KR102088069B1 - Apparatus and method for controlling work using geographic information - Google Patents

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KR102088069B1 KR1020140024314A KR20140024314A KR102088069B1 KR 102088069 B1 KR102088069 B1 KR 102088069B1 KR 1020140024314 A KR1020140024314 A KR 1020140024314A KR 20140024314 A KR20140024314 A KR 20140024314A KR 102088069 B1 KR102088069 B1 KR 102088069B1
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Abstract

본 명세서의 일부의 실시 예는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 건설기계에 구비되어 작업을 수행하는 작업기; 상기 건설기계의 위치 정보를 측정하는 위치 측정부; 상기 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 실시간으로 측정하는 자세 측정부; 상기 위치 측정부에서 측정된 상기 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 자세 정보를 이용하여 상기 건설기계의 상대 좌표를 산출하며, 상기 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산하는 좌표 산출부; 상기 산출된 절대 좌표에 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 맵핑하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 상기 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 상기 좌표 산출부에서 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 맵핑하는 맵핑부; 상기 좌표 산출부에서 산출된 절대 좌표를 기준으로 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시하고, 상기 맵핑부에 의해 조정된 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 실시간으로 표시하는 출력부; 및 상기 작업기의 구동을 제어하는 구동 제어부;를 포함하며, 상기 구동 제어부는 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인하고, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내 이면, 상기 작업기의 구동 위치가 상기 조정된 작업기 위치를 추종하도록 제어한다.Some embodiments of the present disclosure relate to a job control device and a method for construction machine using terrain information, a work machine provided in the construction machine to perform a job; A position measuring unit measuring position information of the construction machine; A posture measuring unit configured to measure posture information and a work machine driving position of the construction machine in real time; Calculating absolute coordinates based on the position information of the construction machine measured by the position measuring unit, calculating the relative coordinates of the construction machine by using the posture information measured in real time by the posture measuring unit, and the calculated A coordinate calculator configured to calculate a difference in each axis between absolute coordinates and the calculated relative coordinates; Map the terrain information around the work position and construction information about the work position to the calculated absolute coordinates, and the attitude information and the work machine driving position of the construction machine measured in real time by the posture measuring unit calculated by the coordinate calculating unit. A mapping unit for adjusting and mapping according to the difference of each axis; An output unit configured to display terrain information and construction information on the screen based on the absolute coordinates calculated by the coordinate calculation unit, and to display the attitude information and the work machine driving position of the construction machine adjusted by the mapping unit in real time; And a driving control unit for controlling driving of the work machine, wherein the driving control unit checks whether the work machine driving position and the work machine position according to construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error, and drives the working machine. If the work machine position according to the position and the construction information on the adjusted absolute coordinates is within a preset error, the driving position of the work machine controls to follow the adjusted work machine position.

Description

지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING WORK USING GEOGRAPHIC INFORMATION}Work control device for construction machinery using topographic information and its method {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING WORK USING GEOGRAPHIC INFORMATION}

본 명세서는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present specification relates to a job control device for a construction machine using the terrain information and a method thereof.

건설장비는 도로, 공항, 단지 조성 등과 같이 큰 규모의 토목 및 건축 공사에 사용된다. 이러한 여러 건설장비 중 굴삭기는 가장 널리 사용되고 있다. 굴삭기에 의해 수행되는 작업은 토공사 중에 가장 큰 비중을 차지하고 있다. Construction equipment is used for large-scale civil and building works, such as roads, airports, and complexes. Among the various construction equipment, excavators are the most widely used. The work performed by excavators is the largest part of earthworks.

굴삭기 작업자는 일반적으로 토목 시공(설계)에서 의도하는 지형을 만들기 위하여 측량 장비를 동원하여 기준점을 마킹(Marking)을 한다. 그리고 건설기계(굴삭기)의 작업자는 자신의 기술(Skill)에 의지하여 의도하는 지형을 만들고 있다.Excavator operators typically use surveying equipment to mark reference points to create the intended terrain for civil construction (design). And construction workers (excavators) rely on their skills (Skill) to create the intended terrain.

이때, 토목 오작업율이 매우 높은 수준에 이르고 있다. 토목 시공에서는 재시공 또는 재복구를 하는 경우가 많다. 예를 들어, 일반적인 불도저의 경우에는 오작업율이 많아 20% 내지 30%를 재복구하거나 재작업을 하기도 한다.At this time, the civil work error rate has reached a very high level. Civil engineering often rebuilds or rebuilds. For example, a typical bulldozer has a high rate of misoperation, so it may recover or rework 20% to 30%.

