JP2020101442A

JP2020101442A - 建設機械の障害物検出装置

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Publication number: JP2020101442A
Application number: JP2018239630A
Authority: JP
Inventors: 藤本　吉明; Yoshiaki Fujimoto; 吉明藤本; 直紀五頭; Naoki Goto; 川崎　栄嗣; Eiji Kawasaki; 栄嗣川崎; 智之石川; Tomoyuki Ishikawa
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Nippon Signal Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Nippon Signal Co Ltd
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-21
Also published as: JP6838040B2

Abstract

【課題】建設機械の周囲で砂埃や粉塵の密集領域が障害物として検出されるのを防止することができ、ひいては、障害物の検出に応じた対応処理を適切に行うことができる障害物検出装置を提供する。【解決手段】測定光を照射する監視領域のうち、建設機械１からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体のうち、建設機械１の所定の部位（旋回体３）に最も近い物体がＴＯＦ方式による測距データに基づいて検出された場合に、監視領域のうちの検出された物体の存在領域での測定光の反射光の受光量が所定値以上であることが受光量検出データに基づいて検知されることを必要条件とて、該物体を障害物として検出する。【選択図】図３

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の周囲に存在する障害物を検出可能な障害物検出装置に関する。

従来、例えば特許文献１に見られるように、建設機械としての油圧ショベルの旋回体の周囲の所定の監視領域内に存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じて、油圧ショベルの動作（走行体の走行動作、あるいは、旋回体の旋回動作）を適宜制限したり、警報出力を発生させるようにしたものが知られている。

特開２００１−２６２６２８号公報

ところで、障害物を検出するための検出装置としては、例えば、赤外線レーザ光等の測定光を探査信号として複数の方向に照射すると共に、該測定光の複数の照射方向に存在する反射物体（該測定光を反射する物体）までの距離をＴＯＦ（Time Of Flight）方式で計測することにより、距離画像データを生成するものが一般に知られている。

しかしながら、この種の検出装置により障害物を検出する場合、次のような不都合が生じることが判明した。すなわち、建設機械の作業現場では、砂埃や粉塵が空中に飛び散っていることがしばしばある。かかる砂埃や粉塵は、建設機械に接触しても、該建設機械の動作上の障害となるものではない。

しかるに、上記の如き検出装置では、特に、砂埃や粉塵等の粒子が舞っている領域が建設機械の周囲の監視領域（測定光を照射する領域）に存在する場合に、該砂埃や粉塵等の粒子が舞っている領域が測定光を反射する障害物として検出されてしまうことがある。ひいては、建設機械の動作を制限したり、警報出力を発生する必要が無いのに、該建設機械の動作が制限されたり、警報出力が発生するという不都合を生じる。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、建設機械の周囲で砂埃や粉塵等の粒子が舞っている領域が障害物として検出されるのを防止することができ、ひいては、障害物の検出に応じた対応処理を適切に行うことができる障害物検出装置を提供することを目的とする。

本発明の建設機械の障害物検出装置の１つの態様は、上記の目的を達成するために、建設機械の周囲の監視領域に測定光を照射すると共に、該測定光の反射光を受光し、前記測定光の照射方向で見た前記監視領域の距離画像を表す測距データであって、該距離画像の各画素の位置にＴＯＦ方式（ＴＯＦ：Time Of Flight）により計測した距離計測値を対応付けた測距データを生成する測距部と、
前記距離画像の各画素の位置における前記反射光の受光量を検出し、該距離画像の各画素の位置に該受光量の検出値を対応付けた受光量検出データを生成する受光量検出部と、
前記測距データと前記受光量検出データとに基づいて前記監視領域に存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じた所定の障害物対応処理を実行する障害物対応処理部とを備えており、
前記障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域での前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上であるか否かを前記受光量データに基づいて判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出するように構成されていることを特徴とする（第１発明）。

ここで、本願発明者の種々の実験、検討によれば、建設機械の周囲の監視領域に、測距用の測定光を照射して、その反射光の受光量（受光強度）を検出した場合、該反射光の受光量は、測定光を反射した物体が、砂埃や粉塵等の細かな粒子である場合には、測定光を反射した物体が人、設置物等の構造的な物体である場合に比して、大幅に小さくなることが判明した。

