JP3996140B2 - 室内環境調節システム及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、室内環境調節システム及びその制御方法(INDOOR ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME)に係り、より詳しくは、ホームネットワークを通じて室内環境要素を最適に調節できる室内環境調節システム及びその制御方法に関する。

一般に、室内環境調節機器は室内で温度、湿度、空気清浄度などのような室内環境要素を調節する機器であって、エアコン、ヒーター、空気浄化器などを含む。このような室内環境調節機器は室内環境要素の状態を測定するセンサーが備えられ室内の環境要素状態を測定し、測定された室内環境要素の状態情報を受信した制御部ではディスプレイ窓に現在の室内環境要素の状態情報を表示する。そして、制御部は、使用者の入力に応じてセンサーから測定される現在の室内環境要素の状態を変更させるように温度調節部、湿度調節部などを制御する。

しかし、室内環境調節機器は、一般に、特定の位置に固定されて設けられているため、室内環境要素の状態測定センサーが限定された区域の環境要素だけを測定し、室内全体の環境要素を正確に測定することが困難であった。したがって、室内の環境要素が最適に調節できないという問題点がある。

一方、最近では、室内環境調節機器のような家の中のデバイスから、デバイスの状態情報あるいは室内環境要素の状態情報などを受信したホームサーバーが、使用者の入力によってデバイスを制御するホームネットワークシステムが広く知られている。使用者が携帯電話やＰＤＡまたは他の装備を利用して家にあるホームサーバーに接続し、使用者が期待する趣向、例えば、家の中の温度、湿度、電灯の明るさ、ＴＶのチャンネル、オーディオのボリュームなどの情報を入力すると、ホームサーバーは使用者の設定入力によってホームネットワークに連結された家の中のデバイスを各々制御する。

したがって、本発明の目的は、ホームネットワークを通じて室内の空気状態を最適に調節できる室内環境調節システム及びその制御方法を提供することである。

本発明の他の側面や長所は部分的に、後述する詳細な説明によって明らかになり、また、部分的に本発明の実際の適応によっても理解することができる。
前記目的は、本発明によって、少なくとも一つの室内環境要素を調節する室内環境調節機器を有する室内環境調節システムにおいて、移動可能で、データを無線で送受信するための無線送受信部と、前記室内環境要素の状態を感知する室内環境状態感知部と、前記室内環境状態感知部の感知結果を前記無線送受信部を通じて伝送する制御部を有する稼動感知装置と；前記稼動感知装置から伝送された室内環境状態感知結果を受信し、受信した感知結果に基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する制御サーバーと；を含むことを特徴とする室内環境調節システムによって達成される。

ここで、前記室内環境要素は、温度、湿度、空気清浄度のうちの少なくともいずれか一つを含むのが好ましい。

そして、前記稼動感知装置は、移動のための駆動部をさらに含むのが好ましい。

前記稼動感知装置は、自分の現在位置を認識するための自己位置認識部をさらに含み；前記制御部は、前記自己位置認識部を通じて分析された位置情報と前記室内環境状態感知部を通じて感知された室内環境要素の状態情報とを、前記無線送受信部を通じて前記制御サーバーに伝送する。

前記制御サーバーは、前記稼動感知装置から伝送された前記位置情報と前記室内環境要素の状態情報とに基づき、位置による室内環境要素の状態情報マップを推定し、前記推定された状態情報マップに基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御することによって、位置による室内環境要素の状態情報に基づいた室内環境要素の調節が可能である。

そして、前記稼動感知装置は、使用者の音声命令を認識するための音声認識部をさらに含み；前記制御部は、前記音声認識部を通じて認識された使用者の音声命令によって前記室内環境調節機器が前記室内環境要素を調節するように前記制御サーバーを制御することによって、使用者の音声命令による室内環境要素の調節が可能である。

一方、前記目的は、本発明の他の分野によると、少なくとも一つの室内環境要素を調節する室内環境調節機器を有する室内環境調節システムの制御方法において、位置による室内環境要素の状態を感知する段階と；前記感知結果に基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と；を含むことを特徴とする室内環境調節システムの制御方法によっても達成される。

ここで、前記室内環境要素は、温度、湿度、空気清浄度のうちの少なくともいずれか一つを含むのが好ましい。

そして、前記感知された位置による室内環境要素の状態情報を制御サーバーに伝送する段階と；前記伝送された状態情報に基づいて室内環境要素の状態情報マップを推定する段階と；前記推定されたマップに基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と；をさらに含むことによって、位置による室内環境要素の状態情報に基づいた室内環境要素の調節が可能である。

