专利名称：空调机的制作方法
技术领域：
本发明涉及空调机。
背景技术：
在空调机中，通过使用室内的容积、地、壁面温度等信息，例如进行温度、风量以及风向的控制，可以进一步提高室内的人的舒适性，可以自动地进行舒适的空气调节运转。在使用由热电型的红外线传感器检测的二维热图像数据来检测室内的容积、地、 壁面温度的情况下，以往，一般使用针对从图像输入装置中读取的图像数据，进行图像处理、图像识别来检测室内的壁、地的边界等后求出的方法。例如，由图像输入单元检测的热图像数据被存储在热图像数据存储单元中。存储的热图像数据通过边缘以及线检测单元被变换成线图像数据。线图像数据在室内的壁、地的边界计算单元中，用于二维热图像数据内的壁、地的位置的计算，根据该计算出的信息和存储在热图像数据存储单元中的热图像数据来计算室内的容积、地、壁面温度。但是，在上述以往的室内信息检测装置中，存在如下课题在无法根据二维的红外线热图像数据良好地计算壁面、地的边界线的情况下，与其相伴也无法准确地计算出壁、地面的位置，并且作为图案的识别处理的问题也难以根据计算出的线图像数据来计算出未知的室内的壁、地的位置。因此，鉴于这样的以往的课题，为了提供可以有效地利用室内的人的信息来容易地计算出室内的容积、地、壁面温度的优良的室内信息检测装置，提出了如下室内信息检测装置，其具备图像输入单元，对室内的二维的热图像信息进行检测；热图像数据的存储单元；人区域的检测单元；计算表示人的位置的代表点的单元；累计存储该代表点的存储单元；室内的容积以及室内的地、壁面的位置检测单元；以及地、壁面的温度计算单元。上述室内信息检测装置通过上述结构，利用可以通过检测室内的热图像数据容易地根据热的阈值来检测室内的人的位置的情况，根据二维红外线图像(热图像)数据计算出人的位置，累计并存储该人的位置的移动范围，根据这些信息计算出室内的壁、地的位置，根据壁、地的位置以及热图像数据来检测室内的容积、地、壁面温度，所以可以更准确且容易地计算出室内的容积、地、壁面温度(例如参照专利文献1)。专利文献1 日本专利第2707382号公报但是，在上述专利文献1中，未提到有关通过综合判断将地面作为检测手段的基于能力带的适应房间条件、在空气调节运转时产生的地面与壁面的温度差(温度不均)信息、以及人体历史结果，来决定房间形状的空间识别技术的内容
发明内容
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种空调机，具备根据在空气调节运转时产生的地面与壁面的温度差(温度不均)信息、人体检测位置的历史、空调机的能力带进行综合判断而决定房间形状的空间识别检测功能。本发明的空调机的特征在于，具备大致箱状的主体，具有吸入房间的空气的吸入口和吹出调和空气的吹出口 ；红外线传感器，在上述主体的前表面上以规定的俯角朝下安装，左右扫描温度检测对象范围而检测出温度检测对象的温度；以及控制部，利用上述红外线传感器检测人、发热设备的存在，管理该空调机的控制，上述控制部使上述红外线传感器进行扫描而取得上述房间的热图像数据，在上述热图像数据上，综合以下所示的三种信息，从而求出正在进行空气调节的空气调节区域内的地面广度，求出上述热图像数据上的上述空气调节区域内的壁面位置，(1)根据该空调机的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的形状限制值以及初始设定值的房间形状；(2)根据在该空调机的运转中产生的地与壁的温度不均求出的房间形状；以及(3)根据人体检测位置历史求出的房间形状。在本发明的空调机中，控制部使红外线传感器进行扫描而取得房间的热图像数据，在热图像数据上，综合以下所示的三种信息，从而求出正在进行空气调节的空气调节区域内的地面广度，求出热图像数据上的空气调节区域内的壁面位置，从而在热图像数据上得知地面、壁面的区域，从而可以求出各个壁面平均温度，可以求出考虑了针对在热图像上检测出的人体的壁面温度的、高精度的体感温度，(1)根据该空调机的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的形状限制值以及初始设定值的房间形状；(2)根据在该空调机的运转中产生的地与壁的温度不均求出的房间形状；以及(3)根据人体检测位置历史求出的房间形状。
图1是示出实施方式1的图，且是空调机100的立体图。图2是示出实施方式1的图，且是空调机100的立体图。图3是示出实施方式1的图，且是空调机100的纵剖面图。图4是示出实施方式1的图，且是示出红外线传感器3与受光元件的各配光视场角的图。图5是示出实施方式1的图，且是收容红外线传感器3的框体5的立体图。图6是示出实施方式1的图，且是红外线传感器3附近的立体图((a)是红外线传感器3向右端端部可动的状态，(b)是红外线传感器3向中央部可动的状态，(c)是红外线传感器3向左端端部可动的状态)。图7是示出实施方式1的图，且是示出红外线传感器3的纵剖面中的纵配光视场角的图。图8是示出实施方式1的图，且是示出主妇12抱着婴儿13的房间的热图像数据的图。
