JP2008179940A - 作業機械の周囲監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業の続行に支障をきたす障害物の存在をより的確に運転者に提示可能な作業機械の周囲監視装置を提供する。
【解決手段】作業機械の周囲の状態を運転室内に備えられた表示装置に表示される画像にて監視する作業機械の周囲監視装置において、カメラ画像に所要の監視範囲１１及び当該監視範囲１１内に侵入している障害物（作業員）９０を強調するためのマーク１０１，１０２が描画された画像８０ｄを表示装置に表示する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、作業機械の周囲を画像にて監視する装置に係り、特に、作業機械の周囲に存在する障害物の画像情報を作業機械の運転者に的確に提示する手段に関する。なお、本明細書において「障害物」とは、他の作業機械、作業現場に出入りする作業員や関係者等、及び作業現場の構造物など、作業機械の稼働に障害となる全てのものをいう。

従来より、作業機械とその周囲に存在する障害物との接触事故を防止するため、作業機械の周囲を撮像手段にて撮像し、その画像を運転席に備えられた表示手段に表示する周囲監視装置を備えた油圧ショベル等の作業機械が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この種の周囲監視装置を備えると、作業機械のオペレータは、表示手段に表示された画像を見ることにより作業機械の周囲に存在する障害物の有無を知ることができるので、表示手段に障害物が映っていない場合には安心して作業を続行できると共に、表示手段に障害物が映っている場合には作業を中断することにより作業機械とその周囲に存在する障害物との接触事故を未然に防止することができる。
特開２００２−３２７４７０号公報

しかしながら、作業現場には複数の障害物が存在する場合が多く、かつ作業機械の稼働や作業員の活動等に伴って時々刻々と作業機械に対する障害物の存在位置が移動するので、単に撮像手段にて撮像された作業機械周囲の画像を表示手段に表示するだけでは、画像中の障害物を見落とす可能性が有り、必ずしも十分な安全性を確保できるとは言えない。また、表示手段に表示された画像では作業機械から障害物までの距離を的確に判断することが困難であるので、障害物が作業機械の稼働に支障きたす領域内に侵入しているのか否かを一見して判別することができず、運転者に高度な注意力及び判断力が要求されて作業効率が低下する恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、作業機械の稼働に支障をきたす障害物の存在をより的確に運転者に提示可能な作業機械の周囲監視装置を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、作業機械の周囲を撮像する撮像手段と、作業機械の周囲に存在する障害物を検出しその位置を計測する障害物位置計測手段と、前記障害物位置計測手段により検出された障害物が予め設定された監視範囲内にあるか否かを判定する障害物判定手段と、前記撮像手段により撮影された画像を加工して表示画像を生成する表示画像生成手段と、前記表示画像生成手段により加工された画像を表示する表示手段とを備えた作業機械の周囲監視装置において、前記表示画像生成手段は、前記障害物位置計測手段により検出された障害物が前記障害物判定手段により前記監視範囲内にあると判定されたとき、前記撮像手段により撮影された画像中に前記監視範囲内にあると判定された障害物を強調する画像が付加された表示画像を生成し、前記表示手段に表示するという構成にした。

このように、障害物位置計測手段により検出された障害物が予め設定された監視範囲内にあると障害物判定手段により判定されたとき、撮像手段により撮影された画像中に監視範囲内にあると判定された障害物を強調する画像を付加して表示手段に表示すると、運転者に監視範囲内に入った障害物を容易かつ確実に認識させることができるので、運転者による作業の続行に支障をきたす障害物の見落としを防止できると共に作業能率の低下を防止することができる。

また、本発明は、前記構成の作業機械の周囲監視装置において、前記表示画像生成手段は、前記障害物を強調する画像として、前記撮像手段により撮影された画像中に前記障害物の位置を示すマークを重ねて描画するという構成にした。

このように、障害物を強調する画像として障害物の位置を示すマークを重ねて描画すると、運転者に作業機械に対する障害物の方位及び距離を直感的に認識させることができるので、障害物との接触を回避するに必要な作業機械の運転又は運転停止を的確に行うことができる。

また、本発明は、前記構成の作業機械の周囲監視装置において、前記表示画像生成手段は、前記障害物を強調する画像として、前記撮像手段により撮影された画像中に前記障害物の位置を示すマークと前記障害物に関連付けて用意された情報とを重ねて描画するという構成にした。

