按需型電力控制系統(tǒng)、按需型電力控制系統(tǒng)程序以及記錄該程序的計算機可讀記錄介質(zhì)的制作方法
【專利摘要】為了根據(jù)電氣設備的特征量和電力消耗模式估計人在家庭內(nèi)的行動，本發(fā)明的按需型電力控制系統(tǒng)的特征在于，具備：人為概率的初始值估計單元，其估計電氣設備的狀態(tài)，根據(jù)所估計出的該電氣設備的狀態(tài)來估計電氣設備的人為概率的初始值；人位置估計單元，其從存儲器中調(diào)用電氣設備的人為概率的初始值和該電氣設備的似然度影像，參照從該似然度影像選擇的樣本的人位置，針對所有的樣本進行將該人位置與該電氣設備的人為概率相乘來計算該電氣設備的權重的處理，從而估計在各時刻的人位置的概率直到時刻達到最終時刻為止；以及人為概率的再估計單元，其基于人為概率和人位置概率進行該人為概率的再計算，進行人為概率的再計算直到該再計算的值收斂為止，在該值收斂時輸出人為概率和人位置概率。
【專利說明】按需型電力控制系統(tǒng)、按需型電力控制系統(tǒng)程序以及記錄該程序的計算機可讀記錄介質(zhì)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按需型電力控制系統(tǒng)、按需型電力控制系統(tǒng)程序以及記錄該程序的計算機可讀記錄介質(zhì)，詳細地說涉及一種對通過智能接頭收集的各電氣設備的固有的特征量和電力消耗模式進行解析從而能夠估計人在家庭內(nèi)的行動的按需型電力控制系統(tǒng)、按需型電力控制系統(tǒng)程序以及記錄該程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
【背景技術】
[0002]按需型電力控制系統(tǒng)是用于實現(xiàn)家庭、辦公的能源管理的系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將供給方主導型的“推(push)型”的電力網(wǎng)絡反向轉(zhuǎn)換為用戶、消費者主導型的“拉(pull)型”的系統(tǒng)。該系統(tǒng)是以下系統(tǒng):針對來自家庭的各種設備的電力請求、例如空調(diào)、照明等請求，家庭服務器根據(jù)用戶的利用方式來類推“設備的哪一個請求最重要”，以根據(jù)優(yōu)先級高的重要的電氣設備來供給電力的方式進行控制、即Energy on Demand (能源按需)控制(以下稱為“EoD控制”)。以下,將該按需型電力控制、即Energy on Demand(能源按需)控制稱為“EoD控制”，將其系統(tǒng)稱為“EoD控制系統(tǒng)”。該EoD控制系統(tǒng)是由京都大學的松山隆司教授所提倡的。
[0003]使用上述系統(tǒng)而得到的最大優(yōu)點在于，能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)需求方來節(jié)能、削減CO2排放。例如，當使用者預先在家庭服務器中設定將電費削減20%的指示時，通過EoD控制，用戶中心能夠僅使所削減20%的電力流動,從而能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、減少CO2排放。
[0004]作為上述EoD控制系統(tǒng)，已知具備估計單元的家庭網(wǎng)絡(參照專利文獻I)，該估計單元估計正在運轉(zhuǎn)的電氣設備的功能和居住者與電氣設備的位置關系，并且根據(jù)電氣設備的運轉(zhuǎn)狀況，來估計家庭內(nèi)的居住者的人數(shù)和居住者的行動。詳細地說，上述家庭網(wǎng)絡具備:n個電氣設備,該η個電氣設備被配置在家庭內(nèi)；η個模塊,該η個模塊從插座向該η個電氣設備供給電力，并且檢測該電氣設備的電力使用狀況和配置位置；檢測單元，其根據(jù)從該模塊發(fā)送的η個電氣設備的電力使用狀況，檢測實際運轉(zhuǎn)的m個電氣設備的運轉(zhuǎn)狀況，根據(jù)從上述η個模塊發(fā)送的η個配置位置，檢測上述運轉(zhuǎn)的m個電氣設備相互的位置關系；以及估計單元，其根據(jù)所檢測出的相互的位置關系和正在運轉(zhuǎn)的m個電氣設備的運轉(zhuǎn)狀況，判斷正在運轉(zhuǎn)的m個電氣設備的運轉(zhuǎn)狀況的實現(xiàn)性，并估計家庭內(nèi)的居住者的人數(shù)。
