JP6568460B2 - 電動ブラインドの制御装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、周辺環境に対応して電動ブラインドを制御する技術に関する。

従来、電動ブラインドの開閉度等を制御する制御装置が知られている。このような電動ブラインドの制御は、例えば、推定された太陽の高度及び方位等に基づいて実行されるが、実際の日射は、太陽高度及び方位のみに起因するものでなく、電動ブラインドが設置される建物の周辺環境、例えば、近隣のビルあるいは自建物に設置される庇や袖壁による日陰などの影響を受ける。このような日陰の影響を考慮した制御として、電動ブラインドを設置した第一の建物がその周囲の第二の建物により日陰になるか否かの判定結果に基づいて電動ブラインドの制御を行う電動ブラインドの制御装置及び制御方法が知られている（特許文献１参照）。

上述の制御によれば、近隣の建物についてその位置や高さなどの情報を予め取得し、取得した情報に基づいて電動ブラインドが設置された建物の壁面に投影される日陰を算出し、電動ブラインドが設置された窓が日陰内に位置するか否かを判定することにより、日陰に対応した電動ブラインドの制御が行われる。

特開２００２−１２９８５２号公報

しかしながら、上述した制御によれば、近隣の建物の位置や高さ等の情報を予め取得する必要があり、また、近隣に新たに建物が建てられたり、また従来ある建物が取り壊されたりした場合、新たにその情報を取得しなければならない。つまり、電動ブラインドが設置された建物の周辺環境に対応する制御を行うにあたって、周辺環境の情報を予め取得しなければならない、という問題があった。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電動ブラインドが設置された建物の周辺環境に関する情報を予め取得することなく、周辺環境に対応した電動ブラインドの制御を行うことができる、電動ブラインドの制御装置及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本実施形態における電動ブラインドの制御装置は、建物の開口部に設置された電動ブラインドの制御装置であって、撮像装置により前記開口部が撮像された階調画像を取得する画像取得部と、前記階調画像において前記開口部に対応する領域である開口部領域内の画素の階調値と所定の階調値を示す画素閾値との比較に基づいて、前記画素を所定の日射状態に属する画素である日射画素と判定する画素判定部と、前記開口部領域に占める前記日射画素の割合が所定の割合を示す領域閾値以上である場合、前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定する領域判定部と、前記領域判定部により前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定された場合、前記開口部領域に対応する開口部に設置された電動ブラインドを、前記所定の日射状態に対応した開度に制御する日射制御部とを備える。

本発明によれば、電動ブラインドが設置された建物の周辺環境に関する情報を取得することなく、周辺環境に対応した電動ブラインドの制御を行うことができる。

第１の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成、及び制御装置のハードウェア構成を示す概略図である。 制御装置の機能構成を示すブロック図である。 記憶部に記憶される閾値を示す図である。 制御装置の全体動作を示すフローチャートである。 撮像装置により撮像された撮像画像を示す概略図である。 撮像画像に基づく階調画像を示す概略図である。 階調画像における開口部領域及び周辺領域を示す概略図である。 判定処理の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。 画素判定処理の動作を示すフローチャートである。 領域判定処理の動作を示すフローチャートである。 主制御処理の動作を示すフローチャートである。 グレア処理の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成を示す概略図である。 第４の実施形態に係る制御装置の全体動作を示すフローチャートである。 領域設定処理の動作を示すフローチャートである。 領域設定情報を示す図である。 第４の実施形態に係る階調画像における開口部領域及び周辺領域を示す概略図である。 第５の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成を示す概略図である。 画像処理装置及び制御装置の機能構成を示すブロック図である。 画像処理装置の全体動作を示すフローチャートである。 第５の実施形態に係る制御装置の全体動作を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
（制御装置の構成）
まず、第１の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成、及び制御システムにおける制御装置のハードウェア構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成、及び制御装置のハードウェア構成を示す概略図である。図２は、制御装置の機能構成を示す図である。図３は、記憶部に記憶される閾値を示す図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムは、制御装置１、撮像装置２、ブラインドコントローラ３、電動ブラインド９を備える。電動ブラインド９は建物の窓である開口部に対して室内側に設置され、その開閉状態をモータによって駆動する。この電動ブラインド９は１つ以上設置されていれば良く、本実施の形態においては４つの電動ブラインドが周辺環境に対応して個別に制御されるものとする。また、本実施の形態において、電動ブラインド９は、開閉角度を調節可能な複数のスラットを備えた横型ブラインドとするが、開閉状態を調節可能なブラインドであれば、他の種類のブラインドであっても良い。撮像装置２は室内側に設置され、電動ブラインド９をその周辺を含むように撮像する。ここで、撮像装置２は、制御対象とする全ての電動ブラインド９とその周辺を撮像範囲に収めることが可能な位置であれば、室内のいずれの場所に設置されても良い。制御装置１は、撮像装置２により撮像された撮像画像に基づいて、電動ブラインド９を、設置された建物の周辺環境に対応して個別に制御する。ここで、制御装置１は、周辺環境に対応した制御として窓面への実際の日射に基づく日射制御を行い、この日射制御の必要がない場合は太陽の高度や方位等に基づく主制御を行う。ここで、主制御は太陽の高度及び方位から算出した開閉状態を各ブラインドに送信する。ブラインドコントローラ３は、各電動ブラインド９に対応して設けられ、制御装置１による制御指示に基づいて対応する電動ブラインド９の開閉状態を制御する。

