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KR101871290B1 - 건설 장비의 사방 위험 감지 장치 - Google Patents

건설 장비의 사방 위험 감지 장치 Download PDF

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KR101871290B1
KR101871290B1 KR1020147015692A KR20147015692A KR101871290B1 KR 101871290 B1 KR101871290 B1 KR 101871290B1 KR 1020147015692 A KR1020147015692 A KR 1020147015692A KR 20147015692 A KR20147015692 A KR 20147015692A KR 101871290 B1 KR101871290 B1 KR 101871290B1
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김영돈
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볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비
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Abstract

본 발명은 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물이 해당 장비로부터 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하고, 상기 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하는 IECU를 포함하여 이루어진 건설 장비의 사방 위험 감지 장치에 관한 것으로, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지하도록 한다.

Description

건설 장비의 사방 위험 감지 장치{ALL-ROUND HAZARD SENSING DEVICE FOR CONSTRUCTION APPARATUS}
본 발명은 건설 장비의 사방 위험 감지 장치에 관한 것으로, 다수의 카메라를 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착하고 수신된 영상 신호를 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지하도록 하는, 건설 장비의 사방 위험 감지 장치에 관한 것이다.
현재 굴삭기 운전자의 시야는 전/후/좌/우 시야를 충분히 확보할 수 없는데, 특히 전방의 시야 또한 Arm/Boom/Bucket의 위치에 따라 사각지대가 발생하며, 이러한 연유로 인한 사고로 인명 및 재산상의 피해를 입고 있다.
그리고, 종래의 선행 기술은 한국특허출원 제10-2009-0114003호(발명의 명칭: 2중 충격방지장치가 구비된 감시 카메라가 장착되는 건설장비)와 같이, 다수의 카메라를 이용해 굴삭기 주위 사방을 관찰하고 위험을 운전자에게 알리는 기능에 국한되어 있어 긴급한 상황에 능동적으로 대처할 수 없다.
참고로, 상기 선행 기술은 굴삭기 등의 건설장비를 이용하여 운전자의 작업시야가 미치지 못하는 사각지대를 굴삭 작업할 경우, 운전자의 시계성을 극대화할 수 있도록 암 등의 작업장치(attachment)에 장착되는 감시 카메라의 영상신호에 의해 위험지역 내의 작업환경을 인지할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로 입력되는 영상을 판독해서 해당 장비 주변의 움직임을 판독하고 그 위험 정도에 따라 운전자의 장비 조작에 상관없이 강제로 장비를 멈추게 함으로써 사고를 방지할 수 있도록 하는, 건설 장비의 사방 위험 감지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치는,
카메라로부터 영상을 입력받아 설정 조건에 따라 프리벤트(Prevent) 신호를 발생하는 IECU 및, 상기 IECU로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 엔진 시동을 오프(OFF)시키는 제어 신호를 발생시켜 엔진 시동 온/오프 수단으로 출력하는 제1 정지제어수단과, 상기 IECU로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 유압유의 흐름을 강제로 차단하는 제어 신호를 발생시켜 유압 차단 수단으로 출력하는 제2 정지제어수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 VECU를 포함하여 이루어지고, 상기 IECU는 상기 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물이 해당 장비로부터 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하는 제1 신호발생수단과, 상기 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하는 제2 신호발생수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 정지제어수단 또는 상기 제2 정지제어수단은 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우로 판별된 경우에만 상기 제어 신호를 발생시키고, 상기 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우는 유압의 토출 유량이 설정 유량 값보다 작은 경우나, 조이스틱의 각도가 설정 각도 값보다 작은 경우 또는, 전/후진 페달의 위치가 설정 위치 값보다 작은 경우나, 입력 RPM 값이 설정 값보다 작은 경우 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다수의 카메라를 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착하고 수신된 영상 신호를 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지할 수 있다.
즉, 운전자가 장비를 조작 중 갑자기 뛰어 들어오는 움직이는 물체와의 사고를 능동적으로 판단해서 운전자의 장비조작에 상관없이 강제로 장비 조작을 멈추게 함으로써 운전자의 조작 실수를 방지해 사고를 예방할 수 있다.
추가로, 본 발명은 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우로 판별된 경우에만(즉, 설정 속도 이하의 저속으로 운전하고 있는 경우에만) 해당 장비를 강제로 멈추게 함으로, 상기 동작으로 인해 해당 장비가 운전 중 뒤집어지거나 전복되는 것을 방지할 수 있는 부수적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치를 도시한 블록구성도
도 2는 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트
도 3은 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도
도 4는 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 사용 상태도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 카메라 102 : IECU
103 : VECU
발명의 실시를 위한 최선의 형태
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 영상 신호를 입력받아 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 하는 구조로 된 것이다.
구체적으로는, 건설 장비에 부착된 다수의 카메라(101)와, 제1 신호발생수단과 제2 신호발생수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 IECU(102) 및, 제1 정지제어수단과 제2 정지제어수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 VECU(103)를 포함하여 된 구조이다.
즉, 건설 장비에 부착된 다수의 카메라(101)와, 상기 다수의 카메라(101)로부터 영상을 입력받아 설정 조건에 따라 프리벤트(Prevent) 신호를 발생하는 IECU(102) 및, 상기 IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 엔진 시동을 오프(OFF)시키는 제어 신호를 발생시켜 엔진 시동 온/오프 수단으로 출력하는 제1 정지제어수단과, 상기 IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 유압유의 흐름을 강제로 차단하는 제어 신호를 발생시켜 유압 차단 수단으로 출력하는 제2 정지제어수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 VECU(103)를 포함하여 이루어지고, 상기 IECU(102)는 상기 카메라(101)로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU(103)로 출력하는 제1 신호발생수단과, 상기 카메라(101)로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU(103)로 출력하는 제2 신호발생수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 이루어진 구조이다.
