JP5061084B2

JP5061084B2 - 現場内監視システム

Info

Publication number: JP5061084B2
Application number: JP2008290621A
Authority: JP
Inventors: 靖彦金成; 弘小倉; 英史石本
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-11-13
Also published as: JP2010117882A

Description

本発明は、作業機械の周辺で作業を行う作業員の安全を確保するための現場内監視システムに関する。

作業機械の周辺で作業を行う作業員の安全を確保するために、たとえば、油圧ショベルの周囲に設定した危険領域内に作業員が存在する場合に、当該作業員に警告を発するとともに、油圧ショベルの動作を制動するという作業安全監視システムが知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−１３８５１８号公報

しかし、上述した特許文献に記載の作業安全監視システムでは、油圧ショベルとともに作業を行う作業員が危険領域内で作業を行わなくてはならない場合であっても、作業員が危険領域内に侵入する都度、当該作業員に警告が発せられため煩わしい。

（１）請求項１の発明による現場内監視システムは、作業員の位置を検出する作業員位置検出手段と、一の作業機械とともに作業を行う作業員を登録する作業員登録手段と、作業員位置検出手段で位置が検出された作業員が一の作業機械とともに作業を行う作業員として作業員登録手段で登録されているか否かを判断する作業員登録有無判断手段と、一の作業機械の位置を検出する第１の作業機械位置検出手段と、一の作業機械の位置を基準として一の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第１の立ち入り制限範囲）を記憶する第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、第１の作業機械位置検出手段で検出した一の作業機械の位置と、第１の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第１の立ち入り制限範囲とに基づいて、一の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第１の立ち入り制限領域）を算出する第１の立ち入り制限領域算出手段と、第１の立ち入り制限領域算出手段で算出した第１の立ち入り制限領域と、作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、第１の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第１の作業員有無判断手段と、第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録されていない作業員であると第１の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、一の作業機械に設けられた第１の警報手段と、第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録された作業員でないと作業員登録有無判断手段で判断されると、一の作業機械のオペレータに対して警報を発する対オペレータ警報手段と、一の作業機械とは異なる他の作業機械の位置を検出する第２の作業機械位置検出手段と他の作業機械の位置を基準として他の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第２の立ち入り制限範囲）を記憶する第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、第２の作業機械位置検出手段で検出した他の作業機械の位置と、第２の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第２の立ち入り制限範囲とに基づいて、他の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第２の立ち入り制限領域）を算出する第２の立ち入り制限領域算出手段と、第２の立ち入り制限領域算出手段で算出した第２の立ち入り制限領域と、作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、第２の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第２の作業員有無判断手段と、第２の作業員有無判断手段で第２の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第２の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録された作業員であると第２の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、一の作業機械に設けられた第２の警報手段とを備えることを特徴とする現場内監視システム。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の現場内監視システムにおいて、一の作業機械は、監視手段をさらに備え、監視手段は、作業員位置検出手段と、作業員登録手段と、作業員登録有無判断手段と、第１の作業機械位置検出手段と、第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、第１の立ち入り制限領域算出手段と、第１の作業員有無判断手段と、第１の警報手段と、対オペレータ警報手段と、第２の作業機械位置検出手段と、第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、第２の立ち入り制限領域算出手段と、第２の作業員有無判断手段と、第２の警報手段とを有することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１に記載の現場内監視システムにおいて、
サーバ手段をさらに備え、サーバ手段は、作業員位置検出手段と、作業員登録手段と、作業員登録有無判断手段と、第１の作業機械位置検出手段と、第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、第１の立ち入り制限領域算出手段と、第１の作業員有無判断手段と、第２の作業機械位置検出手段と、第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、第２の立ち入り制限領域算出手段と、第２の作業員有無判断手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、作業員の安全を確保できる。

図１〜６を参照して、本発明による現場内監視システムの一実施の形態を説明する。図１は、本実施の形態の現場内監視システムを適用する作業現場の一例を示す図である。この作業現場では、移動体として、たとえば吊り荷作業や法面仕上げ作業を行う油圧ショベル１と、たとえば掘削や積み込みを行う油圧ショベル２と、敷き均しを行うブルドーザ３と、土砂を運搬するダンプトラック４とが稼働している。また、この作業現場では、たとえば油圧ショベル１とともに移動して、油圧ショベル１の周囲で玉掛け作業や作業指示などを行う２人の作業員１１，１２と、たとえば油圧ショベル２とともに移動して掘削位置の指示などを行う作業員２１と、たとえば特定の移動体と移動をともにはしないが作業現場内で現場監督を行う作業員５１と、たとえばダンプトラックの誘導を行う作業員５２とが存在している。

本実施の形態の現場内監視システムでは、各移動体に搭載される移動体用監視装置９（図２）と、各作業員に携行させる作業員用監視装置８（図３）とを含んでいる。図２は、移動体用監視装置９の構成を示す図であり、図３は、作業員用監視装置８の構成を示す図である。図２に示すように、移動体用監視装置９は、ＣＰＵ９０と、メモリ９１と、ＧＰＳ受信機９２と、入力装置９３と、無線機９４と、表示部９５と、警報装置９６とを備えている。ＣＰＵ９０は、各部から出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく信号を各部へ出力する。メモリ９１は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業エリアのＲＡＭ、および各種設定値などを記憶する不揮発メモリを含むメモリである。

