KR102301426B1 - 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템에 관한 것으로서, 작업 현장에 구비되는 중장비에 제공되어, 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 스캔 유닛; 스캔 유닛으로부터 획득된 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선택적으로 감지하는 센싱 유닛; 센싱 유닛으로부터 감지된 오브젝트를 분석하여 오브젝트의 액션 패턴을 산출하여 오브젝트를 리스크 팩터(risk factor)에 따라 선택적으로 선별하여 리스크 밸류(risk value)를 산출하는 애널라이징 유닛; 및 애널라이징 유닛으로부터 산출된 리스크 밸류를 토대로 작업 현장의 중장비를 콘트롤하는 디렉팅 유닛을 포함하는 기술적 사상을 개시한다.

Description

오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템{heavy equipment control system through analysis of object action patterns}

본 발명은 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 작업 현장의 안전 관리를 위해 중장비에 장착되어 작업현장에 존재하는 오브젝트를 선택적으로 센싱하고 분석하여 오브젝트의 리스크 밸류를 산출하여 작업 현장의 중장비를 콘트롤하는 시스템에 관한 기술분야이다.

안전보건공단에 따르면, 2016년도 산업재해 현황 분포도에 따르면 건설업이 29.31%(26,570명)로 가장 높게 나타나고 있으며 이는 2015년도를 기준으로 약 5.72%(1,428명)가 증가한 수치이다. 또한, 산업별 사망재해 분포도에서는 건설업이 타업종에 비해 재해발생시 사망사고의 비율이 31.18%로 높은 값을 나타냈다.

건설업에서 주로 발생하는 사고 유형으로는 추락, 넘어짐, 부딪힘, 물체에 맞음, 끼임, 절단 등으로 다양하다. 최근, 경기도 이천 물류창고 화재로 38명의 사망사고 등 계속되는 건설현장 안전사고로 인해 건설현장의 안전관리시스템 의무화 등 다각적인 방안 실현이 요구되는 실정이다.

따라서, 국내 건설 산업의 낮은 생산성 대비 높은 재해율을 근본적으로 개선하기 위해서는 스마트 건설 기술의 개발이 필요하다.

이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “현장맞춤형 안전관리장치 및 그 장치의 구동방법 (등록번호 제10-2084565호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.

특허문헌1에 따른 발명의 경우, 공사현장의 제1 작업영역 및 제2 작업영역에 대한 작업 특성 정보를 저장하며, 제1 작업영역에 위치하는 제1 사용자장치 및 제2 작업영역에 위치하는 제2 사용자장치에 대한 식별정보를 각각 저장하는 저장부, 및 저장한 작업 특성 정보 및 저장한 식별정보에 근거하여 제1 작업영역의 제1 사용자장치 및 제2 작업영역의 제2 사용자장치에 선택적으로 작업 메시지를 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

또 다른 특허문헌의 예로서 “건설중장비용 위험경보 시스템 및 장치 (등록번호 제20-0478491호, 이하 특허문헌2이라 한다.)”이 존재한다.

특허문헌2에 따른 발명의 경우, 공사현장 위험경보 시스템 및 장치에 관한 것으로서, 중장비 몸체상에 설치되고, 광을 발생하는 광 발생장치; 중장비의 이동상황에 따른 다양한 위험경고 멘트가 내장되고, 위험경고 멘트를 음성으로 출력하는 경고 음성 출력장치; 및 중장비의 전후진 동작에 대응하여 광 발생장치와 경고 음성 출력장치의 작동을 제어하는 위험경보장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 특허문헌의 예로서 “건설 현장 안전 관리 장치 (등록번호 제10-1872768호, 이하 특허문헌3이라 한다.)”이 존재한다.

특허문헌3에 따른 발명의 경우, 건설 현장 안전 관리 장치는 건설 현장에 배치되고, 건설 현장의 상태 정보를 감지하여, 상태 정보를 송신하는 하나 이상의 액세스 포인트(Access Point, AP); 액세스 포인트로부터 상태 정보를 수신하고, 상태정보에 기초하여 위험 상황이 발생되었는지 여부를 판단하며, 위험 상황이 발생된 경우에는 알림 정보를 발생하고, 상태 정보 및 알림 정보 중 하나 이상을 송신할 수 있는 단말기; 및 액세스 포인트 및 단말기 중 하나 이상과 통신이 가능하고, 단말기 및 액세스 포인트 중 하나 이상으로부터 상태 정보 및 알림 정보를 수신하는 관리 서버를 포함한다.

