KR102667116B1 - 광물 생산량 측정 시스템 - Google Patents

광물 생산량 측정 시스템 Download PDF

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Abstract

본 개시의 실시 예들은 신뢰성 있고 효율적인 관리 시스템을 구성하기 위해 요구되는 정확한 생산량 측정 방법 및 측정 장치를 제공하는 것으로, 광산에서 생산하는 광물의 생산량을 추정하기 위하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 측정하는 측정장치는 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점까지의 거리를 측정하는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서, 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도를 측정하는 인코더, 광물이 생산되고 있는 지를 판단하는 생산여부측정부 및 상기 생산여부측정부의 광물 생산여부 판단 결과, 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서로부터 획득한 정보 및 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도에 기초하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

광물 생산량 측정 시스템{Mineral Production Measurement System}
본 개시의 다양한 실시 예들은 광물 생산량 측정 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 광산의 채굴되는 광물의 양 측정 시의 오류를 판단하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
국내 전국에 산재해 있는 건설 현장 등에서 필요한 광물을 채굴하는 광산의 경우 그 관리가 정밀하게 수행되지 않고 현장의 경험에 의존하여 관리되는 곳이 대부분이다.
예를 들면, 분쇄과정을 거치는 광물의 정확한 생산량 파악이 되지 않고, 생산라인에서 생산되어진 광물을 적재장소로 이동시키며 대략적인 부피를 추정하여 입력하거나 현장 관리자의 육안으로 시간단위 생산량을 추정하여 산정함으로 오차의 범위가 클 수 있다. 또한, 관리자가 수동으로 입력하기 때문에 추가적인 인력 손실 및 착오 입력 가능성이 높다.
또한, 수기 및 워크시트를 활용하여 차량의 출입이나 출하량을 관리하고 있으나 시간대별 차량의 단순 출입 기록 목적으로만 이용하고, 관리실에서 매번 차량 등록 정보 및 적재 희망 광물을 직접 입력해 주어야 하고, 적재 진행 상황을 모니터링하는 관리 직원에 의해 수동 입력되며, 수기 입력된 전표의 분실 및 조작 가능성도 존재한다.
상술한 바와 같은 기존 광산에서 광물 생산, 출하, 재고 관리에 있어서 신뢰성 있는 정확한 관리 시스템이 부재한다.
광산의 비효율적 관리를 해결하기 위한 신뢰성 있고 효율적인 관리 시스템은 통신정보기술에 기반한 정확한 생산량 측정 및 출하관리 자동화 기술을 필요로 한다.
본 개시에서는 신뢰성 있고 효율적인 관리 시스템을 구성하기 위해 요구되는 정확한 생산량 측정 방법 및 측정 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 개시에서는 생산량 측정 장치에서 발생할 수 있는 측정 오류를 판단하여 측정의 정확성을 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 광산에서 생산하는 광물의 생산량을 추정하기 위하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 측정하는 측정장치는 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점까지의 거리를 측정하는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서, 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도를 측정하는 인코더, 광물이 생산되고 있는 지를 판단하는 생산여부측정부 및 상기 생산여부측정부의 광물 생산여부 판단 결과, 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서로부터 획득한 정보 및 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도에 기초하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트가 지나는 특정 지점에 구비되어 해당 지점을 지나는 광물의 중량을 측정하는 중량계를 포함하고, 상기 생산여부측정부는 상기 중량계에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 상기 미리 설정된 값보다 작은 경우에는 광물이 생산되고 있지 않다고 판단할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트의 시작 지점 또는 종료 지점에서 광물의 이동을 촬영할 수 있는 카메라를 포함하고, 상기 생산여부측정부는 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 광물이 생산되고 있는 지 또는 광물이 생산되고 있지 않은 지를 판단할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트 상에서 이동하는 광물의 이동을 감지할 수 있는 동작감지센서를 포함하고, 상기 생산여부측정부는 상기 동작감지센서에 의하여 광물의 이동이 감지되는 경우, 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 광물의 이동이 감지되지 않는 경우 광물이 생산되고 있지 않다고 판단할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서는 광물이 실리지 않은 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제1 거리를 측정하고, 광물이 이송되는 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제2 거리를 측정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서 또는 상기 제어부는 상기 제2 거리에서 상기 제1 거리를 차감하여 상기 복수의 지점 각각에서의 이송되는 광물의 높이를 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 복수의 지점 중에서 4개의 지점에 의하여 형성되는 영역에 대한 광물의 높이의 대표 값과 상기 영역의 넓이를 곱하여 상기 영역에 대한 광물의 양을 획득하고, 상기 복수의 지점에 의하여 형성될 수 있는 모든 영역에 대해 획득한 광물의 양을 합하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제어부는 상기 생산여부측정부에 의한 판단 결과 광물이 생산되고 있지 않다고 판단한 경우, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 0으로 추정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 대표 값은 상기 영역을 형성하는 4개의 지점에서의 광물의 높이의 평균 값일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 광산에서 생산하는 광물의 생산량을 추정하기 위하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 측정하는 방법은 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계, 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도를 측정하는 단계, 광물의 생산 여부를 판단하는 단계 및 상기 광물의 생산 여부의 판단 결과, 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이 및 상기 이송 속도에 기초하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는 상기 컨베이어 벨트가 지나는 특정 지점에 구비되어 해당 지점을 지나는 광물의 중량을 