ＧＰＳ受信機９２は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して、現在位置に関する情報をＣＰＵ９０に出力する。入力装置９３は、後述するように作業員に関する情報などを入力するための、たとえばキーボードなどの入力装置である。無線機９４は、他の移動体に搭載された移動体用監視装置９や、各作業員が携行する作業員用監視装置８との間で各種情報の送受信を行うための無線機であり、アンテナ９４ａが接続されている。表示部９５は、たとえば他の移動体や各作業員の位置などを表示するための表示装置であるが、移動体のエンジン回転数や冷却水温など移動体の各部の状態などを表示するために移動体にあらかじめ設けられている表示装置を利用してもよい。警報装置９６は、移動体の外部に取り付けられて、後述するように各作業員に対して警報を発するための装置であり、たとえば、光を発して注意を促す回転灯などである。

図３に示すように、作業員用監視装置８は、ＣＰＵ８０と、メモリ８１と、ＧＰＳ受信機８２と、無線機８４とを備えている。ＣＰＵ８０は、各部から出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく信号を各部へ出力する。メモリ８１は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業エリアのＲＡＭ、および各種設定値などを記憶する不揮発メモリを含むメモリである。ＧＰＳ受信機８２は、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号を受信して、現在位置に関する情報をＣＰＵ８０に出力する。無線機８４は、各移動体に搭載された移動体用監視装置９に対して現在位置に関する情報を送信するための無線機であり、アンテナ８４ａが接続されている。

このように構成される現場内監視システムでは、移動体用監視装置９および作業員用監視装置８は次のように動作する。各作業員用監視装置８のメモリ８１には、作業員用監視装置８毎に定められた固有の識別子（ＩＤ番号）が格納されている。各作業員用監視装置８の不図示の電源スイッチがオンされると、ＣＰＵ８０は、ＧＰＳ受信機８２から出力される現在位置に関する情報と、メモリ８１に格納されたＩＤ番号とを所定周期毎に無線機８４を介して外部に送信する。

各移動体用監視装置９のメモリ９１には、移動体用監視装置９毎に定められた固有の識別子（ＩＤ番号）と、移動体監視装置９が搭載される移動体の大きさの情報と、移動体監視装置９が搭載される移動体の危険範囲の情報とが格納されている。ここで、移動体の大きさの情報とは、移動体の外観の大きさに関する情報であり、油圧ショベルの作業腕のように、可動部分がある移動体に関しては、可動部分の可動範囲の情報も含む。危険範囲の情報とは、移動体監視装置９が搭載される移動体の周囲で、他の移動体の侵入や作業者の立ち入りを制限する範囲（立ち入り制限範囲、または危険範囲とも呼ぶ）についての情報である。

移動体用監視装置９のＣＰＵ９０で行われる処理の概要について、図４に示したフローチャートに基づいて説明する。不図示の電源スイッチがオンされると、図４に示した処理を行うプログラムが起動されて、ＣＰＵ９０で実行される。ステップＳ１０１において、移動体用監視装置９が搭載された移動体とともに移動する作業員を登録する処理を行う。具体的には、「移動体用監視装置９が搭載された移動体」とともに移動する作業員が携行する作業員用監視装置８のＩＤ番号が入力装置９３から入力されると、ＣＰＵ９０が入力されたＩＤ番号をメモリ９１に記憶させる。これによって、対象となる移動体（作業機械）と関連づけて作業員が登録される。

ステップＳ１０１が実行されるとステップＳ１１０へ進み、ＧＰＳ受信機９２から出力される現在位置に関する情報に基づいて、移動体の中心位置の緯度および経度を求め、任意の座標系に変換する。変換する座標系として、たとえば国土交通省告示第九号で定める平面直角座標系（Ｘ，Ｙ）を採用することもできる。以下、緯度および経度で表される位置を平面直角座標系に変換するものとして説明する。ステップＳ１１０が実行されるとステップＳ１２０へ進み、各作業員用監視装置８の（すなわち各作業者の）現在位置に関する情報とＩＤ番号とを無線機９４を介して受信して、各作業員の現在位置（緯度および経度）を検出し、検出した位置を上述した平面直角座標系に変換する。

ステップＳ１２０が実行されるとステップＳ１３０へ進み、移動体に搭載された移動体用監視装置９のＩＤ番号と、移動体の大きさの情報と、移動体の危険範囲の情報と、ステップＳ１１０で検出した移動体の位置と、ステップＳ１２０で検出した作業員のＩＤ番号および位置とを無線機９４を介して送信する。ステップＳ１３０が実行されるとステップＳ１４０へ進み、他の移動体に備えられた移動体用監視装置９の無線機９４から送信されたデータを受信してステップＳ１６０へ進む。ステップＳ１６０において、ステップＳ１２０で検出されなかった作業員の位置をステップＳ１４０で受信したデータを元にして、取得する。

ステップＳ１６０が実行されるとステップＳ１７０へ進み、移動体の位置を中心とし、移動体の危険範囲で規定される平面直角座標系上の領域（すなわち、他の移動体の侵入や作業者の立ち入りを制限する領域であり、立ち入り制限領域、または危険領域とも呼ぶ）
内に他の移動体が存在するか否かを判断する、もしくは次の演算時までに危険領域に他の移動体が到達するかを予測して判断する。なお、ここで他の移動体との距離を移動体の位置に基づいて演算する際には、ＧＰＳ受信機９２から出力される現在位置に関する情報の精度（誤差）を考慮するものとする。ステップＳ１７０が肯定判断されるとステップＳ１８０へ進み、１周期前の演算時（前回の演算時）の位置と、今回の演算時の位置とに基づいて、ステップＳ１７０で危険領域に存在すると判断された他の移動体、および、次の演算時までに危険領域に到達すると予測される他の移動体が、こちら側に近づいてきているのか否か、または、これら他の移動体にこちらから近づいていっているのか否かを判断する。

