JP2004304249A

JP2004304249A - Fire detecting apparatus and disaster prevention system

Info

Publication number: JP2004304249A
Application number: JP2003091457A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Yamagishi; 貴俊山岸
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4066171B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fire detecting apparatus having high fire position detection accuracy while avoiding the cost increase of the whole apparatus by eliminating the necessity of a high-resolution infrared ray detecting means, by using a visible camera to specify the position of a fire source detected by an infrared camera. <P>SOLUTION: The apparatus is provided with infrared ray detecting means 1, 2 and 10 for detecting a fire in a monitoring region, a visible image pickup means 3 for picking up a visible image in the monitoring region, movement control means 4, 70 for directing the image pickup region of the visible image pickup means to a fire source position detected by the infrared ray detecting means if the infrared ray detecting means detects a fire, and a visible image processing means 20 for specifying the real position of the fire source on the basis of the visible image picked up by the visible image pickup means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種カメラから得られる監視映像データから火災を検出する火災検出装置およびこれを含む防災システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アリーナ等の大空間である監視領域を赤外線カメラで監視して、火災の検出および火災位置の特定を行う赤外線火災監視装置がある。また、オペレータが火災の確認を行うため、この赤外線火災監視装置に可視カメラ及びモニタを設けて、このモニタに可視カメラからの可視画像を表示させる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３３４６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
高精度に火災位置の特定を行うためには、赤外線カメラは高解像が要求される。しかしながら、高解像な赤外線カメラは高価であり、装置全体のコストアップが避けられない。ここで、可視カメラは赤外線カメラよりも高解像かつ安価であるが、従来はモニタへの可視画像表示用に使用されるのみである。
【０００５】
なお、赤外線火災監視装置で特定した火災位置に消火水を放出する放水ノズルを備えた防災システムでも、高精度な火災位置の特定が要求される。なぜならば、赤外線カメラが低解像であると、特定された火災位置に位置ズレが生じるため、消火ノズルは位置ズレを考慮して放水範囲を広くしなければならないためである。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、赤外線カメラが検出した火災の最終的な火災位置の特定を可視カメラで行うことで、赤外線検出手段（赤外線カメラ）を高解像とする必要がなく、装置全体のコストアップを避けながらも火災位置検出精度の高い火災検出装置及び防災システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、監視領域内の火災を検出する赤外線検出手段と、前記監視領域内の可視画像を撮像する可視画像撮像手段と、前記赤外線検出手段が火災を検出すると、該赤外線検出手段が検出した火災位置に前記可視画像撮像手段の撮像領域を向ける回動制御手段と、前記可視画像撮像手段が撮像した可視画像に基づいて、最終的な火災位置の特定を行う可視画像処理手段と、を備えたことを特徴とする火災検出装置およびこの火災検出装置を用いた防災システムにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明によるアリーナ等の大空間である監視領域内の火災を検出し火災位置の特定を行う火災検出装置、及びこれに火災位置を特定して消火を行う放水設備を合わせて備えた防災システムの一例を示す構成図である。
【０００９】
図１において、１は赤外線カメラであり、監視領域内の熱画像を撮像する。例えば、監視領域をＫ個の監視区域に分けて赤外線カメラ１が監視しているものとする。
２は赤外線カメラ１のための回動装置であり、制御装置９からの制御信号に基づき赤外線カメラ１を上下左右に回動制御する。また、赤外線カメラ１の回動データ（回転角及び俯仰角）を検出して出力する検出回路（図示せず）も備えている。
３は可視カメラであり、監視領域内の可視画像を撮像する。
４は可視カメラ３のための回動装置であり、制御装置９からの制御信号に基づき可視カメラ３を上下左右に回動制御する。また、可視カメラ３の回動データ（回転角及び俯仰角）を検出して出力する検出回路（図示せず）も備えている。
