JP2948208B1 - 都市防災用監視装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 火災発生を画像処理によって自動的に判定
し、火災判定結果の信頼性を向上させる。 【解決手段】 高所に設置される赤外線カメラ２を旋回
させ、高熱源を検出したら、画像を引込んで旋回を停止
する。高熱源の画像が、火災判定除外領域内にあるか否
かを判断し、火災判定除外領域外の判定対象領域内にあ
るときには、前回の旋回ですでに記憶されているデータ
と同一であるか否かを判定し、同一であれば火災ではな
く、水銀灯などの静止した高温体であると判定する。同
一でなければ、画像の面積が増大しているか、重心の移
動が小さいかから、火災か否かの判定を行う。重心の移
動が大きければ、自動車のマフラなどであると判定す
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、監視カメラで都市
を撮像し、画像処理によって火災の発生を検知する都市
防災用監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、都市で発生する火災などの災
害を監視するため、ビルの屋上などに、主として可視光
用の監視カメラを設置している。監視カメラは、自動ま
たは手動指令に従って上下あるいは左右に旋回し、監視
対象の画像は必要時に監視員が確認するようにしてい
る。建物の高層化が著しい大都市などでは、広い展望を
可能とするため、高層ビルの屋上など、できるだけ高所
から監視を行う必要がある。

【０００３】たとえば特開平５−２０５５９には、可視
光用テレビカメラを使用し、予め定める警戒区域の監視
画像から火災を認識し、火災検出情報を出力する先行技
術が開示されている。この先行技術では、複数の警戒区
域にそれぞれテレビカメラを設置し、集中的な監視を行
いながら、画像の輝度信号に基づき、火災による炎部分
を抽出して認識する。また、特開平４−１６７１９９に
は、ごみ消却プラントのピット内での火災発生検出のた
めに、赤外線カメラおよび可視光用カメラを用いて監視
する先行技術が開示されている。赤外線カメラはごみ層
表面の温度分布を検出し、可視光用カメラは煙の発生を
検出するために用いられる。また、特開平３−１８６２
７４には、一対の赤外線カメラでごみなどの可燃性物質
の火災位置を検出し、自動消火する先行技術が開示され
ている。火災位置は、各カメラの走査方向から演算して
求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、熱源がエン
ジンを始動した直後の停車した大型トラックのマフラで
ある場合に、その画像が火災の画像と類似している。つ
まり駐車場に停車した状態で、大型トラックがエンジン
を始動してある程度時間が経過する間に、マフラを撮像
した画像は火災の画像と同じように大きくなる。このよ
うな火災と類似する熱源について、上記各先行技術で
は、火災であると誤判定してしまう。さらに前述のマフ
ラに限らず、始動直後の工場の煙突、消防訓練の際の類
似火災など、誤判定しやすい熱源が存在するため、誤判
定をなくし、信頼性の高い火災判定が可能な装置が望ま
れている。

【０００５】本発明の目的は、火災発生を画像処理によ
って自動的に判定することができ、火災判定結果の信頼
性を向上させるとともに、監視員の作業負荷を低減させ
ることができる都市防災用監視装置を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、赤外光によっ
て撮像を行う赤外線カメラと、赤外線カメラを、都市を
展望可能な高所に保持し、赤外線カメラの撮像方向をほ
ぼ水平な平面内で旋回変位させ、赤外線カメラの撮像方
向をほぼ鉛直な平面内で角変位させるカメラ台と、赤外
線カメラの旋回角度および角変位角度を検出する角度検
出手段と、カメラ台を、予め定めるプログラムに従って
駆動し、赤外線カメラが予め定める都市の領域を撮像す
るように制御する制御手段と、予め定める火災判定除外
領域を記憶するとともに、赤外線カメラによって撮像さ
れた画像出力に応答し、画像出力中に熱源が含まれると
き、熱源の画像の面積および重心位置を記憶する記憶手
段と、赤外線カメラによって撮像される画像出力に応答
し、画像出力中に熱源が含まれるとき、前記角度検出手
段の検出出力と、記憶手段に記憶される火災判定除外領
域とに基づいて熱源が火災判定除外領域内か否かを判断
し、火災判定除外領域よりも外側の判定対象領域にある
と判断したとき、熱源の画像の面積および重心位置と、
記憶手段に記憶されている対応する画像の面積および重
心位置とをそれぞれ比較し、重心位置の変化が予め定め
る基準より小さく、かつ面積の増加が予め定める基準よ
り大きいとき、あるいは赤外線カメラで撮像した画像か
ら熱源の形状を認識し、時系列的な形状変化が予め定め
る基準よりも大きいとき、火災と判定する監視手段とを
含むことを特徴とする都市防災用監視装置である。

【０００７】本発明に従えば、監視手段は、赤外線カメ
ラの撮像する画像で、熱源の面積および重心位置の変化
に基づいて火災か否かを判定する。熱源であっても、面
積や重心位置に変化がなければ、たとえば、たき火、水
銀灯、あるいは工場の煙突など、火災ではない熱源であ
ると判定することができる。重心位置が移動しても、面
積の変化が小さければ、たとえば、走行中の自動車など
の移動体で排気ガスを排出するマフラ等であると判定す
ることができる。また、熱源の形状を認識し、時系列的
な変化形状を予めデータベースに蓄えられた火災燃え広
がりパターンデータと比較することにより、たとえば、
火災の揺らぎや火の粉が舞い上がるパターンから火災と
判定できる。さらに、そのときの外部気象データ（気
温、風向、風速、温度等）を取込み、使用することで、
その条件に最適の火災パターンと比較することが可能で
あり、火災判定精度を上げることができる。火災と異な
る熱源を区別して判定対象から除外することができるの
で、火災判定の精度を高め、信頼性を向上させることが
できる。

