JPH08307757A - 炎探知装置 - Google Patents

炎探知装置

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JPH08307757A
JPH08307757A JP13105495A JP13105495A JPH08307757A JP H08307757 A JPH08307757 A JP H08307757A JP 13105495 A JP13105495 A JP 13105495A JP 13105495 A JP13105495 A JP 13105495A JP H08307757 A JPH08307757 A JP H08307757A
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JP
Japan
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flame
optical system
focusing
video signal
location
Prior art date
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Pending
Application number
JP13105495A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideyuki Kondo
秀幸 近藤
Masao Yajima
正男 矢島
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Nidec Instruments Corp
Original Assignee
Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd filed Critical Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPH08307757A publication Critical patent/JPH08307757A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーTVカメラを使用した安価な構成によ
り人工光と火災の炎とを区別できる炎探知装置を提供す
ることである。 【構成】 CCDカメラ等の撮像手段2が撮像光学系1
を通して所定の監視範囲を撮像し、映像信号を出力す
る。位置検出手段3はこの映像信号を2値化し、得られ
た2値化信号の時系列的パターンから被写体が炎である
か否かを判定し、その判定結果に応じて炎の位置を検出
する。焦点調節手段5は検出された炎の位置における合
焦位置を検出して合焦光学系駆動手段4を制御し、焦点
合わせを行う。焦点位置検出手段6は検出した合焦位置
より炎までの距離を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、火災の監視、消火シス
テムに用いられる炎探知装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、火災の監視、消火システムにおい
ては、オートフォーカス手段を有するTVカメラ(CC
Dカメラ)を用い、このカメラで所定の監視範囲内で炎
の監視を行っている。上記システムではカメラの合焦を
行うため、例えば、図8に示すようにCCDカメラから
の映像信号から高周波成分を抽出し、光学系を近点から
遠点に向かって走査し、それにより得られた高周波成分
のピーク位置から合焦位置を検出するコントラスト検出
方法をとっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】炎探知装置としては赤
外線カメラを用いたものがあり、炎は容易に検出可能で
あるが、かなり高価である。そこで通常のカラーTVカ
メラを用いカラー映像信号のR,G,Bの色温度から炎
を検出する方法が考えられる。しかしかかる方法による
と、一般市街地では有効に実施し難い恐れがある。即
ち、市街地ではネオンサイン、自動車のライト、地下鉄
のライト等が存在するので、これらの人工光と炎とを区
別する必要がある。しかるにネオンサイン、ライト等は
色温度が炎と似通っており、輝度も高く、色温度だけで
の区別は難しい。
【0004】本発明の目的はTVカメラを使用して、し
かも炎と人工光とを識別可能な炎探知装置を提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の炎探知装置は、合焦光学系を有する撮像光
学系と、該撮像光学系を通して所定の範囲を撮像して映
像信号を出力する撮像手段と、該撮像手段からの映像信
