KR101864649B1 - 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 해상구조물의 건조 작업 시 측면에 설치되는 엘리베이터 구조물을 따라 승강하는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법은, (a) 상기 엘리베이터가 이동하는 중에 미리 정해진 층에 위치하는 경우 타 층과 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하는 단계; (b) 미리 정해진 시간 간격 동안 사용자 단말에서 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 3개 이상 수신하는 단계; 및 (c) 3개 이상의 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 데이터 처리하여 상기 사용자 단말의 위치를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템 및 방법{Altitude information compensating system and method using elevator}

본 발명은 고도 정보 보정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템 및 방법에 관한 것이다.

선박 혹은 FPSO와 같은 해양구조물을 포함하는 해상구조물은 다수의 블록을 별도 제작한 후 이들을 조립하는 과정을 통해 건조 작업이 수행된다. 건조가 완료된 해상구조물은 상당한 높이를 가지는 구조물로서, 다수의 층을 가지는 육상 건축물에 대응된다.

이 경우 건조 작업 혹은 검사 작업 중에 해상구조물 내에 위치하는 작업자는 스마트폰 혹은 태블릿PC와 같은 모바일 장치를 구비하고 작업에 임하게 된다. 이 경우 모바일 장치를 활용하여 작업자가 현재 위치를 파악할 수 있게 된다.

수평적인 공간에서 작업자의 위치를 파악하는 기술은 다수 개발되어 있다. 수직적인 위치를 파악하기 위해서는 기존의 삼변 측량 기술을 적용할 경우 최소 3개 이상의 신호 발생기가 요구되는 한계가 있다.

또한, 모바일 장치에 탑재된 센서를 활용할 수도 있지만, 센서의 오차로 인해 정확한 위치 파악이 용이하지 않은 실정이다.

한국공개특허 10-2014-0001260호 (2014.01.07 공개) - 위치 추적 시스템에서 위치 측위 장치와 방법 및 그 기록 매체

본 발명은 측정 시간에 따라 고도가 변화하는 엘리베이터를 활용하여 획득한 3개 이상의 거리 정보를 이용하여 모바일 장치의 위치, 특히 고도를 측정하고 보정할 수 있는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 해상구조물의 건조 작업 시 측면에 설치되는 엘리베이터 구조물을 따라 승강하는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법에 있어서, (a) 상기 엘리베이터가 이동하는 중에 미리 정해진 층에 위치하는 경우 타 층과 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하는 단계; (b) 미리 정해진 시간 간격 동안 사용자 단말에서 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 3개 이상 수신하는 단계; 및 (c) 3개 이상의 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 데이터 처리하여 상기 사용자 단말의 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법이 제공된다.

상기 단계 (a)에서 상기 엘리베이터 신호는 상기 엘리베이터가 해당 층에 정지한 경우에 송출되거나 해당 층을 통과하는 경우에 송출될 수 있다.

상기 엘리베이터 신호는 상기 엘리베이터 신호를 송출하는 층을 식별하기 위한 층 식별정보를 포함할 수 있다.

상기 단계 (c)는, 상기 엘리베이터 신호에 상응하는 송출 층을 중심으로 하고 상기 엘리베이터 신호의 세기에 상응하여 산출된 거리를 반경으로 하는 가상의 원을 상기 엘리베이터 신호의 수량만큼 그리는 단계; 상기 가상의 원이 교차되는 교차점을 상기 사용자 단말의 현재 위치로 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말의 위치를 층 단위로 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 해상구조물의 건조 작업 시 측면에 설치되는 엘리베이터 구조물을 따라 승강하는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템에 있어서, 상기 엘리베이터에 설치되고, 상기 엘리베이터가 위치하는 층에 따라 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하는 통신 장치; 및 미리 정해진 시간 간격 내에 상기 엘리베이터 신호를 3개 이상 수신한 경우 상기 엘리베이터 신호에 상응하는 송출 층을 중심으로 하고 상기 엘리베이터 신호의 세기에 상응하여 산출된 거리를 반경으로 하는 가상의 원을 그려 그 교차점을 현재 위치로 계산하는 사용자 단말을 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템이 제공된다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 측정 시간에 따라 고도가 변화하는 엘리베이터를 활용하여 획득한 3개 이상의 거리 정보를 이용하여 모바일 장치의 위치, 특히 고도를 측정하고 보정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 건조 작업에 사용되는 엘리베이터 구조물을 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 도시된 엘리베이터 구조물의 일부 단면도,
도 3은 고도 정보 보정 시스템의 보정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법의 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해상구조물 건조 작업에 사용되는 엘리베이터 구조물을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 엘리베이터 구조물의 일부 단면도이며, 도 3은 고도 정보 보정 시스템의 보정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템은 선박 혹은 해양구조물과 같은 해상구조물의 건조에 사용되는 엘리베이터의 높이에 따라 변경되어 출력되는 신호를 수신하고 분석하여 사용자 단말이 고도 정보를 측정하고 보정할 수 있게 한다.

