KR20070036319A - The life saving for the public of persons and railway line an operator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 궤도차량(도시철도 차량, 경전철 차량 등)의 선두부에 설치되는 선로 작업자 및 공중인명 구명시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a track worker and a lifesaving lifesaving system installed at the head of a tracked vehicle (a city railroad car, a light rail vehicle, etc.).
이러한 본 발명은, 크게 궤도차량 전방의 물체(사람)을 감지하여 충돌을 판단하는 감지 시스템부와 충돌한 사람을 구명하기 위한 구명장치부로 구성된다. The present invention is largely composed of a sensing system unit for detecting a collision by detecting an object (person) in front of the track vehicle and a lifesaving unit unit for saving the collision person.
이러한 본 발명의 감지 시스템부는, 원거리 물체 감지를 위한 원거리 감지 데이터 생성 수단과; 근거리 물체 감지를 위한 근거리 감지 데이터 생성 수단; 상기 각 데이터 생성 수단의 정보를 융합하고 충돌 물체 판단을 위한 데이터 처리부로 구성되어 있다. The sensing system unit of the present invention includes a remote sensing data generating means for sensing a remote object; Short-range sensing data generating means for detecting a short-range object; It is composed of a data processing unit for fusing the information of the respective data generating means and for determining the collision object.
또한 본 발명의 구명장치부는, 상기 감지 시스템부로부터 전기적 신호를 수신하여 구명장치부의 동작을 제어하는 구동 제어기와; 차량의 충격력으로부터 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람을 1차적으로 보호하는 주 에어쿠션과; 상기 주 에어쿠션에 의해 충격이 흡수된 사람이 선로상으로 떨어지지 않도록 감싸 차량과의 2차 충돌을 방지하는 보조 에어쿠션으로 구성되어 있다. In addition, the life saving device of the present invention, the drive controller for controlling the operation of the life saving device by receiving an electrical signal from the detection system; A main air cushion that primarily protects the track operator or the person who has fallen from the platform from the impact of the vehicle; It is composed of an auxiliary air cushion to prevent the secondary collision with the vehicle wrapped to prevent the person absorbed by the main air cushion to fall on the track.
따라서 본 발명에 의하면, 궤도차량(도시철도 차량, 경전철 차량 등)의 전방에 존재하는 선로 작업자나 선로 위로 낙하한 사람을 레이저스캐너 혹은 쌍안카메라와 같은 거리성능, 데이터 출력률 및 거리 정확도가 우수한 센서로 감지하여 조기에 발견하고 구명장치부에 전기적인 신호를 보내어 구명장치부를 적기에 동작하도록 하여 상기 궤도차량과의 충돌에 따른 대인사고의 상해치 및 사망률을 저감시 킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, according to the present invention, a sensor having excellent distance performance, data output rate, and distance accuracy, such as a laser scanner or a binocular camera, can be detected by a track worker or a person who falls on a track that exists in front of a track vehicle (a city railroad vehicle, a light rail vehicle, etc.) By detecting the early detection and sending an electrical signal to the life-saving device to operate the life-saving device in a timely manner, there is an effect that can reduce the injury value and mortality rate of human accident due to the collision with the tracked vehicle.
궤도차량, 선로 작업자, 보행자, 구명장치, 에어쿠션, 보조 에어쿠션, 고압력부 에어쿠션, 저압력부 에어쿠션, 에어쿠션 받침대 Tracked vehicles, track workers, pedestrians, life-saving devices, air cushions, auxiliary air cushions, high pressure air cushions, low pressure air cushions, air cushion support
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 감시시스템이 장착된 경전철 차량 또는 도시 철도 차량 선두부의 측단면도.1 is a side cross-sectional view of a light rail vehicle or a city railroad vehicle head mounted with a monitoring system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 감시시스템이 장착된 경전철 차량 또는 도시 철도 차량 선두부의 정면도.2 is a front view of a light rail vehicle or a city rail vehicle head unit equipped with a monitoring system according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 사용되는 3D 레이저 스캐너 및 쌍안카메라 그리고 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너의 관측범위를 도시한 도면.3 is a view showing an observation range of a 3D laser scanner, a binocular camera and a 2D laser scanner for near field detection used in the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 감지 시스템을 개략적으로 나타낸 도면. 4 is a schematic view of a sensing system in accordance with one preferred embodiment of the present invention.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 사용되는 월드 모델링 방법에 대해 개념적으로 도시한 도면.5A and 5B conceptually illustrate a world modeling method used in one preferred embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 센서 융합 방법을 개략적으로 나타낸 도면. 6 to 8 schematically show a sensor fusion method according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 주 에어쿠션의 정면도를 나타낸 도면. 9 is a front view of the main air cushion according to an embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션의 측면도를 나타낸 도면. 10 and 11 are side views of the main air cushion and the auxiliary air cushion according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 저압력부 에어쿠션 정면도를 나타낸 도면. 12 is a view showing a low pressure air cushion front view according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 고압력부 에어쿠션 정면도를 나타낸 도면.Figure 13 is a view showing a high pressure air cushion front view in a preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
A : 감지 시스템부 B : 구명장치부A: detection system section B: lifesaving section
C : 원거리 감지 데이터 생성수단 D : 근거리 감지 데이터 생성수단C: means for generating remote sensing data D: means for generating short sensing data
E : 주 에어쿠션 1 : 3D 레이저 스캐너E: Main air cushion 1: 3D laser scanner
2 : 원거리 탐지용 2D 레이저 스캐너 3 : 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너2: 2D laser scanner for long range detection 3: 2D laser scanner for near field detection
4 : 쌍안카메라 5 : 데이터 처리부4
41 : 센서 융합 및 월드 모델링부 42 : 사람 및 장애물 판단부41: sensor fusion and world modeling unit 42: people and obstacle determination unit
43 : 제어신호 발생부 100 : 고압력부 에어쿠션43: control signal generator 100: high pressure air cushion
200 : 저압력부 에어쿠션 201 : 상단 에어쿠션200: low pressure air cushion 201: upper air cushion
202 : 중앙 에어쿠션 203 : 하단 에어쿠션202: center air cushion 203: bottom air cushion
204 : 좌측단 에어쿠션 205 : 우측단 에어쿠션204: Left side air cushion 205: Right side air cushion
301, 302 : 힌지 303 : 에어쿠션 받침대301, 302: hinge 303: air cushion support
401 : 보조 에어쿠션 500 : 작동 제어기401: auxiliary air cushion 500: operation controller
본 발명은 궤도차량의 전두부에 설치된 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템에 관한 것으로, 특히 주행하는 궤도차량(도시철도 차량, 경전철 차량 등)의 전방에 물체(사람 및 장애물)의 출현 시 궤도차량의 선두부에 설치된 감지 센서들을 이용하여 이를 감지하고 궤도차량 선두부에 설치되어 있는 구명장치부를 작동시켜 구명할 수 있도록 하는 구명 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
