JP3909634B2 - 火災発生位置検出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内や屋内等において発生した火災の火災発生位置を検出する火災発生位置検出装置に関し、特に、撮像手段により監視領域を撮像した画像に基づいて火災発生位置を検出する火災発生位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像に基づいて火災を感知する火災感知装置として、例えば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出し、この候補領域が本当の火炎領域であるか否かを判別し、抽出された候補領域が本当の火炎領域であると判別されることによって火災を感知する火災感知装置が提案された（特開平１０−１８８１６９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１０−１８８１６９号公報には何ら開示されていないが、火災発生位置を検出する場合には、抽出され本当の火炎領域であると判別された候補領域の画像上の位置に基づいて火災発生位置を求めることが考えられる。
【０００４】
火災発生位置の検出は火災の発生が感知されたことを前提としなければ意味がないため、火災が精度良く感知されなければ、必然的に火災発生位置を精度良く検出することができない。ところが、前記従来の火災感知装置では、必ずしも十分に精度良く火災を感知することは困難であった。
【０００５】
また、前記従来の火災感知装置では、撮像された画像から輝度値の高い領域を火災の候補領域として１次的に抽出しているので、撮像された領域内に火炎が見えていない場合（例えば、炎が車両に隠れている場合）には、火災を感知することが困難であった。したがって、前記従来の火災感知装置を利用した火災発生位置検出装置では、撮像された領域内に火炎が見えていない場合、火災発生位置を検出することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精度良く火災発生位置を検出することができる火災発生位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる火災発生位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
火炎の大きさは所定周波数（ゆらぎ周波数）で変化し、それに伴って、火炎から発せられる放射の強度（例えば、可視光の強度、可視光中のＧ成分やＲ成分の強度、赤外線強度等）はゆらぎ周波数で変化する。このゆらぎ周波数は、約２Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度である。一方、例えば、トンネル内の照明灯などの固定光源、車両のヘッドライトやテールランプなどから発せられる放射の強度は変化せず、その強度は直流成分のみを有する。そこで、監視領域を撮像した画像から、フーリエ変換により放射強度に関するパワースペクトルを求め、そのパワースペクトルにおいて、ゆらぎ周波数帯の強度が所定閾値以上であることを判別することによって、固定光源や車両のヘッドライト等の影響を受けることなく、火災を感知することができると考えられる。
【０００９】
しかしながら、前記パワースペクトルにおけるゆらぎ周波数帯においても、種々の要因で、火炎によらない強度が含まれる。このため、ゆらぎ周波数帯の強度が所定閾値以上であることを判別することにより火災を感知する場合には、十分な精度で火災を感知することができない。
【００１０】
これに対し、本発明者は、前記パワースペクトルを時間経過に従って順次求め、各パワースペクトルにおけるゆらぎ周波数帯の強度を時系列データとして求めると、このゆらぎ周波数帯の強度が時系列的に所定の増加傾向を示すことを見出した。これは、火災が発生すると、時間経過に従って火炎が拡大していくことによるものである。一方、ゆらぎ周波数帯の強度は、他の要因によっては、火炎が拡大していく過程で見られるような、時系列的な所定の増加傾向を示すことがない。したがって、ゆらぎ周波数帯の強度の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すことを判別することによって、火災を感知すれば、精度良く火災を感知することができる。
【００１１】
そして、前記パワースペクトルを求めるに際し、撮像手段により撮像された画像から強度の高い領域として抽出した火災の候補領域の平均強度又は積算強度等によってパワースペクトルを求めるのではなく、撮像手段により撮像された画像における予め定めた対象領域内の積算強度又は平均強度等によってパワースペクトルを求めれば、撮像された領域内に火炎が見えていない場合（例えば、炎が車両に隠れている場合）であっても、火炎から発して壁面等で反射した放射の強度を捕らえることができるので、火災を感知することができる。
【００１２】
さらに、以上のようにして火災を感知した際の増加傾向の判定の基となった画像又はその判定時点付近において得られた画像から、火災発生位置を求めれば、精度良く火災を感知したことを前提とするので、精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００１３】
本発明は、以上のような本発明者による新たな知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００１５】
前記対象領域は、撮像手段から得られた画像の全体の領域であってもよいし、その全体の領域から例えばトンネル内の照明灯の領域を除いた領域としてもよい。また、前記各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値は、当該積算値そのものであってもよいし、例えば、前記各画素の放射強度に応じた値の平均値であってもよい。前記各所定期間は、時間的に重複していなくてもよいし、一部時間的に重複していてもよい。また、前記各所定期間が時間的に重複していない場合には、前記各所定期間が時間的に連続していてもよいし、前記各所定期間の間に時間間隔があってもよい。前記所定周波数帯は、ゆらぎ周波数帯に含まれるように適宜定めておく。これらの点については、後述する各態様についても同様である。
【００１６】
前記第１の態様によれば、監視領域を撮像する撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、第１の演算手段によって、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値が求められる。フーリエ変換手段によって、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換が行われて、パワースペクトルが求められる。フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルについて、第２の演算手段によって、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値が求められる。そして、増加傾向判定手段によって、第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かが判定される。増加傾向判定手段によって所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、火災位置検出手段によって、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置が求められて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号が出力される。
【００１７】
したがって、前記第１の態様によれば、前述した知見に従い、精度良く火災を感知した上で火災発生位置を検出することができ、ひいては、火災発生位置検出の精度を高めることができる。また、前記第１の態様によれば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出してこの候補領域が時間的に移動する場合に火災とは感知しないことによって走行車両のヘッドライト等を火炎であると誤認識する事態を防止するような特別な処理が、必要ないので、移動火災であっても感知することができ、ひいては、移動火災であってもその発生位置を検出することができる。ここで、移動火災とは、例えば走行中の車両で発生した火災である。
【００１８】
本発明の第２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１の態様による火災発生位置検出装置において、前記フーリエ変換手段により求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記第２の演算手段により求められ前記増加傾向判定手段により増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、を備えたものである。そして、前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定されたことを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力するものである。
【００１９】
ところで、緊急車両の回転灯の場合、その回転周波数はゆらぎ周波数帯に含まれる。したがって、前記第１の態様において、前記対象領域内に回転灯が入ることによって、前記パワースペクトルの所定周波数帯の平均値等は時系列的に増加傾向を示すこととなる。しかし、回転灯の面積は小さいので、回転灯による増加傾向は火災による増加傾向に比べて増加の度合いが低く、前記第１の態様によっても、回転灯を火災であると誤認識するような事態はほとんどない。
【００２０】
しかしながら、回転灯の影響を一層低減することは、火災感知の精度を一層向上させて火災発生位置検出の精度を一層向上させる上で好ましい。火災の場合には、前記パワースペクトルは所定周波数帯において鋭い強度ピークを有しないの対し、回転灯の場合には、前記パワースペクトルは所定周波数帯において鋭い強度ピークを有する。前記第２の態様は、この点に着目し、回転灯の影響を一層低減して、火災感知の精度を一層向上させて火災発生位置検出の精度を一層向上させることができるものである。
【００２１】
すなわち、前記第２の態様では、ピーク判別手段によって、フーリエ変換手段により求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される。つまり、各パワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。そして、判定手段によって、第２の演算手段により求められ増加傾向判定手段により増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かが判定される。
【００２２】
例えば、増加傾向判定手段による増加傾向の判定に５個の値が用いられたとして具体的に説明する。これらの５個の値はそれぞれ第２の演算手段によって各パワースペクトルに基づいて得られたものである。ピーク判別手段は、既に、これらの５個の値の基となった５個のパワースペクトルについてそれぞれ鋭い強度ピークを有するか否か（すなわち、回転灯の影響を受けているか否か）を判別している。判定手段によって、前記５個の値のうち例えば３個（１個〜５個のいずれでもよく、その個数が多いほど回転灯の影響をより低減できる。）以上の値が、ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かが判定される。すなわち、３個以上の値が回転灯の影響を受けていないものであるか否かが判定される。
【００２３】
そして、前記第２の態様では、火災位置検出手段は、前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件とするのみならず、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定されたこと（前述した例では、３個以上の値が回転灯の影響を受けていないものであること）も必要条件として、火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力する。
【００２４】
したがって、前記第２の態様によれば、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災位置検出の精度が一層向上するのである。
【００２５】
本発明の第３の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００２６】
前記第２の態様では、回転灯の影響を受けた値であるか否かに関わらずにその値を増加傾向の判定において用い、所定の増加傾向を示すと判定されたことのみならず、その判定が回転灯の影響を所定の程度以下しか受けなかったことを必要条件として火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力しており、増加傾向の判定後の処理によって回転灯の影響を低減させていた。これに対し、前記第３の態様では、事前に、増加傾向の判定の際に用いる値を回転灯の影響を受けなかった値とすることによって、回転灯の影響を低減させている。前記第３の態様によっても、前記第１及び第２の態様と同様の利点が得られる。
【００２７】
本発明の第４の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを判定するものである。
【００２８】
前記第２の演算手段により求められた値は、何らかのノイズ的な要因によって突発的に変動する場合がある。そこで、前記第４の態様では、第２の演算手段により求められた値を直接的に用いて前記所定の増加傾向を判定するのではなく、第２の演算手段により求められた複数の値を第３の演算手段によって平均化し、この平均化された値に基づいて増加傾向の判定を行っている。このため、第２の演算手段により求められた値が時系列的に突発的に変動しても、第３の演算手段により求められた値の時系列的な変化は平滑化され、突発的な変動の影響が緩和され、前記増加傾向の判定を一層精度良く行うことができ、ひいては、一層精度良く火災を感知することができ、それにより一層精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００２９】
本発明の第５の態様による火災発生位置検出装置は、前記第４の態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定するものである。
【００３０】
この第５の態様は、増加傾向の判定の具体例を挙げたものであるが、前記第１乃至第４の態様では、増加傾向の判定はこの例に限定されるものではない。
【００３１】
本発明の第６の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第５のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める火災位置演算手段を有するものである。前記所定領域は、前記画像の一部の領域であってもよいし、前記画像の全体の領域であってもよい。
【００３２】
この第６の態様は、火災位置検出手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第１乃至第５の態様では、火災位置検出手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３３】
本発明の第７の態様による火災発生位置検出装置は、前記第６の態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有するものである。
【００３４】
この第７の態様は、火災位置演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第６の態様では、火災位置演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３５】
本発明の第８の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力するための前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたものである。
【００３６】
この第８の態様のように炎大きさ検出手段を有していると、火災の規模等を知ることができ、好ましい。
【００３７】
本発明の第９の態様による火災発生位置検出装置は、前記第８の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有するものである。
【００３８】
この第９の態様は、炎大きさ検出手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第８の態様では、炎大きさ検出手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３９】
本発明の第１０の態様による火災発生位置検出装置は、前記第９の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記所定領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有するものである。
【００４０】
