JPH06307700A - 人体活動量検出装置及び空気調和機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人体活動量を正確に検出し、また空気調和機
の快適制御をより適切に行う装置の提供。 【構成】 室内温度分布を複数の方向から検出する温度
分布検出手段１と、その出力を基に人体の特定部位の空
間位置を検出する人体部位検出手段２と、その出力を基
に人体の姿勢を判定する人体姿勢判定手段３と、人体部
位検出手段２からの出力を基に人体位置の単位時間の移
動量を検出する人体移動量算出手段４と、人体姿勢判定
手段３と人体移動量判定手段４の出力を基に人体の活動
量を検出する人体活動量検出手段５と、人体の特定部位
の皮膚温を検出する皮膚温検出手段７と、その出力の変
化率を算出する皮膚温変化率算出手段８と、人体活動量
検出手段５と皮膚温変化率算出手段８の出力を基に空気
調和機の運転条件を設定し制御する制御手段９とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、人体活動量を検出する
人体活動量検出装置と、人体活動量と人体熱負荷に応じ
た空気調和機の運転条件を制御する空気調和機の制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機の制御装置
は、特開平２−６８４３８号公報に記載のようなものが
あった。この制御装置は、人の動きを検知し、人の動き
の頻度を基に人体活動量を判定し、人体活動量に応じて
人の位置の空調温度を制御するようになっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来の空気調和機の制御装置では、人の姿勢は判定
しないため、人の姿勢の差異により活動量が変化し体感
温度が異なっても一定の設定温度に制御されるという課
題がある。

【０００４】また、人の動きにより人体活動量を検出す
る以前において、運動していたか安静にしていたか、よ
り暑い環境にいたか寒い環境にいたかによって、人体活
動量が検出された後において、その人が一定に設定され
た温度環境から受ける熱負荷は、人体の熱収支が平衡状
態になるまで時間変化し、過渡の体感温度を感じるた
め、常に十分な快適性が維持されないという課題もあっ
た。

【０００５】本発明は上記従来の装置の課題を解決する
もので、姿勢の違いによる人体活動量の差異に対応出
来、また、人体活動量の検出後において人体の熱負荷の
過渡状態に応じた空気調和機の快適制御を行うことので
きる、人体活動量検出装置及び空気調和機の制御装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の人体活動量検出
装置は、室内温度分布を複数の方向から検出する温度分
布検出手段と、温度分布検出手段の出力を基に人体の特
定部位の空間位置を検出する人体部位検出手段と、人体
部位検出手段の出力を基に人体の姿勢を判定する人体姿
勢判定手段と、人体部位検出手段からの出力を基に人体
位置の単位時間の移動量を算出する人体移動量算出手段
と、人体姿勢判定手段と人体移動量算出手段の出力を基
に人体の活動量を検出する人体活動量検出手段とを備え
たものである。

【０００７】また、本発明の空気調和機の制御装置は、
人体の特定部位の皮膚温を検出する皮膚温検出手段と、
皮膚温検出手段の出力の変化率を算出する皮膚温変化率
算出手段と、その皮膚温変化率算出手段の出力及び請求
項１記載の人体活動量検出装置の出力を基に、空気調和
機の運転条件を設定し制御する制御手段とを備えたもの
である。

【０００８】

【作用】本発明は、上記構成において、複数の温度分布
検出手段は室内を複数の異なる方向から温度分布を検出
する。複数の温度分布検出手段の出力を基に人体の特定
部位の空間位置が検出され、検出した人体部位の高さよ
り人体の姿勢を判別することができる。人体の動きは、
人体部位検出手段の出力を基に所定時間内での人体の移
動距離を検知することで単位時間当たりの移動量が算出
できる。よって、判別された姿勢と算出された単位時間
当たりの移動量を基に人体の活動量を検出することがで
き、その活動量の変化に応じた最適な空気調和機の快適
制御がなされる。

【０００９】また、上記温度分布検出手段の出力を基
に、皮膚温検出手段は人体の特定部位の皮膚温を検出
し、皮膚温検出手段の出力を基に、皮膚温変化率検出手
段で皮膚温の変化率が算出される。よって、この皮膚温
の変化率を基に、人体の熱収支が平衡状態のなるまでの
熱負荷を推定することができ、人体活動量検出後におけ
る人体の熱負荷の過渡状態に応じた最適な空気調和機の
快適制御が可能となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１１】図１において、１は、検出方向の異なる複
数の室内全体の温度分布を検出する温度分布検出手段で
ある。この温度分布検出手段１は、例えば、赤外線セン
サが用いられる。２は人体部位検出手段で、温度分布検
出手段１の温度分布出力から、周囲より高温の皮膚温部
位、例えば顔面、手の２ヶ所の方向を検知した後、複数
の温度分布検出手段１それぞれが検知した各皮膚温部位
の検知方向と各温度分布検出手段１の室内の設置空間位
置より、各皮膚温部位の室内の空間位置の特定を行う。
３は人体姿勢検出手段で、温度分布検出手段１が特定し
た顔面部の空間位置の床上高さより、人の姿勢が立位、
座位、臥位のいずれかを判定する。４は人体移動量算出
手段で、温度分布検出手段１が特定した顔面部の空間位
置の単位時間当たりの移動量を算出する。５は人体活動
量検出手段で、人体姿勢検出手段３で判定された姿勢と
人体移動量算出手段４で算出された時間当たりの移動量
より人体活動量を推定する。人体活動量検出装置６は、
これら温度分布検出手段１と、人体部位検出手段２と、
人体姿勢検出手段３と、人体移動量算出手段４と、人体
活動量検出手段５とから構成される。

