KR101664968B1 - 고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법 - Google Patents

고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법 Download PDF

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홍용
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김영길
유석준
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주식회사 호룡
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Abstract

본 발명은 고소작업차에서 붐대의 신축과 절곡에 따라 위치가 가변되는 탑승함의 위치를 추적하여 탑승함을 중심으로 탑승함 주변환경을 촬영한 후 탑승함 조작자에게 유무선으로 전송하여 디스플레이함으로써, 탑승함이 장애물에 의해 가려져 있다고 하더라도 탑승함의 위치를 제어할 수 있도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 고소작업차의 붐대 최선단에 설치되는 탑승함의 위치를 추적하여 탑승함의 위치를 제어하도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치에 있어서, 상기 붐대의 선단 관절바디 하부에 설치되어 탑승함을 중심으로 하여 주변환경을 촬영하여 운전석에 구비된 컨트롤러로 전송하는 네트워크 카메라; 상기 탑승함의 이동위치를 연속적으로 감지하여 상기 네트워크 카메라의 촬영방향을 제어하고 상기 네트워크 카메라에서 촬영된 영상정보를 수신하여 처리하여 유무선으로 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러에 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 모니터나 휴대단말로 이루어지는 디스플레이부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법{POSITION TRACKING DEVICE FOR RIDING BASKET OF HIGH PLACE WORKS CAR AND ITS METHOD}
본 발명은 고소작업차에서 붐대의 신축에 따라 위치가 가변되는 탑승함의 위치를 추적하여 탑승함의 위치를 제어할 수 있도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탑승함을 중심으로 탑승함 주변환경을 촬영한 후 탑승함 조작자에게 유무선으로 전송하여 디스플레이함으로써 탑승함이 장애물에 의해 가려져 있다고 하더라도 탑승함의 위치를 제어할 수 있도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고소작업차는 붐대의 최상단에 작업자가 탑승하는 탑승함이 장착되고 상기 붐대는 소정 길이까지 길이가 가변될 수 있도록 이루어져 탑승함에 탑승한 작업자가 고소의 건물벽에 간판 등을 탈부착하거나 세척, 가로수 정비, 혹은 전신주 위에 전기설비를 설치하거나 보수작업 하는 등, 고소의 위치에서 작업하는데 이용된다.
도 1은 종래 굴절식 고소작업차의 일예를 나타내는 도면으로서, 다수의 붐들이 안테나처럼 차례로 내장된 붐대(3)와 관절붐대(4)가 차체(1)의 지지붐(2)에 설치되어 지되, 상기 붐대(3)와 관절붐대(4)는 관절바디(5)를 매개로 하여 일체를 이루고 있으며, 상기 붐대(3)와 관절붐대(4)는 신축식 안테나처럼 붐들이 다단으로 인출되어 길이가 신장되거나 다단의 붐들이 다시 인입되어 원래의 길이로 줄어드는 등 길이를 가변 할 수 있도록 이루어져 있고, 관절붐대(4)의 최상단 붐의 선단에는 작업자가 탑승하거나 물품을 적재할 수 있는 탑승함(6)이 설치되어 있다.
상기 붐대(3)와 차체(1)의 지지붐(2)간에는 붐대(3)의 기립각도를 조정하는 붐대각도조정실린더(7)가 설치되어 있고, 다단을 이루고 있는 붐대(3)의 내부에는 각각의 붐들이 와이어에 의해 연동되도록 구성되어 있으며, 상기 와이어의 작동은 내부에 설치되어 있는 신축유압실린더에 의해 작동되고, 상기 관절붐대(4)의 내측 붐 선단에는 하단부에 받침바디(9)가 설치된 연결붐(8)이 설치되어 있으며, 상기 받침바디(9)의 상부에 탑승함(6)이 설치된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 관절바디(5)에 의해 붐대(3)의 선단과 일체를 이루고 있는 관절붐대(4)와, 관절붐대(4)의 내측 붐 선단과 일체를 이루고 있는 연결붐(8)은 각각 관절바디(5)와 내측 붐 선단과 힌지결합을 이루고 있고, 그 사이에는 위치조정을 위한 위치조정실린더(10)와 탑승함(6)의 수평유지를 위한 수평유지실린더(11)가 각각 설치되어 있다.
