JP6956391B2 - Sensor devices, control systems and load control systems - Google Patents
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Description
本発明は、センサ装置、制御システムおよび負荷制御システムに関し、特に、人の存在の有無を検知する人検知センサに用いられるセンサ装置、制御システムおよび負荷制御システムに関する。 The present invention relates to a sensor device, a control system and a load control system, and more particularly to a sensor device, a control system and a load control system used for a human detection sensor that detects the presence or absence of a person.
従来、人の存在の有無を検知する人検知センサの検知結果に基づいて、制御対象の負荷機器を制御する負荷制御装置が利用されている。 Conventionally, a load control device that controls a load device to be controlled based on a detection result of a human detection sensor that detects the presence or absence of a person has been used.
この種の負荷制御装置としては、撮像素子を有する照明制御端末が知られている(たとえば、特許文献1を参照)。 As a load control device of this type, a lighting control terminal having an image pickup element is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の照明制御端末は、撮像素子による撮像画像に基づいて人の有無を判別して、照明器具の調光を制御する。撮像素子は、複数の照明器具の照明範囲が含まれるように撮像範囲が設定されている。照明制御端末は、各照明器具の照明範囲に対応する形で、撮像画像を複数の領域に分割している。特許文献1の照明制御端末は、撮像画像中に入室者を検出した場合、入室者がいる分割領域に対応する照明器具に対して調光制御を行うことができる、としている。
The lighting control terminal of
また、負荷制御装置に利用可能な構成としては、人体の動きを撮像して画像処理する人体検出センサと、熱感知により作動する赤外線センサとを有する人体検知装置が知られている(たとえば、特許文献2を参照)。 Further, as a configuration that can be used for the load control device, a human body detection device having a human body detection sensor that captures and processes an image of the movement of the human body and an infrared sensor that operates by heat sensing is known (for example, a patent). See Reference 2).
特許文献2の人体検知装置では、人体検出センサの他に赤外線センサを設けることで、人体検出センサによる画像処理の遅れを、検出速度の速い赤外線センサで補完して、センサ性能を向上できる、としている。
In the human body detection device of
ところで、負荷制御装置は、特許文献1の照明制御端末や特許文献2の人体検知装置の構成だけでは十分ではなく、更なる改良が求められている。
By the way, the load control device is not sufficient only with the configuration of the lighting control terminal of
本発明の目的は、改良されたセンサ装置、制御システムおよび負荷制御システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an improved sensor device, control system and load control system.
本発明の一態様に係るセンサ装置は、第1人検知センサと、複数の第2人検知センサと、出力部と、を備えるセンサ装置である。前記第1人検知センサは、第1検知範囲を撮像した画像に基づいて前記第1検知範囲内の人の存在の有無を検知し、前記第1検知範囲を分割した複数の分割領域ごとに、人の存在の有無を検知できるように構成される。前記複数の第2人検知センサは、それぞれ赤外線に基づいて第2検知範囲内の人の存在の有無を検知する。前記出力部は、前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する。前記第1人検知センサの撮像方向から前記センサ装置を見たとき、前記第1人検知センサが前記センサ装置の中央部に配置され、前記複数の第2人検知センサが前記第1人検知センサを囲む位置に配置されている。前記出力部は、前記第1人検知センサで検知される第1検知範囲内の明るさに基づいて、前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する。 The sensor device according to one aspect of the present invention is a sensor device including a first person detection sensor, a plurality of second person detection sensors, and an output unit . The first person detection sensor detects the presence or absence of a person within the first detection range based on an image obtained by capturing the first detection range, and divides the first detection range into each of a plurality of divided regions. It is configured to detect the presence or absence of a person. The plurality of second person detection sensors each detect the presence or absence of a person within the second detection range based on infrared rays. The output unit outputs information based on the detection results of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor. When the sensor device is viewed from the imaging direction of the first person detection sensor, the first person detection sensor is arranged at the center of the sensor device, and the plurality of second person detection sensors are the first person detection sensor. It is placed in a position surrounding. The output unit obtains information based on the detection result of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor based on the brightness within the first detection range detected by the first person detection sensor. Output.
本発明の一態様に係る制御システムは、前記センサ装置と、前記センサ装置の検知結果に基づいて負荷を制御する制御部と、を備える。 The control system according to one aspect of the present invention includes the sensor device and a control unit that controls the load based on the detection result of the sensor device.
本発明の一態様に係る負荷制御システムは、前記制御システムと、前記制御部により制御される負荷と、を備える。 The load control system according to one aspect of the present invention includes the control system and a load controlled by the control unit.
本発明の一態様に係るセンサ装置、制御システムおよび負荷制御システムは、更なる改良を図ることができる、という効果がある。 The sensor device, control system, and load control system according to one aspect of the present invention have the effect of being able to be further improved.
