JPH05112973A - 建設機械およびその制御方法 - Google Patents
建設機械およびその制御方法Info
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- JPH05112973A JPH05112973A JP30411691A JP30411691A JPH05112973A JP H05112973 A JPH05112973 A JP H05112973A JP 30411691 A JP30411691 A JP 30411691A JP 30411691 A JP30411691 A JP 30411691A JP H05112973 A JPH05112973 A JP H05112973A
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- signal
- image processing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 建設機械において作業者の安全を確保するこ
と。 【構成】 建設機械の上部旋回体に設けられた支持棒に
取り付けられた複数個の赤外線カメラ（１，２，４，
５）と、建設機械のアームの先端に設けられたバケット
の両側に取り付けられた赤外線カメラ（３，６）と、前
記の赤外線カメラからの熱映像信号が与えられる画像処
理装置（７）と、この画像処理装置によって人の体温相
当の温度を有する温度信号が所定量含まれているかどう
かを判断する装置と、この判断装置からの信号によっ
て、建設機械の動作の自動停止を可能とする手段とを備
えた建設機械とその制御方法。
と。 【構成】 建設機械の上部旋回体に設けられた支持棒に
取り付けられた複数個の赤外線カメラ（１，２，４，
５）と、建設機械のアームの先端に設けられたバケット
の両側に取り付けられた赤外線カメラ（３，６）と、前
記の赤外線カメラからの熱映像信号が与えられる画像処
理装置（７）と、この画像処理装置によって人の体温相
当の温度を有する温度信号が所定量含まれているかどう
かを判断する装置と、この判断装置からの信号によっ
て、建設機械の動作の自動停止を可能とする手段とを備
えた建設機械とその制御方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパワーショベル，クレー
ン等の旋回体を有する建設機械およびその制御方法に関
する。
ン等の旋回体を有する建設機械およびその制御方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の安全装置としては接点式の
機械センサや、超音波センサ（超音波発信装置および受
信装置）を旋回体の一部に設置し、人が旋回範囲内に入
った場合にセンサが感知して旋回動作を止めるものが知
られている。
機械センサや、超音波センサ（超音波発信装置および受
信装置）を旋回体の一部に設置し、人が旋回範囲内に入
った場合にセンサが感知して旋回動作を止めるものが知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の接点式の機械セ
ンサを用いた安全装置では、旋回体と人が接触しはじめ
て旋回動作が停止するため、旋回体と人が高速で衝突し
た場合、安全を確保できないという問題があった。ま
た、従来の超音波センサを用いた安全装置では、超音波
の指向性が広いため広範囲を大雑把に監視しているだけ
なので、旋回体の旋回方向に対する人の有無だけを認識
しにくいという問題があった。本発明は上記の欠点を改
善するために提案されたもので、その目的は、建設機械
の旋回体と人との接触を未然に防ぐことにある。
ンサを用いた安全装置では、旋回体と人が接触しはじめ
て旋回動作が停止するため、旋回体と人が高速で衝突し
た場合、安全を確保できないという問題があった。ま
た、従来の超音波センサを用いた安全装置では、超音波
の指向性が広いため広範囲を大雑把に監視しているだけ
なので、旋回体の旋回方向に対する人の有無だけを認識
しにくいという問題があった。本発明は上記の欠点を改
善するために提案されたもので、その目的は、建設機械
の旋回体と人との接触を未然に防ぐことにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は建設機械の上部旋回体に設けられた支持棒
に取り付けられた複数個の赤外線カメラと、前記建設機
械のアームの先端に設けられたバケットの両側に取り付
けられた赤外線カメラと、前記の赤外線カメラからの熱
映像信号が与えられる画像処理装置と、前記画像処理装
置によって人の体温相当の温度を有する温度信号が所定
