JP2021157076A - Retroreflective material and object detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、再帰反射材及び物体検知方法に関するものである。 The present invention relates to a retroreflective material and an object detection method.
例えば、特許文献1には、作業者が装着可能な再帰性の光反射体と、前記作業者に向けてレーザ光を出射し、前記光反射体で反射された反射レーザ光を受光して、前記光反射体までの距離を計測するとともに、前記レーザ光の出射角度を検出して前記作業者の位置検出を行なう位置検出装置と、前記位置検出装置が検出した作業者位置が所定の警報区域内である時に警報を発生する警報装置とを備えてなる監視システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a retroreflective light reflector that can be worn by an operator, emits laser light toward the worker, and receives the reflected laser light reflected by the light reflector. A position detection device that measures the distance to the light reflector and detects the emission angle of the laser beam to detect the position of the worker, and the worker position detected by the position detection device is a predetermined alarm area. A monitoring system including an alarm device that generates an alarm when the light is inside is disclosed.
本発明は、作業者のいる方向を特定することができる再帰反射材を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a retroreflective material capable of specifying the direction in which a worker is present.
本発明に係る再帰反射材は、干渉膜を用いて反射光の波長を制御し不可視光領域の目的とする波長の光の反射率を高めている。 The retroreflective material according to the present invention uses an interference film to control the wavelength of the reflected light to increase the reflectance of light having a target wavelength in the invisible light region.
好適には、再帰反射するガラスビーズと、前記ガラスビーズの表面の一部に形成された干渉膜とを有し、前記膜干渉膜は、紫外線又は赤外線の反射率高くなるように形成されている。 Preferably, it has glass beads that retroreflect and an interference film formed on a part of the surface of the glass beads, and the film interference film is formed so as to have high reflectance of ultraviolet rays or infrared rays. ..
好適には、前記干渉膜は、波長800nm〜1200nmの光線の反射率が80%以上となるように設計された。 Preferably, the interference film is designed so that the reflectance of light rays having a wavelength of 800 nm to 1200 nm is 80% or more.
好適には、透明又は半透明である。 Preferably, it is transparent or translucent.
また、本発明に係る物体検知方法は、干渉膜を用いて不可視領域の反射率を高めた再帰反射材に対して、不可視光または不可視光を含んだ光を照射するステップと、照射された光のうち干渉膜によって波長を制御された再帰反射した光を検知するステップと、検知された再帰反射光に基づいて、物体の有無や変位を判定するステップとを有する。 Further, the object detection method according to the present invention includes a step of irradiating a retroreflective material whose reflectance in an invisible region is increased by using an interference film with invisible light or light containing invisible light, and the irradiated light. Among these, it has a step of detecting retroreflected light whose wavelength is controlled by an interference film and a step of determining the presence / absence or displacement of an object based on the detected retroreflected light.
本発明によれば、再帰性反射を利用して作業者のいる方向を特定することができる。 According to the present invention, the direction in which the operator is located can be specified by using the retroreflective.
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
図1は、本実施形態における物体検知システム1を例示する図である。
図1に例示するように、物体検知システム1は、作業者が着用する作業着3と、作業車両4に搭載された物体検知装置5とを有する。
作業着3は、作業労働の際に着用する衣服であり、例えば、胸部に会社名や作業者名等が記載された上着30と、上着30に取り付けられた再帰反射材1とを含む。
上着30は、例えば少なくとも一方にポケットの付いたジャケットであり、既製品で代用することができる。本例の上着30は、胸部に会社名や作業者名等が刺繍又はプリントされている。
再帰反射材1は、透明又は半透明である、ガラスビーズ型の再帰性反射材である。再帰反射材1は、干渉膜を用いて反射光の波長を制御し不可視光領域の目的とする波長の光の反射率を高めている。再帰反射材1は、帽体30の全体または少なくとも一部に取り付けられる。本例の再帰反射材1は、例えば、上着30の会社名や作業者名等が記載された位置と重なる位置に取り付けられる。再帰反射材1は、透明又は半透明であるため、会社名や作業者名等が記載された位置と重なる位置に取り付けても、会社名や作業者名等を視認できる。なお、本例の再帰反射材1は、作業着3に取り付ける場合を説明するが、ヘルメットに取り付けてもよい。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the illustrated examples.
