JP7191231B2

JP7191231B2 - 空気調和装置

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Publication number: JP7191231B2
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Inventors: 桃子佐本; 元志手塚
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Filing date: 2019-07-30
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Description

本発明は、空調対象空間における人物の有無に基づいて空調制御を行う空気調和装置に関するものである。

特許文献１には、空調対象空間を撮影する撮影手段により取得される画像信号から空調対象空間における人物の有無を検知し、人物が検知されたら、空調対象空間内の人物に対して最適な空調制御を行う空気調和装置が記載されている。特許文献１の空気調和装置においては、空調対象空間における人物の位置、及び空調対象空間の出入り口の位置を重点的に撮像し、空調対象空間への人物の進入、及び空調対象空間からの人物の退出を速やかに把握することが行われている。

特開２００８－２２４０９９号公報

通常、空調対象空間においては、当該空間内に存在している人物の体感に適した空調制御が空気調和装置により行われる。この場合、空調対象空間に一定時間以上存在している人物の快適性は確保されることになる。これに対し、空調対象外の空間で活動し、空調対象外の空間の温度を体感していた人物にとって、進入直後の空調対象空間の空調が、快適ではない場合がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、空調対象空間に進入してきた人物の快適性が高められる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、空調対象空間の内部の画像データを取得する画像データ取得手段と、制御部と、を備える空気調和装置であって、前記画像データ取得手段は、赤外線カメラと、前記赤外線カメラの撮影方向を制御する撮影方向制御手段とを有し、前記制御部は、前記画像データ取得手段により取得された前記画像データに基づいて、前記空調対象空間の内部に人物が存在するか否かを検知する人物検知手段と、前記空調対象空間の少なくとも１つの出入り口の位置を特定する出入り口特定手段と、前記出入り口特定手段により特定された前記出入り口から前記空調対象空間へ人物が入室したか否かを検知する入室検知手段と、前記入室検知手段により前記空調対象空間へ人物が入室したことが検知された場合、入室した人物の温冷感を判断する温冷感判断手段と、前記温冷感判断手段による判断結果に基づいて、前記空調対象空間の空調を制御する空調制御手段と、を有し、前記人物検知手段は、前記赤外線カメラにより取得される熱画像において、人間の体温に相当する熱源がある場合、当該熱源を人物として検知し、前記空調制御手段は、前記空気調和装置の主電源がオンであって空調制御が稼働していないとき、前記温冷感判断手段により判断される現在の運転モードが冷房である場合、冷房運転を開始し、前記温冷感判断手段により前記空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると判断された場合、当該人物の体感温度が更に下がらないよう空調制御し、前記温冷感判断手段により判断される現在の運転モードが暖房である場合、暖房運転を開始し、前記温冷感判断手段により前記空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると判断された場合、当該人物の体感温度が更に上がらないよう空調制御し、前記出入り口特定手段により前記出入り口が特定されたら、前記入室検知手段は、前記赤外線カメラの撮影方向が前記出入り口に固定されるよう前記撮影方向制御手段を制御し、前記空調対象空間に前記出入り口が複数ある場合、前記入室検知手段は、前記赤外線カメラの撮影方向が複数の前記出入り口に順番に固定されるよう前記撮影方向制御手段を制御するものである。

本発明に係る空気調和装置によると、出入り口から空調対象空間へ人物が入室した場合、温冷感判断手段が当該人物の温冷感を判断し、温冷感判断手段による判断結果に基づいて、空調対象空間の空調が制御される。従って、空調対象空間に進入してきた人物にとって快適性を向上させることができる。

実施の形態１に係る空気調和装置のブロック図である。赤外線カメラの受光素子と赤外線カメラにより取得される熱画像との関係を概念的に示す図である。実施の形態１に係る空気調和装置における空調制御の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る空気調和装置のブロック図である。実施の形態２に係る空気調和装置における空調制御の処理手順を示すフローチャートである。実施の形態３に係る空気調和装置のブロック図である。実施の形態３に係る空気調和装置における空調制御の処理手順の前半を示すフローチャートである。実施の形態３に係る空気調和装置における空調制御の処理手順の後半を示すフローチャートである。実施の形態４に係る空気調和装置のブロック図である。実施の形態５に係る空気調和装置のブロック図である。追従対象の人物の移動の態様を説明する図である。追従対象の人物の移動の態様を説明する図である。

以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、以下の各実施の形態に示す構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含むものである。また、図面に示す空気調和装置は、本発明の空気調和装置が適用される機器の一例を示すものであり、図面に示された空気調和装置によって本発明の空気調和装置が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置のブロック図である。空気調和装置１は、画像データ取得手段１０と制御部２０とを有している。画像データ取得手段１０は、赤外線カメラ１１と撮影方向制御手段１２とを有している。

赤外線カメラ１１は、空気調和装置１の空調対象空間の熱画像を取得するためのものである。撮影方向制御手段１２は、赤外線カメラ１１の撮影方向を制御するためのものである。

図２は、赤外線カメラの受光素子と赤外線カメラにより取得される熱画像との関係を概念的に示す図である。赤外線カメラ１１の撮像部１１Ａには、受光素子が横にｎ（≧２）個、縦にｍ（≧２）個配置されている。従って、赤外線カメラ１１により、ｎ×ｍ個の画素数を有する２次元の熱画像１００が取得される。

