KR102325652B1 - Uwb를 이용한 지게차 충돌방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작업현장(S) 내 작업자(P) 및 산업용 차량(C)의 위치 및 이동을 실시간 모니터링 하며, 산업용 차량(C) 및 작업자(P)의 충돌 사고 예측 시, 경고알람 및 경고들을 출력함과 동시에 산업용 차량(C)로부터 작업자(P)와의 거리에 대응하여 산업용 차량(C)의 속도를 제어하도록 구성됨으로써 작업현장(S)의 충돌사고 방지 효과를 높여 작업 안전성을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래에서와 같이 단일 구역태그에서 충돌 예측에 대한 연산처리가 집중적으로 이루어지는 것이 아니라, 산업용 차량의 앵커에서 직접 이루어짐에 따라 실시간 연산처리가 가능하여 충돌 예측에 대한 즉각적인 대응이 이루어질 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템에 관한 것이다.

Description

UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템{System for preventing collision of forklift using UWB}

본 발명은 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템에 관한 것으로서, 상세하게로는 작업현장(S) 내 작업자(P) 및 산업용 차량(C)의 위치 및 이동을 실시간 모니터링 하며, 산업용 차량(C) 및 작업자(P)의 충돌 사고 예측 시, 경고알람 및 경고들을 출력함과 동시에 산업용 차량(C)로부터 작업자(P)와의 거리에 대응하여 산업용 차량(C)의 속도를 제어하도록 구성됨으로써 작업현장(S)의 충돌사고 방지 효과를 높여 작업 안전성을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래에서와 같이 단일 구역태그에서 충돌 예측에 대한 연산처리가 집중적으로 이루어지는 것이 아니라, 산업용 차량의 앵커에서 직접 이루어짐에 따라 실시간 연산처리가 가능하여 충돌 예측에 대한 즉각적인 대응이 이루어질 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템에 관한 것이다.

지게차는 토목, 건설, 작업현장 등의 산업전반에 걸쳐 가장 널리 사용되고 있는 산업용 차량으로서, 큰 중량의 화물을 근거리 이동시키거나 또는 화물을 운반 차량으로 상차 또는 하차시키기 위한 용도로 널리 사용되고 있다.

이러한 지게차는 차고가 높을 뿐만 아니라 전방에 운전자 시야를 방해하는 포크(Fork)가 설치되며, 주행이 전후좌우로 다양하게 이루어지기 때문에 운전자가 주행 시, 시야 확보가 어려워, 특히 낮은 위치나 후방의 사각지대가 존재하여 작업자나 다른 지게차, 현장 장치 등과 충돌하는 사고가 비일비재하게 발생하고 있고, 이러한 충돌사고는 인명사고로 직결되기 때문에 근래 들어서는 산업용 차량의 운전자에게 안전 교육을 실시하고 있으나, 이는 문제의 근본적인 해결책이 되지 못하여 충돌사고 방지효과가 떨어지는 단점을 갖는다.

이에 따라 작업현장(S) 내에서, 산업용 차량, 특히 지게차의 충돌 사고를 방지하기 위한 연구가 매우 시급한 ?酉렝甄?.

종래에는 RFID 또는 RF 방식을 이용하여 작업차량 및 작업자의 충돌을 방지하기 위한 기술이 연구되었으나, RFID 방식은 인식율이 떨어질 뿐만 아니라 인식거리가 짧으며, 거리를 검출하기 어려우며, 단순히 통신 반경 내에 태그 유무만을 검출하지 못하는 문제점을 갖고, RF 방식은 안테나 방향이나 주변 장애물에 ㄸㆍ라 수신되는 신호 강도가 변하므로 인식률 및 정밀도가 떨어지는 문제점을 갖는다.

도 1은 국내등록특허 제10-1745709호(발명의 명칭 : UWB를 이용한 작업장 안전 관리 시스템)에 개시된 작업장 안전 관리 시스템을 나타내는 구성도이다.

도 1의 작업장 안전 관리 시스템(이하 종래기술이라고 함)(100)은 차량 태그(VT: Vehicle Tag)(110)와, 작업자 태그(PT: Pedestrian Tag)(120), 하나 이상의 구역 태그(ZT:Zone Tag)(130), 관리 서버(MS:Monitoring Server)(150)로 이루어진다.

차량 태그(VT)(110)는 각각의 작업 차량(v)에 부착되고, 고유의 ID코드를 부여받으며 UWB 통신 모듈을 1 개 또는 2개 구비하고, 속도를 측정하기 속도 측정수단을 구비한다.

작업자 태그(PT)(120)는 각각의 작업자(P)가 소지하며, 고유의 ID코드를 부여받으며 UWB 통신 모듈을 구비한다.

구역 태그(ZT)(130)는 각각의 차량 태그(110) 및 작업자 태그(120)의 UWB 통신을 통하여 상호간의 거리를 측정하고, 소정의 반경 이내에 위치하는 경우 해당하는 각각의 차량 태그(110) 및 작업자 태그(120)를 접근 경보에 해당하는 것으로 판단하고 경보를 표출한다.

또한 구역태그(ZT)(130)는 소정의 구역에 설치되고, 고유의 ID코드를 부여받으며 1개 또는 이격된 2개의 UWB 통신 모듈을 구비하며, UWB 통신 모듈을 통하여 차량 태그(110) 또는 작업자 태그(120)의 진행방향을 판단하여, 소정의 작업 구역에의 진입 또는 이탈 여부를 판단하고 이에 따른 진입/이탈 정보를 상기 관리 서버(150)로 전송한다.

이때 진입/이탈 정보는 상기 차량 태그(110)에서 측정된 속도 정보 및 구역 태그(130)를 통하여 측정된 위치 정보와, 차량 태그(110)로부터 전송되는 운행시간, 충격량, 연료량 중 어느 하나 이상을 포함하는 운행 정보 및 상기 차량 태그(110) 고유의 ID 코드를 포함한다.

관리서버(MS)(150)는 각각의 구역 태그(ZT)(130)와 통신망(140)을 통하여 연결되며, 하나 이상의 관리 단말기(160)를 구비한다.

