KR101797261B1

KR101797261B1 - 작업 기계의 주위 감시 장치

Info

Publication number: KR101797261B1
Application number: KR1020127032914A
Authority: KR
Inventors: 히데후미 이시모토
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-18
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2017-11-13
Also published as: CN102947515A; EP2570556B1; JP5395266B2; AU2011266010B2; EP2570556A4; US9332229B2; EP2570556A1; CN102947515B; JPWO2011158955A1; KR20130100919A; WO2011158955A1; AU2011266010A1; US20130088593A1

Abstract

작업 기계의 주위 감시 장치는, 작업 기계 주위에 설정한 근방 영역을 작업 기계의 상방으로부터 부감한 부감도로서 표시하는 근방 표시용 화상과, 작업 기계 주위에 설정한 근방 영역의 외측의 소정 범위를 포함하는 광역 영역을 표시하는 광역 표시용 화상을 선택적으로 표시한다.
작업원의 위치가 미리 설정한 감시 영역 안에 존재하지 않을 경우에는 광역 표시용 화상이 표시된다. 작업원의 위치가 미리 설정한 감시 영역 안에 존재할 경우에는 근방 표시용 화상이 표시된다. 근방 표시용 화상은, 작업 기계의 일러스트 주위에 상기 부감 화상이 표시된 화상이다. 광역 표시용 화상은 근방 표시용 화상의 축소도와, 근방 영역의 외측 상황을 모식적으로 나타내는 화상으로 구성된다.

Description

작업 기계의 주위 감시 장치 {DEVICE FOR MONITORING AREA AROUND WORK MACHINE}

본 발명은, 작업 기계의 주위 감시 장치에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 작업 기계는, 조작실의 좌우 측방 및 후방에 조작원으로부터 보아 시인하기 어려운 영역이 존재하기 때문에, 사고 방지를 위해, 장해물이나 침입자에 대한 감시 장치를 설치하는 것이 바람직하다.

그 일례로서, 이하와 같은 작업 기계의 감시 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 이 작업 기계에는, 작업 기계 주위의 감시 영역 안에 존재하는 물체를 검출하는 근접 센서와, 이 근접 센서의 검출 영역 안의 화상을 촬상하는 촬상 장치가 설치되어 있다. 감시 장치는 근접 센서로부터 발사된 초음파가 물체에 의해 반사될 때까지의 시간을 기초로 하여 그 물체의 위치를 구하고, 감시 영역 안에 물체가 존재하는 것이 검출되면, 상기 촬상 장치에 의해 촬상된 화상과 함께 표시 장치에 표시한다.

일본 특허 출원 공개 제2002-327470호 공보

상기 선행문헌에서는, 근접 센서에 의해 물체의 위치가 감시 영역 안인 것이 검출될 때까지 표시 장치에 표시되지 않는다. 이로 인해, 감시 영역을 널리 설정하면 감시 효과가 커지지만, 감시하는 도수 및 시간이 커져, 작업 능률이 저하된다. 반대로 감시 영역을 작업 기계 근방의 좁은 범위로 설정하면 감시 효과가 저하된다고 하는 과제가 있다.

본 발명의 제1 형태에 의한 주위 감시 장치는, 표시 장치와, 작업 기계의 주위에서 작업을 하는 작업원의 위치를 검출하는 작업원 위치 검출부와, 작업 기계에 부착되어, 작업 기계의 주위를 촬상하여, 주위 화상을 얻는 촬상부와, 촬상부로부터 얻게 된 작업 기계의 주위 화상을, 작업 기계의 상방으로부터 부감한 부감 화상으로 변환하는 화상 변환부와, 화상 변환부에 의해 변환된 부감 화상 및 작업원 위치 검출부로부터 얻게 된 작업원의 위치를 기초로 하여 감시용 화상을 생성하는 화상 생성부와, 감시용 화상을 표시 장치에 표시하는 표시 제어부와, 작업원의 위치가 미리 설정한 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는 판단부와, 작업 기계의 주행 속도를 포함하는 작업 기계의 자세 또는 구동 상태를 검출하는 복수의 작업 기계 상태 검출부를 구비하고, 화상 생성부는 판단부에 의한 판단 결과, 또는 적어도 1개의 작업 기계 상태 검출부로부터의 정보를 기초로 하여, 작업 기계의 주위에 설정한 넓이가 다른 감시 범위 내의 상황을 표시하는 복수의 감시용 화상을 생성한다.

본 발명의 제2 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제1 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 복수의 감시용 화상은 작업 기계의 주위에 설정한 근방 영역의 상황을 나타내는 근방 표시용 화상과, 작업 기계의 주위로 근방 영역을 포함해서 설정된 광역 영역의 상황을 나타내는 광역 표시용 화상을 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제3 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 판단부는 감시 영역을 상기 광역 영역으로서 설정해서 작업원의 위치가 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제4 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 판단부는 감시 영역을 근방 영역으로서 설정해서 작업원의 위치가 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제5 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 내지 제4 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 표시 장치에 광역 표시용 화상이 표시되어 있을 때에, 광역 표시용 화상을 확대, 축소시키기 위한 조작을 접수하는 제1 입력부를 더 구비하고, 제1 입력부에 의해 조작이 접수되고 있는 사이, 화상 생성부는 광역 표시용 화상의 크기를 변화시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 제6 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 내지 제5 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 근방 표시용 화상과 광역 표시용 화상 중 어느 한쪽을 사용자가 수동으로 선택하기 위한 제2 입력부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제7 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 내지 제6 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 작업원의 위치가 감시 영역 안에 없는 것이 판단부에서 판단되면, 화상 생성부는 광역 표시용 화상을 생성하고, 표시 제어부는 광역 표시용 화상을 표시 장치에 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제8 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 내지 제6 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 작업 기계는 신축 가능하게 구성된 프론트 작업기를 구비하고, 작업원의 위치가 감시 영역 안에 존재하는 것이 판단부에서 판단되고 있어도, 작업 기계 상태 검출부에 의해 프론트 작업기가 신장 중인 것이 검출되고 있을 경우에는, 화상 생성부는 광역 표시용 화상을 생성하고, 표시 제어부는 광역 표시용 화상을 표시 장치에 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제9 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제2 내지 제6 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 작업 기계는 신축 가능하게 구성된 프론트 작업기를 구비하고, 작업원의 위치가 감시 영역 안에 존재하는 것이 판단부에서 판단되고, 또한 작업 기계 상태 검출부에 의해 프론트 작업기가 수축 중인 것이 검출되고 있어도, 작업 기계 상태 검출부에 의해 작업 기계의 주행 속도가 소정의 속도보다도 고속인 것이 검출되면, 화상 생성부는 광역 표시용 화상을 생성하고, 표시 제어부는 광역 표시용 화상을 표시 장치에 표시하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제10 형태에 의한 주위 감시 장치는, 제1 내지 제9 중 어느 하나의 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 있어서, 화상 생성부에 의해 생성되는 근방 표시용 화상은 부감 화상이며, 광역 표시용 화상은 부감 화상을 축소한 화상 및 근방 영역 외주부의 소정 범위의 상황을 모식적으로 나타내는 화상을 포함하는 표시 화상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 작업 기계 주위에서 작업하는 작업원이 감시 영역에 존재하는지의 여부를 기초로 하거나, 또는 작업 기계의 주행 속도 혹은 작업 기계의 작업 자세를 기초로 하여, 작업 기계의 주위에 설정한 넓이가 다른 복수의 감시용 화상을 생성해서 표시하도록 했다. 그 결과, 작업 기계의 주위 상황을 적확하게 오퍼레이터에게 제공할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 작업 기계의 주위 감시 장치의 제1 실시 형태에 관한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 작업 기계 주위의 화상 및 작업원의 위치 정보를 얻는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 작업 기계의 주위 감시 장치를 포함하는 전체 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 3의 정보 보유 지지부에 보유 지지된 데이터 베이스의 내용을 도시하는 도면이다.
도 5는 작업 기계 주위의 감시 영역의 설정 방법을 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 작업 기계의 선회 범위를 설명하기 위한 작업 기계의 측면도이다.
도 7은 표시 장치에 표시되는 광역 표시의 경우의 표시 화상을 도시하는 도면이다.
도 8은 표시 장치에 표시되는 근방 표시의 경우의 표시 화상을 도시하는 도면이다.
도 9는 표시 화상의 자동 선택 모드에 있어서, 판정 규칙의 설정 시에 표시 장치에 표시되는 표시 화상이다.
도 10은 도 9의 표시 화상에 표시된 작업원 침입을 선택하여, 작업원 침입의 판정 규칙을 설정하기 위해서 표시 장치에 표시되는 표시 화상이다.
도 11은 도 9의 표시 화상에 표시된 프론트 선단부 위치를 선택하여, 프론트 선단부 위치의 판정 규칙을 설정하기 위해서 표시 장치에 표시되는 표시 화상이다.
도 12는 도 9의 표시 화상에 표시된 주행 속도를 선택하여, 주행 속도의 판정 규칙을 설정하기 위해서 표시 장치에 표시되는 표시 화상이다.
도 13은 도 4에 도시된 침입 상세의 항목란에 기록하는 기록 내용에 관한 것으로, 현재의 스테이터스로부터 다음 스테이터스로 상황이 변화된 경우의 기록 내용의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 4에 도시된 프론트 선단부 위치의 항목란에 기록하는 기록 내용에 관한 것으로, 현재의 스테이터스로부터 다음 스테이터스로 상황이 변화된 경우의 기록 내용의 변경을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 4에 도시된 주행 속도의 항목란에 기록하는 기록 내용에 관한 것으로, 현재의 스테이터스로부터 다음 스테이터스로 상황이 변화된 경우의 기록 내용의 갱신을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 침입 판정부에 있어서의 작업원의 침입에 대한 판정 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 표시 제어부에 있어서의 표시 범위의 선택 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 표시 제어부에 있어서의 광역의 감시 화상의 생성 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는 표시 제어부에 있어서의 근방의 감시 화상의 생성 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 표시 장치에 표시된 감시 화상을 확대 또는 축소하기 위해서 수동 모드를 선택할 때에 표시되는 표시 화상이다.
도 21은 표시 장치에 표시된 감시 화상을 확대 또는 축소하기 위해서 수동 모드가 선택되었을 때에 표시되는 표시 화상이다. 감시 화상 작업 감시 영역의 설정 방법에 대한 평면도이다.
도 22는 도 21에 있어서 수동에 의해 감시 화상이 확대된 상태의 표시 화상이다.
도 23은 작업 기계 주위의 작업원이 광역 감시 영역에 위치하는 경우의 작업원 마크의 다른 예를 나타내는 감시 화상이다.
도 24는 도 23에 있어서 작업원이 근방 감시 영역으로 이동한 경우의 감시 화상이다.