この第１０の態様は、炎大きさ演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第９の態様では、炎大きさ演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００４１】
本発明の第１１の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００４２】
前記第１の態様では、対象領域全体について一連の処理を行って増加傾向の判定を行っていたのに対し、この第１１の態様では、対象領域を複数の小領域に分割して各小領域ごとに前記第１の態様と同様の一連の処理を行って各小領域ごとに増加傾向の判定を行い、所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力している。したがって、この第１１の態様によれば、基本的に前記第１の態様と同様の利点が得られるのみならず、次の利点も得られる。
【００４３】
すなわち、例えば、実際には同じ大きさの炎であっても、撮像手段から当該炎までの距離が異なれば、撮像手段により撮像された画像における炎の大きさは異なる。このため、前記第１の態様では、同じ火災が発生したとしてもそれらの火災の発生位置が異なれば前記増加傾向が異なる場合があるので、火災の発生位置に応じて火災感知の感度が異なる場合がある。これに対して、前記第１１の態様では、各小領域ごとに一連の処理を行って各小領域ごとに増加傾向の判定を行うので、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、一層精度良く火災を感知することができ、ひいては、一層精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００４４】
本発明の第１２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１の態様による火災発生位置検出装置において、前記フーリエ変換手段により前記所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記第２の演算手段により前記各小領域ごとに求められ前記増加傾向判定手段により前記各小領域ごとの増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、を備えたものである。そして、前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定された、小領域の数が、所定数以上であることを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力する。
【００４５】
本発明の第１３の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００４６】
本発明の第１４の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１３のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた前記各小領域ごとに時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定するものである。
【００４７】
本発明の第１５の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１４の態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、当該小領域について前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定するものである。
【００４８】
前記第１２乃至第１５の態様は、それぞれ前記第２乃至第５の態様に対応しており、各小領域に関して前記第２乃至第５の態様と同様の処理を行うものである。したがって、前記第１２乃至第１５の態様によれば、前記第１１の態様と同様の利点が得られる上に、それぞれ前記第２乃至第５の態様と同様の利点が得られる。
【００４９】
本発明の第１６の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１５のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記小領域への分割が、前記撮像手段から前記監視領域の各部への距離に応じて行われたものである。
【００５０】
この第１６の態様は小領域への分割の例を挙げたものであるが、前記第１１乃至第１５の態様では、小領域への分割はこの例に限定されるものではない。
【００５１】
例えば、前記第１１乃至第１６のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記監視領域が道路を含み、前記小領域への分割が、前記各小領域が前記道路の像と交差する方向に延びるように行われてもよい。
【００５２】
なお、この場合、前記各小領域の幅に対応する前記道路における実際の距離が互いに略々同じとなるように、前記各小領域の幅を定めておいてもよいが、これに限定されるものではない。
【００５３】
本発明の第１７の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至１６のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第１の火災位置演算手段と、前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しない場合に、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第２の火災位置演算手段と、を有するものである。前記所定領域は、前記画像の一部の領域であってもよいし、前記画像の全体の領域であってもよい。
【００５４】
ところで、前記第１乃至第１７の態様によれば、前述した知見に従い、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても火災を感知することができる。そして、前記第１１乃至第１７の態様では、各小領域ごとに増加傾向の判定を行っているので、所定の増加傾向を示すと判定された小領域は、炎の少なくとも一部が存在するかあるいは炎を反射した壁面等が存在する小領域である。したがって、前記第１７の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めれば、火災発生位置を一層精度良く検出することができる。また、前記第１７の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在しない場合に、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めれば、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【００５５】
本発明の第１８の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１７の態様による火災発生位置検出装置において、前記第１の火災位置演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有するものである。
【００５６】
この第１８の態様は、第１の火災位置演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第６の態様では、第１の火災位置演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００５７】
本発明の第１９の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１８のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力する前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたものである。
【００５８】
この第１９の態様のように炎大きさ検出手段を有していると、火災の規模を知ることができ、好ましい。
【００５９】
本発明の第２０の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１９の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有するものである。
【００６０】
前記第１９の態様では、各小領域ごとに増加傾向の判定を行っているので、所定の増加傾向を示すと判定された小領域は、炎の少なくとも一部が存在するかあるいは炎を反射した壁面等が存在する小領域である。したがって、前記第２０の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求めれば、火災の大きさを一層精度良く検出することができる。
【００６１】
本発明の第２１の態様による火災発生位置検出装置は、前記第２０の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記重複領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有するものである。
【００６２】
この第２１の態様は、炎大きさ演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第２０の態様では、炎大きさ演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００６３】
本発明の第２２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第２１の態様による火災発生位置検出装置において、前記画素の放射強度に応じた値が、輝度値、Ｇ成分値、Ｒ成分値及び赤外線強度値のうちのいずれかであるものである。
【００６４】
この第２２の態様は画素の放射強度に応じた値の例を挙げたものである。前記撮像手段としていわゆる可視光用白黒カメラを用いた場合には当該値として輝度値を用いることができ、カラーカメラを用いた場合には当該値として輝度値、Ｇ成分値又はＲ成分値を用いることができ、赤外線カメラを用いた場合には当該値として赤外線強度値を用いることができる。もっとも、前記第１乃至第２１の態様では、前記画素の放射強度に応じた値は、第２２の態様に挙げた例に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
【００６６】
図１は、本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【００６７】
本実施の形態による火災発生位置検出装置は、図１に示すように、監視領域を撮像する撮像手段としての可視光用ＣＣＤ白黒カメラ１と、カメラ１からの画像アナログ信号を画素ごとに例えば２５６階調のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、デジタル信号に変換された画像（画像信号）を記憶する画像メモリ３と、画像メモリ３からの画像に対して後述する処理を行う処理部４とを備えている。図面には示していないが、処理部４は、後述する動作を実現するように、マイクロコンピュータ及び他の電子回路等で構成されている。
【００６８】
図面には示していないが、カメラ１は、高速道路等のトンネル内の天井又は高所の壁に所望の間隔（例えば、約２００ｍ間隔）で設置されており、カメラ１からフレーム周期（１／３０秒間隔）で順次画像が得られ、各画像が１／３０秒間隔で画像メモリ３に順次取り込まれる。この画像の例を図２に示している。図２において、５，６はトンネルの壁面の像の領域、７は路面（道路）の像の領域、８は車線の像、９は炎の像を示している。なお、本実施の形態では、画像メモリ３には１枚の画像のみが記憶され、順次新しい画像に更新されるようになっている。もっとも、画像メモリ３に複数の画像が記憶されるようにしてもよい。また、画像の取り込み時間間隔も１／３０秒に限定されるものではない。
【００６９】
次に、本実施の形態による火災発生位置検出装置の動作について、図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７０】
まず、カメラ１から得られた１枚の画像が画像メモリ３内に取り込まれ（ステップＳ１）、処理部４は、この画像における予め定めた対象領域（本実施の形態では画像全体の領域であるが、トンネル内の照明灯等の領域を除いた領域としてもよい。）内の各画素の放射強度に応じた値（本実施の形態では、輝度値）の積算値（以下、「輝度積算値」という。）を算出し、内部メモリ（図示せず）に時系列データとして格納する（ステップＳ２）。輝度積算値の代わりに、例えば、各画素の輝度値の平均値を求めてもよい。
【００７１】
ステップＳ１，Ｓ２は６４回（その回数はこれに限定されない。）繰り返され、カメラ１から１／３０秒間隔で順次得られた６４枚の画像が順次画像メモリ３に取り込まれ、６４枚の画像にそれぞれ対応して６４個の輝度積算値が時系列データとして内部メモリに格納される。
【００７２】
その後、処理部４は、６４個の輝度積算値に対して高速フーリエ変換等のフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求める（ステップＳ３）。
【００７３】
ここで、炎、固定光源（ナトリウム灯）及び回転灯のパワースペクトルを図５に示す。炎の場合、図５（ａ）に示すように、全帯域に強度が存在し、かつ周波数が高くなるにつれて一般的に強度が下がり、しかも鋭い強度ピークは存在しない。固定光源の場合、図５（ｂ）に示すように、直流成分のみ強度が存在する。回転灯の場合、図５（ｃ）に示すように、特定周波数帯域に鋭い強度ピークが存在する。
【００７４】
次に、処理部４は、ステップＳ３で求めたパワースペクトルについて、炎のゆらぎ周波数帯に含まれる所定周波数帯（例えば、２Ｈｚ〜４Ｈｚ）の強度の平均値（以下、「パワー平均値」という。）を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ１〜Ｓ６の一連の処理は繰り返されるので、各一連の処理ごとに（すなわち、時間的にずれた各所定期間に対応して）パワー平均値が算出され、パワー平均値が時系列データとして内部メモリに格納される。
【００７５】
次いで、処理部４は、ステップＳ４で算出された最新のパワー平均値以前の時系列的に連続する所定数のパワー平均値の平均値（「以下、「移動平均値」という。）を算出する（ステップＳ５）。すなわち、前記所定数を例えば４個であるとすると、処理部４は、今回の一連の処理Ｓ１〜Ｓ６中にステップＳ４で算出されたパワー平均値、１回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値、２回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値、及び、３回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値の、合計４個のパワー平均値の平均値を算出する。ステップＳ１〜Ｓ６の一連の処理は繰り返されるので、各一連の処理ごとに移動平均値が算出され、移動平均値が時系列データとして内部メモリに格納される。なお、移動平均値の代わりに、例えば、積算値を算出してもよい。
【００７６】
ここで、火災発生前後におけるパワー平均値及び移動平均値の時系列的な（時間的な）変化の様子を図６に示す。図６からわかるように、火災が発生すると、パワー平均値及び移動平均値が増加していきやがて高いレベルに維持される。パワー平均値は突発的に変動しているが、移動平均値は平滑化されていることもわかる。なお、図６において、縦軸は、エネルギーを対数で表したものをパワー平均値及び移動平均値のデシベルとして表している。
【００７７】
その後、処理部４は、ステップＳ４で算出されたパワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを判定する（ステップＳ６）。本実施の形態では、処理部４は、ステップＳ５で算出された移動平均値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを判定する。具体的には、処理部４は、ステップＳ５で算出された最新の移動平均値以前の時系列的に連続する所定数の移動平均値のうちの所定数以上の移動平均値がそれぞれ当該時系列における各直前の移動平均値より大きく、かつ、当該最新の移動平均値が、当該最新の移動平均値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、パワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すと判定する。
【００７８】
その具体例について、図７を参照して説明する。図７の例では、連続する５個の移動平均値Ａ１〜Ａ５が示されており、移動平均値Ａ５が最新となっている。例えば、処理部４は、最新の移動平均値Ａ５以前の時系列的に連続する４個の移動平均値Ａ５，Ａ４，Ａ３，Ａ２のうちの３個以上がそれぞれ当該時系列における各直前の移動平均値より大きく、かつ、当該最新の移動平均値Ａ５が、当該最新の移動平均値Ａ５に対して時系列的に４個前の移動平均値Ａ１より所定閾値以上大きい場合に（すなわち、図６中のΔが所定閾値以上大きい場合に）、パワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すと判定する。
【００７９】
