温度検出装置
【課題】表面温度検出手段のレイアウトの自由度を制約することなく、映り込みの影響を抑えて表面温度検出精度を向上させることのできる温度検出方法および温度検出装置を提供すること。
【解決手段】視野領域内の表面温度を非接触で検出するＩＲセンサ１と、ＩＲセンサ１から得られる温度画像に基づいてガラス表面温度を算出するマイクロコンピュータ２と、そ備え、マイクロコンピュータ２が、温度画像上に乗員温度検出領域４５ならびにこの乗員温度検出領域４５の温度影響を受けるガラス温度検出領域４６を設定する設定処理と、各領域４５，４６の表面温度である乗員表面温度およびガラス表面温度を算出する算出処理と、乗員表面温度に基づいてガラス表面温度を補正する補正処理と、を実行する温度検出装置Ａとした。
【解決手段】視野領域内の表面温度を非接触で検出するＩＲセンサ１と、ＩＲセンサ１から得られる温度画像に基づいてガラス表面温度を算出するマイクロコンピュータ２と、そ備え、マイクロコンピュータ２が、温度画像上に乗員温度検出領域４５ならびにこの乗員温度検出領域４５の温度影響を受けるガラス温度検出領域４６を設定する設定処理と、各領域４５，４６の表面温度である乗員表面温度およびガラス表面温度を算出する算出処理と、乗員表面温度に基づいてガラス表面温度を補正する補正処理と、を実行する温度検出装置Ａとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線温度センサなどの検出対象物に非接触で表面温度を検出する表面温度検出手段を用いて温度検出を行う温度検出方法および温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線温度センサを用いて車室内乗員の皮膚の表面温度を非接触で検出するとともに、この検出される皮膚の表面温度を用いて車室内の空調制御を行う車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来技術において、表面温度の検出は、赤外線温度センサの視野領域内に存在する車両内装、ガラス、乗員着衣、乗員皮膚に対応する検出領域をそれぞれに設定し、各検出領域の温度情報に基づいて、それぞれの表面温度を算出している。
【０００４】
また、車両用空調装置の制御手段は、各表面温度に応じて、車室内に吹き出す空気の温度を調整するようにしており、これにより、乗員の温度感覚に応じた空調制御が実現できるというものである。
【特許文献１】特開２００５−１１２１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来装置にあっては、例えば、ガラスの表面温度を算出するにあたり、まず、表面温度検出手段の視野領域において、ガラス面が存在する領域に対応して検出領域を設定し、その検出領域から算出された値を、そのままガラス表面温度として用いている。
【０００６】
しかしながら、ガラス面を車室内から見た場合、車室内の乗員や内装部材などの映り込みが発生する。また、ガラスはその特性上、熱エネルギの波長域に対しても、少なからず反射する性質を有している。
【０００７】
このため、表面温度検出手段により、ガラス面を車室内から見た際に、熱エネルギを有した物体（車室内の乗員や内装部材など）の映り込みが発生している場合、この物体の熱エネルギも反射されており、ガラスの表面温度を正確に検出できないという問題点があった。
【０００８】
また、このような映り込みは、特に、表面温度検出手段が、ガラス面の法線方向に対して大きな角度で計測している場合に生じやすく、一方、ガラス面の法線方向に正対して計測する場合には、生じにくいという特性がある。
【０００９】
そこで、この映り込みの影響を小さくするには、ガラス面の法線方向から正対して計測することが望ましいが、このようにガラスとの位置関係を考慮すると、表面温度検出手段のレイアウトの自由度が大きく制約されてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、表面温度検出手段のレイアウトの自由度を制約することなく、映り込みの影響を抑えて表面温度検出精度を向上させることのできる温度検出方法および温度検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため本発明は、視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段からの入力データ中に、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定し、前記第１検出領域および第２検出領域の表面温度である第１表面温度および第２表面温度を算出し、前記第１表面温度を用いて第２表面温度を補正することを特徴とする温度検出方法とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、第２検出領域における第１検出領域の映り込みなどの温度影響を抑えることができ、補正を行わない場合に比べて、表面温度検出精度を向上させることができる。
【００１３】
このように、本発明は、表面温度検出手段の配置に依存することなしに表面温度検出手段の表面温度検出精度を向上させることができるものであり、よって、レイアウトの自由度を制約することなく、表面温度検出精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の温度検出装置は、視野領域（ＲＶ）内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段（１）と、この表面温度検出手段（１）からの入力データ中に、温度検出対象として、第１検出領域（４５）を設定するとともに、この第１検出領域（４５）と異なる位置であって第１検出領域（４５）の温度影響を受ける第２検出領域（４６）を設定する領域設定手段（２１）と、前記第１検出領域（４５）の表面温度である第１表面温度（Ｔ１）を算出するとともに、前記第２検出領域（４６）の表面温度である第２表面温度（Ｔ２）を算出する温度算出手段（２２）と、前記第１表面温度（Ｔ１）を用いて、前記第２表面温度（Ｔ２）を補正する補正手段（２３）と、を備えることを特徴とする。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図５に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａについて説明する。
【００１６】
まず、構成について説明する。
実施例１の温度検出装置Ａは、図１に示すように、表面温度検出手段としての赤外線センサ（以下、ＩＲセンサと称する）１と、領域設定手段、温度算出手段、補正手段としてのマイクロコンピュータ２と、を備えている。
【００１７】
また、実施例１の温度検出装置のマイクロコンピュータ２で算出された温度（後述の乗員表面温度Ｔ１およびガラス表面温度Ｔ２）は、空調制御装置３に入力されるようになっている。
【００１８】
ＩＲセンサ１は、図示は省略するが、被検温体から入射される遠赤外線を熱に変換する熱変換膜、および、この熱変換膜により変換される熱を電力に変換する検出素子、さらにセンサ内の温度を計測するサーミスタを備えている。そして、検出素子の出力値とサーミスタの出力値に基づいて、被検温体の温度を出力する機能を有している。
【００１９】
このＩＲセンサ１は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、車両ＭＢの車室内の天井部ＣＥにおいて前端部の車幅方向略中央位置であって、図示を省略したルームミラーが取り付けられる部位に設けられ、かつ、視野領域ＲＶを運転席乗員ＤＲに向けて取り付けられている。なお、図２において矢印ＦＲが車両前方を示している。
【００２０】
また、図３は、ＩＲセンサ１で取得された入力データである温度画像ＳＩの一例を示している。この図３に示すように、温度画像ＳＩには、図２に示す運転席乗員ＤＲに対応したドライバ領域４０と、図２に示す運転席側のドアガラス４に対応したドアガラス領域４１と、図２に示す運転席５のシートバック５１に対応したシート領域４９と、が含まれている。
【００２１】
このような温度画像ＳＩでは、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１にあっては、運転席乗員ＤＲの上半身が反射して映り込んだ映り込み部４２が、その中央部分に大きく含まれている。
【００２２】
図１のマイクロコンピュータ２は、ＩＲセンサ１から得られる温度画像ＳＩに基づいて、運転席乗員ＤＲの表面温度である乗員表面温度（第１表面温度）Ｔ１および運転席のドアガラス４の表面温度であるガラス表面温度（第２表面温度）Ｔ２を算出する。
【００２３】
しかし、上述したように、温度画像ＳＩにあっては、ドアガラス領域４１には、運転席乗員ＤＲによる温度影響を受ける映り込み部４２が存在している。
【００２４】
そこで、マイクロコンピュータ２では、ドアガラス領域４１に基づいてガラス表面温度Ｔ２を算出するのにあたり、運転席乗員ＤＲによる温度影響を取り除く温度補正を実行する。
