专利名称：空气调节机的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种在室内机中设置有检测人是否存在的人体检测装置与检测有无障碍物的障碍物检测装置的空气调节机，并且涉及一种根据在障碍物检测装置中所检测的障碍物的位置，有效地向在人体检测装置中所检测的有人的区域送出空调风的技木。
背景技术：
现有的空气调节机在室内机中设置有人体检测装置，该人体检测装置具有焦电型红外线传感器等人体检测传感器和检测至物体的距离的超声波传感器，利用人体检测装置来检测室内的人的位置和距离，由此，控制由上下叶片以及左右叶片构成的风向变更部件， 朝着无人的区域送出空调风(例如，參照专利文献1)。另外，在专利文献1所述的空气调节机中，在室内有妨碍空调风的循环的家具等障碍物，在无人的区域与有障碍物的区域一致的情况下，朝着障碍物送出空调风，于是空气调节效率下降，因此，在室内机中设置人位置检出部件和障碍物位置检出部件，根据人位置检出部件以及障碍物位置检出部件两者的检测信号来控制风向变更部件，提高空气调节效卓。在该空气调节机中，如果开始制暧运转，那么，首先利用人位置检出部件判定在室内是否有人，在无人的情况下，利用障碍物位置检出部件判定是否有障碍物，在没有障碍物的情况下，控制风向变更部件以使空调风向整个室内扩散。另外，虽然无人，但是在检测出有能够避开的障碍物的情况下，控制风向变更部件使其朝向没有障碍物的方向，而在检测出有不能避开的障碍物的情况下，控制风向变更部件，使空调风不会直接吹向障碍物，并且使空调风在整个室内扩散。此外，在有人的情况下，判定是否有不在区域，在没有不在区域的情况下，控制风向变更部件以使空调风向整个室内扩散，在有不在区域的情况下，判定不在区域中有无障碍物，在有障碍物的情况下，朝着障碍物的方向控制风向控制部件，使空调风的强风不会吹向障碍物，而在没有障碍物的情况下，朝着没有障碍物的方向控制风向控制部件(例如，參照专利文献2)。专利文献1 日本特开昭63-143449号公报专利文献2 日本实开平3-72249号公报
发明内容
发明要解决的课题对于专利文献2所述的空气调节机，根据人位置检出部件的检测信号以及障碍物位置检出部件的检测信号来控制风向变更部件，由此空气调节效率提高，但是，在室内存在桌子、沙发等家具、电视机、音响等众多的障碍物，因此，仅仅通过这种控制，从实现最佳空气调节的方面来看，仍然有很大的改善余地。另外，人位置检出部件根据构成人体检出装置的人检出传感器与超声波传感器的检出信号检测出人的位置，而障碍物位置检出部件在没有构成人体检出装置的人检出传感器的检出信号的情况下，根据来自超声波传感器的距离信息等检测出障碍物的位置，人体检出装置也可以用作人位置检出部件或者障碍物位置检出部件。因此，如果将人误认为障碍物，则不仅不能实现舒适的空气调节，而且，空调风 (空气调节风)还会直接吹到人，因此，有可能变成低效且令人不适的空调控制(空气调节控制)。本发明就是鉴于现有技术的这些问题点而完成的，其目的在于提供ー种空气调节机，能够细化人位置判別区域以及障碍物位置判別区域，高精度且有效地进行各个区域中的人是否存在判定与障碍物的有无判定，并且根据这些判定結果，精细地控制由上下叶片与左右叶片构成的风向变更部件，由此，使空气调节效率得到提高。用于解决课题的方法为了实现上述目的，本发明提供ー种空气调节机，利用在室内机中设置的摄像装置来检测人是否存在，而且还检测有无障碍物，另外，配备有左右变更空气的吹出方向的左右叶片，该风向变更部件具有上下变更空气的吹出方向的上下叶片，根据人体检测部件的检测结果以及障碍物检测部件的检测结果来控制风向变更部件，在该空气调节机中，在根据人体检测部件以及障碍物检测部件的检测結果，判定为障碍物位于比人更靠近所述室内机，且室内机所配备的室内热交換器的温度是在从基于皮肤温度的基准温度至规定的高温的范围的情况下，控制上下叶片，进行从上方避开障碍物的气流控制。