WO2019059209A1 - 加熱調理器 - Google Patents
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- cooking
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C7/00—Stoves or ranges heated by electric energy
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- F24C7/046—Ranges
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- F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
- F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
- F24C3/12—Arrangement or mounting of control or safety devices
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/02—Induction heating
- H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
- H05B6/12—Cooking devices
Definitions
- the present invention relates to a heating cooker for heating an object to be cooked.
- a heating cooker which shoots a cooking object with a camera and controls heating of the cooking object based on an image of the cooking object shown in the photographed image (see, for example, Patent Document 1).
- the heating cooker that controls the heating of the cooking target based on the image of the cooking target shown in the photographed image of the camera, the heating target is appropriately heated while suppressing the influence of the change of the light environment. To be an issue.
- a heating unit configured to heat the container placed on the container placement unit from below;
- a cooking target state estimation unit that extracts a feature amount from an image of a cooking target shown in a captured image of the camera at a predetermined timing interval, and estimates a state of the cooking target based on the extracted feature amount;
- a heating control unit that controls the heating unit based on the state of the cooking target estimated by the cooking target state estimation unit,
- the cooking target state estimation unit When the amount of change of the feature amount from the first timing to the second timing immediately after the first timing exceeds a predetermined threshold amount of change:
- the feature to be cooked at the third timing after the second timing is the feature at the first timing, the feature at the third timing, and the feature at the second timing.
- a cooker is provided that is configured to make an estimate based on the difference between the amounts.
- the heating cooker which controls the heating of the cooking target based on the image of the cooking target shown in the photographed image of the camera, the heating target is appropriately heated while suppressing the influence of the change of the light environment. be able to.
- FIG. 1 Schematic perspective view of a heating cooker according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 Schematic perspective view of a heating cooker according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 A diagram schematically showing the configuration of a heating cooker Block diagram showing the control system of the heating cooker Image showing change of image of cooking object in one example of cooking
- the figure which shows the change of the image of cooking object in cooking of another example The figure which shows the change of the image of the cooking object which received disturbance light in the heating and cooking shown in FIG.
- FIG. 1 Schematic perspective view of a heating cooker according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 Schematic perspective view of a heating cooker according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 A diagram schematically showing the configuration of a heating cooker Block diagram showing the control system of the heating cooker Image showing change of image of cooking object in one example of cooking
- the figure which shows the change of the image of cooking object in cooking of another example The figure which shows the change of the image of the cooking object which received disturbance light in the heating and cooking shown in
- Diagram showing the change curve of the feature value affected by the change of the light environment and the change curve of the feature value corrected so that the influence of the change of the light environment is reduced A diagram showing a change curve of a feature that has been affected by a change in the light environment and a change curve of a feature that has been corrected so that the influence of the change in the light environment is reduced when the timing interval is changed to half.
- the heating cooker includes a container placement unit on which a container containing a cooking target is placed, a heating unit that heats the container placed on the container placement unit from below, and A camera that shoots a cooking object and a feature amount is extracted from an image of the cooking object captured in a captured image of the camera at a predetermined timing interval, and the cooking object estimates a state of the cook object based on the extracted feature amount And a heating control unit configured to control the heating unit based on the state of the cooking target estimated by the cooking target state estimating unit, the cooking target state estimation unit having a first timing.
- the state of the cooking target at the third timing after the second timing is Said first
- the feature amount of timing is configured to estimate that on the basis of the difference between the feature amount in the feature quantity and the second timing in the third timing.
- the heating of the cooking target is suppressed by suppressing the influence of the change of the light environment. It can be done properly.
- the feature amount may be at least one of hue, saturation, and lightness. Since the feature amount is the hue, saturation, and lightness related to the hue of the image of the cooking target that is easily influenced by the change in color environment, the change amount of the feature amount from the first timing to the second timing is predetermined When the threshold change amount is exceeded, the state of the cooking object at the third timing is the feature amount at the first timing, the feature amount at the third timing, and the second timing. It is appropriate to estimate based on the difference between the feature quantity and the feature quantity at.
- At least one of the predetermined timing interval and the predetermined threshold change amount may be changed based on the heating output of the heating unit. Thereby, estimation of the state of cooking object can be performed with high precision.
- the heating cooker includes a temperature sensor that detects the temperature of the container placed on the container placement unit, and the cooking target state estimation unit determines the detected temperature at the first timing and the temperature detected by the cooking target condition estimation unit at the first timing.
- the detected temperature at the second timing is substantially the same, the state of the cooking object at the third timing, the feature value at the first timing, and the feature at the third timing It may be configured to estimate based on the amount and the difference between the feature quantity at the second timing.
- the amount of change in the feature amount from the first timing to the second timing exceeds the predetermined amount of threshold change, it can be ensured that the cause is a change in the light environment.
- the heating cooker has a weight sensor that detects the weight of the container placed on the container placement unit, and the cooking target state estimation unit determines the detected weight at the first timing and the weight.
- the state of the cooking object at the third timing, the feature amount at the first timing, and the feature at the third timing It may be configured to estimate based on the amount and the difference between the feature quantity at the second timing.
- FIG. 1 is a schematic perspective view of a heating cooker according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a figure which shows the structure of a heating cooker roughly.
- FIG. 3 is a block diagram showing a control system of the heating cooker.
- the X-axis direction indicates the width direction of the heating cooker
- the Y-axis direction indicates the depth direction
- the Z-axis direction indicates the height direction.
- the heating cooker 10 has a main body 12 and, as an upper portion of the main body 12, a top plate 14 on which a container C containing a cooking target T such as a stew is placed. Have.
- the heating cooker 10 is an induction heating cooker, and as shown in FIG. 1 and FIG. 2, it is mounted on the container mounting portion (container mounting area) in the top plate 14 Below the container C, that is, in the main body 12, heating coils 16A to 16C are disposed as heating parts of the heating cooker 10.
- the heating coils 16A to 16C inductively heat the container C placed on the top plate 14 from below.
- a plurality of touch keys 18A to 18C are provided on a portion of the top plate 14 on the front surface 10a side of the heating cooker 10, as operation units for the user to operate the heating coils 16A to 16C, respectively. For example, heating of the corresponding heating coil 16A is started or stopped by the touch key 18A. In addition, the heating level (for example, four stages) is adjusted.
- a plurality of output display units 20A to 20C for displaying the output state (heating level) of the heating coils 16A to 16C are also provided on the top plate 14 on the front surface 10a side of the heating cooker 10.
- a setting unit 22 is provided on the front surface 10a side of the heating cooker 10.
- the setting unit 22 can be inserted into and taken out of the main body 12, and the setting key 22a for setting the heating by the heating coils 16A to 16C in detail, the setting contents thereof, the detailed state of the heating coils 16A to 16C, etc.
- a setting display unit 22b for displaying.
- the setting portion 22 sets the heating temperature, the heating time, the timer, etc. of the heating coils 16A to 16C.
- the heating cooker 10 equips the front surface 10a side of the heating cooker 10 with alerting
- the heating cooker 10 has a plurality of temperature sensors 26A to 26C for detecting the temperature of the container C placed on the top plate 14 and a weight for detecting the weight of the container C placed on the top plate 14 And a sensor 28.
- the plurality of temperature sensors 26A to 26C are disposed below the top plate 14 and at the centers of the heating coils 16A to 16C. That is, for example, the temperature sensor 26A is disposed above the heating coil 16A and detects the temperature on the bottom side of the container C inductively heated by the heating coil 16A through the top plate 14.
- the weight sensor 28 determines the weight of the load on the top plate 14, that is, when there are a plurality of containers C, the weight of the plurality of containers C and the cooking contained in each container C. Detect the sum of the subject's weight.
