JP2019179573A - Fire detection system and fire detection method - Google Patents

Fire detection system and fire detection method Download PDF

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Abstract

To provide a fire detection system and a fire detection method capable of certainly detecting a fire with fixed scale without depending on a distance by combining fire detection at a first stage from a dimmed image by smoke and fire detection from a scattered light image by smoke.SOLUTION: In a fire detection system, a first fire detection part 50 detects a fire at a first stage from a dimmed image of a smoke plume generated in a monitoring area imaged with a monitoring camera 10, and outputs a first fire signal to notify a fire sign alarm (pre-alarm) in a state of performing background illumination to the monitoring area. An illumination switching part 42 stops the background illumination of the monitoring area to be switched to entire illumination when the fire at the first stage is detected by the first fire detection part 50. A second fire detection part 100 detects a fire at a second stage from a scattered light image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged with the monitoring camera 10, and outputs a second fire signal to notify a fire alarm in a state of switching illumination of the monitoring area to the entire illumination.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、監視カメラで撮像した監視領域の画像から火災初期における煙を検知する火災検知システム及び火災検知方法に関する。   The present invention relates to a fire detection system and a fire detection method for detecting smoke at an early stage of fire from an image of a monitoring area captured by a monitoring camera.

従来、監視カメラで撮像した監視領域の画像に対し画像処理を施すことにより、火災を検知するようにした様々な火災検知システムが提案されている。   Conventionally, various fire detection systems have been proposed in which a fire is detected by performing image processing on an image of a monitoring area captured by a monitoring camera.

このような火災検知システムにあっては、火災発生に対する初期消火や避難誘導の観点から火災の早期発見が重要である。   In such a fire detection system, early detection of fire is important from the viewpoint of initial fire extinguishing and evacuation guidance for the occurrence of fire.

このため従来システム(特許文献1)にあっては、画像から火災に伴う煙により起きる現象として、透過率又はコントラストの低下、輝度値の特定値への収束、輝度分布範囲が狭まって輝度の分散の低下、煙による輝度の平均値の変化、エッジの総和量の低下、低周波帯域の強度増加を導出し、これらを総合的に判断して煙の検出を可能としている。   For this reason, in the conventional system (Patent Document 1), as a phenomenon caused by smoke from a fire from an image, a decrease in transmittance or contrast, a convergence of a luminance value to a specific value, a luminance distribution range is narrowed and a luminance distribution is reduced. , A change in average value of brightness due to smoke, a decrease in the total amount of edges, and an increase in intensity in the low frequency band are derived, and these can be comprehensively judged to detect smoke.

特開2008−046916号公報JP 2008-046916 A 特開平7−245757号公報JP-A-7-245757 特開2010−238028号公報JP 2010-238028 A 特開2004−325211号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-325211 特開2004−104727号公報JP 2004-104727 A 特開2006−085608号公報JP 2006-085608 A

しかしながら、このような従来の火災に伴う煙の画像から火災を検知する火災検知システムにあっては、監視カメラの近くの小さな火災による煙と、遠くの大きな火災による煙が識別できず、このため遠くで発生した火災に対しては、検知感度が落ち、火災を検知するまでの時間遅れが大きくなるという問題がある。逆に監視カメラの近くで発生した非火災現象による煙を、火災による煙と誤認識してしまう。例えば監視カメラの直近で吸われたタバコの煙を、遠くにある大きな火災による煙と誤認識することがあった。   However, in such a fire detection system that detects a fire from smoke images associated with a conventional fire, smoke from a small fire near the surveillance camera cannot be distinguished from smoke from a large fire in the distance. For fires that occurred in the distance, there is a problem that the detection sensitivity is reduced and the time delay until the fire is detected increases. Conversely, smoke caused by a non-fire phenomenon near the surveillance camera is mistakenly recognized as fire smoke. For example, the smoke of cigarettes smoked in the immediate vicinity of a surveillance camera could be mistaken for smoke from a large fire in the distance.

本発明は、煙による減光画像からの第1段階の火災の検知と煙による散乱光画像からの火災検知とを組み合わせて、一定の規模の火災を確実に検知可能とする火災検知システム及び火災検知方法を提供することを目的とする。   The present invention relates to a fire detection system and a fire capable of reliably detecting a fire of a certain scale by combining the detection of a first-stage fire from a dimmed image with smoke and the fire detection from a scattered light image with smoke. An object is to provide a detection method.

(システム1)
本発明は、火災検知システムに於いて、
監視領域を撮影する撮像手段と、
撮像手段により撮像する監視領域の背景を一定照度に背景照明する背景照明手段と、
撮像手段により撮像する監視領域を全体照明する全体照明手段と、
監視領域を背景照明した状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、
第1火災検知手段により第1段階の火災を検知した場合に、背景照明手段による背景照明を停止して全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、
照明切替手段により監視領域を全体照明に切替えた状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段と、
を設けたことを特徴とする。
(System 1)
The present invention provides a fire detection system,
Imaging means for photographing the surveillance area;
Background illumination means for illuminating the background of the monitoring area imaged by the imaging means to a constant illuminance;
An overall illumination means for illuminating the entire monitoring area imaged by the imaging means;
First fire detection means for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state in which the monitoring area is illuminated in the background, and outputting a first fire signal;
A lighting switching means for stopping the background lighting by the background lighting means and switching to the whole lighting by the whole lighting means when a first stage fire is detected by the first fire detecting means;
A second fire that detects a second-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means and outputs a second fire signal in a state where the monitoring area is switched to the overall illumination by the illumination switching means Detection means;
Is provided.

(システム2)
本発明は、火災検知システムに於いて、
監視領域を撮影する撮像手段と、
撮像手段により撮像する監視領域の背景を一定照度に背景照明する背景照明手段と、
撮像手段により撮像する監視領域を全体照明する全体照明手段と、
監視領域を背景照明した状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、
第1火災検知手段により第1段階の火災を検知したときに、全体照明されている場合は、背景照明手段による背景照明を停止し、全体照明がされていない場合は、背景照明手段による背景照明を停止して全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、
照明切替手段により監視領域を全体照明のみとした状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段と、
を設けたことを特徴とする。
(System 2)
The present invention provides a fire detection system,
Imaging means for photographing the surveillance area;
Background illumination means for illuminating the background of the monitoring area imaged by the imaging means to a constant illuminance;
An overall illumination means for illuminating the entire monitoring area imaged by the imaging means;
First fire detection means for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state in which the monitoring area is illuminated in the background, and outputting a first fire signal;
When the first fire is detected by the first fire detection means, if the entire illumination is performed, the background illumination by the background illumination means is stopped. If the entire illumination is not performed, the background illumination by the background illumination means is performed. Illumination switching means for stopping and switching to the overall illumination by the overall illumination means,
A second fire that detects the second stage fire from the smoke image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means and outputs the second fire signal in a state where the monitoring area is only the entire illumination by the illumination switching means. Detection means;
Is provided.

第1火災検知手段は、
撮像手段により撮像した監視領域の背景照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出手段と、
減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、第1火災信号を出力する火災判定手段と、
を設ける。
The first fire detection means
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of background illumination of a monitoring area imaged by the imaging means;
A dimming rate detecting means for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the light attenuation rate detected by the light attenuation rate detection means;
A fire determination means for detecting and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value, and outputting a first fire signal;
Is provided.

第2火災検知手段は、
撮像手段により撮像した監視領域の全体照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出手段と、
輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、第2火災信号を出力する火災判定手段と、
を設ける。
The second fire detection means
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume exists from an image of the entire illumination of the monitoring area imaged by the imaging means;
A luminance rate detection means for detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected by the brightness rate detection means;
A fire determination means for detecting and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than a predetermined value, and outputting a second fire signal;
Is provided.

火災検知システムは、更に、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出手段と、
見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角及びプルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出手段と、を設け、
火災判定手段は、火災と判定した場合に、距離算出手段で推定した火点距離及びプルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さの少なくとも何れかを示す情報を含めて出力する。
The fire detection system
Expected angle detecting means for detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means,
A distance calculation means for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means; Provided,
When it is determined that there is a fire, the fire determination unit outputs information including at least one of the fire spot distance estimated by the distance calculation unit and the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation unit.

距離算出手段は、
見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角をθ、プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知システム。
The distance calculation means
When the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means is θ and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means is 2r, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection system characterized by calculating and estimating by

(方法1)
本発明は、火災検知方法に於いて、
監視領域の背景を一定照度に背景照明した状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知ステップと、
第1火災検知ステップにより第1段階の火災を検知した場合に、背景照明を停止して監視領域を全体照明に切替えた状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知ステップと、
を設けたことを特徴とする。
(Method 1)
The present invention provides a fire detection method,
First fire detection for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area captured by the imaging means and outputting a first fire signal with the background of the monitoring area illuminated at a constant illuminance Steps,
When a first-stage fire is detected in the first fire detection step, from the smoke image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means with the background illumination stopped and the monitoring area switched to the overall illumination A second fire detection step of detecting a second stage fire and outputting a second fire signal;
Is provided.

(方法2)
本発明は、火災検知方法に於いて、
監視領域の背景を一定照度に背景照明した状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知ステップと、
第1火災検知ステップにより第1段階の火災を検知したときに、監視領域が全体照明されている場合は、背景照明を停止して全体照明のみとした状態で、全体照明がされていない場合は、背景照明を停止して監視領域を全体照明に切替えた状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知ステップと、
を設けたことを特徴とする。
(Method 2)
The present invention provides a fire detection method,
First fire detection for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area captured by the imaging means and outputting a first fire signal with the background of the monitoring area illuminated at a constant illuminance Steps,
When the first fire detection step detects the first stage fire, if the monitoring area is fully illuminated, if the background lighting is stopped and only the entire lighting is not performed, The second stage fire signal is output by detecting the second stage fire from the smoke image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state where the background illumination is stopped and the monitoring area is switched to the overall illumination. A second fire detection step;
Is provided.

本発明による上記火災検知方法の他の特徴は、上記火災検知システムの場合と基本的に同じになる。   Other features of the fire detection method according to the present invention are basically the same as those of the fire detection system.

(システム3)
また、本発明は、火災検知システムに於いて、
撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける煙濃度を検出する煙濃度検出手段と、
煙濃度検出手段で検出した煙濃度から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
(System 3)
Further, the present invention provides a fire detection system,
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of a monitoring area imaged by the imaging means;
Smoke density detecting means for detecting the smoke density at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the smoke density detected by the smoke density detection means;
A fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

(システム4)
また、本発明は、火災検知システムに於いて、
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出手段と、
減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
(System 4)
Further, the present invention provides a fire detection system,
A smoke image determining means for illuminating the monitoring area by the illuminating means and determining a smoke image having a smoke plume from the image of the monitoring area captured by the imaging means;
A dimming rate detecting means for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the light attenuation rate detected by the light attenuation rate detection means;
A fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

(システム5)
また、本発明は、火災検知システムに於いて、
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出手段と、
輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする。
(System 5)
Further, the present invention provides a fire detection system,
A smoke image determining means for illuminating the monitoring area by the illuminating means and determining a smoke image having a smoke plume from the image of the monitoring area captured by the imaging means;
A luminance rate detection means for detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected by the brightness rate detection means;
A fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

また、本発明は、火災検知システムに於いて、
煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出手段と、
見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角及びプルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出手段と、を設け、
火災判定手段は、火災と判定した場合に、距離算出手段で推定した火点距離及びプルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さの少なくとも何れかを示す情報を含めて出力することを特徴とする。
Further, the present invention provides a fire detection system,
Expected angle detecting means for detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means,
A distance calculation means for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means; Provided,
The fire determining means, when determined to be a fire, outputs information including at least one of the fire spot distance estimated by the distance calculating means and the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimating means. To do.

また、本発明は、火災検知システムに於いて、
距離算出手段は、見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角をθ、プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする。
Further, the present invention provides a fire detection system,
When the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means is θ and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means is 2r, the distance calculation means is the fire point distance L,
L = r / tan (θ / 2)
It is characterized by calculating and estimating by.

(方法3)
また、本発明は、火災検知システムに於いて、
撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける煙濃度を検出する煙濃度検出ステップと、
煙濃度検出ステップで検出した煙濃度から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする。
(Method 3)
Further, the present invention provides a fire detection system,
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of a monitoring region imaged by an imaging means;
A smoke density detection step for detecting a smoke density at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the smoke density detected in the smoke density detection step;
A fire determination step for determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

(方法4)
また、本発明は、火災検知方法に於いて、
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出ステップと、
減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする。
(Method 4)
Further, the present invention provides a fire detection method,
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring area illuminated by the imaging means by illuminating the monitoring area with the illumination means;
A dimming rate detecting step for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the dimming rate detected by the dimming rate detection means;
A fire determination step for determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

(方法5)
また、本発明は、火災検知方法に於いて、
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出ステップと、
輝度率検出ステップで検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする。
(Method 5)
Further, the present invention provides a fire detection method,
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring area illuminated by the imaging means by illuminating the monitoring area with the illumination means;
A luminance rate detection step for detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected in the brightness rate detection step;
A fire determination step for determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
Is provided.

また、本発明は、火災検知方法に於いて、
煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出ステップと、
見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角及びプルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さに基づき撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出ステップと、
を設けたことを特徴とする。
Further, the present invention provides a fire detection method,
An expected angle detection step of detecting an expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A distance calculating step for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step and the thickness of the smoke plume estimated in the plume thickness estimation step;
Is provided.

また、本発明は、火災検知方法に於いて、
距離算出ステップは、見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角をθ、プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする。
Further, the present invention provides a fire detection method,
In the distance calculation step, when the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step is θ, and the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is 2r, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
It is characterized by calculating and estimating by.

(基本的な効果)
本発明の火災検知システムは、仕切り空間となる監視領域を撮影する撮像手段と、撮像手段により撮像する監視領域の背景となる壁面及び床面を一定照度に背景照明する背景照明手段と、撮像手段により撮像する監視領域を全体照明する全体照明手段と、監視領域を背景照明した状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの減光画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、第1火災検知手段により第1段階の火災を検知した場合に、背景照明手段による背景照明を停止して全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、照明切替手段により監視領域を全体照明に切替えた状態で、撮像手段により撮像した監視領域に発生した煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段とを設けるようにしたため、背景照明からの光が煙プルームにより減光する減光画像に基づき第1段階の火災を検知した場合、第1火災信号を出力して火災予兆警報(プリアラ−ム)を報知させ、更に火災を確認するために、監視領域の照明を背景照明から全体照明に切替え、煙プルームにより散乱した全体照明による煙の散乱光画像から第2段階の火災を検知した場合に第2火災信号を出力して火災警報を報知させることで、距離により大きさが変化する煙プルームの画像であっても、減光画像と散乱光画像の異なる観測画像に基づく火災検知を組み合わせることで、撮像手段で撮像した監視領域の観測画像から確実に火災を検知して警報することを可能とする。
(Basic effect)
The fire detection system according to the present invention includes an imaging unit that captures a monitoring area serving as a partitioning space, a background illumination unit that illuminates a wall surface and a floor surface of the monitoring region captured by the imaging unit with a constant illuminance, and an imaging unit. The first stage fire is detected from the dimmed image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in the state where the entire illumination area is illuminated by the imaging means and the background illumination of the monitoring area. 1st fire detection means for outputting 1 fire signal and lighting switching to stop the background illumination by the background illumination means and switch to the overall illumination by the overall illumination means when a first stage fire is detected by the first fire detection means And the second stage fire from the scattered light image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state where the monitoring area is switched to the overall illumination by the illumination switching means The second fire detection means for detecting and outputting the second fire signal is provided, so that when the first stage fire is detected based on the dimmed image in which the light from the background illumination is attenuated by the smoke plume, 1 To output a fire signal to notify a fire warning (pre-alarm), and to confirm a fire, switch the illumination of the monitoring area from background lighting to whole lighting, and smoke from the whole lighting scattered by the smoke plume. When a second-stage fire is detected from the scattered light image, a second fire signal is output and a fire alarm is notified, so even a smoke plume image that changes in size depending on the distance is displayed as a dimmed image. By combining fire detection based on observation images with different scattered light images, it is possible to reliably detect a fire from an observation image of a monitoring area imaged by an imaging means and to give an alarm.

また、照明切替御手段は、第1段階の火災と判定した場合、監視領域の背景照明から全体照明に切り替えるようにしたため、第1段階の火災と判定した場合に監視領域となる部屋全体を照明した画像が撮像できることで、そのモニタ画面などを見ることによる人為的な確認を可能とし、消火活動や避難活動につき適切に対処可能とする。   In addition, the lighting switching control means switches from the background lighting in the monitoring area to the entire lighting when it is determined as the first stage fire, so that the entire room serving as the monitoring area is illuminated when it is determined as the first stage fire. The captured image can be captured, so that it is possible to make an artificial check by looking at the monitor screen, and to appropriately deal with fire fighting activities and evacuation activities.

また、背景照明からの光を煙以外の対象物、例えば人が一時的に遮ることで煙プルームの減光画像から第1段階の火災を誤って検知しても、第1段階の火災検知に基づき監視領域の全体照明に切替えて撮像した散乱光画像からは、輝度率が煙とは異なるために煙プルームの太さが火災と判定するしきい値を超えることがなく、非火災要因による誤報を防止可能とする。   Even if the first stage fire is erroneously detected from the dimmed image of the smoke plume by temporarily blocking the light from the background illumination by an object other than smoke, for example, a person, the first stage fire detection Based on the scattered light image obtained by switching to the entire illumination of the monitoring area based on the above, because the luminance rate is different from smoke, the smoke plume thickness does not exceed the threshold value for judging fire, and false alarms due to non-fire factors Can be prevented.

本発明の火災検知システムを設置した監視領域を示した説明図Explanatory drawing which showed the monitoring area | region which installed the fire detection system of this invention 本発明による火災検知システムの実施形態を示したブロック図The block diagram which showed embodiment of the fire detection system by this invention 火災により発生する煙をモデル化して示した説明図Explanatory diagram showing smoke generated by fire as a model 火源熱量に対する煙プルームの太さと減光率の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume and the light extinction rate relative to the heat source heat quantity アルパ−トによる天井流の実験式を求めるモデル火災を示した説明図Explanatory drawing showing a model fire to obtain an empirical formula for ceiling flow by an arpert 図4に基づいて求めた煙プルームの太さと減光率の関係を示したグラフ図The graph which showed the relationship between the thickness of the smoke plume calculated based on FIG. 4, and the light attenuation rate 背景までの距離と一定照度で照明している背景のエネルギ−及び面積の関係を示したグラフ図Graph showing the relationship between the distance to the background and the energy and area of the background illuminated at a constant illuminance 煙プルームの高さに対する減光率及び煙上昇速度の関係を示したグラフ図Graph showing the relationship between the light decay rate and the smoke rise rate with respect to the height of the smoke plume 煙プルームの見込み角と火炎距離との関係を監視カメラの水平監視領域について示した説明図Explanatory drawing showing the relationship between the expected angle of the smoke plume and the flame distance for the horizontal monitoring area of the surveillance camera 図2の第1煙画像判定部により差分画像を生成して判定する画像処理を示した説明図Explanatory drawing which showed the image process which produces | generates and determines a difference image by the 1st smoke image determination part of FIG. 煙プルームの太さと総輝度及び煙濃度の関係を示したグラフ図Graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume and the total brightness and smoke density 煙プルームの太さと輝度率及び煙濃度の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume, the luminance rate, and the smoke concentration 火点までの距離に対する総輝度及び輝度率の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the total brightness and the brightness rate relative to the distance to the fire point 図2の画像処理装置による火災検知処理の概略を示したフローチャートA flowchart showing an outline of fire detection processing by the image processing apparatus of FIG. 図14のS2の第1火災検知処理の詳細を示したフローチャーFlowchart showing details of the first fire detection process of S2 in FIG. 図14のS6の第2火災検知処理の詳細を示したフローチャートThe flowchart which showed the detail of the 2nd fire detection process of S6 of FIG.

