JP3363044B2 - Fire detection method and apparatus in high temperature heat treatment process - Google Patents
Fire detection method and apparatus in high temperature heat treatment processInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、例えば金属あるい
はセラミックス等の部材を工業的に高温熱処理する工程
において、熱処理工程のトラブルで加熱処理物が発火し
たり、あるいは加熱処理物が近傍の易燃焼物と接触して
着火した場合などにおいて、それらの火災発生を迅速か
つ的確に検出することのできる高温熱処理工程における
火災検知方法および火災検知装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a process for industrially high-temperature heat treating a member such as a metal or a ceramic, and the heat-treated product is ignited by a trouble in the heat-treatment process or the heat-treated product is easily burned in the vicinity thereof. The present invention relates to a fire detection method and a fire detection device in a high-temperature heat treatment process, which can quickly and accurately detect the occurrence of a fire when it comes into contact with an object and ignites.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、CCDカメラを用いて火災等の異
常事態を監視するシステムとしては、例えば、監視部を
撮像するCCDカメラと、該カメラの撮像情報をメモリ
する複数の画像メモリと、CCDカメラの撮像およびメ
モリされた複数の画像処理により異常を判定する制御部
とからなり、前記CCDカメラには通常時に特定波長以
下の光のみを通過する赤外線カットフィルタと、該フィ
ルタを通過した複数の経時的画像間の輝度変化もしくは
像間差を生じた際に特定波長以下の光のみを通過させ、
あるいは特定波長帯域の光のみをカットするフィルタと
を切替可能に装着する方式(特公平3−65075 号公報)
や、監視すべき空間を挟んで設置された赤外線を輻射す
る光源と赤外線に感応するCCDと、該CCDに入射光
線を投影し、赤外線を透過するポリエチレンで作ったフ
レネル・レンズとを具備する火災検知装置(特開平4−
241094号公報) などが提案されている。しかしながら、
前者は輝度信号のみを捕捉するモノクロCCDカメラを
使用し、また赤外線フィルタは高温物体のみを対象とす
るものであるため、特定波長帯域の光を遮断したとして
もあらゆる波長域の自然光や人工光源による誤作動を防
止するには限界がある。一方、後者は空間に充満する煙
による赤外線の減衰を光学的に検知する方式であって画
像処理により火炎を判別するものではない。2. Description of the Related Art Conventionally, as a system for monitoring an abnormal situation such as a fire using a CCD camera, for example, a CCD camera for imaging a monitoring section, a plurality of image memories for storing imaging information of the camera, and a CCD The CCD camera includes an infrared cut filter that passes only light having a specific wavelength or less at a normal time, and a plurality of filters that pass through the filter. Allows only light of a specific wavelength or less to pass when changes in brightness or differences between images occur over time,
Alternatively, a system in which a filter that cuts only light in a specific wavelength band is switchably mounted (Japanese Patent Publication No. 3-65075)
Or a fire equipped with a light source that radiates infrared rays and a CCD that is sensitive to the infrared rays, and a Fresnel lens made of polyethylene that projects an incident light ray onto the CCD and transmits infrared rays Detection device (JP-A-4-
No. 241094) has been proposed. However,
The former uses a monochrome CCD camera that captures only the luminance signal, and the infrared filter targets only high-temperature objects, so even if the light in a specific wavelength band is blocked, natural light or artificial light sources in all wavelength bands are used. There is a limit to prevent malfunction. On the other hand, the latter is a method of optically detecting the attenuation of infrared rays due to smoke filling the space, and does not discriminate the flame by image processing.
