專利名稱：溫度調節器的控制裝置和控制方法
技術領域：
本發明涉及一種家電控制裝置和控制方法，特別涉及一種溫度調節器的控制裝置
和控制方法。
背景技術：
傳統空調利用溫度傳感器感應室內溫度從而調節空調的輸出風力和室內溫度， 然而由于溫度傳感器通常設置于固定位置，例如空調機體內，所述溫度傳感器所感應的溫 度往往難以即時對室內實際溫度變化作出反應，導致溫度調節效果不佳而消耗相當大的電 能。此外，傳統空調的輸出風向無法根據室內實際人體位置來調整，因此難以使室內溫度調 節到良好的舒適度。 因此，業界提出了根據紅外線圖像傳感器所捕獲的紅外線圖像來控制空調的方
法，例如日本專利第10-259942號專利所公開的"空氣調節器的控制裝置"，該控制裝置包
括紅外線圖像傳感器、狀況判斷電路和控制電路。所述紅外線圖像傳感器用來捕獲室內圖
像；所述狀況判斷電路根據所述紅外線圖像傳感器所捕獲的圖像判斷室內人數、位置、動 作、活動量或衣著量等狀況；所述控制電路則根據所述狀況判斷電路的判斷結果控制空氣
調節器的風向和風力等運轉狀態。 然而，所述控制裝置主要根據一臺紅外線圖像傳感器所捕獲的圖像進行狀況判 斷，因而無法根據人體與空氣調節器的距離來進行相應控制。
發明內容
本發明的目的是提供一種溫度調節器的控制裝置和控制方法，該控制裝置和控制 方法根據至少一個活動對象與溫度調節器間的距離來調節溫度調節器風力和/或風向，可 有效調節室內溫度并節省溫度調節器的耗電。 為達到上述目的，本發明提供一種溫度調節器的控制方法，所述溫度調節器用來 調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制方法包括下列步驟通過第一圖像傳
感器來捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像；通過第二圖像傳感器來捕獲包含所述活 動對象的圖像的第二圖像；根據所述第一和第二圖像得到視差圖；根據所述視差圖得到所 述活動對象與所述溫度調節器的距離；以及根據所述距離調整所述溫度調節器的運轉狀 態。 根據本發明實施方式的溫度調節器的控制方法，其中當所述活動對象為不止一個 時，所述距離可以是例如所述活動對象與所述溫度調節器的平均距離、最近距離和最遠距 離。 根據本發明的另一特點，本發明還提供一種溫度調節器的控制裝置，所述溫度調 節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制裝置包括第一圖像傳感器、 第二圖像傳感器、處理單元、控制單元和傳輸接口單元。所述第一圖像傳感器用來捕獲包含 所述活動對象的圖像的第一圖像。所述第二圖像傳感器用來捕獲包含所述活動對象的圖像的第二圖像。所述處理單元根據所述第一和第二圖像計算所述活動對象與所述溫度調節器 的距離。所述控制單元根據所述處理單元所得到的距離產生控制信號。所述傳輸接口單元 用來將所述控制單元所產生的所述控制信號傳輸至所述溫度調節器，從而對所述溫度調節 器的運轉狀態進行相應控制。 根據本發明的另一特點，本發明還提供一種溫度調節器的控制方法，所述溫度調 節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制方法包括下列步驟通過第 一圖像傳感器來捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像；通過第二圖像傳感器來捕獲包 括所述活動對象的圖像的第二圖像；根據所述第一和第二圖像得到視差圖；根據所述視差 圖得到靜態參數和動態參數；以及根據所述靜態參數和所述動態參數調整所述溫度調節器 運轉狀態。 本發明提供了一種溫度調節器的控制裝置和控制方法，該控制裝置和控制方法根 據視差圖(disparity m即)計算至少一個活動對象與溫度調節器的距離，由此控制溫度調 節器的風力，其中當活動對象距離溫度調節器較遠時增加溫度調節器的風力，反之，當活動 對象距離溫度調節器較近時降低溫度調節器的風力，從而可有效調節室內溫度并節省溫度 調節器的耗電。 本發明的溫度調節器可以是例如空調機或電風扇。本發明中，當活動對象與溫度 調節器的距離改變時，可通過改變溫度調節器的風力和/或風向，來解決公知裝置所具有 的不易控制溫度的問題。此外，本發明所使用的視差圖還可同時用來求出活動對象與溫度 調節器的相應位置和活動對象的數目等靜態參數，以及活動對象的動作、活動范圍以及活 動量等動態參數，由此使室內溫度調節達到最佳化。
