JP2013122624A

JP2013122624A - 車両火災検出装置

Info

Publication number: JP2013122624A
Application number: JP2011269823A
Authority: JP
Inventors: Ayaka Yamamoto; 文香山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-20
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: JP5697587B2

Abstract

【課題】トンネル内等の囲まれた場所での車両火災による煙の検出精度を向上させると共に、計算コストを抑えて煙の発生から短時間で煙検出できる車両火災検出装置を得る。
【解決手段】所定の周期で画像を撮像する画像撮像部１と、画像撮像部１で撮像された画像から車両を検出し、追跡して車両の位置及び速度を検出する車両検出・追跡部２と、車両検出・追跡部２で検出された車両の走行速度から火災車両候補を判定する異常走行車両判定部３と、異常走行車両判定部３で判定された火災車両候補に対して煙の観測領域を設定する観測領域設定部４と、観測領域設定部４で設定された観測領域内における煙の有無を判定する煙検出部５とを備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、監視カメラで撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、車両火災による煙の発生を検知する車両火災検出装置に関するものである。

従来から、画像処理により煙を検出する技術が種々提案されている。例えば、特開２００１−２５６４７５号公報（特許文献１）には、オプティカルフロー推定により画素ごとの速度ベクトルを算出し、その大きさと向きを基に煙の上昇する動きを検出する黒煙検知システムが提案されている。

また、特開２０１０−９７４３０号公報（特許文献２）には、煙が通過する領域での時間経過に伴う輝度値の変化特性に着目し、画像を等分割してできる画像ブロックごとに時間微分量等の特徴量から煙領域か否かを識別する煙検出装置が提案されている。

更に、特開２０１０−２１８０４６号公報（特許文献３）には、画像中の煙を含んだ領域では輝度分布の分散が小さくなることを利用し、予め背景画像中で輝度分布の分散が大きい部分を検出領域と設定しておき、この検出領域の輝度分布における平均、分散等特徴量の変化から煙の発生を検出する煙検出装置が提案されている。

特開２００１−２５６４７５号公報特開２０１０−９７４３０号公報特開２０１０−２１８０４６号公報

従来の煙検出装置は、上記のような画像処理技術により構成されているが、例えばトンネル内等のように、囲まれた場所での車両火災検知に適用するにはそれぞれ以下に説明するような問題があり、いずれも煙検出精度が低下する恐れがある。

即ち、特許文献１の開示技術においては、オプティカルフローの計算に莫大なコストが必要となり、また車が行き交うトンネル内では、カメラ映像内の上方に向かって走行する車両と上昇する煙の識別が困難になる。

また、特許文献２の開示技術においても、画像全体に対して識別を行なうため、画像ブロック毎の特徴量算出に膨大な計算コストを要することになる。

更に、特許文献３の開示技術においては、一般にトンネル内壁面にはテクスチャが少ないことから、検出領域の設定箇所が天井のトンネルランプ近辺等の一部に集中するため、車両火災の発生場所に依っては検出漏れを起こしたり、煙が検出領域に到達するまでに時間を要する恐れがある。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、トンネル内等の囲まれた場所での車両火災による煙の検出精度を向上させると共に、計算コストを抑えて煙の発生から短時間で煙検出できる車両火災検出装置を得ることを目的とする。

この発明に係る車両火災検出装置は、監視カメラで撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、車両火災による煙の発生を検知する車両火災検出装置であって、所定の周期で画像を撮像する画像撮像部と、上記画像撮像部で撮像された画像から車両を検出し、追跡して車両の位置及び速度を検出する車両検出・追跡部と、上記車両検出・追跡部で検出された車両の走行速度から火災車両候補を判定する異常走行車両判定部と、上記異常走行車両判定部で判定された火災車両候補に対して煙の観測領域を設定する観測領域設定部と、上記観測領域設定部で設定された観測領域内における煙の有無を判定する煙検出部と、を備えたものである。