한편, 굴삭기 작업자가 정확한 작업을 수행하기 위해서는 굴삭작업 지시를 위한 측량기사와 굴삭기의 작업 유도를 위한 작업 유도자가 투입될 수 있다. 이때, 굴삭기에 의한 작업은 측량기사가 설계도면을 확인한 후 굴삭 깊이를 굴삭기 작업자에게 전달한다. 즉, 굴삭기 작업자는 측량기사가 설계도면을 확인하여 전달한 계획 깊이를 바탕으로 경험적인 판단에 의해 작업을 진행한다.Meanwhile, in order for an excavator operator to perform an accurate work, a surveyor for digging work instruction and a work guide for inducing work of the excavator may be input. At this time, the work by the excavator after the surveyor checks the design drawings and delivers the excavation depth to the excavator operator. That is, the excavator worker proceeds by empirical judgment based on the planning depth delivered by the surveyor checking the design drawings.

그리고 굴삭기 작업자의 직감에 의해 터파기 작업이 진행된 후 측량기사와 작업 유도자는 레벨기 및 측량막대를 이용해 측량작업을 수행하여 계획 깊이까지의 잔여 굴삭 깊이를 굴삭기 작업자에게 재전달한다.After the excavation work is carried out by the intuition of the excavator operator, the surveyor and the work instructor perform a survey operation using the leveler and the measurement bar to re-deliver the remaining excavation depth to the excavator operator to the planned depth.

이러한 측량작업은 정확한 계획 깊이를 맞출 때까지 반복된다. 그 후 바닥면 고르기 작업시에는 작업 유도자가 굴삭기의 버킷 주변에서 작업의 진행 상황을 관찰하여 작업 면의 높낮이 정보 및 굴삭면에 접촉한 버킷의 높낮이 정보를 굴삭기 작업자에게 전달함으로써 정확한 작업이 이루어지도록 한다.This surveying operation is repeated until the correct planning depth is reached. Then, during the floor leveling operation, the work instructor observes the progress of the work around the bucket of the excavator and transmits the height of the working surface and the height of the bucket in contact with the excavator to ensure accurate work. .

따라서 종래에는 작업 시작시 및 작업 도중 측량 작업(보통 5~10m 마다 1회 측정)을 하여 굴삭기 작업자에게 전달하는 과정이 포함되어 작업 중단이 발생하고, 그에 따라 전체 굴삭 작업 시간이 길어진다는 문제점이 있었다.Therefore, the conventional method includes a process of performing a surveying operation (measured once every 5 to 10 m) to the excavator operator at the start of the work and during the work, thereby causing a work interruption, and accordingly, the overall excavation work time is long. .

또한, 굴삭 작업의 지원을 위해서 위험 지역인 굴삭기 버킷(bucket)의 선회 반경이나 굴삭기 작업 영역에 작업 유도자를 배치하여야 함에 따라 버킷과의 충돌사고나 토사붕괴로 인한 안전사고 등을 발생시킨다는 문제점이 있었다.In addition, in order to support the excavation work, there is a problem in that a collision with the bucket or a safety accident due to soil disintegration occurs because the work guide should be arranged in the turning radius of the excavator bucket or the excavator work area to support the excavation work. .

본 명세서의 일부의 실시 예는 지형 정보 및 시공 정보를 지평면의 절대 좌표를 기준으로 제공하고 그 시공 정보에 따른 작업기의 위치를 건설기계의 자세(축별 기울기 등)를 고려하여 정확하게 조정함으로써, 사용자가 시공 정보와 작업기의 정확한 위치를 화면을 통해 확인하면서 작업을 수행할 수 있고 정확한 설계 사양에 따라 건설 작업이 이루어질 수 있는, 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Some embodiments of the present disclosure provide the terrain information and the construction information based on the absolute coordinates of the horizontal plane, and accurately adjust the position of the work machine according to the construction information in consideration of the posture of the construction machine (axial tilt, etc.) The purpose of the present invention is to provide a work control device and method of construction machinery using terrain information, which can perform work while checking construction information and exact position of work machine on the screen, and construction work can be performed according to accurate design specification. There is this.