【００２５】
この図１のマイクロコンピュータ２の機能を表したのが図４であり、マイクロコンピュータ２は、機能的に表すと、領域設定手段２１、温度算出手段２２、補正手段２３を備えている。
【００２６】
領域設定手段２１は、温度画像ＳＩにおいて、表面温度を算出する温度情報を取得する領域を設定する手段であり、図３に示すように、第１検出領域としての乗員温度検出領域４５と、第２検出領域としてのガラス温度検出領域４６との２つの領域を設定する。
【００２７】
すなわち、本実施例１では、表面温度の検出対象をドアガラス４と運転席乗員ＤＲとしている。そこで、温度画像ＳＩにおいて、ドアガラス４に対応するドアガラス領域４１に含まれるガラス温度検出領域４６と、運転席乗員ＤＲとに対応するドライバ領域４０に含まれる乗員温度検出領域４５と、を設定している。
【００２８】
ここで、これらの検出領域４５，４６を設定するにあたり、本実施例１では、乗員温度検出領域４５は、ドライバ領域４０において、映り込みによりドアガラス領域４１に温度影響を与えている運転席乗員ＤＲの上半身に対応する領域に設定している。また、ガラス温度検出領域４６は、ドアガラス領域４１において、この乗員温度検出領域４５が映り込んでいる領域に設定している。
【００２９】
温度算出手段２２は、乗員温度検出領域４５の温度情報に基づいて、運転席乗員ＤＲの表面温度であって、第１表面温度としての乗員表面温度Ｔ１を算出する。さらに、温度算出手段２２は、ガラス温度検出領域４６の温度情報に基づいて、ドアガラス４の表面温度であって、第２表面温度としてのガラス表面温度Ｔ２を算出する。
【００３０】
補正手段２３は、温度算出手段２２で算出された乗員表面温度Ｔ１ならびにガラス表面温度Ｔ２と、ドアガラス４の反射率Ｒｅと、を用いてガラス表面温度Ｔ２を補正して、補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
【００３１】
すなわち、運転席乗員ＤＲの映り込みが発生しているガラス温度検出領域４６の温度情報から得られたガラス表面温度Ｔ２は、ドアガラス４そのものの放射成分に加えて、映り込んでいる対象、すなわち運転席乗員ＤＲの上半身の熱エネルギの反射成分が含まれている。
【００３２】
そこで、補正手段２３では、下記式１を用いて、算出されたガラス表面温度Ｔ２から運転席乗員ＤＲの熱エネルギの反射成分を差し引いて、補正ガラス表面温度Ｔ２*を求める演算を行う。
Ｔ２*＝Ｔ２−Ｒｅ×Ｔ１ ・・・式１
【００３３】
なお、こうして補正手段２３で得られた補正ガラス表面温度Ｔ２*および乗員表面温度Ｔ１は、空調制御装置３へ出力される。
【００３４】
また、空調制御装置３では、ガラス表面温度Ｔ２*および乗員表面温度Ｔ１に基づき、吹出モード、吹出風量、吹出空気温度などを切り換える空調制御を行う。ここで、本実施例１では、空調制御装置３は、補正ガラス表面温度Ｔ２*を外気温度として用いており、外気温センサを省略して、コストおよび重量を軽減することができる。
【００３５】
次に、図５のフローチャートに基づきマイクロコンピュータ２による温度検出処理の流れを説明する。
【００３６】
この温度検出処理は、図外のイグニッションスイッチのＯＮまたは空調装置のＯＮにより電源ＯＮとなるとスタートされる。
【００３７】
ステップＳ１では、以降の処理の実行に使用するタイマやカウンタやフラグを初期設定する初期化の処理を実行する。
【００３８】
ステップＳ２では、ＩＲセンサ１から、視野領域ＲＶにおける被検温体の熱エネルギに応じた車室内温度データを取得するもので、この車室内温度データは、図３に示す温度画像ＳＩとして取得される。
【００３９】
ステップＳ３では、乗員温度検出領域４５を設定する。この乗員温度検出領域４５は、前述したように、温度画像ＳＩにおいて、運転席乗員ＤＲの上半身が含まれる領域に設定する（図３参照）。なお、この乗員温度検出領域４５は、温度画像ＳＩにおいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１に映り込む領域として設定されており、ＩＲセンサ１の検出素子において、複数の素子を対応させた広さに設定されている。
【００４０】
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定した乗員温度検出領域４５の温度から乗員表面温度Ｔ１を算出する。ここで、本実施例１では、乗員表面温度Ｔ１として、乗員温度検出領域４５の複数の素子で算出される温度の平均値を用いている。
【００４１】
次に、ステップＳ５では、ガラス温度検出領域４６を設定する。このガラス温度検出領域４６は、温度画像ＳＩにおいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１の中で、ステップＳ３で設定した乗員温度検出領域４５が映り込んでいる領域に設定している。なお、本実施例１では、ガラス温度検出領域４６は、ＩＲセンサ１の検出素子において、複数の素子に対応させた広さに設定されている。
【００４２】
ステップＳ６では、ステップＳ５で設定したガラス温度検出領域４６の温度からガラス表面温度Ｔ２を算出する。この際、本実施例１では、ガラス温度検出領域４６に対応する複数の素子で算出される温度の平均値を算出してガラス表面温度Ｔ２とする。
ステップＳ７では、上記式１に基づいて、補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
【００４３】
ステップＳ８では、ステップＳ４で算出された乗員表面温度Ｔ１と、ステップＳ７で算出された補正ガラス表面温度Ｔ２*と、を算出結果として、空調制御装置３に出力する。
【００４４】
ステップＳ９では、電源がＯＦＦされたか否か判定し、電源がＯＦＦされていなければステップＳ２へ戻り、電源がＯＦＦされていればプログラムを終了する。
【００４５】
以上のように、実施例１の温度検出装置では、非接触式のＩＲセンサ１によりドアガラス４のガラス表面温度を検出するにあたり、ＩＲセンサ１を車室ＲＭの天井部ＣＥにおいて前端部の車幅方向略中央に取り付けた。この位置には、図示を省略したルームミラーなどが設置されるため、ＩＲセンサ１の設置スペースの確保が容易であり、かつ、目立たないように設置でき、意匠性にも優れる。
【００４６】
また、このようにＩＲセンサ１を天井前部中央に設置した場合、その温度画像ＳＩ中のドアガラス４を示すドアガラス領域４１には、運転席乗員ＤＲの映り込みが生じ、運転席乗員ＤＲの温度影響を受ける。
【００４７】
そこで、本実施例１では、ドアガラス領域４１に映り込んでいる運転席乗員ＤＲの乗員表面温度Ｔ１を算出し、それにドアガラス４の反射率Ｒｅを乗じた値を、ガラス表面温度Ｔ２から差し引く温度補正を行い、検出精度を向上することができた。
【００４８】
このように、本実施例１の温度検出装置Ａは、ＩＲセンサ１を設置するにあたり、映り込みなどの温度影響を抑えることができる位置に配置するなどのレイアウトの自由度を制約することなく、検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
さらに、実施例１では、乗員表面温度Ｔ１として、乗員温度検出領域４５に対応する複数の素子の平均温度を用い、かつ、ガラス表面温度Ｔ２としても、ガラス温度検出領域４６に対応する複数の素子の平均温度を用いているため、１つの素子の温度を用いるのと比較して、検出精度を向上できる。
【実施例２】
【００５０】
次に、図６に基づいて本発明の実施の形態の実施例２の温度検出装置について説明する。なお、この実施例２を説明するにあたり、実施例１と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。また、本実施例２にあっても、車両ＭＢの乗員のうち、特に、運転席乗員ＤＲを検出対象とする例を示すが、検出対象はこれに限定されるものではない。
この実施例２の温度検出装置は、実施例１の変更例であり、運転席乗員ＤＲの有無を判定するようにしている。
【００５１】
すなわち、実施例２の温度検出装置は、ハードウェアとしての構成は第１実施形態と共通で図１に示されたものと同様で、マイクロコンピュータ２における温度検出処理の内容が実施例１とは異なる。
【００５２】
そこで、図６のフローチャートに基づいて、実施例２の温度検出装置における温度検出処理の流れを説明する。なお、このフローチャートにおいて、実施例１と同様の処理には、実施例１と同じステップ番号を付して説明を省略する。
【００５３】
このフローチャートにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理は、乗員の有無に応じて第１検出領域に相当する領域を変更する処理に関する。また、ステップＳ２０７〜Ｓ２１１は、第２表面温度に相当するガラス表面温度Ｔ２の変化率がしきい値を超えた場合に、補正を行わないようにする処理に関する。
【００５４】
以下、各ステップについて詳細に説明する。
