JP5010670B2 - Air conditioning control device, air conditioning control method, and radiation temperature measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、建物の室内空間にいる在室者の温熱感指標値を提供する空調制御装置、空調制御方法及び輻射温度計測装置に関する。 The present invention relates to an air conditioning control device, an air conditioning control method, and a radiation temperature measurement device that provide a thermal sensation index value for a occupant in an indoor space of a building.
建物の室内空間においては、空調制御により適正な室内環境をできる限り少ないエネルギー消費により確保することが求められている。適正な室内温熱環境を確保するに当たって、人間の感じる暑さ、寒さの温熱感覚を考慮することが重要である。 In the indoor space of a building, it is required to secure an appropriate indoor environment with as little energy consumption as possible by air conditioning control. In securing an appropriate indoor thermal environment, it is important to consider the thermal sensation of heat and cold that humans feel.
この温熱感覚は、人間の発熱量（対流による放射量、輻射による放熱量、人からの蒸発熱量、呼吸による放熱量および蓄熱量の合計）の熱平衡が保たれている場合には人体が熱的に中立の状態にあり、暑くも寒くもない快適な状態であるといえる。逆に、熱平衡がくずれた場合には人体が暑さや寒さを感じる。 This thermal sensation is that the human body is thermal when the heat balance of the person's calorific value (radiation from convection, radiation from radiation, heat from evaporation, total heat from breathing and heat storage) is maintained. It is in a neutral state, and it can be said that it is a comfortable state that is neither hot nor cold. Conversely, when the thermal balance is lost, the human body feels hot and cold.
そこで、特許文献１では、熱平衡式に基づく人間の温熱感覚指標として、ＰＭＶ(Predicted Mean Vote：予測平均申告)を用い、空調制御の最適化を図っている。このＰＭＶの算出には、温熱感覚に影響を与える変数として、空気温度値、相対湿度値、平均輻射温度値、気流速度値、活動状態(人体の内部発熱量)値、着衣状態値の６つが用いられる。 Therefore, in Patent Document 1, PMV (Predicted Mean Vote) is used as a human thermal sensation index based on a thermal equilibrium formula to optimize air conditioning control. The PMV calculation has six variables that affect the thermal sensation: an air temperature value, a relative humidity value, an average radiation temperature value, an airflow velocity value, an activity state (internal calorific value) value, and a clothing state value. Used.
しかし、この６つの入力変数のうち、精度よく計測が可能なものは、空気温度値、相対湿度値、気流速度値である。活動状態値や着衣量値は直接計測することが困難なため、通常は設定値が用いられるが、部屋の用途や季節によりある程度予測することが可能である。 However, among these six input variables, those that can be accurately measured are the air temperature value, the relative humidity value, and the airflow velocity value. Since it is difficult to directly measure the activity state value and the clothing amount value, a set value is usually used, but it can be predicted to some extent depending on the use of the room and the season.
一方、平均輻射温度値は、(1)固定された設定値、(2)季節や時間による太陽の高さや窓や建物の構造等、天気予報等の事前データから算出される値、または(3)壁の一箇所に設置された輻射温度計の値、等が用いられるが、実際には外光の入射状況の影響で時々刻々と大きく変動するため正確な値をリアルタイムで計測することが困難である。そこで、輻射温度値を精度よく、リアルタイムに計測することが望まれている。 On the other hand, the average radiant temperature value is either (1) a fixed set value, (2) a value calculated from prior data such as weather forecasts, such as the height of the sun or the structure of windows and buildings, or (3 ) The value of a radiation thermometer installed at one place on the wall is used, but in reality it is difficult to measure in real time because it fluctuates greatly from moment to moment due to the influence of incident light. It is. Therefore, it is desired to measure the radiation temperature value accurately and in real time.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高い精度で予測された輻射温度値を用いて、空調制御対象の室内にいる在室者の予測温熱感指標を出力する空調制御装置、空調制御方法及び輻射温度計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an air conditioning control device that outputs a predicted thermal sensation index of a resident in a room subject to air conditioning control using a radiation temperature value predicted with high accuracy, and air conditioning It aims at providing a control method and a radiation temperature measuring device.
上記目的を達成するための本発明の空調制御装置は、予め、空調制御対象の室内の窓部に設置された外光の入射状況を調整する設備が様々な調整状況のときに当該窓部を撮影した複数の画像情報から得られた画像特徴量と、これらの画像情報の画像特徴量からそれぞれ推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値とを格納した輻射温度ＤＢを記憶する輻射温度ＤＢ記憶部と、前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出部と、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力部と、前記輻射温度出力部から出力された予測輻射温度値を利用して、当該室内の在室者の予測温熱感指標を算出する温熱感指標算出部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the air conditioning control device of the present invention is provided in advance when the equipment for adjusting the incident state of the external light installed in the indoor window unit subject to air conditioning control is in various adjustment situations. Stores a radiation temperature DB that stores image feature amounts obtained from a plurality of captured image information and predicted radiation temperature values corresponding to the amounts of incident external light estimated from the image feature amounts of these image information. A radiation temperature DB storage unit, an image feature amount detection unit that detects an image feature amount from image information obtained by photographing the indoor window portion of the air conditioning control target, and an image feature amount detected by the image feature amount detection unit The image feature quantity of the plurality of pieces of image information stored in the radiation temperature DB storage unit is compared, and an image feature quantity having a high similarity with the image feature quantity detected by the image feature quantity detection unit is obtained from the radiation temperature DB. Detected and detected image feature amount Using the predicted radiation temperature value output from the radiation temperature output unit that obtains and outputs the corresponding predicted radiation temperature value and the predicted radiation temperature value, the predicted thermal sensation index of the occupants in the room is calculated. And a thermal index calculation unit.
