JP7672575B2 - 映像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に搭載する映像記録装置に関する。

自動車においては、事故発生時の原因を調査することを目的として、例えば特許文献１に開示されているように、車体にカメラを取り付けて周囲の映像を録画し、映像データを保存する記録装置が一般的に用いられている。近年では映像だけでなくＣＡＮ信号等の車体データを映像と紐付けて保存することで、より詳細な状況を知ることができる。

自動車に限らず建設機械でも、事故発生時の原因調査やヒヤリハットの振り返りのために映像記録装置を搭載することが有効である。

特許第４３９４７８０号公報

映像記録装置が、機械が稼働している間のすべての時間において撮影した映像を録画すると、不要なデータが映像記録装置のメモリ容量を圧迫し、必要なデータが上書きされて消えてしまったり、事故時のデータを探す作業が増大したりするなど、様々な問題が発生する。そのため、録画が必要なタイミングでトリガーをかけ、ヒヤリハットの抽出精度を上げることが望ましい。自動車ではブレーキ信号や車体の衝撃等をトリガーとするのが一般的であるが、建設機械の周囲では常に作業者や機材が存在し、作業によっては建設機械に衝撃が常にかかっている場合もあり、自動車と同様のトリガーは適切ではない。したがって、建設機械が用いられる現場でヒヤリハットを確実に抽出することが求められる。

上記課題を解決するために、本発明に係る映像記録装置は、映像データを一時的または非一時的に記録する記録部と、録画トリガーが有効化しているか否かを判定するトリガー判定部と、録画トリガーが有効化していると判定された場合に、記録部に一時記録された映像データの中から、該録画トリガーが有効化した時点の前後所定時間分の映像データを該記録部に非一時的に記録する録画管理部と、を有し、トリガー判定部は、車体に取り付けられた物体検知センサが物体を検知し、建設機械に対する所定の操作が制限された場合に録画トリガーが有効化していると判定するとともに、建設機械に設けられ、車体の操作を許可または禁止するロック装置が、車体の操作を許可する状態にあって、物体検知センサによる物体の検知により建設機械に対する所定の操作が制限された状態で建設機械に対して該所定の操作が実行された場合には、物体検知センサにより物体が検知されていなくても録画トリガーを有効化していると判定する。

上記構成を採用することにより、録画が必要なタイミングでトリガーを有効化し、ヒヤリハットの抽出精度を上げることができる。

本発明に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。

カメラ及び物体検知センサを有する建設機械の構造を示す図。 建設機械が有するカメラ及び物体検知センサの機能構成を示すブロック図。 本発明に係る映像記録装置及び車体制御コントローラの機能ブロック図。 録画機能が有効化される条件を示すタイミングチャート。 映像データを生成する処理を示すフローチャート。 録画トリガーを判定する処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１に、本発明に係る映像記録装置を有する建設機械１００を示す。

建設機械１００は、原動機としてのエンジン１と、エンジン１によって駆動されるメインポンプ２が搭載されており、メインポンプ２によって送られた作動油によって下部走行体３と上部旋回体４とフロント装置５がそれぞれ独立して動作する。

下部走行体３は一対の履帯６（図１では片側のみを示す）を走行油圧モータ７で駆動制御する。

上部旋回体４は下部走行体３に対して旋回可能に接続されており、旋回油圧モータ８により上部旋回体４を駆動制御する。

フロント装置５は上部旋回体４に搭載されており、ブーム９、ブーム９を駆動するためのブームシリンダ１０、アーム１１、アーム１１を駆動させるためのアームシリンダ１２、バケット１３、及びバケット１３を駆動させるためのバケットシリンダ１４から構成されている。各シリンダはメインポンプ２から送られる作動油によって伸縮し、上部旋回体４とブーム９の回転軸１５とブーム９とアーム１１の回転軸１６とアーム１１とバケット１３の回転軸１７をそれぞれ駆動させることで掘削や整地等の作業を行う。

図２は、建設機械１００に搭載されたカメラ及び物体検知センサの機能構成を示すブロック図である。

建設機械１００の運転席外部には、周囲監視用のカメラ１８と物体検知センサ１９が複数搭載されており、運転席内部には、モニタ制御コントローラ２０、車体制御コントローラ２１、モニタ２２、及び映像記録装置２３が搭載されている。

カメラ１８は、建設機械１００の周囲全体の映像を取得できるように、車体の周縁部に１又は複数個配置される。カメラ１８は、モニタ制御コントローラ２０に接続され、取得された映像をモニタ制御コントローラ２０へ送信する。カメラ１８は、建設機械１００の周囲の映像を常時取得し、その映像をリアルタイムにモニタ制御コントローラ２０へ送信することができる