車室内温度データを取得するステップＳ２に続くステップＳ２０１では、ステップＳ２で得られた温度データから運転席乗員ＤＲの有無および位置を検出する。
【００５５】
このうち、運転席乗員ＤＲの有無の検出は、運転席乗員ＤＲが運転席５に着座した状態での顔の存在する領域である図３に示す顔領域４８に、皮膚表面温度相当（例えば、３４℃程度）の温度分布が顔の大きさ程度存在しているか否かで判定する。
【００５６】
一方、運転席乗員ＤＲの位置検出は、上述の皮膚表面温度相当の分布が得られる顔領域４８に基づいて、乗員の位置を決定する。この決定処理の一例としては、顔領域４８の重心位置を乗員位置とすることが挙げられる。あるいは、顔領域４８から上半身胸位置を推定して、その位置を乗員位置とすることもできる。なお、重心位置とは、顔領域４８において、最も顔が存在する可能性の高い位置を指し、例えば、顔領域４８の各素子の経時的な出力をカウントし、各素子の出力と、その素子の位置（座標）とに基づいて算出することができる。
【００５７】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１の検出結果に基づいて運転席乗員ＤＲの有無を判定し、運転席乗員ＤＲが存在すると判定した場合にはステップＳ２０３へ進み、乗員が不在であると判定した場合はステップＳ２０５へ進む。
【００５８】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１で検出されている運転席乗員ＤＲの位置情報に基づいて、乗員温度検出領域４５を設定する。この場合、ステップＳ２０１において検出された位置に応じ、確実に運転席乗員ＤＲが存在する位置に設定する。この実施例２では、実施例１と同様に運転席乗員ＤＲの上半身に乗員温度検出領域４５を設定する。あるいは、上述のように運転席乗員ＤＲの位置を顔領域４８の重心位置から求める場合、この重心位置を含む領域を乗員温度検出領域４４（図３参照）としてもよい。
【００５９】
ステップＳ２０４では、乗員温度検出領域４５の温度から以降の補正処理の基準となる第１表面温度としての表面基準温度ＢＴ１を算出する。この際、実施例１と同様に、この乗員温度検出領域４５の平均温度を算出する。
【００６０】
一方、ステップＳ２０２において運転席乗員ＤＲが不在であると判定された場合に進むステップＳ２０５では、ドアガラス４に温度影響を与える第１検出領域としてシートバック５１の表面が含まれるシート領域４９にシート温度検出領域４９ａを設定する。なお、図３では、シート領域４９は、運転席乗員ＤＲに隠れて表示されているため、シート温度検出領域４９ａは、運転席乗員ＤＲ上に表示されているが、シートバック５１の表面に設定されているものとする。
【００６１】
そして、ステップＳ２０６では、シート温度検出領域４９ａの温度から、以降の補正処理の基準となる表面基準温度ＢＴ１を算出する。この場合も、表面基準温度ＢＴ１は、シート温度検出領域４９ａの温度平均値を用いている。
【００６２】
次に、ステップＳ２０７では、ガラス温度検出領域４６を設定する。このガラス温度検出領域４６は、実施例１と同様に、この領域に温度影響を与える第１検出領域が映り込んでいる領域を設定する。ここで、本実施例２では、運転席乗員ＤＲの有無および位置により第１検出領域としの乗員温度検出領域４５とシート温度検出領域４９ａが逐次変更されることから、これらが映り込む位置も異なる。
【００６３】
そこで、本実施例２では、これらの領域４５，４９ａが映り込むガラスの位置については、ＩＲセンサ１とドアガラス４の幾何学的な位置関係からあらかじめ対応関係をマップ化しておき、マップを参照することでガラス温度検出領域４６の設定位置を決定する。また、本実施例２では、実施例１と同様に、ガラス温度検出領域４６は、複数の素子を対応させている。
【００６４】
このように、本実施例２では、運転席乗員ＤＲの有無に応じ、第１検出領域が乗員温度検出領域４５とシート温度検出領域４９ａとに選択的に設定され、さらに、乗員温度検出領域４５は、求められた運転席乗員ＤＲの位置に応じて設定される。そして、ガラス温度検出領域４６は、第１検出領域としての両領域４５，４９ａの位置に応じて、その映り込みが生じる位置に設定される。
【００６５】
次に、ステップＳ６に続くステップＳ２０８では、前回までの処理で算出されてメモリに保存されている過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐを読み込む。
【００６６】
続くステップＳ２０９では、ガラス表面温度Ｔ２の温度変化率ΔＴ２を下記の式２により算出する。
ΔＴ２＝｜Ｔ２−Ｔ２＿ｐ｜・・・・・式２
【００６７】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９で算出された温度変化率ΔＴ２が、あらかじめ設定されたしきい値Ｔｈ（例えば、５℃）未満であるか否か判定し、ΔＴ２＜Ｔｈであってドアガラス４の状態変化が小さな場合には、ステップＳ６で算出されたガラス表面温度Ｔ２の補正を行うためステップＳ２１１に進む。一方、ステップＳ２１０において、ΔＴ２≧Ｔｈの場合は、ドアガラス４の状態変化が異常であるとしてステップＳ２１３へ進む。この異常な状態変化としては、例えば、ドアガラス４が開けられて、その位置にドアガラス４が存在しなくなった場合のような状態変化が挙げられる。
【００６８】
ステップＳ２１１では、過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐをステップＳ６で算出されたガラス表面温度Ｔ２に更新して、図外のメモリに保存した後、ステップＳ２１２のガラス表面温度の補正へ進む。
【００６９】
ステップＳ２１２では、下記の式３に基づいて補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
Ｔ２*＝Ｔ２−Ｒｅ（ｆ）×Ｔ１・・・・式３
【００７０】
ここで、ガラスの反射率Ｒｅ（ｆ）は、ガラス表面温度Ｔ２を検出するために設定された領域の位置の関数である。すなわち、ドアガラス４が曲面であるため、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ガラス温度検出領域４６の設定位置の違いにより反射率が異なる。
【００７１】
そこで、本実施例２では、ドアガラス４の設計形状に基づいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係によりガラス温度検出領域４６の設定位置ごとの反射率Ｒｅがマップ化して保存されている。よって、上記反射率Ｒｅ（ｆ）は、このマップ化された値が、ガラス温度検出領域４６の設定位置に応じて読み込まれる。
【００７２】
一方、ステップＳ２１０においてΔＴ２≧Ｔｈの場合、例えば、ドアガラス４が開けられた場合のようなガラス状態の変化があったとして、次のステップＳ２１３では、ガラス表面温度Ｔ２の補正は必要ないと判断し、過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐを更新せずメモリに保持して、Ｔ２*＝Ｔ２としてステップＳ８に進む。以下の処理は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
以上説明したように、実施例２では、実施例１と同様に、ＩＲセンサ１を設置するにあたり、映り込みなどの温度影響を抑えることができる位置に配置するなどのレイアウトの自由度を制約することなく、検出精度を向上させることが可能となるという効果が得られるのに加えて、ステップＳ２０１〜Ｓ２１２の処理に基づいて、以下に述べる効果を得ることができる。
【００７４】
本実施例２では、ステップＳ２０２〜２０６の処理により、運転席乗員ＤＲの有無に応じて、第１検出領域の温度である表面基準温度ＢＴ１として、運転席乗員ＤＲが存在する場合には、乗員温度検出領域４５の温度を算出し、運転席乗員ＤＲが不在の場合には、シート温度検出領域４９ａの温度を算出するようにした。
【００７５】
したがって、ガラス表面温度Ｔ２に温度影響を与える領域である第１検出領域の温度を一定の位置の温度で行うのと比較して、この領域の温度を正確に算出できる。そして、これにより、ステップＳ２１２で行う補正も、より精度高く行うことができ、補正ガラス表面温度Ｔ２*の補正をより適切に行うことができる。
【００７６】
さらに、本実施例２では、第１検出領域として乗員温度検出領域４５を設定する場合には、運転席乗員ＤＲの位置に応じ乗員温度検出領域４５の位置を設定するようにした（ステップＳ２０３）。このため、運転席乗員ＤＲの位置を検出しない場合に比べて、より正確に乗員表面温度Ｔ１を算出することができる。
【００７７】
しかも、温度検出対象であるドアガラス４に対応した第２検出領域としてのガラス温度検出領域４６を設定するにあたり、本実施例２では、第１検出領域として設定された領域（４６，４９ａ）との対応関係をマップ化して、その位置に対応して設定するようにした（ステップＳ２０７）。このため、ガラス温度検出領域４６を一定の位置に設定するのと比較して、ガラス温度検出領域４６を、確実に第１検出領域としての両領域４５，４９ａが映り込むガラスの位置に設定でき、この温度影響に応じた補正を行うことができ、よって、ステップＳ２１２の補正を、より適正に行うことができる。