[0005]此外，上述模塊目前被稱為“智能接頭”(以下稱為“ST”。)，該ST包括進行電力測量的電壓/電流傳感器、用于電力控制的半導體繼電器、用于通信的ZigBee模塊以及進行這些整體控制和內(nèi)部處理的內(nèi)置DSP的微型計算機，通過20kHz這樣的高速數(shù)據(jù)樣本能夠詳細地測量電流、電壓波形(參照非專利文獻I)。
[0006]為了事先在上述模塊中輸入各電氣設備是什么電氣設備，需要繁瑣的輸入操作，并且在設置于壁面的插座上安裝IC標簽，并在上述模塊中具備IC標簽讀取器，由此專利文獻I的估計單元測量電氣設備的相互的位置關系，并估計家庭內(nèi)的居住者的人數(shù)和居住者的行動。因此，上述估計單元相當于人行動估計單元，因此以下稱為人行動估計單元。該人行動估計單元被指出如下問題點:盡管進行電氣設備的輸入操作、IC標簽的安裝、IC標簽讀取器的設置等繁瑣的作業(yè)，但是只能夠得到所得到的信息只是根據(jù)電氣設備的相互的位置關系識別家庭內(nèi)的居住者的人數(shù)和居住者的行動的限定的信息。
[0007]因此，為了解決上述問題點，提出了識別使用ST測量出的電氣設備是什么的方法(參照非專利文獻2)。該方法是在ST內(nèi)抽出表示電流波形的特征的少數(shù)的特征量并發(fā)送到服務器，使用在服務器上得到的特征量來識別電氣設備。家庭用的商用電源是交流，如圖7的吹風機和吸塵器的電壓、電流的波形所示的那樣，使用電氣設備的期間的電流、電壓的波形的值、極性始終在變化，因此根據(jù)電氣設備的種類比較電流和電壓的相位差、波形的形狀，由此上述方法能夠識別出電氣設備。
[0008]專利文獻1:國際公開第2008/152798號
[0009]非專利文獻I 工彳、々'一 O情報化i Smart Grid” (能量的信息化與智能系統(tǒng)網(wǎng)絡)、京都大學研究生院教授松山隆司著、21頁、2009年7月29日發(fā)行
[0010]非專利文獻2:加藤丈和、ChoHyunSang> LeeDongwook、豐村鐵男、山崎達也、情報?工才、卟年' 一統(tǒng)合才、7卜7 一夕電力七夕''情報分^ ^電気機器認識七子◎応用(基于用于信息.能量整合網(wǎng)絡的電力傳感信息的電氣設備識別及其應用)(移動p2p、泛在網(wǎng)絡(ubiquitous network)、自組織網(wǎng)絡(ad hoc network)、傳感器網(wǎng)絡、普通網(wǎng)絡)、電子信息通信學會技術研究報告、USN、泛在傳感器網(wǎng)絡、Vol.108.N0,399, (2009)、pp、133-138

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問題
[0012]專利文獻I的人行 動估計單元如上述那樣被指出如下問題點:只能夠得到所得到的信息只是根據(jù)電氣設備的相互的位置關系識別家庭內(nèi)的居住者的人數(shù)和居住者的行動的限定的信息。另外，由于2011年3月的東日本大地震所造成的福島第一核電站的損壞，政府針對作為應對電力不足的支柱的東京電力和東北電力管內(nèi)的夏季高峰時的節(jié)電目標，指示了與前年相比削減15%左右的方針。該情況也同時地，針對用戶來說，不損害用戶的生活品質(zhì)(Quality of Life)(以下稱為“QoL”)而想要盡可能地節(jié)省電氣設備的電力這樣的形勢高漲。為了不損害該QoL并節(jié)省電氣設備的電力，而保持QoL且凝固將消耗電力削減到什么程度很重要，因此如果能夠根據(jù)各電氣設備的固有的特征量和電力消耗模式來估計家庭內(nèi)利用電氣設備的人的行動，則能夠?qū)⑼浵绲恼彰飨?、將忘記關閉的電氣設備停止等。另外，如果能夠利用上述特征量和電力消耗模式確定所使用的電氣設備，根據(jù)所確定的該電氣設備的動作狀態(tài)(開關的接通(0N)、斷開(OFF)或強、中、弱等)來估計家庭內(nèi)的人的行動，則也能夠在確保QoL的同時節(jié)省電力。
[0013]因此，本發(fā)明的課題在于，鑒于上述以往的課題，提供一種不是按照電氣設備的相互的位置關系估計人數(shù)而是能夠根據(jù)電氣設備的特征量和電力消耗模式來估計家庭內(nèi)的人的行動的EoD控制系統(tǒng)、EoD控制系統(tǒng)程序以及記錄該程序的計算機可讀記錄介質(zhì)。
