JP2014148396A - 建設作業時の安全監視装置及び監視方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クレーンなどに吊下げられた吊荷の真下が死角にならない安全監視装置を提供する。
【解決手段】クレーンにより吊下げられた吊荷よりも高所に設けた、下方の監視区域を撮影する第１のカメラ５と、上記第１のカメラ５により撮影した第１の画像中、上記吊荷のために死角となる監視区域部分を撮影するための第２のカメラ１１と、上記第１のカメラ５により撮影した第１の画像と、上記第２のカメラ１１により撮影した第２の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を作成する演算記憶処理装置３と、この演算記憶処理装置３により合成した合成画像を表示する画像表示部４とよりなる。
【選択図】図２

Description

本発明は建設作業時の安全監視装置及び監視方法、特に、クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷による死角のない監視区域の画像を得て、監視区域の安全性を監視できる装置及び方法に関するものである。

クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷の下に作業員が立ち入ることは非常に危険である。このため、従来においては、例えば、建設作業区域などの監視区域を見渡せる建物などの高所にカメラを固定し、下方の監視区域を撮影したり、又は、クレーンのブーム先端部にカメラを固定して、下方の監視区域を撮影したりして、これらの画像をオペレータ室のモニタに表示して、監視員が安全性を監視し、作業員が吊荷の下の危険区域に入ってしまった場合などに、警報を発するようにしたものがある（引用文献１、引用文献２、引用文献３）。

しかしながら、上記カメラでは、吊荷のためにその真下が死角になって、作業員が見えない場合がある。

そのため、監視区域の周囲にカメラを固定して、死角を形成する吊荷が写らないように、斜めから吊荷の真下を撮影し、安全性を監視したものもある（引用文献４）。

また、吊荷の底面にカメラを固定して、吊荷の真下を確認できるようにしたものもある（引用文献５）。

特開２０１２−２０３６７７号公報 特開２０１２−２０２１２４号公報 特開平９−１１０３６９号公報 特開２０００−３４４４６１号公報 特開２０１１−７９６４８号公報

しかしながら、上記斜めから吊荷の下を撮影し、監視したものは、吊荷の位置が分からず、また、画像中、吊荷の真下の場所の判断が難しく、吊荷と真下の地面との位置関係の把握が困難で、危険性の判断が難しかった。

また、上記吊荷の底面にカメラを固定したものは、そのカメラでは、吊荷の大きさ、形状が特定できないため、上記吊荷の各側面に複数の計測装置を別途設ける必要があった。また、吊荷の形状によっては、カメラや計測装置の取り付けに時間がかかっていた。また、吊荷の真下を監視することはできるが、吊荷の真下以外の周囲を把握できないという欠点があった。

本発明は、上記の欠点を除くようにしたものである。

本発明の安全監視装置は、クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷よりも高所に設けた、下方の監視区域を撮影する第１のカメラと、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像中、上記吊荷のために死角となる監視区域部分を撮影するための第２のカメラと、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像と、上記第２のカメラにより撮影した第２の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を作成する演算記憶処理装置と、この演算記憶処理装置により合成した合成画像を表示する画像表示部とよりなることを特徴とする。

また、上記建設機械はクレーンであり、上記第１のカメラは、上記クレーンのブーム先端部に設けたことを特徴とする。

また、上記第２のカメラは、カメラ取付手段を介して、上記吊荷の下方に位置するように、上記建設機械又は建設機械の吊り具又は上記吊荷に設けたことを特徴とする。

また、上記カメラ取付手段は、上記第２のカメラを吊下げる紐状部材であり、この紐状部材は、上記第２のカメラを、上記吊荷の下方に位置する長さに形成されていることを特徴とする。

また、上記第１のカメラ及び／又は上記第２のカメラに画像方位計測手段を設けると共に、上記演算記憶処理装置に、上記画像方位計測手段を有する上記カメラにより撮影された画像の方位と上記画像表示部の方位とを一致させて、上記画像表示部に上記画像を表示させる画像方位合わせ手段を更に設けたことを特徴とする。

また、上記演算記憶処理装置に、上記第１の画像と上記第２の画像とから、少なくとも共通する３点を抽出し、この少なくとも３点を基準に上記第１の画像と上記第２の画像とを合成する画像合成手段を更に設けたことを特徴とする。