측정하는 중량계가 측정한 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 상기 미리 설정된 값보다 작은 경우에는 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는 상기 컨베이어 벨트의 시작 지점 또는 종료 지점에서 광물의 이동을 촬영할 수 있는 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 광물이 생산되고 있는 지 또는 광물이 생산되고 있지 않은 지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는 상기 컨베이어 벨트 상에서 이동하는 광물의 이동을 감지할 수 있는 동작감지센서에 의하여 광물의 이동이 감지되는 경우, 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 광물의 이동이 감지되지 않는 경우 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계는 광물이 실리지 않은 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제1 거리를 측정하는 단계, 광물이 이송되는 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제2 거리를 측정하는 단계 및 상기 제2 거리에서 상기 제1 거리를 차감하여 상기 복수의 지점 각각에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계는 상기 복수의 지점 중에서 4개의 지점에 의하여 형성되는 영역에 대한 광물의 높이의 대표 값과 상기 영역의 넓이를 곱하여 상기 영역에 대한 광물의 양을 획득하는 단계 및 상기 복수의 지점에 의하여 형성될 수 있는 모든 영역에 대해 획득한 광물의 양을 합하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계는 광물의 생산 여부를 판단하는 단계에서의 판단 결과 광물이 생산되고 있지 않다고 판단한 경우, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 0으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 수작업의 광산 환경을 스마트한 자동화 공정으로 개선시킬 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들을 기반으로 복수의 광산 또는 전국 광산에 대한 통합 관리 시스템의 구축을 가능하도록 할 수 있다.
또한, 본 개시의 실시 예들은 다양한 환경의 광산에 적용 가능하여 추가적인 시장의 니즈를 반영하여 관련 산업이 활성화된 중국 등에 수출이 가능할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 광산에서 컨베이어 벨트를 이용하여 파쇄된 광물을 운반하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 컨베이어 벨트를 통해 이송되는 광물의 양을 측정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 측정한 광물의 높이에 기반하여 이송되는 광물의 양을 측정하는 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 광물 생산량 추정 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시 예에 따라 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)가 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 방향에 수직인 직선 상에 일렬로 배치된 것을 도시한 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따라 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 측정된 지점의 예를 도시한 도면이다.
도 7은 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서에 의해 측정된 지점을 좌표 상에 표시한 예를 도시한 도면이다.
도 8은 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물량을 측정하는 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명에서 제안하는 제2 실시 예에 따른 광물 생산량 추정 장치를 도시한 도면이다.
도 10은 중랑계에서 측정한 중량의 추세선과 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서에 기반하여 추정한 광물 생산량의 추세선의 예를 도시한 도면이다.
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 장치 및 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 개시물의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시물이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 실시 예에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시물의 몇몇 실시 예들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 기록 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 기록 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 기록 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 기록 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 기록 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다.
도 1은 광산에서 컨베이어 벨트를 이용하여 파쇄된 광물을 운반하는 예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 원석을 채광하여 일정 크기 이하의 광물로 만들 수 있는 광물 파쇄기를 이용하여 광물을 생산하고, 생산한 광물은 일차적으로 컨베이어 벨트를 이용하여 야적장으로 이동시켜 야적시킬 수 있다. 추가적으로 컨베이어 벨트 말단에 트럭을 두고 트럭을 이용하여 멀리 있는 야적장에 야적시킬 수도 있다.
그런데 도 1에 도시된 것과 같은 광산의 광물 생산 시스템에서 생산되는 광물의 양을 정확하게 파악할 수 있는 방법이 없다. 현재는 대충의 눈대중이나 경험에 의하여 대략적인 생산량을 파악하는 정도에 그치고 있다.
도 2는 컨베이어 벨트를 통해 이송되는 광물의 양을 측정하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 광물 파쇄기(100)에서 일정 크기 이하로 파쇄되어 생산된 광물(300)는 컨베이어 벨트(200)에 실려서 이동을 하게 되고, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 일정 주기로 회전하면서 한 특정 지점에서의 광물의 높이를 측정할 수 있다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 특정 지점에서 전송된 신호가 돌아올 때까지의 시간을 측정하여 해당 지점까지의 거리를 파악할 수 있다. 컨베이어 벨트(200)에 아무 것도 실려 있지 않은 경우의 회전형 레이저 거리측정 센서와 컨베이어 벨트(200) 까지의 거리를 데이터베이스에 가지고 있다면, 컨베이어 벨트(200)에 광물이 실려 있는 경우의 거리를 획득하고, 획득한 거리와 데이터베이스에 있는 거리의 차로부터 해당 지점에서의 광물 높이를 측정할 수 있다. 그러면 해당 측정선(500)에서의 단면적을 추정할 수 있고, 이를 이용하여 광물의 양을 추정할 수 있다.
도 3은 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 측정한 광물의 높이에 기반하여 이송되는 광물의 양을 측정하는 예를 도시한 도면이다.
도 3의 (a)는 회전형 레이저 거리측정 센서에 의하여 측정된 지점의 예를 도시한 도면이다.
