KR102023270B1 - Construction equipment real-time safety monitoring apparatus and method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치는, 건설 장비의 일측에 설치된 카메라로부터 취득된 영상 이미지에 관한 영상 데이터들이 저장된 데이터 저장부; 상기 카메라의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 이미지를 보정하고, 작업자나 물체가 놓여진 좌표 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 관심 영역을 추출하는 영상 편집부; 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 영상 편집부에 의해 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부를 판단하는 영상 판독부; 및 상기 영상 판독부의 판단 결과를, 상기 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 영상 표시부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a real-time safety monitoring device of construction equipment. Device for real-time safety monitoring of construction equipment according to the present invention, the data storage unit for storing the image data about the image image obtained from the camera installed on one side of the construction equipment; An image editing unit correcting the distorted image by the installation angle of the camera or the distortion of coordinates, and extracting a region of interest based on an image image having a predetermined height and width in a coordinate plane on which an operator or an object is placed; An image reading unit determining whether safety equipment to be worn by an operator exists from the image image extracted by the image editing unit based on a control signal of the controller; And an image display unit which displays the determination result of the image reading unit on the display device of the construction equipment based on a control signal of the control unit.
Description
본 발명은 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 건설 장비 구동시 운전자의 시야에 실시간으로 확보되지 않는 블라인드 존(Blind area) 때문에, 작업자 또는 운전자에게 불측의 사고가 발생하는 것을 억제시킬 수 있도록, 운전자에게 그 불라이드 존에 존재하는 작업자 또는 물체 등이 있음을 알려 주는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for real-time safety monitoring of construction equipment, and more particularly, because of a blind area that is not secured in real time to the driver's field of view when driving construction equipment, an accident occurs to an operator or a driver. A device and method for real-time safety monitoring of construction equipment that informs a driver that there are workers or objects present in the buried zone, etc., so that they can be suppressed.
2012년 건설업 사망사고 통계에 따르면, 건설현장 내의 건설장비 운전과 관련된 사망사고가 전체의 25% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. 또한 건설현장 내의 건설장비 운전과 관련된 사망자수는 2012년 91명으로, 이는 2008년 66명에 비해 약 38% 가량 이상 증가한 수치이다. 고용노동부의 통계에 따르면, 2012년 건설업의 산업재해로 인한 경제적 손실비용은 전체 산업재해로 인한 손실비용의 약 33% 가량을 차지하는 것으로 나타났다. According to 2012 deaths in construction industry statistics, more than 25% of all accidents related to the operation of construction equipment in construction sites account for more than 25%. In addition, the number of deaths related to operating construction equipment in construction sites was 91 in 2012, an increase of about 38% over 66 in 2008. According to the statistics of the Ministry of Employment and Labor, the economic loss from industrial accidents in 2012 accounted for about 33% of the total cost of industrial accidents.
2012년 건설현장에서 발생한 사망사고 재해자수 (357명) 중 건설장비 운전과 관련된 사망사고 재해자수 (91명)의 비율을 근거로 추산한 결과, 건설장비 운전과 관련된 산업재해로 인한 경제적 손실비용은 약 1.6조원에 달하는 것으로 추정된다 (한국산업안전보건공단, 2012). Based on the ratio of the number of fatalities injured (357) related to construction equipment operation out of the number of fatalities injured in construction sites in 2012 (91), the economic cost of industrial accidents related to the operation of construction equipment It is estimated to amount to about 1.6 trillion won (Korea Occupational Safety and Health Agency, 2012).
이러한 추세가 매년 증가할 것으로 예상됨에 따라, 건설현장 내의 건설장비 운전과 관련된 안전사고를 예방하기 위한 건설장비 안전성 확보 기술 개발의 필요성이 대두되어 왔다. 미국 직업안전 위생관리국 (Occupational Safety and Health Administration, OSHA)의 건설업 안전사고 통계에 따르면, 산업차량 (Industrial Truck)에 의해 인명손상을 가져온 중대재해는 293건으로 나타났다. As this trend is expected to increase every year, there has been a need for the development of construction equipment safety technology to prevent safety accidents related to the operation of construction equipment in the construction site. According to the Construction Safety Accident Statistics of the Occupational Safety and Health Administration (OSHA), 293 serious casualties were caused by industrial trucks.
이에 대한 원인으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 예컨대 블라인드 존(Blind area)에 의한 시야장애 또는 적재물 및 다른 작업자와의 충돌과 같은 작업 환경 관련 요인이 57.7%를 차지했다 (한국산업안전보건공단, 2008). 이와 같이 작업 환경 관련 요인에 의해 발생하는 건설현장 내의 건설장비 운전과 관련된 안전사고를 예방하기 위해서는 건설장비 작업환경 전방위에 걸친 위험 요소를 실시간으로 탐지할 수 있는 기술 개발이 필요하다.For this reason, as shown in Fig. 1, 57.7% of the work environment-related factors such as blindness due to blind area or collision with loads and other workers accounted for 57.7% (Korea Occupational Safety and Health). Industrial Complex, 2008). In order to prevent safety accidents related to the operation of construction equipment in the construction site caused by factors related to the work environment, it is necessary to develop a technology capable of real-time detection of risk factors throughout the construction equipment working environment.