또한, 상기 연결붐(8)의 하단에 설치되는 받침바디(9)와, 받침바디(9)의 상부에 설치되는 탑승함(6)은 각각 유압모터에 의해 구동되는 링기어부로 이루어진 회전장치(도면상 미 도시되었음)가 설치되어 있고, 차체(1)의 양측면 양단에는 차체(1)의 균형을 유지하기 위한 아웃트리거(12)가 설치되어 있다.
그리하여 탑승함 조작자는 운전석에서 탑승함의 이동위치를 보면서 붐대(3)를 이루는 붐들의 인출길이와 각도조정장치를 조정하여 탑승자가 소정 높이의 소정 방향에서 안정된 상태로 작업을 실시할 수 있도록 되어 있다.
그러나 운전석에 있는 탑승함 조작자와 탑승함 사이에 장애물이 놓여 있어 탑승함 조작자가 탑승함을 볼 수 없는 경우에는 탑승함의 위치제어가 곤란하여 탑승함에 탑승하고 있는 작업자가 탑승함 조작자에게 큰소리로 외쳐 탑승함의 이동방향을 알려주거나 제3자를 통해 위치를 탑승함 조작자에게 이동방향을 알려주어야 하는 불편함이 있었다.
따라서 탑승함이 탑승함 조작자가 볼 수 없는 위치로 이동되었다고 하더라도 탑승함 조작자가 탑승함의 위치와 함께 주변환경을 인지하여 안전하게 탑승함의 이동위치를 제어할 수 있도록 할 필요성이 대두되었다.
한국 공개특허공보 제2002-0059824호(2002.07.13. 공개)
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 발명한 것으로, 고소작업차에서 탑승함 조작자가 탑승함을 작업위치로 이동시킬 때 장애물에 의해 탑승함이 직접적으로 보이지 않는 곳으로 이동되더라도 탑승함을 안전하게 작업위치로 이동시킬 수 있도록 하기 위하여 붐대의 일측에 설치되는 네트웍 카메라가 탑승함이 이동되는 위치를 추적하여 탑승함과 함께 탑승함을 중심으로 하는 주변위치를 촬영하여 유무선으로 탑승함 조작자에게 전송하여 디스플레이시켜 줄 수 있도록 된 고소작업차의 탑승함 위치추적장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고소작업차의 탑승함 위치추적장치는, 고소작업차의 관절붐대 최선단에 설치되는 탑승함의 위치를 추적하여 탑승함의 위치를 제어하도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치에 있어서, 상기 관절붐대의 일측에 설치되어 탑승함을 중심으로 하여 주변환경을 촬영하여 운전석에 구비된 컨트롤러로 전송하는 네트워크 카메라; 상기 탑승함의 이동위치를 연속적으로 감지하여 상기 네트워크 카메라의 촬영방향을 제어하고 상기 네트워크 카메라에서 촬영된 영상정보를 수신하여 처리하여 유무선으로 출력하는 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러에 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 모니터나 휴대단말로 이루어지는 디스플레이부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 고소작업차의 탑승함 위치추적방법은, 각 붐의 길이와 굴절각 및 카메라의 위치정보에 대한 초기 설정정보를 획득하는 단계; 탑승함과 카메라의 위치정보에 대한 초기 설정 변환행렬을 구성하고 네트워크 카메라로 촬영할 뷰포트 설정정보를 획득하는 단계; 네트워크 카메라의 수동모드와 자동모드 중 어느 제어모드로 설정되었는지 판단하는 단계; 상기 네트워크 카메라가 자동모드로 제어모드가 설정된 것으로 판단되면 각 붐의 길이와 굴절각 변화를 연속적으로 감지하여 이동변환행렬과 회전변환행렬을 통해 탑승함의 위치좌표를 네트워크 카메라를 기준점으로 하는 좌표계로 연속적으로 변환하는 단계; 및 상기 탑승함의 위치좌표를 네트워크 카메라를 기준점으로 하는 좌표계로 변환한 좌표값을 기초로 네트워크 카메라가 줌, 팬 및 틸트 값을 변경하여 탑승함을 촬영하도록 제어하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명은 고소작업차에서 탑승함 조작자가 탑승함을 작업위치로 이동시킬 때 장애물에 의해 탑승함이 직접적으로 보이지 않는 곳으로 이동되더라도 네트웍 카메라가 탑승함의 이동위치를 추적하여 탑승함과 함께 탑승함을 중심으로 하는 주변위치를 촬영하여 유무선으로 탑승함 조작자에게 전송하여 디스플레이시켜 줌으로써 탑승함 조작자는 탑승함을 안전하게 작업위치로 이동시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래 고소작업차의 일예시도,
도 2는 본 발명에 따른 탑승함 위치추적장치가 설치된 고소작업차의 일예시도,
도 3은 본 발명에 따른 탑승함 위치추적장치의 컨트롤러의 상세구성도
도 4는 본 발명에 따른 위치추적방법을 설명하기 위한 개요도,
도 5는 네트워크 카메라의 뷰포트 제어의 도식도,
도 6은 네트워크 카메라의 뷰포트 원근 제어의 도식도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 탑승함 위치추적방법을 설명하기 위한 흐름도를 각각 나타낸다.
