(57)【要約】【課題】正確で細かい危険区域の設定・変更を可能にし、さらに、本発明のテレビ監視システムでは、センサー点に接触した物体の大きさ（センサー点の点数）やスピードを計算したり、センサー点に危険度を設定して警報を段階的に出力することを目的としたテレビ監視システムの提供。【解決手段】テレビカメラ１と、モニタテレビ７と、警報発信機８と、これらを制御する制御装置５と、からなり、前記テレビカメラ１の映像をモニタテレビ７の画面で受像し、前記画面の全面に複数のセンサー点を配置し、前記画面上で監視区域となるセンサー点を設定し、このセンサー点に接触する移動画像を検知した際に警報発信機８から警報を発するテレビ監視システムにおいて、前記制御装置５が、画面上に表示されるポインタ７ａを用いて監視区域となるセンサー点を設定するためのポインティングデバイス（マウス６）を備えることとした。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テレビカメラと、モニタテレビと、警報発信機と、これらを制御する制御装置と、からなり、
前記テレビカメラの映像をモニタテレビの画面で受像し、
前記画面の全面に複数のセンサー点を配置し、
前記画面上で監視区域となるセンサー点を設定し、
このセンサー点に接触する移動画像を検知した際に警報発信機から警報を発するテレビ監視システムにおいて、
前記制御装置が、画面上に表示されるポインタを用いて監視区域となるセンサー点を設定するためのポインティングデバイスを備えることを特徴とするテレビ監視システム。
【請求項２】
前記移動画像に接触するセンサー点の合計やスピードを計算し、この値が所定値になったときに警報を発することを特徴とする請求項１記載のテレビ監視システム。
【請求項３】
前記センサー点によって複数の監視区域を設定し、この監視区域に移動画像が接触する度に警報を発することを特徴とする請求項１または２記載のテレビ監視システム。
【請求項４】
前記制御装置が、画面上での距離をセンサー点の数またはポインタの大きさで実際の距離に換算して表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のテレビ監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ監視システムにおいて、特に、容易な操作方法で正確な検知を可能にしたテレビ監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、様々な作業における重機のオペレータは、自分が操作する重機と障害物との距離を正確に把握することが困難であることから、地上に監視者を配置して、この監視者とトランシーバ等で連絡を取りながら重機と障害物との接触を避けるようにしている。
しかしながら、監視者の監視位置が不適当であったり、目視距離を誤ったり、見損なったり、警報を伝えるのが遅れたりして、重機による建物や高圧送電線の接触事故が相次いで発生している。
そこで、本発明者は、特許第１７３７５７６号に開示する技術を開発した。
この発明は、距離、地形、場所に関係なくモニタテレビの画面上の空間に監視区域を設定し、該区域に進入する物体を検知することを目的としたものである。具体的には、テレビカメラの映像をモニタテレビで受像し、このモニタテレビの画面上でセンサー点を設定した後、このセンサー点に物体が接触した際に検知して警報を発するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のテレビ監視システムでは、センサー点を設定する際にライトペンをモニタテレビの画面に接することにより行っていたため、画面上で暗い個所はライトペンの電子ビームを位置検知回路が検知できず、この個所についてはセンサー点の設定及び検知が行えないという問題点があった。
また、ライトペンでモニタテレビの画面上の細かい位置を指定することは困難であり、センサー点の設定に時間がかかる上、修正時の操作も煩わしかった。
また、センサー点に接触した全ての物体が検知の対象となるため、例えば、画面上で通過する木の葉や小さな鳥や飛行機や雪などがセンサー点に接触した場合でも警報を発してしまい、大変使い勝手が悪かった。
さらに、従来のテレビ監視システムでは、早期的または段階的に警報の出力をすることができないため、警報が間に合わずに事故につながる虞があった。
この発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ポインティングデバイスを用いてセンサー点の設定を行うことによって、どのような画面上でも正確で細かいセンサー点の設定・変更を可能にしたテレビ監視システムを提供することである。
