JP7109162B2 - 空気調和機 - Google Patents

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本発明は、空気調和機に関する。
従来の空気調和機として、リモートコントローラによる送風内容の設定に加えて、人のジェスチャによる送風内容の設定操作を受け付けることが可能な空気調和機が存在する(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載の空気調和機は、人の動作を誤認識して設定を変更してしまうことを防止するために、人の位置、移動傾向などを表す所在分布が変化したことを検出した場合にジェスチャによる空気調和機の操作の受け付けを開始する。
特開2013-231520号公報
特許文献1に記載の空気調和機をはじめとする、ジェスチャによる送風内容の設定操作を受け付けることが可能な空気調和機は、利用者が移動した場合、利用者は、移動後の場所においてジェスチャによる操作をあらためて行う必要があった。例えば、利用者に向けて送風が行われるように設定した後でこの利用者が移動した場合、利用者は自分に向けて送風が行われるように再度ジェスチャ等による操作を行う必要があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、利用者の利便性を高めた空気調和機を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気調和機は、空気調和の対象空間を撮像して撮像データを出力する撮像部と、空気調和の対象空間に存在する人が行う空調設定を変更するためのジェスチャを撮像データに基づいて検出するジェスチャ検出部とを備える。また、空気調和機は、ジェスチャ検出部が検出したジェスチャに従い空調制御を行う空調制御部と、ジェスチャによる空調設定において送風設定を行った人が移動したか否かを撮像データに基づいて判定する移動検出部と、撮像部が撮像を行って撮像データを出力するごとに、出力された撮像データを解析して空気調和の対象空間に人が存在するか否かを判定する人体検出部と、空気調和の対象空間に人が存在すると判定された撮像データおよび人の位置情報を人体検出部から受け取って記憶する記憶部と、を備える。ジェスチャ検出部は、記憶部が記憶している撮像データを解析してジェスチャの有無を判定し、ジェスチャを検出した場合、検出したジェスチャを示す検出ジェスチャ情報とジェスチャを行った人を示すジェスチャ実行者情報とを対応付けて記憶部で記憶させる。移動検出部は、記憶部が記憶している撮像データ、検出ジェスチャ情報およびジェスチャ実行者情報に基づいて、空気調和の対象空間に存在する人の中から送風設定を行った人を特定するとともに、特定した人の移動の有無を判定し、移動を検出した場合、特定した人の移動先の位置情報および検出ジェスチャ情報を空調制御部に通知し、通知した位置情報および検出ジェスチャ情報に基づき、空気調和の風向および風量の一方または双方を調整させる。
本発明によれば、利用者の利便性を高めた空気調和機を実現できる、という効果を奏する。
本発明にかかる空気調和機の構成例を示す図 空気調和機を適用する部屋の一例を示す図 空気調和機を実現するハードウェア構成の一例を示す図 空気調和機の動作の一例を示すフローチャート 記憶部が記憶するデータの構成例を示す図
以下に、本発明の実施の形態に係る空気調和機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態.
図1は、本発明にかかる空気調和機の構成例を示す図である。空気調和機1は、撮像部11、人体検出部12、記憶部13、ジェスチャ検出部14、移動検出部15、リモコン操作検出部16および空調制御部17を備える。
撮像部11は、空気調和機1が設置された室内である空気調和の対象空間を撮像し、撮像データを人体検出部12へ出力する。撮像データは静止画像のデータであってもよいし動画像のデータであってもよいが、本実施の形態では静止画像のデータとする。撮像部11は、図2に示したように、空気調和機1の前面、すなわち空気調和機1の利用者3,4が存在する空気調和の対象空間側の面に設置される。撮像部11は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラなどの撮像素子で構成される。撮像部11は、空気調和の対象空間の全体を、一定周期で繰り返し撮像し、得られた撮像データを人体検出部12へ出力する。なお、撮像部11は、空気調和の対象空間全体を一度に撮像することが不可能な場合、撮像面の向きを変更しながら2回以上にわたって撮像を行い、空気調和の対象空間全体を撮像する。