이에 따라 건설장비 작업환경 내 위험 요소를 실시간으로 탐지할 수 있는 기술이 다수 제안되어 왔다. 제안된 방법은 크게 초음파 센서, 감지센서, ToA (Time of Arrival) 방식, RFID (Radio Frequency IDentification) 기술, PIR(Pyroelectric Infrared Ray) 센서, 2차원 레이저 스캐너 등과 같은 거리 센서를 활용하여 작업자를 인식하기 위한 방법과 이미지 센서를 활용하여 작업자를 인식하기 위한 방법으로 구분된다.Accordingly, a number of technologies for real-time detection of hazards in the working environment of construction equipment have been proposed. The proposed method is based on distance sensors such as ultrasonic sensors, sensors, time of arrival (ToA), radio frequency identification (RFID) technology, pyroelectric infrared ray (PIR) sensors, and two-dimensional laser scanners. It is divided into a method for recognizing a worker by using an image sensor and an image sensor.
“중장비의 작업자 접근감지장치 (출원번호: 10-1997-0066678)”와 “근접 경보발생 시스템 (출원번호: 10-2001-0014181)”에서는 초음파 센서를 활용하여 건설장비 작업공간 내 작업자를 인식하고자 하였다.“건설장비 안전경보장치 (출원번호: 20-2005-0000816)”에서는 감지센서를 활용하여 건설장비 작업공간 내 작업자를 인식하고자 하였다.“터널 시공현장 장비-인력 간 안전관리 시스템 (출원번호: 10-2011-0031713)”과 “건설 현장의 안전사고 방지 시스템 (10-2011-0065579)”에서는 ToA (Time of Arrival) 방식의 송수신기를 활용하여 건설장비 작업공간 내 작업자를 인식하고자 하였다.In the "Heavy Duty Worker Approach Detection Device (Application No .: 10-1997-0066678)" and "Proximity Alarming System (Application No .: 10-2001-0014181)", ultrasonic sensors are used to recognize workers in the work space of construction equipment. In the construction equipment safety alarm system (application number: 20-2005-0000816), a detection sensor was used to recognize workers in the construction equipment workspace. “Tunnel construction site equipment-manpower safety management system (application number) : 10-2011-0031713) ”and“ Safety Accident Prevention System at Construction Sites (10-2011-0065579) ”attempted to recognize workers in the construction equipment workspace by using a ToA (Time of Arrival) transceiver.
“건설용 중장비 접근 감시 시스템 (출원번호: 10-2013-0033357)”에서는 PIR (Pyroelectric Infrared Ray) 센서와 초음파 센서를 활용하여 건설장비 작업공간 내 작업자를 인식하고자 하였다.“굴삭기 작업영역의 전방위 장애물 탐지 기술 개발 (소지윤 등, 2010)”에 관한 연구에서는 2차원 레이저 스캐너를 활용하여 건설장비 작업공간 내 작업자를 인식하고자 하였다.The Heavy Construction Approach Monitoring System (Application No. 10-2013-0033357) used PIR (Pyroelectric Infrared Ray) sensors and ultrasonic sensors to identify workers in the construction equipment workplace. Development of detection technology (So Ji-yoon et al., 2010) ”attempted to recognize workers in the construction equipment workspace using a two-dimensional laser scanner.
이와 같이 거리 센서를 활용하여 작업자를 인식하기 위한 방법은 초음파 센서, 감지센서, PIR (Pyroelectric Infrared Ray) 센서 등을 활용한 방법의 경우, 탐지 거리가 수 미터 이내로 짧아 근거리를 제외한 건설장비 작업반경 (약 12m) 내 작업자 인식이 불가하다는 단점이 있다. 또한 RFID (Radio Frequency Identification) 기술을 활용한 방법의 경우, 탐지 거리는 충분하나 건설현장 내 모든 건설장비와 작업자에 태그를 부착해야 한다는 단점이 있다. 2차원 레이저 스캐너를 활용한 방법의 경우, 탐지 거리는 충분하나 센서 탑재 비용이 수백만원에서 수천만원에 이르는 단점이 있다.As such, the method for recognizing a worker using a distance sensor is a method using a ultrasonic sensor, a sensor, and a pyroelectric infrared ray (PIR) sensor. About 12m) There is a disadvantage that the operator can not be recognized. In addition, the method using RFID (Radio Frequency Identification) technology has a disadvantage in that the detection distance is sufficient, but all construction equipment and workers in the construction site must be tagged. In the case of a method using a two-dimensional laser scanner, the detection distance is sufficient, but the cost of mounting the sensor may be several million to tens of millions of won.
