KR102458135B1 - 작업원 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

작업원에게 휴대되는 단말 장치와, 작업원이 작업을 하는 작업 현장 내에서 가동하는 작업 기계에 탑재되는 작업원 검지 시스템과, 현장 관리 장치와, 무선 통신 네트워크로 접속한 작업원 관리 시스템에 있어서, 단말 장치는, 단말 장치의 GNSS 좌표계로 표현된 단말기 GNSS 위치 정보를 포함하는 작업원 신호를 현장 관리 장치에 송신한다. 작업원 검지 시스템은 작업 기계에 탑재된 주변 감시 센서에 의해 검지한 작업원의 위치를 나타내는 작업원 검지 위치 정보를 현장 관리 장치에 송신한다. 현장 관리 장치는, 단말기 GNSS 위치 정보와 작업원 검지 위치 정보를 대응짓고, 동일 작업원에 대하여 양자가 있으면 작업원 검지 위치 정보가 나타내는 위치, 단말기 GNSS 위치 정보만이 있는 경우는 단말기 GNSS 위치 정보가 나타내는 위치를 작업원의 현재 위치로서 선택한다.

Description

작업원 관리 시스템

본 발명은 작업원 관리 시스템에 관한 것으로, 특히, 작업 현장 내의 작업원의 위치를 감시하는 시스템에 관한 것이다.

토목, 건설 등의 작업 현장에서는, 시공 내용에 따라, 복수의 작업 기계 및 복수의 작업원이 현장 내에 배치되어, 작업 기계 및 작업원은 현장 내를 이동하면서 작업을 행한다. 작업 현장에 있어서의 안전성의 향상 및 원활한 시공 관리를 위해서는, 작업 기계나 작업원의 위치를 상시 감시하여, 파악하는 것이 중요하다.

그래서, 특허문헌 1에는, 「감시역 내의 중기 및 작업원 등에 GPS 측위 장치를 설치하여, 측위 장치가 부여하는 위치와 당해 이동체의 식별 신호가 포함되는 개별 이동체 위치 신호를 송신기에 의해 관리실을 향해 송출한다. 관리실의 수신기에서 개별 이동체 위치 신호를 수신하고, 수신한 이동체의 위치의 주위에 할당 수단에 의해 소정 접근 검지 영역을 할당한다. 이동체의 접근 검지 영역 상호간의 교차를 교차 검출 수단에 의해 검출하고, 교차 검출 시에 교차 검출 신호와 당해 교차에 관한 이동체를 출력한다. 관리실에 마련한 통보 장치에 의해 교차 검출 신호와 상기 교차에 관한 이동체의 식별 신호가 포함되는 교차 통보 신호를 송출하고, 각 이동체에 설치한 교차 수신 장치에 의해 당해 이동체의 식별 신호가 포함되는 교차 통보 신호를 검출한다(요약 발췌)」고 하는 기재가 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 「작업 시의 작업 기계의 자세 및 형상을 도입하는 작업 기계 자세 도입 수단과, 작업 기계 주변을 촬영하는 카메라와, 작업 기계 주변의 장해물 및 그 위치를 계측하는 장해물 검출 수단과, 작업 기계 자세 도입 수단으로부터의 정보에 기초하여 작업 기계의 자세 및 형상 및 작업 범위를 묘화하는 화상과, 상기 카메라로 촬영된 상기 작업 기계 주변의 화상과, 상기 장해물 검출 수단으로 검출된 장해물을 묘화하는 화상을 합성하여 표시 화상을 생성하는 표시 화상 생성 수단과, 생성된 화상을 표시하는 표시 수단으로 이루어지는 작업 기계 주변 감시 장치(요약 발췌)」라고 하는 기재가 있다.

또한, 특허문헌 3에는, 「작업 기계(유압 셔블)에, 카메라, GPS 수신기, 다른 작업 기계에 구비된 GPS 수신기 및 작업원 등이 휴대하는 GPS 수신기에 의해 계측된 위치 정보를 수신하는 무선 송수신기, 다른 작업 기계 또는 작업원 등이 감시 범위 내에 들어간 것을 운전자에게 보고하는 경보음 발생 장치, 카메라 화상을 표시하는 표시 장치 및 감시 컨트롤러를 구비한다. 안전 관리 장치는, 이와 같이 구성된 작업 기계와, 관리 사무소 등의 작업 기계 외에 마련된 침입 정보 관리용 컴퓨터와, 작업 기계에 의해 수집된 침입 정보를 침입 정보 관리용 컴퓨터에 전송하는 정보 단말기와, 작업원 등이 휴대하는 GPS 수신기 및 무선 송수신기로 구성한다(요약 발췌)」라고 하는 기재가 있다.

일본 특허 공개 평11-160068호 공보 일본 특허 공개 제2008-248613호 공보 일본 특허 공개 제2007-85091호 공보

전지구항법 위성 시스템(GNSS: Global Navigation Satellite System)은, 복수개의 측위 위성으로부터 송신되는 신호에 기초하여 자신의 3차원 위치(위도, 경도, 고도)를 측정하는 시스템이다. 3차원 위치의 산출에는, 동시에 얻어진 적어도 4기의 측위 위성으로부터의 신호가 필요하다. 따라서, 위치 검출을 행할 때에 상공이 개방되어 있지 않은 것, 전파 환경이 양호하지 않은 것 등의 이유에 의해, 4기로부터의 신호가 얻어지지 않는 경우에는 3차원 위치를 얻을 수 없다.

작업 기계에 설치하는 GNSS 장치는, 중량이나 크기의 제약이 비교적 작으므로, 대형의 GNSS 장치를 사용할 수 있어, 측위 위성으로부터의 전파의 수신 감도는 비교적 양호하다. 한편, 작업원이 휴대하는 GNSS 장치는, 가반성을 확보할 필요성으로부터 크기나 중량이 작은 것에 더하여 저렴하게 구성할 수 있을 것이 요구되므로, 작업 기계에 탑재되는 GNSS 장치에 비해 수신 감도가 낮아져, 위성 배치나 주위 환경의 영향을 받을 가능성이 높다.

또한, GNSS에 의한 측위 정밀도는, 상공의 위성 배치나 측위 위성으로부터의 전파 전반 경로 상의 전파 특성에 의한 전반 지연, 건물이나 벽 등에 의한 전파의 반사의 영향을 받아, 3차원 위치 산출값에 큰 오차가 발생하는 경우도 있다. 특히, 대형 작업 기계의 근방에서는, 상공의 차폐나 전파의 반사 영향을 받으므로, 작업원이 휴대하는 GNSS 장치에 의한 측위 정밀도의 저하가 염려되므로, 특허문헌 1, 3의 기술을 유용하여 작업원의 위치를 감시하기 위해서는, GNSS의 측위 정밀도가 나쁜 경우의 대응이 필요해진다.