本実施の形態では、ステップＳ６の判定が火災が発生しているか否かの判定となっており、ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されることによって、火災が感知される。
【００８０】
本実施の形態によれば、前述した知見に従い、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても火災を感知することができ、しかも、精度良く火災を感知することができる。また、本実施の形態によれば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出してこの候補領域が時間的に移動する場合に火災とは感知しないことによって走行車両のヘッドライト等を火炎であると誤認識する事態を防止するような特別な処理が、必要ないので、移動火災であっても感知することができる。
【００８１】
ところで、緊急車両の回転灯の場合、その回転周波数はゆらぎ周波数帯に含まれる。したがって、本実施の形態において、撮像領域内に回転灯が入ることによって、移動平均値は時系列的に増加傾向を示すこととなる。しかし、回転灯の面積は小さいので、回転灯による増加傾向は火災による増加傾向に比べて増加の度合いが低く、本実施の形態によっても、回転灯を火災であると誤認識するような事態はほとんどない。
【００８２】
ステップＳ６において所定の増加傾向を示さないと判定されると（すなわち、火災が感知されないと）、最初に戻る。一方、ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されると（すなわち、火災が感知されると）、ステップＳ７へ移行する。
【００８３】
ステップＳ７において、処理部４は、現時点で画像メモリ３に格納されている１枚の画像を所定閾値で２値化する。もっとも、画像メモリ３が複数の画像を記憶するようになっていれば、ステップＳ７において、処理部４は、ステップＳ６における所定の増加傾向を示すという判定に用いられたいずれか１枚の画像を２値化してもよい。また、処理部４は、ステップＳ６における所定の増加傾向を示すという判定の時点付近においてカメラ１から得られた画像を２値化してもよく、ステップＳ６の判定後に新たに画像メモリ３取り込んだ画像を２値化してもよい。
【００８４】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像に対して、壁面の像の領域５，６（図２参照）を取り除くマスク処理を行う（ステップＳ８）。すなわち、本実施の形態では、後述するステップＳ１１での炎に相当する領域が存在するか否かを判定するための所定領域を、道路の像の領域７（図２参照）としている。もっとも、必ずしもこの所定領域を領域７とする必要はないし、また、ステップＳ８のマスク処理は必ずしも行わなくてもよい。なお、ステップＳ７，Ｓ８の順序は逆でもよいことは言うまでもない。
【００８５】
次いで、処理部４は、図８に示すように、ステップＳ８でマスク処理された画像に対して水平方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ９）。図８において、ＰＨは、水平プロジェクション処理により得られた水平プロジェクション値を示す。
【００８６】
さらに、処理部４は、図８に示すように、ステップＳ８でマスク処理された画像に対して垂直方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ１０）。図８において、ＰＶは、垂直プロジェクション処理により得られた垂直プロジェクション値を示す。
【００８７】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像の道路の像の領域７内に炎に相当する領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。本実施の形態では、この判定は、ステップＳ９で求めた水平プロジェクション値ＰＨのピーク値が所定閾値ＰＨ０以上でかつステップＳ１０で求めた垂直プロジェクション値ＰＶが所定閾値ＰＶ０以上であるか否かを判定することによって、行われる。
【００８８】
ステップＳ１１で領域７内に炎に相当する領域が存在すると判定されると、処理部４は、プロジェクション値ＰＨ，ＰＶに基づいて当該画像における炎に相当する領域を求め、その領域の所定位置（例えば、下部位置）に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ１２）。当該画像における炎に相当する領域は、具体的には、次のようにして求めることができる。図８に示すように、水平プロジェクション値ＰＨのピークの位置から上下両側の水平プロジェクション値ＰＨが所定閾値ＰＨ０以上であるか否かを調べて、閾値ＰＨ０となる水平位置Ｈ１，Ｈ２を求める。また、図８に示すように、垂直プロジェクション値ＰＶのピークの位置から左右両側の垂直プロジェクション値ＰＶが所定閾値ＰＶ０以上であるか否かを調べて、閾値ＰＶ０となる垂直位置Ｖ１，Ｖ２を求める。これによって、当該画像において、図８中の太線の矩形で示す炎に相当する領域が求まる。そして、この太線の矩形の領域の下部位置の座標に応じて距離補正を行って、当該下部位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出すればよい。
【００８９】
次に、処理部４は、当該画像における炎に相当する領域（図８中の太線の矩形）の大きさに相当する実際の大きさを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、例えば、当該画像における炎に相当する領域の各部の座標に応じて距離補正を行って、この領域の大きさに相当する実際の大きさを算出すればよい。なお、炎の大きさは、例えば、面積として算出してもよいし、縦横の長さとして算出してもよい。
【００９０】
その後、処理部４は、ステップＳ１２で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号及びステップＳ１３で算出された炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ１４）、最初に戻る。トンネル内には所定間隔で消火装置が設置されているので、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【００９１】
一方、ステップＳ１１において領域７内に炎に相当する領域が存在しないと判定されると（すなわち、火災が感知されたにも関わらず、炎が車両に隠れているなどによって炎が見えていない場合などには）、処理部４は、火災が感知された旨を単に示す火災感知信号を監視センター等へ出力し（ステップＳ１５）、最初に戻る。
【００９２】
本実施の形態によれば、精度良く火災を感知した上で火災発生位置を検出することができ、ひいては、火災発生位置検出の精度を高めることができる。また、本実施の形態では、炎の大きさも検出されるので、火災の規模等を知ることができる。
【００９３】
［第２の実施の形態］
【００９４】
図９は、本発明の第２の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図９において、図３中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図９中のステップＳ２４でＹＥＳと判定されると図４中のステップＳ７へ移行し、図４中のステップＳ１４，Ｓ１５の後には図９中の最初に戻る。
【００９５】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３，Ｓ４間にステップＳ２１〜Ｓ２３が追加され、ステップＳ６，Ｓ７間にステップＳ２４が追加されている点のみである。
【００９６】
本実施の形態では、ステップＳ３の後、処理部４は、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが所定周波数帯（例えば、０Ｈｚ〜１５Ｈｚ）において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される（ステップＳ２１）。つまり、前述した図５からわかるように、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。
【００９７】
ステップＳ２１において鋭い強度ピークを有しないと判別されると、処理部４は、後のステップＳ４で算出されるパワー平均値と関連づけられるべき関連づけデータを「強度ピークなし」にセットし（ステップＳ２２）、ステップＳ４へ移行する。一方、ステップＳ２１において鋭い強度ピークを有すると判別されると、処理部４は、後のステップＳ４で算出されるパワー平均値と関連づけられるべき関連づけデータを「強度ピークあり」にセットし（ステップＳ２３）、ステップＳ４へ移行する。
【００９８】
ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されると、処理部４は、ステップＳ４で算出されステップＳ６の判定に用いられた（本実施の形態の場合には、移動平均値を介して用いられている。）複数のパワー平均値のうち、「強度ピークなし」の関連づけデータに関連づけられたパワー平均値の数が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。なお、「強度ピークなし」に関連づけられたパワー平均値は、ステップＳ２１で鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくもの、すなわち、回転灯の影響を受けたパワースペクトルに基づくものである。
【００９９】
ステップＳ２４で所定数以上であると判定されるとステップＳ７へ移行する一方、ステップＳ２４で所定数以上でないと判定されるとそのまま最初に戻る。
【０１００】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ２１〜Ｓ２４が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては、火災発生位置検出の精度が一層向上する。
【０１０１】
［第３の実施の形態］
【０１０２】
図１０は、本発明の第３の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１０において、図３中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１０中のステップＳ６でＹＥＳと判定されると図４中のステップＳ７へ移行し、図４中のステップＳ１４，Ｓ１５の後には図１０中の最初に戻る。
【０１０３】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３，Ｓ４間にステップＳ２５が追加されている点のみである。
【０１０４】
本実施の形態では、ステップＳ３の後、処理部４は、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが所定周波数帯（例えば、０Ｈｚ〜１５Ｈｚ）において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される（ステップＳ２５）。つまり、前述した図５からわかるように、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。
【０１０５】
ステップＳ２５において鋭い強度ピークを有しないと判別されると、ステップＳ４へ移行する。一方、ステップＳ２５において鋭い強度ピークを有すると判別されると、直ちに最初へ戻る。この場合、すなわち、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けている場合には、パワー平均値及び移動平均値は算出されない。
【０１０６】
したがって、本実施の形態では、ステップＳ６の判定で用いられる移動平均値ひいてはパワー平均値は回転灯の影響を受けなかったものとなり、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災発生位置検出の精度が一層向上する。なお、本実施の形態によっても前記第１の実施の形態と同様の利点が得られることは、言うまでもない。
【０１０７】
［第４の実施の形態］
【０１０８】
図１１は、本発明の第４の実施の形態による画像の分割状況を示す図である。図１２及び図１３は、本実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。なお、図１１において、図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０９】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、処理部４の動作のみであるので、ここでも図１を参照する。
【０１１０】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、主として、前記第１の実施の形態ではカメラ１から画像メモリ３に取り込まれた画像の対象領域が分割されることなく処理されていたのに対し、本実施の形態では、当該対象領域が図１１に示すように小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割され各領域ごとに処理される点である。
【０１１１】
本実施の形態では、図１１に示すように、画像が重複することなく小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割されている。本実施の形態では、各小領域Ｒ１〜Ｒｎへの分割は、カメラ１から前記監視領域の各部への距離に応じて行われている。また、本実施の形態では、各小領域Ｒ１〜Ｒｎは、道路の像７と交差するように水平方向に延びている。また、各小領域Ｒ１〜Ｒｎの幅は、それらの幅に対応する道路における実際の距離が互いに略々同じとなるように、定められている。もっとも、小領域への分割方法は以上のような方法に限定されるものではない。
【０１１２】
まず、本実施の形態では、カメラ１から得られた１枚の画像が画像メモリ３内に取り込まれ（ステップＳ３１）、処理部４は、この画像における予め定めた対象領域（本実施の形態では画像全体の領域であるが、トンネル内の照明灯等の領域を除いた領域としてもよい。）を前述したように小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割し、これらの各小領域Ｒ１〜Ｒｎごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値（本実施の形態では、輝度値）の積算値（以下、「輝度積算値」という。）を算出し、内部メモリ（図示せず）に時系列データとして格納する（ステップＳ３２）。輝度積算値の代わりに、例えば、各画素の輝度値の平均値を求めてもよい。
【０１１３】
ステップＳ３１及びｎ個の小領域について繰り返すステップＳ３２は、６４回（その回数はこれに限定されない。）繰り返され、カメラ１から１／３０秒間隔で順次得られた６４枚の画像が順次画像メモリ３に取り込まれ、６４枚の各画像のｎ個の小領域Ｒ１〜Ｒｎにそれぞれ対応して６４×ｎ個の輝度積算値が各小領域Ｒ１〜Ｒｎごとに時系列データとして内部メモリに格納される。
【０１１４】
その後、処理部４は、内部メモリの小領域カウント値を０にリセットする（ステップＳ３３）。
【０１１５】
次に、処理部４は、各小領域Ｒ１〜Ｒｎについて、前述した図３中のステップＳ３〜Ｓ６にそれぞれ相当するステップＳ３４〜３７、及び、ステップＳ３８を行う。このとき、ステップＳ３７において当該小領域について所定の増加傾向を示すと判定されると、処理部４は、小領域カウント値を１だけカウントアップする（ステップＳ３８）。一方、ステップＳ３７において当該小領域について所定の増加傾向を示さないと判定されると、そのまま当該小領域に関するステップＳ３４〜Ｓ３８の一連の処理を終了する。したがって、小領域カウント値は、所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数を示す。なお、処理部４は、各小領域Ｒ１〜Ｒｎに対応して、当該小領域についてステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定されたか否かを示す識別データを、内部メモリに記憶する。
【０１１６】
全ての小領域Ｒ１〜ＲｎについてステップＳ３４〜Ｓ３８の処理が終了すると、処理部４は、小領域カウント値が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３９）。この所定数は、１以上の所望の値に設定することができる。
【０１１７】
本実施の形態では、ステップＳ３９の判定が火災が発生しているか否かの判定となっており、ステップＳ３９において所定数以上であると判定されることによって、火災が感知される。
【０１１８】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の火災感知を行うことができるのみならず、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、ひいては、一層精度良く火災を感知することができる。
【０１１９】
ステップＳ３９において所定数以上ではないと判定されると（すなわち、火災が感知されないと）、最初に戻る。一方、ステップＳ３９において所定数以上であると判定されると（すなわち、火災が感知されると）、ステップＳ４０へ移行する。
【０１２０】