物体検知センサ１９は、赤外線センサ、超音波センサ、レーダー、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）又はカメラ等によって構成される。物体検知センサ１９は、建設機械１００の周囲全体に亘って物体を検知できるように、車体の周縁部に１又は複数個配置される。物体検知センサ１９は、検知された物体までの距離及び当該物体が検知された方向を測定することによって、検知された物体の位置を測定することができる。測定される物体の位置は、建設機械１００に対する物体の相対位置である。物体検知センサ１９は、車体制御コントローラ２１に接続され、検知された物体の位置に関する情報を、車体制御コントローラ２１へ送信する。

各コントローラと映像記録装置２３は、ＣＡＮ等の車載ネットワーク２４を介して相互に通信を行うことができる。また、これらはＣＰＵ及びメモリを備えたＥＣＵとして車体内に搭載されている。さらに、映像記録装置２３は、カメラ１８が撮影した映像のデータを一時記録するキャッシュ及び一時記録した映像データの一部を非一時的（不揮発的）に記録するストレージを有している。カメラ１８はモニタ制御コントローラ２０に、物体検知センサ１９は車体制御コントローラ２１に接続されている。モニタ制御コントローラ２０はカメラ１８から入力された周囲映像を合成し、各カメラ１８の映像が分割された映像もしくは隣りあったカメラ１８の境界をブレンドした映像をサラウンドビューとしてモニタ２２に出力する。モニタ２２は入力された合成映像を表示し、さらにモニタ２２が表示している映像を映像記録装置２３に出力する。なお、映像記録装置２３に一時的に記録される映像データは、映像記録装置２３が電源ＯＮ（起動中）においてキャッシュに記録され、電源ＯＦＦにより消去される。ストレージに非一時的に記録される映像データは、電源ＯＦＦ後も継続して記録（保存）される。

映像記録装置２３には通信端末２５が接続されており、入力されたモニタ２２の映像と車載ネットワーク２４に流れる車体情報を記録し、通信端末２５でインターネットへ接続し、サーバ２６へのアップロードとサーバ２６から映像記録装置２３へのアクセスの双方を可能にする。車体制御コントローラ２１は、車載ネットワーク２４を介して映像記録装置２３へ物体検知センサ１９の検知信号を送信する。映像記録装置２３は、検知信号を受け取ると、予め設定された期間分だけ、キャッシュに一時記録していた物体検知前後の映像データと稼働情報データとをストレージに非一時的に記録する。さらに、通信端末２５が取得した物体検知時の車体位置データも同時に記録し、記録した映像データ及び稼働情報データと紐付ける。

車体制御コントローラ２１は、機械の油圧制御を行うコントローラで、オペレータが操作する旋回レバー２７の操作量と走行レバー２８の操作量を取得している。また、車体の操作を許可または禁止するゲートロック装置２９の状態（ロック状態またはロック解除状態）も取得している。本実施例におけるゲートロック装置２９は例えばゲートロックレバーとして配置され、ロック状態であれば操作レバーの操作を無効にして車体の操作を禁止し、ロック解除状態であれば操作レバーの操作を有効にして車体の操作を許可する。ゲートロックレバーは、車体制御コントローラ２１に接続され、ゲートロックレバーの操作状態を示すゲートロック信号を車体制御コントローラ２１へ送信する。ゲートロック信号は、ゲートロックレバーのＯＮ又はＯＦＦの状態を示すパルス信号であってもよい。

そして、本実施例において、車体制御コントローラ２１は、ゲートロック装置２９が解除状態かつ物体検知センサ１９が物体を検知している状態であるときは、車体周囲に人または物体が存在する可能性が高く、走行・旋回操作によって人または物体に接触することを防ぐために旋回レバー２７と走行レバー２８の操作を制限する。具体的には、旋回レバー２７および走行レバー２８による操作を無効化して上部旋回体４および下部走行体３を非駆動状態とする、もしくは、旋回レバー２７および走行レバー２８を操作しても、そのレバーで指示される動作速度を制限して、上部旋回体４、下部走行体３の動作速度を極めて遅くするなどである。

そして、例えば車体制御コントローラ２１が旋回レバー２７と走行レバー２８の操作を無効にしている間に、これらのレバーが操作された場合には、その旨を通知する信号を映像記録装置２３に送信し、映像記録装置２３は、物体検知信号を受信したときと同様に、予め設定された期間分だけ、キャッシュに一時記録していた物体検知前後の映像データと車体データとをストレージに記録する。

