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公開番号2024179390
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098203
出願日2023-06-15
発明の名称進入検知装置、及び進入検知方法
出願人株式会社安藤・間
代理人弁理士法人武政国際特許商標事務所
主分類H04N 7/18 20060101AFI20241219BHJP(電気通信技術)
要約【課題】本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、目的とする移動体による禁止領域への進入を監視することができ、しかも従来技術に比して高い精度で検知することができる進入検知装置と、これを用いた進入検知方法を提供することである。
【解決手段】本願発明の進入検知装置は、第1領域にある移動体が第2領域に進入したことを検知する装置であって、撮影手段と境界線設定手段、マーカー検出手段、マーカー位置照合手段を備えたものである。マーカー検出手段は、移動体に取り付けられたマーカーを撮影した「マーカー部」を画像処理によって現地画像から検出する手段であり、マーカー位置照合手段は、現地画像におけるマーカー部の位置と境界線の位置を照らし合わせる手段である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１領域にある移動体が、第２領域に進入したことを検知する装置であって、
一地点に設置された状態で、前記移動体を含む現地画像を定期的又は連続的に撮影する撮影手段と、
前記第１領域と前記第２領域との境界面を、境界線として前記撮影手段の画角に設定する境界線設定手段と、
前記移動体に取り付けられたマーカーを撮影したマーカー部を、画像処理を行うことによって前記現地画像から検出するマーカー検出手段と、
前記現地画像における前記マーカー部の位置と前記境界線の位置を照らし合わせるマーカー位置照合手段と、を備え、
前記マーカーには、あらかじめ選定されたマーカー色が付され、
前記マーカー検出手段は、前記マーカー色に基づいて前記マーカー部を検出し、
前記マーカー位置照合手段によって前記マーカー部が前記境界線に接触した又は越えたと判定されたときに、前記移動体が前記第２領域に進入したものと判断する、
ことを特徴とする進入検知装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記移動体には、球体又は略球体の前記マーカーが取り付けられ、
前記マーカー検出手段は、前記現地画像のうち前記マーカー色と同一又は近似する色に係る画素部分を候補部分として検出するとともに、輪郭が円形又は略円形となる該候補部分を前記マーカー部として検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の進入検知装置。
【請求項３】
過去に撮影された前記現地画像における前記マーカー部に基づいて、今回の前記現地画像に係る前記マーカー部を検出するマーカー追跡手段を、さらに備え、
前記マーカー検出手段によってあらかじめ定めた回数だけ連続して前記マーカー部が検出されると、前記マーカー追跡手段によって前記マーカー部が検出される、
ことを特徴とする請求項２記載の進入検知装置。
【請求項４】
前記境界線の周辺に、検知対象領域を設定する領域設定手段を、さらに備え、
前記マーカー検出手段は、前記現地画像のうち前記検知対象領域を対象として前記マーカー部を検出する、
ことを特徴とする請求項１記載の進入検知装置。
【請求項５】
前記撮影手段によって撮影された事前現地画像に基づいて、前記マーカー色を選定するマーカー色選定手段を、さらに備え、
前記事前現地画像は、前記マーカーが取り付けられていない前記移動体を含む画像であり、
前記マーカー色選定手段は、前記事前現地画像に含まれない色を検出して前記マーカー色として選定する、
ことを特徴とする請求項１記載の進入検知装置。
【請求項６】
第１領域にある移動体が、第２領域に進入したことを検知する方法であって、
撮影手段を設置する撮影手段設置工程と、
前記第１領域と前記第２領域との境界面を、境界線として前記撮影手段の画角に設定する境界線設定工程と、
前記撮影手段によって前記移動体を含む現地画像を、定期的又は連続的に撮影する撮影工程と、
前記移動体に取り付けられたマーカーを撮影したマーカー部を、画像処理を行うことによって前記現地画像から検出するマーカー検出工程と、
前記現地画像における前記マーカー部の位置と前記境界線の位置を照らし合わせるマーカー位置照合工程と、を備え、
前記マーカーには、あらかじめ選定されたマーカー色が付され、
前記マーカー検出工程では、前記マーカー色に基づいて前記マーカー部を検出し、
前記マーカー位置照合工程で、前記マーカー部が前記境界線に接触した又は越えたと判定されたときに、前記移動体が前記第２領域に進入したものと判断する、
ことを特徴とする進入検知方法。
【請求項７】
実空間において、前記境界面を明示するように、２以上の目印体を配置する境界面明示工程を、さらに備え、
前記撮影手段設置工程では、２以上の前記目印体を利用して、前記境界面が前記現地画像における前記境界線となるように前記撮影手段を設置する、
