WO2019229984A1 - 相対位置算出装置、相対位置算出システム、相対位置算出方法及びプログラム - Google Patents

相対位置算出装置、相対位置算出システム、相対位置算出方法及びプログラム Download PDF

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WO2019229984A1
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image
relative position
indoor unit
indoor
moving body
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Inventor
英里 酒井
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三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing

Definitions

  • the present invention relates to a relative position calculation device, a relative position calculation system, a relative position calculation method, and a program.
  • a technology for providing a comfortable air-conditioned space by cooperating a plurality of indoor units installed in an indoor space is known.
  • an indoor space is imaged by an imaging unit provided in each indoor unit, and the indoor space is analyzed based on the captured image and the relative position of each indoor unit. Form information. And by controlling each indoor unit based on space information, the comfortable air-conditioning space which considered the state in indoor space can be provided.
  • an object of the present invention is to provide a relative position calculation device that calculates the relative position of each of a plurality of indoor units installed in an indoor space without requiring manual registration.
  • a relative position calculation apparatus includes: Image acquisition means for acquiring image information indicating an image of the indoor space from each of the plurality of indoor units installed in the indoor space; Movement for generating, for each indoor unit, moving body information indicating a position and a moving vector in the image of the moving body moving in the indoor space based on the image information for each indoor unit sequentially acquired by the image acquisition means.
  • Body information generating means Relative position calculating means for calculating the relative position of each indoor unit based on the moving body information generated for each indoor unit; Is provided.
  • Configuration diagram of an air conditioning system according to an embodiment of the present invention
  • the figure which shows an example of the information stored in the image storage part of the air-conditioning control apparatus which concerns on embodiment of this invention The figure which shows an example of the hardware constitutions of the air-conditioning control apparatus which concerns on embodiment of this invention
  • FIG. 14 is a diagram showing that a relative position is calculated by combining each image after enlarging one of the images shown in FIG. 14.
  • the air conditioning system 1 is an air conditioning system that targets the indoor space 2 for air conditioning.
  • the air conditioning system 1 includes an air conditioning control device 10, a plurality of indoor units 20, and an outdoor unit 30. According to the air conditioning system 1, the air conditioning control device 10 calculates the relative position of each indoor unit 20 and performs air conditioning in consideration of the relative position, thereby providing a comfortable air conditioned space.
  • the air conditioning system 1 is an example of a relative position calculation system according to the present invention.
  • FIG. 1 four indoor units 20 are shown, but the number of indoor units 20 provided in the air conditioning system 1 may not be four. However, three or more are preferable.
  • the four indoor units 20 illustrated in FIG. 1 are referred to as an indoor unit 20a, an indoor unit 20b, an indoor unit 20c, and an indoor unit 20d, respectively.
  • the air conditioning control device 10 controls each indoor unit 20 and the outdoor unit 30 to perform air conditioning.
  • the air conditioning controller 10 calculates the relative position of each indoor unit 20 and controls each indoor unit 20 in consideration of the relative position.
  • the air conditioning control device 10 is connected to each indoor unit 20 and the outdoor unit 30 so that they can communicate with each other.
  • the functional configuration of the air conditioning control device 10 will be described later.
  • the air conditioning control device 10 is shown as an independent device, but it may be one of the indoor units 20 or a device built in the outdoor unit 30.
  • the air conditioning control device 10 is an example of a relative position calculation device according to the present invention.
  • the method of calculating the relative position of each indoor unit 20 by the air conditioning control device 10 is an example of the relative position calculation method according to the present invention.
  • the indoor unit 20 performs an operation based on the control of the air conditioning control device 10.
  • the indoor unit 20 is a ceiling cassette type indoor unit provided on the ceiling of the indoor space 2.
  • the indoor unit 20 includes an image sensor 21 that images the indoor space 2.
  • the indoor unit 20 images the indoor space 2 with the image sensor 21 based on the control of the air conditioning control device 10, and transmits image information indicating the captured image to the air conditioning control device 10.
  • the indoor unit 20 is an example of an indoor unit according to the present invention.
  • Each indoor unit 20 is arranged as shown in the plan view of the indoor space 2 shown in FIG. 2, for example.
  • the indoor space 2 is divided into sections each having a vertical width of 5 squares and a horizontal width of 5 squares.
  • description will be made assuming that the indoor units 20 are arranged as shown in FIG. Moreover, each indoor unit 20 shall be installed in the same height.
  • the image sensor 21 images the indoor space 2 based on the control of the air conditioning control device 10. Since the indoor unit 20 is provided on the ceiling, the image sensor 21 images the indoor space 2 vertically downward from the ceiling.
  • the image sensor 21 may be an optical camera or a thermal image sensor.
  • the image sensor 21 is an example of an imaging unit according to the present invention.
  • the image sensors 21 corresponding to the indoor units 20a, b, c, and d are denoted as image sensors 21a, b, c, and d.
  • the performance of each image sensor 21 is assumed to be the same.
  • the imaging range of each image sensor 21 is a range of 3 vertical and 3 horizontal with the indoor unit 20 as the center.
  • the imaging range of the image sensor 21a is a stippled portion shown in FIG. Therefore, the imaging range of each image sensor 21 overlaps with the imaging range of other image sensors 21.
  • the outdoor unit 30 performs air conditioning in cooperation with the indoor unit 20 by performing an operation based on the control of the air conditioning control device 10.
  • the outdoor unit 30 is connected to the indoor unit 20 by a duct (not shown).
  • the air conditioning control device 10 includes a communication unit 101, an image acquisition unit 102, an image storage unit 103, a moving body information generation unit 104, a relative position calculation unit 105, a relative position storage unit 106, and an air conditioning control unit 107. .
  • the communication unit 101 communicates with each indoor unit 20 and the outdoor unit 30.
  • the communication unit 101 transmits a control command for each indoor unit 20 and the outdoor unit 30 to each indoor unit 20 and the outdoor unit 30, and displays image information indicating an image of the indoor space 2 captured by the image sensor 21 for each room. From the machine 20.
