JP5854850B2 - 空気調和機及び空調制御システム - Google Patents

Description

本発明は、室内に存在する人物の体感温度に応じて空調制御を行う空気調和機及び空調制御システムに関するものである。

空気調和機に搭載された温度センサにより得られた室内温度と外部サーバ等から得られた気象情報とから今後数時間後の室内温度を予測し、その予測した室内温度と現在の空気調和機の運転状況とに基づいて空気調和機の運転制御を行う空調制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような空調制御システムにおいては、例えば今後１時間以内に室内温度が上昇すると予測した場合、事前に冷房を強めて室内温度を下げる制御を行い、室内を人物にとっての快適な温度に保つようにしていた。

特開２００２−２３８０８１号公報

しかしながら、人物が実際に体感する温度はその人物の着衣の熱抵抗等によって異なるため、空気調和機により制御された室内温度と人物の体感温度とが一致せず、室内温度が必ずしも人物にとっての快適温度とはならないという課題があった。

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って、人物が含まれる画像データと室内温度とから算出した人物の体感温度に基づいて温度制御を行うことのできる空気調和機及び空調制御システムを提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和機は、室内を撮影して得られた画像データと前記室内温度とから前記画像データに含まれる人物の体感温度を算出する体感温度算出手段と、前記体感温度算出手段により算出された前記人物の体感温度を、予め設定された前記人物の嗜好温度に近づけるよう空調制御する空調制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る空調制御システムは、複数の空気調和機と、前記複数の空気調和機とネットワークを介して接続された管理サーバとを備える空調制御システムであって、前記空気調和機は、室内を撮影して得られた画像データと前記室内温度とから前記画像データに含まれる人物の体感温度を算出する体感温度算出手段と、前記個人ＩＤ入力手段に入力された前記個人ＩＤを前記管理サーバに送信する第１の通信処理手段と、を備え、前記管理サーバは、複数の個人ＩＤと人物の嗜好温度とを対応づけて記憶する嗜好温度記憶手段と、前記第１の通信処理手段から前記個人ＩＤを受信し、前記受信した個人ＩＤに対応する前記嗜好温度を前記第１の通信処理手段に送信する第２の通信処理手段と、を備え、前記空気調和機は、前記体感温度算出手段により算出された前記人物の体感温度を、前記第２の通信処理手段から送信された前記嗜好温度に近づけるよう空調制御することを特徴とする。

本発明の空気調和機及び空調制御システムにおいては、画像データと室内温度とから算出した人物の体感温度に基づいて温度制御を行うので、室内を、人物にとっての快適な温度とすることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る空気調和機の構成図。 実施の形態１に係る体感温度算出手段の詳細構成図。 実施の形態１に係る着衣熱抵抗記憶テーブル。 実施の形態１に係る活動量記憶テーブル。 実施の形態１に係る定常計算用熱回路網モデル。 実施の形態１の動作を説明するフローチャート。 実施の形態１の空調制御システムの構成図。 実施の形態２の空調制御システムの構成図。 実施の形態２の動作を説明するフローチャート。 実施の形態２に係る体感温度算出手段の詳細構成図。 実施の形態３に係る非定常計算用熱回路網モデル。 実施の形態３に係る人物の体感温度の時間変化を表すグラフ。 実施の形態４に係る電車車両内における空気調和機及び空調制御システムの構成図。

実施の形態１．
以下図面を用いて本発明の実施の形態１を説明する。図１は実施の形態１に係る空気調和機の構成図である。図２は実施の形態１に係る体感温度算出手段の詳細構成図である。図３は実施の形態１に係る着衣熱抵抗記憶テーブルである。図４は実施の形態１に係る活動量記憶テーブルである。図５は実施の形態１に係る定常計算用熱回路網モデルである。図６は実施の形態１の動作を説明するフローチャートである。図７は実施の形態１の空調制御システムの構成図である。

図１に示すように、空気調和機１００は、画像センサ（撮影手段）１と、温度センサ（温度検出手段）２と、個人ＩＤ入力手段３と、温度入力手段４と、画像入力手段５と、体感温度算出手段６と、嗜好温度記憶手段７と、制御信号生成手段８と、運転制御手段９とを備える。制御信号生成手段８と運転制御手段９は運転制御手段を構成する。