制御装置１は、ハードウェアとして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、メモリ１１、記憶部１２、入出力部１３、Ｉ／Ｏ１４を備える。ＣＰＵ１０及びメモリ１１は、協働して後述する各種機能を実行する。記憶部１２は、不揮発性の記憶装置であり、後述する閾値を記憶する。入出力部１３は、入力部としてのキーボードやマウス、出力部としてディスプレイ等を含む、制御システムの管理者、または利用者に対するユーザインターフェイスである。Ｉ／Ｏ１４は、撮像装置２及びブラインドコントローラ３との間で信号を入出力するハードウェアインターフェイスである。

また、制御装置１は、図２に示すように、機能として、画像取得部１０１、画像生成部１０２、位置算出部１０３、画素判定部１０４、閾値設定部１０５、領域判定部１０６、日射制御部１０７、開度制御部１０８を備える。画像取得部１０１は、撮像装置２により撮像された撮像画像を取得する。画像生成部１０２は、画像取得部１０１により取得された撮像画像に基づいて階調画像を生成する。位置算出部１０３は、画像生成部１０２により生成された階調画像において、開口部に対応する開口部領域の位置を算出する。画素判定部１０４は、開口部領域内の画素を、閾値としての画素値に基づいて判定する。閾値設定部１０５は、画素判定部１０４による判定に用いられる閾値を設定する。領域判定部１０６は、画素判定部１０４により判定された画素の割合を、閾値としての割合に基づいて判定する。日射制御部１０７は、領域判定部１０６による判定結果に基づいて、後述する日射制御の実行を開度制御部１０８に指示する。開度制御部１０８は、日射制御部１０７による指示がある場合は日射制御を実行し、指示がない場合は、予め設定された太陽の高度や方位等に基づいて電動ブラインド９の開閉状態を制御する主制御を実行する。

日射制御部１０７により指示される日射制御は、日陰内に位置する開口部に対応した日陰制御と、日向内に位置する開口部に対応した日向制御、開口部に含まれるグレアに対応したグレア制御とを含み、これらの制御は、図３に示すような、記憶部１２に記憶される閾値に基づいて、その実行の可否が判定される。具体的には、日陰閾値及び日陰領域閾値に基づいて日陰制御の実行の可否が判定され、日向閾値及び日向領域閾値に基づいて日向制御の実行の可否が判定され、日向制御実行後にグレア閾値及びグレア領域閾値に基づいてグレア制御の実行の可否が判定される。ここで、日陰閾値、日向閾値は互いにその値が異なる階調値であり、日陰閾値は日向閾値より低い値に設定される。日陰領域閾値、日向領域閾値は互いにその値が異なる割合であり、日陰領域閾値は日向領域閾値及びグレア領域閾値よりも高い値に設定される。

（制御装置の動作）
次に、制御装置の動作について説明する。図４は、制御装置の全体動作を示すフローチャートである。図５は、撮像装置により撮像された撮像画像を示す概略図である。図６は、撮像画像に基づく階調画像を示す概略図である。図７は、階調画像における開口部領域及び周辺領域を示す概略図である。なお、図４に示す全体動作は所定の時間毎に実行されるものとする。

図４に示すように、まず、画像取得部１０１は、撮像装置２により撮像された撮像画像を取得する（Ｓ１０１）。ここで、撮像画像は、図５に示すように、制御対象とする全ての電動ブラインド９とその周辺領域が含まれるように撮像される。また、撮像の際、電動ブラインド９は、設置される開口部が撮像装置２から見て最も露出する状態となるように、その開閉状態を一時的に制御されるものとする。なお、本実施の形態においては、撮像装置２は開口部を正面から撮像するものとし、撮像の際、電動ブラインド９はスラットが水平となる全開状態に制御されるものとする。

撮像画像の取得後、画像生成部１０２は、撮像画像に基づいて、図６に示すような階調画像を生成する（Ｓ１０２）。ここで、階調画像は８ビットグレイスケール形式の画像であり、各画素の階調値は０〜２５５の２５６段階で表現されるものとする。次に、位置算出部１０３は、階調画像における開口部の位置を算出し、図７に示すように、開口部に対応する画素の領域を開口部領域とし、それ以外の領域を周辺領域とする（Ｓ１０３）。ここで、開口部の位置は、開口部とその周辺の壁面や電動ブラインド９の構成要素とを判別するのに適した閾値以上の階調値を持つ画素を判定してラベリングし、ラベリングした領域が全て含まれる矩形を設定することにより算出される。

開口部の位置の算出後、後述する判定処理（Ｓ１０４）、日射制御処理（Ｓ１０５）、主制御処理（Ｓ１０６）が順次実行される。

次に、判定処理の動作について説明する。図８は、判定処理の動作を示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値を設定する閾値設定処理が閾値設定部１０５により実行され（Ｓ２０１）、全ての開口部領域内の全ての画素について、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値に基づいて判定する画素判定処理が画素判定部１０４により実行され（Ｓ２０２）、全ての開口部領域それぞれにおいて画素判定部１０４により判定された画素が占める割合を、日陰領域閾値、日向領域閾値、グレア領域閾値に基づいて判定し、判定に基づいて制御指示をする領域判定処理が領域判定部１０６及び日射制御部１０７により実行される（Ｓ２０３）。閾値設定処理、画素判定処理、領域判定処理の具体的な動作については次に詳述する。

まず、閾値設定処理の動作について説明する。図９は、第１の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。

図９に示すように、まず、階調画像における全ての開口部領域における明暗差を算出する（Ｓ３０１）。ここで明暗差は、全ての開口部領域における全ての画素において、最も値が大きい階調値から最も値が小さい階調値を減算した値とする。なお、この明暗差は、その階調値の大きさについて、上位、下位それぞれに複数の画素を選択し、上位の画素の階調値の平均値から下位の画素の階調値の平均値を減算することにより算出しても良い。

