JPH07167616A - 人体検出制御装置および空気調和機の運転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無音で小型かつ安価に人体検出を行う。 【構成】 室内の広範囲をカバーする広角の光学レンズ
101と、数十×数十の画素数のＣＣＤ撮像素子102と、Ｃ
ＣＤ撮像素子用に電圧変換するトランジスタからなるＣ
ＣＤ駆動素子103と、ＣＣＤ撮像素子102の蓄積時間，転
送クロックを制御する駆動信号発生手段104と、ＣＣＤ
撮像素子102からのアナログ信号をデジタル化して入力
する画像信号入力手段105と、画像信号入力手段105から
の画像データ等を格納する画像情報保持手段106と、画
像データを比較かつ演算し、駆動信号発生手段104に指
示を与える比較・演算手段107とを備え、比較・演算手
段107において室内の背景データと蓄積逐次差分データ
を用いて人***置データを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体検出装置に係り、
特に光学レンズとＣＣＤ撮像素子を用いた人体検出制御
装置に関し、さらにその人体検出制御装置を用いた空気
調和機の運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、通常の人体検出制御装置には、焦
電効果を利用したセンサを用いて温度を非接触に検出し
て、人体温度に相当する位置を人***置とする方式がと
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば焦電効
果を利用したセンサを用いた人体検出制御装置の場合、
赤外光を扱うために特殊なレンズが必要であり、温度差
に応じた信号を出力する特性のためチョッパも必要であ
った。

【０００４】したがって、従来の人体検出制御装置では
特殊な材料や可動機構が必要となり、小型化，信頼性の
確保，低コスト化が困難であるという課題を有してい
た。

【０００５】本発明の目的は、上記従来の課題に鑑み、
無音で小型かつ安価な人体検出制御装置、およびその人
体検出制御装置を用いた空気調和機の運転制御装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の人体検出制御装置は、広角の光学レンズ
と、ＣＣＤ撮像素子と、このＣＣＤ撮像素子用に電圧変
換するＣＣＤ駆動素子と、ＣＣＤ撮像素子の蓄積時間，
転送クロックを制御する駆動信号発生手段と、ＣＣＤ撮
像素子からのアナログ信号をデジタル化して入力する画
像信号入力手段と、この画像信号入力手段からの画像デ
ータ等を格納する画像情報保持手段と、画像データを比
較かつ演算し、前記駆動信号発生手段に指示を与える比
較・演算手段とを備え、この比較・演算手段において室
内の背景データと蓄積逐次差分画像データを用いて人体
位置データを検出するものである。

【０００７】また蓄積逐次差分画像データの蓄積時間を
人体の移動速度に対応して可変としたものである。

【０００８】さらに、本発明の空気調和機の運転制御装
置は、前記人体検出制御装置を具備し、人体検出制御装
置からの人***置データに基づいて風向制御あるいは温
度制御を行うように構成したものである。

【０００９】

【作用】本発明は上記した構成により、ＣＣＤ撮像素子
による画像信号を用いて人体(動体)を検出するときにお
いて、現在画像と背景画像との差分処理により得られる
画像データの変化部分を人体(動体)とする。また、蓄積
逐次差分画像データを用いることにより人体(動体)の移
動軌跡を求め、背景化した人体(動体)が移動した際に移
動元の位置に生じる画像データの変化部分(以後、ゴー
ストと称する)を同定することにより人体(動体)の誤検
出を防止する。こうすることにより、小型で高い信頼性
を有する人体検出が可能になる。

【００１０】また、蓄積逐次差分画像データの蓄積時間
を人体(動体)の移動速度が速ければ短時間に設定し、移
動速度が遅ければ長時間に設定することにより、人体
(動体)の動きが少なくても確実にゴーストの同定が行わ
れる。

【００１１】さらに、人体検出装置からの人***置情報
を用いて空気調和機の風向を変更するとともに、逐次差
分画像データの変化点の多少により人体(動体)の活動量
を推定し、活動量に対応して温度設定を変更する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参考に
説明する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例である空気調和
機用人体検出制御装置の概略構成を示すブロック図であ
り、101は室内の広範囲をカバーする広角の光学レン
ズ、102は数十×数十の画素数のＣＣＤ撮像素子、103は
ＣＣＤ撮像素子用に電圧変換するトランジスタからなる
ＣＣＤ駆動素子、104はＣＣＤ撮像素子102の蓄積時間，
転送クロックを制御する駆動信号発生手段、105はＣＣ
Ｄ撮像素子102からのアナログ信号をデジタル化して入
力する画像信号入力手段、106は画像信号入力手段105か
らの画像データ等を格納する画像情報保持手段、107は
画像データを比較かつ演算し、前記駆動信号発生手段10
4に指示を与える比較・演算手段、108は比較・演算手段
107により得られる人体検出データを転送する通信手段
である。

