温度检测范围确定装置及方法
【专利摘要】本发明的温度检测范围确定装置及方法对于相邻的热电堆阵列传感器，容易确定检测范围的一部分重复。检测温度取得部（12）从各热电堆阵列传感器（AS）取得检测温度，温度变化对照部（13）对于相互的预定检测范围部分重复的两个热电堆阵列传感器，在从该重复区域内选择的每个检查位置与各对照位置之间，对在各个位置检测的检测温度的时间序列变化进行对照，来确定最佳对照位置，系数推算部（14）对每个检查位置生成表示最佳对照位置与位置偏差系数的关系的方程式，通过使这些方程式联立用最小二乘法进行求解，来推算这些位置偏差系数，检测范围确定部（15）通过根据这些位置偏差系数对预定检测范围的位置坐标进行校正来确定实际的检测范围。
【专利说明】温度检测范围确定装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种温度分布检测技术，尤其涉及一种采用多个热电堆阵列传感器，对室内的温度分布进行检测之际，确定各热电堆阵列传感器的温度检测范围的温度检测范围确定技术。
【背景技术】
[0002]在照明系统中，正研究通过根据空间的温度分布，确定人存在的位置，将其周边的照明点亮，并且对人不存在的区域将照明灯关闭来实现节能的技术。另外，在空调系统中，也正研究利用分布型热流动分析方法，根据空间的温度分布和空间内的某场所的目标温度，来对空间中所设的各排出口的排出速度或排出温度进行推算的技术。
[0003]在这种以空间作为控制对象的控制系统中，在对该空间的温度分布进行检测之际，采用温度分布检测装置。
[0004]以往，在这种温度分布检测装置中，采用热电堆阵列传感器作为以非接触方式二维检测对象物的温度分布的传感器(例如，参见专利文献I等)。热电堆阵列传感器为一旦接受到由对象物放射的红外线，就产生与该入射能量相应的热电动势的热型红外线传感器，即例如在半导体基板上将由热电堆(Thermopile)构成的检测元件配置成阵列状的传感器。利用这种热电堆阵列传感器，可以将空间等广范围的温度分布汇集在一起地进行检测。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I日本特开2004 - 170375号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]在这种现有技术中，在空间中设置热电堆阵列传感器之时，为了对空间的温度分布无间隙地进行检测，将会在天花板、墙壁、地板等形成空间的内壁面上等间隔地设置电堆阵列传感器，以使相邻的热电堆阵列传感器的检测范围在其一部分区域重复。
[0010]在此，在空间的内壁面上设置有照明器具、空调机器、消防设备、电气设备等机器设备，在热电堆阵列传感器的设置预定位置上设置有这样的机器设备的情况下，在该机器设备的附近设置热电堆阵列传感器，在设置预定位置上设置之时，为了与相邻的热电堆阵列传感器的检测范围部分地重复，则将会使该热电堆阵列传感器的检测范围倾斜。
[0011]例如，根据现有技术，存在以下的问题，即由于无法确认倾斜的检测范围是否与附近的热电堆阵列传感器的检测范围部分地重复，因而在不与相邻的热电堆阵列传感器的检测范围部分重复的情况下，将不能对空间的温度分布进行无间隙地检测。
[0012]本发明正是为了解决这样的问题而做出的，其目的在于提供一种对于相邻的热电堆阵列传感器，能够容易地确认检测范围的一部分重复的温度分布检测技术。
[0013]用于解决课题的手段[0014]为了实现这样的目的，本发明涉及的温度检测范围确定装置包括:存储部，其对成为温度分布的检测对象的空间中所设置的多个热电堆阵列传感器，由每个该热电堆阵列传感器应检测温度的预定检测范围的位置坐标进行存储；检测温度取得部，其从所述各热电堆阵列传感器取得检测温度；温度变化对照部，其对于在所述各热电堆阵列传感器当中的、预定检测范围一部分相互重复的两个热电堆阵列传感器，从该重复区域内选择的一方的热电堆阵列传感器侧的每个检查位置，与从另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围内选择的另一方的热电堆阵列传感器侧的各对照位置之间，将在各个位置检测的所述检测温度的时间序列变化进行对照，来确定由最高的对照结果所得到的最佳对照位置；系数推算部，其对每个所述检查位置生成表示，有关该检查位置的所述最佳对照位置和、表示该检查位置的位置坐标与表示该最佳对照位置的位置坐标之间的位置偏差的位置偏差系数的关系的方程式，通过使这些方程式联立用最小二乘法进行求解，来推算这些位置偏差系数；以及检测范围确定部，其根据所述位置偏差系数，通过对所述另一方的热电堆阵列传感器的所述预定检测范围的位置坐标进行补正，来对所述他方的热电堆阵列传感器的实际检测范围进行确定。
