JP2006199440A - 接近警報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クレーンが送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規な接近警報装置を提供すること。更に、送電線から発せられる電磁界の影響を実質的に受けない接近警報装置を提供すること。
【解決手段】 接近警報装置は、クレーン先端部に取り付けられたセンサと、クレーン操作室に配置された監視装置とを備え、センサと監視装置は光ケーブルで接続されている。これにより、送電線から発せられる電磁界の影響を実質的に受けることはない。センサとしては、電磁界センサやＣＣＤ利用センサが用いられる。更に、クレーン先端部にＣＣＤカメラが取り付けられ、クレーン先端の状況を視覚的に把握できる。更に、監視装置に記録装置を備え、センサからの警報情報、ＣＣＤカメラからの画像情報等の事故履歴を記録し、事故解析に役立てる
【選択図】 図２

Description

本発明は、送電線等の高圧電線（以下、単に「送電線」という。）への接近を感知する接近警報装置に関し、更に具体的には、送電線への接近を感知するセンサとこのセンサからの信号を監視する監視装置とを、電磁界の影響を受けにくい有線で接続した接近警報装置に関する。

電力会社が、工場、家庭等の電力需要者（利用者）に対して電力を供給する場合、発電所から比較的高圧の電力を送電線を介して利用者の近傍にある変電所、変圧器等に送電し、これら変電所等にて所定の電圧の電力に降圧して利用者に供給している。発電所から変電所等までの送電のため、一般に鉄塔に架けられた送電線が張り巡らされている。送電線には、例えば、各種高圧階級と称される２２ｋＶ，６６ｋＶ，１１０ｋＶ，２２０ｋＶのような高圧電流が流れている。

発電所から変電所等までの距離が長いため、送電線付近にて、各種の土木工事、建造物の建設・修理・撤去、比較的大きな物体の運搬等の作業を行わなければならない事態が発生する。これら作業の内、送電線に接近又は接触する可能性がある作業は、典型的には重機等（以下、単に「クレーン」という。）を用いて行う作業である。

送電線付近でクレーンによる作業が行われ、クレーンのブームがその送電線に接近又は接触する可能性がある場合、これを回避するために、細心の注意を払わなければならない。

図１は、従来行われていた接近回避システム１を説明する図である。鉄塔３の間に送電線２が架線されている。この送電線２の近傍で、クレーン４を用いて作業をしている。クレーン４は、回転及び伸縮自在のブーム１５を用いて荷物を吊り下げる。このような場合、クレーン４のブーム１５の先端部５が送電線２に接近又は接触する可能性がある。

従来、このような場合、電力供給者から派遣された立会者１２のもと、視覚的な安全対策を施し、安全管理を行っていた。具体的には、作業会社からの申請を待って、電力供給者から立会者１２を派遣し、鉄塔３間に目安となるロープ（図５符号１１３，１１４参照）を張り、立会者１２が目視で監視しながら、目安ロープとクレーン４のブームの先端部５が接近した時は、立会者１２が所持する子機（携帯子機）１０とクレーン内のオペレータ８が所有する親機９との間の無線通話により注意を喚起する方法が取られていた。このため、送電線接触事故の発生を確実に防止するため、立会者は経験豊富な人間が選定されていた。

なお、本発明者は、本発明に係る接近警報装置に関連する公開された技術文献として、次の特許文献を承知している。
特開2000-113349（平成12年4月21日公開）、発明の名称「高圧活線センサー」、出願人株式会社谷沢製作所 特開2002-260120（平成14年9月13日公開）発明の名称「活線警報機」、出願人株式会社谷沢製作所、同株式会社中電工

しかしながら、このような人間による視覚的な安全対策では、不注意、誤認、判断ミス等により、クレーンブーム１５と送電線２との接触事故の発生する確率をゼロにすることは困難であった。

更に、高圧、特別高圧を称されるような送電線２の下では、送電線から発せられる電磁界の影響で、親機９−子機１０間の無線通話に雑音が混入する場合があり、オペレータ８は立会者１２からの警報が正しく聞き取れない場合があった。

また、オペレータ８は、操作中はクレーン操作室に居るため、クレーンブーム１５の先端部分５の周りの状況を視覚的に把握することが困難であった。

また、送電線接触事故が発生した場合、事故発生状況を履歴として記録しておくような手段も設けられていなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、クレーンが送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規な接近警報装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、送電線から発せられる電磁界の影響を実質的に受けない接近警報装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、クレーン操作中のオペレータがクレーンブーム先端の周りの状況を視覚的に把握することが可能な接近警報装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、送電線接触事故が発生した場合、事故発生状況を履歴として記録可能な接近警報装置を提供することを目的とする。

更に、本発明は、接近警報装置として、電磁界センサだけでなく、それ以外のセンサを利用した装置を提供することを目的とする。

本発明に係る接近警報装置は、重機に取り付けられ、高圧電線への接近を感知するセンサと、前記センサからの接近信号を受けて、警報を発する監視装置と、
前記センサと前記監視装置を有線で接続した構成を備えている。

更に上記接近警報装置では、前記重機はクレーンであり、前記高圧電線は、送電線であり、前記センサは、前記クレーンの先端部に取り付けることもできる。

更に上記接近警報装置では、、前記有線は、光ケーブルとすることもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサは、前記警報信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する電気／光変換器を有し、前記監視装置は、前記光ケーブルを通じて伝送される前記警報信号を電気信号に変換する光／電気変換器と、該光／電気変換器からの電気信号を音声信号に変換する接近警報生成装置とを有ようにすることもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサは、電磁界センサを使用することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサとして電磁界センサを使用した接近警報装置は、記高圧電線と前記重機との距離が、第１の所定距離となった時点で第１の警報信号を生成して送信し、前記高圧電線と前記重機との距離が、前記第１の所定距離よりも短い第２の所定距離となった時点で第２の警報信号を生成して送信することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサとして電磁界センサに加えて撮像装置を有し、前記撮像装置からの映像信号を光ケーブルを介して、オペレータの近くのモニタに送信して、前記重機先端部の状況を視覚的に把握できるようにすることもできる。