以下では、本実施形態の負荷制御装置10を、図1ないし図6に基づいて説明する。本実施形態の負荷制御装置10を備えた負荷制御システム30については、図7に基づいて説明する。図中においては、同じ部材に対し、同じ符号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。
Hereinafter, the
本実施形態の負荷制御装置10は、図1および図2に示すように、筐体1と、蓋体2と、を備えている。筐体1は、底を有する筒状の外形形状をしている。蓋体2は、筐体1の開口1aaを塞ぐように設けられている。蓋体2は、第1人検知センサ5と、複数の第2人検知センサ6とを備えている。第1人検知センサ5は、図3に示すように、平面視において、蓋体2の中央部に設けられている。複数の第2人検知センサ6は、平面視において、蓋体2の周部に沿って設けられている。筐体1と蓋体2とで囲まれた内部には、図4に示す判断部3と、通信部4とが収納されている。判断部3は、第1人検知センサ5からの第1センサ信号と、第2人検知センサ6からの第2センサ信号とに基づいて、人の存在の有無を判断する。通信部4は、判断部3の判断結果に基づいて、制御信号を出力する。第1人検知センサ5は、撮像素子5aを備えている。撮像素子5aは、図5に示す第1検知範囲10aaを撮像する。第1人検知センサ5は、撮像素子5aが第1検知範囲10aaを撮像して生成した画像データに基づいて、第1検知範囲10aaにおける人の存在の有無を検知することができる。第2人検知センサ6は、赤外線センサ6aを備えている。赤外線センサ6aは、第2検知範囲10baを検知する。第2人検知センサ6は、赤外線センサ6aが検知した赤外線に基づいて、第2検知範囲10baにおける人の存在の有無を検知することができる。第1人検知センサ5は、図6に示すように、第1検知範囲10aaを分割した複数の分割領域10abごとに、人の存在の有無を検知できるように構成されている。複数の分割領域10abそれぞれは、複数の第2人検知センサ6のいずれか1つの第2検知範囲10baと重複している。第1人検知センサ5は、さらに、第1検知範囲10aaの複数の分割領域10abごとに、人の存在の有無を検知する検知機能のオンとオフとを切り替えることができるように構成されている。図6のドットで示された分割領域10abは、検知機能がオフにしたことを例示している。複数の第2人検知センサ6は、第1人検知センサ5の複数の分割領域10abそれぞれにおける検知機能のオンとオフに応じて、重複する第2検知範囲10baを検知する第2人検知センサ6が対応してオンとオフに制御される。図6の太一点鎖線で示された第2検知範囲10baは、検知機能がオフにされた分割領域10abに応じて、第2人検知センサ6が対応してオフに制御されていることを例示している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
本実施形態の負荷制御装置10は、複数の分割領域10abそれぞれにおける検知機能のオンとオフに応じて、重複する第2検知範囲10baを検知する第2人検知センサ6が対応して制御されるので、より人の検知精度を高めることができる。
In the
最初に、負荷制御システム30全体について簡単に説明する。
First, the entire
負荷制御システム30は、図7に示すように、負荷制御装置10と、スイッチ31と、照明器具32と、伝送ユニット33と、電源トランス35と、を備えている。負荷制御システム30は、伝送線30aを介して、複数の負荷制御装置10と、スイッチ31と、複数の照明器具32と、伝送ユニット33と、が電気的に接続される。負荷制御システム30は、電源線30bを介して、電源トランス35と負荷制御装置10とが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 7, the
スイッチ31は、照明器具32の点灯、消灯や調光を制御できるように構成されている。スイッチ31は、照明器具32の点灯、消灯や調光を行う制御信号を、伝送ユニット33を介して、多重伝送方式で伝送できるように構成されている。スイッチ31は、制御信号を多重伝送方式で伝送することで、複数の照明器具32のうち、所定の照明器具32の点灯、消灯や調光の制御を行わせることができる。制御信号には、制御を行わせる照明器具32を特定するアドレス情報と、照明器具32を制御する制御情報とを含んでいる。言い換えれば、負荷制御システム30では、多重伝送方式により、二線の伝送線30aで制御信号を伝送できるように構成されている。
The
照明器具32は、リモートコントロールリレー32aと、リレー制御用ターミナルユニット32bと、調光ターミナルユニット32cと、を備えている。以下では、リモートコントロールリレー32aをリモコンリレー32aと称し、リレー制御用ターミナルユニット32bを制御ユニット32bと称し、調光ターミナルユニット32cを調光ユニット32cと称する。制御ユニット32bは、伝送ユニット33からの制御信号を受けてリモコンリレー32aを制御する。制御ユニット32bは、制御ユニット32bごとにアドレスが設定されている。制御ユニット32bは、多重伝送された制御信号のうち、制御ユニット32b自体に予め設定されたアドレスと一致するアドレス情報を含んだ制御信号の内容に基づいて、リモコンリレー32aを制御する。リモコンリレー32aは、照明器具32のオンとオフとを切り替えるための接点を備えている。リモコンリレー32aは、制御ユニット32bからの指令に基づいて、照明器具32のオンとオフとを切り替える。調光ユニット32cは、調光ユニット32cごとにアドレスが設定されている。調光ユニット32cは、多重伝送された制御信号のうち、調光ユニット32c自体に予め設定されたアドレスと一致するアドレス情報を含んだ制御信号を取り出すことができる。調光ユニット32cは、制御信号の内容に基づいて、照明器具32の調光を制御する。照明器具32は、リモコンリレー32aと、制御ユニット32bと、調光ユニット32cとを備えた通信機能付き照明器具として機能する。
The