【0003】カラーCCDカメラによる画像処理を用い
た火災検出手段としては、監視領域の画像を撮像する撮
像手段と、該撮像手段で把えた画像に含まれる輝度信号
が所定レベルを越える範囲を炎の輪郭として抽出する炎
輪郭抽出手段と、少なくとも炎輪郭抽出手段で抽出され
た炎輪郭内の温度分布を検出する温度検出手段と、火源
までの距離を測定する距離測定手段と、炎輪郭抽出手段
で抽出された炎輪郭内の分布温度と火源までの距離とに
基づいて火源からの放射エネルギを演算する放射エネル
ギ演算手段と、該放射エネルギ演算手段で求められた火
源の放射エネルギに基づいて火災を判断する火炎判断手
段とを備える装置(特開平5−20564 号公報)が提案さ
れている。この技術ではカラーCCDカメラで捉えたR
GB信号を画像処理しているが、RGBの光量比のみを
対象としているため外乱に基づく影響が大きく誤認判定
を招き易い問題点がある。As fire detecting means using image processing by a color CCD camera, an image pickup means for picking up an image of a surveillance area and a range of a flame in which a luminance signal included in the image picked up by the image pickup means exceeds a predetermined level. Flame contour extracting means for extracting as a contour, temperature detecting means for detecting at least the temperature distribution in the flame contour extracted by the flame contour extracting means, distance measuring means for measuring the distance to the fire source, and flame contour extracting means Radiant energy calculating means for calculating the radiant energy from the fire source based on the temperature distribution in the flame contour and the distance to the fire source, and the radiant energy of the fire source calculated by the radiant energy calculating means There is proposed an apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 5-20564) including a flame judging means for judging a fire based on the above. With this technology, R captured by a color CCD camera
Although the GB signal is image-processed, there is a problem that since it is intended only for the RGB light amount ratio, the influence due to the disturbance is large and the misjudgment determination is easily caused.
【0004】一方、カラー撮像装置で撮像した映像信号
により指定した色の画像を抽出する装置として、カラー
CCDカメラからのRGB信号をコンピューターを用い
て色相、彩度、明度、色調角、色調長等の成分に変換
し、基準色と比較することにより色画像を抽出する装置
や色順を判定する方式(特公平6−70590 号公報、同7
−92401 号公報、特開平7−49269 号公報、同7−1984
91号公報等)が提案されている。この装置によれば基準
色の抽出が迅速容易にできるが、火災発生の検知に応用
することについては解明されていない。On the other hand, as an apparatus for extracting an image of a color designated by a video signal picked up by a color image pickup apparatus, an RGB signal from a color CCD camera is used by a computer for hue, saturation, brightness, hue angle, hue length, etc. A device for extracting a color image and a method for determining the color order by converting the color component into a component and comparing with the reference color (Japanese Patent Publication No. 6-70590, 7).
-92401, JP-A-7-49269, 7-1984
No. 91, etc.) has been proposed. Although this device can quickly and easily extract the reference color, its application to the detection of a fire has not been clarified.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】一般に、部品工場にお
いて加熱炉により金属あるいはセラミックスなどの中間
部材を熱処理する工程、例えば歯車、各種ロッド、スプ
リングなどの鉄鋼製部材を熱処理する工程では、熱処理
工程のトラブルで加熱処理部材が発火したり、高温熱処
理部材が移動する間に搬送装置から床に落下したり、床
や設備に付着している油、紙、プラスチック、木材など
の易燃焼物と接触して着火し、火災を発生することがあ
る。このような環境下で火災検知を行う場合には、監視
領域内にある高温熱処理材が発する赤熱光や加熱炉から
の漏洩火炎などと、火災による火炎との識別が困難なケ
ースが多く、また熱処理設備が複雑で、照明や外来光が
不規則に存在する場合には、これらの周囲光を火災と誤
認することもある。Generally, in the process of heat-treating an intermediate member such as metal or ceramics by a heating furnace in a parts factory, for example, in the process of heat-treating steel members such as gears, various rods, springs, etc. Due to a trouble, the heat treatment member ignites, falls from the transfer device to the floor while the high temperature heat treatment member moves, or comes in contact with easily combustible substances such as oil, paper, plastic, or wood adhering to the floor or equipment. May ignite and cause a fire. When fire detection is performed in such an environment, it is often difficult to distinguish between red flames emitted from high-temperature heat-treated materials in the monitoring area and leaked flames from the heating furnace, and flames caused by a fire. If the heat treatment equipment is complicated and the illumination and external light are irregular, these ambient lights may be mistaken for a fire.
【0006】本発明者らは、このような環境下における
火災発生を的確に検知するための手段について研究を進
めた結果、高温熱処理工程を複数台のカラーCCDカメ
ラで監視して得られたカラー映像を色度座標に変換する
と、高温の加熱処理物が示す色度は照明や外来光などの
外乱光とは異なる色度となることに着目し、加熱処理物
の色度領域のみを分離して取り出し、この色度領域の挙
動から火災発生を的確に検知できることを見出した。The present inventors have conducted research on means for accurately detecting the occurrence of a fire in such an environment. As a result, the color obtained by monitoring the high temperature heat treatment process with a plurality of color CCD cameras. Focusing on the fact that when an image is converted to chromaticity coordinates, the chromaticity exhibited by the high-temperature heat-treated product becomes different from the ambient light such as illumination or external light, only the chromaticity region of the heat-treated product is separated. We found that the fire occurrence can be accurately detected from the behavior of this chromaticity region.