また、本発明の空調制御方法は、予め、空調制御対象の室内の窓部に設置された外光の入射状況を調整する設備が様々な調整状況のときに当該窓部を撮影した複数の画像情報から得られた画像特徴量と、これらの画像情報の画像特徴量からそれぞれ推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値とを格納した輻射温度ＤＢを記憶する輻射温度ＤＢ記憶ステップと、前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出ステップと、前記画像特徴量検出ステップで検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力ステップと、前記輻射温度出力ステップで出力された予測輻射温度値を利用して、当該室内の在室者の予測温熱感指標を算出する温熱感指標算出ステップとを有することを特徴とする。 In addition, the air conditioning control method of the present invention includes a plurality of images obtained by photographing the window portion in advance when the equipment for adjusting the incident state of the external light installed in the indoor window portion of the air conditioning control target has various adjustment situations. A radiation temperature DB storage step for storing a radiation temperature DB storing an image feature amount obtained from information and a predicted radiation temperature value corresponding to an incident amount of external light estimated from the image feature amounts of these image information. And an image feature quantity detection step for detecting an image feature quantity from image information obtained by photographing the indoor window part of the air conditioning control target, and the image feature quantity detected in the image feature quantity detection step and the radiation temperature DB storage The image feature quantity of the plurality of image information stored in the unit is compared, and the image feature quantity having high similarity with the image feature quantity detected by the image feature quantity detection unit is detected from the radiation temperature DB and detected. For image features A predicted thermal sensation index for the occupants in the room is calculated using the radiation temperature output step for obtaining and outputting the corresponding predicted radiation temperature value and the predicted radiation temperature value output in the radiation temperature output step. And a thermal index calculation step.
更に、本発明の輻射温度計測装置は、予め、空調制御対象の室内の窓部に設置された外光の入射状況を調整する設備が様々な調整状況のときに当該窓部を撮影した複数の画像情報から得られた画像特徴量と、これらの画像情報の画像特徴量からそれぞれ推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値とを格納した輻射温度ＤＢを記憶する輻射温度ＤＢ記憶部と、前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出部と、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力部とを備えることを特徴とする。 Furthermore, the radiation temperature measuring device according to the present invention has a plurality of images obtained by photographing the window portion when the equipment for adjusting the incident state of the external light installed in the indoor window portion subject to air conditioning control is in various adjustment situations. A radiation temperature DB storage that stores a radiation temperature DB that stores an image feature amount obtained from image information and a predicted radiation temperature value corresponding to the amount of incident external light estimated from the image feature amounts of these image information. An image feature quantity detection unit that detects an image feature quantity from image information obtained by photographing the indoor window part that is the air conditioning control target, the image feature quantity detected by the image feature quantity detection unit, and the radiation temperature DB Comparing image feature amounts of a plurality of pieces of image information stored in the storage unit, and detecting an image feature amount having a high similarity to the image feature amount detected by the image feature amount detection unit, from the radiation temperature DB, and detecting Predicted radiation corresponding to selected image features Characterized in that it comprises a radiation temperature output unit to output the acquired temperature value.
本発明の空調制御装置、空調制御方法及び輻射温度計測装置によれば、高い精度で予測された輻射温度値を用いて、空調制御対象の室内にいる在室者の温熱感指標を出力することができる。 According to the air conditioning control device, the air conditioning control method, and the radiation temperature measuring device of the present invention, using the radiation temperature value predicted with high accuracy, the thermal sensation index of the occupants in the room subject to air conditioning control is output. Can do.
本発明の一実施形態による空調制御装置１では、空調制御対象の室内の窓部に、外光の入射状況を調整する設備として、横スラットのブラインドが設置されている場合について説明する。 In the air-conditioning control apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, a case will be described in which a horizontal slat blind is installed as a facility for adjusting the incident state of external light in an indoor air-conditioning control target window.
〈一実施形態による空調制御装置の構成〉
本発明の一実施形態による空調制御装置１の構成について、図１を参照して説明する。
<Configuration of Air Conditioning Control Device According to One Embodiment>
The structure of the air-conditioning control apparatus 1 by one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.
空調制御装置１は、空調制御対象の室内の窓部付近を撮影する画角に設置されたカメラ装置２に接続され、画像情報処理部１０と、輻射温度処理部２０と、温熱感指標算出部としてのＰＭＶ算出部３０と、制御値演算部４０とを有する。 The air conditioning control device 1 is connected to a camera device 2 installed at an angle of view that captures the vicinity of a window in an air conditioning control target room, and includes an image information processing unit 10, a radiation temperature processing unit 20, and a thermal sensation index calculation unit. As a PMV calculator 30 and a control value calculator 40.