또한 관리 서버(150)는, 진입/이탈 정보에 포함된 속도 정보가 소정의 제한 속도를 초과하거나 진입/이탈 정보에 포함된 위치 정보가 소정의 제한 구역에 속하는 것으로 판단되는 경우, 또는 운행시간, 충격량 또는 연료량 중 어느 하나가 소정의 제한 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우, 해당 ID 코드를 가지는 차량 태그(110)에 경보를 발하도록 제어한다.

이와 같이 구성되는 종래기술(100)은 초광대역 임펄스 신호를 이용하는 초광대역 모듈(UWB 모듈)의 투과성 및 반사성을 이용하여 외부 환경 등에 따른 영향을 거의 받지 않으면서, 방향에 따른 지향성도 거의 가지지 않고 균일하게 전 방향에 대하여 측정이 가능하여 효율적인 작업자 감시가 가능한 장점을 갖는다.

그러나 종래기술(100)은 차량이 소정의 제한 속도를 초과하거나 또는 운행시간, 충격량 또는 연료량 중 어느 하나가 제한 범위를 벗어나는 것으로 판단되는 경우, 해당 차량의 이동에 제한을 주는 것이 아니라 단순히 경보를 출력하는 것만으로 그치기 때문에 안전사고 방지 효과 및 효율성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

또한 종래기술(100)은 구역 태그(130)가 해당 구역 내 배치된 차량 태그(VT)(110) 및 작업자 태그(PT)(120)로부터 데이터를 수신 받아, 수신 받은 데이터들을 분석하여 각 차량 및 각 작업자의 진입/이탈정보 경보하는 연산처리와, 차량 및 작업자의 충돌을 경보하는 연산처리, 각 차량의 운행시간, 충격량 및 연료량을 제한 범위와 비교하는 연산처리 등이 이루어지기 때문에 해당 구역에 다수의 객체(차량 및 작업자)가 존재하는 경우, 구역 태그(130)의 연산처리량이 증가하여 부하가 발생함에 따라 실시간/즉각적인 경보가 출력되지 못하는 단점을 갖는다.

또한 종래기술(100)은 지게차 운전자가 시동을 킬 때, 차량 태그(VT)(110)와 운전석에 장착된 인디케이터(Indicator)가 동작함에 따라, 1)운전자가 작업자 태그(PT)(120)를 사용 중인 경우, 구역 태그(130)가 지게차 및 작업자의 접근을 인식하여 충돌 알람을 출력하는 오류1과, 2)이러한 오류1을 방지하기 위해서는 작업자가 자신의 작업자 태그(120)를 끄고 작업(지게차 상하차, 주변 작업 진행 등)을 진행해야 하는데, 이러한 경우, 주변 운행 중인 지게차로부터의 접근을 인식하지 못하여 충돌 사고가 발생하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 초광대역 임펄스 신호인 UWB 신호를 이용하여 객체 감지 및 트래킹이 이루어지도록 구성됨으로써 UWB 신호의 높은 투과성 및 반사성으로 인해 외부 환경 등에 따른 영향을 거의 받지 않으면서 방향에 따른 지향성도 거의 가지지 않고 균일하게 전 방향에 대하여 측정이 가능함으로써 객체(작업자 및 산업용 차량) 감지의 정확성 및 정밀도를 극대화시킬 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 다른 해결과제는 산업용 차량인 지게차(C)에 앵커를 설치하고, 앵커가 인접한 위치의 객체를 감지한 후, 감지된 객체와의 거리(d)를 자체적으로 산출함과 동시에 산출된 객체와의 거리(d)에 따라 경고 상태를 판별하도록 구성됨으로써 각 지게차의 경고 상태 판별의 연산처리가 지게차에서 자체적으로 이루어져 종래에 연산처리가 소수의 단말기에서 집중적으로 이루어져 연산처리부하가 발생하여 실시간 처리가 지체되는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 지게차에 앵커가 자체적으로 설치됨과 동시에 앵커에서 자체적으로 객체(지게차, 작업자 등)와의 거리에 따라 경보를 출력하도록 구성됨으로써 종래에 기 설정된 영역에 설치되는 구역태그가 차량 태그 및 작업자 태그로부터 데이터를 수신 받아 다양한 연산처리가 이루어짐에 따라, 데이터 분산 및 데이터 처리의 효율성이 떨어지는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 “Pairing” hard coding 프로그래밍 기술을 이용하여, 지게차 운전자의 1)지게차 운전자의 태그가 상시 켜 있고 운전자가 운영하는 지게차에 시동을 켰을 때, 설치된 앵커(AP)의 전원이 켜지면서 운전자라는 것을 인식하여 운영하는 지게차에서 경보가 발하지 않는 특성1과, 2)운전자의 태그가 켜 있기 때문에 주변 지게차 충돌경고 시스템에서 접근 인식되는 특성2와, 3)RTLS (실시간 위치 추적시스템)을 사용하는 경우 위치 추적이나 안전 관제를 위한 각종 기능들의 지속적인 사용이 가능한 특성3과, 지게차 운전자가 기 설정된 위험근접구역 거리를 벗어낫을 때, pairing이 해제되어 사용 중이었던 지게차 시동이 켜 있는 상태에서는 위험 또는 주의 경고가 발하는 특성4를 갖는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 앵커의 제어기가 객체와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들과 각각 비교하여, 경고 상태를 제1, 2, 3 경보상태로 세분화하여 판별하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업효율성을 함께 개선시킬 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 앵커의 제어기가 판별된 경고 상태에 대응하여, 해당 지게차(C)의 주행속도를 제어하도록 구성됨으로써 충돌사고를 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 해결과제는 중앙관리서버가 각 작업현장의 구역(Sn)별로 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하고, 각 앵커의 제어기는 중앙관리서버로부터 전송받은 최적화 정보를 활용하여 경고 상태를 판단하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율 및 작업효율성을 더욱 높일 수 있는 UWB를 이용한 지게차 충돌방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 작업자가 소지하며 기 설정된 고유ID가 저장되어 주기적으로 UWB 신호를 송출하는 적어도 하나 이상의 작업자 태그와, 각 산업용 차량에 설치되는 적어도 하나 이상의 차량용 충돌경고시스템을 포함하는 산업용 차량 충돌방지 시스템에 있어서: 상기 차량용 충돌경고시스템은 기 설정된 고유ID가 저장되어 주기적으로 UWB 신호를 송출하는 태그와, 인접한 태그로부터 송출된 UWB 신호를 수신 받아 고유ID를 판독하는 수신기와, 수신기를 통해 판독된 고유ID 및 수신된 신호를 분석하여 감지된 객체와의 거리(d)를 검출한 후, 검출된 객체와의 거리(d)가 기 설정된 설정거리(TH, Threshold) 이내일 때, 현재 상태가 경보상태라고 판단하는 제어기를 포함하는 앵커; 상기 제어기에서 현재 상태가 경보상태라고 판단될 때 구동되며, 경고음향을 출력하는 음향출력수단; 상기 제어기에서 현재 상태가 경고등 표출수단이라고 판단될 때 구동되며, 기 설정된 색상의 경고등을 표출하는 경고등 표출수단을 포함하고, 상기 제어기는 객체와의 거리(d)가 검출되면, 검출된 객체와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2, TH2>TH1), (TH3, TH3>TH2)들과 각각 비교하며, 1)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 미만이면, 현재 상태를 제1 경보상태로 판단하고, 2)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 이상이면서 제2 설정거리(TH2) 미만이면, 현재 상태를 제2 경보상태로 판단하고, 3)객체와의 거리(d)가 제2 설정거리(TH2) 이상이면서 제3 설정거리(TH3) 미만이면, 제3 경보상태로 판단하고, 상기 음향출력수단 및 상기 경고등 표출수단은 상기 제어기에서 판별된 현재 상태에 따라, 경고음향의 색상 및 경고음이 출력 및 표출되도록 설정되고, 상기 제어기는 1)현재 상태가 제1 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행을 정지시키기 위한 제동신호를 생성하고, 2)현재 상태가 제2 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제2 감소비율(V2)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성하고, 3)현재 상태가 제3 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제3 감소비율(V3, V3<V2)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성하고, 생성된 제동신호에 따라 해당 산업용 차량의 브레이크를 제어하고, 상기 차량용 충돌경고시스템은 해당 산업용 차량의 브레이크 스위치와 연결되는 릴레이 스위치를 포함하고, 상기 제어기는 제동신호가 생성되면, 생성된 제동신호를 상기 릴레이 스위치로 출력하는 것이다.