또 다른 특허문헌의 예로서 “도로공사 현장의 안전관리정보제공장치 및 그 장치의 구동방법 (공개번호 제10-2019-0013237호, 이하 특허문헌4이라 한다.)”이 존재한다.

특허문헌4에 따른 발명의 경우, 특허문헌4의 실시예에 따른 도로공사 현장의 안전관리정보제공장치는, 작업 현장에 설치되어 차량을 감지하는 복수의 차량감지장치로부터 차량의 감지 정보를 수신하는 통신 인테페이스부, 및 복수의 차량감지장치 중에서 차량의 진행방향을 기준으로 후반부에 위치하는 적어도 하나의 차량감지장치로부터 제공된 감지 정보를 근거로 차량의 사고발생가능 이벤트를 판단하고, 판단한 결과를 작업 현장에 통지하도록 통신 인터페이스부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

기존의 선행문헌들에서는, 작업 현장의 상태를 감지하고, 경고하는 기술적 특징을 개시하고 있으나, 중장비를 작업 현장에서의 사고를 선제적으로 예방할 수 있는 기술적 요소의 개선을 필요로 한다.

등록번호 제10-2084565호 등록번호 제20-0478491호 등록번호 제10-1872768호 공개번호 제10-2019-0013237호

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.

첫째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트를 선택적으로 센싱하고자 한다.

둘째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 위치, 각도, 시간 정보를 분석하고자 한다.

셋째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 액션 패턴을 분석하여 리스크 밸류를 산출하여 중장비를 실시간으로 제어하고자 한다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 작업 현장에 구비되는 중장비에 제공되어, 상기 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 스캔 유닛(scan unit); 상기 스캔 유닛으로부터 획득된 상기 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선택적으로 감지하는 센싱 유닛(sensing unit); 상기 센싱 유닛으로부터 감지된 상기 오브젝트를 분석하여 상기 오브젝트의 액션 패턴을 산출하여 상기 오브젝트를 리스크 팩터(risk factor)에 따라 선택적으로 선별하여 리스크 밸류(risk value)를 산출하는 애널라이징 유닛(analyzing unit); 및 상기 애널라이징 유닛으로부터 산출된 상기 리스크 밸류를 토대로 상기 작업 현장의 상기 중장비를 콘트롤하는 디렉팅 유닛(directing unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 센싱 유닛은, 상기 스캔 유닛으로부터 획득한 상기 작업 현장의 정보로부터 상기 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 감지하는 오브젝트 센싱부; 상기 오브젝트 센싱부로부터 감지된 상기 복수 개의 오브젝트의 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 중 적어도 하나 이상을 감지하는 베리에이션 센싱부; 상기 오브젝트 센싱부로부터 감지된 상기 복수 개의 오브젝트 중 작업자 또는 차량의 형상을 선별하는 쉐입 센싱부; 및 상기 베리에이션 센싱부로부터 감지되는 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율이 0에 수렴하는 상기 복수 개의 오브젝트를 배제하는 오브젝트 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 애널라이징 유닛은, 상기 베리에이션 센싱부로부터 감지된 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율로부터 상기 작업자 또는 상기 차량의 위치 좌표를 분석하는 포지션부; 및 상기 쉐입 센싱부로부터 선별된 상기 작업자 또는 상기 차량의 각도를 분석하는 앵글 분석부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 포지션부는, 상기 작업자의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모의 위치 좌표 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 제1좌표부; 상기 차량의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 제2좌표부; 및 상기 제1좌표부 또는 제2좌표부로부터 추출된 좌표를 이용하여, 상기 중장비로부터 상기 작업자와 거리 또는 상기 중장비로부터 상기 차량과의 거리를 자동적으로 산출하는 디스턴스부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 앵글 분석부는, 상기 작업자의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 제1앵글부; 및 상기 차량의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 제2앵글부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 애널라이징 유닛은, 상기 포지션부와 상기 앵글분석부로부터 분석된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표와 상기 각도 변화를 시간에 따라 정렬하는 타임라인부; 상기 타임라인부로부터 정렬된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표와 상기 각도 변화로부터 상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴을 산출하는 일드부; 및 서버로부터 미리 등록된 작업자 또는 차량 정보와, 상기 센싱 유닛으로부터 감지된 상기 작업자 또는 상기 차량의 정보와 매칭하는 매칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 일드부는, 상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴 중, 상기 중장비로부터의 거리 변화율에 따라 상기 리스크 팩터를 부여하여 임의 정렬하는 리스크 솔팅부; 및 상기 리스크 솔팅부로부터 상기 리스크 팩터가 부여된 상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴에 대한 상기 리스크 밸류를 산출하는 리스크 일드부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 리스크 솔팅부는, 상기 중장비로부터 상기 거리 변화율이 변수가 되는 상기 작업자 또는 상기 차량에 상위 리스크 팩터를 부여하며, 상기 중장비로부터 상기 거리변화율이 상수가 되는 상기 작업자 또는 상기 차량에 하위 리스크 팩터를 부여하여 임의 정렬하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 리스크 솔팅부는, 상기 중장비로부터의 상기 거리 변화율의 변수와 상기 거리 변화율의 상수에 대한 상기 리스크 팩터는, 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비와의 실제 거리에 따라 상기 리스크 팩터가 결정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 디렉팅 유닛은, 상기 리스크 일드부로부터 산출된 상기 리스크 밸류가 미리 설정된 리스크 밸류가 되면 경고 신호를 제공하는 시그널부; 및 상기 미리 설정된 리스크 밸류에 따라 상기 중장비의 동작 또는 작업 반경을 제어하는 콘트롤부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트를 선택적으로 감지하여, 작업자와 차량을 선별할 수 있게 된다.

