JP2014017114A

JP2014017114A - 照明システム

Info

Publication number: JP2014017114A
Application number: JP2012153723A
Authority: JP
Inventors: Yuto Hidaka; 佑図日高; Junro Nanahara; 淳郎七原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-01-30
Also published as: EP2685791B1; CN103547024A; US20140012400A1; US9414464B2; EP2685791A1

Abstract

【課題】画像センサによる検出精度を向上させた照明システムを提供する。
【解決手段】照明システムは、光源２１、及び光源２１の光出力を制御する第１制御部２２を具備する複数の照明器具２と、所定のエリアを撮像する画像センサ１１、及び画像センサ１１で撮像した画像において人の存否を検出し、検出結果に応じて光源２１の調光率を決定する第２制御部１２を具備するセンサ部１とを備える。第２制御部１２は、画像センサ１１で撮像した画像において人を検出しない状態が所定時間継続すると、光源２１の調光率を一定値下げて、画像センサ１１の感度を一定時間上げる。これにより、画像センサ１１で検出されていないことを当事者に知らせることができるとともに、人の微動作でも検出できるようになって画像センサ１１の検出精度が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明システムに関するものである。

従来より、通路内を通行する人の数に応じて空調や照明などを制御する画像監視装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。この画像監視装置は、通路内の所定の領域毎に配置された複数の広角カメラと、各広角カメラより送られてくる映像から通路内の各領域の人数を求め、これらの平均から空調や照明の出力を制御する制御コントローラと、監視モニタとを備える。そして、この画像監視装置を用いることで、通路内にいる人の数に応じた環境（空調環境、照明環境）を実現することができる。

また、画像センサを用いた照明システムも提供されている。図６はその一例を示す模式図であり、この照明システムは、所定のエリアを撮像する画像センサ１０と、画像センサ１０の検出結果に応じて光出力が制御される複数の照明器具２０とを備え、画像センサ１０と各照明器具２０とが伝送線Ｌ２により接続されている。画像センサ１０は、照明器具２０から放射される光の反射光を２次元的に配置された光センサ素子で検出し、光の強弱を輝度値データに変換して２次元の画像を生成する。本従来例では、画像センサ１０が時間的に連続する複数枚の画像を生成し、過去から現在までの画像における各画素の輝度値の分散値などを求め、背景画像を作成する。また画像センサ１０は、作成した背景画像と現在の画像の輝度値の差分を求め、この差分が所定の閾値以上である背景差分画像を作成する。さらに画像センサ１０は、現在の画像と１フレーム前の画像の輝度値の差分を求め、この差分が所定の閾値以上であるフレーム間差分画像を作成する。そして画像センサ１０は、上記の背景差分画像及びフレーム間差分画像に現れる差分を人であると判断し、その領域を検知領域に設定して検知領域付近の照明器具２０を調光点灯させる。なお、図６中の破線ａ１は画像センサ１０の検知範囲を示し、実線ａ２は各照明器具２０の照明範囲を示している。

特開２００６−２７０８６５号公報

上述の図６に示した照明システムでは、人を検出するために背景差分画像とフレーム間差分画像を用いているが、例えば撮像エリア内にいる人が立ったままや座ったままの状態を維持している場合には、人を含めた形で背景画像が作成されることになり、この場合、背景差分画像にもフレーム間差分画像にも人が検出されない可能性があった。

そこで、このような状態での微動作を検出できるように差分を求める際の閾値を下げることで検出感度を上げる方法があるが、上記閾値を下げることで照明器具２０の光出力の変化を差分として検出してしまう可能性があった。

また、光の反射を検出する画像センサ１０は、照明器具２０の調光率が低いと検出性能が低下し、例えば人がいなくなったと誤認して照明器具２０の調光率を下限値まで低下させた場合には、人を検出しにくくなるとともに人の視認性が低下し、快適性が損なわれるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、画像センサによる検出精度を向上させた照明システムを提供することにある。

本発明の照明システムは、光源、及び光源の光出力を制御する第１制御部を具備する照明器具と、所定のエリアを撮像する画像センサ、及び画像センサで撮像した画像において人の存否を検出し、検出結果に応じて光源の調光率を決定する第２制御部を具備するセンサ部とを備える。第２制御部は、画像センサで撮像した画像において人を検出しない状態が所定時間継続すると、光源の調光率を一定値下げて、画像センサの感度を一定時間上げる。

この照明システムにおいて、第２制御部は、第１制御部が光源の光出力を変化させている間は画像センサの感度を保持するのが好ましい。

また、この照明システムにおいて、第２制御部は、光源の調光率が下限値に達するまで、光源の調光率を一定値下げて、画像センサの感度を一定時間上げる動作を繰り返し行うのも好ましい。

