(57)【要約】【課題】建設機械の周囲の所定領域における障害物の存在および退避を的確に検出し、各状況における建設機械の駆動制御を的確に行うとともに、この間の所定の画像情報をモニタで的確に可視化して把握し得る建設機械の安全装置を提供する。【解決手段】建設機械の周囲の所定領域内における映像を撮像する赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃと、赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃから出力される映像信号Ｓ１〜Ｓ３を処理し、所定領域Ａ，Ｂ内における障害物の存在を検出した場合に立上がるとともに、所定領域Ａ，Ｂ内からの退避を検出した場合に立下がる障害物信号Ｓ７〜Ｓ９を送出する障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃと、障害物信号Ｓ７〜Ｓ９の立上りに基づき油圧系を介してその駆動の緊急停止を行うとともに、障害物信号Ｓ７〜Ｓ９の立下りに基づき油圧系を介して建設機械の駆動を再開させる制御部１２と、映像信号Ｓ１〜Ｓ３を再生して可視化するモニタ１５とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の周囲の所定領域内における映像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を処理し、前記所定領域内における障害物の存在を検出した場合に立上がるとともに、前記所定領域内からの前記障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号を送出する障害物検出手段と、
前記障害物信号の立上りに基づき前記建設機械の駆動の緊急停止あるいは緊急停止の予備動作を行うとともに、前記障害物信号の立下りに基づき前記建設機械の駆動を再開させる制御手段と、
前記映像信号を再生して可視化するモニタとを有することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項２】
圧油の供給により各部を駆動する油圧系を有する建設機械の安全装置であって、
前記建設機械の周囲の所定領域内における映像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を処理し、前記所定領域内における障害物の存在を検出した場合に立上がるとともに、前記所定領域内からの前記障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号を送出する障害物検出手段と、
前記障害物信号の立上りに基づき前記油圧系を介して前記建設機械の駆動の緊急停止を行うとともに、前記障害物信号の立下りに基づき前記油圧系を介して前記建設機械の駆動を再開させる制御手段と、
前記映像信号を再生して可視化するモニタとを有することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は、該撮像手段から前記障害物に至る距離を計測する距離計測手段を併設しており、前記映像信号とともに、前記距離を表す距離信号も送出するように構成し、
前記所定領域を、前記建設機械からの距離に応じて第１領域と、第２領域とに分け、前記障害物検出手段は、前記第１領域を表す第１領域信号および前記第２領域を表す第２領域信号を送出するように構成するとともに、
前記第１領域信号および第２領域信号の何れであるかを検出する領域識別手段を有し、前記第１領域信号であることが検出された場合に前記緊急停止を行わせる一方、前記第２領域信号が検出された場合は前記緊急停止の予備動作を行うものであることを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は、前記周囲における複数の所定領域内の映像をそれぞれ撮像する複数個を有するとともに、
前記障害物検出手段から出力された前記障害物信号に基づき、前記障害物信号の立上りが時間的に先に検出された映像信号から順に前記モニタで再生されるように、時間的に先行する障害物信号の立下りを条件として前記各撮像手段の出力を切替える映像切替手段を有することを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は赤外線カメラで構成し、
前記障害物検出手段は、前記映像信号に含まれる赤外線情報を処理するとともに、前記映像信号に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき前記障害物が人であることを検出し、前記人を表す信号として前記障害物信号を出力するものであることを特徴とする建設機械の安全装置。
【請求項６】
請求項１に記載する建設機械の安全装置において、
前記所定領域は、前記建設機械の通行領域である車両通行領域と、車両通行領域と並設される人通行領域と、であって、
前記障害物検出手段は、前記車両通行領域を表す車両通行領域信号と前記人通行領域を表す人通行領域信号とを送出するように構成するとともに、