이하, 본 발명의 작업 기계의 주위 감시 장치의 실시 형태의 일례를 도면을 참조해서 설명한다.

도 1은, 작업 기계(1)의 외관을 도시하는 사시도이다. 본 실시 형태에 있어서, 작업 기계(1)는 유압 셔블을 예로 한다. 부호 1A는 프론트 작업기, 1B는 차체, 1a는 붐, 1b는 아암, 1c는 버킷, 1d는 선회체(본체 프레임), 1e는 주행체, 1f는 조작실이다. 작업 기계(1)는 수직 방향으로 각각 회전하는 붐(1a), 아암(1b) 및 버킷(1c)으로 이루어지는 다관절형의 프론트 작업기(1A)와, 선회체(1d) 및 주행체(1e)로 이루어지는 차체(1B)로 구성되어 있다.

프론트 작업기(1A)에서는, 붐(1a)의 기단부가 선회체(1d)의 전방부에 회전 가능하게 지지되어 있고, 이 붐(1a)의 선단부에 아암(1b)의 일단부가 회전 가능하게 지지되고, 이 아암(1b)의 타단부에 버킷(1c)이 회전 가능하게 지지되어 있다. 붐(1a)은 붐 실린더(3a)에 의해 수직 방향으로 회전하도록 구동되고, 아암(1b)은 아암 실린더(3b)에 의해 수직 방향으로 회전하도록 구동되고, 버킷(1c)은 버킷 실린더(3c)에 의해 수직 방향으로 회전하도록 구동된다. 차체(1B)에서는, 조작실(1f)을 갖는 선회체(1d)가 선회 모터(3d)(도 1에는 도시하지 않음, 도 3을 참조)를 거쳐 주행체(1e) 위에 부착되어 있고, 선회 모터(3d)가 구동됨으로써, 선회체(1d)가 주행체(1e)에 대하여 선회한다. 주행체(1e)는 주행 모터(3e)에 의해 구동된다. 주행체(1e) 및 주행 모터(3e)는 차체(1B)의 반대측에도 설치되어 있고, 이 한 쌍의 주행 모터(3e)는, 각각 독립하여 구동된다. 한 쌍의 주행 모터(3e)가 동시에 혹은 독립하여 구동되고, 각각, 각 주행체(1e)를 구동함으로써, 작업 기계(1)가 전진 혹은 후진 주행하고, 또한 주행 방향을 변경할 수 있다.

조작실(1f) 안에는 붐 실린더(3a)를 구동하는 붐 조작 레버(4a), 아암 실린더(3b)를 구동하는 아암 조작 레버(4b), 버킷 실린더(3c)를 구동하는 버킷 조작 레버(4c), 선회체(1d)를 구동하는 선회 모터 구동용의 선회 조작 레버(4d) 및 주행 모터(3e)를 구동하는 주행 모터 조작 레버(4e)가 설치되어 있다(도 3을 참조). 또한, 조작실(1f) 안에는, 후술하는 표시 장치 및 경보기가 탑재되어 있다.

부호 8a, 8b, 8c는, 각각 붐(1a), 아암(1b) 및 버킷(1c)의 회전 지지점에 설치된 회전각을 검출하는 각도 검출기이며, 8d는 선회체(1d)의 경사 각도를 검출하는 경사 각도 검출기다. 각 각도 검출기(8a 내지 8d)는 도시하지 않은 드라이버에 의해 구동된다. 검출한 각도에 관한 정보는 조작실(1f) 안에 탑재된 모니터에 표시된다.

선회체(1d)의 상부측에, 각각, 안테나를 포함하는 무선 수신기(10a, 10b, 10c)가 부착되어 있다. 무선 수신기(10a, 10b, 10c)는 작업원 위치 검출기로서 기능을 한다. 무선 수신기(10a)는 선회체(1d) 상부의 좌측면측에, 작업 기계(1)의 좌측으로부터의 전파 수신이 양호해지는 방향으로 안테나를 향하게 하여 부착되어 있다. 무선 수신기(10c)는 선회체(1d) 상부의 우측면측에, 작업 기계(1)의 우측으로부터의 전파 수신이 양호해지는 방향으로 안테나를 향하게 하여 부착되어 있다. 무선 수신기(10b)는 선회체(1d) 상부의 후방측에, 작업 기계(1)의 후방으로부터의 전파 수신이 양호해지는 방향으로 안테나를 향하게 하여 부착되어 있다.

또한, 선회체(1d) 상부측의 각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)의 근방에는, 각각, 경보기(19a, 19b, 19c)가 부착되어 있다. 경보기(19a)는 무선 수신기(10a)의 근방에 배치되어, 음성이 작업 기계(1)의 좌측 방향으로 크게 울리도록 부착되어 있다. 경보기(19c)는 무선 수신기(10c)의 근방에 배치되어, 음성이 작업 기계(1)의 우측 방향으로 크게 울리도록 부착되어 있다. 경보기(19b)는 무선 수신기(10b)의 근방에 배치되어, 음성이 작업 기계(1)의 후방측 방향으로 크게 울리도록 부착되어 있다.

부호 13a, 13b, 13c는 카메라, 즉 촬상 유닛이다. 카메라(13a)는 무선 수신기(10a)의 근방에, 무선 수신기(10a)가 수신 가능한 범위를 촬상 가능한 방향을 향하게 하여 배치되어 있다. 카메라(13b)는 무선 수신기(10b)의 근방에, 무선 수신기(10b)가 수신 가능한 범위를 촬상 가능한 방향을 향하게 하여 배치되어 있다. 카메라(13c)는 무선 수신기(10c)의 근방에, 무선 수신기(10c)가 수신 가능한 범위를 촬상 가능한 방향을 향하게 하여 배치되어 있다.

본 발명에 의한 주위 감시 장치에서는, 작업 기계 주위의 상황을 작업 기계의 상방으로부터 부감한 부감 화상으로 하여 사용자에게 제시한다. 그로 인해, 실 공간상의 감시해야 할 영역의 상황을 작업 기계의 상방으로부터 내려다본 부감 화상으로서 표시할 수 있도록, 카메라의 개수와 카메라의 촬영 방향이 결정된다.

