KR101369214B1

KR101369214B1 - 건설 현장 안전 시스템

Info

Publication number: KR101369214B1
Application number: KR1020120045810A
Authority: KR
Inventors: 황성일
Original assignee: 주식회사 맥스포
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2014-03-04
Also published as: KR20130122459A

Abstract

본 발명은 건설 현장 안전 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 초고층 빌딩 건설에서 사용되는 타워 크레인의 사용에 따른 안전을 위해, USN 센서 노드와 카메라장치를 이용하여 타워 크레인 운전자가 작업 대상물의 위치 영역을 확인하면서 타워 크레인을 운전할 수 있도록 함으로써 건설 현장의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

건설 현장 안전 시스템{CONSTRUCTION FIELD SAFETY SYSTEM}

본 발명은 건설 현장 안전 시스템에 관한 것으로, 특히 타워 크레인 사용에 대한 안전과 관련된 기술이다.

일반적으로 초고층 빌딩 등을 건설하는 현장에는 작업 대상물(H-BEAM이나 철근 등)을 운반하기 위한 타워 크레인이 설치되어 있다.

타워 크레인은 지상으로부터 수직으로 높게 설치되는 마스트, 마스트의 상부에 지표면과 수평으로 길게 설치되어 회전하는 지브, 지브의 길이 방향으로 이동하는 트롤리, 상하 방향으로 이동 가능하게 트롤리에 연결 설치되어 작업 대상물을 인양하는 후크 및 운전자가 탑승하는 운전실 등으로 구성된다. 이와 같은 타워 크레인은 운전자의 운전 조작에 의해 지브의 회전, 트롤리의 이동 및 후크의 승강이 이루어지면서 작업 대상물을 운반하게 된다.

그리고 건축물의 시공이 진행되면서 점차 높아지는 건축물의 층고에 따라 타워 크레인의 마스트도 높아지기 마련이다.

그런데 마스트가 높아지면서 운전실도 지면으로부터 높아지게 되어 운전자의 시각이 지면과는 멀리 떨어지게 되고, 공사의 진행 상황에 따라 장애물에 의해 운전자의 시각이 가려지는 사각지대가 확대될 수 있다. 이러한 경우, 타워 크레인의 운전자는 지면의 상황을 명확히 파악할 수 없어서 신호수의 지시를 받거나 대강의 짐작으로 타워 크레인을 운전해야 하기 때문에, 작업 능률의 하락과 안전사고의 위험이 있다.

따라서 대한민국 공개특허 10-2001-0044401호(발명의 명칭 : 타워 크레인의 무선 영상감시장치, 이하 '종래 기술'이라 함)와 같이 CCTV 카메라를 이용해 트롤리 하방의 영상을 운전자가 확인할 수 있도록 하는 기술 등이 제안되어 졌다.

그러나 종래 기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 트롤리에 CCTV 카메라를 설치하기 때문에 공사 기간 중 렌즈에 먼지가 끼거나 작동 불량 등과 같이 CCTV 카메라가 고장 났을 때 수리나 교체가 불편하다.

둘째, 저층 작업에서는 촬영 영역의 협소함으로 인해 인근 영역의 상황 파악이 곤란하고, 고층 작업에서는 마스트가 높아짐에 따라 CCTV 카메라의 위치도 함께 높아져 촬영된 영상에 대한 신뢰성이 떨어진다. 물론, 종래 기술에서 CCTV 카메라에 줌인 기능을 부가하여 타워 크레인 운전자가 CCTV 카메라의 줌인 기능을 조절할 수 있도록 하고 있지만, 그렇다고 하더라도 초고층 빌딩의 건축 등에서는 마스트의 높이에 따른 CCTV 카메라의 촬영 영역 및 영상에 대한 한계는 여전히 존재할 수밖에는 없다.

셋째, 운전자가 타워 크레인을 운전하면서 CCTV 카메라의 동작도 함께 조작해야 하는 불편함이 있다.