[火災検知システムの概要]
(監視領域の概要)
図1は本発明による火災検知システムを設置した監視領域を示した説明図である。
[Outline of fire detection system]
(Overview of monitoring area)
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a monitoring area where a fire detection system according to the present invention is installed.

図1に示すように、監視領域16は部屋等の仕切り空間であり、監視領域16には撮像手段として機能する監視カメラ10を設置している。監視カメラ10で撮像した監視領域16の観測画像は伝送路を介して管理人室などに設置した画像処理装置12に伝送している。   As shown in FIG. 1, the monitoring area 16 is a partition space such as a room, and a monitoring camera 10 that functions as an imaging unit is installed in the monitoring area 16. An observation image of the monitoring area 16 captured by the monitoring camera 10 is transmitted to an image processing apparatus 12 installed in a manager's room or the like via a transmission path.

(火災検知システムの概略構成)
図2は本発明による火災検知システムの機能構成の概略を示したブロック図である。図2に示すように、火災検知システムは、監視カメラ10と画像処理装置12で構成し、画像処理装置12は、そのハ−ドウェアとしてCPU、メモリ、各種の入出力ポ−ト等を備えたコンピュ−タ回路等で構成する。
(Schematic configuration of fire detection system)
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of the functional configuration of the fire detection system according to the present invention. As shown in FIG. 2, the fire detection system includes a monitoring camera 10 and an image processing device 12. The image processing device 12 includes a CPU, a memory, various input / output ports, and the like as hardware. It is composed of a computer circuit or the like.

画像処理装置12は、CPUによるプログラムの実行により実現される機能として、伝送部28、第1火災検知手段として機能する第1火災検知部50、第2火災検知手段として機能する第2火災検知部100、及び照明切替手段として機能する照明切替部42を備える。   The image processing apparatus 12 includes a transmission unit 28, a first fire detection unit 50 that functions as a first fire detection unit, and a second fire detection unit that functions as a second fire detection unit as functions realized by execution of a program by the CPU. 100 and an illumination switching unit 42 functioning as illumination switching means.

第1火災検知部50には、第1煙画像判定手段として機能する第1煙画像判定部30、第1見込み角検出手段として機能する第1見込み角検出部32、減光率検出手段として機能する減光率検出部34、第1プルーム太さ推定手段として機能する第1プルーム太さ推定部36、第1距離算出手段として機能する第1距離算出部38、第1火災判定手段として機能する第1火災判定部40を設けている。なお、照明切替部42を第1火災判定部40の機能に含めているが、独立した機能として設けても良い。また、伝送部28は監視カメラ10で撮像した画像デ−タを受信する適宜の伝送インタフェ−スが使用される。   The first fire detection unit 50 includes a first smoke image determination unit 30 that functions as a first smoke image determination unit, a first view angle detection unit 32 that functions as a first view angle detection unit, and functions as a dimming rate detection unit. The light attenuation rate detecting unit 34, the first plume thickness estimating unit 36 functioning as the first plume thickness estimating unit, the first distance calculating unit 38 functioning as the first distance calculating unit, and the first fire determining unit. A first fire determination unit 40 is provided. In addition, although the illumination switching part 42 is included in the function of the 1st fire determination part 40, you may provide as an independent function. The transmission unit 28 uses an appropriate transmission interface for receiving image data captured by the monitoring camera 10.

第2火災検知部100には、第2煙画像判定手段として機能する第2煙画像判定部130、第2見込み角検出手段として機能する第2見込み角検出部132、輝度率検出手段として機能する輝度率検出部134、第2プルーム太さ推定手段として機能する第2プルーム太さ推定部136、第2距離算出手段として機能する第2距離算出部138及び第2火災判定手段として機能する第2火災判定部140を設けている。   The second fire detection unit 100 functions as a second smoke image determination unit 130 that functions as a second smoke image determination unit, a second view angle detection unit 132 that functions as a second view angle detection unit, and a luminance rate detection unit. Luminance rate detection unit 134, second plume thickness estimation unit 136 that functions as second plume thickness estimation unit, second distance calculation unit 138 that functions as second distance calculation unit, and second that functions as second fire determination unit A fire determination unit 140 is provided.

撮像手段として機能する監視カメラ10は、伝送部28の伝送制御により動画像デ−タとして、例えば毎秒30フレ−ムとなる監視領域の画像デ−タを伝送し、画像処理装置12に設けた図示しないメモリに記憶する。本実施形態にあっては、例えば水平画素数が1400ピクセルで垂直画素数が1000ピクセルの解像度をもつ監視カメラ10を使用する。また監視カメラ10の感知波長は、赤外線による背景照明を考慮して、750nm以上とする。   The monitoring camera 10 functioning as an imaging unit transmits image data of a monitoring area, for example, 30 frames per second as moving image data by transmission control of the transmission unit 28, and is provided in the image processing device 12. Store in a memory (not shown). In the present embodiment, for example, the monitoring camera 10 having a resolution of 1400 horizontal pixels and 1000 vertical pixels is used. The sensing wavelength of the monitoring camera 10 is set to 750 nm or more in consideration of background illumination by infrared rays.

照明切替部42は、例えば夜間等に監視モ−ドを設定して無人となった監視領域の火災監視を例にとると、タイマ設定による監視モ−ドの自動設定又は手動設定により、室内照明装置24を消灯すると共に、床面照明装置22a及び壁面照明装置22bを常時点灯又はパルス点灯し、背景となる床面及び壁面のみを間接照明により一定照度で照明する。   For example, when the monitoring mode is set at night and the unattended monitoring area is set as an example, the lighting switching unit 42 automatically sets the monitoring mode by the timer setting or manually sets the indoor lighting. While turning off the device 24, the floor illumination device 22a and the wall surface illumination device 22b are always lit or pulsed, and only the background floor surface and wall surface are illuminated at a constant illuminance by indirect illumination.

ここで、床面照明装置22a及び壁面照明装置22bは背景照明手段を構成し、また、室内照明装置24は全体照明手段を構成する。   Here, the floor illumination device 22a and the wall surface illumination device 22b constitute background illumination means, and the indoor illumination device 24 constitutes overall illumination means.

第1火災検知部50は、床面照明装置22a及び壁面照明装置22bにより監視領域16を背景照明した状態で、監視カメラ10により撮像した監視領域に発生した煙プルームの減光画像から減光率を求め、減光率から煙プルームの太さを推定して第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力し、例えば図1の火災報知設備14から火災予兆警報(プリアラ−ム)を出力させる。   The first fire detection unit 50 uses the floor illumination device 22a and the wall surface illumination device 22b to illuminate the monitoring region 16 in the background, and the light attenuation rate from the dimmed image of the smoke plume generated in the monitoring region captured by the monitoring camera 10 1 to estimate the thickness of the smoke plume from the dimming rate, detect the first stage fire and output the first fire signal, for example, from the fire alarm equipment 14 of FIG. Is output.

照明切替部42は、第1火災検知部50により第1段階の火災を検知した場合に、床面照明装置22a及び壁面照明装置22bによる背景照明を停止して室内照明装置24による全体照明に切り替える。   When the first fire detection unit 50 detects a first-stage fire, the illumination switching unit 42 stops the background illumination by the floor illumination device 22a and the wall illumination device 22b and switches to the overall illumination by the room illumination device 24. .

第2火災検知部100は、照明切替部42により監視領域16を全体照明に切替えた状態で、監視カメラ10により撮像した監視領域に発生した煙プルームの散乱光画像から輝度率を求め、輝度率から煙プルームの太さを推定して第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力し、例えば火災報知設備14から火災予兆警報に続いて火災警報を出力させる。   The second fire detection unit 100 obtains the luminance rate from the scattered light image of the smoke plume generated in the monitoring region imaged by the monitoring camera 10 in a state where the monitoring region 16 is switched to the overall illumination by the illumination switching unit 42, and the luminance rate The smoke plume is estimated to detect the second stage fire and output a second fire signal. For example, the fire alarm equipment 14 outputs a fire alarm following a fire warning.

(監視領域の照明)
第1火災検知部50で監視カメラ10の観測画像から監視領域16の煙による減光率を正しく検出するためには、背景となる床面16a、壁面16b及び天井面16cのみが発光し、空間に広がる煙には照明が当たらない背景照明とすることが望ましい。
(Monitoring area lighting)
In order for the first fire detection unit 50 to correctly detect the light reduction rate due to smoke in the monitoring region 16 from the observation image of the monitoring camera 10, only the floor surface 16a, the wall surface 16b, and the ceiling surface 16c as the background emit light, and the space It is desirable to use background lighting that does not illuminate the smoke that spreads over.

このため本実施形態にあっては、監視カメラ10により撮像する監視領域16の背景となる床面16a及び壁面16bを一定照度に照明するための照明手段として床面照明装置22aと壁面照明装置22bを設置して間接照明している。   For this reason, in this embodiment, the floor surface illumination device 22a and the wall surface illumination device 22b are used as illumination means for illuminating the floor surface 16a and the wall surface 16b which are the background of the monitoring region 16 imaged by the monitoring camera 10 with a constant illuminance. Indirect lighting is installed.

床面照明装置22aと壁面照明装置22bは、反射フ−ドを備え、光源からの光を床面16aと壁面16bに向けて照射し、監視領域の空間には光が行かないようにしている。また、床面照明装置22aと壁面照明装置22bは、可視光又は赤外光の光源を使用し、常時点灯又は間欠点灯(パルス点灯)により床面16a及び壁面16bを一定照度に照明している。   The floor illumination device 22a and the wall surface illumination device 22b have a reflection hood, and irradiate light from the light source toward the floor surface 16a and the wall surface 16b so that light does not go into the space of the monitoring area. . In addition, the floor lighting device 22a and the wall surface lighting device 22b use a light source of visible light or infrared light, and illuminate the floor surface 16a and the wall surface 16b with a constant illuminance by always lighting or intermittent lighting (pulse lighting). .

監視領域の天井面16cには室内照明装置24を設けており、昼間等の人の在室中は、室内照明装置24を点灯して監視領域全体を照明している。夜間等に無人となって監視領域16の火災を監視カメラ10により監視する場合には、室内照明装置24を消灯し、床面照明装置22aと壁面照明装置22bを点灯する。   An indoor lighting device 24 is provided on the ceiling surface 16c of the monitoring area, and the whole lighting area is illuminated by turning on the indoor lighting device 24 while a person is in the room during the daytime or the like. When the fire of the monitoring area 16 is monitored by the monitoring camera 10 due to nobody at night or the like, the indoor lighting device 24 is turned off, and the floor lighting device 22a and the wall lighting device 22b are turned on.

また、人の在室中に室内照明装置24を点灯している状態で監視カメラ10により火災を監視する場合には、室内照明装置24の照明光を、近赤外線光を含まない可視光とし、床面照明装置22aと壁面照明装置22bの照明光を近赤外線光とすればよい。この場合、監視カメラ10の感知波長は、床面16a及び壁面16bを照明している近赤外線波長を含むものとする。   In addition, when a fire is monitored by the monitoring camera 10 while the room lighting device 24 is lit while a person is in the room, the illumination light of the room lighting device 24 is visible light that does not include near-infrared light, The illumination light from the floor illumination device 22a and the wall illumination device 22b may be near infrared light. In this case, the sensing wavelength of the monitoring camera 10 includes the near-infrared wavelength that illuminates the floor surface 16a and the wall surface 16b.

室内照明装置24として一般的な蛍光灯やLED照明器具は、750nm以上の近赤外線光の照射エネルギ−は小さく、監視カメラ10の感知波長を750nm以上としたうえで、床面照明装置22aと壁面照明装置22bの光源を赤外線LEDや発熱ランプとすることで、監視カメラ10による監視領域の背景となる床面16a及び壁面16bを、室内照明装置24からの可視光により影響されない赤外光による一定照度で発光させることを可能とする。   In general fluorescent lamps and LED lighting fixtures as the interior lighting device 24, the irradiation energy of near-infrared light of 750 nm or more is small, and the detection wavelength of the monitoring camera 10 is set to 750 nm or more. By using an infrared LED or a heat generating lamp as the light source of the illumination device 22b, the floor surface 16a and the wall surface 16b, which are the background of the monitoring area by the monitoring camera 10, are fixed by infrared light that is not affected by visible light from the indoor illumination device 24. It is possible to emit light with illuminance.

なお、監視カメラ10により撮像する監視領域16を背景照明する代わりに、赤外線照明構造を背面に埋め込んだ発光パネルや、可視光を近赤外光に変換する蛍光塗料を塗布した面パネル等を設置して、一定照度を得るようにしても良い。   Instead of illuminating the monitoring area 16 imaged by the monitoring camera 10, a light emitting panel with an infrared illumination structure embedded in the back, a surface panel coated with a fluorescent paint that converts visible light into near infrared light, and the like are installed. Then, a constant illuminance may be obtained.

一方、第2火災検知部100で監視カメラ10の観測画像から監視領域16の煙による散乱光から輝度率を正しく検出するためには、室内照明装置24による全体照明に切替え、監視領域16に立ち上る煙20に室内照明装置24からの光が当たって煙粒子による散乱光が得られるようにする。   On the other hand, in order for the second fire detection unit 100 to correctly detect the luminance rate from the scattered light from the smoke in the monitoring area 16 from the observation image of the monitoring camera 10, the lighting is switched to the overall illumination by the room lighting device 24 and the monitoring area 16 is raised. Light from the indoor lighting device 24 strikes the smoke 20 so that scattered light from the smoke particles is obtained.

[煙プルームの減光画像による検出原理]
図2の第1火災検知部50は、監視領域16を背景照明した状態で、監視カメラ10により撮像した監視領域に発生した煙プルームの減光画像から第1段階の火災を検知するものであり、その検出原理を説明すると次のようになる。
[Principle of detection of smoke plume by dimmed image]
The first fire detection unit 50 in FIG. 2 detects a first-stage fire from the dimmed image of the smoke plume generated in the monitoring area captured by the monitoring camera 10 with the monitoring area 16 illuminated in the background. The detection principle will be described as follows.

(煙プルームと減光率)
図3は、図1に示すように、火災により発生する煙をモデル化して示した説明図である。
(Smoke plume and dimming rate)
FIG. 3 is an explanatory view showing a model of smoke generated by a fire as shown in FIG.

図3に示すように、火災の初期段階においては、煙の上昇に伴って筒状の煙範囲となる煙プルーム26が形成され、煙プルーム26の太さ2r(半径r)はほぼ一定と考えられる。なお、以下の説明で煙プルームを単にプルームという場合がある。   As shown in FIG. 3, in the initial stage of the fire, a smoke plume 26 having a cylindrical smoke range is formed as the smoke rises, and the thickness 2r (radius r) of the smoke plume 26 is considered to be substantially constant. It is done. In the following description, the smoke plume may be simply referred to as a plume.

図1に示した監視カメラ10により撮像する監視領域16の背景となる床面16a及び壁面16bを一定照度で照明している場合、発生した煙20による減光画像を監視カメラ10で撮像して煙プルームによる減光率を検出することができる。   When the floor surface 16a and the wall surface 16b, which are the background of the monitoring area 16 imaged by the monitoring camera 10 shown in FIG. 1, are illuminated at a constant illuminance, the dimming image generated by the smoke 20 is captured by the monitoring camera 10. The dimming rate due to the smoke plume can be detected.

いま、紙を燃焼物として、しだいに燃え広がっていく火災モデルを考える。この場合、煙プルーム26の太さは火災の拡大に伴って次第に太くなっていき、それと同時に煙プルーム26も濃くなって減光率が増していく。   Now, let's consider a fire model that gradually burns and spreads using paper as a burning material. In this case, the thickness of the smoke plume 26 gradually increases with the expansion of the fire, and at the same time, the smoke plume 26 becomes darker and the dimming rate increases.

図4は紙を燃焼物とした場合の火源熱量に対する高さH=1mの地点での煙プルームの太さ2r(m)、減光率y(%/m)及び煙上昇速度u(m/s)の関係を示したグラフ図である。なお、減光率y(%/m)は煙濃度を意味する。   FIG. 4 shows the smoke plume thickness 2r (m), the light extinction rate y (% / m), and the smoke rising speed u (m / S) is a graph showing the relationship. The light attenuation rate y (% / m) means the smoke density.

火災により発生する煙プルームは、火源の拡大による熱量の増加に伴って太くなり、同時に煙の上昇速度u(m/s)および減光率y(%/m)も大きくなっていく。   The smoke plume generated by the fire becomes thicker as the amount of heat increases due to the expansion of the fire source, and at the same time, the smoke rising speed u (m / s) and the light extinction rate y (% / m) also increase.

(アルパ−トの実験式)
火災により発生した煙プルーム中の高さ毎のプルーム太さと煙濃度(減光率)は、アルパ−ト(Alpart)の実験式により求められる。このアルパ−トの実験式は、1972年5月18日、米国、フィラディルフィアで開催されたNational Fire Protection Association の年次会合の76番目の論文「天井設置された火災感知器の時間応答の計算(Calculation of Response Time of Ceiling−Mounted Fire Detectors)」で発表されている。
(Alpert's empirical formula)
The plume thickness and smoke density (light extinction rate) at each height in the smoke plume generated by the fire can be obtained by the empirical formula of Alpart. The empirical formula for this part is the 76th paper of the Annual Meeting of National Fire Protection Association held in Philadelphia, USA on May 18, 1972 "Calculation of Response Time of Ceiling-Mounted Fire Detectors".

図5(A)は火点の発生熱量をアルパ−トによる天井流の実験式を求めるモデル火災を示した説明図である。   FIG. 5 (A) is an explanatory diagram showing a model fire in which the amount of heat generated at a fire point is obtained from an empirical formula for a ceiling flow by means of an arpert.

火点の発生熱量をQ(kW)とすると、温度上昇ΔT及び風速uは次式となる。
ΔT=5.38(Q/r)2/3/H
u=0.2Q1/31/2/r5/6
プルームの高さHと半径r、減光率yの関係を求める。煙減光係数k(1/m)と温度上昇ΔTの関係は、燃焼する物質により定まり、いま紙の燃えた場合を考えると、
k/ΔT=0.41×0.01(1/m・deg)
となる。減光係数k(1/m)を減光率y(%/m)に変換するには、
y=(1−e−k)・100
となる。図5(B)は、k/ΔT比の代表値を示す。
Assuming that the amount of heat generated at the hot spot is Q (kW), the temperature rise ΔT and the wind speed u are as follows.
ΔT = 5.38 (Q / r) 2/3 / H
u = 0.2Q 1/3 H 1/2 / r 5/6
The relationship between plume height H, radius r, and dimming rate y is obtained. The relationship between the smoke extinction coefficient k (1 / m) and the temperature rise ΔT is determined by the substance to be burned.
k / ΔT = 0.41 × 0.01 (1 / m · deg)
It becomes. To convert the light extinction coefficient k (1 / m) to the light extinction rate y (% / m),
y = (1-e −k ) · 100
It becomes. FIG. 5B shows a representative value of the k / ΔT ratio.

