JP6752533B2 - 塵芥収集車およびこれに装備された人物認識装置 - Google Patents

Description

本発明は、塵芥収集車およびこれに装備された人物認識装置に関する。

従来より、塵芥収集車においては、車台の後部に設けられた塵芥投入箱内に塵芥積込装置が装備されており、塵芥投入箱内に塵芥投入口から投入される塵芥を、回転板や積込板などによって掻き込んで、塵芥収容箱への積み込みを行うようになっている。また、塵芥投入口に塵芥を投入する作業者などが、不注意によって塵芥積込装置に巻き込まれることを防止するために、塵芥投入口の近傍の人物を監視する監視システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載の監視システムでは、塵芥投入箱の後方上部に撮像手段としてのカメラを配設して、下方の塵芥投入口およびその後方の所定エリアを撮影するようにしている。そして、塵芥積込装置の作動中にカメラによって撮影した画像のデータを画像処理装置に送信し、この画像において予め設定されている侵入禁止エリア内に人物が侵入したと判定すれば、塵芥積込装置の作動を停止させるようにしている。

特許第４２８３５６８号公報

ところで、作業者は、その手でごみ袋を塵芥投入口に積み込むことが多く塵芥積込装置に巻き込まれることを防ぐためには、作業者の手を識別することが望ましい。この場合、作業者の手に装着した装着物（例えば、手袋、リストバンドなど）の色情報（例えばＲＧＢ値など）に基づいて、作業者の手を識別することが可能である。

例えば、予め登録された数種類の検出対象色に対応する装着物を使用して、作業者が積込作業を行うことで、カメラによって撮影された画像中に検出対象色が検出された場合、画像中の物体像が人物の手であると識別するようにしている。そして、手であると識別された物体像が、塵芥投入口近傍の所定エリアに入っているか否かを判定するようにしている。

しかし、従来では、検出対象色とそれに対応する装着物の組み合わせが限られていたため、実際に装着した装着物の色が検出対象色と僅かに異なる場合があり、この場合、装着物の色情報を検出したとしても人物の手ではないと識別される可能があった。また、塵芥収集車の塗装色やごみ袋の色が検出対象色に類似している場合があり、この場合、装着物以外の物（塵芥収集車やごみ袋）を人物の手であると誤って識別する可能があった。

本発明は、上述したような実情を考慮してなされたものであって、カメラによって撮影された画像に基づいて、人物の手や足であるか否かの識別を精度よく行うことが可能な塵芥収集車およびこれに装備された人物認識装置を提供することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、塵芥収集車の塵芥投入口の近傍をカメラによって撮影し、その画像のデータに基づいて、前記塵芥投入口近傍の人物を認識するようにした人物認識装置であって、前記カメラによって撮影された画像における物体像の色情報を検出し、検出された色情報を人物の手または足への装着物について記憶部に登録された検出対象色と比較して、前記物体像が人物の手または足であるか否かを識別する人物識別部と、前記人物識別部の識別で用いる前記検出対象色として、前記カメラによって予め撮影された画像における前記装着物の色情報を前記記憶部に登録する色情報登録部と、前記人物識別部によって手または足であると識別された物体像が、前記塵芥投入口近傍の所定エリアに入っているか否かを判定する人物位置判定部と、を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、手や足への装着物の色情報そのものを検出対象色として記憶部に登録するのではなく、カメラによって撮影された画像における装着物の色情報を取得し、取得した色情報を登録対象色として記憶部に登録するようにしている。これにより、作業者が実際に使用する装着物の色情報を、登録対象色として予め記憶部に登録することができるので、塵芥投入口の近傍を撮影するカメラの画像に基づいて、人物の手や足であるか否かの識別を精度よく行うことができる。

そして、従来とは異なり、検出対象色とそれに対応する装着物の組み合わせが制限されることがなくなり、作業環境に適した色を有する装着物を自由に選択して使用することができる。例えば、塵芥収集車の車体色や指定のごみ袋の色は地域によって異なっているが、これらの色と間違いなく識別できるような色を有する装着物を使用することができる。また、装着物を新たに購入したり、経年劣化により装着物の色の変化等に起因して、人物の手や足であるか否かの識別精度の低下が確認された場合には、新たな検出対象色の登録を容易に行うことができ、装着物の経年劣化や買い換え等に柔軟に対応することができ、識別精度を向上させることができる。

本発明において、前記カメラによって撮影された画像をモニタに表示させる画像出力部を備え、前記色情報登録部は、前記モニタに表示された画像のうち、指定された所定位置の画像の色情報を取得し、取得した色情報を前記検出対象色として前記記憶部に登録するように構成されていることが好ましい。この構成によれば、塵芥投入口の近傍を撮影するカメラの画像に基づいて、モニタに表示された装着物の画像を確認しながら、検出対象色の登録を容易に行うことができる。

本発明において、前記装着物は、手袋、リストバンド、および靴の少なくとも１つであることが好ましい。ここで、リストバンドの場合、このリストバンドを周回するような縞模様を設けることが好ましい。こうすれば、リストバンドを周回する縞模様の色情報を、手の向きに関係なく同じように検出することができる。

見方を変えると本発明は、上記のような人物認識装置が装備された塵芥収集車であって、前記塵芥投入口は、塵芥収集車の後部に設けられた塵芥投入箱の背面に開口し、この塵芥投入箱内に、塵芥収容箱に塵芥を積み込み可能な塵芥積込装置が装備されている。そして、上記のような画像処理装置の人物位置判定部において、人物の手または足であると識別された物体像が前記所定エリアに入っていると判定された場合には、前記塵芥積込装置の作動を停止するように構成されている。この構成によれば、塵芥投入口の近傍の人物をカメラの画像に基づいて認識する場合に、その画像中の物体像の大きさや形状が変化しやすい手や足についても、装着物の色の情報によって正確に識別することができる。そして、この判定に基づき必要に応じて塵芥積込装置を停止させることによって、安全性の確保を図ることができる。

