JP7186339B2 - 無人消火装置、無人消火方法及び無人消火プログラム - Google Patents

Description

本発明は、無人消火装置、無人消火方法及び無人消火プログラムに関する。

従来、カメラによって火災の発生を検知し、火災発生位置へ水または泡消火剤を噴射する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許３６８６３８７号公報

近年、様々な種類の物が保管された大規模な倉庫における火災が問題になっている。倉庫内の保管物は、梱包箱にわずかに水がかかるだけでも、予定した販売が不可能になる場合があるから、火災の迅速な消火が望まれる。しかし、倉庫には、多くの物が保管されており、倉庫に備え付けられた火災検知器（煙検知器や熱検知器）によって直ちに検知可能な位置に火災が発生するとは限らず、また、倉庫に備え付けたスプリンクラー等の消火手段によって容易に消火できる位置に火元があるとは限らない。例えば、スプリンクラーが天井に配置された倉庫において、保管物が積み重ねられている状態で、スプリンクラーに対面する位置が火元であれば、容易に消火することが可能であるが、スプリンクラーと火元の間に障害物が存在する場合には、容易に消火することはできない。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、様々な種類の物が保管された倉庫内において、火元を認識し、火元に接近し、火元に対して消火用の物質を噴射することができる無人消火装置、無人消火方法及び無人消火プログラムの提供を目的とする。

第一の発明は、自律移動可能な無人消火装置であって、消火用の物質を噴射する噴射手段と、火災の発生を画像認識によって判断する火災判断手段と、前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断手段と、前記火元に向かって移動する移動手段と、を有し、消火のための所定の最適位置において、前記火元に対して前記消火用の物質を噴射するように構成されている、無人消火装置である。

第一の発明の構成によれば、無人消火装置は、火災の発生及び火元を画像認識によって判断し、消火のための所定の最適位置に移動し、火災の火元に対して、消火用の物質を噴射することができる。これにより、様々な種類の物が保管された倉庫内において、火元を認識し、火元に接近し、火元に対して消火用の物質を噴射することができる。

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記火災判断手段及び前記火元判断手段は、深層学習（ディープラーニング）によって生成された特徴データを参照する、無人消火装置である。

第三の発明は、第二の発明の構成において、前記無人消火装置が配置される場所を巡回しつつ、画像認識によって、前記場所内の凹凸によって規定される障害物の存在及び位置を示す構造データを生成する構造データ生成手段を有し、 前記移動手段は、前記障害物を回避しつつ移動するように構成されており、 前記火災判断手段及び前記火元判断手段は、可視光画像及び／またはサーモグラフィーを参照するように構成されている、無人消火装置である。

第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記火災判断手段によって前記火災の発生を認識した場合に、前記火災の発生を外部に通報する通報手段を有し、前記火元判断手段は、前記可視光画像によって特定した前記火元の位置と前記サーモグラフィーによって特定した前記火元の位置に基づいて、前記消火剤の噴射のターゲットとなるターゲット位置を算出するように構成されている、無人消火装置である。

第五の発明は、第三の発明において、前記火災判断手段は、前記サーモグラフィーを参照して異常温度を認識することによって火災の発生を判断し、前記移動手段は、経路における障害物を回避しつつ、前記サーモグラフィー中の異常温度を示す位置に向かって移動し、前記火災判断手段によって前記火災を認識した場合には、前記火元判断手段が前記火災の前記火元を判断するように構成されている、無人消火装置である。

第六の発明は、第一の発明の構成において、前記画像認識によって前記火災によって燃えているものを判断する燃焼物判断手段を有し、前記噴射手段は、前記燃えているものに応じた前記消火用の物質を噴射するように構成されている、無人消火装置である。

第七の発明は、第一の発明の構成において、前記画像認識によって、前記火災の大きさを判断する大きさ判断手段と、前記火災の大きさに応じて、前記無人消火装置以外の消火装置による消火を要求する助力要求手段と、を有する無人消火装置である。

第八の発明は、自律移動可能な無人消火装置が、火災の発生を画像認識によって判断する火災判断ステップと、前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断ステップと、消火のための所定の最適位置に移動する移動ステップと、消火用の物質を前記火元に対して噴射する噴射ステップと、を有する無人消火方法である。

