(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内を長手方向に複数の赤外線カメラで撮像して火災を検出する火災検出装置において、
前記赤外線カメラで撮像された画像から処理を行い火災判定を行う制御手段と、前記赤外線カメラの向きを前記長手方向からその逆向きに反転させる反転手段と、前記制御手段の出力に基づいて前記反転手段に信号出力を行う反転制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記画像に基づいて高温領域があるか否かを判別し、該高温領域があるときに炎候補の抽出を行った後火災判定を行い、前記高温領域がありながら炎候補がない場合、前記反転制御手段に反転出力を行い、前記反転手段によって前記赤外線カメラを反転させることを特徴とする火災検出装置。
【請求項２】
制御手段は、赤外線カメラから画像取込みの回数を計数して、数回に１回、反転制御手段に反転出力を行う請求項１の火災検出装置。
【請求項３】
制御手段は、前記反転制御手段に反転出力を行った後の火災判定において、高温領域がないおよび炎候補がない場合に正転出力を行い、前記炎候補がある場合に前記正転出力を行わない請求項１または請求項２の火災検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トンネル内で発生した炎を赤外線カメラで撮影し、その画像データから炎を捕らえることで火災と判別する火災検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特開平１１−１４４１６２号公報に示されているように、画像データを処理して炎を検出する火災検出装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トンネル内を撮影して画像処理し、その結果から炎を判別して火災を検出するときに、とくに道路用トンネルでは汚損が激しく、内部の気流による粉塵の付着を防止しようとすると、カメラが同一方向を向いてしまう。その際、例えば監視領域を重複させて二重監視を行ったとしても、カメラの向きを同じである以上、最寄のカメラで死角になっていると他のカメラでも死角となってしまう。
【０００４】
したがって、この発明は、赤外線カメラを反転させて火災の検出を行えるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、トンネル内を長手方向に複数の赤外線カメラで撮像して火災を検出する火災検出装置において、前記赤外線カメラで撮像された画像から処理を行い火災判定を行う制御手段と、前記赤外線カメラの向きを前記長手方向からその逆向きに反転させる反転手段と、前記制御手段の出力に基づいて前記反転手段に信号出力を行う反転制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像に基づいて高温領域があるか否かを判別し、該高温領域があるときに炎候補の抽出を行った後火災判定を行い、前記高温領域がありながら炎候補がない場合、前記反転制御手段に反転出力を行い、前記反転手段によって前記赤外線カメラを反転させることを特徴とするものである。
さらに、制御手段は、赤外線カメラから画像取込みの回数を計数して、数回に１回、反転制御手段に反転出力を行うものであって、またさらに、制御手段は、前記反転制御手段に反転出力を行った後の火災判定において、高温領域がないおよび炎候補がない場合に正転出力を行い、前記炎候補がある場合に前記正転出力を行わないものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
図１は装置全体を示すブロック構成図であり、図において、１１は赤外線カメラ、１２は電動モータ、２は赤外線カメラ１１で撮影された画像を処理する画像処理装置である。
【０００８】
この画像処理装置２は、赤外線カメラ１で撮影された画像が入力される画像入力部２１と、画像入力部２１からの画像を記憶する画像メモリ２２と、各種の設定部として、設定値を保存する設定値保存メモリ２３と、トンネルのセンタライン情報を保存するセンタライン保存メモリ２４と、マスク画像を記憶するマスク画像メモリ２５と、これらのメモリからの情報に基づいて処理を行い火災判定を行うＣＰＵを用いた制御部２６と、制御部２６からの画像情報を図示しない防災盤へ出力する画像出力部２７と、制御部２６の出力に基づいて接点信号を図示しない防災盤に出力する接点信号出力部２８と、制御部２６の出力に基づいて電動モータ１２へ反転出力および正転出力をオンオフにより出力する逆転出力部２９とを有する。
【０００９】
このような構成において、図２のフローチャートのような動作を行う。この動作フローを簡単に説明すると、まず、ハードウェアの設定および変数の初期化を行い（ステップＳ１）、次いで、赤外線カメラ１により撮像された画像を画像処理装置２に取り込み（ステップＳ２）、取り込んだ画像を２値化して前処理を行う（ステップＳ３）。次いで、取り込んだ画像に基づいて至近火災または画像異常が発生しているか否かを判別し（ステップＳ４）、発生していればその結果を表示する（ステップＳ５）。また、発生していなければ、高温領域があるか否かを判別し（ステップＳ６）、高温領域がなければ当初は反転フラグＦがオフであるので（ステップＳ３１）、ステップＳ２に戻り、高温領域があれば炎候補領域の抽出を行う（ステップＳ７）。ここで、赤外線カメラ１１が反転している場合には反転フラグＦがオンされており（ステップＳ３１）、そのときには、正転出力を行って（ステップＳ３２）赤外線カメラを元の向きに戻し、反転フラグＦをオフする（ステップＳ３３）。
【００１０】