- the heating cooker 10 has the camera 30 which image
- the camera 30 is, for example, a camera capable of capturing still images, moving images, infrared images, etc., and captures the entire top surface 14 a of the top plate 14.
- the camera 30 is attached to a ceiling or a range hood (not shown) located above the heating cooker 10 or the like. In the case of the present embodiment, the camera 30 is attached to the range hood via a magnet.
- the camera 30 is configured to wirelessly communicate with the control unit 50 of the heating cooker 10.
- the camera 30 is provided with the antenna 32, and the antenna 34 is provided in the main body 12 of the heating cooker 10.
- the camera 30 and the control unit 50 are connected via the router device 36. That is, the camera 30 and the control unit 50 are connected in a wirelessly communicable manner to a local area network 38 centering on the router device 36.
- the router device 36 is connected to the Internet 40.
- the router device 36 is connected to the portable terminal 42 of the user in a wirelessly communicable manner.
- the control unit 50 of the heating cooker 10 is, for example, a processing device such as a CPU, and performs various functions by executing a program stored in the storage unit 60 such as a ROM, a RAM, a hard disk (for example, , And is configured to function as an image processing unit described later.
- the control unit 50 is configured to receive, from these, signals corresponding to the user's operation on the touch keys 18A to 18C and the setting key 22a of the setting unit 22.
- the control unit 50 is also configured to receive from them signals corresponding to the temperatures detected by the temperature sensors 26A to 26C, respectively.
- Control unit 50 is further configured to receive a signal corresponding to the weight detected by weight sensor 28.
- the control unit 50 is configured to receive from the camera 30 a captured image (data) captured by the camera 30.
- control unit 50 of the heating cooker 10 is configured to control the heating coils 16A to 16C, the output display units 20A to 20C, the setting display unit 22b, and the notification unit 24.
- control unit 50 controls the outputs of the heating coils 16A to 16C so that the temperature sensors 26A to 26C continue to detect the heating temperature set by the user via the setting key 22a of the setting unit 22. Thereby, for example, when frying, the oil accommodated in the container C can be maintained at a constant temperature.
- control unit 50 heats when the temperature sensors 26A to 26C detect the boiling temperature.
- the coils 16A to 16C are stopped, and the user is notified via the notification unit 24 that the water heating is completed.
- control unit 50 is configured to perform various controls based on a captured image of the camera 30, specifically, an image of the cooking object T shown in the captured image.
- the control unit 50 of the heating cooker 10 sets the image acquisition unit 52 that acquires a photographed image from the camera 30, the image processing unit 54 that processes (corrects) the acquired image, and the corrected photographed image.
- a cooking object state estimation unit 56 that estimates the state of the cooking object T based on the image of the cooking object T in the container C, and heating as a heating control unit that controls the heating coils 16A to 16C based on the estimation result (In other words, the control unit 50 functions as the image acquisition unit 52, the image processing unit 54, the cooking target state estimation unit 56, and the heating coil control unit 58).
- the image acquiring unit 52 of the control unit 50 of the heating cooker 10 is a photographed image photographed by the camera 30, for example, a photographing in which the top plate 14 in a state in which the container C accommodating the cooking target T being cooked is placed Acquire an image (data).
- the camera 30 performs shooting at predetermined timing intervals.
- the image processing unit 54 performs image processing on the captured image of the camera 30 acquired by the image acquisition unit 52. For example, geometric correction such as keystone correction and rotation correction is performed.
- the cooking target state estimation unit 56 is configured to estimate the state of the cooking target based on the feature amount of the image of the cooking target shown in the captured image. The estimation method will be specifically described.
- the image of the object to be cooked which appears in the photographed image of the camera 30 is an image of the object to be cooked viewed from above.
- the feature amount is extracted from the image of the cooking object viewed from above, and the cooking object is extracted based on the extracted feature amount
- the state estimation unit 56 estimates the state of the cooking target.
- the “feature amount” refers to a value obtained by digitizing the feature portion of the image of the cooking object that changes as the state of the cooking object changes.
- the “feature amount” is hue, saturation, lightness or the like.
- the estimation of the state of the cooking target based on the feature amount of the image of the cooking target shown in the captured image of the camera 30 will be described by way of an example.
- FIG. 4 shows a change in the image of the cooking object shown in the photographed image in the heating and cooking in one example. Specifically, the image of the cooking object CT1 in the captured image captured at different timings T1 to T5 is shown.
- the cooking target CT1 shown in FIG. 4 is fried egg.
- the image of the white meat portion CTa changes from transparent to white (the degree of transparency decreases).
- the inner bottom face of the container C1 (frying pan) is shown by cross hatching.
- the captured image P5 captured at timing T5 an image of an fried egg in which the entire white meat portion CTa has completely changed to white, ie, an image of the fried egg when the heating and cooking are completed, is shown.
- the cooking target state estimation unit 56 can extract the feature quantity and estimate the state of the cooking target CT1 which is fried egg based on the extracted feature quantity.
- FIG. 5 shows a change in the image of the cooking object shown in the photographed image in another example of heat cooking.
- the cooking target CT2 shown in FIG. 5 is a stew.
- the image of bubbles generated on the liquid surface increases in number and size. Therefore, the saturation of the color (cream color) over the entire liquid surface of the stew decreases as the heating time elapses as the feature amount of the cooking target CT2. Since the feature quantity changes with the elapse of the heating time, the cooking target state estimation unit 56 can extract the feature quantity and estimate the state of the cooking target CT2 that is a stew based on the extracted feature quantity.
- the feature amount extracted when the cooking target state estimation unit 56 estimates the state of the cooking target is preferably a feature amount that changes significantly with a change in heating time. Therefore, the feature amount used for estimation of the state may be determined in advance for each cooking target. For example, in the storage unit 60, the type of cooking target and the feature amount to be extracted are stored in association with each other. The type of cooking object is taught by the user.
- a list of types of cooking objects is displayed on the setting display unit 22b, and the user selects the type of cooking objects to be cooked from now on via the setting key 22a from the list, whereby the type of cooking objects is the user Taught by
- the cooking target state estimation unit 56 extracts feature amounts corresponding to the type, and estimates the state of the cooking target based on the extracted feature amounts.
- hue and saturation, lightness and size, or saturation and shape may be used as two feature quantities.
- the estimation of the state of the cooking target may be performed based on the change in the feature amount of the image of the cooking target in the captured image.
- the state of the cooking target at a certain timing may be estimated based on a plurality of feature quantities of the image of the cooking target appearing in each of the captured images captured at timings before that, that is, based on changes in the feature quantities.
- the state may be estimated based on the change speed of the size or shape. Since the state of the cooking target is estimated (based on a plurality of feature amounts) of the feature amount, highly reliable estimation can be performed.
- the estimation of the state of the cooking target may be performed based on the feature quantities of the image of the cooking target in the captured image and based on at least one of the detection temperature of the temperature sensors 26A to 26C and the detection weight of the weight sensor 28 .
- the temperature of the container that is, the temperature of the object to be cooked contained in the container rises.
- the temperature sensors 26A to 26C detecting the temperature rise and considering the detected temperature, it is possible to guarantee the certainty about the estimation of the state of the cooking object based on the feature amount.
- the weight of the cooking target decreases due to evaporation as the heating time passes.
- the weight sensor 28 detects the weight loss, and by considering the detected weight, certainty can be guaranteed for the estimation of the state of the cooking object based on the feature value.
- the cooking target state estimation unit 56 estimates the state of the cooking target based on the feature amount of the image of the cooking target shown in the captured image of the camera 30. Therefore, it is easy to be influenced by the change of the light environment around the heating cooker 10. In particular, in the case where the feature amount is the hue, saturation, lightness, or the like related to the hue of the image to be cooked, it is highly susceptible.
- the color tone of the image of the object to be cooked that is captured in the photographed image of the camera 30 changes.