ステップＳ１８０が肯定判断されると、すなわち、危険領域内に存在すると判断される、もしくは１周期演算後には危険領域に到達（侵入）する可能性があると判断され、かつ、他の移動体がこちら側の危険領域に近づいてきていると判断された場合、ステップＳ１８５に進み、移動体オペレータに他の移動体が近づいてきており、他の移動体が危険領域内に存在している、もしくは１周期演算の後には危険領域に侵入する可能性がある旨を表示部９５に表示するとともに、不図示のブザーにより警報音を発するよう各部を制御する。なお、ステップＳ１８０では、他の移動体が危険領域内に侵入しているであっても、こちら側から他の移動体に近づいていった場合にはステップＳ１８０が否定判断されるので、上述したステップＳ１８５の報知は行われない。

ステップＳ１７０が否定判断されるか、ステップＳ１８０が否定判断されるか、ステップＳ１８５が肯定判断されるとステップＳ１９０へ進み、ステップＳ１０１で登録されていない作業員、つまり、他の移動体とともに移動する作業員または特定の移動体と移動をともにはしない作業員が、危険領域内に存在するか否か、もしくは次の演算周期までに危険領域に到達するか否かを予測して判断する。なお、ここで作業員との距離を移動体および作業員の位置に基づいて演算する際には、ＧＰＳ受信機８２，９２から出力される現在位置に関する情報の精度（誤差）を考慮するものとする。

ステップＳ１９０が肯定判断されると、すなわち、他の移動体とともに移動する作業員または特定の移動体と移動をともにはしない作業員が、危険領域内に存在するか、もしくは次の演算周期までに危険領域に到達すると判断した場合には、ステップＳ２００に進み、他の移動体とともに移動する作業員または特定の移動体と移動をともにはしない作業員が、危険領域内に存在するか、もしくは次の演算周期までに危険領域に到達する可能性がある旨を表示部９５に表示するとともに、不図示のブザーにより警報音を発するよう各部を制御する。なお、ステップＳ１９０では、ステップＳ１０１で登録されていない作業員の危険領域への侵入もしくは侵入可能性の有無のみを判断するので、移動体が当該作業員に近づいていったのか、当該作業員が移動体に近づいてきたのかは考慮せず、ステップＳ２００において常にオペレータに警報が与えられることとなる。

ステップＳ１９０が否定判断されるか、ステップＳ２００が実行されるとステップＳ２１０へ進み、ステップＳ１０１で登録されている作業員が他の移動体の危険領域内に存在しているか否か、もしくは次の演算周期までに他の移動体の危険領域内に到達する可能性があるか否かを判断する。なお、ここで作業員と他の移動体との距離を作業員および他の移動体の位置に基づいて演算する際には、ＧＰＳ受信機８２，９２から出力される現在位置に関する情報の精度（誤差）を考慮するものとする。

ステップＳ２１０が肯定されると、すなわち、ステップＳ１０１で登録されている作業員が他の移動体の危険領域内に存在している、もしくは次の演算周期までに他の移動体の危険領域内に到達する可能性があると判断された場合には、ステップＳ２２０に進み、移動体の外部に取り付けられた警報装置９６を作動させる。これにより、移動体とともに移動する作業員に対し、他の移動体との距離が近いことを報知できる。移動体とともに移動する作業員は、移動をともにする移動体については注意を払ってよく見ている傾向にあるが、当該移動体に比べて他の移動体については注意不足になりがちである。したがって、移動体とともに移動する作業員に対して当該移動体から報知を行うことで、作業員に効果的に注意を促すことができる。

ステップＳ２２０が実行されるとステップＳ２３０へ進み、表示部９５に各移動体および各作業員の位置を表示する。ステップＳ２３０では、各移動体および各作業員の位置の他に、各移動体の危険領域、大きさ（可動範囲）、各移動体の移動の軌跡を表示部９５に表示する。移動体の移動軌跡は、今回の演算の数周期前の時点のものから表示するようにしてもよい。各移動体の移動軌跡を表示することにより、移動体のオペレータは、他の移動体（作業機械）がどのような移動をしているのか、他の作業機械の作業のおおまかな進捗状況を把握できる。

以上を演算の１サイクル（１周期）として、ステップＳ２４０において、終了しないと判断した場合には、たとえば、不図示のイグニションスイッチがオンとされたままである場合には、上述したＳ１１０から繰り返し演算を行う。演算周期はたとえば５秒とする。ステップＳ２４０が肯定判断されると、本プロクラムを終了する。

このように動作する、移動体用監視装置９および作業員用監視装置８では、図１に構成の一例を示した作業現場の各移動体および各作業員の位置や移動に応じて、具体的には次のように動作する。図５は、図１の作業現場の模式的な平面図である。上述したように、この作業現場には、移動体として、油圧ショベル１，２と、ブルドーザ３と、ダンプトラック４とが存在し、作業員として、油圧ショベル１とともに移動する作業員１１，１２と、油圧ショベル２とともに移動する作業員２１と、特定の移動体と移動をともにしない作業員５１，５２とが存在する。なお、図５において各移動体の周囲の円１９，２９，３９，４９は、それぞれの移動体の危険領域を示している。以下の説明では油圧ショベル１に搭載された移動体用監視システム９の動作を中心に説明する。

