JPH0352009A - 火災消火および避難誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は、火災発生時に炎に対して放水して消火する
とともに、火災発生場所から遠ざかるように避難誘導を
行う火災消火および避難誘導装置に関し、特に炎の中心
位置をファジィ推論により検出するようにした火災消火
および避難誘導装置に関する． （ｂ）従来の技術 火災発生による被害をできるだけ小さくするためには、
消火活動が素早く行われなけれらばならない．また、こ
れとともに人的災害を防止するためには、適切な避ＩＩ
誘導が行われなければならない．そこで、従来より、デ
パートやホールなどの多数の人が集まる場所では、火災
の発生を検出する火災検知器とともに、天井の適所にス
プリンクラーを備え、火災検知器が火災発生を検出した
際にスプリンクラーから散水し、初期消火を行うように
していた。また、火災の発生を検出した火災検知器の設
置位置に基づいて避難すべき方向を定め、この方向をス
ピーカから音声案内し、避難誘導を行うようにしていた
。

（Ｃｌ発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来の火災消火装置を構或するスプリン
クラーは、室内の床面の全面に無差別に散水できるよう
にしたものであるため、炎の中心に効率よく水を放水す
ることができない場合があり、この場合には火災を完全
に消火できない問題があった．また、消火の進行に従っ
て火災の中心位置が変位した場合に、これを検出する手
段がなく、正確な避難誘導を行えなくなる問題があった
この発明の目的は、火災発生時に炎の中心位置をファジ
ィ推論により求め、この中心位置に対して放水を行うと
ともに、この位置から遠ざかるように避ｉ１ｙ，導を行
うことにより、初期消火を確実に行うことができ、正確
な避難誘導を行うことができる火災消火および避ｊ１誘
導装置を提供することにある。

（ｄ１課題を解決するための手段 この発明の火災消火および避難誘導装置は、撮像手段が
撮像した画像内の炎の中心と画面の中心との位置的偏差
を検出する画像処理手段と、撮像手段の撮像位置を変え
る撮像方向制御手段と、画像処理手段の検出結果を入力
としてファジィ推論を行い、撮像方向制御手段の制御量
を出力するファジィコントローラと、撮像手段の撮像位
置を検出する撮像位置検出手段と、撮像位置検出手段の
検出結果に放水ノズルの放水位置を一致させる放水位置
制御手段と、撮像位置検出手段の検出した位置から遠ざ
かる位置に避難誘導を行う誘導手段と、を設けたことを
特徴とする． （ｅｌ作用 この発明においては、画像処理手段から入力された炎の
中心と画面の中心との位置的偏差に基づいてファジィ推
論が行われ、撮像方向制御手段の制御量が決定される． ファジィ推論手段は、公知のようにファジィ演算を行う
ファジィ演算部と、確定値演算を行うデファジィファイ
部とで横威されている。ファジィ演算部は予め定められ
たファジィルールに従ったメンバシソプ関数発生器を備
え、人力される変数に対するメンバシンブ値を演算する
とともに、その結果に基づいて演算した推論値をデファ
ジィファイ部に対して出力する。このファジィルールは
ｉｆ（＋＋＋　　＝＾ａｎｄ　ｘｔ＝８　　・・・）ｔ
ｈｅｎ（ｙ　　＝Ｚ）の形式で表され、（ｘ１＝＾ａｎ
ｄ　ｘ．＝８・・・〉は前件部、（ｙ　−　Ｚ）は後件
部と呼ばれる。

第１１図は上記のファジィルールに従って推論結果を出
力する公知の手法を説明するための図である。

同図（Ａ），　　（Ｂ）は人力値である前件部の２つの
変数（Ｘｌ＊Ｘｔ）に対応するメンバシップ関数を示し
、同図（Ｃ）は出力値である後件部に対応するメンバシ
ップ関数を表す。ここでは前件部のメンバシップ関数を
２つ示し７ているが、前件部の変数の種類が増えればメ
ンバシフプ関数もその分増加する。各図において横軸は
変数の値を表し、縦軸はメンバシフプの位置（所属度）
を表すいま、前件部の第１項の変数ｘ，の値がｘ１であ
るとすると、そのときの所属度は０．５である（同図（
Ａ）参照）。また、前件部の第２項目の変数ｘよの値が
ｘ２　′であるとすると、そのときの所属度は０．３で
ある（同図（Ｂ）参照）。

このような場合ファジィ演算ではそれぞれの所属度の中
で最も小さな値をとる。すなわち、上記の例では所属度
０．３を選ぶ。次にＺに対応するメンバシンプ関数を上
記の所属度０．３の所で頭切りを行い、下側の台形部Ｓ
の重心位１ｙ’を求める．そしてこのｙ′を推論結果と
して出力する。