前記車両通行領域信号と前記人通行領域信号とを検出する領域識別手段を有し、前記車両通行領域信号であることが検出された場合にのみ所定の緊急動作あるいは緊急停止の予備動作を行わせることを特徴とする建設機械の安全装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の安全装置に関し、特にバックホーやブルドーザ等、走行する建設機械の後方確認を伴う安全装置に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械の一種であるバックホーやブルドーザは車両として走行するため、その周囲、特に後方の状況を的確に把握し、障害物、特に人との接触による事故を未然に防止する必要がある。このため従来から種々の安全装置が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献1〜特許文献３をはじめとする従来技術に係る安全装置は、障害物の検出構造が複雑で、簡易かつ正確に障害物の存在を検出して適切に建設機械に緊急動作を行わせるという観点からは充分な機能を有するものではなかった。さらに、従来技術では、障害物自体が移動するものであった場合等に、再度安全が担保される、すなわち障害物との干渉の虞がない状態に変化することが考えられる。しかしながら、従来技術は緊急事態が解除された場合における復旧動作をどのように行うかに関して具体的な対策を提供するものではない等、改善の余地が残るものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２５１１１号公報
【特許文献２】特開平０８−２１８３１０号公報
【特許文献３】特開平０３−１８７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑み、建設機械の周囲の所定領域における障害物の存在および退避を的確に検出し、各状況における建設機械の駆動制御を的確に行うとともに、この間の前記周囲の画像情報をモニタで的確に可視化して把握し得る建設機械の安全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】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
建設機械の周囲の所定領域内における映像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を処理し、前記所定領域内における障害物の存在を検出した場合に立上がるとともに、前記所定領域内からの前記障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号を送出する障害物検出手段と、
前記障害物信号の立上りに基づき前記建設機械の駆動の緊急停止あるいは緊急停止の予備動作を行うとともに、前記障害物信号の立下りに基づき前記建設機械の駆動を再開させる制御手段と、
前記映像信号を再生して可視化するモニタとを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の態様は、
圧油の供給により各部を駆動する油圧系を有する建設機械の安全装置であって、
前記建設機械の周囲の所定領域内における映像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から出力される映像信号を処理し、前記所定領域内における障害物の存在を検出した場合に立上がるとともに、前記所定領域内からの前記障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号を送出する障害物検出手段と、
前記障害物信号の立上りに基づき前記油圧系を介して前記建設機械の駆動の緊急停止を行うとともに、前記障害物信号の立下りに基づき前記油圧系を介して前記建設機械の駆動を再開させる制御手段と、
前記映像信号を再生して可視化するモニタとを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様は、
第１又は第２の態様に記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は、該撮像手段から前記障害物に至る距離を計測する距離計測手段を併設しており、前記映像信号とともに、前記距離を表す距離信号も送出するように構成し、
前記所定領域を、前記建設機械からの距離に応じて第１領域と、第２領域とに分け、前記障害物検出手段は、前記第１領域を表す第１領域信号および前記第２領域を表す第２領域信号を送出するように構成するとともに、
前記第１領域信号および第２領域信号の何れであるかを検出する領域識別手段を有し、前記第１領域信号であることが検出された場合に前記緊急停止を行わせる一方、前記第２領域信号が検出された場合は前記緊急停止の予備動作を行うものであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様は、
第１〜第３の態様のいずれか一つに記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は、前記周囲における複数の所定領域内の映像をそれぞれ撮像する複数個を有するとともに、
前記障害物検出手段から出力された前記障害物信号に基づき、前記障害物信号の立上りが時間的に先に検出された映像信号から順に前記モニタで再生されるように、時間的に先行する障害物信号の立下りを条件として前記各撮像手段の出力を切替える映像切替手段を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様は、
第１〜第４の態様のいずれか一つに記載する建設機械の安全装置において、
前記撮像手段は赤外線カメラで構成し、
前記障害物検出手段は、前記映像信号に含まれる赤外線情報を処理するとともに、前記映像信号に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき前記障害物が人であることを検出し、前記人を表す信号として前記障害物信号を出力するものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第６の態様は、