【００１０】
５は放水ノズルであり、監視領域内に消火水を放出する。
６は放水ノズル５のための回動装置であり、制御装置９からの制御信号に基づき放水ノズル５を上下左右に回動制御する。また、放水ノズル５の回動データ（回転角及び俯仰角）を検出して出力する検出回路（図示せず）も備えている。
７は給水源であり、制御装置９からの起動信号に基づき放水ノズル５に消火水の給水を開始する。
【００１１】
８は制御盤であり、防災センタ等に設置され以下のものを備える。
９は制御装置であり、火災検出装置９０およびさらに上述の消火手段も含めた防災システム１００全体の制御を行う。
１０は熱画像処理部であり、赤外線カメラ１が撮像した赤外線による熱画像データに基づいて火災の検出及び熱画像データ内の大まかな火災位置を特定する。
２０は可視画像処理部であり、可視カメラ３が撮像した可視画像データに基づいて火災の検出及び可視画像データ内の詳細な火災位置を特定する。
３０はモニタであり、可視カメラ３の可視画像を映出する。
【００１２】
４０は操作部であり、モニタ３０に映出された火災を消火用照準に合わせるためのスティック装置や消火水の放出を開始する放水スイッチ等の各種操作スイッチを備え、これをオペレータが操作する。
５０は記憶部であり、火災位置の特定を行う際に必要なデータが設定される書き換え可能な不揮発性の記憶部である。
６０は一時記憶部であり、一時的なデータを保存する揮発性の記憶部である。
７０は回動制御処理部であり、各回動装置２，４，６の回動制御処理を行う。
防災システム１００は、上記した全ての構成要件により構成され、また、火災検出装置９０は、防災システム１００の構成要件から放水ノズル５、回動装置６、給水源７及び回動制御処理部７０のこれらに係わる部分の構成要件を省略して構成される。
【００１３】
なお基本的に、赤外線カメラ１、回動装置２および熱画像処理部１０で赤外線検出手段を構成し、可視カメラ３が可視画像撮像手段を構成し、回動装置４および回動制御処理部７０が回動制御手段を構成し（回動装置２、６を含む場合有り）、可視画像処理部２０が可視画像処理手段を構成し、放水ノズル５、回動装置６、給水源７及び回動制御処理部７０の一部が消火手段を構成する。制御装置９は全ての制御に係わる。
【００１４】
また、監視領域内の火災を検出する赤外線検出手段は、赤外線カメラ１と回動装置２と熱画像処理部１０で構成されるが、赤外線カメラ１の代わりに、サーモパイルや焦電素子等の赤外線検出素子を格子状に配置した２次元赤外線検出素子（赤外線検出素子が面を構成するように配列されたもの）、及び単一の赤外線検出素子や１次元赤外線検出素子を動かして画像を形成するメカニカルスキャンタイプの赤外線検出素子を用いてもよい。さらに、画像処理による火災の検出を行う熱画像処理部１０の代わりに、画像処理等の面ではなく、各点（ポイント）あるいは各線上で火災の検出を行う火災判定部を用いてもよい。この場合、回動装置２およびその制御処理は採用した赤外線検出素子に合わせたものにする必要がある。
【００１５】
以下に、熱画像処理部１０、可視画像処理部２０の構成及び画像処理方法の一例を示す。図２は熱画像処理部１０の一例を示す概略ブロック図である。
１１は制御部であり、熱画像処理部１０の画像処理演算を制御する。
１２は熱画像メモリであり、赤外線カメラ１が撮像した連続した複数の熱画像データを格納する。
１３は火災位置メモリであり、熱画像処理部１０が火災を検出したときの熱画像データ中における火災位置情報を格納する。
【００１６】
つぎに、制御部１１が行う画像処理演算の一例を説明する。
（１）赤外線カメラ１が撮像した連続した複数（例えば、ｎ枚）の熱画像データを熱画像メモリ１２に格納する。
（２）熱画像メモリ１２に格納されたｎ枚の熱画像データを所定の輝度閾値で２つに分けた高温部と低温部に２値化して複数の２値化画像を作成する。
（３）全２値化画像間の論理和（ＯＲ）をとり、いずれかの２値化画像で存在したことのある高温部を重ね合わせ領域として抽出して重ね合わせ画像を作成する。そして、重ね合わせ画像に対しラベリングを実行する。
（４）全２値化画像間の論理積（ＡＮＤ）をとり、全２値化画像に共通する高温部を固定領域として抽出して固定領域抽出画像を作成する。
（５）（３）で抽出した重ね合わせ領域が一定以上の面積（画素数）であれば、火災候補領域であると判別する（画素数判別）。
（６）（３）で抽出した重ね合わせ領域の外接矩形（以下、対象範囲とする）内に存在する固定領域の面積Ａと、各２値化画像の対象範囲内に存在する高温部領域の面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは取り込んだ画像枚数）を求め、下記の式に基づいて各面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）ごとに面積Ａの割合を求めて面積重なり度の最大値と最小値を算出し、このように算出した面積重なり度が炎の揺らきに合致する所定の範囲内に収まれば、火災候補領域であると判別する（面積重なり度判別）。この「面積重なり度判別」は、様々な熱源による誤報を排除することができる。
【００１７】
【数１】

【００１８】
（７）上記した「画素数判別」及び「面積重なり度判別」により火災候補領域があると判別すると、火災を検出したとする。
（８）火災候補領域である熱画像データの高温部を火災位置情報として火災位置メモリ１３に格納する。
なお、上記以外の画像処理による火災検出方法を用いても良い。
【００１９】
図３は可視画像処理部２０の一例を示す概略ブロック図である。
２１は制御部であり、可視画像処理部２０の画像処理演算を制御する。
２２は可視画像メモリであり、可視カメラ３が撮像した連続した複数の可視画像データを格納する。
２３は火災位置メモリであり、可視画像処理部２０が火災を検出したときの可視画像データ中における火災位置情報を格納する。
２４は部分画像メモリであり、可視画像メモリ２２に格納された可視画像データから可視画像処理に不要な部分を削除した、部分可視画像データを格納する。つまり、熱画像処理部１０の火災位置メモリ１３に格納された火災位置情報に対応する可視画像エリア付近のみの部分可視画像データを格納する。
なお、制御部２１が行う画像処理演算は、温度ではなく輝度を検出すること、画像データではなく部分画像データを用いる以外は、熱画像処理部１０のそれと同様であるので説明を省略する。
