(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、
前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、
前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
を備え、
前記人位置予測手段は、前記複数の時点の人位置情報に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて前記人の位置を予測する
接触防止システム。
【請求項２】
建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、
前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、
前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
を備え、
前記機械位置検出手段は、前記建設機械の予め定められた複数の部位の位置を検出し、
前記演算手段は、前記機械位置検出手段によって検出された複数の位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記複数の部位と前記人との距離を演算し、
前記制御手段は、前記演算手段によって演算された複数の距離のうち、前記人毎に最も短い距離に基づく情報を前記表示手段によって表示するように制御する
接触防止システム。
【請求項３】
建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、
前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、
前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
を備え、
前記記憶手段は、前記機械位置検出手段によって検出された位置を示す機械位置情報をさらに記憶し、
前記記憶手段によって記憶された複数の時点の前記機械位置情報に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記部位の位置を予測する機械位置予測手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記機械位置予測手段によって予測された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて前記距離を演算する
接触防止システム。
【請求項４】
建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、
前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、
前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
を備え、
前記人位置検出手段および前記機械位置検出手段の少なくとも一方は、ＧＰＳ受信機により検出対象とする位置を検出し、
前記ＧＰＳ受信機は、自身の位置を示す位置情報および当該位置の測位精度を示す精度情報を出力し、
前記演算手段は、前記ＧＰＳ受信機から出力された位置情報により示される位置を、当該位置情報と共に前記ＧＰＳ受信機から出力された精度情報により示される測位精度に応じた誤差範囲の最大距離だけ、前記建設機械の前記部位と前記人との距離が短くなる方向に移動した状態で当該距離を演算する
接触防止システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記演算手段によって演算された距離を示す情報を前記表示手段によって表示するように制御する
請求項１〜請求項４の何れか１項記載の接触防止システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記建設機械と前記人とを示す画像をさらに前記表示手段によって表示するように制御する
請求項１〜請求項５の何れか１項記載の接触防止システム。
【請求項７】
前記制御手段は、前記演算手段によって演算された距離が予め定められた閾値以下となった場合に前記表示手段によって警告を示す表示を行うように制御する
請求項１〜請求項６の何れか１項記載の接触防止システム。
【請求項８】
前記人位置検出手段および前記機械位置検出手段は、無線により検出対象とする位置を検出する
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の接触防止システム。
【請求項９】
前記ＧＰＳ受信機は、前記精度情報としてＧＰＳの質を示す質情報を出力し、
前記記憶手段は、前記質情報と、当該質情報により示される質に応じた前記測位精度を示す精度情報と、を関連付けてさらに予め記憶し、
前記演算手段は、前記ＧＰＳ受信機から出力された前記質情報に対応する前記精度情報を前記記憶手段から読み出し、読み出した前記精度情報を用いて前記移動を行う
請求項４記載の接触防止システム。
【請求項１０】
自建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記自建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、
前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記自建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
を備え、
前記人位置予測手段は、前記複数の時点の人位置情報に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて前記人の位置を予測する
建設機械。
【請求項１１】
コンピュータを、
建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段によって検出された複数の時点の人の位置に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、
前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触防止システム、建設機械およびプログラムに係り、より詳しくは、建設機械と人との接触を防止する接触防止システム、当該建設機械およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、誤動作や検出範囲の死角がなく、作業者のみを確実に検出することを目的として、建設機械に配設された受信アンテナ、制御装置、および警報出力装置と、作業者に装着された発信器とを備え、前記制御装置により、建設機械と作業者間の距離を演算し、所定の距離内であると判断した場合に警報を発する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、建設現場において重機とこの重機に接近する接近者とが所定の距離まで接近した際に、前記接近者の接近情報を前記重機のオペレータに報知する重機接近者警報装置であって、前記接近者が有し、接近者を識別するためのＩＤデータを発信する無線タグと、前記重機に取り付けられ、前記ＩＤデータを受信する受信装置と、この受信装置に接続され、前記受信したＩＤデータに基づく接近情報を報知する報知装置とを備えており、前記報知装置により、前記受信したＩＤデータ毎に異なる接近情報を報知する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６８１７４号公報
【特許文献２】特開２００７−１２０１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に開示されている技術では、作業者または接近者の動きについては考慮されておらず、建設機械と人との接触を、必ずしも高精度に防止することができるとは限らない、という問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる接触防止システム、当該建設機械およびプログラ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の接触防止システムは、建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、を備え、前記人位置予測手段が、前記複数の時点の人位置情報に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて前記人の位置を予測する。