【０００８】監視手段は、熱源が火災判定除外領域内に
あるか否か判断し、火災判定除外領域外の判定対象領域
にあると判断したときに、前述の火災判定をしている。
たとえば、監視区域内に、大型トラックの駐車場などが
あるとき、この大型トラックがエンジンを始動し、停車
した状態で時間が経過すると、マフラーなどの熱源の画
像は、除々に大きくなり、重心位置および形状が火災と
類似した変化をたどる。このような熱源の存在が明らか
な場合には、この熱源が存在する領域を火災判定除外領
域に設定しておくことによって、この熱源が火災である
と誤判定されることを防ぐことができ、高い精度で火災
を判定することができる。大型トラックのマフラーに限
らず、工場の煙突が存在する領域、ならびに消防訓練お
よび火災予防訓練が行われる場所などを、火災判定除外
領域に設定するようにしてもよい。また本発明は、前記
記憶手段は、火災判定除外領域を、その領域の対角座標
として記憶し、前記監視手段は、画像出力中に熱源が含
まれるとき、前記制御手段によって赤外線カメラの指向
中心が熱源に一致するようにカメラ台を制御し、角度検
出手段の検出出力と、記憶手段に記憶される火災判定除
外領域の対角座標とに基づいて、熱源が火災判定除外領
域内か否かを判断することを特徴とする。本発明に従え
ば、火災判定除外領域はその領域の対角座標として記憶
され、たとえば火災判定除外領域が長方形の場合には、
対角となる２点の座標位置が記憶手段に記憶されてい
る。これによって火災判定除外領域を容易に設定するこ
とができる。

【０００９】さらに本発明は、カメラ台に、赤外線カメ
ラの撮像方向に向くように搭載され、撮像対象までの距
離を計測する測距装置と、監視手段および測距装置から
の出力に応答し、監視手段によって火災発生現場と判定
される熱源までの距離を測距装置で計測し、熱源までの
距離と赤外線カメラの撮像方向および設置高度とに基づ
いて、火災発生現場の位置を決定する位置決定手段とを
含むことを特徴とする。

【００１０】本発明に従えば、監視手段によって火災現
場と判定される熱源までの距離を、赤外線カメラととも
にカメラ台に搭載し、撮像方向に向けて距離を計測する
測距装置によって求めることができるので、高層ビルの
火災などを遠方と誤認することを防ぎ、信頼性の高い火
災現場の特定を行うことができる。また熱源までの距離
を特定することによって、この距離と画像出力中の熱源
の大きさから、熱源、すなわち火災の実際の大きさを、
把握することができる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】さらに本発明は、監視手段からの出力に応
答し、監視手段によって火災発生現場と判定される熱源
の周囲を、赤外線カメラが撮像する赤外光の温度範囲を
低温側に変更して、撮像するように制御手段のプログラ
ムを変更する基準変更手段とを含むことを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、火災を検出する段階で
は、赤外線カメラが撮像する赤外光の温度範囲を予め設
定される基準温度以上の温度に対応するようにしている
ので、高熱源の検出精度を高めることができる。火災が
検出された後では、赤外光の温度範囲を低温側に変更す
るので、低温である周囲の状況把握を容易に行うことが
できる。赤外線を用いるので、夜間でも信頼性の高い状
況把握を行うことができる。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１６を参照して、
本発明の実施の形態について説明する。各図で、先行し
て説明した部分と対応する部分には、同一の参照符を付
し、重複した説明を省略することがある。

【００２２】図１は、本発明の実施の一形態としての都
市防災用監視装置の基本的な構成を示す。図１（ａ）は
監視用のカメラ設置状況を示し、図１（ｂ）は監視装置
のパネル外観を示す。監視用カメラとしては、カメラハ
ウジング１内に赤外線カメラ２が収納され、カメラ台３
の上部の旋回台４に装着される。旋回台４は水平面内お
よび鉛直面内でカメラハウジング１を旋回させ、赤外線
カメラ２の撮像方向を変化させて、都市内の各領域を撮
像することができる。カメラ設置用基部５に隣接して非
常用の原動機付電源６が設置され、停電時に備えられ
る。カメラ台３とともに、カメラ設置用基部５の上には
アンテナ７が設けられ、遠隔地に撮像された画像などを
無線で伝達することができる。図１（ｂ）に示す監視装
置８は、たとえば図１（ａ）のカメラ台３が屋上９に設
けられる、ビルなどの建屋内に設置される。この場合の
赤外線カメラ２と監視装置８との間の信号伝達は、信号
ケーブルを介して行われる。

【００２３】図２および図３は、図１の旋回台４の構造
を示す。図２は正面断面図、図３は右側面図を示す。カ
メラハウジング１内には、赤外線カメラ２とともに可視
カラーカメラ１０も取付けられ、赤外線と可視光とを同
時に撮像することができる。カメラハウジング１は、カ
メラ取付台１１を介して旋回台４の上部に取付けられ
る。カメラ取付台１１は、旋回台４に取付けられている
モータ１２によってほぼ水平な平面内で旋回変位可能で
ある。モータ１２の回転角度は、角度検出器１３によっ
て検出される。モータ１２の回転軸は減速機１４によっ
て減速され、かつ回転方向が９０°変換されて左右旋回
軸１５を回転駆動する。左右旋回軸１５は、カメラ取付
台１１を水平面内で旋回させる。

【００２４】カメラ取付台１１にはモータ１６が設けら
れ、その回転角度は角度検出器１７によって検出され
る。モータ１６の回転軸は、減速機１８を介して９０°
転換され、上下旋回軸１９を角変位させ、カメラハウジ
ング１の向きをほぼ鉛直な平面内で角変位させることが
できる。