【0007】本発明はこの知見に基づいて開発されたも
ので、その目的は、金属やセラミックス等の部材を工業
的に高温熱処理する工程において、加熱処理物の発火に
よる火災を、高温熱処理材が発する赤熱光や加熱炉の漏
洩火炎あるいは照明や太陽光などの外来光と識別して、
火災を的確に検知することのできる火災検知方法および
装置を提供することにある。The present invention was developed on the basis of this finding, and its purpose is to provide a high-temperature heat-treated material which can prevent a fire caused by ignition of a heat-treated material in a step of industrially high-temperature heat-treating a member such as metal or ceramics. Distinguish from the glowing light emitted, the leakage flame of the heating furnace, or the external light such as lighting or sunlight,
It is an object of the present invention to provide a fire detection method and device capable of accurately detecting a fire.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による高温熱処理工程における火災検知方法
は、複数台のカラーCCDカメラで高温熱処理工程の所
定の視野範囲を順次監視して、得られたカラー映像の各
画素を色度座標に変換し、監視画像の中から予め指定し
た色度領域のみを取り出して監視画像毎に異なる火災認
識ロジックにより色度座標の形状あるいは形状変化を認
識して、火災発生を検出することを構成上の特徴とす
る。A fire detection method in a high temperature heat treatment process according to the present invention for achieving the above object is to monitor a predetermined visual field range of the high temperature heat treatment process sequentially by a plurality of color CCD cameras. Each pixel of the obtained color image is converted into chromaticity coordinates, only the specified chromaticity area is taken out from the surveillance image, and the shape or change in shape of the chromaticity coordinates is recognized by the fire recognition logic that differs for each surveillance image. The feature of the configuration is to detect a fire.
【0009】また、その火災検知装置は、高温熱処理工
程の所定の視野範囲を監視する複数台のカラーCCDカ
メラと、カラー映像画面を一定時間毎に切り替えるカメ
ラスイッチャーと、カラー映像の各画素を色度座標に変
換して監視対象の色度領域のみを取り出し、監視領域に
対応したロジックにしたがって色度座標の形状あるいは
形状変化を検出する画像処理装置と、火災発生を検出し
て警報信号を出力する警報装置とからなることを構成上
の特徴とする。Further, the fire detection device includes a plurality of color CCD cameras for monitoring a predetermined visual field range of a high temperature heat treatment process, a camera switcher for switching a color image screen at regular intervals, and a color image for each pixel. Converts to chromaticity coordinates and extracts only the chromaticity area to be monitored, and an image processing device that detects the shape or shape change of chromaticity coordinates according to the logic corresponding to the monitoring area, and an alarm signal that detects a fire occurrence and outputs an alarm signal. And a warning device that operates.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】金属やセラミックス等を高温に加
熱すると赤熱光を発し、加熱温度によって色調が変化す
ることは知られており、この温度と色調の関係は色度座
標における黒体軌跡上の位置と温度の関係で示すことが
できる。本発明はこの点に着目して、カラー映像の画面
内の各部分の色調を色度座標上の座標値(x,y)に置
き換えて、黒体軌跡上で加熱処理物が示す温度範囲近傍
にある部分を加熱処理物と認識するものである。火災発
生時の火災が示す色調は、温度が分布しているにも拘ら
ず加熱処理物が示す色調を必ず含んでおり、加熱処理材
と火災発生時の火炎は色度座標上で同じ分布範囲に属し
ていることになる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS It is known that when metal or ceramics is heated to a high temperature, red hot light is emitted and the color tone changes depending on the heating temperature. The relationship between this temperature and the color tone is on a black body locus in chromaticity coordinates. It can be shown by the relationship between the position and the temperature. Focusing on this point, the present invention replaces the color tone of each part in the screen of the color image with the coordinate value (x, y) on the chromaticity coordinates, and near the temperature range indicated by the heat-treated product on the black body locus. The part in is recognized as a heat-treated product. The color tone of a fire when a fire occurs always includes the color tone of the heat-treated material, regardless of the temperature distribution, and the heat-treated material and the flame at the time of the fire have the same distribution range on the chromaticity coordinates. Will belong to.
