JP4090859B2 - 防災システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災検知器の作動により監視区域内の火源を探査し、可動式ヘッドから放水を行い消火する防災システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火災検知器と可動式ヘッドを組み合わせて、火災検知器の作動により監視区域内の火源を特定し、可動式ヘッドから放水して消火する防災システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４２２６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した防災システムにおいては、火災を検知した火災検知器の作動信号に基づいて火源の特定を行うようになされており、誤報の時は無駄な可動ヘッドの動作を行うことになる。また、火災検知器が火災を検知するときに火源探査装置によって火源を探査しようとするときに、火源探査によって火源が特定できない場合があり、このような場合に火源探査を終了すると火災が発生しているにも拘わらず確実な火災探査が行えない、という問題点があった。
【０００５】
この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、火災検知器の火災検知信号に基づいて火源探査を行う際に、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる防災システムを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る防災システムは、監視範囲全域を監視し、火災検知器の火災検知信号に基づき火源を探査する火源探査装置を備え、該火源の位置を特定する防災システムにおいて、前記火源探査装置が赤外線カメラによる画像を取り込み画像処理によって火源探査を行い、探査の結果、火源が特定できたときは特定された位置情報を出力させると共に、火源が特定できないときには、前記火災検知器をリセットさせ、再度前記火災検知器の火災検知信号に基づいて前記火源探査装置に前記火源探査の再探査を実行させる制御手段を有し、消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、前記制御手段は、前記火源探査装置により特定された火源位置に対応する可動式ヘッドを選択して該火源位置を中心にして所定幅で消火水を揺動放水させるものであって、前記所定幅は、前記火源探査装置が前記火源探査の際に検出した火源の大きさに基づいて決定することを特徴とする。
【００１０】
また、消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、前記可動式ヘッドは、ヘッド照準を調整する照準カメラを備えるものであって、前記火源探査は、熱源探査と火災判定との２部で構成され、該熱源探査により火源位置が特定されると火源候補位置を出力し、該当する可動式ヘッドおよび照準カメラを火源概略位置に指向させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る防災システムの構成を示すブロック図である。図１に示すシステムは、ホールや展示場等の大空間の監視範囲全域（固定された赤外線カメラの視野角で監視できない大空間）を監視し、監視範囲に火源を検出すると、その火源位置を特定して、火源の消火を行うものであり、火災検知器１と、火災検知器監視部２と、情報処理部３と、ポンプ制御部４と、可動式ヘッド制御部５と、可動式ヘッド６と、火源探査制御部７と、火源探査装置８とを備えている。なお、可動式ヘッド６には、ヘッドの他に、該ヘッドの照準を調整できる照準カメラが備えられており、ヘッドとカメラは可動式ヘッド制御部５により個別に制御される。
【００１４】
火災検知器１は、大空間の監視範囲全域を監視できるように、例えば大空間の天井等に複数設置されており、また、火源探査装置８は、大空間の監視範囲全域を監視できるように、例えば監視範囲に対し斜め上方から監視するように複数設置されている。図２に示すシステム設置例の場合、監視エリアＷ１に対しては、４つの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）が設置されており、２つの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２）と火源探査装置８（ＦＳ３，ＦＳ４）とが対向するように設置され、それぞれの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）の受け持つ監視範囲を重複させることで監視エリアＷ１全域を監視している。
【００１５】
また、同様に、監視エリアＷ２全域を監視するため監視エリアＷ２には、火源探査装置８（ＦＳ５）と火源探査装置８（ＦＳ６）が対向して設置されている。また、この図２に示すシステム設置例では、監視エリアＷ１に可動式ヘッド６（ＭＨ１）と可動式ヘッド６（ＭＨ２）が設置され、監視エリアＷ２に可動式ヘッド６（ＭＨ３）が設置されている。そして、火災検知器監視部２、情報処理部３、ポンプ制御部４、可動式ヘッド制御部５及び火源探査制御部７は防災センター内に設けられている。
【００１６】
図１に示すシステムにおいて、火災検知器１の火災検知信号は火災検知器監視部２を介して情報処理部３に入力される。情報処理部３は、火災検知信号に基づいて火源探査制御部７に制御信号を出力する。また、情報処理部３は、火源探査制御部７から探査結果としての火源位置情報が入力されると、その火源位置情報に基づいてポンプ制御部４に制御信号を出力すると共に、可動式ヘッド制御部５に制御信号を出力して可動式ヘッド６を制御して火源を消火するようになされている。
【００１７】
前記火源探査制御部７は、図３に示すように、火源位置算出部７ｂと伝送処理部７ａとを備えており、情報処理部３から制御信号が入力されると、伝送処理部７ａを介して火源探査装置８に各種制御信号（火源探査準備開始指令、火源探査開始指令等）を出力して火源探査装置８を制御する。また、火源探査装置８から火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）が入力されると、複数の火源探査装置８の火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）に基づいて火源位置を特定する算出を行い、火源位置算出部７ｂにより算出された火源位置を、伝送処理部７ａを介して情報処理部３に伝送するようになされている。
【００１８】
また、前記火源探査装置８は、図３に示すように、旋回台（雲台）８ｊに載置された赤外線カメラ８ａ、赤外線カメラ８ａによる画像を取り込む画像取込部８ｂ、取り込まれた画像（画像データ）を記憶する画像メモリ８ｃ、制御動作等のプログラムを格納したメモリ８ｄ、制御手段としてのＣＰＵ（制御部）８ｅ、火災判定部８ｆ、伝送処理部８ｇ、火源検出部８ｈ、赤外線カメラの旋回台８ｊを制御する旋回台制御部８ｉ及び旋回台８ｊを備えている。
【００１９】
なお、前記火源探査制御部７は、各火源探査装置８より通知される角度座標（旋回角、俯仰角）より３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する機能と、算出した火源位置の空間座標（後述する検出エリア中心点、最遠端点）と各カメラ位置とを結ぶ複数の火源探査装置８のライン線の交点とそれらの重心、及び重心からみた各交点の分散値を算出し、火源位置の決定を行う機能、その情報を情報処理部３に通知する機能、カメラ及び制御部の異常を情報処理部３に通知する機能、情報のやりとり及び火災・異常を記録する機能、その内容を表示する機能、各パラメータを外部ファイルより読み込む機能を備えている。
【００２０】
次に、図４は、火源探査装置８の火源探査開始位置と火源探査終了位置との関係を示す図である。火源探査装置８の動作概要は次のとおりである。
１）まず、待機時に、火源探査制御部７から火災探査準備開始指令「ＧＯＤ０」の第１報を受信すると、火源探査開始の準備をする（後述する図５のステップＳ１−Ｓ３）。
２）火源探査準備終了後、火源探査制御部７から火災探査開始指令「ＧＯＤ１」の第２報を受信すると、火源探査を開始する（後述する図５のステップＳ４）。
【００２１】
３）火源探査は、「熱源探査」（後述する図５と図６のステップＳ５−Ｓ２２）と「火災判定」（後述する図５と図６のステップＳ２３−Ｓ３０）の２部で構成され、「熱源探査」→「火災判定」の順に実行される。
【００２２】
