JP2012202124A - 建設工事誘導管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】建設工事現場全体を撮影手段で撮影した画像情報を基に、作業エリア、搬送路エリア、搬送車両エリア、進入禁止エリア、重機エリア等に分け、且つ建設車両等を識別し、識別した車両を指定した場所まで誘導する建設工事誘導管理システムを提供。
【解決手段】建設工事誘導管理システムは、該現場ヤード１３全体を撮影することができる撮影手段１１と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に建設工事を行う作業エリアを設定する作業エリア設定手段と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両が走行する搬送路エリアを設定する搬送路エリア設定手段と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両を捉えて搬送車両エリアを設定する搬送車両エリア設定手段と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で重機の輪郭を捉えて重機ターゲットの緩衝エリアを設定する重機エリア設定手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、建設工事誘導管理システムに関し、詳しくは、建設工事を行なう作業エリア全体を撮影手段で撮影し、その撮影した映像から重機及び車両を識別し、識別された車両に対して行き先を指示すると共に識別された重機同士の接触を回避するように指示するようにした建設工事誘導管理システムに関する。

従来技術における建設工事誘導管理システムは、所謂、大型土木工事においては車両誘導は安全面及び工程面から重要な管理項目であり、そのために、ＩＣタグやＧＰＳ及び携帯機器を利用及び組み合わせて出入りする車両の管理や行き先の指示或は走行経路を指示して誘導するものが周知である。

特開２００６−２９１５０２号公報

しかし、従来技術で説明した、建設工事誘導管理システムにおいては、ＩＣタグやＧＰＳ及び携帯電話等を組み合わせたシステムであると、初期設定が煩雑で運用管理に人員と費用がかかり過ぎているという問題がある。

従って、建設工事誘導管理システムにおいて、煩雑になっている通信系統を必要最小限に抑え、なおかつ個別の車両や重機への指示、警告は従来通り行うことができるシステムに解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明の建設工事誘導管理システムは、次に示す構成にしたことである。

（１）建設工事誘導管理システムは、現場ヤードよりも高所の位置に設置し、該現場ヤード全体を撮影することができる撮影手段と、前記撮影手段で撮影した画像情報を基に建設工事を行う作業エリアを設定する作業エリア設定手段と、前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両が走行する搬送路エリアを設定する搬送路エリア設定手段と、前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両を捉えて搬送車両エリアを設定する搬送車両エリア設定手段と、前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で重機の輪郭を捉えて重機ターゲットの緩衝エリアを設定する重機エリア設定手段と、を備え、前記搬送路エリア設定手段により設定された搬送路エリアに前記搬送車両設定手段で設定した搬送車両エリアを有する搬送車両を目的の場所まで誘導することである。
（２）前記搬送車両エリアを有する搬送車両は、色彩によるチーム分けと個別のナンバーが割り振りされていることを特徴とする（１）に記載の建設工事誘導管理システム。
（３）前記搬送車両エリアを有する搬送車両が、前記搬送路エリアを走行していないときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする（１）に記載の建設工事誘導管理システム。
（４）前記搬送路エリアに、前記搬送車両エリアを有する搬送車両以外の重機或は搬送車両を認識したときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする（１）に記載の建設工事誘導管理システム。
（５）前記重機エリア設定手段により設定された重機の緩衝エリアが他の重機の緩衝エリアに接触したときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする（１）に記載の建設工事誘導管理システム。

本発明の建設工事誘導管理システムは、建設工事現場全体を撮影手段で撮影し、その撮影した画像情報を基に、作業エリア、搬送路エリア、搬送車両エリア、進入禁止エリア、重機エリア等に分け、且つ映像から建設機械、車両等を識別し、搬送路エリア上を識別した車両を指定した場所まで誘導する。一方、搬送経路を間違えた場合或は搬送経路を逸脱しそうになった場合は、音声やモニター上で警告する。更に、搬送経路に重機や登録されていない車両等を認識した場合には一斉に警告を行うことにより未然に接触を防止したり、未然に危険状態を警告することにより、安全性を維持することができる。

本願発明に係る建設工事誘導管理システムの撮影手段を設置した様子を示す説明図である。 同、撮影手段で撮影した作業ヤードのなかから作業エリアを設定する様子を示した説明図である。 同、システムを構成するブロック図である。 同、操作を示すフローチャートである。 同、移動ターゲットを誘導するための誘導画面を示した説明図である。 同、移動ターゲットを誘導するためのフローチャートである。

次に、本願発明に係る建設工事誘導管理システムの実施形態について、図面を参照して以下説明する。

本願発明の建設工事誘導管理システムは、図１に示すように、現場ヤードを見渡せる棟状の建物１２上に撮影手段１１であるところの監視カメラを設置し、作業ヤードを撮影する。