為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能更明顯，下文特描述本發明的具體實施方式
，并結合所附圖示，作詳細說明如下。 如圖1所示，圖1中顯示本發明實施方式的溫度調節器8的使用示意圖，此處所述 溫度調節器8用空調表示，但并不限于此，所述溫度調節器8的其他實施方式可包括電風 扇。所述溫度調節器8用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，其中所述活動對象 可以是例如人體或動物等。例如在一種實施方式中，所述溫度調節器8被置于室內空間9 中，用來調節所述室內空間9的環境溫度，但并不限于此。例如當溫度調節器為電風扇時， 所述溫度調節器也可置于室外。 如圖1和圖2所示，所述溫度調節器8連接到控制裝置10 (所述控制裝置10可置 于所述溫度調節器8內部或外部)，所述控制裝置IO包括第一圖像傳感器11和第二圖像傳 感器12，所述第一和第二圖像傳感器用來捕獲所述室內空間9中的活動對象的圖像，例如 此時所述室內空間9中存在有兩個活動對象A和B，且所述活動對象A距離所述溫度調節 器8較近。在此實施方式中，所述控制裝置10可根據所述第一圖像傳感器11和所述第二 圖像傳感器12所捕獲的圖像得到視差圖(disparity map)，接著利用所述視差圖求出所述 室內空間9中各活動對象與所述溫度調節器8的距離，例如活動對象A和B與所述溫度調 節器8的平均距離、最近距離(所述活動對象A與所述溫度調節器8的距離)和最遠距離 (所述活動對象B與所述溫度調節器8的距離)。所述控制裝置10根據所述距離來調整所 述溫度調節器8的運轉狀態，例如風力和/或風向等。此外，利用所述視差圖還可得到各活 動對象的位置、數目等靜態參數，以及各活動對象的活動量、活動范圍等動態參數，所述控 制裝置10可根據所述靜態參數和動態參數或其組合來調整所述溫度調節器8的運轉狀態。
如圖2所示，圖2中顯示本發明實施方式的溫度調節器的控制裝置10的框圖。所 述控制裝置10包括第一圖像傳感器11、第二圖像傳感器12、處理單元13、控制單元14和傳 輸接口單元15。所述第一圖像傳感器11和所述第二圖像傳感器12的實施方式包括電荷 耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器，所述第一和第二 圖像傳感器用來捕獲包括至少一個活動對象的圖像。例如在本發明的實施方式中，所述第 一圖像傳感器11和所述第二圖像傳感器12捕獲所述溫度調節器8所置于的室內空間的圖 像，且所述第一和第二圖像傳感器彼此間具有橫向距離。所述處理單元13連接到所述第一 圖像傳感器11和所述第二傳感器12，用來根據所述第一和第二圖像傳感器所捕獲的圖像 計算出視差圖(計算方法將于下文中描述)，并依據所述視差圖計算所述室內空間9中活 動對象與所述溫度調節器8間的距離和其他參數，例如位置、動作、人數、活動對象的活動 范圍和活動量等。所述控制單元14連接到所述處理單元13，并根據所述處理單元14所得 到的結果產生控制信號(未示出)來控制所述溫度調節器8的運轉狀態，例如風力和風向 等，但并不限于此。所述傳輸接口單元15連接到所述控制單元14，用來將所述控制信號傳 送至所述溫度調節器8以進行相應的控制。 如圖3所示，圖3中顯示本發明實施方式中計算視差圖的一種方法，其中，假設所 述第一圖像傳感器11與所述第二圖像傳感器12的橫向距離為d ;所述第一和第二圖像傳 感器所在直線設定為x軸；并設定z軸垂直于所述x軸。所述第一圖像傳感器ll位于所述 x軸與z軸的交點，該點被設為原點(O，O);因此，所述第二圖像顯示器12的坐標為(d，O)。 在這種實施方式中，所述第一和第二圖像傳感器感應所述x軸與z軸所形成空間中的點P 的圖像，此處設定所述第一和第二圖像傳感器的成像距離為f，并設定P點位于所述第一圖