この発明に係る車両火災検出装置によれば、火災車両候補が出現した場合にのみ煙検出処理を行なうため、平常時に煙を誤検出する可能性を排除し、煙の検出精度を向上させることができると共に、火災車両候補の位置に応じて煙の観測領域を設定するため、火災車両候補から離れた場所等の煙が発生し得ない場所での誤検出も抑えることができる。また、観測領域を限定することで、検出処理時の計算コストを抑えることができ、発生場所を問わず迅速に煙を検知することができる。

この発明の実施の形態１による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１によるトンネル内路面の状況図と、煙の観測領域を設定する過程を２次元画像座標系で見た状況図である。この発明の実施の形態１による煙の観測領域を設定する過程を３次元座標系で見た状況図である。この発明の実施の形態１による煙の観測領域の設定及び解除手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２による火災車両候補の位置と適用する煙検出手法の関係図である。この発明の実施の形態２による煙の観測領域の設定及び解除手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態３による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態３によるトンネル内で発生した渋滞の状況図と、煙の観測領域を設定する過程を２次元画像座標系で見た状況図である。この発明の実施の形態３による煙の観測領域の設定及び解除手順を示すフローチャートである。この発明の実施の形態４による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態４による車両火災発生における火災車両周辺の状況図である。この発明の実施の形態５による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態６による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態７による車両火災検出装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１による車両火災検出装置について説明する。図１は実施の形態１による車両火災検出装置のブロック構成図を示し、図２（ａ）はトンネル内の路面を撮影した原画像を、図２（ｂ）は図２（ａ）の原画像に対して煙の観測領域を設定する過程を示している。また、図３は図２と同一シーンにて３次元座標系での位置関係を示し、図４は煙の観測領域を設定及び解除手順を示すフローチャートである。

図１において、画像撮像部１は、図示しない監視用ＩＴＶカメラ等の撮像素子から所定の周期で画像を取得し、デジタルデータとして記憶する。車両検出・追跡部２は、画像中に存在する車両を検出し、追跡してその位置及び走行速度を算出する。異常走行車両判定部３は、車両検出・追跡部２で得られた走行速度を基に、検出車両が異常走行車両か否かを判定し、異常走行車両と判定された場合に火災車両候補リストにその位置及び走行速度を登録する。また、観測領域設定部４は、火災車両候補リストに登録された火災車両候補に対して煙を観測する観測領域を設定し、煙検出部５により観測領域を通過する煙を検出する。なお、車両検出・追跡部２と異常走行車両判定部３により火災車両候補検出機能部６が構成され、観測領域設定部４と煙検出部５により煙検出機能部７が構成されている。

次に、上記のように構成された実施の形態１による車両火災検出装置の動作について説明する。まず、画像撮像部１が所定の周期で画像データを取得し、該画像データをデジタルデータとして記憶する。次に、車両検出・追跡部２は、画像撮像部１で撮像された画像データから車両を検出し、追跡して、車両ごとに画像上の位置（画像座標系）、３次元座標系変換後の位置及び走行速度を算出する。なお、車両の検出及び追跡方法は、車両の位置及び走行速度が得られるものであれば特に限定しないが、例えば、特開２００５−７８２３１号公報の段落００２０に開示されているような技術が適用できる。

画像中の車両位置及び走行速度のデータが揃うと、異常走行車両判定部３は、車両検出・追跡部２で算出された走行速度を基に各検出車両が異常走行車両か否かを判定し、異常走行車両と判定された場合に火災車両候補リストにその位置（画像座標系、３次元座標系）及び走行速度を登録する。ここでは、「火災車両は停止或いは低速走行（異常走行）する」と仮定し、走行する速さが所定の閾値以下の車両を火災車両候補と識別する。

異常走行車両判定部３で火災車両候補が登録された場合に、観測領域設定部４は登録された火災車両候補の位置に応じて煙を観測する観測領域を設定し、煙検出部５により観測領域内の煙を検出する。このように、煙の観測領域及びタイミングを制御することで、車両火災による煙の検出精度を向上させると共に、計算コストを抑えて高速に処理する。

次に、観測領域の設定方法を図２及び図３に基づいて説明する。この設定方法では、煙が上昇する性質を利用し、発煙する可能性がある箇所（ここでは火災車両候補）の上方を観測することを基本概念とする。

