JP7146370B2 - 特装車両 - Google Patents

Description

本発明は、例えば塵芥収集車などの特装車両に関し、特に、車台上に架装された可動装置の近傍に人物がいると判定すれば、その可動装置の作動を停止させるようにしたものに係る。

従来より、一例として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（可動装置）が装備されており、その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、塵芥収容箱に積み込むようになっている。また、そうして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種々、提案されている。

例えば特許文献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、下方の塵芥投入口およびその後方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前記の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進入禁止領域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、前記従来例のような監視システムにおいて、塵芥投入口の近傍を撮影するカメラとしては、塵芥収集車の運転者が後方を監視するためのバックカメラを利用することができるものの、その画像のデータを入力する画像処理装置は専用に設けなくてはならないので、コストアップが問題となる。

すなわち、近年の画像処理技術の向上によりカメラの画像において人物を認識し、その位置が予め設定した領域（従来例の進入禁止領域）内か否かをかなり正確に判定できるようになっているが、そのような万が一の安全装置としての機能だけでは、システムのコストに見合った導入メリットがあるとは言えず、このことが普及の妨げとなっていると考えられる。

本発明は、かかる問題点に着目してなされたものであり、例えば塵芥積込装置のような可動装置の近傍に人物がいることを判定し、必要に応じて可動装置を緊急停止させるようにしたシステムに、日常の作業にも寄与する付加価値を追加することによって、その普及を促すことを目的とする。

前記の目的を達成するために本発明は、車台上に可動装置が架装された特装車両を対象として、前記可動装置の近傍をカメラによって撮影した画像のデータを入力し、前記可動装置の近傍に予め設定された第１のエリアと第２エリアと第３エリアに人物がいることを判定する画像処理装置と、前記画像処理装置によって第１のエリアに人物がいると判定されれば、前記可動装置の作動を停止させる緊急停止装置とを備えている。

そして、前記画像処理装置は、前記第１のエリアよりも可動装置から離れた第２のエリアに人物がいるか否か、および、さらに離れた第３のエリアに人物がいるか否かも判定するように構成され、前記第３のエリアに人物がいると判定されたときに、第２のエリアにいると判定されたときよりも作動速度が高くなるように、前記可動装置を制御する制御装置を備え、前記可動装置は、塵芥投入箱の内部に配設された塵芥積込装置であり、前記塵芥投入箱の背面に開口する塵芥投入口の近傍に、前記第１のエリアが設定され、この第１のエリアよりも後方の所定範囲が前記第２のエリアに設定され、この第２のエリアよりも後方の所定範囲が前記第３のエリアに設定され、前記画像処理装置は、前記画像における物体像の特徴データを人物の特徴データと比較して、物体像が人物を表すものか否か仮判定する人物識別部と、前記人物識別部によって人物の特徴を表すと仮判定された物体像が、前記第１、第２および第３のエリアに入っているか否か判定する人物位置判定部とを備え、さらに、前記画像処理装置は、前記仮判定された物体像が所定の閾値以下の移動速度である場合に、前記仮判定された物体像を人物の頭部と判定し、人物の頭部と判定された物体像が前記第２のエリアと前記第３のエリアとに跨っているときには、前記第２のエリアにいると判定されたときよりも作動速度が高くなるようにする前記制御を行わないように構成したものである。

このような構成の特装車両においては、その車台上に架装された可動装置近傍の第１のエリアに人物がいると、このことが画像処理装置によって判定されて、緊急停止装置によって前記可動装置の作動が停止される。前記第１のエリアは、上述した従来例（特許文献１）の進入禁止領域と同様に予め設定しておけば、この従来例と同様に人物が可動装置に巻き込まれることを防止でき、安全性の確保が図られる。

一方、前記第１のエリアよりも可動装置から離れた第２、第３のエリアに人物がいるときには、可動装置の作動を緊急停止させる必要はなく、特に第３のエリアに人物がいるときには、第２のエリアを飛び越して第１のエリアに進入する心配はない。そこで、このときには制御手段によって、第２のエリアにいると判定されたときよりも作動速度が高くなるように、可動装置の制御が行われる。

