JP2021051561A - 現場管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業機械と作業員とが作業を行う作業現場において、作業機械の作業領域を変更したとき、作業領域の設定情報に応じて自動的に監視装置で監視する監視領域を変更することができ、作業効率を低下させない現場管理システムを提供する。【解決手段】作業機械情報処理装置２３０は、作業領域２５０を設定するための入力情報と作業機械１の位置および姿勢の検出情報に基づいて位置および姿勢を含む設定情報により作業領域２５０を設定し、現場管理装置２２０は、監視装置として作業領域２５０を検知可能な監視装置２１０を特定し、監視装置２１０は、作業領域２５０の設定情報に基づいて監視領域２６０を設定し、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かを監視する。【選択図】図１

Description

本発明は、作業機械および作業員の作業する作業現場を管理する現場管理システムに関する。

土木、建設等の作業現場では、作業内容に応じて、複数の作業機械および複数の作業員が現場内に配置され、作業機械および作業員は現場内を移動しながら作業を行う。作業現場における安全性の向上および円滑な施工管理のためには、作業員と作業機械の不必要な接近を防止することが重要である。作業機械と作業員の接近を防止するためには、作業員に不必要に作業機械の作業領域に立ち入らせないことが重要であり、作業員は、作業機械の作業内容や作業領域を把握し、作業機械の作業領域に侵入しないよう作業を行う必要がある。そのため従来より、作業現場内の作業機械の作業領域を、監視カメラなどの環境設置センサを用いて監視し、作業領域に接近した作業員に警報を発するシステムが提案されている。

例えば、特許文献１では、「所定のエリア内に存在する監視対象物の周辺をモニタリングするシステムであって、監視対象物ごとにその近傍に設置され、視認可能な標識手段（例えば安全コーン）と、標識手段を視認できる場所に設置され、４πラジアンの立体角内の画像を取得する全天球型の撮像手段を備える監視手段と、撮像手段で取得された画像に基づいて標識手段の位置情報を取得するとともに、この位置情報に基づいて、対応する監視対象物の周辺に所定の形状の領域（危険ゾーン）を設定する領域設定手段と、領域設定手段で設定された領域における所定の移動体の有無を判定する判定手段と、判定手段において領域に移動体が有ると判定された場合に、警報を報知する報知手段とを備えたモニタリングシステム」が開示されている。

特開２０１８−９７７８８号公報

特許文献１の技術を作業機械と作業員とが作業を行う作業現場に適用することにより、モニタリングシステムを用いて作業領域への作業員の接近を作業員に認識させることが可能となる。しかし、特許文献１では標識手段（安全コーン）を移動することで監視する作業領域を変更することができるが、領域設定手段が標識手段の位置情報に基づいて監視対象物の周辺に所定の形状の領域（危険ゾーン）を設定するためには、事前にその領域の形状や標識手段との位置関係などの設定情報を入力しておくことが必要である。そのため作業領域の更新頻度の高い施工作業を行う作業機械に適用した場合、作業領域の更新の都度、監視対象物周辺の設定領域の情報を入力することに加え、標識手段を移動させる作業が必要となり、作業効率の低下を招くおそれがある。

本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、作業機械と作業員とが作業を行う作業現場において、作業機械の作業領域を変更したとき、作業領域の設定情報に応じて自動的に監視装置で監視する監視領域を変更することができ、作業効率を低下させない現場管理システムを提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために次のような手段を採用した。

作業現場に配置された作業機械に搭載される作業機械情報処理装置と、前記作業現場に配置された監視装置と、前記作業機械情報処理装置と前記監視装置との情報のやりとりを管理する現場管理装置とを備えた現場管理システムであって、前記作業機械情報処理装置は、作業領域を設定するための入力情報と前記作業機械の位置および姿勢の検出情報に基づいて位置および姿勢を含む設定情報を生成して前記作業領域を設定し、前記現場管理装置は、前記作業現場に複数設置された前記監視装置からの検出情報及び前記作業機械情報処理装置により設定された前記作業領域の設定情報に基づいて監視領域を特定し、特定された前記監視領域内に移動物体が侵入しているか否かを監視するものとする。

本発明によれば、作業機械および作業員が作業を行う作業現場において、現場管理装置は、作業現場に複数設置された監視装置からの検出情報及び作業機械情報処理装置により設定された作業領域の設定情報に基づいて監視領域を特定し、特定された監視領域内に移動物体が侵入しているか否かを監視するため、作業機械の作業領域を変更したとき、作業領域の設定情報に応じて自動的に監視装置の監視領域を変更することができる。このため、作業領域の変更に伴う視認可能な標識手段の移動などの新たな作業が生じないことから、作業効率を低下することなく、作業領域を変更することができる。

第１の実施形態に係る現場管理システムの概略構成を示す図である。 第１の実施形態に係る監視装置の概要を現す図である。 第１の実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図である。 第１の実施形態に係る作業機械の処理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る作業領域の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る設定入力装置のモニタ画面の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る作業領域通知信号と監視領域通知信号と侵入検知通知信号を示す図である。 第１の実施形態に係る現場管理装置の処理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る監視装置の処理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る作業機械の処理装置の処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る作業機械の処理装置の変形例における処理フローを示す図である。 第１の実施形態に係る作業機械通知装置のモニタ画面の一例を示す図である。 作業現場における施工シーンの一例を示す図である。 作業現場における施工シーンの他の一例を示す図である。 作業現場における施工シーンの他の一例を示す図である。 作業現場における施工シーンの他の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る現場管理システムの概略構成を示す図である。 第２の実施形態に係る第１および第２侵入検知通知信号を示す図である。 第２の実施形態に係る監視装置の処理装置の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係る現場管理装置の処理装置の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係る作業機械の処理装置の処理フローを示す図である。 第２の実施形態に係る作業機械通知装置のモニタ画面の一例を示す図である。