【００２５】図４は、図１の実施形態の概略的な電気的
構成を示す。制御装置２０は、屋外、たとえば図１のカ
メラ台３内に設けられ、カメラ制御部２１、旋回台制御
部２２、赤外線カメラ制御部２３、可視カラーカメラ制
御部２４、電源２５および伝送制御部２６を含む。カメ
ラ制御部２１では、赤外画像処理も行う。旋回台制御部
２２は、旋回台を水平面内および鉛直面内でそれぞれ旋
回させるために、モータ１２およびモータ１６をそれぞ
れ回転駆動する。また、角度検出器１３および角度検出
器１７からの出力によって旋回角度モニタを行う。赤外
線カメラ制御部２３は、赤外線カメラ２の焦点およびゲ
インとオフセット、あるいはズームを制御する。可視カ
ラーカメラ制御部２４は、可視カラーカメラ１０の焦点
とズームおよびアイリスを制御する。電源２５は、通常
は商用の外部電源から必要な電力が供給されるけれど
も、停電時などでは屋外に設けられる原動機付電源６か
ら電力の供給を受ける。これらの各部の制御は、カメラ
制御部２１によって自動的に行われる。伝送制御部２６
は、伝送ケーブル３０の２チャネル（ｃｈ）分の画像信
号ライン３１，３２を介して、赤外線カメラ２および可
視カラーカメラ１０の撮像した画像信号を伝達する。伝
送ケーブル３０には、指令信号ライン３３も含まれる。
指令信号ライン３３は、旋回台制御部２２、赤外線カメ
ラ制御部２３および可視カラーカメラ制御部２４に対す
る指令信号が伝達される。伝送ケーブル３０内には、さ
らにモニタ信号ライン３４が含まれ、旋回台制御部２２
から旋回角度モニタ信号が送出される。

【００２６】伝送ケーブル３０は、監視装置８に接続さ
れる。監視装置８内には、表示部４０、操作部４１、監
視演算部４２、電源４３、プログラムサーチ指令部４
４、マニュアルサーチ指令部４５、赤外線カメラ制御指
令部４６、可視カラーカメラ制御指令部４７および伝送
制御部４８が含まれる。表示部４０には、モニタ用のテ
レビ画面や可視カラーカメラ１０および赤外線カメラ２
からの画像を記録するビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）
や、日付・時刻を記録するタイムジェネレータ（ＴＧ
Ｒ）などが含まれる。操作部４１には、ジョイスティッ
クやキーボードなどが含まれる。監視演算部４２には、
地図作成および火災警報などの演算処理が行われる。電
源４３は、通常は商用電源によって電力が供給され、停
電時には外部電源６を自動的に起動させ、その発生する
電力の供給を受けることもできる。

【００２７】プログラムサーチ指令部４４は、予め設定
されるプログラムに従って旋回台４の旋回角度を変化さ
せる指令信号を発生する。マニュアルサーチ指令部４５
は、操作部４１を介して入力される指令に従って、旋回
台４の旋回角度を変化させる指令信号を発生する。赤外
線カメラ制御指令部４６は、赤外線カメラ制御部２３に
与える焦点およびゲインあるいはズームについての指令
信号を発生する。可視カラーカメラ制御指令部４７は、
可視カラーカメラ制御部２４に対する焦点およびズーム
指令のための信号を発生する。伝送制御部４８は、制御
装置２０に対する指令信号を指令信号ライン３３を介し
て送出し、画像信号ライン３１，３２を介して画像信号
を受信し、モニタ信号ライン３４を介して旋回台制御部
２２からの旋回角度モニタ信号を受信する。

【００２８】また赤外画像処理を行うカメラ制御部２１
は、記憶手段であるメモリを有しており、赤外線カメラ
２からの画像中に熱源が含まれるとき、熱源の画像の面
積および重心位置を、メモリに記憶する。このカメラ制
御部２１は、デジタル画像処理によって、赤外線カメラ
２からの画像中に熱源が含まれるとき、熱源の画像の面
積および重心位置と、メモリに記憶されている対応する
画像の面積および重心位置とを比較し、熱源の重心位置
の変化が予め定める基準より小さく、かつ面積の増加が
予め定める基準より大きいとき、あるいは赤外線カメラ
で撮像した画像から熱源の形状を個別に認識し、時系列
的な形状変化が予め定める基準よりも大きいとき、火災
と判定する。

【００２９】またカメラ制御部２１は、熱源が予め定め
る火災判定除外領域内か否かを判断し、火災判定除外領
域よりも外側の判定対象領域にあると判断したとき、前
述の火災判定をする。このような火災判定除外領域の設
定は、都市防災用監視装置を設置するときに、設定され
る。また都市防災用監視装置による監視開始前に、設定
し直すことも可能であり、都市防災用監視装置の設置時
と、監視区域の状況が変化しても、対応することができ
る。

【００３０】また都市防災用監視装置には、火災発生場
所までの距離を計測するための測距装置が設けられてい
る。測距装置は、赤外線カメラとボアサイトを合わせた
状態で、カメラハウジング１内に設けられている。測距
装置は、赤外線カメラ２が視野６６内に熱源を捕えたと
きに、レーザ光１０３等を照射し、反射光の位置を検出
することなどによって、熱源までの距離を計測すること
ができる。

【００３１】図５は、図４の構成によって火災を自動的
に監視する動作の一例を示す。都市の予め定める監視区
域内に、火災と類似した時系列変化をする可能性がある
熱源が存在または現れるおそれのある領域を、火災判定
除外領域に設定し、メモリに記憶させた状態で、ステッ
プａ１から動作を開始し、ステップａ２では、旋回台４
に対し、都市の予め定める監視区域内でのカメラハウジ
ング１の旋回を指令する。詳しく述べると、赤外線カメ
ラ２の撮像方向すなわち指向中心が現在の方向から所定
の角度だけ角変位するように、旋回台４にカメラハウジ
ング１の旋回を指令する。ステップａ３では、赤外線カ
メラ２による画像を取得する。ステップａ４では、取得
された画像中に熱源である高温体が存在しているか否か
を判定する高温体判定処理を行う。赤外線カメラ４から
の画像信号の出力レベルは、撮像対象の温度に対応し、
火災か否かの判断を容易にするため、予め基準レベルと
してスレッショルドレベルを設定しておき、火災の画像
だけが画面上に現れるように、２値化して判定する。画
像信号レベルがスレッショルドレベルを超えなければ、
ステップａ２に戻る。