伝送ユニット33は、二線の伝送線30aで各種の制御信号を複数の照明器具32に伝送できるように構成されている。伝送ユニット33は、制御信号を伝送する伝送回路を備えている。伝送ユニット33は、複数の負荷制御装置10からの制御信号が混信しないように制御して、照明器具32に伝送できるように構成されている。伝送ユニット33は、たとえば、1台で256回路分の負荷機器を制御できるように構成されている。電源トランス35は、たとえば、商用交流電源を所定の電力に変圧する変圧器を備えている。電源トランス35は、負荷制御装置10を駆動させるための電力を負荷制御装置10に供給する。負荷制御システム30では、複数の照明器具32を制御する照明コントローラを備えていてもよい。照明コントローラは、負荷制御装置10などと連動して照明器具32の点灯制御を行う。
The
以下では、負荷制御システム30における負荷制御装置10の基本的動作について説明する。
Hereinafter, the basic operation of the
負荷制御装置10は、たとえば、照明器具32が点灯している場合、第1人検知センサ5の第1センサ信号と、第2人検知センサ6の第2センサ信号とに基づいて、負荷制御装置10の検知範囲に人が滞在していると判断すれば、照明器具32の点灯を継続させる。負荷制御装置10は、照明器具32の点灯を継続させる場合、所定の照明器具32の点灯を継続させる制御信号を通信部4から出力してもよいし、制御信号を出力しなくともよい。負荷制御装置10は、第1センサ信号と、第2センサ信号との両方に基づいて、人が負荷制御装置10の検知範囲から検知範囲の外に移動中であると判断部3が判断する場合、所定の照明器具32を減光させる制御信号を通信部4から出力する。照明器具32は、調光ユニット32c自体に予め設定されたアドレスと一致するアドレス情報を含んだ制御信号に基づいて、調光制御される。負荷制御装置10は、人が負荷制御装置10の検知範囲から検知範囲の外に移動中であると判断した場合、たとえば、所定の照明器具32を100%出力の点灯状態から50%出力の点灯状態に減光させる。
The
負荷制御装置10は、たとえば、第1人検知センサ5の第1センサ信号と、第2人検知センサ6の第2センサ信号とに基づいて、人が存在していないと判断すれば、所定の照明器具32を消灯させる制御信号を通信部4から出力する。照明器具32では、制御ユニット32b自体に予め設定されたアドレスと一致するアドレス情報を含んだ制御信号に基づいて、制御ユニット32bがリモコンリレー32aを制御する。リモコンリレー32aは、制御ユニット32bからの指令に基づいて、照明器具32を消灯させる。本実施形態の負荷制御装置10を備えた負荷制御システム30では、負荷制御装置10が制御する制御対象の負荷機器を、照明器具32としている。制御対象は、照明器具32だけに限られず、たとえば、換気扇、エアコンディショナなど種々の負荷機器が挙げられる。
If the
以下では、負荷制御装置10の具体的な構成について説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the
負荷制御装置10では、筐体1が、底板と、筒体1bとを備えている。筐体1は、底板と筒体1bとで、図2に示すように、有底円筒状の外形形状をしている。蓋体2は、底部2aと、筒部2bとを備えている。蓋体2は、底部2aと筒部2bとで、有底円筒状の外形形状をしている。負荷制御装置10は、筐体1と蓋体2とを嵌め合わせた状態で、内部が空洞な箱体を構成している。負荷制御装置10は、筐体1と蓋体2とが嵌め合わされた状態で、円柱状の外形形状をしている。筐体1は、平面視において、一対の貫通孔1caを周部に沿って設けている。筐体1は、貫通孔1caに挿通された第1螺子が蓋体2の螺子孔で螺子止め、されるように構成されている。筐体1は、たとえば、ユリア樹脂など電気絶縁性の樹脂材料により形成することができる。蓋体2は、たとえば、ユリア樹脂など電気絶縁性の樹脂材料により形成することができる。筐体1と蓋体2とは、同じ材料を用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成してもよい。
In the
蓋体2は、第1窓孔2aaと、第2窓孔2abと、を備えている。蓋体2は、底部2aの中央部において、1つの第1窓孔2aaを備えている。第1窓孔2aaは、底部2aの厚み方向に貫通している。第1窓孔2aaの中心軸は、底部2aにおける外底面2caの垂線方向に沿っている。第1窓孔2aaは、平面視が円形状の形状をしている。蓋体2は、第1窓孔2aaの周部において、4つの第2窓孔2abを備えている。第2窓孔2abの中心軸は、底部2aにおける外底面2caの垂線から外方へ向かうように傾斜している。底部2aの外底面2caには、第2窓孔2abの周部に外方に向かって拡がる窪部2daが設けられている。蓋体2は、筒部2bの外周から外方に突出するフランジ部2cを底部2a側に備えている。
The
負荷制御装置10は、蓋体2の外底面2caを覆うプレート12を備えている。プレート12は、円形板状の外形形状をしている。プレート12は、第1窓孔2aaと対応する中央部に第1開口12aを備えている。プレート12は、第2窓孔2abと対応する周部に第2開口12bを備えている。第2開口12bの周りには、窪部2daに対応する周部に凹所12daを有している。プレート12は、負荷制御装置10の化粧プレートを構成している。負荷制御装置10は、プレート12の第1開口12aから第1人検知センサ5が露出する。負荷制御装置10は、プレート12の第2開口12bから第2人検知センサ6が露出する。
The
第1人検知センサ5は、撮像素子5aに加え、レンズ部5bと、レンズホルダ5cと、カバープレート5dとを備えている。撮像素子5aは、たとえば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサやCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサなどの固体撮像素子を利用することができる。撮像素子5aは、画像データを取得できるように構成されている。レンズ部5bは、撮像素子5aの前方に設けられている。レンズ部5bは、たとえば、光を集光するレンズと、撮像素子5aとレンズとの距離を相対的に変位させる調整部とを備えた構成とすることができる。調整部は、レンズを保持する永久磁石と、永久磁石を可動させる電磁コイルとで構成できる。レンズ部5bは、コイルに流れる電流を調整することでレンズを可動させ、撮像素子5aとの焦点を調整できる。レンズホルダ5cは、レンズ部5bを保持する。レンズホルダ5cは、環状の外形形状をしている。カバープレート5dは、環状のレンズホルダ5cの第3開口5c1を塞ぐように設けられている。カバープレート5dは、レンズ部5bの前方に配置される。カバープレート5dは、透光性を有している。カバープレート5dは、外部から第1人検知センサ5の内部が視認しにくくなるように、着色されている。レンズホルダ5cは、平面視において、円環状の一部に表示部8を備えている。表示部8は、発光ダイオード8aを有している。発光ダイオード8aは、発光色や点灯状態によって、負荷制御装置10の動作状態を表示することができるように構成されている。