둘째, 작업 현장에 존재하는 작업자와 차량의 위치 정보, 앵글 정보를 시간에 따라 정렬하여 액션 패턴 데이터를 획득할 수 있게 된다.

셋째, 작업 현장에 존재하는 작업자와 차량의 리스크 팩터에 따른 리스크 밸류를 산출하여, 중장비를 실시간으로 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 각 구성요소의 작동 관계를 도시한 개념도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛의 개념도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 애널라이징 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 포지션부의 개념도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디스턴스부의 개념도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 앵글 분석부의 개념도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 타임라인부의 개념도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 일드부의 개념도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디렉팅 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 각 구성요소의 작동 관계를 도시한 개념도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛의 개념도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 애널라이징 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 포지션부의 개념도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디스턴스부의 개념도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 앵글 분석부의 개념도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 타임라인부의 개념도이다. 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 일드부의 개념도이다. 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디렉팅 유닛의 각 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 경우, 도1에 도시된 바와 같이, 작업 현장의 안전 관리를 위해 중장비(1)를 콘트롤하는 시스템에 있어서, 중장비(1)에 장착되어 작업 현장을 스캔하고, 작업현장에 존재하는 오브젝트(object)를 선별적으로 센싱하여, 오브젝트의 액션 패턴(action pattern)을 분석하고, 오브젝트의 리스크 밸류(risk value)를 산출하여, 작업 현장의 중장비(1)를 콘트롤함으로써 작업 현장에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하는 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 경우, 스캔 유닛(scan unit, 100), 센싱 유닛(sensing unit, 200), 애널라이징 유닛(analyzing unit, 300) 및 디렉팅 유닛(directing unit, 400)을 포함하게 된다.

먼저, 스캔 유닛(100)의 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 작업 현장에 구비되는 중장비(1)에 제공되어, 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 구성이다.

스캔 유닛(100)에서의 작업 현장에 제공되는 중장비(1)는 건설 공사에 사용되는 각종 건설 기계 예컨대, 스크레이퍼(scraper), 로드 롤러(road roller), 모터 그레이더(motor grader), 동력삽(power shovel), 굴착기(excavator) 및 레미콘(ready-mixed concrete) 등이며, 이와 같은 중장비(1)의 어느 한 곳에 장착되어 작업 현장의 정보를 획득할 수 있게 된다.

또한, 스캔 유닛(100)에서 스캔하여 획득하는 작업 현장의 정보는 주로 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 종류, 형상, 크기, 위치 정보가 될 수 있다. 이때, 여기서 말하는 오브젝트는 작업 현장에 존재하는 사람 또는 사물에 해당된다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛(100)의 경우, 촬영부(110), 레이더부(120) 및 라이팅부(130)를 포함하게 된다.

촬영부(110)의 경우, 작업 현장의 영상을 선별적으로 획득하는 구성이다.

촬영부(110)는 작업 현장의 상황을 실시간으로 촬영할 수 있는 구성으로, 영상을 촬영할 수 있는 장비, 카메라, 또는 CCTV(closed circuit television)등이 중장비(1)에 제공되어, 이를 통해 작업 현장의 상황을 실시간으로 획득할 수 있게 된다.

아울러, 촬영부(110)로부터 획득된 영상은 딥러닝 기반의 영상 분석 기술이 탑재된 NVR(Network Video Recorder)을 통해서 선별적으로 오브젝트를 센싱하며, 작업현장을 분석할 수 있게 된다.

