(57)【要約】【課題】重機の外形の変化に応じて監視領域を調整して警報を適切に出力することができる監視システムを提供すること。【解決手段】移動体の周囲を監視する監視システム１であって、移動体の位置及び外形の状態と、移動体の周囲に存在する他の監視対象２の位置とを検出する検出部１５，２５，３５と、検出部により検出された検出結果に基づいて、移動体の位置及び外形の状態に応じて移動体の周囲の空間を含む監視領域を演算すると共に、監視領域内に監視対象が存在するか否かを判定する演算部５２と、演算部により監視領域内に監視対象が存在すると判定された場合、所定の警告を出力する出力部５６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2020173524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体の周囲を監視する監視システムであって、
前記移動体の位置及び外形の状態と、前記移動体の周囲に存在する監視対象の位置とを検出する検出部と、
前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記移動体の前記位置及び前記外形の状態に応じて前記移動体の周囲の空間を含む監視領域を演算すると共に、前記監視領域内に前記監視対象が存在するか否かを判定する演算部と、
前記演算部により前記監視領域内に前記監視対象が存在すると判定された場合、所定の警告を出力する出力部と、を備えることを特徴とする、
監視システム。
【請求項２】
前記移動体は、本体部と前記本体部に対して可動する可動部とを備え、
前記演算部は、前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記可動部の前記本体部に対する可動範囲に応じた前記監視領域を演算することを特徴とする、
請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
前記検出部は、前記本体部に対する前記可動部の角度を検出し、
前記演算部は、前記検出部により検出された前記角度に基づいて、前記移動体の外形から所定距離離間した空間を含む前記監視領域を設定することを特徴とする、
請求項２に記載の監視システム。
【請求項４】
前記演算部は、前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記監視領域内に前記監視対象が存在していると判定した場合、
前記出力部は、第１警告を出力する、
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項５】
前記検出部は、前記移動体と前記監視対象との相対速度を検出し、
前記演算部は、前記検出部により検出された前記相対速度を含む検出結果に基づいて、前記監視領域内に存在しており、且つ、前記監視対象が前記移動体に対して所定値以上で接近していると判定した場合、
前記出力部は、前記第１警告と異なる第２警告を出力する、
請求項４に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重機の周辺に存在する監視対象を監視する監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設現場等で用いられる重機の周辺の領域は、重機の操作者の死角があり、他の重機や作業者が重機に接触する虞がある。これに関連して、重機の周辺の領域を監視するための特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された技術によれば、重機に設けられた磁界発生装置と、作業者が携帯する通信端末と、磁界発生装置により生じた磁界を検知した際に通信端末から送信される作業者の状態を示す検知信号と作業者のＩＤを受信する受信装置と、検知信号とＩＤに基づいて警報を出力する制御部とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−２７０４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された技術によれば、磁界発生装置を用いて安全を確保すべき監視領域が磁界発生装置から所定距離の範囲内に設定されている。重機の中には、車両が荷台に対して可動するものがあり、車体の外形が変化する。特許文献１に記載された技術を適用して車体の外形の変化を含むように監視領域を設定すると、監視領域が広くなり過剰に警報が出力され、作業効率が低下する虞がある。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、重機の外形の変化に応じて監視領域を調整して警報を適切に出力することができる監視システム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】