이하 본 발명의 구성 및 작용을 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 탑승함 위치추적장치가 설치된 고소작업차의 일예시도를 나타낸다.
상기 도면에 표현된 바와 같이, 탑승함(6)은 연결붐(8)의 하단에 회전가능하도록 설치된 받침바디(9)의 상부에 회전가능하도록 설치되어 있는데, 상기 연결붐(8)은 차체(1)의 붐대(3)와 관절바디(4)를 매개로 설치된 관절붐대(4)와 상기 관절붐대(4)의 내측 붐 선단과 힌지결합을 이루고 있고, 운전석(20)에는 붐대(3)와 관절붐대(4)의 기립각도와 위치조정을 위한 각 붐들의 인출길이를 조정하고, 또한 붐대(3)와 관절붐대(4)에 설치된 붐대각도조정실린더(7)와 위치조정실린더(10)를 작동시켜 회전각도를 조정함으로써, 탑승함(6)의 위치를 제어하는 컨트롤러(30)가 설치되어 있다.
첨부도면에서 상기 붐대(3)는 예컨대 다단으로 인출식 붐(3a,3b,3c,3d)으로 이루지고, 가장 내측에 위치한 인출식 붐(3d)의 선단에 관절바디(5)가 설치되어 관절붐대(4)가 설치되고, 관절붐대(4)의 선단에 연결붐(8)이 설치되며, 탑승함(6)이 설치된 받침바디(9)가 연결붐(8)의 하단에 설치되어 지는 인출식과 관절붐을 이용한 굴절식이 혼합된 구조의 예가 도시되어 있지만, 본 발명은 인출식으로만 이루어지거나 관절붐을 이용한 굴절식으로만 이루어질 수도 있다.
한편 항상 탑승함(6)의 위치를 확인할 수 있는 위치인 붐대(3)의 내측 인출식 붐(3d) 선단에 설치된 관절바디(5)에는 네트워크 카메라(40)가 설치되어 있다. 상기 네트워크 카메라(40)는 카메라 모듈, 디코더, 영상 압축 칩, CPU, 네트워크 전송 칩 등으로 구성되어 TCP/IP 프로토콜로 유무선 인터넷망을 통해 촬영된 영상정보를 전송할 수 있도록 이루어져 있으며, 특히 PTZ카메라로 이루어져 원격으로부터 제어신호에 따라 카메라의 방향을 상하, 좌우, 확대 및 축소 방향으로 조절할 수 있도록 되어 있다.
그리하여 탑승함 조작자는 운전석(20)에 구비된 컨트롤러(30)를 조작하여 탑승함(6)을 작업위치로 이동시키고, 네트워크 카메라(40)는 탑승함(6)을 중심으로 하는 주변환경을 촬영하여 유선 또는 무선으로 운전석(20)의 컨트롤러(30) 또는 휴대단말(50)로 이루어지는 디스플레이부로 전송하며, 탑승함 조작자는 탑승함(6)의 이동위치 및 작업환경을 눈으로 직접 보거나 컨트롤러(30) 또는 휴대단말(50)을 통해 확인해가며 탑승함(6)의 이동위치를 제어할 수 있도록 되어 있다.
