特開 2022-175364 施工支援システム、施工支援方法、高さ算出方法、施工支援プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022175364

(43)【公開日】2022-11-25

(54)【発明の名称】施工支援システム、施工支援方法、高さ算出方法、施工支援プログラム

(51)【国際特許分類】

   B66C 23/88 20060101AFI20221117BHJP

   B66C 13/00 20060101ALI20221117BHJP

【ＦＩ】

B66C23/88 D

B66C13/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021081701

(22)【出願日】2021-05-13

(71)【出願人】

【識別番号】000182030

【氏名又は名称】若築建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】壹岐 直之

(72)【発明者】

【氏名】吉住 雄二

(72)【発明者】

【氏名】土屋 洋

【テーマコード（参考）】

3F205

【Ｆターム（参考）】

3F205AA07

3F205AC01

3F205BA01

3F205CA01

3F205CA09

3F205KA10

(57)【要約】

【課題】作業現場の安全性を向上させる。
【解決手段】建設機械のブームの先端に下方に向けて設けられた撮像装置が撮影した作業領域の画像データを解析し、前記作業領域内の作業者と吊荷とを検出する画像解析部と、前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度とを用いて前記吊荷の高さを算出する高さ算出部と、前記画像解析部により検出された前記作業者と前記吊荷と、前記高さ算出部により算出された前記吊荷の高さと、に基づき、三次元空間における前記作業者と前記吊荷との位置関係を認識する位置認識部と、を有する施工支援システムである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建設機械のブームの先端に下方に向けて設けられた撮像装置が撮影した作業領域の画像データを解析し、前記作業領域内の作業者と吊荷とを検出する画像解析部と、
前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度とを用いて前記吊荷の高さを算出する高さ算出部と、
前記画像解析部により検出された前記作業者と前記吊荷と、前記高さ算出部により算出された前記吊荷の高さと、に基づき、三次元空間における前記作業者と前記吊荷との位置関係を認識する位置認識部と、を有する施工支援システム。

【請求項2】

前記作業者と前記吊荷との位置関係に基づき、前記作業者と前記吊荷との距離が閾値以上離れているか否かを判定する離隔判定部と、
前記作業者と前記吊荷との距離が前記閾値未満である場合に、前記建設機械の運転者と、前記作業者に対し、警告信号を出力する警告出力部と、を有する、請求項１記載の施工支援システム。

【請求項3】

前記建設機械の状態に応じて、点灯させる色を変化させる三色灯と、
前記作業者と前記吊荷との距離が前記閾値未満である場合に、前記三色灯を第一の色で点灯させる表示制御部と、を有する、請求項２記載の施工支援システム。

【請求項4】

前記作業者のうち、特定の合図者の指示を示す信号を受信したか否かを判定する受信判定部と、
前記指示を示す信号を受信した場合に点灯する指示伝達装置と、を有し、
前記表示制御部は、
前記作業者と前記吊荷との距離が前記閾値以上であり、かつ、前記指示を示す信号を受信していない場合に、前記三色灯を、第二の色で点灯させる、請求項３記載の施工支援システム。

【請求項5】

前記表示制御部は、
前記作業者と前記吊荷との距離が前記閾値以上であり、かつ、前記指示を示す信号を受信した場合に、前記三色灯を、第三の色で点灯させる、請求項４記載の施工支援システム。

【請求項6】

前記表示制御部は、
前記作業領域の画像に、前記画像解析部により検出された前記作業者を示す画像と、前記吊荷を示す画像と、前記閾値を示す画像とを重畳させて、前記建設機械の表示装置に表示させる、請求項３乃至５の何れか一項に記載の施工支援システム。

【請求項7】

前記吊荷の上に、所定の大きさの物体が配置されており、
前記高さ算出部は、
前記物体の画像の大きさの変化から算出される前記吊荷の上下方向の移動距離を用いて、前記吊荷の高さを算出する、請求項１乃至６の何れか一項に記載の施工支援システム。

【請求項8】

施工支援システムによる施工支援方法であって、前記施工支援システムが、
建設機械のブームの先端に下方に向けて設けられた撮像装置が撮影した作業領域の画像データを解析し、前記作業領域内の作業者と吊荷とを検出し、
前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度とを用いて前記吊荷の高さを算出し、
検出された前記作業者と前記吊荷と、算出された前記吊荷の高さと、に基づき、三次元空間における前記作業者と前記吊荷との位置関係を認識する、施工支援方法。

【請求項9】

制御装置による高さ算出方法であって、前記制御装置が
建設機械のブームの先端から下方を撮影した画像から、吊荷の上に配置された所定の大きさの物体の画像を検出し、
前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度と、を取得し、
前記物体の画像の大きさと、前記位置情報と、前記傾斜角度と、に基づき、前記吊荷の高さを算出する、高さ算出方法。

