KR102007535B1 - 건설기계의 화면표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의하면, AVM 시스템이 적용된 건설기계에 있어서, 상기 건설기계의 우측전방 상측부위를 촬영하는 우측전방상측카메라와; 통상적인 작업시에는 상기 AVM 시스템에 의해 촬영된 화면을 모니터에 AVM 화면 영역으로 표시하고 붐 업 또는 선회체의 선회시 상기 우측전방 상측부위가 촬영된 영상을 우측전방상측 화면 영역으로 모니터에 별도로 표시하거나 상기 AVM 화면 영역의 우측부에 상기 우측전방 상측부위의 촬영 영상이 위치되도록 하는 통합 화면 영역으로 모니터에 표시하는 제어장치를 포함하는 건설기계의 화면표시장치가 제공된다.

Description

건설기계의 화면표시장치{MONITOR DISPLAY APPARATUS IN CONSTRUCTION MACHINERY}

본 발명은 건설기계의 화면표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AVM(Around View Monitoring) 시스템이 적용된 건설기계에 있어서 붐 업 또는 선회 작업시 붐에 의해 가려지는 선회체의 우측전방 부위를 화면으로 AVM 화면 영역과 함께 선택적으로 표시하도록 할 수 있는 건설기계의 화면표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기 등과 같은 건설기계는 붐 업 및 선회와 같은 동작시 붐이나 암 및 버켓의 이동 방향에 장애물 등이 위치하는 경우 운전자가 이를 확인하지 못하게 되면 안전사고가 발생하게 되어 건설기계의 전방 상황은 물론, 후방 및 측방 상황 등에 대한 상황도가 매우 중요한 요소로 작용되고 있다.

이를 위하여, 건설기계의 운전실 전방과 좌우측방 및 후방에는 각각 카메라가 설치되고 각 카메라로부터 촬영된 해당 방향의 영상이 화면으로 각각 표시되거나 하나로 합성되어 표시되도록 하는 AVM(Around View Monitoring) 시스템이 적용되고 있다.

도 1a는 종래의 건설기계의 화면표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1a의 화면표시장치에 있어서 모니터 상에 표시되는 AVM 화면 영역에 대응된 영상을 나타낸 도면이다.

도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 종래의 건설기계의 화면표시장치는, 건설기계의 운전실 전방 즉, 건설기계의 좌측전방에 위치된 제1카메라(1), 건설기계의 좌우측방에 위치된 제2 및 제3 카메라(2.3), 건설기계의 후측방에 위치된 제4카메라(4)를 포함하며, 상기 운전실 내부에 구비되어 카메라들에 의해 촬영된 영상을 각각 디스플레이하거나 AVM 화면 영역(도 1b 영상)으로 합성하여 디스플레이하는 모니터 등으로 구성된다.

그러나 상기와 같은 종래의 AVM 시스템이 적용된 건설기계의 화면표시장치에 의하면, 건설기계의 운전실 전방 즉, 건설기계의 좌측전방에만 제1카메라(1)가 구비되기 때문에, 붐이나 버켓 등에 의해 가려지는 사각지대인 건설기계의 우측전방(a 영역)의 상측에 존재하는 전선, 전신주 등과 같은 장애물의 위치 정보를 정확하게 인지할 수 없어 붐 업 또는 우측방향으로 선회시 안전사고가 발생하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, AVM 시스템이 적용된 건설기계에 있어서 선회체의 우측전방 상측부에 대한 영상을 더 촬영한 후 붐 업 또는 선회체의 우측 선회시 우측전방 상측부에 대한 영상을 AVM 화면 영역과 함께 선택적으로 표시할 수 있는 건설기계의 화면표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 화면표시장치는, AVM 화면을 표시하는 AVM 시스템이 적용된 건설기계에 있어서, 상기 건설기계의 우측전방 상측부위를 촬영하는 카메라 및 통상적인 작업시에는 상기 AVM 시스템에 의해 촬영된 화면을 모니터에 AVM 화면 영역으로 표시하고 붐 업 또는 선회체의 선회시 상기 우측전방 상측부위가 촬영된 영상이 상기 AVM 화면 전체 영역의 전 영역 또는 적어도 일정한 영역에 출력되도록 하는 통합 화면 영역으로 모니터에 표시하는 제어장치를 포함한다.