画像中に火災車両候補８が出現すると、車両位置９の３次元座標から３次元座標系ｙ軸方向に△ｙ_１平行移動した位置を１０ａ、更に△ｙ_２平行移動した位置を１０ｂとし、これらを３次元座標系から画像座標系に座標変換したものを観測領域設定のための制御点とする。但し、３次元座標系において、ｙ軸は路面に対して垂直上方向を指す。

ここで、観測領域の形状は特に限定しないが、例えばライン画像領域とした場合に、制御点１０ａ及び１０ｂから画像座標系Ｘ軸に平行な１画像ライン１１ａ、１１ｂを観測領域に設定する。このとき、３次元座標上では図３中の平面１１ａ、１１ｂ上が観測対象となっている。他にも、観測領域の形状として画像上の直線１１ａを下辺、１１ｂを上辺とした長方形領域等が考えられる。観測領域の形状は煙検出部５の煙検出方法に応じて決定するが、基本的に図２（ｂ）に示す直線１１ａを下限、直線１１ｂを上限とする領域に収まるようにする。

平行移動幅Δｙ_１及びΔｙ_２は、煙の上昇速度Ｖｓ（ｍ／ｓ）及びフレームレートｆ（ｆｒａｍｅ／ｓｅｃ）から、Ｖｓ／ｆ（ｍ／ｆｒａｍｅ）以上とする。一般に煙の上昇速度はＶｓ＝３〜５であるので、例えばフレームレートがｆ＝０．１の場合に、平行移動幅をそれぞれΔｙ_ｉ＞０．５（ｍ）に設定する。これは、煙が観測を開始する前に領域１１ａに到達することや、領域１１ａと１１ｂを同フレーム中に通過することを防ぎ、観測領域内で煙の上昇を捉えるためである。

次に、観測タイミングの制御方法を図１及び図４に基づいて説明する。火災車両候補検出機能部６で火災車両候補８が登録された場合にのみ煙検出処理を開始し、先ず煙検出処理回数のカウンタを初期化する（ステップＳ１０）。

次いで、観測領域設定部４で観測領域を設定し、煙検出部５で煙検出処理を行なう（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。ここで観測領域内にて煙を検出した場合、煙検出フラグｆｌａｇをセットすることで煙の発生を通知する（ステップＳ１３）。なお、煙検出フラグは本装置の起動時に初期化されているものとする。

観測領域内で煙を検出しなかった場合は、次に煙検出処理回数カウンタをインクリメントする（ステップＳ１４）。このとき、カウンタの値ｎ_Ｋがリトライ上限値Ｎ_ｍａｘを超えていなければ次の画像入力を待ち、ステップＳ１１から処理を繰り返す（ステップＳ１５、ステップＳ１６）。

ステップＳ１５でカウンタの値ｎ_Ｋがリトライ上限値Ｎ_ｍａｘを超えた場合は、火災車両候補８の登録を解除して一般異常走行車両と識別し、この火災車両候補８に対する煙の観測を終了する。

なお、火災車両候補８が２つ以上登録されている場合は、上記動作を火災車両候補８ごとに行なう。但し、煙検出フラグは全火災車両候補で同一のものを使用する。

上記のように構成された実施の形態１の車両火災検出装置によれば、火災車両候補８が出現した場合にのみ煙検出処理を行なうため、平常時に煙を誤検出する可能性を排除し、煙検出精度を向上させることができる。また、火災車両候補８の位置に応じて観測領域を設定するため、火災車両候補８から離れた場所等の煙が発生し得ない場所での誤検出も抑えることができる。

更に、観測領域を限定することで、検出処理時の計算コストを抑えることができる他、発生場所を問わず迅速に煙を検知することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による車両火災検出装置について説明する。図５は実施の形態２による車両火災検出装置のブロック構成図を示し、図６は図２と同一シーンにおいて、火災車両候補の位置と適用する煙検出手法の関係を表し、適用する煙検出手法ごとに路面を領域分割したマップを示している。また、図７は煙検出手法を選択するタイミングを示すフローチャートである。なお、これらの図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号を付してその説明を省略する。