【００２０】
図４は制御装置９の制御動作に基づいて行われる防災システム１００の動作を示すフローチャートであり、以下これに従って動作を説明する。まず、監視区域ｋの初期値を０とし（ステップＳ１）、以降、ステップＳ６より戻ってくる度にｋを１インクリメントする（ステップＳ２）。回動装置２に制御信号を出力して、赤外線カメラ１を監視区域ｋに指向させる（ステップＳ３）。赤外線カメラ１で熱画像を撮像して、熱画像処理部１０で熱画像処理を行う（ステップＳ４）。画像処理方法は、前述の画像処理方法とする。また、熱画像データの一例を図７に示す。なお、赤外線カメラ１は低解像のもの（例えば３２０×２４０画素）を使用するが、図面の便宜上、図７では１２×１２で示している。
【００２１】
次に火災を検出したかを確認する（ステップＳ５）。ステップＳ５で火災を検出しなかった場合、監視区域ｋ＝Ｋ（最終の監視区域）であればステップＳ１へ戻り、監視区域ｋ＝Ｋ（最終の監視区域）でなければステップＳ２へ戻る（ステップＳ６）。ステップＳ５で火災を検出した場合、回動装置４及び回動装置６に制御信号を出力して、可視カメラ３及び消火ノズル５を監視区域ｋに指向させる（ステップＳ７）。そして可視カメラ３で可視画像を撮像して、可視画像処理部２０で可視画像処理を行う（ステップＳ８）。画像処理方法は、前述の画像処理方法とする。このとき、図８の可視画像データの例で示すように、可視画像処理部２０は、可視カメラ３が撮像した可視画像のうち、熱画像処理部１０の火点位置メモリ１３に格納された火災位置付近に対応した画像エリアのみの画像処理を行う。なお、可視カメラ３は高解像のもの（例えば７６８×５１２画素）を使用するが、図面の便宜上、図８では２４×２４で示している。
【００２２】
そして火災を検出したかを確認する（ステップＳ９）。火災を検出しなかった場合、ステップＳ６へ戻る。ステップＳ９で火災を検出した場合、回動装置４及び回動装置６に制御信号を出力して、火災位置メモリ２３に格納された火災位置情報に、可視カメラ３の可視画像の消火用照準（例えば、画像中心）と消火ノズル５の放水方向とを指向させる（ステップＳ１０）。そしてモニタ３０に可視カメラ３の可視画像と消火用照準を表示する（ステップＳ１１）。図９にモニタ３０の表示の一例を示す。これは可視カメラ３と消火用照準と火災位置とが一致した状態を示している。
【００２３】
そして操作部４０のスティック装置が操作されているかを確認する（ステップＳ１２）。スティック装置が操作されていない場合は、ステップＳ１４へ進む。ステップＳ１２でスティック装置が操作された場合、つまり、オペレータがモニタ３０に映出される可視カメラ３の可視画像の火災が消火用照準（例えば、画像中心）に位置決めされているかを目視確認したところ、若干の位置ずれがあったため、可視カメラ３の可視画像の火災を消火用照準に位置決めする補正を行った場合、回動装置４及び回動装置６に制御信号を出力して、消火用照準と放水ノズル５の放水方向とを可視カメラ３の可視画像の火災に指向（図９のモニタ３０の表示例を参照）させる（ステップＳ１３）。そして操作部４０の放水スイッチが操作されているかを確認する（ステップＳ１４）。操作されていない場合はステップＳ１４に待機する。ステップＳ１４で操作部４０の放水スイッチが操作されている場合は、給水源７に起動信号を出力して、放水ノズル５から消火水を放出する（ステップＳ１５）。
なお、操作部４０に通常監視モードと無人監視モードを選択するスイッチを設けるなどして、オペレータが不在の場合に、ステップＳ１０で放水ノズル５の放水方向を火災位置に指向させた後に、ステップＳ１５の放水を自動的に行うようにしてもよい。
【００２４】
実施の形態２．
またこの実施の形態２では、赤外線カメラ１と可視カメラ３とを一体的に構成した。そのため、回動装置２または回動装置４のどちらか一方は必要なくなる。動作については実施の形態１の図４に示したフローチャートのものとほぼ同様であるが、ステップＳ７における可視カメラ３を監視区域ｋに指向させる動作が不要となる。
【００２５】
図５、図６は、赤外線カメラ１と可視カメラ３とを一体的に構成した一例である。図５では筐体Ｃ０内に、例えばサファイア等からなるレンズＣ１からの光をプリズムＣ２で、赤外線バンドパスフィルタＣ３及び赤外線ＣＣＤ又は２次元赤外線検出素子Ｃ４からなる赤外線検出側と、フィルタ（赤外カット）Ｃ５及び可視ＣＣＤ（カラー又は白黒）Ｃ６からなる可視検出側とに分ける構成になっている。同一光学系を使用するため、同一の視野範囲となり、極めて高精度な画像相関が得られる。図６では筐体Ｃ０内に、例えばサファイア等からなるレンズＣ１ａ、赤外線バンドパスフィルタＣ３及び赤外線ＣＣＤ又は２次元赤外線検出素子Ｃ４からなる赤外線検出部分と、例えばガラス等からなるレンズＣ１ｂ、フィルタ（赤外カット）Ｃ５及び可視ＣＣＤＣ６からなる可視検出部分とが併設されている。赤外線カメラ１と可視カメラ３との設置間隔だけ視野範囲が左右にずれるが、視野範囲のずれの補正を行えば問題ない。
【００２６】
実施の形態３．
また、可視カメラ３と放水ノズル５とを一体的に構成してもよい。そのため、回動装置４または回動装置６のどちらか一方は必要なくなる。動作については実施の形態１の図４に示したフローチャートのものとほぼ同様であるが、可視カメラ３の消火用照準と放水ノズル３の放水方向が一致している（１つの回動装置で上下左右に回動制御される）ので、ステップＳ１０、Ｓ１３における可視カメラ３の消火用照準と放水ノズル５の放水方向とが位置ズレを生じることがなくなる。
なお、前記実施の形態２で示した赤外−可視を一体的に構成したカメラを放水ノズルの回動装置上に配置してもよい。この場合、回動装置は唯一となる。
【００２７】
このように、可視カメラが撮像した監視領域内の可視画像は、従来のモニタへの表示用としてだけでなく、可視画像処理部での火災の検出及び最終的な火災位置の特定に使用することができる。ここで、一般的に可視カメラは赤外線検出手段（赤外線カメラ）よりも高解像かつ安価である。そのため、赤外線検出手段が検出した火災の最終的な火災位置の特定を可視画像処理部で行うことで、赤外線検出手段（赤外線カメラ）を高解像とすることによる装置全体のコストアップを避けながらも、火災位置の精度が向上する。また、赤外線検出手段と可視画像処理部（可視カメラの可視画像）との両方で火災検出及び火災位置特定を行うので、信頼性が向上する。
【００２８】