【００１４】以上の構成により、ＣＣＤ撮像素子102の
駆動信号を制御し、画像信号入力手段105からの画像デ
ータを基に人***置を検出し、その情報を通信手段108
により空気調和機の主制御装置に転送するものである。

【００１５】図２は第１実施例の要部の回路図であり、
電圧変換するトランジスタからなるＣＣＤ駆動素子103
は、ＣＣＤ撮像素子102の駆動信号入力ポートＣＬＫ０
〜ＣＬＫ７に接続している。110は人体検出制御装置の
マイクロコンピュータであって、前記ＣＣＤ撮像素子10
2の画像信号出力ポートＯＳがマイクロコンピュータ110
のＡ／Ｄ入力ポートに接続されている。前記マイクロコ
ンピュータ110の出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ７は前記
ＣＣＤ駆動素子103の入力ポートに接続されている。

【００１６】図３は背景差分方式による人***置検出方
法の概念図であり、１は現在画像データ、２は背景画像
データ、３は現在画像データ１と背景画像データ２を差
分処理して得られた人***置画像データを示している。

【００１７】図４は人体(動体)の移動軌道(→)検出
処理の概念図であり、ａは人***置を簡略に示すイメー
ジ画像、ｂは現在画像どうしの比較による逐次差分画像
データ、ｃは背景画像と現在画像との比較による背景差
分画像データ、ｄはｂの逐次差分画像データをＴ時間分
合計した蓄積逐次差分画像データを示している。

【００１８】図５は前記マイクロコンピュータ110のソ
フトウェア(メインルーチン)を示すフローチャート、図
６はマイクロコンピュータ110のソフトウェア(サブルー
チン)を示すフローチャートである。

【００１９】図５および図６を用いて第１実施例の動作
を説明する。

【００２０】まず、ステップ(5-1)において、出力ポー
トＯＵＴ０〜ＯＵＴ７にＣＣＤ駆動信号に応じたデータ
を出力する。ステップ(5-2)において、ＣＣＤ画像信号
をＡ／Ｄ入力ポートで１画素分入力する。ステップ(5-
3)において、ステップ(5-2)で入力した画像データを一
旦現在画像メモリに保存する。ステップ(5-4)におい
て、１画面分の画像データを保存し終わったかを判断
し、終わっていれば(ステップ(5-4)のYES)、ステップ(5
-5)に進み、まだならば(ステップ(5-4)のNO)、ステップ
(5-1)に戻って画像データ入力を繰り返す。ステップ(5-
5)において、背景画像データ，逐次差分画像データ，背
景化人***置画像データが作成される。

【００２１】ステップ(5-6)において、比較する画素位
置に応じたアドレスをセットする。ステップ(5-7)にお
いて、セットした画素位置の現在画像データと背景画像
データとの比較を行い、一致したならばステップ(5-8)
に進み、異なればステップ(5-9)に進む。ステップ(5-8)
において、比較した画素位置に相当する人***置メモリ
をクリアし、ステップ(5-10)に進む。ステップ(5-9)に
おいて、比較した画素位置に相当する人***置メモリを
セットし、ステップ(5-10)に進む。ステップ(5-10)にお
いて、比較した画素位置と最終位置アドレスを比較し、
一致ならば(ステップ(5-10)のYES)、ステップ(5-11)に
進み、異なれば(ステップ(5-10)のNO)、ステップ(5-5)
に戻り、現在画像データと背景画像データとの比較を繰
り返す。ステップ(5-11)において、移動軌跡検出処理サ
ブルーチンが実行される。