【００３２】ステップａ４で高温体が存在すると判定さ
れるとき、ステップａ５で、旋回台４を制御して、高温
体の画像が撮像画面の中央になるように、画像引き込み
を行い、旋回を停止する。この引き込み動作中において
も、赤外線カメラ２による画像が取得され、その画像に
ついて高温体判定処理が行われている。ステップａ６で
は、メモリの記憶内容を参照して、画像中央に引き込ま
れた高温体が火災判定除外領域内にあるか否かが判断さ
れる。この判断は、旋回台４の水平および垂直方向の角
度データと、メモリに記憶されている火災判定除外領域
のデータとを比較して行う。

【００３３】画像中央に引き込まれた高温体が、火災判
定除外領域外の判定対象領域にあるときには、ステップ
ａ７で、その高温体の実際の大きさが判定される。この
判定は、カメラハウジング１に設けられた測距装置によ
って測定さえる高温体までの距離と、高温体の画像の画
素数に基づいて、その高温体の実際の大きさを算出し、
この高温体の実際の大きさが、予め定められる基準とな
る大きさ以上であれば、火災であると判定し、ステップ
ａ１０で表示部４０による警報発生と火災位置表示等を
行う。

【００３４】ステップａ７で火災と判断されなかった場
合には、ステップａ８で、メモリの記憶内容を参照し
て、画像中央に引き込まれた高温体が既にメモりに記憶
されている高温体と同一か否かの同一高温体判定処理を
行う。判定は、旋回台４の水平および垂直方向の角度デ
ータと、画像の面積そして熱源の形状とについて、メモ
リに記憶されている前回の旋回で得られている過去のデ
ータとほぼ一致しているか否かによって行う。

【００３５】ステップａ８で、同一高温体でないと判定
されるときは、ステップａ９で、その画像中央に引き込
まれた高温体が火災か否かの火災判定処理を行う。火災
判定は、メモリに記憶されているデータと比較して、画
像面積の変化と重心移動とに基づいて行う。比較の対象
となるデータがメモリに記憶されていないときは、初回
のデータであり、火災とは判断しない。なお、重心は、
画像の外形線で囲まれた図形の幾何学的な重心とする。

【００３６】たとえば広い場所の照明用に用いられる大
型の水銀灯であれば、ガラス管を通して高温のフィラメ
ントから多量の赤外線が放射される。しかしながら、熱
源としての画像は、一定であり、面積および重心は変化
しない。また、高温の排気ガスなどを排出する工場の煙
突や自動車などの移動体は、熱源としての面積変化は少
ない。特に、自動車のマフラなど、移動体については重
心の移動が検出されるので、容易に判定することができ
る。火災では、熱源面積が時間経過とともに増加するこ
とが、判定の基準となる。先に述べたステップａ５の処
理により、高温体を検出した場合、まずその位置で旋回
停止したまま、予め定められた時間間隔で記憶した重心
位置と面積データを比較することで火災の判定を行う。
また、１回目に取得された画像に基づいて記憶するデー
タと、ｎ回目に取得された画像に基づいて得るデータの
比較においても火災の判定を行う。

【００３７】ステップａ９で、火災と判定されるときに
は、ステップａ１０で表示部４０による警報発生と火災
位置表示等を行う。ステップａ６で画像中央に引き込ま
れた高温体が火災判定除外領域内にあると判断された場
合にはステップａ２に戻り、またステップａ８およびス
テップａ９における判定で火災と判定されなかった場合
には、ステップａ１１またはステップａ１２で、そのと
きの旋回角度や熱源面積および面積重心等のデータをメ
モリにそれぞれ記憶し、ステップａ２に戻る。ステップ
ａ１０の動作が終了すると、ステップａ１３で自動的な
監視動作を終了し、監視員からの次の操作を待つ。

【００３８】図６は、図５の動作に対応する画像処理の
進行状態の一例を示す。図５をも併せて参照して、図６
（ａ）で監視画像５０内に火災発生場所５１が含まれる
場合を想定する。たとえばカメラが左旋回しているとき
に、Ａ−Ａで示す走査線の輝度は図６（ｂ）に示すよう
に変化する。すなわち、電圧値で表す輝度５２の分布
は、予め設定されるスレッショルドレベル５３を超える
部分を生じる。水平走査線Ａ−Ａ毎に高輝度部位を検出
し、画像処理によって二次元の二値化画像に変化した画
像は、たとえば図６（ｃ）に示すようなものとなる。こ
のような高輝度部位５５が存在するときに、ステップａ
４において、その高輝度部位５５に対応して高温体が存
在することが判定される。画面の中央がカメラ指向中心
５４であり、高輝度部位５５は、水平方向でΔｘ、垂直
方向でΔｙだけ変位している。ステップａ５で、この変
位が０になるようにカメラを制御するとカメラ指向中心
５４が、図６（ｄ）の状態となるように、引き込み動作
される。このように、高輝度部位にカメラが指向した状
態で、ステップａ６〜ステップａ９判定によって、二値
化画像に対応する重心位置データと視野角より、カメラ
指向中心からの上下／左右の変位角度を求め、さらにカ
メラの上下／左右角度データから、図６（ａ）の火災発
生場所５１を特定することができる。