第九の発明は、自律移動可能な無人消火装置を制御するコンピュータを、消火用の物質を噴射する噴射手段、火災の発生を画像認識する火災判断手段、及び、前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断手段、として機能させるためのプログラムである。

以上のように、本発明によれば、様々な種類の物が保管された倉庫内において、火元を認識し、火元に接近し、火元に対して消火用の物質を噴射することができる。

無人消火装置を示す概略図である。 倉庫の外観を示す図である。 倉庫の内部及び本発明の実施形態の無人消火装置を示す概略図である。 無人消火装置の機能ブロックを示す概略図である。 無人消火装置の動作を示す概略フローチャートである。 倉庫の内部及び本発明の第二の実施形態の無人消火装置を示す概略図である。 無人消火装置の動作を示す概略フローチャートである。

本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

＜第一の実施形態＞
図１の無人消火装置１（以下、「無人車両１」という。）は、図２及び図３に示す倉庫において使用される。図２は倉庫２００の外観を示す概略図であり、一部を切り欠いている。図３は倉庫２００の内部を示す概略図である。倉庫には、窓が少ない場合が多く、図２の倉庫２００には窓がない。図３に示すように、倉庫２００の内部には、格納物である製品が梱包された状態で積み重ねられた箱の列２１０Ａ，２１０Ｂ，２１０Ｃ及び２１０Ｄがある。倉庫２００の壁には、スプリンクラー２０２Ａ，２０２Ｂ、２０２Ｃ及び２０２Ｄが設置されている。また、倉庫２００の壁には煙検知装置２０４が設置されている。煙検知装置２０４が煙を検知した場合に、スプリンクラー２０２Ａ等の少なくとも一部が作動するようになっている。無人車両１は無人消火装置の一例である。
第一の実施形態においては、無人車両１が、可視光画像とサーモグラフィーで炎を画像認識することによって、火災発生を判断するように構成されている。

図１に示すように、無人車両１は、車両本体１０を有する。車両本体１０には筐体１２が配置されている。筐体１２には、無人車両１の各部を制御するコンピュータ、無線通信装置、自律移動制御装置、加速度センサー及びジャイロセンサー等の慣性センサー、磁気センサー、気圧センサー、温度センサー等が格納されている。また、車両本体１０には、無人車両１の各部に電力を供給するためのバッテリー１４が配置されている。

また、車両本体１０には、固定装置１６が配置され、固定装置１６に情報取得装置２０が配置されている。情報取得装置２０は、可視光カメラ２０ａ及び赤外線カメラ（サーモカメラ）２０ｂ、及び、レーザー距離計２０ｃから構成される。無人車両１は、可視光カメラ２０ａによって、可視光画像を取得する。無人車両１は、赤外線カメラ２０ｂによって、サーモグラフィーを取得する。サーモグラフィーは、熱分布を示す画像である。温度によって、画素の色が異なり、熱分布を示す画像を構成する。無人車両１は、レーザー距離計２０ｃによって、無人車両１と周囲の物体の距離を計測する。レーザー距離計２０ｃは、レーザーレンジ、あるいは、レーザースキャナーである。固定装置１６は、いわゆる、ジンバルであり、情報取得装置２０の光軸の方向を水平方向及び上下方向に移動させることができる。

また、車両本体には、無線用の通信電波を通信するためのアンテナ部１８が配置されている。

さらに、車両本体１０には、消火用の物質を噴射する消火装置３０が配置されている。消火装置３０は、水や消火剤を格納し、ポンプ（図示せず）が配置される容器部３０ａ、及び、水や消火剤（以下、水や消火剤を総称して「消火剤」という。）の通路となるホース部３０ｂから構成される。消火装置３０は、所定範囲の吐出圧力で、消火剤を噴射口３０ｂａから吐出することができるようになっている。ホース部３０ｂは、上下（矢印Ｚ１方向）に方向を変えることができるようになっている。消火装置３０は噴射手段の一例である。

車両本体１０には、左側前輪６０Ｌ、右側前輪６０Ｒ、左側後輪８０Ｌ及び右側後輪８０Ｒが接続されている。左側前輪６０Ｌ等は、円形のタイヤである。
左側前輪６０Ｌ及び右側前輪６０Ｒは、例えば、ラック・アンド・ピニオンを使用したステアリング・ギア機構（図示せず）によって、回転軸の方向を変えることができるようになっており、これにより、無人車両１の進行方向を変えることができる。また、無人車両１の方向を変えることによって、噴射口３０ｂａの水平面における方向を変えることができる。

