JPH0158799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、機械工場内における自動化機械やワ
ークの作動エリア等、機械周辺の危険エリアに作
業者が入ると、警報を発したり、その機械の作動
を自動的に且つ強制的に停止させる等の安全対策
を講じて人身事故の発生を防止するようにした機
械工場内での安全作業装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、機械工場内では、自動化された複数の
機械の周りを柵等で囲つて、柵内は危険エリアと
して柵内へ立ち入らないよう注意を喚起するよう
にしている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、柵内の例えば１つの機械が故障した
ような場合、修理のため柵内に入つた作業者が、
不用意に他の機械が稼動すること等によつて人身
事故が発生することがある。一例として、機械故
障のため、作業者が柵外の制御盤を操作して柵内
の全機械を作動停止させたのち、柵内に入つてそ
の機械の故障原因を調査中、第三者が不用意に制
御盤を操作すると柵内の機械が作動し始めて、機
械の可動部分が柵内の作業者に当つて事故を起す
恐れがある。このため、作業者が柵内に入つた時
には、柵内の機械を自動的にかつ強制的に停止さ
せるようにする等、安全対策を講じておく必要が
ある。

そこで、本発明は斯かる点に鑑みてなされたも
ので、作業者が柵内の危険エリアに入つたことを
テレビカメラを利用して検出し、その検出時に柵
内の機械を停止させる等の機能を持つ安全装置を
作動させるようにすることにより、作業者が柵内
の危険エリアに入つた時には、柵内の機械を自動
的にかつ強制的に停止させる等の安全対策をし
て、機械の不用意な稼動による人身事故を未然に
かつ確実に防止することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段
は、機械周辺の危険エリアを含む機械工場内を撮
影するテレビカメラを備える。一方、該テレビカ
メラからの画像信号が入力され、現在の画像信号
と少なくとも一走査前の画像信号とを比較して移
動被写体の画像信号を得、この移動被写体の画像
信号から機械の可動エリアに相当する信号を取り
除いて作業者の画像信号を検出する検出部、及び
該検出部より出力される作業者の画像信号と工場
内の機械周辺の危険エリアに相当する位置信号と
が入力され、これら両信号を比較して作業者が危
険エリア内に入つたことを判別し出力を発する判
別部から成る画像信号処理装置を備える。さら
に、該画像処理装置の判別部からの出力信号が入
力され、この出力信号により作動する安全装置と
を備える。そして、工場内の危険エリア内に作業
者が入つたときに安全装置を作動させるように構
成したものである。

ここにおいて、具体的には、上記画像信号処理
装置の検出部は、少なくとも一走査期間の画像信
号を順次記憶する記憶回路と、該記憶回路からの
少なくとも一走査前の画像信号と現在の画像信号
との差を検出して出力を発する比較回路と、該比
較回路からの出力信号を順次記憶するメモリと、
該メモリからの出力信号を機械の可動エリアに相
当する位置信号にしたがつて通過又は遮断するゲ
ート部とによつて構成されている。また、上記画
像信号処理装置の判別部は、検出部の出力信号と
危険エリアに相当する位置信号とを２入力とする
アンド回路により構成されている。

（作用） これにより、本発明では、作業者が工場内の危
険エリア内に入つた時には、テレビカメラからの
画像信号が入力されている画像信号処理装置の検
出部において、現在の画像信号と少なくとも一走
査前の画像信号との比較により移動被写体の画像
信号が得られたのち、この移動被写体の画像信号
から機械の可動エリアに相当する信号が取り除か
れて作業者の画像信号が検出されるとともに、判
別部において、この作業者の画像信号と工場内の
機械周辺の危険エリアに相当する位置信号とが比
較されて作業者が危険エリア内に入つたことが判
別され出力が発せられる。この画像信号処理装置
の判別部からの出力信号により安全装置が作動し
て、機械を強制的に作動停止させたり、警報を発
したりすることが行われる。