상기 우측전방 상측부위를 촬영하는 카메라는 상기 건설기계 선회체의 우측전방, 상기 우측전방으로부터 소정각도를 가지는 우측측방 및 상기 우측전방과 우측측방에 수직한 우측상방의 3차원 공간에 대한 영상을 촬영할 수 있다.

상기 제어장치는, 각 카메라들로부터 촬영된 영상을 처리하여 AVM 화면 영역, 우측전방상측 화면 영역 및 AVM 화면 영역의 우측영역에 상기 우측전방 상측 화면이 위치되도록 하는 통합 화면 영역으로 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에 의해 처리된 영상에 대한 실제 거리 또는 상기 영상에 대한 실제 면적을 계산하는 거리계산부와, 상기 영상처리부와 거리계산부의 정보를 토대로 상기 영상에 거리 정보를 오버랩시키는 정보합성부와, 상기 정보합성부에 의해 생성된 영상정보를 미리 설정된 영상표시 알고리즘에 따라 처리하여 상기 모니터 상에 해당 화면 영역이 표시되도록 하는 디스플레이부와, 건설기계 구성부들의 조작신호를 제공받아 현재 건설기계의 작업 상태를 판단하는 조작신호판단부를 포함할 수 있다.

상기 거리계산부는 상기 촬영된 평면 상태의 영상에 있어서 해당 장애물까지의 실제 거리를 카메라의 초점거리, 장착높이, 수직광각, 피치각을 포함하는 촬영각도 정보를 이용하여 계산하고, 이를 일정 간격의 점 또는 숫자로 표시할 수 있다.

본 발명에 의하면, AVM 시스템이 적용된 건설기계에 있어서 통상 작업시에는 AVM 화면 영역이 표시되도록 하고 붐 업 또는 우측 선회시에는 선회체의 우측전방 상측부를 촬영한 붐상단 화면 영역이 선택적으로 표시되도록 함으로써, 붐 업 또는 붐 업 상태에서 선회체의 우측 선회시 안전한 작업을 가능하게 할 수 있다.

도 1a는 종래의 건설기계의 화면표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도 1b는 도 1a의 화면표시장치에 있어서 모니터 상에 표시되는 AVM 화면 영역에 대응된 영상을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 도 2의 화면표시장치가 적용된 건설기계를 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 건설기계의 화면표시장치에 있어서 우측전방카메라에 의해 촬영되는 영상의 범위를 나타낸 도면.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 2의 화면표시장치가 적용된 건설기계를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2의 건설기계의 화면표시장치에 있어서 우측전방카메라에 의해 촬영되는 영상의 범위를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치는, 건설기계의 운전실 전방 즉, 건설기계의 전방에 위치된 전방카메라(10), 건설기계의 좌우측방에 위치된 좌측방 및 우측방카메라(20.30), 건설기계의 후방에 위치된 후방카메라(40)를 통하여 건설기계의 주변영역에 대한 영상을 AVM 화면 영역으로 표시하는 AVM 시스템이 적용된 상태에서, 상기 건설기계 선회체의 우측전방에 위치되어 우측전방 상측부위를 촬영하는 우측전방상측카메라(50), 상기 각 카메라(10 내지 50)에 의해 촬영된 영상이 AVM 화면 영역과 우측전방상측 화면 영역으로 표시되는 모니터(60) 및 상기 카메라(10 내지 50)들로부터 촬영된 영상을 처리하여 통상 작업시에는 AVM 화면 영역을 모니터(60)에 표시하고 붐 업 또는 선회시 우측전방 상측 화면 영역을 모니터(60)에 표시하는 제어장치(70) 등을 포함한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치는, 상기 우측전방상측카메라(50)가 선회체의 우측전방에 위치되어 선회체의 우측전방 상측부위에 해당되는 일정공간을 촬영하게 함으로써, 우측 선회시 또는 붐 업 동작시 붐에 의해 가려지는 우측전방 상측부위를 화면으로 표시하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 AVM 시스템의 전방카메라(10)는 건설기계의 전방에 위치되어 선회체의 전방부위에 대한 영상을 촬영하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 좌측방 및 우측방카메라(20,30)는 각각 건설기계의 선회체 좌측방과 우측방에 위치되어 선회체의 좌측과 우측 중앙 부위를 중심으로 좌/우측 전방과 상기 좌/우측 전방과 소정각도를 가지는 좌/우측후방에 대한 영상을 촬영하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 후측방카메라(40)는 건설기계의 선회체 후측방에 위치되어 선회체의 후측 중앙 부위를 중심으로 후측 좌측방과 상기 후측 좌측방과 소정각도를 가지는 후측 우측방에 대한 영상을 촬영하는 것이 바람직하다.