これは、例えば物体検知センサ１９がオペレータの死角に存在する人物等を検知して操作が無効化され、オペレータがそのことに気づかずに旋回または走行操作を行ったと仮定した場合に、操作が有効のままであったら旋回および走行が行われ、物体検知センサ１９がオペレータの死角に存在する人物等を検知して操作が制限され、オペレータがそのことに気づかずに旋回または走行操作を行ったと仮定した場合に、操作が制限されない状態であったら、レバー操作に応じた通常の動作速度での旋回および走行が行われ、検知された人物に危険が及ぶ可能性、すなわちヒヤリハット事象が発生するおそれがあるため、操作が無効化または制限されている場合には、物体検知センサ１９が人物等を検知していなくても操作が行われた場合は、そのような状況を映像として記録し、その後の対策を講じるためである。

図３は、本発明に係る映像記録装置２３及び車体制御コントローラ２１の機能ブロック図である。

図３に示すように、映像記録装置２３は、上述したようにＣＰＵ及びメモリを備えたＥＣＵであり、ＣＰＵが備える機能部である通信部３０、録画管理部３１、トリガー判定部３２、及びメモリである記録部３３を有する。記録部３３には映像データを一時記録（揮発的に記憶）するキャッシュ及び非一時的（不揮発的）に記録するストレージが含まれる。通信部３０は、通信端末２５を介してサーバ２６との間で各種データの送受信を行う他、車載ネットワーク２４を介して車体制御コントローラ２１との間で各種データの送受信を行う。録画管理部３１は、録画トリガーが有効化されている場合に、記録部３３のキャッシュに一時記録された映像データのうち、録画トリガーが有効化された時点の前後所定時間分の映像データを、同じ記録部３３内のストレージに非一時的に記録する処理を行う。トリガー判定部３２は、車体制御コントローラ２１が録画トリガーを有効化しているかを判定し、録画トリガーが有効化している場合に録画管理部３１に、映像データの記録を開始するよう指令信号を出力する。

映像記録装置２３と車載ネットワーク２４を介して接続された車体制御コントローラ２１は、通信部３４、操作制御部３５、及びゲートロック制御部３６を有する。通信部３４は、車載ネットワーク２４を介して映像記録装置２３との間で各種データの送受信を行う。操作制御部３５は、オペレータが操作する旋回レバー２７の操作量及び走行レバー２８の操作量を取得するとともに、後述する条件の下で旋回操作および走行操作を制限する。ゲートロック制御部３６は、ゲートロック装置２９のロック／ロック解除の状態を取得している。

図４は、映像記録装置２３が映像データの記録を開始する条件及び録画時間を説明する図である。

まず図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、ゲートロック装置２９が解除状態になると、オペレータによる操作が有効となる。次に、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、物体検知センサ１９が物体を検知すると、オペレータによる旋回操作および走行操作が制限（無効化）され、録画トリガー（検知）３７がｔ秒間有効になる。キャッシュに一時記録された映像データの中から、録画トリガー（検知）３７の生成時を起点として、そのＴ１秒前からＴ２秒後の映像データを非一時的（不揮発）に記録する。

この、図４（ｂ）に示すように物体検知センサ１９により物体が検知され、図４（ｃ）に示すようにオペレータによる旋回操作および走行操作が制限（無効化）された状態が継続している状態で図４（ｄ）に示すように旋回または走行操作が実行されると、図４（ｂ）に示すように物体検知センサ１９により物体が検知されていなくても録画トリガー（無効操作）３８がｔ秒間有効になり、録画トリガー（検知）３７が生成されたときと同様に映像データが非一時的（不揮発）に記録される。

最後に、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、物体検知センサ１９が物体を検知していない状態でゲートロック装置２９がロックされると、無効となっている操作の状態を解除し、オペレータによる旋回操作および走行操作が有効な状態になり、再びゲートロック装置２９を解除することにより、オペレータによる旋回操作および走行操作が可能になる。

上述のようにゲートロック装置２９が解除状態かつ物体検知センサ１９が物体を検知したときに録画トリガー（検知）３７が有効となる。また、録画トリガー（検知）３７の有効化後、物体検知センサ１９が物体等を検知していない状態で、ゲートロック装置２９が解除状態のまま旋回レバー２７もしくは走行レバー２８が操作されたときに録画トリガー（無効操作）３８が有効となる。録画トリガー（検知）３７の有効化による録画が完了するまでは、録画処理の重複を避けるために録画トリガー（無効操作）３８が有効になっても無視される。