図４に示すように、無人車両１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０、記憶部５２、無線通信部５４、測位部５６、駆動制御部６０、画像処理部６２、消火制御部６４、及び、電源部７０を有する。

無線通信部５４によって、無人車両１は基地局１００及び煙検知装置２０４と通信可能になっている。基地局１００は、無人車両１の移動を監視及び管理する管理装置の一例であり、適宜、移動に関する指示を与えるようになっている。

測位部５６によって、無人車両１は無人車両１自体の位置を測定することができる。測位部５６は、加速度センサー及びジャイロセンサー等の慣性センサー、及び、磁気センサーによって、待機位置Ｓ１（図３参照）からの無人車両１の移動を積算して、無人車両１の位置を計測する。

駆動制御部６０によって、無人車両１は、前輪６０Ｌ及び６０Ｒの回転軸の方向を変更し、また、後輪８０Ｌ及び８０Ｒに接続されたモーター（図示せず）の回転を制御し、無人車両１の移動を制御することができる。

画像処理部６２によって、無人車両１は、情報取得装置２０を作動させて、可視光画像及びサーモグラフィーを取得することができる。

消火制御部６４によって、無人車両１は、消火装置３０を制御して、消火剤を所定の噴射圧力で噴出することができる。

電源部７０は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人車両１の各部に電力を供給するようになっている。

記憶部５２には、倉庫２００内の物体の位置や、倉庫２００内を自律移動するための移動計画を示すデータ等の無人車両１の移動に必要な各種データ及びプログラムのほか、以下の各プログラムが格納されている。

記憶部５２には、構造データ生成プログラム、測位修正プログラム、火災判断プログラム、火元判断プログラム、移動プログラム、噴射条件決定プログラム、及び、消火実施プログラムが格納されている。なお、本実実施形態においては、記憶部５２にこれらのプログラムが格納されているが、クラウドコンピューティングを利用して、外部のコンピュータにこれらのプログラムを格納しておいて、無人車両１は、外部のコンピュータと通信することによって、これらのプログラムを利用するように構成してもよい。

ＣＰＵ５０及び構造データ生成プログラムは、構造データ生成手段の一例である。ＣＰＵ５０及び測位修正プログラムは、測位修正手段の一例である。ＣＰＵ５０及び火災判断プログラムは、火災の発生を判断する火災判断手段の一例である。ＣＰＵ５０及び火元判断プログラムは、火災の火元を判断する火元判断手段の一例である。ＣＰＵ５０及び移動プログラムは、消火のための所定の最適位置に移動するための移動手段の一例である。ＣＰＵ５０及び噴射条件決定プログラムは、噴射圧力や噴射方向を決定するための噴射条件決定手段の一例である。ＣＰＵ５０及び消火実施プログラムは、消火を実施するための消火実施手段の一例である。

無人車両１は、倉庫２００に配置されると、構造データ生成プログラムによって、倉庫２００内を所定の経路で巡回しつつ、画像認識によって、その場所内の凹凸によって規定される障害物の存在及び位置を示す構造データを生成する。無人車両１は、測位部５６によって無人車両１の位置を測位しつつ、所定の経路を巡回する。無人車両１は、倉庫２００内を移動する際の障害物を示すデータを生成する。このため、無人車両１を倉庫２００内に配置するときには、すべての保管物や構造についてのデータを入力する必要はなく、基本的な巡回経路のみを入力すれば足りる。また、倉庫２００内の保管物の位置などが変更になった場合であっても、無人車両１は自動的に認識し、構造データを更新する。