ことを特徴とする請求項６記載の進入検知方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願発明は、建設機械による禁止領域への進入を検知する技術に関するものであり、より具体的には、あらかじめ選定された色が付されたマーカーを建設機械に取り付けたうえで定点カメラによってこの建設機械を撮影し、マーカーの色に基づいて建設機械による進入を検知することができる進入検知装置と、これを用いた進入検知方法に関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
供用中の施設に対して、改良工事や補強工事などが行われることがある。例えば、供用中の道路に対して拡幅工事を行ったり、老朽化した建物（集合住宅や学校など）の補強工事を行ったり、あるいは災害等によって破損した供用施設の復旧工事を行ったりすることがある。この場合、当然ながら工事現場の周辺には、供用施設の利用者が往来している。つまり、工事に使用される建設機械と、工事とは関係ない利用者が接近することになり、利用者の安全を確保するためには建設機械の移動範囲が制限されることになる。具体的には、利用者が往来することができる領域（以下、「供用エリア」という。）と、建設機械の稼働が許容される領域（以下、「工事エリア」という。）を設定し、建設機械による供用エリアへの進入は禁止される。そこで一般的には、供用エリアと工事エリアとの境界を超えないように、建設機械を管理しながら工事を行っている。
【０００３】
従来、建設機械による供用エリアへの進入に関しては、２Ｄ－ＬｉＤＡＲ（ＬｉｇｈｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｎｄＲａｎｇｉｎｇ）によるレーザーバリアへの接触を監視したり、３Ｄ－ＬｉＤＡＲで３次元計測を行うことによって監視したり、あるいはＧＮＳＳ（ＧｌｏｂａｌＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳａｔｅｌｌｉｔｅＳｙｓｔｅｍ）やトータルステーションを用いて直接的に位置計測を行うことによって監視したりしていた。
【０００４】
しかしながら、従来の監視手法にはそれぞれ問題があった。例えばレーザーバリアによる監視は、バリアを通過する全ての物体に反応するため、建設機械など目的とする物体に限って監視することができない。一方、３Ｄ－ＬｉＤＡＲやトータルステーションによる監視は、その範囲設定や機器設置等の事前準備が煩雑であり、これに伴い監視コストも高騰することになる。特に３Ｄ－ＬｉＤＡＲを用いた場合、点群処理を行うため計算量が多くなり、その結果、判断までに相当の時間を要し、供用エリアへの進入を制御することができないことも考えられる。またＧＮＳＳによる監視は、測位衛星からの電波が届かない領域では利用できないため、トンネルや建物内などでは利用することができない。
【０００５】
そこで、従来の監視手法を改良した種々の技術がこれまでにも提案されている。例えば特許文献１では、監視対象物とそれ以外のものを区別しない問題を改善すべく、マーカーが付設された監視対象物を撮影することによってその位置や挙動を監視する技術について提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２３－０５７３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示される技術は、マーカーが付設された監視対象物を撮影し、マーカーを含む画像を学習器に入力することで、画像データ内における二次元座標、及びマーカーとカメラとの距離を検出するものである。つまり、事前に画像を含む教師データを学習することによって、あらかじめ学習器を生成しておく必要がある。
【０００８】
特許文献１の技術によれば、監視対象物にマーカーを付設することから、監視対象物とそれ以外のものを区別したうえで監視することができる。しかしながら、事前に画像を学習する必要があることから汎用性に欠けるという問題がある。トンネル内と屋外の道路では環境が全く異なるため、撮影した画像もやはりその様相が異なるものとなる。したがって、環境に応じた機械学習をその都度実施することが求められ、すなわち汎用的に利用することができないわけである。そのうえ、教師データを用意したり機械学習を行ったりするなど、事前準備に時間とコストがかかるといった問題もある。さらに、機械学習を利用する場合、すべての判定結果を正解とすることが極めて困難であることが知られており、少なくとも供用施設の利用者など第三者の安全を図る目的で採用するにはその信頼性は十分とは言えない。
【０００９】
本願発明の課題は、従来技術が抱える問題を解決することであり、すなわち、目的とする移動体による禁止領域への進入を監視することができ、しかも従来技術に比して高い精度で検知することができる進入検知装置と、これを用いた進入検知方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、周辺環境とは異なる特定の色が付されたマーカーを移動体に取り付け、その移動体を撮影した画像から特定色を抽出することによって移動体の挙動を監視する、という点に着目してなされたものであり、これまでにない発想に基づいて行われた発明である。
（【００１１】以降は省略されています）

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