【００３９】図７は、図５の動作に対応する画像処理の
進行状態の他の例を示す。図５をも併せて参照して、監
視区域内に火災と類似した時系列変化をたどると予想さ
れる熱源である高温体が存在する場合、たとえば図７
（ａ）に示すように、監視区域内に大型トラック２０
０，２０１の駐車場があり、各大型トラック２００，２
０１がこの駐車場でエンジンを始動し、その後しばらく
停車し、そのマフラーが前述のような高温体となる可能
性がある場合には、各大型トラック２００，２０１のマ
フラー付近２０５．２０６を含む領域を、火災判定除外
領域２０８として設定する。この火災判定除外領域２０
８は、その領域を赤外線カメラ２によって撮像し、その
画像において、各マフラー付近２０５，２０６の画像を
含む領域を、指定することによって、火災判定除外領域
２０８として設定され、メモリに記憶される。たとえば
長方形の領域を指定する場合には、対角の頂点となる２
点２１０，２１１を指定することによって、容易に設定
することができるようにしてもよい。

【００４０】このように火災判定除外領域２０８を設定
した状態で、自動監視が開始され、取得された画像中に
図７（ｂ）に示すように、高輝度部位５５が現れ、ステ
ップａ４で、高温体が存在すると判定されると、前述の
図６に示す場合と同様に、ステップａ５で、図７（ｃ）
に示すように引き込み動作される。このとき、新たに画
像が取得され、その画像についても高温体判定処理が行
われ、他の高温体が存在していれば、画像には、高輝度
部位５５ａが存在する。

【００４１】図７（ｃ）に示す状態で、ステップａ６に
おいて、各高輝度部位５５，５５ａに対応する高温体に
対して、火災判定除外領域か否かの判定がなされ、その
高温体がマフラー２０５，２０６であり、図７（ｄ）に
示すように、火災判定除外領域２０８内にあるときに
は、火災判定の対象から除外され自動監視状態に復帰す
る。

【００４２】カメラ制御部２１は、熱源が火災判定除外
領域２０８内にあるか否か判断し、火災判定除外領域２
０８外の判定対象領域にあると判断したときに、前述の
ステップａ７〜ステップａ９の火災判定をしている。前
述のように監視区域内に、大型トラック２００，２０１
の駐車場などがあるとき、これらの大型トラック２０
０，２０１がエンジンを始動し、停車した状態で時間が
経過すると、マフラーなどの熱源の画像は、除々に大き
くなり、重心位置および形状が火災と類似した変化をた
どる。このような熱源の存在が明らかな場合には、この
熱源が存在する領域を火災判定除外領域２０８に設定し
ておくことによって、この熱源が火災であると誤判定さ
れることを防ぐことができ、高い精度で火災を判定する
ことができる。大型トラック２００，２０１のマフラー
に限らず、操業開始時の画像の変化が火災に類似してい
る工場の煙突が存在する領域、ならびに火災を想定して
行われる消防訓練および火災予防訓練が行われる場所な
どを、火災判定除外領域に設定するようにしてもよい。

【００４３】また前述のように測距装置を備えており、
図８（ａ）に示すように、レーザ光１０３を照射して、
高温体である火災現場２２０までの距離Ｌ１０を求め、
この距離Ｌ１０と、図８（ｂ）に示す画像に表示された
火災の画像２２１の大きさすなわちその画像２２１の画
素数と、さらに赤外線カメラ２の視野角αとに基づい
て、火災の大きさを求めることができる。さらに実際の
熱源の大きさが算出され、熱源の大きさが予め定める基
準よりも大きいとき、火災と判定される。火災の監視を
開始したとき、すでに火災が発生してからある程度長時
間が経過している場合、または大火である場合など、そ
の火災の画像が、形状および大きさに関してほとんど変
化しない場合がある。このような場合であっても、熱源
の大きさに基づいて火災を判定することによって、迅速
かつ正確な火災判定をすることができる。すなわち火災
の規模によって判定アルゴリズムを変えることによっ
て、信頼性の高い迅速な火災判定をすることができる。

【００４４】また火災発生場所は、赤外線カメラ２につ
いての旋回台の角度、設置高度および距離に基づいて算
出することができるので、正確に算出して表示すること
ができる。これによって、高層ビルなど高所で発生した
火災を実際よりも遠方で発生していると誤認識すること
を避け、火災判定の信頼性を向上させることができる。

【００４５】図９は、本発明の実施の他の形態による都
市防災用監視装置の全体構成を示す。都市の消防署など
に設置する監視本部６０内には監視用制御盤６１が設け
られ、監視員６２によって監視される。監視本部６０に
は、アンテナ６３を介して、都市内の高いビル６４の屋
上に設けられる屋上監視所６５から、視野６６に対応す
る赤外線画像信号が受信される。また、都市のそばに山
６７があるような場合に設けられる山上監視所６８から
の視野６９に対応する赤外線画像も受信される。屋上監
視所６５および山上監視所６８では、赤外線カメラの視
野６６，６９を旋回させ、広い範囲にわたって都市の監
視を行う。

【００４６】図１０は、図９に示す都市防災用監視装置
の概略的な電気的構成を示す。屋上監視所６５や山上監
視所６８に設けられる制御装置７０には、電源監視部７
１が設けられ、外部電源が停電のときには、非常用バッ
テリ７２で直ちにバックアップし、さらに停電が継続す
るようなときには指令を受けて非常用発電機７３を作動
させて電力の供給を確保することである。制御装置７０
からの画像信号およびモニタ信号と、監視用制御盤６１
からの指令信号は、無線伝送装置７４，７５をそれぞれ
仲介させて、無線通信によって伝送される。監視用制御
盤６１内には、制御装置７０に付属する非常用発電機７
３を遠隔的に発停制御するための発電機発停指令部７７
が設けられ、大きな地震などで停電回復が遅れるような
場合には、非常用発電機７３を作動させるための指令を
行う。非常用発電機７３は、空冷式の原動機を備えるこ
とが好ましい。水冷式の原動機では、大きな災害時に断
水が生じると原動機を冷却することができずに、継続し
て監視を続けることができなくなってしまう。

