JPWO2017179116A1 - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

空気調和システムは、空調対象空間の空気を調整する空気調和機と、空調対象空間を撮影するカメラと、空気調和機及びカメラにネットワークを介して接続され、空気調和機の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、空調対象空間に在室する人の属性と、空気調和機の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段と、カメラによって撮影された画像に写っている人の属性及び位置を解析する画像解析手段と、画像解析手段によって解析された人の属性と、記憶手段に記憶されたテーブルと、画像解析手段によって解析された人の位置とに基づいて、空気調和機の動作を設定する設定手段と、空気調和機を、設定手段によって設定された動作で動作させる動作制御手段と、を有する。

Description

本発明は、カメラによって撮影された画像に基づいて空調対象空間の空気を調和する空気調和システムに関する。

従来、空気調和機とカメラと制御装置とがネットワークを介して接続された空気調和システムが知られている。特許文献１には、店内に設置されたカメラ、データ処理装置及び空調設備がネットワークを介して接続されたシステムが開示されている。特許文献１において、データ処理装置は、カメラによって撮影された店内の画像を解析する。そして、データ処理装置は、店内の顧客が上着を着ているか否かという着衣状況を判定し、判定結果を空調設備の空調動作に反映する。

特開２００９−１９２１７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたシステムは、着衣状況のみで空調動作を制御している。このため、利用者の意にそぐわない空調動作が行われる可能性がある。

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、利用者に対し適切な空調動作が行われる空気調和システムを提供するものである。

本発明に係る空気調和システムは、空調対象空間の空気を調整する空気調和機と、空調対象空間を撮影するカメラと、空気調和機及びカメラにネットワークを介して接続され、空気調和機の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、空調対象空間に在室する人の属性と、空気調和機の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段と、カメラによって撮影された画像に写っている人の属性及び位置を解析する画像解析手段と、画像解析手段によって解析された人の属性と、記憶手段に記憶されたテーブルと、画像解析手段によって解析された人の位置とに基づいて、空気調和機の動作を設定する設定手段と、空気調和機を、設定手段によって設定された動作で動作させる動作制御手段と、を有する。

本発明によれば、制御装置は、人の属性と空気調和機の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段を有している。このため、空気調和機において、在室する人の属性に適合した動作が行われる。従って、空気調和システムにおいて、コストをかけずに、利用者に対し適切な空調動作が行われる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和システム１００を示す模式図である。 本発明の実施の形態１における空気調和機１を示す回路図の一例である。 本発明の実施の形態１における室内機２を示す斜視図の一例である。 本発明の実施の形態１における室内機２を示す側面断面図の一例である。 本発明の実施の形態１における空調対象空間Ｒの一例を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における制御装置４２を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１における記憶手段６１が記憶するテーブルである。 本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。 本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。 本発明の実施の形態１における差分画像である。 本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された画像である。 本発明の実施の形態１における差分画像である。 本発明の実施の形態１における顔モデルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１における顔モデルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１における顔モデルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１における顔認識率を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における身体モデルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１における身体モデルを示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の第２変形例におけるサーモセンサ４４によって撮影された温度分布画像である。 本発明の実施の形態２における空調対象空間Ｒを示す図である。 本発明の実施の形態２におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。 本発明の実施の形態２におけるカメラ４１によって撮影された画像である。 本発明の実施の形態２における差分画像である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３における空調対象空間Ｒを示す側面図である。 本発明の実施の形態３における記憶手段６１が記憶するテーブルである。 本発明の実施の形態３に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態４における空調対象空間Ｒを示す上面図である。 本発明の実施の形態４の第１変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。 本発明の実施の形態４の第２変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。 本発明の実施の形態４の第３変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。

実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和システム１００の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システム１００を示す模式図である。この図１に基づいて、空気調和システム１００について説明する。図１に示すように、空気調和システム１００は、空気調和機１と、カメラ４１と、制御装置４２と、ルータ４３とを備えている。空気調和機１は、空調対象空間Ｒの空気を調整するものであり、室外機３と室内機２とを有している。ここで、室内機２は、サーモセンサ４４と室内制御部５０とを有している。

室内機２の室内制御部５０と、カメラ４１と、制御装置４２とは、ルータ４３を中継機としてインターネットを介して無線接続されている。なお、ルータ４３は、無線でもよいし有線でもよい。また、空気調和機１と制御装置４２が接続され、カメラ４１と制御装置４２が接続され、それぞれペアリングするように構成されてもよい。このように、本実施の形態１は、空気調和機１及び制御装置４２、カメラ４１及び制御装置４２がネットワーク上で接続されていればよい。

図２は、本発明の実施の形態１における空気調和機１を示す回路図の一例である。図２に示すように、室外機３と室内機２とは、ガス側連絡配管１１及び液側連絡配管１２によって接続されている。室外機３は、空調対象空間Ｒ外に設置されるものであり、圧縮機８、流路切替部９、室外熱交換器６、室外送風機７及び膨張部１０を有している。室内機２は、空調対象空間Ｒに設置されるものであり、室内熱交換器４及び室内送風機５を有している。ここで、流路切替部９と室内熱交換器４の一端側とがガス側連絡配管１１によって接続されており、膨張部１０と室内熱交換器４の他端側とが液側連絡配管１２によって接続されている。そして、圧縮機８、流路切替部９、室外熱交換器６、膨張部１０及び室内熱交換器４が配管により接続されて、冷媒が流れる冷媒回路１３が構成されている。

圧縮機８は、冷媒を圧縮するものである。流路切替部９は、冷媒回路１３において冷媒の流れる方向を切り替えるものである。流路切替部９は、圧縮機８から吐出された冷媒が室外熱交換器６に流れるか室内熱交換器４に流れるかを切り替えるものであり、例えば四方弁である。流路切替部９の切り替えによって、冷房運転又は暖房運転のいずれもが行われる。室外熱交換器６は、室外空気と冷媒とを熱交換するものである。室外送風機７は、モータ（図示せず）によって駆動し、室外熱交換器６に室外空気を送風するものである。膨張部１０は、冷媒を膨張及び減圧するものであり、例えば開度が調整される電磁膨張弁である。室内熱交換器４は、室内空気と冷媒とを熱交換するものである。室内送風機５は、モータ（図示せず）によって駆動し、室内熱交換器４に室内空気を送風するものである。

図３は、本発明の実施の形態１における室内機２を示す斜視図の一例である。次に、室内機２について詳細に説明する。図３に示すように、室内機２は、筐体２０とサーモセンサ４４とを有している。筐体２０は、幅方向（矢印Ｘ方向）に長い直方体状をなしており、前面パネル２３、側面パネル２４、背面パネル２５、天面パネル２７及び下面パネル２６を有している。前面パネル２３は、空調対象空間Ｒの内部に対向する前面に配置される部材である。側面パネル２４は、前面パネル２３の両側端部に取り付けられ、両側面に配置される部材である。背面パネル２５は、前面パネル２３と対向し、空調対象空間Ｒの壁Ｋに取り付けられる部材である。天面パネル２７は、空調対象空間Ｒの天井Ｔに対向する天面に配置される部材である。下面パネル２６は、天面パネル２７と対向し、空調対象空間Ｒの床を向いている部材である。なお、前面パネル２３の中央部には、幅方向（矢印Ｘ方向）に延びる室内空気の吸込み口２１が形成され、下面パネル２６の一部には、幅方向（矢印Ｘ方向）に延びる室内空気の吹出し口２２が形成されている。

