KR102021716B1 - 지능형 토사 정보 자동 처리시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에 관한 것으로, 공사 현장 출입 차량에 적재된 토사 영상을 촬영하여 지능적으로 분석하고 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 자동으로 산출하여 관리하기 위한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 각 공사 현장에 설치되는 차량 출입용 게이트 구조물에 각각 개별적으로 설치되어 각 공사 현장 출입 차량의 차량 번호판 정보와 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 영상정보를 자동으로 측정 및 수집하여 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙의 토사 관리서버에 전송하는 적어도 하나의 로컬 측정부; 중앙의 관제센터에 설치되어 로컬 측정부에서 전송되는 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 차량 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 수집하여 각 공사 현장의 출입 차량 정보 및 각 공사 현장에서 채굴 또는 운반되는 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하고 저장하여 관리하는 토사 관리서버;를 포함하는, 지능형 토사 정보 자동 처리시스템을 제공하여, 공사 현장 등에서 채굴된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 투명하고 객관적으로 산출하고 편리하게 이용할 수 있게 한다.
이를 위하여 본 발명은 각 공사 현장에 설치되는 차량 출입용 게이트 구조물에 각각 개별적으로 설치되어 각 공사 현장 출입 차량의 차량 번호판 정보와 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 영상정보를 자동으로 측정 및 수집하여 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙의 토사 관리서버에 전송하는 적어도 하나의 로컬 측정부; 중앙의 관제센터에 설치되어 로컬 측정부에서 전송되는 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 차량 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 수집하여 각 공사 현장의 출입 차량 정보 및 각 공사 현장에서 채굴 또는 운반되는 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하고 저장하여 관리하는 토사 관리서버;를 포함하는, 지능형 토사 정보 자동 처리시스템을 제공하여, 공사 현장 등에서 채굴된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 투명하고 객관적으로 산출하고 편리하게 이용할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에서 토사의 영상을 직접 촬영하고 영상 분석 시스템을 통해 지능적으로 분석하여 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 자동으로 산출하고 산출된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 기설정된 모바일기기를 통해 온라인으로 공유할 수 있도록 함으로써 전국 각지에 분포된 각 공사 현장 등에서 채굴된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 투명하고 객관적으로 산출하고 편리하게 이용할 수 있게 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에 관한 것이다.
일반적으로 건설 현장의 토목공사 또는 기초공사에 있어서는 바닥을 다지기 위해 토사를 먼저 채굴하고 이 채굴된 토사를 덤프트럭에 적재하여 다른 쪽으로 운반하게 되는데, 이러한 운반과정에서 토사의 종류나 양(토량)을 정확하게 측량하는 것은 시공 관리와 사업 관리에 있어서 매우 중요하다.
종래의 운반토량 산출방법은 각 덤프트럭별로 운반토량의 측정은 거의 실시하지 않으며, 시공사와 토공 업체 간의 협약에 의해 주로 토사의 종류별로 덤프트럭 한대당 일정량의 체적을 적재하는 것으로 사전 협약하고, 이후 운반에 사용된 덤프트럭의 수량을 조사하여 전체 운반 토량을 산출하는 방식을 취하고 있기 때문에 정확한 운반 토량을 산출하기는 불가능한 단점이 있다.
또한 이러한 운반토량 산출방법도 관리자들에 의해 수기로 실시되고 있었기 때문에 객관적이거나 투명하게 토량 산출이 이루어지지 않아 이후 분쟁을 초래하는 원인이 되거나, 또는 이러한 분쟁 발생에 의해 여러가지 이슈가 파생되는 등의 문제점을 초래하였다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 덤프트럭이 통과하는 건설 현장의 출입구 게이트에 광파 거리계를 설치하여 토량을 측정하는 방법이 사용되기도 하였다.
그러나 이 경우 고정밀도의 계측을 위해서는 수많은 광파 거리계를 설치하여야 하므로 비용이 과다하게 필요로 하며, 또한 게이트의 아래를 통과하는 덤프트럭의 속도, 방향의 변화에 의해서 계측 정밀도가 저하되거나 덤프트럭에 진동 등에 의해 광파 거리계의 경사 보정 등이 곤란하다는 등의 문제점이 있었다.