【請求項10】

建設機械のブームの先端に下方に向けて設けられた撮像装置が撮影した作業領域の画像データを解析し、前記作業領域内の作業者と吊荷とを検出し、
前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度とを用いて前記吊荷の高さを算出し、
検出された前記作業者と前記吊荷と、算出された前記吊荷の高さと、に基づき、三次元空間における前記作業者と前記吊荷との位置関係を認識する、処理を制御装置に実行させる、施工支援プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、施工支援システム、施工支援方法、高さ算出方法、施工支援プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、クレーンの吊荷よりも高所から撮影された、吊荷の下方の監視区域の画像と、吊荷のために死角となる部分の画像とを合成し、死角のない監視区域の合成画像を表示させて、監視区域の安全性を監視する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４－１４８３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来の技術では、吊荷と作業者との位置関係について考慮されていない。このため、作業現場の安全性の判断は、クレーンの運転者や作業者が、吊荷の高さを目視で確認し、自身の知識や経験則等に基づいて行うことになり、個人の習熟度に依存する傾向がある。

【0005】

本開示は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、作業現場の安全性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態の一観点に係る施工支援システムは、建設機械のブームの先端に下方に向けて設けられた撮像装置が撮影した作業領域の画像データを解析し、前記作業領域内の作業者と吊荷とを検出する画像解析部と、前記ブームの先端に設けられたアンテナにより取得された位置情報と、前記ブームの傾斜角度とを用いて前記吊荷の高さを算出する高さ算出部と、前記画像解析部により検出された前記作業者と前記吊荷と、前記高さ算出部により算出された前記吊荷の高さと、に基づき、三次元空間における前記作業者と前記吊荷との位置関係を認識する位置認識部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、作業現場の安全性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第一の実施形態の施工支援システムのシステム構成の一例を示す図である。

【図2】キャビンの内部について説明する図である。

【図3】クレーンのハードアウェア構成について説明する図である。

【図4】制御装置の機能を説明する図である。

【図5】制御装置の処理を説明するフローチャートである。

【図6】表示例を示す第一の図である。

【図7】表示例を示す第二の図である。

【図8】第一の実施形態の施工支援システムの他の例を示す図である。

【図9】第二の実施形態の施工支援システムのシステム構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第一の実施形態）
以下に、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の施工支援システムのシステム構成の一例を示す図である。

【0010】

本実施形態の施工支援システム１００は、クレーン２００と、受信機３００と、発信機４００と、を含み、それぞれが無線等により通信を行う。

【0011】

クレーン２００は、例えば、下部走行体２０１、旋回機構２０２、上部旋回体２０３、キャビン２０４、ブーム２０５等を有するクレーンである。

【0012】

下部走行体２０１は、走行が可能であり、上部旋回体２０３は、旋回機構２０２によって旋回する。キャビン２０４は、上部旋回体２０３の上に設けられている。ブーム２０５は、上部旋回体２０３の上部に配置されており、ブーム２０５の起伏角度を検出するめための傾斜計２１２が設けられている。

【0013】

さらに、ブーム２０５の先端からは、ワイヤを介してフック２１３が吊り下げられている。ワイヤの一端は、上部旋回体２０３に搭載されたウインチに巻き付けられ、このウインチを駆動させてワイヤを巻き取り・繰り出すことにより、フック２１３が昇降する。

【0014】

また、本実施形態のクレーン２００は、クレーン２００の現在位置を示す位置情報を取得するためのアンテナ２１０、吊荷１を含む作業領域の画像を撮像する撮像装置２１１を含む。アンテナ２１０は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System）アンテナ等であってよい。

【0015】

撮像装置２１１は、一般的なカメラであってよく、ブーム２０５の先端に予め備えたものであってもよいし、ブーム２０５の先端に取り付けたものであってもよい。撮像装置２１１は、撮影領域が下方にかるように、ブーム２０５の先端に設けられて、吊荷１の上方から作業領域を撮影する。作業領域とは、クレーン２００が作業を行う作業現場に含まれる一部の領域である。言い換えれば、作業領域は、作業現場における、撮像装置２１１による画像の撮影が可能な領域である。

【0016】

受信機３００は、クレーン２００の作業領域で作業を行う作業者が装着するものであり、例えば、腕時計型のものであってよい。

【0017】

受信機３００は、クレーン２００等から発信される警告信号を受信する。本実施形態の受信機３００は、例えば、警告信号を受信すると、本体を振動させて、受信機３００を装着している作業者に警告を通知してもよい。また、受信機３００は、ディスプレイや音声出力装置を有し、警告信号を受信したことをディスプレイに表示させたり、警告信号を受信したことを示す警告音等を出力してもよい。

【0018】

発信機４００は、作業者のうち、キャビン２０４に搭乗しているクレーン２００の運転者に対して合図を行う合図者により所持される。合図者とは、クレーンの運転について定められた合図を行う者として指名された作業者である。