３−１）「熱源探査」は、まず、火源探査装置８が監視すべき監視範囲全域をスキャンして火源候補を探査する。例えば、図４に示すように、火源探査装置８の監視範囲全域は、火源探査開始位置と火源探査終了位置との間の監視範囲である。ここで、監視範囲全域を赤外線カメラ８ｂの視野角（例えば、２９°）よりも狭い角度（例えば、２６°）毎の各監視範囲に分割して、各監視範囲を赤外線カメラ８ｂで撮像し、画像を取り込むために、図４に示すように、赤外線カメラの視野角の２９°より狭い角度である２６°毎に移動する。つまり、２６°毎に停止（ステップ）しながらパン（横方向旋回）し、火災の可能性が高い熱源を画像処理によって検出する。このようなスキャンを監視範囲全域について行うことで監視範囲全域を撮像する。
【００２３】
なお、旋回台８ｊの旋回制御のみでなく俯仰制御を行って監視範囲全域を撮像してもよい。次に、監視範囲全域のスキャン終了後、熱源（火源候補）を検出した場合には、検出した熱源が赤外線カメラの撮像中央で捉えられる位置に雲台８ｊを旋回または俯仰させて、火災の可能性が高い熱源を同様の画像処理によって検出する。
【００２４】
３−２）「火災判定」では「熱源探査」で検出した熱源の「周波数分布のばらつき（分散）」を画像処理により評価し、火災判定を行う。
【００２５】
４）１回の火災探査開始指令で１回の火源探査を実行することとする。１回の火源探査が終了したら、火災が検出された場合には火源位置を、検出されなかった場合には検出されなかったことを火源探査制御部７に通知する。
【００２６】
ここで、火源探査装置８の制御部８ｅによる画像処理について説明する。まず、「熱源探査」は、赤外線カメラ８ａにより撮像された画像を画像取込部８ｂに例えば３０Ｈｚで連続１３枚取り込み、ＣＰＵ（制御部）８ｅにおいて取り込んだ画像から「熱源抽出」（領域設定手段）を行い、「画素数判別」（画素数判別手段）と「面積重なり度判別」（揺らぎ判別手段）および「円形度の分散値判別」（揺らぎ判別手段）に基づいて熱源の火災確率を算出する。
【００２７】
ここで、例えばある熱源が「画素数判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「１０」、「面積重なり度判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「４０」、「円形度の分散値判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「５０」が付加されることで、その熱源の火災確率を算出し、算出された火災確率に基づいて火源候補の検出を行う。このように各判別手段の加算値を異ならせる重み付けを行うことで、正確な火災確率を求めることができる。
【００２８】
上述した「熱源抽出」では、取り込んだ複数の画像を所定の輝度閾値（温度）で２つに分けた高温部と低温部に２値化して複数の２値化画像を作成する。また、全２値化画像間の論理和（ＯＲ）をとり、いずれかの２値化画像で存在したことのある高温部を重ね合わせ領域（熱源）として抽出して重ね合わせ画像を作成する。そして、重ね合わせ画像に対しラベリングを実行する。また、全２値化画像間の論理積（ＡＮＤ）をとり、全２値化画像に共通する高温部を固定領域として抽出して固定領域抽出画像を作成する。
【００２９】
また、「画素数判別」では、「熱源抽出」のラベリングで抽出した重ね合わせ領域が一定以上の面積（画素数）であるかにより、火災判別を行う。
また、「面積重なり度判別」では、「熱源抽出」のラベリングで抽出した重ね合わせ領域の外接矩形（以下、対象範囲とする）内に存在する固定領域の面積Ａと、各２値化画像の対象範囲内に存在する高温部領域の面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは取り込んだ枚数）を求め、次式に基づいて各面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と面積Ａの割合を平均化して面積重なり度を算出する。このように算出した面積重なり度が炎の揺らぎに合致する所定の範囲内に収まるかにより、火災判別を行う。これにより、例えば面積が固定的な熱源による誤報を排除することができる。
【００３０】
【数１】
【００３１】
また、「円形度の分散値判別」では、各２値化画像の対象範囲内に存在する高温部領域の面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と周囲長Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求め、次式に基づいて面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と周囲長Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）の比ＭＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）、つまり円形度を算出する。この円形度ＭＣｉは、図形がどれだけ円に近い形状であるかを示す値である。
【００３２】
【数２】
【００３３】
次に、次式に基づいて円形度ＭＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）の分散値ＳＭＣを算出する。
【００３４】
【数３】
【００３５】
円形度の分散値が炎の揺らぎに合致する所定値を越えるかにより、火災判別を行う。つまり、円形度の変化が大きいときには円形度の分散値は大であり、これは炎の場合である。一方、位置が変化しても円形度が変化しないときは円形度の分散値は小さく、これは一定の形状を持つ熱源であって、例えば投光器（静止光源）の場合である。そして、上記した「火災確率の算出」では、各判別手段が火災判別したときの各加算値（各判別手段における火災確率）を合計して火災確率を算出する。
【００３６】
ここで、すべての判別手段が火災判別した場合、火災確率は「１００」（最大値）となるが、最大値に対する各判別手段の加算値は、各判別手段の火災判別の信頼度（誤報要因排除の信頼度）により異ならせている。例えば、「画素数判別」は加算値「１０」であり、「面積重なり度判別」は加算値「４０」であり、このように各判別手段の火災判別の信頼度により、各判別手段による火災確率への加算値を異ならせる重み付けに基づいて、図５，図６のフローチャートにより、火源候補の検出を行う。なお、各判別手段の加算値は、適宜変更してもよい。
【００３７】
次に、「火災判定」（周波数判別手段）は、例えばフーリエ変換による周波数解析を行う。赤外線カメラ８ａにより撮像された画像を複数枚（例えば６４枚）取り込み、取り込んだ各画像の対象範囲内における平均輝度を算出する。そして、算出した平均輝度をデータが連続した複数のグループ（例えば、１〜３２枚目、１７〜４８枚目、３３〜６４枚目の３つのグループ）に分け、グループ毎にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて周波数分布を算出し、算出した各グループの周波数分布同士の相関値を算出し、周波数分布がグループ毎にばらついている場合としてその値が所定の閾値例えば０．９以下の場合は火災と判定し、０．９を越えている場合は非火災と判定する。すなわち、周波数分布にばらつきがない場合は、一定周期で回転している熱源のような誤報源である。
【００３８】
以下、上述した火源探査装置８の制御部８ｅによる具体的な動作を、図５と図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず、火災検知器１が火災を検知したことによる火災検知信号に基づく火源探査制御部７からの火源探査準備開始指令「ＧＯＤ０」の受信に基づいて赤外線カメラ８ａの旋回台（雲台）８ｊを格納位置から原点（０°）位置に移して原点補正した後、火源探査開始位置へ旋回する（ステップＳ１−Ｓ３）。所定時間（例えば１０秒）後、火源探査制御部７からの火源探査開始指令「ＧＯＤ１」を受信したら、赤外線カメラ８ａによる画像を例えばフレームレートの３０Ｈｚ周期で連続１３枚取得する（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００３９】
そして、次の火源探査位置に予め赤外線カメラ８ａを旋回させておく。つまり、現在位置と探査終了位置が赤外線カメラ８ａの視野角の半分となる１３°以上あれば、探査終了位置方向へ２６°旋回開始する（ステップＳ６，Ｓ７）。次に、ステップＳ５で取得した取込画像から熱源を抽出し、熱源の火災確率を算出する（ステップＳ８，Ｓ９）。
【００４０】
このようにして、抽出された熱源の画素数判別と面積重なり度判別及び円形度の分散値判別に基づいて火災確率を求めた後、求めた火災確率のうち火災確率が一番高い熱源を選択し、その熱源位置が所定の監視範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。熱源位置が監視範囲内であれば、熱源位置（旋回角、俯仰角）と火災確率を火源候補リストに追加する（ステップＳ１２）。すなわち、上記ステップＳ８は、監視範囲を赤外線カメラで撮像した画像データから所定の高温領域を判別する領域設定手段を構成し、上記ステップＳ９は、高温領域に基づいて火災判別を行う判別手段の一例として、高温領域が一定以上の面積の時に炎と判別する画素数判別手段と、高温領域に経時的な揺らぎのあるときに炎と判別する揺らぎ判別手段を構成する。
