JP2000113344A - ごみピット発火監視方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ごみの高さに左右されることなく、正確な位
置座標を得る。 【解決手段】 赤外線カメラ４は、ごみピット１から放
射される赤外線を検出して、ピット１の温度分布を示す
熱画像信号に変換する。コンピュータ５は、赤外線カメ
ラ４から出力された熱画像信号をビデオ信号に変換し
て、ディスプレイ装置６に出力する。このとき、コンピ
ュータ５は、可視カメラ３ａ，３ｂによって撮像された
画像に基づいて、ごみピット１内に集積されたごみ１０
の高さ情報を算出し、この高さ情報に基づいて熱画像を
補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線カメラを用
いてごみピットの火災を監視するごみピット発火監視方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、物体から放射された赤外線を
検出して熱画像を得る赤外線カメラが各種熱解析に利用
されている。赤外線カメラには非接触で瞬時に温度分布
が測定できるという優れた特徴があるため、その応用範
囲が広がってきている。例えば、都市生活の廃棄物であ
るごみは、ごみ処理場の集積ピットと呼ばれるコンクリ
ートプールに集中的に集められ、焼却処分される。この
ピットには様々なごみが大量に集められるため、ごみが
何らかの要因で発熱したり、発火したりすると、ピット
内で火災が発生する。そこで、このような不可抗力の火
災を検出するために、赤外線カメラでごみピットの火災
を監視するごみピット発火監視システムが提案されてい
る。

【０００３】このごみピット発火監視システムでは、監
視員がごみの高さのデータをキーボードから入力して、
発火監視領域を決定し、赤外線カメラによって観測され
た温度が予め設定された警報温度を超えたとき、火災警
報を発するようにしていた。このように従来のごみピッ
ト発火監視システムでは、ごみの高さのデータを入力す
る必要があるが、高さデータが不正確であったりデータ
を入力しない場合には、不適切な発火監視領域を設定す
ることになるため、異常を検出した部分の位置座標が不
正確なものとなってしまう。そこで、このような問題点
を解決するために、ごみの高さ情報をごみ運搬用クレー
ンより取得して、発火監視領域を設定するごみピット発
火監視システムが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のご
みピット発火監視システムでは、ごみの高さのデータを
入力する必要があるが、高さデータが不正確であったり
データを入力しない場合には、不適切な発火監視領域を
設定することになるため、異常を検出した部分の位置座
標が不正確となり、また、実際にはごみのない部分を監
視する状態も起こり得るという問題点があった。また、
ごみの高さ情報をごみ運搬用クレーンより取得するごみ
ピット発火監視システムでは、ごみ運搬用クレーンより
高さ情報を取得することができない既存のシステム（例
えば、高さ情報の通信機能がないシステム）に対して適
用することができないという問題点があった。本発明
は、上記課題を解決するためになされたもので、ごみの
高さのデータを設定する必要がなく、正確な位置座標を
得ることができ、ごみ運搬用クレーンより高さ情報を取
得できない既存のシステムに対しても適用することがで
きるごみピット発火監視方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のごみピット発火
監視方法は、請求項１に記載のように、赤外線カメラと
可視カメラによって上方からごみピットを観測し、可視
カメラから出力された画像に基づいてごみピット内に集
積されたごみの高さ情報を算出し、赤外線カメラから出
力された熱画像を上記ごみの高さ情報に基づいて補正す
るようにしたものである。このように、可視カメラから
出力された画像に基づいてごみピット内に集積されたご
みの高さ情報を算出することにより、ごみの高さをリア
ルタイムに取得することができる。また、請求項２に記
載のように、ごみピットの４隅に堆積したごみの高さを
上記可視カメラから出力された画像に基づいて算出し、
この４隅のごみの高さを結んだごみ堆積面を求めること
により上記高さ情報を算出するようにしたものである。
また、請求項３に記載のように、ごみピットの水平面を
分割した所定のブロックに対応して上記ごみ堆積面を分
割し、分割したごみ堆積面毎にごみの高さを求めること
により、ブロック毎に上記高さ情報を算出し、各高さ情
報に基づいてブロック毎に熱画像を補正するようにした
ものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実
施の形態を示すごみピット発火監視システムのブロック
図である。図１において、１はごみ１０が集積されたご
みピット、２はごみピット１に設けられたごみ投入口で
ある。

