(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１対の赤外・可視複合型カメラを配置し、該赤外・可視複合型カメラによる被監視物の撮像画像信号を処理して、火災発生及び煙発生を検出する火災自動検出方法に於いて、
前記被監視物を含む空間と１対の前記カメラによる撮像画面とを対応させて、前記被監視物を含む空間を長さ方向、幅方向及び高さ方向にそれぞれ複数に分割して検出ブロックとし、前記カメラによる撮像画像信号を処理して前記撮像画面内の温度及び濃度のヒストグラムを求め、該ヒストグラムと判定条件との比較により温度上昇領域又は煙推定領域の重心位置を求め、該重心の位置により前記火災発生点又は煙発生点の三次元位置を算出し、該三次元位置を含む前記検出ブロックを求め、該検出ブロックを消火対象ブロックと判定する処理過程を含む
ことを特徴とする火災自動検出方法。
【請求項２】
前記被監視物を含む空間と１対の前記カメラによる撮像画面とを対応させて、前記空間を長さ方向、幅方向及び高さ方向にそれぞれ複数に分割して検出ブロックとし、前記１対のカメラの何れか一方のカメラのみによる撮像画像信号を基に、前記撮像画面内の温度及び濃度のヒストグラムを求め、該ヒストグラムと判定条件との比較により温度上昇領域又は煙推定領域の重心位置を求め、該重心の位置により前記火災発生点又は煙発生点の三次元位置を算出し、且つ前記被監視物を運搬及び積み上げるクレーンのワイヤの長さによる前記被監視物の積み上げ高さを示す高さ情報により、前記三次元位置を補正して、消火対象ブロックと判定する処理過程を含むことを特徴とする請求項１記載の火災自動検出方法。
【請求項３】
前記被監視物を運搬及び積み上げるクレーンのワイヤの長さによる前記被監視物の積み上げ高さ情報を求め、該高さ情報に従って、前記隣接検出ブロック間の積み上げ高さを比較して該被監視物の傾斜形状を求め、該被監視物の傾斜形状に対応して前記１対のカメラの何れか一方のカメラのみで、火災発生又は煙発生を検出する為の該被監視物の撮像画像信号が得られる状態を識別した時に、検出精度低下の警告を発生することを特徴とする請求項２記載の火災自動検出方法。
【請求項４】
前記被監視物を含む空間を長さ方向、幅方向及び高さ方向にそれぞれ複数に分割して検出ブロックとし、該検出ブロックの各点と消火を行う放水銃の方向を決定する原点との間の距離を予め設定し、前記被監視物の傾斜形状に対応して前記１対のカメラの何れか一方のカメラのみで、火災発生又は煙発生を検出する為の該被監視物の撮像画像信号が得られる状態を識別した時に、前記原点から消火対象ブロックと判定した検出ブロックと、該検出ブロックの前記被監視物の積み上げ高さ情報とを基に、前記放水銃の方向を制御する過程を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の火災自動検出方法。
【請求項５】
前記被監視物を掴む時の前記クレーンのワイヤの長さと、前記被監視物を積み上げる床から前記クレーンのまでの高さとを基に、前記被監視物を積み上げた高さ情報を求める処理過程を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１記載の火災自動検出方法。
【請求項６】
前記カメラによる赤外線画像信号を基に、前記被監視物の平均温度を超える温度領域が所定時間経過しても温度上昇を継続する時に、該温度上昇の検出ブロックを発火可能性の検出ブロックとして警告する過程を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の火災自動検出方法。
【請求項７】
前記カメラによる可視光画像信号を基に、煙と推定する濃度領域の面積値の設定時間毎の増加変化分が設定最大変化分より小さく、且つ前記設定時間毎に前記増加変化分が継続して生じる回数が所定回数となった時に、煙発生検出と判定する過程を含むことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の火災自動検出方法。
【請求項８】
被監視物を撮像する少なくとも１対の赤外・可視複合型カメラと、該カメラの撮像画像信号を処理して火災発生検出及び煙発生検出を行う検出部と、該検出部の検出結果に対応してアラームを発生するアラーム発生部とを含む火災自動検出装置に於いて、
前記検出部は、前記被監視物を含む空間と前記１対のカメラによる撮像画面とを対応させて、前記空間を長さ方向、幅方向及び高さ方向にそれぞれ複数に分割して検出ブロックとし、前記カメラによる撮像画像信号を処理して前記撮像画面内の温度及び濃度のヒストグラムを求め、該ヒストグラムと判定条件との比較により温度上昇領域又は煙推定領域の重心位置を求め、該重心の位置により前記火災発生点又は煙発生点の三次元位置を算出する火災発生検出部及び煙発生検出部と、前記被監視物の積み上げ高さ情報を基に前記検出ブロックを補正する検出ブロック補正部とを備えた
ことを特徴とする火災自動検出装置。
【請求項９】
