JP7061917B2 - 空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気調和装置に関するものであり、詳しくは空調対象空間における人の位置に応じて空調制御を行う空気調和装置に関するものである。

従来、空調対象空間における人の位置に応じて、風向または風量を制御する空気調和装置が知られている。特許文献１には、サーモパイルセンサおよびリモコンからの信号などを用いて人の位置および人との距離を検出し、検出結果に応じてファンおよびベーンの制御を行う空気調和装置が提案されている。また、特許文献２には、空気調和システムにおいて、赤外線カメラにより撮像した熱画像と、ＣＣＤカメラにより撮像した可視画像とを用いて、特定の距離にある人などの対象物を抽出する技術が提案されている。

特開２０１１－９４９６５号公報 特開平８－１８９８０９号公報

ここで、空調対象空間の温度情報のみに基づいて人の検出を行う場合、背景の温度に人が隠れて人を検出できないことや、人でない物を人として検出してしまうことがある。これに対し、特許文献１および特許文献２に記載されるように、温度データ以外の情報を用いて人を検出する場合、人の検出精度は向上するものの、情報量の増加に伴い、空気調和装置の処理負担が増加してしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、人の検出精度を向上させつつ、処理負担の増加を抑制することができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明に係る空気調和装置は、空調対象空間の温度データを取得する温度検出部と、空調対象空間の画像データを取得する撮像部と、温度データおよび画像データに基づいて、空調対象空間における人の位置を検出し、人の位置に応じた空調制御を行う制御装置と、を備え、温度検出部は、人の位置が検出された場合、空調対象空間の内、人の位置の温度データを第１周期で取得し、空調対象空間の内、人の位置以外の領域の温度データを第１周期よりも長い第２周期で取得する。

本発明の空気調和装置によれば、温度データおよび画像データに基づいて、空調対象空間における人の位置を検出することで、検出精度を向上させることができる。また、人の位置の温度データを第１周期で取得し、人の位置以外の領域の温度データを第１周期よりも長い第２周期で取得することで、制御装置の処理負担の増加を抑制することができる。

実施の形態１における空気調和装置の概略構成図である。 実施の形態１における空気調和装置の冷媒回路図である。 実施の形態１における第１制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態１の室内機における空調制御のフローチャートである。 実施の形態２における室内機の正面図である。 実施の形態２における第１制御装置の機能ブロック図である。 実施の形態２における距離の計測方法の一例を説明する図である。 実施の形態２の室内機における空調制御のフローチャートである。 変形例１における室内機の正面図である。 変形例２における室内機の正面図である。 変形例３における室内機の正面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
＜空気調和装置１００の構成＞
図１は、実施の形態１における空気調和装置１００の概略構成図である。図２は、実施の形態１における空気調和装置１００の冷媒回路図である。図１および図２に示すように、空気調和装置１００は、室内機１および室外機５を備える。また、空気調和装置１００は、使用者による入力を受け付ける操作部１５０を介して、空気調和装置１００に対する運転指示を受信する。すなわち、空気調和装置１００は、操作部１５０を介して指示された運転情報に基づいて室内機１および室外機５が運転を行うようになっている。

（室内機１）
室内機１は空調対象空間に設置され、空調対象空間を冷却または加熱する。図１に示すように、室内機１は、外郭を構成する筐体１０を備える。筐体１０の下方には、空調空気を吹き出すための吹出し口１３が設けられる。吹出し口１３には、上下方向の風向きを調節する上下風向板１３ｃと、左右方向の風向きを調節する左右風向板１３ｄとが設けられる。また、筐体１０の正面の中央には、空調対象空間の温度データを取得する温度検出部１４と、空調対象空間の画像データを取得する撮像部１５とが設けられる。図１に示すように、温度検出部１４と撮像部１５とは、筐体１０の同じ高さ位置に隣接して配置される。これにより、後述する温度データによる熱画像と画像データによる可視画像とのずれを抑制することができる。なお、筐体１０の形状は、図１に示す形状に限定されるものではない。

また、図２に示すように、室内機１は、筐体１０の内部に、第１熱交換器１１と、第１制御装置１２と、第１ファン１３ａと、を備える。第１熱交換器１１は、暖房運転時には凝縮器として機能し、冷房運転時には蒸発器として機能する。第１熱交換器１１は、フィンアンドチューブ型熱交換器、またはマイクロチャネル型熱交換器等で構成される。