【０００６】
上記の目的を達するために、本発明は、移動体の周囲を監視する監視システムであって、前記移動体の位置及び外形の状態と、前記移動体の周囲に存在する監視対象の位置とを検出する検出部と、前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記移動体の前記位置及び前記外形の状態に応じて前記移動体の周囲の空間を含む監視領域を演算すると共に、前記監視領域内に前記監視対象が存在するか否かを判定する演算部と、前記演算部により前記監視領域内に前記監視対象が存在すると判定された場合、所定の警告を出力する出力部と、を備えることを特徴とする監視システムである。
【０００７】
本発明によれば、検出部の検出結果に基づいて演算部が監視領域を演算することで、監視領域内に他の監視対象が存在しているか否かを判定することができる。また、本発明によれば、移動体の外形が変化するような場合、演算部が移動体の外形の変化に応じて監視領域を演算するので、移動体の外形の変化に応じた警告を出力部から出力することができる。
【０００８】
また、本発明は、前記移動体が本体部と前記本体部に対して可動する可動部とを備え、前記演算部は、前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記可動部の前記本体部に対する可動範囲に応じた前記監視領域を演算するように構成されていてもよい。
【０００９】
本発明によれば、移動体の外形の変化に応じた適切な範囲で監視領域が演算されるため、過剰な警告を抑制し、施工効率を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明は、前記検出部が前記本体部に対する前記可動部の角度を検出し、前記演算部は、前記検出部により検出された前記角度に基づいて、前記移動体の外形から所定距離離間した空間を含む前記監視領域を設定するように構成されていてもよい。
【００１１】
本発明によれば、移動体の外形が折れ曲がる場合、折れ曲がった外形に応じた監視領域を演算することで、過剰な警告を抑制し、施工効率を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記演算部が前記検出部により検出された検出結果に基づいて、前記監視領域内に前記監視対象が存在していると判定した場合、前記出力部が第１警告を出力するように構成されていてもよい。
【００１３】
本発明によれば、監視領域内に他の監視対象が存在した場合に第１警告を出力して運転者に注意を促すことで、移動体と他の監視対象とが接触するリスクを低減することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記検出部は、前記移動体と前記監視対象との相対速度を検出し、前記演算部は、前記検出部により検出された前記相対速度を含む検出結果に基づいて、前記監視領域内に存在しており、且つ、前記監視対象が前記移動体に対して所定値以上で接近していると判定した場合、前記出力部は、前記第１警告と異なる第２警告を出力するように構成されていてもよい。
【００１５】
本発明によれば、監視領域に他の監視対象が存在している状態で、他の監視対象が移動体に接近している場合は、他の監視対象と移動体が接触する可能性がより高くなるので、第１警告と異なる第２警告を出力することで緊急性を運転者に認識させ、移動体と他の監視対象とが接触するリスクを更に低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、重機の外形の変化に応じて監視領域を調整して警報を適切に出力することができることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る監視システムの構成を示すブロック図である。
【図２】移動体である監視対象の外形が変化する状態を示す図である。
【図３】移動体である監視対象の周囲の監視領域を示す図である。
【図４】移動体である監視対象の外形の変化に応じた監視領域を示す図である。
【図５】監視システムにおいて実行される処理の流れを示すフロチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る監視システムの実施形態について説明する。監視システムは、重機の外形の変化に応じて監視領域を設定して警報を出力するものである。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、監視システム１は、複数の監視対象２と、複数の監視対象２から情報を受信する基準局４０と、基準局４０から受信した情報に基づいて安全性を評価する端末装置５０とを備える。複数の監視対象２は、例えば、重機１０、車両２０、作業者３０等の移動体が含まれる。複数の監視対象２には、予め計測された移動しない固定物（不図示）も含まれる。固定物は、設計段階で予め調査され、三次元データ化されている。重機１０は、例えば、可動部１２を有するトラックやバックホウ等の建設機械である。可動部１２とは、車両の一部に対して相対的に可動する部分である。