레이더부(120)의 경우, 중장비(1)로부터 소정의 전파를 방사하여, 작업 현장을 스캔하는 구성이다.

레이더부(120)는 중장비(1)에 제공되어, 무선 탐지와 거리 측정(radio detecting and ranging)하는 것으로, 작업 현장에 마이크로파(10~100cm 파장)를 방사 시켜, 작업 현장에 존재하는 적어도 하나 이상의 오브젝트로부터 반사되는 전파를 수신하여, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 거리, 방향, 각도 정보를 획득할 수 있게 된다.

라이팅부(130)의 경우, 중장비(1)로부터 소정의 광(light)을 조사하여 작업 현장을 스캔하는 구성이다.

라이팅부(130)는 소정의 광, 예컨대, 레이저 펄스를 작업 현장에 조사하여, 작업 현장에 존재하는 적어도 하나 이상의 오브젝트로부터 반사되어 돌아오는 레이저 펄스의 시간을 측정하여, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 거리, 속도, 방향, 온도, 3차원 정보까지 획득할 수 있게 된다.

또한, 라이팅부(130)는 대체로 600-1000nm 파장의 광을 활용하지만, 경우에 따라서는 보다 더 긴 파장대의 광을 사용하는 것이 바람직하다.

촬영부(110), 레이더부(120) 또는 라이팅부(130) 중 적어도 하나 이상의 구성으로부터 작업 현장의 스캔할 수 있으며, 이를 통해 작업 현장에 존재하는 적어도 하나 이상의 오브젝트를 센싱할 수 있게 된다.

센싱 유닛(200)은 스캔 유닛(100)으로부터 획득된 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선택적으로 감지할 수 있는 구성이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛(200)의 경우, 도3에 도시한 바와 같이, 오브젝트 센싱(object sensing)부(210), 베리에이션 센싱(variation sensing)부(220), 쉐입 센싱(shape sensing)부(230), 및 오브젝트 필터링(object filtering)부(240)을 포함하게 된다.

먼저, 오브젝트 센싱부(210)는 스캔 유닛(100)으로부터 획득한 작업 현장의 정보로부터 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 감지하는 구성이다.

오브젝트 센싱부(210)에서 감지하는 오브젝트는, 예컨대, 작업 현장을 구성하는 모든 사물이 될 수 있으며, 작업 현장에 존재하는 작업자(10) 또는 관리자도 오브젝트에 포함될 수 있다.

베리에이션 센싱부(220)는 오브젝트 센싱부(210)로부터 감지된 복수 개의 오브젝트의 단위 시간 동안 변화율을 감지하는 구성이다. 이때, 여기서 말하는 단위 시간 동안 변화율은 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율, 부피 변화율 등이 될 수 있다.

베리에이션 센싱부(220)는 복수 개의 오브젝트로 방사되는 소정의 전파에 대한 단위 시간 동안 반사 주파수의 변화율(

을 감지하게 된다. 레이더부(120)로부터 발생하는 소정의 전파가 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 향해 방사되며, 복수 개의 오브젝트에 도달한 소정의 전파는 그대로 반사되어 되돌아오게 되는데, 이때의 단위 시간당 반사 주파수의 변화를 감지하게 되는 것이다.

또한, 베리에이션 센싱부(220)는 복수 개의 오브젝트로 방출되는 소정의 광에 대한 단위 시간 동안 되돌아오는 반사 펄스 신호의 시간 변화율(

을 감지하게 된다. 라이팅부(130)로부터 발생하는 소정의 광이 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 향해서 조사되며, 복수 개의 오브젝트에 도달한 소정의 광이 반사될 때의 반사 광으로부터, 펄스 전력, 펄스 폭, 위상 변이, 왕복 시간을 추출할 수 있으며, 이를 통해 단위 시간당 반사 펄스 시간의 변화를 감지하게 되는 것이다.

아울러, 베리에이션 센싱부(220)는 작업 현장의 영상으로부터 단위 시간 동안 복수 개의 오브젝트의 부피 변화율

을 감지하게 된다. 촬영부(110)로부터 획득된 영상 속에서 단위 시간당 복수 개의 오브젝트의 부피, 면적, 크기의 변화를 감지하게 되는 것이다.

쉐입 센싱부(230)는 오브젝트 센싱부(210)로부터 감지된 복수 개의 오브젝트 중 작업자(10) 또는 차량(20)의 형상 중 적어도 하나 이상을 선별하는 구성이다.