【００７８】
加えて、実施例２では、ステップＳ２１２の補正の際には、ガラス温度検出領域４６の設定位置に応じた反射率Ｒｅ（ｆ）を用いるようにした。このため、一定の反射率Ｒｅを用いる場合に比べて、ドアガラス４の曲率に対応した適正な反射率を用いることができ、温度検出精度をさらに向上させることができる。
【００７９】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１および実施例２を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および各実施例１，２に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８０】
例えば、実施例１，２においては、図２に示すようにＩＲセンサ１を車両ＭＢの天井部ＣＥの前端部の車幅方向中央に取り付け、視野領域ＲＶを運転席乗員ＤＲに向けて、図３のような温度画像ＳＩが得られる場合について説明した。しかし、ＩＲセンサ１の取付位置や視野領域ＲＶの方向は、これに限定されるものではない。
【００８１】
図７は、ＩＲセンサ１の他の取付例を示している。この図の例では、ＩＲセンサ１は、車両ＭＢのセンターコンソール部ＳＣに設置されている。また、このＩＲセンサ１の視野領域ＲＶ７は、図示のとおりであり、図８に示す温度画像ＳＩ７が得られる。
【００８２】
この図７，図８の例では、ＩＲセンサ１が、乗員ＤＲ，ＣＲを下側から見上るような位置関係になり、ＩＲセンサ１の取り付け位置とドアガラス４ａ，４ｂの位置との幾何学的な関係から、ドアガラス４ａ，４ｂには、それぞれ運転席側天井と助手席側天井が映り込んでいる。このため、運転席側については運転席側のガラス温度検出領域４６ａの補正に用いる第１検出領域としては、天井部ＣＥに対応する運転席側天井温度検出領域４５ａとなる。一方に、助手席乗員（図８では符号ＧＣＲで示す）については、助手席側のガラス温度検出領域４６ｂの補正に用いる第１検出領域としては、助手席側天井温度検出領域４５ｂとなる。
【００８３】
また、実施例１，２では、運転席５を視野領域ＲＶに含むＩＲセンサ１を示したが、例えば、運転席乗員ＤＲと助手席乗員とのそれぞれにＩＲセンサ１を設けてもよいし、さらに、後席乗員用のＩＲセンサを設けてもよい。
【００８４】
また、乗員温度検出領域４５やガラス温度検出領域４６は、実施例１，２では、複数の素子を対応させて設定した例を示したが、１つの素子を対応させてもよい。
【００８５】
また、実施例１，２では、車両の空調制御装置３に用いる温度検出装置を示したが、その適用範囲は、車両に限定されるものではなく、航空機や産業機器、あるいは住宅など非接触式の温度検出手段を用いて温度を検出する種々の用途に適用することができる。
【００８６】
また、実施例２では、乗員検出手段として、ＩＲセンサ１を用いた例を示したが、他に乗員を検出する手段（例えば圧力センサ）が設置されているような場合、その手段からの信号により乗員の有無を判断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の最良の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａおよびこれを適用した車両を示す説明図であり、（ａ）は側方から見た状態、（ｂ）は上方から見た状態を示している。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置ＡのＩＲセンサ１で取得した温度画像ＳＩを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａのマイクロコンピュータ２の機能を表すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａの温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の実施例２の温度検出装置の温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は側方から見た状態、（ｂ）は上方から見た状態を示している。
【図８】本発明の他の実施の形態におけるＩＲセンサ１で取得した温度画像ＳＩ７を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ＩＲセンサ（表面温度検出手段）
２ マイクロコンピュータ（領域設定手段、温度算出手段、補正手段）
４ ドアガラス
２１ 領域設定手段
２２ 温度算出手段
２３ 補正手段
４４ 乗員温度検出領域（第１検出領域）
４５ 乗員温度検出領域（第１検出領域）
４５ａ 運転席側天井温度検出領域（第１検出領域）
４５ｂ 助手席側天井温度検出領域（第１検出領域）
４６ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４６ａ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４６ｂ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４９ａ シート温度検出領域（第１検出領域）
ＢＴ１ 表面基準温度（第１表面温度）
ＣＥ 天井部
ＤＲ 運転席乗員
ＲＶ 視野領域
ＲＶ７ 視野領域
ＳＩ 温度画像
ＳＩ７ 温度画像
Ｔ１ 乗員表面温度（第１表面温度）
Ｔ２ ガラス表面温度（第２表面温度）
Ｔ２* 補正ガラス表面温度
Ｔｈ しきい値
ΔＴ２ 温度変化率
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤外線温度センサなどの検出対象物に非接触で表面温度を検出する表面温度検出手段を用いて温度検出を行う温度検出方法および温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、赤外線温度センサを用いて車室内乗員の皮膚の表面温度を非接触で検出するとともに、この検出される皮膚の表面温度を用いて車室内の空調制御を行う車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来技術において、表面温度の検出は、赤外線温度センサの視野領域内に存在する車両内装、ガラス、乗員着衣、乗員皮膚に対応する検出領域をそれぞれに設定し、各検出領域の温度情報に基づいて、それぞれの表面温度を算出している。
【０００４】
また、車両用空調装置の制御手段は、各表面温度に応じて、車室内に吹き出す空気の温度を調整するようにしており、これにより、乗員の温度感覚に応じた空調制御が実現できるというものである。
【特許文献１】特開２００５−１１２１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の従来装置にあっては、例えば、ガラスの表面温度を算出するにあたり、まず、表面温度検出手段の視野領域において、ガラス面が存在する領域に対応して検出領域を設定し、その検出領域から算出された値を、そのままガラス表面温度として用いている。
【０００６】
しかしながら、ガラス面を車室内から見た場合、車室内の乗員や内装部材などの映り込みが発生する。また、ガラスはその特性上、熱エネルギの波長域に対しても、少なからず反射する性質を有している。
【０００７】
このため、表面温度検出手段により、ガラス面を車室内から見た際に、熱エネルギを有した物体（車室内の乗員や内装部材など）の映り込みが発生している場合、この物体の熱エネルギも反射されており、ガラスの表面温度を正確に検出できないという問題点があった。
【０００８】
また、このような映り込みは、特に、表面温度検出手段が、ガラス面の法線方向に対して大きな角度で計測している場合に生じやすく、一方、ガラス面の法線方向に正対して計測する場合には、生じにくいという特性がある。
【０００９】
そこで、この映り込みの影響を小さくするには、ガラス面の法線方向から正対して計測することが望ましいが、このようにガラスとの位置関係を考慮すると、表面温度検出手段のレイアウトの自由度が大きく制約されてしまうという問題点があった。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、表面温度検出手段のレイアウトの自由度を制約することなく、映り込みの影響を抑えて表面温度検出精度を向上させることのできる温度検出方法および温度検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述の目的を達成するため本発明は、視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段からの入力データ中に、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定し、前記第１検出領域および第２検出領域の表面温度である第１表面温度および第２表面温度を算出し、前記第１表面温度を用いて第２表面温度を補正することを特徴とする温度検出方法とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、第２検出領域における第１検出領域の映り込みなどの温度影響を抑えることができ、補正を行わない場合に比べて、表面温度検出精度を向上させることができる。