회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 일정한 각속도로 회전하면서 특정 지점의 높이를 측정할 수 있다. 이때, 컨베이어 벨트(200)도 이동을 하기 때문에 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 컨베이어 벨트(200)의 이송 방향에 수직한 선을 따른 지점의 높이를 측정하는 것이 아닌 컨베이어 벨트(200)의 이송 방향의 수직선에서 약간 기울어진 형태의 측정선(500a, 500b, 500c)을 따른 지점의 높이를 측정할 수 있다.
그리고 측정선(500a, 500b, 500c) 사이에서 실제 측정되는 지점의 간격은 회전형 레이저 거리측정 센서(400)의 각속도와 컨베이어 벨트(200)의 이송 속도에 의하여 결정될 수 있다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 레이저를 발사하고 돌아오는 시간을 이용하여 거리를 측정하는 것이기 때문에 연속적인 측정이 불가하고, 일정 시간 간격으로만 측정이 될 수 있다. 예를 들어 회전형 레이저 거리측정 센서(400)의 각속도가 360도/s이고, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)가 1초 동안 40번 측정이 가능하다고 하면, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 매 9도마다 측정이 가능할 수 있다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)가 자신의 각도가 0도일 때에 처음 측정을 시작한다면, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 9도의 배수에서 다음 측정이 가능하다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 0도, 9도, 18도, 27도, 36도, ??, 342도, 351도, 360도(0도)에서 측정을 수행할 수 있다. 그러고, 컨베이어 벨트(200)의 이동 속도가 K m/s(예: 1m/s)라고 가정하면, 측정선(500a, 500b, 500c) 사이의 간격은 K m(예: 1m)가 된다.
컨베이어 벨트(200)의 이동 속도가 빠르면 측정선(500a, 500b, 500c) 사이의 간격이 커지게 된다. 그러면, 유동적인 특징 또는 점액적인 특징을 가지지 않는 광물의 경우에는 그 측정의 정확도를 담보할 수 없다.
도 3의 (b)는 회전형 레이저 거리측정 센서(400)로 측정한 각 시간에서의 광물의 높이의 예를 도시한 도면이다.
도 3의 (a)의 예를 참조하면, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 매초마다 0도, 9도, 18도 27도의 4개의 점에 측정한 값만 유효한 데이터이고 나머지 각도에서는 측정을 수행하지 않거나, 측정하더라도 유효한 데이터가 아닐 수 있다. 여기서 유효한 값을 제공하는 각도 범위는 회전형 레이저 거리측정 센서(400)의 회전 각속도와 컨베이어 벨트(200)의 폭에 의하여 결정될 수 있다. 즉, (유효 각도)/360 = (컨베이어 벨트의 폭)/(2×3.14×R)로부터 유효 각도= (컨베이어 벨트의 폭)×180/(3.14×R)로부터 결정할 수 있다. 여기서 R은 회전형 레이저 거리측정 센서와 컨베이어 벨트 사이의 거리이다. 이렇게 매초당 4개의 점에서만 측정한 데이터를 기초로 보간(interpolation)법을 사용하여 컨베이어 벨트(200) 위에서 이동하는 광물의 단면적을 구하고, 이를 누적하여 컨베이어 벨트(200)를 통해 이송된 광물의 양을 추정할 수 있다.
그러나, 광물은 점액적인 특징이 없는 바, 특정 순간에 높이가 갑자기 바뀔 가능성이 높다. 이는 보간법의 사용에 기반하여 정밀한 광물의 양을 추정하는 데 문제를 야기할 수 있다.
이를 해소하기 위해서는 회전형 레이저 거리측정 센서(400)의 측정 속도 또는 회전 각속도를 높이는 것이 가장 손쉬운 방법일 수 있으나, 회전형 레이저 거리측정 센서(400)는 매 측정점에서 거리를 계산하기 위한 시간 등이 필요하기 때문에 회전 각속도를 무한히 높이는 것은 쉽지 않다. 또한, 회전 각속도를 높이는 것은 연산량이 늘어나는 것이기에 더 좋은 프로세서를 사용하는 등 훨씬 높은 비용이 발생할 가능성이 높다.
이러한 문제 하에서 본 발명은 정밀한 광물 생산량을 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
도 4는 본 발명에서 제안하는 광물 생산량 추정 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에서 제안하는 광물 생산량 추정 장치는 제어부(600), 인코더(700) 및 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)을 포함할 수 있다.
인코더(700)는 컨베이어 벨트의 속도를 측정할 수 있다. 이에 따라, 인코더(700)는 단위 시간당 이동 거리를 측정할 수 있다.
복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)는 컨베이어 벨트(200)에 실려서 이동되는 광물의 높이를 측정할 수 있다. 이때, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)는 제어부(600)의 지시에 기초하여 동기가 맞추어 지고, 서로 다른 시간에서 컨베이어 벨트 내 광물의 높이를 측정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 회전형 레이저 거리측정 센서는 라이다(Lidar) 센서일 수 있다.
복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)는 컨베이어 벨트 상의 임의의 위치에 구비될 수 있는데, 서로 다른 시간에서 컨베이어 벨트 내 광물의 높이를 측정하도록 하기 위하여 구비 위치에 따른 다양한 실시 예가 존재할 수 있다.