以下、本発明に係る現場管理システムの実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
＜概要・全体構成＞
図１２〜図１５は、それぞれ、土木、建設等の作業現場における施工シーンの一例を示す図である。

図１２〜図１５に示すように、土木、建設等の作業現場では、求められる作業に応じて、複数の作業機械１および複数の作業員１００a，１００b，１００c（以下、適宜、符号１００で代表する）が作業現場内に配置され、作業機械１および作業員１００は作業現場内を移動しながら作業を行う。また、作業現場には、施工の計画および施工品質や進捗、安全対策等の施工管理を行う監督者（作業監督者）が配置される。作業機械１には、作業領域２５０が設定され、作業機械１は作業領域２５０内で、姿勢を種々変化させて作業を行う。作業領域２５０は、図１２〜図１４に示されるように、作業機械１の作業の進捗に伴って変更される。作業員１００が作業機械１の作業領域２５０を認識せず、作業領域２５０に不用意に侵入した場合には、作業機械１と作業員１００とが接近する可能性が生じる。そのため、作業領域２５０に作業員１００が侵入したことを作業機械１のオペレータに通知することが重要である。

図１は、本実施形態の現場管理システム２００の概略構成を示す図である。

本実施形態の現場管理システム２００は、指定された監視領域２６０への移動物体の侵入を検知する作業現場に設置した複数の監視装置２１０a，２１０b，２１０c（以下、適宜、符号２１０で代表する）に対して、作業機械１から通知された作業領域２５０を監視できる監視装置２１０を特定し、特定した監視装置２１０に対して作業領域２５０を監視領域２６０として設定するように指令し、監視装置２１０が作業機械１の作業領域２５０への作業員１００の侵入を検知した場合、作業機械１に作業員１００が侵入したことを通知するようにしている。

図１に示すように、現場管理システム２００は、主に、作業現場内に設置される監視装置２１０と、作業現場管理事務所等に設けられる現場管理装置２２０と、作業機械１に搭載される作業機械情報処理装置２３０とから構成される。

監視装置２１０と現場管理装置２２０と作業機械情報処理装置２３０とは現場内の無線ネットワークや携帯電話網などによる無線通信で接続される。

作業機械情報処理装置２３０は、作業機械１に搭載される装置であって、設定入力装置２３１、車体位置検出装置２３２、作業機械通知装置２３３、処理装置２３４、通信装置２３５を備える。処理装置２３４は、設定入力装置２３１で入力された作業機械１のＩＤと作業領域情報とを含む作業領域通知信号５００（図７の（Ａ）参照）を生成し、通信装置２３５を用いて現場管理装置２２０に出力する。作業領域情報には、車体位置検出装置２３２によって取得した作業機械１の位置および姿勢の検出情報に基づいて算出した作業領域２５０の位置および姿勢を含む作業領域２５０の設定情報が含まれている。

また、処理装置２３４は、監視装置２１０もしくは現場管理装置２２０から出力される侵入検知通知信号５２０に基づき、監視装置２１０の監視結果が移動物体の侵入有りであるとき、作業機械通知装置２３３を用いて警報を発生させ、作業領域に作業員が侵入したことを、オペレータに通知する。

現場管理装置２２０は、処理装置２２１と通信装置２２２を備える。処理装置２２１は作業機械情報処理装置２３０から受け取った作業領域通知信号５００と、監視装置２１０の検知可能領域に基づき、作業機械１の作業領域を監視できる監視装置２１０を特定し、特定した監視装置２１０に対して作業領域２５０を監視領域２６０として設定するための、作業機械１のＩＤと作業領域情報とを含む監視領域通知信号５１０（図７の（Ｂ）参照）を生成し、通信装置２２２を用いて特定した監視装置２１０に対して監視領域通知信号５１０を出力する。

図２は、監視装置２１０の概要を現す図である。監視装置２１０は、図２に示すように移動物体を検知し得る検知可能領域２７０内に設定された監視領域２６０に侵入する移動物体を検知する機能を有しており、図２では作業員１００aを監視領域２６０に侵入している移動物体と判定し、作業員１００bを監視領域２６０に侵入していない移動物体と判定する。監視装置２１０は、図１に示すように物体検出センサ２１１と処理装置２１２と通信装置２１３を備える。物体検出センサ２１１はカメラやLiDARなどの検知範囲に存在する移動物体の位置情報を検出する装置であり、検出した移動物体の位置情報を処理装置２１２に出力する。処理装置２１２は物体検出センサ２１１から取得した移動物体の位置情報を基に、現場管理装置２２０から受信した監視領域通知信号５１０に含まれる作業領域２５０を監視領域２６０として設定し、作業領域２５０に移動物体が侵入しないか確認する。処理装置２１２は、作業領域２５０に移動物体が侵入している場合、侵入有無を表す侵入検知フラグを含む侵入検知通知信号５２０（図７の（Ｃ）参照）を、通信装置２１３を用いて出力する。

侵入検知通知信号５２０は、作業機械１に搭載された作業機械情報処理装置２３０に送信される。そして、作業機械通知装置２３３を用いて警告を発生させ、作業機械１の作業領域２５０に作業員が侵入したことをオペレータに通知する。これにより作業機械１と作業員１００との接近を未然に防ぐことが可能となる。