[0014]用于解決問題的方案
[0015]本發(fā)明的發(fā)明人等為了解決上述問題而反復潛心研究的結果是，完成了本發(fā)明。
[0016]本發(fā)明的第I發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置，具備:至少包含商用電源的電力源；多個電氣設備；與該電氣設備相連接的智能接頭；人行動估計裝置，其具備存儲器，對生活空間內(nèi)的人的行動進行估計；以及該人行動估計裝置經(jīng)由上述智能接頭進行連接的網(wǎng)絡，該按需型電力控制系統(tǒng)的特征在于，上述人行動估計裝置具備:人為概率的初始值估計單元，其將根據(jù)電氣設備的電力消耗模式獲得的特征量與事先針對每個電氣設備獲得的學習數(shù)據(jù)的特征量進行比較，來估計上述電氣設備的狀態(tài)，并根據(jù)所估計出的該電氣設備的狀態(tài)，來估計上述電氣設備的人為概率的初始值；人位置估計單元，其從上述存儲器中調(diào)用上述電氣設備的人為概率的初始值和該電氣設備的似然度影像，參照從該似然度影像選擇的樣本的人位置，針對所有的樣本進行將該人位置與該電氣設備的人為概率相乘來計算該電氣設備的權重的處理，從而估計在各時刻的人位置的概率直到時刻達到最終時刻為止；以及人為概率的再估計單元，其基于上述人為概率和人位置概率進行該人為概率的再計算，進行上述人為概率的再計算直到該再計算的值收斂為止，在該值收斂時輸出人為概率和人位置概率。
[0017]本發(fā)明的第2發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人行動估計裝置根據(jù)人針對設備人為地進行操作的概率即人為概率和相對于位置人存在的概率即人位置概率來估計人的行動。
[0018]本發(fā)明第第3發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人行動估計裝置僅根據(jù)各電氣設備的電力消耗模式求出動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)，將根據(jù)該特征量數(shù)據(jù)得到的人為概率設為初始值，通過重復計算來求出人位置和人為概率，由此估計出人位置和人為概率這雙方。
[0019]本發(fā)明的第4發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)包括電氣設備的標識號碼、該電氣設備的動作狀態(tài)以及該電氣設備的特征量。
[0020]本發(fā)明的第5發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述電氣設備的電力消耗模式是按照移動、停留的人狀態(tài)的序列來進行設備的操作并由此根據(jù)電氣設備的狀態(tài)、運轉(zhuǎn)模式的變化而產(chǎn)生的。
[0021]本發(fā)明的第6發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述電氣設備的特征量是消耗電力的平均和方差。
[0022]本發(fā)明的第7發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人為概率的初始值估計單元通過預先給出上述電氣設備的某個狀態(tài)轉(zhuǎn)變是人為操作的概率，能夠根據(jù)電氣設備的狀態(tài)的概率估計人為概率的初始值。
[0023]本發(fā)明的第8發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人位置估計單元根據(jù)前一次的時刻t-1的通過重復計算得到的人為概率來估計時刻t時的人的二維位置，從而估計出人的移動位置。
[0024]本發(fā)明的第9發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人位置估計單元使用序列濾波器以估計人位置概率。
[0025]本發(fā)明的第10發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述序列濾波器是粒子濾波器、卡爾曼濾波器或者移動平均濾波器。