無人車両１は、測位修正プログラムによって、測位部５６が測位の基準とする基準位置
を正確に認識した状態を維持する。基準位置は、例えば、待機位置Ｓ１である。測位部５６による測位は、基準位置を基準として、加速度センサー及びジャイロセンサー等の慣性センサー、及び、磁気センサーによる位置の変化を積算して得るものであるから、誤差も積算される。このため、所定間隔（例えば、１時間に１度）で、校正（キャリブレーション）する必要がある。例えば、無人車両１は、待機位置Ｓ１において可視光カメラ２０ａによって、複数方向（以下、「複数の基準方向」という。）の可視光画像（以下、「基準画像」という。）を取得する。そして、基準画像と同一の画像を取得できる位置を基準位置であると定義する。無人車両１は、倉庫２００内の巡回を終えて、待機位置Ｓ１（誤差を含む位置である）に帰還し、複数の基準方向における可視光画像（以下、「現在画像」という）を取得し、基準画像と対比する。現在画像と基準画像との間にずれが生じていれば、無人車両１は、そのずれを解消するように、無人車両１の位置や方向を修正する。そして、無人車両１は、現在画像と基準画像との間にずれのない位置を基準位置として、次回の移動を行う。

無人車両１は、火災判断プログラムによって、火災の発生を判断する。具体的には、無人車両１は、情報取得装置２０を作動させて、可視光画像及びサーモグラフィーを取得する。そして、可視光画像に含まれている炎や煙、及び／または、サーモグラフィー中の画素の色に示される異常温度を認識して、火災の発生を認識する。異常温度は、例えば、摂氏１００度以上の温度である。本明細書において、「画像認識」の用語は、物の形状及び色の認識に加えて、物の色（画素の「色」）のみの認識を含むものとする。火災判断プログラムは、サーモグラフィーにおける色と温度との関係を示すデータを含む。

無人車両１が火災判断プログラムによってサーモグラフィーを使用するときには、画素の色を認識することで、異常温度を認識するように構成する。温度が高ければ火災の可能性が高いから、例えば、異常温度を摂氏１００度以上とし、摂氏１００度以上の温度に対応する色の画素が存在する場合に、火災が発生していると判断する。

さらに、無人車両１は、火元判断プログラムによって、発生した火災（正確には炎）の火元を判断する。

火災判断プログラム及び火元判断プログラムは、深層学習（ディープラーニング）によって生成された特徴データを参照するようになっており、取得した画像に含まれる物体の特徴を識別して、物体を画像認識できるようになっている。なお、深層学習（ディープラーニング）とは、多層構造のニューラルネットワークの機械学習であり、画像認識の分野が有力な活用分野の一つである。無人車両１は、特徴データとして、炎の可視光画像を深層学習して得たデータを参照する。また、無人車両１は、火元判断プログラムにおいてサーモグラフィーを使用するときには、炎の熱分布を示すサーモグラフィーを深層学習して得たデータを参照する。

無人車両１は、カテゴリーごとの多数の特徴情報に基づいて、情報取得装置２０によって取得した画像に含まれる物体の特徴を識別して、物体のカテゴリーを認識できるようになっている。ここで、カテゴリーとは、炎及び煙を意味する。

具体的には、無人車両１は、情報取得装置２０で取得した画像について、例えば、輪郭や個々の構成の方向といった特徴を多数抽出し、ディープラーニングで取得した各カテゴリーの特徴データと対比して、相関性（相関度）を判断する。相関度が高いほど、取得した画像中の物体が特定のカテゴリーに属する可能性が高い。例えば、相関度が０の場合には、特定のカテゴリーに属する可能性（以下、「カテゴリー共通確率」と呼ぶ。）は０％として、相関度が最大値を示すときに、カテゴリー共通確率が１００％であると定義する。無人車両１は、カテゴリー共通確率が所定の基準値である、例えば、９５％以上であるときに、取得した画像中の物体のカテゴリーが、特定のカテゴリーに属すると判断する。

無人車両１は、炎及び煙の形状を示す特徴データを有しており、画像認識によって、煙や炎を認識することができるようになっている。また、炎の形状や各部の色の相違から、火元（炎の根本の部分）を認識することができる。火元は、消火剤を噴射する目標である。可視光画像の画像認識によって認識するときには炎の下部が火元である。サーモグラフィーを画像認識によって認識するときには、温度分布によって表現される炎の画像において、温度が最も低い部分が火元である。無人車両１は、可視光画像の画像認識によって認識した火元の中心位置Ｐ１と、サーモグラフィーを画像認識によって認識した火元の中心位置Ｐ２の双方を取得すると、位置Ｐ１と位置Ｐ２に基づいて、消火剤の噴射のターゲットとなるターゲット位置（火元位置）を算出するように構成されている。なお、本実施形態とは異なり、位置Ｐ１または位置Ｐ２のいずれか一方をターゲット位置としてもよい。

