JP7436986B2 - 消火システム - Google Patents
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Description
本発明の実施の形態では、石油コンビナート等の大規模火災や特殊火災において自動的かつ自律的に消火活動を行う消防ロボットシステムにおいて、放水砲から放射された水又は泡消火薬剤の軌跡(以下、放水軌跡)及び放水中心点を熱画像で撮影し、当該軌跡、及び放水中心点又は着水点を画像処理により識別、可視化して、当該識別結果を基に放水砲を制御する消火システムについて説明する。
以下、本発明の実施の形態に係る消火システムについて説明する。
図2に示すように、消防ロボット制御装置10は、CPU(Central Processing Unit)11、ROM(Read Only Memory)12、RAM(Random Access Memory)13、ストレージ14、入力部15、表示部16及び通信インタフェース(I/F)17を有する。各構成は、バス19を介して相互に通信可能に接続されている。
抽出枚数:5~15枚
標準偏差上限閾値:4.0
温度上限閾値:100[℃]
撮影方向2:放水部分を正面又は背面より撮影する場合(熱画像では、画面手前から奥、又は奥から手前へ水が移動)
次に、本発明の実施の形態に係る消火システム100の作用について説明する。まず、火災が発生している際に、飛行型偵察ロボット60の熱画像カメラ60A又は走行型偵察ロボット70の熱画像カメラ70A又は放水砲ロボットの熱画像カメラ80Bにより、放水砲80Aによる放水部分を表す熱画像を時系列に撮影し、消防ロボット制御装置10に送信される。このとき、消防ロボット制御装置10によって、図4に示す放水軌跡推定処理ルーチンが実行される。なお、放水部分の撮影方向が、側面撮影であるか背面撮影であるかは、自動的に識別される。例えば、放水部分の撮影方向は、放水対象と放水砲ロボットの位置座標(放水方向)、および偵察ロボット(熱画像カメラ)の位置座標、および熱画像カメラの向きから、自動的に識別可能である。
規則B:灰色及び黒色画素の原点が、二値化データの最上行に存在する場合、二値化データから当該画素を削除し、最上行かつ灰色及び黒色画素の中間となる列に存在する画素を、原点画素と書き換え、本画素からそれぞれ走査を行う。
ケースB:原点画素(X’,Y)が二値化データの最左端列(X’=0)に到達した場合。
ケースC:原点画素(X’,Y)が二値化データの最下行(Y’=0)に到達した場合。
ケースB:原点画素(X’,Y’)が二値化データの最右端列に到達した場合。
ケースC:原点画素(X’,Y’)が二値化データの最下行に到達した場合。
条件B:放水方向が画面上の右から左の場合、放水領域の上部の輪郭の点群イメージ(図12)の最右端列より右側の部分であること。
条件C:放水方向が画面上の左から右の場合、放水領域の上部の輪郭の点群イメージ(図12)の最左端列より左側の部分であること。
条件B:放水方向が画面上の右から左の場合、放水領域の上部の輪郭の点群イメージ(図12)の最右端列より右側の部分であること。
条件C:放水方向が画面上の左から右の場合、放水領域の上部の輪郭の点群イメージ(図12)の最左端列より左側の部分であること。
条件D:放水領域の下部の輪郭に係る近似曲線が、放水領域の上部の輪郭に係る近似曲線を下から突き抜けて交差する場合、当該交点以降(突き抜けた先)の部分であること。
規則B:上部の輪郭を表す近似曲線と水平線の交点が算出できなかった場合には、当該行の画面左端をXmaxとし、下部の輪郭を表す近似曲線と水平線の交点が算出できなかった場合には、当該行の画面右端をXminとする。
最終的に上記で制御方向が決定された後、修正角度の初期値2°として、制御値を出力する。例として修正方向が「プラス」であった場合、「+2°」を現在の放水砲旋回角θに加えた値(θ+2°)を出力する。ただし、「2°」との部分はパラメータ値であり、プログラム上の変数となる部分である。そして、ステップ136にて設定した放水目標位置を記憶したままステップS100からステップS106、およびステップS124からステップS138までを一定時間毎に繰り返すことにより、放水中心位置が放水目標位置へ近づくよう放水砲旋回角が制御される。なお、定められた角度の修正を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、放水軌跡と熱画像カメラ間の距離や、熱画像カメラの画角、解像度を基に、修正角度を絶対値として算出してもよい。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
15 入力部
16 表示部
20 画素抽出部
22 輪郭抽出部
24 放水中心点算出部
26 放水目標位置設定部
28 放水制御部
60 飛行型偵察ロボット
60A 熱画像カメラ
70 走行型偵察ロボット
70A 熱画像カメラ
80 放水砲ロボット
80A 放水砲
80B 熱画像カメラ
100 消火システム
Claims (4)
- 放水砲と、
前記放水砲による放水を撮影する熱画像カメラと、
前記撮影された熱画像から、放水の軌跡と、放水中心位置又は着水点とを解析し、
前記解析の結果に応じて前記放水砲の放水の角度を制御する放水軌跡推定装置と、
を含み、
前記放水軌跡推定装置は、
前記熱画像カメラにて得られた、温度に応じた画素値を有する複数の熱画像から、画素毎に放水部分を表しているか否かを判定する画素判定部と、
前記放水部分を表していると判定された画素からなる画素群から、放水領域の1本又は2本の輪郭部分の各々について、当該輪郭部分を表す画素群を抽出し、
前記放水領域の前記輪郭部分の各々について、当該輪郭部分を表す画素群に対応する近似曲線を求め、
前記放水領域の前記輪郭部分の各々について求められた前記近似曲線から、前記熱画像上の放水の軌跡を推定する輪郭抽出部と、
を含む消火システム。 - 前記放水軌跡推定装置は、
前記推定された熱画像上の放水の軌跡を、前記熱画像に重畳させた表示画像を表示する表示部と、
前記表示画像上で指定された水平線と前記近似曲線との交点に基づいて、放水中心点を算出し、前記表示画像上に表示させる放水中心点算出部と、
前記表示画像上で放水目標位置を受け付ける放水目標位置設定部と、
を更に含む請求項1記載の消火システム。 - 前記放水軌跡推定装置は、
前記放水目標位置と、前記放水中心点との差分に基づいて、前記放水砲による放水の角度を制御する放水制御部
を更に含む請求項2記載の消火システム。 - 前記画素判定部は、画素毎に、時系列に撮影された複数の前記熱画像における前記画素の温度又は温度の分散に基づいて、放水部分を表しているか否かを判定する請求項1~請求項3の何れか1項記載の消火システム。
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