상술한 바와 같은 목적달성을 위한 본 발명은, 크레인과 상기 크레인으로 진입되는 차량간의 위치를 인식시켜 상기 차량이 정확한 위치에 멈출 수 있도록하는 시스템에 있어서, 도로에 매설되는 센싱수단에 의해 차량이 진입됨에 따라 차량의 현재위치를 알려주는 구간위치발신장치와; 특정의 레일을 따라 이동되는 크레인에 구비되는 엔코더에 의한 위치검출과 이동시 발생되는 오차를 보정하는 크레인위치보정수단이 구비되는 크레인위치발신장치와; 차량내부에 차량이 주행할 때의 이동거리를 알려주는 주행거리인식수단이 구비되며 상기 구간위치발신장치로부터는 차량의 구간위치값을 수신하고, 크레인위치발신장치로부터는 크레인의 현 위치정보를 수신하여 기 입력된 차량의 정지점에 대해 연산처리하여 운전자에게 지시하거나 자동제동이 되도록하는 차량정지판별장치;를 포함하여 구성되어 차량이 크레인의 특정지점에서 정확하게 정지되도록함을 기술적 요지로 하는 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템은 부두와 같은 광범위한 영역내에서 다수의 크레인과 차량들이 동시에 작업을 하는 경우에 상호간에 간섭받음이 없이 원활한 선적 혹은 하역작업이 가능하게되는 이점이 있다.
그리고 본 발명에서는 차량뿐만이 아니라 크레인도 주행레일을 따라 넓은 작업영역내에서 이동되면서도 정확한 위치를 찾을 수 있어 전체작업영역에 대한 통합적인 관리가 가능하게되는 이점을 가지게된다.
본 발명은 크게 구간위치발신장치, 크레인위치발신장치 그리고 차량정지판별장치로 구성이 되며 상기 구간위치발신장치는 작업영역내의 도로에 설치되며 크레인위치발신장치는 크레인과 상기 크레인이 주행하는 주행레일에 형성되고 차량정지판별장치는 차량내부에 구비된다.
상기 구간위치발신장치, 크레인위치발신장치 그리고 차량정지판별장치는 상호간에 RF모듈로서 송,수신이 이루어짐으로서 목적하는 지점에 차량이 정확히 멈출수 있도록한다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 첨부되는 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템을 설명하는 개략적인 구성도를 보여주고 있다.
그리고 도4는 구간위치발신장치에 대한 구성도로서, 언급한 것처럼 작업영역내의 도로에 매설되는 센싱수단으로서 광섬유센서(110)와 차량(2)이 진입됨에 따라 차륜이 광섬유센서(110)를 가압시 상기 광섬유센서의 광도를 검출하게되는 센서연산부(120)가 갖추어진다. 도3에 도시된 것처럼 상기 광섬유센서는 차량이 이동되는 도로전체에 걸쳐 일정한 간격을 유지하면서 연속적으로 매설된다. 등간격으로 매설된 광섬유센서 위로 큰 하중의 차량이 진입되면 그 압력에 의해 상기 광섬유센서의 광도가 급변하게되는데 이것을 센서연산부에서 검출하여 현재 차량의 위치를 알려주게된다. 본 실시예에서는 센싱수단으로서 광섬유센서를 사용하였으나 여기에만 한정되지는 않고, 공지의 자석과 같은 센싱수단을 사용할 수도 있으며 또한 이러한 센싱수단들은 연속적으로 형성됨은 물론이고, 각 구간마다 분리되거나 등간격이 아닌 임의적으로 그 설치간격을 조정할 수도 있도록 한다.
그리고 상기 센서연산부(120)에 의해 검출된 값은 구간테이블저장부(130)에서 구간좌표값으로 변환되며 이렇게 변환된 좌표값을 RF모듈(140)을 통해서 차량으로 송신하게된다. 도4에 도시된 것처럼 상기 광섬유센서(110), 센서연산부(120), 구간테이블저장부(130), RF모듈(140)은 제어부(150)에 의해서 전체적으로 콘트롤되도록 한다.
다음으로 크레인위치발신장치(200)에 대해 설명하며, 도5는 크레인위치발신장치의 구성도를 보여준다. 크레인(3)은 도로상에 설치되는 주행레일(1)을 따라 이동하게되며 크레인의 위치는 절대좌표로서의 역할을 하게되고 따라서 크레인의 위치는 보다 정확하게 검출될 수 있어야한다. 다시말해서 크레인(3)의 위치가 차량(2)으로 송신된 값에 따라 후술할 차량정지판별장치(300)가 이에 연동하여 작동하게되는 바, 크레인(3)의 위치를 정확히 검출하는 것은 무엇보다 중요하게된다.