第１の態様に記載する建設機械の安全装置において、
前記所定領域は、前記建設機械の通行領域である車両通行領域と、車両通行領域と並設される人通行領域と、であって、
前記障害物検出手段は、前記車両通行領域を表す車両通行領域信号と前記人通行領域を表す人通行領域信号とを送出するように構成するとともに、
前記車両通行領域信号と前記人通行領域信号とを検出する領域識別手段を有し、前記車両通行領域信号であることが検出された場合にのみ所定の緊急動作あるいは緊急停止の予備動作を行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮像手段が出力する所定の画像情報に基づき、建設機械の周囲の所定領域内の障害物の存在を容易かつ的確に検出することができる。また、障害物の存在を検出した時点で立上る障害物信号の立上りで、油圧系を介して前記建設機械の駆動の緊急停止等の緊急時動作を行わせるとともに、障害物信号の立下りで通常運転に復旧させることができるので、緊急動作およびその復旧動作を円滑かつ迅速に実行することができる。さらに、この間に撮像手段が取得した画像は、運転室のモニタでオペレータが視認することができるので、オペレータによる安全で的確な建設機械の運転に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る建設機械であるバックホーを示す側面図である。
【図２】図１に示すバックホーの平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る安全装置を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る建設機械であるブルドーザを示す側面図である。
【図５】図４に示すブルドーザの平面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーがトンネル内を走行する状態を示す概略平面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態におけるモニタの再生状態を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る安全装置を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーが一般道路を左折して走行する状態を示す概略平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーが建設現場から一般道路に出ようとしている状態を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る建設機械であるバックホーを示す側面図、図２はその平面図である。
【００１６】
両図に示すように、バックホーＩは、クローラ１Ａを備えた走行装置１、運転室２Ａを備えた車体２、アーム３Ａ，３Ｂおよびバケット５等を有している。アーム３Ａは、車体２に基端部が取付けられて圧油で駆動される油圧シリンダ４Ａにより、またアーム３Ｂはアーム３Ａに基端部が取付けられて圧油で駆動される油圧シリンダ４Ｂによりそれぞれ駆動される。すなわち、アーム３Ａ，３Ｂは、運転室２Ａにおけるオペレータの所定の操作により油圧シリンダ４Ａ，４Ｂを駆動して屈伸される。バケット５は、アーム３Ｂの先端部に回動可能に取り付けられており、アーム３Ｂに基端部が取付けられた油圧シリンダ４Ｃの駆動により回動される。かかる駆動に伴いバケット５により地面の掘削等の作業を行う。このとき車体２は、必要に応じクローラ１Ａで走行するとともに、走行装置１に対して旋回可能となっている。
【００１７】
ここで走行は、左右のクローラ１Ａに対応して運転室２Ａに設けられた左右の走行レバー（図示せず）の押し引き操作により行う。すなわち、左右の走行レバーを同時に前方に押すことにより前方に直進させ、後方に引くことにより後方に直進させる。また、片側の走行レバーのみ操作することで、対応する片側のクローラ１Ａのみを選択的に駆動させることができる。この結果、いずれか一方の走行レバーの押し引き操作で当該バックホーＩの全体を左右、いずれかの方向に旋回させることができる。
【００１８】
かかる走行駆動をはじめ各部の駆動は、安全レバー（図示せず）の投入を条件として開始される。すなわち、安全レバーの投入を条件として、走行用エンジンの駆動および各部を駆動する油圧系の駆動が開始される。
【００１９】
このようにバックホーＩは、前後方向に走行するとともに車体２が旋回するので、その駆動に伴う作業の際に、バックホーＩの周囲の視界、特に後方視界が死角になり易いという問題がある。かかる問題を解決すべく本形態では、車体２の周囲、特に後方の様子を撮像する３台の赤外線カメラ（撮像手段）６Ａ，６Ｂ，６Ｃを有している。ここで、各赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃは第１領域Ａと第２領域Ｂに関し、それぞれ独立した第１領域Ａ１，Ａ２，Ａ３、第２領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各映像情報を撮像する。この結果、第１領域Ａ１〜Ａ３、第２領域Ｂ１〜Ｂ３に障害物となる人Ｍ１，Ｍ２の存在を検出した場合には、油圧系の遮断等により当該バックホーＩの緊急停止等、予め定められた所定の緊急動作を行う。ここで、人Ｍ１の存在は、第１領域Ａ内で検出された場合が領域Ｂで検出された場合よりも緊急性が高いので、前記緊急動作の内容を変えている。また、第２領域Ｂ内での人Ｍ２の検出中に第１領域Ａ内で人Ｍ１が検出された場合は第１領域Ａ内で検出された場合の緊急動作を優先して実行する。
