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2 A 37 A A A A A i

3 1 1 2 VSC(Vehicle Stability Control) 3 4 ECB(Electronically Controlled Brake System) 4 25[%] , 9 10,

4 13 14 ( )

5 Fig. 2.1 Fig

6 2.2.3 Fig [lx] 900[lx] Fig. 2.2 cd( ) lx( ) Fig ( ) 3 4 4

7 280 Fig ID 6 7 ( ) 8 (5) (7) 2.4 (Adaptive Neighborhood Algorithm using Correlation Coefficient : ANA/CC) 12 ANA/CC (Hill Climbing : HC) 5

8 2.4.1 (HC) HC HC HC Fig ( ID ) (3) 7 (5) (3) (6) (7) (4) (3) (2.1) n f = P + w g i (2.1) g i = i=1 { (Lci Lt i ) 2 (Lc i Lt i ) 0 0 otherwise P : w : n : Lc : Lt : (2.1) P g i w g i 2 6

9 Yes No Fig (ANA/CC) ANA/CC HC HC ( ) ANA/CC 2 17 (2.2) x ȳ x i y i r = n i=1 (x i x)(y i y) n i=1 (x i x) 2 n i=1 (y i y) 2 (2.2) ANA/CC ANA/CC ( ID ) 7

10 4 ( ) 5 (4) (3) 10 (8) (3) (9) (10) (4) (3) 8

11 Fig. 3.1 (3.1) l h θ d En Eh Fig

12 Eh = h d 2 + h 2 En (3.1) En = ( lθ 2 )( l d 2 + l 2 + h l d 2 + h 2 tan 1 d 2 + h ) 2 En : Eh : h : d : : l : l : ( ) (3.2) Rr Rr = W L H(W + L) Rr : : L : H : (3.2) Rr Table Table 3.1 [%] [%] [%]

13 (3.3) (3.3) 19 E = F N U M (3.3) A E : F : N : U : M : A : 3.2 1m 1m 15 Fig. 3.2 Fig

14 Fig. 3.2 Fig. 3.3 FHF32EX- N-H [( ) ] FSS9-322 [( ) ] 488[lx] Fig. 3.3 Fig. 3.3 Fig. 3.4 Fig Fig

15 2 20 Fig Fig A 4A 9A 1m 100[lx] 2m 25[lx] 3m 11.1[lx] Fig Fig. 3.6 Fig. 3.6-(a) Fig. 3.6-(b) 22 a b Fig

16 Fig. 3.6-(a) m Fig [lx] 38[lx] 11[lx] 15[lx] 45[lx] 8[lx] 9[lx] 42[lx] 43[lx] Fig. 3.7 Fig Fig Fig. 3.8 Fig. 3.8 Fig

17 Fig. 3.8 % (1) (3) lx lx Fig Fig. 3.8 Fig Fig. 3.9-(a) 2 Fig. 3.9-(a) 80[%] 60[%] 40[%] [%] 15

18 (2) (4) (5) (10) (6) (1) (7) (8) (9) (11) (12) a b c d e Fig Fig. 3.9-(b) [cm] [cm] [%] 5 Fig. 3.9-(c) [lx] 6 Fig. 3.9-(c) / Fig. 3.9-(c) / Fig Fig (a) Fig (b) 16

