KR102159434B1 - 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치 - Google Patents

이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치는 복수 개 조작유닛을 가지는 패널제어반의 상부에 설치되는 오조작 방지장치로서, 상기 복수 개 조작유닛의 위치에 대한 정보인 기준정보가 저장되는 기준정보저장부; 상기 패널제어반의 전면보다 전방에 구비되되, 수직 방향을 기준으로 상기 복수 개 조작유닛과 대응되는 위치에 구비되며, 하향 감지를 통하여 객체와의 거리정보를 감지하는 복수 개의 제1센서; 및 상기 제1센서가 감지하는 거리정보를 상기 기준정보와 매칭하여 현재 작업대상에 대한 정보인 작업정보를 생성하는 메인제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING MISS CONTROLLING APPLIED WITH DETECTING STRUCTURE OF DUAL SENSORS}
본 발명은 오조작을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 작업자의 거동 특성 및 작업 내지 조작의 대상이 되는 유닛의 위치 관계를 이원화된 센서 기반을 정확하게 감지하고, 감지된 신호 체계를 이용하여 오조작이 예상되는 이벤트를 정밀하게 검출하여 인터페이싱함으로써 작업 대상에 대한 정보를 정확하게 작업자에게 안내함은 물론, 대상 작업에 대한 오조작이 원천적으로 방지될 수 있도록 하는 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치에 관한 것이다.
안전사고를 방지하기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있으나 작업의 대상을 불문하고 산업 현장에서는 다양한 원인과 이유로 안전사고 등이 끊임없이 발생하고 있다.
특히 발전소와 같은 작업 환경에서는 작은 실수에 의해서도 지역 전력 공급 중단, 발전소 전체 시스템 다운(down), 인명 피해 등의 엄청난 문제가 파급될 수 있어 더욱 극도의 안전이 요구된다고 할 수 있다.
발전소 등의 환경에서는 전기 설비 등의 기기 작동에 대한 오조작이 방지될 수 있도록 작업 계획은 물론, 작업 실행 및 작업 완료 과정이 복잡한 단계를 거치게 되어 있고 복수명이 조를 이루어 작업이 진행되도록 운용되나 이러한 방법은 대부분 관리자, 관제자 등의 사람이 직접 수기로 작성하거나 또는 육안으로 확인하는 방법 등과 같이 본질적으로 인적(人的) 의존적 방법이므로 언제든지 사고가 발생할 수 있는 가능성이 내재되어 있다고 할 수 있다.
특히 발전소와 같은 대형 플랜트 설비는 거의 흡사한 외형을 가지는 설비 건물이 동일하게 반복되어 있음은 물론, 해당 설비 건물 내에도 동일한 형태와 형상을 가지는 수많은 패널제어반이 구비되어 있어 숙련된 작업자라고 하여도 언제든지 작업 대상을 잘못 선정하거나 작업 대상이 되는 설비 건물을 오판할 가능성이 더욱 높다고 할 수 있다.
또한, 발전소 내 시설, 섹터, 설비마다의 전원 공급을 독립적으로 제어하도록 설계된 복수 개의 유닛(unit)들은 동일 패널제어반에 일종의 랙(rack)의 형태로 설치되어 있음은 물론, 해당 패널제어반 또한, 동일 형태의 수많은 다른 패널제어반과 함께 동일한 설비 건물에 구비되어 있어 작업자가 작업 대상이 되는 해당 유닛을 선별하는 과정에서도 언제든지 작업자의 실수가 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 10-2015-0104009호(2015.09.14.) 한국등록특허공보 10-1409324호(2014.06.20.)
본 발명은 상기와 같은 배경에서 상술된 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 작업자의 이동이나 거동이 이루어지는 영역 및 패널제어반에서 작업이나 조작의 대상이 되는 조작유닛이 위치하는 영역을 이원 센서를 기반으로 각각 감지하고 감지된 정보 체계를 효과적으로 활용함으로써, 작업 대상이 되는 패널제어반은 물론, 해당 패널제어반의 작업 대상이 되는 조작 유닛을 정확하게 작업자에게 안내할 수 있음은 물론, 오조작이 이루어지거나 오조작이 이루어질 가능성이 있는 상황을 사전에 미리 정확하게 확인하여 작업자에게 인터페이싱함으로써, 인적 오류에 의해 발생할 수 있는 문제점을 사전에 원천적으로 차단할 수 있는 사용자 경험 기반의 사용자 지향적 오조작 방지 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래의 설명에 의하여 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의하여 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 구성과 그 구성의 조합에 의하여 실현될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치는, 복수 개 조작유닛을 가지는 패널제어반의 상부에 설치되는 오조작 방지장치로서, 상기 복수 개 조작유닛의 위치에 대한 정보인 기준정보가 저장되는 기준정보저장부; 상기 패널제어반의 전면보다 전방에 구비되되, 수직 방향을 기준으로 상기 복수 개 조작유닛과 대응되는 위치에 구비되며, 하향 감지를 통하여 객체와의 거리정보를 감지하는 복수 개의 제1센서; 및 상기 제1센서가 감지하는 거리정보를 상기 기준정보와 매칭하여 현재 작업대상에 대한 정보인 작업정보를 생성하는 메인제어부를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 작업자 정보, 작업대상이 되는 패널제어반 및 작업대상이 되는 조작유닛에 대한 정보가 상호 연계된 정보인 대상작업정보가 저장되는 작업정보저장부; 및 상기 작업정보가 상기 대상작업정보에 해당하지 않는 경우 알람 정보를 출력하는 알람부를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
바람직하게, 본 발명은 상기 제1센서보다 더 전방에 구비되며, 하향 감지를 통하여 객체와의 거리정보를 감지하는 복수 개의 제2센서; 및 상기 제2센서 각각이 감지하는 거리정보와 상기 제2센서 각각의 감지 시간차 정보를 이용하여 작업자의 존재 유무, 작업자의 이동 또는 작업자의 정위치 정지 중 하나 이상의 정보를 생성하는 정보생성부를 더 포함할 수 있다.