제어부(600)는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)의 측정 시점을 결정하고, 측정된 데이터에 기초하여 광물 생산량을 정밀하게 추정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제어부(600)는 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다. 제어부(600)는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)의 구비 위치에 따른 다양한 실시 예에 따라 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n) 각각의 측정 시간을 제어함으로써 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)가 서로 다른 시간에서 컨베이어 벨트 내 광물의 높이를 측정하도록 할 수 있다.
이하의 설명에서, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)는 모두 동일한 것으로써 측정을 위하여 1회전하는데 걸리는 시간이 동일하고, 1회전하면서 측정할 수 있는 지점의 개수가 동일하다고 본다. 예를 들면, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n) 각각의 회전 속도는 1초에 1바퀴 회전하는 360도/s이고, 1바퀴 회전하는 동안 순차적으로 20개의 지점에 대해 신호를 전송하고 수신하여 해당 지점까지의 거리를 측정할 수 있는 것으로 할 수 있다. 그러면, 회전형 레이저 거리측정 센서는 제1 지점 측정 후에 18도 회전한 후 제2 지점을 측정할 수 있고, 그러면 제1 지점과 제2 지점 사이의거리는 (18/360)=(x/2πR)에서 x= πR/10 m이다. 여기서 R은 컨베이어 벨트(200)와 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n) 사이의 거리를 나타낼 수 있다. 만약 R이 1m라면 제1 지점과 제2 지점 사이의 거리는 31.4cm일 수 있다. 그리고 각 측정 사이의 시간 간격은 1/20초일 수 있다. 그리고 인코더(700)에서 측정한 컨베이어 벨트(200)의 이송 속도가 1m/s라면 매 측정 시마다 컨베이어 벨트(200)는 50mm 이송되어 있을 수 있다. 그리고 회전형 레이저 거리측정 센서에서 0도의 측정 지점은 컨베이어 벨트(200)에서 광물이 이송될 수 있는 영역의 한쪽 끝 지점일 수 있고, 회전형 레이저 거리측정 센서는 회전하면서 컨베이어 벨트(200)에서 광물이 이송될 수 있는 영역을 지나고 반대쪽 끝 지점을 지나도록 회전 방향을 결정할 수 있다.
도 5는 다양한 실시 예에 따라 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)가 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 방향에 수직인 직선 상에 일렬로 배치된 것을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)는 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 방향(x 방향)에 수직인 직선(y 방향) 상에 일렬로 배치되고 제어부(600)의 설정에 의하여 서로 다른 각도에서 측정을 시작하도록 할 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예에 따라 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 측정된 지점의 예를 도시한 도면이다.
일 실시 예에 따라, 제어부(600)는 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)를 0도에서 측정이 시작되도록 제어할 수 있다. 그러면 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)는 0도 지점(310), 18도 지점(311), 36도 지점(312), 및 54도 지점(313)에서 측정을 할 수 있다. 이때 0도 지점(310)을 좌표의 기준으로 삼으면 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)에 의해 두번째 측정되는 지점인 18도 지점(311)의 좌표는 (-314, 50)이 될 수 있다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서가 0.05초마다 측정을 하고, 컨베이어 벨트(200)가 1m/s로 이동한다면 x 축으로 0.05초 동안 50mm 이동하게 되고, y축으로는 위에서 계산한 것처럼 πR/10=314mm만큼 아래로 이동할 수 있다. 이때 및 이후의 좌표의 단위는 mm이다. 그리고 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)에 의해 두번째 측정되는 지점인 36도 지점(312)의 좌표는 (-628, 100)이 될 수 있고, 4번째 측정되는 지점인 54도 지점(313)의 좌표는 (-942, 150)이 될 수 있다. 그리고 이후에는 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 영역을 벗어나 유효한 데이터를 포함하지 않을 수 있다. 즉, 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)만을 사용하는 경우에는 20개의 측정 각도 중에서 4개의 측정 각도는 유효한 데이터를 제공하나 나머지 16개의 측정 각도는 유효한 데이터를 제공하지 않는다. 또한, 해당 16개의 측정 각도를 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)가 돌아오는 동안 컨베이어 벨트(200)도 매 50mm씩 -x방향으로 이송되어 최초 지점(310)에서 1m가 이동된 후에 새로운 지점(320)에 대한 유효한 데이터를 획득할 수 있다. 따라서, 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)만을 사용하는 경우에는 하나의 x축 방향 측정선에서는 1m마다 측정한 데이터를 이용하여 추정할 수밖에 없어 정확도가 떨어질 수 있다.