本発明に係る塵芥収集車の人物認識装置によれば、手や足への装着物の色情報そのものを検出対象色として記憶部に登録するのではなく、カメラによって撮影された画像における装着物の色情報を取得し、取得した色情報を登録対象色として記憶部に登録するようにしている。これにより、作業者が実際に使用する装着物の色情報を、登録対象色として予め記憶部に登録することができるので、塵芥投入口の近傍を撮影するカメラの画像に基づいて、人物の手や足であるか否かの識別を精度よく行うことができる。

本発明の実施形態に係る塵芥収集車を示す側面図である。 図１の塵芥収集車に装備された塵芥積込装置の作動の説明図である。 図１の塵芥収集車の塵芥積込装置の油圧回路図である。 図１の塵芥収集車の制御装置とその入出力状態を示す概略図である。 図１の塵芥収集車に装備された人物認識装置の概略構成を示す説明図である。 ごみ袋を塵芥投入口に積み込む作業者を斜め後方から示す説明図である。 カメラによって撮影された画像であって、モニタに表示された画像の一例を示す説明図である。 画像処理・判断ルーチンの一例を示すフローチャートである。 リストバンドについて一例を示す説明図である。

本発明を回転式の塵芥収集車に適用した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、便宜上、塵芥収集車の前後左右を単に「前後左右」と言うこともある。

図１には、本発明の実施形態に係る人物認識装置を装備した塵芥収集車１００を示している。塵芥収集車１００では、車台１上に塵芥収容箱２と塵芥投入箱３とが設けられており、塵芥収容箱２の後方の開口部と塵芥投入箱３の前面の開口部とが連通されている。また、塵芥投入箱３は、その上部に設けられた左右方向の枢軸３ａによって塵芥収容箱２に対して軸支されており、図示しない左右一対の傾動シリンダによって傾動されるようになっている。

また、塵芥投入箱３の背面における下寄りの部位には、塵芥を投入するための略矩形状の塵芥投入口４が開口され、昇降可能なテールゲート５によって、塵芥投入口４が開閉されるようになっている。塵芥投入口４の左側方には、塵芥積込装置の作動などの操作のためのスイッチボックス６が設けられている。また、塵芥投入口４の上方には、塵芥投入口４の近傍のエリアを撮影するようにカメラ７が配設されている。さらに、塵芥投入口４の上方には塵芥投入口４の近傍のエリアを照らすように作業灯８が配設されている。

図２に示すように、塵芥投入箱３の内部には、投入された塵芥を塵芥収容箱２に積み込む塵芥積込装置が装備されている。本実施形態の塵芥積込装置は、回転板（積込部材）１０の回転によって塵芥を掻き上げるとともに、押込板２０によって塵芥収容箱２内へと押し込む、いわゆる回転式の塵芥積込装置として構成されている。具体的には、塵芥投入箱３内の下部においてその幅方向に延びるように回転軸１１が架設され、これに回転板１０の基端側が固定されている。

図示の例では、回転軸１１の端部に減速機構１２を介して正逆回転可能な油圧モータ１３が連結されている。この油圧モータ１３の回転が減速機構１２によりトルクアップされて回転軸１１に伝達され、この回転軸１１と一体に回転板１０が回転されることで、その先端部は、断面略半円弧状に形成された塵芥投入箱３の底壁に沿って前後方向に移動するようになる。

一方、押込板２０は、回転板１０の上方において塵芥投入箱３の幅方向全体に亘って設けられ、その上部に設けられた左右方向の揺動軸２１の周りに前後方向に揺動自在に支持されている。また、押込板２０には、揺動軸２１よりも上方に延びる延設部２２が設けられ、この延設部２２とその前方の支持ピン２３との間に押込シリンダ２４が架設されており、その伸縮作動によって押込板２０を前後方向に揺動させるようになっている。

具体的には、図２に実線で示すように、押込板２０が塵芥収容箱２の側に最も揺動した位置（前進限界位置）にあるときは、この押込板２０に干渉することなく回転板１０が上方に回動するようになり、これに遅れて押込板２０が塵芥投入口４側へ揺動する。そして、押込板２０が塵芥投入口４側に最も揺動し、図２に仮想線で示す後退限界位置に達した後も、回転板１０の回動は継続される。

このようにして回転する回転板１０は、塵芥を塵芥収容箱２側に掻き込んで、図２に実線で示すように、前方の塵芥収容箱２側に延びる設定停止位置に一旦、停止する。そうすると、今度は押込板２０が塵芥収容箱２側に揺動して、回転板１０上の塵芥を塵芥収容箱２に押し込んでいく。そして、押込板２０が再び前進限界位置に達すると、再び回転板１０が上方へ回動するようになる。

このように互いに同期して回転板１０の回転および押込板２０の揺動が繰り返されることによって、塵芥投入箱３に投入された塵芥が連続的に塵芥収容箱２に積み込まれる塵芥積込作動が行われる。このように回転板１０および押込板２０を作動させるための油圧回路および電子制御装置（制御系）の構成については後述する。

塵芥投入箱３の内部には、回転板１０および押込板２０の位置を検出するためのスイッチＬＳ１〜ＬＳ４が設けられている。具体的には、図２に示すように、押込板２０が前進限界位置または後退限界位置にあるときにそれぞれオンになるスイッチＬＳ１，ＬＳ２と、回転板１０が設定停止位置にあるときにオンになるスイッチＬＳ３と、その設定停止位置から回転板１０が正の向き（図１の時計回り）に所定角度回転したときにオンになり、さらに所定角度回転したときにオフになるスイッチＬＳ４とが設けられている。