도 2는, 도 1에 도시된 작업 기계 주위의 화상 및 작업원의 위치 정보를 얻는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

작업원(80)은, 예를 들어 헬멧 등에 부착된 무선 발신기(81)를 갖고 있다. 무선 발신기(81)로부터는 후술하는 ID(작업원 식별 정보) 등이 발신된다. 이 신호는 선회체(1d)에 부착된 각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)로 수신된다. 각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)는 무선 발신기(81)로부터 발신되는 신호가 감시 영역에 대응하도록, 그 감도가 조정된다. 카메라(13a, 13b, 13c)는 도 2에 도시된 바와 같이 작업 기계(1)의 바로 밑에서부터 먼 곳까지 촬상 가능하게 설치되어 있다.

도 5는, 작업 기계 주위의 감시 영역의 설정 방법을 설명하기 위한 평면도이며, 도 6은, 도 5에 있어서의 작업 기계의 선회 범위를 설명하기 위한 작업 기계의 측면도이다. 제1 영역(101)은 조작실(1f) 안의 조작원이 작업 기계(1)의 구조상, 육안으로 시인이 어려운 범위다. 제2 영역(102)은 작업 기계(1)를 굴삭 후의 자세로 선회할 경우에, 프론트 작업기(1A)가 통과하는 영역이다. 굴삭 후의 자세라 함은, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 붐(1a)을 기립하여, 아암(1b)을 붐(1a) 아래에 위치하도록 절첩하고, 버킷(1c)을 아암(1b)과 붐(1a) 사이에 위치하도록 굴곡시킨 상태다. 이 상태에서, 선회 중심을 축으로 선회체(1d)를 선회하면, 붐(1a)의 아암(1b) 부착측 선단부로부터 선회 중심의 거리를 선회 반경으로 하는 회전이 이루어진다. 이후 이 프론트 작업기(1A)의 아암(1b)이 붐(1a)에 부착된 측의 선단부 위치를 프론트 선단부 위치라고 한다.

제3 영역(103)은 제1 영역(101)과 제2 영역(102)을 합쳐서 결정되는 영역이다. 제3 영역(103)은 조작실(1f) 안의 조작자가 시인 가능한 범위에서는, 작업 기계(1)에 의해 작업을 행하는 영역을 제외하고, 제2 영역(102)보다도 넓어지도록 설정된다. 또한, 조작실(1f) 안의 조작자가 시인 곤란한 범위에서는, 대략 제1 영역(101)에 일치한다.

제1 내지 제3 영역(101 내지 103)은, 작업 기계 주위의 실 공간에 설정된 영역이며, 제2 영역(102)은 작업 기계 주위에 설정한 근방 영역에 대응하는 영역이며, 이 영역의 상황이 부감 화상으로서 표시 장치에 표시된다. 제3 영역(103)은 작업 기계 주위에 설정한 주의 범위에 대응하고, 작업원이 경계(103a)를 넘어 제3 영역(103)으로 침입했을 때, 작업원이 작업 기계에 접근 중 혹은 침입 중이라고 인식한다. 이 경우, 제3 영역(103)의 외측 경계(103a)는, 무선 발신기(81)로부터 발신되는 신호를 각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)가 수신할 수 있는 한계가 되도록 각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)의 감도를 조정해서 설정하도록 해도 좋다.

도 3은, 도 1에 도시된 감시 장치를 포함하는 전체 시스템을 도시하는 블록도이다.

감시 장치는 차체 컨트롤러(30), 표시 장치(50), 감시 컨트롤러(60) 및 무선 수신기(10a, 10b, 10c), 카메라(13a, 13b, 13c)를 구비하고 있다. 또한, 감시 장치에 관한 주변 장치로서, 관리 사무소 컴퓨터(70), 정보 단말(71), 경보 제어부(66), 경보기(19a 내지 19c) 및 도 2에 도시된 무선 발신기(81)를 구비하고 있다.

정보 단말(71)은, 예를 들어 노트형의 PC(Personal Computer), PDA(Personal Digital Assistant) 혹은 전용 휴대 통신 단말이며, 관리 사무소 컴퓨터(70)로부터 작업원의 작업에 관한 최신 데이터를, 정기적으로, 예를 들어 하루의 작업 개시 전에, 작업원 데이터 베이스로부터 판독한다. 또한, 작업원 데이터 베이스로부터 판독한 최신 데이터는, 무선 또는 유선의 통신에 의해 감시 컨트롤러(60)의 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된다.

차체 컨트롤러(30)는 차체 제어부(31)를 갖고 있다. 차체 제어부(31)에는 실린더(3a, 3b, 3c), 선회 모터(3d), 한 쌍의 주행 모터(3e, 3f), 조작실(1f) 안에 배치된 조작 레버(4a, 4b, 4c, 4d, 4e), 각도 검출기(8a, 8b, 8c, 8d), 속도 검출기(8e, 8f)가 접속되어 있다. 속도 검출기(8e, 8f)는 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 주행체(1e)에, 좌우 모터(3e, 3f)의 회전수가 각각 계측 가능하게 부착되어 있다. 속도 검출기(8e, 8f)로부터의 신호에 의해 작업 기계의 주행 속도와 진행 방향이 검출된다.

차체 제어부(31)에서는, 조작실(1f) 안의 조작자가 조작하는 조작 레버(4a 내지 4e)의 조작에 따라서 실린더(3a 내지 3c)를 구동하고, 붐(1a), 아암(1b), 버킷(1c)을 동작시키고, 또한 모터(3d, 3e, 3f)를 구동하고, 선회체(1d)를 선회하고, 또한 차체를 주행시킨다. 각도 검출기(8a 내지 8d)로부터는 작업 기계(1)의 붐(1a), 아암(1b), 버킷(1c)의 자세(각도), 선회체(1d)의 구동 상태(경사 각도)에 관한 검출 정보가 감시 컨트롤러(60)로 송신된다. 속도 검출기(8e, 8f)로부터는 차체의 주행 속도 등의 차체 상태의 검출 정보가 감시 컨트롤러(60)로 송신된다.

감시 컨트롤러(60)는 침입 판정부(61), 표시 제어부(62), 카메라 화상 처리부(63) 및 정보 보유 지지부(65)로 구성된다.

정보 보유 지지부(65)는, 미리 작업 감시 영역도 및 작업원 데이터 베이스를 보유 지지하고 있다. 작업 감시 영역도는 작업 기계 주위에 있어서 감시가 필요해지는 영역으로서 설정된 도면이며, 도 5에 도시된, 작업 기계(1)의 주위에 설정된 제1 내지 제3 영역(101 내지 103)에 대응하는 도면이다. 작업 감시 영역도에는, 또한, 후술하는 작업 기계(1)를 부감한 외관 일러스트도 포함된다.

작업원 데이터 베이스의 일례를 도 4에 도시한다.

작업원 데이터 베이스는, 각 작업원에 관한 고정된 정보를 나타내는 고정 항목과, 시간 추이에 수반하는 각 작업원의 상황 변동 및 차체의 자세 및 구동 상태 등의 작업 기계 상태 정보를 나타내는 변동 항목으로 이루어져 있다. 고정 항목은「ID」(작업원 식별 정보),「이름」(작업원 특정 정보),「작업 내용」,「작업 영역」및「갱신 일시」의 각 항목을 구비하고 있다. 「ID」는 개개의 작업원에게 부여된 다른 작업원과의 식별을 하기 위한 정보로, 각 작업원이 소유하는 무선 발신기(81)로부터는「ID」가 출력된다. 외래자도 외래자인 것을 나타내는「ID」가 등록된 무선 발신기를 소유한다.

「이름」은 작업원을 특정하기 위한 명칭이며, 예를 들어 성명이다. 「작업 내용」은 작업자가 행하는 작업의 종별을 나타내고, 각 작업원이, 작업 기계 혹은 작업 영역에 대하여 어느 정도 밀접해서 작업을 행할 필요가 있는지를 판단하는 정보가 된다. 「작업 영역」은 작업원이 작업하는 작업 영역을 구분하는 정보를 나타낸다. 작업원에 따라서는, 복수의 작업 영역에 들어가서 작업을 행할 필요도 있어, 작업원마다 들어가는 모든 작업 영역의 정보가 기입된다. 「갱신 일시」는 각 작업원의 정보가 갱신된 일시를 나타낸다.