본 발명은 타워 크레인에 의해 운반되는 작업 대상물의 위치 정보에 기반한 영상을 획득할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 건설 현장 안전 시스템은, 작업 현장에 구비되는 복수의 카메라장치; 상기 복수의 카메라장치 중 어느 하나의 카메라장치로부터 오는 영상 정보를 디스플레이할 수 있으며, 타워 크레인의 운전실에 설치되는 디스플레이장치; 타워 크레인에 의해 운반되는 작업 대상물의 위치 정보를 감지한 후 감지한 위치 정보를 상기 복수의 카메라장치 측으로 무선으로 제공하는 위치 감지 노드; 및 상기 위치 감지 노드로부터 오는 위치 정보를 상기 복수의 카메라장치로 무선 중계하고, 상기 복수의 카메라장치로부터 오는 영상 정보를 상기 디스플레이장치로 무선 중계하는 정보 중계 노드들; 을 포함하고, 상기 복수의 카메라장치 각각은, 작업 현장을 촬영하기 위한 디지털 카메라부; 상기 디지털 카메라부의 동작 시작과 동작 종료를 스위칭하기 위한 스위치부; 자신의 위치 정보를 기억하는 위치 기억부; 상기 디지털 카메라부에 의해 촬영된 영상 정보를 무선으로 송신시키고, 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보를 수신하는 무선 통신부; 및 상기 위치 기억부에 의해 기억된 자신의 위치 정보와 작업 대상물의 위치 정보를 비교하여 상기 스위치부를 제어함으로써 상기 카메라부를 동작시키거나 동작을 종료시키는 제어부; 를 포함한다.

상기 복수의 카메라장치 각각은, 상기 디지털 카메라부의 촬영 영역을 조절하기 위한 조절부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보에 따라 상기 조절부를 제어함으로써 상기 디지털 카메라부의 촬영 영역을 조절한다.

상기 제어부는 상기 무선 통신부를 통해 상기 디지털 카메라부의 동작 시작 정보 또는 동작 종료 정보를 송신시키고, 상기 정보 중계 노드들은 상기한 일 측 카메라장치로부터 오는 동작 시작 정보 또는 동작 종료 정보를 타 측 카메라장치로 중계한다.

상기 제어부는 동작 시작 정보를 송신한 후 타 카메라장치 측으로부터 동작 종료 정보가 수신된 경우에만 상기 디지털 카메라부를 동작시킨다.

상기 제어부는, 작업 대상물이 적어도 둘 이상의 카메라장치에 의해 모두 촬영될 수 있는 영역을 통과하는 경우, 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보를 분석하여 작업 대상물의 이동 경로를 파악한 후 동작 시작 정보를 송신시킨다

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 카메라장치가 고장 났을 때 수리나 교체가 편리하다.

둘째, 복수개의 카메라장치를 관리자의 선택에 따라 작업 현장의 적절한 위치에 쉽게 설치하고, 작업 대상물의 위치 정보에 따라 가장 최적화된 영상을 확보할 수 있게 된다.

셋째, 운전자는 별도의 조작 없이 그저 참조용으로 디스플레이장치를 통해 출력되는 영상을 확인만 하면 되는 수월함이 있다.

도1은 본 발명에 따른 건설 현장 안전 시스템에 대한 구성도이다.
도2는 도1의 건설 현장 안전 시스템에 적용된 카메라장치에 대한 구성도이다.
도3a 및 도3b는 도1의 건설 현장 안전 시스템의 동작을 설명하기 위한 참조도이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 설명의 간결함을 위해 중복되는 설명은 가급적 생략하거나 압축한다.

도1은 본 발명에 따른 건설 현장 안전 시스템(100)에 대한 구성도이다.

도1에서 참조되는 바와 같이, 본 발명에 따른 건설 현장 안전 시스템(100)은, 복수개의 카메라장치(110), 디스플레이장치(120), 위치 감지 노드(130), 다수의 정보 중계 노드(140) 등을 포함한다.

복수개의 카메라장치(110)는, 작업 현장에 구비되며, 관리자에 의해 촬영이 필요하다고 인식되는 지점이면서 설치가 손쉬운 지점에 설치되어진다. 따라서 건설 진행 상황에 따라서 카메라장치(110)는 쉽게 이동되어 재설치될 수 있다. 그리고 이러한 복수개의 카메라장치(110) 각각은 도2에서 참조되는 바와 같이 디지털 카메라부(111), 스위치부(112), 위치 기억부(113), 조절부(114), 무선 통신부(115), 및 제어부(116) 등을 포함하여 구성된다.

디지털 카메라부(111)는 작업 현장을 촬영하기 위해 마련된다.

스위치부(112)는 디지털 카메라부(111)의 동작 시작과 동작 종료를 스위칭하기 위해 마련된다.