画像情報処理部１０は、エリア抽出部１１と、遮蔽物除去部１２と、画像特徴量検出部１３とを有する。 The image information processing unit 10 includes an area extraction unit 11, a shield removal unit 12, and an image feature amount detection unit 13.
エリア抽出部１１は、カメラ装置２で撮影された画像情報を取得し、この画像情報の中から外光の入射状況を検出する処理対象として窓部エリアの画像情報のみを抽出する。 The area extraction unit 11 acquires image information captured by the camera device 2 and extracts only the image information of the window area as a processing target for detecting the incident state of external light from the image information.
遮蔽物除去部１２は、エリア抽出部１１で抽出された窓部エリアの画像情報の中に、外光の入射状況を検出する処理対象外とする遮蔽物（例えば、移動体である人や、静止物である植木など）が存在するときにはこれらの画像情報部分を検出し、処理対象の画像情報から除去する。 The shielding object removing unit 12 includes, in the image information of the window area extracted by the area extracting unit 11, a shielding object to be excluded from the processing target for detecting the incident state of external light (for example, a person who is a moving object, These image information portions are detected and removed from the image information to be processed.
画像特徴量検出部１３は、遮蔽物除去部１２で遮蔽物の画像情報部分が除去された処理対象の画像情報からこの画像情報の特徴量を検出するための情報として、所定方向についての画素の輝度ヒストグラムデータを生成する。 The image feature amount detection unit 13 uses the pixel information in a predetermined direction as information for detecting the feature amount of the image information from the image information of the processing target from which the image information portion of the shield is removed by the shield removal unit 12. Luminance histogram data is generated.
輻射温度処理部２０は、輻射温度ＤＢ記憶部２１と、輻射温度出力部２２とを有する。 The radiation temperature processing unit 20 includes a radiation temperature DB storage unit 21 and a radiation temperature output unit 22.
輻射温度ＤＢ記憶部２１は、予め当該窓部に設置された横スラットのブラインドのスラット角度や日光の照射角度の変化に応じて変わる様々な外光の入射状況のときに当該窓部を撮影した画像情報から生成した、所定方向についての輝度ヒストグラムデータである複数のテンプレートデータと、これらの各テンプレートデータから推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値とを格納した輻射温度ＤＢを記憶する。 The radiation temperature DB storage unit 21 has photographed the window part in various incident conditions of external light that change in accordance with changes in the slat angle of the lateral slat blinds previously installed in the window part and the irradiation angle of sunlight. A radiation temperature DB that stores a plurality of template data, which are brightness histogram data in a predetermined direction, generated from image information, and a predicted radiation temperature value corresponding to the amount of incident external light estimated from each of the template data. Remember.
輻射温度出力部２２は、画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータと輻射温度ＤＢ記憶部２１に記憶された複数のテンプレートデータとを比較し、画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータと類似度が高いテンプレートデータを検出し、このテンプレートデータに対応する予測輻射温度値を取得して出力する。 The radiation temperature output unit 22 compares the luminance histogram data generated by the image feature amount detection unit 13 with a plurality of template data stored in the radiation temperature DB storage unit 21 and generates the image feature amount detection unit 13. Template data having a high similarity to the luminance histogram data is detected, and a predicted radiation temperature value corresponding to the template data is acquired and output.
ＰＭＶ算出部３０は、輻射温度出力部２２から出力された予測輻射温度値と、入力された室内の空気温度値と、相対湿度値と、気流速度値と、活動状態値と、着衣状態値とから、在室者の予測ＰＭＶを算出する。 The PMV calculation unit 30 includes the predicted radiation temperature value output from the radiation temperature output unit 22, the input indoor air temperature value, the relative humidity value, the airflow velocity value, the activity state value, and the clothing state value. From this, the predicted PMV of the resident is calculated.
制御値演算部４０は、ＰＭＶ算出部３０で算出された予測ＰＭＶと設定ＰＭＶ値（例えば、快適範囲−０．５〜＋０．５）に基づいて、空調設備の制御値を算出し、この制御値に基づき空調設備を制御する。 The control value calculation unit 40 calculates the control value of the air conditioning equipment based on the predicted PMV calculated by the PMV calculation unit 30 and the set PMV value (for example, the comfort range −0.5 to +0.5), and this control Control air conditioning equipment based on the value.
〈一実施形態による空調制御装置の動作〉
次に、本実施形態による空調制御装置１の動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。
<Operation of Air Conditioning Control Device According to One Embodiment>
Next, operation | movement of the air-conditioning control apparatus 1 by this embodiment is demonstrated with reference to the flowchart of FIG.
まず、空調制御対象の室内に設置されたカメラ装置２により当該室内の窓部を含む付近が撮影され、撮影された画像情報が空調制御装置１の画像情報処理部１０のエリア抽出部１１で取得される（Ｓ１）。 First, the camera device 2 installed in a room subject to air conditioning control captures the vicinity including the window in the room, and the captured image information is acquired by the area extraction unit 11 of the image information processing unit 10 of the air conditioning control device 1. (S1).