图9是示出实施方式1的图，且是示出由空调机100的能力带规定的制冷运转时的榻榻米参考值以及广度(面积)的图。图10是示出实施方式1的图，且是通过使用图9记载的每个能力的广度(面积) 的最大面积来规定了每个能力下的地面的广度(面积)的图。图11是示出实施方式1的图，且是示出能力2. 2kw下的纵横的房间形状限制值的图。图12是示出实施方式1的图，且是示出根据空调机100的能力带求出的纵横距离条件的图。图13是示出实施方式1的图，且是示出能力2. 2kw时的中央装配时条件的图。图14是示出实施方式1的图，且是示出能力2. 2kw时的左角装配时(从使用者观察)的情况的图。图15是示出实施方式1的图，且是示出在空调机100的能力2. 2kw时，遥控器的装配位置按钮被设定在中央时的热图像数据上的地面与壁面的位置关系的图。图16是示出实施方式1的图，且是示出基于温度不均的房间形状的计算流程的图。图17是示出实施方式1的图，且是示出在图15的热图像数据上成为壁面与地面的边界的上下的像素间的图。图18是示出实施方式1的图，且是针对在图17中设定的边界线60的位置，在向下一个像素且向上两个像素的合计三个像素间，对上下像素间产生的温度进行检测的图。图19是示出实施方式1的图，且是在像素检测区域内，通过检测温度不均边界的温度不均边界检测部53用黑色标记了超过阈值的像素、或超过斜率的最大值的像素的图。图20是示出实施方式1的图，且是示出基于温度不均的对边界线进行检测的结果的图。图21是示出实施方式1的图，且是在热图像数据上，地面坐标变换部55将在边界线的下部画出的各元素的坐标点(X，Y)变换成地面坐标点，并投影在地面18上的图。图22是示出实施方式1的图，且是示出对能力2. 2KW、遥控器中央装配条件时的初始设定条件下的正面壁19位置附近的温度差进行检测的对象像素的区域的图。图23是示出实施方式1的图，且是在向地面18投影了各热图像数据的边界线元素坐标的图21中，求出对图22所示的正面壁19位置附近进行检测的各元素的散布元素坐标点的平均而求出正面壁19与地面18的壁面位置的图。图M是示出实施方式1的图，且是示出基于人体检测位置历史的房间形状的计算流程的图。图25是示出实施方式1的图，且是示出求出紧接之前的背景图像与人体存在的热图像数据的差分，并使用阈值A以及阈值B来判断人体的检测的结果的图。图沈是示出实施方式1的图，且是示出将根据热图像数据差分求出的人体检测位置作为通过地面坐标变换部55进行了坐标变换的人位置坐标(X，Y)点，针对X轴、Y轴的每一个进行计数累计的状态的图。图27是示出实施方式1的图，且是示出基于人体位置历史的房间形状的判定结果的图。
图28是示出实施方式1的图，且是示出L字型房间形状的生活中的人体检测位置历史的结果的图。图四是示出实施方式1的图，且是示出横向X坐标中的地面区域(X坐标)中积蓄的计数数的图。图30是示出实施方式1的图，且是将在图四中求出的地面区域(X坐标)均等三分割成区域A、B、C，并求出所积蓄的最大的积蓄数值存在于哪个区域，同时求出每个区域的最大值与最小值的图。图31是示出实施方式1的图，且是示出在区域C内存在积蓄数据的最大积蓄数的情况下，使用相对最大积蓄数为90%以上的计数数在区域内存在γ个(每OJm被分解的区域中的数量)以上的情况进行判断的手段的图。图32是示出实施方式1的图，且是示出在区域A内存在积蓄数据的最大积蓄数的情况下，使用相对最大积蓄数为90%以上的计数数在区域内存在γ个(每OJm被分解的区域中的数量)以上的情况进行判断的手段的图。图33是示出实施方式1的图，且是在判断为是L字型房间形状的情况下，求出相对最大的积蓄数为50%以上的部位的图。图34是示出实施方式1的图，且是示出根据在图33中求出的L字型房间形状的地面和壁面的边界点、与阈值A以上的X坐标、Y坐标的地面区域求出的L字型房间形状的地面区域形状的图。图35是示出实施方式1的图，且是示出将三种信息综合的流程的图。图36是示出实施方式1的图，且是示出在能力2. 8kw、遥控器装配位置条件为中央时基于温度不均检测的房间形状的结果的图。图37是示出实施方式1的图，且是示出在直到左壁面16为止的距离超过了左壁最大的距离的状态的情况下，缩小至左壁最大的位置的结果的图。图38是示出实施方式1的图，且是示出在修正后的图37的房间形状面积大到面积最大值19m2以上的情况下，将正面壁19的距离降低至成为最大面积19m2而进行了调整的结果的图。图39是示出实施方式1的图，且是示出在直到左壁面为止的距离不足左壁最小的情况下通过扩大到左壁最小的区域而进行调整的结果的图。图40是示出实施方式1的图，且是示出通过计算修正后的房间形状面积来判断是否处于恰当面积内的例子的图。图41是示出实施方式1的图，且是示出求出作为各壁面间距离的直到正面壁19 为止的距离Y坐标Y_front、右壁面17的X坐标X_right、左壁面16的X坐标X_light的结果的图。图42是示出实施方式1的图，且是将根据在综合条件下求出的正面壁19、左右壁 (左壁面16、右壁面17)间的各距离求出的地面边界线上的各坐标点逆投影在热图像数据上的图。图43是示出实施方式1的图，且是用粗线包围各自的各壁区域的图。图44是示出实施方式1的图，且是针对地面18的跟前侧区域在左右方向上分割成五个区域(A1、A2、A3、A4、A5)的图。
图45是示出实施方式1的图，且是针对地面的里侧区域前后分割成三个区域(Bi、 B2、B3)的图。图46是示出实施方式1的图，且是示出通过计算式求出的辐射温度的一个例子的图。图47是示出实施方式1的图，且是对窗帘的开闭状态进行检测的动作的流程图。图48是示出实施方式1的图，且是示出制热运转时的右壁面的窗的窗帘打开的状态时的热图像数据的图。(附图标记说明)1金属罐2配光视场角3红外线传感器5 框体6步进电动机7安装部12 主妇13 婴儿14 窗16左壁面17右壁面18 地面19正面壁31窗区域40室内机框体41 吸入口42 吹出口43 上下折翼(flap)44左右折翼45送风机46热交换器51红外线传感器驱动部52红外线图像取得部53温度不均边界检测部54基准壁位置计算部55地面坐标变换部56正面左右壁位置计算部57检测历史积蓄部58壁位置判断部60边界线61人体检测部