FIG. 1 is a diagram illustrating an object detection system 1 according to the present embodiment.
As illustrated in FIG. 1, the object detection system 1 has a work clothes 3 worn by an operator and an object detection device 5 mounted on a work vehicle 4.
The work clothes 3 are clothes to be worn during work work, and include, for example, a
The
The retroreflective material 1 is a glass bead type retroreflective material that is transparent or translucent. The retroreflective material 1 uses an interference film to control the wavelength of the reflected light to increase the reflectance of light having a target wavelength in the invisible light region. The retroreflective material 1 is attached to the whole or at least a part of the
物体検知装置5は、ハード面において、図示していないが、光源と、受光センサーと、警告表示部とを有する。光源が不可視光線を照射し、作業者の作業着3に取り付けられた再帰反射材1により再帰反射した赤外線を、受光センサーが検知する。そして、警告表示部が作業車両4のフックが接触する範囲内に作業者がいる旨を作業車両4を操縦する操縦者に通知する。
光源は、主として赤外線、又は、紫外線を含む光、即ち、不可視光線、又は、不可視光線を含む光を照射する光照射器である。光源は、作業者の作業を妨げない観点から、赤外線、又は、紫外線を照射するものが好ましい。なお、本例の光源は、赤外線を照射する。(以下、光源が照射する光を、赤外線、又は、単に光と称呼することもある。)また、光源は、複数の方向に向けて設けてもよい。
受光センサーは、光源が照射した不可視光線が再帰反射した再帰反射光を検知するセンサーである。受光センサーの感度は、作業車両4の作業範囲内の既定の位置から反射した反射光を検知できる感度である。ここで、作業車両4とは、例えば、油圧ショベル、クレーン車、フォークリフト等のアームを含む作業車両のことであり、作業車両4の作業範囲とは、アームの先に取り付けられたバケット、フック、爪が届く範囲である。本例では、油圧ショベルのバケットが届く範囲内の既定の位置から反射した反射光を検知できる感度である。また、受光センサーは、複数の方向に向けて設けてもよい。
警告表示部は、作業車両4の操縦者に対して、作業車両4の作業範囲内に作業者がいる旨を通知する警告装置である。本例では、油圧ショベルのバケットが届く範囲内に作業者がいる旨を通知する。
Although not shown, the object detection device 5 has a light source, a light receiving sensor, and a warning display unit in terms of hardware. The light source irradiates invisible light, and the light receiving sensor detects infrared rays retroreflected by the retroreflective material 1 attached to the worker's work clothes 3. Then, the warning display unit notifies the operator who operates the work vehicle 4 that the worker is within the range where the hook of the work vehicle 4 comes into contact.
The light source is a light irradiator that mainly irradiates light containing infrared rays or ultraviolet rays, that is, invisible light or light containing invisible light. The light source is preferably one that irradiates infrared rays or ultraviolet rays from the viewpoint of not interfering with the work of the operator. The light source of this example irradiates infrared rays. (Hereinafter, the light emitted by the light source may be referred to as infrared rays or simply light.) Further, the light source may be provided in a plurality of directions.
The light receiving sensor is a sensor that detects retroreflected light that is retroreflected by invisible light emitted by a light source. The sensitivity of the light receiving sensor is a sensitivity capable of detecting the reflected light reflected from a predetermined position within the working range of the work vehicle 4. Here, the work vehicle 4 is a work vehicle including an arm such as a hydraulic excavator, a crane car, and a forklift, and the work range of the work vehicle 4 is a bucket, a hook, etc. attached to the tip of the arm. It is within the reach of the nails. In this example, the sensitivity is such that the reflected light reflected from a predetermined position within the reach of the bucket of the hydraulic excavator can be detected. Further, the light receiving sensor may be provided so as to face in a plurality of directions.
The warning display unit is a warning device that notifies the operator of the work vehicle 4 that there is a worker within the work range of the work vehicle 4. In this example, it is notified that there is an operator within the reach of the bucket of the hydraulic excavator.