このシステムの構成は、図３に示すように、現場ヤードよりも高所の位置に設置し、この現場ヤード全体を撮影することができるＣＣＤカメラからなる撮影手段１１と、この撮影手段１１で得られた画像情報を入力して様々なエリアの設定等を行う画像処理コントローラ１５と、音や光による警報を発する警報装置１６と、画像処理コントローラ１５で処理するための様々な初期設定値の入力及びカメラ画像を切り替えるための指示をするための入力装置１７と、各重機や搬送車両に搭載する画像情報を表示するモニター１８、１９と、から大略構成されている。

撮影手段１１は、上述したように、現場ヤードよりも高所の位置、実施例においては現場ヤードを見渡せる棟状の建物１２上に設置し、この現場ヤード全体を撮影するもので、そこで駆動している重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅやダンプ等の搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃも撮影する。
ここで、作業ヤードがひとつの撮影手段１１で撮影できない場合には、撮像手段１１を複数個設ける構成にしてもよい。

画像処理コントローラ１５は、撮影手段１１で撮影した画像データを取込み様々なエリアの設定等を行うもので、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に建設工事を行う作業エリア２１を設定する作業エリア設定手段２２と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが走行する搬送路エリア２３を設定する搬送路エリア設定手段２４と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃを捉えて搬送車両エリア２６を設定する搬送車両エリア設定手段２７と、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅの輪郭を捉えて重機ターゲットの緩衝エリア２９を設定する重機エリア設定手段３１と、からなる。

このような構成において、搬送路エリア設定手段２４により設定された搬送路エリア２３に搬送車両エリア設定手段２７で設定した搬送車両エリア２６を有する搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃを目的の場所まで誘導する。図２においては、搬送車両エリア２６を有する搬送車両２５ｃを搬送路エリア２３を走行させて目的地Ｂまで誘導している。
この誘導のしかたは、図示しない、搬送車両２５ｃが携帯するモニターや音声で誘導目的地Ｂまで誘導する。

一方、図３に示すように、撮影手段１１でとらえた画像情報を基に、各種エリアを設定する。設定するエリアは、建設工事を行う作業エリアを設定する作業エリア設定手段２２、搬送車両、例えば、ダンプが走行する搬送路エリアを設定する搬送路エリア設定手段２４、搬送車両、例えばダンプの搬送車両エリアを設定する搬送車両エリア設定手段２７、進入禁止エリアの設定、駆動する重機のエリアを設定する重機エリア設定手段２８とからなる。
このなかで、作業エリア、搬送路エリア、進入禁止エリアは不動のエリアであり、搬送車両エリア、重機エリアは車両或は重機の移動に伴ってエリアが追随する。

作業エリア設定手段２２は、図２に示すように、撮影手段１１により撮影された画像情報のなかから建設工事をする作業エリア２１を設定するもので、実施例においては、重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅで作業するエリアと搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが往来する搬送路エリア２３とを含むように設定されている。
このように作業エリア２１の設定は、手動で行い撮影手段１１からの画像上にタッチペン等で任意に設定を行う。
また、設定された作業エリア２１には、盛土や残土或は廃土等をおく場所や、発電機等の施工機械といった一時的で動かないものをおく場所を警告ゾーン２１ａ或は警報ゾーンとして手動で設定することができる。しかし、工事の進展や何らかの都合により変更が必要な場合は随時手動での変更設定も可能である。

搬送路エリア設定手段２４は、図２に示すように、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが走行する搬送路エリア２３を設定するもので、この設定された搬送路エリア２３上をダンプ等の搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが往来する。

搬送車両エリア設定手段２７は、図２に示すように、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃを捉えて搬送車両エリア２６を設定するもので、この搬送車両エリア２６は搬送路エリア２３を走行する搬送車両を識別してエリアを設定することで、当該搬送車両の行き先を誘導する。
搬送車両エリア２６が設定された搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃについては、エリアを設定するにあたりそれぞれの搬送車両に色によるチーム分けと個別のナンバーを割り振って管理する。この搬送車両であるダンプに取付けるナンバー（背番号）は、立体的な形で全面を同一色とし番号（数字）を白抜きで表示するもので、撮影できるようにダンプの運転席上部等に取り付けられている。
このように搬送車両等の移動ターゲット選定において、撮影手段１１の画像から移動ターゲットを選別し、各移動ターゲットの輪郭を画像内の変位量（移動変位）から特定する。その後、予め登録してある色データに基づき各移動ターゲットに設置した色ボードを識別しチーム分けを行う。また、これも予め登録してある数字の形状データを基に色分けした後の個別ターゲットの色ボードに書かれた番号を識別する。これは、画面上から自動で行うことも可能だが手動で個別ターゲットを識別することもできる。各ターゲットに対する警告ゾーン２１ａや警報ゾーンは予め用意してある基本設定値によりターゲットを確定した時点で自動設定される。しかし、何らかの都合により変更が必要な場合は手動での設定も可能である。