- the light may cause the entire photographed image, that is, the image to be cooked to become reddish (change in hue).
- the light of the light may cause the image to be cooked to be whitish (the saturation may be reduced).
- FIG. 6 shows the change of the image of the cooking object which is the cooking shown in FIG. 4 and is exposed to disturbance light.
- the light environment around the heating cooker 10 changes between the timing T1 and the timing T2 and is affected.
- the curtain is opened, whereby sunlight (disturbance light) strikes the cooking target.
- the image of the white portion CTa of the cooking object CT1 exposed to disturbance light in the photographed image P14 at timing T4 shown in FIG. 6 is not cooked in the disturbance light reflected in the photographed image P5 at the same timing T4 shown in FIG.
- the saturation and lightness of white which is the feature amount, are higher (the degree of transparency is lower) as compared with the image of the white portion CTa of the target CT1. Based on such a feature amount, it can be estimated that the cooking target is sufficiently heated when it is exposed to disturbance light at time T4 regardless of the state of actual burnt.
- FIG. 7 shows the change of the image of the cooking object which is the cooking shown in FIG. 5 and is exposed to disturbance light.
- the light environment around the heating cooker 10 changes between the timings T1 and T2 and is affected.
- the curtain is opened, whereby sunlight (disturbance light) strikes the cooking target.
- the image of the cooking object CT2 exposed to disturbance light shown in photographed images P18 to P20 shown in FIG. 7 is the photographed image P8 shown in FIG.
- the image of the bubbles is small, and hence it is reflected in a bright cream color (a so-called white spot is produced). Therefore, when the feature quantity is the saturation for the cream color, the feature quantity extracted from the image of the cooking object exposed to disturbance light is compared to the feature quantity extracted from the image of the cooking object not exposed to disturbance light Is increasing.
- the image of the cooking object CT2 exposed to disturbance light in the captured image P18 at the timing T3 shown in FIG. 7 is an image of the cooking object CT2 not exposed to disturbance light in the captured image P8 at the same timing T3 shown in FIG.
- the saturation of the cream color which is the feature amount, is higher (because there is no bubble image). Based on such feature values, in spite of the state of weak boiling in which fine bubbles are actually generated at timing T3, it can be estimated to be a non-boiling state when exposed to disturbance light .
- the estimation accuracy of the state of the cooking target based on the feature quantity is lowered. Therefore, when the feature quantity changes due to the change in the light environment, the state of the cooking object is estimated so that the state of the cooking object is estimated by the feature quantity (corrected feature quantity) corrected to reduce the influence of the change in the light environment
- the unit 56 is configured. This will be specifically described with reference to FIG.
- FIG. 8 shows a change curve of the feature amount affected by the change of the light environment (two-dot chain line) and a change curve of the feature amount (corrected feature amount) corrected such that the influence of the change of the light environment is reduced. (Solid line).
- FIG. 8 also shows a change curve (one-dot chain line) of the feature amount when the light environment is not changed.
- the change curve (two-dot chain line) shown in FIG. 8 changes with the passage of the heating time t, and is extracted from the image of the cooking object reflected in the photographed image of the camera 30 and affected by the change in the light environment S (ie, measured value) is shown.
- the change curve (solid line) is used to estimate the feature amount SA (corrected feature amount) (ie, the state of the cooking object) corrected so as to reduce the influence of the change in light environment, which changes with the passage of heating time t. Value) is shown.
- a change curve (dashed dotted line) has shown feature quantity SO which changes with progress of heating time t, and is extracted from a picture of cooking object when light environment is not changing.
- FIG. 8 shows the feature S in the case where the cooking object continues to be exposed to disturbance light from the timing between the timing T1 and the timing T2, for example, when the light environment changes between the timing T1 and the timing T2. Change curves of SA and SO are shown.
- the cooking target state estimation unit 56 determines that the light environment has changed during this timing. For example, in the case of the example shown in FIG. 8, a predetermined difference ⁇ Sd (absolute value) between the feature amount S1 at the timing T1 and the feature amount S2 at the timing T2 is a predetermined value obtained experimentally or theoretically.
- the threshold change amount ⁇ Sth is exceeded. That is, the change amount of the feature value from the timing T1 to the timing T2 exceeds the predetermined threshold change amount ⁇ Sth. Therefore, after timing T2, the cooking target state estimation unit 56 treats the feature quantities S2 to S5 extracted from the image of the cooking target as feature quantities affected by the change in the light environment.
- the cooking target state estimation unit 56 sets the state of the cooking target at timings T2 to T5 after timing T2 as the characteristic amount S1 at timing T1, the characteristic amounts S2 to S5 at timings T2 to T5, and the timing T2.
- the estimation is made based on the differences ⁇ S2 to ⁇ S5 between the feature amount S2 and the feature amount S2.
- correction feature values SA2 to SA5 which are correction values of the extracted feature amounts S2 to S5 and which are the sum of the feature amount S1 and the differences ⁇ S2 to ⁇ S5 Use to estimate the state.
- the correction feature amount SAn used to estimate the state of the object to be cooked in which n is an integer of 2 or more can be expressed by Formula 1.
- Sn is a feature quantity at timing Tn.
- the correction feature amount SA calculated in this manner is extracted from the image of the cooking object with respect to the feature amount SO when the light environment is not changed (the cooking object is not exposed to disturbance light).
- the value can be closer to the feature value S affected by the change. Therefore, the correction feature amount SA is less affected by the change in light environment than the feature amount S (actually measured value) extracted from the object to be cooked. Therefore, by using such a corrected feature amount SA, it is possible to estimate the state of the cooking object with high accuracy (compared to the case of using the feature amount S).
- the difference (error) between the correction feature amount SA and the feature amount SO when the light environment is not changed (the cooking object is not exposed to disturbance light) is the time (timing interval) Tp between the timings.
- Tp time (timing interval) between the timings.
- FIG. 9 shows the change curve of the feature S affected by the change of the light environment and the feature corrected to reduce the influence of the change of the light environment when the time between timings is changed to half.
- the change curve of quantity SA is shown.
- the cooking target state estimation unit 56 determines that the light environment has changed between these timings. However, there is a slight possibility that the change amount of the feature amount between successive timings may exceed the predetermined threshold change amount without changing the light environment.
- the difference between the feature amount at the timing before the user stirs and the feature amount at the timing after the stir may exceed a predetermined threshold change amount.
- seasonings and ingredients are added, the appearance of the object to be cooked changes significantly.
- the difference between the feature amount at the timing before the addition and the feature amount at the timing after the addition may exceed a predetermined threshold change amount. That is, when the user gives some change to the cooking target during cooking, the amount of change in the feature amount between successive timings may exceed the predetermined amount of threshold change.
- the cause is a change in the light environment when the amount of change in the feature amount between successive timings exceeds a predetermined amount of threshold change.
- the temperature sensors 26A to 26C may be used to detect the temperature of the cooking object (container) at each timing at which the state of the cooking object is estimated.
- the amount of change in the feature amount between successive timings exceeds a predetermined amount of threshold change, if the cause is a change in the light environment, the amount of change in temperature between these timings is substantially zero.
- the cause is the light environment If it is a change, the detected temperature of the temperature sensor at timing T1 and the detected temperature at timing T2 are substantially the same. This is because the change in the light environment does not substantially change the temperature of the cooking object.
- the amount of change in the feature amount between consecutive timings exceeds a predetermined amount of threshold change
- the amount of change in temperature between the timings is substantially zero
- the light environment is changed between the timings. It can be judged that it has changed.
- the amount of temperature change between the timings is not substantially zero (for example, if the amount of temperature change exceeds the predetermined threshold temperature change amount)
- the user changes the cooking object by some means. It can be judged that it was given.
