JP4498150B2

JP4498150B2 - レーザー光利用接近検知システム

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Publication number: JP4498150B2
Application number: JP2005012967A
Authority: JP
Inventors: 敏郎松井; 浩一八田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: JP2006201030A

Description

本発明は、クレーン等の重機の高圧電線（送電線）への接近を検知するレーザー光利用接近検知システムに関し、更に具体的には、レーザー測定機器を利用したクレーン等の高圧電線への接近を検知するレーザー光利用接近検知システムに関する。

電力供給者（電力会社）が、電力需用者（工場、家庭等）に対して電力を供給する場合、比較的高圧の電力を電力供給者が運営する発電所から送電線を介して電力需用者の近傍にある変電所、変圧器等に送電し、これら変電所等にて所定電圧に降圧し、電力需用者に供給している。発電所から変電所等までの長距離の送電路を確保するために、一般に鉄塔に架けられた送電線が張り巡らされている。このため、送電線には、例えば、各種高圧階級と称される２２ｋＶ，６６ｋＶ，１１０ｋＶ，２２０ｋＶのような高圧電流が流れている。

発電所から変電所等までの距離が長いため、各地の送電線付近にて、種々の土木工事、建造物の建設・修理・撤去、比較的大きな物品の運搬等の作業を行わなければならない事態が発生する。これら作業の内、送電線と接触する可能性がある作業は、典型的にはクレーン等の重機を用いて行う作業である。

送電線付近でクレーン等の重機による作業が行われ、クレーンのブームがその送電線に接近する可能性がある場合、これを絶対的に回避するために、細心の注意を払わなければならない。

従来、クレーンのブームが送電線に接近する可能性がある場合、電力供給者から派遣された立会者のもと、視覚的な安全対策を施し、安全管理を行っていた。具体的には、図１に示すように、送電線２から目安ロープ（図示せず。）を吊り下げ、クレーン４のブーム１５の先端部５が接近したことを立会者１２が目視で確認したとき、携帯子機１０からクレーン内の親機９を所持するクレーンオペレータ８に対して、無線通信の双方向通話により注意を喚起する方法が採用されていた。送電線接触事故の発生を確実に防止するため、立会者１２として経験豊富な人間が選定されていた。

なお、本発明者は、本発明に係る無線式接近警報装置に関連する公開された技術文献として、次の特許文献を承知している。しかし、これらの特許文献には、レーザーを利用した技術に関する記載は存在しない。
特開2000-113349（平成12年4月21日公開）、発明の名称「高圧活線センサー」、出願人株式会社谷沢製作所特開2002-260120（平成14年9月13日公開）発明の名称「活線警報機」、出願人株式会社谷沢製作所、同株式会社中電工

しかしながら、このような人間の視覚に依存する安全対策では、不注意、誤認、判断ミス等により、クレーンのブームと送電線との接触事故の発生する確率をゼロにすることは困難である。

本発明者等は、このような接近センサとして、例えば、送電線からの電磁界を電磁センサ、ＧＰＳを利用して送電線の位置とクレーンの位置を求める位置センサ等の種々のセンサを利用したシステムの検討・開発をしている。本発明は、これらセンサのうちで、レーザー光を利用したセンサを組み込んだレーザー光利用接近検知システムを対象としている。

本発明者等は、このような状況に鑑みて、クレーン等のブーム（重機）と送電線の接触事故が発生する確率を限りなく減少させることできるレーザー光利用接近検知システムを開発することに着手した。

