JPH11126109A - 人体検出装置を具備した移動体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 赤外線センサを用いた人体検知センサにおい
て、特に移動体の作業域の人体を検知する人体検出装置
を用いた安全で快適な作業環境を提供することを目的と
する。 【解決手段】 複数個の受光部が各エリアを検知する赤
外線センサ１１を移動体に設置し、この赤外線センサ１
１から得られる各エリアごとの出力が人体検出手段１２
に送られ、人体が存在しているかどうかを判定する。そ
の判定結果の情報が連動装置１３に送られ、作業者に警
告を発する、あるいは、この領域に人体がいることを検
知したら強制的に移動体を停止させる。作業者が通常の
バックミラーのみで観察していると、見えない領域が存
在していたのが、このシステムにより赤外線センサによ
ってその領域に人体がいることを検知し、知らせること
ができ、作業者に注意を促すことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォークリフトや
自動搬送ロボット等の移動体が荷物運搬等の作業を行う
とき、移動体近くに接近してきた人体を検知し、自動的
に移動体の動作を停止することで安全性を保つ機能を有
する移動体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、フォークリフトや自動搬送ロボッ
ト等の移動体が作業中、周囲の安全確認は主に運転手の
視覚に基づいている。前方は直接、左右は視覚もしくは
バックミラーによって確認され、後方はルームミラーや
バックミラー等により確認される。移動体の後方確認の
デバイスとしてカメラ撮像を利用する方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような移動体周辺
の人体巻き込みなどの事故は数多く報告されており、こ
のことは運転手の位置からの運転手本人の視覚からの情
報のみでは事故を防ぐには不十分であることを示してい
る。現在この類の事故を未然に防ぐことが要求されてお
り、作業能率を向上させる面からも運転手をサポートす
るシステムが待ち望まれている。

【０００４】通常、フォークリフトや自動搬送ロボット
等の移動体は１０km/h程度のスピードまでしか出さない
が、それゆえ人体が接近しやすく、また、フォークリフ
トなど移動体には車高の高いものが多く、その場合車高
が高いため運転席も高く、バックミラーやルームミラー
では観察することができない範囲、すなわち死角が広
く、その死角も移動体の近傍に集中している。したがっ
て、もしこの範囲に人体がいる場合は、たとえミラーで
観察、判断していても、必ず事故が発生してしまうとい
う避けられない欠点がある。

【０００５】この欠点を防ぐために例えば、ミラーを増
やして車の周辺全てを見ることができるようにしても、
観察することに時間がかかってしまううえ、作業に多大
の精神的負担を強いることになり、実用的でない。ま
た、後方検知を漠然と行うと後方のどのあたりに人体が
存在するかなど細かい情報が得られない。車両の後方確
認のデバイスとしてカメラ撮像をダンプカーに利用する
方法（特開平７ー２０５７２１）があるが、この方法で
システムを自動化するにはシステム全体が高価になるに
加え、人体を人体以外物質から機械的に選択しようとす
ると選択法が複雑になりすぎるため、結局は視覚で判断
することになる。

【０００６】また、一般移動体の後方検知に超音波セン
サが用いられている（特開平６ー２２３９３３）が、移
動物であれば人体および物体の両方を検知してしまうた
め障害物が多数存在する環境下で使用する移動体では使
用が困難である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】焦電センサ等の赤外線ア
レイセンサを用いることで、移動体の周辺の人体の検知
において、カメラより低コストの、超音波センサと違い
人体のみを選択できる高精度の接近人体検出装置を具備
した移動体を提供するものである。

【０００８】本発明は上述の問題に鑑みて試されたもの
で、受光部と前記受光部に赤外線を集光する集光手段と
を備えた赤外線センサを具備した移動体であり、前記赤
外線センサにより前記移動体周辺に接近した人体を検知
し、前記検知結果を前記移動体の運転手に警告する、あ
るいは前記移動体の動作を強制的に停止する制御手段と
を備える。

【０００９】また、前記赤外線センサは、複数個の受光
部を設けることにより、相異なる複数場所の検知を行う
ことでより精度を向上する。

【００１０】ここで用いる赤外線センサによる人体検知
方法は、赤外線センサよりの出力が予め定めた下限値以
上かつ上限値以下である時、被検知体を人体と判定する
ことが出来る。