另外，具体而言，将应调节空气的区域区分成由人体检测部件所检测的多个人位置判別区域，且区分成由障碍物检测部件所检测的多个障碍物位置判別区域，多个人位置判別区域的各个至少具有ー个障碍物位置判別区域，与由人体检测部件判定为有人的人位置判別区域相比，在由障碍物检测部件判定在室内机ー侧的障碍物位置判別区域中有障碍物的情况下，控制上下叶片，进行从上方避开障碍物的气流控制。另外，具体而言，在本空气调节机中，对于多个人位置判別区域的各个，垂直线或者水平线设置角度(无论是从垂直线设定还是从水平线设定，基准不同设定的数字也不同。当然，以垂直线或水平线以外作为基准也同样)，与由人体检测部件判定为有人的人位置判別区域相比，在由障碍物检测部件判定在室内机ー侧的障碍物位置判別区域中有障碍物的情况下，修正所设定的上下叶片的角度，将上下叶片朝上设定。另外，具体而言，多个人位置判別区域根据到室内机的距离区分成第一区域以及比该第一区域远的第二区域，由人体检测部件判定为有人的人位置判別区域属于第二区域，由障碍物检测部件判定为有障碍物的障碍物位置判別区域属于第一区域。另外，具体而言，上下叶片包括多枚上下叶片，各个上下叶片能够独立地控制。另外，具体而言，在空气调节机中，人的位置离室内机越远，使上下叶片越朝上设疋。发明效果根据本发明，在人的前面有障碍物的情况下，控制上下叶片使其进行从上方避开障碍物的气流控制，所以，能够精细地控制具有上下叶片的风向变更部件，空气调节效率提
问ο
图1是本发明的空气调节机的室内机的正面图。图2是图1的室内机的纵截面图。图3是可动前面面板打开前面开ロ部，并且上下叶片打开吹出口的状态的图1的室内机的纵截面图。图4是将构成上下叶片的下叶片朝下设定的状态的图1的室内机的纵截面图。图5是表示本实施方式中的人位置推定的处理流程的流程图。图6是用来说明本实施方式中的人位置推定的背景差分处理的示意图。图7是用来说明在背景差分处理中创建背景图像的处理的示意图。图8是用来说明在背景差分处理中创建背景图像的处理的示意图。图9是用来说明在背景差分处理中创建背景图像的处理的示意图。图10是用来说明本实施方式中的人位置推定中的区域分割处理的示意图。图11用来说明在本实施方式中所利用的两个坐标系的示意图。图12是表示从摄像传感器単元至人物的重心位置的距离的概略图。图13是表示在构成人体检测部件的摄像传感器单元中所检测的人位置判別区域的概略图。图14是在构成人体检测部件的摄像传感器单元中所检测的人位置判別区域中存在人物时的示意图。图15是用来在图13所示的各个区域中设定区域特性的流程图。图16是最终判定图13所示的各个区域中的人是否存在的流程图。图17是设置有图1的室内机的住所的概略平面图。图18是表示图17的住所中的各个摄像传感器単元的长期累积结果的坐标图。图19是设置有图1的室内机的其它住所的概略平面图。图20是表示图19的住所中的各个摄像传感器単元的长期累积结果的坐标图。图21是表示利用从帧(frame)图像抽取人相似区域(像人的区域)的处理的人位置推定处理的流程的流程图。图22是表示利用从帧图像抽取脸部相似区域(像脸部的区域)的处理的人位置推定处理的流程的流程图。图23是表示在障碍物检测部件中所检测的障碍物位置判別区域的概略图。图M是用来说明用立体法检测出障碍物的示意图。图25是表示到障碍物的距离測定的处理流程的流程图。图沈是表示摄像传感器单元至位置P的距离的概略图。图27是某个居住空间的立面图，是表示障碍物检测部件的測定结果的概略图。图观是表示构成左右叶片的左叶片与右叶片的各个位置中的风向的定义的概略图。图四是用来说明測定室内机至周围的壁面的距离然后求出距离编号的壁检测算法(algorithm)的房间的概略平面图。图30是本发明的其它空气调节机的室内机的正面图。图31是表示摄像传感器单元与投光部(照明部)的关系的示意图。