従って、本発明は、クレーン等の重機が送電線に対して接近したことを検知する新規なレーザー光利用接近検知システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、重機に取り付けられ、送電線を自動追従するカメラと、前記カメラの動きに連動して向きを変えるレーザー距離計とを備え、該レーザー距離計によって前記送電線までの距離が測定される。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計は、レーザー光を線状走査している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計は、レーザー光を前記送電線に対してほぼ垂直方向に線状走査している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計は、赤色可視光線を発するレーザーダイオードを光源としている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記カメラは、移動する前記重機の先端に撮影方向を変更可能な状態で設置され、画像認識技術を利用して前記送電線を自動追従している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計は、前記送電線に向かってレーザー光を照射し、その反射光を捕捉して、該送電線までの距離を算出している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計による距離測定は、少なくとも前記重機が移動するときに実行される。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、クレーンの移動するブームの先端部に配置され、送電線の相対的な動きに追従するＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラに連動して照射方向を変更するレーザー距離計と、前記レーザー距離計に適当なインターフェイスによって接続されたコンピュータとを備え、前記レーザー距離計は、前記送電線までの距離を測定している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記ＣＣＤカメラは、画像処理技術を利用して前記送電線の相対的な動きに自動追従している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記ＣＣＤカメラは、少なくともクレーン移動時には前記送電線を自動追従している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、レーザー距離計は、前記送電線に向けてレーザー光を線状走査する。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記レーザー距離計は、前記送電線に対して垂直方向にレーザー光を線状走査する。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記コンピュータは、クレーンオペレータの近傍に設置されている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記コンピュータは、前記レーザー距離計と適当なインターフェイスによって接続され、該レーザー距離計から距離データを受信している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記コンピュータは、距離情報を音声出力するためのスピーカ、表示出力するためのモニタ及び振動出力するためのバイブレータのいずれか１個以上を有している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記送電線には目安ロープがぶら下げられ、該目安ロープの下端にマークが取り付けられ、前記ＣＣＤカメラは、前記マークを自動追従するようになっている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記ＣＣＤカメラは、傾斜自在な設置盤に取り付けられて、前記送電線の相対的な動きに自動追従し、前記レーザー距離計は、同じ設置盤の上に設置されて、前記ＣＣＤカメラが前記送電線を自動追従するのに連動して該レーザー距離計も該送電線を自動追従している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記送電線には、前記レーザー距離計からのレーザー光を反射する反射板が取り付けられている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記送電線には目安ロープがぶら下げられ、該目安ロープの下端にレーザー光反射板が取り付けられている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記ＣＣＤカメラと前記レーザー距離計とは、同じ設置盤に取り付けられ、前記設置盤は、垂直軸及び該垂直軸に連結する第１のモータと、水平軸及び該水平軸に直結する第２のモータとを有し、前記第１及び第２のモータが駆動して前記設置盤の傾斜が制御される。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、カメラ関係では、前記ＣＣＤカメラと、前記ＣＣＤカメラから現在の画像を取り込むフレームメモリと、前記ＣＣＤカメラから基準の画像を取り込む基準フレームメモリと、前記フレームメモリに記録された画像データと、前記基準フレームメモリに記録された画像データとを比較して、変位量を検出して変位量データとして出力する動き検出回路と、前記変位量データに基づき、ｘ方向データ及びｙ方向データを第１及び第２のモータ駆動回路４０に夫々送出する動き補償回路と、前記ｘ方向データに基づき前記第１のモータに駆動電流を供給する第１のモータ駆動回路と、前記ｙ方向データに基づき前記第２のモータに駆動電流を供給する第２のモータ駆動回路とを備えている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記基準フレームメモリに取り込まれる基準の画像は、撮像面の中央部分にマークを位置させた状態で撮像されている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記動き検出回路は、前記フレームメモリに格納された現在の画像データと前記基準フレームメモリに記録されている基準の画像データとを比較してその変位量を検出して変位量データとして出力し、前記変位量は、ＣＣＤカメラの撮像面をｘｙ平面とし、該撮像面の法線の方向をｚ方向としたとき、ｘ方向とｙ方向の各変位量を示している。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記フレームメモリにマークの画像データが存在せず、変位量が検出されなかった場合には、前記動き検出回路は、エラー信号を出力する。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記動き検出回路からエラー信号が出力された時、前記動き補償回路は、(i)警報機からアラームの出力、(ii)クレーンの動きを停止するための停止信号の出力、(iii)予め設定されたＣＣＤカメラのスキャニング動作、及び(iv)オペレータの操作によるマーク映像の追従、の群から成る動作の少なくとも一つを実行する。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記動き補償回路は、前記動き検出回路からの変位量データであるｘ方向データ及びｙ方向データを第１及び第２のモータ駆動回路４０に夫々送出し、これによって、ＣＣＤカメラにて撮像されるマークの位置が撮像面の中央位置になるように、該ＣＣＤカメラが自動追従される。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、レーザー距離計関係では、少なくとも、前記送電線に対してレーザ−光を走査するレーザー走査回路、前記送電線で反射されたレーザー光を受信する反射光受信回路及びレーザー光の発信から受信までの期間に対応して該送電線までの距離を算出する距離算出回路を有するレーザー距離計と、前記レーザー距離計にインターフェイスを介して接続されたコンピュータと、前記コンピュータに接続された表示装置とを備えている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記コンピュータにより、距離データは整理され、モニタに表示される。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記送電線の電圧に対応した安全離隔距離を規定し、この安全離隔距離と距離データを比較して、該距離データが安全離隔距離を超えた時に警報を発するようにしている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、前記送電線の電圧に対応した安全離隔距離を二段階に規定して、第１の安全離隔距離を超えた時に注意警報を発し、第２の安全離隔距離を超えた時に最終警報を発する。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、上述のレーザー光利用接近検知システムであって、水平軸とその駆動モータ及び垂直軸とその駆動モータを備えた設置盤を２個用意し、前記ＣＣＤカメラと前記レーザー距離計を別々に設置し、該ＣＣＤカメラの動き検出回路からの水平方向及び垂直方向の変位量データを該レーザー距離計の水平方向及び垂直方向モータ駆動回路に夫々入力することで、該レーザー距離計が該ＣＣＤカメラの動きに追従するようにしている。

