JP2009198254A - 熱画像撮影システム及び熱画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発熱体の移動方向を確実に検出し、自動的に撮影のための信号を生成する熱画像撮影システム及び熱画像撮影装置を提供する。
【解決手段】熱画像撮影装置が撮影する温度データ（熱画像データ）に、予め所定の領域（枠）を設定しておき、その領域に被写体が収まったことを検出し、検出信号を出力する。被写体の移動を検出するために、異なる領域を二つ設定する。この、二つの検出信号が所定の時間内に発生したことを検出することで、被写体の移動方向を認識し、トリガ信号を発生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱画像撮影システム及び熱画像撮影装置に適用して好適な技術に関する。
より詳細には、移動する発熱体の移動方向を正しく検出して自動的に熱画像の撮影を行い、発熱体の温度異常状態の監視等を行うためのシステム及び装置に関する。

製鉄所では、レールにぶら下げられた取鍋に、溶融した鉄を充填して運ぶ。
周知のように、鉄の融点は１５３５℃と、極めて高い。このため、取鍋は断熱効果を有するコンクリートを内側に配し、外側を鋼鉄で構成している。しかし、溶融した鉄の熱によってコンクリートの内鍋は徐々に溶かされ、削れていく。すると、溶融した鉄は鋼鉄の外鍋に接触してしまう。こうなると、溶融した鉄と同じ材質の外鍋は短時間で溶かされてしまい、最悪の場合、取鍋から溶融した鉄が漏れ出てしまう。

コンクリートの内鍋の削れ具合は、取鍋の表面温度から推測することができる。
内鍋が溶融した鉄によって徐々に溶かされていくと、内鍋の肉厚は薄くなっていく。すると、溶融した鉄の熱が外鍋に伝達し易くなる。したがって、取鍋の表面温度を監視すれば、取鍋の異常状態の早期発見に寄与する。
そこで、本出願人が開発し、製造販売する、熱画像撮影装置が役立つ。
極めて高温で危険な取鍋の熱画像を、遠隔位置から撮影することで、取鍋の表面温度を監視することができる。
なお、特許文献１に、出願人の熱画像撮影装置に関する文献を示す。
特開２００４−２５７７６９号公報

ところで、レール上を移動する取鍋は、レール上を往復移動する。溶融した鉄を満たして、所定の場所に溶融した鉄を注ぎ込む。そして、再度溶融した鉄を取りに戻るべく、空の取鍋は逆方向に移動する。したがって、取鍋の表面温度の測定は、溶融した鉄を満たした状態での測定でなければならない。
熱画像撮影装置が熱画像を撮影し、熱画像データを取得する作業は、取鍋が溶融した鉄を満たした状態での、順方向の移動の途中で行わなければならない。

ここで、熱画像撮影装置に与える撮影タイミングをどのようにして自動的に生成するのか、という問題が生じる。取鍋の移動方向と位置を検出するための専用センサを設けるのは、システム構築のコストを上昇させてしまう。また、熱画像撮影装置自身の被写体検出機能だけでは、取鍋の移動方向を検出できないので、空の取鍋が逆方向に移動している状態でも、空の取鍋自体が未だ溶融した鉄によって熱せられているため、撮影してしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、発熱体の移動方向を確実に検出し、自動的に撮影のための信号を生成する熱画像撮影システム及び熱画像撮影装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による熱画像撮影システムは、移動する発熱体を撮影する第一の熱画像撮影装置と、前記第一の熱画像撮影装置と等しい構成を有し、移動する前記発熱体を撮影する第二の熱画像撮影装置と、前記第一の熱画像撮影装置及び前記第二の熱画像撮影装置と接続される制御コンピュータとよりなる熱画像撮影システムであって、前記第一及び第二の熱画像撮影装置は、発熱体が発する赤外線の強度をドット毎に計測してドット毎の信号を出力する赤外線検出器と、前記赤外線検出器が出力する前記ドット毎の信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル値をドット毎の二次元温度データに変換する温度変換部と、前記二次元温度データを保存する温度データ一時メモリと、前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから所定領域の部分を抽出する領域抽出部と、前記領域抽出部が出力する部分温度データに演算処理を行った後に所定の閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する発熱体検出部と、前記発熱体検出部が前記発熱体を検出した結果のトリガ信号を外部に送信する第一通信部とを具備し、前記制御コンピュータは、前記第一通信部と通信を行う第二通信部と、前記第一の熱画像撮影装置の前記発熱体検出部から前記第二通信部を通じて得られる第一トリガ信号を受けて起動するタイマと、前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えたか否かを判定する比較器と、前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えていないことを比較器が判定している時に前記第二の熱画像撮影装置の前記発熱体検出部から前記第二通信部を通じて得られる第二トリガ信号が来たことを検出するゲートと、前記ゲートが発する検出信号を受けて前記第一の熱画像撮影装置から前記二次元温度データをダウンロードする温度データ受信部とを具備することを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明の熱画像撮影装置は、発熱体が発する赤外線の強度をドット毎に計測して前記ドット毎の信号を出力する赤外線検出器と、前記赤外線検出器が出力する前記ドット毎の信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記デジタル値を前記ドット毎の二次元温度データに変換する温度変換部と、前記二次元温度データを保存する温度データ一時メモリと、前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから第一の所定領域の部分を抽出する第一領域抽出部と、前記領域抽出部が出力する第一の部分温度データに演算処理を行った後に所定の第一閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する第一発熱体検出部と、前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから第二の所定領域の部分を抽出する第二領域抽出部と、前記領域抽出部が出力する第二の部分温度データに演算処理を行った後に所定の第二閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する第二発熱体検出部と、前記第一発熱体検出部から得られる第一トリガ信号を受けて起動するタイマと、前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えたか否かを判定する第一比較器と、前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えていないことを前記第一比較器が判定している時に前記第二領域抽出部から得られる第二トリガ信号が来たことを検出するゲートと、前記ゲートが発するトリガ信号を外部に送信する通信部とを具備することを特徴とする。