そして、上述したように設定された搬送路エリア２３上で、搬送車両エリア２６を有する搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃを検出すると、指定の場所まで音声やモニターを利用して誘導する。
ここで、搬送車両等の移動ターゲットの誘導については、撮影手段１１の画像が持つ解像度（総画素数or有効画素数）において最小単位の画素毎に番地を持っており、目的エリアの任意の番地と移動ターゲットの任意の番地間の距離（画素数）を計算し目的エリア付近かどうかをモニター上の画像あるいは音声で知らせる。

この搬送車両エリア２６を有する搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが搬送路エリア２３の走行を間違えた場合或は搬送路エリア２３の走行を逸脱しそうになったときには音声やモニターで警告し、さらに、搬送路エリア２３に重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅや登録されていない車両等を認識した場合は、一斉に警告を行う構成になっている。
また、搬送路エリア２３における車両台数を画像で確認することで混雑状況を管理できる。

重機エリア設定手段２８は、図２に示すように、撮影手段１１で撮影した画像情報を基に作業エリア２１内で重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅの輪郭を捉えて重機ターゲットの緩衝エリア２９を設定するもので、この緩衝エリア２９が、安全管理機能として働き、重機同士の接触を警告し、更に、人員や登録外重機等の作業エリア２１内の侵入、接近を警告する。

次に、このような構成からなる建設工事誘導管理システムの操作につき図４に示すフローチャートを参照して以下説明する。

先ず、入力装置による初期設定及び撮影手段１１であるカメラを作業ヤード全体を撮影できる高所の位置に設置する（ステップＳＴ１１）。

次に、撮影手段１１であるカメラで撮影した作業ヤードの画像情報を基にして建設工事を行うための作業エリア２１を設定する（ステップＳＴ１２）。

次に、同じく撮影手段１１であるカメラで撮影した作業ヤードの画像情報を基にして作業エリア２１内に搬送路エリア２３を設定する（ステップＳＴ１３）。これにより、建設工事している工事現場に搬送路エリア２３を設定したことにより、ダンプ等の搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃが走行する領域と重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅでの工事する領域とを区別することで安全性を図り管理し易くなる。

次に、同じく撮影手段１１であるカメラで撮影した作業ヤードの画像情報を基にして作業エリア２１内における搬送車両、実施例においてはダンプの搬送車両エリア２６を設定する（ステップＳＴ１４）。これにより、エリア２６を有するダンプが現在どこを走行しているかを映像から把握することができ、これは把握した映像の搬送車両エリア２６に基づいて目的地まで誘導することができる。また、搬送車両であるダンプには色によるチーム分けと個別のナンバーで管理するようになっている。

次に、同じく撮影手段１１であるカメラで撮影した作業ヤードの画像情報を基にして作業エリア２１内における重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅを識別し、その識別した重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅの各々に緩衝エリア２９を設定する（ステップＳＴ１５）。この緩衝エリア２９は自動的に登録できるようになっているが手動で設定することも可能である。
この緩衝エリア２９を有する重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅにおいては、互いに重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ同士が接近して互いの緩衝エリア２９が接触したときに警告を発するようにしている。

次に、同じく撮影手段１１であるカメラで撮影した作業ヤードの画像情報を基にして識別された搬送車両２８ａ、２８ｂ、２８ｃのチーム分けを行う（ステップＳＴ１６）。
ここではチーム数の確認と設定されたチームの色によりチーム分けする。この色の特定は搬送車両に取付けられている車両用背番号により識別する。この車両用背番号は運転席の上部に取り付けられ、実施例において１ｍ角の立方体で全面を同一色にし、数字は白抜きとすることで、チームの色の識別と車両特有の番号を識別することができる。

次に、搬送車両が特定されると、搬送工程を作成する（ステップＳＴ１７）。ここでは、時系列で各チームの搬送エリアを設定すると共に、チーム内での搬送順序を設定する。こうすることで、搬送車両の行き先を事前に把握することができ、搬送車両ごとに行き先に向けて誘導することができる。

次に、搬送車両と重機との接触等を警告するための警報装置を設置する（ステップＳＴ１８）。
警報装置は、音声と音と光によることが可能で、音声による場合は誘導通知と警告通知がなされる。音の場合の警報は、危険である場合には連続音で警戒の場合は不連続音で知らせる。光の場合は、例えばパトライトを設置し、危険の場合は赤で点灯させ、警戒の場合は青で点灯させる。

