JP4038878B2 - 画像処理を用いた火災検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、見通しの効く空間を有する場所、例えば競技場、ビル、整備場、倉庫、トンネル又は会議室などで、火災の発生を位置と共に検出するための画像処理を用いた火災検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の火災検出装置としては、複数（例えば５０台）の感知器（センサー）を一定の距離（例えば７ｍ）毎に天井付近に設置するものがある。また、カメラ等を用いるものもあるが、火災発生位置の検出にはパン、チルト、ズームを含む撮像装置のパラメータの制御が必要なものが殆どである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例のように、多数の感知器を天井付近に設置する火災検出装置では、設置のためのスペースと設備が必要になり、メンテナンスも煩雑であり、コスト高になるという問題がある。また、撮像装置を用いた場合でも、火災位置の検出のためにパン、チルト、ズームなどのパラメータ制御が可能なカメラが必要になることに加えて、パラメータ制御を行っている間は有効な監視範囲が狭くなるという問題がある。さらに、煙を背景画像から区別することが容易でないため、低コストで精度良く火災を検出するのが難しいという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、見通しの効く空間を有する場所で火災の発生を位置と共に検出することができる画像処理を用いた火災検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、上記の課題を解決するために、図１に示すように、空間１の特定部分を照らし出す投光装置３と、その空間１の画像を撮像する撮像装置２と、撮像装置２と投光装置３との位置関係及び投光装置３からのビームの角度に関する情報を用いて撮像画像の画像処理を行う画像処理装置４とを備え、火災に伴う煙の発生による画像の変化状態から火災をその位置と共に検出可能にしたことを特徴としている。この請求項１の発明において、画像処理の演算を簡略化するために前記投光装置３からのビームの形状を線状とすることができ（請求項２の発明）、または、広範囲を効率的に監視するために前記投光装置３からのビーム形状を面状とすることができる（請求項３の発明）。また、複数のビームを重なりを生じるように照射して空間の注目したい位置の煙の像を強調することにより、その位置での検出感度と検出精度を向上させることができる（請求項４の発明）。
【０００６】
なお、ビームを反射あるいは屈折させる装置を設けたり、それらの装置や投光装置を通常の照明用器具と複合したりして、設置位置をメンテナンスの容易な場所にすることができる。また、ビームを走査したり、ビームを点滅させることと画像処理とを連動させて、監視範囲を広げたり、外部からの光の影響を除いて精度を向上させることもできる。ビームは撮像装置にて撮像可能な範囲であれば、赤外線など人間の目に見えないものを用いることもでき、単一波長の光源やフィルターなどを用いて特定の波長に制限することもできる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例を示す概略構成図である。同図において、１は監視対象となる空間、２は撮像装置としてのカメラ、３は投光装置、４は画像処理装置、５は表示装置である。投光装置３からのビームが監視対象となる空間１に照射されており、カメラ２からの画像は画像処理装置４に与えられ、例えば図２の如き処理が行われる。まず、ステップＳ１では画像の入力が行われ、ステップＳ２では画像の平滑化、正規化等を含む前処理が施される。ステップＳ３では撮像装置２と投光装置３との位置関係及び投光装置からのビームの角度に関する情報（配置情報）から生成したビーム形状に特徴的な像のパターンを用いて画素情報に対する演算を行い、通常時の値との比較により、煙の発生程度と空間内位置を検出する。ステップＳ３には短い時間間隔で撮影した複数の画像を演算して画像の特徴を強調する処理を含めることができる。ステップＳ４で煙の発生程度やその時間的変化から火災と判断した場合は表示装置５を通じて煙の発生程度と位置情報を報知する。
【０００８】
このように、本発明によれば、火災により発生する煙に投光装置３からのビームを照射することにより散乱光を発生させて、背景画像から区別し易くすると共にビーム形状に特徴的な像を生じさせ、ビームの角度及び位置情報と撮影した画像を画像処理装置４により画像処理して、通常時の画像と異なるときは火災発生と判断し得るようにすると共に煙の位置から火災位置を検出するものである。
【０００９】
