KR101322201B1

KR101322201B1 - 건설용 중장비 접근 감시 시스템

Info

Publication number: KR101322201B1
Application number: KR1020130033357A
Authority: KR
Inventors: 김용선; 조시진; 서정현; 반동현; 박용재
Original assignee: (주)영신디엔씨; (주)대우건설
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-10-28

Abstract

본 발명은 건설용 중장비 주변으로 인체나 물체의 접근을 감시하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템에 관한 것으로서, 중장비 차체에 착탈 가능하게 장착되며, 인체의 접근을 감지하는 PIR(Pyroelectric Infrared Ray) 센서와, 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지하는 초음파 센서를 구비하는 복수의 센서유닛; 상기 센서유닛으로부터 출력되는 신호를 처리하여 인체 또는 물체의 접근 여부를 판단하고 접근 거리를 산출하여 대응하는 제어를 수행하는 메인 컨트롤 유닛; 상기 메인 컨트롤 유닛의 제어에 의해 인체의 접근시에 차체 외부로 경보음을 출력하는 경보용 스피커; 및 중장비의 운전실에 설치되며 상기 메인 컨트롤 유닛에서 검출된 인체 또는 물체의 접근 상황을 화면 출력하는 디스플레이장치를 포함하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면, PIR 센서와 초음파 센서가 조합된 센서유닛 복수개를 이용하여 중장비 주변의 광범위한 영역, 중장비의 각 관절 부위 동작 범위 등을 감시함으로써, 인체와 물체의 접근을 용이하게 식별할 수 있고, 작업자나 행인 등에게 위험을 사전 경고함은 물론 운전자가 접근 장애물의 종류, 위치, 접근 거리를 용이하게 식별할 수 있는 효과가 있다.

Description

건설용 중장비 접근 감시 시스템{APPROACH MONITORING SYSTEM FOR HEAVY EQUIPMENT OF CONSTRUCTION}

본 발명은 건설용 중장비 주변으로 인체나 물체 등이 접근하는 것을 감시하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중장비 주변으로 접근하는 인체에 경고 조치를 실시함은 물론 중장비 운전자가 작업자나 장애물의 접근을 용이하게 식별할 수 있도록 하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기 등과 같은 건설용 중장비들은 운전실에서 전방을 관측하기 용이하지만, 차체에 실리는 장비들로 인해 후방 관측이 어렵다. 중장비의 운전 중 발생하는 인명 사고나 구조물 파손 등의 사고는 대부분 운전자가 관측하기 어려운 지점에서 발생된다. 이를 방지하기 위하여 근래에 중장비 차체 후방에 카메라를 부착하고, 카메라로 촬영된 영상을 운전실 내에 표시하여 운전자가 후방의 인체나 물체를 확인하도록 하고 있다.

한편, 대부분의 중장비들은 상부에 선회체가 장치되며, 상부 선회체가 구비되지 않은 덤프트럭의 경우에도 적어도 하나의 관절 부위를 갖는다. 중장비 관련 사고는 대개의 경우 관절 부위가 작동하는 중에 발생된다.

그런데, 종래와 같이 단순히 후방 감시 카메라만 설치한 경우에는, 중장비의 작동 중 주변 상황 모니터링이 용이하지 않다. 또한, 중장비 차체 주변에는 여전히 사각지대가 존재하게 된다. 즉, 중장비 동작 중 안전사고를 방지하기 위해서는 좀 더 효율적인 모니터링 장치의 개발이 요구된다.