ステップＳ４０において、処理部４は、現時点で画像メモリ３に格納されている１枚の画像を所定閾値で２値化する。もっとも、画像メモリ３が複数の画像を記憶するようになっていれば、ステップＳ７において、処理部４は、ステップＳ３９における所定数以上であるという判定に用いられたいずれか１枚の画像を２値化してもよい。また、処理部４は、ステップＳ３９における所定数以上であるという判定の時点付近においてカメラ１から得られた画像を２値化してもよく、ステップＳ３９の判定後に新たに画像メモリ３取り込んだ画像を２値化してもよい。
【０１２１】
その後、処理部４は、ステップＳ４０で２値化された画像に対して、壁面の像の領域５，６（図２参照）を取り除くマスク処理を行う（ステップＳ４１）。すなわち、本実施の形態では、所定領域を道路の像の領域７（図２参照）としている。もっとも、必ずしもこの所定領域を領域７とする必要はないし、また、ステップＳ４１のマスク処理は必ずしも行わなくてもよい。なお、ステップＳ４０，Ｓ４１の順序は逆でもよいことは言うまでもない。
【０１２２】
次いで、処理部４は、ステップＳ４１でマスク処理された画像における、ステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域（以下、「火災判定小領域全体領域」という。）にその周辺領域も含む領域（以下、「火災判定小領域周辺領域」という。）に対して、水平方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ４２）。すなわち、前記画像における領域７と火災判定小領域周辺領域との重複領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行う。この点について、図１４を参照して具体的に説明する。今、ステップＳ３９の判定における所定数が１であり、ステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定された小領域が小領域Ｒ６のみであったとする。そして、当該小領域Ｒ６の周辺領域としてその両側の小領域Ｒ５，Ｒ７を用いるものとする。すると、この場合、火災判定小領域周辺領域は小領域Ｒ５〜Ｒ７の全体がなす領域となり、この領域と領域７との重複領域は、図１４中のハッチングを付した部分となる。よって、この場合には、処理部４は、ステップＳ４２において、このハッチングを付した重複領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行うことになる。
【０１２３】
なお、ステップＳ４２において、処理部４は、ステップＳ８でマスク処理された画像における火災判定小領域全体領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行ってもよい。
【０１２４】
さらに、処理部４は、ステップＳ４２における水平プロジェクション処理の対象となった領域と同じ領域に対して、すなわち、ステップＳ４１でマスク処理された画像における火災判定小領域周辺領域に対して（前記重複領域に対して）、垂直方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ４３）。
【０１２５】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像の前記重複領域内に炎に相当する領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ４４）。本実施の形態では、この判定は、ステップＳ４２で求めた水平プロジェクション値のピーク値が所定閾値以上でかつステップＳ４３で求めた垂直プロジェクション値が所定閾値以上であるか否かを判定することによって、行われる。
【０１２６】
ステップＳ４４で前記重複領域内に炎に相当する領域が存在すると判定されると、処理部４は、前述した図４中のステップＳ１２と同様に、ステップＳ４２で求めた水平プロジェクション値及びステップＳ４３で求めた垂直プロジェクション値に基づいて当該画像における炎に相当する領域を求め、その領域の所定位置（例えば、下部位置）に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ４５）。
【０１２７】
次に、処理部４は、前述した図４中のステップＳ１３と同様に、当該画像における炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさを算出する（ステップＳ４６）。
【０１２８】
その後、処理部４は、ステップＳ４５で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号及びステップＳ４６で算出された炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ４７）、最初に戻る。トンネル内には所定間隔で消火装置が設置されているので、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【０１２９】
一方、ステップＳ４４において前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しないと判定されると（すなわち、火災が感知されたにも関わらず、炎が車両に隠れているなどによって炎が見えていない場合などには）、処理部４は、火災判定小領域全体領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ４８）。具体的には、例えば、火災判定小領域全体領域の所定位置の座標に応じて距離補正を行って、当該所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出すればよい。
【０１３０】
ステップＳ４８の後に、処理部４は、ステップＳ４８で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ４９）、最初に戻る。この場合にも、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【０１３１】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られるのみならず、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、一層精度良く火災を感知することができ、ひいては、一層精度良く火災発生位置を検出することができる。また、本実施の形態によれば、前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しない場合に、火災判定小領域全体領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めているので、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【０１３２】
［第５の実施の形態］
【０１３３】
図１５は、本発明の第５の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１５において、図１２中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１５中のステップＳ３９でＹＥＳと判定されると図１３中のステップＳ４０へ移行し、図１３中のステップＳ４７，Ｓ４９の後には図１５中の最初に戻る。
【０１３４】
本実施の形態が前記第４の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３４，Ｓ３５間に前述した図９中のステップＳ２１〜Ｓ２３にそれぞれ相当するステップＳ５１〜Ｓ５３が追加され、ステップＳ３７，Ｓ３８間に前述した図９中のステップＳ２４に相当するステップＳ５４が追加されている点のみである。
【０１３５】
本実施の形態によれば、前記第４の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ５１〜Ｓ５４が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災発生位置検出の精度が一層向上する。
【０１３６】
［第６の実施の形態］
【０１３７】
図１６は、本発明の第６の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１６において、図１２中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１６中のステップＳ３９でＹＥＳと判定されると図１３中のステップＳ４０へ移行し、図１３中のステップＳ４７，Ｓ４９の後には図１６中の最初に戻る。
【０１３８】
本実施の形態が前記第４の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３４，Ｓ３５間に前述した図１０中のステップＳ２５に相当するステップＳ５５が追加されている点のみである。
【０１３９】
本実施の形態によれば、前記第４の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ３５が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上する。
【０１４０】
前述した第４乃至第６の実施の形態では、画像における対象領域を互いに重複することなく小領域Ｒ１〜Ｒｎへ分割していたが、例えば、図１７に示すように、画像における対象領域を重複を許して小領域Ｒ１〜Ｒｎ，Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１へ分割してもよい。図１７に示す例では、図１１に示されたものと全く同一の小領域Ｒ１〜Ｒｎの他、小領域Ｒ１〜Ｒｎの境界を跨って小領域Ｒ１〜Ｒｎと重複するような小領域Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１が追加されている。小領域Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１同士の境界は、図１７中左右方向へ延びた破線で示している。図１１に示す例では、炎がちょうど小領域Ｒ１〜Ｒｎの境界で発生するような場合火災感知の感度が低下するおそれがあるが、図１７に示す例では、そのようなおそれがなくなる。
【０１４１】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【０１４２】
例えば、可視光用ＣＣＤ白黒カメラ１に代えて、可視光用カラーカメラや赤外線カメラ等を用いてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、精度良く火災発生位置を検出することができる。
【０１４４】
また、本発明によれば、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図２】カメラにより撮像された画像の例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図５】炎、固定光源及び回転灯のパワースペクトルを示す図である。
【図６】パワー平均値及び移動平均値の時系列的な変化の様子を示す図である。
【図７】増加傾向の判定方法の一例を示す図である。
【図８】プロジェクション処理を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態による画像の分割状況を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図１４】プロジェクション処理の対象となる領域を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１６】本発明の第６の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１７】画像の他の分割状況を示す図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ 画像メモリ
４ 処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内や屋内等において発生した火災の火災発生位置を検出する火災発生位置検出装置に関し、特に、撮像手段により監視領域を撮像した画像に基づいて火災発生位置を検出する火災発生位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像に基づいて火災を感知する火災感知装置として、例えば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出し、この候補領域が本当の火炎領域であるか否かを判別し、抽出された候補領域が本当の火炎領域であると判別されることによって火災を感知する火災感知装置が提案された（特開平１０−１８８１６９号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記特開平１０−１８８１６９号公報には何ら開示されていないが、火災発生位置を検出する場合には、抽出され本当の火炎領域であると判別された候補領域の画像上の位置に基づいて火災発生位置を求めることが考えられる。
【０００４】
火災発生位置の検出は火災の発生が感知されたことを前提としなければ意味がないため、火災が精度良く感知されなければ、必然的に火災発生位置を精度良く検出することができない。ところが、前記従来の火災感知装置では、必ずしも十分に精度良く火災を感知することは困難であった。
【０００５】
また、前記従来の火災感知装置では、撮像された画像から輝度値の高い領域を火災の候補領域として１次的に抽出しているので、撮像された領域内に火炎が見えていない場合（例えば、炎が車両に隠れている場合）には、火災を感知することが困難であった。したがって、前記従来の火災感知装置を利用した火災発生位置検出装置では、撮像された領域内に火炎が見えていない場合、火災発生位置を検出することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精度良く火災発生位置を検出することができる火災発生位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる火災発生位置検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
火炎の大きさは所定周波数（ゆらぎ周波数）で変化し、それに伴って、火炎から発せられる放射の強度（例えば、可視光の強度、可視光中のＧ成分やＲ成分の強度、赤外線強度等）はゆらぎ周波数で変化する。このゆらぎ周波数は、約２Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度である。一方、例えば、トンネル内の照明灯などの固定光源、車両のヘッドライトやテールランプなどから発せられる放射の強度は変化せず、その強度は直流成分のみを有する。そこで、監視領域を撮像した画像から、フーリエ変換により放射強度に関するパワースペクトルを求め、そのパワースペクトルにおいて、ゆらぎ周波数帯の強度が所定閾値以上であることを判別することによって、固定光源や車両のヘッドライト等の影響を受けることなく、火災を感知することができると考えられる。
【０００９】
しかしながら、前記パワースペクトルにおけるゆらぎ周波数帯においても、種々の要因で、火炎によらない強度が含まれる。このため、ゆらぎ周波数帯の強度が所定閾値以上であることを判別することにより火災を感知する場合には、十分な精度で火災を感知することができない。
【００１０】
これに対し、本発明者は、前記パワースペクトルを時間経過に従って順次求め、各パワースペクトルにおけるゆらぎ周波数帯の強度を時系列データとして求めると、このゆらぎ周波数帯の強度が時系列的に所定の増加傾向を示すことを見出した。これは、火災が発生すると、時間経過に従って火炎が拡大していくことによるものである。一方、ゆらぎ周波数帯の強度は、他の要因によっては、火炎が拡大していく過程で見られるような、時系列的な所定の増加傾向を示すことがない。したがって、ゆらぎ周波数帯の強度の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すことを判別することによって、火災を感知すれば、精度良く火災を感知することができる。
【００１１】
そして、前記パワースペクトルを求めるに際し、撮像手段により撮像された画像から強度の高い領域として抽出した火災の候補領域の平均強度又は積算強度等によってパワースペクトルを求めるのではなく、撮像手段により撮像された画像における予め定めた対象領域内の積算強度又は平均強度等によってパワースペクトルを求めれば、撮像された領域内に火炎が見えていない場合（例えば、炎が車両に隠れている場合）であっても、火炎から発して壁面等で反射した放射の強度を捕らえることができるので、火災を感知することができる。
【００１２】
さらに、以上のようにして火災を感知した際の増加傾向の判定の基となった画像又はその判定時点付近において得られた画像から、火災発生位置を求めれば、精度良く火災を感知したことを前提とするので、精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００１３】
本発明は、以上のような本発明者による新たな知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００１５】
