JP7361441B2

JP7361441B2 - 作業車両の安全システム

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Publication number: JP7361441B2
Application number: JP2019017401A
Authority: JP
Inventors: 俊孝林
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2019-02-01
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-02-01
Also published as: JP2020125171A

Description

本明細書は、作業場所内を移動及び／又は旋回する作業車両の周囲の警告エリア内に人がいる場合に、作業車両の運転者（オペレータ）に警告する機能を備えた作業車両の安全システムに関する技術を開示したものである。

例えば、特許文献１（国際公開ＷＯ２０１５／１４７１４９号公報）に記載された作業車両の安全システムは、作業車両の前方のエリアを作業車両からの距離に応じて３つのエリア（警報エリア、減速エリア、自動停止エリア）に区分すると共に、作業車両に人検知センサを設けて、この人検知センサで作業車両から最も離れた警報エリア内に侵入した人を検出したときに警報を発し、また、中間の減速エリア内に侵入した人を人検知センサで検出したときに作業車両を減速し、更に、作業車両に最も近い自動停止エリア内に侵入した人を人検知センサで検出したときに作業車両を自動停止させるようにしている。

国際公開ＷＯ２０１５／１４７１４９号公報

上記特許文献１の作業車両は、自律走行（自動走行）する作業車両であるが、フォークリフト等の作業車両は、人が運転し、前進、後進、旋回等、複雑な動きをする。工場等の作業場所内には、作業車両の運転者以外にも作業者が何人か作業している場合が多い。作業者の中には、作業経験が豊富で、安全教育を受けて安全意識の高い作業者が存在する一方、作業経験が少なく、安全教育を受けていない安全意識の低い作業者も存在する。また、作業場所内には、作業者以外にも、外部から見学者や配送業者等の来訪者が入ってくる場合もある。安全意識の高い作業者は、安全意識の低い作業者と比べて、作業車両にある程度近付いて作業しても危険性は少ないが、安全意識の低い作業者や来訪者が作業車両に近付くと危険である。

従って、警報エリアは、安全意識の低い作業者や来訪者に対する安全性を優先して広めに設定する必要がある。一方、人検知センサは、警報エリア内に人が侵入したことは検知できても、その人が安全意識の高い人か低い人かまでは識別できない。このため、広めに設定した警報エリア内に安全意識の高い作業者が意図的に入って作業する場合でも、人検知センサが検知作動して警報が発せられるため、警報の発生頻度が高くなる。作業車両を人が運転する場合には、警報が発せられる都度、作業車両の運転者が作業を中断又は作業スピードを落として警報エリア内に侵入した人の動きを確認したり、その人が安全意識の高い作業者か否かを確認する必要がある。そのため、安全意識の高い作業者が人検知センサで検知されて警報が発せられることで警報の発生頻度が高くなると、作業車両による作業能率が低下する。しかも、警報エリア内に安全意識の高い作業者と安全意識の低い人の両方が入って警報が発せられる場合は、作業車両の運転者が警報エリア内にいる安全意識の高い作業者を見つけると、安全意識の高い作業者で警報が発せられたと早合点して、安全意識の低い人を見逃してしまう可能性（安全意識の低い人が警報エリア内にいないと誤認してしまう可能性）があり、安全意識の低い人に対する安全性が低くなってしまう。

上記課題を解決するために、作業場所内を移動や旋回する作業車両の周囲の警告エリア内にいる人を検出する検出部と、前記検出部で前記警告エリア内にいる警告対象の人を検出したときに前記作業車両の運転者に警告する警告部とを備えた作業車両の安全システムにおいて、前記警告エリア内で作業する作業者を予め記憶し、前記作業者を特定の作業者として識別する識別装置と、前記検出部が前記警告エリア内に人を検出したときに前記識別装置が前記特定の作業者であるか否かを識別し、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致した場合は警告の対象外とし、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致しない場合は前記警告部によって前記作業車両の運転者に警告する安全システム制御部とを備えた構成としたものである。

この場合、例えば、作業経験が豊富で、安全教育を受けて安全意識の高い作業者を特定の作業者に指定して予め識別装置に記憶しておき、作業車両の運転中には、警告エリア内で作業する特定の作業者を識別装置で識別し、前記検出部が前記警告エリア内に人を検出したときに前記識別装置が前記特定の作業者であるか否かを識別し、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致した場合は警告の対象外とするようにすれば、安全意識の低い作業者や来訪者に対する安全性を優先して警告エリアを広めに設定しても、警告エリア内で特定の作業者のみが作業する場合は、作業車両の運転者に警告が発せられることがなく、作業車両の運転者は警告に煩わされずに作業を続けることができる。