다시 말해서 본 발명은 크게 감지 시스템부와 구명장치부로 구분하여 감지 시스템부는 궤도차량 전방에 설치된 3D 레이저 스캐너 및 원거리 탐지용 2D 레이저 스캐너 등의 원거리 감지 데이터 생성수단와 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너 및 쌍안카메라 등의 근거리 감지 데이터 생성 수단에 의해 궤도차량 전방의 물체(사람 및 장애물)을 감지하고 감지된 물체가 충돌하는 물체인지를 식별하여 충돌하는 물체(사람 및 장애물)로 판단된 경우 구명장치부로 전기적 신호를 전송하고, 상기 구명장치부는 상기 전기적 신호를 수신하여 주 및 보조 에어쿠션의 후면에 설치된 폭약을 전기뇌관에 의해 폭발 및 팽창시킴으로써 동작시키며, 충진 압력이 상이한 2개의 에어쿠션(즉, 주 에어쿠션과 보조 에어쿠션)과 함께, 차량과 충돌한 사람이 차량 전방(前方)으로 튀어나가지 않게 감쌀 수 있도록 이루어진 에어쿠션을 궤도차량의 전두부에 설치하되, 상기 에어쿠션에 회동 가능한 에어쿠션 받침대를 설치 구성함으로써, 평상시에는 에어쿠션 받침대가 차량 전두부 측으로 접혀져 에어쿠션이 외부로 노출되는 것을 차단하고, 비상시에는 에어쿠션 받침대가 차량 하방으로 회동하여 팽창된 에어쿠션이 차량 아래로 들어가지 않도록 지지 보호하며, 특히 궤도차량과의 충돌시 상기 주 에어쿠션 중 저압력부 에어쿠션과 고압력부 에어쿠션에 의한 1, 2차적 충격 흡수와 함께, 충돌한 사람이 선로상에 떨어지지 않게 보조 에어쿠션을 통해 감싸도록 한 도시철도 및 경전철 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템에 관한 것이다.In other words, the present invention is largely divided into a detection system unit and a lifesaving unit, and the detection system unit includes a remote sensing data generating means such as a 3D laser scanner and a 2D laser scanner for remote detection, and a 2D laser scanner and a binocular camera for short range detection. By detecting the near-field detection data of the object in front of the tracked vehicle (persons and obstacles), and identifying whether the detected object is a colliding object, if it is determined that the colliding object (persons and obstacles) to the electrical signal to the lifesaving unit The lifesaving unit receives the electrical signal and operates by exploding and inflating the explosives installed at the rear of the primary and secondary air cushions by an electric primer, and the two air cushions having different filling pressures (that is, the primary air cushion and Assist air cushion), the person who collided with the vehicle By installing the air cushion to the front head of the tracked vehicle so that it can be wrapped around, the rotatable air cushion stand is installed on the air cushion so that the air cushion stand is normally folded to the front of the vehicle to expose the air cushion to the outside. In case of an emergency, the air cushion base rotates under the vehicle to protect the inflated air cushion from falling under the vehicle, and in particular, the low pressure part air cushion and the high pressure part air of the main air cushion during collision with the track vehicle. Along with primary and secondary shock absorption by cushions, it relates to workers and aerial lifesaving systems on urban and light rail tracks that allow a crashed person to wrap over an auxiliary air cushion so that they do not fall on the track.
즉, 도시철도 차량 또는 경전철 차량의 선로 상에 존재하는 선로 작업자 및 공중 인명을 장애물 판단이 용이한 감지 센서로 감지하여 주 및 보조 에어쿠션을 동작시켜 구명장치의 활용성을 극대화할 수 있도록 함으로써 궤도차량과의 충돌에 따른 대인 사고의 상해치 및 사망률을 최소화시킬 수 있도록 한 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템에 관한 것이다.In other words, by detecting the track workers and aerial lives existing on the tracks of the city railroad cars or light rail cars with the detection sensors that can easily determine obstacles, the main and auxiliary air cushions can be operated to maximize the utilization of the lifesaving devices. The present invention relates to a worker and aerial lifesaving system on a track that can minimize injury and mortality rates of human accidents caused by a collision with a vehicle.
일반적으로 선로 작업자나 보행자, 지하철 승강장에서 낙하한 사람을 보호하기 위해 에어쿠션을 기반으로 한 철도차량용 구명장치를 철도차량이나 궤도차량에 설치하여 사용하고 있는 경우도 있으며, 외국의 사례를 살펴볼 때 철도차량의 선두부에 공기가 충진된 에어백을 설치하여 사용하고 있는 사례가 있다.In general, in order to protect people who fall from railroad tracks, pedestrians and subway platforms, life-saving life-saving devices based on air cushions are installed on railroad cars or railcars. There is an example of using an air bag filled with air at the head of a vehicle.
종래의 이러한 구명 시스템은 선로 전방에 발견된 물체(사람)을 육안으로 판단하여 궤도차량 내부에 설치된 구명레버를 수동으로 조작하여 에어챔버 내의 압축공기를 에어쿠션으로 불어넣어 구명장치를 작동시키는 구성으로 되어 있다.The conventional life-saving system is configured to operate the life-saving device by manually operating the life lever installed inside the track vehicle by blowing the compressed air in the air chamber into the air cushion by visually determining the object (person) found in front of the track. It is.
따라서, 이와 같은 구성을 갖는 구명 시스템의 경우, 궤도차량 운전자의 시야로 궤도차량 전방에 존재하는 사람을 확인하여 구명장치를 동작시켜야 하는데, 장시간 궤도차량을 운행하는 경우 선로 위의 사람을 확인하는 것은 쉽지 않은 일이다. Therefore, in the life-saving system having such a configuration, it is necessary to operate the lifesaving device by checking the person in front of the track vehicle through the view of the track vehicle driver. When the track vehicle is operated for a long time, it is necessary to check the person on the track. It's not easy.
또한, 궤도차량 전방에 존재하는 사람을 확인하여 구명레버를 조작한다고 하더라도 일반 차량용 에어쿠션과 달리 에어쿠션내 공기가 완전히 충진 되기까지의 시간이 길기 때문에 궤도차량에 가까운 곳에서 출현한 사람이나 혹은 시기를 놓쳐 구명장치를 동작시키는 경우에 기대한 만큼의 인명 상해치 및 치사율을 감소시킬 수 없다. In addition, even if the life lever is operated by checking the person in front of the track vehicle, unlike the general vehicle air cushion, the time required to fully fill the air in the air cushion is long, or when the person appears near the track vehicle. If you miss out and operate the life preserver, you will not be able to reduce the number of personal injury and mortality expected.
특히, 근래에 자주 발생하는 도시철도 안전사고의 경우, 도시철도 차량 운전자가 예측하지 못하는 순간에 도시철도 차량 앞으로 뛰어 들기 때문에 이 경우 구명장치를 작동시키는 것은 더욱 어려움이 있다. In particular, in the case of the recent safety accident of the urban railway, it is more difficult to operate the life-saving device in this case because the urban railway vehicle jumps in front of the urban vehicle at an unpredictable moment.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 거리 성능, 데이터 출력률 및 거리에 대한 정확도가 높은 2D 및 3D 레이저 스캐너 또는 쌍안카메라 등과 같은 센서를 활용하여 감지 시스템을 구성함으로써 궤도차량 전방의 물체 감지율을 높일 수 있음은 물론 이러한 감지 시스템에 의해 구명 장치를 동작시킴으로써 충돌 상황에 대해 구명장치부를 정확하게 동작시킬 수 있는 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the conventional problems, such as a track vehicle by using a sensor such as a 2D and 3D laser scanner or a binocular camera with high accuracy for the distance performance, data output rate and distance, It is an object of the present invention to provide a worker and a life-saving lifesaving system on a track that can increase the detection rate of an object in front of the vehicle and can operate the lifesaving unit accurately in a collision situation by operating the lifesaving device by such a detection system.