【００４７】このように、遠隔操作が可能な自動発停形
の空冷式原動機付非常用発電機７３を用いれば、大地震
が発生して停電したような場合であっても、監視画像を
取得することができる。また、赤外線カメラ２の設置場
所と監視場所とが離れている場合でも、無線通信などを
介する画像伝送によって、遠隔操作で旋回台４と、赤外
線カメラ２との操作を行うことができる。

【００４８】図１１は、監視装置８によって表示画面８
１上に地図が表示された状態を示す。図１１（ａ）は赤
外線カメラ２による撮像領域８２全体を含む表示状態を
示し、図１１（ｂ）は撮像領域８２内の赤外線カメラ２
の設置位置８３、およびその視野８４付近の領域の地図
を拡大表示した状態を示す。監視装置８は、図６（ｃ）
の高輝度部位５５などに対応する火災発生場所を、予め
記憶される都市の地図データと赤外線カメラ２の撮像方
向とから算出し、都市の地図と対応付けて画像表示す
る。表示画面８１には、地図が表示される地図表示領域
８５と、地図表示領域８５の下段で横方向、すなわち左
右方向に延びる表示選択領域８６とが表示される。地図
表示領域８５および表示選択領域８６の表示は、パーソ
ナルコンピュータの市販のソフトウエアプログラムによ
って実現することができる。さらに詳しくはウィンドウ
ズ（登録商標）の壁紙と呼ばれる背景画像として実現す
ることができる。このような地図データが記憶されるプ
ログラムは、たとえばＣＤ−ＲＯＭまたはＥＰ−ＲＯＭ
などの記憶媒体に記憶される。地図表示領域８５の表示
は、赤外線カメラ２の設置位置８３とその赤外線カメラ
２による撮像領域８２とを含む範囲の地図が選ばれる。
地図データは、さらに赤外線カメラ２による撮影中の視
野８４付近とカメラ設置位置８３とカメラ指向方向８３
ａを含む拡大領域８７との詳細な地図データを含む。

【００４９】表示選択領域８６には、赤外線カメラ２の
設置位置８３およびその撮像領域８２全体を含んで図１
１（ａ）に示される表示状態から、設置位置８３および
視野８４付近の拡大領域８７を拡大表示を設定するため
の拡大表示設定部８８が設けられる。さらに、表示選択
領域８６には、拡大表示設定部８８によって設定された
拡大表示状態から元の縮小表示に切換えるための縮小表
示設定部８９と、表示画面８１を図１１（ａ），（ｂ）
に示される地図表示状態から図６（ａ）に示される撮像
映像表示状態に切換え、あるいは撮像映像表示状態から
地図表示状態に切換えるための表示切換え設定部９０と
が設けられる。

【００５０】図１１（ａ）の拡大領域８７を地図表示領
域８５全体に拡大して表示したいときには、たとえばタ
ッチペンによって拡大表示設定部８８を設定するか、マ
ウスによって拡大表示設定部８８にマウスポインタ表示
を重ねて設定操作することによって、図１１（ｂ）に示
されるように、地図表示領域８５全体に図１１（ａ）の
拡大領域８７が拡大される。このように広域表示と拡大
表示とを切換えて表示させることができるので、図１１
（ａ）で示される広い範囲の地図表示によって火災発生
場所が地理的にどのあたりに発生しているかを確認した
後、図１１（ｂ）に示されるように拡大表示して、火災
発生場所のより具体的な位置の確認およびその周辺地域
の道路の確認などを行うことができる。また図１１
（ａ）および図１１（ｂ）のいずれの表示態様であって
も赤外線カメラ２の設置位置８３が表示されるので、赤
外線カメラ２の設置位置８３を基準として火災発生場所
の位置関係を同一画面上で容易に把握することができ、
一目で火災発生場所を特定することができる。また、表
示画面上８１上の地図表示領域８５または表示選択領域
８６に、風向き、風速、湿度、気温などの各種の災害救
助支援情報を同時に表示させるようにしてもよい。

【００５１】撮像領域８２は、制御装置２０の赤外線カ
メラ制御部２３からの制御信号に応答して、撮像領域を
囲む枠によって表示される。視野８４は、赤外線カメラ
２の指向方向に対応し、旋回台制御部２２からの制御信
号に基づいて、撮像領域８２内を移動する枠によって表
示される。このような視野８４と撮像方向である指向方
向８３ａが撮像領域８２を、たとえば図１１（ａ）の右
端の領域から左端の領域、すなわち時計まわりに移動し
たとき、図６に示されるように、火災発生場所と判断さ
れる高輝度部位５５を検出すると、その検出位置をたと
えばＸ字状の赤色点滅表示９１によって表示させる。赤
色点滅表示部９１は、視野８４が通過して熱源でないと
判断されるまで表示を続ける。前述したように、赤外線
カメラ２によって検出された輝度がスレッショルドレベ
ル５３を超えたとき、その熱源は火災発生場所であると
判断され、赤色点滅表示９１は継続する。また輝度がス
レッショルドレベル５３以下であれば、赤色点滅表示９
１は停止する。赤色点滅表示９１のような火災表示は、
予め複数のスレッショルドレベル５３を設定しておき、
各レベルによって赤外線カメラ２からの画像情報として
入力した輝度を段階的に判断し、火災発生規模、燃焼温
度などの火災の種類を段階的に区別するようにしてもよ
い。

【００５２】このように図１１に示される実施形態で
は、表示画面８１の背景画像として地図データを表示さ
せるので、地図の変更が容易であり、また地図の変更の
ための時間を短縮でき、さらにパーソナルコンピュータ
のデータ量の負荷を大幅に軽減することができ、火災発
生場所を容易かつ正確に特定することが可能となる。