つまり、可動装置の近傍にいる人物の安全性を確保するためのシステムを利用して、この人物と可動装置との間隔について判定し、可動装置から所定以上、離れていて、直ちに危険なエリアに入る心配がないときには、可動装置の作動速度を高めるようにしている。このことによって可動装置の作業効率を高め、日常の作業に寄与する付加価値を追加することができるので、緊急停止装置の普及が促進される。

前記のような特装車両としては例えば、上述した従来例（特許文献１）に記載の塵芥収集車が好ましく、この場合に前記可動装置は、塵芥投入箱の内部に配設された塵芥積込装置である。そして、その塵芥投入箱の背面に開口する塵芥投入口の近傍に、前記第１のエリアを設定され、この第１のエリアよりも後方の所定範囲を前記第２のエリアに設定し、この第２のエリアよりも後方の所定範囲を前記第３のエリアに設定すればよい。

こうすれば、ごみ袋などの塵芥を投入する作業者が塵芥投入口に近づき過ぎて、巻き込まれるおそれのある第１のエリアに進入したときに、塵芥積込装置の作動を緊急停止させて、その安全性を確保することが出来る。一方、塵芥を運ぶために作業者が塵芥投入口から離れて、第２のエリアの外に出れば、塵芥積込装置の作動速度が高くなるので、次に塵芥を投入するまでの待ち時間を短縮でき、作業効率が高くなる。

より好ましいのは前記制御装置によって、前記第３のエリアにおける人物の位置および移動速度の少なくとも一方を検知し、その位置が塵芥投入口から遠いほど、或いは、その移動速度が低いほど、前記可動装置の作動速度が高くなるように制御することである。こうすれば、より危険が少ないときほど、より作動速度を高めるという、きめ細かな速度制御によって作業効率を一層、高めることができ、安全性の確保と作業効率の向上とを高次元で両立できる。

本発明に係る特装車両は、車台に架装された可動装置の近傍に人物がいることを判定し、必要に応じて可動装置を緊急停止させるシステムを利用して、その人物が可動装置から所定以上、離れていて、直ちに危険なエリアに入る心配がないときには、可動装置の作動速度を高め、作業効率を高めるようにしている。これにより、作業者などの人物の安全性を確保しつつ、日常の作業にも寄与する付加価値を追加して、システムの普及を促進することができる。

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の一例を示す説明図である。 画像処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 作業者が増速エリアにいる場合について示す図５相当図である。

以下、本発明を回転式の塵芥収集車（特装車両）として具現化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呼ぶこともある。

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、その車台１上には塵芥収容箱２と塵芥投入箱３とが設けられていて、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によって軸支されており、図示しないが、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、前記塵芥投入箱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矩形状の塵芥投入口４（図６、７も参照）が開口され、昇降可能なテールゲート５によって開閉されるようになっている。この塵芥投入口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が設けられており、また、塵芥投入口４の上方には、詳しくは後述するが、塵芥投入口４の近傍を撮影するようにカメラ７が配設され、その下方には塵芥投入口４の近傍を照らすように作業灯８が配設されている。

図２に拡大して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（可動装置）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、いわゆる回転式のものである。すなわち、まず、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。

図示の例では前記回転軸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。よって、油圧モータ１３の回転は減速機構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、前記回転板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。

すなわち、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には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。

こう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に押し込んでゆく。そして、押込板２０が再び前記の前進限界位置に達すれば、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（以下、塵芥積込作動と呼ぶ）。そのように回転板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）の構成については以下に述べるが、そのために塵芥投入箱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。

すなわち、図２に表れているように、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（例えばその端部）に設けられた図示省略の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省略のドグを検出するようになっている。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使用することができる。

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。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と呼ぶ。

さらに、図１、２に表れているように塵芥投入口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に表れているように塵芥投入口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および図４を参照して、前記のように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と、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は、電磁油圧式のアクチュエータＡＣＴの作動によって傾転角が変更され、ポンプ容量が変化するプランジャポンプであり、図示しないが、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換弁からなる。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（図の上位置）に切り換わって、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、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（図の下位置）に切り換わって、作動油をヘッド側油室に供給する。

そうして電磁制御弁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（図の中央位置）に復帰するようになる。