前記検出部の前記火災発生検出部は、前記カメラによる赤外線画像を基に前記被監視物の平均温度を超える温度領域が所定時間経過しても温度上昇を継続する時に、該温度上昇の検出ブロックを発火可能性の検出ブロックとして前記アラーム発生部から警告を発生させる構成を備えたことを特徴とする請求項８記載の火災自動検出装置。
【請求項１０】
前記検出部の前記煙発生検出部は、前記カメラによる可視光画像を基に、煙と推定する濃度領域の面積値の設定時間毎の増加変化分が設定最大変化分より小さく、且つ前記設定時間毎の増加変化分が継続して生じる回数が規定回数を超えた時は煙発生検出と判定し、該煙発生検出のブロックを発火可能性の検出ブロックとして前記アラーム発生部から警告を発生させる構成を備えたことを特徴とする請求項８記載の火災自動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンカ内に一時的に貯蔵する塵芥等の焼却する廃棄物を被監視物とし、この被監視物の発火等を検出する火災自動検出方法及び火災自動検出装置に関する。
塵芥等の可燃性の廃棄物はごみ焼却場に於いて焼却されて、その灰は埋立地等に廃棄される。その場合、焼却炉を連続運転する為に、焼却する前の廃棄物を一時的にバンカ（ピット）に貯蔵して、順次焼却することになる。このバンカに一時的に貯蔵された塵芥等の廃棄物に、化学薬品等の発火性物質や金属粉，煙草の吸殻等が混入し、これらが原因で発火する問題がある。この発火が無人状態に於いて生じると、焼却設備が全て焼損する場合があり、又近隣への類焼の危険性も含むことになる。従って、このような発火を自動的に検出して自動的に消火することが必要となる。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却場に於けるバンカの防災用監視装置として、ＩＴＶ（Ｉndustrial Ｔelevision ）カメラを応用した構成が比較的多く採用されていた。しかし、このようなＩＴＶカメラを用いた監視装置は、モニタ画面を監視者が観測して、正常か否かを判断するものであり、連続的に監視するには監視者の交代等の問題があった。そこで、赤外線カメラを応用し、自動的に監視を行う監視装置が先に提案されている（特開平３−１８６２７４号公報及び特開平４−１６７１９９号公報参照）。
【０００３】
図９は前述の監視装置の基本構成を示すもので、赤外・可視複合型カメラＡと、検出部Ｂと、アラーム発生部Ｃ、外部データ入力部Ｄとの機能を有するものである。赤外・可視複合型カメラＡは、赤外系センサＡ1 と可視系センサＡ2 とを有し、又検出部Ｂは、火災発生検出部Ｂ1 と煙発生検出部Ｂ2 と監視可能時間帯生成部Ｂ3 とを有し、又アラーム発生部Ｃは、火災アラーム発生部Ｃ1 と煙アラーム発生部Ｃ2 とを有するものである。
【０００４】
又監視可能時間帯生成部Ｂ3 には、外部データ入力部Ｄを介して、塵芥等の搬入された廃棄物の積み上げや焼却炉側への運搬等を行うクレーンの作動状態及び投入扉の開閉状態等が入力され、その場合、監視可能時間帯生成部Ｂ3 から煙発生検出部Ｂ2 を一時的に非監視状態とすることによって、煙発生検出の誤動作を防止する。
【０００５】
図１０は従来例の火災自動検出装置の説明図であり、１０１は複数のチャネルＣｈ１〜Ｃｈｎ対応の赤外・可視複合型カメラで、それぞれは、ほぼ同一の視野の赤外線画像と可視光画像との両方について撮像する構成を有するものである。又１０２は画像信号処理部、１０３はデータ伝送装置、１０４はビデオ信号切替装置、１０５は画像処理装置、１０６はデータ処理装置、１０７はデータ伝送装置、１０８は警報装置、１０９は外部インタフェース装置、１１０は放水銃制御装置、１１１は放水銃、１１２は表示装置、１１３はプリンタ、１１４はモニタ装置、１１５は旋回装置である。
【０００６】
赤外・可視複合型カメラ１０１は、図９の赤外・可視複合型カメラＡに対応し、画像処理装置１０５とデータ処理装置１０６とを含めて、図９の検出部Ｂの機能を構成している。又警報装置１０８と表示装置１１２とモニタ装置１１４等を含めて、図９のアラーム発生部Ｃの機能を構成している。又外部インタフェース装置１０９は、図９の外部データ入力部Ｄに相当する。
【０００７】
又赤外・可視複合型カメラ１０１は、データ処理装置１０６によって制御される旋回装置１１５により旋回され、塵芥等の廃棄物を一時的に貯蔵するバンカ内を走査して撮像する。この撮像画像信号は画像信号処理部１０２に於いてＡＤ変換され、赤外線画像データと可視光画像データとして転送される。又ビデオ信号切替装置１０４は、複数のチャネルＣｈ１〜Ｃｈｎ対応の赤外・可視複合型カメラ１０１による赤外線画像データと可視光画像データとを順次切替えて画像処理装置１０５に入力する。
【０００８】
画像処理装置１０５は、赤外線画像データと可視光画像データとの輝度補正や歪み補正等の処理を行ってデータ処理装置１０６に入力する。又赤外線画像データは、温度分布に対応したレベルを示すから、温度が高い発火点を検出することができる。従って、データ処理装置１０６は、赤外線画像データのレベル比較等により火災発生を検出することができる。この場合、発火点を検出することにより、そのバンカ内の座標を求め、その発火点に向かって放水銃１１１から放水するように、放水銃制御装置１１０を制御する。
【０００９】