更に上記接近警報装置では、前記撮像装置は、ＣＣＤカメラを使用することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記撮像装置は、ＣＣＤカメラにて前記高圧電線に取り付けられたマークを撮像するように、該ＣＣＤカメラを駆動制御する自動追尾手段を有することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記ＣＣＤカメラからの該マークの撮像画像とを比較し、少なくとも該基準画像の中心と該撮像画像の中心とが一致するように該ＣＣＤカメラを駆動制御することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記監視装置は、記録装置を有し、前記記録装置は前記接近警報生成装置に接続され、該接近警報生成装置が発する接近警報情報を記録することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記記録装置は、更に、前記撮像装置からの前記重機先端部の画像情報をも記録することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記記録装置は、更に、オペレータと立会者との間の無線通話情報をも記録するすることもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサとしてＣＣＤカメラを使用した接近警報装置は、前記重機に取り付けた、夫々自動追尾手段をもった少なくとも２つのＣＣＤカメラを有し、前記少なくとも２つのＣＣＤカメラにて前記高圧電線に取り付けられたマークを撮像した時点における各撮像面の角度に基づいて該高圧電線と前記重機との距離を求める距離演算手段を有することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記センサとしてＣＣＤカメラを使用した接近警報装置は、前記接触回避対象に対して回転自在に取り付けられた回転板と、前記回転板に固定され、該回転板の軸方向と平行な軸方向を中心に回転自在とされた第１のＣＣＤカメラと、前記回転板に回転自在に取り付けられ、該回転板の板面の法線方向を中心に回転自在とされ、かつ、該回転板の軸方向と平行な軸方向を中心に回転自在とされた第２のＣＣＤカメラと、前記第１及び第２のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像した時点における該第２のＣＣＤカメラの撮像面の角度に基づいて前記高圧電線と前記重機との距離を求める距離演算手段とを有することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記自動追尾手段は、前記第１のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像するように、前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御する第１の自動追尾手段と、前記第２のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像するように、前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御する第２の自動追尾手段とを有し、前記第１の自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記第１のＣＣＤカメラからの前記マークの撮像画像とを比較し、少なくとも前記基準画像の中心と前記撮像画像の中心とが一致するように前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御し、前記第２の自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記第２のＣＣＤカメラからの前記マークの撮像画像とを比較し、少なくとも前記基準画像の中心と前記撮像画像の中心とが一致するように前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記第１の自動追尾手段は、前記第１の角度データが検出できない場合に、前記第２の自動追尾手段からの前記第２の角度データに基づいて前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御し、前記第２の自動追尾手段は、前記第２の角度データが検出できない場合に、前記第１の自動追尾手段からの前記第１の角度データに基づいて前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御することもできる。

更に上記接近警報装置では、前記自動追尾手段は、前記第１の自動追尾手段が前記第１の角度データを検出できず、かつ、前記第２の自動追尾手段が前記第２の角度データを検出できない場合に、前記接触回避対象の動作を停止させるための手段を有することもできる。

本発明によれば、クレーンが送電線に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する新規な接近警報装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、送電線から発せられる電磁界の影響を実質的に受けない接近警報装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、クレーン操作中のオペレータがクレーンブーム先端の周りの状況を視覚的に把握することが可能な接近警報装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、送電線接触事故が発生した場合、事故発生状況を履歴として記可能な接近警報装置を提供することができる。

本発明によれば、接近警報装置として、電磁界センサだけでなく、それ以外のセンサを利用した装置を提供することができる。

以下、本発明に係る接近警報装置の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら、その詳細を説明する。なお、図面中、同じ要素に対しては同じ符号を付して重複した説明を省略する。以下に説明する実施形態の概要は次の通りである。
(1)第１の実施形態：接近警報装置として電磁界センサを用い、接近センサと接近警報生成装置の間を有線（例えば、光ケーブル）で連結する。更に、ブーム先端部に撮像装置を備えることによりブーム先端部周囲の状況を視覚的に監視する。
(2)監視装置に記録装置を備え、接近警報、画像情報、所望によりオペレータ−立会者間の情報通話を記録する。
(3)接近警報装置として、電磁界センサの代わりにＣＣＤを利用した接近センサを用いる。これらの実施形態について順を追って説明する。
［第１の実施形態］
（接近警報装置のシステム）
図２は、第１の実施形態に係る接近警報装置２０のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。図２に示す状況は、図１と同様に、送電線２が鉄塔３の間に架線されている。この送電線２の付近で、クレーン４を用いた作業が行われる状況である。

従来の目視に依存する方法は、送電線２から吊り下げた目安ロープ（図５符号１１３，１１４参照）とクレーンブーム１５の先端部５が接近したことを立会者１２が目視で認識して、携帯子機１０からクレーン内の親機９を所持するクレーンオペレータ８に対して、無線通話により注意を喚起していた。

図１に示す接近警報装置２０では、従来の無線通の機能に加え又はこれと置き換えて、クレーンブーム１５の先端部５に配置され、先端部５が送電線２に接近した時に自動的に接近信号を発生するセンサ２１と、この接近信号を受けてオペレータ８に認識させる監視装置２３とを備え、センサ２１と監視装置２３の間は、例えば光ケーブルのような有線２２で接続されている。図２では省略しているが、この有線２２は、センサ２１から、例えばクレーンブーム１５に沿って又はこれに巻き付けて、監視装置２３まで繋がっている。