熱画像撮影装置が撮影する温度データ（熱画像データ）に、予め所定の領域（枠）を設定しておき、その領域に被写体が収まったことを検出し、検出信号を出力する。被写体の移動を検出するために、異なる領域を二つ設定する。
この、二つの検出信号が所定の時間内に発生したことを検出することで、被写体の移動方向を認識し、トリガ信号を発生する。
専用のセンサを設けることなく、熱画像撮影装置自身の機能をセンサとして流用することで、システム構築が容易になると共に、システム構築にかかるコストを削減できる。

本発明により、発熱体の移動方向を確実に検出し、自動的に撮影のための信号を生成する熱画像撮影システム及び熱画像撮影装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１２を参照して説明する。

［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態の例である、温度異常監視システムの概略図である。
温度異常監視システム１０１は、熱画像撮影システムを利用して実現するシステムである。熱画像を撮影し、得られた温度データから温度異常状態の検出を行う。
製鉄業を営む甲製鉄所では、レール１０２にぶら下げられた取鍋１０３に、溶融した鉄を充填して運ぶ。
取鍋１０３の運搬経路上には、やや離れた位置に、取鍋１０３を撮影するための第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７が設置されている。
第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７は、熱画像撮影装置である。熱画像撮影装置にとって、取鍋１０３は被写体であり、赤外線を放射する発熱体である。
これら第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７は、ＬＡＮ１０８によって遠隔地にある制御コンピュータ１０９に接続されている。

周知のように、鉄の融点は１５３５℃と、極めて高い。このため、取鍋１０３は断熱効果を有するコンクリートを内側に配し、外側を鋼鉄で構成している。しかし、溶融した鉄の熱によってコンクリートの内鍋は徐々に溶かされ、削れていく。すると、溶融した鉄は鋼鉄の外鍋に接触してしまう。こうなると、溶融した鉄と同じ材質の外鍋は短時間で溶かされてしまい、最悪の場合、取鍋１０３から溶融した鉄が漏れ出てしまう。

コンクリートの内鍋の削れ具合は、取鍋１０３の表面温度から推測することができる。
内鍋が溶融した鉄によって徐々に溶かされていくと、内鍋の肉厚は薄くなっていく。すると、溶融した鉄の熱が外鍋に伝達し易くなる。したがって、取鍋１０３の表面温度を監視すれば、取鍋１０３の異常状態の早期発見に寄与する。

ところで、レール１０２上を移動する取鍋１０３は、レール１０２上を往復移動する。溶融した鉄を満たして、所定の場所に溶融した鉄を注ぎ込む。そして、再度溶融した鉄を取りに戻るべく、空の取鍋１０３は逆方向に移動する。このため、取鍋１０３の表面温度の測定は、溶融した鉄を満たした状態での測定でなければならない。
図１では、実線矢印で示す、図１の左側から右側への進行方向が、溶融した鉄を満たした状態での移動方向に該当する。
制御コンピュータ１０９は、ＬＡＮ１０８上の第一カメラ１０４が取鍋１０３を捉えた後、第二カメラ１０５が取鍋１０３を捉えたことを検出すると、第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７から、熱画像データのダウンロードを行う。この制御コンピュータ１０９は工業用途に調製されたコンピュータであり、実質的にはパソコンと殆ど変わらない。

図２は、熱画像撮影装置の機能ブロック図である。図１の第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７がこれに該当する。
レンズ２０２で焦点を合わせ込んだ赤外線は、赤外線検出器２０３によってアナログ電気信号に変換される。赤外線検出器２０３は、例えばＣＣＤカメラ等のような、ドット毎に赤外線の強度を検出するマトリクスセンサである。
赤外線検出器２０３から出力されるアナログ電気信号は、増幅器２０４によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２０５でデジタル値に変換された後、温度変換部２０６にて温度データに変換される。温度データは、温度データ記憶部２０７に記憶される。温度データ記憶部２０７は、ビデオカメラのフレームメモリに相当するもので、一画面分の温度データを保持する。赤外線検出器２０３から得られる電気信号から温度変換部２０６による温度データ変換処理は、所定の時間間隔にて定期的に行われる。このため、温度データ記憶部２０７には最新の温度データが記憶されている。
ここで、温度データ記憶部２０７に記憶されている温度データは、厳密には温度データ「群」であり、温度を示すドットの集合体である。言い換えれば、二次元である白黒画像データの、各ドットが温度を表しているものであり、「二次元温度データ」ともいえる。