도 3은 본 발명에 따른 탑승함 위치추적장치의 컨트롤러의 상세구성도를 나타낸다.
탑승함 조작부(32)는 탑승함 조작자가 조정레버 또는 키입력수단등을 통해 탑승함 위치 이동신호를 출력하도록 이루어진 것이고, 상기 탑승함 위치 이동신호는 제어부(31)가 수신하여 붐 구동부(33)를 통해 붐대(3)를 이루고 있는 각 붐들의 인출길이와 굴절각도를 조절하여 최선단에 설치되어 있는 탑승함(6)의 위치를 제어하게 된다.
한편, 상기 붐대(3)와 관절붐대(4)는 다수의 인출 붐으로 이루어지게 되는데, 각 붐에는 각 붐의 인출길이를 감지하는 각 붐 길이감지부(34)와 각 붐의 굴절각을 감지하는 각 붐 굴절각감지부(35)가 설치되어 있으며, 각 붐 길이감지부(34)에서 감지되는 각 붐 길이감지신호와 각 붐 굴절각감지부(35)에서 감지되는 각 붐 굴절각감지신호는 제어부(31)로 전송되어, 후술되는 바와 같이 탑승함(6)의 이동위치와 네트워크 카메라(40)의 촬영방향을 조정하는데 이용된다.
네트워크 카메라(40)는 카메라 제어부(41)를 통해 제어부(31)에 연결되며, 카메라 제어부(41)는 제어부(31)로부터 전송되는 제어신호에 따라 네트워크 카메라(40)의 방향을 상하, 좌우, 확대 및 축소 방향으로 조절하여 촬영이미지를 팬, 틸트, 또는 확대나 축소시킬 수 있도록 제어한다. 또한 카메라 제어부(41)는 네트워크 카메라(40)에서 촬영된 영상정보를 처리하여 제어부(31)로 전송함으로써 제어부(31)가 디스플레이수단을 통해 디스플레이할 수 있도록 한다.
상기 제어부(31)에서 출력되는 영상정보는 통신모듈(36)을 통해 운전석(20)에 설치되는 모니터(37)로 전송되거나 혹은 무선 전송되어 소정 위치의 휴대단말(50)로 원격 전송된다. 이를 위해 통신모듈(36)은 유선통신 인터페이스와 무선통신 인터페이스로 구성된다.
설정부(39)는 초기 각 붐들의 길이정보와 붐 각도정보를 입력하는 수단으로서, 터치패널 혹은 버튼으로 구성되며, 입력되는 정보는 모니터(37)에 표시되면서 저장부(38)에 저장된다.
다음은 실시예로서, 도 4를 참조하여 제어부(31)에서 탑승함(6)의 위치를 검출하는 동작에 대하여 설명한다. 도 4는 붐대(3)에서 네트워크 카메라(40)가 설치되어 있는 기준점(P 0 )과 네트워크 카메라(40)가 촬영하고자 하는 목표점(P4) 즉 탑승함(6) 사이에 ℓ 1 , ℓ 2 , ℓ 3 , ℓ 4 를 갖는 4개의 붐이 연결되어 3개의 절점 P 1 , P 2 , P 3 이 형성되는 경우를 예시한 것으로, 실제로 네트워크 카메라(40)와 탑승함(6) 사이에는 이보다 적거나 많은 수의 붐으로 연결될 수 있으므로 이에 한정되는 것은 아니다.
제어부(31)에서 붐의 인출길이와 절곡각도를 검출할 때에는 각 절점에서 좌표와 각도를 포함하는 행렬로 검출하게 되는데, 인출 붐의 경우 변경 전 좌표에서 변경 후 좌표를 검출할 때 이동변환행렬(Translation Matrix)을 사용하여 검출하고 절곡 붐의 경우 변경 전 좌표에서 변경 후 좌표를 검출할 때에는 이동변환행렬(Translation Matrix)과 회전변환행렬(Rotation Matrix)을 사용하여 검출한다.
