KR101762126B1 - 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법 - Google Patents

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윤덕근
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법은 도로를 주행하는 차량의 운전자에게 공사구간을 인식시키기 위하여 상기 공사구간을 구획하는 안전구조물과, 상기 안전구조물로 상기 차량이 접근하면 작업자에게 시각 및 청각적으로 경고하기 위하여 상기 작업자의 주변에 배치되는 경고장치와, 상기 경고장치에서 위험을 경고할 때 상기 작업자가 착용한 장비를 진동시켜 청각적으로 경고하는 진동장치와, 상기 안전구조물로 접근하는 상기 차량이 주행하는 도로를 촬영하여 상기 차량의 유무 및 속도를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 검지하는 검지장치와, 상기 검지장치에서 상기 차량의 위치 및 속도를 판단하여 상기 경고장치 및 상기 진동장치에서 경고신호를 표출하도록 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다.

Description

도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법{Danger Avoidance System of Road Worker and Method Thereof}
본 발명은 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량이 공사구간으로 접근하는 것을 촬영하는 영상을 역원근 변환을 통해 검지하여 도로작업자 및 운전자에게 인식시켜 회피 행동할 시간을 제공하여 사고위험도를 저감시킬 수 있는 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법에 관한 것이다.
교통수요의 증가 및 보다 질 좋은 도로 서비스 요구 증대로 인해 도로 유지관리 중요도가 증가하고 있으며, '02~04'년 서울시 도로점용 공사현황을 살펴보면, 평균 하루 320여건 도로점용공사 시행되고 있고, 이러한 공사는 지속적으로 증가 추세이다.
하지만 도로점용공사로 인해 도로의 본질적인 기능 저하로 교통소통뿐만 아니라 도로 이용자의 안전문제와 밀접한 관계가 있다. 특히 주행 중인 자동차에 위험 노출로 인해 도로작업자의 안전에 큰 위협이 되고 있으며 사망사고 발생률이 일반구간에 비해 상당히 높은 것으로 나타났다.
이와 같이 도로작업자의 안전은 교통안전분야의 저명한 잡지에서도 도로 공사장(work zone)에서의 위험 상황을 2015년 3월의 주요 주제로 선정했으며, 2시간에 한명 정도로 도로 공사장에서 사망자가 발생하는 것으로 보고하여, 공사장에서의 교통안전에 대한 인식이 세계적으로도 중요한 사항이다.
도로점용공사 중 단시간 및 이동공사의 특성(신속한 작업진행 요구)은 임시 안전시설의 간소화 혹은 교통관리 기준 미준수로 인해 열악한 작업환경으로 고정공사에 비해 사고위험과 치사율이 높으므로, 이를 개선하기 위해 안전 시스템 개발 등을 통해 도로작업자 환경개선이 필요하다.
또한, 도로 공사장에서 발생하는 교통사고는 대부분 운전자의 부주의(예: 휴대전화, DMB 조작 등 전방주시 태만, 졸음운전)로 인한 도로 작업장 침범이 주 원인이며, 충돌사고는 주로 도로 작업 중 혹은 임시 통제시설 설치 및 철거 작업시 발생한다.
이와 같이 열악한 도로 작업 환경에서 존재하는 도로작업자 안전문제를 효과적으로 방호 및 예방할 수 있는 안전 장비 및 시스템이 필요하며 이를 대체하기 위한 인력 확보는 제한적인 인원 및 비용이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1031995호 (2011. 05. 02.)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 도로 공사구간의 작업자 및 운전자 보호하기 위하여 도로 작업장에 침입하는 차량을 사전에 검지하여 위험을 작업자 및 운전자에게 경고시켜 회피 행동할 시간을 제공하는 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법은 도로를 주행하는 차량의 운전자에게 공사구간을 인식시키기 위하여 상기 공사구간을 구획하는 안전구조물과, 상기 안전구조물로 상기 차량이 접근하면 작업자에게 시각 및 청각적으로 경고하기 위하여 상기 작업자의 주변에 배치되는 경고장치와, 상기 경고장치에서 위험을 경고할 때 상기 작업자가 착용한 장비를 진동시켜 청각적으로 경고하는 진동장치와, 상기 안전구조물로 접근하는 상기 차량이 주행하는 도로를 촬영하여 상기 차량의 유무 및 속도를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 검지하는 검지장치와, 상기 검지장치에서 상기 차량의 위치 및 속도를 판단하여 상기 경고장치 및 상기 진동장치에서 경고신호를 표출하도록 제어하는 제어장치를 포함할 수 있다.
상기 안전구조물은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자가 작업하는 작업구간과, 상기 작업구간의 전면에 구비되어 상기 차량이 충돌하였을 때 상기 작업자를 보호하기 위하여 상기 차량을 완충시키는 완충구간과, 상기 완충구간의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량을 다른 차선으로 유도하는 유도구간과, 상기 작업구간의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간의 종결을 안내하는 종결구간을 구비할 수 있다.