【００１１】さらに、前記赤外線センサとして焦電型赤
外線センサを用い、前記焦電型赤外線センサに入射する
赤外線を断続的に遮断することができるチョッピング手
段を備えることでより信頼性を高めるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】この課題を解決するために、本発
明の人体検出装置は、前記受光部に赤外線を集光するこ
とで、検出部があるエリアを検知し、人体の有無を判断
できるとしたものである。また、本発明の人体検出装置
は、連続して人体検知を行い、人体を検知した時は警報
音あるいは警報光を発し、作業者にその位置、距離、方
向等を知らせる、あるいは接近人体に移動体の存在を知
らせる、さらには制動装置と連動させて強制的に移動体
を停止させるなどの連動装置から構成されている。

【００１３】また、赤外線センサが焦電型赤外線センサ
であり、前記焦電型赤外線センサに入射する赤外線を断
続的に遮断することができるチョッピング手段を備えて
いるものである。

【００１４】また、人体特有の温度出力をあらかじめ記
憶しておくことにより、人体を人体以外の物体と確実に
区別するための判定手段を搭載しているものである。ま
た、たとえば右後方に人体が侵入したときなど、そのエ
リアを検知した信号より右後方には移動体が移動しない
ような命令を制御装置に送ることができるものである。

【００１５】また、フォークリフトなど車高の高い移動
体の場合、上方より斜め下方を検知することにより床温
を背景として使用できるため余計な外乱光の影響を軽減
させることができるものである。また、電極パターンを
変えることによりおのおのの移動体に特化して移動体の
周囲全般をカバーするのが可能である。

【００１６】また、本人体検出装置を移動体の前面、も
しくは後面にとりつけることにより安全に仕事をこなせ
るようにした自動搬送用ロボットを作製する事が可能で
ある。

【００１７】赤外線センサの構造が簡単なことから、雨
など悪天候の際にも誤動作を起こさないようレンズ部分
にワイパーなどユニット保護部分を備える、あるいは作
業中に動作するという環境上、振動による雑音が混入す
ることが考えられるため、振動を緩和させる緩衝手段を
備えるなど、誤作動を防ぐための拡張性も容易である。

【００１８】本発明の実施の形態について、図面を参照
しながら説明する。 （実施の形態１）図１（ａ）は本発明の概略図である。
受光部があるエリアを検知する赤外線センサ１１を移動
体１７に設置し、この赤外線センサ１１から得られる検
知エリア１５の出力が人体検出手段１２に送られ、人体
１６が存在しているかどうかを判定する。その判定結果
の情報が連動装置１３に送られ、作業者に警告を発す
る、あるいは、連動装置１４に送られ、強制的に移動体
を停止させる。

【００１９】作業者が通常のバックミラーのみで観察し
ていると、見えない領域が存在していたのが、このシス
テムにより赤外線センサによってその領域に人体がいる
ことを検知し、知らせることができ、作業者に注意を促
すことができる。また、図１（ｂ）は複数個受光部が存
在する赤外線センサに赤外光が入光してくる模式図であ
る。複数の受光部電極１８にレンズ１９を通してそれぞ
れのエリア１１０の赤外光１１１が入光する。このよう
に受光部を複数個にすることにより、人体の有無のみで
はなく人体の位置情報も得る事ができる。この複数個の
受光部からの信号により、たとえば、移動体の左後方に
人体が侵入してきた場合、左後方にはいかないようハン
ドルを固定するなどの制御手段の信号を制御装置に講じ
ることも可能である。

【００２０】こうすることで、完全に移動体を停止させ
た場合に起こる作業能率の低下を生じさせることなく安
全な作業環境をも提案できる。

【００２１】（実施の形態２）本発明で赤外線発生源を
検出する装置に使用される人体検知センサに焦電型赤外
線センサを用いるとき、焦電の原理として赤外線の変化
を検出するものであるため、静止した赤外線発生源を検
知しようとした場合、何等かの方法で赤外線が断続的に
センサ受光部に入射するように工夫する必要がある。通
常は、スリット付き円板や平板等のチョッパーを回転あ
るいは振動させることにより、赤外線がセンサ受光部に
断続入射（チョッピング）することを実現させるが、本
発明中ではチョッパーを用いて赤外線の断続入射を実現
させた。

【００２２】図２は本発明の一実施例において使用した
焦電型赤外線センサの概略図を示すものである。受光部
を複数個設けた焦電型の赤外線ラインセンサとして焦電
素子２１と、この焦電素子の前面に赤外線遮光板２２
と、赤外線を焦電素子２１に集光するためのシリコン赤
外線透過レンズ２４を設け、さらに、レンズと遮光板の
間にはレンズ２４に入射する赤外線２５を断続的に遮断
するチョッパー２３を設けた。このチョッパーはモータ
に機械的に接続され回転できるようになっている。

