JP5461954B2 - 火源探査システム - Google Patents

Description

本発明は、火源から放射された赤外光を検出する赤外線カメラにより撮像された画像に基づいて、速やかに火災発生地点である火源を特定する火源探査システムに関し、特に、赤外線カメラの動作試験を容易に行うことのできる火源探査システムに関する。

赤外線カメラを用いた火源探査システムでは、火災発生地点を温度に基づいて検出している。具体的には、一定の監視領域を２次元的に走査し、赤外線カメラから得られた温度に応じた検出信号の中で、あらかじめ設定したアラームレベル（閾値）を超えた信号が得られた領域を火源として検出している（例えば、特許文献１参照）。

このような火源探査システムにおいて、火源を確実に検出できるか否かの動作試験を行うに当たって、可燃物を燃やすことなく簡単に動作確認を実施するものがある（例えば、特許文献１参照）。この従来の火源探査システムは、監視領域の所定の位置にハロゲン光源があらかじめ設置されている。そして、動作試験時には、このハロゲン光源を点灯することで可視光センサから可視光検知信号を生じさせ、この可視光検知信号に基づいて、赤外線カメラでの赤外光検知時と同様な処理を行い、火源検知動作を確実に行うことができるかをチェックしている。

このように、動作試験時にはハロゲン光源を用いた可視光検知を行うことで、実際に可燃物を燃やすことなく動作試験ができ、動作試験によって実火災を起こしてしまう危険をなくすことができる。また、従来の可燃物の燃焼に比べ、ハロゲン光源を使用することから、取扱いが容易で、人手がかからないといった利点もある。

特開平６−１３１５７７号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の火源探査システムでは、ハロゲン光源に基づく可視光検知を可能としており、火源探査のアルゴリズムが正常に動作することを容易に確認することができる。しかしながら、この可視光検知を行う限りでは、赤外線カメラ自体の機能確認は行うことができなかった。従って、赤外線カメラの故障、あるいは検出精度に影響を与えるような赤外光検出の劣化等は、発見できないといった問題があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、赤外線カメラの異常の有無を確実にかつ迅速に判定する動作試験を可能とした火源探査システムを得ることを目的とする。

本発明に係る火源探査システムは、監視領域の温度状態に応じた信号として赤外線カメラで取得された撮像データに基づいて、撮像データを構成する複数の画素値の中から所定閾値を超える画素値を検出することで火源位置の特定を行う火源探査システムであって、赤外線カメラの起動制御を行うとともに、赤外線カメラから撮像データを取得する赤外線カメラ制御部と、赤外線カメラの動作試験時に、点灯／消灯制御される模擬火災試験用光源と、模擬火災試験用光源に点灯指令を出力した後、赤外線カメラ制御部に対して動作試験スタート指令を出力することで、点灯している模擬火災試験用光源を赤外線カメラが撮像したことにより得られる動作試験データを、赤外線カメラ制御部を介して取得し、赤外線カメラの設置環境における使用温度範囲の下限値より低い値を有する画素数を第１判定値としてカウントし、点灯状態における赤外線カメラの公称測定温度範囲の下限値以上であり、公称測定温度範囲の上限値以下である値を有する画素数を第２判定値としてカウントし、第１判定値が０であり、かつ第２判定値が全画素数である場合に、赤外線カメラが正常であると判断することで赤外線カメラの動作試験を行う統括処理部と備えるものである。

本発明に係る火源探査システムによれば、点灯状態の模擬火災試験用光源を撮像することで赤外線カメラにより得られた動作試験データの全画素の計測温度値があらかじめ設定された温度範囲内（許容温度範囲内）である場合に赤外線カメラが正常であると判断することにより、赤外線カメラの異常の有無を確実にかつ迅速に判定する動作試験を可能とした火源探査システムを得ることができる。

本発明の実施の形態１における火源探査システムを含む放水砲システムの全体構成図である。 本発明の実施の形態１における火源探査システムの動作試験時の一連動作の流れを示す処理フローである。

以下、本発明の火源探査システムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における火源探査システムを含む放水砲システムの全体構成図である。図１に示すように、本実施の形態１では、例えば、サブシステムとして、監視領域に対して左右２台の火源探査システム１０Ｌ、１０Ｒが設けられており、上位の放水砲システム統括処理部２０により統括制御されている。

２台の火源探査システム１０Ｌ、１０Ｒは、同一の機能を備えており、同様の動作を行うが、放水砲システム統括処理部２０からの指令により、所定時間毎に左右交互に単独で監視領域の火源探査を行うこととなる。よって、火源探査システム１０Ｌ、１０Ｒは、長期間にわたり正常運転できる。また、一方が故障した場合には、残る一方を連続運転させることで、システム全体がダウンしてしまうことを防ぐことができる。