更に本発明に係るレーザー光利用接近検知システムは、クレーン先端部に取り付けられ、送電線を自動追従するカメラ及び該送電線までの距離を測定するレーザー距離計と、前記カメラの動きに連動して前記レーザー距離計の向きを変える連動手段とを備え、前記レーザー距離計は、前記送電線までの距離を連続的に測定している。

本発明によれば、クレーン等の重機が送電線に対して接近したことを検知する新規なレーザー光利用接近検知システムを提供することが出来る。

以下、本発明に係るレーザー光利用接近検知システムの実施形態に関して、添付の図面を参照しながら、その詳細を説明する。なお、図面中、同じ要素に対しては同じ符号を付して重複した説明を省略する。
［レーザー光利用の検討］
図２は、レーザー利用の測定機器２０の走査範囲を説明する図である。図中、符号２は送電線であり、レーザーセンサ２０からのレーザー光２１は線状に走査され、その反射光（図示せず。）が捕捉される。このレーザー光利用接近検知システムに利用されるレーザーセンサ２０は、センサという点源から送電線という直線状対象物を検出することを目的としている。この観点から、レーザーが一点のみ照射するもの（スポット状走査）では検知確率が劣り、また３次元空間を全方位で走査するものでは効率が下がり且つ価格が高くなる。結局、送電線２に対してほぼ垂直方向に空間内の平面を走査するもの（線状走査）が適している。

次に、図３乃至図５は、接近検知に際してレーザーセンサをどのように使用するかを説明する図である。図３及び図４では、レーザーセンサ２０により禁止領域を確定し、この領域に侵入してきたクレーン４のブーム１５を検出している。具体的には、図３では、送電線２の直下から安全距離（距離ｘの位置）にレーザーセンサ２０を設置し、レーザー光２１を真上に線状に走査している。この場合、送電線２から水平方向距離ｘ以内にクレーン４のブーム１５が侵入すると、レーザーセンサ２０によって検知される。

図４では、送電線２の直下から遠く離れた位置にレーザーセンサ２０を設置し、レーザー光２１を送電線２の下方向安全距離（距離ｙ）の箇所に向けて線状に走査している。この場合、送電線２から垂直方向距離ｙ以内にクレーン４のブーム１５が侵入すると、レーザーセンサ２０によって検知される。

更に、図３のレーザーセンサ２０と図４のそれとを両方採用すると、２台のレーザーセンサによって、送電線２から水平方向距離ｘ及び垂直方向距離ｙの両方に禁止領域を確定することが出来、この領域にクレーン４のブーム１５が侵入すると、レーザーセンサによって検知される。

しかし、このようなレーザーセンサ２０により禁止領域を確定し、この領域に侵入したクレーン４を検出する方式は、クレーンが移動する毎に、新たにレーザーセンサを設置す必要がある。クレーンの移動毎に、レーザーセンサを、例えば５ｍといった安全距離に精確に設置することは煩わしく、作業性も悪い。

図５は、クレーン４のブーム１５の先端５にレーザーセンサ２０を取り付け、ブーム１５と共に移動するレーザーセンサにより、相対的に接近する送電線２を検知する方式である。この方式によれば、図３及び４のレーザーセンサ２０のように、クレーン４の移動毎に、レーザーセンサを設置する必要が無くなる。

