WO2019008960A1 - 空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラム - Google Patents

空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2019008960A1
WO2019008960A1 PCT/JP2018/020976 JP2018020976W WO2019008960A1 WO 2019008960 A1 WO2019008960 A1 WO 2019008960A1 JP 2018020976 W JP2018020976 W JP 2018020976W WO 2019008960 A1 WO2019008960 A1 WO 2019008960A1
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WO
WIPO (PCT)
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air conditioning
environment setting
ultrasonic wave
conditioning control
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/020976
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English (en)
French (fr)
Inventor
平尾　豊隆
尚夫 水野
清水　健志
貴夫 桜井
真範 丸山
尚希 西川
Original Assignee
三菱重工サーマルシステムズ株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
    • F24F11/59—Remote control for presetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves
    • G01S5/22—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioning control device, an environment setting terminal, an air conditioning control method, and a program.
  • Priority is claimed on Japanese Patent Application No. 2017-130612, filed Jul. 3, 2017, the content of which is incorporated herein by reference.
  • each individual can be specified based on the radio wave intensity of the terminal device (remote control etc.) held by the user and the TDOA (Time Difference Of Arrival) measurement, and each air conditioning request can be made A function of performing control that satisfies as much as possible is incorporated (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to communicate a plurality of environment setting terminals with a plurality of environment setting terminals using a plurality of environment setting terminals.
  • the present invention provides an air conditioning control device, an environment setting terminal, an air conditioning control method, and a program capable of avoiding interference between ultrasonic waves emitted from each of the above.
  • the air conditioning control device is configured to control the indoor unit for the air conditioning according to the request environment setting required by the plurality of users holding the environment setting terminal and the terminal position of the environment setting terminal.
  • An ultrasonic detection processing unit for performing control and individually detecting ultrasonic waves emitted from each of the environment setting terminals through a plurality of ultrasonic sensors arranged at different positions;
  • a position estimation unit configured to estimate a terminal position of the environment setting terminal based on results detected by each of the plurality of ultrasonic sensors;
  • a required environment acquisition unit configured to acquire the required environment setting;
  • an indoor unit control unit configured to control the air conditioning indoor unit based on a terminal position.
  • the ultrasonic wave detection processing unit performs answerback when the information superimposed on the ultrasonic wave emitted from the environment setting terminal is read.
  • requirement environment acquisition part acquires the said request
  • the environment setting terminal receives a request environment setting acceptance that indicates a speaker capable of transmitting an ultrasonic wave and a request environment setting indicating an environment that the user requests the air conditioning control device. And an ultrasonic wave transmission processing unit that transmits an ultrasonic wave superimposed with the required environment setting through the speaker.
  • the above-mentioned environment setting terminal is further provided with the microphone which can detect an ultrasonic wave, and the said ultrasonic wave transmission process part transmits the ultrasonic wave which superimposed the said request
  • the ultrasonic wave transmission processing unit after transmitting the ultrasonic wave on which the required environment setting is superimposed, the ultrasonic wave transmission processing unit does not receive the answerback through the microphone. After changing the frequency, the ultrasonic wave on which the required environment setting is superimposed is transmitted again.
  • an air conditioning control method is provided according to a required environment setting requested by a plurality of users holding the environment setting terminal, and a room for air conditioning according to a terminal position of the environment setting terminal.
  • An air conditioning control method for controlling the aircraft the steps of individually detecting an ultrasonic wave emitted from each of the environment setting terminals through a plurality of ultrasonic sensors arranged at different positions; Estimating the terminal position of the environment setting terminal based on the results detected by each of a plurality of ultrasonic sensors, acquiring the required environment setting, the air conditioning based on the required environment setting and the terminal position Controlling the indoor unit.
  • a program for an air conditioning indoor unit according to required environment settings required by a plurality of users holding environment setting terminals, and terminal positions of the environment setting terminals.
  • Estimating the terminal position of the environment setting terminal based on the result detected by each of the ultrasonic sensors acquiring the required environment setting, the air conditioning room based on the required environment setting and the terminal position Performing the control of the machine.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an air conditioning system according to the first embodiment.
  • the air conditioning system 1 according to the first embodiment is assumed to be used in an environment where a plurality of users exist in a relatively large space, such as a library, a large store, a warehouse, and a factory.
  • the air conditioning system 1 is not limited to the usage mode as described above.
  • the air conditioning system 1 includes an air conditioning control device 2, an air conditioning indoor unit 3, and a smartphone 4 held by each of a plurality of users present in the same space.
  • the air conditioning control device 2 receives environmental requests (temperature, humidity, air volume, etc.) from a plurality of users (“required environment setting” described later), and the air conditioning indoor unit 3 is satisfied so as to satisfy the requests as much as possible. Control.
  • the air conditioning indoor unit 3 is installed on the ceiling of the space where the user exists, and performs various operations for adjusting the environment in the space according to a control command from the air conditioning control device 2.
  • the air conditioning indoor unit 3 is a fan 30 capable of adjusting the air volume, a louver 31 capable of adjusting the air direction, and an ultrasonic sensor capable of detecting an ultrasonic wave, and arranged at different positions.
  • the four microphones 32 and the speaker 33 capable of transmitting ultrasonic waves are provided.
  • the air conditioning system 1 according to the first embodiment includes only one air conditioning indoor unit 3 (see FIG. 1), but the other embodiments are not limited to this aspect. That is, in the air conditioning system 1 according to the other embodiment, a plurality of air conditioning indoor units 3 are installed in the same space, and one air conditioning control device 2 individually controls the operation of the plurality of air conditioning indoor units 3 It may be an aspect that
  • the smartphone 4 is a mobile terminal device held by each of a plurality of users.
  • the smartphone 4 according to the present embodiment operates as a dedicated setting program (application) and as an environment setting terminal (remote control of an air conditioner) for transmitting a user's request (request environment setting) to the air conditioning control device 2 Function.
  • the “environment setting terminal” is not limited to the smartphone held by each user.
  • the “environment setting terminal” according to another embodiment may be a tablet type terminal device, a watch type terminal device or the like held by the user, or may be a dedicated remote controller.
  • FIG. 2 is a diagram showing functional configurations of the air conditioning control device and the air conditioning indoor unit according to the first embodiment.
  • the air conditioning control device 2 includes a CPU 20.
  • the CPU 20 is a processor (microcomputer) that controls the entire air conditioning control device 2, and operates according to a program prepared in advance.
  • the CPU 20 functions as an ultrasonic detection processing unit 201, a position estimation unit 202, a required environment acquisition unit 203, and an indoor unit control unit 204 by operating according to a program.
  • the ultrasonic wave detection processing unit 201 individually detects ultrasonic waves emitted from each of the smartphones 4 through the plurality of microphones 32 provided in the air conditioning indoor unit 3. Specifically, when the ultrasonic detection processing unit 201 correctly reads the information superimposed on the ultrasonic wave emitted from the smartphone 4, the answerback (response) is performed through the speaker 33 provided in the air conditioning indoor unit 3. I do.
  • the position estimation unit 202 detects the position of the smartphone 4 based on the detection result (specifically, the difference in the arrival time to each microphone 32) of the ultrasonic wave emitted by the smartphone 4 with each of the plurality of microphones 32 (specifically, Estimate the terminal position).
  • the required environment acquisition unit 203 acquires required environment settings.
  • the “required environment setting” is information indicating setting values of the environment (setting values such as temperature, humidity, air volume, etc. desired by the user) that each user requests to the air conditioning control device 2 through the smartphone 4 .