号の時系列的なパターンの変化から被写体が炎であるか
否かを判定し、その判定結果に応じて炎の位置を検出す
る炎判定手段と、前記合焦光学系を駆動する合焦光学系
駆動手段と、検出された炎の映像信号から合焦位置を検
出して前記合焦光学系駆動手段を制御する焦点調節手段
と、を備えたことを要旨とする。なお、上記時系列的パ
ターンは、前記映像信号の所定レベル以上の輝度を有す
る信号で成るものとしてもよい。
【0006】
【作用】本発明の炎探知装置において、撮像手段からの
映像信号の時系列的パターンの変化を見て、炎である
か、人工光であるかを判定し、炎であれば、その映像信
号から焦点位置を検出し、焦点を合わせて炎の位置を測
定する。上記時系列的パターンは、映像信号の所定レベ
ル以上の輝度を有する信号、例えば、2値化信号から成
る。
【0007】
【実施例】以下図面に示す本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の炎検知装置の一実施例の基本的構成を示
し、同図において、1は合焦光学系(及びズーム光学
系)を有する撮像光学系、2はこの撮像光学系を通して
所定の監視範囲を撮像するカラーTVカメラ(CCDカ
メラ等)から成る撮像手段、3はこの撮像手段2からの
映像信号を2値化し、得られた2値化信号の時系列的パ
ターンから被写体が炎であるか否かを判定する炎判定手
段、4は合焦光学系1を駆動する合焦光学系駆動手段、
5は検出された炎の位置における映像信号から合焦位置
を検出して前記合焦光学系駆動手段4を制御する焦点調
節手段、6は光学系を近点から遠点の間で走査し、CC
Dカメラからなる撮像手段2からの映像信号を受けて高
周波成分を抽出し、それにより得られた高周波成分のピ
ーク位置から合焦位置を検出する焦点位置検出手段であ
る。なお、上記時系列的パターンは多値化処理を行い、
得られた多値化信号によって判定をするように構成して
もよい。
【0008】上述した各手段から成る本発明の炎探知装
置においては前述したように従来の方法では炎と人工光
との区別が困難である点に鑑み、炎の識別のために下記
の方法をとる。
【0009】本発明の方法では炎と人工光の動きが異な
ることに着目し、その動きを画像処理によって解析して
炎と人工光とを区別する。上記画像処理は画像の輝点
(輝度が所定レベル以上である点)の時間的な動きを分
析するものである。例えば、図2(a),(b)に示す
ようにネオンサインNの光の輝点は一定位置に点滅して
おり、また自動車のヘッドライトHの輝点は一方向に動
くのに対し、火災時の炎の輝度は左右に動いており、こ
のように人工光と火災の炎の輝点の動きには特徴がある
ので、この特徴を検出すれば、人工光と火災の炎とを区
別できる。
【0010】図3は上述した輝点の動きの解析方法のア
ルゴリズムの一例を示す。同図において各ブロックの機
能は下記の通りである。100はオートフォーカス動作
後の画像であり、オートフォーカス動作は従来公知の手
法を用いる。102は輝点抽出であり、輝度が所定レベ
ル以上である箇所を抽出(検出)する。例えば、ネオ
ン、ライト、炎等の光っているものを抽出(検出)す
る。103は抽出ウインドウ設定で、光っている部分と
認識された箇所をより詳細に検出するため、その箇所を
抽出ウインドウとして設定する。なお、101は上記画
像の2値化であり、公知の手法が用いられる。104は
輝度重心位置検出で、抽出ウインドウ内の輝点の重心位
置を検出する。重心位置の検出には公知の重心検出方法
が用いられる。105は動きのパターン検出で、重心位
置検出の結果を蓄積し、その重心位置の動きを予めメモ
リされた炎の動きのパターンと比較し、炎かどうかを検
出する。
【0011】図4は本発明の炎探知装置を応用した消火
システムの一例の監視機構部を示す。カラーTVカメラ
11は電荷結合素子(CCD)を用いて構成される。こ
のTVカメラ11はCマウントアダプター12を介して
撮像光学系13が取り付けられ、ホルダー14により取
り付け板15上に取り付けられる。撮像光学系13は合
焦光学系及びズーム光学系を有する光学系である。この
撮像光学系13は距離環16、ズームリング17を有
し、距離環16には距離環駆動ギヤ19が取り付けら
れ、ズームリング17にズーム駆動ギヤ18が取り付け
られる。距離環駆動ギヤ19にはギヤ20,21を介し
てギヤードモータ22と、ポテンショメータ23が取り
付けられる。ズーム駆動ギヤ18には、ギヤ24,25
を介してギヤードモータ26a、ポテンショメータ26
bが取り付けられる。距離環16及びズームリンク17
はギヤードモータ22,26aによって駆動され、夫々
の位置はポテンショメータ23,26bの抵抗値から検
出される。
【0012】図5はこの消火システムの回路構成を示