また、この場合、上記検出部による作業者の検
出は、現在の画像信号と少なくとも一走査前の画
像信号との比較による信号の相対的な変化に基づ
いて行われるので、例えば作業者の輝度の絶対的
な変化（基準レベル以上か否かの比較）によつて
作業者の検出を行う場合の如く着用衣服や用具の
色により作業者の輝度が変化して基準レベルの設
定が困難であるといつた問題がなく、上記作業者
の検出を簡易にかつ確実に行うことができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図および第２図は本発明の実施例に係る機
械工場内での安全作業装置を示す。第１図に示す
機械工場内部において、１，１，…は自動化され
た機械であつて、該機械１，１，…の外周囲には
柵２が機械１，１，…を囲むように配設されてお
り、該柵２によつて柵２の内方Ｄが機械周辺の危
険エリアとして区画されている。また、上記柵２
の外方には、上記機械１，１，…を自動制御する
ための制御盤３が配設されており、作業者Ｍが該
制御盤３を操作することによつて柵２内の機械
１，１，…を柵２の外方から自動制御し得るよう
になされている。

また、４は天井等に取付けられて上記危険エリ
アを含む機械工場内部を撮影するテレビカメラで
あつて、該テレビカメラ４は、第２図に示すよう
に、画像信号処理装置５に接続されている。

上記画像信号処理装置５は、第３図に示すよう
に、その主要部が検出部６と判別部７とから成つ
ている。該検出部６は、上記テレビカメラ４から
の例えば第４図ニに示すような画像信号をＡ／Ｄ
コンバータ８を介して順次受け、該画像信号を信
号処理して、現在の画像信号を少なくとも一走査
前の画像信号と比較することによつて画像信号の
中から作業者Ｍ及び機械１，１，…の可動部分に
該当する移動被写体の画像信号を得、この移動被
写体の画像信号から上記機械１，１，…の可動エ
リアに相当する信号を取り除いて作業者Ｍの画像
信号を検出するものである。この検出部６の内部
には、一走査期間の画像信号を順次記憶するシフ
トレジスタからなる記憶回路９と、該記憶回路９
のＱ端子からの一走査前の画像信号をD₁端子に
受け、テレビカメラ４からの現在の画像信号を
D₂端子に受けて、該両信号の差を検出してＱ入
力を「Ｈ」レベルとするコンパレータよりなる比
較回路１０と、該比較回路１０のＱ端子からの
「Ｈ」出力をラツチ１１を介してＩ端子に受けて
順次記憶するメモリ１２とを備えている。更に、
該メモリ１２の出力端子にはアンド回路よりなる
ゲート部１３が接続されている。該ゲート部１３
は、上記メモリ１２の出力信号（移動被写体の画
像信号）の中から機械１，１，…の可動部分によ
つて「１」となつたもの（機械１，１，…の可動
部分に相当する信号）を取り除くためのものであ
る。即ち、該ゲート部１３には、ワーク位置メモ
リ１４に予め記憶された機械１，１，…の可動エ
リアに相当する位置信号（例えば第５図に示す機
械工場内平面に対して第６図に斜線で示す範囲内
のとき「１」となる信号）が入力されており、該
位置信号が「１」のときには上記メモリ１２から
の出力信号を遮断する一方、逆に位置信号が
「０」のときには通過させて作業者Ｍの画像信号
を検出するるように構成されている。また、上記
判別部７はアンド回路１５により構成され、該ア
ンド回路１５の２つの入力端子にはそれぞれ上記
検出部６のゲート部１３を通過した出力信号（作
業者Ｍの画像信号）と、危険エリアメモリ１６に
予め記憶された危険エリアＤに相当する位置信号
（例えば第７図に斜線で示す範囲内のとき「１」
とな信号）とが入力されており、該位置信号が
「１」のとき、検出部６からの出力信号（作業者
Ｍの画像信号）を受けると、該アンド回路１５の
出力が「１」となつて、作業者Ｍが危険エリアＤ
内に入つたと判別して該アンド回路１５の出力が
「１」となるように構成されている。そして、該
判別部７の「１」出力信号は第２図に示す如く安
全装置１７に入力されている。

上記安全装置１７は、第３図に詳示するよう
に、柵２内の機械１，１，…に備える開閉器１８
を開いて該機械１，１，…の電源１９との接続を
断つて遮断器２０と、警報ブザーや警報ランプを
備えたワーニング部２１とから成り、上記画像信
号処理装置５の判別部７からの「１」出力信号を
受けた時に作動して、遮断器２０で開閉器１８を
開いて機械１，１，…を強制的に作動停止させる
と同時に、警報ブザーを鳴動させたり警報ランプ
を点減させたりするように構成されている。