【0019】

図１の例では、作業者Ｐ１は、発信機４００を所持しておらず、合図者ではない。また、作業者Ｐ２は、発信機４００を所持しており、合図者である。発信機４００は、合図者である作業者Ｐ２の操作に応じて、クレーン２００に対して、合図者の指示を示す信号を送信する。なお、図示していないが、作業者Ｐ２は、受信機３００も装着している。

【0020】

本実施形態の施工支援システム１００では、クレーン２００の制御装置により、フック２１３に吊された吊荷１と、作業領域において作業をする作業者との位置関係を算出する。

【0021】

より具体的には、施工支援システム１００では、クレーン２００の制御装置により、吊荷の高さを含む位置情報と、作業者の位置情報とを算出し、これらの位置情報に基づく吊荷と作業者との３次元的な位置関係から、作業者と吊荷との離隔が十分であるか否かを判定する。クレーン２００の制御装置の詳細は後述する。

【0022】

そして、施工支援システム１００は、作業者と吊荷との離隔が十分であり、且つ、発信機４００から合図者の指示を示す信号を受信した場合に、クレーン２００による作業の継続が可能と判定する。

【0023】

さらに、本実施形態の施工支援システム１００は、クレーン２００のキャビン２０４に、クレーン２００の状態を示す表示部品を設け、クレーン２００の運転者に対し、クレーン２００による作業が継続できる状態であるか否かを、視覚的に把握させる。

【0024】

以下に、図２を参照して、キャビン２０４について説明する。図２は、キャビンの内部について説明する図である。

【0025】

キャビン２０４の内部には、運転席２５０と、クレーン２００を操作するためのレバー操作装置２５１と、操作ペダル２５２と、各種センサの出力値等を示すメータ群２５３と、が設けられている。

【0026】

また、本実施形態のキャビン２０４の内部には、表示装置２１４、指示伝達装置２１５、三色灯２１６が配置されている。本実施形態では、表示装置２１４、指示伝達装置２１５、三色灯２１６は、運転席２５０に運転者が着席したときに、運転者の視界に入る位置に配置される。

【0027】

表示装置２１４は、撮像装置２１１により撮像された画像が表示される。指示伝達装置２１５は、発信機４００から合図者の指示を示す信号を受信した場合に、「合図中」という画像が点灯する。なお、図２の例では、指示伝達装置２１５には、「合図中」という画像が画面に表示されているものとしたが、指示伝達装置２１５の表示態様は、これに限定されない。指示伝達装置２１５は、合図者である作業者Ｐ２の指示を示す信号が受信したことを、運転席２５０に着席している運転者に通知できれば、どのような形態であってもよい。

【0028】

三色灯２１６は、３色の発光部材を有し、クレーン２００の状態に応じた色を点灯させる。具体的には、三色灯２１６は、赤色（第一の色）の光を発光する発光部材２１６ｒと、黄色（第二の色）の光を発光する発光部材２１６ｙと、緑色（第三の色）の光を発光する発光部材２１６ｇと、を有する。

【0029】

本実施形態では、例えば、作業者と吊荷との離隔が不十分であると判定された場合、三色灯２１６のうち、発光部材２１６ｒのみを点灯させる。また、本実施形態では、例えば、作業者と吊荷との離隔が十分であるが、合図者からの指示を受信していない場合、三色灯２１６のうち、発光部材２１６ｙのみ点灯させる。また、本実施形態では、例えば、作業者と吊荷との離隔が十分であり、合図者からの指示を受信した場合、三色灯２１６のうち、発光部材２１６ｇのみ点灯させる。

【0030】

このように、本実施形態の三色灯２１６は、クレーン２００の状態に応じて、点灯させる発光部材を異ならせることで、運転者にクレーン２００の状態を視覚的に把握させる。

【0031】

なお、以下の説明では、作業者と吊荷との離隔が不十分であると判定された状態を、クレーン２００の第一の状態と表現する場合がある。また、以下の説明では、作業者と吊荷との離隔が十分と判定されているが、合図者からの指示を受信していない状態を、第二の状態と表現する場合がある。また、以下の説明では、作業者と吊荷との離隔が十分であると判定され、且つ、合図者からの指示を受信した状態を、第三の状態と表現する場合がある。

【0032】

次に、図３を参照して、本実施形態のクレーン２００のハードアウェア構成について説明する。図３は、クレーンのハードアウェア構成について説明する図である。

【0033】

本実施形態のクレーン２００は、アンテナ２１０、撮像装置２１１、傾斜計２１２、表示装置２１４、指示伝達装置２１５、三色灯２１６、通信装置２１７、記憶装置２１８、制御装置２２０を有する。アンテナ２１０、撮像装置２１１、傾斜計２１２、表示装置２１４、指示伝達装置２１５、三色灯２１６、通信装置２１７、記憶装置２１８のそれぞれは、制御装置２２０と接続されている。