す。オートフォーカス(AF)駆動部27はギヤードモ
ータ28及びポテンショメータ29を用いて構成され、
ギヤードモータ28は撮像光学系13の合焦光学系を移
動させる。ポテンショメータ29は撮像光学系13の合
焦光学系と連動して抵抗値により、撮像光学系13の合
焦光学系の位置を検出する。ギヤードモータ駆動回路3
0はポテンショメータ29の抵抗値を参照しながらギヤ
ードモータ28を駆動して回転させる。また、ズームコ
ントローラ31はポテンショメータ25aからの抵抗値
を参照しながらギヤードモータ28を駆動して回転させ
る。TVカメラ11からの画像信号が自動合焦装置3
2、ホストシステム33及びモニター34に入力され、
モニター34がTVカメラ11にて撮像された画像を表
示する。また、消火ノズル35は所定の監視範囲内の火
災を消火するためのものであり、水平回転駆動機構36
により水平方向へ回転駆動されて垂直回転機構37によ
り垂直方向に回転駆動される。水平回転駆動機構36及
び垂直回転機構37は駆動回路38により駆動され、か
つ消火ノズル35が駆動回路38によりオン/オフ制御
される。また、上記取り付け板15は基台に回転自在に
取り付けられ、撮像系回転機構39により水平方向及び
垂直方向に回転される。この撮像系回転機構39は駆動
回路40により駆動され、また監視員により火災消火後
に操作されるリセットスイッチ41からのリセット信号
がホストシステム33に入力される。
【0013】ホストシステム33は図6に示すようにA
/D変換部42、2値化部43、画像メモリ44、炎検
出部45及び制御部46を有し、TVカメラ11からの
映像信号がA/D変換部42によりA/D変換されて2
値化部43にて所定の2値化レベルで2値化されること
によって被写体が炎だとすれば、その炎の部分のみが白
レベルとなる。この2値化部43からの映像信号は画素
ごとに画像メモリ44に格納され、画像メモリ44は制
御部からのタイミング信号に同期して、記憶内容が新し
い映像信号に書き替えられる。炎検出部45は画像メモ
リ44に格納されている映像信号における白レベルのパ
ターンの変更、即ち、2値化信号の時系列的パターンを
予め記憶している他の人工光の2値化信号の時系列的パ
ターンと比較し、その比較結果から被写体が炎と判定さ
れれば白レベルの部分を炎として検出する。このような
炎検出部45の動作は繰り返して行われる。制御部46
はA/D変換部42、2値化部43、画像メモリ44、
炎検出部45を制御し、かつ後述の処理を行う。
【0014】自動合焦装置32は、例えば、前記合焦位
置検出方法によるとして図7に示すようにゲート回路4
7、検出域設定部48、高域通過フィルタ(HPF)4
9、ピークホールド回路50、A/D変換器51等を有
し、前記合焦光学系を走査することにより得られたTV
カメラ11からの映像信号がゲート回路47において検
出域設定部48からの信号により各検出ポイントでの各
フィールドにおける特定の走査線部分が選択的に通過す
る。このゲート回路47からの各画面の映像信号はHP
F49により高周波成分のみが順次取り出され、ピーク
ホールド回路50により高周波成分のピーク値が検出さ
れてA/D変換器51によりA/D変換される。自動合
焦装置32はA/D変換器51からの出力により合焦位
置を検出し、この検出結果によりギヤードモータ駆動回
路30を制御して撮像光学系13の合焦光学系を合焦位
置へ移動させることで焦点調節を行う。
【0015】ホストシステム33における制御部46は
初期状態においてはTVカメラ11が所定の監視範囲の
全体を撮像するようにズームコントローラ31を制御す
ることにより撮像光学系13のズーム光学系の位置を制
御し、炎検出部45の出力信号より監視範囲内で炎が発
生したか否かを繰り返して判断する。監視範囲内で炎が
発生すると、制御部46はTVカメラ11からの映像信
号を処理してTVカメラ11の撮像面上における炎の位
置を後述のように検出し、この炎の位置に応じて駆動回
路40を制御して炎がTVカメラ11の撮像面の中心に
くるように撮像系駆動機構39に取り付け板15を水平
方向及び垂直方向へ回転させると共に、炎がTVカメラ
11上で一定の大きさになるようにズームコントローラ
34を制御して撮像光学系13のズーム光学系の位置を
制御することにより炎の像を拡大させる。または、ズー
ム設定手段により予め設定された所定のズーム位置にな
るように制御し、炎の像を拡大させる。
【0016】次に制御部46は自動合焦装置32に上述
のような焦点調節を行わせて炎にピントを合わせさせ、
初期状態における合焦光学系の位置に基づいてポテンシ
ョメータ29により検出された合焦光学系の位置から炎
までの距離を測定する。したがって、炎は撮像面上の位