このように本実施の形態において、作業機械情報処理装置２３０は、作業領域２５０を設定するための入力情報と作業機械１の位置および姿勢の検出情報に基づいて位置および姿勢を含む設定情報を生成して作業領域２５０を設定し、現場管理装置２２０は、作業現場に複数設置された監視装置２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃからの検出情報及び作業機械情報処理装置２３０により設定された作業領域２５０の設定情報に基づいて監視領域２６０を特定し、特定された監視領域２６０内に移動物体が侵入しているか否かを監視する。

また、監視装置２１０は、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果を作業機械情報処理装置２３０に送信し、作業機械情報処理装置２３０は、監視結果が移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させる。

更に、作業機械情報処理装置２３０は、作業領域２５０の位置および姿勢を含む設定情報を作業現場に設定された作業現場座標系に変換し、現場管理装置２２０は、作業領域２５０の位置および姿勢を含む設定情報を特定した監視装置２１０に設定したセンサ座標系に変換し、監視装置２１０は、センサ座標系に変換した作業領域２５０の位置および姿勢を含む設定情報を用いて、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かを監視する。

以下に、作業機械情報処理装置２３０、現場管理装置２２０、監視装置２１０の詳細を説明する。

＜作業機械情報処理装置２３０＞
図３は、第１の実施形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの側面図である。

本実施形態の現場管理システム２００が導入される作業現場では、施工内容に応じて、油圧ショベル、ブルドーザー、ホイールローダ等の作業機械が用いられる。以下では、作業機械情報処理装置２３０を図３に示すような油圧ショベルに搭載する場合を例に取り説明する。

［作業機械１］
図３に示すように、作業機械１は、走行体２と、走行体２の上部に旋回可能に取り付けられた旋回体３と、一端が旋回体３に連結された多関節型のリンク機構よりなる作業フロント６とを備えている。作業フロント６は、一端が旋回体３に連結されたブーム６Ａと、一端がブーム６Ａの他端に連結されたアーム６Ｂと、一端がアーム６Ｂの他端に連結されたバケット６Ｃとを有しており、これらの各部材は、それぞれ上下方向に回動するように構成されている。旋回体３上には、運転室４が備えられている。また、この旋回体３上の所要の部分には、動力系を構成するエンジンや駆動アクチュエータの駆動油圧回路等から構成され、作業機械１の起動停止および動作全般を制御する運転制御装置が備えられている。運転室４内には、オペレータが各駆動アクチュエータに対する動きの指示を入力するための複数の操作レバー装置５が備えられる。複数の操作レバー装置５のそれぞれの操作レバーを操作することにより、走行、旋回、および作業フロント６を用いた各種動作が行われる。運転室４内には、操作レバー装置５の他、作業機械１の運転者に各種情報を通知するための作業機械通知装置２３３、設定入力装置２３１および処理装置２３４が備えられる。また、作業機械１には、車体位置検出装置２３２、通信装置２３５が備えられる。

［作業機械情報処理装置２３０］
作業機械情報処理装置２３０は、作業機械１に搭載される装置であって、前述したように、設定入力装置２３１、車体位置検出装置２３２、作業機械通知装置２３３、処理装置２３４（第１処理装置）、通信装置２３５（第１通信装置）を備える。

以下に、図１、図２、図３、図４、図５、図６、図７を参照して、車体位置検出装置２３２、設定入力装置２３１、処理装置２３４、通信装置２３５の詳細を説明する。作業機械通知装置２３３については後述する。

［車体位置検出装置２３２］
車体位置検出装置２３２は、測位衛星からの電波を受信し、作業機械１の車体である旋回体３の３次元位置および姿勢データを出力する装置である。車体位置検出装置２３２は、測位衛星からの電波を受信する２台のＧＮＳＳ受信アンテナと、受信した電波を復調して作業機械１の車体の３次元位置と姿勢を算出する位置情報算出部とを備え、算出された３次元位置と姿勢データを処理装置２３４に出力する。

［設定入力装置２３１］
設定入力装置２３１は、作業機械１の作業領域２５０の設定等に用いられる入力装置であり、設定入力装置２３１は、作業領域２５０を設定するための入力情報を処理装置２３４に出力する。

［処理装置２３４］
処理装置２３４は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびフラッシュメモリ等からなる記憶部を備えるマイクロコンピュータ並びに図示しない周辺回路などから構成され、例えばＲＯＭに格納されるプログラムにしたがって作動する。

図１に示すように、処理装置２３４には、設定入力取得部２３４aと、作業領域設定部２３４bと、データ通信処理部２３４cと、車体位置取得部２３４dと、通知処理部２３４eが実装されている。 図４は、処理装置２３４の処理フローを示す図である。

処理装置２３４において、設定入力取得部２３４aは、設定入力装置２３１を用いてオペレータが入力した作業領域２５０を設定するための入力情報を取得する（図４のステップＳ７０１）。

図５は作業機械１の作業領域２５０の一例を示す図である。図４は、設定入力装置２３１のモニタ画面の一例を示す図である。

図５において、作業領域２５０は、前述のように、作業機械１が動作する領域である。作業機械１は、設定された作業領域２５０内でのみ作業を行い、作業領域２５０は、作業の進捗に伴って変更される。設定入力装置２３１は、作業領域２５０の入力情報を取得したとき、入力した作業領域２５０を図６に示すように作業機械１のイラストと共にモニタ８１に表示させる処理を行う。

作業領域２５０の設定方法としては、例えば、作業機械１の運転者が、図６に示す設定入力装置２３１のモニタ８１を確認しながら作業内容および作業の進捗に応じて設定入力装置２３１を操作することによって設定する方法が挙げられる。その他の設定方法としては、予め設定入力装置２３１を用いて作業工程ごとの作業領域２５０を設定し、作業進捗に応じて作業領域２５０を切り替える方法が挙げられる。