以上の関係式により、燃焼物を紙とした場合に、発生熱量Qが次第に大きくなっていく火災による煙プルームの高さHにおける太さ2r(m)、減光率y(%/m)、上昇風速u(m/sec)を求めると、図6のグラフ図に示す関係が得られる。   According to the above relational expression, when the combustion product is paper, the thickness 2r (m) at the height H of the smoke plume due to the fire in which the generated heat quantity Q gradually increases, the light attenuation rate y (% / m), When the rising wind speed u (m / sec) is obtained, the relationship shown in the graph of FIG. 6 is obtained.

図6は、図4のグラフ図に基づいて求めた煙プルームの太さと減光率(煙濃度)の関係を示したグラフ図である。図6にあっては、煙プルームの太さに対応した減光率y(%/m)をもつ太さ2r(m)の煙プルームに、背景からの光が通過した場合の減光率Y(%)を求めて示している。図1の監視カメラ10により撮像した煙20の存在する監視領域16の観測画像から検出する減光率は、図6の煙プルームでの減光率Y(%)となる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the smoke plume thickness and the light reduction rate (smoke density) obtained based on the graph of FIG. In FIG. 6, the light attenuation rate Y when light from the background passes through the smoke plume having a thickness 2r (m) having a light attenuation rate y (% / m) corresponding to the thickness of the smoke plume. (%) Is calculated and shown. The dimming rate detected from the observation image of the monitoring area 16 where the smoke 20 is captured by the monitoring camera 10 of FIG. 1 is the dimming rate Y (%) in the smoke plume of FIG.

ここで、監視カメラ10の観測画像から検出する煙プルームの減光率Y(%)は、火点18から監視カメラ10までの火点距離Lによらず、一定となる。これは均一な光が当たる背景から監視カメラ10に入射するエネルギ−が、背景までの距離によらず一定となることに基づく。   Here, the extinction rate Y (%) of the smoke plume detected from the observation image of the surveillance camera 10 is constant regardless of the fire point distance L from the fire point 18 to the surveillance camera 10. This is based on the fact that the energy incident on the surveillance camera 10 from the background where the uniform light strikes is constant regardless of the distance to the background.

図7は背景までの距離と一定照度で照明している背景のエネルギ−及び面積の関係を示したグラフ図である。   FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance to the background and the energy and area of the background illuminated at a constant illuminance.

いま、監視カメラ10から背景までの距離をL0、監視カメラ10の視野角をθとすると、監視カメラ10の視野領域となる背景の面積S(m)は、
S=(L0・tanθ)
となる。
Now, assuming that the distance from the monitoring camera 10 to the background is L0 and the viewing angle of the monitoring camera 10 is θ, the area S (m 2 ) of the background that is the viewing area of the monitoring camera 10 is
S = (L0 · tan θ) 2
It becomes.

また、背景に均一な光が当たり、背景から発するその反射光の輝度率をW(mW/m)とすると、監視カメラ10の視野内の背景から発する放射強度E(mW)は、
E=W・S=W(L0・tanθ)
となる。
Further, assuming that the uniform light hits the background and the luminance rate of the reflected light emitted from the background is W (mW / m 2 ), the radiation intensity E (mW) emitted from the background in the visual field of the monitoring camera 10 is
E = W · S = W (L0 · tan θ) 2
It becomes.

この背景光がL0離れた監視カメラ10に入射するエネルギ−Er(mW)は、距離L0の2乗に反比例する。背景までの異なる距離L01,L02における入射エネルギ−:Er1,Er2は、
Er2/Er1=L02/L01
Er2=Er1・L02/L01
=W(L01・tanθ)・L02/L01
=W(L02・tanθ)
=Er2
即ち、均一な光が当たる背景から監視カメラ10に入射するエネルギ−Erは、背景までの距離L0によらず一定となる。
The energy -Er (mW) that the background light enters the surveillance camera 10 separated by L0 is inversely proportional to the square of the distance L0. Incident energy at different distances L01 and L02 to the background: Er1 and Er2 are
Er2 / Er1 = L02 2 / L01 2
Er2 = Er1 · L02 2 / L01 2
= W (L01 · tan θ) 2 · L02 2 / L01 2
= W (L02 · tan θ) 2
= Er2
That is, the energy -Er that enters the monitoring camera 10 from the background where the uniform light strikes is constant regardless of the distance L0 to the background.

この光の経路に、減光率(1−α)の煙プルームによる煙層が介在する場合、煙層を透過して監視カメラ10に入射するエネルギ−Esは、
Es=(1−α)Er
となり、監視カメラ10の入射エネルギ−Esは煙層から監視カメラ10までの距離によらず、一定となる。
When a smoke layer by a smoke plume having a dimming rate (1-α) is interposed in the light path, the energy -Es that passes through the smoke layer and enters the surveillance camera 10 is
Es = (1-α) Er
Thus, the incident energy -Es of the monitoring camera 10 is constant regardless of the distance from the smoke layer to the monitoring camera 10.

以上の関係から、図6に示したように、背景となる床面16aや壁面16bへの照度を一定となるようする背景照明にあっては、煙20による減光率Y(%)は背景までの距離L0および煙20までの火点距離Lによらず一義的に求めることができる。   From the above relationship, as shown in FIG. 6, in the background illumination that makes the illuminance to the floor surface 16a and the wall surface 16b as the background constant, the dimming rate Y (%) by the smoke 20 is the background. It can be uniquely determined regardless of the distance L0 to and the fire point distance L to the smoke 20.

(煙プルームの高さによる減光率と太さの関係)
火災により発生した煙プルームの高さ毎の煙プルームの太さと減光率の関係は、前述したように、図5に示したアルパ−トの理論により求められる。いま、紙を燃焼物と想定し、火点の熱量が30kWの初期火災で発生したプルームの高さH毎のプルーム太さ2r、減光率yおよび煙上昇速度uの関係を求めると図8のグラフ図に示すようになる。
(Relationship between light attenuation and thickness due to smoke plume height)
As described above, the relationship between the thickness of the smoke plume and the light attenuation rate at each height of the smoke plume generated by the fire can be obtained by the theory of the part shown in FIG. Now, assuming that paper is a burned material, the relationship among plume thickness 2r for each plume height H generated in an initial fire with a fire point of 30 kW, dimming rate y, and smoke rising speed u is obtained as shown in FIG. As shown in the graph diagram.

図8に示すように、火災により発生した煙プルームは周囲の空気を巻き込むことにより、高さHが高くなるほど、煙プルーム太さ2rが太くなり、減光率yが低くなって行く関係にある。   As shown in FIG. 8, the smoke plume generated by the fire is in a relationship in which ambient smoke is involved, so that as the height H increases, the smoke plume thickness 2r increases and the dimming rate y decreases. .

したがって、煙プルームの比較的低い部位により減光率を検出することが望ましく、本実施形態では、火災を判定するために想定したモデル火災ではH=1.0mを設定している。   Therefore, it is desirable to detect the light attenuation rate by a relatively low part of the smoke plume, and in this embodiment, H = 1.0 m is set in the model fire assumed to determine the fire.

また、図1においては、監視カメラ10の光軸を床面16aから1メ−トルの高さに設定することが望ましい。なお、監視カメラ10を上方に設置して斜め下向きに監視する場合には、光軸のカメラ側の高さを例えば1.5m以下とするように設置する。   In FIG. 1, it is desirable to set the optical axis of the surveillance camera 10 to a height of 1 meter from the floor surface 16a. When the surveillance camera 10 is installed upward and monitored obliquely downward, it is installed so that the height of the optical axis on the camera side is, for example, 1.5 m or less.

(煙プルームの太さと距離の関係)
監視カメラ10の観測画像に存在する煙プルームの減光率Yから煙プルーム太さ2rを推定することができると、監視カメラ10から煙プルームを発生している火点までの距離Lを算出することができる。
(Relationship between smoke plume thickness and distance)
When the smoke plume thickness 2r can be estimated from the light plume reduction rate Y of the smoke plume existing in the observation image of the monitoring camera 10, the distance L from the monitoring camera 10 to the fire point generating the smoke plume is calculated. be able to.

図9は煙プルームの見込み角と火点距離との関係を監視カメラの水平監視領域について示した説明図である。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the expected angle of the smoke plume and the fire point distance in the horizontal monitoring area of the monitoring camera.

火点距離Lを算出するためには、まず、観測された煙画像に存在する煙プルーム26の見込み角θを求める。ここで、見込み角とは監視カメラ10から特定の対象物を撮像した場合の画角を意味する。   In order to calculate the fire point distance L, first, a prospective angle θ of the smoke plume 26 existing in the observed smoke image is obtained. Here, the prospective angle means an angle of view when a specific object is imaged from the monitoring camera 10.

監視カメラ10により撮像された煙画像の中の煙プルーム26の太さ2rは、煙プルーム26の見込み角θを表すものであり、見込み角θが同じであっても、監視カメラ10からの距離により煙画像の中の煙プルーム26の太さは変化してしまう。   The thickness 2r of the smoke plume 26 in the smoke image captured by the monitoring camera 10 represents the expected angle θ of the smoke plume 26, and the distance from the monitoring camera 10 even if the expected angle θ is the same. As a result, the thickness of the smoke plume 26 in the smoke image changes.

いま、監視カメラ10の画面サイズを(水平)×(垂直)=(1400画素)×(1000画素)とし、監視カメラ10の撮影領域15の片側水平角度を45°とすると、1画素当りの見込み角αは
α=45°/700=0.064(°/画素)
となる。なお、以下の説明では、画素をピクセルという場合があり、また、画素数の単位として(pxl)を表記する場合がある。
Now, assuming that the screen size of the monitoring camera 10 is (horizontal) × (vertical) = (1400 pixels) × (1000 pixels) and the one-sided horizontal angle of the imaging region 15 of the monitoring camera 10 is 45 °, the expected per pixel The angle α is α = 45 ° / 700 = 0.064 (° / pixel).
It becomes. In the following description, a pixel may be referred to as a pixel, and (pxl) may be expressed as a unit of the number of pixels.

ここで、監視カメラ10により撮像された煙プルームの太さ2rに対応した観測画面における水平方向の画素数を2Rピクセルとすると、煙プルームの見込み角θは、
θ=α・2R(°) (式1)
となる。
Here, assuming that the number of pixels in the horizontal direction on the observation screen corresponding to the thickness 2r of the smoke plume imaged by the monitoring camera 10 is 2R pixels, the expected angle θ of the smoke plume is
θ = α ・ 2R (°) (Formula 1)
It becomes.

このように煙プルームの見込み角θが求まると、煙プルームの減光率Yから求めた煙プルームの太さ2rに基づき、監視カメラ10から煙プルーム26までの火点距離Lは、
L=r/tan(θ/2) (式2)
となる。
Thus, when the expected angle θ of the smoke plume is obtained, the fire point distance L from the monitoring camera 10 to the smoke plume 26 based on the smoke plume thickness 2r obtained from the light plume attenuation rate Y is
L = r / tan (θ / 2) (Formula 2)
It becomes.

(火災の判定)
監視カメラ10の観測画像に占める煙プルームによる火災判定は、煙プルームの減光率Yから推定した煙プルームの太さ2rが、所定のモデル火災による煙プルームの閾値太さ(2r)th以上となった場合に火災と判定する。
(Judgment of fire)
In the fire determination by the smoke plume in the observation image of the monitoring camera 10, the smoke plume thickness 2r estimated from the smoke plume dimming rate Y is equal to or greater than the threshold plume (2r) th of the smoke plume due to the predetermined model fire. When it becomes, it judges with fire.

本実施形態では、減光率Y=48(%)で太さ2r=0.6(m)の煙プルームを発生するモデル火災を想定し、火災と判定する煙プルームの閾値太さ(2r)th=0.6(m)を設定し、閾値太さ(2r)th以上となる場合に火災と判定し、それ未満の場合は非火災と判定する。   In the present embodiment, assuming a model fire that generates a smoke plume having a dimming rate of Y = 48 (%) and a thickness of 2r = 0.6 (m), the threshold thickness (2r) of the smoke plume that is determined to be a fire. When th = 0.6 (m) is set and the threshold thickness (2r) th is equal to or greater than the threshold, it is determined that there is a fire.

(第1火災検知部の機能構成)
図2に示すように、火災検知システムは、監視カメラ10と画像処理装置12で構成し、画像処理装置12には伝送部28に続いて第1火災検知部50を設けている。
(Functional configuration of the first fire detector)
As shown in FIG. 2, the fire detection system includes a monitoring camera 10 and an image processing device 12, and the image processing device 12 is provided with a first fire detection unit 50 following the transmission unit 28.

第1火災検知部50は、室内照明装置24を消灯すると共に、床面照明装置22a及び壁面照明装置22bの点灯により、背景となる床面及び壁面のみを間接照明により一定照度で照明した状態で動作し、伝送部28の伝送制御により監視カメラ10で撮像した動画像デ−タとして、例えば毎秒30フレ−ムとなる監視領域の画像デ−タを伝送し、画像処理装置12に設けた図示しないメモリに記憶する。   The first fire detection unit 50 turns off the room lighting device 24 and turns on the floor lighting device 22a and the wall surface lighting device 22b to illuminate only the floor surface and wall surface serving as the background with indirect illumination at a constant illuminance. The image data of the monitoring area which is operated and transmits image data of a monitoring area of 30 frames per second, for example, as moving image data captured by the monitoring camera 10 by the transmission control of the transmission unit 28 is provided in the image processing device 12. Do not store in memory.

第1煙画像判定部30は、監視カメラ10により撮像した画像から煙プルームが存在する煙画像を判定する。第1煙画像判定部30による煙画像の判定は、例えば図10に示すように、監視カメラ10で撮像した監視領域に煙プルームが存在しない観測画像を背景画像44としてメモリに記憶して保持し、監視カメラ10により撮像した観測画像45と保持している背景画像44との差分画像46を生成して、例えば差分画像で煙による減光により周囲より輝度が落ちた部分が縦長の帯状に観測される領域を煙プルーム領域47として抽出する。抽出した煙プルーム領域47の水平画素列48の画素数2R(pxl)が所定閾値(2R)th以上の場合に煙画像と判定する。なお、背景画像44は通常定期的に更新する。   The first smoke image determination unit 30 determines a smoke image in which a smoke plume exists from the image captured by the monitoring camera 10. For example, as shown in FIG. 10, the smoke image determination by the first smoke image determination unit 30 is performed by storing an observation image in which no smoke plume exists in the monitoring area captured by the monitoring camera 10 in the memory as the background image 44. Then, a difference image 46 between the observation image 45 captured by the monitoring camera 10 and the held background image 44 is generated, and for example, a portion of the difference image whose luminance is reduced from the surroundings due to light reduction due to smoke is observed in a vertically long band shape. The area to be processed is extracted as the smoke plume area 47. A smoke image is determined when the number of pixels 2R (pxl) in the horizontal pixel row 48 of the extracted smoke plume region 47 is equal to or greater than a predetermined threshold (2R) th. The background image 44 is normally updated regularly.

ここで、差分画像46の煙プルーム領域47内の画素の輝度ΔBは、背景画像44の対応する画素の輝度をBr、観測画像45の対応する画素の輝度をBsとすると、
ΔB=Br−Bs
となり、煙プルームを通過する背景からの光の減光量を示す。
Here, the luminance ΔB of the pixel in the smoke plume region 47 of the difference image 46 is defined as Br, where the luminance of the corresponding pixel of the background image 44 is B, and the luminance of the corresponding pixel of the observation image 45 is Bs.
ΔB = Br−Bs
And shows the amount of light loss from the background that passes through the smoke plume.

第1煙画像判定部30で煙画像と判定する水平画素数の閾値(2R)thは、例えば最大監視距離L=30(m)で太さ2r=1.0(m)の煙プルームを発生する火災モデルを想定し、この場合に観測画像における煙プルームの水平画素数2Rは2R=12ピクセルとなることから、閾値(2R)thを(2R)th=12ピクセルに設定する。   The threshold (2R) th of the number of horizontal pixels determined to be a smoke image by the first smoke image determination unit 30 generates, for example, a smoke plume with a maximum monitoring distance L = 30 (m) and a thickness 2r = 1.0 (m) In this case, the number of horizontal pixels 2R of the smoke plume in the observed image is 2R = 12 pixels, so the threshold (2R) th is set to (2R) th = 12 pixels.

第1見込み角検出部32は、第1煙画像判定部30で判定した煙画像における煙プルーム領域の水平画素数2Rから、前記式1により煙プルームの見込み角θを算出し、第1距離算出部38に出力する。   The first expected angle detection unit 32 calculates the expected angle θ of the smoke plume from the horizontal pixel number 2R of the smoke plume area in the smoke image determined by the first smoke image determination unit 30, and calculates the first distance. To the unit 38.

一方、減光率検出部34は、第1煙画像判定部30で判定した煙画像における煙プルーム領域の所定高さHにおける減光率Yを検出する。例えば減光率検出部34は、図10に示した第1煙画像判定部30で生成した差分画像46から抽出した煙プルーム領域47の所定高さHの水平画素列48の平均輝度ΔBと、この水平画素列48と同じ位置の背景画像44の水平画素列の平均輝度Brに基づいて煙プルームの減光率Y(%)を
Y=(ΔB/Br)・100
として算出する。
On the other hand, the light attenuation rate detection unit 34 detects the light attenuation rate Y at a predetermined height H of the smoke plume region in the smoke image determined by the first smoke image determination unit 30. For example, the light attenuation rate detection unit 34 includes an average luminance ΔB of the horizontal pixel row 48 having a predetermined height H in the smoke plume region 47 extracted from the difference image 46 generated by the first smoke image determination unit 30 illustrated in FIG. Based on the average luminance Br of the horizontal pixel column of the background image 44 at the same position as the horizontal pixel column 48, the smoke plume dimming rate Y (%) is set to Y = (ΔB / Br) · 100.
Calculate as

ここで、差分画像46における煙プルーム領域47の水平画素列48と同じ位置の観測画像45における水平画素列の平均輝度をBsとすると、ΔB=(Br−Bs)であり、減光率Y(%)は、
Y={(Br−Bs)/Br}・100
として算出したことを意味する。
Here, if the average luminance of the horizontal pixel column in the observation image 45 at the same position as the horizontal pixel column 48 of the smoke plume region 47 in the difference image 46 is Bs, ΔB = (Br−Bs), and the light attenuation rate Y ( %)
Y = {(Br−Bs) / Br} · 100
Means that it was calculated as

なお、減光率Yの検出は、差分画像46の水平画素列48の特定画素、例えばセンタ−画素の輝度から算出しても良いし、上下に位置する複数の水平画素列の平均輝度から算出しても良い。   The detection of the light attenuation rate Y may be calculated from the luminance of a specific pixel of the horizontal pixel row 48 of the difference image 46, for example, the center pixel, or may be calculated from the average luminance of a plurality of horizontal pixel rows positioned above and below. You may do it.

第1プルーム太さ推定部36は、減光率検出部34で検出した減光率Y(%)から、図6に示した関係に基づき、対応する煙プルームの太さ2r(m)を推定する。例えば第1プルーム太さ推定部36は、図6に示した減光率Yとプルーム太さ2rのグラフ特性近似をする関係式を設定しており、この関係式に検出した減光率Yを代入することで、煙プルームの太さ2rを算出して推定する。   The first plume thickness estimation unit 36 estimates the corresponding smoke plume thickness 2r (m) from the dimming rate Y (%) detected by the dimming rate detection unit 34 based on the relationship shown in FIG. To do. For example, the first plume thickness estimation unit 36 sets a relational expression that approximates the graph characteristics of the light attenuation rate Y and the plume thickness 2r shown in FIG. By substituting, the smoke plume thickness 2r is calculated and estimated.