人体検出部12は、撮像部11から撮像データを受け取るとこれを解析し、人が存在するか否かを判別する。人体検出部12は、人が存在することを検出した場合、受け取った撮像データを記憶部13へ出力してこれを記憶させる。人体検出部12が撮像データを解析して人を検出する方法はどのような方法を用いてもよく、公知の技術を使用すればよい。人体検出部12が撮像データを解析して人を検出する処理の説明は省略する。人体検出部12は、人が存在しないと判断した場合、受け取った撮像データを廃棄する。なお、人体検出部12は、人が存在することを検出した場合、人の位置を表す座標を算出し、算出した座標を位置情報として、撮像データとともに記憶部13へ出力するようにしてもよい。
記憶部13は、人体検出部12から撮像データを受け取った場合にこれを記憶する。記憶部13は、撮像データと一緒に位置情報を受け取った場合、受け取った撮像データと位置情報とを対応付けて記憶する。なお、記憶部13が記憶する撮像データには撮像が行われた時刻の情報または記憶部13が撮像データを受け取った時刻の情報が含まれるものとする。記憶部13は、受け取った撮像データの数が予め決められた数に達すると、その後は、撮像データを受け取るごとに最も古い撮像データを消去し、最新の撮像データを記憶する。
ジェスチャ検出部14は、記憶部13で記憶されている撮像データを解析して人の動きすなわちジェスチャを検出し、検出したジェスチャが空気調和機1の操作と対応付けられているか否か、すなわち空気調和機1の操作と対応付けられている複数のジェスチャの中の1つに該当しているか否かを判別する。ジェスチャ検出部14は、複数の撮像データを比較することにより人の動きを特定してジェスチャを検出する。ジェスチャ検出部14は、検出したジェスチャが空気調和機1の操作と対応付けられている複数のジェスチャの中の1つに該当している場合、すなわち、空調設定を変更するためのジェスチャを検出した場合、検出したジェスチャに対応付けられている操作を行うよう空調制御部17に要求する。また、ジェスチャ検出部14は、検出したジェスチャの情報とこのジェスチャを行った人の情報とを対応付けて記憶部13に出力し、記憶部13で記憶させる。ジェスチャを行った人の情報は、人の位置情報であってもよい。ジェスチャを行った人を位置情報で区別する場合、空気調和の対象空間内に複数の人が存在していてもジェスチャを行った人が空間内のどの人なのかを容易に区別することが可能となる。
移動検出部15は、記憶部13で記憶されているデータ、具体的には、撮像データ、ジェスチャ検出部14で検出されたジェスチャの情報、ジェスチャを行った人の情報を解析し、ジェスチャ検出部14で検出されたジェスチャを行った人が移動したか否かを判別する。
リモコン操作検出部16は、図示を省略したリモートコントローラ(以下、リモコンとする)を使用して行われた空気調和機1に対する操作を検出する。リモコン操作検出部16は、リモコンを使用して行われた操作を検出した場合、検出した操作の内容を空調制御部17へ出力する。
空調制御部17は、ジェスチャ検出部14からの要求、移動検出部15から受け取った判別結果およびリモコン操作検出部16から受け取った操作内容に従い、空気調和機1の動作を制御する。
ここで、空気調和機1のハードウェア構成について説明する。撮像部11は、上述したように、CCDカメラなどの撮像素子で実現することができる。人体検出部12、ジェスチャ検出部14および移動検出部15は、図3に示した処理回路100により実現することができる。処理回路100は、汎用のプロセッサ101およびメモリ102を含み、メモリ102は、プロセッサ101が人体検出部12、ジェスチャ検出部14および移動検出部15として動作するためのプログラムを記憶する。すなわち、人体検出部12、ジェスチャ検出部14および移動検出部15は、これらの各部として動作するためのプログラムをメモリ102から読み出してプロセッサ101が実行することにより実現することができる。ここで、プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)ともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリー、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはDVD(Digital Versatile Disc)等である。
なお、人体検出部12、ジェスチャ検出部14および移動検出部15は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせた回路といった専用のハードウェアで実現することも可能である。また、人体検出部12、ジェスチャ検出部14および移動検出部15の一部を専用のハードウェアで実現し、残りを図3に示した処理回路100で実現するようにしてもよい。
また、記憶部13は、図3に示したメモリ102などの記憶装置で実現することができる。リモコン操作検出部16は、図3に示した処理回路100とリモコンから送信された信号を受信するための受信回路により実現することができる。処理回路100に代えて、単一回路、復号回路などの専用の回路でリモコン操作検出部16を実現するようにしてもよい。
