KR102127620B1 - 크레인 충돌 방지 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크레인 충돌 방지 방법에 관한 것으로, 크레인 충돌 방지 방법에 있어서, 상기 크레인에 설치된 복수의 수집부가 3차원 포인트 데이터를 수집하는 단계; 상기 수집한 3차원 포인트 데이터와 상기 복수의 수집부 각각의 위치 및 방향 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 3차원 모델링을 생성하는 단계; 상기 3차원 모델링을 바탕으로 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 분석하는 단계; 및 상기 분석된 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 바탕으로 충돌 위험을 분석하는 단계;를 포함한다.

Description

크레인 충돌 방지 장치 및 방법{Crane collision prevention device and method}

본 발명은 크레인 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

산업 현장에서 사용되는 복수 대의 크레인들은 수평 또는 수직 방향으로 간섭되는 작업 영역을 가지고 서로 독립적으로 움직이면서 작업을 수행하고 있어 크레인들 사이의 충돌 위험이 존재하며, 크레인들 사이 충돌이 발생 되는 경우 크레인의 파손으로 인한 물적 손실, 작업 지연 및 인명 피해 등의 문제가 발생하는 문제점이 있다.

이런 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 한국등록특허 제10-1981175호가 있다.

종래기술의 경우 크레인의 팔의 끝단에 배치되는 dGPS 센서 및 크레인의 팔의 회전축에 배치되는 관성 측정 유닛(IMU)를 바탕으로 크레인의 충돌 가능성을 계산하여 이를 실시간으로 표현하거나 크레인의 움직임을 제어하여 충돌을 예방하지만, 크레인이 움직이면서 이송하고 있는 인양물에 의한 충돌을 고려하고 있지 않아 인양물에 의한 크레인과의 충돌 위험이 있는 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 크레인 충돌 방지를 위해 dGPS 센서 및 관성 측정 유닛 등 다양한 센서를 설치하여 운영하기 때문에 다양한 센서에 대한 관리가 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래기술은 2차원 적인 화면만 운전자에게 제공하여 현장 상황을 전방위적으로 파악하기 힘든 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 크레인에 의한 충돌 방지 만이 아닌 인양물에 의한 충돌 방지도 할 수 있는 크레인 충돌 방지 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 3차원 포인트 데이터를 수집하는 수집부만 가지고 인양물 및 크레인의 위치 및 자세를 분석할 수 있는 크레인 충돌 방지 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 운전자에게 3차원으로 모델링 된 화면을 제공하여 운전자가 현장 상황을 더욱 파악하기 쉽게 할 수 있는 크레인 충돌 방지 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 크레인 충돌 방지 방법에 있어서, 상기 크레인에 설치된 복수의 수집부가 3차원 포인트 데이터를 수집하는 단계; 상기 수집한 3차원 포인트 데이터와 상기 복수의 수집부 각각의 위치 및 방향 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 3차원 모델링을 생성하는 단계; 상기 3차원 모델링을 바탕으로 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 분석하는 단계; 및 상기 분석된 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 바탕으로 충돌 위험을 분석하는 단계;를 포함하는 크레인 충돌 방지 방법을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것은, 상기 인양물의 위치, 길이, 높이, 형상, 면적, 체적, 무게중심 및 기울어짐 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것일 수 있다.

여기서, 상기 크레인 위치 및 자세를 분석하는 것은, 상기 크레인의 운전실, 기둥, 붐, 트롤리, 호이스트 및 와이어 중 적어도 어느 하나의 위치와 상기 크레인의 이동속도, 상기 붐의 길이, 상기 붐의 방위각, 상기 붐의 고각, 상기 트롤리 속도, 상기 호이스트의 각도 및 상기 와이어의 길이 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것일 수 있다.

여기서, 상기 수집부는 3차원 라이다, 카메라 및 TOF 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 바람직한 다른 측면에 따르면, 크레인 충돌 방지 장치에 있어서, 크레인에 복수개가 설치되어 3차원 포인트 데이터를 수집하는 수집부; 상기 수집된 3차원 포인트 데이터와 상기 복수의 수집부 각각의 위치 및 방향 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 3차원 모델링을 생성하는 3차원 모델링부; 상기 3차원 모델링을 바탕으로 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 분석하고, 상기 분석된 인양물 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 바탕으로 충돌 위험을 분석하는 분석부; 및 상기 분석된 충돌 위험을 바탕으로 상기 크레인을 제어하거나 경고를 출력하도록 하는 제어부;를 포함하는 크레인 충돌 방지 장치를 제공할 수 있다.