반면, 건설 현장으로부터 이미지 센서를 이용하여 획득한 비디오 영상은 상대적으로 경제적인 비용으로 건설장비 작업반경 (약 12m) 내 작업자 인식에 활용할 수 있다는 장점이 있다. Hat Detection in Video Sequences based on Face Features, Motion and Color Information (Du 등, 2011)”에 관한 연구에서는 건설 현장으로부터 이미지 센서를 이용하여 획득한 비디오 영상으로부터 움직임을 보이는 픽셀을 추출하고, 얼굴 인식을 통해 작업자를 인식하고자 하였다.On the other hand, the video image obtained by using an image sensor from the construction site has the advantage that it can be used to recognize the workers in the working radius of the construction equipment (about 12m) at a relatively economical cost. Hat Detection in Video Sequences based on Face Features, Motion and Color Information (Du et al., 2011) ”, extracts moving pixels from video images acquired using image sensors from the construction site, Attempted to recognize the worker.
그러나, 이러한 이미지 센서를 이용한 작업자 확인 방법에 의하면, 특정 형태의 물체 또는 사람 이미지를 인식하는 것에 의하여 작업자나 물체를 판별하여 왔기 때문에, 다양한 유형의 동작을 취하는 작업자나 다양한 형상의 물체 판독이 원활하게 이루어지지 못하고 오류가 빈번하게 발생됨에 따라, 안전사고를 일으키는 문제점이 있었다. However, according to the operator identification method using such an image sensor, since the operator or the object has been discriminated by recognizing a specific type of object or a human image, the operator who takes various types of operations or the object of various shapes can be easily read. As the failure occurs frequently, there was a problem causing a safety accident.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 건설 장비 작동시 그 건설 장비 주변, 특히 블라인드 존(Blind area)에 작업자나 물체가 존재하는지 여부를 운전자에게 실시간으로 명확히 구별하여 알려 줄 수 있게 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다. The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to clarify in real time to the driver whether a worker or an object is present around the construction equipment, especially in the blind area when the construction equipment is operating. It is an object of the present invention to provide a real-time safety monitoring device and method for construction equipment that can be distinguished and informed.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치는, 건설 장비의 일측에 설치된 카메라로부터 취득된 영상 이미지에 관한 영상 데이터들이 저장된 데이터 저장부; 상기 카메라의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 이미지를 보정하고, 작업자나 물체가 놓여진 좌표 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 관심 영역을 추출하는 영상 편집부; 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 영상 편집부에 의해 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부를 판단하는 영상 판독부; 및 상기 영상 판독부의 판단 결과를, 상기 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 영상 표시부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Real-time safety monitoring device for construction equipment according to the present invention for achieving the above object, Data storage unit for storing the image data about the image image obtained from the camera installed on one side of the construction equipment; An image editing unit correcting the distorted image by the installation angle of the camera or the distortion of coordinates, and extracting a region of interest based on an image image having a predetermined height and width in a coordinate plane on which an operator or an object is placed; An image reading unit determining whether safety equipment to be worn by an operator exists from the image image extracted by the image editing unit based on a control signal of the controller; And an image display unit which displays the determination result of the image reading unit on the display device of the construction equipment based on a control signal of the control unit.
상기 영상 판독부는, 상기 안전장구의 색상을 이용하여 상기 영상 이미지가 작업자에 해당하는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다. Preferably, the image reading unit determines whether the image image corresponds to an operator using the color of the safety equipment.
상기 영상 판독부는, 상기 영상 이미지가 일차적으로 안전장구를 포함하고 있는지 여부를 판단하는 제1판독부와, 상기 제1판독부의 판단 결과 그 영상 이미지에 안전장구가 포함되어 있지 않는 경우에, 이차적으로 사람인지 물체인지를 판단하는 제2판독부를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. The image reading unit may include a first reading unit determining whether the image image primarily includes safety equipment, and secondly, when the image image does not include safety equipment as a result of the determination of the first reading unit. It is preferable to include a second reading unit for determining whether a person or an object.
상기 제2판독부는, 상기 영상 이미지에 해당하는 데이터값과 상기 사람에 대한 영상 데이터에 관하여 미리 설정된 설정값을 비교하여, 그 영상 이미지가 사람에 관한 것인지 여부를 판단하는 것이 바람직하다. Preferably, the second reader compares a data value corresponding to the video image with a preset setting value with respect to the video data of the person, and determines whether the video image is about a person.
상기 설정값은 사람의 서있는 모습, 걷는 모습, 상체를 숙인 모습 및 앉은 모습에 따라 분류되고, 상기 제2판독부는, 상기 영상 이미지가 상기 분류된 모습에 해당하는지 여부에 따라 영상 이미지를 판독하는 것이 바람직하다. The setting values are classified according to standing, walking, bowing and sitting of the person, and the second reading unit reads the video image according to whether the video image corresponds to the classified view. desirable.
상기 제2판독부는, 상기 영상 편집부에 의해 추출된 영상 이미지들 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 높이가 작음에도 불구하고 앞쪽에 위치하고 있는지 여부를 판단하고, 그 결과에 기초하여 그 어느 하나의 영상 이미지가 사람의 앉은 모습에 해당하는지 여부를 추가로 판단하도록 구성될 수도 있다.k The second reading unit determines whether any one of the image images extracted by the image editing unit is located in front of the other despite being smaller in height than the other, and based on the result, one of the image images K may be further configured to determine whether the person corresponds to a sitting person.