なお、室内機２には、吹出し口２２を塞ぐように、上下風向板２８が設けられている。また、サーモセンサ４４は、下面パネル２６に設けられており、空調対象空間Ｒの内部の温度を測定するものである。サーモセンサ４４は、センサ部が上下方向（矢印Ｚ方向）に可動するサーモパイルであり、図２では、サーモセンサ４４のセンサ部が収納されている場合について例示している。このように、室内機２が、幅方向（矢印Ｘ方向）に長い直方体状をなしており、吹出し口２２が下面パネル２６に形成されているため、運転停止時において、正面視で吹出し口２２が視認されない。このため、室内機２の意匠性が向上する。なお、室内機２は、幅方向（矢印Ｘ方向）に長い直方体状をなしておらず、吸込み口２１と吹出し口２２とがそれぞれ１個以上形成されている箱体であれば、形状は問わない。

図４は、本発明の実施の形態１における室内機２を示す側面断面図の一例である。図４に示すように、筐体２０の内部には、幅方向（矢印Ｘ方向）に長く、前面パネル２３、天面パネル２７及び背面パネル２５に対向するように、折り曲げられた室内熱交換器４が設けられている。また、筐体２０の内部には、室内熱交換器４に覆われるように配置された室内送風機５が設けられている。天面パネル２７には、格子状の吸込み口２１が形成されている。また、前面パネル２３の内壁及び天面パネル２７の内壁には、フィルタ３７が設けられている。ここで、背面パネル２５下端の内壁をケーシング下壁３９と呼称し、前面パネル２３下端から筐体２０の内部に延びる内壁をケーシング上壁４０と呼称する。なお、ケーシング上壁４０の上面には、室内熱交換器４から落下するドレン水を回収するドレンパン３８が設けられている。

また、筐体２０の内部には、上下風向板支持部材２９、上下風向板２８、左右風向板３６、第１の上下補助風向板３１、第２の上下補助風向板支持部材３４及び第２の上下補助風向板３３が設けられている。上下風向板支持部材２９は、ケーシング上壁４０に取り付けられ、上下風向板２８を支持するものである。上下風向板２８は、前述の如く、吹出し口２２を塞ぐようものであり、上下方向に傾動するものである。これにより、吹出し口２２から吹き出す空気の上下方向の向きが変わる。また、左右風向板３６は、ケーシング上壁４０に取り付けられており、左右方向に揺動するものである。これにより、吹出し口２２から吹き出す空気の左右方向の向きが変わる。

第１の上下補助風向板３１は、ケーシング上壁４０に取り付けられており、第１の上下補助風向板軸３２を中心として上下方向に揺動するものである。これにより、吹出し口２２から吹き出す空気の上下方向の向きが変わる。第２の上下補助風向板支持部材３４は、ケーシング上壁４０に取り付けられており、第２の上補助風向板を支持し、第２の上下補助風向板３３と共に揺動するものである。第２の上下補助風向板３３は、第２の上下補助風向板支持部材３４を介してケーシング上壁４０に取り付けられており、第１の上下補助風向板軸３２と同軸の第２の上下補助風向板軸３５を中心として上下方向に揺動するものである。これにより、吹出し口２２から吹き出す空気の上下方向の向きが変わる。なお、第１の上下補助風向板３１及び第２の上下補助風向板３３は、省略されてもよい。

次に、室内機２の内部における空気の流れについて説明する。天面パネル２７に形成された吸込み口２１と、前面パネル２３に形成された吸込み口２１とから吸い込まれた室内空気は、フィルタ３７によって、空気に含有する塵埃が除去される。塵埃が除去された空気は、室内熱交換器４を通過する際、室内熱交換器４の内部に流れる冷媒と熱交換され、室内送風機５に到達する。ここで、空気調和機１が冷房運転している場合、空気は冷却され、空気調和機１が暖房運転している場合、空気は加熱される。そして、室内送風機５に到達した空気は、室内送風機５の内部、又は、室内送風機５と背面パネル２５との間の隙間を通過し、ケーシング下壁３９とケーシング上壁４０との間に流入する。ここで、空気は、左右風向板３６によって左右方向の流れが調整され、上下風向板２８、第１の上下補助風向板３１及び第２の上下補助風向板３３によって上下方向の流れが調整される。そして、吹き出し方向が調整された空気は、吹出し口２２から前方又は下方に向かって吹き出す。

次に、室内制御部５０について説明する。室内制御部５０は、外部リモートコントローラ（図示せず）及びネットワークを介して送信された信号等に基づいて、上下風向板２８、左右風向板３６、第１の上下補助風向板３１及び第２の上下補助風向板３３の向きの調整、熱交換サイクルの能力の調整、室内送風機５の回転数の調整等を行うものである。

図５は、本発明の実施の形態１における空調対象空間Ｒの一例を示す上面図である。図５に示すように、空調対象空間Ｒは、例えば四角形状の室であり、４．５畳、即ち、約２．３ｍ四方、高さ約２．３ｍの立方体状の室である。空調対象空間Ｒには、２人の利用者が在室しており、掃除機が床に載置されている場合を仮定している。利用者及び掃除機は動くものの、柱、家具、机及び室内機２は、配置替えされない限り、不動である。室内機２は、空調対象空間Ｒの４つの壁のうち、１つの壁Ｋに設けられている。室内機２は、床から１．８ｍの高さに据え付けられている。

カメラ４１は、空調対象空間Ｒを撮影するものであり、空調対象空間Ｒの４つの壁のうち、室内機２が設けられた壁Ｋの隣の壁に設けられている。なお、カメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋと対向する壁に設けられてもよい。カメラ４１は、床から１ｍの高さに設置されている。カメラ４１は、例えば１ｍ〜１０ｍ程度まで焦点が合う安価な固定フォーカスカメラである。カメラ４１の種類は、空調対象空間Ｒの大きさ及び焦点深度を考慮して決定される。なお、カメラ４１は、撮影対象を拡大又は縮小する機能を有している。このように、カメラ４１は、空調対象空間Ｒ全体、室内機２及び人が一度に撮影することができる場所に設置される。

ここで、カメラ４１は、人全体を撮影する必要があるため、床から人の身長の半分程度である約０．８ｍの高さに設置されてもよい。また、室内機２を撮影する必要があるため、室内機２の据え付け高さの半分程度である約１ｍの高さに設置されてもよい。カメラ４１の視野角は、上下９０°、左右９０°である。また、カメラ４１の光軸は、床と平行に設定される。なお、カメラ４１の光軸は、床に比べて上向きでもよく下向きでもよいがここでは平行で説明する。なお、本発明では上記の部屋、設置位置、人位置及びカメラの角度で説明するが、それらに限定されるわけではない。例えば、設置位置が２ｍでも構わないし、カメラ角度が１２０°でも構わない。人の数は一人でも二人でも構わないし、人の位置は本例に依存せず、カメラに写る範囲でよい。

２人の利用者は、それぞれ子供Ｕ１、大人Ｕ２である。子供Ｕ１は、身長１ｍの女性で髪型はポニーテール、髪にリボンが付されている。大人Ｕ２は、身長１．６ｍの女性であり、髪型は流し髪、髪にカチューシャが付されている。なお、子供Ｕ１と大人Ｕ２とは若干離れた位置に立っている。なお、カメラ４１で撮影された場合、空調対象空間Ｒに存在する位置によって、人の大きさは変わる。子供と大人とでは、概して身長差があるものの、子供の方が大人よりもカメラ４１からの位置が極端に近い場合、子供の方が大きく、大人の方が小さく撮影されることもある。また、人の手、親指、足等には、符号を付さない。