  • the image acquisition unit 102 controls each indoor unit 20 via the communication unit 101, and instructs each image sensor 21 to image the indoor space 2 and transmit image information indicating the captured image.
  • the image acquisition unit 102 acquires image information transmitted from each indoor unit 20 via the communication unit 101, and stores the image information in association with information indicating the acquisition source indoor unit 20 and the acquisition time. Stored in the unit 103. Since the moving body information generation unit 104 described later needs image information at two or more different acquisition times, the image acquisition unit 102 sequentially acquires image information from each indoor unit 20.
  • the image acquisition unit 102 is an example of an image acquisition unit according to the present invention.
  • an image captured by the image sensor 21 provided in the indoor unit 20 is simply referred to as an “image of the indoor unit 20”.
  • images captured by the image sensors 21a, 21b, 21c, and 21d of the indoor units 20a, 20b, 20c, and 20d are referred to as an image a, an image b, an image c, and an image d, respectively.
  • the image information corresponding to each indoor unit 20 is stored in the image storage unit 103 in association with the information indicating the acquisition-source indoor unit 20 and the acquisition time.
  • the information indicating the acquisition source indoor unit 20 is information for individually identifying each indoor unit 20 such as a serial number of the indoor unit 20 and a number automatically assigned when the air conditioning system 1 is constructed.
  • the moving body information generation unit 104 generates moving body information based on image information stored in the image storage unit 103 at two or more different acquisition times.
  • the moving body information is information indicating the position and movement vector of the moving body that moves in the indoor space 2 in the image of each indoor unit 20.
  • the mobile body information is generated for each indoor unit 20.
  • the mobile body information generation unit 104 is an example of mobile body information generation means according to the present invention.
  • the moving body information generation unit 104 detects moving bodies that are commonly captured in the images of the indoor units 20 based on image information at two or more different acquisition times.
  • the moving body information generation unit 104 calculates the position and movement vector of the moving body in the image of each indoor unit 20, and generates moving body information. A specific description of the generation of the mobile body information will be described later.
  • the relative position calculation unit 105 calculates the relative position of each indoor unit 20 based on the mobile unit information generated by the mobile unit information generation unit 104 for each indoor unit 20.
  • the relative position calculation unit 105 stores information indicating the calculated relative position of each indoor unit 20 in the relative position storage unit 106.
  • the relative position calculation unit 105 is an example of a relative position calculation unit according to the present invention. Specific description of the relative position calculation will be described later.
  • the relative position storage unit 106 stores information indicating the relative position of each indoor unit 20.
  • the method of expressing the relative information can be arbitrarily selected.
  • the relative position of each indoor unit 20 can be expressed by a coordinate system based on the indoor unit 20a.
  • the air conditioning control unit 107 controls each indoor unit 20 and the outdoor unit 30.
  • the air conditioning control unit 107 controls each indoor unit 20 based on information indicating a relative position stored in the relative position storage unit 106.
  • the air conditioning system 107 can provide a comfortable air-conditioned space by controlling the air direction of each indoor unit 20 based on the relative position.
  • the air conditioning control unit 107 is an example of an air conditioning control unit according to the present invention.
  • the functional configuration of the air conditioning control device 10 has been described above. Next, an example of a hardware configuration of the air conditioning control device 10 will be described with reference to FIG.
  • the air conditioning control device 10 illustrated in FIG. 6 is realized by a computer such as a personal computer or a microcontroller.
  • the air conditioning control device 10 includes a processor 1001, a memory 1002, an interface 1003, and a secondary storage device 1004 that are connected to each other via a bus 1000.
  • the processor 1001 is, for example, a CPU (Central Processing Unit). Each function of the air conditioning control device 10 is realized by the processor 1001 reading the dedicated program stored in the secondary storage device 1004 into the memory 1002 and executing it.
  • CPU Central Processing Unit
  • the memory 1002 is a main storage device composed of, for example, RAM (Random Access Memory).
  • the memory 1002 stores a dedicated program read from the secondary storage device 1004 by the processor 1001.
  • the memory 1002 functions as a work memory when the processor 1001 executes a dedicated program.
  • the function of the image storage unit 103 may be realized by the memory 1002. This is because the image information stored in the image storage unit 103 is information that does not need to be stored for a long time.
  • the interface 1003 is an I / O (Input / Output) port such as a serial port or GPIO (General-Purpose Input / Output).
  • I / O Input / Output
  • GPIO General-Purpose Input / Output
  • Each indoor unit 20 and outdoor unit 30 are connected to the interface 1003.
  • the interface 1003 functions as the communication unit 101.
  • the secondary storage device 1004 is, for example, a flash memory, an HDD (Hard Disk Drive), or an SSD (Solid State Drive).
  • the secondary storage device 1004 stores a dedicated program executed by the processor 1001.
  • the secondary storage device 1004 implements the function of the relative position storage unit 106.
  • the function of the image storage unit 103 may be realized by the secondary storage device 1004. For example, when the capacity of the memory 1002 is small, it is preferable to realize the function of the image storage unit 103 by the secondary storage device 1004.
  • the air conditioning control device 10 includes a secondary storage device 1004.
  • the present invention is not limited to this, and the secondary storage device 1004 may be provided outside the air conditioning control device 10, and the air conditioning control device 10 and the secondary storage device 1004 may be connected via the interface 1003.
  • a removable medium such as a USB flash drive or a memory card can also be used as the secondary storage device 1004.
  • the air conditioning control device 10 may be configured by a dedicated circuit using an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. Good.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • some of the functions of the air conditioning control device 10 may be realized by a dedicated circuit connected to the interface 1003, for example.
  • FIG. 7 The generation of mobile object information will be described with reference to FIGS.
  • the arrow shown in FIG. 7 also represents the movement vector of the moving body 3.
  • the moving body 3 is a human body, for example.
  • the orientation of each image sensor 21 is set so that the vertical direction in the image matches the vertical direction of the indoor space 2 shown in FIG.
  • terms such as “up”, “down”, “left”, and “right” represent directions in an image unless otherwise specified.