又煙は比較的白色或いはそれに近いものであるから、データ処理装置１０６は、可視光画像データの１画面の平均濃度を求め、その平均濃度に比較して薄い領域を検出し、その領域が時間の経過に従って拡大する場合に煙発生と判定することができる。この場合、バンカの扉を開いた時やクレーン運転による廃棄物の形状等の変化により、低濃度の領域が変化する。そこで、外部インタフェース装置１０９を介して扉開閉信号又はクレーン運転中信号を入力する構成とし、この信号入力期間中は煙発生検出処理を中止する。
【００１０】
図１１は火点算出の説明図であり、（Ａ）は赤外線画像の一例を示し、（Ｂ）はカメラ１，２として示す赤外・可視複合型カメラを配置した側面図を示す。赤外線画像のＸ軸方向とＹ軸方向と画素数を基に、発火点の座標ｘ１，ｙ１を求めることができる。従って、基準点Ｘｓからの発火点の角度θ１１は、
θ１１＝９０−ｔａｎ-1〔ｙ１／（ｘ１−Ｘｓ）〕            …（１）
として求めることができる。
【００１１】
又（Ｂ）に於けるカメラ１からの角度θ１２は、カメラ１の設置高さｈと、カメラ１，２間の水平方向の距離Ｌとが既知であり、
θ１２＝ｔａｎ-1（Ｌ１／ｈ）                              …（２）
で表される。又
ｔａｎθ２２＝ｈｓ／Ｌ３                                  …（３）
ｔａｎθ１２＝ｈｓ／Ｌ２                                  …（４）
Ｌ３＋Ｌ２＝Ｌ                                            …（５）
であるから、（３），（４）式より
ｈｓ＝Ｌ３×ｔａｎθ２２                                  …（６）
ｈｓ＝Ｌ２×ｔａｎθ１２＝（Ｌ−Ｌ３）×ｔａｎθ１２      …（７）
又（６），（７）式より
Ｌ３×ｔａｎθ２２＝（Ｌ−Ｌ３）×ｔａｎθ１２            …（８）
Ｌ３＝Ｌ×ｔａｎθ１２／（ｔａｎθ２２＋ｔａｎθ１２）    …（９）
従って、（３），（９）式より
ｈｓ＝Ｌ３×ｔａｎθ２２                                  …（10)
となり、カメラ１，２の設置位置から発火点までの垂直距離ｈｓを求めるこができる。
【００１２】
同様にして、角度θ１１，θ１２を用いてカメラ１の設置位置から水平距離を求めることができる。従って、水平，垂直の距離を算出することにより、発火点の三次元座標上の位置を求めることができるから、前述のように、発火点に放水銃１１１を向けて放水することができる。
【００１３】
図１２はバンカ内ブロックの説明図であり、例えば、幅約３０ｍ、高さ約３０ｍ、長さ約１００ｍの大きさのバンカの場合、２台の赤外・可視複合型カメラで全てを撮像することは困難であり、広角レンズを介して撮像したとしても、歪みが大きくなって、発火点や煙発生点の座標検出誤差が大きくなる。そこで、複数の赤外・可視複合型カメラ１０１1 〜１０１5 を配置して、撮像範囲を分担することが知られている。又例えば、長さ方向に約５ｍ毎に分割し、幅方向に約１５ｍで分割し、５×１５×３０の大きさのＡ列ブロックＡ１〜Ａ２０と、Ｂ列ブロックＢ１〜Ｂ２０とし、発火点検出や煙発生検出をブロック対応に行うことが知られている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
バンカ内に一時的に貯蔵される塵芥等の廃棄物は、クレーンによって積み上げられるが、不規則な高さとなると共に傾斜角度も不規則な形状となる。従って、図１２に示すように、複数の赤外・可視複合型カメラを配置した場合でも、１台の赤外・可視複合型カメラのみによって発火点や煙発生を検出し、他のカメラは死角となって検出できない場合がある。その場合、火災アラームや煙アラームの発生は可能となるが、その発火点や煙発生点を特定できないことになり、従ってピンポイント的に放水銃１１１による消火ができない問題があった。
【００１５】
即ち、図１２に於いて、複数の赤外・可視複合型カメラ１０１1 〜１０１5 の中の１台のカメラ１０１2 のみが撮像可能で、他のカメラは死角となる場合、最大積み上げ高さの発火点Ｐ１又は積み上げ高さの低い発火点Ｐ２に対して、同一の角度となるから、何れもブロックＡ２の火災発生と判定するか、或いは、この場合の角度で発火点を検出した時に中間の高さのブロックＡ１の火災発生と判定するように制御することが考えられる。しかし、何れの場合も三次元座標を検出できないので、放水銃１１１を発火点に向けて放水できないか、或いは広範囲にわたって放水して消火することになる。このような広範囲にわたる放水によって廃棄物の燃焼効率が低下する問題がある。
【００１６】
又煙発生検出は、従来例では、可視光画像の濃度変化領域を基に行うものであるが、扉の開閉時とクレーン運転中とに於いて非監視状態としている。しかし、窓や屋根（明かりとり屋根）からの入射光の変化や内部照明の光度変化の場合、煙発生検出に誤動作が生じる問題がある。