상기 경고장치는 상기 차량의 위치가 상기 제어장치에 의하여 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고음을 송출하는 회피스피커와, 상기 차량의 운전자에게 상기 공사구간을 인지시키기 위하여 경고음을 송출하는 경고스피커와, 상기 차량의 위치 및 거리를 표출하며, 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고내용을 표출하는 전광판을 구비할 수 있다.
상기 진동장치는 상기 작업자가 착용하는 안전모, 밴드, 신발, 벨트, 단말기 중 적어도 하나에 구비되어 상기 제어장치에 의하여 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 진동으로 경고할 수 있다.
상기 검지장치는 하부에 이동수단이 구비되는 본체와, 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로를 촬영하기 위하여 상기 본체에서 상부로 연장되는 지지물과, 상기 지지물의 상부에 구비되어 상기 공사구간으로 접근하는 상기 차량을 촬영하는 검지카메라를 구비할 수 있다.
상기 검지카메라는 상기 안전구조물의 원거리에서 근접하는 상기 차량의 유무 및 속도를 측정하는 원거리카메라와, 상기 원거리카메라에서 측정하지 못한 상기 차량을 상기 안전구조물의 근거리에서 근접하는 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 측정하는 근거리카메라와, 상기 원거리카메라와 상기 근거리카메라의 측면에 구비되어 공사구간의 측면을 주행하는 상기 차량의 주행궤적을 검지하는 측면카메라를 구비할 수 있다.
상기 제어장치는 상기 검지장치에서 검지하는 상기 차량의 위치를 주의구간, 경고구간, 위험구간으로 구분하여 판단할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법은 (a) 도로의 공사구간에 안전구조물을 설치하는 단계; (b) 상기 공사구간의 전면에 검지장치를 배치하는 단계; (c) 상기 공사구간으로 접근하는 차량을 상기 검지장치에서 검지하는 단계; (d) 제어장치에서 상기 차량의 주행궤적 및 속도를 상기 검지장치를 통해 수집하는 단계; (e) 상기 제어장치에서 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 역원근 변환(Persoective Transform)으로 산출하여 상기 차량이 상기 안전구조물에 충돌 위험이 있다고 판단하면, 경고장치에서 경고내용을 표출하는 단계; (f) 상기 제어장치에서 상기 차량의 충돌시간이 상기 작업자가 회피할 수 있는 안전시간보다 작으면, 상기 경고장치에서 경고음을 제공하는 단계; (g) 상기 제어장치에서 상기 차량의 충돌시간이 상기 작업자가 회피할 수 있는 안전시간보다 크면, 진동장치를 통해 상기 작업자에게 위험을 알리는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (c)단계 내지 (e)단계에서, 상기 제어장치는 상기 검지장치에서 상기 차량의 위치에 따라 원거리카메라, 근거리카메라 중 적어도 하나로 촬영한 정보를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 검지할 수 있다.
상기 (e)단계 내지 (g)단계에서, 상기 제어장치는 상기 검지장치에서 검지하는 상기 차량의 위치를 주의구간, 경고구간, 위험구간으로 구분하여 상기 작업자에게 위험을 알릴 수 있다.
상기 안전구조물은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자가 작업하는 작업구간과, 상기 작업구간의 전면에 구비되어 상기 차량이 충돌하였을 때 상기 작업자를 보호하기 위하여 상기 차량을 완충시키는 완충구간과, 상기 완충구간의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량을 다른 차선으로 유도하는 유도구간과, 상기 작업구간의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간의 종결을 안내하는 종결구간을 구비할 수 있다.
상기 경고장치는 상기 차량의 위치가 상기 제어장치에 의하여 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고음을 송출하는 회피스피커와, 상기 차량의 운전자에게 상기 공사구간을 인지시키기 위하여 경고음을 송출하는 경고스피커와, 상기 차량의 위치 및 거리를 표출하며, 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고내용을 표출하는 전광판을 구비할 수 있다.
상기 진동장치는 상기 작업자가 착용하는 안전모, 밴드, 신발, 벨트, 단말기 중 적어도 하나에 구비되어 상기 제어장치에 의하여 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 진동으로 경고할 수 있다.