【００２０】
重機１０は、例えば、車両の本体部１１と、本体部１１に対して相対的に可動する可動部１２とを備える。重機１０がトラックの場合、本体部１１は乗員が運転する運転部であり、可動部１２は荷台である。重機１０がバックホウの場合、本体部１１は車体であり、可動部１２は乗員が運転する運転部やアームである。車両２０は、可動部を有さない形状の通常の車両である。作業者３０は、重機１０や車両２０の周囲で作業に従事する人員である。
【００２１】
監視対象２には、自体の状態に関する情報を取得する検出部１５，２５，３５が備えられている。検出部１５，２５，３５は、センサを備える。センサは、例えば、監視対象２の位置（三次元座標）を計測するためのＲＴＫ−ＧＮＳＳ (Real time Kinematic Global Navigation Satellite System)アンテナ等の位置センサ１６，２６，３６が含まれる。
【００２２】
ＲＴＫ−ＧＮＳＳは、衛星を用いてリアルタイムに移動体の位置を測位すると共に、地上に設置した基準局４０からリアルタイムで補正データを送受信し、センチメートル単位の精度で位置検出を行うセンサシステムである。補正データは、例えば、基準局４０の正確な位置情報を基準にして設定されるデータである。ＲＴＫ−ＧＮＳＳによれば、監視対象２の絶対方位や絶対速度を演算することができる。作業者３０の位置センサ３６は、作業者３０に携帯させる携帯端末により構成されている。
【００２３】
重機１０及び車両２０の位置センサ１６，２６は、運転席のルーフ上に２個設置して監視対象２の傾斜の情報を検知するものであってもよいし、運転席のルーフ上に３個設置して監視対象２の方位を計測するものであってもよい。方位に関しては重機１０本体及び車両２０の運転席にあるハンドルの回転量に応じた車軸の角度の情報が入手できるのであればその情報を用いてもよい。
【００２４】
重機１０は、位置センサ１６の他に、可動部１２の回転角を検出するための角度センサ１７を備える。角度センサ１７は、例えば、本体部１１と可動部１２とのジョイント部分１３に設けられた、本体部１１と可動部１２とのなす角度を検出するレーザ変位計である。角度センサ１７は、レーザ変位計だけでなく、ポテンショメータ、エンコーダ等が用いられてもよい。角度センサ１７の情報は、重機１０の運転席にあるハンドルの回転量の情報を用いてもよい。
【００２５】
角度センサ１７は、水平方向の角度変化だけでなく、鉛直方向の角度変化を取得してもよい。検出部１５，２５，３５により取得された情報は、通信部１８，２８，３８を介して基準局４０に送信される。また、検出部１５，２５，３５は、通信部１８，２８，３８を介して基準局４０の位置情報をリアルタイムで取得し、自体の正確な位置を特定する。
【００２６】
通信部１８，２８，３８は、所定の周波数で無線通信により基準局４０との通信を行う通信デバイスである。通信部１８，２８，３８は、携帯電話網の基準局と通信するネットワーク型の通信デバイスであってもよい。通信部１８，２８，３８がネットワーク型の通信デバイスである場合、基準局４０は必ずしも設けられていなくてもよい。
【００２７】
通信部１８，２８，３８は、検出部１５，２５，３５が取得した監視対象２の位置センサ１６，２６，３６から取得した位置情報を基準局４０に送信する。また、通信部１８，２８，３８は、基準局４０と通信し、自体と基準局４０との間の距離を補正する補正データを送受信する。重機の通信部１８は、位置情報の他に、角度センサ１７から取得した角度情報を基準局４０に送信する。
【００２８】
基準局４０は、監視対象２と無線通信する無線基準局である。基準局４０は、正確な位置が特定されている所定の位置に固定されている。基準局４０は、監視対象２で測位されたＧＮＳＳデータと自体で測位したデータと監視対象２へリアルタイムに送信し、基準局４０の位置に基づき監視対象２の位置をリアルタイムに求める。基準局４０は、端末装置５０と通信し、監視対象２の検出部１５，２５，３５から取得した情報を無線通信により送信する。
【００２９】
端末装置５０は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末装置、スマートフォン等の通信機能を備える情報端末装置により構成されている。端末装置５０は、検出部１５，２５，３５から取得した検出結果に基づいて、安全に関する状態を演算する演算部５２と、演算結果に基づく監視対象２の安全状態に応じて所定の制御を行う制御部５４と、監視対象２の安全状態に応じて所定の警告を出力する出力部５６と、基準局４０と通信する通信部５８と、情報を記憶する記憶部５９とを備える。記憶部５９は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶装置である。