本実施の形態１において、赤外線カメラ１１の撮影の態様には、全体撮影モードと、固定撮影モードと、追従撮影モードとの３つのモードがある。全体撮影モードとは、撮影方向制御手段１２により赤外線カメラ１１の撮影方向が順次変更され、空調対象空間の全体の熱画像を取得するモードである。固定撮影モードとは、撮影方向制御手段１２により赤外線カメラ１１の撮影方向が固定されて、空調対象空間の一部の熱画像のみを取得するモードである。追従撮影モードとは、人物の熱画像を取得するべく、空調対象空間にいる人物の動きに合わせて赤外線カメラ１１の撮影方向を変更していくモードである。

図１に示す制御部２０は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）で構成されている。尚、ＣＰＵは、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、又はプロセッサともいう。

制御部２０が専用のハードウェアである場合、制御部２０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御部２０が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。

制御部２０がＣＰＵの場合、制御部２０が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部２０の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、又はＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。

制御部２０の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。

制御部２０は、人物検知手段３０と、出入り口特定手段４０と、入室検知手段５０と、温冷感判断手段６０と、空調制御手段７０と、上述のメモリとして記憶部２１と、を有している。

記憶部２１は、ＲＡＭ、ＲＯＭまたはフラッシュメモリなどの不揮発性または揮発性のメモリからなる記憶部である。記憶部２１は制御部２０により実行されるプログラム、及び空気調和装置１の動作を制御するために用いられる様々なデータを記憶する。

人物検知手段３０は、赤外線カメラ１１により取得される熱画像に基づいて、空調対象空間の内部に人物が存在するか否かを検知する。人物検知手段３０は、赤外線カメラ１１により取得される熱画像において、人物の体温に相当する熱源がある場合、当該熱源を人物として検知する。ここで、熱源とは、人物の体温に相当する熱量を有する画素が連続して固まっている領域である。

出入り口特定手段４０は、赤外線カメラ１１により取得される熱画像に基づいて、空調対象空間の出入り口の位置を特定する。出入り口とは、人物が空調対象外の空間から空調対象空間の内部へ入室し、若しくは人物が空調対象区間の内部から空調対象外の空間へ退出する場所である。本実施の形態１において、出入り口特定手段４０は、人物検知手段３０により人物が検知されたら、赤外線カメラ１１が人物を追従するよう撮影方向制御手段１２を制御する。そして、撮影方向制御手段１２が人物を追従している間に、熱画像から人物を示す熱源が消滅したとき、出入り口特定手段４０は、その熱源が消滅した領域を出入り口として特定する。

図１１及び図１２は、追従対象の人物の移動の態様を説明する図である。図１１（ａ）は、追従対象の人物が出入り口から退室した場合の、空調対象空間における人物の消失の態様を示している。図１１（ｂ）は、追従対象の人物が出入り口から退室した場合の、熱画像における人物の消失の態様を示している。図１２（ａ）は、追従対象の人物が空調対象空間で走る等して高速度で移動した場合の、空調対象空間における移動の態様を示している。図１２（ｂ）は、追従対象の人物が空調対象空間で走る等して高速度で移動した場合の、熱画像における移動の態様を示している。

図１１（ａ）の左図には、空調対象空間内に人物１１０が居室しており、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１内に人物１１０が存在していることが模式的に示されている。図１１（ｂ）の左図は、図１１（ａ）に対応する熱画像を模式的に示している。図１１（ａ）の中央図には、人物１１０が空調対象空間から出入り口１０２を介して退室しようとしていることが模式的に示されている。図１１（ｂ）の中央図は、図１１（ａ）の中央図に対応する熱画像を模式的に示している。図１１（ａ）の右図には、人物１１０が空調対象空間から出入り口１０２を介して退室し、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１から消失した後の状態が模式的に示されている。図１１（ｂ）の右図は、図１１（ａ）の右図に対応する熱画像を模式的に示している。

図１２（ａ）の左図には、空調対象空間内に人物１１０が居室しており、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１内に人物１１０が存在していることが模式的に示されている。図１２（ｂ）の左図は、図１２（ａ）に対応する熱画像を模式的に示している。図１２（ａ）の中央図には、人物１１０が空調対象空間内において走る等しており、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１の中央部から端部へ向けて高速に移動している状態が模式的に示されている。図１２（ｂ）の中央図は、図１２（ａ）の中央図に対応する熱画像を模式的に示している。図１２（ａ）の右図には、人物１１０が空調対象空間内において走る等して高速に移動した結果、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１から外れようとしている状態を示している。図１２（ｂ）の右図は、図１２（ａ）の右図に対応する熱画像を模式的に示している。

図１２（ｂ）に示されるように、人物１１０が高速に移動した結果、赤外線カメラ１１の撮像範囲１０１から外れる場合、熱画像における人物１１０、すなわち熱源は撮像範囲１０１の端部から消えていく。これに対し、図１１（ｂ）に示されるように、人物１１０が出入り口１０２から退室する場合、熱画像における人物１１０、すなわち熱源は撮像範囲１０１の中央から消滅する。従って、本実施の形態１において、出入り口特定手段４０は、熱画像の中央から人物１１０を示す熱源が消滅した場合、その熱源が消滅した領域を出入り口として特定する。