여기서, 상기 분석부가 상기 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것은, 상기 인양물의 위치, 자세, 길이, 높이, 형상, 면적, 체적, 무게중심 및 기울어짐 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것일 수 있다.

여기서, 상기 분석부가 상기 크레인 위치 및 자세를 분석하는 것은, 상기 크레인의 운전실, 기둥, 붐, 트롤리, 호이스트 및 와이어 중 적어도 어느 하나의 위치와 상기 크레인의 이동속도, 상기 붐의 길이, 상기 붐의 방위각, 상기 붐의 고각, 상기 트롤리 속도, 상기 호이스트의 각도 및 상기 와이어의 길이 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것일 수 있다.

여기서, 상기 수집부는 3차원 라이다, 카메라 및 TOF 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있다.

본 발명은 크레인에 의한 충돌 방지 만이 아닌 인양물에 의한 충돌 방지도 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 3차원 포인트 데이터를 수집하는 수집부만 가지고 인양물 및 크레인의 위치 및 자세를 분석할 수 있어 유지 보수가 쉬운 효과가 있다.

또한, 본 발명은, 운전자가 3차원으로 모델링 된 화면 보면서 현장 상황을 더욱 파악하기 쉬운 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 장치가 적용된 크레인의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 충돌 위험을 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 크레인의 위치 및 자세를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 방법 순서도이다.

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

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 장치가 적용된 크레인의 사시도이다.

도 1을 참조하면, 크레인(10)은 운전실(11), 기둥(12), 붐(13), 트롤리(14), 호이스트(15) 및 와이어(16)를 포함한다.

운전실(11), 기둥(12), 붐(13), 트롤리(14), 호이스트(15) 및 와이어(16)은 종래 크레인(10)과 같으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

크레인 충돌 방지 장치(100) 중 수집부(110)는 크레인(10)의 기둥(12), 지브(13) 및 트롤리(14) 중 적어도 어느 한 곳에 복수개가 설치되어 3차원 포인트 데이터를 수집한다. 수집부(110)가 설치되는 위치 및 개수는 수집부(110)의 시야 각도, 수집 범위 등 성능에 따라 달라질 수 있으며, 구체적으로 크레인(10)을 중심으로 상하좌우 전방위 360도 3차원 포인트 데이터를 수집할 수 있게 수집부(110)가 설치되는 위치 및 개수가 정해질 수 있다.

도 1에서는 T형 타워 크레인을 바탕으로 설명했으나, 지브형 크레인, 브리지 갠트리 크레인 등 모든 종류의 크레인에 크레인 충돌 방지 장치(100)가 적용될 수 있으며, 현장에 설치된 복수 대의 크레인에 크레인 충돌 방지 장치(100)가 적용되어 사용할 수도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 장치의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 크레인 충돌 방지 장치(100)는 수집부(110), 3차원 모델링부(120), 분석부(130), 저장부(140), 제어부(150) 및 출력부(160)을 포함한다.

수집부(110)는 크레인(10)에 복수개가 설치되어 주변환경에 대한 3차원 포인트 데이터를 수집한다. 여기서, 수집부(110)는 3차원 라이다, 카메라 및 TOF 카메라 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 3차원 라이다가 가장 바람직하다.

3차원 모델링부(120)는 복수의 수집부(110)가 수집한 3차원 포인트 데이터와 분석부(130)가 분석한 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 3차원 모델링을 생성한다. 여기서, 3차원 모델링부(120)는 복수의 수집부(110)가 수집한 3차원 포인트 데이터 전체를 3차원 모델링으로 생성, 3차원 모델링과 3차원 포인트 데이터가 혼합된 형태, 3차원 포인트 데이터만으로 생성할 수 있으며, 3차원 모델링부(120)는 분석부(130)가 분선한 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 생성한 3차원 모델링에 반영할 수도 있다.