나아가 본 발명은 작업자가 휴대하는 태그로부터 작업자 식별정보를 인식하는 태그인식부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 본 발명의 상기 알람부는 상기 정보생성부가 정위치 정지에 대한 정보를 생성한 상태에서, 상기 태그인식부가 인식한 작업자 식별정보가 상기 대상작업정보에 해당하지 않는 경우 알람정보를 생성하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 정보생성부는 상기 제2센서 각각의 거리정보 중 가장 높은 위치의 거리정보를 작업자의 헤드위치정보로 설정하고 이 헤드위치정보의 시간에 따른 트래킹 정보를 생성하도록 구성되는 것이 바람직하다.
더욱 바람직하게, 본 발명의 상기 메인제어부는 상기 제1센서의 거리정보와 상기 헤드위치정보가 상호 대응하는 경우, 상기 트래킹 정보 또는 상기 제2센서 각각의 거리정보를 이용하여 작업자의 높이 위치를 추정하고 이 추정된 높이 위치에 기반하여 상기 작업정보를 생성하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의하는 경우, 작업 장소, 위치에 대한 정보 및 해당 작업을 진행할 작업자에 대한 정보를 미리 DB화시키고 이를 이용하여 작업자 자신이 이동하여야 할 정확한 작업 장소에 대한 정보가 작업자에게 공유되도록 구현하여 작업자가 작업 장소 내지 위치를 정확하게 이동할 수 있도록 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하는 경우, 작업자의 이동이나 거동이 이루어지는 공간 영역 및 조작 유닛이 구비되는 공간 영역을 이원화하고 이들 이원화된 공간 영역을 각각 감지하는 이원화된 센서를 기반으로 작업자의 거동 특성에 대한 정보는 물론, 작업자의 머리와 손 등에 대한 인체 공학적 위치 관계를 유기적으로 활용함으로써, 작업이 이루어지는 대상을 더욱 정확하게 파악할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
나아가 본 발명은 작업자의 신체의 위치를 이원화하여 정확히 감지하고 감지된 위치 정보를 패널제어반을 구성하는 복수 개 조작유닛의 위치정보와 매칭시켜 그 결과를 시각 또는 청각 매체 등을 통하여 해당 작업자 등에게 피드백시킴으로써 극도의 안전이 요구되는 작업이나 조작 등의 행위가 더욱 정확하고 정밀하게 수행되도록 유도할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 효과적으로 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 오조작 방지장치와 관련 구성을 전반적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명을 포함한 전체 시스템에서 이루어지는 오조작 방지 프로세싱의 일 실시예를 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 오조작 방지장치의 상세 구성을 도시한 블록도,
도 4는 본 발명에 의한 오조작 방지장치가 패널제어반에 설치된 일 실시예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 의한 오조작 방지장치가 이원화된 센서 감지체계를 이용하여 객체를 감지하는 과정을 도시한 도면,
도 6은 제2센서를 이용하여 작업자의 거동 특성을 감지하는 본 발명의 프로세싱 과정을 도시한 흐름도,
도 7은 제1센서를 이용하여 작업자에게 오조작 등에 대한 안내 정보를 제공하는 본 발명의 프로세싱 과정을 도시한 흐름도,
도 8은 작업자의 자세를 추정하여 현재 작업 대상에 대한 정보를 생성하는 본 발명의 일 실시예를 설명하는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치(300)(이하 ‘오조작 방지장치’라 지칭한다) 및 관련 구성을 전반적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 오조작 방지장치(300)는 패널제어반(20)의 상부 등에 설치되는 장치로서, 도면에 도시된 바와 같이 패널제어반(20)의 전면을 기준으로 일부분이 전방으로 돌출된 형상을 가지도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 통신 네트워크(5)를 통하여 복수 개의 태그감지기(200) 및 관제 서버(100)와 통신 가능하게 연결된다.
상기 관제 서버(100)는 작업 이력에 대한 관리, 작업자 관리, 작업 현황에 대한 모니터링, 관리 등을 종합적으로 수행할 수 있는 시스템 서버에 해당한다.