画像センサ１は、空気調和機１００が設置された室内を撮影するCCD（Charge Coupled Device Image Sensor）またはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）により実現され、所定時間ごとに室内を撮影し、画像データを画像入力手段５に入力する。撮影する範囲は、少なくとも室内に人物が入った場合にその人物を撮影できるよう、広範囲に設定されることが好ましい。なお、画像センサ１は、空気調和機１００の内部に設けられても、外部に設けられてもよい。

温度センサ２は、室内の代表的なポイントの温度を測定できるセンサであって、所定時間ごとに室内温度を測定する。温度センサ２は、測定した室内温度を温度入力手段４に入力する。なお、温度センサ２は、空気調和機１００の内部に設けられても、外部に設けられてもよい。

個人ＩＤ入力手段３は、ユーザである人物を認識する個人ＩＤが入力される。個人ＩＤ入力手段３は、個人ＩＤが入力されると、画像センサ１と温度センサ２とを起動し、制御信号生成手段８に個人ＩＤを出力する。個人ＩＤ入力手段３は、例えばカードリーダにより実現される。

個人ＩＤの入力方法については、例えば人物がＩＤカードを空気調和機１００に設けられたカードリーダにかざして入力するようにしてもよいし、人物が所有する携帯端末等と空気調和機１００とをローカルネットワークで接続し、このローカルネットワークを介して個人ＩＤを入力してもよい。このとき携帯端末には、ローカルネットワーク内で固有のローカルＩＰアドレスが割り当てられる。ローカルネットワークは、例えばWi-Fi（wireless fidelity）などの無線LAN（Local Area Network）が該当する。

温度入力手段４は、温度センサ２から室内温度が入力され、体感温度算出手段６に室内温度を出力する。

画像入力手段５は、画像センサ１から画像データが入力され、体感温度算出手段６に画像データを出力する。

体感温度算出手段６は、画像センサ１から入力された画像データを解析した結果と温度センサ２から入力された室内温度とから、画像データに含まれる人物の体感温度を算出する。この体感温度の算出方法についての詳細な説明については後述する。

嗜好温度記憶手段７は、人物の個人ＩＤと、その人物の嗜好情報とが対応づけて記憶される。嗜好温度は、人物が予め設定することが可能な温度であり、必ずしも１つでなくてもよい。例えば、日付や時間帯によって、嗜好温度を変更することもできる。

制御信号生成手段８は、体感温度算出手段６により算出された体感温度を、予め設定された人物の嗜好温度に近づけるよう空調制御するための制御信号を生成し、運転制御手段９に出力する。より具体的には、制御信号生成手段８は、個人ＩＤ入力手段３から個人ＩＤが入力されると、入力された個人ＩＤに対応する人物の嗜好温度を嗜好温度記憶手段７から取得する。また、制御信号生成手段８は、体感温度算出手段６から体感温度が入力されると、入力された体感温度と嗜好温度との差を算出する。そして、制御信号生成手段８は、その温度差がなくなるよう空調制御を行うための制御信号を生成し、運転制御手段９に出力する。どのように空調制御をするかについての詳細は後述する。

運転制御手段９は、制御信号生成手段８からの制御信号が入力されると、体感温度算出手段６により算出された体感温度を、予め設定された人物の嗜好温度に近づけるよう空調制御を行う。

ここで、体感温度の算出方法についての詳細について図２を用いて説明する。図２に示すように、体感温度算出手段６は、内部に着衣熱抵抗算出部６１と、活動量算出部６２と、処理演算部６３とを備える。

着衣熱抵抗算出部６１は、入力された画像データに含まれる人物の着衣についての温度の伝えにくさを表す値である着衣熱抵抗を算出する。まず、着衣熱抵抗算出部６１は、入力された画像データから、室内に存在する人物を検出し、人物に該当する箇所の画像データを取り出す。この人物の検出は、例えば顔認識処理やエッジ検出処理を用いることにより実現可能である。

次に、着衣熱抵抗算出部６１は、人物の画像データから、人物の表面面積に対する着衣面積比（人物の体表面積/着衣面積）を求める。この着衣面積比は、多数の人物の着衣姿画像とその着衣面積のデータベースを学習させたニューラルネットワークまたはサポートベクターマシン等の教師つき機械学習による画像認識アルゴリズムを用いることにより求めることができる。