The first
第2人検知センサ6は、赤外線センサ6aに加え、センサカバー6bを備えている。赤外線センサ6aは、円柱状の外形形状をしている。赤外線センサ6aは、軸方向に沿って3つの端子6a1を突出させている。センサカバー6bは、筒状部6b1と、円蓋状部6b2とを有している。筒状部6b1は、円筒状の外形形状をしている。円蓋状部6b2は、筒状部6b1を覆っている。円蓋状部6b2は、赤外線を集光するレンズを有している。センサカバー6bは、筒状部6b1と、円蓋状部6b2とが一体的に形成されている。センサカバー6bは、たとえば、ポリエチレン樹脂を用いて形成することができる。センサカバー6bは、赤外線センサ6aの端子6a1と反対側を覆うように構成されている。第2人検知センサ6は、人から発せられる赤外線を、センサカバー6bを介して赤外線センサ6aが検出する。第2人検知センサ6は、所定の視野角を確保するために、蓋体2の外底面2caよりもセンサカバー6bを外部に突出させている。
The second
第2人検知センサ6は、蓋体2を介して、第1回路基板13aに実装されている。図2では、説明の便宜上、第2人検知センサ6を第1回路基板13aに直接取り付けた図を示している。第1回路基板13aは、平面視において、円盤状の外形形状をしている。第1回路基板13aは、第1挿入孔13bと、第2挿入孔13cとを備えている。第1挿入孔13bは、平面視において、円弧状に形成されている。第1挿入孔13bは、センサカバー6bにおける筒状部6b1の一部を収納できるように構成されている。赤外線センサ6aは、赤外線センサ6aの一部が第1回路基板13aに当接するように配置される。第2挿入孔13cは、赤外線センサ6aの端子6a1が挿入される。第1回路基板13aは、1つの第2人検知センサ6に対し、3つの第2挿入孔13cを備えている。第2挿入孔13cは、平面視において、楕円形状に形成されている。第2挿入孔13cは、第1回路基板13aの第1面13aaに対し、端子6a1が傾斜して挿入される。赤外線センサ6aは、第1回路基板13aの第1挿入孔13bと第2挿入孔13cとで、第1回路基板13aの第1面13aaに対して傾斜して実装される。赤外線センサ6aは、平面視において、蓋体2の中央部から外周に向かうように、傾斜して実装される。
The second
第1回路基板13aは、第1面13aaに、撮像素子5a、発光ダイオード8aや赤外線センサ6aの他、FPGA(field-programmable gate array)などの電子素子5jを実装している。第1回路基板13aは、第1面13aaと対向する第2面に、IC(Integrated Circuit)やマイクロコンピュータなど実装部品を実装している。第1回路基板13aは、所定形状の配線が形成されており、撮像素子5a、発光ダイオード8a、赤外線センサ6a、電子素子5jや各種の実装部品と電気的に接続できるように構成されている。負荷制御装置10では、電子素子5jや実装部品を用いて、判断部3や通信部4が構成されている。第1回路基板13aは、螺子により、蓋体2に固定される。
In the
第1回路基板13aは、第2回路基板13fと電気的に接続される。第2回路基板13fは、円盤状の外形形状をしている。第2回路基板13fには、各種の電子部品13eが実装されている。電子部品13eは、たとえば、電解コンデンサ、フォトカプラ、サーミスタ、トランジスタ、バリスタやダイオードなどが挙げられる。第2回路基板13fは、実装された各種の電子部品13eを用いて、DC−DCコンバータを構成している。第2回路基板13fは、第1回路基板13aに給電する電源回路を構成している。第2回路基板13fは、第2螺子13dにより、筐体1に固定される。第2回路基板13fは、複数の端子部を備えている。負荷制御装置10は、筐体1における蓋体2と反対側に複数の端子部が露出している。端子部は、負荷制御装置10に給電する給電端子として機能させることができる。端子部は、通信部4からの制御信号を伝送する通信端子として機能させることができる。
The
負荷制御装置10は、引締め螺子10dと、挟み金具10eとを備えている。引締め螺子10dは、筐体1と蓋体2とに渡って設けられた溝部10mに沿って設けられる。挟み金具10eは、引締め螺子10dに嵌め合いできるように構成されている。負荷制御装置10は、図5に示すように、建築物の天井材30cなどの施工面30caに取り付けられる。負荷制御装置10は、天井材30cに設けられた貫通口30cbに埋め込んで配置される。フランジ部2cは、負荷制御装置10を天井材30cの貫通口30cbに埋め込んだ状態で、施工面30caと当接できるように構成されている。負荷制御装置10は、引締め螺子10dと挟み金具10eとを利用して、フランジ部2cと挟み金具10eとで天井材30cに取り付けることができる。負荷制御装置10は、天井材30cに取り付けることで、第1人検知センサ5や第2人検知センサ6が施工面30ca側から鉛直方向の下方を検知できるように配置される。
The
以下では、負荷制御装置10の回路構成について、図4に基づき説明する。
Hereinafter, the circuit configuration of the
負荷制御装置10は、判断部3と通信部4と第1人検知センサ5と第2人検知センサ6とに加え、電源部7を備えている。電源部7は、第2回路基板13fに形成されたDC−DCコンバータにより構成される。電源部7は、判断部3と通信部4と第1人検知センサ5と第2人検知センサ6とに電力を供給する。
The