삭제

삭제

삭제

또한 본 발명에서 상기 산업용 차량 충돌방지 시스템은 작업현장(S)을 기 설정된 영역들로 분류한 구역(Sn)들 각각에 설치되며, 해당 구역(Sn)에 위치한 작업자 태그 및 앵커의 태그로부터 송출되는 UWB 신호를 수신 받아 고유ID를 판독하며, 기 설정된 실시간 위치추적(RTLS, Real-Time Locating Service) 시스템과 연동하여 해당 구역(Sn)의 각 객체를 추적하여 각 객체의 위치, 이동방향 및 속도를 포함하는 로그데이터를 생성한 후, 이를 외부로 송출하는 UWB AP들; 상기 UWB AP들로부터 전송받은 로그데이터를 저장 및 모니터링 하며, 전송받은 로그데이터를 활용하여, 각 작업자 및 각 산업용 차량의 현장 이탈여부, 작업시간, 사고여부 및 작업관리 중 적어도 하나 이상을 포함하는 부가서비스를 수행하는 중앙관리서버를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서 상기 중앙관리서버는 기 설정된 주기(T) 마다, 각 구역(Sn)별로 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하고, 상기 중앙관리서버에는 1인당 작업면적(P)의 범위별로 최적의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들이 매칭되는 데이터인 기준테이블이 저장되고, 상기 기준테이블의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들은 1인당 작업면적(P)의 범위에 비례하도록 크기가 설정되고, 상기 중앙관리서버의 설정거리 최적화 방법(S1)은 상기 중앙관리서버가 주기(T) 동안 저장된 로그데이터들을 수집하는 단계10(S10); 상기 중앙관리서버가 상기 단계10(S10)에 의해 수집된 로그데이터를 참조 및 활용하여, 각 작업현장(S)의 구역(Sn)별로 작업인원수(N)를 산출하는 단계20(S20); 상기 중앙관리서버가 기 설정된 각 구역(Sn)별 작업 공간의 면적인 작업공간면적(A) 정보를 추출하는 단계30(S30); 상기 중앙관리서버가 상기 단계30(S30)에 의해 추출된 작업공간면적(A)을, 상기 단계20(S20)에 의해 산출된 작업인원수(N)로 나누어 1인당 작업면적(P, P=A/N)을 산출하는 단계40(S40); 상기 중앙관리서버가 상기 기준테이블을 활용하여, 상기 단계40(S40)에 의해 산출된 1인당 작업면적(P)에 대응하는 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 추출한 후, 추출된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적값으로 결정하는 단계50(S50)을 포함하고, 상기 중앙관리서버는 상기 단계50(S50)에 의해 결정된 최적값을 해당 UWB AP로 전송하고, 상기 UWB AP는 상기 중앙관리서버로부터 전송받은 최적값을 해당 구역(Sn)에 배치된 앵커의 제어기로 전송하고, 상기 제어기는 상기 UWB AP로부터 전송받은 최적값을 기반으로 현재 상태를 검출하는 것이 바람직하다.