次に、着衣熱抵抗算出部６１は、内部に有する着衣熱抵抗記憶部から、求めた着衣面積比に対応する着衣熱抵抗を取得し、処理演算部６３に出力する。この着衣熱抵抗記憶部には、図３に示すように、着衣面積比に対応する着衣姿と着衣熱抵抗とが予め記憶される。例えば、着衣面積比が０．５０と求められた場合、着衣熱抵抗算出部６１は、室内に存在する人物は半ズボンのみであると判断し、その人物の着衣熱抵抗０．１６[K/W]を取得する。なお、図３においては説明のため単に３つのパターン（「半ズボンのみ」、「半ズボンとＴシャツ」、「冬ズボンと冬上着」）のみについて記載したが、これに限るものではない。また、着衣熱抵抗記憶部は外部に設けられたメモリであってもよい。

図２に戻って、活動量算出部６２は、入力された画像データに含まれる人物の消費熱量等である活動量を算出する。まず、活動量算出部６２は、画像データに含まれる少なくとも２枚以上の画像を用いて人物の移動速度に対応する動作量[m/s]を求める。この動作量については、経時的に取得される画像データの差分（フレーム間差分）を利用することにより求めることができる。例えば、室内における人物の位置情報と、位置情報の時間間差分情報から計算できる頭部の速度情報を算出し、人物の移動速度を動作量とすることができる。

次に、活動量算出部６２は、内部に有する活動量記憶部から、求めた動作量に対応する活動量を取得し、処理演算部６３に出力する。この活動量記憶部には、求められた動作量に対応する人物の予想運動とその活動量とが予め記憶される。例えば、求められた動作量が１[m/s]であれば、人物は料理を行っていると判断し、対応する活動量130[W]を処理演算部６３に出力する。なお、図４においても運動の種類を単に４パターン（「安静時」、「料理」、「掃除」、「激しい運動」）としたが、これに限るものではない。また、活動量記憶部は外部に設けられたメモリであってもよい。

処理演算部６３は、着衣熱抵抗算出部６１から入力された着衣熱抵抗と、活動量算出部６２から入力された活動量とに基づいて、温度入力部４から入力された室内温度に対して処理演算を施し、画像データに含まれる人物の体感温度を算出する。

処理演算部６３は、例えば図５に示す定常計算用熱回路網モデルに従って処理演算を行い、体感温度を算出する。図５に示す定常計算用熱回路網モデルは、人物の体感温度T_user[℃]を表すノード５０と、室内温度T_room[℃]を表すノード５２と、人物の着衣熱抵抗R_user[℃/W]を表すノード間の熱抵抗５１とから構成される。ノード５０に人物の活動量Q_user[W]を入力することで、人物の体感温度T_userを一意に計算できる。

より具体的には、下式（１）で表す方程式を解くことにより人物の体感温度T_userを計算することができる。

室内に存在する人物Ａの着衣が半ズボンとＴシャツで、安静状態にある場合を例として、体感温度の算出の流れについて説明する。なお、室内温度T_roomは１０℃とする。

着衣熱抵抗算出部６１では、着衣面積比は０．６５と求められるので、着衣熱抵抗であるR_userの値０．２１が処理演算部６３に出力される。

活動量算出部６２では、動作量０と求められるので、活動量であるQ_userの値１００が処理演算部６３に出力される。

処理演算部６３は、式（１）にT_room=１０、R_user=０．６５、Q_user=１００をそれぞれ代入し、体感温度T_user=３１[℃]を算出し、この値を制御信号生成手段８に出力する。

制御信号生成手段８では、上記したように、人物Ａの嗜好温度を嗜好温度記憶手段７から読み取る。制御信号生成手段８は、人物Ａの嗜好温度が３６℃であった場合、処理演算部６３から入力された体感温度３１℃を嗜好温度３６℃に近づけるよう空調制御するための制御信号を生成する。つまり、制御信号生成手段８は、体感温度が３１℃から３６℃に上がるよう、室内温度を１０℃から１５℃まで＋５℃上げるような空調制御をするための制御信号を生成する。