また第1プルーム太さ推定部36は、図6に示した減光率Yとプルーム太さ2rのグラフ特性に基づく二元テ−ブルを準備しておき、検出した減光率Yによるテ−ブル参照で対応する煙プルームの太さ2rを読み出すようにしても良い。   The first plume thickness estimation unit 36 prepares a binary table based on the graph characteristics of the light attenuation rate Y and the plume thickness 2r shown in FIG. The thickness 2r of the corresponding smoke plume may be read by referring to the bull.

第1距離算出部38は、第1見込み角検出部32で検出した煙プルームの見込み角θと第1プルーム太さ推定部36で推定した煙プルームの太さ2rから、前記式2に基づき、監視カメラ10から煙プルームまでの火点距離Lを算出する。   The first distance calculation unit 38 calculates the smoke plume angle θ detected by the first plume angle detection unit 32 and the smoke plume thickness 2r estimated by the first plume thickness estimation unit 36 based on the above equation 2. A fire point distance L from the monitoring camera 10 to the smoke plume is calculated.

第1火災判定部40は、第1プルーム太さ推定部36で推定した煙プルームの太さ2rが所定の閾値(2r)th=0.6(m)以上の場合に第1段階の火災と判定し、それ以外の場合は非火災と判定し、第1段階の火災と判定した場合には、第1プルーム太さ推定部36で推定した煙プルームの太さ2r及び又は第1距離算出部38で算出した火点距離Lのデ−タと共に第1火災信号を外部の火災報知設備14に出力し、第1段階の火災警報として火災予兆警報(プリアラ−ム)を出力させると共に例えば煙プルームの太さ2r及び又は火点距離Lを表示させる。   The first fire determination unit 40 determines that the first stage fire is detected when the smoke plume thickness 2r estimated by the first plume thickness estimation unit 36 is equal to or greater than a predetermined threshold (2r) th = 0.6 (m). Otherwise, it is determined as a non-fire, and if it is determined as a first-stage fire, the smoke plume thickness 2r and / or the first distance calculation unit estimated by the first plume thickness estimation unit 36 A first fire signal is output to the external fire alarm device 14 together with the data of the fire point distance L calculated in 38, and a fire warning alarm (pre-alarm) is output as a first stage fire alarm, for example, a smoke plume. The thickness 2r and / or the fire point distance L are displayed.

このような火災報知設備14において監視領域における煙プルームの太さ(大きさ)と距離を把握することで、第1段階の火災の状況を適確に把握可能とする。   By grasping the thickness (size) and distance of the smoke plume in the monitoring area in such a fire alarm facility 14, it is possible to accurately grasp the state of the first stage fire.

(減光画像による火災検知の具体例)
いま、第1煙画像判定部30で判定した煙プルーム領域の水平画素数2Rが2R=46ピクセルであったとすると、第1見込み角検出部32で算出する見込み角θは前記式1から
θ=0.064×46=2.94°
となる。
(Specific example of fire detection by dimming image)
Now, assuming that the number of horizontal pixels 2R of the smoke plume region determined by the first smoke image determination unit 30 is 2R = 46 pixels, the expected angle θ calculated by the first expected angle detection unit 32 is θ = 0.064 × 46 = 2.94 °
It becomes.

このとき減光率検出部34で煙画像から検出した煙プルームの減光率YがY=48(%)であったとすると、図6の輝度率とプルーム太さの関係から煙プルームの太さ2rは、2r=1.0(m)と推定する。   At this time, assuming that the smoke plume dimming rate Y detected from the smoke image by the light extinction rate detecting unit 34 is Y = 48 (%), the thickness of the smoke plume from the relationship between the luminance rate and the plume thickness in FIG. 2r is estimated to be 2r = 1.0 (m).

また第1距離算出部38は、tan(θ/2)=23/700であることから、前記式2により、監視カメラ10から火点までの火点距離Lを、
L=15.2(m)
と算出する。
Further, since the first distance calculation unit 38 is tan (θ / 2) = 23/700, the fire point distance L from the monitoring camera 10 to the fire point is calculated by the above equation 2.
L = 15.2 (m)
And calculate.

第1火災判定部40は、第1プルーム太さ推定部36で推定した煙プルーム太さ2r=1.0(m)は閾値(2r)th=1.0(m)に一致することから、第1段階の火災と判定する。   The first fire determination unit 40 is configured such that the smoke plume thickness 2r = 1.0 (m) estimated by the first plume thickness estimation unit 36 matches the threshold (2r) th = 1.0 (m). Judged as a first stage fire.

このため第1火災判定部40は、第1火災信号を煙プルームの太さデ−タ及び火点距離デ−タと共に火災報知設備14に出力し、第1段階の火災警報の出力と共に煙プルームの太さ2r=1.0(m)と火点距離L=15.2(m)を表示させ、監視領域で発生した第1段階の火災の状況を確認可能とする。   For this reason, the first fire determination unit 40 outputs the first fire signal together with the smoke plume thickness data and the fire point distance data to the fire alarm device 14, and together with the output of the first stage fire alarm, the smoke plume. The thickness 2r = 1.0 (m) and the fire point distance L = 15.2 (m) are displayed so that the status of the first stage fire that occurred in the monitoring area can be confirmed.

一方、煙画像における煙プルームの水平画素数2Rが2R=46ピクセルであり、見込み角θが同じθ=2.94°であっても、煙プルームの減光率Yが例えばY=14(%)であったとすると、この場合の煙プルームの太さは図6の関係から2r=0.30(m)と推定され、また監視カメラ10から火点までの火点距離Lは式2からL=4.6(m)となる。   On the other hand, even if the number of horizontal pixels 2R of the smoke plume in the smoke image is 2R = 46 pixels and the prospective angle θ is the same θ = 2.94 °, the smoke plume dimming rate Y is, for example, Y = 14 (% ), The smoke plume thickness in this case is estimated to be 2r = 0.30 (m) from the relationship of FIG. = 4.6 (m).

この場合、煙プルームの太さ2r=0.30(m)は火災を判定する閾値(2r)th=1.0(m)未満であり、非火災と判定される。   In this case, the smoke plume thickness 2r = 0.30 (m) is less than the threshold value (2r) th = 1.0 (m) for determining fire, and is determined to be non-fire.

(燃焼材による煙プルーム太さと減光率の関係)
木材や布、紙等が燻焼した場合に発生する白色の煙プルームは、若干の差異はあるものの、図6に示した紙の場合とほぼ同等の煙プルーム太さと減光率の関係を維持し、図2の第1火災検知部50による火災検知が可能となる。
(Relationship between smoke plume thickness due to combustion material and dimming rate)
The white smoke plume generated when wood, cloth, paper, etc. are fired, maintains a relationship between the smoke plume thickness and the light attenuation rate, which is almost the same as the paper shown in Fig. 6, although there are some differences. And the fire detection by the 1st fire detection part 50 of FIG. 2 is attained.

一方、ポリウレタン等の樹脂が燃えた場合には黒色に近い煙が発生する。アルパ−トの理論においても、燃焼物の種類により発生する煙の減光率は変化し、ポリウレタンやPVC等の樹脂が燃焼した際に発生する煙の減光率は、木材や紙が燻焼した際の白煙とは大きく異なることが分かっている。   On the other hand, when a resin such as polyurethane is burned, smoke close to black is generated. According to the theory of part, the extinction rate of smoke generated varies depending on the type of combustible, and the extinction rate of smoke generated when a resin such as polyurethane or PVC burns is the same as that of wood or paper. It is known that it is very different from white smoke.

したがって、ポリウレタンやPVC等の樹脂が燃焼した際に発生する煙プルームの減光率と太さとの関係を別に準備して図2の第1プルーム太さ推定部36に設定しておくことで、検出した減光率から煙プルームの太さを推定して火災を検知できる。   Therefore, by separately preparing the relationship between the light attenuation rate and thickness of the smoke plume generated when a resin such as polyurethane or PVC burns, and setting it in the first plume thickness estimation unit 36 of FIG. A fire can be detected by estimating the thickness of the smoke plume from the detected light attenuation rate.

しかしながら、石油等の液体火災の場合は、例えば床面に漏れて溜まった石油が一気に燃焼することもあり得る。この場合、木材等に比べ広い燃焼面積による非常に太いプルームが、高い減光率をもって観測されることとなり、木材等の煙プルームでの火災モデルとは異なるプロフィ−ルとなる。   However, in the case of a liquid fire such as oil, for example, oil that has leaked and accumulated on the floor surface may burn at once. In this case, a very thick plume with a large burning area compared to wood or the like is observed with a high attenuation rate, which is a different profile from a fire model in a smoke plume such as wood.

このため、観測画像の煙プルーム領域の大きさから液体火災であると判断された場合は、火災モデルを変更しなければならない。液体火災の場合は、木材燻焼のモデル火災と比べ、観測されるプルーム太さに比べ、減光率が大きくなる。また火源の大きさは石油の分布広さにより決まり、木材のように火災の進展に従い大きくなることはない。   For this reason, if it is determined that the liquid fire is caused by the size of the smoke plume area in the observation image, the fire model must be changed. In the case of a liquid fire, the dimming rate is greater than the observed plume thickness compared to the model fire of wood-fired wood. The size of the fire source is determined by the oil distribution, and it does not grow as the fire progresses, unlike wood.

このため本実施形態によって煙プルームの減光率とプルーム太さの関係から火点の距離を求めることは難しい。このため監視カメラの観察画像と背景画像との差分画像に存在する煙プルーム領域が極端に大きい場合に第1段階の火災と判定して第1火災信号を出力し、火源距離の推定は行わないようにする。   For this reason, it is difficult to determine the distance of the fire point from the relationship between the light attenuation rate of the smoke plume and the plume thickness according to this embodiment. For this reason, when the smoke plume area present in the difference image between the observation image of the surveillance camera and the background image is extremely large, it is determined as a first-stage fire, a first fire signal is output, and the fire source distance is estimated. Do not.

[散乱光画像による火災の検出原理]
図2の第2火災検知部100は、第1火災検知部50により第1段階の火災と判定した場合に、照明切替部42により監視領域16を全体照明に切替え、この状態で監視カメラ10により撮像した監視領域に発生した煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力するものであり、その検出原理を説明すると次のようになる。
[Principle of fire detection by scattered light image]
When the first fire detection unit 50 determines that the first-stage fire has occurred, the second fire detection unit 100 in FIG. The second-stage fire is detected from the scattered light image of the smoke plume generated in the captured monitoring area and the second fire signal is output. The detection principle will be described as follows.

(煙プルームと輝度率)
図1に示した監視領域16を室内照明装置24の点灯により全体照明している場合には、発生した煙20による散乱光画像を監視カメラ10で撮像して煙プルームの発生を検知することができる。この場合、監視カメラ10による煙20の観測画像は、照明光が煙20に当って散乱する散乱光量に相当する画像が得られることとなる。煙20による散乱光を監視カメラ10で観測する場合、煙プルームからの距離Lの2乗に反比例して散乱光量は減少する。
(Smoke plume and luminance rate)
When the monitoring area 16 shown in FIG. 1 is illuminated as a whole by turning on the indoor lighting device 24, a scattered light image generated by the smoke 20 can be captured by the monitoring camera 10 to detect the occurrence of smoke plume. it can. In this case, the observation image of the smoke 20 by the monitoring camera 10 is an image corresponding to the amount of scattered light scattered by the illumination light hitting the smoke 20. When the scattered light from the smoke 20 is observed by the monitoring camera 10, the amount of scattered light decreases in inverse proportion to the square of the distance L from the smoke plume.

いま、木材を燃焼物として、次第に燃え広がっていく火災モデルを考える。このとき、図3に示した煙プルーム26の太さ2rは火災の拡大に伴って次第に太くなっていく。それと同時に煙プルームの煙濃度yも濃くなっていき、それにより観測される散乱光量も大きくなる。なお、煙濃度yは減光率を意味する。   Consider a fire model that gradually burns and spreads using wood as a combustion product. At this time, the thickness 2r of the smoke plume 26 shown in FIG. 3 gradually increases as the fire spreads. At the same time, the smoke density y of the smoke plume increases and the amount of scattered light observed increases accordingly. The smoke density y means the light attenuation rate.

図11は火災が起きた場合の煙プルームの太さと煙濃度y(%/m)の関係を示したグラフ図であり、併せて監視カメラで観測される煙プルームの総輝度X(μW)を示している。   FIG. 11 is a graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume and the smoke density y (% / m) when a fire breaks out, and also shows the total luminance X (μW) of the smoke plume observed by the monitoring camera. Show.

監視領域16で火災が発生した場合、火災の規模が拡大すると図11に示すように煙プルームの太さ2rが増し、そこで発生する煙濃度y(%/m)も増し、併せて監視カメラ10で撮像される煙プルームの総輝度X(μW)も増して行く。   When a fire occurs in the monitoring area 16, when the scale of the fire increases, the smoke plume thickness 2r increases as shown in FIG. 11, and the smoke density y (% / m) generated there also increases. The total luminance X (μW) of the smoke plume imaged at 1 also increases.

この場合、発生する煙の散乱光が監視カメラ10で観測される1画素当り(単位画素当り)の輝度を示す輝度率x(μW/pxl)は、観測画像中の煙プルームが占める水平方向の画素数(以下「水平画素数」という)を2Rピクセルとすると、
x=y/2R (μW/pxl)
となる。
In this case, the luminance rate x (μW / pxl) indicating the luminance per pixel (per unit pixel) at which the scattered light of the generated smoke is observed by the monitoring camera 10 is the horizontal direction occupied by the smoke plume in the observed image. When the number of pixels (hereinafter referred to as “the number of horizontal pixels”) is 2R pixels,
x = y / 2R (μW / pxl)
It becomes.

図12は、の煙プルームの太さ2r(m)と輝度率x(μW/pxl)の関係を煙濃度y(%/m)と共に示したグラフ図であり、図11の煙プルームの太さ2rと総輝度値X(μW)の関係に基づいている。   FIG. 12 is a graph showing the relationship between the smoke plume thickness 2r (m) and the luminance factor x (μW / pxl) together with the smoke density y (% / m), and the smoke plume thickness of FIG. This is based on the relationship between 2r and the total luminance value X (μW).

この図12に示す煙プルームの太さ2rと輝度率xの関係から、監視カメラ10による観察画像から煙プルームの輝度率xを検出することで、煙プルームの太さ2rを推定することができる。   From the relationship between the smoke plume thickness 2r and the luminance factor x shown in FIG. 12, the smoke plume luminance factor 2r can be estimated by detecting the smoke plume luminance factor x from the image observed by the monitoring camera 10. .

監視カメラ10で撮像した観測画面の中の煙プルームの輝度率の検出は、観測画像から計算する必要はなく、煙プルームの領域に存在する画素の輝度を検出すれば良い。   The detection of the luminance rate of the smoke plume in the observation screen imaged by the monitoring camera 10 does not have to be calculated from the observation image, and the luminance of the pixels existing in the smoke plume region may be detected.

(輝度率と距離との関係)
図13は火点までの距離に対する総輝度及び輝度率の関係を示したグラフ図であり、監視カメラ10の観察画像に存在する煙プルームの輝度率xは、火点までの距離Lによらず常に一定の値となる。この理由を説明すると次のようになる。
(Relationship between luminance rate and distance)
FIG. 13 is a graph showing the relationship between the total brightness and the brightness rate with respect to the distance to the fire point. The brightness rate x of the smoke plume present in the observation image of the monitoring camera 10 is independent of the distance L to the fire point. Always a constant value. The reason for this will be described as follows.

いま、太さ2r=1mの煙プルームが、監視カメラ10から距離L1=30mにあった場合と、距離L2=3mにあった場合を考える。ここで距離L1=30mに存在するプルームを第1プルームとし、距離L2=3mに存在する煙プルームを第2プルームとする。   Consider a case where a smoke plume with a thickness of 2r = 1 m is at a distance L1 = 30 m from the surveillance camera 10 and a case where the smoke plume is at a distance L2 = 3 m. Here, a plume existing at a distance L1 = 30 m is defined as a first plume, and a smoke plume existing at a distance L2 = 3 m is defined as a second plume.

煙プルームは監視カメラ10に近いほど、観測される煙プルームの輝度は大きくなる。監視カメラ10で観察する煙プルームから測定される総輝度を考えれば、距離の異なる第1プルームと第2プルームの間には、それぞれの総輝度をX1,X2とすると、
X1・L1=X2・L2
の関係がある。即ち、煙プルームの総輝度X1,X2は、火点までの距離L1,L2の2乗に反比例する。
The closer the smoke plume is to the surveillance camera 10, the greater the brightness of the observed smoke plume. Considering the total brightness measured from the smoke plume observed by the monitoring camera 10, between the first plume and the second plume at different distances, the respective total brightness is X1 and X2.
X1 · L1 2 = X2 · L2 2
There is a relationship. That is, the total luminance X1 and X2 of the smoke plume is inversely proportional to the square of the distances L1 and L2 to the fire point.

例えば第1プルームの距離L1 =30(m)、総輝度X1をX1=10(mW)とすると、距離L2=3(m)となる第2プルームの総輝度X2は、
X2=X1・L1/L2=1000(mW)
となる。
For example, if the distance L1 of the first plume is 30 (m) and the total luminance X1 is X1 = 10 (mW), the total luminance X2 of the second plume where the distance L2 = 3 (m) is
X2 = X1 · L1 2 / L2 2 = 1000 (mW)
It becomes.

更に、監視カメラ10の単位画素当りの輝度率x(μW/pxl)を求める。ここで、観測画像中の煙プルームが占める水平画素数を2Rピクセルとすると、輝度率xは、
x=X/(2R)
となり、
2R1・L1=2R2・L2
であるから
x1=X1/(2R1)
=X1/(2R2・L2/L1)
=(X2・L2/L1)/(2R2・L2/L1)
=X2/(2R2)
=x2
となる。
Further, the luminance rate x (μW / pxl) per unit pixel of the monitoring camera 10 is obtained. Here, assuming that the number of horizontal pixels occupied by the smoke plume in the observed image is 2R pixels, the luminance rate x is
x = X / (2R) 2
And
2R1 ・ L1 = 2R2 ・ L2
Therefore, x1 = X1 / (2R1) 2
= X1 / (2R2 / L2 / L1) 2
= (X2 / L2 2 / L1 2 ) / (2R2 / L2 / L1) 2
= X2 / (2R2) 2
= X2
It becomes.

即ち、輝度率xは距離Lによらず一定となり、煙プルームの大きさ2rにのみ依存する。これは、放射温度計において測定される温度が、距離に無関係であることと同じ原理である。   That is, the luminance factor x is constant regardless of the distance L, and depends only on the smoke plume size 2r. This is the same principle that the temperature measured in a radiation thermometer is independent of distance.

(煙プルームの太さと距離の関係)
監視カメラ10の観測画像に存在する煙プルームの輝度率xから太さ2rを推定することができると、監視カメラ10から煙プルームを発生している火点までの距離Lを、図9に示したと同じ煙プルームの見込み角と火点距離との関係から算出することができる。
(Relationship between smoke plume thickness and distance)
If the thickness 2r can be estimated from the luminance factor x of the smoke plume existing in the observation image of the monitoring camera 10, the distance L from the monitoring camera 10 to the fire point generating the smoke plume is shown in FIG. It can be calculated from the relationship between the expected angle of the same smoke plume and the fire point distance.