한편, 특허문헌 2에서는 GNSS의 측위 정밀도의 영향을 받는 일 없이 작업 기계 주변의 작업원(장해물)의 위치를 파악할 수는 있지만, 작업 현장 전역을 감시할 수 없다. 따라서, 작업 기계 주변에 한정되지 않고, 또한 GNSS의 측위 정밀도가 나쁜 경우에도 작업원 위치를 감시할 수 있는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이고, GNSS의 측위 정밀도가 나쁜 경우에 대한 대처를 행하면서, 작업 현장 전역의 작업원의 위치를 더 정확하게 관리할 수 있는 작업 현장용의 작업원 관리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 작업원에게 휴대되는 단말 장치와, 작업 기계에 탑재되는 작업원 검지 시스템과, 상기 단말 장치 및 상기 작업원 검지 시스템의 각각에 무선 통신 네트워크를 통해 접속된 현장 관리 장치를 구비한 작업원 관리 시스템에 있어서, 상기 단말 장치는, GNSS 측위 신호를 수신하여 단말기 GNSS 위치 정보를 생성하는 단말기 GNSS기와, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 단말기 무선 통신기를 구비하고, 상기 단말 장치는, 상기 단말기 GNSS 위치 정보 및 상기 작업원을 식별하는 작업원 식별 정보를 포함하는 작업원 신호를 상기 단말기 무선 통신기로부터 상기 현장 관리 장치에 송신하고, 상기 작업원 검지 시스템은, GNSS 측위 신호를 수신하여 차체 GNSS 위치 정보를 생성하는 차체 GNSS 장치와, 상기 작업 기계의 주변에 위치하는 피검지체를 검출하는 주변 감시 센서와, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 차체 무선 통신 장치와, 상기 차체 GNSS 장치, 상기 주변 감시 센서 및 상기 차체 무선 통신 장치의 각각에 접속된 차체 제어 장치를 구비하고, 상기 차체 제어 장치는, 상기 차체 GNSS 위치 정보와 상기 주변 감시 센서가 검지한 상기 작업원의 위치를 나타내는 작업원 검지 위치 정보와 상기 작업 기계를 식별하는 작업 기계 식별 신호를 포함하는 차체 신호를 생성하여 상기 차체 무선 통신 장치로부터 상기 현장 관리 장치에 송신하고, 상기 현장 관리 장치는, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 현장 관리 통신 장치와, 표시 장치와, 상기 현장 관리 통신 장치 및 상기 표시 장치의 각각에 접속된 현장 관리 제어 장치를 구비하고, 상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 현장 관리 통신 장치가 수신한 상기 작업원 신호 및 상기 차체 신호를 취득하고, 상기 작업원 신호에 포함되는 상기 단말기 GNSS 위치 정보와 상기 차체 신호에 포함되는 작업원 검지 위치 정보를 사용하여 상기 작업원의 현재 위치를 산출하고, 상기 표시 장치로의 표시 명령을 생성하여 출력하고, 상기 표시 장치는, 상기 표시 명령에 따른 표시를 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, GNSS의 측위 정밀도가 나쁜 경우에 대한 대처를 행하면서, 작업 현장 전역의 작업원의 위치를 더 정확하게 관리할 수 있는 작업 현장용의 작업원 관리 시스템을 제공할 수 있다. 상기한 것 이외의 목적, 구성, 효과에 대해서는 이하의 설명으로 명확해진다.

도 1은 본 실시 형태의 작업원 관리 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 본 실시 형태의 단말 장치 및 현장 관리 제어 장치의 개략 구성도이다.
도 3은 본 실시 형태의 작업원 신호의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태의 차체 신호의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 작업원 접근 검지 시스템의 하드웨어 구성도이다.
도 6은 현장 관리 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 7은 단말 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 8은 본 실시 형태에 관한 작업 기계의 일례의 측면도이다.
도 9는 본 실시 형태에 있어서의 주변 감시 센서의 설치예를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 실시 형태의 차체 제어 장치의 개략 구성도이다.
도 11은 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 작업원 신호 변환 처리 흐름도이다.
도 12는 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 차체 신호 변환 처리 흐름도이다.
도 13은 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 작업원 위치 평가 처리 흐름도이다.
도 14는 본 실시 형태의 작업원 위치 수신 정보의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 실시 형태의 작업 기계 상태 수신 정보의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 실시 형태의 작업원 검지 위치 정보의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 17은 본 실시 형태의 작업원 위치 정보의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.
도 18은 본 실시 형태의 현장 관리 표시 장치의 표시의 일례를 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 작업원 관리 시스템(200)의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

<개요·전체 구성>

도 1에 본 실시 형태의 작업원 관리 시스템(200)의 개략 구성도를 도시한다. 토목, 건설 등의 시공 작업 현장에서는, 요구되는 작업에 따라, 적어도 1대 이상의 작업 기계(1) 및 복수의 작업원이 작업 현장 내에 배치되어, 작업 기계(1) 및 작업원은 작업 현장 내를 이동하면서 작업을 행한다. 또한, 시공 작업 현장에는, 시공의 계획 및 시공 품질이나 진척, 안전 대책 등의 시공 관리를 행하는 감독자(작업 감독자)가 배치된다.

본 실시 형태의 작업원 관리 시스템(200)은, 작업원에게 휴대되는 단말 장치(40)와, 작업 기계(1)에 탑재되는 작업원 접근 검지 시스템(10)(작업원 검지 시스템에 상당함)을 사용하여, 작업 현장 내를 이동하는 작업 기계(1) 및 작업원의 위치를 정확하게 산출하여, 작업 현장 내의 작업 기계(1) 및 작업원의 위치를 기록하고, 또한 감독자 등의 요망에 따라 작업 현장 내의 작업 기계(1) 및 작업원의 위치를 제시하는 것이다.

작업원 관리 시스템(200)은, 단말 장치(40) 및 작업원 접근 검지 시스템(10)의 각각과, 작업 현장 내에 설치된 현장 관리 장치(30)를 현장 내의 LAN이나 휴대 전화망 등에 의한 무선 통신 네트워크(150)를 통해 접속하여 구성된다.

단말 장치(40)는, 단말기 GNSS기(45), 출력 정보 생성기(42) 및 단말기 무선 통신기(43)를 구비하고, 단말기 GNSS기(45)에 의해 검출된 GNSS 좌표계로 표현된 단말기 현재 위치 및 단말기 현재 위치를 검출하기 위해 사용한 GNSS 측위 신호의 신뢰성을 나타내는 단말기 측위 품질(이것들을 모두 「단말기 GNSS 위치 정보」라고 함)과, 작업원을 고유하게 식별하는 작업원 식별 정보(이하 「작업원 ID」라고 함)를 포함하는 작업원 신호(140)를 현장 관리 장치(30)에 대하여 송신한다.

출력 정보 생성기(42)는, 작업원 ID를 미리 저장해 두고 작업원 신호(140)를 생성하는 점에서, 작업원 식별 정보 기억부 및 작업원 신호 생성부로서의 기능을 갖는다.

작업원 접근 검지 시스템(10)은, 차체 GNSS 장치(50), 주변 감시 센서(20), 작업 상태 검출 장치(70), 통지 장치(80) 및 차체 무선 통신 장치(90)와, 이들 각 장치, 센서의 각각에 접속된 차체 제어 장치(60)를 포함하여 구성된다. 본 실시 형태에서는, 통지 장치(80)로서 표시 장치(81) 및 경보 장치(82)를 사용한다.

차체 제어 장치(60)는, 차체 GNSS 장치(50)에 의해 검출된 GNSS 좌표계로 표현된 차체 현재 위치 및 차체 현재 위치를 검출하기 위해 사용한 GNSS 측위 신호의 신뢰성을 나타내는 차체 측위 품질(이것들을 모두 「차체 GNSS 위치 정보」라고 함)과, 작업 기계(1)를 고유하게 식별하는 차체 식별 정보(이하 「차체 ID」라고 함, 「작업 기계 식별 정보」에 상당함)를 포함하는 차체 신호(110)를 출력한다.

현장 관리 장치(30)는, 무선 통신 네트워크(150)에 접속하기 위한 현장 관리 무선 통신 장치(39)(현장 관리 통신 장치에 상당함)와, 유저 인터페이스 기기로 이루어지고, 작업 현장 내의 특정한 영역을 설정하는 조작을 접수하는 설정 입력 장치(34)와, 스토리지로 이루어지는 현장 정보 보관 장치(32)와, 감독자 등으로부터의 명령에 따라, 상기 산출 결과를 표시하는 모니터로 이루어지는 현장 관리 표시 장치(33)와, 이들 각 장치에 접속된 컴퓨터로 이루어지고, 작업원 신호(140) 및 차체 신호(110)에 기초하여, 작업 기계(1) 및 작업원의 위치를 산출하는 현장 관리 제어 장치(31)를 포함하여 구성된다. 설정 입력 장치(34)는, 작업 감독자 등이 현장 관리 표시 장치(33)로 출력하는 정보를 지정하기 위해 사용하는 입력 장치이다. 예를 들어, 현장 관리 표시 장치(33)로 표시하는 에어리어를 설정하는 것, 특정한 작업원의 정보만을 표시하도록 설정하는 것, 특정한 시간에 있어서의 정보를 표시하도록 설정하는 것 등의 이용이 상정된다.