ブーム１５の先端５にレーザーセンサ２０を取り付ける方式で重要なことは、レーザー光２１が送電線２を見失わず、常時送電線２に向かって照射されその反射光を捕捉して接近状態を把握することにある。レーザー光２１が線状に走査するとはいうものの、レーザー光２１が送電線２の方向とは反対向きに走査しては、送電線２を見失ってしまう。従って、常時レーザーセンサ２０の向きをほぼ（即ち、線状走査で捕捉できる程度に）送電線２に向けるように制御する必要がある。

次に、本発明者等は、市場で入手し得るレーザーセンサの性能等に関して調査を行った。この結果、レーザー距離計として種々のセンサが提供されていることが判明した。例えば、線状に走査する典型的なレーザー距離計として、レーザーダイオード６３５ｎｍ赤色可視光線クラス２（ＩＥＣ規格）の光源を使用し、測定範囲０．３〜５０ｍ（反射板無し）２０〜１００ｍ（反射板使用時）、測定精度±３ｍｍ（４０ｍにおいて）、応答時間約０．６〜５秒、インターフェイスＲＳ−２３２Ｃのようなセンサが多数提供されている。このような性能のセンサは、本発明に係るレーザー光利用接近検知システムに利用可能と判断される。

次に、本発明者等は、レーザーセンサ２０の向きを自動制御する方式について検討した。検討の結果、レーザー距離計を、近傍に位置する送電線２に方向付けする手段として、被写体（送電線２）を自動追従するカメラ２０を利用することとした。その原理は、図６（Ａ）に示すように、カメラ２０をクレーンのブーム先端５に撮影方向を変更可能な状態で設置する。画像認識技術を利用して、移動するクレーン上で常時カメラ２０を被写体である送電線２の方向に向かせることにする。

図６（Ｂ）に示すように、クレーンに設置されたカメラ２０の直ぐ近くにはレーザー距離計２２が設置されている。このレーザー距離計２２の向き（レーザー照射方向）２１を、常時送電線２に向けられたカメラ２０に連動させる。このような原理の構成を採択することにより、レーザー距離計２２も常時送電線２に向かってレーザー光２１を照射し、その反射光を捕捉して、クレーン先端５から送電線２までの距離を検出することが出来る。なお、このレーザー照射による距離測定は、常時継続的に実施する必要は無く、クレーン４が移動するときに（即ち、クレーンと送電線間の距離が変化するときに）実行すればよいことを承知されたい。
［レーザー光利用接近検知システム］
図７乃至図１０を用いて、本実施形態に係るレーザー光利用接近検知システム２４について説明する。図７は、本実施形態に係るレーザー光利用接近検知システム２４のシステム構成の全体的な概要を説明する図である。図７に示す状況は、送電線２（電磁界発生体）２が鉄塔３の間に架けられている。この送電線２の付近で、クレーン等の重機４を用いた作業が行われる状況である。勿論、本システムに対して、図１に関連して説明した従来の無線通信の双方向通話を利用した視覚的な（親機９と携帯子機１０による）安全対策システムを追加して併用してもよい。

図７に示すレーザー光利用接近検知システム２４では、クレーン４のブーム１５の先端部５に配置され、送電線２の相対的な動きに追従するＣＣＤカメラ２０と、このＣＣＤカメラ２０に連動して照射方向が決められるレーザー距離計２２と、このレーザー距離計２２に適当なインターフェイス２７によって接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）２６とを備えている。

ＣＣＤカメラ２０は、送電線２を自動追従している。この自動追従は、常時又は少なくともクレーン移動時には行われる。

レーザー距離計２２は、このＣＣＤカメラ２０に連動してその本体の向きが変化する。そのため、ＣＣＤカメラ２０も、ほぼ送電線２を自動追従している。この結果、レーザー光２１の線状走査により、確実に送電線２を捕捉することができ、クレーン４と送電線２間の距離を測定できる。

ＰＣ２６は、オペレータ８の近傍に、例えば、オペレータルーム内に設置されている。ＰＣ２６は、適当なインターフェイス２７によってレーザー距離計２２から距離データを受信する。所望により、ＰＣ２６には、距離データを音声出力するためのスピーカ、表示出力するためのモニタ、振動出力するための起振動装置（バイブレータ）等を接続してもよい
図８は、図７のシステムのＣＣＤカメラ２０とレーザー距離計２２との組み合わせによる距離測定方法を説明する図である。好ましくは、送電線２には目安ロープ２８がぶら下げられ、該目安ロープの先端（下端）に例えば球状のマーク２９が取り付けられている。ＣＣＤカメラ２０の画像情報により、ＣＣＤカメラ設置盤３０の傾きが自動制御され、ＣＣＤカメラ２０がこのマーク２９を自動追従するようになっている。