- the amount of change in the feature amount between successive timings exceeds the predetermined amount of threshold change, and additionally, the amount of change in the temperature of the cooking target between the timings is substantially When it is zero, it is determined that the light environment has changed between consecutive timings. Thereby, the state of cooking object can be estimated appropriately.
- the weight sensor 28 may detect the weight of the cooking object (container) at each timing at which the state of the cooking object is estimated. Similar to the temperature of the food to be cooked, the weight of the food to be cooked does not change substantially with changes in the light environment. For example, in the case of the example shown in FIG. 8, when the difference ⁇ Sd between the feature amount S1 at the timing T1 and the feature amount S2 at the timing T2 exceeds a predetermined threshold change amount ⁇ Sth, the cause is the light environment If it is a change, the detected weight of the weight sensor at timing T1 and the detected weight at timing T2 are substantially the same.
- the amount of change in the feature amount between successive timings exceeds a predetermined amount of threshold change, if the amount of change in weight between the timings is substantially zero. It can be determined that the light environment has changed between the timings. Therefore, in the cooking target state estimation unit 56, the amount of change in the feature amount between successive timings exceeds the predetermined amount of threshold change, and in addition thereto, the amount of change in the weight of the cooking target between the timings is substantially When it is zero, it is determined that the light environment has changed between consecutive timings. Thereby, the state of cooking object can be estimated appropriately.
- the heating coil control unit 58 controls the outputs of the heating coils 16A to 16C based on the state of the cooking target estimated by the cooking target state estimation unit 56. For example, when the cooking target state estimation unit 56 estimates that the cooking target is evaporating, the heating coil control unit 58 reduces the output level of the heating coil or stops the heating coil.
- the heating cooker 10 that controls the heating of the cooking target based on the image of the cooking target shown in the captured image of the camera 30, the influence of the change in the light environment is suppressed. Therefore, it is possible to appropriately heat the cooking target.
- predetermined timing intervals Tp at a plurality of timings for estimating the state may be changed based on the heating output of the heating coil.
- the predetermined threshold change amount ⁇ Sth to be compared with the change amount of the feature amount between consecutive timings is changed based on the heating output of the heating coil.
- the heating output (heating level) of the heating coil is higher, it is necessary to estimate the state of the cooking object based on the feature amount of the image of the cooking object shown in the photographed image with high accuracy.
- a feature (correction feature) in which the influence of the light environment is further reduced is required. Otherwise, if the estimation accuracy of the state of the object to be cooked is lowered, heating power control of the heating coil based on the estimation result can not be appropriately performed, and the heating of the object to be cooked may be excessively performed or largely lacking. Therefore, the threshold change amount ⁇ Sth for determining the occurrence of the change in the light environment to reduce the influence of the change in the light environment on the feature amount even if the heating output of the heating coil is higher. It is preferable to reduce the
- the predetermined timing interval Tp and the predetermined threshold change amount ⁇ Sth may be different for each type of cooking target.
- a predetermined timing interval Tp and a predetermined threshold change amount ⁇ Sth are obtained in advance experimentally or theoretically for each cooking target.
- the storage unit 60 stores the type of cooking object, the predetermined timing interval Tp, and the predetermined threshold change amount ⁇ Sth in association with each other. As described above, when the user teaches the type of the cooking target, the corresponding predetermined timing interval Tp and the predetermined threshold change amount ⁇ Sth are used to estimate the state of the cooking target.