  • the indoor unit control unit 204 is configured of the air conditioning indoor unit 3 (fan 30, louver 31) based on the required environment settings received from each of the plurality of users and the positions (terminal positions) of each of the plurality of users. Take control.
  • FIG. 3 is a diagram showing a functional configuration of the smartphone according to the first embodiment.
  • the smartphone 4 includes a CPU 40, an operation unit 41, a display unit 42, a microphone 43, and a speaker 44.
  • the operation unit 41 is, for example, a touch panel, and receives an input operation of a user to be held.
  • the display unit 42 is, for example, a liquid crystal display, an organic EL display or the like, and provides the user with various information (current set temperature, set value input form, etc.) related to the operation of the air conditioning control device 2 through an image.
  • the microphone 43 is an ultrasonic wave detection sensor that detects an ultrasonic wave emitted from the outside.
  • the speaker 44 transmits an ultrasonic wave according to the control from the CPU 40.
  • the microphone 43 and the speaker 44 may be a microphone and a speaker that are standard mounted on a normal smartphone, and may be used for a general call function.
  • the CPU 40 is a processor that controls the entire smartphone 4 and operates in accordance with a previously prepared program (air conditioning control application). Specifically, the CPU 40 functions as a request environment setting reception unit 401 and an ultrasonic wave transmission processing unit 402.
  • the required environment setting reception unit 401 receives a required environment setting (a set temperature, a set humidity, a set value of air volume, and the like) from the user through the operation unit 41.
  • a required environment setting a set temperature, a set humidity, a set value of air volume, and the like
  • the ultrasonic wave transmission processing unit 402 transmits, through the speaker 44, an ultrasonic wave on which the required environment setting received from the user is superimposed.
  • the ultrasonic wave transmission processing unit 402 transmits the ultrasonic wave on which the required environment setting is superimposed for the first time, and then does not receive the answerback from the air conditioning control device 2 through the microphone 43, after waiting for a predetermined time, The ultrasonic wave on which the required environment settings equivalent to the first one are superimposed is re-sent.
  • FIG. 4 is a diagram showing a processing flow of the smartphone according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a figure which shows the data structure of the transmission information which the smart phone which concerns on 1st Embodiment transmits.
  • processing is repeatedly executed from the time when a dedicated application is activated.
  • the request environment setting reception unit 401 of the smartphone 4 waits for the input of the request environment setting from the user (step S01: NO).
  • the request environment setting reception unit 401 acquires the input request environment setting.
  • the required environment setting includes the set temperature, the set humidity, the set air volume, and the like input by the user who holds the smartphone 4.
  • the request environment setting accepting unit 401 attaches a user ID to the request environment setting acquired in step S01, and sets the request environment setting to which the user ID is attached (hereinafter referred to as “transmission information”). Is superimposed on the ultrasonic wave and transmitted from the speaker 44 (step S02).
  • the "transmission information” has, for example, a data structure as shown in FIG. Specifically, the transmission information includes the user ID (“UID 0001”), the set temperature (“ ⁇ ° C”) input by the user, the set humidity (““% ”), the set air volume (“ small ”) Etc. are associated.
  • the user ID may be randomly determined, for example, when the dedicated application is activated, or may be individual identification information assigned to the main body of the smartphone 4 in advance.
  • the transmission information is encoded by amplitude modulation (AM modulation) or the like and superimposed on the ultrasonic wave emitted from the speaker 44.
  • AM modulation amplitude modulation
  • step S03 determines whether the answerback has been received from the air conditioning control device 2 within a predetermined time. To do (step S03).
  • the answer back process of the air conditioning control device 2 will be described later.
  • step S03: YES When the answer back is received from the air conditioning control device 2 within the prescribed time (step S03: YES), it is determined that the transmission information is normally recognized by the air conditioning control device 2, and the smartphone 4 completes the process.
  • step S03: NO determines that the transmission information transmitted in step S02 is not correctly recognized by the air conditioning control device 2. Be done.
  • the ultrasonic wave transmission processing unit 402 superimposes transmission information including the required environment setting received in step S01 on the ultrasonic wave and transmits it (step S02).
  • the ultrasonic wave transmission processing unit 402 repeatedly executes the processing of steps S02 to S04 until the answer back is received from the air conditioning control device 2.
  • the waiting time in step S04 is randomly determined each time, for example, on the order of several seconds to several tens of seconds.
  • FIG. 6 is a diagram showing a process flow of the air conditioning control device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a figure which shows the data structure of the information classified by user which the indoor unit control part which concerns on 1st Embodiment acquires.
  • FIG. 8 is a figure for demonstrating the function of the indoor unit control part which concerns on 1st Embodiment.
  • the process flow shown in FIG. 6 is regularly and repeatedly executed from the start of the air conditioning control device 2 and the air conditioning indoor unit 3.
  • the ultrasonic wave detection processing unit 201 of the air conditioning control device 2 waits for the reception of the ultrasonic wave transmitted from the smartphone 4 in step S02 of FIG. 4 (step S11: repetition of NO). Specifically, the ultrasonic detection processing unit 201 determines the signal strength (the strength of the signal output in response to the reception of the ultrasonic wave) output from the microphone 32 (FIG. 2) provided in the air conditioning indoor unit 3. Monitoring is performed, and when the signal strength exceeds a predetermined determination threshold, it is determined that an ultrasonic wave is received.
  • the signal strength the strength of the signal output in response to the reception of the ultrasonic wave
  • the position estimation unit 202 of the air conditioning control device 2 determines the difference in time (time difference) at which the ultrasonic wave is received from each of the plurality of microphones 32 (FIG. 2). Based on the position estimation of the smartphone 4 that has transmitted the ultrasonic wave (step S12). Specifically, the position estimation unit 202 acquires the time (detection time) at which the signal strength output from each of the microphones 32 exceeds a predetermined determination threshold in response to the reception of the ultrasonic wave. And the position estimation part 202 estimates the position (terminal position) of the smart phone 4 based on the difference (difference of arrival time) of four detection time.
  • a method (TDOA: Time Difference Of Arrival) for estimating the position of the transmission source based on the difference in arrival time of sound waves (radio waves) in each sensor is known and thus the detailed description is omitted.
  • the position estimation unit 202 determines whether or not the position estimation has been correctly performed in the process of step S12 (step S13).
  • step S13 For example, when an ultrasonic wave is transmitted from another smart phone 4 at the same time and interference occurs, the terminal position is not uniquely identified in the process of step S12, and position estimation fails. If the position can not be estimated correctly (step S13: NO), the subsequent processing is not performed, and the process returns to step S11 to wait for another ultrasonic wave. If the position estimation is correctly performed (step S13: YES), the position estimation unit 202 records and holds the terminal position obtained based on the position estimation.
  • the required environment acquisition unit 203 of the air conditioning control device 2 decodes and acquires transmission information (user ID + required environment setting (see FIG. 5)) encoded in the ultrasonic wave received through the microphone 32 (step S14).
  • the required environment acquisition unit 203 determines whether the transmission information has been correctly read by decryption (step S15). It is determined by, for example, a generally known cyclic redundancy check (CRC) or the like whether or not the reading can be correctly performed.
  • CRC cyclic redundancy check
  • step S15: NO If the transmission information can not be read correctly by the decryption (step S15: NO), the CPU 40 returns to step S11 and waits for ultrasonic waves again without performing the subsequent processing. If the transmission information can be read correctly (step S15: YES), the required environment acquisition unit 203 records and holds the acquired transmission information.