このように、障害物を強調する画像として障害物の位置を示すマークと障害物に関連付けて用意された情報を重ねて描画すると、運転者に作業機械に対する障害物の方位及び距離を直感的に認識させることができるばかりでなく、運転者に障害物に関連する情報をより多く提示することができるので、障害物との接触を回避するに必要な作業機械の運転又は運転停止をより的確に行うことができる。

また、本発明は、前記構成の作業機械の周囲監視装置において、前記障害物位置計測手段は、前記作業機械に備えられる第１の自己位置計測手段と、障害物になり得る他の作業機械や作業員に備えられる第２の自己位置計測手段と、前記作業機械に備えられ、前記第２の自己位置計測手段により計測された他の作業機械や作業員の自己位置を受信する通信手段とからなり、前記障害物判定手段は、前記第１の自己位置計測手段により計測された前記作業機械の自己位置と、前記通信手段により得られた前記他の作業機械や作業員の自己位置とにより、前記他の作業機械や作業員が前記監視範囲内にあるか否かを判定するという構成にした。

このように、１の作業機械における障害物判定を、当該１の作業機械に備えられた第１の自己位置計測手段にて計測された当該１の作業機械の自己位置と他の作業機械や作業員等より送信された他の作業機械の自己位置及び作業員の自己位置に基づいて行うと、１の作業機械に備えられた障害物位置計測手段にて他の作業機械及び作業員等の位置を計測する場合のように死角による誤計測が生じにくく、他の作業機械及び作業員等の位置情報を確実に得ることができるので、他の作業機械及び作業員等の位置計測をより確実に行うことができ、周囲監視システムの信頼性を高めることができる。

また、本発明は、前記構成の作業機械の周囲監視装置において、前記障害物位置計測手段は、前記作業機械に備えられる第１の信号授受手段と、障害物になり得る他の作業機械や作業員に備えられる第２の信号授受手段と、前記作業機械に備えられ、前記第１及び第２の信号授受手段間の相対位置を計測する相対位置計測手段とからなり、前記障害物判定手段は、前記相対位置計測手段により計測された前記相対位置より、前記他の作業機械や作業員が前記監視範囲内にあるか否かを判定するという構成にした。

相対位置計測手段としては、従来より、超音波或いはマイクロ波トランスポンダを用いた距離測定手段や、無線ＬＡＮを用いた位置検出、それに画像処理などの種々の手段が知られている。このような相対位置計測手段と信号授受手段とを作業機械や作業員等に備えた場合にも、自己位置計測手段を備えた場合と同様に、１の作業機械における他の作業機械及び作業員等の位置計測をより確実に行うことができるので、周囲監視システムの信頼性を高めることができる。

また、本発明は、前記構成の作業機械の周囲監視装置において、前記表示画像生成手段は、前記撮像手段により撮影された画像中に前記監視範囲を示す画像を付加するという構成にした。

このように、撮像手段により撮影された画像中に監視範囲を示す画像を付加して表示手段に表示すると、監視範囲内に障害物が入っているか否かの判断を運転者が直感的に理解しやすくなるので、監視範囲内に障害物が入っているか否かの判断を確実に行うことができ、より一層の作業能率の改善を図ることができる。

本発明の作業機械の周囲監視装置は、障害物位置計測手段により検出された障害物が予め設定された監視範囲内にあると障害物判定手段により判定されたとき、撮像手段により撮影された画像中に監視範囲内にあると判定された障害物を強調する画像を付加して表示手段に表示するので、運転者に監視範囲内に入った障害物を容易かつ確実に認識させることができる。よって、運転者による作業の続行に支障をきたす障害物の見落としを防止できて作業の安全性が高められると共に、運転者に特別な注意力や判断力を要求しないので、作業効率の低下を防止することができる。

以下、本発明に係る周囲監視装置の第１例を図１乃至図１３に基づいて説明する。本例の作業機械の周囲監視装置は、油圧ショベルに作業員や他の作業機械などの障害物を検出してその位置を計測するための障害物位置計測手段を備えたことを特徴とする。

