KR102670826B1 - 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템 - Google Patents

양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기시공된 아스팔트나 콘크리트 도로를 절단에 사용되는 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로를 따라 자동으로 이동되게 함에 따라 아스팔트 또는 콘크리트 도로를 정확하게 절단할 수 있는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것이다.

Description

양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템{Automatic steering control system based on double-edged road cutter vision system}
본 발명은 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기시공된 아스팔트나 콘크리트 도로를 절단에 사용되는 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로를 따라 자동으로 이동되게 함에 따라 아스팔트 또는 콘크리트 도로를 정확하게 절단할 수 있는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것이다.
통상적으로, 아스팔트 또는 콘크리트에 의해 완공된 도로 및 보도를 보수하거나 상수도 및 하수도 그리고 각종 전기공사에 필요한 파이프를 묻기 위해서 공사부분을 따라 아스팔트 또는 콘크리트를 절단하게 된다.
이때, 아스팔트 또는 콘크리트의 절단공정은 도로 노면에 일정 간격으로 띄워진 한 쌍의 먹선을 도시한 뒤, 절단장치가 상기 먹선을 따라 이동하는 과정에서 절단칼날이 아스팔트 또는 콘크리트를 절단하는 것이 일반적이다.
이러한 아스팔트 또는 코크리트의 절단 장치에 대한 기술 중 하나로 등록특허공보 제10-1537218호(이하, '종래기술'이라 함)가 개시되어 있다.
상시 종래기술은 이동이 가능한 몸체부의 측부에 수직으로 세워져 동력부에 의해 회전하여 도로를 절단하는 절단칼날이 구비되고, 물을 수용하기 위한 물통이 구비되며, 상기 절단칼날에 물통의 물을 분사하기 위한 물분사관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그런데 상기 종래기술은 작업자가 직접 전방 또는 후방으로 기기를 밀거나 당기면서 몸체부가 전후진 되게 하는 것이기 때문에 먹선을 따라 절단장치를 이동시키는 작업 과정이 매우 피로한 것을 물론이고, 전 작업 과정이 수작업으로 실시되기 때문에 실수나 오차가 많은 문제가 있다.
이를 해결하기 위해 최근에는 리모트 컨트롤을 이용하여 절단장치를 무선으로 조종하는 기술이 도입되고 있으나, 리모트 컨트롤을 조작하는 것 또한 작업자가 전 작업 과정동안 주의를 기울여야 하기 때문에 여전히 작업자에게 많은 피로감을 부여하게 되는 문제가 있다.
등록특허공보 제10-1537218호 (2015.07.10.등록)
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 기시공된 아스팔트나 콘크리트 도로를 절단에 사용되는 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로를 따라 자동으로 이동되게 함에 따라 아스팔트 또는 콘크리트 도로를 정확하게 절단할 수 있는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 소정의 부피를 갖도록 구성되는 이동몸체(100); 한 쌍이 상기 이동몸체(100)의 후단에서 후방으로 돌출되게 구비되어, 아스팔트를 절단하도록 구성되는 절단부(200); 이동몸체(100)의 하부에 구비되어 상기 이동몸체(100)가 전후진되게 하는 주행동력부(300); 상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비되어 상기 이동몸체(100)의 주행방향이 조절되게 하는 조향부(400); 이동몸체(100)의 후방측 주행경로(L)를 촬영하는 촬영부(500); 및 상기 촬영부(500)에 의해 촬영된 이미지를 분석하고, 분석된 결과에 따라 상기 조향부(400)가 동작되도록 제어함으로써 이동몸체(100)의 진행방향을 보정 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 조향부(400)는, 좌우방향으로 연장된 축으로 형성되어 상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비되는 조향구동축(410); 한 쌍이 상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에 좌우방향으로 회동 가능하게 힌지 체결되는 조향바퀴(420); 및 제어부로부터 전달받은 동작신호에 따라 상기 조향바퀴(420)가 좌우방향으로 회동되게 하는 조향용 구동장치(430);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에는, 조향바퀴(420)가 힌지 체결되는 연결브라켓(411)이 구비될 수 있다.