62人体位置历史积蓄部63人体位置有效性判定部64温度不均有效性判定部100空调机101热图像取得部103室温判定部104外气温判定部105壁区域内温度差判定部106壁区域内外气温度区域抽出部107窗区域抽出部108窗区域内温度判定部109动作判定部
具体实施例方式实施方式1首先，对本实施方式的概要进行说明。空调机(室内机)具备一边扫描温度检测对象范围一边检测温度的红外线传感器，利用红外线传感器进行热源检测而检测人、发热设备的存在，进行舒适的控制。通常，室内机装配在房间的高处的壁上，但装配了室内机的壁上的左右位置各种各样。有时装配在壁的左右方向的大致中央，也有时从室内机观察时靠近右侧的壁或左侧的壁装配。以下，在本说明书中，将房间的左右方向定义成从室内机(红外线传感器3)观察的左右方向。图1至图48是示出实施方式1的图，图1、图2是空调机100的立体图，图3是空调机100的纵剖面图，图4是示出红外线传感器3与受光元件的各配光视场角的图，图5是收容红外线传感器3的框体5的立体图，图6是红外线传感器3附近的立体图((a)是红外线传感器3向右端端部可动的状态，(b)是红外线传感器3向中央部可动的状态，(c)是红外线传感器3向左端端部可动的状态)，图7是示出红外线传感器3的纵剖面中的纵配光视场角的图，图8是示出主妇12抱着婴儿13的房间的热图像数据的图，图9是示出由空调机100的能力带规定的制冷运转时的榻榻米参考值以及广度(面积)的图，图10是通过使用图9记载的每个能力的广度(面积)的最大面积来规定了每个能力下的地面的广度(面积)的图，图11是示出能力2. 2kw下的纵横的房间形状限制值的图，图12是示出根据空调机100的能力带求出的纵横距离条件的图，图13是示出能力2. 2kw时的中央装配时条件的图，图14是示出能力2. 2kw时的左角装配时(从使用者观察)的情况的图，图15是示出在空调机100的能力2. 2kw时，遥控器的装配位置按钮被设定在中央时的热图像数据上的地面与壁面的位置关系的图，图16是示出基于温度不均的房间形状的计算流程的图，图17 是示出在图15的热图像数据上成为壁面与地面的边界的上下的像素间的图，图18是针对在图17中设定的边界线60的位置，在向下一个像素且向上两个像素的合计三个像素间，对上下像素间产生的温度进行检测的图，图19是在像素检测区域内，通过检测温度不均边界的温度不均边界检测部53用黑色标记了超过阈值的像素、或超过斜率的最大值的像素的图，图20是示出基于温度不均的对边界线进行检测的结果的图，图21是在热图像数据上， 地面坐标变换部55将在边界线的下部画出的各元素的坐标点(X，Y)变换成地面坐标点， 并投影在地面18的图，图22是示出对能力2. 2KW、遥控器中央装配条件时的初始设定条件下的正面壁19位置附近的温度差进行检测的对象像素的区域的图，图23是在向地面18投影了各热图像数据的边界线元素坐标的图21中，求出对图22所示的正面壁19位置附近进行检测的各元素的散布元素坐标点的平均而求出正面壁19与地面18的壁面位置的图，图 M是示出基于人体检测位置历史的房间形状的计算流程的图，图25是示出求出紧接之前的背景图像与人体存在的热图像数据的差分，并使用阈值A以及阈值B来判断人体的检测的结果的图，图26是示出将根据热图像数据差分求出的人体检测位置作为通过地面坐标变换部阳进行了坐标变换的人位置坐标(X，Y)点，针对X轴、Y轴的每一个进行计数累计的状态的图，图27是示出基于人体位置历史的房间形状的判定结果的图，图观是示出L字型房间形状的生活中的人体检测位置历史的结果的图，图四是示出横向X坐标中的地面区域(X坐标)中积蓄的计数数的图，图30是将在图四中求出的地面区域(X坐标)均等三分割成区域A、B、C，并求出所积蓄的最大的积蓄数值存在于哪个区域，同时求出每个区域的最大值与最小值的图，图31是示出在区域C内存在积蓄数据的最大积蓄数的情况下，使用相对最大积蓄数为90%以上的计数数在区域内存在γ个(每OJm被分解的区域中的数量)以上的情况进行判断的手段的图，图32是示出在区域A内存在积蓄数据的最大积蓄数的情况下，使用相对最大积蓄数为90%以上的计数数在区域内存在γ个(每OJm被分解的区域中的数量)以上的情况进行判断的手段的图，图33是在判断为是L字型房间形状的情况下，求出相对最大的积蓄数为50%以上的部位的图，图34是示出根据在图33中求出的 L宇型房间形状的地面和壁面的边界点、与阈值A以上的X坐标、Y坐标的地面区域求出的 L字型房间形状的地面区域形状的图，图35是示出将三种信息综合的流程的图，图36是示出在能力2. 8kw、遥控器装配位置条件为中央时基于温度不均检测的房间形状的结果的图， 图37是示出在直到左壁面16为止的距离超过了左壁最大的距离的状态的情况下，缩小至左壁最大的位置的结果的图，图38是示出在修正后的图37的房间形状面积大到面积最大值19m2以上的情况下，将正面壁19的距离降低至成为最大面积19m2而进行了调整的结果的图，图39是示出在直到左壁面为止的距离不足左壁最小的情况下通过扩大到左壁最小的区域而进行调整的结果的图，图40是示出通过计算修正后的房间形状面积来判断是否处于恰当面积内的例子的图，图41是示出求出作为各壁面间距离的直到正面壁19为止的距离Y坐标Y_front、右壁面17的X坐标X_right、左壁面16的X坐标X_light的结果的图，图42是将根据在综合条件下求出的正面壁19、左右壁(左壁面16、右壁面17)间的各距离求出的地面边界线上的各坐标点逆投影在热图像数据上的图，图43是用粗线包围各自的各壁区域的图，图44是针对地面18的跟前侧区域在左右方向上分割成五个区域(Al、 A2、A3、A4、A5)的图，图45是针对地面的里侧区域前后分割成三个区域(B1、B2、B3)的图， 图46是示出通过计算式求出的辐射温度的一个例子的图，图47是对窗帘的开闭状态进行检测的动作的流程图，图48是示出制热运转时的右壁面的窗的窗帘打开的状态时的热图像数据的图。 