【００２２】移動軌跡検出処理サブルーチンは、図６の
ステップ(6-1)において、逐次差分画像データを蓄積す
る時間をカウントする。ステップ(6-2)において、逐次
差分画像データと蓄積逐次差分画像データのＯＲをと
り、その結果を蓄積逐次差分画像データとする。ステッ
プ(6-3)において、蓄積時間が所定の時間Ｔに達したか
否かを判断し、達していれば(ステップ(6-3)のYES)、ス
テップ(6-4)に進み、達していなければ(ステップ(6-3)
のNO)、メインルーチンに戻る。ステップ(6-4)におい
て、蓄積時間タイマをクリアし、所定時間のカウント準
備を行う。ステップ(6-5)において、最新の逐次差分画
像データと背景差分画像データの一致箇所を検出するこ
とにより人体の現在位置とする。ステップ(6-6)におい
て、ステップ(6-5)で検出した人体の現在位置が存在す
る蓄積逐次差分画像データ内の変化部分を決定する。変
化部分が存在すれば(ステップ(6-6)のYES)、ステップ(6
-7)に進み、存在しなければ(ステップ(6-6)のNO)、メイ
ンルーチンに戻る。

【００２３】ステップ(6-7)において、ステップ(6-6)で
決定された変化部分に背景化人***置が含まれているか
否かを判定する。含まれていれば(ステップ(6-7)のYE
S)、背景化した人体が現在位置に移動してきたものと判
断する。したがって、ステップ(6-8)において、蓄積逐
次画像の変化部分に含まれていた背景化人***置をメモ
リからクリアする。そしてメインルーチンに戻り、図５
のステップ(5-12)に進む。ステップ(5-12)において、人
***置メモリのデータをシリアルインタフェースポート
ＳＩ，ＳＯ，ＣＬＫを用いてデータ転送する。そして、
ステップ(5-1)に戻り、以上の動作を繰り返す。フロー
チャートには表していないが、人***置情報としては人
***置データと背景化人***置データの和を用いる。

【００２４】また、本実施例では蓄積逐次差分画像デー
タを用いたが、これを蓄積背景差分画像データとしても
同様の作用効果が得られる。

【００２５】図７のフローチャートにより本発明の第２
実施例について説明する。装置の構成およびソフトウェ
アの大部分は第１実施例と同一のため説明を省略し、ソ
フトウェアの異なる部分のみ説明する。

【００２６】前記第１実施例に係る図６のステップ(6-
1)〜(6-8)において、一定の合計時間による蓄積逐次差
分画像データを基に移動元の背景化人***置を同定し、
背景化人***置データのリセットを行っていたが、これ
を図７に示すように書き換える。

【００２７】すなわち、ステップ(7-1)において、蓄積
逐次差分画像データを作る。ステップ(7-2)において、
背景差分画像データ内の変化部分が***したか否かを判
断する。こうすることで、背景化人体が元の位置から一
定以上離れたことを検出することになる。変化部分が分
裂した、つまり一定以上離れた場合は(ステップ(7-2)の
YES)、ステップ(7-3)に進み、***しない場合は(ステッ
プ(7-2)のNO)、メインルーチンに戻る。ステップ(7-3)
以降は第１実施例のステップ(6-6)〜(6-8)と同様であ
る。そして、これ以上の動作は第１実施例と同様であ
る。

【００２８】以上のような動作により、人体の動きは速
い、あるいは遅くてもすばやく、しかも正確な検出性能
を有することになる。

【００２９】図８は本発明に係る人体検出制御装置を具
備する空気調和機の運転制御装置の一実施例の回路図で
あり、同図において、前記人体検出制御装置の第１実施
例と同一の部分は同一の符号を付け説明を省略する。

【００３０】図８において、115は空気調和機の運転制
御装置のマイクロコンピュータであり、前記マイクロコ
ンピュータ110のシリアル通信ポートＳＩ，ＳＯ，ＣＬ
Ｋは、それぞれこのマイクロコンピュータ115のシリア
ルインタフェースポートＳＯ，ＳＩ，ＣＬＫと接続され
ている。116，117は空気調和機の風向制御板を駆動する
ステッピングモータであり、マイクロコンピュータ115
の出力ポートＯＵＴ０〜ＯＵＴ７がステッピングモータ
116，117に接続されている。118は室温を検出する感熱
素子であり、感熱素子118は抵抗素子と直列に接続さ
れ、その接続部がマイクロコンピュータ115のＡ／Ｄ入
力ポートに接続されている。

【００３１】図９は空気調和機の運転制御装置のフロー
チャートであり、ソフトウェアの大部分は前記人体検出
制御装置の第１，第２実施例と同一のため、同一ステッ
プは同一符号を付して説明を省略し、ソフトウェアの異
なる部分のみ説明する。