このように、有線２２で接続することにより、送電線２２からの電磁界の影響を抑えることができる。特に、有線２２として、光ケーブル２２を使用したときは、電磁界の影響を受けることが実質的になくなる。

（接近センサ）
図３は、接近センサ２４と接近警報生成装置２６を説明する図である。接近センサ２４は、センサー部３１と、これに接続された本体部３２とを有している。センサー部６は、クレーンブーム１５の先端部５に配置され、センサー部３１が充電された送電線（「活線」ともいう。）２に接近した時、送電線から生じる電界を検出し検出信号を発生する。本体部３２は、この検出信号を処理して、光ケーブル２２を介して、監視装置２３の接近警報装置２６に向けて送信する。接近警報装置２６は、検出信号を受信した時、オペレータ８に対して警報音を発する。所望により、オペレータ８の音声を集音するマイク２２を備えてもよい。

図４は、図３の接近センサ２４と接近警報装置２６の詳細を説明する図である。クレーンブーム先端部５の接近センサ２４として、センサー部３１と本体部３２とを有し、接近信号は電／光変換装置６０で光信号に変換された後、光ケーブル２２を介してクレーンオペレータ側に送られる。この光信号は、光／電変換装置６１により、電気信号に変換され、監視装置２３内の接近警報生成装置２６送られ、接近警報生成装置は警報音を発する。

更に、接近警報生成装置２６を親機９に接続して、親機が内蔵スピーカ５５から警報音を発するようにしてもよく、更に立会者１２の所持する携帯子機１０にリアルタイムで接近信号を送信し、立会者も同時に送電線２とブーム先端部５との接近を認識出来るようにしてもよい。

センサー部３１は、例えば２つの電極を有し、送電線２からの放射電界の強度に比例した電極間に電位差（接近信号）が発生するような構造である。この電位差を検出することにより放射電界の強度、即ち放電線２とセンサー部３１との距離を検出することが出来る。この電位差信号は、本体部３２に送られる。

本体部３２は、センサー部３１から接近信号を受ける交流アンプ３５と、交流アンプに接続された検波回路３６と、検波回路に接続された直流アンプ３７と、直流アンプの出力端子にその入力端子の一方が夫々接続された第１及び第２のコンパレータ３８，３９と、第１及び第２のコンパレータの出力端子に夫々接続された第１及び第２の警報音発生装置４０，４１と、第１及び第２の警報音発生装置の出力端子に接続された電／光変換装置６０とを有している。

更に、本体部３２は、（−）端子を接地した直流電源４３と、直流電源の（＋）端子に接続された定電圧回路４４と、定電圧回路から給電される第１及び第２の警報設定装置４５，４６とを有し、第１及び第２の警報設定装置の出力端子は第１及び第２のコンパレータ３８，３９の他方の入力端子に夫々接続されている。定電圧回路４４は、各増幅回路、無線機等に対しても給電している。

本体部３２は、例えば、各種検証試験に便利なように、好ましくは、更に、直流アンプ３７の出力端子に接続された電圧計４７と、第１及び第２の警報音発生装置４０，４１の出力端子に接続されたオーディオアンプ４８と、オーディオアンプに接続された本体内蔵スピーカー４９とを有している。

本体部３２は、好ましくは、更に、直流アンプ３７の出力端子に接続されたバッファアンプ５０と、バッファアンプの出力端子に接続されたＶ−Ｆ変換装置５１とを有し、Ｖ−Ｆ変換装置の出力は、第１及び第２の警報音発生装置４０，４１の出力と選択的に切り替え可能な状態で、電／光変換装置６０に接続される。

本体部３２は、好ましくは、更に、直流アンプ３７の出力端子に接続されたプリセット設定装置５２を有する。プリセット設定装置の２つの出力５３，５４は、第１及び第２の警報設定装置４５，４６の出力と選択的に切り替え可能な状態で、第１及び第２のコンパレータ３８，３９の他方の入力端子に夫々接続されている。

本体部３２は、シールド構造の容器に入れて、センサー部３１に対して、電磁気的影響を与えないようにすることが好ましい。同様に、本体部３２は、防水容器等に収納し、天候の影響を受けないようにすることが好ましい。

クレーン操作室には、本体部３２からの接近光信号を電位信号に変換する光／電変換装置６１と、接近警報装置２６と、必要に応じてこれに接続された親機９とを有している。接近警報装置２６又は親機９は、クレーンオペレータ８に警報信号を音声通報する内蔵スピーカー５５をもっている。

センサー部３１で検出された信号は、交流アンプ３５に送られ増幅される。増幅された出信号は、検波回路３６にて検波され、直流信号（脈流）に変換された後、この直流信号は直流アンプ２７にて増幅される。

増幅された直流信号は、電圧計４７へ表示されると共に、並列接続された第１警報用コンパレータ３８の一方の入力端子及び第２の警報用コンパレータ３９の一方の入力端子に、入力される。第１及び第２警報用コンパレータ３８，３９の他方の入力端子に対しては、第１及び第２警報設定装置４５，４６により第１及び第２の警報発報レベルに設定した基準電圧が接続されている。その結果、各コンパレータは、設定された基準電圧と増幅された直流信号（接近信号）とを比較し、増幅された直流信号が設定された警報発報レベル以上の時、警報信号を出力する。

即ち、増幅された直流信号が第１の警報レベル未満の時はいずれのコンパレータからも出力されず、第１の警報レベル以上で第２の警報レベル未満の時は第１警報用コンパレータ３８のみ出力し、第２の警報レベル以上の時は第２の警報用コンパレータ３９から出力される。この場合、第２の警報用コンパレータ３９の出力は、第１警報音発生装置４０に不作動信号（Disable）を送り、第１警報音発生装置４０からの警報音（断続音）の発生を停止する。