图32是表示利用投光部与摄像传感器单元的到障碍物的距离測定的处理的流程的流程图。图33是本发明的其它空气调节机的室内机的正面图。图34是表示利用人体检测部件的人体距离检出部件的处理的流程的流程图。图35是用来说明利用作为图像最上部的ν坐标的Vl，推定摄像传感器单元至人物的距离的处理的示意图。图36是表示利用人体检测部件的障碍物检出部件的处理的流程的流程图。图37是用来说明利用人体距离检出部件所推定的摄像传感器单元至人物的距离信息，来推定图像上的人物的高度v2的处理的示意图。图38是用来说明推定在摄像传感器单元与人物之间是否存在障碍物的处理的示意图。图39是用来说明推定在摄像传感器单元与人物之间是否存在障碍物的处理的示意图。
具体实施例方式下面，參照附图，对本发明的实施方式进行说明。<空气调节机的整体结构>一般家庭所使用的空气调节机通常由被制冷剂配管相互连接的室外机与室内机构成，图1至图4表示本发明的空气调节机的室内机。室内机具有主体2、和自由开闭主体2的前面开ロ部加的可动前面板(以下仅称作“前面板”)4，在空气调节机停止吋，前面板4紧贴主体2以关闭前面开ロ部2a，而在空气调节机运转吋，前面板4向远离主体2的方向移动以打开前面开ロ部加。此外，图1和图2 表示前面板4关闭前面开ロ部加的状态，图3和图4表示前面板4打开前面开ロ部加的状态。如图1至图4所示，在主体2的内部包括热交換器6 ；用来将从前面开ロ部加和上面开ロ部2b吸取的室内空气在热交換器6中进行热交換然后向室内吹出的室内风扇 (室内风机)8;开闭将热交換后的空气向室内吹出的吹出口 10并且上下变更空气的吹出方向的上下叶片12 ；和左右变更空气的吹出方向的左右叶片14，在前面开ロ部加以及上面开 ロ部2b与热交換器6之间设有过滤器16，用来除去包含在从前面开ロ部加和上面开ロ部 2b吸取的室内空气中的尘埃。另外，前面面板4的上部通过设置于其两端部的两根臂部18、20与主体2上部连结，驱动控制与臂部18连结的驱动电机(马达)(图中未示)，由此，在空气调节机运转吋， 前面面板4从空气调节机停止时的位置(前面开ロ部加的闭塞位置)朝着前方斜上方移动。而且，上下叶片12由上叶片12a与下叶片12b构成，且分别以自如摇动的方式安装于主体2的下部。上叶片1 及下叶片12b与各个驱动源(例如，步进电机)连结，且被内置于室内机中的控制装置(后述的第一基板48，例如微电脑)分別独立地控制角度。另外，由图3及图4可知，下叶片12b的可变更的角度范围被设定为比上叶片12a的可变更的角度范围大。
此外，将在后面对上叶片1 及下叶片12b的驱动方法进行阐述。另外，上下叶片 12也能够由3枚以上的上下叶片构成，在此情况下，优选能够独立地控制至少2枚(特別是位于最上方的叶片与位于最下方的叶片)的角度。另外，左右叶片14由从室内机的中心在左右方向上各配置5枚共计10枚的叶片构成，且分别以自如摇动的方式安装于主体2的下部。另外，以左右的5枚作为ー个単位与各个驱动源(例如，步进电机)连结，左右5枚叶片被内置于室内机中的控制装置分別独立地控制角度。此外，也将在后面对左右叶片14的驱动方法进行阐述。<人体检测部件的结构>如图1所示，在前面面板4的上部，作为摄像装置而安装有摄像传感器单元M，摄像传感器単元M被保持在传感器座(sensor holder)中。