여기서, 상기 IECU(102)는 제1 신호발생수단과 제2 신호발생수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 것으로, 상기 제1 신호발생수단은 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라(101)로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독하여 상기 영상 내 움직이는 사물을 추출하고, 추출된 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력하는 것이다. 그리고, 상기 제2 신호발생수단은 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라(101)로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독하여 상기 영상 내 움직이는 사물을 추출하고, 추출된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력하는 것이다.
VECU(103)는 상기 IECU(102)에 의해 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라(101)로부터 입력받은 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작다고 판별된 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 제어하는 것이다.
이를 위해, 구체적으로는 제1 정지제어수단과 제2 정지제어수단을 포함한다.
상기 제1 정지제어수단은 IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 엔진 시동을 오프(OFF)시키는 제어 신호를 발생시켜 엔진 시동 온/오프 수단으로 출력하는 것이다. 이렇게 출력된 제어 신호에 따라 엔진 시동이 오프되어 해당 장비가 멈추게 된다.
그리고, 상기 제2 정지제어수단은 상기 IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 유압유의 흐름을 강제로 차단하는 제어 신호를 발생시켜 유압 차단 수단(예: 파일럿 압력을 차단시키는 수단 또는, 유압유가 흐르는 밸브 개폐수단)으로 출력하는 것으로, 이렇게 출력된 제어 신호에 따라 유압유의 흐름이 강제적으로 차단되게 된다.
추가로, 해당 장비가 운전 중 뒤집어지거나 전복되는 것을 막기 위해, 상기 제1 정지제어수단 또는 상기 제2 정지제어수단은 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우로 판별된 경우에만 상기 제어 신호를 발생시킨다.
상기 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우는 유압의 토출 유량이 설정 유량 값보다 작은 경우나, 조이스틱의 각도가 설정 각도 값보다 작은 경우 또는, 전/후진 페달의 위치가 설정 위치 값보다 작은 경우나, 입력 RPM 값이 설정 값보다 작은 경우 중 어느 하나에 해당한다.
발명의 실시를 위한 형태
이하, 도 1의 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 동작을 첨부된 도 2와 도 3을 참조해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트이고, 도 3은 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도이다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 먼저, IECU(102)가 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 지를 판별하여 그에 따라 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력한다(S201~S204).
구체적으로는 다음과 같다.
1. 우선, IECU(102)는 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 영상을 입력받는다.
그런 다음, 다수의 카메라로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독한다.
다음, 상기 입력 영상 내 움직이는 사물이 있는 경우 이를 추출한다.
그리고, 추출된 영상 내 움직이는 사물이 해당 장비로부터 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하는지 판별한다.
상기 판별 결과, 영상 내 움직이는 사물이 해당 장비로부터 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하는 경우, 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력한다.
2. IECU(102)는 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 영상을 입력받는다.
그런 다음, 다수의 카메라로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독한다.
다음, 상기 입력 영상 내 움직이는 사물이 있는 경우 이를 추출한다.
그리고, 추출된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리 값보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력한다.
즉, 상기 IECU(102)는 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독하여 상기 영상 내 움직이는 사물을 추출하고, 추출된 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력하거나 또는, 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 입력된 영상을 소정의 알고리즘에 따라 영상 판독하여 상기 영상 내 움직이는 사물을 추출하고, 추출된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 VECU(103)로 출력한다.
다음, VECU(103)는 상기 IECU(102)에 의해 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착된 다수의 카메라로부터 입력받은 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작다고 판별된 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 제어한다.
구체적으로는 다음과 같다.
상기 VECU(103)는 IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시(즉, 위험 감지시) 엔진 시동을 오프(OFF)시키는 제어 신호를 발생시켜 엔진 시동 온/오프 수단으로 출력한다. 그렇게 하여, 상기 출력된 제어 신호에 따라 엔진 시동이 오프되도록 하여 해당 장비를 멈추게 한다.
또는, IECU(102)로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 유압유의 흐름을 강제로 차단하는 제어 신호를 발생시켜 유압 차단 수단으로 출력한다. 그렇게 하여, 상기 출력된 제어 신호에 따라 유압유의 흐름을 강제적으로 차단시켜 장비를 멈추도록 한다.
상기 유압 차단 수단은 예를 들어, 파일럿 압력을 차단시키는 수단 또는, 유압유가 흐르는 밸브 개폐수단이 될 수 있다.
추가로, VECU(103)는 해당 장비가 운전 중 뒤집어지거나 전복되는 것을 막기 위해, 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우로 판별된 경우에만(즉, 설정 속도 이하의 저속으로 운전하고 있는 경우에만) 상기 제어 신호를 발생시킨다.
이를 위해, 상기 VECU(103)는 입력 유압의 토출 유량이 설정 유량 값보다 작은 경우나, 조이스틱의 각도가 설정 각도 값보다 작은 경우 또는, 전/후진 페달의 위치가 설정 위치 값보다 작은 경우나, 입력 RPM 값이 설정 값보다 작은 경우 중 어느 하나에 해당하는 경우, 즉, 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우, 해당 장비를 멈추도록 하는 제어 신호를 발생시켜, 해당 장비가 운전 중 뒤집어지거나 전복되는 것을 막아 준다.
이상과 같이, 본 발명은 다수의 카메라를 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착하고 수신된 영상 신호를 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지할 수 있다.
즉, 운전자가 장비를 조작 중 갑자기 뛰어 들어오는 움직이는 물체와의 사고를 능동적으로 판단해서 운전자의 장비조작에 상관없이 강제로 장비 조작을 멈추게 함으로써 운전자의 조작 실수를 방지해 사고를 예방할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 건설 장비의 사방 위험 감지 장치의 사용 상태도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 현재 건설 장비(예: 굴삭기)(400) 운전자의 시야는 전/후/좌/우 시야를 충분히 확보할 수 없는데, 특히 전방의 시야 또한 Arm/Boom/Bucket의 위치에 따라 사각지대가 발생한다.
본 발명은 이를 해결하기 위해, 다수의 카메라를 건설 장비(예: 굴삭기)(400)의 사방에 각기 부착하고, 사방에 부착된 다수의 카메라로부터 수신된 영상 신호를 각기 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지하도록 한다.
상기 다수의 카메라의 위치는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다.
본 발명은 다수의 카메라를 건설 장비(예: 굴삭기)에 부착하고 수신된 영상 신호를 판독해서 영상 내 움직이는 사물이 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치하거나, 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우, 운전자의 장비조작에 상관없이 해당 장비를 강제로 멈추게 해 사고를 방지하도록 하는, 건설 장비의 사방 위험 감지 장치에 사용가능하다.