  • the request environment acquisition unit 203 aggregates and associates the terminal position acquired by the position estimation unit 202 with the transmission information (user ID + request environment setting) acquired in step S15, as shown in FIG. Newly added to the separate information (step S16).
  • the user-specific information includes, for each different user ID (“UID 0001”, “UID 0002”, “UID 0003”), the terminal position (“X1, Y1”), the set temperature (“ C. “, set humidity (" .circle-solid.% “), Set air volume (" small “), etc.
  • the ultrasonic wave detection processing unit 201 Answerback is performed with ultrasonic waves through the speaker 33 (see FIGS. 1 and 2) (step S17).
  • the smartphone 4 can recognize that the air conditioning control device 2 has correctly recognized the terminal position and the required environment setting by receiving the answer back (see step S03 in FIG. 4).
  • Step S18 the indoor unit control unit 204 of the air conditioning control device 2 controls the air conditioning indoor unit 3 based on user-specific information including the new user's terminal position and required environment setting, and optimizes air conditioning.
  • the indoor unit control unit 204 specifies control parameters (a1, a2, a3, a4,%) For minimizing the objective function J (step S181).
  • the control parameter is a direct command value for bringing the air conditioning indoor unit 3 into a desired state, and is, for example, the number of rotations of the fan 30, the inclination angle of the louver 31, or the like.
  • the objective function J is defined, for example, as in equation (1).
  • the vector x (i) consists of M elements (x (i) 1 , x (i) 2 ,..., X (i) M ), and each element (x (i) 1 , x (i) 2 ,..., X (i) M ) indicate values (scalar amounts) such as actual temperature, humidity, and air volume at the position where the user i exists.
  • the vector x (i) is uniquely determined by the function F having the control parameters (a1, a2, a3, a4,...) Of the air conditioning indoor unit 3 as input variables.
  • the vector x * (i) is a vector quantity indicating the temperature, humidity, air volume, etc. desired by the user i.
  • the vector x * (i) consists of M elements (x * (i) 1 , x * (i) 2 ,..., X * (i) M ), and each element (x * (i) 1 , x * (i) 2 ... x * (i) M indicates the temperature, humidity, air flow, etc. desired by the user i.
  • each element (x * (i) 1 , x * (i) 2 , ..., x * (i) M ) is the setting temperature shown in the user-specific information (FIG. 7), setting Humidity, set air volume, etc.
  • M is the number of elements constituting the vector x (i) and the vector x * (i), and is the total number of physical quantities such as temperature, humidity, and air volume that the user should set.
  • N is the number of users present in the space where the air conditioning indoor unit 3 is installed, and more specifically, the number of smartphones 4 detected through ultrasonic waves (type of user ID Number).
  • Wd (i, k) is a weighting coefficient separately defined for each element, and in general operation, it is all “1” (equal value). However, for example, each user may set “Wd (i, k)” for each element (temperature, humidity, air flow,%) To reflect the preference as to which physical quantity is to be emphasized.
  • weighting factor Wd (i, k) is a weighting coefficient separately specified for each user, and in general operation, it is all “1” (equal value). However, for example, in the case of operation where importance is placed on the needs of elderly users and users of executive officers, the weighting coefficient for each user i may be changed. Also, the method of identifying the minimum value of the objective function J may be based on a well-known search algorithm. The function F may be based on physical simulation of air flow, temperature distribution in space based on radiation, humidity distribution, air volume distribution, for example.
  • the indoor unit control unit 204 transmits the specified control parameter as a command value to the air conditioning indoor unit 3 and performs control (step S182).
  • the ultrasonic wave detection processing unit 201 performs the answerback (step S17 in FIG. 6) to emit from each of the smartphones 4 (environment setting terminals). Detect ultrasonic waves individually. Further, when the answerback is not obtained from the air conditioning control device 2, the smartphone 4 stands by for a predetermined time, and superimposes the required environment setting (transmission signal in FIG. 5) on the ultrasonic wave and transmits it. As a result, even if interference occurs with the ultrasonic waves emitted by the other smart phones 4, the smartphone 4 tries to transmit ultrasonic waves until an answer back is obtained.
  • the required environment acquisition unit 203 acquires information (transmission information) superimposed on the ultrasonic wave emitted from the smartphone 4.
  • the ultrasonic wave transmitted for position estimation can also be used as an information transmission medium by encoding, provision of new parts and functions can be avoided, and product cost can be reduced.
  • the user ID and the required environment setting are transmitted to the air conditioning control device 2 via a carrier medium (radio wave, infrared ray, etc.) different from ultrasonic waves. May be In this case, the ultrasonic wave transmitted by the smartphone 4 is a mere sine wave and is used exclusively for position estimation.
  • FIG. 9 is a diagram showing a processing flow of the smartphone according to the second embodiment.
  • the process flow of the smartphone 4 according to the second embodiment as in the first embodiment, for example, the process is repeatedly executed from the time when a dedicated application is activated.
  • steps S01, S02, S03, and S04 in FIG. 9 are the same as those in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the smartphone 4 (ultrasonic transmission processing unit 402) transmits next A process of reducing the frequency of the ultrasonic wave to be generated is performed (step S041). For example, assuming that the initial value of the frequency of ultrasonic waves (frequency of ultrasonic waves transmitted at the first time) is "40 kHz", the smartphone 4 sets the frequency of ultrasonic waves transmitted at the second time to "35 kHz” or the like.
  • the degree of the frequency to be reduced here may be randomly determined each time.
  • the air conditioning control device 2 includes a plurality of types of frequency filters (band pass filters) that can pass only a specific frequency band.
  • band pass filters frequency filters
  • the smartphone 4 sets the initial value of the frequency of the ultrasonic wave to be transmitted to the maximum value of the frequencies that can be transmitted by the microphone 43 (for example, 40 kHz), the answerback from the air conditioning control device 2 can not be obtained.
  • the frequency be gradually decreased by several kHz at step S041. By doing this, the variation range of the ultrasonic frequency can be kept within a frequency band that does not affect the user's hearing as much as possible.
  • the smartphone 4 may perform the process of increasing the frequency of the ultrasonic wave in step S041.
  • the ultrasonic wave transmission processing unit 402 changes (increases or decreases) the frequency of the ultrasonic wave when the answerback is not received through the microphone 43.
  • the ultrasonic wave on which the required environment setting is superimposed is transmitted again.
  • the process flow of the smartphone 4 shown in FIG. 4 has been described as being on standby until the user receives the request environment setting, the process flow is not limited to this mode.
  • the smartphone 4 may periodically transmit the ultrasonic wave on which the user ID is superimposed, without receiving the request environment setting from the user. By doing this, even when the user's position changes, the terminal position is always updated as the latest user's position, so that the environment required by the user can be provided more appropriately. it can.
  • the smartphone 4 detects that the position of the user has changed (the user moved) through the built-in acceleration sensor or the like, and using this as a trigger, transmits an ultrasonic wave on which various information is superimposed. It is good also as a mode to do.
  • the air conditioning control device 2 is based on a method (TDOA) of estimating the position of the transmission source based on the difference in arrival time of ultrasonic waves in each ultrasonic sensor (microphone 32)
  • TDOA a method of estimating the position of the transmission source based on the difference in arrival time of ultrasonic waves in each ultrasonic sensor (microphone 32)
  • the air conditioning control device 2 may be configured to specify the terminal position of the smartphone 4 based on the reception intensity of ultrasonic waves.
  • a plurality (four) of microphones 32 for detecting ultrasonic waves transmitted from the smartphone 4 are installed at different positions of the casing of the air conditioning indoor unit 3.