【０００８】
請求項１記載の接触防止システムによれば、建設機械の周囲に存在する人の位置が人位置検出手段によって検出され、検出された位置を示す人位置情報が記憶手段によって記憶される。なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の半導体記憶素子、フレキシブル・ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体、或いはネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ等に設けられた外部記憶装置が含まれる。
【０００９】
ここで、本発明では、人位置予測手段により、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置が予測される一方、機械位置検出手段により、前記建設機械の予め定められた部位の位置が検出される。
【００１０】
そして、本発明では、演算手段により、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離が演算され、制御手段により、前記演算手段による演算結果に基づく情報が表示手段によって表示されるように制御される。なお、上記表示手段による表示には、ディスプレイ装置による可視表示の他、音声生成装置、鳴動装置等による可聴表示、画像形成装置による永久可視表示が含まれる。
【００１１】
このように、請求項１記載の接触防止システムによれば、建設機械の周囲に存在する人の予め定められた時間が経過した後の位置を予測し、予測した位置と建設機械の予め定められた部位との距離を演算して適用しているので、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１２】
なお、本発明は、前記人位置予測手段が、前記複数の時点の人位置情報に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて前記人の位置を予測している。これにより、上記移動速度および移動加速度を用いない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、請求項２記載の接触防止システムは、建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、を備え、前記機械位置検出手段が、前記建設機械の予め定められた複数の部位の位置を検出し、前記演算手段が、前記機械位置検出手段によって検出された複数の位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記複数の部位と前記人との距離を演算し、前記制御手段が、前記演算手段によって演算された複数の距離のうち、前記人毎に最も短い距離に基づく情報を前記表示手段によって表示するように制御している。これにより、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができると共に、より適切に建設機械と人との接触を防止することができる。
また、上記目的を達成するために、請求項３記載の接触防止システムは、建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、を備え、前記記憶手段が、前記機械位置検出手段によって検出された位置を示す機械位置情報をさらに記憶し、前記記憶手段によって記憶された複数の時点の前記機械位置情報に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記部位の位置を予測する機械位置予測手段をさらに備え、前記演算手段が、前記機械位置予測手段によって予測された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて前記距離を演算する。これにより、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
さらに、上記目的を達成するために、請求項４記載の接触防止システムは、建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段と、前記人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、を備え、前記人位置検出手段および前記機械位置検出手段の少なくとも一方が、ＧＰＳ受信機により検出対象とする位置を検出し、前記ＧＰＳ受信機が、自身の位置を示す位置情報および当該位置の測位精度を示す精度情報を出力し、前記演算手段が、前記ＧＰＳ受信機から出力された位置情報により示される位置を、当該位置情報と共に前記ＧＰＳ受信機から出力された精度情報により示される測位精度に応じた誤差範囲の最大距離だけ、前記建設機械の前記部位と前記人との距離が短くなる方向に移動した状態で当該距離を演算する。これにより、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができると共に、ＧＰＳ受信機を適用した前記人位置検出手段および前記機械位置検出手段の少なくとも一方については、可搬性を向上させることができると共に、低コスト化することができる。
特に、本発明は、前記ＧＰＳ受信機が、自身の位置を示す位置情報および当該位置の測位精度を示す精度情報を出力し、前記演算手段が、前記ＧＰＳ受信機から出力された位置情報により示される位置を、当該位置情報と共に前記ＧＰＳ受信機から出力された精度情報により示される測位精度に応じた誤差範囲の最大距離だけ、前記建設機械の前記部位と前記人との距離が短くなる方向に移動した状態で当該距離を演算している。これにより、上記測位精度を用いない場合に比較して、より確実に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１４】
なお、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の発明は、請求項５に記載の発明のように、前記制御手段が、前記演算手段によって演算された距離を示す情報を前記表示手段によって表示するように制御してもよい。これにより、より直感的に建設機械に対する人の接近状態を把握することができる結果、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１５】
また、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の発明は、請求項６に記載の発明のように、前記制御手段が、前記建設機械と前記人とを示す画像をさらに前記表示手段によって表示するように制御してもよい。これにより、より直感的に建設機械に対する人の接近状態を把握することができる結果、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１６】
また、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の発明は、請求項７に記載の発明のように、前記制御手段が、前記演算手段によって演算された距離が予め定められた閾値以下となった場合に前記表示手段によって警告を示す表示を行うように制御してもよい。これにより、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００１８】
さらに、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の発明は、請求項８に記載の発明のように、前記人位置検出手段および前記機械位置検出手段が、ＩＣタグおよびＧＰＳ（Global Positioning Systems）等を用いた無線により検出対象とする位置を検出してもよい。これにより、より簡易かつ的確に、建設機械と人との接触を防止することができる。特に、ＩＣタグおよびＧＰＳの少なくとも１つを用いる場合は、ＩＣタグおよびＧＰＳは可搬性が高く、かつ広く普及しており、低コストで適用することができるため、当該ＩＣタグおよびＧＰＳの少なくとも１つを用いない場合に比較して、より簡易かつ低コストで、建設機械と人との接触を防止することができる。
【００２１】