또, 본 발명의 다른 목적은 상기 구명장치부의 주 및 보조 에어쿠션에는 각각 회동 가능한 에어쿠션 받침대를 설치하여 궤도 차량과의 충돌시 상기 주 에어쿠 션 중 저압력부 에어쿠션과 고압력부 에어쿠션에 의한 1, 2차적 충격 흡수와 함께, 충돌한 사람이 선로상에 떨어지지 않게 보조 에어쿠션을 통해 감싸도록 하여 상기 궤도차량과의 충돌에 따른 대인 사고의 상해치 및 사망률을 최소화시킬 수 있는 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to install a rotatable air cushion pedestal in the primary and secondary air cushion of the lifesaving unit to the low pressure unit air cushion and the high pressure unit air cushion of the main air cushion during collision with the track vehicle. Along with the first and second shock absorbers, workers on the tracks can be surrounded by auxiliary air cushions so that the crashed person does not fall on the tracks, thereby minimizing the injury and mortality of human accidents caused by collision with the tracked vehicle. And to provide a public lifesaving system.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 주 및 보조 에어쿠션 후면에 폭약장치를 설치하여 전기뇌관에 의해 폭발시켜 순간적으로 팽창되는 가스압력으로 충진할 수 있도록 하여, 긴급 및 돌발 상황에서 빠른 시간내에 구명장치부가 동작하게 함으로써 충돌 상황에 대해 유연하게 대처할 수 있는 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention, by installing an explosive device on the back of the main and auxiliary air cushion to be exploded by the electric primer to be filled with a gas pressure that is instantaneously expanded, life-saving in emergency and sudden situations as soon as possible It is to provide a worker and a life-saving lifesaving system on a track that can flexibly cope with a collision situation by operating the device unit.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 상기와 같이 궤도 차량의 전두부에 설치된 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션과 함께 상기 궤도 차량의 전두부 하단에 설치된 회전식 에어쿠션 받침대의 경우, 평상시엔 차량 전두부 측으로 접혀져 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션이 외부로 노출되는 것을 차단하고, 비상시엔 차량 하방으로 회동하여 팽창된 에어쿠션들이 차량 아래로 들어가지 않도록 지지함으로써, 상기 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션에 대한 파손 방지 및 비상시 에어쿠션의 충격 흡수가 원활히 이루어질 수 있게 이들을 지지할 수 있는 선로 상의 작업자 및 공중 인명 구명 시스템을 제공하는데 있다.Further, another object of the present invention, in the case of the rotary air cushion base installed in the lower front head of the track vehicle together with the main air cushion and the auxiliary air cushion installed on the front head of the track vehicle as described above, usually folded to the front head side of the vehicle By preventing the air cushion and the auxiliary air cushion from being exposed to the outside, and in the event of an emergency, by rotating underneath the vehicle, the expanded air cushion is supported so as not to enter the vehicle, thereby preventing damage to the main air cushion and the auxiliary air cushion and in case of an emergency. To provide a worker and aerial life saving system on the track that can support the air cushion to facilitate the shock absorption.
상기한 본 발명의 목적은, 궤도 차량의 선두부 하단부 또는 중앙부에 설치되어 선로 전방의 근거리 감지 데이터를 생성시키는 근거리 감지 데이터 생성 수단과; 상기 궤도차량의 선두부 상단 또는 중앙부에 설치되어 선로 전방의 원거리 감 지 데이터를 생성시키는 원거리 감지 데이터 생성수단과; 상기 근거리 감지 데이터 생성 수단과 원거리 감지 데이터 생성 수단으로부터 각각 감지된 데이터를 융합시켜 물체(사람 및 장애물)의 위치 및 거리 정보를 계산함은 물론 이렇게 계산된 물체(사람 및 장애물) 정보로부터 해당 물체가 궤도 차량에 충돌할 것인지 여부를 판단하여 구명장치부로 구동신호를 선택적으로 발생시키는 데이터 처리부와; 내부에는 폭약장치를 구비하고 상기 궤도 차량의 선두부 하단부에 설치되어 상기 데이터 처리부의 제어에 부응하여 작동되어 궤도 차량의 충격력으로부터 물체(사람 및 장애물)를 보호하는 구명장치부로 구성한 것을 기본으로 한다.The above object of the present invention is provided with short-range sensing data generating means installed in the lower end or the center of the head of the tracked vehicle to generate short-range sensing data in front of the track; Remote sensing data generating means installed at an upper end or a central portion of the track vehicle to generate remote sensing data in front of the track; By calculating the position and distance information of the objects (people and obstacles) by fusing the sensed data from the short-range sensing data generating means and the remote sensing data generating means, respectively, the corresponding object is determined from the calculated information of the objects (people and obstacles). A data processing unit for determining whether or not to collide with the tracked vehicle and selectively generating a driving signal to the life saving unit; It is basically composed of a life-saving device having an explosive device and installed in the lower end of the head of the tracked vehicle and operated under the control of the data processor to protect objects (people and obstacles) from the impact force of the tracked vehicle.
이때, 상기 근거리 감지 데이터 생성 수단은 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너 또는 쌍안카메라 중 어느 하나 또는 2개 모두를 선택적으로 설치하여 구성하게 되는데, 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너의 경우는 차량의 선두부 하단부에 설치하는 것이 바람직하고 쌍안카메라의 경우는 궤도 차량의 선두부 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다.In this case, the near-field detection data generating means may be configured by selectively installing any one or both of a near-field detection 2D laser scanner or a binocular camera, in the case of the near-field detection 2D laser scanner is installed at the lower end of the head of the vehicle In the case of a binocular camera, it is preferable to provide it in the center part of the head part of a tracked vehicle.
또한, 상기 원거리 감지 데이터 생성수단은 3D 레이저스캐너와 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너 중 어느 하나 또는 2개 모두를 선택적으로 설치하여 구성한 것을 특징으로 한다.The remote sensing data generating means may be configured by selectively installing any one or both of a 3D laser scanner and a 2D laser scanner for remote sensing.
또, 상기 데이터 처리부는 원거리 감지 데이터 생성수단으로부터 측정된 데이터들과 근거리 감지 데이터 생성수단으로부터 측정된 데이터들을 전달받아 센서 융합 및 월드 모델링하는 센서 융합 및 월드 모델링부와; 상기 센서 융합 및 월드 모델링부에서 생성된 월드 모델을 기반으로 사람 및 장애물을 판단하는 사람 및 장 애물 판단부와; 상기 사람 및 장애물 판단부에서 판단한 결과에 부응하여 제어신호를 구명장치부로 발생시키는 제어신호 발생부로 구성한 것을 특징으로 한다.The data processing unit may include: a sensor fusion and world modeling unit configured to receive data measured from the remote sensing data generating unit and data measured from the short range sensing data generating unit to perform sensor fusion and world modeling; A person and obstacle determining unit determining a person and an obstacle based on the world model generated by the sensor fusion and world modeling unit; And a control signal generator for generating a control signal to the lifesaving device in response to the result determined by the person and the obstacle determining unit.