本実施形態において、ターゲット位置（火元位置）は、例えば、位置Ｐ１と位置Ｐ２の中間位置である。なお、本実施形態とは異なり、位置Ｐ１と位置Ｐ２の間において、重み付けを行ってもよい。例えば、位置Ｐ２の方が位置Ｐ１よりも信頼度が高い場合には、位置Ｐ１と位置Ｐ２の中間位置ではなく、位置Ｐ２よりの位置をターゲット位置としてもよい。

無人車両１は、移動プログラムによって、倉庫２００内の障害物を回避しつつ、消火のための所定の最適位置に移動する。無人車両１は、上述の画像認識によって炎３００（図３参照）を認識した場合には、炎３００に向かって接近し、さらに、炎３００の根本、すなわち、火元３００ａに向かって接近し、正対する。すなわち、消火装置３０の噴射口３０ｂａの水平面における方向が火元３００ａに向かうようにする。また、画像認識によって煙を認識した場合には、煙に向かって接近し、炎３００を認識した段階で、炎３００に向かって接近し、火元３００ａに正対する。これにより、煙検知装置２０４が煙を検知したか否かに関わらず、迅速に火元に接近することができる。

無人車両１は、レーザー距離計２０ｃによってターゲット位置までの距離を測定しつつ、消火のための所定の最適位置まで、ターゲット位置に接近する。最適位置は、噴射口３０ｂａと火元３００ａを結ぶ経路に障害物が存在せず、無人車両１の耐熱性の許容範囲（例えば、摂氏２００度）のなかで、ターゲット位置に最も近い位置である。最適位置は、例えば、障害物が存在しない位置であり、かつ、例えば、火元から水平距離で５メートル（ｍ）の距離である。無人車両１は、移動プログラムによって、周囲の温度を計測しつつ、最適位置になるまで火元に接近する。

ＣＰＵ５０及び噴射条件決定プログラムは、噴射条件決定手段の一例である。無人車両１は、噴射条件決定プログラムによって、消火装置３０からの消火剤の噴射方向及び噴射圧力を決定する。最適距離を一定（例えば、５メートル（ｍ））とすれば、噴射方向（図１の矢印Ｚ１に示す方向）によって、火元３００ａまでの距離が異なる。火元３００ａが高所にあれば、火元３００ａまでの距離は大きくなり、火元３００ａが床の近傍にあれば、火元３００ａまでの距離は小さくなる。記憶部５２には、無人車両１と噴射対象との間の距離、無人車両１から噴射対象への仰角、及び必要な噴射圧力との関係を示す圧力関連データが格納されており、無人車両１は、圧力関連データを参照して、噴射圧力を決定する。

また、無人車両１は、火元判断プログラムによって、炎３００の周辺の物体も画像認識するように構成されている。例えば、炎３００の上部に障害物が存在する場合には、火元３００ａに対して上部から消火剤を噴射するのではなくて、略水平方向、あるいは、下方向から消火剤が火元３００ａに到達するように、噴射する方がよい。無人車両１は、噴射条件決定プログラムによって、火元３００ａと周辺の物の位置を踏まえて、消火剤が確実に火元３００ａに到達するように、噴射方向及び噴射圧力を決定するように構成されている。

ＣＰＵ５０及び消火実施プログラムは、消火実施手段の一例である。無人車両１は、消火実施プログラムによって、火元３００ａに向けて、図３の矢印Ｗ１に示すように、消火剤を噴射する。無人車両１は、画像認識によって炎の下部、すなわち、火元３００ａを認識することができ、火元３００ａに向かって、消火剤を噴射する。これにより、スプリンクラー２００Ａ等によっては消火が困難な位置に火元が存在する場合であっても、効果的に消火作業を実施することができる。