따라서 상기 건설기계의 화면표시장치에 있어서, 상기 AVM 시스템의 전방카메라(10), 좌측방 및 우측방카메라(20,30) 및 후측방카메라(40)는, 각각 카메라가 위치된 선회체로부터 지면까지의 입체적 공간(하부 공간)에 대한 영상만을 촬영하고 있으나, 상기 우측전방상측카메라(50)는 선회체의 우측전방부위 즉, 선회체의 우측 사이드미러 등에 위치될 수 있으며, 선회체의 우측전방 상측부위에 해당되는 공간에 대한 영상을 촬영한다.

따라서 상기 우측전방상측카메라(50)에 의하면, 건설기계의 붐을 높은 위치까지 업 한 상태 또는 건설기계가 우측으로 선회할 경우 붐이나 버켓 등에 의해 사용자가 붐의 우측 상측부위에 대한 주변상황을 확인할 수 없는 경우 이에 대한 영상을 촬영함으로써, 사용자로 하여금 붐 업 또는 선회체의 우측 선회시 상기 영상을 통하여 선회체의 우측전방 상측부위에 전선 또는 전신주 등과 같은 장애물이 위치하는 여부를 확인하도록 하여 선회체의 우측방 선회를 안전하게 실시하도록 할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 별도의 우측전방상측카메라가 더 구비되어 우측전방 상측부위를 촬영하도록 하고 있으나, 붐 업 또는 선회체의 선회시 AVM 시스템의 카메라중 일부를 회전시켜 해당 부위에 대한 촬영이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 모니터(60)는, 운전실의 내부에 구비되어 상기 각 카메라(10 내지 50)에 의해 촬영된 영상이 기존의 AVM 화면 영역과 우측전방 상측 화면 영역으로 디스플레이되도록 하는 것으로, 제어장치(70)의 제어에 따라 상기 영상을 구분하여 표시하거나 또는 AVM 화면 영역의 우측영역에 상기 우측전방 상측 화면이 위치되도록 하는 통합 화면 영역을 모니터(60)에 표시되도록 하거나 또는 건설기계의 전진, 후진, 붐 업 및 선회 등과 같은 동작을 제어하기 위한 조작신호를 발생시키는 조이스틱으로부터 조작신호 발생시 운전자에게 상기 조작신호에 대응된 해당 영상을 표시한다.

또한, 상기 모니터(60)는 제어장치(70)의 제어에 따라 상기 카메라들로부터 촬영된 영상 또는 외부로부터 건설기계의 주변에 대한 영상을 입체적으로도 표시할 수 있으며, 현재 건설기계의 구성부 조작 상태 변화시 즉, 붐 업, 암 덤프, 또는 우측 선회시 우측방상측카메라(50)에 의해 촬영된 영상이 자동으로 표시되도록 하거나 또는 사용자에 의해 수동 선택시 계속 표시하도록 할 수 있다.