そして、使用者の音声命令を認識する段階と；前記認識された音声命令によって前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と；をさらに含むことによって、使用者の音声命令による室内環境要素の調節が可能である。

前記のように、本発明によると、ホームネットワークを通じて室内の空気状態を最適に調節できる室内環境調節システム及びその制御方法が提供される。

以下に、添付図面を参照して、本発明について詳細に説明する。

図１は本発明による室内環境調節システムの概略的な構成図である。この図面に示すように、本室内環境調節システムは、温度、湿度、空気清浄度などの室内環境要素を調節するヒーター、エアコン４０a、空気清浄器４０bなどを含む室内環境調節機器４０と、温度センサー１２a、空気清浄度測定センサー１２bなどを通じて室内環境要素の状態を感知し、感知した結果を無線ネットワークを通じて制御サーバー３０に伝送する稼動感知装置１０と、稼動感知装置１０から伝送された感知結果に基づいて室内環境調節機器４０を制御する制御サーバー３０とを含む。

ここで、稼動感知装置１０は移動ロボットであるのが好ましく、稼動感知装置１０、室内環境調節機器４０及び制御サーバー３０はホームネットワークを通じて互いに連結されている。

このような室内環境調節システムのホームネットワーク構造は、図２に示すように、制御サーバー３０にアクセスポイント５２が連結されており、稼動感知装置１０に備えられた無線送受信部（図３の２２）は、制御サーバー３０と連結されたアクセスポイント５２に無線接続することによってホームネットワークに接続する。

そして、制御サーバー３０は、ＰＬＣゲートウェイ５０を通じた電力線通信（ＰＬＣ:Power Line Communication）によって室内環境調節機器４０とホームネットワークを構成する。ここで、電力線通信とは、電力線だけで超高速インターネットと電話接続が可能となり、音声、文字データ、映像などを伝送できる技術をいう。つまり、各家や事務室の建物に入る電気線を利用して、電気の供給も受けながらインターネットに接続する通信線路として活用することである。電力線は既に全ての家に入っているので、ケーブル網のような超高速インターネットサービスとは異なって別途の網を構築する必要がないという長所がある。

もちろん、本ホームネットワークに適用された技術は電力線通信に限定されず、ＩＥＥＥ１３９４、Ｈｏｍｅ ＰＮＡ、ブルートゥースのようなホームネットワーキング技術なども適用できる。

図３は本発明による室内環境調節システムの制御ブロック図である。この図面に示すように、本室内環境調節システムは、室内環境要素を調節する室内環境調節機器４０と；制御サーバー３０に無線で接続するための無線ＬＡＮカード、ブルートゥースなどの無線ネットワーク接続モジュールを含む無線送受信部２２と、移動のための駆動部２０と、現在位置を認識するための自己位置認識部１６と、使用者の音声命令を認識するための音声認識部１４と、音声を送出するための音声送出部１８と、室内環境要素の状態を感知する室内環境状態感知部１２と、制御機能を担当する制御部２４を有する稼動感知装置１０と;稼動感知装置１０から伝送されたデータによって室内環境調節機器４０を制御する制御サーバー３０と；を含む。

駆動部２０は、稼動感知装置１０に装着されたモータを駆動させる部分であって、制御部２４の制御信号によって稼動感知装置１０の本体を移動させる。

自己位置認識部１６は自己位置を認識するための映像処理ボード及びカメラを含む。使用者入力などにより、制御部２４は自己位置認識部１６のカメラを作動させ現在位置の撮影がなされるようにし、撮影を通じて生成された映像データが映像処理ボードに伝達されるようにすることで、信号処理が行なわれるようにする。そうすると、制御部２４は映像処理ボードから伝達された映像データを分析して自分の現在位置を分析する。

音声認識部１４は音声認識エンジンがモジュール化されている。音声認識部１４は音声認識処理機能によって使用者の音声指示内容を分析し、分析された内容にしたがって所定のコードを生成し制御部２４に伝達する。制御部２４は、生成されたコードにしたがって制御サーバー３０に制御信号を印加し、制御サーバーに接続されている室内環境調節機器４０が該当制御を行うようにする。