第１の警報用コンパレータ３８から出力されたアラーム信号が第１警報音発生装置４０に入力されると、第１警報音発生装置は断続音である接近警報信号を発生する。第２の警報用コンパレータ３９から出力されたアラーム信号が第２警報音発生装置４１に入力されると、第１警報音発生装置４０からの接近警報信号を停止した上で、第２警報音発生装置４１は連続音である接近警報信号を発生する。

この警報音２段階方式は、例えば要注意位置で第１接近警報と接近限界位置で第２接近警報（警告警報）との組み合わせにすることにより、クレーン操作停止までのタイムラグに対処するためである。

所望により、これら警報信号は、オーディオアンプ４８で増幅され、本体内蔵スピーカー４９から断続音又は連続音の警報としてオペレータ８に向けて音声出力される。

本実施例に係る接近警報装置２６は、クレーンオペレータ８に向けた警報音の出力に加えて、警報信号を親機９を介して子機１０に対してリアルタイムで送信するようになっている。

オペレータルーム１１に設置された接近警報装置２６又は親機９は、内蔵スピーカー５５により警報信号をクレーンオペレータ８に向けて、断続音又は連続音として音声出力する。所望により、親機９から送られた警報信号により、子機１０が立会者１２に向けて断続音又は連続音として音声出力することもできる。

本実施例に係る無線式接近警報装置１は、上述した機能に加えて、以下に述べる２つの付加的機能を有している。

第１の付加的機能は、直流アンプ３７の出力である増幅された直流信号を測定する機能である。検出信号に対応する増幅された直流電圧を電圧計４７で表示されるが、クレーン４のブーム先端部５の電圧計４７の表示を直読することが出来ない。

そこで、直流アンプ３７の後段に接続されたバッファアンプ５０と、バッファアンプに接続されたＶ−Ｆ変換装置５１と、Ｖ−Ｆ変換装置の出力と第１及び第２の警報音発生装置４０，４１の出力とを選択的に電／光変換装置６０に接続する切り替えスイッチ５７とを設け、Ｖ−Ｆ変換装置５１の出力を、光／電変換装置６１に接続した周波数カウンタ（図示せず。）により計数し、電圧計４７の指示電圧に比例する周波数値を読み取っている。

第２の付加的機能として、接近警報装置の校正機能が組み込まれている。具体的には、送電線２から或る任意の距離にクレーンブーム１５を操作して停止し、警報音発報点をオペレータルームから設定できる機能を組み込むことで、その距離において必ず警報音が発報するようにしている。設定作業は、送電線からの距離を変えて、第１の警報音レベルの場合及び第２の警報音レベルの場合について、順次実行される。

このシステムの使用前の警報地点プリセット機能は、プリセット設定装置５２と、第１及び第２警報設定装置４５，４６とプリセット設定装置５２との出力を選択的に第１及び第２のコンパレータ３８，３９に接続する切り替えスイッチ６２とで構成される。なお、校正機能は本発明に直接には関係がないので、詳しい説明は省略する。

第１実施形態によれば、センサ２１として接近センサ２４と監視装置２３として接近警報生成装置２６を用いることにより、クレーン先端部５が送電線２に対して一定の距離まで接近すると、自動的に接近警報を発する接近警報装置を提供することができる。

更に、接近センサ２４と接近警報生成装置２６の間を光ケーブル２２で接続することにより、送電線２から発せられる電磁界の影響を実質的に受けない接近警報装置２０を提供することができる。

（ブーム先端部の撮像装置）
次に、図２のセンサ２１内の撮像装置２５について説明する。クレーンブームの先端部５のセンサ２１内に撮像装置２５を取り付け、光ケーブル２２を介して送電線２の映像信号を監視装置２３のモニタ２７に送ることで、オペレータ８はクレーン操作中に送電線２の様子を監視することができる。

図５を用いて、センサ２１内の撮像装置２５について詳細に説明する。図５は、ブーム先端部５に取り付けられるＣＣＤ利用の撮像装置２５の外観を示す。この撮像装置２５は、回転板１００と、ＣＣＤカメラ１０１とを有する。回転板１００は、ブーム先端部５に回転自在に取り付けられている。回転板１００は、板面に対し直交して設けられた垂直軸１０３を有する。この垂直軸１０３は、第１のモータ１０４の回転軸（図示せず）と連結されている。従って、回転板１００は、第１のモータ１０４による回転駆動によって垂直軸１０３を中心に回転することとなる。

ＣＣＤカメラ１０１は、回転板１００の上面に回転自在に取り付けられている。ＣＣＤカメラ１０１は、第２のモータ１０５の回転駆動力が水平軸１０６を通じて伝達される台座１０７上に固定されており、第２のモータ１０５の回転駆動によって、前記水平軸１０６に対して回転自在になっている。

所望により、送電線２には目安ロープ１１３がぶら下げられ、その先端に例えば球状のマーク１１４が取り付けられている。

図６は、図５の撮像装置２５の詳細を説明するブロック図である。撮像装置２５は、第１のモータ１０４に駆動電流を供給する第１のモータ駆動回路１１５と、第２のモータ１０５に駆動電流を供給する第２のモータ駆動回路１１６とを有する。

また、撮像装置２５は、フレームメモリ１１９、基準フレームメモリ１２０、動き検出回路１２３、動き補償回路１２５を有する。

フレームメモリ１１９は、ＣＣＤカメラ１０１からの現在の画像データが取り込まれるようになっている。例えば市販のＣＣＤカメラを用いる場合は、１フレーム（１／６０秒）単位に画像データがフレームメモリ１１９に取り込まれる。