상기 제어장치(70)는, 상기 카메라(10 내지 50)들로부터 촬영된 영상을 처리하여 통상 작업시에는 AVM 화면 영역을 모니터(60)에 표시하고 붐 업 또는 선회시 우측전방 상측 화면 영역을 모니터(60)에 표시하며 건설기계의 전진, 후진, 붐 업 및 선회 등과 같은 동작을 제어하기 위한 조작신호를 발생시키는 조이스틱으로부터 조작신호 발생시 운전자에게 상기 조작신호에 대응된 해당 영상을 표시하는 것으로, 각 카메라들로부터 촬영된 영상을 처리하여 AVM 화면 영역, 우측전방상측 화면 영역 및 AVM 화면 영역의 우측영역에 상기 우측전방 상측 화면이 위치되도록 하는 통합 화면 영역으로 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에 의해 처리된 영상에 대한 실제 거리 또는 상기 영상에 대한 실제 면적을 계산하는 거리계산부와, 상기 영상처리부와 거리계산부의 정보를 토대로 상기 영상에 거리 정보를 오버랩시키는 정보합성부와, 상기 정보합성부에 의해 생성된 영상정보를 미리 설정된 영상표시 알고리즘에 따라 처리하여 모니터(60) 상에 각각의 화면 영역으로 처리하여 디스플레이시키는 디스플레이부와, 건설기계 구성부들의 조작신호를 제공받아 현재 건설기계의 작업 상태를 판단하는 조작신호판단부 등을 포함한다.

여기서, 상기 거리계산부는, 상기 촬영된 평면 상태의 영상에 있어서 해당 장애물까지의 실제 거리를 카메라의 초점거리, 장착높이, 수직광각, 피치각 등과 같은 촬영각도 정보를 이용하여 계산하고 이를 일정 간격의 점으로 표시하거나 숫자로 표시되도록 하여 사용자로 하여금 장애물까지의 거리를 인지하도록 할 수 있다. 즉, 장애물을 감지하고 장애물까지의 거리를 계산하는 별도의 초음파 또는 적외선 또는 레이저 등을 이용한 센싱부재를 사용하지 않고도 해당 영상의 거리를 계산할 수 있다.

또한, 상기 영상표시 알고리즘은 상기 카메라들에 의해 촬영되어 처리된 영상들을 모니터(60) 상에 각각 디스플레이되도록 하거나, 또는 상기 조작신호판단부로부터 현재 건설기계의 동작을 판단하여 해당 동작에 대응된 영상만이 디스플레이되도록 할 수 있다.

즉, 일예로, 모니터(60) 상에 각각의 카메라들로부터 촬영된 영상이 상기와 같은 처리 방식에 의해 처리되어 통상적인 작업시에는 AVM 화면 영역이 디스플레이된 상태에서 조작신호판단부로부터 현재 건설기계의 붐이 업된 상태이거나 또는, 선회체가 우측방으로 선회되려는 상태인 경우에는 상기 우측전방상측카메라(50)에 의해 촬영된 우측전방상측 화면 영역이 별도로 표시되거나 또는 AVM 화면 영역의 우측영역에 상기 우측전방 상측 화면이 위치되도록 하는 통합 화면 영역이 모니터(60)에 표시되도록 함으로써, 사용자로 하여금 우측전방 상측부위에 대한 촬영 영상을 통하여 해당 공간에 위치되는 장애물 여부를 인지하도록 할 수 있고, 추가로 붐 업이 가능한 범위와 장애물까지의 거리 등에 정보를 더 인지하도록 할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 건설기계의 화면표시장치는, 먼저, 건설기계의 운전실에 위치된 전방카메라(10), 건설기계의 좌우측방에 위치된 좌측방 및 우측방카메라(20.30), 건설기계의 후측방에 위치된 후측방카메라(40) 및 건설기계 선회체의 우측전방에 위치된 우측전방상측카메라(50)에 의해 촬영된 영상이 제어장치(70)에 의해 처리된다.

이 상태에서, 제어장치(70)는 건설기계 구성부들의 조작신호를 통하여 건설기계의 현재 작업 상태를 판단하는데, 건설기계의 통상적인 작업시에는 AVM 화면 영역이 표시되도록 하거나, 일예로, 건설기계가 주행 중인 경우에는 전진시에는 상기 전방카메라(10)의 촬영 영상이 모니터(60)에 화면전환 표시되도록 하고, 좌측방으로 스윙시에는 좌측방카메라(20)의 촬영 영상이 모니터(60)에 화면전환 표시되도록 할 수 있다.

