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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024089042
(43)【公開日】2024-07-03
(54)【発明の名称】消火機器収納箱及び消火機器監視装置
(51)【国際特許分類】
   A62C 13/78 20060101AFI20240626BHJP
   A62C 37/50 20060101ALI20240626BHJP
【FI】
A62C13/78 A
A62C37/50
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022204147
(22)【出願日】2022-12-21
(71)【出願人】
【識別番号】000114905
【氏名又は名称】ヤマトプロテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001885
【氏名又は名称】弁理士法人IPRコンサルタント
(72)【発明者】
【氏名】土屋 俊貴
(72)【発明者】
【氏名】來迎 貴良
(72)【発明者】
【氏名】久保田 哲史
【テーマコード(参考)】
2E189
【Fターム(参考)】
2E189HA06
(57)【要約】
【課題】 収納された消火機器が使用可能な状態かどうかを監視することができる消火機器収納箱及びを消火機器監視装置提供する。
【解決手段】 消火機器を収納する本体と、前記本体内に収納されて、互いに略反対側から前記本体内の消火機器を撮影する第1カメラ及び第2カメラと、消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させた学習済みモデルを用いて、前記第1カメラ及び前記第2カメラによって撮影された画像から前記本体内の消火機器の状態を判定するマイクロコンピュータと、を具備することを特徴とする消火機器収納箱。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
消火機器を収納する本体と、
前記本体内に収納されて、互いに略反対側から前記本体内の消火機器を撮影する第1カメラ及び第2カメラと、
消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させた学習済みモデルを用いて、前記第1カメラ及び前記第2カメラによって撮影された画像から前記本体内の消火機器の状態を判定するマイクロコンピュータと、
を具備することを特徴とする消火機器収納箱。
【請求項2】
前記第1カメラ及び前記第2カメラが前記本体内の消火機器の表面積の少なくとも70%を撮影するように配置されること、
を特徴とする請求項1に記載の消火機器収納箱。
【請求項3】
前記第1カメラ及び前記第2カメラが前記本体の対角に配置されること、
を特徴とする請求項1に記載の消火機器収納箱。
【請求項4】
前記本体内に収納されて、前記本体内の消火機器を撮影する第3カメラを更に具備すること、
を特徴とする請求項1に記載の消火機器収納箱。
【請求項5】
前記第3カメラが前記本体の扉に配置されていること、
を特徴とする請求項4に記載の消火機器収納箱。
【請求項6】
前記消火機器の周囲の温度、湿度、気圧、紫外線、及び加速度のうち少なくとも1種類のデータを取得する環境センサを更に具備し、
前記マイクロコンピュータが、取得された少なくとも1種類のデータを予め設定された閾値又は許容範囲と比較して消火機器の設置環境を評価すること、
を特徴とする請求項1に記載の消火機器収納箱。
【請求項7】
収納箱内に収納されて、互いに略反対側から前記収納箱内の消火機器を撮影する第1カメラ及び第2カメラと、
消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させた学習済みモデルを用いて、前記第1カメラ及び前記第2カメラによって撮影された画像から前記収納箱内の消火機器の状態を判定するマイクロコンピュータと、
を具備することを特徴とする消火機器監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、消火機器収納箱及び消火機器監視装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献1(特許第7050358号公報)は、消火器を収納する消火器箱を開示している。しかしながら、この消火器箱には、消火器が使用可能な状態かどうかを監視する機能はない。この状況は、収納箱に収納される他の消火機器についても当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第7050358号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、収納された消火機器が使用可能な状態かどうかを監視することができる消火機器収納箱及び消火機器監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した課題を解決すべく、本発明は、
消火機器を収納する本体と、