【００１３】
このように、本発明は、表面温度検出手段の配置に依存することなしに表面温度検出手段の表面温度検出精度を向上させることができるものであり、よって、レイアウトの自由度を制約することなく、表面温度検出精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態の温度検出装置は、視野領域（ＲＶ）内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段（１）と、この表面温度検出手段（１）からの入力データ中に、温度検出対象として、第１検出領域（４５）を設定するとともに、この第１検出領域（４５）と異なる位置であって第１検出領域（４５）の温度影響を受ける第２検出領域（４６）を設定する領域設定手段（２１）と、前記第１検出領域（４５）の表面温度である第１表面温度（Ｔ１）を算出するとともに、前記第２検出領域（４６）の表面温度である第２表面温度（Ｔ２）を算出する温度算出手段（２２）と、前記第１表面温度（Ｔ１）を用いて、前記第２表面温度（Ｔ２）を補正する補正手段（２３）と、を備えることを特徴とする。
【実施例１】
【００１５】
図１〜図５に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａについて説明する。
【００１６】
まず、構成について説明する。
実施例１の温度検出装置Ａは、図１に示すように、表面温度検出手段としての赤外線センサ（以下、ＩＲセンサと称する）１と、領域設定手段、温度算出手段、補正手段としてのマイクロコンピュータ２と、を備えている。
【００１７】
また、実施例１の温度検出装置のマイクロコンピュータ２で算出された温度（後述の乗員表面温度Ｔ１およびガラス表面温度Ｔ２）は、空調制御装置３に入力されるようになっている。
【００１８】
ＩＲセンサ１は、図示は省略するが、被検温体から入射される遠赤外線を熱に変換する熱変換膜、および、この熱変換膜により変換される熱を電力に変換する検出素子、さらにセンサ内の温度を計測するサーミスタを備えている。そして、検出素子の出力値とサーミスタの出力値に基づいて、被検温体の温度を出力する機能を有している。
【００１９】
このＩＲセンサ１は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、車両ＭＢの車室内の天井部ＣＥにおいて前端部の車幅方向略中央位置であって、図示を省略したルームミラーが取り付けられる部位に設けられ、かつ、視野領域ＲＶを運転席乗員ＤＲに向けて取り付けられている。なお、図２において矢印ＦＲが車両前方を示している。
【００２０】
また、図３は、ＩＲセンサ１で取得された入力データである温度画像ＳＩの一例を示している。この図３に示すように、温度画像ＳＩには、図２に示す運転席乗員ＤＲに対応したドライバ領域４０と、図２に示す運転席側のドアガラス４に対応したドアガラス領域４１と、図２に示す運転席５のシートバック５１に対応したシート領域４９と、が含まれている。
【００２１】
このような温度画像ＳＩでは、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１にあっては、運転席乗員ＤＲの上半身が反射して映り込んだ映り込み部４２が、その中央部分に大きく含まれている。
【００２２】
図１のマイクロコンピュータ２は、ＩＲセンサ１から得られる温度画像ＳＩに基づいて、運転席乗員ＤＲの表面温度である乗員表面温度（第１表面温度）Ｔ１および運転席のドアガラス４の表面温度であるガラス表面温度（第２表面温度）Ｔ２を算出する。
【００２３】
しかし、上述したように、温度画像ＳＩにあっては、ドアガラス領域４１には、運転席乗員ＤＲによる温度影響を受ける映り込み部４２が存在している。
【００２４】
そこで、マイクロコンピュータ２では、ドアガラス領域４１に基づいてガラス表面温度Ｔ２を算出するのにあたり、運転席乗員ＤＲによる温度影響を取り除く温度補正を実行する。
【００２５】
この図１のマイクロコンピュータ２の機能を表したのが図４であり、マイクロコンピュータ２は、機能的に表すと、領域設定手段２１、温度算出手段２２、補正手段２３を備えている。
【００２６】
領域設定手段２１は、温度画像ＳＩにおいて、表面温度を算出する温度情報を取得する領域を設定する手段であり、図３に示すように、第１検出領域としての乗員温度検出領域４５と、第２検出領域としてのガラス温度検出領域４６との２つの領域を設定する。
【００２７】
すなわち、本実施例１では、表面温度の検出対象をドアガラス４と運転席乗員ＤＲとしている。そこで、温度画像ＳＩにおいて、ドアガラス４に対応するドアガラス領域４１に含まれるガラス温度検出領域４６と、運転席乗員ＤＲとに対応するドライバ領域４０に含まれる乗員温度検出領域４５と、を設定している。
【００２８】
ここで、これらの検出領域４５，４６を設定するにあたり、本実施例１では、乗員温度検出領域４５は、ドライバ領域４０において、映り込みによりドアガラス領域４１に温度影響を与えている運転席乗員ＤＲの上半身に対応する領域に設定している。また、ガラス温度検出領域４６は、ドアガラス領域４１において、この乗員温度検出領域４５が映り込んでいる領域に設定している。
【００２９】
温度算出手段２２は、乗員温度検出領域４５の温度情報に基づいて、運転席乗員ＤＲの表面温度であって、第１表面温度としての乗員表面温度Ｔ１を算出する。さらに、温度算出手段２２は、ガラス温度検出領域４６の温度情報に基づいて、ドアガラス４の表面温度であって、第２表面温度としてのガラス表面温度Ｔ２を算出する。
【００３０】
補正手段２３は、温度算出手段２２で算出された乗員表面温度Ｔ１ならびにガラス表面温度Ｔ２と、ドアガラス４の反射率Ｒｅと、を用いてガラス表面温度Ｔ２を補正して、補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
【００３１】
すなわち、運転席乗員ＤＲの映り込みが発生しているガラス温度検出領域４６の温度情報から得られたガラス表面温度Ｔ２は、ドアガラス４そのものの放射成分に加えて、映り込んでいる対象、すなわち運転席乗員ＤＲの上半身の熱エネルギの反射成分が含まれている。
【００３２】
そこで、補正手段２３では、下記式１を用いて、算出されたガラス表面温度Ｔ２から運転席乗員ＤＲの熱エネルギの反射成分を差し引いて、補正ガラス表面温度Ｔ２*を求める演算を行う。
Ｔ２*＝Ｔ２−Ｒｅ×Ｔ１ ・・・式１
【００３３】
なお、こうして補正手段２３で得られた補正ガラス表面温度Ｔ２*および乗員表面温度Ｔ１は、空調制御装置３へ出力される。
【００３４】
また、空調制御装置３では、ガラス表面温度Ｔ２*および乗員表面温度Ｔ１に基づき、吹出モード、吹出風量、吹出空気温度などを切り換える空調制御を行う。ここで、本実施例１では、空調制御装置３は、補正ガラス表面温度Ｔ２*を外気温度として用いており、外気温センサを省略して、コストおよび重量を軽減することができる。
【００３５】
次に、図５のフローチャートに基づきマイクロコンピュータ２による温度検出処理の流れを説明する。
【００３６】
この温度検出処理は、図外のイグニッションスイッチのＯＮまたは空調装置のＯＮにより電源ＯＮとなるとスタートされる。
【００３７】
ステップＳ１では、以降の処理の実行に使用するタイマやカウンタやフラグを初期設定する初期化の処理を実行する。
【００３８】
ステップＳ２では、ＩＲセンサ１から、視野領域ＲＶにおける被検温体の熱エネルギに応じた車室内温度データを取得するもので、この車室内温度データは、図３に示す温度画像ＳＩとして取得される。
【００３９】
ステップＳ３では、乗員温度検出領域４５を設定する。この乗員温度検出領域４５は、前述したように、温度画像ＳＩにおいて、運転席乗員ＤＲの上半身が含まれる領域に設定する（図３参照）。なお、この乗員温度検出領域４５は、温度画像ＳＩにおいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１に映り込む領域として設定されており、ＩＲセンサ１の検出素子において、複数の素子を対応させた広さに設定されている。
【００４０】
ステップＳ４では、ステップＳ３で設定した乗員温度検出領域４５の温度から乗員表面温度Ｔ１を算出する。ここで、本実施例１では、乗員表面温度Ｔ１として、乗員温度検出領域４５の複数の素子で算出される温度の平均値を用いている。
【００４１】