さらに、この照明システムにおいて、第２制御部は、画像センサで撮像した画像において検出していた人が検出されなくなったエリアのみ感度を上げるのも好ましい。

人がいないと誤認して光源の調光率を下げた場合でも、画像センサの感度を一定時間上げることで人の微動作でも検出することができ、その結果、画像センサによる検出精度を向上させた照明システムを提供することができるという効果がある。

本実施形態の照明システムの一例を示す模式図である。同上の動作を説明するためのタイムチャートである。同上の別の動作を説明するためのタイムチャートである。同上のさらに別の動作を説明するためのタイムチャートである。同上のさらにまた別の動作を説明するための説明図である。従来の照明システムの一例を示す模式図である。

以下に、照明システムの実施形態を図１〜図５を参照して説明する。

図１は本実施形態の照明システムの一例を示す模式図であり、この照明システムは、センサ部１と複数の照明器具２とを備え、センサ部１と各照明器具２とが伝送線Ｌ１により接続されている。

センサ部１は、図１に示すように、所定のエリアを撮像する画像センサ１１と、画像センサ１１で撮像した画像において人の存否を検出し、検出結果に応じて光源２１の調光率を決定する第２制御部１２とを具備する。

画像センサ１１は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子と光学レンズ、及び信号処理回路を含んで一体的に構成され、所定のエリア（例えば室内など）を撮像範囲に含むようにして天井などに設置される。そして、画像センサ１１は、取得した画像データを第２制御部１２に出力する。第２制御部１２は、画像センサ１１より入力された画像データに基づいて人の存否を検出し、検出結果に応じて光源２１の調光率を決定する。そして、第２制御部１２は、決定した調光率を伝送線Ｌ１を介して後述の第１制御部２２へ送信する。なお本実施形態では、第２制御部１２が、画像センサ１１から送られてくる画像データに基づいて上述した背景差分画像やフレーム間差分画像を作成し、これらの画像に基づいて人の存否を検出しているが、この点は従来例と同様であるから説明を省略する。

照明器具２は、図１に示すように、光源２１（例えばＬＥＤなど）と、光源２１の光出力を制御する第１制御部２２とを具備する。第１制御部２２は、伝送線Ｌ１を介して第２制御部１２より光源２１の調光率を受信し、受信した調光率に基づいて制御信号を作成し、作成した制御信号を光源２１に出力することで光源２１を所定の調光レベルで点灯させる。

次に、本実施形態の照明システムにおいて、画像センサ１１により検出していた人が検出されなくなったときの動作を図２を参照して説明する。まず最初に、画像センサ１１により人を検出している状態では光源２１の調光率が上限値に設定されており（図２参照）、光源２１はこの調光率に応じた調光レベル（例えば全点灯）で点灯する。ここに本実施形態では、例えば画像センサ１１により予め撮像した背景画像と現在の画像、又は、現在の画像と１フレーム前の画像の輝度値の差分を求める際に所定の閾値を設け、この閾値以上の輝度差がある場合に差分として検出している。そして、この閾値を下げることで画像センサ１１の感度を上げている。

第２制御部１２は、画像センサ１１の撮像範囲において検出していた人が所定時間継続して検出されなくなると、時刻ｔ１のときに検知状態を解除して光源２１の調光率を一定値低下させる。時刻ｔ２のときに光源２１の照度が所定値まで低下すると、画像センサ１１の感度が同じ状態では光源２１の照度が低下したことで検出性能が低下することになるが、本実施形態では、上記閾値（差分閾値）を下げることで画像センサ１１の感度を上げている。その後、第２制御部１２は、時刻ｔ３になるまでの一定時間（図２中の時間Ｔ１）の間、画像センサ１１の感度を上げた状態を維持し、この間に人を検出しないことから時刻ｔ３のときに上記閾値を元の値に戻す。その結果、画像センサ１１の感度が元の状態（通常感度）に戻る。

続けて、第２制御部１２は、光源２１の調光率をさらに一定値低下させ、光源２１の照度がさらに低下した時刻ｔ４のときに、上記閾値を再度下げて画像センサ１１の感度を上げる。その後、第２制御部１２は、時刻ｔ５になるまでの一定時間（図２中の時間Ｔ３）の間、画像センサ１１の感度を上げた状態を維持し、この間に人を検出しないことから時刻ｔ５のときに上記閾値を元の値に戻す。その結果、画像センサ１１の感度が元の状態（通常感度）に戻る。