【0011】したがって、例えば加熱処理材が周囲の物
体と接触して発火したような場合にも同じ色度値で両者
を同時に認識することが可能であり、また太陽光、溶接
光、照明などの外来光が示す色度と加熱処理材が示す色
度とは表1に示したように大きく異なっているので、こ
れら外来光を火災発生と誤判断することはない。Therefore, for example, even when the heat-treated material comes into contact with the surrounding object and ignites, it is possible to simultaneously recognize the two with the same chromaticity value, and also the sunlight, welding light, lighting, etc. As shown in Table 1, the chromaticity exhibited by the external light and the chromaticity exhibited by the heat-treated material are significantly different from each other, and therefore the external light is not erroneously determined as a fire.
【0012】[0012]
【表1】 [Table 1]
【0013】すなわち、表1から判るように金属、セラ
ミックスなどの加熱処理材や火炎光の色度座標(x,
y)値は、概ね(0.5、0.3)から(0.7、0.
4)の範囲にあり、太陽光、溶接光、照明などの外来光
の色度座標値とは明瞭に異なるので、火炎の色度領域の
みを容易に取り出すことが可能である。また、カラー映
像の各画素から色度座標への変換は、CPUによりカラ
ー画像の三原色値から色度を高速で算出することができ
る。なお、色度座標値はR、G、B(R;波長 700nm、G;
波長 546.3nm、B;波長 435.8nm)の測定値から算出した
ものである。That is, as can be seen from Table 1, the chromaticity coordinates (x,
y) values are approximately (0.5, 0.3) to (0.7, 0.
Since it is in the range of 4) and is clearly different from the chromaticity coordinate values of external light such as sunlight, welding light, and illumination, it is possible to easily extract only the chromaticity region of the flame. Further, the conversion of each pixel of the color image into the chromaticity coordinates can be calculated at high speed by the CPU from the three primary color values of the color image. The chromaticity coordinate values are R, G, B (R; wavelength 700 nm, G;
Wavelength 546.3nm, B; wavelength 435.8nm).
【0014】取り出した色度領域について観測視野内に
ある対象毎に、すなわち監視画像毎に異なる火災認識ロ
ジックにしたがって色度座標の形状あるいは形状変化を
認識する。
(1)高温物体の認識と火災認識ロジック:熱処理材が油
や可燃物体と接触して発生する火災を検知するには、先
ず画面内にある高温物体を色度値から認識するとが必要
である。すなわち、画像処理装置に予め表1に示した高
温物体の色度座標の範囲をファイルしておき、カラー画
像の各点の色度をこのファイルと照合して合致した部分
を熱処理材と判断する。このようにしてカラー画像から
熱処理材に対応した高温領域が取り出される。火災の検
知は熱処理材に対応した領域の形状や形状変化を利用し
て行う。火炎は熱処理材と同一の色度を示すことから、
例えば火災が発生すると高温領域が急激に増加し、形状
が変化する。また、高温領域が視野から急激に消滅した
り、あるいは急に現れたりする場合には熱処理材や火粉
が落下して正常な軌跡から外れたことを示し、搬送異常
と判定する。この際における形状変化の内容や程度、形
状変化の割合などは、視野内の装置の配置、加熱処理物
の移動状態などをパラメータとして設定される。With respect to the extracted chromaticity area, the shape or shape change of the chromaticity coordinates is recognized according to the fire recognition logic that differs for each object within the observation field of view, that is, for each monitoring image. (1) High-temperature object recognition and fire recognition logic: In order to detect a fire that occurs when a heat-treated material comes into contact with oil or flammable objects, it is necessary to first recognize the high-temperature object in the screen from the chromaticity value. . That is, the range of the chromaticity coordinates of the high temperature object shown in Table 1 is filed in advance in the image processing apparatus, and the chromaticity of each point of the color image is collated with this file to determine the matched portion as the heat treatment material. . In this way, the high temperature region corresponding to the heat-treated material is extracted from the color image. Fire detection is performed using the shape and shape change of the area corresponding to the heat-treated material. Since the flame shows the same chromaticity as the heat-treated material,
For example, when a fire occurs, the high temperature area rapidly increases and the shape changes. Further, when the high-temperature region suddenly disappears from the field of view or suddenly appears, it indicates that the heat-treated material or powder has fallen and deviates from the normal trajectory, and it is determined that the conveyance is abnormal. At this time, the content and degree of the shape change, the rate of the shape change, and the like are set with parameters such as the arrangement of the device in the field of view and the moving state of the heat treatment object.