상기 검지장치는 하부에 이동수단이 구비되는 본체와, 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로를 촬영하기 위하여 상기 본체에서 상부로 연장되는 지지물과, 상기 지지물의 상부에 구비되어 상기 공사구간으로 접근하는 상기 차량을 촬영하는 검지카메라를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법에 의하면, 검지장치에서 공사구간으로 접근하는 차량을 촬영하고 역원근 변환을 통해 차량의 주행궤적 및 속도를 검지하여 위험상황이라 판단하면 작업자 및 운전자에게 경고장치 및 진동장치로 위험을 인지시켜 회피 행동할 수 있는 시간을 제공할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템을 나타낸 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 도로 작업자 위험 회피 시스템에서 검지하는 검지범위를 나타낸 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어장치에서 위험 정도를 구분하는 모습을 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 3차로의 도로 공사구간에서 작업하는 작업자 위험 회피 시스템을 나타낸 평면도.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검지카메라를 통해 차량을 검지하는 모습을 나타낸 예시도.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법을 나타낸 순서도.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법을 나타낸 순서도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 접합부를 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템은 도로(10)를 주행하는 차량(30)의 운전자에게 공사구간(40)을 인식시키기 위하여 상기 공사구간(40)을 구획하는 안전구조물(100)과, 상기 안전구조물(100)로 상기 차량(30)이 접근하면 작업자(50)에게 시각 및 청각적으로 경고하기 위하여 상기 작업자(50)의 주변에 배치되는 경고장치(300)와, 상기 경고장치(300)에서 위험을 경고할 때 상기 작업자(50)가 착용한 장비를 진동시켜 청각적으로 경고하는 진동장치(400)와, 상기 안전구조물(100)을 접근하는 상기 차량(30)이 주행하는 도로(10)를 촬영하여 상기 차량(30)의 유무 및 속도를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 검지하는 검지장치(200)와, 상기 검지장치(200)에서 상기 차량(30)의 위치 및 속도를 판단하여 상기 경고장치(300) 및 상기 진동장치(400)에서 경고신호를 표출하도록 제어하는 제어장치(500)를 구비할 수 있다.
상기 도로 작업자 위험 회피 시스템은 고속도로(10)와 같이 자동차 전용 도로(10)의 차선을 보수 및 공사를 진행할 때 공사구간(40)으로 차선을 주행하는 차량(30)이 접근을 알려 공사구간(40)의 작업자(50)가 위험을 회피할 수 있도록 경고할 수 있다.
이러한, 도로 작업자 위험 회피 시스템은 공사구간(40)을 도로(10)에서 주행하는 차량(30)의 운전자에게 인지시키며, 공사구간(40)을 구획하기 위하여 라바콘 등과 같은 안전구조물(100)을 설치할 수 있다.
상기 안전구조물(100)은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자(50)가 작업하는 작업구간(110)과, 상기 작업구간(110)의 전면에 구비되어 상기 차량(30)이 충돌하였을 때 상기 작업자(50)를 보호하기 위하여 상기 차량(30)을 완충시키는 완충구간(120)과, 상기 완충구간(120)의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량(30)을 다른 차선으로 유도하는 유도구간(130)과, 상기 작업구간(110)의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간(40)의 종결을 안내하는 종결구간(140)을 구비할 수 있다.
상기 작업구간(110)은 도로(10)의 공사구간(40)으로 작업자(50)가 작업하는 구간일 수 있다. 상기 작업구간(110)에는 상기 공사구간(40)의 차선과 공사를 하지 않는 차선 사이에 상기 안전구조물(100)을 구비하여 도로(10)를 주행하는 차량(30)이 공사구간(40)을 침범하지 않고 옆 차선으로 이동할 수 있도록 할 수 있다.
상기 완충구간(120)은 상기 작업구간(110)의 전면에 구비되어 상기 차량(30)이 전면에서 안전구조물(100)에 최초 충돌했을 때 브레이크를 밟는 등의 조치를 취한 후 완충되어 작업구간(110)까지 도달하는 구간일 수 있다. 이러한 상기 완충구간(120)은 작업구간(110)과 동일하게 상기 안전구조물(100)을 차선의 경계에 구비할 수 있다.
상기 유도구간(130)은 상기 완충구간(120)의 전면에 구비하여 작업자(50)가 작업하는 차선으로 접근하는 차량(30)을 다른 차선으로 유도하기 위하여 사선으로 구비되어 차량(30)이 원활하게 이동할 수 있도록 한다.
상기 종결구간(140)은 상기 작업구간(110)의 후면에 사선으로 연결되며 공사구간(40)의 후면에 상기 안전구조물(100)이 배치되어 공사구간(40)의 종결을 안내할 수 있다. 또한, 상기 종결구간(140)은 공사구간(40)의 종결을 의미하므로 사선으로 배치되어 공사구간(40)을 피해 주행하던 차량(30)이 다시 차선으로 진입할 수 있도록 할 수 있다.
상기 경고장치(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 차량(30)의 위치가 상기 제어장치(500)에 의하여 상기 작업자(50)에게 위험하다 판단되면 경고음을 송출하는 회피스피커(310)와, 상기 차량(30)의 운전자에게 상기 공사구간(40)을 인지시키기 위하여 경고음을 송출하는 경고스피커(320)와, 상기 차량(30)의 위치 및 거리를 표출하며, 상기 차량(30)이 상기 작업자(50)에게 위험하다 판단되면 경고내용을 표출하는 전광판(330)을 구비할 수 있다.