量含まれているかどうかを随時計算し、旋回体の旋回方
向に人が存在するか否かを判断する装置と、前記判断装
置からの信号によって、前記建設機械の動作の自動停止
を可能とする手段とを備えることを特徴とする建設機械
を発明の要旨とするものである。さらに、本発明は建設
機械の旋回体の旋回方向を撮影するように前記旋回体の
一部に設置した複数の赤外線カメラからの熱映像信号
を、建設機械に搭載した画像処理装置に送り、前記画像
処理装置においては送られてくる熱映像信号の中に、人
の体温相当の温度を有する信号が所定量含まれているか
否かを随時計算することによって、旋回体の旋回方向に
人が存在するか否かを判断し、人が存在すると判断した
場合、制御信号を発生させ、旋回動作の自動停止を可能
としたことを特徴とする建設機械の制御方法を発明の要
旨とするものである。
め、本発明は建設機械の上部旋回体に設けられた支持棒
に取り付けられた複数個の赤外線カメラと、前記建設機
械のアームの先端に設けられたバケットの両側に取り付
けられた赤外線カメラと、前記の赤外線カメラからの熱
映像信号が与えられる画像処理装置と、前記画像処理装
置によって人の体温相当の温度を有する温度信号が所定
量含まれているかどうかを随時計算し、旋回体の旋回方
向に人が存在するか否かを判断する装置と、前記判断装
置からの信号によって、前記建設機械の動作の自動停止
を可能とする手段とを備えることを特徴とする建設機械
を発明の要旨とするものである。さらに、本発明は建設
機械の旋回体の旋回方向を撮影するように前記旋回体の
一部に設置した複数の赤外線カメラからの熱映像信号
を、建設機械に搭載した画像処理装置に送り、前記画像
処理装置においては送られてくる熱映像信号の中に、人
の体温相当の温度を有する信号が所定量含まれているか
否かを随時計算することによって、旋回体の旋回方向に
人が存在するか否かを判断し、人が存在すると判断した
場合、制御信号を発生させ、旋回動作の自動停止を可能
としたことを特徴とする建設機械の制御方法を発明の要
旨とするものである。
【０００５】
【作用】画像処理装置は、複数個の赤外線カメラから順
次送られてくる熱映像信号の中から画像処理により人の
有無を判断し、その結果を制御装置に送る。旋回動作を
司る操作レバーは、動作を始める前および動作中、旋回
方向を知らせる信号を制御装置に発する。制御装置は、
どのカメラからの映像に（換言すれば、建設機械のどの
方向に）人が存在するかを常時把握しつつ、操作レバー
からの旋回方向を知らせる信号を監視し、旋回方向に人
がいないと判断した時のみ旋回動作を許可或いは継続す
るものであり、作業者の安全を確保することができる。
次送られてくる熱映像信号の中から画像処理により人の
有無を判断し、その結果を制御装置に送る。旋回動作を
司る操作レバーは、動作を始める前および動作中、旋回
方向を知らせる信号を制御装置に発する。制御装置は、
どのカメラからの映像に（換言すれば、建設機械のどの
方向に）人が存在するかを常時把握しつつ、操作レバー
からの旋回方向を知らせる信号を監視し、旋回方向に人
がいないと判断した時のみ旋回動作を許可或いは継続す
るものであり、作業者の安全を確保することができる。
【０００６】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行い得ることは言
うまでもない。
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行い得ることは言
うまでもない。
【０００７】建設機械としてパワーショベルを例にとっ
て説明する。図１はパワーショベルの側面図、図２は同
上面図である。図１において８は下部走行体、９は下部
走行体に水平に旋回可能に装着された上部旋回体であ
る。１０はブーム、１１はアーム、１２はバケット、１
３は上部旋回体に取り付けられた支持棒である。
て説明する。図１はパワーショベルの側面図、図２は同
上面図である。図１において８は下部走行体、９は下部
走行体に水平に旋回可能に装着された上部旋回体であ
る。１０はブーム、１１はアーム、１２はバケット、１
３は上部旋回体に取り付けられた支持棒である。
【０００８】図２において７は上部旋回体の一部に搭載
した画像処理装置、１，２，４，５は前記支持棒に取り
付けられた赤外線カメラであり、３，６は前記バケット
の左右両側に取り付けられた赤外線カメラである。＃１
〜６は前記赤外線カメラ１〜６で撮像可能な範囲を示し
ている。これらの赤外線カメラはパワーショベルが旋回
動作をしている、していないにかかわらず常時１０フレ
ーム／秒のタイミングで撮像を行い、熱映像信号を画像
処理装置に送る。
した画像処理装置、１，２，４，５は前記支持棒に取り
付けられた赤外線カメラであり、３，６は前記バケット