쉐입 센싱부(230)는 복수 개의 오브젝트의 형상을 감지하여 작업자(10)와 사람을 선별할 수 있게 된다.

쉐입 센싱부(230)는 작업자(10)의 머리, 목, 몸통, 팔 손, 다리, 발, 상체, 하체, 작업복 또는 안전모 중 적어도 하나 이상의 형상을 감지하여, 복수 개의 오브젝트 중 작업자(10)를 선별할 수 있다.

또한, 쉐입 센싱부(230)는 차량(20)의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 형상을 감지하여, 복수 개의 오브젝트 중 차량(20)을 선별할 수 있다.

오브젝트 필터링부(240)의 경우, 베리에이션 센싱부(220)로부터 감지되는 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율 또는 부피 변화율이 0에 수렴하는 복수 개의 오브젝트를 배제하는 구성이다.

여기서 말하는 변화율이 0에 수렴하는 복수 개의 오브젝트는, 움직임이나 동작성이 없는 오브젝트로 판단할 수 있으며, 이러한 오브젝트를 필터링하게 될 경우, 좀 더 효율적이고 빠르게 오브젝트를 센싱하고 분석할 수 있게 된다.

애널라이징 유닛(300)의 경우, 센싱 유닛(200)으로부터 감지된 오브젝트를 분석하여, 오브젝트의 액션 패턴을 산출하여 오브젝트를 리스크 팩터(risk factor)에 따라 선택적으로 선별하여, 리스크 밸류(risk value)를 산출하는 구성이다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 애널라이징 유닛(300)의 경우, 도4에 도시된 바와 같이, 포지션(position)부(310), 앵글(angle) 분석부(320), 타임라인(timeline)부(330), 일드(yield)부(340) 및 매칭(matching)부(350)를 포함하게 된다.

먼저, 포지션부(310)의 경우, 베리에이션 센싱부(220)로부터 감지된 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율 또는 부피 변화율로부터 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표를 분석하는 구성이다.

포지션부(310)에서 분석하는 오브젝트의 위치 좌표는, 도5에 도시된 바와 같이, 3차원 좌표로서 나타내는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 포지션부(310)의 경우, 제1좌표부(311), 제2좌표부(312) 및 디스턴스(distance)부(313)을 포함하게 된다.

먼저, 제1좌표부(311)는 작업자(10)의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모의 위치 좌표 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 구성이다.

이때, 제1좌표부(311)는 작업자(10)의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모를 각각의 포인트로 지정하고, 각각의 포인트에서의 3차원 좌표를 추출할 수 있게 된다.

제1좌표부(311)는 센싱 유닛(200)으로부터 감지된 작업자(10)의 작업 현장 내에서 위치 정보를 분석하기 위한 것으로, 작업자(10)의 신체부위나 작업복의 전체 위치 좌표를 추출하거나, 작업자(10)의 신체 일부분, 작업복 일부분만을 선택적으로 선별하여 위치 좌표를 추출할 수 있는 것이 바람직하다.

제2좌표부(312)는 차량(20)의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 구성이다.

이때, 제2좌표부(312)는 차량(20)의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 등을 각각의 포인트로 지정하고, 각각의 포인트에서의 3차원 좌표를 추출할 수 있게 된다.

제2좌표부(312)는 센싱 유닛(200)으로부터 감지된 차량(20)의 작업 현장 내에서 위치 정보를 분석하기 위한 것으로, 차량(20)의 전체 혹은 일부분을 선택적으로 선별하여 정확한 위치를 추출할 수 있게 된다.

디스턴스부(313)는 제1좌표부(311) 또는 제2좌표부(312)로부터 추출된 좌표를 이용하여, 중장비(1)로부터 상기 작업자(10)와 거리 또는 상기 중장비(1)로부터 상기 차량(20)과의 거리를 자동적으로 산출하는 구성이다.

예컨대, 디스턴스부(313)의 경우 도6에 도시된 바와 같이, 중장비(1)의 위치가

, 오브젝트의

일 경우에, 중장비(1)로부터 오브젝트의 거리는

로서 산출할 수 있게 된다.

앵글 분석부(320)는 쉐입 센싱부(230)로부터 선별된 작업자(10) 또는 차량(20)의 각도를 분석하는 구성이다.

앵글 분석부(320)는 도7에 도시된 바와 같이, 쉐입 센싱부(230)로부터 선별된 작업자(10) 또는 차량(20)의 형상에 따라서 변화하는 각도를 분석하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 앵글 분석부(320)는 제1앵글부(321) 및 제2앵글부(322)를 포함하게 된다.

