KR102301427B1 - heavy equipment control system through predition of object action patterns - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 작업 현장의 안전 관리를 위해 작업 현장에 존재하는 오브젝트를 선별적으로 센싱하여, 오브젝트의 액션 패턴과 중장비의 액션 패턴과 비교 분석하여, 작업 현장의 상황에 따라 중장비를 콘트롤함으로써 작업 현장에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하는 시스템에 관한 기술분야이다.The present invention relates to a heavy equipment control system by predicting an action pattern of an object. In more detail, for safety management of the work site, by selectively sensing the object existing at the work site, comparing and analyzing the action pattern of the object and the action pattern of heavy equipment, and controlling the heavy equipment according to the situation of the work site, the work site It is a technical field related to a system that prevents accidents that may occur in advance.
안전보건공단에 따르면 2018년 산재 사망자 2142명 중 사고로 사망한 사람은 971명이며, 그 중 건설업은 485명으로 모든 사업에서 절반을 차지하고 있다. 다음해인 2019년에는 산재 사망자 중 건설업에서 사고로 428명이 사망하였다. 전년도보다 57명이 감소했지만, 건설업 근로자 만명 당 사망자 수는 2018년 1.94에서 2019년 2.08로 오히려 증가했다. According to the Korea Occupational Safety and Health Agency, 971 people died in accidents among 2,142 industrial accident deaths in 2018, of which 485 were in the construction industry, accounting for half of all businesses. In 2019, the following year, 428 people died from accidents in the construction industry among industrial accident deaths. Although there were 57 fewer people than the previous year, the number of deaths per 10,000 construction workers increased from 1.94 in 2018 to 2.08 in 2019.
타업종의 산업 현장도 위험하지만 유독 건설업에서 사고로 인한 사망자가 많은 이유는 타 업종보다 훨씬 동적인 현장이라 위험성이 가중되기 때문이다. 건설업은 같은 공간에서 공사의 진행에 따라 장비와 사람이 시시각각으로 변하기 때문에 위험성이 더 커질 수밖에 없다.Industrial sites in other industries are also dangerous, but the reason why there are so many deaths due to accidents in the construction industry is because the site is much more dynamic than other industries, and the risk increases. In the construction industry, the risks inevitably increase because equipment and people change moment by moment according to the progress of construction in the same space.
따라서, 건설 현장에서의 높은 재해율을 근본적으로 개선하기 위해서는 건설현장의 안전관리시스템 의무화, 무선통신 설비를 이용한 안전관리 체계 구축, 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등을 활용한 스마트 안전장비 도입 등 다각적인 스마트 건설 기술 개발이 필요하다.Therefore, in order to fundamentally improve the high accident rate at the construction site, it is necessary to implement a safety management system at the construction site, establish a safety management system using wireless communication facilities, and introduce smart safety equipment using the Internet of Things (IoT) and big data. It is necessary to develop smart construction technology.
이와 관련된 선행 특허문헌의 예로서 “도로공사 현장의 안전관리정보제공장치 및 그 장치의 구동방법 (공개번호 제10-2019-0013237호, 이하 특허문헌1이라 한다.)”이 존재한다.As an example of a related prior patent document, "a device for providing safety management information at a road construction site and a driving method of the device (Publication No. 10-2019-0013237, hereinafter referred to as Patent Document 1)" exists.
특허문헌1에 따른 발명의 경우, 특허문헌1의 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.In the case of the invention according to Patent Document 1, the device for providing safety management information at a road construction site according to the embodiment of Patent Document 1 is installed at the work site to receive detection information of the vehicle from a plurality of vehicle detection devices that detect the vehicle. Based on the detection information provided from the communication interface unit and at least one vehicle detection device located in the latter part of the vehicle traveling direction among the plurality of vehicle detection devices, it is determined that an accident-probable event of the vehicle is determined, and the result of the determination is applied to the work site. It may include a control unit for controlling the communication interface to notify the.
또 다른 특허문헌의 예로서 “건설 현장 안전 관리 장치 (등록번호 제10-1872768호, 이하 특허문헌2이라 한다.)”이 존재한다.As another example of a patent document, "a construction site safety management device (Registration No. 10-1872768, hereinafter referred to as Patent Document 2)" exists.
특허문헌2에 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.In the case of the invention according to Patent Document 2, the construction site safety management device includes one or more access points (Access Points, AP) that are disposed at the construction site, sense the state information of the construction site, and transmit the state information; It is capable of receiving status information from the access point, determining whether a dangerous situation has occurred based on the status information, generating notification information when a dangerous situation occurs, and transmitting one or more of the status information and notification information. terminal; and a management server capable of communicating with at least one of the access point and the terminal, and receiving status information and notification information from at least one of the terminal and the access point.
또 다른 특허문헌의 예로서 “현장맞춤형 안전관리장치 및 그 장치의 구동방법 (등록번호 제10-2084565호, 이하 특허문헌3이라 한다.)”이 존재한다.As another example of the patent document, there is "a site-specific safety management device and a method of driving the device (registration number 10-2084565, hereinafter referred to as Patent Document 3)".
특허문헌3에 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.In the case of the invention according to Patent Document 3, work characteristic information for the first work area and the second work area of the construction site are stored, and the first user device located in the first work area and the second work area located in the second work area are stored. 2 a storage unit for respectively storing identification information for the user equipment, and selectively to the first user device in the first work area and the second user device in the second work area based on the stored work characteristic information and the stored identification information It may include a control unit for transmitting the work message.
또 다른 특허문헌의 예로서 “중장비의 작업 안전장치 (등록번호 제10-2104648호, 이하 특허문헌4이라 한다.)”이 존재한다.As another example of the patent document, "Heavy Equipment Work Safety Device (Registration No. 10-2104648, hereinafter referred to as Patent Document 4)" exists.