(再帰反射材1)
図2は、本実施形態における再帰反射材1の構成を例示する図である。
図2に例示するように、再帰反射材1は、ガラスビーズ10と、多層膜20と、固着層60と、接着層62と、基材64とを有する。再帰反射材1は、全体として透明、又は、半透明となっている。
ガラスビーズ10は、再帰反射性の高い透明ビーズである。ガラスビーズ10は、例えば、屈折率1.50〜2.20の球形ガラスであり、好ましくは、屈折率1.90〜2.20の球形ガラスである。また、このガラスビーズ10の直径は、例えば、10μm〜150μmであり、好ましくは、45μm〜75μmである。なお、本例のガラスビーズ10は、屈折率1.93、かつ、直径45μm〜75μmのガラスビーズである。また、ガラスビーズ10の比重は、4.2±0.1である。
本例のガラスビーズ10は、屈折率1.93のガラスビーズであるため、空気中から入射した光をガラスビーズ10の表面で屈折させ、屈折させた光をガラスビーズ10の内部を通過してその底面に焦点を結ぶ。一部は底面からガラスビーズの外に出て行くが、焦点への入射した角度と同じ角度で反射し、反射させた光を再びガラスビーズ10の表面で屈折させ、光を入射した方向と同方向にガラスビーズ10から出射させる。このように、本例のガラスビーズ10は、空気中から入射する光を再帰反射させるガラスビーズである。
また、ガラスビーズ10は、直径の1/3以上が固着層60から露出した状態で、接着層62を介して基材64の表面に固着されている。本例のガラスビーズ10は、直径の1/2が露出した状態で基材64に固着されている。
(Retroreflective material 1)
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the retroreflective material 1 in the present embodiment.
As illustrated in FIG. 2, the retroreflective material 1 has a glass bead 10, a multilayer film 20, a fixing layer 60, an adhesive layer 62, and a base material 64. The retroreflective material 1 is transparent or translucent as a whole.
The glass beads 10 are transparent beads having high retroreflective properties. The glass beads 10 are, for example, spherical glass having a refractive index of 1.50 to 2.20, preferably spherical glass having a refractive index of 1.90 to 2.20. The diameter of the glass beads 10 is, for example, 10 μm to 150 μm, preferably 45 μm to 75 μm. The glass beads 10 of this example are glass beads having a refractive index of 1.93 and a diameter of 45 μm to 75 μm. The specific gravity of the glass beads 10 is 4.2 ± 0.1.
Since the glass beads 10 of this example are glass beads having a refractive index of 1.93, light incident from the air is refracted on the surface of the glass beads 10, and the refracted light passes through the inside of the glass beads 10. Focus on its bottom. A part goes out of the glass beads from the bottom surface, but it is reflected at the same angle as the incident angle to the focal point, and the reflected light is refracted again on the surface of the glass beads 10 in the same direction as the incident light. It is emitted from the glass beads 10 in the direction. As described above, the glass beads 10 of this example are glass beads that retroreflect light incident from the air.
Further, the glass beads 10 are fixed to the surface of the base material 64 via the adhesive layer 62 in a state where one-third or more of the diameter is exposed from the fixing layer 60. The glass beads 10 of this example are fixed to the base material 64 with half the diameter exposed.
多層膜20は、ガラスビーズ10の表面の一部に形成された干渉膜である。本例の多層膜20は、ガラスビーズ10の表面の一部に蒸着して形成された膜、いわゆる蒸着膜となっている。多層膜20は、固有の屈折率を有する複数の層が積層されており、少なくとも3層以上が積層している。なお多層膜20の詳細は、後述する。 The multilayer film 20 is an interference film formed on a part of the surface of the glass beads 10. The multilayer film 20 of this example is a film formed by vapor deposition on a part of the surface of the glass beads 10, that is, a so-called vapor deposition film. The multilayer film 20 is laminated with a plurality of layers having a unique refractive index, and at least three or more layers are laminated. The details of the multilayer film 20 will be described later.
固着層60は、接着層62を介して、基材64の表面にガラスビーズ10を固着させるバインダー層である。
接着層62は、例えば、ポリウレタン樹脂系の接着剤であり、固着層60及び基材64を接着する。
The fixing layer 60 is a binder layer that fixes the glass beads 10 to the surface of the base material 64 via the adhesive layer 62.
The adhesive layer 62 is, for example, a polyurethane resin-based adhesive that adheres the fixing layer 60 and the base material 64.
