JP7206647B2 - 消防指令補助装置、方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば、指令者による消火計画の立案を支援するための技術に関する。

特許文献１に記載の関連するシステムでは、災害現場にいる隊員が所持する撮影機器が撮影した映像を、消防本部の映像処理装置へ送信する。消防本部の映像処理装置は、災害現場の撮影機器から受信した映像を表示機器に表示する。消防本部にいる指令者は、この映像に基づいて、災害現場の状況を判断し、災害現場にいる隊員に対する指令を行う。

特開２０１３－１９６６５５号公報

しかしながら、指令者は、災害現場の撮影機器により撮影された映像から、風向きや災害現場の周辺状況の詳細が分からないため、災害現場の状況を正確に判断することができない。その結果、指令者は、災害現場にいる隊員に対し、適切な指示を行うことができない場合がある。

本発明の目的は、災害現場で撮影された映像から延焼範囲を予測することを可能にし、指令者による消火計画の立案を支援することにある。

本発明の一態様に係わる消防指令補助装置は、火災の災害現場を撮影した映像を受信する映像受信手段と、前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定する映像解析手段と、測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測する延焼予測手段と、前記延焼予測手段による予測結果を示す画像を生成する画像生成手段とを備えている。

本発明に一態様に係わる方法は、コンピュータ装置によって実行される方法であって、火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することとを含む。

本発明の一態様に係わるプログラムは、火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することとをコンピュータに実行させる。

本発明の一態様によれば、災害現場で撮影された映像から延焼範囲を予測することを可能にし、指令者による消火計画の立案を支援することができる。

実施形態１に係わる消防システムの概念図である。 実施形態１に係わる消防システムに含まれる消防指令補助装置の構成を示すブロック図である。 実施形態１に係わる消防指令補助装置が生成する地図の一例を示す。 実施形態１に係わる消防指令補助装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。 カメラおよびドローンによって、災害現場を撮影する様子を示す図である。 実施形態２に係わる消防指令補助装置の構成を示すブロック図である。 実施形態３に係わる情報処理装置のハードウェア構成を示す図である。

（実施形態１）
図１～図５を参照して、本発明の一実施形態について説明する。

（消防システム１０００）
図１は、本実施形態に係わる消防システム１０００の概念図である。図１に示すように、消防システム１０００は、消防指令補助装置１、車載カメラ２Ａ、気象センサ２Ｂ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄを含む。消防指令補助装置１は、インターネットまたはその他の広域ネットワークを介して、車載カメラ２Ａ、気象センサ２Ｂ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄと、それぞれ無線通信する。なお、消防システム１０００は、図示しないその他の撮影機器を含んでいてもよい。なお、本実施形態において、消防システム１０００は、気象センサ２Ｂを備えていなくてもよい。

車載カメラ２Ａ、気象センサ２Ｂ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄは、それぞれ、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信する機能を備えている。車載カメラ２Ａ、気象センサ２Ｂ、およびドローン２Ｃには、それぞれ図示しない通信装置が接続されており、各通信装置は、車載カメラ２Ａ、気象センサ２Ｂ、およびドローン２ＣがＧＰＳ衛星から受信した自機の位置を示す情報を、消防指令補助装置１へ送信する。

車載カメラ２Ａは、現場活動において使用される緊急車両等に搭載されている。ドローン２Ｃは、カメラまたはセンサを備えており、災害現場の上空を飛行しながら、災害現場を撮影する。ここでいう災害点とは、災害が発生している地点のことである。換言すれば、災害点とは、燃焼している物体がある位置のことである。

タブレット端末２Ｄは、災害現場にいる消防隊員が所持する、撮影機能付きの情報処理装置である。

車載カメラ２Ａ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄは、いずれも、災害現場を撮影するために使用される撮影機器の一例である。車載カメラ２Ａ、およびドローン２Ｃによって得られたそれぞれの映像のデータは、図示しない通信装置によって、無線ネットワークおよびインターネットを介して、消防指令補助装置１へ送信される。タブレット端末２Ｄによって得られた映像のデータも、また、無線ネットワークおよびインターネットを介して、消防指令補助装置１へ送信される。

気象センサ２Ｂは、災害現場の気象情報、例えば災害点および周辺の風速および風向、を測定する。気象センサ２Ｂによって得られた気象情報は、図示しない通信装置によって、無線ネットワークおよびインターネットを介して、消防指令補助装置１へ送信される。あるいは、気象センサ２Ｂは、センサ機能に加えて、無線通信機能を備えている場合、気象センサ２Ｂ自体が、無線ネットワークおよびインターネットを介して、消防指令補助装置１へ気象情報を送信してもよい。