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項９に記載の発明のように、前記ＧＰＳ受信機が、前記精度情報としてＧＰＳの質を示す質情報を出力し、前記記憶手段が、前記質情報と、当該質情報により示される質に応じた前記測位精度を示す精度情報と、を関連付けてさらに予め記憶し、前記演算手段が、前記ＧＰＳ受信機から出力された前記質情報に対応する前記精度情報を前記記憶手段から読み出し、読み出した前記精度情報を用いて前記移動を行ってもよい。これにより、より的確に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明は、前記演算手段が、前記ＧＰＳ受信機により位置が検出された前記人および前記建設機械の少なくとも一方の外郭位置を、当該検出された位置を示す位置情報と共に前記ＧＰＳ受信機から出力された精度情報により示される測位精度に応じた誤差範囲の最大距離だけ広げた状態で前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算してもよい。これによっても、上記測位精度を用いない場合に比較して、より確実に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００２３】
一方、上記目的を達成するために、請求項１０記載の建設機械は、自建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段によって検出された位置を示す人位置情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の時点の前記人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記自建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段と、前記機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記自建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、を備え、前記人位置予測手段が、前記複数の時点の人位置情報に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて前記人の位置を予測する。
【００２４】
従って、請求項１０に記載の建設機械によれば、請求項１記載の発明と同様に作用するので、請求項１記載の発明と同様に、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【００２５】
一方、上記目的を達成するために、請求項１１記載のプログラムは、コンピュータを、建設機械の周囲に存在する人の位置を検出する人位置検出手段によって検出された複数の時点の人の位置に基づいて前記人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて、予め定められた時間が経過した後の前記人の位置を予測する人位置予測手段と、前記建設機械の予め定められた部位の位置を検出する機械位置検出手段によって検出された位置および前記人位置予測手段によって予測された位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の前記建設機械の前記部位と前記人との距離を演算する演算手段と、前記演算手段による演算結果に基づく情報を表示手段によって表示するように制御する制御手段と、として機能させるためのものである。
【００２６】
従って、請求項１１に記載のプログラムによれば、コンピュータに対して請求項１記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１記載の発明と同様に、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、建設機械の周囲に存在する人の予め定められた時間が経過した後の位置を予測し、予測した位置と建設機械の予め定められた部位との距離を演算して適用しているので、本発明を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係る接触防止システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係るパーソナル・コンピュータの電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態に係るパーソナル・コンピュータに備えられた二次記憶部の主な記憶内容を示す模式図である。
【図４】実施の形態に係る機械位置ログ情報データベースの構成を示す模式図である。
【図５】実施の形態に係る人位置ログ情報データベースの構成を示す模式図である。
【図６】実施の形態に係る接触レベル情報データベースの構成を示す模式図である。
【図７】第１の実施の形態に係る接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施の形態に係る接触防止システムにおける作業員の位置の予測結果に対する誤差範囲の定義（円による定義）の説明に供する模式図である。
【図９】実施の形態に係る接触防止システムにおける作業員の位置の予測結果に対する誤差範囲の定義（扇形による定義）の説明に供する模式図である。
【図１０】実施の形態に係る表示画面の一例を示す概略図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る接触防止システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施の形態に係る接触防止システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１４】第３の実施の形態に係るＧＰＳ受信機の位置の検出誤差の説明に供する模式図である。
【図１５】第３の実施の形態に係る精度変換情報データベースの構成を示す模式図である。
【図１６】第３の実施の形態に係る接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明を、建設現場において、建設機械（本実施の形態では、クレーン車）の周辺で作業を行う作業員と当該建設機械との接触を防止する接触防止システムに適用した場合について説明する。
【００３０】
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明が適用された接触防止システム１０の全体構成を説明する。なお、図１は、本実施の形態に係る接触防止システム１０の機能的な構成を示すブロック図である。
【００３１】
同図に示すように、本形態に係る接触防止システム１０は、建設機械４０に設けられ、当該システム１０の中心的な役割を担うパーソナル・コンピュータ２０と、建設機械４０の周辺に存在する人が接触する可能性のある、当該建設機械４０の予め定められた部位（以下、「検出対象部位」という。）の位置を検出するための機械位置検出部３０と、建設機械４０が用いられる建設現場で作業に従事する作業者によって各々所持され、所持した作業員の位置を検出する人位置検出器５０と、を有している。
【００３２】
本実施の形態に係るパーソナル・コンピュータ２０は、人位置予測部２１、距離演算部２２、記憶部２３、表示制御部２４、表示部２５、音声出力部２６、通信部２７、および通信部２８を備えている。また、本実施の形態に係る機械位置検出部３０は、位置座標検出器３１、方位検出器３２、旋回角度検出器３３、ブーム長検出器３４、および起伏角度検出器３５といった建設機械４０における検出対象部位の位置を検出するための各種検出器を備えている。
【００３３】
位置座標検出器３１は、建設機械４０の位置を検出するものであり、方位検出器３２は、建設機械４０の下部走行体の方向を検出するものであり、旋回角度検出器３３は、建設機械４０の下部走行体に対する旋回フレーム（建設機械４０の操作者が乗る部分）の旋回角度を検出するものである。また、ブーム長検出器３４は、建設機械４０のブームの長さを検出するものであり、起伏角度検出器３５は、上記ブームの起伏角度を検出するものである。
【００３４】
これらの機械位置検出部３０に備えられた各検出器には、通信部２７と通信可能に構成された通信部３６が各々備えられており、各検出器による検出結果は、検出対象を示す情報（以下、「検出対象特定情報」という。）と共に、対応する通信部３６を介してパーソナル・コンピュータ２０に送信される。なお、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記各検出器により予め定められた期間（本実施の形態では、０．１秒間）毎に検出結果および検出対象特定情報を送信している。また、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、位置座標検出器３１としてＧＰＳを利用した位置特定システムを適用しているが、これに限らず、三角測量技術を利用した位置特定システム、ＩＣタグを利用した位置特定システム等、他の位置特定システムを適用してもよい。