【００２３】（実施の形態３）図３は本発明の情報から
ある温度領域をとりだすことによって人体を人体以外の
物体とわけて検知する判定手段の構成を示したものであ
る。赤外線センサ３１から得られる温度情報を人体判定
手段３２に送信し、あらかじめ定めておいた人体を示す
温度領域と、この温度情報とを比較する。人体と判断さ
れるよりも高い温度情報が送信されてきた、あるいは、
低い温度情報が送信されてきた両方の場合、人体でない
と判定する。

【００２４】このように、取得された温度情報と人体温
度領域を比較する事により、人体の有無を特定する事が
できる。さらに、高温領域を人体と判定しない事によ
り、作業現場にある可能性のある高温機械などの誤検出
を防ぐ事ができる。

【００２５】（実施の形態４）図４はある移動体に本発
明赤外線センサを搭載した時にその移動体の周囲全般を
カバーできるように改良した様子を示したものである。
図４（ａ）はある移動体４３に搭載するときの検知の様
子を示したものである。たとえばまんべんなく移動体の
周辺をカバーするようなコの字型検知範囲４２の場合を
表示した。赤外線センサ４１が検知エリア４２をくまな
く検知することで、検知もれの範囲をできる限りなくし
ている。

【００２６】そのため、たとえば真横から侵入してきた
人体４４に対しても精度よく検知できる。さらにこの時
の電極配置を図４（ｂ）、（ｃ）に示した。図４（ｂ）
は受光側の、図４（ｃ）は対向側の電極パターンの図で
ある。複数個の受光電極４５に対して、周辺に同数個の
補償電極４６がそれぞれ配置された形をしており、その
対向側には対向電極４７が配置されており、容易に素子
を形成することができる。図４（ａ）の検知範囲を検知
する場合、受光電極４５の配置もコの字型であり、検知
範囲に基づいた電極配置にすればよいことがわかる。こ
のことは、各移動体において赤外線センサ内焦電素子の
電極配置を変えることによりそれぞれの移動体に特化し
た検知もれを最小限に抑えた赤外線センサが作製できる
ことを示している。

【００２７】（実施の形態５）前記赤外線センサを用い
て、車外の人体を各エリア別に検知することができる。
なお、フォークリフトの作業環境では、人体以外にも熱
源が多数存在することが考えられる。そこで、他の熱源
を人体と判定するというような誤判定をなくすために、
床面を背景としてセンシングできた方がよい。フォーク
リフトなどはある程度の車高があるため、前記赤外線セ
ンサをフォークリフトの上部に設置し、ななめ下方を観
察することで、他の熱源を検知してしまうことなく運転
席からバックミラー等では見えない死角領域を含めたフ
ォークリフト周辺領域に存在する人体を検知できる。

【００２８】この人体検知センサを、フォークリフトの
後方上部の位置に設置した時の人体検知の様子を示す模
式図が図５である。図５（ａ）は上から見た場合、図５
（ｂ）は横から見た場合の図である。赤外線センサ５１
をフォークリフト５３の後部上方に設置することによっ
て、左右、後方から移動して来る人体５４が赤外線検知
領域５２の中にはいってくると、人体を検知することが
できる。この時、床面を背景に用いるため、余計な外乱
光に熱を妨げられることなく精度よく人体検知を行うこ
とができる。

【００２９】特に、この焦電型赤外線センサの検知領域
が、運転手５５がバックミラーで見ることのできない領
域をカバーしているので、すべての左右、後方から移動
して来る人体を正確に検知することができる。また、こ
の焦電型赤外線センサのチョッピング機構によって人体
を検知する時に、１０Ｈｚ以上の高速回転をし、数十回
連続して検知したものを積算させることによって、Ｓ／
Ｎ比を向上させ、短時間でより正確に高精度に人体検知
を行うことができる。