図６は、本発明の実施の形態１における制御装置４２を示すブロック図である。制御装置４２は、例えばサーバであり、空気調和機１の室内制御部５０に、空調条件を送信するものである。制御装置４２は、記憶手段６１と、画像解析手段６２と、設定手段６３と、動作制御手段６４とを有している。なお、制御装置４２は、パーソナルコンピュータとしてもよくスマートフォンとしてもよい。又、本実施例で制御装置４２は室内機２のある部屋、又はこの近傍にあることを前提としているが、制御装置４２が携帯端末であれば、外出時に家の外から制御してもよい。又、制御装置４２は、家とは全く別の建物に設置したり国外に存在する等、部屋よりも物理的に遠いがネットワーク上でつながっているサーバでもよい。但し、家の中でもそうだが、家以外は特にセキュリティを厳重にする必要がある。

図７は、本発明の実施の形態１における記憶手段６１が記憶するテーブルである。記憶手段６１は、空調対象空間Ｒに在室する人の属性と、空気調和機１の動作とが対応づけされたテーブルを記憶している。ここで、人の属性は、例えば、性別及び年代である。図７に示すように、テーブルには、人を識別する認識番号、足元位置の座標、推定属性、室内温度からの制御判定結果といった項目が記載されている。足元位置の座標は、上下方向の上下角及び左右方向の左右角が項目とされている。推定属性は、身長、体重、性別及び基礎代謝基準値が項目とされている。

テーブルにおいて、人が男性である場合の方が女性である場合よりも、空気調和機１の風を当てる割合が大きい。また、テーブルにおいて、人が子供である場合の方が大人である場合よりも、空気調和機１の風を当てる割合が大きい。これは、男性と女性、子供と大人では、基礎代謝基準値（ｋｃａｌ／ｋｇ／日）が異なることによる。大人の男女１８〜２９才において、男性が２４．０ｋｃａｌ／ｋｇ／日、女性が２２．１ｋｃａｌ／ｋｇ／日であり、男性の方が女性よりも基礎代謝、即ち体からの発熱量が多い。このため、男性の方が女性よりも冷却されることが望まれる。また、子供６〜７才において、４４．３ｋｃａｌ／ｋｇ／日であり、子供の方が大人よりも基礎代謝が多い。このため、子供の方が大人よりも冷却されることが望まれる。出典は、日本厚生労働省の「日本人の食事摂取基準（２０１５年版）」６６ページ、表６である。

図８は、本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。画像解析手段６２は、カメラ４１によって撮影された画像に写っている人の属性及び位置を解析するものである。解析時の人の位置の精度はあまり要らない。現在の技術では、風を送る場合、気流の関係でミリ単位のピンポイントで風を送れず、絞っても１００ｍｍ単位の広い範囲になる。ここで、画像解析手段６２は、室内機２の吹出し口２２の位置を予め取得する。先ず、人がいないときの空調対象空間Ｒが撮影された背景画像を、実制御前に予め取得する。制御装置４２は、空気調和機１に対し「上下風向板２８を閉じろ」という指示を出す。これにより、空気調和機１の上下風向板２８が閉じる。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、図８に示すように、人が不在で、空気調和機１の上下風向板２８が閉じた状態の背景画像がカメラ４１によって撮影される。なお、背景画像は、２４時間の間に極力多く取得されることが好ましい。これにより、日射の状況、夜間に電灯をつけている場合等に空調対象空間の様子が変わっても、画像解析手段６２は、そのときに適した背景画像を使用することができる。

図９は、本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。次に、制御装置４２は、空気調和機１に対し「上下風向板を全開にしろ」という指示を出す。これにより、空気調和機１の上下風向板２８が全開となる。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、図９に示すように、人が不在で、空気調和機１の上下風向板２８が全開となった状態の背景画像がカメラ４１によって撮影される。なお、本実施の形態１では、空気調和システム１００がルータ４３を備えている。実際の通信において、制御装置４２から画像データを要求する場合、「画像データを送れ」という情報に、「カメラ４１のＩＰアドレス宛て」という行先情報を付加してルータ４３に送信し、受信したルータ４３が、カメラ４１に対し「画像データを送れ」という情報を送信する。本実施の形態１では、上記内容を、制御装置４２がカメラ４１に対し「画像データを送れ」という指示を出すという内容に簡略化して説明する。

図１０は、本発明の実施の形態１における差分画像である。画像解析手段６２は、図８に示す背景画像と図９に示す背景画像との差分を求める。具体的には、画像解析手段６２は、二つの画像データの各画素の値の差分を取る。これにより、図１０に示すように、室内機２の吹出し口２２が強調表示（斜線部）して抽出された差分画像が取得される。

画像解析手段６２は、カメラ４１の位置を原点として、抽出された吹出し口２２の幅方向の一端Ａ１及び他端Ａ２の座標を取得し、吹出し口２２の中心位置Ｏの座標を求める。Ａ１の座標を、上下角α_ａ１＝３２°，左右角β_ａ１＝−４０°とし、Ａ２の座標を、上下角α_ａ２＝２０°，左右角β_ａ２＝−２２°とする。また、室内機２の設置高さをＬ_ａ＝１．８ｍ、カメラ４１の設置高さをＬ_ｃ＝１ｍとする。吹出し口２２の中心位置Ｏの座標ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａは、下記式（１）、式（２）、式（３）から求まる。

［数１］
ｘ_ａ＝ｙ_ａ×ｔａｎ（（β_ａ２＋β_ａ１）／２）・・・・（１）

［数２］
ｙ_ａ＝ｚ_ａ／ｔａｎ（（α_ａ２＋α_ａ１）／２）・・・・（２）

［数３］
ｚ_ａ＝Ｌ_ａ−Ｌ_ｃ・・・・（３）

式（３）より、ｚ_ａ＝１．８−１＝０．８である。

図１１は、本発明の実施の形態１におけるカメラ４１によって撮影された画像である。画像解析手段６２は、実制御時に、人がいるときの空調対象空間Ｒが撮影された画像を取得する。制御装置４２は、空気調和機１に対し「上下風向板を全開にしろ」という指示を出す。これにより、空気調和機１の上下風向板２８が全開となる。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、図１１に示すように、空気調和機１の上下風向板２８が全開となり、人がいる画像がカメラ４１によって撮影される。

図１２は、本発明の実施の形態１における差分画像である。画像解析手段６２は、図９に示す背景画像と図１１に示す画像との差分を求める。具体的には、画像解析手段６２は、二つの画像データの各画素の値の差分を取る。これにより、図１２に示すように、子供Ｕ１、大人Ｕ２及び掃除機Ｕ９といった背景画像には写っていない動くものが強調表示して抽出された差分画像が取得される。なお、差分画像は、図１１に示す画像と図８に示す背景画像とから取得されてもよく、図１１に示す画像と図９に示す差分画像とから取得されてもよい。

画像解析手段６２は、図１２に示す画像を解析して、人の認識を行う。画像解析手段６２は、例えば画像と、予め記憶手段６１が記憶する顔パターンとを照合して、画像内の顔を探索する。これをパターンマッチングと呼称する。このとき、顔が認識される子供Ｕ１及び大人Ｕ２が人の候補に挙がり、顔が認識されない掃除機Ｕ９が人の候補から外れる。なお、人の認識において、顔を探索し、順次体を認識する場合について例示しているが、体全体を探索してもよいし、顔の目、鼻、口の各部位を探索するようにしてもよい。