[0026]本發(fā)明的第11發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人位置估計單元利用基于電氣設備的位置與人位置之間的關系的似然度影像運算上述人為概率。
[0027]本發(fā)明的第12發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，在上述似然度影像中，以實際的居住空間為對象，用像素值表示能夠按下電氣設備的電源開關的人的存在概率。
[0028]本發(fā)明的第13發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，在上述似然度影像中，將在有障礙物的情況下人的手觸及不到的范圍的像素值設為O進行計算。
[0029]本發(fā)明的第14發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，在上述似然度影像中，在能夠由遙控器操作上述電氣設備的情況下，將小的像素值分配于大的范圍。
[0030]本發(fā)明的第15發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，在上述似然度影像中，在從多個位置能夠操作上述電氣設備的情況下，將大的像素值分配于該能夠操作的多個窄的范圍。
[0031]本發(fā)明的第16發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，在上述似然度影像中，根據(jù)房間的布局、上述障礙物與電源開關的位置、距離以及電氣設備的位置來表示上述像素值。
[0032]本發(fā)明的第17發(fā)明所涉及的發(fā)明的人行動估計裝置的特征在于，上述人估計裝置在有多人的情況下，按照多人的混合正態(tài)分布進行運算。
[0033]本發(fā)明的第18發(fā)明所涉及的發(fā)明的程序使計算機作為按需型電力控制系統(tǒng)中的上述人行動估計裝置進行動作，該按需型電力控制系統(tǒng)具備:至少包含商用電源的電力源；多個電氣設備；與該電氣設備相連接的智能接頭；上述人行動估計裝置，其具備存儲器，對生活空間內(nèi)的人的行動進行估計；以及該人行動估計裝置經(jīng)由上述智能接頭進行連接的網(wǎng)絡，其中，該程序的特征在于，上述人行動估計裝置具備人為概率的初始估計值設定單元、人位置估計單元以及人概率的再估計單元，該程序使計算機執(zhí)行以下處理:上述人為概率的初始估計值設定單元將根據(jù)電氣設備的電力消耗模式獲得的特征量與事先針對每個電氣設備得到的學習數(shù)據(jù)的特征量進行比較，來估計上述電氣設備的狀態(tài)，根據(jù)所估計出的該電氣設備的狀態(tài)，運算上述電氣設備的人為概率的初始值的估計；上述人位置估計單元從上述存儲器中調(diào)用上述電氣設備的人為概率的初始值和該電氣設備的似然度影像，參照從該似然度影像選擇的樣本的人位置，針對所有的樣本進行將該人位置與該電氣設備的人為概率相乘來計算該電氣設備的權重的處理，運算各時刻的人位置的概率的估計直到時刻達到最終時刻為止；上述人概率的再估計單元根據(jù)上述人為概率和人位置概率進行該人為概率的再計算，進行上述人為概率的再計算直到該再計算的值收斂為止，在該值收斂時輸出人為概率和人位置概率。
[0034]本發(fā)明的第19發(fā)明所涉及的發(fā)明的程序使計算機作為第I發(fā)明所記載的人行動估計裝置進行動作，該程序使計算機執(zhí)行以下處理:上述人行動估計裝置根據(jù)人針對設備人為地進行操作的概率即人為概率和相對于位置人存在的概率即人位置概率來估計人的行動。
[0035]本發(fā)明的第20發(fā)明所涉及的發(fā)明的程序使計算機作為第I發(fā)明所記載的人行動估計裝置進行動作，該程序的特征在于，使計算機執(zhí)行以下處理:上述人行動估計裝置僅根據(jù)各電氣設備的電力消耗模式求出動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)，將根據(jù)該數(shù)據(jù)得到的人為概率設為初始值，通過重復計算求出人位置和人為操作，由此估計出人位置和人為操作這雙方。