利用图1至图3，对空调机100(室内机)的整体结构进行说明。图1和图2都是空调机100的外观立体图，但其不同点在于，观察的角度不同；以及在图1中上下折翼43(上下风向控制板、左右两个)关闭，而在图2中上下折翼43打开，看到里面的左右折翼44 (左右风向控制板、许多个)。如图1所示，空调机100 (室内机)在大致箱状的室内机框体40 (定义成主体)的上表面形成有吸入房间的空气的吸入41。另外，在前表面的下部形成有吹出调和空气的吹出口 42，在吹出口 42中设置有控制吹出风的风向的上下折翼43和左右折翼44。上下折翼43控制吹出风的上下风向，左右折翼44控制吹出风的左右风向。在室内机框体40的前表面的下部，在吹出口 42之上，设置有红外线传感器3。红外线传感器3是以俯角为约24. 5度的角度朝下安装的。俯角是指，红外线传感器3的中心轴与水平线所成的角度。换言之，红外线传感器 3是相对于水平线以约24. 5度的角度朝下安装的。如图3所示，空调机100(室内机)在内部具备送风机45，并包围该送风机45地配置有热交换器46。热交换器46与搭载于室外机(未图示)的压缩机等连接而形成冷冻循环。在制冷运转时，作为蒸发器动作，在制热运转时，作为凝结器动作。从吸入口 41通过送风机45吸入室内空气，通过热交换器46与冷冻循环的致冷剂进行热交换，通过送风机45从吹出口 42向室内吹出。在吹出口 42中，利用上下折翼43和左右折翼44(在图3中未图示)，控制上下方向以及左右方向的风向。在图3中，上下折翼43成为水平吹出的角度。如图4所示，红外线传感器3在金属罐1内部纵向一列地排列有八个受光元件(未图示)。在金属罐1的上表面，设置有用于使红外线通过八个受光元件的透镜制的窗(未图示)。各受光元件的配光视场角2是纵向7度、横向8度。另外，虽然示出了各受光元件的配光视场角2是纵向7度、横向8度的情况，但不限于纵向7度、横向8度。根据各受光元件的配光视场角2，受光元件的数量会变化。例如，一个受光元件的纵配光视场角与受光元件的数量之积成为一定值即可。图5是从背侧(从空调机100的内部)观察红外线传感器3附近的立体图。如图 5所示，红外线传感器3收容在框体5内。而且，在框体5的上方设置有驱动红外线传感器 3的步进电动机6。与框体5 —体的安装部7被固定在空调机100的前表面下部，由此将红外线传感器3安装在空调机100。在红外线传感器3安装于空调机100的状态下，步进电动机6与框体5成为垂直。而且，在框体5的内部，红外线传感器3是以俯角为约24. 5度的角度朝下安装的。红外线传感器3通过步进电动机6在左右方向上在规定角度范围内被旋转驱动 (将这样的旋转驱动在此表述成“可动”)，如图6所示，从右端端部(a)经由中央部(b)可动至左端端部(c)，在到达左端端部(c)后逆向地反转而可动。反复该动作。红外线传感器 3—边左右扫描房间的温度检测对象范围一边检测温度检测对象的温度。此处，叙述利用红外线传感器3取得房间的壁、地的热图像数据的取得方法。另夕卜，利用编程了规定动作的微型计算机来控制红外线传感器3等。将编程了规定动作的微型计算机定义成控制部。在以下说明中，省略控制部(编程了规定动作的微型计算机)分别进行各个控制这样的记载。
在取得房间的壁、地的热图像数据的情况下，使红外线传感器3通过步进电动机6 在左右方向上可动，每隔步进电动机6的可动角度(红外线传感器3的旋转驱动角度)1. 6 度，在各位置上使红外线传感器3停止规定时间(0. 1 0. 2秒)。在停止了红外线传感器3之后，等待规定时间(比0. 1 0. 2秒短的时间)，取入红外线传感器3的八个受光元件的检测结果(热图像数据)。在将红外线传感器3的检测结果取入完后，再次驱动步进电动机6 (可动角度1.6 度)之后停止，通过同样的动作取入红外线传感器3的八个受光元件的检测结果(热图像数据)。反复进行上述动作，根据在左右方向上94个部位的红外线传感器3的检测结果来运算检测区域内的热图像数据。由于每隔步进电动机6的可动角度1. 6度在94个部位使红外线传感器3停止而取入热图像数据，所以红外线传感器3的左右方向的可动范围(在左右方向上旋转驱动的角度范围)是约150. 4度。图7示出在将空调机100装配于距房间的地面1800mm的高度的状态下，八个受光元件纵向排列成一列的红外线传感器3的纵剖面中的纵配光视场角。图7所示的角度7°是一个受光元件的纵配光视场角。另外，图7的角度37. 5°表示未进入红外线传感器3的纵视场区域的区域的从安装了空调机100的壁的角度。如果红外线传感器3的俯角是0°，则该角度成为90° -4(与水平相比在下方的受光元件的数量)X7° (—个受光元件的纵配光视场角)=62°。由于本实施方式的红外线传感器3的俯角是对.5°，所以成为62° -24.5° =37.5°。图8示出针对在相当于8个榻榻米的房间中主妇12抱着婴儿13的一生活场景， 一边使红外线传感器3在左右方向上可动一边根据得到的检测结果运算为热图像数据的结果。图8是在季节是冬天、且天气是阴的日子取得的热图像数据。因此，窗14的温度低至10 15°C，主妇12与婴儿13的温度最高。特别是，主妇12与婴儿13的上半身的温度是沈 30°C。这样，通过使红外线传感器3在左右方向上可动，例如可以取得房间的各部的温度信息。接下来，叙述根据空调机的能力带、在空气调节运转时产生的地面与壁面的温度差(温度不均)信息、以及人体检测位置的历史进行综合判断来决定房间形状的房间形状检测手段(空间识别检测)。利用由红外线传感器3取得的热图像数据，求出正在进行空气调节的空气调节区域内的地面广度，求出热图像上的空气调节区域内的壁面位置。通过在热图像上得知地面、壁面(壁面是指从空调机100观察的正面壁、以及左右的壁面)的区域，可以求出各个壁面平均温度，可以求出考虑了针对在热图像上检测的人体的壁面温度的高精度的体感温度。在热图像数据上求出地面广度的手段通过综合下述三种信息，可以检测高精度的地面广度以及房间形状。(1)根据空调机100的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的形状限制值以及初始设定值的房间形状。