基準フレームメモリ１２０は、クレーン４を適当な基準位置に設置し、ＣＣＤカメラ１０１によってマーク１１４を撮像することによって、この撮像した画像データが取り込まれるようになっている。このとき、ＣＣＤカメラ１０１における撮像面の中央部分にマーク１１４を位置させた状態で撮像されることから、マーク１１４の画像データは第１の基準フレームメモリ１２０の中央部分に記録される。

動き検出回路１２３は、フレームメモリ１１９に格納されたマーク１１４の画像データと基準フレームメモリ１２０に記録されているマーク１１４の画像データとを比較してその変位量を検出し、変位量データとして出力する。この変位量は、ＣＣＤカメラ１０１の撮像面をｘｙ平面とし、該撮像面の法線の方向をｚ方向としたとき、ｘ方向とｙ方向の各変位量を意味する。

動き補償回路１２５は、動き検出回路２１３からの第１の変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）をそれぞれ第１及び第２のモータ駆動回路１１５及び１１６に送出する。第１のモータ駆動回路１１５は、入力されたｘ方向データＤ１に基づく駆動電流を第１のモータ１０４に供給し、第２のモータ駆動回路１１６は、入力されたｙ方向データＤ２に基づく駆動電流を第２のモータ１０５に供給する。これによって、ＣＣＤカメラ１０１にて撮像されるマーク１１４の位置が撮像面の中央位置になるように、ＣＣＤカメラ１０１が自動追従されることになる。

こうして常時送電線を自動追従しているＣＣＤカメラ１０１の映像を、クレーン４の操作室に設置されたモニタ２７に画像伝送する。

撮像装置２５は、図７及び８に示すように、フレームメモリ１１９から画像データを所定のタイミングで読み出す表示制御部１３３と、表示制御部１３３を通じて読み出された画像データをアナログ映像信号に変換するＤ／Ａ変換器１３４と、Ｄ／Ａ変換器１３４からの映像信号を受け取って画面上に映像として表示するモニタ２７とを有する。

フレームメモリ１１９に格納されている画像データは、表示制御部１３３によって水平同期信号及び垂直同期信号の出力タイミングに従って読み出され、読み出された画像データは、順次Ｄ／Ａ変換器１３４にてアナログ映像信号に変換されてモニタ２７に出力され表示される。

そして、これらの機器間の配線は、光ケーブル２２を使用する。この場合、以下に示すアナログ光伝送方式やデジタル光伝送方式がある。アナログ光伝送方式では、図７に示すように、Ｄ／Ａ変換器１３４とモニタ２７との間に光ケーブル２２を配線する場合であって、Ｄ／Ａ変換器１３４と光ケーブル１３６との間にアナログ映像信号を光アナログ信号に変換する電／光変換器１３７を接続し、光ケーブル２２とモニタ２７との間に光アナログ信号を電気信号に変換する電／光変換器１３８を接続する。

デジタル光伝送方式は、図８に示すように、表示制御部１３３とＤ／Ａ変換器１３４との間に多チャンネルリボンによる光ケーブル２２を配線する場合であって、表示制御部１３３と光ケーブル２２との間に画像データを光デジタル信号に変換する電／光変換器１４０を接続し、光ケーブル２２とモニタ２７との間に光デジタル信号を電気信号に変換する光／電変換器１４１を接続する。

これにより、例えば撮像装置２５におけるＣＣＤカメラ１０１で撮像した映像がクレーン４に設置されたモニタ２７を通じて表示されることになる。

この実施形態によれば、クレーン操作中のオペレータがクレーンブーム先端部５の周りの状況を視覚的に把握することができる接近警報装置２０を提供することができる。
［第２実施形態］
再び図２を参照すると、同様に、第２の実施形態に係る接近警報装置２０のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。

第１実施形態で説明した接近センサ２４，光ケーブル２２，接近警報生成装置２６の組み合わせにより、接近時には自動的に警報音（警報音情報）が発せられ、更に、撮像装置（ＣＣＤ）２５，光ケーブル２２，モニタ２７により、接近時の送電線２の映像（画像情報）を得ることができる。

第２実施形態では、監視装置２３に、これら警報音情報，画像情報を記録する記録装置２８を備えることで、接近事故時の状況を記録することができる。この記録装置２８には、更に、親機９と子機１０間の通話情報を記録するようにしてもよい。

記録装置１０は、市販のＶＴＲ，ハードディスク，書換可能なＤＶＤ等を利用できる。連続的に現時点から遡って一定時間（例えば数分間）の警報音情報，画像情報，通話情報を逐次更新しながら記録することで、接近事故発生時にこの記録装置２８を止めることにより、接近事故発生直前の数分間の警報音情報，画像情報，通話情報を、それほど大きな記憶容量を必要としないで、再生することができる。

第２実施形態によれば、送電線接触事故が発生した場合、事故発生状況を履歴として記録できる接近警報装置２０を提供することができる。
［第３実施形態］
再び図２を参照すると、図２は、第３の実施形態に係る接近警報装置２０のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。

第１実施形態では、図２の接近センサ２４として電磁界センサを利用した接近警報装置を用いている。第３の実施形態は、これに変わる接近センサ２４に関する。

人間は両眼を持つことで、物体を見た時の視線のなす角度を認識することにより物体の遠近を計測することができる。これをヒントに、ＣＣＤを二つ利用した接近センサ２４を構成する。第１と第２のＣＣＤを結ぶ線と第１のＣＣＤの視線とを常時一定角度（例えば、直角）に維持すると、第１と第２のＣＣＤを結ぶ線と第２のＣＣＤの視線とのなす角度θを計測することで、送電線２までの距離を計測することができる。以下具体的に説明する。