次に、ステップＳ５では、ガラス温度検出領域４６を設定する。このガラス温度検出領域４６は、温度画像ＳＩにおいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ドアガラス領域４１の中で、ステップＳ３で設定した乗員温度検出領域４５が映り込んでいる領域に設定している。なお、本実施例１では、ガラス温度検出領域４６は、ＩＲセンサ１の検出素子において、複数の素子に対応させた広さに設定されている。
【００４２】
ステップＳ６では、ステップＳ５で設定したガラス温度検出領域４６の温度からガラス表面温度Ｔ２を算出する。この際、本実施例１では、ガラス温度検出領域４６に対応する複数の素子で算出される温度の平均値を算出してガラス表面温度Ｔ２とする。
ステップＳ７では、上記式１に基づいて、補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
【００４３】
ステップＳ８では、ステップＳ４で算出された乗員表面温度Ｔ１と、ステップＳ７で算出された補正ガラス表面温度Ｔ２*と、を算出結果として、空調制御装置３に出力する。
【００４４】
ステップＳ９では、電源がＯＦＦされたか否か判定し、電源がＯＦＦされていなければステップＳ２へ戻り、電源がＯＦＦされていればプログラムを終了する。
【００４５】
以上のように、実施例１の温度検出装置では、非接触式のＩＲセンサ１によりドアガラス４のガラス表面温度を検出するにあたり、ＩＲセンサ１を車室ＲＭの天井部ＣＥにおいて前端部の車幅方向略中央に取り付けた。この位置には、図示を省略したルームミラーなどが設置されるため、ＩＲセンサ１の設置スペースの確保が容易であり、かつ、目立たないように設置でき、意匠性にも優れる。
【００４６】
また、このようにＩＲセンサ１を天井前部中央に設置した場合、その温度画像ＳＩ中のドアガラス４を示すドアガラス領域４１には、運転席乗員ＤＲの映り込みが生じ、運転席乗員ＤＲの温度影響を受ける。
【００４７】
そこで、本実施例１では、ドアガラス領域４１に映り込んでいる運転席乗員ＤＲの乗員表面温度Ｔ１を算出し、それにドアガラス４の反射率Ｒｅを乗じた値を、ガラス表面温度Ｔ２から差し引く温度補正を行い、検出精度を向上することができた。
【００４８】
このように、本実施例１の温度検出装置Ａは、ＩＲセンサ１を設置するにあたり、映り込みなどの温度影響を抑えることができる位置に配置するなどのレイアウトの自由度を制約することなく、検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
さらに、実施例１では、乗員表面温度Ｔ１として、乗員温度検出領域４５に対応する複数の素子の平均温度を用い、かつ、ガラス表面温度Ｔ２としても、ガラス温度検出領域４６に対応する複数の素子の平均温度を用いているため、１つの素子の温度を用いるのと比較して、検出精度を向上できる。
【実施例２】
【００５０】
次に、図６に基づいて本発明の実施の形態の実施例２の温度検出装置について説明する。なお、この実施例２を説明するにあたり、実施例１と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。また、本実施例２にあっても、車両ＭＢの乗員のうち、特に、運転席乗員ＤＲを検出対象とする例を示すが、検出対象はこれに限定されるものではない。
この実施例２の温度検出装置は、実施例１の変更例であり、運転席乗員ＤＲの有無を判定するようにしている。
【００５１】
すなわち、実施例２の温度検出装置は、ハードウェアとしての構成は第１実施形態と共通で図１に示されたものと同様で、マイクロコンピュータ２における温度検出処理の内容が実施例１とは異なる。
【００５２】
そこで、図６のフローチャートに基づいて、実施例２の温度検出装置における温度検出処理の流れを説明する。なお、このフローチャートにおいて、実施例１と同様の処理には、実施例１と同じステップ番号を付して説明を省略する。
【００５３】
このフローチャートにおいて、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の処理は、乗員の有無に応じて第１検出領域に相当する領域を変更する処理に関する。また、ステップＳ２０７〜Ｓ２１１は、第２表面温度に相当するガラス表面温度Ｔ２の変化率がしきい値を超えた場合に、補正を行わないようにする処理に関する。
【００５４】
以下、各ステップについて詳細に説明する。
車室内温度データを取得するステップＳ２に続くステップＳ２０１では、ステップＳ２で得られた温度データから運転席乗員ＤＲの有無および位置を検出する。
【００５５】
このうち、運転席乗員ＤＲの有無の検出は、運転席乗員ＤＲが運転席５に着座した状態での顔の存在する領域である図３に示す顔領域４８に、皮膚表面温度相当（例えば、３４℃程度）の温度分布が顔の大きさ程度存在しているか否かで判定する。
【００５６】
一方、運転席乗員ＤＲの位置検出は、上述の皮膚表面温度相当の分布が得られる顔領域４８に基づいて、乗員の位置を決定する。この決定処理の一例としては、顔領域４８の重心位置を乗員位置とすることが挙げられる。あるいは、顔領域４８から上半身胸位置を推定して、その位置を乗員位置とすることもできる。なお、重心位置とは、顔領域４８において、最も顔が存在する可能性の高い位置を指し、例えば、顔領域４８の各素子の経時的な出力をカウントし、各素子の出力と、その素子の位置（座標）とに基づいて算出することができる。
【００５７】
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１の検出結果に基づいて運転席乗員ＤＲの有無を判定し、運転席乗員ＤＲが存在すると判定した場合にはステップＳ２０３へ進み、乗員が不在であると判定した場合はステップＳ２０５へ進む。
【００５８】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１で検出されている運転席乗員ＤＲの位置情報に基づいて、乗員温度検出領域４５を設定する。この場合、ステップＳ２０１において検出された位置に応じ、確実に運転席乗員ＤＲが存在する位置に設定する。この実施例２では、実施例１と同様に運転席乗員ＤＲの上半身に乗員温度検出領域４５を設定する。あるいは、上述のように運転席乗員ＤＲの位置を顔領域４８の重心位置から求める場合、この重心位置を含む領域を乗員温度検出領域４４（図３参照）としてもよい。
【００５９】
ステップＳ２０４では、乗員温度検出領域４５の温度から以降の補正処理の基準となる第１表面温度としての表面基準温度ＢＴ１を算出する。この際、実施例１と同様に、この乗員温度検出領域４５の平均温度を算出する。
【００６０】
一方、ステップＳ２０２において運転席乗員ＤＲが不在であると判定された場合に進むステップＳ２０５では、ドアガラス４に温度影響を与える第１検出領域としてシートバック５１の表面が含まれるシート領域４９にシート温度検出領域４９ａを設定する。なお、図３では、シート領域４９は、運転席乗員ＤＲに隠れて表示されているため、シート温度検出領域４９ａは、運転席乗員ＤＲ上に表示されているが、シートバック５１の表面に設定されているものとする。
【００６１】
そして、ステップＳ２０６では、シート温度検出領域４９ａの温度から、以降の補正処理の基準となる表面基準温度ＢＴ１を算出する。この場合も、表面基準温度ＢＴ１は、シート温度検出領域４９ａの温度平均値を用いている。
【００６２】
次に、ステップＳ２０７では、ガラス温度検出領域４６を設定する。このガラス温度検出領域４６は、実施例１と同様に、この領域に温度影響を与える第１検出領域が映り込んでいる領域を設定する。ここで、本実施例２では、運転席乗員ＤＲの有無および位置により第１検出領域としの乗員温度検出領域４５とシート温度検出領域４９ａが逐次変更されることから、これらが映り込む位置も異なる。
【００６３】
そこで、本実施例２では、これらの領域４５，４９ａが映り込むガラスの位置については、ＩＲセンサ１とドアガラス４の幾何学的な位置関係からあらかじめ対応関係をマップ化しておき、マップを参照することでガラス温度検出領域４６の設定位置を決定する。また、本実施例２では、実施例１と同様に、ガラス温度検出領域４６は、複数の素子を対応させている。
【００６４】
このように、本実施例２では、運転席乗員ＤＲの有無に応じ、第１検出領域が乗員温度検出領域４５とシート温度検出領域４９ａとに選択的に設定され、さらに、乗員温度検出領域４５は、求められた運転席乗員ＤＲの位置に応じて設定される。そして、ガラス温度検出領域４６は、第１検出領域としての両領域４５，４９ａの位置に応じて、その映り込みが生じる位置に設定される。
【００６５】
次に、ステップＳ６に続くステップＳ２０８では、前回までの処理で算出されてメモリに保存されている過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐを読み込む。
【００６６】
続くステップＳ２０９では、ガラス表面温度Ｔ２の温度変化率ΔＴ２を下記の式２により算出する。
ΔＴ２＝｜Ｔ２−Ｔ２＿ｐ｜・・・・・式２