入室検知手段５０は、出入り口特定手段４０により特定された出入り口から空調対象空間の内部へ人物が入室したか否かを検知する。入室検知手段５０は、撮影方向制御手段１２を制御し、赤外線カメラ１１の撮影方向を出入り口特定手段４０により特定された出入り口に固定させる。そして、赤外線カメラ１１により取得される熱画像において、出入り口特定手段４０に人間の体温に相当する熱源が出現したら、入室検知手段５０は、当該熱源を空調対象空間へ入室した人物として検知する。

温冷感判断手段６０は、出入り口から空調対象空間の内部へ入室した人物の温冷感を、赤外線カメラ１１により取得される熱画像に基づいて判断する。温冷感とは、空調対象空間の内部へ入室した人物が、空調対象空間の現在の空調、すなわち温度、湿度、風量、及び風向に対して体感する温度感覚である。換言すると、温冷感判断手段６０は、出入り口から空調対象空間の内部へ入室した人物が暑がっているのか、若しくは寒がっているのかを判断する。本実施の形態１では、熱画像中の人物の手、顔、及び首等の露出している部分の表面温度を閾値と比較し、温冷感判断手段６０は人物の温冷感を判断する。

空調制御手段７０は、温冷感判断手段６０の判断結果に従って、冷凍サイクル運転手段７１、運転モード変更手段７２、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４、及び風量変更手段７５へ制御信号を出力する。本実施の形態１において、空気調和装置１は、例えば、不図示の圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、四方弁、室外送風機、室内送風機、及び膨張弁等を有している。圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、四方弁、室外送風機、室内送風機、及び膨張弁等は配管で接続されており、配管内には冷媒が充填されている。例えば、圧縮機、室外熱交換器、四方弁、室外送風機、及び膨張弁は室外機に設けられ、室内熱交換器及び室内送風機は室内機に設けられる。室内機は空調対象空間に配置され、室外機は空調対象空間の外に配置される。

温冷感判断手段６０により空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると判断され、空気調和装置１の現在の運転モードが冷房である場合、空調制御手段７０は、以下の制御を行う。空気調和装置１の主電源はオンでも空調制御が稼働していないとき、すなわち、空気調和装置１は起動しているが冷凍サイクルが停止しているとき、空調制御手段７０は、冷凍サイクル運転手段７１及び運転モード変更手段７２に制御信号を送り、冷房運転を開始させる。温冷感判断手段６０が入室者は暑がっていると判断した場合、空気調和装置１の空調制御が稼働中であれば、空調制御手段７０は、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４及び風量変更手段７５へ制御信号を出力し、入室者の体感温度が下がるよう空調を制御する。

また、運転モードが冷房で空調制御されているとき、空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると温冷感判断手段６０により判断された場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に下がらないよう空調制御する。具体的には、この場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に下がらないよう、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４及び風量変更手段７５へ制御信号のいずれかへ制御信号を出力し、設定温度、風向及び風量のうちのいずれかを制御する。

温冷感判断手段６０により空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると判断され、空気調和装置１の現在の運転モードが暖房である場合、空調制御手段７０は、以下の制御を行う。空気調和装置１の主電源がオンでも空調制御が稼働していないとき、すなわち、空気調和装置１は起動しているが冷凍サイクルが停止しているとき、空調制御手段７０は、冷凍サイクル運転手段７１及び運転モード変更手段７２に制御信号を送り、暖房運転を開始させる。温冷感判断手段６０が入室者は寒がっていると判断された場合、空調制御手段７０は、空気調和装置１の空調制御が稼働中であれば、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４、及び風量変更手段７５へ制御信号を出力し、入室者の体感温度が上がるよう空調を制御する。

また、運転モードが暖房で空調制御されているとき、空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると温冷感判断手段６０により判断された場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に上がらないよう空調制御する。具体的には、この場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に上がらないよう、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４及び風量変更手段７５へ制御信号のいずれかへ制御信号を出力し、設定温度、風向及び風量のうちのいずれかを制御する。

現在の運転モードの判断は、例えば、現在の日付から判断する。現在の日付は、例えば、使用者により不図示の操作手段により設定される。また、空気調和装置１がＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）によりインターネットに接続されている場合、インターネットから現在の日付を取得するよう構成してもよい。この場合、温冷感判断手段６０は、記憶部２１に記憶されている運転モードと日付とを対応づけるテーブルを参照し、現在の日付に基づいて運転モードを判断する。

運転モードについては、現在の日付から判断するのではなく、記憶部２１に前回の運転モードを記憶するよう構成し、記憶部２１に記憶されている運転モードを使用するよう、温冷感判断手段６０を構成してもよい。

空気調和装置１の主電源がオンだが空調制御が稼働していないとき、現在の運転モードを判断することにより、冬に使用者が暑がっている場合に冷房運転を開始することが回避され、夏に使用者が寒がっている場合に暖房運転を開始することが回避される。