そこで、第１発明では、障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域での前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上であるか否かを前記受光量データに基づいて判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出する。

これにより、砂埃、粉塵等の粒子が舞っている領域（以降、粒子領域ということがある）が、障害物として検出されてしまうのが防止される。ひいては、該粒子領域が障害物として検出されることに起因して、不要な障害物対応処理が実行されてしまうのを防止することができる。

よって、第１発明によれば、建設機械の周囲の粒子領域が障害物として検出されるのを防止することができ、ひいては、障害物の検出に応じた対応処理を適切に行うことができる。

また、本発明の建設機械の障害物検出装置の他の態様は、建設機械の周囲の監視領域に測定光を照射すると共に、該測定光の反射光を受光し、前記測定光の照射方向で見た前記監視領域の距離画像を表す測距データであって、該距離画像の各画素の位置にＴＯＦ方式により計測した距離計測値を対応付けた測距データを生成する測距部と、
前記距離画像の各画素の位置における前記反射光の受光量を検出し、該距離画像の各画素の位置に該受光量の検出値を対応付けた受光量検出データを生成する受光量検出部と、
前記測距データと、前記受光量検出データとに基づいて前記監視領域に存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じた所定の障害物対応処理を実行する障害物対応処理部とを備えており、
前記障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域の位置が、前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上となることが前記受光量検出データに基づいて検知される領域の位置に合致するか否かを判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出するように構成されていることを特徴とする（第２発明）。

この第２発明では、障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域の位置が、前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上となることが前記受光量検出データに基づいて検知される領域の位置に合致するか否かを判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出する。

これにより、砂埃、粉塵等の粒子が舞っている粒子領域が、障害物として検出されてしまうのが防止される。ひいては、該粒子領域が障害物として検出されることに起因して、不要な障害物対応処理が実行されてしまうのを防止することができる。

よって、第２発明によれば、建設機械の周囲の粒子領域が障害物として検出されるのを防止することができ、ひいては、障害物の検出に応じた対応処理を適切に行うことができる。

図１Ａは本発明の実施形態における建設機械（油圧ショベル）を上方から見た平面図、図１Ｂは該建設機械（油圧ショベル）を側方から見た側面図。実施形態の建設機械に搭載した障害物検出装置の構成要素を示すブロック図。図２に示す障害物対応処理部の第１実施形態における処理を示すフローチャート。図４Ａは図２に示すセンサ部の正面側の状況を例示する図、図４Ｂは図４Ａの状況での受光量データの画像を示す図、図４Ｃは図４Ａの状況での測距データの画像を示す図。図２に示す障害物対応処理部の第２実施形態における処理を示すフローチャート。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態を図１Ａ〜図４Ｃを参照して以下に説明する。図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本実施形態における建設機械１は、例えば油圧ショベルである。

この建設機械１は、クローラ式の走行体２と、走行体２上に搭載された旋回体３と、旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備える公知の構造のものである。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、建設機械１の基本構造を概略的に示している。

走行体２は、左右一対のクローラ２Ｌ，２Ｒを有し、それぞれのクローラ２Ｌ，２Ｒを各別の走行用油圧モータ（図示省略）により駆動することが可能である。なお、走行体２は、クローラ式のものに限らず、車輪型のものであってもよい。

旋回体３は、走行体２に対してヨー方向（上下方向の軸心周り方向）に旋回し得るように、旋回装置７を介して走行体２に取り付けられている。該旋回装置７は、図示を省略する旋回用油圧モータや旋回ギヤを有する公知の構造の装置でる。旋回体３の前部には、運転者が搭乗する運転室５が備えられ、後部には、エンジン、油圧機器等が収容された機械室６が備えられている。

作業装置４は、旋回体３の前部から延設されたブーム１１と、ブーム１１の先端部から延設されたアーム１２と、アーム１２の先端部に取付けられたバケット等のアタッチメント１３とを備える。ブーム１１、アーム１２及びアタッチメント１３のそれぞれは、図示を省略する油圧シリンダにより、旋回体３、ブーム１１及びアーム１２のそれぞれに対してピッチ方向（旋回体３の左右方向の軸周り方向）に揺動可能である。