특허문헌4에 따른 발명의 경우, 중장비의 작업 안전장치에 관한 것으로서, 중장비의 작동시 중장비 주위에 레이저를 조사하여 작업영역을 시각적으로 표현하기 위한 영역표시부와, 작업영역으로 접근하는 감지대상을 감지하기 위한 센싱부와, 중장비의 운전자에게 경고신호를 출력하는 경고부와, 센싱부를 통해 감지대상을 감지할 경우 센싱부로부터 출력되는 감지신호에 의해 경고부의 작동을 제어하는 제어부를 구비한다.In the case of the invention according to Patent Document 4, it relates to a work safety device for heavy equipment. When the heavy equipment is operated, a laser is irradiated around the heavy equipment to visually express the work area, and a detection target approaching the work area is detected. It includes a sensing unit for controlling the operation, a warning unit for outputting a warning signal to a driver of heavy equipment, and a control unit for controlling the operation of the warning unit by a detection signal output from the sensing unit when a sensing target is sensed through the sensing unit.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다음과 같은 해결하고자 하는 과제를 제시한다.The heavy equipment control system through the prediction of an action pattern of an object according to the present invention has been devised to solve the conventional problems as described above, and presents the following problems to be solved.
첫째, 작업 현장을 스캔하여 작업 현장에 존재하는 오브젝트를 선별하고자 한다.First, by scanning the work site, we want to select objects that exist in the work site.
둘째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 액션 패턴과 중장비의 액션 패턴을 비교하여 사고 발생 가능성이 높은 영역을 예측하고자 한다.Second, by comparing the action pattern of the object that exists in the work site and the action pattern of heavy equipment, it is intended to predict the area with a high probability of occurrence of an accident.
셋째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트와 중장비의 거리에 따라 중장비를 움직임을 제어하고자 한다.Third, we want to control the movement of heavy equipment according to the distance between the object and the heavy equipment in the work site.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved of the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.The heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention has the following problem solving means for the above problem to be solved.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 중장비의 적어도 하나 이상의 부위에 제공되어, 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 스캔 유닛(scan unit); 상기 스캔 유닛으로부터 획득된 상기 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선별하는 센싱 유닛(sensing unit); 상기 센싱 유닛으로부터 선별된 상기 오브젝트를 분석하여 상기 오브젝트의 액션 패턴을 산출하는 애널라이징 유닛(analyzing unit); 및 상기 오브젝트의 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 비교하여, 상기 중장비의 작업 반경과 이동을 콘트롤하는 디렉팅 유닛(directing unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention is provided to at least one or more parts of the heavy equipment, the scan unit (scan unit) for selectively acquiring information on the work site; a sensing unit for selecting an object from the information on the work site obtained from the scanning unit; an analyzing unit that analyzes the object selected from the sensing unit and calculates an action pattern of the object; and a directing unit that compares the action pattern of the object with the action pattern of the heavy equipment and controls the working radius and movement of the heavy equipment.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 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 오브젝트 중 작업자 또는 차량의 형상을 선별하는 쉐입 센싱부; 및 상기 쉐입 센싱부로부터 선별된 상기 작업자 또는 상기 차량의 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 중 적어도 하나 이상을 감지하는 베리에이션 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The sensing unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, the object sensing unit for detecting a plurality of objects existing in the work site from the information on the work site obtained from the scan unit; a shape sensing unit for selecting a shape of a worker or a vehicle from among the plurality of objects detected by the object sensing unit; and a variation sensing unit configured to detect at least one of a rate of change of a reflection frequency per unit time, a rate of change of a reflected pulse signal per unit time, and a rate of change of a volume per unit time of the worker or the vehicle selected from the shape sensing unit.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 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; 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표를 시간에 따라 정렬하는 타임라인부; 및 상기 타임라인부로부터 시간에 따라 정렬된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 오브젝트 액션 패턴을 산출하는 일드부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The analyzing unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention is the position of the operator or the vehicle from the rate of change of the reflected frequency detected by the variation sensing unit, the rate of change of the reflected pulse signal, or the rate of change of the volume Position unit to analyze the coordinates; a timeline unit for arranging the position coordinates of the operator or the vehicle according to time; and a yield unit for calculating the object action pattern of the worker or the vehicle arranged according to time from the timeline unit.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 디렉팅 유닛은, 상기 일드부에서 산출된 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 비교하여 상기 작업 현장에서 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비가 중첩되는 리스크 영역을 예측하는 프리딕션부; 및 상기 프리딕션부로부터 예측된 상기 리스크 영역을 제외한 상기 작업 현장 영역에서 상기 중장비의 위치를 선택적으로 지정하는 로케이션부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The directing unit of the heavy equipment control system by predicting the action pattern of the object according to the present invention compares the object action pattern calculated in the yield unit with the action pattern of the heavy equipment, and the worker or the vehicle and the Prediction unit for predicting the risk area where heavy equipment overlaps; and a location unit for selectively designating the location of the heavy equipment in the work site area except for the risk area predicted from the prediction unit.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 프리딕션부는, 소정의 축적 시간 동안의 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 획득하여, 리스크 예측 시뮬레이션을 실행하는 시뮬레이션부; 및 상기 리스크 예측 시뮬레이션으로부터 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 오버랩시켜 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비가 중첩되는 상기 리스크 영역을 예측하는 오버랩부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The prediction unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, the simulation unit for executing a risk prediction simulation by acquiring the object action pattern and the action pattern of the heavy equipment for a predetermined accumulation time; And by overlapping the object action pattern and the action pattern of the heavy equipment from the risk prediction simulation, it may be characterized in that it comprises an overlap portion for predicting the risk area in which the operator or the vehicle and the heavy equipment overlap.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 로케이션부는, 상기 작업 현장을 n개의 영역으로 임의 분할하는 디바이딩부; 및 상기 n개의 영역으로부터 분할된 영역 중 상기 리스크 영역을 제외한 영역에 상기 중장비의 위치를 임의 지정하여 상기 중장비의 작업 반경을 세팅하는 리미팅부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The location unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, a dividing unit for arbitrarily dividing the work site into n areas; And it may be characterized in that it comprises a limiting unit for setting the working radius of the heavy equipment by randomly designating the location of the heavy equipment in an area other than the risk area among the areas divided from the n areas.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 디렉팅 유닛은, 상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하면 워닝시그널(warning signal)을 제공하는 시그널부; 및 상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하면 상기 중장비의 속도 또는 방향를 제어하는 콘트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The directing unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention is a signal unit that provides a warning signal when at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area ; and a control unit for controlling the speed or direction of the heavy equipment when at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 시그널부는, 상기 리스크 영역 내로 진입한 상기 작업자 또는 상기 차량에게 경고하기 위한 1차 워닝시그널을 울리는 제1사인부; 및 상기 리스크 영역 내로 진입한 상기 중장비에게 경고하기 위한 2차 워닝시그널을 울리는 제2사인부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The signal unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, a first sign unit that sounds a first warning signal to warn the operator or the vehicle entering the risk area; and a second sign unit that sounds a second warning signal to warn the heavy equipment that has entered the risk area.