【００４１】
そして、ステップＳ１３において、ステップＳ７での赤外線カメラ８ａの次の火源探査位置への旋回動作が終了したか否かを判定し、終了していなければ終了するまで待ち、旋回動作が終了していれば、次に、ステップＳ１４において、赤外線カメラ８ａが火源探査終了位置まで旋回して監視範囲全域の探査が終了したか否かを判定し、終了していなければ、ステップＳ５以下の処理を繰り返す。探査が終了していれば、ステップＳ１５に移行し、火源候補リスト内に火災候補（熱源）があるか否かを判定し、候補があれば、火源候補リスト中の火災確率が一番高い熱源位置を選択する（ステップＳ１６）。選択した熱源を撮像画面中央に捉え、すなわち火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラ８ａを指向させ（旋回台８ｊの旋回または俯仰制御を行う）（ステップＳ１７）、選択した火源候補位置を暫定位置「ＲＥＴ０」として火源探査制御部７に通知する（ステップＳ１８）。
【００４２】
その後、画像を１３枚取り込み、ステップＳ８，Ｓ９と同様の熱源の火災確率を算出し、これを５回実行した後、平均した火災確率が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１９−Ｓ２２）。閾値未満であれば、熱源は非火災と断定し、火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する。閾値以上であれば、「火災判定」、例えばフーリエ変換による周波数解析を行う。
【００４３】
つまり、画像１枚を取り込み、熱源の平均輝度を既知の方法で算出し、メモリに記憶する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。次に、ステップＳ２３−Ｓ２４の処理を６４回実行し（ステップＳ２５）、算出した平均輝度を３グループに分け、グループ毎にＦＦＴを用いて周波数分析を算出する（ステップＳ２６）。そして、算出した各グループの周波数分布同士の相関値を算出し（ステップＳ２７）、算出した相関値が閾値以下か否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００４４】
算出した相関値が閾値以下であれば、熱源は火災と断定し、火源位置を「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する（ステップＳ２９）。他方、算出した相関値が閾値以下でなければ、熱源は非火災と断定し、火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する（ステップＳ３０）。すなわち、上記ステップＳ２３−Ｓ２９は、前記した判別手段の一例として、高温領域の周波数解析を行い周波数分布が分散しているときに炎と判別する周波数判別手段を構成している。
【００４５】
なお、上記ステップＳ１５において、ＮＯとなり、火源の概略的な探査結果、火災候補がないと判定された場合は、火源探査制御部７に対して、熱源は非火災と断定し火源がないことを「ＲＥＴ０」で通知する（ステップＳ３１）。それが情報処理部３に送出されて、情報処理部３が火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器の火災検知信号に基づいてステップＳ１にリターンさせ、監視範囲を探査し火源を再探査するようにする。
【００４６】
また、同様に、ステップＳ２８において、詳細な探査結果ＮＯとなった場合は、火源探査制御部７に対して、熱源は非火災と断定し火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知する（ステップＳ３０）。それが情報処理部３に送出されて、情報処理部３が火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器の火災検知信号に基づいてステップＳ１にリターンさせ、監視範囲を探査し火源を再探査するようにする。この火源の再探査については、後述する実施の形態２で詳細に説明する。
【００４７】
すなわち、図５と図６のフローチャートに示す制御は、旋回台を制御して赤外線カメラにより監視範囲全域を撮像して火源候補を探査し、火源候補を検出した場合は、旋回台を制御して火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラを指向させた後、火源位置を特定するようにしたもので、赤外線レンズの歪みの影響が少なく、正確な火源位置を特定できる。
【００４８】
従って、上記実施の形態１によれば、次の効果を奏する。赤外線カメラは、その前面に設けられた赤外線レンズを介して各画素に結像することで、監視範囲を撮像して画像データを作成し、画像データの高温領域が火源であると判断されると、赤外線カメラの画像の高温領域の角度座標（旋回角、俯仰角）を火源位置とし、火源探査制御部は、火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）から火源位置を示す空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定する。
【００４９】
しかし、赤外線レンズに歪み等がある場合、画像データの端部の画素の角度座標（旋回角、俯仰角）から特定される空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、該端部の画素が撮像している実際の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と誤差が生じ、特に大空間内の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定するこのシステムの場合、赤外線カメラの位置と火源となりうる位置との距離が非常に長いため、該誤差が非常に大きくなってしまう。そのため、歪み等の影響が少ない赤外線レンズの中央を介して火源候補を中央の画素に結像すること、すなわち、火源候補を赤外線カメラの画像データの中央に捉えることで、火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）から特定される火源位置を示す空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、火源位置を示す実際の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との誤差が最小となる。
【００５０】
以上のように、上記実施の形態１によれば、火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラを指向させた後、火源位置を特定するので、赤外線レンズの歪みの影響が少なく、正確な火源位置を特定できる。
【００５１】
また、火源を画像データの中央に捉えるようにしたので、火源（高温領域）を確実に画像データ中に捉えることができ、画像処理による正確な火災判定が行える。
【００５２】
また、判別手段を複数備え、判別手段により算出された火災確率に基づいて火災判定を行うので、正確な火災確率を求めることができ、正確な火災判定を行うことができる。
【００５３】
また、赤外線カメラの視野角より狭い角度でステップして各監視範囲を撮像することで監視範囲全域を撮像するので、各監視範囲を重複させることで監視範囲全域における未監視領域を防止することができ、高温領域を確実に画像データ中に捉えることができる。
【００５４】
さらに、炎検知器が火災を検出するまで、赤外線カメラは待機状態（雲台停止）なので、赤外線カメラの雲台の機械部の摩耗および劣化が少なく、長寿命化が計れる。
【００５５】
なお、図６におけるステップＳ２３〜Ｓ２８を省略して、ステップＳ２２において平均した火災確率が閾値以上の場合に、熱源を火災と断定するなどしてもよい。
【００５６】
実施の形態２．
この実施の形態２では、上述した実施の形態１を含めたシステム全体の動作について、火災検知器１の火災検知信号に基づいて火源探査を行った際に、火源を特定できない場合は、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査する点、火源探査結果に基づいて可動式ヘッド６から放水して消火を行う際に、可動式ヘッド６からの放水範囲に火源位置を中心にして所定幅を持たせて揺動放水を行う点について詳細に説明する。
【００５７】
以下、この発明の実施の形態２に係る情報処理部３を中心としたシステム全体の動作を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。まず、火災検知器１が火災を検知したことによる火災検知器監視部２からの火災検知信号に基づいて、情報処理部３が火源探査制御部７からの火源探査準備開始指令「ＧＯＤ０」を送出させ、各火源探査装置８は、その受信に基づいて赤外線カメラ８ａを原点補正した後、火源探査開始位置へ旋回させる（ステップＳ７１−Ｓ７２）。