冷凍サイクル運転手段７１は、空調制御手段７０からの制御信号に基づいて、圧縮機の運転開始及び運転停止を行う。運転モード変更手段７２は、空調制御手段７０からの制御信号に基づいて、四方弁を制御し、暖房運転と冷房運転との切換を行う。設定温度変更手段７３は、空調制御手段７０からの制御信号に基づいて、室内機が配置される空調対象空間の温度を制御する。風向変更手段７４は、空調制御手段７０からの制御信号に基づいて、室内機に設けられている風向板の向きを制御し、室内機から空調対象空間へ吹き出される空気の向きを制御する。風量変更手段７５は、空調制御手段７０からの制御信号に基づいて、室内機から空調対象空間へ吹き出される空気の風量を制御する。

図３は、実施の形態１に係る空気調和装置における空調制御の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１で、人物検知手段３０は、上述の全体撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御し、赤外線カメラ１１により、空調対象空間のパノラマ画像を取得する。

次いで、ステップＳ２で、人物検知手段３０は、ステップＳ１で取得した熱画像中に人間の体温に相当する熱源が存在するかチェックする。熱画像中に人間の体温に相当する熱源が存在していたら、人物検知手段３０は、居室人体あり、すなわち空調対象空間に人物がいると判断する。この場合、処理はステップＳ３へ進む。熱画像中に人間の体温に相当する熱源が確認できない場合、人物検知手段３０は、居室人体なし、すなわち空調対象空間に人物は存在しないと判断する。この場合、処理はステップＳ１へ戻り、人物検知手段３０は、全体撮影モードによる熱画像の取得を繰り返す。

ステップＳ３では、出入り口特定手段４０は、上述の追従撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御する。すなわち、ステップＳ２で確認された人物である熱源の動きに併せて、赤外線カメラ１１の撮影方向が随時変更されるよう、出入り口特定手段４０は、撮影方向制御手段１２を制御する。

尚、ステップＳ３の処理実行中に、空調対象空間内を全体撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御し、赤外線カメラ１１により、空調対象空間のパノラマ画像を取得する処理が割り込み処理として実行されるよう、制御部２０を構成してもよい。

次いで、ステップＳ４で、出入り口特定手段４０は、赤外線カメラ１１から取得される熱画像の中から、熱源が消失していないか否かをチェックする。熱画像の中から熱源が消失したことが確認されたら、処理はステップＳ５へ進む。熱画像の中から熱源が存在し続けている場合、出入り口特定手段４０は、ステップＳ３及びステップＳ４の処理を繰り返し実行する。

人物が出入り口を介して空調対象空間から空調対象空間の外へ退室すると、熱画像の中から熱源が消失する。従って、ステップＳ５では、出入り口特定手段４０は、人物が出入り口を介して空調対象空間から空調対象空間の外へ退室したと判断し、熱源が消失した位置を出入り口として認識する。

次いで、処理はステップＳ６へ進む。ステップＳ６において、入室検知手段５０は、上述の固定撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御する。すなわち、ステップＳ５で出入り口特定手段４０により出入り口であるとして特定された位置に、赤外線カメラ１１の撮影方向が固定されるよう、入室検知手段５０は撮影方向制御手段１２を制御する。尚、ステップＳ６の処理実行中に、空調対象空間内を全体撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御し、赤外線カメラ１１により、空調対象空間のパノラマ画像を取得する処理が割り込み処理として実行されるよう、制御部２０を構成してもよい。

次いで、処理はステップＳ７へ進む。入室検知手段５０は、固定撮影モードで撮影されて取得された熱画像において、人体の体温に相当する熱源が出現したか否かをチェックする。熱画像において人間の体温に相当する熱源が出現した場合、入室検知手段５０は、入室人体あり、すなわち出入り口から空調対象空間に人物が入室したと判断する。この場合、処理はステップＳ８へ進む。熱画像中に人間の体温に相当する熱源の出現が確認できない場合、入室検知手段５０は、入室人体なし、すなわち出入り口から空調対象空間に入室してきた人物は存在しないと判断する。この場合、処理はステップＳ６へ戻り、入室検知手段５０は、固定撮影モードによる出入り口周辺の熱画像の取得を繰り返す。

ステップＳ８では、温冷感判断手段６０は、ステップＳ７で出入り口から空調対象空間の内部へ入室したと判断された人物の温冷感を判断する。次いで、処理はステップＳ９へ進む。ステップＳ９において、空調制御手段７０は、温冷感判断手段６０の判断結果に従って、冷凍サイクル運転手段７１、運転モード変更手段７２、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４、及び風量変更手段７５へ制御信号を出力、空調対象空間の空調を制御する。

温冷感判断手段６０により空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると判断された場合、空調制御手段７０は、空気調和装置１の主電源はオンだが空調制御が稼働していなければ、冷房運転を開始させるべく、冷凍サイクル運転手段７１及び運転モード変更手段７２に制御信号を送る。また、温冷感判断手段６０が入室者は暑がっていると判断した場合、空調制御手段７０は、空気調和装置１の空調制御が稼働中であれば、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４、及び風量変更手段７５へ制御信号を出力し、入室者の体感温度が下がるよう空調を制御する。

また、運転モードが暖房で空調制御されているとき、空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると温冷感判断手段６０により判断された場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に上がらないよう空調制御する。空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に上がらないよう、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４及び風量変更手段７５へ制御信号のいずれかへ制御信号を出力し、設定温度、風向及び風量のうちのいずれかを制御する。