본 명세서의 일 실시 예에 따르는 장치는 건설기계에 구비되어 작업을 수행하는 작업기; 상기 건설기계의 위치 정보를 측정하는 위치 측정부; 상기 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 실시간으로 측정하는 자세 측정부; 상기 위치 측정부에서 측정된 상기 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 자세 정보를 이용하여 상기 건설기계의 상대 좌표를 산출하며, 상기 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산하는 좌표 산출부; 상기 산출된 절대 좌표에 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 맵핑하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 상기 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 상기 좌표 산출부에서 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 맵핑하는 맵핑부; 상기 좌표 산출부에서 산출된 절대 좌표를 기준으로 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시하고, 상기 맵핑부에 의해 조정된 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 실시간으로 표시하는 출력부; 및 상기 작업기의 구동을 제어하는 구동 제어부;를 포함하며, 상기 구동 제어부는 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인하고, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내 이면, 상기 작업기의 구동 위치가 상기 조정된 작업기 위치를 추종하도록 제어한다.
상기 구동 제어부는 상기 작업기의 구동 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 상기 출력부를 통해 출력할 수 있다An apparatus according to an embodiment of the present disclosure is provided with a construction machine to perform a work; A position measuring unit measuring position information of the construction machine; A posture measuring unit configured to measure posture information and a work machine driving position of the construction machine in real time; Calculating absolute coordinates based on the position information of the construction machine measured by the position measuring unit, calculating the relative coordinates of the construction machine by using the posture information measured in real time by the posture measuring unit, and the calculated A coordinate calculator configured to calculate a difference in each axis between absolute coordinates and the calculated relative coordinates; Map the terrain information around the work position and construction information about the work position to the calculated absolute coordinates, and the posture information and the work machine driving position of the construction machine measured in real time by the posture measuring unit calculated by the coordinate calculating unit. A mapping unit for adjusting and mapping according to the difference of each axis; An output unit configured to display terrain information and construction information on the screen based on the absolute coordinates calculated by the coordinate calculation unit, and to display the attitude information and the work machine driving position of the construction machine adjusted by the mapping unit in real time; And a driving controller for controlling driving of the work machine, wherein the driving control unit checks whether the work machine driving position and the work machine position according to construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error, and drives the work machine. If the work machine position according to the position and the construction information on the adjusted absolute coordinates is within a preset error, the driving position of the work machine controls to follow the adjusted work machine position.
The driving controller may output a work error generation through the output unit when the driving position of the work machine exceeds a preset error.

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상기 구동 제어부는 상기 작업기의 구동 위치와 상기 조정된 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 상기 작업기를 반복적으로 구동시킬 수 있다.The drive controller may repeatedly drive the work machine while maintaining the difference between the drive position of the work machine and the adjusted work machine position within a predetermined error.

본 명세서의 일 실시 예에 따르는 방법은 건설기계의 위치 정보를 측정하는 단계; 상기 측정된 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출하는 단계; 상기 산출된 절대 좌표에 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 맵핑하는 단계; 상기 산출된 절대 좌표를 기준으로 상기 맵핑된 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시하는 단계; 상기 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 실시간으로 측정하는 단계; 상기 측정된 자세 정보를 이용하여 상기 건설기계의 상대 좌표를 산출하는 단계; 상기 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산하는 단계; 상기 측정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 상기 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 상기 산출된 절대 좌표에 맵핑하는 단계; 상기 조정된 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 상기 산출된 절대 좌표를 기준으로 실시간으로 표시하는 단계; 및 상기 작업기의 구동을 제어하는 단계;를 포함하며, 상기 작업기의 구동을 제어하는 단계는, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인하고, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내 이면, 상기 작업기의 구동 위치가 상기 조정된 작업기 위치를 추종하도록 제어한다.Method according to an embodiment of the present specification comprises the steps of measuring the position information of the construction machine; Calculating absolute coordinates based on the measured position information of the construction machine; Mapping terrain information around a work position and construction information about a work position to the calculated absolute coordinates; Displaying the mapped terrain information and construction information on the screen based on the calculated absolute coordinates; Measuring the attitude information and the work machine driving position of the construction machine in real time; Calculating relative coordinates of the construction machine using the measured attitude information; Calculating a difference of each axis between the calculated absolute coordinates and the calculated relative coordinates; Adjusting the measured attitude information of the construction machine and the work machine driving position according to the calculated difference of each axis and mapping the calculated absolute coordinates to the calculated absolute coordinates; Displaying the adjusted attitude information of the construction machine and the work machine driving position in real time based on the calculated absolute coordinates; And controlling the driving of the work machine, wherein the controlling of the driving of the work machine includes checking whether the work machine driving position and the work machine position according to construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error. If the work machine driving position and the work machine position according to the construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error, the driving position of the work machine controls to follow the adjusted work machine position.