本発明は、１台のカメラでも発火点の大まかな三次元位置を求め、又煙発生検出の誤動作を防止することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の火災自動検出方法は、（１）少なくとも１対の赤外・可視複合型カメラを配置し、該赤外・可視複合型カメラによる廃棄物等の被監視物の撮像画像信号を処理して、火災発生及び煙発生を検出する火災自動検出方法に於いて、被監視物を含むバンカ等の空間と１対のカメラによる撮像画面とを対応させて、前記空間を複数に分割して検出ブロックとし、前記カメラによる撮像画像信号を基に火災発生又は煙発生と判定する前記カメラ対応の撮像画面上の温度上昇の領域又は煙推定領域の重心位置を求め、この重心位置によって、火災発生又は煙発生の三次元位置を算出し、この三次元位置に対応する検出ブロックを決定し、この検出ブロックを消火対象ブロックとする過程を含むものである。
【００１８】
又（２）被監視物を含むバンカ等の空間と１対の前記カメラによる撮像画面とを対応させて、前記空間を高さ方向を含めて複数に分割して検出ブロックとし、前記１対のカメラの何れか一方のカメラのみによる撮像画像信号を基に火災発生又は煙発生と判定する前記カメラ対応の撮像画面上の温度上昇の領域又は煙推定領域の重心位置を求め、且つ被監視物の高さ情報を基に検出ブロックを補正し、前記重心位置を含む補正検出ブロックを消火対象ブロックとする過程を含むものである。
【００１９】
又（３）被監視物の高さ情報に従って、隣接検出ブロック間の高さを比較して、被監視物の傾斜形状を求め、この被監視物の傾斜形状に対応して、１対のカメラの何れか一方のカメラのみで、火災発生又は煙発生を検出する為の該被監視物の撮像画像信号が得られる状態を識別した時に、検出精度低下の警告を発生する過程を含むものである。
【００２０】
又（４）検出ブロックに分割した各点と消火を行う放水銃の方向を決定する原点との間の距離を予め設定し、被監視物の傾斜形状に対応して前記１対のカメラの何れか一方のカメラのみで、火災発生又は煙発生を検出する為の該被監視物の撮像画像信号が得られる状態を識別した時に、前記原点から消火対象ブロックと判定した検出ブロックと、この検出ブロックの高さ情報とを基に、放水銃の方向を制御する過程を含むものである。
【００２１】
又（５）塵芥等の廃棄物を被監視物とした時に、この被監視物の積み上げ及び移動を行うクレーンのワイヤの長さから、被監視物の高さ情報を求める過程を含むことができる。
【００２２】
又（６）前記カメラによる赤外線画像信号を基に、被監視物の平均温度を超える温度領域が所定時間経過によって温度上昇を継続する時に、この温度上昇の検出ブロックを発火可能性の検出ブロックとして警告する過程を含むもので、発火点となる前の状態を検出して火災発生を予防することができる。
【００２３】
又（７）前記カメラによる可視光画像信号を基に、煙と推定する濃度領域の面積値の設定時間毎の変化分が設定最大変化分より小さく、且つ前記設定時間毎に前記変化分が継続して生じる回数が所定回数となった時に、煙発生検出と判定する過程を含むことができる。廃棄物等の被監視物の内部で発火した場合、煙が徐々に表面から外部に漏出し、次第に煙の量は増加する。従って、その煙と推定できる領域は時間の経過に従って次第に広がり、且つその重心は大きく移動することはない。従って、このような条件から煙発生を検出し、発火可能性の検出ブロックとして計測することができる。
【００２４】
又本発明の火災自動検出装置は、（８）廃棄物等の被監視物を撮像する少なくとも１対の赤外・可視複合型カメラＡと、このカメラＡの撮像画像信号を処理して火災発生検出及び煙発生検出を行う検出部Ｂと、この検出部Ｂの検出結果に対応してアラームを発生するアラーム発生部Ｂとを含む火災自動検出装置であって、検出部Ｂは、被監視物を含む空間と前記１対のカメラによる撮像画面とを対応させて、空間を複数に分割して検出ブロックとし、前記カメラによる撮像画像信号を基に火災発生又は煙発生と判定する前記カメラ対応の撮像画面上の温度上昇の領域又は煙推定領域の重心位置を求め、この重心位置によって前記火災発生又は煙発生の三次元位置を算出する火災発生検出部Ｂ1 及び煙発生検出部Ｂ2 と、前記被監視物の高さ情報を基に前記検出ブロックを補正する検出ブロック補正部Ｂ4 とを備えている。
【００２５】
又（９）検出部Ｂの前記火災発生検出部Ｂ1 は、赤外線画像を基に被監視物の平均温度を超える温度領域が所定時間経過によって温度上昇を継続する時に、この温度上昇の検出ブロックを発火可能性の検出ブロックとして前記アラーム発生部Ｃから警告を発生させる構成を備えることができる。
【００２６】
又（１０）検出部Ｂの前記煙発生検出部Ｂ2 は、可視光画像を基に、煙と推定する濃度領域の面積値の設定時間毎の変化分が設定最大変化分より小さく、且つ前記設定時間毎の変化分が継続して生じる回数が所定回数となった時に、煙発生検出と判定し、この煙発生検出ブロックを発火可能性の検出ブロックとして前記アラーム発生部Ｃから警告を発生させる構成を備えることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の基本構成説明図であり、赤外・可視複合型カメラＡは、赤外系センサＡ1 と可視系センサＡ2 とを含み、検出部Ｂは、火災発生検出部Ｂ1 と煙発生検出部Ｂ2 と監視可能時間帯生成部Ｂ3 と検出ブロック補正部Ｂ4 とを含み、アラーム発生部Ｃは、火災アラーム発生部Ｃ1 と煙アラーム発生部Ｃ2 とを含む機能を有し、又外部データ入力部Ｄには、クレーン運転中信号と扉開閉信号と高さ情報とが入力される。