주변 감시 센서(20)는, 예를 들어 적외선 센서, 스테레오 카메라, 밀리미터파 레이더, LiDAR(light detection and ranging), RFID(radio frequency identifier) 등, 작업 기계(1) 근방의 작업원을 검지할 수 있는 센서를 사용하여 구성된다. 본 실시 형태에서는, 주변 감시 센서(20)로서 스테레오 카메라를 탑재하는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 2는, 본 실시 형태의 단말 장치(40) 및 현장 관리 제어 장치(31)의 개략 구성도이다. 도 3은, 본 실시 형태의 작업원 신호(140)의 데이터 구조를 도시하는 도면이다. 도 4는, 본 실시 형태의 차체 신호(110)의 데이터 구조를 도시하는 도면이다.

단말 장치(40)는 작업원에게 휴대시키는 것이고, 작업 현장에 배치되는 작업원의 인원수만큼 존재한다.

단말기 GNSS기(45)는, 측위 위성으로부터의 전파를 수신하는 GNSS 수신 안테나(45a)와, 수신한 전파를 복조하고, 복수의 측위 위성으로부터의 신호에 기초하여 단말 장치(40)의 3차원 위치를 산출하는 GNSS 위치 정보 생성기(45b)를 구비하고, 산출된 3차원 위치 산출값과, 3차원 위치 산출값의 정밀도나 신뢰성의 기준이 되는 GNSS 측위 품질 정보를 위치 정보로 하여 출력 정보 생성기(42)에 출력한다.

GNSS 측위 품질 정보로서는, 예를 들어 산출에 사용한 위성수 및 위성 배치나, Fix, Float, 단독 측위 등의 측위 상태, 위도 방향 및 경도 방향의 위치 산출 오차 추정값 등이 출력된다. 단말기 GNSS기(45)에 있어서, 3차원 위치의 산출에 필요한 신호를 수신할 수 없는 경우에는, GNSS 측위 품질 정보를 「측위 불능」이라고 하고, 3차원 위치 산출값은 「N/A(산출 불능)」라고 하여 위치 정보를 생성한다.

출력 정보 생성기(42)는, 도 3에 도시하는 작업원 신호(140)를 생성한다. 작업원 신호(140)는, 작업원 ID 및 단말기 GNSS기(45)가 검출한 GNSS 좌표계로 표현된 단말기 GNSS 위치 정보를 포함한다.

단말기 무선 통신기(43)는, 무선 통신 네트워크(150)를 통해, 현장 관리 장치(30)에 작업원 신호(140)를 송신한다.

작업원 접근 검지 시스템(10)은 차체 신호(110)를 생성하여, 무선 통신 네트워크(150)를 통해 현장 관리 장치(30)에 송신한다.

도 4에 도시한 바와 같이 차체 신호(110)는, 차체 ID, 차체 작업 상태 정보(작업 기계 상태 정보에 상당함), 차체 현재 위치, 작업원 검지 정보를 포함한 신호이다. 차체 ID는 작업 기계(1)를 식별하는 고유의 ID이다. 차체 작업 상태 정보는 작업 기계(1)의 상태를 나타내는 것이고, 본 실시 형태에서는, 차체 작업 상태 정보로서 차체 상태 산출부(61)(도 10 참조)로부터 출력되는 작업 범위와 작업 상태를 저장한다.

차체 GNSS 정보는, 차체 GNSS 측위 품질 및 3차원 위치 산출값을 포함한다. 작업원 검지 정보는, 검지 에어리어(220) 및 작업원 검지 위치 정보(370)를 포함한다. 이 작업원 검지 위치 정보(370)는, 복수의 작업원을 검지한 경우에는, 검지한 모든 작업원에 대한 센서 좌표계로 표현된 작업원 검지 위치 정보(370)를 포함한다.

현장 관리 제어 장치(31)의 상세는 후술한다.

도 5는, 작업원 접근 검지 시스템(10)의 하드웨어 구성도이다. 작업원 접근 검지 시스템(10)에 포함되는 차체 제어 장치(60)는, CPU(Central Processing Unit)(601), RAM(Random Access Memory)(602), ROM(Read Only Memory)(603), HDD(Hard Disk Drive)(604), 입력 I/F(605), 출력 I/F(606) 및 통신 I/F(607)를 포함하고, 이것들이 버스(608)를 통해 서로 접속되어 구성된다.

입력 I/F(605)에는, 주변 감시 센서(20), 차체 GNSS 장치(50), 작업 상태 검출 장치(70)의 각각이 접속되어, 각 부재로부터의 데이터나 신호가 차체 제어 장치(60)에 입력된다.

출력 I/F(606)에는, 표시 장치(81) 및 버저나 경광등으로 이루어지는 경보 장치(82)의 각각이 접속된다.

통신 I/F(607)에는, Wi-Fi기 등, 무선 통신 데이터의 송수신이 가능한 통신 기기로 이루어지는 차체 무선 통신 장치(90)가 접속된다.

도 6은, 현장 관리 장치(30)의 하드웨어 구성도이다. 현장 관리 장치(30)에 포함되는 현장 관리 제어 장치(31)는, CPU(311), RAM(312), ROM(313), HDD(314), 입력 I/F(315), 출력 I/F(316) 및 통신 I/F(317)를 포함하고, 이것들이 버스(318)를 통해 서로 접속되어 구성된다.

입력 I/F(315)에는, 키보드나 터치 패널, 하드 버튼으로 이루어지는 설정 입력 장치(34)와, HDD 등의 스토리지로 이루어지는 현장 정보 보관 장치(32)가 접속된다.

출력 I/F(316)에는, 현장 정보 보관 장치(32)와, 현장 관리 표시 장치(33)가 접속된다. 상기 설명에 있어서 현장 정보 보관 장치(32)는 입력 I/F(315) 및 출력 I/F(316)의 각각에 접속된다고 설명했지만, 설명의 편의상 2계통의 접속을 도시한 것에 지나지 않고, 쌍방향 통신 I/F, 예를 들어 USB(Universal Serial Bus)를 사용하는 경우는 실제의 접속선은 1계통이어도 된다.

통신 I/F(317)에는, Wi-Fi기 등, 무선 통신 데이터의 송수신이 가능한 통신 기기로 이루어지는 현장 관리 무선 통신 장치(39)가 접속된다. 현장 관리 제어 장치(31)는, 현장 관리 무선 통신 장치(39)가 수신한 차체 신호나 작업원 신호를 취득하고, 이것들의 신호를 사용하여 각 처리를 실행한다.

도 7은, 단말 장치(40)의 하드웨어 구성도이다. 단말 장치(40)는, CPU(401), RAM(402), 플래시 메모리(403), 단말기 GNSS기(45) 및 단말기 무선 통신기(43)를 포함하고, 이것들이 버스(408)를 통해 서로 접속되어 구성된다. CPU(401), RAM(402), 플래시 메모리(403) 및 버스(408)는 단말기 제어 장치를 구성한다. 또한 CPU(401)에서 실행되는 단말기 무선 통신기(43)의 제어 소프트웨어가 단말기 통신 제어부에 상당하고, 단말기 통신 제어부가 후술하는 작업원 신호(140)를 송신 제어한다.

차체 제어 장치(60), 현장 관리 제어 장치(31) 및 단말 장치(40)의 하드웨어 구성예는 상기에 한정되지 않고, 제어 회로와 기억 장치의 조합에 의해 구성된 소위 컴퓨터이면 된다. 그리고, 차체 제어 장치(60), 현장 관리 제어 장치(31) 및 단말 장치(40)는, 각 부재를 구성하는 컴퓨터가 각 부재의 기능을 실현시키는 소프트웨어를 실행함으로써 실현된다.