図１３及び図１４は、本発明の実施の形態１における顔モデルを示す説明図である。パターンマッチングに使用される顔モデルは、人の年代、性別、方向によって多岐にわたるため、極めて多く存在する。顔モデルは、少なくとも、「属性（年代、性別）」、「方向（横顔等の正面からみた顔の方向）」を有する。顔モデルは、図１３に示すように、例えば女性２０代Ａ、女性２０代Ｂ、女性２０代Ｃというように、性別及び年齢が一致するなかでも、複数作成される。更に、顔モデルは、図１４に示すように、正面からの角度０°、角度１０°、角度３０°、角度９０°というように、角度によっても複数される。

顔モデルは、カメラ４１からの距離が所定の距離、例えば１ｍである場合の顔を想定して作成される。ここで、性別によって目及び鼻の位置はあまり変化しないものの、年代によって目及び鼻の位置は大きく変化する。これは、概して、子供と大人とでは、顔の大きさが変わっても眼球の大きさはほぼ変わらないため、子供の方が大人よりも相対的に目が大きく見えることによる。このため、子供と大人とでは、別々の顔モデルが作成される。ここで、パターンマッチングは、制御装置４２が実施するため、顔モデルは記憶手段６１が記憶していれば済む。

顔モデルは、主に、目、鼻、口及び下顎付近が登録されたものである。顔モデルは、耳及び髪は登録されていない。これは、髪及び髪型は人によって大きく変わることによる。図１２に示す子供Ｕ１は、髪を結わいているが、髪をほどいている場合もある。また、耳は、髪に隠れている場合があることによる。図１２に示す大人Ｕ２は、微かに耳が見えているものの、髪型が変われば見えなくなる場合もある。なお、人がマスク又はサングラス等を身に着けている場合、パターンマッチングが正しく行われない場合がある。また、人が背を向けている場合も、パターンマッチングが正しく行われない場合がある。

図１５は、本発明の実施の形態１における顔モデルを示す説明図である。図１５に示すように、パターンマッチングにおいて、画像内での人の顔の大きさに合わせて、比較画像である顔モデルが画像解析手段６２によって拡大又は縮小されながら検索が行われる。また、顔が横になっている場合もあるため、顔モデルが随時回転されながら検索が行われる。画像の全画面において、パターンマッチングが行われるが、本実施の形態１では、図１２に示す差分画像において、パターンマッチングが行われる。このように、予め取得された背景画像との差分画像において、パターンマッチングが行われることによって、パターンマッチングが行われる画素数が減るため、制御装置４２の処理負担が減る。

図１６は、本発明の実施の形態１における顔認識率を示すグラフである。図１６において、横軸は、水平角（α）及び垂直角（β）であり、縦軸は、顔の認識率である。パターンマッチングによって顔モデルとの一致率が算出される。そして、顔モデルが、画面上で地形の如く分散する。図１２に示す画像では、人が２人いるため、図１６に示すように、山の頂点が二つになり、顔の判定をすることができる。図１２に示す画像では、子供Ｕ１の顔の位置は、α_ｈ１＝−１０°、β_ｈ１＝−１０°付近である。大人Ｕ２の顔の位置は、α_ｈ２＝＋１５°、β_ｈ２＝＋３°である。一致率が高い顔モデルに付属される属性情報に基づいて、一致した顔を有する人の属性のうち、少なくとも子供又は大人の推定が可能である。これにより、子供Ｕ１が子供と推定され、大人Ｕ２が大人と推定される。

顔モデルの拡大率に基づいて、カメラ４１から頭までの距離が求められる。顔モデル作成時のカメラ４１から顔までの距離が１ｍであるため、例えば子供Ｕ１の顔モデルの拡大率が０．９倍でパターンマッチングされた場合、カメラ４１から顔までの距離ｙ_ｈ１は、１ｍ／０．９＝１．１１ｍである。カメラ４１から顔までの距離ｙ_ｈ１が求められた後、子供Ｕ１の頭の位置ｘ_ｈ１，ｚ_ｈ１は、下記式（４）、（５）から求められる。

［数４］
ｘ_ｈ１＝ｙ_ｈ１×ｔａｎ（β_ｈ１）・・・・（４）

［数５］
ｚ_ｈ１＝ｙ_ｈ１×ｔａｎ（α_ｈ１）・・・・（５）

また、大人Ｕ２の顔の位置ｘ_ｈ２，ｚ_ｈ２は、下記式（６）、（７）から求められる。

［数６］
ｘ_ｈ２＝ｙ_ｈ２×ｔａｎ（β_ｈ２）・・・・（６）

［数７］
ｚ_ｈ２＝ｙ_ｈ２×ｔａｎ（α_ｈ２）・・・・（７）

図１７は、本発明の実施の形態１における身体モデルを示す説明図である。次に、顔認識後の体全体の探索について説明する。先ず、図１７に示すように、人が正面を向いている場合について説明する。顔以外の体については、以前認識された部位に基づいて、パターンマッチングが行われる。例えば、顔と首が極端に離れていたり、曲がっていたりすることは通常起こり得ないため、下顎の下端を起点として角度範囲がおよそ４５°以内とされる。また、顔の認識によって顔の大きさがある程度判明するため、首の大きさもある程度推測可能である。このため、首以降の首モデル等のパターンマッチングが行われても、マッチングの回数は少なくて済み、方向及び拡大率も限定される。

そして、パターンマッチングが、首、胸、腹、太腿、膝及び足元の順に実施される。なお、腹及び太腿等は、服装によって変化するため、補完処理又は補正処理が行われる。また、胸は、性別で異なるため、男性用の胸モデルと女性用の胸モデルとが作成される。足元の位置が求められると、モデルの拡大率に基づいて、各部位の接点の大体の位置が算出され、身長が推測される。足元まで特定された場合、その際のカメラ４１上の角度α_ｕ１、β_ｕ１、α_ｕ２、β_ｕ２等が求められる。また、身長に基づいて、年齢と体重が推測され、基礎代謝量が求められる。また、パターンマッチングが順次行われるため、立位、座位、臥位等の姿勢が推測される。

図１８は、本発明の実施の形態１における身体モデルを示す説明図である。図１８に示すように、人が横を向いている場合についても、正面を向いている場合と同様に、パターンマッチングが、首、胸、腹、太腿、膝及び足元の順に実施される。

カメラ４１の設置高さをＬ_ｃ＝１ｍとすると、子供Ｕ１の足元の位置の座標ｘ_ｕ１，ｙ_ｕ１，ｚ_ｕ１は、下記式（８）、（９）、（１０）から求められる。

［数８］
ｘ_ｕ１＝ｙ_ｕ１×ｔａｎ（β_ｕ１）・・・・（８）

［数９］
ｙ_ｕ１＝−ｚ_ｕ１／ｔａｎ（α_ｕ１）・・・・（９）

［数１０］
ｚ_ｕ１＝−Ｌ_ｃ・・・・（１０）

また、大人Ｕ２の足元の位置の座標ｘ_ｕ２，ｙ_ｕ２，ｚ_ｕ２は、下記式（１１）、（１２）、（１３）から求められる。

［数１１］
ｘ_ｕ２＝ｙ_ｕ２×ｔａｎ（β_ｕ２）・・・・（１１）

［数１２］
ｙ_ｕ２＝−ｚ_ｕ２／ｔａｎ（α_ｕ２）・・・・（１２）

［数１３］
ｚ_ｕ２＝−Ｌ_ｃ・・・・（１３）

画像解析手段６２は、室内機２から見た場合の人の位置を算出する。室内機２から見た子供Ｕ１の足元の位置の左右角は、左右角γ_ｕ１＝ａｔａｎ（（ｙ_ａ−ｙ_ｕ１）／（ｘ_ａ−ｘ_ｕ１））であり、上下角は、上下角θ_ｕ１＝ａｔａｎ（（ｚ_ａ−ｚ_ｕ１）／（ｘ_ａ−ｘ_ｕ１））である。室内機２から見た大人Ｕ２の足元の位置の左右角は、左右角γ_ｕ２＝ａｔａｎ（（ｙ_ａ−ｙ_ｕ２）／（ｘ_ａ−ｘ_ｕ２））であり、上下角は、上下角θ_ｕ２＝ａｔａｎ（（ｚ_ａ−ｚ_ｕ２）／（ｘ_ａ−ｘ_ｕ２））である。