【００２８】
赤外・可視複合型カメラＡは、従来例と同様に同一光軸或いは併設した光軸に赤外系センサＡ1 と可視系センサＡ2 とを配置した構成を有するものであり、赤外系センサＡ1 と可視系センサＡ2 とは既に知られている一次元配列や二次元配列の構成を適用できる。又検出部Ｂの検出ブロック補正部Ｂ4 は、バンカ内を高さ方向にも分割して複数のブロックとし、外部データ入力部Ｄを介して入力される高さ情報を基に、火災発生検出部Ｂ1 及び煙発生検出部Ｂ2 に於ける検出ブロックの補正を行うものである。又監視可能時間帯生成部Ｂ3 は、従来例と同様に、外部データ入力部Ｄを介して入力される廃棄物運搬用のクレーン運転中信号や廃棄物搬入，搬出用の扉開閉信号を基に、煙発生検出部Ｂ2 による煙発生検出の非動作を制御する。
【００２９】
図２は本発明の実施の形態の火災自動検出装置の説明図であり、１は複数のチャネルＣｈ１〜Ｃｈｎ対応の赤外・可視複合型カメラ、２は画像信号処理部、３はデータ伝送装置、４はビデオ信号切替装置、５は画像処理装置、６はデータ処理装置、７はデータ伝送装置、８は警報装置、９は外部インタフェース装置、１０は放水銃制御装置、１１は放水銃、１２は表示装置、１３はプリンタ、１４はモニタ装置、１５はクレーンを示す。
【００３０】
赤外・可視複合型カメラ１は、図１の赤外・可視複合型カメラＡに対応し、又画像処理装置５とデータ処理装置６とを含めて、図１の検出部Ｂの機能を構成している。又警報装置８と表示装置１２とプリンタ１３とモニタ装置１４等を含めて、図１のアラーム発生部Ｃの機能を構成している。又外部インタフェース装置９は、図１の外部データ入力部Ｄに相当する。
【００３１】
クレーン１５は、バンカの上を走行する天井走行クレーンであり、水平面内のｘ，ｙ座標に従った位置情報と共に、ｚ軸についての高さ情報を出力する構成を有し、高さ情報は、塵芥等の焼却を行う廃棄物を掴んで積み上げる時のワイヤの長さによって得ることができる。即ち、クレーン１５の位置からバンカの床までの長さが予め判り、従って、床面の廃棄物を掴む時のワイヤの長さが最も長く、廃棄物の最大積み上げ高さの時のワイヤの長さが最も短くなるから、廃棄物を掴む時のワイヤの長さによって、バンカ内の廃棄物の積み上げ高さを求めることができる。
【００３２】
又バンカ内を撮像した赤外・可視複合型カメラ１からの撮像画像信号は、画像信号処理部２に於いてＡＤ変換され、赤外線画像データと可視光画像データとして転送される。又ビデオ信号切替装置４は、複数のチャネルＣｈ１〜Ｃｈｎ対応の赤外・可視複合型カメラ１による赤外線画像データと可視光画像データとを順次切替えて画像処理装置５に入力する。
【００３３】
画像処理装置５は、赤外線画像データと可視光画像データとの輝度補正や歪み補正等の処理を行ってデータ処理装置６に入力する。又赤外線画像データは、温度分布に対応したレベルを示すから、大きいレベルのデータの位置を発火点として検出することができる。従って、データ処理装置６は、赤外線画像データのレベル比較等により火災発生を検出することができる。この場合、発火点を検出することにより、そのバンカ内の座標を求め、その発火点に向かって放水銃１１から放水するように、放水銃制御装置１０を制御することになる。
【００３４】
又データ処理装置６は、可視光画像データの１画面の平均濃度を求め、その平均濃度に比較して白色系の領域を検出する。煙は黒色系統の場合もあるが、被監視物としての塵芥等の焼却を予定している廃棄物は、燃焼によって白色系の煙を出すものである。従って、その煙と推定する濃度の領域が時間の経過に従って拡大する場合に煙発生と判定する。又バンカの扉を開いた時やクレーン運転による廃棄物の形状等の変化により、煙と推定する濃度の領域が変化する。そこで、外部インタフェース装置９を介して扉開閉信号又はクレーン運転中信号を入力する構成とし、この信号入力期間中は煙発生検出処理を中止する。更に、本発明に於いては、煙と推定する領域の時間的な変化について監視して、照明の光度変化や窓から等による外光の変化による誤検出を防止する。
【００３５】
図３はバンカの概略縦断面図であり、図２と同一符号は同一部分を示し、１６はワイヤ、１７は把持部、１８は放水銃駆動部、１９は電磁弁、２０は送水管、２１は塵芥等の焼却を行う廃棄物を示す。赤外・可視複合型カメラ１は、バンカ内の廃棄物２１を撮像するように固定されている。又天井走行クレーン１５は、ごみ収集車等によって搬入された廃棄物の積み上げや、この廃棄物を焼却炉（図示を省略）側への運搬等を行うものであり、前述のように、廃棄物２１を把持部１７によって掴む時のワイヤ１６の長さによって、積み上げ高さを求めることができる。
【００３６】