【００３５】
また、各作業員に所持される人位置検出器５０には、通信部２８と通信可能に構成された通信部５２が各々備えられており、各人位置検出器５０による検出結果は、対応する通信部５２を介してパーソナル・コンピュータ２０に送信される。本実施の形態に係る接触防止システム１０では、各作業員を識別するために各作業員に対して識別情報を個別に予め付与しており、各人位置検出器５０による検出結果は、当該人位置検出器５０を所持している作業員に付与された識別情報と共にパーソナル・コンピュータ２０に送信される。なお、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記各人位置検出器５０により予め定められた期間（本実施の形態では、０．１秒間）毎に検出結果および識別情報を送信している。また、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、人位置検出器５０としてもＧＰＳを利用した位置特定システムを適用しているが、これに限らず、三角測量技術を利用した位置特定システム、ＩＣタグを利用した位置特定システム等、他の位置特定システムを適用してもよい。
【００３６】
また、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、通信部２７、通信部２８、通信部３６、および通信部５２として、ブルートゥース（Bluetooth）により通信を行うものを適用しているが、これに限らず、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）等の他の無線通信規格により通信を行う形態の他、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の有線通信規格により通信を行う形態としてもよい。
【００３７】
一方、パーソナル・コンピュータ２０に設けられた記憶部２３は、各人位置検出器５０によって検出され、通信部２８を介して受信した各作業員の位置を示す人位置情報、および機械位置検出部３０によって検出され、通信部２７を介して受信した情報に基づいて得られる各検出対象部位の位置を示す部位位置情報を時系列順に順次記憶する。また、人位置予測部２１は、記憶部２３に記憶された複数の時点の人位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の各作業員の位置を予測する。
【００３８】
一方、距離演算部２２は、機械位置検出部３０による検出結果に基づいて得られた各検出対象部位の位置および人位置予測部２１によって予測された各作業員の位置に基づいて、前記予め定められた時間が経過した後の各検出対象部位と各作業員との距離を演算する。さらに、表示制御部２４は、距離演算部２２による演算結果に基づく情報を表示部２５によって可視表示すると共に、音声出力部２６によって可聴表示する。
【００３９】
次に、図２を参照して、接触防止システム１０において特に重要な役割を有するパーソナル・コンピュータ２０の電気系の要部構成を説明する。
【００４０】
同図に示すように、本実施の形態に係るパーソナル・コンピュータ２０は、パーソナル・コンピュータ２０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）２０Ａと、ＣＰＵ２０Ａによる各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ２０Ｂと、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ２０Ｃと、前述した人位置情報、部位位置情報等の各種情報を記憶するために用いられる記憶手段として機能する二次記憶部（ここでは、ハードディスク装置）２０Ｄと、各種情報を入力するために用いられるキーボード２０Ｅと、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ２０Ｆと、各種音声を発生するために用いられるスピーカ２０Ｇと、外部装置等との間で通信を行う通信部２０Ｈと、が備えられており、これら各部はシステムバスＢＵＳにより電気的に相互に接続されている。
【００４１】
従って、ＣＰＵ２０Ａは、ＲＡＭ２０Ｂ、ＲＯＭ２０Ｃ、および二次記憶部２０Ｄに対するアクセス、キーボード２０Ｅを介した各種入力情報の取得、ディスプレイ２０Ｆに対する各種情報の表示、スピーカ２０Ｇによる各種音声の発生、および通信部２０Ｈを介した外部装置等との間の通信を各々行うことができる。
【００４２】
なお、パーソナル・コンピュータ２０におけるＣＰＵ２０Ａが人位置予測部２１、距離演算部２２、および表示制御部２４として機能し、二次記憶部２０Ｄが記憶部２３として機能し、ディスプレイ２０Ｆが表示部２５として機能し、スピーカ２０Ｇが音声出力部２６として機能し、通信部２０Ｈが通信部２７および通信部２８として機能する。
【００４３】
一方、図３には、パーソナル・コンピュータ２０に備えられた二次記憶部２０Ｄの主な記憶内容が模式的に示されている。
【００４４】
同図に示すように、二次記憶部２０Ｄには、各種データベースを記憶するためのデータベース領域ＤＢと、パーソナル・コンピュータ２０の各部を制御するための制御プログラムや各種処理を行うためのアプリケーション・プログラム等を記憶するためのプログラム領域ＰＧと、が設けられている。
【００４５】
また、データベース領域ＤＢには、機械位置ログ情報データベースＤＢ１、人位置ログ情報データベースＤＢ２、接触レベル情報データベースＤＢ３、およびモデル情報データベースＤＢ４が含まれる。以下、各データベースの構成について詳細に説明する。
【００４６】
機械位置ログ情報データベースＤＢ１は、一例として図４に示されるように、「日時」および「部位位置」の各情報が記憶されるように構成されている。
【００４７】
なお、上記日時は、対応する上記部位位置情報を機械位置ログ情報データベースＤＢ１に記憶した日時を示す情報であり、上記部位位置は、対応する検出対象部位の対応する日時における位置を示す情報である。例えば、図４に示される機械位置ログ情報データベースＤＢ１では、建設機械４０におけるブームの先端部（「ブーム先端部」）の２００９年５月１１日１３時１５分２０秒時点における位置が、経度がｘ１１であり、緯度がｙ１１であり、高度がｚ１１であることを示している。
【００４８】
一方、人位置ログ情報データベースＤＢ２は、一例として図５に示されるように、「日時」および「人位置」の各情報が記憶されるように構成されている。
【００４９】
なお、上記日時は、対応する上記人位置情報を人位置ログ情報データベースＤＢ２に記憶した日時を示す情報であり、上記人位置は、対応する作業員の対応する日時における位置を示す情報である。例えば、図５に示される人位置ログ情報データベースＤＢ２では、識別情報として‘１０００１’が付与された作業員の２００９年５月１１日１３時１５分２０秒時点における位置が、経度がＸ１１であり、緯度がＹ１１であり、高度がＺ１１であることを示している。
【００５０】
ところで、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、建設機械４０の周囲に存在する作業員の予め定められた時間が経過した後の位置を予測し、当該位置と建設機械４０の検出対象部位との距離（以下、「人・機械間距離」という。）が予め定められた距離Ｄ以下である場合に、ディスプレイ２０Ｆにより、予め定められた距離の範囲毎に、接触する可能性の高さ（以下、「接触レベル」という。）を示す色の画像（本実施の形態では、直線画像）を、対応する作業員と検出対象部位との間に表示する機能（以下、「接触レベル表示機能」という。）が搭載されている。
【００５１】
接触レベル情報データベースＤＢ３は、この接触レベル表示機能のために設けられたものであり、一例として図６に示されるように、「距離範囲」および「表示色」の各情報が記憶されるように構成されている。
【００５２】
なお、上記距離範囲は、上記距離の範囲を示す情報であり、上記表示色は、対応する距離範囲内に人・機械間距離が含まれる場合の上記直線画像の色を示す情報である。例えば、図６に示される接触レベル情報データベースＤＢ３では、人・機械間距離が０ｍ以上１ｍ未満の距離範囲に含まれる場合は、接触レベル表示機能により赤で上記直線画像を表示することを示している。
【００５３】
なお、図示は省略するが、モデル情報データベースＤＢ４は、建設機械４０の可動部の可動範囲内における外郭形状を構成可能な各部の形状および寸法を示す情報（以下、「建設機械モデル情報」という。）が記憶されるように構成されている。