작업자 정보, 작업 장소 내지 위치, 작업 시간, 작업 내용, 작업 대상이 되는 패널제어반(20) 및 해당 패널제어반(20)에서 조작 내지 작업되어야 하는 스위치, 조작 레버, 조작 버튼 등(이하 ‘조작 유닛’이라 지칭한다)(21) 등에 대한 정보(이하 ‘대상작업정보’라 지칭한다)가 관리자 등에 의하여 본 발명의 관제 서버(100)에 사전 입력될 수 있다.
관제 서버(100)는 이러한 대상작업정보를 지속적으로 갱신 저장하고, 현장에 설치되는 있는 태그감지기(200)와 본 발명의 오조작 방지장치(300)가 대상작업정보를 공유할 수 있도록 해당 시점의 대상작업정보를 태그감지기(200)와 오조작 방지장치(300)에 전송하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 관제 서버(100)는 저장된 대상작업정보를 이용하여 해당 작업자의 식별코드(아이디)와 해당 작업자에게 할당된 작업 내용에 대한 정보를 수록한 무선 태그(30)가 발행되도록 제어한다. 작업정보는 물론, 무선태그 발행 이력 및 작업현황에 대한 정보 등은 소정의 GUI(Graphic User Interface) 환경을 통하여 화면표시수단(50)에 표출되도록 구성할 수 있음은 물론이다.
이 무선태그(30)는 작업자가 휴대/소지/부착하는 등의 방법으로 작업자에게 부여되는 전자 태그 내지 전자 태그가 구비된 단말을 표상하는 것으로서 작업자의 인위적인 행위가 최소화될 수 있도록 RFID, Bluetooth, 지그비 등의 통신 방식을 적용하여 접촉식 내지 터치식이 아닌 근거리 정보 전송 방식으로 구현되는 것이 바람직하다.
무선태그(30)를 소지한 작업자가 현장에 도착하면 현장 게이트 등에 설치되는 태그감지기(200)는 무선태그(30)에 수록된 정보를 감지(reading)하고 감지된 정보를 다시 본 발명의 관제 서버(100)로 피드백하도록 구성되며, 태그감지기(200)에 공유되어 저장된 대상작업정보를 이용하여 현장에 도착한 작업자가 예정된 작업 장소에 진입한 것이 아니라면 이에 대한 정보를 다양한 시각, 청각 등의 매체를 통하여 출력하도록 구성된다.
발전소 등의 대형 플랜트에는 동일 형상과 구조를 가지는 상당수의 설비건물이 설치되는데 위와 같이 무선 태그를 감지하고 그 정보를 피드백하는 프로세싱을 통하여 작업자가 설비건물의 위치를 잘못 인식하는 등의 문제를 용이하게 해소함은 물론, 해당 작업 장소(설비 건물)로 정확하게 이동하도록 유도할 수 있게 된다.
한편, 발전소의 설비건물 내에는 전기, 전원 등을 제어하는 많은 수의 패널제어반(20)이 구비되는데, 이 패널제어반(20)은 일종의 랙(rack) 형태로 동일 형상과 구조로 이루어져 있어 숙련된 작업자도 자칫 작업 대상을 잘못 인식하고 조작하는 사고가 발생될 수 있다.
더욱이 동일 패널제어반(20)에도 비슷한 형상을 가지는 복수 개 조작유닛(21, 도 4 참조)이 구비되어 있고 전원 차단, 제어 등의 작업은 이 조작유닛(21)을 하나의 대상으로 진행되므로 작업자가 오조작의 가능성에 노출될 가능성은 더욱 높다고 할 수 있다.
본 발명의 오조작 방지장치(300)는 이러한 문제점을 원천적으로 해소하기 위한 구성으로서 시각 또는 청각 매체를 통하여 작업자와 작업 상황에 대한 다양한 정보를 인터페이싱할 수 있도록 패널제어반(20)에 설치되는 장치에 해당한다.
앞서 언급된 바와 같이 관제 서버(100)로부터 전송된 대상작업정보는 본 발명의 오조작 방지장치(300)에 공유되도록 구성되므로 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 이 정보를 이용하여 작업자가 패널제어반(20) 또는 해당 패널제어반(20)에 속한 조작유닛(21)에 근접하는 것을 정밀하게 검출(detecting)하고 검출 결과에 대한 정보를 저장된 대상작업정보와 대비하여 작업 대상의 선정 내지 특정에 오류가 발생되지 않도록 필터링함은 물론, 예정된 특정 작업이 정확하게 진행되도록 유도하고 모니터링할 수 있도록 구성된다.
실시형태에 따라서 관제 서버(100)는 관리자 모바일 단말 등(400)에 현재 작업 현황에 대한 정보, 태그감지기(200)에서 감지된 정보 및 본 발명의 오조작 방지장치(300)에서 감지된 정보 등이 실시간으로 공유되도록 하여, 문제가 발생될 가능성이 있는 경우 현장의 관리자가 그 후속 조치를 즉각적으로 수행하도록 구성할 수도 있다.