同じ設置盤３０の上には、近傍にレーザー距離計２２が取り付けられている。従って、ＣＣＤカメラ２０が目安ロープ２８を自動追従するのに連動して、レーザー距離計２２も目安ロープ２８を自動追従している。好ましくは、レーザー距離計２２は線状走査をしている。地面に対してほぼ水平に架線された送電線２に対して確実にレーザー照射するためには、レーザー照射は地面（及び送電線）に対してほぼ垂直方向に線状走査することが好ましい。尚、送電線自体にマーク又は反射板２９を取り付けてもよい。

上述したレーザー距離計２２では、反射板を用いた方が、反射板無しの場合に比較して、測定範囲は広がり、また測定精度も向上する。従って、好ましくは、目安ロープ２８の先端マークとして、又はこれに追加してレーザー反射板２９を取り付けて、距離測定を更に安定なものにすることもできる。

図９は、図７のシステムのＣＣＤカメラ２０とレーザー距離計２２との組み合わせが、その対向方向が自動制御される設置盤３０に取り付けられた様子を説明する図である。この設置盤３０は、上面から見てほぼ長方形状を有し、ブーム１５の先端部５に傾斜自在に取り付けられている。設置盤３０は、該設置盤の下面に板面に対し直交して設けられた垂直軸３１を有する。この垂直軸３１は、第１のモータ３２の回転軸（図示せず）と連結、あるいは第１のモータに直結されている。従って、設置盤３０は、第１のモータ３２による回転駆動によって垂直軸３１を中心に回転することとなる。

更に、設置盤３０は、該設置盤の下面に板面に対し水平に設けられた水平軸３３を有する。この水平軸３３は、第２のモータ３４の回転軸（図示せず）と連結、あるいは第２のモータに直結されている。

図１０は、図７のレーザー光利用接近検知システム２４の詳細を説明するブロック図である。このシステムは、カメラ関係では、ＣＣＤカメラ２０と、フレームメモリ３４と、基準フレームメモリ３６と、動き検出回路３７と、動き補償回路３８と、第１のモータに駆動電流を供給する第１のモータ駆動回路３９と、第２のモータに駆動電流を供給する第２のモータ駆動回路４０とを備えている。レーザー距離計関係では、レーザー走査回路４１、反射光受信回路４２及び距離算出回路４３を有するレーザー距離計２２と、この距離計にＲＳ−２３２Ｃのような適当なインターフェイス２７を介して接続されたＰＣ２６と、このＰＣに接続されたモニタ（表示装置）４５とを備えている。

フレームメモリ３５は、ＣＣＤカメラ２０から現在の画像データが取り込まれるようになっている。例えば市販のＣＣＤカメラを用いる場合は、１フレーム（１／６０秒）単位に画像データが、このフレームメモリ３５に取り込まれる。

基準フレームメモリ３６は、クレーン４を適当な基準位置に設置し、ＣＣＤカメラ２０によってマーク２９（図８参照）を撮像することによって、この撮像した画像データが取り込まれるようになっている。このとき、ＣＣＤカメラ２０における撮像面の中央部分にマーク２９を位置させた状態で撮像されることから、マーク２９の画像データ（基準画像データ）は基準フレームメモリ３６の中央部分に記録される。

動き検出回路３７は、フレームメモリ３４に格納されたマーク２９の画像データと基準フレームメモリ３６に記録されているマーク２９の基準画像データとを比較してその変位量を検出し、変位量データとして出力する。この変位量は、ＣＣＤカメラ２０の撮像面をｘｙ平面とし、該撮像面の法線の方向をｚ方向としたとき、ｘ方向とｙ方向の各変位量を示す。フレームメモリ３５にマーク２９の画像データが存在せず、変位量が検出されなかった場合にはエラー信号を出力する。

動き補償回路３８は、動き検出回路３７からエラー信号が出力されなかった場合に、動き検出回路３７からの変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）をそれぞれ第１及び第２のモータ駆動回路３９，４０に夫々送出し、第１及び第２のモータ３２，３４はこれら変位データに対応して変位量を補償する方向に駆動される。これによって、ＣＣＤカメラ２０にて撮像されるマーク２９の位置が撮像面の中央位置になるように、該ＣＣＤカメラ２０が自動追従されることになる。