  • the image ad obtained from each indoor unit 20 and the position and movement vector of the moving body 3 represented in the image ad are as shown in FIG. It should be noted that in the images a to d, the squares with the letters a to d indicate the squares in which the indoor units 20a to 20d are installed. Information indicating the position and movement vector of the moving body 3 in each image ad is moving body information corresponding to each indoor unit 20a-20d.
  • each indoor unit 20 calculates the relative position of each indoor unit 20 with reference to FIGS.
  • the relative position of each indoor unit 20 can be obtained by combining the images shown in FIG. 8 so that the position of the moving body 3 and the movement vector match.
  • a synthesized image a + b + c shown in FIG. 9 is obtained. From the composite image a + b + c, it can be seen that the indoor unit 20c is installed “right” of the indoor unit 20a. It can also be seen that the distance between the indoor unit 20a and the indoor unit 20b is equal to the distance between the indoor unit 20a and the indoor unit 20c.
  • a synthesized image a + b + c + d shown in FIG. 9 is obtained. From the composite image a + b + c + d, it can be seen that the indoor unit 20d is installed at the “lower right” of the indoor unit 20a. It can also be seen that the distance between the indoor unit 20d and the indoor unit 20b is equal to the distance between the indoor unit 20d and the indoor unit 20c.
  • the relative position of each indoor unit 20 can be calculated.
  • the synthesis of the image is equivalent to calculating the position of each indoor unit 20 with the position of the moving body 3 as a reference in the image.
  • calculating the relative position of each indoor unit 20 based on the composite image is equivalent to calculating the relative position by integrating the positions of the indoor units 20 based on the position of the moving body 3.
  • the relative position is calculated by combining the images.
  • the description is for easy understanding. Since the position of the indoor unit 20 can be calculated based on the position of the moving body 3 in the image for each indoor unit 20 without combining the images, each indoor unit based on the position of the moving body 3 can be calculated. By integrating the 20 positions, the relative position of each indoor unit 20 can be calculated without actually combining the images.
  • the direction of each image sensor 21 is set so that the vertical direction in the image matches the vertical direction of the indoor space 2 shown in FIG. Therefore, an example in which the orientation of each image sensor 21 is not known and the vertical direction in the image does not match the vertical direction of the indoor space 2 shown in FIG.
  • the image and align the direction of the movement vector first, rotate the image and align the direction of the movement vector.
  • the direction of the movement vector of the other image is aligned with the direction of the movement vector of the image a.
  • the images b2, c2, and d2 shown in FIG. 11 are obtained.
  • the rotation of the image in the above description corresponds to correcting the moving body information so that the movement vectors match in each image.
  • the movement vector match means that both the direction and the size of the movement vector match.
  • the generation of mobile object information and the calculation of the relative position have been described.
  • all the image sensors 21 capture the moving body 3, but even if some of the image sensors 21 do not capture the moving body 3, the relative position is partially Can be calculated.
  • the relative positions of the indoor units 20a, 20b, and 20c can be calculated based on the composite image a + b + c.
  • the operation shown in FIG. 13 is executed when the air conditioning control device 10 is started, for example. Further, for example, it may be executed at regular intervals, or may be executed at the timing when the user performs an air conditioning setting change operation.
  • the air conditioning control device 10 acquires image information indicating an image of the indoor space 2 from each indoor unit 20 by the image acquisition unit 102, and associates the acquired image information with information indicating the acquisition source indoor unit 20 and an acquisition time. And stored in the image storage unit 103 (step S1).
  • the air conditioning control device 10 determines whether or not there is a moving body in the image by the moving body information generation unit 104 (step S2). For example, the moving object information generation unit 104 compares the image with a past image and determines whether or not a moving object exists in the image. When the calculated relative position may be a partial position, there is no need for moving bodies in all the indoor unit 20 images, and there are moving bodies in some of the indoor unit 20 images. do it.
  • step S3 If there is no moving body in the image (step S2: No), the air conditioning control device 10 waits for a predetermined time (step S3). The certain time is, for example, 1 second. Thereafter, the air conditioning control device 10 repeats the flow of operation from step S1. As a result of the flow of these operations, when there is no moving object in the image, images of the indoor units 20 are sequentially acquired at regular intervals and stored in the image storage unit 103.
  • step S2 If there is a moving body in the image (step S2: Yes), the air conditioning control device 10 causes the moving body information generation unit 104 to generate moving body information corresponding to each indoor unit 20 (step S4). Since the moving body information generation unit 104 detects the presence of the moving body in step S2, it can calculate the position and movement vector of the moving body in the image.
  • the air conditioning control device 10 calculates the relative position of the indoor unit 20 based on the moving body information in the image of each indoor unit 20 by the relative position calculation unit 105, and stores the information indicating the calculated relative position in the relative position storage unit 106. (Step S5). And the air-conditioning control apparatus 10 complete
  • the air conditioning system 1 has been described above. According to the air conditioning system 1, since the relative position of each indoor unit 20 is calculated based on the moving body information generated for each indoor unit 20, registration of the relative position of each indoor unit 20 by hand can be omitted. Therefore, according to the air conditioning system 1, it is possible to provide a comfortable air-conditioned space by air-conditioning control in consideration of the relative position of each indoor unit 20 without manually registering the relative position of each indoor unit 20.
  • the relative position of each indoor unit 20 can be calculated even when the vertical direction in the image does not match the vertical direction of the indoor space 2. Therefore, when the image sensor 21 is provided in the indoor unit 20, it is not necessary to consider the direction in the direction perpendicular to the imaging direction.
  • the relative position is calculated based on the moving body information indicating the position and moving vector of the moving body in the image. Even if the image sensor 21 is a low-resolution optical camera or a low-resolution thermal image sensor, it is easy to calculate the position of the moving body and the movement vector, and thus a high-resolution image sensor is unnecessary. In particular, when the image sensor 21 is a thermal image sensor, it is easy to detect a human body as a heat source as a moving body, so that the relative position of each indoor unit 20 can be calculated with high accuracy and low load.
