(57)【要約】【課題】  遮蔽物があっても効率よく消火活動を行うことで今まで以上に避難者の安全を確保できると共に、屋内や廊下等の美観を損ねず施工コストが少ない消火システムを提供する。【解決手段】火源Ｘにおいて火災が発生した際、消火のための放水位置，使用すべき消火栓装置７，飛行経路等が制御装置３により決定されて飛行ロボット２１に送信され、飛行ロボット２１は防護領域内を撮影部２０４で撮影して消火栓箱を認識することで消火栓装置７への到達を確認し、飛行ロボット２１の到達情報が消火栓装置７に伝わることで扉７０７が自動的に開き、飛行ロボット２１は飛行しながら露出した消火用ノズル７１１を把持し、消火用ホース７０８と共に放水位置まで運搬し、火源Ｘに放水して消火する。【選択図】図１
2019024813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
防護領域に設けられ、消火ホースを備えた消火栓装置と、
前記防護領域内を飛行する飛行ロボットと、を備える消火システムであって、
前記飛行ロボットは、
飛行中に前記防護領域を撮像可能なカメラと、
前記カメラからの入力画像に基づいて各種情報を認識する認識部と、
前記認識部が、前記防護領域内に設置された消火栓箱を認識すると、前記消火栓箱に近づき、前記消火ホースを運搬することを特徴とした消火システム。
【請求項２】
前記消火栓箱には、前記消火ホースを覆うように扉が設けられ、
前記扉は、前記飛行ロボットが近づくと自動で開く開手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の消火システム。
【請求項３】
前記消火ホースの先端には消火用ノズルが設けられ、
前記飛行ロボットは、前記消火用ノズルを把持する把持部を備えていることを特徴とした、請求項１または２の消火システム。
【請求項４】
前記消火ホースの先端には接続部が設けられ、
前記飛行ロボットは、前記接続部と接続する消火用ノズルを備えていることを特徴とした、請求項１または２の消火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人の小型マルチコプター等の所謂ドローンと呼ばれる飛行ロボットを使用した消火システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物においては、火災を感知した区域に放水を行うスプリンクラーヘッドや放水砲等の消火装置が、屋内や廊下等の防護領域の天井面に固定して設置されている。そして消火装置は、煙式や熱式等の火災感知器と、火災感知器からの信号を受けて火災警報の鳴動等を行う火災受信機からなる火災監視システムと連動して消火システムを構成している。この消火システムでは火災感知器が火災を検出すると、火災情報を火災受信機に送信し、火災受信機は火災を検出した火災感知器のアドレスから火源位置を検出し、火源位置の近傍にある消火装置に対し、該火源位置に向けて消火作業を行うよう命令し、消火がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７６６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の消火システムに用いられるスプリンクラーヘッドや放水砲等の消火装置は、パーテーションや棚や荷物等の消火遮蔽物があると、放水時に火源が遮蔽物に隠れてしまい、うまく消火できないという問題があった。また、遮蔽物による死角ができないように消火装置を多数配置しても、遮蔽物に遮られる位置からの放水は火源に到達できずに到達水量が少なくなり効率的な消火ができなかったり、消火設備が大掛かりとなり、施工コストがかかると共に室内の美観を損ねたりするという問題があった。特許文献１には、遮蔽物の有無を検出し、効率よい消火活動をする消火装置が記載されている。しかし、放水砲は側壁の上方の定位置に固定されており、火源までの射線上に遮蔽物があると、該遮蔽物が放水障害となって効率よく消火が行えない。遮蔽物を避けて、あらゆる方向から放水可能とするために多数の放水砲を設置すると、天井裏や壁内に複雑な配管を行わなければならず、施工コストがかかると共に室内の美観を損ねるという問題があった。また、特許文献１に示す消火ロボットは、レール等の移動経路を室内の床などに設置しなければならず、施工コストがかかると共に室内の美観を損ねるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、遮蔽物があっても効率よく消火活動を行うことができることで今まで以上に避難者の安全を確保できると共に、屋内や廊下等の美観を損ねず、施工コストが少ない消火システムを提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、以下の構成を有する。
【０００７】
（１）本発明は、防護領域に設けられ、消火ホースを備えた消火栓装置と、前記防護領域内を飛行する飛行ロボットと、を備える消火システムであって、前記飛行ロボットは、飛行中に前記防護領域を撮像可能なカメラと、前記カメラからの入力画像に基づいて各種情報を認識する認識部と、前記認識部が、前記防護領域内に設置された消火栓箱を認識すると、前記消火栓箱に近づき、前記消火ホースを運搬することを特徴とした消火システムである。
【０００８】
本発明によれば、防護領域で発生した火災に対する消火システムによる消火において、スプリンクラー等による消火に比べ放水位置の調整の自由度が大きいために遮蔽物等を避けて消火することができる。更に、複数の飛行ロボットを用いれば複数の消火栓装置を活用できるので、火源に対しピンポイントで大量の放水を行い、効率的な消火をすることができる。また、既設消火栓装置の配管をそのまま利用できるので、自動化された消火システムを少ないコストで構築することができる。
【０００９】
（２）また、本発明は、前記消火栓箱には、前記消火ホースを覆うように扉が設けられ、前記扉は、前記飛行ロボットが近づくと自動で開く開手段を備えたことを特徴とする（１）の消火システムである。
【００１０】