19 / 600 ᮘ / 700 b㻕㻌 ᑠ 㠃 a㻕㻌ᣑ 㠃䛾 㒊 Fig シミュレーションの拡大および縮小画面 8 照度分布図表示 Fig. 3.9-(c) に示す操作パネルの照度分布図ボタンを選択することで シミュレーションパネル に現在の照度分布の様子を表示する 具体的には 1400[lx] から 200[lx] 毎にシミュレーション パネルの背景に黒色と白色を交互に表示することで 照度の分布を確認する 任意の点灯パター ンに対する照度分布図を Fig に示す ᗘ䝉䞁䝃 a㻕㻌 ᗘ ฟ Fig b㻕㻌 ᗘศᕸ 任意の光度における照度算出 9 メモリ登録 Fig. 3.9-(c) に示す操作パネルの登録ボタンを選択することで シミュレーション上の現在の部 屋情報 照明情報 照度センサ情報を記憶する また 読込ボタンを選択することで記憶した 状況の再現を行う 10 照度収束 Fig. 3.9-(d) に示す操作パネルの照度収束ボタンを選択することで 個別照度実現のための照度 収束をシミュレーションする 用いる照度収束アルゴリズムは 第 2.4 節で述べた HC もしく は ANA/CC から選択する 11 自動収束 Fig. 3.9-(d) に示す操作パネルの自動収束 ON ボタンを選択することで 照度収束の様子を 1 秒 毎に表示する 収束アルゴリズムは 1 秒間に 200 ステップ実行する 17

20 12 Fig. 3.9-(d) Fig % 30% 50% 70% 100% 0% 30% 50% 70% 100% 0% 30% 50% 70% 100% 400[lx] 412[lx] 313[lx] 50% 80% 100% 80% 50% 50% 80% 100% 80% 50% 50% 80% 100% 80% 50% 815[lx] 825[lx] 843[lx] 80% 684[lx] 699[lx] 664[lx] 90% 100% 0% 0% 80% 90% 100% 0% 0% 80% 90% 100% 0% 0% 740[lx] 732[lx] 705[lx] a b c Fig Fig [lx] 20[lx] 50[lx] 50[lx] 24 30[%] 3 600[lx] 800[lx] 700[lx] Fig (a) ANA/CC Fig (b) 18

21 ᗘ䝉䞁䝃 a㻕㻌 ᗘ ᮰ᚋ a㻕㻌 ᮇ Fig 照度収束アルゴリズムによる結果 Fig (b) から 全てのユーザの目標照度を同時に満たしていることが分かる その際 消費電 力量が初期状態の 58[%] となっており 照度センサを持つユーザ付近の照明は光度を上げ ユーザの いない場所では照明は光度を下げている このことから 照明の無駄な点灯を抑え 省エネルギーな 状態が実現していることが確認できる 次に 照度が収束した Fig (b) の状態から 1 名のユーザが移動する場合のシステムの動作に ついて検証する ユーザの移動前の状態を Fig (a) に示す この状態から 右下の目標照度が 700[lx] のユーザが左へ移動し ANA/CC を実行した結果を Fig (b) に示す / / / 700 ᗘ䝉䞁䝃 a㻕㻌䝴䞊䝄䛾 ๓ b㻕㻌䝴䞊䝄䛾 ᚋ Fig ユーザの移動による結果 Fig (b) から 全てのユーザの目標照度を同時に満たせていることが分かる その際 ユーザ が移動する前の場所周辺の照明は減光し ユーザが移動した後の場所周辺の照明が増光している ま た この時の消費電力量が初期状態の 57[%] となり 省エネルギーを維持することができた これら の結果から 本システムにおける個別照度実現のための照度収束アルゴリズムがユーザの移動にも対 応できることが確認できた 19

22 4 12 ( ) (4.1) n f = P + w (Lt i Lc i ) 2 (4.1) i=1 P : w : n : Lt : Lc : 2 3 (2) 4 (4.1) 5 (2) (4) 20

23 (4.1) P w f [lx] Fig. 4.1-(a) 600[lx] 701[lx] Fig. 4.1-(b) / / / / / / 700 a Fig. 4.1 b Fig. 4.1-(b) 623[lx] Fig Pa[( ) ] 25 Fig. 4.2 Pa 21