気象センサ２Ｂは、消防隊員によって災害現場まで持ち運ばれてもよいし、ドローンに搭載されることによって、災害現場まで移動してもよい。

（消防指令補助装置１）
図２を参照して、本実施形態に係わる消防指令補助装置１の構成を説明する。図２は、消防指令補助装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、消防指令補助装置１は、位置情報受信部１１、映像受信部１２、映像解析部１３、気象情報取得部１４、延焼予測部１５、画像生成部１６、表示部１７、および地図データ記憶部１８を備えている。本実施形態に係わる消防指令補助装置１の各部は、表示部１７および地図データ記憶部１８を除いて、プロセッサおよびメモリを備えたコンピュータ装置によって実現される。

位置情報受信部１１は、車載カメラ２Ａ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄ（図１参照）のそれぞれの位置を示す情報を、車載カメラ２Ａ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄの位置情報を受信する。

映像受信部１２は、車載カメラ２Ａ、ドローン２Ｃ、およびタブレット端末２Ｄの各々と接続する通信装置から、それぞれ、災害現場を撮影することによって得られた映像を受信する。映像受信部１２が受信する映像には、映像を撮影した機器を特定するための情報、例えば機器ＩＤ（IDentifier）、が紐付けられていてよい。

映像解析部１３は、映像受信部１２が受信した映像を解析することによって、災害点において発生している火炎の状態を示す指標を測定する。火炎の状態には、例えば、火炎の高さ、火炎の方向、災害点の周囲の建造物の温度、および火炎の色温度が含まれる。

気象情報取得部１４は、気象センサ２Ｂと接続される通信装置から、インターネットまたはその他の広域ネットワークを介して、災害点またはその周辺の気象情報を取得する。あるいは、気象情報取得部１４は、気象センターから、災害点および周辺の気象情報を取得してもよい。なお、災害点の位置を示す情報は、指令者等によって、予め消防指令補助装置１に入力される。災害点の位置を示す情報は、例えば、災害点の住所または経緯度であってよい。

延焼予測部１５は、映像解析部１３による映像の解析結果、および、気象情報取得部１４が取得する気象情報に基づいて、延焼範囲を予測する。ここでいう延焼範囲には、延焼の速さおよび方向が含まれる。すなわち、延焼予測部１５は、災害点において発生している火災が、どの方向に、かつどれぐらいの速さで、拡大していく可能性が高いかを予測する。

また、延焼予測部１５は、一定時間ごとに、映像解析部１３による映像の解析結果、および、気象情報取得部１４が取得する気象情報を取得して、延焼範囲の予測を修正する。

画像生成部１６は、地図データ記憶部１８から、災害点および周辺の地図データを取得する。そして、画像生成部１６は、地図データ記憶部１８から取得した地図データに基づく画像を、表示部１７に表示させる。このとき、表示部１７は、延焼予測部１５による延焼の予測結果に基づく延焼範囲を、地図の画像上に表示する。

また、画像生成部１６は、延焼予測部１５から、延焼の予測結果を受信するたびに、表示部１７に表示させる延焼範囲を更新する。

画像生成部１６は、一定時間ごとに、緊急車両に搭載されている車載カメラ２Ａ（図１参照）の位置を示す情報を、車載カメラ２Ａに接続される通信装置から受信する。そして、画像生成部１６は、受信した車載カメラ２Ａの位置を示す情報を、緊急車両の位置を示す情報として、表示部１７に表示させる。これにより、指令者は、常に、緊急車両の現在の位置を把握することができる。

（表示画像の例）
図３は、画像生成部１６が生成して、表示部１７に表示させる地図の一例を示す。図３に示す地図は、災害点および周辺を含む。地図上には、延焼予測部１５が予測した延焼範囲、および、複数の緊急車両の現在の位置が示されている。

指令者は、図３に示す地図を確認することによって、災害現場に対する適切な指示を出すことができる。例えば、指令者は、災害現場に投入する人員の数や、緊急車両の配置を決定することができる。