設定手段６３は、画像解析手段６２によって解析された人の属性と、記憶手段６１に記憶されたテーブルと、画像解析手段６２によって解析された人の位置とに基づいて、空気調和機１の動作を設定するものである。設定手段６３は、画像解析手段６２の解析結果に基づいて、図７に示すテーブルの空欄を埋めていき、属性に適合するように空気調和機１の動作を設定する。例えば、認識番号が子供Ｕ１の場合、足元の位置の上下角−４５°、左右角−５°、身長１０００ｍｍ、体重２２ｋｇ、性別不明、基礎代謝基準値４１．９ｋｃａｌ／ｋｇ／日であり、室内温度からの制御判定は、風当て及び風量強である。認識番号が大人Ｕ２の場合、足元の位置の上下角−３５°、左右角＋５°、身長１６００ｍｍ、体重５３ｋｇ、性別女性、基礎代謝基準値２１．７ｋｃａｌ／ｋｇ／日であり、室内温度からの制御判定は、風除けである。

動作制御手段６４は、空気調和機１を、設定手段６３によって設定された動作で動作させるものである。具体的には、動作制御手段６４は、室内機２に対し「風向を左右角γ_ｕ１、上下角θ_ｕ１に設定せよ」という指示を出す。これにより、室内機２は、左右角γ_ｕ１、上下角θ_ｕ１に風を送るように、上下風向板２８、第１の上下補助風向板３１、第２の上下補助風向板３３及び左右風向板３６を調整する。これにより、子供Ｕ１の足元に風が送られる。また、動作制御手段６４は、室内機２に対し「風向を左右角γ_ｕ２、上下角θ_ｕ２に設定せよ」という指示を出す。これにより、室内機２は、左右角γ_ｕ２、上下角θ_ｕ２に風を送るように、上下風向板２８、第１の上下補助風向板３１、第２の上下補助風向板３３及び左右風向板３６を調整する。これにより、大人Ｕ２の足元に風が送られる。なお、室内機２の風向が２方向に分けることができる場合、子供Ｕ１及び大人Ｕ２のいずれもの足元に風を送ることができる。また、動作制御手段６４は、室内機２に対し顔の位置に風を送るように指示を出してもよい。

次に、空気調和機１の運転モードについて説明する。空気調和機１は、運転モードとして、冷房運転及び暖房運転を有している。冷房運転は、圧縮機８、流路切替部９、室外熱交換器６、膨張部１０、室内熱交換器４の順に冷媒が流れ（図２の実線矢印）、室内熱交換器４において室内空気が冷媒と熱交換されて冷却されるものである。暖房運転は、圧縮機８、流路切替部９、室内熱交換器４、膨張部１０、室外熱交換器６の順に冷媒が流れ（図２の破線矢印）、室内熱交換器４において室内空気が冷媒と熱交換されて加熱されるものである。

次に、空気調和装置の各運転モードの動作について説明する。先ず、冷房運転について説明する。冷房運転において、圧縮機８に吸入された冷媒は、圧縮機８によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出する。圧縮機８から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、流路切替部９を通過して、室外熱交換器６に流入し、室外熱交換器６において、室外送風機７によって送風された室外空気と熱交換されて凝縮液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部１０に流入し、膨張部１０において膨張及び減圧されて気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、室内熱交換器４に流入し、室内熱交換器４において、室内空気と熱交換されて蒸発ガス化する。このとき、室内空気が冷やされ、冷房が実施される。蒸発したガス状態の冷媒は、流路切替部９を通過して、圧縮機８に吸入される。

次に、暖房運転について説明する。暖房運転において、圧縮機８に吸入された冷媒は、圧縮機８によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出する。圧縮機８から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、流路切替部９を通過して、室内熱交換器４に流入し、室内熱交換器４において、室内送風機５によって送風された室内空気と熱交換されて凝縮液化する。このとき、室内空気が暖められ、暖房が実施される。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部１０に流入し、膨張部１０において膨張及び減圧されて気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、室外熱交換器６に流入し、室外熱交換器６において、室外空気と熱交換されて蒸発ガス化する。蒸発したガス状態の冷媒は、流路切替部９を通過して、圧縮機８に吸入される。

図１９は、本発明の実施の形態１に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態１に係る空気調和装置の制御装置４２の動作について説明する。図１９に示すように、先ず、実制御前に予め図８及び図９に示す背景画像が取得される（ステップＳＴ１）。次に、図８に示す背景画像と図９に示す背景画像との差分画像（図１０）が取得される（ステップＳＴ２）。そして、室内機２の吹出し口２２の中心位置Ｏの座標ｘ_ａ，ｙ_ａ，ｚ_ａが求められる（ステップＳＴ３）。そして、室内機２が起動されているか否かが判断される（ステップＳＴ４）。室内機２が起動されていない場合（ステップＳＴ４のＮｏ）、ステップＳＴ１に戻る。

一方、室内機２が起動されている場合（ステップＳＴ４のＹｅｓ）、人がいる図１１に示す画像が取得される（ステップＳＴ５）。そして、図８又は図９に示す背景画像と図１１に示す画像との差分画像（図１２）が取得される（ステップＳＴ６）。次に、顔のパターンマッチングが行われる（ステップＳＴ７）。そして、足元までの体のパターンマッチングが行われる（ステップＳＴ８）。ここで、人の足元の位置の座標ｘ_ｕ，ｙ_ｕ，ｚ_ｕが求められる（ステップＳＴ９）。その後、足元の位置の座標が、室内機２から見た場合の位置座標に変換される（ステップＳＴ１０）。そして、室内機２の風向が調整され、足元の位置に風が送られる（ステップＳＴ１１）。その後、ステップＳＴ４に戻る。

本実施の形態１によれば、制御装置４２は、人の属性と空気調和機１の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段６１を有している。このため、空気調和機１において、在室する人の属性に適合した動作が行われる。従って、空気調和システム１００において、コストをかけずに、利用者に対し適切な空調動作が行われる。

従来、店内に設置されたカメラ４１、データ処理装置及び空調設備がネットワークを介して接続されたシステムが知られている。しかし、従来のシステムは、年代及び性別によってどのように風向が制御されるか考慮されていない。また、従来のシステムは、画像に基づいて人の位置を求めていない。これでは、利用者に適合する風が送られない。また、従来、在室者の数に基づいて空調機の能力を調整する技術が知られているが、人の属性については配慮されていない。更に、従来、予測平均申告（ＰＭＶ）と活動量とから快適指数値を判定する技術が知られているが、人の属性については配慮されていない。これに対し、本実施の形態１は、制御装置４２が、人の属性と空気調和機１の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段６１を有している。このため、空気調和機１において、在室する人の属性に適合した動作が行われる。

また、人の顔の認識は、予め準備された複数の顔モデルと照合して、一致率を判定するパターンマッチングが一般的に用いられる。顔モデルは、人の年代、性別、方向によって多岐にわたるため、極めて多くのモデルが存在する。パターンマッチングは、画像内の全ての画素において全ての顔モデルと照合することによって行われる。また、画像内の顔の大きさは、距離によって異なるため、顔モデルの拡大又は縮小が必要である。例えば、１０００個の顔モデル、１０００画素×１０００画素の画像、１０回の拡大縮小によって、パターンマッチングが行われるとすると、１０億回繰り返す必要がある。仮に、室内機２の室内制御部５０でパターンマッチングが行われるとすると、極めて高価な制御回路が必要であり、室内機２の製造コストが上昇する。