次に、図６を用いて本発明の実施の形態１の動作について説明する。

空気調和機１００は既にリモコンによる電源が入っている。人物が室内に入り、個人ＩＤを個人ＩＤ入力手段３に入力すると（ステップＳ１）、個人ＩＤ入力手段３は、個人ＩＤを制御信号生成手段８に出力し、画像センサ１及び温度センサ２を起動する。

起動された画像センサ１は、室内を撮影して得た画像データを所定時間間隔で出力する（ステップＳ２）。また、起動された温度センサ２は、室内の温度を測定して得た室内温度を所定時間間隔で出力する（ステップＳ３）。

体感温度算出手段６内の着衣熱抵抗算出部６１は、出力された画像データから着衣面積比を求め、求めた着衣面積比に対応する着衣熱抵抗を算出し、処理演算部６３に出力する（ステップＳ４）。また、体感温度算出手段６内の活動量算出部６２は、出力された画像データから動作量を求め、求めた動作量に対応する活動量を算出し、処理演算部６３に出力する（ステップＳ５）。

体感温度算出手段６内の処理演算部６３は、着衣熱抵抗算出部６１からの着衣熱抵抗と、活動量算出部６２からの活動量とに基づき、体感温度を算出して制御信号生成手段８に出力する（ステップＳ６）。

ここで、処理演算部６３は、体感温度を算出するにあたって、図５に示す定常計算用熱回路網モデルに従って、着衣熱抵抗と活動量との両方を必ず用いなければならないというわけではない。例えば着衣熱抵抗のみを補正係数として室内温度に演算して体感温度を算出してもよいし、活動量のみを補正係数として室内温度に演算して体感温度を算出してもよい。

制御信号生成手段８は、処理演算部６３からの体感温度が、個人ＩＤ入力手段３から入力された個人ＩＤに対応した嗜好温度に近づくように空調制御するための制御信号を生成し、運転制御手段９に出力する（ステップＳ７）。

運転制御手段９は、制御信号が入力されると、その指示内容に応じた空調制御を行う。すなわち、体感温度が嗜好温度に近づくように、室内温度の調整を行う（ステップＳ８）。

空調制御の結果、体感温度が嗜好温度に等しい場合は（ステップＳ９−Ｙｅｓ）、体感温度を嗜好温度に近づけるための空調制御は終了する。このとき、画像センサ１、温度センサ２を停止制御してもよい。体感温度が嗜好温度に等しくない場合は（ステップＳ９−Ｎｏ）、再度ステップＳ４からＳ８までの処理を繰り返し、体感温度が嗜好温度に近づくよう空調制御を行う。なお、体感温度が嗜好温度に等しいか否かについては、制御信号生成手段８が制御信号を生成する過程で確かめることが可能である。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、画像センサにより得られた画像データに含まれる人物の体感温度を算出し、算出した体感温度が人物の嗜好温度に近づくように室内温度を制御するので、室内を人物にとっての快適な温度とすることが可能となる。

また、体感温度算出手段６は、画像データを解析して得られた人物の着衣熱抵抗と活動量とに基づいて体感温度を算出するので、精度高い体感温度を算出することができる。

なお、これまで体感温度の算出は空気調和機１００内で行うこととしていたが、図７に示すように、空気調和機１００と有線又は無線で接続された処理装置２００によって体感温度算出処理、制御信号の生成処理を行ってもよい。空気調和機１００と処理装置２００とは空調制御システムを構成する。なお、図７に示す各構成は、図１に示す各構成に相当するので、図１と同一の符号を付してその説明を省略する。

実施の形態２．
以下図面を用いて本発明の実施の形態２について説明する。図８は実施の形態２の空調制御システムの構成図である。図９は実施の形態２の動作を説明するフローチャートである。図１０は実施の形態２に係る体感温度算出手段の詳細構成図である。

実施の形態２の空調制御システムは、図８に示すように、複数の空気調和機１００Ａ〜１００Ｎと、管理サーバ３００とがインターネットを介してネットワーク接続された構成となっている。なお、実施の形態１の空調制御システムの構成に相当する部分には図７と同一符号を付してその説明を省略する。