火源探査システム１０Ｌ（１０Ｒ）は、統括処理部１１、赤外線カメラ制御部１２、電動旋回台制御部１３、赤外線カメラ１４、赤外線カメラ１４が搭載されている電動旋回台１５、および模擬火災試験用光源１６を備えている。以下では、左側の火源探査システム１０Ｌを用いて、本実施の形態１の火源探査システムについて説明する。

まず始めに、火源探査システムが通常の火源探知の監視を行う監視モードの場合の一連動作について説明する。まず始めに、統括処理部１１は、放水砲システム統括処理部２０から火源検知開始指令を受け取った後に、電動旋回台制御部１３を介して電動旋回台１５を所望の位置に向けて旋回移動させる。この結果、電動旋回台１５に搭載されている赤外線カメラ１４は、所望の監視領域の赤外光を捕らえることが可能となる。

赤外線カメラ１４の移動完了後、統括処理部１１は、赤外線カメラ制御部１２を介して、赤外線カメラ１４を起動させるとともに、赤外線カメラ１４による撮像データを取得する。さらに、統括処理部１１は、撮像データを構成する複数の画素値の中から所定閾値を超える画素値を検出することで火源位置の特定を行う。

次に、このような一連動作を行う火源探査システムにおいて、模擬火災試験用光源１６を用いて赤外線カメラ１４の動作試験を行う方法について説明する。
本実施の形態１における模擬火災試験用光源１６は、例えば、赤外線カメラ１４の後方など、通常の監視領域を撮像する際の視野に入らない位置に設置されている。そして、本実施の形態１における火源探査システムは、上述したような通常の監視制御を行う監視モード以外に、赤外線カメラが正常であるか否かを確認する動作試験モードを有している。

まず始めに、動作試験モードにおける各構成要素の機能について、個別に説明する。
統括処理部１１は、以下の機能を有している。
（Ａ１）放水砲システム統括処理部２０からの赤外線カメラ動作試験指令を受け取ると、電動旋回台１５を模擬火災試験用光源１６の方向に向けて旋回移動させるために、電動旋回台制御部１３に対して移動指令を送信し、その返答として移動完了信号を受信する。
（Ａ２）移動完了信号を受信した後、模擬火災試験用光源１６を点灯させる。

（Ａ３）移動完了信号を受信し、模擬火災試験用光源１６を点灯させた後、赤外線カメラ１４を起動させるために、赤外線カメラ制御部１２に対して動作試験スタート指令を送信し、その返答として、赤外線カメラ１４による撮像結果を、赤外線カメラ制御部１２を介して動作試験データとして取得する。また、動作試験データを取得した後に、模擬火災試験用光源１６を消灯させる。なお、統括処理部１１は、模擬火災試験用光源１６を点灯させた後、模擬火災試験用光源１６の出力光量が安定する所定時間を経過した後に、赤外線カメラ制御部１２に対して動作試験スタート指令を送信することも可能である。
（Ａ４）取得した動作試験データを解析し、赤外線カメラ１４が正常であるか否かを判断する。

また、赤外線カメラ制御部１２は、以下の機能を有している。
（Ｂ１）統括処理部１１からの動作試験スタート指令に基づいて、赤外線カメラ１４を起動させるとともに、赤外線カメラ１４から模擬火災試験用光源１６の撮像データを取得する。
（Ｂ２）赤外線カメラ１４から取得した撮像データを動作試験データとして、統括処理部１１に返送する。

また、電動旋回台制御部１３は、以下の機能を有している。
（Ｃ１）統括処理部１１からの移動指令に基づいて、電動旋回台１５を、模擬火災試験用光源１６を撮像する方向（動作試験位置）に向けて旋回移動させるとともに、旋回移動が完了した際に移動完了信号を統括処理部１１に送信する。

また、赤外線カメラ１４は、以下の機能を有している。
（Ｄ１）赤外線カメラ制御部１２からの動作試験スタート指令に基づいて、模擬火災試験用光源１６を撮像し、撮像データを赤外線カメラ制御部１２に返送する。

また、電動旋回台１５は、以下の機能を有している。
（Ｅ１）電動旋回台制御部１３からの移動指令に基づいて、動作試験位置として設定された位置に移動することで、搭載されている赤外線カメラ１４を、模擬火災試験用光源１６を撮像できる位置に向けて旋回移動させる。

さらに、模擬火災試験用光源１６は、以下の機能を有している。
（Ｆ１）統括処理部１１による制御により、点灯／消灯する。具体的には、動作試験開始後に点灯制御され、動作試験データ収集後に消灯制御されることとなる。