つづいて、実施の形態にかかる空気調和機1の動作、具体的には、利用者からの操作を受け付けて空調動作の設定を変更する場合の動作について説明する。図4は、空気調和機1の動作の一例を示すフローチャートである。空気調和機1は、図4に示したフローチャートに従い、利用者が行う操作を検出して空調動作の設定を変更する。
空気調和機1は、まず、リモコン操作が行われたか否かを確認し(ステップS11)、リモコン操作が行われた場合(ステップS11:Yes)、空調設定を変更する(ステップS12)。具体的には、ステップS11では、リモコン操作検出部16が、空気調和機1に対する操作を示す信号をリモコンから受信したか否かを確認する。リモコン操作検出部16は、空気調和機1に対する操作を示す信号を受信すると、受信した信号が示す操作内容を空調制御部17に通知する。空調制御部17は、操作内容の通知をリモコン操作検出部16から受けると、ステップS12として、通知された操作内容に従い空気調和機1の設定を変更する。例えば、通知された操作内容が風向の変更を示す場合、空調制御部17は、操作内容に従って風向を変更する。
リモコン操作が行われていない場合(ステップS11:No)、空気調和機1は、撮像の実施タイミングか否かを確認し(ステップS13)、実施タイミングではない場合(ステップS13:No)、ステップS11に戻って動作を継続する。空気調和機1は、前回撮像を実施してからの経過時間が予め決められた時間に達した場合は撮像の実施タイミングであると判断する。空気調和機1は、撮像の実施タイミングである場合(ステップS13:Yes)、撮像を実施する(ステップS14)。ステップS14では、撮像部11が、空気調和の対象空間を撮像する。空気調和機1は、次に、空気調和の対象空間に人がいるか否かを確認し(ステップS15)、空気調和の対象空間に存在する人を検出しない場合(ステップS15:No)、ステップS11に戻って動作を継続する。空気調和の対象空間に人が存在するか否かの判定は、人体検出部12が、撮像部11で撮像された画像のデータである撮像データを撮像部11から受け取って解析することにより行う。
空気調和の対象空間に存在する人を検出した場合(ステップS15:Yes)、空気調和機1の人体検出部12は、空気調和の対象空間に存在している人の位置情報を生成する(ステップS16)。人体検出部12が生成する位置情報は、撮像部11で撮像された画像のどこに人が存在しているのかを示す情報である。複数の人が存在する場合、人体検出部12は、複数の人の各々の位置情報を生成する。このステップS16において、人体検出部12は、撮像部11から受け取った撮像データと、特定した人の位置情報とを記憶部13に出力し、記憶部13は、受け取った撮像データと人の位置情報とを対応付けて記憶する。
なお、ステップS16の処理は必須ではなく、省略することも可能である。その場合、後述する、人の移動判定処理において人の位置を特定する処理を行う。
空気調和機1は、次に、ジェスチャがあるかどうか、すなわち、空気調和の対象空間に存在する人が空気調和機1を操作するためのジェスチャを行ったか否かを確認する(ステップS17)。このステップS17においては、空気調和機1のジェスチャ検出部14が、記憶部13で記憶されている撮像データおよびこれに対応付けられた位置情報を解析して人の動きを検出し、検出した動きが空気調和機1を操作するためのジェスチャと一致するか否かを確認する。具体的には、ジェスチャ検出部14は、撮像された時刻が連続する複数の撮像データ(画像)を比較することにより人の動きを検出する。このとき、ジェスチャ検出部14は、撮像データと対応付けられている位置情報が示す座標を含む一定範囲を対象として、撮像データを比較する。比較対象の範囲を一定範囲に絞り込むことにより、処理負荷を軽減することができ、人の動きを検出するまでの所要時間を短縮できる。空気調和機1を操作するためのジェスチャは複数存在し、複数のジェスチャの各々は、空気調和機1に対する操作のいずれか1つと対応付けられている。複数のジェスチャとしては、例えば、設定温度を上げる操作に対応付けられたジェスチャ、設定温度を下げる操作に対応付けられたジェスチャ、風量を上げる操作に対応付けられたジェスチャ、風量を下げる操作に対応付けられたジェスチャ、風向を変更する操作に対応付けられたジェスチャ、運転モード(冷房モード、暖房モード、除湿モード、送風モードなど)を変更する操作に対応付けられたジェスチャ、運転を停止させる操作に対応付けられたジェスチャ、運転を開始させる操作に対応付けられたジェスチャ、などが該当する。