(2)根据在空调机100的运转中产生的地与壁的温度不均求出的房间形状。(3)根据人体检测位置历史求出的房间形状。空调机100将进行空气调节的房间的宽度分成与基准对应的能力带。图9是示出由空调机100的能力带规定的制冷运转时的榻榻米参考值以及广度(面积)的图。例如，在空调机100的能力2. 2kw的情况下，制冷运转时的空气调节广度的榻榻米参考值成为6 9个榻榻米。从6个榻榻米至9个榻榻米的广度(面积)是10 15m2。图10是通过使用图9记载的每个能力的广度(面积)的最大面积，规定了每个能力下的地面的广度(面积)的图。在能力2. 2kw的情况下，图9的广度(面积)的最大面积成为15m2。通过求出15m2的平方根，将纵横比率设为1 1时的纵横的距离分别成为 3.9m。利用固定最大面积15m2，并使纵横比率在1 2 2 1的范围内可变时的纵横的距离，设定纵横的最大距离和最小距离。图11示出能力2. 2kw下的纵横的房间形状限制值的图。根据每个能力的最大面积15m2的平方根，纵横比率1 1时的纵横的各距离成为3. 9m。利用固定最大面积15m2， 并使纵横比率在1 2 2 1的范围内可变时的纵横的距离，设定纵横的最大距离。在纵横比率1 2的情况下，成为纵2. 7m 横5. 5m。同样地，在纵横比率2 1的情况下，成为纵 5. 5m 横 2. 7mο图12示出根据空调机100的能力带求出的纵横距离条件。图12的初始值的值是根据每个能力下的对应面积的中间面积的平方根求出的。例如，能力2. 2kw的适应面积成为10 15m2，中间面积成为12m2。利用12m2的平方根求出初始值3. 5m。以下根据同样的思路求出每个能力带下的初始值的纵横距离的计算。同时，如图10所示计算最小值(m)、最大值(m)。因此，对于根据空调机100的每个能力求出的房间形状的初始值，将图12的初始值(m)设为纵横的距离。但是，根据从遥控器的装配位置条件，使空调机100的设置位置的原点可变。图13示出能力2. 2kw时的中央装配时条件。如图13所示，将初始值的横距离中间地点设为空调机100的原点。空调机100的原点成为纵横3. 5m的房间的中央部(横向 1.8m)的位置关系。图14示出能力2. 2kw时的左角装配时(从使用者观察)的情况。在角部装配时的情况下，将直到在左右方向上更靠近的壁为止的距离设为距空调机100的原点(横宽的中心点)0. 6m的距离。因此，对于(1)根据空调机100的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的形状限制值以及初始设定值的房间形状，在利用上述记载的条件根据空调机100的能力带设定的地面广度中，使用遥控器的装配位置条件决定空调机100的装配位置，从而能够在从红外线传感器3取得的热图像数据上求出地面与壁面的边界线。图15示出在空调机100的能力2. 2kw时遥控器的装配位置按钮被设定在中央时的热图像数据上的地面与壁面的位置关系。看得出从红外线传感器3侧观察时左壁面16、 正面壁19、右壁面17、以及地面18表示在热图像数据上的状态。初始设定时的能力2.2kw 的地面形状尺寸如图13所示。以下，将左壁面16、正面壁19、右壁面17总称为壁面。接下来，对⑵根据在空调机100的运转中产生的地与壁的温度不均求出的房间形状的计算手段进行说明。图16示出基于温度不均的房间形状的计算流程。其特征在于， 在从驱动上述红外线传感器3的红外线传感器驱动部51的输出通过红外线图像取得部52 生成为热图像数据的纵8 *横94的热图像上，利用基准壁位置计算部M来制约进行热图像数据上的温度不均检测的范围。以下，在图15中的空调机的能力2. 2KW时且遥控器装配条件是中央时条件下进行基准壁位置计算部M的功能说明。图17示出在图15的热图像数据上成为壁面(左壁面16、右壁面17、正面壁19) 与地面18的边界的上下的像素间的边界线60。边界线60上侧的像素成为检测壁面温度的配光像素，边界线60下侧的像素成为检测地面温度的配光像素。而且，其特征在于，在图18中，针对在图17中设定的边界线60的位置，在向下一个像素且向上两个像素的合计三个像素间，对上下像素间产生的温度进行检测。其特征在于，并非在全部热图像数据的所有像素间搜索温度差，而以壁面与地面的边界线60上为中心来检测温度差，对壁面与地面的边界线60上产生的温度进行检测。其特征在于，一并具有由于全部像素检测而引起的多余的软运算处理的降低(运算处理时间的缩短和负荷降低)、以及误检测处理(防噪声弹跳("文W > ^ )处理)。接下来，针对上述记载的像素间区域，对由于温度不均而产生的边界进行检测的温度不均边界检测部53的特征在于，可以通过(a)利用根据地面温度与壁面温度的热图像数据得到的绝对值的判断手段、(b)利用检测区域内的上下像素间的温度差的深度方向上的斜率(一次微分)的最大值的判断手段、以及(c)利用检测区域内的上下像素间的温度差的深度方向上的斜率的斜率(二次微分)的最大值的判断手段中的某一个手段，来检测边界线60。