예컨대 좌표 A(x0, y0, z0, 1)에서 좌표 B(x, y, z, 1)로 이동시키기 위한 이동변환행렬(Translation Matrix)은
Figure 112016053327731-pat00001
,
Figure 112016053327731-pat00002
그리고
Figure 112016053327731-pat00003
이므로 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016053327731-pat00004
그리고 절점(link)을 기준으로 각 붐이 이루는 각(θ)의 z 축에 대한 회전변환행렬(Rotation Matrix)은
Figure 112016053327731-pat00005
,
Figure 112016053327731-pat00006
그리고
Figure 112016053327731-pat00007
이므로 다음 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112016053327731-pat00008
상기 수학식 1과 수학식 2를 결합한 변환행렬은 다음 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112016053327731-pat00009
즉, 제어부(31)는 각 붐 길이감지부(34)로부터 수신하는 각 붐 길이감지정보와 각 붐 굴절각감지부(35)로부터 수신하는 각 붐 굴절각 감지정보를 이용하여 네트워크 카메라(40)가 위치한 기준점(P 0 )에서 공간상에 위치하고 있는 탑승함(6)의 위치 즉 목표점(P 4 )의 좌표를 추적하기위한 각 절점(P 1 , P 2 , P 3 )에서 각 붐의 길이(ℓ 1 , ℓ 2 , ℓ 3 , ℓ 4 )와 기준좌표축과 이루는 각(φ, ω)을 포함하고 있는 변환행렬을 완성하고 그리고 저장부(38)를 통해 사전에 설정되어 저장되어 있던 각 붐의 길이정보 및 굴절각 정보를 전송받아 네트워크 카메라(40)와 목표점(P 4 )까지의 거리와 각도를 검출한다.
제어부(31)에서 앞서 설명된 이동변환행렬과 회전변환행렬을 이용하여 네트워크 카메라(40)가 있는 기준점(P 0 )과 탑승함이 있는 목표점(P 4 )까지의 거리와 각도를 검출하는 과정은 다음과 같다.
제1단계: 목표점 P 4 를 붐 길이 ℓ 3 을 포함하고 있는 절점 P 3 의 기준축의 원점으로 이동변환하고, 기준축과 이루고 있는 각각의 각으로 회전변환 한다. 이에 따라 목표점 P 4 의 좌표가 붐 길이 ℓ 3 과 절점 P 3 을 포함하고 2차원 평면의 좌표가 된다.
제2단계: 제1 단계에서 산출된 좌표를 붐 길이 ℓ 2 를 포함하며 절점 P 2 의 기준축의 원점으로 이동변환하고, 이 기준축과 이루고 있는 각으로 회전변환 한다. 이로써 목표점 P 4 점의 좌표가 붐 길이 ℓ 2 와 절점 P 2 를 포함하는 평면의 좌표가 된다.
제3단계; 제2단계에서 산출된 좌표를 붐 길이 ℓ 1 을 포함하며 절점 P 1 의 기준축의 원점으로 이동변환하고, 이 기준축과 이루고 있는 각으로 회전변환 한다. 그 결과 목표점 P 4 의 좌표를 붐 길이 ℓ 1 과 절점 P 1 을 포함하는 평면의 좌표가 된다.
만일 네트워크 카메라(40)가 위치한 기준점(P 0 )이 붐 길이 ℓ 1 을 포함하고 있는 평면상에 존재하면 위와 같이 3번의 과정에 의해 산출된 목표점 P 4 의 좌표가 기준점 P 0 의 좌표를 기준으로 계산된다.
이와 같이 여러 개의 인출 붐과 절곡 붐의 조합으로 구성된 붐대(2)의 한 점에 부착된 네트워크 카메라(40)에서, 관절붐대(4)의 최선단 붐과 결합된 연결붐(8)에 설치된 탑승함(6)의 이동에 따른 공간상의 좌표의 추적알고리즘을 적용한 제어부(31)에 의해 계산된 결과를 이용하여 네트워크 카메라(40)의 줌(zoom) 설정, 상하좌우(팬;pan) 설정 그리고 기울기(틸트;tilt) 설정을 제어하여 탑승함 조작자가 관측이 가능하지 않은 곳에 위치한 탑승함(6)을 자동으로 추적하여 관찰이 가능하게 된다.
다음에는 제어부(31)가 네트워크 카메라(40)의 상하좌우와 기울기를 제어하는 동작에 대해 설명한다.