【００５８】
所定時間（例えば１０秒）後、情報処理部３は、火源探査制御部７からの火源探査開始指令「ＧＯＤ１」を送出させると共に、指向させるべき可動式ヘッド６の中心座標を決定し、可動式ヘッド制御部５に制御出力として、可動式ヘッド６の照準カメラをその中心座標へ指向させる（ステップＳ７３−Ｓ７４）。上述したステップＳ７２−Ｓ７４までの動作は、図５に示すステップＳ１〜Ｓ４に対応する。
【００５９】
なお、中心座標の算出については、上記の所定時間の間、情報処理部３は、第２報以降の火災検知信号を受け付ける。第２報以降があると、情報処理部３は、検知した火災検知器１のアドレスから形状に応じた属性を確認して座標を読み出し、２つの座標（第３報以降は３つ以上の座標）の平均値を算出し、それを中心座標とする。そして、この中心座標に対して、可動式ヘッド６の照準カメラの旋回角および俯仰角を算出して可動式ヘッド制御部５へ制御出力する。
【００６０】
次に、各火源探査装置８が火源の有無を探査し、火源概略位置が特定されるとＡ警報として火源候補位置の暫定位置「ＲＥＴ０」を出力し、情報処理部３は、その出力を火源探査制御部７を介して受信し、図示しない表示操作部に火災発生を表示して警報音を鳴動すると共に該当する放水区域の各照準カメラおよび各可動式ヘッド６を火源概略位置へ指向させる（ステップＳ７５−Ｓ７８）。このステップＳ７５は、図５及び図６に示すステップＳ５−Ｓ１５に対応し、ステップＳ７６は、図６に示すステップＳ１６に対応する。
【００６１】
ここで、該当する放水区域とは、２つの監視エリアＷ１，Ｗ２のいずれかであり、情報処理部３には、火源概略位置として座標が取り込まれ、上記のように、旋回角及び俯仰角を算出して必要な可動ヘッド制御部５に制御出力する。このように、情報処理部３において警報が発せられ、監視員が気づいたときに、照準カメラが概略でも火源の方を向くことにより、炎を発見することができ、監視員の手動による放水開始が期待できる。
【００６２】
また、ここで、ステップＳ７５において、火源探査結果、火源候補がないと判定された場合には、情報処理部３は、その旨の通知を火源探査制御部７を介して受信し、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器監視部２に対して該当する火災検知器１をリセットさせて再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査すべく、ステップＳ７２にリターンする。これは、図６に示すステップＳ３１から図５に示すステップＳ１へのリターンに対応する。
【００６３】
火源候補があれば、各火源探査装置８がさらに詳細探査を行う（ステップＳ７９）。このステップＳ７９の動作は、図６に示すステップＳ１９〜Ｓ２８に対応する。各火源探査装置８の詳細探査の結果、火源が特定できない場合は、情報処理部３は、その旨の通知を火源探査制御部７を介して受信し、ステップＳ７５での動作と同様に、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器監視部２に対して該当する火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査すべく、ステップＳ７２にリターンする。これは、図６に示すステップＳ３０から図５に示すステップＳ１へのリターンに対応する。
【００６４】
次に、各火源探査装置８のいずれかが火源を特定できれば、情報処理部３は、火源探査制御部７を介して火源特定のＢ警報として火源特定位置「ＲＥＴ１」を受信し、上記Ａ警報と同様に表示鳴動を行うと共に該当する放水区域の照準カメラおよび可動式ヘッド６を火源特定位置へ指向修正すると共に、可動式ヘッド６の選択および放水パターンの決定を行う（ステップＳ８０−Ｓ８３）。ここで、可動式ヘッド６の選択は、火源特定位置に最も近いヘッドを選び、放水パターンについては、可動式ヘッド６から火源特定位置までの距離に応じて、遠方、中間、近傍、直近の４パターンからの選出を行う。なお、ステップＳ８１は図６に示すステップＳ２９に対応する。
【００６５】
そして、情報処理部３は、放水指令に基づいてポンプを起動する出力をポンプ制御部４へ出力して、選択された可動式ヘッド６ヘ給水するための図示しない遠隔操作弁を開放させて放水を行う（ステップＳ８４−Ｓ８６）。放水開始後、３分経過した後に、揺動放水を行う（ステップＳ８７−Ｓ８８）。
【００６６】
この揺動は、情報処理部３から可動式ヘッド制御部５へ揺動開始出力を行って、可動式ヘッド制御部５が火源特定位置の方向を中心にして、左右に約２度ずつ１０秒または２０秒停止して３方向を移動する。この揺動放水の設定は、任意に設定できることが好ましく、揺動開始時間、揺動角度、停止時間、左右中の方向設定のデータベース設定が行えるようになっている。さらに、放水パターンとして、遠方や中間の距離に応じて設定してもよい。なお、この揺動角度（揺動幅）は、各火源探査装置８において特定した火源情報を情報処理部３が収集して火源の大きさを特定し、その大きさに併せて最適な角度を算出して可動式ヘッド制御部５の揺動角度を決定してもよい。このような放水によって、火災は鎮火する（ステップＳ８９）。
【００６７】
従って、上記実施の形態２によれば、火災検知器１の火災検知に基づいて火源探査を行う際に、火源が特定できない場合には火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査するようにしたので、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる。
【００６８】
特に、火災検知器１の火災検知信号によって起動され、火源探査装置８が無制限に連続的に火源探査を行うとすると、誤報のときに火源探査を無駄に続けることとなり、また、火災検知器１が火災を検知しても、火源探査装置８が一度目の探査で火源と判断できるとは限らず、再度の探査が必要となるが、このような場合に再探査させて、火災検知器１が検知信号を出力する間のみ火源探査装置８を稼動させることができる。
【００６９】
また、特定された火源位置に、可動式ヘッド６から消火水を放水することができ、連動して消火活動が可能である。
また、可動式ヘッド６の照準を照準カメラで調整することができ、監視員の手動によって、正確に火源に向けて放水させることができる。
【００７０】
また、火源探査装置８からの火源候補位置の暫定位置を示すＡ警報と、火源特定位置を示すＢ警報を、火源探査制御部７を介して情報処理部３の図示しない監視パネルのテレビモニタに表示させることで、監視員が監視パネルを監視しながら照準カメラの操作が行え、放水有無に係わらず、監視区域の状態を確認することができる。
【００７１】
また、可動式ヘッド６からの放水が所定幅に揺動することによって、監視区域内に発生した火源に幅があっても、有効に消火できるという効果がある。
また、揺動放水は、まず火源の位置への放水を行い、その後に幅を広くすることで、中心から放水するという消火効率のよい放水が行える。
さらに、火源の大きさについての情報を利用して、揺動放水の幅を決定することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる。
【００７３】
また、動式ヘッド６からの放水が所定幅に揺動することによって、監視区域内に発生した火源に幅があっても、有効に消火できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態に係る火源探査装置が適用されるシステム構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す各構成のシステム設置例を示す図である。
【図３】 図１の火源探査制御部７と火源探査装置８の内部構成を示すブロック図である。
【図４】 赤外線カメラによるスキャンの説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る火源探査装置８の制御部８ｅによる制御動作を説明するフローチャートである。