また、上記カメラ取付手段に、このカメラ取付手段の長さ調整手段を設けたことを特徴とする。

また、上記カメラ取付手段に、このカメラ取付手段の長さ調整用の目盛を設けたことを特徴とする。

本発明の安全監視方法は、クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷よりも高所に設けた第１のカメラにより、下方の監視区域を撮影すると共に、第２のカメラにより、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像中、上記吊荷のために死角となる監視区域部分を撮影する工程と、演算記憶処理装置により、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像と、上記第２のカメラにより撮影した第２の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を作成する工程と、上記演算記憶処理装置により合成した合成画像を画像表示部に表示する工程とよりなることを特徴とする。

また、上記方法は、上記第１のカメラ及び／又は上記第２のカメラに設けた画像方位計測手段により、上記画像方位計測手段を有する上記カメラにより撮影された画像の方位を計測し、上記演算記憶処理装置に設けた画像方位合わせ手段により、上記カメラにより撮影された画像の方位と上記画像表示部の方位とを一致させて、上記画像表示部に上記画像を表示させる工程を更に有することを特徴とする。

また、上記方法は、上記第１の画像と上記第２の画像の合成は、上記演算記憶処理装置に設けた画像合成手段により、上記第１の画像と上記第２の画像とから、少なくとも共通する３点を抽出し、この少なくとも３点を基準に上記第１の画像と上記第２の画像とを合成することを特徴とする。

本発明によれば、死角のない監視区域の画像を得ることができ、監視区域の安全性の監視ができるようになる。

また、吊荷と監視区域の位置関係が容易になると共に、吊荷の真下以外の周囲の画像も得ることができ、より安全性の監視ができるようになる。

また、カメラを紐状部材で吊下げるので、カメラの取り付けが容易になる。

また、方位及び縮尺が合致した正確な合成画像を得ることができる。

本発明の吊荷下の監視装置の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の紐状部材の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の紐状部材の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の紐状部材の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の画像合成の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の画像合成の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の画像合成の説明図である。 本発明の吊荷下の監視装置の他の画像合成の説明図である。

以下図面によって本発明の実施例を説明する。

本発明の安全監視装置は、図１〜図３に示すように、第１のカメラ装置１と、第２のカメラ装置２と、上記第１のカメラ装置１と上記第２のカメラ装置２で撮影した画像（動画像を含む）を合成する演算記憶処理装置３と、この演算記憶処理装置３により得られた合成画像を表示する、オペレータ用モニタなどの画像表示部４とよりなる。

また、上記第１のカメラ装置１は、第１のカメラ５と、この第１のカメラ５を、建設機械、例えばクレーン６のブーム７の先端部に着脱自在に取り付けできる第１のカメラ取付手段８とよりなり、上記第１のカメラ５は、上記クレーン６により吊下げた吊荷９よりも高所に設けられる。

また、上記第１のカメラ取付手段８は、例えば、上記第１のカメラ５の上端に設けた磁石であり、この磁石により、金属製のブーム７の先端部に着脱自在に取り付けできる。

なお、上記第１のカメラ取付手段８を、上記磁石と、上記第１のカメラ５と上記磁石とを連結するロープなどの紐状部材とにより構成し、上記第１のカメラ５を上記クレーン６のブーム７に吊下げるようにしてもよい。

そして、上記第１のカメラ５により、上記吊荷９を含んだ下方の建設作業区域などの監視区域全体を撮影できるようになる。

なお、上記カメラ５をクレーン６のブーム７の先端部に設ける代わりに、上記クレーン６のブーム７の中間部、或いは、上記吊荷９よりも高所の建物に設けて、上記吊荷９を含んだ下方の監視区域全体を撮影するようにしてもよい。

また、上記第１のカメラ装置１の第１のカメラ５には、画像方位計測手段としての方位計及び送信装置が設けられ、また、外部電源配線及び送信配線が不要のワイヤレスカメラにより構成されている。

また、上記第２のカメラ装置２は、第２のカメラ１１と、この第２のカメラ１１を、例えば、上記クレーン６又は上記クレーン６の吊り具又は吊荷９に着脱自在に取り付けできる第２のカメラ取付手段１０とよりなり、上記第２のカメラ１１は、上記第２のカメラ取付手段１０を介して、上記吊荷９の下方に位置するように設けられる。

また、上記第２のカメラ取付手段１０は、例えば、上記第２のカメラ１１を、上記クレーン６のフック１２などの吊り具に着脱自在に吊下げるロープなどの紐状部材１３よりなり、この紐状部材１３は、上記第２のカメラ１１を、上記フック１２により吊下げた吊荷９よりも下方に位置する長さに形成され、これにより、上記第２のカメラ１１は、上記吊荷９の下方に設けられるようになる。

