澳门威尼斯人注册网站研究人员团队获得100万美元的能源部合同

该项目旨在建立一个传感器系统,以降低商业建筑的能源成本

美国能源部高级澳门威尼斯人注册网站研究计划局(ARPA-E)的一个工程学院澳门威尼斯人注册网站研究团队赢得了一份价值100万美元的合同,开发COSSY(计算占用传感系统),这是一个传感器系统,可以估计房间里的人数,并适当地调节供暖、通风和空调(HVAC)的气流,目标是节约能源。

Janusz Konrad教授将领导这个为期三年的项目,该项目是由ARPA-E资助的15个项目之一,旨在减少暖通空调的能源使用,暖通空调占美国商业建筑能源消耗的37%。

大多数商业建筑都按照固定的时间表定时运行空气流量,通常是夜间的最小空气流量,而工作日的另一个空气流量与房间的容量相匹配。有了一个传感器系统,可以提供一个房间里的准确人数,工作日的空气流量可以减少,同时仍然保持空气质量。通过减少建筑物中许多房间的空气流量,该团队可以达到ARPA-E平均节省30%能源的目标。

该团队已经准备好应对这一挑战:Konrad擅长信号处理和计算机视觉;Prakash Ishwar教授(ECE, SE)机器学习;网络方面的Thomas Little教授(欧洲经委会,SE);Michael Gevelber副教授(ME, MSE, SE),澳门威尼斯人注册网站研究商业暖通空调系统和能源控制。此外,三家工业合作伙伴已经同意与BU团队在该项目上进行合作。

该团队将开发一种可扩展的系统,该系统同时使用高分辨率全景摄像机和低分辨率热门传感器。摄像头和门传感器将协同工作,以估计在任何给定时间房间里有多少人。当考虑到视觉隐私时,只需安装热传感器,这样系统就可以在不使用摄像头的情况下感知人数。

A series of time-lapse thermal door sensor data shows a person entering a room without revealing their identity. The thermal sensors can still gather occupancy data and also protect privacy when needed.
一系列延时热门传感器数据显示一个人在不暴露身份的情况下进入房间。热传感器仍然可以收集占用数据,并在需要时保护隐私。

该团队将建造COSSY,以满足ARPA-E对准确性、安全性和成本的要求。主要重点将放在算法的开发上,以便根据视觉和热数据准确估计房间内的居住者人数。当大型或形状怪异的房间需要多个传感器时,开发这样的算法变得复杂。传感器之间必须相互通信,以确保人们不会被多次计数。如果COSSY低估了入住率,并且空气流量过低,空气质量就会受到影响,人们可能会感到不适。但如果估计过高,节能效果将无法优化。通过使用最先进的计算机视觉和机器学习方法,该团队希望COSSY能够满足ARPA-E积极的精度指标。

为了使COSSY成为一个安全的系统,所有算法都将在本地硬件上运行,而不是在云中。这不仅会使系统对互联网中断更健壮,而且对远程攻击也更健壮。

降低计算复杂度将减少所需的硬件数量,从而降低系统的成本和能耗。反过来,这将使COSSY对早期采用者更具吸引力,因为他们可能在运营的头几年收回投资成本。

康拉德说:“虽然我们将开发COSSY来减少商业建筑的能源使用,但这项技术有可能产生更广泛的影响,从优化教育和办公楼的房间使用到最大化酒店收入,这两者都是基于房间占用率分析。”