基材64は、例えば、透明又は半透明である、繊維基材、不燃性基材、又は、合成樹脂材基材により構成される。具体的には、基材64は、布帛、不織布、紙、フィルム、プラスチック板等である。基材64は、外殻帽体30に記載された文字や図形等が透けて視認できる程度に透けている。基材64の厚さは、特に限定するものではない。
The base material 64 is composed of, for example, a transparent or translucent fiber base material, a nonflammable base material, or a synthetic resin material base material. Specifically, the base material 64 is a cloth, a non-woven fabric, paper, a film, a plastic plate, or the like. The base material 64 is transparent to the extent that the characters, figures, and the like described on the outer
次に、多層膜20の構成を詳細に説明する。
図3は、ガラスビーズ10に蒸着した多層膜20の構成を例示する図である。
多層膜20は、紫外線又は赤外線の反射率が高くなるように形成されている。なお、本例の多層膜20は、紫外線又は赤外線の反射率が可視光の反射率より高くなるよう、固有の屈折率を有する層を複数積層して形成している。多層膜20は、波長800nm〜1200nmの光線の反射率が50%以上、好ましくは、波長800nm〜950nmの光線の反射率が80%以上となるように、二酸化ケイ素(SiO2)を主成分とする、低屈折率(屈折率が1.6以下)の層(SiO2層)と、酸化チタン(TiO2)を主成分とする、高屈折率(屈折率が2.0以上)の層(TiO2層)とが交互に積層している。本例の多層膜20は、波長800nm〜950nmの光線の反射率が80%以上となり、かつ、波長450nm〜750nmの光線の反射率を20%以下となるよう、二酸化ケイ素層及び酸化チタン層の積層回数及び層厚を調整してなる。その結果、再帰反射材1は、不可視光領域の反射率が可視光領域よりも高い反射材となる。なお、本例の多層膜20は、第1層〜第3層の3層構造である場合を具体例として説明する。また、多層膜20の厚さは、0.07μm以上0.2μm以下である。
Next, the configuration of the multilayer film 20 will be described in detail.
FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the multilayer film 20 deposited on the glass beads 10.
The multilayer film 20 is formed so as to have a high reflectance of ultraviolet rays or infrared rays. The multilayer film 20 of this example is formed by laminating a plurality of layers having a unique refractive index so that the reflectance of ultraviolet rays or infrared rays is higher than the reflectance of visible light. The multilayer film 20 contains silicon dioxide (SiO 2 ) as a main component so that the refractive index of light rays having a wavelength of 800 nm to 1200 nm is 50% or more, preferably 80% or more of light rays having a wavelength of 800 nm to 950 nm. A layer with a low refractive index (refractive index of 1.6 or less) (SiO 2 layer) and a layer with a high refractive index (refractive index of 2.0 or more) containing titanium oxide (TiO 2) as a main component. TiO 2 layers) are alternately laminated. The multilayer film 20 of this example has a silicon dioxide layer and a titanium oxide layer so that the reflectance of light rays having a wavelength of 800 nm to 950 nm is 80% or more and the reflectance of light rays having a wavelength of 450 nm to 750 nm is 20% or less. The number of layers and the layer thickness are adjusted. As a result, the retroreflective material 1 becomes a reflective material having a higher reflectance in the invisible light region than in the visible light region. The case where the multilayer film 20 of this example has a three-layer structure of the first layer to the third layer will be described as a specific example. The thickness of the multilayer film 20 is 0.07 μm or more and 0.2 μm or less.
次に、多層膜20の第1層〜第3層を詳細に説明する。
第1層は、ガラスビーズ10に直接蒸着し、均一な厚みを有する薄膜であり、TiO2またはSiO2により形成される。本例の第1層は、SiO2層である。SiO2層を第1層とすることにより、主成分がSiO2であるガラスビーズ10との親和性が良く、第1層がガラスビーズ10から剥離しにくくなる。
Next, the first layer to the third layer of the multilayer film 20 will be described in detail.
The first layer is a thin film that is directly vapor-deposited on the glass beads 10 and has a uniform thickness, and is formed of TiO 2 or SiO 2. The first layer of this example is a SiO 2 layer. By using the SiO 2 layer as the first layer, the affinity with the glass beads 10 whose main component is SiO 2 is good, and the first layer is less likely to be peeled off from the glass beads 10.