【0034】

アンテナ２１０は、衛星測位システムと通信するためのアンテナであり、ブーム２０５の先端の高度を含む位置情報（座標情報）を取得する。撮像装置２１１は、フック２１３と吊荷１とを含む作業領域の画像を撮像し、画像データを制御装置２２０へ送信する。

【0035】

傾斜計２１２は、ブーム２０５の起伏角度を計測するセンサであり、計測した角度を制御装置２２０へ出力する。

【0036】

表示装置２１４と指示伝達装置２１５とは、例えば、液晶ディスプレイ装置等であってよい。表示装置２１４は、撮像装置２１１が撮像した画像と、制御装置２２０による処理の結果と、を含む画面を表示させる。

【0037】

指示伝達装置２１５は、制御装置２２０の指示に応じて、点灯／消灯が制御される。三色灯２１６は、制御装置２２０の指示に応じた色の発光部材を点灯させる。

【0038】

通信装置２１７は、受信機３００や発信機４００との通信を行う。記憶装置２１８は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）制御装置２２０により、読み出されて実行されるプログラムが格納される。また、記憶装置２１８は、制御装置２２０による演算結果や、演算に使用されるデータ等が格納される。

【0039】

本実施形態の制御装置２２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置であり、クレーン２００の全体の動作を制御する。具体的には、制御装置２２０は、例えば、後述する施工支援処理部２３０の処理に応じて、レバー操作装置２５１や操作ペダル２５２等の操作を無効にする。

【0040】

また、制御装置２２０は、記憶装置２１８に格納されたプログラムを読み出して実行することで、後述する機能を実現する。

【0041】

なお、本実施形態では、施工支援システム１００は、クレーン２００と受信機３００と発信機４００とを含むものとしたが、これに限定されない。本実施形態の施工支援システム１００は、制御装置２２０と、制御装置２２０と接続された各装置と、を含むシステムを、施工支援システム１００としてもよい。施工支援システム１００には、制御装置２２０と、記憶装置２１８と、通信装置２１７と、が含まれていればよい。

【0042】

次に、図４を参照して、制御装置２２０の機能について説明する。図４は、制御装置の機能を説明する図である。

【0043】

本実施形態の制御装置２２０は、施工支援処理部２３０を有する。施工支援処理部２３０は、制御装置２２０が、記憶装置２１８に格納されたプログラムを読み出して実行することで実現される機能である。また、施工支援処理部２３０は、クレーン２００の状態の判定や、指示伝達装置２１５、三色灯２１６、通信装置２１７の制御を行う。

【0044】

本実施形態の施工支援処理部２３０は、画像取得部２３１、高さ算出部２３２、画像解析部２３３、位置認識部２３４、離隔判定部２３５、受信判定部２３６、表示制御部２３７、警告出力部２３８を有する。

【0045】

画像取得部２３１は、撮像装置２１１が撮像した画像の画像データを取得する。

【0046】

高さ算出部２３２は、アンテナ２１０により取得されるブーム２０５の先端の位置情報と、傾斜計２１２の出力値とに基づき、吊荷の高さを算出する。より具体的には、高さ算出部２３２は、ブーム２０５の先端の高さ、ブーム２０５の起伏角度、ウインチにより巻き取られたワイヤの長さ等を用いて、吊荷１の高さを算出する。

【0047】

なお、高さ算出部２３２は、フック２１３に吊荷１が吊り下げられていない状態では、吊荷１の代わりにフック２１３の高さを算出してもよい。

【0048】

画像解析部２３３は、画像取得部２３１が取得した画像データを解析し、作業領域内の作業者の画像と、吊荷の画像とを検出する。また、画像解析部２３３は、撮像装置２１１が撮像した画像における作業者の画像の位置と、吊荷の画像の位置と、を示す情報を取得してもよい。言い換えれば、画像解析部２３３は、撮像された画像における、作業者と、吊荷１との位置関係を示す情報を取得する。

【0049】

また、本実施形態の画像解析部２３３は、機械学習により実現されてもよい。また、画像解析部２３３は、機械学習のうち、教師あり学習、教師なし学習、半教師学習、強化学習、深層学習のいずれかで実現されてもよく、さらに、これらの学習方法を組み合わせた学習により実現されてもよい。

【0050】

また、画像解析部２３３は、パターンマッチングにより、画像データから作業領域内の作業者と、吊荷とを検出してもよい。

【0051】

位置認識部２３４は、吊荷１の高さと、作業者と吊荷１との位置関係を示す情報と、に基づき、吊荷１と作業者の３次元における位置関係を認識する。より具体的には、位置認識部２３４は、作業者の位置を示す位置情報と、吊荷１の位置を示す位置情報と、をそれぞれ３次元座標情報として算出し、取得する。

【0052】

なお、本実施形態の位置認識部２３４は、フック２１３に吊荷１が吊り下げられていない状態では、吊荷１の代わりにフック２１３を検出し、フック２１３の位置を示す３次元座標情報を算出してもよい。