  • the position where the microphone 32 is installed may be disposed in any of the spaces to be cooled by the air conditioning control device 2 (ceiling, wall, floor, etc. other than the installation location of the air conditioning indoor unit 3). .
  • the indoor unit 3 for air conditioning which concerns on 1st, 2nd embodiment was made into the aspect provided with four microphones 32, you may be made into the aspect provided with more microphones 32 in other embodiment.
  • the redundancy in position estimation based on the difference in arrival time is enhanced, and the terminal position can be acquired more accurately.
  • the number of microphones 32 installed may be three, or two as long as the user exists on a predetermined plane.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are a first view and a second view for explaining the function of the air conditioning system according to the other modification, respectively.
  • the air conditioning control device 2 (ultrasonic wave detection processing unit 201) according to the first modification may superimpose transmission time allocation information on the answerback in the case of performing the answerback (step S17 in FIG. 6). .
  • the air conditioning control device 2 causes the smartphone 4 of “UID 0001” to receive time t00 to t01, t03 to t04,.
  • the allocated time of is notified (see FIG. 10).
  • the air conditioning control device 2 assigns the “UID 0001” to the smartphone 4 of “UID 0002” in its answer back.
  • the allocated times of times t01 to t02, t04 to t05,... Other than the band are notified.
  • each smartphone 4 that has received the notification of the allocation time transmits an ultrasonic wave at the notified allocation time. By doing this, since the timing of transmitting the other smartphone 4 does not overlap with each other after the first communication, interference can be prevented.
  • the air conditioning control device 2 (ultrasonic wave detection processing unit 201) according to the second modification performs the answerback (step S17 in FIG. 6), the transmission frequency allocation information is superimposed on the answerback. It is also good. For example, when an ultrasonic wave from the smartphone 4 of “UID 0001” is detected, the air conditioning control device 2 notifies the smartphone 4 of “UID 0001” of the allocated frequency of the frequency f 01 in its answer back (FIG. 11) reference). Next, when an ultrasonic wave from the smartphone 4 of “UID 0002” is newly detected, the air conditioning control device 2 assigns the frequency assigned to “UID 0001” to the smartphone 4 of “UID 0002” in the answer back.
  • each smartphone 4 that has received the notification of the assigned frequency transmits an ultrasonic wave at the notified assigned frequency. By doing this, it is possible to prevent interference since the frequencies transmitted with the other smartphones 4 do not overlap with each other after the first communication.
  • the air conditioning control device 2 according to the first and second embodiments described that the elements used for control are "temperature”, “humidity”, “air volume”, etc., other embodiments are the same. It is not limited to the aspect.
  • the air conditioning control device 2 according to the other embodiment relates to human comfort such as “illuminance”, “aroma”, “hot water temperature”, and “washing strength of toilet seat” in addition to the above-mentioned elements related to air conditioning. It may be in any form as long as it is a quantity.
  • the air-conditioning control apparatus 2 which concerns on the said other embodiment is an aspect which makes an object of control not only the indoor unit 3 for air conditioning but a lighting apparatus, an aroma, water heater, and a toilet seat apparatus. May be
  • the processes of various processes of the above-described air conditioning control device 2 and the smartphone 4 are stored in a computer readable recording medium in the form of a program, and the computer reads and executes this program.
  • the above-mentioned various processes are performed by doing.
  • the computer readable recording medium refers to a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory and the like.
  • the computer program may be distributed to a computer through a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system. Furthermore, in another embodiment, the air conditioning control device 2 and the smartphone 4 may be configured by one computer, or may be configured by a plurality of computers communicably connected.