本発明によれば、飛行ロボットが使用する消火ホース等が、いたずら等から保護された扉の閉まった状態から、前記飛行ロボットが前記消火ホースを把持して使用できる状態である扉の開いた状態に、自動的に移行することができる。また、飛行ロボットが到着するまで消火栓の扉が開くことがないので、開放された扉により不必要に避難者の避難路が塞さがれるのを避けることができると共に、飛行ロボットが使用すべき消火栓から人の手によって消火ホースが引き出されて、危険な消火活動を行ってしまう心配が少ない。
【００１１】
（３）また、本発明は、前記消火ホースの先端には消火用ノズルが設けられ、前記飛行ロボットは、前記消火用ノズルを把持する把持部を備えていることを特徴とした、（１）または（２）の消火システムである。
【００１２】
本発明によれば、飛行ロボットは消火用ノズルを把持することができ、これにより前記飛行ロボットは前記消火用ノズルと、前記消火用ノズルに接続された消火ホースを消火位置へ運び、放水により消火することができる。
【００１３】
（４）また、本発明は、前記消火ホースの先端には接続部が設けられ、前記飛行ロボットは、前記接続部と接続する消火用ノズルを備えていることを特徴とした、（１）または（２）の消火システムである。
【００１４】
本発明によれば、飛行ロボットは自身に備えられた消火用ノズルを消火ホース先端の接続部に接続することができ、これにより前記飛行ロボットは前記消火ホースを消火位置へ運び、前記消火用ノズルからの放水により、消火することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、防護領域で発生した火災に対し、飛行ロボットを用いることで、遮蔽物がある場所においても自由な放水位置から効率よく消火できる消火システムを、低コストで構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態における消火システム１の構成を示す概略説明図である。
【図２】本発明の一実施形態における飛行ロボット２，２１，２２を示す図である。
【図３】発明の一実施形態における飛行ロボット２の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態における制御装置３、火災受信機５、消火栓装置７の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態における消火栓装置７，７１を示すものである。
【図６】本発明の一実施形態における飛行ロボット２，２１、制御装置３、火災受信機５、消火栓装置７の動作を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、火災監視システムと連動し、遮蔽物を避けながら放水することが可能な効率的な消火を、低コストで実現する消火システムである。以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態における消火システムの構成を示す概略説明図である。消火システム１は、飛行ロボット２，２１、制御手段としての制御装置３、無線基地局４、火災受信機５、火災感知器６、消火栓装置７から構成されている。この消火システム１では、通常、単体又は複数の飛行ロボット２が無線基地局４を通してあらかじめ作成された建物の地図情報に基づき制御装置３が作成した所定の飛行経路により防護領域Ｅ内を巡回監視している。飛行経路は、地図情報としての三次元マッピング情報を元に、遮蔽物１０等を避けつつ、遮蔽物１０等により大きな死角が生じないように作成される。そして、飛行ロボットが防護領域Ｅ内を撮影した情報により三次元マッピング情報を修正している。三次元マッピング情報は消火活動等で飛行する際の飛行経路作成にも用いられる。火災が発生した際には、飛行ロボット２が火災の火源Ｘを判別し、火源Ｘの周囲を所定の距離で旋回しつつ撮影した入力画像から最適な放水位置を算出する。そして、制御装置３の指示により飛行ロボット２１に消火栓装置７から消火用ホース７０８を前記の放水位置まで運搬させ、火源Ｘに放水して火災を消火する。また、火災が発生した防護領域Ｅ内に飛行ロボット２が存在しない場合、制御装置３は火災受信機５を通して火災を感知した火災感知器６の場所を受信し、火災が発生した防護領域Ｅに飛行ロボット２を移動させて撮影させ、放水位置を算出する。なお、８はポンプ、９は水源、１０は防護領域Ｅ内に配置された棚等の遮蔽物である。
【００１９】
次に、消火システム１の各構成について説明する。図２は本発明の一実施形態における飛行ロボットを示す図であり、図２（ａ）は飛行ロボット２の正面図、図２（ｂ）は、飛行ロボット２１の正面図、図２（ｃ）は飛行ロボット２２の側面図である（飛行ロボット２２については、後述の実施例２において詳しく説明する）。飛行ロボット２，２１，２２は、飛行ロボット本体２００の前後に計４枚のロータ２１０を有するクアッドコプタ型のドローンである。飛行ロボット本体２００の前後左右には、撮影部２０４が設けられている。また撮影部２０４の下方には測距センサ２０５が設けられ、更に飛行ロボット本体２００の前後左右に設けられている。また飛行ロボット本体２００の上部には高度センサ２０６が設けられている。そして飛行ロボットの下部には外部接続部２１１が設けられており、外部アタッチメントが取付けられるようになっている。外部アタッチメントは、消火用のノズルを把持する把持部や、消火用ノズルそのもの等の各種アタッチメントが接続される。
【００２０】
図２（ｂ）に示す飛行ロボット２１は、飛行ロボット本体２００の外部接続部２１１に外部アタッチメントとしてロボットハンド２１２ａを備えたロボットハンドアタッチメント２１２が取付けられている。ロボットハンドアタッチメント２１２は消火栓装置７に格納された消火用ノズル７１１を把持する把持部として機能し、後述する制御部２０１により操作され、ロボットハンド２１２ａの二つの爪を開閉することにより把持動作が行われる。
【００２１】
図３は、本発明の一実施形態における飛行ロボット２の構成を示すブロック図であり、飛行ロボット２は、飛行ロボット本体２００、制御部２０１、記憶部２０２、通信部２０３、撮影部２０４、測距センサ２０５、高度センサ２０６、飛行ユニット部２０７、外部入出力部２０８、電源部２０９から構成される。