一方、警告エリア内に特定の作業者以外の人（安全意識の低い作業者や来訪者）がいる場合は、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致しないため、作業車両の運転者に警告が発せられるようになっている。これにより、作業車両の運転者は、警告が発せられたときには、警告エリア内に特定の作業者以外の人がいることに確実に気付いて注意するようになり、特定の作業者以外の人に対する安全性を向上させながら、警告エリア内で特定の作業者のみが作業するときの警告の発生を防いで、作業車両による作業能率を向上させることができる。

図１は実施例１の作業車両の周囲に設定した警告エリアを示す平面図である。図２は実施例１の作業車両安全システムの電気的構成を示すブロック図である。図３は実施例１の安全システム制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。図４は実施例２の作業車両の周囲に設定した第１警告エリアと第２警告エリアを示す平面図である。

以下、本明細書に開示した２つの実施例１，２を説明する。

実施例１を図１乃至図３に基づいて説明する。
まず、図１及び図２に基づいて作業車両１１の安全システムの構成を説明する。

作業車両１１は、例えば工場敷地内や工場建物内の作業場所内を移動や旋回するフォークリフト、搬送車、高所作業車等であったり、或は、建設・土木工事現場の作業場所内を移動や旋回するブルドーザー、クレーン車、バックホー、ホイルローダー等であっても良い。

この作業車両１１の周囲の所定距離以内のエリアは、警告エリア１２となっている。この警告エリア１２の広さは、安全教育を受けていない安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄ（見学者や配送業者等）に対する安全性を優先して広めに設定されている。作業車両１１の１箇所又は複数箇所には、警告エリア１２内にいる全ての人を検出する検出部１３が設けられている。この検出部１３は、人感センサ、エリアセンサ、レーザセンサ、モーションセンサのいずれかを用いて構成されている。更に、検出部１３は、警告エリア１２内に複数人いる場合には、その人数も検出できるように構成されている。

作業場所内で作業する特定の作業者Ｂは、識別信号を送信するワイヤレス送信機１４を所持する。このワイヤレス送信機１４は、例えば、ブルートゥース（登録商標）等の近距離無線送信機、ＲＦＩＤタグ等で構成されている。ここで、特定の作業者Ｂは、作業経験が豊富で、安全教育を受けて安全意識の高い作業者であり、作業場所の管理責任者によって指定される。特定の作業者Ｂには、管理責任者からワイヤレス送信機１４が付与される。

作業車両１１には、ワイヤレス送信機１４から送信される識別信号を受信する受信機１５が設けられ、この受信機１５で受信した識別信号の受信レベルに基づいて当該ワイヤレス送信機１４を持つ特定の作業者Ｂが警告エリア１２内にいるか否かを識別するようになっている。特定の作業者Ｂが複数人いる場合は、特定の作業者Ｂの各々に固有の識別信号が割り当てられる。これにより、警告エリア１２内に複数の特定の作業者Ｂがいる場合は、受信機１５で受信した異なる識別信号の数によって特定の作業者Ｂの人数を検出できるようになっている。

作業車両１１には、検出部１３で警告エリア１２内にいる警告対象の人を検出したときに作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で警告する警告部１６が設けられている。ここで、警告対象の人は、特定の作業者Ｂ以外の人であり、具体的には安全教育を受けていない安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄである。

作業車両１１には、上述した安全システムを制御する安全システム制御部１７が設けられている。この安全システム制御部１７は、ワイヤレス送信機１４と受信機１５との通信結果に基づいて警告エリア１２内で作業する特定の作業者Ｂを識別する識別装置としても機能する。

安全システム制御部１７は、１台又は複数台のコンピュータ（ＣＰＵ）によって構成され、作業車両１１の運転中に図３の安全システム制御プログラムを所定周期で繰り返し実行することで、検出部１３によって警告エリア１２内への人の出入りを監視して、警告エリア１２内で特定の作業者Ｂ以外の人（安全教育を受けていない安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄ）を検出したときに警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で警告する。この際、特定の作業者Ｂ以外の人の位置を示して警告するようにしても良い。以下、図３の安全システム制御プログラムの処理内容を説明する。

安全システム制御部１７は、作業車両１１の運転中に図３の安全システム制御プログラムを起動すると、まず、ステップ１０１で、検出部１３が警告エリア１２内で人を検出したか否かを判定し、人を検出していなければ、警告する必要がないため、そのまま本プログラムを終了する。