3차원 모델링부(120)는 분석부(130)가 분석한 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향이 없으면 복수의 수집부(110)가 수집한 각각의 3차원 포인트 데이터에 대응하는 각각의 3차원 모델링을 생성하여 분석부(130)에 제공한다. 여기서, 3차원 모델링과 각각의 3차원 모델링을 다른 것으로, 각각의 3차원 모델링은 복수의 수집부(110)가 수집한 각각의 3차원 포인트 데이터만을 바탕으로 생성한 복수의 3차원 모델링이고, 3차원 모델링은 복수의 수집부(110)가 수집한 모든 3차원 포인트 데이터와 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향을 반영하여 생성한 하나의 3차원 모델링으로, 각각의 3차원 모델링 여러개가 합쳐진 것이다.

분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 각각의 3차원 모델링을 바탕으로 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향을 분석하고, 분석한 복수의 수집부(110) 위치 및 방향을 3차원 모델링부(120) 또는 저장부(150)에 제공한다.

분석부(130)는 3차원 모델링부(120)에 생성한 3차원 모델링을 바탕으로 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석한다.

구체적으로, 분석부(130)는 3차원 모델링을 바탕으로 인양물(20)을 추출하고, 추출한 인양물(20)의 위치, 길이, 높이, 형상, 면적, 체적, 무게중심 및 기울러짐 중 적어도 어느 하나를 분석한다.

또한, 분석부(130)는 3차원 모델링을 바탕으로 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석한다. 구체적으로, 운전실(11), 기둥(12), 붐(13), 트롤리(14), 호이스트(15) 및 와이어(16) 중 적어도 어느 하나의 위치와 크레인(10)의 이동속도, 붐(13)의 길이, 붐(13)의 방위각, 붐(13)의 고각, 트롤리(14) 속도, 호이스트(15)의 각도 및 와이어(16)의 길이 중 적어도 어느 하나를 분석한다.

분석부(130)는 분석된 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 바탕으로 인양물(20)과 다른 크레인, 건축물 등과 같은 장애물의 거리, 크레인(10)과 다른 크레인, 건축물 등과 같은 장애물의 거리 및 인양물(20)과 크레인(10)의 거리를 분석하고, 분석한 거리와 저장부(140)에 저장된 충돌 위험 거리를 비교하여 충돌 위험을 분석한다. 구체적으로, 분석부(130)는 분석한 거리가 저장부(140)에 저장된 충돌 위험 거리 이하이면 충돌 위험이 있다고 분석한다.

여기서, 분석부(130)는 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석할 때 운전석(11)의 중심을 원점으로 하여 분석할 수 있으나 원점은 사용자의 설정에 따라 달라 질 수 있으며, 3차원 모델링부(120)는 분석부(130)가 분석한 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 3차원 모델링에 반영할 수 있고, 3차원 모델링을 바탕으로 분석하여 충돌 위험을 판단하기 때문에 여러 종류의 센서 대신 3차원 포인트 데이터를 수집하는 한 종류의 수집부(110)만 사용할 수 있어 유지 보수가 쉽다.

저장부(140)는 복수의 수집부(110)가 수집한 3차원 포인트 데이터, 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링, 분석부(130)가 분석한 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향 및 충돌 위험 거리를 저장하고 있다. 여기서, 충돌 위험 거리는 사용자가 설정한 인양물(20) 및 크레인(10) 중 적어도 어느 하나가 장애물과 충돌할 위험이 있는 거리, 인양물(20)이 크레인(10)과 충돌할 위험이 있는 거리이다.

제어부(150)는 분석부(130)가 분석한 충돌 위험을 바탕으로 크레인(10)을 움직이지 못하게 자동 제어하거나, 출력부(160)가 경고를 출력하도록 제어한다.

출력부(160)는 스피커와 디스플레이부가 있는 것으로, 제어부(150)의 제어에 따라 충돌 위험 경고를 소리 및 화면 중 적어도 어느 하나로 출력하며, 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 출력한다. 여기서, 충돌 위험 경고는 운전실(11)에 있는 운전자, 현장에 있는 감시자 및 중앙 통제실에 있는 감시자 중 적어도 어느 하나에게 출력될 수 있으며, 출력부(160)를 통해 현장에 대한 정보가 3차원 모델링으로 출력되기 때문에 운전자는 현장 상황을 전방위적으로 쉽게 파악할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 충돌 위험을 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 3(a)는 분석부(130)가 인양물(20)과 건축물(310)의 충돌 위험을 분석한 것, 도 3(b)는 분석부(130)가 크레인(10-1, 10-2)들 끼리 충돌 위험을 분석한 것, 도 3(c)는 분석부(130)가 크레인(10)과 건축물(310)의 충돌 위험을 분석한 것이다.