ここで当該画像情報は、可視カメラ画像情報、近赤外線カメラ画像情報、赤外カメラ画像情報など、いずれの画像情報でもよい。また、当該画像情報のフォーマットとしては、ＮＴＳＣ、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ、Ｂｉｔｍａｐ、ＧＰＥＧ、またはＲＡＷなどが用いられるまた、伝送手段は無線でも有線でもよい。 Here, the image information may be any image information such as visible camera image information, near-infrared camera image information, and infrared camera image information. As the format of the image information, NTSC, MPEG2, MPEG4, MotionJPEG, Bitmap, GPEG, RAW, or the like is used. The transmission means may be wireless or wired.
エリア抽出部１１では、さらに取得された画像情報の中から外光の入射状況を検出する処理対象として窓部エリアの画像情報のみが抽出される（Ｓ２）。 In the area extraction unit 11, only the image information of the window area is extracted from the acquired image information as a processing target for detecting the incident state of external light (S2).
次に遮蔽物除去部１２において、エリア抽出部１１で抽出された窓部エリアの画像情報の中に、外光の入射状況を検出する処理対象外とする遮蔽物（例えば、移動体である人や、静止物である植木など）が存在するときにはこれらの画像情報部分が検出され、処理対象の画像情報から除去される（Ｓ３）。 Next, in the shielding object removing unit 12, a shielding object (for example, a person who is a moving body) excluded from the processing target for detecting the incident state of external light in the image information of the window area extracted by the area extracting unit 11. When there is a stationary object such as a plant, these image information portions are detected and removed from the image information to be processed (S3).
この遮蔽物としては、現在の画像情報Tと過去の画像情報T-1との差分をとることにより検出される移動体や、当該窓部エリアに存在する静止物として予め保持された画像情報と合致する部分が検索されることにより検出される静止物などがある。 As this shielding object, the moving object detected by taking the difference between the current image information T and the past image information T-1, and the image information held in advance as a stationary object existing in the window area There is a stationary object that is detected by searching for a matching part.
次に画像特徴量検出部１３において、遮蔽物除去部１２で遮蔽物の画像情報部分が除去された処理対象の画像情報から、この画像情報の特徴量を検出するための情報として所定方向についての輝度ヒストグラムデータが生成される（Ｓ４）。 Next, in the image feature quantity detection unit 13, information about a predetermined direction is detected as information for detecting the feature quantity of the image information from the image information of the processing target from which the image information portion of the shield is removed by the shield removal unit 12. Luminance histogram data is generated (S4).
この輝度ヒトグラムデータは、本実施形態においては、窓辺に設置された横スラットのブラインドのスラット角度や日光の照射角度の変化に応じて変わる外光の入射状況を効率良く検出できるように、画像情報の縦方向について生成される。 In this embodiment, the luminance human gram data is an image so that the incident state of external light that changes according to the change of the slat angle of the horizontal slat installed on the window side or the irradiation angle of sunlight can be detected efficiently. Generated for the vertical direction of information.
図３に示すような横スラットのブラインドが設置された窓部を撮影した画像情報の、縦方向についての輝度ヒストグラムデータの一例を、図４（ａ）〜（ｅ）に示す。図３は、エリア抽出部１１において窓部エリアが抽出された画像情報であり、この画像情報について遮蔽物除去部１２においては遮蔽物は検出されなかったものとする。 FIGS. 4A to 4E show examples of luminance histogram data in the vertical direction of image information obtained by photographing a window portion in which a horizontal slat blind as shown in FIG. 3 is installed. FIG. 3 shows image information obtained by extracting the window area in the area extraction unit 11, and it is assumed that no shielding object is detected in the shielding object removal unit 12 for this image information.
図４（ａ）はブラインドのスラット角度が０度（全開）の状態の輝度ヒストグラムデータであり、図４（ｂ）はブラインドのスラット角度が４５度の状態の輝度ヒストグラムデータであり、図４（ｃ）はブラインドのスラット角度が９０度（全閉）の状態の輝度ヒストグラムデータであり、図４（ｄ）はブラインドのスラット角度が１３５度の状態の輝度ヒストグラムデータであり、図４（ｅ）はブラインドのスラット角度が１８０度（全開）の状態の輝度ヒストグラムデータである。これらのヒストグラムデータには、グラフの左から右に向かって低輝度→高輝度の画素数の分布が示されている。図５は、ブラインドの横スラットが０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度に設定されたときの当該スラットを真横から見た状態を示す図である。 4A shows luminance histogram data when the blind slat angle is 0 degree (fully open), and FIG. 4B shows luminance histogram data when the blind slat angle is 45 degrees. FIG. 4C shows luminance histogram data when the blind slat angle is 90 degrees (fully closed). FIG. 4D shows luminance histogram data when the blind slat angle is 135 degrees. FIG. Is brightness histogram data in a state where the blind slat angle is 180 degrees (fully open). These histogram data show the distribution of the number of pixels from low luminance to high luminance from the left to the right of the graph. FIG. 5 is a view showing a state in which the slats are viewed from the side when the lateral slats of the blind are set to 0 degrees, 45 degrees, 90 degrees, 135 degrees, and 180 degrees.