또한, 상기 구명장치부는 궤도 차량의 선두부에 설치되며, 그의 후면에 설치된 폭약의 폭발로 생성된 팽창가스에 의해 팽창되면서 차량의 충격력으로부터 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람을 보호하는 주 에어쿠션과; 상기 주 에어쿠션에 의해 충격이 흡수된 사람이 선로 상으로 떨어지지 않도록 감싸 차량과의 2차적 충돌을 방지하는 보조 에어쿠션과; 상기 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션을 지지해 주는 회동식 에어쿠션 받침대와; 상기 데이터 처리부내의 제어신호 발생부에서 구동신호가 발생되면 작동하여 상기 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션의 동작을 제어함과 동시에 이들을 지지해 주는 회동식 에어쿠션 받침대를 회전시켜 주는 작동 제어기로 구성한 것을 특징으로 한다. In addition, the life-saving unit is installed in the head of the track vehicle, the main air cushion to protect the person who falls from the track operator or platform from the impact force of the vehicle while inflated by the expansion gas generated by the explosion of explosives installed on the rear and ; An auxiliary air cushion for preventing secondary collision with the vehicle by wrapping the person whose shock is absorbed by the main air cushion so as not to fall on the track; A rotatable air cushion pedestal for supporting the main air cushion and the auxiliary air cushion; It is composed of an operation controller that operates when a drive signal is generated in the control signal generator in the data processor to control the operation of the main air cushion and the auxiliary air cushion and to rotate the rotary air cushion support for supporting them. It features.
또, 상기 주 에어쿠션은 각각 고압력부 에어쿠션과 저압력부 에어쿠션으로 구분하여 구성하되, 상기 고압력부 에어쿠션의 둘레에는 저압력부 에어쿠션을 설치하여 팽창 가스의 공급시 상기 고압력부 에어쿠션에 의해 저압력부가 지지되도록 구성한 것을 특징으로 한다.The main air cushion may be divided into a high pressure part air cushion and a low pressure part air cushion, respectively, and a low pressure part air cushion is installed around the high pressure part air cushion to supply the high pressure part air cushion. It characterized in that the low pressure portion is configured to be supported by.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 크게 선로 상에 존재하는 선로 작업자 및 사람을 감지하고 충돌 물체 판단을 위한 감지 시스템부(A)와, 상기 감지 시스템부(A)로부터 받은 충돌 신호로써 구명장치를 동작시켜 인명을 구조하기 위한 구명장치부(B)로 구성되어 있다. The present invention is to largely detect the line workers and people existing on the track and to save the life by operating the detection system (A) for determining the collision object and the lifesaving device by the collision signal received from the detection system (A) It consists of a lifesaving device part (B).
즉, 본 발명의 감지 시스템부(A)은 궤도 차량의 선두부 하방 또는 중앙부에 설치되어 선로 전방의 근거리 감지 데이터를 생성시키는 근거리 감지 데이터 생성수단(D)과, 상기 궤도차량의 선두부 상단 또는 중앙부에 설치되어 선로 전방의 원거리 감지 데이터를 생성시키는 원거리 감지 데이터 생성수단(C)과, 상기 근거리 감지 데이터 생성수단(D)과 원거리 감지 데이터 생성수단(C)으로부터 각각 감지된 데이터를 융합시켜 물체(사람 및 장애물)의 위치 및 거리 정보를 계산함은 물론 이렇게 계산된 물체(사람 및 장애물) 정보로부터 해당 물체가 궤도 차량에 충돌할 것인지 여부를 판단하여 구명장치부로 구동신호를 선택적으로 발생시키는 데이터 처리부(5);로 구성되는 감지 시스템부(A)와;That is, the sensing system unit (A) of the present invention is installed near the head of the tracked vehicle or at the center of the tracked near-field sensing data generating means (D) for generating short-range sensing data in front of the track, and the upper end of the tracked vehicle or A remote sensing data generating means (C) installed in a central portion for generating remote sensing data in front of the track, and the sensed data from the near sensing data generating means (D) and the remote sensing data generating means (C), respectively, In addition to calculating the location and distance information of (persons and obstacles), it is also possible to determine whether or not the object will collide with the tracked vehicle from the calculated information of the objects (persons and obstacles) to selectively generate driving signals to the lifesaving unit. A sensing system unit A composed of a
내부에는 폭약장치를 구비하고 상기 궤도 차량의 선두부 하단부에 설치되어 상기 데이터 처리부(5)의 제어에 부응하여 작동되어 궤도 차량의 충격력으로부터 물체(사람 및 장애물)를 보호하는 구명장치부(B)로 구성한 것을 기본으로 한다.Life-saving device (B) provided with an explosive device and installed at the lower end of the head of the tracked vehicle and operated under the control of the data processing unit (5) to protect objects (people and obstacles) from the impact force of the tracked vehicle. Based on the configuration.
상기에 있어서, 근거리 감지 데이터 생성 수단(D)은 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너(3) 또는 쌍안카메라(4) 중 어느 하나를 설치하거나 이들 모두를 선택적으로 설치하여 구성하고, 상기 원거리 감지 데이터 생성수단(C)은 3D 레이저스캐너(1)와 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2) 중 어느 하나를 설치하거나 이들 모두를 선택적으로 설치한 것을 특징으로 한다.In the above, the near-field detection data generating means (D) is installed by installing any one of the near-field detection 2D laser scanner (3) or the binocular camera (4) or both of them selectively configured, the remote-sensing data generating means (C) is characterized in that any one of the
이때, 상기 근거리 감지 데이터 생성 수단(D) 중 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너(3)는 차량의 선두부 하단부에 설치하는 것이 바람직하고, 쌍안카메라(4)의 경우는 궤도 차량의 선두부 중앙부에 설치하는 것이 바람직하다.At this time, the near-field detection data generating means (D) of the near-field detection 2D laser scanner (3) is preferably installed in the lower end of the head of the vehicle, in the case of the binocular camera (4) is installed in the center of the head of the tracked vehicle It is desirable to.
또, 상기 데이터 처리부(5)는 3D 레이저 스캐너(1) 및/또는 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2)로 구성되는 원거리 감지 데이터 생성수단(C)으로부터 측정된 원거리 감지 데이터들과 근거리 탐지용 2D 레이저 스캐너(3) 및/또는 쌍안카메라(4)로 구성되는 근거리 감지 데이터 생성수단(D)로부터 측정된 근거리 감지 데이터를 전달받아 이들을 융합 및 월드 모델링하는 센서 융합 및 월드 모델링부(41)와; In addition, the
상기 센서 융합 및 월드 모델링부(41)에서 생성된 월드 모델을 기반으로 사람 및 장애물을 판단하는 사람 및 장애물 판단부(42)와;A person and
상기 사람 및 장애물 판단부(42)에서 판단한 결과에 부응하여 제어신호를 구명장치부(B)로 발생시키는 제어신호 발생부(43)로 구성한 것을 특징으로 한다.In response to the results determined by the person and
또한, 상기 구명장치부(B)는 궤도 차량의 선두부에 설치되며, 그의 후면에 설치되어 있는 폭약장치의 폭발로 생성된 팽창가스에 의해 팽창되면서 차량의 충격력으로부터 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람을 보호하는 주 에어쿠션(E)과;In addition, the life-saving device (B) is installed at the head of the tracked vehicle, and is expanded by the expansion gas generated by the explosion of the explosive device installed on the rear of the person who fell from the impact force of the vehicle from the track operator or platform. Main air cushion (E) to protect the;
상기 주 에어쿠션(E)에 의해 충격이 흡수된 사람이 선로 상으로 떨어지지 않도록 주 에어쿠션(E)의 상하 좌우에서 감싸 차량과의 2차적 충돌을 방지하는 보조 에어쿠션(401)과;An auxiliary air cushion (401) which is prevented from secondary collision with the vehicle by wrapping the upper and lower left and right sides of the main air cushion (E) so that the person whose shock is absorbed by the main air cushion (E) does not fall on the track;
상기 주 에어쿠션(E) 및 보조 에어쿠션(401)을 지지해 주는 회동식 에어쿠션 받침대(303)와;A rotatable
상기 데이터 처리부(5)내의 제어신호 발생부(43)에서 구동신호가 발생되면 작동하여 상기 주 에어쿠션(E) 및 보조 에어쿠션(401)의 동작을 제어함과 동시에 이들을 지지해 주는 회동식 에어쿠션 받침대(303)를 회전시켜 주는 작동 제어기(500)로 구성한 것을 특징으로 한다. Rotating air that operates when a drive signal is generated by the
또, 상기 주 에어쿠션(E)은 각각 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에어쿠션(200)으로 구분하여 구성하되, 상방 중앙부에 설치되는 상기 고압력부 에어쿠션(100)의 둘레에는 저압력부 에어쿠션(200)을 설치하여 팽창 가스의 공급시 상기 고압력부 에어쿠션(100)에 의해 저압력부 에어쿠션(200)이 고압력부 에어쿠션(100)의 둘레를 감싸는 형태로 하방을 향해 지지되도록 구성한 것을 특징으로 한다.In addition, the main air cushion (E) is configured to be divided into a high pressure
이와 같이 구성된 본 발명 시스템의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the system of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구명시스템이 장착된 경전철 차량 또는 도시 철도 차량 선두부의 측단면도 및 정면도를 나타낸 것이다.First, Figures 1 and 2 show a cross-sectional side view and front view of the head of a light rail vehicle or a city railway vehicle equipped with a lifesaving system according to an embodiment of the present invention.