변동 항목은 작업 기계의 주위에서 작업을 하는 작업자 정보에 관한「침입 상황」,「침입 부위」및「침입 상세」의 각 항목 및 작업 기계의 자세나 구동 상황 등의 작업 기계 상태 정보에 관한「프론트 선단부 위치」및「주행 속도」의 각 항목을 구비한다. 「침입 상황」에는, 각 작업원이 작업 감시 영역, 즉 본 실시 형태에서는 도 5에서 설명한 제3 영역(103)의 안과 밖 중 어디에 위치하는지의 정보가 기입되고, 예를 들어 작업원의 위치가 작업 감시 영역 안인 경우에는「유」, 작업 감시 영역 밖인 경우에는「무」가 기입된다. 「침입 부위」에는「침입 상황」이「유」인 경우, 작업 기계의 작업 감시 영역 안에 있어서의 좌측, 우측, 후방 중 어느 위치인지에 관한 정보가 기입된다. 즉,「침입 부위」에 기입된 좌측, 후방, 우측의 정보는, 각각 무선 수신기(10a, 10b, 10c)의 수신 방향에 대응하고 있으며, 이것은 또한, 경보기(19a, 19b, 19c) 및 카메라(13a, 13b, 13c)가 향하고 있는 방향에 대응한다.

「침입 상세」에는,「침입 상황」에「유」가 기록되어 있는 경우에 작업 기계 주변에서 작업하는 작업원의 위치와 감시 영역과의 관계에 대응하여,「접근 중」또는「침입 중」중 어느 하나가 기입된다. 「침입 상황」에「무」가 기록되어 있는 경우에, 작업 기계 주변에서 작업하는 작업원의 위치와 감시 영역과의 관계에 대응하여,「접근 중」또는「침입 없음」이 기입된다. 「프론트 선단부 위치」에는「침입 상세」에「접근 중」또는「침입 중」이 기록되어 있는 경우에, 프론트 작업기(1A)의 구동 상황에 대응해서「신장 중」또는「단축 중」중 어느 하나가 기입된다. 「주행 속도」에는,「침입 상황」에「유」가 기록되어 있는 경우에「고속」또는「저속」이 기입된다. 「침입 상세」,「프론트 선단부 위치」및「주행 속도」에 기록되는 정보에 관해서는, 그 상세를, 처리 흐름과 함께 후술한다.

침입 판정부(61)는, 도시는 하지 않았지만 침입 판단부를 포함하고 있으며, 무선 수신기(10a 내지 10c)의 수신 상황을 항상 감시하고 있다. 무선 발신기(81)로부터 발신된 신호를, 무선 수신기(10a 내지 10c)로 수신했을 때, 혹은 무선 발신기(81)가 작업 감시 영역 안에 위치한다고 판단되었을 때, 침입 판정부(61)는 무선 발신기(81)로부터 얻게 된「ID」를 기초로 하여 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스를 대조한다. 그리고 침입 판정부(61)는, 해당하는「ID」의「침입 상황」및「침입 부위」에, 각각 상술한 정보를 기입한다.

카메라 화상 처리부(63)는 화상 변환부를 갖고, 카메라(13a, 13b, 13c)가 촬상한 화상을 도입한다. 화상 변환부는, 도입된 화상을 작업 기계(1)의 주위 화상을 상방으로부터 부감한 화상으로 변환하고, 변환 후의 각 카메라(13a 내지 13c)의 화상을 서로 연결한 합성 화상을 생성한다. 이 합성 화상은 표시 제어부(62)로 송신된다.

본 발명에 의한 주위 감시 장치에서는, 작업 기계 주위의 상황이 작업 기계를 중심으로 한 부감 화상으로서 표시 장치에 표시된다. 따라서, 상기 합성 화상은 작업 기계 주위에 설정한 감시해야 할 영역을 작업 기계의 상방으로부터 부감 해서 나타내는 부감 화상이다. 본 발명에 의한 주위 감시 장치에서는, 작업 기계 주위의 근방에 설정한 실 공간상의 근방 영역의 상황을 나타내는 근방 표시용 화상과, 근방 영역을 포함하도록 실 공간상에 설정한 광역 영역의 상황을 나타내는 광역 표시용 화상이 표시 장치에 선택적으로 표시된다. 근방 표시용 화상은 작업 기계를 모식적으로 나타낸 화상과, 작업 기계 모식 화상의 주위에 묘화되어, 작업 기계 주위의 소정 범위를 작업 기계의 바로 위로부터 내려다본 부감 화상을 포함한 화상이다. 부감 화상은 동영상이다. 광역 표시용 화상은 근방 표시용 화상, 즉 부감 화상을 축소한 화상과, 근방 영역의 주위에 소정의 폭으로 설정된 광역 영역의 상황을 모식적으로 나타낸 화상을 포함한 화상이다.

또, 광역 표시용 화상은, 도 5의 제3 영역(103)의 상황을 감시하는 화상이다.

표시 제어부(62)는 차체 컨트롤러(30)로부터 보내진 차체 정보(39)와, 정보 보유 지지부(65)가 보유 지지하는 작업 감시 영역도 및 작업원 데이터 베이스의 각 항목에 기록된 정보와, 카메라 화상 처리부(63)로부터 보내진 작업 기계 주위 정보에 관한 합성 부감 화상을 기초로 하여, 감시 화상을 생성하고, 표시 장치(50)에 출력해서 표시 장치(50)에 표시시킨다. 본 실시 형태의 주위 감시 장치에 있어서의 감시용 화상은, 상술한 근방 표시용 화상과 광역 표시용 화상이다.

표시 장치(50)는 표시부(51), 경보부(52), 입력부(53), 집음부(54)를 구비하고 있다. 표시부(51)는 표시 제어부(62)가 작성한 감시 화상을 표시한다. 경보부(52)는 경보음을 발한다. 집음부(54)는, 각 경보기(19a, 19b, 19c)에 각각 음성을 전송하는 마이크 및 증폭기를 포함하는 발신기를 갖고 있다. 마이크는 경보기(19a, 19b, 19)에 대응하도록 3개 구비되어 있고, 1개의 마이크에 입력된 음성은 경보 제어부(66)로 송신되어, 경보기(19a, 19b, 19c) 중, 대응하는 어느 하나의 경보기로부터 발생된다. 입력부(53)는 표시 제어부(62)를 거쳐 표시부(51)의 표시 화상을 전환하는 신호를 출력한다. 입력부(53)는 표시부(51) 위에 탑재된 터치 패널로서 구성할 수 있다. 상세한 것은 후술하지만, 예를 들어, 도 7 내지 도 9에 도시되는 표시 화면 중의 키 입력부(114 내지 116, 118, 134 내지 135) 등을 터치함으로써 입력 신호가 표시 제어부(62)로 공급되어, 소정의 제어가 이루어진다.

정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스의 변동 항목 중의 각 항목의 기록 갱신에 대해서 설명한다. 표시 제어부(62)에서는, 작업 기계(1)의 주위에서 작업하는 작업원의 침입 상황에 따라서「침입 상세」를 갱신한다. 「침입 상세」에 기록되는 정보는, 도 13에 도시되는「침입 없음」,「접근 중」및「침입 중」의 3개의 스테이터스(status)다. 또, 이하에 서술하는 주의 범위(113), 제1 경보 범위(112a), 제2 경보 범위(112b)에 대해서는, 상세한 것은 후술한다. 도 13의 첫 번째 줄의 예에서는,「현재 스테이터스」의「침입 없음」으로부터「트리거 조건」의「주의 범위(113) 안으로 들어간」경우,「다음 스테이터스」에 기재된「접근 중」으로 갱신하는 것을 나타낸다. 「현재 스테이터스」의「접근 중」으로부터「트리거 조건」의「제1 경보 범위(112a) 안으로 들어간」경우,「다음 스테이터스」에 기재된「침입 중」으로 갱신된다(네 번째 줄). 「현재 스테이터스」의「침입 중」으로부터「트리거 조건」의「제2 경보 범위(112b)로부터 주의 범위(113)로 나온」경우,「다음 스테이터스」에 기재된「접근 중」으로 갱신된다(다섯 번째 줄).

프론트 선단부 위치에 관해서는, 도 14에 기재된 갱신이 이루어진다. 프론트 선단부가「현재 스테이터스」의「신장 중」으로부터「트리거 조건」의「제1 경보 범위(112a) 안으로 들어간」경우, 아암(1b)이 절첩되는 방향으로 구동되고 있으므로,「다음 스테이터스」에 기재된「단축 중」으로 갱신된다. 또한, 프론트 선단부가「현재 스테이터스」의「단축 중」으로부터「트리거 조건」의「제2 경보 범위(112b)로부터 주의 범위(113)로 나온」경우, 아암(1b)이 개방 방향으로 구동되고 있으므로,「다음 스테이터스」에 기재된「신장 중」으로 갱신된다.