상기 방법은 상기 작업기의 구동 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include outputting a work error occurrence when the driving position of the work machine exceeds a preset error.

상기 방법은 상기 작업기의 구동 위치와 상기 조정된 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 상기 작업기를 반복적으로 구동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further comprise repeatedly driving the work machine while maintaining a difference between the drive position of the work machine and the adjusted work machine position within a predetermined error.

본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 건설기계의 기울기나 작업기의 정확한 위치를 지형 정보 및 시공 정보와 함께 화면을 통해 제공하여 사용자가 이를 확인하면서 건설기계의 작업을 수행함으로써, 재복구나 재작업을 최소화하여 건설기계의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.According to some embodiments of the present specification, the slope of the construction machine or the exact position of the work machine are provided on the screen together with the terrain information and the construction information to perform the work of the construction machine while checking the user, thereby minimizing rehabilitation or rework. To improve the working efficiency of construction machinery.

아울러, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 이전에 수행했던 작업기의 정확한 위치를 지형 정보 및 시공 정보에 매칭시켜 일부 반복적인 작업을 지형 정보에 따라 자동으로 작업할 수 있다.In addition, according to some embodiments of the present disclosure, by matching the exact position of the work machine previously performed to the terrain information and the construction information, some repetitive work may be automatically performed according to the terrain information.

또한, 본 명세서의 일부의 실시 예에 따르면 지형을 육안으로 확인 불가한 수중 작업도 수중의 지형 정보를 화면을 통해 제공하여 사용자가 이를 확인하면서 작업할 수 있다.In addition, according to some embodiments of the present disclosure, the underwater task, which cannot be visually confirmed with the terrain, may be provided while the user checks the terrain information through the screen.

도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 방법에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram of a job control device for a construction machine using the terrain information according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a flowchart illustrating a job control method for a construction machine using terrain information according to an exemplary embodiment of the present specification.

이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of technical contents that are well known in the art to which the present disclosure belongs and are not directly related to the present specification will be omitted. This is to more clearly communicate without obscure the subject matter of the present specification by omitting unnecessary description.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted or schematically illustrated. In addition, the size of each component does not reflect the actual size entirely. The same or corresponding elements in each drawing are given the same reference numerals.

도 1은 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a job control device for a construction machine using the terrain information according to an embodiment of the present disclosure.

도 1을 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 건설기계의 작업 제어 장치(100)는 위치 측정부(110), 자세 측정부(120), 좌표 산출부(130), 맵핑부(140), 구동 제어부(150), 작업기(160), 데이터 저장부(170), 출력부(180) 및 입력부(190)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the job control apparatus 100 of a construction machine according to an exemplary embodiment of the present disclosure may include a position measuring unit 110, a posture measuring unit 120, a coordinate calculating unit 130, and a mapping unit 140. , A driving controller 150, a work machine 160, a data storage unit 170, an output unit 180, and an input unit 190.

이하, 도 1의 건설기계의 작업 제어 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 건설기계 중에서 굴삭기를 일례로 들어 설명하기로 한다.Hereinafter, a detailed configuration and operation of each component of the work control apparatus 100 of the construction machine of FIG. 1 will be described with an example of the construction machine.

우선, 작업기(160)는 건설기계에 구비되어 작업을 수행한다. 작업기(160)는 붐(boom), 암(arm) 및 버킷(bucket)으로 이루어진 프론트 장치 중에서 굴삭 작업이나 바닥면 고르기 작업을 수행할 수 있는 말단에 위치한 버킷이 될 수 있다.First, the work machine 160 is provided in a construction machine to perform a work. The work machine 160 may be a bucket located at an end capable of performing an excavation operation or a floor leveling operation among a front device including a boom, an arm, and a bucket.

위치 측정부(110)는 건설기계의 위치 정보를 측정한다. 위치 측정부(110)는 GPS(Global Positioning System) 위성이 송출하는 내비게이션 신호를 수신할 수 있는 DGPS(Differential Global Positioning System) 수신기를 구비할 수 있다. 위치 측정부(110)는 수신한 내비게이션 신호로부터 건설기계의 위치 정보를 측정한다.The position measuring unit 110 measures position information of the construction machine. The position measuring unit 110 may include a differential global positioning system (DGPS) receiver capable of receiving a navigation signal transmitted by a global positioning system (GPS) satellite. The position measuring unit 110 measures the position information of the construction machine from the received navigation signal.