温冷感判断手段６０により空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると判断された場合、空調制御手段７０は、空気調和装置１の主電源がオンで空調制御が稼働していなければ、暖房運転を開始させるべく、冷凍サイクル運転手段７１及び運転モード変更手段７２に制御信号を送る。また、温冷感判断手段６０が入室者は寒がっていると判断した場合、空調制御手段７０は、空気調和装置１の空調制御が稼働中であれば、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４、及び風量変更手段７５へ制御信号を出力し、入室者の体感温度が上がるよう空調を制御する。

また、運転モードが冷房で空調制御されているとき、空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると温冷感判断手段６０により判断された場合、空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に下がらないよう空調制御する。空調制御手段７０は、当該入室者の体感温度が更に下がらないよう、設定温度変更手段７３、風向変更手段７４及び風量変更手段７５へ制御信号のいずれかへ制御信号を出力し、設定温度、風向及び風量のうちのいずれかを制御する。

ステップＳ９における運転モードの判断には、上述のように、現在の日付若しくは記憶部２１に記憶されている運転モードが使用される。上述のように、温冷感判断手段６０は、使用者が不図示の操作手段により設定した現在の日付を用いるか、若しくは、インターネットから現在の日付を取得するよう、構成されている。インターネットから現在の日付を取得する場合、温冷感判断手段６０は、上述の記憶部２１に記憶されている運転モードと日付とを対応づけるテーブルを使用する。

本実施の形態１によれば、出入り口を介して空調対象空間の外から空調対象空間の入室した人物の温冷感を判断し、その結果に基づいて空調対象空間の空調が制御される。従って、入室した人物の快適性を向上させることができる。

本実施の形態１によれば、赤外線カメラ１１により取得した熱画像の温度変化に基づいて出入り口特定手段４０が出入り口の位置を特定するため、使用者自身が出入り口の位置に関するデータを入力する必要が無い。従って、使用者の負担が軽減される。

尚、本実施の形態１では、図３のステップＳ３～ステップＳ５の処理において、赤外線カメラ１１により取得した熱画像の温度変化に基づいて出入り口特定手段４０が出入り口の位置を特定しているが、これに限るものではない。使用者が空気調和装置１の外部機器を使用して、空調対象空間における出入り口の位置情報を予め入力しておいてもよい。

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る空気調和装置のブロック図である。本実施の形態２において、空気調和装置２の出入り口特定手段４０は、周囲温度検知手段４１を有している。周囲温度検知手段４１は、赤外線カメラ１１により取得した熱画像における空調対象空間の出入り口の周辺温度の変化を検知する。その他の構成は実施の形態１と同様である。

図５は、実施の形態２に係る空気調和装置における空調制御の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１～ステップＳ４までの処理は、図３に示す実施の形態１の空調制御の処理と同様であるので説明を省略する。本実施の形態２では、ステップＳ４において、出入り口特定手段４０により熱画像の中から熱源が消失したことが確認されたら、処理はステップＳ４１へ進む。

ステップＳ４１では、出入り口特定手段４０の周囲温度検知手段４１は、熱源が消失した位置の周辺で一定以上の温度変化が発生しているかチェックする。人物が出入り口から空調対象空間の外へ退室するとき、出入り口の扉を開ける。その結果、空調対象空間の外側から空調対象空間の内部へ、空調制御されていない空気が流入し、出入り口の周辺、例えば壁及び床で温度変化が発生する。従って、熱源が消失した位置の周辺で一定以上の温度変化が発生していることが確認されたら、処理はステップＳ５へ進み、出入り口特定手段４０は、熱源が消失した位置を出入り口として認識する。

一方、熱源が消失した位置の周辺で一定以上の温度変化が発生していない場合とは、人物が空調対象空間の外に退室したのでは無く、例えば、空調対象空間内に配置されている家具等の背後に移動したことが考えられる。従って、この場合、出入り口特定手段４０は、熱源が消失した位置を出入り口とは判断せず、処理はステップＳ１へ戻り、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。

処理はステップＳ５～ステップＳ９までの処理は、図３に示す実施の形態１の空調制御の処理と同様であるので説明を省略する。

本実施の形態２によれば、熱画像において人間の体温に相当する熱源が消失し、かつ熱源が消失した位置の周辺で一定以上の温度変化が発生したら、出入り口特定手段４０は、熱源が消失した位置を出入り口と判断する。従って、出入り口の位置の特定の精度がより高くなる。

尚、本実施の形態２においては、図５のステップＳ３～ステップＳ５の処理において、赤外線カメラ１１により取得した熱画像の温度変化に基づいて出入り口特定手段４０が出入り口の位置を特定しているが、これに限るものではない。使用者が空気調和装置１の外部機器を使用して、空調対象空間における出入り口の位置情報を予め入力しておいてもよい。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る空気調和装置のブロック図である。本実施の形態３において、空気調和装置３の出入り口特定手段４０は、出入り口記録手段４２を有している。出入り口記録手段４２は、空調対象空間の出入り口として特定された位置、及び出入り口の総数を、制御部２０の不図示のメモリに記録する。