- a heating cooker is an induction heating cooker which induction-heats a container using a heating coil
- the heating cooker according to the embodiment of the present invention may be a gas cooker.
- the container is placed on Gotoku as a container placement part, and is heated from below by a gas burner as a heating part.
- the present invention is not limited to the induction heating cooker, and is applicable to any heating cooker that heats a container containing a cooking target.
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Abstract
加熱調理器は、調理対象を加熱する加熱部と、調理対象を撮影するカメラと、所定のタイミング間隔で、カメラの撮影画像に写る調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて調理対象の状態を推定する調理対象状態推定部と、推定された調理対象の状態に基づいて加熱部を制御する加熱制御部とを有する。調理対象状態推定部は、第1のタイミングからその直後の第2のタイミングまでの特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、第2のタイミング以降の第3のタイミングにおける調理対象の状態を、第1のタイミングでの特徴量と、第3のタイミングでの特徴量と第2のタイミングでの特徴量との間の差分とに基づいて推定する。
Description
本発明は、調理対象を加熱する加熱調理器に関する。
従来より、調理対象をカメラで撮影し、その撮影画像に写る調理対象の像に基づいて、調理対象に対する加熱を制御する加熱調理器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1に記載された加熱調理器の場合、加熱調理器周りの光環境が変化すると、カメラの撮影画像に写る調理対象の像の色合いが変化する。例えば、加熱調理中にカーテンが開けられてキッチンに夕日の光が入り、その光が調理対象に当たると、撮影画像全体、すなわち調理対象の像が赤みを帯びる(色相が変化する)場合がある。また例えば、加熱調理中に照明が灯されると、その照明の光によって撮影画像全体、すなわち調理対象の像が白みを帯びる(彩度が低下する)場合がある。このように光環境の変化によって撮影画像に写る調理対象の色合いに変化や違いが生じると、撮影画像に写る調理対象の像に基づく該調理対象に対する加熱調理を適切に行えない可能性がある。
そこで、本発明は、カメラの撮影画像に写る調理対象の像に基づいて該調理対象に対する加熱を制御する加熱調理器において、光環境の変化の影響を抑制して調理対象に対する加熱を適切に行うことを課題とする。
上述の課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
調理対象を収容した容器が載置される容器載置部と、
前記容器載置部に載置された前記容器を下方から加熱する加熱部と、
前記調理対象を撮影するカメラと、
所定のタイミング間隔で、前記カメラの撮影画像に写る調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて前記調理対象の状態を推定する調理対象状態推定部と、
前記調理対象状態推定部によって推定された調理対象の状態に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有し、
前記調理対象状態推定部が、
第1のタイミングから前記第1のタイミング直後の第2のタイミングまでの前記特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、
前記第2のタイミング以降の第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている、加熱調理器が提供される。
調理対象を収容した容器が載置される容器載置部と、
前記容器載置部に載置された前記容器を下方から加熱する加熱部と、
前記調理対象を撮影するカメラと、
所定のタイミング間隔で、前記カメラの撮影画像に写る調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて前記調理対象の状態を推定する調理対象状態推定部と、
前記調理対象状態推定部によって推定された調理対象の状態に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有し、
前記調理対象状態推定部が、
第1のタイミングから前記第1のタイミング直後の第2のタイミングまでの前記特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、
前記第2のタイミング以降の第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている、加熱調理器が提供される。
本発明によれば、カメラの撮影画像に写る調理対象の像に基づいて該調理対象に対する加熱を制御する加熱調理器において、光環境の変化の影響を抑制して調理対象に対する加熱を適切に行うことができる。
本発明のこれらの態様と特徴は、添付された図面についての好ましい実施の形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
本発明の一実施の形態に係る加熱調理器の概略的斜視図
加熱調理器の構成を概略的に示す図
加熱調理器の制御系を示すブロック図
一例の加熱調理における、調理対象の像の変化を示す図
別例の加熱調理における、調理対象の像の変化を示す図
図4に示す加熱調理における、外乱光を浴びた調理対象の像の変化を示す図
図5に示す加熱調理における、外乱光を浴びた調理対象の像の変化を示す図
光環境の変化の影響を受けた特徴量の変化曲線と、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量の変化曲線とを示す図
タイミング間隔を半分に変更した場合における、光環境の変化の影響を受けた特徴量の変化曲線と、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量の変化曲線とを示す図
本発明の一態様の加熱調理器は、調理対象を収容した容器が載置される容器載置部と、前記容器載置部に載置された前記容器を下方から加熱する加熱部と、前記調理対象を撮影するカメラと、所定のタイミング間隔で、前記カメラの撮影画像に写る調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて前記調理対象の状態を推定する調理対象状態推定部と、前記調理対象状態推定部によって推定された調理対象の状態に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有し、前記調理対象状態推定部が、第1のタイミングから前記第1のタイミング直後の第2のタイミングまでの前記特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、前記第2のタイミング以降の第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている。
本発明の一態様によれば、カメラの撮影画像に写る調理対象の像に基づいて該調理対象に対する加熱を制御する加熱調理器において、光環境の変化の影響を抑制して調理対象に対する加熱を適切に行うことができる。
例えば、前記特徴量が、色相、彩度、および明度の少なくとも1つであってもよい。特徴量が色環境の変化に影響されやすい調理対象の像の色合いに関する色相、彩度、および明度であるため、前記第1のタイミングから前記第2のタイミングまでの前記特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、前記第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するのが適切である。
例えば、前記所定のタイミング間隔および所定のしきい変化量の少なくとも一方が、前記加熱部の加熱出力に基づいて変更されてもよい。それにより、調理対象の状態の推定を高精度に行うことができる。
例えば、前記加熱調理器が、前記容器載置部に載置された前記容器の温度を検出する温度センサを有し、前記調理対象状態推定部が、前記第1のタイミングでの検出温度と前記第2のタイミングでの検出温度とが略同一である場合に、前記第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されてもよい。これにより、第1のタイミングから第2のタイミングまでの特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたとき、その原因が光環境の変化であることを保証することができる。
例えば、前記加熱調理器が、前記容器載置部に載置された前記容器の重量を検出する重量センサを有し、前記調理対象状態推定部が、前記第1のタイミングでの検出重量と前記第2のタイミングでの検出重量とが略同一である場合に、前記第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されてもよい。これにより、第1のタイミングから第2のタイミングまでの特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたとき、その原因が光環境の変化であることを保証することができる。
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る加熱調理器の概略的斜視図である。また、図2は、加熱調理器の構成を概略的に示す図である。さらにまた、図3は、加熱調理器の制御系を示すブロック図である。なお、図において、X軸方向は加熱調理器の幅方向を示し、Y軸方向は奥行き方向を示し、Z軸方向は高さ方向を示す。
図1に示すように、加熱調理器10は、本体12を有し、また、その本体12の上側部分として、例えばシチューなどの調理対象Tを収容した容器Cが載置されるトッププレート14を有する。