明暗差の算出後、閾値設定部１０５は、明暗差に日陰係数を乗算する（Ｓ３０２）。ここで日陰係数は、予め設定された係数であり、明暗差に乗じた結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定され、少なくとも後述する日向係数及びグレア係数よりも小さい値とする。次に、閾値設定部１０５は、明暗差に日陰係数を乗じた値を日陰閾値に設定する（Ｓ３０３）。

日陰閾値の設定後、閾値設定部１０５は、明暗差に日向係数を乗算する（Ｓ３０４）。ここで日向係数は、日陰係数と同様に、予め設定された係数であり、明暗差に乗じた結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定される。また、日向係数は、少なくとも日陰係数よりも大きく後述するグレア係数よりも小さい値とする。次に、閾値設定部１０５は、明暗差に日向係数を乗じた値を日向閾値に設定する（Ｓ３０５）。

日向閾値の設定後、閾値設定部１０５は、明暗差にグレア係数を乗算する（Ｓ３０６）。ここでグレア係数は、日陰係数及び日向係数と同様に、予め設定された係数であり、明暗差に乗じた結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定される。また、グレア係数は、少なくとも日向係数よりも大きい値とする。次に、閾値設定部１０５は、明暗差にグレア係数を乗じた値をグレア閾値に設定する（Ｓ３０７）。

このように、開口部領域における最大階調値と最小階調値と差である明暗差に基づいて、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値を設定することにより、日射量に対応するように閾値を可変とすることができる。例えば、明暗差が小さい場合は日射量も小さい傾向にあるため、各閾値を下げることにより日射量の低下に対応することができる。なお、本実施の形態に係る閾値設定処理において明暗差に係数を乗じることにより閾値を算出するようにしたが、明暗差と閾値との間に、明暗差が増大すると閾値も増大するような正の相関性が保たれていれば、明暗差に基づく如何なる方法により閾値が求められても良い。

次に、画素判定処理の動作について説明する。図１０は、画素判定処理の動作を示すフローチャートである。

図１０に示すように、まず、画素判定部１０４は、階調画像における全ての開口部領域に含まれる全ての画素のうち、１つの画素を選択し（Ｓ４０１）、選択した画素の階調値が日陰閾値以下か否かを判定する（Ｓ４０２）。

階調値が日陰閾値以下ではない場合（Ｓ４０２，ＮＯ）、画素判定部１０４は、選択した画素の階調値が日向閾値以上か否かを判定する（Ｓ４０３）。

階調値が日向閾値以上ではない場合（Ｓ４０３，ＮＯ）、画素判定部１０４は、階調画像における全ての開口部領域に含まれる全ての画素が選択されたか否かを判定する（Ｓ４０４）。全ての画素が選択されている場合（Ｓ４０４，ＹＥＳ）、画素判定部１０４は画素判定処理を終了する。

一方、全ての画素が選択されていない場合（Ｓ４０４，ＮＯ）、画素判定部１０４は、階調画像における全ての開口部領域に含まれる全ての画素のうち、未選択である１つの画素を選択する（Ｓ４０１）。

また、ステップＳ４０３の判断において、階調値が日向閾値以上である場合（Ｓ４０３，ＹＥＳ）、画素判定部１０４は、選択した画素を日向画素と判定し（Ｓ４０５）、階調画像における全ての開口部領域に含まれる全ての画素が選択されたか否かを判定する（Ｓ４０４）。

また、ステップＳ４０２の判断において、階調値が日陰閾値以下である場合（Ｓ４０２，ＹＥＳ）、画素判定部１０４は、選択した画素を日陰画素と判定し（Ｓ４０６）、階調画像における全ての開口部領域に含まれる全ての画素が選択されたか否かを判定する（Ｓ４０４）。

このように、階調画像における開口部領域内の全ての画素について、日陰閾値、日向閾値に基づく判定をすることによって、開口部領域内の画素は、日陰画素、日向画素、または、これらに属さない画素のいずれかに分類される。

次に、領域判定処理の動作について説明する。図１１は、領域判定処理の動作を示すフローチャートである。

図１１に示すように、領域判定部１０６は、まず、階調画像における全ての開口部領域のうち、１つの開口部領域を選択し（Ｓ５０１）、選択した開口部領域における日向画素の占める割合が日向領域閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。ここで、開口部領域に日向画素が一つでも存在する場合には、日向領域閾値以上であると判定しても良い。

日向画素の占める割合が日向領域閾値以上ではない場合（Ｓ５０２，ＮＯ）、領域判定部１０６は、選択した開口部領域における日陰画素の占める割合が日陰領域閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ５０３）。

日陰画素の占める割合が日陰領域閾値以上である場合（Ｓ５０３，ＹＥＳ）、日射制御部１０７は、開度制御部１０８に対して、選択された開口部領域に対応する電動ブラインド９について日陰制御を指示し（Ｓ５０４）、領域判定部１０６は、階調画像における全ての開口部領域が選択されたか否かを判定する（Ｓ５０５）。

全ての開口部領域が選択されている場合（Ｓ５０５，ＹＥＳ）、領域判定部１０６は、領域判定処理を終了する。

一方、全ての開口部領域が選択されていない場合（Ｓ５０５，ＮＯ）、領域判定部１０６は、階調画像における全ての開口部領域のうち、未選択の開口部領域を選択する（Ｓ５０１）。