[0015]另外，本发明涉及的上述温度检测范围确定装置的一构成例，所述方程式由下式表不，
[0016]X’ = cOx + cly + c2
[0017]y’ = c3x + c4y + c5
[0018]其中:所述检查位置的位置坐标设为X’ y、所述最佳对照位置的位置坐标设为X’，Y’ ;所述位置偏差系数设为c0, cl, c2, c3, c4, c5。[0019]另外，本发明涉及的温度检测范围确定方法包括如下步骤:
[0020]存储步骤，存储部对设置在成为温度分布的检测对象的空间中的多个热电堆阵列传感器，由每个该热电堆阵列传感器应检测温度的预定检测范围的位置坐标进行存储；
[0021]检测温度取得步骤，由检测温度取得部从所述各热电堆阵列传感器取得检测温度；
[0022]温度变化对照步骤，由温度变化对照于部对所述各热电堆阵列传感器当中的、预定检测范围一部分相互重复的两个热电堆阵列传感器，从该重复区域内选择的一方的热电堆阵列传感器侧的每个检查位置，与从另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围内选择的另一方的热电堆阵列传感器侧的各对照位置之间，对在各个位置上检测的所述检测温度的时间序列变化进行对照，来确定由最高的对照结果所得到的最佳对照位置；
[0023]系数推算步骤，由系数推算部对每个所述检查位置生成表示，有关该检查位置的所述最佳对照位置和、表示该检查位置的位置坐标与表示该最佳对照位置的位置坐标之间的表示位置偏差的位置偏差系数的关系的方程式，通过将使这些方程式联立用最小二乘法进行求解，来推算这些位置偏差系数；以及
[0024]检测范围确定步骤，由检测范围确定部根据所述位置偏差系数，通过对所述另一方的热电堆阵列传感器的所述预定检测范围的位置坐标进行补正，来确定所述另一方的热电堆阵列传感器的实际检测范围。
[0025]发明的效果
[0026]根据本发明，对于相邻的热电堆阵列传感器，可以容易地确认检测范围的部分重复。因此，即便在由于照明器具、空调机器、消防设备、电气设备等机器设备被设置在热电堆阵列传感器的设置预定位置上，所以将热电堆阵列传感器设置在该机器设备的附近，并使该热电堆阵列传感器的检测范围倾斜的情况下，也可以非常容易地确认是否与相邻的热电堆阵列传感器的检测范围部分地重复，其结果，可以对空间的温度分布进行无间隙地检测。
【专利附图】
【附图说明】[0027]图1是示出温度检测范围确定装置的结构的框图。[0028]图2是空间中的热电堆阵列传感器的设置例。[0029]图3是示出热电堆阵列传感器的检测范围的说明图。[0030]图4是检测温度数据的构成例。[0031]图5是位置数据的构成例。[0032]图6是检测范围数据的构成例。[0033]图7是示出温度变化的对照的说明图。[0034]图8是示出检测温度的时间序列变化的说明图。[0035]图9是示出温度检测范围确定处理的流程图。[0036]图10是检测范围数据的画面显示例。【具体实施方式】[0037][发明原理][0038]首先最初地，对本发明的原理进行说明。[0039]在采用多个热电堆阵列传感器对空间的温度分布进行检测的情况下，在相邻的两
个热电堆阵列传感器的检测范围当中的、一部分重复的重复区域，将会由这些热电堆阵列传感器双方平行地对温度进行检测。例如，在两个热电堆阵列传感器的检测范围部分重复的情况下，由双方的热电堆阵列传感器内的一部分的检测元件，对同一位置坐标的温度进行检测。
[0040]本发明着眼于与这种温度分布检测中的检测范围的一部分重复相关的特征，通过将由位于重复区域内的各检测堆所检测的检测温度，在两热电堆阵列传感器之间进行比较，检测出两热电堆阵列传感器的检测范围的重合状况，作为结果，确定以一方的热电堆阵列传感器为基准的、另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围与实际检测范围的位置偏差。