油圧ショベルは、図１及び図２に示すように、それぞれ垂直方向に回動するブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃからなる多関節型のフロント作業機１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅからなる車体１Ｂとで構成される。上部旋回体１ｄには、運転室１ｆが備えられると共に、その前部にはフロント作業機１Ａを構成するブーム１ａの基端が垂直方向に回動可能に支持される。ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃ及び下部走行体１ｅは、それぞれブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ及び走行モータ３ｅの各油圧アクチュエータにより駆動される。なお、上部旋回体１ｄも、旋回モータと呼ばれる図示しない油圧アクチュエータにより駆動される。さらに、ブーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃ及び上部旋回体１ｄには、それぞれ角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが備えられ、各部材の回動角を検出できるようになっている。

本例の作業機械の周囲監視装置は、図３に示すように、障害物検出手段である障害物検出器１０と、撮像手段であるＣＣＤカメラなどのカメラ１２と、警報音発生手段であるブザーやスピーカなどの警報音発生装置４０と、表示手段である液晶表示装置などの表示装置５０と、障害物検出器１０の出力信号及びカメラ１２の出力信号を取り込んで警報音発生装置４０の駆動信号及び表示装置５０の駆動信号を出力する監視コントローラ２０Ａとからなる。監視コントローラ２０Ａは、障害物検出器１０の出力信号に基づいて所要の監視範囲内に障害物が存在するか否かを判定し、所要の監視範囲内に障害物が存在すると判定した場合に警報音発生装置４０の駆動信号とその判定結果に応じた障害物位置情報を出力する障害物判定部２１と、カメラ１２の撮像画像を一時格納し、一時格納されたカメラ１２の撮像画像と障害物判定部２１からの障害物位置情報とを合成して表示装置５０に表示する画像を生成する表示画像生成部２２とからなる。

警報音発生装置４０及び表示装置５０は運転室１ｆ内に設置され、障害物検出器１０及びカメラ１２は、図２及び図４に示すように、上部旋回体１ｄの後部に備えられる。障害物検出器１０としてはレーザレーダ、ミリ波レーダ、超音波センサ又は赤外線センサなどの近接センサが用いられる。障害物検出器１０は、図２及び図５に示すように、車体１Ｂの後方に設定された監視範囲１１内に存在する作業員や構造物それに他の作業機械などの障害物を検出して車体１Ｂからそれらの障害物までの距離と方位を得る。また、カメラ１２は監視範囲１１内の画像を撮像する。なお、図４中の符号１３はカメラ１２の視野範囲を示している。

以下、監視コントローラ２０Ａにて行われる処理の手順を、図６及び図７に基づいて説明する。図６は障害物判定部２１にて行われる処理の手順を示すフロー図であり、図７は表示画像生成部２２にて行われる処理の手順を示すフロー図である。これらの各処理は、作業機械の動作中に所定の周期で行われる。

障害物判定部２１においては、システムの起動後、図６に示すＳＴＥＰ１０１〜ＳＴＥＰ１０５の手順で障害物位置情報を得る。

ＳＴＥＰ１０１：障害物検出器１０により監視範囲１１内における障害物の有無を検出する。図５に示すように監視範囲１１内に作業員９０が侵入している場合、この作業員９０が障害物検出器１０により障害物として検出される。なお、ＳＴＥＰ１０１において障害物が検出されなかった場合は、処理は終了する。

ＳＴＥＰ１０２：ＳＴＥＰ１０１において障害物が検出された場合、障害物検出位置として車体１Ｂから作業員９０までの距離と車体１Ｂに対する作業員９０の方位を障害物検出器１０から得る。なお、図４に示すように、障害物検出器１０の検出面１１ａを作業員９０が遮る位置が、障害物検出器１０による障害物検出位置となる。

ＳＴＥＰ１０３：障害物検出器１０から得られた障害物検出位置と障害物判定部２１に予め記憶された障害物検出器１０の取付位置情報とから、障害物位置情報である作業員９０の３次元位置を算出する。

ＳＴＥＰ１０４：警報音発生装置４０に信号を送り、運転室１ｆ内に警報音を発生させる。

ＳＴＥＰ１０５：表示画像生成部２２に障害物位置情報を送り、障害物判定部２１の処理を終了する。この例では、作業員９０の３次元位置情報が障害物位置情報として表示画像生成部２２に送られる。