１つのルールに対しては以上のような推論を行うが、一
般には複数のルールを設定する。この場合には各ルール
毎に第１１図（Ｃ）に示す推論結果が出力される．そし
て各ルール毎に出力された台形部を論理和し、その論理
和した部分（第１１図（Ｄ）の斜線領域〉の重心ｙ〃を
論理の確定値として出力する．このように、第１１図（
Ａ）および（Ｂ）のメンバシソプ関数の横軸に示される
入力値が中間値を取るように出力値が求められる以上の
論理手法において前件部に属する所属度の論理積演算（
小さい方の所属度を選ぶ演算〉ルールと、後件部に対す
る台形部の論理和演算ルールとをｍｉｎｉ−ｗａｘルー
ルと呼び、それぞれ前件部論理積回路および後件部論理
和回路において実行される。

ファジィコントローラからの制御量の出力により移動さ
れた撮像手段の撮像位置が撮像位置検出手段により検出
される。この撮像位置に放水ノズルから放水が行われ、
さらにこの位置から遠ざかるように避難誘導がなされる
。撮像手段の撮像位置は炎の中心であるため、炎の中心
に対して放水されるとともに、炎の中心から遠ざかるよ
うに避Ｈ誘導される。

（ｆｌ実施例 第１図は、この発明の実施例である火災消火および避難
誘導の制御のブロック図である。

マイクロコンピュータｌには、第２図に示す室内３１の
天井面の適所に取り付けられた火災検出センサ６が接続
されており、火災発生時にはこの火災検出センサ６から
検出結果が入力される。また、室内の天井面の中央部に
は撮像手段であるカメラ１０が回転自在且つ上下に揺動
自在に設けられている．このカメラｌＯの回転動作およ
び揺動動作に係る後述するモータの回転量が撮像位置セ
ンサ７により検出され、この検出データがマイクロコン
ピュータｌに人力される。マイクロコンピュータｌは撮
像位置センサ７から入力された検出データによってカメ
ラ１０の撮像位置を知ることができる。

また、マイクロコンピュータｌの出力端子には、放水ノ
ズル駆動部２、放水栓駆動部３および音声出力部５が接
続されている。放水ノズル駆動部２は室内３ｌの天井面
に設けられた放水ノズル８を回転および揺動させるモー
タを含む。放水栓駆動部３は放水ノズル８に水を供給す
る放水栓を開閉する。音声出力部５は室内３１の適所に
設けられたスピーカ４に対して避難誘導のための案内放
送を出力する。

室内３ｌの天井面に取り付けられたカメラ１０の画像は
画像処理装置ｌ４において処理され、この画像処理装置
１４から出力された画像処理データに基づいてファジィ
コントローラ１１においてファジィ推論がなされる。こ
のファジィ推論結果はカメラ駆動部ｌ２に入力され、フ
ァジィ推論結果に応じてカメラｌＯが回転および播動動
作する。マイクロコンピュータ１は火災検出センサ６か
ら火災検出データが入力されると、カメラ駆動部１２に
カメラの駆動開始信号を出力する。また、ファジィコン
トローラ１ｌの出力はマイクロコンピュータ１にも入力
され、後述するマイクロコンピュータの処理において動
作の実行タイミングを規定する。

第３図は、ファジィコントローラ周辺器機の構戒を詳細
に示すブロック図である。

カメラｌＯが撮像した画像は画像計測処理装置１４に入
力される。画像計測処理装置ｌ４は第４図に示すように
、カメラ１０が撮像した画像から対象物について最大寸
法Ｘ．，Ｙ．および中心座標ΔＸ，Δｙの値を測定する
。画像計測処理装置ｌ４において測定された対象物の中
心座標ΔＸ，Δｙのそれぞれは、直接および微分回路１
３ａ，１３ｂを介してファジィ処理装置１１ａ，ｌｌｂ
に人力される．また、カメラ１０の画面内における対象
物の大きさＸ，／Ｘ，およびＹ　−　／　Ｙ　ｏの値が
最大値選択回路ｌ５から差動回路１６に入力される。差
動回路１６では画像計測処理装置１４において計測され
た値が設定値と比較され、設定値との差動データＡが直
接および微分回路１３ｃを経てファジィ推論装置１１ｃ
に人力される。