【図６】 図５に続くフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る火源探査装置８の制御部８ｅによる制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 火災検知器、２ 火災検知器監視部、３ 情報処理部、４ ポンプ制御部、５ 可動式ヘッド制御部、６ 可動式ヘッド、７ 火源探査制御部、７ｂ 火源位置算出部、８ 火源探査装置、８ａ 赤外線カメラ、８ｊ 旋回台、８ｅ 制御部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災検知器の作動により監視区域内の火源を探査し、可動式ヘッドから放水を行い消火する防災システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火災検知器と可動式ヘッドを組み合わせて、火災検知器の作動により監視区域内の火源を特定し、可動式ヘッドから放水して消火する防災システムが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４２２６１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した防災システムにおいては、火災を検知した火災検知器の作動信号に基づいて火源の特定を行うようになされており、誤報の時は無駄な可動ヘッドの動作を行うことになる。また、火災検知器が火災を検知するときに火源探査装置によって火源を探査しようとするときに、火源探査によって火源が特定できない場合があり、このような場合に火源探査を終了すると火災が発生しているにも拘わらず確実な火災探査が行えない、という問題点があった。
【０００５】
この発明は上述した点に鑑みてなされたもので、火災検知器の火災検知信号に基づいて火源探査を行う際に、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる防災システムを得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る防災システムは、監視範囲全域を監視し、火災検知器の火災検知信号に基づき火源を探査する火源探査装置を備え、該火源の位置を特定する防災システムにおいて、前記火源探査装置が赤外線カメラによる画像を取り込み画像処理によって火源探査を行い、探査の結果、火源が特定できたときは特定された位置情報を出力させると共に、火源が特定できないときには、前記火災検知器をリセットさせ、再度前記火災検知器の火災検知信号に基づいて前記火源探査装置に前記火源探査の再探査を実行させる制御手段を有し、消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、前記制御手段は、前記火源探査装置により特定された火源位置に対応する可動式ヘッドを選択して該火源位置を中心にして所定幅で消火水を揺動放水させるものであって、前記所定幅は、前記火源探査装置が前記火源探査の際に検出した火源の大きさに基づいて決定することを特徴とする。
【００１０】
また、消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、前記可動式ヘッドは、ヘッド照準を調整する照準カメラを備えるものであって、前記火源探査は、熱源探査と火災判定との２部で構成され、該熱源探査により火源位置が特定されると火源候補位置を出力し、該当する可動式ヘッドおよび照準カメラを火源概略位置に指向させる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る防災システムの構成を示すブロック図である。図１に示すシステムは、ホールや展示場等の大空間の監視範囲全域（固定された赤外線カメラの視野角で監視できない大空間）を監視し、監視範囲に火源を検出すると、その火源位置を特定して、火源の消火を行うものであり、火災検知器１と、火災検知器監視部２と、情報処理部３と、ポンプ制御部４と、可動式ヘッド制御部５と、可動式ヘッド６と、火源探査制御部７と、火源探査装置８とを備えている。なお、可動式ヘッド６には、ヘッドの他に、該ヘッドの照準を調整できる照準カメラが備えられており、ヘッドとカメラは可動式ヘッド制御部５により個別に制御される。
【００１４】
火災検知器１は、大空間の監視範囲全域を監視できるように、例えば大空間の天井等に複数設置されており、また、火源探査装置８は、大空間の監視範囲全域を監視できるように、例えば監視範囲に対し斜め上方から監視するように複数設置されている。図２に示すシステム設置例の場合、監視エリアＷ１に対しては、４つの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）が設置されており、２つの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２）と火源探査装置８（ＦＳ３，ＦＳ４）とが対向するように設置され、それぞれの火源探査装置８（ＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３，ＦＳ４）の受け持つ監視範囲を重複させることで監視エリアＷ１全域を監視している。
【００１５】
また、同様に、監視エリアＷ２全域を監視するため監視エリアＷ２には、火源探査装置８（ＦＳ５）と火源探査装置８（ＦＳ６）が対向して設置されている。また、この図２に示すシステム設置例では、監視エリアＷ１に可動式ヘッド６（ＭＨ１）と可動式ヘッド６（ＭＨ２）が設置され、監視エリアＷ２に可動式ヘッド６（ＭＨ３）が設置されている。そして、火災検知器監視部２、情報処理部３、ポンプ制御部４、可動式ヘッド制御部５及び火源探査制御部７は防災センター内に設けられている。
【００１６】
図１に示すシステムにおいて、火災検知器１の火災検知信号は火災検知器監視部２を介して情報処理部３に入力される。情報処理部３は、火災検知信号に基づいて火源探査制御部７に制御信号を出力する。また、情報処理部３は、火源探査制御部７から探査結果としての火源位置情報が入力されると、その火源位置情報に基づいてポンプ制御部４に制御信号を出力すると共に、可動式ヘッド制御部５に制御信号を出力して可動式ヘッド６を制御して火源を消火するようになされている。
【００１７】
前記火源探査制御部７は、図３に示すように、火源位置算出部７ｂと伝送処理部７ａとを備えており、情報処理部３から制御信号が入力されると、伝送処理部７ａを介して火源探査装置８に各種制御信号（火源探査準備開始指令、火源探査開始指令等）を出力して火源探査装置８を制御する。また、火源探査装置８から火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）が入力されると、複数の火源探査装置８の火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）に基づいて火源位置を特定する算出を行い、火源位置算出部７ｂにより算出された火源位置を、伝送処理部７ａを介して情報処理部３に伝送するようになされている。
【００１８】
また、前記火源探査装置８は、図３に示すように、旋回台（雲台）８ｊに載置された赤外線カメラ８ａ、赤外線カメラ８ａによる画像を取り込む画像取込部８ｂ、取り込まれた画像（画像データ）を記憶する画像メモリ８ｃ、制御動作等のプログラムを格納したメモリ８ｄ、制御手段としてのＣＰＵ（制御部）８ｅ、火災判定部８ｆ、伝送処理部８ｇ、火源検出部８ｈ、赤外線カメラの旋回台８ｊを制御する旋回台制御部８ｉ及び旋回台８ｊを備えている。
【００１９】
なお、前記火源探査制御部７は、各火源探査装置８より通知される角度座標（旋回角、俯仰角）より３次元座標（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する機能と、算出した火源位置の空間座標（後述する検出エリア中心点、最遠端点）と各カメラ位置とを結ぶ複数の火源探査装置８のライン線の交点とそれらの重心、及び重心からみた各交点の分散値を算出し、火源位置の決定を行う機能、その情報を情報処理部３に通知する機能、カメラ及び制御部の異常を情報処理部３に通知する機能、情報のやりとり及び火災・異常を記録する機能、その内容を表示する機能、各パラメータを外部ファイルより読み込む機能を備えている。
【００２０】
次に、図４は、火源探査装置８の火源探査開始位置と火源探査終了位置との関係を示す図である。火源探査装置８の動作概要は次のとおりである。
１）まず、待機時に、火源探査制御部７から火災探査準備開始指令「ＧＯＤ０」の第１報を受信すると、火源探査開始の準備をする（後述する図５のステップＳ１−Ｓ３）。
２）火源探査準備終了後、火源探査制御部７から火災探査開始指令「ＧＯＤ１」の第２報を受信すると、火源探査を開始する（後述する図５のステップＳ４）。
【００２１】
３）火源探査は、「熱源探査」（後述する図５と図６のステップＳ５−Ｓ２２）と「火災判定」（後述する図５と図６のステップＳ２３−Ｓ３０）の２部で構成され、「熱源探査」→「火災判定」の順に実行される。
【００２２】
３−１）「熱源探査」は、まず、火源探査装置８が監視すべき監視範囲全域をスキャンして火源候補を探査する。例えば、図４に示すように、火源探査装置８の監視範囲全域は、火源探査開始位置と火源探査終了位置との間の監視範囲である。ここで、監視範囲全域を赤外線カメラ８ｂの視野角（例えば、２９°）よりも狭い角度（例えば、２６°）毎の各監視範囲に分割して、各監視範囲を赤外線カメラ８ｂで撮像し、画像を取り込むために、図４に示すように、赤外線カメラの視野角の２９°より狭い角度である２６°毎に移動する。つまり、２６°毎に停止（ステップ）しながらパン（横方向旋回）し、火災の可能性が高い熱源を画像処理によって検出する。このようなスキャンを監視範囲全域について行うことで監視範囲全域を撮像する。