図５は、映像記録装置２３が映像データを記録する際のフローチャートを示す。

車体の電源が入ると、ステップＡ１で映像記録装置２３の電源がＯＮされ、記録の準備を行う（ステップＡ２）。

ステップＡ３では、トリガー判定部３２が、録画トリガーが有効であるか否かを判定する。録画トリガーが有効になっていたらステップＡ４へ進み、有効になっていなかったらステップＡ７へ進む。

ステップＡ４では、録画管理部３１が、録画トリガーが有効となった時点を起点として、あらかじめ設定されている時間Ｔ１秒前からの映像データを生成する。

ステップＡ５では、録画トリガーが有効となった時点を起点として、あらかじめ設定されている時間Ｔ２秒経っているか否かを判定する。Ｔ２秒経っていればステップＡ６へ進み、経っていなければＴ２秒経過するまで待機する。

ステップＡ６では、ステップＡ４及びＡ５の間に取得した、録画トリガーが有効となった時点のＴ１秒前からＴ２秒後までの映像データを記録部３３のストレージに記録し、ステップＡ７に進む。なお、この際に、記録した映像データを用いて分析を行うときに、ヒヤリハットが生じた現場の状況をより正確に把握するために、録画トリガーが有効化された時点における車体の稼働情報（速度、移動方向、旋回角度等）及び位置情報も併せて記録することが望ましい。

ステップＡ７では、車体の電源がＯＮされていればＡ３へ戻り、録画トリガーの有効化判定とデータの生成・記録を繰り返す。車体の電源がＯＦＦされていればステップＡ８に進む。

ステップＡ８では映像記録装置２３の電源をＯＦＦし、録画フローを終了する。この時、車体の電源はＯＦＦになっているが、映像記録装置２３は別系統のバッテリ電源で駆動しており、映像記録装置２３は、ストレージへの最後のデータ記録が完了するまで自身の電源をＯＦＦにしない。

図６は、車体制御コントローラ２１が録画トリガーの有効／無効を判定する際のフローチャートを示す。この制御は図５の録画フローと並行して実行される。

まずステップＢ１では、ゲートロック制御部３６がゲートロック装置２９が解除されているかを判定し、解除されていればステップＢ２へ進む。ロックされていればそのまま待機する。

ステップＢ２では、物体検知センサ１９が物体を検知しているか否かを通信部３４が検知信号を受信したかどうかによって判定し、検知していればステップＢ３へ進む。検知していなければステップＢ１に戻る。

ステップＢ３では、通信部３４が録画トリガー（検知）をｔ秒間有効にし、その旨を伝達する信号を映像記録装置２３のトリガー判定部３２へと送信する。さらに、操作制御部３５は、車載ネットワーク２４を介してオペレータの旋回操作と走行操作を制限（無効化）する。

ステップＢ４では、ステップＢ２と同様の処理によって物体検知センサ１９が物体を検知していないかどうかを判定し、非検知であればステップＢ５に進む。非検知でなければステップＢ６に進む。

ステップＢ５では、ゲートロック制御部３６はゲートロック装置２９がロックされているかを判定し、ロックされていればステップＢ８へ進む。解除されていればステップＢ６に進む。

ステップＢ６では、操作制御部３５は制限（無効化）されている旋回または走行操作が行われたか否かを判定し、操作が行われていればステップＢ７へ進む。操作が行われていなければステップＢ４へ戻る。

ステップＢ７では、録画トリガー（無効操作）をｔ秒間有効にし、ステップＢ４へ戻る。

ステップＢ８では、操作制御部３５が車載ネットワーク２４を介してオペレータの旋回操作と走行操作を有効化する。その後は、オペレータがゲートロック装置２９を解除することにより建設機械を実際に操作することが可能になる。以降は車体電源がＯＦＦになるまでステップＢ１からのフローを繰り返す。

本実施形態により、物体検知センサが物体を検知した時に車体操作を制限する制御を行う建設機械において、周囲にいる人と接触する可能性のある動作がなされたタイミングでの録画が可能となる。

以上で説明した本発明の実施例によれば、以下の作用効果を奏する。

（１）本発明に係る映像記録装置は、建設機械の車体に取り付けられたカメラにより取得した映像データを記録する映像記録装置であって、映像データを一時的または非一時的に記録する記録部と、録画トリガーが有効化しているか否かを判定するトリガー判定部と、録画トリガーが有効化していると判定された場合に、記録部に一時記録された映像データの中から、該録画トリガーが有効化した時点の前後所定時間分の映像データを該記録部に非一時的に記録する録画管理部と、を有し、トリガー判定部は、車体に取り付けられた物体検知センサが物体を検知し、建設機械に対する所定の操作が制限された場合に録画トリガーが有効化していると判定する。