주행 속도에 관해서는, 도 15에 기재된 갱신이 이루어진다. 주행 속도가「현재 스테이터스」의「정지」로부터「트리거 조건」의「주행 레버 조작 있음」을 검출한 경우,「다음 스테이터스」에 기재된「저속」으로 갱신된다. 주행 속도가「현재 스테이터스」의「저속」으로부터「트리거 조건」의「주행 레버 조작 없음」의 경우,「다음 스테이터스」에 기재된「정지」로 갱신된다. 주행 속도가「현재 스테이터스」의「저속」으로부터「트리거 조건」의「시속 5㎞ 이상」을 검출한 경우,「다음 스테이터스」에 기재된「고속」으로 갱신된다. 주행 속도가「현재 스테이터스」의「고속」으로부터「트리거 조건」의「시속 4㎞ 이하」를 검출한 경우,「다음 스테이터스」에 기재된「저속」으로 갱신된다.

표시 제어부(62)에서 생성되는 감시 화상의 예를 도 7 및 도 8을 참조해서 설명한다.

표시 제어부(62)는, 본 실시 형태에서는, 도 7에 도시하는 광역 영역의 감시 화상과 도 8에 도시하는 근방 영역의 감시 화상의 2개의 다른 화상을 생성한다. 광역 영역의 감시 화상은 상술한 광역 표시용 화상이며, 근방 영역의 감시 화상은 상술한 근방 표시용 화상이다.

도 7에 도시된 광역 영역의 감시 화상(광역 표시용 화상)은, 카메라 화상 처리부(63)로부터 보내지는 부감 화상이 묘화된 주위 화상 영역(111), 제1 경보 범위를 나타내는 경계선(112a), 제2 경보 범위를 나타내는 경계선(112b), 주의 범위를 나타내는 경계선(113), 정보 보유 지지부(65)로부터 보내지는 침입 중인 작업원에 대하여 생성되는 작업원의 위치를 나타내는 지표인 작업원 마크(121), 작업원 특정 정보 및 작업 영역 등, 침입 중인 작업원에 관한 작업원 정보(122) 및 작업원의 침입 상세에 관한 침입 상세 정보(124)로 구성된다.

이하에서는, 설명의 편의상, 주위 화상 영역(111) 안에 묘화되는 부감 화상 바로 그것에 대해서도 부호 111을 부기한다. 또한, 경계선(112a)으로 둘러싸인 제1 경보 범위의 화상 바로 그것에 대해서도 부호 112a를 부기하고, 경계선(112b)으로 둘러싸인 제2 경보 범위의 화상 바로 그것에 대해서도 부호 112b를 부기해서 설명한다.

제1 경보 범위(112a)는 프론트 작업기(1A)의 아암(1b) 선단부의 선회 범위를 기초로 하여 설정되어, 대략 도 5의 제2 영역(102)에 대응한다. 제1 경보 범위(112a)는 표시 화면 안에서 규정한 범위이며, 제2 영역(102)은 작업 기계 주위의 감시해야 할 실 공간 안에서 규정한 영역이다. 본 실시 형태에서는, 실 공간 안에서 규정된 제2 영역(102)은, 표시 화면 안에서 규정된 주위 화상 영역(111)에 대응한다. 따라서, 프론트 작업기(1A)가 특정 자세를 취했을 때의 프론트 작업기 선단부의 선회 궤적의 내측 영역의 상황이 부감 화상으로서 표시된다.

제2 경보 범위(112b)는 제1 경보 범위(112a)의 외측에 대략, 표준적인 작업원이 양팔을 넓힌 길이를 더한 범위를 갖는다.

주의 범위(113)는 무선 수신기(10a 내지 10c)에 의해 작업원이 작업 기계 주위에 근접하고 있는지의 여부를 감시할 수 있는 범위이며, 대략, 도 5의 제3 영역(103)에 대응한다. 즉, 주의 범위(113)는 표시 화면 안에서 규정한 범위이며, 제3 영역(103)은 작업 기계 주위의 감시해야 할 실공간 안에 있어서, 작업 기계에 대한 작업원의 접근 상황을 감시하는 영역이다.

도 8에 도시된 근방 영역의 감시 화상(근방 표시용 화상)은, 작업 기계(1)를 부감한 외관 일러스트(110), 카메라 화상 처리부(63)로부터 보내지는 부감 화상이 묘화된 주위 화상 영역(111), 카메라 화상 처리부(63)로부터 보내지는 부감 화상 안의 작업원 부감 화상(123), 작업원 특정 정보 및 작업 영역 등, 침입 중인 작업원에 관한 작업원 정보(122), 작업원의 침입 상세에 관한 침입 상세 정보(124) 및 접근 마크(130)로 구성된다.

도 8에 도시된 근방 영역의 감시 화상에서는, 도 7에 도시된 광역 영역의 감시 화상에 대하여, 주위 화상 영역(111)이 표시 화면 가득하게 확대 표시되어 있다. 도 8에 도시된 주위 화상 영역(111)에는, 카메라(13a, 13b, 13c)에 의해 촬상된 제2 영역(102)의 상황이 카메라 화상 처리부(63)에서 합성된 부감 화상으로서 표시된다. 이 경우, 작업 기계 주위의 실 공간인 제2 영역(102) 안에 작업원 또는 다른 작업 기계나 설비가 있으면, 그것들도 부감 화상으로서 표시된다. 즉, 침입한 작업원의 화상은, 정보 보유 지지부(65)로부터 보내지는 작업원 마크(121)가 아닌, 카메라(10a 내지 10c)에 의해 촬상한 작업원의 부감 화상인 작업원 화상(123)으로서 표시된다. 또한, 작업 기계 주위의 실 공간 안의 제2 영역(102) 안에는 작업원이 위치하지 않지만, 도 7에 도시되는「ID=P3」과 같이 경계 영역 안에 위치하는 작업자에 대하여, 즉, 작업 기계 주위의 실 공간 안의 제3 영역(103)이 제2 영역(102)과 오버랩되지 않는 영역에 작업원이 위치할 경우, 주위 화상 영역(111) 안에 있어서 접근 마크(130)가 표시된다.

도 7에 도시된 광역 영역의 감시 화상의 경우에는, 화면의 좌측 상부의 타이틀 표시부(117)에「광역 표시」가 표시된다. 도 8에 도시된 근방 영역의 감시 화상의 경우에는, 화면의 좌측 상부의 타이틀 표시부(117)에「근방 표시」가 표시된다. 광역 표시와 근방 표시의 전환에 관해서는, 자동 모드와 수동 모드의 2개의 모드를 갖는다. 자동 모드에서는 표시 제어부(62)로, 작업원의「침입 상황」,「프론트 선단부 위치」,「주행 속도」에 따라서 자동적으로 판단된다. 수동 모드에서는 광역 표시와 근방 표시의 전환은, 조작자에 의해 행해진다.

감시 화상으로서의 각 화면에는, 상술한 타이틀 표시부(117) 외에, 키 입력부(114, 115, 116, 118)가 표시된다. 키 입력부(114, 115, 116, 118)는 입력부(53)의 터치 키에 대응해서 표시되고, 이 부분을 터치함으로써 키 신호가 입력된다. 감시 화상의 하부 중앙의 키 입력부(114)는 자동 모드가 선택되어 있는 경우에는, 도 7 및 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 검은 배경에 흰 문자로「자동」이라 표시된다. 수동 모드가 선택되어 있는 경우에는, 흰 배경에 검은 문자로「자동」이라 표시된다. 감시 화상의 하부 좌측의 키 입력부(115)는 수동 모드가 선택되어 있고, 또한 근방 표시가 선택되어 있는 경우에는, 검은 배경에 흰 문자로「근방」이라 표시되고, 그렇지 않은 경우에는 흰 배경에 검은 문자로「근방」이라 표시된다. 감시 화상의 하부 우측의 키 입력부(116)는 수동 모드가 선택되어 있고, 또한 광역 표시가 선택되어 있는 경우에는 검은 배경에 흰 문자로「광역」이라 표시되고, 그렇지 않은 경우에는 흰 배경에 검은 문자로「광역」이라 표시된다.

감시 화상의 상부 우측 상에는「설정」으로 표시된 키 입력부(118)가 배치되어 있다. 이 키 입력부(118)는 자동 모드에 있어서의 판정 규칙의 상세를 결정할 경우에 조작한다. 도 7 및 도 8에 도시된 감시 화상에 있어서, 키 입력부(118)를 터치하면, 도 9에 도시하는 화면으로 바뀐다. 도 9의 화면에 있어서, 부호 117은 타이틀 표시부이며,「판정 규칙 설정」이라 표시되어 있다. 표시부(131, 132, 133)는, 각각,「작업원 침입」,「프론트 선단부 위치」,「주행 속도」의 판정 규칙을 설정하기 위한 것이다. 각 판정 규칙을 설정하기 위해서는,「유효」라고 표시된 키 입력부(134)를 터치한다. 판정 규칙을 설정하지 않을 경우에는,「무효」라고 표시된 키 입력부(135)를 터치한다. 선택된 키 입력부(134 및 135)는 검은 배경에 흰 문자로 표시되고, 선택되어 있지 않은 키 입력부(134 및 135)는 흰 배경에 검은 문자로 표시된다.