置と距離が測定され、立体的な位置が測定されることに
なる。そして、制御部46は上記炎の位置及び炎までの
距離により消火ノズル35からの水等の消火剤が炎に放
出されるように駆動回路38を制御して消火ノズル35
を水平方向及び垂直方向へ回転させる。次に、制御部4
6は駆動回路38に消火ノズル35をオンさせ、消火ノ
ズル35から炎へ消火剤を放出させる。この結果、消火
ノズル35からの水等の消火剤は炎の大小や遠近、監視
範囲の大小にかかわりなく炎に正確に照射されるように
なる。炎が消火された後には、監視員によりリセットス
イッチが押されてリセット信号が入力されると、駆動回
路38に消火ノズル35をオフさせてTVカメラ11が
所定の監視範囲の全体を撮像するようにズームコントロ
ーラ31を制御することにより初期状態に戻す。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
写体の輝点の動作解析によって人工光と火災とを区別す
ることができるので、通常のカラーTVカメラを用いた
安価なシステムで炎探知装置を構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の基本的構成を示すブロック
図である。
【図2】画像の輝点の時間的な動きの例を示す説明図で
ある。
【図3】本発明における輝点の動きの解析方法のアルゴ
リズムの一例を示す図である。
【図4】本発明を応用した消炎システムの一例の監視機
構部を示す側面図である。
【図5】上記消火システムの回路構成を示すブロック図
である。
【図6】上記消火システムにおけるホストシステムの一
部を示すブロック図である。
【図7】上記消火システムにおける自動合焦装置の一部
を示すブロック図である。
【図8】従来の装置の動作説明図である。
【符号の説明】
1 撮像光学系 2 撮像手段 3 位置検出手段 4 合焦光学系駆動手段 5 焦点調節手段 6 焦点位置検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 29/00 G08B 17/12 Z G08B 17/12 H04N 5/225 C H04N 5/225 5/335 Z 5/335 7/18 D 7/18 9406−2G G01V 9/04 S

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合焦光学系を有する撮像光学系と、該撮
    像光学系を通して所定の範囲を撮像して映像信号を出力
    する撮像手段と、該撮像手段からの映像信号の時系列的
    なパターンの変化から被写体が炎であるか否かを判定
    し、その判定結果に応じて炎の位置を検出する炎判定手
    段と、前記合焦光学系を駆動する合焦光学系駆動手段
    と、検出された炎の映像信号から合焦位置を検出して前
    記合焦光学系駆動手段を制御する焦点調節手段と、を備
    えたことを特徴とする炎探知装置。
  2. 【請求項2】 前記時系列的なパターンは、前記映像信
    号の所定レベル以上の輝度を有する信号から成ることを
    特徴とする請求項1に記載の炎探知装置。
JP13105495A 1995-05-01 1995-05-01 炎探知装置 Pending JPH08307757A (ja)

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JP13105495A JPH08307757A (ja) 1995-05-01 1995-05-01 炎探知装置

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JP (1) JPH08307757A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000054508A1 (fr) * 1999-03-09 2000-09-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Dispositif et procede de traitement de signaux camera
US12044573B2 (en) 2018-03-20 2024-07-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Flame detection system, reporting system, flame detection method, and non-transitory storage medium

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