【００５４】
次に、図７を参照して、本実施の形態に係る接触防止システム１０の作用を説明する。なお、図７は、パーソナル・コンピュータ２０のキーボード２０Ｅ等を介して実行指示が受け付けられた際に、ＣＰＵ２０Ａにより実行される接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部２０Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、ここでは、錯綜を回避するために、接触レベル情報データベースＤＢ３およびモデル情報データベースＤＢ４が予め構築されている場合について説明する。
【００５５】
同図のステップ１００では、機械位置検出部３０の各検出器（位置座標検出器３１、方位検出器３２、旋回角度検出器３３、ブーム長検出器３４、および起伏角度検出器３５）からの検出結果および検出対象特定情報と、各人位置検出器５０からの検出結果および識別情報との受信待ちを行い、次のステップ１０２では、機械位置検出部３０の各検出器から受信した検出結果および検出対象特定情報に基づいて、各検出対象部位の位置を特定する。なお、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記各検出対象部位の位置の特定を次のように行う。
【００５６】
まず、モデル情報データベースＤＢ４から建設機械モデル情報を読み出す。
【００５７】
次に、読み出した建設機械モデル情報に基づいて建設機械４０の下部走行体の外郭形状を構成し、当該下部走行体の外郭形状、方位検出器３２による検出結果、および位置座標検出器３１により検出された位置（建設機械４０の位置座標検出器３１が設置されている位置）に基づいて、下部走行体の外郭形状における検出対象部位の位置を特定する。
【００５８】
また、建設機械モデル情報に基づいて建設機械４０の旋回フレームの外郭形状を構成し、当該旋回フレームの外郭形状、旋回角度検出器３３による検出結果、および位置座標検出器３１により検出された位置に基づいて、旋回フレームの外郭形状における検出対象部位の位置を特定する。
【００５９】
さらに、建設機械モデル情報およびブーム長検出器３４による検出結果に基づいて建設機械４０のブームの外郭形状を構成し、当該ブームの外郭形状、起伏角度検出器３５による検出結果、および位置座標検出器３１により検出された位置に基づいて、ブームの外郭形状における検出対象部位の位置を特定する。
【００６０】
次のステップ１０４では、各人位置検出器５０から受信した検出結果および識別情報に基づいて各作業員の位置を特定し、ステップ１０６にて、上記ステップ１０２の処理によって特定した各検出対象部位の位置を上記部位位置情報として機械位置ログ情報データベースＤＢ１の対応する領域に、この時点の日時に関連付けて記憶すると共に、上記ステップ１０４の処理によって特定した各作業員の位置を上記人位置情報として人位置ログ情報データベースＤＢ２の対応する領域に、この時点の日時に関連付けて記憶する。
【００６１】
次のステップ１０８では、本接触防止プログラムの実行が開始されてからの上記ステップ１０６による部位位置情報および人位置情報の記憶数が予め定められた数Ｘ（本実施の形態では、３）以上となったか否かを判定し、肯定判定となった場合は後述するステップ１１２に移行する一方、否定判定となった場合にはステップ１１０に移行して予め定められた期間（本実施の形態では、１秒）の経過待ちを行った後に上記ステップ１００に戻る。
【００６２】
以上のステップ１００〜ステップ１１０の繰り返し処理により、上記予め定められた数Ｘ以上の部位位置情報および人位置情報が、各々上記予め定められた期間毎に機械位置ログ情報データベースＤＢ１および人位置ログ情報データベースＤＢ２に記憶される。
【００６３】
ステップ１１２では、この時点から遡って上記予め定められた数Ｘだけ人位置情報を人位置ログ情報データベースＤＢ２から読み出し、次のステップ１１４にて、読み出した人位置情報に基づいて、予め定められた時間（本実施の形態では、１秒）が経過した後の各作業員の位置を予測する。以下、本実施の形態に係る接触防止システム１０における各作業員の位置の予測手法の原理を説明する。
【００６４】
ある時刻Ｔ（ｎ）での作業員の位置座標をＰｍ（ｎ）、時刻Ｔ（ｎ−１）での作業員の位置座標をＰｍ（ｎ−１）、時刻Ｔ（ｎ−２）での作業員の位置座標をＰｍ（ｎ−２）と各々定義する。
【００６５】
このとき、時刻Ｔ（ｎ＋１）での作業員の位置座標Ｐｍ（ｎ＋１）を予測するための演算式を考える。なお、各時刻は次の関係が成り立つものとする。
【００６６】
【数１】
0005520688.tif 000002
【００６７】
このとき、Δｔ’が十分に小さい場合、Ｐｍ（ｎ＋１）を次の（１）式で示される運動方程式で定義することが可能であり、予測値と実際の位置の誤差は十分に小さい値と言える。
【００６８】
【数２】
0005520688.tif 000003
【００６９】
ここで、本実施の形態に係る接触防止システム１０のようにΔｔ＝Δｔ’である場合、（１）式を展開すると次の（２）式のようにΔｔ’を含まない形で表すことができる。
【００７０】
【数３】
0005520688.tif 000004
【００７１】
以上の原理に基づき、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記ステップ１１４における各作業員の位置の予測を、上記ステップ１１２の処理によって読み出した３時点における人位置情報により示される各作業員の３次元座標系の各座標値を上記（２）式に代入することにより行う。
【００７２】
なお、上記（１）式〜（２）式は、位置座標を２回微分して加速度を求めた上での予測を行っているが、これを考慮しない場合には、次の（３）式として、さらに簡便な形で予測することも可能である。
【００７３】
【数４】
0005520688.tif 000005
【００７４】
しかしながら、これらの式の場合、Δｔ’が大きくなるに従って、Ｐｍ（ｎ＋１）の値は実際の位置座標と比較して誤差が大きくなる可能性がある。そこで、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、Ｐｍ（ｎ＋１）を点ではなく、誤差分を考慮した、ある一定の範囲を示す面として定義するものとする。ここで、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、作業員の位置は上下方向（Ｚ座標方向）については急激に変化しないものと仮定し、Ｘ座標，Ｙ座標成分についてのみ誤差を考慮する。
【００７５】
この方法として、円で定義する方法と扇形で定義する方法との２種類が考えられ、円で定義する場合には、一例として図８に示されるように、誤差範囲を、点Ｐｍ（ｎ＋１）を中心とした半径Ｒの円で次の（４）式により定義する。
【００７６】
【数５】
0005520688.tif 000006
【００７７】
一方、扇形で定義する場合には、一例として図９に示されるように、点Ｐｍ（ｎ）から点Ｐｍ（ｎ＋１）へのベクトルを考えた場合、Ｐｍ（ｎ）を原点としてＺ軸周りに±α（ｄｅｇ）回転させてできる２つの点と、点Ｐｍ（ｎ）を結ぶ扇形の範囲として次の（５）式により定義する。
【００７８】
【数６】
0005520688.tif 000007
【００７９】
なお、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記誤差範囲を扇形で定義している。ここで、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記（５）式におけるθおよびｋとして固定値を適用しているが、これに限らず、接触防止システム１０のユーザ（一例として、建設機械４０の操作者）に対し、キーボード２０Ｅ等の入力手段を介して入力させる形態としてもよい。
【００８０】
次のステップ１１６では、この時点で最も新しい（直近の）各検出対象部位の部位位置情報（すなわち、直前の上記ステップ１０６の処理によって機械位置ログ情報データベースＤＢ１に記憶された部位位置情報）を機械位置ログ情報データベースＤＢ１から読み出し、次のステップ１１８にて、上記ステップ１１４の処理によって予測した各作業員の位置と、読み出した部位位置情報により示される各検出対象部位の位置との距離（本実施の形態では、ユークリッド距離）を上記人・機械間距離として算出する。
【００８１】