また、ステップＳ５０３の判断において、日陰画素の占める割合が日陰領域閾値以上ではない場合（Ｓ５０３，ＮＯ）、領域判定部１０６は、階調画像における全ての開口部領域が選択されたか否かを判定する（Ｓ５０５）。

また、ステップＳ５０２の判断において、日向画素の占める割合が日向領域閾値以上である場合（Ｓ５０２，ＹＥＳ）、日射制御部１０７は、開度制御部１０８に対して、選択された開口部領域に対応する電動ブラインド９について日向制御を指示し（Ｓ５０６）、領域判定部１０６は、階調画像における全ての開口部領域が選択されたか否かを判定する（Ｓ５０５）。

このように、各開口部領域について、日向画素、日陰画素が占める割合を閾値と比較することによって、窓面への実際の日射に基づく日射制御を行うことができる。また、日向画素、日陰画素の順に判定を行うことによって、日向制御、日陰制御の順にその指示が優先される。

次に、主制御処理の動作について説明する。図１２は、主制御処理の動作を示すフローチャートである。

図１２に示すように、まず、開度制御部１０８は、制御対象とする全ての電動ブラインドのうち、１つの電動ブラインド９を選択し（Ｓ６０１）、選択した電動ブラインド９について日向制御が指示されているか否かを判定する（Ｓ６０２）。

日向制御が指示されていない場合（Ｓ６０２，ＮＯ）、開度制御部１０８は、選択した電動ブラインド９について日陰制御が指示されているか否かを判定する（Ｓ６０３）。

日陰制御が指示されていない場合（Ｓ６０３，ＮＯ）、開度制御部１０８は、選択した電動ブラインド９を太陽位置に対応するスラット角に制御し（Ｓ６０４）、全ての電動ブラインドを選択したか否かを判定する（Ｓ６０５）。

全ての電動ブラインドが選択されている場合（Ｓ６０５，ＹＥＳ）、開度制御部１０８は、主制御処理を終了する。

一方、全ての電動ブラインドが選択されていない場合（Ｓ６０５，ＮＯ）、開度制御部１０８は、制御対象とする全ての電動ブラインドのうち、未選択の電動ブラインド９を選択する（Ｓ６０１）。

また、ステップＳ６０３の判断において、日陰制御が指示されている場合（Ｓ６０３，ＹＥＳ）、開度制御部１０８は、選択した電動ブラインド９に対して日陰制御を実行し（Ｓ６０６）、全ての電動ブラインドを選択したか否かを判定する（Ｓ６０５）。ここで、日陰制御は、水平状態となるようなスラット角に電動ブラインド９を制御するものとするが、太陽位置に基づいて制御されたスラット角を所定量だけ開方向に制御するようにしても良い。

また、ステップＳ６０２の判断において、選択した電動ブラインド９について日向制御が指示されている場合（Ｓ６０２，ＹＥＳ）、開度制御部１０８は、選択した電動ブラインド９に対して日向制御を実行し（Ｓ６０７）、後述するグレア処理を実行し（Ｓ６０８）、全ての電動ブラインドを選択したか否かを判定する（Ｓ６０５）。ここで、日向制御は、直射を遮蔽しながら最大限の眺望が得られるようなスラット角に電動ブラインド９を制御するものとするが、太陽位置に基づいて制御されたスラット角を所定量だけ閉方向に制御するようにしても良い。

次にグレア処理について説明する。このグレア処理は、日向制御後に実行され、室内で生じるグレアに対応して電動ブラインドを制御する処理である。図１３は、グレア処理の動作を示すフローチャートである。なお、この処理においては、予め電動ブラインドが選択され、選択された電動ブラインドに対して日向制御が実行されているものとする。

図１３に示すように、まず、画像取得部１０１は、撮像装置２により撮像された撮像画像を取得する（Ｓ９０１）。ここで撮像画像は、少なくとも、制御対象とする電動ブランド９、すなわち、選択されている電動ブラインド９が含まれるように撮像される。また、撮像の際、電動ブラインド９は、日向制御が実行された開閉状態となっているものとする。

撮像画像の取得後、画像生成部１０２は、撮像画像に基づいて、図６に示すような階調画像を生成する（Ｓ９０２）。ここで、階調画像はステップＳ１０２の処理によるものと同様である。次に、位置算出部１０３は、階調画像における開口部の位置を算出し、開口部に対応する画素の領域を開口部領域とし、それ以外の領域を周辺領域とする（Ｓ９０３）。なお、ここで開口部とは、選択されている電動ブラインド９に対応する開口部を示す。

次に、画素判定部１０４は、階調画像における開口部領域に含まれる全ての画素のうち、１つの画素を選択し（Ｓ９０４）、選択した画素の階調値がグレア閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ９０５）。

階調値がグレア閾値以上でない場合（Ｓ９０５，ＮＯ）、画素判定部１０４は、階調画像における開口部領域に含まれる全ての画素が選択されたか否かを判定する（Ｓ９０６）。

全ての画素が選択された場合（Ｓ９０６，ＹＥＳ）、領域判定部１０６は、開口部領域におけるグレア画素の占める割合がグレア領域閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ９０７）。ここで、開口部領域にグレア画素が一つでも存在する場合には、グレア領域閾値以上であると判定しても良い。