  • each image when the moving body 3 shown in FIG. 7 is imaged by each image sensor 21 is shown, as in the case shown in FIGS. Further, the position and movement vector of the moving body 3 in each image are also shown. In FIG. 14, only the image a and the image b are shown. Further, since the imaging range and scale of the image sensor 21 are different, the display of squares is omitted in FIG.
  • the size of the movement vector shown in the image a is twice the size of the movement vector shown in the image b.
  • the size of the moving body 3 is also doubled in the same manner, but the size of the moving body 3 is not dealt with in the following description.
  • the enlarged image b3 shown in FIG. 15 is obtained by enlarging the image b and aligning the magnitudes of the movement vectors.
  • the image a may be reduced.
  • the synthesized image a + b3 is obtained by synthesizing the image a and the enlarged image b3.
  • the relative position of each indoor unit 20 can be calculated by repeating enlargement / reduction and synthesis.
  • the enlargement or reduction of the image in the above description corresponds to correcting the moving body information so that the movement vectors match in each image.
  • each indoor unit 20 since the installation height of each indoor unit 20 is not the same, the above-described modification can also be applied when the imaging range of the image sensor 21 and the scale of the captured image are different.
  • Programs used in the air conditioning controller 10 are stored and distributed on computer-readable recording media such as CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Versatile Disc), USB flash drive, memory card, HDD, etc. It is possible. Then, by installing such a program on a specific or general-purpose computer, the computer can function as the air conditioning control device 10.
  • the above program may be stored in a storage device of another server on the Internet, and the above program may be downloaded from the server.
  • the present invention is suitable for calculating the relative position of an indoor unit.
  • 1 air conditioning system 2 indoor space, 3 mobile body, 10 air conditioning control device, 20, 20a, 20b, 20c, 20d indoor unit, 21, 21a, 21b, 21c, 21d image sensor, 30 outdoor unit, 101 communication unit, 102 Image acquisition unit, 103 image storage unit, 104 mobile object information generation unit, 105 relative position calculation unit, 106 relative position storage unit, 107 air conditioning control unit, 1000 bus, 1001 processor, 1002 memory, 1003 interface, 1004 secondary storage device .

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Abstract

各室内機（２０）に設けられた画像センサ（２１）は、各室内機（２０）が設置された室内空間を撮像する。画像取得部（１０２）は、各室内機（２０）から、画像センサ（２１）により撮像された室内空間の画像を示す画像情報を取得する。移動体情報生成部（１０４）は、各室内機（２０）から順次取得した画像情報に基づいて、画像内における移動体の位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機（２０）ごとに生成する。相対位置算出部（１０５）は、室内機（２０）ごとに生成された移動体情報に基づいて、各室内機（２０）の相対位置を算出する。空調制御部（１０７）は、算出された各室内機（２０）の相対位置に基づいて各室内機（２０）を制御することにより快適な空調空間を提供する。

Description

相対位置算出装置、相対位置算出システム、相対位置算出方法及びプログラム
　本発明は、相対位置算出装置、相対位置算出システム、相対位置算出方法及びプログラムに関する。