【0053】

離隔判定部２３５は、位置認識部２３４により算出された作業者と吊荷１との３次元座標情報に基づき、作業者と吊荷１との距離を算出し、作業者が吊荷１から十分に離隔されているか否かを判定する。なお、離隔判定部２３５は、予め設定された閾値（所定距離）に基づき、作業者と吊荷１とが十分に離隔されているか判定を判定してよい。

【0054】

閾値は、離隔判定部２３５が保持していてよい。また、この閾値は、吊荷１の高さに応じて変化するように設定されていてもよい。具体的には、離隔判定部２３５は、閾値と吊荷１の高さとの関係を示す関数を保持してもよい。この場合、離隔判定部２３５は、高さ算出部２３２が算出した吊荷１の高さに応じて、閾値を算出すればよい。

【0055】

また、離隔判定部２３５は、例えば、吊荷１の大きさや形状に応じて、閾値を算出してもよい。この場合は、離隔判定部２３５は、画像解析部２３３により、吊荷１の形状や大きさを検出し、検出した形状や大きさに応じて閾値を算出する。形状や大きさとは、例えば、吊荷１の画像が矩形画像である場合は、矩形画像の長辺と短辺の長さ等であってもよいし、吊荷１の画像が円形画像である場合は、円形画像の直径等であってもよい。また、本実施形態の離隔判定部２３５は、吊荷１の形状や大きさに、安全上の余裕代を加えた状態で、閾値を算出してもよい。

【0056】

受信判定部２３６は、発信機４００からの信号を受信したか否かを判定する。具体的には、受信判定部２３６は、通信装置２１７が受信した信号が、発信機４００から発信された信号であるか否かを判定する。発信機４００から発信される信号とは、予め決められた特定の周波数の信号等であってよい。また、発信機４００から発信される信号は、発信機４００を特定する識別情報が含まれる信号であってよい。

【0057】

表示制御部２３７は、表示装置２１４、指示伝達装置２１５、三色灯２１６の表示を制御する。

【0058】

具体的には、表示制御部２３７は、画像取得部２３１が取得した画像に、画像解析部２３３による解析で検出された作業者と、吊荷１を検出したこと示す画像を重畳した画像を表示装置２１４に表示させる。また、表示制御部２３７は、画像取得部２３１が取得した画像に、離隔判定部２３５が保持している閾値を示す画像を重畳して表示させる。

【0059】

また、表示制御部２３７は、受信判定部２３６が発信機４００から発信された信号を受信したと判定した場合に、指示伝達装置２１５を点灯させる。また、表示制御部２３７は、クレーン２００の状態に応じて三色灯２１６において点灯させる色を制御する。

【0060】

警告出力部２３８は、クレーン２００の状態が、第一の状態である場合、つまり、作業者と吊荷とが十分の離隔されていない場合に、受信機３００に対して警告信号を出力する。

【0061】

以下に、図５を参照して、本実施形態の制御装置２２０の処理について説明する。図５は、制御装置の処理を説明するフローチャートである。図５に示す処理は、例えば、クレーン２００のエンジンが始動（オン）すると、実行が開始される。

【0062】

本実施形態の制御装置２２０の施工支援処理部２３０は、撮像装置２１１により作業領域の画像を撮影、画像取得部２３１により画像データを取得する（ステップＳ５０１）。

【0063】

続いて、施工支援処理部２３０は、画像解析部２３３により、画像データの解析を行い（ステップＳ５０２）、後述するステップＳ５０５へ進む。

【0064】

また、施工支援処理部２３０は、傾斜計２１２により、ブーム２０５の起伏角度を計測し（ステップＳ５０３）、高さ算出部２３２により、計測結果と、アンテナ２１０により取得された位置情報とに基づき、吊荷１の高さを算出し（ステップＳ５０４）、後述するステップＳ５０５へ進む。

【0065】

施工支援処理部２３０は、画像解析部２３３により、作業者と吊荷の検出結果と、高さ算出部２３２による吊荷１の高さと、を取得すると、位置認識部２３４により、作業者と吊荷との３次元空間における位置関係の認識を行う（ステップＳ５０５）。つまり、位置認識部２３４は、三次元空間における作業者の位置を示す座標情報と、吊荷１の位置を示す座標情報とを取得する。なお、三次元空間における座標情報とは、緯度・軽度であってもよいし、画像取得部２３１が取得した画像におけるｘ座標、ｙ座標に、高さ算出部２３２が算出した高さを示すｚ座標を含む三次元座標情報であってもよい。

【0066】

続いて、施工支援処理部２３０は、離隔判定部２３５により、三次元空間における作業者の位置を示す座標情報と、吊荷１の位置を示す座標情報とから両者の距離を算出し、作業者と吊荷１との距離が所定距離（閾値）以上離れているか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