また、上記検出部６のゲート部１３を通過した
出力信号（作業者Ｍの画像信号）は、レイアウト
メモリ２２に予め記憶された第８図に実線で示す
ような機械１，１，…のレイアウトに相当する位
置信号と共に、オア回路２３を介し、Ｄ／Ａコン
バータ２４でアナログ値に変換されたのち、外部
に出力されるように構成されている。そして、そ
の出力信号は、該出力信号とテレビカメラ４から
の画像信号とを選択的に切換える切換スイツチ２
５を介して合成回路２６に入力され、該合成回路
２６でタイミングゼネレータ２７からの第４図ロ
に示すような垂直同期信号および同図ハに示すよ
うな水平同期信号と合成されたのちモニタテレビ
２８に送られて、第９図に破線で示すような作業
者Ｍの機械工場内での移動軌跡を表示するように
構成されている。

尚、第３図中、２９は第４図イに示すようなク
ロツクパルスを発生する発振器、３０は４個のメ
モリ１２，１４，１６，２２の番地を指定するア
ドレスカウンタである。

次に、上記実施例の作動について説明すると、
柵２内の機械１，１，…が正常に稼動していると
き、機械工場内の様子は常にテレビカメラ４によ
り撮影されている。このテレビカメラ４からの画
像信号は画像信号処理装置５に入力され、該画像
信号処理装置５内でＡ／Ｄコンバータ８によりデ
ジタル値に変換されたのち、検出部６の記憶回路
９に入力記憶される。そして、該記憶回路９に記
憶された一走査前の画像信号が比較回路１０で
Ａ／Ｄコンバータ８からの現在の画像信号と比較
されることが繰返されている。

いま、作業者Ｍが移動せず、定位置に留まつて
いる場合には、上記比較回路１０の両信号差の検
出により機械１，１，…の可動部分が検出され、
その検出時に該比較回路１０のＱ出力が「１」と
なつてラツチ１１を介してメモリ１２の所定アド
レスに記憶される。しかし、この時のメモリ１２
の出力は、ワーク位置メモリ１４から同時に出力
される「１」位置信号のためにゲート部１３の通
過が阻止されて、判別部７には入力されていな
い。その結果、判別部７の出力は「０」となつ
て、安全装置１７は作動停止した状態に維持され
る。

その後、作業者Ｍが見回り等のために定位置を
離れ柵２の外方を移動し始めると、上記比較回路
１０の両信号差の検出により新たに作業者Ｍの画
像信号検出されて、比較回路１０のＱ出力が
「１」となる時間が多くなる。この「１」出力は
ラツチ１１を介してメモリ１２に記憶されたの
ち、ワーク位置メモリ１４の「０」位置信号のた
めにゲート部１３を通過して判別部７に入力され
る。しかし、危険エリアメモリ１６の「０」位置
信号のために該判別部７の出力は「０」のまま
で、安全装置１７は依然として作動停止した状態
に維持される。

そして、作業者Ｍが、柵２内の機械１の故障の
ため制御盤３を操作して機械１，１，…を作動停
止させたのち、柵２内に入つて機械１の故障原因
を調べようとした場合には、危険エリアメモリ１
６からの「１」位置信号によつて判別部７の出力
が「１」となる。その結果、該判別部７の「１」
出力により安全装置１７が作動し、遮断器２０で
開閉器１８が開かれて柵２内の機械１，１，…が
強制的に作動停止すると同時に、警報ブザー鳴動
し且つ警報ランプが点減することになる。

したがつて、作業者Ｍが柵２内の危険エリアＤ
に入つたときには、柵２内の機械１，１，…は直
ちに開閉器１８の開放によつて自動的に且つ強制
的に作動停止するので、たまたま見回りにきた工
場責任者等が制御盤３を誤つて操作したとして
も、柵２内の機械１，１，…は作動を開始するこ
とがない。しかも、警報ブザーの鳴動や警報ラン
プの点減によつて作業者Ｍが危険エリアＤ内に入
つていることを認識することができる。よつて、
従来の如く機械１，１，…が不用意に稼動するこ
とによつて生じる人身事故を未然に防止すること
ができる。