본 발명은 복합적인 센서의 조합으로 인체와 물체의 접근을 용이하게 식별하고, 인체의 접근시 외부로 경보음을 출력하여 접근자에게 위험을 알리며, 운전실 내에서는 중장비 주변의 장애물 접근시에 장애물의 종류(예컨대, 인체 또는 물체 등의), 위치, 접근 거리를 화상으로 표시하여 운전자의 부주의에 의한 안전사고를 방지할 수 있는 건설용 중장비 접근 감시 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 건설용 중장비의 주변으로 인체나 물체의 접근을 감시하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템에 있어서, 중장비 차체에 착탈 가능하게 장착되며, 인체의 접근을 감지하는 PIR(Pyroelectric Infrared Ray) 센서와, 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지하는 초음파 센서를 구비하는 복수의 센서유닛; 상기 센서유닛으로부터 출력되는 신호를 처리하여 인체 또는 물체의 접근 여부를 판단하고 접근 거리를 산출하여 대응하는 제어를 수행하는 메인 컨트롤 유닛; 상기 메인 컨트롤 유닛의 제어에 의해 인체의 접근시에 차체 외부로 경보음을 출력하는 경보용 스피커; 및 중장비의 운전실에 설치되며 상기 메인 컨트롤 유닛에서 검출된 인체 또는 물체의 접근 상황을 화면 출력하는 디스플레이장치를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 PIR 센서와 초음파 센서에서 공통적으로 검출 신호가 출력되는 경우 인체의 접근으로 판단하고, 상기 초음파 센서에서만 검출 신호가 출력되는 경우 인체가 아닌 물체의 접근으로 판단하며, 상기 초음파 센서의 출력으로부터 접근 거리를 산출한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 접근 거리가 감소할수록 경보음의 볼륨을 증가시키도록 제어한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 센서유닛은 감시 카메라를 더 포함하며, 상기 디스플레이장치는 상기 감시 카메라에서 촬영된 영상을 화면 출력한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 센서유닛은 중장비 차체의 관절 부위에 각각 설치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 센서유닛은 중장비 차체의 둘레를 따라 복수개 설치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 중장비 차체와 소정 거리 이격되어 설치되며 상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하는 적어도 하나의 센서 폴을 더 포함하며, 상기 센서 폴은, 센서 폴 주변으로 인체의 접근을 감지하는 센서 폴 PIR 센서; 센서 폴 주변의 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지하는 센서 폴 초음파 센서; 상기 센서 폴 PIR 센서에서 인체의 접근을 감지하는 경우 외부로 청각적 또는 시각적 경고 신호를 출력하는 경고수단; 및 상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하기 위한 통신부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하여 작업자의 위치를 알리는 안전모를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛은 광대역 이동통신 모듈을 구비하며, 광대역 이동 통신망을 통하여 상기 메인 컨트롤 유닛으로부터 접근 감시 데이터를 수신하여 관리하며, 접근 감시 데이터를 분석하여 통계를 구하고 상기 메인 컨트롤 유닛 측으로 사전 위험 경고를 알리는 관리서버를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛은 GPS 모듈을 더 포함하며, 상기 GPS 모듈에 의해 측정된 현재 위치 정보를 상기 관리서버로 전송한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 상기 메인 컨트롤 유닛은 가속도 센서를 더 포함하며, 상기 가속도 센서에서 측정한 차량의 속도가 미리 정해진 속도를 넘어가는 경우 상기 관리서버로 과속 정보를 전송한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템은, 중장비 차체에 설치되는 온도 센서를 더 포함하며, 상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 온도 센서의 검출값을 이용하여 상기 센서유닛의 PIR 센서 및 초음파 센서의 출력을 보상한다.

본 발명의 건설용 중장비 접근 감시 시스템에 따르면, PIR 센서와 초음파 센서의 조합으로 접근 장애물의 종류, 위치, 접근 거리를 인식하며, 중장비 차체 주변의 광범위한 영역과 각 관절 부위의 동작 범위를 감시할 수 있으며, 작업자나 행인의 접근시에 위험을 경고 조치함은 물론 운전자가 장애물의 접근을 용이하게 식별할 수 있어, 중장비 동작시 안전사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 건설용 중장비에 본 발명이 적용된 예시를 보인 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템의 블록도,
도 3은 센서유닛의 구성을 예시한 블록도,
도 4는 센서유닛의 설치상태를 개념적으로 보인 도면,
도 5는 디스플레이장치의 접근 감시 디스플레이를 예시한 도면, 및
도 6은 센서 폴의 구성을 예시한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시예가 설명된다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대하여 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 그리고 본 발명에 첨부된 도면은 설명의 편의를 위한 것으로서, 그 형상과 상대적인 척도는 과장되거나 생략될 수 있다.