第2層は、第1層上に形成され、第1層とは異なる化合物により形成された薄膜である。第2層は、第1層を形成するSiO2またはTiO2の他方により形成されており、本例では、第1層がSiO2層であるため、第2層をTiO2層とする。 The second layer is a thin film formed on the first layer and formed of a compound different from that of the first layer. The second layer is formed by the other of SiO 2 or TiO 2 forming the first layer. In this example, since the first layer is the SiO 2 layer, the second layer is the TiO 2 layer.
第3層は、第2層上に形成され、第1層と同じ主成分により構成されるが、第1層の厚みとは異なる。第1層と第3層とで異なる膜厚とすることにより、光の反射が異なる。本例の第3層は、SiO2層により形成され、第1層よりも膜厚が厚い。これにより、第3層に入射した光の波形の周期は、第1層より短くなる。そのため、第3層が第1層と同じ厚みである場合と、第3層が第1層と異なる厚みである場合とでは、多層膜20に入射した光の干渉作用が異なる。すなわち、反射する光の波長を特定の波長とすることができる。 The third layer is formed on the second layer and is composed of the same main components as the first layer, but is different from the thickness of the first layer. By setting different film thicknesses for the first layer and the third layer, the reflection of light is different. The third layer of this example is formed of two SiO layers and has a thicker film thickness than the first layer. As a result, the period of the waveform of the light incident on the third layer is shorter than that of the first layer. Therefore, the interference action of the light incident on the multilayer film 20 is different depending on whether the third layer has the same thickness as the first layer and the third layer has a thickness different from that of the first layer. That is, the wavelength of the reflected light can be a specific wavelength.
次に、多層膜20を形成したガラスビーズ10の反射メカニズムを説明する。
図4は、多層膜20を形成したガラスビーズ10の反射メカニズムを説明する図である。図4(A)は、多層膜20を蒸着したガラスビーズ10に入射した光を説明する図であり、図4(B)は、多層膜20に入射した光を説明する図である。
図4(A)に例示するように、ガラスビーズ10は、空気中からガラスビーズ10に入射した赤外線の光をガラスビーズ10の表面で屈折させ、屈折させた光をガラスビーズ10の内部を通過してその底面に焦点を結ぶ。そして、焦点への入射した角度と同じ角度で光を反射させ、反射させた光を再びガラスビーズ10の表面で屈折させ、光を入射した方向と同方向にガラスビーズ10から出射させる。この際、図4(B)に例示するように、多層膜20は、多層膜20を構成する各層により反射された光の干渉作用により、波長450nm〜750nmの光線より波長800nm〜950nmの光線を高反射させ、ガラスビーズ10は、主として波長800nm〜950nmの光線を入射してきた方向と同じ方向に反射する。結果として、再帰反射光に関して、不可視光領域の反射率が可視光領域よりも高い再帰反射材となっている。
Next, the reflection mechanism of the glass beads 10 forming the multilayer film 20 will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating a reflection mechanism of the glass beads 10 forming the multilayer film 20. FIG. 4A is a diagram for explaining the light incident on the glass beads 10 on which the multilayer film 20 is vapor-deposited, and FIG. 4B is a diagram for explaining the light incident on the multilayer film 20.
As illustrated in FIG. 4A, the glass bead 10 refracts infrared light incident on the glass bead 10 from the air on the surface of the glass bead 10, and the refracted light passes through the inside of the glass bead 10. And focus on the bottom. Then, the light is reflected at the same angle as the incident angle to the focal point, the reflected light is refracted again on the surface of the glass beads 10, and the light is emitted from the glass beads 10 in the same direction as the incident direction. At this time, as illustrated in FIG. 4B, the multilayer film 20 emits light rays having a wavelength of 800 nm to 950 nm rather than light rays having a wavelength of 450 nm to 750 nm due to the interference action of the light reflected by each layer constituting the multilayer film 20. Highly reflected, the glass beads 10 mainly reflect light rays having a wavelength of 800 nm to 950 nm in the same direction as the incident light rays. As a result, the retroreflecting material has a higher reflectance in the invisible light region than in the visible light region with respect to the retroreflected light.