이에 따르면, 궤도 차량 선두부 중앙부에는 원거리 감지 데이터 생성수단(C) 중 하나인 3D 레이저스캐너(1)가 설치되는데, 이때 상기 3D 레이저스캐너(1)의 시야각(Field Of View; 이하, "FOV"라고도 함)과 거리 성능을 감안하여 선로 정면에서 최대한 선로 쪽을 바라보게 하여 원거리를 관측할 수 있도록 하는 것이 좋다. According to this, the
또한, 궤도 차량 선두부 중앙부에는 상기 3D 레이저스캐너(1)를 대체하거나 이와 함께 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2)가 설치될 수 있으며, 만약 상기 3D 레이저스캐너(1)와 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2) 모두가 설치된다면, 이들 각 자의 시야각을 확보하기에 충분한 위치라면 서로 멀리 떨어져 설치되어도 무방하다.In addition, the
또, 쌍안카메라(4)는 비교적 짧은 거리 성능(30m이내)으로 인하여 30m 이내의 근거리 데이터 감지 장치로 사용하며, 이 경우 선두부 중앙부에 설치하되 상기 쌍안카메라(4)의 시야각과 거리 성능을 감안하여 거리성능이 허용되는 범위 내에서 선로 정면에서 최대한 선로 쪽을 바라보게 하여 근거리를 관측할 수 있도록 하는 것이 좋다. In addition, the
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 궤도 차량 하단에는 선로로부터 일정 높이에 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)가 설치되는데, 상기 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 관측방향은 선로 전방 수평 방향이 되도록 함으로써 근거리를 관측할 수 있도록 하는 것이 좋다. On the other hand, as shown in Figures 1 and 2, at the bottom of the track vehicle is installed a 2D laser scanner for the near-field detection at a certain height from the track, the direction of observation of the near-detection 2D laser scanner (3) is a line It is good to be able to observe near-field by making forward horizontal direction.
상기 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)가 설치되는 높이는, 감지되어야 할 사람 및 장애물의 크기 그리고 관측 가능 범위를 고려하여 선로로부터 약 30cm정도의 높이에 설치되는 것이 바람직하다.The height at which the near-field detection
또한, 상기 데이터 처리부(5)는 이하에서 상세히 기재되는 바와 같이 각각의 센서 즉, 원거리 감지 데이터 생성수단(C)으로서의 3D 레이저스캐너(1) 및/또는 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2)와, 근거리 감지 데이터 생성수단(D)으로서의 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3) 및/또는 쌍안카메라(4)로부터 전달받은 데이터를 융합하여 융합데이터를 통하여 선로 전방에 출현한 물체의 위치와 크기 및 상태를 판단하고 물체 충돌 신호를 생성하여 구명장치부(B)에 전달하게 된다.In addition, the
한편, 도 3은 본 발명에 사용되는 3D 레이저스캐너(1), 쌍안카메라(4) 그리고 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 관측범위를 도시한 것으로, 궤도차량의 속도와 센서의 성능을 고려하여 대략 궤도 차량 전방 30m이상의 원거리를 3D 레이저스캐너(1) 및/또는 원거리 탐지용 2D 레이저스캐너(2)의 관측범위(31)로 정하며, 궤도 차량 전방 30m까지의 근거리를 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3) 및/또는 쌍안카메라(4)의 관측범위(32)로 정하는 것이 바람직하다.On the other hand, Figure 3 shows the observation range of the
또, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 감지 시스템부를 개략적으로 나타낸 도면으로, 상기 데이터 처리부(5)는 원거리 감지 데이터 생성수단(C)으로부터 측정된 데이터들과 근거리 감지 데이터 생성수단(D)으로부터 측정된 데이터를 전달받으면, 센서 융합 및 월드 모델링부(41)를 거쳐 센서 융합 및 월드모델을 생성하고, 생성된 월드 모델을 기반으로 사람 및 장애물 판단부(42)에서 사람 및 장애물을 판단하여 제어신호 발생부(43)에서 구명장치부(B)에 전달할 제어 신호를 생성하도록 구성되어 있다.4 is a diagram schematically illustrating a sensing system unit according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein the
이때, 상기 3D 레이저스캐너(1) 및 쌍안카메라(4)는 센서 데이터 출력율에 따라 일정한 간격으로 이동차량 전방의 3차원 형상정보를 연속적으로 취득할 수 있다.In this case, the
본 발명의 일 실시 예에 의할 경우 쌍안카메라(4)의 좌표축은 궤도차량 좌표축과 같다고 가정한다. 즉, 차량 전방 주행 방향을 x축으로, 차량 상단 방향을 z축으로, 차량 측면 방향을 y축으로 한다. According to an embodiment of the present invention, it is assumed that the coordinate axis of the
또한, 상기 3D 레이저스캐너(1) 좌표축은 3D 레이저스캐너 제조사에 따라 다 르나 본 발명의 일 실시 예에서는 궤도차량 선두부 좌표축과 일치한다고 가정한다.In addition, the coordinate axis of the
또, 상기 센서 융합 및 월드 모델링부(41)는 3D 레이저스캐너(1) 또는 쌍안카메라(4)로부터 받은 데이터를 아래에 설명하는 바와 같이 궤도차량 선두부 중심 좌표계로 변환하고, 레이저스캐너 월드모델 및 쌍안카메라 월드모델을 생성한 후에, 생성된 월드모델 좌표 데이터를 융합하여 융합 월드모델을 생성한다. In addition, the sensor fusion and
이 경우, 쌍안카메라(4)로부터 받은 데이터는 장애물 분해능이 높으나 좌우 카메라가 매칭되는 경우에만 거리 데이터를 생성하는데 사용될 수도 있다.In this case, the data received from the
또, 상기 사람 및 장애물 판단부(42)에서는 센서 융합 및 월드모델링부(42)로부터 생성된 융합 월드모델을 이용하여 현재 이동 차량으로부터 물체의 위치 및 장애물 크기를 계산하여 해당 물체의 충돌 여부와 충돌예상시간을 생성한다. In addition, the person and
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 월드 모델링 방법에 대한 개념을 설명한다.5A and 5B illustrate a concept of a world modeling method used in an embodiment of the present invention.