の左右両側に取り付けられた赤外線カメラである。＃１
〜６は前記赤外線カメラ１〜６で撮像可能な範囲を示し
ている。これらの赤外線カメラはパワーショベルが旋回
動作をしている、していないにかかわらず常時１０フレ
ーム／秒のタイミングで撮像を行い、熱映像信号を画像
処理装置に送る。
【０００９】図３は建設現場における作業風景の一例で
あり、１４は人、１５はセーフティコーンを示してい
る。
あり、１４は人、１５はセーフティコーンを示してい
る。
【００１０】図４は赤外線カメラが図３中のＡ，Ｂ，Ｃ
を結ぶ水平線を走査した時の熱映像信号で横軸に水平位
置を、縦軸に赤外線の入射エネルギーおよび温度を示し
ている。画像処理装置は順次入力される熱映像信号を温
度に応じて色変調し、１フレーム分の熱映像信号から２
次元の熱映像パターンを作成する。
を結ぶ水平線を走査した時の熱映像信号で横軸に水平位
置を、縦軸に赤外線の入射エネルギーおよび温度を示し
ている。画像処理装置は順次入力される熱映像信号を温
度に応じて色変調し、１フレーム分の熱映像信号から２
次元の熱映像パターンを作成する。
【００１１】図５は画像処理装置により作成された熱映
像パターンであり、図中の一部に記された縦横の格子は
画素のユニットを表している。次に画像処理装置は熱映
像パターンについて、各画素のもつ温度を調べ、温度ご
との累積度数を求める。（以後、温度別に累積度数を求
めたデータをヒストグラムとよぶ）。
像パターンであり、図中の一部に記された縦横の格子は
画素のユニットを表している。次に画像処理装置は熱映
像パターンについて、各画素のもつ温度を調べ、温度ご
との累積度数を求める。（以後、温度別に累積度数を求
めたデータをヒストグラムとよぶ）。
【００１２】図６は画像処理装置により、作成されたヒ
ストグラムの一例で横軸に温度を、縦軸に温度の累積度
数を示している。図中の３つの温度ａ，ｂ，ｃはそれぞ
れ大気，セーフティコーン，人の温度に対応している。
そこで、画像処理装置は作成したヒストグラムの中で、
人の体温相当の温度の累積度数が所定のレベル（図中に
しきい値として明記）を越えるか否かを判断し、越える
場合のみ後述する制御回路に向けて制御信号を送る。な
お、季節や天候の状態いかんでは大気の温度が上昇し、
人の温度に近接する或いは人の温度を越える場合がある
が、赤外線カメラの温度分解能が小さい（０．５℃）た
め、両者の識別は可能である。
ストグラムの一例で横軸に温度を、縦軸に温度の累積度
数を示している。図中の３つの温度ａ，ｂ，ｃはそれぞ
れ大気，セーフティコーン，人の温度に対応している。
そこで、画像処理装置は作成したヒストグラムの中で、
人の体温相当の温度の累積度数が所定のレベル（図中に
しきい値として明記）を越えるか否かを判断し、越える
場合のみ後述する制御回路に向けて制御信号を送る。な
お、季節や天候の状態いかんでは大気の温度が上昇し、
人の温度に近接する或いは人の温度を越える場合がある
が、赤外線カメラの温度分解能が小さい（０．５℃）た
め、両者の識別は可能である。
【００１３】図７は赤外線カメラ，画像処理装置，制御
装置と上部旋回体を駆動する油圧回路の関係を表す回路
図である。図において、１〜６は赤外線カメラであり、
図２における１〜６に対応している。すなわち、１〜３
のカメラは上部旋回体が左方向へ旋回する際の安全監視
を担い、４〜６は右方向へ旋回する際の安全監視を担っ
ている。７は画像処理装置、１６は制御装置である。制
御装置の中のＡＮＤ１，２は論理積回路を、ＯＲ１，
２，３は論理和回路を表している。ＳＷ１，２は旋回動
作を司る操作レバーに連動して作動するスイッチで、Ｓ
Ｗ１が左旋回時にＯＮ、ＳＷ２は右旋回時にＯＮ動作す
る。ＳＷ３は電気信号の入力により、ＯＮ動作する電磁
スイッチである。エンジン１７で駆動された油圧ポンプ
１８で発生した加圧油は、旋回バルブ１９でその位置が
ＡまたはＢに切り換わることにより、旋回モータ２１は
右旋回または左旋回する。今、上部旋回体９を左旋回す
るために、左方向旋回を司る操作レバーを操ったとすれ
ば、ＳＷ１がＯＮ動作し、旋回バルブがＡの位置に入
る。この時、左旋回方向を撮像している赤外線カメラ１
〜３のいずれかの熱映像信号の中に人がいたとすると、
画像処理装置はそれを判断し、カメラと一対一に対応し
ている出力信号線を通じて制御装置内のＯＲ１回路へ制
御信号を出力する。ＯＲ１回路は１つ以上の制御信号が
入力されれば、ＡＮＤ１回路に出力信号を送出する。Ａ
ＮＤ１回路はＳＷ１からの信号と、ＯＲ１回路からの信
号が共に入力された時のみ、ＯＲ３回路に出力信号を送
出する。ＯＲ３回路はＡＮＤ１，２の一方、若しくは両
方からの信号が入力されれば、ＳＷ３の出力信号を送出