図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態の建設機械１には、旋回体３の周囲に存在する障害物を検出するための複数のセンサ部２０と、種々の制御処理及び演算処理を実行する機能を有するコントローラ３０とが障害物検出装置の構成要素として搭載されている。

各センサ部２０は、その正面側の所定の監視領域に赤外線等のレーザ光を測定光として照射して、該測定光を反射し得る任意の物体までの距離測定（測距）を行い得る測定器であり、図１Ａ及び図１Ｂに例示する如く、旋回体３の周囲に測定光を照射し得るように、該旋回体３の周縁部の複数個所のそれぞれに取り付けられている。

各センサ部２０は、図２に示すように、その正面側の監視領域の複数の方位に向かって測定光を照射する投光部２１と、各方位に照射された測定光の反射光（該方位に存在する物体からの反射光）を受光する受光部２２と、投光部２１の発光制御を行うと共に、受光部２２から出力される受光信号に基づく計測処理を実行する機能を有する計測処理部２３とを含む。

投光部２１は、例えば測定光を発信・増幅させる発信機により構成され、受光部２２は、例えばＰＳＤ（光位置センサ）、受光素子等により構成される。また、計測処理部２３は、例えば、マイクロコンピュータもしくはプロセッサ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成される。

そして、計測処理部２３は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、測定光の各照射方向に存在する該測定光の反射物体までの距離を各照射方向毎に計測する処理を実行する測距部２３ａとしての機能と、各照射方向への測定光の照射に応じて受光部２２で受光される該測定光の反射光の受光量（受光強度）を検出する受光量検出部２３ｂとしての機能とを含む。

この場合、測距部２３ａは、各照射方向毎の距離計測値（センサ部２０から各照射方向に存在する反射物体までの距離の計測値）を、所謂ＴＯＦ方式（ＴＯＦ：Time Of Flight）で求める。具体的には、測距部２３ａは、各照射方向に投光部２１から照射する測定光と、該測定光の照射に応じて受光部２２で受光される該測定光の反射光との位相差、あるいは、測定光の照射タイミングと、反射光の受光タイミングとの時間差から、各照射方向での距離計測値を求める。

ここで、投光部２１からの測定光の各照射方向は、該測定光の全体的（平均的な）照射方向としてのセンサ部２０の正面方向で見た監視領域の画像（該正面方向に直交する平面に投影して見た該監視領域の二次元画像。以降、監視領域投影画像という）において、該照射方向に対応する位置の画素に対応付けることができる。

例えば、センサ部２０の上下方向での方位が互いに相違する複数の照射方向のそれぞれは、監視領域投影画像で上下方向の位置が互いに相違する画素に対応付けることができる。また、センサ部２０の幅方向での方位が互いに相違する複数の照射方向のそれぞれは、監視領域投影画像で左右方向の位置が互いに相違する画素に対応付けることができる。

そこで、測距部２３ａは、各照射方向での距離計測値を、監視領域投影画像において、各照射方向に対応する位置の画素に対応付けた測距データ（各照射方向での距離計測値と、該照射方向に対応する画素位置との組により構成されるデータ）を生成する。該測距データは、換言すれば、監視領域の距離画像（各画素の画素値が距離計測値である画像）を表すものである。なお、本実施形態では、測距部２３ａと、投光部２１及び受光部２２とを合わせたものが、本発明における測距部に相当する。

また、受光量検出部２３ｂは、各照射方向への測定光の照射時に、受光部２２での反射光の受光に応じて該受光部２２から出力される受光信号の大きさ（強度）に基づいて、各照射方向に対応する反射光の受光量（受光強度）を検出する。そして、受光量検出部２３ｂは、各照射方向での受光量の検出値を、前記監視領域投影画像において、各照射方向に対応する位置の画素に対応付けた受光量検出データ（各照射方向での受光量の検出値と、該照射方向に対応する画素位置との組により構成されるデータ）を生成する。該受光量検出データは、換言すれば、各画素の画素値が受光量の検出値である画像を表すものである。