第１制御装置１２は、室内機１の動作を制御する。詳しくは、第１制御装置１２は、操作部１５０を介して使用者から入力される指示内容、ならびに温度検出部１４および撮像部１５が取得した情報などに基づいて、温度検出部１４、第１ファン１３ａ、上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの動作を制御する。なお、操作部１５０を介して使用者から入力される指示内容は、空気調和装置１００の運転モード、温度設定、湿度設定、風量設定、および風向設定などを含む。また、空気調和装置１００の運転モードは、冷房運転、暖房運転、除湿運転、送風運転、風あて運転、および風よけ運転などを含む。第１制御装置１２については、後ほど詳述する。

第１ファン１３ａは、第１熱交換器１１に熱交換流体である空気を供給し、第１熱交換器１１を通過した空気を空調対象空間に供給する。第１ファン１３ａは、複数の翼を有するプロペラファンまたはクロスフローファン等である。

上下風向板１３ｃは、筐体１０の吹出し口１３において、水平方向と平行な回転軸に回動可能に設けられ、空調空気の吹出し方向を上下方向に調節する。上下風向板１３ｃの角度は、回転軸に取り付けられた図示しないステッピングモータなどにより調節される。

左右風向板１３ｄは、筐体１０の吹出し口１３において、鉛直方向と平行な回転軸に回動可能に設けられ、空調空気の吹出し方向を左右方向に調節する。また、左右風向板１３ｄは、筐体１０の長手方向に間隔を空けて配置される複数の板からなり、複数の板の各々が回動可能となっている。左右風向板１３ｄの角度は、回転軸に取り付けられた図示しないステッピングモータなどにより調節される。左右風向板１３ｄの複数の板は同じ角度になるように調節されてもよいし、複数の板の各々が異なる角度となるように調節されてもよい。

温度検出部１４は、対象物の温度を非接触で測定できるサーモパイルセンサなどの赤外線センサである。また、温度検出部１４は、上下方向および左右方向に回動して空調対象空間を走査し、空調対象空間全体の表面温度を検出する。温度検出部１４により取得された温度データは、第１制御装置１２へ送信される。

撮像部１５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラであり、空調対象空間全体を撮像できるよう構成される。撮像部１５は、静止画または動画の何れを撮影するものであってもよい。撮像部１５によって取得された画像データは、第１制御装置１２へ送信される。

（室外機５）
室外機５は、空調対象空間とは別空間に設置され、室内機１に冷熱または温熱を供給する。なお、空調対象空間とは別空間とは、屋上、地下、天井裏、共有スペース、または、駐車場などの空間である。図１に示すように、室外機５は、外郭を構成する筐体５０を備える。また、図２に示すように、室外機５は、筐体５０の内部に、第２熱交換器５１、第２制御装置５２、圧縮機５３ａ、流路切替装置５３ｂ、第２ファン５３ｃおよび減圧装置５３ｄを備えている。なお、筐体５０の形状は、図１に示す形状に限定されるものではない。

第２熱交換器５１は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器として機能する。第２熱交換器５１は、フィンアンドチューブ型熱交換器、またはマイクロチャネル型熱交換器等で構成される。第２制御装置５２は、第１制御装置１２を介して伝達される使用者からの指示内容、および温度検出部１４で得た情報に基づいて圧縮機５３ａ、流路切替装置５３ｂ、第２ファン５３ｃおよび減圧装置５３ｄを制御する。

圧縮機５３ａは、冷媒を圧縮して吐出する。圧縮機５３ａは、ロータリ圧縮機、またはスクロール圧縮機等で構成することができる。第２熱交換器５１が凝縮器として機能する場合、圧縮機５３ａから吐出された冷媒は、第２熱交換器５１へ送られる。第２熱交換器５１が蒸発器として機能する場合、圧縮機５３ａから吐出された冷媒は、第１熱交換器１１を経由した後に、第２熱交換器５１へ送られる。

流路切替装置５３ｂは、圧縮機５３ａの吐出側に設けられ、暖房運転と冷房運転とにおいて冷媒の流れを切り替える。なお、冷媒を一方向に循環させる場合には、流路切替装置５３ｂは必須の構成ではない。また、流路切替装置５３ｂとしては、四方弁、または、二方弁あるいは三方弁の組み合わせが用いられる。