상기 통신 네트워크(5)는 유선, 무선, 통신 프로토콜 등에 제한되지 않고 다양한 방식이 적용될 수 있음은 물론이나, 발전소 등과 같은 특수한 상황을 고려하여 무선 통신 기반이 적절히 활용될 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
도 2는 본 발명의 오조작 방지장치(300)를 포함한 전체 시스템에서 이루어지는 프로세싱 과정을 도시한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 관제 서버(100)에는 작업자 정보, 작업 장소 내지 위치, 작업 시간, 작업 내용, 작업 대상이 되는 패널제어반 및 해당 패널제어반에서 조작 내지 작업되어야 하는 조작 유닛 등에 대한 정보인 대상작업정보가 저장된다(S400). 작업일, 작업 진행 사항 등에 따라 이 대상작업정보는 특정 시간 주기 등을 기준으로 갱신되어 저장될 수 있음은 물론이다.
이와 같이 대상작업정보가 저장되면 소정의 태그발행장치 등에 의하여, 특정 작업자마다 독립되어 부여되는 작업자 아이디정보, 대상작업정보, 작업장소 등의 정보가 수록된 무선태그(30)가 작업자마다 발행된다(S410). 무선태그(20)가 발행된 이력 정보가 해당 작업과 연계되어 관제 서버(100)에 저장될 수 있음은 물론이다.
관제 서버(100)는 저장된 대상작업정보를 현장에 설치되어 있는 태그감지기(200) 및 본 발명의 오조작 방지장치(300)에 유무선 통신 네트워크(5)를 통하여 전송하여(S412, 414) 현장에 설치된 태그감지기(200) 및 오조작 방지장치(300)에서 대상작업정보가 공유되도록 제어한다.
이와 같이 관제 서버(100)로부터 대상작업정보가 태그감지기(200)로 전송되면 태그감지기(200)에 이 대상작업정보가 저장된다(S420). 태그감지기(200)는 설비건물이나 룸(room) 등의 게이트(gate)에 설치될 수 있음은 물론, 작업자의 실제 이동 경로를 확인하고 이를 활용할 수 있도록 작업자가 이동하는 이동 경로 상에도 설치될 수 있음은 물론이다.
작업자가 설비건물의 게이트 등을 통과하는 경우 설비건물의 게이트 주변에 설치된 본 발명의 태그감지기(200)는 작업자가 소지한 무선 태그를 인식하여 무선태그(30)에 수록된 정보를 확인하고(S422), 무선태그(30)로부터 인식된 정보를 태그감지기(200)에 저장된 대상작업정보와 매칭하는 프로세싱을 수행한다(S424).
매칭 프로세싱 결과, 예정된 작업자가 아닌 작업자가 해당 장소에 진입한 경우와 같이 태그에서 인식된 정보와 저장된 작업정보가 대응되지 않는 경우 태그감지기(200)는 소정의 알람수단을 구동시킨다(S426).
알람수단을 구동하는 방법은 다양하게 구현될 수 있는데, 예를 들어 경광등, LED과 같은 시각적 매체와 경고음과 같은 청각적 매체를 통하여 알람 정보가 표출되도록 할 수 있다.
해당 작업자가 정확한 작업 장소로 이동하는 것을 효과적으로 유도하기 위하여 태그감지기(200)는 공유된 대상작업정보를 이용하여 작업 장소를 잘못 찾아온 작업자에게 해당 작업자가 이동하여야 할 정확한 장소 내지 위치에 대한 정보를 소정의 화면표시수단이나 오디오 출력수단을 통하여 표출하도록 구성될 수 있다.
실시형태에 따라서 PIR센서와 함께 작업자를 감지하도록 구성하여, 무선태그(30)를 소지하지 않고 태그감지기(200)가 설치된 작업 현장에 진입하거나 설비 건물의 게이트를 통과하는 작업자가 선별되도록 구성할 수도 있다.
태그감지기(200)는 이와 같이 무선태그(30)로부터 인식된 정보, 오출입 정보, 작업자의 출입 시간, 퇴거 시간 등에 대한 다양한 정보를 포함하는 출입정보를 생성하고(S428) 생성된 출입정보를 관제 서버(100)로 전송(S429)하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 출입정보 등이 전송되면 이를 포함한 다양한 작업현황정보가 생성되고 표출되어(S440) 이력 데이터로 활용되도록 하고 관제자가 작업의 전반적인 상황을 용이하게 모니터링할 수 있게 된다.
앞서 설명된 바와 같이 관제 서버(100)에 저장되는 대상작업정보는 본 발명의 오조작 방지장치(300)에도 전송되는데, 상기 대상작업정보와 함께 작업 대상이 되는 패널제어반(20)에 구비된 복수 개 조작유닛(21)에 대한 정보인 기준정보도 본 발명의 오조작 방지장치(300)에 저장된다(S430).
기준정보는 위치 기반의 정보로서, 지면 또는 패널제어반(20)의 물리적 점유 공간 등과 같은 상대적 기준점 등을 기준으로 해당 조작유닛(21)의 높이와 수평 위치에 대한 좌표 정보(도 3기준, X축 및 Z축 좌표)로 구성될 수 있다.
후술되는 바와 같이 본 발명은 빛이나 레이저 등을 이용하여 객체를 감지하는 센서(330, 340)를 기반으로 구성되므로, 센서 등의 위치를 상대적으로 고려한 함수 처리를 통하여 센서 등이 검출하는 거리 정보로 변환된 룩업 테이블로 상기 기준 정보를 구성할 수 있음은 물론이다.