  • the air conditioning control device the environment setting terminal, the air conditioning control method, and the program, it is possible to avoid the interference between the ultrasonic waves emitted from each of the plurality of environment setting terminals.
  • Air conditioning system 2 air conditioning controller 20
  • CPU 201 Ultrasonic wave detection processing unit 202
  • Position estimation unit 203 Required environment acquisition unit 204
  • Indoor unit control unit 3 Air conditioning indoor unit 30 Fan 31 Louver 32 Microphone (ultrasonic sensor) 33
  • operation unit 42 display unit 43
  • microphone 44 speaker 401 request environment setting reception unit 402 ultrasonic wave transmission processing unit

Abstract

空調制御装置（２）は、異なる位置に配置された複数のマイク（３２）を通じて、スマートフォン（４）の各々から発せられた超音波を個別に検知するステップと、超音波が複数のマイク（３２）それぞれで検知された結果に基づいてスマートフォン（４）の端末位置を推定するステップと、利用者が要求する環境を示す要求環境設定を取得するステップと、要求環境設定及び端末位置に基づいて、空調用室内機（３）の制御を行うステップと、を実行する。

Description

空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラム
　本発明は、空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラムに関する。
　本願は、２０１７年７月３日に出願された特願２０１７－１３０６１２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　複数の利用者が存在する空間において、利用者が保持する端末装置（リモコン等）の電波強度やＴＤＯＡ（Time Difference Of Arrival）測定に基づいて各個人の位置を特定し、各々の空調要求を可能な限り満たすような制御を行う機能が搭載されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第４８６７８３６号公報
　空調制御装置と、（各利用者が保持する）複数の環境設定端末との間の通信を、超音波を用いて行う場合において、複数の利用者が保持する環境設定端末から発せられる超音波どうしの干渉を回避する必要がある。
　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、空調制御装置と複数の環境設定端末との間の通信を、超音波を用いて行う場合において、複数の環境設定端末の各々から発せられる超音波どうしの干渉を回避可能な空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラムを提供することにある。
　本発明の第１の態様によれば、空調制御装置は、環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御装置であって、異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知する超音波検知処理部と、前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定する位置推定部と、前記要求環境設定を取得する要求環境取得部と、前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行う室内機制御部と、を備える。
　また、本発明の第２の態様によれば、前記超音波検知処理部は、前記環境設定端末から発せられた超音波に重畳された情報を読み取れた場合にアンサバックを行う。
　また、本発明の第３の態様によれば、前記要求環境取得部は、前記環境設定端末から発せられた超音波に重畳された情報を通じて前記要求環境設定を取得する。
　また、本発明の第４の態様によれば、環境設定端末は、超音波を発信可能なスピーカと、利用者が空調制御装置に対して要求する環境を示す要求環境設定を受け付ける要求環境設定受付部と、前記スピーカを通じて、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信させる超音波発信処理部と、を備える。
　また、本発明の第５の態様によれば、上述の環境設定端末は、超音波を検知可能なマイクを更に備え、前記超音波発信処理部は、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、前記マイクを通じてアンサバックを受信しない場合に、所定時間待機した後に当該要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる。
　また、本発明の第６の態様によれば、前記超音波発信処理部は、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、前記マイクを通じてアンサバックを受信しない場合に、前記超音波の周波数を変更した上で、前記要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる。
　また、本発明の第７の態様によれば、空調制御方法は、環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御方法であって、異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知するステップと、前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定するステップと、前記要求環境設定を取得するステップと、前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行うステップと、を有する。
　また、本発明の第８の態様によれば、プログラムは、環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御装置のコンピュータに、異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知するステップと、前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定するステップと、前記要求環境設定を取得するステップと、前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行うステップと、を実行させる。
　上述の空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラムによれば、複数の環境設定端末の各々から発せられる超音波どうしの干渉を回避できる。
第１の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る空調制御装置及び空調用室内機の機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るスマートフォンの機能構成を示す図である。 第１の実施形態に係るスマートフォンの処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係るスマートフォンが送信する送信情報のデータ構造を示す図である。 第１の実施形態に係る空調制御装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る室内機制御部が取得する利用者別情報のデータ構造を示す図である。 第１の実施形態に係る室内機制御部の機能を説明するための図である。 第２の実施形態に係るスマートフォンの処理フローを示す図である。 その他の変形例に係る空調システムの機能を説明するための第１の図である。 その他の変形例に係る空調システムの機能を説明するための第２の図である。
＜第１の実施形態＞
　以下、第１の実施形態に係る空調システムについて、図１～図８を参照しながら説明する。
（空調システムの全体構成）
　図１は、第１の実施形態に係る空調システムの全体構成を示す図である。
　第１の実施形態に係る空調システム１は、図書館、大型店舗、倉庫、工場など、比較的大きい空間に複数の利用者が存在する環境に用いられることを想定している。しかし、他の実施形態においては、空調システム１は上記のような使用態様に限定されない。
　空調システム１は、空調制御装置２と、空調用室内機３と、同一空間内に存在する複数の利用者それぞれが保持するスマートフォン４とを有してなる。
　空調制御装置２は、複数の利用者から環境（温度、湿度、風量等）の要求（後述する「要求環境設定」）を受け付けて、当該要求が可能な限り満たされるように空調用室内機３を制御する。
　空調用室内機３は、利用者が存在する空間の天井などに設置され、空調制御装置２による制御指令に従って、空間内の環境を調整するための各種動作を行う。
　図１に示すように、空調用室内機３は、風量を調整可能とするファン３０と、風向を調整可能とするルーバー３１と、超音波を検知可能な超音波センサであって異なる位置に配置された４個のマイク３２と、超音波を発信可能なスピーカ３３とを備えている。
　なお、第１の実施形態に係る空調システム１は、空調用室内機３を１台のみ具備する態様としている（図１参照）が、他の実施形態はこの態様に限定されない。即ち、他の実施形態に係る空調システム１では、同一空間内に複数の空調用室内機３が設置され、１個の空調制御装置２が当該複数の空調用室内機３の動作を個別に制御する態様であってもよい。