【0015】(2)プロセス信号の併用:高温熱処理工程
には加熱処理物以外にも同様な色度を示す物体が数多く
存在する。例えば加熱炉内部は高温であり、加熱炉から
漏洩する火炎や加熱炉内部の煉瓦が示す色度は加熱処理
物と同じである。このような場合には加熱炉扉の開閉信
号をプロセス制御コンピュータから伝送し、この制御信
号とリンクさせることにより火災発生と誤認することが
防止される。なお、プロセス信号としてはコンピュータ
のシーケンス信号以外にも各種のセンサ、分析機器の信
号を併用することもできる。(2) Combined use of process signals: In the high temperature heat treatment step, there are many objects having the same chromaticity other than the heat treated object. For example, the inside of the heating furnace is at a high temperature, and the flame leaking from the heating furnace and the chromaticity exhibited by the brick inside the heating furnace are the same as those of the heat-treated product. In such a case, the open / close signal of the heating furnace door is transmitted from the process control computer and linked with this control signal to prevent misidentification of a fire. As the process signal, signals of various sensors and analytical instruments can be used together with the sequence signal of the computer.
【0016】本発明は、上記の火災認識ロジックを適宜
組み合わせて、それぞれのカメラが監視する監視領域に
応じて最適なロジックを構成したマルチカメラ方式によ
るものであるから、適応範囲が広く、迅速、的確に火災
発生を検知することが可能となる。更に学習機能を持た
せたロジックを適用して、火災検知のパラメータを最適
化すると信頼性を一層向上させることができる。The present invention is based on a multi-camera system in which the fire recognition logics described above are appropriately combined to form an optimum logic according to the surveillance area monitored by each camera. It is possible to accurately detect the occurrence of a fire. The reliability can be further improved by applying a logic having a learning function to optimize the parameters for fire detection.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を歯車、ロッド、スプ
リングなどの鉄鋼製部材を連続的に高温熱処理する場合
を例に詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail by taking as an example a case where steel members such as gears, rods and springs are continuously subjected to high temperature heat treatment.
【0018】図2は熱処理した部材を搬送する工程を模
式的に示した熱処理工程図である。図2において、加熱
炉1に自動的に装入された歯車、ロッド、スプリングな
どの加熱処理物2は、一定時間毎に加熱炉1の扉3を開
閉して第1ロボット4のアーム5により高温に加熱され
た状態で取り出され中間置台6上に置かれる。次いで第
2ロボット7のアーム8により中間置台6上の加熱処理
物2を把持して冷却台9に運び、所定温度以下に冷却し
た後、製品置場に搬出される。FIG. 2 is a heat treatment step diagram schematically showing the step of conveying the heat-treated member. In FIG. 2, the heat-treated product 2 such as gears, rods, and springs automatically loaded into the heating furnace 1 is opened and closed by the arm 5 of the first robot 4 by opening and closing the door 3 of the heating furnace 1 at regular intervals. It is taken out in a state of being heated to a high temperature and placed on the intermediate stand 6. Next, the arm 8 of the second robot 7 grips the heat-treated product 2 on the intermediate placing table 6 and carries it to the cooling table 9, where it is cooled to a predetermined temperature or lower, and then carried out to the product storage area.
【0019】この工程において、下記に示すような様々
な形態の火災が発生する。
加熱炉扉付近の火災;加熱炉の扉部分から火炎が外部
に漏れ、周囲の物体に接触して火災を発生することがあ
る。
加熱処理物の落下による火災;第1ロボットのアーム
が掴んだ加熱処理物は、一旦中間置台に置かれ、次いで
第2ロボットのアームで冷却台に搬送されるが、この際
アームの把持状態が不調であると加熱処理物を床に落と
してしまう。床に落下した加熱処理物は周囲にある可燃
物や床に付着している油と接触して火災を発生すること
がある。
中間置台の火災;第1ロボットと第2ロボットの連係
が不調であると、加熱処理物がスムースに搬送されず、
加熱処理物が中間置台上に溜まって火災発生の原因とな
ることがある。
ロボットの火災;ロボットのアームグリップ部に油が
付着していると、これに着火して火災発生の原因となる
ことがある。In this process, various types of fires as shown below occur. Fire near the heating furnace door; flame may leak to the outside from the heating furnace door, causing a fire by contacting surrounding objects. Fire caused by falling of the heat-treated material; the heat-treated material grasped by the arm of the first robot is once placed on the intermediate table and then conveyed to the cooling table by the arm of the second robot. If the condition is not good, the heat-treated product will drop on the floor. The heat-treated product that has fallen onto the floor may come into contact with flammable materials around it or oil that adheres to the floor, causing a fire. Fire of the intermediate stand; if the first robot and the second robot are out of coordination, the heat-treated material will not be transferred smoothly,
The heat-treated product may accumulate on the intermediate table and cause a fire. Robot fire: If oil adheres to the arm grip of the robot, it may ignite and cause a fire.