도 1을 참조하면, 조선소에서 선박이나 시추선과 같은 해양구조물 등의 해상구조물을 건조하는 경우 갠크리 크레인과 같은 중대형 크레인이 구비된 도크에서 작업을 하게 된다. 중대형 크레인은 블록 제조공장에서 1차 제조된 블록들을 인양하여 필요한 장소로 이동시킴으로써 해상구조물을 건조해 나간다.

해상구조물의 경우 사이즈에 따라 고층 건축물에 맞먹는 높이를 가지게 되며, 건조 작업을 위한 작업자들을 고소 작업 현장으로 이동시키기 위해서는 계단 혹은 엘리베이터가 이용된다.

엘리베이터 이용을 위해서는 건조 대상이 되는 해상구조물(1)의 측면에 소정 높이를 가지는 엘리베이터 구조물(10)이 세워지고, 엘리베이터 구조물(10)을 따라 설치된 엘리베이터(20)가 승강하면서 작업자들을 지상에서 고소 작업 현장으로 혹은 고소 작업 현장에서 지상으로 이송시키게 된다.

엘리베이터(20)는 운행 과정에서 층 단위로 승강하는 특성을 가진다. 즉, 엘리베이터(20)의 경우 층 단위로 승강을 하게 되는 바, 엘리베이터(20)가 현재 위치하고 있는 층으로부터 엘리베이터(20)의 현재 높이(고도)를 파악할 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 고도 정보 보정 시스템에서는 엘리베이터(20)에 통신 장치(25)를 설치하여, 엘리베이터(20)가 승강 운행 중에 지나는 층 단위로 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하게 한다.

예컨대, 1층(F1)에서는 제1 신호(S1)가 송출되고, 2층(F2)에서는 제2 신호(S2)가 송출되며, n층(Fn)(여기서, n은 자연수)에서는 제n 신호(Sn)가 송출될 수 있다.

이때 송출되는 신호(엘리베이터 신호)는 층 별로 서로 상이한 값을 가지도록 미리 설정되어 있을 수 있다. 또는 엘리베이터 신호에 현재 송출되는 층을 식별할 수 있는 층 식별정보가 포함되어 있을 수도 있다.

해상구조물(1) 내의 작업 현장에서 미리 정해진 작업(예컨대, 건조 작업, 검사 작업 등)을 수행 중인 작업자는 소지한 사용자 단말(30)을 통해 엘리베이터 신호를 수신하고, 이를 분석하여 현재 위치(특히, 고도)를 측정하고, 정확한 고도로 보정할 수 있게 된다.

본 실시예의 경우 고도 측정을 위해서는 최소 3개의 엘리베이터 신호가 요구된다. 다만, 이러한 3개 이상의 엘리베이터 신호의 수신이 동시에 이루어지지 않는 것을 특징으로 한다.

기존의 삼변 측량 방식에서는 공간적으로 구분되는 3개 이상의 신호 송출 장치에서 각각 송출된 3개 이상의 신호를 거의 동시에 수신하고, 이를 미리 정해진 데이터 처리 알고리즘에 따라 처리하여 현재 위치를 측정하게 된다. 하지만, 이 경우 물리적으로 3개 이상의 신호 송출 장치를 필요로 하는 제약이 있다.

본 실시예에서는 이러한 제약을 극복하고, 1대의 엘리베이터(20)만을 이용하더라도 현재 위치 측정이 가능하도록 하고 있다. 이는 엘리베이터(20)가 고정된 설비가 아니라 시간에 따라 그 위치(특히, 고도)가 가변되는 설비임을 활용하기 때문이다.