[0036]本發(fā)明的第21發(fā)明所涉及的發(fā)明的計算機可讀記錄介質(zhì)的特征在于，記錄有第18發(fā)明所記載的程序。[0037]本發(fā)明的第22發(fā)明所涉及的發(fā)明的計算機可讀記錄介質(zhì)的特征在于，記錄有第19發(fā)明所記載的程序。
[0038]本發(fā)明的第23發(fā)明所涉及的發(fā)明的計算機可讀記錄介質(zhì)的特征在于，記錄有第20發(fā)明所記載的程序。
[0039]發(fā)明的效果
[0040]本發(fā)明的按需型電力控制系統(tǒng)的人行動估計裝置能夠通過用戶使用電氣設備的日常生活來估計家庭內(nèi)的人的行動，因此通過制定電力的使用計劃、預測接下來可能使用的電氣設備，能夠?qū)π枰碾姎庠O備優(yōu)先供給電力、或關閉不需要的無用的電力。例如能夠?qū)τ脩粜枰碾姎庠O備優(yōu)先供給電力，將忘記熄滅的照明熄滅，將忘記關閉的電氣設備停止，因此是對節(jié)省電力有很大作用的裝置。
[0041]在智能大廈房間內(nèi)，進行了受驗者實際生活的生活實驗，結果驗證了上述人行動估計裝置能夠估計家庭內(nèi)的人的行動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是表示EoD控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡的結構的概要圖。
[0043]圖2是表示本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的結構的概要圖。
[0044]圖3是表不插座、ST以及電氣設備的連接關系的說明圖。
[0045]圖4是表示在樣板房內(nèi)配置了用于設置各電氣設備的ST的位置的布局圖。
[0046]圖5是表示人的狀態(tài)與設備的操作之間關系的關系圖。
[0047]圖6是表示設備的狀態(tài)與電力消耗模式之間關系的關系圖。
[0048]圖7是表示吹風機和吸塵器的電壓、電流的波形的波形圖。
[0049]圖8是表示人行動估計裝置所具備的功能的功能框圖。
[0050]圖9是表示電磁爐的似然度影像的圖。
[0051]圖10是表示電視的似然度影像的圖。
[0052]圖11是表示起居室照明的似然度影像的圖。
[0053]圖12是表示盥洗室照明的似然度影像的圖。
[0054]圖13是表示走廊照明的似然度影像的圖。
[0055]圖14是表示人行動估計裝置的整體處理的流程圖。
[0056]圖15是表示人為概率的初始值估計的處理的流程圖。
[0057]圖16是表示人位置估計的處理(人為一個)的流程圖。
[0058]圖17是表示人位置估計的處理(人為一個)的繼續(xù)處理的流程圖。
[0059]圖18是表示人為概率的再估計處理的流程圖。
[0060]圖19是表示人位置估計的處理(人為多個)的流程圖。
[0061]圖20是表示人位置估計的處理(人為多個)的繼續(xù)處理的流程圖。
[0062]圖21是表示人位置估計的處理(人為多個)的繼續(xù)處理的流程圖。
[0063]圖22是表示由人位置估計單元獲得的人位置的概率分布的圖。
[0064]圖23是表示由人位置估計單元獲得的樣本點概率分布的概率分布圖。
[0065]圖24是表示人位置估計單元估計得到的結果的人行動的路徑的行動路徑圖。
[0066]圖25是表示發(fā)生分布的方差和事件的時刻的粒子的位置的方差圖?！揪唧w實施方式】
[0067]參照圖1說明本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡的結構。
[0068]圖1是表示本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡的結構的概要圖。本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)50被設置在普通家庭中，包括人行動估計裝置、ST11、電氣設備(以下僅稱為“設備”。)以及電力控制裝置30。上述人行動估計裝置經(jīng)由Local Area Network(局域網(wǎng))(以下，稱為“LAN”)使用有線或者無線LAN與STll (以下，稱為“ST”)相連接。LAN是本發(fā)明的一例，并不限定于此，本發(fā)明也可以經(jīng)由WiF1、PLC、ZigBee、特定小電力無線等網(wǎng)絡與ST相連接。通過各設備的電源插座來連接該ST。因而，上述ST能夠經(jīng)由LAN與上述人行動估計裝置進行通信。