また、可視画像処理部は、可視カメラが撮影した可視画像のうち、赤外線検出手段が検出した火災位置付近に対応した画像エリアのみの画像処理を行うので、演算量が減少し画像処理が容易となり、迅速に火災検出及び最終的な火災位置の特定を行うことができる。
【００２９】
また、赤外線検出手段と可視カメラとを一体的に構成すると、小型、軽量化が可能となる。また、赤外線検出手段と可視カメラとの画像相関が良好となり、可視画像内の部分的な画像エリアの画像処理を行う際に有効である。
なお、前記のように構成した火災検出装置と、監視領域内に消火水を放出する消火手段とを備え、火災検出装置によって特定された最終的な火災位置に消火手段を向けるように構成すると、消火手段の放水方向の正確な位置決めが行える。これにより消火手段は、火災位置の位置ズレを考慮して放水範囲を広くする必要がなくなる。
また、消火手段は赤外線検出手段が検出した火災位置に向けられ、その後、可視画像処理手段によって特定された最終的な火災位置に向けられるので、より早く消火手段の放水方向の正確な位置決めが行える。
【００３０】
また、可視カメラと消火手段とを一体的に構成すると、小型、軽量化が可能となる。また、可視カメラの可視画像の撮像方向と消火手段の放水方向とが一致するので、可視画像処理部が検出した最終的な火災位置に消火手段が回動制御されるので、消火手段の放水方向のより高精度な位置決めが行える。さらに、オペレータは、モニタに表示される可視カメラの消火用照準（例えば、画像中心）に火災が位置決めされているかを目視確認することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、監視領域内の火災を検出する赤外線検出手段と、前記監視領域内の可視画像を撮像する可視画像撮像手段と、前記赤外線検出手段が火災を検出すると、該赤外線検出手段が検出した火災位置に前記可視画像撮像手段の撮像領域を向ける回動制御手段と、前記可視画像撮像手段が撮像した可視画像に基づいて、最終的な火災位置の特定を行う可視画像処理手段と、を備えたことを特徴とする火災検出装置としたので、赤外線カメラが検出した火災の最終的な火災位置の特定を可視カメラで行うことで、赤外線検出手段（赤外線カメラ）を高解像とする必要がなく、装置全体のコストアップを避けながらも火災位置検出精度の高い火災検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による火災検出装置及び防災システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図１の熱画像処理部の一例を示す概略ブロック図である。
【図３】図１の可視画像処理部の一例を示す概略ブロック図である。
【図４】この発明による火災検出装置及び防災システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】この発明による火災検出装置及び防災システムにおける赤外線カメラと可視カメラとを一体的に構成した一例を示す図である。
【図６】この発明による火災検出装置及び防災システムにおける赤外線カメラと可視カメラとを一体的に構成した別の例を示す図である。
【図７】この発明における熱画像データの一例を示す図である。
【図８】この発明における可視画像データの一例を示す図である。
よる
【図９】この発明におけるモニタでの表示例を示す図である。
【符号の説明】
１赤外線カメラ、２、４、６回動装置、３可視カメラ、５放水ノズル、７給水源、８制御盤、９制御装置、１０熱画像処理部、１１制御部、１２画像メモリ、１３火災位置メモリ、２０可視画像処理部、２１制御部、２２可視画像メモリ、２３火災位置メモリ、２４部分画像メモリ、３０モニタ、４０操作部、５０記憶部、６０一時記憶部、７０回動制御処理部、９０火災検出装置、１００防災システム。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fire detection device that detects a fire from surveillance video data obtained from various cameras and a disaster prevention system including the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is an infrared fire monitoring device that monitors a monitoring area that is a large space such as an arena with an infrared camera to detect a fire and specify a fire position. In addition, in order for an operator to confirm a fire, a visible camera and a monitor are provided in the infrared fire monitoring device, and a visible image from the visible camera is displayed on the monitor (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-233461
[Problems to be solved by the invention]
In order to specify the fire position with high accuracy, the infrared camera is required to have high resolution. However, a high-resolution infrared camera is expensive, and an increase in the cost of the entire apparatus cannot be avoided. Here, the visible camera is higher in resolution and cheaper than the infrared camera, but is conventionally used only for displaying a visible image on a monitor.