一方、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（図の下位置）に切り換わって、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（図の上位置）に切り換わって、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への電力供給は図の左上（図中のモニタ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、前記キースイッチ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）には前記リレーコイル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、前記リレーコイル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、前記のように接点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、前記の通電ラインＫ４から分岐する通電ラインＫ５によっても、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、図２を参照して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（即ち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、図２を参照して上述したスイッチ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、即ち作動状況が検出される。

なお、前記のスイッチＬＳ１～ＬＳ３の他にも制御装置ＰＬＣへの入力側には、図示はしないが、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、図２を参照して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にではなくて、画像処理ユニット９へ入力されるようになっている。画像処理ユニット９の中央処理部ＣＰＵは、スイッチＬＳ４からの信号を入力しているときに、後述するように画像処理部ＤＳＰから停止信号が発せられると、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。

前記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、図３を参照して上述した電磁制御弁Ｖ１，Ｖ２のソレノイドＳＯＬａ～ＳＯＬｄ、油圧ポンプＰのアクチュエータＡＣＴ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。

すなわち、例えば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、切り換えられることで、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、図２を参照して上述したように、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。

詳しくは、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連通位置に切り換えられて、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連通位置に切り換えられ、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連通位置に切り換えられて、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に押し込んでゆき、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、即ち、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。

なお、図４に表れているように、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、以下に説明する画像処理ユニット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ようになっている。

－人物認識装置および緊急停止装置－
ところで、前記の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近傍の人物が予め設定された危険なエリア（第１のエリア）にいると判定すれば、塵芥積込装置の作動を停止させるようにしている。

すなわち、前記の図１、２に表れている他、図５、６にも示すように、塵芥投入箱３の背面の上部、即ち塵芥投入口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。

そうして塵芥投入口４の後方を撮影するためにカメラ７の撮像レンズ７０の光軸Ａは、鉛直下向きから後方に振り向けられており、塵芥投入口４の近傍の人物Ｈを上方から撮影する。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と略平行な向きに光を照射して、人物Ｈをカメラ７の撮影する方向にほぼ正面から照射するようになっている。

こうしてほぼ正面から光を当てれば、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、前記の図４に表れているようにカメラ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。そのモニタ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、作業者などが危険なエリアにいるか否かの判定に供される。

すなわち、前記の図５～７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。そのために画像処理ユニット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入力して、以下に説明する公知の画像処理を行う画像処理部ＤＳＰが設けられている。

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や前記画像処理部ＤＳＰにおいて使用されるデータを記憶するメモリ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、画像処理部ＤＳＰにおいて人物Ｈが危険なエリアにいると判定すれば、中央処理部ＣＰＵがリレースイッチＳＷ４を開放させる。

ここで、図４を参照して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、ここにおいて前記のようにリレースイッチ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、中央処理部ＣＰＵは、詳しくは後述するが、画像処理の結果に応じて制御装置ＰＬＣに増速指令を出力し、塵芥積込装置の作動速度を高める機能も有している。なお、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やカメラ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。

－画像処理のルーチン－
前記の画像処理部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り、例えば入力画像データの二値化処理と、この二値化された画像データにおいて互いに近接する各画素について領域化するラベリング処理と、ラベリングにより領域化された物体像の領域が人物像であることを識別する人物識別処理と、人物像と識別された物体像の位置が危険なエリアか否か判定する人物位置判定処理とを行う。

具体的に、図８のフローチャートを参照して画像処理のルーチンについて説明すると、まず、スタート後のステップＳ１において二値化処理が行われる。これは例えば、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。

次にステップＳ２ではラベリング処理が行われる。これは、前記の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つの領域と見なす処理である。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、続くステップＳ３～Ｓ５において、前記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、図５～７を参照して上述したように塵芥投入口４の上方にカメラ７を配設し、下方の塵芥投入口４近傍を撮影するようにしている。このため、その画像には、図７に一例を示すように人物Ｈの頭部が大きく表示されるとともに、上方から見た顔の一部も表示されることになる。つまり、画像データには人物Ｈの顔の情報も含まれている。