コントローラ３０は、マイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路等を含む１つ以上の電子回路ユニットにより構成され、建設機械１の任意の適所、例えば旋回体３に搭載されている。なお、図１Ａ及び図１Ｂでは、コントローラ３０は、機械室６に搭載されているが、例えば運転室５に搭載されていてもよい。

このコントローラ３０は、各センサ部２０の計測処理部２３と有線又は無線による通信を行うことが可能であり、この通信により、各センサ部２０から前記測距データ及び受光量検出データを適宜、取得可能である。

そして、コントローラ３０は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、旋回体３の周囲に存在して、該旋回体３と接触する可能性がある物体を障害物として検出すると共に、該障害物の検出に応じた所定の障害物対応処理を実行する障害物対応処理部３１としての機能を有する。

この場合、障害物対応処理部３１は、後述する如く、各センサ部２０から取得する測距データ及び受光量検出データに基づいて障害物を検出する。また、障害物対応処理部３１は、所定の障害物対応処理として、例えば、旋回体３の旋回動作及び走行体２の走行動作の両方もしくは一方を強制的に停止もしくは減速させる制御処理を実行する。あるいは、該制御処理の代わりに、もしくは該制御処理に加えて、建設機械１の運転者、あるいは、建設機械１の周囲に存在する作業者に対して警報報知を行う。該警報報知の態様としては、例えば、表示器による表示、投光器による投光等の視覚的な報知、あるいは、音声、警報音等の聴覚的な報知を採用し得る。

補足すると、建設機械１が遠隔操縦を行い得るものである場合等では、コントローラ３０の全体もしくはその一部の機能部は、建設機械１の外部に設置されていてもよい。また、各センサ部２０の計測処理部２３の全体又は一部の処理は、コントローラ３０で実行するようにしてもよい。また、コントローラ３０は、建設機械１の通常時の運転制御を行う機能等、障害物対応処理部３１以外の機能を含んでいてもよい。さらに、障害物対応処理部３１の全体もしくはその一部の機能は、一つもしくは複数のセンサ部２０に含まれていてもよい。そして、この場合、障害物対応処理部３１としての機能を有するセンサ部２０は、他のセンサ部２０の処理情報を収集しつつ、障害物対応処理を実行するようにしてもよい。

次に、障害物対応処理部３１による障害物の検出処理を具体的に説明する。建設機械１の運転中に、コントローラ３０の障害物対応処理部３１は、図３のフローチャートに示す処理を実行する。

ＳＴＥＰ１において、障害物対応処理部３１は、各センサ部２０の計測処理部２３から測距データ及び受光量データを取得する。さらに、ＳＴＥＰ２において、障害物対応処理部３１は、各センサ部２０から取得した測距データに基づいて、障害物の候補となる物体である障害物候補を検出する。

この場合、本実施形態では、例えば、図１Ａ及び図１Ｂに例示する如く、建設機械１の旋回体３の周囲（各センサ部２０の監視領域に含まれる周囲）に、障害物の検出対象領域ＡＲが設定（定義）されている。該検出対象領域ＡＲは、その内部に物体が存在する場合、旋回体３の旋回動作に応じて旋回体３と物体との接触が生じる可能性がある領域である。該検出対象領域ＡＲは、本発明における所定の領域に相当するものである。また、旋回体３は、本発明における所定の部位に相当する。

図示例では、検出対象領域ＡＲは、例えば、旋回体３の周囲のうち、建設機械１の運転者が視認できないか、もしくは視認し難い領域であると共に、旋回体３の外周面からの距離又は旋回体３の基準点からの距離が所定距離以下となる領域として設定されている。

なお、検出対象領域ＡＲの外周の境界を規定する上記所定距離は、旋回体３の周方向（旋回体３の旋回軸周りの方向）で変化するように設定されていてもよい。また、検出対象領域ＡＲの形状もしくはサイズは、旋回体３の旋回角度もしくは旋回速度等に応じて変化するように設定されてもよい。