前記本体内に収納されて、互いに略反対側から前記本体内の消火機器を撮影する第1カメラ及び第2カメラと、
消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させた学習済みモデルを用いて、前記第1カメラ及び前記第2カメラによって撮影された画像から前記本体内の消火機器の状態を判定するマイクロコンピュータと、
を具備することを特徴とする消火機器収納箱、を提供する。
【0006】
本発明の消火機器収納箱では、前記第1カメラ及び前記第2カメラが前記本体内の消火機器の表面積の少なくとも70%を撮影するように配置されること、が好ましい。
【0007】
また、本発明の消火機器収納箱では、前記第1カメラ及び前記第2カメラが前記本体の対角に配置されること、が好ましい。
【0008】
また、本発明の消火機器収納箱は、前記本体内に収納されて、前記本体内の消火機器を撮影する第3カメラを更に具備すること、が好ましい。
【0009】
また、本発明の消火機器収納箱では、前記第3カメラが前記本体の扉に配置されていること、が好ましい。
【0010】
また、本発明の消火機器収納箱では、前記消火機器の周囲の温度、湿度、気圧、紫外線、及び加速度のうち少なくとも1種類のデータを取得する環境センサを更に具備し、前記マイクロコンピュータが、取得された少なくとも1種類のデータを予め設定された閾値又は許容範囲と比較して消火機器の設置環境を評価すること、が好ましい。
【0011】
また、本発明は、
収納箱内に収納されて、互いに略反対側から前記収納箱内の消火機器を撮影する第1カメラ及び第2カメラと、
消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させた学習済みモデルを用いて、前記第1カメラ及び前記第2カメラによって撮影された画像から前記収納箱内の消火機器の状態を判定するマイクロコンピュータと、
を具備することを特徴とする消火機器監視装置、をも提供する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、カメラより収納箱内の消火機器を撮影する事で、消火機器の状況を監視することができる。したがって、適切なタイミングで管理者に対して消火機器の状態の維持及び交換、保守を促すことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本実施形態に係る消火機器収納箱1及び消火機器監視装置2を含むシステムの全体構成を示す図である。
図2】本体3の形状及びカメラ5-7の配置の一例を示す正面図、右側面図、及び上面図である。
図3】本体3の外観の一例を示す図である。
図4】蓋3Aが開いた状態の本体3の一例を示す図である。
図5】蓋3Aが開いた状態の本体3の一例を別の方向から見た図である。
図6】カメラ5によって撮影された画像の一例を示す図である。
図7】カメラ6によって撮影された画像の一例を示す図である。
図8】カメラ7によって撮影された画像の一例を示す図である。
図9】判定結果の表示画面の一例を示す図である。
図10】消火機器17の監視手順の一例を示す図である。
図11】DETR(End-to-End Object Detection with Transformers)の概略を示す図である。
図12】DCN(Deformable Convolutional Networks)の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る消火機器収納箱及び消火機器監視装置の代表的な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。ただし、本発明はこれら図面に限定されるものではない。また、図面は、本発明を概念的に説明するためのものであるから、理解容易のために、寸法、比又は数を誇張又は簡略化して表している場合もある。
【0015】
本実施形態において、消火機器とは、消火ないし消防に用いられる各種機器及び設備であって、収納箱に収納可能なものを指す。ここでは消火機器の一例として消火器を挙げるが、これに限られない。
【0016】
1.消火機器収納箱について
図1に示すように、消火機器収納箱1は、本体3と、カメラ5,6と、マイクロコンピュータ13と、を少なくとも備える。消火機器収納箱1は更に、カメラ7と、環境センサ9と、を含んでもよい。以下、各構成要素を詳細に説明する。
【0017】
本体3は、消火機器17を収納する略箱状のケースである(図2図5参照)。本体3は、扉3Aを有する。本体3は、例えば鉄やアルミニウム等の金属材料から作製されるが、樹脂材料等で作製されてもかまわない。なお、消火機器監視装置2の説明では本体3を「収納箱」と呼ぶことがある。
【0018】
本体3内には、第1カメラ及び第2カメラに相当するカメラ5,6が収納されている。カメラ5,6は、互いに略反対側から本体3内の消火機器17を撮影する。つまり、カメラ5,6は消火機器17を介して対向する。カメラ5,6は、死角を減らして正確な判定結果を確保する観点から、本体3内の消火機器17の表面積の少なくとも70%、とりわけ80%を撮影するように配置されることが好ましい。本体3内の消火機器17の底面以外の部分を全て撮影するように配置されてもよい。