このように、図3に例示したガラスビーズ10に形成した多層膜20は、波長800nm〜950nmの不可視光線の反射率が80%以上となるように、多層膜20を構成する各層の厚さ、又は、積層回数を選択されている。したがって、多層膜20を構成する、積層回数との各層の厚みの組み合わせにより、再帰反射させたい光の波長をコントロールすることが可能である。 As described above, in the multilayer film 20 formed on the glass beads 10 illustrated in FIG. 3, the thickness of each layer constituting the multilayer film 20 is set so that the reflectance of invisible light having a wavelength of 800 nm to 950 nm is 80% or more. Alternatively, the number of times of stacking is selected. Therefore, it is possible to control the wavelength of the light to be retroreflected by the combination of the number of layers and the thickness of each layer constituting the multilayer film 20.
なお、本例において、高屈折率を有する層としてTiO2を用いているが、高屈折率を有すれば、Nb2O5、Ta2O5、又は、ZrO2を用いてもよい。また、本例において、低屈折率を有する層としてSiO2を用いているが、低屈折率を有すれば、Al2O3、La2O3、又は、MgF2を用いてもよい。しかしながら、TiO2及びSiO2の組み合わせが、反射輝度が高く、層にクラックが生じにくく、低コストで実現可能であるため好ましい。また、第1層がSiO2により形成されているが、TiO2により形成されていてもよく、この場合は、第2層は、SiO2により形成される。 In this example, TiO 2 is used as the layer having a high refractive index, but Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , or ZrO 2 may be used as long as it has a high refractive index. Further, in this example, SiO 2 is used as the layer having a low refractive index, but if it has a low refractive index, Al 2 O 3 , La 2 O 3 , or Mg F 2 may be used. However, the combination of TiO 2 and SiO 2 is preferable because it has high reflection brightness, is less likely to cause cracks in the layer, and can be realized at low cost. Further, although the first layer is formed of SiO 2 , it may be formed of TiO 2. In this case, the second layer is formed of SiO 2.
(物体検知装置5)
図5は、物体検知プログラム50の機能構成を例示する図である。
図5に例示するように、物体検知プログラム50は、照射部500、検知部502、判定部504、及び、通知部506を有する。物体検知プログラム50は、例えば、CD-ROMなどの記録媒体を介して、物体検知装置5にインストールされたコンピュータプログラムである。
(Object detection device 5)
FIG. 5 is a diagram illustrating the functional configuration of the object detection program 50.
As illustrated in FIG. 5, the object detection program 50 includes an
照射部500は、光源に不可視光を照射させる。照射部500は、赤外線を照射する
光源である場合に赤外線を照射させ、紫外線を照射する光源である場合に紫外線を照射させる。また、照射部500は、光源に連続的に赤外線を照射させてもよいし、間欠的に赤外線を照射させてもよい。
検知部502は、受光センサーを介して、再帰反射材1により再帰反射された不可視光を検知する。本例の検知部502は、赤外線を検知する。検知部502は、光源から照射されたタイミングで、受光センサーが受光した赤外線を検知する。
The
The
判定部504は、検知部502により検知された検知結果に基づいて、物体の変位や物体の有無を判定する。本例の判定部504は、物体の有無を判定する場合を具体例とする。判定部504は、検知部502により再帰反射した赤外線を検知した場合に、赤外線を検知した結果に基づいて物体が有ると判定する。すなわち、再帰反射材1を取り付けた作業着3を着用した作業者が、作業車両4のバケットが接触する作業範囲内に作業者がいると判定する。また、判定部504は、検知部502により再帰反射した赤外線を検知しない場合に、赤外線を検知していない結果に基づいて物体が無いと判定する。すなわち、再帰反射材1を取り付けた作業着3を着用した作業者が、作業車両4のバケットが接触する作業範囲内に作業者がいないと判定する。
The
通知部506は、判定部504により物体が有ると判定された判定結果に基づいて、警告表示部に通知させる。通知部506は、例えば、警告表示部がモニターである場合、作業者がいる旨をモニターに表示させ、警告表示部がランプである場合、作業者がいる旨をランプを点灯表示させ、警告表示部がスピーカーである場合、作業者がいる旨を音声通知させる。
The
図6は、物体検知処理(S10)を説明するフローチャートである。
図6に例示する本処理は、例えば、作業車両4を操作している間において、ステップ100〜ステップ106を連続して繰り返すものである。まず、一連の流れの概要を説明する。図6に例示するように、物体検知処理(S10)は、再帰反射材1に対して、不可視光を照射するステップ(S100)と、照射された不可視光の再帰反射光を検知するステップ(S102)と、検知された再帰反射光に基づいて、物体の有無を判定するステップ(S104)と、物体が有ると判定された判定結果に基づいて、警告表示するステップ(S106)とを有する。以下、詳細に説明する。
FIG. 6 is a flowchart illustrating the object detection process (S10).