一方、制御部２４は、室内環境調節機器４０から制御サーバー３０を通じて稼動感知装置１０に伝達された室内環境調節機器４０の制御結果などを、音声送出部１８を通じて音声として出力させることによって、使用者が音声で便利に室内環境要素の状態を確認できるようにする。

室内環境状態感知部１２は、温度、湿度、空気清浄度などの室内環境要素を測定する温度センサー、湿度センサーなどであるのが好ましい。

制御部２４は、制御サーバー３０から室内環境要素の状態情報の伝達命令または位置の移動命令を受け、自己位置認識部１６を通じて分析された位置情報と室内環境状態感知部１２を通じて感知された室内環境要素の状態情報とを、無線送受信部２２を通じて周期的に制御サーバー３０に伝送する。また、現在時間情報を制御サーバー３０に伝送することもある。

そして、制御部２４は、音声認識部１４を通じて認識された使用者の音声命令によって、制御サーバー３０が室内環境調節機器４０を制御するようにする。したがって、室内環境調節機器４０では使用者の音声命令に対応する室内環境要素の調節を行う。

そして、稼動感知装置１０は、図示しないが、移動経路上の障害物を感知する障害物感知部をさらに含むことができる。障害物感知部は自己位置認識部１６と同様に映像処理ボード及びカメラを含む。制御部２４の制御によって障害物感知部のカメラで撮影された映像データは、映像処理ボードを通じて信号処理される。制御部２４では映像処理ボードで処理された映像データを受信して障害物に対応できるように駆動部２０を制御する。

制御サーバー３０は、稼動感知装置１０から伝送された位置情報と室内環境要素の状態情報とに基づいて位置による室内環境要素の状態情報を把握し、把握された状態情報に基づいて室内環境要素を調節するように室内環境調節機器４０を制御する。

ここで、位置による室内環境要素の状態情報の把握は、知られているリアルタイム室内環境要素の状態推定アルゴリズムを通じて可能となり、図４に示したような格子型室内環境要素の状態情報マップで把握される。図４に示したマップは、室内を正四角形の格子として等分し、格子当り室内環境要素の状態情報の例を示したものであって、一つの格子における室内環境要素の状態情報は同一である。

制御サーバー３０は、所定個数以上の位置情報と室内環境要素の状態情報とが受信されたと判断すれば、室内環境要素の状態推定アルゴリズムを通じて受信した情報に基づき、室内環境要素の状態情報マップを推定する。

ここで、稼動感知装置１０が移動できない位置における室内環境要素の状態情報は、熱伝逹、空気の流れの動力学などを考慮した様々なアルゴリズムを適用して推定することができる。

そして、制御サーバー３０は、室内環境要素の状態情報マップを推定するための位置情報と室内環境要素の状態情報が足りないと判断すれば、稼動感知装置１０に移動命令をくだして稼動感知装置１０が室内環境要素の状態を感知するようにする。

そして、制御サーバー３０は、リアルタイムの室内環境要素の状態推定アルゴリズムを通じて、周期的に稼動感知装置１０から伝達される位置情報と室内環境要素の状態情報とによって、室内環境要素の状態情報マップを更新する。そして、制御サーバー３０は、前記室内環境要素の状態情報マップを周期的に室内環境調節機器４０に伝達する。

このような構成を有する本発明による室内環境調節システムの制御フローを図５に示した。まず、使用者が室内環境要素の調節のための音声命令を入力すると（Ｓ１０）、稼動感知装置１０の音声認識部１４は前記音声命令を認識する。制御部２４は、認識された音声命令にしたがい制御サーバー３０を通じて室内環境調節機器４０に制御信号を伝達するようにする。室内環境調節機器４０は動作状態情報などを制御サーバー３０に伝送し、制御サーバー３０は稼動感知装置１０に室内環境要素の状態情報の伝達命令及び移動命令をくだす（Ｓ１２）。これにより、稼動感知装置１０の制御部２４は、駆動部２０を駆動させて稼動感知装置１０が移動するようにし、室内環境状態感知部１２を動作させて室内環境状態を感知するようにする。そして、制御部２４は位置情報と室内環境要素の状態情報を制御サーバー３０に伝送する（Ｓ１４）。制御サーバー３０は、稼動感知装置１０から伝送された位置情報と室内環境要素の状態情報とに基づいて位置による室内環境要素の状態情報を把握する（Ｓ１６）。つまり、室内環境要素の状態情報マップを推定する。そして、制御サーバー３０は把握された室内環境要素の状態情報に基づいて室内環境調節機器４０を制御する（Ｓ１８）。これによって、室内環境要素を最適に調節することが可能になる。