する。ＳＷ３はＯＲ３回路からの信号を受けてＯＮ動作
する。その結果、電磁切換弁２０が作動し、位置をＣに
切り換え、旋回モータ２１への油圧回路を遮断して、そ
の回転を停止する。もしも、赤外線カメラ１〜３の熱映
像信号に人の存在が認められず、赤外線カメラ４〜６の
いずれかの熱映像信号に人の存在が確認されても（換言
すれば、旋回しようとする方向と逆向きの方向に人が存
在しても）、旋回動作は許可され、旋回モータへの油圧
回路は遮断されない。
装置と上部旋回体を駆動する油圧回路の関係を表す回路
図である。図において、１〜６は赤外線カメラであり、
図２における１〜６に対応している。すなわち、１〜３
のカメラは上部旋回体が左方向へ旋回する際の安全監視
を担い、４〜６は右方向へ旋回する際の安全監視を担っ
ている。７は画像処理装置、１６は制御装置である。制
御装置の中のＡＮＤ１，２は論理積回路を、ＯＲ１，
２，３は論理和回路を表している。ＳＷ１，２は旋回動
作を司る操作レバーに連動して作動するスイッチで、Ｓ
Ｗ１が左旋回時にＯＮ、ＳＷ２は右旋回時にＯＮ動作す
る。ＳＷ３は電気信号の入力により、ＯＮ動作する電磁
スイッチである。エンジン１７で駆動された油圧ポンプ
１８で発生した加圧油は、旋回バルブ１９でその位置が
ＡまたはＢに切り換わることにより、旋回モータ２１は
右旋回または左旋回する。今、上部旋回体９を左旋回す
るために、左方向旋回を司る操作レバーを操ったとすれ
ば、ＳＷ１がＯＮ動作し、旋回バルブがＡの位置に入
る。この時、左旋回方向を撮像している赤外線カメラ１
〜３のいずれかの熱映像信号の中に人がいたとすると、
画像処理装置はそれを判断し、カメラと一対一に対応し
ている出力信号線を通じて制御装置内のＯＲ１回路へ制
御信号を出力する。ＯＲ１回路は１つ以上の制御信号が
入力されれば、ＡＮＤ１回路に出力信号を送出する。Ａ
ＮＤ１回路はＳＷ１からの信号と、ＯＲ１回路からの信
号が共に入力された時のみ、ＯＲ３回路に出力信号を送
出する。ＯＲ３回路はＡＮＤ１，２の一方、若しくは両
方からの信号が入力されれば、ＳＷ３の出力信号を送出
する。ＳＷ３はＯＲ３回路からの信号を受けてＯＮ動作
する。その結果、電磁切換弁２０が作動し、位置をＣに
切り換え、旋回モータ２１への油圧回路を遮断して、そ
の回転を停止する。もしも、赤外線カメラ１〜３の熱映
像信号に人の存在が認められず、赤外線カメラ４〜６の
いずれかの熱映像信号に人の存在が確認されても（換言
すれば、旋回しようとする方向と逆向きの方向に人が存
在しても）、旋回動作は許可され、旋回モータへの油圧
回路は遮断されない。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、旋回
体と人が接触する前に旋回動作を自動停止することがで
きるため、高い安全性を確保できる。また、旋回体の旋
回範囲内に人が存在しても旋回方向に人がいなければ、
旋回動作を開始、若しくは継続できるため、作業を効率
よく進めることができる。
体と人が接触する前に旋回動作を自動停止することがで
きるため、高い安全性を確保できる。また、旋回体の旋
回範囲内に人が存在しても旋回方向に人がいなければ、
旋回動作を開始、若しくは継続できるため、作業を効率
よく進めることができる。
【図１】パワーショベルの側面図を示す。
【図２】パワーショベルの上面図を示す。
【図３】建設現場における作業風景の説明図を示す。
【図４】赤外線カメラで撮像された熱映像信号の概念図
を示す。
を示す。
【図５】１フレーム分の熱映像信号で構成される熱映像
パターンの説明図を示す。
パターンの説明図を示す。
【図６】熱映像パターンのヒストグラムを示す。
【図７】赤外線カメラ，画像処理装置，制御装置と上部
旋回体を駆動する油圧回路の関係を表す回路図である。
旋回体を駆動する油圧回路の関係を表す回路図である。
１〜６ 赤外線カメラ ７ 画像処理装置 ８ 下部走行体 ９ 上部旋回体 １０ ブーム １１ アーム １２ バケット １３ 支持棒 １４ 人 １５ セーフティコーン １６ 制御装置 １７ エンジン １８ 油圧ポンプ １９ 旋回バルブ ２０ 電磁切換弁 ２１ 旋回モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増田 順一 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 建設機械の上部旋回体に設けられた支持
棒に取り付けられた複数個の赤外線カメラと、前記建設
機械のアームの先端に設けられたバケットの両側に取り
付けられた赤外線カメラと、前記の赤外線カメラからの
熱映像信号が与えられる画像処理装置と、前記画像処理
装置によって人の体温相当の温度を有する温度信号が所