【0067】

ステップＳ５０６において、作業者と吊荷１との距離が、所定距離未満である場合、施工支援処理部２３０は、表示制御部２３７により、三色灯２１６の赤色の発光部材２１６ｒを点灯させ、警告出力部２３８により、作業者と、クレーン２００の運転者に対して警告信号を出力し（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０１へ戻る。

【0068】

具体的には、警告出力部２３８は、作業者が装着している受信機３００に対して、警告信号を一斉送信する。また、表示制御部２３７は、表示装置２１４に、作業者と吊荷１との距離が閾値未満であることを示す警告を表示させる。

【0069】

このように、本実施形態では、クレーン２００の状態が第一の状態である場合に、三色灯２１６を赤色に点灯させる。

【0070】

また、本実施形態では、制御装置２２０は、クレーン２００の状態が、第一の状態である場合には、キャビン２０４内のレバー操作装置２５１、操作ペダル２５２による操作を無効にしてもよい。

【0071】

このようにすれば、作業者と吊荷１とが十分に離隔はしていない状態において、２０００が動作することを防止できる。

【0072】

ステップＳ５０６において、作業者と吊荷１との距離が、所定距離以上である場合、施工支援処理部２３０は、受信判定部２３６により、発信機４００から、合図者の指示を示す信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ５０８）。

【0073】

ステップＳ５０８において、合図者の指示を示す信号を発信機４００から受信していない場合、施工支援処理部２３０は、表示制御部２３７により、三色灯２１６の黄色の発光部材２１６ｙを点灯させ（ステップＳ５０９）、ステップＳ５０１へ戻る。

【0074】

このように、本実施形態では、クレーン２００の状態が第二の状態である場合に、三色灯２１６を黄色に点灯させる。

【0075】

なお、本実施形態では、クレーン２００が第二の状態である場合も、キャビン２０４内のレバー操作装置２５１、操作ペダル２５２による操作を無効にしてもよい。

【0076】

このようにすれば、合図者から指示を受けていない状態で、クレーン２００が操作されることを防止できる。

【0077】

ステップＳ５０８において、合図者の指示を示す信号を発信機４００から受信している場合、施工支援処理部２３０は、表示制御部２３７により、三色灯２１６の緑色の発光部材２１６ｇを点灯させる（ステップＳ５１０）。

【0078】

このように、本実施形態では、クレーン２００の状態が第三の状態である場合に、三色灯２１６を緑色に点灯させる。

【0079】

続いて、施工支援処理部２３０は、クレーン２００のエンジンがオフされたか否かを判定する（ステップＳ５１１）。ステップＳ５１１において、エンジンがオフされていない場合、施工支援処理部２３０は、ステップＳ５０１へ戻る。

【0080】

ステップＳ５１１において、エンジンがオフされた場合、施工支援処理部２３０は、処理を終了する。このように、本実施形態の施工支援処理部２３０は、クレーン２００のエンジンがオンされている間は、図５の処理を繰り返す。

【0081】

次に、図６及び図７を参照して、本実施形態の表示装置２１４の表示例について説明する。図６は、表示例を説明する第一の図である。

【0082】

図６の例では、フック２１３に吊荷１が取り付けられていない場合を示している。フック２１３に吊荷１が取り付けられていない場合とは、例えば、フック２１３に取り付けられた吊荷１を搬送先へ搬送し、搬送先で吊荷１をフック２１３から切り離した後に、再びブーム２０５を旋回させてフック２１３のみを別の場所へ移動させる場合等である。

【0083】

この場合、画像解析部２３３は、画像取得部２３１が取得した画像データを解析し、吊荷１の代わりにフック２１３と、作業者とを検出する。

【0084】

図６では、表示装置２１４に、画像取得部２３１が取得した画像に、マーカ画像６１とマーカ画像６２を重畳した画像が表示されている。

【0085】

マーカ画像６１は、作業者Ｐ２を検出したことを示す画像であり、マーカ画像６２は、離隔判定部２３５による判定の際に参照される閾値を示す画像である。マーカ画像６１とマーカ画像６２とは、例えば、それぞれが異なる表示態様で表示されてよい。具体的には、例えば、それぞれのマーカ画像は、異なる色や線種で表示されてもよい。

【0086】

画像解析部２３３が、フック２１３と作業者Ｐ２を検出すると、位置認識部２３４は、フック２１３と作業者Ｐ２との三次元空間における位置関係を認識し、離隔判定部２３５は、フック２１３と作業者Ｐ２との距離が閾値以上であるか否かを判定する。

【0087】

図６の例では、マーカ画像６２の内側の領域が、フック２１３からの距離が閾値未満となる領域である。したがって、警告出力部２３８は、作業者Ｐ２の座標情報が示す位置が、マーカ画像６２の内側の領域である場合には警告信号を出力し、表示制御部２３７は、三色灯２１６の赤色を点灯させる。