前記エラー信号を受け取った場合は、例えば、警報機４６からアラームを出力するためのアラーム信号を出力する。このとき、クレーン４を駆動制御する装置に対してクレーン４の動きを停止するための信号Ｓｃを出力するようにしてもよい。

また、予め設定されたＣＣＤカメラ２０のスキャニング動作を行うようにしてもよい。スキャニング動作は、図示しないコンピュータから第１及び第２のモータ駆動回路３９，４０に対してそれぞれスキャニングデータを供給する。これによって、設置盤３０が駆動されＣＣＤカメラ２０が走査を開始して、例えば６０秒で一回の線状走査を実行する。このスキャニング動作中にＣＣＤカメラ２０がマーク２９を撮像した時点で通常動作に戻るようにする。

また、ＣＣＤカメラ２０からの撮像データをオペレータ８がモニタしている場合であって、かつ、設置盤３０の傾斜を任意に操作することができるジョイスティックが設置されていれば、オペレータがそのジョイスティックを操作してモニタ（図示せず。）上にマーク２９の映像が映し出された時点で、通常動作に戻るようにしてもよい。

このように、ＣＣＤカメラ２０は、常時送電線２の方向を向くように、自動制御されている。このＣＣＤカメラ２０が設置されている設置盤３０にレーザー距離計２２も設置されているので、レーザー距離計２２はＣＣＤカメラ２０の向きに連動して、常時送電線２の方向を向くように自動制御される。

レーザー距離計２２は、好ましくは、レーザー光２１を照射しながら地面に対して垂直方向に線状走査する。反射板２９で反射したレーザー光２１は反射光受信回路４２で検出され、距離算出回路４３でレーザー飛行時間（レーザー発信から受信までの時間）に基づき、クレーンと送電線間の距離が算出される。この距離データは、レーザー距離計２２から、例えばＲＳ−２３２Ｃのような適当なインターフェイス２７を介してＰＣ２６に送られる。

ＰＣ２６により、距離データは整理され、モニタ４５に表示される。例えば、送電電圧に対応した安全離隔距離Ｄｓを規定し、この距離Ｄｓと距離データを比較して、距離データが距離Ｄｓを超えた時に警報を発するようにすることも出来る。また、安全離隔距離Ｄｓを二段階に規定して、最初の広い距離Ｄｓ1を超えた時に注意警報を発し、最低限確保すべき距離Ｄｓ2を超えた時に最終警報を発して、オペレータのクレーン人為的な操作の時間的遅れ（タイムラグ）に対処するようにしてもよい。

ＰＣ２６からの警報出力方式は、種々の方式が採用できる。距離データ又は警報を音声出力するためのスピーカ、振動出力するための起振動装置（バイブレータ）等を接続してもよい。
［本実施形態の利点及び代替手段］
（利点）
本実施形態に係るレーザー光利用接近検知システムでは、次のような特徴がある。

(i)従来の立会者による目視確認と口頭による無線伝達のシステムに比較して、本実施形態によれば接近を自動的に感知してリアルタイムでクレーンオペレータに対して距離表示又は警報音を発報するシステムを採用することで、信頼性の向上が図れる。

(ii)送電線と重機の接近検知にレーザーを利用したシステムは、従来技術には存在しなかった技術と判断している。

(iii)カメラの自動追従技術を応用することで、レーザー距離計を送電線に向かって方向付けする点も、従来技術には存在しなかった技術と判断している。

(iv)警報音２段階方式の採用により、人為的な理由によるクレーン操作停止までのタイムラグに対処することが出来る。

（代替手段）
上述した実施形態は、本発明に係る接近警報装置の一例であり、これに限定されない。当業者のなし得る種々の変更、改変、改良は、いずれも本発明に係る接近警報装置に含まれる。

例えば、本実施形態では、カメラ２０とレーザー距離計２２の連動手段は、その構成を簡易にするため、カメラとレーザー距離計を同じ設置盤３０に設置することで解決している。しかし、カメラとレーザー距離計の連動手段はこれに限定されない。図９に示すような水平軸と駆動モータ３３，３４と垂直軸と駆動モータ３１，３２を備えた設置盤を２個用意し、カメラ２０とレーザー距離計２２を別々に設置する。カメラの動き補償回路３８からの変位量データ（ｘ方向データＤ１及びｙ方向データＤ２）をレーザー距離計２２の水平方向及び垂直方向モータ駆動回路に夫々入力することで、レーザー距離計２２もカメラ２０の動きに追従するので、本実施形態に採択可能な連動手段が得られる。

