KR20100073477A - Appratus for controlling to avoid obstruction in construction equipment - Google Patents

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KR20100073477A
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Abstract

PURPOSE: A device for controlling avoidance of obstacles for construction equipment is provided to minimize energy consumption by changing a motion path of a working device, and to improve work efficiency by automatically avoiding obstacles. CONSTITUTION: A device for controlling avoidance of obstacles for construction equipment comprises a working device, a working device drive unit(30), an operation signal input unit(304), and a device control unit(300). The working device comprises a front part which has a bucket(320), an arm(318), and a boom(316), an upper moving body(322), and a sensor. The working device drive unit drives the working device depending on a control signal. The operation signal input unit receives an input for operating the working device from a worker. The device control unit changes an obstacle avoidable motion path into a motion path with minimized energy consumption.

Description

건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치{APPRATUS FOR CONTROLLING TO AVOID OBSTRUCTION IN CONSTRUCTION EQUIPMENT}Obstacle Avoidance Control Device in Construction Equipments {APPRATUS FOR CONTROLLING TO AVOID OBSTRUCTION IN CONSTRUCTION EQUIPMENT}

본 발명은 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치에 관한 것으로, 특히 건설장비의 최적 이동 경로상에 존재하는 장애물을 자동으로 회피할 수 있도록 하기 위한 장애물 회피 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an obstacle avoidance control apparatus for construction equipment, and more particularly, to an obstacle avoidance control apparatus for automatically avoiding obstacles existing on an optimal movement path of construction equipment.

일반적인 건설장비 중 선회계 건설장비는 장비본체를 하부 주행체에 상부 선회체가 자유롭게 선회할 수 있도록 설치 구성하고 있다. 이와 같은 장비본체를 운전할 시 상부 선회체의 선회 또는 장비본체의 후진하는 경우가 있고, 이와 같은 경우 운전석에 앉아 운전작업을 하고 있는 작업자가 잘 보이지 않은 장소가 있다. 이 경우에는 작업자는 백미러를 보거나 직접 뒤쪽을 보거나 하고 확인하면서 운전하고 있지만, 이와 같은 확인에는 아무래도 한계가 있고 경우에 따라 주위에 있는 장애물에 접촉해 버린다는 가능성이 있다.Among the general construction equipment, the turning system construction equipment is installed so that the upper body can freely turn on the lower body. When operating the equipment main body there is a case of turning the upper swinging body or the backward of the equipment main body, in this case there is a place where the operator who is sitting in the driver's seat and is working hard to see. In this case, the operator is driving while looking at the rearview mirror or directly looking back, but there is a limit to such a check, and there is a possibility that it may come in contact with an obstacle around it in some cases.

이에 따라 상부 선회체의 뒤쪽에 감시 카메라를 설치하고, 그 감시 카메라를 확인하여 장애물을 확인할 수 있도록 하였지만, 이와 같은 경우에는 작업자가 일일이 모니터를 보면서 운전해야 할 뿐 아니라, 작업자가 모니터로 확인된 장애물과의 거리에 관해서는 작업자의 느낌에 의존하여야만 하기 때문에 장애물의 접촉 회피로서 충분하지 않아 문제가 된다.As a result, a surveillance camera was installed at the rear of the upper swing structure, and the surveillance camera was checked so that obstacles could be identified.In this case, the operator not only had to drive while watching the monitor but also the obstacle identified by the monitor. As to the distance between the two, it is necessary to rely on the feeling of the operator, which is not enough to avoid the contact of obstacles.

이를 해결하기 위해 선회반경 이내에 장애물이 존재할 경우 선회구동을 정지시키는 경고기술이 개발되었다.To solve this problem, a warning technique has been developed to stop the turning drive if an obstacle exists within the turning radius.

이러한 경고기술은 장애물 존재 시 경고기능을 오프(Off)시킨 후 수동 조작을 통해 작업을 지속시키거나, 장애물을 제거한 후에야 작업이 진행되는 불편할 뿐 아니라 이에 따라 작업효율이 떨어지는 문제점이 발생한다.Such warning technology is not only inconvenient to proceed with the operation only after the manual operation by removing the obstacle off the warning function (Off), or removing the obstacle, but also causes a problem that the work efficiency decreases accordingly.

최근 들어 작업자가 건설장비에서 일정 거리 떨어진 곳에서 원격장치를 통해 원격으로 건설장비의 작업장치를 제어하는 기술이 개발되고 있는 추세이다.Recently, a technology for remotely controlling a work device of construction equipment through a remote device at a certain distance from the construction equipment is being developed.

그런데, 만약 원격제어 중 장애물 감지에 따라 상기의 경고기술과 같이 선회 구성이 정지된다면, 조작자는 직접 장애물 제거를 위한 작업을 한 후 다시 작업을 진행하여야 하는 경우가 발생한다면 원격 제어의 이점을 살릴 수 없게 된다.However, if the turning configuration is stopped as in the above warning technique according to the obstacle detection during the remote control, the operator can take advantage of the remote control if there is a case where the operation must be performed again after directly removing the obstacle. There will be no.

상기와 같이 건설장비에 직접 작업자가 착석하여 레버를 통해 작업장치를 조작하는 경우 뿐 아니라 원격으로 건설장비의 작업장치를 조작하는 경우 작업장치의 이동 경로 상에 장애물이 존재할 경우 이를 자동으로 회피할 수 있는 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.As described above, when an operator is directly seated on the construction equipment to operate the work device through the lever, and remotely to operate the work device of the construction equipment, if there is an obstacle on the moving path of the work device, it can be automatically avoided. Technology development is urgently needed.

따라서, 본 발명은 건설장비에 있어서 작업경로 상에 지형적인 고정장애물 또는 돌발적인 인적/물적 장애물이 존재할 경우 자동으로 장애물을 회피할 수 있도록 하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 장애물 회피 제어 장치을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention is to provide an obstacle avoidance control device that can improve the work efficiency by automatically avoiding obstacles when there is a topographic fixed obstacle or sudden human / physical obstacles on the working path in the construction equipment. .