상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 초광대역 임펄스 신호인 UWB 신호를 이용하여 객체 감지 및 트래킹이 이루어지도록 구성됨으로써 UWB 신호의 높은 투과성 및 반사성으로 인해 외부 환경에 등에 따른 영향을 거의 받지 않으면서 방향에 따른 지향성도 거의 가지지 않고 균일하게 전 방향에 대하여 측정이 가능함으로써 객체(작업자 및 산업용 차량) 감지의 정확성 및 정밀도를 극대화시킬 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 산업용 차량인 지게차(C)에 앵커를 설치하고, 앵커가 인접한 위치의 객체를 감지한 후, 감지된 객체와의 거리(d)를 자체적으로 산출함과 동시에 산출된 객체와의 거리(d)에 따라 경고 상태를 판별하도록 구성됨으로써 각 지게차의 경고 상태 판별의 연산처리가 지게차에서 자체적으로 이루어져 종래에 연산처리가 소수의 단말기에서 집중적으로 이루어져 연산처리부하가 발생하여 실시간 처리가 지체되는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 지게차에 앵커가 자체적으로 설치됨과 동시에 앵커에서 자체적으로 객체(지게차, 작업자 등)와의 거리에 따라 경보를 출력하도록 구성됨으로써 종래에 기 설정된 영역에 설치되는 구역태그가 차량 태그 및 작업자 태그로부터 데이터를 수신 받아 다양한 연산처리가 이루어짐에 따라, 데이터 분산 및 데이터 처리의 효율성이 떨어지는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 “Pairing” hard coding 프로그래밍 기술을 이용하여, 지게차 운전자의 1)지게차 운전자의 태그가 상시 켜 있고 운전자가 운영하는 지게차에 시동을 켰을 때, 설치된 앵커(AP)의 전원이 켜지면서 운전자라는 것을 인식하여 운영하는 지게차에서 경보가 발하지 않는 특성1과, 2)운전자의 태그가 켜 있기 때문에 주변 지게차 충돌경고 시스템에서 접근 인식되는 특성2와, 3)RTLS (실시간 위치 추적시스템)을 사용하는 경우 위치 추적이나 안전 관제를 위한 각종 기능들의 지속적인 사용이 가능한 특성3과, 지게차 운전자가 기 설정된 위험근접구역 거리를 벗어낫을 때, pairing이 해제되어 사용 중이었던 지게차 시동이 켜 있는 상태에서는 위험 또는 주의 경고가 발하는 특성4의 효과를 창출할 수 있다.

또한 본 발명에 의하면 앵커의 제어기가 객체와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들과 각각 비교하여, 경고 상태를 제1, 2, 3 경보상태로 세분화하여 판별하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업효율성을 함께 개선시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 앵커의 제어기가 판별된 경고 상태에 대응하여, 해당 지게차(C)의 주행속도를 제어하도록 구성됨으로써 충돌사고를 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의하면 중앙관리서버가 각 작업현장의 구역(Sn)별로 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하고, 각 앵커의 제어기는 중앙관리서버로부터 전송받은 최적화 정보를 활용하여 경고 상태를 판단하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율 및 작업효율성을 더욱 높일 수 있다.

도 1은 국내등록특허 제10-1745709호(발명의 명칭 : UWB를 이용한 작업장 안전 관리 시스템)에 개시된 작업장 안전 관리 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예인 지게차 충돌방지 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 3의 다른 예시도이다.
도 5는 도 2의 차량용 충돌경고 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 6은 도 5의 예시도이다.
도 7은 도 5의 컨트롤러에서 출력되는 제동신호를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 도 5의 제어기에 설정된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 도 2의 중앙관리서버의 제1, 2, 3 설정거리들을 최적화 하는 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 지게차 충돌방지 시스템을 나타내는 구성도이고, 도 3은 도 2를 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 도 3의 다른 예시도이다.

도 2 내지 4의 본 발명의 일실시예인 지게차 충돌방지 시스템(1)은 UWB 신호를 이용하여, 작업현장(S) 내 작업자(P) 및 산업용 차량(C)의 위치 및 이동을 실시간 모니터링 하며, 산업용 차량(C) 및 작업자(P)의 충돌 사고 예측 시, 경고알람 및 경고들을 출력함과 동시에 산업용 차량(C)로부터 작업자(P)와의 거리에 대응하여 산업용 차량(C)의 속도를 제어하도록 구성됨으로써 작업현장(S)의 충돌사고 방지 효과를 높여 작업 안전성을 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라 종래에서와 같이 단일 구역태그에서 충돌 예측에 대한 연산처리가 집중적으로 이루어지는 것이 아니라, 산업용 차량의 앵커에서 직접 이루어짐에 따라 실시간 연산처리가 가능하여 충돌 예측에 대한 즉각적인 대응이 이루어지도록하기 위한 것이다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 중앙관리서버(3)와, 중계서버(4-1), ..., (4-N)들, UWB AP(Access Point)(5-1), ..., (5-N)들, 작업자 태그(6)들, 앵커(Anchor)(71)를 포함하는 차량용 충돌경고시스템(7-1), ..., (7-N)들, 통신망(10)으로 이루어진다.

통신망(10)은 중앙관리서버(3)와 중계서버(4-1), ..., (4-N)들 사이의 데이터 이동경로를 제공하며, 상세하게로는 광역통신망(WAN), 이동통신망, 유선통신망, 4G/5G/LTE 등으로 구성될 수 있다.

작업자 태그(6)는 작업현장(S) 내의 각 작업자(P)에게 지급되는 통상의 태그이며, 고유ID가 저장되어 UWB 신호를 주기적으로 송출한다.

또한 작업자 태그(6)는 송출된 UWB 신호가 해당 구역의 UWB AP(5) 또는 인접한 산업용 차량(C)의 앵커(71)에 의하여, 수신됨에 따라 저장된 고유ID가 판독(리딩)된다. 이때 UWB AP(5) 및 앵커(71)는 초광대역 무선기술(UWB, Ultra Wide Band)을 이용하여 기 설정된 통신 범위(Coverage)의 노드들과 접속하여 데이터 통신을 수행하고, 이러한 UWB는 초광대역 임펄스 신호의 투과성 및 반사성으로 인해 외부 환경 등에 다른 영향을 거의 받지 않으면서 방향에 따른 지향성도 거의 가지지 않고 균일하게 전 방향에 대하여 측정이 가능한 장점을 갖는다.

도 5는 도 2의 차량용 충돌경고 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 6은 도 5의 예시도이고, 도 7은 도 5의 컨트롤러에서 출력되는 제동신호를 설명하기 위한 예시도이다.

도 5 내지 7의 차량용 충돌경고 시스템(7)은 각 지게차(C)에 설치되어 지게차(C)로부터 인접한 위치에 객체(작업자 또는 지게차)가 감지될 때, 지게차(C)의 주행속도를 제어하여 충돌을 방지하기 위한 것이다.

또한 차량용 충돌경고 시스템(7)은 도 5 내지 7에 도시된 바와 같이, 제어기(711)를 포함하는 앵커(71)와, 근접센서(73), 경고신호 표출박스(75)로 이루어진다.

근접센서(77)는 지게차(C)로부터 기 설정된 제1 설정거리(TH1) 이내에 위치한 객체를 감지하며, 객체가 감지되면 감지정보를 컨트롤러(70)로 출력한다.

이때 제1 설정거리(TH1)는 지게차(C)의 주행이 정지되어야 한다고 판단할 수 있는 객체와의 거리(d)의 최대값을 의미한다.