通常のクレーン１５に於いては、天井走行位置のｘ，ｙ平面の座標情報と、ワイヤ１６の長さ情報とを、クレーン１５の制御装置に於いて求め、これを火災自動検出装置へ転送するものである。この場合のワイヤ１６の長さによる高さ情報をデータ処理装置６に入力する。具体的には、図２に示すように、外部インタフェース装置９からデータ伝送装置７を介してデータ処理装置６に入力する。
【００３７】
又火災発生検出時には、放水銃駆動部１８を制御して放水銃１１を発火点に向け、電磁弁１９を開いて送水管２０からの水を放水銃１１から放水して消火することになる。消火の場合も、赤外・可視複合型カメラ１の撮像画像の処理によって識別することができるから、自動的に発火点を検出して自動的に消火することができる。
【００３８】
図４は本発明の実施の形態の検出ブロック補正説明図であり、１1 ，１2 は赤外・可視複合型カメラ、２１は被監視物としての廃棄物を示し、この被監視物を含む空間としてのバンカ又はこのバンカ内の最大積み上げ高さの上面の４隅をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、床面の４隅をａ，ｂ，ｃ，ｄとし、図１２について説明したように、複数のブロックに分割するものであるが、本発明に於いては、更に高さ方向にも分割する。
【００３９】
例えば、Ａ，Ｂ間を２分した点をＧ、長さ方向のＡ，Ｃ間を複数に分割した１ブロック長の点をＥ、同様に、長さ方向のＢ，Ｄ間を複数に分割した１ブロック長の点をＦとし、又Ｅ，Ｆ間を２分した点をＨとし、高さ方向に３分割し、各点Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｅ，Ｆ，Ｈ対応にＡ１〜Ａ３（＝ａ），Ｂ１〜Ｂ３（＝ｂ），Ｇ１〜Ｇ３，・・，Ｈ１〜Ｈ３とし、例えば、Ａ−Ｅ−Ｈ−Ｇ−Ｇ１−Ａ１−Ｅ１−Ｈ１を１検出ブロックとする。従って、図１２に示す場合は４０個の検出ブロックに分割されるが、図４に於いては、高さ方向にも３分割するから、１２０個の検出ブロックとなる。
【００４０】
このように、バンカ内を長さ方向と幅方向と高さ方向とにそれぞれ分割した検出ブロックを形成する。又バンカの床面を最低の積み上げ高さとして、クレーン１５によって廃棄物２１が順次積み上げられ、この積み上げ高さ２１ａは、前述のように、クレーン１５のワイヤ１６の長さによって求めることができる。
【００４１】
図５は本発明の実施の形態の撮像画面上の検出ブロック補正説明図であり、図４の赤外・可視複合型カメラ１2 の撮像画面の概要を示し、Ｃ，ｃ間も３分割してＣ１，Ｃ２，Ｃ３＝ｃとし、Ｄ，ｄ間も３分割してＤ１，Ｄ２，Ｄ３＝ｄとし、図４の各分割点と同一の符号を付加している。即ち、廃棄物等の被監視物を含むバンカ等の空間と、カメラ１1 ，１2 の撮像画面とを対応させた検出ブロックを形成している。この場合、撮像画像データを蓄積する画像メモリ（データ処理装置６に設けた画像メモリ）上のアドレスとして処理することができる。
【００４２】
そして、図５に於けるＡ−Ｅ−Ｈ−Ｇの範囲の平均積み上げ高さが、Ａ２＜Ａ１で、Ｇ−Ｈ−Ｆ−Ｂの範囲の平均積み上げ高さがＧ３＜Ｇ２の場合、太鎖線で示すように、Ａ１−Ｇ２−Ｂ２−Ｆ２−Ｈ２−Ｅ１の平均積み上げ高さを有する検出ブロックに補正する。
【００４３】
図４に於いて、２台のカメラ１1 ，１2 により撮像して発火点や煙発生点を検出できる場合、発火点又は煙発生点を含む領域のそれぞれの重心位置を求め、その重心位置から三角法に従って発火点又は煙発生点の三次元位置を算出することができる。その三次元位置を含む検出ブロックを消火対象ブロックとし、放水銃１１を消火対象ブロックに向くように制御し、電磁弁１９を開いて放水することによって消火する。
【００４４】
しかし、例えば、一方のカメラ１1 に近い側の積み上げ高さが高くなって、他方のカメラ１2 側の廃棄物を撮像できない状態に於いて、他方のカメラ１2 のみの撮像画像によって発火点や煙発生点を検出した時、１個の撮像画面のみでは検出ブロックを特定できないことになる。そこで、高さ情報に従って検出ブロックが補正されるから、火災アラームや煙アラームと共に、発生検出ブロックを指示することができる。
【００４５】
又隣接する検出ブロックの積み上げ高さ情報を基に、前述のような一方のカメラからの画像処理で発火点や煙発生点の検出が可能であるが、他方のカメラからの画像処理では死角となることから、発火点や煙発生点の検出が不可能となることが推定できる場合、プリンタ１３や表示装置１２に発火点や煙発生点の検出前に警告を表示することができる。このような警告に従ってクレーン１５を制御して、廃棄物２１の積み上げ状態を改善することができる。
【００４６】
又検出ブロックの例えばＡ点と同一面のＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，・・・との間の距離を予め設定しておくことができる。又縦方向に分割した点はほぼ等距離であるから、Ａ点を原点とすると、検出ブロックの各点までの距離を求めることができる。従って、放水銃１１を設置した位置と原点のＡ点との間の距離も判るから、放水銃１１の設置点を原点として、各検出ブロックの各点までの距離が予め判ることになる。そこで、１対のカメラのうちの一方のみの撮像画像データを基に処理する場合、高さ情報を基に前述のように消火対象ブロックを推定できるから、その場合の高さ情報を基に放水銃１１の方向制御の原点から消火対象ブロックの方向及び距離を算出することができる。従って、撮像画面の処理による三角法に従った発火点や煙発生点の三次元位置を正確に導出できない場合でも、クレーン１５からの高さ情報を基に、放水銃１１を制御して自動消火が可能となる。