【００２２】
制御部２０１はＣＰＵ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等から構成されるマイクロコンピュータで構成され、制御部２０１内のＲＯＭや記憶部２０２に記憶されたプログラムによって各部や外部入出力部２０８に接続されたアタッチメントを制御する。記憶部２０２はＲＯＭやＲＡＭ等で構成され、前記のプログラムの他、撮影部２０４が撮影した火源の入力画像により火災を検知する火災検知手段としての火災検知プログラムと後述する放水位置設定手段としての放水位置設定プログラムを記憶する。更に、通信部２０３が制御装置３から受信した防護領域における三次元マッピング情報による飛行経路や撮影部２０４が撮影した入力画像、火災検知用情報として撮影部２０４が撮影した火源の入力画像、上記放水位置設定プログラムにより算出した放水位置、測距センサ２０５が測定した飛行ロボット２と遮蔽物１０間の距離、高度センサ２０６が測定した高度やそれらのデータから作成された三次元マッピング情報の修正情報、飛行ロボット２等の位置情報等のデータを記憶する。そして、消火栓装置７および消火用ノズル７１１，消火用ノズル接続部７１０の位置を、撮影部２０４が撮影した画像内の消火栓装置二次元コード７１２，消火用ノズル二次元コード７１１ａ，消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａの認識によって取得するために、各消火栓装置二次元コード７１２，消火用ノズル二次元コード７１１ａ，消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａを示す情報をあらかじめ記憶する。また、各消火栓装置二次元コード７１２に対応するホース先端部と飛行ロボット２１，２２との適応情報も記憶している。
【００２３】
通信部２０３は、３ＧやＷｉＦｉ等の無線通信によって無線基地局４を介して制御装置３と無線通信を行い、制御装置３からの飛行経路情報、撮影部２０４が撮影した入力画像による三次元マッピング情報、放水位置設定プログラムにより制御部２０１が算出した放水位置、無線基地局４の位置情報等のデータを送受信する。撮影部２０４は、飛行ロボット２の飛行中に防護領域Ｅ内を撮像可能なカメラであり、映像用カメラ、モーショントラッキングカメラ、深度カメラ、赤外線カメラや、これら複数のカメラの幾つかを併用したカメラ装置等から構成され、飛行ロボット本体２００の前後左右に設けられ、下方を含め死角の少ない撮影範囲をカバーしている。撮影部２０４で撮影された画像は、認識部としての役割を担う制御部２０１と記憶部２０２によって各種情報として認識され、例えば、三次元マッピング情報の修正や火災検知プログラム、放水位置設定プログラム、二次元コードの判別に使用される。
【００２４】
測距センサ２０５は、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、赤外線センサ、超音波センサ等から構成され、飛行ロボット本体２００の前後左右に設けられ、飛行ロボット本体２００と防護領域Ｅ内の壁や棚等の遮蔽物１０又は火源Ｘとの距離を測定する。高度センサ２０６は前記測距センサ２０５で述べたセンサに加えて気圧センサ等で構成され、飛行ロボット本体２００の飛行高度を測定する。
火災検知プログラムは、例えば、撮影部２０４が撮影した火源Ｘの入力画像を入力画像がカラー画像である場合はモノクロ画像に変換し、入力画像の輝度が一定値よりも高い部分を火源Ｘと判別する。また、放水位置設定プログラムにより火源Ｘを撮影しつつ旋回して飛行し、高輝度の範囲が最も広い入力画像を撮影した飛行位置を最適な放水位置と判断する。飛行ユニット部２０７は、４つのロータ２１０とその駆動モータ、及び飛行ロボット本体２００の向き、速度、高度、姿勢等を制御する方位センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等から構成され、飛行ロボット本体２００の飛行を制御する。外部入出力部２０８は、外部接続部２１１に接続された機器を操作するために使用される。電源部２０９はリチウムイオンやリチウムポリマー等の充電池から構成され、電源部２０９は、飛行ロボット２，２１が非駆動時に専用の基地において待機する際に、充電器により充電される。
【００２５】
図４は、本発明の一実施形態における火災受信機５、制御装置３、消火栓装置７の構成を示すブロック図である。制御装置３は、建物の防災要員や管理者等がいる管理室に設置され、制御部３０１、記憶部３０２、火災受信機通信部３０３、消火栓装置通信部３０４、飛行ロボット通信部３０５から構成される。制御部３０１は、制御部２０１と同様にマイクロコンピュータで構成され、制御部３０１内のＲＯＭや記憶部３０２に記憶されたプログラムによって各部を制御する。記憶部３０２は、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成され、前記のプログラムの他、飛行ロボット２から送信された防護領域Ｅ内の三次元マッピング情報、放水位置、飛行ロボット２，２１の飛行経路、飛行ロボット２，２１、無線基地局４、火災感知器６、消火栓装置７の位置情報、消火栓装置識別情報等のデータを記憶する。火災受信機通信部３０３は、火災受信機５との間で通信を行い、火災が発生した際に感知した火災感知器６の位置情報に応じて、火災受信機５を介して消火栓装置７の操作を行う。飛行ロボット通信部３０５は、３ＧやＷｉＦｉ等の無線通信によって無線基地局４を介して飛行ロボット２，２１間で通信を行い、飛行ロボットの飛行経路等の制御や飛行ロボット２，２１からの各種データ等を送受信する。
【００２６】
なお、無線基地局４はビーコン信号を送信しており、飛行ロボット２，２１と制御装置３は無線基地局４の位置情報とビーコン信号の電波の強さから、防護領域Ｅ内の飛行ロボット２，２１の位置情報を取得することができる。
【００２７】