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 시그널부는, 상기 1차 워닝시그널의 시작으로부터 미리 세팅된 시간이 경과하는 동안, 상기 베리에이션 센싱부로부터 감지되는 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율이 0에 수렴하면, 상기 콘트롤부로 하여금 상기 중장비의 작동을 임의 중단시키도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.The signal unit of the heavy equipment control system through action pattern prediction of an object according to the present invention, while a preset time elapses from the start of the first warning signal, the reflection frequency change rate detected by the variation sensing unit, the reflection When the pulse signal change rate or the volume change rate converges to 0, it may be characterized in that the control unit arbitrarily stops the operation of the heavy equipment.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 상기 콘트롤부는, 상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하여, 상기 중장비로부터 상기 작업자 또는 상기 차량과의 거리가 상기 미리 설정된 거리가 되면, 상기 중장비의 작업 속도 또는 이동 속도가 감소되도록 콘트롤하는 속도 제어부; 및 상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하여, 상기 중장비의 위치가 상기 작업자 또는 상기 차량의 위치와 대향하면 상기 중장비의 작업 또는 이동 방향이 전환되도록 콘트롤하는 방향 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The control unit of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area, the distance from the heavy equipment to the operator or the vehicle When is the preset distance, a speed control unit for controlling the working speed or moving speed of the heavy equipment to be reduced; And at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area, and when the position of the heavy equipment faces the position of the operator or the vehicle, a direction control unit for controlling the operation or movement direction of the heavy equipment to be switched It may be characterized in that it comprises a.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.The heavy equipment control system through the prediction of the action pattern of the object according to the present invention of the configuration as described above provides the following effects.
첫째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트를 감지하여 작업자와 차량을 선택적으로 선별할 수 있게 된다.First, it is possible to selectively select an operator and a vehicle by detecting an object existing at the work site.
둘째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트의 액션 패턴과 중장비의 액션 패턴을 오버랩하여 리스크 영역을 예측하여, 중장비의 작업 반경을 세팅할 수 있게 된다.Second, it is possible to predict the risk area by overlapping the action pattern of the object existing at the work site and the action pattern of the heavy equipment, and set the work radius of the heavy equipment.
셋째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트와의 거리가 미리 설정된 거리가 되면, 워닝시그널을 제공할 수 있게 된다.Third, when the distance to the object existing in the work site becomes a preset distance, it is possible to provide a warning signal.
넷째, 작업 현장에 존재하는 오브젝트와의 거리가 미리 설정된 거리가 되면, 중장비의 속도, 방향, 각도를 적절하게 조절할 수 있게 된다.Fourth, when the distance to the object existing at the work site becomes a preset distance, it is possible to appropriately adjust the speed, direction, and angle of the heavy equipment.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 개념도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛의 개념도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛의 개념도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 포지션부의 개념도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 타임라인부의 개념도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디렉팅 유닛의 블록도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 프리딕션부의 블록도이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시뮬레이션부의 개념도이다.
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 오버랩부의 개념도이다.
도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 로케이션부의 블록도이다.
도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디바이딩부의 개념도이다.
도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 리미팅부의 개념도이다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시그널부의 블록도이다.
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시그널부의 개념도이다.
도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 콘트롤부의 블록도이다.
도16은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 콘트롤부의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a heavy equipment control system by predicting an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram of a scan unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of a sensing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
4 is a conceptual diagram of a position part of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
5 is a conceptual diagram of a timeline part of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a directing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a prediction unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
8 is a conceptual diagram of a simulation unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
9 is a conceptual diagram of an overlap portion of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a location unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
11 is a conceptual diagram of a dividing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
12 is a conceptual diagram of a limiting unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of a signal unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
14 is a conceptual diagram of a signal unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
15 is a block diagram of a control unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
16 is a conceptual diagram of a control unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 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. The heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention can apply various changes and can have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 개념도이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛의 개념도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛의 개념도이다. 도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 포지션부의 개념도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 타임라인부의 개념도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디렉팅 유닛의 블록도이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 프리딕션부의 블록도이다. 도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시뮬레이션부의 개념도이다. 도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 오버랩부의 개념도이다. 도10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 로케이션부의 블록도이다. 도11은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디바이딩부의 개념도이다. 도12는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 리미팅부의 개념도이다. 도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시그널부의 블록도이다. 도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시그널부의 개념도이다. 도15는 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 콘트롤부의 블록도이다. 도16은 본 발명의 일 실시예에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 콘트롤부의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a heavy equipment control system by predicting an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 2 is a conceptual diagram of a scan unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual diagram of a sensing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 4 is a conceptual diagram of a position part of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 5 is a conceptual diagram of a timeline part of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 6 is a block diagram of a directing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 7 is a block diagram of a prediction unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 8 is a conceptual diagram of a simulation unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 9 is a conceptual diagram of an overlap portion of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 10 is a block diagram of a location unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 11 is a conceptual diagram of a dividing unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 12 is a conceptual diagram of a limiting unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 13 is a block diagram of a signal unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 14 is a conceptual diagram of a signal unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 15 is a block diagram of a control unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention. 16 is a conceptual diagram of a control unit of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템 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 분석하여 중장비(1)의 액션 패턴과 비교 분석하여, 작업 현장의 상황에 따라 중장비(1)를 콘트롤함으로써 작업 현장에서 발생할 수 있는 사고를 미연에 방지하는 시스템에 관한 것이다.In the case of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, as shown in FIG. 1 , in the system for controlling the heavy equipment 1 for safety management of the work site, it is mounted on the heavy equipment 1 and works Scans the site, selectively senses objects existing in the work site, analyzes the action pattern of the object, and compares and analyzes the action pattern of the heavy equipment 1 according to the situation of the work site. By controlling the heavy equipment (1), it relates to a system for preventing accidents that may occur in the workplace in advance.