자세 측정부(120)는 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 실시간으로 측정한다. 자세 측정부(120)는 붐, 암 및 버킷의 각도뿐만 아니라, 지면의 수평면을 기준으로 붐, 암 및 버킷 각각에 대응되는 수평면 높이를 측정할 수 있다. 또한, 자세 측정부(120)는 지면의 수직면 및 수평면을 기준으로 건설기계 본체(예컨대, 상부체 또는 하부체)의 기울기를 측정할 수 있다. The posture measuring unit 120 measures the posture information and the work machine position of the construction machine in real time. The posture measuring unit 120 may measure not only angles of the boom, the arm and the bucket, but also horizontal heights corresponding to the boom, the arm and the bucket, respectively, based on the horizontal plane of the ground. In addition, the attitude measuring unit 120 may measure the inclination of the construction machine body (eg, the upper body or the lower body) on the basis of the vertical plane and the horizontal plane of the ground.

좌표 산출부(130)는 위치 측정부(110)에서 측정된 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출한다. 여기서, 절대 좌표의 기준점은 위치 측정부(110)에서 측정된 건설기계의 위치 정보가 된다.The coordinate calculator 130 calculates absolute coordinates based on the position information of the construction machine measured by the position measurer 110. Here, the reference point of the absolute coordinate is the position information of the construction machine measured by the position measuring unit 110.

또한, 좌표 산출부(130)는 자세 측정부(120)에서 측정된 자세 정보를 이용하여 건설기계의 상대 좌표를 산출한다. 좌표 산출부(130)는 자세 측정부(120)에서 측정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 이용하여 X축, Y축 및 Z축으로 이루어진 상대 좌표를 산출한다. 상대 좌표는 절대 좌표의 X축, Y축 및 Z축의 각 축이 건설기계의 자세 정보에 따라 회전될 수 있다. 즉, 지면의 수평면이 아닌 기울어져 있는 경사면에 건설기계가 위치한 경우, 상대 좌표는 이러한 경사면에 따라 변경될 수 있다.In addition, the coordinate calculator 130 calculates the relative coordinates of the construction machine by using the attitude information measured by the attitude measurer 120. The coordinate calculator 130 calculates the relative coordinates consisting of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis using the posture information of the construction machine and the work machine position measured by the posture measurer 120. In the relative coordinates, each axis of the X, Y, and Z axes of the absolute coordinate may be rotated according to the attitude information of the construction machine. That is, when the construction machine is located on the inclined inclined surface rather than the horizontal plane of the ground, the relative coordinates can be changed according to this inclined surface.

이어서, 좌표 산출부(130)는 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산한다. 즉, 좌표 산출부(130)는 절대 좌표의 X축, Y축 및 Z축과 상대 좌표의 X축, Y축 및 Z축을 축별로 비교하여 각 축의 차이를 계산할 수 있다.Subsequently, the coordinate calculator 130 calculates a difference between each axis between the calculated absolute coordinates and the calculated relative coordinates. That is, the coordinate calculator 130 may calculate the difference between each axis by comparing the X, Y, and Z axes of the absolute coordinates with the X, Y, and Z axes of the relative coordinates for each axis.

맵핑부(140)는 작업기(160)의 구동을 제어하되, 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 산출된 절대 좌표에 맵핑한다. 그리고 맵핑부(140)는 자세 측정부(120)에서 측정된 건설기계의 작업기 구동 위치를 좌표 산출부(130)에서 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 맵핑한다.The mapping unit 140 controls the driving of the work machine 160, and maps the terrain information around the work position and construction information about the work position to the calculated absolute coordinates. The mapping unit 140 adjusts and maps the work machine driving position of the construction machine measured by the posture measuring unit 120 according to the difference of each axis calculated by the coordinate calculating unit 130.

출력부(180)는 사용자가 작업 진행 상태를 용이하게 확인할 수 있도록 캐빈 내부의 조이스틱 등이 구비된 입력부(190) 근처에 설치된다. 출력부(180)는 지형 정보, 시공 정보 및 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 화면에 표시하는 액정 디스플레이 등의 디스플레이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 사용자의 조작을 입력할 수 있는 터치 스크린(touch screen)을 구비할 수도 있다. 출력부(180)는 좌표 산출부(130)에서 산출된 절대 좌표를 기준으로 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시한다. 그리고 출력부(180)는 맵핑부(140)에서 조정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 실시간으로 표시한다.The output unit 180 is installed near the input unit 190 provided with a joystick or the like in the cabin so that the user can easily check the work progress state. The output unit 180 may include a display such as a liquid crystal display for displaying terrain information, construction information, posture information of a construction machine, and a work machine location on a screen. The display may have a touch screen through which a user's manipulation can be input. The output unit 180 displays the terrain information and the construction information on the screen based on the absolute coordinates calculated by the coordinate calculator 130. The output unit 180 displays the posture information and the work machine position of the construction machine adjusted by the mapping unit 140 in real time.