車体位置取得部２３４dは、車体位置検出装置２３２が出力する作業機械１の車体の３次元位置と姿勢データを取得する（図４のステップＳ７０２）。

作業領域設定部２３４bは、設定入力取得部２３４aおよび車体位置取得部２３４dから得られる作業領域２５０の入力情報と車体の３次元位置と姿勢データとから、作業現場の座標系における作業領域２５０の設定情報を算出し（図４のステップＳ７０３）、作業領域通知信号５００を生成する。

図７の（Ａ）は、作業領域通知信号５００を示す図である。作業領域通知信号５００は、図７の（Ａ）に示すように、送信先である現場管理装置を識別する現場管理装置ＩＤと、作業機械情報処理装置２３０の搭載される送信元である作業機械１を識別する作業機械ＩＤと、作業領域設定部２３４bで生成された作業領域２５０の設定情報とを含む信号である。

データ通信処理部２３４cは、作業領域設定部２３４bが生成する作業領域通知信号５００（第１通知信号）を現場管理装置２２０に送信するよう通信装置２３５に指令を出力する（図４のステップＳ７０４）。

［通信装置２３５］
通信装置２３５は、作業現場内無線ネットワーク、携帯電話網等を用いて、現場管理装置２２０との通信を行う装置であり、処理装置２３４が生成した作業領域通知信号５００を現場管理装置２２０に送信する。

＜現場管理装置２２０＞
現場管理装置２２０は、前述したように処理装置２２１（第２処理装置）と、通信装置２２２（第２通信装置）とから構成され、作業現場内の管理事務所等に設置される。現場管理装置２２０は、現場内無線ネットワークや携帯電話網などを用いて、作業機械１の作業領域に侵入する作業員との接近を回避するために必要となる情報を監視装置２１０と作業機械情報処理装置２３０との間でやり取りする。

以下に、図１、図２，図７、図８、図１２を参照して、現場管理装置２２０の各部の詳細を説明する。

［処理装置２２１］
処理装置２２１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびフラッシュメモリ等からなる記憶部を備えるマイクロコンピュータ並びに図示しない周辺回路などから構成され、例えばＲＯＭに格納されるプログラムにしたがって作動する。

処理装置２２１は、図１に示すように、データベース２２１aと、作業領域監視処理部２２１bと、データ通信処理部２２１cと、監視装置特定部２２１dとを備える。

データベース２２１aは、作業現場に配置されている全ての監視装置２１０を特定するためのＩＤと、移動物体を検知可能な範囲を表す検知可能領域２７０（図２参照）と、監視装置２１０で検知した物体位置を作業現場座標系に変換するための座標変換パラメータを保持している。

図８は、処理装置２２１の処理フローを示す図である。

データ通信処理部２２１cは、通信装置２２２が受信した、作業機械情報処理装置２３０が出力した作業領域通知信号５００を取得し（図８のステップＳ８０１）、監視装置特定部２２１dに監視領域通知信号５１０（第２通知信号）を送信する。

監視装置特定部２２１dは、データ通信処理部２２１cより受け取った作業領域通知信号５００に含まれる作業領域２５０が検知可能領域２７０の一部に含まれる監視装置２１０を特定する処理を行う。まず、データベース２２１aに保持されている全ての監視装置２１０の検知可能領域２７０を処理装置２２１のＲＡＭ上に取得する（図８のステップＳ８０２）。次に、ＲＡＭ上に展開した全ての検知可能領域２７０に対して作業領域２５０と重なる検知可能領域２７０を有する監視装置２１０を特定する（図８のステップＳ８０３）。

例えば図１２に示すように３つの監視装置２１０a、２１０b、２１０cが作業現場に配置されており、作業機械１が作業領域２５０内で作業を行っているとする。このシーンに対して監視装置特定部２２１dで作業領域２５０と重なる検知可能領域２７０を有する監視装置２１０を特定すると、２つの監視装置２１０a、２１０bが特定される。

作業領域監視処理部２２１bは、監視装置特定部２２１dで特定された監視装置２１０に対して作業領域２５０を監視領域２６０とするための監視領域通知信号５１０を生成するために、特定された監視装置２１０があるか否かを判定し（図８のステップＳ８０４）、特定された監視装置２１０がある場合、作業現場座標系で表される作業領域２５０を特定された監視装置２１０の座標系に変換する処理を行う。データベース２２１aから監視装置特定部２２１dで特定された全ての監視装置２１０の座標変換パラメータを取得し、監視領域通知信号５１０を生成する（図８のステップＳ８０５）。

図７の（Ｂ）は、監視領域通知信号５１０を示す図である。図７の（Ｂ）に示すように、監視領域通知信号５１０は、作業機械ＩＤと、監視装置２１０の座標系に変換した作業機械１の作業領域２５０の情報と、送信元である現場管理装置２２０のＩＤと、送信先である監視装置２１０のＩＤとを含む信号である。

データ通信処理部２２１cは、作業領域監視処理部２２１bで生成された監視領域通知信号５１０を監視装置特定部２２１dで特定した監視装置２１０に対して通信装置２２２を用いて送信する処理を行う（図８のステップＳ８０６）。

［通信装置２２２］
通信装置２２２は、作業現場内無線ネットワーク、携帯電話網等を用いて、監視装置２１０および作業機械情報処理装置２３０との通信を行う装置である。作業機械情報処理装置２３０からの作業領域通知信号５００を受信して、処理装置２２１に出力する。また、処理装置２２１から出力される監視領域通知信号５１０を指定された監視装置２１０に送信する。