상기한 바를 달성하기 위한 본 발명은, 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치에 있어서, 버켓(bucket), 아암(arm), 붐(boom)를 포함하는 프론트부와, 상부 선회체를 포함하고, 상기 프론트부에 애물을 감지하기 위한 복수개의 센서를 장착한 작업장치와, 제어신호에 따라 상기 작업장치를 구동시키는 작업장치 구동부와, 작업자로부터 상기 작업장치를 조작시키기 위한 입력을 받는 조작신호 입력부와, 상기 조작신호 입력부로부터 작업장치 소정 조작신호가 입력되면 최단 이동 경로를 생성한 후 생성된 이동 경로상에 장애물 존재 여부를 상기 복수개의 센서를 통해 탐지하고, 탐지결과 장애물이 존재하면 장애물 회피 가능한 작업장비들의 모션 패스들 중 에너지 소비를 가장 최소화시킬 수 있는 작업장비의 패스로 변경시키도록 제어하는 장비 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an obstacle avoidance control apparatus in construction equipment, including a front portion including a bucket, an arm, and a boom, and an upper swing structure. A work device equipped with a plurality of sensors for sensing an object in the front part, a work device driver for driving the work device according to a control signal, an operation signal input unit for receiving input for operating the work device from an operator, When a predetermined operation signal of the work device is input from the manipulation signal input unit, the shortest movement path is generated and the presence or absence of an obstacle on the generated movement path is detected through the plurality of sensors. Controller controls to change the path of work equipment to minimize energy consumption among the motion paths It characterized in that it comprises.

본 발명의 일례에 따라 상기 장애물을 감지하기 위한 복수개의 센서는, 상기 버켓(bucket), 상기 아암(arm), 상기 붐(boom)의 각도를 감지하는 센서와, 상기 프론트부 아래쪽의 물체의 거리를 감지할 수 있는 센서와, 상기 프론트부 위쪽의 충돌을 방지하기 위해서 상기 버켓(bucket), 상기 아암(arm), 상기 붐(boom) 관절 부 위에 거리를 측정할 수 있는 센서와, 선회부를 포함 좌우 3차원적으로 거리와 높이, 크기를 측정할 수 있는 센서와, 장비보다 낮은 위치의 굴삭작업 시 버켓의 이동경로상의 복수의 장애물을 측정할 수 있는 센서인 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of sensors for detecting the obstacle include a sensor for detecting angles of the bucket, the arm, and the boom, and a distance between an object below the front part. And a sensor capable of detecting a distance, a sensor capable of measuring a distance on the bucket, the arm, and the boom joint to prevent a collision above the front part, and a turning part. It is characterized in that the sensor can measure the distance, height, size in three dimensions in the left and right, and a sensor capable of measuring a plurality of obstacles on the movement path of the bucket during excavation work lower than the equipment.

또한, 본 발명의 일례에 따라 장비 제어부는, 장애물이 탐지되면 에너지 소비 최소화 우선순위인 아암(arm), 붐(boom), 선회(swing)순에 따라 아암의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능한 지 여부를 확인하고, 상기 확인결과 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능하면 아암의 모션 패스를 변경시키고, 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 다음 순위인 붐의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능한 지 여부를 확인한 후 붐의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능하면 붐의 모션 패스를 변경시키고, 상기 아암 또는 붐 하나의 작업장치의 모션 패스 변경만으로 장애물 회피가 불가능하면 아암의 모션 패스를 장애물 회피 가능한 최대 위치까지 변경시킨 후 붐의 모션 패스를 변경시키는 것을 특징으로 한다.In addition, according to an exemplary embodiment of the present invention, if the obstacle is detected, whether the obstacle can be avoided when changing the motion path of the arm in the order of arm, boom, and swing, which are priorities for minimizing energy consumption. If it is possible to avoid obstacles by changing the motion path of the arm, change the motion path of the arm, and if obstacle avoidance is not possible by changing the motion path of the arm, whether the obstacle is avoidable when changing the motion path of the next boom Obstacle avoidance when changing the motion path of the boom after checking whether it is possible to change the motion path of the boom, and if the obstacle is not possible only by changing the motion path of the arm or one boom work device, the maximum position where the obstacle can avoid the motion path of the arm It is characterized by changing the motion path of the boom after changing to.

본 발명의 일례에 따른 장비 제어부는, 상기 작업장치들의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 건설장비의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 한다.The equipment control unit according to an example of the present invention is characterized by moving the position of construction equipment if obstacle avoidance is not possible due to the motion path change of the work devices.

상기한 본 발명에 따르면, 건설장비의 작업경로 상에 장애물이 존재할 경우 자동으로 장애물을 회피할 수 있도록 하여 작업효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, when there is an obstacle on the working path of the construction equipment there is an advantage that can automatically avoid the obstacle to improve the work efficiency.

또한, 본 발명은 장애물을 자동으로 회피하기 위한 작업장비의 모션 패스가 복수개 일 경우에너지 소비를 가장 최소화시킬 수 있는 작업장비의 모션 패스를 변 경시킴으로써 장애물 회피동작에 따라 소비되는 에너지를 최소화할 수 있는 이점이 있다.In addition, the present invention can minimize the energy consumed according to the obstacle avoidance operation by changing the motion path of the work equipment that can minimize the energy consumption when there are a plurality of motion paths of the work equipment for automatically avoiding obstacles. There is an advantage to that.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION A detailed description of preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same components in the figures represent the same numerals wherever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시 예에서는 건설장비들 중 굴삭기를 예를 들어 설명하지만, 본 실시예에서는 건설장비로서 굴삭기를 예시하였으나, 굴삭기 이외의 건설장비에도 작업장치가 있는 한 본 발명의 사상이 동일하게 적용될 수 있다.In the embodiment of the present invention, but described as an example of the excavator construction equipment, in the present embodiment illustrated an excavator as a construction equipment, as long as there is a work device to the construction equipment other than the excavator, the idea of the present invention can be equally applied. have.

도 1을 참조하여 장애물을 감지하기 위해 굴삭기에 장착되는 센서에 대하여 살펴보도록 한다.With reference to Figure 1 looks at the sensor mounted to the excavator to detect the obstacle.

도 1을 참조하면, 본 발명의 굴삭기에는 장애물을 감지하기 위한 센서가 프론트부에 장착되고, 굴삭기의 버켓(bucket), 아암(arm), 붐(boom)의 각도를 감지하는 제1 센서들과, 상기 프론트부 아래쪽의 물체의 거리를 감지할 수 있는 제2 센서(20, 30)들과, 상기 프론트부 위쪽의 충돌을 방지하기 위해서 상기 버켓(bucket), 상기 아암(arm), 상기 붐(boom) 관절 부위에 거리를 측정할 수 있는 제3 센서(10, 12, 14)들과, 선회부를 포함 좌우 3차원적으로 거리와 높이, 크기를 측정할 수 있는 제4 센서(40, 41)들과, 장비보다 낮은 위치의 굴삭작업 시 버켓의 이동경로상의 복수의 장애물을 측정할 수 있는 제5 센서들이 장착될 수 있다.Referring to Figure 1, the excavator of the present invention is equipped with a sensor for detecting obstacles in the front portion, the first sensor for detecting the angle of the bucket (bucket), arm (arm), boom (boom) of the excavator and And second sensors 20 and 30 capable of sensing a distance of an object below the front part, and the bucket, the arm, and the boom to prevent a collision above the front part. boom) The third sensors 10, 12 and 14 that can measure the distance to the joint portion, and the fourth sensor 40 and 41 that can measure the distance, height, and size in three left and right directions including the turning part. And fifth sensors capable of measuring a plurality of obstacles on the movement path of the bucket during the excavation work lower than the equipment.