[0069]并且，在人行動估計裝置中，也可以使用直接連接或內(nèi)置的存儲器來將知識數(shù)據(jù)庫(知識DB) 10構建在人行動估計裝置的內(nèi)部。來自商用電源的電力經(jīng)由電力控制裝置30被供給到人行動估計裝置以及各設備。
[0070]此外，將商用電源作為本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)的電力源進行說明，但是不限定于此，也可以將太陽能發(fā)電和燃料電池用作電力源。另外，將普通家庭作為本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)50的設置場所進行說明，但是不限定于此，只要是能夠辦公室等能夠設置ST的場所，就可以是任意的場所。而且，作為本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)的ST而說明與電源插座連接的外置類型，但是并不限定于此，也可以是埋入電源插座的內(nèi)置類型。
[0071]圖2是表示圖1所示的EoD控制系統(tǒng)50的電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的結構的概要圖。
[0072]參照圖1進行說明，EoD控制系統(tǒng)50包括電力控制裝置30，在該電力控制裝置30上連接有商用電源32。另外，電力控制裝置30例如由多個斷路器(未圖示)構成，包括一個主斷路器和多個子斷路器。來自商用電源32的電力(交流電壓)供給給主斷路器的初級側，從主斷路器的次級側分配至多個子斷路器。其中，商用電源32經(jīng)由用于供給/停止商用電流的開關(未圖示)與主斷路器的初級側相連接。該開關基于人行動估計裝置的切換信號進行接通(ON)/斷開(OFF)。
[0073]另外，上述的人行動估計裝置和多個設備與電力控制裝置30的輸出側即子斷路器的次級側相連接。雖省略圖示，但是人行動估計裝置被連接為通過將設置于自身的插入插頭插入到墻壁插座等而能夠供需來自電力控制裝置30的電力，多個設備具備上述ST為插入插頭的輸入插座和輸出插座，連接為從該輸入插座發(fā)送商用電源32的電力，經(jīng)由與上述輸出插座相連接的多個設備的插座，能夠?qū)Χ鄠€設備供需電力。
[0074]如上所述,本發(fā)明的EoD控制系統(tǒng)不僅是圖2示出的電力網(wǎng)絡,還能夠構建圖1示出的通信網(wǎng)絡。
[0075]圖3是說明與商用電源連接并配置在墻壁上的插座、ST以及設備的連接關系的說明圖。參照圖3，作為設備的冰箱201包括具備插入插頭的插座202以及配線203，冰箱201的插座202相對于上述ST的輸出插座114可安裝和拆卸。在墻壁40上配置有插座41，該插座41的插入口 411通過家庭內(nèi)的電力系統(tǒng)供給商用的電力。作為插入插頭的輸入插座113相對于上述插入口 411可安裝和拆卸。
[0076]關于ST的結構，如已經(jīng)記述的那樣，使用了由進行電力測量的電壓/電流傳感器、用于電力控制的半導體繼電器、用于通信的ZigBee模塊(以下稱為“通信部件”。)以及行這些整體控制和內(nèi)部處理的計算機構成的公知的結構。ST實時地測量通過輸入插座113供給的設備的消耗電力，通過上述通信部件將該消耗電力發(fā)送到人行動估計裝置。
[0077]圖4是表示在樣板房內(nèi)配置了用于設置各電氣設備的ST的位置的布局圖。
[0078]布局圖的尺寸是538cmX605cm的大約33m2的面積。如圖4所示那樣具備TV、空調(diào)、熱水壺、咖啡機、電飯鍋、冰箱、微波爐、洗衣機、吸塵器、吹風機等在普通家庭中使用的設備。ST的位置在圖4中表示為“ST”，在各設備上設置有ST。其中有遙控器的設備是TV、空調(diào)、起居室照明及兩個廚房照明、臥室照明以及錄放機。在利用移動的設備時所使用的ST設為五個空閑插座。移動的設備是吹風機、吸塵器、移動充電器、筆記本電腦、空氣清潔器、電動牙刷、夜燈。圖4所示的數(shù)字是表I中示出的標識號碼(id)欄的編號，表示名稱(name)欄的設備的名稱。