위치 기억부(113)는 자신의 위치를 기억하기 위해 마련된다. 여기서 위치 기억부(113)에 자신의 위치를 기억시키는 방법은 다양할 수 있다. 예를 들면, 관리자가 운전실과 각각의 카메라장치 간의 상호 거리 또는 각 위치 관계 등을 미리 검사하여 입력함으로써 기억시키도록 하거나, 각각의 카메라장치와 위치 감지 노드 간의 상호 거리나 각각의 위치 관계를 통해 각자의 상대적 위치를 감지하여 기억시키도록 하거나, 더 나아가 앞으로 더 정교해질 수 있는 GPS모듈을 구비하여 자신의 위치를 감지하여 기억시키도록 하는 방법 등을 사용할 수 있다. 더불어 관리자에 의해서 운전실(또는 지브)의 높이와 카메라장치의 높이에 대한 위치 정보도 기억부에 기억시키도록 하는 것이 바람직하다. 물론, 예시한 다양한 위치 정보 기억 방법에 따라 요구되는 구성들(예를 들면 입력부, 상대적 위치 감지부 또는 GPS모듈 등)은 카메라장치에 구성되어져야 할 것이다.

조절부(114)는 디지털 카메라부(111)의 촬영 영역을 조절하기 위해 마련된다. 즉, 조절부(114)는 디지털 카메라부(111)의 촬영 각도 변경(수직 방향으로의 회전이나 수평 방향으로의 회전)을 통해 촬영 영역을 변경하기 위해 마련되는 것이다.

무선 통신부(115)는 디지털 카메라부(111)에 의해 촬영된 영상 정보를 무선으로 송신시키고, 인접한 정보 중계 노드(140)로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보를 수신하기 위해 마련된다. 또한, 무선 통신부(115)는 후술한 디지털 카메라부(111)의 동작 시작 정보나 동작 종료 정보를 송신 및 수신하게 된다.

제어부(116)는 상기한 각 부를 제어한다. 이러한 제어부(116)의 역할에 대해서는 후술한다.

디스플레이장치(120)는, 타워 크레인의 운전실에 설치되며, 카메라장치(110)로부터 오는 영상 정보를 디스플레이시킨다.

위치 감지 노드(130)는, USN 센서로 구비되며, 타워 크레인에 의해 운반되는 작업 대상물의 위치 정보를 감지한 후 감지한 작업 대상물의 위치 정보를 무선 송신한다. 여기서 위치 감지 노드(130)에 의해 감지되는 작업 대상물의 위치 정보는 다양할 수 있다. 예를 들면, 운전실과 트롤리의 거리(트롤리가 수평방향으로 이동하는 거리를 감지함으로써 얻어질 수 있음), 후크의 높이(후크가 수직방향으로 이동하는 거리를 감지함으로써 얻어질 수 있음), 기준점에 대한 지브의 상대적인 회전각(지브의 회전 정도를 감지함으로써 얻어질 수 있음) 등이 작업 대상물의 위치 정보일 수 있다. 물론, 하나의 위치 감지 노드로 모든 위치 정보를 감지할 수 없는 경우에는 다수개의 위치 감지 노드가 구비될 수도 있다.

정보 중계 노드(140)들은, USN 센서로 구비되며, MESH 통신 또는 Ad-hoc 통신을 통해 위치 감지 노드에 의해 감지된 작업 대상물의 위치 정보, 카메라장치(110)에 의해 촬영된 영상 정보, 카메라장치(110)에 구성된 디지털 카메라부(111)의 동작 시작 또는 종료 정보 등 필요한 정보를 도달 목적지까지 무선으로 중계한다. 여기서 작업 대상물에 대한 도달 목적지는 카메라장치(110)이고, 영상 정보에 대한 도달 목적지는 디스플레이장치(120)이다. 그리고 정보 중계 노드(140)들 중 카메라장치(110)에 인접한 엔드(END) 노드나 디스플레이장치(120)에 인접한 엔드 노드의 경우에는 카메라장치(110) 또는 디스플레이장치(120)에 유선으로 연결되어지거나 카메라장치(110)나 디스플레이장치(120)에 일체로 구성되어질 수 있다. 참고로 정보 중계 노드(140)들은 그들의 통신 반경을 고려하여 마스트 상에도 다수개가 설치될 수 있다.

계속하여 제어부(116)의 역할에 대하여 설명한다.