한편, 상기 조향용 구동장치(430)는, 좌우방향 양단으로 유압 또는 공압에 의해 각각 인출입이 가능한 실린더로드가 구비된 양방향 실린더로 구성되어 조향구동축(410)과 나란하게 배치되는 구동용 실린더(431); 일단이 한 쌍의 실린더로드 중 선택된 하나의 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 일측에 힌지 체결되는 제 1구동링크(432); 및 일단이 나머지 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 일측과 힌지 체결되는 제 2구동링크(433);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 촬영부(500)는, 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)와 조향부(400)의 사이에 구비되어 아스팔트의 주행경로(L)을 따라 이동하는 상태를 촬영하되, 한 쌍의 주행경로(L) 중 선택되는 하나의 주행경로(L)를 촬영할 수 있다.
한편, 상기 제어부는, 상기 촬영부(500)로부터 실시간으로 촬영된 이미지를 전달받으며, 전달받은 이미지를 필터링하여 이진 영상을 생성한 뒤, 생성된 이진 영상을 분석하여 주행경로(L)의 기울기를 계산하며, 계산된 결과에 대응하는 방향으로 이동몸체(100)가 진행할 수 있도록 상기 조향부(400)로 구동명령을 전달할 수 있다.
이때, 상기 제어부에는, 촬영부(500)로부터 전달받은 이미지에서 아스팔트에 그려진 주행경로(L)의 색상 정보를 미리 입력하되, 기울기를 판단하기 위한 기준선(L0), 기준위치(P0) 및 관심영역(S)을 미리 설정하여 입력하도록 한다.
한편, 기준선(L0)은, 촬영부(500)가 촬영하고 있는 주행경로(L)를 따라 이동하는 절단부(200)의 회전칼날(220)의 좌우방향 중심을 통과하여 Y축으로 연장된 라인으로 이루어지고, 상기 기준위치(P0)는, 상기 회전칼날(220)과 주행구동부(300)의 사이에서 기준선(L0) 상에 위치한 랜덤한 지점으로 구성되어 촬영된 이미지 상에 설정되게 한다.
한편, 상기 관심영역(S)는, 상기 기준위치(P0)에서 전방으로 소정거리 이격된 지점에 설정된 영역중심(P1)을 기준으로 전후 및 좌우방향으로 대칭되는 직사각형의 영역으로 이루어져, 촬영된 이미지 상에 설정되게 한다.
한편, 상기 제어부는, 이진 영상을 분석하여 상기 관심영역(S) 내의 관심위치(P2)를 도출한 뒤, 관심위치(P2)와 기준위치(P0)를 연결하여 비교선(L1)을 추출하며, 이후, 상기 비교선(L1)과 기준선(L0) 사이의 각(θ)을 계산함으로써 기울기를 추출되게 한다.
본 발명에 따르면, 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로를 따라 자동으로 이동되게 함에 따라 아스팔트 또는 콘크리트 도로를 정확하게 절단할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 촬영부가 주행동력부와 절단부보다 전방에 위치한 상태에서 후방측의 주행경로(L)를 촬영하게 구비됨에 따라 절단과정에서 발생하는 먼지 또는 부산물 등에 의해 촬영된 이미지의 정확성 저하 문제를 미연에 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 촬영된 이미지를 필터링하여 이진 영상으로 추출한 뒤, 이를 기반으로 기울기를 추출함에 따라 더욱 정확하게 기울기 값을 추출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템의 실시예의 도면.
도 2는 본 발명에 적용되는 절단부의 실시예의 도면.
도 3은 본 발명에 따른 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템의 측면도.
도 4는 도 3의 A-A'단면도.
도 5a는 본 발명에 적용되는 조향부의 사시도.
도 5b는 본 발명에 적용되는 조향부가 일방향으로 회동한 상태를 나타내는 도면.
도 6a은 본 발명에 적용되는 촬영부에 의해 촬영된 이미지의 예를 도시한 도면.
도 6b은 도 6a의 이미지를 이진 영상으로 구현한 상태를 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기시공된 아스팔트나 콘크리트 도로를 절단에 사용되는 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로를 따라 자동으로 이동되게 함에 따라 아스팔트 또는 콘크리트 도로를 정확하게 절단할 수 있는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반의 자동 조향 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 양날 도로 절단기가 아스팔트 또는 콘크리트 도로의 상부에 그려진 주행경로(L)을 따라 이동하면서 절단하기 위한 자동 조향 제어 시스템에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 이동몸체(100), 절단부(200), 주행동력부(300), 조향부(400), 촬영부(500) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 이동몸체(100)는 절단기의 작동을 위한 각종 부품이 배치되는 것으로, 소정의 부피를 갖도록 구성된다.