ファジィ処理装置１１ａ−１１ｃのそれぞれは、第５図
〜第７図に示すファジィルールおよびメンバシソブ関数
に基づいて第１１図（Ａ）〜（Ｄ）に示した手法に従っ
てファジィ推論を行い、それぞれモータＭ　ａ　ｘＭ　
ｃの制御データをモータコントローラ１２８〜１２ｃに
出力する。これによってカメラｌＯはその画面内におい
て対象物が適当な大きさで、かつ、画面の中心位置と対
象物との中心位置とが一致する状態になるように回転動
作、揺動動作およびズームレンズの移動を行う．第２図
に示すようにカメラ１０は火災発生時に炎を対象物とし
て撮像を行うため、カメラＩＯはその画面の中央部に所
定の大きさの炎が常に位置するように動作する． 第８図は、第１図に示したマイクロコンピュータの処理
手順を示すフローチャートである．火災検知センサ６が
火災発生を検出すると（ｎ１）、カメラＩＯを走査させ
る（ｎ２）．この走査中においてカメラ１０が炎を撮像
すると、前述の第３図に示す構或によってファジィ推論
によるカメラＩＯの移動動作が行われ、カメラ１０の画
面の中央部に所定の大きさで炎が位置した際にファジィ
コントローラ１１からの出力はＺＲになる．このとき、
撮像位置センサ７のデータを読み取り、カメラ１０の撮
像位置を検出する（ｎ３，ｎ４）。室内３１は東西方向
および南北方向のそれぞれについて５等分されており、
カメラ１０の撮像位置がどのエリアに属するかを判別す
る．この判別に応して第１０図に示すテーブルから放水
ノズル８の回転角αおよび傾斜角βを読み出すとともに
誘導方位を読み出す。第ｌＯ図に示すテープルは、マイ
クロコンピュータ１内のＲＯＭに予め書き込まれており
、第２図に示す位置に設置された放水ノズル８が各エリ
アに放水するために取るべき回転角α（第９図（Ａ）参
照）および傾斜角β（第９図（Ｂ）参照）と避難すべき
方位を各エリア毎に記憶したものである。このテーブル
から読みだしたデータを放水ノズル駆動部２および音声
出力部５に出力したのち放水栓を開放し（ｎ６）、放水
ノズル８から水を放水する。

放水ノズル８からの水の放水により炎の状態は徐々に変
化し、その中心位置も変わる。このように炎の中心位置
が変わると、カメラ１０の画面内における炎の中心が画
像の中心に一致するように素早くカメラ１０が移動する
。マイクロコンピュータ１は火災が鎮火するまでｎ４〜
ｎ６の処理を継続的に実行するため、カメラ１０が移動
してその撮像位置が変わると、放水ノズル８の回転角お
よび傾斜角を変えて放水を行う。従って、常に炎の中心
に放水を行うことができ、素早く初期消火を行うことが
できる。また、スピーカ４から予め定められた誘導文を
放送することができ、火災発生位置に応じた適切な避難
誘導を行うことができる．この処理によって火災が鎮火
すると、放水栓を閉鎖してｎｌに戻る（ｎ　７．　　ｎ
　８）。

以上のようにしてこの実施例によれば、ファジィ推論に
よりカメラ１０を炎の中心位置に追従させ、このカメラ
ｌＯの撮像位置に対して放水を行うことができる。従っ
て、常に炎の中心に対して放水することができ、消火作
業を素早く実行できる利点がある．また、火災発生場所
に応じて予め定められた避難誘導を行うことができるた
め、避難動作を安全に且つ素早く行うことができる利点
がある。

（ｇ）発明の効果 この発明によれば、炎の中心を追従する火災の撮像位置
に水を放水することができ、確実な初期消火を実現でき
る利点がある。また、火災発生地域以外の地域に正確に
避難誘導を行うことができ、災害の発生を未然に防止で
きる利点がある．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例である火災消火および避難誘
導装置の構成を示すブロック図、第２図は同装置が用い
られる室内を示す平面図、第３図は同装置のファジィコ
ントローラ周辺器機の構或を示すブロック図、第４図は
同装置に用いられるカメラの画面を示す図、第５図は同
装置のファジィコントローラにおけるファジィルールを
示す図、第６図および第７図は同ファジィコントローラ
におけるメンバシップ関数を示す図、第８図は同装置の
制御部のマイクロコンピュータの処理手順を示すフロー
チャート、第９図（Ａ）および（Ｂ）は同装置の放水ノ
ズルの回転角および傾斜角を示す図、第１０図は同装置
における室内の各位置と放水ノズルの角度および誘導方
位との関係を示す図である。また、第１１図（Ａ）〜（
Ｄ）は公知のファジィ推論の手法を説明する図である。 ４−スピーカ（誘導手段）、 ５一音声出力部（誘導手段）、 一火災検出センサ、 一撮像位置センサ（映像位置検出手段〉−放水ノズル、 ０−カメラ、 １−ファジィコントローラ、 ４一画像処理装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像手段が撮像した画像内の炎の中心と画面の中
   心との位置的偏差を検出する画像処理手段と、撮像手段
   の撮像位置を変える撮像方向制御手段と、画像処理手段
   の検出結果を入力としてファジィ推論を行い、撮像方向
   制御手段の制御量を出力するファジィコントローラと、
   撮像手段の撮像位置を検出する撮像位置検出手段と、撮
   像位置検出手段の検出結果に放水ノズルの放水位置を一
   致させる放水位置制御手段と、撮像位置検出手段の検出
   した位置から遠ざかる位置に避難誘導を行う誘導手段と
   、を設けたことを特徴とする火災消火および避難誘導装
   置。