図７は、実施の形態３に係る空気調和装置における空調制御の処理手順の前半を示すフローチャートである。図８は、実施の形態３に係る空気調和装置における空調制御の処理手順の後半を示すフローチャートである。図７において、ステップＳ１～ステップＳ５までの処理は、図３に示す実施の形態１のステップＳ１～ステップＳ５の処理と同様であるので説明を省略する。ステップＳ５で、出入り口特定手段４０が空調対象空間の出入り口を特定したら、処理はステップＳ５１へ進む。ステップＳ５１では、出入り口特定手段４０は、ステップＳ５で特定された出入り口の位置をメモリに記録されている出入り口の位置と比較し、ステップＳ５で特定された出入り口が新たに特定された出入り口であるか否かをチェックする。ステップＳ５で特定された出入り口が新たに特定された出入り口である場合、処理はステップＳ５２へ進む。ステップＳ５２では、出入り口記録手段４２はステップＳ５で特定された出入り口の位置を記録し、空調対象空間の出入り口の総数Ｎを１インクリメントする。一方、ステップＳ５で特定された出入り口が既にメモリに記録されたものであり、新たに特定された出入り口ではない場合、ステップＳ５２の処理は実行されず、処理はステップＳ５３へ進む。

ステップＳ５３では、出入り口特定手段４０は、最初にステップＳ１の処理を実行してから所定時間が経過したか否かをチェックする。最初にステップＳ１の処理を実行してから所定時間が経過していないことが確認されたら、処理はステップＳ１へ戻り、以降の処理が繰り返される。一方、最初にステップＳ１の処理を実行してから所定時間が経過したことが確認されたら、処理は図８のステップＳ６１へ進む。

ステップＳ６１において、出入り口特定手段４０は、変数ｎに１をセットする。次いでステップＳ６２において、入室検知手段５０は、出入り口ｎに対し、上述の固定撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御する。すなわち、図７のステップＳ１～ステップＳ５１の処理で記録された複数の出入り口の１つに、赤外線カメラ１１の撮影方向が固定されるよう、入室検知手段５０は撮影方向制御手段１２を制御する。

次いで、処理はステップＳ７へ進む。ステップＳ７は図３のステップＳ７と同様の処理が実行されるので、詳細な説明は省略する。入室検知手段５０が、出入り口ｎからの入室人体あり、すなわち出入り口ｎから空調対象空間に人物が入室したと判断した場合、処理はステップＳ８へ進む。ステップＳ８及びステップＳ９の処理は図３のステップＳ８及びステップＳ９の処理と同様なので説明は省略する。

一方、ステップＳ７において、入室検知手段５０が、出入り口ｎからの入室人体なし、すなわち出入り口ｎから空調対象空間に人物は入室していないと判断した場合、処理はステップＳ７１へ進む。ステップＳ７１において、入室検知手段５０は、ステップＳ６２を実行してから設定された時間が経過したか否かをチェックする。設定された時間が経過していないことが確認されたら、処理はステップＳ６２へ戻り、入室検知手段５０は以降の処理を繰り返す。また、設定された時間が経過したことが確認されたら、処理はステップＳ７２へ進む。

ステップＳ７２において、入室検知手段５０は変数ｎを１インクリメントする。次いで、ステップＳ７３へ進み、入室検知手段５０は変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えたか否かをチェックする。入室検知手段５０は変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えていないことが確認された場合、処理はステップＳ６２へ戻り、入室検知手段５０は以降の処理を繰り返す。変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えたことが確認されたら、処理は終了する。

尚、ステップＳ７１～ステップＳ７３の処理実行中に、空調対象空間内を全体撮影モードで撮影方向制御手段１２を制御し、赤外線カメラ１１により、空調対象空間のパノラマ画像を取得する処理が割り込み処理として実行されるよう、制御部２０を構成してもよい。

また、ステップＳ９で空調制御手段７０が上述の空調制御を行ったら、処理はステップＳ９１へ進む。ステップＳ９１では、入室検知手段５０が変数ｎを１インクリメントする。次いで、ステップＳ９２において、入室検知手段５０は、変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えたか否かをチェックする。入室検知手段５０は変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えていないことが確認されたら、処理はステップＳ６２へ戻り、入室検知手段５０は以降の処理を繰り返す。変数ｎの値が出入り口の総数Ｎを越えたことが確認されたら、処理は終了する。

以上のように、本実施の形態３によれば、空調対象空間の複数の出入り口に対し、順番に入室人体の有無がチェックされ、入室人体が確認されたら、入室した人物の温冷感に基づく空調制御が実行される。これにより、空調対象空間内に滞在中の人物の体感温度が当該人物にとって快適な状態に空調制御が既に行われている場合において、新たに入室してきた人物の体感温度が快適なものとなるよう、空調制御が随時行われる。従って、空調対象空間に複数の出入り口があり、複数の出入り口を介して人物の入退室が行われている状況においても、快適性を向上させることができる。