상기 영상 편집부는, 상기 카메라의 영상 취득 각도에 의해 왜곡된 좌표를 작업자가 위치하는 실제 평면 좌표로 보정하는 것에 의해 보정된 이미지를 취득하고, 그 취득된 이미지에서 그림자를 제거한 후, 상기 실제 평면 좌표에 일정 높이와 폭을 가진 객체를 서로 다른 색상으로 매칭하여 분류하고, 그 매칭된 객체를 관심 영역으로 추출하는 것이 바람직하다. The image editing unit acquires an image corrected by correcting coordinates distorted by the image acquisition angle of the camera to actual plane coordinates at which the operator is located, removes a shadow from the acquired image, and then stores the actual plane coordinates. It is desirable to classify objects having a predetermined height and width into different colors, and to extract the matched objects as a region of interest.
상기 목적을 달성하기 위한 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 방법은, 건설 장비의 일측에 설치된 카메라로부터 취득된 영상 이미지에 관한 영상 데이터들을 저장하여 확보하는 데이터 확보 단계; 상기 카메라의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 상태로 확보된 상기 영상 데이터들을 보정하고, 좌표 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 관심 영역을 추출하는 영상 추출 단계; 상기 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부 및 그 영상 이미지에 안전장구가 포함되어 있지 않는 경우에, 이차적으로 사람인지 물체인지 여부를 판단하는 영상 판독 단계; 및 상기 판독 결과에 따른 기설정된 표식을, 상기 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 알림 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. Real-time safety monitoring method of the construction equipment to achieve the above object, Data acquisition step of storing and securing the image data about the image image acquired from the camera installed on one side of the construction equipment; An image extraction step of correcting the image data secured in a distorted state by an installation angle of the camera or a distortion of coordinates, and extracting a region of interest based on an image image having a predetermined height and width in a coordinate plane; An image reading step of determining whether there is a safety tool to be worn by a worker from the extracted image image and whether the safety tool is a second person or an object when the safety image is not included in the image image; And displaying a predetermined mark according to the read result on the display device of the construction equipment based on a control signal of the control unit.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치는, 작업자나 물체가 위치한 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 일정 기준치를 초과하는 경우 모두를 판독 대상으로 분류하되, 판독에 앞서 그림자와 같은 판독대상이 아닌 영상 노이즈를 제거해 줌으로써 , 위험을 초래하거나 위험에 노출될 수 있는 개연성이 있는 객체만을 정밀하고 신속하게 판독한 후 그 결과를 운전자에게 실시간으로 표시시켜 줄 수 있게 됨에 따라, 안전사고 발생을 현저히 줄일 수 있는 효과를 가진다. The real-time safety monitoring device for construction equipment according to the present invention having the configuration as described above is based on the image image having a certain height and width in the plane where the worker or the object is located, if the predetermined reference value exceeds all By classifying, but eliminating non-reading image noise such as shadows prior to reading, you can accurately and quickly read only those objects that are likely to pose a risk or expose you to real-time results. As it can be given, it has the effect of significantly reducing the occurrence of safety accidents.
영상 판독부가 제1판독부와 제2판독부를 포함하여 이루어지는 실시예에 의하면, 제1판독부에 의해 안전장구 여부에 따라 작업자가 블라인드 존에 위치하고 있는지를, 운전자에게 실시간으로 알려 줄 수 있게 함은 물론, 취득된 영상 이미지가 안전장구에 해당하지 않는다 하더라도 제2판독부에 의해 그 영상 이미지를 사람인지 물체인지 구별되게 판독하도록 구성됨에 따라, 건설 장비의 운전자가 디스플레이 장치에 표시된 표식을 보고 엑추에이터인 구동부에 적절한 제어 신호를 인가하기 주기 위한 조작을 할 수 있도록 하여, 안전장구를 착용하지 않은 사람에게 불측의 피해를 주거나 기타 다른 물체에 의해 사고가 발생하는 것을 현저히 줄일 수 있는 장점이 기재된다. According to the exemplary embodiment in which the image reading unit includes the first reading unit and the second reading unit, the first reading unit may notify the driver in real time whether the operator is located in the blind zone according to whether or not the safety equipment is used. Of course, even if the acquired video image does not correspond to the safety equipment, the second reading unit is configured to read out the video image separately as a person or an object, so that the driver of the construction equipment sees the marking displayed on the display device, The advantage of enabling the operation to apply an appropriate control signal to the drive unit is described, which can significantly reduce accidents caused by inadvertent damage or other objects to people who do not wear safety equipment.
도 1은 종래기술의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치의 구성에 관한 블럭도.
도 3은 본 발명 일실시예의 공정 흐름을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명 일실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
도 5는 본 발명 일실시예를 구성하는 일부 구성의 구현예를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명 일실시예의 사용예를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 제1판독부의 구현예를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명 일실시예에 채용된 제2판독부의 구현예를 설명하기 위한 도면.1 is a view for explaining the problems of the prior art.