한편, 제어장치(70)는, 건설기계 구성부들의 조작신호를 통하여 판단한 결과 건설기계가 현재 붐업 상태이거나 또는 우측방으로 선회하려는 것으로 판단되는 경우에는, 상기 우측전방상측카메라(50)에 의해 촬영된 영상이 모니터(60)에 표시되도록 하는데, 이때, 상기 우측전방상측카메라(50)에 의해 촬영되어 모니터(60)에 화면전환되는 영상정보는 우측전방상측 화면 영역이 AVM 화면 영역과 별도로 표시되거나 상기 AVM 화면 영역의 우측부에 우측전방상측 화면 영역이 위치되는 통합 화면 영역으로 표시될 수 있다.

이때, 상기 해당 화면 영역의 영상에는 영상 내의 거리 정보가 함께 표시됨으로써, 사용자로 하여금 상기 우측전방 상측부위의 해당 공간에 위치되는 장애물 존재 여부와 함께, 추가로 붐 업이 가능한 범위와 장애물까지의 거리 등에 정보를 더 인지하도록 하여 안전사고를 방지할 수 있다.

따라서 AVM 시스템이 적용된 건설기계의 화면표시장치에 의하면, 통상적인 작업시에는 AVM 화면 영역이 표시되고 붐 업 또는 선회체의 우측 선회시 우측전방 상측부에 대한 영상을 AVM 화면 영역과 함께 선택적으로 표시함으로써, 붐 업 또는 선회체의 우측 선회시 붐에 의해 가려지는 사각지대를 화면으로 인지하여 안전한 작업을 가능하게 할 수 있다.

본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. AVM 화면을 표시하는 AVM 시스템이 적용된 건설기계에 있어서,
   상기 건설기계의 우측전방 상측부위를 촬영하는 카메라; 및
   상기 건설기계가 붐 업 상태인지 판단하고, 붐 업 되지 않은 통상적인 작업시에는 상기 AVM 시스템에 의해 촬영된 화면을 모니터에 AVM 화면 영역으로 표시하고 붐 업 상태라고 판단되면 상기 우측전방 상측부위가 촬영된 영상이 상기 AVM 화면 전체 영역의 전 영역 또는 적어도 일정한 영역에 출력되도록 하는 통합 화면 영역으로 모니터에 표시하는 제어장치;
   를 포함하는 건설기계의 화면표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 우측전방 상측부위를 촬영하는 카메라는
   상기 건설기계 선회체의 우측전방, 상기 우측전방으로부터 소정각도를 가지는 우측측방 및 상기 우측전방과 우측측방에 수직한 우측상방의 3차원 공간에 대한 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는
   건설기계의 화면표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어장치는,
   각 카메라들로부터 촬영된 영상을 처리하여 AVM 화면 영역, 우측전방상측 화면 영역 및 AVM 화면 영역의 우측영역에 상기 우측전방 상측 화면이 위치되도록 하는 통합 화면 영역으로 처리하는 영상처리부와, 상기 영상처리부에 의해 처리된 영상에 대한 실제 거리 또는 상기 영상에 대한 실제 면적을 계산하는 거리계산부와, 상기 영상처리부와 거리계산부의 정보를 토대로 상기 영상에 거리 정보를 오버랩시키는 정보합성부와, 상기 정보합성부에 의해 생성된 영상정보를 미리 설정된 영상표시 알고리즘에 따라 처리하여 상기 모니터 상에 해당 화면 영역이 표시되도록 하는 디스플레이부와, 건설기계 구성부들의 조작신호를 제공받아 현재 건설기계의 작업 상태를 판단하는 조작신호판단부를 포함하는
   건설기계의 화면표시장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 거리계산부는 상기 촬영된 평면 상태의 영상에 있어서 해당 장애물까지의 실제 거리를 카메라의 초점거리, 장착높이, 수직광각, 피치각을 포함하는 촬영각도 정보를 이용하여 계산하고, 이를 일정 간격의 점 또는 숫자로 표시하는 것을 특징으로 하는
   건설기계의 화면표시장치.

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