また、本実施の形態の場合、加熱料理器10は誘導加熱調理器であって、図1および図2に示すように、トッププレート14における容器載置部(容器載置エリア)に載置された容器Cの下方には、すなわち本体12内には、加熱調理器10の加熱部として加熱コイル16A~16Cが配置されている。加熱コイル16A~16Cは、トッププレート14上に載置された容器Cを下方から誘導加熱する。
この加熱コイル16A~16Cそれぞれをユーザが操作するための操作部として、複数のタッチキー18A~18Cが、加熱調理器10の正面10a側のトッププレート14の部分に設けられている。例えば、タッチキー18Aにより、対応する加熱コイル16Aの加熱が開始されるまたは停止される。また、その加熱レベル(例えば4段階)が調節される。
また、加熱コイル16A~16Cの出力状態(加熱レベル)を表示する複数の出力表示部20A~20Cも、加熱調理器10の正面10a側のトッププレート14の部分に設けられている。
なお、加熱コイル16A~16Cによる加熱を詳細に設定するために、設定部22が加熱調理器10の正面10a側に設けられている。設定部22は、本体12に対して出し入れ可能であって、加熱コイル16A~16Cによる加熱を詳細に設定するための設定キー22aと、その設定内容や加熱コイル16A~16Cの詳細な状態などを表示する設定表示部22bとを備える。この設定部22により、加熱コイル16A~16Cの加熱温度、加熱時間、タイマーなどが設定される。
また、加熱調理器10は、ユーザに対して報知するスピーカーなどの報知部24を、加熱調理器10の正面10a側に備える。
さらに、加熱調理器10は、トッププレート14上に載置された容器Cの温度を検出する複数の温度センサ26A~26Cと、トッププレート14上に載置された容器Cの重量を検出する重量センサ28とを有する。
本実施の形態の場合、複数の温度センサ26A~26Cは、トッププレート14の下方に配置されるとともに、加熱コイル16A~16Cそれぞれの中央に配置されている。すなわち、例えば温度センサ26Aは、加熱コイル16Aの上方に配置されて該加熱コイル16Aによって誘導加熱されている容器Cの底側の温度をトッププレート14を介して検出している。
本実施の形態の場合、重量センサ28は、トッププレート14上の載置物の重量、すなわち容器Cが複数ある場合には、その複数の容器Cの重量とそれぞれの容器Cに収容されている調理対象の重量との合計を検出する。
さらに、加熱調理器10は、トッププレート14上の調理対象Tを上方から撮影するカメラ30を有する。
カメラ30は、例えば、静止画、動画、赤外線画像などを撮影可能なカメラであって、トッププレート14の天面14a全体を撮影する。カメラ30は、加熱調理器10の上方に位置する天井またはレンジフード(図示せず)などに取り付けられる。本実施の形態の場合、カメラ30は、マグネットを介してレンジフードに取り付けられる。
本実施の形態の場合、カメラ30は、加熱調理器10の制御部50と無線通信するように構成されている。そのために、図2に示すように、カメラ30がアンテナ32を備えるとともに、加熱調理器10の本体12内にアンテナ34が設けられている。なお、本実施の形態の場合、カメラ30と制御部50は、ルーター装置36を介して接続されている。すなわち、カメラ30と制御部50は、ルーター装置36を中心とするローカルエリアネットワーク38に無線通信可能に接続されている。また、ルーター装置36は、インターネット40に接続されている。さらに、ルーター装置36は、ユーザの携帯端末42に無線通信可能に接続されている。
ここからは、加熱調理器10の動作、すなわちその制御部50が行う制御について図3を参照しながら説明する。
加熱調理器10の制御部50は、例えばCPUなどの処理装置であって、ROM、RAM、ハードディスクなどの記憶部60に記憶されているプログラムを実行することによって種々の機能を果たすように(例えば、後述する画像処理部として機能するように)構成されている。図3に示すように、制御部50は、タッチキー18A~18Cおよび設定部22の設定キー22aに対するユーザの操作に対応する信号をこれらから受け取るように構成されている。制御部50はまた、温度センサ26A~26Cそれぞれによって検出された温度に対応する信号をこれらから受け取るように構成されている。制御部50はさらに、重量センサ28によって検出された重量に対応する信号を受け取るように構成されている。そして、制御部50は、カメラ30によって撮影された撮影画像(データ)を該カメラ30から受け取るように構成されている。
加えて、加熱調理器10の制御部50は、加熱コイル16A~16C、出力表示部20A~20C、設定表示部22b、および報知部24を制御するように構成されている。
例えば、制御部50は、設定部22の設定キー22aを介してユーザによって設定された加熱温度を温度センサ26A~26Cが検出し続けるように、加熱コイル16A~16Cの出力を制御する。これにより、例えば、揚げ物をする場合、容器Cに収容された油を一定の温度に維持することができる。
また例えば、制御部50は、容器C内に水が収容されている場合(ユーザが自動湯沸しモードを設定部22を介して設定した場合)、温度センサ26A~26Cが沸騰温度を検出すると、加熱コイル16A~16Cを停止させるとともに、報知部24を介してユーザに湯沸しが完了したことを報知する。
さらに、制御部50は、カメラ30の撮影画像、具体的にはその撮影画像に写る調理対象Tの像に基づいて様々な制御を行うように構成されている。
そのために、加熱調理器10の制御部50は、カメラ30から撮影画像を取得する画像取得部52と、その取得した画像を処理(補正)する画像処理部54と、その補正された撮影画像に写る容器C内の調理対象Tの像に基づいて該調理対象Tの状態を推定する調理対象状態推定部56と、その推定結果に基づいて加熱コイル16A~16Cを制御する加熱制御部としての加熱コイル制御部58とを有する(すなわち、制御部50は、画像取得部52、画像処理部54、調理対象状態推定部56、および加熱コイル制御部58として機能する)。
加熱調理器10の制御部50の画像取得部52は、カメラ30が撮影した撮影画像、例えば加熱調理中の調理対象Tを収容する容器Cが載置されている状態のトッププレート14が写る撮影画像(データ)を取得する。本実施の形態の場合、カメラ30は所定のタイミング間隔で撮影を行う。
画像処理部54は、画像取得部52によって取得されたカメラ30の撮影画像に対して画像処理を行う。例えば、台形補正や回転補正などの幾何学的補正を行う。
調理対象状態推定部56は、撮影画像に写る調理対象の像の特徴量に基づいて、調理対象の状態を推定するように構成されている。その推定方法について具体的に説明する。
カメラ30の撮影画像に写る調理対象の像は、上方から見た調理対象の像である。所定のタイミング間隔(本実施の形態の場合、カメラの撮影間隔と同一の間隔)で、その上方から見た調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて、調理対象状態推定部56は、調理対象の状態を推定する。
ここで、「特徴量」は、調理対象の状態の変化にともなって変化する調理対象の像の特徴部分を数値化したものを言う。例えば、調理対象の状態の変化にともなって調理対象の像の色合いが変化する場合、「特徴量」は、色相、彩度、明度などである。
例を挙げて、カメラ30の撮影画像に写る調理対象の像の特徴量に基づく調理対象の状態の推定について説明する。
図4は、一例の加熱調理における、撮影画像に写る調理対象の像の変化を示している。具体的には、異なるタイミングT1~T5に撮影された撮影画像における調理対象CT1の像を示している。
図4に示す調理対象CT1は、目玉焼きである。加熱時間の経過とともに、白身部分CTaの像が透明から白色に変化している(透明度が低下している)。なお、図4では、容器C1(フライパン)の内底面がクロスハッチングで示されている。また、タイミングT5に撮影された撮影画像P5には、白身部分CTa全体が完全に白色に変色した目玉焼きの像、すなわち加熱調理が完了したときの目玉焼きの像が写っている。
すなわち、図4に示すように、調理対象CT1の特徴量として、目玉焼きにおける白身部分CTaの白色についての彩度および明度が、加熱時間の経過とともに増加している。加熱時間の経過とともに特徴量が変化するため、調理対象状態推定部56は、その特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて目玉焼きである調理対象CT1の状態を推定することができる。
図5は、別例の加熱調理における、撮影画像に写る調理対象の像の変化を示している。
図5に示す調理対象CT2は、シチューである。加熱時間の経過とともに、液面に発生する泡の像が数とサイズについて増加している。そのため、調理対象CT2の特徴量として、シチューの液面全体における色(クリーム色)についての彩度が、加熱時間の経過とともに低下している。加熱時間の経過とともに特徴量が変化するため、調理対象状態推定部56は、その特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいてシチューである調理対象CT2の状態を推定することができる。
なお、調理対象状態推定部56が、調理対象の状態を推定する際に抽出する特徴量は、加熱時間の変化とともに大きく変化する特徴量が好ましい。そのため、調理対象毎に、状態の推定に使用される特徴量が予め決定されていてもよい。例えば、記憶部60には、調理対象の種類と抽出すべき特徴量とが対応付けされて記憶されている。調理対象の種類は、ユーザによって教示される。例えば、設定表示部22bに調理対象の種類のリストを表示し、そのリストの中からユーザが設定キー22aを介してこれから加熱調理する調理対象の種類を選択することにより、調理対象の種類がユーザによって教示される。ユーザによって教示された調理対象の種類に基づいて、調理対象状態推定部56は、その種類に対応する特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて、調理対象の状態を推定する。
また、1つの特徴量ではなく、複数の特徴量に基づいて調理対象の状態を推定してもよい。例えば、2つの特徴量として、色相と彩度、明度とサイズ、または彩度と形状などが使用されてもよい。