Claims (2)

  1. 카메라로부터 영상을 입력받아 설정 조건에 따라 프리벤트(Prevent) 신호를 발생하는 IECU; 및
    상기 IECU로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 엔진 시동을 오프(OFF)시키는 제어 신호를 발생시켜 엔진 시동 온/오프 수단으로 출력하는 제1 정지제어수단과, 상기 IECU로부터 프리벤트(Prevent) 신호 입력시 유압유의 흐름을 강제로 차단하는 제어 신호를 발생시켜 유압 차단 수단으로 출력하는 제2 정지제어수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함한 VECU를 포함하여 이루어지고,
    상기 IECU는
    상기 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물이 해당 장비로부터 설정 반경(또는, 영역) 내에 위치한 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하는 제1 신호발생수단과, 상기 카메라로부터 입력된 영상 내 움직이는 사물과 해당 장비와의 거리가 설정 거리보다 작은 경우 프리벤트(Prevent) 신호를 발생시켜 상기 VECU로 출력하는 제2 신호발생수단 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하여 이루어진 건설 장비의 사방 위험 감지 장치에 있어서,
    상기 제1 정지제어수단 또는 상기 제2 정지제어수단은 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우로 판별된 경우에만 상기 제어 신호를 발생시키고,
    상기 해당 장비의 속도가 설정 속도 값보다 작은 경우는 유압의 토출 유량이 설정 유량 값보다 작은 경우나, 조이스틱의 각도가 설정 각도 값보다 작은 경우 또는, 전/후진 페달의 위치가 설정 위치 값보다 작은 경우나, 입력 RPM 값이 설정 값보다 작은 경우 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 사방 위험 감지 장치.
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