이때, 제2 센서들은 적외선, 초음파로 구성될 수 있고, 제4 센서들은 레이져 레인지 파인더(laser range finder)로 구성될 수 있다In this case, the second sensors may be configured by infrared and ultrasonic waves, and the fourth sensors may be configured by a laser range finder.

이때, 제4 센서는 붐 옆쪽으로 좌우 1개씩 장착시킬 수 있고, 스캔 범위는 도 2와 같은 범위(200-1, 200-2)를 가지는 것이 가장 아이들 한 상태이다. 이러한 제4 센서는 레이져로 장애물과의 거리, 장애물의 높이, 크기 측정이 가능하다.At this time, the fourth sensor can be mounted one by one to the side of the boom, the scan range is the most idle state having the range (200-1, 200-2) as shown in FIG. The fourth sensor is a laser that can measure the distance to the obstacle, the height of the obstacle, the size.

그러면 이제 도 3을 참조하여 건설장비에서 장애물 회피 제어 장치의 내부 구성에 대하여 살펴보도록 한다.Now, with reference to Figure 3 to look at the internal configuration of the obstacle avoidance control device in the construction equipment.

장애물 센서부(305)는 상기의 도 1에 도시된 바와 같이 장애물 감지를 위한 복수개의 센서를 구비하고, 감지된 센싱신호를 장비 제어부(300)로 출력한다.As shown in FIG. 1, the obstacle sensor unit 305 includes a plurality of sensors for obstacle detection, and outputs the sensed sensing signal to the equipment controller 300.

조작신호 입력부(304)는 작업자가 작업장치의 조작을 위한 조작신호 입력이 가능한 작업장치용 조작레버로 구성될 수 있고, 직접 작업자가 장비내에서 작업장치를 조작할 경우에는 작업레버가 될 수 있지만, 원격으로 장비를 제어하는 경우에는 원격제어장치에서의 작업장치 조작을 위한 센서들이 될 수 있다. 만약, 원격제어에 따라 장비를 구동하는 시스템일 경우에는 무선 송수신부를 구비하여 조작신호 입력부(304)로부터 전송되는 조작신호를 무선 송수신부를 통해 수신하고, 수신된 신호를 장비 제어부(300)로 전달하는 구성이 될 것이다. 또한, 조작신호 입력부(304)는 회피 모드 선택을 위한 버튼을 포함한다. The operation signal input unit 304 may be configured as an operation lever for a work device that allows an operator to input an operation signal for operating the work device, and may be a work lever when the worker directly operates the work device in the equipment. In the case of remote control of equipment, it may be sensors for operating a work tool in a remote control device. In the case of a system for driving the equipment according to the remote control, a wireless transceiver is provided to receive an operation signal transmitted from the operation signal input unit 304 through the wireless transceiver, and transmit the received signal to the equipment controller 300. Will be configured. In addition, the operation signal input unit 304 includes a button for selecting the avoidance mode.

메모리부(302)는 롬(Rom) 또는 램(Ram)으로 구성될 수 있고, 본 발명에 따른 이동경로 상에 장애물이 존재할 시 장애물을 회피하기 위한 작업장비의 모션 패스를 계산하고, 에너지 소비를 가장 최소화시킬 수 있는 작업장비의 모션 패스를 변경하여 장애물을 회피할 지를 결정하기 위한 장애물 회피 프로그램을 저장한다.The memory unit 302 may be configured as a ROM or a RAM. The memory unit 302 may calculate a motion path of a work equipment for avoiding an obstacle when an obstacle exists on the movement path according to the present invention, and calculate energy consumption. Store the obstacle avoidance program to determine whether to avoid obstacles by changing the motion path of the work equipment that can be minimized the most.

붐(316), 아암(318), 버켓(320), 상부 선회체(322)를 포함하는 작업장치(30)와 붐(316), 아암(318), 버켓(320), 상부 선회체(322) 각각을 구동시키기 위한 액츄에이터인 붐 실린더(308)와, 아암 실린더(310) 및 버켓 실린더(312), 선회 모터(314)를 포함하는 작업장치 구동부(30)를 포함한다.Work device 30 including boom 316, arm 318, bucket 320, upper pivot 322 and boom 316, arm 318, bucket 320, upper pivot 322 And a boom cylinder 308, which is an actuator for driving each, and a work device driver 30 including an arm cylinder 310, a bucket cylinder 312, and a swing motor 314.

한편, 상기 붐 실린더(308)와, 아암 실린더(310)와, 버켓 실린더(312) 및 선회 모터(314)는 작동유에 의해 구동되며, 상기 작동유는 제어밸브유닛(306)에 의해 그 흐름 방향이 제어되어 상기 각 실린더(308)(310)(312) 및 선회 모터(314)에 공급된다. On the other hand, the boom cylinder 308, the arm cylinder 310, the bucket cylinder 312 and the swing motor 314 is driven by the hydraulic oil, the hydraulic oil is flow direction is controlled by the control valve unit 306 It is controlled and supplied to each of the cylinders 308, 310, 312 and the swing motor 314.

제어밸브유닛(306)은 통상적으로 파일럿 압유에 의해 스풀을 이동시켜 유로를 변경하고 있으나, 최근에는 솔레노이드 및 앰프를 이용하여 전기신호에 따라 스풀을 이동시켜 유로를 변경하는 전자제어밸브 시스템이 개발되어 있다. 본 실시예에서는 전자식 메인 제어밸브유닛을 예시하여 설명할 것이나, 본 실시예와 달리 기존에 유압식 메인 제어밸브유닛는 그대로 유지하고 상기 메인 제어밸브유닛(306)에 신호 압력을 인가하기 위한 파일럿 압유의 흐름 방향을 제어하는 파일럿 제어밸브를 전자식으로 구현하는 방법 또한 본 발명의 사상에 포함될 것이다.The control valve unit 306 typically changes the flow path by moving the spool by pilot pressure oil, but recently, an electronic control valve system has been developed to change the flow path by moving the spool according to an electric signal using a solenoid and an amplifier. have. In the present embodiment, an electronic main control valve unit will be described by way of example. Unlike the present embodiment, the pilot hydraulic oil flow for applying a signal pressure to the main control valve unit 306 while maintaining the hydraulic main control valve unit as it is previously A method of electronically implementing a pilot control valve for controlling the direction will also be included in the spirit of the present invention.