【００５３】図１２に示すように、赤外線カメラ２の撮
像方向が水平面となす角度をθ、赤外線カメラ２の視野
角をφ、赤外線カメラ２の設置高度をＨとすると、図１
２の視野８４の範囲Ｒは、幾何学的な計算によって算出
することができる。また、視野８４の位置や向きも赤外
線カメラ２の位置を基準として、撮像方向、高度および
視野角から算出することができる。このとき、前述の測
距装置を用いることによって、火災発生場所を正確に求
め、表示することができる。

【００５４】図１３は、本発明の実施のさらに他の形態
として、赤外線カメラ２の画像表示と地図データベース
とをリンクさせたシステムの構成を示す。地図データベ
ース装置１１０には、住宅や街路の地図と、地図上の住
宅や建物に関連する住所、世帯主名、電話番号などの情
報とがデータベース化されて記憶されている。キー１１
１からは、住所や世帯主名などを入力し、地図１１２を
表示して、該当する位置の表示を行うこともできる。デ
ータベース装置１１０と通信回線を介して接続される監
視装置１０４側では、図１１の実施形態と同様に火災発
生場所５１などの表示を行うとともに、データベース装
置１１０から得られる情報を、データ表示領域１１３な
どに表示する。また、地図データべース装置１１０側か
らキー１１１で住所や世帯主名を入力すると、赤外線カ
メラ２の撮像方向を入力された住所や世帯の方に指向さ
せることもできる。

【００５５】火災発生場所５１地図上に表示するだけの
監視システムでは、監視員が地図上に記載されている情
報を読取ることでしか地域を特定することができない。
本実施形態では、監視員が火災発生場所を誤認識するこ
となく、住所、世帯主表示を把握することができ、消防
指令に使用することができ、消火体制の指示が容易とな
る。

【００５６】火災発生場所５１についての情報として
は、他に、たとえば、電話番号なども有用である。火災
発生場所５１またはその近傍の電話番号が判れば、直接
電話をかけて確認することができる。また、火災発生の
電話連絡があれば、電話番号を聞くだけで、監視装置１
０４で特定される火災発生場所５１との照合を容易に行
うことができる。さらに、地図データに、消火活動に必
要な関連情報として、消火栓や水源の位置、危険物の位
置、建築物ではない公園などの位置、道路についての道
路名や道幅などの案内情報等を含めておけば、消火活動
の迅速化に寄与することができる。

【００５７】図１４は、本発明の実施のさらに他の形態
の基本的な構成を示す。赤外線カメラ２では、ゲインお
よびオフセットの調整によって、高熱源のみが検出可能
な高熱源検出用センサとして用いるようにしている。し
たがって、撮像する画像中には高熱源のみが写るので、
低温である周囲の状況を把握することができない。本実
施形態では、図１４（ａ）に示すように、赤外線カメラ
２のゲインおよびオフセットを制御装置１２０で自動的
に変更可能にしておく。制御装置１２０は、赤外線カメ
ラ１２０の画像出力も、火災を検出するまでは画像処理
装置１２１に与える。画像処理装置１２１が火災を検出
すると、制御装置１２０は、赤外線カメラ２のゲインお
よびオフセットを低温側に変更し、画像出力を表示装置
４０に与えて、高輝度部位５５の周辺の赤外線画像を表
示させる。図１４（ｂ）に示す高輝度部位５５の周囲の
赤外線画像が図１４（ｃ）に示すような場合、火災では
なくたき火であることが判る。赤外線画像で周囲の状況
を確認するので、夜間などでも容易に状況把握を行うこ
とができる。

【００５８】図１５は、赤外線カメラ１２２は、各画素
からの画像出力が多値のデジタル信号として得られる。
画像処理装置１２１での火災検出のための画像処理と、
表示装置４０での周囲の低温部の赤外線画像表示とを平
行して行う。火災の検出と、周囲の状況把握とを、常時
行うことができる。また、ＶＴＲなどに赤外線画像を記
録しておけば、後から火災検出前後の状況を調べること
もでき、火災の原因調査などを容易に行うことができ
る。

【００５９】図１６は、本発明の実施のさらに他の形態
を示し、高熱源を検出した後での旋回台の旋回角度の変
更する状態を示す。図１６（ａ）は、高熱源１２５に赤
外線カメラ２の視野８４が接近する状態をしめす。図１
６（ｂ）では、図５のステップａ５に示すように、いっ
たん高熱源１２５が視野８４の中央となるように取込ま
れる。この状態で高熱源１２５が火災と判定されない
と、再び旋回が開始され、高熱源１２５が視野８４内に
残り、また視野８４の中央となるように取込まれてしま
う。本実施形態では、火災自動検出を再開する直前に検
出した高熱源を検出しないように、図１６（２）および
（３）で示すように、一定角度だけ旋回角度変更し、火
災自動検出機能の効率低下を防ぐことができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、監視手段
は、赤外線カメラの撮像する画像で、熱源の面積および
重心位置や形状の変化に基づいて火災か否かを判定する
ので、火災判定の精度を高め、信頼性を向上させること
ができる。しかも火災と類似する時系列変化をたどる可
能性のある熱源が存在する領域を火災判定除外領域に設
定することによって、さらに火災判定の高い信頼性を得
ることができる。また本発明によれば、火災判定除外領
域はその領域の対角座標として記憶され、たとえば火災
判定除外領域が長方形の場合には、対角となる２点の座
標位置が記憶手段に記憶されている。これによって火災
判定除外領域を容易に設定することができる。

【００６１】さらに本発明によれば、熱源までの距離を
求めることができるので、高層ビルの火災などを遠方と
誤認することを防ぎ、信頼性の高い火災現場の特定を行
うことができる。また熱源の実際の大きさを把握するこ
とができ、火災の規模を把握することができる。