表示画像生成部２２においては、システムの起動後、図７に示すＳＴＥＰ２０１〜ＳＴＥＰ２０６の手順で表示装置５０に合成画像を表示させる。

ＳＴＥＰ２０１：カメラ１２の撮像画像を格納する。図５に示すように監視範囲１１内に作業員９０が侵入していた場合、表示画像生成部２２には図８に示す画像８０ａが格納される。なお、画像８０ａの下部に映っているのは、上部旋回体１ｄの一部である。

ＳＴＥＰ２０２：表示画像生成部２２に格納された画像８０ａ上に監視範囲１１を描画し、図９に示す描画後の画像８０ｂを生成する。これにより、障害物が監視範囲１１内に入っているか否かの判断を運転者が視覚的に行いやすくなり、運転者の疲労の緩和と作業能率の低下防止とを図ることができる。

ＳＴＥＰ２０３：障害物判定部２１から作業員９０の３次元位置情報を得る。

ＳＴＥＰ２０４：障害物判定部２１から得られた作業員９０の３次元位置をカメラ画像の２次元平面上の画素位置に変換する。本例においては、図１０に示すように、障害物判定部２１から得られた作業員９０の３次元位置情報を、監視範囲１１が描画された画像８０ｂ上での作業員９０の画素位置（Ｘ、Ｙ）に変換する。なお、本例においては、画像８０ｃの左上角部の画素を原点位置（０，０）としている。

ＳＴＥＰ２０５：画像８０ｂ上に障害物を強調する画像を付加し、表示画像８０ｄを生成する。本例においては、図１１に示すように、ＳＴＥＰ２０４で得られた作業員９０の画素位置（Ｘ、Ｙ）に作業員９０の位置を示すスポット１０１を描画すると共に、その近傍に作業員９０の位置を示す矢印１０２を描画して、表示画像８０ｄを生成している。なお、図１２に示すように、車体１Ｂの後方に複数の作業員９０，９５が存在する場合、カメラ画像８０にはこれら複数の作業員９０，９５が現れるが、このステップでは、図１３に示すように、監視範囲１１内に侵入している作業員９０に関してのみスポット１０１及び矢印１０２を描画する。

ＳＴＥＰ２０６：カメラ画像８０ａに監視範囲１１及び当該監視範囲１１内に侵入している障害物９０を強調するマーク１０１，１０２が描画された画像８０ｄを生成し、表示装置５０に出力する。これにより、表示装置５０には図１１の画像８０ｄが表示される。

なお、前記実施の形態においては、作業員が障害物となる場合を例にとって説明したが、他の油圧ショベルや作業現場に存在する構造物、それに作業現場に随時立ち入る見学者や外来者等についても同様の方法で油圧ショベルとの接触を回避することができる。

本例の作業機械の周囲監視装置は、運転室１ｆ内に設置された表示装置５０にカメラ画像８０ａをそのまま表示するのではなく、カメラ画像８０ａに所要の監視範囲１１及び当該監視範囲１１内に侵入している障害物（作業員）９０を強調するためのマーク１０１，１０２が描画された画像８０ｄを表示するので、運転者は作業の妨げになる障害物９０の有無を確実に認識することができ、作業機械と障害物９０との接触を防止できると共に作業効率の低下を防止できる。また、表示装置５０に監視範囲１１の画像を表示するので、障害物９０が監視範囲１１内に入っているか否かの判断を運転者が視覚的に行いやすく、この点からも作業機械と障害物９０の接触防止と作業効率の向上とを図ることができる。さらに、本例の作業機械の周囲監視装置は、運転室１ｆ内に警報音発生装置４０を設置し、障害物検出器１０の監視範囲１１内に障害物９０が検出された場合に警報音を発するようにしたので、運転者による監視範囲１１内に侵入している障害物９０の見落としをより確実に防止することができる。

以下に、本例に係る作業機械の周囲監視装置の変形例を列記する。

（１）前記実施形態では、本発明を油圧ショベルに適用した場合を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、公知に属する他の任意の作業機械にも適用することができ。

（２）前記実施形態では、障害物検出器１０とカメラ１２とを上部旋回体１ｄの後方に１つずつ備えたが、これら障害物検出器１０及びカメラ１２の数量や配置に関しては特に制限があるものではなく、複数の障害物検出器１０及びカメラ１２を車体１Ｂの複数箇所に搭載してより広範囲な監視を行うようにしても良い。また、これに対応して、運転室１ｆ内に複数の表示装置を設けることもできる。