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템 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.In the case of a heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object according to the present invention, a
먼저, 스캔 유닛(100)의 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 중장비(1)의 적어도 하나 이상의 부위에 제공되어, 작업 현장의 정보를 선택적으로 획득하는 구성이다.First, in the case of the
스캔 유닛(100)에서의 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 적어도 어느 한 곳에 장착되어 작업 현장의 정보를 획득할 수 있게 된다.The heavy equipment 1 in the
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.In addition, the information on the work site obtained by scanning by the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 스캔 유닛(100)의 경우, 촬영부, 레이더부 및 라이팅부를 포함하게 된다.In the case of the
촬영부는 작업 현장의 상황을 실시간으로 촬영하여 영상을 선별적으로 획득할 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.The filming unit is configured to selectively acquire images by capturing the situation at the work site in real time. Equipment that can take images, a camera, or CCTV (closed circuit television), etc. Through this, it is possible to acquire the situation on the job site in real time.
아울러, 촬영부로부터 획득된 영상은 딥러닝 기반의 영상 분석 기술이 탑재된 NVR(Network Video Recorder)을 통해서 선별적으로 오브젝트를 센싱하며, 작업현장을 분석할 수 있게 된다.In addition, the image acquired from the filming unit selectively senses objects through NVR (Network Video Recorder) equipped with deep learning-based image analysis technology, and the worksite can be analyzed.
레이더부는 중장비(1)에 제공되어, 소정의 전파를 방사하여, 작업 현장을 스캔하는 구성이다. 레이더부는 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. The radar unit is provided in the heavy equipment 1 and is configured to scan the work site by emitting a predetermined radio wave. The radar unit performs radio detecting and ranging, radiating microwaves (with a wavelength of 10 to 100 cm) to the work site, receiving radio waves reflected from at least one object existing at the work site, and sending the radio waves to the work site. It is possible to obtain distance, direction, and angle information of an existing object.
라이팅부는 중장비(1)로부터 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. The writing unit irradiates a predetermined light, for example, a laser pulse from the heavy equipment 1 to the work site, measures the time of the laser pulse that is reflected from at least one or more objects existing in the work site, and returns an object existing at the work site. distance, speed, direction, temperature, and even 3D information can be obtained.
또한, 라이팅부는 대체로 600-1000nm 파장의 광을 활용하지만, 경우에 따라서는 보다 더 긴 파장대의 광을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the writing unit generally utilizes light having a wavelength of 600-1000 nm, but in some cases, it is preferable to use light in a longer wavelength band.
촬영부, 레이더부 또는 라이팅부 중 적어도 하나 이상의 구성으로부터 작업 현장의 스캔할 수 있으며, 이를 통해 작업 현장에 존재하는 적어도 하나 이상의 오브젝트를 센싱할 수 있게 된다.It is possible to scan the work site from at least one of the photographing unit, the radar unit, and the lighting unit, and through this, it is possible to sense at least one or more objects existing in the work site.
센싱 유닛(200)의 경우, 도3에 도시된 바와 같이, 스캔 유닛(100)으로부터 획득된 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선별하는 구성이다.In the case of the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 센싱 유닛(200)의 경우, 오브젝트 센싱(object sensing)부(210), 쉐입 센싱(shape sensing)부(220) 및 베리에이션 센싱(variation sensing)부(230)를 포함하게 된다.In the case of the
먼저, 오브젝트 센싱부(210)는 스캔 유닛(100)으로부터 획득한 작업 현장의 정보로부터 작업 현장에 존재하는 복수 개의 오브젝트를 감지하는 구성이다.First, the object sensing unit 210 is configured to detect a plurality of objects existing in the work site from the work site information obtained from the
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.The object detected by the object sensing unit 210 may be, for example, all objects constituting the work site, and the
쉐입 센싱부(220)는 오브젝트 센싱부(210)로부터 감지된 복수 개의 오브젝트 중 작업자(10) 또는 차량(20)의 형상 중 적어도 하나 이상을 선별하는 구성이다.The shape sensing unit 220 is configured to select at least one of the shapes of the
쉐입 센싱부(220)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 구별할 수 있다. 또한, 쉐입 센싱부(220)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 구별할 수 있다. 이를 통해 쉐입 센싱부(220)는 복수 개의 오브젝트의 형상을 감지하여 작업자(10)와 차량(20)을 선별할 수 있게 된다.The shape sensing unit 220 detects the shape of at least one of the head, neck, torso, arms, hands, legs, feet, upper body, lower body, work clothes, or hard hat of the
베리에이션 센싱부(230)는 쉐입 센싱부(220)로부터 선별된 작업자(10) 또는 차량(20)의 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 중 적어도 하나 이상을 감지하는 구성이다.The variation sensing unit 230 detects at least one of the rate of change of the reflection frequency per unit time, the rate of change of the reflected pulse signal per unit time, or the rate of change of volume per unit time of the
먼저, 베리에이션 센싱부(230)의 경우, 레이더부로부터 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.First, in the case of the variation sensing unit 230, a predetermined radio wave generated from the radar unit is radiated toward a plurality of objects existing in the work site, and the predetermined radio wave reaching the plurality of objects is reflected back as it is, At this time, a change in the reflection frequency per unit time is sensed.