실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 중복되는 설명이나 당해 분야에서 자명한 기술에 대한 설명은 생략되었다. 또한, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 기재된 구성요소 외에 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "~부", "~기", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1은 건설용 중장비에 본 발명이 적용된 예시를 보인 사시도이다. 도시된 예시는 굴삭기에 본 발명의 접근 감시 시스템이 적용된 것을 예시하였으나, 본 발명은 다른 건설용 중장비에도 적용될 수 있음은 물론이다.

도 1을 참조하면, 굴삭기(100)는 차체 상에 상부 선회체(10)가 회동 가능하게 설치되며, 상부 선회체(10)에 운전실(12)이 마련된다. 상부 선회체(10)의 아래에는 굴삭기의 이동을 위한 주행체(14)가 설치된다. 상부 선회체(10)의 전방으로 붐(20), 암(30), 및 버킷(40)이 연결되며, 각각 붐 실린더(22), 암 실린더(32), 및 버킷 실린더(42)에 의해 작동된다. 통상적으로, 운전자가 조작 레버를 조작하여 붐(20), 암(30), 또는 버킷(40)을 작동시켜 평탄 정지작업을 수행한다.

본 발명의 건설용 중장비 접근 감시 시스템은 중장비 차체의 각 관절 부위에 센서유닛(110, 120, 130, 140)이 설치된 구조를 갖는다. 다른 예로서, 중장비 차체의 둘레를 따라 복수개의 센서유닛이 설치될 수도 있다.

도 1을 참조하면, 상부 선회체(10)의 일측에 제1 센서유닛(110)이 설치되며, 붐(20)의 일측에 제2 센서유닛(120)이 설치되며, 암(30)의 일측에 제3 센서유닛(130)이 설치되며, 버킷(40)의 일측에 제4 센서유닛(140)이 설치된다. 각 센서유닛(110, 120, 130, 140)은 상부 선회체(10), 붐(20), 암(30), 버킷(40)이 각각 동작될 때, 관절 부위의 동작 범위를 따라 움직이면서 주변 장애물의 접근을 감시한다.

도시하지 않았지만, 중장비 차체의 둘레를 따라 복수개의 센서유닛이 고정된 방향을 지향하여 설치될 수도 있다. 예를 들어, 중장비 차체의 전방, 후방, 좌측방, 우측방 각각을 지향하여 센서유닛이 설치될 수도 있다. 물론, 센서유닛은 더 많은 방위로 설치될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 건설용 중장비 접근 감시 시스템의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 중장비 접근 감시 시스템은 메인 컨트롤 유닛(150)과, 복수의 센서유닛(151, 153, 155)과, 경보음을 출력하기 위한 스피커(161)와, 운전실 내에 설치되는 디스플레이장치(165)를 기본적으로 포함한다.

센서유닛(151, 153, 155)은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 중장비 차체의 관절 부위에 설치되거나, 중장비 차체의 둘레를 따라 복수개 설치된다. 바람직하게는, 센서유닛 각각은 모듈화 되어 중장비 차체에 착탈 가능하게 설치된다. 중장비 운전자 또는 관리자는 센서유닛을 원하는 위치에 부착하여 사용할 수 있으며, 필요시 센서유닛을 분리하여 다른 위치로 이동시켜 장착할 수 있다.

도 3은 센서유닛의 구성을 예시한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 센서유닛 각각은 PIR(Pyroelectric Infrared Ray) 센서(191)와, 초음파 센서(192)와, 감시 카메라(193)와, 전원부(194)와, 센서 컨트롤러(195)와, 통신부(196)로 구성된다.