[0005]
It should be noted that a fire prevention system having a water discharge nozzle that discharges fire extinguishing water to the fire position specified by the infrared fire monitoring device also requires highly accurate specification of the fire position. This is because if the infrared camera has a low resolution, a position shift occurs at the specified fire position, so that the fire extinguishing nozzle has to widen the water discharge range in consideration of the position shift.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a final fire position of a fire detected by an infrared camera is identified by a visible camera, so that the infrared detection means (infrared camera) can be highly resolved. It is an object of the present invention to provide a fire detection device and a disaster prevention system which do not need to be an image and have high fire position detection accuracy while avoiding an increase in the cost of the entire device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above object, the present invention provides an infrared detecting means for detecting a fire in a monitoring area, a visible image capturing means for capturing a visible image in the monitoring area, and Rotation control means for directing the imaging region of the visible image imaging means to the fire position detected by the infrared detection means; and a visible image for specifying the final fire position based on the visible image captured by the visible image imaging means And a processing means, and a disaster prevention system using the fire detection device.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a fire detecting device for detecting a fire in a monitoring area which is a large space such as an arena according to the present invention and specifying a fire position, and a water discharge facility for specifying a fire position and extinguishing a fire. It is a lineblock diagram showing an example of a disaster prevention system.
[0009]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an infrared camera which captures a thermal image in a monitoring area. For example, it is assumed that the monitoring area is divided into K monitoring areas and the infrared camera 1 monitors.
Reference numeral 2 denotes a rotation device for the infrared camera 1, which controls the rotation of the infrared camera 1 up, down, left and right based on a control signal from the control device 9. Further, a detection circuit (not shown) for detecting and outputting rotation data (rotation angle and elevation angle) of the infrared camera 1 is also provided.
Reference numeral 3 denotes a visible camera, which captures a visible image in the monitoring area.
Reference numeral 4 denotes a rotation device for the visible camera 3, which controls the rotation of the visible camera 3 up, down, left, and right based on a control signal from the control device 9. Also, a detection circuit (not shown) for detecting and outputting rotation data (rotation angle and elevation angle) of the visible camera 3 is provided.
[0010]
5 is a water discharge nozzle which discharges fire extinguishing water into the monitoring area.
Reference numeral 6 denotes a rotating device for the water discharge nozzle 5, which controls the water discharge nozzle 5 to rotate up, down, left, and right based on a control signal from the control device 9. Also, a detection circuit (not shown) for detecting and outputting rotation data (rotation angle and elevation angle) of the water discharge nozzle 5 is provided.
Reference numeral 7 denotes a water supply source, which starts supplying fire extinguishing water to the water discharge nozzle 5 based on an activation signal from the control device 9.
[0011]
Reference numeral 8 denotes a control panel, which is installed in a disaster prevention center or the like and includes the following.
A control device 9 controls the entire fire prevention system 100 including the fire detection device 90 and the fire extinguishing means described above.
Reference numeral 10 denotes a thermal image processing unit which detects a fire and specifies a rough fire position in the thermal image data based on infrared thermal image data captured by the infrared camera 1.
A visible image processing unit 20 detects a fire and specifies a detailed fire position in the visible image data based on the visible image data captured by the visible camera 3.
A monitor 30 projects a visible image of the visible camera 3.
[0012]
Reference numeral 40 denotes an operation unit, which includes various operation switches such as a stick device for adjusting a fire projected on the monitor 30 to a fire extinguishing sight and a water discharge switch for starting discharge of extinguishing water, and is operated by an operator.
Reference numeral 50 denotes a storage unit, which is a rewritable nonvolatile storage unit in which data necessary for specifying a fire position is set.
Reference numeral 60 denotes a temporary storage unit, which is a volatile storage unit that stores temporary data.
Reference numeral 70 denotes a rotation control processing unit which performs a rotation control process of each of the rotation devices 2, 4, and 6.
The disaster prevention system 100 is configured by all the above-described components, and the fire detection device 90 is configured by the water discharge nozzle 5, the rotation device 6, the water supply source 7, and the rotation control processing unit 70 based on the components of the disaster prevention system 100. It is configured by omitting the components required for these parts.