베리에이션 센싱부(230)는 라이팅부로부터 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.The variation sensing unit 230 is irradiated with a predetermined light generated from the lighting unit toward a plurality of objects existing in the work site, and from the reflected light when the predetermined light reaching the plurality of objects is reflected, pulse power, Pulse width, phase shift, and round trip time can be extracted, and through this, a change in reflected pulse time per unit time is detected.
또한, 베리에이션 센싱부(230)는 촬영부로부터 획득된 영상 속에서 단위 시간당 복수 개의 오브젝트의 부피, 면적, 크기의 변화를 감지하게 되는 것이다.Also, the variation sensing unit 230 detects changes in volume, area, and size of a plurality of objects per unit time in the image obtained from the photographing unit.
아울러, 베리에이션 센싱부(230)로부터 감지되는 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 데이터를 산출하며, 산출된 데이터를 양수, 음수, 0에 따라 카운팅하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to calculate the reflection frequency change rate per unit time, the reflected pulse signal change rate per unit time, or the volume change rate per unit time data sensed by the variation sensing unit 230, and count the calculated data according to positive, negative, and zero values.
애널라이징 유닛(300)의 경우, 센싱 유닛(200)으로부터 선별된 오브젝트를 분석하여 오브젝트의 액션 패턴을 산출하는 구성이다.In the case of the analyzing unit 300 , the object selected by the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 애널라이징 유닛(300)의 경우, 포지션(position)부(310), 타임라인(timeline)부 (320) 및 일드(yield)부(330)를 포함하게 된다.In the case of the analyzing unit 300 of the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object according to the present invention, the
먼저, 포지션부(310)는 베리에이션 센싱부(230)로부터 감지된 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율, 부피 변화율로부터 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표를 분석하는 구성이다.First, the
포지션부(310)에서 분석하는 오브젝트의 위치 좌표는, 도4에 도시된 바와 같이, 3차원 좌표로서 나타내는 것이 바람직하다.The position coordinates of the object analyzed by the
포지션부(310)에서 추출된 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표를 이용하여, 중장비(1)로부터 작업자(10)와의 거리 또는 중장비(1)로부터 차량(20)과의 거리를 자동적으로 산출할 수 있게 된다. 예컨대, 중장비(1)의 위치가 , 오브젝트의 일 경우에, 중장비(1)로부터 오브젝트의 거리는 로서 산출할 수 있게 된다.Using the position coordinates of the
타임라인부(320)의 경우, 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치 좌표를 시간에 따라 정렬하는 구성이다.In the case of the
타임라인부(320)는 도5에 도시된 바와 같이, 0~24시간 동안 센싱된 작업자(10) 또는 차량(20)을 시간에 따라서 정렬하여, 통계적인 수치를 산출할 수 있게 된다. 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.As shown in FIG. 5 , the
일드부(330)의 경우, 타임라인부(320)로부터 시간에 따라 정렬된 작업자(10) 또는 차량(20)의 오브젝트 액션 패턴을 산출하는 구성이다. In the case of the yield unit 330 , the object action pattern of the
여기서 말하는, 작업자(10) 또는 차량(20)의 오브젝트 액션 패턴은 작업 현장에서 작업자(10) 또는 차량(20)의 움직임에 대한 모든 정보를 축적시켜 패턴화된 데이터로 산출하는 것을 의미한다.Herein, the object action pattern of the
또한, 일드부(330)는 작업자(10) 또는 차량(20)의 오브젝트 액션 패턴을 축적하여 정상 액션 패턴과 비정상 액션 패턴을 산출하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the yield unit 330 calculates a normal action pattern and an abnormal action pattern by accumulating an object action pattern of the
아울러, 일드부(330)에서는 서버로부터 미리 등록된 작업자(10) 또는 차량(20)의 정보와 센싱 유닛(200)으로부터 감지된 작업자(10) 차량(20) 정보를 비교 분석하는 것이 바람직하다. 예컨대, 작업 현장에 실제로 존재하는 작업자(10)의 인원과 차량(20)의 수와 서버로부터 미리 등록된 작업자(10)의 인원과 미리 등록된 차량(20)의 수가 동일하지 않을 경우, 비인가 인원의 출입과 비인가 차량(20)을 색출할 수 있게 된다.In addition, it is preferable that the yield unit 330 compares and analyzes information of the
디렉팅 유닛(400)의 경우, 오브젝트 액션 패턴과 중장비(1)의 액션 패턴을 비교하여 중장비(1)의 작업 반경과 중장비(1)의 이동을 콘트롤 하는 구성이다.In the case of the directing
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 디렉팅 유닛(400)의 경우, 도6에 도시된 바와 같이, 프리딕션(prediction)부(410), 로케이션(location)부(420), 시그널(signal)부(430) 및 콘트롤(control)부(440)을 포함하게 된다.In the case of the directing
먼저, 프리딕션부(410)의 경우, 일드부(330)에서 산출된 오브젝트 액션 패턴과 중장비(1)의 액션 패턴을 비교하여 작업 현장에서 작업자(10) 또는 차량(20)과 중장비(1)가 중첩되는 리스크 영역(R)을 예측하는 구성이다.First, in the case of the