さらに、調理対象の状態の推定を、撮影画像における調理対象の像の特徴量の変化に基づいて行ってもよい。例えば、あるタイミングにおける調理対象の状態を、それ以前のタイミングに撮影された撮影画像それぞれに写る調理対象の像の複数の特徴量に基づいて、すなわち、特徴量の変化に基づいて推定してもよい。例えば、特徴量が調理対象の像のサイズや形状である場合、そのサイズや形状の変化速度に基づいて状態を推定してもよい。特徴量の変化(複数の特徴量に基づいて)調理対象の状態を推定することになるため、信頼性が高い推定を行うことができる。
さらにまた、調理対象の状態の推定を、撮影画像における調理対象の像の特徴量に基づくとともに、温度センサ26A~26Cの検出温度および重量センサ28の検出重量の少なくとも一方に基づいて行ってもよい。例えば、加熱時間の経過とともに、容器の温度、すなわち容器に収容されている調理対象の温度が上昇する。その温度上昇を温度センサ26A~26Cが検出し、その検出温度を考慮することにより、特徴量に基づく調理対象の状態の推定について確からしさを保証することができる。また例えば、調理対象が液体の場合、加熱時間の経過とともに調理対象の重量が蒸発によって減少する。その重量減少を重量センサ28が検出し、その検出重量を考慮することにより、特徴量に基づく調理対象の状態の推定について確からしさを保証することができる。
このように、調理対象状態推定部56は、カメラ30の撮影画像に写る調理対象の像の特徴量に基づいて、その調理対象の状態を推定する。そのため、加熱調理器10周りの光環境の変化に影響されやすい。特に、特徴量が調理対象の像の色合いに関する色相、彩度、または明度などである場合に、大きく影響を受けやすい。
具体的に説明すると、加熱調理器10周りの光環境が変化すると、カメラ30の撮影画像に写る調理対象の像の色合いが変化する。例えば、加熱調理中にカーテンが開けられてキッチンに夕日の光が入ると、その光によって撮影画像全体、すなわち調理対象の像が赤みを帯びる(色相が変化する)場合がある。また例えば、加熱調理中に照明が灯されると、その照明の光によって調理対象の像が白みを帯びる(彩度が低下する)場合がある。
例えば、図6は、図4に示す加熱調理であって、外乱光を浴びている調理対象の像の変化を示している。
図6に示すように、タイミングT2以降に撮影された撮影画像P12~P15は、タイミングT1とタイミングT2との間で加熱調理器10周りの光環境が変化し、その影響を受けている。例えば、タイミングT1とタイミングT2との間で、カーテンが開けられ、それにより太陽光(外乱光)が調理対象に当たっている。
その結果、図4と図6とを比較すると、タイミングT2~T4それぞれにおいて、図6に示す撮影画像P12~P14に写る外乱光を浴びた調理対象CT1の白身部分CTaの像は、図4に示す撮影画像P2~P4に写る外乱光を浴びていない調理対象CT1の白身部分CTaの像に比べて、より白く写っている(透明度が低い)。したがって、特徴量が白色についての彩度の場合、外乱光を浴びた調理対象の像から抽出された特徴量は、外乱光を浴びていない調理対象の像から抽出された特徴量に比べて増加している。
例えば、図6に示すタイミングT4における撮影画像P14に写る外乱光を浴びた調理対象CT1の白身部分CTaの像は、図4に示す同一タイミングT4における撮影画像P5に写る外乱光を浴びていない調理対象CT1の白身部分CTaの像に比べて、特徴量である白色についての彩度や明度が高い(透明度が低い)。このような特徴量に基づけば、タイミングT4において、実際には生焼けの状態にもかかわらず、外乱光を浴びている場合には調理対象が十分に加熱されている状態と推定されうる。
また例えば、図7は、図5に示す加熱調理であって、外乱光を浴びている調理対象の像の変化を示している。
図7に示すように、タイミングT2以降に撮影された撮影画像P17~P20は、タイミングT1とT2との間で加熱調理器10周りの光環境が変化し、その影響を受けている。例えば、タイミングT1とタイミングT2との間で、カーテンが開けられ、それにより太陽光(外乱光)が調理対象に当たっている。
その結果、図5と図7とを比較すると、タイミングT3~T5それぞれにおいて、図7に示す撮影画像P18~P20に写る外乱光を浴びた調理対象CT2の像は、図5に示す撮影画像P8~P10に写る外乱光を浴びていない調理対象CT2の像に比べて、泡の像が少なく、そのために鮮やかなクリーム色に写っている(いわゆるシロトビが生じている)。したがって、特徴量がクリーム色についての彩度である場合、外乱光を浴びた調理対象の像から抽出された特徴量は、外乱光を浴びていない調理対象の像から抽出された特徴量に比べて増加している。
例えば、図7に示すタイミングT3における撮影画像P18に写る外乱光を浴びた調理対象CT2の像は、図5に示す同一タイミングT3における撮影画像P8に写る外乱光を浴びていない調理対象CT2の像に比べて、特徴量であるクリーム色についての彩度が高い(泡の像がないため)。このような特徴量に基づけば、タイミングT3において、実際には細かい泡がぽつぽつと発生している弱沸騰の状態にもかかわらず、外乱光を浴びている場合には未沸騰状態と推定されうる。
このように光環境の変化によって特徴量が変化すると、その特徴量に基づく調理対象の状態の推定精度が低下する。そこで、光環境の変化によって特徴量が変化する場合、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量(補正特徴量)で調理対象の状態を推定するように、調理対象状態推定部56は構成されている。このことについて、図8を参照しながら具体的に説明する。
図8は、光環境の変化の影響を受けた特徴量の変化曲線(二点鎖線)と、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量(補正特徴量)の変化曲線(実線)とを示す図である。なお、参考として、図8には、光環境が変化していない場合の特徴量の変化曲線(一点鎖線)も示されている。
図8に示す変化曲線(二点鎖線)は、加熱時間tの経過とともに変化する、カメラ30の撮影画像に写って光環境の変化の影響を受けている調理対象の像から抽出される特徴量S(すなわち実測値)を示している。また、変化曲線(実線)は、加熱時間tの経過とともに変化する、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量SA(補正特徴量)(すなわち調理対象の状態の推定に使用される値)を示している。そして、変化曲線(一点鎖線)は、加熱時間tの経過とともに変化する、光環境が変化していない場合の調理対象の像から抽出される特徴量SOを示している。
また、図8は、タイミングT1とタイミングT2との間で光環境が変化した場合、例えばタイミングT1とタイミングT2との間のタイミングから調理対象が外乱光を浴び続けている場合における特徴量S、SA、およびSOの変化曲線を示している。
まず、調理対象状態推定部56は、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えると、このタイミング間に光環境が変化したと判断する。例えば、図8に示す例の場合、タイミングT1での特徴量S1とタイミングT2での特徴量S2との間の差ΔSd(絶対値)が、予め実験的にまたは理論的に求められた所定のしきい変化量ΔSthを超えている。すなわち、タイミングT1からタイミングT2までの特徴量の変化量が所定のしきい変化量ΔSthを超えている。したがって、タイミングT2以降、調理対象状態推定部56は、調理対象の像から抽出された特徴量S2~S5を、光環境の変化の影響を受けている特徴量として取り扱う。
図8に示すように、タイミングT1とタイミングT2との間で光環境が変化すると(調理対象が外乱光を浴びると)、タイミングT2~T5の調理対象の像から抽出される特徴量S2~S5は、光環境が変化していない(調理対象が外乱光を浴びていない)場合に抽出される特徴量SO2~SO5に比べて、一様に増分ΔSLだけ増加する。しかし、この増分ΔSLは、特徴量SO2~SO5が実際に抽出できる特徴量でないために(実測できないために)、算出することができない。
そこで、調理対象状態推定部56は、タイミングT2以降のタイミングT2~T5における調理対象の状態を、タイミングT1での特徴量S1と、タイミングT2~T5での特徴量S2~S5とタイミングT2での特徴量S2との間の差分ΔS2~ΔS5とに基づいて推定するように構成されている。具体的には、タイミングT2以降のタイミングT2~T5においては、抽出された特徴量S2~S5の補正値であって、特徴量S1と差分ΔS2~ΔS5との合算である補正特徴量SA2~SA5を用いて状態を推定する。
例えば、タイミングT2での調理対象の状態の推定に使用する補正特徴量SA2は、S1+ΔS2である。差分ΔS2がゼロであるため(S2-S2=0であるため)、補正特徴量SA2はS1である。また、タイミングT3での推定に使用する補正特徴量SA3は、S1+ΔS3である。その差分ΔS3は、S3―S2である。さらに、タイミングT4での推定に使用する補正特徴量SA4は、S1+ΔS4である。その差分ΔS4は、S4-S2である。そして、タイミングT5での推定に使用する補正特徴量SA4は、S1+ΔS5である。その差分ΔS5は、S5-S2である。
すなわち、タイミングT1での特徴量S1とタイミングT2での特徴量S2との間の差ΔSd(絶対値)が所定のしきい変化量ΔSthを超えた場合に使用する、タイミングT2以降のタイミングTn(nは2以上の整数)での調理対象の状態の推定に使用する補正特徴量SAnは、数式1で表すことができる。Snは、タイミングTnでの特徴量である。
このように算出された補正特徴量SAは、光環境が変化していない(調理対象が外乱光を浴びていない)場合の特徴量SOに対して、調理対象の像から抽出されて光環境の変化の影響を受けている特徴量Sに比べて近い値をとることができる。そのため、補正特徴量SAは、調理対象から抽出された特徴量S(実測値)に比べて、光環境の変化の影響が低減されている。したがって、このような補正特徴量SAを使用すれば、調理対象の状態を高精度に推定することができる(特徴量Sを使用する場合に比べて)。
なお、補正特徴量SAと光環境が変化していない(調理対象が外乱光を浴びていない)場合の特徴量SOとの間の差(誤差)は、タイミング間の時間(タイミング間隔)Tpを短くすればするほど、小さくすることができる。例えば、図9は、タイミング間の時間を半分に変更した場合における、光環境の変化の影響を受けた特徴量Sの変化曲線と、光環境の変化の影響が低減するように補正された特徴量SAの変化曲線とを示している。