即ち、監視カメラ10により撮像された煙プルームの太さ2rに対応した観測画面における水平方向の画素数を2Rピクセルとすると、煙プルームの見込み角θは、
θ=α・2R(°) (式3)
となる。これは前述した式1と同じである。
That is, assuming that the number of pixels in the horizontal direction on the observation screen corresponding to the thickness 2r of the smoke plume imaged by the monitoring camera 10 is 2R pixels, the expected angle θ of the smoke plume is
θ = α ・ 2R (°) (Formula 3)
It becomes. This is the same as Equation 1 described above.

このように煙プルームの見込み角θが求まると、煙プルームの輝度率xから求めた煙プルームの太さ2rに基づき、監視カメラ10から煙プルーム26までの火点距離Lは、
L=r/tan(θ/2) (式4)
となる。これは前述した式2と同じである。
Thus, when the expected angle θ of the smoke plume is obtained, the fire point distance L from the monitoring camera 10 to the smoke plume 26 is calculated based on the smoke plume thickness 2r obtained from the luminance factor x of the smoke plume.
L = r / tan (θ / 2) (Formula 4)
It becomes. This is the same as Equation 2 described above.

(火災の判定)
監視カメラ10の散乱光画像に占める煙プルームによる火災判定は、煙プルームの輝度率xから推定した煙プルームの太さ2rが、所定のモデル火災による煙プルームの閾値太さ(2r)th以上となった場合に火災と判定する。
(Judgment of fire)
In the fire determination by the smoke plume in the scattered light image of the monitoring camera 10, the smoke plume thickness 2r estimated from the smoke plume luminance factor x is equal to or greater than the threshold plume size (2r) th of the smoke plume due to the predetermined model fire. When it becomes, it judges with fire.

本実施形態では、輝度率x=1.84(μw/pxl)となる煙濃度y=30(%/m)の煙プルームを発生するモデル火災を火災と判定するため、このモデル火災の煙プルームの輝度率x=1.84(μw/pxl)に対応する太さ2rは1.0(m)であることから、閾値太さ(2r)th=1.0(m)を設定し、閾値太さ(2r)th以上となる場合に火災と判定し、それ未満の場合は非火災と判定する。   In this embodiment, a model fire that generates a smoke plume having a smoke density y = 30 (% / m) with a luminance rate x = 1.84 (μw / pxl) is determined as a fire. Since the thickness 2r corresponding to the luminance ratio x = 1.84 (μw / pxl) is 1.0 (m), the threshold thickness (2r) th = 1.0 (m) is set and the threshold value is set. When the thickness is greater than (2r) th, it is determined as a fire, and when it is less than that, it is determined as a non-fire.

[第2火災検知部]
(第2火災検知部の機能構成)
図2に示すように、画像処理装置12に設けた第2火災検知部100は、第1火災検知部50により第1段階の火災が判定されて床面照明装置22a及び壁面照明装置22bを消灯して室内照明装置24を点灯し、監視領域16を全体照明した状態で動作し、伝送部28の伝送制御により監視カメラ10で撮像した動画像デ−タとして、例えば毎秒30フレ−ムとなる監視領域の画像デ−タを伝送し、画像処理装置12に設けた図示しないメモリに記憶する。
[Second fire detection section]
(Functional configuration of the second fire detector)
As shown in FIG. 2, the second fire detection unit 100 provided in the image processing device 12 turns off the floor lighting device 22a and the wall lighting device 22b when the first fire detection unit 50 determines that the first stage fire is detected. Then, the indoor lighting device 24 is turned on, the operation is performed with the entire monitoring area 16 illuminated, and moving image data captured by the monitoring camera 10 by transmission control of the transmission unit 28 is, for example, 30 frames per second. The image data of the monitoring area is transmitted and stored in a memory (not shown) provided in the image processing device 12.

第2煙画像判定部130は、監視カメラ10により撮像した画像から散乱光による煙プルームが存在する煙画像を判定する。第2煙画像判定部130による煙画像の判定は、例えば、煙プルームと判定可能な所定の閾値輝度以上となる画素の集合で形成される煙プルーム候補領域を検出し、検出した煙プルーム候補領域の水平画素数2Rが所定の閾値(2R)th以上の場合に火災による煙プルームが存在する可能性の高い煙画像と判定し、判定した煙画像における煙プルーム候補領域の水平画素数2Rを第2見込み角検出部132に出力すると共に、輝度率検出部134に判定した煙画像を送って輝度率xの検出動作を指示する。   The second smoke image determination unit 130 determines a smoke image in which a smoke plume due to scattered light exists from an image captured by the monitoring camera 10. The determination of the smoke image by the second smoke image determination unit 130 is performed by, for example, detecting a smoke plume candidate area formed by a set of pixels having a predetermined threshold luminance or higher that can be determined as a smoke plume, and detecting the detected smoke plume candidate area When the horizontal pixel number 2R of the smoke image is greater than or equal to a predetermined threshold (2R) th, it is determined that the smoke plume is likely to be present due to a fire, and the horizontal pixel number 2R of the smoke plume candidate region in the determined smoke image is 2 Output to the prospective angle detection unit 132 and send the determined smoke image to the luminance rate detection unit 134 to instruct the detection operation of the luminance rate x.

また、第2煙画像判定部130の他の実施形態としては、監視領域に煙プルームが存在しない背景画像を予め保持し、監視カメラ10により撮像した画像と背景画像との差分画像を生成して煙プルーム領域を抽出し、煙プルーム領域の水平画素数2Rが所定閾値(2R)th以上の場合に煙画像と判定するようにしても良い。なお、背景画像は、煙プルームの存在しない状態で適宜更新する。   As another embodiment of the second smoke image determination unit 130, a background image in which no smoke plume is present in the monitoring area is stored in advance, and a difference image between the image captured by the monitoring camera 10 and the background image is generated. A smoke plume region may be extracted, and a smoke image may be determined when the number of horizontal pixels 2R in the smoke plume region is equal to or greater than a predetermined threshold (2R) th. Note that the background image is appropriately updated in the absence of the smoke plume.

第2煙画像判定部130で煙画像と判定する水平画素数の閾値(2R)thは、例えば最大距離L=30(m)で太さ2r=1.0(m)の煙プルームを発生する火災モデルを想定し、この場合に観測画像における煙プルームの水平画素数2Rは2R=12ピクセルとなることから、閾値(2R)thを(2R)th=12ピクセルに設定する。   The threshold (2R) th of the number of horizontal pixels determined to be a smoke image by the second smoke image determination unit 130 generates, for example, a smoke plume having a maximum distance L = 30 (m) and a thickness 2r = 1.0 (m). Assuming a fire model, in this case, the number of horizontal pixels 2R of the smoke plume in the observed image is 2R = 12 pixels, so the threshold (2R) th is set to (2R) th = 12 pixels.

第2見込み角検出部132は、第2煙画像判定部130で判定した煙画像における煙プルーム候補領域の水平画素数2Rから、前記式3により煙プルームの見込み角θを算出し、第2距離算出部138に出力する。   The second expected angle detection unit 132 calculates the expected angle θ of the smoke plume from the horizontal pixel number 2R of the smoke plume candidate area in the smoke image determined by the second smoke image determination unit 130 by the above equation 3, and the second distance The result is output to the calculation unit 138.

一方、輝度率検出部134は、第2煙画像判定部130で判定した煙画像における煙プルーム候補領域の画素の輝度を輝度率xとして検出する。この場合の輝度率xは、煙プルームに入る複数画素の平均値として検出しても良い。   On the other hand, the luminance rate detection unit 134 detects the luminance of the pixel in the smoke plume candidate region in the smoke image determined by the second smoke image determination unit 130 as the luminance rate x. The luminance rate x in this case may be detected as an average value of a plurality of pixels entering the smoke plume.

第2プルーム太さ推定部136は、輝度率検出部134で検出した輝度率xから、図12に示した輝度率xとプルーム太さ2rの関係に基づき、煙プルームの太さ2rを推定する。例えば第2プルーム太さ推定部136は図12に示した輝度率xとプルーム太さ2rのグラフ特性近似をする複数の一次式、或いは二次式を設定しており、この関係式に検出した輝度率xを代入することで、煙プルームの太さ2rを算出して推定する。   The second plume thickness estimation unit 136 estimates the smoke plume thickness 2r from the luminance rate x detected by the luminance rate detection unit 134 based on the relationship between the luminance rate x and the plume thickness 2r shown in FIG. . For example, the second plume thickness estimation unit 136 sets a plurality of linear expressions or quadratic expressions that approximate the graph characteristics of the luminance rate x and the plume thickness 2r shown in FIG. By substituting the luminance factor x, the smoke plume thickness 2r is calculated and estimated.

また第2プルーム太さ推定部136は、図12に示した輝度率xとプルーム太さ2rのグラフ特性に基づく二元テ−ブルを準備しておき、検出した輝度率xによるテ−ブル参照で対応する煙プルームの太さ2rを読み出すようにしても良い。   The second plume thickness estimation unit 136 prepares a binary table based on the graph characteristics of the luminance rate x and the plume thickness 2r shown in FIG. 12, and refers to the table based on the detected luminance rate x. The corresponding smoke plume thickness 2r may be read out.

第2距離算出部138は、第2見込み角検出部132で検出した煙プルームの見込み角θと第2プルーム太さ推定部136で推定した煙プルームの太さ2rから、前記式4に基づき、監視カメラ10から煙プルームまでの火点距離Lを算出する。   The second distance calculation unit 138 calculates the smoke plume estimated angle θ detected by the second expected angle detection unit 132 and the smoke plume thickness 2r estimated by the second plume thickness estimation unit 136 based on the above equation 4. A fire point distance L from the monitoring camera 10 to the smoke plume is calculated.

第2火災判定部140は、第2プルーム太さ推定部136で推定した煙プルームの太さ2rが所定の閾値(2r)th以上の場合に第2段階の火災と判定(火災の確定)し、それ以外の場合は非火災と判定し、第2段階の火災と判定した場合には、第2プルーム太さ推定部136で推定した煙プルームの太さ2r及び又は第2距離算出部138で算出した火点距離Lのデ−タと共に第2火災信号を外部の火災報知設備14に出力し、火災警報を出力させると共に例えば煙プルームの太さ2r及び又は火点距離Lを表示させる。   The second fire determination unit 140 determines that the second stage of fire is a fire when the smoke plume thickness 2r estimated by the second plume thickness estimation unit 136 is equal to or greater than a predetermined threshold (2r) th (confirms the fire). In other cases, it is determined as non-fire, and when it is determined as a second-stage fire, the smoke plume thickness 2r estimated by the second plume thickness estimation unit 136 and / or the second distance calculation unit 138 A second fire signal is output to the external fire alarm device 14 together with the data of the calculated fire point distance L, a fire alarm is output, and the smoke plume thickness 2r and / or the fire point distance L are displayed, for example.

(散乱光画像に基づく火点検出の具体例)
いま、第2煙画像判定部130で判定した煙プルーム候補領域の水平画素数2Rが2R=46ピクセルであったとすると、第2見込み角検出部132で算出する見込み角θは前記式3から
θ=0.064×46=2.94°
となる。
(Specific example of fire point detection based on scattered light image)
Now, assuming that the number of horizontal pixels 2R of the smoke plume candidate area determined by the second smoke image determination unit 130 is 2R = 46 pixels, the expected angle θ calculated by the second expected angle detection unit 132 is expressed by the equation 3 = 0.064 × 46 = 2.94 °
It becomes.

このとき輝度率検出部134で煙画像から検出した煙プルームの輝度率xがx=18.4(μW/pxl)であったとすると、図12の輝度率xとプルーム太さ2rの関係から煙プルームの太さ2rは、2r=1.0(m)と推定する。   At this time, assuming that the luminance rate x of the smoke plume detected from the smoke image by the luminance rate detection unit 134 is x = 18.4 (μW / pxl), the smoke from the relationship between the luminance rate x and the plume thickness 2r in FIG. The plume thickness 2r is estimated to be 2r = 1.0 (m).

また第2距離算出部138は、tan(θ/2)=23/700であることから、前記式4により、監視カメラ10から火点までの火点距離Lを、
L=15.2(m)
と算出する。
Further, since the second distance calculation unit 138 is tan (θ / 2) = 23/700, the fire point distance L from the monitoring camera 10 to the fire point is calculated according to the above equation 4.
L = 15.2 (m)
And calculate.

第2火災判定部140は、第2プルーム太さ推定部136で推定した煙プルームの太さ2rから火災と判定する所定の閾値(2r)thを、例えば(2r)th=1.0(m)とすると、このとき推定した煙プルーム太さ2r=1.0(m)は閾値(2r)th=1.0(m)に一致することから、火災と判定する。   The second fire determination unit 140 sets a predetermined threshold (2r) th for determining a fire from the smoke plume thickness 2r estimated by the second plume thickness estimation unit 136, for example, (2r) th = 1.0 (m ), The smoke plume thickness 2r = 1.0 (m) estimated at this time coincides with the threshold value (2r) th = 1.0 (m), so that it is determined as a fire.

このため第2火災判定部140は、第2火災信号を煙プルームの太さデ−タ及び火点距離デ−タと共に火災報知設備14に出力し、火災警報を出力させると共に煙プルームの太さd=1.0(m)と火点距離L=15.2(m)を表示させ、監視領域で発生した火災の状況を確認可能とする。   For this reason, the second fire determination unit 140 outputs the second fire signal together with the smoke plume thickness data and the fire point distance data to the fire alarm device 14 to output a fire alarm and the smoke plume thickness. d = 1.0 (m) and fire point distance L = 15.2 (m) are displayed, and the status of the fire that occurred in the monitoring area can be confirmed.

一方、煙画像における煙プルームの水平画素数2Rが2R=46ピクセルであり、見込み角θが同じθ=2.94°であっても、煙プルームの輝度率xが例えばx=5.0(μW/pxl)であったとすると、この場合の煙プルームの太さは図5の関係から2r=0.5(m)と推定され、また監視カメラ10から火点までの火点距離Lは式4からL=7.6(m)となる。   On the other hand, even if the smoke plume horizontal pixel number 2R in the smoke image is 2R = 46 pixels and the prospective angle θ is the same θ = 2.94 °, the smoke plume luminance factor x is, for example, x = 5.0 ( .mu.W / pxl), the smoke plume thickness in this case is estimated to be 2r = 0.5 (m) from the relationship of FIG. 5, and the fire point distance L from the surveillance camera 10 to the fire point is given by 4 to L = 7.6 (m).

この場合、煙プルームの太さ2r=0.5(m)は火災と判定する閾値(2r)th=1.0(m)未満であり、非火災と判定される。   In this case, the smoke plume thickness 2r = 0.5 (m) is less than the threshold (2r) th = 1.0 (m) for determining a fire, and is determined to be a non-fire.

(減光画像による黒煙火災の検知)
木材や布、紙等が燻焼した場合に発生する白煙の煙プルームは、若干の差異はあるものの、図11に示したように、ほぼ同等のプルーム太さと煙濃度の関係を維持する。このため燻焼する対象物に関わらず、図11に示した煙プルームの輝度率と太さの関係が維持され、図2の第2火災検知部100による火災検知が可能となる。
(Detection of black smoke fire by dimming image)
The smoke plume of white smoke that is generated when wood, cloth, paper, etc. are fired, maintains a substantially equivalent relationship between plume thickness and smoke density, as shown in FIG. For this reason, the relationship between the luminance rate and thickness of the smoke plume shown in FIG. 11 is maintained regardless of the object to be fired, and the fire detection by the second fire detection unit 100 in FIG. 2 becomes possible.

しかしながら、石油やガスが炎を上げて燃焼する場合には、燻焼によって生じる白煙に代わり、黒煙が発生し、火災規模すなわちプルーム太さと煙による散乱光量の関係は、燻焼火災の場合とは違うものとなる。   However, when oil or gas burns with flames, black smoke is generated instead of white smoke generated by smoldering, and the relationship between the scale of the fire, that is, plume thickness and the amount of light scattered by smoke, is It will be different.

この場合には、まず炎の存在を確認し、発炎火災に伴う黒煙が発生していることを認識する必要がある。その上でプルーム太さと散乱光量の関係を、黒煙のモデル火災に置き換えて判断しなければならない。   In this case, it is necessary to first confirm the presence of flame and recognize that black smoke is generated due to the fire. In addition, the relationship between plume thickness and the amount of scattered light must be judged by replacing it with a black smoke model fire.

このため黒煙プルームの煙画像から火災を検知する場合には、図2の第2火災検知部100に設けた第2プルーム太さ推定部136に、黒煙プルームの輝度率xと太さ2rの関係を設定することで、白煙が発生した場合の図12の関係に基づく場合と同様にして、黒煙プルームの太さを推定して火災を判定することができる。   For this reason, when detecting a fire from the smoke image of the black smoke plume, the second plume thickness estimation unit 136 provided in the second fire detection unit 100 of FIG. By setting the relationship, it is possible to estimate the thickness of the black smoke plume and determine the fire in the same manner as in the case based on the relationship of FIG. 12 when white smoke is generated.

[火災検知処理]
(火災検知処理の概略)
図14は、図2の実施形態による火災検知処理の概略を示したフロ−チャ−トである。図14に示すように、まずステップS1(以下「ステップ」は省略)で照明切替部42により床面照明装置22aと壁面照明装置22bをオンし、図1に示したように、監視カメラ10により撮像する監視領域16の背景となる床面16a及び壁面16bを一定照度に背景照明する。
[Fire detection processing]
(Outline of fire detection process)
FIG. 14 is a flowchart showing an outline of the fire detection process according to the embodiment of FIG. As shown in FIG. 14, first, in step S1 (hereinafter, “step” is omitted), the floor lighting device 22a and the wall surface lighting device 22b are turned on by the illumination switching unit 42, and as shown in FIG. The floor surface 16a and the wall surface 16b, which are the background of the monitoring area 16 to be imaged, are illuminated with a constant illumination.

続いてS2に進んで第1火災検知部50により第1火災検知処理を実行する。即ち、第1火災検知部50は監視カメラ10により撮像した煙の減光画像から煙プルームの太さと火点距離を推定して第1段階の火災を判定する処理を実行し、S3で第1段階の火災の判定結果を判別すると、S4で第1火災信号を煙プルームの太さと火点距離を示すデ−タと共に火災報知設備14に出力し、火災報知設備14で第1段階の火災警報として例えば火災予兆警報(プリアラ−ム)を出力させると共に煙プルームの太さと火点距離を表示させる。   Then, it progresses to S2 and the 1st fire detection part 50 performs a 1st fire detection process. That is, the first fire detection unit 50 executes a process of determining the first stage fire by estimating the thickness of the smoke plume and the fire point distance from the smoke dimmed image captured by the monitoring camera 10, and in S3, the first fire is detected. When the determination result of the stage fire is determined, the first fire signal is output to the fire alarm equipment 14 together with the data indicating the thickness of the smoke plume and the fire point distance in S4, and the fire alarm equipment 14 outputs the first stage fire alarm. For example, a fire warning alarm (pre-alarm) is output and the smoke plume thickness and fire point distance are displayed.