＜監視装置２１０＞
監視装置２１０は、前述したように物体検出センサ２１１と、処理装置２１２（第３処理装置）と、通信装置２１３（第３通信装置）とを備える。

以下に、図１、図７、図９、図１２及び図１５を参照して、監視装置２１０の各部の詳細を説明する。

［物体検出センサ２１１］
物体検出センサ２１１は、カメラやLiDARなどの外界センサを用いて検知範囲に存在する作業員などの移動物体の２次元もしくは３次元位置を検出する装置であり、検出した移動物体の位置情報を処理装置２１２に出力する。なお、特定の外界センサに限定するものではなく、超音波センサやミリ波レーダ、ステレオカメラなど移動物体の位置を検出できるものであれば何を使用してもよい。

［処理装置２１２］
処理装置２１２は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、およびフラッシュメモリ等からなる記憶部を備えるマイクロコンピュータ並びに図示しない周辺回路などから構成され、例えばＲＯＭに格納されるプログラムにしたがって作動する。

処理装置２１２は、図１に示すように物体検出部２１２aと、監視領域侵入判定部２１２bと、データ通信処理部２１２cと、監視領域設定部２１２dとを備える。

図９は、処理装置２１２の処理フローを示す図である。

データ通信処理部２１２cは、通信装置２１３が受信した、現場管理装置２２０から送信された監視領域通知信号５１０を取得し（図９のステップＳ９０１）、監視領域設定部２１２dに監視領域通知信号を送信する。例えば図１２のシーンにおいては、監視装置２１０aと監視装置２１０bの２台の監視装置２１０に対して監視領域通知信号５１０が送信され、それぞれの監視装置２１０a，２１０bのデータ通信処理部２１２cが監視領域通知信号５１０を取得する。

監視領域設定部２１２dは、データ通信処理部２１２cから送信された監視領域通知信号５１０に含まれる作業機械１の作業領域２５０を監視領域２６０として設定する（図９のステップＳ９０２）。図１２のシーンにおいては、監視装置２１０aと監視装置２１０bがそれぞれ作業機械１の作業領域２５０を監視領域２６０として設定する。また、図１５のシーンにおいては、監視装置２１０aには作業機械１aの作業領域２５０a、監視装置２１０bには作業機械１aの作業領域２５０aと作業機械１bの作業領域２５０b、監視装置２１０cには作業機械１bの作業領域２５０bを監視領域２６０として設定する。

物体検出部２１２aは、物体検出センサ２１１で検出された移動物体の位置情報を取得する（図９のステップＳ９０３）。図１２のシーンにおいては、監視装置２１０aは作業員１００aと作業員１００b、監視装置２１０bは作業員１００bの位置情報を取得する。また、図１５のシーンにおいては、監視装置２１０aは作業員１００a、監視装置２１０bは作業員１００b、監視装置２１０cは作業員１００bと作業員１００cの位置情報を取得する。

監視領域侵入判定部２１２bは、物体検出部２１２aが取得した移動物体が監視領域設定部２１２dで設定された作業領域２５０（監視領域２６０）に侵入するか否かを判定する（図９のＳ９０５）。図１２のシーンにおいては、監視装置２１０aおよび監視装置２１０bにおいて作業員１００bが監視領域２６０に侵入していると判定する。また、図１５のシーンにおいては、監視装置２１０bおよび監視装置２１０cにおいて作業員１００bが作業領域２５０b（監視領域２６０）に侵入していると判定する。そして監視領域２６０内に移動物体が侵入し、監視領域６０内に侵入した移動物体が存在する場合、監視領域侵入判定部２１２bは侵入検知通知信号５２０（第３通知信号）を生成する（図９のステップＳ９０６）。

図７の（Ｃ）は、侵入検知通知信号５２０を示す図である。侵入検知通知信号５２０は、図７の（Ｃ）に示すように、送信先である作業機械ＩＤと、送信元である監視装置ＩＤと、侵入有を表す侵入検知フラグを含む信号である。

監視領域２６０内に侵入した移動物体が存在しない場合は、監視領域侵入判定部２１２bは侵入検知通知信号５２０を生成しない。図１２のシーンにおいては、監視領域２６０に侵入している移動物体が存在するため、監視装置２１０aおよび監視装置２１０bの両方とも侵入検知フラグを含む侵入検知通知信号５２０（第３通知信号）が生成される。また、図１５のシーンにおいては、監視領域２６０に侵入している移動物体が存在するため、監視装置２１０bおよび監視装置２１０cの両方とも侵入検知フラグを含む侵入検知通知信号５２０（第３通知信号）が生成される。

そして、データ通信処理部２１２cは、監視領域侵入判定部２１２bで生成された侵入検知通知信号５２０を、通信装置２１３を用いて作業機械１に送信する（図９のステップＳ９０７）。図１２のシーンにおいては、監視装置２１０aおよび監視装置２１０bの両方とも侵入検知フラグを含む侵入検知通知信号を作業機械１に送信する。また、図１５のシーンにおいては、監視装置２１０bおよび監視装置２１０cの両方とも侵入検知フラグを含む侵入検知通知信号を作業機械１bに送信する。

［通信装置２１３］
通信装置２１３は、作業現場内無線ネットワーク、携帯電話網等を用いて、現場管理装置２２０および作業機械情報処理装置２３０との通信を行う装置である。現場管理装置２２０からの監視領域通知信号５１０を受信して、処理装置２１２に出力する。また、処理装置２１２から出力される侵入検知通知信号５２０を指定された作業機械の作業機械情報処理装置２３０に送信する。