　室内空間に設置された複数の室内機を協調動作させることにより、快適な空調空間を提供する技術が知られている。特許文献１に開示された空調制御システムによれば、各室内機に設けられた撮像手段により室内空間を撮像し、撮像画像と各室内機の相対位置とに基づいて室内空間を解析して空間情報を形成する。そして、空間情報に基づいて各室内機を制御することにより、室内空間内の様子を考慮した快適な空調空間を提供できる。
特開２００６－３１７０７５号公報
　しかし、特許文献１の空調制御システムでは、各室内機の相対位置が既知である必要がある。したがって、各室内機の相対位置を人手により登録する必要が生じるため、不便である。
　本発明の目的は、上記の事情に鑑み、人手による登録を要することなく、室内空間に設置された複数の室内機それぞれの相対位置を算出する相対位置算出装置等を提供することにある。
　上記の目的を達成するため、本発明に係る相対位置算出装置は、
　室内空間に設置された複数の室内機のそれぞれから、室内空間の画像を示す画像情報を取得する画像取得手段と、
　前記画像取得手段により順次取得された室内機ごとの前記画像情報に基づいて、前記室内空間を移動する移動体の前記画像内における位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機ごとに生成する移動体情報生成手段と、
　室内機ごとに生成された移動体情報に基づいて各室内機の相対位置を算出する相対位置算出手段と、
　を備える。
　本発明によれば、室内空間に設置された複数の室内機それぞれの相対位置を算出するので、人手による相対位置の登録が不要となる。
本発明の実施の形態に係る空調システムの構成図 本発明の実施の形態に係る空調システムの空調対象となる室内空間の一例を示す図 本発明の実施の形態に係る空調システムにおける、画像センサの撮像範囲の一例を示す図 本発明の実施の形態に係る空調制御装置の機能的構成を示す図 本発明の実施の形態に係る空調制御装置の画像記憶部に格納される情報の一例を示す図 本発明の実施の形態に係る空調制御装置のハードウェア構成の一例を示す図 本発明の実施の形態に係る空調システムの空調対象となる室内空間に存在する移動体の一例を示す図 図７に示される移動体を各画像センサが撮像したときの画像の一例を示す図 図８に示される各画像を合成して相対位置を算出することを示す図 図７に示される移動体を各画像センサが撮像したときの画像の別の一例を示す図 図１０に示される各画像を回転させ移動ベクトルの向きを揃えることを示す図 図１１に示される各画像を合成して相対位置を算出することを示す図 本発明の実施の形態に係る空調制御装置による相対位置算出の動作の一例を示すフローチャート 本発明の変形例に係る空調システムにおいて、図７に示される移動体を各画像センサが撮像したときの画像の一例を示す図 図１４に示される画像の一方を拡大した後に各画像を合成して相対位置を算出することを示す図
　以下、図面を参照しながら、本発明に係る相対位置算出装置、相対位置算出システム及び相対位置算出方法を空調システムに適用した実施の形態について説明する。各図面においては、同一又は同等の部分に同一の符号を付す。
（実施の形態）
　図１を参照しながら、実施の形態に係る空調システム１の構成を説明する。空調システム１は、室内空間２を空調対象とする空調システムである。空調システム１は、空調制御装置１０と、複数の室内機２０と、室外機３０と、を備える。空調システム１によれば、空調制御装置１０が各室内機２０の相対位置を算出し、当該相対位置を考慮した空調を行うことにより、快適な空調空間を提供できる。空調システム１は、本発明に係る相対位置算出システムの一例である。
　図１では、室内機２０を４台示しているが、空調システム１に設けられる室内機２０の数は、４台でなくてもよい。ただし、３台以上であることが好ましい。また、図１に示す４台の室内機２０を、それぞれ室内機２０ａ、室内機２０ｂ、室内機２０ｃ、室内機２０ｄと呼ぶ。
　空調制御装置１０は、各室内機２０及び室外機３０を制御して空調を行う。空調制御装置１０は、特に、各室内機２０の相対位置を算出し、当該相対位置を考慮して各室内機２０を制御する。空調制御装置１０は、各室内機２０及び室外機３０と通信可能に接続されている。空調制御装置１０の機能的構成については後述する。図１では、空調制御装置１０は独立した装置として示されているが、各室内機２０のいずれか、あるいは室外機３０に内蔵されたものであってもよい。空調制御装置１０は、本発明に係る相対位置算出装置の一例である。また、空調制御装置１０により各室内機２０の相対位置を算出する方法は、本発明に係る相対位置算出方法の一例である。
　室内機２０は、空調制御装置１０の制御に基づく動作を行う。本実施の形態において、室内機２０は、室内空間２の天井に設けられた天井カセット型の室内機である。室内機２０は、室内空間２を撮像する画像センサ２１を備える。室内機２０は、空調制御装置１０の制御に基づいて、室内空間２を画像センサ２１にて撮像し、撮像画像を示す画像情報を空調制御装置１０に送信する。室内機２０は、本発明に係る室内機の一例である。
　各室内機２０は、例えば図２に示される室内空間２の平面図のとおりに配置される。なお、後述の説明のため、室内空間２が縦幅５マス横幅５マスの区画に区切られていることについても図２にて示している。以下、各室内機２０が図２に示すとおりに配置されているものとして説明する。また、各室内機２０は同一の高さに設置されているものとする。
　画像センサ２１は、空調制御装置１０の制御に基づいて室内空間２を撮像する。室内機２０は天井に設けられているため、画像センサ２１は天井から鉛直下向きに向かって室内空間２を撮像する。画像センサ２１は、光学カメラであってもよいし、熱画像センサであってもよい。画像センサ２１は、本発明に係る撮像手段の一例である。
　以下、図１に示すとおり、室内機２０ａ，ｂ，ｃ，ｄに対応する各画像センサ２１を、画像センサ２１ａ，ｂ，ｃ，ｄと表記する。以下の説明においては、各画像センサ２１の性能は同一とする。また、以下の説明においては、各画像センサ２１の撮像範囲が、室内機２０を中心とした縦３マス横３マスの範囲であるものとする。例えば、画像センサ２１ａの撮像範囲は、図３に示される点描部分となる。したがって、各画像センサ２１の撮像範囲には、他の画像センサ２１の撮像範囲との重複部分が存在する。
　室外機３０は、空調制御装置１０の制御に基づく動作を行うことにより、室内機２０と協働して空調を行う。室外機３０は、図示しないダクトにより室内機２０と接続されている。
　次に、図４を参照しながら、空調制御装置１０の機能的構成について説明する。空調制御装置１０は、通信部１０１と、画像取得部１０２と、画像記憶部１０３と、移動体情報生成部１０４と、相対位置算出部１０５と、相対位置記憶部１０６と、空調制御部１０７と、を備える。
　通信部１０１は、各室内機２０及び室外機３０と通信する。特に、通信部１０１は、各室内機２０及び室外機３０に対する制御コマンドを各室内機２０及び室外機３０に送信し、画像センサ２１により撮像された室内空間２の画像を示す画像情報を各室内機２０から受信する。
　画像取得部１０２は、通信部１０１を介して各室内機２０を制御し、各画像センサ２１による室内空間２の撮像及び当該撮像画像を示す画像情報の送信を指示する。画像取得部１０２は、通信部１０１を介して、各室内機２０から送信された画像情報を取得し、当該画像情報を、取得元の室内機２０を示す情報及び取得時刻と紐付けて画像記憶部１０３に格納する。後述の移動体情報生成部１０４は、異なる２以上の取得時刻における画像情報を必要とするため、画像取得部１０２は、各室内機２０から画像情報を順次取得する。画像取得部１０２は、本発明に係る画像取得手段の一例である。