グレア画素の占める割合がグレア領域閾値以上ではない場合（Ｓ９０７，ＮＯ）、領域判定部１０６は、グレア処理を終了する。

一方、グレア画素の占める割合がグレア領域閾値以上である場合（Ｓ９０７，ＹＥＳ）、日射制御部１０７は、開度制御部１０８に対して、選択された開口部領域に対応する電動ブラインド９についてグレア制御を指示し（Ｓ９０８）、指示を受けた開度制御部１０８は、対象とする電動ブラインド９に対してグレア制御を実行する（Ｓ９１０）。ここで、開度制御部１０８は、グレア制御として、日向制御により制御された開度に対して、所定量だけ閉じる方向に電動ブランド９を制御する。

また、ステップＳ９０６において、全ての画素が選択されていない場合（Ｓ９０６，ＮＯ）、画素判定部１０４は、階調画像における開口部領域に含まれる全ての画素のうち、未選択である１つの画素を選択する（Ｓ９０４）。

また、ステップＳ９０５において、階調値がグレア閾値以上である場合（Ｓ９０５，ＹＥＳ）、画素判定部１０４は、選択した画素をグレア画素と判定し（Ｓ９１０）、階調画像における開口部領域に含まれる全ての画素が選択されたか否かを判定する（Ｓ９０６）。

上述したように、開口部領域内の画素の階調値を判定し、判定された画素が占める割合を判定することにより、開口部領域に対応する開口部面の日射が日向、日陰のいずれの状態にあるかを判定することができ、また、これらの状態に対応して電動ブラインドを制御することができる。また、日向制御が実行された電動ブラインドに対してグレア制御を行うことにより、光量差を起因とする不快なまぶしさが生じる状況に対応することができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、近隣建物や自建物に設置された庇、袖壁からの影響によって開口部に影がかかったり、あるいは太陽からの直射が開口部に照射されないにもかかわらず、近隣建物や地面からの影響によって開口部に反射光が照射さたりする等、周辺環境の変化に対応したブラインドの制御が可能となる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係る制御装置について説明する。第２の実施形態は、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値の設定方法、即ち、閾値設定処理の動作が第１の実施形態と異なるものである。よって、第２の実施形態の説明として、第２の実施形態に係る閾値設定処理の動作のみを説明する。図１４は、第２の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。

図１４に示すように、まず、閾値設定部１０５は、全ての開口部領域内の全ての画素の階調値の平均値を算出し（Ｓ７０１）、周辺領域内の全ての画素の階調値の平均を算出し（Ｓ７０２）、全ての開口部領域の平均値と周辺領域の平均値との差を明暗差として算出する（Ｓ７０３）。ここで明暗差は、具体的には、全ての開口部領域の平均値から周辺領域の平均値を減じた値であり、その結果がゼロ以下の値となる場合は１を代入するものとする。

明暗差の算出後、閾値設定部１０５は、日陰係数を明暗差により除算する（Ｓ７０４）。ここで日陰係数は、予め設定された係数であり、明暗差により除算された結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定される。なお、日陰係数、日向係数、グレア係数間の値の大小についての関係性は、第１の実施形態と同様である。次に、閾値設定部１０５は、日陰係数を明暗差により除算した値を日陰閾値に設定する（Ｓ７０５）。

日陰閾値の設定後、閾値設定部１０５は、日向係数を明暗差により除算する（Ｓ７０６）。ここで日向係数は、日陰係数と同様に、予め設定された係数であり、明暗差により除算された結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定される。次に、閾値設定部１０５は、日向係数を明暗差により除算した値を日向閾値に設定する（Ｓ７０７）。

日向閾値の設定後、閾値設定部１０５は、グレア係数を明暗差により除算する（Ｓ７０８）。ここでグレア係数は、予め設定された係数であり、明暗差により除算された結果が０〜２５５の範囲内に収まるような値に設定される。次に、閾値設定部１０５は、グレア係数を明暗差により除算した値をグレア閾値に設定する（Ｓ７０９）。

このように、開口部領域と周辺領域との差である明暗差に基づいて、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値を設定することにより、電動ブラインドが設置される室内にいる人が感じる明るさに対応するように閾値を可変とすることができる。例えば、明暗差が大きい場合は室外が明るく且つ室内が暗い状況を示すと考えられる。このような場合、日向閾値またはグレア閾値は、明暗差が大きい程に小さく設定されるため、室内にいる人が感じるまぶしさを低減することができる。なお、本実施の形態に係る閾値設定処理において係数を明暗差で除算することにより閾値を算出するようにしたが、明暗差と閾値との間に、明暗差が増大すると閾値が減少するような負の相関性が保たれていれば、明暗差に基づく如何なる方法により閾値が求められても良い。

＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態に係る制御装置について説明する。第３の実施形態は、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値の設定方法、即ち、閾値設定処理の動作が第１の実施形態及び第２の実施形態と異なるものである。よって、第３の実施形態の説明として、第３の実施形態に係る閾値設定処理の動作のみを説明する。図１５は、第３の実施形態に係る閾値設定処理の動作を示すフローチャートである。

図１５に示すように、まず、閾値設定部１０５は、全ての開口部領域内の全ての画素の階調値の平均値を算出し（Ｓ８０１）、算出した平均値をログとして日時と対応付けて時系列順に記憶部１２へ記憶する（Ｓ８０２）。

次に、閾値設定部１０５は、算出した平均値と直前の平均値との差を明暗差として算出する（Ｓ８０３）。ここで、直前の平均値とは、現平均値に対して時間的に直前の日時と対応付けられた平均値を示す。上述したように、制御装置１の全体動作は所定時間毎に行われるため、全体動作に含まれる閾値設定処理も同様に所定時間毎に行われる。よって、直前の平均値は具体的には直前の動作サイクルにおいて記憶部１２へ記憶された平均値である。