空気調和機1を操作するためのジェスチャが行われたことを検出した場合(ステップS17:Yes)、空気調和機1のジェスチャ検出部14は、検出したジェスチャに対応する操作を行うよう、空調制御部17に要求を行い、この要求を受けた空調制御部17は空気調和機1の空調設定を変更する(ステップS18)。また、このとき、ジェスチャ検出部14は、検出したジェスチャを示す情報(以下、「検出ジェスチャ情報」と称する)およびジェスチャを行った人の情報(以下、「ジェスチャ実行者情報」と称する)を生成し、生成した情報を記憶部13に出力する。記憶部13は、検出ジェスチャ情報およびジェスチャ実行者情報をジェスチャ検出部14から受け取ると、受け取った情報を記憶する。なお、ジェスチャ検出部14は、複数の人が同時にジェスチャを行ったことを検出した場合、検出したジェスチャそれぞれについて、検出ジェスチャ情報およびジェスチャ実行者情報を生成し、記憶部13に出力する。ジェスチャ実行者情報は、ジェスチャを実行した人の位置情報であってもよい。複数の人の各々の位置情報が完全に一致することはないため、複数の人を識別するための情報として、各人の位置情報を使用することが可能である。ジェスチャ実行者情報として位置情報を記憶する場合、空気調和機1は、記憶している情報(検出ジェスチャ情報,ジェスチャ実行者情報)から、どの場所にいる人がどの設定を行ったのかを容易に把握することができる。ジェスチャを実行した人の位置情報をジェスチャ実行者情報とする場合、ジェスチャ実行者情報は、ジェスチャ検出部14が解析した撮像データと対応付けられている位置情報となる。
ここで、ジェスチャを実行した人の位置情報をジェスチャ実行者情報とする場合に記憶部13が記憶するデータについて説明する。図5は、記憶部13が記憶するデータの構成例を示す図である。図5に示したように、記憶部13は、複数の撮像データDm(m=1,2,3,…)と、各撮像データを解析して検出された人の位置情報[Xn1,Yn2](n1=1,2,3,…、n2=1,2,3,…)と、検出ジェスチャ情報とを対応付けて記憶する。図5は、撮像データD1~D3において2人が検出され、2人の位置が[X1,Y2]および[X8,Y8]であり、また、撮像データを解析した結果、撮像データD3において位置が[X1,Y2]の人がジェスチャ#1を行ったことを検出した場合のデータの構成例を示している。図5に示した例では、撮像データD1が最も古く、撮像データD2,D3となるにつれて新しくなるものとしている。撮像データおよび位置情報は、上記のステップS16が実行された場合に記憶部13が記憶する情報である。また、検出ジェスチャ情報は、上記のステップS18が実行された場合に記憶部13が記憶する情報である。検出ジェスチャ情報が‘-’の場合はジェスチャが検出されなかったことを表す。
なお、ジェスチャ実行者情報は、位置情報に限らず、顔の情報、服の形または色といった服装の情報、など、各人を識別することが可能な情報であればどのような情報であってもよい。この場合、記憶部13が記憶する情報は、顔の情報などであるジェスチャ実行者情報を図5に示した情報に対してさらに付加したものとなる。
ステップS18を実行した場合、およびステップS17の判定が「No」すなわちジェスチャを検出しない場合、空気調和機1は、空気調和の対象空間に存在する人が移動したか否かを確認する(ステップS19)。具体的には、空気調和機1の移動検出部15が、記憶部13で記憶されている撮像データおよびこれに対応付けられた位置情報を解析し、人の移動の有無を判別する。移動検出部15は、人の位置の変化量が規定値に達した場合に移動ありと判断する。
人の移動を検出しない場合(ステップS19:No)、空気調和機1は、ステップS11に戻って動作を継続する。人の移動を検出した場合(ステップS19:Yes)、空気調和機1の移動検出部15は、送風設定の変更が必要か否かを確認する(ステップS20)。移動検出部15は、移動した人がジェスチャにより送風設定を行った人である場合、送風設定の変更が必要と判断する。移動検出部15は、移動した人がジェスチャにより送風設定以外の設定を行った人、例えば、目標温度の設定を行った人である場合、送風設定の変更が不要と判断する。
送風設定の変更が必要ではない場合(ステップS20:No)、空気調和機1は、ステップS11に戻って動作を継続する。送風設定の変更が必要な場合(ステップS20:Yes)、移動検出部15は、移動した人の移動後の位置と、この人が過去に行った設定内容(ジェスチャ)とを空調制御部17に通知し、この通知を受けた空調制御部17が空気調和機1の送風設定を変更する(ステップS21)。例えば、移動検出部15は、自分に向けて送風が行われるようにする設定をジェスチャにより行った人が[X1,Y2]で表される位置から[X2,Y4]で表される位置へ移動したことを検出した場合、移動した人の移動後の位置[X2,Y4]と、移動した人が自分に向けて送風が行われるようにするジェスチャを実施したこととを空調制御部17に通知する。この通知を受けた空調制御部17は、通知された位置に向けて送風を行うよう、空気調和機1の図示を省略した送風手段を制御する。ここで、送風手段は、空気調和の対象空間に向けて送る風を生成する送風ファン、送風ファンが生成した風の方向を調整する風向板などを含んで構成される。