6像傳感器11的圖像坐標為(&， -f)，位于所述第二圖像傳感器12的圖像坐標為(xK， _f)， 則可得到兩個比例關系式，分別為式(1)和(2):
z/x = _f/\ (1)
z/(x-d) =-f / (xK_d) (2) 將式(1)和(2)整理后可得到P點的位置表示為式(3)和(4):
x = d/(l-(xK-d)/xL) (3)
z = f Xd/(xK-xL-d) (4) 根據式(3)，可得到P點相對于所述第一和第二圖像傳感器的位置；根據式(4)， 可得到P點與所述第一和第二圖像傳感器的距離。同時根據式(4)可知，當(XfXfd)越小 時，P點距離所述第一和第二圖像傳感器越遠，此處(XfXfd)則定義為視差(disparity)。 所述第一圖像傳感器11的感應陣列(未示出)的每一個像素與所述第二圖像傳感器12的 感應陣列(未示出)的相應位置像素均可得到視差值。所述處理單元13則將所述第一和 第二圖像傳感器的感應陣列所有像素的視差值形成一個二維視差圖(disparity map)，并 根據該圖來判斷圖中各活動對象與所述溫度調節器8之間的距離。在所述二維視差圖中，
(XfXfd)可利用亮度來區分，例如當視差圖的亮度較高時表示(XfXfd)值越高，P點距
離所述第一和第二圖像傳感器越近；反之，當視差圖的亮度較低時表示(XfXfd)值越低， P點距離所述第一和第二圖像傳感器越遠，由此可得到具有不同亮度層次的二維圖像。所 述處理單元13則根據所述視差圖的圖像求出各活動對象的靜態參數，例如位置、數目和距 離等，以及動態參數，例如活動量和活動范圍等，例如，計算活動量的方法可利用兩張二維 視差圖的相關性得到；當所述活動對象的數目為不止一個時，所述活動對象與所述溫度調 節器的距離可以是例如所述活動對象與所述溫度調節器的平均距離、最近距離和最遠距離 等，但并不限于此。所述控制單元14則根據所述處理單元13所得到的靜態參數和動態參 數或其組合產生控制信號。所述傳輸接口單元15將所述控制信號傳輸至所述溫度調節器 8以進行相應的控制。 如圖4所示，圖4中顯示根據圖1中所示的第一和第二圖像傳感器所捕獲的圖像 得到的二維視差圖，其中活動對象A距離溫度調節器8較近，所以具有最高的亮度(顯示為 白色)；活動對象B距離稍遠，所以具有相對低的亮度(顯示為淡灰色)；而環境圖像則具有 最低的亮度(顯示為深灰色)。由于室內空間9具有多個活動對象，因此控制單元14根據 活動對象的分布狀況，例如平均距離、最近距離或最遠距離等，來決定溫度調節器8的運轉 狀態。 如圖5所示，圖5中顯示本發明實施方式的溫度調節器的控制方法，該方法包括 通過第一圖像傳感器來捕獲第一圖像(步驟210);通過第二圖像傳感器來捕獲第二圖像 (步驟220);根據所述第一和第二圖像得到視差圖(步驟230);根據所述視差圖得到各活 動對象的距離(步驟240);以及根據所述距離決定溫度調節器的運轉狀態(步驟250)。詳 細實施方式如上所述。 綜上所述，由于公知的空氣調節器的控制裝置僅利用一臺紅外線圖像傳感器捕獲 圖像，因而無法得到室內空間中活動對象與空氣調節器的距離。本發明提出一種溫度調節 器的控制裝置和控制方法(圖2和圖5)，該控制裝置和控制方法根據兩臺圖像傳感器所捕 獲的圖像得到視差圖，并根據所述視差圖得到環境中各活動對象與溫度調節器的距離和其^::動態參數，來對所述溫度調節器的運轉狀態進行相應控制，使環境溫度的調節達
:of]雖然本發明通過上述優選的實施方式進行了揭示，伸所述實施方式并非 =，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和范幽^;2^ 牆 此本發明的保護范圍應以后附的權利要求為準。 」w合種更動51k改。因
權利要求