摄像传感器单元M由电路基板、安装于电路基板上的透镜、和封装于透镜内部的摄像传感器构成。另外，人体检测部件例如根据后述的差分处理利用电路基板来判定人是否存在。即，电路基板用作进行人是否存在判定的在否判定部件。<摄像传感器单元的人位置推定>为了利用摄像传感器单元M进行人位置推定，利用作为众所周知的技术的差分法。对作为不存在人物的图像的背景图像、和摄像传感器单元M所拍摄的图像进行差分处理，在产生差分的区域中，推定存在人物。图5是表示本实施方式中的人位置推定处理的流程的流程图。在步骤SlOl中，利用背景差分处理，由此检测出在帧(frame)图像内产生差分的像素。背景差分处理是指，比较在特定的条件下拍摄的背景图像、摄像传感器单元M的视野和视角、焦距等摄像条件与背景图像相等的情况下所拍摄的摄像图像，由此检测出在背景图像中并不存在，但在摄像图像中存在的物体的ー种方法。为了检测出人物，创建不存在人物的图像作为背景图像。图6是用来说明背景差分处理的示意图。图6(a)表示背景图像。此处，按照与空气调节机的空气调节空间大致相等的方式来设定视野。在该图中，101表示存在于空气调节空间内的窗户，102表示门。图6(b)表示由摄像传感器单元M拍摄的帧图像。此处，摄像传感器単元M的视野和视角、焦距等与图6(a)的背景图像相等。103表示存在于空气调节空间内的人物。在背景差分处理中，创建图6(a)与图6(b)的差分图像，由此检测出人物。图6(c)表示差分图像，白色像素表示不存在差分的像素，黒色像素表示存在差分的图像。可知在背景图像中并不存在，但在所拍摄的帧图像中存在的人物103的区域作为产生差分的区域104被检测出来。即，从差分图像中抽取产生了差分的区域，由此能够检测出人物区域。另外，利用帧间差分处理，由此能够创建前述的背景图像。图7 图9是用来说明该处理的示意图。图7(a) (c)是表示在人物103在窗户101前从右向左移动的情景下， 摄像传感器单元M所拍摄的连续的三帧图像的示意图。图7(b)表示图7(a)的下ー帧的图像，图7(c)表示图7(b)的下一帧的图像。另タト，图8(a) (c)表示利用图7的图像， 进行帧间差分处理后的帧间差分图像。白色像素表示不存在差分，黒色像素105表示产生了差分的像素。此处，如果在视野内移动的物体仅仅是人物，则可以认为，在帧间差分图像中，在未产生差分的区域中不存在人物。因此，在未产生帧间差分的区域中，将背景图像置换成现在的帧图像。通过该处理，能够自动地创建背景图像。图9(a) (c)分别是表示图7(a) (c)的各帧中的背景图像的更新的示意图。斜线所示的区域106表示更新了背景图像的区域，黒色区域107表示还未创建背景图像的区域，白色区域108表示未更新背景图像的区域。即，图9的黒色区域107与白色区域108的合计区域与图8的黒色区域相等。如图所示可知，在人物移动的情况下，黒色区域107逐渐变小，自动地创建背景图像。接下来，在步骤S102中，通过区域分割所求得的差分区域，在存在多个人物的情况下，作为多个差分区域来进行分割。利用众所周知的图像聚类法即可，例如，根据“产生差分的像素和存在于其附近的产生差分的像素是同一区域”的规则来区域分割差分图像即可。图10是实施该区域分割处理的示意图。图10(a)表示根据差分处理来计算的差分图像，111及112的黒色像素是产生差分的像素。图10(b)表示，作为差分图像而得到图10(a) 吋，根据前述“产生差分的像素和存在于其附近的产生差分的像素是同一区域”的规则来进行区域分割的結果。此处，判断横条纹区域113与纵条纹区域114是其它的区域。