（動作フロー）
図４を参照して、消防指令補助装置１が実行する処理の流れを説明する。図４は、消防指令補助装置１の動作フローを示すフローチャートである。

図４に示すように、位置情報受信部１１は、車載カメラ２Ａ、タブレット端末２Ｄ、およびドローン２Ｃの各々に接続される通信装置から、車載カメラ２Ａ、タブレット端末２Ｄ、およびドローン２Ｃの各位置情報を受信する。また、映像受信部１２は、車載カメラ２Ａ、タブレット端末２Ｄ、およびドローン２Ｃの各々に接続される通信装置から、現場を撮影した映像を受信する（Ｓ１）。

映像解析部１３は、位置情報受信部１１から、車載カメラ２Ａ、タブレット端末２Ｄ、およびドローン２Ｃの各位置情報を受信するとともに、映像受信部１２から、災害現場を撮影した映像を受信する。

また、映像解析部１３は、消防指令本部のオペレータなどが消防指令補助装置１に登録した災害点の位置情報を取得する。そして、映像解析部１３は、受信した映像を解析することによって、例えば火炎の高さまたは火炎の方向を、火炎の状態を表す１つまたは複数の指標として測定する（Ｓ２）。なお、炎の状態を表す指標は火炎の高さまたは方向に限定されない。

気象情報取得部１４は、気象センサ２Ｂと接続した通信装置と通信することによって、災害点および周辺の気象情報を取得する。あるいは、気象センサ２Ｂがドローン２Ｃに搭載されている場合、気象情報取得部１４は、ドローン２Ｃと接続される通信装置から、災害点および周辺の気象情報を取得する（Ｓ３）。

延焼予測部１５は、映像解析部１３から、映像の解析結果を受信するとともに、気象情報取得部１４から、災害点および周辺の気象情報を受信する。ここでいう映像の解析結果には、火炎の状態を表す１つまたは複数の指標の測定結果が含まれる。そして、延焼予測部１５は、映像の解析結果および気象情報に基づいて、延焼範囲を予測する（Ｓ４）。例えば、延焼予測部１５は、延焼の方向および速さの少なくとも一方を予測してもよい。

画像生成部１６は、延焼予測部１５から、延焼の予測結果を受信する。また、画像生成部１６は、地図データ記憶部１８が記憶する地図データの中から、災害点および周辺の地図データを取得する。画像生成部１６は、取得した地図上に、延焼の予測結果、および緊急車両の位置を重畳した画像を生成する。そして、画像生成部１６は、生成した画像を、表示部１７に表示させる（Ｓ５）。なお、画像生成部１６が生成して表示する画像の一例を後述する。

以上で、延焼予測処理は終了する。

（火炎の状態を表す指標の測定方法）
図５を参照して、映像解析部１３が、火炎の状態を表す指標を測定する方法の一例を説明する。ここでは、火炎の状態を表す指標が、火炎の高さおよび火炎の方向である場合を例として説明する。

図５に示す例では、２台のカメラ２Ａａ、２Ａｂ、およびドローン２Ｃが、互いに異なる位置から、それぞれ災害現場を撮影する。カメラ２Ａａ、２Ａｂ、およびドローン２Ｃは、それぞれ、ＧＰＳ信号を受信する機能を有する（図１参照）。ただし、災害現場の撮影に使用される機器は限定されない。映像解析部１３は、互いに異なる場所に位置する複数の機器が撮影した画像を用いて、以下で説明する方法によって、火炎の状態を示す指標を測定することができる。

（１．火炎の高さの測定）
映像解析部１３は、例えば、リセクション（Resection）と呼ばれる既知の方法を用いて、カメラ２Ａａが撮影した映像から火炎の高さを測定する。この方法では、火炎の高さを測定するために、カメラ２Ａａの画角の情報と、撮影点から災害点までの距離の情報とが必要になる。カメラ２Ａａの画角は固定されているとする。

映像解析部１３は、撮影点から災害点までの距離を、撮影点および災害点の位置情報に基づいて計算する。そして、映像解析部１３は、固定されたカメラ２Ａａの画角の情報と、撮影点から災害点までの距離の情報とを用いて、火炎の高さを計算する。

あるいは、映像解析部１３は、カメラ２Ａａが撮影した映像中から、災害点の近傍にある既知の大きさの物体（例えば電柱）を検出して、その検出した物体の高さと、火炎の高さとを比較することによって、火炎のおおよその高さを推定してもよい。