PIR 센서(191)는 적외선을 이용하여 인체의 접근을 감지한다. 초음파 센서(192)는 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지한다. 예컨대, 반송되는 초음파의 시간 지연을 측정하고 이로부터 접근 거리를 연산할 수 있다. 감시 카메라(193)는 설치 개소에서 영상을 촬영하며, 센서유닛에 따라 선택적으로 설치될 수 있다. 센서 컨트롤러(195)는 PIR 센서(191)와 초음파 센서(192)의 동작을 제어하며, 검출 신호를 변환하여 메인 컨트롤 유닛(150)으로 전송한다. 전원부(194)는 상용 전원을 인가받아 각 구성품에 적절한 직류 전원으로 변환하여 공급한다. 대신에, 전원부(194)는 배터리 또는 태양전지 등을 이용하여 구성될 수도 있다. 통신부(196)는 직렬 통신 방식으로 메인 컨트롤 유닛(150)과 통신한다. 각 센서유닛이 무선 방식으로 구성되는 경우, 통신부(196)는 RF 통신, 블루투스 통신, WiFi 통신 등의 근거리 무선통신을 수행하는 근거리 무선통신 모듈을 포함할 수 있다.

도 4는 센서유닛의 설치상태를 개념적으로 보인 도면이다. 센서유닛(151)은 부착되는 위치에 따라 다양한 설치 높이를 가질 수 있다. 센서유닛(151)이 1.5m 정도의 높이에 설치되는 경우, 인체의 감지 범위를 넓혀 사각지대를 감소시키기 위하여 PIR 센서(191)는 지면에 대한 수직축을 기준으로 30도 정도의 각도로 설치된다. 초음파 센서(192)는 지면으로부터의 반사파 영향을 최소화시키기 위하여 수직축과 나란하게 설치된다.

메인 컨트롤 유닛(150)은 센서유닛으로부터 출력되는 신호를 처리하여 인체 또는 물체 등의 장애물 접근 여부를 판단하고, 접근 거리를 산출하며, 장애물의 종류, 위치, 접근 거리 등에 대응하는 제어를 실시한다. PIR 센서(191)는 적외선의 변화를 검출하므로, 인체의 접근에는 반응하지만 무생물과 같은 물체에는 반응하지 않는다. 초음파 센서(192)는 인체와 물체 모두에 반응하며 반송되는 초음파의 강도에 따라 접근 거리를 판단할 수 있다.

메인 컨트롤 유닛(150)은 위와 같은 이종 센서 각각의 특성을 이용하여, 인체 또는 물체의 접근 여부를 판단하고 대응하는 제어를 수행할 수 있다. 메인 컨트롤 유닛(150)은 PRI 센서(191)와 초음파 센서(192)에서 공통적으로 검출 신호가 출력되는 경우, 인체의 접근으로 판단한다. 초음파 센서(192)에서만 검출 신호가 출력되는 경우, 인체가 아닌 물체의 접근으로 판단한다. 또한, 초음파 센서(192)의 출력을 연산하여 장애물의 접근 거리를 판단한다.

메인 컨트롤 유닛(150)은 인체의 접근으로 판단되는 경우, 차체의 외부에 설치된 스피커(161)를 통해 경보음을 출력한다. 바람직하게는, 메인 컨트롤 유닛(150)은 인체의 접근 거리가 감소할수록 경보음의 볼륨을 증가시켜, 접근자에게 위험에 대한 경각심을 고조시킨다. 도 2를 참조하면, 차체 외부에 경고등(163)이 더 설치될 수 있으며, 메인 컨트롤 유닛(150)의 제어에 의해 경고등(163)을 점멸 동작시키는 등으로 접근자에 대한 시각적인 경고 조치를 부가로 수행할 수도 있다.