제어부(116)는 위치 기억부(113)에 기억된 자신의 위치 정보와 작업 대상물의 위치 정보를 비교하여 자신이 속한 카메라장치(110)의 촬영 영역에 작업 대상물이 위치하게 되었다고 판단되면 후술하는 일정한 조건 하에 디지털 카메라부(111)를 동작시키거나 자신이 속한 카메라장치(110)의 촬영 영역에서 작업 대상물이 벗어나 위치하게 되었다고 판단되면 디지털 카메라부(111)의 동작을 종료시킨다.

또한, 제어부(116)는 정보 중계 노드(140)로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보에 따라 조절부(114)를 제어함으로써 디지털 카메라부(111)의 촬영 영역을 조절한다.

더 나아가 제어부(116)는 무선 통신부(115)를 통해 디지털 카메라부(111)의 동작 시작 정보 또는 동작 종료 정보를 송신시키고, 건설 현장 안전 시스템(100)이 작동되는 상태에서 동작 시작 정보를 송신한 후 타 카메라장치 측으로부터 동작 종료 정보가 수신된 경우에만 디지털 카메라부(111)를 동작시킨다. 즉, 제어부(116)는 무선 통신부(115)를 통해 디지털 카메라부(111)의 동작 시작 정보를 송신하고, 동작 시작 정보가 정보 중계 노드(140)들을 통해 타 카메라장치로 도달된 후 타 카메라장치로부터 정보 중계 노드(140)들을 통해 동작 종료 정보가 수신되면, 스위치부(112)를 제어하여 디지털 카메라부(111)를 동작시키게 된다. 이에 따라 디스플레이장치(120)로는 어느 하나의 특정 카메라장치(110)에 의해 촬영된 영상 정보만이 제공될 수 있게 된다.

한편, 제어부(116)는 작업 대상물이 복수의 카메라장치(110)에 의해 모두 촬영될 수 있는 영역을 통과하는 경우, 정보 중계 노드(140)로부터 오는 위치 정보를 분석하여 작업 대상물의 이동 경로를 파악한 후 동작 시작 정보를 송신시키도록 구성하는 것이 바람직하다.

계속하여 상기한 바와 같이 구성되는 건설 현장 안전 시스템(110)의 작동에 대하여 일예를 들어 설명한다.

현재 작업 대상물이 매달려 있는 도3a와 같은 상태에서 지브(T)가 회전하면서 A 카메라장치(110A)의 촬영 영역에서 B 카메라장치(110B)의 촬영 영역으로 작업 대상물(P)이 이동하는 경우를 살펴본다.

지브(T)가 반 시계 방향으로 회전하면서 작업 대상물(P)이 A 카메라장치(110A)의 촬영 영역(A)에서 B 카메라장치(110B)의 촬영 영역(B)으로 이동하는 어느 시점에 도3b에서 참조되는 바와 같이 작업 대상물(P)은 A 카메라장치(110A)의 촬영 영역(A)과 B 카메라장치(110B)의 촬영 영역(B)이 중첩되는 지점(D)에 위치하게 된다. 물론, 도3a에서 도3b로 전환되는 과정에서 위치 감지 노드(130)는 지속적으로 작업 대상물(P)의 위치 정보를 감지하여 정보 중계 노드(140)를 통해 A 카메라장치(110A) 및 B 카메라장치(110B) 등으로 작업 대상물(P)의 위치 정보를 전송한다.

한편, 지브(T)의 회전에 의해 도3b와 같은 상태가 될 때, B 카메라장치(110B)의 제어부(116)는 작업 대상물(P)의 위치가 B 카메라장치(110B)의 촬영 영역(B)에 있음과 작업 대상물(P)의 이동 경로가 r 화살표와 같음을 파악하게 된다. 따라서 B 카메라장치(110B)의 제어부(116)는 B 카메라장치(110B)의 디지털 카메라부(111)를 동작시키기 위하여 동작 시작 정보를 송신시킨다.

그리고 B 카메라장치(110B)로부터 송신된 동작 시작 정보는 정보 중계 노드(140)들을 통해 궁극적으로 A 카메라장치(110A)로 제공되고, A 카메라장치(110A)의 제어부(111)는 B 카메라장치(110B)로부터 온 동작 시작 정보를 수신함과 함께 동작 종료 정보를 송신한 후 A 카메라장치(110A)의 디지털 카메라부(111)의 동작을 종료시킨다.