温度データ記憶部２０７の中の温度データは、スイッチ２０８を介して温度データ一時メモリ２０９に保存される。温度データ一時メモリ２０９は、通信部２１０を介して温度データ送信部２１１が温度データ一時メモリ２０９の中の温度データを制御コンピュータ１０９に送信する際に、送信途中で温度データが温度変換部２０６によって書き換えられてしまわないように、スイッチ２０８と共に設けられている。つまり、制御コンピュータ１０９の要求に応じて温度データを制御コンピュータ１０９へ送信する際には、スイッチ２０８は温度データ送信部２１１によってオフ制御される。

温度データ一時メモリ２０９内の温度データは、領域抽出部２１２によってその一部が取り出される。領域抽出部２１２は、領域設定データ格納部２１３に記述されているＸＹ座標、横幅そして高さに基づいて、温度データ一時メモリ２０９内の温度データの一部領域を取り出す。

ここで、一旦領域抽出部２１２と領域設定データ格納部２１３の動作を、図３を用いて説明する。
図３は、領域抽出部２１２と領域設定データ格納部２１３の動作を模式的に示す図である。
温度データ一時メモリ２０９に格納されている温度データ３０２は、丁度白黒画像データのように、発熱体である取鍋１０３の赤外線画像、つまり熱画像を撮影した結果である。
領域設定データ格納部２１３に格納されている領域設定データ３０３は、この温度データ３０２に対して設定される、四角形の枠である。領域抽出部２１２は、温度データ一時メモリ２０９から、この枠に囲まれた温度データのドットを取り出すのである。領域設定データ格納部２１３に記憶されているデータは、その枠の左上の角の座標を示す「ＸＹ座標」、枠の「横幅」そして「高さ」である。つまり、これらのデータが、フラッシュメモリ等の図示しない不揮発性ストレージに記憶されている。
不揮発性ストレージには、枠の位置と大きさを示す領域設定データ以外に、枠の中の温度データの比較演算のための値である、基準温度及び占有率も記憶されている。これらについては後述する。

再び図２に戻って説明する。
領域抽出部２１２から取り出された、枠に含まれる温度データは、温度データ弁別部２１４に与えられる。温度データ弁別部２１４は、枠の中の各ドットの温度と、基準温度格納部２１５とを比較して、二値化する。枠の中の各ドットの温度が基準温度格納部２１５よりも高ければ「１（論理の「真」）」に、低ければ「０（論理の「偽」）」に変換する。
二値化された枠のデータは、比較器２１６に与えられる。比較器２１６は、占有率格納部２１７と比較して、全体のドットの数の内、「１」が占める率が高いか否かを比較し、高ければ「真」を出力する。これが、この熱画像撮影装置２０１におけるトリガ信号となって、通信部２１０を介して制御コンピュータ１０９に出力される。

通信部２１０は、一般的なＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックである。前述のトリガ信号を制御コンピュータ１０９に出力し、制御コンピュータ１０９から発される温度データ送信要求を受け取り、温度データ送信部２１１が温度データ一時メモリ２０９中の温度データを制御コンピュータ１０９に出力する。
以上に記した動作を実現するため、トランスポート層のプロトコルは特に特定されるものではない。制御信号の送受信は、いわゆるパソコン通信のような無手順プロトコルを用いても良いし、ＴＥＬＮＥＴ或はＳＳＨを用いても良い。温度データの転送も、無手順プロトコルであればＵＵＥＮＣＯＤＥ／ＵＵＤＥＣＯＤＥのバイナリテキスト変換プログラムや、ＺＭＯＤＥＭ等のバイナリ転送プロトコルを採用しても良いし、コマンド及びメッセージの送受信にＴＥＬＮＥＴ或はＳＳＨを採用する場合は、ＦＴＰ、ＨＴＴＰ或はＳＣＰ等を用いても良い。
なお、ＬＡＮ１０８上に配置される、温度異常監視システム１０１を構成する各カメラと制御コンピュータ１０９には、通信する相手を特定するため、固定のプライベートＩＰアドレスが割り振られている。

図１の第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７は、全て同じ、図２に詳述した熱画像撮影装置２０１であるが、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７では、領域抽出部２１２、領域設定データ格納部２１３、温度データ弁別部２１４、基準温度格納部２１５、比較器２１６及び占有率格納部２１７は、機能しない。このため、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７の領域設定データ格納部２１３には、何の値も記憶されず、領域抽出部２１２が機能しないように設定されている。
領域抽出部２１２、領域設定データ格納部２１３、温度データ弁別部２１４、基準温度格納部２１５、比較器２１６及び占有率格納部２１７は、第一カメラ１０４及び第二カメラ１０５でのみ機能する。

第一カメラ１０４及び第二カメラ１０５に領域設定データ格納部２１３、基準温度格納部２１５及び占有率格納部２１７を設定するために、予め製造ラインの運用前に、制御コンピュータ１０９からこれらの適切な設定値を各カメラに送信する。第一カメラ１０４及び第二カメラ１０５はそれら設定値を通信部２１０を介して受信して、不揮発性ストレージに記憶する。
製造ラインに設置された第一カメラ１０４及び第二カメラ１０５は、その場で設定値を入力するのは煩雑であると共に危険であるので、ユーザインターフェースを遠隔地にある制御コンピュータで実現する。