　以下、室内機２０に設けられた画像センサ２１により撮像された画像を単に「室内機２０の画像」という。また、室内機２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄそれぞれの画像センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにより撮像された画像をそれぞれ画像ａ，画像ｂ，画像ｃ，画像ｄという。
　画像記憶部１０３には、図５に示すとおり、各室内機２０に対応する画像情報が取得元の室内機２０を示す情報及び取得時刻と紐付けられて格納される。取得元の室内機２０を示す情報とは、室内機２０のシリアルナンバー、空調システム１の構築時に自動的に割り当てられた番号など、各室内機２０を個別に識別するための情報である。
　移動体情報生成部１０４は、画像記憶部１０３に格納された、異なる２以上の取得時刻における画像情報に基づいて移動体情報を生成する。移動体情報とは、室内空間２を移動する移動体の、各室内機２０の画像内における位置及び移動ベクトルを示す情報である。当該移動体情報は、室内機２０ごとに生成される。移動体情報生成部１０４は、本発明に係る移動体情報生成手段の一例である。
　より詳細には、以下のとおりに移動体情報が生成される。移動体情報生成部１０４は、異なる２以上の取得時刻における画像情報に基づいて、各室内機２０の画像内で共通して撮像されている移動体を検出する。移動体情報生成部１０４は、各室内機２０の画像内における当該移動体の位置及び移動ベクトルを算出し、移動体情報を生成する。移動体情報の生成の具体的な説明については後述する。
　相対位置算出部１０５は、移動体情報生成部１０４が室内機２０ごとに生成した移動体情報に基づいて、各室内機２０の相対位置を算出する。相対位置算出部１０５は、算出した各室内機２０の相対位置を示す情報を相対位置記憶部１０６に格納する。相対位置算出部１０５は、本発明に係る相対位置算出手段の一例である。相対位置算出の具体的な説明については後述する。
　相対位置記憶部１０６には、各室内機２０の相対位置を示す情報が格納される。相対情報の表現方法は任意に選択しうる。例えば、室内機２０ａを基準とした座標系により各室内機２０の相対位置を表現できる。
　空調制御部１０７は、各室内機２０及び室外機３０を制御する。空調制御部１０７は、特に、相対位置記憶部１０６に格納された相対位置を示す情報に基づいて、各室内機２０を制御する。例えば、空調制御部１０７が、相対位置に基づいて各室内機２０の風向制御を行うことにより、空調システム１は、快適な空調空間を提供できる。空調制御部１０７は、本発明に係る空調制御手段の一例である。
　以上、空調制御装置１０の機能的構成について説明した。次に、空調制御装置１０のハードウェア構成の一例について、図６を参照しながら説明する。図６に示す空調制御装置１０は、例えばパーソナルコンピュータ、マイクロコントローラなどのコンピュータにより実現される。
　空調制御装置１０は、バス１０００を介して互いに接続された、プロセッサ１００１と、メモリ１００２と、インタフェース１００３と、二次記憶装置１００４と、を備える。
　プロセッサ１００１は、例えばCPU（Central Processing Unit: 中央演算装置）である。プロセッサ１００１が、二次記憶装置１００４に記憶された専用プログラムをメモリ１００２に読み込んで実行することにより、空調制御装置１０の各機能が実現される。
　メモリ１００２は、例えば、RAM（Random Access Memory）により構成される主記憶装置である。メモリ１００２は、プロセッサ１００１が二次記憶装置１００４から読み込んだ専用プログラムを記憶する。また、メモリ１００２は、プロセッサ１００１が専用プログラムを実行する際のワークメモリとして機能する。また、メモリ１００２により、画像記憶部１０３の機能を実現してもよい。画像記憶部１０３に格納される画像情報は、長期保存する必要のない情報だからである。
　インタフェース１００３は、シリアルポート、GPIO（General-Purpose Input/Output）などのI/O（Input/Output）ポートである。インタフェース１００３には、各室内機２０及び室外機３０が接続される。インタフェース１００３は、通信部１０１として機能する。
　二次記憶装置１００４は、例えば、フラッシュメモリ、HDD（Hard Disk Drive）、SSD（Solid State Drive）である。二次記憶装置１００４は、プロセッサ１００１が実行する専用プログラムを記憶する。二次記憶装置１００４により、相対位置記憶部１０６の機能が実現される。また、二次記憶装置１００４により画像記憶部１０３の機能を実現してもよい。例えば、メモリ１００２の容量が少ない場合には、二次記憶装置１００４により画像記憶部１０３の機能を実現することが好ましい。
　図６に示すハードウェア構成においては、空調制御装置１０が二次記憶装置１００４を備えている。しかし、これに限らず、二次記憶装置１００４を空調制御装置１０の外部に設け、インタフェース１００３を介して空調制御装置１０と二次記憶装置１００４とが接続される形態としてもよい。この形態においては、USBフラッシュドライブ、メモリカードなどのリムーバブルメディアも二次記憶装置１００４として使用可能である。
　また、図６に示すハードウェア構成に代えて、ASIC（Application Specific Integrated Circuit: 特定用途向け集積回路）、FPGA（Field Programmable Gate Array）などを用いた専用回路により空調制御装置１０を構成してもよい。また、図６に示すハードウェア構成において、空調制御装置１０の機能の一部を、例えばインタフェース１００３に接続された専用回路により実現してもよい。
　以上、空調システム１の各構成について説明した。次に、移動体情報の生成及び相対位置の算出について、具体例を挙げながら説明する。
　移動体情報の生成について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７に示すとおり、移動体３が中央のマスから上方向に移動する場合を考える。図７に示される矢印は、移動体３の移動ベクトルを表すものでもある。移動体３は、例えば人体である。また、理解を容易にするため、画像内における上下方向と図７に示す室内空間２の上下方向とが一致するように各画像センサ２１の向きが設定されているものとする。以下の説明において、「上」「下」「左」「右」等の用語は、特段の断りがない限り画像内における方向を表すものとする。
　この場合、各室内機２０から取得した画像ａ－ｄ及び画像ａ－ｄ内で表される移動体３の位置及び移動ベクトルは図８に示すとおりとなる。なお、画像ａ－ｄ内において、ａ－ｄの文字が記載されたマスは、各室内機２０ａ－ｄが設置されたマスであることを示す。各画像ａ－ｄ内における移動体３の位置及び移動ベクトルを示す情報が、各室内機２０ａ－２０ｄに対応する移動体情報となる。