【００２３】
なお、旋回台８ｊの旋回制御のみでなく俯仰制御を行って監視範囲全域を撮像してもよい。次に、監視範囲全域のスキャン終了後、熱源（火源候補）を検出した場合には、検出した熱源が赤外線カメラの撮像中央で捉えられる位置に雲台８ｊを旋回または俯仰させて、火災の可能性が高い熱源を同様の画像処理によって検出する。
【００２４】
３−２）「火災判定」では「熱源探査」で検出した熱源の「周波数分布のばらつき（分散）」を画像処理により評価し、火災判定を行う。
【００２５】
４）１回の火災探査開始指令で１回の火源探査を実行することとする。１回の火源探査が終了したら、火災が検出された場合には火源位置を、検出されなかった場合には検出されなかったことを火源探査制御部７に通知する。
【００２６】
ここで、火源探査装置８の制御部８ｅによる画像処理について説明する。まず、「熱源探査」は、赤外線カメラ８ａにより撮像された画像を画像取込部８ｂに例えば３０Ｈｚで連続１３枚取り込み、ＣＰＵ（制御部）８ｅにおいて取り込んだ画像から「熱源抽出」（領域設定手段）を行い、「画素数判別」（画素数判別手段）と「面積重なり度判別」（揺らぎ判別手段）および「円形度の分散値判別」（揺らぎ判別手段）に基づいて熱源の火災確率を算出する。
【００２７】
ここで、例えばある熱源が「画素数判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「１０」、「面積重なり度判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「４０」、「円形度の分散値判別」により火災と判別されると火災確率に加算値「５０」が付加されることで、その熱源の火災確率を算出し、算出された火災確率に基づいて火源候補の検出を行う。このように各判別手段の加算値を異ならせる重み付けを行うことで、正確な火災確率を求めることができる。
【００２８】
上述した「熱源抽出」では、取り込んだ複数の画像を所定の輝度閾値（温度）で２つに分けた高温部と低温部に２値化して複数の２値化画像を作成する。また、全２値化画像間の論理和（ＯＲ）をとり、いずれかの２値化画像で存在したことのある高温部を重ね合わせ領域（熱源）として抽出して重ね合わせ画像を作成する。そして、重ね合わせ画像に対しラベリングを実行する。また、全２値化画像間の論理積（ＡＮＤ）をとり、全２値化画像に共通する高温部を固定領域として抽出して固定領域抽出画像を作成する。
【００２９】
また、「画素数判別」では、「熱源抽出」のラベリングで抽出した重ね合わせ領域が一定以上の面積（画素数）であるかにより、火災判別を行う。
また、「面積重なり度判別」では、「熱源抽出」のラベリングで抽出した重ね合わせ領域の外接矩形（以下、対象範囲とする）内に存在する固定領域の面積Ａと、各２値化画像の対象範囲内に存在する高温部領域の面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは取り込んだ枚数）を求め、次式に基づいて各面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と面積Ａの割合を平均化して面積重なり度を算出する。このように算出した面積重なり度が炎の揺らぎに合致する所定の範囲内に収まるかにより、火災判別を行う。これにより、例えば面積が固定的な熱源による誤報を排除することができる。
【００３０】
【数１】
また、「円形度の分散値判別」では、各２値化画像の対象範囲内に存在する高温部領域の面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と周囲長Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求め、次式に基づいて面積Ｍｉ（ｉ＝１〜ｎ）と周囲長Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）の比ＭＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）、つまり円形度を算出する。この円形度ＭＣｉは、図形がどれだけ円に近い形状であるかを示す値である。
【００３２】
【数２】
次に、次式に基づいて円形度ＭＣｉ（ｉ＝１〜ｎ）の分散値ＳＭＣを算出する。
【００３４】
【数３】
円形度の分散値が炎の揺らぎに合致する所定値を越えるかにより、火災判別を行う。つまり、円形度の変化が大きいときには円形度の分散値は大であり、これは炎の場合である。一方、位置が変化しても円形度が変化しないときは円形度の分散値は小さく、これは一定の形状を持つ熱源であって、例えば投光器（静止光源）の場合である。そして、上記した「火災確率の算出」では、各判別手段が火災判別したときの各加算値（各判別手段における火災確率）を合計して火災確率を算出する。
【００３６】
ここで、すべての判別手段が火災判別した場合、火災確率は「１００」（最大値）となるが、最大値に対する各判別手段の加算値は、各判別手段の火災判別の信頼度（誤報要因排除の信頼度）により異ならせている。例えば、「画素数判別」は加算値「１０」であり、「面積重なり度判別」は加算値「４０」であり、このように各判別手段の火災判別の信頼度により、各判別手段による火災確率への加算値を異ならせる重み付けに基づいて、図５，図６のフローチャートにより、火源候補の検出を行う。なお、各判別手段の加算値は、適宜変更してもよい。
【００３７】
次に、「火災判定」（周波数判別手段）は、例えばフーリエ変換による周波数解析を行う。赤外線カメラ８ａにより撮像された画像を複数枚（例えば６４枚）取り込み、取り込んだ各画像の対象範囲内における平均輝度を算出する。そして、算出した平均輝度をデータが連続した複数のグループ（例えば、１〜３２枚目、１７〜４８枚目、３３〜６４枚目の３つのグループ）に分け、グループ毎にＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用いて周波数分布を算出し、算出した各グループの周波数分布同士の相関値を算出し、周波数分布がグループ毎にばらついている場合としてその値が所定の閾値例えば０．９以下の場合は火災と判定し、０．９を越えている場合は非火災と判定する。すなわち、周波数分布にばらつきがない場合は、一定周期で回転している熱源のような誤報源である。
【００３８】
以下、上述した火源探査装置８の制御部８ｅによる具体的な動作を、図５と図６に示すフローチャートを参照して説明する。まず、火災検知器１が火災を検知したことによる火災検知信号に基づく火源探査制御部７からの火源探査準備開始指令「ＧＯＤ０」の受信に基づいて赤外線カメラ８ａの旋回台（雲台）８ｊを格納位置から原点（０°）位置に移して原点補正した後、火源探査開始位置へ旋回する（ステップＳ１−Ｓ３）。所定時間（例えば１０秒）後、火源探査制御部７からの火源探査開始指令「ＧＯＤ１」を受信したら、赤外線カメラ８ａによる画像を例えばフレームレートの３０Ｈｚ周期で連続１３枚取得する（ステップＳ４，Ｓ５）。
【００３９】
そして、次の火源探査位置に予め赤外線カメラ８ａを旋回させておく。つまり、現在位置と探査終了位置が赤外線カメラ８ａの視野角の半分となる１３°以上あれば、探査終了位置方向へ２６°旋回開始する（ステップＳ６，Ｓ７）。次に、ステップＳ５で取得した取込画像から熱源を抽出し、熱源の火災確率を算出する（ステップＳ８，Ｓ９）。
【００４０】
このようにして、抽出された熱源の画素数判別と面積重なり度判別及び円形度の分散値判別に基づいて火災確率を求めた後、求めた火災確率のうち火災確率が一番高い熱源を選択し、その熱源位置が所定の監視範囲内か否かを判定する（ステップＳ１０，Ｓ１１）。熱源位置が監視範囲内であれば、熱源位置（旋回角、俯仰角）と火災確率を火源候補リストに追加する（ステップＳ１２）。すなわち、上記ステップＳ８は、監視範囲を赤外線カメラで撮像した画像データから所定の高温領域を判別する領域設定手段を構成し、上記ステップＳ９は、高温領域に基づいて火災判別を行う判別手段の一例として、高温領域が一定以上の面積の時に炎と判別する画素数判別手段と、高温領域に経時的な揺らぎのあるときに炎と判別する揺らぎ判別手段を構成する。
【００４１】
そして、ステップＳ１３において、ステップＳ７での赤外線カメラ８ａの次の火源探査位置への旋回動作が終了したか否かを判定し、終了していなければ終了するまで待ち、旋回動作が終了していれば、次に、ステップＳ１４において、赤外線カメラ８ａが火源探査終了位置まで旋回して監視範囲全域の探査が終了したか否かを判定し、終了していなければ、ステップＳ５以下の処理を繰り返す。探査が終了していれば、ステップＳ１５に移行し、火源候補リスト内に火災候補（熱源）があるか否かを判定し、候補があれば、火源候補リスト中の火災確率が一番高い熱源位置を選択する（ステップＳ１６）。選択した熱源を撮像画面中央に捉え、すなわち火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラ８ａを指向させ（旋回台８ｊの旋回または俯仰制御を行う）（ステップＳ１７）、選択した火源候補位置を暫定位置「ＲＥＴ０」として火源探査制御部７に通知する（ステップＳ１８）。