도 8 및 도 9를 참조하여, 작업 기계(1)의 구성 및 검지 에어리어(220)에 대하여 설명한다. 도 8은, 본 실시 형태에 관한 작업 기계의 일례의 측면도이다. 도 9는 본 실시 형태에 있어서의 주변 감시 센서(20)의 설치예를 도시하는 도면이다.

작업 기계(1)의 예로서, 본 실시 형태에서는 중형의 유압 셔블을 사용한다. 작업 기계(1)로서의 유압 셔블은, 주행체(2)와, 주행체(2)의 상부에 선회 가능하게 설치된 선회체(3)와, 일단이 선회체(3)에 연결된 다관절형의 링크 기구로 이루어지는 작업 프론트(6)를 구비하고 있다. 작업 프론트(6)는, 일단이 선회체(3)에 연결된 붐(6A)과, 일단이 붐(6A)의 타단에 연결된 암(6B)과, 일단이 암(6B)의 타단에 연결된 버킷(6C)을 갖고 있고, 이들 각 부재는, 각각 상하 방향으로 회동하도록 구성되어 있다. 선회체(3) 상에는, 운전실(4)이 구비되어 있다. 또한, 이 선회체(3) 상의 필요한 부분에는, 동력계를 구성하는 엔진이나 구동 액추에이터의 구동 유압 회로 등이 탑재되어, 작업 기계(1)의 기동 정지 및 동작 전반을 제어하는 운전 제어 장치(9)가 구비되어 있다.

운전실(4) 내에는, 엔진을 시동시키기 위한 엔진 키 스위치(7), 오퍼레이터가 각 구동 액추에이터에 대한 움직임의 지시를 입력하기 위한 조작 레버(5), 동작 명령을 차단하는 로크 레버(8) 등이 구비된다. 엔진 키 스위치(7)를 「ON」, 로크 레버(8)를 「로크 해제」로 한 상태에서, 조작 레버(5)를 조작함으로써, 주행, 선회 및 작업 프론트(6)를 사용한 각종 동작이 행해진다. 운전실(4) 내에는, 상기한 조작 장치 외에, 작업원의 접근을 오퍼레이터에게 통지하기 위한 통지 장치(80)가 구비된다.

작업 기계(1)에는, 작업 상태 검출 장치(70)로서, 작업 기계(1)의 작업 상태를 검출하는 센서가 구비된다. 본 실시 형태에서는, 작업 상태의 검출을 작업 프론트(6)의 자세와, 엔진이나 조작 레버(5) 등의 작동 상태에 기초하여 행한다. 이것들을 검출하기 위해, 작업 상태 검출 장치(70)는, 자세 검출기(71)(도 10 참조)와 기계 작동 상태 검출기(72)(도 10 참조)를 구비한다.

자세 검출기(71)는, 작업 기계(1)의 자세를 검출하는 것이고, 본 실시 형태에서는, 작업 프론트(6)를 구성하는 붐(6A), 암(6B), 버킷(6C)의 각각에 붐 자세 센서(75A), 암 자세 센서(75B), 버킷 자세 센서(75C)가 마련된다.

기계 작동 상태 검출기(72)는 작업 기계(1)의 작동 상태를 검출하는 것이고, 본 실시 형태에서는, 엔진 키 스위치(7)의 상태를 검출하는 키 상태 검지 센서(77), 로크 레버(8)의 상태를 검출하는 로크 상태 검지 센서(78), 조작 레버(5)의 조작량을 검출하는 레버 조작량 센서(79)가 구비된다.

선회체(3) 상에는 GNSS 수신 안테나(51)가 설치된다. 이에 의해, 지표면을 이동하는 작업원이 휴대하는 단말 장치(40)에 비해 높은 위치에 GNSS 수신 안테나(51)가 설치되게 되어, 측위 신호의 수신 감도가 단말 장치(40)보다도 양호해진다.

또한 선회체(3)의 후방부에는 주변 감시 센서(20)로서의 스테레오 카메라가 설치된다. 더 상세하게는, 도 9에 도시한 바와 같이, 선회체(3)의 우측 후방에 제1 스테레오 카메라(21A), 후방에 제2 스테레오 카메라(21B), 좌측 후방에 제3 스테레오 카메라(21C)를 구비하여, 제1 스테레오 카메라(21A), 제2 스테레오 카메라(21B), 제3 스테레오 카메라(21C)의 각 검지 에어리어, 즉 제1 검지 에어리어(220A), 제2 검지 에어리어(220B), 제3 검지 에어리어(220C) 내의 화상을 촬상한다.

도 10은 차체 제어 장치(60)의 개략 구성도이다. 차체 제어 장치(60)는, 작업 상태 검출 장치(70)로부터의 출력 신호에 기초하여 작업 기계(1)의 작업 상태를 산출하는 차체 상태 산출부(61)와, 주변 감시 센서(20)로부터의 출력 신호, 차체 GNSS 장치(50)로부터의 출력 신호 및 차체 상태 산출부(61)의 산출 결과에 기초하여 차체 신호(110)를 생성하는 차체 신호 생성부(62)와, 차체 신호(110)를 현장 관리 장치(30)로 송신하는 차체 통신 제어부(64)와, 통지 장치(80)로의 통지 명령을 생성하는 통지 생성부(63)로 구성된다.

주변 감시 센서(20)는, 제1 스테레오 카메라(21A), 제2 스테레오 카메라(21B), 제3 스테레오 카메라(21C)와 각 카메라로부터의 화상을 취득하고, 예를 들어 인물 추출 처리를 실행하여 작업원을 검지하는 작업원 검지 연산 장치(22)를 포함한다. 작업원 검지 연산 장치(22)는, 작업원을 검지하면, 센서 좌표계로 나타난 작업원의 위치를 나타내는 작업원 검지 위치 정보(370)와, 각 차체에 마련된 주변 감시 센서(20)의 검지 에어리어(220)를 나타내는 검지 에어리어 정보를 관련지어 차체 신호 생성부(62)에 출력한다.

차체 상태 산출부(61)는, 작업 범위 연산부(61A)와 작동 상태 판별부(61B)의 기능 블록으로 구성된다.

작업 범위 연산부(61A)는, 붐 자세 센서(75A), 암 자세 센서(75B), 버킷 자세 센서(75C)로부터의 출력 신호를 사용하여 작업 기계(1)의 선회 중심으로부터 작업 프론트(6)의 단부까지의 거리를 작업 범위로 하여 산출한다. 작업 프론트(6)의 자세에 따라서는, 버킷(6C)의 선단보다도 암(6B)의 붐(6A)측의 단부 등의 쪽이 선회 중심으로부터의 거리가 긴 경우가 있다. 그래서, 작업 범위 연산부(61A)에서는, 붐(6A), 암(6B), 버킷(6C)의 자세에 따라, 선회 중심으로부터 가장 떨어진 개소를 작업 프론트 단부로 한다. 또한, 선회 중심으로부터 작업 프론트 단부까지의 거리를 작업 범위로 하고, 작업 기계(1)의 각 부 치수 정보와 붐 자세 센서(75A), 암 자세 센서(75B), 버킷 자세 센서(75C)로부터의 입력 신호로부터 링크 연산에 의해 산출한다.

상기에서는, 선회 중심으로부터 가장 떨어진 개소를 작업 프론트 단부로서 취급했지만, 산출된 작업 범위가 선회 중심으로부터 선회체(3)의 후단부까지의 거리보다도 작은 경우에는, 선회 중심으로부터 선회체(3)의 후단부까지의 거리를 작업 범위로 하여 출력해도 된다.