そして、上記第２のカメラ１１により、上記第１のカメラ５により撮影した第１の画像中、上記吊荷９のために死角となる、上記吊荷９の真下の監視区域部分を撮影できるようになる。

また、上記紐状部材１３は、上記第２のカメラ１１の撮影レンズ部１１ａの反対側の紐固定部１１ｂに固定され、そのため、上記第２のカメラ１１を上記紐状部材１３で吊下げれば、上記撮影レンズ部１１ａが真下を向くようになる。

また、上記紐状部材１３には、図３に示すように、上記第２のカメラ１１の紐固定部１１ｂからフック１２側に向かって、第２のカメラ１１の紐固定部１１ｂからの長さを示す目盛１４が設けられている。

また、上記紐状部材１３の途中には、上記紐状部材１３の長さを調整する手段として、クリップなどの長さ調整具１５を設ける。

また、上記第２のカメラ１１には、画像方位計測手段としての方位計及び送信装置が設けられ、また、外部電源配線及び送信配線が不要のワイヤレスカメラにより構成されている。

なお、上記紐状部材１３の上端に輪部やフック部を形成して、その輪部等をクレーン６のフック１２に係合して、上記フック１２に着脱自在に取り付けるようにする。また、上記紐状部材１３の上端に磁石を設け、金属製のフック１２に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。

また、上記第２のカメラ装置２の紐状部材１３を、上記クレーン６のフック１２に取り付ける代わりに、吊荷９を吊下げる玉掛用ワイヤーロープ１６の下端部１６ａなどの吊り具に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。また、吊荷９の真下に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。この場合には、上記紐状部材１３の長さを短くすることができる。

また、上記演算記憶処理装置３は、上記第１のカメラ装置１及び上記第２のカメラ装置２で撮影した画像情報等を受信するための受信装置を有する。

また、上記演算記憶処理装置３には、得られた画像から人物を検出する、人物検出手段としてのプログラムや、吊荷を検出する、吊荷検出手段としてのプログラムや、画像表示部４の方位と得られた画像の方位を一致させる画像方位合わせ手段としてのプログラムや、得られた２枚の画像から共通する特徴点を検出する特徴点検出手段としてのプログラムや、２枚の画像を合成する画像合成手段としてのプログラムなどの各種のプログラムが記憶されている。

また、上記画像表示部４は、クレーンなどのオペレータ室１７に設けられ、この上記オペレータ室１７には、警報ブザー１８が設けられている。

次に、上記第２のカメラ装置２をクレーン６のフック１２に取り付ける方法を説明する。

図３に示すように、地上１９で、玉掛け者等が地上に置かれた吊荷９のワイヤーロープ１６をクレーン６のフック１２に玉掛けすると共に、第２のカメラ装置２の紐状部材１３を上記フック１２に玉掛けする。

そして、上記紐状部材１３の目盛１４及び上記長さ調整具１５を用いて、上記紐状部材１３の紐固定部１１ｂから、上記紐状部材１３が上記吊荷９の上端部９ａに接触する点までの距離が、予め測定した吊荷９の高さＬよりも若干長くなるようにする。

そして、クレーン６により上記吊荷９と上記第２のカメラ１１を吊下げて、上記吊荷９を地切すれば、図４に示すように、上記第２のカメラ１１は、吊荷９よりも下方の位置で、吊荷９に接触することなく吊下げられる。そして、上記第２のカメラ１１の撮影レンズ部１１ａが真下を向くようになる。

なお、上記紐状部材１３の紐固定部１１ｂから上記吊荷９の上端部９ａに接触する点までの距離が、吊荷９の高さＬよりも短い場合には、図５に示すように、上記第２のカメラ１１が、吊荷９の側面で吊下げられるため、上記第２のカメラ１１の撮影レンズ部１１ａが真下を向かない場合があり、好ましくない。

次に、図２により、上記第１のカメラ５により撮影された第１の画像と、上記第２のカメラ１１により撮影された第２の画像とを合成し、上記オペレータ室１７の上記画像表示部４に表示する方法を説明する。

まず、上記第１のカメラ５により、吊荷９を含む広域の監視区域全体を撮影して、図６に示すような広域画像２０を得ると共に、上記方位計により方位を計測し、この広域画像２０及び方位を上記演算記憶処理装置３に無線により送信する。

また、上記第２のカメラ１１により、吊荷９の真下の監視区域部分を撮影し、図７に示すような吊荷下画像２１を得ると共に、上記方位計により方位を計測し、この吊荷下画像２１及び方位を上記演算記憶処理装置３に無線により送信する。