以下、無人車両１の動作を図５のフローチャートで説明する。無人車両１は、移動を開始すると（図５のステップＳＴ１）、画像を取得し（ステップＳＴ２）、画像認識を実施する（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３は、火災判断ステップの一例である。無人車両１は、炎または煙を認識すると（ステップＳＴ４）、外部へ通報する（ステップＳＴ５）。続いて、無人車両１は、火の根本（火元）を画像認識によって判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６は、火元判断ステップの一例である。続いて、無人車両１は、消火作業を実施するための所定の最適位置へ移動する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７は移動ステップの一例である。続いて、無人車両１は、ホース部３０ｂの角度を調整し（ステップＳＴ８）、消火作業を実施する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ９において、無人車両１は、消火剤を火元３００ａに対して噴射する。ステップＳＴ９は、噴射ステップの一例である。

無人車両１は、画像認識によって、消火が完了したか否か判断し（ステップＳＴ１０）、消火が完了したと判断すると、消火作業を停止する（ステップＳＴ１１）。

＜第二の実施形態＞
図６及び図７を参照して、第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項につては、説明を省略する。多くの保管物が保管されている倉庫２００において、煙検知装置２０４によって煙が検知されない場合や、無人車両１Ａが可視光画像によっては、火災の発生を判断できない場合がある。無人車両１Ａは、サーモグラフィーによって異常な温度上昇を画像認識し、外部に通報するとともに、消火作業を実施する。異常な温度情報の画像認識は、火災判断プログラムによって実施する。すなわち、第二の実施形態においては、無人車両１Ａが、サーモグラフィーで火災発生を判断し、可視光画像とサーモグラフィーで炎を画像認識することによって、火元を判断するように構成されている。

図６（ａ）に示すように、第二の実施形態の無人車両１Ａは、倉庫２００内の待機位置Ｓ１に待機している。あるいは、無人車両１Ａは、倉庫２００内の所定の経路を巡回していてもよい。無人車両１Ａは、赤外線カメラ２０ｂによって継続的にサーモグラフィーを取得しており、サーモグラフィー中に異常温度を示す画素を認識した場合には、火災が発生したと判断し、外部に通報する。そして、無人車両１Ａは、倉庫２００内の障害物を回避しつつ、経路Ｒ１を通って、異常温度を示す位置へ移動し、可視光画像及びサーモグラフィーによって炎３００を画像認識し、さらに、炎３００の火元３００ａを認識し、消火のための最適位置Ｓ２へ移動する（図６（ｂ）参照）。無人車両１Ａは、最適位置Ｓ２において、火元３００ａに対して消火剤を噴射するように構成されている。

無人車両１Ａは、記憶部５２に格納されている火災判断プログラムによって、サーモグラフィーを参照して異常温度を認識するように構成されている。異常温度とは、例えば、摂氏１００度以上の温度である。無人車両１Ａは、摂氏１００度以上の温度に対応する色をサーモグラフィー中に認識すると、火災が発生したと認識する。これにより、無人車両１Ａの位置と炎３００との間に障害物が存在する場合や、炎３００が保管物の内部に留まっているなど、外部から火災を認識できない場合であっても、火災の発生を判断することができる。

無人車両１Ａは、記憶部５２に格納されている移動プログラムによって、倉庫２００内の障害物を回避しつつ、サーモグラフィー中の異常温度を示す位置に向かって、例えば、経路Ｒ１を通って向かう。

無人車両１Ａは、継続的に可視光カメラ２０ａ及び赤外線カメラ２０ｂによって画像を取得しており、経路Ｒ１を通過しつつ、火災判断プログラムによって、可視光画像またはサーモグラフィー中に炎３００を認識する。無人車両１Ａは、サーモグラフィー中の最も高温の位置に向かって、必要に応じて進路を変更する。無人車両１Ａは、炎３００を画像認識すると、火元判断プログラムによって、炎３００の火元３００ａを画像認識し、消火作業を実施する。

ここで、火災が倉庫２００内の保管物の内部で生じているなど、外部に認識可能な状態で炎が発生していない場合もある。無人車両１Ａは、上述の火災判断プログラムによって、最も温度の高い位置を判断できるから、その位置の温度を下げるために、消火実施プログラムによって、温度を下げるための消火剤を噴射する。また、無人車両１Ａは、消火実施プログラムによって、煙検知装置２０４と通信し、最も温度の高い位置に近いスプリンクラー２０２Ａ等のいずれかを作動させるようにしてもよい。これにより、炎が確認できない場合であっても、異常温度が生じていて火災が生じている可能性が高い場合に、火災の未然防止、あるいは、火災の拡大を防止することができる。