図8と図9とを比較すると、タイミング間隔Tpが半分になると、補正特徴量SAと光環境が変化していない(調理対象が外乱光を浴びていない)場合の特徴量SOとの間の差(誤差)が小さくなることがわかる。すなわち、タイミング間隔Tpが小さくなればなるほど、光環境の変化の影響をより低減することができ、その結果として、より高精度に調理対象の状態を推定することができる。
なお、調理対象状態推定部56は、図8に示す例においては、タイミングT1での特徴量S1とタイミングT2での特徴量S2との間の差ΔSdが所定のしきい変化量ΔSthを超えると、これらのタイミング間に光環境が変化したと判断している。しかしながら、光環境が変化せずに、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超える可能性がわずかにある。
例えば、調理対象がシチューなどの液体である場合、弱沸騰状態の調理対象をユーザがかき混ぜると、液面での泡の発生が一時的に弱まる。そのためユーザがかき混ぜる前のタイミングでの特徴量とかき混ぜた後のタイミングでの特徴量との間の差が所定のしきい変化量を超える可能性がある。また、調味料や具材を追加すると、調理対象の外観が大きく変化する。その追加前のタイミングでの特徴量と追加後のタイミングでの特徴量との差が所定のしきい変化量を超える可能性がある。すなわち、加熱調理中の調理対象に対してユーザによって何らかの変化が与えられた場合に、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えることがある。
それゆえ、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたときに、その原因が光環境の変化であることを保証するのが好ましい。
そのために、調理対象の状態を推定するタイミング毎に、温度センサ26A~26Cを用いて調理対象(容器)の温度を検出してもよい。連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたとき、その原因が光環境の変化である場合、これらのタイミング間の温度の変化量は実質的にゼロである。例えば、図8に示す例の場合、タイミングT1での特徴量S1とタイミングT2での特徴量S2との間の差ΔSdが所定のしきい変化量ΔSthを超えたとき、その原因が光環境の変化である場合、タイミングT1での温度センサの検出温度とタイミングT2での検出温度は略同一である。これは、光環境の変化によって調理対象の温度が実質的に変化しないからである。
すなわち、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたとき、そのタイミング間での温度の変化量が実質的にゼロであれば、そのタイミング間で光環境が変化したと判断することができる。それに対して、そのタイミング間での温度の変化量が実質的にゼロでない場合(例えば温度の変化量が所定のしきい温度変化量を超えた場合)、調理対象に対してユーザによって何らかの変化が与えられたと判断することができる。
したがって、調理対象状態推定部56は、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超え、それに加えて、そのタイミング間での調理対象の温度の変化量が実質的にゼロである場合に、連続するタイミング間で光環境が変化したと判断する。これにより、調理対象の状態を適切に推定することができる。
なお、温度センサの検出温度を利用することに代わってまたは加えて、調理対象の状態を推定するタイミング毎に、重量センサ28が調理対象(容器)の重量を検出してもよい。調理対象の温度と同様に、調理対象の重量は光環境の変化によって実質的に変化しない。例えば、図8に示す例の場合、タイミングT1での特徴量S1とタイミングT2での特徴量S2との間の差ΔSdが所定のしきい変化量ΔSthを超えたとき、その原因が光環境の変化である場合、タイミングT1での重量センサの検出重量とタイミングT2での検出重量は略同一である。
すなわち、調理対象の温度と同様に、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えたとき、そのタイミング間での重量の変化量が実質的にゼロであれば、そのタイミング間で光環境が変化したと判断することができる。したがって、調理対象状態推定部56は、連続するタイミング間での特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超え、それに加えて、そのタイミング間での調理対象の重量の変化量が実質的にゼロである場合に、連続するタイミング間で光環境が変化したと判断する。これにより、調理対象の状態を適切に推定することができる。
図3に戻り、加熱コイル制御部58は、調理対象状態推定部56によって推定された調理対象の状態に基づいて、加熱コイル16A~16Cの出力を制御する。例えば、調理対象状態推定部56によって調理対象が蒸発中であると推定された場合、加熱コイル制御部58は加熱コイルの出力レベルを下げるまたは加熱コイルを停止させる。
以上、このような本実施の形態によれば、カメラ30の撮影画像に写る調理対象の像に基づいて該調理対象に対する加熱を制御する加熱調理器10において、光環境の変化の影響を抑制して調理対象に対する加熱を適切に行うことができる。
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
例えば、調理対象の状態の推定を高精度で行うために、加熱コイルの加熱出力に基づいて、状態を推定する複数のタイミングにおける所定のタイミング間隔Tpを変更してもよい。調理対象を加熱する加熱コイルの加熱出力(加熱レベル)が高いほど、調理対象の状態は急激に変化する。したがって、加熱コイルの加熱出力が高いほど、所定のタイミング間隔Tpを短くし、頻繁に調理対象の状態を推定するのが好ましい。
所定のタイミング間隔Tpを変更することに加えてまたは代わって、加熱コイルの加熱出力に基づいて、連続するタイミング間での特徴量の変化量と比較される所定のしきい変化量ΔSthを変更してもよい。加熱コイルの加熱出力(加熱レベル)が高いほど、撮影画像に写る調理対象の像の特徴量に基づく調理対象の状態の推定を高精度で行う必要がある。そのためには、光環境の影響がより低減された特徴量(補正特徴量)が必要である。さもなくば、調理対象の状態の推定精度が低くなると、その推定結果に基づく加熱コイルの加熱出力制御を適切に行えなくなり、調理対象に対する加熱が過剰に行われるまたは大きく不足する場合がある。したがって、加熱コイルの加熱出力が高いほど、特徴量に対する光環境の変化の影響がわずかであってもその影響を低減するために、光環境の変化の発生を判断するためのしきい変化量ΔSthを小さくするのが好ましい。
なお、所定のタイミング間隔Tpと所定のしきい変化量ΔSthは、調理対象の種類毎に異なっていてもよい。この場合、調理対象毎に、予め実験的にまたは理論的に所定のタイミング間隔Tpと所定のしきい変化量ΔSthとが求められている。そして、記憶部60に、調理対象の種類と、所定のタイミング間隔Tpおよび所定のしきい変化量ΔSthとが対応付けされて記憶されている。上述したようにユーザによって調理対象の種類が教示されると、対応する所定のタイミング間隔Tpと所定のしきい変化量ΔSthとが、調理対象の状態の推定に使用される。
また、上述の実施の形態の場合、加熱調理器は、加熱コイルを用いて容器を誘導加熱する誘導加熱調理器であるが、本発明の実施の形態は、これに限らない。例えば、本発明の実施の形態に係る加熱調理器は、ガス調理器であってもよい。ガス調理器の場合、容器は、容器載置部としての五徳に載置され、その下方から加熱部としてのガスバーナーによって加熱される。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、前述の実施形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。
2017年9月25日に出願された日本特許出願第2017-183986号の明細書、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。
本発明は、誘導加熱調理器に限らず、調理対象を収容した容器を加熱する加熱調理器であれば適用可能である。
Claims (5)
- 調理対象を収容した容器が載置される容器載置部と、
前記容器載置部に載置された前記容器を下方から加熱する加熱部と、
前記調理対象を撮影するカメラと、
所定のタイミング間隔で、前記カメラの撮影画像に写る調理対象の像から特徴量を抽出し、その抽出した特徴量に基づいて前記調理対象の状態を推定する調理対象状態推定部と、
前記調理対象状態推定部によって推定された調理対象の状態に基づいて、前記加熱部を制御する加熱制御部と、を有し、
前記調理対象状態推定部が、
第1のタイミングから前記第1のタイミング直後の第2のタイミングまでの前記特徴量の変化量が所定のしきい変化量を超えた場合、
前記第2のタイミング以降の第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている、加熱調理器。 - 前記特徴量が、色相、彩度、および明度の少なくとも1つである、請求項1に記載の加熱調理器。
- 前記所定のタイミング間隔および所定のしきい変化量の少なくとも一方が、前記加熱部の加熱出力に基づいて変更される、請求項1または2に記載の加熱調理器。
- 前記容器載置部に載置された前記容器の温度を検出する温度センサを有し、
前記調理対象状態推定部が、
前記第1のタイミングでの検出温度と前記第2のタイミングでの検出温度とが略同一である場合に、
前記第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の加熱調理器。 - 前記容器載置部に載置された前記容器の重量を検出する重量センサを有し、
前記調理対象状態推定部が、
前記第1のタイミングでの検出重量と前記第2のタイミングでの検出重量とが略同一である場合に、
前記第3のタイミングにおける調理対象の状態を、前記第1のタイミングでの前記特徴量と、前記第3のタイミングでの前記特徴量と前記第2のタイミングでの前記特徴量との間の差分とに基づいて推定するように構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の加熱調理器。
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