제1앵글부(321)의 경우, 작업자(10)의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 구성이다.

제1 앵글부는 작업자(10)의 움직임을 포착하기 위해서, 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모 중 적어도 하나 이상의 부위에서의 각도 변화가 발생할 경우, 이를 포착하여 움직임을 분석할 수 있게 된다.

제2앵글부(322)의 경우, 차량(20)의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 구성이다.

제2앵글부(322)는 차량(20)의 움직임을 포착하기 위해서, 차량(20)의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 부위에서 각도 변화가 발생할 경우, 이를 포착하여 움직임을 분석할 수 있게 된다.

예컨대, 제1앵글부(321) 또는 제2앵글부(322)는, 도7에 도시된 바와 같이, 작업자(10)의 고개가 돌아가는 것을 도7(a)의

에서 도7(b)의

로 변화를 통해 분석할 수 있게 된다.

타임라인부(330)의 경우, 포지션부(310)와 앵글분석부로부터 분석된 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표와 각도 변화를 시간에 따라 정렬하는 구성이다.

타임라인부(330)는 도8에 도시된 바와 같이, 0~24시간 동안 센싱된 작업자(10) 또는 차량(20)을 시간에 따라서 정렬하여, 통계적인 수치를 산출할 수 있게 된다. 타임라인부(330)에서는 작업자(10)와 차량(20)을 선택적으로 통계할 수 있는 것이 바람직하다. 작업자(10)의 통계 결과로부터 중장비(1)에 근접한 작업자(10)가 많은 시간 대를 파악할 수 있으며, 오전 10시에 작업자(10)가 붐빌 경우, 중장비(1) 작업시 안정 관리 강화 조치를 취할 수 있게 된다. 또한, 차량(20) 감지 통계 결과로부터 중장비(1)와 차량(20)의 충돌 사고를 미리 방지할 수 있으며, 불안전 운전 차량(20)에 대한 통계 결과 또한 얻을 수 있어, 사고 발생 시 사고 원인을 정확하게 파악할 수 있음은 물론이다.

일드부(340)의 경우, 타임라인부(330)로부터 정렬된 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표와 각도 변화로부터 작업자(10) 또는 차량(20)의 액션 패턴을 산출하는 구성이다.

일드부(340)에서 산출하는 작업자(10) 또는 차량(20)의 액션 패턴은 작업 현장에서 작업자(10) 또는 차량(20)의 정보를 수치화 하는 것을 의미한다.

일드부(340)는 작업자(10) 또는 상기 차량(20)의 액션 패턴 데이터를 축적하여, 디폴트(defalt) 액션 패턴을 산출할 수 있게 된다. 또한, 축적된 액션 패턴 데이터와 디폴트 액션 패턴으로부터, 비정상 액션 패턴을 산출하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 일드부(340)의 경우, 리스크 솔팅(risk sorting)부(341) 및 리스크 일드(risk yield)부(342)을 포함하게 된다.

먼저, 리스크 솔팅부(341)는 작업자(10) 또는 차량(20)의 액션 패턴 중, 중장비(1)로부터의 거리 변화율에 따라 리스크 팩터를 부여하여 임의 정렬하는 구성이다.

여기서 말하는 리스크 팩터는 작업 현장에서의 위험 요소가 되는 작업자(10) 또는 차량(20)을 뜻하는 것으로, 리스크 팩터가 높을수록 작업자(10) 또는 차량(20)이 사고 발생 확률이 높은 곳에 위치하고 있는 것이다.

리스크 솔팅부(341)는 도9에 도시된 바와 같이, 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치에서부터 중장비(1)까지의 거리에 대한 변화율을

,

로 나타낼 수 있으며,

,

의 값이 변수 또는 상수에 따라 부여되는 리스크 팩터가 달라지게 된다. 이때, 여기서 말하는 변수와 상수는 중장비(1)로부터의 거리의 변화를 미분시 나오는 값으로 상수일 경우에는 단위 시간 동안 작업자(10) 또는 차량(20)의 속도가 일정한 것이며, 변수일 경우에는 단위 시간 동안 작업자(10) 또는 차량(20)에 속도가 증가하거나 감소하는 것이다.

리스크 솔팅부(341)에서 리스크 팩터는 중장비(1)로부터의 거리 변화율이 변수가 되는 작업자(10) 또는 차량(20)에 상위 리스크 팩터를 부여할 수 있다. 반면, 중장비(1)로부터의 거리 변화율이 상수가 되는 작업자(10) 또는 차량(20)에 하위 리스크 팩터를 부여할 수 있다.

