２４は、検出器２２、２３によって検出される２つのインパルス関数の間の相関関数を計算し、プロセッサ２５は、これらの時間差を計算し、次に、これらは、コミッショニング・アクチュエータから発する音の方向を計算するためにプロセッサ２６によって使われる。コミッショニング・アクチュエータの位置は、その者がコミッショニング経路Ｐ１―Ｐ８を歩き回ると、ライン２８―１、２８―２、２８―３上の検出ステーションのうちの３つから同時に音響信号を受信し、コミッショニング・アクチュエータの位置を三角測量することが可能である位置計算機２７によって計算することができる。変形例では、コミッショニング・アクチュエータは、経路Ｐに対する正確な位置データの展開を支援するために、検出器２２、２３によって直ちに検出されることができる特徴のある音を発する装置を担持してもよい。

代替の実施例では、図４に例示されるセンサ１９は、例えば図５に示される照明器具のアレイの中央に取り付けられる、図７に例示されるような魚眼カメラを有する。図７に模式的に示される魚眼カメラは、通常、およそ半球（３６０°）視野にわたって画像を得ることができる魚眼レンズ３０を備える画像処理デバイス２９を有する。処理デバイス２９によって実行されるプロセスは、図８にて例示される通り、ステップＳ８．１で次に発生する画像が、ステップＳ８．２で前回撮影された画像と比較され、これによって視野における変化を識別するように、連続して視野の画像を処理する。これらの変化は、ステップＳ８．３で、視野から得られる静止画像に関する基準データと比較され、視野において起こっている変化に対する位置情報がステップＳ８．４で展開されることができるように、較正される。これらの変化は、経路Ｐ１−Ｐ８に沿って歩いているコミッショニング・アクチュエータから生じ、このような態様で、コミッショニングプロセスの間、コミッショニング・アクチュエータによって横切られた経路に対する座標は、監視され、照明器具のグループとの関連付けのために中央コントローラ２に供給されることができる。

上記から、コントローラは、まずコミッショニングモードで、そしてその後、動作モードで動作することができることが理解されるだろう。コミッショニングモードは、コミッショナーがコントロール・パネル７の使用を通して選択すると、コントローラ２のメモリ５に保持されるプログラムの制御の下で実行される。プログラムは、図９に例示されるステップを実行する。ステップＳ９．１では、コミッショニングモードが選択される。その後、ステップＳ９．２で、グループを規定するためにコミッショニング・アクチュエータによってスイッチがオンにされた照明器具に対するアドレスは、コントローラ２によって受信され、プログラムの制御の下でメモリ５のグループとして関連付けられる。その後、ステップＳ９．３で、経路Ｐの周りでコミッショニング・アクチュエータによって横断された経路に対応する位置データは受信され、コントローラ２のメモリ５にも格納される。この位置データは、図５を参照して説明されるＩＲ静止検出器のアレイ、図６を参照して説明される音響検出器構成、図７に示される光検出器配置、又はこれらの組み合わせを使用して展開することができることは、前述の説明から理解されるだろう。

その後、ステップＳ９．４で、グループの照明器具が位置付けられた領域に人が入ると、グループをスイッチオン又はオフすることができるように、経路の位置データは、グループに対するセンサ・アドレスＳと関連付けられる。加えて、所望により、照明器具のグループをローカルスイッチ又はこれに類するものによって手動でスイッチオン又はオフできるように、個々のスイッチＳＷ１等は、グループと関連付けることができる。

領域内の全てのセンサが、領域内の照明器具の動作をトリガするためにコミッショニングされることは望ましい。しかしながら、コミッショニング・アクチュエータは、図５に示される通路に沿って移動するときに、経路によって境界付られる領域内の全てのセンサＳを必ずしもトリガするとは限らない。例えば、エリアＢ２に関連付けられたセンサは、トリガされないため、コミッショニング・アクチュエータによって生成されたデータのみからグループに関連付けることができない。

この問題に対処するための１つのアプローチでは、コミッショニング・アクチュエータが図５に示される経路Ｐ１−Ｐ８に沿って移動する前に、全てセンサのカバーエリアをコントローラ２に供給することができる。その後、コントローラ２のプロセッサ３は、コミッショニング・アクチュエータによって生成された経路Ｐ１―Ｐ８のデータポイントに対して領域フィリング・アルゴリズムを使用することができ、これによって、エリアＢ２に対するセンサが、規定された照明器具のグループと関連付けられるべきと決定する。

別のアプローチでは、コミッショニング・アクチュエータは経路Ｐ１−Ｐ８の周りを歩くだけでなく、領域内の全てのセンサＳをトリガし、これら全てを照明器具のグループと関連付けることができるように、経路によって囲まれた領域内を動き回る。

その後、ステップＳ９．５で、グループは、コントローラのメモリ内のグループとしてコミッショニングされ、デバイスは、ステップＳ９．６で動作モードへの切り替えを送信する。

動作モードでは、人が、コミッショニング・アクチュエータによって規定された経路Ｐ１―Ｐ８内の領域、すなわち照明器具のグループによって占有されている領域に入ったと検出されると、照明器具は自動的にスイッチがオンになり、同様に、人がグループから移動すると、スイッチがオフになる。検出は、上記に説明されたように、照明器具のグループと選択的に関連付けることができるＰＩＲセンサＳによって、又はコミッショニングモードの間、人が、グループと関連付けられている領域に入ったか又は離れたときを決定するためのワークスペースにおける人に対する位置データを基礎にして、実行される。