【００３０】（実施の形態６）図６は自動搬送用ロボッ
トに本発明赤外線センサ６１を搭載して前方、後方の人
体検知を行っている様子を示している。自動搬送用ロボ
ット６２の前後面に本発明赤外線センサを搭載すること
で各検知エリア６３をセンシングし、人体６４の有無を
ロボットが自ら判断する事によりロボットの動きを制御
する。この例により無人でかつ安全な作業環境を構築で
きる。なお、本実施例では、人体検知センサとして焦電
型赤外線センサを用いたが、焦電型以外のサーモパイル
等の起電力型赤外線センサや量子型赤外線センサでもよ
い。また、赤外線透過レンズはシリコン以外のカルコゲ
ンガラス系でも良い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本実施の形態によれば、
複数個の焦電素子からなる固定型の焦電型赤外線センサ
を、移動体に設置することによって、車外の左右、後方
から移動して来る人体を即座に容易に、高精度、高信頼
性で検知することができ、さらに本発明は、前記した人
体検出装置により、車外の人体を容易に検知し、連動装
置によって作業者に警告、若しくは作業の中断を強いる
ことができる。

【００３２】すなわち、赤外線センサを設置することに
よって、バックミラーやルームミラーで見ることができ
ない領域を各エリアごとに観察することができ、その領
域に人体がいる時は容易に即座に人体の位置を検知でき
る。特に、ミラーで見る場合、見落としてしまうという
こともあるが、赤外線センサを用いることによって、そ
のような欠点が全くなく、正確に信頼性の高い人体検知
を行うことができる。さらに、ミラーで観察している領
域をも赤外線センサでセンシングすることができるよう
にすることによって、ミラーが必要なくなり、作業者は
ミラーを見る必要がないので、安全で能率的な作業環境
を提供することができるという効果を有するものであ
る。

【００３３】このように、この赤外線センサを用いた人
体検出装置は、システム的にも非常に簡便であり、拡張
性に優れ、このセンサシステムを用いることによって、
正確な人体検知を容易に低コストに行うことができる。
従って、本発明を用いることによって、容易に、高精度
に、信頼性・安全性の高い人体検知に有効に作用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の人体検出装置における具体
的な情報の流れの模式図

【図２】本発明の第１の実施例における焦電型赤外線セ
ンサの概略図

【図３】本発明の第１の実施例における情報からある温
度領域をとりだすことによって人体を人体以外の物体と
わけて検知する判定手段の構成を示す概略図

【図４】本発明の第１の実施例における人体検出装置を
特定の移動体に特化したときの人体検知の様子を示す概
略図

【図５】本発明の第１の実施例における人体検出装置を
ある程度の車高があるフォークリフトに搭載し、人体検
知をおこなう様子を示した模式図

【図６】本発明の第１の実施例における人体検出装置を
無人搬送ロボットに搭載し人体検知を行う様子を示した
模式図

【符号の説明】

１１ 赤外線センサ １２ 人体検出手段 １３ 連動装置（警告装置） １４ 連動装置（停止制御装置） １５ 検知エリア １６ 人体 １７ 移動体 １８ 受光部電極 １９ レンズ １１０ 検知エリア １１１ 赤外光 ２１ 焦電素子 ２２ 赤外線遮光板 ２３ チョッパー ２４ 赤外線透過レンズ ２５ 赤外光 ３１ 赤外線センサ ３２ 人体判定手段 ４１ 赤外線センサ ４２ 検知エリア ４３ 移動体 ４４ 人体 ４５ 電極 ５１ 赤外線センサ ５２ 赤外線検知領域 ５３ 移動体 ５４ 人体 ５５ 運転手 ６１ 赤外線センサ ６２ 自動搬送用ロボット ６３ 検知エリア ６４ 人体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光部と前記受光部に赤外線を集光する
   集光手段とを備えた赤外線センサを具備した移動体であ
   り、前記赤外線センサにより前記移動体周辺に接近した
   人体を検知し、前記検知結果を前記移動体の運転手に警
   告する、あるいは前記移動体の動作を強制的に停止する
   制御手段とを備えたことを特徴とする人体検出装置を具
   備した移動体。
2. 【請求項２】 赤外線センサは、複数個の受光部を設け
   ることにより、相異なる複数場所の検知を行うことを特
   徴とする請求項１記載の人体検出装置を具備した移動
   体。
3. 【請求項３】 赤外線センサによる人体検知方法は、赤
   外線センサよりの出力が予め定めた下限値以上かつ上限
   値以下である時、被検知体を人体と判定することを特徴
   とする請求項１または２記載の人体検出装置を具備した
   移動体。
4. 【請求項４】 前記赤外線センサが焦電型赤外線センサ
   であり、前記焦電型赤外線センサに入射する赤外線を断
   続的に遮断することができるチョッピング手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の人体検出
   装置を具備した移動体。