제2 회전형 레이저 거리측정 센서(400b)는 제1 회전형 레이저 거리측정 센서(400a)가 4번째 측정 지점인 52도 지점(313)을 측정한 이후에 유효한 측정이 시작될 수 있도록 설정할 수 있다. 즉, 제어부(600)는 제2 회전형 레이저 거리측정 센서를 -70도에서 회전을 시작하도록 할 수 있다. 그러면 제2 회전형 레이저 거리측정 센서(400b)의 경우에는 첫번째 측정 지점이 -70도가 되고, 두번째 측정 지점은 -52도 세번째 측정 지점은 -36도가 되고, 4번째 측정 지점은 -18도가 되고 5번째 측정 지점은 0도가 될 수 있다. 그리고 그동안 컨베이어 벨트(200)가 이송됨에 따라, 제2 회전형 레이저 거리측정 센서(400b)가 유효한 측정데이터를 가지게 되는 5번째 측정 지점(320)의 좌표는 (0, 200)이 될 수 있다. 이후 제2 회전형 레이저 거리측정 센서(400b)는 6, 7, 8번째 측정 지점에서 유효한 측정 데이터를 제공할 수 있는데, 6, 7, 8번째 측정 지점의 좌표는 각각 (-314, 250), (-62.8, 300), (-94.2, 350)일 수 있다.
유사한 방식으로 제어부가 제3 회전형 레이저 거리측정 센서의 시작 각도를 -140도로, 제4 회전형 레이저 거리측정 센서의 시작 각도를 -210도로 그리고 제5 회전형 레이저 거리측정 센서의 시작 각도를 -280도로 설정하면 다음 표 1과 같이 컨베이어 벨트(200) 내에 이송되는 광물의 높이를 일정한 간격으로 측정할 수 있다.
제1 회전형 레이저 거리측정 센서 제2 회전형 레이저 거리측정 센서 제3 회전형 레이저 거리측정 센서 제4 회전형 레이저 거리측정 센서 제5 회전형 레이저 거리측정 센서
제1 유효
측정 위치		 0,0 0,200 0,400 0,600 0,800
제2 유효
측정 위치		 -314, 50 -314, 250 -314, 450 -314, 550 -314, 850
제3 유효
측정 위치		 -628, 100 -628, 300 -628, 500 -628, 700 -628, 900
제4 유효
측정 위치		 -942, 150 -942, 350 -942, 550 -942, 750 -942, 950
매 1초마다 [표 1]의 위치를 반복하게 되므로 전체적으로 y축 방향으로는 314mm 간격으로 x축 방향으로는 200mm 간격으로 측정점을 가질 수 있다.
상술한 예에서는 5개의 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용하는 것으로 하였지만 y축 방향 간격 및 x축 방향 간격을 키우면서 더 작은 수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용할 수도 있다. 예를 들면 [표 1]에서 제2 회전형 레이저 거리측정 센서와 제4 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용하지 않는 것으로 하면, 3개의 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용하는 것이 되고, y축 방향 간격은 314mm로 되고, x축 방향 간격은 400mm가 되도록 할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 5개의 회전형 레이저 거리측정 센서를 추가하여 각각 상술한 5개의 회전형 레이저 거리측정 센서보다 9도 전에서 측정을 시작할 수 있다. 예를 들면 제6 회전형 레이저 거리측정 센서 내지 제 10 회전형 레이저 거리측정 센서는 각각 -9도, -79도, -149도, -219도 및 -289도 회전을 시작하도록 할 수 있다. 그러면 제 6 회전형 레이저 거리측정 센서 내지 제10 회전형 레이저 거리측정 센서에 의해 측정되는 지점은 도 6에 도시된 제1 회전형 레이저 거리측정 센서 내지 제5 회전형 레이저 거리측정 센서에 의해 측정되는 지점들의 사이가 될 수 있고, 더욱 정밀하게 컨베이어 벨트(200)에서 이송되는 광물의 양을 추정할 수 있다.
도 7은 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서에 의해 측정된 지점을 좌표 상에 표시한 예를 도시한 도면이다.
제어부(600)는 회전형 레이저 거리측정 센서로부터 획득한 각 지점에서의 거리 정보에 기초하여 각 지점에서의 광물의 높이를 결정할 수 있다. 또는 다른 일 실시 예에 따라, 회전형 레이저 거리측정 센서가 각 지점에서의 광물의 높이를 결정하고, 제어부(600)는 회전형 레이저 거리측정 센서로부터 각 지점에서의 결정된 광물의 높이를 획득할 수 있다.
제어부(600)는 도 7에 도시된 바와 같이 평행사변형(710, 720)을 이루는 네 지점의 높이 정보에 기초하여 평행사변형(710, 720) 내의 광물의 양을 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제어부(600)는 평행사변형(710, 720)을 이루는 네 지점의 높이 정보를 평균한 값과 평행 사변형의 넓이를 곱하여 해당 평행사변형 내의 광물의 양을 결정할 수 있다.
다른 일 실시 예에 따라, 제어부(600)는 평행사변형(710, 720)을 복수 개의 영역으로 분할하고, 분할된 복수 개의 영역 각각에서의 광물의 높이를 평행사변형을 이루는 네 지점의 높이 정보에 기초하여 보간(interpolation)을 수행하여 획득하고, 그 결과에 기초하여 해당 평행사변형(710, 720)의 광물의 높이를 결정할 수 있다.
도 7의 예에서 4개의 측정 지점에 의하여 결정되는 각 평행사변형의 넓이는 동일할 수 있으나, 다른 제어 설정에 따라 4개의 측정 지점에 의하여 결정되는 영역이 평행사변형이 아닐 수도 있고, 각 영역의 넓이가 일정하지 않을 수도 있다. 그리고 더 많은 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용할수록 4개의 측정 지점에 의하여 결정되는 영역의 넓이는 작아질 수 있고, 그 결과 더욱 정밀한 광물량 측정이 가능할 수 있다.