【００２０】
なお、図２中、第１領域Ａ１，第２領域Ｂ１は車体２の左側および右側に示す２本の一点鎖線で囲まれた部分、第１領域Ａ２、第２領域Ｂ２は第１領域Ａ，第２領域Ｂの前記左側の端部を示す実線と右側の点線で囲まれた部分、第１領域Ａ３，第２領域Ｂ３は第１領域Ａ，第２領域Ｂの前記右側の端部を示す実線と左側の二点鎖線で囲まれた部分である。このため、図２に示すような死角領域Ｄ１，Ｄ２が発生するが、これは各第１領域Ａ１〜Ａ３，第２領域Ｂ１〜Ｂ３の設定により実質的に問題がない大きさに調整することができる。なお、障害物が人Ｍ１，Ｍ２であるか否かの判断は、映像信号Ｓ１〜Ｓ３の処理に、例えばいわゆるＡＩ（artificial intelligence、以下同じ）技術を利用することで良好に実施することができる。
【００２１】
上述の如きバックホーＩに配設した安全装置に関連する具体的な検出動作および制御の内容に関しては、別途図３に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図３は図１および図２に示すバックホーＩにおける安全装置を示すブロック図である。図３に示すように、本形態における撮像手段は、図１および図２に示すように、バックホーＩの周囲の様子を撮像するようバックホー１の後部に配設された３台の赤外線カメラ６Ａ，６Ｂ，６Ｃで構成してある。本形態における赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃにはそれぞれ対象物までの距離を計測し得るものとなっている。この結果、各赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃからは、それぞれが取得した画像を表す映像信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３とともに、それぞれの対象物までの距離を表す距離信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６も送出される。
【００２３】
このように撮像手段は、距離計を備えた赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃで好適に構成することができるが、距離計の機能は必ずしも必要ではない。また、赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃは一台あれば本形態の最低限度の機能は担保できる。少なくとも第１領域Ａ１が赤外線カメラ６Ａの視野として規定されていれば、当該視野内の障害物は最低限検出して所定の安全動作をバックホーに行わせることができるからである。ただ、撮像手段を複数台備え、その分広い第１領域Ａ，第２領域Ｂをカバーできる場合が、より好適な安全管理をなし得る点については論を俟たない。
【００２４】
一方、測距機能を備えるとともに対象物の赤外線情報を同時に得ることができる撮像手段として、デブスカメラが知られている。このデブスカメラは奥行も含めた３Ｄ情報を取得する深度センサによって対象物との距離を認識し、正確な空間把握を実現するものである。したがって、本形態における撮像手段としては最適なものとなる。
【００２５】
各赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃから出力する距離信号Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を含む各映像信号Ｓ１〜Ｓ３は障害物検出部１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに供給して所定の処理を行う。ここで、障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃは、本形態では各映像信号Ｓ１〜Ｓ３に対応させて３個設けてあり、各映像信号Ｓ１〜Ｓ３を処理して、予め定められた所定の各領域Ａ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３（図２参照；以下同じ）内における障害物（本形態の場合は人Ｍ１，Ｍ２；以下同じ）の存在をそれぞれ検出した場合に立上がるとともに、障害物の退避をそれぞれ検出した場合に立下がる障害物信号Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９をそれぞれ送出する。
【００２６】
本形態における障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃは人Ｍ１，Ｍ２を障害物として検出しているが、これは、例えば障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃを次のように構成することで実現できる。すなわち、映像信号Ｓ１〜Ｓ３に含まれる赤外線情報を処理するとともに、映像信号Ｓ１〜Ｓ３に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき障害物の種類を特定する。例えば、赤外線情報で体温を検出することで人を含む動物であるか否かを切り分け、パターン認識で人に関する特徴的なパターンを有するか否かを検出する等により障害物が人であることを特定する。これはＡＩ処理を導入することで良好に実現し得る。