[0013]
Basically, the infrared camera 1, the rotation device 2, and the thermal image processing unit 10 constitute infrared detection means, the visible camera 3 constitutes a visible image imaging unit, and the rotation device 4 and the rotation control processing unit 70. Constitutes a rotation control means (may include the rotation devices 2 and 6), the visible image processing unit 20 constitutes a visible image processing means, and the water discharge nozzle 5, the rotation device 6, the water supply source 7, and the rotation A part of the control processing unit 70 constitutes a fire extinguishing means. The control device 9 is responsible for all controls.
[0014]
The infrared detecting means for detecting a fire in the monitoring area includes an infrared camera 1, a rotating device 2, and a thermal image processing unit 10. Instead of the infrared camera 1, an infrared detector such as a thermopile or a pyroelectric element is used. An image is formed by moving a two-dimensional infrared detecting element in which the detecting elements are arranged in a grid (the infrared detecting elements are arranged so as to constitute a surface), and a single infrared detecting element or a one-dimensional infrared detecting element. A mechanical scan type infrared detecting element may be used. Furthermore, instead of the thermal image processing unit 10 that detects a fire by image processing, a fire determination unit that detects a fire at each point (point) or each line may be used instead of the image processing or the like. In this case, the rotation device 2 and its control processing need to be adapted to the employed infrared detecting element.
[0015]
Hereinafter, an example of a configuration of the thermal image processing unit 10 and the visible image processing unit 20 and an image processing method will be described. FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating an example of the thermal image processing unit 10.
Reference numeral 11 denotes a control unit which controls the image processing operation of the thermal image processing unit 10.
A thermal image memory 12 stores a plurality of continuous thermal image data captured by the infrared camera 1.
Reference numeral 13 denotes a fire position memory, which stores fire position information in the thermal image data when the thermal image processing unit 10 detects a fire.
[0016]
Next, an example of an image processing operation performed by the control unit 11 will be described.
(1) A plurality of (for example, n) continuous thermal image data captured by the infrared camera 1 is stored in the thermal image memory 12.
(2) A plurality of binarized images are created by binarizing the n pieces of thermal image data stored in the thermal image memory 12 into a high-temperature portion and a low-temperature portion divided into two by a predetermined luminance threshold.
(3) The logical sum (OR) of all the binarized images is calculated, and a high-temperature portion that has been present in any of the binarized images is extracted as a superimposed region to create a superimposed image. Then, labeling is performed on the superimposed image.
(4) A logical product (AND) between all the binarized images is calculated, and a high-temperature portion common to all the binarized images is extracted as a fixed region to create a fixed region extracted image.
(5) If the overlapping area extracted in (3) has an area (the number of pixels) equal to or greater than a certain value, it is determined that the area is a fire candidate area (pixel number determination).
(6) The area A of the fixed area existing in the circumscribed rectangle (hereinafter referred to as a target area) of the superimposed area extracted in (3) and the area A of the high-temperature area existing in the target area of each binarized image The area Mi (i = 1 to n: n is the number of captured images) is obtained, and the ratio of the area A is obtained for each area Mi (i = 1 to n) based on the following equation to obtain the maximum value of the area overlap degree. And the minimum value is calculated. If the calculated area overlap degree falls within a predetermined range that matches the fluctuation of the flame, the area is determined to be a fire candidate area (area overlap degree determination). This “area overlap degree determination” can eliminate false reports due to various heat sources.
[0017]
(Equation 1)

[0018]
(7) When it is determined that there is a fire candidate area by the “pixel number determination” and “area overlap degree determination”, it is assumed that a fire has been detected.
(8) The high-temperature portion of the thermal image data, which is a fire candidate area, is stored in the fire position memory 13 as fire position information.
Note that a fire detection method by image processing other than the above may be used.
[0019]
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating an example of the visible image processing unit 20.
Reference numeral 21 denotes a control unit which controls the image processing operation of the visible image processing unit 20.
Reference numeral 22 denotes a visible image memory which stores a plurality of continuous visible image data captured by the visible camera 3.
A fire position memory 23 stores fire position information in the visible image data when the visible image processing unit 20 detects a fire.
Reference numeral 24 denotes a partial image memory, which stores partial visible image data obtained by deleting portions unnecessary for visible image processing from the visible image data stored in the visible image memory 22. That is, partial visible image data only near the visible image area corresponding to the fire position information stored in the fire position memory 13 of the thermal image processing unit 10 is stored.
The image processing operation performed by the control unit 21 is the same as that of the thermal image processing unit 10 except that luminance is detected instead of temperature and partial image data is used instead of image data.
[0020]
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the disaster prevention system 100 performed based on the control operation of the control device 9, and the operation will be described below in accordance with the flowchart. First, the initial value of the monitoring area k is set to 0 (step S1), and thereafter, k is incremented by 1 every time the process returns from step S6 (step S2). A control signal is output to the rotation device 2 to direct the infrared camera 1 to the monitoring area k (step S3). A thermal image is captured by the infrared camera 1, and thermal image processing is performed by the thermal image processing unit 10 (step S4). The image processing method is the image processing method described above. FIG. 7 shows an example of the thermal image data. Note that the infrared camera 1 uses a low-resolution one (for example, 320 × 240 pixels), but is shown as 12 × 12 in FIG. 7 for convenience of the drawing.