尚、本実施の形態３も、実施の形態２と同様、周囲温度検知手段４１を備えるよう構成してもよい。

また、上述の実施の形態１及び実施の形態２においても、出入り口の位置を記録するよう構成してもよい。

尚、本実施の形態３においては、図７のステップＳ３～ステップＳ５３の処理において、赤外線カメラ１１により取得した熱画像の温度変化に基づいて出入り口特定手段４０が出入り口の位置を特定しているが、これに限るものではない。使用者が空気調和装置１の外部機器を使用して、空調対象空間における複数の出入り口の位置情報を予め入力しておいてもよい。この場合、赤外線カメラ１１を固定する順番を使用者が予め設定しておき、設定された順番に従って、赤外線カメラ１１を複数の出入り口に順次固定するよう、入室検知手段５０を構成してもよい。

実施の形態４．
図９は、実施の形態４に係る空気調和装置のブロック図である。本実施の形態４において、空気調和装置４の制御部２０は利用回数記録手段８０を備えている。利用回数記録手段８０は、空調対象空間の複数の出入り口の利用回数を記録する。利用回数記録手段８０において、空調対象空間の出入り口からの入室のみをカウントして利用回数としてもよく、出入り口からの退室のみをカウントして利用回数としてもよく、入室及び退室をカウントして利用回数としてもよい。利用回数記録手段８０により記録された利用回数のデータは、使用者の生活スタイルの変化、及び誤検出された出入り口のデータ削除等を考慮して、記憶部２１に記憶される。すなわち、直近の所定期間内、例えば１ヶ月以内の記録済みの各出入り口の利用回数が記憶部２１に記憶され、所定期間外のデータは古いものから記憶部２１から消去される。その他の構成は、実施の形態３と同様である。本実施の形態４において、入室検知手段５０は、利用回数記録手段８０により記録された利用回数に基づいて、複数の出入り口毎の撮影方向制御手段１２による赤外線カメラ１１の撮影方向の固定時間を決定する。

詳述すると、入室検知手段５０は、記憶部２１に記憶されている利用回数に基づいて、利用回数が多い出入り口ほど、赤外線カメラ１１の固定時間がより長くなるよう、撮影方向制御手段１２を制御する。さらに、入室検知手段５０は、複数の出入り口のデータを利用回数の降順にソートし、上位の所定数の出入り口に対してのみ、赤外線カメラ１１の撮影方向を固定するよう、撮影方向制御手段１２を制御する。換言すると、入室検知手段５０は、複数の出入り口のデータを利用回数の降順にソートし、下位の所定数の出入り口に対しては、誤検出されたものとして、赤外線カメラ１１の撮影方向を固定しないよう、撮影方向制御手段１２を制御する。

本実施の形態４によれば、出入り口特定手段４０により複数の出入り口が特定された場合、誤検出の出入り口を入室検知手段５０の処理対象から外すことができる。従って、出入り口の特性の精度が向上する。

尚、本実施の形態４において、複数の出入り口に赤外線カメラ１１を固定する順番も、利用回数の多少に基づいて設定するよう、入室検知手段５０を構成してもよい。

実施の形態５．
図１０は、実施の形態５に係る空気調和装置のブロック図である。本実施の形態５において、制御部２０は利用回数記録手段８０と利用時間帯記録手段９０とを備えている。利用回数記録手段８０は、実施の形態４の利用回数記録手段８０と同様なので、説明を省略する。利用時間帯記録手段９０は、複数の出入り口の一日における利用時間帯を記録する。利用時間帯とは、一日を一定の所定時間毎、例えば１時間毎に区切ったものである。各利用時間帯と実際の時刻との結びつけは、例えば使用者により不図示のリモコン等で設定された現在時刻に基づいて行われてもよい。また、空気調和装置５がＩｏＴによってインターネットに接続されている場合、インターネットから現在時刻を取得するよう構成してもよい。また、空気調和装置１に元電源が投入された時点からカウントを開始し、電源投入時点からの所定時間ごとの区切りを利用時間帯としてもよい。利用時間帯は、記憶部２１に記憶される。入室検知手段５０は、記憶部２１に記憶されている利用時間帯と利用回数とに基づいて、各出入り口に対する赤外線カメラ１１の撮影方向の固定の態様を決定する。

まず、入室検知手段５０は、記憶部２１に記憶されている利用時間帯に基づいて、複数の出入り口毎に、撮影方向制御手段１２により赤外線カメラ１１の撮影方向を固定する、１日のうちの時間帯を決定する。さらに、入室検知手段５０は、各出入り口に対し、記憶部２１に記憶されている利用回数に基づいて、赤外線カメラ１１の撮影方向を固定する時間を決定する。

本実施の形態５によれば、利用する時間帯に合わせて、赤外線カメラ１１の撮影方向の固定時間帯が決定される。本実施の形態５によれば、空調対象空間に滞在する時間帯は、画像データ取得手段１０による熱画像の取得、人物検知手段３０による居室人体の検知、及び入室検知手段５０による入室人体の検知等が実行されない。従って、消費電力の高騰を抑制することができる。

本実施の形態５によれば、生活リズムが一定の使用者にとって、入室者の検知の効率がより向上する。また、１日の利用回数は少ないがほぼ毎日利用される出入り口における入室者の検知精度が向上する。従って、空気調和装置１による空調の快適性がより向上する。

尚、本実施の形態５において、複数の出入り口に赤外線カメラ１１を固定する順番も、時間帯ごとの利用回数の多少に基づいて設定するよう、入室検知手段５０を構成してもよい。