図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、温度データ弁別部２１４と比較器２１６の動作を模式的に示す図である。
図４（ａ）は、領域設定データ格納部２１３にて設定される領域を模式的に示す図である。
領域設定データ３０３に含まれるドット４０３は、その一つ一つが温度を表している。これら温度のデータを、基準温度格納部２１５と比較する。図４では、仮に基準温度格納部２１５が６５０℃であるものとしている。
図４（ｂ）は、領域設定データ３０３の一部を仮想的に拡大して示す図である。
図４（ｃ）は、図４（ｂ）のドット４０３を温度データ弁別部２１４にて変換した状態を示す図である。
図４（ｂ）に示すように、取鍋１０３の表面は、例えば７００℃以上と、大変高温になっている。このため、温度データ弁別部２１４にて基準温度格納部２１５と比較した結果、それらドット４０３は図４（ｃ）に示すように、「１」に変換される。一方、取鍋１０３から離れた空間の部分は、取鍋１０３から発せられる放射熱の影響があるものの、極端に温度は低くなる。したがって、基準温度格納部２１５と比較した結果、それらドット４０３は「０」に変換される。最終的には、領域設定データ３０３の中の「１」のドット４０３の数を、領域設定データ３０３の中の全てのドット４０３の数で割って、領域設定データ３０３の中の「１」の率を算出する。これを比較器２１６が占有率格納部２１７と比較して、トリガ信号を出力するか否かを決定する。

図４にて説明したように、温度データ弁別部２１４、基準温度格納部２１５、比較器２１６及び占有率格納部２１７は、領域抽出部２１２によって特定された温度データに対し、所定の演算処理を行い、その結果、発熱体の存在の有無を判断する。つまり、領域内の発熱体の存在の有無を検出する発熱体検出部としての機能をもたらす。

図５は、制御コンピュータ１０９の機能ブロック図である。
通信部５０２は、熱画像撮影装置２０１のものと同じＴＣＰ／ＩＰプロトコルスタックである。
通信部５０２から得られる第一カメラ１０４のトリガ信号は、タイマ５０３に起動信号として供給される。
タイマ５０３の計時データは比較器５０４のプラス側端子に入力される。比較器５０４のマイナス側端子には、規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間データが与えられる。つまり、タイマ５０３が閾値である規定時間を越えると、比較器５０４が「１」（論理の「真」）を出力する。この「１」の出力は、ＯＲゲート５０６を介してタイマ５０３自身のリセット及び停止信号として入力される。

一方、通信部５０２から得られる第二カメラ１０５のトリガ信号は、ＡＮＤゲート５０７に入力される。ＡＮＤゲート５０７のもう一方の入力端子には、比較器５０４の出力がＮＯＴゲート５０８を通じて入力される。つまり、タイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間以内のときに第二カメラ１０５のトリガ信号が来ると、ＡＮＤゲート５０７は「１」を出力する。この「１」の出力は、ＯＲゲート５０６を介してタイマ５０３自身のリセット及び停止信号として入力されると共に、温度データ受信部５０９と表示制御部５１０に供給される。

ＡＮＤゲート５０７が「１」を出力すると、その信号は温度データ受信部５０９の起動パルスとして供給される。温度データ受信部５０９は第一カメラ１０４、第二カメラ１０５、第三カメラ１０６及び第四カメラ１０７から温度データのダウンロードを行う。ダウンロードした各カメラの温度データは、ハードディスク等の不揮発性ストレージ５１１に記憶されると共に、温度検査部５１２によって詳細な検査が行われる。温度検査部５１２の検査結果は、表示制御部５１０を通じてディスプレイよりなる表示部５１３に表示される。
一方、ＡＮＤゲート５０７の「１」を示す出力信号は、表示制御部５１０にも与えられ、表示部５１３に「撮影中」等のメッセージを表示する。

温度検査部５１２は、被写体である取鍋１０３の表面温度を、より精緻に検査する。単に発熱体の存在の有無を検出する、熱画像撮影装置２０１の発熱体検出部とは異なり、取鍋１０３の表面温度が異常な高温に達しているか否かを判定する。判定の結果、異常高温状態にあると判定したら、表示制御部５１０を通じて表示部５１３に警告メッセージを出力する。

なお、図５の制御コンピュータ１０９の各機能ブロック、特にＯＲゲート５０６、ＡＮＤゲート５０７、ＮＯＴゲート５０８は、プログラムにて実現されているものである。勿論、ハードウェアで実装しても全く等価な作用効果を奏する。

図６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第一カメラ１０４と第二カメラ１０５の温度データと、タイマ５０３と比較器５０４の動作との関係を模式的に示す図である。
図６（ａ）は、図１のレール１０２を真上から見た図である。横の線はレール１０２である。レール１０２上を、取鍋１０３が時点ｔ１、ｔ２そしてｔ３と移動する。この様子を、第一カメラ１０４と第二カメラ１０５は、レール１０２から離れた地点から、夫々斜めに撮影するべく設置されている。
第一カメラ１０４から出ている二本の斜めの線は、第一カメラ１０４の視野角６０４である。第一カメラ１０４は、視野角６０４の範囲の被写体を撮影可能である。
第二カメラ１０５から出ている二本の斜めの線は、第二カメラ１０５の視野角６０５である。第二カメラ１０５は、視野角６０５の範囲の被写体を撮影可能である。