【００６７】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０９で算出された温度変化率ΔＴ２が、あらかじめ設定されたしきい値Ｔｈ（例えば、５℃）未満であるか否か判定し、ΔＴ２＜Ｔｈであってドアガラス４の状態変化が小さな場合には、ステップＳ６で算出されたガラス表面温度Ｔ２の補正を行うためステップＳ２１１に進む。一方、ステップＳ２１０において、ΔＴ２≧Ｔｈの場合は、ドアガラス４の状態変化が異常であるとしてステップＳ２１３へ進む。この異常な状態変化としては、例えば、ドアガラス４が開けられて、その位置にドアガラス４が存在しなくなった場合のような状態変化が挙げられる。
【００６８】
ステップＳ２１１では、過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐをステップＳ６で算出されたガラス表面温度Ｔ２に更新して、図外のメモリに保存した後、ステップＳ２１２のガラス表面温度の補正へ進む。
【００６９】
ステップＳ２１２では、下記の式３に基づいて補正ガラス表面温度Ｔ２*を算出する。
Ｔ２*＝Ｔ２−Ｒｅ（ｆ）×Ｔ１・・・・式３
【００７０】
ここで、ガラスの反射率Ｒｅ（ｆ）は、ガラス表面温度Ｔ２を検出するために設定された領域の位置の関数である。すなわち、ドアガラス４が曲面であるため、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係から、ガラス温度検出領域４６の設定位置の違いにより反射率が異なる。
【００７１】
そこで、本実施例２では、ドアガラス４の設計形状に基づいて、ＩＲセンサ１とドアガラス４との幾何学的な位置関係によりガラス温度検出領域４６の設定位置ごとの反射率Ｒｅがマップ化して保存されている。よって、上記反射率Ｒｅ（ｆ）は、このマップ化された値が、ガラス温度検出領域４６の設定位置に応じて読み込まれる。
【００７２】
一方、ステップＳ２１０においてΔＴ２≧Ｔｈの場合、例えば、ドアガラス４が開けられた場合のようなガラス状態の変化があったとして、次のステップＳ２１３では、ガラス表面温度Ｔ２の補正は必要ないと判断し、過去のガラス表面温度Ｔ２＿ｐを更新せずメモリに保持して、Ｔ２*＝Ｔ２としてステップＳ８に進む。以下の処理は、実施例１と同様であるので説明を省略する。
【００７３】
以上説明したように、実施例２では、実施例１と同様に、ＩＲセンサ１を設置するにあたり、映り込みなどの温度影響を抑えることができる位置に配置するなどのレイアウトの自由度を制約することなく、検出精度を向上させることが可能となるという効果が得られるのに加えて、ステップＳ２０１〜Ｓ２１２の処理に基づいて、以下に述べる効果を得ることができる。
【００７４】
本実施例２では、ステップＳ２０２〜２０６の処理により、運転席乗員ＤＲの有無に応じて、第１検出領域の温度である表面基準温度ＢＴ１として、運転席乗員ＤＲが存在する場合には、乗員温度検出領域４５の温度を算出し、運転席乗員ＤＲが不在の場合には、シート温度検出領域４９ａの温度を算出するようにした。
【００７５】
したがって、ガラス表面温度Ｔ２に温度影響を与える領域である第１検出領域の温度を一定の位置の温度で行うのと比較して、この領域の温度を正確に算出できる。そして、これにより、ステップＳ２１２で行う補正も、より精度高く行うことができ、補正ガラス表面温度Ｔ２*の補正をより適切に行うことができる。
【００７６】
さらに、本実施例２では、第１検出領域として乗員温度検出領域４５を設定する場合には、運転席乗員ＤＲの位置に応じ乗員温度検出領域４５の位置を設定するようにした（ステップＳ２０３）。このため、運転席乗員ＤＲの位置を検出しない場合に比べて、より正確に乗員表面温度Ｔ１を算出することができる。
【００７７】
しかも、温度検出対象であるドアガラス４に対応した第２検出領域としてのガラス温度検出領域４６を設定するにあたり、本実施例２では、第１検出領域として設定された領域（４６，４９ａ）との対応関係をマップ化して、その位置に対応して設定するようにした（ステップＳ２０７）。このため、ガラス温度検出領域４６を一定の位置に設定するのと比較して、ガラス温度検出領域４６を、確実に第１検出領域としての両領域４５，４９ａが映り込むガラスの位置に設定でき、この温度影響に応じた補正を行うことができ、よって、ステップＳ２１２の補正を、より適正に行うことができる。
【００７８】
加えて、実施例２では、ステップＳ２１２の補正の際には、ガラス温度検出領域４６の設定位置に応じた反射率Ｒｅ（ｆ）を用いるようにした。このため、一定の反射率Ｒｅを用いる場合に比べて、ドアガラス４の曲率に対応した適正な反射率を用いることができ、温度検出精度をさらに向上させることができる。
【００７９】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例１および実施例２を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および各実施例１，２に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００８０】
例えば、実施例１，２においては、図２に示すようにＩＲセンサ１を車両ＭＢの天井部ＣＥの前端部の車幅方向中央に取り付け、視野領域ＲＶを運転席乗員ＤＲに向けて、図３のような温度画像ＳＩが得られる場合について説明した。しかし、ＩＲセンサ１の取付位置や視野領域ＲＶの方向は、これに限定されるものではない。
【００８１】
図７は、ＩＲセンサ１の他の取付例を示している。この図の例では、ＩＲセンサ１は、車両ＭＢのセンターコンソール部ＳＣに設置されている。また、このＩＲセンサ１の視野領域ＲＶ７は、図示のとおりであり、図８に示す温度画像ＳＩ７が得られる。
【００８２】
この図７，図８の例では、ＩＲセンサ１が、乗員ＤＲ，ＣＲを下側から見上るような位置関係になり、ＩＲセンサ１の取り付け位置とドアガラス４ａ，４ｂの位置との幾何学的な関係から、ドアガラス４ａ，４ｂには、それぞれ運転席側天井と助手席側天井が映り込んでいる。このため、運転席側については運転席側のガラス温度検出領域４６ａの補正に用いる第１検出領域としては、天井部ＣＥに対応する運転席側天井温度検出領域４５ａとなる。一方に、助手席乗員（図８では符号ＧＣＲで示す）については、助手席側のガラス温度検出領域４６ｂの補正に用いる第１検出領域としては、助手席側天井温度検出領域４５ｂとなる。
【００８３】
また、実施例１，２では、運転席５を視野領域ＲＶに含むＩＲセンサ１を示したが、例えば、運転席乗員ＤＲと助手席乗員とのそれぞれにＩＲセンサ１を設けてもよいし、さらに、後席乗員用のＩＲセンサを設けてもよい。
【００８４】
また、乗員温度検出領域４５やガラス温度検出領域４６は、実施例１，２では、複数の素子を対応させて設定した例を示したが、１つの素子を対応させてもよい。
【００８５】
また、実施例１，２では、車両の空調制御装置３に用いる温度検出装置を示したが、その適用範囲は、車両に限定されるものではなく、航空機や産業機器、あるいは住宅など非接触式の温度検出手段を用いて温度を検出する種々の用途に適用することができる。
【００８６】
また、実施例２では、乗員検出手段として、ＩＲセンサ１を用いた例を示したが、他に乗員を検出する手段（例えば圧力センサ）が設置されているような場合、その手段からの信号により乗員の有無を判断するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】この発明の最良の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａおよびこれを適用した車両を示す説明図であり、（ａ）は側方から見た状態、（ｂ）は上方から見た状態を示している。
【図３】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置ＡのＩＲセンサ１で取得した温度画像ＳＩを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａのマイクロコンピュータ２の機能を表すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態の実施例１の温度検出装置Ａの温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態の実施例２の温度検出装置の温度検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は側方から見た状態、（ｂ）は上方から見た状態を示している。
【図８】本発明の他の実施の形態におけるＩＲセンサ１で取得した温度画像ＳＩ７を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ ＩＲセンサ（表面温度検出手段）
２ マイクロコンピュータ（領域設定手段、温度算出手段、補正手段）
４ ドアガラス
２１ 領域設定手段
２２ 温度算出手段
２３ 補正手段
４４ 乗員温度検出領域（第１検出領域）
４５ 乗員温度検出領域（第１検出領域）