空気調和機１００Ａ〜１００Ｎは、実施の形態１と比べて、新たに第１の通信処理手段１０を備える。以下では、空気調和機１００Ａが備える構成について説明を行うが、他の空気調和機についても同様である。また、複数の空気調和機１００Ａ〜１００Ｎはそれぞれ同一の構成を備えるものとして説明を行うが、例えば複数のうち一部が異なる構成であってもよい。また、複数の空気調和機１００Ａ〜１００Ｎは、それぞれが異なる家庭に設置されていてもよいし、数台が家庭Ａ、その他が異なる家庭に設置されるものであってもよく、それぞれがネットワークにより管理サーバ３００と接続されていればよい。

管理サーバ３００は、第２の通信処理手段１１と、嗜好温度取得手段１２と、嗜好温度記憶手段７とを備える。管理サーバ３００は、複数の空気調和機１００Ａ〜１００Ｎとそれぞれ通信処理を行うＰＣ等の端末であり、例えば空気調和機１００を販売する会社内に設置されていたり、もしくは空気調和機の運用会社内に設置されていればよい。

ここで、管理サーバ３００の嗜好温度記憶手段７には、複数の人物についての個人ＩＤが記憶されている。例えば、空気調和機１００Ａ〜１００Ｎの各所有者である人物Ａ〜人物Ｎについての個人ＩＤが記憶されている。そのため、人物Ａの室内に設置される空気調和機１００Ａに対して人物Ｂが自身の個人ＩＤを入力すると、人物Ｂは、人物Ａの室内にいる場合においても室内を自身に快適な温度とすることが可能となる。

空気調和機１００Ａ内の第１の通信処理手段１０は、ネットワークを介して管理サーバ３００内の第２の通信処理手段１１とデータ等の通信を行う。例えば、個人ＩＤ入力手段３に入力された個人ＩＤを管理サーバ３００に送信する。

管理サーバ３００内の第２の通信処理手段１１は、各空気調和機１００の第１の通信処理手段１１とデータ等の通信を行う。例えば、第１の通信処理手段１０から送信されてきた個人ＩＤを受信し、嗜好温度取得手段１２に出力する。また、嗜好温度取得手段１２が取得した嗜好温度を第１の通信手段１０に送信する。

嗜好温度取得手段１２は、第２の通信処理手段１１から個人ＩＤが入力されると、その個人ＩＤに対応した嗜好温度を、嗜好温度記憶手段７から取得する。嗜好温度取得手段１２は、取得した嗜好温度を第２の通信処理手段１１に出力する。

次に、図９を用いて本発明の実施の形態２の動作について説明する。なお、実施の形態１の動作に相当する部分には図６と同一符号を付し説明を省略する。また、図９におけるＳ２−ＡからＳ６−Ａはそれぞれ図６におけるＳ２からＳ６に相当するので説明を省略する。

人物により個人ＩＤが個人ＩＤ入力手段３に入力されると（ステップＳ１）、個人ＩＤ入力手段３は個人ＩＤを第１の通信処理手段１０に出力する。第１の通信処理手段１０は、個人ＩＤが入力されると、個人ＩＤをネットワークを介して管理サーバ３００の第２の通信処理手段１１に送信する（ステップＳ２−Ｂ）。

第２の通信処理手段１１は、個人ＩＤを受信すると、嗜好温度取得手段１２に個人ＩＤを出力する。嗜好温度取得手段１２は、受け取った個人ＩＤに対応する嗜好温度を嗜好温度記憶手段７から取得する（ステップＳ３−Ｂ）。

嗜好取得手段１２は、取得した嗜好温度を第２の通信処理手段１１に出力し、第２の通信処理手段１１は嗜好温度をネットワークを介して空気調和機１００の第１の通信処理手段１０に送信する（ステップＳ４−Ｂ）。そして、制御信号生成手段８は、管理サーバ３００から送信された嗜好温度と、空気調和機１００内の体感温度算出手段６で算出された体感温度とから制御信号を生成する。

なお、ステップＳ２−ＡからステップＳ６−Ａまでの処理と、ステップＳ２−ＢからステップＳ４−Ｂまでの処理は、同時に行われてもよいし、いずれかの処理を先に行ってもよい。

以上のように、本発明の実施の形態２によれば、複数の空気調和機と管理サーバとがネットワークを介して接続されているとともに、複数の人物の嗜好温度を管理サーバで一括管理しているので、通常とは異なる環境下においても人物は自らに適した温度を保つよう制御することができる。

