JP7437835B1 - 作業機械の安全装置 - Google Patents
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Abstract
Description
第1実施形態における作業機械の安全装置の概要について、図1を参照しながら説明する。図1は、本実施形態における作業機械の安全装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係る作業機械の安全装置100は、作業機械10に設置され、該作業機械10の周囲を広範囲に亘って監視できるとともに、該作業機械10の既存の作動制御装置である油圧制御弁20の作動スイッチ21に容易に後付けでき、該作業機械10とその周囲の人物との接触を回避するための装置である。ここで、本実施形態における作業機械10とは、油圧ショベルである。そして、安全装置100は、半天球カメラ200と、画像処理装置300と、衝突回避装置400と、を備える。
次に、抽出処理部3032が実行する抽出処理の詳細について説明する。本実施形態の抽出処理では、事前学習モデルに撮影画像データが入力されることで、人物画像が抽出される。そして、事前学習モデルは、人物を表す画像を含んだデータを用いて学習を行うことにより構築される。
次に、判定処理部3033が実行し得る測距処理の詳細について説明する。本実施形態の測距処理では、抽出処理によって抽出された人物画像と、半天球カメラ200の設置パラメータと、に基づいて、作業機械10とその周囲の人物との距離が測定される。そして、このような測距処理について、本実施形態では、人物画像の足元の画像に基づいて測距する足元測距が用いられる。
h:半天球カメラ200の設置高さ(mm)
θ:足元角度(degree)
x:足元座標のx座標(pixel)
y:足元座標のy座標(pixel)
xcen:センサ上の光軸のx座標(pixel)
ycen:センサ上の光軸のy座標(pixel)
なお、センサ上の光軸の座標(xcen、ycen)は、カメラの内部パラメータとして予め定められる。
f:レンズの焦点距離(mm)
dist:足元座標の光軸からの距離(pixel)
N:カメラの画素サイズ(mm/pixel)
次に、衝突回避処理部3034が実行する衝突回避処理の詳細について説明する。本実施形態の衝突回避処理では、上述したように、乗員による油圧レバー操作によらず作業機械10の走行が停止されるように、衝突回避装置400が有する制御回路に油圧制御弁20の作動スイッチ21のうち作業機械10の走行部12の作動スイッチを遮断させる。これについて、図7に基づいて説明する。
上記第1実施形態の変形例について説明する。本変形例に係る作業機械10は、作動制御装置として、該作業機械10が有する各作動部(走行部、旋回部、アーム部、ブレード部等)の全動作を停止させるロックレバーを更に備える。そして、上述した第1実施形態では、衝突回避装置400が有する制御回路が、油圧制御弁20の作動スイッチ21を遮断するのに対して、本変形例に係る制御回路は、上記のロックレバーの作動状態を制御する制御信号を出力する機能を更に有する。そして、画像処理装置300は、衝突回避処理において、油圧レバー操作によらず作業機械の全動作が停止されるように、上記の制御回路に上記の制御信号を出力させる。
第2実施形態について説明する。本実施形態に係る作業機械の安全装置100は、作業機械10に設置され、該作業機械10の周囲を広範囲に亘って監視できるとともに、該作業機械10の既存の作動制御装置であるブレーキ機構のブレーキペダルに容易に後付けでき、該作業機械10とその周囲の人物との接触を回避するための装置である。ここで、本実施形態における作業機械10とは、フォークリフトである。そして、安全装置100は、上述した第1実施形態と同様に、半天球カメラ200と、画像処理装置300と、衝突回避装置400と、を備える。
上記の実施形態はあくまでも一例であって、本開示はその要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施しうる。例えば、本開示において説明した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
100・・・安全装置
200・・・半天球カメラ
300・・・画像処理装置
303・・・制御部
400・・・衝突回避装置
Claims (5)
- 作業機械に設置され、該作業機械の周囲を撮影する半天球カメラと、
前記半天球カメラによって撮影された前記作業機械の周囲画像を表す撮影画像データを取得し、該撮影画像データに基づいて所定の処理を実行するプロセッサと、