【００４２】
その後、画像を１３枚取り込み、ステップＳ８，Ｓ９と同様の熱源の火災確率を算出し、これを５回実行した後、平均した火災確率が所定の閾値以上か否かを判定する（ステップＳ１９−Ｓ２２）。閾値未満であれば、熱源は非火災と断定し、火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する。閾値以上であれば、「火災判定」、例えばフーリエ変換による周波数解析を行う。
【００４３】
つまり、画像１枚を取り込み、熱源の平均輝度を既知の方法で算出し、メモリに記憶する（ステップＳ２３，Ｓ２４）。次に、ステップＳ２３−Ｓ２４の処理を６４回実行し（ステップＳ２５）、算出した平均輝度を３グループに分け、グループ毎にＦＦＴを用いて周波数分析を算出する（ステップＳ２６）。そして、算出した各グループの周波数分布同士の相関値を算出し（ステップＳ２７）、算出した相関値が閾値以下か否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００４４】
算出した相関値が閾値以下であれば、熱源は火災と断定し、火源位置を「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する（ステップＳ２９）。他方、算出した相関値が閾値以下でなければ、熱源は非火災と断定し、火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知して火源探査を終了する（ステップＳ３０）。すなわち、上記ステップＳ２３−Ｓ２９は、前記した判別手段の一例として、高温領域の周波数解析を行い周波数分布が分散しているときに炎と判別する周波数判別手段を構成している。
【００４５】
なお、上記ステップＳ１５において、ＮＯとなり、火源の概略的な探査結果、火災候補がないと判定された場合は、火源探査制御部７に対して、熱源は非火災と断定し火源がないことを「ＲＥＴ０」で通知する（ステップＳ３１）。それが情報処理部３に送出されて、情報処理部３が火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器の火災検知信号に基づいてステップＳ１にリターンさせ、監視範囲を探査し火源を再探査するようにする。
【００４６】
また、同様に、ステップＳ２８において、詳細な探査結果ＮＯとなった場合は、火源探査制御部７に対して、熱源は非火災と断定し火源がないことを「ＲＥＴ１」で通知する（ステップＳ３０）。それが情報処理部３に送出されて、情報処理部３が火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器の火災検知信号に基づいてステップＳ１にリターンさせ、監視範囲を探査し火源を再探査するようにする。この火源の再探査については、後述する実施の形態２で詳細に説明する。
【００４７】
すなわち、図５と図６のフローチャートに示す制御は、旋回台を制御して赤外線カメラにより監視範囲全域を撮像して火源候補を探査し、火源候補を検出した場合は、旋回台を制御して火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラを指向させた後、火源位置を特定するようにしたもので、赤外線レンズの歪みの影響が少なく、正確な火源位置を特定できる。
【００４８】
従って、上記実施の形態１によれば、次の効果を奏する。赤外線カメラは、その前面に設けられた赤外線レンズを介して各画素に結像することで、監視範囲を撮像して画像データを作成し、画像データの高温領域が火源であると判断されると、赤外線カメラの画像の高温領域の角度座標（旋回角、俯仰角）を火源位置とし、火源探査制御部は、火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）から火源位置を示す空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定する。
【００４９】
しかし、赤外線レンズに歪み等がある場合、画像データの端部の画素の角度座標（旋回角、俯仰角）から特定される空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、該端部の画素が撮像している実際の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と誤差が生じ、特に大空間内の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定するこのシステムの場合、赤外線カメラの位置と火源となりうる位置との距離が非常に長いため、該誤差が非常に大きくなってしまう。そのため、歪み等の影響が少ない赤外線レンズの中央を介して火源候補を中央の画素に結像すること、すなわち、火源候補を赤外線カメラの画像データの中央に捉えることで、火源位置を示す角度座標（旋回角、俯仰角）から特定される火源位置を示す空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と、火源位置を示す実際の空間座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）との誤差が最小となる。
【００５０】
以上のように、上記実施の形態１によれば、火源候補を撮像中央に捉えるように赤外線カメラを指向させた後、火源位置を特定するので、赤外線レンズの歪みの影響が少なく、正確な火源位置を特定できる。
【００５１】
また、火源を画像データの中央に捉えるようにしたので、火源（高温領域）を確実に画像データ中に捉えることができ、画像処理による正確な火災判定が行える。
【００５２】
また、判別手段を複数備え、判別手段により算出された火災確率に基づいて火災判定を行うので、正確な火災確率を求めることができ、正確な火災判定を行うことができる。
【００５３】
また、赤外線カメラの視野角より狭い角度でステップして各監視範囲を撮像することで監視範囲全域を撮像するので、各監視範囲を重複させることで監視範囲全域における未監視領域を防止することができ、高温領域を確実に画像データ中に捉えることができる。
【００５４】
さらに、炎検知器が火災を検出するまで、赤外線カメラは待機状態（雲台停止）なので、赤外線カメラの雲台の機械部の摩耗および劣化が少なく、長寿命化が計れる。
【００５５】
なお、図６におけるステップＳ２３〜Ｓ２８を省略して、ステップＳ２２において平均した火災確率が閾値以上の場合に、熱源を火災と断定するなどしてもよい。
【００５６】
実施の形態２．
この実施の形態２では、上述した実施の形態１を含めたシステム全体の動作について、火災検知器１の火災検知信号に基づいて火源探査を行った際に、火源を特定できない場合は、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査する点、火源探査結果に基づいて可動式ヘッド６から放水して消火を行う際に、可動式ヘッド６からの放水範囲に火源位置を中心にして所定幅を持たせて揺動放水を行う点について詳細に説明する。
【００５７】
以下、この発明の実施の形態２に係る情報処理部３を中心としたシステム全体の動作を、図７に示すフローチャートを参照して説明する。まず、火災検知器１が火災を検知したことによる火災検知器監視部２からの火災検知信号に基づいて、情報処理部３が火源探査制御部７からの火源探査準備開始指令「ＧＯＤ０」を送出させ、各火源探査装置８は、その受信に基づいて赤外線カメラ８ａを原点補正した後、火源探査開始位置へ旋回させる（ステップＳ７１−Ｓ７２）。
【００５８】
所定時間（例えば１０秒）後、情報処理部３は、火源探査制御部７からの火源探査開始指令「ＧＯＤ１」を送出させると共に、指向させるべき可動式ヘッド６の中心座標を決定し、可動式ヘッド制御部５に制御出力として、可動式ヘッド６の照準カメラをその中心座標へ指向させる（ステップＳ７３−Ｓ７４）。上述したステップＳ７２−Ｓ７４までの動作は、図５に示すステップＳ１〜Ｓ４に対応する。
【００５９】
なお、中心座標の算出については、上記の所定時間の間、情報処理部３は、第２報以降の火災検知信号を受け付ける。第２報以降があると、情報処理部３は、検知した火災検知器１のアドレスから形状に応じた属性を確認して座標を読み出し、２つの座標（第３報以降は３つ以上の座標）の平均値を算出し、それを中心座標とする。そして、この中心座標に対して、可動式ヘッド６の照準カメラの旋回角および俯仰角を算出して可動式ヘッド制御部５へ制御出力する。
【００６０】