さらに、本発明のテレビ監視システムでは、物体のセンサー点に接触した大きさ（センサー点の合計）や動くスピードなどを計算し、早期的または段階的な警報を出力することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載のテレビ監視システムでは、テレビカメラと、モニタテレビと、警報発信機と、これらを制御する制御装置と、からなり、前記テレビカメラの映像をモニタテレビの画面で受像し、前記画面の全面に複数のセンサー点を配置し、前記画面上で監視区域となるセンサー点を設定し、このセンサー点に接触する移動画像を検知した際に警報発信機から警報を発するテレビ監視システムにおいて、前記制御装置が、画面上に表示されるポインタを用いて監視区域となるセンサー点を設定するためのポインティングデバイスを備えることを特徴とする。
【０００５】
請求項２記載の発明では、請求項１記載のテレビ監視システムにおいて、移動画像に接触するセンサー点の合計やスピードを計算し、この値が所定値になったときに警報を発することを特徴とする。
【０００６】
請求項３記載の発明では、請求項１または２記載のテレビ監視システムにおいて、センサー点によって複数の監視区域を設定し、この監視区域に移動画像が接触する度に警報を発することを特徴とする。
【０００７】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載のテレビ監視システムにおいて、制御装置が、画面上での距離をセンサー点の数またはポインタの大きさで実際の距離に換算して表示することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を説明する。
図１は本発明の実施の形態のテレビ監視システムＡの全体構成図、図２は本実施の形態のテレビ監視システムＡをクレーン作業の現場に適用した場合を示す図、図３は本実施の形態の制御装置５とモニタテレビ７とマウス６を説明する図である。
図４は本実施の形態のテレビカメラ１ａからの映像（ａ）と、テレビカメラ１ｂからの映像（ｂ）を示すモニタテレビ７の画面を示す図、図５は本実施の形態のクレーンに接触したセンサー点が点滅する様子及び複数の監視区域を設定した際を説明する図、図６は本実施の形態の制御装置５が備えるテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用の回路図である。
【０００９】
図１に示すように、本実施の形態のテレビ監視システムＡは、テレビカメラ１と、制御装置５と、モニタテレビ７と、警報発信機８と、を主要な構成としている。
【００１０】
前記テレビカメラ１は、現場をリアルタイムで撮影するためのものであって、レンズ２は遠近ズームが可能となっており現場から離れた場所でも撮影が可能となっている。
また、前記テレビカメラ１は、カメラハウジング３内に収納され、三脚４でしっかりと固定されるため、風雨や埃を受けても影響がないように配慮されている。
前記三脚４は現場の状況に合わせて手動式の雲台であったり電動式の旋回台であったりする。
【００１１】
前記制御装置５は、前記テレビカメラ１の映像を受像して分析し、各種の命令制御を行うためのものであって、ポインディングデバイスとしてのマウス６と、モニタテレビ７と、警報発信機８とがそれぞれ接続されている。
【００１２】
前記警報発信機８は、送信機８ａと各種の受信機８ｂ（携帯受信機、回転灯、スピーカ、サイレン、テレビ受信機など）とからなり、送信機８ａが各種の受信機８ｂに有線または無線を介して指示を送ることにより、音、光、振動、映像などの警報が出力されるようになっている。
【００１３】
以下、本実施の形態のテレビ監視システムＡをクレーン作業の現場に適用した場合の動作について説明する。
図２に示すように、先ず、テレビカメラ１ａを障害物に対して正面に設置し、一方、テレビカメラ１ｂは側面に設置して撮影する。
【００１４】
次に、テレビカメラ１ａ，１ｂのいずれか一方で撮影された映像をモニタテレビ７で受像し、クレーン作業における危険区域（監視区域）にセンサー点を設定する。
具体的には、図３に示すように、制御装置５のボタン５ａを押すと、画面上にポインタ７ａが表示される。
前記ポインタ７ａはマウス６を動かすと動かした方向に画面上を移動していく。
そして、マウス６の左ボタンを一回押す度にポインタ７ａの位置にセンサー点が１個表示され、左ボタンを押しながらマウス６を移動させると移動方向にセンサー点が連続的に表示される。
一方、マウス６の右ボタンを一回押す度にポインタ７ａの位置のセンサー点が１個消去され、右ボタンを押しながらマウス６を移動させると移動方向にセンサー点が連続的に消去される。
【００１５】
続いて、上述した方法で、制御装置５の５ｃ、５ｆのいずれか一方のボタンをおしてテレビカメラ１ａまたはテレビカメラ１ｂの映像を受像し、危険区域にセンサー点を設定する（図４（ａ），（ｂ）参照）。
次に、ボタン５ｂを押して警報を発するタイミングを１〜９９の範囲で設定する。例えば、所定値を６に設定した場合、画面上でクレーンがセンサー点に接触してその合計が６になった場合に警報が出力されるようになっている。