前記作業機械に予め設置され該作業機械の作動を制御する所定の作動制御装置に所定の操作を行う衝突回避装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記撮影画像データから人物画像を抽出する抽出処理と、
抽出された前記人物画像に基づいて、前記作業機械の周囲の人物が該作業機械の作動範囲に属しているか否かを判別する判定処理と、
前記判定処理によって前記作業機械の作動範囲に人物が属していると判定された場合に、前記衝突回避装置を作動させ、該作業機械の走行が停止されるように、該衝突回避装置に前記作動制御装置を操作させる衝突回避処理と、を実行し、
前記作業機械は、前記作動制御装置として、該作業機械の作動源である油圧の付加対象を乗員による油圧レバー操作に基づいて切り替える油圧制御弁を備え、
前記衝突回避装置は、前記油圧レバー操作によりオンオフされる前記油圧制御弁の作動スイッチを遮断する制御回路であって、前記作動スイッチと前記油圧制御弁との間に後付け可能に介装される制御回路を有し、
前記プロセッサは、前記衝突回避処理において、前記油圧レバー操作によらず前記作業機械の走行が停止されるように、前記油圧レバー操作により前記作動スイッチが前記作業機械の走行部の作動をオンにしていたとしても、前記制御回路に前記作動スイッチのうち該走行部の作動スイッチを遮断させる、
作業機械の安全装置。 - 前記作業機械は、前記作動制御装置として、該作業機械が有する各作動部の全動作を停止させるロックレバーを更に備え、
前記制御回路は、前記ロックレバーの作動状態を制御する制御信号を出力し、
前記プロセッサは、前記衝突回避処理において、前記油圧レバー操作によらず前記作業機械の全動作が停止されるように、前記制御回路に前記制御信号を出力させる、
請求項1に記載の作業機械の安全装置。 - 前記作業機械は、前記乗員による前記ロックレバーの機械的な操作を検出するセンサを更に備え、
前記プロセッサは、
前記センサからの出力に基づいて、前記乗員による前記ロックレバーの操作に対する検出情報を取得することと、
前記衝突回避処理の実行後、前記検出情報に基づいて、前記乗員による前記ロックレバーの操作が検出された場合に、該衝突回避処理によって停止された前記作業機械の作動を復帰させることと、を更に実行する、
請求項2に記載の作業機械の安全装置。 - 作業機械に設置され、該作業機械の周囲を撮影する半天球カメラと、
前記半天球カメラによって撮影された前記作業機械の周囲画像を表す撮影画像データを取得し、該撮影画像データに基づいて所定の処理を実行するプロセッサと、
前記作業機械に予め設置され該作業機械の作動を制御する所定の作動制御装置に所定の操作を行う衝突回避装置と、
を備え、
前記プロセッサは、
前記撮影画像データから人物画像を抽出する抽出処理と、
抽出された前記人物画像に基づいて、前記作業機械の周囲の人物が該作業機械の作動範囲に属しているか否かを判別する判定処理と、
前記判定処理によって前記作業機械の作動範囲に人物が属していると判定された場合に、前記衝突回避装置を作動させ、該作業機械の走行が停止されるように、該衝突回避装置に前記作動制御装置を操作させる衝突回避処理と、を実行し、
前記作業機械は、前記作動制御装置として、該作業機械の走行を停止させるブレーキ機構を備え、
前記衝突回避装置は、前記ブレーキ機構が有するブレーキペダルに外力を付加することで該ブレーキペダルを駆動させるアクチュエータを有し、
前記プロセッサは、前記衝突回避処理において、乗員による前記ブレーキペダルの操作によらず前記作業機械の走行が停止されるように、前記アクチュエータに前記ブレーキペダルを駆動させ、
前記作業機械は、該作業機械の走行状態を検出する第1センサと、該作業機械が運搬している荷物の量を検出する第2センサと、更に備え、
前記プロセッサは、
前記第1センサ及び前記第2センサからの出力に基づいて、前記作業機械が運搬している荷物の荷崩れが生じないようなブレーキ強度を算出することを、更に実行し、
前記衝突回避処理において、前記ブレーキ強度となるように、前記アクチュエータに前記ブレーキペダルを駆動させる、
作業機械の安全装置。 - 前記衝突回避装置は、所定の発報を出力する発報装置を更に含み、
前記プロセッサは、前記衝突回避処理において、前記発報装置から前記発報を出力させる、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の作業機械の安全装置。
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