なお、スイッチＬＳ１，ＬＳ２は、押込板２０の揺動軸２１の端部に設けられた図示しないドグを検出するようになっており、スイッチＬＳ３〜ＬＳ４は、回転板１０の回転軸１１の端部に設けられた図示しないドグを検出するようになっている。また、これらのスイッチＬＳ１〜ＬＳ４としては、例えばリミットスイッチ、光電スイッチ、近接スイッチなどを用いることができる。

また、スイッチＬＳ４は、図２にハッチングで示すように、回転板１０が塵芥投入口４の前縁部４ａの真下から、その後方へ回転しつつ下降して塵芥投入口４の後縁部４ｂに最も近接するまでの角度範囲Ｚを検出するもので、回転板１０が塵芥投入口４の近傍にて作動していることを検出するためのセンサである。この角度範囲Ｚにおいては回転板１０が作業者の体の一部を巻き込む危険性があるので、以下では「危険な角度範囲Ｚ」と言う。

さらに、図１、図２に示すように、塵芥投入口４の近傍には、塵芥積込装置の作動を停止させるための緊急停止ボタン６０，６１や、緊急停止プレート６２などが配設されている。図１に示すように、塵芥投入口４の左側のスイッチボックス６に緊急停止ボタン６０が配設され、また、図２に破線で示すように、塵芥投入口４の右側に緊急停止ボタン６１が配設されている。緊急停止プレート６２は、塵芥投入口４の下方においてスイッチＳＷ３をオンオフするように配設されている。

−塵芥積込装置の制御系−
次に、図３、図４を参照して、塵芥積込装置を作動させるための制御系について説明する。この制御系は、塵芥積込装置の油圧モータ１３や、押込シリンダ２４などに供給する油圧を制御する油圧回路と、この油圧回路に設けられた電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２に制御信号を出力する制御装置ＰＬＣ（プログラマブル ロジック コントローラ）とを備えている。

まず、図３を参照して油圧回路について説明する。この油圧回路は、油圧ポンプＰと、オイルリザーバＴと、押込シリンダ２４を制御するための電磁制御弁Ｖ１と、油圧モータ１３を制御するための電磁制御弁Ｖ２とを備えている。なお、油圧ポンプＰには、図示しないエンジンの駆動力がＰＴＯ（パワー テイク オフ）を介して伝達されるようになっている。

一例として、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２は、いずれも６ポート３位置の電磁式の方向切替弁からなる。電磁制御弁Ｖ１は、制御装置ＰＬＣによりソレノイドＳＯＬａが励磁されると第１連通位置（図３の上位置）に切り替わって、油圧ポンプＰからの作動油を一対の押込シリンダ２４のロッド側油室に供給する。一方、電磁制御弁Ｖ１は、制御装置ＰＬＣによりソレノイドＳＯＬｂが励磁されると第２連通位置（図３の下位置）に切り替わって、作動油をヘッド側油室に供給する。

そして、電磁制御弁Ｖ１から作動油がヘッド側油室に供給されると、一対の押込シリンダ２４が伸長作動して押込板２０を前方に揺動させる。一方、作動油がロッド側油室に供給されると、一対の押込シリンダ２４は収縮作動して、押込板２０を後方に揺動させる。また、いずれのソレノイドＳＯＬａ，ＳＯＬｂも励磁されていないときに、電磁制御弁Ｖ１は中立位置（図３の中央位置）に復帰するようになる。

電磁制御弁Ｖ２は、ソレノイドＳＯＬｃが励磁されると第１連通位置（図３の下位置）に切り替わって、作動油を油圧モータ１３の正転側油室に供給し、当該油圧モータ１３を正転作動させるほか、押込シリンダ２４も伸縮作動させることができる。一方、ソレノイドＳＯＬｄが励磁されると電磁制御弁Ｖ２は第２連通位置（図３の上位置）に切り替わって、作動油を油圧モータ１３の逆転側油室に供給し、当該油圧モータ１３を逆転作動させる。

また、いずれのソレノイドＳＯＬｃ，ＳＯＬｄも励磁されていないときに、電磁制御弁Ｖ２は中立位置（図３の中央位置）に復帰するようになる。電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２の両方が中立位置にあるとき、作動油はオイルリザーバＴへ還流するようになる。なお、図示の油圧回路において、符号Ｖ３はチェック弁であり、また、符号Ｖ４は、油圧ポンプＰの吐出圧の上限を設定するためのリリーフ弁である。

次に、図４を参照して制御装置ＰＬＣなどの信号の入出力状態について説明する。まず、制御装置ＰＬＣへの電力供給は図４の左上（図４のモニタ９３の下方）に示すバッテリＢＴによって行われる。このバッテリＢＴの正極から図４の右側に延びてグランドラインＫ１に至る通電ラインＫ２には、塵芥収集車１００のキースイッチＳＷＫ、ＰＴＯスイッチＳＷＰ、リレーコイルＣＲ１などが介設されている。

また、キースイッチＳＷＫおよびバッテリＢＴの中間において通電ラインＫ２から分岐するように、通電ラインＫ３の上流端が接続されており、その上流側（バッテリＢＴに近い側）にはリレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１が介設されている。この通電ラインＫ３には電源ランプＬが介設されており、リレーコイルＣＲ１がオンになって接点ｃｒ１が閉じられると、通電ラインＫ３に通電することによって電源ランプＬが点灯する。

また、リレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１および電源ランプＬの中間において通電ラインＫ３から分岐するように、通電ラインＫ４の上流端が接続されており、これにより制御装置ＰＬＣの信号用電力供給部（図示せず）に電力が供給されるようになっている。つまり、接点ｃｒ１が閉じられると、通電ラインＫ３，Ｋ４を介して制御装置ＰＬＣに電力が供給される。