게이트 등에 설치된 태그감지기(200)를 통하여 작업자가 해당 설비 장소에 진입한 것을 감지하면 이 감지 신호를 트리거(trigger)신호로 이용하여 본 발명의 오조작 방지장치(300)가 슬립 모드(sleep mode)에서 웨이크 모드(wake mode)로 전환되도록 구성할 수 있다.
작업자가 해당 패널제어반(20)으로 근접하면 본 발명의 제1센서(330) 및 제2센서(340)가 작동하여 작업자의 거동특성, 위치, 작업자의 조작 위치 등을 감지한다(S432). 본 발명의 제1센서(330) 및 제2센서(340) 등이 작업자를 감지하는 과정 및 이를 이용한 후속 프로세싱에 대한 상세한 과정은 후술하도록 한다.
이와 같이, 작업자의 거동특성, 위치, 조작 위치 등이 감지되면 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 이들 감지 신호를 상기 기준 정보와 매칭하는 프로세싱을 수행하여 현재 작업/조작의 대상이 되는 조작유닛(21) 등에 대한 정보인 작업정보를 생성한다(S434).
그 후 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 이러한 과정을 통하여 생성된 작업정보를 저장된 대상작업정보와 대비하여 현재 생성된 작업정보가 예정된 작업 대상에 해당하는지 여부를 판단한다(S436).
판단 결과, 현재 작업정보가 대상작업정보에 해당하는지 않는 경우 소정의 알람 수단을 구동하여 알람신호가 출력되도록 제어하며(S437) 현재 작업정보가 대상작업정보에 해당하면 LCD 등의 화면표시수단을 녹색으로 변화시키거나 “작업 대상에 해당하므로 작업을 진행하여도 된다.”는 취지의 안내문이 표출되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 오조작에 해당하는 경우 또는 예정된 작업이 이루어지는 정상 상태로 판단하는 경우 이에 대한 작업진행정보를 생성하여(S438) 관제 서버(100)로 전송(S439)하도록 구성될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면 등을 참조하여 본 발명의 오조작 방지장치(300)의 상세 구성 및 해당 구성의 상세한 프로세싱 과정을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 오조작 방지장치(300)의 상세 구성을 도시한 블록도이며, 도 4 및 도 5는 오조작 방지장치(300)가 패널제어반(20)에 설치된 모습과 객체를 감지하는 과정을 도시한 도면이며, 도 6 및 도 7은 본 발명의 프로세싱 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 오조작 방지장치(300)는 작업정보저장부(310), 기준정보저장부(320), 제1센서(330), 제2센서(340), 메인제어부(350), 알람부(360), 태그인식부(370) 및 정보생성부(380)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 도 3에 도시된 본 발명의 오조작 방지장치(300)의 각 구성요소는 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.
즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술 사상을 실현하기 위한 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되어 구성되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관히 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.
본 발명의 작업정보저장부(310)는 앞서 기술된 바와 같이 작업자 정보, 작업 대상이 되는 패널제어반(20)에 대한 정보, 해당 패널제어반(20)에서 작업 대상이 되는 조작유닛(21)에 대한 정보가 상호 연계된 정보인 대상작업정보가 저장된다(S700, 도 7 참조).
본 발명의 기준정보저장부(320)는 패널제어반(20)의 복수 개 조작유닛(21) 각각의 위치에 대한 정보인 기준정보가 저장된다(S700). 이 기준정보는 앞서 설명된 바와 같이, 조작유닛(21)을 식별하는 코드정보와 2차원 좌표 정보 등으로 이루어지며, 레이저 센서가 인식하는 거리 정보에 대응되도록 변환된 정보일 수 있음은 물론이다.
본 발명의 오조작 방지장치(300)는 패널제어반(20)의 상부 등에 설치되며, 패널제어반(20)의 앞쪽 파트는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 패널제어반(20)의 전면을 기준으로 전방으로(도 4 기준 Y축 방향) 돌출되도록 구성된다.
본 발명의 제1센서(330) 및 제2센서(340)는 본 발명의 오조작 방지장치(300)의 전방 부분 즉, 패널제어반(20)의 전면보다 전방으로 돌출된 부분에 구비되는 센서로서 빛, 레이저 등이 피사체에 의하여 반사되는 시간 정보 등을 이용하여 피사체까지의 거리 정보를 감지하고 생성하는 센서에 해당한다.
구체적으로 본 발명의 제1센서(330)는 패널제어반(20)의 전면보다 전방에 구비되되, 수직 방향(Z축)을 기준으로 복수 개 조작유닛(21)과 대응되는 위치에 각각 구비되며, 빛이 조사되는 방향을 아래 방향(-Z축)으로 설정하여 하방에 존재하는 객체 내지 피사체와의 거리정보를 감지한다.
제1센서(330)는 도 5 (a)에 도시된 바와 같이 수직 방향(Z축 방향)을 기준으로 조작유닛(21)이 배열되는 위치와 대응되는 위치마다 설치되어 복수 개(330-1, 330-2)로 구비되는 것이 바람직하다.