ここで、ステップＳ７での炎領域の抽出では、高温領域の面積重なり度、円形度の分散値から炎の揺らぎを捉える。また、移動ベクトルおよび平均輝度を正規化してデータを用意する。
【００１１】
そして、炎候補領域があるか否かを判別し（ステップＳ８）、なければその結果を表示し（ステップＳ９）、すでに反転フラグＦをオンしてなくオフであれば（ステップＳ３７）、反転フラグＦをオンして（ステップＳ３６）反転出力を行って（ステップＳ３５）ステップＳ２へ戻り、反転フラグＦがオンであれば（ステップＳ３７）、反転フラグＦをオフして（ステップＳ３８）正転出力を行って（ステップＳ３９）赤外線カメラを元の向きに戻し、ステップＳ２へ戻る。
【００１２】
ここで、反転出力は、制御部２６から逆転出力部２９を介して電動モータ１２へ反転信号を入力して、赤外線カメラ１１が所定の向きになるように動作させるものであって、また、正転出力は、制御部２６から逆転出力部２９を介して電動モータ１２へ正転信号を入力して、赤外線カメラ１１が所定の元の向きになるように動作させるものである。なお、赤外線カメラ１１の向きに水平方向の２次元的回転ですめば、モータは１つでよいが、立体的に向きを変えるように３次元的に回転させる場合には、モータは２つ必要となる。
【００１３】
また、ステップＳ８において、炎候補領域があれば炎候補領域の対応付け処理を行い（ステップＳ１０）、対応付けができたか否か判断して（ステップＳ１１）、できなければその結果を表示して（ステップＳ１２）、ステップＳ２へ戻り、できれば同期判定（反射像判定）を行う（ステップＳ１３）。次いで、同期している炎候補領域があるか否かを判別し（ステップＳ１４）、あれば例えばセンタライン（赤外線カメラ１１の向きに従ったデータを用いる）から遠い方の領域に反射像フラグをＯＮし（ステップＳ１５）、なければそれぞれ炎候補領域として次に進む。次いで、対応付け回数が一定回数を超えたか否かを判別し（ステップＳ１６）、超えてなければその結果を表示し（ステップＳ１７）、ステップＳ２へ戻り、超えていれば対応付け回数をクリアする（ステップＳ１８）。そして、反射像フラグがＯＦＦか否かを判別し（ステップＳ１９）、ＯＦＦでなければその結果を表示し（ステップＳ２０）、ステップＳ２へ戻り、ＯＦＦであれば次に進んで、ステップＳ７での移動ベクトルの変位角が４５°より大きいか否かを判別し（ステップＳ２１）、大きくなければその結果を表示し（ステップＳ２２）、ステップＳ２へ戻り、大きければ、次に進んで炎判定を行う（ステップＳ２３）。
【００１４】
この炎判定は、炎候補領域の平均輝度からフーリエ変換またはウェーブレット変換による周波数解析を行う。ここで、周波数が一定でないことから炎を判別する。
【００１５】
そして、炎判定（ステップＳ２３）の結果、炎があるか否か判別し（ステップＳ２４）、炎でなければその結果を表示し（ステップＳ２５）、ステップＳ２へ戻り、炎であればマスク領域にかかっていないことを判別して（ステップＳ２６）、炎を確定する。
【００１６】
上記動作において、赤外線カメラ１１の反転のタイミングは、当初の向きで高温領域がありながら炎候補がない場合（ステップＳ８）としており、すなわち、熱源が存在するような状態でかつ炎と判断されない場合である。そして、炎候補と判断される場合で最終的に炎でなくても、再度の判断で炎となる可能性が考えられ、反転はしないようにしている。この場合では、常時は反転することなく、汚れに強い方向を向いていて、炎となる可能性のない熱源存在時にのみ反転を行うようにしている。また、反転してから正転するタイミングは、高温領域がないか、あっても炎候補とならない場合であり、反転の場合と同様に炎候補がある場合には、再度の処理のため正転しない。
【００１７】
また、上記動作以外のタイミングの取り方として、画像取込み（ステップＳ２）の回数を計数して数回に１回は反転することもできる。この場合、炎候補が存在する場合など、同じ向きを向きつづけることが好ましい。この定期的に反転する場合には、上記動作に比較して、完全に死角となっている高温領域に対して炎を検出することが可能となる。しかし、必要のないときにも気流に対向しなければならないので、汚損の進行度合いは早くなってしまう。なお、上記動作に定期的な反転を組合せてもよいことは勿論である。
【００１８】
なお、この実施形態において、画像処理装置２から画像出力部２７を介して図示しない防災盤に画像出力が行えるので、防災の担当者は、盤面において火災現場の赤外線画像を確認することができ、別途カメラを設けなくとも現場を確認できる。そして、赤外線画像は、煙が充満していても熱源を補足することが可能であり、通常カメラでは見ずらい炎を確認することができる。
【００１９】
さらに、トンネル内に別途火災検出手段、例えば、炎検知器や熱検知用の光フアイバが設置されている場合には、その信号に基づいて反転および正転を繰り返して炎を探索する動作を行ってもよい。
【００２０】
以上のように、この発明は、トンネル内を長手方向に複数の赤外線カメラで撮像して火災を検出する火災検出装置において、前記各赤外線カメラの向きを前記長手方向からその逆向きに反転させる反転手段と、所定のタイミングにおいて前記反転手段に信号出力を行う反転制御手段と、を備えているので、赤外線カメラの向きに対して死角になるような位置での炎に対して反転することによって早期に炎を判別することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のブロック構成図。
【図２】図１の装置について動作をを示すフローチャート。
【符号の説明】
１１    赤外線カメラ
１２    電動モータ
２      画像処理装置
【図１】
0004037621.tif 000002
【図２】
0004037621.tif 000003