이와 같이 전자식 제어밸브유닛(306)을 이용함으로써, 장비 제어부(300)로부 터 전송되는 신호에 의해 전자식 제어밸브유닛(306)은 그 유로를 변경하게 되고, 이에 의해 각 실린더(308, 310, 312) 및 모터(21)에 공급되는 작동유의 흐름 방향이 제어된다.By using the electronic control valve unit 306 as described above, the electronic control valve unit 306 changes its flow path by a signal transmitted from the equipment control unit 300, whereby each cylinder (308, 310, 312). ) And the flow direction of the hydraulic oil supplied to the motor 21 is controlled.

장비 제어부(300)는 조작신호 입력부(304)로부터 작업장치 소정 조작신호가 입력되면 최단 이동 경로 생성부(20)에서 최단 이동 경로를 생성한 다. 이후 장애물 탐지부(40)는 장애물 센서부(305)를 통해 상기 생성된 이동 경로상에 장애물이 존재하는지에 대한 여부를 탐지한다. 이후, 탐지결과 장애물이 존재하면 장애물 회피 패스 생성부(60)에서 장애물 회피 가능한 작업장비들의 모션 패스들 중 에너지 소비를 가장 최소화시킬 수 있는 작업장비의 모션 패스로 변경시킨다. 이후, 장비 제어부(300)는 변경된 해당 작업장비의 모션 패스로 이동하도록 작업장치 구동부(30)를 통해 해당 작업장치가 구동되도록 제어한다.The equipment control unit 300 generates the shortest movement path in the shortest movement path generation unit 20 when a work device predetermined operation signal is input from the manipulation signal input unit 304. Thereafter, the obstacle detecting unit 40 detects whether an obstacle exists on the generated moving path through the obstacle sensor unit 305. Subsequently, if there is an obstacle as a result of the detection, the obstacle avoidance path generation unit 60 changes the motion path of the work equipment that can minimize the energy consumption among the motion paths of the work equipment capable of avoiding the obstacle. Thereafter, the equipment control unit 300 controls the work device to be driven through the work device driver 30 to move to the changed motion path of the work device.

그러면, 장비 제어부(300)의 구체적인 동작에 대하여 도 4를 참조하여 살펴보도록 한다.Then, a detailed operation of the equipment control unit 300 will be described with reference to FIG. 4.

400단계에서 조작신호 입력부(304)를 통해 회피 모드 선택을 위한 버튼이 입력되면 402단계로 진행하고, 그렇지 않으면 일반적인 제어모드를 수행한다. 여기서 회피 모드란 이동 경로상 장애물 존재 여부를 감지하고 장애물 존재 시 이를 자동으로 회피하여 이동할 수 있도록 하기 위한 모드이다. In step 400, if a button for selecting the avoidance mode is input through the manipulation signal input unit 304, the process proceeds to step 402. Otherwise, the normal control mode is performed. Here, the avoidance mode is a mode for detecting the presence of obstacles on the moving path and automatically avoiding obstacles when there is an obstacle.

회피 모드 선택에 따라 진행된 402단계에서 장비 제어부(300)는 조작신호 입력부(304)로부터 작업장치 조작 신호를 입력받으면, 404단계로 진행하여 작업장치의 현재 자세를 파악한다.When the control unit 300 receives the work device operation signal from the operation signal input unit 304 in step 402, the control unit 300 determines the current posture of the work device.

이후 406단계로 진행하면 장비 제어부(300)는 현재 작업장치의 자세와 입력된 조작신호를 이용하여 최단 이동 경로를 생성한다. 즉, 현재 작업장치의 위치에서 입력된 조작신호에 대응하는 위치로 작업장치를 이동시키기 위한 이동 경로를 생성하는 것이다.In step 406, the equipment controller 300 generates the shortest movement path using the posture of the current work device and the input manipulation signal. That is, a movement path for moving the work device to a position corresponding to the manipulation signal input from the current work device position is generated.

406단계에서 408단계로 진행하면 장비 제어부(300)는 생성된 최적 이동경로 상에 장애물이 탐지되는지 검사한다. 이때, 장애물 탐지 검사는 장애물 센서부(305)를 구동시켜 장애물 존재에 대한 센싱신호를 입력받아 입력된 센싱신호를 이용하여 장애물과의 거리, 높이, 크기를 인지할 수 있다.In operation 406 to 408, the equipment controller 300 determines whether an obstacle is detected on the generated optimal movement path. At this time, the obstacle detection test may drive the obstacle sensor unit 305 to receive the sensing signal for the presence of the obstacle to recognize the distance, height, size of the obstacle using the input sensing signal.

이후 410단계로 진행하여 장애물이 존재하는 것으로 판단되면 411단계로 진행하고, 그렇지 않으면 412단계로 진행하여 스윙(swing), 붐(boom), 아암(arm)의 모션 패스에 따라 프론트부를 이동시키도록 제어한다. 즉, 장비 제어부(300)는 406단계에서 생성된 최단 이동 경로에 따라 프론트부를 이동시키는 것이다.If it is determined in step 410 that there is an obstacle, the process proceeds to step 411, otherwise proceeds to step 412 to move the front part according to the motion path of the swing, boom, and arm. To control. That is, the equipment controller 300 moves the front part along the shortest movement path generated in step 406.

본 발명에서는 이동경로 최소화를 위해 에너지 소비 최소화를 가장 중심으로 둔다. 즉, 스윙(swing), 붐(boom), 암(arm)순으로 작동하는데 드는 에너지가 크다고 가정하고, 경로 최소화를 위해 움직이는 우선순위는 암(arm), 붐(boom), 스윙(swing)으로 정한다. 즉, 같은 위치를 이동하는데 붐(boom)을 움직여서 이동할 수 있는 경우와 암(arm)을 움직여서 이동할 수 있는 경우가 있을 때는 암(arm)의 움직임을 우선시한다.In the present invention, the minimization of energy consumption is the center of the movement path. In other words, it is assumed that the energy required to operate in the order of swing, boom, and arm is high, and the priority of moving to minimize the path is arm, boom, and swing. Decide In other words, when the same position can be moved by moving the boom (boom) and when the arm (arm) can be moved if the movement of the arm (arm) is given priority.