図４のステップＳ１０１において、油圧ショベル１とともに移動する作業員１１，１２の登録処理を行う。具体的には、作業員１１，１２が携行する作業員用監視装置８のＩＤ番号が入力装置９３から入力されると、ＣＰＵ９０が入力されたＩＤ番号をメモリ９１に記憶させる。次に、ステップＳ１１０において、ＧＰＳ受信機９２から出力される現在位置に関する情報に基づいて、油圧ショベル１の中心位置の緯度および経度を求め、平面直角座標系に変換する。油圧ショベル１の中心位置の座標を平面直角座標系の（Ｘ１，Ｙ１）とする。

次いで、ステップＳ１２０において、作業員の位置を検出する。すなわち、各作業員用監視装置８の現在位置に関する情報とＩＤ番号とを無線機９４を介して受信して、各作業員の現在位置（緯度および経度）を検出し、検出した位置を上述した平面直角座標系に変換する。ここでは、油圧ショベル１付近の作業員１１，１２，５２が検出されたものとする。作業員１１，１２，５２の位置の座標は、平面直角座標系で、それぞれ（Ｘ１１，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１２）、（Ｘ５２，Ｙ５２）とする。

ステップＳ１３０において、油圧ショベル１に搭載された移動体用監視装置９のＩＤ番号と、油圧ショベル１の大きさの情報と、油圧ショベル１の危険範囲の情報と、ステップＳ１１０で検出した油圧ショベル１の位置（座標（Ｘ１，Ｙ１））と、ステップＳ１２０で検出した作業員のＩＤ番号および位置（座標（Ｘ１１，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１２）、（Ｘ５２，Ｙ５２））とを無線機９４を介して送信する。油圧ショベル１の大きさおよび危険範囲の情報については、たとえば油圧ショベル１の大きさおよび危険範囲を示す円の半径とされる。

なお、他の移動体に搭載された移動体用監視装置９でも同様に図４にフローチャートを示したプログラムが実行されるので、ステップＳ１３０でデータが送信されている。ステップＳ１４０では、他の移動体に搭載された移動体用監視装置９の無線機９４から送信されたデータを受信する。

ステップＳ１４０では、たとえば油圧ショベル２からは、油圧ショベル２のＩＤ番号と、油圧ショベル２の位置座標（Ｘ２，Ｙ２）と、油圧ショベル２の大きさの情報と、油圧ショベル２の危険範囲の情報と、作業員１１，１２，２１のＩＤ番号と、作業員１１，１２，２１の位置座標（Ｘ１１，Ｙ１１）、（Ｘ１２，Ｙ１２）、（Ｘ２１，Ｙ２１）とを受信したこととする。たとえばブルドーザ３からは、ブルドーザ３のＩＤ番号と、ブルドーザ３の位置座標（Ｘ３，Ｙ３）と、ブルドーザ３の大きさの情報と、ブルドーザ３の危険範囲の情報と、作業員５２のＩＤ番号と、作業員５２の位置座標（Ｘ５２，Ｙ５２）とを受信したこととする。たとえばダンプトラック４からは、ダンプトラック４のＩＤ番号と、ダンプトラック４の位置座標（Ｘ４，Ｙ４）と、ダンプトラック４の大きさの情報と、ダンプトラック４の危険範囲の情報と、作業員５１のＩＤ番号と、作業員５１の位置座標（Ｘ５１，Ｙ５１）とを受信したこととする。

ステップＳ１６０において、ステップＳ１２０で検出されなかった作業員（作業員２
１，５１）の位置の情報（位置座標）をステップＳ１４０で他の移動体から受信したデータから取得する。すなわち、ステップＳ１４０で、油圧ショベル２から受信した情報から作業員２１の位置座標（Ｘ２１，Ｙ２１）を取得し、ダンプトラック４から受信した情報から作業員５１の位置座標（Ｘ５１，Ｙ５１）を取得する。

ステップＳ１７０において、他の移動体（油圧ショベル２、ブルドーザ３、ダンプトラック４）が油圧ショベル１の危険領域１９内に存在するか否かを判断する、もしくは次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達するかを予測して判断する。なお、他の移動体が次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達するか否かについては、次のように予測して判断する。
（ａ）油圧ショベル１も含めて、各移動体の前回の演算時と今回の演算時との位置座標の変化から各移動体の移動方向および移動速度を算出し、次回の演算時までその移動方向と移動速度とが維持されたと仮定したときの次回の演算時の位置座標（予測位置座標）を算出する。
（ｂ）（ａ）のようにして求めた油圧ショベル１の予測位置座標を中心として次回の演算時の危険領域（予測危険領域）を求め、他の移動体の予測位置座標が予測危険領域内にある場合には、他の移動体が次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達すると判断する。他の移動体の予測位置座標が予測危険領域内にない場合には、他の移動体が次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達しないと判断する。

ここでは、ステップＳ１７０で、図５における油圧ショベル２とブルドーザ３が次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達するものと判断されたこととして、以下の説明をおこなう。