【００４７】
又この場合、消火対象ブロックを推定していることになるから、発火点や煙発生点が検出ブロックの境界近傍の場合に、その境界近傍の隣接ブロックを含めて放水銃１１による放水を行うことにより、確実な消火が可能となる。
【００４８】
図６は本発明の実施の形態のデータ処理の概要説明図であり、Ｑ１，Ｑ２は画像処理、Ｒはデータ処理の概要を示し、赤外・可視複合型カメラからの撮像画像の取込みＬを行い、又前回処理の画像を基準画像として取込みＫ、所定フレーム周期で入力画像を処理するサンプリング処理Ｑ１１，Ｑ２１を行い、マスク処理Ｑ１２，Ｑ２２により、背景等の火災検出処理Ｘや煙発生検出処理Ｐに於いて必要としない部分をマスクし、差分算出時に負とならないようにオフセット演算Ｑ１３，Ｑ２３を行って、基準画像と今回の画像との差分演算Ｑ１４，Ｑ２４を行う。即ち、前回の撮像画像から今回の撮像画像の変化分を取り出す。
【００４９】
そして、差分結果を二値化処理Ｑ１５，Ｑ２５し、この二値化処理によって所定の濃度以上の領域が“１”となり、ＡＮＤ処理Ｑ１６，Ｑ２６により“１”に対応する撮像画像の濃度値を抽出し、ヒストグラムの算出処理Ｑ１７，Ｑ２７により濃度値のヒストグラムを作成し、ｘ，ｙ座標上に投影演算Ｑ１８，Ｑ２８する。従って、撮像画像の濃度の低い領域の中心又は温度の高い領域の中心を表すことができる。
【００５０】
次の煙発生検出処理Ｐ又は火災発生検出処理Ｘに於いては、予め設定された判定，検出条件Ｍを基に、ヒストグラムとｘ，ｙ座標上の投影された内容とを基に煙発生又は火災発生の検出を行う。例えば、ヒストグラムのピークが検出条件を超えている場合に、煙発生又は火災発生として検出することになる。この場合、扉開閉信号又はクレーン運転中信号に従って監視可能時間帯生成処理Ｙによって煙発生検出処理Ｐを中止させる。
【００５１】
又煙発生検出又は火災発生検出によって発生点算出処理Ｓを行う。この場合、少なくとも１対のカメラにより被監視物を撮像できる場合は、前述のように、検出条件の領域の重心位置を求めることにより、その煙発生点又は火災発生点の三次元位置を導出することができる。そして、放水銃１１から見たアドレスに変換するアドレス変換処理Ｔを行う。この時に、積み上げ高さを示す高さ情報を基に検出ブロック補正Ｚを行い、その補正検出ブロックを含めてアドレス変換を行うことになる。又１台のカメラによる撮像画像のみで煙発生検出又は火災発生検出を行った場合は、前述のように、高さ情報を基に補正した補正検出ブロックにより、発生点の検出ブロックを推定することができる。そして、アラーム発生や放水銃制御等の処理Ｕを行うものである。
【００５２】
図７は本発明の実施の形態の温度上昇検出処理のフローチャートであり、完全な発火点のなる前の温度上昇が進行している点を検出するもので、図６の投影演算Ｑ２８により、前述のように、ヒストグラムのピーク点のｘ，ｙ座標を求め、これを重心位置とする（ａ１）。又図６のヒストグラムの算出処理Ｑ２７によるヒストグラムのピーク値を基に、温度値を算出する（ａ２）。
【００５３】
そして、各検出ブロックの検出温度Ｔn （ｎ＝検出ブロック番号）と全検出ブロックの平均温度ＴAVE との温度差ΔＴn を求める（ａ３）。そして、前回の温度差と今回の温度差とを比較する（ａ４）。この比較結果ΔＴn ＜ΔＴn-1 の場合は、温度上昇していないので、平均温度ＴAVE を算出して（ａ５）、終了とする。
【００５４】
又ステップ（ａ４）に於いて、ΔＴn ＞ΔＴn-1 の場合は、温度上昇していることになり、その場合の検出ブロック番号や温度差ΔＴn 及び平均温度ＴAVE を記録し（ａ６）、過去のデータを参照して（ａ７）、規定確認回数以下の場合は、例えば、５〜１０分のタイマーを起動し（ａ８）、タイムアウトによりステップ（ａ１）以降の処理を行う。
【００５５】
又規定回数に達した場合は、ΔＴn ＞ΔＴn-1 の条件の面積値を確認し（ａ９）、その重心位置を判定し（ａ１０）、その重心位置が前回の検出ブロック内か否かを判定し（ａ１１）、その検出ブロック内でない場合は、終了とし、検出ブロック内の場合は、温度上昇検知（ａ１２）として、この検出ブロックに於ける温度上昇が進行している発火点又は発火点になる前兆を示すから、アラーム発生を行うことになる。
【００５６】
この場合、重心位置が大きく移動することなく、温度上昇が比較的急速の場合は、規定確認回数以下の場合でも、発火可能性の高い検出ブロックとして警告するか又は放水することができる。又検出温度が発火温度近傍の場合も、規定確認回数以下の場合でも、発火直前の検出ブロックとして放水することができる。
【００５７】
図８は本発明の実施の形態の煙検出処理処理のフローチャートであり、図６の投影演算Ｑ１８により、重心位置を求め（ｂ１）、図６のヒストグラムの算出処理Ｑ１７により面積値Ｓを求める（ｂ２）。即ち、ヒストグラムの所定値以上を煙による画像濃度の薄い領域を示すものとして、その面積値Ｓを求める。