상기 회피스피커(310)는 상기 검지장치(200)에서 공사구간(40)으로 접근하는 차량(30)이 위험하다 판단되면 상기 작업자(50) 주변에 구비되어 경고음을 송출할 수 있다.
상기 경고스피커(320)는 상기 안전구조물(100)의 배치에 따라 형성되는 유도구간(130)에 구비되어 상기 검지장치(200)에서 공사구간(40)으로 접근하는 차량(30)이 위험하다 판단되면 상기 차량(30)의 운전자에게 경고음을 송출하여 운전자가 상기 공사구간(40)을 인지하여 속도를 줄이거나 방향을 전환할 수 있도록 주의를 줄 수 있다.
상기 회피스피커(310)와 상기 경고스피커(320)는 지면에서 소정의 거리에 위치하도록 고정물의 상단에 구비될 수 있으며, 상기 작업자(50) 및 상기 운전자가 소음에 의하여 인지하지 못할 경우를 대비하여 높은 출력으로 경고음을 송출할 수 있다.
상기 전광판(330)은 상기 회피스피커(310)와 결합되거나 근접한 위치에 구비되어 상기 작업자(50)가 상기 회피스피커(310)에서 전달되는 경고음을 인지하지 못하거나 경고음을 확인하고 재확인시키기 위하여 경고내용을 표출할 수 있다.
이 때, 상기 전광판(330)은 상기 차량(30)과 상기 공사구간(40)과의 거리 및 도달시간 등 다양한 경고내용을 표출하여 상기 작업자(50)가 회피하도록 유도할 수 있다. 그리고 상기 전광판(330)은 상기 회피스피커(310)와 동일하게 사용자가 인지하기 쉽고 지형물 및 외부물건 등에 의하여 시야가 확보되지 못하는 것을 방지하기 위하여 지면에서 소정의 높이를 유지하도록 고정물의 상단에 구비될 수 있다.
상기 진동장치(400)는 상기 작업자(50)가 착용하는 안전모, 밴드, 신발, 벨트, 단말기 중 적어도 하나에 구비되어 상기 제어장치(500)에 의하여 상기 차량(30)이 상기 작업자(50)에게 위험하다 판단되면 진동으로 경고할 수 있다.
상기 진동장치(400)는 상기 제어장치(500)에서 위험상황이 발생할 수 있다 판단하면 상기 작업자(50)가 착용하여 안전모, 밴드, 신발, 벨트 또는 별도의 핸드폰과 같은 단말기에 진동을 발생시키도록 통신기능과 진동기능을 구비할 수 있다.
이와 같이, 상기 진동장치(400)는 상기 작업자(50)에게 진동을 통해 직접 위험을 전달하므로 상기 작업자(50)가 진동을 느끼는 순간 위험을 회피할 수 있다.
상기 검지장치(200)는 상기 검지장치(200)는 하부에 이동수단(20)이 구비되는 본체(210)와, 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로(10)를 촬영하기 위하여 상기 본체(210)에서 상부로 연장되는 지지물(220)과, 상기 지지물(220)의 상부에 구비되어 상기 공사구간(40)으로 접근하는 상기 차량(30)을 촬영하는 검지카메라(230)를 구비할 수 있다.
상기 본체(210)는 바퀴와 같이 상기 본체(210)를 이동시킬 수 있는 이동수단(20)이 하부에 구비될 수 있으며, 트레일러와 같이 바퀴가 구비되어 차량(30)에 의해 이동할 수 있는 구조일 수 있다.
상기 지지물(220)의 하단은 상기 본체(210)의 상부에 결합되며 상기 본체(210)의 상부에서 연장되어 상기 검지장치(200)를 지면에서 소정의 거리를 유지하도록 할 수 있다. 상기 지지물(220)은 도면에는 도시하지 않았지만, 이동할 때는 높이를 낮출 수 있도록 높이가 조절되도록 유압기가 구비될 수 있다.
이러한, 상기 지지물(220)은 일반적으로 풍속에 영향이 없도록 견고하게 상기 본체(210)에 결합시키며, 상기 검지장치(200)가 5m이상이 되도록 할 수 있다.
상기 검지카메라(230)는 상기 안전구조물(100)의 원거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 유무 및 속도를 측정하는 원거리카메라(231)와, 상기 원거리카메라(231)에서 측정하지 못한 상기 차량(30)을 상기 안전구조물(100)의 근거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 속도 및 주행궤적을 측정하는 근거리카메라(232)와, 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)의 후면에 구비되어 공사구간(40)의 측면 및 후면을 주행하는 상기 차량(30)의 주행궤적을 검지하는 후면카메라(233)를 구비할 수 있다.