図３はビーム形状を線状とした場合の一実施例を示す構成図、図４は本実施例の前処理後の画像と煙の位置検出の原理を説明するための説明図である。線状のビームが煙を通過する場所で生じた散乱光による像が、カメラ画像上でのビームの位置に対応する線状の領域の中に現われるため、煙の像がビームに対応する限定された線分のどの部分にあるかを画像処理によって知るだけで、ビームの空間内の位置の情報から立ち登る煙の空間内での位置が求められる。
【００１０】
図５はビーム形状を面状とした場合の一実施例を示す構成図、図６は本実施例の前処理後の画像と煙の位置検出の原理を説明するための説明図である。この例では投光装置３からの平面状のビームが監視対象の空間をカメラ２に向かって上方奥から手前下方へ斜めに照射されている。平面状のビームを煙が通過する場所で生じた散乱光による像が、カメラ画像上のどの部分にあるかを画像処理によって知れば、幾何学的な計算により、立ち登る煙の空間内での位置が求められる。
【００１１】
図７は複数方向からのビームを重なりを生じるように照射した場合の一実施例を示す構成図、図８は本実施例の前処理後の画像と煙の位置検出の原理を説明するための説明図である。監視対象の空間内の、特に注目したい部分にビームの重なり部分を配置することにより、そこでの煙による散乱光を強く生じさせることができるため、その局所的な部分の煙の状態が周囲と区別された明瞭な像としてカメラ画像上に現われる。すなわち、空間全体の煙の監視に加えて、空間内の任意の局所的な領域についての煙の状態をより精度良く調べることが可能である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明によれば、火災により発生する煙に投光装置からのビームを照射することにより散乱光を発生させて、ビーム形状に特徴的な像を生じさせるようにして煙の位置検出を可能とし、また、煙の像を背景画像から区別し易くして火災判断の精度を向上させているので、複数の火災感知器等を用いる場合に比べて設置台数を著しく少なくできる。また、パン、チルト、ズームを含むカメラのパラメータの制御を行わなくても煙の位置を検出することができるので、常時広い範囲の監視を行いながら、設備コストを大幅に低減することができ、そのメンテナンスも著しく容易となる利点が得られる。さらに、ビームを走査したり複数用いたりすることにより、空間内での煙の概略分布をその時間的変化を含めて知ることができ、避難誘導のための支援情報として表示することが可能となる、などの利点もある。
【００１３】
また、請求項２の発明のように、ビーム形状を線状とする場合には、画像処理装置での演算を簡略化できるため、性能の良い高価な処理装置を用いなくても火災の検出が可能となる。また、請求項３の発明のように、ビーム形状を面状とする場合には、広い範囲を一様に監視することができる。さらに、請求項４の発明のように、複数方向からのビームを重なりを生じるように照射する場合には、空間全体の監視に加えて、重点的に監視したい空間内の任意の局所的な領域についての検出感度や検出精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による火災検出装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の画像処理装置の処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の請求項２の実施例を示す概略構成図である。
【図４】本発明の請求項２の実施例を説明するための説明図である。
【図５】本発明の請求項３の実施例を示す概略構成図である。
【図６】本発明の請求項３の実施例を説明するための説明図である。
【図７】本発明の請求項４の実施例を示す概略構成図である。
【図８】本発明の請求項４の実施例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 監視対象の空間
２ カメラ（撮像装置）
３ 投光装置
４ 画像処理装置
５ 表示装置

Claims (4)

1. 空間の特定部分を照らし出す投光装置と、その空間の画像を撮像する撮像装置と、撮像装置と投光装置との位置関係及び投光装置からのビームの角度に関する情報を用いて撮像画像の画像処理を行う画像処理装置とを備え、火災に伴う煙の発生による画像の変化状態から火災をその位置と共に検出可能にしたことを特徴とする画像処理を用いた火災検出装置。
2. 前記投光装置からのビームの形状を線状とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理を用いた火災検出装置。
3. 前記投光装置からのビームの形状を面状とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理を用いた火災検出装置。
4. 前記投光装置からのビームを同時に複数方向から重なりを生じるように照射することを特徴とする請求項１記載の画像処理を用いた火災検出装置。

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