JP2014154129A - 装備認識システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装備認識システム10は、光軸を中心とした全方位を撮像可能な撮像装置20と、撮像装置20で撮像された画像データを用いた処理をおこなう端末装置30と、報知情報を出力する報知情報出力装置40と、からなる。撮像装置20で撮像された画像データはネットワーク50を経由して端末装置30に送信され、端末装置30は画像解析により画像データ上の人物を抽出し、当該人物が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する。人物が装着すべき装備を装着していない場合、報知情報出力装置40から当該非装着装備に関する報知情報を出力する。
【選択図】図1
Description
また、本発明によれば、撮像装置として全方位カメラを用いるので、対象領域全体を1台の撮像装置でとらえることができ、撮像装置の設置コストや労力を低減することができる。
また、全方位カメラを用いることによって、人物が対象領域内を移動する場合でも継続的に撮影範囲内に捉えることができる。
図1は、実施の形態にかかる装備認識システム10の概要を示す説明図である。実施の形態にかかる装備認識システム10は、撮像装置20、端末装置30および報知情報出力装置40が、ネットワーク50を介して相互に接続されることによって構成され、建設作業現場22において従業者60(人物)が装着すべき装備を装着しているか否かを認識する。
撮像装置20(20A〜20C)は、それぞれ建設作業現場22(22A〜22C)に設置されている。なお、図1の建設作業現場22は、撮像装置20の撮影領域として模式的に図示したものであり、実際の建設作業現場における建設中の建物や重機などは図示を省略している。
建設作業現場22では、従業者60が作業をおこなっている。従業者60は、作業中の安全を確保するため、特定の装備(図4参照)を装着することが義務付けられている。
本実施の形態では、それぞれの建設作業現場22は、その全体(全領域)が撮像装置20の撮影領域に含まれているものとする。この場合、1つの撮像装置20によって建設作業現場22全体を撮影してもよいし、1つの建設作業現場22に複数の撮像装置20を設置して、複数の撮像装置20を用いて建設作業現場22全体を撮影するようにしてもよい。
このように、建設作業現場22の全体が撮像装置20の撮影領域に含まれるようにすることによって、作業中のすべての従業者60を撮影することが可能となる。これにより、たとえば作業中に不意の場面で従業者60が装備を外し、その後再装着を忘れた場合などにも従業者60に対して報知をおこなうことができ、建設作業現場22の入退場口にのみ撮像装置20を設置する場合などと比較して、装備の装着率を向上させることができる。
報知情報を出力する携帯電話端末40Aとしては、装備の非装着が認識された従業者60本人が所有する携帯電話端末の他、当該従業者60の監督責任者(上司)が所有する携帯電話端末、当該従業者60が勤務する会社の管理部門が所有する携帯電話端末(この場合、パーソナルコンピュータへのメール送信などであってもよい)などが挙げられる。
報知情報出力装置40がスピーカ40Bの場合は、たとえば建設作業現場22に設置されたスピーカ40Bから従業者60に非装着装備がある旨の音声や警報音を出力する。
報知情報出力装置40が警告灯40Cの場合は、たとえば建設作業現場22に設置された警告灯40Cを点灯させる。
報知情報出力装置40から報知情報が出力される結果、たとえば非装着装備がある従業者60が自主的に装備の装着をおこなう、非装着装備がある従業者60に対して他の従業者60が装備装着を促す、などにより、装備の装着率を向上させることができる。
撮像光学系202は、被写体像を捉えて撮像素子204の撮像面に結像させるものである。
本実施の形態では、撮像光学系202は、180度の画角を有し、撮像光学系202の光軸を中心とする360度の範囲を撮像可能で、かつ、光軸を含む平面内で光軸を中心として180度の範囲で撮像が可能に構成されている。言い換えると、撮像光学系202は光軸を中心とする半球状の範囲を撮像できるように構成されている。
本実施の形態では、このような撮像光学系202として、画角180度の超広角レンズ(魚眼レンズ)を用いたものを使用している。
なお、このような撮像光学系202は、超広角レンズを用いた構成に限定されるものではなく、複数のレンズ、ミラー、あるいは、プリズムを用いて構成するなど従来公知のさまざまな構成が使用可能である。
しかしながら、本実施の形態のように超広角レンズを用いて撮像光学系202を構成すると部品点数を削減することができるため、構成の簡素化及び小型化を図る上で有利となる。
したがって、撮像光学系202は、該撮像光学系202を旋回(パン)させたり、揺動(チルト)させることなく、広い範囲で被写体を撮像することができるように構成されている。
撮像素子204としては、CCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像素子、あるいは、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の固体撮像素子など従来公知のさまざまな撮像素子を用いることができる。
本実施の形態では、撮像光学系202が超広角レンズを用いているため、撮像素子204によって撮像される画像は歪曲した画像となっている。