앵커(Anchor)(71)는 산업용 차량인 지게차(C)들 각각의 차체에 설치되며, 고유ID가 저장되는 태그(미도시)와, 인접한 위치의 태그로부터 송출되는 UWB 신호를 수신 받는 수신기(미도시)와, 제어기(711)를 포함한다.

또한 앵커(71)는 수신기를 이용하여, 인접한 위치의 작업자 태그(6) 또는 인접한 위치의 지게차(C)의 앵커(7)에 저장된 태그로부터 송출된 UWB 신호를 수신 받아, 태그에 저장된 고유ID를 판독(리딩)하며, 판독된 고유ID 및 수신된 신호정보를 제어기(70)로 출력한다.

도 8은 도 5의 제어기에 설정된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 설명하기 위한 예시도이다.

앵커(71)의 제어기(711)는 각 지게차(C)에 설치되어 해당 지게차(C)의 충돌을 예측하여 속도를 제어하기 위한 컨트롤러이다.

이때 제어기(711)는 도면에는 도시되지 않았으나, 해당 지게차(C)의 차상제어부(ECU, Electronic Control Unit)(미도시)와 캔(CAN, Controller Area Network) 통신망으로 연결되어 데이터 통신을 수행한다.

또한 제어기(711)는 앵커(71)로부터 입력받은 고유ID 및 수신된 신호정보를 활용하여, 감지된 객체(작업자 또는 지게차)와의 거리(d)를 검출하며, 도 8에 도시된 바와 같이, 검출된 작업자와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들과 비교한다.

이때 제1 설정거리(TH1)는 지게차(C)의 주행이 정지되어야 한다고 판단할 수 있는 거리(d)의 최대값을 의미하고, 제2 설정거리(TH2, TH2>TH1)는 지게차(C)의 속도를 제2 감소비율(V2)로 줄여야한다고 판단할 수 있는 거리(d)의 최대값을 의미하고, 제3 설정거리(TH3, TH3>TH2>TH1)는 지게차(C)의 속도를 제3 감소비율(V3, V3<V2)로 줄여야한다고 판단할 수 있는 거리(d)의 최대값을 의미한다.

또한 제어기(711)는 1)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 미만이면, 경고 상태를 제1 경보상태로 판단하고, 2)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 이상이면서 제2 설정거리(TH2) 미만이면, 경고 상태를 제2 경보상태로 판단하고, 3)객체와의 거리(d)가 제2 설정거리(TH2) 이상이면서 제3 설정거리(TH3) 미만이면, 제3 경보상태로 판단한다.

또한 제어기(711)는 근접센서(73)로부터 감지신호를 전송받으면, 경고 상태를 제1 경보상태로 판단한다.

또한 제어기(711)는 1)경고 상태가 제1 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행을 정지시키기 위한 제동신호를 생성한 후, 이를 해당 지게차(C)의 브레이크 스위치(23)와 연결되는 릴레이 스위치(21)로 출력하고, 2)경고 상태가 제2 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제2 감소비율(V2)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성한 후 이를 릴레이 스위치(21)로 출력하고, 3)경고 상태가 제3 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제3 감소비율(V3)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성한 후 이를 릴레이 스위치(21)로 출력하고, 4)객체와의 거리(d)가 제3 설정값(TH3) 이상이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 별도로 제어해야할 필요가 없다고 판단하여 별도의 제동신호를 생성하지 않는다.

이때 릴레이 스위치(21)에는 타임 딜레이 스위치(211)가 설치됨으로써 기 설정된 시간이 경과하면, 브레이크 제동 상태가 해제된다. 예를 들어, 위험 근접거리에 지게차들이 위치하여, 해당 지게차들의 브레이크에 제동이 걸렸을 때, 기 설정된 시간이 경과하면, 타임 딜레이 스위치(211)에 의해 브레이크 제동이 해제됨에 따라 지게차 운전자는 안전 주변을 확인한 후, 주행을 재개할 수 있게 된다.

또한 앵커(71) 및 경고신호 표출박스(75)의 함체에는 캔-통신망 접속을 위한, 입출력(I/O) 포트가 설치되고, 앵커(71)의 제어기(711)는 입출력 포트를 통해 지게차(C)의 브레이크 스위치(23)에 연결되는 릴레이 스위치(21)와 연결되고, 릴레이 스위치(21)는 브레이크 스위치(23)에 설치되거나 또는 앵커(71)에 설치될 수 있고, 이러한 릴레이 스위치(21)의 설치 위치는 특정 위치에 한정되지 않고 공지된 다양한 위치에 설치될 수 있다.

예를 들어, 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들이 ‘2m’, ‘7m’, ‘12m’이고, 제2, 3 감소비율(V2), (V3)들이 ‘70%’, ‘30%’이고, 현재 속도가 15km/h라고 가정할 때, 1)객체와의 거리(d)가 15m이면, 제어기(711)는 별도의 제동신호를 생성하지 않아 차량속도 ‘15km/h’가 그대로 유지되고, 2)객체와의 거리(d)가 10m임면, 제어기(711)는 경고 상태를 제3 경보상태로 판단하여 지게차(C)의 주행속도를 현재속도(15km/h)의 30%를 감소한 값인 ‘10.5km/h’로 제동하기 위한 제동신호를 ECU(11)로 출력하고, 3)객체와의 거리(d)가 5m이면, 제어기(711)는 경고 상태를 제2 경보상태로 판단하여 지게차(C)의 주행속도를 현재속도(15km/h)의 70%를 감소한 값인 ‘4.5km/h’로 제동하기 위한 제동신호를 ECU(11)로 출력하고, 4)객체와의 거리(d)가 1.5m이면, 제어기(711)는 경고 상태를 제1 경보상태로 판단하여 지게차(C)의 주행을 정지시키기 위한 제동신호를 ECU(11)로 출력한다.

또한 제어기(711)는 경고 상태가 제1, 2, 3 경보상태 중 어느 하나로 판단되면, 경고신호 표출박스(75)로 경고 상태를 포함하는 제어신호를 출력하여, 경고신호 표출박스(75)의 음향출력수단(751) 및 경고등 표출수단(753)을 통해 경고 상태에 대응하는 경고음향 및 경고등이 외부로 표출되도록 한다.