すなわち、人物が管理サーバに個人ＩＤと嗜好温度を登録していれば、当該管理サーバにネットワーク接続された空気調和機が設置された室内であれば、自らに適した温度とすることができる。

なお、これまで空気調和機１００内で体感温度の算出処理を行うこととしていたが、管理サーバ３００内において体感温度の算出処理を行うこととしてもよい。

実施の形態３．
以下図面を用いて本発明の実施の形態２について説明する。図１１は実施の形態３に係る非定常計算用熱回路網モデルである。図１２は実施の形態３に係る人物の体感温度の時間変化を表すグラフである。

実施の形態３の空気調和機及び空調制御システムにおける体感温度算出手段は、図１０に示すように、実施の形態１と比べ新たに熱容量算出部６４を有する。なお、実施の形態１の空調制御システムの構成に相当する部分には図７と同一符号を付してその説明を省略する。

熱容量算出部６４は、入力された画像データを解析して、画像データに含まれる人物の体格を推定することにより人物の熱容量であるC_user[J/℃]を求める。人物の体格の推定は、予め作成した人体画像データとその人体の体格のデータベースを学習させたニューラルネットワークやサポートベクターマシン等の教師つきの機械学習アルゴリズムを利用することにより実現される。一例として、人物の体格が、１７０[cm]、６５[kg]の平均的な成人男性並みであった場合、人物の熱容量は２７．３６５[kJ/℃]と求められる。この場合、人体の平均的な比熱容量を水とほぼ等しい値である４２１７[J/(kg・K)]とするので、この値に体重６５[kg]を掛け合わせて上記熱容量の値が求められる。

処理演算部６３−Ａは、実施の形態１と同様に活動量、着衣熱抵抗、室内温度が入力されることに加え、室内の熱容量C_room[J/W]、室内の壁の熱抵抗R_room[℃/W]、室外温度T_out[℃]、熱容量算出部からの人物の熱容量C_user[J/℃]についても入力される。室内の熱容量、室内の壁の熱抵抗については、人物が建物のデータから特定し、手動で入力する。また、室内の体積を、距離の離れて設置された２つの画像センサの視野角度差から部屋の寸法を３次元測定するといった方法で測定し、室内の空気量のもつ熱容量を計算してもよい。また、室外温度については、例えば外部の天気予報サーバ等を利用して、空気調和機１００が設置される地域に対応する温度を検索することにより求めることができる。

処理演算部６３−Ａは、図１１に示す非定常計算用熱回路網モデルに従って処理演算を行い、人物の体感温度T_user(t)、室内温度T_room(t)の時間変位を計算することができる。図１１に示す非定常計算用熱回路網モデルは、人物の活動量の時間変化Q_user(t)[W]及び人物の体感温度T_user(t)[℃]を表すノード５０−Ａと、人物の着衣熱抵抗R_user[℃/W]を表すノード間の熱抵抗５１と、空気調和機への入力熱量の時間変化パターンQ_room(t)[W]及び室内温度T_room[℃]を表すノード５２−Ａと、室外温度５３と、部屋の壁の熱抵抗５４と、人物の熱容量５５と、部屋の熱容量５６と、から構成される。

具体的には、下式（２）で表す１次連立微分方程式を解くことにより計算が可能となる。式（２）の２式を差分化し、空気調和機の運転状態時に数値計算することで、任意の空気調和機の入力熱量の時間変化パターンQ_room(t)における未来の人物の体感温度T_user(t)が予測可能となる。

式（２）を用いて求めた室内温度の時間変化の一例について、図１２を用いて説明する。横軸は時間、縦軸は体感温度である。時間ｔ＝ｔ１において運転をスタートし、入力熱量が大きい通常運転時においては、ｔ＝ｔ２で快適温度に達し、入力熱量を小さくした電力節約時には、ｔ＝ｔ３で快適温度に達することがわかる。