続いてS5に進み、照明切替部42が床面照明装置22aと壁面照明装置22bを消灯して背景照明を停止し、室内照明装置24を点灯して監視領域16の全体照明に切り替える。   Subsequently, the process proceeds to S5, where the illumination switching unit 42 turns off the floor illumination device 22a and the wall illumination device 22b to stop the background illumination, turns on the interior illumination device 24, and switches to the overall illumination of the monitoring region 16.

続いてS6に進み、監視領域16を全体照明に切替えた状態で第2火災検知部100により第2火災検知処理を実行する。即ち、第2火災検知部100は監視カメラ10により撮像した煙の散乱光画像から煙プルームの太さと火点距離を推定して第2段階の火災を判定する処理を実行し、S7で火災の判定結果を判別すると、S8で第2火災信号を煙プルームの太さと火点距離を示すデ−タと共に火災報知設備14に出力し、火災報知設備14で火災警報を出力させると共に煙プルームの太さと火点距離を表示させる。   Then, it progresses to S6 and the 2nd fire detection part 100 performs a 2nd fire detection process in the state which switched the monitoring area | region 16 to the whole illumination. That is, the second fire detection unit 100 executes a process of determining the fire of the second stage by estimating the thickness of the smoke plume and the fire point distance from the smoke scattered light image captured by the monitoring camera 10, and in S7, the fire is detected. When the determination result is determined, in S8, the second fire signal is output to the fire alarm facility 14 together with the data indicating the thickness of the smoke plume and the fire point distance, and the fire alarm facility 14 outputs a fire alarm and the smoke plume thickness. And display the hot spot distance.

(第1火災検知処理の詳細)
図15は、図14のS2における第1火災検知処理の詳細を示したフローチャートであり、図2の第1火災検知部50の制御動作となる。
(Details of the first fire detection process)
FIG. 15 is a flowchart showing details of the first fire detection process in S2 of FIG. 14, and is a control operation of the first fire detection unit 50 of FIG.

図15において、まずS11で煙画像における煙プルーム領域を判定する水平画素数の閾値(2R)th、監視カメラ10における1画素当りの見込み角α、煙プルームの太さから火災を判定する火災判定閾値(2R)thを定数として設定する。   In FIG. 15, first, in S11, a fire determination for determining a fire from the threshold (2R) th of the horizontal pixel number for determining the smoke plume region in the smoke image, the expected angle α per pixel in the surveillance camera 10, and the thickness of the smoke plume. The threshold (2R) th is set as a constant.

続いてS12に進み、監視カメラ10で撮像した観測画像と予め記憶した背景画像との差分画像から煙プルーム領域を検出し、煙プルーム領域の所定高さHの水平画素数2Rを求め、S13で所定の閾値(2R)th以上であれば煙画像と判定し、S14に進む。   Subsequently, in S12, the smoke plume area is detected from the difference image between the observation image captured by the monitoring camera 10 and the background image stored in advance, and the number of horizontal pixels 2R having a predetermined height H in the smoke plume area is obtained, and in S13. If it is not less than the predetermined threshold (2R) th, it is determined as a smoke image, and the process proceeds to S14.

S14では、S12で検出した煙プルームの水平画素数2Rから見込み角θを算出し、続いてS15に進み、煙画像における煙プルームの減光率Yを検出する。続いてS16に進み、煙プルームの減光率Yから煙プルームの太さ2rを推定し、続いてS17に進んで、煙プルームの見込み角θと太さ2rから火点距離Lを算出する。   In S14, the prospective angle θ is calculated from the horizontal pixel number 2R of the smoke plume detected in S12, and then the process proceeds to S15 to detect the smoke plume dimming rate Y in the smoke image. Subsequently, the process proceeds to S16, where the smoke plume thickness 2r is estimated from the smoke plume dimming rate Y, and then the process proceeds to S17, where the fire point distance L is calculated from the expected angle θ of the smoke plume and the thickness 2r.

続いてS18に進み、煙プルームの太さ2rが火災閾値(2r)th以上であれば第1段階の火災と判定し、図14のS3にリターンして第1段階の火災の判定結果を判別することで、S4に進んで第1火災信号を、煙プルームの太さ2r及び又は火点距離Lのデ−タと共に出力する。   Subsequently, the process proceeds to S18, and if the smoke plume thickness 2r is equal to or greater than the fire threshold (2r) th, it is determined as the first-stage fire, and the process returns to S3 in FIG. 14 to determine the determination result of the first-stage fire. Then, the process proceeds to S4, and the first fire signal is output together with the data of the smoke plume thickness 2r and / or the fire point distance L.

(第2火災検知処理の詳細)
図16は、図14のS6における第2火災検知処理の詳細を示したフロへ−チャートであり、図2の第2火災検知部100の制御動作となる。
(Details of the second fire detection process)
FIG. 16 is a flowchart showing details of the second fire detection process in S6 of FIG. 14, and is a control operation of the second fire detection unit 100 of FIG.

図16において、まずステップS21で煙画像における煙プルーム候補領域を判定する水平画素数の閾値(2R)th、監視カメラ10における1画素当りの見込み角α、煙プルームの太さから火災を判定する火災判定閾値(2R)thを定数として設定する。   In FIG. 16, first, in step S21, a fire is determined from the threshold (2R) th of the horizontal pixel number for determining the smoke plume candidate area in the smoke image, the expected angle α per pixel in the surveillance camera 10, and the thickness of the smoke plume. The fire determination threshold (2R) th is set as a constant.

続いてS22に進み、監視カメラ10で撮像した観測画像から所定輝度以上となる画素集合で形成される煙プルーム候補領域を検出し、煙プルーム候補領域の水平画素数2Rを求め、S23で所定の閾値(2R)th以上であれば煙画像と判定し、S24に進む。   Subsequently, the process proceeds to S22, where a smoke plume candidate area formed by a pixel set having a predetermined luminance or higher is detected from the observation image captured by the monitoring camera 10, and the horizontal pixel number 2R of the smoke plume candidate area is obtained. If it is equal to or greater than the threshold (2R) th, it is determined as a smoke image, and the process proceeds to S24.

S24では、S22で検出した煙プルームの水平画素数2Rから見込み角θを算出し、続いてS25に進み、煙画像における煙プルームの輝度を輝度率xとして検出する。   In S24, the prospective angle θ is calculated from the horizontal pixel number 2R of the smoke plume detected in S22, and then the process proceeds to S25 to detect the luminance of the smoke plume in the smoke image as the luminance factor x.

続いてS26に進み、煙プルームの輝度率xから煙プルームの太さ2rを推定し、続いてS27に進んで、煙プルームの見込み角θと太さ2rから火点距離Lを算出する。   Subsequently, the process proceeds to S26, where the smoke plume thickness 2r is estimated from the luminance factor x of the smoke plume, and then, the process proceeds to S27, where the fire point distance L is calculated from the expected angle θ of the smoke plume and the thickness 2r.

続いてS28に進み、煙プルームの太さ2rが火災閾値(2r)th以上であれば第2段階の火災と判定して図14のS7にリターンし、火災の判定結果を判別してS8で第2火災信号を、煙プルームの太さ2r及び又は火点距離Lのデ−タと共に出力する。   Subsequently, the process proceeds to S28, and if the smoke plume thickness 2r is equal to or greater than the fire threshold (2r) th, it is determined as a second-stage fire, the process returns to S7 in FIG. 14, and the fire determination result is determined. The second fire signal is output together with the data of the smoke plume thickness 2r and / or the fire point distance L.

[火点距離及び煙プルーム太さの応用]
(火点距離の推定に基づく応用)
図2の画像処理装置12で第1段階の火災または第2段階の火災と判定した場合に出力される火点距離Lを利用することで、図1の監視領域16における煙20が発生している火点位置を特定することができる。
[Application of fire point distance and smoke plume thickness]
(Application based on estimation of fire point distance)
The smoke 20 in the monitoring area 16 of FIG. 1 is generated by using the fire point distance L that is output when the image processing apparatus 12 of FIG. 2 determines that the fire is the first stage or the second stage. It is possible to identify the fire point position.

監視領域16における煙20の火点位置が特定できると、例えば煙の位置情報を消火装置に送ることで適正な消火が可能となる。例えば、遠隔制御可能なスプリンクラ−ヘッドを備えたスプリンクラ−消火設備を設置している場合には、火点位置に近いスプリンクラ−ヘッドだけを作動させる。また、移動可能な消火ロボットを火点付近まで自動で移動させる。また、放水銃の位置制御を行う。   When the fire point position of the smoke 20 in the monitoring area 16 can be specified, for example, proper fire extinguishing can be performed by sending smoke position information to the fire extinguishing device. For example, when a sprinkler fire extinguishing equipment having a remotely controllable sprinkler head is installed, only the sprinkler head close to the fire point position is operated. A movable fire extinguishing robot is automatically moved to the vicinity of the fire point. In addition, the position of the water gun is controlled.

また、工場や自動倉庫等、自動化された大空間施設では、火点位置を知ることで対象となる設備の運転停止や、付属する消火装置の稼働等、適切な処置が可能となる。   In an automated large space facility such as a factory or an automatic warehouse, knowing the position of the fire point makes it possible to take appropriate measures such as stopping the operation of the target equipment and operating the attached fire extinguishing device.

また、人による初期消火活動の際にも、火点位置に直行することができ、迅速な対応が可能となる。また、避難誘導の際、的確なル−トの設定ができる。更に、消防隊員に火点の正確な位置を情報提供することができ、消火効率の向上を果たせることで人命救助と損害抑制に繋がる。これ以外にも、火点距離が分かることで、様々な対処が可能となる。   In addition, even during the initial fire extinguishing activity by a person, it is possible to go straight to the fire point position, and quick response is possible. In addition, it is possible to set an accurate route for evacuation guidance. Furthermore, it is possible to provide information on the exact location of the fire point to fire fighters, and to improve the fire extinguishing efficiency, leading to life saving and damage suppression. Besides this, various measures can be taken by knowing the fire point distance.

(煙プルーム太さの推定に基づく応用)
図2の画像処理装置12で第1段階の火災及び第2段階の火災と判定した場合に出力される煙プルームの太さ、即ち火点の大きさ(規模)の推定値を利用することで、次のような応用が可能となる。
(Application based on estimation of smoke plume thickness)
By using the estimated value of the size of the smoke plume, that is, the size (scale) of the fire point, which is output when the image processing apparatus 12 of FIG. 2 determines that the fire is the first stage fire and the second stage fire. The following applications are possible.

例えば、煙の大きさ(規模)に合わせた適正な消火剤を使用することが可能となり、少ない消火剤で確実に消火可能となり、汚損防止や財産保護に繋がる。   For example, it is possible to use an appropriate fire extinguisher that matches the size (scale) of smoke, and it is possible to reliably extinguish with a small amount of fire extinguisher, leading to pollution prevention and property protection.

また、煙プルームの急激な拡大変化から急激な火災の拡大が分かり、早期に適切な方法で避難誘導を開始することを可能とし、人命救助に繋がる。これ以外にも、煙プルームの太さから火災の規模が分かることで、様々な対処が可能となる。   In addition, the sudden expansion of the smoke plume indicates that the fire has suddenly expanded, enabling evacuation guidance to be started in an appropriate manner at an early stage, leading to lifesaving. Besides this, various measures can be taken by knowing the scale of the fire from the thickness of the smoke plume.

〔本発明の変形例〕
(火災判断)
上記の実施形態は、第1火災検知部で煙プルームの減光画像から第1段階の火災と判定して第1火災信号を出力し、続いて第2火災検知部により煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災と判定して第2火災信号を出力しているが、第1段階の火災と判定した場合に火災信号を出力せず、火災確定の判断となる第2段階の火災と判定した場合に火災確定信号を出力して火災警報報知させるようにしても良い。
[Modification of the present invention]
(Fire judgment)
In the above embodiment, the first fire detection unit determines the first stage fire from the dimmed image of the smoke plume and outputs the first fire signal, and then the second fire detection unit outputs the scattered light image of the smoke plume. The second fire signal is output by determining the second stage fire from the second stage, but when the first stage fire is determined, the fire signal is not output and the second stage fire is determined to determine the fire. If it is determined, a fire confirmation signal may be output to notify a fire alarm.

(煙プルームの太さと火点距離)
上記の実施形態は、煙の減光画像から第1段階の火災と判定した場合または煙の散乱光画像から第2段階の火災と判定した場合に、第1火災信号または第2火災信号に加え、推定した煙プルームの太さ及び又は火点距離のデ−タを出力するようにしているが、第1火災信号または第2火災信号のみを出力するようにしても良い。
(Smoke plume thickness and fire point distance)
In the above embodiment, when it is determined that the first-stage fire is detected from the smoke dimming image or when the second-stage fire is determined from the scattered light image of the smoke, the first fire signal or the second fire signal is added. Although the estimated smoke plume thickness and / or fire point distance data are output, only the first fire signal or the second fire signal may be output.

(非火災判定)
上記の実施形態は、煙の減光画像または煙の散乱光画像から推定した煙プルームの太さが所定の閾値以上の場合に第1段階の火災または第2段階の火災と判定して第1火災信号または第2火災信号と共に煙プルームまでの火点距離及び又は煙プルームの太さを示すデ−タを出力しているが、非火災と判定した場合にも、非火災の煙検出信号と共に煙プルームまでの火点距離及び又は煙プルームの太さを示すデ−タを出力し、例えば非火災の煙検知による注意警報を出力すると共に、火点距離と煙プルームの太さを表示することで、火気厳禁となっている監視領域での火気の使用を報知し、例えば放火などに対処することを可能とする。
(Non-fire judgment)
In the above embodiment, when the thickness of the smoke plume estimated from the smoke dimming image or the smoke scattered light image is equal to or greater than a predetermined threshold, it is determined that the first stage fire or the second stage fire has occurred. Data indicating the fire point distance to the smoke plume and / or the thickness of the smoke plume is output together with the fire signal or the second fire signal. Outputs data indicating the fire spot distance to the smoke plume and / or the smoke plume thickness, for example, outputs a caution alarm based on non-fire smoke detection, and displays the fire spot distance and the smoke plume thickness Thus, the use of fire in the monitoring area where fire is strictly prohibited is notified, and it is possible to deal with, for example, arson.

(監視カメラ)
上記の実施形態にあっては、説明を簡単にするため監視カメラの水平片側視野角θを45°とした場合を例にとっているが、適宜の視野角に適用できる。また、監視カメラの水平及び垂直の画素数も(1400×1000)ピクセルに限定されず、適宜の解像度のものが使用できる。
(Surveillance camera)
In the above embodiment, the case where the horizontal one-side viewing angle θ of the surveillance camera is set to 45 ° is taken as an example in order to simplify the description, but the embodiment can be applied to an appropriate viewing angle. Further, the number of horizontal and vertical pixels of the surveillance camera is not limited to (1400 × 1000) pixels, and those having an appropriate resolution can be used.

(画像処理装置)
上記の実施形態にあっては、監視カメラと画像処理装置を分離配置して伝送路により接続しているが、両者を一体化した装置としても良い。
(Image processing device)
In the above embodiment, the surveillance camera and the image processing apparatus are separately arranged and connected by a transmission path, but an apparatus in which both are integrated may be used.

(その他)
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
(Other)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, includes appropriate modifications without impairing the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above-described embodiment.

[本発明の特徴]
ここで、本発明の特徴をまとめて列挙すると次のようになる。
[Features of the present invention]
Here, the features of the present invention are enumerated as follows.

(特徴1)(システム)
仕切り空間となる監視領域を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域の背景となる壁面及び床面を一定照度に背景照明する背景照明手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域を全体照明する全体照明手段と、
前記監視領域を背景照明した状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの減光画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、
前記第1火災検知手段により第1段階の火災を検知した場合に、前記背景照明手段による背景照明を停止して前記全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、
前記照明切替手段により前記監視領域を全体照明に切替えた状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
(Feature 1) (System)
An imaging means for photographing a monitoring area to be a partition space;
A background illumination means for illuminating the wall surface and floor surface of the monitoring area imaged by the imaging means with a constant illuminance;
An overall illumination means for illuminating the entire monitoring area imaged by the imaging means;
First fire detection means for detecting a first-stage fire from a dimmed image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means and outputting a first fire signal in a state where the monitoring area is illuminated in the background When,
An illumination switching means for stopping the background illumination by the background illumination means and switching to the overall illumination by the overall illumination means when a first stage fire is detected by the first fire detection means;
A second fire signal is detected by detecting a second-stage fire from the scattered light image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state where the monitoring area is switched to the overall illumination by the illumination switching means. Second fire detection means for outputting;
A fire detection system characterized by the provision of

(特徴2)(第1火災検知手段)
特徴1記載の火災検知とシステムに於いて、
前記第1火災検知手段は、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の背景照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する第1煙画像判定手段と、
前記第1煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームによる減光率を検出する減光率検出手段と、
前記減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定する第1プルーム太さ推定手段と、
前記第1プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定の閾値以上の場合に第1段階の火災と判定して第1火災信号を出力させる第1火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
(Feature 2) (First fire detection means)
In the fire detection and system described in Feature 1,
The first fire detecting means is
First smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of background illumination of the monitoring area captured by the imaging means;
A dimming rate detecting means for detecting a dimming rate due to the smoke plume from the smoke image determined by the first smoke image determining means;
First plume thickness estimating means for estimating the thickness of the smoke plume from the dimming rate detected by the dimming rate detecting means;
First fire determining means for determining a first-stage fire and outputting a first fire signal when the smoke plume thickness estimated by the first plume thickness estimating means is equal to or greater than a predetermined threshold;
A fire detection system characterized by the provision of

この特徴2によれば、監視領域の煙が上がる空間は照明せずに、撮像手段で撮像する監視領域の背景となる床面及び壁面を一定照度に照明することで、火災により発生した煙プルームによる減光率を観測画像から検出し、予め設定した距離によらずに一定となる煙プルームの減光率から煙プルームの太さを推定して、煙プルームの太さが所定の火災判定閾値以上の場合に第1段階の火災と判定することで、距離により大きさが変化する煙プルームにより減光する観測画像から確実に第1段階の火災を検知して例えば火災予兆警報(プリアラ−ム)を報知することを可能とする。   According to the feature 2, the smoke plume generated by the fire is generated by illuminating the floor surface and the wall surface as the background of the monitoring area imaged by the imaging unit without illuminating the space where the smoke in the monitoring area rises. The light plume thickness is detected from the observed image, and the smoke plume thickness is estimated from the smoke plume light decay rate that is constant regardless of the preset distance. By determining the first stage fire in the above case, the first stage fire is reliably detected from the observation image dimmed by the smoke plume whose size changes depending on the distance, and for example, a fire warning (pre-alarm) ) Can be notified.

