JPS63221482A - 移動物検知シミュレーション装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は検知装置に係り、特にスクリーン前面に水、ボ
ールその他の物が射突したときに、その射突位置を検知
する検知装置に関する。

実際に起こりｔ９る過程を、何らかのモデルを通して模
擬実験を行なうことにより現実の過程を体得させるシミ
ュレーションは、従来より教習、訓練などを目的とする
ものなどが種々知られている。

しかし、例えば消火訓練をシミュレーションにより行な
うシミュレーションシステムは従来知られておらず、か
かるシミュレーションシステムを構築する場合は、レー
ザービームを消火水に見立てそれをスクリーンに投写す
ると共に、そのスクリーンに火災物の画像を表示し、そ
の表示画像への上記レーザービームの投射位置を検出し
、それを計算機能処理にて判別し、表示画像を炎が拡大
した画像、あるいは炎が縮小した画像へ切替えることが
考えられる。

しかし、レーザービームでは消火水としての実感がない
ので、上記消火訓練シミュレーションシステムのレーザ
ービームの代りに、実際に水を使うことが考えられる。

このようなシミュレーションシステムにおいては、スク
リーンのどの位置に水などの物が当ったかの検知が重要
となる。

従来の技術 実際に水を使って消火訓練を行なうシミュレーションシ
ステムでは、スクリーン能面に配置した透明の強化ガラ
スに水を当てたときに、その射突位置を検知するための
検知装置として、スクリーン前面に第６図に示す如き光
センサ−マトリクスを配設し、これにより水が当った場
所を検出すると共に、その検出信号をコンピュータへ送
出する構成が考えられる。

第６図に示す光センサ−マトリクスは、スクリーン前面
の検出領域を複数のブロックに分割し、水の通過をブロ
ック毎に検出し、また検出した水の位置と炎の画像との
相対位置関係に応じてマトリクスの重要度を変化させる
。また光センサ−マトリクスは第６図に示すように、そ
の光検出のための光路が水の投射方向に対して３層どな
るように構成されており、１，２．３と順番に水を検出
した場合に限り、コンピュータへ検出信号を送出する構
成とされている。これにより、外部からスクリーンへ放
水された水の検知だけを行ない、スクリーン（実際は前
記強化ガラス）から反射された水を検知しないようにす
ることが考えられる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記の光センサ−マトリクスでは、実際にはス
クリーンへ放水される水の速度が、３層の光センサによ
る各層順次の検出スキャン速度よりもかなり速く、スク
リーン前面の強化ガラスから反射した飛沫が光センサに
より検出されてしまい、水がどこに当ったかの検知が正
確にできなかつ　Ｉこ　。

しかも、水滴が光センサに付着し、特に光センサを発光
部と共に構成している受光部に付着した水滴により発光
部よりの光が遮られ、水がスクリーンのどこに当ったか
の正しい検知ができなかった。

本発明は上記の点に鑑みて創作されたもので、スクリー
ン面により反射される物の影響を受ｔプることなく、ス
クリーン面上の射突位置を検知することができる検知装
置を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明の検知装置は、スクリーン前面仝体を非可視光線
により照明する照明手段と、スクリーンの像をフィルタ
を通して撮像する撮像手段と、像の有無を検出する全部
で複数個のビデオセンサーからなる検出手段と、スクリ
ーンの像の位置が検出領域内にあるか否かを検知する演
算判別手段とよりなる。

作用 水、ボールなどの移動物がスクリーンに直接当たるか、
又はスクリーン前方の強化ガラス等の部材に当たると、
その移動物が非可視光線を遮るので、スクリーン面にそ
れによる像が形成される。

この像は画像手段により撮像されて映像信号に変換され
た後、検出手段に供給される。検出手段はスクリーン前
面を複数の区画にマトリクス状に分割したときに、複数
の区画のうち各々予め割当てられた一定数における像の
有無を検出する全部で複数個のビデオセンサを含んで構
成されている。

従って、この検出手段からはどの区画に像があるか否か
を示す検出信号が取り出されて演算判別手段に供給され
、ここで演惇処理の結果、上記スクリーンの像が、上記
複数の区画のうち、設定した１又は２以上の区画からな
る検出領域内にあるか否かが検知される。