도 3(a)을 참조하면, 분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 바탕으로, 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석하고, 분석된 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 바탕으로 크레인(10)의 붐(13)에 의해 이동 중인 인양물(20)과 건축물(310)의 거리를 분석한 후, 분석한 인양물(20)과 건축물(310)의 거리가 저장부(140)에 저장된 충돌 위험 거리 이하이기 때문에 충돌 위험이 있다고 분석해 이를 제어부(150)에 제공하고, 제어부(150)는 이를 바탕으로 크레인(10)을 움직이지 못하게 자동 제어하거나, 출력부(160)가 경고를 출력하도록 제어해 운전실(11)에 있는 운전자에게 알려준다.

도 3(b)를 참조하면, 분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 바탕으로, 인양물(20)의 위치 및 자세와 T형 타워 크레인(10-1)의 위치 및 자세, 브리지 갠트리 크레인(10-2)의 위치 및 자세를 분석하고, 분석된 인양물(20)의 위치 및 자세와 T형 타워 크레인(10-1)의 위치 및 자세, 브리지 갠트리 크레인(10-2)의 위치 및 자세를 바탕으로 T형 타워 크레인(10-1)과 브리지 갠트리 크레인(10-2)의 거리를 분석한 후, 분석한 T형 타워 크레인(10-1)과 브리지 갠트리 크레인(10-2)의 거리가 저장부(140)에 저장된 충돌 위험 거리 이하이기 때문에 충돌 위험이 있다고 분석해 이를 제어부(150)에 제공하고, 제어부(150)는 이를 바탕으로 크레인(10)을 움직이지 못하게 자동 제어하거나, 출력부(160)가 경고를 출력하도록 제어해 운전실(11)에 있는 운전자에게 알려준다.

도 3(c)를 참조하면, 분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 바탕으로, 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석하고, 분석된 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 바탕으로 크레인(10)과 건축물(310)의 거리를 분석한 후, 분석한 크레인(10)과 건축물(310)의 거리가 저장부(140)에 저장된 충돌 위험 거리 이하이기 때문에 충돌 위험이 있다고 분석해 이를 제어부(150)에 제공하고, 제어부(150)는 이를 바탕으로 크레인(10)을 움직이지 못하게 자동 제어하거나, 출력부(160)가 경고를 출력하도록 제어해 운전실(11)에 있는 운전자에게 알려준다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, 분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 바탕으로 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석하고, 분석한 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 바탕으로 트롤리(14-1, 14-2)에 의해 이동 중인 인양물(20)이 기울어졌다고 분석한다.

구체적으로, 운전실(11)에 있는 운전자, 현장에 있는 감시자 및 중앙 통제실에 있는 감시자가 육안으로 보기에는 인양물(20)이 기울어져 있지 않다고 판단하더라도, 분석부(130)는 3차원 모델링을 바탕으로 분석한 인양물(20)의 자세가 약간 트롤리(14-2) 부분으로 기울어져 있다고 분석하는 것과 동시에, 트롤리(14-2)의 와이어(16-2)의 길이(H2)가 트롤리(14-1)의 와이어(16-1)의 길이(H1)보다 더 길어서 인양물(20)이 기울어진 것으로 분석하여 제어부(150)에 제공하여 제어부(150)가 이를 출력부(160)를 통해 경고를 출력하도록 해 운전자가 트롤리(14-2)의 와이어(16-2)의 길이(H2) 또는 와이어(16-1)의 길이(H1)를 조절하여 인양물(20)이 기울어진 것을 바로잡게 할 수 있다.

또한, 분석부(130)는 트롤리(14-1, 14-2)의 각각의 속도를 분석하여, 트롤리(14-1)의 속도가 빠르다고 분석한 경우 이에 따라 인양물(20)의 자세가 약간 트롤리(14-2) 부분으로 기울어질 수 있다고 분석하고, 이를 제어부(150)에 제공하여 제어부(150)가 이를 출력부(160)를 통해 경고를 출력하도록 해 운전자가 트롤리(14-1, 14-2) 속도를 같게 조절할 수 있다.