따라서 현장에서 덤프트럭에 적재되어 운반되는 토사의 종류 및 운반량을 합리적으로 측정할 수 있는 장치 또는 방법의 개발이 절실하게 요구되고 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 공사 현장 출입 차량에 적재된 토사 영상을 촬영하여 지능적으로 분석하고 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 자동으로 산출하여 관리하며 산출 및 저장된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 기설정된 모바일 기기를 통해 온라인으로 공유할 수 있도록 함으로써 공사 현장 등에서 채굴된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 투명하고 객관적으로 산출하고 편리하게 이용할 수 있게 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템을 제공하고자 하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 각 공사 현장에 설치되는 차량 출입용 게이트 구조물에 각각 개별적으로 설치되어 각 공사 현장 출입 차량의 차량 번호판 정보와 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 영상정보를 자동으로 측정 및 수집하여 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙의 토사 관리서버에 전송하는 적어도 하나의 로컬 측정부; 중앙의 관제센터에 설치되어 로컬 측정부에서 전송되는 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 차량 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 수집하여 각 공사 현장의 출입 차량 정보 및 각 공사 현장에서 채굴 또는 운반되는 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하고 저장하여 관리하는 토사 관리서버;를 포함하는, 지능형 토사 정보 자동 처리시스템이다.
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본 발명에 의하면, 각 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에서 토사 영상을 촬영하여 지능적으로 분석하고 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 자동으로 산출하여 저장 및 관리하고, 산출된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 모바일기기를 통해 공유할 수 있도록 함으로써 공사 현장 등에서 채굴된 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 체계적으로 정확하게 산출하고 그에 따른 토사 관련 비용을 객관적으로 투명하게 산출 및 관리하여 편리하게 이용할 수 있게 하는 이점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 내부 구성을 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 공사 현장의 차량 출입구에 설치되는 게이트 구조물의 한 예를 도시한 사시도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 로컬 측정부 및 토사관리서버에서 각각 이루어지는 신호 처리과정을 예시한 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 게이트 구조물에 덤프트럭이 진입한 상태를 예시한 참고도이다.
도 2는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 내부 구성을 예시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 공사 현장의 차량 출입구에 설치되는 게이트 구조물의 한 예를 도시한 사시도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 로컬 측정부 및 토사관리서버에서 각각 이루어지는 신호 처리과정을 예시한 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 게이트 구조물에 덤프트럭이 진입한 상태를 예시한 참고도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 구성과 동작 및 그에 의한 작용 효과를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 전체적인 구성을 예시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 내부 구성을 예시한 블록도이며, 도 3은 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 공사 현장의 차량 출입구에 설치되는 게이트 구조물의 한 예를 도시한 사시도로서, 본 발명의 지능형 토사 정보 자동 처리시스템은, 도 1에 예시된 바와 같이 각 공사 현장의 차량 출입구에 각각 설치되는 하나 또는 다수 개의 로컬 측정부(100a-100n), 중앙의 관제센터에 설치되는 토사 관리서버(200)를 포함하여 구성되거나, 다수의 모바일 기기(300a-300n)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 본 발명의 지능형 토사 정보 자동 처리시스템은 건설 현장에 덤프트럭의 출입이 토목 공사 또는 기초 공사가 용이하도록 구현되는 게이트 구조물에 설치되고, 이러한 게이트 구조물(110)의 형상이나 모양을 예시된 게이트 구조물의 형태로 특정하지는 않음은 물론이다.
각각의 로컬 측정부(100a-100n)는 토사 측정을 필요로 하는 각 공사 현장의 차량 출입구에 적어도 하나가 설치되며, 각 공사 현장의 차량 출입이 가능하도록 구비되는 게이트 구조물(110)에 설치되어 차량 출입시 덤프트럭의 차량 번호판 정보와 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 영상정보를 자동으로 측정 및 수집하여 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙 관제센터의 토사 관리서버(200)에 전송한다. 이를 위하여 각각의 로컬 측정부(100a-100n)는 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110), 차량출입 감지부(120), 차량 번호판 인식부(130), 적재높이 측정부(140), 토사영상 촬영부(150), 제어부(160), 및 송신부(170)를 포함하여 각각 구성될 수 있다.