判断部3は、制御部3sと、タイマ部3tとを備えている。判断部3は、第1人検知センサ5からの第1センサ信号と、第2人検知センサ6からの第2センサ信号と、が入力される。制御部3sは、第1センサ信号と第2センサ信号とに基づいて、照明器具32の点灯、消灯もしくは調光を制御する制御信号を、通信部4から出力させるように構成されている。制御部3sは、たとえば、CPU(Central Processing Unit)などを用いたマイクロコンピュータにより構成できる。タイマ部3tは、時刻を計時する。通信部4は、判断部3からの指令に基づいて、各種の制御信号を出力する。通信部4は、制御信号を多重伝送方式で伝送できるように構成されている。
The
制御部3sは、第1センサ信号と第2センサ信号とに基づいて、人が存在しないと判断してからタイマ部3tで計時した所定の時間の経過後、照明器具32を消灯させる制御信号を通信部4から出力させることができる。制御部3sは、タイマ部3tが計時中に、第1センサ信号および第2センサ信号に基づいて、人が存在していると判断した場合、タイマ部3tのカウントをリセットする。負荷制御装置10は、タイマ部3tがリセット後に新たにカウントダウンを完了するまでの時間の間、照明器具32の点灯を維持させることができる。
Based on the first sensor signal and the second sensor signal, the control unit 3s outputs a control signal for turning off the
第1人検知センサ5は、撮像素子5aに加え、画像処理部5eを備えている。画像処理部5eは、演算制御部5fと、第1記憶部5gと、第2記憶部5hと、を備えている。演算制御部5fは、撮像素子5aが撮像して生成した画像データを、演算処理する。演算制御部5fは、FPGAと、DSP(Digital Signal Processor)と、を用いて構成される。演算制御部5fは、DSPの代わりに、高度イメージプロセッサなどのデジタル画像処理を高速に処理することが可能な半導体素子を用いてもよい。
The first
第1記憶部5gは、撮像素子5aが撮像して生成した画像データを記憶する。第1記憶部5gは、データ量が多い画像データを記憶できるように大容量記憶装置を用いている。第1記憶部5gは、たとえば、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの記憶容量が比較的に大きな揮発性メモリを用いることができる。第2記憶部5hは、天井材30c側から見た人の輪郭の形状データなどが予め記憶されている。人の輪郭の形状データは、人と人以外とを弁別する画像識別の処理を行うために用いられる。第2記憶部5hは、第1記憶部5gと別途に備えている。第2記憶部5hは、形状データが比較高速に転送できるように、SDRAM(Synchronous DRAM)などの不揮発性メモリを用いている。
The first storage unit 5g stores image data imaged and generated by the
画像処理部5eは、撮像素子5aが撮像して生成した画像データを一時的に第1記憶部5gに記憶させる。画像処理部5eは、第1記憶部5gに記憶された画像データを、適宜に演算制御部5fへ読み込む。画像処理部5eは、第2記憶部5hから適宜に人の輪郭の形状データを演算制御部5fへ読み込む。演算制御部5fでは、読み込まれた画像データに対し、画像差分処理を行う。画像差分処理では、背景差分として、撮像素子5aで撮像された現在の画像データに基づく現在画像と、人が第1検知範囲10aaに侵入する前に予め撮像素子5aで撮像された背景データに基づく背景画像とが比較される。背景データは、第1記憶部5gに記憶させてもよいし、第2記憶部5hに記憶させてもよい。演算制御部5fは、現在画像と背景画像とを比較して、画素ごとの差分を取った差分画像を生成する。画像差分処理は、背景差分だけに限られず、撮像素子5aが読み込む時系列が異なる2つの画像データを比較した時間差分により、差分画像を生成してもよい。演算制御部5fは、現在画像と背景画像との差分を取って輝度値を2値化させた差分画像から差分画素の抽出処理が行わる。差分画素の抽出処理では、現在画像と背景画像との間で変化のない画素の輝度値が所定の閾値を下回る。差分画素の抽出処理では、人が存在する場合、現在画像と背景画像との間で変化が生じる。差分画素の抽出処理では、現在画像と背景画像との間で変化のある画素の輝度値が所定の閾値以上となる。
The
演算制御部5fは、差分画素の抽出処理を行った後、差分画素に対する認識処理を行う。認識処理では、抽出された差分画素の集団の輪郭の形状に対し、第2記憶部5hに予め記憶された人の輪郭の形状データとどれくらい一致するかを判断する形状のパターン認識による画像識別の処理を行う。演算制御部5fは、抽出した輪郭の形状と、予め記憶させた人の輪郭の形状データとの一致率を判断することで、抽出された輪郭の形状が人か、人に該当しないのかを判断することができる。演算制御部5fでは、たとえば、差分画素に対する認識処理として、SobelフィルタやPrewitフィルタなどを用いて輪郭の形状を抽出することができる。
The
演算制御部5fは、画像識別の処理により、人の存在が検知できれば、人の存在を示す第1センサ信号を出力する。第1人検知センサ5は、撮像素子5a側から画像データが出力されるたびに、画像データと背景画像とを比較することで人が存在しているか否かを適宜に検知することができる。負荷制御装置10は、静止した状態の人が存在しているだけの状態であっても、人の存在の有無を検知することが可能となる。
If the existence of a person can be detected by the image identification process, the
第2人検知センサ6では、赤外線センサ6aが、焦電素子6dと信号処理回路部6eとを備えている。焦電素子6dは、人から発せられる赤外線を検出する。信号処理回路部6eは、増幅回路6fと、帯域フィルタ6gと、比較回路6hと、出力回路6jとを備えている。増幅回路6fは、焦電素子6dからの信号を増幅する。帯域フィルタ6gは、増幅された信号のうち、雑音となる不要な周波数成分を除去する。比較回路6hは、不要な周波数成分を除去された信号が、予め設定された閾値を超えたか否かを弁別する。信号が予め設定した閾値を超えている場合、出力回路6jは、人の存在を示す第2センサ信号を出力する。すなわち、信号処理回路部6eは、焦電素子6dからの信号を増幅させて閾値と比較する。赤外線センサ6aは、焦電素子6dからの信号が閾値よりも大きければ、端子6a1から第2センサ信号を判断部3に出力する。