このように、本発明の技術的範囲は、上述の実施形態の記載に限定されないことを承知されたい。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

図１は、従来の接近警報システムを説明する図である。図２は、レーザー測定機器走査範囲を説明する図である。図３は、レーザー測定機器を使って、クレーンの水平方向からの接近を検知する方法を説明する図である。図４は、レーザー測定機器を使って、クレーンの垂直方向からの接近を検知する方法を説明する図である。図５は、レーザー測定機器をクレーンブーム先端に設置して、送電線の接近を検知する方法を説明する図である。図６（Ａ）は、クレーンブーム先端に設置されたカメラが常時送電線を補足するように自動制御される様子を説明する図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のカメラの自動制御に関連させてレーザー測定機器が送電線までの距離を測定する様子を説明する図である。図７は、本発明に係るレーザー光利用接近検知システムの外観を説明する図である。図８は、図７のレーザー光利用接近検知システムに用いられる、クレーンブーム先端に設置されたＣＣＤカメラとレーザー距離計を説明する図である。図９は、図８のＣＣＤカメラとレーザー距離計を更に詳しく説明する図である。図１０は、レーザー光利用接近検知システムの回路系を示すブロック図である。

符号の説明

２：送電線、３：鉄塔、４：クレーン、５：先端部、８：オペレータ、９：無縁親機、１０：携帯子機、１２：立会者、１５：ブーム、２０：レーザー利用の測定機器、レーザーセンサ、レーザー距離計、２１：レーザー光線、２２：カメラ，ＣＣＤカメラ、２３：カメラの向き、２４：レーザー光利用接近検知システム、２６：ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、２７：インターフェイス，ＲＳ−２３２Ｃ、２８：目安ロープ、２９：マーク（レーザー反射板）、３０：設置盤、３１：垂直軸、３２：第１のモータ、３３：垂直軸、３４：第２のモータ、３５：フレームメモリ、３６：基準フレームメモリ、３７：動き検出回路、３８：動き補償回路、３９：第１のモータ駆動回路、４０：第２のモータ駆動回路、４１：レーザー走査回路、４２：反射光受信回路、４３：距離算出回路、４５：表示装置（モニタ）