【００２７】
本形態では人Ｍ１，Ｍ２であることが検出された場合に人Ｍ１，Ｍ２の存在を表す信号を障害物信号Ｓ７〜Ｓ９として出力する。さらに本形態における障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃは人Ｍ１，Ｍ２の存在を検出した場合に、その人Ｍ１，Ｍ２が第１領域Ａまたは第２領域Ｂの何れに存在するかを特定するため、第１領域Ａを表す第１範囲信号（第１領域信号）Ｓ１０または第２領域Ｂを表す第２範囲信号（第２領域信号）Ｓ１１を領域識別部１１および映像切替部１４に送出する。
【００２８】
領域識別部１１では、第１領域信号Ｓ１０または第２領域信号Ｓ１１に基づき、人Ｍ１，Ｍ２が存在する第１領域Ａ，第２領域Ｂを特定し、第１領域Ａ，第２領域Ｂの何れであるかを表す領域信号Ｓ１２を制御部１２に送出する。
【００２９】
制御部１２では、領域信号Ｓ１２の種類（第１領域信号Ｓ１０または第２領域信号Ｓ１１の何れか）に応じて予め設定してある緊急動作を実行する。例えば、第１領域Ａに人Ｍ１の存在が検出された場合には、制御部１２で音、光等による警告とともに、バックホーＩの走行用エンジンの停止および油圧系統の動作の遮断を行って、バックホーＩを緊急停止させる。
【００３０】
一方、第２領域Ｂに人Ｍ２の存在が検出された場合には、制御部１２では、緊急停止の予備動作、例えば音、光等による警告のみを行い、バックホーＩでの作業自体は継続できるようにする。このことで緊急性が高くない停止状態が生起されることを防止してバックホーＩによる所定の作業の効率化を図ることができる。
【００３１】
映像生成部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃも赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃに対応させて３個設けてあり、入力される映像信号Ｓ１〜Ｓ３に距離信号Ｓ４〜Ｓ６を重畳する等、所定の加工処理を行い、モニタ１５で可視化し得る映像信号Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５として映像切替部１４に送出する。映像切替部１４は、スイッチ機能を有するもので、映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５のいずれか一つを選択してモニタ１５に送出する。さらに詳言すると、映像切替部１４には各障害物検出部１０Ａ〜１０Ｃからの障害物信号Ｓ７〜Ｓ９および第１領域Ａ，第２領域Ｂに関する情報を示す第１領域信号Ｓ１０または第２領域信号Ｓ１１が供給されている。この結果、障害物信号Ｓ７〜Ｓ９および第１領域信号Ｓ１０または第２領域信号Ｓ１１に基づき所定条件の下での論理演算を行うことにより映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５のいずれか一つを選択する。具体的には、基本的に障害物信号Ｓ７〜Ｓ９のうち時間的に最も早く立上ったものに対応する映像信号Ｓ７〜Ｓ９を優先的に選択し、選択された映像信号Ｓ７〜Ｓ９の立下りのタイミングで次の映像信号Ｓ７〜Ｓ９に切替える。ここで、第１領域信号Ｓ１０に対応する映像信号Ｓ７〜Ｓ９は第２領域信号Ｓ１１に対応する映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５に優先して選択されるとともに、第２領域信号Ｓ１１に対応する映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５の選択中に第１領域信号Ｓ１０に対応する障害物信号Ｓ７〜Ｓ９が立上った場合には、このときの第１領域信号Ｓ１０に対応する映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５を優先的に選択して割り込ませる。
【００３２】
上述の如く、本形態におけるモニタ１５には一つの映像信号Ｓ１３〜Ｓ１５のみを再生するようにしたので、ただでさえ狭隘な運転室２Ａ（図１および図２参照)においてモニタ１５を合理的な占有スペースとすることができる。ただ、メインの画像としては選択されていない第１領域Ａ１〜Ａ３または第２領域Ｂ１〜Ｂ３の画像をモニタ１５に小さい領域のマルチ画面として表示するようにしても良い。
【００３３】
図４は本発明の第２の実施の形態に係る建設機械であるブルドーザを示す側面図、図５はその平面図である。両図に示すように、ブルドーザIIは、クローラ３１Ａを備えた走行装置３１、運転室３２Ａを備えて走行装置３１の上に配設されている車体３２およびブレード（排土板）３３を具備している。かくして運転室３２Ａのオペレータの操作でクローラ３１Ａを駆動させることにより前後方向に走行させながら、土砂のかきおこしや、盛土、整地等の所定の作業を行う。ここで、ブレード３３は、車体３２に基端部が取付けられている油圧シリンダ３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄを適宜駆動することによりブレード３３の前方への押出し、垂直面内での回動動作等を行わせることができる。また、走行の停止は運転室３２Ａの足下に配設されているブレーキペダル（図示せず）の踏み込みにより行う。
【００３４】