次に、監視モニターを設置する（ステップＳＴ１９）。
監視モニターは、搬送車両２５ａ、２５ｂ、２５ｃ及び重機２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、工事事務所に設置することが可能で、搬送車両や重機の運転室に設置する場合は無線による送受信を前提とし警報の有無も検討する。工事事務所に設置する場合は、無線でも有線でもよく、警報の有無も検討する。

以上のようにして搬送車両（移動ターゲット）を目的エリアまで誘導するのであるが、その誘導についてのアルゴリズムについて、図５及び図６に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、作業エリア２１内における画像から搬送路エリア２３及び移動ターゲット２６、目的エリア３５を識別する。そして、この目的エリア３５を形成する画素毎の番地から目的エリア３５の重心Ａ（３６）を算出する（ステップＳＴ２１）。

次に、識別された移動ターゲット２６の画素から番地を割り出し、移動ターゲット２６の重心Ｂ（３７）を算出する（ステップＳＴ２２）。

次に、識別された搬送路エリア２３の画素からやはり番地を割り出し、搬送路エリア２３の搬送エリア中心線３８を算出する（ステップＳＴ２３）。

次に、ステップＳＴ２１で算出された目的エリア３５の重心Ａ（３６）とステップＳＴ２３で算出された搬送路エリア２３の搬送エリア中心線３８を最短距離で結んで搬送ルート３９を算出する（ステップＳＴ２４）。

ステップＳＴ２４で、搬送ルート３９が確定すると、その搬送ルート３９を画面上に表示する（ステップＳＴ２５）。

そして、移動ターゲット２６の重心Ｂ（３７）を算出された搬送ルート３９に沿って目的エリア３５まで移動ターゲット２６を誘導する（ステップＳＴ２６）。

以上のようにして移動ターゲット２６を搬送ルート３９に沿って目的エリア３５まで誘導することができるのである。

建設工事現場全体を撮影手段で撮影し、その撮影した画像情報を基に、作業エリア、搬送路エリア、搬送車両エリア、進入禁止エリア、重機エリア等に分け、且つ映像から建設機械、車両等を識別し、搬送路エリア上を識別した車両を指定した場所まで誘導するようにした建設工事誘導管理システムを提供する。

１１ 撮影手段
１２ 建物
１３ 作業ヤード
１５ 画像処理コントローラ
１６ 警報装置
１７ 入力装置
１８ モニター
１９ モニター
２１ 作業エリア
２１ａ 警告ゾーン
２２ 作業エリア設定手段
２３ 搬送路エリア
２４ 搬送路エリア設定手段
２５ 移動ターゲット
２５ａ 搬送車両
２５ｂ 搬送車両
２５ｃ 搬送車両
２６ 搬送車両エリア
２７ 搬送車両エリア設定手段
２８ａ 重機
２８ｂ 重機
２８ｃ 重機
２８ｄ 重機
２８ｅ 重機
２９ 緩衝エリア
３１ 重機エリア設定手段
３５ 目的エリア
３６ 目的エリア重心Ａ
３７ 移動ターゲット重心Ｂ
３８ 搬送エリア中心線
３９ 搬送ルート

Claims (5)

1. 現場ヤードよりも高所の位置に設置し、該現場ヤード全体を撮影することができる撮影手段と、
   前記撮影手段で撮影した画像情報を基に建設工事を行う作業エリアを設定する作業エリア設定手段と、
   前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両が走行する搬送路エリアを設定する搬送路エリア設定手段と、
   前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で搬送車両を捉えて搬送車両エリアを設定する搬送車両エリア設定手段と、
   前記撮影手段で撮影した画像情報を基に前記作業エリア内で重機の輪郭を捉えて重機ターゲットの緩衝エリアを設定する重機エリア設定手段と、
   を備え、
   前記搬送路エリア設定手段により設定された搬送路エリアに前記搬送車両エリア設定手段で設定した搬送車両エリアを有する搬送車両を目的の場所まで誘導することを特徴とする建設工事誘導管理システム。
2. 前記搬送車両エリアを有する搬送車両は、色彩によるチーム分けと個別のナンバーが割り振りされていることを特徴とする請求項１に記載の建設工事誘導管理システム。
3. 前記搬送車両エリアを有する搬送車両が、前記搬送路エリアを走行していないときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の建設工事誘導管理システム。
4. 前記搬送路エリアに、前記搬送車両エリアを有する搬送車両以外の重機或は搬送車両を認識したときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の建設工事誘導管理システム。
5. 前記重機エリア設定手段により設定された重機の緩衝エリアが他の重機の緩衝エリアに接触したときに警告を発する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の建設工事誘導管理システム。

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