この図４（ａ）〜（ｅ）から、スラット角度が９０度もしくは１３５度のときが、輝度値が高い画素の頻度が高いことが分かる。 4A to 4E, it can be seen that when the slat angle is 90 degrees or 135 degrees, the frequency of pixels having a high luminance value is high.
このように、スラット角度および日光の照射角度により輝度ヒストグラムの特性が異なり、輝度ヒストグラム特性の違いが外光の入射状況の違いに対応する。 As described above, the characteristics of the luminance histogram differ depending on the slat angle and the irradiation angle of sunlight, and the difference in the luminance histogram characteristic corresponds to the difference in the incident state of external light.
生成された輝度ヒストグラムデータは、有線または無線により輻射温度処理部２０に伝送され、輻射温度出力部２２において画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータと輻射温度ＤＢ記憶部２１に記憶された複数のテンプレートデータとが比較され、画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータと類似度が高いテンプレートデータが検出される（Ｓ５）。 The generated luminance histogram data is transmitted to the radiation temperature processing unit 20 by wire or wirelessly, and is stored in the luminance histogram data and the radiation temperature DB storage unit 21 generated by the image feature amount detection unit 13 in the radiation temperature output unit 22. The plurality of template data are compared, and template data having a high similarity to the luminance histogram data generated by the image feature amount detection unit 13 is detected (S5).
画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータと輻射温度ＤＢ記憶部２１に記憶された複数のテンプレートデータとの比較は、例えばヒストグラムインタセクションの値を比較することで実行される。 The comparison between the luminance histogram data generated by the image feature quantity detection unit 13 and the plurality of template data stored in the radiation temperature DB storage unit 21 is executed by comparing the values of histogram intersections, for example.
ヒストグラムインタセクションの値の算出について説明する。あるテンプレートデータAの輝度値i(=0〜255)における総画素数をａi、画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータBの輝度値iにおける総画素数をｂi、輝度階調数をN(通常は255)とすると、ヒストグラムインタセクションDは下記式（１）により算出される。 The calculation of the histogram intersection value will be described. The total number of pixels in the luminance value i (= 0 to 255) of a certain template data A is a i , the total number of pixels in the luminance value i of the luminance histogram data B generated by the image feature amount detection unit 13 is b i , and the luminance scale. If the logarithm is N (usually 255), the histogram intersection D is calculated by the following equation (1).
〔数１〕
上記式（１）で得られたヒストグラムインタセクションDの値が大きければ、テンプレートデータA と生成された輝度ヒストグラムデータBとの類似度が高いといえる。したがって、画像特徴量検出部１３で生成された輝度ヒストグラムデータBと、輻射温度ＤＢに格納されている全てのテンプレートデータとの総当りのD値を求め、この中で最もD値が高いテンプレートデータが、最も類似度が高いテンプレートデータとして検出される。
[Equation 1]
If the value of the histogram intersection D obtained by the above equation (1) is large, it can be said that the similarity between the template data A and the generated luminance histogram data B is high. Therefore, the total D value of the luminance histogram data B generated by the image feature quantity detection unit 13 and all the template data stored in the radiation temperature DB is obtained, and the template data having the highest D value among them is obtained. Are detected as template data having the highest similarity.
最も類似度が高いテンプレートデータが検出されると、輻射温度出力部２２においてさらに、検出されたテンプレートデータに対応する予測輻射温度値が輻射温度ＤＢから取得されて出力される（Ｓ６）。 When template data with the highest similarity is detected, the radiation temperature output unit 22 further obtains and outputs a predicted radiation temperature value corresponding to the detected template data from the radiation temperature DB (S6).
そしてＰＭＶ算出部３０において、輻射温度出力部２２から出力された予測輻射温度値と、センサの計測値等に基づいて入力された室内の空気温度値と、相対湿度値と、気流速度値と、活動状態値と、着衣状態値とから、在室者の予測ＰＭＶが算出される（Ｓ７）。 In the PMV calculation unit 30, the predicted radiation temperature value output from the radiation temperature output unit 22, the indoor air temperature value input based on the sensor measurement value, the relative humidity value, the airflow velocity value, The predicted PMV of the occupant is calculated from the activity state value and the clothing state value (S7).
さらに制御値演算部４０において、ステップＳ７で算出された予測ＰＭＶと予め設定された設定ＰＭＶに基づいて、空調設備の制御値が算出され、この制御値に基づいて空調設備が制御される。 Further, the control value calculation unit 40 calculates the control value of the air conditioning equipment based on the predicted PMV calculated in step S7 and the preset PMV, and the air conditioning equipment is controlled based on the control value.