上記構成により、適切なタイミングで録画トリガーを有効化し、ヒヤリハットの抽出精度を上げることができる。

（２）トリガー判定部は、建設機械に対する所定の操作が制限されている間に建設機械に対して該所定の操作が実行されたときに、録画トリガーが有効化していると判定する。これにより、例えば物体検知センサがオペレータの死角に存在する人物等を検知して操作が無効化され、オペレータがそのことに気づかずに旋回／走行操作を行ったと仮定した場合に、操作が有効のままであったら旋回／走行が行われ、検知された人物に危険が及ぶ可能性、すなわちヒヤリハット事象が発生するおそれがあるため、物体検知センサ１９が人物等を検知していなくてもそのような状況を映像として記録し、その後の対策を講じることが可能になる。

（３）録画管理部は、映像データと共に、該映像データに同期する建設機械の稼働情報を記憶部に非一時的に記録する。これにより、ヒヤリハットの発生時の状況をより詳細に分析することが可能になる。

（４）録画管理部は、録画トリガーが有効化した時点における建設機械の位置情報をさらに記録部に非一時的に記録する。これにより、ヒヤリハットの発生頻度と発生位置とを関連付けることが可能になり、現場における柔軟な対応が可能になる。

（５）通信部をさらに有し、録画管理部は、映像データと共に、該映像データに同期する建設機械の稼働情報、及び録画トリガーが有効化された時点における建設機械の位置情報をさらに記録部に非一時的に記録し、通信部は、記録した映像データ、稼働情報および位置情報をインターネットを介して外部サーバにアップロード可能である。これにより、遠隔地にいるオペレータが、リアルタイムでヒヤリハットの発生状況を監視することが可能になる。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、物体検知センサが物体を検知した時に車体操作を無効化する例で説明したが、上記のように操作を制限して車体動作を遅くするようにしてもよい。

本発明は、物体検知装置を搭載した建設機械の稼働現場で利用される。

１８ カメラ、１９ 物体検知センサ、２１ 車体制御コントローラ、２３ 映像記録装置、３１ 録画管理部、３２ トリガー判定部、３３ 記録部

Claims (4)

1. 建設機械の車体に取り付けられたカメラにより取得した映像データを記録する映像記録装置であって、
   前記映像データを一時的または非一時的に記録する記録部と、
   録画トリガーが有効化しているか否かを判定するトリガー判定部と、
   前記録画トリガーが有効化していると判定された場合に、前記記録部に一時記録された映像データの中から、該録画トリガーが有効化した時点の前後所定時間分の前記映像データを該記録部に非一時的に記録する録画管理部と、を有し、
   前記トリガー判定部は、前記車体に取り付けられた物体検知センサが物体を検知し、前記建設機械に対する所定の操作が制限された場合に前記録画トリガーが有効化していると判定するとともに、
   前記建設機械に設けられ、前記車体の操作を許可または禁止するロック装置が、前記車体の操作を許可する状態にあって、前記物体検知センサによる物体の検知により前記建設機械に対する所定の操作が制限された状態で前記建設機械に対して該所定の操作が実行された場合には、前記物体検知センサにより物体が検知されていなくても前記録画トリガーを有効化していると判定する、
   ことを特徴とする映像記録装置。
2. 請求項１に記載の映像記録装置であって、
   前記録画管理部は、前記映像データと共に、該映像データに同期する前記建設機械の稼働情報を前記記録部に非一時的に記録する、
   ことを特徴とする映像記録装置。
3. 請求項１に記載の映像記録装置であって、
   前記録画管理部は、前記録画トリガーが有効化した時点における前記建設機械の位置情報をさらに前記記録部に非一時的に記録する、
   ことを特徴とする映像記録装置。
4. 請求項１に記載の映像記録装置であって、
   通信部をさらに有し、
   前記録画管理部は、前記映像データと共に、該映像データに同期する前記建設機械の稼働情報、及び前記録画トリガーが有効化された時点における前記建設機械の位置情報をさらに前記記録部に非一時的に記録し、
   前記通信部は、記録した前記映像データ、前記稼働情報および前記位置情報をインターネットを介して外部サーバにアップロード可能である、
   ことを特徴とする映像記録装置。

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