각 조작유닛(21)의 높이 내지 길이 정보(D1, D2, D3)는 앞서 기술된 바와 같이 기준정보로 저장되며, 본 발명의 제1센서(330)는 작업자의 손을 감지 객체로 하여 작업자의 손의 위치를 감지한다.
이와 같이 본 발명의 제1센서(330)가 작업자의 손(hand) 위치를 감지하고 손(객체)의 위치 정보(높이/길이 정보)를 생성하면(S710) 본 발명의 메인제어부(350)는 제1센서(330)의 감지정보와 기준정보저장부(320)에 저장된 기준정보를 상호 매칭하여(S720) 현재 작업대상(조작유닛)에 대한 정보인 작업정보를 생성한다(S730).
이와 같이 현재 작업자의 손의 위치에 기반하여 현재 작업자의 조작과 관련된 조작유닛에 대한 정보를 본 발명의 설명에서 ‘작업정보’라 지칭한다.
이와 같이 작업정보가 생성되면 본 발명의 알람부(360)는 작업정보저장부(310)에 저장된 대상작업정보를 독출(access and read)하여 작업정보가 대상작업정보에 해당하는지 여부를 판단한다(S840). 앞서 기술된 바와 같이 대상작업정보는 관제 서버(100) 등으로부터 전송된 정보로서 예정된 작업/조작 대상에 대한 정보가 수록된 정보에 해당한다.
판단결과, 작업정보가 작업이 예정된 조작유닛(21)에 해당하는 경우 정상 안내 정보가 출력되도록 하고(S750) 만약 작업정보가 대상작업정보에 해당하는 않는 경우 알람 정보가 출력되도록 제어한다(S760).
본 발명의 제2센서(340) 또한, 제1센서(330)와 같이 패널제어반(20)의 전면보다 전방에 하나 이상 구비되되, 도 5(b) 등에 도시된 바와 같이 제1센서(330)보다 더 전방(Y축 방향)으로 돌출된 위치(d)에 구비된다.
제2센서(340) 또한, 빛이 조사되는 방향을 아래 방향(-Z축)으로 설정하여 하방에 존재하는 객체 내지 피사체와의 거리정보를 감지하고 생성하는 센서에 해당한다.
패널제어반(20)을 대상으로 작업자(P)가 특정 작업이나 조작을 수행하는 경우, 인체 구조상 작업자(P)의 머리(head)는 작업을 수행하는 손(hand)보다 패널제어반(20)의 전면을 기준으로 후방(Y축)에 위치한다. 즉, 손이 머리보다 패널제어반(20)에 더 근접한 곳에 위치하게 된다.
본 발명은 이와 같이 작업자가 패널제어반(20)을 대상으로 작업을 수행하는 경우 각 신체 부위(머리, 손 등)의 위치를 이원적으로 감지하도록 하고 이원적으로 감지된 신호 체계를 유기적으로 연계시켜 더욱 정확하고 정밀한 작업정보(현재 작업자의 작업/조작에 해당하는 조작유닛에 대한 정보)를 생성하도록 구성된다.
나아가 제1센서(330) 등에 오류가 있거나 신호 체계가 정확하지 않는 경우 제2센서(340)가 생성하는 복수 개 감지신호를 이용하여 작업자의 자세 내지 포즈를 추정하고 이 추정된 자세 및 해당 자세에 따른 손과 머리와의 각도, 거리 정보 등을 활용하여 현재 시점의 작업정보가 무엇인지 정확하게 추정할 수 있도록 구성된다.
구체적으로 본 발명의 제2센서(340)는 제1센서(330)보다 더 전방으로 돌출된 상태에서 수직 하방을 감지하므로 작업자가 실제 작업을 진행하지 않더라도 작업자의 이동이나 거동 특성을 효과적으로 감지할 수 있다.
예를 들어, 제2센서(340)가 복수 개로 구비되는 경우, 이 중 하나 이상의 센서에서 감지신호가 생성되고(S610, 도 6 참조) 기준 시간(예를 들어 5초) 동안 제2센서(340) 중 하나 이상에서 지속적으로 감지신호가 생성된다면(S620) 이는 작업자가 해당 패널제어반(20)에 머물고 있다는 것을 의미하므로 이 경우 본 발명의 정보생성부(380)는 “정위치 정지”에 해당하는 정보를 생성한다(S640).
또한, 복수 개 제2센서(340) 중 하나 이상에서 감지신호가 생성된 후, 기준 시간 동안 제2센서(340)의 감지 신호가 지속되지 않는다면 이는 작업자가 이동하여 패널제어반(20)을 지나갔다는 것을 표상하므로 이 경우 본 발명의 정보생성부(380)는 “이동”에 해당하는 정보를 생성한다(S650).
도 6에 도시된 바와 같이 제2센서(340) 중 하나 이상에서 어떠한 감지 신호도 생성되지 않는 경우 본 발명의 정보생성부(380)는 “작업자 없음”에 해당하는 정보를 생성할 수도 있음은 물론이다(S630).