例えばクレーンの後方で鳥が飛来してセンサー点に触れても設定値６以下であるためにセンサー点が感知しても警報は出力されない。鳥の大きさがクレーンの大きさに写ったとしても、クレーンの動くスピードに設定されいるため鳥の飛ぶスピードが速いために警報を出力しない。
次に、再びボタン５ａを押すと検知が開始される。
【００１６】
検知の待機中は制御装置５が移動画像を監視し、画面上のセンサー点にクレーンが接触して、接触したセンサー点の合計が前記所定値になると送信機８ａにその信号を伝える。
一方、送信機８ａは各種の受信機８ｂに警報を出力させて、クレーンのオペレータにクレーンがセンサー点に接触していることを知らせる。
【００１７】
また、図５に示すように、制御装置５のボタン５ａを押したままの状態でセンサー点を設定すると、このセンサー点にクレーンが接触した時、センサー点が点滅し、各種の受信機８ｂによって同時に警報が出力される。
また、同図に示すように、クレーンの手前や後方にセンサー点による複数の監視区域を設定すると、この監視区域にクレーンが接触する度に警報が発せられクレーンのオペレータに段階的な警報を伝える。
【００１８】
以下、図６を用いて制御装置５が備えるテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用の回路について説明する。
なお、制御装置５のテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用の回路は全く同一の回路であるため、符号は同一の符号を付して説明する。
制御装置５にはテレビカメラ１ａの回路基板とテレビカメラ１ｂ用の回路基板の２枚を収納している。
回路基板１枚でテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用の映像を時間差で解析処理する方法もあるがクレーンとセンサー点の接触による警報出力のレスポンスを最速にするために本発明装置にはテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用それぞれ個別の回路基板を使用した。
図において、テレビカメラ１ａまたはテレビカメラ１ｂで撮像されたアナログ映像信号は、映像入力回路１０と映像出力回路１１にそれぞれ送られる。
次に、映像入力回路１０に送られてきたテレビカメラ１ａまたはテレビカメラ１ｂの単位時間毎の映像信号は、カラーバースト除去回路１２でカラーバーストを取り除かれた後、クランプ回路１３に送られる。
カラーのテレビカメラの場合、検出に必要なのは輝度信号だけであるので、前記テレビカメラ１ａまたはテレビカメラ１Ｂからの映像信号に含まれるカラー信号はここで事前に除去するのである。
なお、現在ではカラーの監視カメラが普及しているが、カラー信号を除去して処理する方が回路設計も簡単となり安価に設けることができる。
【００１９】
前記クランプ回路１３では、映像の変化によってシンクレベルが変化しないように映像信号をペデスタルクランプして電圧を一定にした後、安定した輝度信号をＡ／Ｄ変換回路１４に送る。
前記Ａ／Ｄ変換回路１４では、前記クランプ回路１３から出力された輝度信号を３Ｖから５Ｖの範囲で８ビットのデジタル信号に変換し、後述するプログランマブルロジックデバイス（以後ＣＰＬＤと略す：Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）と映像メモリＲＡＭ１５に送る。
一方、入力同期分離回路１６では、前記クランプ回路１３から出力された輝度信号を水平同期信号、垂直同期信号、フレーム信号に分離してＣＰＬＤに送る。
【００２０】
ＣＰＬＤ内では前記水平同期信号、垂直同期信号、フレーム信号によって１画面（１フィールド）の水平方向と垂直方向を任意のセンサー点（アドレス）に分割する。
前記センサー点はモニタテレビ７の画面上に縦５６個、横６４個の合計３５８４個配置されている。図７はモニタテレビ７の画面の全面に配置される複数のセンサー点を示したものであり、１７はセンサー点である。
そして、ＣＰＬＤは、マウス６で監視区域として設定されたセンサー点の位置をマウス制御用マイコン２０を介して受け取り、この位置に対応するセンサー点を濃度の検知位置として設定する。
続いて、前記センサー点に入力されてくる輝度信号の濃度は、任意のフレーム間隔でハードウェア比較演算処理され、その輝度レベルの変化がアラーム用ＲＡＭ２１に記憶される。
【００２１】
ワンチップマイコン（以後マイコンと略す）２２は、前記アラーム用ＲＡＭ２１を常時監視し、その輝度レベルの変化が予め設定された許容値範囲外であればＣＰＬＤを介してアラーム用リレー２３で警報発信機８に警報を出力するよう命令すると共に、前記アラーム用ＲＡＭ２１のデータをマーク表示用ＲＡＭ２４に転送し、映像出力回路１２を介してテレビカメラ１ａ，１ｂのうち、移動画像が接触した側の映像がモニタテレビ７に出力させる。