図６（ｂ）は、第一カメラ１０４の温度データ記憶部２０７に記録された温度データを模式的に示す図である。いわば、第一カメラ１０４から、視野角６０４の範囲内で見える赤外線画像である。
温度データ６０２ａは、ｔ１時点における、第一カメラ１０４の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
温度データ６０２ｂは、ｔ２時点における、第一カメラ１０４の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
温度データ６０２ｃは、ｔ３時点における、第一カメラ１０４の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
第一カメラ１０４は取鍋１０３の進行方向に対して逆らうように設置されている。したがって、ｔ１時点で既に取鍋１０３をその視界の中に捉えている。この様子が、温度データ６０２ａである。
ｔ２時点では、温度データ６０２ｂに示されるように、取鍋１０３全体が視界の中に納まっている。そして、ｔ３時点では、温度データ６０２ｃに示されるように、取鍋１０３は視界から外れている。

図６（ｃ）は、第二カメラ１０５の温度データ記憶部２０７に記録された温度データを模式的に示す図である。いわば、第二カメラ１０５から、視野角６０５の範囲内で見える赤外線画像である。
温度データ６０３ａは、ｔ１時点における、第二カメラ１０５の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
温度データ６０３ｂは、ｔ２時点における、第二カメラ１０５の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
温度データ６０３ｃは、ｔ３時点における、第二カメラ１０５の温度データ記憶部２０７に記録された温度データである。
第二カメラ１０５は取鍋１０３の進行方向に沿うように設置されている。したがって、ｔ１時点では温度データ６０３ａに示されるように、取鍋１０３は視界から外れている。
ｔ２時点では、温度データ６０３ｂに示されるように、取鍋１０３全体が視界の中に納まっている。そして、ｔ３時点でも、温度データ６０３ｃに示されるように、取鍋１０３の一部がまだその視界の中に残っている。

図６（ｂ）及び（ｃ）より、ｔ１時点では、第一カメラ１０４は取鍋１０３を捕捉できているものの、第二カメラ１０５は取鍋１０３が視界から外れている。そして、第二カメラ１０５はｔ２時点でようやく取鍋１０３の捕捉に成功する。この時間差を利用して、取鍋１０３の移動方向を検出する。

図７は、制御コンピュータ１０９の動作の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（ステップＳ７０１）、通信部５０２は第一カメラ１０４のトリガ信号が来たか否か、確認する（ステップＳ７０２）。第一カメラ１０４のトリガ信号が来たなら（ステップＳ７０２のＹ）、通信部５０２はタイマ５０３に第一カメラ１０４のトリガ信号を渡す。タイマ５０３はこれに呼応して始動し（ステップＳ７０３）、一旦処理を終了する（ステップＳ７０４）。なお、本フローチャートは無限ループであるため、再びステップＳ７０１から処理が開始される。

通信部５０２は第一カメラ１０４のトリガ信号が来ていないと認識したら（ステップＳ７０２のＮ）、次に第二カメラ１０５のトリガ信号が来たか否か、確認する（ステップＳ７０５）。
第二カメラ１０５のトリガ信号が来たなら（ステップＳ７０５のＹ）、通信部５０２はＡＮＤゲート５０７に第二カメラ１０５のトリガ信号を渡す。ＡＮＤゲート５０７は、ＮＯＴゲート５０８から来る、タイマ５０３が規定時間以内であることを示す信号を受けて、トリガ信号を出力する（ステップＳ７０６）。そして、このトリガ信号はタイマ５０３に対して、停止及びリセット信号として供給され、タイマ５０３はこれに呼応して停止し（ステップＳ７０７）、一旦処理を終了する（ステップＳ７０４）。

第二カメラ１０５のトリガ信号が来ていない場合（ステップＳ７０５のＮ）、比較器５０４はタイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間を越えた時間を示しているか否か、確認する（ステップＳ７０８）。もし規定時間を越えていれば（ステップＳ７０８のＹ）、比較器５０４は「１」を出力する。タイマ５０３はこれに呼応して停止し（ステップＳ７０７）、一旦処理を終了する（ステップＳ７０４）。
ステップＳ７０８で、タイマ５０３が規定時間を越えていなければ（ステップＳ７０８のＮ）、何もせずに一旦処理を終了する（ステップＳ７０４）。
ここで、ステップＳ７０５で第二カメラ１０５のトリガ信号を受信する時は、タイマ５０３が規定時間を越えていないことがステップＳ７０８にて保障される。したがって、ステップＳ７０５がＹの時に、タイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間を超えているか否かを確認する必要はない。