火災受信機５は、防災センターに設置され、図４に示すように制御部５０１、記憶部５０２、制御装置通信部５０３、火災感知器通信部５０４、発信機通信部５０５、火災報知部５０６から構成される。制御部５０１は制御部２０１と同様にマイクロコンピュータで構成され、制御部５０１内のＲＯＭや記憶部５０２に記憶されたプログラムによって各部を制御する。記憶部５０２は、ＲＯＭやＲＡＭ等で構成され、前記のプログラムの他、火災感知器６及び消火栓装置７の位置情報を記憶する。制御装置通信部５０３、火災感知器通信部５０４、発信機通信部５０５は、それぞれ制御装置３、火災感知器６、発信機１１間で通信を行う。火災報知部５０６は火災感知器６や発信機１１からの通信により防災センターの防災センター要員に音声や警告灯等で火災の発生を報知する。
【００２８】
消火栓装置７は、図４に示すように制御部７０１、電動の消火栓弁７０２、扉開閉装置７０３、ホルダーアーム回動装置７０４、制御装置通信部７０５、発信機１１から構成される。
【００２９】
図５は、本発明の一実施形態における消火栓装置７，７１を示す。図５（ａ），（ｂ）は、消火栓装置７，７１のホース収納部７０６の扉７０７を開いた状態を示す正面図である。消火栓装置７，７１は、防護領域Ｅや防護領域Ｅの近傍に設置される。なお、消火栓装置７１については、実施例２で説明する。
【００３０】
図５（ａ）において、消火栓装置７では、消火栓箱７００の上部に発信機１１が、下部にはホース収納部７０６が設けられ、ホース収納部７０６の内部には消火栓弁７０２が設けられている。そして消火栓弁７０２の一次側には図１に示すようにポンプ８と水源９に接続された配管が接続され、二次側には消火用ホース７０８が接続されている。消火用ホース７０８の先端には消火用ノズル接続部７１０が備えられており、消火用ノズル７１１が取付けられている。消火用ホース７０８は、消火用ホースホルダー７０９に設けられた複数のフック（図示せず）に折り畳んだ状態で掛けられて収納されている。また消火用ホースホルダー７０９の上方には、モータ駆動されるホルダーアーム回動装置７０４における鉛直方向の軸７０４ａの廻りに回動自在に枢支されたホルダーアーム７０４ｂが設けられている。
【００３１】
図５（ａ）において、上記ホルダーアーム７０４ｂには消火用ノズルホルダー７０４ｃにより消火用ノズル７１１が保持されている。消火用ノズル７１１上面には、消火用ノズル７１１の位置を示すための消火用ノズル二次元コード７１１ａが表示されている。消火用ノズル７１１の周囲にはＵ字型の溝（図示せず）が取り付けられており、ロボットハンド２１２ａの爪による把持の際に固定できるようになっている。消火システム１は、飛行ロボット２１の消火栓装置７への接近により扉７０７が自動で開く開手段を備えていて、通常時、扉７０７は消火ホースを覆うように閉じられている。扉７０７はモータ駆動の扉開閉装置７０３に回動自在に軸着され、消火栓装置７に内蔵された駆動装置（図示せず）により回動される。消火栓装置７には、上部の発信機１１近傍の表面に消火栓装置７を示す消火栓装置二次元コード７１２が表示されている。消火栓装置二次元コード７１２は個々の消火栓装置毎にユニークなコードが付与されており、消火栓装置二次元コード７１２によって対応する消火栓装置の位置情報が制御装置３等に記憶されている。
【００３２】
消火栓装置７の制御部７０１は、飛行ロボット２の制御部２０１と同様にマイクロコンピュータで構成され、制御部７０１内のＲＯＭに記憶されたプログラムによって各部を制御する。制御装置通信部７０５は制御装置３との間で通信を行う。制御部７０１は制御装置３からの指示により、消火栓弁７０２の開放・閉鎖動作、扉開閉装置７０３による扉７０７の開閉動作、ホルダーアーム回動装置７０４の回動動作を行う。
【００３３】
次に、本発明の実施形態における消火システム１の動作処理について図６を用いて説明する。防護領域Ｅ内におけるレイアウト変更等に対応するため、本発明においては、防護領域Ｅ内で飛行ロボット２を巡回させることにより、最新の三次元マッピング情報を取得する。制御装置３の制御部３０１は、記憶部３０２に記憶された防護領域Ｅ内の三次元マッピング情報により、飛行ロボット２が防護領域Ｅ内を監視するための巡回飛行の所定の飛行経路を作成する。そして、無線基地局４を介して飛行ロボット２に飛行経路のデータを送信する（Ｓ１、Ｓ２）。飛行ロボット通信部３０５を介して受信した飛行経路のデータに基づいて、飛行ロボット２は、制御部２０１の制御により防護領域Ｅ内を巡回飛行すると共に、撮影部２０４で撮影した防護領域Ｅ内の入力画像及び測距センサ２０５の測定データから、新たに防護領域Ｅ内の三次元マッピング情報を作成する（Ｓ３）。制御部２０１は三次元マッピング情報を通信部２０３により制御装置３に送信する（Ｓ４）。そして、制御装置３の制御部３０１は飛行ロボット２から送信された三次元マッピング情報を基に最新の三次元マッピング情報を作成し（Ｓ５）、最新の三次元マッピング情報から巡回飛行の飛行経路の修正を行う（Ｓ６）。
【００３４】
このようにして飛行ロボット２が撮影した画像から三次元マッピング情報を作成するため、防護領域Ｅ内においてレイアウト変更等により遮蔽物１０の配置が変わった場合でも、三次元マッピング情報を修正することができる。なお、作成した飛行経路上に予期しない遮蔽物１０があっても、飛行ロボット２は撮影した画像及び測距センサ２０５の測定データから制御部２０１により、その遮蔽物１０を判断して衝突することなく自律して飛行することができる。
【００３５】
次に、火災が発生した場合には、速やかに火源の位置を特定する。火災受信機５が火災感知器６から火災信号を受信したとき（Ｓ７）、火災受信機５の制御部５０１は記憶部５０２に記憶された火災を感知した火災感知器６の位置情報を、制御装置通信部５０３を介して制御装置３に送信する（Ｓ８）。制御部３０１は受信した火災感知器６の位置情報から火災感知器６の近傍までの飛行経路を作成し、無線基地局４を介して飛行ロボット２へ送信する（Ｓ９）。飛行ロボット２は受信した飛行経路により火災感知器６の近傍まで飛行する。制御部２０１は撮影部２０４が撮影した入力画像から火源Ｘを判別し、撮影部２０４の深度カメラや測距センサ２０５により火源Ｘの位置を特定する（Ｓ１０）。制御部２０１は、火源Ｘの位置情報を通信部２０３により制御装置３に送信する（Ｓ１１）。