さらに、第２制御部１２は、光源２１の調光率をさらに一定値低下させ、光源２１の照度がさらに低下した時刻ｔ６のときに、上記閾値を再度下げて画像センサ１１の感度を上げる。その後、時刻ｔ７になるまでの一定時間（図２中の時間Ｔ５）の間、画像センサ１１の感度を上げた状態を維持し、この間に人を検出しないことから時刻ｔ７のときに上記閾値を元の値に戻す。その結果、画像センサ１１の感度が元の状態（通常感度）に戻る。なおこのとき、第２制御部１２は、光源２１の調光率が下限値に達しており且つ人を検出しないことから、人が退出したと判断し、光源２１を下限の調光率で点灯させた状態を維持する。なお、図２中の時間Ｔ２，Ｔ４は、画像センサ１１の感度が通常感度に戻された期間を示す。

ここで、図２に示す例では、第１制御部２２によって光源２１の光出力を変化させている間（調光させている間）は画像センサ１１の感度を保持しているが、これにより、光源２１の光出力の変化によって生じるノイズで誤検出するのを抑えることができる。

次に、本実施形態の照明システムにおいて、画像センサ１１により検出していた人が一旦検出されなくなり、その後再度検出された場合の動作を図３を参照して説明する。画像センサ１１の撮像範囲において検出していた人が所定時間継続して検出されなくなると、第２制御部１２は、時刻ｔ１のときに検知状態を解除して光源２１の調光率を一定値低下させる。時刻ｔ２のときに光源２１の照度が所定値まで低下すると、第２制御部１２は、上記閾値を下げることで画像センサ１１の感度を上げる。その後、第２制御部１２は、時刻ｔ３になるまでの一定時間（図３中の時間Ｔ１）の間、画像センサ１１の感度を上げた状態を維持し、この間に人を検出しないことから時刻ｔ３のときに画像センサ１１の感度を通常感度に戻す。続けて、第２制御部１２は光源２１の調光率をさらに一定値低下させ、光源２１の照度がさらに低下した時刻ｔ４のときに画像センサ１１の感度を再度上げる。そして、画像センサ１１の感度が上がっている時刻ｔ５のときに人を検出すると、第２制御部１２は、光源２１の調光率を上限値まで上げて光源２１を調光率に応じた調光レベルで点灯させる。これにより、視認性が上がることで快適性が向上し、さらに人からの光の反射も大きくなるため、画像センサ１１の検知性能を上げることもできる。

なお、図４に示すように、光源２１の調光率が上限値に達するまで、人を検出する度に段階的に上げてもよく、同様に視認性が上がることで快適性が向上し、さらに画像センサ１１の検知性能を上げることもできる。

ここで、上述の各例では、画像センサ１１により撮像される範囲全域に亘って感度を変化させているが、例えば一部のエリアのみの感度を変化させるようにしてもよく、以下に図５を参照して説明する。

画像センサ１１の撮像範囲Ｒ１において検出していた人Ｐ２が所定時間継続して検出されなくなると、第２制御部１２は、時刻ｔ１のときに検知状態を解除し、さらに人Ｐ２を検出していた領域Ｒ２（エリア）をメモリ（図示せず）に記憶させる。その後、第２制御部１２は、光源２１の調光率を一定値低下させ、光源２１の照度が所定値まで低下した時刻ｔ２のときに領域Ｒ２のみ感度を上げる。これにより、ノイズの影響を受ける範囲を最小限に抑えることができる。

而して本実施形態によれば、人がいないと誤認した場合に光源２１の調光率を一定値下げることで、画像センサ１１で検出されていないことを当事者（作業者）に知らせることができる。またこの際、画像センサ１１の感度を一定時間上げることで、人の微動作でも検出できるようになり、画像センサ１１の検出精度を向上させることができる。さらに本実施形態のように、調光率を下限値まで段階的に下げていくことで、調光率を下限値まで一度に下げる場合に比べて視認性を確保しつつ画像センサ１１の感度を高めることができる。

１センサ部
２照明器具
１１画像センサ
１２第２制御部
２１光源
２２第１制御部

Claims

光源、及び前記光源の光出力を制御する第１制御部を具備する照明器具と、
所定のエリアを撮像する画像センサ、及び前記画像センサで撮像した画像において人の存否を検出し、検出結果に応じて前記光源の調光率を決定する第２制御部を具備するセンサ部とを備え、
前記第２制御部は、前記画像センサで撮像した画像において人を検出しない状態が所定時間継続すると、前記光源の調光率を一定値下げて、前記画像センサの感度を一定時間上げることを特徴とする照明システム。
前記第２制御部は、前記第１制御部が前記光源の光出力を変化させている間は前記画像センサの感度を保持することを特徴とする請求項１記載の照明システム。
前記第２制御部は、前記光源の調光率が下限値に達するまで、前記光源の調光率を一定値下げて、前記画像センサの感度を一定時間上げる動作を繰り返し行うことを特徴とする請求項１又は２記載の照明システム。
前記第２制御部は、前記画像センサで撮像した画像において検出していた人が検出されなくなったエリアのみ感度を上げることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明システム。