観測領域設定部２０は、異常走行車両判定部３で登録された火災車両候補８に対して車両位置を基に煙の検出手法を選択し、煙を観測する観測領域を設定する。煙検出部２１は、観測領域設定部２０で選択された煙の検出手法を用いて観測領域を通過する煙を検出する。

次に、上記のように構成された実施の形態２の車両火災検出装置の動作について説明する。上記実施の形態１と同様に、まず、画像撮像部１が所定の周期で画像データを取得し、車両検出・追跡部２が、画像データから車両を検出し、追跡して、車両の画像上の位置（画像座標系）、３次元座標系変換後の位置及び走行速度を算出する。同様に、異常走行車両判定部３は、走行速度を基に各検出車両が異常走行車両か否かを判定し、異常走行車両と判定された場合に火災車両候補リストにその位置（画像座標系、３次元座標系）及び走行速度を登録する。

異常走行車両判定部３で火災車両候補８が登録された場合に、観測領域設定部２０は登録された火災車両候補８の位置に応じて煙を観測する観測領域を設定し、煙検出部２１により観測領域内の煙を検出する。その際、上記実施の形態１では唯一の観測領域の形状及び煙検出手法を採用していたが、実施の形態２では火災車両候補８の位置に応じて適した観測領域の形状及び煙検出手法を適用することで、煙の検出精度をより向上させる。

次に，観測領域の形状及び煙検出手法の決定方法を図２及び図６に基づいて説明する。画像中に火災車両候補８が出現すると、図６のマップを参照し、車両位置１０がマップ上のどの領域に含まれるかを識別する。図６は、例として路面を観測領域が右壁面上に設定される領域２２、路面を含む領域２３、左壁面上に設定される領域２４の３つに分割しており、それぞれの領域２２、２３、２４に対して異なる観測領域の形状及び煙検出手法の組み合わせを割り当てている。このとき、図２の火災車両候補８は図６のマップ上では領域２２に含まれるので、領域２２に割り当てられている観測領域の形状及び煙検出手法を選択し、以後の煙検出処理を行なう。

なお、マップの領域分割及び煙検出手法の割当ては、シーン毎に背景や交通状況の事前知識等から決定し、これらの情報を事前に観測領域設定部２０内のメモリにロードしておくこととする。

次に、観測タイミングの制御方法を図５及び図７に基づいて説明する。火災車両候補検出機能２で火災車両候補が登録された場合にのみ煙検出処理を開始し、先ず煙検出処理回数のカウンタを初期化する（ステップＳ１０）。

次いで、観測領域設定部２０で煙検出手法及び観測領域の形状を決定し（ステップＳ２０）、以後は上記実施の形態１と同様に、観測領域を設定して煙検出部２１で煙検出処理を行なう（ステップＳ１１、ステップＳ１２）。

観測領域内で煙を検出しなかった場合、カウンタの値ｎ_Ｋがリトライ上限値Ｎ_ｍａｘを超えていなければ次の画像入力を待ち、煙検出手法の選択（ステップＳ２０）から処理を繰り返す（ステップＳ１４、ステップＳ１５、ステップＳ１６）。

なお、観測領域内にて煙を検出した場合、煙検出フラグｆｌａｇをセットすることで煙の発生を通知する（ステップＳ１３）。なお、煙検出フラグは本装置の起動時に初期化されているものとする。

上記のように構成された実施の形態２の車両火災検出装置によれば、上記実施の形態１と同様の効果を奏すると共に、シーンの状況に応じて画像上の位置ごとに適した煙検出手法を設定することができるため、より精度の高い煙検出をすることができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による車両火災検出装置について説明する。図８は実施の形態３による車両火災検出装置のブロック構成図を示し、図９（ａ）はトンネル内の渋滞を撮影した原画像を、図９（ｂ）は図９（ａ）の原画像に対して煙の観測領域を限定する過程を示している。また、図１０は煙の観測領域を設定・解除手順を示すフローチャートである。