작동 상태 판별부(61B)는, 기계 작동 상태 검출기(72)로부터의 출력 신호를 사용하여 작동 상태를 판별한다. 본 실시 형태에서는, 키 상태 검지 센서(77)로부터의 입력 상태에 따라 엔진 시동 상태를, 로크 상태 검지 센서(78)로부터의 입력 신호에 따라 로크 레버(8)에 의한 로크 상태를, 레버 조작량 센서(79)로부터의 입력 신호에 따라 동작의 종류를 판별한다. 작업 기계(1)는, 엔진이 시동 상태라도, 로크 레버(8)가 로크 상태인 경우에는, 조작 레버(5)에 대하여 어느 조작을 행하더라도 동작하지 않는다. 그래서, 작동 상태를, 「엔진 정지 상태」, 「조작 로크 상태」, 「동작 대기 상태」, 「동작 상태」의 4종으로 나눈다.

작동 상태의 판별 플로우는 이하와 같다. 먼저, 키 상태 검지 센서(77)로부터의 입력 신호가, 엔진 ON 상태 이외인 경우에는, 「엔진 정지 상태」라고 판정한다. 또한, 엔진 ON 상태인 경우에는, 로크 상태 검지 센서(78)로부터의 입력 신호에 의해, 로크 상태의 판정을 행한다. 로크 레버(8)가 로크 상태인 경우에는, 「조작 로크 상태」라고 판정한다. 또한, 로크 해제 상태인 경우에는, 레버 조작량 센서(79)로부터의 입력 신호에 의해, 조작 레버(5)의 조작 상태의 판정을 행한다. 조작 레버(5)에 대하여, 어느 조작도 행해지고 있지 않은 경우에는, 「동작 대기 상태」라고 판정한다. 어느 조작이 행해지고 있는 경우에는, 「동작 상태」라고 판정한다.

차체 신호 생성부(62)는, 주변 감시 센서(20)로부터의 출력 신호, 차체 GNSS 장치(50)로부터의 출력 신호 및 차체 상태 산출부(61)의 산출 결과에 기초하여 차체 신호(110)(도 4 참조)를 생성하여, 차체 통신 제어부(64)에 출력한다. 차체 신호 생성부(62)는, 차체 ID를 미리 기억해 둠으로써 차체 식별 정보 기억부로서의 기능을 갖는다.

차체 통신 제어부(64)는, 차체 무선 통신 장치(90)를 통해 차체 신호(110)를 현장 관리 장치(30)에 송신한다.

통지 생성부(63)는, 차체 신호 생성부(62)로부터 출력되는 작업원 검지 정보와 차체 작업 상태 정보를 사용하여, 표시 장치(81)로의 표시 명령 및 경보 장치(82)로의 경보 명령을 생성한다.

통지 장치(80)는, 작업 기계(1)의 오퍼레이터에게 작업 기계(1) 주변의 작업원의 존재를 통지하기 위한 장치이고, 본 실시 형태에서는, 통지 장치(80)로서 표시 장치(81)와 경보 장치(82)를 구비한다.

표시 장치(81)는, 액정 패널 등으로 이루어지는 장치이며, 작업 기계(1)의 운전실(4) 내에 마련된다. 표시 장치(81)는, 시각 정보에 의해 작업 기계(1)의 오퍼레이터에게 작업원의 존재를 통지하기 위해 사용되고, 차체 제어 장치(60)로부터의 표시 명령에 기초하여, 작업원의 존재 에어리어(240)의 표시나 작업원의 접근을 통지하는 표시를 행한다.

경보 장치(82)는, 소리 혹은 음성 등을 발생 가능한 장치이며, 작업 기계(1)의 운전실(4) 내에 마련된다. 경보 장치(82)는, 청각 정보에 의해 작업 기계(1)의 오퍼레이터에게 작업원의 접근을 보고하기 위해 사용되고, 차체 제어 장치(60)로부터의 경보 명령에 기초하여, 작업원의 접근을 통지하는 경보음 등을 발생시킨다.

표시 및 경보의 명령은, 소정의 접근 통지 에어리어 내에 작업원이 존재하는지 여부에 따라 변경한다. 표시 장치(81)에 대해서는, 예를 들어 작업 기계(1)의 상면도 위에 검지 에어리어(220) 및 작업원의 위치를 묘화하도록 명령한다. 또한, 접근 통지 에어리어 내에 작업원이 존재하는 경우에는, 작업원의 접근을 통지하는 표시를 행한다. 또한, 작업 범위나 접근 통지 에어리어 등의 표시를 추가해도 된다.

경보 장치(82)로의 명령은, 접근 통지 에어리어 내에 작업원이 존재하는지 여부에 따라 결정한다. 접근 통지 에어리어 내에 작업원이 존재하는 경우에는, 경보 발령 명령을 행하고, 존재하지 않는 경우에는 경보 발령 명령을 행하지 않는다. 또한, 검지되어 있는 작업원의 인원수나 거리 등의 정보에 따라 경보의 종류를 몇 단계 마련하도록 구성해도 된다.

이어서 도 2 및 도 11 내지 도 13을 참조하여, 현장 관리 장치(30)에 대하여 설명한다. 도 11은, 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 작업원 신호 변환 처리 흐름도이다. 도 12는, 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 차체 신호 변환 처리 흐름도이다. 도 13은, 본 실시 형태의 현장 관리 제어 장치에 있어서의 작업원 위치 평가 처리 흐름도이다.

도 2에 도시한 바와 같이 현장 관리 제어 장치(31)는, 연산부(31A)와, 기억부(31B)와, 타이머(31C)를 갖는다.

기억부(31B)에는, 작업 기계 정보(310)와 작업원 정보(340)가 유지된다. 작업 기계 정보(310)는, 작업 현장 내에서 가동 중인 작업 기계(1)의 일람이고, 본 실시 형태에서는, 작업 기계 정보(310)로서, 각각의 작업 기계(1) 고유의 차체 ID와 작업 기계의 종별과 작업 기계(1)의 오퍼레이터의 정보를 대응시킨 리스트를 유지한다.

타이머(31C)는, 후술하는 경과 시간의 계측에 사용한다.

또한, 작업원 정보(340)는, 작업 현장 내에서 가동 중인 작업원의 일람이고, 본 실시 형태에서는, 작업원 정보(340)로서, 각각의 작업원 고유의 작업원 ID와 작업원의 속성을 대응시킨 리스트를 유지한다. 작업원의 속성은, 작업원의 성명과, 작업 기계(1)의 오퍼레이터, 보조 작업원, 주위 작업원, 감독자 등을 구별하는 정보를 포함한다. 또한, 작업원의 속성은, 소속 회사, 경험 연수 등의 정보를 포함해도 되고, 이것들을 통합한 지표를 갖도록 해도 된다.

연산부(31A)는, 현장 관리 통신 제어부(35)와, 작업원 위치 산출부(37)와, 위치 정보 추출부(38)와, 표시 제어부(36)로 구성된다. 현장 관리 통신 제어부(35)는, 작업원 시스템 통신부(35a) 및 차체 시스템 통신부(35b)를 포함한다.

작업원 시스템 통신부(35a)는, 무선 통신 네트워크(150)를 통해 작업 현장 내의 모든 단말 장치(40)로부터의 신호(작업원 신호(140)를 포함함)를 수신 제어하고, 수신 결과를 작업원 위치 산출부(37)에 출력한다.

차체 시스템 통신부(35b)는, 무선 통신 네트워크(150)를 통해 작업 현장 내의 모든 작업 기계(1)의 각각에 탑재된 작업원 접근 검지 시스템(10)으로부터의 신호(차체 신호(110)를 포함함)를 수신 제어하고, 수신 결과를 작업원 위치 산출부(37)에 출력한다.

작업원 위치 산출부(37)는, 작업원 신호(140) 및 차체 신호(110)와, 기억부(31B)에 저장된 작업 기계 정보(310) 및 작업원 정보(340)를 사용하여, 현장 내의 모든 작업 기계(1) 및 작업원의 위치를 산출한다. 작업원 위치 산출부(37)는, 작업원 신호 변환부(37a)와 차체 신호 변환부(37b)와 작업원 위치 평가부(37c)와 위치 정보 출력부(37d)로 구성된다.