상기 제어장치(500)는 상기 검지장치(200)에서 검지한 차량(30)의 정보를 보드에서 처리한 후 수신받아 상기 경고장치(300) 및 상기 진동장치(400)를 제어할 수 있다.
이 때, 상기 제어장치(500)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 검지장치(200)에서 검지하는 상기 차량(30)의 위치를 판단할 때 주의구간(510), 경고구간(520), 위험구간(530)으로 구분하여 상기 작업자(50)들에게 위험을 경고하여 회피할 시간을 확보할 수 있다.
예를 들어, 상기 제어장치(500)에서 설정한 주의구간(510)에 상기 차량(30)이 검지될 경우 상기 제어장치(500)는 상기 작업자(50)들에게 1단계 경고로 전광판(330)의 조명을 깜빡일 수 있고, 상기 차량(30)이 경고구간(520)에서 검지될 경우 상기 제어장치(500)는 상기 작업자(50)들에게 2단계 경고로 전광판(330)과 스피커에서 경고음을 송출할 수 있으며, 상기 차량(30)이 위험구간(530)에서 검지될 경우 상기 제어장치(500)는 상기 작업자(50)들이 착용한 진동장치(400)를 이용하여 3단계 경고를 하여 상기 작업자(50)들이 위험을 회피할 수 있는 시간을 확보하도록 할 수 있다.
또한, 3차로 이상의 도로(10)의 중간에 공사구간(40)이 형성될 경우 도 6에 도시된 바와 같이 안전구조물(100)을 도로(10)의 1차로와 3차로에 구비하여 차량(30)을 1차로와 3차로로 유도하고 검지장치(200)를 1차로와 3차로에 각각 더 구비하여 차량(30)이 공사구간(40)으로 접근하는 것을 사전에 방지할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검지카메라를 통해 차량(30)을 검지하는 모습을 나타낸 예시도이다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 검지카메라(230)는 상기 안전구조물(100)의 원거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 유무 및 속도를 측정하는 원거리카메라(231)와, 상기 원거리카메라(231)에서 측정하지 못한 상기 차량(30)을 상기 안전구조물(100)의 근거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 속도 및 주행궤적을 측정하는 근거리카메라(232)와, 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)의 후면에 구비되어 공사구간(40)의 후면을 주행하는 상기 차량(30)의 주행궤적을 검지하는 후면카메라(233)를 구비할 수 있다.
상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)는 상기 검지장치(200)의 전면에 구비되어 상기 안전구조물(100)로 접근하는 차량(30)의 속도 및 주행궤적을 측정할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 상기 원거리카메라(231)는 150~300m의 검지 영역을 촬영할 수 있으며, 상기 근거리카메라(232)는 50m~150m의 검지 영역을 촬영할 수 있다.
이 때, 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)는 역원근 변환(Persoective Transform)으로 차량(30)의 주행궤적 및 속도를 측정할 수 있다.
이와 같이, 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)에서 촬영한 영상을 제어장치(500)에서 차량(30)의 속도를 계산하는 방법으로는 먼저 4개의 대응점을 설정하고, 이 영역에 있는 모든 정보를 역원근 변환(Perspective transform)으로 수행한다.
이와 같은 역원근 변환은 3차원 원근이 적용된 좌표를 변환하여 2차원 평면으로 변환하는 방법일 수 있다.
그리고 역원근 변환을 이용하여 변환된 영상은 도 8에 도시된 바와 같이 원근법에 의하여 차선 길이의 차이가 있으나, 역원근 변환으로 보정을 진행하면 차선의 길이가 동일하게 변환될 수 있다.
그리고 역원근 변환을 통해 얻어진 영상에서 차량(30) 특징점 군이 이동하는 시간을 통해 차량(30)의 이동 속도를 계산할 수 있으며, 실제 거리와 영상 크기의 관계를 나타내어 한 화소 당 거리 정보를 계산 할 수 있다.
또한, 역원근 변환에 의하여 획득한 영상에서 차량(30)이 진입하는 시점부터 아래쪽 부분의 감지영역에 도달하는 영상의 특징점의 프레임 수를 카운트하여 경과 시간을 계산하며, 한 차량(30)의 등록된 특징점들이 도달하는 평균을 계산하여 속도를 측정할 수 있다.
여기서, 특징점은 특징점의 이동 위치를 찾기 위해 이전영상의 특징점을 중심으로 한 영상과 현재영상에서 특징점 주변 탐색창 내에 모든 픽셀들을 중심으로 하는 영상들 간의 상관관계 비교를 통해서 가장 유사한 지점을 검색하여 특징점의 위치를 갱신하는 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 본원발명에서는 밝기, 크기, 회전 변화에 비교적 둔감한 정규화 된 교차 상관관계(normalized cross correlation:NCC)를 이용하여 특징점을 추적할 수 있다.