以上より、本実施形態の温度異常監視システム１０１は、第一カメラ１０４が予め設定された領域内に取鍋１０３の存在を検出してから、規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間を経過する迄に第二カメラ１０５が取鍋１０３の存在を検出すると、制御コンピュータ１０９は、取鍋１０３が順方向に移動したことを検出する。そして、この検出結果に呼応して、第一カメラ１０４乃至第四カメラ１０７から、温度データのダウンロードを開始する。
もし、取鍋１０３が逆方向に移動する場合、第一カメラ１０４が取鍋１０３の存在を検出しても、その後第二カメラ１０５は取鍋１０３の存在を検出できないので、タイマ５０３は規定時間を過ぎてしまう。このため、取鍋１０３の逆方向の移動に対しては、制御コンピュータ１０９は誤った温度データのダウンロードを行わずに済む。

［第二の実施形態］
図８は、本発明の第二の実施形態の例である、温度異常監視システムの概略図である。なお、図８の、図１と異なる部分以外の説明は省略する。
温度異常監視システム８０１は、熱画像撮影システムを利用して実現するシステムである。熱画像を撮影し、得られた温度データから温度異常状態の検出を行う。
図８では、図１の第一カメラ１０４及び第二カメラ１０５の代わりに、第五カメラ８０２が設けられている。第五カメラ８０２は取鍋１０３の進行方向に対してほぼ直角の位置に設置されている。

図９は、熱画像撮影装置の機能ブロック図である。第五カメラ８０２の内部の機能に該当する。なお、図９の、図２と異なる部分以外の説明は省略する。
図９の熱画像撮影装置９０１は、図２の熱画像撮影装置２０１の領域検出機能を二つ分包含し、更に図５の制御コンピュータ１０９の機能の一部も包含したものである。

ここで、図９の熱画像撮影装置９０１の各機能ブロックの説明に入る前に、熱画像撮影装置９０１の動作の概要を説明する。
図１０は、図９の熱画像撮影装置９０１の第一領域と第二領域を模式的に示す図である。
図９の熱画像撮影装置９０１は、図２の熱画像撮影装置２０１とは異なり、一つの温度データについて、二つの領域を設定する。これが、第一領域１００２と第二領域１００３である。夫々の領域は、必ずしも同じ大きさでなくても良いが、必ず異なる位置に配置されていなければならない。つまり、取鍋１０３の移動を正しく検出できる必要がある。

図９に戻って、各機能ブロックを説明する。
図１０にて説明したように、第一領域抽出部９０２と、第二領域抽出部９０３は、温度データ一時メモリ２０９から、異なる領域のドットを抜き出す。つまり、第一領域抽出部９０２と第二領域抽出部９０３は、機能は全く同じであるものの、第一領域設定データ格納部９０４と第二領域設定データ格納部９０５には異なる領域を指定するデータが記憶されている。
第一温度データ弁別部９０６と第二温度データ弁別部９０７は、図２の温度データ弁別部２１４と機能は全く変わらない。第一基準温度格納部９０８と第二基準温度格納部９０９は、図２の基準温度格納部２１５と同じものである。第一基準温度格納部９０８と第二基準温度格納部９０９は同じであっても良いし、異なる温度であっても良い。
比較器９１０と比較器９１１は、図２の比較器２１６と機能は全く変わらない。第一占有率格納部９１２と第二占有率格納部９１３は、図２の占有率格納部２１７と同じものである。第一占有率格納部９１２と第二占有率格納部９１３は同じであっても良いし、異なる率であっても良い。

比較器９１０の出力は、タイマ５０３に起動信号として供給される。
タイマ５０３の計時データは比較器５０４のプラス側端子に入力される。比較器５０４のマイナス側端子には規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間データが与えられる。つまり、タイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間を越えると、比較器５０４が「１」を出力する。この「１」の出力は、ＯＲゲート５０６を介してタイマ５０３自身のリセット及び停止信号として入力される。

一方、比較器９１１の出力は、ＡＮＤゲート５０７に入力される。ＡＮＤゲート５０７のもう一方の入力端子には、比較器５０４の出力がＮＯＴゲート５０８を通じて入力される。つまり、タイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間以内のときに比較器５０４の出力信号が来ると、ＡＮＤゲート５０７は「１」を出力する。この「１」の出力は、ＯＲゲート５０６を介してタイマ５０３自身のリセット及び停止信号として入力されると共に、通信部９１４を通じて制御コンピュータ１０９にトリガ信号として出力される。

以上、タイマ５０３、規定時間データ格納部５０５、比較器５０４、ＯＲゲート５０６、ＮＯＴゲート５０８、ＡＮＤゲート５０７は、図５の制御コンピュータ１０９のものと全く同じである。

図１１は、制御コンピュータ８０９の機能ブロック図である。
図５の制御コンピュータ１０９と違う点は、タイマ５０３、規定時間データ格納部５０５、比較器５０４、ＯＲゲート５０６、ＮＯＴゲート５０８、ＡＮＤゲート５０７がない点である。これらは熱画像撮影装置９０１側に取り込まれたので、制御コンピュータ８０９は単にトリガ信号を受けて温度データのダウンロードを行うだけの、簡素な構成となっている。