なお、図６及び図７において、２２は撮影された吊荷９の吊荷画像であり、２３は作業員画像である。

次に、上記演算記憶処理装置３は、人物検出手段としてのプログラム３ａにより、受信した上記広域画像２０及び上記吊荷下画像２１の立ち入り危険区域内において、それぞれ人物の有無を検知し、人物を検出した場合には、上記オペレータ室１7の画像表示部４に警報を表示するようにすると共に、オペレータ室１７の警報ブザー１８を鳴らすようにする。

なお、上記人物検出手段としてのプログラム３ａは、Ｈａａｒ−ＬｉｋｅやＳＵＲＦやＨＯＧなどの特徴量を用いた人物認識が好ましく、検出したい対象の特徴を予め演算記憶処理装置３に記憶させ、静止画像や動画像から検出する。この特徴量を用いた検出方法を利用した場合には、カメラが動いていても物体の検知ができるようになる。

また、上記演算記憶処理装置３は、上記オペレータ室１７の画像表示部４の方位と、表示される各画像の方位とが一致するように方位設定するために、画像方位合わせ手段としてのプログラム３ｂにより、上記画像表示部４から得られた画像表示部の方位と、上記広域画像２０及び吊荷下画像２１の方位との方位合わせを行う。そして、上記紐状部材で吊下げられた上記第１のカメラ５や第２のカメラ１１が回転しても、上記画像表示部４に表示される画像は常に一定の方位を向くようにする。

次に、上記演算記憶処理装置３の特徴点検出手段としてのプログラム３ｃにより、上記広域画像２０と上記吊荷下画像２１の画像上の共通する少なくとも３つの特徴点をそれぞれ抽出する。

なお、上記特徴点検出手段としてのプログラム３ｃは、人物検出プログラム３ａと同様に、Ｈａａｒ−ＬｉｋｅやＳＵＲＦやＨＯＧなどの特徴量を用いた物認識が好ましく、検出したい対象の特徴を予め演算記憶処理装置３に記憶させ、静止画像や動画像から検出する。この特徴量を用いた検出方法を利用した場合には、カメラが動いていても物体の検知ができるようになる。

そして、上記演算記憶処理装置３の画像合成手段としてのプログラム３ｄにより、各画像の共通する３点の特徴点を重ね合わせて、両画像の歪を補正すると共に、広域画像２０に吊荷下画像２１を重ね合わせて、図８に示すように、広域画像中の吊荷で見えない死角の部分を補間した合成画像２４をリアルタイムで上記オペレータ室１７の上記画像表示部４に動画像として表示するようにする。

なお、図８において、上記合成画像２４中の破線２５は、吊荷９の輪郭を示したもので、オペレータが監視区域と吊荷９の位置関係を分かりやすくしたものである。

なお、図９は、実際に撮影した広域画像２６と吊荷下画像２７と、これらの画像を合成した合成画像２８を示し、広域画像２６と吊荷下画像２７から共通する３つの特徴点（１）、（２）、（３）を抽出し、この３つの共通点を重ね合わせることにより、吊荷によって見えない部分を補完した合成画像２８を得ることができる。

そして、上記演算記憶処理装置３は、得られた合成画像２８を上記オペレータ室１７の画像表示部４に表示するようにする。

本発明の安全監視装置及び監視方法によれば、上記第１のカメラ５により、吊荷９を含む下方の監視区域全体を撮影し、広域画像を得て、また、上記第２のカメラ１１により、吊荷９の真下の監視区域部分を撮影し、吊荷下画像を得て、これらの画像を合成するので、死角のない監視区域全体の画像を得ることができる。

また、吊荷と、この吊荷の真下の地面との位置関係が明確で、安全性の判断が容易になる。

また、吊荷９の真下の画像のみならず、この吊荷の真下以外の周囲の画像も得ることができ、安全性の判断が容易になる。

また、第２のカメラ１１は紐状部材１３により吊下げられるので、簡単に取り付けることができる。また、吊下げられた状態では、レンズ部が真下を向くため、第２のカメラ１１の取り付けの調整が容易となる。

また、第２のカメラ１１を紐状部材１３を用いて取り付けるので、吊荷９のような形の定まらないものであっても、上記第２のカメラ１１を吊荷９の下方に容易に位置させることができる。