【0088】

図６の例では、作業者Ｐ２の画像はマーカ画像６２の外側に位置しており、作業者Ｐ２とフック２１３との距離が閾値以上であることがわかる。

【0089】

本実施形態では、この状態において、合図者の指示を示す信号を受信し、第三の状態になると、ブーム２０５の操作を行うことができる。

【0090】

このように、本実施形態では、フック２１３に吊荷１が取り付けられていない場合であっても、作業現場の安全性を向上させることができる。

【0091】

図７は、表示例を示す第二の図である。図７の例では、フック２１３に吊荷１が取り付けられた場合を示している。

【0092】

この場合、画像解析部２３３は、画像取得部２３１が取得した画像データを解析し、吊荷１と、作業者とを検出する。

【0093】

図７では、表示装置２１４に、画像取得部２３１が取得した画像に、マーカ画像６１と、マーカ画像７１と、マーカ画像７２とを重畳した画像が表示されている。

【0094】

マーカ画像７１は、吊荷１を検出したことを示す画像であり、マーカ画像７２は、離隔判定部２３５による判定の際に参照される閾値を示す画像である。マーカ画像６１とマーカ画像７１と、マーカ画像７２とは、例えば、それぞれが異なる表示態様で表示されてよい。具体的には、例えば、それぞれのマーカ画像は、異なる色や線種で表示されてもよい。

【0095】

本実施形態において、画像解析部２３３が、吊荷１と作業者Ｐ２を検出すると、位置認識部２３４は、吊荷１と作業者Ｐ２との三次元空間における位置関係を認識し、離隔判定部２３５は、吊荷１と作業者Ｐ２との距離が閾値以上であるか否かを判定する。

【0096】

図７の例では、マーカ画像７２の内側の領域が、吊荷１からの距離が閾値未満となる領域である。

【0097】

したがって、警告出力部２３８は、作業者Ｐ２の座標情報が示す位置が、マーカ画像７２の内側の領域である場合には警告信号を出力し、表示制御部２３７は、三色灯２１６の赤色を点灯させる。

【0098】

また、図７に示すマーカ画像７２の内側の領域は、図６に示すマーカ画像６２の内側の領域と比較して、広くなっている。これは、フック２１３と比較して吊荷１が大きいからである。また、マーカ画像７２の内側の領域は、吊荷１の高さに応じて変化する。

【0099】

図７の例では、作業者Ｐ２の画像はマーカ画像７２の外側に位置しており、作業者Ｐ２と吊荷１との距離が閾値以上であることがわかる。

【0100】

本実施形態では、この状態において、合図者の指示を示す信号を受信し、第三の状態になると、ブーム２０５の操作を行うことができる。

【0101】

次に、図８を参照して、本実施形態の施工支援システム１００の他の例について説明する。図８は、第一の実施形態の施工支援システムの他の例を示す図である。

【0102】

図８に示す施工支援システム１００Ａでは、吊荷１の上に、画像解析部２３３による画像解析における基準となるターゲット２を複数配置している。

【0103】

ターゲット２は、予め決められた大きさの特定の形状の物体である。図２の例では、球体としている。また、ターゲット２の色は、作業現場の配置されるものとは異なる色であることが好ましい。

【0104】

図８の例では、制御装置２２０の画像解析部２３３は、予めターゲット２の大きさを示す情報を保持しており、画像取得部２３１が取得した画像におけるターゲット２の大きさの変化や、ターゲット２間の離隔の変化等に基づき、吊荷１の上下の移動距離を算出する。

【0105】

このように、吊荷１にターゲット２を複数配置し、ターゲット２の画像を用いて吊荷１の上下の移動距離を算出することで、吊荷１の高さの算出精度を向上させることができる。

【0106】

なお、図８の例では、ターゲット２は複数配置するものとしたが、これに限定されない。吊荷１上に配置されるターゲット２は、１つであってもよい。

【0107】

さらに、本実施形態では、アンテナ２１０をブーム２０５の先端に設けるものとしたが、これに限定されない。本実施形態では、アンテナ２１０を、例えば、ブーム２０５の先端と、上部旋回体２０３の上面と、の２カ所以上に設けてもよい。

【0108】

図８の例では、クレーン２００は、ブーム２０５の先端のアンテナ２１０と、上部旋回体２０３の上面のアンテナ２１０Ａとを有するものとした。

【0109】

また、アンテナ２１０は、ブーム２０５の先端に設けられていなくてもよく、その場合は、アンテナ２１０は、上部旋回体２０３の上面の２カ所以上に取り付けられてもよい。

【0110】

その場合、高さ算出部２３２は、ブーム２０５の先端の位置を示す座標情報と、上部旋回体２０３の上面の位置を示す座標情報とを、傾斜計２１２により検出されたブーム２０５の起伏角度と、に基づき、吊荷１の高さを算出する。したがって、吊荷１の高さの算出精度を向上させることができる。