前記対象領域は、撮像手段から得られた画像の全体の領域であってもよいし、その全体の領域から例えばトンネル内の照明灯の領域を除いた領域としてもよい。また、前記各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値は、当該積算値そのものであってもよいし、例えば、前記各画素の放射強度に応じた値の平均値であってもよい。前記各所定期間は、時間的に重複していなくてもよいし、一部時間的に重複していてもよい。また、前記各所定期間が時間的に重複していない場合には、前記各所定期間が時間的に連続していてもよいし、前記各所定期間の間に時間間隔があってもよい。前記所定周波数帯は、ゆらぎ周波数帯に含まれるように適宜定めておく。これらの点については、後述する各態様についても同様である。
【００１６】
前記第１の態様によれば、監視領域を撮像する撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、第１の演算手段によって、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値が求められる。フーリエ変換手段によって、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換が行われて、パワースペクトルが求められる。フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルについて、第２の演算手段によって、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値が求められる。そして、増加傾向判定手段によって、第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かが判定される。増加傾向判定手段によって所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、火災位置検出手段によって、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置が求められて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号が出力される。
【００１７】
したがって、前記第１の態様によれば、前述した知見に従い、精度良く火災を感知した上で火災発生位置を検出することができ、ひいては、火災発生位置検出の精度を高めることができる。また、前記第１の態様によれば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出してこの候補領域が時間的に移動する場合に火災とは感知しないことによって走行車両のヘッドライト等を火炎であると誤認識する事態を防止するような特別な処理が、必要ないので、移動火災であっても感知することができ、ひいては、移動火災であってもその発生位置を検出することができる。ここで、移動火災とは、例えば走行中の車両で発生した火災である。
【００１８】
本発明の第２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１の態様による火災発生位置検出装置において、前記フーリエ変換手段により求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記第２の演算手段により求められ前記増加傾向判定手段により増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、を備えたものである。そして、前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定されたことを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力するものである。
【００１９】
ところで、緊急車両の回転灯の場合、その回転周波数はゆらぎ周波数帯に含まれる。したがって、前記第１の態様において、前記対象領域内に回転灯が入ることによって、前記パワースペクトルの所定周波数帯の平均値等は時系列的に増加傾向を示すこととなる。しかし、回転灯の面積は小さいので、回転灯による増加傾向は火災による増加傾向に比べて増加の度合いが低く、前記第１の態様によっても、回転灯を火災であると誤認識するような事態はほとんどない。
【００２０】
しかしながら、回転灯の影響を一層低減することは、火災感知の精度を一層向上させて火災発生位置検出の精度を一層向上させる上で好ましい。火災の場合には、前記パワースペクトルは所定周波数帯において鋭い強度ピークを有しないの対し、回転灯の場合には、前記パワースペクトルは所定周波数帯において鋭い強度ピークを有する。前記第２の態様は、この点に着目し、回転灯の影響を一層低減して、火災感知の精度を一層向上させて火災発生位置検出の精度を一層向上させることができるものである。
【００２１】
すなわち、前記第２の態様では、ピーク判別手段によって、フーリエ変換手段により求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される。つまり、各パワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。そして、判定手段によって、第２の演算手段により求められ増加傾向判定手段により増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かが判定される。
【００２２】
例えば、増加傾向判定手段による増加傾向の判定に５個の値が用いられたとして具体的に説明する。これらの５個の値はそれぞれ第２の演算手段によって各パワースペクトルに基づいて得られたものである。ピーク判別手段は、既に、これらの５個の値の基となった５個のパワースペクトルについてそれぞれ鋭い強度ピークを有するか否か（すなわち、回転灯の影響を受けているか否か）を判別している。判定手段によって、前記５個の値のうち例えば３個（１個〜５個のいずれでもよく、その個数が多いほど回転灯の影響をより低減できる。）以上の値が、ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かが判定される。すなわち、３個以上の値が回転灯の影響を受けていないものであるか否かが判定される。
【００２３】
そして、前記第２の態様では、火災位置検出手段は、前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件とするのみならず、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定されたこと（前述した例では、３個以上の値が回転灯の影響を受けていないものであること）も必要条件として、火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力する。
【００２４】
したがって、前記第２の態様によれば、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災位置検出の精度が一層向上するのである。
【００２５】
本発明の第３の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００２６】
前記第２の態様では、回転灯の影響を受けた値であるか否かに関わらずにその値を増加傾向の判定において用い、所定の増加傾向を示すと判定されたことのみならず、その判定が回転灯の影響を所定の程度以下しか受けなかったことを必要条件として火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力しており、増加傾向の判定後の処理によって回転灯の影響を低減させていた。これに対し、前記第３の態様では、事前に、増加傾向の判定の際に用いる値を回転灯の影響を受けなかった値とすることによって、回転灯の影響を低減させている。前記第３の態様によっても、前記第１及び第２の態様と同様の利点が得られる。
【００２７】
本発明の第４の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第３のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを判定するものである。
【００２８】
前記第２の演算手段により求められた値は、何らかのノイズ的な要因によって突発的に変動する場合がある。そこで、前記第４の態様では、第２の演算手段により求められた値を直接的に用いて前記所定の増加傾向を判定するのではなく、第２の演算手段により求められた複数の値を第３の演算手段によって平均化し、この平均化された値に基づいて増加傾向の判定を行っている。このため、第２の演算手段により求められた値が時系列的に突発的に変動しても、第３の演算手段により求められた値の時系列的な変化は平滑化され、突発的な変動の影響が緩和され、前記増加傾向の判定を一層精度良く行うことができ、ひいては、一層精度良く火災を感知することができ、それにより一層精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００２９】
本発明の第５の態様による火災発生位置検出装置は、前記第４の態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定するものである。
【００３０】
この第５の態様は、増加傾向の判定の具体例を挙げたものであるが、前記第１乃至第４の態様では、増加傾向の判定はこの例に限定されるものではない。
【００３１】
本発明の第６の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第５のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める火災位置演算手段を有するものである。前記所定領域は、前記画像の一部の領域であってもよいし、前記画像の全体の領域であってもよい。
【００３２】
この第６の態様は、火災位置検出手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第１乃至第５の態様では、火災位置検出手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３３】
本発明の第７の態様による火災発生位置検出装置は、前記第６の態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有するものである。
【００３４】
この第７の態様は、火災位置演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第６の態様では、火災位置演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３５】
本発明の第８の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第７のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力するための前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたものである。
【００３６】
この第８の態様のように炎大きさ検出手段を有していると、火災の規模等を知ることができ、好ましい。
【００３７】
本発明の第９の態様による火災発生位置検出装置は、前記第８の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有するものである。
【００３８】
この第９の態様は、炎大きさ検出手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第８の態様では、炎大きさ検出手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００３９】
本発明の第１０の態様による火災発生位置検出装置は、前記第９の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記所定領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有するものである。
【００４０】
この第１０の態様は、炎大きさ演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第９の態様では、炎大きさ演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００４１】
本発明の第１１の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００４２】
前記第１の態様では、対象領域全体について一連の処理を行って増加傾向の判定を行っていたのに対し、この第１１の態様では、対象領域を複数の小領域に分割して各小領域ごとに前記第１の態様と同様の一連の処理を行って各小領域ごとに増加傾向の判定を行い、所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、火災発生位置を求めて火災発生位置検出信号を出力している。したがって、この第１１の態様によれば、基本的に前記第１の態様と同様の利点が得られるのみならず、次の利点も得られる。
【００４３】
すなわち、例えば、実際には同じ大きさの炎であっても、撮像手段から当該炎までの距離が異なれば、撮像手段により撮像された画像における炎の大きさは異なる。このため、前記第１の態様では、同じ火災が発生したとしてもそれらの火災の発生位置が異なれば前記増加傾向が異なる場合があるので、火災の発生位置に応じて火災感知の感度が異なる場合がある。これに対して、前記第１１の態様では、各小領域ごとに一連の処理を行って各小領域ごとに増加傾向の判定を行うので、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、一層精度良く火災を感知することができ、ひいては、一層精度良く火災発生位置を検出することができる。
【００４４】
本発明の第１２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１の態様による火災発生位置検出装置において、前記フーリエ変換手段により前記所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記第２の演算手段により前記各小領域ごとに求められ前記増加傾向判定手段により前記各小領域ごとの増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、を備えたものである。そして、前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定された、小領域の数が、所定数以上であることを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力する。
【００４５】
本発明の第１３の態様による火災発生位置検出装置は、監視領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、を備えたものである。
【００４６】
本発明の第１４の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１３のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた前記各小領域ごとに時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定するものである。
【００４７】
本発明の第１５の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１４の態様による火災発生位置検出装置において、前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、当該小領域について前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定するものである。
【００４８】
前記第１２乃至第１５の態様は、それぞれ前記第２乃至第５の態様に対応しており、各小領域に関して前記第２乃至第５の態様と同様の処理を行うものである。したがって、前記第１２乃至第１５の態様によれば、前記第１１の態様と同様の利点が得られる上に、それぞれ前記第２乃至第５の態様と同様の利点が得られる。
【００４９】
本発明の第１６の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１５のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記小領域への分割が、前記撮像手段から前記監視領域の各部への距離に応じて行われたものである。
【００５０】
この第１６の態様は小領域への分割の例を挙げたものであるが、前記第１１乃至第１５の態様では、小領域への分割はこの例に限定されるものではない。
【００５１】
例えば、前記第１１乃至第１６のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記監視領域が道路を含み、前記小領域への分割が、前記各小領域が前記道路の像と交差する方向に延びるように行われてもよい。
【００５２】
なお、この場合、前記各小領域の幅に対応する前記道路における実際の距離が互いに略々同じとなるように、前記各小領域の幅を定めておいてもよいが、これに限定されるものではない。
【００５３】