【0020】これらの火災発生に対して、下記のロジッ
クにより火災発生を認識する。
(1)加熱処理物の搬送異常監視ロジック(L1);ロボッ
ト自身の診断機能で判別できない搬送動作の異常、例え
ば中間置台上への加熱処理物の置き方が不的確であれば
第2ロボットは正確に加熱処理物を把持できない。この
ような場合にはカラーCCDカメラで中間置台を監視し
て、ロボットからのシーケンス信号により加熱処理物を
中間置台に置いた時点で加熱処理物の形状を認識して、
適正な状態で加熱処理物が置かれているか判定する。ま
た中間置台で火災が発生した時点では高温領域の形状が
大幅に変化することから、火災発生を的確に検知でき
る。With respect to these fire occurrences, the fire occurrence is recognized by the following logic. (1) Transport abnormality monitoring logic (L1) for the heat-treated product; abnormality in the transport operation that cannot be identified by the diagnostic function of the robot itself, for example, if the placement of the heat-treated product on the intermediate table is incorrect, the second robot will The heat-treated product cannot be grasped accurately. In such a case, the intermediate stand is monitored by a color CCD camera, and when the heat-treated product is placed on the middle stand, the shape of the heat-treated product is recognized by the sequence signal from the robot.
Determine if the heat-treated product is placed in a proper state. In addition, when a fire occurs on the intermediate table, the shape of the high temperature region changes significantly, so that the fire can be accurately detected.
【0021】(2)加熱処理物あるいは火粉の床への落下
による発火監視ロジック(L2);加熱処理物や火粉が搬
送ラインから落下して床に落ち、床に付着している油や
易燃焼物と接触して火災を発生する場合がある。このよ
うな場合には床を監視するカメラの視野内に高温物体が
現れた時点で高温材料の落下と判断して警報信号を発す
る。更に火災が発生した場合には高温領域の形状が急激
に変化するので、この時点で火災発生が検知される。こ
の監視領域においては、高温領域の発生と形状の急変を
観測して火災発生を認識するロジックが用いられる。(2) Ignition monitoring logic (L2) due to the fall of the heat-treated material or the powder on the floor; the heat-treated material or the powder falls from the transfer line and falls to the floor, and the oil adhering to the floor May cause fire by contact with easily combustible materials. In such a case, when a high-temperature object appears in the field of view of the camera that monitors the floor, it is determined that the high-temperature material has fallen and an alarm signal is issued. Further, when a fire occurs, the shape of the high temperature region changes abruptly, so that the fire occurrence is detected at this point. In this monitoring area, logic is used to recognize the occurrence of a fire by observing the occurrence of a high temperature area and a sudden change in shape.
【0022】(3)ロボットアームのグリップ発火監視ロ
ジック(L3);ロボットのアームに付着している油に着
火する場合があり、この場合には視野内で加熱処理物が
移動する際に視差の関係でカメラから加熱処理物が遠ざ
かるにつれ緩やかに高温領域の大きさが減少し、逆に近
づく場合には高温領域が緩やかに増大する。このような
状態でロボットアームが加熱処理物を把持しているグリ
ップ部から発火した場合には、高温部分の面積が急激に
増加する。したがって、この面積の増大によって火災が
検知される。(3) Robot arm grip ignition monitoring logic (L3): The oil adhering to the robot arm may be ignited. In this case, the parallax is generated when the heat-treated material moves within the visual field. Due to this, the size of the high-temperature region gradually decreases as the heat-treated object moves away from the camera, and conversely, the high-temperature region gradually increases when approaching. When the robot arm ignites from the grip portion holding the heat-treated product in such a state, the area of the high temperature portion rapidly increases. Therefore, a fire is detected by this increase in area.