ＳＴＥＰ２においては、障害物対応処理部３１は、各センサ部２０から取得した測距データにより表される距離画像（二次元画像）から、所定値以下の互いに近似する距離計測値を有し、且つ、所定値以上のサイズ（面積又は縦横の長さ等のサイズ）を有する連続した画素群を、旋回体３に近接する物体（以降、近接物体という）の画像部分として抽出する。

さらに、障害物対応処理部３１は、抽出した画像部分の各画素の位置（距離画像上での位置）と、該画像部分の各画素の距離計測値とから、実空間上での当該近接物体の存在領域の位置（旋回体３に対する空間的な相対位置）を特定し、当該近接物体の存在領域の位置が、検出対象領域ＡＲに属するか否かを判定する。そして、障害物対応処理部３１は、当該近接物体の存在領域の位置が検出対象領域ＡＲに属する場合に、当該近接物体を障害物候補として検出する。

ここで、検出対象領域ＡＲに複数の物体が存在する場合等では、前記距離画像から、複数の近接物体の画像部分が抽出される場合もある。この場合には、障害物対応処理部３１は、当該複数の近接物体のうち、実空間上での存在位置が検出対象領域ＡＲに属し、且つ、旋回体３に最も近い近接物体を障害物候補として検出する。

なお、検出対象領域ＡＲは、旋回体３の各センサ部２０の搭載部位から距離が所定値以下となる領域に一致していてもよい。その場合には、当該近接物体の存在領域の位置が、検出対象領域ＡＲに属するか否かの判定を省略し得る。

次いで、ＳＴＥＰ３において、障害物対応処理部３１は、障害物候補が検出されたか否かを判断する。この場合、ＳＴＥＰ２において、前記近接物体の画像部分が抽出されないか、もしくは、抽出された各近接物体の実空間上での存在位置が検出対象領域ＡＲに属さない場合には、ＳＴＥＰ３の判断結果は否定的になる。この場合には、障害物対応処理部３１は、ＳＴＥＰ１からの処理を改めて実行する。

ＳＴＥＰ２で障害物候補（旋回体３に最も近い近接物体）が検出された場合には、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的になる。この場合には、障害物対応処理部３１は、次に、ＳＴＥＰ４において、距離画像（ＳＴＥＰ１で取得した測距データにより表される距離画像）における障害物候補の画像位置（障害物候補の画像部分の各画素の位置）を特定する。

次いで、ＳＴＥＰ５において、障害物対応処理部３１は、ＳＴＥＰ１で取得した受光量データに基づいて、障害物候補の画像位置での受光量の検出値（該障害物候補の画像部分の各画素の位置での受光量の検出値）を取得する。

次いで、ＳＴＥＰ６において、障害物対応処理部３１は、障害物候補の画像位置での受光量の検出値があらかじめ定められた所定の閾値（一定値）よりも高いか否かを判断する。より具体的には、障害物対応処理部３１は、例えば、障害物候補の画像部分の全ての画素の位置における受光量の検出値が、いずれも上記閾値よりも高い値になっているか否かを判断する。あるいは、障害物対応処理部３１は、例えば、障害物候補の画像部分の全ての画素の位置における受光量の検出値の平均値もしくは中央値が上記閾値よりも高いか否かを判断する。あるいは、障害物対応処理部３１は、例えば、障害物候補の画像部分の全ての画素のうち、所定割合以上の画素の位置における受光量の検出値が上記閾値よりも高い値になっているか否かを判断する。

ここで、センサ部２０の監視領域で検出された障害物候補（旋回体３に最も近い近接物体）が、人、設置物等の構造物体である場合には、一般に、測定光の反射量が比較的多くなる傾向があり、ひいては、ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的になる。

また、建設機械１の作業現場において、センサ部２０の監視領域に、砂埃や粉塵等の細かい粒子が舞っている領域（粒子領域）が発生した場合、その粒子領域が障害物候補として検出される場合ある。ただし、粒子領域での測定光の反射量は一般に少ないものとなる傾向があり、ひいては、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的になる。