도 2를 참조하면, 차체에 장치되는 접근 감시 시스템은 전원부(160), 상태표시등(170), 온도 센서(175), GPS 모듈(181), 가속도 센서(182), 기울기 센서(183), 자이로 센서(184), 근거리 무선통신 모듈(도 2에서는 RF 모듈(180)을 예시), 및 광대역 이동통신 모듈(도 2에서는 CDMA 모듈(185)을 예시)을 더 구비한다. 전원부(160)는 차량 배터리로부터 전원을 공급받아 메인 컨트롤 유닛(150)을 포함한 각 구성품에 적절한 직류 전원으로 변환하며, 변환된 직류 전원을 공급한다. 상태표시등(170)은 LED 등으로 구성되며, 운전실 내부에 설치되어 접근 감시 시스템의 정상적인 동작 여부를 표시한다.

온도 센서(175)는 중장비 주변의 온도를 검출한다. 메인 컨트롤 유닛(150)은 온도 센서(175)의 검출값을 이용하여 센서유닛(151)의 PIR 센서(191) 및 초음파 센서(192)의 출력을 보상한다. 따라서, 온도 변화에 따른 검출 오차를 방지할 수 있다.

GPS 모듈(181)은 위성으로부터 차량의 현재 위치 정보를 수신한다. GPS 모듈(181)에 의해 측정된 위치 정보는 무선 네트워크를 통해 후술하는 모니터링 단말기(400), 관리서버(500), 및 개인 휴대 단말기(600)로 전달되어, 원격의 관리자가 중장비의 정확한 위치 정보를 획득할 수 있도록 한다.

가속도 센서(182)는 차량의 현재 속도 정보를 검출하기 위해 사용된다. 메인 컨트롤 유닛(150)은 가속도 센서(182)에서 측정된 차량의 현재 속도가 중장비의 작업시에 허용된 속도를 넘어서는 경우, 운전자에게 과속 상태를 알린다. 또한, 과속 정보를 모니터링 단말기(400), 관리서버(500), 및 개인 휴대 단말기(600) 중 적어도 어느 하나로 전송하여 중장비의 과속 정보 이력을 관리하도록 한다.

디스플레이장치(165)는 메인 컨트롤 유닛(150)에서 검출된 인체 또는 물체의 접근 상황을 화면 출력한다. 또한, 디스플레이장치(165)는 감시 카메라(191)에서 촬영된 영상을 화면으로 출력한다.

도 5는 디스플레이장치의 접근 감시 디스플레이를 예시한 도면이다. 도 5의 예시를 참조하면, 접근 감시 디스플레이(166)는 화면 중앙에 중장비 주변의 장애물 접근 상황을 표시하며, 화면 좌측으로는 각 센서유닛의 감시 카메라(193)에서 촬영된 영상을 표시하며, 화면 우측으로는 메뉴와 경고를 알리는 아이콘 등을 표시한다.

도 5를 참조하면, 화면 중앙에는 중장비 표시 아이콘(173)이 위치한다. 중장비 표시 아이콘(173)을 중심으로 장애물의 접근 여부를 나타냄으로써, 운전자가 차량 주변 상황을 용이하게 식별할 수 있게 한다. 상단에는 좌우 수평계(171)와 전후 수평계(172)가 위치한다. 메인 컨트롤 유닛(150)은 기울기 센서(183) 및 자이로 센서(184)로부터 전후좌우의 수평 정도를 판단하고, 도시한 바와 같이 운전자에게 GUI(Graphic User Interface)를 통해 현재 차량의 수평 상황을 알린다. 나아가 중장비 차체가 미리 허용된 수평 정도를 벗어난 경우, 디스플레이장치(165)를 통해 시각적으로 경고하거나 운전실 내의 스피커 장치를 통해 경고음을 출력한다. 따라서 운전자가 차체의 수평을 안전한 상태로 유지하도록 함으로써, 중장비 차량의 전복 사고를 방지할 수 있다.