도 5a는 3D 레이저 스캐너(1) 또는 쌍안카메라(3)에서의 센서 좌표계를 주행차량 중심좌표계로 변환하는 과정을 도시하고 있는데, 차량 중심으로부터 장애물까지의 거리 벡터 은 다음 수학식1과 같다.FIG. 5A illustrates a process of converting the sensor coordinate system of the
따라서, 의 크기를 RL, 의 크기를 RC라 할때 장애물 좌표 (x0,y0, z0) 는 다음 수학식2와 같다therefore, The size of R L , Obstacle coordinates (x0, y0, z0) when the size of the R C d is equal to the following expression (2)
이렇게 생성된 각 좌표들은 단위 샘플링을 통하여 월드 모델로 표현된다. Each of these coordinates is represented as a world model through unit sampling.
도 5b는 각 센서들로부터 전달받은 데이터로 공간 월드모델을 표현하는 방법에 대해 도시한다. 5B illustrates a method of representing a spatial world model with data received from each sensor.
상기한 바와 같은 방법을 이용하여 얻어진 좌표 변환된 데이터(50)로부터, x, y 및 z로 표현되는 공간 좌표 중 xy 평면에 대해서 5 x 5cm의 단위로 샘플링 공간(51)을 생성하고 그 중앙점을 xy좌표의 샘플링 포인터(53)를 지정한다. From the coordinate-converted
또한 상기 좌표 변환된 데이터(50) 중 고도가 가장 높은 데이터를 샘플링 포인터의 z좌표로 취득하여 xyz좌표의 샘플링 포인터(53)을 취득한다.Further, the highest altitude data among the coordinate-converted
이러한 방식으로 취득된 xyz좌표의 샘플링 포인터(53)들은 해당 샘플링 공간의 대표 좌표를 가지게 된다. The
본 발명은 선로 상의 사람 및 장애물 등의 물체를 판단하는 데에 목적이 있기 때문에, 도 5b에서와 같이 고도 데이터를 직육면체의 단위 월드모델로 표현하는 것으로 본 발명의 목적을 달성하는데 충분하나, 취득된 샘플링 포인터 집합들을 연결하여 공간 형상을 만드는 방법이 이에 한정되지 않는다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. Since the present invention has an object in determining objects such as people and obstacles on a track, expressing altitude data in a unit world model of a cuboid as shown in FIG. 5B is sufficient to achieve the object of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the method of connecting the sampling pointer sets to form a spatial shape is not limited thereto.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 상기한 바와 같은 각 센서들의 특성 및 궤도차량이 선로를 주행하는 점을 고려하여 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3) 및 원거리 탐지용 3D 레이저스캐너(2)의 높은 데이터 출력률과 거리 정확도를 기본으로 하여 3D 레이저스캐너(1) 및/또는 쌍안카메라(4)와의 센서 융합을 활용하여 근거리 및 원거리의 사람 및 돌발 장애물의 정확한 형상을 획득할 수 있도록 하였다. In a preferred embodiment of the present invention, the high data output of the
도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 채용되는 센서 융합에 대해 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 6 to 8 will be described with respect to the sensor fusion employed in the present invention.
먼저, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)와 3D 레이저스캐너(1)의 융합에 대한 개념도를 나타낸다. First, FIGS. 6A to 6C illustrate conceptual diagrams of a fusion of a
여기서 도 6a는 선로 전방에 사람이 출현하였을 경우의 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3) 관측범위(62)와 3D 레이저스캐너(1)의 관측범위(61)를 나타내고 있다.6A shows the
이때, 비록 3D 레이저스캐너(1)가 원거리 및 근거리에서 정확한 탐지가 가능하기는 하지만, 3D 레이저스캐너(1)는 데이터 출력률이 낮기 때문에, 특히 선로 전방에 갑자기 사람이 출현하는 경우에는 근거리 탐지에 사용하는 것은 비효율적이다.At this time, although the
따라서 본 실시 예에서는 도 6b에 도시된 바와 같이 3D 레이저스캐너(1)가 30m이상의 원거리를 관측하고, 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)가 30m이하의 근거리를 관측하여 원거리 및 근거리 데이터를 통합하고 있다. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the
도 6b에서 도면부호 63은 3D 레이저스캐너(1)에 의한 탐지 영상이고, 도면부호 64는 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)에 의한 탐지 영상이며, 도면부호 66은 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)와 3D 레이저스캐너(1)의 데이터 융합의 결과를 나타내는 화면이다.In FIG. 6B,
도 6c는 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)와 3D 레이저스캐너(1)의 융합을 통하여 생성된 데이터를 이용하여 상기한 바와 같은 월드 모델의 생성 결과를 나타낸 도면이다. FIG. 6C is a view showing the generation result of the world model as described above using data generated through the fusion of the
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)와 쌍안카메라(4)의 융합에 대한 개념도를 나타낸다.7A to 7C are conceptual views illustrating the fusion of the
도 6a 내지 도 6c와 관련하여 설명한 바와 유사하게, 도 7a에는 선로 전방에 사람이 출현하였을 경우의 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 관측범위(72)와 쌍안카메라(4)의 관측범위(71)를 나타내고 있으며, 도 7b는 쌍안카메라(4)의 탐지 영상(73)과, 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 30m이하의 근거리 탐지 영상(74) 및 쌍안카메라(4)와 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 데이터 융합의 결과를 나타내는 영상(76)을 나타낸다.Similarly with reference to FIGS. 6A to 6C, in FIG. 7A, the
도 7c는 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)와 쌍안카메라(4)의 융합을 통하여 생성된 데이터를 이용하여 상기한 바와 같은 월드 모델의 생성 결과를 나타낸 도면이다.FIG. 7C is a view showing the generation result of the world model as described above using the data generated through the fusion of the
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 또 다른 실시 예에 의한 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3), 쌍안카메라(4) 및 3D 레이저스캐너(1)의 융합에 대한 개념도를 나타낸다. 8A to 8C are conceptual views illustrating the fusion of a
도 6a 내지 도 6c와 관련하여 설명한 바와 유사하게, 도 8a에는 선로 전방에 사람이 출현하였을 경우의 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 관측범위(82)와 쌍안카메라(4)의 관측범위(81)를 나타내고 있으며, 도 8b는 쌍안카메라(4)의 탐지 영상(83), 3D 레이저스캐너(1)의 30m 이상의 원거리 탐지 영상(85), 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 30m이하의 근거리 탐지 영상(87) 및 쌍안카메라(4)와 근거리 탐지용 2D 레이저스캐너(3)의 데이터 융합의 결과를 나타내는 영상(88)을 도시한다. Similarly with reference to FIGS. 6A to 6C, in FIG. 8A, the
그러나, 상기에서 살펴본 바와 같이 비록 쌍안카메라(4)가 높은 장애물 분해능을 가지기 때문에 세밀한 월드 모델을 생성할 수는 있으나, 좌우 매칭률이 높지 않은 경우에는 도 8b의 도면부호 84와 같은 쌍안카메라(4)에 의해 매칭되지 않은 부분이 생길 수 있다. However, as described above, although the
한편, 일반적으로 3D 레이저스캐너(1)는 월드 모델의 세밀도가 쌍안카메라(4)에 비하여 떨어질 수는 있으나, 전부분에 걸쳐 월드 모델을 생성할 수 있기 때문에, 본 실시예에 의하면 쌍안카메라(4)에 의해 매칭되지 않는 부분의 데이터가 유실되더라도 3D 레이저스캐너(1)의 해당 부분(86)에 대한 데이터에 의해 보완될 수 있어 물체에 대한 정확한 탐지가 가능하므로 도 8c와 같은 정확한 월드 모델의 생성이 가능하다. On the other hand, in general, the
상기 사람 및 장애물 판단부(42)에서 행해지는 사람 및 장애물 판단에 대한 상세한 설명은 다음과 같다.Detailed descriptions of the person and the obstacle determination performed by the person and the
상기에서 설명한 센서 융합과 월드 모델링부(41)를 통하여 생성된 월드 모델을 기준으로 물체(장애물 또는 사람)를 판단한다. The object (obstacle or person) is determined based on the world model generated through the sensor fusion and the
물체 판단의 기준은 높이 30cm 이상, 넓이는 각 센서의 분해능을 고려하여 설정하되, 약 20cm 이상인 것이 바람직하다.The standard for determining the object is set to 30 cm or more in height and the width in consideration of the resolution of each sensor, but is preferably about 20 cm or more.