24 Fig. 4.2 リフターツイン Pa 可動型照明器具の鉛直移動による制御方法 まず 提案シミュレータでは ユーザの位置を固定にした状態で可動型照明器具を鉛直方向へ移動 できるものとする 可動型照明器具の高さを変更することで これまで実現できなかったユーザの細 やかな要求照度を最適な状態で実現する 以下に 提案する照明器具の鉛直移動による最適化アルゴ リズムを示す 1 照度収束アルゴリズムによって照度を収束させ 物理的にそれ以上照度を収束させることがで きない状態で目的関数値を求める 目的関数は式 (4.1) を用いる 2 全ての照明器具の高さを後述する近傍範囲内で変化する このとき ユーザの位置と照明器具 の配置は固定とする 3 (2) の状態で 照度収束アルゴリズムによる照明の光度の最適化を行う 4 式 (4.2) から再び目的関数値を求め 目的関数値が改良した場合はその照明器具の高さへ移動 し 改悪した場合は移動前の照明器具の高さに戻す f = P + w1 n (Lti Lci )2 + w2 i=1 m Hcj Hbj (4.2) j=1 P : 消費電力量 w1, w2 : 重み n : 照度センサの数 m : 照明の数 Hc : 現在の照明の高さ Hb : 1step 前の照明の高さ Lt : 目標照度 Lc : 現在の照度 5 (2) (4) の操作を繰り返し 全てのユーザの要求照度を実現する もしくは 一定回数以上繰 り返しを行っても要求を実現できない場合に 処理を終了する 22

25 (4.2) P w 2.4 ANA/CC (2.2) Fig. 4.3 Lt - Lc 0 Lt - Lc 0 r T r T 30cm 60cm 15cm 15cm 30cm 30cm 15cm 15cm r T Lt Lc Fig. 4.3 Fig [lx] [cm]

26 [lx] Fig. 4.4-(a) 1200[lx] Fig. 4.4-(b) / / / / / / 400 a Fig. 4.4 b Fig. 4.4-(b) 1190[lx] 1200[lx] 250cm 150cm 100cm 81[%] 50[%] Fig

27 5 LAN IT Scooterdesk[Utilia] 28 Scooterdesk Fig. 5.1 Fig. 5.1 Scooterdesk Scooterdesk 1000[lx]

28 1 (5.1) n f = P + w g i (5.1) g i = i=1 { (Lti Lc i ) 2 50 Lt i Lc i 0 otherwise P : w : n : Lt : Lc : 2 3 HC ANA/CC 4 (5.1) 5 (2) (4) (5.1) P g i w g i 50[lx] 2 Scooterdesk ( ) 1 ( ) 1m 1m 300[lx] 3 Fig

29 3 3 3 a Fig. 5.2 b Fig. 5.2-(a) Fig. 5.2-(a) Fig. 5.2-(b) Fig. 5.3-(a) Fig. 5.3-(b) a Fig. 5.3 b 3m 27

30 [lx] ( ) 7 Fig. 5.4-(a) 7 668[lx] Fig. 5.4-(b) / / / / / a 759 / / / / / / / / / b Fig [lx] 36[lx] Fig. 5.4-(b) 72[%] 62[%] Fig. 5.4-(b) 800[lx] 760[lx] 700[lx] 3 28

31 座席配置を Fig. 5.5-(a) に 照明の点灯の様子を Fig. 5.5-(b) に示す この状態から 先に述べたユー ザ移動の最適化アルゴリズムを適応させる 適応後の座席配置を Fig. 5.5-(c) に 照明の点灯の様子 を Fig. 5.5-(d) に示す / / / / / / b㻕㻌ᚑ᮶䛾ᡭἲ㻔 㻕 a㻕㻌ᚑ᮶䛾ᡭἲ㻔ᗙᖍ㻕 / / / / / / ᗘ䝉䞁䝃 d㻕㻌ᗙᖍ㓄 䛾 㐺 㻔 㻕 c㻕㻌ᗙᖍ㓄 䛾 㐺 㻔ᗙᖍ㻕 Fig. 5.5 デスク選択モードでのユーザ移動の最適化 Fig. 5.5-(c) および Fig. 5.5-(d) から 全範囲を対象とした時と同様に 全てのユーザの要求照度 を満たすことができた また ユーザが移動せずに照明の光度の最適化を行った状態での照明の電力 量が初期状態の 68[%] であったのに対し ユーザが最適な配置へ移動した後の電力量は 53[%] であっ た この結果から 提案手法がユーザの要求照度を省エネルギーな状態で満たすのに有効であること が分かった 29