（２．火炎の方向の測定）
映像解析部１３は、カメラ２Ａｂが撮影した映像から、火炎の特徴的な色を探索することによって、火炎を検出する。また、映像解析部１３は、消防指令本部のオペレータなどが登録した災害点の位置情報を用いて、地図データ記憶部１８から、災害点および周辺の地図のデータを取得する。また、映像解析部１３は、カメラ２Ａｂと災害点との位置関係を計算することによって、カメラ２Ａｂの向きを計算する。

そして、映像解析部１３は、カメラ２Ａｂが撮影した映像から、カメラ２Ａｂから見た火炎の方向を計算する。火炎の方向とは、燃焼している物体の位置から、火炎の上端に向かう方向のことである。

また、映像解析部１３は、ドローン２Ｃが撮影した映像から、ドローン２Ｃから見た火炎の方向も計算する。このように、映像解析部１３は、地上にあるカメラ２Ａｂおよび空中にあるドローン２Ｃの２つの方向から見た火炎の方向を計算することによって、３次元空間における火炎の方向を計算することができる。

あるいは、映像解析部１３は、ドローン２Ｃが災害点の直上から撮影した映像に基づいて、３次元空間における火炎の方向を計算してもよい。

（実施例）
火炎の状態に基づいて、延焼を予測する方法の実施例を説明する。延焼予測部１５は、画像から、火炎の色温度、および周囲の建造物の温度を検出する。延焼予測部１５は、火炎の状態を表す指標に基づいて、延焼範囲を予測する。

例えば、火炎の状態を表す指標は、火炎の色温度、および周囲の建造物の温度であってよい。火炎の色温度は、主に、煤の熱輻射によるため、燃えている物質によって変化する。一般的に、周囲の建造物の温度が高くなるほど、延焼の速度は速くなる。したがって、延焼予測部１５は、火炎の色温度、および周囲の建造物の温度に基づいて、延焼範囲を予測することができる。

他の例では、火炎の状態を表す指標は、火炎の高さであってよい。火炎の高さは、上昇気流の強さを示している。上昇気流が強いほど、火の粉が飛散する範囲が広くなるので、延焼の速度は上昇すると考えられる。したがって、延焼予測部１５は、火炎の高さに基づいて、延焼の速さを予測することができる。

他の例では、火炎の状態を表す指標は、火炎の方向であってよい。炎の方向に、建造物がある場合、その建造物は延焼する可能性が高くなる。したがって、延焼予測部１５は、火炎の方向に基づいて、延焼の方向を予測することができる。

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、消防指令補助装置は、撮影機器が災害現場を撮影した映像を受信して、受信した映像を解析することによって、延焼範囲を予測する。そして、消防指令補助装置は、延焼範囲の予測結果を示す画像を、表示部に表示させる。これにより、指令者による消火計画の立案などを支援することができる。

〔実施形態２〕
図６を参照して、他の実施形態について説明する。

（消防指令補助装置３）
図６を参照して、本実施形態に係わる消防指令補助装置３の構成を説明する。図６は、消防指令補助装置３の構成を示すブロック図である。

図６に示すように、消防指令補助装置３は、映像受信部３１、映像解析部３２、延焼予測部３３、および画像生成部３４を備えている。

映像受信部３１は、火災の災害現場を撮影した映像を受信する。例えば、映像受信部３１は、カメラ、ドローン、またはその他の撮像装置と接続する通信装置から、災害現場を撮影した映像を受信する。

映像解析部３２は、映像受信部３１が受信した映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定する。ここでいう火炎の状態は、例えば、火炎の色温度、方向、または高さである。

延焼予測部３３は、映像解析部３２によって測定された指標に基づいて、延焼範囲を予測する。例えば、延焼予測部３３は、１時間後に、災害点が、どの方向に、どれだけの広さに拡大するかを予測する。そして、延焼予測部３３は、予測結果を画像生成部３４へ出力する。

画像生成部３４は、延焼予測部３３による予測結果を示す画像を生成する。例えば、画像生成部３４は、災害点およびその近傍を含む地図上に、延焼予測部３３が予測する延焼範囲を表す。

（本実施形態の効果）
本実施形態の構成によれば、消防指令補助装置は、災害現場を撮影した映像を解析することによって、延焼範囲を予測して、延焼範囲の予測結果を含む画像を生成する。消防指令補助装置は、このように生成した画像を表示することにより、指令者が消火計画を立案することなどを支援することができる。