[0021]
Next, it is confirmed whether a fire has been detected (step S5). If no fire is detected in step S5, the process returns to step S1 if the monitored area k = K (final monitored area), and returns to step S2 if the monitored area k = K (final monitored area) (step S5). S6). When a fire is detected in step S5, a control signal is output to the rotation device 4 and the rotation device 6, and the visible camera 3 and the fire extinguishing nozzle 5 are directed to the monitoring area k (step S7). Then, the visible camera 3 captures a visible image, and the visible image processing unit 20 performs visible image processing (step S8). The image processing method is the image processing method described above. At this time, as shown in the example of the visible image data in FIG. 8, the visible image processing unit 20 outputs the fire image stored in the hot spot position memory 13 of the thermal image processing unit 10 among the visible images captured by the visible camera 3. Image processing is performed only on the image area corresponding to the vicinity of the position. Although the visible camera 3 uses a high-resolution camera (for example, 768 × 512 pixels), it is shown as 24 × 24 in FIG. 8 for convenience of the drawing.
[0022]
Then, it is confirmed whether a fire has been detected (step S9). If no fire is detected, the process returns to step S6. If a fire is detected in step S9, a control signal is output to the rotation device 4 and the rotation device 6, and the fire position information stored in the fire position memory 23 is used to extinguish the fire image of the visible image of the visible camera 3 (see FIG. For example, the center of the image) and the water discharge direction of the fire extinguishing nozzle 5 are directed (step S10). Then, the visible image of the visible camera 3 and the fire extinguishing sight are displayed on the monitor 30 (step S11). FIG. 9 shows an example of a display on the monitor 30. This shows a state in which the visible camera 3, the fire extinguishing sight, and the fire position match.
[0023]
Then, it is checked whether the stick device of the operation unit 40 is operated (step S12). If the stick device has not been operated, the process proceeds to step S14. When the stick device is operated in step S12, that is, when the operator visually checks whether or not the fire of the visible image of the visible camera 3 projected on the monitor 30 is positioned at the fire extinguishing sight (for example, the center of the image), Since there was a slight displacement, when a correction for positioning the fire of the visible image of the visible camera 3 to the fire extinguishing sight was performed, a control signal was output to the rotating devices 4 and 6 to set the fire extinguishing sight. The water discharge direction of the water discharge nozzle 5 is directed to the fire of the visible image of the visible camera 3 (see the display example of the monitor 30 in FIG. 9) (step S13). Then, it is confirmed whether the water discharge switch of the operation unit 40 is operated (step S14). If no operation has been performed, the process waits at step S14. If the water discharge switch of the operation unit 40 has been operated in step S14, an activation signal is output to the water supply source 7, and fire water is discharged from the water discharge nozzle 5 (step S15).
If the operator is absent by providing a switch for selecting the normal monitoring mode or the unmanned monitoring mode in the operation unit 40, for example, the water discharge direction of the water discharge nozzle 5 is directed to the fire position in step S10, and then in step S15. May be automatically performed.
[0024]
Embodiment 2 FIG.
In the second embodiment, the infrared camera 1 and the visible camera 3 are integrally formed. Therefore, either the rotating device 2 or the rotating device 4 becomes unnecessary. The operation is almost the same as that of the flowchart shown in FIG. 4 of the first embodiment, but the operation of directing the visible camera 3 to the monitoring area k in step S7 becomes unnecessary.
[0025]
5 and 6 show an example in which the infrared camera 1 and the visible camera 3 are integrally configured. In FIG. 5, light from a lens C1 made of, for example, sapphire or the like is input into a housing C0 by a prism C2, and an infrared detection side including an infrared bandpass filter C3 and an infrared CCD or a two-dimensional infrared detection element C4, and a filter (infrared). Cut) C5 and a visible detection side comprising a visible CCD (color or black and white) C6. Since the same optical system is used, the same visual field range is obtained, and extremely high-precision image correlation can be obtained. In FIG. 6, a lens C1a made of, for example, sapphire, an infrared bandpass filter C3, an infrared detecting portion made up of an infrared CCD or a two-dimensional infrared detecting element C4, a lens C1b made of, for example, glass, and a filter (red An outer cut) C5 and a visible detection portion composed of a visible CCD C6 are also provided. Although the visual field range shifts right and left by the installation interval between the infrared camera 1 and the visible camera 3, there is no problem if the deviation of the visual field range is corrected.
[0026]
Embodiment 3 FIG.
Further, the visible camera 3 and the water discharge nozzle 5 may be integrally configured. Therefore, either the rotating device 4 or the rotating device 6 becomes unnecessary. The operation is almost the same as that of the flowchart shown in FIG. 4 of the first embodiment, except that the fire extinguishing sight of the visible camera 3 and the water discharge direction of the water discharge nozzle 3 match (up and down by one rotating device). (Rotation is controlled to the left and right.) Therefore, there is no displacement between the fire extinguishing sight of the visible camera 3 and the water discharge direction of the water discharge nozzle 5 in steps S10 and S13.
It should be noted that the camera integrally configured for infrared and visible light described in the second embodiment may be arranged on the rotating device of the water discharge nozzle. In this case, there is only one rotating device.