以上の本実施形態によれば、横スラットのブラインドが設置された窓部を監視する画角に設置されたカメラ装置で撮影された画像から縦方向の輝度ヒストグラムデータにより外光の入射状況を検出し、これを基に輻射温度値を予測することで、この輻射温度値を用いた精度の高い温熱感指標を出力することができ、より細やかで快適な空調制御が実現できる。 According to the present embodiment described above, the incident state of the external light is detected from the luminance image data in the vertical direction from the image photographed by the camera device installed at the angle of view for monitoring the window portion where the horizontal slat blind is installed. In addition, by predicting the radiation temperature value based on this, it is possible to output an accurate thermal feeling index using the radiation temperature value, and to realize more detailed and comfortable air conditioning control.
本実施形態においては、横スラットのブラインドのスラット角度や日光の照射角度の変化に基づいて作成した画像情報の縦方向の輝度ヒストグラムデータから予測輻射温度値を算出する場合について説明したが、さらにこの横スラットのブラインド全体の縦方向における昇降状態も考慮し、予測輻射温度値を算出するようにしてもよい。 In the present embodiment, the case where the predicted radiation temperature value is calculated from the luminance histogram data in the vertical direction of the image information created based on the change in the slat angle of the horizontal slat blind and the irradiation angle of sunlight has been described. The predicted radiation temperature value may be calculated in consideration of the vertical movement state of the entire horizontal slat blind.
この場合、画像特徴量検出部１３において画像情報からブラインド部分をエッジ解析で検出することによりブラインドの昇降状態を認識することができ、この昇降状態に応じて横ブラインドがかかっている窓部分のみについて、上述したようなブラインドのスラット角度や日光の照射角度の変化を考慮した輻射温度値を算出するようにしてもよい。これにより、さらに高い精度で輻射温度値を算出することができる。 In this case, the blind state of the blind can be recognized by detecting the blind part from the image information in the image feature detection unit 13, and only the window part to which the horizontal blind is applied according to the lift state. The radiation temperature value may be calculated in consideration of changes in the blind slat angle and the irradiation angle of sunlight as described above. Thereby, the radiation temperature value can be calculated with higher accuracy.
また本実施形態においては、外光の入射状況を調整する設備として窓部に横スラットのブラインドが設置された場合について説明したが、これには限定されず、縦スラットのブラインド、カーテン、雨戸・シャッター等が設置されている場合についても適用することができる。 In the present embodiment, the case where the blind slats of the horizontal slats are installed in the window as equipment for adjusting the incident state of external light is not limited to this, but the blinds of the vertical slats, curtains, shutters, The present invention can also be applied when a shutter or the like is installed.
例えば、窓部に縦スラットのブラインドが設置された場合には、輻射温度ＤＢ記憶部２１において、スラット角度や日光の照射角度の変化に応じて変わる外光の入射状況を効率良く検出できるように画像情報の横方向について輝度ヒストグラムデータを生成し、輻射温度出力部２２において上述した実施形態と同様の処理を行うことにより、予測輻射温度値を検出することができる。 For example, when a vertical slat blind is installed in the window, the radiation temperature DB storage unit 21 can efficiently detect the incident state of external light that changes in accordance with changes in the slat angle and the irradiation angle of sunlight. By generating luminance histogram data in the horizontal direction of the image information and performing the same processing as in the above-described embodiment in the radiation temperature output unit 22, the predicted radiation temperature value can be detected.
また、窓部にカーテン、雨戸・シャッター等が設置された場合には、輻射温度ＤＢ記憶部２１に当該カーテン、雨戸・シャッター等の開閉状態から推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値を格納した輻射温度ＤＢを記憶しておき、画像特徴量検出部１３において画像情報からテクスチャ解析や輝度の解析により画像特徴量を検出することによりこれらの開閉状態を検出し、輻射温度出力部２２において、検出された開閉状態（画像特徴量）に対応する輻射温度値を予測輻射温度値として検出するようにしてもよい。 In addition, when a curtain, shutter, shutter, or the like is installed in the window, predicted radiation corresponding to the amount of incident external light estimated from the open / closed state of the curtain, shutter, shutter, etc. in the radiation temperature DB storage unit 21. The radiation temperature DB storing the temperature value is stored, and the image feature quantity detection unit 13 detects the image feature quantity from the image information by texture analysis or luminance analysis, thereby detecting the open / closed state, and the radiation temperature output. The unit 22 may detect a radiation temperature value corresponding to the detected opening / closing state (image feature amount) as a predicted radiation temperature value.
また本実施形態においては、カメラ装置２で撮影される窓部が１箇所の場合について説明したが、カメラ装置２により複数の窓部が巡回して撮影されるように設定することで複数の窓部の画像情報を取得してそれぞれの外光の入射状況を検出し、これらに基づいて当該部屋の輻射温度値を算出するようにしてもよい。この場合、カメラ装置２にパン、チルト、ズーム機能を持たせ、撮影対象の窓部を任意のタイミングで巡回撮影するようにカメラ装置２を旋回させたり撮影画像を拡大・縮小させたりするように撮影動作を制御することにより、複数の窓部の画像情報を取得することができる。 Further, in the present embodiment, the case where the camera unit 2 captures one window has been described. However, by setting the camera unit 2 so that a plurality of windows are captured in a circular manner, a plurality of windows can be captured. It is also possible to acquire the image information of the part, detect the incident state of each external light, and calculate the radiation temperature value of the room based on these. In this case, the camera device 2 is provided with pan, tilt, and zoom functions, and the camera device 2 is rotated so that the shooting target window portion is cyclically photographed at an arbitrary timing, and the captured image is enlarged or reduced. By controlling the photographing operation, image information of a plurality of windows can be acquired.