ステップＳ１８０において、ステップＳ１７０で油圧ショベル１の危険領域１９内に存在する、または、次の演算周期までに油圧ショベル１の危険領域１９に到達すると判断された移動体（油圧ショベル２とブルドーザ３）が、油圧ショベル１に向かって近づいてきているのか、油圧ショベル１の方から油圧ショベル２やブルドーザ３に近づいて行っているのかを判断する。ここでは、図５における油圧ショベル２に対しては、油圧ショベル１が近づいて行っており、油圧ショベル１にはブルドーザ３が近づいてきていると判断されたこととする。

ステップＳ１８０でブルドーザ３が油圧ショベル１に近づいてきており、次回の演算時には油圧ショベル１の危険領域１９に到達すると判断されたので、ステップＳ１８５において、移動体オペレータに他の移動体が近づいてきており、他の移動体が危険領域内に侵入している、もしくは１周期演算の後では危険領域に侵入する可能性がある旨を表示部９５に表示するとともに、不図示のブザーにより警報音を発するよう各部を制御する。次に、ステップＳ１９０において、ステップＳ１０１で登録されていない作業員、すなわち作業員１１，１２以外の作業員が油圧ショベル１の危険領域１９に存在しているか否か、または、次の演算時までに危険領域１９に到達するか否かを判断する。ここでは、図５における作業員５２が油圧ショベル１の危険領域１９内に存在していると判断することとして以下の説明を行う。

ステップＳ１９０で危険領域１９に作業員５２が存在すると判断されたので、ステップＳ２００において、油圧ショベル１のオペレータに対し、ステップＳ１０１で登録されていない作業員、すなわち作業員１１，１２以外の作業員が油圧ショベル１の危険領域１９に存在しているか、または、次の演算時までに危険領域１９に到達する旨を表示部９５に表示するとともに、不図示のブザーにより警報音を発するよう各部を制御する。なお、図５において、作業員１１も油圧ショベル１の危険領域１９内に存在しているが、作業員１１が携行する作業員用監視装置８のＩＤ番号がステップＳ１０１で登録されているため、仮に作業員１１だけが油圧ショベル１の危険領域１９に存在していた場合には、油圧ショベル１のオペレータに対する上記のような報知は行われない。

次に、ステップＳ２１０において、登録されている作業員（作業員１１，１２）が他の移動体（油圧ショベル２、ブルドーザ３、ダンプトラック４）の危険領域内に侵入しているか、または、次回の演算時に危険領域内に侵入するかを判断する。図５に示す場合では、作業員１２が油圧ショベル２の危険領域２９内に侵入しているものとして判断される。そのため、ステップＳ２２０において、油圧ショベル１の外部に設けられた警報装置９６を作動させる。これにより、作業員１２に対し、他の移動体との距離が近いことを報知できる。

ステップＳ２３０において、図６に示すように、表示部９５に各移動体および各作業員の位置を表示する。たとえば、表示部９５には、図６に示すように、各移動体の大きさと危険領域がわかるようにそれぞれを円で表示し、作業員は三角形で表示する。図６において、１８は油圧ショベル１の大きさを示す円であり、２８は油圧ショベル２の大きさを示す円であり、３８はブルドーザ３の大きさを示す円であり、４８はダンプトラック４の大きさを示す円である。また、図６において、１７は油圧ショベル１の位置を示す円であり、２７は油圧ショベル２の位置を示す円であり、３７はブルドーザ３の位置を示す円であり、４７はダンプトラック４の位置を示す円である。各移動体の位置を示す円１７，２７，３７，４７は、現時点の位置だけでなく、過去の所定時間毎の位置についても表示部９５に表示されている。併せて、各移動体の軌跡を示す線も表示部９５に表示されている。

たとえば、各移動体の位置を示す円１７，２７，３７，４７は、現時点の位置を示す円が最も濃く、過去に遡るにつれて薄くなるよう表示されている。このように、各移動体の移動軌跡が分かることにより、油圧ショベル１のオペレータは、たとえば油圧ショベル２の作業速度がどのくらいであるか、ブルドーザ３がどのような軌跡で敷き均しをしているのか、ダンプトラック４がどのくらいの頻度で運搬しているのか、というように、それぞれの作業の進捗状況を理解できる。また、表示部９５では、各移動体や各作業者の位置関係を平面図として表示しているので、油圧ショベル１のオペレータはそれぞれの位置関係を容易に理解することができ、他の移動体が危険領域内ある旨などを表示部９５に表示したり、不図示のブザーにより警報音を発することなどをしなくても、周囲の移動体や作業員の位置関係を把握できる。

上述した現場内監視システムでは、次の作用効果を奏する。
（１）移動体とともに移動して作業を行う作業員については登録をしておき、登録されている作業員が当該移動体の危険領域に侵入しても、または侵入しそうになっても報知はしないが、当該登録されている作業員が他の移動体の危険領域に侵入すると、または侵入しそうになると、当該移動体の外部に設けられた警報装置９６を作動させて報知するように構成した。これにより、当該作業員は、他の移動体との接近を認識できるので、安全に作業を行うことができる。さらに、他の移動体の危険領域内に侵入している、または侵入しそうになっていることを他の移動体から報知するのではなく、当該作業員の属する移動体から警告するため、他の移動体を見ていなくても、作業をともにする移動体を注視するのみで、他の移動体との接近を認識でき、作業効率の低下を抑制できる。また、作業をともにする移動体の危険領域に侵入しても当該登録されている作業員に対する報知は行われないので、作業上の必要があって、作業をともにする移動体の危険領域に侵入したときまでも報知されることはないので、必要性の低い報知がなされる煩わしさがなく、作業員の作業効率を低下させることがない。