　次に、各室内機２０の相対位置の算出について、図８及び図９を参照しながら説明する。各室内機２０の画像及び対応する移動体情報が図８に示されるものである場合を考える。以下の説明のとおり、例えば図８にて示される各画像を、移動体３の位置及び移動ベクトルが一致するように合成することによって、各室内機２０の相対位置を求めることができる。
　まず、画像ａと画像ｂとを合成すると、図９に示す合成画像ａ＋ｂが得られる。合成画像ａ＋ｂから、室内機２０ｂは室内機２０ａの「下」に設置されていることがわかる。
　合成画像ａ＋ｂと画像ｃとを合成すると、図９に示す合成画像ａ＋ｂ＋ｃが得られる。合成画像ａ＋ｂ＋ｃから、室内機２０ｃは室内機２０ａの「右」に設置されていることがわかる。また、室内機２０ａと室内機２０ｂとの距離と、室内機２０ａと室内機２０ｃとの距離とが等しいこともわかる。
　合成画像ａ＋ｂ＋ｃと画像ｄとを合成すると、図９に示す合成画像ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄが得られる。合成画像ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄから、室内機２０ｄは室内機２０ａの「右下」に設置されていることがわかる。また、室内機２０ｄと室内機２０ｂとの距離と、室内機２０ｄと室内機２０ｃとの距離とが等しいこともわかる。
　以上より、各室内機２０の相対位置を算出することができる。上記の画像の合成は、画像内における、移動体３の位置を基準とした各室内機２０の位置を算出することに相当する。そして、合成画像に基づいて各室内機２０の相対位置を算出することは、移動体３の位置を基準とした各室内機２０の位置を統合して相対位置を算出することに相当する。
　なお、上記の説明では画像の合成により相対位置を算出することを説明したが、当該説明は理解を容易にするための説明である。画像を合成しなくとも、各室内機２０について、画像内における移動体３の位置を基準とした室内機２０の位置を算出することができるので、移動体３の位置を基準とした各室内機２０の位置を統合することにより、実際に各画像を合成しなくとも各室内機２０の相対位置を算出できる。
　以上、移動体情報の生成及び相対位置の算出について、具体例を挙げつつ説明した。しかし、上記の説明においては、画像内における上下方向と図７に示す室内空間２の上下方向とが一致するように各画像センサ２１の向きが設定されているものとした。したがって、以下、各画像センサ２１の向きが既知ではなく、画像内における上下方向と図７に示す室内空間２の上下方向とが一致していない場合の一例について説明する。
　図７に示される室内空間２を各画像センサ２１により撮像したときの画像が図１０に示される画像ａ－ｄである場合を考える。図８に示される場合と異なり、移動ベクトルの方向は必ずしも図７に示される方向とは一致せず、各画像内における移動ベクトルの方向も不揃いである。
　そのため、まず、画像を回転し、移動ベクトルの方向を揃える。ここでは、画像ａを基準とし、他の画像の移動ベクトルの方向を画像ａの移動ベクトルの方向に揃える。画像ｂ－ｄを回転し、移動ベクトルの方向を揃えることにより、図１１に示す画像ｂ２，ｃ２，ｄ２が得られる。上記の説明における画像の回転は、各画像内において移動ベクトルが一致するように移動体情報を補正することに相当する。なお、移動ベクトルの一致とは、移動ベクトルの向き及び大きさのいずれも一致することをいう。
　次に、上記の場合と同様に、画像ａ，ｂ２，ｃ２，ｄ２を合成すると、図１２に示す結果が得られる。合成画像ａ＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２にて示される各室内機２０の配置関係は、図７で示される配置関係とは異なる。しかし、これらの配置関係は回転対称となっているため、当該画像に基づいて算出される相対位置は正しいものとなる。したがって、各画像内における移動ベクトルの向きを揃えることにより、画像内における上下方向と図７に示す室内空間２の上下方向とが一致する場合と同様に相対位置を算出できる。
　以上、移動体情報の生成及び相対位置の算出について説明した。なお、上記の説明においては、全ての画像センサ２１が移動体３を撮像しているが、一部の画像センサ２１が移動体３を撮像していない場合であっても、部分的に相対位置を算出することができる。例えば、画像ｄ内に移動体が存在しない場合であっても、合成画像ａ＋ｂ＋ｃに基づいて室内機２０ａ，２０ｂ，２０ｃの相対位置を算出できる。
　次に、図１３を参照しながら、空調制御装置１０による相対位置算出の動作の一例について説明する。図１３に示される動作は、例えば空調制御装置１０の起動時に実行される。また、例えば、一定時間ごとに実行されてもよいし、ユーザにより空調設定の変更操作が行われたタイミングで実行されてもよい。
　空調制御装置１０は、画像取得部１０２によって、各室内機２０から室内空間２の画像を示す画像情報を取得し、取得した画像情報を取得元の室内機２０を示す情報及び取得時刻と紐付けて画像記憶部１０３に格納する（ステップＳ１）。
　空調制御装置１０は、移動体情報生成部１０４によって、画像内に移動体が存在するか否かを判定する（ステップＳ２）。移動体情報生成部１０４は、例えば、当該画像と過去の画像とを比較して、画像内に移動体が存在するか否かを判定する。なお、算出される相対位置が部分的なものでよい場合には、全ての室内機２０の画像内に移動体が存在する必要はなく、一部の室内機２０の画像内に移動体が存在すればよい。
　画像内に移動体が存在しない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、空調制御装置１０は、一定時間待機する（ステップＳ３）。一定時間とは、例えば１秒間である。その後、空調制御装置１０は、ステップＳ１からの動作の流れを繰り返す。これらの動作の流れにより、画像内に移動体が存在しない場合には、一定時間ごとに各室内機２０の画像が順次取得され、画像記憶部１０３に格納される。
　画像内に移動体が存在する場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、空調制御装置１０は、移動体情報生成部１０４によって、各室内機２０に対応する移動体情報を生成する（ステップＳ４）。移動体情報生成部１０４は、ステップＳ２にて移動体の存在を検知しているので、画像内における移動体の位置及び移動ベクトルを算出できる。
　空調制御装置１０は、相対位置算出部１０５により、各室内機２０の画像内における移動体情報に基づいて室内機２０の相対位置を算出し、算出した相対位置を示す情報を相対位置記憶部１０６に格納する（ステップＳ５）。そして、空調制御装置１０は、相対位置算出の動作を終了する。
　以上、本発明の実施の形態に係る空調システム１について説明した。空調システム１によれば、室内機２０ごとに生成した移動体情報に基づいて各室内機２０の相対位置を算出するので、人手による各室内機２０の相対位置の登録を省略できる。そのため、空調システム１によれば、各室内機２０の相対位置を人手によって登録することなく、各室内機２０の相対位置を考慮した空調制御による快適な空調空間を提供できる。
　また、空調システム１によれば、画像内における上下方向と室内空間２の上下方向とが一致していない場合であっても、各室内機２０の相対位置を算出できる。そのため、室内機２０内に画像センサ２１を設ける際には、撮像方向とは垂直な方向についての向きを考慮する必要がない。