［作業機械情報処理装置２３０］
図１０Ａは、侵入検知通知信号５２０を作業機械情報処理装置２３０が受信したときの処理装置２３４の処理フローを示す図である。図１１は、作業機械通知装置２３３のモニタ画面の一例を示す図である。

監視装置２１０から出力された侵入検知通知信号５２０を作業機械情報処理装置２３０の通信装置２３５が受信した場合、処理装置２３４は、作業機械通知装置２３３を用いて作業機械１のオペレータに移動物体が作業領域に侵入した旨通知するために、図１０Ａに示すように、処理装置２３４に実装されるデータ通信処理部２３４cで侵入検知通知信号５２０を取得し（図１０ＡのステップＳ１００１）、作業機械通知装置２３３に警報指令を出力する（図１０ＡのステップＳ１００３）。警報指令を受け取った作業機械通知装置２３３は、音や光、振動などの手段を用いて移動物体が作業領域に侵入したことをオペレータに通知する。例えば図１１に示すように、モニタ８１の画面に作業員侵入の表示を出しても良い。通知手段は限定されるものではなく、どのような方法を用いても良い。

なお、監視領域侵入判定部２１２bは、監視領域２６０内に侵入した移動物体が存在しない場合、侵入非検知フラグを含む侵入検知通知信号５２０を生成してもよい。図１０Ｂは、その場合の処理装置２３４の通知処理部２３４eにおける処理フローを示す図である。通知処理部２３４eは侵入検知通信信号に含まれる侵入フラグが進入有を表すフラグかを確認し（図１０ＢのステップＳ１００２）、侵入有の場合に作業機械通知装置２３３に警報指令を出力する（図１０ＢのステップＳ１００３）。

＜効果＞
以上で説明したように本実施形態によれば、作業員１００および作業機械１が作業する作業現場において、現場管理装置２２０は、作業現場に複数設置された監視装置２１０からの検出情報及び作業機械情報処理装置２３０により設定された作業領域２５０の設定情報に基づいて監視領域２６０を特定し、特定された監視領域２６０内に移動物体が侵入しているか否かを監視する。このため図１３および図１４に示すように、作業領域２５０の位置が変化した場合、図１３のシーンでは監視装置２１０aと監視装置２１０bが作業領域２５０を監視し、図１４のシーンでは、監視装置２１０bと監視装置２１０cが作業領域２５０を監視することになる。このように作業領域２５０を変更したとき、作業領域２５０の位置および姿勢に応じて監視装置２１０の監視領域２６０および作業領域２５０を監視する監視領域２６０を自動的に変更することができるため、作業領域２５０の変更に伴う視認可能な標識手段の移動などの新たな作業が生じないことから、作業効率を低下することなく、作業領域２５０を変更することができる。

また、監視装置２１０は、作業領域３５０内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果を作業機械情報処理装置２３０に送信するため、作業機械情報処理装置２３０は作業領域３５０内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果を利用することができる。

更に、作業機械情報処理装置２３０は、監視結果が移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させるため、作業機械１のオペレータに通知することができるため、作業機械１に作業員が接近し過ぎることを未然に防止することができる。

また、作業機械情報処理装置２３０は、作業領域２５０の位置および姿勢を含む設定情報を作業現場に設定された作業現場座標系に変換し、現場管理装置２２０は、作業領域２５０の位置および姿勢を含む設定情報を特定した監視装置２１０に設定したセンサ座標系に変換し、監視装置２１０は、センサ座標系に変換した作業領域の位置および姿勢を含む設定情報を用いて、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かを監視する。このように現場管理装置２２０において、作業領域２５０の設定情報を作業現場座標系からセンサ座標系に変換することにより、監視装置２１０の処理装置２１２での演算量を減らすことができ、監視装置２１０を安価なものとすることができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。

図１６は、第２の実施形態の現場管理システム２００Ａの概略構成を示す図である。現場管理システム２００Ａは、主に、作業現場内に設置される監視装置２１０Ａと、作業現場管理事務所等に設けられる現場管理装置２２０Ａと、作業機械１に搭載される作業機械情報処理装置２３０Ａとから構成される。

監視装置２１０Ａは、移動物体の位置情報を生成し、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と移動物体の位置情報を送信し、作業機械情報処理装置２３０Ａは、監視装置２１０Ａの監視結果が移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させ、かつ移動物体の位置情報に基づいて移動物体をモニタ８１に表示させる。

また、監視装置２１０Ａは、作業領域内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と移動物体の位置情報を、現場管理装置２２０Ａを介して作業機械情報処理装置２３０Ａに送信し、現場管理装置２２０Ａは、移動物体の位置情報を監視装置２１０Ａに設定したセンサ座標系から作業現場に設定した作業現場座標系に変換し、作業機械情報処理装置２３０Ａは移動物体の位置情報を作業現場座標系から作業機械１に設定された車体座標系に変換して用いる。

以下に、監視装置２１０Ａと現場管理装置２２０Ａと作業機械情報処理装置２３０Ａの変更部分の詳細を説明する。

図１７の（Ａ）は本実施形態における監視装置２１０Ａから現場管理装置２２０Ａに送信される第１侵入検知通知信号を示す図であり、図１７の（Ｂ）は、本実施形態における現場管理装置２２０Ａから作業機械情報処理装置２３０Ａに送信される第２侵入検知通知信号を示す図である。

第１の実施形態では、監視装置２１０の監視領域侵入判定部２１２bで生成する侵入検知通知信号５２０には侵入検知フラグのみ含めたが、本実施形態では監視装置２１０Ａは、図１７の（Ａ）に示すように、監視領域２６０に対応した作業機械ＩＤと、侵入検知フラグと、検出した移動物体の位置情報（移動物体位置１，移動物体位置２，・・・）とを含めた第１侵入検知通知信号５３０を生成する。