本発明では、上述した各種機能のうち、特に、統括処理部１１の（Ａ４）の機能により、動作試験データを解析する点を技術的特徴としている。すなわち、赤外線カメラ１４で模擬火災試験用光源１６を撮像した実際の結果に基づいて、現在の赤外線カメラ１４の全画素の状態を検査することで、検出精度に影響を与えるような赤外光検出の劣化も含めた赤外線カメラ１４の異常の有無を確実にかつ迅速に判定している。

換言すると、先に示した従来技術では、実際の火源と同様に遠方にある光源を、視野内の一部として可視光センサで捕らえ、可視光検知を行っていた。これに対して、本実施の形態１における火源探査システムでは、動作試験時において、赤外線カメラ１４の近傍にある模擬火災試験用光源１６を赤外線カメラ１４の全視野で赤外光データとして捕らえ、全画素の計測温度値があらかじめ設定された温度範囲内であるかを検査する点を技術的特徴としている。

そこで、この技術的特徴である統括処理部１１による動作試験データの解析について、次に説明する。赤外線カメラ１４が模擬火災試験用光源１６を撮像することで得られた動作試験データに対して、統括処理部１１は、以下のような処理を施すこととなる。
［処理１］動作試験データの全画素の中から、点灯状態の模擬火災試験用光源１６を赤外線カメラ１４で撮像した際に得られた計測温度値が、設置環境における予測最低温度としてあらかじめ設定された赤外線カメラ１４の公称使用温度範囲（例えば、−１０〜４０℃）の下限値よりも低い値（例えば、−５０〜−２０℃）を有する画素数を第１判定値としてカウントする。赤外線カメラ１４が正常な場合には、この第１判定値はありえないので、０個となる。この処理１により、公称使用温度範囲より低温側に出力異常となっている画素の有無を検査することができる。

［処理２］次に、動作試験データの全画素の中から、点灯状態の模擬火災試験用光源１６を赤外線カメラ１４で撮像した際に得られた計測温度値が、点灯状態における赤外線カメラ１４の公称測定温度範囲の下限値以上であり、公称測定温度範囲の上限値以下である値（例えば、−５０〜５００℃）を有する画素数を第２判定値としてカウントする。赤外線カメラ１４が正常な場合には、この第２判定値は、全画素数となる。この処理２により、公称測定温度範囲外の出力異常となっている画素の有無を検査することができる。

なお、処理１の検査は、模擬火災試験用光源１６を消灯している状態でも実施可能である。また、模擬火災試験用光源１６を点灯している状態で、処理２の検査のみを行うことによっても、全画素が正常であるか否かを確認できる。

このようにして、統括処理部１１は、赤外線カメラ１４で模擬火災試験用光源１６を撮像した実際の結果に基づいて、現在の赤外線カメラ１４の全画素の状態を検査することができる。この結果、動作試験時に、検出精度に影響を与えるような赤外光検出の劣化も含めた赤外線カメラ１４の異常の有無を確実にかつ迅速に判定できる。

次に、本実施の形態１の火源探査システムの動作試験時の一連動作について、処理フローを用いて説明する。図２は、本発明の実施の形態１における火源探査システムの動作試験時の一連動作の流れを示す処理フローである。まず始めに、ステップＳ０１において、統括処理部１１は、放水砲システム統括処理部２０から動作試験開始指令を受け取った後に、電動旋回台１５を動作試験位置に向けて旋回移動させるために、電動旋回台制御部１３に対して移動指令を送信する。

次に、ステップＳ０２において、電動旋回台制御部１３は、統括処理部１１からの移動指令に基づいて、電動旋回台１５の移動制御を行う。この結果、ステップＳ０３において、電動旋回台１５は、模擬火災試験用光源１６を撮像する方向に向けて旋回移動することとなる。次に、ステップＳ０４において、電動旋回台制御部１３は、電動旋回台１５から移動完了信号を受け取る。なお、電動旋回台１５の位置制御がパルスモータ等を使用したオープンループで行われる場合には、電動旋回台制御部１３自身が移動完了信号を生成することとなる。

次に、ステップＳ０５において、電動旋回台制御部１３は、先のステップＳ０１の移動指令の返答として、統括処理部１１に対して移動完了信号を送信する。このようにして、ステップＳ０１〜Ｓ０５までの一連動作により、電動旋回台１５の位置合わせを行うことで、模擬火災試験用光源１６を撮像する方向に赤外線カメラ１４を旋回することができる。

なお、本実施の形態１では、赤外線カメラ１４が搭載された電動旋回台１５を、模擬火災試験用光源１６を撮像する方向に向けて旋回移動する場合について説明したが、動作試験時に、模擬火災試験用光源１６を赤外線カメラ１４の視野内に移動させる構成とすることも可能である。いずれの場合であっても、赤外線カメラの全画素で、模擬火災試験用光源１６からの赤外光を撮像データとして取得することが可能となる。