【0019】
例えば、カメラ5,6は、おおむね本体3の対角に配置されるとよい。図2の例では、カメラ5,6が符号A,Bで表されているところ、カメラ5は上方、左側かつ前側の角部に、カメラ6は下方、右側かつ後ろ側の角部に、それぞれ配置されている。この場合、概ねカメラ5,6を結ぶ直線上に消火機器17に位置し、カメラ5は消火機器17を斜め上方から見下ろすように(消火器であればバルブの周囲の状況を的確にとらえるために)消火機器17を撮影する(例えば図6参照)。また、カメラ6は消火機器17を斜め下方から見上げるように(消火器であれば筐体の底部の周囲の状況を的確にとらえるために)消火機器17を撮影する(例えば図7参照)。
【0020】
本体3内には、更に第3カメラに相当するカメラ7が収納されてもよい。カメラ7は、消火機器17の状態を確実にとらえるために、カメラ5,6とは異なる角度から本体3内の消火機器17を撮影する。
図2の例では、カメラ7が符号Cで表されているところ、カメラ7は本体3の扉3Aの上部に配置されている。この場合、カメラ7は消火機器17の正面上部を撮影する(例えば図8参照)。
カメラ5-7は、定期的に(例えば3か月、6か月ごとに)消火機器17を撮影し、撮影した消火機器17の画像をマイクロコンピュータ13に送信する。
【0021】
消火機器収納箱1は環境センサ9を更に備えてもよい(図4参照)。環境センサ9は、消火機器17の設置環境を計測するセンサ類の総称であり、1種類又は複数種類のセンサで構成されていてよい。
具体的には、環境センサ9は、消火機器17の周囲(本体3の内部でも周囲でもよい)の温度、湿度、気圧、紫外線、及び加速度のうち少なくとも1種類のデータを取得し、マイクロコンピュータ13に送信する。環境センサ9は、例えば、温度センサ、湿度センサ、気圧計、紫外線強度計、紫外線測定器、加速度計などが挙げられるが、これらに限られない。図4の例では環境センサ9は本体3の内部に設置されているが、環境センサ9は本体3の外部に配置されてもよい。
【0022】
本体3に取り付けられるメインモジュール11(制御用コンピュータ)には、マイクロコンピュータ13と電源モジュール15が搭載されている。電源モジュール15は、第1-第3カメラ、環境センサ9、及びマイクロコンピュータ13に電力を供給する。
マイクロコンピュータ13は、後述する学習済みモデルを記憶しており、かかるモデル用いて、カメラ5,6(及びカメラ7)の撮影画像から消火機器17の状態を判定する。
判定結果は、例えば、正常又は異常(あるいは良好又は不良)の2値でもよいし、正常(又は異常)らしさを指標するスコアでもよい。スコアが用いられる場合、消防法に規定され消防庁より公布されている消防設備点検要項に指示される消火器具の点検項目を基準としたスコア判定が行われてもよい。
マイクロコンピュータ13は、判定結果をインターネット21等の通信網を介して管理システム23に送信する。図9は、管理システム23の画面に表示された判定結果の一例を示す。判定結果の送信は、判定の都度又は異常判定時に行われてよい。
【0023】
ここで、学習済みモデルは、消火機器の画像と当該消火機器の状態との関係を機械学習させたものである。例えば、消火機器の画像とその劣化度合いとを教師データとしてAIモデルを機械学習させることで、学習済みモデルが得られる。
例えば、利用可能なAIモデルとしてDETR(End-to-End Object Detection with Transformers)及びDCN(Deformable Convolutional Networks)を好適に用いることができる。DETRとは、(1)画像の特徴量をエンコードするためのCNNネットワークであるBackbone、(2)CNNから取り出された画像の特徴量から注意機構を用いて各物体の位置や種類の情報へと変換し、事前に決められた個数Nの物体を予測するものであり、他の予測内容を見て自身の予測を推測するEncoder-DecoderネットワークであるTransformer、及び、(3)Transformerの出力を物体の位置座標・クラスラベルにデコードするネットワークであるFFNからなる構造を有する(図11参照)。DCNとは、通常の畳み込みニューラルネットワークでは正方形あるいは長方形であるフィルタの形状に検出能力が制約されてしまうのに対して、フィルタを変形可能なネットワークを設計し、物体検出と同時にフィルタの変形具合も学習することで、物体の形状をより的確に認識できるようにするモデルである(図12参照)。これらのAIモデルの適用に際して、基準点として所定の場所については、SSD(Single Shot MultiBox Detector)をベースとしたアンカーボックス法を用い複合的に判定することができる。
ただし、本発明はAIモデルに限られず、例えばR-CNN(Region Based Convolutional Neural Networks)、Fast R-CNN、YOLOなどの従来の物体検出手法を用いることができる。