また本実施形態の空調制御装置１に、輝度ヒストグラムデータと輻射温度値との対応関係を学習する機能をさらに設け、この学習機能により得られた情報により輻射温度ＤＢ記憶部２１に記憶させる輻射温度ＤＢを生成するようにしてもよい。 Further, the air conditioning control device 1 of the present embodiment is further provided with a function of learning the correspondence relationship between the luminance histogram data and the radiation temperature value, and the radiation temperature stored in the radiation temperature DB storage unit 21 by the information obtained by this learning function. A DB may be generated.
また本実施形態の空調制御装置１に、ＰＭＶ算出部３０から算出されたＰＭＶの値が、予め設定された快適範囲（例えば−０．５〜＋０．５）の範囲内であるか否かを判定するＰＭＶ判定部をさらに設け、このＰＭＶ判定部において算出されたＰＭＶの値が設定された快適範囲から外れていると判定されたときには、ＰＭＶの値が設定された快適範囲に近付く輻射温度となるように外光の入射状況を調整する設備の操作を促すガイダンスを表示や音によって行ってもよい。これにより、外光の入射状況を調整する設備の操作が適切に行われ輻射温度が変化することで、ＰＭＶの値が快適範囲に近付くことになり、例えば空調設備の温度変化量が小さくなり空調設備の負荷が低減され省エネルギー化を実現することができる。 Further, in the air conditioning control device 1 of the present embodiment, whether or not the PMV value calculated from the PMV calculation unit 30 is within a preset comfortable range (for example, −0.5 to +0.5). A PMV determination unit for determining is further provided, and when it is determined that the PMV value calculated by the PMV determination unit is out of the set comfortable range, a radiation temperature at which the PMV value approaches the set comfortable range; Thus, guidance for prompting the operation of the facility for adjusting the incident state of external light may be displayed or displayed. As a result, the operation of the facility for adjusting the incident state of the external light is appropriately performed and the radiation temperature changes, so that the value of PMV approaches the comfortable range. The equipment load is reduced and energy saving can be realized.
また、外光の入射量等は季節や月ごとに異なるため、本実施形態における空調制御装置１の輻射温度ＤＢ記憶部２１に記憶させる輻射温度ＤＢを、季節別または月別等に生成するようにしてもよい。これにより、さらに高い精度で輻射温度値を算出することができる。 In addition, since the incident amount of external light varies depending on the season and month, the radiation temperature DB stored in the radiation temperature DB storage unit 21 of the air conditioning control device 1 in this embodiment is generated for each season or each month. May be. Thereby, the radiation temperature value can be calculated with higher accuracy.
１…空調制御装置
２…カメラ装置
１０…画像情報処理部
１１…エリア抽出部
１２…遮蔽物除去部
１３…画像特徴量検出部
２０…輻射温度処理部
２１…輻射温度ＤＢ記憶部
２２…輻射温度出力部
３０…ＰＭＶ算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air-conditioning control apparatus 2 ... Camera apparatus 10 ... Image information processing part 11 ... Area extraction part 12 ... Obstruction removal part 13 ... Image feature-value detection part 20 ... Radiation temperature processing part 21 ... Radiation temperature DB memory | storage part 22 ... Radiation temperature Output unit 30 ... PMV calculation unit
Claims (8)
前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出部と、
前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力部と、
前記輻射温度出力部から出力された予測輻射温度値を利用して、当該室内の在室者の予測温熱感指標を算出する温熱感指標算出部と、
を備えることを特徴とする空調制御装置。 Image features obtained from a plurality of pieces of image information obtained by photographing the window portion in advance when the equipment for adjusting the incident state of external light installed in the indoor window portion of the air conditioning control target is in various adjustment situations; A radiation temperature DB storage unit that stores a radiation temperature DB that stores a predicted radiation temperature value corresponding to the amount of incident external light estimated from the image feature amounts of these image information;
An image feature amount detection unit for detecting an image feature amount from image information obtained by photographing the indoor window portion of the air conditioning control target;
The image feature amount detected by the image feature amount detection unit is compared with the image feature amount of a plurality of pieces of image information stored in the radiation temperature DB storage unit. And a radiation temperature output unit that detects an image feature amount having a high similarity from the radiation temperature DB, acquires a predicted radiation temperature value corresponding to the detected image feature amount, and outputs it.