【0023】(4)加熱炉扉からの発火監視ロジック(L
4);加熱炉の扉が開いている場合には高温の炉内や漏洩
火炎が視野に入り、火災発生と誤判断する。このような
場合には、炉扉が開いた時に示す高温領域の形状を記憶
させておき、炉扉の開閉信号を画像処理装置に入力して
炉扉の開いている時間は高温領域が予め指定した形状を
示す限り火災発生と認識せず、炉扉が閉じた後に高温領
域を検出した場合には火災発生と判断するロジックを使
用する。(4) Ignition monitoring logic from the furnace door (L
4); When the door of the heating furnace is open, the high temperature inside of the furnace and the leaked flame enter the field of view, and it is erroneously determined that a fire has occurred. In such a case, the shape of the high temperature region shown when the furnace door is opened is stored, and the opening / closing signal of the furnace door is input to the image processing device to specify the high temperature region in advance for the time the furnace door is open. As long as the indicated shape is shown, a fire is not recognized, and if a high temperature area is detected after the furnace door is closed, the logic to judge a fire is used.
【0024】本発明の火災検知装置を例示したシステム
構成図を図1に示した。図1は6台のカラーCCDカメ
ラ10を配置した場合を示したもので、カメラスイッチャ
ー11により0.2秒毎にカラーCCDカメラ10を順次切
り換えて熱処理の全工程を監視している。この場合、カ
メラスイッチャー11と並列にビデオモニタを接続して監
視領域をモニタすることにより、全視野を1.2秒間隔
で監視することができる。A system configuration diagram illustrating a fire detection device of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a case in which six color CCD cameras 10 are arranged, and the color CCD cameras 10 are sequentially switched by the camera switcher 11 every 0.2 seconds to monitor the entire heat treatment process. In this case, by connecting a video monitor in parallel with the camera switcher 11 and monitoring the monitoring area, the entire field of view can be monitored at intervals of 1.2 seconds.
【0025】6台のカメラから順次送られるカラー映像
信号は画像処理装置12に送られ、カラーCCDカメラ10
の切り換え信号は画像処理装置12のコンピュータにより
監視位置の確認信号として用いられる。このようにして
6台のカラーCCDカメラから順次伝送される映像信号
は、上記した各監視領域に対応したロジックにより火災
発生を判定することができ、火災発生を検知した場合に
は直ちに警報装置13から警報信号が出力される。このシ
ステムにおいて、各カラーCCDカメラの配置場所およ
び監視対象と上記の火災認識ロジックとの関係を表2に
例示した。The color video signals sequentially sent from the six cameras are sent to the image processing device 12, and the color CCD camera 10
The switching signal is used as a confirmation signal of the monitoring position by the computer of the image processing device 12. In this way, the video signals sequentially transmitted from the six color CCD cameras can judge the fire occurrence by the logic corresponding to each of the monitoring areas described above, and when the fire occurrence is detected, the alarm device 13 is immediately activated. Outputs an alarm signal. In this system, Table 2 shows the relationship between the location of each color CCD camera and the monitoring target and the above fire recognition logic.
【0026】[0026]
【表2】 [Table 2]
【0027】上記のシステムおよび火災認識ロジックに
より、高温熱処理工程の火災を検知した結果の一例を表
3に示した。Table 3 shows an example of the result of detecting the fire in the high temperature heat treatment process by the above system and the fire recognition logic.
【0028】[0028]
【表3】 [Table 3]
【0029】また、カメラ番号3により床を監視し、火
災認識ロジックL2 により火災発生を検知した場合の高
温領域の形状変化を図3に例示した。図3は高温領域を
長軸と短軸で表し、その時間変化を示したもので、長
軸、短軸ともに火災発生時点から急激に増大しているこ
とが判る。Further, FIG. 3 illustrates the shape change of the high temperature region when the floor is monitored by the camera number 3 and the fire occurrence is detected by the fire recognition logic L2. FIG. 3 shows the high temperature region by the long axis and the short axis and shows the change over time, and it can be seen that both the long axis and the short axis rapidly increase from the time when the fire occurs.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上のとおり、本発明の火災検知方法お
よび火災検知装置によれば、高温熱処理工程の所定の視
野毎に複数台のカラーCCDカメラで監視して、得られ
た画像の各画素を色度座標に変換し、予め指定した色度
領域のみを取り出して監視画像毎に異なる火災認識ロジ
ックに基づいて色度座標の形状やその変化を認識するこ
とにより火災発生を検出するものであるから、加熱炉か
らの漏洩火炎や照明、外来光などの外乱光と誤認するこ
となく、迅速、的確に火災発生を検知することが可能と
なる。したがって、金属やセラミックス等の部材を工業
的に高温熱処理する工程における火災検知方法および装
置として極めて有用である。As described above, according to the fire detection method and the fire detection apparatus of the present invention, each pixel of the image obtained by monitoring with a plurality of color CCD cameras for each predetermined visual field in the high temperature heat treatment process. Is converted to chromaticity coordinates, and only the chromaticity area specified in advance is taken out, and the fire occurrence is detected by recognizing the shape and changes in the chromaticity coordinates based on the fire recognition logic that differs for each monitoring image. Therefore, it is possible to detect the fire occurrence promptly and accurately without misidentifying it as a leaking flame from the heating furnace, ambient light such as illumination, or external light. Therefore, it is extremely useful as a fire detection method and device in a process of industrially heat treating a member such as metal or ceramic at a high temperature.