도 10, 도 11, 도 12는, 각각,「작업원 침입」,「프론트 선단부 위치」,「주행 속도」에 있어서의 판정 규칙을 설정하기 위한 화면을 도시한다. 도 10에 도시하는 작업원 침입의 판정 규칙의 상세를 설정하는 화면에 있어서, 광역 영역의 감시 범위를 조정할 수 있다. 무선 수신기(10a 내지 10c)의 수신 범위의 목표가 되는 제3 영역(103)[표시 화면 안의 주의 범위(113)]을 조정해서 광역 영역의 감시 범위를 규정값으로부터 변경할 수 있다. 작업 기계(1)의 좌측에 있어서 제3 영역(103)에서 규정되는 감시해야 할 범위, 즉 화면 안에서의 주의 범위(113)에 대해서는, 조작실(1f)에 면하고 있어 감시하기 쉬우므로, 범위 표시부(136)의 초깃값은, 비교적 작은 수치, 예를 들어,「6.5」m로 설정되어 있다. 작업 기계(1)의 우측에 있어서 제3 영역(103)에서 규정되는 감시해야 할 범위, 즉 화면 안에서의 주의 범위(113)에 대해서는, 조작실(1f)과 반대측의 방향으로, 감시하기 어려우므로, 범위 표시부(138)의 초깃값은 범위 표시부(136)의 수치보다도 큰 수치, 예를 들어「7.5」m로 설정되어 있다. 작업 기계(1)의 후방측에 있어서 제3 영역(103)에서 규정되는 감시해야 할 범위, 즉 화면 안에서의 주의 범위(113)는 조작실(1f)의 조작자의 후방 방향으로, 매우 감시하기 어려우므로, 범위 표시부(138)의 초깃값은 가장 큰 수치, 예를 들어「9.0」m로 설정되어 있다. 이들의, 범위 표시부(136 내지 138)의 초기 설정값을,「↑」키(141) 또는「↓」키(142)를 계속 눌러 수치를 점차, 증대 또는 감소함으로써 각 감시 범위를 조정한다.

도 11에 도시한 프론트 선단부 위치의 판정 규칙의 설정 화면에서는, 광역 표시로 전환하는 프론트 선단부 위치를 규정값으로부터 변경한다. 프론트 선단부 위치는, 작업 기계(1)의 종류나 크기에 따라 다르지만, 예를 들어 초깃값으로서「4.5」m로 설정되어 있다. 범위 표시부(145)의「←」키(146) 또는「→」키(147)를 계속 눌러 수치를 점차, 증대 또는 감소시켜서, 선회체(1d)의 회전 중심으로부터의 프론트 선단부 위치의 거리를 조정한다.

도 12에 도시한 주행 속도의 판정 규칙의 설정 화면에서는, 광역 표시로 전환하는 주행 속도를 규정값으로부터 변경한다. 광역 표시로 전환하는 주행 속도는, 통상 사람이 걷는 속도를 기준으로 하여, 시속 표시부(148)의 초깃값으로서는 시속「4」㎞가 설정되어 있다. 시속 표시부(148)의「↑」키(149) 또는「↓」키(150)를 계속 눌러 수치를 점차, 증대 또는 감소함으로써 전환 속도를 조정한다.

또, 도 9 내지 12의 상부 우측 상의「복귀한다」라고 표시된 키 입력부(119)는, 앞 화면으로 복귀될 때에 조작하는 터치 키다.

이하, 상기 실시 형태의 작업 기계의 주위 감시 장치에 관한 동작에 대해서 설명한다.

침입 판정부(61)에 있어서의 작업원의 침입 판정의 처리를 도 16의 흐름도에 도시한다.

이 처리는, 무선 수신기(10a 내지 10c)의 각각에 관해서, 작업 기계(1)의 동작 중에 소정의 주기로 기동된다.

감시 컨트롤러(60)에 의해 침입 판정의 처리가 기동되면, 침입 판정부(61)에서는, 무선 수신기(10a, 10b, 10c)로부터의 입력을 상시 체크하여(스텝 S11), 신호의 수신이 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S12). 신호의 수신이 있었을 경우에는 스텝 S13의 처리를, 수신이 없었을 경우에는 스텝 S17의 처리를 행한다. 신호의 수신이 있었을 경우, 즉, 작업 기계 주위의 실 공간 내로 규정한 제3 영역(103) 안으로 작업원이 진입해 온 경우, 스텝 S13에 있어서, 수신한 신호로부터 무선 발신기(81)의「ID」체크를 행하여,「ID」를 취득한다.

다음에, 취득한「ID」를 기초로 하여, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스를 대조해서 해당하는「ID」에 대응하는「침입 상황」을「유」로 갱신한다. 그리고 취득한「ID」이외의「ID」에 대응하는「침입 상황」을「무」로 갱신한다(스텝 S14). 또한, 무선 수신기(10a, 10b, 10c)의 입력 신호의 크기를 기초로 하여, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스를 대조해서「침입 상황」이「유」에 해당하는「ID」에 대응하는「침입 부위」에「좌측」「우측」,「후방」중 어느 하나를 기록한다(스텝 S15).

스텝 S12에 있어서, 신호의 수신이 없었을 경우에는, 스텝 S17에 있어서, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스를 대조해서 모든「ID」에 대응하는「침입 상황」을「무」로 갱신한다. 다음에, 스텝 S18에 있어서, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스를 대조해서「침입 부위」에 기록된 정보를 클리어한다. 이 처리를 주위 감시 기간 동안 반복하여, 감시 컨트롤러(60)로부터의 종료 신호를 검출하면(스텝 S19), 침입 판정의 처리 흐름이 종료된다.

다음에, 표시 제어부(62)에 있어서의 표시 범위의 선택 처리를 도 17에 도시하는 흐름도를 참조해서 설명한다. 이 처리는, 작업 기계의 동작 중에 소정의 주기로 기동된다.

스텝 S21에 있어서, 표시 범위의 선택이 자동 모드이거나 혹은 수동 모드인지를 판단한다. 자동 모드이거나 혹은 수동 모드인지는, 도 7 및 도 8에 도시된, 조작자에 의한 키 입력부(114)의 터치 조작에 의해 선택된다. 자동 모드가 선택되어 있을 경우에는 스텝 S22의 처리가 행해지고, 수동 모드가 선택되어 있을 경우에는 스텝 S26의 처리가 행해진다.

자동 모드가 선택되어 있을 경우에는, 스텝 S22에 있어서, 작업원의 침입 유무가 판단된다. 환언하면, 작업 기계 주위의 실 공간으로 규정한 제3 영역(103) 안[표시 화면 안에서는 주의 범위(113) 안]에 작업원이 존재하는지의 여부가 판단된다. 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업원 데이터 베이스(도 4)의「침입 상세」가「침입 없음」인 경우에는, 즉, 표시 화면 안에 있어서 작업원이 주의 범위(113) 안에 존재하지 않을 경우에는, 스텝 S25의 처리를 행한다. 「접근 중」또는「침입 중」인 경우에는, 즉 작업원이 주의 범위(113) 안에 존재할 경우에는 스텝 S23의 처리를 행한다. 스텝 S23에 있어서, 아암 선단부 위치의 판단이 이루어진다. 이 판단은, 도 4에 있어서의「프론트 선단부 위치」가「신장 중」인지의 여부에 의해 결정된다. 「신장 중」이면, 스텝 S25의 처리가 행해지고,「단축 중」이면 스텝 S24의 처리가 행해진다.

스텝 S23에 있어서,「단축 중」인 경우에는 스텝 S24에 있어서,「주행 속도」가 판단된다. 이 판단은, 도 4에 있어서의「주행 속도」가「고속」인지의 여부에 의해 결정된다. 스텝 S24에 있어서「고속」인 경우에는 스텝 S25의 처리를 행하고,「저속」또는「정지」인 경우에는 스텝 S27의 처리를 행한다. 스텝 S25에서는, 작업 기계(1) 주위의 감시 화상으로서, 광역 영역의 감시 화상을 작성한다.

스텝 S21에 있어서 수동 모드라고 판단된 경우는, 스텝 S26에 있어서, 도 7에 도시된 광역 표시와 도 8에 도시된 근방 표시 중 어느 하나가 선택되어 있는지를 판단한다. 광역 표시가 선택되어 있을 경우에는, 스텝 S25의 처리를 행하고, 근방 표시가 선택되어 있을 경우에는, 스텝 S27의 처리를 행한다. 스텝 S27에 있어서는 작업 기계(1) 주위의 감시 화상으로서, 근방 영역의 감시 화상을 작성한다. 스텝 S25 또는 스텝 S27의 처리를 행하면, 이 처리 흐름은 종료된다.