図９は、クレーンブーム１５の先端部５に取り付けられる接近センサ２５の外観を示す。図１０にその詳細を示すが、この接近センサ２５は、回転板１００と、第１のＣＣＤカメラ１０１と、第２のＣＣＤカメラ１０２とを有する。回転板１００は、ブーム先端部５に回転自在に取り付けられている。回転板１００は、下面に垂直軸１０３を有する。この垂直軸１０３は、第１のモータ１０４の回転軸（図示せず）と連結され、回転板１００は第１のモータ１０４による回転駆動によって垂直軸１０３を中心に回転する。

第１のＣＣＤカメラ１０１は、回転板１００の上面の一端に回転自在に取り付けられている。第１のＣＣＤカメラ１０１は、第２のモータ１０５の回転駆動力が水平軸１０６を通じて伝達される第１の台座１０７上に固定されており、この第２のモータ１０５の回転駆動によって、前記水平軸１０６に対して回転自在になっている。

第２のＣＣＤカメラ１０２は、回転板１００の上面の他端部に回転自在に取り付けられている。第２のＣＣＤカメラ１０２は第２の台座１０８上に固定されており、この第２の台座１０８は、図１０に示すように、回転板１００の上面に固定された第３のモータ１０９の回転駆動力が垂直軸１１０を通じて伝達され、また、第４のモータ１１１の回転駆動力が水平軸１１２を通じて伝達される。従って、この第２のＣＣＤカメラ１０２は、垂直軸１１０を中心に回転すると共に、水平軸１１２に対して回転自在となっている。

所望により、送電線２には目安ロープ１１３がぶら下げられ、該目安ロープ１１３の先端（下端）に例えば球状のマーク１１４が取り付けられている。

図１１は、図９及び１０の接近センサ２５のブロック図である。接近センサ２５は、第１のモータ１０４に駆動電流を供給する第１のモータ駆動回路１１５と、第２のモータ１０５に駆動電流を供給する第２のモータ駆動回路１１６と、第３のモータ１０９に駆動電流を供給する第３のモータ駆動回路１１７と、第４のモータ１１１に駆動電流を供給する第４のモータ駆動回路１１８とを有する。

また、接近センサ２５６は、第１のフレームメモリ１１９、第１の基準フレームメモリ１２０、第２のフレームメモリ１２１、第２の基準フレームメモリ１２２、第１の動き検出回路１２３、第２の動き検出回路１２４、第１の動き補償回路１２５、第２の動き補償回路１２６、角度演算回路１２７、距離演算回路１２８、Ｄ／Ａ変換器１２９及び直流アンプ１３０を有する。

第１のフレームメモリ１１９は、第１のＣＣＤカメラ１０１からの現在の画像データが取り込まれるようになっている。例えば市販のＣＣＤカメラを用いる場合は、１フレーム（１／６０秒）単位に画像データが、この第１のフレームメモリ１１９に取り込まれる。

第１の基準フレームメモリ１２０は、クレーン４を適当な基準位置に設置し、第１のＣＣＤカメラ１０１によってマーク１１４を撮像することによって、この撮像した画像データが取り込まれる。このとき、第１のＣＣＤカメラ１０１における撮像面の中央部分にマーク１１４を位置させた状態で撮像されることから、マーク１１４の画像データは第１の基準フレームメモリ１２０の中央部分に記録される。

第２のフレームメモリ１２１は、第２のＣＣＤカメラ１０２からの現在の画像データが取り込まれる。例えば１フレーム単位に画像データが、この第２のフレームメモリ１２１に取り込まれる。

第２の基準フレームメモリ１２２は、クレーン４を適当な基準位置に設置し、第２のＣＣＤカメラ１０２によってマーク１１４を撮像することによって、この撮像した画像データが取り込まれるようになっている。この場合も、マーク１１４の画像データは第２の基準フレームメモリ１２２の中央部分に記録される。

第１の動き検出回路１２３は、第１のフレームメモリ１１９に格納されたマーク１１４の画像データと第１の基準フレームメモリ１２０に記録されているマーク１１４の画像データとを比較してその変位量を検出し、第１の変位量データとして出力する。この変位量は、第１のＣＣＤカメラ１０１の撮像面をｘｙ平面とし、該撮像面の法線の方向をｚ方向としたとき、ｘ方向とｙ方向の各変位量を示す。第１のフレームメモリ１１９にマーク１１４の画像データが存在せず、変位量が検出されなかった場合に第１のエラー信号を出力する。

第２の動き検出回路１２４は、第２のフレームメモリ１２１に格納されたマーク１１４の画像データと第２の基準フレームメモリ１２２に記録されているマーク１１４の画像データとを比較してその変位量を検出し、第２の変位量データとして出力する。この変位量は、第２のＣＣＤカメラ１０２の撮像面をＸＹ平面とし、該撮像面の法線の方向をＺ方向としたとき、Ｘ方向とＹ方向の各変位量を示す。第２のフレームメモリ１２１にマーク１１４の画像データが存在せず、変位量が検出されなかった場合にエラー信号を出力する。

第１の動き補償回路１２５は、第１の動き検出回路１２３から第１のエラー信号が出力されなかった場合に、第１の動き検出回路２１３からの第１の変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）をそれぞれ第１及び第２のモータ駆動回路１１５及び１１６に送出する。前記第１のエラー信号を受け取った場合は、第２の動き検出回路１２４からのデータを受け取る。第２の動き検出回路１２４からのデータが第２の変位量データ（Ｘ方向データＤ３及びＹ方向データＤ４）であれば、第１の変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）としてそれぞれ第１及び第２のモータ駆動回路１１５及び１１６に送出する。第１のモータ駆動回路１１５は、入力されたｘ方向データＤ１に基づく駆動電流を第１のモータ１０４に供給し、第２のモータ駆動回路１１６は、入力されたｙ方向データＤ２に基づく駆動電流を第２のモータ１０５に供給する。これによって、第１のＣＣＤカメラ１０１にて撮像されるマーク１１４の位置が撮像面の中央位置になるように、該第１のＣＣＤカメラ１０１が自動追従されることになる。