用語"comprising（有する）”は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"a又は"an"は、複数を除外しないことは理解されるだろう。単一のプロセッサは、請求項において引用されるいくつかの項目の機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に引用されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用されることができないことを示してはいない。請求項の中のいずれの参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

特許請求の範囲は、本明細書において特徴の特定の組合せについて明確に説明されているが、任意の請求項の中で現在特許が請求されているものと同じ発明に関しようが関しまいが、及び親発明と同じ任意の又は全ての技術的問題を軽減しようがしまいが、本発明の開示の範囲は、明示的若しくは暗示的にここに開示されている任意の新規な特徴、又は任意の新規な特徴の組み合わせ、又は任意のこれらを一般化したものも含むことを理解されるべきである。出願人は、新しい請求項は、本出願、若しくは任意の更なるここから派生する出願の手続の間に、このような特徴及び／又は特徴の組み合わせについて明確に説明してもよいことを、ここに述べる。

下記特許請求の範囲内の他の変更及びバリエーションは、当業者にとって明らかであろう。

Claims (15)

1. 照明される空間に配置された複数の照明器具と、
   前記空間内のユーザの存在を検出するセンサシステムと、
   コントローラであって、
   − 照明器具のグループとして規定されるべきである前記照明器具のアドレスに対応するデータを受信し、前記照明器具のグループと関連付けられるべき前記空間の領域を規定する経路に沿って移動するコミッショニング・アクチュエータに応じた位置データを前記センサシステムから受信するコミッショニングモードと、
   − 前記空間の前記領域における占有の検出に応じて前記照明器具のグループの前記照明器具を動作させる動作モードと
   で構成される当該コントローラと、
   を含む、照明システム。
2. 前記照明器具、前記センサシステム、及び前記コントローラは、ネットワークを通して通信する、請求項１に記載の照明システム。
3. 前記ネットワークは、ＩＰネットワークである、請求項２に記載の照明システム。
4. 前記ネットワークは、ＤＡＬＩネットワークである、請求項３に記載の照明システム。
5. 前記位置データを提供するための音響検出器を含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明システム。
6. 前記コミッショニング・アクチュエータの位置を三角測量するための複数の前記音響検出器を含む、請求項５に記載の照明システム。
7. 前記位置データを提供するための光検出器を含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明システム。
8. 前記位置データを提供するための重複する指向性パターンを持つ存在検出器のアレイを含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明システム。
9. 照明される空間に配置される複数の照明器具と、前記空間内のユーザの位置を検出するセンサシステムと、を含む照明ネットワークのためのネットワーク・コントローラであって、前記ネットワーク・コントローラは、
   (a)照明器具のグループとして規定されるべきである前記照明器具のアドレスに対応するデータを受信し、前記照明器具のグループと関連付けられるべき前記空間の領域を規定する経路に沿って移動するコミッショニング・アクチュエータに応じた位置データを前記センサシステムから受信するコミッショニングモードと、
   (b)前記コミッショニングモードの間、前記照明器具のグループと関連付けられた前記空間の前記領域における占有の検出に応じて前記グループの前記照明器具を動作させる動作モードと
   で動作する、ネットワーク・コントローラ。
10. 前記空間の前記領域は、前記経路によって境界され、前記ネットワーク・コントローラは、前記空間の前記領域内に位置付けられたセンサの全てを前記動作モードに対する前記照明器具のグループと関連付けるために、前記経路によって境界された前記空間の前記領域内を移動する前記コミッショニング・アクチュエータに反応して前記センサシステムによって生成されたデータを受信するコミッショニングモードで動作可能である、請求項９に記載のネットワーク・コントローラ。
11. 前記空間の前記領域内に位置付けられたセンサを前記動作モードに対する前記照明器具のグループと関連付けるために、領域フィリング・ルーチンを利用するコミッショニングモードで動作可能な、請求項９に記載のネットワーク・コントローラ。
12. 照明される空間に配置される複数の照明器具と、前記空間内の個々の、種々異なる領域内のユーザの存在を検出するセンサシステムとを含む照明システムのコミッショニング方法であって、
    前記複数の照明器具のうちのどの一つ以上の照明器具が照明器具のグループとして動作可能であるべきかを識別するステップと、
    前記照明器具のグループと関連付けられるべき前記空間の領域を規定する経路に沿ってコミッショニング・アクチュエータを移動させるステップと、
    前記照明器具のグループと関連付けられるべき前記空間の前記領域を規定する前記経路に沿って移動する前記コミッショニング・アクチュエータに応じた位置データを提供するために、前記センサシステムで前記コミッショニング・アクチュエータを検出するステップと、
    前記照明器具のグループの前記照明器具が前記照明器具のグループと関連付けられた前記空間の前記領域における占有の検出に応じて動作されるように、前記照明システムをコミッショニングするステップと、
    を有する、照明システムのコミッショニング方法。
13. 請求項１２に記載の方法を実行するために、ネットワーク・コントローラによって実行される、コンピュータプログラム。
14. 前記空間の前記領域は、前記経路によって境界され、前記コンピュータプログラムは、前記ネットワーク・コントローラが、動作モードのために、前記空間の前記領域内に位置付けられたセンサの全てを前記照明器具のグループと関連付けるために、前記経路によって境界された前記空間の前記領域内を移動する前記コミッショニング・アクチュエータに応じて、前記センサシステムによって生成されたデータを受信するコミッショニングモードで動作可能である命令を有する、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
15. 前記ネットワーク・コントローラは、動作モードのために、前記領域内に位置付けられたセンサを前記照明器具のグループと関連付けるために、領域フィリング・ルーチンを利用するコミッショニングモードで動作可能である命令を有する、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。