次のステップ１２０では、上記ステップ１１８の処理によって得られた人・機械間距離のうちの各作業員と当該作業員に最も近接する検出対象部位との距離に、上記予め定められた距離Ｄ以内であるものが存在するか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１２２に移行してスピーカ２０Ｇにより予め定められた音声（本実施の形態では、ブザー音）を発生させた後にステップ１２４に移行する一方、否定判定となった場合には上記ステップ１２２の処理を実行することなく、ステップ１２４に移行する。
【００８２】
ステップ１２４では、接触レベル情報データベースＤＢ３から全ての情報を読み出した後、当該読み出した情報、上記ステップ１０２の処理によって読み出した建設機械モデル情報、上記ステップ１１２の処理によって読み出した人位置情報、上記ステップ１１４の処理によって導出した各作業員の予測位置および誤差範囲の定義、上記ステップ１１６の処理によって読み出した部位位置情報、および上記ステップ１１８の処理によって演算した人・機械間距離に基づいて、予め定められたフォーマットとされた表示画像を示す情報を構成し、次のステップ１２６にて、構成した情報を用いて当該表示画像をディスプレイ２０Ｆにより表示させる。
【００８３】
図１０には、本ステップ１２６の処理によってディスプレイ２０Ｆに表示される表示画像の一例が示されている。同図に示されるように、この画像では、直近に検出された検出対象部位の位置により示される建設機械４０の画像と、直近の３時点で検出された位置および予測した位置に存在する各作業員の画像とが、建設機械４０の平面視外郭線からの等距離線と共に平面図として表示される。
【００８４】
ここで、この画像では、上記ステップ１１８の処理によって得られた人・機械間距離のうちの各作業員と当該作業員に最も近接する検出対象部位との距離に、接触レベル情報データベースＤＢ３に記憶されている距離範囲に含まれるものが存在する場合、対応する作業員と検出対象部位との間に対応する表示色によって直線画像が表示される。なお、同図では、上記直線画像を便宜上、ハッチング画像として模式的に示している。
【００８５】
従って、建設機械４０の操作者は、当該画像を参照することにより、各作業員と建設機械４０との位置関係を容易に把握することができる。
【００８６】
次のステップ１２８では、本接触防止プログラムを終了させるタイミングとして予め定められたタイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ１３０に移行して、上記予め定められた期間（本実施の形態では、１秒）の経過待ちを行った後に上記ステップ１００に戻る一方、肯定判定となった場合には本接触防止プログラムを終了する。なお、本実施の形態に係る接触防止システム１０では、上記ステップ１２８の処理において適用する上記予め定められたタイミングとして、建設機械４０の操作者がキーボード２０Ｅを介して接触防止プログラムの実行を終了することを示す情報を入力したタイミングを適用しているが、これに限らず、例えば、対象とする建設現場における予め定められた作業終了時刻となったタイミング、パーソナル・コンピュータ２０の電源スイッチがオフ状態とされたタイミング、建設機械４０による作業が終了したタイミング等の他のタイミングとしてもよいことは言うまでもない。
【００８７】
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、建設機械の周囲に存在する人（本実施の形態では、作業員）の予め定められた時間が経過した後の位置を予測し、予測した位置と建設機械の予め定められた部位（本実施の形態では、検出対象部位）との距離を演算して適用しているので、人の予測位置を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【００８８】
また、本実施の形態では、複数の時点の人位置情報に基づいて人の移動速度および移動加速度を導出し、当該移動速度および移動加速度に基づいて人の位置を予測しているので、上記移動速度および移動加速度を用いない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【００８９】
また、本実施の形態では、建設機械の予め定められた複数の部位（検出対象部位）の位置を検出し、検出した複数の位置および予測した人の位置に基づいて、予め定められた時間が経過した後の建設機械の前記複数の部位と人との距離を演算し、演算した複数の距離のうち、各人毎に最も短い距離に基づく情報を表示するように制御しているので、より適切に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００９０】
また、本実施の形態では、演算した距離を示す情報を表示するように制御しているので、より直感的に建設機械に対する人の接近状態を把握することができる結果、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００９１】
また、本実施の形態では、建設機械と人とを示す画像をさらに表示するように制御しているので、より直感的に建設機械に対する人の接近状態を把握することができる結果、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００９２】
また、本実施の形態では、演算した距離が予め定められた閾値以下となった場合に警告を示す表示（本実施の形態では、スピーカ２０Ｇによる可聴表示）を行うように制御しているので、より効果的に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００９３】
さらに、本実施の形態では、無線により検出対象とする位置（人の位置および検出対象部位の位置）を検出しているので、より簡易かつ的確に建設機械と人との接触を防止することができる。
【００９４】
［第２の実施の形態］
まず、図１１を参照して、本第２の実施の形態に係る接触防止システム１０’の構成を説明する。なお、図１１は、本第２の実施の形態に係る接触防止システム１０’の機能的な構成を示すブロック図であり、図１と同一の処理を実行するブロックについては図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００９５】
図１１に示すように、本第２の実施の形態に係る接触防止システム１０’は、機械位置予測部２９が、通信部２７と距離演算部２２との間に新たに設けられている点のみが上記第１の実施の形態に係る接触防止システム１０と異なっている。
【００９６】
本実施の形態に係る機械位置予測部２９は、機械位置ログ情報データベースＤＢ１によって記憶された複数の時点の部位位置情報に基づいて、予め定められた時間が経過した後の各検出対象部位の位置を予測する。
【００９７】
次に、図１２を参照して、本第２の実施の形態に係る接触防止システム１０’の作用を説明する。なお、図１２は、パーソナル・コンピュータ２０のキーボード２０Ｅ等を介して実行指示が受け付けられた際に、ＣＰＵ２０Ａにより実行される、本第２の実施の形態に係る接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部２０Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、図１２における図７と同一の処理を実行するステップについては図７と同一のステップ番号を付し、ここでの説明を省略する。
【００９８】
同図のステップ１１３では、この時点から遡って上記予め定められた数Ｘだけ各検出対象部位の部位位置情報を機械位置ログ情報データベースＤＢ１から読み出し、ステップ１１６’にて、読み出した部位位置情報に基づいて、予め定められた時間（本実施の形態では、１秒）が経過した後の各検出対象部位の位置を予測する。なお、本実施の形態に係る各検出対象部位の位置の予測手法は、上記第１の実施の形態に係る作業員の位置の予測手法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９９】
以上詳細に説明したように、本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、複数の時点の機械位置情報（本実施の形態では、部位位置情報）に基づいて、予め定められた時間が経過した後の部位（本実施の形態では、検出対象部位）の位置を予測し、予測した部位の位置および予測した人の位置に基づいて前記距離を演算しているので、建設機械の予め定められた部位の予測位置を適用しない場合に比較して、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【０１００】
［第３の実施の形態］