また、この第１の動き補償回路１２５は、第２の動き検出回路１２４からのデータが第２のエラー信号であれば、警報機１３１からアラームを出力するためのアラーム信号を出力する。このとき、クレーン４を駆動制御する装置に対してクレーン４の動きを停止するための信号Ｓｃを出力するようにしてもよい。

一方、第２の動き補償回路１２６は、第２の動き検出回路１２４から第２のエラー信号が出力されなかった場合に、第２の動き検出回路１２４からの第２の変位量データ（Ｘ方向データＤ３及びＹ方向データＤ４）をそれぞれ第３及び第４のモータ駆動回路１１７及び１１８に送出する。前記第２のエラー信号を受け取った場合は、第１の動き検出回路１２３からのデータを受け取る。第１の動き検出回路１２３からのデータが第１の変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）であれば、第２の変位量データ（Ｘ方向データＤ３及びＹ方向データＤ４）としてそれぞれ第３及び第４のモータ駆動回路１１７及び１１８に送出する。

なお、第３のモータ駆動回路１１７は、入力されたＸ方向データＤ３に基づく駆動電流を第３のモータ１０９に供給し、第４のモータ駆動回路１１８は、入力されたＹ方向データＤ４に基づく駆動電流を第４のモータ１１１に供給する。これによって、第２のＣＣＤカメラ１０２にて撮像されるマーク１１４の位置が撮像面の中央位置になるように、該第２のＣＣＤカメラ１０２が自動追従されることになる。

角度演算回路１２７は、第２の動き補償回路１２６からの第２の変位量データのうち、Ｘ方向データＤ３に基づいて第２のＣＣＤカメラ１０２の角度θ（図９参照）を演算する。距離演算回路１２８は、角度演算回路１２７からの角度データに基づいてクレーン４のブーム１５の先端部５からマーク１１４までの距離を求め、距離データとして出力する。

第１及び第２のＣＣＤカメラ１０１及び１０２の各撮像面の中央にマーク１１４を捉えた時点において、マーク１１４と第１のＣＣＤカメラ１０１とを結ぶ線と回転板１００の長手方向の線分とのなす角は９０°となる。従って、マーク１１４と第２のＣＣＤカメラ１０２とを結ぶ線と回転板１００の長手方向の線分とのなす角（即ち、角度演算回路１２７にて求められた角度θ）を求めることで、三角法により、簡単にクレーンブーム先端部５からマーク１１４までの距離を求めることができる。

Ｄ／Ａ変換器１２９は、距離データをアナログ信号（電圧信号）に変換する。このＤ／Ａ変換器１２９からの電圧信号は、図４の直流アンプ３７によって所定のゲインに増幅される。以下の本体部３２の構成と動作は、第１実施形態で説明したのと同様である。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらは例示であって本発明の範囲を限定するものでない。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

図１は、従来行われていた接近回避システムを説明する図である。 図２は、第１〜３の実施形態に係る接近警報装置のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。 図３は、電磁界センサを使用した接近センサと接近警報生成装置を説明する図である。 図４は、図３の接近センサと接近警報装置の一例を説明する図である。 図５は、センサ内の撮像装置について詳細に説明する。 図６は、図５の撮像装置の詳細を説明するブロック図である。 図７は、図５の撮像装置とモニタの接続を説明する図である。 図８は、図５の撮像装置とモニタの接続を説明する図である。 図９は、クレーンブームの先端部に取り付けられるＣＣＤ利用の接近センサＣＣＤ利用接近センサの外観を示す図である。 図１０は、図９のＣＣＤ利用の接近センサの詳細を示す図である。 図１１は、図９のＣＣＤ利用の接近センサのブロック図である。

符号の説明

１：接近警報装置、 ２：送電線、 ３：鉄塔、 ４：クレーン、 ５：クレーン先端部、 ８：クレーンオペレータ、 ９：親機、 １０：携帯子機、 １２：立会者、 １５：ブーム、 ２０：接近警報装置、 ２２：有線（光ケーブル）、 ２４：接近センサ、 ２６：接近警報生成装置、 ２７：モニタ、 ２８記録装置、 ３１：センサー部、 ３２：本体部、 ３５：交流アンプ、 ３６：検波回路、 ３７；直流アンプ、 ３８：第１コンパレータ、 ３９：第２コンパレータ、 ４０：第１警報音発生装置、 ４１：第２警報音発生装置、 ４３：定電圧電源、 ４４：定電圧回路、 ４５：第１警報設定回路、 ４６：第２警報設定回路、 ４７：電圧計、 ４８：オーディオアンプ、 ４９：本体内蔵スピーカー、 ５０：バッファアンプ、 ５１：Ｖ−Ｆ変換装置、 ５２：プリセット設定装置、 ５５：内蔵スピーカー、 ５７：切り替えスイッチ、 ５９：周波数カウンタ、 ６２：切り替えスイッチ、 １００：回転板、 １０１：第１のＣＣＤカメラ、 １０２：第２のＣＣＤカメラ、 １１３：目安ロープ、 １１４：マーク、 １１９：第１のフレームメモリ、 １２３：第１の動き検出回路、 １２４：第２の動き検出回路、 １２５：第１の動き補償回路、 １２６：第２の動き補償回路、 １２７：角度演算回路、 １２８：距離演算回路、 １２９：Ｄ／Ａ変換器、 １３３：表示制御部、 １３７：電／光変換器、 １３８：光／電変換器、 １４０：電／光変換器、 １４１：光／電変換器、

Claims (18)