예를 들어, 도 3에 도시된 것과 같이, 엘리베이터(20)가 1층(F1)에서 5층(F5)으로 이동하는 경우를 가정한다. 엘리베이터(20)는 T1 시점에서는 1층(F1)에 있고, T2 시점에서는 3층(F3)에 있으며, T3 시점에서는 5층(F5)에 있다.

사용자 단말(30)은 미리 정해진 시간 간격 동안에 1층(F1)에서 송출된 제1 신호(S1), 3층(F3)에서 송출된 제2 신호(S2), 5층(F5)에서 송출된 제3 신호(S3)를 순차적으로 수신할 수 있다.

수신된 3개의 신호(S1, S2, S3)는 송출 시점이 상이(T1, T3, T5)하지만, 1대의 엘리베이터(20)에서 층 단위로 구분될 수 있게 송출된 신호이다.

이들 각 신호에 대하여 미리 정해진 데이터 처리 알고리즘을 통해 각 송출시점(T1, T3, T5)의 엘리베이터(20)와 사용자 단말(30) 사이의 거리(L1, L2, L3)를 산출해 낼 수 있게 된다. 수신 신호로부터 신호 송출 장치(본 실시예에서는 통신 장치(25))와의 거리 계산은 수신 신호의 세기를 이용하여 이루어질 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술자에게 자명한 사항인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

엘리베이터(20)과 사용자 단말(30) 사이의 거리가 3개 이상이 산출되면, 이로부터 삼변 측량을 적용함으로써 사용자 단말(30)의 위치(특히, 고도)를 측정할 수 있게 된다. 3개 이상의 거리 정보를 이용한 삼변 측량의 적용 역시 통상의 기술자에게 자명한 사항에 해당한다. 즉, 엘리베이터 신호의 각 송출 시점마다 엘리베이터(20)의 위치를 알고 있기 때문에, 해당 위치를 중심으로 산출된 각각의 거리를 반경으로 하는 3개의 원을 그렸을 때, 이들 3개의 원이 교차하는 일 지점이 사용자 단말(30)의 예상 위치로 간주될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법의 순서도이다.

본 실시예에서는 해상구조물 건조 작업을 위해 해상구조물의 측면에 설치된 엘리베이터를 활용하여, 작업자가 소지한 사용자 단말(30)의 위치를 측정하고 보정할 수 있다.

우선 엘리베이터(20)는 엘리베이터 구조물(10)을 따라 수직 방향으로 승강 운행된다(단계 S100).

본 실시예에 따른 엘리베이터(20)에는 엘리베이터 신호를 송출하는 통신 장치(25)가 구비되어 있다.

엘리베이터 신호는 미리 정해진 조건을 충족하면 송출된다. 여기서, 미리 정해진 조건은 엘리베이터(20)가 미리 정해진 층에 위치할 때이다.

엘리베이터(20)가 미리 정해진 층에 위치한다는 것은 엘리베이터(20)가 해당 층에 일정 시간 이상 정지한 경우를 의미할 수 있다.

다만, 본 실시예에서는 신호 송출을 위해 엘리베이터(20)가 정지해 있을 필요는 없으며, 엘리베이터(20)가 해당 층을 통과하는 경우에 즉시 지정된 엘리베이터 신호가 송출되게 통신 장치(25)가 설정될 수 있다.

여기서, 엘리베이터 신호는 송출되는 층 단위로 구분 가능할 수 있다. 이를 위해 층 별로 송출되는 엘리베이터 신호의 속성이 상이하게 설정될 수 있다. 또는 엘리베이터 신호에 송출되는 층을 식별할 수 있는 층 식별정보가 포함되어 있을 수도 있다.

엘리베이터(20)에서 송출된 엘리베이터 신호를 사용자 단말(30)이 수신한다(단계 S110).

사용자 단말(30)은 미리 정해진 시간 내에 수신된 엘리베이터 신호가 3개 이상인지 판단한다(단계 S120). 이는 서로 구분되는 신호가 3개 이상인 경우에 삼변 측량이 가능하기 때문이다.

수신된 신호의 수가 3개 미만인 경우에는 단계 S100으로 되돌아가서 엘리베이터 이동에 따라 순차적으로 송출되는 타 엘리베이터 신호의 수신을 대기한다.