In the second
負荷制御装置10は、第1人検知センサ5からの第1検知信号と、第2人検知センサ6からの第2検知信号とに基づいて、人の存在の有無を判断し、複数の照明器具32それぞれの点灯、消灯若しくは調光を個別に制御する。特に、負荷制御装置10は、第1人検知センサ5が画像データの差分に基づいて人の存在の有無を検知しているため、第1検知範囲10aaにおける人の滞在、不在、移動を判別することができる。負荷制御装置10は、人が第1検知範囲10aaを移動中の場合に照明器具32を減光させ、人が第1検知範囲10aaに滞在している場合のみ照明器具32を点灯させることができる。
The
第1人検知センサ5は、撮像素子5aが撮像して生成した画像データに基づいて、人の存在の有無を検知する。第1人検知センサ5は、撮像素子5aが画像データを取得できるように、第1検知範囲10aaが所定の明るさを有している必要がある。第2人検知センサ6は、人から放射された赤外線に基づいて、赤外線センサ6aが人の存在の有無を検知しているため、明るさに関係なく人の存在の有無の検知を行うことができる。
The first
負荷制御装置10は、所定の時間間隔で、第1人検知センサ5が画像データを取得している。負荷制御装置10は、第1人検知センサ5を利用して、周囲の明るさを検出することができる。第1人検知センサ5は、周囲の明るさとして、撮像素子5aが撮像して生成した画像データ全体の平均値から照度を算出する。言い換えれば、第1人検知センサ5は、照度センサとしても機能している。判断部3は、第1人検知センサ5で検出した明るさが予め設定された所定の照度以上の場合、第1センサ信号と第2センサ信号とで人の存在の有無を判断する。予め設定する照度の閾値としては、撮像素子5aの撮像性能にもよるが、たとえば、20ルクスとすることができる。照度の閾値は、たとえば、第2記憶部5hに記憶させておけばよい。
In the
判断部3は、負荷制御装置10の周囲の明るさが所定の照度未満の場合、第2人検知センサ6からの第2センサ信号だけに基づいて、人の存在の有無を判断し、制御信号を通信部4から出力させる。負荷制御装置10は、周囲の明るさにかかわらず、第1検知信号と第2検知信号とに基づいて人の存在の有無を判断し、制御信号を通信部4から出力することができる。
When the ambient brightness of the
次に、本実施形態の負荷制御装置10における第1検知範囲10aaおよび第2検知範囲10baについて詳述する。
Next, the first detection range 10aa and the second detection range 10ba in the
第1検知範囲10aaは、たとえば、図5に示すように、第1人検知センサ5を頂点とする四角錐形に形成される。第2検知範囲10baは、第2人検知センサ6を頂点とする斜円錐形に形成される。図5では、4つの第2人検知センサ6のうち、1つの第2人検知センサ6が検知する第2検知範囲10baを例示している。第1人検知センサ5は、図6に示す平面視において、第1検知範囲10aaが矩形状に形成される。第2人検知センサ6は、第1人検知センサ5の第1検知範囲10aaと重複するように、図6に示す平面視において、第2検知範囲10baが楕円状に形成される。第1人検知センサ5と第2人検知センサ6とは、平面視における第2検知範囲10baの長軸方向が、平面視における第1検知範囲10aaの対角線に沿うように配置される。負荷制御装置10は、図6に示す平面視において、4つの第2検知範囲10ba全体が、第1検知範囲10aaを含むように配置される。
The first detection range 10aa is formed in a quadrangular pyramid shape having the first
第1人検知センサ5は、第1検知範囲10aaを複数に分割して、複数の領域10acごとに、人の存在の有無を検知する検知機能の有効と無効とを設定できるように構成されている。領域10acそれぞれは、たとえば、第1検知範囲10aaを6×6の格子状に分割した範囲の1つとすることができる。負荷制御装置10では、たとえば、柱が存在するなど設置場所によって、人の存在を検知することが不要な特定の領域10acの検知機能を予め無効とすることができる。第1人検知センサ5は、領域10acを適宜に組み合わせて、所定の範囲に設定することができる。第1人検知センサ5は、領域10acを矩形状とすることで、所定の範囲をきめ細やかに設定をすることができる。第1人検知センサ5は、領域10acが組み合わされた所定の範囲を第2記憶部5hに記憶する。負荷制御装置10は、リモートコントロール装置を用いて、外部から適宜に領域10acを設定する構成としてもよい。
The first
負荷制御装置10は、検知機能の必要な領域10acの設定を簡便化するために、第1検知範囲10aa全体を4分割した分割領域10abごとに検知機能のオンとオフとが設定される場合がある。第1人検知センサ5は、4分割した分割領域10abを簡単に設定できるように、予め第2記憶部5hに記憶させることができる。複数の分割領域10abそれぞれは、複数の第2人検知センサ6のいずれか1つの第2検知範囲10baと重複している。負荷制御装置10は、分割領域10abごとに検知機能のオンとオフとを制御する場合、複数の第2人検知センサ6のいずれかの第2検知範囲10baと重畳する分割領域10abにおける検知機能がオンやオフとなる。負荷制御装置10は、1つの分割領域10abの検知機能をオフにすると、オフとした分割領域10abに人が存在していても人の検知を行わない。
In the
負荷制御装置10は、検知機能がオフとされた分割領域10abと重畳する第2検知範囲10baとが重なっている場合、第1人検知センサ5は人の存在の有無を検知しないが、第2人検知センサ6が人の存在の有無を検知する。負荷制御装置10は、周囲が明るい場合、第1人検知センサ5からの第1センサ信号と、第2人検知センサ6からの第2センサ信号との論理積で、人の存在の有無を判断する。判断部3は、周囲の明るさが所定の照度以上の場合、第1センサ信号と、第2センサ信号との論理積の信号処理を行うことで、人の存在の有無を判断する。判断部3は、第2人検知センサ6が第1人検知センサ5の検知機能をオフとした分割領域10abで人の存在を検知しても、人が存在すると判断することはない。
The