32 5.2 ( ) (1) (2) (1) (3) [lx] 30

33 Fig. 5.6-(a) 1 Fig. 5.6-(b) / / / / / / / a b Fig. 5.6 Fig. 5.6-(a) Fig. 5.6-(b) 9 600[lx] 800[lx] 400[lx] 500[lx] 450[lx] 570[lx] 640[lx] 720[lx] 600[lx] 3 Fig. 5.7-(a),(b),(c) Fig. 5.7-(d) Fig. 5.7-(a) [%] Fig. 5.7-(b) Fig. 5.7-(c) 70[%] Fig. 5.7-(d) 9 56[%] 31

34 446 / / / / / / / / / / / / / / / / / / 800 b㻕㻌 ព䛾ᗙᖍ㓄 㻞 a㻕㻌 ព䛾ᗙᖍ㓄 㻝 792 / / / / / / / / / / / / / / / / / / 720 ᗘ䝉䞁䝃 c㻕㻌 ព䛾ᗙᖍ㓄 㻟 d㻕㻌 ព䛾ᗙᖍ㓄 Fig. 5.7 任意の座席配置および最適な座席配置 32

35 6 33

36 34

37 1) M.Miki, T.Kawaoka. Design of intelligent artifacts:a fundamental aspects. Proc.JSME International Symposium on Optimization and Innova-tive Design(OPID97), ).., ),,,. Vsc(vehicle stability control)., Vol. 46, No. 2, pp , ) ecb. 5) Eccj. 6),.., pp , ),.., Vol. 59, No. 10, pp , ).., Vol. 22, No. 3, pp , ) Miki M Imazato K, Hiroyasu T. Proposal for an intelligent lighting system, and verification of control method effectiveness. Proc IEEE CIS, pp , ),,.. C, Vol. 104, No. 12, ).., Vol. 32, No. 10, ),,,.. 14, No , pp , ) )., 2., 2, ). ( )., ).., ).., ) )

38 20) Mariot club by endo lighting. 21) ) ) Gsharp ( ). 24),,.. J.Il lum.engng.inst.jpn, Vol. 85, No. 5, pp , ) pa. 26). 27). 28) Scooterdesk(utilia). 36

39 付 録 A ここでは 独立行政法人新エネルギー 産業技術総合開発機構 (NEDO)1 の研究プロジェクト エ ネルギー使用合理化技術戦略的開発/エネルギー使用合理化技術戦略的開発 (FS 事業)/創発オフィス システム開発の事前調査 において構築した照度 色温度可変型照明システムについて述べる 照度 色温度可変型照明システムとは ユーザの仕事内容や好みに合わせた照度および色温度を提 供するシステムである 本システムは会議室において使用されることを想定している 構築したシス テムが同志社大学理工学部知的システムデザイン研究室のミーティングスペースに設置されている様 子を Fig. A.1 に示す Fig. A.1 照度 色温度可変型照明システム A.1 色温度とは 色温度は光の色を定量的な数値で表現する尺度である 色温度はある光源の光の色を 同じ色の光 を完全黒体が放射する時の温度で表し 単位は絶対温度 K(ケルビン) である2 Fig. A.2 に色温度の 分布を示す 1800[K] 2800[K] 㟁 Ⰽ ගⅉ 5700[K] 16000[K] ගⰍ ගⅉ Fig. A.2 色温度の分布 Fig. A.2 のように 色温度が高いほど青色に近付き 色温度が低いほど赤色に近付く なお 照 度 色温度可変型照明システムで使用する照明は市販の色温度 2800[K] の電球色蛍光灯 FHF32EX- D-H [(現) パナソニック電工] および色温度 5700[K] の昼光色蛍光灯 FHF32EX-L-H [(現) パナソニッ ク電工] で 調光可能な光度範囲は 10[%] から 100[%] である 1 2 NEDO:独立行政法人 新エネルギー 産業技術総合開発機構. 山脇惠子. よくわかる色彩心理. ナツメ社,