Claims

重機に取り付けられ、送電線を自動追従するカメラと、
前記カメラの動きに連動して向きを変えるレーザー距離計とを備え、該レーザー距離計によって前記送電線までの距離が測定される、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計は、レーザー光を線状走査している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計は、レーザー光を前記送電線に対してほぼ垂直方向に線状走査している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計は、赤色可視光線を発するレーザーダイオードを光源としている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記カメラは、移動する前記重機の先端に撮影方向を変更可能な状態で設置され、画像認識技術を利用して前記送電線を自動追従している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計は、前記送電線に向かってレーザー光を照射し、その反射光を捕捉して、該送電線までの距離を算出している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計による距離測定は、少なくとも前記重機が移動するときに実行される、レーザー光利用接近検知システム。
クレーンの移動するブームの先端部に配置され、送電線の相対的な動きに追従するＣＣＤカメラと、
前記ＣＣＤカメラに連動して照射方向を変更するレーザー距離計と、
前記レーザー距離計に適当なインターフェイスによって接続されたコンピュータとを備え、
前記レーザー距離計は、前記送電線までの距離を測定している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記ＣＣＤカメラは、画像処理技術を利用して前記送電線の相対的な動きに自動追従している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記ＣＣＤカメラは、少なくともクレーン移動時には前記送電線を自動追従している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
レーザー距離計は、前記送電線に向けてレーザー光を線状走査する、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記レーザー距離計は、前記送電線に対して垂直方向にレーザー光を線状走査する、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記コンピュータは、クレーンオペレータの近傍に設置されている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記コンピュータは、前記レーザー距離計と適当なインターフェイスによって接続され、該レーザー距離計から距離データを受信している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記コンピュータは、距離情報を音声出力するためのスピーカ、表示出力するためのモニタ及び振動出力するためのバイブレータのいずれか１個以上を有している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記送電線には目安ロープがぶら下げられ、該目安ロープの下端にマークが取り付けられ、
前記ＣＣＤカメラは、前記マークを自動追従するようになっている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記ＣＣＤカメラは、傾斜自在な設置盤に取り付けられて、前記送電線の相対的な動きに自動追従し、
前記レーザー距離計は、同じ設置盤の上に設置されて、前記ＣＣＤカメラが前記送電線を自動追従するのに連動して該レーザー距離計も該送電線を自動追従している、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記送電線には、前記レーザー距離計からのレーザー光を反射する反射板が取り付けられている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記送電線には目安ロープがぶら下げられ、該目安ロープの下端にレーザー光反射板が取り付けられている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記ＣＣＤカメラと前記レーザー距離計とは、同じ設置盤に取り付けられ、
前記設置盤は、
垂直軸及び該垂直軸に連結する第１のモータと、水平軸及び該水平軸に直結する第２のモータとを有し、
前記第１及び第２のモータが駆動して前記設置盤の傾斜が制御される、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２０に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、カメラ関係では、
前記ＣＣＤカメラと、
前記ＣＣＤカメラから現在の画像を取り込むフレームメモリと、
前記ＣＣＤカメラから基準の画像を取り込む基準フレームメモリと、
前記フレームメモリに記録された画像データと、前記基準フレームメモリに記録された画像データとを比較して、変位量を検出して変位量データとして出力する動き検出回路と、
前記変位量データに基づき、ｘ方向データ及びｙ方向データを第１及び第２のモータ駆動回路４０に夫々送出する動き補償回路と、
前記ｘ方向データに基づき前記第１のモータに駆動電流を供給する第１のモータ駆動回路と、
前記ｙ方向データに基づき前記第２のモータに駆動電流を供給する第２のモータ駆動回路とを備えている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２０に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記基準フレームメモリに取り込まれる基準の画像は、撮像面の中央部分にマークを位置させた状態で撮像されている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記動き検出回路は、前記フレームメモリに格納された現在の画像データと前記基準フレームメモリに記録されている基準の画像データとを比較してその変位量を検出し、変位量データとして出力し、
前記変位量は、ＣＣＤカメラの撮像面をｘｙ平面とし、該撮像面の法線の方向をｚ方向としたとき、ｘ方向とｙ方向の各変位量を示す、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記フレームメモリにマークの画像データが存在せず、変位量が検出されなかった場合には、前記動き検出回路は、エラー信号を出力する、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２４に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記動き検出回路からエラー信号が出力された時、前記動き補償回路は、
(i)警報機からアラームの出力、
(ii)クレーンの動きを停止するための停止信号の出力、
(iii)予め設定されたＣＣＤカメラのスキャニング動作、及び
(iv)オペレータの操作によるマーク映像の追従、
の群から成る動作の少なくとも一つを実行する、レーザー光利用接近検知システム。
請求項２１に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記動き補償回路は、前記動き検出回路からの変位量データであるｘ方向データ及びｙ方向データを第１及び第２のモータ駆動回路４０に夫々送出し、これによって、ＣＣＤカメラにて撮像されるマークの位置が撮像面の中央位置になるように、該ＣＣＤカメラが自動追従される、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、レーザー距離計関係では、
少なくとも、前記送電線に対してレーザ−光を走査するレーザー走査回路、前記送電線で反射されたレーザー光を受信する反射光受信回路及びレーザー光の発信から受信までの期間に対応して該送電線までの距離を算出する距離算出回路を有するレーザー距離計と、
前記レーザー距離計にインターフェイスを介して接続されたコンピュータと、
前記コンピュータに接続された表示装置とを備えている、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
前記コンピュータにより、距離データは整理され、モニタに表示される、レーザー光利用接近検知システム。
請求項８に記載のレーザー光利用接近検知システムにおいて、
水平軸とその駆動モータ及び垂直軸とその駆動モータを備えた設置盤を２個用意し、前記ＣＣＤカメラと前記レーザー距離計を別々に設置し、該ＣＣＤカメラの動き検出回路からの水平方向及び垂直方向モータの変位量データを該レーザー距離計の水平方向及び垂直方向モータ駆動回路に夫々入力することで、該レーザー距離計が該ＣＣＤカメラの動きに追従するようにしている、レーザー光利用接近検知システム。
クレーン先端部に取り付けられ、送電線を自動追従するカメラ及び該送電線までの距離を測定するレーザー距離計と、
前記カメラの動きに連動して前記レーザー距離計の向きを変える連動手段とを備え、
前記レーザー距離計は、前記送電線までの距離を連続的に測定している、レーザー光利用接近検知システム。