　また、空調システム１によれば、画像内における移動体の位置及び移動ベクトルを示す移動体情報に基づいて相対位置を算出する。画像センサ２１が低解像度な光学カメラあるいは低解像度な熱画像センサであっても、移動体の位置及び移動ベクトルの算出は容易であるため、高解像度な画像センサが不要である。とくに、画像センサ２１が熱画像センサである場合、熱源である人体を移動体として検出しやすいため、高精度かつ低負荷で各室内機２０の相対位置を算出可能となる。
（変形例）
　上記の実施の形態においては、各画像センサ２１の性能は同一であるものとした。しかし、各画像センサ２１の性能が同一ではない場合であっても、本発明は適用可能である。
　例えば、画像センサ２１ａと画像センサ２１ｂとで撮像範囲及び撮像画像の縮尺が異なる場合の例を、図１４を参照しながら説明する。図１４では、図８及び図１０に示す場合と同様に、図７に示される移動体３を各画像センサ２１により撮像したときの各画像が示されている。また、各画像内における移動体３の位置及び移動ベクトルも示されている。なお、図１４では画像ａ及び画像ｂのみが示されている。また、画像センサ２１の撮像範囲及び縮尺が異なることから、図１４ではマスの表示を省略している。
　画像ａに示される移動ベクトルの大きさは、画像ｂに示される移動ベクトルの大きさの２倍となっている。なお、移動体３の大きさについても同様に２倍となっているが、以下の説明では移動体３の大きさについては扱わない。この場合、まず、画像ｂを拡大し、移動ベクトルの大きさを揃えることにより、図１５に示される拡大画像ｂ３が得られる。なお、画像ｂを拡大する代わりに画像ａを縮小してもよい。そして、画像ａと拡大画像ｂ３とを合成することにより合成画像ａ＋ｂ３が得られる。他の室内機２０の画像についても、拡大縮小及び合成を繰り返すことにより、各室内機２０の相対位置を算出することができる。上記の説明における画像の拡大あるいは縮小は、各画像内において移動ベクトルが一致するように移動体情報を補正することに相当する。
　なお、上記の変形例は、各室内機２０の設置された高さが同一ではないために画像センサ２１の撮像範囲及び撮像画像の縮尺が異なる場合にも適用可能である。
　空調制御装置１０で用いられるプログラムは、CD-ROM（Compact Disc Read Only Memory）、DVD（Digital Versatile Disc）、USBフラッシュドライブ、メモリカード、HDD等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することが可能である。そして、かかるプログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータを空調制御装置１０として機能させることが可能である。
　また、上述のプログラムをインターネット上の他のサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから上述のプログラムがダウンロードされるようにしてもよい。
　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
　本発明は、室内機の相対位置算出に好適である。
１　空調システム、２　室内空間、３　移動体、１０　空調制御装置、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ　室内機、２１，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ　画像センサ、３０　室外機、１０１　通信部、１０２　画像取得部、１０３　画像記憶部、１０４　移動体情報生成部、１０５　相対位置算出部、１０６　相対位置記憶部、１０７　空調制御部、１０００　バス、１００１　プロセッサ、１００２　メモリ、１００３　インタフェース、１００４　二次記憶装置。

Claims (7)

  1. 　室内空間に設置された複数の室内機のそれぞれから、室内空間の画像を示す画像情報を取得する画像取得手段と、
    　前記画像取得手段により順次取得された室内機ごとの前記画像情報に基づいて、前記室内空間を移動する移動体の前記画像内における位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機ごとに生成する移動体情報生成手段と、
    　室内機ごとに生成された移動体情報に基づいて各室内機の相対位置を算出する相対位置算出手段と、
    　を備える相対位置算出装置。
  2. 　前記相対位置算出手段は、前記画像内における前記移動体の位置を基準とした室内機の位置を室内機ごとに算出し、前記移動体の位置を基準とした各室内機の位置を統合して各室内機の相対位置を算出する、
    　請求項１に記載の相対位置算出装置。
  3. 　前記相対位置算出手段は、各移動体情報が示す移動ベクトルが一致するように前記各移動体情報を補正して各室内機の相対位置を算出する、
    　請求項１または２に記載の相対位置算出装置。
  4. 　前記相対位置算出手段により算出された各室内機の相対位置に基づいて、前記各室内機を制御する空調制御手段をさらに備える、
    　請求項１から３のいずれか１項に記載の相対位置算出装置。
  5. 　相対位置算出装置と、室内空間に設置された複数の室内機と、を備え、
    　前記複数の室内機のそれぞれは、前記室内空間を撮像する撮像手段を備え、
    　前記相対位置算出装置は、
    　前記複数の室内機のそれぞれから、前記撮像手段により撮像された前記室内空間の画像を示す画像情報を取得する画像取得手段と、
    　前記画像取得手段により順次取得された室内機ごとの前記画像情報に基づいて、前記室内空間を移動する移動体の前記画像内における位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機ごとに生成する移動体情報生成手段と、
    　室内機ごとに生成された移動体情報に基づいて各室内機の相対位置を算出する相対位置算出手段と、
    　を備える相対位置算出システム。
  6. 　室内空間に設置された複数の室内機のそれぞれから、室内空間の画像を示す画像情報を順次取得し、
    　順次取得した室内機ごとの前記画像情報に基づいて、前記室内空間を移動する移動体の前記画像内における位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機ごとに生成し、
    　室内機ごとに生成された移動体情報に基づいて各室内機の相対位置を算出する、
    　相対位置算出方法。
  7. 　コンピュータを、
    　室内空間に設置された複数の室内機のそれぞれから、室内空間の画像を示す画像情報を取得する画像取得手段、
    　前記画像取得手段により順次取得された室内機ごとの前記画像情報に基づいて、前記室内空間を移動する移動体の前記画像内における位置及び移動ベクトルを示す移動体情報を室内機ごとに生成する移動体情報生成手段、
    　室内機ごとに生成された移動体情報に基づいて各室内機の相対位置を算出する相対位置算出手段、
    　として機能させるプログラム。
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