さらに、通電ラインＫ４から分岐する通電ラインＫ５によって、塵芥積込装置の塵芥積込作動中には必ず制御装置ＰＬＣに通電されるようになっている。つまり、通電ラインＫ５は、いわゆる積込継続信号を入力するラインであり、ここには、上述した緊急停止ボタン６０，６１および緊急停止プレート６２の操作に対応して開閉されるスイッチＳＷ１〜ＳＷ３などが介設されている。

これらのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３によって通電（つまり、積込継続信号の入力）が遮断されると、制御装置ＰＬＣの作動が停止される。これにより、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄを励磁させるための制御装置ＰＬＣからの制御信号の出力が全て途絶えて、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２が中立位置に復帰するようになり、塵芥積込装置の作動が停止されるようになっている。

また、通電ラインＫ４にはその途中から分岐する複数の分岐ラインが接続されており、これらの分岐ラインのそれぞれに、上述したスイッチＬＳ１〜ＬＳ４が介設されている。そのうちのスイッチＬＳ１〜ＬＳ３からの信号は制御装置ＰＬＣに入力されるようになっており、これらの信号に基づいて塵芥積込装置の回転板１０および押込板２０の位置、言い換えれば作動状況が検出される。

さらに、スイッチＬＳ１〜ＬＳ３の他にも制御装置ＰＬＣへの入力側には、図示しない塵芥積込装置の始動および停止スイッチ、塵芥積込作動の単動または連続の選択スイッチ、塵芥積込作動および塵芥排出作動の選択スイッチ、回転板１０や押込板２０を単独で作動させるスイッチ、塵芥投入箱３を傾動させて開放するスイッチなども接続されている。

また、上述したように回転板１０が危険な角度範囲Ｚにあることを検出するスイッチＬＳ４からの信号は、制御装置ＰＬＣにではなく、画像処理ユニット９へ入力されるようになっている。これを受けて画像処理ユニット９の中央処理部ＣＰＵは、詳しくは後述するが、画像処理部ＤＳＰの画像処理結果に基づいて作業者などの人物Ｈが危険なエリアにいると判定すればリレースイッチＳＷ４を開放させて、通電ラインＫ５による制御装置ＰＬＣへの通電を遮断する。

上述のように各種スイッチが入力側に接続されている一方、制御装置ＰＬＣの出力側には、上述した電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄなどが接続されている。そして、制御装置ＰＬＣは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３，ＬＳ１〜ＬＳ３などから入力する信号に基づいて、予め設定された手順に従い、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などを作動させるべく、対応するソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄに出力するようにプログラムされている。

具体的には、塵芥積込装置が塵芥積込作動するときには、通電ラインＫ２上のキースイッチＳＷＫおよびＰＴＯスイッチＳＷＰがいずれも閉じられて、リレーコイルＣＲ１に通電される。これにより、リレーコイルＣＲ１の接点ｃｒ１が閉じられるので、通電ラインＫ３〜Ｋ５によって通電されることにより、制御装置ＰＬＣが作動可能な状態になって適宜、ソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄに制御信号を出力するようになる。

この制御信号を受けてソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄが励磁され、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２の位置が適宜、切り替えられることで、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などに作動油圧が供給される。これにより、油圧モータ１３や押込シリンダ２４などがそれぞれ作動し、上述したように、回転板１０の回転および押込板２０の揺動が互いに同期して繰り返されることになる。

詳細には、まず図２に実線で示すように押込板２０が前進限界位置にあって、スイッチＬＳ１からオン信号が出力されるとともに、回転板１０が設定停止位置にあって、スイッチＬＳ３からもオン信号が出力されるときに、始動スイッチの信号を受けた制御装置ＰＬＣから制御信号が出力され、電磁制御弁Ｖ２が第１連通位置に切り替えられて、油圧モータ１３が正転作動を開始する。これにより、回転板１０は上方に回動し始める。

そして、所定の期間が経過すると制御装置ＰＬＣから電磁制御弁Ｖ１のソレノイドＳＯＬａへ制御信号が出力されて、電磁制御弁Ｖ１が第１連通位置に切り替えられ、押込シリンダ２４が収縮作動を開始する。これにより押込板２０は後方の塵芥投入口４側へ揺動するようになり、この押込板２０が後退限界位置に達すると、スイッチＬＳ２からオン信号が出力される。

これを受けて制御装置ＰＬＣがソレノイドＳＯＬａへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ１が中立位置に復帰し、押込板２０の揺動が停止する。また、そうして押込板２０が揺動している間も回転板１０の回動は継続しており、塵芥を塵芥収容箱２側に掻き込んでゆくが、こうして回動する押込板２０が設定停止位置に至り、スイッチＬＳ３からオン信号が出力される。

これを受けて制御装置ＰＬＣが、電磁制御弁Ｖ２のソレノイドＳＯＬｃへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ２が中立位置に復帰し、油圧モータ１３の回動が停止する。また、制御装置ＰＬＣは、電磁制御弁Ｖ１のソレノイドＳＯＬｂへ制御信号を出力し、電磁制御弁Ｖ１が第２連通位置に切り替えられて、押込シリンダ２４が伸長作動を開始することで、押込板２０が前方へ揺動し始める。

こうして前方の塵芥収容箱２側に揺動する押込板２０が、回転板１０上の塵芥を塵芥収容箱２に押し込んでいき、前進限界位置に達すれば、スイッチＬＳ１からオン信号が出力される。これを受けて制御装置ＰＬＣがソレノイドＳＯＬｂへの制御信号の出力を停止することで、電磁制御弁Ｖ１が中立位置に復帰し、押込シリンダ２４の伸長作動、つまり、押込板２０の前方への揺動が停止し、一連の動作が終了する。