이러한 이동몸체(100)는 강건한 재질로 이루어지되, 충분한 부피를 갖도록 구성된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 절단부(200)는 한 쌍이 상기 이동몸체(100)의 후단에서 후방으로 돌출되게 구비되어, 아스팔트를 절단하도록 구성된다.
상술하면, 상기 절단부(200)는 이동몸체(100)의 후단에서 후방으로 돌출되되, 돌출된 끝단이 경사진 하방을 향하게 체결되는 지지부(210), 상기 지지부(210)의 돌출된 끝단에 축회전 가능하게 체결되는 회전칼날(220) 및 상기 회전칼날(220)이 설정된 속도로 회전하도록 구동력을 제공하는 절단용 구동장치(230)를 포함한다.
이때, 상기 지지부(210)는 힌지축을 포함하여 상하방향으로 회동 가능하게 구성되고, 상기 회전칼날(220)은 상기 지지부(210)의 끝단에 힌지 체결되어 아스팔트의 절단시에는 상기 회전칼날(220)이 아스팔트의 표면을 가압하도록 제어하고, 이동몸체(100)의 이동시에는 상기 회전칼날(220)이 아스팔트의 표면으로부터 상방으로 띄워진 상태가 되게 한다.
한편, 본 발명에서는 상기 지지부(210)에 구비되는 절단용 실린더(240)에 의해 상기 지지부(210)가 상하방향으로 회동됨에 따라 회전칼날(220)의 상하회동이 이루어진다.
예를 들면, 상기 절단용 실린더(240)는 상기 지지부(210)의 상단에 힌지 체결된 상태에서 실린더 로드의 끝단이 상기 회전칼날(220)과 힌지 체결되어 상기 실린더 로드가 인출되면, 상기 회전칼날(220)이 하방으로 회동되면서 아스팔트의 표면으로 이동되고, 상기 실린더 로드가 인입되면, 상기 회전칼날(220)이 상방으로 회동되면서 아스팔트의 표면으로부터 멀어지게 한다.
한편, 상기 지지부(210)는 좌우방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 구비된다.
상술하면, 상기 이동몸체(100)의 후단에는 좌우방향으로 연장되는 복수 개의 안내봉(110)이 상하방향으로 소정거리 이격 구비되고, 상기 지지부(210)에는 상기 안내봉(110)이 관통 삽입되는 안내홈이 구비됨에 따라 상기 지지부(210)는 상기 안내봉(110)을 따라 좌우방향으로 슬라이딩 이동 가능하다.
이에 따라 본 발명에서는 주행경로(L)의 위치에 따라 상기 회전칼날(220)이 적절한 위치에 배치되게 상기 지지부(210)를 좌우방향으로 슬라이딩 이동한 뒤, 이를 고정하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 지지부(210)는 별도로 구비되는 슬라이딩용 동력장치(미도시)를 통해 수동 또는 자동으로 슬라이딩 이동될 수 있는데, 이러한 슬라이딩용 동력장치는 지지부(210)를 좌우방향으로 슬라이딩 이동시키는 다양한 장치들로 구성 가능하다.
한편, 상기 절단부(200)는 한 쌍이 좌우방향으로 소정거리 이격되어 구비되되, 회전칼날(220)이 서로 면대향된 상태로 구비된다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 주행동력부(300)는 이동몸체(100)의 하부에 구비되어 상기 이동몸체(100)가 전후진되게 한다.
상술하면, 도 4와 같이, 상기 주행동력부(300)는 좌우방향으로 연장되는 주행구동축(310), 상기 주행구동축(310)의 좌우방향 양단에 구비되는 주행바퀴(320) 및 상기 주행바퀴(320)가 회전하도록 구동력을 전달하는 주행용 구동장치(미도시)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 주행동력부(300)는 상기 이동몸체(100)의 전후중심부를 기준으로 이보다 후방측에 배치된다.
한편, 상기 조향부(400)는 상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비되어 상기 이동몸체(100)의 주행방향이 조절되게 하는데, 이를 위해, 상기 조향부(400)는 조향구동축(410), 조향바퀴(420) 및 조향용 구동장치(430)를 포함한다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 조향구동축(410)은 좌우방향으로 연장된 축으로 형성되어 상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비된다.
이때, 상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에는 조향바퀴(420)가 힌지 체결되는 연결브라켓(411)이 구비된다.