만약, 어떤 센서유닛으로부터 PIR 센서(191)의 검출신호가 출력된다면, 당해 센서유닛의 초음파 센서(192) 출력으로부터 인체의 접근 거리를 연산하고, 접근 감시 디스플레이(166) 상에 인체 표시 아이콘(174)을 표시하여 중장비와 인체와의 이격 방위 및 거리를 나타낸다. 그리고 화면 우측에 경광등 아이콘(167)을 표시하여 운전자가 위험 상황을 용이하게 인지할 수 있도록 한다. 우측 화면 상단에는 메뉴 항목(168)이 표시된다.

도 5에서와 같이, 접근 감시 디스플레이(166)의 좌측에는 센서유닛의 감시 카메라(193)에서 촬영된 영상을 표시한다. 예컨대, 중장비의 둘레를 따라 4개 방위 각각에 감시 카메라(193)가 설치된 경우, 화면을 분할하여 각각 전방 영상(176), 후방 영상(177), 좌측 영상(178), 우측 영상(179)을 표시한다.

도 5의 예시와 같은 접근 감시 디스플레이(166)는 중장비 주변의 장애물 접근 상황 및 영상을 일목요연하게 표시함으로써, 운전자의 부주의에 의한 조작으로 인한 안전사고 유발을 방지한다.

본 발명의 건설용 중장비 접근 감시 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 통신 네트워크를 구축하여, 감시 범위를 넓히고 감시 데이터를 관리할 수 있다.

도 1 및 2를 참조하면, 중장비 소정 거리 이격되어 적어도 하나의(바람직하게는, 복수개의) 센서 폴(200)이 설치된다. 센서 폴(200)은 메인 컨트롤 유닛(150)과 근거리 무선통신을 수행하며, 중장비의 감시 범위를 넓히기 위하여 센서 폴 센서유닛(210)을 구비한다.

도 6은 센서 폴의 구성을 예시한 도면으로서, 이를 참조하면, 센서 폴(200)은 통신부(205)와, 센서 폴 PIR 센서(211)와, 센서 폴 초음파 센서(213)와, 스피커(215)와, 경고등(220)과, 전원부(225)를 구비한다.

통신부(205)는 RF 모듈과 같은 근거리 무선통신 모듈을 포함한다. 통신부(205)는 중장비에 장치된 근거리 무선통신 모듈(예컨대, 도 2에 도시된 RF 모듈(180)과 같은)과 통신한다. 센서 폴 PIR 센서(211)와 센서 폴 초음파 센서(213)는 앞서 설명한 센서유닛(151)의 PIR 센서(211) 및 초음파 센서(213)와 동일하게 기능한다. 스피커(215)는 인체의 접근이 감지된 경우 센서 폴(200) 주변으로 경보음을 출력하여 접근자에게 경고 조치를 실시한다. 경고등(220)은 접근자에게 시각적인 경고 조치를 하기 위한 수단이다.

다시 도 2를 참조하면, 본 발명의 접근 감시 시스템은 센서 폴(200) 이외에도 작업자의 안전모(300)와도 근거리 무선 네트워크를 구축할 수 있다. 작업자의 안전모(300)에 RF 모듈이 장치된다. 메인 컨트롤 유닛(150)은 RF 모듈(180)의 무선 반경 내에 작업자의 안전모(300)가 진입하는 경우, 이를 통해 작업자의 접근을 감지한다. 그리고 상기한 바와 같이, 스피커(161)를 통해 경보음을 출력하며 운전실의 디스플레이장치(165)를 통해 작업자의 접근을 화면 표시한다.

본 발명의 접근 감시 시스템은 도 2에서와 같이, 모니터링 단말기(400), 관리서버(500), 및 개인 휴대 단말기(600)와 이동 통신 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 이를 위하여, 메인 컨트롤 유닛(150)에 CDMA 모듈(185)과 같은 광대역 이동통신 모듈이 구비된다. 광대역 이동통신 네트워크는 CDMA(Code Division Multiple Access) 망 이외에, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 망 또는 LTE(Long Term Evolution) 망으로 구현될 수도 있다.