구동 제어부(150)는 사용자의 구동 조작에 따라 작업기의 구동을 제어할 수 있다. 구동 제어부(150)는 작업기 구동 위치와 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인한다. 그리고 상기 확인 결과, 구동 제어부(150)는 작업기 구동 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 출력부(150)를 통해 표시할 수 있다.The driving controller 150 may control the driving of the work machine according to the driving operation of the user. The driving controller 150 checks whether the work machine driving position and the work machine position according to construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error. As a result of the check, the driving controller 150 may display the generation of the working error through the output unit 150 when the work machine driving position exceeds the preset error.

구동 제어부(150)는 작업기(160)의 구동 위치와 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 작업기(160)를 반복적으로 구동시킬 수 있다.The driving controller 150 may repeatedly drive the work machine 160 while maintaining the difference between the drive position of the work machine 160 and the work machine position within a predetermined error.

입력부(190)는 사용자 구동 조작을 입력받는 조이스틱 등을 통해 사용자 조작을 입력받아 구동 제어부(150)로 전달한다.The input unit 190 receives a user operation through a joystick for receiving a user driving operation, and transmits the user operation to the driving controller 150.

한편, 데이터 저장부(170)는 작업 위치 주변의 지형 정보와 작업해야 할 시공 정보를 저장한다. 예를 들어, 지형 정보는 등고선 등이 포함된 깊이 맵, 지형의 단면도, 굴삭 작업에 필요한 지형 특성 등이 포함될 수 있다. 지형 정보는 내륙의 지형 정보뿐만 아니라 수중의 지형 정보도 포함될 수 있다. 시공 정보는 지형 정보를 기준으로 작업 깊이, 작업 형상, 작업 경사면 등이 포함될 수 있다.On the other hand, the data storage unit 170 stores the terrain information around the work location and the construction information to work. For example, the terrain information may include a depth map including contour lines, a cross-sectional view of the terrain, terrain characteristics required for excavation work, and the like. The terrain information may include underwater terrain information as well as inland terrain information. The construction information may include a work depth, a work shape, a work slope, and the like based on the terrain information.

또한, 데이터 저장부(170)는 건설기계의 붐, 암 및 버킷에 대한 장비 모델링 정보와 굴삭 작업시 변경 가능 범위 등에 대한 작업 모델링 정보 등을 저장할 수 있다.In addition, the data storage unit 170 may store equipment modeling information on the boom, arm and bucket of the construction machine, and work modeling information on the changeable range during the excavation work.

도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따르는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 방법에 대한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a job control method for a construction machine using terrain information according to an exemplary embodiment of the present specification.

위치 측정부(110)는 건설기계의 위치 정보를 측정한다(S202).The position measuring unit 110 measures the position information of the construction machine (S202).

좌표 산출부(130)는 위치 측정부(110)에서 측정된 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출한다(S204).The coordinate calculator 130 calculates absolute coordinates based on the position information of the construction machine measured by the position measurer 110 (S204).

맵핑부(140)는 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 좌표 산출부(130)에서 산출된 절대 좌표에 맵핑한다(S206).The mapping unit 140 maps the terrain information around the work location and the construction information about the work location to the absolute coordinates calculated by the coordinate calculating unit 130 (S206).

출력부(180)는 맵핑부(140)에서 산출된 절대 좌표를 기준으로 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시한다(S208).The output unit 180 displays the terrain information and the construction information on the screen based on the absolute coordinates calculated by the mapping unit 140 (S208).

자세 측정부(120)는 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 실시간으로 측정한다(S210).The posture measuring unit 120 measures the posture information and the work machine position of the construction machine in real time (S210).

좌표 산출부(130)는 자세 측정부(120)에서 측정된 자세 정보를 이용하여 건설기계의 상대 좌표를 산출한다(S212).The coordinate calculator 130 calculates relative coordinates of the construction machine using the attitude information measured by the attitude measurer 120 (S212).