負荷制御装置10は、周囲が暗い場合、第2人検知センサ6からの第2センサ信号に基づいて、人の存在の有無を判断する。負荷制御装置10は、複数の第2人検知センサ6が第1人検知センサ5に対応して制御されていなければ、周囲が暗い場合、第1人検知センサ5の撮像素子5aが画像データを取得できない場合でも、第2人検知センサ6が人の存在の有無の検知を行う。負荷制御装置10は、周囲が暗い場合、検知機能をオフとする分割領域10abと重複する第2人検知センサ6からの第2センサ信号に基づいても、人の存在の有無を判断する。判断部3は、第1人検知センサ5で検知機能をオフとした分割領域10abにおいて、第2人検知センサ6が人の存在を示す第2センサ信号に基づいて、人が存在していると判断する。負荷制御装置10は、たとえば、昼と夜となど周囲の明るさの違いによって、検知範囲に大きな差が発生する虞がある。
When the surroundings are dark, the
本実施形態の負荷制御装置10は、分割領域10abの設定時に、第1人検知センサ5の分割領域10abにおける検知機能のオンとオフに応じて、制御部3sで、自動的に重複する第2検知範囲10baを検知する第2人検知センサ6をオンとオフに制御している。負荷制御装置10は、制御部3sが所定の分割領域10abにおける検知機能をオフに設定すれば、オフとなった分割領域10abに対応する第2人検知センサ6の機能をオフに制御することができる。負荷制御装置10は、制御部3sが所定の分割領域10abにおける検知機能をオフに設定すれば、オフとなった分割領域10abに対応する第2人検知センサ6からの第2センサ信号を無効とすることで、第2人検知センサ6をオフとしてもよい。したがって、第2人検知センサ6をオンとオフに制御するとは、第2人検知センサ6への給電を制御することで行ってもよいし、判断部3が第2人検知センサ6からの第2センサ信号を有効や無効とすることで行ってもよい。負荷制御装置10は、検知機能をオフにした分割領域10abと第2検知範囲10baとが重複する場合、重複する第2検知範囲10baを検知する第2人検知センサ6をオフにして、周囲の明るさの違いによらず、より人の検知精度を高めることができる。
In the
1 筐体
1aa 開口
2 蓋体
3 判断部
4 通信部
5 第1人検知センサ
5a 撮像素子
6 第2人検知センサ
6a 赤外線センサ
10 負荷制御装置
10aa 第1検知範囲
10ab 分割領域
10ba 第2検知範囲
1
Claims (7)
それぞれ赤外線に基づいて第2検知範囲内の人の存在の有無を検知する複数の第2人検知センサと、
前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する出力部と、を備えるセンサ装置であって、
前記第1人検知センサの撮像方向から前記センサ装置を見たとき、前記第1人検知センサが前記センサ装置の中央部に配置され、前記複数の第2人検知センサが前記第1人検知センサを囲む位置に配置されており、
前記出力部は、前記第1人検知センサで検知される第1検知範囲内の明るさに基づいて、前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する
センサ装置。 The presence or absence of a person within the first detection range can be detected based on an image obtained by capturing the first detection range, and the presence or absence of a person can be detected for each of a plurality of divided regions obtained by dividing the first detection range. The first person detection sensor configured as
A plurality of second person detection sensors that detect the presence or absence of a person within the second detection range based on infrared rays, respectively.
A sensor device including an output unit that outputs information based on the detection result of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor.
When the sensor device is viewed from the imaging direction of the first person detection sensor, the first person detection sensor is arranged at the center of the sensor device, and the plurality of second person detection sensors are the first person detection sensor. is arranged at a position surrounding the,
The output unit obtains information based on the detection result of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor based on the brightness within the first detection range detected by the first person detection sensor. A sensor device that outputs.
請求項1に記載のセンサ装置。 The sensor according to claim 1, wherein when the sensor device is viewed from the imaging direction of the first person detection sensor, the plurality of second person detection sensors are evenly spaced between adjacent second person detection sensors. Device.