実施例 第１図は本発明装置の一実施例のブロック系統図、第２
図はその要部の動作説明図を示す。両図中、同一構成部
分には同一符号を付しである。第１図及び第２図におい
て、１２０型スクリーン１０の前面には透明の強化ガラ
ス１１が配置されており、また１２０型スクリーン１０
の後側には反射ミラー１２が夫々設けられ、がっ、前面
に赤外線のみを透過する赤外線フィルタ１３が配設され
たテレビカメラ１４が設けられている。また、強化ガラ
ス１１の前方には、１２ｏ型スクリーン１０の外周側縁
に対応して四角状とされた半透明の枠が配置されると共
に、その枠に沿って例えば全部で１５００個の赤外線発
光ダイオード１５が、その発光部を１２０型スクリーン
１０の前面に向けて配列されている。これにより赤外線
発光ダイオード１５から放射された非可視光線である赤
外線が強化ガラス１１を通して１２０型スクリーン１０
の１ｎ而面体を照明する。

この赤外線は更に第２図に２０で示す如く、１２０型ス
クリーン１０を透過し、反射ミラー１２で反射された後
、赤外線を透過する特性の赤外線フィルタ１３を通して
テレビカメラ１４に入射される。従って、テレビカメラ
１４は１２０型スクリーン１０の裏面における非可視光
線の波長領域の像だけを撮懺する。

一例として、第２図に示す如く、消火器具２１より１２
０型スクリーン１０へ向けて放水された水２２が、強化
ガラス１１に当った場合は、水２２は１２０型スクリー
ン１０の前面を照明している赤外線を遮るので、１２０
型スクリーン１０の裏面には第３図に示す如く、水が射
突した位置の部分に水の影２３ができる。従って、この
場合はテレビカメラ１４により水の影２３だけを搬像で
き、他の可視光線等の影響は受けない。

上記のテレビカメラ１４によりｗｌ像して得られた映像
信号は、第１図に示す６つのビデオセンサ１６１〜１６
６に並列に供給される。ここで、６つあるビデオセンサ
１６１〜１６６の各々は、１２０型スクリーン１０の前
面を第４図（Ａ）〜（Ｃ）に夫々示すように、縦方向に
４つ、横方向に６つの計２４のり一の大きさの区画（ポ
イント）３１〜５４でマトリクス状に分割したとき、予
め割当てられた４つの区画における像の有無を検出する
構成とされている。例えば、ビデオセンサ１６１は区画
３１．３７．４３．４９を割当てられ、ビデオセンサ１
６２は区画３２．３８．４４゜５０を割当てられ、ビデ
オセンサ１６３は区画３３．３９．４５．５１を割当て
られ、同様にビデオセンサ１６４，１６５及び１６６は
第４図（Ａ）〜（Ｃ）中、左から４１Ａ目、５列目及び
６列目の各４つの区画を割当てられる。

ビデオセンサ１６１〜１６６は入力映像信号中、その割
当て区画に相当する区間の信号部分から、その割当て区
画における像の有無の検出を行ない、それに応じた信号
を第１図に示す如くインタフェース１７を通して前記演
算判別手段を構成するコンビコータ１８に供給する。な
お、インタフェース１７は赤外線発光ダイオード１６と
電源ラインを介して接続されている。

コンピュータ１８は例えば１６ビツトのパーソナルコン
ピュータで、オペレーションモニタ１９と接続されてお
り、インタフェース１７よりの入力信号に基づいて１２
０型スクリーン１０の裏面の像の位置座標を演算算出し
、その位置座標が前記した区画３１〜５４のうち、設定
した１又は２以上の区画からなる検出領域内にあるか否
かを検知し、単位時間で検出領域内のすべての区画に上
記像が存在した場合に検知信号を発生する。

上記の検出領域はコンピュータ１８により、例えばそれ
を構成する区画数が時間の経過と共に可変され、またそ
の位置も可変される。−例として、成る時間の検出領域
は第４図（Ａ）に２５で示す如く２つの区画５２及び５
３からなり、次の成る一定期間は第４図（Ｂ）に２６で
示す如く、検出領域２５とは異なる位置の４つの区画４
５．４６゜５１．５２からなり、更に次の所定期間は第
４図（Ｃ）に２７で示す如く９つの区画３９〜４１゜４
５〜４７．５１〜５３からなるように、漸次変化せしめ
られる。第４図（Ａ）〜（Ｃ）の場合は、検出領域が時
間の経過と共に２５．２６．２７というように漸次広く
されるのに対し、前記したように検出領域を構成する区
画のすべてに単位時間内に像が１回でもあるときのみ検
知信号が発生されるから、時間の経過と共に検知の確率
が低くなる。