これに対し、本実施の形態１では、空気調和機１とネットワークで接続された制御装置４２が、パターンマッチングを実施する。そして、空気調和機１は、制御装置４２の処理結果に基づいて、風向を変更して送風するだけで済む。このため、空気調和機１の制御処理が簡易となる。従って、空気調和機１及びカメラ４１には、高価な制御回路が不要となるため、コストを削減することができる。

更に、制御装置４２は、人の属性として、身長に基づいて、性別及び年代を認識する。例えば、制御装置４２は、大人の男性、大人の女性、子供を認識する。なお、顔モデルに大人の男性等のタグが付されている場合、制御装置４２は、それのみをもって大人の男性と認識することができる。また、性別によって胸パターンが異なるため、性別を区別することもできる。これにより、人の属性における風の吹き分けが実現される。図７に示すテーブルと、現在の室内温度等の各種パラメータとに基づいて、人の暑さ寒さが個別に判定される。これにより、人毎に、最適な風を送ることができる。従って、利用者の快適性が向上する。

（第１変形例）
第１変形例は、カメラ４１が自動的に人に焦点を合わせるオートフォーカス機能を有しており、画像解析手段６２が、カメラ４１における焦点距離から画像に写っている人までの距離を測定する機能を有するものである。画像解析手段６２は、図１２に示す画像に基づいて顔の位置α_ｈ１＝−１０°、β_ｈ１＝−１０°を算出する。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「α_ｈ１＝−１０°、β_ｈ１＝−１０°の位置に焦点を合わせ、距離を測定せよ」という指示を出す。カメラ４１は、絞りを最大で開放し、顔の位置α_ｈ１＝−１０°、β_ｈ１＝−１０°に焦点が合うようにレンズを調整する。そして、焦点が合った距離、例えば１ｍを取得する。その後、カメラ４１は、制御装置４２に対し「距離が１ｍ」という情報を送信する。これにより、足元の位置までの認識が、遮蔽物等によって妨げられても、カメラ４１から人までの距離を測定することができる。

カメラ４１は、焦点が合っていない場合、像がぼける。これは、カメラ４１の絞りが開放されているときに、顕著である。利用者は、広範囲の距離にわたって焦点を合わせようとすると、絞りをかなり狭くする必要がある。即ち、絞りを開放すれば、所定の範囲の距離だけに焦点が合う。第１変形例では、これを利用して距離を測定している。このように、空気調和システム１００は、カメラ４１から顔までの距離が直接取得されるものであってもよい。なお、細かい座標にまで焦点を合わせることができない場合、離散的に焦点を合わせて、制御装置４２が適宜位置を計算してもよい。例えば制御装置４２は、カメラ４１に対し「０．５ｍの位置に焦点を合わせ、距離を測定せよ」、「１ｍの位置に焦点を合わせ、距離を測定せよ」、「１．５ｍの位置に焦点を合わせ、距離を測定せよ」という指示を出し、複数の画像に基づいて、位置を計算してもよい。この場合、認識手段があれば掃除機などの物の位置や部屋の大きさなども測定することが出来る。更に、空気調和システム１００は、カメラ４１の近傍に、距離を測定する測距儀を備えてもよい。この場合も、拡大率に基づいて距離を測定する実施の形態１と同様の効果を奏する。また、測距儀は、カメラ４１及び画像解析手段６２であってもよい。

（第２変形例）
図２０は、本発明の実施の形態１の第２変形例におけるサーモセンサ４４によって撮影された温度分布画像である。第２変形例は、サーモセンサ４４を用いて、画像に写っている人型が人であることを認識するものである。サーモセンサ４４は、空調対象空間Ｒの温度分布を撮影し、温度分布画像を取得するものである。温度分布画像は、即ち熱画像である。サーモセンサ４４は、前述の如く、室内機２の吹出し口２２の隣の下面に設けられており、センサ本体が室内機２の下面から突出して、前方を向く。即ち、吹出し口２２から空調対象空間Ｒを見た方向と、サーモセンサ４４から空調対象空間Ｒを見た方向とは、若干の誤差があるものの概ね一致する。顔の認識が終了した後、画像解析手段６２は、室内機２から見た場合の人の位置を算出する。そして、制御装置４２は、室内機２のサーモセンサ４４に対し「温度分布画像を送れ」という指示を出す。サーモセンサ４４は、温度分布を撮影する。これにより、図２０に示すように、温度が高い部分が強調表示された温度分布画像が取得される。

なお、サーモセンサ４４は、予め温度分布を撮影しておいてもよい。冬期において、人の温度は着衣の温度よりも高い。よって、肌が露出している部分（図２０の塗りつぶし部）が温度が高い。なお、図２０に示す温度分布画像の上部の斜線部２ｖは、室内機２が発する熱によるものである。画像解析手段６２は、温度分布画像において、顔であると推測される位置の室内機２からの左右角γｈ及び上下角θｈの温度を取得する。概して、顔の付近は、３６℃程度となる。取得した温度が３６℃付近である場合、画像解析手段６２は、顔が人の顔であると認識する。これにより、周辺温度に依存する等身大ポスター、テレビ又はＰＣモニタに写る人、人の顔をしたロボット等が、人の顔であると誤認されることを抑制することができる。なお、温度分布画像を撮影する機能を有するカメラ４１を使用してもよいが、温度分布画像を撮影する機能を有するカメラ４１は高価であるため、室内機２のサーモセンサ４４を利用することが好ましい。

実施の形態２．
図２１は、本発明の実施の形態２における空調対象空間Ｒを示す図である。本実施の形態２は、室内機２の吹出し口２２の吹出し方向とカメラ４１の光軸とが一致している点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図２１に示すように、カメラ４１は、室内機２が取り付けられた壁Ｋのうち、室内機２の直下に取り付けられている。即ち、カメラ４１の光軸は、室内機２の吹出し口２２の吹出し方向と一致している。カメラ４１の設置高さＬ_ｃは１ｍであり、室内機２の設置高さＬ_ａは１．８ｍである。

図２２は、本発明の実施の形態２におけるカメラ４１によって撮影された背景画像である。画像解析手段６２は、人がいないときの空調対象空間Ｒが撮影された背景画像を、実制御前に予め取得する。制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、図２２に示すように、人が不在の背景画像がカメラ４１によって撮影される。なお、空調対象空間Ｒには、タンスが載置されている。ここで、背景画像には、室内機２が写っていない。なお、カメラ４１は、室内機２の直下に取り付けられているため、カメラ４１の位置の座標ｘ_ｃ，ｙ_ｃ，ｚ_ｃは、ｘ_ｃ＝ｘ_ａ，ｙ_ｃ＝ｙ_ａ，ｚ_ｃ＝ｚ_ａ−Ｌ_ｃ＋Ｌ_ａである。このように、室内機２の吹出し口２２の位置とカメラ４１の光軸とが一致しているため、吹出し口２２の位置の取得は不要である。

図２３は、本発明の実施の形態２におけるカメラ４１によって撮影された画像である。画像解析手段６２は、実制御時に、人がいるときの空調対象空間Ｒが撮影された画像を取得する。制御装置４２は、空気調和機１に対し「上下風向板を全開にしろ」という指示を出す。これにより、空気調和機１の上下風向板２８が全開となる。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、図２３に示すように、人がいる画像がカメラ４１によって撮影される。