이때 음향출력수단(751)은 스피커 등과 같이 기 제작된 음향신호를 출력하기 위한 장치로서, 제1, 2, 3 경보상태에 따라 서로 다른 경고음향을 출력하도록 기 설정되고, 경고등 표출수단(753)은 LED 등과 같이 빛을 출사하는 장치로서, 제1, 2, 3 경보상태에 따라 서로 다른 색상의 경고등을 출력하도록 기 설정된다. 예를 들어, 경고등 음향출력수단(753)은 제1, 2, 3 경보상태일 때, ‘Red’, ‘Orange’, ‘Yellow’의 경고등을 출력하도록 설정될 수 있다.

다시 도 2로 돌아가서, UWB AP(5-1), ..., (5-N)들을 살펴보면, UWB AP(5-1), ..., (5-N)들은 작업현장(S) 내 기 설정된 구역(Sn)별로 각각 설치되며, 해당 구역(Sn)에 위치한 작업자 태그(6)들 및 앵커(71)에 저장된 태그들로부터 송출되는 UWB 신호를 수신 받아 각 태그에 저장된 고유ID를 판독한다.

또한 UWB AP(5-1), ..., (5-N)들은 해당 구역(Sn)에 배치된 작업자 태그(6)로부터 송출된 UWB 신호를 수신 받아, 판독된 고유ID 및 수신된 신호정보를 활용하여, 작업자의 위치를 검출한 후, 기 설정된 실시간 위치추적(RTLS, Real-Time Locating Service) 시스템과 연동하여 해당 작업자를 트래킹 하여 이동방향 및 속도를 검출하며, 검출된 객체종류(작업자), 위치, 이동방향 및 속도 등을 포함하는 작업자 로그데이터를 생성한다.

이때 실시간 위치추적(RTLS, Real-Time Locating Service) 시스템은 공지된 바와 같이, 송신기가 방사한 신호를 주변에 위치한 수신기가 수신하여, 수신된 데이터와 수신기의 동기신호를 기준으로 하는 송신기 신호 도착시간정보를 측위엔진을 이용하여, TDOA를 통해 송신기의 위치를 계산하고, 한 쌍의 수신기로부터 수신하는 TDOA는 수신기를 정점으로 하는 거리의 차가 일정한 한 쌍의 쌍곡선을 그릴 수 있고 이런 쌍곡선 간의 교점을 태그의 위치로 추정한다.

또한 UWB AP(5-1), ..., (5-N)들은 해당 구역(Sn)에 위치한 각 지게차(C)의 앵커(71)에 저장된 태그로부터 송출된 UWB 신호를 수신 받아 저장된 태그를 판독하며, 판독된 고유ID 및 수신된 신호정보를 활용하여, 지게차(C)의 위치를 검출한 후, 기 설정된 실시간 위치추적(RTLS) 시스템과 연동하여 해당 작업자를 트래킹 하여 이동방향 및 속도를 검출하며, 검출된 객체종류(지게차), 위치, 이동방향 및 속도 등을 포함하는 지게차 로그데이터를 생성한다.

또한 UWB AP(5-1), ..., (5-N)들은 생성된 작업자 로그데이터 및 지게차 로그데이터를 중계서버(4)를 통해, 중앙관리서버(3)로 전송한다.

중계서버(4-1), ..., (4-N)들은 각 작업현장(S)에 설치되어, 중앙관리서버(3)와 해당 작업현장의 UWB AP(5-1), ..., (5-N)들의 데이터 통신을 중계하기 위한 단말기 또는 컴퓨터이다.

중앙관리서버(3)는 중계서버(4)를 통해 UWB AP(5-1), ..., (5-N)들로부터 전송받은 작업자 로그데이터 및 지게차 로그데이터를 활용하여, 각 작업현장(S)의 작업 상태를 모니터링 함과 동시에 전송받은 로그데이터들을 분석 및 가공하여, 부가서비스를 제공한다.

이때 부가서비스는 각 작업자 및 지게차의 현장 이탈여부, 작업시간, 사고여부, 통계서비스, 작업자 관리, 지게차 관리 서비스, 충돌 사고 판별, 작업자 안전사고 판별 등으로 이루어질 수 있다.

또한 중앙관리서버(3)는 기 설정된 주기(T) 마다 각 작업현장(S)의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 각각 최적화한다.

또한 중앙관리서버(3)는 각 작업현장(S) 별로 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들의 최적화가 완료되면, 최적화된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3) 정보들을 해당 중계서버(4)로 전송하고, 중계서버(4)는 전송받은 최적화된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3) 정보들을 UWB AP(5)들을 통해 지게차(C)의 앵커(71)의 제어기(711)들로 전송하고, 제어기(711)들은 전송받은 최적화된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3) 정보들을 저장한 후, 경고 상태 검출 시, 최적화된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3) 정보들을 활용한다.

일반적으로, 작업현장(S)의 각 구역(Sn)의 면적은 서로 다른 크기로 형성되고, 각 작업현장의 각 구역(Sn)의 작업자의 수량인 작업인원수(N)는 현장특성, 작업종류, 시간대 등에 따라 각기 다르게 이루어지고, 동일한 면적의 구역(Sn)이라고 하더라도, 작업인원수가 많은 경우, 지게차(C)의 충돌사고 발생률이 증가하는 특성을 갖는다.

즉 동일한 면적의 구역(Sn) 내에 작업인원수가 많은 경우, 작업인원수가 적은 경우보다 충돌사고 발생률이 증가하기 때문에 지게차(C)의 설정거리를 재조절할 필요가 있으나, 종래에는 이러한 작업현장의 특성을 전혀 감안하지 않아, 충돌사고 예측의 정확성과 작업효율성이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본원 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 중앙관리서버(3)가 기 설정된 주기(T) 마다 지게차(C)의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화하도록 구성하였다.

도 9는 도 2의 중앙관리서버의 제1, 2, 3 설정거리들을 최적화 하는 방법을 설명하기 위한 플로차트이다.

도 9의 중앙관리서버(3)의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하는 방법(S1)은 기 설정된 주기(T) 마다 실행된다.

또한 설정거리 최적화 방법(S1)은 도 9에 도시된 바와 같이, 데이터 수집단계(S10)와, 작업인원수 산출단계(S20), 구역별 작업공간면적 추출단계(S30), 1인당 작업면적 산출단계(S40), 최적화단계(S50)로 이루어진다.