게이트 구조물(110)은 각 공사 현장의 출입구에 적어도 하나가 설치되어 공사현장을 왕래하는 덤프트럭의 하중을 지지하고 입차와 출차를 자동으로 안내한다. 이를 위하여 게이트 구조물(110)은 도 3에 예시된 바와 같이 베이스 부재(111), 경광등(112), 진입 제한 스토퍼(113), 및 통과 게이트(114)를 구비하여 구성될 수 있으며, 또한 차량번호 표시부(115)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
베이스 부재(111)는 덤프트럭이 진입 가능한 넓이의 판넬로 이루어지며 각 공사 현장의 출입구 지면에 설치되어 공사현장을 왕래하는 덤프트럭의 하중을 지지한다.
경광등(112)은 베이스 부재(111)의 전방 일측에 설치되며 제어부(160)에 의해 자동 구동되어 공사 현장에 출입하는 차량의 입차 또는 출차 안내를 위한 다수의 제1컬러 또는 제2컬러(예를 들면 입차 완료 상태 안내시에는 적색, 출차 가능 상태 안내시에는 녹색)로 점/소등되거나 또는 점멸되도록 설정될 수 있다.
진입 제한 스토퍼(113)는 베이스 부재(111)의 상면에 돌출되게 설치되되 베이스 부재(111)의 전방 단부에서 그 내측으로 일정 거리 이격되는 위치에 설치되어 차량의 전방 진입을 제한한다. 이러한 진입 제한 스토퍼(113)의 내부에는 근접 센서(113a: 도 5 참조)가 내설되어 차량의 접근 여부를 감지하도록 구성된다.
통과 게이트(114)는 베이스 부재(111) 후방의 좌,우 양측에 이격 배치된 두 개의 수직 프레임(114a,114b)과, 두 수직 프레임(114a,114b)의 상부에 양단이 거치되어 지지되는 하나의 수평 프레임(114c)으로 게이트를 구성하여 공사현장에 왕래하는 덤프트럭이 상기 두 수직 프레임(114a,114b)과 하나의 수평 프레임(114c)에 의해 형성되는 게이트를 통해 왕래 가능하게 설치된다.
차량번호 표시부(115)는 통과 게이트(114)의 일측에 설치되며, 차량 번호판 인식부(130) 및 제어부(160)와 연결되어 차량 번호판 인식부(130)에서 판독되는 덤프 트럭의 차량 번호를 제어부(160)의 제어에 의해 표시한다.
차량 출입 감지부(120)는 도 3에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110)의 측면에 설치되며 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 차량의 출입 여부를 감지하여 그 감지 결과를 제어부(160)로 전달한다. 이러한 차량 출입 감지부(120)는 레이저를 목표물에 조사하여 주변의 사물 또는 지형지물을 감지하고 이를 3D로 모델링하여 사물과의 거리 및 사물의 물성을 감지하는 한 개의 라이다 센서((LiDar)로 구성되는 것이 바람직하다.
차량 번호판 인식부(130)는 License Plate Recognition 센서로서 도 3에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110)의 측면에 설치되며 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 차량의 번호판을 자동으로 인식하여 그 판독 결과를 제어부(160)로 전달한다.
적재높이 측정부(140)는 도 3에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110)의 상부에 설치되며 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사의 적재 높이를 다수의 위치에서 측정하여 그 평균값을 산출하고 산출된 평균값을 제어부(160)로 전달한다. 이러한 적재높이 측정부(140)는 빛, 온도, 습도를 포함하는 환경정보를 감지하여 전기신호로 변환하고 마이크로컴퓨터를 포함하는 주변회로를 결합하여 환경정보의 감지와 감지신호를 이용한 연산 및 판단 능력을 갖춘 다수 개의 지능형 판독 센서(IRS)로 구성(본 발명의 구성을 예시하는 도 3에서는 5개의 지능형 판독 센서로 구성된 예를 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 이하에서는 본 발명의 적재높이 측정부(140)가 5개의 지능형 판독 센서로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하기로 함)되며, 이러한 지능형 판독 센서(IRS)는 레이저를 목표물에 조사하여 주변의 사물 또는 지형지물을 감지하고 이를 3D로 모델링하여 사물과의 거리 및 사물의 물성을 감지하는 라이다 센서((LiDar)로 구성될 수 있으며, 이 경우 도 3에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110)의 수평 프레임(114c)에 균등하게 이격 배치되고 지면을 향해 레이저를 조사하도록 설치되는 것이 바람직하다.