〔実施形態３〕
（ハードウェア構成について）
本開示の各実施形態において、消防指令補助装置１および３の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。各実施形態に係わる装置の各構成要素の一部又は全部は、例えば図７に示すような情報処理装置９００とプログラムとの任意の組み合わせにより実現される。図７は、情報処理装置９００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図７に示すように、情報処理装置９００は、一例として、以下のような構成を含む。

・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）９０１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）９０２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）９０３
・ＲＡＭ９０３にロードされるプログラム９０４
・プログラム９０４を格納する記憶装置９０５
・記録媒体９０６の読み書きを行うドライブ装置９０７
・通信ネットワーク９０９と接続する通信インタフェース９０８
・データの入出力を行う入出力インタフェース９１０
・各構成要素を接続するバス９１１
各実施形態における装置の各構成要素は、これらの機能を実現するプログラム９０４をＣＰＵ９０１が取得して実行することで実現される。装置の各構成要素の機能を実現するプログラム９０４は、例えば、予め記憶装置９０５やＲＯＭ９０２に格納されており、必要に応じてＣＰＵ９０１がＲＡＭ９０３にロードして実行される。なお、プログラム９０４は、通信ネットワーク９０９を介してＣＰＵ９０１に供給されてもよいし、予め記録媒体９０６に格納されており、ドライブ装置９０７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ９０１に供給してもよい。

１０００ 消防システム
１ 消防指令補助装置
１１ 位置情報受信部
１２ 映像受信部
１３ 映像解析部
１４ 気象情報取得部
１５ 延焼予測部
１６ 画像生成部
１７ 表示部
１８ 地図データ記憶部
３ 消防指令補助装置
３１ 映像受信部
３２ 映像解析部
３３ 延焼予測部
３４ 画像生成部

Claims (9)

1. 火災の災害現場を撮影した映像を受信する映像受信手段と、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定する映像解析手段と、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測する延焼予測手段と、
   前記延焼予測手段による予測結果を示す画像を生成する画像生成手段とを備え、
   火炎の前記状態は、火炎の高さを含む
   消防指令補助装置。
2. 火災の災害現場を撮影した映像を受信する映像受信手段と、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定する映像解析手段と、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測する延焼予測手段と、
   前記延焼予測手段による予測結果を示す画像を生成する画像生成手段とを備え、
   火炎の前記状態は、火炎の色温度を含み、
   前記映像解析手段は、前記災害現場を撮影した位置から、火災が発生している位置までの距離を示す情報を取得して、前記映像に映る火炎の実際の高さを、火炎の状態を表す前記指標として計算する
   消防指令補助装置。
3. 気象情報を取得する気象情報取得手段をさらに備え、
   前記延焼予測手段は、測定された前記指標と、取得された前記気象情報とに基づいて、延焼範囲を予測する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の消防指令補助装置。
4. 前記画像生成手段は、前記延焼予測手段が予測する延焼範囲を地図上に重畳させた画像を、表示部に表示させる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の消防指令補助装置。
5. 前記映像解析手段は、前記災害現場を撮影した位置から、火災が発生している位置までの距離を示す情報を取得して、前記映像に映る火炎の実際の高さを計算する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の消防指令補助装置。
6. コンピュータ装置によって実行される方法であって、
   火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、
   前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することと
   を含み、
   火炎の前記状態は、火炎の高さを含む
   方法。
7. コンピュータ装置によって実行される方法であって、
   火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、
   前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することとを含み、
   火炎の前記状態は、火炎の色温度を含み、
   前記映像を解析する際、前記災害現場を撮影した位置から、火災が発生している位置までの距離を示す情報を取得して、前記映像に映る火炎の実際の高さを、火炎の状態を表す前記指標として計算する
   方法。
8. 火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、
   前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することと
   をコンピュータに実行させ、
   火炎の前記状態は、火炎の高さを含む
   プログラム。
9. 火災の災害現場を撮影した映像を受信することと、
   前記映像を解析することによって、火炎の状態を表す指標を測定することと、
   測定された前記指標に基づいて、延焼範囲を予測することと、
   前記延焼範囲の予測結果を示す画像を生成することと
   をコンピュータに実行させ、
   火炎の前記状態は、火炎の色温度を含み、
   前記映像を解析することを前記コンピュータに実行させる際、前記災害現場を撮影した位置から、火災が発生している位置までの距離を示す情報を取得させて、前記映像に映る火炎の実際の高さを、火炎の状態を表す前記指標として計算させる
   プログラム。

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