上記各実施の形態においては、煙検出処理をカメラ映像中の停止、或いは低速走行している車両全てに対して施しているが、例えば図９（ａ）に示すような渋滞が発生した場合に、停止車両及び低速車両が大量に出現するため、それぞれに対して煙検出処理を行なうと計算コストが増大してしまうことになる。

そこで、実施の形態３では画像中に渋滞が発生しているか否かを判定し、渋滞が発生している場合に観測領域を限定して煙検出することで計算コストの増大を抑制する。なお、図７〜図１０において、上記実施の形態１あるいは実施の形態２と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

渋滞判定機能部である交通流計測部３０は、車両検出・追跡部２で検出された車両の台数及び走行速度を基に、カメラ映像中に渋滞が発生しているかを判定する。観測領域設定部３１は、異常走行車両判定部３で登録された火災車両候補８に対して、交通流計測部３０で渋滞判定に応じて対象を限定して観測領域を設定する。

次に、上記のように構成された実施の形態３の車両火災検出装置の動作について説明する。実施の形態１あるいは実施の形態２と同様に、まず、画像撮像部１が所定の周期で画像データを取得し、車両検出・追跡部２が、画像データから車両を検出し、追跡して、車両の画像上の位置（画像座標系）、３次元座標系変換後の位置及び走行速度を算出する。同様に、異常走行車両判定部３は、走行速度を基に各検出車両が異常走行車両か否かを判定し、異常走行車両と判定された場合に火災車両候補リストにその位置（画像座標系、３次元座標系）及び走行速度を登録する。

その際に交通流計測部３０では、車両検出・追跡部２で得られた車両情報を基に、カメラ映像中に渋滞が発生しているかを判定する。なお、渋滞判定の方法は、画像中各車両の位置及び走行速度から渋滞の有無が判定できるものであれば特に限定しないが、例えば、特開２００５−７８２３１号公報の段落００１７に開示されているような技術が適用できる。

異常走行車両判定部３で火災車両候補８が登録されると、観測領域設定部３１では交通流計測部３０で渋滞発生と判定された場合に、一部火災車両候補に限定して観測領域を設定する。一方、渋滞が無いと判定された場合には、全火災車両候補に対して観測領域を設定し、煙検出部２１により観測領域内の煙を検出する。

次に、渋滞発生時の観測領域の設定方法を図９に基づいて説明する。画像中に渋滞が発生すると、先ず同一車両上に存在し、２次元画像座標系において一定値より近い距離に位置する火災車両候補同士を統合して１車両として扱う。このように、ある車両に対する煙の観測領域が他の車両から発生する煙を観測できると判断した場合に、候補を結合して観測領域の設定数を減らす。

次に、画像を複数個のブロックに分割し、そのうち１つのブロックにて、ブロック内に存在する火災車両候補に対し観測領域を設定する。図９（ｂ）では、例として画像を路面後方ブロック３２、路面中間ブロック３３、路面前方ブロック３４の３つに分割しており、例えばブロック３３の場合に、ブロック内の２台の車両が火災車両候補であれば、それぞれに対し煙検出処理を行なう。なお、画像の分割方法はシーン毎に背景やカメラのアングル等から決定する。

次に、渋滞発生後の観測タイミングの制御方法を図８及び図１０に基づいて説明する。
交通流計測部３０において渋滞有りと判定されると、先ず画像を複数個のブロックに分割し、そのうち１つのブロック内で以後の処理を行なう（ステップＳ３０）。

次に、同一車両上で２次元画像座標系において一定値より近い距離に位置する火災車両候補同士を統合し、上記実施の形態２と同様に、観測領域を設定して煙検出部２１で煙検出処理を行なう（ステップＳ１０、ステップＳ２０、ステップＳ１１〜Ｓ１２）。

観測領域内で煙を検出しなかった場合に、次の画像入力を待ち、入力画像内に渋滞が無ければ通常の煙検出処理に移行する（ステップＳ１４〜Ｓ１６、ステップＳ３１）。

また、カウンタの値ｎ_Ｋがリトライ上限値Ｎ_ｍａｘを超えても観測領域内で煙を検出しなかった場合は、別のブロックについて同様の処理を行なう。そして、全ての画像ブロックで煙を検出しなかった場合に、現時点で画像上に存在する火災車両候補に対する煙の観測処理を終了する。