이 때, 차량(30)이 한 영역을 지나는 시간은 차량(30)이 영상 영역에 도달하는데 필요한 프레임 수를 초당 프레임 수로 나누어 도출할 수 있다.
예를 들어, 특징점 등록영역에 등록된 차량(30)이 검지 영역에 도달하는데 걸린 프레임 수가 167이라고 가정하면 영상의 거리는 등록영역에서 검지영역까지 화소 수에 실제거리를 역 변환 된 픽셀수로 나누어 도출할 수 있으므로, 실제 거리 = (230 pixels *(150m / 250 pixels))/1000 = 0.138 km 이다.
그리고 시간은 등록영역에서 검지영역 도달 프레임 수를 1/FPS로 곱한 값이므로, 저장된 파일의 FPS는 초당 24프레임일 때, 실제 시간 = (167프레임 * (1/24))/(60*60) = 0.0019328 시간이다.
그러므로, 차량(30) 속도 = (거리/시간) = 0.138km / 0.001932 hour = 71km/h일 수 있다.
상기 후면카메라(233)는 상기 공사구간(40)의 후면으로 주행하는 차량(30)이 상기 작업자(50) 방면으로 접근하거나 충돌하는 것을 검지하기 위하여 공사구간(40)과 다른 차선을 검지할 수 있으며, 상기 원거리카메라(231) 및 상기 근거리카메라(232)의 후면에 구비되어 차량(30)의 정보를 수집할 수 있다.
이하에서 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법을 설명함에 있어 상술한 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 S1110에서는 도로(10)의 공사구간(40)에 복수개의 안전구조물(100)을 배치할 수 있다.
상기 안전구조물(100)은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자(50)가 작업하는 작업구간(110)과, 상기 작업구간(110)의 전면에 구비되어 상기 차량(30)이 충돌하였을 때 상기 작업자(50)를 보호하기 위하여 상기 차량(30)을 완충시키는 완충구간(120)과, 상기 완충구간(120)의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량(30)을 다른 차선으로 유도하는 유도구간(130)과, 상기 작업구간(110)의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간(40)의 종결을 안내하는 종결구간(140)을 구비할 수 있다.
단계 S1120은 상기 안전구조물(100)이 배치된 완충구간(120)과 유도구간(130) 사이에 검지장치(200)를 배치할 수 있다. 상기 검지장치(200)는 공사구간(40)의 전면과 측면 및 후면의 차량(30)을 검지하기 위하여 차선의 단부에 배치될 수 있다.
상기 검지장치(200)는 하부에 이동수단(20)이 구비되는 본체(210)와, 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로(10)를 촬영하기 위하여 상기 본체(210)에서 상부로 연장되는 지지물(220)과, 상기 지지물(220)의 상부에 구비되어 상기 공사구간(40)으로 접근하는 상기 차량(30)을 촬영하는 검지카메라(230)를 구비할 수 있다.
그리고 상기 검지카메라(230)는 상기 안전구조물(100)의 원거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 유무 및 속도를 측정하는 원거리카메라(231)와, 상기 원거리카메라(231)에서 측정하지 못한 상기 차량(30)을 상기 안전구조물(100)의 근거리에서 근접하는 상기 차량(30)의 속도 및 주행궤적을 측정하는 근거리카메라(232)와, 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)의 후면에 구비되어 공사구간(40)의 측면 및 후면을 주행하는 상기 차량(30)의 주행궤적을 검지하는 후면카메라(233)를 구비할 수 있다.
단계 S1130에서는 단계 S1120에서 배치한 상기 검지장치(200)에서 공사구간(40)으로 접근하는 차량(30)을 검지할 수 있다.
단계 S1140은 상기 검지장치(200)의 상기 원거리카메라(231)와 상기 근거리카메라(232)에서 촬영한 상기 차량(30)의 정보를 수신받아 제어장치(500)에서 수집할 수 있다.
단계 S1150은 상기 제어장치(500)에서 상기 검지장치(200)를 통해 촬영된 영상을 역원근 변환으로 안전구조물(100)로 접근하는 차량(30)의 주행궤적 및 속도를 산출할 수 있다.
단계 S1160은 단계 S1150에서 산출한 차량(30)의 주행궤적 및 속도에 의하여 차량(30)이 안전구조물(100)의 충돌 여부를 판단할 수 있다.
이 때, 차량(30)이 안전구조물(100)에 충돌할 수 있다고 판단되면 단계 S1170과 같이 1단계 경고로 전광판(330)에서 경고내용이 깜빡이는 등의 위험을 작업자(50)와 차량(30)에서 인지하도록 표출할 수 있다.