또한, 분석부(130)는 3차원 모델링부(120)가 생성한 3차원 모델링을 바탕으로 인양물(20)의 길이(L)와 높이(H)를 분석하고, 분석한 길이(L) 및 높이(H)를 바탕으로 인양물(20)의 면적을 분석한 후 면적을 바탕으로 체적을 분석해 인양물(20)의 형상 및 무게중심을 분석할 수 있다.

또한, 분석부(130)는 분석한 무게중심을 바탕으로, 인양물(20)을 호이스트(15)에 체결했을 때, 무게중심이 아닌 다른 곳에 체결하면 이를 분석해 제어부(150)에 제공해 출력부(160)를 경고를 줄 수 있다. 이는 무게중심이 아닌 다른 곳에 체결하고 인양물(20) 이송 시 인양물(20이 기울어지고 추락할 수 있기 때문에 분석부(130)는 무게중심을 분석하고 인양물(20)을 호이스트(15)에 체결 시 무게중심에 체결되었는지 분석하는 것이다.

도 4는 브리지 갠트리 크레인에 적용된 크레인 충돌 방지 장치(100)에 대하여 설명했으나, 만일 양쪽에 지브형 크레인이 대형 구조물과 같은 인양물(20)을 호이스트(16)에 걸고 이동할 경우, 양쪽의 지브형 크레인의 위치, 트롤리(14) 위치, 와이어(15) 길이, 양쪽의 지브형 크레인의 이동속도 중 어느 하나라도 틀리면 인양물(20)이 기울어져 만일의 경우 추락하는 사고가 발생할 수 있는데, 본 발명인 크레인 충돌 방지 장치(100)의 경우 분석부(130)가 크레인(10)의 위치, 트롤리(14) 위치, 와이어(15) 길이, 크레인(10)의 이동속도를 분석하기 때문에 이를 바탕으로 양쪽의 지브형 크레인 운전자가 통신하면서 크레인(10)의 위치, 트롤리(14) 위치, 와이어(15) 길이, 크레인(10)의 이동속도를 같게하여 인양물(20)을 이동시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 크레인의 위치 및 자세를 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 도 5(a)는 분석부(130)가 크레인(10)의 고각을 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 5(b)는 분석부(130)가 크레인(10)의 방위각을 분석하는 것을 설명하기 위한 도면이다.

도 5(a)를 참조하면, 분석부(130)는 붐(13)의 피치 각도가

만큼 회전한 경우, 3차원 모델링을 바탕으로 붐(13)의 피치 각도가

만큼 회전한 것으로 분석해 고각이

이고, 붐(13)의 위치가

만큼 회전해 이동해 있는 것으로 분석한다.

도 5(b)를 참조하면, 분석부(130)는 운전석(11) 및 붐(13)이

만큼 선회한 경우, 3차원 모델링을 바탕으로 운전석(11) 및 붐(13)이

만큼 선회한 것으로 분석해 방위각이

이고, 운전석(11) 및 붐(13)의 위치가

만큼 선회하여 있는 것으로 분석한다.

또한, 운전석(11) 및 붐(13)이

만큼 선회함에 따른 장애물(510)과 붐(13)의 거리(d1)을 분석하고, 장애물(510)과 붐(13)의 거리(d1)를 바탕으로 붐(13)이 어느 정도 더 선회하면 충돌할지 장애물(510)과 붐(13)의 거리(d1) 및 붐(13)의 길이를 바탕으로 분석한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 크레인 충돌 방지 방법 순서도이다.

도 6을 참조하면, S610단계에서는 복수의 수집부(110)가 3차원 포인트 데이터를 수집한다.

S620단계에서는 3차원 모델링부(120)가 분석부(130)에 의해 분석된 복수의 수집부(110) 각각의 위치와 방향이 있는지 판단하며, 분석부(130)가 분석한 복수의 수집부(110) 각각의 위치와 방향이 없으면 S630단계를, 분석부(130)가 분석한 복수의 수집부(110) 각각의 위치와 방향이 있으면, S640단계를 진행한다.