프리딕션부(410)에서 예측하게 되는 리스크 영역(R)은 작업 현장 내에서 사고가 빈번하게 발생하는 영역 또는 사고 발생 확률이 높은 영역으로 정의할 수 있다.The risk area R predicted by the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 프리딕션부(410)의 경우, 도7에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션(simulation)부(411) 및 오버랩(overlap)부(412)를 포함하게 된다.In the case of the
시뮬레이션부(411)의 경우, 리스크 영역(R)을 예측하기 위해서, 소정의 축적 시간 동안의 오브젝트 액션 패턴과 중장비(1)의 액션 패턴을 획득하여, 리스크 예측 시뮬레이션을 실행하는 구성이다.In the case of the
시뮬레이션부(411)는, 도8에 도시된 바와 같이, 시간대별로 오브젝트와 중장비(1)의 위치와 액션 패턴의 데이터 각각을 추출하여 나열함으로써, 오브젝트의 액션 패턴과 중장비(1)의 액션 패턴을 비교할 수 있는 시뮬레이션을 진행할 수 있게 된다.As shown in FIG. 8, the
오버랩부(412)의 경우, 리스크 예측 시뮬레이션부(411)로부터 오브젝트 액션 패턴과 중장비(1)의 액션 패턴을 오버랩시켜 작업자(10) 또는 차량(20)과 중장비(1)가 중첩되는 리스크 영역(R)을 예측하는 구성이다. In the case of the overlapping
오버랩부(412)는 도9에 도시된 바와 같이, 시간대별로 추출된 오브젝트와 중장비(1)의 액션 패턴 데이터 각각을 하나의 공간으로 불러와서 오버랩 시킬 수 있다. 오버랩된 오브젝트와 중장비(1)의 액션 패턴 데이터로부터 오브젝트와 중장비(1)가 중첩되는 영역을 예측할 수 있다. 이때, 중첩되는 영역을 리스크 영역(R)을 정의하며, 리스크 영역(R)은 작업 현장에서 오브젝트와 중장비(1)가 충돌하여 사고가 발생할 수 있는 확률이 높은 영역을 뜻한다.As illustrated in FIG. 9 , the
로케이션부(420)의 경우, 프리딕션부(410)로부터 예측된 리스크 영역(R)을 제외한 영역에서 중장비(1)의 위치를 선택적으로 지정하는 구성이다.In the case of the
로케이션부(420)에서는 작업 현장을 리스크 영역(R)과 세이프티 영역(S)으로 구분하여 중장비(1)를 배치함으로써 사고 발생 확률을 낮추는 것이 바람직하다.In the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 로케이션부(420)의 경우, 도10에 시된 바와 같이, 디바이딩(dividing)부(421) 및 리미팅(limiting)부(422)를 포함하게 된다.In the case of the
디바이딩부(421)는 도11에 도시된 바와 같이, 작업 현장을 n개의 영역으로 임의 분할하는 구성이다.The dividing
이때, 작업 현장을 n개의 영역으로 분할하는 것은, n개의 영역 위에 리스크 영역(R)과 세이프티 영역(S)을 표시하여 설정할 수 있기 때문이다. n개의 영역으로 분할함에 따서, 필요한 영역과 불필요한 영역을 디테일하고 명확하게 구분할 수 있게 된다. 따라서, 디바이딩부(421)로부터 분할된 n개의 영역 중 리스크 영역(R)에 해당하는 영역을 위주로 작업 현장 정보를 획득하기 위한 연산 속도가 증가하여 빠르고 효율적인 분석이 가능하게 된다. At this time, the reason why the work site is divided into n areas is because it can be set by displaying the risk area (R) and the safety area (S) on the n areas. By dividing the region into n regions, a necessary region and an unnecessary region can be distinguished in detail and clearly. Therefore, the calculation speed for acquiring work site information is increased mainly in the area corresponding to the risk area (R) among the n areas divided from the dividing
리미팅부(422)의 경우, n개의 영역으로부터 분할된 영역 중 리스크 영역(R)을 제외한 영역에 중장비(1)의 위치를 임의 지정하여 중장비(1)의 작업 반경을 세팅하는 구성이다.In the case of the limiting
리미팅부(422)는 도12에 도시된 바와 같이, 리스크 영역(R) 안에 배치된 중장비(1)를 리스크 영역(R)의 밖, 즉, 세이프티 영역(S)으로 위치를 변경시켜 중장비(1)와 오브젝트와의 충돌 사고를 예방할 수 있게 된다.As shown in FIG. 12, the limiting
시그널부(430)의 경우, 중장비(1), 작업자(10) 또는 차량(20) 중 적어도 하나 이상이 리스크 영역(R) 내로 진입하면 워닝시그널(warning signal)을 제공하는 구성이다.In the case of the
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 시그널부(430)의 경우, 도13에 도시된 바와 같이, 제1사인부(431)와 제2사인부(432)를 포함하게 된다.In the case of the
제1사인부(431)의 경우, 리스크 영역(R)내로 진입한 작업자(10) 또는 차량(20)에게 경고하기 위한 1차 워닝시그널을 울리는 구성이다.In the case of the
제2사인부(432)의 경우, 리스크 영역(R) 내로 진입한 중장비(1)에게 경고하기 위한 2차 워닝시그널을 울리는 구성이다.In the case of the
아울러, 1차 워닝시그널의 시작으로부터 미리 세팅된 시간이 경과하는 동안, 베리에이션 센싱부(230)로부터 감지되는 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율 또는 부피 변화율이 0에 수렴하면, 콘트롤부(440)로 하여금 중장비(1)의 작동을 임의 중단시키도록 하게 된다. 여기서 말하는, 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율 또는 부피 변화율이 0에 수렴한다는 것은, 1차 워닝시그널이 울림에도 불구하고 작업자(10) 또는 차량(20)의 움직임에 변화가 없다는 것으로, 중장비(1)의 작동을 중단시켜 사고를 선제적으로 예방할 수 있게 된다.In addition, during the lapse of a preset time from the start of the first warning signal, when the rate of change of the reflected frequency, the rate of change of the reflected pulse signal, or the rate of change of volume detected by the variation sensing unit 230 converges to 0, the
또한, 반사 주파수 변화율, 반사 펄스 신호 변화율 또는 부피 변화율이 0에 수렴하는 것에 대해 중장비(1)의 작동을 중단시키게 되면, 작업자(10)가 리스크 영역(R) 내로 진입하더라도 워닝시그널의 경고를 받은 작업자(10) 또는 차량(20) 바로 대피하게 될 경우에는 굳이 중장비(1)의 작동을 멈출 필요가 없기 때문이다.In addition, if the operation of the heavy equipment 1 is stopped for the reflected frequency change rate, the reflected pulse signal change rate, or the volume change rate to converge to 0, the
콘트롤부(440)의 경우, 도16에 도시된 바와 같이, 중장비(1), 작업자(10), 또는 차량(20) 중 적어도 하나 이상이 리스크 영역(R) 내로 진입하면 중장비(1)의 속도, 방향, 각도를 제어하는 구성이다.In the case of the