도 5의 실시 예에서는 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 방향과 수직한 방향으로 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 구비한 것으로 도시하였지만 다른 실시 예에 따르면, 컨베이어 벨트(200)의 광물 이송 방향과 평행한 방향으로 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 구비하는 것도 가능하다. 이 경우에는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서 모두가 동시에 0도에서 측정을 시작할 수 있다. 그리고 이 경우에는 컨베이어 벨트(200)의 이송 속도 및 측정하고자 하는 지점 간의 x축 방향의 거리에 기초하여 구비할 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서의 수를 결정할 수 있다.
도 8은 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물량을 측정하는 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 단계 S810에서, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 컨베이어 벨트의 이송방향에 수직한 방향으로 일렬로 배치할 수 있다.
단계 S820에서, 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서의 회전 시작점을 서로 다르게 설정하여 컨베이어 벨트(200) 내에서 광물이 이송되는 영역 내의 복수의 지점에서 광물의 높이를 측정할 수 있다.
예를 들면, 5대의 회전형 레이저 거리측정 센서가 있는 경우, 제1 회전형 레이저 거리측정 센서 내지 제5 회전형 레이저 거리측정 센서는 각각 0도, -70도, -140도, -210도, -280도에서 회전을 시작하도록 설정되고, 측정을 시작할 수 있다. 이송되는 광물의 높이는 최초 광물이 없을 때에 측정한 각 지점까지의 거리에서 광물이 이송 중일 때에 측정한 각 지점까지의 거리에 기초하여 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 더 많은 회전형 레이저 거리측정 센서를 사용하는 경우, 더욱 조밀하게 측정 지점을 형성할 수 있어 더욱 정밀한 광물량 측정이 가능할 수 있다.
단계 S830에서, 복수의 지점에서 측정된 광물의 높이에 기반하여 광물량을 추정할 수 있다. 측정 장치는 4개의 측정 지점으로 둘러쌓인 영역의 넓이와 해당 영역을 대표하는 높이 값을 곱하여 해당 영역에서의 광물량을 획득하고, 각 영역의 광물량을 더하여 전체 광물량을 추정할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 특정 영역을 대표하는 높이 값은 해당 영역을 둘러쌓는 4개의 측정 지점에서의 높이 값을 평균한 값일 수 있다. 다른 일 실시 예에 따라, 특정 영역을 대표하는 높이 값은 해당 영역을 둘러쌓는 4개의 측정 지점에 기초하여 보간법을 사용하여 획득한 값일 수 있다.
상술한 도 8의 방법 및 도 4의 측정 장치에 의하여 그동안 주먹구구식으로 결정하였던 광물의 생산량을 보다 정밀하게 측정할 수 있다. 그로 인하여 영업과 업무의 효율성을 증가시킬 수 있다.
하지만 특정한 경우 광물 체적 측정에 있어서 오류가 있을 수 있다. 예를 들면, 실제 광물이 컨베이어 벨트(200)로 이송되고 있지 않은 경우에는 측정을 수행하여, 오류가 누적됨으로써 광물 체적 측정량에 오류가 발생할 수 있다.
이러한 오류를 방지하기 위하여 도 4에 도시된 광물 생산량 추정 장치에 광물의 생산이 진행되고 있는 지를 판단하기 위한 생산여부측정부가 추가될 수 있다.
도 9는 본 발명에서 제안하는 제2 실시 예에 따른 광물 생산량 추정 장치를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 광물 생산량 추정 장치는 도 4에 도시된 제1 실시예에 따른 광물 생산량 추정 장치에서 생산여부측정부(800)를 더 포함할 수 있다.
생산여부측정부(800)는 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 기반한 체적 측정에 따른 생산량 측정 이외의 다른 방법으로 현재 생산이 진행되고 있는 지 아니면 생산이 중단되고 있는 지를 판단하기 위한 장치일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 생산여부측정부(800)는 컨베이어 벨트(200) 하방에 연결된 중량계를 포함할 수 있다. 중량계는 컨베이어 벨트(200) 내의 특정 지점에서 컨베이어 벨트(200)를 통해 이송되는 광물의 시간별 중량을 측정할 수 있다. 예를 들면, 중량계는 도 5의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)가 위치한 지점의 컨베이어 벨트(200) 하방에 위치하여 매 1분 또는 매 1초마다 컨베이어 벨트(200)를 통해 이송되는 광물의 중량을 측정할 수 있다. 그러면, 중량계는 측정 지점을 지나가는 광물의 중량을 측정할 수 있다.
중량계에서 측정한 중량의 추세선과 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 기반하여 추정한 광물 생산량의 추세선을 비교하여 광물 생산량 추정의 오류를 판단할 수 있다.
도 10은 중랑계에서 측정한 중량의 추세선과 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서에 기반하여 추정한 광물 생산량의 추세선의 예를 도시한 도면이다.