したがって、画像データ生成部206は、撮像素子204から供給される撮像信号に基づいて生成した画像データに対して従来公知の画像処理を施すことにより、歪曲した画像を平面に展開された画像に変換する変換処理をおこなう。すなわち、被写体を肉眼で見たときに近い自然な画像データを生成する。
また、画像データ生成部206は、後述する端末装置30によって発行され通信部208を介して供給される制御コマンドに応じて次の画像処理をおこなうように構成されている。
1)画像データの拡大(縮小)処理をおこなうことによって撮像光学系202をズームさせる場合と同様の機能を奏する。
2)画像データを展開する領域を選択することによって撮像光学系202をパンあるいはチルトさせる場合と同様の機能を奏する。
図3は、撮像装置20の設置状態を示す説明図である。
図3に示すように、予め定められた箇所に、現場の地面Gに鉛直方向に延在し、撮像装置20を高所で支持する中空状の支柱3010を立設しておくものとする。撮像装置20の屈曲部3004と反対側に位置する第2の直線部3006の端部は支柱3010に不図示の連結金具を用いて連結されている。
これにより、第1の直線部3002は水平方向に延在し、撮像装置20の撮像光学系202の光軸は鉛直方向下方に向けられる。
したがって、撮像装置20によって前記の光軸を中心に360度の範囲が撮像されることになる。
特に、建設作業現場などの現場を撮像装置20で監視する場合、監視すべき現場が移動したり、あるいは、工事や建設が終了するため、現場の状況に応じて撮像装置20の設置作業および撤収作業、言い換えると、移設作業を頻繁におこなう必要がある。
そのため、撮像装置20の設置作業および撤収作業をおこなう都度、撮像装置20の梱包、運搬、開梱といった作業が必要となり多大な労力を要する。
これに対して上記の形態によれば、1台の撮像装置20を1つの筐体にまとめることができるため、梱包、運搬、開梱に要する作業の軽減を図れ、労力を大幅に低減する上で有利となる。
また、本実施の形態では、通信部208は、端末装置30によって発行された制御コマンドを、ネットワーク50、無線回線52を経由して画像データ生成部206に供給するものである。
サーバは、画像データ生成部206から供給される画像データを、無線回線52およびネットワーク50で通信可能なデータ形式(信号形式)に変換する。
また、サーバは、ルータを経由して供給される前記制御コマンドを画像データ生成部206に供給する。
ルータは、通信カードを用いて無線回線52に接続し、サーバから供給された前記変換された画像データを無線回線52とネットワーク50を介して端末装置30に供給するものである。
また、ルータは、ネットワーク50および無線回線52を経由して供給される前記制御コマンドをサーバに供給するものである。
通信カードは、無線回線52に接続する通信機能を有するものである。
また、ネットワーク50としては、従来公知のさまざまな通信回線を含むインターネットを用いることができる。
端末装置30は、ネットワーク50を経由して受信した画像データを表示する表示装置、前記制御コマンドを発行するためのキーボードあるいはマウスなどの入力デバイス(いずれも図示なし)などを含んで構成されている。
また、端末装置30には、撮像装置20で生成され通信部208、無線回線52、ネットワーク50を経由して供給される画像データを前記表示装置に表示させるアプリケーションプログラムとしてのビュワーソフトや、当該画像データを解析する画像解析ソフトがインストールされている。
また、このビュワーソフトが端末装置30で実行されることにより、キーボードあるいはマウスなどの入力デバイスの操作に応じて前記制御コマンドが発行される。
発行された制御コマンドは、ネットワーク50、無線回線52、通信部208を経由して画像データ生成部206に供給される。
通信部302の構成は、撮像装置20の通信部208とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。
判定部304による処理は、従来公知のさまざまな画像データ解析プログラムを用い、またはこれを応用したプログラムを実行することによって実現する。
たとえば、判定部304によって画像データ上の人物を抽出する方法としては、たとえば、人物の特徴的な形状や動きなどがみられるオブジェクトを画像データ上で抽出し、人物オブジェクトとして特定する方法が挙げられる。
また、抽出された画像データ上の人物が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する方法としては、各装備の形状や色、装着部位などを装備の特徴量データとして記憶しておき、前記抽出された人物オブジェクトの一部にこれらの特徴量データと一致する(より詳細には類似度が所定値以上の)オブジェクトがあるか否かを判定する方法が挙げられる。
装着すべき装備が個々の従業者60ごとに異なる場合、判定部304は、画像データから個々の従業者60を識別し、当該従業者60が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する。
個々の従業者60の特定は、たとえば従来公知の顔認証技術、すなわち画像データ上の人物の顔の特徴を認識して個々の従業者60を識別することによっておこなう。この場合、判定部304は、予め個々の従業者60の顔の特徴量を記憶しておき、画像データ上の人物の顔の特徴量と比較することにより、従業者60を識別する。