図１２は、熱画像撮影装置９０１の動作の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（ステップＳ１２０１）、第一温度データ弁別部９０６と比較器９１０は第一領域１００２のチェックを行う（ステップＳ１２０２）。比較器９１０による第一占有率格納部９１２に格納されている第一占有率との比較の結果、第一領域１００２の「１」の割合が第一占有率を越えたなら（ステップＳ１２０３のＹ）、比較器９１０の出力が真になる。タイマ５０３はこれに呼応して始動し（ステップＳ１２０４）、一旦処理を終了する（ステップＳ１２０５）。なお、本フローチャートは無限ループであるため、再びステップＳ１２０１から処理が開始される。

第一領域１００２の「１」の割合が第一占有率を越えていない場合（ステップＳ１２０３のＮ）、第二温度データ弁別部と比較器９１１は第二領域１００３のチェックを行う（ステップＳ１２０６）。比較器９１１による第二占有率格納部９１３に格納されている第二占有率との比較の結果、第二領域１００３の「１」の割合が第二占有率を越えたなら（ステップＳ１２０７のＹ）、比較器５０４の出力が真になる。ＡＮＤゲート５０７は、この比較器５０４の出力と、ＮＯＴゲート５０８から来る、タイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間以内であることを示す信号を受けて、「１」を出力する（ステップＳ１２０８）。そして、この「１」の信号はタイマ５０３に対して、停止及びリセット信号として供給され、タイマ５０３はこれに呼応して停止し（ステップＳ１２０９）、一旦処理を終了する（ステップＳ１２０５）。

第二領域１００３の「１」の割合が第二占有率を越えていない場合（ステップＳ１２０７のＮ）、比較器５０４はタイマ５０３が規定時間データ格納部５０５に格納されている規定時間を越えた時間を示しているか否か、確認する（ステップＳ１２１０）。もし規定時間を越えていれば（ステップＳ１２１０のＹ）、比較器５０４は「１」を出力する。タイマ５０３はこれに呼応して停止し（ステップＳ１２０９）、一旦処理を終了する（ステップＳ１２０５）。
ステップＳ１２１０で、タイマ５０３が規定時間を越えていなければ（ステップＳ１２１０のＮ）、何もせずに一旦処理を終了する（ステップＳ１２０５）。
ここで、ステップＳ１２０７で第二領域１００３が閾値を越えた時は、タイマ５０３が規定時間を越えていないことがステップＳ１２１０にて保障される。したがって、ステップＳ１２０７がＹの時に、タイマ５０３が規定時間を超えているか否かを確認する必要はない。

本実施形態には、以下のような応用例が考えられる。
（１）第一及び第二の実施形態では、領域内の被写体の検出に、領域内の温度データを温度の閾値で二値化した後、「１」を示すドットの占有率で判断した。
この算出方法に代えて、全領域内の温度データの平均を算出した後、その平均温度を温度の閾値で判定する、という方法でもよい。

以上に記した、第一及び第二の実施形態では、熱画像撮影システムを内包する温度異常監視システムを開示した。
熱画像撮影装置が撮影する温度データ（熱画像データ）に、予め所定の領域（枠）を設定しておき、その領域に被写体が収まったことを検出し、検出信号を出力する。被写体の移動を検出するために、異なる領域を二つ設定する。
この、二つの検出信号が所定の時間内に発生したことを検出することで、被写体の移動方向を認識し、トリガ信号を発生する。
専用のセンサを設けることなく、熱画像撮影装置自身の機能をセンサとして流用することで、システム構築が容易になると共に、システム構築にかかるコストを削減できる。

以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含むことは言うまでもない。

本発明の第一の実施形態の例である、温度異常監視システムの概略図である。 熱画像撮影装置の機能ブロック図である。 領域抽出部と領域設定データの動作を模式的に示す図である。 温度データ弁別部と比較器の動作を模式的に示す図である。 制御コンピュータの機能ブロック図である。 第一カメラと第二カメラの温度データと、タイマと比較器の動作との関係を模式的に示す図である。 制御コンピュータの動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第二の実施形態の例である、温度異常監視システムの概略図である。 熱画像撮影装置の機能ブロック図である。 熱画像撮影装置の第一領域と第二領域を模式的に示す図である。 制御コンピュータの機能ブロック図である。 熱画像撮影装置の動作の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０１…温度異常監視システム、１０２…レール、１０３…取鍋、１０４…第一カメラ、１０５…第二カメラ、１０６…第三カメラ、１０７…第四カメラ、１０８…ＬＡＮ、１０９…制御コンピュータ、２０１…熱画像撮影装置、２０２…レンズ、２０３…赤外線検出器、２０４…増幅器、２０５…Ａ／Ｄ変換器、２０６…温度変換部、２０７…温度データ記憶部、２０８…スイッチ、２０９…温度データ一時メモリ、２１０…通信部、２１１…温度データ送信部、２１２…領域抽出部、２１３…領域設定データ格納部、２１４…温度データ弁別部、２１５…基準温度格納部、２１６…比較器、２１７…占有率格納部、３０２…温度データ、３０３…領域設定データ、４０３…ドット、５０２…通信部、５０３…タイマ、５０４…比較器、５０５…規定時間データ格納部、５０６…ＯＲゲート、５０７…ＡＮＤゲート、５０８…ＮＯＴゲート、５０９…温度データ受信部、５１０…表示制御部、５１１…不揮発性ストレージ、５１２…温度検査部、５１３…表示部、６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ…温度データ、６０４、６０５…視野角、８０２…第五カメラ、８０９…制御コンピュータ、９０１…熱画像撮影装置、９０２…第一領域抽出部、９０３…第二領域抽出部、９０４…第一領域設定データ格納部、９０５…第二領域設定データ格納部、９０６…第一温度データ弁別部、９０７…第二温度データ弁別部、９０８…第一基準温度格納部、９０９…第二基準温度格納部、９１０…比較器、９１１…比較器、９１２…第一占有率格納部、９１３…第二占有率格納部、９１４…通信部、１００２…第一領域、１００３…第二領域