图19是在上述像素检测区域内，通过检测温度不均边界的温度不均边界检测部 53用黑色标记了超过阈值的像素、或超过斜率的最大值的像素的图。另外，其特征在于，对于没有超过对上述温度不均边界进行检测的阈值或最大值的部位，不实施标记。图20示出检测了由于温度不均而产生的边界线的结果。作为画出像素间的边界线的条件，在温度不均边界检测部53中，在超过了阈值或最大值的标记成黑色的像素的下部、以及在检测区域中的上下像素间未超过阈值或最大值的列中，在图17中利用基准壁位置计算部M进行了初始设定的像素间的基准位置处画线。于是，在热图像数据上，地面坐标变换部55将在边界线的下部画出的各元素的坐标点(X，Y)变换成地面坐标点，并投影在地面18而得到的结果如图21所示。可以理解是投影了在94列的边界线60的下部画出的元素坐标的结果。图22示出对能力2. 2kw、遥控器中央装配条件时的初始设定条件下的正面壁19位置附近的温度差进行检测的对象像素的区域。首先，在向地面18投影了各热图像数据的边界线元素坐标的图21中，求出图22 所示的对正面壁19位置附近进行检测的各元素的散步元素坐标点的平均，并求出正面壁 19与地面18的壁面位置而得到的结果如图23所示。根据与正面壁边界线画线手段同样的思路，利用与右壁面17以及左壁面16对应的各元素的散布元素坐标点的平均来画出边界线。于是，将左右的左壁面边界线20、右壁面边界线21与正面壁边界线22连接的区域成为地面区域。
另外，作为通过温度不均检测画出精度更高的地壁边界线的手段，还有通过求出在图22中求出正面边界线的区域的元素坐标Y的平均值和标准偏差ο，而仅在ο值成为阈值以下的元素对象中再次计算平均值的手段。同样地在左右壁面边界线计算中，也可以使用各元素坐标X的平均值和标准偏差 σ ο另外，计算左右壁面边界线的另一手段还可以针对通过正面壁边界线计算而求出的Y坐标、即从空调机100装配侧的壁面的距离，使用在Y坐标间距离的中间区域1/3 2/3中分布的各元素的X坐标的平均来求出左右壁面间的边界线。在哪一种情况下都没有问题。由检测历史积蓄部57对可以通过利用上述手段的正面左右壁位置计算部56求出的将空调机100的装配位置设为原点的直到正面壁19为止的距离Y、直到左壁面16为止的距离X_left、和直到右壁面17为止的距离X_right进行累计而作为各距离总和，并且累计次数而作为距离检测计数，进行检测距离的总和与计数数的除法来求出平均化的距离。对于左右壁，也通过同样的手段来求出。另外，仅在由检测历史积蓄部57计数的检测次数比阈值次数多的情况下，将利用温度不均的房间形状判定结果设为有效。接下来，对C3)根据人体检测位置历史求出的房间形状的计算进行说明。图对示出基于人体检测位置历史的房间形状的计算流程。人体检测部61的特征在于，通过针对利用红外线图像取得部52根据驱动红外线传感器3的红外线传感器驱动部51的输出生成为热图像数据的纵8 *横94的热图像数据，取得与紧接之前的热图像数据的差分，而判断人体的位置。对有无人体以及人体的位置进行检测的人体检测部61的特征在于，在取得热图像数据的差分时，分别使用可以对人体的表面温度比较高的头部附近进行差分检测的阈值 A、和可以对表面温度稍微低的脚部部分进行差分检测的阈值B。在图25中，求出紧接之前的背景图像与人体存在的热图像数据的差分，使用阈值 A以及阈值B来判断人体的检测。将超过阈值A的热图像数据的差分区域判断为人体头部附近，求出与利用阈值A求出的区域邻接的超过阈值B的热图像差分区域。此时，利用阈值 B求出的差分区域以与利用阈值A求出的差分区域邻接为前提。即，将仅超过阈值B的差分区域不判断为人体。热图像数据间的差分阈值的关系表示阈值A >阈值B。在利用该手段求出的人体的区域中，可以检测从人体的头部到脚部为止的区域， 使用表示人体的脚部部位的差分区域最下端部的中央部分的热图像坐标X、Y而设为人体位置坐标(X，Y)。人体位置历史积蓄部62的特征在于，经由将利用热图像数据的差分求出的人体的脚部位置坐标(X，Y)如以下的温度不均检测时说明的图21那样变换成地面坐标点的地面坐标变换部阳，积蓄人体位置历史。图沈示出作为将根据热图像数据差分求出的人体检测位置通过地面坐标变换部 55进行了坐标变换的人位置坐标(X，Y)点，针对X轴、Y轴的每一个进行计数累计的状态。 在人体位置历史积蓄部62中，如图沈所示，横向X坐标以及深度Y坐标的最小分解是被确保每隔0. : 的区域，在针对每个轴以0. : 间隔确保的区域中，适用每次人位置检测中发生的位置坐标(X，Y)，并进行计数。由壁位置判断部58利用来自该人体位置历史积蓄部62的人体检测位置历史信息，求出作为房间形状的地面18、壁面(左壁面16、右壁面17、正面壁19)。图27示出基于人体位置历史的房间形状的判定结果。其特征在于，使用相对横向 X坐标以及深度Y坐标中积蓄的最大的积蓄数值为10%以上的区域的范围来判断为地面区域。接下来，说明如下例子根据人体检测位置历史的积蓄数据来推测房间形状是长方形(正方形)还是L字型形状，并通过对L字型房间形状的地面18与壁面(左壁面16、 右壁面17、正面壁19)附近的温度不均进行检测而计算出高精度的房间形状。图观示出L字型房间形状的生活中的人体检测位置历史的结果。横向X坐标以及深度Y坐标的最小分解是被确保每隔0. 3m的区域，在针对每个轴以0. 3m间隔确保的区域中，适用每次人体检测中发生的位置坐标(X，Y)，并进行计数。当然，由于人体在L字的房间形状内移动，所以左右方向的地面区域(X坐标)以及深度方向的地面区域(Y坐标)中积蓄的计数数成为与各X、Y坐标的每一个的深度区域 (面积)成比例的形式。对根据人体检测位置历史的积蓄数据来判断房间形状是长方形(正方形)还是L 字型形状的手段进行说明。图四示出横向X坐标中的地面区域(X坐标)中积蓄的计数数。阈值A的特征在于，使用相对积蓄的最大的积蓄数值的10%以上来判断为地面X方向的距离(宽度)。而且，其特征在于，如图30所示，将在图四中求出的地面区域(X坐标)均等分割成三个区域A、B、C，求出所积蓄的最大的积蓄数值存在于哪个区域，同时求出每个区域的最