(特徴3)(第2火災検知手段)
特徴1記載の火災検知とシステムに於いて、
前記第2火災検知手段は、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の全体照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する第2煙画像判定手段と、
前記第2煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの単位画素当りの輝度率を検出する輝度率検出手段と、
前記輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定する第2プルーム太さ推定手段と、
前記第2プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定の閾値以上の場合に第2段階の火災と判定して第2火災信号を出力させる第2火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
(Feature 3) (Second fire detection means)
In the fire detection and system described in Feature 1,
The second fire detecting means is
Second smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the entire illumination of the monitoring area imaged by the imaging means;
A luminance rate detecting means for detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the second smoke image determining means;
Second plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected by the brightness rate detection means;
Second fire determination means for determining a second stage fire and outputting a second fire signal when the smoke plume thickness estimated by the second plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined threshold;
A fire detection system characterized by the provision of

この特徴3によれば、距離によらずに一定となる煙プルームの輝度率から煙プルームの太さが推定でき、所定のモデル火災で決まる煙プルームの太さを火災判定の閾値とし、この閾値以上の場合に火災と判定することで、減光画像に基づく第1段階の火災の検知による火災予兆警報に続いて煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災を判定することで火災検知を確定し、距離により大きさが変化する煙プルームの観測画像から確実に火災を検知して警報することを可能とする。   According to this feature 3, the thickness of the smoke plume can be estimated from the luminance rate of the smoke plume which is constant regardless of the distance, and the thickness of the smoke plume determined by a predetermined model fire is used as a threshold for fire determination. In the above case, a fire is detected by determining a second-stage fire from the scattered light image of the smoke plume following a fire warning by detecting the first-stage fire based on the dimmed image. It can be confirmed and fire can be reliably detected and alarmed from the smoke plume observation image whose size changes with distance.

また、背景照明からの光を煙以外の対象物、例えば人が一時的に遮ることで煙プルームの減光画像から第1段階の火災を誤って検知しても、第1段階の火災検知に基づき監視領域の全体照明に切替えて撮像した散乱光画像からは、輝度率が煙とは異なるために煙プルームの太さが火災を判定するしきい値を超えることがなく、非火災要因による誤報を防止可能とする。  Even if the first stage fire is erroneously detected from the dimmed image of the smoke plume by temporarily blocking the light from the background illumination by an object other than smoke, for example, a person, the first stage fire detection Based on the scattered light image obtained by switching to the entire illumination of the monitoring area based on the above, because the luminance rate is different from smoke, the thickness of the smoke plume does not exceed the threshold for judging fire, and false alarms due to non-fire factors Can be prevented.

(特徴4)(第1距離推定)
特徴2記載の火災検知システムに於いて、更に、前記第1火災検知手段は、
前記第1煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する第1見込み角検出手段と、
前記第1見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角と前記第1プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき、前記撮像手段から前記煙プルームまでの火点距離を算出する第1距離算出手段と、
を設け、前記第1火災判定手段は、前記第1段階の火災と判定した場合に前記第1距離算出手段で算出した火点距離及び又は前記第1プルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さを示す情報を前記第1火災信号と共に出力することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 4) (First distance estimation)
In the fire detection system according to the feature 2, the first fire detection means further includes:
First prospective angle detection means for detecting the prospective angle of the smoke plume from the smoke image determined by the first smoke image determination means;
Based on the expected angle of the smoke plume detected by the first expected angle detection means and the thickness of the smoke plume estimated by the first plume thickness estimation means, the fire point distance from the imaging means to the smoke plume is calculated. First distance calculating means;
And the first fire determining means has the fire plume distance calculated by the first distance calculating means and / or the smoke plume thickness estimated by the first plume thickness estimating means when it is determined that the first stage fire has occurred. The fire detection system characterized by outputting the information which shows this with the said 1st fire signal.

この特徴4によれば、煙プルームの減光率から推定した煙プルームの太さに基づき、撮像手段から火炎までの火点距離を求めることができ、煙プルームの太さから第1段階の火災と判定した場合に、第1火災信号と共に火点距離及び又は煙プルームの太さを出力することで、例えば火災予兆警報(プリアラ−ム)を出力すると共に火炎距離と煙プルームの太さ(大きさ)を表示し、これにより監視領域における第1段階の火災の発生状況の把握を容易にして適切な対処を可能とする。   According to this feature 4, the fire point distance from the imaging means to the flame can be obtained based on the thickness of the smoke plume estimated from the extinction rate of the smoke plume, and the first stage fire is determined from the thickness of the smoke plume. If it is determined that the fire point distance and / or smoke plume thickness is output together with the first fire signal, for example, a fire warning alarm (pre-alarm) is output and the flame distance and smoke plume thickness (large) are output. Display), thereby making it easier to grasp the first stage fire occurrence in the monitoring area and to take appropriate measures.

(特徴5)(第2距離推定)
特徴3記載の火災検知システムに於いて、更に、前記第2火災検知手段は、
前記第2煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する第2見込み角検出手段と、
前記第2見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角と前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき、前記撮像手段から前記煙プルームまでの火点距離を算出する第2距離算出手段と、
を設け、
前記第2火災判定手段は、前記第2段階の火災と判定した場合に前記第2距離算出手段で算出した火点距離及び又は前記第2プルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さを示す情報を前記第2火災信号と共に出力することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 5) (Second distance estimation)
In the fire detection system according to the feature 3, the second fire detection means further includes:
Second expected angle detection means for detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the second smoke image determination means;
A second point for calculating a fire point distance from the imaging means to the smoke plume based on the expected angle of the smoke plume detected by the second expected angle detection means and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means. A distance calculating means;
Provided,
The second fire determining means indicates the fire point distance calculated by the second distance calculating means and / or the smoke plume thickness estimated by the second plume thickness estimating means when it is determined that the second stage fire has occurred. A fire detection system that outputs information together with the second fire signal.

この特徴5によれば、煙プルームの輝度率から推定した煙プルームの太さに基づき火点距離を求めることができ、煙プルームの太さから火災と判定した場合に、第2火災信号と共に火点距離及び又は煙プルームの太さを出力することで、例えば火災警報を出力すると共に火炎距離と煙プルームの太さ(大きさ)を表示し、これにより監視領域における火災の発生状況の把握を容易にして適切な対処を可能とする。   According to this feature 5, the fire point distance can be obtained based on the thickness of the smoke plume estimated from the luminance factor of the smoke plume. By outputting the point distance and / or smoke plume thickness, for example, a fire alarm is output, and the flame distance and smoke plume thickness (size) are displayed, which enables the detection of fire occurrence in the monitoring area. Make it easy and appropriate.

(特徴6)(背景照明による煙画像の判定)
特徴3記載の火災検知システムに於いて、前記第1煙画像判定手段は、前記監視領域に煙プルームが存在しない背景画像を保持し、前記撮像手段により撮像した画像と前記背景画像との差分画像を生成して煙プルーム領域を抽出し、前記煙プルーム領域の水平画素数が所定閾値以上の場合に煙画像と判定することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 6) (Smoke image determination by background illumination)
In the fire detection system according to the feature 3, the first smoke image determination unit holds a background image in which no smoke plume exists in the monitoring area, and a difference image between the image captured by the imaging unit and the background image Is extracted, and a smoke plume region is extracted, and a smoke image is determined when the number of horizontal pixels of the smoke plume region is equal to or greater than a predetermined threshold.

(特徴7)(減光率の検出)
特徴6記載の火災検知システムに於いて、前記減光率検出手段は、前記第1煙画像判定手段で生成した差分画像から抽出した煙プルーム領域の所定高さの水平画素列の輝度と、当該水平画素列と同じ位置の前記背景画像の水平画素列の輝度に基づいて煙プルームの減光率を算出することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 7) (Detection of dimming rate)
In the fire detection system according to the feature 6, the dimming rate detection unit includes a luminance of a horizontal pixel row having a predetermined height in a smoke plume region extracted from the difference image generated by the first smoke image determination unit, and A fire detection system that calculates a light reduction rate of a smoke plume based on luminance of a horizontal pixel row of the background image at the same position as the horizontal pixel row.

(特徴8)(煙プルームの太さ推定)
特徴3記載の火災検知システムに於いて、前記第1プルーム太さ推定手段は、所定のモデル火災から求めた煙プルームによる減光率と太さの関係を予め設定し、前記関係に基づいて前記減光率検出手段で検出した煙プルームの減光率から煙プルームの太さを推定することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 8) (Smoke plume thickness estimation)
In the fire detection system according to the feature 3, the first plume thickness estimation means presets a relationship between a light attenuation rate and a thickness due to a smoke plume obtained from a predetermined model fire, and based on the relationship, A fire detection system characterized in that the thickness of a smoke plume is estimated from the extinction rate of the smoke plume detected by the dimming rate detection means.

(特徴9)(火点距離の算出)
特徴4記載の火災検知システムに於いて、前記第1距離算出手段は、推定した煙プルームの太さを2r、煙プルームの見込み角をθとした場合、前記火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 9) (Calculation of fire point distance)
In the fire detection system according to the feature 4, the first distance calculation means, when the estimated smoke plume thickness is 2r and the expected angle of the smoke plume is θ,
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection system characterized by calculating and estimating by

(特徴10)(全体照明による煙画像の判定)
特徴3記載の火災検知システムに於いて、前記第2画像判定手段は、前記撮像手段により撮像した画像から所定輝度以上の画素の集合となる煙プルーム候補領域を検出し、前記煙プルーム候補領域の水平方向の画素数が所定の閾値以上の場合に煙画像と判定することを特徴とする火災検知システム。
(Characteristic 10) (Smoke image judgment by overall illumination)
In the fire detection system according to the feature 3, the second image determination unit detects a smoke plume candidate region that is a set of pixels having a predetermined luminance or higher from the image captured by the imaging unit, and the smoke plume candidate region is detected. A fire detection system that determines a smoke image when the number of pixels in the horizontal direction is equal to or greater than a predetermined threshold.

(特徴11)(輝度率によるプルーム太さの推定)
特徴3記載の火災検知システムに於いて、前記2プルーム太さ推定手段は、煙プルームの輝度率と太さの関係を所定の実験式に基づいて設定し、前記関係に基づいて前記輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 11) (Estimation of plume thickness by luminance rate)
2. The fire detection system according to claim 3, wherein the two plume thickness estimation means sets a relationship between the luminance rate and the thickness of the smoke plume based on a predetermined empirical formula, and detects the luminance rate based on the relationship. A fire detection system for estimating the thickness of a smoke plume from a luminance rate detected by means.

(特徴12)(火点距離の算出)
特徴5記載の火災検知システムに於いて、前記第2距離算出手段は、推定した煙プルームの太さを2r、煙プルームの見込み角をθとした場合、前記火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知システム。
(Feature 12) (Calculation of fire point distance)
In the fire detection system according to the feature 5, the second distance calculating means, when the estimated smoke plume thickness is 2r and the expected angle of the smoke plume is θ,
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection system characterized by calculating and estimating by

(特徴13)(方法)
仕切り空間を形成する監視領域の背景となる壁面及び床面を一定照度に背景照明した状態で、撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの減光画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知ステップと、
前記第1火災検知ステップにより第1段階の火災を検知した場合に前記監視領域を全体照明に切替えた状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの散乱光画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
(Feature 13) (Method)
The first stage fire is detected from the dimmed image of the smoke plume generated in the monitoring area captured by the imaging means with the background illumination of the wall and floor surface of the monitoring area forming the partition space at a constant illuminance. And a first fire detection step for outputting a first fire signal;
When a first-stage fire is detected in the first fire detection step, a second is obtained from the scattered light image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state where the monitoring area is switched to the overall illumination. A second fire detection step for detecting a stage fire and outputting a second fire signal;
The fire detection method characterized by providing.

(特徴14)(第1火災検知手段)
特徴13記載の火災報知方法に於いて、前記第1火災検知ステップは、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の背景照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する第1煙画像判定ステップと、
前記第1煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームによる減光率を検出する減光率検出ステップと、
前記減光率検出ステップで検出した減光率から煙プルームの太さを推定する第1プルーム太さ推定ステップと、
前記第1プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定の閾値以上の場合に第1段階の火災と判定して第1火災信号を出力させる第1火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
(Feature 14) (First fire detection means)
In the fire notification method according to the feature 13, the first fire detection step includes:
A first smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of background illumination of the monitoring area captured by the imaging means;
A dimming rate detection step for detecting a dimming rate due to the smoke plume from the smoke image determined in the first smoke image determination step;
A first plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the attenuation rate detected in the attenuation rate detection step;
A first fire determination step of determining a first-stage fire and outputting a first fire signal when the smoke plume thickness estimated in the first plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined threshold;
The fire detection method characterized by providing.

(特徴15)(第2火災検知手段)
特徴13記載の火災検知方法に於いて、前記第2火災検知ステップは、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の全体照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する第2煙画像判定ステップと、
前記第2煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの単位画素当りの輝度率を検出する輝度率検出ステップと、
前記輝度率検出ステップで検出した輝度率から煙プルームの太さを推定する第2プルーム太さ推定ステップと、
前記第2プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定の閾値以上の場合に第2段階の火災と判定して第2火災信号を出力させる第2火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
(Feature 15) (second fire detection means)
In the fire detection method according to the feature 13, the second fire detection step includes:
A second smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the entire illumination of the monitoring area captured by the imaging means;
A luminance rate detection step of detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the second smoke image determination step;
A second plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the luminance rate detected in the luminance rate detection step;
A second fire determination step of determining a second stage fire and outputting a second fire signal when the smoke plume thickness estimated in the second plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined threshold;
The fire detection method characterized by providing.

(特徴16)(第1距離推定)
特徴14記載の火災検知方法に於いて、更に、前記第1火災検知ステップは、
前記第1煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する第1見込み角検出ステップと、
前記第1見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角と前記第1プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さに基づき、前記撮像手段から前記煙プルームまでの火点距離を算出する第1距離算出ステップと、
を設け、前記第1火災判定ステップは、前記第1段階の火災と判定した場合に前記第1距離算出ステップで算出した火点距離及び又は前記第1プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルーム太さを示す情報を前記第1火災信号と共に出力することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 16) (First distance estimation)
In the fire detection method according to the feature 14, the first fire detection step further includes:
A first expected angle detection step of detecting an expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the first smoke image determination step;
Based on the expected angle of the smoke plume detected in the first expected angle detection step and the thickness of the smoke plume estimated in the first plume thickness estimation step, the fire point distance from the imaging means to the smoke plume is calculated. A first distance calculating step;
And the first fire determination step includes the fire plume distance calculated in the first distance calculation step and / or the smoke plume thickness estimated in the first plume thickness estimation step when it is determined that the fire is in the first stage. The fire detection method characterized by outputting the information which shows this with the said 1st fire signal.

(特徴17)(第2距離推定)
特徴15記載の火災検知方法に於いて、更に、前記第2火災検知ステップは、
前記第2煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する第2見込み角検出ステップと、
前記第2見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角と前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さに基づき、前記撮像手段から前記煙プルームまでの火点距離を算出する第2距離算出ステップと、
を設け、前記第2火災判定ステップは、前記第2段階の火災と判定した場合に前記第2距離算出ステップで算出した火点距離及び又は前記第2プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルーム太さを示す情報を前記第2火災信号と共に出力することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 17) (Second distance estimation)
In the fire detection method according to the feature 15, the second fire detection step further includes:
A second expected angle detection step of detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the second smoke image determination step;
Second to calculate the fire point distance from the imaging means to the smoke plume based on the expected angle of the smoke plume detected in the second expected angle detection step and the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step; A distance calculating step;
The second fire determination step includes the fire plume distance calculated in the second distance calculation step and / or the smoke plume thickness estimated in the second plume thickness estimation step when it is determined that the second stage fire. The fire detection method characterized by outputting the information which shows this with the said 2nd fire signal.

(特徴18)(背景照明による煙画像の判定)
特徴15記載の火災検知方法に於いて、前記第1煙画像判定ステップは、前記監視領域に煙プルームが存在しない背景画像を保持し、前記撮像手段により撮像した画像と前記背景画像との差分画像を生成して煙プルーム領域を抽出し、前記煙プルーム領域の水平画素数が所定閾値以上の場合に煙画像と判定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 18) (Smoke image determination by background illumination)
16. The fire detection method according to claim 15, wherein the first smoke image determination step retains a background image in which no smoke plume exists in the monitoring area, and a difference image between the image captured by the imaging unit and the background image. Is generated, and a smoke plume region is extracted, and a smoke image is determined when the number of horizontal pixels of the smoke plume region is equal to or greater than a predetermined threshold.

(特徴19)(減光率の検出)
特徴18記載の火災検知方法に於いて、前記減光率検出ステップは、前記第1煙画像判定ステップで生成した差分画像から抽出した煙プルーム領域の所定高さの水平画素列の輝度と、当該水平画素列と同じ位置の前記背景画像の水平画素列の輝度に基づいて煙プルームの減光率を算出することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 19) (Detection of dimming rate)
In the fire detection method according to the feature 18, the dimming rate detection step includes the luminance of a horizontal pixel row having a predetermined height in the smoke plume region extracted from the difference image generated in the first smoke image determination step, and A fire detection method, comprising: calculating a light reduction rate of a smoke plume based on a luminance of a horizontal pixel row of the background image at the same position as the horizontal pixel row.

(特徴20)(煙プルームの太さ推定)
特徴15記載の火災検知方法に於いて、前記第1プルーム太さ推定ステップは、所定のモデル火災から求めた煙プルームによる減光率と太さの関係を予め設定し、前記関係に基づいて前記減光率検出ステップで検出した煙プルームの減光率から煙プルームの太さを推定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 20) (Smoke plume thickness estimation)
In the fire detection method according to the feature 15, the first plume thickness estimation step sets in advance a relationship between a light attenuation rate and a thickness due to a smoke plume obtained from a predetermined model fire, and based on the relationship, A fire detection method characterized in that the thickness of a smoke plume is estimated from the extinction rate of the smoke plume detected in the attenuation rate detection step.

(特徴21)(火点距離の算出)
特徴16記載の火災検知方法に於いて、前記第1距離算出ステップは、推定した煙プルームの太さを2r、煙プルームの見込み角をθとした場合、前記火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 21) (Calculation of fire point distance)
In the fire detection method according to the feature 16, the first distance calculating step is configured such that when the estimated smoke plume thickness is 2r and the expected angle of the smoke plume is θ, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection method characterized by calculating and estimating by

(特徴22)(全体照明による煙画像の判定)
特徴15記載の火災検知方法に於いて、前記第2画像判定ステップは、前記撮像手段により撮像した画像から所定輝度以上の画素の集合となる煙プルーム候補領域を検出し、前記煙プルーム候補領域の水平方向の画素数が所定の閾値以上の場合に煙画像と判定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 22) (Smoke image determination by overall illumination)
In the fire detection method according to the feature 15, the second image determination step detects a smoke plume candidate region that is a set of pixels having a predetermined luminance or higher from an image captured by the imaging unit, and detects the smoke plume candidate region. A fire detection method characterized by determining a smoke image when the number of pixels in the horizontal direction is equal to or greater than a predetermined threshold.

(特徴23)(輝度率によるプルーム太さの推定)
特徴16記載の火災検知方法に於いて、前記2プルーム太さ推定ステップは、煙プルームの輝度率と太さの関係を所定の実験式に基づいて設定し、前記関係に基づいて前記輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 23) (Estimation of plume thickness by luminance rate)
26. The fire detection method according to claim 16, wherein the two plume thickness estimation step sets a relationship between the luminance rate and the thickness of the smoke plume based on a predetermined empirical formula, and detects the luminance rate based on the relationship. A fire detection method characterized by estimating a thickness of a smoke plume from a luminance rate detected by means.