데이터 수집단계(S10)는 중앙관리서버(3)가 주기(T) 동안 저장된 작업자 로그데이터들을 수집하는 단계이다.

작업인원수 산출단계(S20)는 데이터 수집단계(S10)에 의해 수집된 작업자 로그데이터를 참조 및 활용하여, 각 작업현장(S)의 구역(Sn)별로 작업인원수(N)를 산출하는 단계이다.

이때 작업자는 주기(T) 동안 해당 구역(Sn)을 진입/이탈할 수 있기 때문에 인원수 산출단계(S20)는 주기(T) 동안 해당 구역(Sn)에 위치한 작업자의 평균수량을 작업인원수(N)로 산출한다.

구역별 작업공간면적 추출단계(S30)는 기 설정된 각 구역(Sn)별 작업 공간의 면적인 작업공간면적(A) 정보를 추출한다. 이때 각 작업현장(S)의 구역(Sn)별 작업공간면적(A) 정보는 기 설정되어 데이터베이스부에 저장된다.

1인당 작업면적 산출단계(S40)는 작업공간면적 추출단계(S30)에 의해 추출된 작업공간면적(A)을, 작업인원수 산출단계(S20)에 의해 산출된 작업인원수(N)로 나누어 1인당 작업면적(P, P=A/N)을 산출한다.

최적화단계(S50)는 기 설정된 기준테이블을 활용하여, 1인당 작업면적 산출단계(S40)에 의해 산출된 1인당 작업면적(P)에 대응하는 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 추출한 후, 추출된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적값으로 결정한다.

이때 기준테이블은 1인당 작업면적(P)의 범위별로 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들이 매칭되는 데이터를 의미하고, 기 설정되어 중앙관리서버에 저장된다. 기준테이블의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들은 1인당 작업면적(P)의 범위에 비례하도록 크기가 설정되며, 상세하게로는 기준테이블의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들은 1인당 작업면적(P)의 범위가 높을수록 높은 크기로 설정되고, 1인장 작업면적(P)의 범위가 낮을수록 낮은 크기로 설정된다.

이러한 중앙관리서버(3)는 전술하였던 도 9의 설정거리 최적화 방법(S1)에 의하여 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들이 최적화되면, 최적화된 정보를 해당 중계서버(4) -> 해당 UWB AP(5) -> 해당 앵커(71)의 제어기(711)의 순서로 전송되도록 하고, 제어기(711)는 차후 경고 상태 검출 시, 전송받은 최적화된 정보를 활용하여 경고 상태를 검출함으로써 작업현장(S)의 특성을 감안하여 충돌예측 판단의 정확성 및 작업효율성을 동시에 개선시킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명의 일실시예인 지게차 충돌방지 시스템(1)은 초광대역 임펄스 신호인 UWB 신호를 이용하여 객체 감지 및 트래킹이 이루어지도록 구성됨으로써 UWB 신호의 높은 투과성 및 반사성으로 인해 외부 환경에 등에 따른 영향을 거의 받지 않으면서 방향에 따른 지향성도 거의 가지지 않고 균일하게 전 방향에 대하여 측정이 가능함으로써 객체(작업자 및 산업용 차량) 감지의 정확성 및 정밀도를 극대화시킬 수 있다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 산업용 차량인 지게차(C)에 앵커를 설치하고, 앵커가 인접한 위치의 객체를 감지한 후, 감지된 객체와의 거리(d)를 자체적으로 산출함과 동시에 산출된 객체와의 거리(d)에 따라 경고 상태를 판별하도록 구성됨으로써 각 지게차의 경고 상태 판별의 연산처리가 지게차에서 자체적으로 이루어져 종래에 연산처리가 소수의 단말기에서 집중적으로 이루어져 연산처리부하가 발생하여 실시간 처리가 지체되는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 지게차에 앵커가 자체적으로 설치됨과 동시에 앵커에서 자체적으로 객체(지게차, 작업자 등)와의 거리에 따라 경보를 출력하도록 구성됨으로써 종래에 기 설정된 영역에 설치되는 구역태그가 차량 태그 및 작업자 태그로부터 데이터를 수신 받아 다양한 연산처리가 이루어짐에 따라, 데이터 분산 및 데이터 처리의 효율성이 떨어지는 문제점을 획기적으로 해결할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 “Pairing” hard coding 프로그래밍 기술을 이용하여, 지게차 운전자의 1)지게차 운전자의 태그가 상시 켜 있고 운전자가 운영하는 지게차에 시동을 켰을 때, 설치된 앵커(AP)의 전원이 켜지면서 운전자라는 것을 인식하여 운영하는 지게차에서 경보가 발하지 않는 특성1과, 2)운전자의 태그가 켜 있기 때문에 주변 지게차 충돌경고 시스템에서 접근 인식되는 특성2와, 3)RTLS (실시간 위치 추적시스템)을 사용하는 경우 위치 추적이나 안전 관제를 위한 각종 기능들의 지속적인 사용이 가능한 특성3과, 지게차 운전자가 기 설정된 위험근접구역 거리를 벗어낫을 때, pairing이 해제되어 사용 중이었던 지게차 시동이 켜 있는 상태에서는 위험 또는 주의 경고가 발하는 특성4의 효과를 창출할 수 있다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 앵커의 제어기가 객체와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들과 각각 비교하여, 경고 상태를 제1, 2, 3 경보상태로 세분화하여 판별하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율을 절감시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업효율성을 함께 개선시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 앵커의 제어기가 판별된 경고 상태에 대응하여, 해당 지게차(C)의 주행속도를 제어하도록 구성됨으로써 충돌사고를 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 지게차 충돌방지 시스템(1)은 중앙관리서버가 각 작업현장의 구역(Sn)별로 제1, 2, 3 설정값(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하고, 각 앵커의 제어기는 중앙관리서버로부터 전송받은 최적화 정보를 활용하여 경고 상태를 판단하도록 구성됨으로써 충돌사고 방지율 및 작업효율성을 더욱 높일 수 있다.