図１８は、監視装置２１０Ａの処理装置２１２Ａの処理フローを示す図であり、図１９は、現場管理装置２２０Ａの処理装置２２１Ａの処理フローを示す図である。

監視装置２１０Ａの処理装置２１２Ａは、第１の実施形態と同様、データ通信処理部２１２cＡにおいて、通信装置２１３が受信した、現場管理装置２２０から送信された監視領域通知信号５１０を取得し（図１８のステップＳ１７０１）、監視領域設定部２１２dにおいて、データ通信処理部２１２cから送信された監視領域通知信号５１０に含まれる作業機械１の作業領域２５０を監視領域２６０として設定し（図１８のステップＳ１７０２）、物体検出部２１２aにおいて、物体検出センサ２１１で検出された移動物体の位置情報を取得する（図１８のステップＳ１７０３）。

次いで、処理装置２３４Ａは、監視領域侵入判定部２１２bＡにおいて、図１８のフローチャートに示すように、監視領域２６０内に移動物体が侵入したかの判定を行った後（図１８のステップＳ１７０５）、侵入したと判定した場合、侵入検知フラグを侵入有とした第１侵入検知通知信号５３０を生成し（図１８のステップＳ１７０６）、侵入していないと判定した場合、侵入検知フラグを侵入無しとした第１侵入検知通知信号５３０を生成する（図１８のステップＳ１７０７）。そして、データ通信処理部２１２cは、監視領域侵入判定部２１２bＡで生成された第１侵入検知通知信号５３０を、通信装置２１３を用いて現場管理装置２２０Ａに送信する（図１８のステップＳ１７０８）。

次に現場管理装置２２０Ａの処理装置２２１Ａは、図１９のフローチャートに示すように、監視装置２１０Ａから送信された第１侵入検知通知信号５３０を受け取った後（図１９のステップＳ１８０１）、作業領域監視処理部２２１bＡにおいて、第１侵入検知通知信号５３０に含まれる移動物体の位置情報を作業現場座標系に座標変換するために、第１侵入検知通知信号５３０を送信した監視装置２１０Ａの座標変換パラメータをデータベース２２１aから取得する（図１９のステップＳ１８０２）。次に、座標変換パラメータに基づき作業現場座標系に位置情報を座標変換し、第１侵入検知通知信号５３０に含まれる侵入検知フラグと、座標変換した移動物体の位置情報とを含む第２侵入検知通知信号５４０を生成し（図１９のステップＳ１８０３）、第２侵入検知通知信号５４０で指定された作業機械ＩＤの作業機械に備わる作業機械情報処理装置２３０Ａに第２侵入検知通知信号５４０を送信する（図１９のステップＳ１８０４）。

図２０は、作業機械情報処理装置２３０Ａの処理装置２３４Ａの処理フローを示す図である。

作業機械情報処理装置２３０Ａの処理装置２３４Ａは、図２０のフローチャートに示すように、現場管理装置２２０Ａから送信された第２侵入検知通知信号５４０を受け取った後（図２０のステップＳ１９０１）、第２侵入検知通知信号５４０を座標変換処理部２３４ｆに送り、座標変換処理部２３４ｆは、車体位置取得部２３４dから得られる車体位置および姿勢を基に第２侵入検知通知信号５４０に含まれる移動物体の位置情報を車体座標系に座標変換する（図２０のステップＳ１９０２）。合わせて座標変換した移動物体の位置情報を通知処理部２３４eに送り、作業機械１に搭載されたモニタ形式の作業機械通知装置２３３のモニタ８１に移動物体を表示させる。そして、第２侵入検知通知信号５４０に含まれる侵入フラグが侵入有りか侵入無しか判定を行い（ステップＳ１９０３）、侵入有りの場合、作業機械通知装置２３３に警報指令を表示させる指令を通知処理部２３４eに出力し（図２０のステップＳ１９０４）、侵入無しの場合は警報指令を表示させない指令を通知処理部２３４eに出力する（図２０のステップＳ１９０５）。

図２１は、作業機械１に搭載されたモニタ形式の作業機械通知装置２３３を用いて、図１２に示すシーンにおける作業員１００aと作業員１００bの位置を作業機械通知装置２３３のモニタ８１の画面に表示する様子を示しており、作業員１００bが作業領域２５０に侵入しているため警報も表示されている。

このように監視装置２１０は移動物体の位置情報を生成し、作業領域２５０内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と移動物体の位置情報を送信し、作業機械情報処理装置２３０は、監視結果が移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させ、かつ移動物体の位置情報に基づいて移動物体をモニタ８１に表示させる。このため作業機械１のオペレータはこのモニタ８１の画面を確認することで作業領域２５０に侵入した作業員の位置を確認することが可能となり、さらに作業領域２５０の周囲にいる作業員の位置も把握することが可能となる。

また、監視装置２１０Ａは、作業領域内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と移動物体の位置情報を、現場管理装置２２０Ａを介して作業機械情報処理装置２３０Ａに送信し、現場管理装置２２０Ａは、移動物体の位置情報をセンサ座標系から作業現場座標系に変換し、作業機械情報処理装置２３０Ａは移動物体の位置情報を作業現場座標系から車体座標系に変換して用いる。このように現場管理装置２２０において、移動物体の設定情報をセンサ座標系から作業現場座標系に変換することにより、監視装置２１０Ａ及び作業機械情報処理装置２３０Ａの処理装置２１２Ａ，２３４Ａの演算量を減らすことができ、作業機械情報処理装置２３０Ａおよび監視装置２１０Ａを安価なものとすることができる。