Claims (6)

1. 移動する発熱体を撮影する第一の熱画像撮影装置と、
   前記第一の熱画像撮影装置と等しい構成を有し、移動する前記発熱体を撮影する第二の熱画像撮影装置と、
   前記第一の熱画像撮影装置及び前記第二の熱画像撮影装置と接続される制御コンピュータと
   よりなる熱画像撮影システムであって、
   前記第一及び第二の熱画像撮影装置は、
   発熱体が発する赤外線の強度をドット毎に計測してドット毎の信号を出力する赤外線検出器と、
   前記赤外線検出器が出力する前記ドット毎の信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記デジタル値をドット毎の二次元温度データに変換する温度変換部と、
   前記二次元温度データを保存する温度データ一時メモリと、
   前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから所定領域の部分を示す部分温度データを抽出する領域抽出部と、
   前記部分温度データに演算処理を行った後に所定の第一閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する発熱体検出部と、
   前記発熱体検出部が前記発熱体を検出した結果のトリガ信号を外部に送信する第一通信部と
   を具備し、
   前記制御コンピュータは、
   前記第一通信部と通信を行う第二通信部と、
   前記第一の熱画像撮影装置の前記発熱体検出部から前記第二通信部を通じて得られる第一トリガ信号を受けて起動するタイマと、
   前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えたか否かを判定する第一比較器と、
   前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えていないことを前記第一比較器が判定している時に前記第二の熱画像撮影装置の前記発熱体検出部から前記第二通信部を通じて得られる第二トリガ信号が来たことを検出するゲートと、
   前記ゲートが発する検出信号を受けて前記第一の熱画像撮影装置から前記二次元温度データをダウンロードする温度データ受信部と
   を具備することを特徴とする熱画像撮影システム。
2. 前記発熱体検出部は、
   前記部分温度データを所定の第二閾値と比較して二値化し、前記第二閾値を越える前記ドットの占有率を算出する温度データ弁別部と、
   前記占有率を所定の第三閾値と比較し、前記占有率が前記第三閾値を越えるか否かを判定する第二比較器と
   よりなることを特徴とする、請求項１記載の熱画像撮影システム。
3. 前記発熱体検出部は、前記部分温度データの前記ドット毎の温度の平均値を算出し、前記平均値が所定の第四閾値を越えるか否かを判定することを特徴とする、請求項１記載の熱画像撮影システム。
4. 発熱体が発する赤外線の強度をドット毎に計測して前記ドット毎の信号を出力する赤外線検出器と、
   前記赤外線検出器が出力する前記ドット毎の信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記デジタル値を前記ドット毎の二次元温度データに変換する温度変換部と、
   前記二次元温度データを保存する温度データ一時メモリと、
   前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから第一の所定領域の部分を示す第一部分温度データを抽出する第一領域抽出部と、
   前記第一部分温度データに演算処理を行った後に所定の第一閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する第一発熱体検出部と、
   前記温度データ一時メモリに保存されている前記二次元温度データから第二の所定領域の部分を示す第二部分温度データを抽出する第二領域抽出部と、
   前記第二部分温度データに演算処理を行った後に所定の第二閾値と比較して前記発熱体の存在の有無を判定する第二発熱体検出部と、
   前記第一発熱体検出部から得られる第一トリガ信号を受けて起動するタイマと、
   前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えたか否かを判定する第一比較器と、
   前記タイマが計測する時間が所定の規定時間を越えていないことを前記第一比較器が判定している時に前記第二領域抽出部から得られる第二トリガ信号が来たことを検出するゲートと、
   前記ゲートが発するトリガ信号を外部に送信する通信部と
   を具備することを特徴とする熱画像撮影装置。
5. 前記第一発熱体検出部は、
   前記第一の部分温度データを所定の第三閾値と比較して二値化し、前記第三閾値を越える前記ドットの占有率を算出する第一温度データ弁別部と、
   前記占有率を所定の第四閾値と比較し、前記占有率が前記第四閾値を越えるか否かを判定する第三比較器と
   よりなり、
   前記第二発熱体検出部は、
   前記第二の部分温度データを所定の第五閾値と比較して二値化し、前記第五閾値を越える前記ドットの占有率を算出する第二温度データ弁別部と、
   前記占有率を所定の第六閾値と比較し、前記占有率が前記第六閾値を越えるか否かを判定する第四比較器と
   よりなることを特徴とする、請求項４記載の熱画像撮影装置。
6. 前記第一発熱体検出部は、前記部分温度データの前記ドット毎の温度の平均値を算出し、前記平均値が所定の第七閾値を越えるか否かを判定することを特徴とする、請求項４記載の熱画像撮影装置。

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