その後、検出部１３が警告エリア１２内で人を検出した時点で、ステップ１０１からステップ１０２に進み、受信機１５の受信結果に基づいて警告エリア１２内に特定の作業者Ｂがいるか否かを判定する。その結果、警告エリア１２内に特定の作業者Ｂがいないと判定した場合、つまり検出部１３が警告エリア１２内で検出した人が全て特定の作業者Ｂ以外の人（安全教育を受けていない安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄ）であると判定した場合には、ステップ１０４に進み、警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で警告する。

一方、上記ステップ１０２で、受信機１５の受信結果に基づいて警告エリア１２内に特定の作業者Ｂがいると判定した場合には、ステップ１０３に進み、検出部１３が検出した警告エリア１２内の人数が受信機１５の受信結果に基づいて識別された特定の作業者Ｂの人数よりも多いか否かで、警告エリア１２内に特定の作業者Ｂ以外の人がいるか否かを判定する。その結果、このステップ１０３で、検出部１３が検出した警告エリア１２内の人数が特定の作業者Ｂの人数よりも多いと判定した場合、すなわち警告エリア１２内に特定の作業者Ｂ以外の人がいると判定した場合には、ステップ１０４に進み、警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で警告する。

これに対し、上記ステップ１０３で、検出部１３が検出した警告エリア１２内の人数が特定の作業者Ｂの人数よりも多くないと判定した場合（具体的には検出部１３が検出した警告エリア１２内の人数が特定の作業者Ｂの人数と一致すると判定した場合）には、警告エリア１２内にいる人が全て特定の作業者Ｂである（警告は不要）と判断して、本プログラムを終了する。

以上説明した本実施例１では、安全教育を受けて安全意識の高い作業者が特定の作業者Ｂに指定され、この特定の作業者Ｂは、識別信号を送信するワイヤレス送信機１４を所持する。そして、作業車両１１の運転中に検出部１３が警告エリア１２内で人を検出したときには、受信機１５の受信結果に基づいて警告エリア１２内にいる人が全て特定の作業者Ｂであるか否かを判定し、警告エリア１２内にいる人が全て特定の作業者Ｂである場合には、警告を行わず、警告エリア１２内に特定の作業者Ｂ以外の人がいる場合のみ、警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で警告するようにしたので、特定の作業者Ｂ以外の人である、安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄに対する安全性を優先して警告エリア１２を広めに設定しても、警告エリア１２内で特定の作業者Ｂのみが作業する場合は作業車両１１の運転者Ａに警告が発せられることがなく、作業車両１１の運転者Ａは警告に煩わされずに作業を続けることができる。

一方、警告エリア１２内に特定の作業者Ｂ以外の人がいる場合は、作業車両１１の運転者Ａに警告が発せられるようになっている。これにより、作業車両１１の運転者Ａは、警告が発せられたときには、警告エリア１２内に特定の作業者Ｂ以外の人がいることに確実に気付いて注意するようになり、特定の作業者Ｂ以外の人である、安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄに対する安全性を向上させながら、警告エリア１２内で特定の作業者Ｂのみが作業するときの警告の発生を防いで、作業車両１１による作業能率を向上させることができる。

尚、本実施例１では、識別信号を送信するワイヤレス送信機１４を特定の作業者Ｂに所持させ、作業車両１１に設けられた受信機１５で識別信号を受信することで特定の作業者Ｂを識別すると共に、受信した識別信号の信号レベルに基づいて特定の作業者Ｂが警告エリア１２内であるか否かを判定するようにしたが、特定の作業者Ｂに持たせた位置測位端末と作業車両１１に設けられた位置測位端末とからなる位置測位システムによって特定の作業者Ｂが警告エリア１２内にいるか否かを識別するようにしても良い。

ここで、作業場所が屋外の場合は、ＧＰＳ衛星を使用した位置測位が可能であるため、特定の作業者ＢにＧＰＳ発信機（位置測位端末）を所持させ、作業車両１１に設けられた位置測位端末でＧＰＳ発信機から発信された位置情報を携帯電話通信網等を介して受信して特定の作業者Ｂの位置を測定するようにしても良い。

一方、作業場所が屋内の場合は、ＧＰＳ衛星の信号を受信できないため、位置測位システムとしては、例えば、ＵＷＢ（Ultra Wide Band ：超広帯域）無線を利用したＵＷＢ測位システム、人の耳では聞き取れない超音波を利用した音波測位システム、人には見えない高速の点滅パルスを利用する可視光測位システム等を使用するようにすれば良い。