작업원 신호 변환부(37a)는, 작업원 시스템 통신부(35a)로부터 입력되는 작업원 신호(140)의 수신 결과와 기억부(31B)에 저장된 작업원 정보(340)에 포함되는 작업원 검지 위치를 사용하여, 작업원 위치 수신 정보(350)를 생성한다. 작업원 위치 수신 정보(350)는 도 14에 도시한 바와 같이, 각 작업원 ID에 위치 수신값과 갱신도의 정보를 부가한 것이고, 작업원 신호(140)의 수신 결과에 기초하여, 작업원 정보(340)에 기재된 모든 작업원 ID에 대하여 작업원 위치 수신 정보(350)를 생성한다.

갱신도는 위치 정보의 새로움(신선도)을 나타내는 것이다. 본 실시 형태에서는, 갱신도를 0 내지 100의 수치로 나타내고, 소정 시간 내에 당해 작업원 ID의 작업원 신호(140)를 수신한 경우에는 갱신도를 100으로 하고, 소정 시간 내에 수신하지 않은 경우에는, 전회의 수신으로부터의 경과 시간에 따라 갱신도를 저하시킨다.

도 11에 작업원 신호 변환부(37a)에 있어서의 작업원 위치 수신 정보 생성 플로우를 도시한다. 도 11은 작업원 ID가 A인 작업원에 관한 처리 플로우이고, 동일한 처리를 작업원 정보(340)에 기재된 모든 작업원 ID에 대하여 행한다.

도 11의 플로우의 개시에 있어서, 작업원 신호 변환부(37a)는, 작업원 ID 「A」에 대한 샘플링 경과 시간(이하 「경과 시간」이라고 약기함)의 계측을 개시한다. 그리고 작업원 신호 변환부(37a)가 작업원 신호(140)의 수신 결과를 판독한다(S101). 판독한 작업원 신호에 포함되는 작업원 ID가 A라면(S102/예), S101에서 판독한 작업원 신호(140)에 포함되는 단말기 GNSS 측위 품질의 정보가 측위 불능이 아닌지, 즉 측위 가능한 품질인지를 판정한다(S103). 측위 가능한 품질이라면(S103/예), 작업원 위치 수신 정보(350)의 당해 ID의 갱신도를 100, 위치 정보를 스텝 S101에서 나타내는 수신 결과의 위치 정보로 갱신하고(S104), 경과 시간을 리셋한다(S105). 그 후, 스텝 S101로 복귀된다.

작업원 ID가 A가 아닌 경우(S102/아니오), 또는 단말기 GNSS 측위 품질의 정보가 측위 불능의 품질인 경우(S103/아니오), 경과 시간이 Ts(갱신도 감산 유예 시간)를 초과하면(S106/예), 작업원 신호 변환부(37a)는, 작업원 위치 수신 정보(350)의 당해 ID(도 11의 예에서는 작업원 ID가 A)의 갱신도를 하기 식 (1)에 기초하여 산출하여, 갱신도를 갱신한다(S107). 그 후, 스텝 S101로 복귀된다. 경과 시간이 Ts(갱신도 감산 유예 시간) 이하인 경우(S106/아니오)도, 스텝 S101로 복귀된다. 또한, 갱신도 감산 유예 시간은, 갱신도를 재산출할 때까지의 유예 시간이다. 예를 들어, GNSS의 샘플링 주기가 1회/sec라고 하고, 10주기는 GNSS로부터의 전파가 두절되어 있는 것으로 하고 갱신도를 재기입하지 않아도 된다고 정한 경우, α의 값을 10으로 정한다. 이에 의해, 순간적으로 GNSS의 전파 장해가 일어난 경우에, 빈번한 횟수로 갱신도의 재기입이 일어나는 것을 억제한다.

갱신도＝max(0, 100－경과 시간/α) …(1)

차체 신호 변환부(37b)는, 차체 시스템 통신부(35b)로부터 입력되는 차체 신호(110)의 수신 결과와 기억부(31B)에 저장된 작업 기계 정보(310)를 사용하여 작업 기계 상태 수신 정보(360)와 작업원 검지 위치 정보(370)를 생성한다. 작업 기계 상태 수신 정보(360)는 도 15에 도시한 바와 같이, 각 차체 ID에 갱신도, 위치 수신값, 차체 작업 상태, 작업원 검지 에어리어를 부가한 것이고, 차체 신호(110)의 수신 결과에 기초하여, 작업 기계 정보(310)에 기재된 모든 차체 ID에 대하여 작업 기계 상태 수신 정보(360)를 생성한다.

작업원 검지 위치 정보(370)는 도 16에 도시한 바와 같이, 작업 기계(1)에 탑재되는 작업원 접근 검지 시스템(10)에 의해 검지된 작업원의 검지 위치 정보를 리스트화한 것이고, 검지 위치 정보와 검지한 작업원 접근 검지 시스템(10)을 탑재한 작업 기계(1)의 차체 ID로 구성된다.

도 12에 차체 신호 변환부(37b)에 있어서의 작업 기계 상태 수신 정보(360) 및 작업원 검지 위치 정보(370)의 생성 플로우를 도시한다. 작업 기계 상태 수신 정보(360)에 저장되는 갱신도는 위치 정보의 새로움을 나타내는 것이고, 본 실시 형태에서는, 갱신도를 0 내지 100의 수치로 나타낸다. 소정 시간 내에 당해 차체 ID의 차체 신호(110)를 수신한 경우에는 갱신도를 100으로 하고, 소정 시간 내에 수신하지 않은 경우에는, 전회의 수신으로부터의 경과 시간에 따라 갱신도를 감산한다. 도 12는 차체 ID가 「C1」인 작업 기계에 관한 것이고, 동일한 처리를 작업 기계 정보(310)에 기재된 모든 차체 ID에 대하여 행한다.

도 12의 플로우의 개시에 있어서, 차체 신호 변환부(37b)는, 차체 ID 「C1」에 대한 샘플링 경과 시간(이하 「경과 시간」이라고 약기함)의 계측을 개시한다. 그리고 차체 신호 변환부(37b)가 차체 신호(110)의 수신 결과를 판독한다(S201). 판독한 차체 신호(110)에 포함되는 차체 ID가 「C1」이라면(S202/예), S201에서 판독한 차체 신호(110)에 포함되는 차체 GNSS 측위 품질의 정보가 측위 불능이 아닌지, 즉 측위 가능한 품질인지를 판정한다(S203). 측위 가능한 품질이라면(S203/예), 작업 기계 상태 수신 정보(360)의 당해 ID의 위치 정보, 차체 작업 상태, 검지 에어리어(220)를 스텝 S201에서 나타내는 수신 결과의 값으로 갱신(S204) 및 작업 기계 상태 수신 정보(360)의 당해 ID의 갱신도를 100으로 갱신하고(S205), 경과 시간을 리셋한다(S206).

작업원 검지 위치 정보(370)가 있으면(S207/예), 작업원 검지 위치 정보(370)에 주변 감시 센서(20)로부터 센서 좌표계의 검지 위치 정보를 추가하고(S208), 스텝 S201로 복귀된다.

차체 ID가 C1이 아닌 경우(S202/아니오), 또는 차체 GNSS 측위 품질의 정보가 측위 불능의 품질인 경우(S203/아니오), 경과 시간이 Ts를 초과하면(S209/예), 차체 신호 변환부(37b)는, 작업 기계 상태 수신 정보(360)의 당해 ID의 갱신도를 식 (1)에 기초하여 산출하여, 갱신도를 갱신한다(S210). 그 후, 스텝 S201로 복귀된다. 작업원 검지 위치 정보(370)가 없음(S207/아니오) 및 경과 시간이 Ts 이하(S209/아니오)인 각 경우도, 스텝 S201로 복귀된다.