また、図４に示すように、緊急停止用のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が介設されている通電ラインＫ５には、画像処理ユニット９が介設されているとともに、この画像処理ユニット９をバイパスするバイパスラインＫ６によって制御装置ＰＬＣに通電するための切替スイッチＳＷＳも介設されている。また、画像処理ユニット９の出力側（図４の右側）には、作業灯８およびパイロットランプ９１が接続されており、その点灯制御が行われる。

−人物認識装置および緊急停止装置−
ところで、上述したように塵芥積込装置が塵芥積込作動をしているときには、塵芥投入口４に塵芥を投入している作業者が不注意から回転板１０などに巻き込まれるおそれがある。そこで、本実施形態の塵芥収集車１００においては、塵芥投入口４の近傍を撮影するようにカメラ７を配設し、画像処理によって塵芥投入口４近傍の人物が危険なエリアにいると判定すれば、直ちに塵芥積込装置の作動を停止させるようにしている。

具体的には、図５〜図７に示すように、塵芥投入箱３の背面の上部、言い換えれば、塵芥投入口４の上方にはカメラ７が配設され、その撮像レンズ７０が後方の斜め下に向けられている。このカメラ７は本来、塵芥収集車１００の運転者が後方を監視するためのバックカメラとして用いられるものであり、図７に一例を示すように塵芥投入口４およびその後方の所定範囲を撮影するようになっている。

カメラ７の撮像レンズ７０の光軸Ａは、塵芥投入口４の後方を撮影するために、鉛直下向きから後方に振り向けられて、塵芥投入口４の近傍の人物Ｈを上方から撮影するようになっている。また、そのカメラ７の下方に配設された作業灯８も後方斜め下向きとされ、撮像レンズ７０の光軸Ａと略平行に光を照射して、人物Ｈをカメラ７の撮影する方向に略正面から照射するようになっている。

このようにして略正面から照明光を当てるようにすれば、人物Ｈの姿勢が多少、変化してもその見え方が大きく変化することはないので、夜間や地下スペースなどの暗い場所でも、撮影した画像中における人物Ｈの物体像の変化はあまり大きくならない。また、カメラ７の下方に作業灯８を配設しているので、雨風による作業灯８の汚れを抑制できる上に、そのオンオフを作業者などが視認しやすい。

そして、図４に示すように、カメラ７は、信号分配器９２を介して監視用のモニタ９３および画像処理ユニット９（画像処理装置であり、例えば図１に破線で示すように、運転席周辺に配設されている）に接続されている。このモニタ９３は、塵芥収集車１００の運転者にカメラ７の画像を提供するものであり、それと同じ画像が画像処理ユニット９に送信されて、作業者などの人物Ｈが危険なエリアにいるか否か判定される。

具体的には、図５〜図７には、塵芥投入口４の近傍に立った作業者（人物Ｈ）が両腕を前方に伸ばして、ごみ袋を積み込む様子が示されており、この人物Ｈが危険なエリアにいるか否かを画像処理ユニット９において判定するようになっている。このため、画像処理ユニット９には、図５に模式的に示すように、カメラ７からの画像データを取得して、公知の画像処理を行う画像処理部ＤＳＰが設けられている。画像処理部ＤＳＰは、公知の画像処理ロジックを高速で行う一般的な集積回路である。

また、画像処理ユニット９には、所定のプログラムを実行して各種の制御を行う中央処理部ＣＰＵ、この中央処理部ＣＰＵや画像処理部ＤＳＰにおいて使用されるデータを記憶する記憶部としてのメモリＭ、中央処理部ＣＰＵの指令を受けて開閉されるリレースイッチＳＷ４なども設けられている。そして、中央処理部ＣＰＵは、画像処理部ＤＳＰの画像処理結果に基づいて人物Ｈが危険なエリアにいると判定すれば、リレースイッチＳＷ４を開放させる。

ここで、上述したように、塵芥積込装置の積込作動時には、キースイッチＳＷＫおよびＰＴＯスイッチＳＷＰがいずれも閉じられており、通電ラインＫ３〜Ｋ５によって制御装置ＰＬＣに通電されている。そして、その通電ラインＫ５の途中に画像処理ユニット９が介設されているので、この状態でリレースイッチＳＷ４が開放されると、制御装置ＰＬＣへの通電が遮断されて、塵芥積込装置の作動が停止されることになる。

つまり、画像処理ユニット９の中央処理部ＣＰＵおよびリレースイッチＳＷ４によって、塵芥積込装置の作動を停止させる緊急停止装置が構成されている。また、緊急停止装置として機能する他に、中央処理部ＣＰＵは、画像処理ユニット９の作動中には作業灯８を点灯させる一方、故障などの非作動時には消灯させるようになっており、このような作業灯８のオンオフ制御を行う点灯制御部としても機能する。さらに、画像処理ユニット９には、中央処理部ＣＰＵの指令を受けてモニタ９３に画像処理の結果などを表示させる画像出力部ＶＯＰ、人物認識処理で用いる検出対象色の登録を行う色情報登録部９４、カメラ７の制御を行うカメラ制御部（図示せず）なども設けられている。