制御信号生成手段８は、算出された体感温度の時間変化に基づき空調制御するための制御信号を生成する。例えば、制御信号生成手段８は、体感温度が快適温度から遠いと空調を強め、体感温度が快適温度に近づいてくると空調を弱めていくような制御信号を生成する。ただし、体感温度の時間変化を、例えば空気調和機１００に設けられたディスプレイ等により表示するのみとしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態３によれば、空気調和機１００の入力熱量の時間変化パターンから体感温度の時間変化がわかるため、人物は、運転をスタートしてから、どの程度時間が経過すると室内温度が快適温度に達するかを把握することができる。また、体感温度の変化に基づいたきめ細やかな空調制御が可能となる。

また、空気調和機１００が除湿モードに入った後の室内温度や、人物が換気のために部屋の窓を開けた場合の室内の温度等に対する空調制御については、外乱が入った場合の室内温度が予測できる。こうすることにより、人物の快適温度をなるべく長く保つための除湿運転パターンや換気計画を空気調和機自身が計算することも可能である。従来の空気調和機の自動制御の多くは、室内の温度情報を手がかりにすることで空気調和機の入力熱量を調整するフィードバック制御による運転を採用しているが、室内の壁の熱抵抗が保存されていれば、空気調和機の部屋への入力熱量の時間変化パターンが計算できるため、フィードフォワード制御による追従性の速い温度制御が可能になる。

また、式（２）から予測した計算温度と実際に測定できる温度との誤差が小さくなるように、室内の壁の熱抵抗、室内の熱容量をパラメトリックに修正することで、より温度予測精度を向上させることができる。

実施の形態４．
以下図面を用いて本発明の実施の形態４について説明する。図１３は実施の形態４に係る電車車両内における空気調和機及び空調制御システムの構成図である。

実施の形態４においては、実施の形態１乃至３の空気調和機及び空調制御システムが、電車の車両に適用された場合について説明する。なお、電車用に限らず、例えばカーエアコン等、様々な移動物体に適用できることは言うまでもない。

図１３に示すように、電車の車両において、空気調和機７０と、センサ７１と、ディスプレイ７２と、インターネット通信用装置７１とが設けられている。

空気調和機７０は、図１における個人ＩＤ入力手段３と、温度入力手段４と、画像入力手段５と、体感温度算出手段６と、制御信号生成手段８と、運転制御手段９とを備え、これらは有線接続されている。また、人物の所有するＷｉ−Ｆｉ等の通信機能を備えた携帯端末は、車両内の空気調和機７０又はセンサ７１にローカルネットワークを介して接続可能となっている。

センサ７１は、図１における画像センサ１と温度センサ２と両方のセンサを備え、車両内において死角が生じないように、複数のセンサ７１が車両内に設けられている。なお、センサ７１に、図１における個人ＩＤ入力手段３が備えられるようにしてもよい。

インターネット通信用装置７２は、図８における第１の通信処理手段１０を備え、車両外部の局側に設置された管理サーバとインターネットを介してデータ等の通信を行う。この通信方式は、走行中の車両において管理サーバと通信するため、無線方式である。通信の例としては、センサ７１により認識した人物の個人ＩＤを管理サーバに送信し、送信した個人ＩＤに対応する嗜好温度等の情報を管理サーバから受信する。

ディスプレイ７３は、各車両内の温度や気流などの温熱情報を表示する。

本発明の実施の形態４の動作について説明する。人物が車両に入り、携帯端末からローカルネットワークを介して個人ＩＤを例えば空気調和機７０の個人ＩＤ入力手段３に送信すると、センサ７１が起動して人物の画像データ及び車両内の温度を取得する。

次に、空気調和機７０の体感温度算出手段６は、取得した画像データ及び車両内温度に基づいて人物の体感温度を算出する。また、空気調和機７０は、インターネット通信用装置７２を介して個人ＩＤを管理サーバに送信し、当該個人ＩＤに対応する嗜好温度を受信する。そして、空気調和機７０は、人物の体感温度が嗜好温度に近づくように空調制御を行うとともに、ディスプレイ７３に空調制御に従った温熱情報を表示する。

なお、車両内では複数の人物が出入りを行うので、空気調和機７０は、出入りする各人物の個人ＩＤに基づいて空調制御を行うこととなる。

以上のように、本発明の実施の形態４によれば、移動する車両内においても、人物の体感温度に基づく空調制御を行うので、人物の快適な温度とすることができる。また、ディスプレイには、各車両の温熱情報を表示するので、車両に乗ろうとする人物は、自分の嗜好する温度の車両を選択することができる。