이와 같이 본 발명의 정보생성부(380)는 제2센서(340) 각각의 감지여부와 제2센서(340) 각각의 감지 시간차 정보 등을 이용하여 작업자의 존재 유무, 작업자의 이동 또는 작업자의 정위치 정지 중 하나 이상의 정보를 생성하게 된다.
실시형태에 따라서 작업 종료에 대한 조건이 충족된다면(S660) 제2센서(340)를 슬립 모드로 전환시키고(S670) 앞서 기술된 바와 같이 게이트 등에 위치한 태그감지기(200)가 작업자가 작업 장소나 작업 룸에 진입한 것을 감지하는 경우 그 신호를 트리거 신호로 하여 제2센서(340)가 활성화(S600)되도록 구성할 수도 있다.
작업자가 작업 대상이 되는 패널제어반(20)을 잘못 인식하는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 본 발명의 태그인식부(370)는 작업자가 휴대/소지하는 태그 내지 태그 단말(20)로부터 태그 내 수록된 작업자의 식별정보를 블루투스(bluetooth), 지그비(zigbee) 등의 무선 통신을 이용하여 획득(read)하도록 구성한다.
앞서 기술된 바와 같이 본 발명의 작업정보저장부(310)에는 예정된 작업에 관련된 다양한 대상작업정보가 DB화되어 있으므로 본 발명의 알람부(360)는 태그인식부(370)에서 인식된 작업자 식별정보를 이 대상작업정보와 매칭하여 작업자 식별정보가 대상작업정보에 해당하지 않는 경우 알람정보를 생성하도록 구성된다.
이와 같은 구성을 통하여 작업자가 작업 예정인 패널제어반(20)을 잘못 인식하는 경우를 정확하게 파악하고 이에 대한 정보를 다시 작업자에게 피드백하여 패널제어반(20) 자체를 혼동하는 경우를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
제2센서(340)가 설치되는 이격 거리에 따라 조금씩 다를 수는 있으나, 작업자가 패널제어반(20)에 근접하는 경우 제2센서(340)는 서로 다른 거리 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 제2센서(340) 중 좌측 센서는 작업자의 왼쪽 어깨를 감지하고 가운데 센서는 작업자의 머리를, 오른쪽 센서는 작업자의 오른쪽 어깨를 감지할 수 있다.
이 경우 본 발명의 정보생성부(380)는 복수 개 제2센서(340)의 거리정보 중 가장 높은 위치에 해당하는 거리 정보를 작업자의 헤드위치정보로 설정하여 저장한다.
앞서 설명된 작업자의 이동, 정지 등에 대한 정보를 생성하는 알고리즘에서도 이와 같이 헤드위치정보를 센싱 타임(sensing time)마다 생성하여 활용함으로써 작업자의 이동, 정지 등에 대한 정보 생성의 정밀성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 정보생성부(380)는 이와 같이 생성된 헤드위치정보를 시계열적으로 생성한 트래킹 정보를 생성하여 작업자의 거동 특성을 더욱 정확히 모니터링할 수 있음은 물론, 작업자가 자세를 낮추거나 구부리는 등의 행위 동작 또한, 인식할 수 있게 된다.
작업자가 패널제어반(20)을 정면으로 바라보면서 작업을 수행하는 정상적인 경우, 본 발명의 제2센서(340)는 작업자의 머리 등과 같은 신체 부위를 감지하며 본 발명의 제1센서(330)는 작업자의 머리보다 패널제어반(20)에 더 근접한 곳에 위치한 손 등을 감지한다. 본 발명의 이와 같이 서로 다른 객체를 감지하는 제1센서(330)와 제2센서(340)의 이원적 감지를 통하여 현재 작업에 대한 정확한 정보를 생성할 수 있게 된다.
이와는 달리 도 8에 예시된 바와 같이 작업자가 정면이 아닌 다른 방향의 자세를 취하는 경우 제1 및 제2센서(330, 340)가 각각 센싱하는 신체 부위가 달라질 수 있다.
작업자의 자세가 낮아진다고 하여도 통상 작업자의 머리가 가장 높은 곳에 위치하는데 이러한 상태에서 작업자의 손이 작업자에 머리에 가려지는 경우 제1센서(330)는 작업자의 손을 감지하지 못하고 작업자의 머리를 감지하게 되어 제1센서(330)의 거리정보와 헤드위치정보(제2센서의 거리정보)가 상호 대응하게 될 수 있다.
이 경우 본 발명의 메인제어부(350)는 상기 트래킹 정보를 이용하여 작업자의 자세 내지 포즈 또는 작업자의 높이 위치를 추정하고 손과 머리와의 각도, 거리에 대한 통계적 데이터 등을 함께 활용하여 현재 시점의 작업정보를 생성하도록 구성할 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이 작업자의 손이 작업자의 머리에 가려지는 경우 제1센서(330) 또는/및 제2센서(340)는 해당 위치에서 가장 근접한 작업자의 신체 부위의 거리 정보를 감지하고 생성하게 된다.