상기 크레인(3)에는 기본적으로 크레인의 이동거리를 산출하는 엔코더(미도시)가 장착되며 상기 엔코더는 크레인바퀴(미도시)와 연동되도록한다.
상기 도5의 구성도에 보이는 것처럼 크레인위치발신장치(200)는 엔코더펄스 검출기(210), 데이타캐리어(220), 아이디판독헤드(230), 위치보정값저장부(240), RF모듈(250) 그리고 이들을 콘트롤하는 제어부(260)로 구성된다.
상기 데이타캐리어(220)는 주행레일(1)을 따라 일정간격으로 여러개가 설치되며 각각의 데이타캐리어(220)는 해당지점에 대한 위치정보를 가지게된다. 그리고 아이디판독헤드(230)는 크레인(3)의 일측에 설치되며 크레인(3)이 주행레일(1)을 따라 이동될때 상기 아이디판독헤드(230)가 기 설치된 데이타캐리어(220)와 일직선상에 위치되면 위치정보를 읽어들이게 된다.
그리고 상기 크레인은 고하중이며 반복적인 이동에 따라 미소한 슬립이 발생되는등의 문제로 엔코더만으로는 위치에 오차가 발생하게된다. 따라서, 언급한 데이타캐리어(220)와 아이디판독헤드(230)로서 크레인(3)의 절대위치를 확인시킬 필요가 있으며 이를 위한 크레인의 절대위치정보를 저장하는 위치보정값저장부(240)가 갖추어진다.
상기와 같이 엔코더에 의한 크레인의 위치정보와 데이타캐리어(220), 아이디판독헤드(230) 및 위치보정값저장부(240)에 의한 정확한 크레인의 위치는 RF모듈(250)에 의해 차량(2)으로 송신된다.
이어서 차량정지판별장치(300)에 대해 설명하기로 한다. 도6은 차량정지판별장치의 구성도를 보여주며, 제어부(310), 주행거리인식수단(320), 키입력부(330), 경고장치 혹은 자동제동장치(340) 및 RF모듈(350)로 구성된다. 차량정지판별장치(300)는 차량(2)에 설치되며 RF모듈(350)을 통해서 상기 구간위치발신장치(100) 및 크레인위치발신장치(200)로부터 위치정보를 수신하며 이를 바탕으로 차량의 정지점을 인식하고 운전자에게 음향이나 경고등의 수단으로 알려주거나 자동제동이 되도록하여 차량을 정지시키게된다.
상기 키입력부로는 운전사에 의해 각종의 정보, 이를테면, 작업정지점위치등과 같은 것이 입력되며 주행거리인식수단(320)은 통상적인 차량미터기, 가속도센서 또는 타코미터등으로 구성하여 차량의 실제 주행거리를 얻도록 하면된다.
또한, 상기 차량정지판별장치(300)와 크레인위치발신장치(200)에는 별도의 크레인검출수단(360)과 차량검출수단(270)이 설치될 수도 있다. 바람직하게는 상기 크레인검출수단(360)은 차량(2)의 좌,우 측면에 직교되게 직선성센서, 즉 적외선센서 또는 레이저센서, 광센서, 빔센서등을 설치하여 크레인(3)을 인식할 수 있도록하고 차량검출수단(270)은 크레인(3)의 내측에 다수의 위치에 언급한 센서나 반사판을 설치함으로서 차량이 진입시에 차량의 위치를 검출토록한다. 상기 크레인검출수단(360)과 차량검출수단(270)은 차량(2)이 크레인(3)을 따라 직진하지 못하고 비틀어진 방향으로 진행함에 따라 발생되는 실제 작업정지점과의 거리오차를 방지하는데 사용될 수 있다. 즉, 상기 크레인검출수단(360)과 차량검출수단(270)에 의한 검출지점까지의 차량의 절대이동거리값과 주행거리인식수단(320)이 검출한 실제이동거리값을 비교하여 거리오차를 보정하도록 할 수 있다.
이하로부터는 본 발명의 일 실시예로서 상기 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템의 작동원리에 대해 설명하고자 한다.
도7은 구간위치발신장치에서의 제어흐름도이며, 도8은 크레인위치발신장치에서의 제어흐름도이고, 도 9는 차량정지판별장치에서 수행되는 제어흐름도를 보여준다.
크레인(3)은 주행레일(1) 위를 주행하게되며 상기 주행레일이 설치된 전 영역에 걸쳐 이동이 가능하다. 상기 크레인(3)에는 바퀴와 연동되는 엔코더(미도시)가 장착되며 상기 엔코더에 의해 크레인(3)의 위치를 제어하게된다. 즉 기본적인 크레인의 위치정보는 상기 엔코더로부터 출력되는 펄스값을 카운트하여 이동거리를 계산하게된다. 다시말하면 크레인의 이동거리는 검출펄스수에 1펄스당이동거리를 곱한 값이 크레인의 현재 위치가 된다.