１ 画像センサ
２ 温度センサ
３ 個人ＩＤ入力手段
４ 温度入力手段
５ 画像入力手段
６ 感温度算出手段
７ 嗜好温度記憶手段
８ 御信号生成手段
９ 運転制御手段
１０ 第１の通信処理手段
１１ 第２の通信処理手段
１２ 嗜好温度取得手段
５０ 人物の体感温度を表すノード
５０−Ａ 人物の活動量の時間変化及び人物の体感温度を表すノード
５１ 人物の着衣熱抵抗を表すノード間の熱抵抗
５２ 室内温度を表すノード
５２−Ａ 空気調和機への入力熱量の時間変化パターン及び室内温度を表すノード
５３ 室外温度
５４ 部屋の壁の熱抵抗
５５ 人物の熱容量
５６ 部屋の熱容量
６１ 着衣熱抵抗算出部
６２ 活動量算出部
６３、６３−Ａ 処理演算部
６４ 熱容量算出部
７０ 空気調和機
７１ センサ
７２ インターネット通信用装置
７３ ディスプレイ
１００、１００Ａ〜１００Ｎ 空気調和機
２００ 処理装置
３００ 管理サーバ

Claims (4)

1. 室内を撮影して得られた画像データと前記室内の温度とから前記画像データに含まれる人物の体感温度を算出する体感温度算出手段と、
   前記体感温度算出手段により算出された前記人物の体感温度を、予め設定された前記人物の嗜好温度に近づけるよう空調制御する空調制御手段とを備え、 前記体感温度算出手段は、
   前記画像データに含まれる人物の着衣の熱抵抗を算出する着衣熱抵抗算出部と、
   前記画像データに含まれる人物の活動量を算出する活動量算出部と、
   前記画像データに含まれる人物の熱容量を算出する熱容量算出部と、
   前記着衣熱抵抗算出部により算出された人物の着衣熱抵抗と、前記活動量算出部により算出された前記活動量と、前記熱容量算出部により算出された人物の熱容量と、前記室内の温度とから前記体感温度の時間変化を算出する処理演算部とを有することを特徴とする空気調和機。
2. 前記室内を撮影する撮影手段と、
   前記室内の温度を検出する温度検出手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
3. 人物を識別する個人ＩＤが入力される個人ＩＤ入力手段と、
   前記個人ＩＤと前記嗜好温度とが対応づけて記憶される嗜好温度記憶手段とを備え、
   前記空調制御手段は、前記個人ＩＤ入力手段に入力された前記個人ＩＤに対応する前記人物の前記嗜好温度を前記嗜好温度記憶手段から選択し空調制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気調和機。
4. 複数の空気調和機と、前記複数の空気調和機とネットワークを介して接続された管理サーバとを備える空調制御システムであって、
   前記空気調和機は、
   室内を撮影して得られた画像データと前記室内の温度とから前記画像データに含まれる人物の体感温度を算出する体感温度算出手段と、
   人物を識別する個人ＩＤが入力される個人ＩＤ入力手段と、
   前記個人ＩＤ入力手段に入力された前記個人ＩＤを前記管理サーバに送信する第１の通信処理手段と、
   前記管理サーバから送信される嗜好温度に近づけるよう空調制御する空調制御手段とを備え、
   前記管理サーバは、
   複数の個人ＩＤと人物の嗜好温度とを対応づけて記憶する嗜好温度記憶手段と、
   前記第１の通信処理手段から前記個人ＩＤを受信し、受信した前記個人ＩＤに対応する前記嗜好温度を前記第１の通信処理手段に送信する第２の通信処理手段と、を備え、
   前記体感温度算出手段は、
   前記画像データに含まれる人物の着衣の熱抵抗を算出する着衣熱抵抗算出部と、
   前記画像データに含まれる人物の活動量を算出する活動量算出部と、
   前記画像データに含まれる人物の熱容量を算出する熱容量算出部と、
   前記着衣熱抵抗算出部により算出された人物の着衣熱抵抗と、前記活動量算出部により算出された前記活動量と、前記熱容量算出部により算出された人物の熱容量と、前記室内の温度とから前記体感温度の時間変化を算出する処理演算部とを有する空調制御システム。

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