JPH05125748A - 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
- Publication number
- JPH05125748A JPH05125748A JP29371791A JP29371791A JPH05125748A JP H05125748 A JPH05125748 A JP H05125748A JP 29371791 A JP29371791 A JP 29371791A JP 29371791 A JP29371791 A JP 29371791A JP H05125748 A JPH05125748 A JP H05125748A
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- Japan
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- construction machine
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- 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カラー用ビデオカメラ（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カラー用ビデオカメラ
（３，６）と、前記のビデオカメラから映像信号が与え
られる画像処理装置（７）と、この画像処理装置によっ
て作業者の被着するヘルメットあるいは衣服の色信号が
所望量含まれているかどうかを検出する装置と、この検
出装置からの信号によって、建設機械の動作を自動的に
停止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カラー用ビデオカメラ（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カラー用ビデオカメラ
（３，６）と、前記のビデオカメラから映像信号が与え
られる画像処理装置（７）と、この画像処理装置によっ
て作業者の被着するヘルメットあるいは衣服の色信号が
所望量含まれているかどうかを検出する装置と、この検
出装置からの信号によって、建設機械の動作を自動的に
停止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とめる。
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とめる。
【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
の指向性が大き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
の指向性が大き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カラー用ビデオカメラと、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
り付けられたカラー用ビデオカメラと、前記のビデオカ
メラから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作業者の被着するヘルメットあるい
は衣服の色信号が所望量含まれているかどうかを検出す
る装置と、前記検出装置からの信号によって、前記建設
機械の動作を自動的に停止する手段とを備えることを発
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
設置した複数のカラー用ビデオカメラからの映像信号を
画像処理装置に送り、前記画像処理装置において送られ
てくる映像信号の中に、建設機械の周辺で作業を行う作
業者の被着するヘルメットまたは衣服の色と同じ色信号
が所望量含まれているかどうか検出し、これによって旋
回体の旋回範囲内に作業者の存在の有無を判断し、作業
者が存在すると判断した場合は建設機械の旋回動作を自
動的に停止することを発明の要旨とするものである。
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カラー用ビデオカメラと、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
り付けられたカラー用ビデオカメラと、前記のビデオカ
メラから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作業者の被着するヘルメットあるい
は衣服の色信号が所望量含まれているかどうかを検出す
る装置と、前記検出装置からの信号によって、前記建設
機械の動作を自動的に停止する手段とを備えることを発
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
設置した複数のカラー用ビデオカメラからの映像信号を
画像処理装置に送り、前記画像処理装置において送られ
てくる映像信号の中に、建設機械の周辺で作業を行う作
業者の被着するヘルメットまたは衣服の色と同じ色信号
が所望量含まれているかどうか検出し、これによって旋
回体の旋回範囲内に作業者の存在の有無を判断し、作業
者が存在すると判断した場合は建設機械の旋回動作を自
動的に停止することを発明の要旨とするものである。
【０００５】
【作用】旋回体の旋回方向だけを撮像するように旋回体
の一部に設置したカラービデオカメラと、建設機械に搭
載した画像処理装置とを用い、旋回体の旋回方向への人
の有無の判断を、作業者に特定色のヘルメットあるいは
衣服を着用させ、カラービデオカメラの映像信号に含ま
れる該特定色の色信号の割合から危険の程度を決定する
ことによって、旋回体の旋回方向に人が存在する時の
み、旋回動作を停止し、作業者の安全を確保することが
できる。
の一部に設置したカラービデオカメラと、建設機械に搭
載した画像処理装置とを用い、旋回体の旋回方向への人
の有無の判断を、作業者に特定色のヘルメットあるいは
衣服を着用させ、カラービデオカメラの映像信号に含ま
れる該特定色の色信号の割合から危険の程度を決定する
ことによって、旋回体の旋回方向に人が存在する時の
み、旋回動作を停止し、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うることは云
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うることは云
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、１，２，４，６は前記支持棒に取り
付けられたカラービデオカメラであり、３，６は前記バ
スケットの左右両側に取り付けられたカラービデオカメ
ラである。＃１〜６は前記カラービデオカメラ１〜６で
撮像可能な範囲を示している。これらのカラービデオカ
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、映像信号を画像処理装置に送る。
した画像処理装置、１，２，４，６は前記支持棒に取り
付けられたカラービデオカメラであり、３，６は前記バ
スケットの左右両側に取り付けられたカラービデオカメ
ラである。＃１〜６は前記カラービデオカメラ１〜６で