모니터링 단말기(400)는 원격의 관리자에 의해 조작되며, 상기한 메인 컨트롤 유닛(150)으로부터 접근 감시 데이터를 수신하여 화면 출력한다. 모니터링 단말기(400)는 중장비 차체에 설치되는 감시 시스템과 무선 망을 통해 통신한다. 예를 들어, ISB(Industrial Scientific Medical) 밴드 대역을 이용하여 통신할 수 있으며, 센터 측의 모니터링 단말기(400)는 물론 관리자의 무전기와 통신할 수도 있다.

관리서버(500)는 접근 감시 데이터를 수신하여 관리한다. 바람직하게는, 관리서버(500)는 접근 감시 데이터를 데이터베이스에 저장하여 관리한다. 여기서, 접근 감시 데이터는 센서유닛(151)의 PIR 센서(191) 및 초음파 센서(192)로부터 얻은 접근 감시 정보 이외에, 상술한 GPS 모듈(181)에 의해 측정된 중장비 차량의 현재 위치 정보, 가속도 센서(182)로부터 판단한 차량의 과속 정보, 기울기 센서(183) 및 자이로 센서(184)로부터 취득한 차량의 수평 상태 정보 등을 포함할 수 있다. 이러한 접근 감시 데이터는 중장비 안전사고 발생시에 사고 원인을 유추하는 자료로 활용될 수 있을 것이다. 또한, 관리서버(500)는 접근 감시 데이터를 분석하여 통계를 구하고 메인 컨트롤 유닛(150) 측으로 통계 결과를 알려 사전 위험 경고를 실시할 수 있다.

개인 휴대 단말기(600)는 예컨대, 중장비의 작업 개소에 위치한 감독관의 휴대 단말기이다. 감독관은 개인 휴대 단말기(600)로 수신되는 접근 감시 데이터를 확인하고 작업 현장에서 위험 상황에 대한 안전 조치를 수행할 수 있다.

위에서 개시된 발명은 기본적인 사상을 훼손하지 않는 범위 내에서 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 위의 실시예들은 모두 예시적으로 해석되어야 하며, 한정적으로 해석되지 않는다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상술한 실시예가 아니라 첨부된 청구항에 따라 정해져야 하며, 첨부된 청구항에 한정된 구성요소를 균등물로 치환한 경우 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 한다.

10 : 상부 선회체 12 : 운전실
14 : 주행체 20 : 붐
22 : 붐 실린더 30 : 암
32 : 암 실린더 40 : 버킷
42 : 버킷 실린더 100 : 굴삭기
110 : 제1 센서유닛 120 : 제2 센서유닛
130 : 제3 센서유닛 140 : 제4 센서유닛
150 : 메인 컨트롤 유닛 151, 153, 155 : 센서유닛
160 : 전원부 161 : 스피커
163 : 경고등 165 : 디스플레이장치
166 : 모니터링 디스플레이 167 : 경광등 아이콘
168 : 메뉴 항목 170 : 상태표시등
171 : 좌우 수평계 172 : 전후 수평계
173 : 중장비 표시 아이콘 174 : 인체 표시 아이콘
175 : 온도 센서 176 : 전방 영상
177 : 후방 영상 178 : 좌측 영상
179 : 우측 영상 180 : RF 모듈
181 : GPS 모듈 182 : 가속도 센서
183 : 기울기 센서 184 : 자이로 센서
185 : CDMA 모듈 191 : PIR 센서
192 : 초음파 센서 193 : 감시 카메라
194 : 전원부 195 : 센서 컨트롤러
196 : 통신부 200 : 센서 폴
205 : 통신부 210 : 센서 폴 센서유닛
211 : 센서 폴 PIR 센서 213 : 센서 폴 초음파 센서
215 : 스피커 220 : 경고등
225 : 전원부 300 : 안전모
400 : 모니터링 단말기 500 : 관리서버
600 : 개인 휴대 단말기