前記複数の第2人検知センサの受光部のそれぞれの光軸は、前記受光面に対して垂直であって前記第1人検知センサとは反対側に傾いている
請求項1に記載のセンサ装置。 Each of the plurality of second person detection sensors has a light receiving surface that receives infrared rays.
The sensor device according to claim 1, wherein each optical axis of the light receiving portion of the plurality of second person detection sensors is perpendicular to the light receiving surface and is inclined to the side opposite to the first person detection sensor. ..
それぞれ赤外線に基づいて第2検知範囲内の人の存在の有無を検知する4つの第2人検知センサと、
前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する出力部と、を備えるセンサ装置であって、
前記第1人検知センサの撮像方向から前記センサ装置を見たとき、前記第1人検知センサが前記センサ装置の中央部に配置され、前記4つの第2人検知センサが前記第1人検知センサを囲む位置に配置されており、
前記出力部は、前記第1人検知センサで検知される第1検知範囲内の明るさに基づいて、前記第1人検知センサおよび前記第2人検知センサの少なくとも一方の検知結果に基づく情報を出力する
センサ装置。 The presence or absence of a person within the first detection range can be detected based on an image obtained by capturing the first detection range, and the presence or absence of a person can be detected for each of a plurality of divided regions obtained by dividing the first detection range. The first person detection sensor configured as
Four second person detection sensors that detect the presence or absence of a person within the second detection range based on infrared rays, respectively.
A sensor device including an output unit that outputs information based on the detection result of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor.
When the sensor device is viewed from the imaging direction of the first person detection sensor, the first person detection sensor is arranged in the center of the sensor device, and the four second person detection sensors are the first person detection sensor. is arranged at a position surrounding the,
The output unit obtains information based on the detection result of at least one of the first person detection sensor and the second person detection sensor based on the brightness within the first detection range detected by the first person detection sensor. A sensor device that outputs.
請求項1〜4のいずれか1項に記載のセンサ装置。 The sensor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the first person detection sensor detects the stay, absence, and movement of a person within the first detection range.
前記センサ装置の検知結果に基づいて負荷を制御する制御部と、を備える
制御システム。 The sensor device according to any one of claims 1 to 5.
A control system including a control unit that controls a load based on a detection result of the sensor device.
前記制御部により制御される前記負荷と、を備える
負荷制御システム。 The control system according to claim 6 and
A load control system including the load controlled by the control unit.
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