一方、前述した実施例における制御サーバー３０の機能が室内環境調節機器４０に含まれることも可能である。

また、前述した実施例においては、稼動感知装置１０で位置情報を認識し制御サーバー３０に伝送することと詳述したが、稼動感知装置１０の位置情報を制御サーバー３０で認識できるのはもちろんである。

また、前述した実施例における稼動感知装置１０に室内環境調節機能を含ませることができるのはもちろんである。

さらに、使用者の音声命令を通じて室内環境調節機器４０の電源オン／オフなどを制御することができるのはもちろんである。

このように、本発明は稼動感知装置１０を通じて位置による室内環境要素の状態を感知し、制御サーバー３０で感知結果に基づいて位置による室内環境要素の状態情報マップを推定して室内環境調節機器４０を制御することによって、室内環境要素を最適に調節することができる。

以上、本発明のいくつかの実施例を示して説明したが、技術分野の通常の知識を有する者であれば発明の原則や精神から外れずに本実施例を変形できることが分かる。したがって、発明の範囲は添付された請求項及びその均等物によって決められなければならない。

本発明による室内環境調節システムの概略的な構成図である。 図１のネットワーク構造図である。 本発明による室内環境調節システムの制御ブロック図である。 本発明による室内環境要素の状態情報マップの例示図である。 本発明による室内環境調節システムの制御フローチャートである。

符号の説明

１０ 稼動感知装置
１２ 室内環境状態感知部
１２a 温度センサー
１２b 空気清浄度測定センサー
１４ 音声認識部
１６ 自己位置認識部
１８ 音声送出部
２０ 駆動部
２２ 無線送受信部
２４ 制御部
３０ 制御サーバー
４０ 室内環境調節機器
４０a エアコン
４０b 空気清浄器
５０ ＰＬＣゲートウェイ

Claims (8)

1. 少なくとも一つの室内環境要素を調節する室内環境調節機器を有する室内環境調節システムにおいて、
   自走可能で、データを無線で送受信するための無線送受信部と、前記室内環境要素の状態を感知する室内環境状態感知部と、前記室内環境状態感知部の感知結果を前記無線送受信部を通じて伝送する制御部を有する稼動感知装置と;
   前記稼動感知装置から伝送された室内環境状態感知結果を受信し、受信した感知結果に基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する制御サーバーと;
   を含み、
   前記室内環境要素は、温度、湿度、空気清浄度のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする室内環境調節システム。
2. 前記稼動感知装置は、移動のための駆動部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の室内環境調節システム。
3. 前記稼動感知装置は、自分の現在位置を認識するための自己位置認識部をさらに含み;
   前記制御部は、前記自己位置認識部を通じて分析された位置情報と前記室内環境状態感知部を通じて感知された室内環境要素の状態情報とを、前記無線送受信部を通じて前記制御サーバーに伝送することを特徴とする請求項１に記載の室内環境調節システム。
4. 前記制御サーバーは、前記稼動感知装置から伝送された前記位置情報と前記室内環境要素の状態情報とに基づき、位置による室内環境要素の状態情報マップを推定し、前記推定された状態情報マップに基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御することを特徴とする請求項３に記載の室内環境調節システム。
5. 前記稼動感知装置は、使用者の音声命令を認識するための音声認識部をさらに含み;
   前記制御部は、前記音声認識部を通じて認識された使用者の音声命令によって、前記室内環境調節機器が前記室内環境要素を調節するように前記制御サーバーを制御することを特徴とする請求項１に記載の室内環境調節システム。
6. 少なくとも一つの室内環境要素を調節する室内環境調節機器を有する室内環境調節システムの制御方法において、
   位置による室内環境要素の状態を感知する段階と;
   前記感知結果に基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と;
   を含み、
   前記室内環境要素は、温度、湿度、空気清浄度のうちの少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする室内環境調節システムの制御方法。
7. 前記感知された位置による室内環境要素の状態情報を制御サーバーに伝送する段階と;
   前記伝送された状態情報に基づいて室内環境要素の状態情報マップを推定する段階と;
   前記推定されたマップに基づいて前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と；
   をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の室内環境調節システムの制御方法。
8. 使用者の音声命令を認識する段階と；
   前記認識された音声命令によって前記室内環境要素を調節するように前記室内環境調節機器を制御する段階と；
   をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の室内環境調節システムの制御方法。

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