火源の位置が特定された後は、飛行ロボット２を火源の周りで旋回させて、消火のための放水位置を決定する。制御部３０１は、受信した火源Ｘの位置情報により、火源Ｘを中心として所定の距離を保ちつつ撮影部２０４を火源Ｘに向けながら旋回飛行するための飛行経路を作成し（Ｓ１２）、無線基地局４を介して飛行ロボット通信部３０５により当該飛行経路を飛行ロボット２へ送信する（Ｓ１３）。
【００３６】
飛行ロボット２は、制御部２０１の制御により受信した飛行経路で火源Ｘの周りを所定の距離で旋回しつつ、撮影部２０４により、火源Ｘを撮影する（Ｓ１４）。ここで、撮影した飛行位置と撮影した入力画像を一つのデータとして、例えば、撮影した飛行位置が６箇所の場合はＡ１〜Ａ６の６つのデータとして、それぞれ飛行位置及び撮影した入力画像を記憶部２０２に記憶する。制御部２０１は、Ａ１〜Ａ６の入力画像の内、一定の輝度以上である高輝度の範囲が広い入力画像を撮影した飛行位置を最適な放水位置と判断する（Ｓ１５）。制御部２０１は、例えば、Ａ１の飛行位置が最適な放水位置と判断された場合は、Ａ１のデータに放水位置番号として「１」を付与する。次に制御部２０１は放水位置のデータとしてＡ１〜Ａ６のデータを通信部２０３により制御装置３へ送信する（Ｓ１６）。
【００３７】
ここで、制御部３０１は飛行ロボット２から送信された放水位置番号１を付与されたＡ１の飛行位置から火源Ｘの位置に近い消火栓装置７までの消火用ホース７０８の運搬飛行経路を、例えば、消火用ホース７０８の長さや遮蔽物１０の有無により三次元マッピング情報から作成する。この場合原則として遮蔽物１０の上空を飛行しない飛行経路を作成するが、消火用ホース７０８の長さより飛行経路が長い場合は遮蔽物１０の上空を飛行する飛行経路を作成する。また制御部３０１は、最適な放水位置Ａ１に近い消火栓装置７に最も近い位置の飛行ロボット２１から最適な放水位置Ａ１に近い消火栓装置７までの準備飛行経路を作成する（Ｓ１７）。
続いて、消火のための飛行ロボット２１を用いて、消火の準備を行う。制御部３０１は最適な放水位置Ａ１に近い消火栓装置７までの準備飛行経路と、消火用ホース７０８の運搬飛行経路を、無線基地局４を介して飛行ロボット通信部３０５により最適な放水位置Ａ１に近い消火栓装置７に最も近い位置の飛行ロボット２１へ送信する（Ｓ１８）。
【００３８】
準備飛行経路と運搬飛行経路を受信した飛行ロボット２１の制御部２０１は、まず飛行ロボット２１を消火栓装置７付近まで移動させる。移動した後、制御部２０１は三次元マッピング情報から消火栓装置７の方向を予測し、撮影部２０４によって消火栓装置７を撮影する。あらかじめ消火栓装置７の扉７０７の表面には、飛行ロボット２１の撮影部２０４によって認識が可能なように照明に照らされた状態で消火栓装置二次元コード７１２が表示されている。飛行ロボット２１の制御部２０１は撮影画像からこの消火栓装置二次元コード７１２を認識し、目的の消火栓装置７に到達したことを確認する（Ｓ１９）。そして飛行ロボット２１の通信部２０３により、制御装置３に対し無線基地局４を介して、消火栓装置７への当該飛行ロボット２１の到着を通知する（Ｓ２０）。その後、制御部２０１は消火栓装置７の扉が開いた際に扉に衝突しないよう、飛行ロボット２１を消火栓装置７から一定の距離を置いた上方の所定の位置で空中停止させたのち、消火栓装置７の扉の開放を感知するために撮影部２０４による消火栓装置７周辺の撮影を続けて行う。
【００３９】
一方、飛行ロボット２１の到着通知を受信した制御装置３の制御部３０１は、消火栓装置７に対し、扉開閉装置７０３とホルダーアーム回動装置７０４を動作させるよう動作信号を消火栓装置通信部３０４により送信する（Ｓ２１）。そして動作信号を受信した消火栓装置７の制御部７０１は、扉開閉装置７０３により扉７０７を開き、その後にホルダーアーム回動装置７０４により、扉内に収納されていたホルダーアーム７０４ｂを消火栓装置７の前方に向けて回動させる（Ｓ２２）。このようにホルダーアーム７０４ｂが回動することにより、消火用ノズル７１１がホース収納部７０６から外部に迫り出すため、飛行ロボット２１が壁等にぶつからずにホルダーアーム７０４ｂに上方から接近することができる。
【００４０】
回動され迫り出した消火用ノズル７１１の上部には、消火用ノズル７１１を示す消火用ノズル二次元コード７１１ａが照明に照らされた状態で表示されている。この消火用ノズル二次元コード７１１ａは消火栓装置７の表面に表示された消火栓装置二次元コード７１２とは異なるもので、飛行ロボット２１は上方の所定位置から消火栓装置７周辺を続けて撮影し、撮影された画像から制御部２０１が消火用ノズル７１１の上部の消火用ノズル二次元コード７１１ａを認識することで、消火栓装置７の扉７０７が開いて消火用ノズル７１１が迫り出していることを検出する。
【００４１】
消火用ノズル７１１の迫り出しを感知した制御部２０１は、飛行ロボット２１を消火用ノズル７１１の直上に移動させ、上部の消火用ノズル二次元コード７１１ａの向きから消火用ノズル７１１の先端方向の向きを割り出し、飛行ロボット２１のロボットハンド２１２ａの向きと合うように飛行ロボット２１を旋回させる。このとき、ロボットハンド２１２ａの二つの爪（図２ｂ）が、消火用ノズル７１１の先端方向とそれぞれ直角方向になる向きに飛行ロボット２１を旋回させる。次に、制御部２０１は、ロボットハンド２１２ａの二つの爪の下端が開くように爪を拡げさせ、ロボットハンド２１２ａが消火用ノズル７１１を把持できる位置まで飛行ロボット２１を降下させる。消火用ノズル７１１の周囲にはＵ字型の溝が設けられており（図示せず）、ロボットハンド２１２ａの爪先端をこのＵ字型の溝に嵌め込むように爪を閉じることで、強固な把持を行う（Ｓ２３）。
【００４２】
制御部２０１は、消火用ノズル７１１の把持の後、飛行ロボット２１を上昇させて消火用ノズル７１１を引き上げ、消火用ノズルホルダー７０４ｃから消火用ノズル７１１を取り外す。その後、飛行ロボット２１を飛行移動させて、消火用ホースホルダー７０９から消火用ホース７０８を引き出す。なお、消火用ホース７０８に水を通した時に消火用ホース７０８が絡んだり折れ曲がったりしないように、引き出す際には種々の方法をとる。