콘트롤부(440)는, 작업자(10)나 차량(20)이 별도의 액션을 취하지 않더라도, 자동으로 중장비(1)의 속도, 방향, 각도, 작업 반경 등을 제어하여, 사건 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.The
본 발명에 따른 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템의 콘트롤부(440)의 경우, 도15에 도시된 바와 같이, 속도 제어부(441)와 방향 제어부(442)를 포함하게 된다.In the case of the
속도 제어부(441)의 경우, 중장비(1), 작업자(10) 또는 차량(20) 중 적어도 하나 이상이 리스크 영역(R) 내로 진입하여, 중장비(1)로부터 작업자(10) 또는 차량(20)과의 거리가 미리 설정된 거리가 되면 중장비(1)의 작업 속도 또는 이동 속도가 감소되도록 콘트롤 하는 구성이다.In the case of the
속도 제어부(441)에서의 미리 설정된 거리는 d1>미리 설정된 거리>d2라고 정의한다. 도16에 도시된 바와 같이, 중장비(1)와 작업자(10)의 거리 d1에서 d2가 되면 미리 설정된 거리 이하가 되므로, 중장비(1)의 작업 속도 또는 이동 속도 역시 감소되거나 일시정지되는 것이 바람직하다.The preset distance in the
방향 제어부(442)의 경우, 중장비(1), 작업자(10) 또는 차량(20) 중 적어도 하나 이상이 리스크 영역(R) 내로 진입하여, 중장비(1)의 위치가 작업자(10) 또는 차량(20)의 위치와 대향하면, 즉 마주보게 되면, 중장비(1)의 작업 또는 이동 방향이 전환되도록 콘트롤하는 구성이다.In the case of the
방향 제어부(442)는 도15에 도시된 바와 같이, 작업자(10)와 중장비(1)가 마주보며 작업자(10)와 중장비(1)와의 거리가 가까워지면, 중장비(1)는 작업 방향과 이동 방향을 전환하여 충돌사고를 방지하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 15 , the
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.The scope of the present invention is determined by the matters described in the claims, and parentheses used in the claims are not described for selective limitation, but are used for clear components, and descriptions in parentheses are also interpreted as essential components. should be
1: 중장비 10: 작업자
20: 차량 100: 스캔 유닛
200: 센싱 유닛 210; 오브젝트 센싱부
220: 쉐입 센싱부 230: 베리에이션 센싱부
300: 애널라이징 유닛 310: 포지션부
320: 타임라인부 330: 일드부
400: 디렉팅 유닛 410: 프리딕션부
411: 시뮬레이션부 412: 오버랩부
420: 로케이션부 421: 디바이딩부
422: 리미팅부 430: 시그널부
431: 제1사인부 432: 제2사인부
440: 콘트롤부 441: 속도 제어부
442: 방향 제어부 R: 리스크 영역
S: 세이프티 영역1: heavy machinery 10: workers
20: vehicle 100: scan unit
200: sensing unit 210; object sensing unit
220: shape sensing unit 230: variation sensing unit
300: analyzing unit 310: position unit
320: Timeline part 330: Yield part
400: directing unit 410: prediction unit
411: simulation unit 412: overlap unit
420: location unit 421: dividing unit
422: limiting unit 430: signal unit
431: first sign section 432: second sign section
440: control unit 441: speed control unit
442: direction control R: risk area
S: safety area
Claims (10)
상기 스캔 유닛으로부터 획득된 상기 작업 현장의 정보로부터 오브젝트를 선별하는 센싱 유닛(sensing unit);
상기 센싱 유닛으로부터 선별된 상기 오브젝트를 분석하여 상기 오브젝트의 액션 패턴을 산출하는 애널라이징 유닛(analyzing unit); 및
상기 오브젝트의 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 비교하여, 상기 중장비의 작업 반경과 이동을 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 오브젝트 중 작업자 또는 차량의 형상을 선별하는 쉐입 센싱부; 및
상기 쉐입 센싱부로부터 선별된 상기 작업자 또는 상기 차량의 단위 시간당 반사 주파수 변화율, 단위 시간당 반사 펄스 신호 변화율 또는 단위 시간당 부피 변화율 중 적어도 하나 이상을 감지하는 베리에이션 센싱부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
It is provided in at least one or more parts of the heavy equipment, the scan unit for selectively acquiring information on the job site (scan unit);
a sensing unit for selecting an object from the information on the work site obtained from the scanning unit;
an analyzing unit that analyzes the object selected from the sensing unit and calculates an action pattern of the object; and
Comprising a directing unit that compares the action pattern of the object and the action pattern of the heavy equipment to control the working radius and movement of the heavy equipment,
The sensing unit is
an object sensing unit configured to detect a plurality of objects existing in the work site from the work site information obtained from the scan unit;
a shape sensing unit for selecting a shape of a worker or a vehicle from among the plurality of objects detected by the object sensing unit; and
A variation sensing unit for detecting at least one of a rate of change of a reflected frequency per unit time, a rate of change of a reflected pulse signal per unit time, and a rate of change of a volume per unit time of the worker or the vehicle selected from the shape sensing unit, characterized in that it comprises a variation sensing unit, characterized in that it comprises an object action Heavy equipment control system through pattern prediction.