상기 연결브라켓(411)은 제 1힌지홈이 면상에 형성된 상부면, 상기 제 1힌지홈과 동축을 갖도록 제 2힌지홈이 면상에 형성된 하부면 및 상부면과 하부면의 일측 사이를 연결하는 하나의 측벽을 포함하는 'ㄷ'자 프레임으로 이루어져, 상기 조향구동축(410)의 양단에 각각 구비되는데, 측벽과 마주보는 개방부가 외측방향을 바라보는 상태로 구비된다.
즉, 한 쌍의 연결브라켓(411)은 상기 조향구동축(410)의 중심부를 기준으로 서로 반대방향을 향하는 상태로 구비된다.
한편, 상기 조향바퀴(420)는 한 쌍이 상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에 좌우방향으로 회동 가능하게 힌지 체결된다.
상술하면, 상기 조향바퀴(420)는 캐스터(421), 상기 캐스터(421)의 회전중심축에서 외측으로 돌출 형성되는 바퀴축(422) 및 상기 바퀴축(422)의 끝단에서 동축을 갖는 상태로 상방과 하방으로 돌출 형성되어 상기 연결브라켓(411)의 제 1힌지홈과 제 2힌지홈에 각각 힌지 체결되는 힌지돌기(423)를 포함한다.
한편, 상기 조향용 구동장치(430)는 제어부로부터 전달받은 동작신호에 따라 상기 조향바퀴(420)가 좌우방향으로 회동되게 하는데, 이를 위해 구동용 실린더(431), 제 1구동링크(432) 및 제 2구동링크(433)를 포함한다.
상기 구동용 실린더(431)는 좌우방향 양단으로 유압 또는 공압에 의해 각각 인출입이 가능한 실린더로드가 구비된 양방향 실린더로 구성되어 조향구동축(410)과 나란하게 배치된다.
이때, 상기 구동용 실린더(431)는 조향구동축(410)의 중심부를 기준으로 대칭되게 구비되며, 고정부재에 의해 조향구동축(410)과 고정된다.
한편, 상기 제 1구동링크(432)는 일단이 한 쌍의 실린더로드 중 선택된 하나의 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 힌지돌기(423)와 힌지 체결된다.
한편, 상기 제 2구동링크(433)는 일단이 나머지 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 힌지돌기(423)와 힌지 체결된다.
상기한 구성에 따라 상기 주행바퀴(320)는 조향용 구동장치(430)의 동작에 따라 좌우방향으로 회동될 수 있다.
상술하면, 상기 주행동력부(300)로 전달된 동작신호가 주행바퀴(320)를 우측으로 일정각도 회전시키는 것인 경우, 우측에 위치한 실린더로드는 이에 대응하여 계산된 길이만큼 인출되고, 좌측에 위치한 실린더로드는 계산된 길이만큼 인입된다.
이에 따라 상기 제 1구동링크(432) 및 제 2구동링크(433)에 의해 한 쌍의 실린더로드와 연동된 한 쌍의 조향바퀴(420)는 동시에 우측으로 일정각도 회전하게 된다.
한편, 상기 촬영부(500)는 이동몸체(100)의 후방측 주행경로(L)를 촬영하도록 구비된다.
상술하면, 도 3 및 도 4와 같이, 상기 촬영부(500)는 이동몸체(100)의 하부 또는 절단부(200)의 지지부(210)의 하부측에 구비되되, 상기 주행동력부(300)와 절단부(200)의 사이에 구비되어 아스팔트의 주행경로(L)을 따라 이동하는 상태를 촬영할 수 있다.
이때, 한 쌍의 주행경로(L) 중 선택되는 하나의 주행경로(L)를 촬영하며, 촬영된 영상은 이후 후술할 제어부로 전달되어 처리되게 한다.
한편, 상기 촬영부(500)는 하나 또는 두 개가 구비되어 후방측 주행경로(L)를 촬영하게 되는데, 이때, 상기 촬영부(500)가 두 개 구비되는 경우, 하나의 촬영부(500)는 아스팔트가 절단되는 부분의 주행경로(L)를 촬영하고, 나머지 하나의 촬영부(500)는 절단되지 않는 부분의 주행경로(L)를 촬영하도록 한다.
한편, 상기 촬영부(500)는 바닥면으로부터 30cm 이상 상방으로 이격된 위치에 구비되어 비산 먼지 등에 의한 영향이 최소화되게 한다.
한편, 상기 촬영부(500)에는 편광필터가 구비되어 촬영된 이미지에 반사광이 표현되는 현상을 미리 제거한다.