[0079]表I是表示各設備可能采取的動作狀態(tài)(O?3)的表。
[0080][表 I]
[0081]
【權利要求】
1.一種按需型電力控制系統(tǒng)，具備:至少包含商用電源的電力源；多個電氣設備；與該電氣設備相連接的智能接頭；人行動估計裝置，其具備存儲器，對生活空間內(nèi)的人的行動進行估計；以及該人行動估計裝置經(jīng)由上述智能接頭進行連接的網(wǎng)絡，該按需型電力控制系統(tǒng)的特征在于， 上述人行動估計裝置具備: 人為概率的初始值估計單元，其將根據(jù)電氣設備的電力消耗模式獲得的特征量與事先針對每個電氣設備獲得的學習數(shù)據(jù)的特征量進行比較，來估計上述電氣設備的狀態(tài)，并根據(jù)所估計出的該電氣設備的狀態(tài)，來估計上述電氣設備的人為概率的初始值； 人位置估計單元，其從上述存儲器中調(diào)用上述電氣設備的人為概率的初始值和該電氣設備的似然度影像，參照從該似然度影像選擇的樣本的人位置，針對所有的樣本進行將該人位置與該電氣設備的人為概率相乘來計算該電氣設備的權重的處理，從而估計在各時刻的人位置的概率直到時刻達到最終時刻為止；以及 人為概率的再估計單元，其基于上述人為概率和人位置概率進行該人為概率的再計算，進行上述人為概率的再計算直到該再計算的值收斂為止，在該值收斂時輸出人為概率和人位置概率。
2.根據(jù)權利要求1所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人行動估計裝置根據(jù)人針對設備人為地進行操作的概率即人為概率和相對于位置人存在的概率即人位置概率來估計人的行動。
3.根據(jù)權利要求2所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人行動估計裝置僅根據(jù)各電氣設備的電力消耗模式求出動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)，將根據(jù)該特征量數(shù)據(jù)得到的人為概率設為初始值，通過重復計算來求出人位置和人為概率，由此估計出人位置和人為概率這雙方。
4.根據(jù)權利要求3所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)包括電氣設備的標識號碼、該電氣設備的動作狀態(tài)以及該電氣設備的特征量。
5.根據(jù)權利要求4所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述電氣設備的電力消耗模式是按照移動、停留的人狀態(tài)的序列來進行設備的操作并由此根據(jù)電氣設備的狀態(tài)、運轉(zhuǎn)模式的變化而產(chǎn)生的。
6.根據(jù)權利要求4所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述電氣設備的特征量是消耗電力的平均和方差。
7.根據(jù)權利要求1所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人為概率的初始值估計單元通過預先給出上述電氣設備的某個狀態(tài)轉(zhuǎn)變是人為操作的概率，能夠根據(jù)電氣設備的狀態(tài)的概率估計人為概率的初始值。
8.根據(jù)權利要求1所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人位置估計單元根據(jù)前一次的時刻t-Ι的通過重復計算得到的人為概率來估計時刻t時的人的二維位置，從而估計出人的移動位置。
9.根據(jù)權利要求8所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人位置估計單元使用序列濾波器以估計人位置概率。
10.根據(jù)權利要求9所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于，上述序列濾波器是粒子濾波器、卡爾曼濾波器或者移動平均濾波器。
11.根據(jù)權利要求8~10中的任一項所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人位置估計單元利用基于電氣設備的位置與人位置之間的關系的似然度影像運算上述人為概率。