例えば、図４Ａは、センサ部２０の正面側に人Ｐが存在すると共に、人Ｐの上体の周囲に、点描で示すように、砂埃や粉塵等の粒子が舞っている粒子領域Ｓが発生している状況を示している。この状況においては、センサ部２０の測距部２３ａにより生成される測距データにより表される距離画像は、例えば、図４Ｃに例示する如き画像となる。この例では、該距離画像には、人Ｐに対応する距離計測値を有する画像部分が得られていると共に、粒子領域Ｓに対応する画像部分が、人Ｐよりもセンサ部２０に近い（人Ｐよりも距離計測値が小さい）画像部分として得られている。

このため、人Ｐが検出対象領域ＡＲに存在していなくとも、粒子領域Ｓが検出対象領域ＡＲに存在する障害物候補として抽出される場合がある。

一方、図４Ａに示す状況において、センサ部２０の受光量検出部２３ｂにより生成される受光量データにより表される画像は、例えば、図４Ｂに例示する如き画像となる。図４Ｂに示す如く、人Ｐの画像部分の受光量は比較的大きなものとなるものの、粒子領域Ｓに対応する画像部分の受光量は十分に小さいものとなる。なお、人Ｐに限らず、コーン等の設置物についても、該設置物の画像部分の受光量は比較的大きなものとなる。

従って、測距データに基づいて（あるいは測距データにより表される距離画像に基づいて）、粒子領域が障害物候補として検出されたとしても、該障害物候補に対しては、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的になる。一方、人、設置物等の物体がＳＴＥＰ２で障害物候補として検出された場合には、該障害物候補に対しては、該物体からの反射光の受光量が比較的大きくなるため、ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的になる。

そして、ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的である場合には、障害物対応処理部３１は、ＳＴＥＰ７において、当該障害物候補を障害物として特定し、さらに、前記した障害物対応処理を実行する。従って、ＳＴＥＰ２で測距データに基づいて検出された障害物候補が、人、設置物等の物体である場合、該障害物候補が障害物として検出され、その検出に応じた障害物対応処理が実行される。

一方、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的である場合には、障害物対応処理部３１は、障害物対応処理を実行することなく、ＳＴＥＰ１からの処理を改めて実行する。従って、検出対象領域ＡＲに存在する粒子領域がＳＴＥＰ２で障害物候補として検出された場合に、該障害物候補が障害物として検出されたり、不要な障害物対応処理が実行されるのを防止することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図５を参照して説明する。なお、本実施形態は、障害物対応処理部３１の一部の処理だけが第１実施形態と相違するものである。このため、本実施形態の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と同一の事項については説明を省略する。

本実施形態では、障害物対応処理部３１は、建設機械１の運転中に、図５のフローチャートに示す処理を実行する。この場合、障害物対応処理部３１は、ＳＴＥＰ１１〜１４において、第１実施形態におけるＳＴＥＰ１〜４と同じ処理を実行し、ＳＴＥＰ１４の次に、ＳＴＥＰ１５の処理を実行する。

このＳＴＥＰ１５では障害物対応処理部３１は、ＳＴＥＰ１１で取得した受光量データに基づいて、受光量の検出値が所定値よりも高いものとなる高受光量画像の位置（受光量の検出値＞所定値となる各画素の位置）を特定する。

次いで、ＳＴＥＰ１６において、障害物対応処理部３１は、障害物候補の画像位置は、高受光量画像の位置に合致するか否かを判断する。この場合、より具体的には、障害物対応処理部３１は、例えば、障害物候補の画像部分の全ての画素のそれぞれの位置、あるいは、該全ての画素のうちの所定割合以上の画素のそれぞれの位置、あるいは、障害物候補の画像部分の全体の面積のうちの所定割合以上の面積に含まれる画素のそれぞれの位置が、高受光量画像の画素位置に一致するか否か（高受光量画像の領域に含まれるか否か）によって、障害物候補の画像位置が、高受光量画像の位置に合致するか否かを判断する。

この判断処理により、例えば、粒子領域（例えば図４Ａに示した粒子領域Ｓ）が、検出対象領域ＡＲに存在する障害物候補として検出されていても、ＳＴＥＰ１６の判断結果が否定的になる。一方、人、設置物等の物体（例えば図４Ａに示す人Ｐ）が検出対象領域に存在する障害物候補として検出された場合には、ＳＴＥＰ１６の判断結果が肯定的になる。