한편, 상기 제어부는 상기 촬영부(500)에 의해 촬영된 이미지를 분석하고, 분석된 결과에 따라 상기 조향부(400)가 동작되도록 제어함으로써 이동몸체(100)의 진행방향을 보정 제어한다.
상술하면, 상기 제어부는 상기 촬영부(500)로부터 도 6a와 같은 실시간으로 촬영된 이미지를 전달받으며, 전달받은 이미지를 필터링하여 도 6b와 같은 이진 영상을 생성한 뒤, 생성된 이진 영상을 분석하여 주행경로(L)의 기울기를 계산하며, 계산된 결과에 대응하는 방향으로 이동몸체(100)가 진행할 수 있도록 상기 조향부(400)로 구동명령을 전달함으로써, 이동몸체(100)가 주행경로(L)를 따라 이동하면서 아스팔트가 절단되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 주행경로(L)의 기울기 계산과정을 더욱 상세하게 설명하면, 먼저, 상기 제어부에는 촬영부(500)로부터 전달받은 이미지에서 아스팔트에 그려진 주행경로(L)의 색상 정보를 미리 입력하되, 기울기를 판단하기 위한 기준선(L0), 기준위치(P0)와 관심영역(S)을 미리 설정하여 입력한다.
이때, 좌우방향을 X축이라 하고, 전후방향을 Y축으로 가정할 때, 상기 기준선(L0)은 촬영부(500)가 촬영하고 있는 주행경로(L)를 따라 이동하는 회전칼날(220)의 좌우방향 중심을 통과하여 Y축으로 연장된 라인으로, 상기 제어부는 촬영부(500)가 설치된 위치에 따라 촬영된 이미지 상에서 상기 기준선(L0)의 위치를 계산하여 도출할 수 있다.
한편, 상기 기준위치(P0)는 이후 기울기의 계산하기 위한 지점으로, 상기 회전칼날(220)과 주행구동부(300)의 사이에서 기준선(L0) 상에 위치한 랜덤한 지점으로 이루어지며, 상기 제어부는 촬영된 이미지 상에서 상기 기준위치(P0)의 위치를 계산하여 좌표값(X0, Y0)로 저장하게 된다.
이때, 상기 촬영부(500)는 상기 기준위치(P0)가 촬영된 이미지 상에서 전후방향 중심부를 기준으로 후방측에 치우치는 위치에 존재하도록 촬영영역을 설정한다.
한편, 상기 관심영역(S)은 기울기 도출을 위해 사용되는 영역으로, 상기 기준위치(P0)에서 전방으로 소정거리 이격된 지점을 영역중심(P1)으로 설정하게 되며, 상기 제어부는 촬영된 이미지 상에서 상기 영역중심(P1)의 위치를 계산하여 좌표값(X1, Y1)으로 저장하게 되며, 상기 영역중심(P1)을 기준으로 X축 및 Y축 대칭되는 직사각형의 영역을 관심영역(S)으로 설정하게 된다.
이때, 상기 X1 = X0, Y1 = Y0 + a이며, 상기 a값은 촬영된 이미지의 전후길이(Iy)의 1/5 ~ 1/3이 될 수 있다.
상술하면, 상기 영역중심(P1)의 Y1 위치가 Y0 위치로부터 1/5 미만인 지점에 위치하는 경우, 영역중심(P1)이 회전칼날(220)과 너무 근접하기 때문에 관심영역(S)의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있으며, 상기 영역중심(P1)의 Y1 위치가 Y0 위치로부터 1/3이상인 지점에 위치하는 경우, 관심영역(S)이 회전칼날(220)로부터 너무 전방으로 멀어지게 되어 이후 도출한 기울기 값의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있기 때문에 상기 a값은 촬영된 이미지의 전후길이(Iy)의 1/5 ~ 1/3이 되게 한다.
한편, 상기 관심영역(S)의 X축(가로)방향 길이(W)는 이미지 영상의 좌우길이(Ix)의 1/3이상이 될 수 있으며, 상기 관심영역(S)의 Y축(세로)방향 길이(H)는 X축방향 길이(W)의 2/3 이상이 될 수 있다.