第２ファン５３ｃは、第２熱交換器５１に熱交換流体である空気を供給する。第２ファン５３ｃは、複数の翼を有するプロペラファン等で構成される。減圧装置５３ｄは、第１熱交換器１１または第２熱交換器５１を経由した冷媒を膨張させて減圧する。減圧装置５３ｄは、冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成される。なお、減圧装置５３ｄを、室外機５ではなく、室内機１に配置してもよい。

（操作部１５０）
操作部１５０は、空気調和装置１００の運転モード、温度設定、湿度設定、風量設定、および、風向設定などの運転情報の指示を受け付ける。操作部１５０は、空気調和装置１００に付属しているリモコンである。その他に、スマートフォン、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、パソコン、またはタブレットを操作部１５０としてもよい。

以上のように構成された室内機１と室外機５とは、ガス側連絡配管４Ａおよび液側連絡配管４Ｂを含む冷媒配管４により互いに接続され、これにより冷媒回路が構成される。すなわち、空気調和装置１００の冷媒回路が、圧縮機５３ａ、流路切替装置５３ｂ、第１熱交換器１１、減圧装置５３ｄ、および第２熱交換器５１が冷媒配管４で接続されて構成される。そして、冷媒回路を冷媒が循環することにより、冷媒が連続的に圧縮、凝縮、減圧および蒸発される。

空気調和装置１００では、流路切替装置５３ｂを制御することで冷媒流路を切り換えることにより、冷房運転または暖房運転が実行可能になっている。図２において実線で示されるように流路切替装置５３ｂが制御されている場合、空気調和装置１００は冷房運転を行う。一方、図２において破線で示されるように流路切替装置５３ｂが制御されている場合、空気調和装置１００は暖房運転を行う。ただし、流路切替装置５３ｂは、必須ではなく、空気調和装置１００が冷房運転または暖房運転の何れか一方を行うものであってもよい。

＜室内機１の空調制御＞
次に、室内機１における空調制御について説明する。図３は、実施の形態１における第１制御装置１２の機能ブロック図である。図３に示すように、第１制御装置１２は、機能部として、温度データ処理部２１と、画像データ処理部２２と、判定部２３と、走査制御部２４と、記憶部２５と、風量制御部２６と、風向制御部２７とを有する。第１制御装置１２は、専用のハードウェア、またはメモリ（図示しない）に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit、画像処理用演算プロセッサともいう）もしくはその両方で構成される。第１制御装置１２が専用のハードウェアである場合、第１制御装置１２は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。第１制御装置１２が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。

第１制御装置１２がＣＰＵの場合、第１制御装置１２が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＣＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、第１制御装置１２の各機能を実現する。ここで、メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。なお、第１制御装置１２の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。また、第１制御装置１２が実行する機能部の少なくとも一部を、空気調和装置１００と通信可能に接続される外部サーバまたはクラウドで実行する構成としてもよい。

温度データ処理部２１は、温度検出部１４によって取得された温度データに基づいて、空調対象空間の温度分布を示す熱画像を生成する。そして、温度データ処理部２１は、生成した熱画像から、所定の温度範囲および所定のサイズの物体を人候補として検出する。詳しくは、温度データ処理部２１は、人と推定される温度範囲とサイズとが対応付けられたテーブルを有し、テーブルに基づいて、人候補を検出する。検出された人候補の位置は、判定部２３に出力される。また、人候補の位置は、人候補が検出された温度データを取得したときの温度検出部１４の走査角度範囲で表される。温度検出部１４の走査角度範囲は、仰角および方位角を含む。または、走査角度範囲に替えて、空調対象空間を複数のエリアに分割し、人候補の位置をエリアで表してもよい。

画像データ処理部２２は、撮像部１５によって取得された画像データに基づいて、空調対象空間の可視画像を生成する。そして、画像データ処理部２２は、画像認識技術を用いて、生成した可視画像を解析し、空調対象空間内の人を検出する。空調対象空間内に人を検出した場合、画像データ処理部２２は、人を検出したこと、または検出した人の位置を判定部２３に出力する。画像認識技術では、可視画像における物体の形状、輪郭、および色情報などに基づき、人が検出される。画像データ処理部２２では、空調対象空間を複数のエリアに分割し、複数のエリアの内、人が検出されたエリアを人の位置とする。