Figure 2 is a block diagram of the configuration of a real-time safety monitoring device of construction equipment according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a process flow of an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for explaining a monitoring method according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an implementation of some components constituting an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining an example of the use of one embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining an embodiment of the first reader adopted in one embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining an embodiment of a second reader adopted in one embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a real-time safety monitoring device for construction equipment according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치의 구성에 관한 블럭도이고, 도 3은 본 발명 일실시예의 공정 흐름을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 본 발명 일실시예에 의한 모니터링 방법을 설명하기 위한 플로우차트이며, 도 5는 본 발명 일실시예를 구성하는 일부 구성의 구현예를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명 일실시예의 사용예를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 본 발명 일실시예에 채용된 제1판독부의 구현예를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명 일실시예에 채용된 제2판독부의 구현예를 설명하기 위한 도면이다. Figure 2 is a block diagram of the configuration of a real-time safety monitoring device for construction equipment according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a flow chart for explaining the process flow of an embodiment of the present invention, Figure 4 is an embodiment of the
도 2에 잘 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치는, 데이터 저장부(2)와 영상 편집부(3)와 영상 판독부(5)와 영상 표시부(6)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, a real-time safety monitoring apparatus for construction equipment according to an embodiment of the present invention includes a
상기 데이터 저장부(2)는, 도 6과 같이 건설 장비의 일측에 설치된 카메라(100)로부터 취득된 영상 이미지에 관한 영상 데이터들이 저장되는 부분이다. 여기서, 영상을 취득하기 위한 영상 취득부(1)는, 상기 카메라(100)에 국한되지 않고 다양한 이미지 센서 등에 의해 구현할 수 있음은 물론이다. The
상기 영상 편집부(3)는, 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 상기 카메라(100)의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 상태로 상기 데이터 저장부(2)에 저장된 영상 이미지를, 공지의 왜곡 보정 방법(unwarping)에 의해 보정하여 실제 작업자나 물체가 위치한 평면 상에서의 높이나 폭을 측정할 수 있게 하고, 이러한 평면 상에 놓여진 그림자들을 삭제하며, 상기 평면에서의 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 판독하여야 할 관심 영역을 추출하는 역할을 한다. As illustrated in FIG. 5, the
여기서, 본 발명의 일실시예에 채용된 영상 편집부에 의해 도출되는 장점을 종래기술과 비교하여 설명하면 다음과 같다.Here, the advantages derived by the image editing unit employed in the embodiment of the present invention will be described in comparison with the prior art.
즉, 종래기술에 의하면, 카메라(100)와 같은 영상 취득 수단에 의해 블라인드 존에 위치한 사람이나 물체를 식별하는 점에서 본 발명의 일실시예와 유사점이 있으나, 사람의 동작을 인식하거나 안전모와 같은 특정 형태를 인식하도록 구성됨에 따라 뒤를 돌아 주로 손을 움직이는 동작의 작업을 하는 작업자나 특정 형태가 아닌 물체 등을 인식하지 못하는 단점이 있었다. That is, according to the related art, although there is a similarity to one embodiment of the present invention in identifying a person or an object located in a blind zone by an image acquisition means such as the
그러나, 본 실시예에 의하면, 이러한 단점을 보완하기 위해 일차적으로 취득된 영상 이미지에서 노이즈에 해당하는 그림자(작업자가 위치한 평면과 동일한 평면에 위치됨에 따라 높이가 없음)와 같은 이미지를 삭제하고, 그 작업자가 위치한 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 일정 기준치를 초과하는 경우에만 전부 판독 대상으로 분류하도록 구성됨으로써, 위험을 초래하거나 위험에 노출될 수 있는 개연성이 있는 객체만을 정밀하게 판독할 수 있게 하여 안전사고 발생을 현저히 줄일 수 있게 한다. However, according to the present embodiment, to compensate for this disadvantage, the image, such as a shadow corresponding to noise (no height as it is located on the same plane as the plane on which the worker is located) is deleted from the first acquired image image, It is configured to classify all objects as read only when a certain level is exceeded based on an image image having a certain height and width in the plane where the worker is located, so that only those objects that are likely to cause a risk or may be exposed to a risk are precisely classified. Readability can significantly reduce the occurrence of safety accidents.
상기 영상 판독부(5)는, 제어부(4)의 제어신호에 기초하여 상기 영상 편집부(3)에 의해 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부를 판단하는 부분이다. 상기 안전장구의 존재 여부는 안전장구의 종류, 형태 등 다양한 방법으로 구별할 수 있으나, 안전장구의 종류나 형태로 구별하는 경우 데이터 처리에 많은 시간과 전력이 소모됨을 고려할 때, 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 획득된 이미지의 색상으로 구별하는 것이 바람직하다. The
상기 영상 표시부(6)는, 상기 영상 판독부(5)의 판단 결과를, 상기 제어부(4)의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비(200)의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 역할을 한다. The
이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치는, 작업자나 물체가 위치한 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 일정 기준치를 초과하는 경우 모두를 판독 대상으로 분류하되, 판독에 앞서 그림자와 같은 판독대상이 아닌 영상 노이즈를 제거해 줌으로써 , 위험을 초래하거나 위험에 노출될 수 있는 개연성이 있는 객체만을 정밀하고 신속하게 판독한 후 그 결과를 운전자에게 실시간으로 표시시켜 줄 수 있게 됨에 따라, 안전사고 발생을 현저히 줄일 수 있는 장점을 도출한다. Real-time safety monitoring device for construction equipment according to an embodiment of the present invention having such a configuration, the target to read all when a certain reference value is exceeded based on a video image having a certain height and width in the plane where the worker or the object is located Classified as, but by removing the non-reading image noise such as shadows prior to reading, it is possible to accurately and quickly read only the objects that are likely to cause or expose the risk, and then display the results in real time to the driver As it can be made, it can derive the advantage that can significantly reduce the occurrence of safety accidents.