（３）前記実施形態では、カメラ画像８０上に障害物を強調する画像として障害物の存在位置を示すスポット１０１と矢印１０２とを描画したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、画像処理によって障害物の色を変えるなどの手段を採ることもできる。また、障害物の存在位置を示すマークのみならず、障害物９０に関する他の情報を表示することもできる。例えば、障害物の距離に応じてマークの大きさや色を変化させたり、障害物が車体に接近する方向に移動しているときにはマークを点滅させるなどの表示方法を採ることもできる。

次に、本発明に係る周囲監視装置の第２例を図１４乃至図２５に基づいて説明する。本例の作業機械の周囲監視装置は、油圧ショベルに第１の自己位置計測手段を備えると共に作業員に第２の自己位置計測手段を装備させ、各自己位置計測手段の計測結果に基づいて１の油圧ショベルへの作業員及び他の油圧ショベルの接近を監視することを特徴とする。

油圧ショベルには、図１５に示すように、撮像手段であるＣＣＤカメラなどのカメラ１２と、自己位置計測手段であるＧＰＳ受信機１４と、他の油圧ショベル及び作業員との間で信号の送受信を行う無線送受信機１５と、警報音発生手段であるブザーやスピーカなどの警報音発生装置４０と、表示手段である液晶表示装置などの表示装置５０と、カメラ１２の出力信号及びＧＰＳ受信機１４の出力信号並びに無線送受信機１５の受信信号を取り込んで警報音発生装置４０の駆動信号及び表示装置５０の駆動信号を出力する監視コントローラ２０Ｂとが備えられる。監視コントローラ２０Ｂは、所要の監視範囲パターンが予め記憶された監視範囲パターン保存メモリ２５と、当該メモリ２５に記憶された監視範囲パターン及びＧＰＳ受信機１４から取り込まれる当該作業機械の自己位置情報並びに無線送受信機１５から取り込まれる他の作業機械又は作業員の自己位置情報に基づいて所要の監視範囲内に障害物が侵入したか否かを判定し、監視範囲内に障害物が侵入したと判定した場合に警報音発生装置４０の駆動信号とその判定結果に応じた障害物位置情報を出力する侵入判定部２４と、カメラ１２の撮像画像を格納し、格納されたカメラ１２の撮像画像と侵入判定部２４からの障害物位置情報とを合成して表示装置５０に表示する画像を生成する表示画像生成部２２とからなる。図１４に示すように、ＧＰＳ受信機１４は上部旋回体１ｄの後部上面に備えられ、無線送受信機１５は運転室１ｆの屋根上に備えられる。

一方、作業員９０は、図１８に示すように、自己位置計測手段であるＧＰＳ受信機９１と、油圧ショベルとの間で信号の送受信を行う無線送受信機９２とを装備する。無線送受信機９２には、これを装備する作業員の名前や担当する作業内容等の作業員固有情報が記録されている。無線送受信機９２は、油圧ショベルに備えられた無線送受信機１５に、ＧＰＳ受信機９１によって取得された作業員位置情報と無線送受信機９２に記録されている作業員固有情報とを送信する。油圧ショベルに備えられた無線送受信機１５は、作業員９０が装備する無線送受信機９２からの作業員位置情報と作業員固有情報とを受信する。

監視範囲パターン保存メモリ２５には、必要に応じて任意の監視範囲パターンを予め記憶しておくことができる。図１６は監視範囲パターン保存メモリ２５に記憶された監視範囲パターンの一例を示す図であって、車体１Ｂを取り囲むように監視範囲１７が設定されている。侵入判定部２４は、ＧＰＳ受信機１４によって取得された油圧ショベルの絶対座標の位置情報とＧＰＳ受信機９１によって取得された作業員の絶対座標の位置情報とから油圧ショベルに対する作業員の存在方位及び油圧ショベルからの作業員の存在距離を算出し、図１７及び図１８に示すように、車体１Ｂの周囲に設定された監視範囲１７内に作業員が存在するとき、監視範囲１７内に障害物が侵入したと判定する。カメラ１２は、監視範囲１７内の画像を撮像する。

以下、監視コントローラ２０Ｂにて行われる処理の手順を、図１９及び図２０に基づいて説明する。図１９は侵入判定部２４にて行われる処理の手順を示すフロー図であり、図２０は表示画像生成部２２にて行われる処理の手順を示すフロー図である。これらの各処理は、作業機械の動作中に所定の周期で行われる。