明暗差の算出後、閾値設定部１０５は、明暗差に更新係数を乗じて更新値を算出する（Ｓ８０４）。ここで更新係数は、予め設定された係数であり、更新値が所定の範囲内に収まるような値に設定される。ここで、所定の範囲内とは、少なくとも−２５５〜２５５よりも小さい範囲であり、−５０〜５０のような閾値を増減させるのに適した範囲とする。次に、閾値設定部１０５は、日陰閾値に更新値を減算して日陰閾値を設定する（Ｓ８０５）。同様に、閾値設定部１０５は、日向閾値に更新値を減算して日向閾値を設定し（Ｓ８０７）、グレア閾値に更新値を減算してグレア閾値を設定する（Ｓ８０９）。

このように、開口部領域における現平均値と直前の平均値との差である明暗差に基づいて、日陰閾値、日向閾値、グレア閾値を増減させることにより、日射量の変化に起因する室内にいる人が感じる明るさに対応することができる。例えば、明暗差が正値であることは直前の動作サイクルと比較して日射量が増大したことを示し、この場合に各閾値が直前の動作サイクルの閾値と比較して低い値に更新されるため、開口部領域における画素は、日陰画素と判定されにくくなり、日向画素、グレア画素と判定されやすくなる。なお、本実施の形態に係る閾値設定処理において、明暗差に更新係数を乗じた更新値により各閾値を減算して各閾値を設定するようにしたが、明暗差と閾値との間に、明暗差が増大すると閾値も減少するような負の相関性が保たれていれば、明暗差に基づく如何なる方法により閾値が求められても良い。

＜第４の実施形態＞
次に、第４の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムについて説明する。第４の実施形態は、撮像装置の設置位置、及び位置算出部の動作が第１〜第３の実施形態とは異なる。よって、第４の実施形態の説明として、撮像装置の設置位置及びこの設置位置に対応した位置算出部の動作について説明する。図１６は、第４の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成を示す概略図である。図１７は、第４の実施形態に係る制御装置の全体動作を示すフローチャートである。

図１６に示すように、本実施形態に係る電動ブラインドの制御システムは、建物９０の外部に設置された撮像装置２ａを用いる点が上述の実施形態とは異なる。撮像装置２ａは、
上述の実施形態と同様に制御装置１に接続される。また、制御装置１が図１６に図示しないブラインドコントローラ３に接続される点、ブランドコントローラ３がそれぞれ対応する電動ブラインド９に接続される点についても、上述の実施形態と同様である。撮像装置２ａは、少なくとも、制御装置１による制御対象とする電動ブラインド９が設置された全ての開口部９１が含まれるように、建物９０の外部から建物を撮像する。本実施形態においては、全ての開口部９１と、これらの開口部を有する建物の外壁の一面と、建物周辺の風景とが撮像されるように撮像装置２ａが設置されるものとする。また、本実施形態において、説明上、撮像装置２ａが真正面から建物を撮像しているものとして説明するが、対象とする全ての開口部９１が撮像画像に含まれるように撮像するのであれば、どのように建物を撮像しても良い。

図１７に示すように、本実施形態に係る制御装置の全体動作は、ステップＳ１０３の動作、即ち、階調画像に開口部領域と周辺領域を設定する動作が上述の実施形態とは異なる。上述の実施形態と同様に、まず、画像取得部１０１が撮像画像を取得し（Ｓ１０１）、画像生成部１０２が撮像画像に基づく階調画像を生成し（Ｓ１０２）、位置算出部１０３が後述する領域設定処理を実行し（Ｓ１０３ａ）、以降、上述した実施形態と同様に判定処理（Ｓ１０４）、日射制御処理（Ｓ１０５）、主制御処理（Ｓ１０６）が順次実行される。

次に、ステップＳ１０３ａの領域設定処理について説明する。図１８は、領域設定処理の動作を示すフローチャートである。図１９は、領域設定情報を示す図である。図２０は、第４の実施形態に係る階調画像における開口部領域及び周辺領域を示す概略図である。

図１８に示すように、位置算出部１０３は、記憶部１２からメモリ１１に領域設定情報をロードし（Ｓ１００１）、領域設定情報に基づいて、周辺領域を階調画像に設定し（Ｓ１００２）、開口領域を階調画像に設定する（Ｓ１００３）。

領域設定情報は、図１９に示すように、ブラインドコントローラ３と、開口部領域と、周辺領域とを対応付けるものであり、制御装置１による電動ブラインド９の制御に先立って、予め設定され、制御装置１の記憶部１２に記憶される。図１９において、開口部領域とブラインドコントローラ３とが一対一に対応付けられているが、電動ブラインド９とブラインドコントローラ３との接続構成に合わせて、１つのブラインドコントローラ３に対して複数の開口部領域を対応付けても良い。この場合、所定のブラインドコントローラ３に対応付けられた複数の開口部領域内の全ての画素が１つの開口部領域として扱われる。これによって、電動ブラインド９に対するブラインドコントローラ３の数を低減することができる。

開口部領域及び周辺領域は、図２０に示すように、撮像装置２ａにより撮像された撮像画像に対して設定される。開口部領域及び周辺領域は、いずれも撮像画像に対して複数設定することができ、周辺領域は、少なくとも１つの開口部領域を取り囲むように設定され、周辺領域が設定されない場合は、開口部領域以外の全ての領域を周辺領域とする。開口部領域は、撮像画像における開口部に対応して設定される。周辺領域は撮像画像における建物の輪郭に対応して設定され、全ての開口部領域を包囲する１つの周辺領域を設定するか、一部の開口部領域を包囲する複数の周辺領域を設定することができる。例えば、撮像画像に対して、開口部領域１Ａ，１Ｂ，１Ｃを取り囲む周辺領域１と、開口部領域２Ａ，２Ｂ，２Ｃを取り囲む周辺領域２と、開口部領域３Ａ，３Ｂ，３Ｃを取り囲む周辺領域３とを設定しても良い。この場合、領域設定情報において、それぞれの開口部領域は自身を取り囲む周辺領域と対応付けられる。このように周辺領域を複数設定することによって、上述した第２の実施形態における閾値の設定を精度高く行うことができる。