In the present process illustrated in FIG. 6, for example, steps 100 to 106 are continuously repeated while the work vehicle 4 is being operated. First, an outline of a series of flows will be described. As illustrated in FIG. 6, the object detection process (S10) includes a step of irradiating the retroreflective material 1 with invisible light (S100) and a step of detecting the retroreflected light of the irradiated invisible light (S102). ), A step of determining the presence or absence of an object based on the detected retroreflected light (S104), and a step of displaying a warning based on the determination result of determining the presence of an object (S106). Hereinafter, a detailed description will be given.
ステップ100(S100)において、照射部500は、作業者の作業着3に取り付けた再帰反射材1に対して、光源に赤外線を照射させる。すなわち、光源は、干渉膜を用いて不可視領域の反射率を高めた再帰反射材1に対して、不可視光、又は、不可視光を含んだ光を照射する。
ステップ102(S102)において、検知部502は、光源から照射された光が再帰反射したタイミングで、再帰反射材1により再帰反射した赤外線を検知する。すなわち、検知部502は、照射された光のうち干渉膜によって波長を制御された再帰反射した光を検知する。
In step 100 (S100), the
In step 102 (S102), the
ステップ104(S104)において、判定部504は、検知部502により再帰反射した赤外線を検知した場合に、赤外線を検知した旨の検知結果に基づいて物体が有ると判定する。すなわち、判定部504は、再帰反射材1を取り付けた作業着3を着用した作業者がいると判定する。そして、物体検知処理(S10)は、S106の処理に移行する。また、検知部502により再帰反射した赤外線を検知しない場合に、赤外線を検知していない旨の検知結果に基づいて物体がないと判定する。すなわち、再帰反射材1を取り付けた作業着3を着用した作業者がいないと判定する。そして、物体検知処理(S10)は、本処理を終了する。
ステップ106(S106)において、通知部506は、判定部504により物体が有ると判定された判定結果に基づいて、作業車両4のバケットが接触する範囲内に作業者がいる旨を警告表示部に通知させる。
このように、作業車両4を操縦する操縦者に対して、作業車両4のバケットが作業者に接触しないよう通知することができる。
In step 104 (S104), when the
In step 106 (S106), the
In this way, it is possible to notify the operator who controls the work vehicle 4 so that the bucket of the work vehicle 4 does not come into contact with the operator.
図7は、再帰反射材1に形成した多層膜20の分光特性を例示する図である。
図7に例示するように、本実施形態の再帰反射材1に形成した多層膜20によって反射した光のうち、波長350nm〜1200nmの範囲で各波長毎の反射率を調査した。その結果、波長800nm〜950nmの範囲で光線の反射率が80%以上となり、かつ、波長450nm〜750nmの範囲で光線の反射率を20%以下となることを確認した。また、波長380nm〜410nmの範囲で光線の反射率が80%以上となることを確認した。すなわち、再帰反射材1により再帰反射した光は、不可視光領域の反射率が可視光領域よりも高いことを確認した。
なお、本例の再帰反射材1では、透過性を高める観点から、不可視光領域の反射率が可視光領域よりも高い場合を説明したが、再帰反射材1の透過性が減少してもよいならば、不可視光領域とほぼ同等もしくは極僅かでも高い反射率を可視領域中に設けてもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating the spectral characteristics of the multilayer film 20 formed on the retroreflective material 1.