1:지게차 충돌방지 시스템
3:중앙관리서버 4-1, ..., 4-N:중계서버들
5-1, ..., 5-N:UWB AP들 6:작업용 태그
7:차량용 충돌경고 시스템 10:통신망
21:릴레이 스위치 23:브레이크 스위치
71:앵커 73:근접센서
75:경고신호 표출박스 711:제어기
751:음향출력수단 753:경고등 표출수단

Claims (6)

1. 작업자가 소지하며 기 설정된 고유ID가 저장되어 주기적으로 UWB 신호를 송출하는 적어도 하나 이상의 작업자 태그와, 각 산업용 차량에 설치되는 적어도 하나 이상의 차량용 충돌경고시스템을 포함하는 산업용 차량 충돌방지 시스템에 있어서:
   상기 차량용 충돌경고시스템은
   기 설정된 고유ID가 저장되어 주기적으로 UWB 신호를 송출하는 태그와, 인접한 태그로부터 송출된 UWB 신호를 수신 받아 고유ID를 판독하는 수신기와, 수신기를 통해 판독된 고유ID 및 수신된 신호를 분석하여 감지된 객체와의 거리(d)를 검출한 후, 검출된 객체와의 거리(d)가 기 설정된 설정거리(TH, Threshold) 이내일 때, 현재 상태가 경보상태라고 판단하는 제어기를 포함하는 앵커;
   상기 제어기에서 현재 상태가 경보상태라고 판단될 때 구동되며, 경고음향을 출력하는 음향출력수단;
   상기 제어기에서 현재 상태가 경고등 표출수단이라고 판단될 때 구동되며, 기 설정된 색상의 경고등을 표출하는 경고등 표출수단을 포함하고,
   상기 제어기는
   객체와의 거리(d)가 검출되면, 검출된 객체와의 거리(d)를 기 설정된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2, TH2>TH1), (TH3, TH3>TH2)들과 각각 비교하며, 1)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 미만이면, 현재 상태를 제1 경보상태로 판단하고, 2)객체와의 거리(d)가 제1 설정거리(TH1) 이상이면서 제2 설정거리(TH2) 미만이면, 현재 상태를 제2 경보상태로 판단하고, 3)객체와의 거리(d)가 제2 설정거리(TH2) 이상이면서 제3 설정거리(TH3) 미만이면, 제3 경보상태로 판단하고,
   상기 음향출력수단 및 상기 경고등 표출수단은
   상기 제어기에서 판별된 현재 상태에 따라, 경고음향의 색상 및 경고음이 출력 및 표출되도록 설정되고,
   상기 제어기는
   1)현재 상태가 제1 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행을 정지시키기 위한 제동신호를 생성하고, 2)현재 상태가 제2 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제2 감소비율(V2)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성하고, 3)현재 상태가 제3 경보상태이면, 해당 지게차(C)의 주행속도를 현재속도의 제3 감소비율(V3, V3<V2)을 감소한 값으로 제동하기 위한 제동신호를 생성하고, 생성된 제동신호에 따라 해당 산업용 차량의 브레이크를 제어하고,
   상기 차량용 충돌경고시스템은 해당 산업용 차량의 브레이크 스위치와 연결되는 릴레이 스위치를 포함하고,
   상기 제어기는 제동신호가 생성되면, 생성된 제동신호를 상기 릴레이 스위치로 출력하는 것을 특징으로 하는 산업용 차량 충돌방지 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 산업용 차량 충돌방지 시스템은
   작업현장(S)을 기 설정된 영역들로 분류한 구역(Sn)들 각각에 설치되며, 해당 구역(Sn)에 위치한 작업자 태그 및 앵커의 태그로부터 송출되는 UWB 신호를 수신 받아 고유ID를 판독하며, 기 설정된 실시간 위치추적(RTLS, Real-Time Locating Service) 시스템과 연동하여 해당 구역(Sn)의 각 객체를 추적하여 각 객체의 위치, 이동방향 및 속도를 포함하는 로그데이터를 생성한 후, 이를 외부로 송출하는 UWB AP들;
   상기 UWB AP들로부터 전송받은 로그데이터를 저장 및 모니터링 하며, 전송받은 로그데이터를 활용하여, 각 작업자 및 각 산업용 차량의 현장 이탈여부, 작업시간, 사고여부 및 작업관리 중 적어도 하나 이상을 포함하는 부가서비스를 수행하는 중앙관리서버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 차량 충돌방지 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 중앙관리서버는 기 설정된 주기(T) 마다, 각 구역(Sn)별로 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적화 하고,
   상기 중앙관리서버에는 1인당 작업면적(P)의 범위별로 최적의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들이 매칭되는 데이터인 기준테이블이 저장되고,
   상기 기준테이블의 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들은 1인당 작업면적(P)의 범위에 비례하도록 크기가 설정되고,
   상기 중앙관리서버의 설정거리 최적화 방법(S1)은
   상기 중앙관리서버가 주기(T) 동안 저장된 로그데이터들을 수집하는 단계10(S10);
   상기 중앙관리서버가 상기 단계10(S10)에 의해 수집된 로그데이터를 참조 및 활용하여, 각 작업현장(S)의 구역(Sn)별로 작업인원수(N)를 산출하는 단계20(S20);
   상기 중앙관리서버가 기 설정된 각 구역(Sn)별 작업 공간의 면적인 작업공간면적(A) 정보를 추출하는 단계30(S30);
   상기 중앙관리서버가 상기 단계30(S30)에 의해 추출된 작업공간면적(A)을, 상기 단계20(S20)에 의해 산출된 작업인원수(N)로 나누어 1인당 작업면적(P, P=A/N)을 산출하는 단계40(S40);
   상기 중앙관리서버가 상기 기준테이블을 활용하여, 상기 단계40(S40)에 의해 산출된 1인당 작업면적(P)에 대응하는 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 추출한 후, 추출된 제1, 2, 3 설정거리(TH1), (TH2), (TH3)들을 최적값으로 결정하는 단계50(S50)을 포함하고,
   상기 중앙관리서버는 상기 단계50(S50)에 의해 결정된 최적값을 해당 UWB AP로 전송하고,
   상기 UWB AP는 상기 중앙관리서버로부터 전송받은 최적값을 해당 구역(Sn)에 배치된 앵커의 제어기로 전송하고,
   상기 제어기는
   상기 UWB AP로부터 전송받은 최적값을 기반으로 현재 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 산업용 차량 충돌방지 시스템.

Images