此时，也可以进行在图像处理中广泛利用的形态学(morphology)处理等的去噪处理。下面，在步骤S103中，通过计算所求得的各个区域的重心位置，检测出所检出的人物的位置。为了根据图像的重心位置检测出人物的位置，利用透视投影变换即可。为了说明透视投影变换，说明两个坐标系。图11是用来说明两个坐标系的示意图。首先，考虑图像坐标系。这是所拍摄的图像中的ニ维坐标系，以图像的左上方的像素作为原点，右方为U，下方为V。接着，考虑以相机为基准的三维坐标系的相机坐标系。这是以摄像传感器单元M的焦点位置作为原点，摄像传感器单元M的光轴方向为Zc，相机上方为 Yc，相机左方为k。此时，根据透视投影变换，以下的关系成立。[数学公式1]
权利要求
1.ー种空气调节机，其特征在干在室内机中配备有检测人是否存在的人体检测部件；检测有无障碍物的障碍物检测部件；和变更空气的吹出方向的风向变更部件，该风向变更部件具有上下变更空气的吹出方向的上下叶片，根据所述人体检测部件的检测结果以及所述障碍物检测部件的检测结果来控制所述风向变更部件，在该空气调节机中，在根据所述人体检测部件以及所述障碍物检测部件的检测結果，判定为障碍物位于比人更靠近所述室内机，且所述室内机所配备的室内热交換器的温度是在从基于皮肤温度的基准温度至规定的高温的范围的情况下，控制所述上下叶片，进行从上方避开障碍物的气流控制，所述人体检测部件与所述障碍物检测部件由摄像装置来实现。
2.如权利要求1所述的空气调节机，其特征在干将应调节空气的区域区分成由所述人体检测部件所检测的多个人位置判別区域，且区分成由所述障碍物检测部件所检测的多个障碍物位置判別区域，所述多个人位置判別区域的各个至少具有ー个障碍物位置判別区域，与由所述人体检测部件判定为有人的人位置判别区域相比，在由所述障碍物检测部件判定在所述室内机ー侧的障碍物位置判別区域中有障碍物的情况下，控制所述上下叶片，进行从上方避开障碍物的气流控制。
3.如权利要求2所述的空气调节机，其特征在干对于所述多个人位置判別区域的各个，从垂直线或者水平线设定所述上下叶片的角度，与由所述人体检测部件判定为有人的人位置判別区域相比，在由所述障碍物检测部件判定在所述室内机ー侧的障碍物位置判別区域中有障碍物的情况下，修正所设定的所述上下叶片的角度，将所述上下叶片朝上设定。
4.如权利要求2或3所述的空气调节机，其特征在于所述多个人位置判別区域的各个根据到室内机的距离区分成第一区域和比该第一区域远的第二区域的任ー个，由所述人体检测部件判定为有人的人位置判別区域属于所述第 ニ区域，由所述障碍物检测部件判定为有障碍物的障碍物位置判別区域属于所述第一区域。
5.如权利要求1 4中任一项所述的空气调节机，其特征在于所述上下叶片包括多枚上下叶片，各个上下叶片能够独立地控制。
6.如权利要求1所述的空气调节机，其特征在干人的位置离室内机越远，所述上下叶片越朝上设定。
全文摘要
设置有摄像装置的室内机，摄像装置具有检测人是否存在的人体检测部件；和检测有无障碍物的障碍物检测部件。根据人体检测部件的检测结果以及障碍物检测部件的检测结果来控制设置于室内机的风向变更部件。具体而言，至少一个障碍物位置判别区域属于多个人位置判别区域，当判定在位于判定为有人的人位置判别区域的前方的障碍物位置判定区域中有障碍物的情况下，控制上下叶片，进行从上方避开障碍物的气流控制。
文档编号F24F11/02GK102575866SQ201080045509
公开日2012年7月11日 申请日期2010年9月30日 优先权日2009年10月7日
发明者佐藤智, 岩本惠子, 杉尾孝, 森川智贵, 河野裕介, 清水努, 神野宁, 辻村敏, 长谷川博基, 高桥正敏 申请人:松下电器产业株式会社