このように、本実施例によれば、第２図の水２２の如く
、像を形成するべき移動物が強化ガラス１１により反射
されても、その反射物（第２図の場合は飛沫等）の影響
は一切受けることなく、強化ガラス１１の射突位置（実
質的には１２０型スクリーン１０の射突位置）を正確に
検知できる。

次に本発明の応用例について第５図と共に説明する。第
５図は第１図に示した実施例装置を有する初期消火の訓
練のためのシミュレーション装置のブロック系統図を示
す。同図中、第１図と同一構成部分には同一符号を付し
、その説明を省略する。第５図において、５６は１６ビ
ツトパーソナルコンピユータ（以下、「パソコン」と記
す）からなるホストコンピュータで、オペレーションモ
ニタ５７や入出力装置（図示せず）に接続されており、
またループネットワークコントローラ５８及びパラレル
Ｉ１０インタフェース（ＰＩＯ）５９に夫々接続されて
いる。ホストコンピュータ５６はループネットワークコ
ントローラ５８を介してノード６０１へ信号を送信する
。ノード６０１〜６０６及びループネットワークコント
ローラ５８は上記の信号を一方向にのみ伝送し、各ノー
ドは入力信号をすべて一旦受信し、次のノード又はルー
プネットワークコントローラ５８へ再送信覆る、所謂ロ
ーカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を構成している。

５台のパソコン６１１〜６１５は例えば８ビツトのパソ
コンで、ノード６０＋〜６０ｓに双方向バスを介して接
続され、ホストコンピュータ５６との双方向通信が可能
なように構成されると共に、５台のビデオディスク再生
装置６２１〜６２５に双方向バスを介して別々に接続さ
れ、ビデオディスク再生装置６２１〜６２５のインタラ
ク゛アイブ（対話的）な制御を可能としている。

４台のビデオディスク再生装置６２１〜６２４は、同一
の第１の映像信号（これは初期段階からシミュレーショ
ン結果が失敗の場合の最終段階までの各段階の画像であ
る、火災が順次に進行する画像に関する）記録されてい
るビデオディスクを別々に、かつ、一定の時間間隔（例
えば５秒〜１０秒）をおいて順次に再生開始するようパ
ソコン６１１〜６１５により制御され、残りの１台のビ
デオディスク再生装置６２５は第１の映像信号とは異な
り、シミュレーション結果が成功の場合のＲＨ段階の焼
跡の画像に関する第２の映像信号が記録されているビデ
オディスクを再生する。なお、上記の焼跡の画像は、例
えば消火の時期に応じて４種類用意してあり、焼跡の程
度の低いものから順次に一定期間ずつ連続的に再生され
る。

映像音声切替器６３はビデオディスク再生装置６２１〜
６２５より並列に入力される再生映像信号及び再生音声
信号のうち、一台のビデオディスク再生装置よりの再生
映像信号及び再生音声信号と、次の切替え表示される映
像信号（これは予めわかっている）を再生している別の
一台のビデオディスク再生装置よりの再生映像信号とを
選択出力する切替器で、そのスイッチング制御はホスト
コンピュータ５６よりＰＩ０５９を介して供給されるス
イッチング信号に基づいて行なわれる。従って、映像音
声切替器６３からは５台のうち２台のビデオディスク再
生装置からの再生映像信号が並列に選択出力されてタイ
ムベースコレクタ（ＴＢＣ）６４．６５に夫々別々に供
給される。

ＴＢＣ６４及び６５は同期信号発生器６６より同期信号
が供給され、この同期信号に夫々位相同期した再生映像
信号を映像切替器６７へ供給する。

映像切替器６７はホストコンピュータ５６よりＰ４Ｏ１
０を介して供給されるスイッチング信号に基づいてＴＢ
Ｃ６４及び６５よりの２つの再生映像信号の一方のみを
選択出力し、映像分配器６８を通して１２０型ビデオプ
ロジエクタ６９へ供給する。これにより、所定の１台の
ビデオディスク再生装置よりの再生映像信号が１２０型
スクリーン１０により表示される。また、映像切替器６
７により別の１台のビデオディスク再生装置よりの次の
段階の再生映像信号に切替えられた場合もＴＢＣ６４及
び６５により両再生映像信号は互いに同期信号が位相同
期関係にあるようにされているので、切替の際の画像の
乱れは生じない。

一方、これと同時に映像音声切替器６３からは、現在１
２０型ビデオプロジエクタ６９に供給されている再生映
像信号を再生しているビデオディスク再生装置からの再
生音声信号が選択出力され、当市分配器７ｏ及び音声増
幅器７１を夫々通してスビーカフ２に供給され、ここで
発音される。