なお、図２０において、開口部領域及び周辺領域は矩形となっているが、これらの領域は矩形に限らず、複数の画素を取り囲む領域であれば、どのような形状であっても良い。これによって、制御対象とする電動ブラインド９が設定された開口部を有する壁面に対する撮像装置２ａの撮像方向を上下左右方向に傾斜させることができ、延いては、撮像装置２ａの設置位置の自由度を向上させることができる。また、周辺領域は、周辺領域内の全ての画素としても良く、また、周辺領域内における開口部領域内の画素を除く全ての画素としても良い。

このように、撮像装置を建物の外部に設置し、開口部を外部から撮像することによって、撮像装置を建物の内部に設置する場合と比較して、各フロア、または各部屋の電動ブラインドの制御について、より少ない撮像装置で対応することができる。

＜第５の実施形態＞
次に、第５の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムについて説明する。第５の実施形態は、制御システムが画像処理装置を更に備え、この画像処理装置が処理の一部を実行する点が第１〜第４の実施形態とは異なり、以降の説明においては、第１の実施形態との差異として第５の実施形態について説明する。図２１は、第５の実施形態に係る電動ブラインドの制御システムの全体構成を示す概略図である。図２２は、画像処理装置及び制御装置の機能構成を示すブロック図である。

図２１に示すように、本実施形態に係る電動ブラインドの制御システムは、撮像装置２が画像処理装置４を介して制御装置１ａと接続されている点が上述の実施形態とは異なる。なお、制御装置１ａは、ハードウェア構成についてはＩ／Ｏ１４がブラインドコントローラ３及び画像処理装置４との間で情報を入出力する以外の点で制御装置１と同様であり、後述するように機能構成について制御装置１と異なる。なお、本実施形態において、撮像装置２及び画像処理装置４が複数となっているが、これらは少なくとも１つ以上備えられていれば良い。また、複数の撮像装置２は、それぞれ、異なる室内に設置され、各室内のブラインド９を撮像するもの、同一室内において異なる方位の面のブラインド９を撮像するもの、同一室内の同一方位の面において異なる位置のブラインド９を撮像するもの、あるいは異なるフロアに設置されているブラインド９を撮像しているものとする。

画像処理装置４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）４０、メモリ４１、記憶部４２、Ｉ／Ｏ４３を備える。ＣＰＵ４０及びメモリ４１は、協働して後述する各種機能を実行する。記憶部４２は、不揮発性の記憶装置であり、各種情報を記憶する。Ｉ／Ｏ４３は、撮像装置２及び制御装置１ａとの間で信号を入出力するハードウェアインターフェイスである。

図２２に示すように、画像処理装置４は、機能として、画像取得部１０１、画像生成部１０２、位置算出部１０３、画素判定部１０４、閾値設定部１０５、領域判定部１０６、受信部１０９、出力部１１０を備える。このうち、受信部１０９及び出力部１１０以外の機能については、第１の実施形態と略同様である。受信部１０９は、後述する日射制御通知を制御装置１ａから受信する。また、出力部１１０は、制御指示として、日陰制御指示、日向制御指示、グレア制御指示のいずれかを制御装置１ａに出力する。

また、制御装置１ａは、機能として、日射制御部１０７、開度制御部１０８、取得部１１１、通知部１１２を備える。このうち、取得部１１１及び通知部１１２以外の機能については第１の実施形態と略同様である。取得部１１１は、画像解析装置４により出力された判定結果を取得する。また、通知部１１２は、日射制御通知を画像処理装置４に出力する。

次に、画像処理装置の動作について説明する。図２３は、画像処理装置の全体動作を示すフローチャートである。なお、この全体動作は、第１の実施形態と同様に、所定の時間毎に実行されるものとする。

図２３に示すように、まず、受信部１０９は、制御装置１ａにより出力された日射制御通知として、日向制御通知を受信したか否かを判断する（Ｓ１１０１）。ここで、日射制御通知は、フィードバックとして日射制御が実行されたことを示す情報であり、日陰制御が実行されたことを示す日陰制御通知、日向制御が実行されたことを示す日向制御通知、グレア制御が実行されたことを示すグレア制御通知のいずれか１つを含むものである。

日向制御通知が受信されない場合（Ｓ１１０１，ＮＯ）、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４ａまでの動作が順次実行される。ここで、ステップＳ１０４ａとしての判定処理については、第１の実施形態とその動作が一部異なる。具体的には、領域判定処理におけるステップＳ５０４において出力部１１０が日陰制御指示を制御装置１ａに出力する点、また、ステップＳ５０６において出力部１１０が日向制御指示を制御装置１ａに出力する点が異なる。

一方、日向制御通知が受信された場合（Ｓ１１０１，ＹＥＳ）、画像処理装置４は、グレア処理を実行する（Ｓ６０８ａ）。ここで実行されるグレア処理は、第１の実施形態におけるグレア処理とその動作が一部異なる。具体的には、ステップＳ９０８，Ｓ９０９の処理が実行される代わりに、ステップＳ９０８ａとして、出力部１１０がグレア制御指示を制御装置１ａに出力する点が第１の実施形態におけるグレア処理とは異なる。