(特徴24)(火点距離の算出)
特徴17記載の火災報知方法に於いて、前記第2距離算出ステップは、推定した煙プルームの太さを2r、煙プルームの見込み角をθとした場合、前記火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知方法。
(Feature 24) (Calculation of fire point distance)
In the fire notification method according to the feature 17, the second distance calculating step is configured such that when the estimated smoke plume thickness is 2r and the expected angle of the smoke plume is θ, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection method characterized by calculating and estimating by

10:監視カメラ
12:画像処理装置
14:火災報知設備
15:撮影領域
16:監視領域
18:火点
20:煙
22a:床面照明装置
22b:壁面照明装置
24:室内照明装置
26:煙プルーム
28:伝送部
30:第1煙画像判定部
32:第1見込み検出出部
34:減光率検出部
36:第1プルーム太さ推定部
38:第1距離算出部
40:第1火災判定部
42:照明切替部
44:背景画像
45:観測画像
46:差分画像
47:煙プルーム領域
48:水平画素列
50:第1火災検知部
100:第2火災検知部
130:第2煙画像判定部
132:第2見込み角検出部
134:輝度率検出部
136:第2プルーム太さ推定部
138:第2距離算出部
140:第2火災判定部
10: surveillance camera 12: image processing device 14: fire alarm equipment 15: imaging region 16: monitoring region 18: fire point 20: smoke 22a: floor illumination device 22b: wall illumination device 24: indoor illumination device 26: smoke plume 28 : Transmission unit 30: First smoke image determination unit 32: First prospect detection unit 34: Dimming rate detection unit 36: First plume thickness estimation unit 38: First distance calculation unit 40: First fire determination unit 42 : Lighting switching unit 44: background image 45: observation image 46: difference image 47: smoke plume region 48: horizontal pixel row 50: first fire detection unit 100: second fire detection unit 130: second smoke image determination unit 132: Second prospective angle detection unit 134: luminance rate detection unit 136: second plume thickness estimation unit 138: second distance calculation unit 140: second fire determination unit

本発明の火災検知システムを設置した監視領域を示した説明図Explanatory drawing which showed the monitoring area | region which installed the fire detection system of this invention 本発明による火災検知システムの実施形態を示したブロック図The block diagram which showed embodiment of the fire detection system by this invention 火災により発生する煙をモデル化して示した説明図Explanatory diagram showing smoke generated by fire as a model 火源熱量に対する煙プルームの太さと減光率の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume and the light extinction rate relative to the heat source heat quantity アルパ−トによる天井流の実験式を求めるモデル火災を示した説明図Explanatory drawing showing a model fire to obtain an empirical formula for ceiling flow by an arpert 図4に基づいて求めた煙プルームの太さと減光率の関係を示したグラフ図The graph which showed the relationship between the thickness of the smoke plume calculated based on FIG. 4, and the light attenuation rate 背景までの距離と一定照度で照明している場合に所定視野角のカメラに 入射するエネルギ及び視野内の背景から発する放射強度の関係を示したグラフ図And the distance to the background, graph chart showing a relationship between radiant intensity emanating from the background of the energy and the field of view incident on the camera in a predetermined view angle when are illuminated with constant irradiance 煙プルームの高さに対する減光率及び煙上昇速度の関係を示したグラフ図Graph showing the relationship between the light decay rate and the smoke rise rate with respect to the height of the smoke plume 煙プルームの見込み角と火炎距離との関係を監視カメラの水平監視領域について示した説明図Explanatory drawing showing the relationship between the expected angle of the smoke plume and the flame distance for the horizontal monitoring area of the surveillance camera 図2の第1煙画像判定部により差分画像を生成して判定する画像処理を示した説明図Explanatory drawing which showed the image process which produces | generates and determines a difference image by the 1st smoke image determination part of FIG. 煙プルームの太さと総輝度及び煙濃度の関係を示したグラフ図Graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume and the total brightness and smoke density 煙プルームの太さと輝度率及び煙濃度の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the thickness of the smoke plume, the luminance rate, and the smoke concentration 火点までの距離に対する総輝度及び輝度率の関係を示したグラフ図A graph showing the relationship between the total brightness and the brightness rate relative to the distance to the fire point 図2の画像処理装置による火災検知処理の概略を示したフローチャートA flowchart showing an outline of fire detection processing by the image processing apparatus of FIG. 図14のS2の第1火災検知処理の詳細を示したフローチャートThe flowchart which showed the detail of the 1st fire detection process of S2 of FIG. 図14のS6の第2火災検知処理の詳細を示したフローチャートThe flowchart which showed the detail of the 2nd fire detection process of S6 of FIG.

図7は背景までの距離と一定照度で照明している場合に所定視野角のカメラに入射するエネルギ及び視野内の背景から発する放射強度の関係を示したグラフ図である。
Figure 7 is a graph showing the relationship between the radiation intensity emanating from the background of the energy and the field of view incident on the camera in a predetermined view angle when are illuminated with distance and constant illumination to the background.

この背景光がL0離れた監視カメラ10に入射するエネルギーEr(mW)は、距離L0の2乗に反比例する。背景までの異なる距離L01,L02における入射エネルギー:Er1,Er2の関係は、
Er2/Er1={E2/L022 {E1/L012
Er2=Er1・{E2/L022 {E1/L012
Er1・{W(L0・tanθ)2 L022 }/{W(L01・tanθ) 2 /L012
=Er
即ち、均一な光が当たる背景から監視カメラ10に入射するエネルギーErは、背景までの距離L0によらず一定となる。
The energy Er (mW) that the background light enters the surveillance camera 10 separated by L0 is inversely proportional to the square of the distance L0. The relationship between the incident energy Er1, Er2 at different distances L01, L02 to the background is
Er2 / Er1 = {E2 / L02 2 } / {E1 / L01 2 }
Er2 = Er1 · {E2 / L02 2 } / {E1 / L01 2 }
= Er1 · { W (L0 2 · tan θ) 2 / L02 2 } / {W (L01 · tan θ) 2 / L01 2 }
= Er 1
That is, the energy Er incident on the monitoring camera 10 from the background where the uniform light strikes is constant regardless of the distance L0 to the background.

この場合、発生する煙の散乱光が監視カメラ10で観測される1画素当り(単位画素当り)の輝度を示す輝度率x(μW/pxl)は、観測画像中の煙プルームが占める水平方向の画素数(以下「水平画素数」という)を2Rピクセルとすると、
x=X/(2R) 2
となる。
In this case, the luminance rate x (μW / pxl) indicating the luminance per pixel (per unit pixel) at which the scattered light of the generated smoke is observed by the monitoring camera 10 is the horizontal direction occupied by the smoke plume in the observed image. When the number of pixels (hereinafter referred to as “the number of horizontal pixels”) is 2R pixels,
x = X / (2R) 2
It becomes.

Claims (22)

監視領域を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域の背景を一定照度に背景照明する背景照明手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域を全体照明する全体照明手段と、
前記監視領域を背景照明した状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、
前記第1火災検知手段により前記第1段階の火災を検知した場合に、前記背景照明手段による背景照明を停止して前記全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、
前記照明切替手段により前記監視領域を前記全体照明に切替えた状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
Imaging means for photographing the surveillance area;
Background illumination means for illuminating the background of the monitoring area imaged by the imaging means at a constant illuminance;
An overall illumination means for illuminating the entire monitoring area imaged by the imaging means;
First fire detection means for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state in which the monitoring area is illuminated in the background and outputting a first fire signal; ,
Illumination switching means for stopping the background illumination by the background illumination means and switching to the overall illumination by the overall illumination means when the first fire detection means detects the first stage fire;
In a state where the monitoring area is switched to the overall illumination by the illumination switching means, a second stage fire signal is detected by detecting a second stage fire from the smoke image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means. Second fire detection means for outputting;
A fire detection system characterized by the provision of
監視領域を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域の背景を一定照度に背景照明する背景照明手段と、
前記撮像手段により撮像する前記監視領域を全体照明する全体照明手段と、
前記監視領域を背景照明した状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知手段と、
前記第1火災検知手段により前記第1段階の火災を検知したときに、前記全体照明されている場合は、前記背景照明手段による背景照明を停止し、前記全体照明がされていない場合は、前記背景照明手段による背景照明を停止して前記全体照明手段による全体照明に切り替える照明切替手段と、
前記照明切替手段により前記監視領域を前記全体照明のみとした状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
Imaging means for photographing the surveillance area;
Background illumination means for illuminating the background of the monitoring area imaged by the imaging means at a constant illuminance;
An overall illumination means for illuminating the entire monitoring area imaged by the imaging means;
First fire detection means for detecting a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state in which the monitoring area is illuminated in the background and outputting a first fire signal; ,
When the overall fire is detected when the first fire is detected by the first fire detection means, the background illumination by the background illumination means is stopped, and when the overall illumination is not performed, Illumination switching means for stopping the background illumination by the background illumination means and switching to the overall illumination by the overall illumination means;
A second fire signal is detected by detecting a second-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means in a state where the monitoring area is only the entire illumination by the illumination switching means. Second fire detection means for outputting;
A fire detection system characterized by the provision of
請求項1又は2記載の火災検知システムに於いて、前記第1火災検知手段は、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の背景照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出手段と、
前記減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、前記第1火災信号を出力する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
The fire detection system according to claim 1 or 2, wherein the first fire detection means includes:
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of background illumination of the monitoring area imaged by the imaging means;
A dimming rate detecting means for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the light attenuation rate detected by the light attenuation rate detection means;
A fire determination means for determining and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value, and outputting the first fire signal;
A fire detection system characterized by the provision of
請求項1又は2記載の火災検知システムに於いて、前記第2火災検知手段は、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の全体照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出手段と、
前記輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、前記第2火災信号を出力する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
The fire detection system according to claim 1 or 2, wherein the second fire detection means includes:
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the entire illumination of the monitoring area imaged by the imaging means;
Luminance rate detection means for detecting the luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means,
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected by the brightness rate detection means;
A fire determination means for determining and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value, and outputting the second fire signal;
A fire detection system characterized by the provision of
請求項3又は4記載の火災検知システムに於いて、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出手段と、
前記見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角及び前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき前記撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出手段と、を設け、
前記火災判定手段は、火災と判定した場合に、前記距離算出手段で推定した火点距離及び前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さの少なくとも何れかを示す情報を含めて出力することを特徴とする火災検知システム。
In the fire detection system according to claim 3 or 4,
Expected angle detection means for detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means;
Distance calculating means for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detecting means and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimating means And,
When the fire determination means determines that there is a fire, the fire determination means outputs information including at least one of the fire spot distance estimated by the distance calculation means and the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means. A fire detection system.
請求項5記載の火災検知システムに於いて、前記距離算出手段は、
前記見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角をθ、前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知システム。
The fire detection system according to claim 5, wherein the distance calculation means includes:
When the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means is θ and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means is 2r,
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection system characterized by calculating and estimating by
監視領域の背景を一定照度に背景照明した状態で、撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知ステップと、
前記第1火災検知ステップにより前記第1段階の火災を検知した場合に、前記背景照明を停止して前記監視領域を全体照明に切替えた状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
A first fire that detects a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area captured by the imaging means and outputs a first fire signal with the background of the monitoring area illuminated at a constant illuminance A detection step;
When the first fire was detected by the first fire detection step, the background lighting was stopped and the monitoring area was switched to the overall lighting, and occurred in the monitoring area imaged by the imaging means. A second fire detection step for detecting a second stage fire from a smoke image of the smoke plume and outputting a second fire signal;
The fire detection method characterized by providing.
監視領域の背景を一定照度に背景照明した状態で、撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第1段階の火災を検知して第1火災信号を出力する第1火災検知ステップと、
前記第1火災検知ステップにより前記第1段階の火災を検知したときに、前記監視領域が全体照明されている場合は、前記背景照明を停止して前記全体照明のみとした状態で、前記全体照明がされていない場合は、前記背景照明を停止して前記監視領域を前記全体照明に切替えた状態で、前記撮像手段により撮像した前記監視領域に発生した煙プルームの煙画像から第2段階の火災を検知して第2火災信号を出力する第2火災検知ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
A first fire that detects a first-stage fire from a smoke image of a smoke plume generated in the monitoring area captured by the imaging means and outputs a first fire signal with the background of the monitoring area illuminated at a constant illuminance A detection step;
When the first fire is detected in the first fire detection step, if the monitoring area is totally illuminated, the background lighting is stopped and only the overall lighting is used. If the background illumination is stopped and the monitoring area is switched to the overall illumination, a second-stage fire is detected from the smoke image of the smoke plume generated in the monitoring area imaged by the imaging means. Detecting a fire and outputting a second fire signal;
The fire detection method characterized by providing.
請求項7又は8記載の火災検知方法に於いて、前記第1火災検知ステップは、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の背景照明による画像から煙プルームが存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出ステップと、
前記減光率検出ステップで検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、前記第1火災信号を出力する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
The fire detection method according to claim 7 or 8, wherein the first fire detection step includes:
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of background illumination of the monitoring region imaged by the imaging means;
A dimming rate detecting step for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the light attenuation rate detected in the light attenuation rate detection step;
A fire determination step of determining and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value, and outputting the first fire signal;
The fire detection method characterized by providing.
請求項7又は8記載の火災検知方法に於いて、前記第2火災検知ステップは、
前記撮像手段により撮像した前記監視領域の全体照明による画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出ステップと、
前記輝度率検出ステップで検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定して検知し、前記第2火災信号を出力する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
The fire detection method according to claim 7 or 8, wherein the second fire detection step includes:
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the entire illumination of the monitoring area imaged by the imaging means;
A luminance rate detection step of detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected in the brightness rate detection step;
A fire determination step for determining and detecting a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value, and outputting the second fire signal;
The fire detection method characterized by providing.
請求項9又は10記載の火災検知方法に於いて、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出ステップと、
前記見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角及び前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さに基づき前記撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出ステップと、を設け、
前記火災判定ステップは、火災と判定した場合に、前記距離算出ステップで推定した火点距離及び前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルーム太さの少なくとも何れかを示す情報を含めて出力することを特徴とする火災検知方法。
In the fire detection method according to claim 9 or 10,
An expected angle detection step of detecting an expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A distance calculating step for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step and the thickness of the smoke plume estimated in the plume thickness estimation step. And,
When the fire determination step determines that there is a fire, the fire determination step includes information indicating at least one of the fire point distance estimated in the distance calculation step and the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step. A fire detection method characterized by
請求項11記載の火災検知方法に於いて、前記距離算出ステップは、
前記見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角をθ、前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知方法。
The fire detection method according to claim 11, wherein the distance calculating step includes:
When the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step is θ and the thickness of the smoke plume estimated in the plume thickness estimation step is 2r, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection method characterized by calculating and estimating by
撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける煙濃度を検出する煙濃度検出手段と、
前記煙濃度検出手段で検出した煙濃度から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
A smoke image determination means for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of a monitoring area imaged by the imaging means;
Smoke density detecting means for detecting the smoke density at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the smoke density detected by the smoke density detection means;
Fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
A fire detection system characterized by the provision of
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した前記監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出手段と、
前記減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
A smoke image determination unit that determines a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring region that is illuminated by the imaging unit and illuminated by the illumination unit;
A dimming rate detecting means for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining means;
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the light attenuation rate detected by the light attenuation rate detection means;
Fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
A fire detection system characterized by the provision of
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した前記監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定手段と、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出手段と、
前記輝度率検出手段で検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定手段と、
前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定手段と、
を設けたことを特徴とする火災検知システム。
A smoke image determination unit that determines a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring region that is illuminated by the imaging unit and illuminated by the illumination unit;
Luminance rate detection means for detecting the luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means,
Plume thickness estimation means for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected by the brightness rate detection means;
Fire determination means for determining a fire when the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means is greater than or equal to a predetermined value;
A fire detection system characterized by the provision of
請求項13乃至15の何れか記載の火災検知システムに於いて、
前記煙画像判定手段により判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出手段と、
前記見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角及び前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さに基づき前記撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出手段と、を設け、
前記火災判定手段は、火災と判定した場合に、前記距離算出手段で推定した火点距離及び前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルーム太さの少なくとも何れかを示す情報を含めて出力することを特徴とする火災検知システム。
The fire detection system according to any one of claims 13 to 15,
Expected angle detection means for detecting the expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination means;
Distance calculating means for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detecting means and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimating means And,
When the fire determination means determines that there is a fire, the fire determination means outputs information including at least one of the fire spot distance estimated by the distance calculation means and the smoke plume thickness estimated by the plume thickness estimation means. A fire detection system.
請求項16記載の火災検知システムに於いて、前記距離算出手段は、
前記見込み角検出手段で検出した煙プルームの見込み角をθ、前記プルーム太さ推定手段で推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知システム。
The fire detection system according to claim 16, wherein the distance calculation means includes:
When the expected angle of the smoke plume detected by the expected angle detection means is θ and the thickness of the smoke plume estimated by the plume thickness estimation means is 2r,
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection system characterized by calculating and estimating by
撮像手段により撮像した監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける煙濃度を検出する煙濃度検出ステップと、
前記煙濃度検出ステップで検出した煙濃度から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of a monitoring region imaged by an imaging means;
A smoke density detection step for detecting a smoke density at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the smoke concentration detected in the smoke concentration detection step;
A fire determination step of determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
The fire detection method characterized by providing.
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した前記監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの所定高さにおける減光率を検出する減光率検出ステップと、
前記減光率検出手段で検出した減光率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring area that is illuminated by the illumination means and imaged by the imaging means;
A dimming rate detecting step for detecting a dimming rate at a predetermined height of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determining step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the dimming rate detected by the dimming rate detection means;
A fire determination step of determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
The fire detection method characterized by providing.
照明手段により監視領域を照明して撮像手段により撮像した前記監視領域の画像から煙プルームの存在する煙画像を判定する煙画像判定ステップと、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの単位画素当たりの輝度率を検出する輝度率検出ステップと、
前記輝度率検出ステップで検出した輝度率から煙プルームの太さを推定するプルーム太さ推定ステップと、
前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さが所定以上の場合に火災と判定する火災判定ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
A smoke image determination step for determining a smoke image in which a smoke plume is present from an image of the monitoring area that is illuminated by the illumination means and imaged by the imaging means;
A luminance rate detection step of detecting a luminance rate per unit pixel of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A plume thickness estimation step for estimating the thickness of the smoke plume from the brightness rate detected in the brightness rate detection step;
A fire determination step of determining a fire when the smoke plume thickness estimated in the plume thickness estimation step is greater than or equal to a predetermined value;
The fire detection method characterized by providing.
請求項18乃至20の何れかに記載の火災検知方法に於いて、
前記煙画像判定ステップにより判定された煙画像から煙プルームの見込み角を検出する見込み角検出ステップと、
前記見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角及び前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さに基づき前記撮像手段から火点までの距離である火点距離を推定する距離算出ステップと、
を設けたことを特徴とする火災検知方法。
The fire detection method according to any one of claims 18 to 20,
An expected angle detection step of detecting an expected angle of the smoke plume from the smoke image determined by the smoke image determination step;
A distance calculating step for estimating a fire point distance, which is a distance from the imaging means to the fire point, based on the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step and the thickness of the smoke plume estimated in the plume thickness estimation step. When,
The fire detection method characterized by providing.
請求項21記載の火災検知方法に於いて、前記距離算出ステップは、
前記見込み角検出ステップで検出した煙プルームの見込み角をθ、前記プルーム太さ推定ステップで推定した煙プルームの太さを2rとした場合、火点距離Lを、
L=r/tan(θ/2)
により算出して推定することを特徴とする火災検知方法。
The fire detection method according to claim 21, wherein the distance calculating step includes:
When the expected angle of the smoke plume detected in the expected angle detection step is θ and the thickness of the smoke plume estimated in the plume thickness estimation step is 2r, the fire point distance L is
L = r / tan (θ / 2)
Fire detection method characterized by calculating and estimating by
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