判定用データベース600には、建設作業現場22で作業をおこなう従業者60の従業者ID602、当該従業者60の顔の特徴量が記憶された顔認証用データ604(図6ではデータ名のみを示す)、当該従業者60が装着すべき装備の種類を示す装備ID606が記録されている。
判定部304は、画像データ内の人物(従業者60)を抽出した後、顔認証用データ604を用いてそれぞれの従業者60の従業者ID602を識別する。そして、識別された従業者ID602に対応する装備ID606を参照し、当該従業者60が装着すべき装備の種類を特定する。その後、図5に示した装備データベース500を用いて、当該従業者60の身体上に装着すべき装備に対応する特徴量がみられるか否かを判定する。
なお、個々の人物の特定は、顔認証技術に限らず従来公知のさまざまな人物識別技術を用いてもよい。
装着すべき装備が従業者60の属性ごとに異なる場合、判定部304は、画像データから個々の従業者60の属性を識別し、当該属性に属する従業者60が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する。
従業者60の属性の識別は、たとえば従来公知の特徴認識技術、すなわち各属性の外観上の特徴量(衣服の色や形状、ネームプレート等に記載された所属名、男女別の顔の特徴量など)を認識して個々の従業者60の属性を識別することによっておこなう。この場合、判定部304は、予め個々の属性の特徴量を記憶しておき、画像データ上の人物の特徴量と比較することにより、従業者60の属性を識別する。
判定用データベース700には、従業者60の属性ID702、当該属性の外観上の特徴量が記憶された属性認識用データ704(図7ではデータ名のみを示す)、当該属性に属する従業者60が装着すべき装備の種類を示す装備ID706が記録されている。
判定部304は、画像データ内の人物(従業者60)を抽出した後、属性認識用データ704を用いてそれぞれの従業者60が属する属性の属性ID702を識別する。そして、識別された属性ID702に対応する装備ID706を参照し、当該従業者60が装着すべき装備の種類を特定する。その後、図5に示した装備データベース500を用いて、当該従業者60の身体上に装着すべき装備に対応する特徴量がみられるか否かを判定する。
なお、上述した方法の他、図6に示す従業者識別用の判定用データベース600に当該従業者60が属する属性を記録しておくことによって、従業者60の属性の識別をおこなってもよい。
また、図9は、制御信号の送信先となる報知情報出力装置40を特定するためデータベース900である。データベース900には、従業者ID902および当該従業者に非装着装備がある場合に制御信号を送信する送信先出力装置ID904が記録されている。
制御信号送信部306は、特定の従業者60が装着すべき装備を装着していない場合、図9のデータベース900から当該従業者60の従業者ID902を検索し、当該従業者ID902に関連づけられた送信先出力装置ID904を読み出す。そして、図8のアドレスデータベース800を参照して、制御信号の送信先となる報知情報出力装置40のアドレスを特定し、制御信号を送信する。
なお、図9のように制御信号の送信先を個人ごとに設定するのではなく、属性ごとに設定したり、すべての従業者60で一律に設定したりしてもよい。
通信部402は、ネットワーク50を経由して端末装置30から制御信号を受信する。通信部302の構成は、撮像装置20の通信部208とほぼ同様であるので、詳細な説明を省略する。
出力部404は、受信した制御信号に基づいて報知情報を出力する。上述のように報知情報出力装置40が携帯電話端末40Aの場合、出力部404は報知情報であるメールを表示出力するディスプレイや自動音声を音声出力するスピーカなどとなる。
出力部404から報知情報が出力される結果、たとえば非装着装備がある従業者60が自主的に装備の装着をおこなう、非装着装備がある従業者60に対して他の従業者60が装備装着を促す、などにより装備の装着率を向上させることができる。
端末装置30は、画像データを受信すると(ステップS1003)、画像データ上の人物を抽出し(ステップS1004)、当該人物が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する(ステップS1005)。当該人物が装備を装着している場合は(ステップS1005:Yes)、制御信号の送信をおこなわずにステップS1004に戻る。一方、当該人物が装備を装着していない場合(ステップS1005:No)、端末装置30は報知情報出力装置40に対して制御信号を送信する(ステップS1006)。
報知情報出力装置40は、端末装置30から制御信号を受信すると(ステップS1007)、制御信号に従って報知情報を出力する(ステップS1008)。
ここで、従業者60に特定の装備(ヘルメットなど)を装着することが求められるのが建設作業現場1102内のみの場合、建設作業現場1102外部の領域1104に位置する従業者60Aが装備を装着していなくても問題ない。一方で、建設作業現場1102内に位置する従業者60B〜60Dが装備を装着していない場合や、従業者60Aが装備を装着しないまま建設作業現場1102内に進入した場合は、非装着装備に関する報知をおこなう必要がある。
このため、端末装置30の判定部304は、撮像装置20の撮影範囲のうち建設作業現場1102と外部の領域1104とを識別し、従業者60がいずれに位置するかによって装備装着の判定結果を異ならせる、または、たとえば外部の領域1104に位置する従業者60は、判定の対象としないようにする。これにより、作業領域内に位置する従業者60の装備をもれなく認識することができるとともに、作業領域外に位置する従業者60に対する誤判定を防止することができる。