また、例えば、移動検出部15は、自分に向けて送風が行われないようにする設定をジェスチャにより行った人が[X5,Y1]で表される位置から[X7,Y1]で表される位置へ移動したことを検出した場合、移動した人の移動後の位置[X7,Y1]と、移動した人が自分に向けた送風を行わないようにするジェスチャを実施したこととを空調制御部17に通知する。この通知を受けた空調制御部17は、通知された位置に向けた送風を行わないよう、空気調和機1の送風手段を制御する。なお、自分に向けて送風が行われるようにする設定をジェスチャにより行った人の移動先が、空気調和機1から見て、移動前と同じとなる場合が考えられる。すなわち、人が送風の方向に沿って空気調和機1から遠ざかる、または、近づく場合がある。このような場合、空調制御部17は、風向の変更は行わずに風量を変更してもよい。具体的には、空調制御部17は、人が空気調和機1から遠ざかった場合は風量を増加させ、人が空気調和機1に近づいた場合は風量を減少させる。また、人が送風の方向からずれつつ空気調和機1から遠ざかる、または、近づく場合、空調制御部17は、風向および風量の双方を変更してもよい。
空気調和機1は、ステップS21を実行して送風設定を変更した後はステップS11に戻って動作を継続する。
以上のように、本実施の形態にかかる空気調和機は、定期的に(一定周期で)空気調和の対象空間を撮像し、得られた撮像データを解析することにより、空気調和機の操作と対応付けられたジェスチャを利用者が行ったか否かを確認する。また、空気調和機は、空気調和機の操作と対応付けられたジェスチャを利用者が行ったことを検出すると、検出したジェスチャと対応付けられた設定を行う。また、空気調和機は、撮像データを解析することにより、ジェスチャを行った利用者が移動したか否かを監視し、移動したことを検出すると、さらに、設定変更が必要か否かを確認し、設定変更が必要な場合には、移動後の位置に応じて設定を変更する。具体的には、空気調和機は、移動した利用者がジェスチャにより送風設定を行っていた場合、送風設定を変更する。このように、空気調和機は、ジェスチャにより設定を行った利用者が移動した場合は移動先に合わせて設定を変更するため、利用者は、設定変更を指示するためのジェスチャを移動先で再度行う必要が無くなる。よって、利用者の利便性を高めた空気調和機を実現できる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
1 空気調和機、3,4 利用者、11 撮像部、12 人体検出部、13 記憶部、14 ジェスチャ検出部、15 移動検出部、16 リモコン操作検出部、17 空調制御部。

Claims (3)

  1. 空気調和の対象空間を撮像して撮像データを出力する撮像部と、
    前記空気調和の対象空間に存在する人が行う空調設定を変更するためのジェスチャを前記撮像データに基づいて検出するジェスチャ検出部と、
    前記ジェスチャ検出部が検出したジェスチャに従い空調制御を行う空調制御部と、
    前記ジェスチャによる前記空調設定において送風設定を行った人が移動したか否かを前記撮像データに基づいて判定する移動検出部と、
    前記撮像部が撮像を行って撮像データを出力するごとに、出力された撮像データを解析して前記空気調和の対象空間に人が存在するか否かを判定する人体検出部と、
    前記空気調和の対象空間に人が存在すると判定された撮像データおよび前記人の位置情報を前記人体検出部から受け取って記憶する記憶部と、
    を備え、
    前記ジェスチャ検出部は、前記記憶部が記憶している前記撮像データを解析して前記ジェスチャの有無を判定し、前記ジェスチャを検出した場合、検出したジェスチャを示す検出ジェスチャ情報とジェスチャを行った人を示すジェスチャ実行者情報とを対応付けて前記記憶部で記憶させ、
    前記移動検出部は、前記記憶部が記憶している撮像データ、検出ジェスチャ情報およびジェスチャ実行者情報に基づいて、前記空気調和の対象空間に存在する人の中から送風設定を行った人を特定するとともに、特定した人の移動の有無を判定し、移動を検出した場合、特定した人の移動先の位置情報および検出ジェスチャ情報を前記空調制御部に通知し、通知した位置情報および検出ジェスチャ情報に基づき、空気調和の風向および風量の一方または双方を調整させる、
    空気調和機。
  2. 前記ジェスチャ検出部は、前記撮像データが表す画像の前記位置情報が示す座標を含む一定範囲を対象とした解析を行う、
    請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記ジェスチャ検出部が検出したジェスチャの情報を前記記憶部が記憶し、
    前記移動検出部は、前記記憶部が記憶している前記位置情報および前記ジェスチャの情報に基づいて、前記送風設定を行った人の移動を検出する、
    請求項1または2に記載の空気調和機。
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