また、制御装置５に備えられたテレビカメラ１ａ用のアラーム用リレー２３はボタン５ｃに接続され、一方、テレビカメラ１ｂ用のアラーム用リレー２３はボタン５ｆにそれぞれ接続されている。
そして、前記ボタン５ｃ及びボタン５ｆを押した状態にしてボタン５ｄを押すと、２台のテレビカメラ１ａ，１ｂのアラーム用リレー２３がつながるようになっている。
つまり、この状態のときは、テレビカメラ１ａ，１ｂが同時にセンサー点に接触した場合に警報が発信するように設定されている。
この機能によって通常の監視カメラシステムは平面の監視しか出来ないが、本機能を付帯することで、奥行きを含む３次元の危険距離を検知することが可能になる。
また、マイコン２２は、センサー点の輝度レベルの変化が許容値範囲となったセンサー点の合計やスピードを計算し、画面上を通過する鳥、飛行機、雨や雪と判断して誤作動を回避している。
また、センサー点の計算機能は、ある一定以上の合計数になったら逆に検知しないようになっている、即ちテレビカメラの前を人や鳥が横切ったり、太陽光やライトが入ってセンサー点に大きく触れたときはクレーンでは有りえないのでキャンセルするように組み込まれている。
２５はスーパーインポーズ回路であり、モニタテレビ７の画面に月、日、時、分、センサー点設定、スピード設定、輝度レベル設定などが文字表示で行われる。
また、ＲＳ−２３２Ｃなどの外部接続インターフェースを介してパソコン２６と接続することで、センサー点の数、感度などの詳細な設定が行えるようになっている。なお、２７はバックアップ用ＲＡＭである。
【００２２】
よって、本実施の形態のテレビ監視システムＡでは、センサー点を設定する際にポインティングデバイスとしてのマウス６を用いたため、従来のように画面が暗くてセンサー点の設定や検知ができないということはないし、明暗に関係なく画面上の細かい個所を指定して設定することができる。
２台のテレビカメラ１ａ，１ｂを設置することにより三次元的な立体監視が可能である。
ボタン５ｃ及びボタン５ｆを押した状態にしてボタン５ｄを押すと、テレビカメラ１ａ，１ｂが同時にセンサー点に接触した場合に警報が発信するように設定されるため、検知の信頼性をより向上させることができる。
【００２３】
また、センサー点によって複数の監視区域を設定して危険を早目に検知することにより、オペレータに段階的な警報を送ることができ、従来のように警報が遅れたために発生した事故を未然に防ぐことができる。
【００２４】
さらに、ワンチップマイコン２２はセンサー点の輝度レベルの変化が許容値範囲となったセンサー点の合計を計算するため、画面上を通過する鳥、飛行機、雨や雪などによる誤作動を大幅に軽減できる。
【００２５】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を説明する。
本実施の形態のテレビ監視システムＢは、図８に示すように、前記実施の形態１の制御装置５が、基準となる距離を設定するためのボタン３０と、ポインタの大きさを設定するためのボタン３１が備えられていること以外は前記実施の形態１と同様であるため、同一の構成については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２６】
以下、図８，９に基づいて本実施の形態のテレビ監視システムＢの動作について説明する。
図９はテレビカメラ１ｂの映像をモニタテレビ７で受像して危険区域（監視区域）となるセンサー点を設定する際を説明する図である。
本実施の形態のテレビ監視システムＢでは、図９（ａ）に示すように、クレーンの付近に１ｍ間隔でマークが付けられたポールを立設する。
そして、危険区域となるセンサー点の設定を行う際に、ボタン３０を押した状態にして、１ｍ間隔のａ点とｂ点をマウス６でそれぞれ指定する（図９（ｂ）参照）。
そして、再びボタン３０を元に戻すと、制御装置５が画面上でａ点とｂ点との間に位置するセンサー点の数を１ｍと認識する。
つづいて、ボタン３１でポインタの大きさを設定する。例えば２を設定した場合、制御装置５は２ｍに相当するセンサー点の数を計算し、直径が２ｍに相当する円形のポインタを表示する。
【００２７】
以後、センサー点は、前記ポインタに含まれるセンサー点を１単位として処理されるため、広い範囲を同時にセンサー点として設定したり、障害物との距離を考慮しながらセンサー点を設定できるようになっている（図９（ｃ）参照）。
よって、本実施の形態のテレビ監視ステムＢでは、制御装置５が、画面上での距離（センサー点の数）を実際の距離に換算して計算し、ポインタの大きさを実際の距離に換算して表示することにより、センサー点を設定する際に実際の距離を考慮して正確に行うことができる。