１ 作業機械
２ 走行体
３ 旋回体（車体）
４ 運転室
５ 操作レバー装置
６ 作業フロント
２１０ 監視装置
２２０ 現場管理装置
２３０ 作業機械情報処理装置
２１１ 物体検出センサ
２１２ 処理装置（第３処理装置）
２１３ 通信装置（第３通信装置）
２２１ 処理装置（第２処理装置）
２２２ 通信装置（第２通信装置）
２３１ 設定入力装置
２３２ 車体位置検出装置
２３３ 作業機械通知装置
２３４ 処理装置（第１処理装置）
２３５ 通信装置（第１通信装置）
２１２a 物体検出部
２１２b 監視領域侵入判定部
２１２c データ通信処理部
２１２d 監視領域設定部
２２１a データベース
２２１b 作業領域監視処理部
２２１c データ通信処理部
２２１d 監視装置特定部
２３４a 設定入力取得部
２３４b 作業領域設定部
２３４c データ通信処理部
２３４d 車体位置取得部
２３４e 通知処理部
２３４f 座標変換処理部
５００ 作業領域通知信号
５１０ 監視領域通知信号
５２０ 侵入検知通知信号
５３０ 第１侵入検知通知信号
５４０ 第２侵入検知通知信号

Claims (7)

1. 作業現場に配置された作業機械に搭載される作業機械情報処理装置と、前記作業現場に配置された監視装置と、前記作業機械情報処理装置と前記監視装置との情報のやりとりを管理する現場管理装置とを備えた現場管理システムであって、
   前記作業機械情報処理装置は、
   作業領域を設定するための入力情報と前記作業機械の位置および姿勢の検出情報に基づいて位置および姿勢を含む設定情報を生成して前記作業領域を設定し、
   前記現場管理装置は、前記作業現場に複数設置された前記監視装置からの検出情報及び前記作業機械情報処理装置により設定された前記作業領域の設定情報に基づいて監視領域を特定し、特定された前記監視領域内に移動物体が侵入しているか否かを監視することを特徴とする現場管理システム。
2. 請求項１記載の現場管理システムにおいて、
   前記監視装置は、前記作業領域内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果を前記作業機械情報処理装置に送信することを特徴とする現場管理システム。
3. 請求項２記載の現場管理システムにおいて、
   前記作業機械情報処理装置は、前記監視結果が前記移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させることを特徴とする現場管理システム。
4. 請求項１記載の現場管理システムにおいて、
   前記作業機械情報処理装置は、前記作業領域の位置および姿勢を含む設定情報を前記作業現場に設定された作業現場座標系に変換し、
   前記現場管理装置は、前記作業領域の位置および姿勢を含む設定情報を前記特定した監視装置に設定したセンサ座標系に変換し、
   前記監視装置は、前記センサ座標系に変換した前記作業領域の位置および姿勢を含む設定情報を用いて、前記作業領域内に移動物体が侵入しているか否かを監視することを特徴とする現場管理システム。
5. 請求項１記載の現場管理システムにおいて、
   前記監視装置は、前記移動物体の位置情報を生成し、前記作業領域内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と前記移動物体の位置情報を送信し、
   前記作業機械情報処理装置は、前記監視結果が前記移動物体の侵入有りであるとき警報を発生させ、かつ前記移動物体の位置情報に基づいて前記移動物体をモニタに表示させることを特徴とする現場管理システム。
6. 請求項５記載の現場管理システムにおいて、
   前記監視装置は、前記作業領域内に移動物体が侵入しているか否かの監視結果と前記移動物体の位置情報を、前記現場管理装置を介して前記作業機械情報処理装置に送信し、
   前記現場管理装置は、前記移動物体の位置情報を前記監視装置に設定したセンサ座標系から前記作業現場に設定した作業現場座標系に変換し、前記作業機械情報処理装置は前記移動物体の位置情報を前記作業現場座標系から前記作業機械に設定された車体座標系に変換して用いることを特徴とする現場管理システム。
7. 請求項１記載の現場管理システムにおいて、
   前記作業機械情報処理装置は、
   前記作業領域を設定するための情報を入力する設定入力装置と、
   前記作業機械の位置および姿勢を検出する車体位置検出装置と、
   前記設定入力装置の入力情報と前記車体位置検出装置が検出した前記作業機械の位置および姿勢に基づいて前記作業領域を設定し、前記作業領域の設定情報を含む第１通知信号を生成する第１処理装置と、
   前記第１通知信号を前記現場管理装置に送信する第１通信装置とを有し、
   前記現場管理装置は、
   前記監視装置が物体を検知しうる検知可能領域を記録したデータベースを有し、前記データベースに記録された前記検知可能領域と前記第１通知信号に含まれる前記作業領域の設定情報に基づいて、前記作業領域と重複する検知可能領域を有する監視装置を前記作業領域を検知可能な監視装置として特定し、かつ前記作業領域の設定情報を含む第２通知信号を生成する第２処理装置と、
   前記第２通知信号を前記特定した監視装置に送信する第２通信装置とを有し、
   前記監視装置は、
   前記移動物体の位置を検出する物体検出センサと、
   前記第２通知信号に含まれる前記作業領域の設定情報に基づいて前記監視領域を設定し、前記物体検出センサで検出した前記移動物体の位置情報に基づいて前記作業領域内に前記移動物体が侵入しているか否かの監視結果を含む第３通知信号を生成する第３処理装置と、
   前記第３通知信号を前記作業機械情報処理装置および前記現場管理装置のいずれか一方に送信する第３通信装置とを有することを特徴とする現場管理システム。

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