−画像処理・判断のルーチン−
画像処理ユニット９は、例えば図８のフローチャートに示すような画像処理・判断のルーチンを実行する。具体的に、図８のフローチャートでは、まず、スタート後のステップＳ１において、画像処理部ＤＳＰによって二値化処理が行われる。この二値化処理は、例えば、入力画像データについて各画素毎の輝度値が予め設定された閾値以上である場合に最大輝度値とし、閾値未満であれば最小輝度値とする処理である。生成される二値化画像データは、ノイズや光量変化の影響の多くが除去されたものとなる。なお、このような二値化処理を行う一方で、入力画像データはメモリＭに一時保持しておき、これに含まれる色情報を後述する人物識別処理（ステップＳ３）に使用する。あるいは、入力画像データについてカラー二値化処理も行い、各画素毎の色相値が予め設定された範囲にあるものを色情報として抽出する一方、それ以外は色相の情報を削除するようにしてもよい。

次に、ステップＳ２において、画像処理部ＤＳＰによってラベリング処理が行われる。このラベリング処理は、二値化画像データにおいて互いに近接する各画素を領域化するものであり、例えば同じ輝度値に属するとともに、所定距離内で密接する複数の画素について１つの領域とみなす処理である。ラベリング処理は画像平面全体について行われ、これにより１つの領域とされたものが、それぞれ物体像として認識される。

そして、ステップＳ３において、画像処理部ＤＳＰによってそれぞれの物体像についての人物識別処理が行われる。本実施形態では、塵芥投入口４の上方に配設したカメラ７によって、下方の塵芥投入口４近傍を撮影するようにしているので、その画像には、図７に一例を示すように人物Ｈの頭部や手が表示される。ここで、人物Ｈに対する人物識別処理を行うには、人物Ｈの頭部を識別することが考えられるが、作業者（人物Ｈ）は、塵芥投入口４にごみ袋を投入する際に、両腕を前方に伸ばしてごみ袋を積み込むことがある。よって、その手が塵芥積込装置に巻き込まれることを防止するために、人物Ｈの頭部よりもむしろその手を識別することが望ましい。しかし、人の手は、開いたり閉じたりすることによって大きく形状が変化する上に、どの向きから撮影するかによって画像中の物体像の形状が大きく変化することになり、さらに、手袋などを装着した場合は、これによって大きさも変化するようになる。このことから、人の手を画像処理によって識別することは困難であると考えられる。

そのような実情を考慮して本実施形態では、図９に一例を示すようなリストバンドＬＢを作業者の手首に装着させ、リストバンドＬＢの色情報（例えばＲＧＢ値）を検出するようにしている。より詳細には、リストバンドＬＢを周回するように表示した縞模様ＳＰの色情報を検出するようにしている。リストバンドＬＢを周回する縞模様ＳＰの色情報は、手の向きに関係なく同じように検出可能になっている。そして、検出されたリストバンドＬＢの縞模様ＳＰの色情報を予めメモリＭに登録されている検出対象色と比較し、検出されたリストバンドＬＢの縞模様ＳＰの色情報が、検出対象色と一致するか否かを判定することによって、画像中の物体像が人物Ｈの手を表すものであるか否かを識別するようにしている。なお、リストバンドＬＢに縞模様ＳＰを設けずに、全体的に所定の色に着色されたリストバンドＬＢを用いてもよい。

そして、ステップＳ４において、上記ステップＳ１〜Ｓ３の画像処理部ＤＳＰの画像処理結果に基づいて、中央処理部ＣＰＵは、人物Ｈの手であると識別した物体像が予め設定されている危険なエリアに入っているか否かを判定する。この危険なエリアは、例えば図７に示すように、塵芥投入口４の前縁部４ａおよび後縁部４ｂの中央の境界線Ｂよりも前方、具体的には、塵芥投入口４の奥側が、手に関しての危険なエリアとされている。なお、上述した危険なエリアは一例であって、例えば塵芥投入口４の前縁部４ａ近傍の矩形の領域を、危険なエリアとして設定してもよい。

詳細には、上述のように人物Ｈの手であると識別した物体像（領域）の外形をなす画素の位置座標が、危険なエリアに入っているか否か、言い換えれば、境界線Ｂよりも前方にあるか否かが判定される。そして、人物Ｈの手が危険なエリアに入っている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ５へ進み、人物Ｈの手が危険なエリアに入っていない場合（ＮＯ）、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ５において、中央処理部ＣＰＵによって塵芥積込装置の回転板１０が危険な角度範囲Ｚ（図２参照）にあるか否かが判定される。この判定は、スイッチＬＳ４からの信号の有無に基づいて行われる。そして、スイッチＬＳ４からの信号がオンであり、塵芥積込装置の回転板１０が危険な角度範囲Ｚに有る場合（ＹＥＳ）、ステップＳ６へ進み、スイッチＬＳ４からの信号がオフであり、回転板１０が危険な角度範囲Ｚに無い場合（ＮＯ）、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ６において、塵芥積込装置の作動を停止させるべく、中央処理部ＣＰＵは停止信号（積込装置停止信号）を出力し、画像処理・判断ルーチンを終了する（エンド）。具体的には、中央処理部ＣＰＵは、画像処理部ＤＳＰの画像処理結果に基づいて人物Ｈが危険なエリアにいると判定すると、リレースイッチＳＷ４を開放させる。すなわち、図示しないリレーコイルに通電してスイッチの接点を開くことにより、通電ラインＫ５による制御装置ＰＬＣへの通電を遮断する。これにより制御装置ＰＬＣの作動が強制的に停止されるので、仮に制御装置ＰＬＣに何らかの異常があっても、電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２の全てのソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄへの通電が停止されることになる。よって、第１連通位置または第２連通位置にある電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２が全て中立位置に復帰するようになり、その結果、直ちに油圧モータ１３および押込シリンダ２４の作動が停止される。つまり、画像処理ユニット９において人物Ｈの手が一部でも危険なエリアに入っていると判定されれば、塵芥積込装置の作動を停止させるようになっており、これにより、塵芥を積み込む作業者などの安全性の確保が図られている。