以下、無人車両１Ａの動作を図７のフローチャートで説明する。無人車両１Ａは、継続的に画像を取得している（図８のステップＳＴ１０１）。ステップＳＴ１０１における画像取得は、赤外線カメラ２０ｂによるサーモグラフィーの取得である。

続いて、無人車両１Ａは、サーモグラフィー中の画素を認識し（ステップＳＴ１０２）、異常温度に対応する色を示す画素があるか否かを認識する（ステップＳＴＳＴ１０３）。異常温度を示す画素が存在する場合には、外部へ通報する（ステップＳＴ１０４）。また、無人車両１Ａは、画像取得及び画像認識を継続しつつ、異常温度を示す方向へ移動を開始する（ステップＳＴ１０５）。ステップＳＴ１０５における画像取得及び画像認識の対象となる画像は、赤外線カメラ２０ｂによって取得するサーモグラフィーと可視光カメラ２０ａによって取得する可視光画像の双方である。

続いて、無人車両１Ａは、炎または煙を認識すると（ステップＳＴ１０６）、火の根本（火元）を画像認識によって認識する（ステップＳＴ１０７）。ステップＳＴ８以降は、第一の実施形態と同じであるから、説明を省略する。

上述のように、無人車両１Ａは、サーモグラフィーの画像認識によって、火災の発生を認識し、火元に向かって移動することができる。また、無人車両１Ａは、可視光画像及びサーモグラフィーの画像認識によって、炎及び火元を認識し、消火作業を実施することができる。

＜第三の実施形態＞
第三の実施形態について、第一の実施形態と相違する点を説明する。

無人車両１の記憶部５２には、画像認識によって、火災によって燃えているものを判断する燃焼物判断プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と燃焼物判断プログラムは燃焼物判断手段の一例である。火災によって燃えるもの（以下、「燃焼物」という。）には、様々な種類がある。例えば、木材、紙類、繊維などの普通可燃物、ガソリンなどの引火性液体、電線や変圧器、モーターなどの電気設備、鉄、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、リチウム、カルシウムなどの金属がある。燃焼物の種類によって、適切な消火方法が異なる。この点、無人車両１は、燃焼物判断プログラムによって、燃焼物を判断し、消火装置３０から燃焼物に応じた種類及び態様の消火剤を噴射するように構成されている。

無人車両１は、画像認識によって、火元の燃焼物が、普通可燃物、引火性液体、電気設備、あるいは、金属のいずれかを判断する。燃焼物が普通可燃物であれば、水を噴射する。無人車両１は、燃焼物が引火性液体であれば、粉末系の消火剤を噴射する。無人車両１は、複数種類の消火剤及び噴射機構を格納しており、燃焼物が電気設備であれば、霧状の水を噴射する。無人車両１は、燃焼物が金属であれば、乾燥砂を噴射する。これにより、適切かつ効率的な消火を実施することができる。

＜第四の実施形態＞
第四の実施形態について、第一の実施形態と相違する点を説明する。

無人車両１の記憶部５２には、画像認識によって、火災の大きさを判断する大きさ判断プログラムと、火災の大きさに応じて、無人車両１以外の消火装置による消火を要求する助力要求プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と大きさ判断プログラムは大きさ判断手段の一例である。ＣＰＵ５０と助力要求プログラムは助力要求手段の一例である。

無人車両１は、大きさ判断プログラムによって、火災の大きさを判断する。無人車両１は、火災の大きさが所定の許容範囲以上であれば、助力要求プログラムによって、煙検知装置２０４に対して、スプリンクラー２０２Ａ等の作動を要求する要求信号を送信する。これにより、無人車両１だけでは消火できない規模の火災に対応することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。

１，１Ａ 無人消火装置（無人車両）
２０ 情報取得装置
２０ａ 可視光カメラ
２０ｂ 赤外線カメラ
２０ｃ レーザー距離計
３０ 消火装置
５０ ＣＰＵ
５２ 記憶部
５４ 無線通信部
５６ 測位部
６０ 駆動制御部
６２ 画像処理部
６４ 消火制御部
７０ 電源部

Claims (9)