（２）たとえば、作業員用監視装置８が警報音を発することなどによって作業員に対して移動体の接近を報知するように構成した場合には、作業環境によっては作業員が警報音を聞き取れないことも考えられる。たとえば、作業員用監視装置８の表示部に警告表示を行うことなどによって作業員に対して移動体の接近を報知するように構成した場合には、作業員が常に作業員用監視装置８の表示部を見ているわけではないので効果的に報知できない。これに対して、上述したように移動体の外部に設けられた警報装置９６（回転灯）によって作業員へ報知を行うように構成したので、移動体の接近を作業員に対して効果的に報知できる。

（３）移動体の危険領域に当該移動体とは異なる他の移動体が侵入した、または侵入しそうになっているときに当該移動体のオペレータに他の移動体が接近している旨を報知するように構成した。これにより、他の移動体との接触を未然に防止して安全を確保できる。

（４）移動体の危険領域に当該移動体とは異なる他の移動体が侵入した、または侵入しそうになっているときであっても、当該移動体の方から他の移動体に接近している時には当該移動体のオペレータに他の移動体と接近している旨の報知を行わないように構成した。これにより、当該移動体が他の移動体に接近していく場合、つまり他の移動体の存在を当該移動体のオペレータが作業現場で容易に確認できるような場合には、上述したような報知は行わないので、常に警報等が行われる煩わしさがなく、当該移動体の作業効率を維持しながら、必要最低限の警告を与えることにより安全に作業を行うことができる。

（５）移動体とともに移動して作業を行う作業員については登録をしておき、登録されている作業員が当該移動体の危険領域に侵入してもまたは侵入しそうになっても当該移動体のオペレータには報知をしないが、登録されていない作業員が当該移動体の危険領域内に侵入すると、または侵入しそうになると当該移動体のオペレータに対して登録されていない作業員の接近を報知するように構成した。これにより、危険領域内に予期しない作業員が存在しても、移動体のオペレータがすぐにその作業員の存在を認識できるので、安全に作業が行える。また、移動体の危険領域内に作業員が存在しても、あらかじめ設定した作業員であれば、移動体のオペレータに警報等を行わないので、常に警報等が行われる煩わしさがなく、作業効率を維持できる。

（６）他の移動体や作業員の位置などを表示部９５に表示するようにしたので、オペレータが他の移動体や作業員との位置関係を容易に把握することができ、安全に効率よく作業することができる。また、移動体の移動軌跡を表示するようにしたので、オペレータが他の移動体の作業の進捗状況を把握したり、移動ルートを把握したりすることができ、作業効率の向上が期待できる。

（７）移動体間もしくは移動体と作業員間のみでデータの送受信を行うように構成したので、移動体や作業員の位置の検出、危険領域への作業員の接近の有無、他の移動体との接近の有無などを事務所に設けたサーバで管理するような管理用のシステム（管理事務所用システム）を必要としない。さらに移動体や作業員の位置の管理が必要な範囲内での移動体間もしくは移動体と作業員問で通信ができればよいので、無線機８４，９４として比較的出力の小さいものを使用することができ、管理事務所用システムなどを使用する場合に比べ、安価にシステムを構成、運用することができる。

−−−変形例−−−
（１）上述の説明では、移動体や作業員の位置の検出、危険領域への作業員の接近の有無、他の移動体との接近の有無などを移動体用監視装置９のＣＰＵ９０における演算によって判断するように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、図７に示すように、作業現場等に設けられた管理事務所にサーバ１００を設け、移動体や作業員の位置の検出、危険領域への作業員の接近の有無、他の移動体との接近の有無などをサーバ１００で管理するような管理用のシステム（管理事務所用システム）を構築してもよい。ここで、サーバ１００には、ＣＰＵ１１０と、メモリ１１１と、入力装置１１３と、無線機１１４と、表示部１１５とが設けられている。

ＣＰＵ１１０は、各部から出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく信号を各部へ出力する。メモリ１１１は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、作業エリアのＲＡＭ、および各種設定値などを記憶する不揮発メモリを含むメモリである。入力装置１１３は、作業員用監視装置８や移動体用監視装置９のＩＤ番号、各移動体の大きさや危険範囲の情報、作業員がどの移動体とともに移動して作業を行うのかなどの各種の情報などを入力するための、たとえばキーボードなどの入力装置である。無線機１１４は、各移動体用監視装置９や各作業員用監視装置８との間で各種情報の送受信を行うための無線機であり、アンテナ１１４ａが接続されている。表示部１１５は、入力装置１１３からの入力内容や、各移動体および各作業員の位置などを表示するための表示装置である。

上述した実施の形態の各移動体用監視装置９で行われている移動体や作業員の位置の検出、危険領域への作業員の接近の有無、他の移動体との接近の有無などをこのように構成されるサーバ１００で管理するようにすればよい。そして、無線機１１４を介して、任意の移動体用監視装置９へ制御信号を送信することによって、各移動体用監視装置９の警報装置９６を作動させたり、表示部９５に図６に示すような他の移動体等との位置関係を示す表示を表示させたり、接近している旨の警報を表示させたりすればよい。