작업원 위치 평가부(37c)는, 작업원 신호 변환부(37a)가 생성하는 작업원 위치 수신 정보(350)와, 차체 신호 변환부(37b)가 생성하는 작업 기계 상태 수신 정보(360) 및 작업원 검지 위치 정보(370)를 사용하여, 도 17에 도시하는 작업원 위치 정보(380)를 생성한다.

작업원 위치 정보(380)는, 도 17에 도시한 바와 같이, 작업원 ID, 위치 산출값, 갱신도, 확실도로 구성된다. 작업원 위치 평가부(37c)에는, 작업원의 위치에 관한 정보로서 작업원 위치 수신 정보(350)와 작업원 검지 위치 정보(370)의 2종의 정보가 입력된다. 작업원 위치 수신 정보(350)와 작업원 검지 위치 정보(370)에는 이하의 특징이 있다.

작업원 위치 수신 정보(350)는 작업원 ID의 정보를 갖고 있고, 작업원 검지 위치 정보(370)는 작업원 ID의 정보를 갖지 않는다. 또한, 작업원 위치 수신 정보(350)에 포함되는 작업원의 위치 정보는 단말 장치(40)에 있어서 단말기 GNSS기(45)를 사용하여 산출된 위치이고, 작업원 검지 위치 정보(370)에 포함되는 작업원의 위치 정보는 작업원 접근 검지 시스템(10)에 의해 검출된 위치이다.

일반적으로, 작업원 접근 검지 시스템(10)이 출력하는 위치 정보는, 단말 장치(40)에 있어서 단말기 GNSS기(45)를 사용하여 산출되는 위치 정보보다도 정확하기 때문에, 작업원 검지 위치 정보(370)에 포함되는 작업원의 위치 정보 쪽이 정확하다고 생각된다.

작업원 위치 평가부(37c)에서는, 작업원 위치 수신 정보(350)와 작업원 검지 위치 정보(370)의 통합 처리를 행하여, 위치 정보를 평가함으로써, 작업원 위치 정보(380)를 생성한다. 통합 처리의 방법은 다양한 방법이 적용 가능하지만, 이하에서는, 통합 처리의 일례를 나타내어, 작업원 위치 정보 생성 처리를 설명한다.

도 13에 작업원 위치 평가부(37c)에 있어서의 작업원 위치 정보(380)의 생성 플로우를 도시한다. 먼저, 작업원 위치 평가부(37c)는 작업원 위치 수신 정보(350)와 작업원 검지 위치 정보(370)에 포함되는 모든 작업원 검지 위치에 대하여 위치의 이격도에 기초하는 대응짓기, 예를 들어 Global Nearest Neighbor법 등을 사용하여, 동일한 작업원에 관한 작업원 위치 수신 정보(350)에 포함되는 정보와 작업원 검지 위치 정보(370)에 포함되는 정보의 대응짓기를 행한다(S301). 그리고 이하의 처리에 있어서, 동일한 작업원에 관하여 작업원 신호(140) 및 작업원 검지 위치 정보가 병존하는 경우, 작업원의 현재 위치로서 작업원 검지 위치 정보가 나타내는 위치를 선택하고, 작업원 신호(140)만이 있는 경우, 작업원의 현재 위치로서 단말기 현재 위치를 선택한다.

이어서, 작업원 위치 평가부(37c)는 작업원 위치 수신 정보(350)에 포함되는 각 작업원 ID의 1번째의 작업원 ID를 선택하고(S302), 대응하는 작업원 검지 위치 정보(370)가 있으면(S303/예), 작업원 검지 위치 정보(370)와의 대응짓기의 유무, 작업 기계 상태 수신 정보(360)에 포함되는 검지 에어리어(220)와의 대응, 단말기 GNSS 측위 품질에 따라 위치 산출값, 갱신도, 확실도를 갱신한다(S304).

확실도는 위치 정보의 정확함을 나타내는 것이고, 본 실시 형태에서는, A 내지 E의 5단계로 나타낸다. 스텝 S304에서는, 위치 산출값은 작업원 검지 위치 정보(370)의 검지 위치, 갱신도 100, 확실도 A로 갱신한다.

작업원 위치 평가부(37c)는 다음의 작업원 ID를 선택하고(S305), 스텝 S303 이하의 처리를 행한다.

스텝 S302에서 선택한 각 작업원 ID의 1번째의 작업원 ID에 대응하는 작업원 검지 위치 정보(370)가 없고(S303/아니오), 위치 산출값이 주변 감시 센서(20)의 검지 에어리어 외라면(S306/예), 작업원 위치 정보(380)의 당해 ID의 위치 산출값은 작업원 위치 수신 정보(350)의 위치 산출값, 갱신도는 작업원 위치 수신 정보(350)의 갱신도, 확실도는 단말기 GNSS 측위 품질에 따라 B, C, D의 어느 것을 선택하여 갱신한다(S307). 그리고 스텝 S305로 진행된다. 여기서, 작업원 검지 위치 정보(370)에 포함되는 작업원의 위치 정보 중, 어느 작업원 ID와도 대응짓기가 이루어져 있지 않은 정보에 대해서는, 작업원 ID＝「불명」, 갱신도＝100, 확실도＝B로 하여 작업원 위치 정보(380)에 저장한다. 그리고 스텝 S305로 진행된다.

스텝 S306에 있어서, 위치 산출값이 주변 감시 센서(20)의 검지 에어리어 내라면(S306/아니오), 작업원 위치 정보(380)의 당해 ID의 위치 산출값을 작업원 위치 수신 정보(350)의 위치 산출값, 갱신도를 작업원 위치 수신 정보(350)의 갱신도, 확실도 E로 갱신한다(S308). 그리고 스텝 S305로 진행된다.

위치 정보 출력부(37d)는 작업원 위치 평가부(37c)가 생성하는 작업원 위치 정보(380)와 차체 신호 변환부(37b)가 생성하는 작업 기계 상태 수신 정보(360)를 작업 기계 및 작업원의 위치 등을 나타내는 작업 기계 작업원 위치 정보로 하여 위치 정보 추출부(38) 및 현장 정보 보관 장치(32)에 출력한다.

위치 정보 추출부(38)는, 설정 입력 장치(34)로부터의 입력에 따라, 작업원 위치 산출부(37)가 출력하는 작업 기계 작업원 위치 정보 및 현장 정보 보관 장치(32)에 저장되는 과거의 작업 기계 작업원 위치 정보를 참조하여, 현장 관리 표시 장치(33)에 출력하는 정보를 추출한다. 예를 들어, 설정 입력 장치(34)에 있어서, 현장 관리 표시 장치(33)에 표시하는 에어리어가 지정된 경우에는, 작업원 위치 산출부(37)가 출력하는 작업 기계 작업원 위치 정보 중, 지정의 에어리어 내에 존재하는 작업 기계(1) 및 작업원의 정보를 추출하여, 현장 관리 표시 장치(33)에 표시 명령을 출력한다.

현장 정보 보관 장치(32)는, 반도체 메모리나 자기 기록 매체 등의 기록 매체를 구비하고, 작업원 위치 산출부(37)로부터 출력되는 작업 기계 작업원 위치 정보를 기록하고, 축적한다. 또한, 위치 정보 추출부(38)로부터의 명령에 따라, 저장된 과거의 작업 기계 작업원 위치 정보를 표시 제어부(36)에 출력한다.