【００３２】すなわち、図５のステップ(5-12)の次に活
動量検出処理に関するステップ(9-1)〜ステップ(9-6)を
追加するものである。ステップ(9-1)において、活動量
タイマのカウントを行う。ステップ(9-2)において、逐
次差分画像データの変化ビット数を加算したものを活動
量データとする。ステップ(9-3)において、活動量タイ
マが所定の時間Ｙに達したか否かを判断し、達していれ
ば(ステップ(9-3)のYES)、ステップ(9-4)に進み、達し
ていなければ(ステップ(9-3)のNO)、ステップ(5-1)に戻
る。

【００３３】ステップ(9-4)において、活動量データを
空気調和機の運転制御装置の前記マイクロコンピュータ
115にシリアルインタフェースポートを用いて転送す
る。ステップ(9-5)において活動量データをクリアし、
ステップ(9-6)において活動量タイマをクリアする。こ
れにより、再び所定時間における逐次差分画像の変化ビ
ット数、つまり活動量が検出されることになる。そし
て、ステップ(5-1)に戻り、以上の動作を繰り返す。こ
れ以外の動作は前記人体検出制御装置の第１，第２実施
例と同様である。

【００３４】以上のような動作により、空気調和機の主
制御装置に人体検出位置データおよび人体の活動量デー
タを転送し、これらのデータを基に空気調和機の風向制
御および設定温度の補正を行い、快適な住空間を作り出
すことが可能になる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の人体検出
制御装置は、請求項１記載の発明によれば、ＣＣＤ撮像
素子による画像信号を用いて人体(動体)を検出するとき
において、現在画像と背景画像との差分処理により得ら
れる画像データの変化部分を人体(動体)とし、また、蓄
積逐次差分画像データを用いることにより人体(動体)の
移動軌跡を求め、背景化した人体(動体)が移動した際に
移動元の位置に生じる画像データのゴーストを同定する
ことにより、人体(動体)の誤検出を防止でき、人体検出
が無音ででき、小型化，信頼性の向上が図れる。

【００３６】請求項２記載の発明によれば、蓄積逐次差
分画像データの蓄積時間を人体(動体)の移動速度が速け
れば短時間に設定し、移動速度が遅ければ長時間に設定
することにより、人体(動体)の動きが少なくても確実に
ゴーストの同定を行うことができて、人体(動体)の誤検
出が防止できる。

【００３７】請求項３記載の本発明の空気調和機の運転
制御装置は、人体検出装置からの人***置情報を用いて
空気調和機の風向を変更できるとともに、逐次差分画像
データの変化点の多少により人体(動体)の活動量を推定
し、活動量に対応して温度設定を変更できるなど、実用
的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の人体検出制御装置の第１実施例の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例の要部の回路図である。

【図３】人***置検出を説明する概念図である。

【図４】人体の移動軌道検出処理を説明する概念図であ
る。

【図５】第１実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図６】第１実施例の動作を説明するフローチャートで
ある。

【図７】人体検出制御装置の第２実施例の動作を説明す
るフローチャートである。

【図８】本発明の人体検出制御装置を具備する空気調和
機の運転制御装置の一実施例の回路図である。

【図９】空気調和機の運転制御装置の動作を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】 101…光学レンズ、 102…ＣＣＤ撮像素子、 103…Ｃ
ＣＤ駆動素子、 104…駆動信号発生手段、 105…画像
信号入力手段、 106…画像情報保持手段、 １０７…
比較・演算手段、 １０８…通信手段、 110，115…マ
イクロコンピュータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 広角の光学レンズと、ＣＣＤ撮像素子
   と、このＣＣＤ撮像素子用に電圧変換するＣＣＤ駆動素
   子と、ＣＣＤ撮像素子の蓄積時間，転送クロックを制御
   する駆動信号発生手段と、ＣＣＤ撮像素子からのアナロ
   グ信号をデジタル化して入力する画像信号入力手段と、
   この画像信号入力手段からの画像データ等を格納する画
   像情報保持手段と、画像データを比較かつ演算し、前記
   駆動信号発生手段に指示を与える比較・演算手段とを備
   え、この比較・演算手段において室内の背景データと蓄
   積逐次差分画像データを用いて人***置データを検出す
   ることを特徴とする人体検出制御装置。
2. 【請求項２】 蓄積逐次差分画像データ作成の蓄積時間
   を可変としたことを特徴とする請求項１記載の人体検出
   制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の人体検出制御装
   置を具備し、人体検出制御装置からの人***置データに
   基づいて風向制御あるいは温度制御を行うように構成し
   たことを特徴とする空気調和機の運転制御装置。