【００１２】７は皮膚温検出手段で、温度分布検出手段
１で検出された温度分布と、人体部位検出手段２で特定
した手部の空間位置より、手部の皮膚温を検出する。８
は、皮膚温検出手段７で検出された手部の皮膚温の単位
時間当たりの変化量、つまり変化率を算出する。９は制
御手段で、人体姿勢検出手段３による人体活動量と皮膚
温変化率算出手段８による手部の皮膚温の変化率とから
最適設定温度を算出し、空調機の設定温度を変更する手
段である。空気調和機の制御装置１０は、上記人体活動
量検出装置６と、皮膚温検出手段７と、皮膚温変化率算
出手段８と、制御手段９とから構成される。

【００１３】図２は、上記人体活動量検出装置６の動作
のフロチャートを示す。以下、図２に基づいてその動作
について説明する。

【００１４】ステップＳ１で、温度分布検出手段１によ
り検出方向の異なる室内全体の複数の温度分布を検出す
る。

【００１５】ステップＳ２で、人体部位検出手段２によ
り、温度分布検出手段１の温度分布出力ごとに、周囲よ
り高温の皮膚温部位として顔面、手の２ヶ所の方向を検
出する。

【００１６】ステップＳ３で、各温度分布検出手段１ご
とに得られた各皮膚温部位の検知方向と、各温度分布検
出手段１の室内の設置空間位置から、各皮膚温部位の室
内の空間位置の特定を行う。

【００１７】ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３は、１分間一定
間隔で繰り返され、その間の顔面部の空間位置のデータ
は人体移動量算出手段４と人体姿勢検出手段３に出力さ
れる。

【００１８】ステップＳ４で、人体移動量算出手段４に
より１分間出力された顔面部の空間位置データの軌跡か
ら、顔面部の移動量を算出し人体移動量（Ｄ）とする。

【００１９】ステップＳ５で、人体姿勢検出手段３によ
り、蓄積された顔面部の空間位置データから、顔面部の
床上高さの平均値（Ｈ）を算出する。

【００２０】ステップＳ６で、人体姿勢検出手段３によ
り、Ｈ＜６０ｃｍの時、臥位と判定、６０ｃｍ≦Ｈ＜１
４０ｃｍの時、座位と判定、Ｈ≧１４０ｃｍの時、立位
と判定する。

【００２１】ステップＳ７で、人体活動量検出手段３に
より、座位の場合、人体活動量（Ｍ）を基準値１とし、
臥位の場合は、Ｍ＝０．８とする。立位の場合、人体活
動量（Ｍ）は、立位静止時の人体活動量（Ｍ１）＝１．
２と、移動量により増加する人体活動量（Ｗ）の和で算
出される。ただし、Ｗは、Ｄの関数ｆ（Ｄ）から得られ
る。これらのＭは、人体の産熱量と人体から外界への放
熱量が平衡状態、つまり人体の熱負荷が０の時の値であ
る。

【００２２】ステップＳ８で、ステップＳ７で得られた
Ｍを制御手段９に出力する。

【００２３】図３は、上記空気調和機の制御装置１０の
動作のフロチャートを示す。以下、図３に基づいてその
動作について説明する。

【００２４】ステップＳ１で、人体部位検出手段２によ
り、上記人体活動量検出装置６における、温度分布検出
手段１の各温度分布の出力と、人体部位検出手段２の手
部の空間位置の出力から、手部の皮膚温を検出し、５分
間一定間隔で繰り返し検出されたデータを皮膚温変化率
算出手段８に出力する。