（２）上述の説明では、たとえば油圧ショベル１の危険領域１９内に他の移動体が侵入したときに油圧ショベル１に搭載された移動体用監視装置９の表示部９５で報知するようにしたが、たとえば、油圧ショベル１の危険領域１９と他の移動体の危険領域とが重なり合ったときに、油圧ショベル１に搭載された移動体用監視装置９の表示部９５で報知するようにしてもよい。また、油圧ショベル１の危険領域１９と他の移動体の大きさを示す円とが重なり合ったときに油圧ショベル１に搭載された移動体用監視装置９の表示部９５で報知するようにしてよい。油圧ショベル１の大きさを示す円１８と他の移動体の危険領域とが重なり合ったときに報知するようにしてもよい。

（３）上述の説明では、移動体とともに移動して作業を行う作業員については登録をしておき、当該登録されている作業員が他の移動体の危険領域に侵入すると、または侵入しそうになると、当該移動体の外部に設けられた警報装置９６を作動させて報知するように構成した。すなわち、当該登録されている作業員が他の移動体の危険領域に侵入すると、または侵入しそうになると、当該他の移動体の外部に設けられた警報装置９６は作動しないように構成されている。しかし、本発明はこれに限定されない。たとえば、当該登録されている作業員が他の移動体の危険領域に侵入すると、または侵入しそうになると、当該他の移動体の外部に設けられた警報装置９６が作動するように構成してもよい。

（４）上述の説明では、警報装置９６は光で報知する回転灯などであるとしたが、本発明はこれに限定されない。たとえば、警報装置９６はブザーのように音、または音声で警報を発するような装置であっても良く、これら音や音声で警報を発する装置を回転灯などと併用するようにしてもよい。

（５）上述の説明では、移動体のオペレータへの警報は、表示部９５における表示や不図示のブザーの警報音によって行われるように構成したが、オペレータに報知できる手段であれば特に方法は問わず、たとえば、操作レバーへ振動を与えることなど、オペレータが何らかの報知があったことに気づくことができればよい。また、作業員への警報は、移動体に取り付けられた警報装置９６により提示したが、本発明はこれに限定されず、たとえば作業員が携行している作業員用監視装置８へ無線で情報を送信し、作業員用監視装置８側で聴覚や視覚、触覚などに訴える何らかの方法によって報知するようにしてもよい。

（６）上述の説明では、移動体の大きさや危険範囲の情報を無線機９４を介して他の移動体用監視装置９に送信するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、あらかじめ、個々の移動体用監視装置９に、作業現場内に存在する全ての移動体の大きさや危険範囲の情報を登録しておいてもよい。

（７）上述の説明では、各移動体の軌跡を表示部９５に表示する際に、各移動体の位置を示す円１７，２７，３７，４７を、現時点の位置を示す円が最も濃く、過去に遡るにつれて薄くなるように表示しているが、単に各移動体の位置を示す円１７，２７，３７，４７と、これらを結ぶ線とを表示するようにして、経過時間に応じで色の濃淡を変更しなくてもよく、各移動体の移動軌跡が把握できればよい。

（８）上述の説明では、表示部９５への表示に際し、移動体や作業員を円や三角形で表示したが、この表示形態は一例であり、本発明はこれに限定されない。なお、移動体や作業員の向きを検出する手段を備えている場合には、たとえば、図５に示したような実際の作業現場を上方から見た図に近い表示がなされるようにしてもよい。すなわち、移動体や作業員の向きが分かるように表示部９５で表示するようにしてもよい。

（９）上述の説明では、作業員の位置を検出し、移動体との位置関係が分かるように作業員の位置を表示部９５に表示するように構成したが本発明はこれに限定されない。たとえば、移動体との位置関係が分かるように作業員の位置を表示部９５に表示するのではなく、単に、作業員と移動体との間の距離を表示することであってもよい。

（１０）上述の説明では、作業員用監視装置８のＧＰＳ受信機８２によって作業者の位置を特定するように構成したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、移動体側に作業員の位置を検出できるようなセンサ（例えば、赤外線センサ）を取り付けて、作業員までの距離と方向を検出することで作業員の位置を特定するように構成しても良く、移動体と作業員の位置関係あるいは距離が把握できればその方法は問わない。

（１１）上述の説明では、作業員やオペレータに対する報知は、報知する必要があると判断されている間は報知が継続されるように構成しているが、報知する必要があると判断されている期間が継続したとしても、報知自体は一定時間だけ行われるように構成してもよい。
（１２）上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。

なお、本発明は、上述した実施の形態のものに何ら限定されず、作業員の位置を検出する作業員位置検出手段と、一の作業機械とともに作業を行う作業員を登録する作業員登録手段と、作業員位置検出手段で位置が検出された作業員が一の作業機械とともに作業を行う作業員として作業員登録手段で登録されているか否かを判断する作業員登録有無判断手段と、一の作業機械の位置を検出する第１の作業機械位置検出手段と、一の作業機械の位置を基準として一の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第１の立ち入り制限範囲）を記憶する第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、第１の作業機械位置検出手段で検出した一の作業機械の位置と、第１の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第１の立ち入り制限範囲とに基づいて、一の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第１の立ち入り制限領域）を算出する第１の立ち入り制限領域算出手段と、第１の立ち入り制限領域算出手段で算出した第１の立ち入り制限領域と、作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、第１の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第１の作業員有無判断手段と、第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録されていない作業員であると第１の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、一の作業機械に設けられた第１の警報手段と、第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録された作業員でないと作業員登録有無判断手段で判断されると、一の作業機械のオペレータに対して警報を発する対オペレータ警報手段と、一の作業機械とは異なる他の作業機械の位置を検出する第２の作業機械位置検出手段と他の作業機械の位置を基準として他の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第２の立ち入り制限範囲）を記憶する第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、第２の作業機械位置検出手段で検出した他の作業機械の位置と、第２の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第２の立ち入り制限範囲とに基づいて、他の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第２の立ち入り制限領域）を算出する第２の立ち入り制限領域算出手段と、第２の立ち入り制限領域算出手段で算出した第２の立ち入り制限領域と、作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、第２の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第２の作業員有無判断手段と、第２の作業員有無判断手段で第２の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第２の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が作業員登録手段で登録された作業員であると第２の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、一の作業機械に設けられた第２の警報手段とを備えることを特徴とする各種構造の現場内監視システムを含むものである。