図２４は、本発明の実施の形態２における差分画像である。画像解析手段６２は、図２２に示す背景画像と図２３に示す画像との差分を求める。具体的には、画像解析手段６２は、二つの画像データの各画素の値の差分を取る。これにより、図２４に示すように、子供Ｕ１、大人Ｕ２及び掃除機Ｕ９といった背景画像には写っていない動くものが強調表示して抽出され、不動のタンス等が除去された差分画像が取得される。

その後、顔のパターンマッチング、足元までのパターンマッチングが行われ、足元の位置の座標が取得される。画像解析手段６２は、室内機２から見た場合の人の位置を算出する。室内機２から見た子供Ｕ１の足元の位置の左右角は、左右角γ_ｕ１＝ａｔａｎ（（ｘ_ａ−ｘ_ｕ１）／（ｙ_ａ−ｙ_ｕ１））であり、上下角は、上下角θ_ｕ１＝ａｔａｎ（（ｚ_ａ−ｚ_ｕ１）／（ｙ_ａ−ｙ_ｕ１））である。そして、室内機２から見たときの左右角γ_ｕ１は、カメラ４１から見たときの左右角β_ｕ１と一致し、γ_ｕ１＝β_ｕ１である。室内機２から見た大人Ｕ２の足元の位置の左右角は、左右角γ_ｕ２＝ａｔａｎ（（ｘ_ａ−ｘ_ｕ２）／（ｙ_ａ−ｙ_ｕ２））であり、上下角は、上下角θ_ｕ２＝ａｔａｎ（（ｚａ−ｚ_ｕ２）／（ｙａ−ｙ_ｕ２））である。そして、室内機２から見たときの左右角γ_ｕ２は、カメラ４１から見たときの左右角β_ｕ２と一致し、γ_ｕ２＝β_ｕ２である。その後、設定手段６３によって空気調和機１の動作が設定され、動作制御手段６４によって空気調和機１の動作が制御される。

図２５は、本発明の実施の形態２に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態２に係る空気調和装置の制御装置４２の動作について説明する。図２５に示すように、先ず、実制御前に予め図２２に示す背景画像が取得される（ステップＳＴ２１）。次に、室内機２が起動されているか否かが判断される（ステップＳＴ２２）。室内機２が起動されていない場合（ステップＳＴ２２のＮｏ）、ステップＳＴ２１に戻る。一方、室内機２が起動されている場合（ステップＳＴ２２のＹｅｓ）、人がいる図２３に示す画像が取得される（ステップＳＴ２３）。そして、図２２に示す背景画像と図２３に示す画像との差分画像（図２４）が取得される（ステップＳＴ２４）。次に、顔のパターンマッチングが行われる（ステップＳＴ２５）。そして、足元までの体のパターンマッチングが行われる（ステップＳＴ２６）。ここで、人の足元の位置の座標ｘ_ｕ，ｙ_ｕ，ｚ_ｕが求められる（ステップＳＴ２７）。その後、足元の位置の座標が、室内機２から見た場合の位置座標に変換される（ステップＳＴ２８）。そして、室内機２の風向が調整され、足元の位置に風が送られる（ステップＳＴ２９）。その後、ステップＳＴ２２に戻る。

本実施の形態２によれば、室内機２の吹出し口２２の位置とカメラ４１の光軸とが一致しているため、吹出し口２２の位置の取得は不要である。また、室内機２の左右方向と画像の左右方向とが一致している。このため、室内機２から見たときの左右角は、カメラ４１から見たときの左右角と一致する。従って、左右角の換算が不要である。なお、これは、室内機２の風向が２方向に分けることができる場合も同様に、２個の左右角の換算が不要となる。従って、本実施の形態２は、実施の形態１で得られる効果に加え、制御装置４２の処理負担が軽減される。なお、カメラ４１は、室内機２の直下に限らず、室内機２の右方又は室内機２の左方に取り付けられてもよく、室内機２の前面パネル２３、側面パネル２４又は天面パネル２７に取り付けられてもよい。室内機２の吹出し口２２とカメラ４１との位置関係がわかればよい。

本実施の形態２においても、実施の形態１の第１変形例のようにオートフォーカス機能を用いて距離を測定してもよく、測距儀を用いて距離を測定してもよい。また、実施の形態２においても、実施の形態１の第２変形例のようにサーモセンサ４４によって人の顔を認識してもよい。

実施の形態３．
図２６は、本発明の実施の形態３における空調対象空間Ｒを示す側面図である。本実施の形態３は、利用者の個人を特定する点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

本実施の形態３では、制御装置４２は、空調対象空間Ｒの利用者の個人を特定するために、予め個人の顔を記憶手段６１に登録する。登録対象は、例えば空調対象空間Ｒに在室する家族等である。その際、空気調和機１は使用されない。図２６に示すように、制御装置４２は、利用者のうち例えば子供Ｕ１に、カメラ４１の正面に立つように指示を出す。なお、立ち位置は、顔モデルが作成される場合の所定の距離１ｍとする。これにより、拡大縮小率を用いて、距離を測定することができる。制御装置４２は、子供Ｕ１に対し「首を少し下げてください」、「少し右を向いてください」、「真横になってください」等の指示を出す。そして、制御装置４２は、カメラ４１に対し「撮影し画像を送れ」という指示を出す。これにより、カメラ４１は、子供Ｕ１の顔を撮影し、画像を制御装置４２に送信する。

制御装置４２は、顔の認識を行い、一致した領域をトリミングして、子供Ｕ１専用の新しい顔モデルを作成する。この一連の動作が、所定の条件の回数繰り返され、全ての条件が揃った段階で、顔モデル群に名称が付され、顔モデル群を記憶手段６１が記憶する。大人Ｕ２においても、子供Ｕ１と同様に、顔モデル群を記憶手段６１が記憶する。

図２７は、本発明の実施の形態３における記憶手段６１が記憶するテーブルである。図２７に示すように、テーブルは、予めカメラ４１で撮影された空調対象空間Ｒに在室する人の顔と、空調対象空間Ｒに在室する人の属性とが対応づけされたものである。これにより、個人を特定することができる。名称は、子供Ｕ１をＳＡＥとし、大人Ｕ２をＡＮＺＵとする。また、テーブルには、個人の趣向が記憶されている。例えば、子供Ｕ１の趣向を暑がりとすれば、より風が当たり易いように空気調和機１が制御される。また、大人Ｕ２の趣向を寒がりとすれば、より風が当たり難いように空気調和機１が制御される。これにより、個人間で趣向が異なっても、同一の空調対象空間Ｒにおいて、それぞれ快適な環境を得ることができる。

図２８は、本発明の実施の形態３に係る空気調和システム１００の動作を示すフローチャートである。次に、本実施の形態３に係る空気調和装置の制御装置４２の動作について説明する。図２８に示すように、先ず、子供Ｕ１がカメラ４１の前に立つ（ステップＳＴ３１）。次に、制御装置４２が子供Ｕ１に撮影姿勢を指示する（ステップＳＴ３２）。そして、カメラ４１によって撮影された画像に基づいて顔を認識し、顔が認識された部分を、新しい顔モデルとして作成する（ステップＳＴ３３）。そして、全ての姿勢で顔モデルが作成されたか否かが判断される（ステップＳＴ３４）。ほかの姿勢の顔モデル作成の作業が残っている場合（ステップＳＴ３４のＮｏ）、ステップＳＴ３２に戻る。全ての姿勢の顔モデル作成の作業が終了した場合（ステップＳＴ３４のＹｅｓ）、顔モデルに名称を付して記憶される（ステップＳＴ３５）。