本発明の第１７の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至１６のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第１の火災位置演算手段と、前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しない場合に、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第２の火災位置演算手段と、を有するものである。前記所定領域は、前記画像の一部の領域であってもよいし、前記画像の全体の領域であってもよい。
【００５４】
ところで、前記第１乃至第１７の態様によれば、前述した知見に従い、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても火災を感知することができる。そして、前記第１１乃至第１７の態様では、各小領域ごとに増加傾向の判定を行っているので、所定の増加傾向を示すと判定された小領域は、炎の少なくとも一部が存在するかあるいは炎を反射した壁面等が存在する小領域である。したがって、前記第１７の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めれば、火災発生位置を一層精度良く検出することができる。また、前記第１７の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在しない場合に、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めれば、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【００５５】
本発明の第１８の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１７の態様による火災発生位置検出装置において、前記第１の火災位置演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有するものである。
【００５６】
この第１８の態様は、第１の火災位置演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第６の態様では、第１の火災位置演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００５７】
本発明の第１９の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１１乃至第１８のいずれかの態様による火災発生位置検出装置において、前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力する前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたものである。
【００５８】
この第１９の態様のように炎大きさ検出手段を有していると、火災の規模を知ることができ、好ましい。
【００５９】
本発明の第２０の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１９の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有するものである。
【００６０】
前記第１９の態様では、各小領域ごとに増加傾向の判定を行っているので、所定の増加傾向を示すと判定された小領域は、炎の少なくとも一部が存在するかあるいは炎を反射した壁面等が存在する小領域である。したがって、前記第２０の態様のように、所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域との重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求めれば、火災の大きさを一層精度良く検出することができる。
【００６１】
本発明の第２１の態様による火災発生位置検出装置は、前記第２０の態様による火災発生位置検出装置において、前記炎大きさ演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記重複領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有するものである。
【００６２】
この第２１の態様は、炎大きさ演算手段の具体的な構成例を挙げたものであるが、前記第２０の態様では、炎大きさ演算手段の構成はこの例に限定されるものではない。
【００６３】
本発明の第２２の態様による火災発生位置検出装置は、前記第１乃至第２１の態様による火災発生位置検出装置において、前記画素の放射強度に応じた値が、輝度値、Ｇ成分値、Ｒ成分値及び赤外線強度値のうちのいずれかであるものである。
【００６４】
この第２２の態様は画素の放射強度に応じた値の例を挙げたものである。前記撮像手段としていわゆる可視光用白黒カメラを用いた場合には当該値として輝度値を用いることができ、カラーカメラを用いた場合には当該値として輝度値、Ｇ成分値又はＲ成分値を用いることができ、赤外線カメラを用いた場合には当該値として赤外線強度値を用いることができる。もっとも、前記第１乃至第２１の態様では、前記画素の放射強度に応じた値は、第２２の態様に挙げた例に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
【００６６】
図１は、本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【００６７】
本実施の形態による火災発生位置検出装置は、図１に示すように、監視領域を撮像する撮像手段としての可視光用ＣＣＤ白黒カメラ１と、カメラ１からの画像アナログ信号を画素ごとに例えば２５６階調のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、デジタル信号に変換された画像（画像信号）を記憶する画像メモリ３と、画像メモリ３からの画像に対して後述する処理を行う処理部４とを備えている。図面には示していないが、処理部４は、後述する動作を実現するように、マイクロコンピュータ及び他の電子回路等で構成されている。
【００６８】
図面には示していないが、カメラ１は、高速道路等のトンネル内の天井又は高所の壁に所望の間隔（例えば、約２００ｍ間隔）で設置されており、カメラ１からフレーム周期（１／３０秒間隔）で順次画像が得られ、各画像が１／３０秒間隔で画像メモリ３に順次取り込まれる。この画像の例を図２に示している。図２において、５，６はトンネルの壁面の像の領域、７は路面（道路）の像の領域、８は車線の像、９は炎の像を示している。なお、本実施の形態では、画像メモリ３には１枚の画像のみが記憶され、順次新しい画像に更新されるようになっている。もっとも、画像メモリ３に複数の画像が記憶されるようにしてもよい。また、画像の取り込み時間間隔も１／３０秒に限定されるものではない。
【００６９】
次に、本実施の形態による火災発生位置検出装置の動作について、図３及び図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００７０】
まず、カメラ１から得られた１枚の画像が画像メモリ３内に取り込まれ（ステップＳ１）、処理部４は、この画像における予め定めた対象領域（本実施の形態では画像全体の領域であるが、トンネル内の照明灯等の領域を除いた領域としてもよい。）内の各画素の放射強度に応じた値（本実施の形態では、輝度値）の積算値（以下、「輝度積算値」という。）を算出し、内部メモリ（図示せず）に時系列データとして格納する（ステップＳ２）。輝度積算値の代わりに、例えば、各画素の輝度値の平均値を求めてもよい。
【００７１】
ステップＳ１，Ｓ２は６４回（その回数はこれに限定されない。）繰り返され、カメラ１から１／３０秒間隔で順次得られた６４枚の画像が順次画像メモリ３に取り込まれ、６４枚の画像にそれぞれ対応して６４個の輝度積算値が時系列データとして内部メモリに格納される。
【００７２】
その後、処理部４は、６４個の輝度積算値に対して高速フーリエ変換等のフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求める（ステップＳ３）。
【００７３】
ここで、炎、固定光源（ナトリウム灯）及び回転灯のパワースペクトルを図５に示す。炎の場合、図５（ａ）に示すように、全帯域に強度が存在し、かつ周波数が高くなるにつれて一般的に強度が下がり、しかも鋭い強度ピークは存在しない。固定光源の場合、図５（ｂ）に示すように、直流成分のみ強度が存在する。回転灯の場合、図５（ｃ）に示すように、特定周波数帯域に鋭い強度ピークが存在する。
【００７４】
次に、処理部４は、ステップＳ３で求めたパワースペクトルについて、炎のゆらぎ周波数帯に含まれる所定周波数帯（例えば、２Ｈｚ〜４Ｈｚ）の強度の平均値（以下、「パワー平均値」という。）を算出する（ステップＳ４）。ステップＳ１〜Ｓ６の一連の処理は繰り返されるので、各一連の処理ごとに（すなわち、時間的にずれた各所定期間に対応して）パワー平均値が算出され、パワー平均値が時系列データとして内部メモリに格納される。
【００７５】
次いで、処理部４は、ステップＳ４で算出された最新のパワー平均値以前の時系列的に連続する所定数のパワー平均値の平均値（「以下、「移動平均値」という。）を算出する（ステップＳ５）。すなわち、前記所定数を例えば４個であるとすると、処理部４は、今回の一連の処理Ｓ１〜Ｓ６中にステップＳ４で算出されたパワー平均値、１回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値、２回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値、及び、３回前の一連の処理中に算出されたパワー平均値の、合計４個のパワー平均値の平均値を算出する。ステップＳ１〜Ｓ６の一連の処理は繰り返されるので、各一連の処理ごとに移動平均値が算出され、移動平均値が時系列データとして内部メモリに格納される。なお、移動平均値の代わりに、例えば、積算値を算出してもよい。
【００７６】
ここで、火災発生前後におけるパワー平均値及び移動平均値の時系列的な（時間的な）変化の様子を図６に示す。図６からわかるように、火災が発生すると、パワー平均値及び移動平均値が増加していきやがて高いレベルに維持される。パワー平均値は突発的に変動しているが、移動平均値は平滑化されていることもわかる。なお、図６において、縦軸は、エネルギーを対数で表したものをパワー平均値及び移動平均値のデシベルとして表している。
【００７７】
その後、処理部４は、ステップＳ４で算出されたパワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを判定する（ステップＳ６）。本実施の形態では、処理部４は、ステップＳ５で算出された移動平均値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを判定する。具体的には、処理部４は、ステップＳ５で算出された最新の移動平均値以前の時系列的に連続する所定数の移動平均値のうちの所定数以上の移動平均値がそれぞれ当該時系列における各直前の移動平均値より大きく、かつ、当該最新の移動平均値が、当該最新の移動平均値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、パワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すと判定する。
【００７８】
その具体例について、図７を参照して説明する。図７の例では、連続する５個の移動平均値Ａ１〜Ａ５が示されており、移動平均値Ａ５が最新となっている。例えば、処理部４は、最新の移動平均値Ａ５以前の時系列的に連続する４個の移動平均値Ａ５，Ａ４，Ａ３，Ａ２のうちの３個以上がそれぞれ当該時系列における各直前の移動平均値より大きく、かつ、当該最新の移動平均値Ａ５が、当該最新の移動平均値Ａ５に対して時系列的に４個前の移動平均値Ａ１より所定閾値以上大きい場合に（すなわち、図６中のΔが所定閾値以上大きい場合に）、パワー平均値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すと判定する。
【００７９】
本実施の形態では、ステップＳ６の判定が火災が発生しているか否かの判定となっており、ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されることによって、火災が感知される。
【００８０】
本実施の形態によれば、前述した知見に従い、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても火災を感知することができ、しかも、精度良く火災を感知することができる。また、本実施の形態によれば、撮像された画像から輝度値の高い領域を火炎の候補領域として抽出してこの候補領域が時間的に移動する場合に火災とは感知しないことによって走行車両のヘッドライト等を火炎であると誤認識する事態を防止するような特別な処理が、必要ないので、移動火災であっても感知することができる。
【００８１】
ところで、緊急車両の回転灯の場合、その回転周波数はゆらぎ周波数帯に含まれる。したがって、本実施の形態において、撮像領域内に回転灯が入ることによって、移動平均値は時系列的に増加傾向を示すこととなる。しかし、回転灯の面積は小さいので、回転灯による増加傾向は火災による増加傾向に比べて増加の度合いが低く、本実施の形態によっても、回転灯を火災であると誤認識するような事態はほとんどない。
【００８２】
ステップＳ６において所定の増加傾向を示さないと判定されると（すなわち、火災が感知されないと）、最初に戻る。一方、ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されると（すなわち、火災が感知されると）、ステップＳ７へ移行する。
【００８３】
ステップＳ７において、処理部４は、現時点で画像メモリ３に格納されている１枚の画像を所定閾値で２値化する。もっとも、画像メモリ３が複数の画像を記憶するようになっていれば、ステップＳ７において、処理部４は、ステップＳ６における所定の増加傾向を示すという判定に用いられたいずれか１枚の画像を２値化してもよい。また、処理部４は、ステップＳ６における所定の増加傾向を示すという判定の時点付近においてカメラ１から得られた画像を２値化してもよく、ステップＳ６の判定後に新たに画像メモリ３取り込んだ画像を２値化してもよい。
【００８４】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像に対して、壁面の像の領域５，６（図２参照）を取り除くマスク処理を行う（ステップＳ８）。すなわち、本実施の形態では、後述するステップＳ１１での炎に相当する領域が存在するか否かを判定するための所定領域を、道路の像の領域７（図２参照）としている。もっとも、必ずしもこの所定領域を領域７とする必要はないし、また、ステップＳ８のマスク処理は必ずしも行わなくてもよい。なお、ステップＳ７，Ｓ８の順序は逆でもよいことは言うまでもない。
【００８５】
次いで、処理部４は、図８に示すように、ステップＳ８でマスク処理された画像に対して水平方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ９）。図８において、ＰＨは、水平プロジェクション処理により得られた水平プロジェクション値を示す。
【００８６】
さらに、処理部４は、図８に示すように、ステップＳ８でマスク処理された画像に対して垂直方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ１０）。図８において、ＰＶは、垂直プロジェクション処理により得られた垂直プロジェクション値を示す。
【００８７】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像の道路の像の領域７内に炎に相当する領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ１１）。本実施の形態では、この判定は、ステップＳ９で求めた水平プロジェクション値ＰＨのピーク値が所定閾値ＰＨ０以上でかつステップＳ１０で求めた垂直プロジェクション値ＰＶが所定閾値ＰＶ０以上であるか否かを判定することによって、行われる。
【００８８】
ステップＳ１１で領域７内に炎に相当する領域が存在すると判定されると、処理部４は、プロジェクション値ＰＨ，ＰＶに基づいて当該画像における炎に相当する領域を求め、その領域の所定位置（例えば、下部位置）に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ１２）。当該画像における炎に相当する領域は、具体的には、次のようにして求めることができる。図８に示すように、水平プロジェクション値ＰＨのピークの位置から上下両側の水平プロジェクション値ＰＨが所定閾値ＰＨ０以上であるか否かを調べて、閾値ＰＨ０となる水平位置Ｈ１，Ｈ２を求める。また、図８に示すように、垂直プロジェクション値ＰＶのピークの位置から左右両側の垂直プロジェクション値ＰＶが所定閾値ＰＶ０以上であるか否かを調べて、閾値ＰＶ０となる垂直位置Ｖ１，Ｖ２を求める。これによって、当該画像において、図８中の太線の矩形で示す炎に相当する領域が求まる。そして、この太線の矩形の領域の下部位置の座標に応じて距離補正を行って、当該下部位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出すればよい。
【００８９】