【0111】

このように、本実施形態では、吊荷と作業者との三次元空間における位置関係に基づき、作業者と吊荷とが十分に離隔されているか否かを判定する。また、本実施形態では、作業者と吊荷とが十分に離隔されており、かつ、合図者からの指示を示す信号を受信した場合にのみ、クレーン２００の操作を許容する。さらに、本実施形態では、これらの状態を、指示伝達装置２１５、三色灯２１６を設けることで、クレーン２００の運転者に対して視覚的に把握させる。

【0112】

したがって、本実施形態によれば、クレーン２００の運転者に、作業現場における作業者の動向を容易に把握させることができる。また、本実施形態では、クレーン２００の運転者と合図者とが一対一での意思疎通を行うことができ、運転者が、誤って合図者以外の作業者の合図に従ってしまうことを防止できる。

【0113】

また、本実施形態では、クレーン２００による作業における危険因子を減少させることができ、作業現場の安全性を向上させることができる。

【0114】

（第二の実施形態）
以下に、図面を参照して第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、第一の実施形態の制御装置２２０が有する施工支援処理部２３０を、クレーン２００を管理する管理サーバに設けた点が、第一の実施形態と相違する。以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。

【0115】

図９は、第二の実施形態の施工支援システムのシステム構成の一例を示す図である。図９に示す施工支援システム１００Ｂは、管理サーバ６００と、クレーン２００Ａと、受信機３００と、発信機４００とを含む。

【0116】

施工支援システム１００Ｂにおいて、管理サーバ６００と、クレーン２００Ａとは、ネットワーク等を介して通信を行う。また、本実施形態の管理サーバ６００は、演算処理装置と記憶装置とを有する情報処理装置であり、施工支援処理部２３０を有する。なお、管理サーバ６００は、施工支援処理部２３０が有する全てを有していなくてもよく、画像取得部２３１、高さ算出部２３２、画像解析部２３３、位置認識部２３４、離隔判定部２３５を有していればよい。

【0117】

本実施形態のクレーン２００Ａの制御装置２２０は、施工支援処理部２３０のうち、受信判定部２３６、表示制御部２３７、警告出力部２３８を有していればよい。

【0118】

本実施形態の管理サーバ６００は、クレーン２００Ａから、撮像装置２１１が撮影した画像データと、クレーン２００Ａのブーム２０５の先端の位置を示す位置情報とを受信する。そして、管理サーバ６００は、画像データと位置情報とを受信すると、施工支援処理部２３０による処理を行い、処理の結果をクレーン２００Ａに送信する。

【0119】

具体的には、管理サーバ６００は、クレーン２００Ａの状態が第一の状態である場合は、クレーン２００Ａに対し、三色灯２１６の赤色の点灯と警告信号の出力を指示する。また、管理サーバ６００は、クレーン２００Ａの状態が第二の状態である場合には、クレーン２００Ａに対し、三色灯２１６の黄色の点灯を指示する。また、管理サーバ６００は、クレーン２００Ａの状態が第三の状態である場合には、クレーン２００Ａに対し、三色灯２１６の緑色の点灯を指示する。

【0120】

このように、本実施形態では、管理サーバ６００に施工支援処理部２３０を設けることで、クレーン２００Ａの処理負荷を軽減できる。

【0121】

また、図９の例では、施工支援システム１００Ｂは、管理サーバ６００と、クレーン２００Ａと受信機３００と発信機４００とを含むものとしたが、これに限定されない。

【0122】

例えば、管理サーバ６００は、複数の情報処理装置で実現されてもよく、この複数の情報処理装置を施工支援システム１００Ｂとしてもよい。また、本実施形態の施工支援システム１００Ｂは、管理サーバ６００そのものであってもよい。

【0123】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【0124】

また、本実施形態では、クレーンを、吊荷１を吊り上げる建設機械の一例として説明したが、本実施形態では、クレーン以外の建設機械にも適用することができる。本実施形態では、吊荷の吊り上げるような作業を行う建設機械であれば、どのようなものにも適用できる。

【0125】

また、本実施形態では、指示伝達装置２１５、三色灯２１６は、クレーン２００のキャビン２０４の内部に配置されるものとしたが、これに限定されない。指示伝達装置２１５と三色灯２１６とは、例えば、キャビン２０４の外部にも配置されてよい。具体的には、例えば、指示伝達装置２１５と三色灯２１６とは、作業現場の運転者以外の作業者が目視で確認できる位置に配置されてもよい。

【0126】

さらに、本実施形態のクレーン２００は、遠隔操作等によって操作されてもよく、その場合には、クレーン２００の遠隔操作室に指示伝達装置２１５と三色灯２１６が設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0127】

１００、１００Ａ、１００Ｂ 施工支援システム
２００ クレーン
２０５ ブーム
２１０ アンテナ
２１１ 撮像装置
２１２ 傾斜計
２１３ フック
２２０ 制御装置
２３０ 施工支援処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】