A thermal sensation index calculation unit that calculates an estimated thermal sensation index of the occupants in the room using the predicted radiant temperature value output from the radiation temperature output unit;
An air-conditioning control device comprising:
前記画像特徴量検出部は、前記空調制御対象の室内の窓部を撮影し前記遮蔽物除去部で遮蔽物の画像情報部分が除去された画像情報から、画像特徴量を検出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の空調制御装置。 From the image information obtained by photographing the indoor window portion of the air conditioning control target, further includes a shielding object removal unit that removes the image information portion of the shielding object not to be processed,
The image feature amount detection unit detects an image feature amount from image information obtained by photographing a window portion of the room subject to air conditioning control and removing the image information portion of the shielding object by the shielding object removal unit. The air conditioning control device according to claim 1 or 2.
前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶される輻射温度ＤＢは、所定方向についての画像特徴量としての輝度ヒストグラムデータである複数のテンプレートデータと、これらの各テンプレートデータから推定される外光の入射量に対応する予測輻射温度値とを記憶し、
前記画像特徴量検出部は、この画像情報の所定方向についての輝度ヒストグラムデータを生成することで画像特徴量を検出し、
前記輻射温度出力部は、前記画像特徴量検出部で生成された輝度ヒストグラムデータと類似度が高いテンプレートデータを前記輻射温度ＤＢから検出し、検出したテンプレートデータに対応する予測輻射温度値を取得して出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の空調制御装置。 The equipment for adjusting the incident state of the external light is a blind,
The radiation temperature DB stored in the radiation temperature DB storage unit is a plurality of template data that is luminance histogram data as image feature amounts in a predetermined direction, and an incident amount of external light estimated from each of these template data. Memorize the corresponding predicted radiation temperature value,
The image feature amount detection unit detects the image feature amount by generating luminance histogram data for a predetermined direction of the image information,
The radiation temperature output unit detects template data having a high similarity to the luminance histogram data generated by the image feature amount detection unit from the radiation temperature DB, and acquires a predicted radiation temperature value corresponding to the detected template data. The air conditioning control device according to claim 1, wherein the air conditioning control device outputs the air conditioning control device.
ことを特徴とする請求項４に記載の空調制御装置。 The said radiation temperature output part detects the template data with high similarity with the brightness | luminance histogram data produced | generated by the said image feature-value detection part based on the value of a histogram intersection. Air conditioning control device.
を備えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の空調制御装置。 When the predicted thermal sensation index calculated by the thermal sensation index calculation unit is outside a preset comfortable range, the guidance unit outputs a guidance that prompts the operation of the equipment for adjusting the incident state of the external light. The air conditioning control device according to any one of claims 1 to 5.
前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出ステップと、
前記画像特徴量検出ステップで検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力ステップと、
前記輻射温度出力ステップで出力された予測輻射温度値を利用して、当該室内の在室者の予測温熱感指標を算出する温熱感指標算出ステップと、
を有することを特徴とする空調制御方法。 The air conditioning control device was previously obtained from a plurality of pieces of image information obtained by photographing the window when the equipment for adjusting the incident state of the external light installed in the window of the air conditioning control target room has various adjustment situations. A radiation temperature DB storage step for storing a radiation temperature DB storing an image feature amount and a predicted radiation temperature value corresponding to the amount of incident external light estimated from the image feature amounts of these image information;
An image feature amount detecting step for detecting an image feature amount from image information obtained by photographing the indoor window portion of the air conditioning control target;
The image feature amount detected in the image feature amount detection unit is compared with the image feature amount detected in the image feature amount detection step and the image feature amount of a plurality of pieces of image information stored in the radiation temperature DB storage unit. And a radiation temperature output step of detecting an image feature amount having a high similarity from the radiation temperature DB, obtaining and outputting a predicted radiation temperature value corresponding to the detected image feature amount, and
A thermal sensation index calculating step for calculating a predicted thermal sensation index of the occupants in the room using the predicted radiant temperature value output in the radiation temperature output step;
The air-conditioning control method characterized by having.
前記空調制御対象の室内の窓部を撮影した画像情報から、画像特徴量を検出する画像特徴量検出部と、
前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と前記輻射温度ＤＢ記憶部に記憶された複数の画像情報の画像特徴量とを比較し、前記画像特徴量検出部で検出された画像特徴量と類似度が高い画像特徴量を前記輻射温度ＤＢから検出し、検出した画像特徴量に対応する予測輻射温度値を取得して出力する輻射温度出力部と、
を備えることを特徴とする輻射温度計測装置。 Image features obtained from a plurality of pieces of image information obtained by photographing the window portion in advance when the equipment for adjusting the incident state of external light installed in the indoor window portion of the air conditioning control target is in various adjustment situations; A radiation temperature DB storage unit that stores a radiation temperature DB that stores a predicted radiation temperature value corresponding to the amount of incident external light estimated from the image feature amounts of these image information;
An image feature amount detection unit for detecting an image feature amount from image information obtained by photographing the indoor window portion of the air conditioning control target;
The image feature amount detected by the image feature amount detection unit is compared with the image feature amount of a plurality of pieces of image information stored in the radiation temperature DB storage unit. And a radiation temperature output unit that detects an image feature amount having a high similarity from the radiation temperature DB, acquires a predicted radiation temperature value corresponding to the detected image feature amount, and outputs it.
A radiation temperature measuring device comprising:
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