大值与最小值。在积蓄的最大的积蓄数值存在于区域C(或区域A)，且区域C内的最大值与最小值之差是Δ α以内、区域C的最大积蓄数值与区域A内的最大积蓄数之差是Δ β以上时，判断为是L字型房间形状。求出每个区域的最大值与最小值之差Δ α的处理是用于根据人体检测位置历史的积蓄数据来推测房间形状的防噪声弹跳处理之一。还有如图31所示，在区域C内存在积蓄数据的最大积蓄数的情况下，使用相对最大积蓄数为90%以上的计数数在区域内有γ 个(每OJm被分解的区域中的数量)以上的情况进行判断的手段。在区域C中实施了上述运算处理之后，在区域A中也进行同样的运算，从而判断为是L字型房间形状(参照图32)。在通过上述而判断为是L字型房间形状的情况下，如图33所示，求出相对最大积蓄数为50 %以上的部位。在本说明中，使用横向的X坐标来进行了说明，但在深度方向的Y 坐标中的积蓄数据中也相同。其特征在于，把将相对横向的X坐标以及深度方向的Y坐标的地面区域中的最大的积蓄数的50%以上的阈值B设为边界的坐标点判断为L字型房间形状的地与壁面的边界
点ο图34示出根据在图33中求出的L字型房间形状的地面和壁面的边界点、与阈值 A以上的X坐标、Y坐标的地面区域求出的L字型房间形状的地面区域形状。其特征在于，将上述中求出的L字型形状的地面形状结果反馈给温度不均房间形状算法中的基准壁位置运算部M，再次计算进行热图像数据上的温度不均检测的范围。接下来，说明对求出房间形状的三种信息进行综合的方法。但是，将L字型形状的地面形状结果反馈给温度不均房间形状算法中的基准壁位置运算部M，并再次计算进行热图像数据上的温度不均检测的范围的处理在此除外。图35示出综合三种信息的流程。对于(2)根据在空调机100运转中产生的地面 18与壁面的温度不均求出的房间形状，仅在通过温度不均边界检测部53在检测历史积蓄部57中计数的检测次数比阈值次数多的情况下，通过温度不均有效性判定部64，将利用温度不均的房间形状的判定结果设为有效。同样地，对于利用(3)根据人体检测位置历史求出的房间形状来从人体位置历史积蓄部62求出的房间形状，也仅在人体位置历史积蓄部62积蓄人体位置历史的人体检测位置历史次数比阈值次数多的情况下，通过人体位置有效性判定部63，以将利用人体检测位置历史的房间形状的判定结果设为有效为前提条件，通过壁位置判断部58按照下述条件进行判断。①在⑵与(3)都无效的情况下，设为根据基于⑴的空调机100的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的初始设定值的房间形状。②在⑵有效且(3)无效的情况下，将基于(2)的输出结果设为房间形状。其中， 在O)的房间形状不收敛于(1)的图12中决定的边的长度的情况、或不收敛于面积的情况下，伸缩至该范围。其中，在通过面积伸缩的情况下，使用直到正面壁19为止的距离来修正。对具体的修正方法进行说明。图36示出在能力2. 8kw、遥控器装配位置条件为中央时基于温度不均检测的房间形状的结果。根据图12，空调机100的能力2. Skw时的纵横的边的长度的最小值成为3. lm，最大值成为6. an。因此，根据遥控器中央装配条件，直到右侧的壁面为止的距离X_right以及直到左侧的壁面为止的距离X_left的限制距离被决定成图12的一半。因此，图中示出的右壁最小/左壁最小的距离成为1. 5m，右壁最大/左壁最大的距离成为3. lm。在如图35所示的基于温度不均的房间形状那样，是直到左壁面16 为止的距离超过左壁最大的距离的状态的情况下，如图37所示缩小至左壁最大的位置。同样地，在如图36所示直到右壁为止的距离位于右壁最小与右壁最大之间的情况下，原样地维持位置关系。在如图37所示缩小至左壁最大之后，求出房间形状的面积，确认是否成为图12所示的能力2. Skw时的面积范围13 19m2的恰当范围内。假设在修正后的图37的房间形状面积大到面积最大值19m2以上的情况下，如图 38所示，将正面壁19的距离降低至最大面积19m2而进行调整。在图39所示的情形下也同样地，在直到左壁面16为止的距离不足左壁最小的情况下，扩大至左壁最小的区域。之后，如图40所示，通过计算修正后的房间形状面积来判断是否处于恰当面积内。③在(2)无效且(3)有效的情况下，也将基于(3)的输出结果设为房间形状。与上述⑵有效且⑶无效的情况的②同样地，进行修正，以适合于⑴中决定的边的长度、 面积的限制。④在⑵与(3)都有效的情况下，将(2)的基于温度不均的房间形状作为基准，在与其相比(3)的基于人体检测位置历史的房间形状存在直到壁为止的距离更窄的面的情况下，以最大0. 5m的幅度在使(2)的基于温度不均的房间形状的输出变窄的方向上进行修正。相反，在(3)更宽的情况下，不进行修正。而且，关于修正后的房间形状，也进行修正，以适合于(1)中决定的边的长度、面积的限制。通过上述综合条件，可以如图41所示求出作为各壁面间距离的直到正面壁19为止的距离Y坐标Y_front、右壁面17的X坐标X_right、左壁面16的X坐标X_left。