[0041]由此，可以从检测温度这一能够容易取得的数据确定预定检测范围与实际检测范围的位置偏差。
[0042]在此，在对于重复区域将两热电堆阵列传感器的检测温度进行比较之际，在仅比较某一时刻的检测温度时，偶尔也会有检测温度一致的情形。另外，热电堆阵列传感器之间，由于制造过程等因素，也有可能产生2?:TC左右的较大的检测误差。因此，根据由某一时刻的检测温度得到的比较结果来确定位置偏差时，有时所得到的位置偏差会产生较大的误差。
[0043]另一方面，空间的温度会随着例如公司或工厂的工作日程或日出/日落时间而变化，这种温度变化如果是空间内的同一位置坐标的话，则表示同一时间序列变化。另外，该时间序列变化也不会因热电堆阵列传感器之间的检测误差而变动。
[0044]本发明着眼于与这种空间内的温度变化有关的特征，通过在两热电堆阵列传感器之间对在重复区域内所检测的检测温度的时间序列变化进行比较，检测出两热电堆阵列传感器的重合状况，作为结果，确定以一方的热电堆阵列传感器为基准的、另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围与实际检测范围的位置偏差。
[0045]由此，可以高精度地确定预定检测范围与实际检测范围的位置偏差。
[0046]其次，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0047][温度检测范围确定装置]
[0048]首先，参见图1，对一实施方式所涉及的温度检测范围确定装置10进行说明。图1是示出温度检测范围确定装置的结构的框图。
[0049]该温度检测范围确定装置10整体上由服务器装置、个人计算机控制器等信息处理装置构成，具有如下的功能，即基于从设置于成为温度检测的对象的空间20中的多个热电堆阵列传感器AS经由通信线路LI取得的各自的检测温度，来对表示各热电堆阵列传感器AS的检测范围的位置偏差的位置偏差系数进行推算，且根据这些位置偏差系数来确定实际的检测范围的功能。
[0050]图2是空间中的热电堆阵列传感器的设置例，图2的(a)为空间的俯视图，图2的(b)为图2的(a)的I1-1I截面图。在此，在矩形状的空间20的天花板21上，以格子状等间隔地设置有32个热电堆阵列传感器AS。在空间20中，宽(长边方向)为15m，进深(短边方向)为Sm、高为3m。热电堆阵列传感器AS设置在纵横2m间隔的格子的交点上，分别自天花板21向与地板22垂直的方向具有正方形状的检测范围R。
[0051]图3是示出热电堆阵列传感器的检测范围的说明图。在该例中，热电堆阵列传感器AS的设置间隔为2m，空间20的高度为3m，检测范围R的视角为60 °。为此，在地板22上,检测范围R为四边3.46m的正方形，在相邻的热电堆阵列传感器AS之间，产生检测范围R重合的、宽1.46m的重复区域Q。在此，虽然以自天花板21向与地板22垂直的方向形成检测范围R的情形为例作了说明，但也可以非垂直地斜向形成检测范围R。另外，也可以不将热电堆阵列传感器AS设置在天花板21上，而将其设置在地板22或墙壁23上。
[0052]在温度检测范围确定装置10中，作为主要功能部，设有存储部11、检测温度取得部12、温度变化对照部13、系数推算部14、检测范围确定部15、画面显示部16及检测范围输出部17。
[0053]存储部11由硬盘、半导体存储器等存储装置构成，具有对用于温度分布的检测处理的各种处理信息或程序进行存储的功能。
[0054]作为由存储部11存储的主要处理信息有检测温度数据11A、位置数据11B、系数数据IlC及检测范围数据11D。
[0055]检测温度数据IlA是对于每个设置于空间20中的热电堆阵列传感器AS，由该热电堆阵列传感器AS内的各检测堆所检测的检测温度。这些检测温度通过由检测温度取得部12借助通信线路LI与各热电堆阵列传感器AS数据通信而取得，并被保存于存储部11。