【００６２】

【００６３】

【００６４】さらに本発明よれば、高熱源の検出精度を
高め、周囲の状況把握を容易に行うことができる。赤外
線を用いるので、夜間でも信頼性の高い状況把握を行う
ことができる。

【００６５】

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の構成を示す側面図およ
び斜視図である。

【図２】図１の旋回台４の正面断面図である。

【図３】旋回台４の右側面図である。

【図４】図１の実施形態の概略的な電気的構成を示すブ
ロック図である。

【図５】図４の構成の動作を示すフローチャートであ
る。

【図６】図５の動作による画像処理の進行状態の一例を
示す図である。

【図７】図５の動作による画像処理の進行状態の他の例
を示す図である。

【図８】高温体の大きさによる火災判定を説明するため
の図である。

【図９】本発明の実施の他の形態を示す斜視図である。

【図１０】図９の実施形態の概略的な電気的構成を示す
ブロック図である。

【図１１】監視装置８によって表示画面８１上に地図が
表示された状態を示す図である。

【図１２】図１１の視野８４の表示についての幾何学的
な関係を示す図である。

【図１３】本発明の実施のさらに他の形態の簡略化した
構成を示す斜視図である。

【図１４】本発明の実施のさらに他の形態の簡略化した
構成を示すブロック図および表示画面の表示内容を示す
図である。

【図１５】本発明の実施のさらに他の形態の簡略化した
構成を示すブロック図である。

【図１６】本発明の実施のさらに他の形態による簡略化
した表示画面の変化を示す図である。

【符号の説明】

１，１０１ カメラハウジング ２，１２２ 赤外線カメラ ３ カメラ台 ４ 旋回台 ５ カメラ設置用基部 ６ 原動機付電源 ７ アンテナ ８ 監視装置 ９ 建屋屋上 １０ 可視カラーカメラ １１ カメラ取付台 １２，１６ モータ １３，１７ 角度検出器 １５ 左右旋回軸 １９ 上下旋回軸 ２０，７０，１００，１２０ 制御装置 ３０ 伝送ケーブル ４０ 表示部 ４１ 操作部 ４２ 監視演算部 ５０ 監視画像 ５１ 火災発生場所 ５２ 輝度 ５３ スレッショルドレベル ５４ カメラ指向中心 ５５，５５ａ，５５ｂ 高輝度部位 ６０ 監視本部 ６１ 監視用制御盤 ６２ 監視員 ６５ 屋上監視所 ６６，６９ 視野 ６８ 山上監視所 ７１ 電源監視部 ７３ 非常用発電機 ７４，７５ 無線伝送装置 ７７ 発電機発停指令部 ８１ 表示画面 ８３ａ 指向方向 ８４ 視野 １０３ レーザ光 １０４ 監視装置 １１０ 地図データベース装置 １１３ データ表示領域 １２１ 画像処理装置 １２５ 高熱源 ２０８ 火災判定除外領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−167287（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−159178（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−259370（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−20559（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−155287（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G08B 17/00 - 31/00 H04N 7/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 赤外光によって撮像を行う赤外線カメラ
   と、 赤外線カメラを、都市を展望可能な高所に保持し、赤外
   線カメラの撮像方向をほぼ水平な平面内で旋回変位さ
   せ、赤外線カメラの撮像方向をほぼ鉛直な平面内で角変
   位させるカメラ台と、 赤外線カメラの旋回角度および角変位角度を検出する角
   度検出手段と、 カメラ台を、予め定めるプログラムに従って駆動し、赤
   外線カメラが予め定める都市の領域を撮像するように制
   御する制御手段と、 予め定める火災判定除外領域を記憶するとともに、赤外
   線カメラによって撮像された画像出力に応答し、画像出
   力中に熱源が含まれるとき、熱源の画像の面積および重
   心位置を記憶する記憶手段と、 赤外線カメラによって撮像される画像出力に応答し、画
   像出力中に熱源が含まれるとき、前記角度検出手段の検
   出出力と、記憶手段に記憶される火災判定除外領域とに
   基づいて熱源が火災判定除外領域内か否かを判断し、火
   災判定除外領域よりも外側の判定対象領域にあると判断
   したとき、熱源の画像の面積および重心位置と、記憶手
   段に記憶されている対応する画像の面積および重心位置
   とをそれぞれ比較し、重心位置の変化が予め定める基準
   より小さく、かつ面積の増加が予め定める基準より大き
   いとき、あるいは赤外線カメラで撮像した画像から熱源
   の形状を認識し、時系列的な形状変化が予め定める基準
   よりも大きいとき、火災と判定する監視手段とを含むこ
   とを特徴とする都市防災用監視装置。
2. 【請求項２】 前記記憶手段は、火災判定除外領域を、
   その領域の対角座標として記憶し、 前記監視手段は、 画像出力中に熱源が含まれるとき、前記制御手段によっ
   て赤外線カメラの指向中心が熱源に一致するようにカメ
   ラ台を制御し、 角度検出手段の検出出力と、記憶手段に記憶される火災
   判定除外領域の対角座標とに基づいて、熱源が火災判定
   除外領域内か否かを判断することを特徴とする請求項１
   記載の都市防災監視装置。
3. 【請求項３】 カメラ台に赤外線カメラの指向方向に向
   くように搭載され、撮像対象までの距離を計測する測距
   装置と、 監視手段によって火災発生現場と判定された熱源までの
   距離を測距装置で計測し、熱源までの距離、角度検出手
   段の検出出力および赤外線カメラの設置高度に基づい
   て、火災発生現場の位置を決定する位置決定手段とを含
   むことを特徴とする請求項２記載の都市防災用監視装
   置。
4. 【請求項４】 監視手段からの出力に応答し、監視手段
   によって火災発生現場と判定される熱源の周囲を、赤外
   線カメラが撮像する赤外光の温度範囲を低温側に変更し
   て撮像するように制御手段のプログラムを変更する基準
   変更手段とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の都市防災用監視装置。