定量含まれているかどうかを随時計算し、旋回体の旋回
方向に人が存在するか否かを判断する装置と、前記判断
装置からの信号によって、前記建設機械の動作の自動停
止を可能とする手段とを備えることを特徴とする建設機
械。 - 【請求項２】 建設機械の旋回体の旋回方向を撮影する
ように前記旋回体の一部に設置した複数の赤外線カメラ
からの熱映像信号を、建設機械に搭載した画像処理装置
に送り、前記画像処理装置においては送られてくる熱映
像信号の中に、人の体温相当の温度を有する信号が所定
量含まれているか否かを随時計算することによって、旋
回体の旋回方向に人が存在するか否かを判断し、人が存
在すると判断した場合、制御信号を発生させ、旋回動作
の自動停止を可能としたことを特徴とする建設機械の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30411691A JPH05112973A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 建設機械およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30411691A JPH05112973A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 建設機械およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05112973A true JPH05112973A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17929225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30411691A Pending JPH05112973A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 建設機械およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05112973A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130033495A1 (en) * | 2010-04-12 | 2013-02-07 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Image generation device and operation support system |
| JP2014173258A (ja) * | 2013-03-06 | 2014-09-22 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd | 建設機械の始動許可装置、建設機械の始動許可方法 |
| KR20160054090A (ko) * | 2014-11-05 | 2016-05-16 | 현대중공업 주식회사 | 작업환경 모니터링 장치 및 작업환경 모니터링 장치에서 수행되는 작업환경 모니터링 방법 |
| US10072395B2 (en) | 2014-03-27 | 2018-09-11 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and control method thereof |
| CN112249013A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-01-22 | 三一重机有限公司 | 一种盲区防碰撞控制系统、方法和挖掘机 |
| KR20240152499A (ko) * | 2023-04-13 | 2024-10-22 | 주식회사 밀리센스 | 레이더 및 열-감지를 이용한 스마트 건설중장비 충돌사고 방지시스템 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP30411691A patent/JPH05112973A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130033495A1 (en) * | 2010-04-12 | 2013-02-07 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Image generation device and operation support system |
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