他方、１２０型スクリーン１０にはビデオディスク再生
装置６２１〜６２４のうちいずれかより再生された映像
信号による火災発生現場の画像が表示されているので、
被訓練賃が第２図に示したように消火器具２１を使用し
てその画像に向番プて水２２を放水する。すると、前記
したようにコンピュータ１８は、消火に最も有効な検出
領域を設定し、この検出領域（例えば第４図（Ａ）の２
５）内に水が当ったか否かの検知信号を演算算出して、
これをノード６０６及びループネットワークコントロー
ラ５８を夫々通してホストコンピュータ５６へ転送する
。

ホストコンピュータ５６はこの入力検知信号と、シミュ
レーション開始時間からの所要時間（具体的にはビデオ
ディスクから再生されたタイムアドレス信号）とに基づ
いて、単位時間内で検出領域内のすべての区画に水が当
ったときは消火検知と判断して、延焼の程度が軽い段階
の再生映像信号を切替出力することを順次繰り返させて
、最終的に焼跡の再生映像信号を切替出力させる。一方
、ポストコンピュータ５６は消火検知ではないと判断し
たときは、火災が順次に拡がる再生映像信号をそのまま
表示させ続け、所定時間内に消火検知がなかったときは
最終的に消火不成功のテ［１ツブを１２０型スクリーン
１０に表示させる。なＪ３、コンピュータ１８は火災が
拡がる画像の表示に対応して、検出領域を第４図（Ａ）
、（Ｂ）及び（Ｃ）に２５．２６及び２７で示す如く、
火災範囲に対応した検出領域に漸次広げ、消火の難易度
を上げる。

このようにして、１２０型スクリーン１０に火災画像を
表示し、消火器具から放水された水のスクリーン１０へ
の射突位置を検知し、火災延焼の画像を切替え、実火災
に近い状況設定のもので初期消火の基礎的な知識、要領
及び消火技術を体得できるシミュレーションが行なえる
。

なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばゴルフのホールインワンゲーム。

野球のボール投げゲーム、投的、射撃のゲームなどにお
いて、移動物のスクリーンへの射突位置の検知に広く適
用することができる。また、スクリーンを分割している
区画数は２４に限定されるものではなく、ビデオセンサ
の数を変更するなどの方法によって任意の数に設定でき
ることは勿論である。

更に、テレビカメラ１４はスクリーン１０の前面の非可
視光線による像を搬像するようにしてもよい。

発明の効果 上）ホの如く、本発明によれば、スクリーン又はその前
方の部材に射突する移動物の反射による影響を一切受け
ることなく正確にスクリーンへの射突位置を検知するこ
とができ、また光センサ−マトリクスにくらべ構造が筒
中で安価に構成することができ、更に応用範囲が広く汎
用性がある等の特長を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック系統図、
第２図は第１図図示ブロック系統の要部の動作説明図、
第３図は第２図中の画像の一例を示す図、第４図は本発
明におけるスクリーン上の分割区画配置と検出領域との
一例を説明する図、第５図は本発明装置の一応用例を示
すブロック系統図、第６図は従来装置の一例の構造図で
ある。 １０・・・１２０型スクリーン、１１・・・強化ガラス
、１２・・・反射ミラー、１３・・・赤外線フィルタ、
１４・・・テレビカメラ、１５・・・赤外線発光ダイオ
ード、１６１〜１６６ビデオセンサ、１８・・・演障判
別手段（コンピュータ）、２２・・・水、２３・・・水
の影、２５〜２７・・・検出領域、３１〜５４・・・区
画。 特許出願人　日本ビクター株式会社 第１図 第２図 嬉３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 スクリーン前面全体を非可視光線により照明する照明手
   段と、 該スクリーンの後方又は前方に配置されており、該スク
   リーンの像を、該非可視光線の波長領域の光のみを透過
   するフィルタを通して撮像する撮像手段と、 該撮像手段よりの映像信号を入力信号として受け、該ス
   クリーン前面を複数の区画に分割したときに該複数の区
   画のうち各々予め割当てられた一定数の区画における像
   の有無を検出する全部で複数個のビデオセンサからなる
   検出手段と、 該検出手段の出力信号を演算算出して前記スクリーンの
   像の位置を判別し、その判別位置が該複数の区画のうち
   、設定した１又は２以上の区画からなる検出領域内にあ
   るか否かを検知する演算判別手段とよりなることを特徴
   とする検知装置。