このように、ブルドーザIIは前後方向への走行を伴いながら圧油の供給により油圧系を介して油圧シリンダ３４Ａ〜３４Ｄ等を駆動してブレード３３の押出し、回動等を行いつつ土砂のかきおこしや、盛土、整地を行う。このため、第１の実施の形態に示すバックホーＩと同様に、ブルドーザIIでも、周囲の視界、特に後方視界が死角になりやすい。そこで、本形態でも後方視界の状況を把握するため、第１の実施の形態と同様に３台の赤外線カメラ３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃを車体３２の後部に取り付けてあり、各赤外線カメラ３６Ａ〜３６Ｃの映像情報に基づく所定の処理を行って、作業の安全を担保する、図３に示すものと同様の安全装置を搭載している。なお、本形態でも、バックホーに関する第１の実施形態と同様に、赤外線カメラ３６Ａ〜３６Ｃを３台設ける必要は、必ずしもない。監視する範囲によっては、当然一台で済む場合もある。特にブルドーザIIは、バックホーＩとは異なり、後進の際、ほぼ直線的に進み、旋回動作を行うことは少ないので、バックホーＩに較べて後方視界の監視領域は狭くても構わない。したがって、第２の実施の形態に係るブルドーザIIでは、撮像手段（上記実施形態では赤外線カメラ６Ａ〜６Ｃ）は一台で済む場合が多い。
【００３５】
この結果、制御部１２（図３参照；以下同じ）の出力信号で予め設定してある緊急動作を実行する。例えば、第１領域Ａに人Ｍ１の存在が検出された場合には、制御部１２で音、光等による警告とともに、急制動をかけてブルドーザIIを緊急停止させる。
【００３６】
一方、第２領域Ｂに人Ｍ２の存在が検出された場合には、第１の実施の形態と同様に、緊急停止の予備動作、例えば音、光等による警告のみを行い、ブルドーザIIでの作業自体は継続できるようにする。
【００３７】
ここで、特にブルドーザIIが大型化した場合のブレーキ機構には、ポテンショメータを利用して操作力が低減されるように工夫したポテンショメータ同期方式が採用される。これは、ブレーキペダルの踏み込み量を角度情報として送信側のポテンショメータから受信側のポテンショメータに伝達し、受信側のポテンショメータで検出した回動角(ブレーキペダルの踏み込み量に比例)に基づきブレーキの油圧機構を直接駆動するものである。
【００３８】
したがって、上述の通り、第１領域Ａに人Ｍ１の存在が検出された場合には、オペレータがブレーキペダルを踏み込む代わりに制御部１２が出力する緊急停止信号を受信側のポテンショメータに直接供給してブレーキ機構を駆動することで緊急事態に対処する。
【００３９】
その他の構成及び作用効果は第１の実施形態と同様である。
【００４０】
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーIIIがトンネル工事におけるトンネル内を走行する状態を示す概略平面図、図７は、第３の実施の形態におけるモニタの再生状態を示す概略図である。
【００４１】
本実施形態では、ダンプカーIIIが、例えばトンネル工事などの現場を走行する際に、トンネル内の車両通行領域に人が入り込んでいた場合、その人を検出して警告音（緊急停止の予備動作）あるいは緊急停止させるなどして安全性を確保するものである。
また、トンネル内はダンプカーなどの車両が通行する中央の車両通行領域の他、その左右の端に作業者などが通行する人通行領域を設けている場合がある。
トンネル内の広さにもよるが、あまり広くないトンネルである場合、人通行領域を通行する人をも検出してしまうことがあり得る。
この人通行領域の通行者をその都度検出していては車両の移動を妨げることとなる。
そこで本実施形態では、トンネル内の左右の人通行領域に人が歩いていてもそれを検出しないように制御する構成を提供する。
具体的には次の構成を採用している。
【００４２】
本実施形態では、ダンプカーIIIの車体２の前方領域を占める運転室２Ａの上部外面に赤外線カメラ６Ａを有し、車両前方の状況を撮像する。
ここで、赤外線カメラ６Ａは、トンネルＴ１内の広さにもよるが、あまり広くない場合には、領域Ａと領域Ｂとの映像情報を撮像する。本実施形態において、領域Ａはトンネル内における中央の車両通行領域を示し、領域Ｂは、領域Ａの左右に位置し、工事作業者などが通行する人通行領域を示す。領域Ｂは領域Ａの左側又は右側のいずれか片側にのみ設けられている場合もある。
領域Ａに障害物となる工事作業者などの人Ｍ１の存在を検出した場合には、ダンプカーIIIの駆動系を制御して緊急停止など、予め定められた所定の緊急動作を行う。なお、緊急停止の予備動作として、例えば、音や光などによる警告のみを行うものとすることも可能である。
そして、領域Ａには人Ｍ１の存在を検出しないが、領域Ｂに工事作業者などの人Ｍ２の存在を検出する場合がある。
このとき、トンネル内の広さにもよるが、領域Ｂに存在する人Ｍ２までの距離が近い場合もある。このような場合、領域Ｂに存在する人Ｍ２にあっては障害物として認識しないように制御する。すなわち、領域Ｂに人Ｍ２が存在していても信号処理上、この存在は無視する。
【００４３】
図８は図６に示すダンプカーIIIにおける安全装置を示すブロック図である。本形態における撮像手段は、図６に示すように、ダンプカーIIIの前方の様子を撮像するように配設された１台の赤外線カメラ６Ａで構成してある。本形態における赤外線カメラ６Ａには対象物までの距離を計測し得るものとなっている。この結果、赤外線カメラ６Ａからは、取得した画像を表す映像信号Ｓ１とともに、対象物までの距離を表す距離信号Ｓ４も送出される。
【００４４】
赤外線カメラ６Ａから出力する距離信号Ｓ４を含む映像信号Ｓ１は障害物検出部１０Ａに供給して所定の処理を行う。ここで、障害物検出部１０Ａは、映像信号Ｓ１を処理して、予め定められた所定の領域Ａ（図６及び図７参照。）内における障害物（本形態の場合は人Ｍ１）の存在を検出した場合に立上がるとともに、障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号Ｓ７を送出する。