하지만, 차량(30)이 안전구조물(100)에 충돌할 위험이 적다고 판단되면 단계 S1140에서 제어장치(500)에서 차량(30)의 정보를 수집한 자료를 활용하여 단계 S1180에서 차량(30)의 충돌시간을 산출할 수 있다.
단계 S1190은 단계 S1180에서 산출한 차량(30)의 충돌시간과 작업자(50)가 회피할 수 있는 안전시간을 판단할 수 있다.
이 때, 차량(30)의 충돌시간이 작업자(50)가 회피할 수 있는 안전시간보다 작다고 판단되면 작업자(50)가 위험할 수 있다 판단하여 단계 S1200과 같이 2단계 경고로 회피스피커(310)를 통해 경고음이 송출되어 위험을 작업자(50)가 인지할 수 있다.
하지만, 차량(30)의 충돌시간이 작업자(50)가 회피할 수 있는 안전시간보다 크다고 판단되면 단계 S1210와 같이 3단계 경고로 작업자(50)가 착용하는 진동장치(400)를 통해 위험을 작업자(50)가 인지할 수 있다.
그리고, 상기 공사구간(40)으로 접근하는 차량(30)의 운전자에게는 경고스피커(320)를 통해 위험상황임을 인지시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 방법을 나타낸 순서도이다.
단계 S1110 내지 단계 S1140은 도 7에서 설명한 바와 같이 안전구조물(100)을 공사구간(40)에 설치하여 검지장치(200)를 활용하여 차량(30)을 검지하여 제어장치(500)로 차량(30) 정보를 수신할 수 있다.
단계 S2100에서는 차량(30)이 제어장치(500)에서 설정한 주의구간(510)에서 검지되는지 판단할 수 있다.
이 때, 차량(30)이 주의구간(510)에서 검지될 경우 단계 S2200과 같이 1단계 경고로 1단계 경고로 전광판(330)에서 경고내용이 깜빡이는 등의 위험을 작업자(50)가 인지하도록 표출할 수 있다.
단계 S2300은 단계 S2100에서 차량(30)이 검지되지 않을 때 상기 차량(30)이 주의구간(510)을 지나 경고구간(520)에서 검지되는지 판단할 수 있다.
이 때, 차량(30)이 경고구간(520)에서 검지될 경우 단계 S2400과 같이 2단계 경고로 회피스피커(310)를 통해 경고음이 송출되어 위험을 작업자(50)가 인지할 수 있다.
단계 S2500은 단계 S2300에서 차량(30)이 검지되지 않을 때 상기 차량(30)이 경고구간(520)을 지나 위험구간(530)에서 검지되는지 판단할 수 있다.
이 때, 차량(30)이 위험구간(530)에서 검지될 경우 단계 S2600과 같이 3단계 경고로 작업자(50)가 착용하는 진동장치(400)를 통해 위험을 작업자(50)가 인지할 수 있다.
그리고, 상기 공사구간(40)으로 접근하는 차량(30)의 운전자에게는 경고스피커(320)를 통해 위험상황임을 인지시킬 수 있다.
단계 S2700에서는 단계 S2500에서 차량(30)이 검지되지 않을 때 차량(30)이 접근하지 않는 것으로 판단하여 차량(30) 검지를 종료할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 도로 작업자 위험 회피 시스템 및 방법에 대해 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니한다. 그리고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100: 안전구조물 110: 작업구간
120: 완충구간 130: 유도구간
140: 종결구간 200: 검지장치
210: 본체 220: 지지물
230: 검지카메라 300: 경고장치
310: 회피스피커 320: 경고스피커
330: 전광판 400: 진동장치
500: 제어장치

Claims (14)

  1. 도로를 주행하는 차량의 운전자에게 공사구간을 인식시키기 위하여 상기 공사구간을 구획하는 안전구조물과,
    상기 안전구조물로 상기 차량이 접근하면 작업자에게 시각 및 청각적으로 경고하기 위하여 상기 작업자의 주변에 배치되는 경고장치와,
    상기 경고장치에서 위험을 경고할 때 상기 작업자가 착용한 장비를 진동시켜 청각적으로 경고하는 진동장치와,
    상기 안전구조물로 접근하는 상기 차량이 주행하는 도로를 촬영하여 상기 차량의 유무 및 속도를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 검지하는 검지장치와,
    상기 검지장치를 통해서 상기 차량의 위치 및 속도를 판단하여 상기 경고장치 및 상기 진동장치에서 경고신호를 표출하도록 제어하는 제어장치를 구비하고,
    상기 검지장치는 하부에 이동수단이 구비되는 본체와,
    상기 검지장치가 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로를 촬영하도록 상기 본체에서 상부로 연장되는 지지물과,
    상기 지지물의 상부에 구비되어 상기 공사구간으로 접근하는 상기 차량을 촬영하는 검지카메라를 구비하고,
    상기 검지카메라는 상기 안전구조물의 원거리에서 근접하는 상기 차량의 유무 및 속도를 측정하는 원거리카메라와,
    상기 원거리카메라에서 측정하지 못한 상기 차량을 상기 안전구조물의 근거리에서 근접하는 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 측정하는 근거리카메라와,
    상기 원거리카메라와 상기 근거리카메라의 후면에 구비되어 공사구간의 측면 및 후면을 주행하는 상기 차량의 주행궤적을 검지하는 후면카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안전구조물은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자가 작업하는 작업구간과,