상술하면, 상기 관심영역(S)의 가로길이(W)가 이미지 영상의 좌우길이(Ix)의 2/3 미만이게 되면, 절단기가 일방향으로 많이 틀어진 상태인 경우, 주행경로(L)가 관심영역(S) 내에 정확하게 포함되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
한편, 상기 관심영역(S)의 세로길이(H)가 상기 관심영역(S) 가로길이(W)의 1/3 미만인 경우, 관심영역의 세로길이(H)가 너무 짧아 영상의 신뢰성이 떨어지는 문제가 있으므로, 상기한 범위 내에서 관심영역(S)이 설정되게 한다.
상기와 같이 기울기값을 도출하기 위한 파라미터들의 값을 설정 저장한 이후, 상기 제어부는 전달받은 이미지에서 입력된 색상 정보를 기준으로 명도값을 최적화하는 필터링을 하여 이진 영상을 생성하여, 생성된 이진 영상으로부터 입력된 색상 정보에 해당하는 부분을 정확하게 인식할 수 있게 한다.
이후, 상기 제어부는 상기에 의해 획득한 이진 영상을 분석하여 관심위치(P2)에 대한 좌표값(X2, Y2)을 도출하게 되는데, 상술하면, 상기 X2는 관심영역(S)에 포함된 주행경로(L)의 X축 좌표값들의 평균값으로 이루어지고, 상기 Y2는 Y1과 동일하게 설정된다.
상기와 같이 관심위치(P2)를 도출한 뒤, 상기 제어부는 관심위치(P2)와 기준위치(P0)를 연결하여 비교선(L1)을 추출하고, 상기 비교선(L1)과 기준선(L0) 사이의 각(θ)을 계산함으로써 기울기를 추출하게 된다.
이후, 상기 제어부는 추출된 기울기를 상보필터로 필터링 처리할 수 있다.
이때, 상기 촬영부(500)가 두 개로 구성된 경우, 상기 제어부는 두 개의 촬영부(500)로부터 전달되는 이미지를 각각 필터링하여 이진 영상을 생성한 뒤, 생성된 이진 영상을 분석하여 기울기를 각각 추출하여 필터링 처리하며, 이후, 추출된 기울기들의 평균값을 보정을 위한 기울기 정보로서 도출할 수 있다.
한편, 상기 제어부에는 주행경로(L)에 대한 실시간 정보가 저장 관리되며, 상기 제어부는 주행경로(L)의 히스토리를 분석한 결과에 따라 추출된 기울기의 신뢰성을 검증하게 되며, 기울기의 검증이 완료되면, 최종 기울기 정보로 추출하게 된다.
이후, 상기 제어부는 추출된 기울기에 따라 상기 이동몸체(100)가 주행라인을 따라 직진 운동하도록 기울기에 반대방향으로 이동몸체(100)가 일정 각도 회동하여 주행할 수 있도록 상기 조향부(400)의 구동을 제어하게 된다.
한편, 본 발명에서는 이동몸체(100)가 일정각 이상으로 회동하게 되면, 회전칼날(220)이 휘어지거나 부러지는 등의 문제가 발생되기 때문에 상기 제어부에는 상기 조향부(400)의 회동각이 일정각 이하로 설정하여 상기한 문제를 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
F : 촬영영역 L : 주행경로
L0 : 기준선 L1 : 비교선
P0 : 기준위치 P1 : 영역중심
S : 관심영역
100 : 이동몸체 110 : 안내봉
200 : 절단부
210 : 지지부 220 : 회전칼날
230 : 절단용 구동장치 240 : 절단용 실린더
300 : 주행동력부
310 : 주행구동축 320 : 주행바퀴
400 : 조향부 410 : 조향구동축
411 : 연결브라켓
420 : 조향바퀴 421 : 캐스터
422 : 바퀴축 423 : 힌지돌기
430 : 조향용 구동장치 431 : 구동용 실린더
432 : 제 1구동링크 433 : 제 2구동링크
500 : 촬영부

Claims (10)

  1. 소정의 부피를 갖도록 구성되는 이동몸체(100);
    한 쌍이 상기 이동몸체(100)의 후단에서 후방으로 돌출되게 구비되어, 아스팔트를 절단하도록 구성되는 절단부(200);
    이동몸체(100)의 하부에 구비되어 상기 이동몸체(100)가 전후진되게 하는 주행동력부(300);
    상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비되어 상기 이동몸체(100)의 주행방향이 조절되게 하는 조향부(400);
    상기 이동몸체(100)의 후방측 주행경로(L)를 촬영하는 촬영부(500); 및
    상기 촬영부(500)에 의해 촬영된 이미지를 분석하고, 분석된 결과에 따라 상기 조향부(400)가 동작되도록 제어함으로써 이동몸체(100)의 진행방향을 보정 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하되,
    상기 제어부는,
    상기 촬영부(500)로부터 실시간으로 촬영된 이미지를 전달받으며, 전달받은 이미지를 필터링하여 이진 영상을 생성한 뒤, 생성된 이진 영상을 분석하여 주행경로(L)의 기울기를 계산하며, 계산된 결과에 대응하는 방향으로 이동몸체(100)가 진행할 수 있도록 상기 조향부(400)로 구동명령을 전달하는 것을 특징으로 하고,