また、画像データ処理部２２は、生成された可視画像の一部のみを解析してもよい。例えば、画像データ処理部２２は、空調対象空間の可視画像の内、温度データ処理部２１により検出された人候補に対応する領域のみを画像解析してもよい。または、画像データ処理部２２は、空調対象空間の可視画像の内、人の位置以外の領域のみを画像解析してもよい。このように、画像データ処理部２２において解析処理を行う領域を選択することで、必要性の低い処理を抑制し、処理負担を軽減することができる。何れの領域について解析処理を行うかは、判定部２３から指示される。

判定部２３は、温度データ処理部２１および画像データ処理部２２からの入力に基づき、空調対象空間内の人検出を行う。具体的には、判定部２３は、温度データ処理部２１により検出された人候補について、画像データ処理部２２の画像認識においても人として検出された場合、該人候補を人と判定する。判定部２３は、判定した人の位置を記憶部２５に記憶する。このように、温度データと画像データとの両方に基づいて、人か否かを判定することにより、人でない物体を人として検出してしまうことを抑制することができ、人の検出精度が向上する。

判定部２３は、さらに、温度データ処理部２１により検出された人候補に対応する領域についてのみ、可視画像の解析を行うよう、画像データ処理部２２に指示してもよい。これにより、画像データ処理部２２において、画像認識の処理負担が軽減される。

また、判定部２３は、人が検出された以外の領域についてのみ、可視画像の解析を行うよう、画像データ処理部２２に指示してもよい。すなわち、温度データに基づいて人が検出されなかった領域について、画像データ処理部２２によって可視画像に基づく人検出を行ってもよい。これにより、背景温度に人が隠れてしまった場合など、温度データからは人が検出できない場合にも、画像データから人を検出することができ、人の検出精度が向上する。

走査制御部２４は、温度検出部１４の走査角度範囲を制御する。詳しくは、走査制御部２４は、空調空間全体の温度データを取得するため、温度検出部１４を上下方向および左右方向に回動させ、空調空間全体を走査させる。また、走査制御部２４は、周期ごとに温度検出部１４の走査角度を変更してもよい。詳しくは、走査制御部２４は、人の位置が検出された場合、温度検出部１４が人の位置のみを第１周期で走査し、空調対象空間全体を第１周期よりも長い第２周期で走査するよう制御してもよい。言い換えると、走査制御部２４は、第１周期における温度検出部１４の走査角度範囲を、第２周期における温度検出部１４の走査角度範囲よりも小さくしてもよい。第１周期は、前回温度データを取得してからの周期であり、例えば１分である。また、第２周期は、前回空調空間全体の温度データを取得してからの周期であり、例えば５分である。これにより、人がいないと推定される領域の走査頻度を低減することができ、温度検出部１４および温度データ処理部２１の処理負担を軽減することができる。

記憶部２５は、空気調和装置１００の運転に関する設定情報を記憶する。設定情報は、操作部１５０を介して使用者から入力される指示内容、および判定部２３による判定結果を含む。具体的には、設定情報は、空気調和装置１００の運転モード、温度設定、湿度設定、風量設定、および風向設定、ならびに空調対象空間内に検出された人の位置および温度などを含む。

また、記憶部２５は、検出した人の位置および温度と、第１ファン１３ａの風量、上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度とが予め対応付けられた制御テーブルを記憶してもよい。また、この場合、使用者による設定が風よけ運転の場合と、風あて運転の場合の２種類の制御テーブルを記憶してもよい。例えば、制御テーブルにおいて、風あて運転の場合は、人の位置または人の位置の周辺に向かって空調空気が吹出されるよう上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度が設定される。また、風よけ運転の場合は、人の位置から離れる方向に空調空気が吹出されるよう上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度が設定される。また、人の温度に応じて、第１ファン１３ａの風量が設定される。なお、記憶部２５は、第１制御装置１２に含まれるものに限定されず、第１制御装置１２とは別のメモリで構成されてもよい。

風量制御部２６は、記憶部２５に記憶される空気調和装置１００の設定情報および制御テーブルに基づいて、第１ファン１３ａの風量を制御する。風向制御部２７は、記憶部２５に記憶される空気調和装置１００の設定情報および制御テーブルに基づいて、上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度を制御する。