【０００７】赤外線カメラ４は、ごみピット１から放射
される赤外線を上方で検出して、ピット１の温度分布を
示す熱画像信号に変換する。コンピュータ５は、赤外線
カメラ４から出力された熱画像信号を図示しない内部の
メモリにいったん格納する。そして、コンピュータ５
は、この熱画像信号をディスプレイ装置６で表示するた
めのビデオ信号に変換して、ディスプレイ装置６に出力
する。

【０００８】こうして、ごみピット１に集積されたごみ
１０の温度分布を示す熱画像がディスプレイ装置６の画
面に表示される。コンピュータ５は、ごみの温度が予め
設定された警報温度を超えたとき、ディスプレイ装置６
に表示した熱画像の該当個所を赤色表示して火災警報を
発する。ここで、コンピュータ５は、メモリに格納した
熱画像に対し、以下のような高さ補正を行った上で、デ
ィスプレイ装置６に出力する。図２は、この熱画像の高
さ補正を説明するための図である。

【０００９】まず、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すよう
に、赤外線カメラ４の高さやＸ方向の視野角θＸ、Ｙ方
向の視野角θＹは、赤外線カメラ４の撮像範囲とごみピ
ット１の特定の水平面（以下、基準面と呼ぶ）１１の全
範囲とが一致するように設定される。したがって、ごみ
１０が基準面１１の高さにあるときに、赤外線カメラ４
によって上方からごみピット１を撮像したとすれば、こ
のときの発火監視領域である基準面１１の全範囲は、図
２（ｃ）に示すように、ディスプレイ装置６に表示され
る熱画像２０の全範囲と一致する。

【００１０】なお、基準面１１は、ごみピット１内にお
いて、ごみ１０の堆積が許容される最も高い位置に設定
される。また、発火監視領域とは、ごみピット１内にお
いて、ごみ１０が存在する水平面である。一方、赤外線
カメラ４によって上方からごみピット１の底面１２を撮
像したとすれば（つまり、ごみがない状態）、このとき
の発火監視領域である底面１２は、熱画像２０において
図２（ｃ）の破線の領域に相当する。

【００１１】このように、ごみ１０の高さにより、ディ
スプレイ装置６に表示された熱画像２０中の発火監視領
域の大きさが変化するので、本来同一のＸ，Ｙ座標値が
付与されるべき位置（例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）
の点Ｐと点Ｑ）であっても、高さ方向の位置が異なる
と、図２（ｃ）に示すように別のＸ，Ｙ座標となってし
まう。

【００１２】そこで、本発明では、ごみ１０の高さを後
述のように算出し、算出した高さ情報に基づいて発火監
視領域を決定する。コンピュータ５は、算出したごみ１
０の高さ情報が基準面１１の高さを示している場合に
は、高さ補正を実施せずに、赤外線カメラ４から出力さ
れた熱画像をそのまま発火監視領域とし、メモリに格納
した熱画像信号をビデオ信号に変換してディスプレイ装
置６に出力する。

【００１３】また、コンピュータ５は、上記高さ情報が
基準面１１以外の高さを示している場合、赤外線カメラ
４から底面１２迄の距離、赤外線カメラ４の視野角θ
Ｘ，θＹ、ごみピット１のＸ，Ｙ方向の大きさ、及び上
記高さ情報に基づく赤外線カメラ４からごみ１０迄の距
離によって発火監視領域を決定する。例えば、算出した
ごみ１０の高さが底面１２の高さを示している場合に
は、発火監視領域は、図２（ｃ）の破線の領域となる。

【００１４】続いて、コンピュータ５は、決定した発火
監視領域をメモリに格納した熱画像中から抽出し、抽出
した発火監視領域を図２（ｃ）の矢印で示すように高さ
情報が基準面１１の高さを示しているときの発火監視領
域の大きさまで拡大する。そして、コンピュータ５は、
このような拡大処理を施した熱画像信号をビデオ信号に
変換してディスプレイ装置６に出力する。