【００２５】ステップＳ２で、皮膚温変化率算出手段８
により、５分間の手部の皮膚温データから時間変化率
（ｄＴｓ）を回帰分析で算出し、制御手段９に出力す
る。

【００２６】ステップＳ３で、制御手段９により、ｄＴ
ｓがｄＴｓ＜−０．０１℃／分、｜ｄＴｓ｜≦０．０１
℃／分、ｄＴｓ＞＋０．０１℃／分のいずれかを判別す
る。

【００２７】ステップＳ４で、制御手段９により、ま
ず、人体活動量検出装置６から出力されたＭにとって最
適な空調機の設定温度（Ｔ１）を決定する。

【００２８】次に、ステップＳ３での判別されたｄＴｓ
毎に、空調機の設定温度（Ｔ）を決定する。各｜ｄＴｓ
｜≦０．０１℃／分の時、人体の熱負荷は０に対応し、
ＴはＴ１に等しい。ｄＴｓ＜−０．０１℃／分の時、人
体の熱負荷は、人体の産熱量が人体から外界への放熱量
より大きい時に対応し、熱負荷０の時の最適なＴ１では
体感温度が高くなり、Ｔ１を設定室温低下幅（Ｔ２）分
下げる必要がある。ｄＴｓが小さいほど産熱量が放熱量
より大きいことから、設定室温低下幅（Ｔ２）はｄＴｓ
の減少関数（ｆ１（ｄＴｓ））で算出される。よって、
ｄＴｓ＜−０．０１℃／分の時のＴは、Ｔ１に対しＴ２
を減算して算出される。ｄＴｓ＞＋０．０１℃／分の
時、人体の熱負荷は、人体から外界への放熱量が人体の
産熱量より大きい時に対応し、熱負荷０の時の最適なＴ
１では体感温度が低くなり、Ｔ１を設定室温上昇幅（Ｔ
３）分上げる必要がある。ｄＴｓが大きいほど放熱量が
産熱量より大きいことから、設定室温上昇幅（Ｔ３）は
ｄＴｓの増加関数（ｆ２（ｄＴｓ））で算出される。よ
って、ｄＴｓ＞＋０．０１℃／分の時のＴは、Ｔ１に対
しＴ３を加算して算出される。

【００２９】ステップＳ５で、制御手段９により、ステ
ップ４で得られたＴに設定するための空調機の制御信号
を空調機に出力する。

【００３０】このように、人の姿勢を判定することによ
って、姿勢の違いによる活動量の差異に対応し、かつ、
人体の特定部位の皮膚温の変化率を検出することによっ
て、人体活動量の検出後における人体の熱負荷の過渡状
態に応じた最適温度を設定し空気調和機の快適制御が行
われる。

【００３１】なお、本発明の各手段は、コンピュータを
用いてソフトウェア的に実現し、あるいはそれら各機能
を有する専用のハード回路を用いて実現する事が出来
る。

【００３２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の人体活動量検出装置は、判別された姿勢と算出
された移動量を基に、移動量と姿勢の変化に応じた人体
活動量をより精密に検出することができる。

【００３３】また、本発明の空気調和機の制御装置で
は、皮膚温の変化率を基に、人体の熱収支が平衡状態に
なるまでの熱負荷を推定することができ、移動量と姿勢
による人体活動量の変化に対応し、かつ、人体活動量の
検出後における人体の熱負荷の過渡状態に応じた最適な
空気調和機の快適制御を行うことができるという長所を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における人体活動量検出装置
および空気調和機の制御装置のシステム構成図である。

【図２】同実施例における人体活動量検出装置の動作の
フロチャートである。

【図３】同実施例における空気調和機の制御装置の動作
のフロチャートである。

【符号の説明】

１ 人体活動量検出装置 ２ 温度分布検出手段 ３ 人体部位検出手段 ４ 人体移動量検出手段 ５ 人体姿勢検出手段 ６ 人体活動量検出手段 ７ 皮膚温検出手段 ８ 皮膚温変化率算出手段と ９ 制御手段 １０ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児玉 久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 宮本 博幸 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の温度分布を複数の方向から検出す
   る複数の温度分布検出手段と、それら温度分布検出手段
   の出力に基づいて人体の特定部位の空間位置を検出する
   人体部位検出手段と、その人体部位検出手段の出力に基
   づいて人体の姿勢を判定する人体姿勢判定手段と、前記
   人体位置検出手段からの出力に基づいて人体位置の単位
   時間の移動量を算出する人体移動量算出手段と、前記人
   体姿勢判定手段と前記人体移動量算出手段の出力に基づ
   いて人体の活動量を検出する人体活動量検出手段とを備
   えたことを特徴とする人体活動量検出装置。
2. 【請求項２】 温度分布検出手段の出力に基づいて人体
   の特定部位の皮膚温を検出する皮膚温検出手段と、その
   皮膚温検出手段の出力の変化率を算出する皮膚温変化率
   算出手段と、その皮膚温変化率算出手段の出力及び請求
   項１記載の人体活動量検出装置の出力に基づいて空気調
   和機の運転条件を設定し制御する制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする空気調和機の制御装置。