12.根據(jù)權利要求11所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述似然度影像中，根據(jù)實際的居住空間中的電氣設備的使用狀況來用像素值表示能夠按下電氣設備的電源開關的人的存在概率。
13.根據(jù)權利要求12所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述似然度影像中，將在有障礙物的情況下人的手觸及不到的范圍的像素值設為O進行計算。
14.根據(jù)權利要求12所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述似然度影像中，在能夠由遙控器操作上述電氣設備的情況下，將小的像素值分配于大的范圍。
15.根據(jù)權利要求12所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述似然度影像中，在從多個位置能夠操作上述電氣設備的情況下，將大的像素值分配于該能夠操作的多個窄的范圍。
16.根據(jù)權利要求12所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 在上述似然度影像中，根據(jù)房間的布局、上述障礙物與電源開關的位置、距離以及電氣設備的位置來表示上述像素值。
17.根據(jù)權利要求16所述的按需型電力控制系統(tǒng)，其特征在于， 上述人估計裝置在有多人的情況下，按照多人的混合正態(tài)分布進行運算。
18.一種使計算機作為按需型電力控制系統(tǒng)中的人行動估計裝置進行動作的程序，該按需型電力控制系統(tǒng)具備:至少包含商用電源的電力源；多個電氣設備；與該電氣設備相連接的智能接頭；上述人行動估計裝置，其具備存儲器，對生活空間內(nèi)的人的行動進行估計；以及該人行動估計裝置經(jīng)由上述智能接頭進行連接的網(wǎng)絡，其中，該程序的特征在于， 上述人行動估計裝置具備人為概率的初始估計值設定單元、人位置估計單元以及人概率的再估計單元， 該程序使計算機執(zhí)行以下處理: 上述人為概率的初始估計值設定單元將根據(jù)電氣設備的電力消耗模式獲得的特征量與事先針對每個電氣設備得到的學習數(shù)據(jù)的特征量進行比較，來估計上述電氣設備的狀態(tài)，根據(jù)所估計出的該電氣設備的狀態(tài)，運算上述電氣設備的人為概率的初始值的估計； 上述人位置估計單元從上述存儲器中調(diào)用上述電氣設備的人為概率的初始值和該電氣設備的似然度影像，參照從該似然度影像選擇的樣本的人位置，針對所有的樣本進行將該人位置與該電氣設備的人為概率相乘來計算該電氣設備的權重的處理，運算各時刻的人位置的概率的估計直到時刻達到最終時刻為止； 上述人概率的再估計單元根據(jù)上述人為概率和人位置概率進行該人為概率的再計算，進行上述人為概率的再計算直到該再計算的值收斂為止，在該值收斂時輸出人為概率和人位置概率。
19.一種使計算機作為根據(jù)權利要求1所述的人行動估計裝置進行動作的程序，使計算機執(zhí)行以下處理:上述人行動估計裝置根據(jù)人針對設備人為地進行操作的概率即人為概率和相對于位置人存在的概率即人位置概率來估計人的行動。
20.一種使計算機作為根據(jù)權利要求1所述的人行動估計裝置進行動作的程序，使計算機執(zhí)行以下處理: 上述人行動估計裝置僅根據(jù)各電氣設備的電力消耗模式求出動作狀態(tài)的特征量數(shù)據(jù)，將根據(jù)該數(shù)據(jù)得到的人為概率設為初始值，通過重復計算求出人位置和人為操作，由此估計出人位置和人為操作這雙方。
21.一種計算機可讀記錄介質(zhì)，記錄有根據(jù)權利要求18所述的程序。
22.—種計算機可讀記錄介質(zhì)，記錄有根據(jù)權利要求19所述的程序。
23.一種計算機可讀`記錄介質(zhì)，記錄有根據(jù)權利要求20所述的程序。
【文檔編號】G06Q50/06GK103688284SQ201280034479
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年7月13日 優(yōu)先權日:2011年7月13日
【發(fā)明者】松山隆司, 加藤丈和, 山田祐輔 申請人:日東電工株式會社