一種溫度調節器的控制方法，所述溫度調節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制方法包括下列步驟通過第一圖像傳感器捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像；通過第二圖像傳感器捕獲包含所述活動對象的圖像的第二圖像；根據所述第一和第二圖像計算所述活動對象與所述溫度調節器的距離；以及根據所述距離調整所述溫度調節器的運轉狀態。
2. 根據權利要求1所述的控制方法，其中在計算所述活動對象與所述溫度調節器的距離的步驟中，該控制方法還包括下列步驟根據所述第一和第二圖像得到視差圖；以及根據所述視差圖得到所述活動對象與所述溫度調節器的距離。
3. 根據權利要求1所述的控制方法，其中所述溫度調節器的運轉狀態包括所述溫度調節器的風力和風向。
4. 根據權利要求1所述的控制方法，其中當所述活動對象為不止一個時，所述距離選自由所述活動對象與所述溫度調節器的平均距離、最近距離和最遠距離所構成的組。
5. —種溫度調節器的控制裝置，所述溫度調節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制裝置包括第一圖像傳感器，該第一圖像傳感器用來捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像；第二圖像傳感器，該第二圖像傳感器用來捕獲包含所述活動對象的圖像的第二圖像；處理單元，該處理單元根據所述第一和第二圖像計算所述活動對象與所述溫度調節器的距離；控制單元，該控制單元根據所述處理單元所得到的距離來控制所述溫度調節器的運轉狀態。
6. 根據權利要求5所述的控制裝置，其中所述溫度調節器為空調或電扇。
7. 根據權利要求5所述的控制裝置，該裝置還包括傳輸接口單元，該傳輸接口單元用來將所述控制單元所產生的控制信號傳輸至所述溫度調節器，從而對所述溫度調節器的運轉狀態進行相應控制。
8. 根據權利要求5所述的控制裝置，其中所述第一和第二圖像傳感器為電荷耦合器件圖像傳感器或互補金屬氧化物半導體圖像傳感器。
9. 根據權利要求5所述的控制裝置，其中所述處理單元根據所述第一和第二圖像所得到的視差圖來計算所述距離。
10. —種溫度調節器的控制方法，所述溫度調節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制方法包括下列步驟通過第一圖像傳感器捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像；通過第二圖像傳感器捕獲包含所述活動對象的圖像的第二圖像；根據所述第一和第二圖像得到視差圖；根據所述視差圖得到靜態參數和動態參數；以及根據所述靜態參數和所述動態參數調整所述溫度調節器的運轉狀態。
11. 根據權利要求io所述的控制方法，其中所述靜態參數包括所述活動對象與所述溫度調節器的距離、所述活動對象的位置以及所述活動對象的數目；所述動態參數包括所述活動對象的活動量以及活動范圍。
12. 根據權利要求ll所述的控制方法，其中當所述活動對象的數目為不止一個時，所述活動對象與所述溫度調節器的距離選自由所述活動對象與所述溫度調節器的平均距離、最近距離和最遠距離所構成的組。
13. 根據權利要求IO所述的控制方法，其中所述運轉狀態包括所述溫度調節器的風力和風向。
全文摘要
一種溫度調節器的控制裝置，所述溫度調節器用來調節存在至少一個活動對象的環境的溫度，所述控制裝置包括第一圖像傳感器、第二圖像傳感器、處理單元和控制單元。所述第一圖像傳感器用來捕獲包含所述活動對象的圖像的第一圖像。所述第二圖像傳感器用來捕獲包含所述活動對象的圖像的第二圖像。所述處理單元根據所述第一和第二圖像計算所述活動對象與所述溫度調節器的距離。所述控制單元根據所述處理單元所得到的距離控制所述溫度調節器的運轉狀態。本發明還提供一種溫度調節器的控制方法。
文檔編號G01C3/00GK101739040SQ200810175299
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月13日 優先權日2008年11月13日
發明者呂志宏, 孫正光, 林卓毅, 蘇宗敏, 趙子毅, 陳信嘉 申請人:原相科技股份有限公司