４５ａ 運転席側天井温度検出領域（第１検出領域）
４５ｂ 助手席側天井温度検出領域（第１検出領域）
４６ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４６ａ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４６ｂ ガラス温度検出領域（第２検出領域）
４９ａ シート温度検出領域（第１検出領域）
ＢＴ１ 表面基準温度（第１表面温度）
ＣＥ 天井部
ＤＲ 運転席乗員
ＲＶ 視野領域
ＲＶ７ 視野領域
ＳＩ 温度画像
ＳＩ７ 温度画像
Ｔ１ 乗員表面温度（第１表面温度）
Ｔ２ ガラス表面温度（第２表面温度）
Ｔ２* 補正ガラス表面温度
Ｔｈ しきい値
ΔＴ２ 温度変化率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段からの入力データ中に、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定し、
前記第１検出領域および第２検出領域の表面温度である第１表面温度および第２表面温度を算出し、
前記第１表面温度を用いて第２表面温度を補正することを特徴とする温度検出方法。
【請求項２】
前記第２表面温度の補正は、前記第１表面温度と、前記第２検出領域に存在する部材の反射率と、を用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【請求項３】
視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段と、
この表面温度検出手段からの入力データ中に、温度検出対象として、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定する領域設定手段と、
前記第１検出領域の表面温度である第１表面温度を算出するとともに、前記第２検出領域の表面温度である第２表面温度を算出する温度算出手段と、
前記第１表面温度を用いて、前記第２表面温度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項４】
前記表面温度検出手段が、車両に設けられ、車室内を視野領域としていることを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記第２検出領域が、前記視野領域の中で熱エネルギの反射率が大きな部材が存在する領域に対応していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記熱エネルギの反射率が大きな部材がガラスであることを特徴とする請求項５に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記補正手段が、前記第１表面温度と、前記第２検出領域に存在する部材の反射率と、を用いて前記第２表面温度を補正することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記第１検出領域は、前記表面温度検出手段と前記第２検出領域のガラスとの幾何学的関係に基づいて、ガラスの反射により前記第２検出領域に映り込んでいる車室内の領域に設定されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記第２検出領域は、前記表面温度検出手段と前記第２検出領域のガラスとの幾何学的関係に基づいて、ガラスの反射により前記第１検出領域が映り込んでいる領域であることを特徴とする請求項８に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
前記表面温度検出手段の視野領域内における乗員の有無を検出する乗員検知手段が設けられ、
前記領域設定手段は、乗員の有無に応じ、前記第１検出領域の設定位置を変更することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の温度検出装置。
【請求項１１】
前記乗員検知手段が、乗員の有無に加え、乗員の位置を検出する手段であり、
前記領域設定手段は、乗員が存在している場合に、前記乗員の位置に応じて第１検出領域の設定位置を変更することを特徴とする請求項１０に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記領域設定手段は、乗員が存在している場合に、前記乗員の顔と上半身との少なくとも一方に第１検出領域を設定することを特徴とする請求項１１に記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記第２表面温度の変化率があらかじめ設定されたしきい値以上の場合には、前記補正を実行しないことを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項１】
視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段からの入力データ中に、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定し、
前記第１検出領域および第２検出領域の表面温度である第１表面温度および第２表面温度を算出し、
前記第１表面温度を用いて第２表面温度を補正することを特徴とする温度検出方法。
【請求項２】
前記第２表面温度の補正は、前記第１表面温度と、前記第２検出領域に存在する部材の反射率と、を用いて補正することを特徴とする請求項１に記載の温度検出方法。
【請求項３】
視野領域内の表面温度を非接触で検出する表面温度検出手段と、
この表面温度検出手段からの入力データ中に、温度検出対象として、第１検出領域を設定するとともに、この第１検出領域と異なる位置であって第１検出領域の温度影響を受ける第２検出領域を設定する領域設定手段と、
前記第１検出領域の表面温度である第１表面温度を算出するとともに、前記第２検出領域の表面温度である第２表面温度を算出する温度算出手段と、
前記第１表面温度を用いて、前記第２表面温度を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする温度検出装置。
【請求項４】
前記表面温度検出手段が、車両に設けられ、車室内を視野領域としていることを特徴とする請求項３に記載の温度検出装置。
【請求項５】
前記第２検出領域が、前記視野領域の中で熱エネルギの反射率が大きな部材が存在する領域に対応していることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の温度検出装置。
【請求項６】
前記熱エネルギの反射率が大きな部材がガラスであることを特徴とする請求項５に記載の温度検出装置。
【請求項７】
前記補正手段が、前記第１表面温度と、前記第２検出領域に存在する部材の反射率と、を用いて前記第２表面温度を補正することを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【請求項８】
前記第１検出領域は、前記表面温度検出手段と前記第２検出領域のガラスとの幾何学的関係に基づいて、ガラスの反射により前記第２検出領域に映り込んでいる車室内の領域に設定されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の温度検出装置。
【請求項９】
前記第２検出領域は、前記表面温度検出手段と前記第２検出領域のガラスとの幾何学的関係に基づいて、ガラスの反射により前記第１検出領域が映り込んでいる領域であることを特徴とする請求項８に記載の温度検出装置。
【請求項１０】
前記表面温度検出手段の視野領域内における乗員の有無を検出する乗員検知手段が設けられ、
前記領域設定手段は、乗員の有無に応じ、前記第１検出領域の設定位置を変更することを特徴とする請求項８または請求項９に記載の温度検出装置。
【請求項１１】
前記乗員検知手段が、乗員の有無に加え、乗員の位置を検出する手段であり、
前記領域設定手段は、乗員が存在している場合に、前記乗員の位置に応じて第１検出領域の設定位置を変更することを特徴とする請求項１０に記載の温度検出装置。
【請求項１２】
前記領域設定手段は、乗員が存在している場合に、前記乗員の顔と上半身との少なくとも一方に第１検出領域を設定することを特徴とする請求項１１に記載の温度検出装置。
【請求項１３】
前記補正手段は、前記第２表面温度の変化率があらかじめ設定されたしきい値以上の場合には、前記補正を実行しないことを特徴とする請求項３〜１２のいずれか１項に記載の温度検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２５６２１９（Ｐ２００７−２５６２１９Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８４３９０（Ｐ２００６−８４３９０）
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]