1. 自律移動可能な無人消火装置であって、
   消火用の物質を噴射する噴射手段と、
   火災の発生を画像認識によって判断する火災判断手段と、
   前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断手段と、
   前記火元に向かって移動する移動手段と、
   を有し、
   消火のための所定の最適位置において、前記火元に対して前記消火用の物質を噴射するように構成されており、
   前記火元は、炎の全体または炎心ではなく、前記炎の表面において、最も温度が低い部分として定義される、
   無人消火装置。
2. 前記火災判断手段及び前記火元判断手段は、深層学習（ディープラーニング）によって生成された特徴データを参照し、
   前記火元判断手段は、サーモグラフィーを画像認識によって認識し、温度分布によって表現される炎の画像において、温度が最も低い部分が前記火元であると判断するように構成されている、
   請求項１に記載の無人消火装置。
3. 前記無人消火装置が配置される場所を巡回しつつ、画像認識によって、前記場所内の凹凸によって規定される障害物の存在及び位置を示す構造データを生成する構造データ生成手段を有し、
   前記移動手段は、前記障害物を回避しつつ移動するように構成されており、
   前記火災判断手段及び前記火元判断手段は、可視光画像及び／または前記サーモグラフィーを参照するように構成されており、
   前記火元判断手段は、前記可視光画像を参照するときには炎の下部が前記火元であると判断するように構成されている、
   請求項２に記載の無人消火装置。
4. 前記火災判断手段によって前記火災の発生を認識した場合に、前記火災の発生を外部に通報する通報手段を有し、
   前記火元判断手段は、前記可視光画像によって特定した前記火元の位置Ｐ１と前記サーモグラフィーによって特定した前記火元の位置Ｐ２に基づいて、前記消火用の物質の噴射のターゲットとなるターゲット位置を算出するように構成されており、
   前記ターゲット位置は、前記位置Ｐ１と位置Ｐ２の中間位置として算出される、または、位置Ｐ１と位置Ｐ２の信頼度に基づく重み付けを行って算出されるように構成されている、
   請求項３に記載の無人消火装置。
5. 前記火災判断手段は、前記サーモグラフィーを参照して異常温度を認識することによって火災の発生を判断し、
   前記移動手段は、経路における障害物を回避しつつ、前記サーモグラフィー中の異常温度を示す位置に向かって移動し、
   前記火災判断手段によって前記火災を認識した場合には、前記火元判断手段が前記火災の前記火元を判断するように構成されている、
   請求項３に記載の無人消火装置。
6. 前記画像認識によって前記火災によって燃えているものを判断する燃焼物判断手段を有し、
   前記噴射手段は、前記燃えているものに応じた前記消火用の物質を噴射するように構成されており、
   前記噴射手段は、火元と周辺の物の位置を踏まえて、前記消火用の物質の噴射方向及び噴射圧力を決定するように構成されており、炎の上部に障害物が存在する場合には、前記火元に対して上部から前記消火用の物質を噴射するのではなくて、略水平方向、あるいは、下方向から前記消火用の物質が前記火元に到達するように、噴射するように構成されている、
   請求項１に記載の無人消火装置。
7. 前記画像認識によって、前記火災の大きさを判断する大きさ判断手段と、
   前記火災の大きさに応じて、前記無人消火装置以外の消火装置による消火を要求する助力要求手段と、
   を有する請求項１に記載の無人消火装置。
8. 自律移動可能な無人消火装置が、
   火災の発生を画像認識によって判断する火災判断ステップと、
   前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断ステップと、
   消火のための所定の最適位置に移動する移動ステップと、
   消火用の物質を前記火元に対して噴射する噴射ステップと、
   を有し、
   前記火元は、炎の全体または炎心ではなく、前記炎の表面において、最も温度が低い部分として定義される、
   無人消火方法。
9. 自律移動可能な無人消火装置を制御するコンピュータを、
   消火用の物質を噴射する噴射手段、
   火災の発生を画像認識する火災判断手段、
   前記火災の火元を画像認識によって判断する火元判断手段、
   消火のための所定の最適位置に移動する移動手段、及び、
   消火用の物質を前記火元に対して噴射する噴射手段
   として機能させるためのプログラムであり、
   前記火元は、炎の全体または炎心ではなく、前記炎の表面において、最も温度が低い部分として定義する、プログラム。

Images