撮像可能な範囲を示している。これらのカラービデオカ
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、映像信号を画像処理装置に送る。
【０００９】図３は建設作業に携わる人であり、１４は
ヘルメット、１５は作業着を示し、それぞれ特定の色に
着色されている。また、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。
ヘルメット、１５は作業着を示し、それぞれ特定の色に
着色されている。また、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。
【００１０】図４はカラービデオカメラで撮影され、画
像処理装置に送られた映像信号の一例で、（ａ）は人が
映っている場合を、（ｂ）は人が映っていない場合を、
それぞれ示している。画像処理装置はまず入力された映
像信号を測定し、色の数値化を行う。色の数値化には表
色系の選び方により、複数の方法が考えられるが、ここ
では色相、明度、彩度の３属性に分けた場合について説
明する。（ＪＩＳＺ８７２１参照）次に画像処理装置は
１フレーム分の映像信号について、各画素の色相値を調
べ、色相値ごとの累積度数を求める。（以後、色相値別
に累積度数を求めたデータをヒストグラムと呼ぶ）。図
５は画像処理装置により、作成されたヒストグラムの一
例で横軸に色相値を、縦軸に色相値の累積度数を示して
いる。（ａ）は図４（ａ）に示す映像信号に対するヒス
トグラムであり、ヘルメットまたは作業着に着色された
色に対応した色相値の累積度数が所定のレベル（図中に
しきい値として明記）を越えている。（ｂ）は図４
（ｂ）に示す映像信号に対するヒストグラムであり、ヘ
ルメットまたは作業着に着色された色に対応した色相値
の累積度数がしきい値を越えていない。画像処理装置は
作成したヒストグラムの中で、ヘルメットまたは作業着
の色に対応した色相値の累積度数がしきい値を越える場
合のみ、後述する制御回路に向けて制御信号を送る。
像処理装置に送られた映像信号の一例で、（ａ）は人が
映っている場合を、（ｂ）は人が映っていない場合を、
それぞれ示している。画像処理装置はまず入力された映
像信号を測定し、色の数値化を行う。色の数値化には表
色系の選び方により、複数の方法が考えられるが、ここ
では色相、明度、彩度の３属性に分けた場合について説
明する。（ＪＩＳＺ８７２１参照）次に画像処理装置は
１フレーム分の映像信号について、各画素の色相値を調
べ、色相値ごとの累積度数を求める。（以後、色相値別
に累積度数を求めたデータをヒストグラムと呼ぶ）。図
５は画像処理装置により、作成されたヒストグラムの一
例で横軸に色相値を、縦軸に色相値の累積度数を示して
いる。（ａ）は図４（ａ）に示す映像信号に対するヒス
トグラムであり、ヘルメットまたは作業着に着色された
色に対応した色相値の累積度数が所定のレベル（図中に
しきい値として明記）を越えている。（ｂ）は図４
（ｂ）に示す映像信号に対するヒストグラムであり、ヘ
ルメットまたは作業着に着色された色に対応した色相値
の累積度数がしきい値を越えていない。画像処理装置は
作成したヒストグラムの中で、ヘルメットまたは作業着
の色に対応した色相値の累積度数がしきい値を越える場
合のみ、後述する制御回路に向けて制御信号を送る。
【００１１】図６はカラービデオカメラ、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６において、１〜６はカラービデ
オカメラであり、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。ＳＷ
１，２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、ＳＷ１が左旋回時にＯＮ、ＳＷ２が右旋回
時にＯＮ動作する。ＳＷ３は電気信号の入力により、Ｏ
Ｎ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１
９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カ
ラービデオカメラ１〜３のいずれかの映像信号の中に人
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。ＡＮＤ１回路はＳＷ１からの信号と、Ｏ
Ｒ１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に
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、カラービデ
オカメラ１〜３の映像信号に人の存在が認められず、４
〜６のいずれかの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。
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６において、１〜６はカラービデ
オカメラであり、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。ＳＷ
１，２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、ＳＷ１が左旋回時にＯＮ、ＳＷ２が右旋回
時にＯＮ動作する。ＳＷ３は電気信号の入力により、Ｏ
Ｎ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１
９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カ
ラービデオカメラ１〜３のいずれかの映像信号の中に人
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。ＡＮＤ１回路はＳＷ１からの信号と、Ｏ
Ｒ１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に
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、カラービデ
オカメラ１〜３の映像信号に人の存在が認められず、４
〜６のいずれかの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。
【００１２】
【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】作業に携わる人が着用するヘルメットおよび作
業着の説明図を示す。
業着の説明図を示す。
【図４】カメラで撮像された映像信号の概念図で（ａ）
は作業者が存在する場合、（ｂ）は存在しない場合を示
す。
は作業者が存在する場合、（ｂ）は存在しない場合を示
す。
【図５】映像信号のヒストグラムで、（ａ）は作業者が
存在する場合、（ｂ）は存在しない場合を示す。
存在する場合、（ｂ）は存在しない場合を示す。
【図６】カラービデオカメラ、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。
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。