좌표 산출부(130)는 산출된 절대 좌표와 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산한다(S214).The coordinate calculator 130 calculates a difference between each axis between the calculated absolute coordinates and the calculated relative coordinates (S214).

맵핑부(140)는 측정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 좌표 산출부(130)에서 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 절대 좌표에 맵핑하고 조정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 위치를 상기 산출된 절대 좌표를 기준으로 실시간으로 표시한다(S216).The mapping unit 140 adjusts the measured posture information and the work machine position of the construction machine according to the difference of each axis calculated by the coordinate calculating unit 130 to map the absolute coordinates and the adjusted posture information and the work machine position of the construction machine. Based on the calculated absolute coordinates are displayed in real time (S216).

사용자는 절대 좌표상의 시공 정보와 작업기 위치를 출력부(180)의 화면을 통해 확인하면서 작업을 수행하게 된다(S218).The user performs the work while checking the construction information and the work machine position on the absolute coordinate through the screen of the output unit 180 (S218).

구동 제어부(150)는 사용자 구동 조작에 따른 작업기(160)의 구동 위치와 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인한다(S220).The driving controller 150 checks whether the driving position of the work machine 160 according to the user driving operation and the work machine position according to construction information on absolute coordinates are within a preset error (S220).

상기 확인 결과(S220), 구동 제어부(150)는 작업기 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 화면에 표시할 수 있다(S222).As a result of the check (S220), the driving controller 150 may display the occurrence of a work error on the screen when the work machine position exceeds a predetermined error (S222).

한편, 구동 제어부(150)는 작업기(160)의 구동 위치와 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 작업기를 반복적으로 구동시킬 수 있다.Meanwhile, the driving controller 150 may repeatedly drive the work machine while maintaining the difference between the drive position of the work machine 160 and the work machine position within a predetermined error.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that the present disclosure may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present disclosure. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present specification is indicated by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present specification. Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.On the other hand, the present specification and drawings have been described with respect to the preferred embodiments of the present specification, although specific terms are used, it is merely used in a general sense to easily describe the technical content of the present specification and help the understanding of the invention, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical spirit of the present disclosure may be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 작업 제어 장치 110: 위치 측정부
120: 자세 측정부 130: 좌표 산출부
140: 맵핑부 150: 구동 제어부
160: 작업기 170: 데이터 저장부
180: 출력부 190: 입력부100: job control device 110: position measuring unit
120: posture measuring unit 130: coordinate calculation unit
140: mapping unit 150: driving control unit
160: work machine 170: data storage unit
180: output unit 190: input unit

Claims (6)