Claims

건설용 중장비의 주변으로 인체나 물체의 접근을 감시하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템에 있어서,
중장비 차체에 착탈 가능하게 장착되며, 인체의 접근을 감지하는 PIR(Pyroelectric Infrared Ray) 센서와, 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지하는 초음파 센서를 구비하는 복수의 센서유닛;
상기 센서유닛으로부터 출력되는 신호를 처리하여 인체 또는 물체의 접근 여부를 판단하고 접근 거리를 산출하여 대응하는 제어를 수행하는 메인 컨트롤 유닛;
상기 메인 컨트롤 유닛의 제어에 의해 인체의 접근시에 차체 외부로 경보음을 출력하는 경보용 스피커; 및
중장비의 운전실에 설치되며 상기 메인 컨트롤 유닛에서 검출된 인체 또는 물체의 접근 상황을 화면 출력하는 디스플레이장치를 포함하며,
상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 PIR 센서와 초음파 센서에서 공통적으로 검출 신호가 출력되는 경우 인체의 접근으로 판단하고, 상기 초음파 센서에서만 검출 신호가 출력되는 경우 인체가 아닌 물체의 접근으로 판단하며, 상기 초음파 센서의 출력으로부터 접근 거리를 산출하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 접근 거리가 감소할수록 경보음의 볼륨을 증가시키도록 제어하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 센서유닛은 감시 카메라를 더 포함하며, 상기 디스플레이장치는 상기 감시 카메라에서 촬영된 영상을 화면 출력하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서유닛은 중장비 차체의 관절 부위에 각각 설치되는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항, 제3항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서유닛은 중장비 차체의 둘레를 따라 복수개 설치되는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항에 있어서,
중장비 차체와 소정 거리 이격되어 설치되며 상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하는 적어도 하나의 센서 폴을 더 포함하며,
상기 센서 폴은,
센서 폴 주변으로 인체의 접근을 감지하는 센서 폴 PIR 센서;
센서 폴 주변의 물체로부터 반송되는 초음파를 이용하여 물체의 접근 거리를 감지하는 센서 폴 초음파 센서;
상기 센서 폴 PIR 센서에서 인체의 접근을 감지하는 경우 외부로 청각적 또는 시각적 경고 신호를 출력하는 경고수단; 및
상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하기 위한 통신부
를 포함하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인 컨트롤 유닛과 근거리 무선통신을 수행하여 작업자의 위치를 알리는 안전모를 더 포함하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인 컨트롤 유닛은 광대역 이동통신 모듈을 구비하며,
광대역 이동 통신망을 통하여 상기 메인 컨트롤 유닛으로부터 접근 감시 데이터를 수신하여 관리하며, 접근 감시 데이터를 분석하여 통계를 구하고 상기 메인 컨트롤 유닛 측으로 사전 위험 경고를 알리는 관리서버를 더 포함하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제9항에 있어서,
상기 메인 컨트롤 유닛은 GPS 모듈을 더 포함하며, 상기 GPS 모듈에 의해 측정된 현재 위치 정보를 상기 관리서버로 전송하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제9항에 있어서,
상기 메인 컨트롤 유닛은 가속도 센서를 더 포함하며, 상기 가속도 센서에서 측정한 차량의 속도가 미리 정해진 속도를 넘어가는 경우 상기 관리서버로 과속 정보를 전송하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.
제1항에 있어서,
중장비 차체에 설치되는 온도 센서를 더 포함하며,
상기 메인 컨트롤 유닛은 상기 온도 센서의 검출값을 이용하여 상기 센서유닛의 PIR 센서 및 초음파 센서의 출력을 보상하는 건설용 중장비 접근 감시 시스템.