【００１５】以上のように、ごみ１０の高さ情報に応じ
て発火監視領域を決定することにより、発火監視領域を
自動的に補正することができ、ごみ１０の高さに左右さ
れることなく、正確なＸ，Ｙ座標を得ることができる。
ところで、以上の説明では、１つの高さ情報に基づいて
熱画像を補正しているが、実際には、ごみ１０の高さは
場所毎に異なる。

【００１６】そこで、本実施の形態では、可視カメラ３
ａ，３ｂの画像から、ごみピット１の水平面を分割した
所定のブロック毎にごみ１０の高さ情報を算出し、各高
さ情報に基づいてブロック毎に熱画像を補正する。図３
は、ブロック毎に熱画像を補正する場合の説明図であ
る。本実施の形態では、ごみピット１の水平面（発火監
視領域）を図３の実線のように例えば３×２のマトリク
ス状にブロック分割する。

【００１７】可視カメラ３ａ，３ｂは、互いに対向する
ようにごみピット１のエプロン部に取り付けられてお
り、可視カメラ３ａは、ごみピット１の右隅を斜め上方
から撮像し、可視カメラ３ｂは、ごみピット１の左隅を
斜め上方から撮像する。図４（ａ）に可視カメラ３ａに
よって得られた画像（可視像）２２ａを示し、図４
（ｂ）に可視カメラ３ｂによって得られた画像２２ｂを
示す。図４（ａ）、図４（ｂ）において、直線２３〜２
６はごみピット１の２つの壁面の交線（つまり、ごみピ
ット１の隅）である。

【００１８】可視カメラ３ａ，３ｂを設置する際に、画
像２２ａ，２２ｂ上のＺ座標とごみピット１における実
際の高さとの対応付けがなされており、コンピュータ５
は、この対応関係を記憶している。次に、発火監視を行
う運用時、コンピュータ５は、可視カメラ３ａ，３ｂか
ら出力された画像を図示しない内部のメモリに格納す
る。

【００１９】続いて、コンピュータ５は、メモリに格納
した画像２２ａ，２２ｂにおいて、直線２３〜２６の各
起点、すなわち画像２２ａ，２２ｂの上端と直線２３〜
２６の各交点を検出する。そして、コンピュータ５は、
起点となる画素と連結した画素の追跡を直線毎に行うこ
とにより、各直線２３〜２６を追跡する。直線２３〜２
６、つまりごみピット１の隅を上方から追跡していく
と、ごみ１０が現れる位置で隅が見えなくなるはずであ
る。

【００２０】そこで、コンピュータ５は、直線２３〜２
６が消えた所、すなわち直線として追跡できなくなった
所をごみピット１の４隅に堆積したごみ１０の位置とす
る。これにより、画像２２ａ，２２ｂ上において、ごみ
ピット１の４隅に堆積したごみ１０のＺ座標を求めるこ
とができる。前述のように、画像２２ａ，２２ｂ上のＺ
座標とごみピット１における実際の高さとの対応関係が
予め得られているので、コンピュータ５は、この対応関
係に基づきごみピット１の４隅に堆積したごみ１０の高
さを算出することができる。図４の例では、ごみ１０の
高さをＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ［ｍ］としている。

【００２１】ごみピット１の４隅のＸ，Ｙ座標は既知で
ある。したがって、コンピュータ５は、ごみピット１の
４隅のＸ座標，Ｙ座標，Ｚ（高さ）座標に基づいて線形
補間を行うことにより、図５（ａ）のように４隅のごみ
を結んだごみ堆積面１３を求めることができる。

【００２２】次いで、コンピュータ５は、ごみ堆積面１
３より各ブロックにおけるごみ１０の高さを求める。こ
のためには、図５（ｂ）に示すように、ごみ堆積面１３
をごみピット１の水平面を分割したブロック２１−１〜
２１−６に対応して分割する。つまり、コンピュータ５
は、ブロック２１−１とＸ，Ｙ座標が一致する、ごみ堆
積面１３上の領域をブロック２１−１に対応するブロッ
クとする。その他のブロック２１−２〜２１−６につい
ても同様である。