본 실시예에 채용된 영상 판독부(5)는, 도 7에 잘 도시된 바와 같이, 안전장구의 색상을 이용하여 상기 영상 이미지가 작업자에 해당하는지 여부를 판단하도록 구성되었다. As illustrated in FIG. 7, the
이러한 구성을 가지는 실시예에 의하면, 안전장구의 형태나 종류에 상관없이 안전장구의 색상으로 작업자가 블라인드 존에 위치하고 있는지 여부를 판단하게 됨에 따라, 카메라(100)에 의해 취득한 영상 이미지로부터 색상 정보의 식별이 용이하여 안전장구 판독을 위한 프로그램을 상대적으로 쉽게 구현할 수 있는 장점과, 안전장구를 식별하지 못하는 오류를 범하는 결과를 초래하지 않는 장점이 기대된다.According to the embodiment having such a configuration, it is determined whether or not the operator is located in the blind zone by the color of the safety equipment regardless of the shape or type of the safety equipment, so that the color information is obtained from the image image acquired by the
한편, 도 3 및 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 본 실시예에 채용된 영상 판독부(5)는, 상기 영상 이미지가 일차적으로 안전장구를 포함하고 있는지 여부를 판단하는 제1판독부(51)와, 상기 제1판독부(51)에 의한 판독에 더하여, 이차적으로 사람인지 물체인지를 판단하는 제2판독부(52)를 포함하여 이루어진다. 3 and 4, the
이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 제1판독부(51)에 의해 안전장구 여부에 따라 작업자가 블라인드 존에 위치하고 있는지를, 운전자에게 실시간으로 알려 줄 수 있게 함은 물론, 취득된 영상 이미지가 안전장구에 해당하지 않는다 하더라도 상기 제2판독부(52)에 의해 그 영상 이미지를 사람인지 물체인지 구별되게 판독하도록 구성됨에 따라, 건설 장비(200)의 운전자가 디스플레이 장치에 표시된 표식을 보고 엑추에이터인 구동부(7)에 적절한 제어 신호를 인가하기 주기 위한 조작을 할 수 있도록 하여, 안전장구를 착용하지 않은 사람이나 기타 다른 물체에 의해 사고가 발생하는 것을 현저히 줄일 수 있는 효과를 기대할 수 있게 한다. The present embodiment having such a configuration enables the
상기 제2판독부(52)는, 상기 영상 이미지에 해당하는 데이터값과 상기 사람에 대한 영상 데이터에 관하여 미리 설정된 설정값을 비교하여, 그 영상 이미지가 사람에 관한 것인지 여부를 판단하도록 구성되는 것이 바람직하다.The
즉, 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 상기 설정값은, 예컨대 사람의 서있는 모습, 걷는 모습, 상체를 숙인 모습 및 앉은 모습에 따라 분류되고, 상기 제2판독부(52)는, 상기 영상 이미지가 상기 분류된 모습에 해당하는지 여부에 따라 영상 이미지를 판독하도록 구성되는 것이 바람직하다.That is, as illustrated in FIG. 8, the set values are classified according to, for example, standing, walking, bowing and sitting of the person, and the
이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 안전장구를 판독하는 제1판독부(51)와, 그 제1판독부(51)와는 별개로 취득된 영상 이미지가 사람인지 여부를 사람의 작업 행동 유형에 따라 세부적으로 분류하여 판독하는 제2판독부(52)가 상호 유기적으로 결합됨으로써, 안전장구를 착용하고 있는 작업자와 미착용 작업자와 사람이 아닌 물체를 구별하여 판독하고, 그 판독결과를 서로 다른 표식으로 상기 영상 표시부(6)에 구별되게 표시되게 하여(도 5의 최하단 블럭 참조), 운전자가 각 판독결과에 따른 조치를 능동적으로 취할 수 있게 한다.According to the present embodiment having such a configuration, whether or not the
그리고, 상기 제2판독부(52)는, 상기 영상 편집부(3)에 의해 추출된 영상 이미지들 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 높이가 작음에도 불구하고 앞쪽(건설장비에 가까운 쪽)에 위치하고 있는지 여부를 판단하도록 구성될 수 있다. And, the
즉, 카메라(100)로부터 영상이 취득되는 원리에 의하면, 도 5의 왜곡 보정 그림을 기준으로 여러 명의 작업자들이 똑같이 서서 활동을 하는 경우에는 상대적으로 앞쪽에 위치한 사람의 이미지의 높이가 더 높은 것이 당연하다 할 것이다. 이와 같음에도 불구하고, 만약 앞쪽에 위치한 사람의 이미지의 높이가 낮은 경우에는, 그 높이가 낮은 영상 이미지가 사람의 앉은 모습에 해당하는지 여부를 추가로 판독할 필요성이 있다. That is, according to the principle that the image is acquired from the
이러한 실시예에 의하면, 상기 제1판독부(51)와 제2판독부(52)에 의해 취득된 모든 이미지를 판독을 위해 설정된 설정값과 비교하여 분류하지 않고, 특정 범위에 속하는 이미지의 경우 특정 설정값만을 비교하여 판독할 수 있게 하여, 데이터 처리 효율 향상에 따라 건설 장비(200)의 실시간 안전 모니터링 효율을 더욱 높일 수 있는 장점이 기대된다. According to this embodiment, all images acquired by the
그리고, 본 실시예에 채용된 영상 편집부(3)는, 도 5의 중간 블럭에 도시된 바와 같이, 상기 카메라(100)의 영상 취득 각도에 의해 왜곡된 좌표를 작업자가 위치하는 실제 평면 좌표로 보정하는 것에 의해 보정된 이미지를 취득하고, 그 취득된 이미지에서 그림자를 제거한 후, 상기 실제 평면 좌표에 일정 높이와 폭을 가진 객체를 서로 다른 색상으로 매칭하여 분류하고, 그 매칭된 객체를 관심 영역으로 추출한다.Then, the