제1단계: 초기 좌표를 기준으로 네트워크 카메라(40)의 중심선은 목표점이 일치하도록 좌표점을 설정한다.
제2단계: 붐대(3)와 관절붐대(4)를 이루고 있는 붐들의 인입인출과 절곡 작동에 의해 좌표추적 알고리즘에 의해 산출된 이동 좌표와 이전 좌표의 비교에 의해 팬각과 틸트각을 산출한다.
제3단계: 상기 제2단계에서 산출된 팬각과 틸트각과 사용자에 의해 설정된 뷰잉포트 값을 비교하여 값이 범위에 존재하지 않으면 네트워크 카메라(40)의 중심을 각도만큼 변경하기 위한 제어명령을 네트워크 카메라(40)에 전송한 후 그 좌표를 저장부(38)에 저장하여 다음 순차의 뷰포트계산에 활용한다.
도 5는 네트워크 카메라의 뷰포트 제어의 도식도를 나타내고 도 6은 네트워크 카메라의 뷰포트 원근 제어의 도식도를 나타내다.
도 5에 도시된 바와 같이 네트워크 카메라(40)가 목표물인 탑승함(6)을 촬영할 때 탑승함(6)이 표시되도록 설정된 구간의 범위를 벗어나게 되는 경우에는 네트워크 카메라(40)의 상하ㅇ좌우 각도를 조정하여 탑승함(3)이 모니터(37)의 중앙에 위치하도록 방향과 초점을 제어한다.
또한, 네트워크 카메라(40)와 탑승함(6)간에 거리가 멀어지면 시야폭이 넓어지기 때문에 도 6에 도시된 바와 같이 모니터(37)에 시야의 폭을 설정하여, 네트워크 카메라(40)의 줌 기능을 프로그램으로 설정한 거리의 변화구간 이상이나 이하에서 자동으로 변경된게 한다. 이로써 네트워크 카메라(40)의 제한적인 줌 기능을 보완하고 거리의 변화에 따른 시인성을 확보할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 네트워크 카메라(40)는 제어부(31)가 각 붐 길이감지부(34)로부터 수신하는 각 붐 길이감지정보와 각 붐 굴절각감지부(35)로부터 수신하는 각 붐 굴절각 감지정보를 이용하여 탑승함(3)의 위치를 추적하여 사전에 설정된 줌, 팬, 틸트 정보에 따라 탑승함(6) 및 주변환경을 자동으로 촬영하지만, 탑승함 조작자가 탑승함 조작부(32)를 조작하여 탑승함(6)을 이동시키면서 설정부(39)를 통해 직접 줌, 팬, 틸트 정보를 입력하여 수동으로 촬영하게 할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명에 따라 네트워크 카메라가 탑승함을 추적하여 촬영하는 동작을 설명하는 플로우차트를 나타낸다.
먼저, 본 발명에 따른 탑승함 위치추적장치에 전원이 투입되어 추적동작이 개시되면, 제어부(31)는 저장부(38)로부터 각 붐의 길이정보, 각 붐의 각도정보 및 카메라의 위치정보 등 초기 설정정보를 취득한다(S1 단계).
또한 탑승함(6)이 위치하고 있는 목표점과 네트워크 카메라(40)의 위치정보를 기초로 초기 설정 변환행렬을 구성하며, 저장부(38)로부터 뷰포트에 대한 설정 정보를 획득한다(S2 단계).
이어, 네트워크 카메라(40)의 제어모드가 탑승함(6)의 위치변경을 자동으로 추적하여 촬영하는 자동모드인지 혹은 사용자의 수동조작에 따라 촬영하는 수동모드인지를 판단하는 S3 단계를 수행한다.
상기 S3 단계에서 제어부(31)는 수동모드로 확인한 경우 사용자가 탑승함(6)을 촬영하기 위해 설정부(39)를 조작하여 연속적으로 입력하는 줌, 팬 및 틸트 제어정보를 수신하고(S4 단계), 수신된 제어정보에 따라 카메라 제어신호를 갱신처리한 후(S5 단계), 갱신처리된 카메라 제어정보를 네트워크 카메라(40)로 전송하여(S16 단계), 이에 따라 네트워크 카메라(40)가 줌, 팬 및 틸트를 제어하게 된다.