도 10은 일 예로서, 시간 t1 내지 t9에서 중량계로 측정한 중량 및 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정한 단면적을 도시한다. 도 10을 참조하면, 시간 t1 내지 t3(1010)에서는 어느 정도의 중량이 측정되어 광물이 컨베이어 벨트(200)를 통해 이동됨을 알 수 있고, 시간 t4 내지 t6(1020)에서는 중량이 거의 측정되지 아니하여 컨베이어 벨트(200)를 통해 광물이 이동되지 않음을 알 수 있다. 다시 시간 t7 내지 t9(1030)에서는 어느 정도의 중량이 측정되어 광물이 컨베이어 벨트(200)를 통해 이동됨을 알 수 있다.
한편, 도 10을 참조하면, 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정한 각 시간에서의 단면적도 중량계에 의하여 측정한 중량의 각 시간에서의 추세와 동일함을 알 수 있다. 즉, 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정하는 생산량에 오류가 없다고 판단할 수 있다.
또한, 시간 t4 내지 t6의 경우에는 중량이 측정 오차 범위 내로 아주 작게 측정된다면, 컨베이어 벨트(200)로 이송되는 광물이 없다고 판단할 수 있고, 그 결과로 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정하는 생산량이 일부 나타나더라도 해당 추정 값을 0으로 만들 수 있다. 즉, 제어부(600)는 중량계에 의해 측정된 중량을 기초로 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정하는 생산량의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
다른 일 실시 예에 따라, 생산여부측정부(800)는 중량계에서 측정한 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 미리 설정된 값보다 작은 경우에는 광물이 생산되고 있지 않다고 판단할 수 있다. 이러한 판단 결과를 적용하여, 제어부(600)는 컨베이어 벨트(200)로 이송되는 광물이 없다고 판단할 수 있고, 그 결과를 적용하여, 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정하는 생산량이 일부 나타나더라도 해당 추정 값을 0으로 만들 수 있다. 즉, 제어부(600)는 중량계에 의해 측정된 중량을 기초로 회전형 레이저 거리측정 센서로 추정하는 생산량의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 생산여부측정부(800)는 광물 파쇄기(100)에서 파쇄된 광물이 컨베이어 벨트(200)로 떨어지는 지점 또는 컨베이어 벨트(200)의 끝 부분에서 야적장 또는 트럭으로 광물이 떨어지는 부분을 촬영할 수 있는 카메라를 포함할 수 있다. 제어부(600)는 카메라가 촬영한 이미지를 분석하여 현재 광물이 생산 중인지 아니면 광물이 생산이 중단되어 있는 지를 판단할 수 있다. 그리고 제어부(600)는 카메라 분석을 통해 광물이 생산되고 있는 시간 구간에서 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량 증가되고 있는 지를 판단하고, 카메라 분석을 통해 광물이 생산되고 있지 않은 시간 구간에서 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량 증가가 없는 지를 판단하여 생산량 추정에 오류가 있는 지를 판단할 수 있다. 특히, 제어부(600)는 카메라 분석을 통해 광물이 생산되고 있지 않은 시간 구간에서는 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량이 조금이라도 나타나는 경우에는 해당 생산량을 0으로 만들어 생산량의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
일 실시 예에 따라, 생산여부측정부(800)는 광물 파쇄기(100)에서 파쇄된 광물이 컨베이어 벨트(200)로 떨어지는 지점 또는 컨베이어 벨트(200)의 끝 부분에서 야적장 또는 트럭으로 광물이 떨어지는 지점에서 광물의 이동을 감지할 수 있는 동작감지센서를 포함할 수 있다. 제어부(600)는 동작감지센서에 의하여 동작이 감지되는 경우에는 현재 광물이 생산 중으로 판단하고, 동작이 감지되지 않는 경우에는 광물의 생산이 중단되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 그리고 제어부(600)는 광물이 생산되고 있는 것으로 판단되는 시간 구간에서 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량이 증가되고 있는 지를 판단하고, 광물의 생산이 중단되고 있는 시간 구간에서 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량 증가가 없는 지를 판단하여 생산량 추정에 오류가 있는 지를 판단할 수 있다. 특히, 제어부(600)는 동작감지센서에 의해 광물의 이동이 감지되지 않은 광물이 생산되고 있지 않은 시간 구간에서는 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량이 나타나더라도 해당 생산량을 0으로 만들어 생산량의 정확도를 더욱 높일 수 있다.
상술한 바와 같이 제2 실시예에 따른 생산량 추정 장치는 값싼 장비로 구현될 수 있는 생산여부측정부(800)를 더 포함함으로써, 생산여부에 기초하여 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량의 증가가 정확한 지를 판단할 수 있으며, 또한, 회전형 레이저 거리측정 센서(400a 내지 400n)에 의해 추정되는 생산량의 정확도를 더욱 높이게 할 수 있다.