【００３０】
通信部５８は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Bluetooth（登録商標）等の近距離通信、３Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇ等の公衆通信による通信を行う通信デバイスである。
【００３１】
次に端末装置５０の処理について説明する。
【００３２】
演算部５２は、検出部１５，２５，３５の検出結果に基づいて、監視対象２と他の監視対象２との相対位置を演算する。また、演算部５２は、監視対象２と他の監視対象２との相対速度を演算する。相対速度は。検出部１５，２５，３５位置の情報以外に取得しているドップラー速度の情報が利用される。
【００３３】
演算部５２は、検出部１５，２５，３５の検出結果に基づいて、監視対象２の周囲の空間を含む監視領域を演算する。監視領域とは、移動体である監視対象２の外形の境界から所定距離離間した領域を含む空間である。演算部５２は、例えば、移動体である監視対象２の位置に応じた監視領域を演算する。演算部５２は、例えば、移動体である監視対象２の位置から所定距離離間した領域を監視領域として演算する。演算部５２は、監視領域の演算において移動体である監視対象２の外形に応じて監視領域を演算する。
【００３４】
図３に示されるように、演算部５２は、監視対象２が車両２０や作業者３０である場合、位置センサ１６、２６，３６の検出結果に基づいて車両２０や作業者３０の外形に応じた監視領域Ｇを演算する。演算部５２は、車両２０のようにそれ自体が所定の領域を有している場合、監視対象２の外形から所定距離離間した領域を監視領域Ｇとして演算する。監視対象２の外形は、位置センサ１６の設置時に、位置センサ１６の設置位置と監視対象２の外形までの距離を計測し、位置情報として記憶部５９に記憶される。監視対象２の外形は、位置センサ１６で測位してもよい。
【００３５】
図４（Ａ）に示されるように、監視対象２が可動部１２を有する重機１０である場合、監視対象２の外形から所定距離離間した領域を監視領域Ｇとすると、監視領域Ｇが広くなりすぎて、後述のように出力部５６による警告が多発し、作業効率が低下する虞がある。そこで、図４（Ｂ）に示されるように、演算部５２は、監視対象２が可動部１２を有する重機１０である場合、検出部１５により検出された角度センサ１７の検出値を含む検出結果に基づいて、可動部１２の本体部１１に対する可動範囲に応じた監視領域Ｇを演算する。
【００３６】
これにより、監視システム１は、監視対象２の様々な稼働状況に応じて、リアルタイムな監視対象２の走行位置、傾斜、方位と形状変化等の位置座標の情報を取得することができる。また、監視システム１は、重機１０の可動範囲の変化に応じた大きさの監視領域Ｇを設定することができ、作業効率を向上することができる。
【００３７】
また、演算部５２は、検出部１５，２５，３５により検出された検出結果に基づいて、監視領域Ｇ内に他の監視対象２が存在するか否か判定する。演算部５２は、監視領域Ｇからの他の監視対象との距離に基づいて、移動体である監視対象２に対する他の監視対象２の危険度を演算する。危険度とは、移動体である監視対象２と他の監視対象２とが接触する虞があるか否かを示す指標値である。
【００３８】
危険度は、例えば、監視領域Ｇと他の監視対象２との間の距離に反比例して大きくなるように設定され、監視領域Ｇに対して他の監視対象２が近づくほど高くなる。危険度の設定はこの限りでなく、監視領域Ｇと他の監視対象２との間の距離に基づく関数値を用いるのであればどのようなものを用いてもよい。他の監視対象２は、移動体に限らず、施工対象領域内の固定物も含まれる。
【００３９】
演算部５２は、例えば、危険度をスコア化して演算する。演算部５２は、監視領域Ｇと他の監視対象２との間の距離を演算し、他の監視対象２が監視領域Ｇ内に存在すると判定した場合、危険度を閾値として予め設定された第１値以上であると演算する。
【００４０】
更に演算部５２は、検出部１５，２５，３５により検出された監視対象２に対する他の監視対象２の相対速度を含む検出結果に基づいて、監視領域Ｇ内に存在する他の監視対象２が移動体である監視対象２に対して相対速度が所定値以上で接近していると判定した場合、危険度を第１値より大きく設定された第２値以上と演算する。演算部５２は、演算結果を制御部５４に出力する。
【００４１】
制御部５４は、演算部５２の危険度の演算結果に応じて出力部５６を制御する。制御部５４は、演算部５２の危険度の演算結果に応じて監視対象２を停止する等の制御を行ってもよい。