図４は、実施の形態１の室内機１における空調制御のフローチャートである。本制御は、第１制御装置１２により実行される。まず、空気調和装置１００が運転を開始すると、温度検出部１４が初期設定速度で回動され、空調対象空間全体の温度データが取得される（Ｓ１）。そして、温度データ処理部２１により、取得された温度データに基づいて、所定の温度範囲、所定のサイズの物体が人候補として検出される（Ｓ２）。

また、撮像部１５により空調対象空間が撮影され、画像データが取得される（Ｓ３）。そして、画像データ処理部２２により、取得された画像データの解析が行われる。ここでは、取得された画像データの内、ステップＳ２で人候補として検出された領域に対応する画像データの可視画像について、画像認識技術を用いた解析が行われる（Ｓ４）。そして、判定部２３により、人候補が人であるか否かが判定される（Ｓ５）。ここで、人候補が人であると判断された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、検出された人の位置情報が記憶部２５に記憶される（Ｓ６）。そして、温度検出部１４によって、人の温度が計測され、記憶部２５に温度情報が記憶される（Ｓ７）。

一方、人候補が人でないと判断された場合は（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ６およびＳ７の処理が行われることなく、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、記憶部２５に記憶された設定情報に応じて空調制御が行われる（Ｓ８）。具体的には、記憶部２５に人の位置情報および温度情報が記憶されている場合は、これらの情報に応じて第１ファン１３ａの風量、上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度が制御される。記憶部２５に人の位置情報が記憶されていない場合は、操作部１５０を介して使用者から入力される指示内容に応じた通常の空調制御が行われる。

その後、空気調和装置１００の運転を終了するか否かが判断される（Ｓ９）。ここで、運転を終了する場合は（Ｓ９：ＹＥＳ）、空気調和装置１００の動作が停止され、本処理を終了する。一方、運転を終了しない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、第１周期が経過したか否かが判断される（Ｓ１０）。第１周期が経過していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、第１周期が経過するまで現在の空調制御が維持される。一方、第１周期が経過した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、温度検出部１４により温度データが取得される（Ｓ１１）。ここでは、温度検出部１４は、記憶部２５に記憶された人の位置情報に基づき、人の位置の領域のみを走査し、温度データを取得する。そして、記憶部２５に記憶される人の温度情報が、取得された温度データによって更新される。

また、撮像部１５により空調対象空間が撮影され、画像データが取得される（Ｓ１２）。そして、画像データ処理部２２により、取得された画像データの解析が行われる。ここでは、取得された画像データの内、人の位置以外の領域に対応する画像データの可視画像について、画像認識技術を用いた解析が行われる（Ｓ１３）。そして、画像データ処理部２２による解析の結果、人が新たに検出されたか否かが判断される（Ｓ１４）。ここで、人が検出された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、検出された人の位置情報が記憶部２５に記憶される（Ｓ１５）。そして、温度検出部１４により、検出された人の温度が計測され、記憶部２５に温度情報が記憶される（Ｓ１６）。これにより、温度データから検出されなかった人の有無を検出することができ、検出精度が向上する。

一方、人が検出されなかった場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５およびＳ１６の処理が行われることなく、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、ステップＳ８と同様に、記憶部２５に記憶された設定情報に応じて空調制御が行われる（Ｓ１７）。続いて、第２周期が経過したか否かが判断される（Ｓ１８）。第２周期は第１周期よりも長く設定される。第２周期が経過していない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、第１周期ごとにステップＳ１０～Ｓ１７の処理が繰り返される。一方、第２周期が経過した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、以降の処理が繰り返される。

以上のように、本実施の形態１の空気調和装置１００では、温度検出部１４により取得される温度データと、撮像部１５により取得される画像データとに基づいて、人の位置を検出することで、検出精度を向上させ、誤検出を低減することができる。また、検出精度が向上することで、人がいる領域、すなわち注目すべき領域の特定を容易に行うことができる。これにより、温度データを取得する対象、および画像解析を行う対象を限定することができ、処理負担の軽減および処理の短時間化を実現できる。その結果、メモリが小さいなど、スペックが低い処理装置による動作が可能となり、コスト低減を実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態２における空気調和装置１００について説明する。図５は、実施の形態２における室内機１Ａの正面図である。実施の形態２では、２つの撮像部１５Ａおよび１５Ｂを備え、空調対象空間内における人との距離を計測する点において、実施の形態１と相違する。