次に、ステップＳ０６において、統括処理部１１は、赤外線カメラ１４を起動させる前に、模擬火災試験用光源１６を点灯させる。なお、模擬火災試験用光源１６の点灯は、必ずしもこのステップＳ０６のタイミングで行う必要はなく、ステップＳ０１〜ステップＳ０５の間で、先行して点灯させておいてもよい。

次に、ステップＳ０７において、統括処理部１１は、赤外線カメラ１４を起動させるために、赤外線カメラ制御部１２に対して動作試験スタート指令を送信する。次に、ステップＳ０８において、赤外線カメラ制御部１２は、統括処理部１１からの動作試験スタート指令に基づいて、赤外線カメラ１４を起動させる。

次に、ステップＳ０９において、すでに動作試験位置に位置合せされている赤外線カメラ１４は、赤外線カメラ制御部１２からの指令に基づいて、模擬火災試験用光源１６を撮像する。そして、ステップＳ１０において、赤外線カメラ制御部１２は、赤外線カメラ１４による撮像データを取得する。

次に、ステップＳ１１において、赤外線カメラ制御部１２は、先のステップＳ０７の動作試験スタート指令の返答として、先のステップＳ１０で取得済の撮像データを、統括処理部１１に対して動作試験データとして返送する。

次に、ステップＳ１２において、統括処理部１１は、模擬火災試験用光源１６を消灯させる。その後、ステップＳ１３において、統括処理部１１は、赤外線カメラ制御部１２から取得した動作試験データに対して、上述したような判断処理を施し、赤外線カメラ１４の全画素が正常であるか否かを、模擬火災試験用光源１６を撮像した実際の結果に基づいて行う。

以上のように、実施の形態１によれば、点灯状態の模擬火災試験用光源を撮像することで得られた動作試験データの全画素の計測温度値があらかじめ設定された温度範囲内である場合に赤外線カメラが正常であると判断することができ、確実にかつ迅速に動作試験を実行することができる。

また、ステップＳ０７において、統括処理部１１は、赤外線カメラ制御部１２に動作試験スタート指令を送信する際に、あらかじめ設定されている温度範囲を送信してもよい。この場合には、赤外線カメラ制御部１２が撮像データに基づいて第１の判定値および第２の判定値をカウントする機能を有するために、赤外線カメラ制御部１２から統括処理部１１へ送信する動作試験データ量を少なくすることができる。

１０Ｌ、１０Ｒ 火源探査システム、１１ 統括処理部、１２ 赤外線カメラ制御部、１３ 電動旋回台制御部、１４ 赤外線カメラ、１５ 電動旋回台、１６ 模擬火災試験用光源。

Claims (2)

1. 監視領域の温度状態に応じた信号として赤外線カメラで取得された撮像データに基づいて、前記撮像データを構成する複数の画素値の中から所定閾値を超える画素値を検出することで火源位置の特定を行う火源探査システムであって、
   前記赤外線カメラの起動制御を行うとともに、前記赤外線カメラから前記撮像データを取得する赤外線カメラ制御部と、
   前記赤外線カメラの動作試験時に、点灯／消灯制御される模擬火災試験用光源と、
   前記模擬火災試験用光源に点灯指令を出力した後、前記赤外線カメラ制御部に対して動作試験スタート指令を出力することで、点灯している前記模擬火災試験用光源を前記赤外線カメラが撮像したことにより得られる動作試験データを、前記赤外線カメラ制御部を介して取得し、前記赤外線カメラの設置環境における使用温度範囲の下限値より低い値を有する画素数を第１判定値としてカウントし、点灯状態における前記赤外線カメラの公称測定温度範囲の下限値以上であり、公称測定温度範囲の上限値以下である値を有する画素数を第２判定値としてカウントし、前記第１判定値が０であり、かつ前記第２判定値が全画素数である場合に、前記赤外線カメラが正常であると判断することで前記赤外線カメラの動作試験を行う統括処理部と
   を備えることを特徴とする火源探査システム。
2. 請求項１に記載の火源探査システムにおいて、
   前記赤外線カメラが搭載され、旋回可能な電動旋回台と、
   前記電動旋回台の旋回移動制御を行う電動旋回台制御部と
   をさらに備え、
   前記統括処理部は、前記電動旋回台制御部を介して前記電動旋回台を旋回移動させることで、前記赤外線カメラの撮像領域を前記模擬火災試験用光源の点灯領域に位置合わせした後に、前記赤外線カメラの動作試験を行う
   ことを特徴とする火源探査システム。

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