S630단계에서는, 분석부(130)가 3차원 모델링부(120)에 의해 생성된 각각의 3차원 모델링을 바탕으로 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향을 분석하고, 분석한 복수의 수집부(110) 위치 및 방향을 3차원 모델링부(120) 또는 저장부(150)에 제공한다.

S640단계에서는 3차원 모델링부(120)가 복수의 수집부(110)를 통해 수집된 3차원 포인트 데이터와 분석부(130)를 통해 분석된 복수의 수집부(110) 각각의 위치 및 방향 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 3차원 모델링을 생성한다.

S650단계에서는 분석부(130)가 3차원 모델링부(120)를 통해 생성된 3차원 모델링을 바탕으로 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세를 분석한다.

S660단계에서는 분석부(130)가 분석된 인양물(20)의 위치 및 자세와 크레인(10)의 위치 및 자세 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 충돌 위험을 분석하고, 충돌 위험이 있다고 분석되면 S670단계를 진행하고, 충돌 위험이 없다고 분석되면 S610단계로 돌아간다.

S670단계에서는 분석부(130)가 충돌 위험이 있다고 분석하여 제어부(150)에 전달하면, 제어부(150)는 크레인(10)의 동작을 정지시키거나 출력부(160)를 통해 경고를 출력하도록 한다.

이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야할 것이다.

110 : 수집부 120 : 3차원 모델링부
130 : 분석부 140 : 저장부
150 : 제어부 160 : 출력부

Claims (8)

1. 크레인 충돌 방지 방법에 있어서,
   상기 크레인에 설치된 복수의 3차원 라이다가 상기 크레인을 중심으로 상하좌우 전방위 360도의 3차원 포인트 데이터를 수집하는 단계;
   상기 3차원 포인트 데이터와 상기 복수의 3차원 라이다 각각의 위치 및 방향을 바탕으로 3차원 모델링을 생성하는 단계;
   상기 3차원 모델링을 바탕으로 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 사용자가 설정한 원점을 기준하여 분석하는 단계; 및
   상기 분석된 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를
   바탕으로 충돌 위험을 분석하는 단계;를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것은,
   상기 인양물의 위치, 길이, 높이, 형상, 면적, 체적, 무게중심 및 기울어짐 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것인 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 크레인 위치 및 자세를 분석하는 것은,
   상기 크레인의 운전실, 기둥, 붐, 트롤리, 호이스트 및 와이어 중 적어도 어느 하나의 위치와 상기 크레인의 이동속도, 상기 붐의 길이, 상기 붐의 방위각, 상기 붐의 고각, 상기 트롤리 속도, 상기 호이스트의 각도 및 상기 와이어의 길이 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것인 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 방법.
   
4. 삭제
5. 크레인 충돌 방지 장치에 있어서,
   상기 크레인에 복수개가 설치되어 상기 크레인을 중심으로 상하좌우 전방위 360도의 3차원 포인트 데이터를 수집하는 3차원 라이다인 수집부;
   상기 수집된 3차원 포인트 데이터와 상기 복수의 수집부 각각의 위치 및 방향을 바탕으로 3차원 모델링을 생성하는 3차원 모델링부;
   상기 3차원 모델링을 바탕으로 인양물의 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 사용자가 설정한 원점을 기준하여 분석하고, 상기 분석된 인양물 위치 및 자세와 상기 크레인의 위치 및 자세를 바탕으로 충돌 위험을 분석하는 분석부; 및
   상기 분석된 충돌 위험을 바탕으로 상기 크레인을 제어하거나 경고를
   출력하도록 하는 제어부;를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 분석부가 상기 인양물의 위치 및 자세를 분석하는 것은,
   상기 인양물의 위치, 자세, 길이, 높이, 형상, 면적, 체적, 무게중심 및 기울어짐 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것인 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   상기 분석부가 상기 크레인 위치 및 자세를 분석하는 것은,
   상기 크레인의 운전실, 기둥, 붐, 트롤리, 호이스트 및 와이어 중 적어도 어느 하나의 위치와 상기 크레인의 이동속도, 상기 붐의 길이, 상기 붐의 방위각, 상기 붐의 고각, 상기 트롤리 속도, 상기 호이스트의 각도 및 상기 와이어의 길이 중 적어도 어느 하나에 대하여 분석하는 것인 것
   을 특징으로 하는 크레인 충돌 방지 장치.
   
8. 삭제

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