次に、制御装置の動作について説明する。図２４は、制御装置の全体動作を示すフローチャートである。

図２４に示すように、まず、取得部１１１は、グレア制御指示が画像処理装置４から制御装置１ａに出力された否かを判断する（Ｓ１２０１）。

グレア制御指示が制御装置１ａに出力されない場合（Ｓ１２０１，ＮＯ）、取得部１１１は、画像処理装置４により出力された日陰制御指示または日向制御指示を取得し（ＳＳ１２０２）、その後、ステップＳ１０５，Ｓ１０６ａの動作が順次実行される。ここで、ステップＳ１０６ａの動作としての主制御処理については、第１の実施形態とその動作が一部異なる。具体的には、ステップＳ６０８の処理が実行される代わりに、ステップＳ６０８ａとして、通知部１１２が、日向制御が実行されたことを示す日向制御通知を画像処理装置４に出力する点が第１の実施形態における主制御処理とは異なる。

一方、グレア制御指示が制御装置１ａに出力された場合（Ｓ１２０１，ＹＥＳ）、開度制御部１０８は、対象とする電動ブラインド９に対してグレア制御を実行する（Ｓ１２０３）。

このように、画像処理装置がブラインド制御の処理の一部を実行することによって、制御装置の処理負荷を軽減することができる。また、ユーザインターフェイスを必要としない画像処理装置として、制御装置と比較して安価な装置を用いることによって、制御システムに掛かるコストを低減することができる。特に、制御対象であるブラインドが多数ある場合、また、制御対象であるブラインドが複数の部屋に配置されている場合に本実施形態は有効である。

なお、本実施形態においては、画像処理装置は、グレア制御について、制御装置からの日射制御通知としての日向制御通知に応じて、画像処理及び判定処理を行なうようにしたが、制御装置から画像処理装置への通知は省略することもできる。この場合、画像処理装置では、日向制御指示を制御装置に出力した後、一定周期で画像取得を行なって画素判定や領域判定を行ない、その判定結果を制御装置に出力し、制御装置にて日射制御処理を行なうことで実現できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

なお、上述した各実施形態において、各閾値を互いに同様の閾値設定処理により設定するようにしたが、各閾値を異なる閾値設定処理により設定するようにしても良い。例えば、日陰閾値については第１の実施形態に係る閾値設定処理により設定し、日向閾値、グレア閾値については第２の実施形態に係る閾値設定処理により設定することも可能である。また、各閾値それぞれについて、異なる閾値設定処理を組み合わせてその値を設定しても良い。例えば、各閾値を第１の実施形態に係る閾値設定処理により設定した上で、第２の実施形態に係る閾値設定処理により増減させるようにしても良い。

１ 制御装置
２ 撮像装置
９ 電動ブラインド
１２ 記憶部
１０１ 画像取得部
１０２ 画像生成部
１０３ 位置算出部
１０４ 画素判定部
１０５ 閾値設定部
１０６ 領域判定部
１０７ 日射制御部
１０８ 開度制御部

Claims (7)

1. 建物の開口部に設置された電動ブラインドの制御装置であって、
   撮像装置により前記開口部が撮像された階調画像を取得する画像取得部と、
   前記階調画像において前記開口部に対応する領域である開口部領域内の画素の階調値と所定の階調値を示す画素閾値との比較に基づいて、前記画素を所定の日射状態に属する画素である日射画素と判定する画素判定部と、
   前記開口部領域に占める前記日射画素の割合が所定の割合を示す領域閾値以上である場合、前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定する領域判定部と、
   前記領域判定部により前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定された場合、前記開口部領域に対応する開口部に設置された電動ブラインドを、前記所定の日射状態に対応した開度に制御する日射制御部と
   を備える電動ブラインドの制御装置。
2. 前記開口部領域内の画素の階調値に基づいて、前記画素閾値を設定する閾値設定部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電動ブラインドの制御装置。
3. 前記閾値設定部は、前記開口部領域内の画素間の階調値の差に基づいて、前記画素閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電動ブラインドの制御装置。
4. 前記閾値設定部は、前記開口部領域内の画素の階調値と、前記階調画像において前記開口部以外の部分に対応する領域である周辺領域内の画素の階調値との差に基づいて、前記画素閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電動ブラインドの制御装置。
5. 前記画像取得部は所定の時間毎に前記階調画像を取得し、
   前記閾値設定部は、開口部領域内の画素の階調値の平均値を算出して時系列順に記憶部に記憶し、算出した平均値と前記記憶部に記憶された直前の平均値との差を算出し、該差に基づいて、前記画素閾値を設定することを特徴とする請求項２に記載の電動ブラインドの制御装置。
6. 前記撮像装置は、前記建物の外部から前記開口部を撮像することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の電動ブラインドの制御装置。
7. 建物の開口部に設置された電動ブラインドの制御方法であって、
   撮像装置により前記開口部が撮像された階調画像を取得し、
   前記階調画像において前記開口部に対応する領域である開口部領域内の画素の階調値と所定の階調値を示す画素閾値との比較に基づいて、前記画素を所定の日射状態に属する画素である日射画素と判定し、
   前記開口部領域に占める前記日射画素の割合が所定の割合を示す領域閾値以上である場合、前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定し、
   前記開口部領域が前記所定の日射状態に属すると判定された場合、前記開口部領域に対応する開口部に設置された電動ブラインドを、前記所定の日射状態に対応した開度に制御する、電動ブラインドの制御方法。

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