이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 영상 편집부(3)에 의해 판독 대상을 더욱 명확하게 분류한 후 판독이 이루어지도록 구성됨으로써, 판독대상이 아니거나 노이즈에 해당하는 불필요한 이미지를 판독하지 않고 판독대상인 이미지만 집중적으로 판독할 수 있어서, 작업자 또는 물체의 실시간 판독의 정밀성 및 신속성을 더욱 향상시킬 수 있게 한다. In this embodiment having such a configuration, the
한편, 이러한 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치를 이용한 모니터링 방법은, 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 건설 장비(200)의 후방에 탑재한 카메라(100)로부터 영상데이터를 취득하고, 그 영상데이터의 왜곡 보정 및 그림자 삭제 등의 보정을 통한 이미지 편집 및 판독의 대상이 되는 관심영역을 추출하고, 그 추출된 영상에서 일차적으로 안전장구가 존재하는지 여부를 판단한 후, 이에 그치지 않고 그 영상 이미지가 이차적으로 사람인지 물체인지 판독하고, 판독 결과에 상응하는 표식을 운전자의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 것과 함께 건설장비의 엑추에이터 구동을 위한 제어신호를 인가하도록 구성되었다. On the other hand, in the monitoring method using the real-time safety monitoring device of the construction equipment, as shown in Figure 3, to acquire the image data from the
이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. Although various embodiments of the present invention have been described above, the present embodiment and the accompanying drawings are only clearly showing a part of the technical spirit included in the present invention, and are included in the specification and drawings of the present invention. Modifications and specific embodiments that can be easily inferred by those skilled in the art within the scope of the technical idea will be apparent to be included in the scope of the present invention.
1:영상 취득부 2:데이터 저장부
3:영상 편집부 4:제어부
5:영상 판독부 51:제1판독부
52:제2판독부 6:영상 표시부
7:구동부 100:카메라
200:건설 장비1: Image Acquisition Unit 2: Data Storage Unit
3: image editor 4: controller
5: Image Reader 51: First Reader
52: Second reading part 6: Image display part
7: drive unit 100: camera
200: construction equipment
Claims (8)
상기 카메라의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 이미지를 보정하고, 작업자나 물체가 놓여진 좌표 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 관심 영역을 추출하는 영상 편집부;
제어부의 제어신호에 기초하여 상기 영상 편집부에 의해 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부를 판단하는 영상 판독부; 및
상기 영상 판독부의 판단 결과를, 상기 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 영상 표시부;를 포함하고,
상기 영상 편집부는,
상기 카메라의 영상 취득 각도에 의해 왜곡된 좌표를 작업자가 위치하는 실제 평면 좌표로 보정하는 것에 의해 보정된 이미지를 취득하고, 그 취득된 이미지에서 그림자를 제거한 후, 상기 실제 평면 좌표에 일정 높이와 폭을 가진 객체를 서로 다른 색상으로 매칭하여 분류하고, 그 매칭된 객체를 관심 영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.A data storage unit for storing image data regarding an image image acquired from a camera installed at one side of construction equipment;
An image editing unit correcting the distorted image by the installation angle of the camera or the distortion of coordinates, and extracting a region of interest based on an image image having a predetermined height and width in a coordinate plane on which an operator or an object is placed;
An image reading unit determining whether safety equipment to be worn by an operator exists from the image image extracted by the image editing unit based on a control signal of the controller; And
And an image display unit which displays the determination result of the image reading unit on a display device of the construction equipment based on a control signal of the control unit.