上記のように構成された実施の形態３の車両火災検出装置によれば、上記実施の形態１あるいは実施の形態２と同様の効果を奏すると共に、渋滞の発生により火災車両候補が大量に出現した場合にも、火災車両候補のうち一部に限定して煙検出処理を施すことで、計算コストの増加を抑制することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４による車両火災検出装置について説明する。図１１は実施の形態４による車両火災検出装置のブロック構成図を示し、図１２は車両火災発生による火災車両周辺状況の一例を示している。

上記各実施の形態においては、カメラ１台からの映像を分析することで火災車両候補を検出しているが、車両火災の前兆及び影響は、隣接するカメラの撮影領域まで及ぶことが考えられる。例えば図１２に示すような車両火災発生のシーンでは、火災車両４０の周辺で交通が麻痺し、火災車両４０の周辺のカメラ４２で渋滞を観測することが考えられる。このような交通麻痺の状況下では、火災車両４０の周辺で玉突き事故等を誘発する恐れがある。また、火災車両４０が発する煙がカメラ４２の撮影範囲に流入する可能性もある。このような場合、カメラ４１での火災車両検出情報をカメラ４２用の隣接車両火災検出装置に通知することで、この通知に応じて適した動作に切り替えることができるため、煙の検出漏れを抑制することができる。

そこで、実施の形態４では、隣接車両火災検出装置と火災車両検出等の交通情報を通信する機能とを搭載することで、より広い範囲の交通状況を基に適切な煙の観測領域及びタイミングを設定して煙検出精度を向上する。なお、図１１、図１２において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

隣接カメラ情報受信部４３は、隣接するカメラの撮影範囲による交通情報を隣接車両火災検出装置から受信する。観測領域設定部４４は、火災車両候補の位置に応じて煙の観測領域を設定する。その際、交通流計測部３０の渋滞判定、及び隣接カメラ情報受信部４３からの情報に応じて煙の観測領域を設定する。カメラ情報送信部４５は、煙検出部２１で煙を検出した場合等に隣接車両火災検出装置に対して交通情報を通知する。なお、隣接カメラ情報受信部４３とカメラ情報送信部４５により、広域状況通知機能部４６を構成している。

ここで、隣接する車両火災検出装置間で通信する交通情報及び交通情報受信後の動作は特に限定しないが、例えば図１２の場合に、火災車両４０の出現を隣接車両火災検出装置に通知して、映像内に渋滞が発生しても煙検出の対象となる火災車両候補を限定しない動作をさせることが可能である。また、火災車両４０から流入する煙を検出するための観測領域を設置することも考えられる。

上記のように構成された実施の形態４の車両火災検出装置によれば、上記実施の形態１乃至実施の形態３と同様の効果を奏すると共に、隣接するカメラの撮影領域の状況を考慮して適切な煙の観測領域、タイミングを設定することにより煙検出精度を向上することができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５による車両火災検出装置について説明する。図１３は実施の形態５による車両火災検出装置のブロック構成図である。

上記各実施の形態においては、撮像素子を固定して常に同一シーンで煙検出をしているが、ズームあるいは旋回等のカメラ操作を加えることで次のようなメリットが生じる。
（１）カメラから遠方に出現した火災車両候補に対してズームにより大きく写し出すことで、観測領域内でより詳細なテクスチャを得ることができるため、煙検出の精度を向上することができる。
（２）隣接するカメラの撮影領域中で火災車両が検出された場合に、旋回して別の方向から火災車両を撮影することで、火災車両周辺の情報をより多く収集できる。

そこで、実施の形態５では、カメラ周辺の交通状況に応じてカメラにズームあるいは旋回する機能を搭載することで煙検出精度を向上させると共に、検出された火災車両についてより多くの情報を収集する。なお、図１３において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