【００４２】
出力部５６は、演算部５２により演算された危険度に応じて所定の警告を出力する。出力部５６は、スピーカ、ディスプレイ、インジケータ等の監視対象２の運転者の五感に訴えるデバイスである。警告は、音声、光、文字、振動等により出力部５６から出力される。出力部５６は、演算部５２により監視領域Ｇ内に他の監視対象が存在していると判定され、危険度が第１値以上と演算された場合、第１値に応じた第１警告を出力する。
【００４３】
出力部５６は、演算部５２により監視領域Ｇ内に他の監視対象が存在していると判定され、且つ、監視領域Ｇ内に存在する他の監視対象２が移動体である監視対象２に対して相対速度が所定値以上で接近していると判定され、危険度が第１値より大きい第２値以上と演算された場合、第２値に応じた第２警告を出力する。第２警告は、第１警告と異なる音声、光、文字、振動等により出力部５６から出力される。第２警告は、第１警告に比して大きな音声、高い光度の光、大きな文字や振動により運転者に第１警告よりもより注意を促すように出力部５６から出力される。
【００４４】
上述した演算部５２、制御部５４は、それぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。これらの各機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶部５９にインストールされてもよい。
【００４５】
次に、監視システム１において実行される処理の流れについて説明する。
【００４６】
図５には、監視システム１の処理がフロチャートで示されている。端末装置５０は、基準局４０を介して複数の監視対象２の検出部１５，２５，３５により検出された位置の情報や監視対象２の外形の状態の情報を取得する（ステップＳ１００）。演算部５２は、移動体である監視対象２の位置の情報及び外形の情報に基づいて、監視領域Ｇを演算する（ステップＳ１０２）。演算部５２は、演算した監視領域Ｇから他の監視対象２の距離を演算する（ステップＳ１０４）。
【００４７】
演算部５２は、演算した距離に基づいて監視領域Ｇ内に他の監視対象２が存在しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６で否定的な判定となった場合、処理はステップＳ１００に戻される。演算部５２は、監視領域Ｇ内に他の監視対象２が存在していると判定した場合（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、他の監視対象２が移動体である監視対象２に所定値以上の相対速度で接近しているか否かを判定する（ステップＳ１０８）。
【００４８】
ステップＳ１０８で否定的な判定となった場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、出力部５６は、第１警告を出力する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１０８で肯定的な判定となった場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、出力部５６は、第１警告と異なる第２警告を出力する。
【００４９】
上述したように、監視システム１によれば、移動体と他の監視対象２との間の距離を監視して、警報を適切に出力することができる。また、監視システム１によれば、外形が変化する重機の外形に応じて監視領域を調整して警報を適切に出力することができ、過剰な警告を抑制して施工効率を向上させることができる。
【００５０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、移動体の監視領域Ｇは、監視対象２の移動方向や移動速度に応じて変形させてもよく、監視対象２の移動先となる前方の領域を増加させるようにしてもよいし、移動速度が上昇するに従って領域を増加させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  監視システム
２  監視対象
１０  重機
１１  本体部
１２  可動部
１３  ジョイント部分
１５、２５、３５  検出部
１６、２６、３６  位置センサ
１７  角度センサ
１８、２８、３８  通信部
２０  車両
３０  作業者
４０  基準局
５０  端末装置
５２  演算部
５４  制御部
５６  出力部
５８  通信部
５９  記憶部
Ｇ  監視領域
【図１】
2020173524.tif 000003
【図２】
2020173524.tif 000004
【図３】
2020173524.tif 000005
【図４】
2020173524.tif 000006
【図５】
2020173524.tif 000007