そこで、まずステップＳ３では、予め設定されている頭部（顔も含む）の特徴データ、即ち例えば頭部の大きさや形状、頭髪の状態などを示すデータを参照し、この特徴データの条件を満たすような物体像を、仮に人物Ｈの頭部と判定する。なお、特徴データについては予め多くの人物の頭部（顔も含む）の画像を撮影して、その大きさや形状などの特徴を抽出したものであって、画像処理ユニット９のメモリＭに格納されている。

そうして「仮に頭部」と判定した物体像について、それ以外の物体像と識別する処理をステップＳ４，Ｓ５で行う。まず、ステップＳ４では、カメラ７から時系列に入力される複数の画像データの差分処理（各画素毎の輝度値の差を求める処理）によって、物体像の位置の変化を検出する。そして、この位置の変化、即ち物体像の移動距離を、それに要した時間（画像データを取得する時間間隔）で除算して、物体像の移動速度を算出する。

そして、算出した移動速度が予め設定した閾値以下であるか否か、ステップＳ５において判定する。この閾値は、塵芥投入口４に塵芥を投入する作業者の頭部の移動速度と、投入される塵芥の移動速度とを区別できるように、予め実験などによって設定されている。よって、算出した移動速度が閾値よりも高ければ、動作が速すぎるので人物Ｈの頭部ではないと識別し、否定判定して（ＮＯ）ルーチンを終了する（エンド）。

一方、前記ステップＳ５において移動速度が閾値以下であると肯定判定すれば（ＹＥＳ）、物体像は人物Ｈの頭部であると識別してステップＳ６に進み、この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判定する。これは、物体像を形成する領域の外形をなす画素の位置座標が危険なエリアの境界線Ｂ１（塵芥投入口４の後縁部４ｂ）よりも前方にあるか否かによって判定できる。

すなわち、人物Ｈの頭部と識別した物体像が全て危険なエリア外にあると否定判定すれば（ＮＯ）、後述のステップＳ８に進む一方、人物Ｈの頭部と識別した物体像が一部でも危険なエリア内にあると肯定判定すれば（ＹＥＳ）、ステップＳ７に進んで塵芥積込装置の作動を停止させるべく、中央処理部ＣＰＵへ停止信号を出力し、画像処理ルーチンを終了する（エンド）。

そうして画像処理部ＤＳＰから停止信号が発せられると、これを受けた中央処理部ＣＰＵは、スイッチＬＳ４からの信号がオンであれば、即ち、回転板１０が危険な角度範囲Ｚにあれば、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、前記画像処理ユニット９において人物Ｈの頭部（顔も含む）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。なお、人物Ｈの認識については、その頭部（顔も含む）を識別することに限定されず、例えば手や足などを識別するようにしてもよい。

ところで、前記のような画像処理を行うための画像処理ユニット９は専用に設けなくてはならず、画像データを取得するためのカメラ７はバックカメラを利用することができるものの、コストアップが問題となる。すなわち、前記のように画像処理の結果に基づいて万が一のときに塵芥積込装置を停止させるシステムは、作業者の安全性を確保するだけではコストに見合った導入メリットがあるとは言えず、このことが、普及を妨げていると考えられる。

この点に着目して本実施形態では、前記のように作業者の安全性を確保する機能だけでなく、日常の作業にも寄与する付加価値を追加している。具体的には、前記したフローのステップＳ６において、人物Ｈの頭部と識別した物体像が危険なエリアに入っていないと否定判定した場合、ステップＳ８に進んで、この物体像が前記危険なエリアよりも後方の通常エリアに入っているか否か判定する。

この通常エリアは、図５や図７に表れているように、危険なエリアの境界線Ｂ１から後方に予め設定した距離（例えば１ｍくらい）までとして設定された第２のエリアであり、その後縁の境界線Ｂ２よりも後方、例えばカメラ７の視野の範囲内が第３のエリア（以下に説明する増速エリア）として設定されている。これら通常エリアおよび増速エリアに人物Ｈがいるときには、塵芥積込装置の作動を緊急停止させる必要はない。