ＵＷＢ測位システムを使用する場合は、識別信号をＵＷＢ電波で発信するタグ（位置測位端末）を特定の作業者Ｂに所持させ、作業車両１１に所定間隔で設置された複数のセンサ（位置測位端末）がタグからのＵＷＢ電波を受信することで、特定の作業者Ｂを識別すると共に、電波の入射角度や到達時間差によって特定の作業者Ｂの位置（タグの位置）を測定する。

音波測位システムを使用する場合は、人の耳では聞き取れない超音波で識別信号を発信するスピーカ（位置測位端末）を特定の作業者Ｂに所持させ、作業車両１１に設けたマイク（位置測位端末）で超音波を受信することで、特定の作業者Ｂを識別してその位置（スピーカの位置）を測定する。

可視光測位システムを使用する場合は、人には見えない高速の点滅パターンで識別信号を発信するＬＥＤ等の点滅器（位置測位端末）を特定の作業者Ｂに所持させ、作業車両１１に設けたカメラやイメージセンサ等の位置測位端末で点滅パターンを受信することで、特定の作業者Ｂを識別してその位置（点滅器の位置）を測定する。

また、警告エリア１２内にいる人を検出する検出部１３は、人感センサ、エリアセンサ、レーザセンサ、モーションセンサ等に限定されず、作業車両１１に設けられたカメラで作業車両１１の周囲を撮像し、その画像を処理することで警告エリア１２内にいる人とその位置を検出して、警告エリア１２内にいる人を検出するようにしても良い。この場合、カメラとして、認識対象までの距離を測定できるステレオカメラ（３Ｄカメラ）を使用すれば、警告エリア１２内にいる人の位置を精度良く検出することができる。

警告エリア１２内にいる人を検出する検出部１３としてステレオカメラ等のカメラを使用する場合は、特定の作業者Ｂを識別する識別装置を顔認識システムで構成しても良い。この場合、特定の作業者Ｂの顔の画像データを登録したデータベースを備え、警告エリア１２内にいる人を検出した場合には、カメラの画像から得られた顔の画像を前記データベースに登録されている特定の作業者Ｂの顔の画像データと照合して警告エリア１２内にいる人が特定の作業者Ｂであるか否かを識別するようにすれば良い。

次に、図４を用いて実施例２を説明する。但し、上述した実施例１と実質的に同じ部分については同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として異なる部分について説明する。

前記実施例１では、作業車両１１の周囲の所定距離以内の警告エリアは、１つの警告エリア１２としたが、図４に示す実施例２では、警告エリアを外側の第１警告エリア２１と内側の第２警告エリア２２とに区分している。

安全システム制御部１７は、外側の第１警告エリア２１では、前記実施例１と同様の識別装置で識別された特定の作業者Ｂを警告の対象外とし、検出部１３によって外側の第１警告エリア２１内で特定の作業者Ｂ以外の人を検出したときに警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で特定の作業者Ｂ以外の人の位置を示して警告する。

一方、安全システム制御部１７は、内側の第２警告エリア２２では、特定の作業者Ｂも警告の対象とし、検出部１３によって内側の第２警告エリア２２内で人を検出したときに警告部１６によって作業車両１１の運転者Ａに警告表示及び／又は警告音や音声で内側の第２警告エリア２２内の全ての人の位置を示して警告する。

更に、安全システム制御部１７は、警告部１６によって内側の第２警告エリア２２で警告する場合は、外側の第１警告エリア２１で警告する場合よりも強く警告する。この際、警告表示の場合は、外側の第１警告エリア２１では例えば黄色で警告表示し、内側の第２警告エリア２２では、黄色より目立つ赤色で警告表示するというように、警告表示の色を外側の第１警告エリア２１と内側の第２警告エリア２２とで切り替える。警告音や音声の場合は、内側の第２警告エリア２２の音量を外側の第１警告エリア２１の音量よりも大きくする。

以上説明した本実施例２では、安全教育を受けていない安全意識の低い作業者Ｃや来訪者Ｄに対する安全性を優先して外側の第１警告エリア２１を広めに設定することで、前記実施例１と同様の効果を得ることができる。しかも、内側の第２警告エリア２２では、特定の作業者Ｂも警告の対象とし、特定の作業者Ｂが内側の第２警告エリア２２内に入った場合には、作業車両１１の運転者Ａに警告するようにしたので、特定の作業者Ｂが作業車両１１に接近し過ぎた場合には、作業車両１１の運転者Ａに警告することができ、特定の作業者Ｂに対する安全性も向上できる。