図５に示すように、筐体１０の長手方向の両端には、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂがそれぞれ配置される。撮像部１５Ａと撮像部１５Ｂとは、距離をあけて配置されることが望ましい。温度検出部１４は、撮像部１５Ａと撮像部１５Ｂとの間に配置される。撮像部１５Ａから温度検出部１４までの距離と、撮像部１５Ｂから温度検出部１４までの距離とが等しくなる位置に温度検出部１４を配置することが望ましい。また、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂと、温度検出部１４とは、筐体１０において同じ高さ位置に配置される。撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂは、実施の形態１と同様にＣＣＤカメラであり、空調対象空間の画像データを取得し、第１制御装置１２へ送信する。

図６は、実施の形態２における第１制御装置１２の機能ブロック図である。本実施の形態の画像データ処理部２２は、撮像部１５Ａが取得した画像データおよび撮像部１５Ｂが取得した画像データに基づき、検出された人との距離を計測する。

図７は、実施の形態２における距離の計測方法の一例を説明する図である。本実施の形態では、三角測量を用いたステレオマッチングによって、対象物Ｐまでの距離を計測する。対象物Ｐは、検出された人の特徴点である。図７に示すように、撮像部１５Ａと撮像部１５Ｂとは、光軸ｚが平行になるように配置され、撮像部１５Ａの光学中心Ｏ_Ｒと、撮像部１５Ｂの光学中心Ｏ_Ｌとの距離がｈであるとする。また、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂの焦点距離をｆとする。

この場合、撮像部１５Ａの画像上の点を（ｘ_Ｒ，ｙ_Ｒ）とし、撮像部１５Ｂの画像上の点を（ｘ_Ｌ，ｙ_Ｌ）とした場合、対象物Ｐの３次元座標は、以下の式（１）によって計算される。

すなわち、対象物Ｐまでの距離Ｐｚは、以下の式（２）で求められる。

式（２）の分母であるｘ_Ｌ-ｘ_Ｒは、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂで撮影された同じ特徴点の画像平面の差である。なお、画像データ処理部２２は、その他の既知の方法を用いて対象物Ｐとの距離を求めてもよい。画像データ処理部２２で計測された距離情報は、判定部２３を介して、人の位置情報および温度情報とともに記憶部２５に記憶される。

また、風量制御部２６および風向制御部２７は、記憶部２５に記憶される人の位置情報、温度情報および距離情報に基づいて、第１ファン１３ａの風量、ならびに上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度を制御する。例えば、空調対象空間内に人が検出された場合であって、人との距離が短い場合には、風量を低減するとともに、風向が下向きになるよう上下風向板１３ｃの角度を調節する。また、人との距離が長い場合は、風量を増加するとともに、風向が遠くに向くよう上下風向板１３ｃの角度を調節する。

図８は、実施の形態２の室内機１Ａにおける空調制御のフローチャートである。本制御は、第１制御装置１２により実行される。まず、実施の形態１と同様に、空気調和装置１００が運転を開始すると、温度データが取得され（Ｓ１）、取得された温度データに基づいて人候補が検出される（Ｓ２）。また、撮像部１５Ａにより空調対象空間の画像データが取得され（Ｓ３）、人候補として検出された領域に対応する画像データの可視画像について、画像認識技術を用いた解析が行われる（Ｓ４）。ここでは、２つの撮像部１５Ａおよび１５Ｂのうち、何れか一方によって画像データが取得されればよい。

そして、判定部２３により、人候補が人であるか否かが判定され（Ｓ５）、人であると判定された場合は（Ｓ５：ＹＥＳ）、検出された人の位置情報および温度情報が記憶部２５に記憶される（Ｓ６、Ｓ７）。また、画像データ処理部２２によって、検出された人との距離が計測される（Ｓ２０）。ここでは、撮像部１５Ｂにより空調対象空間が撮影され、画像データが取得される。そして、撮像部１５Ａにより取得された画像データと、撮像部１５Ｂにより取得された画像データとに基づき、ステレオマッチングなどにより、人との距離が計測される。計測された距離は、記憶部２５に記憶される。