【００４３】
その後、三次元マッピング情報から計算した遮蔽物１０等を避ける運搬飛行経路により、飛行ロボット２１を放水位置まで移動させて消火用ホース７０８を運搬し、消火用ノズル７１１を火源に向けると（Ｓ２４）、制御部２０１は通信部２０３により制御装置３へ放水準備完了通知を送信する（Ｓ２５）。
【００４４】
放水準備完了通知を受信した制御部３０１は消火栓装置７へ消火栓弁開放信号を消火栓装置通信部３０４により送信する（Ｓ２６）。消火栓弁開放信号を受信した制御部７０１は消火栓弁７０２を開放する（Ｓ２７）。消火栓弁７０２を開放すると連動してポンプ８が駆動し、水源９の消火用水は一次側から消火栓弁７０２を介して二次側の消火用ホース７０８へ供給され、消火用ノズル７１１から火源へ放水が開始され（Ｓ２８）、最適な放水位置から火災を消火することができる。
【００４５】
本発明によれば、消火栓装置７からの消火用ノズル７１１および消火用ホース７０８の引き出しと運搬を飛行ロボット２１に行わせることができ、遮蔽物１０がある場所においても効率的な消火ができる。また、飛行ロボット２１の接近によってはじめて消火栓装置７の扉が開放されるので、不必要に避難路を塞ぐことがない。またスプリンクラー等の配管を張り巡らせる必要がなく、既設の消火栓装置がある場合はその配管が有効利用でき、室内の美観を損ねることがなく、施工コストの少ない消火システムを構築することができる。
【実施例２】
【００４６】
実施例１では消火栓装置７に消火用ノズル７１１が取り付けられた消火ホースを用いたため、図１のように飛行ロボット２１を使用したが、消火栓装置７に代えて消火用ノズル７１１を有さない消火栓装置７１を設置し、消火用ノズルアタッチメント２１３を取り付けた飛行ロボット２２を使用することができる。実施例１とは消火栓装置７１および飛行ロボット２２のみが異なり、その他の構成については共通である。
【００４７】
図２（ｃ）に示す飛行ロボット２２では、飛行ロボット本体２００の外部接続部２１１に外部アタッチメントとして、消火用ホース接続部２１３ａと消火用ノズル２１３ｂを有する消火用ノズルアタッチメント２１３が取付けられている。飛行ロボット２２の消火用ノズルアタッチメント２１３は、消火用ノズル接続部７１０が取り付けられた消火栓装置７１に対応しており、消火用ホース接続部２１３ａにより消火栓装置７１の消火用ノズル接続部７１０と接続され、消火用ノズル２１３ｂにより放水を行う。なお、上記飛行ロボット２１，２２は、飛行ロボット２の飛行ロボット本体２００の外部接続部２１１に各種の外部アタッチメントを取り付けたもので、その他の部品等については共通であり、同じ符号で示す。外部アタッチメントは取り外しや交換が可能である。
【００４８】
図５（ｂ）の消火栓装置７１は図５（ａ）の消火栓装置７の変形例であり、消火用ノズル接続部７１０が消火用ノズル接続部ホルダー７０４ｄで保持されている。消火用ノズル接続部７１０上面には、消火用ノズル接続部７１０の位置を示すための消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａが表示されている。なお、図５（ａ）の消火用ノズルホルダー７０４ｃ及び図５（ｂ）の消火用ノズル接続部ホルダー７０４ｄはホルダーアーム７０４ｂに着脱自在に設けられ、用途に応じて夫々交換できるようになっている。図５（ｂ）の消火栓装置７１は、図５（ａ）における消火栓装置７の消火用ノズルホルダー７０４ｃに代えて消火用ノズル接続部ホルダー７０４ｄを設けているもので、その他の部品については共通であり、同じ符号で示す。
実施例２の飛行ロボット２２および消火栓装置７１を使用した消火システム１００の動作処理は、実施例１と図６のＳ１からＳ２２までは同様である。
【００４９】
消火システム１００のＳ２３以降の動作を説明すると、回動され迫り出した消火栓装置７１の消火用ノズル接続部７１０の上部には、消火用ノズル接続部７１０を示す消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａが照明に照らされた状態で表示されている。この消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａは消火栓装置７１の表面に表示された消火栓装置二次元コード７１２とは異なるもので、飛行ロボット２２は上方の所定位置から消火栓装置７１周辺を続けて撮影し、撮影された画像から飛行ロボット２２の制御部２０１が消火用ノズル接続部７１０の上部の消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａを認識することで、消火栓装置７１の扉が開いて消火用ノズル接続部７１０が迫り出していることを検出すると共に、接続対象が消火用ノズル接続部７１０であることを検出する。
【００５０】
消火用ノズル接続部７１０の迫り出しを感知した制御部２０１は、飛行ロボット２２を消火用ノズル接続部７１０の直上に移動させ、上部の消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａの向きから消火用ノズル接続部７１０の接続部分の向きを割り出し、飛行ロボット２２の消火用ノズルアタッチメント２１３の接続部と向き合うように旋回する。次に、制御部２０１は、飛行ロボット２２を消火用ノズル接続部７１０の接続部の前方へ移動させ、消火用ノズルアタッチメント２１３の接続部と消火用ノズル接続部７１０の接続部の高さが合う位置まで降下する。そののち、消火用ノズル接続部７１０の接続部に消火用ノズルアタッチメント２１３の接続部を押し付けるように水平に移動する。押し付けられた消火用ノズル接続部７１０と消火用ノズルアタッチメント２１３の接続部はロック機構（図示せず）により接続する。
【００５１】