そして、ＳＴＥＰ１６の判断結果が肯定的である場合には、障害物対応処理部３１は、前記ＳＴＥＰ７と同じ処理をＳＴＥＰ１７で実行する。すなわち、障害物対応処理部３１は、障害物候補が障害物であると特定し、障害物対応処理を実行する。従って、検出対象領域ＡＲに存在する人、設置物等の物体が障害物候補として検出された場合、該物体が障害物として検出され、その検出に応じた障害物対応処理が実行される。

また、ＳＴＥＰ１６の判断結果が否定的である場合には、障害物対応処理部３１は、障害物対応処理を実行することなく、ＳＴＥＰ１１からの処理を改めて実行する。従って、検出対象領域ＡＲに存在する粒子領域が障害物候補として検出された場合に、該障害物候補が障害物として検出されたり、不要な障害物対応処理が実行されるのを防止することができる。本実施形態は、以上説明した事項以外は、第１実施形態と同じである。

なお、本発明は、以上説明した実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。

例えば、前記各実施形態では、測距データに基づいて、検出対象領域ＡＲに存在することが検知される物体を障害物候補として検出するようにしたが、例えば、実空間上での物体の存在領域の位置の時系列に基づいて、該物体の移動速度（移動方向を含む）を推定し、該物体の存在領域の位置と移動速度の推定値とから、該物体が近々（所定時間以内に）、検出対象領域ＡＲに進入するか否かを予測してもよい。そして、検出対象領域ＡＲに近々進入することが予測される物体のうちの旋回体３の最も近い物体を障害物候補として検出するようにしてもよい。

また、建設機械１は、油圧ショベルに限らず、クレーン等の建設機械であってもよい。また、検出対象領域ＡＲは、旋回体３の周囲だけでなく、作業装置４の周囲に設定してもよい。

１…建設機械、３…旋回体（所定の部位）、２１…投光部（測距部）、２２…受光部（測距部）、２３ａ…測距部、２３ｂ…受光量検出部、３１…障害物対応処理部。

Claims

建設機械の周囲の監視領域に測定光を照射すると共に、該測定光の反射光を受光し、前記測定光の照射方向で見た前記監視領域の距離画像を表す測距データであって、該距離画像の各画素の位置にＴＯＦ方式（ＴＯＦ：Time Of Flight）により計測した距離計測値を対応付けた測距データを生成する測距部と、
前記距離画像の各画素の位置における前記反射光の受光量を検出し、該距離画像の各画素の位置に該受光量の検出値を対応付けた受光量検出データを生成する受光量検出部と、
前記測距データと前記受光量検出データとに基づいて前記監視領域に存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じた所定の障害物対応処理を実行する障害物対応処理部とを備えており、
前記障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域での前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上であるか否かを前記受光量データに基づいて判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。
建設機械の周囲の監視領域に測定光を照射すると共に、該測定光の反射光を受光し、前記測定光の照射方向で見た前記監視領域の距離画像を表す測距データであって、該距離画像の各画素の位置にＴＯＦ方式により計測した距離計測値を対応付けた測距データを生成する測距部と、
前記距離画像の各画素の位置における前記反射光の受光量を検出し、該距離画像の各画素の位置に該受光量の検出値を対応付けた受光量検出データを生成する受光量検出部と、
前記測距データと、前記受光量検出データとに基づいて前記監視領域に存在する障害物を検出し、該障害物の検出に応じた所定の障害物対応処理を実行する障害物対応処理部とを備えており、
前記障害物対応処理部は、前記監視領域のうち、前記建設機械の所定の部位からの距離が所定値以下となる所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体が前記測距データに基づいて検出された場合に、前記所定の領域内に存在する物体、又は該所定の領域内に進入することが予測される物体のうちの前記建設機械の所定の部位に最も近い物体の存在領域の位置が、前記受光量があらかじめ定められた所定の閾値以上となることが前記受光量検出データに基づいて検知される領域の位置に合致するか否かを判断し、当該判断結果が肯定的であることを必要条件として、該物体を障害物として検出するように構成されていることを特徴とする建設機械の障害物検出装置。