　スマートフォン４は、複数の利用者それぞれが保持する携帯端末装置である。本実施形態に係るスマートフォン４は、専用のプログラム（アプリケーション）に従って動作することで、利用者の要求（要求環境設定）を空調制御装置２に送信するための環境設定端末（空調機のリモコン）として機能する。
　なお、他の実施形態において、「環境設定端末」は、利用者各々が保持するスマートフォンに限定されない。他の実施形態に係る「環境設定端末」は、利用者が保持するタブレット型端末装置、腕時計型端末装置等であってもよいし、専用のリモコンであってもよい。
（空調制御装置及び空調用室内機の機能構成）
　図２は、第１の実施形態に係る空調制御装置及び空調用室内機の機能構成を示す図である。
　図２に示すように、空調制御装置２は、ＣＰＵ２０を備えている。ＣＰＵ２０は、空調制御装置２全体の制御を司るプロセッサ（マイコン）であって、予め用意されたプログラムに従って動作する。
　ＣＰＵ２０は、プログラムに従って動作することで、超音波検知処理部２０１、位置推定部２０２、要求環境取得部２０３及び室内機制御部２０４として機能する。
　超音波検知処理部２０１は、空調用室内機３に設けられた複数のマイク３２を通じて、スマートフォン４の各々から発せられた超音波を個別に検知する。具体的には、超音波検知処理部２０１は、スマートフォン４から発せられた超音波に重畳された情報を正しく読み取れた場合に、空調用室内機３に設けられたスピーカ３３を通じてアンサバック（応答）を行う。
　位置推定部２０２は、スマートフォン４が発した超音波の、複数のマイク３２それぞれで検知された結果（具体的には、各マイク３２への到達時間の差）に基づいて当該スマートフォン４の位置（端末位置）を推定する。
　要求環境取得部２０３は、要求環境設定を取得する。ここで、「要求環境設定」とは、各利用者が、スマートフォン４を通じて空調制御装置２に要求する環境の設定値（利用者が望む温度、湿度、風量等の設定値）を示す情報である。
　室内機制御部２０４は、複数の利用者の各々から受け付けた要求環境設定、及び、複数の利用者各々の位置（端末位置）に基づいて、空調用室内機３（ファン３０、ルーバー３１）の制御を行う。
（スマートフォンの機能構成）
　図３は、第１の実施形態に係るスマートフォンの機能構成を示す図である。
　図３に示すように、スマートフォン４は、ＣＰＵ４０と、操作部４１と、表示部４２と、マイク４３と、スピーカ４４と、を備えている。
　操作部４１は、例えばタッチパネルであって、保持する利用者の入力操作を受け付ける。
　表示部４２は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等であって、画像を通じて空調制御装置２の操作に係る各種情報（現在の設定温度、設定値の入力フォーム等）を利用者に提供する。
　マイク４３は、外部から発せられた超音波を検知する超音波検知センサである。
　スピーカ４４は、ＣＰＵ４０からの制御に従って超音波を発信する。
　なお、マイク４３及びスピーカ４４は、通常のスマートフォンに標準的に搭載されるマイク、スピーカでよく、一般的な通話機能に用いられるものであってもよい。
　ＣＰＵ４０は、スマートフォン４全体の制御を司るプロセッサであって、予め用意されたプログラム（空調制御用アプリケーション）に従って動作する。具体的には、ＣＰＵ４０は、要求環境設定受付部４０１及び超音波発信処理部４０２として機能する。
　要求環境設定受付部４０１は、操作部４１を通じて、利用者から要求環境設定（設定温度、設定湿度、風量の設定値等）を受け付ける。
　超音波発信処理部４０２は、スピーカ４４を通じて、利用者から受け付けた要求環境設定を重畳した超音波を発信させる。
　また、超音波発信処理部４０２は、１回目に要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、マイク４３を通じて空調制御装置２からのアンサバックを受信しない場合には、所定時間待機した後に、１回目と同等の要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる。
（スマートフォンの処理フロー）
　図４は、第１の実施形態に係るスマートフォンの処理フローを示す図である。
　また、図５は、第１の実施形態に係るスマートフォンが送信する送信情報のデータ構造を示す図である。
　第１の実施形態に係るスマートフォン４の処理フローは、例えば、専用のアプリケーションが起動された時点から繰り返し処理を実行する。
　スマートフォン４（ＣＰＵ４０）の要求環境設定受付部４０１は、利用者からの要求環境設定の入力を待ち受ける（ステップＳ０１：ＮＯ）。操作部４１（タッチパネル）の操作を通じて利用者から要求環境設定の入力を受け付けた場合（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、要求環境設定受付部４０１は、当該入力された要求環境設定を取得する。この要求環境設定には、スマートフォン４を保持する利用者が入力した設定温度、設定湿度、設定風量等が含まれる。
　次に、要求環境設定受付部４０１は、ステップＳ０１で取得された要求環境設定に利用者ＩＤを付して、当該利用者ＩＤが付された要求環境設定（以下、これを「送信情報」と記載する。）を、超音波に重畳してスピーカ４４から発信する（ステップＳ０２）。
　ここで、「送信情報」は、例えば、図５に示すようなデータ構造を有する。具体的には、送信情報は、利用者ＩＤ（“ＵＩＤ０００１”）に、利用者が入力した設定温度（“○○℃”）、設定湿度（“○○％”）、設定風量（“小”）等が関連付けられてなる。利用者ＩＤは、例えば、上記専用アプリケーションの起動時にランダムに決定されるものであってもよいし、予めスマートフォン４の本体固有に割り当てられた個体識別情報であってよい。
　なお、送信情報は、振幅変調（ＡＭ変調）等によって符号化され、スピーカ４４から発せられる超音波に重畳される。
　ステップＳ０２における超音波（送信情報が重畳されたもの）の発信が完了すると、超音波発信処理部４０２は、予め規定された時間内に空調制御装置２からアンサバックを受信したか否かを判定する（ステップＳ０３）。空調制御装置２のアンサバック処理については後述する。
　規定された時間内に空調制御装置２からアンサバックを受信した場合（ステップＳ０３：ＹＥＳ）、送信情報は空調制御装置２によって正常に認識されたものと判断し、スマートフォン４は処理を完了する。
　他方、規定された時間内に空調制御装置２からアンサバックを受信しなかった場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、ステップＳ０２で送信した送信情報が、空調制御装置２によって正しく認識されなかったものと判断される。したがって、超音波発信処理部４０２は、所定時間待機した後（ステップＳ０４）、再度、ステップＳ０１で受け付けた要求環境設定を含む送信情報を、超音波に重畳して送信する（ステップＳ０２）。超音波発信処理部４０２は、空調制御装置２からアンサバックを受信するまでステップＳ０２～Ｓ０４の処理を繰り返し実行する。
　なお、本実施形態において、ステップＳ０４における待機時間は、例えば数秒～数十秒単位のオーダーで、その都度ランダムに決定される。
（空調制御装置の処理フロー）
　図６は、第１の実施形態に係る空調制御装置の処理フローを示す図である。
　また、図７は、第１の実施形態に係る室内機制御部が取得する利用者別情報のデータ構造を示す図である。
　また、図８は、第１の実施形態に係る室内機制御部の機能を説明するための図である。　図６に示される処理フローは、空調制御装置２及び空調用室内機３の起動時から定常的に繰り返し実行される。
　空調制御装置２（ＣＰＵ２０）の超音波検知処理部２０１は、図４のステップＳ０２にてスマートフォン４から発信される超音波の受信を待ち受ける（ステップＳ１１：ＮＯの繰り返し）。具体的には、超音波検知処理部２０１は、空調用室内機３に設けられたマイク３２（図２）から出力される信号強度（超音波の受信に応じて出力される信号の強度）をモニタし、当該信号強度が所定の判定閾値を上回った場合に、超音波を受信したと判定する。
　スマートフォン４から超音波を受信した場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、空調制御装置２の位置推定部２０２は、複数のマイク３２（図２）の各々から超音波を受信したタイミングの差（時間差）に基づいて、超音波を発信したスマートフォン４の位置推定を行う（ステップＳ１２）。具体的には、位置推定部２０２は、超音波の受信に伴い、各マイク３２から出力される信号強度が所定の判定閾値を上回った時刻（検知時刻）を取得する。そして、位置推定部２０２は、４つの検知時刻の差（到達時間の差）に基づいてスマートフォン４の位置（端末位置）を推定する。各センサにおける音波（電波）の到達時間の差に基づいて発信源の位置を推定する手法（ＴＤＯＡ：Time Difference Of Arrival）については公知であるため詳細な説明を省略する。
　位置推定部２０２は、ステップＳ１２の処理で正しく位置推定ができたか否かを判定する（ステップＳ１３）。ここで、例えば、他のスマートフォン４から同時刻に超音波が発信されて干渉が生じた場合、ステップＳ１２の処理において端末位置が一意に特定されなくなり位置推定に失敗する。正しく位置推定ができなかった場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、以降の処理を行わず、ステップＳ１１に戻って再度の超音波の待ち受けを行う。
　正しく位置推定ができた場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、位置推定部２０２は、その位置推定に基づいて得られた端末位置を記録保持する。
　次に、空調制御装置２の要求環境取得部２０３は、マイク３２を通じて受信した超音波に符号化された送信情報（利用者ＩＤ＋要求環境設定（図５参照））を復号化して取得する（ステップＳ１４）。
　要求環境取得部２０３は、復号化により送信情報を正しく読み取ることができたか否かを判定する（ステップＳ１５）。正しく読み取ることができたか否かの判定は、例えば、一般に良く知られるＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等によって行われる。ここで、例えば、他のスマートフォン４から同時刻に超音波が発信されて干渉が生じた場合、符号化された複数の超音波が重なるため、それぞれに重畳されていた情報を正しく読み取ることができない。