なお、人候補が人でないと判断された場合は（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ６、Ｓ７およびＳ２０の処理が行われることなく、ステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、記憶部２５に記憶された設定情報に応じて空調制御が行われる（Ｓ８）。具体的には、記憶部２５に人の位置情報、温度情報および距離情報が記憶されている場合は、これらの情報に応じて第１ファン１３ａの風量、上下風向板１３ｃおよび左右風向板１３ｄの角度が制御される。記憶部２５に人の位置情報が記憶されていない場合は、操作部１５０を介して使用者から入力される指示内容に応じた通常の空調制御が行われる。

続いて、空気調和装置１００の運転を終了するか否かが判断され（Ｓ９）、運転を終了しない場合は（Ｓ９：ＮＯ）、第１周期が経過したか否かが判断される（Ｓ１０）。第１周期が経過していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、第１周期が経過するまで現在の空調制御が維持される。一方、第１周期が経過した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、温度検出部１４により人の位置の温度データが取得され、記憶部２５の温度情報が更新される（Ｓ１１）。

また、撮像部１５Ａにより画像データが取得され（Ｓ１２）、人の位置以外の領域に対応する画像データの可視画像について、取得された画像データの解析が行われる（Ｓ１３）。そして、画像データ処理部２２による解析の結果、人が新たに検出されたか否かが判断される（Ｓ１４）。ここで、人が検出された場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、検出された人の位置情報および温度情報が記憶部２５に記憶される（Ｓ１５、Ｓ１６）。また、画像データ処理部２２によって、検出された人との距離が計測され、記憶部２５に記憶される（Ｓ２１）。

一方、人が検出されなかった場合は（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５、Ｓ１６およびＳ２１の処理が行われることなく、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７では、ステップＳ８と同様に、記憶部２５に記憶された設定情報に応じて空調制御が行われる（Ｓ１７）。続いて、第１周期よりも長い第２周期が経過したか否かが判断される（Ｓ１８）。第２周期が経過していない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、第１周期ごとにステップＳ１０～Ｓ１７の処理が繰り返される。一方、第２周期が経過した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、以降の処理が繰り返される。

以上のように、実施の形態２の空気調和装置１００においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。また、検出した人との距離を計測することで、室内環境の把握精度が向上する。これにより、風あて運転または風よけ運転を行う場合に、風向を適正に制御することができる。その結果、適正な空気調和を行うことができ、使用者の快適性も向上する。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、上記実施の形態では、温度検出部１４を上下左右方向に走査して空調対象空間の温度データを取得しているが、これに限定するものではない。例えば、複数の赤外線センサを一列に配置し、左右方向または上下方向の何れかのみに走査してもよい。または、複数の赤外線センサを複数列配置し、空調対象空間を走査することなく、空調対象空間の温度データを取得してもよい。この場合は、第１周期では、複数の赤外線センサの内、検出された人の位置に対応する赤外線センサによって温度データを取得し、第２周期で全ての赤外線センサによって温度データを取得すればよい。また、実施の形態１の撮像部１５をステレオカメラで構成し、人との距離を計測してもよい。

また、図４および図８に示すフローチャートにおける各ステップを変更および省略してもよい。例えば、ステップＳ４では、取得された画像データの内、ステップＳ２で人候補として検出された領域に対応する画像データの可視画像について、画像認識技術を用いた解析を行う構成としたが、空調対象空間全体の可視画像を解析してもよい。これにより、ステップＳ４の時点で、温度データから検出されなかった人の有無を検出することができ、検出精度が向上する。

さらに、温度検出部１４、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂの配置は、図５に示す例に限定されるものではない。図９は、変形例１における室内機１Ｂの正面図である。図９に示すように、撮像部１５Ａを温度検出部１４に隣接して配置してもよい。撮像部１５Ａは、人候補が人であるかを判定するための画像データを取得するものである。そのため、撮像部１５Ａを温度検出部１４に隣接させることにより、温度データに基づく熱画像と、画像データに基づく可視画像とのずれを抑制することができる。

図１０は、変形例２における室内機１Ｃの正面図である。図１０に示すように、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂを筐体１０の短辺の両端にそれぞれ配置し、温度検出部１４を撮像部１５Ａおよび１５Ｂの間に配置してもよい。撮像部１５Ａと撮像部１５Ｂとの間の距離は長いほどよいが、本変形例のように配置することで、室内機１の設計の制限を緩和することができる。