    상기 작업구간의 전면에 구비되어 상기 차량이 충돌하였을 때 상기 작업자를 보호하기 위하여 상기 차량을 완충시키는 완충구간과,
    상기 완충구간의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량을 다른 차선으로 유도하는 유도구간과,
    상기 작업구간의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간의 종결을 안내하는 종결구간을 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 경고장치는 상기 차량의 위치가 상기 제어장치에 의하여 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고음을 송출하는 회피스피커와,
    상기 차량의 운전자에게 상기 공사구간을 인지시키기 위하여 경고음을 송출하는 경고스피커와,
    상기 차량의 위치 및 거리를 표출하며, 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고내용을 표출하는 전광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진동장치는 상기 작업자가 착용하는 안전모, 밴드, 신발, 벨트, 단말기 중 적어도 하나에 구비되어 상기 제어장치에 의하여 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 진동으로 경고하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어장치는 상기 검지장치에서 검지하는 상기 차량의 위치를 주의구간, 경고구간, 위험구간으로 구분하여 판단하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 시스템.
  8. (a) 도로의 공사구간에 안전구조물을 설치하는 단계;
    (b) 상기 공사구간의 전면에 검지장치를 배치하는 단계;
    (c) 상기 공사구간으로 접근하는 차량을 상기 검지장치에서 상기 차량의 위치에 따라 원거리카메라, 근거리카메라 중 적어도 하나로 촬영한 정보를 역원근 변환(Persoective Transform)으로 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 검지하는 단계;
    (d) 제어장치에서 상기 차량의 주행궤적 및 속도를 상기 검지장치를 통해 수집하는 단계;
    (e) 상기 제어장치에서 상기 차량의 속도 및 주행궤적을 역원근 변환(Persoective Transform)으로 산출하여 상기 차량이 상기 안전구조물에 충돌 위험이 있다고 판단하면, 경고장치에서 경고내용을 표출하는 단계;
    (f) 상기 제어장치에서 상기 차량의 충돌시간이 작업자가 회피할 수 있는 안전시간보다 작으면, 상기 경고장치에서 경고음을 제공하는 단계;
    (g) 상기 제어장치에서 상기 차량의 충돌시간이 상기 작업자가 회피할 수 있는 안전시간보다 크면, 진동장치를 통해 상기 작업자에게 위험을 알리는 단계;
    를 포함하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 (e)단계 내지 (g)단계에서,
    상기 제어장치는 상기 검지장치에서 검지하는 상기 차량의 위치를 주의구간, 경고구간, 위험구간으로 구분하여 상기 작업자에게 위험을 알리는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 안전구조물은 배치되는 위치에 따라 상기 작업자가 작업하는 작업구간과,
    상기 작업구간의 전면에 구비되어 상기 차량이 충돌하였을 때 상기 작업자를 보호하기 위하여 상기 차량을 완충시키는 완충구간과,
    상기 완충구간의 전면에 사선으로 연결되어 상기 차량을 다른 차선으로 유도하는 유도구간과,
    상기 작업구간의 후면에 사선으로 연결되어 상기 공사구간의 종결을 안내하는 종결구간을 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 경고장치는 상기 차량의 위치가 상기 제어장치에 의하여 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고음을 송출하는 회피스피커와,
    상기 차량의 운전자에게 상기 공사구간을 인지시키기 위하여 경고음을 송출하는 경고스피커와,
    상기 차량의 위치 및 거리를 표출하며, 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 경고내용을 표출하는 전광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 진동장치는 상기 작업자가 착용하는 안전모, 밴드, 신발, 벨트, 단말기 중 적어도 하나에 구비되어 상기 제어장치에 의하여 상기 차량이 상기 작업자에게 위험하다 판단되면 진동으로 경고하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 검지장치는 하부에 이동수단이 구비되는 본체와,
    상기 검지장치가 지면에서 소정의 거리에 구비되어 넓은 위치의 도로를 촬영하도록 상기 본체에서 상부로 연장되는 지지물과,
    상기 지지물의 상부에 구비되어 상기 공사구간으로 접근하는 상기 차량을 촬영하는 검지카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 도로 작업자 위험 회피 방법.
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