　復号化により送信情報を正しく読み取ることができなかった場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ＣＰＵ４０は、以降の処理を行わず、ステップＳ１１に戻って再度の超音波の待ち受けを行う。
　送信情報を正しく読み取ることができた場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、要求環境取得部２０３は、取得した送信情報を記録保持する。
　ここで、要求環境取得部２０３は、ステップＳ１５で取得した送信情報（利用者ＩＤ＋要求環境設定）に、位置推定部２０２が取得した端末位置を集約して関連付け、図７に示すような利用者別情報に新たに追加する（ステップＳ１６）。ここで、利用者別情報は、図７に示すように、異なる利用者ＩＤ（“ＵＩＤ０００１”、“ＵＩＤ０００２”、“ＵＩＤ０００３”）ごとに、端末位置（“Ｘ１、Ｙ１”）、設定温度（“○○℃”）、設定湿度（“○○％”）、設定風量（“小”）等が関連付けられてなる。
　ステップＳ１１～Ｓ１５を経て得られた各種情報（端末位置、利用者ＩＤ、要求環境設定）が正常に利用者別情報に追加されると、超音波検知処理部２０１は、空調用室内機３のスピーカ３３（図１、図２参照）を通じて、超音波でアンサバックを行う（ステップＳ１７）。スマートフォン４は、このアンサバックを受信することで、空調制御装置２が端末位置及び要求環境設定を正しく認識することができたことを把握することができる（図４のステップＳ０３参照）。
　次に、空調制御装置２の室内機制御部２０４は、新たな利用者の端末位置、要求環境設定を含む利用者別情報に基づいて空調用室内機３を制御し、空調の最適化を行う（ステップＳ１８）。このステップＳ１８の処理については、図８を参照しながら詳細に説明する。
　図８に示すように、室内機制御部２０４は、目的関数Ｊを最小化するための制御パラメータ（ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、・・）を特定する（ステップＳ１８１）。ここで、制御パラメータとは、空調用室内機３を所望の状態とさせるための直接的な指令値であって、例えば、ファン３０の回転数、ルーバー３１の傾斜角度などである。
　目的関数Ｊは、例えば式（１）のように規定される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　式（１）に示すベクトルｘ（ｉ）は、利用者ｉ（ｉ＝１，２，・・，Ｎ）が存在する位置における実際の温度、湿度、風量等を示すベクトル量である。ベクトルｘ（ｉ）は、Ｍ個の要素（ｘ（ｉ）１，ｘ（ｉ）２，・・，ｘ（ｉ）Ｍ）からなり、各要素（ｘ（ｉ）１，ｘ（ｉ）２，・・，ｘ（ｉ）Ｍ）は、利用者ｉが存在する位置における実際の温度、湿度、風量等の値（スカラー量）を示している。また、式（１）に示すように、ベクトルｘ（ｉ）は、空調用室内機３の制御パラメータ（ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、・・）を入力変数とする関数Ｆによって一意に定まる。
　また、ベクトルｘ＊（ｉ）は、利用者ｉが希望する温度、湿度、風量等を示すベクトル量である。ベクトルｘ＊（ｉ）は、Ｍ個の要素（ｘ＊（ｉ）１，ｘ＊（ｉ）２，・・，ｘ＊（ｉ）Ｍ）からなり、各要素（ｘ＊（ｉ）１，ｘ＊（ｉ）２，・・，ｘ＊（ｉ）Ｍ）は、利用者ｉが希望する温度、湿度、風量等を示している。より具体的には、各要素（ｘ＊（ｉ）１，ｘ＊（ｉ）２，・・，ｘ＊（ｉ）Ｍ）は、利用者別情報（図７）に示される設定温度、設定湿度、設定風量等である。
　式（１）に示すように、目的関数Ｊは、まず、ベクトルｘ（ｉ）の第ｋ要素（ｋ＝１，・・，Ｍ）ごとに誤差率（（ｘ（ｉ）ｋ－ｘ＊（ｉ）ｋ）／ｘ＊（ｉ）ｋ）を求め、全要素で足し合わせる。そして、目的関数Ｊは、利用者ｉごとに求められた上記誤差率の総和を、更に全利用者で足し合わせることによって導出される。
　“Ｍ”は、ベクトルｘ（ｉ）、ベクトルｘ＊（ｉ）を構成する要素の数であって、温度、湿度、風量など、利用者が設定の対象とすべき物理量の総数である。
　“Ｎ”は、空調用室内機３が設置された空間内に存在する利用者の人数であって、より具体的には、超音波を通じて検知されたスマートフォン４の台数（利用者ＩＤの種類の数）である。
　“Ｗｄ（ｉ，ｋ）”は、要素別に別途規定された重み付け係数であり、一般的な運用では、全て“１”（等しい値）とされる。しかし、例えば、各利用者が要素（温度、湿度、風量、・・）ごとに“Ｗｄ（ｉ，ｋ）”を設定して、どの物理量を重視するかという好みを反映させてもよい。この重み付け係数Ｗｄ（ｉ，ｋ）によって、例えば、同じ人でも、「暑い屋外から戻ってきたばかりのときには『風量』の要望を特に叶えてほしい」とか、「梅雨の時期には『湿度』を優先的に好みの値にしてほしい」といった細かな要望にも応えることが可能となる。
　“Ｗｐ（ｉ）”は、利用者別に別途規定された重み付け係数であり、一般的な運用では、全て“１”（等しい値）とされる。しかし、例えば、高齢の利用者や重役の利用者の要求を重視する運用を行う場合などにおいては、利用者ｉごとの重み付け係数を変化させてもよい。
　また、目的関数Ｊの最小値を特定する方法は、良く知られている探索アルゴリズムに基づくものであってもよい。関数Ｆは、例えば、気流、放射に基づく空間内の温度分布、湿度分布、風量分布の物理シミュレーションに基づくものであってもよい。
　目的関数Ｊを最小化する制御パラメータを特定すると、室内機制御部２０４は、特定した制御パラメータを指令値として空調用室内機３に送信し、制御する（ステップＳ１８２）。
（作用・効果）
　以上、第１の実施形態に係る空調制御装置２によれば、超音波検知処理部２０１がアンサバック（図６のステップＳ１７）を行うことで、スマートフォン４（環境設定端末）の各々から発せられた超音波を個別に検知する。また、スマートフォン４は、空調制御装置２からアンサバックが得られなかった場合に所定時間待機して再度、要求環境設定（図５の送信信号）を超音波に重畳して送信する。
　これにより、スマートフォン４は、他のスマートフォン４が発する超音波との間で干渉が起こったとしても、アンサバックを得られるまで超音波の発信を試みる。したがって、いずれかのタイミングで個別に受信され、正しく位置推定、及び、要求環境設定の読取が行われる。
　以上より、第１の実施形態に係る空調制御装置２、スマートフォン４によれば、複数の環境設定端末の各々から発せられる超音波同士の干渉を回避できる。
　また、第１の実施形態に係る空調制御装置２によれば、要求環境取得部２０３がスマートフォン４から発せられた超音波に重畳された情報（送信情報）を通じて取得する。
　これにより、位置推定のために発信される超音波を、符号化により情報伝達媒体としても利用できるので、新たな部品や機能の具備を避けることができ、製品コストの低減を図ることができる。
　しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。例えば、他の実施形態に係る空調システム１では、利用者ＩＤ及び要求環境設定は、超音波とは別の搬送媒体（電波、赤外線等）を介して空調制御装置２に伝送される態様であってもよい。この場合、スマートフォン４が発信する超音波は単なる正弦波とされ、専ら、位置推定のために用いられるものとする。
＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態に係る空調システムについて、図９を参照しながら説明する。
（スマートフォンの処理フロー）
　図９は、第２の実施形態に係るスマートフォンの処理フローを示す図である。
　第２の実施形態に係るスマートフォン４の処理フローは、第１の実施形態と同様に、例えば、専用のアプリケーションが起動された時点から繰り返し処理を実行する。
　図９におけるステップＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４の処理は第１の実施形態と同様のため説明を省略する。
　第２の実施形態に係る処理フローによれば、空調制御装置２からアンサバックの受信が得られなかった場合（ステップＳ０３：ＮＯ）、スマートフォン４（超音波発信処理部４０２）は、次に発信する超音波の周波数を低下させる処理を行う（ステップＳ０４１）。例えば、超音波の周波数の初期値（１回目に発信した超音波の周波数）が“４０ｋＨｚ”であったとすると、スマートフォン４は、２回目に発信する超音波の周波数を“３５ｋＨｚ”などとする。なお、ここで低減される周波数の度合いは、その都度ランダムに決定される態様であってもよい。
　一方、第２の実施形態に係る空調制御装置２は、特定の周波数帯域のみを通過可能な周波数フィルタ（バンドパスフィルタ）を複数種類有している。これにより、他のスマートフォン４との間で再度の超音波干渉が起こったとしても、空調制御装置２側の周波数フィルタを通して分離して、それぞれを個別に検知することができる。
　また、スマートフォン４は、発信する超音波の周波数の初期値を、マイク４３が発信可能な周波数の最大値（例えば４０ｋＨｚ）とし、空調制御装置２からのアンサバックが得られなかった場合には、その都度、ステップＳ０４１で周波数を数ｋＨｚずつ徐々に低下させていく態様が望ましい。
　このようにすることで、超音波の周波数の変動範囲を、利用者の聴覚になるべく影響を及ぼさない周波数帯域内に留めることができる。
　しかし、他の実施形態においてはこの態様に限定されず、スマートフォン４は、ステップＳ０４１で超音波の周波数を上昇させる処理を行ってもよい。
　換言すると、超音波発信処理部４０２は、要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、マイク４３を通じてアンサバックを受信しない場合に、超音波の周波数を変更（上昇又は低下）した上で、要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる。
＜変形例＞
　以上、第１、第２の実施形態に係る空調システム１について詳細に説明したが、空調システム１の具体的な態様は、上述のものに限定されることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々の設計変更等を加えることは可能である。