次に、処理部４は、当該画像における炎に相当する領域（図８中の太線の矩形）の大きさに相当する実際の大きさを算出する（ステップＳ１３）。具体的には、例えば、当該画像における炎に相当する領域の各部の座標に応じて距離補正を行って、この領域の大きさに相当する実際の大きさを算出すればよい。なお、炎の大きさは、例えば、面積として算出してもよいし、縦横の長さとして算出してもよい。
【００９０】
その後、処理部４は、ステップＳ１２で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号及びステップＳ１３で算出された炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ１４）、最初に戻る。トンネル内には所定間隔で消火装置が設置されているので、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【００９１】
一方、ステップＳ１１において領域７内に炎に相当する領域が存在しないと判定されると（すなわち、火災が感知されたにも関わらず、炎が車両に隠れているなどによって炎が見えていない場合などには）、処理部４は、火災が感知された旨を単に示す火災感知信号を監視センター等へ出力し（ステップＳ１５）、最初に戻る。
【００９２】
本実施の形態によれば、精度良く火災を感知した上で火災発生位置を検出することができ、ひいては、火災発生位置検出の精度を高めることができる。また、本実施の形態では、炎の大きさも検出されるので、火災の規模等を知ることができる。
【００９３】
［第２の実施の形態］
【００９４】
図９は、本発明の第２の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図９において、図３中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図９中のステップＳ２４でＹＥＳと判定されると図４中のステップＳ７へ移行し、図４中のステップＳ１４，Ｓ１５の後には図９中の最初に戻る。
【００９５】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３，Ｓ４間にステップＳ２１〜Ｓ２３が追加され、ステップＳ６，Ｓ７間にステップＳ２４が追加されている点のみである。
【００９６】
本実施の形態では、ステップＳ３の後、処理部４は、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが所定周波数帯（例えば、０Ｈｚ〜１５Ｈｚ）において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される（ステップＳ２１）。つまり、前述した図５からわかるように、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。
【００９７】
ステップＳ２１において鋭い強度ピークを有しないと判別されると、処理部４は、後のステップＳ４で算出されるパワー平均値と関連づけられるべき関連づけデータを「強度ピークなし」にセットし（ステップＳ２２）、ステップＳ４へ移行する。一方、ステップＳ２１において鋭い強度ピークを有すると判別されると、処理部４は、後のステップＳ４で算出されるパワー平均値と関連づけられるべき関連づけデータを「強度ピークあり」にセットし（ステップＳ２３）、ステップＳ４へ移行する。
【００９８】
ステップＳ６において所定の増加傾向を示すと判定されると、処理部４は、ステップＳ４で算出されステップＳ６の判定に用いられた（本実施の形態の場合には、移動平均値を介して用いられている。）複数のパワー平均値のうち、「強度ピークなし」の関連づけデータに関連づけられたパワー平均値の数が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。なお、「強度ピークなし」に関連づけられたパワー平均値は、ステップＳ２１で鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくもの、すなわち、回転灯の影響を受けたパワースペクトルに基づくものである。
【００９９】
ステップＳ２４で所定数以上であると判定されるとステップＳ７へ移行する一方、ステップＳ２４で所定数以上でないと判定されるとそのまま最初に戻る。
【０１００】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ２１〜Ｓ２４が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては、火災発生位置検出の精度が一層向上する。
【０１０１】
［第３の実施の形態］
【０１０２】
図１０は、本発明の第３の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１０において、図３中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１０中のステップＳ６でＹＥＳと判定されると図４中のステップＳ７へ移行し、図４中のステップＳ１４，Ｓ１５の後には図１０中の最初に戻る。
【０１０３】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３，Ｓ４間にステップＳ２５が追加されている点のみである。
【０１０４】
本実施の形態では、ステップＳ３の後、処理部４は、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが所定周波数帯（例えば、０Ｈｚ〜１５Ｈｚ）において鋭い強度ピークを有するか否かが判別される（ステップＳ２５）。つまり、前述した図５からわかるように、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けているか否かが判別される。
【０１０５】
ステップＳ２５において鋭い強度ピークを有しないと判別されると、ステップＳ４へ移行する。一方、ステップＳ２５において鋭い強度ピークを有すると判別されると、直ちに最初へ戻る。この場合、すなわち、ステップＳ３で求められたパワースペクトルが回転灯の影響を受けている場合には、パワー平均値及び移動平均値は算出されない。
【０１０６】
したがって、本実施の形態では、ステップＳ６の判定で用いられる移動平均値ひいてはパワー平均値は回転灯の影響を受けなかったものとなり、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災発生位置検出の精度が一層向上する。なお、本実施の形態によっても前記第１の実施の形態と同様の利点が得られることは、言うまでもない。
【０１０７】
［第４の実施の形態］
【０１０８】
図１１は、本発明の第４の実施の形態による画像の分割状況を示す図である。図１２及び図１３は、本実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。なお、図１１において、図２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１０９】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、処理部４の動作のみであるので、ここでも図１を参照する。
【０１１０】
本実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる所は、主として、前記第１の実施の形態ではカメラ１から画像メモリ３に取り込まれた画像の対象領域が分割されることなく処理されていたのに対し、本実施の形態では、当該対象領域が図１１に示すように小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割され各領域ごとに処理される点である。
【０１１１】
本実施の形態では、図１１に示すように、画像が重複することなく小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割されている。本実施の形態では、各小領域Ｒ１〜Ｒｎへの分割は、カメラ１から前記監視領域の各部への距離に応じて行われている。また、本実施の形態では、各小領域Ｒ１〜Ｒｎは、道路の像７と交差するように水平方向に延びている。また、各小領域Ｒ１〜Ｒｎの幅は、それらの幅に対応する道路における実際の距離が互いに略々同じとなるように、定められている。もっとも、小領域への分割方法は以上のような方法に限定されるものではない。
【０１１２】
まず、本実施の形態では、カメラ１から得られた１枚の画像が画像メモリ３内に取り込まれ（ステップＳ３１）、処理部４は、この画像における予め定めた対象領域（本実施の形態では画像全体の領域であるが、トンネル内の照明灯等の領域を除いた領域としてもよい。）を前述したように小領域Ｒ１〜Ｒｎに分割し、これらの各小領域Ｒ１〜Ｒｎごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値（本実施の形態では、輝度値）の積算値（以下、「輝度積算値」という。）を算出し、内部メモリ（図示せず）に時系列データとして格納する（ステップＳ３２）。輝度積算値の代わりに、例えば、各画素の輝度値の平均値を求めてもよい。
【０１１３】
ステップＳ３１及びｎ個の小領域について繰り返すステップＳ３２は、６４回（その回数はこれに限定されない。）繰り返され、カメラ１から１／３０秒間隔で順次得られた６４枚の画像が順次画像メモリ３に取り込まれ、６４枚の各画像のｎ個の小領域Ｒ１〜Ｒｎにそれぞれ対応して６４×ｎ個の輝度積算値が各小領域Ｒ１〜Ｒｎごとに時系列データとして内部メモリに格納される。
【０１１４】
その後、処理部４は、内部メモリの小領域カウント値を０にリセットする（ステップＳ３３）。
【０１１５】
次に、処理部４は、各小領域Ｒ１〜Ｒｎについて、前述した図３中のステップＳ３〜Ｓ６にそれぞれ相当するステップＳ３４〜３７、及び、ステップＳ３８を行う。このとき、ステップＳ３７において当該小領域について所定の増加傾向を示すと判定されると、処理部４は、小領域カウント値を１だけカウントアップする（ステップＳ３８）。一方、ステップＳ３７において当該小領域について所定の増加傾向を示さないと判定されると、そのまま当該小領域に関するステップＳ３４〜Ｓ３８の一連の処理を終了する。したがって、小領域カウント値は、所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数を示す。なお、処理部４は、各小領域Ｒ１〜Ｒｎに対応して、当該小領域についてステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定されたか否かを示す識別データを、内部メモリに記憶する。
【０１１６】
全ての小領域Ｒ１〜ＲｎについてステップＳ３４〜Ｓ３８の処理が終了すると、処理部４は、小領域カウント値が所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３９）。この所定数は、１以上の所望の値に設定することができる。
【０１１７】
本実施の形態では、ステップＳ３９の判定が火災が発生しているか否かの判定となっており、ステップＳ３９において所定数以上であると判定されることによって、火災が感知される。
【０１１８】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の火災感知を行うことができるのみならず、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、ひいては、一層精度良く火災を感知することができる。
【０１１９】
ステップＳ３９において所定数以上ではないと判定されると（すなわち、火災が感知されないと）、最初に戻る。一方、ステップＳ３９において所定数以上であると判定されると（すなわち、火災が感知されると）、ステップＳ４０へ移行する。
【０１２０】
ステップＳ４０において、処理部４は、現時点で画像メモリ３に格納されている１枚の画像を所定閾値で２値化する。もっとも、画像メモリ３が複数の画像を記憶するようになっていれば、ステップＳ７において、処理部４は、ステップＳ３９における所定数以上であるという判定に用いられたいずれか１枚の画像を２値化してもよい。また、処理部４は、ステップＳ３９における所定数以上であるという判定の時点付近においてカメラ１から得られた画像を２値化してもよく、ステップＳ３９の判定後に新たに画像メモリ３取り込んだ画像を２値化してもよい。
【０１２１】
その後、処理部４は、ステップＳ４０で２値化された画像に対して、壁面の像の領域５，６（図２参照）を取り除くマスク処理を行う（ステップＳ４１）。すなわち、本実施の形態では、所定領域を道路の像の領域７（図２参照）としている。もっとも、必ずしもこの所定領域を領域７とする必要はないし、また、ステップＳ４１のマスク処理は必ずしも行わなくてもよい。なお、ステップＳ４０，Ｓ４１の順序は逆でもよいことは言うまでもない。
【０１２２】
次いで、処理部４は、ステップＳ４１でマスク処理された画像における、ステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域（以下、「火災判定小領域全体領域」という。）にその周辺領域も含む領域（以下、「火災判定小領域周辺領域」という。）に対して、水平方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ４２）。すなわち、前記画像における領域７と火災判定小領域周辺領域との重複領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行う。この点について、図１４を参照して具体的に説明する。今、ステップＳ３９の判定における所定数が１であり、ステップＳ３７で所定の増加傾向を示すと判定された小領域が小領域Ｒ６のみであったとする。そして、当該小領域Ｒ６の周辺領域としてその両側の小領域Ｒ５，Ｒ７を用いるものとする。すると、この場合、火災判定小領域周辺領域は小領域Ｒ５〜Ｒ７の全体がなす領域となり、この領域と領域７との重複領域は、図１４中のハッチングを付した部分となる。よって、この場合には、処理部４は、ステップＳ４２において、このハッチングを付した重複領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行うことになる。
【０１２３】
なお、ステップＳ４２において、処理部４は、ステップＳ８でマスク処理された画像における火災判定小領域全体領域に対して、水平方向にプロジェクション処理を行ってもよい。
【０１２４】
さらに、処理部４は、ステップＳ４２における水平プロジェクション処理の対象となった領域と同じ領域に対して、すなわち、ステップＳ４１でマスク処理された画像における火災判定小領域周辺領域に対して（前記重複領域に対して）、垂直方向にプロジェクション処理を行う（ステップＳ４３）。
【０１２５】
その後、処理部４は、ステップＳ７で２値化された画像の前記重複領域内に炎に相当する領域が存在するか否かを判定する（ステップＳ４４）。本実施の形態では、この判定は、ステップＳ４２で求めた水平プロジェクション値のピーク値が所定閾値以上でかつステップＳ４３で求めた垂直プロジェクション値が所定閾値以上であるか否かを判定することによって、行われる。
【０１２６】
ステップＳ４４で前記重複領域内に炎に相当する領域が存在すると判定されると、処理部４は、前述した図４中のステップＳ１２と同様に、ステップＳ４２で求めた水平プロジェクション値及びステップＳ４３で求めた垂直プロジェクション値に基づいて当該画像における炎に相当する領域を求め、その領域の所定位置（例えば、下部位置）に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ４５）。
【０１２７】
次に、処理部４は、前述した図４中のステップＳ１３と同様に、当該画像における炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさを算出する（ステップＳ４６）。
【０１２８】
その後、処理部４は、ステップＳ４５で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号及びステップＳ４６で算出された炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ４７）、最初に戻る。トンネル内には所定間隔で消火装置が設置されているので、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【０１２９】
一方、ステップＳ４４において前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しないと判定されると（すなわち、火災が感知されたにも関わらず、炎が車両に隠れているなどによって炎が見えていない場合などには）、処理部４は、火災判定小領域全体領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出する（ステップＳ４８）。具体的には、例えば、火災判定小領域全体領域の所定位置の座標に応じて距離補正を行って、当該所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として算出すればよい。
【０１３０】
ステップＳ４８の後に、処理部４は、ステップＳ４８で算出された火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を、監視センター等へ出力し（ステップＳ４９）、最初に戻る。この場合にも、消火装置を制御する制御装置に火災発生位置検出信号を出力すれば、火災発生位置に近い消火装置を作動させることが可能となる。