다음에, 표시 제어부(62)에 있어서의 광역 영역의 감시 화상의 생성 처리를 도 18에 도시하는 흐름도를 기초로 하여 설명한다. 이 처리는, 도 17에 도시하는 표시 제어부(62)에 있어서의 표시 범위의 선택 처리에 이어서 기동된다.

우선, 스텝 S31에 있어서, 도 7에 도시하는 주의 범위(113)를 묘화한다. 다음에, 스텝 S32에 있어서, 도 7에 도시하는 제1 경보 범위(112a) 및 제2 경보 범위(112b)를 묘화한다. 다음에, 스텝 S33에 있어서, 주위 화상 영역(111)을 묘화한다. 주위 화상 영역(111)은, 전술한 바와 같이 작업 기계(1)의 주위 상황을 작업 기계 상방으로부터 부감한 부감 화상이다. 다음에, 스텝 S34에 있어서, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업 기계(1)의 외관 일러스트를 묘화한다.

외관 일러스트를 묘화한 후는, 스텝 S35에 있어서, 타이틀 및 입력 키를 묘화한다. 그리고 스텝 S36에 있어서, 작업원의「침입 상세」가「접근 중」또는「침입 중」인지의 여부를 판단하여,「접근 중」또는「침입 중」이면 스텝 S37의 처리를 행하고, 어떠한 작업원도「침입 없음」이면 종료한다. 스텝 S37에 있어서는, 작업원 데이터 베이스로부터「ID」,「이름」(작업원 특정 정보),「작업 영역」,「침입 부위」의 각 정보를 취득한다. 작업원 데이터 베이스로부터 얻게 된「이름」「작업 영역」에 작업원 마크(121)를 부가하여, 이들의 화상을「침입 부위」에 대응하는 화면 표시 위치에 표시되도록 묘화한다.

스텝 S31 내지 스텝 S35 및 스텝 S37에 있어서 묘화한 화상은 합성되어, 도 7에 도시된 바와 같은 광역 영역의 감시 화상을 얻을 수 있다.

또, 스텝 S36 내지 스텝 S37의 처리는, 작업원 데이터 베이스의「침입 상황」이「유」인 작업원 전원에 대하여 행해진다.

다음에, 표시 제어부(62)에 있어서의 근방 영역의 감시 화상의 생성 처리를 도 19에 도시하는 흐름도를 기초로 하여 설명한다. 이 처리는, 도 17에 도시한 표시 제어부(62)에 있어서의 표시 범위의 선택 처리에 이어서 기동된다.

우선, 스텝 S41에 있어서, 카메라 화상 처리부(63)에 있어서, 작업 기계(1)의 주위 화상을 상방으로부터 부감한 화상으로 변환된 주위 화상 영역(111)을 묘화한다. 이 경우, 작업원 또는 다른 작업 기계나 설비가 있으면, 그들의 부감 화상이 표시된다.

다음에, 스텝 S42에 있어서, 정보 보유 지지부(65)에 보유 지지된 작업 기계(1)의 외관 일러스트를 묘화한다. 다음에, 스텝 S43에 있어서, 타이틀 및 입력 키를 묘화한다. 스텝 S44에 있어서, 작업원의「침입 상세」가「침입 중」인지의 여부를 판단하여,「침입 중」이면 스텝 S45의 처리를 행하고,「침입 중」이 아니면 스텝 S45의 처리를 생략해서 스텝 S46으로 점프한다. 스텝 S45에 있어서는 작업원 데이터 베이스로부터「ID」,「이름」(작업원 특정 정보),「작업 영역」「침입 부위」의 각 정보를 취득한다. 그리고 작업원 데이터 베이스로부터 얻게 된「이름」,「작업 영역」, 작업원 정보(122), 침입 상세 정보(124)를, 대응하는 작업원 화상의 화면 표시 위치의 근방에 표시되도록 묘화한다.

스텝 S45의 처리를 종료하면, 스텝 S46에 있어서,「침입 상세」가「접근 중」인지의 여부를 판단하여,「접근 중」이 아니면 이 처리 흐름을 종료한다. 「접근 중」이면, 스텝 S47에 있어서, 접근 마크(130)를 묘화하고, 이 후, 이 처리 흐름을 종료한다. 접근 마크(130)는 대응하는 주의 영역의 위치에 표시되도록 묘화된다.

스텝 S41 내지 스텝 S43, 스텝 S45 및 스텝 S47에 있어서 묘화한 화상은 합성되어, 도 8에 도시된 바와 같은 근방 영역의 감시 화상을 얻을 수 있다.

또, 스텝 S44 내지 스텝 S47의 처리는, 작업원 데이터 베이스의「침입 상황」이「유」인 작업원 전원에 대하여 행한다.

도 4에 도시된「ID=P4」는 광역 영역의 감시 화상이 선택되는 조건의 일례를 나타내고,「ID=P5」는 근방 영역의 감시 화상이 선택되는 조건의 일례를 나타낸다.

상술하는 실시 형태에 따르면,「침입 상세」의 상황에 따라서, 광역 영역의 감시 화상 또는 근방 영역의 감시 화상이 선택되어, 광역 영역의 감시 화상에 있어서, 작업 기계와 작업 기계 주변에서 작업하는 작업원의 위치 관계를 파악하기 쉽다. 이 경우, 복수의 작업원, 장해물의 위치를 종합적으로 파악할 수 있어, 특히, 작업원 혹은 다른 작업 기계의 방향이나 속도 등의 이동 상황도 포함하여 확인할 수 있다. 침입자가, 접근 중 혹은 침입 중인 경우에는 확대 표시가 되는 근방의 감시 화상으로 전환할 수 있으므로, 감시의 실수를 없애는 것이 쉽다. 또한, 근방 영역의 감시 화상으로 전환하기 전에, 광역 영역의 감시 화상에 의해, 다음 상황을 예측하는 것이 가능해 작업 기계의 작업 능률을 저하시키지 않고 또한 안전성이 충분히 확보된 감시를 할 수 있게 된다.

또한,「프론트 선단부 위치」나「주행 속도」에 따라서, 적절하게 광역 영역의 감시 화상과 근방 영역의 감시 화상으로 전환하므로, 조작자의 조작 부담이 작아 작업 효율이 향상되고, 또한 감시의 안전성도 한층 높아진다.

(변형예)

상기 실시 형태에서는, 주의 범위(113)를 설정 또는 변경할 경우, 도 7 또는 도 8의 화면에 있어서「설정」을 선택해서 도 9의 판정 규칙 설정 화면으로 하고,「작업원 침입」을「유효」로 하여, 광역 표시의 판정 규칙 설정 화면으로 한다. 그리고 무선 수신기(10a 내지 10c)의 감도 조정을 행하고, 이에 연동하여, 주의 범위(113)를 변경하는 것이었다.

그러나 광역 표시 경우의 표시 범위를, 주의 범위(113)와는 독립하여 조작자가 임의로 설정하도록 해도 좋다.

도 20은 키 입력부(116)를 조작해서「광역」을 선택한 상태를 도시한다. 이 상태에서, 키 입력부(116)「광역」을 계속해서 누르면, 도 21에 도시한 바와 같이,「←」키(151),「→」키(152)가 표시된다. 「←」키(151)를 계속해서 누르면, 도 22에 도시한 바와 같이 감시 영역의 화상이 확대되어 간다. 또한,「→」키(152)를 계속해서 누르면, 감시 영역의 화상은 축소되어, 도 21에 도시한 원래 화상의 사이즈로 되돌아간다.

이 방법에 따르면, 조작자는 무선 수신기(10a 내지 10c)의 감도에 대하여, 자기의 사정에 따라서 감시 영역을 변경하는 것이 가능해져, 작업 기계의 이동 속도나 주위 상황에 맞추어 작업 효율이 좋은 감시를 행하도록 할 수 있다.

또한, 작업원에게 무선 수신기를 장착하는 방법 대신에, 근접 센서에 의해, 작업자 및 장해물의 위치를 검출하도록 해도 좋다.