【００４５】
本形態における障害物検出部１０Ａは、領域Ａに存在する人Ｍ１を障害物として検出しているが、これは、例えば障害物検出部１０Ａを次のように構成することで実現できる。すなわち、映像信号Ｓ１に含まれる赤外線情報を処理するとともに、映像信号Ｓ１に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき障害物の種類を特定する。例えば、赤外線情報で体温を検出することで人を含む動物であるか否かを切り分け、パターン認識で人に関する特徴的なパターンを有するか否かを検出する等により障害物が人であることを特定する。これはＡＩ処理を導入することで良好に実現し得る。
【００４６】
本形態では、領域Ａのみならず領域Ｂ内に人Ｍ１，Ｍ２の存在が検出された場合に、かかる存在を表す信号を障害物信号Ｓ７として出力する。
【００４７】
領域データ生成部１６は、入力される映像信号Ｓ１を障害物までの距離を表す距離信号Ｓ４とともに処理して赤外線カメラ６Ａから照射した赤外線の照射領域(図６の網点部分の領域；以下同じ)において、車両通行領域のみを抽出した領域Ａに関するデータを生成し、このデータを表す領域信号Ｓ１６を送出する。さらに具体的には、領域データ生成部１６には、図６に示すように、赤外線の放射角度θ１，θ２の値がパラメータとして設定してあり、距離Ｌ１，Ｌ２は赤外線カメラ６Ａの中心から赤外線の放射方向に沿い車両通行領域と人通行領域との境界位置までの距離として与えられる。そこで、距離Ｌ１，Ｌ２を距離計で実測する。
また、車両通行領域と人通行領域との境界位置に縁石が配設されている場合、この縁石を障害物と見なすこともでき、この場合には、赤外線カメラ６Ａの映像情報に含まれる距離信号Ｓ４を利用することもできる。
【００４８】
一方、ダンプカーIIIの進行方向（図６中の矢印方向）に関する中心線と、車両通行領域と人通行領域との境界位置との間の距離Ｌ３，Ｌ４は、
Ｌ３=Ｌ１×ｓｉｎθ１、Ｌ４=Ｌ２×ｓｉｎθ２
の関係により求めることができる。すなわち、距離Ｌ１，Ｌ２を求めれば赤外線の照射領域のうち車両通行領域に含まれる領域Ａ（図６の濃い網点部分の領域；以下同じ）のデータを生成することができる。
【００４９】
比較部１７は障害物信号Ｓ７と領域信号Ｓ１６とを照合することにより、障害物である人Ｍ１，Ｍ２が領域Ａ内に存在するか否かを検出し、領域Ａ内に存在する場合には、このことを表す警報信号Ｓ１７を生成し、警報手段１８に送出する。警報手段１８が、警報信号Ｓ１７を入力した場合、例えば、領域Ａに人Ｍ１の存在が検出された場合には、音、光等による警告とともに、ダンプカーIIIの走行用エンジンの停止および強制的にブレーキを掛けてダンプカーIIIを緊急停止させる。一方、障害物である人Ｍ２が領域Ｂに存在する場合には、警報信号Ｓ１７が生成されないので、障害物としての人Ｍ２の存在は無視される。
【００５０】
映像生成部１３Ａは、入力される映像信号Ｓ１に距離信号Ｓ４を重畳する等、所定の加工処理を行い、モニタ１５で可視化し得る映像信号Ｓ１３を生成する。
モニタ１５では、領域信号Ｓ１６を入力して領域Ａに係る範囲のみ可視化できるようにし、領域Ｂに係る範囲を可視化できないように表示する。例えば、図７に示すように、領域Ｂに係る範囲を網掛け処理するなどして領域Ｂを可視化し得ないようにする。
【００５１】
図９は、本発明の第４の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーIVが一般道路を左折して走行し、左折する状態を示す概略平面図である。
本実施形態では、ダンプカーIVなどの車両における左折時の巻き込み防止に寄与するものである。ダンプカーIVは車両が大きく、特に左折時に歩道を渡る歩行者や側道を走行するオートバイなどに気づくのが遅くなることがあり、大事故を起こす虞がある。
そこで本実施形態では、ダンプカーIVなどの車両の左折時における巻き込み事故を未然に防止して安全性を確保すべく構成を提供する。
具体的には次の通りである。
【００５２】
ダンプカーIVなどの車両の側面に赤外線カメラ（撮像手段）６Ａを備え、一般道路４０の交差点付近にて人Ｍ１を検出した際には、音、光等による警告を発するようにする。緊急停止をしてしまうと走行の妨げとなるばかりか、後続車の追突事故を招いてしまう虞もあるため、本実施形態では緊急停止はしないようにする。
本形態における撮像手段は、図９に示すように、ダンプカーIVの側方の様子を撮像するように、ダンプカーIVの左側面の所定位置に配設された１台の赤外線カメラ６Ａで構成してある。本形態における赤外線カメラ６Ａには対象物までの距離を計測し得るものとなっている。この結果、赤外線カメラ６Ａからは、取得した画像を表す映像信号Ｓ１とともに、対象物までの距離を表す距離信号Ｓ４も送出される。
【００５３】
本形態は、図８に示す第３の実施形態のブロック図に示す構成と基本的に同様の構成で実現できる。すなわち、赤外線カメラ６Ａから出力する距離信号Ｓ４を含む映像信号Ｓ１は、障害物検出部１０Ａに供給して所定の処理を行う。ここで、障害物検出部１０Ａは、映像信号Ｓ１を処理して、障害物（本形態の場合は人Ｍ１）の存在を検出した場合に立上がるとともに、障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号Ｓ７を送出する。
【００５４】