図１１は、変形例３における室内機１Ｄの正面図である。図１１に示すように、温度検出部１４を撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂの間に配置せずに、筐体１０の下方に配置してもよい。また、温度検出部１４を収納可能な構成とすることで、室内機１Ｄの意匠性が向上する。

また、撮像部１５Ａおよび撮像部１５Ｂが取得した画像データに基づいて、人との距離を計測するだけでなく、空調対象空間の壁までの距離を計測してもよい。これにより、部屋の広さを計測することができ、壁に風を当てて空気を循環させる場合の風量および風向を適切に制御することができる。また、温度データおよび画像データに基づいて、部屋の間取りを検出してもよい。例えば、部屋の間の仕切りの有無を検出し、仕切りの有無に応じて風量および風向を制御してもよい。

さらに、第１制御装置１２において、検出された人の移動を追尾してもよい。この場合は、温度データおよび画像データの両方に基づいて、検出された人の特徴点を追尾することで、追尾制度を向上することができる。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ 室内機、４ 冷媒配管、４Ａ ガス側連絡配管、４Ｂ 液側連絡配管、５ 室外機、１０ 筐体、１１ 第１熱交換器、１２ 第１制御装置、１３ 吹出し口、１３ａ 第１ファン、１３ｃ 上下風向板、１３ｄ 左右風向板、１４ 温度検出部、１５、１５Ａ、１５Ｂ 撮像部、２１ 温度データ処理部、２２ 画像データ処理部、２３ 判定部、２４ 走査制御部、２５ 記憶部、２６ 風量制御部、２７ 風向制御部、５０ 筐体、５１ 第２熱交換器、５２ 第２制御装置、５３ａ 圧縮機、５３ｂ 流路切替装置、５３ｃ 第２ファン、５３ｄ 減圧装置、１００ 空気調和装置、１５０ 操作部。

Claims (9)

1. 空調対象空間の温度データを取得する温度検出部と、
   前記空調対象空間の画像データを取得する撮像部と、
   前記温度データおよび前記画像データに基づいて、前記空調対象空間における人の位置を検出し、前記人の位置に応じた空調制御を行う制御装置と、を備え、
   前記温度検出部は、前記人の位置が検出された場合、
   前記空調対象空間の内、前記人の位置の温度データを第１周期で取得し、
   前記空調対象空間の内、前記人の位置以外の領域の温度データを前記第１周期よりも長い第２周期で取得する空気調和装置。
2. 前記制御装置は、
   前記温度データに基づいて、人候補を検出し、
   前記画像データに基づいて、前記人候補が人であるか否かを判定し、
   前記人候補が人であると判定した場合、前記人の位置に応じた空調制御を行う請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御装置は、前記画像データの内、前記人候補の位置に対応する領域に対して画像解析を行い、人であるか否かを判定する請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記撮像部は、前記人の位置が検出された場合、前記第１周期で前記空調対象空間の画像データを取得し、
   前記制御装置は、前記第１周期で取得された前記画像データの内、前記人の位置以外の領域に対して画像解析を行い、人の有無を検出する請求項１～３の何れか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記温度検出部と前記撮像部は、同じ高さ位置に隣接して配置される請求項１～４の何れか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記空調対象空間の空気と冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
   前記熱交換器を通過した空調空気を吹き出す風量を調節するファンと、
   前記空調空気を吹き出す風向を調節する風向板と、をさらに備え、
   前記制御装置は、前記人の位置に応じて前記ファンおよび前記風向板を制御する請求項１～５の何れか一項に記載の空気調和装置。
7. 前記温度検出部は、前記空調対象空間を走査して前記温度データを取得するものであり、
   前記制御装置は、
   前記温度検出部の走査角度範囲を制御するものであり、
   前記第１周期における前記温度検出部の走査角度範囲を、前記第２周期における前記温度検出部の走査角度範囲よりも小さくする請求項１～６の何れか一項に記載の空気調和装置。
8. ２つの前記撮像部を備え、
   前記制御装置は、２つの前記撮像部により取得された画像データに基づいて、前記人との距離を計測し、前記距離に応じて、空調制御を行う請求項１～７の何れか一項に記載の空気調和装置。
9. 前記制御装置は、前記人の位置が検出された場合、前記温度データおよび前記画像データに基づいて、前記人の位置を追尾する請求項１～８の何れか一項に記載の空気調和装置。

Images