토사영상 촬영부(150)는 도 3에 예시된 바와 같이 게이트 구조물(110)의 상부 중앙부에 설치되며 IP 카메라로 구성되어 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사 영상을 촬영하여 제어부(160)로 전달한다. 이러한 토사영상 촬영부(150)는 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사의 영상을 용이하게 촬영하기 위해 게이트 구조물(110)의 수평 프레임(114c) 중앙부에 설치되되 지면에 대하여 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.
제어부(160)는 차량 번호 표시부(115)와 차량출입 감지부(120)와 차량 번호판 인식부(130)와 적재높이 측정부(140) 및 토사영상 촬영부(150)의 동작 및 게이트 구조물(110)에 의한 차량 출입 안내를 제어하여 공사현장의 게이트 구조물(110)을 통해 출입하는 차량을 감지하고 번호판을 인식하며 이때 인식된 차량 번호를 차량 번호 표시부(115)를 통해 표출하고, 차량의 적재함에 적재된 토사의 적재 높이 측정 및 영상 촬영을 제어하고, 각 측정정보 및 영상정보를 차량 번호판 정보와 함께 수신하여 토사 관리서버(200)에 전송하도록 송신부(170)를 제어한다.
송신부(170)는 제어부(160)에 의해 제어되어 차량 번호판 인식부(130)와 적재높이 측정부(140) 및 토사영상 촬영부(150)에서 각각 감지되거나 측정 또는 촬영된 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 해당 차량의 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 토사 관리서버(200)에 전송한다.
토사 관리서버(200)는 중앙의 관제센터에 설치되며, 적어도 하나의 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 해당 차량의 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 수집하여 각 공사 현장의 출입 차량 정보 및 각 공사 현장에서 채굴 또는 운반되는 토사의 종류와 토량을 산출하여 저장하고 관리한다. 이를 위하여 토사 관리서버(200)는 적어도 하나의 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 토사의 적재높이와 영상정보를 분석하여 토사의 종류와 운반량을 자동으로 산출하고 산출된 토사의 종류와 운반량을 기설정된 모바일기기를 통해 전송하는 토사영상 분석부(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한 이러한 토사 관리서버(200)는 산출 및 저장된 각 덤프트럭의 적재토량 및 각 공사현장에서 운반되는 토사의 종류와 혼합비 관련 정보를 기설정된 모바일 기기(300)로 전송하여 온라인으로 정보를 공유할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 4와 도 4b는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템의 로컬 측정부(100a-100n) 및 토사관리서버(200)에서 이루어지는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리방법을 예시한 동작 흐름도로서, 이러한 본 발명의 방법은 도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같이 각 공사 현장의 출입구에 설치된 다수 개의 로컬 측정부(100a-100n)와 중앙 관제센터의 토사 관리서버(200) 및 다수의 모바일 기기(300a-300n) 사이에서 이루어질 수 있다.
제1단계(S100)는 공사현장의 출입구에 설치된 각각의 로컬 측정부(100a-100n)가 처리하는 단계로서, 공사 현장의 차량 출입용 게이트 구조물(110)에 설치된 적어도 하나의 로컬 측정부(100a-100n)가 공사 현장의 게이트 구조물(110)에서 덤프트럭 차량이 감지되는지를 확인하여 덤프트럭의 차량 번호판 정보, 덤프 트럭의 적재함에 적재된 토사의 적재높이, 및 토사 영상을 측정 및 촬영하여 유선 또는 무선으로 토사 관리서버(200)로 전송하는 단계이다. 