本形態における障害物検出部１０Ａは、人Ｍ１，Ｍ２を障害物として検出しているが、これは、例えば障害物検出部１０Ａを次のように構成することで実現できる。すなわち、映像信号Ｓ１に含まれる赤外線情報を処理するとともに、映像信号Ｓ１に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき障害物の種類を特定することができる。例えば、赤外線情報で体温を検出することで人を含む動物であるか否かを切り分け、パターン認識で人に関する特徴的なパターンを有するか否かを検出する等により障害物が人であることを特定する。これはＡＩ処理を導入することで良好に実現し得る。
【００５５】
本形態において、領域データ生成部１６における領域データは図９に網点で示す領域のデータである。これは任意の扇型の範囲として与えられ、領域信号Ｓ１６となる。あとは、第３の実施の形態と同様に比較部１７による比較動作の後、領域Ａにおける人Ｍ１の存在が検知された場合のみ、警報手段１８による所定の警告動作が実行される。
【００５６】
映像生成部１３Ａは、入力される映像信号Ｓ１に距離信号Ｓ４を重畳する等、所定の加工処理を行い、モニタ１５で可視化し得る映像信号Ｓ１３として映像切替部１４に送出する。モニタ１５では、オペレータが領域Ａに係る範囲に人Ｍ１の存在有無を確認することができる。
【００５７】
図１０は、本発明の第５の実施の形態に係る建設機械であるダンプカーVが建設現場３０から一般道路４０に出ようとしている状態を示す概略平面図である。
例えば、図１０に示すように、建設現場３０などは、仮囲い２０などで現場周域を囲っており、現場外部の視界が悪いことが多い。
本実施形態では、例えば、建設現場３０からダンプカーVなどの車両が出庫する際に、歩道５０などを通行する人Ｍ１を検出したとき、ダンプカーVに対して緊急停止などの所定動作をして安全性を確保するものである。
具体的には次の通りであり、図８に示す第３の実施形態のブロック図を援用して説明する。
【００５８】
本実施形態では、赤外線カメラ（撮像手段）６Ａを現場出入り口３０Ａの仮囲い２０の所定位置に備え、現場出入り口３０Ａ付近にて人Ｍ１を検出した際には、音、光等による警告を発するようにする。車両に対して緊急停止をすることも可能である。
本形態における赤外線カメラ６Ａには、対象物までの距離を計測し得るものとなっている。この結果、赤外線カメラ６Ａからは、取得した画像を表す映像信号Ｓ１とともに、対象物までの距離を表す距離信号Ｓ４も送出される。
【００５９】
赤外線カメラ６Ａから出力する距離信号Ｓ４を含む映像信号Ｓ１は障害物検出部１０Ａに供給して所定の処理を行う。ここで、障害物検出部１０Ａは、映像信号Ｓ１を処理して、予め定められた所定の領域Ａ（図１０参照。）内における障害物（本形態の場合は人Ｍ１）の存在を検出した場合に立上がるとともに、障害物の退避を検出した場合に立下がる障害物信号Ｓ７を送出する。
【００６０】
本形態における障害物検出部１０Ａは、領域Ａに存在する人Ｍ１を障害物として検出しているが、これは、例えば障害物検出部１０Ａを次のように構成することで実現できる。すなわち、映像信号Ｓ１に含まれる赤外線情報を処理するとともに、映像信号Ｓ１に含まれる情報を特定のパターンと比較した結果に基づき障害物の種類を特定する。例えば、赤外線情報で体温を検出することで人を含む動物であるか否かを切り分け、パターン認識で人に関する特徴的なパターンを有するか否かを検出する等により障害物が人であることを特定する。これはＡＩ処理を導入することで良好に実現し得る。
【００６１】
本形態では、任意に設定した領域Ａ内に人Ｍ１の存在が検出された場合に、人Ｍ１の存在を表す信号を障害物信号Ｓ７として出力する。警報手段１８では障害物検出部１０Ａが人Ｍ１の存在を検出した場合に出力される障害物信号Ｓ７で駆動され、周囲にダンプカーIIIが近接していることを告知している。
【００６２】
映像生成部１３Ａは、入力される映像信号Ｓ１に距離信号Ｓ４を重畳する等、所定の加工処理を行い、モニタ１５で可視化し得る映像信号Ｓ１３として映像切替部１４に送出する。モニタ１５では、オペレータが、領域Ａに係る範囲に人Ｍ１の存在有無を確認することができる。
【００６３】
なお、上述した各実施形態は、本発明の実施の一形態であって、何等これに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、本実施形態に示す構成からなる建設機械の安全装置に係らず、他の構成からなる安全装置にも利用可能である。また、本発明が適用される建設機械は特に限定されず建設機械一般に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｉ  バックホー
II  ブルドーザ
Ａ，Ａ１〜Ａ３  領域，
Ｍ１，Ｍ２  人
Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ１３〜Ｓ１５  映像信号
Ｓ４〜Ｓ６  距離信号
Ｓ７〜Ｓ９  障害物信号
Ｓ１０  第１範囲信号
Ｓ１１  第２範囲信号
Ｓ１２  領域信号
１０Ａ〜１０Ｃ  障害物検出部
１１  領域識別部
１２  制御部
１３Ａ〜１３Ｃ  映像生成部
１４  映像切替部
１５  モニタ
１６  領域データ生成部
１７  比較部
【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】
2020125672.tif 000009
【図８】
2020125672.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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