40 3 A Fig. A.3 1.3m 2.5m a 3.5m b Fig. A.3 A.3 Fig. A.4 Fig. A.4 Fig. A.4-(b) 2 3,.., Vol. 259,

41 a b Fig. A.4 xml xml Fig. A.5 <START> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:48:41</TIME> <PERSON>4</PERSON> <TYPE>2</TYPE> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:48:57</TIME> <MODE> <ILM>850</ILM> <TEMP>4000</TEMP> <LMW>150</LMW> <LML>150</LML> </MODE> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:49:5</TIME> <MODE> <ILM>450</ILM> <TEMP>5000</TEMP> <LMW>140</LMW> <LML>90</LML> </MODE> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:49:10</TIME> <MODE>PRESEN(2800)</MODE> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:49:17</TIME> <MODE>AUTO-DIM</MODE> <DATE>9/18</DATE> <TIME>14:49:25</TIME> <MODE>OFF</MODE> </START> Fig. A.5 Fig. A.4-(a) 39

42 A.4 照度 色温度可変型照明システムの制御 照度 色温度可変型照明システムは 昼光色照明と電球色照明の光度を調節することで 会議内容 に適した照度と色温度を提供することを目的とするシステムである 本システムの使用開始時はタッ チパネルで操作を行う この選択によって 白色照明および電球色照明がそれぞれ適切な光度で点灯 する Fig. A.3 に示すように 各照明は調光信号発生器と接続され 調光信号発生器は照明制御装置と 接続されている 照明制御装置において 照明の光度を決定する信号 (調光信号) を制御することで 照明の明るさを変更することができる 照明制御装置への入力インタフェースにはタッチパネルを用 いる 光度の調節は 昼光色照明および電球色照明の光度を決定する調光信号値と それらによって実現 される照度および色温度の関係を表す数値データを基に行う 数値データは 昼光色および電球色の 照明の様々な光度の組み合わせにおける照度および色温度を計測することで作成する 照度および色 温度の計測には Fig. A.6 に示す市販の色彩照度センサ CL-200 [コニカミノルタ] を用い 周りの全 ての照明を完全に消灯した状態で 本システムのスペース中央部の机上面で記録を行う Fig. A.6 色彩照度センサ (CL-200) 作成した数値データを基に ユーザの要求する照度および色温度を満たすデータに近い 2 組の信号 値を検索し その線形補間によって適した信号値を決定する データの検索には 式 (A.1) から求ま る評価値を用いる f = Lt Lc + w T t T c (A.1) Lt : 目標照度 Lc : 現在の照度 w : 重み T t : 目標色温度 T c : 現在の色温度 式 (A.1) から求まる評価値が最小となる 2 組の信号値の線形補間によって ユーザの要求を満たす のに適した信号値を決定する また 式 (A.1) の重み w の値によって 要求する照度の実現あるいは 色温度の実現のいずれを優先するかが決まる 重み w が 0.5 の場合における光度の決定方法のイメー ジ図を Fig. A.7 に示す 40

43 800[lx] 3500[K] Fig. A.7 A.5 Fig. A.3 4 Table A.1 w ( / ) Table A.1 37[lx] 84[lx] 214[K] 506[K] 41

44 Table A.1 [lx] [K] [lx] [K] [lx] [K]

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