또한, 리스크 솔팅부(341)의 경우, 중장비(1)로부터의 거리 변화율의 변수 또는 상수뿐만 아니라, 상기 작업자(10) 또는 상기 차량(20)과 상기 중장비(1)와의 실제 거리에 따라 리스크 팩터가 결정될 수도 있다.

예컨대, 도9에 도시된 바와 같이,

=상수,

=변수라 하더라도, 작업자(10)가 중장비(1)에 더 인접하므로, 작업자(10)에 대해 상위 리스크 팩터를 부여하는 것이 바람직하다.

리스크 솔팅부(342)는 리스크 솔팅부(341)로부터 리스크 팩터가 부여된 작업자(10) 또는 차량(20)의 액션 패턴에 대한 리스크 밸류를 산출하는 구성이다.

여기서 말하는 리스크 밸류는 리스크 팩터에 따라 임의 정렬된 작업자(10) 또는 차량(20)의 액션 패턴의 사고 위험 값을 뜻한다. 리스크 밸류는 상위 리스크 팩터 일수록 높은 리스크 밸류를 가지게 된다.

리스크 솔팅부(342)로부터 도출된 리스크 밸류를 토대로 중장비(1)를 콘트롤 하여, 중장비(1)로부터 발생할 수 있는 협착 사고를 선제적으로 예방하는 것이 바람직하다.

매칭부(350)의 경우, 서버로부터 미리 등록된 작업자(10) 또는 차량(20) 정보와, 센싱 유닛(200)으로부터 감지된 작업자(10) 또는 차량(20)의 정보와 매칭하는 구성이다.

매칭부(350)는 현재 작업 현장에 존재하는 작업자(10)의 인원과 차량(20)의 수와, 서버로부터 미리 등록된 작업자(10)의 인원과 미리 등록된 차량(20)의 수를 비교 분석하게 된다. 만약, 미리 등록된 작업자(10)의 인원과 미리 등록된 차량(20)의 수와 실제 작업 현장에 존재하는 작업자(10)의 인원과 차량(20)의 수가 동일하지 않을 경우, 비인가 인원의 출입과 비인가 차량(20)을 색출할 수 있게 된다.

디렉팅 유닛(400)은 애널라이징 유닛(300)으로부터 산출된 리스크 밸류를 토대로 작업 현장의 상기 중장비(1)를 콘트롤할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 애널라이징 유닛(300)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 시그널(signal)부(410) 및 콘트롤(control)부(420)를 포함하게 된다.

시그널부(410)의 경우, 리스크 솔팅부(342)로부터 산출된 리스크 밸류가 미리 설정된 리스크 밸류가 되면 경고 신호를 제공하는 구성이다.

여기서 말하는 미리 설정된 리스크 밸류는, 중장비(1)의 작업 반경 안에 작업자(10) 또는 차량(20)이 접근할 경우가 될 수 있으며, 리스트 밸류를 통해 충돌 사고가 발생할 확률을 산출하여, 경고 신호를 제공함으로써, 사고 발생을 방지할 수 있게 된다.

콘트롤부(420)는 미리 설정된 리스크 밸류에 따라 중장비(1)의 동작 또는 작업 반경을 제어하는 구성이다.

콘트롤부(420)의 경우, 작업자(10)나 차량(20)이 별도로 액션을 취하지 않더라도, 작업자(10)나 차량(20)의 리스크 밸류가 미리 설정된 리스크 밸류가 될 경우, 자동으로 중장비(1)의 동작과 작업 반경을 제어하여, 사고를 선제적으로 예방할 수 있게 된다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 중장비 10: 작업자
20: 차량 100: 스캔 유닛
110: 촬영부 120: 레이더부
130: 라이팅부 200: 센싱 유닛
210: 오브젝트 센싱부 220: 베리에이션 센싱부
230: 쉐입 센싱부 240: 오브젝트 필터링부
300: 애널라이징 유닛 310: 포지션부
311: 제1좌표부 312: 제2좌표부
313: 디스턴스부 320: 앵글 분석부
321: 제1앵글부 322: 제2앵글부
330: 타임라인부 340: 일드부
341: 리스크 솔팅부 342: 리스크 일드부
350: 매칭부 400: 디렉팅 유닛
410: 시그널부 420: 콘트롤부

Claims (10)