    상기 제어부에는,
    촬영부(500)로부터 전달받은 이미지에서 아스팔트에 그려진 주행경로(L)의 색상 정보를 미리 입력하되, 기울기를 판단하기 위한 기준선(L0), 기준위치(P0) 및 관심영역(S)을 미리 설정하여 입력하는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조향부(400)는,
    좌우방향으로 연장된 축으로 형성되어 상기 이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)보다 전방측에 구비되는 조향구동축(410);
    한 쌍이 상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에 좌우방향으로 회동 가능하게 힌지 체결되는 조향바퀴(420); 및
    제어부로부터 전달받은 동작신호에 따라 상기 조향바퀴(420)가 좌우방향으로 회동되게 하는 조향용 구동장치(430);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 조향구동축(410)의 좌우방향 양단에는,
    조향바퀴(420)가 힌지 체결되는 연결브라켓(411)이 구비되는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 조향용 구동장치(430)는,
    좌우방향 양단으로 유압 또는 공압에 의해 각각 인출입이 가능한 실린더로드가 구비된 양방향 실린더로 구성되어 조향구동축(410)과 나란하게 배치되는 구동용 실린더(431);
    일단이 한 쌍의 실린더로드 중 선택된 하나의 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 일측에 힌지 체결되는 제 1구동링크(432); 및
    일단이 나머지 실린더로드의 끝단과 힌지 체결되고, 타단이 이와 인접한 조향바퀴(420)의 일측과 힌지 체결되는 제 2구동링크(433);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 촬영부(500)는,
    이동몸체(100)의 하부에서 상기 주행동력부(300)와 조향부(400)의 사이에 구비되어 아스팔트의 주행경로(L)을 따라 이동하는 상태를 촬영하되, 한 쌍의 주행경로(L) 중 선택되는 하나의 주행경로(L)를 촬영하는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준선(L0)은,
    촬영부(500)가 촬영하고 있는 주행경로(L)를 따라 이동하는 절단부(200)의 회전칼날(220)의 좌우방향 중심을 통과하여 Y축으로 연장된 라인으로 이루어지고,
    상기 기준위치(P0)는,
    상기 회전칼날(220)과 주행구동부(300)의 사이에서 기준선(L0) 상에 위치한 랜덤한 지점으로 구성되어 촬영된 이미지 상에 설정되는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  9. 청구항 8항에 있어서,
    상기 관심영역(S)는,
    상기 기준위치(P0)에서 전방으로 소정거리 이격된 지점에 설정된 영역중심(P1)을 기준으로 전후 및 좌우방향으로 대칭되는 직사각형의 영역으로 이루어져, 촬영된 이미지 상에 설정되는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    이진 영상을 분석하여 상기 관심영역(S) 내의 관심위치(P2)를 도출한 뒤, 관심위치(P2)와 기준위치(P0)를 연결하여 비교선(L1)을 추출하며, 이후, 상기 비교선(L1)과 기준선(L0) 사이의 각(θ)을 계산함으로써 기울기를 추출되는 하는 것을 특징으로 하는 양날 도로 절단기 비전 시스템 기반 자동 조향 제어 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193521B1 (ko) * 2010-04-06 2012-10-22 주식회사 디씨테크 아스팔트 절단장치의 리프트 및 조향장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101193521B1 (ko) * 2010-04-06 2012-10-22 주식회사 디씨테크 아스팔트 절단장치의 리프트 및 조향장치
KR102133652B1 (ko) * 2018-11-29 2020-07-13 주식회사 정도산업 도로 컷팅기
KR102224815B1 (ko) * 2019-09-11 2021-03-09 한국광기술원 글래스 비드 및 그의 제조방법과 이를 이용한 자율주행 차량의 차선 인식 장치 및 시스템

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