현장 관리 표시 장치(33)는, 표시 제어부(36)로부터의 표시 명령에 기초하여, 작업 현장 내의 작업 기계(1) 및 작업원의 정보를 표시한다. 도 18에 현장 관리 표시 장치(33)의 표시의 일례를 도시한다. 도 18의 예에서는, 작업 현장 내의 지정 에어리어에 있어서의 작업 기계(1) 및 작업원의 배치 및 작업 상황이 실시간으로 표시된다. 설정 입력 장치(34)에 의해 지정된 에어리어 내에 존재하는 작업 기계(1) 및 작업원의 위치 정보에 기초하여, 지정 에어리어의 상면도 위에 작업 기계 및 작업원이 묘화된다. 또한, 도 18의 예에서는, 작업 기계(1)에 관한 정보로서, 작업 기계의 종별, 작업 상태, 담당하는 오퍼레이터명을 표시하고, 작업원에 관한 정보로서, 작업원의 성명, 역할을 표시한다. 또한, 작업원 위치 정보(380)의 위치 산출값이 「N/A」인 작업원을 위치 불명자라고 하고, 위치 불명자 리스트에 표시해도 된다. 또한, 작업 이력의 간이한 표시로서 소정 기간에 있어서의 작업 기계(1) 및 작업원의 이동 궤적의 표시를 추가해도 된다.

본 실시 형태에 따르면, 작업원이 휴대하는 단말 장치(40)에서 단말기 GNSS 위치와 작업원 검지 위치의 대응짓기를 행하고, 작업원 검지 위치가 있으면 그 검지 위치를 작업원의 현재 위치로서 선택한다. 한편, 작업원 검지 위치와의 대응짓기가 불가능하면, 단말기 GNSS 위치를 작업원의 현재 위치로서 선택한다. 이에 의해, 작업 기계 가까이에 작업원이 있는 경우는, 측위 품질의 열화가 염려되는 단말기 GNSS 위치가 아니라, 정밀도가 더 높은 작업원 검지 위치를 선택할 수 있다.

또한, 주변 감시 센서(20)는, 작업 기계(1)의 주변에 위치하는 피검지체의 존재는 검지할 수 있어도, 그 피검지체를 고유하게 식별하는 것이나, 검지된 작업원의 속성 정보를 얻는 것이 곤란하지만, 본 실시 형태에 따르면 작업원의 속성 정보도 얻을 수 있다.

상기 실시 형태는 본 발명의 일 형태를 나타낸 것이고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 변형 양태는 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 작업 기계(1)는 유압 셔블에 한정되지 않고, 불도저, 휠 로더 등의 작업 기계를 사용해도 된다.

또한 GNSS에 의한 위치 오차를 고려하는 처리로서, 위치 산출 오차 추정값이 출력되지 않는 경우, 작업원 신호 변환부(37a)나 차체 신호 변환부(37b)에 있어서, 기억부(60B)에 유지된 위치 산출 오차 정보를 참조하여 위치 산출 오차 추정값을 도출하고, GNSS 측위 품질 정보 대신에 위치 산출 오차 추정값을 보관해도 된다.

또한 작업원 위치 평가부(37c)에 있어서, 작업원 위치 정보를 갱신할 때에, 기억부(60B)에 유지된 위치 산출 오차 정보를 참조하여 위치 산출 오차 추정값을 도출하고, 위치 산출 오차 추정값에 기초하여 확실도를 산출해도 된다.

1: 작업 기계
10: 작업원 접근 검지 시스템
20: 주변 감시 센서
30: 현장 관리 장치
31: 현장 관리 제어 장치
33: 현장 관리 표시 장치
34: 설정 입력 장치
35: 현장 관리 통신 제어부
36: 표시 제어부
39: 현장 관리 무선 통신 장치
40: 단말 장치
43: 단말기 무선 통신기
45: 단말기 GNSS기
60: 차체 제어 장치
80: 통지 장치
81: 표시 장치
82: 경보 장치
90: 차체 무선 통신 장치
110: 차체 신호
140: 작업원 신호
150: 무선 통신 네트워크
200: 작업원 관리 시스템

Claims (6)

1. 작업원에게 휴대되는 단말 장치와, 작업 기계에 탑재되는 작업원 검지 시스템과, 상기 단말 장치 및 상기 작업원 검지 시스템의 각각에 무선 통신 네트워크를 통해 접속된 현장 관리 장치를 구비한 작업원 관리 시스템에 있어서,
   상기 단말 장치는, GNSS 측위 신호를 수신하여 단말기 현재 위치를 검출하는 단말기 GNSS기와, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 단말기 무선 통신기를 구비하고, 상기 단말기 현재 위치 및 상기 작업원을 식별하는 작업원 식별 정보를 포함하는 작업원 신호를 상기 현장 관리 장치에 송신하고,
   상기 작업원 검지 시스템은, GNSS 측위 신호를 수신하여 차체 GNSS 위치 정보를 생성하는 차체 GNSS 장치와, 상기 작업 기계의 주변에 위치하는 상기 작업원을 검출하는 주변 감시 센서와, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 차체 무선 통신 장치를 구비하고, 상기 차체 GNSS 위치 정보와 상기 주변 감시 센서가 검지한 상기 작업원의 위치 정보에 기초하여 생성되는 작업원 검지 위치 정보와 상기 작업 기계를 식별하는 작업 기계 식별 신호를 포함하는 차체 신호를 상기 현장 관리 장치에 송신하고,
   상기 현장 관리 장치는, 상기 무선 통신 네트워크에 접속하는 현장 관리 통신 장치와, 상기 작업원 신호 및 상기 차체 신호에 기초하여 상기 작업원의 위치를 산출하는 현장 관리 제어 장치와, 상기 현장 관리 제어 장치로부터의 표시 명령에 기초하여 상기 작업원의 정보를 표시하는 현장 관리 표시 장치를 구비하고,
   상기 현장 관리 제어 장치는 조건에 따라, 상기 차체 신호에 포함되는 작업원 검지 위치 정보와, 상기 단말기 현재 위치 중 어느 하나를 선택하여 상기 현장 관리 표시 장치에 표시 명령을 출력하는 것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 작업원 신호에 포함되는 상기 단말기 GNSS 위치 정보와 상기 차체 신호에 포함되는 상기 작업원 검지 위치 정보를, 위치의 이격도에 기초하여 대응짓기를 행하고,
   동일한 작업원에 관하여 상기 단말기 GNSS 위치 정보 및 상기 작업원 검지 위치 정보가 병존하는 경우, 상기 작업원의 현재 위치로서 상기 작업원 검지 위치 정보가 나타내는 위치를 선택하고,
   상기 단말기 GNSS 위치 정보만이 있는 경우, 상기 작업원의 현재 위치로서 상기 단말기 GNSS 위치 정보가 나타내는 위치를 선택하는,
   것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.
3. 제1항에 있어서,
   상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 작업원 신호를 수신하고 나서의 경과 시간을 계측하는 타이머를 더 구비하고,
   상기 작업원 신호를 수신하고 나서의 경과 시간에 기초하여 상기 작업원의 현재 위치의 정확함을 나타내는 확실도를 저하시키는,
   것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 작업원 검지 시스템은, 상기 작업 기계로부터 당해 작업 기계의 동작 상태를 나타내는 작업 기계 상태 정보를 취득하고, 상기 작업 기계 상태 정보를 포함하는 상기 차체 신호를 생성하고,
   상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 차체 신호에 기초하여, 상기 작업 기계의 위치와 당해 작업 기계의 작업 상태를 포함하는 상기 표시 명령을 생성하는,
   것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 현장 관리 장치는, 작업 현장 내의 특정한 영역을 설정하는 조작을 접수하는 설정 입력 장치를 더 구비하고,
   상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 설정 입력 장치가 접수한 상기 특정한 영역 내에 존재하는 상기 작업원의 위치 정보를 추출하고, 추출된 상기 작업원의 위치를 표시시키는 상기 표시 명령을 생성하는,
   것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 현장 관리 제어 장치는, 상기 작업원 신호 중 상기 단말기 GNSS 위치 정보가 측위 불능인 것을 추출하여 불명자 리스트를 생성하고, 상기 불명자 리스트를 표시시키는 상기 표시 명령을 생성하는,
   것을 특징으로 하는 작업원 관리 시스템.

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