【００５８】
そして、過去のデータＳn-1 を参照し（ｂ３）、Ｓn −Ｓn-1 ＝ΔＳn により面積値の変化分を求め（ｂ４）、ΔＳn ＞０の場合のみ、この面積増加分ΔＳn と設定最大変化面積値ＳMAX と比較し（ｂ５）、ΔＳn ＞ＳMAX の場合は、窓等からの急な太陽光等の入射又は照明灯の点灯等による廃棄物等の被監視物の上面の明るさが広範囲にわたって急に上昇した場合に相当するから、煙発生検出の処理は終了する。
【００５９】
又ΔＳn ＜ＳMAX の場合は、今回の面積増加分と前回の面積増加分とを比較し（ｂ６）、ΔＳn ＜ΔＳn-1 の場合は、前回より煙と推定した面積が縮小しているから、終了とする。又ΔＳn ＞ΔＳn-1 の場合は、前回より煙と推定した面積が増加しているから、これまでの処理データを記録し（ｂ７）、規定回数に達したか否かを判定し（ｂ８）、達していない場合は、例えば、設定時間１０秒のタイマーを動作させ（ｂ１２）、タイムアウトによりステップ（ｂ１）に移行させる。
【００６０】
又規定回数に達した場合は、温度上昇の面積内の重心位置を判定し（ｂ９）、その重心位置が、規定回数に達した時の検出ブロックと同一の検出ブロック内か否かを判定し（ｂ１０）、同一の検出ブロック内でない場合は終了とする。又同一検出ブロック内の場合は、内部の発火等によって発生する煙がほぼ同一の個所から外部に導出して、次第に煙の量が増大する場合であり、煙発生検出（ｂ１１）として煙アラーム発生を行う。この場合、放水銃１１を制御して放水して、発火を未然に防止することもできる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、少なくとも１対の赤外・可視複合型カメラ１を配置し、塵芥等の焼却処理をする廃棄物等を被監視物とし、この被監視物を撮像した赤外線画像と可視光画像とを基に発火点又は煙発生点を検出するもので、その場合に、廃棄物を貯蔵するバンカ等の被監視物を含む空間を、撮像画面と対応させて複数の検出ブロックに分割し、発火点又は煙発生点を含む領域の重心位置を求め、少なくとも１対の撮像画面による重心位置を基に発火点又は煙発生点の三次元位置を導出することができ、その三次元位置の検出ブロックを消火対象ブロックとすることができ、自動的に放水銃１１を制御して消火することができる。従って、無人状態に於いても、廃棄物等の自然発火等を検出して自動的に消火できるから、防災上の信頼性を著しく向上することができる。
【００６２】
又廃棄物の積み上げ形状等に対応して１台のカメラのみの撮像画像を基に発火点又は煙発生点を検出できるが、他のカメラは死角となって発火点又は煙発生点を撮像できない場合でも、クレーン１５による高さ情報を基に、検出ブロックを補正して、発火点又は煙発生点を含む検出ブロックを推定できることになり、従って、この検出ブロックを消火対象ブロックとして自動的に消火するできることになる。
【００６３】
又被監視物の局部的な温度上昇の領域を検出した時に、その温度上昇の傾向を監視し、温度上昇が継続する場合は、発火可能性の高い検出ブロックとして警告するか、又は消火の為の放水を行うことにより安全性を向上することができる。又煙発生検出に於いて、クレーン運転中や扉開閉時の誤動作を防止すると共に、照明灯による明るさの急変や窓等からの太陽光の入射等の場合、明るさの変化領域の面積及びその面積の時間経過に従った変化を基に判定することによって、煙検出に於ける誤動作を確実に防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の基本構成説明図である。
【図２】本発明の実施の形態の火災自動検出装置の説明図である。
【図３】バンカの概略縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の検出ブロック補正説明図である。
【図５】本発明の実施の形態の撮像画面上の検出ブロック補正説明図である。
【図６】本発明の実施の形態のデータ処理の概要説明図である。
【図７】本発明の実施の形態の温度上昇検出処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態の煙検出処理のフローチャートである。
【図９】従来例の基本構成の説明図である。
【図１０】従来例の火災自動検出装置の説明図である。
【図１１】火点算出の説明図である。
【図１２】バンカ内ブロックの説明図である。
【符号の説明】
Ａ  赤外・可視複合型カメラ
Ａ1   赤外系センサ
Ａ2   可視系センサ
Ｂ  検出部
Ｂ1   火災発生検出部
Ｂ2   煙発生検出部
Ｂ3   監視可能時間帯生成部
Ｂ4   検出ブロック補正部
Ｃ  アラーム発生部
Ｃ1   火災アラーム発生部
Ｃ2   煙アラーム発生部
Ｄ  外部データ入力部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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