이러한 제1단계(S100)는 도 4a에 예시된 바와 같이, 게이트 구조물(110)의 수직 프레임(114a,114b 중의 어느 하나) 측면에 설치된 차량 출입 감지부(120)의 지능형 판독 센서(IRS)로 차량 감지 여부를 확인하는 단계(S101), 차량이 감지되면 차량 번호판 인식부(130)를 기동시켜 차량 번호판 정보를 인식하여 차량 번호 표시부(115)로 표출하는 단계(S102), 베이스 부재(111) 전방 상면의 진입 제한 스토퍼(113)에 내설된 근접 센서를 통해 차량 입차 여부를 확인하는 단계(S103), 진입 제한 스토퍼(113)에 차량 접근이 확인되면 경광등(112)을 기지정된 제1컬러로 점등하여 입차 완료 상태임을 표시하는 단계(S104), 수평 프레임(114c)에 설치된 적재높이 측정부(140)의 다수 지능형 판독 센서(140a-140e)를 통해 토사의 적재 높이를 다수 개소에서 측정하여 측정된 각각의 적재높이 측정값으로 적재함에 적재된 토사의 평균 적재높이를 산출하는 단계(S105), 동시에 토사영상 촬영부(150)의 IPC(IP Camera)를 통해 토사 영상을 촬영하는 단계(S106), 영상 촬영이 완료되는지를 확인하는 단계(S107), 영상 촬영이 완료되면 경광등(112)을 통해 기지정된 제2컬러로 점등하여 출차 가능 상태임을 표시하는 단계(S108), 및, 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 해당 차량의 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이와 영상정보를 송신부(170)를 통해 토사 관리서버(200)로 전송하는 단계(S109)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제2단계(S200)는 중앙의 관제센터에 설치된 토사 관리서버(200)에서 처리되는 단계로서, 토사 관리서버(200)가 적어도 하나의 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 덤프트럭의 차량 번호판 정보, 덤프트럭의 적재함에서 측정된 토사의 적재높이, 및 토사 영상을 수집하여 공사현장에 출입하는 각 덤프트럭의 적재 토량을 산출하고 영상 분석을 통해 각 공사현장에서 운반되는 토사의 종류와 혼합비를 산출하여 저장하는 단계이다. 이러한 제2단계(S200)는 도 4b에 예시된 바와 같이, 영상 분석을 위한 기초 데이터를 사전에 획득하고 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘을 바탕으로 머신러닝을 통해 토사의 종류를 습득하여 각 공사현장의 지역별 토사 종류에 대한 데이터를 학습하는 단계(S201), 각 공사현장의 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 차량 번호판 정보, 적재함의 토사 적재높이 및 토사 영상을 수집하는 단계(S202), 및, 클라우드(Cloud) 시스템 및 빅데이터를 활용하여 빅데이터에 축적된 방대한 양의 영상정보를 기준으로 촬영 영상을 분석하고, 분석된 결과를 이용하여 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하여 저장하는 단계(S203)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 영상 분석결과 및 산출된 결과값들, 즉 각 덤프트럭의 적재토량 및 각 공사현장에서 운반되는 토사의 종류와 혼합비 관련 정보들을 리포트 처리하여 미리 설정된 모바일 기기(300a-300n)로 전송 처리하는 단계(S204)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템에서 로컬 측정부의 게이트 구조물에 덤프 트럭이 진입한 상태를 예시한 참고도로서, 이상과 같이 구성되는 본 발명의 지능형 토사 정보 자동 처리시스템 및 방법에 대한 동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 건설 현장에서는 기초공사를 위한 바닥을 다지기 위해 토사를 먼저 채굴하게 되고 이렇게 채굴된 토사는 덤프트럭에 적재하여 이동하게 된다.
이때 공사 현장의 출입구에 설치된 차량 출입용 게이트 구조물(110) 및 로컬 측정부(100a-100n 중의 어느 하나일 수 있으며, 이하의 설명에서는 하나의 로컬 측정부(100a)를 예로 들어 설명하기로 함)에서는, 토사를 적재한 덤프트럭 차량이 공사 현장의 차량 출입용 게이트 구조물(110)에 진입하게 되면 차량 출입 감지부(120)가 이를 감지하여 감지결과를 제어부(160)로 전달하게 된다. 따라서 제어부(160)에서는 차량 번호판 인식부(130)를 통해 해당 덤프트럭의 차량 번호판 정보를 인식하고 인식된 차량 번호를 차량 번호 표시부(115)를 통해 표시하며, 아울러 적재높이 측정부(140) 및 토사 영상 촬영부(150)를 통해 덤프 트럭의 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 토사 영상을 각각 측정하여 제어부(160)로 전달하고, 제어부(160)에서는 송신부(170)를 통해 유선 또는 무선으로 토사 관리서버(200)로 전송할 수 있게 된다.