The image editing unit,
After obtaining the corrected image by correcting the coordinates distorted by the image acquisition angle of the camera to the actual plane coordinates at which the worker is located, removing the shadow from the acquired image, and then fixing the height and width to the actual plane coordinates. Real-time safety monitoring device for construction equipment, characterized in that to match and classify the objects with different colors, and to extract the matched object to the region of interest.
상기 영상 판독부는, 상기 안전장구의 색상을 이용하여 상기 영상 이미지가 작업자에 해당하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.The method of claim 1,
The image reading unit, the real-time safety monitoring device for construction equipment, characterized in that by using the color of the safety equipment determines whether the image image corresponds to the worker.
상기 영상 판독부는, 상기 영상 이미지가 일차적으로 안전장구를 포함하고 있는지 여부를 판단하는 제1판독부와, 상기 제1판독부의 판단 결과 그 영상 이미지에 안전장구가 포함되어 있지 않는 경우에, 이차적으로 사람인지 물체인지를 판단하는 제2판독부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.The method of claim 1,
The image reading unit may include a first reading unit determining whether the image image primarily includes safety equipment, and secondly, when the image image does not include safety equipment as a result of the determination of the first reading unit. Real-time safety monitoring device for construction equipment, characterized in that it comprises a second reader for determining whether a person or an object.
상기 제2판독부는, 상기 영상 이미지에 해당하는 데이터값과 상기 사람에 대한 영상 데이터에 관하여 미리 설정된 설정값을 비교하여, 그 영상 이미지가 사람에 관한 것인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.The method of claim 3,
The second reader may compare the data value corresponding to the video image with a preset setting value with respect to the video data of the person, and determine whether the video image is about a person. Real time safety monitoring device.
상기 설정값은 사람의 서있는 모습, 걷는 모습, 상체를 숙인 모습 및 앉은 모습에 따라 분류되고,
상기 제2판독부는, 상기 영상 이미지가 상기 분류된 모습에 해당하는지 여부에 따라 영상 이미지를 판독하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.The method of claim 4, wherein
The setting value is classified according to the person standing, walking, upper body and sitting state,
The second reader, the real-time safety monitoring device for construction equipment, characterized in that for reading the video image according to whether the video image corresponds to the sorted state.
상기 제2판독부는, 상기 영상 편집부에 의해 추출된 영상 이미지들 중 어느 하나가 다른 하나에 비해 높이가 작음에도 불구하고 앞쪽에 위치하고 있는지 여부를 판단하고, 그 결과에 기초하여 그 어느 하나의 영상 이미지가 사람의 앉은 모습에 해당하는지 여부를 추가로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 장치.The method of claim 5,
The second reading unit determines whether any one of the image images extracted by the image editing unit is located in front of the other despite being smaller in height than the other, and based on the result, one of the image images The apparatus for real-time safety monitoring of construction equipment, characterized in that it further determines whether or not corresponds to the person sitting.
상기 카메라의 설치 각도나 좌표의 왜곡 등에 의해 왜곡된 상태로 확보된 상기 영상 데이터들을 보정하고, 좌표 평면에서 일정 높이 및 폭을 가진 영상 이미지를 기준으로 하여 관심 영역을 추출하는 영상 추출 단계;
상기 추출된 영상 이미지로부터 작업자가 착용해야 할 안전장구가 존재하는지 여부 및 그 영상 이미지에 안전장구가 포함되어 있지 않는 경우에, 이차적으로 사람인지 물체인지 여부를 판단하는 영상 판독 단계; 및
상기 판독 결과에 따른 기설정된 표식을, 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 건설 장비의 디스플레이 장치에 표시하여 주는 알림 단계;를 포함하고,
영상 추출 단계는,
상기 카메라의 영상 취득 각도에 의해 왜곡된 좌표를 작업자가 위치하는 실제 평면 좌표로 보정하는 것에 의해 보정된 이미지를 취득하고, 그 취득된 이미지에서 그림자를 제거한 후, 상기 실제 평면 좌표에 일정 높이와 폭을 가진 객체를 서로 다른 색상으로 매칭하여 분류하고, 그 매칭된 객체를 관심 영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 건설 장비의 실시간 안전 모니터링 방법.A data securing step of storing and securing image data about an image image acquired from a camera installed at one side of construction equipment;
An image extraction step of correcting the image data secured in a distorted state by an installation angle of the camera or a distortion of coordinates, and extracting a region of interest based on an image image having a predetermined height and width in a coordinate plane;
An image reading step of determining whether there is a safety tool to be worn by a worker from the extracted image image and whether the safety tool is a second person or an object when the safety image is not included in the image image; And
And displaying a predetermined mark according to the read result on the display device of the construction equipment based on a control signal of the controller.
The video extraction step,
After obtaining the corrected image by correcting the coordinates distorted by the image acquisition angle of the camera to the actual plane coordinates at which the worker is located, removing the shadow from the acquired image, and then fixing the height and width to the actual plane coordinates. And classifying objects with different colors into different colors, and extracting the matched objects into a region of interest.
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