이에 따라, 장애물이 탐지되어 진행한 411단계에서 장비 제어부(300)는 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능한 지를 먼저 검사한다. 아암의 모션 패 스는 현재 감지된 장애물과의 거리, 높이, 크기 정보와 최단 이동 경로 정보를 변수로 장애물 회피 프로그램을 통해 생성될 수 있다.Accordingly, in step 411 where the obstacle is detected and proceeded, the equipment controller 300 first checks whether obstacle avoidance is possible by changing the motion path of the arm. The motion path of the arm can be generated through the obstacle avoidance program using the distance, height, size information and the shortest moving path information of the currently detected obstacle as variables.

411단계 검사결과 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능하면 416단계로 진행하여 아암의 모션 패스를 변경한 후 402단계로 진행한다.If it is possible to avoid obstacles by changing the motion path of the arm, in step 411, the process proceeds to step 416, and after changing the motion path of the arm, proceeds to step 402.

하지만 411단계 검사결과 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 418단계로 진행하여 붐의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능한 지를 검사한다. 붐의 모션 패스도 암의 모션 패스 생성방법과 같이 현재 감지된 장애물과의 거리, 높이, 크기 정보와 최단 이동 경로 정보를 변수로 장애물 회피 프로그램을 통해 생성될 수 있다.However, if it is impossible to avoid obstacles by changing the motion path of the arm at step 411, the process proceeds to step 418 to check whether obstacle avoidance is possible by changing the motion path of the boom. The motion path of the boom may also be generated through the obstacle avoidance program using variables such as distance, height, size information and the shortest movement path information of the currently detected obstacle as in the method of generating the motion path of the arm.

418단계 검사결과 붐의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능하면 420단계로 진행하여 붐의 모션 패스를 변경한 후 402단계로 진행한다.As a result of step 418, if obstacle avoidance is possible by changing the motion path of the boom, the process proceeds to step 420 and changes to the motion path of the boom and then proceeds to step 402.

만약 418단계 검사결과 붐의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 422단계로 진행하여 아암과 붐의 모션패스 변경으로 장애물 회피가 가능한 지를 검사한다. 즉, 아암의 모션 패스 변경 또는 붐의 모션 패스 변경 또는 아암과 함께 붐의 모션 패스 변경으로도 장애물을 회피할 수 없는지를 검사하는 것이다.If it is impossible to avoid obstacles due to the change of the motion path of the boom in step 418, the flow proceeds to step 422 to check whether the obstacle is avoided by changing the motion path of the arm and the boom. In other words, it is to check whether the obstacle cannot be avoided by changing the motion path of the arm or changing the motion path of the boom or the motion path of the boom together with the arm.

아암과 붐의 모션패스 변경으로 장애물 회피가 가능하면, 424단계로 진행하여 아암의 모션 패스를 장애물 회피 가능한 최대 위치까지 변경시킨 후 붐의 모션 패스를 변경시킨다.If obstacle avoidance is possible by changing the motion path of the arm and the boom, the flow proceeds to step 424 to change the motion path of the arm to the maximum position where the obstacle can be avoided, and then changes the motion path of the boom.

즉, 최단 경로 상에 장애물이 있을 경우 아암(arm)의 모션 패스만으로 장애물 회피가 불가능할 때에는 아암(arm)의 모션 패스 변경으로 장애물이 회피가 가능 할 때의 위치까지 아암(arm)을 움직이도록 아암의 모션패스를 변경하고, 동시에 나머지 장애물 회피를 위한 붐(boom)의 모션 패스를 변경한다.That is, when there is an obstacle on the shortest path, when the obstacle motion cannot be avoided only by the arm motion path, the arm moves the arm to the position when the obstacle can be avoided by changing the motion path of the arm. The motion path of the boom and at the same time the motion path of the boom for avoiding the remaining obstacles.

한편, 422단계에서 검사결과 아암과 모션 패스 변경 또는 붐의 모션 패스 변경 또는 아암과 함께 붐의 모션 패스 변경으로도 장애물을 회피할 수 없다면 426단계로 진행하여 굴삭기 위치를 이동시킨다. 이때, 굴삭기 위치 이동은 장애물과의 거리, 높이 크기에 따라 어느 정도 이동하였을 경우 회피 가능한지 정도를 계산하여 이동시킬 수도 있고, 작업자에게 장애물 회피가 불가능함을 알린 후 작업자가 직접 굴삭기의 위치를 이동시키도록 할 수도 있다.On the other hand, if the inspection result in step 422 change the arm and the motion path or the motion path of the boom or the motion path of the boom together with the arm can not avoid the obstacle proceeds to step 426 to move the excavator position. At this time, the movement of the excavator position may be moved by calculating the degree of avoidance when the movement of the excavator according to the distance and the height of the obstacle, and the operator directly moves the position of the excavator after notifying the operator that the obstacle avoidance is impossible. You can also

이후, 428단계에서 회피 모드 종료를 요구하는 입력이 있으면 회피 모드를 종료하고, 그렇지 않으면 402단계로 진행하여 계속하여 회피 모드를 수행한다.Thereafter, in step 428, if there is an input for requesting to exit the avoidance mode, the avoidance mode is terminated.

상기와 같이 장애물 회피 모드 동작을 수행하면 굴삭기 조작 시, 선회레버만을 조작하더라도 붐, 암 등이 자동으로 회피기동을 하여 작업효율을 향상시킬 수 있다. 또 하나의 예로, 도랑이나 경사지 굴삭작업을 위해 버켓을 상승/하강시킬 때 버켓의 상승경로에 장애물이 있을 경우 붐 레버만 조작하더라도 암(붐은 제한적 회피)이 자동으로 회피기동 하여 작업효율 및 안전성을 향상시키는 것도 가능하다. 이 경우 버켓의 자세확인은 필수이고, 버켓의 내/외/상/하측을 모두 스캐닝 할 수 있도록 스캔센서가 버켓에 인접하게 복수로 설치되는 구성이 필수적으로 필요하게 된다.When the obstacle avoidance mode operation is performed as described above, even when only the turning lever is operated when the excavator is operated, the boom and the arm may automatically avoid the operation to improve the work efficiency. As another example, when there is an obstacle in the bucket's upward path when the bucket is raised or lowered for digging or slope excavation, even if only the boom lever is operated, the arm (the boom is limited avoidance) automatically avoids the operation efficiency and safety. It is also possible to improve. In this case, it is necessary to check the attitude of the bucket, and a configuration in which a plurality of scan sensors are installed adjacent to the bucket is essential to scan all of the inside, outside, top, and bottom of the bucket.