【図1】本発明の火災検知装置を例示したシステム構成
図である。FIG. 1 is a system configuration diagram illustrating a fire detection device of the present invention.
【図2】熱処理した部材を搬送する工程を模式的に示し
た熱処理工程図である。FIG. 2 is a heat treatment step diagram schematically showing a step of conveying a heat-treated member.
【図3】火災発生を検知した場合の高温領域の形状変化
と経過時間との関係を例示したグラフである。FIG. 3 is a graph exemplifying a relationship between a shape change in a high temperature region and elapsed time when a fire is detected.
1 加熱炉 2 加熱処理物 3 扉 4 第1ロボット 5 第1ロボットのアーム 6 中間置台 7 第2ロボット 8 第2ロボットのアーム 9 冷却台 10 カラーCCDカメラ 11 カメラスイッチャー 12 画像処理装置 13 警報装置 1 heating furnace 2 Heat-treated products 3 doors 4 first robot 5 Arm of the first robot 6 Intermediate table 7 second robot 8 Second robot arm 9 Cooling stand 10 color CCD camera 11 camera switcher 12 Image processor 13 Alarm device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G08B 21/00 G08B 21/00 A E H04N 7/18 H04N 7/18 N (72)発明者 佐々木 昇 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 中村 元親 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−254000(JP,A) 特開 昭62−284664(JP,A) 特開 平9−167286(JP,A) 特開 平7−296068(JP,A) 特開 平6−6797(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 17/00 G01J 1/02 G01J 5/60 G08B 17/06 G08B 21/00 H04N 7/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI G08B 21/00 G08B 21/00 AE H04N 7/18 H04N 7/18 N (72) Inventor Noboru Sasaki Toyota-cho, Toyota City, Aichi Prefecture No. 1 Toyota Motor Co., Ltd. (72) Inventor Motochika Nakamura No. 1 Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture Toyota Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-3-254000 (JP, A) JP-A-62 -284664 (JP, A) JP-A-9-167286 (JP, A) JP-A-7-296068 (JP, A) JP-A-6-6797 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl) . 7 , DB name) G08B 17/00 G01J 1/02 G01J 5/60 G08B 17/06 G08B 21/00 H04N 7/18
Claims (2)
理工程の所定の視野範囲を順次監視して、得られたカラ
ー映像の各画素を色度座標に変換し、監視画像の中から
予め指定した色度領域のみを取り出して監視画像毎に異
なる火災認識ロジックにより色度座標の形状あるいは形
状変化を認識して、火災発生を検出することを特徴とす
る高温熱処理工程における火災検知方法。1. A plurality of color CCD cameras are used to sequentially monitor a predetermined visual field range of a high temperature heat treatment process, each pixel of the obtained color image is converted into chromaticity coordinates, and designated in advance from the monitor image. A fire detection method in a high-temperature heat treatment process, which comprises detecting only a chromaticity region and recognizing the shape or shape change of chromaticity coordinates by different fire recognition logic for each monitoring image to detect a fire occurrence.
する複数台のカラーCCDカメラと、カラー映像画面を
一定時間毎に切り替えるカメラスイッチャーと、カラー
映像の各画素を色度座標に変換して監視対象の色度領域
のみを取り出し、監視領域に対応したロジックにしたが
って色度座標の形状あるいは形状変化を検出する画像処
理装置と、火災発生を検出して警報信号を出力する警報
装置とからなることを特徴とする高温熱処理工程におけ
る火災検知装置。2. A plurality of color CCD cameras for monitoring a predetermined visual field range of a high temperature heat treatment process, a camera switcher for switching a color image screen at regular time intervals, and converting each pixel of the color image into chromaticity coordinates. It consists of an image processing device that takes out only the chromaticity region to be monitored and detects the shape or shape change of chromaticity coordinates according to the logic corresponding to the monitoring region, and an alarm device that detects a fire occurrence and outputs an alarm signal. A fire detection device in a high temperature heat treatment process, which is characterized in that
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