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;
상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 위치 좌표를 시간에 따라 정렬하는 타임라인부; 및
상기 타임라인부로부터 시간에 따라 정렬된 상기 작업자 또는 상기 차량의 상기 오브젝트 액션 패턴을 산출하는 일드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
According to claim 1, wherein the analyzing unit,
a position unit for analyzing the position coordinates of the operator or the vehicle from the rate of change of the reflected frequency detected by the variation sensing unit, the rate of change of the reflected pulse signal, or the rate of change of the volume;
a timeline unit for arranging the position coordinates of the operator or the vehicle according to time; and
A heavy equipment control system through action pattern prediction of an object, characterized in that it comprises a yield unit for calculating the object action pattern of the operator or the vehicle arranged according to time from the timeline unit.
상기 일드부에서 산출된 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 비교하여 상기 작업 현장에서 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비가 중첩되는 리스크 영역을 예측하는 프리딕션부; 및
상기 프리딕션부로부터 예측된 상기 리스크 영역을 제외한 상기 작업 현장 영역에서 상기 중장비의 위치를 선택적으로 지정하는 로케이션부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
According to claim 3, The directing unit,
a prediction unit that compares the object action pattern calculated in the yield unit with the action pattern of the heavy equipment to predict a risk area in which the operator or the vehicle and the heavy equipment overlap at the work site; and
Heavy equipment control system through action pattern prediction of an object, characterized in that it comprises a location unit for selectively designating the location of the heavy equipment in the work site area excluding the risk area predicted from the prediction unit.
소정의 축적 시간 동안의 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 획득하여, 리스크 예측 시뮬레이션을 실행하는 시뮬레이션부; 및
상기 리스크 예측 시뮬레이션으로부터 상기 오브젝트 액션 패턴과 상기 중장비의 액션 패턴을 오버랩시켜 상기 작업자 또는 상기 차량과 상기 중장비가 중첩되는 상기 리스크 영역을 예측하는 오버랩부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
The method of claim 4, wherein the prediction unit,
a simulation unit for acquiring the object action pattern and the heavy equipment action pattern for a predetermined accumulation time, and executing a risk prediction simulation; and
From the risk prediction simulation, the object action pattern and the action pattern of the heavy equipment are overlapped to include an overlap unit for predicting the risk area where the operator or the vehicle and the heavy equipment overlap, predicting the action pattern of the object heavy machinery control system.
상기 작업 현장을 n개의 영역으로 임의 분할하는 디바이딩부; 및
상기 n개의 영역으로부터 분할된 영역 중 상기 리스크 영역을 제외한 영역에 상기 중장비의 위치를 임의 지정하여 상기 중장비의 작업 반경을 세팅하는 리미팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
The method of claim 5, wherein the location unit,
a dividing unit that arbitrarily divides the work site into n areas; and
Heavy equipment control through action pattern prediction of an object, characterized in that it comprises a limiting unit for setting the working radius of the heavy equipment by randomly designating the location of the heavy equipment in an area other than the risk area among the areas divided from the n areas system.
상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하면 워닝시그널(warning signal)을 제공하는 시그널부; 및
상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하면 상기 중장비의 속도 또는 방향를 제어하는 콘트롤부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
According to claim 5, The directing unit,
a signal unit providing a warning signal when at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area; and
When at least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area, the heavy equipment control system through the action pattern prediction of the object further comprises a control unit for controlling the speed or direction of the heavy equipment.
상기 리스크 영역 내로 진입한 상기 작업자 또는 상기 차량에게 경고하기 위한 1차 워닝시그널을 울리는 제1사인부; 및
상기 리스크 영역 내로 진입한 상기 중장비에게 경고하기 위한 2차 워닝시그널을 울리는 제2사인부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
The method of claim 7, wherein the signal unit,
a first sign unit that sounds a first warning signal to warn the operator or the vehicle entering the risk area; and
Heavy equipment control system by predicting an action pattern of an object, characterized in that it includes a second sign unit that sounds a second warning signal to warn the heavy equipment that has entered the risk area.
상기 1차 워닝시그널의 시작으로부터 미리 세팅된 시간이 경과하는 동안, 상기 베리에이션 센싱부로부터 감지되는 상기 반사 주파수 변화율, 상기 반사 펄스 신호 변화율 또는 상기 부피 변화율이 0에 수렴하면, 상기 콘트롤부로 하여금 상기 중장비의 작동을 임의 중단시키도록 하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
The method of claim 8, wherein the signal unit,
During the lapse of a preset time from the start of the first warning signal, when the rate of change of the reflected frequency, the rate of change of the reflected pulse signal, or the rate of change of the volume detected by the variation sensing unit converge to 0, the control unit causes the heavy equipment A heavy equipment control system by predicting the action pattern of an object, characterized in that it arbitrarily stops the operation of the
상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하여, 상기 중장비로부터 상기 작업자 또는 상기 차량과의 거리가 미리 설정된 거리가 되면, 상기 중장비의 작업 속도 또는 이동 속도가 감소되도록 콘트롤하는 속도 제어부; 및
상기 중장비, 상기 작업자 또는 상기 차량 중 적어도 하나 이상이 상기 리스크 영역 내로 진입하여, 상기 중장비의 위치가 상기 작업자 또는 상기 차량의 위치와 대향하면 상기 중장비의 작업 또는 이동 방향이 전환되도록 콘트롤하는 방향 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 오브젝트의 액션 패턴 예측을 통한 중장비 콘트롤 시스템.
The method of claim 7, wherein the control unit,
When at least one or more of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area and the distance from the heavy equipment to the operator or the vehicle becomes a preset distance, control so that the working speed or moving speed of the heavy equipment is reduced a speed control unit; and
At least one of the heavy equipment, the operator, or the vehicle enters the risk area, and when the position of the heavy equipment is opposite to the position of the operator or the vehicle, a direction control unit for controlling the operation or movement direction of the heavy equipment to be switched A heavy equipment control system through prediction of an action pattern of an object, characterized in that it includes.
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