ステップＳ７において、中央処理部ＣＰＵにより、画像中の全ての物体像について、人物Ｈの手であるか否かの識別が済み、かつ、人物Ｈの手であると識別した物体像が危険なエリアに入っているか否かの判定が済んでいるか否かが判定される。画像中の全ての物体像についての識別および判定が済んでいれば（ＹＥＳ）、このルーチンを終了し、まだ済んでいなければ（ＮＯ）、ステップＳ４へ戻って、上述した手順を繰り返す。

上述したように、ステップＳ３の人物識別処理では、人物Ｈの手への装着物の色情報、例えば図９のようなリストバンドＬＢの色情報を検出し、この検出した装着物の色情報に基づいて、画像中の物体像が人物Ｈの手であるか否かの識別を行うようにしている。そして、ステップＳ４では、人物Ｈの手であると識別した物体像が危険なエリアに入っているか否かの判定を行うようにしている。

ここで、画像処理ユニット９には、色情報登録部９４が備えられており、ステップＳ３の人物認識処理で用いられる検出対象色として、カメラ７によって撮影された画像中の物体像における装着物の色情報（例えばＲＧＢ値）を登録可能になっている。具体的には、カメラ７によって撮影された画像中の物体像における装着物の色情報を取得し、この取得した色情報をメモリＭに格納する色情報登録プログラムが備えられており、この色情報登録プログラムを中央処理部ＣＰＵが実行することによって、カメラ７によって撮影された画像のデータから装着物の色情報を抽出し、この抽出した色情報を検出対象色としてメモリＭに格納するように構成されている。以下、人物認識処理で用いられる検出対象色の登録について説明する。

図７には、塵芥投入口４およびその後方の所定範囲をカメラ７によって撮影した画像が、モニタ９３に表示された様子を示している。カメラ７によって撮影された画像は、画像処理ユニット９へ入力され、画像処理部ＤＳＰにより画像処理された後、画像出力部ＶＯＰを介してモニタ９３に表示されるようになっている。

本実施形態では、人物認識処理で用いられる検出対象色は、モニタ９３に表示された画像、言い換えれば、カメラ７によって撮影された画像に基づいて登録される。検出対象色の登録を行う際には、例えば運転席周辺に設けられた図示しないモード切替スイッチを操作することによって、色情報登録モードに設定する。この色情報登録モードでは、モニタ９３に表示された画像のうち、ユーザによって指定された所定位置の画像の色情報（例えばＲＧＢ値）が取得（抽出）され、取得された色情報が検出対象色としてメモリＭに格納されることによって、検出対象色の登録が行われる。

モニタ９３は、例えばタッチパネル式とする。この場合、モニタ９３に表示された画像の位置（座標）の指定は、ユーザがモニタ９３を直接、押したり、タッチ操作することによって行ってもよいし、あるいは、タッチペン等の操作具を用いて行ってもよい。また、画像処理ユニット９にパソコンなどのコンピュータ装置を接続し、当該コンピュータ装置のモニタ上に表示されるカーソルを画像の所定領域に合わせた状態で、マウスをクリック操作するによって行うことも可能である。なお、上述した画像の色情報の取得は一例であって、他の手段によって画像の色情報を取得してもよい。例えば、画像の位置（１点）ではなく、領域を指定することによって、画像の色情報を取得してもよい。

検出対象色の登録の際には、色情報登録モードに設定した後、ユーザは手にリストバンドＬＢ等の装着物を装着した状態で、塵芥投入口４の近傍に立つ。そして、作業灯８を点灯させた状態で、塵芥投入口４の近傍に立ったユーザ自身をカメラ７によって撮影する。リストバンドＬＢ等の装着物がカメラ７によって撮影可能な範囲内にあれば、ユーザが立つ位置は特に限定されない。

次に、ユーザはモニタ９３に表示された画像を見て、カメラ７によって撮影された画像を確認する。そして、モニタ９３に表示された画像のうち、リストバンドＬＢ等の装着物が表示された位置Ｐ１（図７参照）を、例えば指やタッチペンでモニタ９３を直接、押すことによって指定する。これにより、指定した位置Ｐ１の色情報（例えばＲＧＢ値）が取得（抽出）され、取得された色情報が検出対象色としてメモリＭに格納される。

本実施形態では、上述のようにして登録された検出対象色が、上述したステップＳ３の人物認識処理で用いられる。具体的には、塵芥投入口４の上方に配設したカメラ７によって撮影された画像中に含まれる物体像の色情報が検出され、検出された色情報が検出対象色と一致するか否かが判定される。この場合、検出された色情報が検出対象色と完全に一致していない場合であっても、検出された色情報が検出対象色の所定範囲内に含まれていれば、「一致する」と判定することが可能である。例えば、検出された色情報のＲＧＢ値の各値が、検出対象色のＲＧＢ値の±５の範囲内に含まれていれば、「一致する」と判定することが可能である。

そして、上記の判定結果に基づいて、カメラ７によって撮影された画像中の物体像が人物Ｈの手であるか否かが識別される。つまり、検出された色情報が検出対象色と一致すると判定された場合、画像中の物体像が人物Ｈの手であると識別される。一方、検出された色情報が検出対象色と一致しないと判定された場合、画像中の物体像が人物Ｈの手ではないと識別される。

本実施形態では、手への装着物（例えばリストバンドＬＢ）の色情報そのものを検出対象色としてメモリＭに登録するのではなく、カメラ７によって撮影された画像における装着物の色情報を取得し、取得した色情報を登録対象色としてメモリＭに登録するようにしている。これにより、作業者が実際に使用する装着物の色情報を、登録対象色として予めメモリＭに登録することができるので、塵芥投入口４の近傍を撮影するカメラ７の画像に基づいて、人物Ｈの手であるか否かの識別を精度よく行うことができる。