１ カラービデオカメラ ２ カラービデオカメラ ３ カラービデオカメラ ４ カラービデオカメラ ５ カラービデオカメラ ６ カラービデオカメラ ７ 画像処理装置 ８ 下部走行体 ９ 上部走行体 １０ ブーム １１ アーム １２ バケット １３ 支持棒 １４ ヘルメット １５ 作業着 １６ 制御装置 １７ エンジン １８ 油圧ポンプ １９ 旋回ポンプ ２０ 電磁弁 ２１ モータ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── 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カラー用ビデオカメラと、
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カラー用ビデオカメラと、前記のビ
デオカメラから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作業者の被着するヘルメット
あるいは衣服の色信号が所望量含まれているかどうかを
検出する装置と、前記検出装置からの信号によって、前
記建設機械の動作を自動的に停止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カラー用ビデ
オカメラからの映像信号を画像処理装置に送り、前記画
像処理装置において送られてくる映像信号の中に、建設
機械の周辺で作業を行う作業者の被着するヘルメットま
たは衣服の色と同じ色信号が所望量含まれているかどう
か検出し、これによって旋回体の旋回範囲内に作業者の
存在の有無を判断し、作業者が存在すると判断した場合
は建設機械の旋回動作を自動的に停止することを特徴と
する建設機械の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29371791A JPH05125748A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 建設機械およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29371791A JPH05125748A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 建設機械およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125748A true JPH05125748A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17798334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29371791A Pending JPH05125748A (ja) | 1991-10-14 | 1991-10-14 | 建設機械およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05125748A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002030699A (ja) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Komatsu Ltd | 作業用移動機械 |
| FR2832210A1 (fr) * | 2001-11-14 | 2003-05-16 | Marc Alligier | Systeme de securite pour des employes travaillants sur zone dangereuse risquant d'etre emportes vers une machine outil par un moyen de deplacement automatique tel qu'un tapis roulant |
| JP2012172350A (ja) * | 2011-02-20 | 2012-09-10 | Kajima Corp | 魚眼レンズ利用の作業機械周囲監視方法及びシステム |
| JP2020020152A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社小松製作所 | 作業機械を制御するためのシステム及び方法 |
| CN111080677A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | 天津理工大学 | 一种污染修复场地中工作人员实时分区作业的防护方法 |
-
1991
- 1991-10-14 JP JP29371791A patent/JPH05125748A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002030699A (ja) * | 2000-07-17 | 2002-01-31 | Komatsu Ltd | 作業用移動機械 |
| FR2832210A1 (fr) * | 2001-11-14 | 2003-05-16 | Marc Alligier | Systeme de securite pour des employes travaillants sur zone dangereuse risquant d'etre emportes vers une machine outil par un moyen de deplacement automatique tel qu'un tapis roulant |
| EP1312853A3 (fr) * | 2001-11-14 | 2006-04-12 | Marc Alligier | Système optique auto-ajustable de sécurité pour zone de travail dangereuse |
| JP2012172350A (ja) * | 2011-02-20 | 2012-09-10 | Kajima Corp | 魚眼レンズ利用の作業機械周囲監視方法及びシステム |
| JP2020020152A (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社小松製作所 | 作業機械を制御するためのシステム及び方法 |
| WO2020026504A1 (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 株式会社小松製作所 | 作業機械を制御するためのシステム及び方法 |
| US11788254B2 (en) | 2018-07-31 | 2023-10-17 | Komatsu Ltd. | System and method for controlling work machine |
| CN111080677A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-28 | 天津理工大学 | 一种污染修复场地中工作人员实时分区作业的防护方法 |
| CN111080677B (zh) * | 2019-12-23 | 2023-09-12 | 天津理工大学 | 一种污染修复场地中工作人员实时分区作业的防护方法 |
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