しかも、テレビカメラ４を利用して作業者Ｍが
危険エリアＤ内に入つたか否かを判別するように
したものであるので、作業者Ｍに発振器等の特別
な装置を携帯させる必要がない。したがつて、特
別な装置の携帯忘れに起因する安全装置１７の不
作動を防止することができ、装置の信頼性の向上
を図ることができる。

さらに、上記検出部６による作業者の検出は、
現在の画像信号と少なくとも一走査前の画像信号
との比較による画像信号の相対的な変化に基づい
て行われるので、例えば作業者Ｍの輝度の絶対的
な変化（基準レベル以上か否かの比較）によつて
作業者Ｍの検出を行う場合のように着用衣服や用
具の色により作業者Ｍの輝度が変化して基準レベ
ルの設定が困難であるといつた問題がなく、上記
作業者Ｍの検出を簡易にかつ確実に行うことがで
きる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、機械工
場内を撮影するテレビカメラを設け、該テレビカ
メラからの画像信号の相対的な変化に基づいて作
業者が機械工場内の危険エリアに入つたことを検
出判別し、その時には機械の作動を停止させる等
の安全装置を作動させるようにしたことにより、
作業者が危険エリアに入つている間は機械工場内
の機械を自動的に且つ強制的に作動停止させた
り、警報等を発したりすることができるので、機
械の不用意な稼動によつて生じる人身事故を未然
にかつ確実に防止することができ、安全性の向上
を図ることができるものである。

しかも、テレビカメラを利用した装置であるの
で、作業者に特別な装置を携帯させる必要がな
く、信頼性の高いものとすることができる。

さらに、上記画像信号の相対的な変化により作
業者を検出するようにしたので、作業者の検出を
容易にかつ確実に行うことができ、安全性の向上
を一層図ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は機械工
場内部を示す図、第２図は全体概略構成図、第３
図は画像信号処理装置および安全装置の電気回路
図、第４図イは発振器からのクロツクパルスの波
形図、同ロおよびハはそれぞれタイミングゼネレ
ータからの垂直同期信号および水平同期信号の波
形図、同ニはテレビカメラからの画像信号の波形
図、第５図は機械工場内の平面図、第６図はワー
ク位置メモリの記憶内容を示す図、第７図は危険
エリアメモリの記憶内容を示す図、第８図はレイ
アウトメモリの記憶内容を示す図、第９図はテレ
ビモニタの表示画面の一例を示す図である。 １……機械、Ｄ……危険エリア、Ｍ……作業
者、４……テレビカメラ、５……画像信号処理装
置、６……検出部、７……判別部、９……記憶回
路、１０……比較回路、１２……メモリ、１３…
…アンド回路（ゲート部）、１５……アンド回路、
１７……安全装置、２０……遮断器、２１……ワ
ーニング部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機械周辺の危険エリアを含む機械工場内を撮
   影するテレビカメラと、 該テレビカメラからの画像信号が入力され、現
   在の画像信号と少なくとも一走査前の画像信号と
   を比較して移動被写体の画像信号を得、この移動
   被写体の画像信号から機械の可動エリアに相当す
   る信号を取り除いて作業者の画像信号を検出する
   検出部、及び該検出部より出力される作業者の画
   像信号と工場内の機械周辺の危険エリアに相当す
   る位置信号とが入力され、これら両信号を比較し
   て作業者が危険エリア内に入つたことを判別し出
   力を発する判別部から成る画像信号処理装置と、 該画像信号処理装置の判別部からの出力信号が
   入力され、この出力信号により作動する安全装置
   とを備え、 工場内の危険エリア内に作業者が入つたときに
   安全装置を作動させるようにしたことを特徴とす
   る機械工場内での安全作業装置。 ２ 画像信号処理装置の検出部は、少なくとも一
   走査期間の画像信号を順次記憶する記憶回路と、
   該記憶回路からの少なくとも一走査前の画像信号
   と現在の画像信号との差を検出して出力を発する
   比較回路と、該比較回路からの出力信号を順次記
   憶するメモリと、該メモリからの出力信号を機械
   の可動エリアに相当する位置信号にしたがつて通
   過又は遮断するゲート部とによつて構成されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の機械工場内での安
   全作業装置。 ３ 画像信号処理装置の判別部は、検出部の出力
   信号と危険エリアに相当する位置信号とを２入力
   とするアンド回路により構成されている特許請求
   の範囲第１項記載の機械工場内での安全作業装
   置。