【００２３】続いて、コンピュータ５は、ごみ堆積面１
３の各ブロックにおける最高点の高さをそのブロックに
おけるごみ１０の高さとする。こうして、ブロック毎の
高さ情報を算出することができる。次に、コンピュータ
５は、算出した各ブロックの高さ情報により発火監視領
域をブロック毎に決定する。つまり、図２で説明した方
法を使用して、各高さに応じた発火監視領域を決定し、
これらの発火監視領域をそれぞれマトリクス状にブロッ
ク分割して、各ブロックに対応した発火監視領域を熱画
像から抽出する。

【００２４】例えば、図３に示すブロック２１−１，２
１−３〜２１−６内のごみが基準面１１の高さにあっ
て、ブロック２１−２内のごみがそれより低い位置にあ
ったとすると、高さ情報が基準面１１の高さを示してい
るときの発火監視領域（図３の実線）に対して、高さが
それより低いときの発火監視領域は図３の破線のように
なる。

【００２５】そこで、ブロック２１−２に対応した発火
監視領域（図３の斜線の部分）をメモリに格納した熱画
像から抽出して、これを図３の矢印で示すように高さ情
報が基準面１１の高さを示しているときのブロックの発
火監視領域の大きさまで拡大した上で、他のブロックの
発火監視領域と合成すれば、最終的な発火監視領域を決
定することができる。以上のようにして、ブロック毎に
熱画像を補正することができる。

【００２６】なお、本実施の形態では、ブロック毎に高
さ情報を算出して熱画像を補正したが、位置座標の誤差
を問題としないような場合には、１つの高さ情報に基づ
いて熱画像を補正してもよい。この場合には、ごみ堆積
面１３の最高点の高さをごみ１０の高さとし、図２で説
明した方法を使用して熱画像を補正すればよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、可視カメラから出力さ
れた画像に基づいてごみピット内に集積されたごみの高
さ情報を算出することにより、ごみの高さをリアルタイ
ムに取得することができ、この高さ情報に基づいて赤外
線カメラから出力された熱画像を補正するので、ごみの
高さに左右されることなく、正確な位置座標を得ること
ができる。また、従来のように、ごみの高さのデータを
設定することなく、自動的に補正を行うことができ、ご
み運搬用クレーンより高さ情報を取得することができな
い既存のシステムに対しても適用することができる。

【００２８】また、請求項３に記載のように、ごみピッ
トの水平面を分割した所定のブロック毎に高さ情報を算
出し、各高さ情報に基づいてブロック毎に熱画像を補正
することにより、より詳細で正確な補正が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態を示すごみピット発火監
視システムのブロック図である。

【図２】 熱画像の高さ補正を説明するための図であ
る。

【図３】 ブロック毎に熱画像を補正する場合の説明図
である。

【図４】 可視カメラによって撮像された画像を示す図
である。

【図５】 可視カメラの画像に基づいて算出したごみ堆
積面を示す図である。

【符号の説明】

１…ごみピット、２…ごみ投入口、３ａ、３ｂ…可視カ
メラ、４…赤外線カメラ、５…コンピュータ、６…ディ
スプレイ装置、１０…ごみ、１１…ごみピットの基準
面、１２…ごみピットの底面、１３…ごみ堆積面。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外線カメラを用いてごみピットの火災
   を監視するごみピット発火監視方法において、 赤外線カメラと可視カメラによって上方からごみピット
   を観測し、 可視カメラから出力された画像に基づいてごみピット内
   に集積されたごみの高さ情報を算出し、 赤外線カメラから出力された熱画像を前記ごみの高さ情
   報に基づいて補正することを特徴とするごみピット発火
   監視方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のごみピット発火監視方法
   において、 ごみピットの４隅に堆積したごみの高さを前記可視カメ
   ラから出力された画像に基づいて算出し、この４隅のご
   みの高さを結んだごみ堆積面を求めることにより前記高
   さ情報を算出することを特徴とするごみピット発火監視
   方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載のごみピット発火監視方法
   において、 ごみピットの水平面を分割した所定のブロックに対応し
   て前記ごみ堆積面を分割し、分割したごみ堆積面毎にご
   みの高さを求めることにより、ブロック毎に前記高さ情
   報を算出し、 各高さ情報に基づいてブロック毎に熱画像を補正するこ
   とを特徴とするごみピット発火監視方法。