또한 감지된 물체의 위치가 궤도 차량의 선두부로부터 30m이상 떨어져 있을 경우에는 충돌 가능 물체로 판단하고 30m이내일 경우에는 충돌 및 돌발 물체로 판단한다.Also, if the detected object is located more than 30m away from the head of the tracked vehicle, it is determined to be a collision object, and if it is within 30m, it is determined to be a collision or accident.
상기한 사람 및 장애물 판단부(42)에서 충돌 가능한 사람 및 장애물이 있는 것으로 판단되어 소정의 신호를 제어신호 발생부(43)로 출력시켜 주게 되면 상기 제어신호 발생부(43)에서는 구명장치부(B)에 구동을 위한 제어를 신호를 발생시킨다.When it is determined that there are people and obstacles that can be collided by the person and the
한편, 본 발명의 상기 감지 시스템부(A)에서 수신된 충돌 신호로 구명장치를 동작시켜 선로 작업자 및 공중 인명 구명을 위한 구명장치부(B)에 상세한 설명은 다음과 같다.On the other hand, the operation of the lifesaving device by the collision signal received from the detection system unit (A) of the present invention will be described in detail in the lifesaving device unit (B) for the life-saving workers and public life.
본 발명에 따른 궤도차량 구명장치부(B)는, 궤도차량 내부에 설치되어 상기 감지 시스템부(A)로부터 수신된 구명장치 동작신호로부터 에어쿠션 동작제어신호를 발생시키기 위한 작동 제어기(500)와, 궤도차량 선두부에 설치되어, 작동 제어기(500)의 제어신호에 의해 팽창되면서 차량의 충격력으로부터 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람을 보호하는 주 에어쿠션(E) 및 상기 주 에어쿠션(E)에 의해 충격이 흡수된 사람이 선로상으로 떨어지지 않도록 감싸 차량과의 2차적 충돌을 방지하는 보조 에어쿠션(401)으로 구성되어 있다.The track vehicle life saving device unit B according to the present invention includes an
여기서, 상기 주 에어쿠션(E)은 각각 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에 어쿠션(200)으로 구분되며, 상기 고압력부 에어쿠션(100) 둘레에 저압력부 에어쿠션(200)이 설치되어 폭발장치의 폭발에 의한 팽창 가스의 공급시 상기 고압력부 에어쿠션(100)에 의해 저압력부 에어쿠션(200)이 지지되도록 되어 있다. Here, the main air cushion (E) is divided into a high pressure
또한, 상기 보조 에어쿠션(401)은 궤도차량의 대인 충돌 시 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람이 에어쿠션 측으로 넘어질 수 있도록 상기 주 에어쿠션(E)의 하단에 설치되며, 상기 주 에어쿠션(E)의 저압력부 에어쿠션(200)에 의해 충격이 흡수된 사람이 선로상으로 떨어지지 않게 폭발 팽창하도록 구성되어져 있다.In addition, the
또, 상기 주 에어쿠션(E) 및 보조 에어쿠션(401)의 동작은 상기 데이터 처리부(5)의 제어를 받으며 이들과 연결된 작동 제어기(500)의 동작 신호를 통하여 이루어지게 된다.In addition, the operation of the primary air cushion (E) and the
이와 더불어, 상기 에어쿠션 내 공기 공급 시 힌지(301)를 통해 하방으로 회동하여 에어쿠션이 팽창되도록 하고, 상기 에어쿠션 내 공기 배출시 힌지(301)를 통해 상방으로 회동하며 에어쿠션이 궤도차량의 선두부에 고정 지지될 수 있도록 궤도차량의 선두부 하단에 힌지 결합된 에어쿠션 받침대(303)가 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, when the air supply in the air cushion is rotated downward through the
또한, 상기 저압력부 에어쿠션(200)은 도9 및 도 12에서 보는 바와 같이 궤도차량의 좌.우측단 에어쿠션(204,205)을 설치하되, 궤도차량 안쪽으로 경사를 두게 하여 에어쿠션에 부딪힌 사람이 구명장치 중앙부로 튕겨져나갈 수 있도록 한다. In addition, the low
그리고, 도 10 및 도 11과 같은 모양의 하단 에어쿠션(203)을 궤도차량 하단부에 설치하여 에어쿠션에 1차적으로 충돌한 사람이 구명장치 중앙부 혹은 상단부 로 튕겨질 수 있도록 하며, 이 과정에서 1차적으로 충돌한 사람이 구명장치 상단부를 넘어가는 경우를 방지하기 위하여 상단 에어쿠션(201)을 설치한다.Then, the
상기한 주 에어쿠션(E)에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 이는 도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에어쿠션(200)이 상호 일체화된 상태를 이루고 있으나, 상기 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에어쿠션(200) 내로 공급되는 압축공기의 충진압력이 서로 다르기 때문에 이를 위한 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에어쿠션(200)으로 구분되게 되며, 특히 상기 주 에어쿠션(E) 내로 공급되는 압축공기의 충진압력을 견딤과 동시에, 궤도차량과 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람과의 충돌에 따른 충격력을 견딜 수 있도록 하기 위하여 탄성이 강한 합성수지재로 이루어져 있다.Referring to the main air cushion (E) in more detail, as shown in Figures 10 to 11, the high-pressure
그리고, 상기 주 에어쿠션(E)의 경우, 전술한 바와 같이 상기 고압력부 에어쿠션(100) 둘레에 저압력부 에어쿠션(200)이 설치되어 상기 고압력부 에어쿠션(100)에 의해 저압력부 에어쿠션(200)이 지지되도록 구성되어 있는데, 이는 상기 저압력부 에어쿠션(200)의 1차적 충격 흡수 및 상기 고압력부 에어쿠션(100)의 2차적 충격 흡수를 통해 상기 궤도차량의 충격력으로부터 선로 작업자나 승강장에서 낙하한 사람의 손상 정도를 최소화시킬 수 있도록 하기 위함이다.In addition, in the case of the main air cushion (E), as described above, the low pressure
또한, 상기 고압력부 에어쿠션(100)의 상면에는 고압력부 에어쿠션(100) 내에 충진된 압축공기를 외기로 배출시키기 위한 공기배출구(20a)가 형성되어 있으며, 상기 공기배출구(20a)의 경우 릴리프 밸브(미도시)를 통해 개폐되도록 이루어져 있다.In addition, an
한편, 상기 보조 에어쿠션(401)은 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 주 에어쿠션(E)에 의해 충격이 흡수된 사람이 차량 전방(前方)으로 튕겨져 선로 상에 떨어지지 않도록 하여 차량과의 2차적 충돌을 방지하기 위한 장치로서 궤도차량과 충돌한 사람이 선로상으로 떨어지지 않게 도 11과 같이 삼각형태로 폭발 팽창하도록 구성되어 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 11, the
그리고, 상기와 같이 궤도차량의 대인 충돌시 선로 작업자나 승강장서 낙하한 사람이 에어쿠션 측으로 넘어질 수 있도록 함과 아울러, 상기 에어쿠션을 통해 1차적 충격 흡수가 이루어진 사람이 선로상으로 떨어지지 않도록 폭발 팽창되기 위하여 상기 보조 에어쿠션(401)이 상기 주 에어쿠션(E) 하단 즉, 저압력부 에어쿠션(200)의 하단부 에어쿠션(203)의 양측 하단에 연결된 구조로 이루어지게 된다.In addition, as described above, in the event of a personal collision of the tracked vehicle, a line worker or a person who has fallen down on the platform may fall down to the air cushion side, and the person who has been subjected to primary shock absorption through the air cushion may not fall on the track. In order to be expanded, the