즉, 토사를 적재한 덤프트럭 차량이 공사 현장의 차량 출입용 게이트 구조물(110)에 진입하게 되면 로컬 측정부(100a)에서는 게이트 구조물(110)의 수직 프레임(114a,114b 중의 어느 하나) 측면에 설치된 차량 출입 감지부(120)의 지능형 판독 센서(IRS)로 차량 감지 여부를 확인(S101)하고, 차량이 감지되면(S101의 Y분기) 게이트 구조물(110)의 일측에 설치된 차량 번호판 인식부(130)를 기동시켜 차량 번호판 정보를 인식(S102)하고 인식된 차량 번호를 차량 번호 표시부(115)를 통해 표출한다. 그리고 이와 동시에 베이스 부재(111) 전방 상면의 진입 제한 스토퍼(113)에 내설된 근접 센서(113a)를 통해 베이스 부재(111) 상에 입차가 완료되는지를 확인(S103)하여, 진입 제 한 스토퍼(113)에 입차 완료가 확인되면(S103의 Y분기) 경광등(112)을 기지정된 제1컬러(예를 들면 적색)로 점등하여 입차 완료 상태임을 표시(S104)한다.
이러한 상태에서 로컬 측정부(100a)는 수평 프레임(114c)에 설치된 적재높이 측정부(140)의 다수 지능형 판독 센서(140a-140e)를 통해 적재함 내부의 다수 개소에서토사의 적재 높이를 측정하여 이때 측정된 각각의 적재높이 측정값으로 적재함에 적재된 토사의 평균 적재높이를 산출(S105)하고, 이와 동시에 토사영상 촬영부(150)의 IPC(IP Camera)를 통해 적재함 내부의 토사 영상을 촬영(S106)한다.
이후 영상 촬영이 완료되는지를 확인(S107)하여, 영상 촬영이 완료되면(S107의 Y분기) 경광등(112)을 통해 기지정된 제2컬러(예를 들면 녹색)로 점등하여 출차 가능 상태임을 표시(S108)하고, 인식된 차량 번호판 정보와 해당 차량의 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이와 영상정보를 송신부(170)를 통해 중앙 관제센터의 토사 관리서버(200)로 전송(S109)한다.
다음으로 중앙 관제센터의 토사 관리서버(200)는 로컬 측정부(100a)에서 전송되는 덤프트럭의 차량 번호판 정보, 덤프트럭의 적재함에서 측정된 토사의 적재높이, 및 토사 영상을 수집하여 공사현장에 출입하는 각 덤프트럭의 적재 토량을 산출하고 영상 분석을 통해 각 공사현장에서 운반되는 토사의 종류와 혼합비를 산출하여 저장하고 관리할 수 있게 된다.
즉, 중앙 관제센터의 토사 관리서버(200)에서는 영상 분석을 위한 기초 데이터를 사전에 획득하고 머신러닝을 통해 딥러닝(Deep Learning) 알고리즘을 바탕으로 토사의 종류를 습득하여 각 공사현장의 지역별 토사 종류에 대한 데이터를 학습(S201)한 상태에서, 각 공사현장의 로컬 측정부(100a)에서 전송되는 차량 번호판 정보, 적재함의 토사 적재높이 및 토사 영상을 수집(S202)하고, 클라우드(Cloud) 시스템 및 빅데이터를 활용하여 빅데이터에 축적된 방대한 양의 영상정보를 기준으로 각 공사현장에서 수집된 덤프트럭의 토사 적재높이와 토사의 영상정보를 분석하며, 분석된 결과를 이용하여 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하고 저장(S203)하여 관리한다. 이후로 토사 관리서버(200)는 온라인을 통한 사용자의 요청 또는 관리자의 요청에 따라, 영상 분석결과 및 산출된 결과값들, 즉 각 덤프트럭의 적재토량 및 각 공사현장에서 운반되는 토사의 종류와 혼합비 관련 정보들을 리포트 처리하여 미리 설정된 다수의 모바일 기기(300a-300n)로 전송 처리(S204)한다.