本実施の形態３によれば、顔のパターンマッチングにおいて、登録された子供Ｕ１及び登録された大人Ｕ２の顔モデルが優先して用いられる。専用の顔モデルは、本人をモデル化したものであるため、顔の認識率が向上する。これにより、個人を特定することができる。また、個人の趣向を反映して、個人に対して快適な空調を行うことができる。例えば、子供Ｕ１が暑がりであれば、夏期に集中的に風を送り、大人Ｕ２が寒がりであれば、夏期に風を避ける。

実施の形態４．
図２９は、本発明の実施の形態４における空調対象空間Ｒを示す上面図である。本実施の形態４は、カメラ４１が２台設けられている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

図２９に示すように、２台のカメラ４１は、空調対象空間Ｒをそれぞれ異なる角度から撮影するものである。例えば、一方のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋの隣の壁に設けられており、他方のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋと対向する壁に設けられている。これにより、一方のカメラ４１において、人が背を向けて顔が認識されないとしても、他方のカメラ４１において、顔が認識される。従って、人の認識率が向上する。なお、カメラ４１の台数は、２台に限らず、３台以上でもよく、複数設けられていればよい。

（第１変形例）
図３０は、本発明の実施の形態４の第１変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。図３０に示すように、第１変形例において、一方のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋの隣の壁に設けられており、他方のカメラ４１は、室内機２が取り付けられた壁Ｋのうち、室内機２の直下に取り付けられている。この場合も、一方のカメラ４１において、人が背を向けて顔が認識されないとしても、他方のカメラ４１において、顔が認識される。従って、人の認識率が向上する。

（第２変形例）
図３１は、本発明の実施の形態４の第２変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。図３１に示すように、第２変形例において、一方のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋの一方の隣の壁に設けられており、他方のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋの他方の隣の壁に設けられている。この場合も、一方のカメラ４１において、人が背を向けて顔が認識されないとしても、他方のカメラ４１において、顔が認識される。従って、人の認識率が向上する。

（第３変形例）
図３２は、本発明の実施の形態４の第３変形例における空調対象空間Ｒを示す上面図である。図３２に示すように、第３変形例において、カメラ４１が３台設けられている。１台目のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋの隣の壁に設けられており、２台目のカメラ４１は、室内機２が取り付けられた壁Ｋのうち、室内機２の直下に取り付けられており、３台目のカメラ４１は、室内機２が設けられた壁Ｋと対向する壁に設けられている。この場合も、いずれかのカメラ４１において、顔が認識されればよいため、人の認識率が向上する。

１ 空気調和機、２ 室内機、２ｖ 斜線部、３ 室外機、４ 室内熱交換器、５ 室内送風機、６ 室外熱交換器、７ 室外送風機、８ 圧縮機、９ 流路切替部、１０ 膨張部、１１ ガス側連絡配管、１２ 液側連絡配管、１３ 冷媒回路、２０ 筐体、２１ 吸込み口、２２ 吹出し口、２３ 前面パネル、２４ 側面パネル、２５ 背面パネル、２６ 下面パネル、２７ 天面パネル、２８ 上下風向板、２９ 上下風向板支持部材、３１ 第１の上下補助風向板、３２ 第１の上下補助風向板軸、３３ 第２の上下補助風向板、３４ 第２の上下補助風向板支持部材、３５ 第２の上下補助風向板軸、３６ 左右風向板、３７ フィルタ、３８ ドレンパン、３９ ケーシング下壁、４０ ケーシング上壁、４１ カメラ、４２ 制御装置、４３ ルータ、４４ サーモセンサ、５０ 室内制御部、６１ 記憶手段、６２ 画像解析手段、６３ 設定手段、６４ 動作制御手段、１００ 空気調和システム、Ｋ 壁、Ｒ 空調対象空間、Ｔ 天井、Ｕ１ 子供、Ｕ２ 大人、Ｕ８ タンス、Ｕ９ 掃除機。

本発明に係る空気調和システムは、空調対象空間の空気を調整する空気調和機と、空調対象空間を撮影するカメラと、空気調和機及びカメラにネットワークを介して接続され、空気調和機の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、空調対象空間に在室する人の属性と、空気調和機の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段と、カメラによって撮影された画像に写っている人の属性及び位置を解析する画像解析手段と、画像解析手段によって解析された人の属性と、記憶手段に記憶されたテーブルと、画像解析手段によって解析された人の位置とに基づいて、空気調和機の動作を設定する設定手段と、空気調和機を、設定手段によって設定された動作で動作させる動作制御手段と、を有し、画像解析手段は、カメラから画像に写っている人又は物までの距離を測定する機能を有する。

Claims (10)

1. 空調対象空間の空気を調整する空気調和機と、
   前記空調対象空間を撮影するカメラと、
   前記空気調和機及び前記カメラにネットワークを介して接続され、前記空気調和機の動作を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記空調対象空間に在室する人の属性と、前記空気調和機の動作とが対応づけされたテーブルを記憶する記憶手段と、
   前記カメラによって撮影された画像に写っている人の属性及び位置を解析する画像解析手段と、
   前記画像解析手段によって解析された人の属性と、前記記憶手段に記憶された前記テーブルと、前記画像解析手段によって解析された人の位置とに基づいて、前記空気調和機の動作を設定する設定手段と、
   前記空気調和機を、前記設定手段によって設定された動作で動作させる動作制御手段と、
   を有する空気調和システム。
2. 前記空調対象空間に在室する人の属性は、性別であり、
   前記テーブルは、
   前記空調対象空間に在室する人が男性である場合の方が女性である場合よりも、前記空気調和機の風を当てる割合が大きい
   請求項１記載の空気調和システム。
3. 前記空調対象空間に在室する人の属性は、年代であり、
   前記テーブルは、
   前記空調対象空間に在室する人が子供である場合の方が大人である場合よりも、前記空気調和機の風を当てる割合が大きい
   請求項１又は２記載の空気調和システム。
4. 前記空調対象空間の温度分布を撮影するサーモセンサを更に備え、
   前記画像解析手段は、
   前記サーモセンサによって撮影された温度分布画像に基づいて、前記画像に写っている人型が人であることを認識する機能を有する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気調和システム。
5. 前記制御装置にネットワークを介して接続され、距離を測定する測距儀を更に備え、
   前記画像解析手段は、
   前記測距儀を用いて、前記カメラから前記画像に写っている人又は物までの距離を測定する機能を有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気調和システム。
6. 前記測距儀は、前記カメラ及び前記画像解析手段を含み、
   前記画像解析手段は、比較画像を拡大又は縮小する機能を有しており、
   前記画像解析手段は、
   前記カメラの拡大率に基づいて、前記カメラから前記画像に写っている人までの距離を測定する機能を有する
   請求項５記載の空気調和システム。
7. 前記カメラは、
   自動的に人又は物に焦点を合わせる機能を有しており、
   前記画像解析手段は、
   前記カメラにおける焦点距離から前記画像に写っている人又は物までの距離を測定する機能を有する
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和システム。
8. 前記空気調和機には、
   前記空調対象空間に空気を吹き出す吹出し口が形成されており、
   前記カメラの光軸は、
   前記空気調和機の前記吹出し口の吹出し方向と一致している
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和システム。
9. 前記カメラは、複数設けられており、
   複数の前記カメラは、
   前記空調対象空間をそれぞれ異なる角度から撮影するものである
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和システム。
10. 前記記憶手段は、
    前記カメラで撮影された前記空調対象空間に在室する人の顔と、前記空調対象空間に在室する人の属性とが対応づけされたテーブルを記憶する機能を有する
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気調和システム。

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