그리고, 달리는 궤도차량의 바람에 의한 저항력을 극복하고, 선로 위로 갑작스럽게 뛰어드는 사람을 구조하기 위해 각 에어쿠션 후면의 폭약을 전기뇌관에 의해 폭발시켜 순간적으로 다량의 가스를 발생시켜 이 가스를 이용해 에어쿠션을 폭발 팽창시킨다.In order to overcome the wind-resistant resistance of the running track vehicle and to rescue people who suddenly jump on the tracks, explosives on the back of each air cushion are exploded by an electric primer to generate a large amount of gas instantly. Explode and inflate the air cushion.
이하, 본 발명의 도시철도용 구명장치에 대한 작용상태를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the lifesaving device for urban railways of the present invention will be described.
감지시스템이 궤도차량 전방에 충돌하는 물체를 감지하게 되면, 감지시스템의 처리부는 구명장치의 작동 제어기(500)로 충돌 신호를 보내게 된다. 작동 제어기(500)는 충돌신호를 받아서 주 에어쿠션(E)의 고압력부 및 저압력부 에어쿠션(100)(200)에 각각 설치된 전기뇌관에게 전기적 신호를 보내어 에어쿠션 후면에 장 착된 폭약을 폭발시켜 순간적 발생된 다량의 가스를 통해 주 에어쿠션(E)이 팽창되게 된다. When the detection system detects an object colliding in front of the tracked vehicle, the processing unit of the detection system sends a collision signal to the
이 과정에서 하단부 에어쿠션(203)의 팽창으로 인하여 힌지(301)를 통해 하방으로 회동하여 하단 받침대(303)에 의해 궤도차량 선두부 하단에 고정지지 된다.In this process, due to the expansion of the lower
또한 하단 받침대(303)가 선두부 하단 중앙에 설치된 커플러(도시 생략됨)에 의해 회동이 제한되지 않도록 커플러 보다 큰 요홈(도시 생략됨)이 형성되어 있다. In addition, a groove (not shown) larger than the coupler is formed so that the rotation of the
동시에 하단 에어쿠션(203)에 의해 충돌된 사람이 궤도차량 위쪽으로 튕겨져 넘어가는 것을 방지하기 위해 도 10 및 도 11과 같이 상단 에어쿠션(201)이 설치된다.At the same time, the
이때, 상기 상단 에어쿠션(201)은 팽창시 상단 힌지(302)를 통해 상단 받침대(303)를 밀어 올려 구명장치 상단을 고정한다.In this case, the
그리고, 사용이 종료된 도시철도용 구명장치는 사용된 고압력부 에어쿠션(100)과 저압력부 에어쿠션(200)로 구성된 주 에어쿠션(E) 및 보조 에어쿠션(401)은 교체 설치하며, 에어쿠션 받침대(303)를 궤도차량의 선두부 측으로 회동시켜 상기 고압력부 에어쿠션과 저압력부 에어쿠션이 접힌 상태로 고정되도록 한다.In addition, the life-saving life-saving device for the used urban railway is composed of the high pressure
이상에서와 같이 상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.As described above, the above-described embodiments are described with respect to the most preferred examples of the present invention, but are not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention. .
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고속으로 주행하는 궤도차량에 있어서 궤도 차량 전방의 원거리 및 근거리에 있는 사람 및 장애물에 대한 정확한 형상 정보와 거리 정보를 획득할 수 있는 감지 시스템을 제공함으로써, 고속으로 주행하는 궤도 차량에 정확한 긴급 상황 및 정확한 충돌 피해 저감기준을 제공하는데 사용할 수 있어 선로 상의 사람 및 장애물을 조기에 발견하고 인명 구명을 위한 구명장치가 적기에 작동되도록 하여 인명의 상해 및 치사율을 최소화시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, by providing a sensing system that can obtain accurate shape information and distance information for people and obstacles in the far and near in front of the track vehicle in a high speed track vehicle, It can be used to provide accurate emergency situations and accurate collision damage reduction standards for tracked vehicles traveling on the road, minimizing human injury and fatality by early detection of people and obstacles on the track and timely operation of lifesaving devices for lifesaving. You can.
또한, 본 발명의 도시철도용 구명장치부는, 충진 압력이 상이한 2개의 에어쿠션과 함께, 차량과 충돌한 사람이 차량 전방(前方)으로 튀어 나가지 않게 감쌀 수 있도록 이루어진 에어쿠션을 궤도차량의 전두부에 설치하되, 주 에어쿠션 및 보조 에어쿠션의 구동을 제어할 수 있는 구동 제어기를 설치 구성하고, 또한, 상기 에어쿠션에 회동 가능한 에어쿠션 받침대를 설치 구성함으로써, 궤도차량과의 충돌시 상기 에어쿠션 중 저압력부 에어쿠션과 고압력부 에어쿠션에 의한 1, 2차적 충격 흡수와 함께, 적절한 시기에 보조 에어쿠션을 동작시킴으로써 충돌한 사람이 선로상에 떨어지지 않게 보조 에어쿠션을 통해 감싸도록 하여 상기 궤도차량과의 충돌에 따른 대인사고의 상해치 및 사망률을 최소화시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.In addition, the lifesaving device for the urban railway of the present invention, along with the two air cushions with different filling pressure, the air cushion made to wrap the air cushion so that the person collided with the vehicle does not protrude to the front of the vehicle to the front head of the track vehicle Install and configure a drive controller for controlling the driving of the main air cushion and the auxiliary air cushion, and also install and configure a rotatable air cushion stand in the air cushion, so that the air cushion With the primary and secondary shock absorbing by the low pressure and high pressure air cushions, the auxiliary air cushion is operated at an appropriate time to wrap the secondary air cushion so as not to fall on the track. There is an excellent effect that can minimize the injury and mortality rate of personal accidents caused by collisions with.
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