예를 들어, 도 8(a)의 경우 왼쪽 제2센서(340-1)는 작업자의 머리 위치를, 가운데 제2센서(340-2)는 사람의 어깨 부위를, 그리고 오른쪽 제2센서(340-3)는 작업자의 허리 부위를 감지하고 해당 부위에 따른 거리 정보를 생성한다.
신호를 해석하는 관점에서 역으로 살펴볼 때, 왼쪽 제2센서(340-1) 방향에 작업자의 머리(A)가 위치하고, 가운데 제2센서(340-2)가 위치하는 방향에 작업자의 어깨(B)가, 오른쪽 제2센서(340-3)와 대응되는 방향에 작업자의 허리(C)가 위치한다고 볼 수 있다.
이와 같이 제2센서(340) 각각의 감지신호(거리정보)를 유기적으로 활용하는 경우 작업자의 자세 등을 추정할 수 있고 여기에 머리와 손 등의 위치 관계 및 각도 관계에 대한 데이터를 접목시키는 경우 현재 작업자의 작업과 관련된 조작유닛(21)이 무엇인지 추정할 수 있게 된다.
도 8(b)의 경우 왼쪽 및 오른쪽 제2센서(340-1, 340-3)는 작업자의 머리 외주 부분(A,C)을 감지하고, 가운데 제2센서(340-2)는 작업자의 정수리 부분(B)을 감지하는 경우를 도시하고 있다.
이 경우에도 가장 높은 위치를 가지는 감지신호를 확인할 수 있으므로 작업자의 머리 위치를 추정할 수 있으며, 제2센서(340)가 구비된 이격 거리 정보를 함께 활용함으로써 작업자의 자세 내지 위치 추정의 신뢰성을 높일 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술된 본 발명의 설명에 있어 제1 및 제2 등과 같은 수식어는 상호 간의 구성요소를 상대적으로 구분하기 위하여 사용되는 도구적 개념의 용어일 뿐이므로, 특정의 순서, 우선순위 등을 나타내기 위하여 사용되는 용어가 아니라고 해석되어야 한다.
본 발명의 설명과 그에 대한 실시예의 도시를 위하여 첨부된 도면 등은 본 발명에 의한 기술 내용을 강조 내지 부각하기 위하여 다소 과장된 형태로 도시될 수 있으나, 앞서 기술된 내용과 도면에 도시된 사항 등을 고려하여 본 기술 분야의 통상의 기술자 수준에서 다양한 형태의 변형 적용 예가 가능할 수 있음은 자명하다고 해석되어야 한다.
100 : 관제서버 200 : 태그감지기
300 : 오조작 방지장치 310 : 작업정보저장부
320 : 기준정보저장부 330 : 제1센서
340 : 제2센서 350 : 메인제어부
360 : 알람부 370 : 태그인식부
380 : 정보생성부
30 : 태그(태그단말)

Claims (6)

  1. 복수 개 조작유닛을 가지는 패널제어반의 상부에 설치되는 오조작 방지장치로서,
    상기 복수 개 조작유닛의 위치에 대한 정보인 기준정보가 저장되는 기준정보저장부;
    상기 패널제어반의 전면보다 전방에 구비되되, 수직 방향을 기준으로 상기 복수 개 조작유닛과 대응되는 위치에 구비되며, 하향 감지를 통하여 객체와의 거리정보를 감지하는 복수 개의 제1센서;
    상기 제1센서가 감지하는 거리정보를 상기 기준정보와 매칭하여 현재 작업대상에 대한 정보인 작업정보를 생성하는 메인제어부;
    작업자 정보, 작업대상이 되는 패널제어반 및 작업대상이 되는 조작유닛에 대한 정보가 상호 연계된 정보인 대상작업정보가 저장되는 작업정보저장부;
    상기 작업정보가 상기 대상작업정보에 해당하지 않는 경우 알람 정보를 출력하는 알람부;
    상기 제1센서보다 더 전방에 구비되며, 하향 감지를 통하여 객체와의 거리정보를 감지하는 복수 개의 제2센서; 및
    상기 제2센서 각각이 감지하는 거리정보와 상기 제2센서 각각의 감지 시간차 정보를 이용하여 작업자의 존재 유무, 작업자의 이동 또는 작업자의 정위치 정지 중 하나 이상의 정보를 생성하며, 상기 제2센서 각각의 거리정보 중 가장 높은 위치의 거리정보를 작업자의 헤드위치정보로 설정하고 이 헤드위치정보의 시간에 따른 트래킹 정보를 생성하는 정보생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    작업자가 휴대하는 태그로부터 작업자 식별정보를 인식하는 태그인식부를 더 포함하고,
    상기 알람부는,
    상기 정보생성부가 정위치 정지에 대한 정보를 생성한 상태에서, 상기 태그인식부가 인식한 작업자 식별정보가 상기 대상작업정보에 해당하지 않는 경우 알람정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 메인제어부는,
    상기 제1센서의 거리정보와 상기 헤드위치정보가 상호 대응하는 경우, 상기 트래킹 정보 또는 상기 제2센서 각각의 거리정보를 이용하여 작업자의 높이 위치를 추정하고 이 추정된 높이 위치에 기반하여 상기 작업정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이원 센서 감지체계가 적용된 오조작 방지장치.
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