이어서 정보 중계 노드(140)들을 통해 A 카메라장치(110A)로부터 온 동작 종료 정보를 수신한 B 카메라장치(110B)의 제어부(116)는 스위치부(112)를 제어하여 디지털 카메라부(111)를 동작시킨다.

이에 따라 디스플레이장치(120)에는 A 카메라장치(110A)에 의한 촬영 영상이 디스플레이되다가, B 카메라장치(110B)에 의한 촬영 영상이 디스플레이되게 된다. 따라서 타워 크레인의 운전자는 작업 대상물(P)을 인양시키는 시점에서는 A 카메라장치(110A)에 의한 촬영 영상을 참조하다가, 작업 대상물(P)의 이동에 따라 차후 B 카메라장치(110B)에 의한 촬영 영상을 참조하면서 정확히 이동 목표 지점(R)까지 작업 대상물(P)을 운반할 수 있게 된다.

물론, B 카메라장치(110B)의 제어부(111)는 위치 감지 노드(130) 측으로부터 지속적으로 수신되어 오는 작업 대상물(P)의 위치 정보에 따라 디지털 카메라부(111)를 회전시키면서 그 촬영 영역을 변경시킨다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.

100 : 건설 현장 안전 시스템
110 : 카메라장치
111 : 디지털 카메라부
112 : 스위치부
113 : 위치 기억부
114 : 조절부
115 : 무선 통신부
116 : 제어부
120 : 디스플레이장치
130 : 위치 감지 노드
140 : 정보 중계 노드

Claims

작업 현장에 구비되어 건설 진행 상황에 따라 이동되어 재설치될 수 있는 복수의 카메라장치;
상기 복수의 카메라장치 중 어느 하나의 카메라장치로부터 오는 영상 정보를 디스플레이할 수 있으며, 타워 크레인의 운전실에 설치되는 디스플레이장치;
타워 크레인에 의해 운반되는 작업 대상물의 위치 정보를 감지한 후 감지한 위치 정보를 상기 복수의 카메라장치 측으로 무선으로 제공하는 위치 감지 노드; 및
상기 위치 감지 노드로부터 오는 위치 정보를 상기 복수의 카메라장치로 무선 중계하고, 상기 복수의 카메라장치로부터 오는 영상 정보를 상기 디스플레이장치로 무선 중계하는 정보 중계 노드들; 을 포함하되,
상기 복수의 카메라장치 각각은,
작업 현장을 촬영하기 위한 디지털 카메라부;
상기 디지털 카메라부의 동작 시작과 동작 종료를 스위칭하기 위한 스위치부;
자신의 위치 정보를 기억하는 위치 기억부;
상기 디지털 카메라부에 의해 촬영된 영상 정보를 무선으로 송신시키고, 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보를 수신하는 무선 통신부; 및
상기 위치 기억부에 의해 기억된 자신의 위치 정보와 작업 대상물의 위치 정보를 비교하여 상기 스위치부를 제어함으로써 상기 카메라부를 동작시키거나 동작을 종료시키는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는 상기 무선 통신부를 통해 상기 디지털 카메라부의 동작 시작 정보 또는 동작 종료 정보를 송신시키고,
상기 정보 중계 노드들은 상기한 일 측 카메라장치로부터 오는 동작 시작 정보 또는 동작 종료 정보를 타 측 카메라장치로 중계하고,
상기 제어부는 동작 시작 정보를 송신한 후 타 카메라장치 측으로부터 동작 종료 정보가 수신된 경우에만 상기 디지털 카메라부를 동작시키는 것을 특징으로 하는
건설 현장 안전 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 카메라장치 각각은, 상기 디지털 카메라부의 촬영 영역을 조절하기 위한 조절부를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보에 따라 상기 조절부를 제어함으로써 상기 디지털 카메라부의 촬영 영역을 조절하는 것을 특징으로 하는
건설 현장 안전 시스템.
삭제
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제어부는, 작업 대상물이 적어도 둘 이상의 카메라장치에 의해 모두 촬영될 수 있는 영역을 통과하는 경우, 상기한 정보 중계 노드로부터 오는 작업 대상물의 위치 정보를 분석하여 작업 대상물의 이동 경로를 파악한 후 동작 시작 정보를 송신시키는 것을 특징으로 하는
건설 현장 안전 시스템.