그러면, 이제 도 5 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 장애물 회피 모드에 따라 이동 경로상에 장애물이 있는 경우 이를 회피하여 이동하기 위한 실시 예들을 살펴보도록 한다.Next, the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 10 to avoid and move the obstacle in the movement path according to the obstacle avoidance mode of the present invention.

먼저 도 5는 장애물이 없고, 스윙(swing)만으로 이동 가능한 경우의 예시도이다.First, FIG. 5 is an exemplary view in the case where there is no obstacle and can be moved only by a swing.

도 5를 참조하면, (a)와 같이 A지점에서 B지점으로 θ1°만큼 선회하는 경우에는 (b)에 도시된 바와 같이 붐과 암은 이동하지 않고, 스윙만 하는 그래프가 도시될 수 있다.Referring to FIG. 5, when turning from point A to point B by θ1 ° as shown in (a), as shown in (b), the boom and the arm do not move and only a swing graph may be shown.

도 6은 장애물이 없고 스윙, 붐, 암으로 이동 가능한 경우의 예시도이다.6 is an exemplary view when there is no obstacle and can move to a swing, boom, and arm.

도 6을 참조하면, (a)와 같이 A지점에서 B지점으로 θ1°만큼 선회하고, (c)와 같이 A지점에서는 붐의 각도가 a이고, 암의 각도가 b인 상태에서 선회하면서 B지점에서는 붐의 각도가 b가 되고, 암의 각도가 d인 상태가 되는 경우이다.Referring to FIG. 6, as shown in (a), turning from point A to point B by θ 1 °, and as shown in (c), turning point B with the angle of boom a and arm angle b as point B In this case, the angle of the boom is b and the angle of the arm is d.

이와 같은 경우에는 (b)에 도시된 바와 같이 붐과 암, 스윙이 모두 동작하는 그래프가 도시될 수 있다.In this case, as shown in (b), a graph in which both the boom, the arm, and the swing operate can be shown.

다음으로 도 7a 및 7b를 참조하면, 높이가 높은 장애물이 존재하고 아암의 모션 패스 변경을 통해 장애물을 회피할 수 있는 경우의 예시도이다.Next, referring to FIGS. 7A and 7B, there is an exemplary diagram in which an obstacle having a high height exists and the obstacle can be avoided by changing the motion path of the arm.

도 7a를 참조하면, (a)와 같이 A지점에서 B지점으로 θ1°만큼 선회하려고 한다면, 현재 아암의 모션 패스로는 장애물에 걸리게 된다. 따라서, 먼저 아암 굴삭 반경 프로파일 검증을 통해 아암 모션 패스만으로 장애물을 피할 수 있는지 판단한다.Referring to FIG. 7A, if the user attempts to turn θ 1 ° from point A to point B as shown in (a), an obstacle is caught in the motion path of the current arm. Therefore, first, by verifying the arm excavation radius profile, it is determined whether the obstacle can be avoided only by the arm motion pass.

이때, (a)에 도시된 바와 같이 아암 각도를 장애물을 피할 수 정도로 작게하 여 선회할 경우 굴삭 반경 프로파일은 (b)와 같이 도시될 수 있다. 이때, 현재 상태에서 선회할 경우에는 700과 같은 모션 패스 궤적이 도시될 수 있지만, 아암 각도를 장애물을 피할 수 정도로 작게하여 선회할 경우에는 710과 같은 모션 패스 궤적이 도시될 수 있다. 즉, 아암의 모션 패스가 변경으로 장애물 회피가 가능함을 알 수 있다.At this time, when turning the arm angle is small enough to avoid obstacles as shown in (a), the excavation radius profile may be shown as (b). In this case, the motion path trajectory such as 700 may be shown when turning in the current state, but the motion path trajectory such as 710 may be shown when turning the arm angle so as to avoid obstacles. That is, it can be seen that obstacle avoidance is possible by changing the motion path of the arm.

이에 따라 A지점에서는 아암의 각도가 a이고, 선회하면서 B지점에서는 아암의 각도가 b가 되게 되고, 모션 패스 궤적은 도 7b의 (c)와 같이 도시될 수 있다. 이와 같은 경우 붐과 암, 스윙의 동작 그래프는 (d)와 같이 도시할 수 있다.Accordingly, the angle of the arm is a at the point A, the angle of the arm at the point B while turning, and b, the motion path trajectory can be shown as shown in (c) of FIG. In this case, the operation graph of the boom, the arm, and the swing may be shown as shown in (d).

이제 도 8a와 8b를 참조하면, 높이가 높은 장애물이 존재하고, 아암과 붐이 모션 패스 변경을 통해 경로를 최적화 하는 경우의 예시도이다.Referring now to FIGS. 8A and 8B, there is an example of a case where a high height obstacle exists and the arm and the boom optimize the path by changing the motion path.

도 8a 및 8b를 참조하면, (a)와 같이 A지점에서 B지점으로 θ1°만큼 선회하려고 한다면, 현재 아암의 모션 패스로는 장애물에 걸리게 된다.Referring to FIGS. 8A and 8B, if (1) attempts to turn from point A to point B by θ 1 °, obstacles are caught in the motion path of the current arm.

먼저 아암 굴삭 반경 프로파일 검증을 통해 아암 모션 패스만으로 장애물을 피할 수 있는지 판단한다.First, verify the arm excavation radius profile to determine whether the obstacle can be avoided by the arm motion pass alone.

이때, (a)에 도시된 바와 같이 아암 각도를 최대한으로 작게 할 경우 굴삭 반경 프로파일은 (b)와 같이 도시될 수 있다. 이때, 현재 상태에서 선회할 경우에는 810과 같은 모션 패스 궤적이 도시될 수 있지만, 아암 각도를 최대한으로 작게하여 선회할 경우에는 800과 같은 모션 패스 궤적이 도시될 수 있다. 즉, 아암의 모션 패스가 변경만으로는 장애물을 회피할 수 없다.In this case, when the arm angle is made as small as shown in (a), the excavation radius profile may be shown as (b). In this case, when turning in the current state, the motion path trajectory as shown in 810 may be shown, but when turning the arm angle as small as possible, the motion path trajectory as shown in 800 may be shown. That is, the obstacle cannot be avoided only by changing the motion path of the arm.

이에 따라 붐의 이동을 최소화하는 방향으로 이동 후 암 모션 패스를 검증한다.Accordingly, the arm motion path is verified after the movement in the direction of minimizing the movement of the boom.