侵入判定部２４においては、システムの起動後、図１９に示すＳＴＥＰ３０１〜ＳＴＥＰ３０５の手順で作業員位置情報及び作業員固有情報を表示画像生成部２２に送る。

ＳＴＥＰ３０１：無線送受信機１５により、作業員９０の装備する無線送受信機９２から作業員位置情報及び作業員固有情報を得る。

ＳＴＥＰ３０２：監視範囲パターン保存メモリ２５から監視範囲パターンを読み出す。

ＳＴＥＰ３０３：作業員位置情報と監視範囲パターンとを照合し、作業員９０が監視範囲１１内に侵入しているか否かを判定する。このＳＴＥＰ３０３にて作業員９０が監視範囲１１内に侵入していないと判定された場合には、処理を終了する。

ＳＴＥＰ３０４： ＳＴＥＰ３０３において作業員９０が監視範囲１１内に侵入していると判定された場合には、警報音発生装置４０に駆動信号を出力し、警報音を発生する。

ＳＴＥＰ３０５：作業員位置情報及び作業員固有情報を表示画像生成部２２に送り、作業員侵入判定部の処理を終了する。

表示画像生成部２２においては、システムの起動後、図２０に示すＳＴＥＰ４０１〜ＳＴＥＰ４０７の手順で表示装置５０に合成画像を表示させる。

ＳＴＥＰ４０１：カメラ１２の撮像画像を格納する。図１７及び図１８に示すように監視範囲１１内に作業員９０が侵入していた場合、表示画像生成部２２には図２１に示す画像１００ａが格納される。なお、画像１００ａの下部に映っているのは、上部旋回体１ｄの一部である。

ＳＴＥＰ４０２：表示画像生成部２２に格納された画像１００ａ上に監視範囲１１を描画し、図２２に示す描画後の画像１００ｂを生成する。これにより、障害物が監視範囲１１内に入っているか否かの判断を運転者が視覚的に行いやすくなり、運転者の疲労の緩和と作業能率の低下防止とを図ることができる。

ＳＴＥＰ４０３：侵入判定部２４から作業員位置情報及び作業員固有情報を得る。

ＳＴＥＰ４０４：侵入判定部２４から得られた作業員位置情報をカメラ画像の２次元平面上の画素位置に変換する。この変換は、ＳＴＥＰ２０４及び図１０にて説明したと同じ方式で行われる。

ＳＴＥＰ４０５：画像１００ｂ上に障害物を強調する画像を付加し、表示画像１００ｃを生成する。本例においては、図２３に示すように、ＳＴＥＰ４０４で得られた作業員９０の画素位置に作業員９０の位置を示すスポット１０１を描画すると共に、その近傍に作業員９０の位置を示す矢印１０２を描画して、表示画像１００ｃを生成している。

ＳＴＥＰ４０６：カメラ画像１００ｃに侵入判定部２４から得られた作業員固有情報を描画する。本例においては、図２４に示すように、作業員９０の近傍に作業員固有情報として作業員の名前と担当する作業内容が描画される。

ＳＴＥＰ４０７：カメラ画像１００ｃに監視範囲１１、当該監視範囲１１内に侵入している障害物９０を強調するマーク１０１，１０２及び作業員固有情報が描画された画像１００ｄを生成し、表示装置５０に出力する。これにより、表示装置５０には図２４の画像１００ｄが表示される。このように、表示装置５０に作業員固有情報を含む画像１００ｄを表示すると、作業員固有情報に表された作業員の名前と担当する作業内容が当該油圧ショベルの周囲で作業すべき作業員と一致する場合には、運転者と作業員とは互いに作業の内容を理解しているので、作業員が油圧ショベルに接近しても危険度が低いと判断でき、反対に、一致しない場合には、危険度が高いと判断できる。したがって、運転者は油圧ショベルの稼働をより適切に行うことができ、作業員の接触防止と作業効率の低下をより確実に防止できる。

なお、前記実施の形態においては、作業員が障害物となる場合を例にとって説明したが、他の油圧ショベルや構造物についても同様の方法で油圧ショベルとの接触を回避することができる。また、前記実施の形態においては、作業機械として油圧ショベルを例示したが、他の作業機械についても同様に実施できることは勿論である。