尚、本発明は、上記実施例１，２に限定されず、例えば、図３の安全システム制御プログラムの処理手順を変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは勿論である。

１１…作業車両、１２…警告エリア、１３…検出部、１４…ワイヤレス送信機、１５…受信機、１６…警告部、１７…安全システム制御部、２１…外側の第１警告エリア、２２…内側の第２警告エリア、Ａ…運転者、Ｂ…特定の作業者、Ｃ…特定の作業者以外の作業者、Ｄ…来訪者

Claims

作業場所内を移動及び／又は旋回する作業車両の周囲の警告エリア内にいる人を検出する検出部と、前記検出部で前記警告エリア内にいる警告対象の人を検出したときに前記作業車両の運転者に警告する警告部とを備えた作業車両の安全システムにおいて、
前記警告エリア内で作業する作業者を予め記憶し、前記作業者を特定の作業者として識別する識別装置と、
前記検出部が前記警告エリア内に人を検出したときに前記識別装置が前記特定の作業者であるか否かを識別し、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致した場合は警告の対象外とし、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致しない場合は前記警告部によって前記作業車両の運転者に警告する安全システム制御部と
を備える、作業車両の安全システム。
前記識別装置は、前記特定の作業者に持たせたワイヤレス送信機から送信される識別信号を前記作業車両に設けられた受信機で受信し、その受信レベルに基づいて当該ワイヤレス送信機を持つ前記特定の作業者が前記警告エリア内にいるか否かを識別する、請求項１に記載の作業車両の安全システム。
前記識別装置は、前記特定の作業者に持たせた位置測位端末と前記作業車両に設けられた位置測位端末とからなる位置測位システムによって前記特定の作業者が前記警告エリア内にいるか否かを識別する、請求項１に記載の作業車両の安全システム。
前記検出部は、前記作業車両に設けられた人感センサ、エリアセンサ、レーザセンサ、モーションセンサのいずれかを用いて構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の作業車両の安全システム。
前記検出部は、前記作業車両に設けられたカメラで当該作業車両の周囲を撮像し、その画像を処理することで前記警告エリア内にいる人を検出する、請求項１乃至３のいずれかに記載の作業車両の安全システム。
前記検出部は、前記作業車両に設けられたカメラで当該作業車両の周囲を撮像し、その画像を処理することで前記警告エリア内にいる人を検出し、
前記識別装置は、前記特定の作業者の顔の画像データを登録したデータベースを備え、前記検出部で前記警告エリア内にいる人を検出した場合には、前記カメラの画像から得られた顔の画像を前記データベースに登録されている前記特定の作業者の顔の画像データと照合して前記警告エリア内にいる人が前記特定の作業者であるか否かを識別する、請求項１に記載の作業車両の安全システム。
前記安全システム制御部は、前記検出部で前記特定の作業者以外の人を検出したときに前記警告部によって前記作業車両の運転者に前記特定の作業者以外の人の位置を示して警告する、請求項１乃至６のいずれかに記載の作業車両の安全システム。
作業場所内を移動及び／又は旋回する作業車両の周囲の警告エリア内にいる人を検出する検出部と、前記検出部で前記警告エリア内にいる警告対象の人を検出したときに前記作業車両の運転者に警告する警告部とを備えた作業車両の安全システムにおいて、
前記警告エリア内で作業する作業者を予め記憶し、前記作業者を特定の作業者として識別する識別装置と、
前記警告部を制御する安全システム制御部とを備え、
前記警告エリアを外側の第１警告エリアと内側の第２警告エリアとに区分し、
前記安全システム制御部は、前記検出部が前記外側の第１警告エリア内に人を検出したときに前記識別装置が前記特定の作業者であるか否かを識別し、前記外側の第１警告エリア内であり且つ前記内側の第２警告エリア外の範囲において、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致した場合は警告の対象外とし、前記検出部が検出した人数と前記識別装置が識別した前記特定の作業者の人数とが一致しない場合は前記警告部によって前記作業車両の運転者に警告し、前記内側の第２警告エリア内の範囲において、前記検出部が人を検出した場合は前記識別装置が前記特定の作業者を識別したか否かに関わらず前記警告部によって前記作業車両の運転者に警告する、作業車両の安全システム。
前記安全システム制御部は、前記警告部によって前記内側の第２警告エリアで警告する場合は、前記外側の第１警告エリアで警告する場合よりも強く警告する、請求項８に記載の作業車両の安全システム。