[0056]图4是检测温度数据的构成例。在此，就每个各热电堆阵列传感器AS的检测元件Snij保存有检测温度tnij。再者，假设在热电堆阵列传感器ASn上配置有格子状的I个X J个检测元件。[0057]位置数据IlB是表示空间20内的、各热电堆阵列传感器AS的预定检测范围的坐标数据，根据热电堆阵列传感器AS的设置位置等设计数据事先被设定并被保存于存储部11中。
[0058]图5是位置数据的构成例。在此，就每个热电堆阵列传感器AS登录有表示从该热电堆阵列传感器AS内的检测堆选择的基准检测堆的位置的坐标数据以作为检测范围R的位置坐标。再者，本实施方式中使用的各种坐标数据以事先设定在例如空间20的地板22的任一角落或中央的原点为基准。
[0059]系数数据IlC是用于将热电堆阵列传感器AS的预定检测范围的位置坐标校正为实际检测范围的位置坐标的参数，由系数推算部14计算并保存。在此，作为位置偏差系数，采用6种参数。若设校正前的位置坐标为x、y ;设位置偏差系数为c0、cl、c2、c3、c4、c5时,则校正后的位置坐标x’，y’由下面的式(I)表示。
[0060]【式I】
【权利要求】
1.一种温度检测范围确定装置，其特征在于，包括:存储部，其对于成为温度分布的检测对象的空间中所设置的多个热电堆阵列传感器的每一个，存储该热电堆阵列传感器应检测温度的预定检测范围的位置坐标；检测温度取得部，其从所述各热电堆阵列传感器取得检测温度；温度变化对照部，其对于所述各热电堆阵列传感器当中的、相互的预定检测范围部分重复的两个热电堆阵列传感器，在从该重复区域内选择的一方的热电堆阵列传感器侧的每个检查位置和从另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围内选择的另一方的热电堆阵列传感器侧的各对照位置之间，对在各个位置检测到的所述检测温度的时间序列变化进行对照，来确定得到了最高的对照结果的最佳对照位置；系数推算部，其对每个所述检查位置生成表示有关该检查位置的所述最佳对照位置和位置偏差系数的关系的方程式，所述位置偏差系数示出表示该检查位置的位置坐标与表示该最佳对照位置的位置坐标之间的位置偏差，通过使这些方程式联立用最小二乘法进行求解，来推算这些位置偏差系数；以及检测范围确定部，其通过根据所述位置偏差系数对所述另一方的热电堆阵列传感器的所述预定检测范围的位置坐标进行校正，来对所述另一方的热电堆阵列传感器的实际检测范围进行确定。
2.根据权利要求1所述的温度检测范围确定装置，其特征在于，将所述检查位置的位置坐标设为x，y ;所述最佳对照位置的位置坐标设为x’，y’;所述位置偏差系数设为c0，cl，c2, c3, c4, c5时，所述方程式由下式表不X，= cOx + cly + c2yf = c3x + c4y + c5。
3.一种温度检测范围确定方法，其特征在于，包括如下步骤:存储步骤，存储部对于设置在成为温度分布的检测对象的空间中的多个热电堆阵列传感器的每一个，存储该热电堆阵列传感器应检测温度的预定检测范围的位置坐标；检测温度取得步骤，检测温度取得部从所述各热电堆阵列传感器取得检测温度；温度变化对照步骤，温度变化对照部对于所述各热电堆阵列传感器当中的、相互的预定检测范围部分重复的两个热电堆阵列传感器，在从该重复区域内选择的一方的热电堆阵列传感器侧的每个检查位置和从另一方的热电堆阵列传感器的预定检测范围内选择的另一方的热电堆阵列传感器侧的各对照位置之间，对在各个位置上检测的所述检测温度的时间序列变化进行对照，来确定得到了最高的对照结果的最佳对照位置；系数推算步骤，系数推算部对于每个所述检查位置生成表示有关该检查位置的所述最佳对照位置和位置偏差系数的关系的方程式，所述位置偏差系数示出表示该检查位置的位置坐标与表示该最佳对照位置的位置坐标之间的位置偏差，通过使这些方程式联立用最小二乘法进行求解，来推算这些位置偏差系数；以及检测范围确定步骤，检测范围确定部通过根据所述位置偏差系数对所述另一方的热电堆阵列传感器的所述预定检测范围的位置坐标进行校正，来确定所述另一方的热电堆阵列传感器的实际检测范围。
【文档编号】G01J5/00GK103512662SQ201310247416
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2012年6月21日
【发明者】细居智树, 本田光弘 申请人:阿自倍尔株式会社