이와 달리 제어부(31)는 상기 S3 단계에서 자동모드로 확인한 경우 각 붐 길이감지부(34)로부터 수신하는 각 붐 길이감지정보와 각 붐 굴절각감지부(35)로부터 수신하는 각 붐 굴절각 감지정보를 통해 각 붐의 상태정보가 변경되었는지 여부를 확인하고, 각 붐의 상태정보가 변경되지 않은 경우 네트워크 카메라(40)의 상태를 유지하는 한편, 각 붐의 상태정보가 변경된 경우 각 붐의 길이 변화에 의한 이동변환에 관한 변환행렬을 수정하는 단계(S7 단계)와 각 붐의 각도 변화에 의한 회전변환에 관한 변환행렬을 수정하는 단계(S8 단계)를 수행하여 탑승함(6)인 목표물 추적을 위한 변환행렬을 구성한 다음에 목표물의 좌표를 산출하는 S9 단계를 수행한다.
상기 S9 단계를 통해 산출된 결과에 의해 네트워크 카메라(40)에서 탑승함(3)까지의 현재 직선거리, 각도 및 X,Y,Z좌표를 산출하고(S10 단계), 이전 각도, X,Y,Z좌표 및 뷰포트 설정정보를 로딩하며(S11 단계), 상기 S10 단계에서 산출한 직선거리를 감안하여 뷰포트 설정값의 현재 계산결과와 이전계산결과를 산출한다(S12 단계).
이에 따라 줌 변경조건인지 여부를 판단하는 단계(S13 단계)와 팬 변경조건인지 여부를 판단하는 단계(S14 단계) 및 틸트 변경조건이지 여부를 판단하는 단계(S15 단계)를 각각 수행하여 각각의 변경조건에 대응되는 정보를 네트워크 카메라(40)로 전송하여(S16 단계), 이에 따라 네트워크 카메라(40)가 줌, 팬 및 틸트를 제어하게 된다.
아울러, 줌 변경조건인지 여부를 판단하는 S13 단계에서 줌 변경조건에 해당하는 경우에는 현재 X,Y,Z좌표값을 이전 X,Y,Z좌표값으로 변경하여 저장부(38)에 저장한 후 S11 단계에서 로딩할 때 이전 X,Y,Z좌표값으로서 로딩하도록 하고, 팬 변경조건인지 여부를 판단하는 S14 단계에서 팬 변경조건에 해당하는 경우에는 현재 팬 값을 이전 팬 값으로 변경하여 저장부(38)에 저장한 후 S11 단계에서 로딩할 때 이전 팬 값으로서 로딩하도록 하며, 틸트 변경조건이지 여부를 판단하는 S15 단계에서 틸트 변경조건에 해당하는 경우에는 현재 틸트 값을 이전 틸트 값으로 변경하여 저장부(38)에 저장한 후 S11 단계에서 로딩할 때 이전 틸트 값으로서 로딩하도록 한다.
S11 단계에서 네트워크 카메라(40)의 제어모드가 탑승함(6)의 위치변경을 자동으로 추적하여 촬영하는 자동모드를 선택한 경우에는 각 붐의 상태 변경여부를 연속적으로 관측하면서 S6 단계부터 S19 단계의 동작을 반복하여 네트워크 카메라(40)가 탑승함(6)을 추적하면서 탑승함(6)을 중심으로 하는 주변환경을 촬영할 수 있도록 한다.
상기와 같이 촬영된 정보는 실시간으로 컨트롤러(30)에 구비되어 있는 모니터(37)나 휴대단말(50)로 유선 또는 무선으로 전송하여 디스플레이시킨다.
1 -- 차체, 2 -- 지지붐,
3 -- 붐대, 4 -- 관절붐대,
5 -- 관절바디, 6 -- 탑승함,
7 -- 붐대각도조정실린더, 8 -- 연결붐,
9 -- 받침바디, 10 -- 위치조정실린더,
11 -- 수평유지실린더,
20 -- 운전석, 30 -- 컨트롤러,
50 -- 휴대단말, 31 -- 제어부,
32 -- 탑승함 조작부, 33 -- 붐 구동부,
34 -- 각 붐 길이감지부, 35 -- 각 붐 굴절각감지부,
36 -- 통신모듈, 37 -- 모니터,
38 -- 저장부, 39 -- 설정부,
40 -- 네트워크 카메라, 41 -- 카메라 제어부,
50 -- 휴대단말.