カメラ操作部５０は、隣接カメラ情報受信部４３や煙検出部２１からの火災車両検出通知を基に、カメラのズームあるいは旋回を制御する。

次に、カメラのズームあるいは旋回の制御方法について説明する。遠方に火災車両候補が出現する等のトリガとなる事象が発生すると、その車両の３次元座標系による位置に応じてカメラをズームあるいは旋回して対象車両を大きく捉え、煙検出処理を行なう。その後、煙が検出されずズームあるいは旋回が不要と判定した場合、或いはユーザからこれらの操作を解除する入力を受けた場合に、撮像素子の向き及び撮影範囲を操作前の状態に戻して通常動作を再開する。

上記のように構成された実施の形態５の車両火災検出装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏すると共に、カメラから遠方に出現した火災車両候補に対してもカメラ近辺と同様の精度で煙検出を行なうことができる。また、隣接するカメラの撮影範囲で検出された火災車両を、カメラの旋回により捉えることで、火災車両についてより多くの情報を得ることが可能となる。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６による車両火災検出装置について説明する。図１４は実施の形態６による車両火災検出装置のブロック構成図である。

上記各実施の形態においては、観測領域内において煙の存在を有無の二値で判定しているが、実施の形態６では、煙の存在可能性を「確信度」として多値で表現することでより安定して煙の存在を評価する。なお、図１４において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

煙検出部６０は、観測領域設定部４４で設定された観測領域内の煙による変化を観測すると同時に、隣接カメラ情報受信部４３からの交通情報等を用いて総合的に煙の存在を確信度として評価する。

次に、確信度の算出方法について説明する。先ず、確信度を決定するための指標を選出する。指標として、例えば観測領域内の色分布及びフロー量、大きなフローの存在時間等の観測領域内から得られる情報や、隣接するカメラの撮影範囲内の交通状態等が使用できる。なお、フロー量とは、観測領域内でオプティカルフローなどの手法により算出される物体の移動量を意味し、確信度を算出する時点では算出した移動量が煙のものなのか不明のため、車等のあらゆるものの移動量を含んでいる。物体の移動量を確信度の設計に用いると、移動量が煙の上昇する量の理論値に近いほど確信度を上げることができる。

指標を選出すると、これらの値が０から１までの間に納まるように正規化する。この正規化した指標値に対し、次式のように重み係数を乗じてそれらを足し合わせ、さらに正規化した値を確信度とする。なお、指標の選出及び重み係数の値設定は事前に行い、これらの情報を煙検出部６０に予めロードしておくものとする。また、指標及び重み係数の値はシーン毎に背景や交通状況の事前知識等から決定するが、事前に学習データを与えて機械学習により設定することも可能である。

ａ_ｉ：重み係数
Ｐ_ｉ：各指標における評価値（０≦Ｐ_ｉ≦１に正規化）

上記のように構成された実施の形態６の車両火災検出装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏すると共に、煙の存在有無を確信度として多値で表現することで車両火災の発生を柔軟に評価できる。

実施の形態７．
次に、この発明の実施の形態７による車両火災検出装置について説明する。図１５は実施の形態７による車両火災検出装置のブロック構成図である。

上記各実施の形態においては、煙検出に用いる種々パラメータに対して、事前に収集した車両火災の映像データから学習的に、或いは経験に基づき適当な値を設定している。しかし、実際に十分な量の車両火災データを収集するには手間やコストがかかるため、運用前の段階で適切にパラメータ値が設定されず、運用開始後に再調整が必要になる可能性がある。

そこで、実施の形態７では、運用の過程でユーザからのフィードバックによりパラメータの設定値を改善していくことで、運用の過程で煙検出精度を向上する。なお、図１５において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。

学習機能部であるユーザ入力部７０は、煙検出部６０が煙を検出するとユーザに目視による確認を要求する。ユーザから確認結果を受けると、煙を誤検出していた場合にその要因となったパラメータを正しく判定するよう値を再設定する。また、確信度を導入している場合に、確信度の値に悪影響を及ぼした指標に対して、その重み係数をより低く設定する。

上記のように構成された実施の形態７の車両火災検出装置によれば、上記各実施の形態と同様の効果を奏すると共に、パラメータを学習する機能を追加することで、運用の過程で煙の検出精度を向上させることができ、またパラメータの事前学習のための手間やコストを抑えることができる。