接下来，对地壁辐射温度的计算进行说明。在图42(图幻中示出将根据在上述综合条件下求出的正面壁19、左右壁(左壁面16、右壁面17)间各自的距离求出的地面边界线上的各坐标点逆投影在热图像数据上而得到的结果。在图42的热图像数据上，可以理解划分了地面18的区域、正面壁19、左壁面16、 右壁面17的区域的状态。首先，关于壁面温度的计算，将根据在热图像数据上求出的各壁区域的热图像数据求出的温度数据的平均设为壁温度。如图43所示，用粗线包围各壁区域的区域分别成为各壁区域。接下来，对地面18的温度区域进行说明。将热图像数据上的地面区域例如在左右方向上分割成五个区域、在深度方向上分割成三个区域而细分成合计15个区域。另外，分割的区域的数量不限于此，而也可以是任意的。在图44所示的例子中，对地面18的跟前侧区域在左右方向上分割成五个区域 (A1、A2、A3、A4、A5)。同样地，在图45中，对地面的里侧区域前后分割成三个区域(B1、B2、B;3)。其特征在于，在每个区域中前后左右的地面区域都重合。因此，在热图像数据上，生成正面壁19、左壁面16、右壁面17的温度以及被分割成15个的地面温度的温度数据。将分割的各地面区域的温度设为各自的平均温度。其特征在于，根据在该热图像数据上分割成区域的各温度信息，求出热图像数据拍摄的居住区域内的各人体的辐射温度。通过以下示出的计算式来求出各人体的每一个的从地面以及壁面的辐射温度。(式1)
权利要求
1.一种空调机，装配于房间，其特征在于，具备红外线传感器，扫描所述房间的一定范围而检测出该范围的温度；以及控制部，取得利用所述红外线传感器扫描的范围的热图像数据，根据所取得的热图像数据来计算出所述房间的壁的温度，并且，检测所述房间中存在的人体而计算出所述壁及所述人体之间的距离，根据计算出的所述壁的温度、以及所述壁及所述人体之间的距离，计算从所述壁向所述人体的辐射温度。
2.根据权利要求1所述的空调机，其特征在于，所述控制部进一步根据所取得的热图像数据计算出所述房间的地的温度，并根据计算出的所述壁的温度、所述壁及所述人体之间的距离、以及所述地的温度，计算从所述壁及所述地向所述人体的辐射温度而作为所述辐射温度。
3.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于，所述控制部根据所取得的热图像数据，计算出分割所述地得到的多个区域之中的检测出所述人体的区域的温度，而作为所述地的温度。
4.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，所述多个区域在从所述空调机观看时在所述房间的左右方向以及深度方向上被分割。
5.根据权利要求3所述的空调机，其特征在于，所述多个区域分别以与相邻的区域重合的方式被分割。
6.根据权利要求2所述的空调机，其特征在于，所述控制部根据所取得的热图像数据，计算出从所述空调机观看时位于左侧的左壁的温度、从所述空调机观看时位于正面侧的正面壁的温度、以及从所述空调机观看时位于右侧的右壁的温度，而作为所述壁的温度，并且，计算出所述左壁及所述人体之间的距离、所述正面壁及所述人体之间的距离、以及所述右壁及所述人体之间的距离，而作为所述壁及所述人体之间的距离。
7.根据权利要求6所述的空调机，其特征在于，所述控制部根据所取得的热图像数据，计算出所述空调机的装配位置及所述左壁之间的距离X_left、所述装配位置及所述正面壁之间的距离Y_fr0nt、以及所述装配位置及所述右壁之间的距离X_right，设所述辐射温度为T_calc，设所述地的温度为Tf. ave，设所述左壁的温度为T_left，设所述正面壁的温度为T_front，设所述右壁的温度为T_right，设从所述空调机观看时表示所述房间的左右方向上的所述人体的检测位置的X坐标为Xf，设从所述空调机观看时表示所述房间的深度方向上的所述人体的检测位置的Y坐标为Yf，设校正系数为α、β、γ，而计算T rnk-Tfarc\ TJeft^f-a^ 1, T_fronhTf.ave'] 1「Τ—right-Tf.ave ‘—z_/e/i)2j φ +2J r\Jl(Xf-X^righf_O
8.一种辐射温度计算方法，其特征在于，红外线传感器扫描房间的一定范围而检测出该范围的温度，控制部取得利用所述红外线传感器扫描的范围的热图像数据，所述控制部根据所取得的热图像数据，计算出所述房间的壁的温度，所述控制部根据所取得的热图像数据，检测所述房间中存在的人体而计算出所述壁及所述人体之间的距离，所述控制部根据计算出的所述壁的温度以及所述壁及所述人体之间的距离，计算从所述壁向所述人体的辐射温度。
全文摘要
本发明提供一种空调机，其特征在于，具备红外线传感器；以及控制部，利用红外线传感器检测人、发热设备的存在，管理空调机的控制，控制部使红外线传感器进行扫描而取得房间的热图像数据，在热图像数据上，综合以下所示的三种信息，从而求出正在进行空气调节的空气调节区域内的地面广度，求出热图像数据上的空气调节区域内的壁面位置。(1)根据空调机的能力带以及遥控器的装配位置按钮设定求出的形状限制值以及初始设定值的房间形状；(2)根据在空调机的运转中产生的地与壁的温度不均求出的房间形状；以及(3)根据人体检测位置历史求出的房间形状。
文档编号F24F11/02GK102519088SQ20111035944
公开日2012年6月27日 申请日期2009年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者广崎弘志, 松本崇, 渡边信太郎, 片冈义邦, 鹿毛裕史 申请人:三菱电机株式会社