건설기계에 구비되어 작업을 수행하는 작업기;
상기 건설기계의 위치 정보를 측정하는 위치 측정부;
상기 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 실시간으로 측정하는 자세 측정부;
상기 위치 측정부에서 측정된 상기 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 자세 정보를 이용하여 상기 건설기계의 상대 좌표를 산출하며, 상기 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산하는 좌표 산출부;
상기 산출된 절대 좌표에 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 맵핑하고, 상기 자세 측정부에서 실시간으로 측정된 상기 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 상기 좌표 산출부에서 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 맵핑하는 맵핑부;
상기 좌표 산출부에서 산출된 절대 좌표를 기준으로 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시하고, 상기 맵핑부에 의해 조정된 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 실시간으로 표시하는 출력부; 및
상기 작업기의 구동을 제어하는 구동 제어부;를 포함하며,
상기 구동 제어부는 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인하고, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내 이면, 상기 작업기의 구동 위치가 상기 조정된 작업기 위치를 추종하도록 제어하는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치.A work machine provided in the construction machine to perform a work;
A position measuring unit measuring position information of the construction machine;
A posture measuring unit configured to measure posture information and a work machine driving position of the construction machine in real time;
Calculating absolute coordinates based on the position information of the construction machine measured by the position measuring unit, calculating the relative coordinates of the construction machine by using the posture information measured in real time by the posture measuring unit, and the calculated A coordinate calculator configured to calculate a difference in each axis between absolute coordinates and the calculated relative coordinates;
Map the terrain information around the work position and construction information about the work position to the calculated absolute coordinates, and the posture information and the work machine driving position of the construction machine measured in real time by the posture measuring unit calculated by the coordinate calculating unit. A mapping unit for adjusting and mapping according to the difference of each axis;
An output unit configured to display terrain information and construction information on the screen based on the absolute coordinates calculated by the coordinate calculation unit, and to display the attitude information and the work machine driving position of the construction machine adjusted by the mapping unit in real time; And
And a driving controller for controlling driving of the work machine.
The driving controller determines whether the work machine driving position and the work machine position according to the construction information on the adjusted absolute coordinates are within a predetermined error, and the work machine driving position and the work machine position according to the construction information on the adjusted absolute coordinates are If within a predetermined error, the work control device for a construction machine using the terrain information to control the driving position of the work machine to follow the adjusted work machine position. 제1항에 있어서,
상기 구동 제어부는
상기 작업기 구동 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 상기 출력부를 통해 출력하는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치.The method of claim 1,
The drive control unit
And a work control device for a construction machine using terrain information for outputting a work error when the work machine driving position exceeds a preset error. 제2항에 있어서,
상기 구동 제어부는
상기 작업기의 구동 위치와 상기 조정된 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 상기 작업기를 반복적으로 구동시키는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 장치.The method of claim 2,
The drive control unit
And a terrain control device configured to repeatedly drive the work machine while maintaining the difference between the driving position of the work machine and the adjusted work machine position within a predetermined error. 건설기계의 위치 정보를 측정하는 단계;
상기 측정된 건설기계의 위치 정보를 기준으로 하는 절대 좌표를 산출하는 단계;
상기 산출된 절대 좌표에 작업 위치 주변의 지형 정보 및 작업 위치에 대한 시공 정보를 맵핑하는 단계;
상기 산출된 절대 좌표를 기준으로 상기 맵핑된 지형 정보와 시공 정보를 화면에 표시하는 단계;
상기 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 실시간으로 측정하는 단계;
상기 측정된 자세 정보를 이용하여 상기 건설기계의 상대 좌표를 산출하는 단계;
상기 산출된 절대 좌표와 상기 산출된 상대 좌표 간의 각 축의 차이를 계산하는 단계;
상기 측정된 건설기계의 자세 정보 및 작업기 구동 위치를 상기 계산된 각 축의 차이에 따라 조정하여 상기 산출된 절대 좌표에 맵핑하는 단계;
상기 조정된 건설기계의 자세 정보와 작업기 구동 위치를 상기 산출된 절대 좌표를 기준으로 실시간으로 표시하는 단계; 및
상기 작업기의 구동을 제어하는 단계;를 포함하며,
상기 작업기의 구동을 제어하는 단계는,
상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내인지 여부를 확인하고, 상기 작업기 구동 위치와 상기 조정된 절대 좌표상의 시공 정보에 따른 작업기 위치가 기설정된 오차 이내 이면, 상기 작업기의 구동 위치가 상기 조정된 작업기 위치를 추종하도록 제어하는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 방법.Measuring position information of the construction machine;
Calculating absolute coordinates based on the measured position information of the construction machine;
Mapping terrain information around a work position and construction information about a work position to the calculated absolute coordinates;
Displaying the mapped terrain information and construction information on the screen based on the calculated absolute coordinates;
Measuring the attitude information and the work machine driving position of the construction machine in real time;
Calculating relative coordinates of the construction machine using the measured attitude information;
Calculating a difference of each axis between the calculated absolute coordinates and the calculated relative coordinates;
Adjusting the measured attitude information of the construction machine and the work machine driving position according to the calculated difference of each axis and mapping the calculated absolute coordinates to the calculated absolute coordinates;
Displaying the adjusted attitude information of the construction machine and the work machine driving position in real time based on the calculated absolute coordinates; And
Controlling driving of the work machine;
Controlling the driving of the work machine,
Check whether the work machine driving position and the work machine position according to the construction information on the adjusted absolute coordinates are within a preset error, and the work machine driving position and the work machine position according to the adjusted construction coordinates on the absolute coordinates are within a preset error And a terrain information for controlling the driving position of the work machine to follow the adjusted work machine position. 제4항에 있어서,
상기 작업기의 구동 위치가 기설정된 오차를 초과하면 작업 오차 발생을 출력하는 단계를 더 포함하는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 방법.The method of claim 4, wherein
And outputting a work error when the driving position of the work machine exceeds a preset error. 제5항에 있어서,
상기 작업기의 구동 위치와 상기 조정된 작업기 위치 간의 차이를 기설정된 오차 이내로 유지하면서 상기 작업기를 반복적으로 구동시키는 단계를 더 포함하는 지형 정보를 이용한 건설기계의 작업 제어 방법.The method of claim 5,
And repeatedly driving the work machine while maintaining a difference between the driving position of the work machine and the adjusted work machine position within a predetermined error.
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