前記ステップＳ８の判定もステップＳ６の判定と同様に、人物Ｈの頭部と識別した物体像を形成する領域の外形をなす画素の位置座標が、通常エリアの境界線Ｂ２よりも前方にあるか否かによって行われる。そして、例えば図９に示すように人物Ｈがごみ袋を持って塵芥投入口４へ歩み寄っているときなど、その頭部を表す物体像の全てが通常エリア外（即ち増速エリア内）にあるときは、否定判定して（ＮＯ）ステップＳ９に進み、中央処理部ＣＰＵへ増速信号を出力して、画像処理ルーチンを終了する（エンド）。

こうして画像処理部ＤＳＰから増速信号が発せられると、これを受けた中央処理部ＣＰＵが制御装置ＰＬＣに増速指令を出力する。これを受けて制御装置ＰＬＣは、アクチュエータＡＣＴの作動により油圧ポンプＰの傾転角を変更させたり、エンジンを増速させたりして、油圧ポンプＰの吐出量を増大させる。これにより、油圧モータ１３および押込シリンダ２４への作動油の供給流量が増大し、それらの作動速度が高くなる。

すなわち、前記の増速エリアに人物Ｈがいると判定されたときには、通常エリアを飛び越して危険なエリアに進入する心配はないので、このときには通常エリアにいるときよりも作動速度が高くなるように、塵芥積込装置の増速制御が行われるのである。この際、増速エリアにおける人物Ｈの位置および移動速度の少なくとも一方に応じて、塵芥積込装置の作動速度を変更することが好ましい。

例えば、人物Ｈが増速エリアにおいて塵芥投入口４から後方に離れているほど、危険なエリアに進入する可能性は低いので、塵芥積込装置の作動速度はより高くすることができる。また、前記ステップＳ４で算出した移動速度が低いときも、危険なエリアに進入する可能性は低くなるので、このときも作動速度を高くすることができる。こうしてきめ細かな速度制御を行えば、安全性を確保しつつ作業効率を一層、高めることができる。

一方、本実施形態では、人物Ｈの頭部を表す物体像が一部でも通常エリア内にあれば、それ以外の部位が境界線Ｂ２を越えて後方の増速エリアにあっても、前記ステップＳ８で肯定判定して（ＹＥＳ）増速信号は出力せずに画像処理ルーチンを終了する（エンド）。つまり、人物Ｈが通常エリアと増速エリアとに跨っているときには、安全性を優先して前記塵芥積込装置の増速制御は行わないようにしている。

前記図８のフローのステップＳ３を実行することによって画像処理部ＤＳＰは、物体像が人物Ｈの頭部を表すものか否か判定する人物識別部を構成し、さらに、ステップＳ４を実行することによって、その物体像が塵芥投入口４近傍の危険なエリアに入っているか否か判定する人物位置判定部を構成する。つまり、画像処理部ＤＳＰは、危険なエリアに人物Ｈがいることを判定する判定装置を構成する。

また、ステップＳ６，Ｓ８を実行することによって画像処理部ＤＳＰは、人物Ｈの頭部を表す物体像が危険なエリアよりも塵芥投入口４から離れた通常エリアに入っているか否か、および、さらに離れた増速エリアに入っているか否かも判定するものとなる。そして、ステップＳ９において画像処理部ＤＳＰから出力された増速信号を受けて、中央処理部ＣＰＵから塵芥積込装置の制御装置ＰＬＣに増速指令が出力される。

こうして制御装置ＰＬＣに増速指令を出力する画像処理ユニット９の中央処理部ＣＰＵと、この増速指令を受けて塵芥積込装置の油圧モータ１３や押込シリンダ２４の作動速度を通常よりも高くする制御装置ＰＬＣとによって、人物Ｈが増速エリアにいるときに通常エリアにいるときよりも作動速度が高くなるように、塵芥積込装置を制御する制御装置が構成される。

以上、説明したように本実施形態に係る塵芥収集車では、まず、塵芥投入口４の上方に配設したカメラ７からの画像のデータを入力して、画像処理ユニット９により塵芥投入口４近傍の危険なエリアに人物Ｈがいると判定すれば、塵芥積込装置の作動を停止させるようにしている。これにより、人物Ｈが塵芥積込装置に巻き込まれることを防止して、その安全性を確保することができる。