도 23은, 근접 센서에 의해 검출한 장해물의 위치에, 장해물 마크(161, 162)를 표시한 감시 화상을 도시한다. 이 경우에는, 장해물 마크(161, 162)가 작업원이라도, 작업원 정보는 표시되지 않는다. 도 24는 장해물 마크(161)가 주위 화상 영역(111) 안으로 침입한 상태를 도시한다. 장해물 마크(161)는 카메라(10a 내지 10c)에 의해 촬상한 작업원의 화상을 상방으로부터의 부감도로 변환한 작업원 화상(123)으로 치환해서 표시된다. 또한, 도 23에 도시된 장해물 마크(162)는, 주위 화상 영역(111)의 외부에 위치하고 있을 경우에는, 경보 범위의 외부에 위치하는 것을 나타내는 접근 마크(130)로 치환해서 표시된다.

이 방법에서는, 작업원에 관한 상세한 정보는 표시할 수는 없지만, 작업원이 특별한 기기를 휴대할 필요가 없어, 간편하게 감시할 수 있다. 또한, 작업원이 특별한 기기를 휴대할 필요가 없으므로, 돌연 침입한 외래자에 대해서도 감시 대상으로 할 수 있다. 작업원에 관한 상세한 정보를 표시할 수 없다고 해도, 근방의 감시 화상에서는 작업 기계 주변의 상세한 상황을 파악할 수는 있다. 또한, 광역 영역의 감시 화상과의 전환이 가능하므로, 상술한 무선 수신기(10a 내지 10c)를 사용한 경우와 같은 효과를 발휘할 수 있다.

또, 상기 실시 형태에 있어서의 무선 수신기(10a 내지 10c), 카메라(13a 내지 13c)의 배치 부위나 개수는, 적절하게 변경을 할 수 있다. 또한, 주의 영역, 제1·제2 경계 영역 등, 감시 영역의 영역 수는 더 많게 해도 적게 해도 좋다.

작업 기계로서 유압 셔블을 일례로서 설명했지만, 본 발명은 휠 로더 혹은 크레인 등의 각종 작업 기계의 주위 감시 장치에도 적용이 가능하다.

이상 설명한 실시 형태에서는, 자동 모드 선택 중은 작업 기계 주위에 미리 설정한 감시 영역(제3 영역)(103)으로의 작업원의 침입 유무와, 작업 기계의 프론트 작업기의 구동 상태와, 작업 기계의 주행 속도를 기초로 하여, 도 7의 광역 표시용 화상과 도 8의 근방 표시용 화상을 선택 표시하는 것으로 했다. 그러나 본 발명은 이하의 형태로 실시할 수도 있다.

(1) 감시 영역인 제3 영역(103)[화면 안에서는 주의 범위(113)]으로의 작업원의 침입 유무만을 기초로 하여 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다.

(2) 감시 영역(103)으로의 작업원의 침입 유무와 작업 기계의 프론트 작업기의 구동 상태를 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다.

(3) 감시 영역으로의 작업원의 침입 유무와 작업 기계의 주행 속도를 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다.

(4) 감시 영역으로의 작업원의 침입 유무와 작업 기계의 진행 방향을 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다.

(5) 작업 기계의 프론트 작업기의 구동 상태만을 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다. 이 경우, 예를 들어, 프론트 작업기가 신장 중은 광역 표시용 화상을 표시하고, 수축 중은 근방 표시용 화상을 표시한다.

(6) 작업 기계의 주행 속도만을 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다. 이 경우, 예를 들어 작업 기계의 주행 속도가 고속일 때는 광역 표시용 화상을 표시하고, 저속일 때는 근방 표시용 화상을 표시한다.

(7) 작업 기계의 프론트 작업기의 구동 상태와 작업 기계의 주행 속도를 기초로 하여, 광역 표시용 화상과 근방 표시용 화상을 선택 표시해도 좋다.

이상의 실시 형태에서는, 자동 모드 선택 중, 작업원이 제3 영역(103)의 경계(103a)를 넘어 작업 기계에 접근한 것이 판정되면, 광역 표시용 화상으로부터 근방 표시용 화상으로 표시를 전환하도록 했다. 그러나 작업원이 제2 영역(102)의 경계를 넘어 작업 기계에 접근한 것이 판정되면, 광역 표시용 화상으로부터 근방 표시용 화상으로 표시를 전환하도록 해도 좋다.

그 밖에, 본 발명의 작업 기계의 주위 감시 장치는, 발명의 취지 범위 내에 있어서, 다양하게 변형해서 구성할 수 있다.

다음의 우선권 기초 출원의 개시 내용은 인용문으로서 여기에 편입된다.

일본 특허 출원 2010년 제139088호(2010년 6월 18일 출원)

Claims

표시 장치와,
작업 기계의 주위에서 작업을 하는 작업원의 위치를 검출하는 작업원 위치 검출부와,
작업 기계에 부착되어, 작업 기계의 주위를 촬상하여, 주위 화상을 얻는 촬상부와,
상기 촬상부로부터 얻게 된 상기 작업 기계의 주위 화상을, 작업 기계의 상방으로부터 부감한 부감 화상으로 변환하는 화상 변환부와,
상기 화상 변환부에 의해 변환된 상기 부감 화상 및 상기 작업원 위치 검출부로부터 얻게 된 작업원의 위치를 기초로 하여 감시용 화상을 생성하는 화상 생성부와,
상기 감시용 화상을 상기 표시 장치에 표시하는 표시 제어부와,
작업원의 위치가 미리 설정한 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는 판단부와,
작업 기계의 주행 속도를 포함하는 작업 기계의 자세 또는 구동 상태를 검출하는 복수의 작업 기계 상태 검출부를 구비하고,
상기 화상 생성부는 상기 판단부에 의한 판단 결과, 또는 적어도 1개의 상기 작업 기계 상태 검출부로부터의 정보를 기초로 하여, 상기 작업 기계의 주위에 설정한 넓이가 다른 감시 범위 내의 상황을 표시하는 복수의 감시용 화상을 생성하고,
상기 복수의 감시용 화상은, 상기 작업 기계의 주위에 설정한 근방 영역의 상황을 나타내는 근방 표시용 화상과, 상기 작업 기계의 주위에 상기 근방 영역을 포함해서 설정된 광역 영역의 상황을 나타내는 광역 표시용 화상을 포함하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 판단부는 상기 감시 영역을 상기 광역 영역으로서 설정해서 상기 작업원의 위치가 상기 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항에 있어서, 상기 판단부는 상기 감시 영역을 상기 근방 영역으로서 설정해서 상기 작업원의 위치가 상기 감시 영역 안에 존재하는지의 여부를 판단하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 장치에 상기 광역 표시용 화상이 표시되어 있을 때에, 상기 광역 표시용 화상을 확대, 축소시키기 위한 조작을 접수하는 제1 입력부를 더 구비하고,
상기 제1 입력부에 의해 조작이 접수되고 있는 사이, 상기 화상 생성부는 상기 광역 표시용 화상의 크기를 변화시키는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근방 표시용 화상과 상기 광역 표시용 화상 중 어느 한쪽을 사용자가 수동으로 선택하기 위한 제2 입력부를 더 구비하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작업원의 위치가 상기 감시 영역 안에 없는 것이 상기 판단부에서 판단되면, 상기 화상 생성부는 상기 광역 표시용 화상을 생성하고, 상기 표시 제어부는 상기 광역 표시용 화상을 상기 표시 장치에 표시하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 작업 기계는 신축 가능하게 구성된 프론트 작업기를 구비하고,
상기 작업원의 위치가 상기 감시 영역 안에 존재하는 것이 상기 판단부에서 판단되고 있어도, 상기 작업 기계 상태 검출부에 의해 상기 프론트 작업기가 신장 중인 것이 검출되고 있을 경우에는, 상기 화상 생성부는 상기 광역 표시용 화상을 생성하고, 상기 표시 제어부는 상기 광역 표시용 화상을 상기 표시 장치에 표시하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 작업 기계는 신축 가능하게 구성된 프론트 작업기를 구비하고,
상기 작업원의 위치가 상기 감시 영역 안에 존재하는 것이 상기 판단부에서 판단되고, 또한 상기 작업 기계 상태 검출부에 의해 상기 프론트 작업기가 수축 중인 것이 검출되고 있어도, 상기 작업 기계 상태 검출부에 의해 작업 기계의 주행 속도가 소정의 속도보다도 고속인 것이 검출되면, 상기 화상 생성부는 상기 광역 표시용 화상을 생성하고, 상기 표시 제어부는 상기 광역 표시용 화상을 상기 표시 장치에 표시하는, 작업 기계의 주위 감시 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화상 생성부에 의해 생성되는 근방 표시용 화상은 부감 화상이며, 광역 표시용 화상은 상기 부감 화상을 축소한 화상 및 상기 근방 영역 외주부의 소정 범위의 상황을 모식적으로 나타내는 화상을 포함하는 표시 화상인, 작업 기계의 주위 감시 장치.
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