보통 크레인(3)은 그 길이가 20여 미터 정도되며 하나의 크레인내에 통상 3~4개 정도의 작업정지점(3a)을 구비하고있다. 작업정지점(3a)은 크레인에서 고정된 위치이고 여기에서 실질적인 화물의 선적 혹은 하역이 수행된다.
차량(2)이 크레인(3)으로 진입하기 전에 키입력부(330)를 통해서 작업이 이루어질 크레인ID, 작업정지점ID 및 주행차선을 입력하게된다. 상기 키입력부(330)를 통한 목표 작업정지점(3a)이 입력된 차량의 차량정지판별장치(300)에서는 RF모듈(350)을 통하여 크레인(3)에 위치요구신호를 보내게된다. 위치요구신호를 수신한 크레인위치발생장치(200)는 크레인의 현재위치를 읽어서 크레인내 특정의 작업정지점(3a)의 위치를 계산하여 차량으로 정보를 송신하게된다. 이와함께 주행에 따른 크레인(3)의 위치에 관한 오차를 보정하기위해서 크레인에 설치되는 아이디판독헤드(230)는 다수의 데이타캐리어(220)로부터 읽어들인 위치정보로서 크레인(3)의 정확한 위치를 보정하여 차량으로 위치정보를 송신한다.
한편, 차량(2)이 크레인(3)을 향하여 주행하면 도로에 매설된 광섬유센서(110)가 차륜의 압력에 의해 광도에 급격한 변화가 발생되며 센서연산부(120)에서 이 지점의 위치를 검출하게된다. 검출된 이 값은 구간테이블저장부(130)에서 구간좌표값으로 변환되며 RF모듈(140)을 통해 차량으로 송신된다.
이와같이 광섬유센서(110)에 의해 차량의 위치가 연속적으로 체크되며 이와 동시에 차량정지판별장치(300)의 주행거리인식수단(320)에 작업정지점(3a)과의 남아있는 거리를 인식시키게 된다. 차량(2)이 계속 진행하여 설정된 차량감속위치(4)에 도달되면 운전자에게 경보신호를 발생시켜 감속주행을 알리게 된다. 이와같은 경보신호로서 차량을 목표하는 작업정지점에 멈추게 할 수도 있고 차량이 정지점에 들어왔을때 자동제동이 되도록하는 자동제동장치를 설치토록할 수도 있다. 즉, 차량이 작업정지점에 가까워지면 운전자는 자동주행모드로 전환하여 정확한 위치에서 차량이 정지될 수 있도록하면 된다.
더욱 바람직하게로는 광섬유센서에 의한 차량의 위치연산에 문제가 있을 경우, 시간지연에 따른 거리오차,에 대비하여 주행거리인식수단에서 지연된 시간만큼의 이동거리값에 대한 거리보정이 이루어지도록한다.
한편, 언급된 크레인검출수단과 차량검출수단을 이용함으로서 운전사의 부주의 등으로 인해 차량이 바르게 진행하지 못하고 비틀어진 방향으로 진행할 시에 발생되는 거리오차를 보정할 수 있도록 함이 바람직하다.
이어서, 본 발명의 또 다른 형태에 대해 설명하기로 한다.
이하의 발명에서는 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템에 있어서, 크레인의 위치가 제공되고 상기 크레인에 대해 차량이 진입해 들어갈때 크레인과 차량에 설치되는 다수의 센서 또는 수신부와 발신부의 기능을 하는 센서와 반사판에 의한 차량의 현재 위치검출정보가 차량정지판별장치로 송신되며, 상기 차량정지판별장치에서 주행거리인식수단에 의한 차량의 실제주행거리값과 수신되는 크레인의 위치 및 크레인과 차량에 의해 인식되는 차량의 현위치값에 의한 연산처리로 차량을 목적하는 작업정지점에 정지될 수 있도록함을 그 요지로 하는 것이다.
또 다른 형태에 따른 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템은 상술한 본 발명의 제1실시예에서 적용되는 크레인위치발신장치, 차량정지판별장치가 적용되며 제1실시예와 달리 구간위치발신장치없이 센서 또는 센서와 반사판에 의한 위치검출장치로 구성된다. 상기 위치검출장치는 제1실시예에서의 크레인검출수단과 차량검출수단에서의 각종센서와 반사판의 구성과 동일하다.
또 다른 형태에 따른 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템은 구간위치발신장치없이도 목적하는 바를 달성할 수 있음으로 설치비용을 절감할 수 있는 특징을 가지게된다.
크레인위치발신장치와 차량정지판별장치의 작동원리는 제1실시예와 동일한 바, 또 다른 형태에 따른 크레인과 차량간의 위치인식 및 제동시스템의 상세한 작동원리에 대해서는 설명을 생략키로 한다.