これにより、業務領域内に不審者等が進入したことを迅速に報知することができ、業務領域内の安全性や機密性を向上させることができる。
また、装備認識システム10は、撮像装置20として全方位カメラを用いるので、対象領域全体を1台の撮像装置20でとらえることができ、撮像装置20の設置コストや労力を低減することができる。
また、全方位カメラを用いることによって、人物が対象領域内を移動する場合でも継続的に撮影範囲内に捉えることができる。
また、撮像装置20が対象領域全体を撮影範囲とすることによって、たとえば人物が作業の途中で装備を外した場合などにも報知をおこなうことができ、対象領域の出入り口付近のみに撮像装置20を設置する場合と比較して、装備の装着率を向上させることができる。
また、装備の非装着があった場合の報知情報の出力先を人物(または属性)ごとに設定することができるので、報知情報の有効性を向上させることができる。
また、撮像装置20、端末装置30および報知情報出力装置40との距離が近い場合(たとえば同じ建設作業現場に位置する場合など)は、携帯電話回線やインターネットなど広域ネットワークではなく、LAN(Local Area Network)やBluetooth(登録商標)などの比較的狭域を対象としたネットワークや通信方法を用いて各装置を接続してもよい。
たとえば、撮像装置20の設置場所が食品加工現場である場合、従業者60の装着すべき装備は、マスク、調理用防止、白衣などが挙げられる。
Claims (7)
- 光軸を中心とした全方位を撮像可能な撮像装置と、前記撮像装置で撮像された画像データを用いた処理をおこなう端末装置と、報知情報を出力する報知情報出力装置と、からなる装備認識システムであって、
前記撮像装置は、
撮像光学系によって捉えられた被写体像を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子から供給される撮像信号に基づいて画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データ生成部から供給される前記画像データをネットワークを経由して前記端末装置に送信する送信部と、を備え、
前記端末装置は、
前記ネットワークを経由して前記画像データを受信する受信部と、
画像解析により前記画像データ上の人物を抽出し、当該人物が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する判定部と、
前記人物が前記装着すべき装備を装着していない場合、当該非装着装備に関する前記報知情報を出力するための制御信号を前記ネットワークを経由して前記報知情報出力装置に送信する送信部と、を備え、
前記報知情報出力装置は、
前記ネットワークを経由して前記制御信号を受信する受信部と、
前記制御信号に基づいて前記報知情報を出力する出力部と、を備える、
ことを特徴とする装備認識システム。 - 前記装着すべき装備は、個々の人物ごとに異なり、
前記端末装置の前記判定部は、前記画像データから個々の人物を識別し、当該人物が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の装備認識システム。 - 前記端末装置の前記判定部は、前記人物の顔の特徴を認識して個々の人物を識別する、
ことを特徴とする請求項2に記載の装備認識システム。 - 前記装着すべき装備は、前記人物の属性ごとに異なり、
前記端末装置の前記判定部は、前記画像データから前記人物の属性を特定し、前記人物が属する属性が装着すべき装備を装着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の装備認識システム。 - 前記撮像装置は、前記人物が前記装備を装着することを要求される領域と前記装備を装着することを要求されない領域との境界を撮像範囲に含み、
前記端末装置の前記判定部は、前記人物が前記装備を装着することを要求される領域内に立ち入ったか否かを判定し、当該人物が当該領域内に位置する間は継続して前記装備を装着しているか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の装備認識システム。 - 前記撮像装置は、建設作業現場または工事作業現場に設置されており、
前記装備は、ヘルメット、手袋、蛍光チョッキ、安全帯、作業服、安全靴、すねカバーのうち少なくともいずれか一つを含む、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の装備認識システム。 - 前記端末装置の前記判定部は、前記人物が前記撮像装置の撮影範囲を含む領域への立ち入りを許可された人物であるか否かを判定し、
前記端末装置の前記送信部は、前記人物が前記領域への立ち入りを許可された人物ではない場合、当該人物の立ち入りに関する前記報知情報を出力するための制御信号を前記ネットワークを経由して前記報知情報出力装置に送信し、
前記報知情報出力装置の前記出力部は、前記人物の立ち入りに関する前記報知情報を出力する、
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の装備認識システム。
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