制御部２０１は、消火用ノズルアタッチメント２１３の接続の後、飛行ロボット２２を上昇させて消火用ノズル接続部７１０を引き上げ、消火用ノズル接続部ホルダー７０４ｄから消火用ノズル接続部７１０を取り外す。その後、飛行ロボット２２を飛行移動させて、消火用ホースホルダー７０９から消火用ホース７０８を引き出す。なお、消火用ホース７０８に水を通した時に消火用ホース７０８が絡んだり折れ曲がったりしないように、引き出す際に種々の方法をとる。
消火用ノズルアタッチメント２１３接続後の実施例２の飛行ロボット２２を使用した消火システム１００の動作処理については、図６のＳ２４以降と同様である。
【００５２】
実施例１及び実施例２では、火源Ｘの撮影と放水位置の特定に飛行ロボット２を用いたが、飛行ロボット２の代わりに飛行ロボット２１又は飛行ロボット２２で火源Ｘの撮影と放水位置の特定を行ってもよい。
また、扉７０７，消火用ノズル７１１，消火用ノズル接続部７１０に、消火栓装置二次元コード７１２，消火用ノズル二次元コード７１１ａ，消火用ノズル接続部二次元コード７１０ａを表示して飛行ロボット２１，２２に認識させる代わりにビーコン信号のような近接無線通信を用いるなど、他の手段で認識させても良い。二次元コードの表示において消火栓装置７，７１による照明ではなく、飛行ロボット２１，２２に照明装置を備え付けても良い。
またＳ１５において、Ａ１を最適な放水位置と判断して「１」を付与すると同時に、残りのＡ２〜Ａ６についても放水効果の高さを算出し、順に「２」から「６」まで放水位置番号を付与してもよい。この場合、Ｓ２４の放水位置への移動において，飛行ロボット２１又は飛行ロボット２２が、火災による崩落等によりＡ１の飛行位置を使用できない場合には、他の飛行位置を使用することで対応できる。飛行ロボット２１又は飛行ロボット２２は制御部３０１に対し、放水位置番号の若いＡ２以降の飛行位置への飛行経路の送信を、無線基地局４を介して要求して取得し、新たに取得した放水位置から放水を行う。
【実施例３】
【００５３】
先の実施例では、消火用ホース７０８を運搬する飛行ロボット２１は単体であったが、複数の飛行ロボット２１を使用して複数箇所の消火栓装置７から消火用ホース７０８を運搬させ、複数の放水位置から放水させてもよい。この複数の飛行ロボット２１を使用した消火システム１０１の動作処理については、実施例１の図６に示すＳ１６までの動作は実施例１と同様であるが、それ以降の動作は相違する。
【００５４】
消火システム１０１の図６に示すＳ１７以降の動作を説明すると、制御部３０１が飛行ロボット２からの位置データＡ１〜Ａ６のデータを受信したときに、例えば、Ａ１のデータに放水位置番号として「１」を格納されている場合は、残りのＡ２〜Ａ６のデータに格納された入力画像と飛行位置から順位付けを行い、Ａ２〜Ａ６の放水位置番号として順位が高い順に２〜６の番号を付与し、飛行位置は放水位置として順位付けする。ここで、順位付けは、撮影した火源の入力画像における高輝度の範囲の広さ、消火栓装置７と放水位置の位置関係、放水位置同士の位置関係、消火栓装置７から放水位置までの消火用ホース７０８の運搬飛行距離等によって決定される。そしてＡ２〜Ａ６の飛行位置から放水位置番号として順位が高い順に消火栓装置７から放水位置までの運搬飛行経路を作成する。また制御部３０１は、ロボットハンドアタッチメント２１２が接続された各飛行ロボット２１の現在位置から、各消火栓装置７までの準備飛行経路も作成する（Ｓ１７）。
【００５５】
制御部３０１は前記の各運搬飛行経路と、各飛行ロボット２１の各消火栓装置７までの準備飛行経路を、無線基地局４を介して飛行ロボット通信部３０５により各飛行ロボット２１へ送信する（Ｓ１８）。以降の実施例３での、個々の飛行ロボット２１を使用した消火システム１０１の動作処理については、実施例１と、図６のＳ１９からＳ２５の放水準備完了通知の送信まで同様である。
【００５６】
制御部３０１が各飛行ロボット２１からの放水準備完了通知を全て受信した後、制御部３０１は各消火栓装置７へ消火栓弁開放信号を消火栓装置通信部３０４により送信する。消火栓弁開放信号を受信した各消火栓装置７の制御部７０１は消火栓弁７０２を開放する。消火栓弁７０２を開放すると連動してポンプ８が駆動し、水源９の消火用水は一次側から消火栓弁７０２を介して二次側の各消火用ホース７０８へ供給され、各消火用ノズル７１１から火源Ｘへ放水が開始されて火災を消火する。本発明によれば、複数台の飛行ロボットを効率よく放水位置に配置することで、複数の消火栓装置を同時に活用でき、遮蔽物１０を避けながら大量の放水により効率よく火災を消火することができる。
【００５７】
なお、実施例３において飛行ロボット２１を飛行ロボット２２に、消火栓装置７を消火栓装置７１に代えても同様の効果がある。なお、上記実施例１〜３では、制御装置３の火災受信機通信部３０３と火災受信機５の制御装置通信部５０３又は消火栓装置通信部３０４と消火栓装置７，７１の制御装置通信部７０５を有線で接続しているが、無線で接続するようにしてもよい。
【実施例４】
【００５８】
上記実施例では制御装置３を使用したが、他の実施例として飛行ロボット２，２１，２２にも制御手段としての機能を設けてもよい。本実施例の消火システム１０２では飛行ロボット２，２１，２２，火災受信機５，消火栓装置７，７１の間で、それぞれ通信できるようにそれぞれの内部に無線通信装置を設ける。そして、１台または複数台の飛行ロボット２等の制御部２０１に図６の制御装置３の役割を代替して担わせる。このようにして、本実施例の消火システム１０２においては、制御装置３なしで上記実施例１〜３で示したものと同等の動作処理をすることが可能である。
【００５９】
また、上記実施例１〜３での制御装置３の使用に加えて、飛行ロボットの制御部２０１による制御を制御装置３の代替手段として用意することで、制御装置３や無線基地局４に電波障害等の異常が発生した場合にも対応できる。
【００６０】
また、巡回により更新された三次元マッピング情報を即時に飛行ロボット２１，２２に送信して記憶させておき、火災時に制御装置３により放水位置と使用すべき消火栓装置７，７１が決定した後、消火栓装置７，７１への準備飛行経路および放水位置までの消火用ホース７０８の運搬飛行経路は飛行ロボット２１，２２の制御部２０１において作成しても良い。この場合、火災時に制御装置３が飛行ロボット通信部３０５を通して飛行ロボット２１，２２へ送信すべき通信内容は放水位置と消火栓装置７，７１を示すコードだけで良く、また制御装置３の負荷を軽減できる上、火災により無線通信が断絶した場合にも対応できる可能性が高い。