[0027]
As described above, the visible image in the monitoring area captured by the visible camera is used not only for display on a conventional monitor but also for detection of a fire in the visible image processing unit and identification of a final fire position. Can be. Here, a visible camera is generally higher in resolution and less expensive than an infrared detector (infrared camera). Therefore, by specifying the final fire position of the fire detected by the infrared detecting means in the visible image processing unit, it is possible to avoid increasing the cost of the entire apparatus due to the high resolution of the infrared detecting means (infrared camera). Also, the accuracy of the fire position is improved. Further, since the fire detection and the fire position identification are performed by both the infrared detection means and the visible image processing unit (visible image of the visible camera), the reliability is improved.
[0028]
In addition, the visible image processing unit performs image processing only on an image area corresponding to the vicinity of the fire position detected by the infrared detection unit in the visible image captured by the visible camera, so that the amount of calculation is reduced and the image processing is facilitated. It is possible to quickly detect a fire and specify a final fire position.
[0029]
Further, when the infrared detecting means and the visible camera are integrally configured, the size and weight can be reduced. Further, the image correlation between the infrared detection means and the visible camera is improved, which is effective when performing image processing of a partial image area in the visible image.
It should be noted that the fire detecting device configured as described above, and a fire extinguishing means that emits fire extinguishing water in the monitoring area, is configured to direct the fire extinguishing means to the final fire position specified by the fire detecting device, Accurate positioning of the fire extinguishing means in the water discharge direction can be performed. This eliminates the need for the fire extinguishing means to widen the water discharge range in consideration of the misalignment of the fire position.
In addition, since the fire extinguishing means is directed to the fire position detected by the infrared detecting means and thereafter to the final fire position specified by the visible image processing means, the accurate positioning of the fire extinguishing means in the water discharge direction can be performed faster. .
[0030]
Further, when the visible camera and the fire extinguishing means are integrally configured, the size and weight can be reduced. In addition, since the imaging direction of the visible image of the visible camera matches the water discharge direction of the fire extinguishing means, the fire extinguishing means is controlled to rotate to the final fire position detected by the visible image processing unit. Can be positioned with higher accuracy. Further, the operator can visually check whether the fire is positioned at the fire extinguishing sight (for example, the center of the image) of the visible camera displayed on the monitor.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the infrared detecting means for detecting a fire in the monitoring area, the visible image capturing means for capturing a visible image in the monitoring area, and the infrared detecting means detecting the fire, Rotation control means for directing the imaging region of the visible image imaging means to the fire position detected by the infrared detection means; and a visible image for specifying the final fire position based on the visible image captured by the visible image imaging means And a processing means, so that the final fire position of the fire detected by the infrared camera is identified by the visible camera, thereby increasing the infrared detection means (infrared camera). There is no need for resolution, and a fire detection device with high fire position detection accuracy can be provided while avoiding an increase in the cost of the entire device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a fire detection device and a disaster prevention system according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating an example of a thermal image processing unit in FIG.
FIG. 3 is a schematic block diagram illustrating an example of a visible image processing unit in FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart for explaining operations of the fire detection device and the disaster prevention system according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing an example in which an infrared camera and a visible camera in the fire detection device and the disaster prevention system according to the present invention are integrally configured.
FIG. 6 is a diagram showing another example in which the infrared camera and the visible camera in the fire detection device and the disaster prevention system according to the present invention are integrally formed.
FIG. 7 is a diagram showing an example of thermal image data according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of visible image data according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a display example on a monitor according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Infrared camera, 2, 4, 6 rotation device, 3 visible camera, 5 water discharge nozzle, 7 water supply source, 8 control panel, 9 control device, 10 thermal image processing unit, 11 control unit, 12 image memory, 13 fire position Memory, 20 visible image processing unit, 21 control unit, 22 visible image memory, 23 fire position memory, 24 partial image memory, 30 monitor, 40 operation unit, 50 storage unit, 60 temporary storage unit, 70 rotation control processing unit, 90 Fire detection device, 100 disaster prevention system.

Claims

Infrared detection means for detecting a fire in the monitoring area,
A visible image capturing unit that captures a visible image in the monitoring area,
When the infrared detection means detects a fire, rotation control means for directing the imaging area of the visible image imaging means to a fire position detected by the infrared detection means,
Based on the visible image captured by the visible image capturing means, visible image processing means for specifying the final fire position,
A fire detection device comprising:

2. The visible image processing unit according to claim 1, wherein, of the visible images captured by the visible image capturing unit, image processing is performed only on an image area corresponding to a vicinity of a fire position detected by the infrared detection unit. The fire detector as described.

The fire detecting device according to claim 1, wherein the infrared detecting unit and the visible image capturing unit are integrally formed.

4. The fire detection device according to claim 1, and fire extinguishing means for discharging fire water in the monitoring area, wherein the fire extinguishing is performed at a final fire position specified by the fire detection device. 5. Disaster prevention system characterized by being configured to direct means.

5. The disaster prevention system according to claim 4, wherein the fire extinguishing means is directed to a fire position detected by the infrared detecting means, and thereafter to a final fire position specified by the visible image processing means.