이로써 본 발명에 의한 지능형 토사 정보 자동 처리시스템 및 방법에 의하면, 각 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에서 토사의 적재 높이 및 토사 영상을 촬영하여 지능적으로 분석하고 토사의 종류와 혼합비 및 운반량을 산출하여 저장하고 관리하면서 다수의 모바일 기기를 통해 온라인으로 공유할 수 있게 하므로 체계적이며 객관적인 토사 관련 비용의 산출 및 관리를 가능하게 하며, 각 공사현장에 출입하는 덤프트럭의 정확한 이동 관리 및 특정 지역의 토사 종류 및 혼합비 관련 데이터의 효울적인 관리가 가능하게 하는 이점을 제공할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100a-100n : 로컬 측정부
110 : 게이트 구조물
111 : 베이스 부재
112 : 경광등
113 : 스토퍼
113a : 근접 센서
114 : 통과 게이트
114a,114b : 수직 프레임
114c : 수평 프레임
115 : 차량번호 표시부
120 : 차량 출입 감지부
130 : 차량 번호판 인식부
140 : 적재높이 측정부
150 : 토사영상 촬영부
160 : 제어부
170 : 송신부
110 : 게이트 구조물
111 : 베이스 부재
112 : 경광등
113 : 스토퍼
113a : 근접 센서
114 : 통과 게이트
114a,114b : 수직 프레임
114c : 수평 프레임
115 : 차량번호 표시부
120 : 차량 출입 감지부
130 : 차량 번호판 인식부
140 : 적재높이 측정부
150 : 토사영상 촬영부
160 : 제어부
170 : 송신부
Claims (14)
- 각 공사 현장에 설치되는 차량 출입용 게이트 구조물(110)에 각각 개별적으로 설치되어 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 적재함에 적재된 토사의 적재높이 및 영상정보를 자동으로 측정 및 수집하여 유선 또는 무선 통신망을 통해 중앙의 토사 관리서버(200)에 전송하는 적어도 하나의 로컬 측정부(100a-100n); 및
중앙의 관제센터에 설치되어 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 차량 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 수집하고 각 공사 현장의 출입 차량 정보 및 각 공사 현장에서 채굴 또는 운반되는 토사의 종류와 혼합비 및 토량을 산출하여 저장 및 관리하는 토사 관리서버(200);를 포함하여 구성되고,
상기 로컬 측정부(100a-100n)는,
각 공사 현장의 출입구에 설치되어 공사현장을 왕래하는 덤프트럭의 하중을 지지하고 입차와 출차를 안내하는 게이트 구조물(110);
상기 게이트 구조물(110)의 측면에 설치되며 상기 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 차량의 출입 여부를 감지하여 그 감지 결과를 제어부(160)로 전달하는 차량출입 감지부(120);
상기 게이트 구조물(110)의 측면에 설치되며 상기 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 차량의 번호판을 자동으로 인식 및 판독하여 그 판독 결과를 제어부(160)로 전달하는 차량 번호판 인식(License Plate Recognition)부(130);
상기 게이트 구조물(110)의 상부에 설치되며 토사의 적재 높이를 다수 개소에서 측정할 수 있도록 다수 지능형 판독 센서(140a-140e)로 구성되어 상기 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사의 적재 높이를 다수의 위치에서 측정하여 그 평균값을 산출하고 산출된 평균값을 제어부(160)로 전달하는 적재높이 측정부(140);
상기 게이트 구조물(110)의 상부 중앙부에 설치되며 상기 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사의 영상을 촬영하여 제어부(160)로 전달하는 토사영상 촬영부(150);
상기 차량출입 감지부(120)와 차량 번호판 인식부(130)와 적재높이 측정부(140) 및 토사영상 촬영부(150)의 동작 및 게이트 구조물(110)에 의한 차량 출입 안내를 제어하여 공사현장의 게이트 구조물(110)을 통한 출입 차량의 감지 및 차량 번호판을 인식하고 인식된 차량 번호를 차량 번호 표시부(115)를 통해 표출하며 차량의 적재함에 적재된 토사의 적재 높이 측정 및 영상 촬영을 제어하고, 각 측정정보 및 영상정보를 차량 번호판 정보와 함께 토사 관리서버(200)에 전송하도록 송신부(170)를 제어하는 제어부(160); 및