즉, (c)에 도시된 바와 같이 아암의 각도는 c에서 d로 변경하고, 붐의 각도는 a에서 b로 변경하여 (d)에 도시된 바와 같이 최종 830의 궤적에 따라 이동하게 되어 장애물을 회피할 수 있도록 한다.That is, as shown in (c), the angle of the arm is changed from c to d, and the angle of the boom is changed from a to b to move according to the trajectory of the final 830 as shown in (d). To avoid it.

A지점에서는 아암의 각도는 c, 붐의 각도는 a이고, 선회하면서 B지점에서는 아암의 각도가 d, 붐의 각도는 b가 되게 된다. 이와 같은 경우 붐과 암, 스윙의 동작 그래프는 (f)와 같이 도시할 수 있다.At point A, the angle of the arm is c, the angle of the boom is a, and at the point B, the arm angle is d and the angle of the boom is b while turning. In this case, the operation graph of the boom, the arm, and the swing may be shown as shown in (f).

도 9a 및 9b는 높이가 낮은 장애물을 붐을 이동하여 회피하는 경우의 예시도이다.9A and 9B are exemplary views in the case where an obstacle having a low height is avoided by moving a boom.

우선, 붐과 아암 각각의 모션 패스를 변경 또는 붐과 아암 둘 다 모션패스를 변경하여 장애물을 회피할 수 있는지 확인한다.First, check if the obstacles can be avoided by changing the motion path of each of the boom and the arm or both of the boom and the arm.

도 9a의 (a)를 참조하면, 낮은 장애물이므로 현재 작업장비 상태에서 아암의 모션패스 조정을 하더라도 장애물을 회피할 수가 없다. 즉, 아암의 모션패스 조정이 불가능하므로 아암을 고정시키고, 붐과 스윙의 패스를 변경하여 장애물을 회피하기 위한 프로파일을 작성한다.Referring to FIG. 9A (a), since the obstacle is a low obstacle, even if the arm motion path is adjusted in the current work equipment state, the obstacle cannot be avoided. That is, since the motion path adjustment of the arm is impossible, the arm is fixed and the path of the boom and the swing is changed to create a profile for avoiding obstacles.

이때, 선회 궤적은 도 9a의 (b), 도 9b의 (c)와 같이 도시할 수 있는데 A지점에서 B지점을 향해 선회하면서 장애물이 존재하는 범위(d)에서는 장애물 높이 이상으로 붐을 들어올리고 장애물이 존재하는 범위(d)를 벗어나면 다시 들어올리기 전 상태로 붐을 내려 B지점으로 선회한다. 붐의 모션 패스 궤적은 (c)의 800과 같 이 나타낼 수 있다. 즉, 붐과 스윙의 패스를 변경하여 장애물을 회피함을 알 수 있다.At this time, the turning trajectory can be shown as shown in Figure 9a (b), 9b (c), while turning from point A to point B while lifting the boom above the obstacle height in the range of the obstacle (d) If the obstacle is outside the existing range (d), lower the boom to the point before lifting again and turn to the point B. The motion path trajectory of the boom can be represented as 800 in (c). That is, it can be seen that the obstacles are avoided by changing the paths of the boom and the swing.

이와 같은 경우 붐과 암, 스윙의 동작 그래프는 (d)와 같이 도시할 수 있고, A,B 지점에서 작업장치의 자세는 (e)와 같이 도시할 수 있고, C 지점에서 작업장치의 자세는 (f)와 같이 도시할 수 있다.In this case, the motion graph of the boom, arm, and swing can be shown as (d), and the posture of the work device at point A and B can be shown as (e), and the posture of the work device at point C is It can be shown as (f).

마지막으로 도 10은 높이가 낮은 장애물을 회피하기 위해 붐과 암이 움직이는 경우의 예시도이다.Finally, Figure 10 is an exemplary view of the case where the boom and the arm moves to avoid the low height obstacle.

우선, 붐과 아암 각각의 모션 패스를 변경 또는 붐과 아암 둘 다 모션패스를 변경하여 장애물을 회피할 수 있는지 확인한다.First, check if the obstacles can be avoided by changing the motion path of each of the boom and the arm or both of the boom and the arm.

(a)를 참조하면, 붐의 프로파일을 통해 암의 모션 패스 변경으로 장애물이 회피 가능한 위치(point)까지 붐의 모션 패스를 변경한다.Referring to (a), the motion path of the boom is changed to a point where obstacles can be avoided by changing the motion path of the arm through the profile of the boom.

이후, 변경된 붐의 모션 패스를 가정 하에 (b)와 같이 암의 모션 패스를 변경한다.Then, the motion path of the arm is changed as shown in (b) on the assumption of the changed motion path of the boom.

이에 따라 A지점에서는 아암의 각도가 a이고, 선회하면서 B지점에서는 아암의 각도가 b가 되게 되고, 모션 패스 궤적은 (c)와 같이 도시될 수 있다. 이와 같은 경우 붐과 암, 스윙의 동작 그래프는 (d)와 같이 도시할 수 있다.Accordingly, the angle of the arm is a at point A, and the angle of the arm is b at point B while turning, and the motion path trajectory can be shown as (c). In this case, the operation graph of the boom, the arm, and the swing may be shown as shown in (d).

상기한 바와 같이 본 발명은 붐, 아암, 버켓, 상부 선회체와 같은 작업장치 구동 시 최적 이동 경로를 미리 생성하여 이동 경로상에 지형적인 고정 장애물 또는 돌발적인 인적/물적 장애물이 존재하는 경우에는 작업장치의 모션 패스를 변경하여 장애물을 자동 회피할 수 있도록 한다.As described above, the present invention generates an optimum movement path in advance when driving a work device such as a boom, an arm, a bucket, or an upper swing structure, so that the operation may be performed when there is a geographical fixed obstacle or a sudden human / physical obstacle on the movement path. Change the device's motion path so that obstacles can be avoided automatically.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.Although specific embodiments of the present invention have been described above, the spirit and scope of the present invention are not limited to the specific embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Those skilled in the art will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Therefore, since the embodiments described above are provided to completely inform the scope of the invention to those skilled in the art, it should be understood that they are exemplary in all respects and not limited. The invention is only defined by the scope of the claims.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작업장비에 장애물을 감지하기 위한 센서가 프론트부에 장착되는 것을 설명하기 위한 예시도,1 is an exemplary view for explaining that a sensor for detecting an obstacle in a work equipment according to an embodiment of the present invention is mounted on the front part;