また、カメラ５、１１を、溶接やボルト無しに、簡単にクレーン６に取り付けることができる。

また、ワイヤレスカメラを利用するので、伸縮するブームなど、配線が困難なクレーンにも、簡単に取り付けることができる。

また、紐状部材１３に長さ調整具１５を設けると共に、長さ調整用に役立つ目盛１４を設けたため、第２のカメラ１１を吊荷９の下方に位置する長さに容易に調整できる。

また、各カメラ５、１１に方位計を設けたので、上記カメラ５、１１が回転しても、画像表示部４上に表示した各画像の方位を一定にすることができる。

また、２つの画像の共通する３点を抽出し、この３点を基準に画像を合成するので、方位及び縮尺が合致した合成ができ、正確な合成画像を得ることができる。

１ 第１のカメラ装置
２ 第２のカメラ装置
３ 演算記憶処理装置
４ 画像表示部
５ 第１のカメラ
６ クレーン
７ ブーム
８ 第１のカメラ取付手段
９ 吊荷
１０ 第２のカメラ取付手段
１１ 第２のカメラ
１１ａ レンズ部
１１ｂ 紐固定部
１２ フック
１３ 紐状部材
１４ 目盛
１５ 長さ調整具
１６ ワイヤーロープ
１６ａ 下端部
１７ オペレータ室
１８ 警報ブザー
１９ 地上
２０ 広域画像
２１ 吊荷下画像
２２ 吊荷画像
２３ 作業員画像
２４ 合成画像
２５ 破線
２６ 広域画像
２７ 吊下画像
２８ 合成画像

Claims (11)

1. クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷よりも高所に設けた、下方の監視区域を撮影する第１のカメラと、
   上記第１のカメラにより撮影した第１の画像中、上記吊荷のために死角となる監視区域部分を撮影するための第２のカメラと、
   上記第１のカメラにより撮影した第１の画像と、上記第２のカメラにより撮影した第２の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を作成する演算記憶処理装置と、
   この演算記憶処理装置により合成した合成画像を表示する画像表示部とよりなることを特徴とする安全監視装置。
2. 上記建設機械はクレーンであり、上記第１のカメラは、上記クレーンのブーム先端部に設けたことを特徴とする請求項１記載の安全監視装置。
3. 上記第２のカメラは、カメラ取付手段を介して、上記吊荷の下方に位置するように、上記建設機械又は建設機械の吊り具又は上記吊荷に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の安全監視装置。
4. 上記カメラ取付手段は、上記第２のカメラを吊下げる紐状部材であり、
   この紐状部材は、上記第２のカメラを、上記吊荷の下方に位置する長さに形成されていることを特徴とする請求項３記載の安全監視装置。
5. 上記第１のカメラ及び／又は上記第２のカメラに画像方位計測手段を設けると共に、上記演算記憶処理装置に、上記画像方位計測手段を有する上記カメラにより撮影された画像の方位と上記画像表示部の方位とを一致させて、上記画像表示部に上記画像を表示させる画像方位合わせ手段を更に設けたことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の安全監視装置。
6. 上記演算記憶処理装置に、上記第１の画像と上記第２の画像とから、少なくとも共通する３点を抽出し、この少なくとも３点を基準に上記第１の画像と上記第２の画像とを合成する画像合成手段を更に設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の安全監視装置。
7. 上記カメラ取付手段に、このカメラ取付手段の長さ調整手段を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の安全監視装置。
8. 上記カメラ取付手段に、このカメラ取付手段の長さ調整用の目盛を設けたことを特徴とする請求項３、４又は７記載の安全監視装置。
9. クレーンなどの建設機械により吊下げられた吊荷よりも高所に設けた第１のカメラにより、下方の監視区域を撮影すると共に、第２のカメラにより、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像中、上記吊荷のために死角となる監視区域部分を撮影する工程と、
   演算記憶処理装置により、上記第１のカメラにより撮影した第１の画像と、上記第２のカメラにより撮影した第２の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を作成する工程と、
   上記演算記憶処理装置により合成した合成画像を画像表示部に表示する工程とよりなることを特徴とする安全監視方法。
10. 上記第１のカメラ及び／又は上記第２のカメラに設けた画像方位計測手段により、上記画像方位計測手段を有する上記カメラにより撮影された画像の方位を計測し、上記演算記憶処理装置に設けた画像方位合わせ手段により、上記カメラにより撮影された画像の方位と上記画像表示部の方位とを一致させて、上記画像表示部に上記画像を表示させる工程を更に有することを特徴とする請求項９記載の安全監視方法。
11. 上記第１の画像と上記第２の画像の合成は、上記演算記憶処理装置に設けた画像合成手段により、上記第１の画像と上記第２の画像とから、少なくとも共通する３点を抽出し、この少なくとも３点を基準に上記第１の画像と上記第２の画像とを合成することを特徴とする請求項９又は１０記載の安全監視方法。

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