수신된 신호의 수가 3개 이상인 경우에는 단계 S130으로 진행하여, 삼변 측량 방식으로 엘리베이터 신호의 송출 층에 따른 거리를 산출하고, 산출된 거리를 반경으로 하는 가상의 원을 그려 그 교차점을 찾음으로써 사용자 단말(30)의 위치(특히, 고도)를 계산할 수 있다.

여기서, 엘리베이터(20)는 미리 정해진 위치를 반복적으로 이동하게 되며, 각 엘리베이터 신호에 대해 그 송출 위치(즉, 엘리베이터(20)의 송출 층)이 결정되어 있다. 일반적으로 엘리베이터(20)는 수평 좌표(xy 좌표)는 고정되어 있고, 수직 좌표(z 좌표)만이 변화하게 되는 바, 송출 층을 확인함으로써 신호 송출 좌표를 특정할 수 있게 되며, 이를 가상의 원을 그릴 때 중심점으로 할 수 있게 된다.

본 실시예에 따르면, 1대의 엘리베이터만을 이용하더라도 3개 이상의 상이한 송출 위치를 확보할 수 있어 삼변 측량에 의한 측위가 가능하게 된다. 즉, 신호 송출 장치의 수량을 줄일 수 있어 측위를 위한 설비 비용을 절감할 수 있다.

또한, 본 실시예에서 사용자 단말(30)을 소지한 작업자는 일반적으로 해상구조물 내에서 작업을 수행할 때 그 위치가 층 단위로 구분될 수 있다. 즉, 전술한 방법에 의해 계산된 사용자 단말(30)의 위치는 그 자체로도 고도 정보로 이용될 수 있으며, 또는 계산된 사용자 단말(30)의 위치를 층 단위의 고도 정보로 보정하여 이용될 수도 있다. 층별 고도 정보는 사전에 수집 가능한 정보인 바, 계산된 위치가 어느 층(N-1층)과 어느 층(N층) 사이에 위치하는지를 파악하여 사용자 단말(30)의 위치(특히, 고도)를 N-1층으로 보정되게 할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1: 해상구조물 10: 엘리베이터 구조물
20: 엘리베이터 25: 통신 장치
30: 사용자 단말

Claims (6)

1. 해상구조물의 건조 작업 시 측면에 설치되는 엘리베이터 구조물을 따라 승강하는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법에 있어서,
   (a) 상기 엘리베이터가 이동하는 중에 미리 정해진 층에 위치하는 경우 타 층과 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하는 단계;
   (b) 미리 정해진 시간 간격 동안 사용자 단말에서 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 3개 이상 수신하는 단계; 및
   (c) 3개 이상의 서로 구분되는 상기 엘리베이터 신호를 데이터 처리하여 상기 사용자 단말의 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 단계 (a)에서 상기 엘리베이터 신호는 상기 엘리베이터가 해당 층에 정지한 경우에 송출되거나 해당 층을 통과하는 경우에 송출되는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 엘리베이터 신호는 상기 엘리베이터 신호를 송출하는 층을 식별하기 위한 층 식별정보를 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 단계 (c)는,
   상기 엘리베이터 신호에 상응하는 송출 층을 중심으로 하고 상기 엘리베이터 신호의 세기에 상응하여 산출된 거리를 반경으로 하는 가상의 원을 상기 엘리베이터 신호의 수량만큼 그리는 단계;
   상기 가상의 원이 교차되는 교차점을 상기 사용자 단말의 현재 위치로 계산하는 단계를 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 사용자 단말의 위치를 층 단위로 보정하는 단계를 더 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 방법.
6. 해상구조물의 건조 작업 시 측면에 설치되는 엘리베이터 구조물을 따라 승강하는 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템에 있어서,
   상기 엘리베이터에 설치되고, 상기 엘리베이터가 위치하는 층에 따라 구분되는 엘리베이터 신호를 송출하는 통신 장치; 및
   미리 정해진 시간 간격 내에 상기 엘리베이터 신호를 3개 이상 수신한 경우 상기 엘리베이터 신호에 상응하는 송출 층을 중심으로 하고 상기 엘리베이터 신호의 세기에 상응하여 산출된 거리를 반경으로 하는 가상의 원을 그려 그 교차점을 현재 위치로 계산하는 사용자 단말을 포함하는, 엘리베이터를 활용한 고도 정보 보정 시스템.

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