도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 붐 옆쪽으로 장착된 센서를 이용한 스캔 범위를 도시하는 예시도,2 is an exemplary view showing a scan range using a sensor mounted to the side of the boom according to an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 건설장비에서 장애물 회피 제어 장치의 내부 구성도,3 is an internal configuration of the obstacle avoidance control apparatus in construction equipment according to an embodiment of the present invention,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 건설장비에서 이동 경로상 장애물이 존재하는 경우 이를 회피하도록 제어하기 위한 과정을 나타내는 흐름도,4 is a flowchart illustrating a process for controlling to avoid when an obstacle exists on a moving path in construction equipment according to an embodiment of the present invention;

도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시 예에 따라 회피 모드 동작 시 이동 경로상 장애물 존재에 따라 이를 회피하는 다양한 실시예들을 설명하기 위한 예시도.5 to 10 are exemplary diagrams for explaining various embodiments of avoiding this depending on the presence of obstacles in the movement path during the avoidance mode operation according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명> DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS OF THE DRAWINGS

300: 장비 제어부 302: 메모리부300: equipment control unit 302: memory unit

20: 최단 이동 경로 생성부 40: 장애물 탐지부20: shortest movement path generation unit 40: obstacle detection unit

60: 장애물 회피 패스 생성부60: obstacle avoidance pass generation unit

304: 조작신호 입력부 305: 장애물 센서부304: operation signal input unit 305: obstacle sensor unit

306: 제어 밸브 유닛 30: 작업장치 구동부306: control valve unit 30: work device drive unit

308: 붐 실린더 310: 아암 실린더308: boom cylinder 310: arm cylinder

312: 버켓 실린더 314: 선회 모터312: bucket cylinder 314: swing motor

316: 붐 318: 아암316: boom 318: arm

320: 버켓 322: 상부 선회체320: bucket 322: upper swing

Claims (4)

건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치에 있어서,In the obstacle avoidance control apparatus in construction equipment, 버켓(bucket), 아암(arm), 붐(boom)를 포함하는 프론트부와, 상부 선회체를 포함하고, 상기 프론트부에 애물을 감지하기 위한 복수개의 센서를 장착한 작업장치와,A working device including a front part including a bucket, an arm and a boom, an upper swinging body, and equipped with a plurality of sensors for sensing an object in the front part; 제어신호에 따라 상기 작업장치를 구동시키는 작업장치 구동부와,A work device driver for driving the work device according to a control signal; 작업자로부터 상기 작업장치를 조작시키기 위한 입력을 받는 조작신호 입력부와,An operation signal input unit which receives an input for operating the work device from an operator; 상기 조작신호 입력부로부터 작업장치 소정 조작신호가 입력되면 최단 이동 경로를 생성한 후 생성된 이동 경로상에 장애물 존재 여부를 상기 복수개의 센서를 통해 탐지하고, 탐지결과 장애물이 존재하면 장애물 회피 가능한 작업장비들의 모션 패스들 중 에너지 소비를 가장 최소화시킬 수 있는 작업장비의 패스로 변경시키도록 제어하는 장비 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치.When a predetermined operation signal of the work device is input from the manipulation signal input unit, the shortest movement path is generated and the presence or absence of an obstacle on the generated movement path is detected through the plurality of sensors. And an equipment control unit for controlling to change the path of the work equipment that can minimize the energy consumption among the motion paths of the obstacle. 제 1항에 있어서, 상기 장애물을 감지하기 위한 복수개의 센서는,The method of claim 1, wherein the plurality of sensors for detecting the obstacle, 상기 버켓(bucket), 상기 아암(arm), 상기 붐(boom)의 각도를 감지하는 센서와, 상기 프론트부 아래쪽의 물체의 거리를 감지할 수 있는 센서와, 상기 프론트부 위쪽의 충돌을 방지하기 위해서 상기 버켓(bucket), 상기 아암(arm), 상기 붐(boom) 관절 부위에 거리를 측정할 수 있는 센서와, 선회부를 포함 좌우 3차원적으로 거리와 높이, 크기를 측정할 수 있는 센서와, 장비보다 낮은 위치의 굴삭작업 시 버켓의 이동경로상의 복수의 장애물을 측정할 수 있는 센서인 것을 특징으로 하는 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치.A sensor for detecting angles of the bucket, the arm and the boom, a sensor for detecting a distance of an object below the front part, and a collision preventing the upper part of the front part In order to measure the distance to the bucket, the arm, the joint portion of the boom (boom), and a sensor for measuring distance, height and size in three dimensions , Obstacle avoidance control device in the construction equipment, characterized in that the sensor for measuring a plurality of obstacles on the movement path of the bucket during the excavation work at a lower position than the equipment. 제 1항에 있어서, 상기 장비 제어부는,The method of claim 1, wherein the equipment control unit, 장애물이 탐지되면 에너지 소비 최소화 우선순위인 아암(arm), 붐(boom), 선회(swing)순에 따라 아암의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능한 지 여부를 확인하고, 상기 확인결과 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 가능하면 아암의 모션 패스를 변경시키고, 아암의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 다음 순위인 붐의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능한 지 여부를 확인한 후 붐의 모션 패스 변경 시 장애물 회피 가능하면 붐의 모션 패스를 변경시키고, 상기 아암 또는 붐 하나의 작업장치의 모션 패스 변경만으로 장애물 회피가 불가능하면 아암의 모션 패스를 장애물 회피 가능한 최대 위치까지 변경시킨 후 붐의 모션 패스를 변경시키는 것을 특징으로 하는 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치.When an obstacle is detected, it is determined whether the obstacle can be avoided when changing the motion path of the arm according to the order of arm, boom, and swing, which is the priority of energy consumption minimization. If obstacle avoidance is possible, change the motion path of the arm.If the obstacle cannot be avoided due to the motion path change of the arm, check whether the obstacle can be avoided when changing the motion path of the next boom. If possible, change the motion path of the boom, and if it is impossible to avoid obstacles only by changing the motion path of the arm or one boom, change the motion path of the arm to the maximum position that can avoid obstacles, and then change the motion path of the boom. Obstacle avoidance control device in the construction equipment characterized in that. 제 3항에 있어서, 상기 장비 제어부는,The method of claim 3, wherein the equipment control unit, 상기 작업장치들의 모션 패스 변경으로 장애물 회피가 불가능하면 건설장비의 위치를 이동시키는 것을 특징으로 하는 건설장비에 있어서 장애물 회피 제어 장치.Obstacle avoidance control device in the construction equipment, characterized in that for moving the position of the construction equipment if obstacle avoidance is impossible by changing the motion path of the work devices.
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