以上、実施の形態１から実施の形態７による車両火災検出装置について図示、説明したが、これらの実施の形態により発明が限定されるものではなく、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、あるいは各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。

１画像撮像部２車両検出・追跡部
３異常走行車両判定部４、２０、３１、４４観測領域設定部
５、２１、６０煙検出部６火災車両候補検出機能部
７煙検出機能部８火災車両候補
９車両位置１０ａ、１０ｂ制御点
１１ａ、１１ｂ１画像ライン２２右壁面上に設定される領域
２３路面を含む領域２４左壁面上に設定される領域
３０交通流計測部３２路面後方ブロック
３３路面中間ブロック３４路面前方ブロック
４０火災車両４１、４２カメラ
４３隣接カメラ情報受信部４５カメラ情報送信部
４６広域状況通知機能部５０カメラ操作部
７０ユーザ入力部

Claims

監視カメラで撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、車両火災による煙の発生を検知する車両火災検出装置であって、
所定の周期で画像を撮像する画像撮像部と、
上記画像撮像部で撮像された画像から車両を検出し、追跡して車両の位置及び速度を検出する車両検出・追跡部と、
上記車両検出・追跡部で検出された車両の走行速度から火災車両候補を判定する異常走行車両判定部と、
上記異常走行車両判定部で判定された火災車両候補に対して煙の観測領域を設定する観測領域設定部と、
上記観測領域設定部で設定された観測領域内における煙の有無を判定する煙検出部と、を備えたことを特徴とする車両火災検出装置。
監視カメラで撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、車両火災による煙の発生を検知する車両火災検出装置であって、
所定の周期で画像を撮像する画像撮像部と、
上記画像撮像部で撮像された画像から車両を検出し、追跡して車両の位置及び速度を検出する車両検出・追跡部と、
上記車両検出・追跡部で検出された車両の走行速度から火災車両候補を判定する異常走行車両判定部と、
上記異常走行車両判定部で判定された火災車両候補に対し、該火災車両候補の位置を基に煙検出手法を選択し、煙の観測領域を設定する観測領域設定部と、
上記観測領域設定部で選択された煙検出手法により、上記観測領域を通過する煙を検出する煙検出部と、を備えたことを特徴とする車両火災検出装置。
監視カメラにより撮像された画像に対して画像処理を施すことにより、車両火災による煙発生を検知する車両火災検出装置であって、
所定の周期で画像を撮像する画像撮像部と、
上記画像撮像部で撮像した画像から車両を検出し、追跡して車両の位置及び速度を検出する車両検出・追跡部と、
上記車両検出・追跡部で検出された車両の走行速度から火災車両候補を判定する異常走行車両判定部と、
上記車両検出・追跡部で検出された車両の台数と速度から画像中の渋滞有無を判定する交通流計測部と、
上記異常走行車両判定部で判定された火災車両候補に対し、上記交通流計測部での渋滞判定に応じた煙の観測領域を設定する観測領域設定部と、
上記観測領域設定部で設定された観測領域内における煙の有無を判定する煙検出部と、を備えたことを特徴とする車両火災検出装置。
隣接領域を監視対象とする隣接車両火災検出装置から上記隣接領域の交通情報を受信する隣接カメラ情報受信部と、
上記隣接カメラ情報受信部で受信した交通情報に応じて煙の観測領域を設定する観測領域設定部と、
上記煙検出部で煙を検出したときに、上記隣接車両火災検出装置に上記交通情報を通知するカメラ情報送信部と、を備えたことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の車両火災検出装置。
上記異常走行車両判定部で判定された火災車両候補の位置、及び上記煙検出部の火災車両有無の判定に応じてカメラをズームあるいは旋回するカメラ操作部を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の車両火災検出装置。
上記煙検出部は、上記観測領域設定部で設定された観測領域内において煙の有無を多値で評価し、煙の存在可能性を確信度として表現することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の車両火災検出装置。
上記煙検出部で煙を検出した際にユーザからのフィードバックを受けてパラメータを更新するユーザ入力部を備え、運用の過程で上記パラメータを学習することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の車両火災検出装置。