本例の作業機械の周囲監視装置は、作業機械に備えられた障害物位置計測手段にて障害物の位置を計測するのではなく、作業機械及び作業員の双方に自己位置計測手段であるＧＰＳ受信機１４，９１及び無線送受信機１５，９２を装備し、１の作業機械に備えられた自己位置計測手段にて計測された当該１の作業機械の自己位置と他の作業機械及び作業員より送信された他の作業機械の自己位置及び作業員の自己位置に基づいて１の作業機械における障害物判定を行うので、１の作業機械に備えられた障害物位置計測手段にて他の作業機械及び作業員の位置を計測する場合に比べて位置計測の死角が生じにくく、他の作業機械及び作業員の位置情報を確実に得ることができる。よって、他の作業機械及び作業員の位置計測をより確実に行うことができ、周囲監視システムの信頼性を高めることができる。

なお、前記第２実施形態においては、ＧＰＳ受信機９１と無線送受信機９２とを装備させた作業員が監視範囲１１内に侵入した場合を例にとって説明したが、作業現場の見学者や外来者などの関係者にＧＰＳ受信機９１と無線送受信機９２とを装備させることにより、これら関係者についても監視範囲１１内への侵入防止を図ることができる。この場合には、固有情報として名前や担当する作業内容ではなく、例えば「外来者！注意」などの情報を記録させておくことで、運転者に強い注意力を喚起させることができる。

以下に、上記した第１実施形態の変形例を列記する。

（１）前記実施形態では、作業員９０が装備したＧＰＳ受信機９１により得られた作業員９０の位置情報を作業機械が無線により受信して監視範囲１１内への侵入を判定する例を示したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、監視範囲内に侵入した作業員が特定できる方法であれば、超音波或いはマイクロ波トランスポンダによる距離測定手段や無線ＬＡＮを用いた位置検出、或いは画像処理などの他の手段を用いることもできる。

（２）作業員固有情報に応じてマークの表示方法を変化させても良い。例えば、作業機械の作業に無関係な作業員や外来者の場合には、マークをより大きくしたり、点灯させることで更に運転者の注意を喚起するという方法も考えられる。

（３）前記実施形態では、カメラ画像に予め記憶したおいた監視範囲パターンを描画したが、運転者の操作や作業内容に応じて走行予定軌跡や旋回予定軌跡、フロント作業機の移動予定軌跡などを監視範囲として描画することもできる。例えば、後進走行中には、図２５に示すように、監視範囲として走行予定軌跡１１１を描画することができ、運転者に作業員９０との接触危険性をより的確にかつ効果的に伝えることができる。

（４）カメラ画像を表示画像生成部２２にて作業機械の上方を視点とした俯瞰画像に変換し、俯瞰画像上に作業員位置を示すマークと作業員固有情報を描画して表示装置に出力することもできる。このようにすると、作業機械の周囲の状況を３次元的に把握することができるので、作業機械の稼働をより適切化することができる。

（５）外部に監視カメラと監視局とをおき、作業機械及び作業員がそれぞれＧＰＳ受信機で計測した位置情報を監視局にて受信し、侵入判定処理を行い、侵入があった場合には、監視カメラ画像に作業員位置情報及び作業員固有情報を重ねて描画した画像を作業機械に通信により送信し、運転室１ｆ内の表示装置に表示するようにしても良い。

第１実施形態に係る周囲監視装置が搭載された油圧ショベルの斜視図である。 第１実施形態に係る障害物検出器の監視範囲を示す油圧ショベルの上面図である。 第１実施形態に係る周囲監視装置の制御システム構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る障害物検出器の監視範囲とカメラの撮像範囲とを示す説明図である。 第１実施形態に係る障害物検出器の監視範囲と障害物検出位置とを示す説明図である。 第１実施形態に係る障害物判定部の処理フローを示す図である。 第１実施形態に係る表示画像生成部の処理フローを示す図である。 カメラ画像の一例を示す図である。 監視範囲が付加されたカメラ画像の一例を示す図である。 障害物検出情報の変換方式を示す説明図である。 表示装置に表示される画像の一例を示す図である。 作業機械の周囲に複数の障害物が存在する状態を示す説明図である。 作業機械の周囲に複数の障害物が存在する場合の表示装置に表示される画像の一例を示す図である。 第２実施形態に係る周囲監視装置が搭載された油圧ショベルの斜視図である。 第２実施形態に係る周囲監視装置の制御システム構成を示すブロック図である。 第２実施形態に係る周囲監視装置の監視パターンを示す図である。 第２実施形態に係る障害物検出器の監視範囲と障害物検出位置とを示す説明図である。 第２実施形態に係る障害物検出器の監視範囲とカメラの撮像範囲とを示す説明図である。 第２実施形態に係る作業員侵入判定部の処理フローを示す図である。 第２実施形態に係る表示画像生成部の処理フローを示す図である。 第２実施形態に係るカメラ画像の一例を示す図である。 監視範囲が付加されたカメラ画像の一例を示す図である。 作業員固有情報が付加された画像の一例を示す図である。 表示装置に表示される画像の一例を示す図である。 走行予定軌跡が付加された画像の一例を示す図である。