As illustrated in FIG. 7, among the light reflected by the multilayer film 20 formed on the retroreflective material 1 of the present embodiment, the reflectance of each wavelength was investigated in the wavelength range of 350 nm to 1200 nm. As a result, it was confirmed that the reflectance of light rays was 80% or more in the wavelength range of 800 nm to 950 nm and that the reflectance of light rays was 20% or less in the wavelength range of 450 nm to 750 nm. It was also confirmed that the reflectance of light rays was 80% or more in the wavelength range of 380 nm to 410 nm. That is, it was confirmed that the light retroreflected by the retroreflective material 1 has a higher reflectance in the invisible light region than in the visible light region.
In the retroreflective material 1 of this example, the case where the reflectance in the invisible light region is higher than that in the visible light region has been described from the viewpoint of increasing the transparency, but the transmissivity of the retroreflective material 1 may be reduced. If so, a high reflectance that is substantially equal to or even slightly higher than that of the invisible light region may be provided in the visible region.
以上説明したように、本実施形態における再帰反射材1によれば、照射した光が再帰反射するため、照射した位置を基準として作業者のいる方向を特定することができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、これらに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更、追加等が可能である。
As described above, according to the retroreflective material 1 in the present embodiment, since the irradiated light is retroreflected, the direction in which the operator is located can be specified with reference to the irradiated position.
Although the embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, and various changes, additions, and the like can be made without departing from the spirit of the invention.
次に、上記実施例における変形例を説明する。
なお、変形例では、上記実施例と実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
[変形例]
上記実施例では、ガラスビーズ10の表面の一部に蒸着して干渉膜である多層膜20を形成する場合を説明したが、これに限定するものではなく、ガラスビーズ10を固着する固着層60に粉体化した干渉膜を含ませてもよい。具体的には、板面上において、不可視領域の反射率を高めた干渉膜を蒸着形成し、形成した干渉膜を細かく紛体化する。紛体化した干渉膜を固着用樹脂中に分散させ、干渉膜を分散させた固着用樹脂でガラスビーズ10を基材64に固着する。これにより、固着層60に粉体化した干渉膜を含ませることができる。
Next, a modification of the above embodiment will be described.
In the modified example, elements having substantially the same function and configuration as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.
[Modification example]
In the above embodiment, the case where the multilayer film 20 which is an interference film is formed by vapor deposition on a part of the surface of the glass beads 10 has been described, but the present invention is not limited to this, and the fixing layer 60 for fixing the glass beads 10 is not limited thereto. May contain a powdered interference film. Specifically, an interference film having an increased reflectance in an invisible region is formed by vapor deposition on the plate surface, and the formed interference film is finely powdered. The pulverized interference film is dispersed in the fixing resin, and the glass beads 10 are fixed to the base material 64 with the fixing resin in which the interference film is dispersed. As a result, the fixing layer 60 can contain a powdered interference film.
1 再帰反射材
10 ガラスビーズ
20 多層膜
60 固着層
62 接着層
64 基材
5 物体検知装置
500 照射部
502 検知部
504 判定部
506 通知部
1 Retroreflective material 10 Glass beads 20 Multilayer film 60 Adhesive layer 62 Adhesive layer 64 Base material 5 Object detection device
500
Claims (5)
前記ガラスビーズの表面の一部に形成された干渉膜とを有し、
前記膜干渉膜は、紫外線又は赤外線の反射率高くなるように形成されている
請求項1に記載の再帰反射材。 Retroreflective glass beads and
It has an interference film formed on a part of the surface of the glass beads.
The retroreflective material according to claim 1, wherein the film interference film is formed so as to have a high reflectance of ultraviolet rays or infrared rays.
請求項2に記載の再帰反射材。 The retroreflective material according to claim 2, wherein the interference film is designed so that the reflectance of light rays having a wavelength of 800 nm to 1200 nm is 80% or more.
請求項3に記載の再帰反射材。 The retroreflective material according to claim 3, which is transparent or translucent.
照射された光のうち干渉膜によって波長を制御された再帰反射した光を検知するステップと、
検知された再帰反射光に基づいて、物体の有無や変位を判定するステップと
を有する物体検知方法。 A step of irradiating a retroreflective material whose reflectance in an invisible region is increased by using an interference film with invisible light or light containing invisible light, and
The step of detecting the retroreflected light whose wavelength is controlled by the interference film among the irradiated light,
An object detection method having a step of determining the presence / absence or displacement of an object based on the detected retroreflected light.
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