これに対し、前記の危険なエリアよりも後方に離れた通常エリアや増速エリアにおいては塵芥積込装置の作動を停止させる必要はない。特に、図９に一例を示すように人物Ｈが増速エリアにいるときには、ここから通常エリアを飛び越して危険なエリアに進入する心配はないので、このときには通常エリアにいるときよりも作動速度が高くなるように、塵芥積込装置を制御することで、作業効率を向上できる。

つまり、塵芥を積み込む作業者などが塵芥投入口４近傍の危険なエリアにいるときには、塵芥積込装置の作動を停止させて、その安全性を確保することができる一方、塵芥投入口４から十分に離れていれば塵芥積込装置の作動速度を高めることによって、作業の効率を高めることができる。このように、日常の作業に寄与する付加価値を追加することができるので、画像処理ユニット９などによるコストアップがあってもシステムの普及を促進できる。

－その他の実施形態－
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、これは１つの具体例を示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではないから、具体的な構成などは適宜、設計変更可能である。例えば前記の実施形態では、カメラ７の画像データを画像処理ユニット９に入力し、画像処理によって人物Ｈの位置を判定するようにしているが、これに限らず、例えば塵芥投入口４の近傍に配設したレーダーや超音波センサなどによって、人物を判定するようにしてもよい。

また、前記の実施形態では、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が、これにも限定されない。すなわち、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。

さらに、前記の実施形態では、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が、これにも限定されず、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。また、本発明は塵芥収集車以外の特装車両にも適用することができ、可動装置としては塵芥積込装置以外の種々のものが考えられる。

１００ 塵芥収集車（特装車両）
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：判定装置）
１０ 回転板（塵芥積込装置：可動装置）
１３ 油圧モータ（塵芥積込装置：可動装置）
２０ 押込板（塵芥積込装置：可動装置）
２４ 押込シリンダ（塵芥積込装置：可動装置）
Ｈ 人物
ＣＰＵ 画像処理ユニットの中央処理部（緊急停止装置）
ＤＳＰ 画像処理ユニットの画像処理部（人物識別部、人物位置判定部）
ＳＷ４ 画像処理ユニットのリレースイッチ（緊急停止装置）

Claims (2)

1. 車台上に可動装置が架装された特装車両であって、
   前記可動装置の近傍をカメラによって撮影した画像のデータを入力し、前記可動装置の近傍に予め設定された第１のエリアと第２エリアと第３エリアに人物がいることを判定する画像処理装置と、
   前記画像処理装置によって第１のエリアに人物がいると判定されれば、前記可動装置の作動を停止させる緊急停止装置とを備え、
   前記画像処理装置は、前記第１のエリアよりも可動装置から離れた第２のエリアに人物がいるか否か、および、さらに離れた第３のエリアに人物がいるか否かも判定するように構成され、
   前記第３のエリアに人物がいると判定されたときに、第２のエリアにいると判定されたときよりも作動速度が高くなるように、前記可動装置を制御する制御装置を備え、
   前記可動装置は、塵芥投入箱の内部に配設された塵芥積込装置であり、
   前記塵芥投入箱の背面に開口する塵芥投入口の近傍に、前記第１のエリアが設定され、この第１のエリアよりも後方の所定範囲が前記第２のエリアに設定され、この第２のエリアよりも後方の所定範囲が前記第３のエリアに設定され、
   前記画像処理装置は、前記画像における物体像の特徴データを人物の特徴データと比較して、物体像が人物を表すものか否か仮判定する人物識別部と、
   前記人物識別部によって人物の特徴を表すと仮判定された物体像が、前記第１、第２および第３のエリアに入っているか否か判定する人物位置判定部とを備え、
   さらに、前記画像処理装置は、前記仮判定された物体像が所定の閾値以下の移動速度である場合に、前記仮判定された物体像を人物の頭部と判定し、人物の頭部と判定された物体像が前記第２のエリアと前記第３のエリアとに跨っているときには、前記第２のエリアにいると判定されたときよりも作動速度が高くなるようにする前記制御を行わないように構成したことを特徴とする特装車両。
2. 前記制御装置は、前記第３のエリアにおける人物の位置および移動速度の少なくとも一方を検知して、その位置が塵芥投入口から遠いほど、或いは、その移動速度が低いほど、前記可動装置の作動速度が高くなるように制御する、請求項１に記載の特装車両。

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