消火機器の劣化度合いは、例えば正常・劣化(又は良好・不良)の2値で与えられてもよいし、所定の基準に従ったスコアで与えられてもよい。劣化度合いは、例えば消火器の筐体では、消火薬剤の漏れ、変更、損傷、著しい腐食等を基準として評価されてよく、例えば凹みや腐食に由来する光学的変化度合いに基づいて決定することができる。例えば、評価項目ごとに10段階で表し、画像の対応箇所にマークするとよい。
なお、モデルの学習は外部コンピュータで実施され、学習済みモデルがマイクロコンピュータ13に格納されてよい。
消火器等の消火機器17に設置上又は使用上の問題があるか無いかは、法令により定められている為、所定の免状を与えられた有資格者により画像分類が行われた学習データが学習のために用いられることが好ましい。
【0024】
また、マイクロコンピュータ13は、環境センサ9から取得した計測データを予め設定された閾値と比較して、消火機器17の設置環境を評価することができる。
消火機器の状態を劣化させる環境の具体例として、温度では-20℃以下あるいは+40℃以上であり、とりわけ-30℃以下あるいは+50℃以上である。また、湿度では80%以上、とりわけ95%以上である。紫外線では250W/m以上の日射量、とりわけ300W/m以上の日射量である。
したがって、許容範囲ないし閾値としては、例えば、温度では-30℃~+50℃、好ましくは-20℃~+40℃とし、湿度では95%、好ましくは80%とし、紫外線では300W/m、より好ましくは250W/mとしてよい。
かかる許容範囲ないし閾値を1回でも超えると異常(消火機器17を劣化させる環境)と判定してもよいし、所定の回数以上(連続して又は累計で)超えた場合に異常と判定してもよい。
【0025】
消火機器の状態を劣化させる環境となったと判定すると、マイクロコンピュータ13は、インターネット等を通じて管理システム23へ通知する。
管理システム23は、通知内容を点検者(の端末)25へ連携することができる。これにより点検者は消火機器17の環境を確認することができる。
【0026】
2.消火機器収納箱の動作について
次いで、図10を参照して、消火機器収納箱1の動作を説明する。
消火機器収納箱1に消火機器17を収納し、電源を投入すると、以下の一連の動作が開始する。
【0027】
ステップS1において、カメラ5,6(及びカメラ7)が消火機器17の撮影を実施して画像データを生成する。併せて、環境センサ9が消火機器17の設置環境を測定して数値データを生成する。
なお、カメラ5-7と環境センサ9とは同じタイミングでデータを収集する必要はない。例えば、カメラ5-7は定期的に、環境センサ9は常時、データを収集してもよい。
【0028】
ステップS2において、画像データはマイクロコンピュータ13に送信され、マイクロコンピュータ13は学習済みモデルを用いて画像データを解析する。解析の結果、良好・不良が判定され、あるいは良好さを示すスコアが計算される。
あわせて、環境データもまたマイクロコンピュータ13に送信され、所定の許容範囲ないし閾値と比較される。比較の結果、消火機器17の設置環境が消火機器17の劣化をもたらすものであるかどうかが判定され、あるいは、環境の劣化を示すスコアが計算される。
【0029】
ステップS3において、ステップS2の結果が管理システム23に送信され、必要に応じて点検者の端末25と共有される。
判定結果には、消火機器17の画像、判定結果(良否、スコアなど)、判定の信頼度が含まれてよい。また、管理システム23のディスプレイに判定結果が表示される(例えば図9参照)。また、消火機器収納箱1が警報のために音を発したり、点灯・点滅したりしてもよい。
これにより、消火機器17の不良を即座に発見することができる。また、作業員が定期的に又は不定期に消火機器17の点検に出向く手間を効果的に省略することができる。
【0030】
3.消火機器監視装置について
先に述べた消火機器17の監視機能は、収納箱(本体3)に製造時から搭載されてもよいし、設置済みの収納箱に後付けすることも可能である。すなわち、消火機器監視装置2は、カメラ5,6と、マイクロコンピュータ13と、を少なくとも備え、更に、カメラ7と、環境センサ9と、を含んでもよい。これらの構成要素の詳細は先に述べたとおりであるので、省略する。
【0031】
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それらも本発明に含まれる。
【0032】
例えば、本体3(収納箱)に格納されるものは消火器に限らず、例えばスプリンクラー設備、泡消火設備、ガス消火設備でも良く、あるいはこれら設備の一部分でもよい。
【0033】
モデルの学習は、正解ラベルを付与せずに正常な消火機器17の画像のみを用いて行ってもよい。この場合、学習済みモデルが正常画像には見られない特徴を検出した場合に異常として扱う。
あるいはラベルが付与されている画像と、ラベルが付与されていない画像を用いてモデルを学習してもよい。この場合、ラベルがない画像はすべて正常画像として扱えばよい。
【符号の説明】
【0034】
1 消火機器収納箱
2 消火機器監視装置
3 本体
5-7 カメラ
9 環境センサ
13 マイクロコンピュータ
17 消火機器
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12