本第３の実施の形態では、位置座標検出器３１および人位置検出器５０として、ＧＰＳ受信機を用いた場合の形態例について説明する。
【０１０１】
まず、図１３を参照して、本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’の構成を説明する。なお、図１３は、本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’の機能的な構成を示すブロック図であり、図１１と同一の処理を実行するブロックについては図１１と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０２】
図１３に示すように、本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’は、位置座標検出器３１に代えて位置座標検出器３１’が用いられている点、人位置検出器５０に代えて人位置検出器５０’が用いられている点、および距離演算部２２に代えて距離演算部２２’が用いられている点のみが上記第２の実施の形態に係る接触防止システム１０と異なっている。
【０１０３】
本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’では、位置座標検出器３１’および人位置検出器５０’として、自身の位置を示す位置情報および当該位置の測位精度を示す精度情報を出力するＧＰＳ受信機が適用されている。
【０１０４】
本実施の形態に係るＧＰＳ受信機は、出力するデータ・フォーマットとしてＮＭＥＡ−０１８３が適用されており、例えば、ＧＧＡメッセージには表１に示される情報が含まれている。
【０１０５】
【表１】
0005520688.tif 000008
【０１０６】
表１に示すように、ＧＧＡメッセージには、フィールド６にＧＰＳの質の指標が含まれている。
【０１０７】
ここで、一例として図１４に模式的に示すように、上記ＧＰＳの質の指標における０（測位不能）を除く１〜５の各測位条件の各々毎に、ＧＰＳ受信機によって検出された位置の真の位置に対する水平方向の最大誤差が予め定められている。なお、図１４における「ＲＴＫ−Ｆｉｘ」は「リアルタイム・キネマティック、フィックス」に相当し、「ＲＴＫ−Ｆｌｏａｔ」は「リアルタイム・キネマティック、フロート」に相当し、「Ｄ−ＧＰＳ」は「ディファレンシャルＧＰＳ」に相当する。
【０１０８】
そこで、本第３の実施の形態に係る距離演算部２２’では、位置座標検出器３１’から上記精度情報として出力された上記ＧＰＳの質の指標（以下、「機械指標情報」という。）と、人位置検出器５０’から上記精度情報として出力された上記ＧＰＳの質の指標（以下、「人指標情報」という。）と、を用いて機械位置予測部２９によって予測された建設機械４０における検出対象部位の位置と、人位置予測部２１によって予測された各作業員の位置と、を安全側となるように補正した上で、前記予め定められた時間が経過した後の各検出対象部位と各作業員との距離を演算する。
【０１０９】
本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’では、以上のような位置の補正を実現するために、パーソナル・コンピュータ２０の二次記憶部２０Ｄにおけるデータベース領域ＤＢに、一例として図１５に示す精度変換情報データベースＤＢ５が構築されている。
【０１１０】
同図に示すように、本実施の形態に係る精度変換情報データベースＤＢ５は、「ＧＰＳの質の指標」および「水平精度」の各情報が記憶されるように構成されている。
【０１１１】
なお、上記ＧＰＳの質の指標は、上述したＧＧＡメッセージのフィールド６の情報と同様の情報であり、上記水平精度は、対応する質の指標に対応する、検出位置の水平方向に対する最大誤差を示す情報である。同図に示される精度変換情報データベースＤＢ５では、例えば、ＧＰＳの質の指標が‘１’である場合の水平精度が２０ｍであり、ＧＰＳの質の指標が‘２’である場合の水平精度が５０ｃｍであることを示している。
【０１１２】
次に、図１６を参照して、本第３の実施の形態に係る接触防止システム１０’’の作用を説明する。なお、図１６は、パーソナル・コンピュータ２０のキーボード２０Ｅ等を介して実行指示が受け付けられた際に、ＣＰＵ２０Ａにより実行される、本第３の実施の形態に係る接触防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは二次記憶部２０Ｄのプログラム領域ＰＧに予め記憶されている。また、図１６における図１２と同一の処理を実行するステップについては図１２と同一のステップ番号を付し、ここでの説明を省略する。さらに、ここでは、錯綜を回避するために、上記ＧＰＳの質の指標として、ＧＰＳ受信機から１〜５の何れかの数値のみが出力される場合について説明する。
【０１１３】
同図のステップ１００’では、機械位置検出部３０の各検出器（位置座標検出器３１’、方位検出器３２、旋回角度検出器３３、ブーム長検出器３４、および起伏角度検出器３５）からの検出結果、検出対象特定情報、および機械指標情報と、各人位置検出器５０’からの検出結果、識別情報、および人指標情報との受信待ちを行う。
【０１１４】
そして、ステップ１１７では、精度変換情報データベースＤＢ５から全ての情報を読み出し、次のステップ１１８’では、上記ステップ１１４の処理によって予測した各作業員の位置と、上記ステップ１１６’の処理によって予測した各検出対象部位の位置との距離を上記人・機械間距離として、次のように算出する。
【０１１５】
まず、この時点で最も新しい（直近の）人指標情報（すなわち、直前の上記ステップ１００’の処理によって受信された人指標情報）に対応する水平精度を上記ステップ１１７の処理によって読み出した情報から抽出し、抽出した水平精度により示される距離だけ、最も近接する検出対象部位の方向に、上記ステップ１１４の処理によって予測した各作業員の位置を移動させる。
【０１１６】
また、この時点で最も新しい（直近の）機械指標情報（すなわち、直前の上記ステップ１００’の処理によって受信された機械指標情報）に対応する水平精度を上記ステップ１１７の処理によって読み出した情報から抽出し、抽出した水平精度により示される距離だけ、最も近接する作業者の方向に、上記ステップ１１６’の処理によって予測した各検出対象部位の位置を移動させる。
【０１１７】
そして、以上の処理によって得られた、移動後の各作業員の位置と各検出対象部位の位置との距離（本実施の形態では、ユークリッド距離）を上記人・機械間距離として算出する。
【０１１８】
以上詳細に説明したように、本第３の実施の形態では、上記第２の実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、人位置検出手段（本実施の形態では、人位置検出器５０’）および機械位置検出手段（本実施の形態では、位置座標検出器３１’）の双方がＧＰＳ受信機により検出対象とする位置を検出しているので、これらの手段の可搬性を向上させることができると共に、低コスト化することができる。
【０１１９】
特に、本第３の実施の形態では、前記ＧＰＳ受信機が、自身の位置を示す位置情報および当該位置の測位精度を示す精度情報（本実施の形態では、ＧＰＳの質の指標）を出力し、前記ＧＰＳ受信機から出力された位置情報により示される位置を、当該位置情報と共に前記ＧＰＳ受信機から出力された精度情報により示される測位精度に応じた誤差範囲の最大距離だけ、前記建設機械の前記部位と前記人との距離が短くなる方向に移動した状態で当該距離を演算しているので、上記測位精度を用いない場合に比較して、より確実に建設機械と人との接触を防止することができる。
【０１２０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１２１】
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【０１２２】
例えば、上記各実施の形態では、本発明の建設機械としてクレーン車を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ショベル・カー、ブルドーザ等の他の建設機械を適用する形態としてもよい。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
また、上記各実施の形態では、建設機械４０にパーソナル・コンピュータ２０を搭載し、建設機械４０の操作者により各作業者と建設機械４０との位置関係を把握する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、パーソナル・コンピュータ２０を、建設現場に設けられた事務所や、建設会社に設けられている管理室等といった建設機械４０以外の場所に設けておき、この場所にて各作業員と建設機械４０との位置関係を把握する形態としてもよい。