100: 광물 파쇄기 200: 컨베이어 벨트
300: 광물 400: 회전형 레이저 거리측정 센서
600: 제어부 700: 인코더
800: 생산여부측정부

Claims (16)

  1. 광산에서 생산하는 광물의 생산량을 추정하기 위하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 측정하는 측정장치에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점까지의 거리를 측정하는 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서;
    상기 컨베이어 벨트의 이송 속도를 측정하는 인코더;
    광물이 생산되고 있는 지를 판단하는 생산여부측정부; 및
    상기 생산여부측정부의 광물 생산여부 판단 결과, 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서로부터 획득한 정보 및 상기 컨베이어 벨트의 이송 속도에 기초하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서는 360도 회전하면서 측정을 수행하고,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서의 각각에 대해 측정을 시작하는 각도를 설정하여 줌으로써 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서가 상기 컨베이어 벨트의 서로 다른 지점까지의 거리를 측정하도록 제어하는,
    측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트가 지나는 특정 지점에 구비되어 해당 지점을 지나는 광물의 중량을 측정하는 중량계를 포함하고,
    상기 생산여부 측정부는 상기 중량계에 의하여 측정된 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 상기 미리 설정된 값보다 작은 경우에는 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는, 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트의 시작 지점 또는 종료 지점에서 광물의 이동을 촬영할 수 있는 카메라를 포함하고,
    상기 생산여부측정부는 상기 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 광물이 생산되고 있는 지 또는 광물이 생산되고 있지 않은 지를 판단하는, 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 생산여부측정부는 상기 컨베이어 벨트 상에서 이동하는 광물의 이동을 감지할 수 있는 동작감지센서를 포함하고,
    상기 생산여부측정부는 상기 동작감지센서에 의하여 광물의 이동이 감지되는 경우, 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 광물의 이동이 감지되지 않는 경우 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는, 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서는,
    광물이 실리지 않은 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제1 거리를 측정하여 상기 제어부로 전달하고,
    광물이 이송되는 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제2 거리를 측정하여 상기 제어부로 전달하고,
    상기 제어부는,
    상기 제2 거리에서 상기 제1 거리를 차감하여 상기 복수의 지점 각각에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는, 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 지점 중에서 4개의 지점에 의하여 형성되는 영역에 대한 광물의 높이의 대표 값과 상기 영역의 넓이를 곱하여 상기 영역에 대한 광물의 양을 획득하고,
    상기 복수의 지점에 의하여 형성될 수 있는 모든 영역에 대해 획득한 광물의 양을 합하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는, 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 생산여부측정부에 의한 판단 결과 광물이 생산되고 있지 않다고 판단한 경우, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 0으로 추정하는, 측정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 대표 값은 상기 영역을 형성하는 4개의 지점에서의 광물의 높이의 평균 값인, 측정 장치.
  9. 광산에서 생산하는 광물의 생산량을 추정하기 위하여 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 측정하는 방법에 있어서,
    복수의 회전형 레이저 거리측정 센서를 이용하여 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계;
    상기 컨베이어 벨트의 이송 속도를 측정하는 단계;
    광물의 생산 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 광물의 생산 여부의 판단 결과, 상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이, 및 상기 이송 속도에 기초하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서는 360도 회전하면서 측정을 수행하고,
    상기 방법은,
    상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서가 서로 다른 지점까지의 거리를 측정하도록 상기 복수의 회전형 레이저 거리측정 센서의 각각에 대해 측정을 시작하는 각도를 설정하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는,
    상기 컨베이어 벨트가 지나는 특정 지점에 구비되어 해당 지점을 지나는 광물의 중량을 측정하는 중량계가 측정한 값이 미리 설정된 값 이상인 경우에는 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 상기 미리 설정된 값보다 작은 경우에는 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는,
    상기 컨베이어 벨트의 시작 지점 또는 종료 지점에서 광물의 이동을 촬영할 수 있는 카메라에 의해 촬영된 영상을 분석하여 광물이 생산되고 있는 지 또는 광물이 생산되고 있지 않은 지를 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 광물의 생산 여부를 판단하는 단계는,
    상기 컨베이어 벨트 상에서 이동하는 광물의 이동을 감지할 수 있는 동작감지센서에 의하여 광물의 이동이 감지되는 경우, 광물이 생산되고 있다고 판단하고, 광물의 이동이 감지되지 않는 경우 광물이 생산되고 있지 않다고 판단하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트 내 복수의 지점에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계는,
    광물이 실리지 않은 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제1 거리를 측정하는 단계:
    광물이 이송되는 상태에서 상기 컨베이어 벨트 내 상기 복수의 지점까지의 제2 거리를 측정하는 단계: 및
    상기 제2 거리에서 상기 제1 거리를 차감하여 상기 복수의 지점 각각에서의 이송되는 광물의 높이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계는,
    상기 복수의 지점 중에서 4개의 지점에 의하여 형성되는 영역에 대한 광물의 높이의 대표 값과 상기 영역의 넓이를 곱하여 상기 영역에 대한 광물의 양을 획득하는 단계; 및
    상기 복수의 지점에 의하여 형성될 수 있는 모든 영역에 대해 획득한 광물의 양을 합하여 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 추정하는 단계는,
    광물의 생산 여부를 판단하는 단계에서의 판단 결과 광물이 생산되고 있지 않다고 판단한 경우, 상기 컨베이어 벨트로 이송되는 광물의 양을 0으로 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 대표 값은 상기 영역을 형성하는 4개의 지점에서의 광물의 높이의 평균 값인, 방법.
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