【０１３１】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の利点が得られるのみならず、火災の発生位置による火災感知の感度のばらつきを低減することができ、一層精度良く火災を感知することができ、ひいては、一層精度良く火災発生位置を検出することができる。また、本実施の形態によれば、前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しない場合に、火災判定小領域全体領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求めているので、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【０１３２】
［第５の実施の形態］
【０１３３】
図１５は、本発明の第５の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１５において、図１２中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１５中のステップＳ３９でＹＥＳと判定されると図１３中のステップＳ４０へ移行し、図１３中のステップＳ４７，Ｓ４９の後には図１５中の最初に戻る。
【０１３４】
本実施の形態が前記第４の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３４，Ｓ３５間に前述した図９中のステップＳ２１〜Ｓ２３にそれぞれ相当するステップＳ５１〜Ｓ５３が追加され、ステップＳ３７，Ｓ３８間に前述した図９中のステップＳ２４に相当するステップＳ５４が追加されている点のみである。
【０１３５】
本実施の形態によれば、前記第４の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ５１〜Ｓ５４が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上し、ひいては火災発生位置検出の精度が一層向上する。
【０１３６】
［第６の実施の形態］
【０１３７】
図１６は、本発明の第６の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。図１６において、図１２中のステップと同一又は対応するステップには同一符号を付し、その重複する説明は省略する。なお、本実施の形態では、図１６中のステップＳ３９でＹＥＳと判定されると図１３中のステップＳ４０へ移行し、図１３中のステップＳ４７，Ｓ４９の後には図１６中の最初に戻る。
【０１３８】
本実施の形態が前記第４の実施の形態と異なる所は、ステップＳ３４，Ｓ３５間に前述した図１０中のステップＳ２５に相当するステップＳ５５が追加されている点のみである。
【０１３９】
本実施の形態によれば、前記第４の実施の形態と同様の利点が得られる他、ステップＳ３５が追加されたことによって、回転灯の影響が一層低減され、火災感知の精度が一層向上する。
【０１４０】
前述した第４乃至第６の実施の形態では、画像における対象領域を互いに重複することなく小領域Ｒ１〜Ｒｎへ分割していたが、例えば、図１７に示すように、画像における対象領域を重複を許して小領域Ｒ１〜Ｒｎ，Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１へ分割してもよい。図１７に示す例では、図１１に示されたものと全く同一の小領域Ｒ１〜Ｒｎの他、小領域Ｒ１〜Ｒｎの境界を跨って小領域Ｒ１〜Ｒｎと重複するような小領域Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１が追加されている。小領域Ｒ’１〜Ｒ’ｎ＋１同士の境界は、図１７中左右方向へ延びた破線で示している。図１１に示す例では、炎がちょうど小領域Ｒ１〜Ｒｎの境界で発生するような場合火災感知の感度が低下するおそれがあるが、図１７に示す例では、そのようなおそれがなくなる。
【０１４１】
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【０１４２】
例えば、可視光用ＣＣＤ白黒カメラ１に代えて、可視光用カラーカメラや赤外線カメラ等を用いてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、精度良く火災発生位置を検出することができる。
【０１４４】
また、本発明によれば、車両等に炎が隠れることによって撮像された領域内に炎が見えていない場合であっても、火災発生位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置を示す概略ブロック図である。
【図２】カメラにより撮像された画像の例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図５】炎、固定光源及び回転灯のパワースペクトルを示す図である。
【図６】パワー平均値及び移動平均値の時系列的な変化の様子を示す図である。
【図７】増加傾向の判定方法の一例を示す図である。
【図８】プロジェクション処理を示す説明図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の第３の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１１】本発明の第４の実施の形態による画像の分割状況を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図１４】プロジェクション処理の対象となる領域を示す図である。
【図１５】本発明の第５の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１６】本発明の第６の実施の形態による火災発生位置検出装置の動作の一部を示す概略フローチャートである。
【図１７】画像の他の分割状況を示す図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ Ａ／Ｄ変換器
３ 画像メモリ
４ 処理部
Claims (22)
- 監視領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、
時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、
前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、
前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする火災発生位置検出装置。 - 前記フーリエ変換手段により求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、
前記第２の演算手段により求められ前記増加傾向判定手段により増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定されたことを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力することを特徴とする請求項１記載の火災発生位置検出装置。 - 監視領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、
時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、パワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、
前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを判定する増加傾向判定手段と、
前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定されたことを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする火災発生位置検出装置。 - 前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定することを特徴とする請求項４記載の火災発生位置検出装置。
- 前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める火災位置演算手段を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記火災位置演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有することを特徴とする請求項６記載の火災発生位置検出装置。
- 前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力するための前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域内に炎に相当する領域が存在する場合に当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有することを特徴とする請求項８記載の火災発生位置検出装置。
- 前記炎大きさ演算手段は、前記画像における前記所定領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記所定領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記所定領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有することを特徴とする請求項９記載の火災発生位置検出装置。
- 監視領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、
時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、
前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、
前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする火災発生位置検出装置。 - 前記フーリエ変換手段により前記所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、
前記第２の演算手段により前記各小領域ごとに求められ前記増加傾向判定手段により前記各小領域ごとの増加傾向の判定に用いられた複数の値のうち、所定数以上の値が、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであるか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記火災位置検出手段は、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定され、かつ、前記判定手段によって前記所定数以上の値が前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルに基づくものであると判定された、小領域の数が、所定数以上であることを必要条件として、前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力することを特徴とする請求項１１記載の火災発生位置検出装置。 - 監視領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から時間経過に従って順次得られる各画像について、当該画像における予め定めた対象領域を互いに重複することなくあるいは重複を許して小領域に分割し、これらの各小領域ごとに、当該小領域内の各画素の放射強度に応じた値の積算値に応じた値を求める第１の演算手段と、
時間的にずれた各所定期間に対応して、当該所定期間内に得られた前記複数の画像についてそれぞれ前記各小領域ごとに前記第１の演算手段により求められた複数の値に対してフーリエ変換を行って、前記各小領域ごとにパワースペクトルを求めるフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められた各パワースペクトルが、所定周波数帯において鋭い強度ピークを有するか否かを判別するピーク判別手段と、
前記フーリエ変換手段により前記各所定期間に対応して前記各小領域ごとに求められたパワースペクトルのうち、前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて、所定周波数帯の強度の平均値に応じた値を求める第２の演算手段と、
前記ピーク判別手段により鋭い強度ピークを有しないと判別されたパワースペクトルについて前記第２の演算手段により求められた値の時系列的な変化が、所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定する増加傾向判定手段と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域の数が所定数以上であることを必要条件として、当該判定に用いられた又は当該判定時点付近において前記撮像手段により得られた画像に基づいて火災発生位置を求めて当該火災発生位置を示す火災発生位置検出信号を出力する火災位置検出手段と、
を備えたことを特徴とする火災発生位置検出装置。 - 前記増加傾向判定手段は、前記第２の演算手段により求められた前記各小領域ごとに時系列をなす各値に対して、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値の平均値に応じた値を求める第３の演算手段を有し、該第３の演算手段により求められた値に基づいて前記所定の増加傾向を示すか否かを前記各小領域ごとに判定することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記増加傾向判定手段は、前記第３の演算手段により求められた値が、当該時系列における当該値以前の時系列的に連続する所定数の値のうちの所定数以上の値がそれぞれ当該時系列における各直前の値より大きく、かつ、当該値が、当該時系列における当該値に対して時系列的に所定数前の値より所定閾値以上大きい場合に、当該小領域について前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定することを特徴とする請求項１４記載の火災発生位置検出装置。
- 前記小領域への分割は前記撮像手段から前記監視領域の各部への距離に応じて行われたことを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記火災位置検出手段は、前記画像における所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第１の火災位置演算手段と、前記重複領域内に炎に相当する領域が存在しない場合に、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域の所定位置に相当する実際の位置を火災発生位置として求める第２の火災位置演算手段と、を有することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記第１の火災位置演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段により得られた水平プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の前記所定位置を求める手段と、を有することを特徴とする請求項１７記載の火災発生位置検出装置。
- 前記火災位置検出手段が前記火災発生位置を求めて前記火災発生位置検出信号を出力する前記必要条件を必要条件として、前記火災位置検出手段が用いた前記画像に基づいて炎の大きさを求めて当該炎の大きさを示す炎大きさ検出信号を出力する炎大きさ検出手段を備えたことを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
- 前記炎大きさ検出手段は、前記画像における前記所定領域と、前記増加傾向判定手段によって前記時系列的な変化が前記所定の増加傾向を示すと判定された小領域全体がなす領域あるいはこれにその周辺領域も含む領域とが重複した重複領域内に、炎に相当する領域が存在する場合に、当該炎に相当する領域の大きさに相当する実際の大きさを炎の大きさとして求める炎大きさ演算手段を有することを特徴とする請求項１９記載の火災発生位置検出装置。
- 前記炎大きさ演算手段は、前記重複領域を所定閾値で２値化する２値化処理手段と、２値化された前記重複領域について水平方向にプロジェクション処理を行う水平プロジェクション処理手段と、２値化された前記重複領域について垂直方向にプロジェクション処理を行う垂直プロジェクション処理手段と、前記水平プロジェクション処理手段及び前記垂直プロジェクション処理手段によりそれぞれ得られた水平プロジェクション値及び垂直プロジェクション値に基づいて、前記炎に相当する領域の大きさを求める手段と、を有することを特徴とする請求項２０記載の火災発生位置検出装置。
- 前記画素の放射強度に応じた値が、輝度値、Ｇ成分値、Ｒ成分値及び赤外線強度値のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記載の火災発生位置検出装置。
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