【０１２４】
また、上記各実施の形態では、各作業員ないし建設機械４０の各検出対象部位の位置の予測を、直近の３つの時点の実測位置に基づいて行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、直近の２つの時点の実測位置に基づいて、当該２つの時点の実測位置の間を結ぶ直線を、当該直線と同一の長さおよび方向で遅い方の実測位置から延長させた場合の終点位置を予測位置とする形態としてもよい。この場合は、上記各実施の形態に比較して、予測程度は劣るものの、予測速度を高速化することができる。
【０１２５】
また、上記各実施の形態では、本発明の人を作業員とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、上記作業員に加えて、作業員以外の子供、老人等といった他の人の１以上の組み合わせを本発明の人として適用する形態としてもよい。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１２６】
また、上記第３の実施の形態では、ＧＰＳの質の指標に応じた人の位置および各検出対象部位の位置の移動をパーソナル・コンピュータ２０において行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、人位置検出器５０’および位置座標検出器３１’において行う形態としてもよい。この場合、パーソナル・コンピュータ２０の上記移動を実行するための演算負荷を削減することができる。
【０１２７】
また、上記第３の実施の形態では、人の位置および検出対象部位の位置の双方を、対応するＧＰＳの質の指標に応じて移動する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、人の位置および検出対象部位の位置の何れか一方のみを、対応するＧＰＳの質の指標に応じて移動する形態としてもよい。この場合、当該移動に関する演算負荷を半減させることができる。
【０１２８】
また、上記第３の実施の形態では、水平方向に対する位置の検出誤差を補正する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該補正に加えて高さ方向に対する位置の検出誤差を補正する形態としてもよい。この場合、高さ方向に対する誤差は、水平方向に対する誤差の２倍程度になると一般的に言われているので、例えば、精度変換情報データベースＤＢ５に記憶されている水平精度の２倍を高さ方向に対する精度として適用する形態を例示することができる。この場合、より高いレベルで建設機械と人との接触を防止することができる。
【０１２９】
また、上記第３の実施の形態では、ＧＰＳの質の指標に応じて、検出対象部位および作業員の位置を直接移動した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＧＰＳの質の指標に応じて、モデル情報データベースＤＢ４によって記憶されている建設機械モデル情報により示される建設機械４０の外郭位置の位置を当該建設機械４０の外側方向に上記直接移動した場合と同一の距離だけ広げる一方、作業員を作業員モデルとして定義し、当該作業員モデルの外郭位置を当該作業員モデルの外側方向に上記直接移動した場合と同一の距離だけ広げることにより、結果的に検出対象部位および作業員の位置を移動させる形態としてもよい。
【０１３０】
また、上記第３の実施の形態では、予め定められた時間が経過した後の各検出対象部位の位置を予測して適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各検出対象部位の位置については予測することなく、直近の検出位置を適用する形態としてもよい。この場合は、当該予測に要する演算負荷を削減することができる。
【０１３１】
また、上記第３の実施の形態では、一例として図１４〜図１５に示すように、ＧＰＳ受信機から出力されたＧＰＳの質の指標に対応する精度情報を固定値とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ユーザに対し、キーボード２０Ｅ等の入力手段を介して、上記精度情報を入力させる形態としてもよい。この場合、上記精度情報を、接触防止システム１０’’の用途や、要求される接触防止の効果の高さ等に応じて適宜変更することができるようになり、利便性を向上させることができる。
【０１３２】
さらに、上記各実施の形態では、建設機械と人との接触を防止するシステムについて説明したが、本発明の応用例として、当該システムを建設機械と他の建設機械との接触を防止するシステムや、建設機械と他の構造物との接触を防止するシステムに変形して適用する形態を例示することができる。
【０１３３】
なお、この場合の形態例としては、上記各実施の形態において建設機械４０に設けた機械位置検出部３０を上記他の建設機械や他の構造物にも建設機械４０と同様に設けておき、上記各実施の形態における作業者と建設機械４０との距離の算出に代えて、上記他の建設機械や上記他の構造物の各検出対象部位の位置と建設機械４０の各検出対象部位の位置との距離を算出する形態を例示することができる。なお、この場合、上記他の建設機械や他の構造物が静止しているものである場合には、これらにおける各検出対象部位の位置は固定されているため、当該位置を示す情報を予め登録しておくことにより、機械位置検出部３０を設ける必要がなくなる。これらの場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【０１３４】
その他、上記各実施の形態で説明した接触防止システム１０の構成（図１〜図３，図１１参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な構成要素を削除したり、新たな構成要素を追加したりしてもよいことは言うまでもない。
【０１３５】
また、上記各実施の形態で示した接触防止プログラムの処理の流れ（図７，図１２参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な処理ステップを削除したり、新たな処理ステップを追加したり、処理ステップの順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【０１３６】
また、上記各実施の形態で示した各種データベースの構成（図４〜図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、一部の情報を削除したり、新たな情報を追加したり、記憶位置を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【０１３７】
さらに、上記各実施の形態で示した各種演算式（（１）式〜（５）式参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要なパラメータを削除したり、新たなパラメータを追加したり、演算の順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３８】
１０，１０’，１０’’    接触防止システム
２０    パーソナル・コンピュータ
２０Ａ    ＣＰＵ（人位置予測手段，機械位置予測手段，演算手段，制御手段）
２０Ｄ    二次記憶部（記憶手段）
２０Ｆ    ディスプレイ（表示手段）
２０Ｇ    スピーカ（表示手段）
２０Ｈ    通信部
２１    人位置予測部（人位置予測手段）
２２，２２’    距離演算部（演算手段）
２３    記憶部（記憶手段）
２４    表示制御部（制御手段）
２５    表示部（表示手段）
２６    音声出力部（表示手段）
２７    通信部
２８    通信部
２９    機械位置予測部（機械位置予測手段）
３０    機械位置検出部（機械位置検出手段）
３１，３１’    位置座標検出器
３６    通信部
５０，５０’    人位置検出器（人位置検出手段）
５２    通信部
ＤＢ１    機械位置ログ情報データベース
ＤＢ２    人位置ログ情報データベース
ＤＢ３    接触レベル情報データベース
ＤＢ４    モデル情報データベース
ＤＢ５    精度変換情報データベース
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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