このため、従来とは異なり、検出対象色とそれに対応する装着物の組み合わせが制限されることがなくなり、作業環境に適した色を有する装着物を自由に選択して使用することができる。例えば、塵芥収集車の車体色や指定のごみ袋の色は地域によって異なっているが、これらの色と間違いなく識別できるような色を有する装着物を使用することができる。また、リストバンドＬＢ等の装着物を新たに購入したり、経年劣化により装着物の色の変化等に起因して、人物Ｈの手であるか否かの識別精度の低下が確認された場合には、新たな検出対象色の登録を容易に行うことができ、装着物の経年劣化や買い換え等に柔軟に対応することができ、識別精度を向上させることができる。

また、色情報登録部９４は、モニタ９３に表示された画像のうち、指定された所定位置の画像の色情報を取得し、取得した色情報を検出対象色としてメモリＭに登録するように構成されているので、塵芥投入口４の近傍を撮影するカメラ７の画像に基づいて、モニタ９３に表示された装着物の画像を確認しながら、検出対象色の登録を容易に行うことができる。

−その他の実施形態−
今回、開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、前記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

上記実施形態では、作業者の手や足に装着する装着物としてリストバンドＬＢを挙げたが、これに限らず、装着物は、手袋や、靴等であってもよい。この場合、手袋や靴に、上述したリストバンドＬＢの縞模様ＳＰと同様の模様を設けてもよいし、あるいは、全体的に所定の色に着色された手袋や靴を用いてもよい。

上記実施形態において、人物認識処理で用いられる検出対象色として複数の色情報を登録可能としてもよい。この場合、異なる色の複数のリストバンドＬＢについてそれぞれ色情報を登録してもよい。また、リストバンドＬＢの色情報に加えて、手袋の色情報や、靴の色情報を併せて登録してもよい。なお、色情報として、ＲＧＢ値以外のものを用いてもよい。

上記実施形態において、カメラ７によって撮影された画像中の物体像が人物Ｈの手であるか否かの識別を次のようにして行ってもよい。画像中の物体像に含まれる検出対象色と一致する画素数をカウントし、一致する画素数が所定値以上の場合に、画像中の物体像を人物Ｈの手であると識別し、一致する画素数が所定値未満の場合に、画像中の物体像を人物Ｈの手ではないと識別してもよい。

上記実施形態では、画像処理ユニット９を制御装置ＰＬＣへの通電ラインＫ４に介設して、リレースイッチＳＷ４の開放により制御装置ＰＬＣへの通電を遮断するようにしている。しかし、これに限らず、例えば画像処理ユニット９において人物Ｈが危険なエリアにいると判定したときに、制御装置ＰＬＣに停止信号を出力し、これを受けた制御装置ＰＬＣによって電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ〜ＳＯＬｄへの制御信号の出力を停止させるようにしてもよく、その他、塵芥積込装置の作動を停止させることができる構成であれば採用可能である。

上記実施形態では、いわゆる回転式の塵芥積込装置を装備した塵芥収集車１００として本発明を具現化した場合について説明しており、塵芥積込装置の主要部は回転板１０および押込板２０により構成されている。しかし、これに限らず、塵芥積込装置の主要部は昇降板および押込板によって構成されていてもよく、その構造を特に限定するものではない。

本発明は、塵芥投入口の近傍を撮影するカメラの画像に基づいて、人物の手や足であるか否かの識別を行う塵芥収集車およびこれに装備された人物認識装置に利用可能である。

１ 車台
２ 塵芥収容箱
３ 塵芥投入箱
４ 塵芥投入口
７ カメラ
９ 画像処理ユニット（画像処理装置）
９３ モニタ
９４ 色情報登録部
１００ 塵芥収集車
ＬＢ リストバンド（装着物）
Ｍ メモリ（記憶部）

Claims (4)

1. 塵芥収集車の塵芥投入口の近傍をカメラによって撮影し、その画像のデータに基づいて、前記塵芥投入口近傍の人物を認識するようにした人物認識装置であって、
   前記カメラによって撮影された画像における物体像の色情報を検出し、検出された色情報を、人物の手または足への装着物について記憶部に登録された検出対象色と比較して、前記物体像が人物の手または足であるか否かを識別する人物識別部と、
   前記人物識別部の識別で用いる前記検出対象色として、前記カメラによって予め撮影された画像における前記装着物の色情報を前記記憶部に登録する色情報登録部と、
   前記人物識別部によって手または足であると識別された物体像が、前記塵芥投入口近傍の所定エリアに入っているか否かを判定する人物位置判定部と、を備えていることを特徴とする塵芥収集車の人物認識装置。
2. 請求項１に記載の塵芥収集車の人物認識装置において、
   前記カメラによって撮影された画像をモニタに表示させる画像出力部を備え、
   前記色情報登録部は、前記モニタに表示された画像のうち、指定された所定位置の画像の色情報を取得し、取得した色情報を前記検出対象色として前記記憶部に登録するように構成されていることを特徴とする塵芥収集車の人物認識装置。
3. 請求項１または２に記載の塵芥収集車の人物認識装置において、
   前記装着物は、手袋、リストバンド、および靴の少なくとも１つであることを特徴とする塵芥収集車の人物認識装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の人物認識装置が装備された塵芥収集車であって、
   前記塵芥投入口は、塵芥収集車の後部に設けられた塵芥投入箱の背面に開口し、この塵芥投入箱内に、塵芥収容箱に塵芥を積み込み可能な塵芥積込装置が装備されており、
   前記人物位置判定部の判定で、人物の手または足であると識別された物体像が前記所定エリアに入っていると判定された場合には、前記塵芥積込装置の作動を停止するように構成されていることを特徴とする塵芥収集車。

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