また、広い範囲の監視区域を一度に設定できる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の具体的構成は本実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、本実施の形態のポインティングデバイスとしてマウス６を使用したものについて説明したが、これ以外にもジョイスティック、ボールポイントマウス、トラックボール、タッチパッド、ディジタイザなどを代用しても良い。
【００２９】
また、本実施の形態では、クレーン作業の現場に適用した例について説明したが、この他の監視の例として、重機同士の監視（図１０（ａ）参照）や線路に近接した工事の監視（同図（ｂ）参照）、高圧送電線付近での工事の監視（同図（ｃ））に活用することは当然考えられる。また、危険区域、管理区域等にも採用しても良い。
【００３０】
警報の種類は設定したセンサー点毎に適宜組み合わせて段階的に行えるようにすることもできる。
また、警報が発せられた際に、テレビカメラ１ａ，１ｂの映像をパソコン２６のハードディスクに記録するように設定することもできる。
【００３１】
さらに、制御装置５が画面上でａ点とｂ点との間に位置するセンサー点の数を１ｍと認識することとしたが、この認識する距離は任意に設定できることはいうまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明してきたように構成されるので、作業現場における重機のオペレータは監視人を配置する必要がなく、人為的なミスによる重機の接触事故を回避できる。
また、センサー点を設定する際は、ポインティングデバイスによる快適で正確な操作性が得られ、これによりセンサー点の設定及び検知時におけるシステムの信頼性を向上できる。
【００３３】
また、前記移動画像に接触するセンサー点の合計やスピードを計算し、この値が所定値になったときに警報を発するようにしたので、鳥や飛行機などによる警報の誤報を低減させ、かつ、警報を出力させるタイミングを任意に設定できる。
【００３４】
また、センサー点によって複数の監視区域を設定し、この監視区域に移動画像が接触する度に警報を発することとしたため、段階的に警報を出力することができ、従来のように、警報が遅れたために生じていた事故を未然に防止できるばかりでなく、目測の判断ミスによる事故を大幅に軽減させることができる。
【００３５】
さらに、前記制御装置が、画面上での距離をセンサー点の数またはポインタの大きさで実際の距離に換算して表示することとしたため、従来と比べて著しく正確性及び信頼性を向上した検知の設定及び検知が行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のテレビ監視システムＡの全体構成図である。
【図２】本実施の形態のテレビ監視システムＡをクレーン作業の現場に適用した図である。
【図３】本実施の形態の制御装置５とモニタテレビ７とマウス６を説明する図である。
【図４】本実施の形態のテレビカメラ１ａからの映像（ａ）と、テレビカメラ１ｂからの映像（ｂ）を示すモニタテレビ７の画面を示す図である。
【図５】本実施の形態のクレーンに接触したセンサー点が点滅する様子及び複数の危険区域（監視区域）を設定した際を説明する図である。
【図６】本実施の形態の制御装置５が備えるテレビカメラ１ａ用とテレビカメラ１ｂ用の回路図である。
【図７】本実施の形態のモニタテレビ７の画面の全面に配置される複数のセンサー点を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２のテレビ監視システムＢの制御装置５とモニタテレビ７とマウス８を説明する図である。
【図９】本発明の本実施の形態２の危険区域（監視区域）となるセンサー点を設定する際の動作を説明する図である。
【図１０】本発明のテレビ監視システムを重機同士の監視（ａ）、線路に近接した工事の監視（ｂ）、高圧送電線付近での工事の監視（ｃ）に活用した例を示す図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ　テレビ監視システム
１ａ、１ｂ　テレビカメラ
２　レンズ
３　カメラハウジング
４　三脚
５　制御装置
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、３０、３１　ボタン
６　マウス
７　モニタテレビ
７ａ　ポインタ
８　警報発信機
８ａ　送信機
８ｂ　各種の受信機
１０　映像入力回路
１１　映像出力回路
１２　カラーバースト除去回路
１３　クランプ回路
１４　Ａ／Ｄ変換回路
１５　映像メモリＲＡＭ
１６　入力同期分離回路
１７　センサー点
２０　マウス制御用マイコン
２１　アラーム用ＲＡＭ
２２　マイコン
２３　アラーム用リレー
２４　マーク表示用ＲＡＭ
２５　スーパーインポーズ
２６　パソコン
２７　バックアップ用ＲＡＭ
【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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