상기 제어부(160)에 의해 제어되어 차량 번호판 인식부(130)와 적재높이 측정부(140) 및 토사영상 촬영부(150)에서 각각 감지되거나 측정 또는 촬영된 각 공사 현장 출입 차량의 번호판 정보와 해당 차량의 적재함에서 측정 및 촬영된 토사의 적재높이 및 영상정보를 토사 관리서버(200)에 전송하는 송신부(170);를 포함하여 구성되며,
상기 토사 관리서버(200)는,
상기 로컬 측정부(100a-100n)에서 전송되는 토사의 적재높이와 영상정보를 분석하여 토사의 종류와 운반량을 자동으로 산출 및 저장하고 산출 및 저장된 토사의 종류와 운반량을 기설정된 모바일 기기를 통해 전송하는 토사영상 분석부(210)를 포함하고,
상기 게이트 구조물(110)은,
덤프트럭이 진입 가능한 넓이의 판넬로 이루어지며 각 공사 현장의 출입구 지면에 설치되어 공사현장을 왕래하는 덤프트럭의 하중을 지지하는 베이스 부재(111);
상기 베이스 부재(111)의 전방 일측에 설치되며 차량 출입 감지부(120)에 의해 자동 구동되어 공사현장에 왕래하는 차량의 입차 안내를 위한 제1컬러와 출차 안내를 위한 제2컬러로 점등/소등 또는 점멸되는 경광등(112);
상기 베이스 부재(111)의 전방 단부에서 그 내측으로 일정 거리 이격되는 위치의 베이스 부재(111) 상면에 돌출되게 설치되어 차량의 전방 진입을 제한하며 근접 센서가 내설되어 차량의 접근 여부를 감지하는 진입 제한 스토퍼(113);
상기 베이스 부재(111) 후방의 좌,우 양측에 이격 배치된 두 개의 수직 프레임(114a,114b)과, 두 수직 프레임(114a,114b)의 상부에 양단이 거치되어 지지되는 하나의 수평 프레임(114c)으로 게이트를 구성하여 공사현장에 왕래하는 덤프트럭이 상기 두 수직 프레임(114a,114b)과 하나의 수평 프레임(114c)에 의해 형성되는 게이트를 통해 왕래 가능하게 설치되는 통과 게이트(114); 및
통과 게이트(114)의 일측에 설치되며, 차량 번호판 인식부(130) 및 제어부(160)와 연결되어 차량 번호판 인식부(130)에서 판독되는 덤프 트럭의 차량 번호를 제어부(160)의 제어에 의해 표시하는 차량번호 표시부(115);를 포함하여 구성되고,
상기 제어부(160)는,
베이스 부재(111) 전방 상면의 진입 제한 스토퍼(113)에 내설된 근접 센서를 통해 차량 접근 여부를 확인하여 차량 접근이 확인되면 경광등(112)을 기지정된 제1컬러로 점등되도록 제어하여 입차 완료 상태임을 표시할 수 있게 하고,
적재높이 측정부(140)의 다수 지능형 판독 센서(140a-140e)에 의한 토사의 평균 적재높이 산출 및 토사영상 촬영부(150)의 IPC(IP Camera)에 의한 영상 촬영이 완료되는지를 확인하여 영상 촬영이 완료되면 경광등(112)을 통해 기지정된 제2컬러로 점등되도록 제어하여 출차 가능 상태임을 표시할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 삭제
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- 제1항에 있어서, 상기 적재높이 측정부(140)는,
빛, 온도, 습도를 포함하는 환경정보를 감지하여 전기신호로 변환하고 마이크로컴퓨터를 포함하는 주변회로를 결합되어 환경정보의 감지와 감지신호를 이용한 연산 및 판단 능력을 갖춘 다수 개의 지능형 판독 센서(IRS);로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 제6항에 있어서, 상기 지능형 판독 센서(IRS)는,
상기 게이트 구조물(110)의 수평 프레임(114c)에 균등하게 이격 배치되며, 지면을 향해 레이저를 조사하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 제6항에 있어서, 상기 지능형 판독 센서(IRS)는,
레이저를 목표물에 조사하여 주변의 사물 또는 지형지물을 감지하고 이를 3D로 모델링하여 사물과의 거리 및 사물의 물성을 감지하는 라이다 센서((LiDar)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 제1항에 있어서, 상기 토사영상 촬영부(150)는,
상기 게이트 구조물(110)을 통해 공사 현장에 출입하는 덤프트럭의 적재함에 적재된 토사의 영상을 용이하게 촬영하기 위해 상기 게이트 구조물(110)의 수평 프레임(114c) 중앙부에 설치되되 지면에 대하여 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 제1항에 있어서, 상기 차량출입 감지부(120)는,
레이저를 목표물에 조사하여 주변의 사물 또는 지형지물을 감지하고 이를 3D로 모델링하여 사물과의 거리 및 사물의 물성을 감지하는 한 개의 라이다 센서((LiDar)로 구성되는 것을 특징으로 하는 지능형 토사 정보 자동 처리시스템. - 삭제
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