【００６１】
飛行ロボット２１，２２を併用することも可能である。その場合には、消火栓装置二次元コード７１２に対して接続できる飛行ロボット２１，２２の種類を制御装置３等に記憶し、使用する消火栓装置７，７１と対応するようにする。
飛行ロボット２，２１，２２については、上記実施例の構成と機能に限定されず、同等の構成等を有するものであればよい。例えば、飛行ロボット２，２１，２２では撮影部２０４と測距センサ２０５を前後左右に設けたが、撮影部２０４と測距センサ２０５を各１つずつ設けて、飛行ロボットやセンサの取り付け部がその場で３６０°回転して周囲の遮蔽物１０等を撮影・計測する構成としてもよい。ロボットハンドアタッチメントについても、消火用ノズルに適合した接続方式が取れればよく、ロボットハンドアタッチメント２１２と構成が異なっていてもよい。
【００６２】
また、上記実施例では、消火栓装置７，７１にモータ駆動の扉開閉装置７０３を設けたが、扉７０７の開動作にモータを使用せず、ソレノイドアクチュエータ等によりロックを外してバネで押し出す等、他の扉開閉装置を用いてもよい。また、ホルダーアーム回動装置７０４を回動させる際に扉７０７の内側に当接させて押し開けるようにしてもよい。逆に、ホルダーアーム回動装置７０４の先端を扉７０７の内側にバネで付勢しておき、扉開閉装置７０３により扉７０７が開いた際に外へ飛び出すようにする等、モータを使用しない構成としてもよい。
【００６３】
更に上記実施例とは別の消火用ノズルアタッチメントと消火栓装置として、消火用ノズル接続部７１０の開口部を消火栓装置の前方に向けて保持する回動しないホルダーを、消火栓装置内部に設けると共に、飛行ロボットのロータ２１０が消火栓装置や壁面等に接触しないように消火用ホース接続部の位置を後方に延長させた消火用ノズルアタッチメントを使用した構成としてもよい。
【００６４】
また、上記実施例では、飛行ロボット２１，２２によって消火用ホース７０８を消火位置へ運ぶものとしたが、例えば飛行ロボット２１，２２の代わりに車体式のロボットによって消火用ホース７０８を運ぶものとしても良い。
また、上記実施例では、各飛行ロボット２１がそれぞれ消火栓装置７まで移動して、消火ノズル７１１を把持するものとしたが、消火栓装置７と火源Ｘの位置が遠い場合は、ひとつの消火栓装置７に複数の飛行ロボット２１を配置し、遮蔽物１０をよけるように消火用ホース７０８を把持させるようにしても良い。これにより、背の低い遮蔽物１０の上に消火ホース７０８を通すことができるので、より短い距離で飛行経路を設定できる。
また、上記実施例では、飛行ロボット２１，２２の位置情報にビーコン信号を用いているが、例えば屋内ＧＰＳやミリ波レーダまたはＩＣタグなどの技術によって位置情報を把握するようにしても良い。
また、上記実施例では消火栓弁開放信号を制御部７０１が受信すると、ポンプ８を駆動するものとしたが、例えば火災感知器６によって火災が確定した時点でポンプ８を駆動するものとしても良い。
また、上記実施例では、消火栓装置７及び消火用ノズル７１１に設けられた二次元コード７１１ａ，７１２によって詳細な位置等を認識しているが、これに限定される必要は無く、例えば画像認識によるパターンマッチングや、ＩＣタグ、磁気センサなどの各種技術によって詳細な位置等を認識させても良い。
また、上記実施例では、制御装置３の制御により、例えば、扉開閉装置７０３による扉７０７の開放、ホルダーアーム回動装置７０４によるホルダーアーム７０４ｂの回動など、消火栓装置７，７１の各種動作がなされるものとして説明したが、例えば、飛行ロボット２１，２２に別途ロボットアームを設けるなどして、これを利用して、飛行ロボット２１，２２自身が、上記した消火栓装置７，７１の各種動作などを行うようにしてもよい。
また、上記実施例では、自動的に飛行ロボット２，２１，２２が飛行して消火を行うものとしたが、例えば人が操作して消火用ノズル７１１を把持させてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１，１００，１０１，１０２  消火システム、２，２１，２２  飛行ロボット、２００  飛行ロボット本体、２０１  制御部、２０２  記憶部、２０３通信部、２０４  撮影部、２０５  測距センサ、２０６  高度センサ、２０７  飛行ユニット部、２０８  外部入出力部、２０９  電源部、２１０  ロータ、２１１  外部接続部、２１２  ロボットハンドアタッチメント、２１２ａ  ロボットハンド、２１３  消火用ノズルアタッチメント、２１３ａ  消火用ホース接続部、２１３ｂ  消火用ノズル、３  制御装置、３０１  制御部、３０２  記憶部、３０３  火災受信機通信部、３０４  消火栓装置通信部、３０５  飛行ロボット通信部、４  無線基地局、５  火災受信機、５０１  制御部、５０２  記憶部、５０３  制御装置通信部、５０４  火災感知器通信部、５０５  発信機通信部、５０６  火災報知部、６  火災感知器、７，７１  消火栓装置、７００  消火栓箱、７０１  制御部、７０２  消火栓弁、７０３  扉開閉装置、７０４  ホルダーアーム回動装置、７０４ａ  軸、７０４ｂ  ホルダーアーム、７０４ｃ  消火用ノズルホルダー、７０４ｄ  消火用ノズル接続部ホルダー、７０５  制御装置通信部、７０６  ホース収納部、７０７  扉、７０８  消火用ホース、７０９  消火用ホースホルダー、７１０  消火用ノズル接続部、７１０ａ  消火用ノズル接続部二次元コード、７１１  消火用ノズル、７１１ａ  消火用ノズル二次元コード、７１２  消火栓装置二次元コード、８  ポンプ、９  水源、１０  遮蔽物、１１  発信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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