また、赤外線カメラ１１を固定していた位置から最も距離の短い出入り口に固定位置を変更するよう、複数の出入り口に赤外線カメラ１１を固定する順番を決定するよう、入室検知手段５０を構成してもよい。

１空気調和装置、２空気調和装置、３空気調和装置、４空気調和装置、１０画像データ取得手段、１１赤外線カメラ、１１Ａ撮像部、１２撮影方向制御手段、２０制御部、２１記憶部、３０人物検知手段、４０出入り口特定手段、４１周囲温度検知手段、４２出入り口記録手段、５０入室検知手段、６０温冷感判断手段、７０空調制御手段、７１冷凍サイクル運転手段、７２運転モード変更手段、７３設定温度変更手段、７４風向変更手段、７５風量変更手段、８０利用回数記録手段、９０利用時間帯記録手段、１００熱画像、１０１撮像範囲、１０２出入り口、１１０人物。

Claims

空調対象空間の内部の画像データを取得する画像データ取得手段と、
制御部と、を備える空気調和装置であって、
前記画像データ取得手段は、赤外線カメラと、前記赤外線カメラの撮影方向を制御する撮影方向制御手段とを有し、
前記制御部は、
前記画像データ取得手段により取得された前記画像データに基づいて、前記空調対象空間の内部に人物が存在するか否かを検知する人物検知手段と、
前記空調対象空間の少なくとも１つの出入り口の位置を特定する出入り口特定手段と、
前記出入り口特定手段により特定された前記出入り口から前記空調対象空間へ人物が入室したか否かを検知する入室検知手段と、
前記入室検知手段により前記空調対象空間へ人物が入室したことが検知された場合、入室した人物の温冷感を判断する温冷感判断手段と、
前記温冷感判断手段による判断結果に基づいて、前記空調対象空間の空調を制御する空調制御手段と、を有し、
前記人物検知手段は、前記赤外線カメラにより取得される熱画像において、人間の体温に相当する熱源がある場合、当該熱源を人物として検知し、
前記空調制御手段は、
前記空気調和装置の主電源がオンであって空調制御が稼働していないとき、前記温冷感判断手段により判断される現在の運転モードが冷房である場合、冷房運転を開始し、前記温冷感判断手段により前記空調対象空間へ入室した人物が寒がっていると判断された場合、当該人物の体感温度が更に下がらないよう空調制御し、前記温冷感判断手段により判断される現在の運転モードが暖房である場合、暖房運転を開始し、前記温冷感判断手段により前記空調対象空間へ入室した人物が暑がっていると判断された場合、当該人物の体感温度が更に上がらないよう空調制御し、
前記出入り口特定手段により前記出入り口が特定されたら、前記入室検知手段は、前記赤外線カメラの撮影方向が前記出入り口に固定されるよう前記撮影方向制御手段を制御し、
前記空調対象空間に前記出入り口が複数ある場合、
前記入室検知手段は、前記赤外線カメラの撮影方向が複数の前記出入り口に順番に固定されるよう前記撮影方向制御手段を制御する空気調和装置。
前記出入り口特定手段は、前記人物検知手段により人物が検知されたら、前記赤外線カメラが人物を追従するよう前記撮影方向制御手段を制御し、前記撮影方向制御手段が人物を追従している間に、前記熱画像から前記熱源が消滅したとき、前記熱源が消滅した領域を前記空調対象空間の前記出入り口として特定する請求項１に記載の空気調和装置。
前記出入り口特定手段は、前記撮影方向制御手段が人物を追従している間に、前記熱画像から前記熱源が消滅したとき、前記熱源が消滅した領域の周囲の温度を検知する周囲温度検知手段を有し、
前記出入り口特定手段は、前記人物検知手段により人物が検知されたら、前記赤外線カメラが人物を追従するよう前記撮影方向制御手段を制御し、前記周囲温度検知手段が前記領域の周囲において温度変化があることを検知した場合、前記領域を前記空調対象空間の前記出入り口として特定する請求項１に記載の空気調和装置。
前記熱画像における前記出入り口において、人間の体温に相当する熱源が出現したら、前記人物検知手段は当該熱源を前記空調対象空間へ入室した人物として検知する請求項２又は３に記載の空気調和装置。
前記出入り口特定手段は、特定された前記出入り口を記録する出入り口記録手段をさらに備える請求項２又は３に記載の空気調和装置。
前記温冷感判断手段は、前記熱画像に基づいて前記入室した人物の表面温度を取得し、前記表面温度を閾値と比較することにより、前記入室した人物の温冷感を判断する請求項２～４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記制御部は、複数の前記出入り口の利用回数を記録する利用回数記録手段をさらに備え、
前記入室検知手段は、前記利用回数に基づいて、複数の前記出入り口毎の前記撮影方向制御手段による前記赤外線カメラの撮影方向の固定時間を決定する請求項１～６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
前記制御部は、複数の前記出入り口の一日における利用時間帯を記録する利用時間帯記録手段をさらに備え、
前記入室検知手段は、複数の前記出入り口毎に、前記撮影方向制御手段による前記赤外線カメラの撮影方向の、前記利用時間帯における前記固定時間を決定する請求項７に記載の空気調和装置。