Claims (8)

  1. 고소작업차의 관절붐대 최선단에 설치되는 탑승함의 위치를 추적하여 탑승함의 위치를 제어하도록 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치에 있어서,
    상기 관절붐대의 선단에 설치된 관절바디의 하부에 설치되어 탑승함을 중심으로 주변 환경을 촬영하여 운전석에 구비된 컨트롤러로 전송하는 네트워크 카메라;
    붐대를 이루는 각 붐의 길이를 감지하는 각 붐 길이감지부, 각 관절붐의 굴절각을 감지하는 각 붐 굴절각감지부, 상기 네트워크 카메라의 설치위치를 감지하는 카메라 위치감지부, 초기 각 붐들의 길이정보와 붐 각도정보를 입력하는 설정부, 그리고 상기 감지부들과 설정부로부터 수신된 정보에 따라 탑승함의 위치를 감지하여 상기 네트워크 카메라의 촬영방향을 제어하는 제어부를 포함하여, 상기 탑승함의 이동위치를 연속적으로 감지하여 상기 네트워크 카메라의 촬영방향을 제어하고, 상기 네트워크 카메라에서 촬영된 영상정보를 수신하여 처리하여 유무선으로 출력하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러에 유선 또는 무선으로 연결되어 상기 영상정보를 디스플레이하는 모니터나 휴대단말로 이루어지는 디스플레이부;를 포함하되,
    상기 제어부는 인출 붐의 인출길이를 검출할 때 인출 붐 선단의 변경 전 좌표에서 변경 후 좌표를 기초로 하는 이동변환행렬을 사용하여 검출하고, 관절붐의 절곡각도를 검출할 때 관절붐 선단의 변경 전 좌표에서 변경 후 좌표를 기초로 하는 이동변환행렬과 회전변환행렬을 사용하여 검출하는 동작을 각 붐에 대하여 수행하여, 탑승함의 위치를 네트워크 카메라의 설치위치를 기준점으로 하는 좌표계로 변환하여 네트워크 카메라가 탑승함을 추적하여 촬영할 수 있도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 네트워크 카메라와 탑승함까지의 거리의 원근에 대응하여 뷰포트를 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어부는 네트워크 카메라가 탑승함의 위치변경을 자동으로 추적하여 촬영하는 자동모드와 사용자의 수동조작에 따라 촬영하는 수동모드인지를 구비하는 것을 특징으로 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치.
  6. 제1항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 네트워크 카메라는 촬영된 영상정보를 TCP/IP 프로토콜로 유무선 인터넷망을 통해 전송하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적장치.
  7. 각 붐의 길이와 굴절각 및 카메라의 위치정보에 대한 초기 설정정보를 획득하는 단계;
    탑승함과 카메라의 위치정보에 대한 초기 설정 변환행렬을 구성하고 네트워크 카메라로 촬영할 뷰포트 설정정보를 획득하는 단계;
    네트워크 카메라의 수동모드와 자동모드 중 어느 제어모드로 설정되었는지 판단하는 단계;
    상기 네트워크 카메라가 자동모드로 제어모드가 설정된 것으로 판단되면 각 붐의 길이와 굴절각 변화를 연속적으로 감지하여 이동변환행렬과 회전변환행렬을 통해 탑승함의 위치좌표를 네트워크 카메라를 기준점으로 하는 좌표계로 연속적으로 변환하는 단계; 및
    상기 탑승함의 위치좌표를 네트워크 카메라를 기준점으로 하는 좌표계로 변환한 좌표값을 기초로 네트워크 카메라가 줌, 팬 및 틸트 값을 변경하여 탑승함을 촬영하도록 제어하는 단계;를 포함하는 고소작업차의 탑승함 위치추적방법.
  8. 제7항에 있어서, 네트워크 카메라는 줌 값의 원근에 대응하여 뷰포트를 변경하는 것을 특징으로 하는 고소작업차의 탑승함 위치추적방법.













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