次に、各火源探査装置８が火源の有無を探査し、火源概略位置が特定されるとＡ警報として火源候補位置の暫定位置「ＲＥＴ０」を出力し、情報処理部３は、その出力を火源探査制御部７を介して受信し、図示しない表示操作部に火災発生を表示して警報音を鳴動すると共に該当する放水区域の各照準カメラおよび各可動式ヘッド６を火源概略位置へ指向させる（ステップＳ７５−Ｓ７８）。このステップＳ７５は、図５及び図６に示すステップＳ５−Ｓ１５に対応し、ステップＳ７６は、図６に示すステップＳ１６に対応する。
【００６１】
ここで、該当する放水区域とは、２つの監視エリアＷ１，Ｗ２のいずれかであり、情報処理部３には、火源概略位置として座標が取り込まれ、上記のように、旋回角及び俯仰角を算出して必要な可動ヘッド制御部５に制御出力する。このように、情報処理部３において警報が発せられ、監視員が気づいたときに、照準カメラが概略でも火源の方を向くことにより、炎を発見することができ、監視員の手動による放水開始が期待できる。
【００６２】
また、ここで、ステップＳ７５において、火源探査結果、火源候補がないと判定された場合には、情報処理部３は、その旨の通知を火源探査制御部７を介して受信し、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器監視部２に対して該当する火災検知器１をリセットさせて再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査すべく、ステップＳ７２にリターンする。これは、図６に示すステップＳ３１から図５に示すステップＳ１へのリターンに対応する。
【００６３】
火源候補があれば、各火源探査装置８がさらに詳細探査を行う（ステップＳ７９）。このステップＳ７９の動作は、図６に示すステップＳ１９〜Ｓ２８に対応する。各火源探査装置８の詳細探査の結果、火源が特定できない場合は、情報処理部３は、その旨の通知を火源探査制御部７を介して受信し、ステップＳ７５での動作と同様に、火災検知器１の火災検知信号が誤報であると判定し、火災検知器監視部２に対して該当する火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査すべく、ステップＳ７２にリターンする。これは、図６に示すステップＳ３０から図５に示すステップＳ１へのリターンに対応する。
【００６４】
次に、各火源探査装置８のいずれかが火源を特定できれば、情報処理部３は、火源探査制御部７を介して火源特定のＢ警報として火源特定位置「ＲＥＴ１」を受信し、上記Ａ警報と同様に表示鳴動を行うと共に該当する放水区域の照準カメラおよび可動式ヘッド６を火源特定位置へ指向修正すると共に、可動式ヘッド６の選択および放水パターンの決定を行う（ステップＳ８０−Ｓ８３）。ここで、可動式ヘッド６の選択は、火源特定位置に最も近いヘッドを選び、放水パターンについては、可動式ヘッド６から火源特定位置までの距離に応じて、遠方、中間、近傍、直近の４パターンからの選出を行う。なお、ステップＳ８１は図６に示すステップＳ２９に対応する。
【００６５】
そして、情報処理部３は、放水指令に基づいてポンプを起動する出力をポンプ制御部４へ出力して、選択された可動式ヘッド６ヘ給水するための図示しない遠隔操作弁を開放させて放水を行う（ステップＳ８４−Ｓ８６）。放水開始後、３分経過した後に、揺動放水を行う（ステップＳ８７−Ｓ８８）。
【００６６】
この揺動は、情報処理部３から可動式ヘッド制御部５へ揺動開始出力を行って、可動式ヘッド制御部５が火源特定位置の方向を中心にして、左右に約２度ずつ１０秒または２０秒停止して３方向を移動する。この揺動放水の設定は、任意に設定できることが好ましく、揺動開始時間、揺動角度、停止時間、左右中の方向設定のデータベース設定が行えるようになっている。さらに、放水パターンとして、遠方や中間の距離に応じて設定してもよい。なお、この揺動角度（揺動幅）は、各火源探査装置８において特定した火源情報を情報処理部３が収集して火源の大きさを特定し、その大きさに併せて最適な角度を算出して可動式ヘッド制御部５の揺動角度を決定してもよい。このような放水によって、火災は鎮火する（ステップＳ８９）。
【００６７】
従って、上記実施の形態２によれば、火災検知器１の火災検知に基づいて火源探査を行う際に、火源が特定できない場合には火災検知器１をリセットして再度火災検知器１の火災検知信号に基づいて監視範囲を探査し火源を再探査するようにしたので、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる。
【００６８】
特に、火災検知器１の火災検知信号によって起動され、火源探査装置８が無制限に連続的に火源探査を行うとすると、誤報のときに火源探査を無駄に続けることとなり、また、火災検知器１が火災を検知しても、火源探査装置８が一度目の探査で火源と判断できるとは限らず、再度の探査が必要となるが、このような場合に再探査させて、火災検知器１が検知信号を出力する間のみ火源探査装置８を稼動させることができる。
【００６９】
また、特定された火源位置に、可動式ヘッド６から消火水を放水することができ、連動して消火活動が可能である。
また、可動式ヘッド６の照準を照準カメラで調整することができ、監視員の手動によって、正確に火源に向けて放水させることができる。
【００７０】
また、火源探査装置８からの火源候補位置の暫定位置を示すＡ警報と、火源特定位置を示すＢ警報を、火源探査制御部７を介して情報処理部３の図示しない監視パネルのテレビモニタに表示させることで、監視員が監視パネルを監視しながら照準カメラの操作が行え、放水有無に係わらず、監視区域の状態を確認することができる。
【００７１】
また、可動式ヘッド６からの放水が所定幅に揺動することによって、監視区域内に発生した火源に幅があっても、有効に消火できるという効果がある。
また、揺動放水は、まず火源の位置への放水を行い、その後に幅を広くすることで、中心から放水するという消火効率のよい放水が行える。
さらに、火源の大きさについての情報を利用して、揺動放水の幅を決定することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、火源が特定できない場合であっても、確実な火源探査を行うことができる。
【００７３】
また、動式ヘッド６からの放水が所定幅に揺動することによって、監視区域内に発生した火源に幅があっても、有効に消火できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態に係る火源探査装置が適用されるシステム構成を示すブロック図である。
【図２】 図１に示す各構成のシステム設置例を示す図である。
【図３】 図１の火源探査制御部７と火源探査装置８の内部構成を示すブロック図である。
【図４】 赤外線カメラによるスキャンの説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１に係る火源探査装置８の制御部８ｅによる制御動作を説明するフローチャートである。
【図６】 図５に続くフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態２に係る火源探査装置８の制御部８ｅによる制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 火災検知器、２ 火災検知器監視部、３ 情報処理部、４ ポンプ制御部、５ 可動式ヘッド制御部、６ 可動式ヘッド、７ 火源探査制御部、７ｂ 火源位置算出部、８ 火源探査装置、８ａ 赤外線カメラ、８ｊ 旋回台、８ｅ 制御部。
Claims (2)
- 監視範囲全域を監視し、火災検知器の火災検知信号に基づき火源を探査する火源探査装置を備え、該火源の位置を特定する防災システムにおいて、
前記火源探査装置が赤外線カメラによる画像を取り込み画像処理によって火源探査を行い、探査の結果、火源が特定できたときは特定された位置情報を出力させると共に、火源が特定できないときには、前記火災検知器をリセットさせ、再度前記火災検知器の火災検知信号に基づいて前記火源探査装置に前記火源探査の再探査を実行させる制御手段を有し、
消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、
前記制御手段は、前記火源探査装置により特定された火源位置に対応する可動式ヘッドを選択して該火源位置を中心にして所定幅で消火水を揺動放水させるものであって、
前記所定幅は、前記火源探査装置が前記火源探査の際に検出した火源の大きさに基づいて決定する
ことを特徴とする防災システム。 - 請求項１に記載の防災システムにおいて、
消火水を放水する可動式ヘッドを監視範囲に複数備え、
前記可動式ヘッドは、ヘッド照準を調整する照準カメラを備えるものであって、
前記火源探査は、熱源探査と火災判定との２部で構成され、該熱源探査により火源位置が特定されると火源候補位置を出力し、該当する可動式ヘッドおよび照準カメラを火源概略位置に指向させる
ことを特徴とする防災システム。
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