本発明の現場内監視システムを適用する作業現場の一例を示す図である。移動体用監視装置９の構成を示す図である。作業員用監視装置８の構成を示す図である。移動体用監視装置９のＣＰＵ９０で行われる処理についてのフローチャートである。図１の作業現場の模式的な平面図である。表示部９５の表示内容の一例である。変形例を示す図である。

符号の説明

１，２油圧ショベル３ブルドーザ
４ダンプトラック８作業員用監視装置
９移動体用監視装置１１，１２，２１，５１，５２作業員
８０，９０，１１０ＣＰＵ８１，９１，１１１メモリ
８２，９２ＧＰＳ受信機８４，９４，１１４無線機
９５表示部９６警報装置
１００サーバ

Claims

作業員の位置を検出する作業員位置検出手段と、
一の作業機械とともに作業を行う作業員を登録する作業員登録手段と、
前記作業員位置検出手段で位置が検出された作業員が前記一の作業機械とともに作業を行う作業員として前記作業員登録手段で登録されているか否かを判断する作業員登録有無判断手段と、
前記一の作業機械の位置を検出する第１の作業機械位置検出手段と、
前記一の作業機械の位置を基準として前記一の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第１の立ち入り制限範囲）を記憶する第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、
前記第１の作業機械位置検出手段で検出した前記一の作業機械の位置と、前記第１の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第１の立ち入り制限範囲とに基づいて、前記一の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第１の立ち入り制限領域）を算出する第１の立ち入り制限領域算出手段と、
前記第１の立ち入り制限領域算出手段で算出した第１の立ち入り制限領域と、前記作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、前記第１の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第１の作業員有無判断手段と、
前記第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が前記作業員登録手段で登録されていない作業員であると前記第１の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、前記一の作業機械に設けられた第１の警報手段と、
前記第１の作業員有無判断手段で第１の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第１の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が前記作業員登録手段で登録された作業員でないと前記作業員登録有無判断手段で判断されると、前記一の作業機械のオペレータに対して警報を発する対オペレータ警報手段と、
前記一の作業機械とは異なる他の作業機械の位置を検出する第２の作業機械位置検出手段と、
前記他の作業機械の位置を基準として前記他の作業機械の周囲で作業員の立ち入りを制限する範囲（第２の立ち入り制限範囲）を記憶する第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、
前記第２の作業機械位置検出手段で検出した前記他の作業機械の位置と、前記第２の立ち入り制限範囲記憶手段で記憶した第２の立ち入り制限範囲とに基づいて、前記他の作業機械に関して作業員の立ち入りを制限する領域（第２の立ち入り制限領域）を算出する第２の立ち入り制限領域算出手段と、
前記第２の立ち入り制限領域算出手段で算出した第２の立ち入り制限領域と、前記作業員位置検出手段で算出した作業員の位置とに基づいて、前記第２の立ち入り制限領域に作業員が存在するか否かを判断する第２の作業員有無判断手段と、
前記第２の作業員有無判断手段で第２の立ち入り制限領域に作業員が存在すると判断され、かつ、第２の立ち入り制限領域に存在する当該作業員が前記作業員登録手段で登録された作業員であると前記第２の作業員登録有無判断手段で判断されると、当該作業員に対して警報を発する、前記一の作業機械に設けられた第２の警報手段とを備えることを特徴とする現場内監視システム。
請求項１に記載の現場内監視システムにおいて、
前記一の作業機械は、監視手段をさらに備え、
前記監視手段は、前記作業員位置検出手段と、前記作業員登録手段と、前記作業員登録有無判断手段と、前記第１の作業機械位置検出手段と、前記第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、前記第１の立ち入り制限領域算出手段と、前記第１の作業員有無判断手段と、前記第１の警報手段と、前記対オペレータ警報手段と、前記第２の作業機械位置検出手段と、前記第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、前記第２の立ち入り制限領域算出手段と、前記第２の作業員有無判断手段と、前記第２の警報手段とを有することを特徴とする現場内監視システム。
請求項１に記載の現場内監視システムにおいて、
サーバ手段をさらに備え、
前記サーバ手段は、前記作業員位置検出手段と、前記作業員登録手段と、前記作業員登録有無判断手段と、前記第１の作業機械位置検出手段と、前記第１の立ち入り制限範囲記憶手段と、前記第１の立ち入り制限領域算出手段と、前記第１の作業員有無判断手段と、前記第２の作業機械位置検出手段と、前記第２の立ち入り制限範囲記憶手段と、前記第２の立ち入り制限領域算出手段と、前記第２の作業員有無判断手段とを有することを特徴とする現場内監視システム。