1. 重機に取り付けられ、高圧電線への接近を感知するセンサと、
   前記センサからの接近信号を受けて、警報を発する監視装置と、
   前記センサと前記監視装置を有線で接続した、接近警報装置。
2. 請求項１に記載の接近警報装置において、
   前記重機はクレーンであり、
   前記高圧電線は、送電線であり、
   前記センサは、前記クレーンの先端部に取り付けられている、接近警報装置。
3. 請求項１に記載の接近警報装置において、
   前記有線は、光ケーブルである、接近警報装置。
4. 請求項３に記載の接近警報装置において、
   前記センサは、前記警報信号を光信号に変換して前記光ケーブルに出力する電気／光変換器を有し、
   前記監視装置は、前記光ケーブルを通じて伝送される前記警報信号を電気信号に変換する光／電気変換器と、該光／電気変換器からの電気信号を音声信号に変換する接近警報生成装置とを有する、接近警報装置。
5. 請求項１に記載の接近警報装置において、
   前記センサは、電磁界センサを使用している、接近警報装置。
6. 請求項１に記載の接近警報装置において、
   前記センサとして電磁界センサを使用した接近警報装置は、
   前記高圧電線と前記重機との距離が、第１の所定距離となった時点で第１の警報信号を生成して送信し、
   前記高圧電線と前記重機との距離が、前記第１の所定距離よりも短い第２の所定距離となった時点で第２の警報信号を生成して送信する、接近警報装置。
7. 請求項１に記載の接近警報装置において、
   前記センサとして電磁界センサに加えて撮像装置を有し、
   前記撮像装置からの映像信号を光ケーブルを介して、オペレータの近くのモニタに送信して、前記重機先端部の状況を視覚的に把握できるようにした、接近警報装置。
8. 請求項７に記載の接近警報装置において、
   前記撮像装置は、ＣＣＤカメラを使用している、接近警報装置。
9. 請求項８に記載の接近警報装置において、
   前記撮像装置は、ＣＣＤカメラにて前記高圧電線に取り付けられたマークを撮像するように、該ＣＣＤカメラを駆動制御する自動追尾手段を有している、接近警報装置。
10. 請求項９に記載の接近警報装置において、
    前記自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記ＣＣＤカメラからの該マークの撮像画像とを比較し、少なくとも該基準画像の中心と該撮像画像の中心とが一致するように該ＣＣＤカメラを駆動制御する、接近警報装置。
11. 請求項１に記載の接近警報装置において、
    前記監視装置は、記録装置を有し、
    前記記録装置は前記接近警報生成装置に接続され、該接近警報生成装置が発する接近警報情報を記録する、接近警報装置。
12. 請求項１１に記載の接近警報装置において、
    前記記録装置は、更に、前記撮像装置からの前記重機先端部の画像情報をも記録する、接近警報装置。
13. 請求項１１に記載の接近警報装置において、
    前記記録装置は、更に、オペレータと立会者との間の無線通話情報をも記録する、接近警報装置。
14. 請求項１に記載の接近警報装置において、
    前記センサとしてＣＣＤカメラを使用した接近警報装置は、前記重機に取り付けた、夫々自動追尾手段をもった少なくとも２つのＣＣＤカメラを有し、
    前記少なくとも２つのＣＣＤカメラにて前記高圧電線に取り付けられたマークを撮像した時点における各撮像面の角度に基づいて該高圧電線と前記重機との距離を求める距離演算手段を有する、接近警報装置。
15. 請求項１４に記載の接近警報装置において、
    前記センサとしてＣＣＤカメラを使用した接近警報装置は、
    前記接触回避対象に対して回転自在に取り付けられた回転板と、
    前記回転板に固定され、該回転板の軸方向と平行な軸方向を中心に回転自在とされた第１のＣＣＤカメラと、
    前記回転板に回転自在に取り付けられ、該回転板の板面の法線方向を中心に回転自在とされ、かつ、該回転板の軸方向と平行な軸方向を中心に回転自在とされた第２のＣＣＤカメラと、
    前記第１及び第２のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像した時点における該第２のＣＣＤカメラの撮像面の角度に基づいて前記高圧電線と前記重機との距離を求める距離演算手段とを有する、接近警報装置。
16. 請求項１５に記載の接近警報装置において、
    前記自動追尾手段は、
    前記第１のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像するように、前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御する第１の自動追尾手段と、
    前記第２のＣＣＤカメラにて前記電磁界発生体に取り付けられたマークを撮像するように、前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御する第２の自動追尾手段とを有し、
    前記第１の自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記第１のＣＣＤカメラからの前記マークの撮像画像とを比較し、少なくとも前記基準画像の中心と前記撮像画像の中心とが一致するように前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御し、
    前記第２の自動追尾手段は、前記マークの基準画像と、前記第２のＣＣＤカメラからの前記マークの撮像画像とを比較し、少なくとも前記基準画像の中心と前記撮像画像の中心とが一致するように前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御する、接近警報装置。
17. 請求項１６記載の接近警報装置において、
    前記第１の自動追尾手段は、前記第１の角度データが検出できない場合に、前記第２の自動追尾手段からの前記第２の角度データに基づいて前記第１のＣＣＤカメラを駆動制御し、
    前記第２の自動追尾手段は、前記第２の角度データが検出できない場合に、前記第１の自動追尾手段からの前記第１の角度データに基づいて前記第２のＣＣＤカメラを駆動制御する、接近警報装置。
18. 請求項１６記載の接近警報装置において、
    前記自動追尾手段は、
    前記第１の自動追尾手段が前記第１の角度データを検出できず、かつ、前記第２の自動追尾手段が前記第２の角度データを検出できない場合に、
    前記接触回避対象の動作を停止させるための手段を有する、接近警報装置。

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