1. 작업 현장에 구비되는 중장비에 제공되어, 상기 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 스캔 유닛(scan unit);
   상기 스캔 유닛으로부터 획득된 상기 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선택적으로 감지하는 센싱 유닛(sensing unit);
   상기 센싱 유닛으로부터 감지된 상기 오브젝트를 분석하여 상기 오브젝트의 액션 패턴을 산출하여 상기 오브젝트를 리스크 팩터(risk factor)에 따라 선택적으로 선별하여 리스크 밸류(risk value)를 산출하는 애널라이징 유닛(analyzing unit); 및
   상기 애널라이징 유닛으로부터 산출된 상기 리스크 밸류를 토대로 상기 작업 현장의 상기 중장비를 콘트롤하는 디렉팅 유닛(directing unit)을 포함하되,
   상기 센싱 유닛은,
   상기 스캔 유닛으로부터 획득한 상기 작업 현장의 정보로부터 상기 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 감지하는 오브젝트 센싱부;
   상기 오브젝트 센싱부로부터 감지된 상기 복수 개의 오브젝트의 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 중 적어도 하나 이상을 감지하는 베리에이션 센싱부;
   상기 오브젝트 센싱부로부터 감지된 상기 복수 개의 오브젝트 중 작업자 또는 차량의 형상을 선별하는 쉐입 센싱부; 및
   상기 베리에이션 센싱부로부터 감지되는 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율이 0에 수렴하는 상기 복수 개의 오브젝트를 배제하는 오브젝트 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 애널라이징 유닛은,
   상기 베리에이션 센싱부로부터 감지된 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율로부터 상기 작업자 또는 상기 차량의 위치 좌표를 분석하는 포지션부; 및
   상기 쉐입 센싱부로부터 선별된 상기 작업자 또는 상기 차량의 각도를 분석하는 앵글 분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 포지션부는,
   상기 작업자의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모의 위치 좌표 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 제1좌표부;
   상기 차량의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 좌표를 추출하는 제2좌표부; 및
   상기 제1좌표부 또는 제2좌표부로부터 추출된 좌표를 이용하여, 상기 중장비로부터 상기 작업자와 거리 또는 상기 중장비로부터 상기 차량과의 거리를 자동적으로 산출하는 디스턴스부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 앵글 분석부는,
   상기 작업자의 머리, 목, 몸통, 팔, 손, 다리, 발, 작업복 또는 안전모 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 제1앵글부; 및
   상기 차량의 차체, 범퍼, 트렁크, 도어, 보닛, 루프, 또는 바퀴 중 적어도 하나 이상의 각도 변화를 분석하는 제2앵글부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 애널라이징 유닛은,
   상기 포지션부와 상기 앵글분석부로부터 분석된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표와 상기 각도 변화를 시간에 따라 정렬하는 타임라인부;
   상기 타임라인부로부터 정렬된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표와 상기 각도 변화로부터 상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴을 산출하는 일드부; 및
   서버로부터 미리 등록된 작업자 또는 차량 정보와, 상기 센싱 유닛으로부터 감지된 상기 작업자 또는 상기 차량의 정보와 매칭하는 매칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
7. 제6항에 있어서, 상기 일드부는,
   상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴 중, 상기 중장비로부터의 거리 변화율에 따라 상기 리스크 팩터를 부여하여 임의 정렬하는 리스크 솔팅부; 및
   상기 리스크 솔팅부로부터 상기 리스크 팩터가 부여된 상기 작업자 또는 상기 차량의 액션 패턴에 대한 상기 리스크 밸류를 산출하는 리스크 일드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 리스크 솔팅부는,
   상기 중장비로부터 상기 거리 변화율이 변수가 되는 상기 작업자 또는 상기 차량에 상위 리스크 팩터를 부여하며, 상기 중장비로부터 상기 거리변화율이 상수가 되는 상기 작업자 또는 상기 차량에 하위 리스크 팩터를 부여하여 임의 정렬하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 리스크 솔팅부는,
   상기 중장비로부터의 상기 거리 변화율의 변수와 상기 거리 변화율의 상수에 대한 상기 리스크 팩터는, 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비와의 실제 거리에 따라 상기 리스크 팩터가 결정되는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 분석을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 디렉팅 유닛은,
    상기 리스크 일드부로부터 산출된 상기 리스크 밸류가 미리 설정된 리스크 밸류가 되면 경고 신호를 제공하는 시그널부; 및
    상기 미리 설정된 리스크 밸류에 따라 상기 중장비의 동작 또는 작업 반경을 제어하는 콘트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 선택적 센싱을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
    

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