　例えば、図４に示すスマートフォン４の処理フローは、利用者から要求環境設定の受け付けがなされるまで待機するものとして説明したが、この態様に限定されない。例えば、スマートフォン４は、利用者から要求環境設定の受け付けがなくとも、利用者ＩＤが重畳された超音波を定期的に発信してもよい。
　このようにすることで、利用者の位置が変わった場合であっても、常に端末位置が最新の利用者の位置として更新されるので、利用者が要求する環境をより適切に提供することができる。
　また、この場合において、スマートフォン４は、内蔵する加速度センサ等を通じて利用者の位置が変化した（利用者が動いた）ことを検知し、これをトリガにして各種情報が重畳された超音波を発信する態様としてもよい。
　また、第１、第２の実施形態に係る空調制御装置２は、各超音波センサ（マイク３２）における超音波の到達時間の差に基づいて発信源の位置を推定する手法（ＴＤＯＡ）に基づいて、スマートフォン４の端末位置を特定するものとして説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。
　例えば、他の実施形態に係る空調制御装置２は、超音波の受信強度に基づいてスマートフォン４の端末位置を特定する態様であってもよい。
　また、第１、第２の実施形態に係る空調システム１では、スマートフォン４から発信された超音波を検知するマイク３２は、空調用室内機３の筐体の異なる位置に複数（４個）設置される態様として説明したが、他の実施形態においてはこの態様に限定されない。　即ち、マイク３２が設置される位置は、空調制御装置２が冷却対象とする空間内の何れか（空調用室内機３の設置箇所以外の天井、壁、床など）に配置されていてもよい。
　また、第１、第２の実施形態に係る空調用室内機３は、マイク３２を４個備える態様としたが、他の実施形態においてはより多くのマイク３２を備える態様とされてもよい。これにより、到達時間の差による位置推定の冗長性が高まり、一層精度よく端末位置を取得することができる。
　他方、精度を維持することができれば、設置されるマイク３２の数は３個であってもよいし、利用者が所定の平面上に存在する前提であれば２個であってもよい。
　図１０、図１１は、それぞれ、その他の変形例に係る空調システムの機能を説明するための第１の図、第２の図である。
　第１の変形例に係る空調制御装置２（超音波検知処理部２０１）は、アンサバックを行う場合（図６のステップＳ１７）において、当該アンサバックに、発信時間割当情報を重畳させてもよい。
　例えば、“ＵＩＤ０００１”のスマートフォン４からの超音波が検知された場合、空調制御装置２は、そのアンサバックにて、“ＵＩＤ０００１”のスマートフォン４に対し、時刻ｔ００～ｔ０１、ｔ０３～ｔ０４、・・の割り当て時間を通知する（図１０参照）。次いで、“ＵＩＤ０００２”のスマートフォン４からの超音波が新たに検知された場合には、空調制御装置２は、そのアンサバックにて、“ＵＩＤ０００２”のスマートフォン４に対し、“ＵＩＤ０００１”に割り当てた時間帯以外の時刻ｔ０１～ｔ０２、ｔ０４～ｔ０５、・・の割り当て時間を通知する。
　他方、割り当て時間の通知を受け付けた各スマートフォン４は、通知された割り当て時間に超音波の発信を行う。
　このようにすることで、１回目の通信以降において、他のスマートフォン４と発信するタイミングが重なることがないので、干渉を防止することができる。
　また、第２の変形例に係る空調制御装置２（超音波検知処理部２０１）は、アンサバックを行う場合（図６のステップＳ１７）において、当該アンサバックに、発信周波数割当情報を重畳させてもよい。
　例えば、“ＵＩＤ０００１”のスマートフォン４からの超音波が検知された場合、空調制御装置２は、そのアンサバックにて、“ＵＩＤ０００１”のスマートフォン４に対し、周波数ｆ０１の割り当て周波数を通知する（図１１参照）。次いで、“ＵＩＤ０００２”のスマートフォン４からの超音波が新たに検知された場合には、空調制御装置２は、そのアンサバックにて、“ＵＩＤ０００２”のスマートフォン４に対し、“ＵＩＤ０００１”に割り当てた周波数以外の周波数ｆ０２の割り当て時間を通知する。
　他方、割り当て周波数の通知を受け付けた各スマートフォン４は、通知された割り当て周波数で超音波の発信を行う。
　このようにすることで、１回目の通信以降において、他のスマートフォン４と発信する周波数が重なることがないので、干渉を防止することができる。
　また、第１、第２の実施形態に係る空調制御装置２は、制御に用いる要素が、「温度」、「湿度」、「風量」等である旨を説明したが、他の実施形態はこの態様に限定されない。他の実施形態に係る空調制御装置２は、上述の空調に係る要素に加え、「照度」、「香り」、「お湯の温度」、「便座の洗浄強さ」など、人の快適性に関わる量であれば如何なる態様であってもよい。なお、上述の例の場合、当該他の実施形態に係る空調制御装置２は、空調用室内機３のみならず、照明機器、芳香器、給湯器、便座機器を制御の対象とする態様であってもよい。
　また、上述の各実施形態においては、上述した空調制御装置２及びスマートフォン４の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
　上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、空調制御装置２及びスマートフォン４は、他の実施形態においては、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
　以上、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同様に、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。
　上記空調制御装置、環境設定端末、空調制御方法及びプログラムによれば、複数の環境設定端末の各々から発せられる超音波どうしの干渉を回避できる。
１　空調システム
２　空調制御装置
２０　ＣＰＵ
２０１　超音波検知処理部
２０２　位置推定部
２０３　要求環境取得部
２０４　室内機制御部
３　空調用室内機
３０　ファン
３１　ルーバー
３２　マイク（超音波センサ）
３３　スピーカ
４　スマートフォン（環境設定端末）
４０　ＣＰＵ
４１　操作部
４２　表示部
４３　マイク
４４　スピーカ
４０１　要求環境設定受付部
４０２　超音波発信処理部

Claims (8)

  1. 　環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御装置であって、
    　異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知する超音波検知処理部と、
    　前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定する位置推定部と、
    　前記要求環境設定を取得する要求環境取得部と、
    　前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行う室内機制御部と、
    　を備える空調制御装置。
  2. 　前記超音波検知処理部は、
    　前記環境設定端末から発せられた超音波に重畳された情報を読み取れた場合にアンサバックを行う
    　請求項１に記載の空調制御装置。
  3. 　前記要求環境取得部は、
    　前記環境設定端末から発せられた超音波に重畳された情報を通じて前記要求環境設定を取得する
    　請求項１又は請求項２に記載の空調制御装置。
  4. 　超音波を発信可能なスピーカと、
    　利用者が空調制御装置に対して要求する環境を示す要求環境設定を受け付ける要求環境設定受付部と、
    　前記スピーカを通じて、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信させる超音波発信処理部と、
    　を備える環境設定端末。
  5. 　超音波を検知可能なマイクを更に備え、
    　前記超音波発信処理部は、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、前記マイクを通じてアンサバックを受信しない場合に、所定時間待機した後に当該要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる
    　請求項４に記載の環境設定端末。
  6. 　前記超音波発信処理部は、前記要求環境設定を重畳した超音波を発信した後、前記マイクを通じてアンサバックを受信しない場合に、前記超音波の周波数を変更した上で、前記要求環境設定を重畳した超音波を再度発信させる
    　請求項５に記載の環境設定端末。
  7. 　環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御方法であって、
    　異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知するステップと、
    　前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定するステップと、
    　前記要求環境設定を取得するステップと、
    　前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行うステップと、
    　を有する空調制御方法。
  8. 　環境設定端末を保持する複数の利用者が要求する要求環境設定と、前記環境設定端末の端末位置とに応じて空調用室内機の制御を行う空調制御装置のコンピュータに、
    　異なる位置に配置された複数の超音波センサを通じて、前記環境設定端末の各々から発せられた超音波を個別に検知するステップと、
    　前記超音波が前記複数の超音波センサそれぞれで検知された結果に基づいて前記環境設定端末の端末位置を推定するステップと、
    　前記要求環境設定を取得するステップと、
    　前記要求環境設定及び前記端末位置に基づいて前記空調用室内機の制御を行うステップと、
    　を実行させるプログラム。
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