符号の説明

１Ａ フロント作業機
１Ｂ 車体
１ｆ 運転室
１０ 障害物検出器
１１ 監視範囲
１２ カメラ（撮像手段）
１３ カメラ視野範囲
１４ 作業機械上のＧＰＳ受信機
１５ 作業機械上の無線送受信機
１７ 監視範囲パターン
２０Ａ，２０Ｂ 監視コントローラ
２１ 障害物判定部
２２ 表示画像生成部
２４ 作業員侵入判定部
２５ 監視範囲パターン保存メモリ
４０ 警報音発生装置
５０ 表示装置
９０ 監視範囲内に侵入している作業員
９１ 作業員の装備するＧＰＳ受信機
９２ 作業員の装備する無線送受信機
９５ 簡易範囲内に侵入していない作業員
８０ａ〜８０ｄ 表示画像
１００ａ〜１００ｄ 表示画像
１０１ 障害物位置を示すスポット
１０２ 障害物位置を示す矢印
１０３ 侵入者に関連付けられた情報
１１１ 走行予定軌跡

Claims (6)

1. 作業機械の周囲を撮像する撮像手段と、
   作業機械の周囲に存在する障害物を検出しその位置を計測する障害物位置計測手段と、
   前記障害物位置計測手段により検出された障害物が予め設定された監視範囲内にあるか否かを判定する障害物判定手段と、
   前記撮像手段により撮影された画像を加工して表示画像を生成する表示画像生成手段と、
   前記表示画像生成手段により加工された画像を表示する表示手段と
   を備えた作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示画像生成手段は、前記障害物位置計測手段により検出された障害物が前記障害物判定手段により前記監視範囲内にあると判定されたとき、前記撮像手段により撮影された画像中に前記監視範囲内にあると判定された障害物を強調する画像が付加された表示画像を生成し、前記表示手段に表示することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
2. 請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示画像生成手段は、前記障害物を強調する画像として、前記撮像手段により撮影された画像中に前記障害物の位置を示すマークを重ねて描画することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
3. 請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示画像生成手段は、前記障害物を強調する画像として、前記撮像手段により撮影された画像中に前記障害物の位置を示すマークと前記障害物に関連付けて用意された情報とを重ねて描画することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
4. 請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記障害物位置計測手段は、前記作業機械に備えられる第１の自己位置計測手段と、障害物になり得る他の作業機械や作業員に備えられる第２の自己位置計測手段と、前記作業機械に備えられ、前記第２の自己位置計測手段により計測された他の作業機械や作業員の自己位置を受信する通信手段とからなり、
   前記障害物判定手段は、前記第１の自己位置計測手段により計測された前記作業機械の自己位置と、前記通信手段により得られた前記他の作業機械や作業員の自己位置とにより、前記他の作業機械や作業員が前記監視範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
5. 請求項１に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記障害物位置計測手段は、前記作業機械に備えられる第１の信号授受手段と、障害物になり得る他の作業機械や作業員に備えられる第２の信号授受手段と、前記作業機械に備えられ、前記第１及び第２の信号授受手段間の相対位置を計測する相対位置計測手段とからなり、
   前記障害物判定手段は、前記相対位置計測手段により計測された前記相対位置より、前記他の作業機械や作業員が前記監視範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の作業機械の周囲監視装置において、
   前記表示画像生成手段は、前記撮像手段により撮影された画像中に前記監視範囲を示す画像を付加することを特徴とする作業機械の周囲監視装置。

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