KR20110036155A

KR20110036155A - 무선인식 지게차 안전 시스템

Info

Publication number: KR20110036155A
Application number: KR1020090093666A
Authority: KR
Inventors: 김경수
Original assignee: 김경수
Priority date: 2009-10-01
Filing date: 2009-10-01
Publication date: 2011-04-07

Abstract

본 발명은 지게차의 안전사고를 방지하기 위한 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 지게차에 RFID 리더기와 안테나를 설치하고 작업인원의 안전모와 같은 장비에 RFID 수동형 태그를 부착하여, 지게차가 작업을 진행중일 때 지게차 주위에 사람이 있을 경우, 리더기가 전파범위를 달리하여 안전모의 RFID 태그를 읽어들여, 주변의 작업인원과 거리를 판단하고 경보등 또는 경보음을 통해 지게차 운전자와 주변 작업인원에게 위험 정도를 알리는 지게차 안전 시스템에 관한 것이다.

RFID, 지게차, 태그, 리더기

Description

무선인식 지게차 안전 시스템{RFID SAFETY SYSTEM FOR FORKLIFT}

본 발명은 지게차의 안전사고를 방지하기 위한 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 지게차에 RFID 리더기와 안테나를 설치하고 작업인원의 안전모에 RFID 수동형 태그를 부착하여 지게차가 작업을 진행중이고 지게차 주위에 사람이 있을 경우, 리더기가 안전모의 RFID 태그를 읽어들여 주변의 사람을 인식하고 경보등 또는 경보음을 통해 지게차 운전자와 주변 작업인원에게 위험 정도를 알리는 안전 시스템에 관한 것이다.

지게차를 이용하여 자재를 운반하거나 후진을 할 때 지게차 운전자의 시야는 매우 제한적이게 된다. 일반적으로 지게차의 안전대책으로 지게차가 작업중일 때 싸이렌 또는 멜로디를 발생시켜 주변지역에 지게차의 작업을 알리지만 이 또한 산업현장에서의 소음을 감안한다면 충분한 안전대책이 되지 못하는 것이 문제점이다.

또 지게차의 후방 카메라 및 경고등을 설치하여 안전대책을 마련하지만 운전자 및 작업인원의 세심한 주의가 있어야만 실제 효과를 이룰 수 있다는 점에서 지게차 사고가 끊이질 않고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, RFID 무선 통신을 이용하여 지게차 주변에 작업인원의 유무를 확인한다. 지게차 주변에 작업인원이 있다면 지게차 운전자 및 주변 작업인원이 안전에 유의할 수 있도록 경고음을 발생시키며, 그 거리를 측정하여 충돌 위험이 발생할 수 있는 가까운 거리일 경우 경고등을 이용하여 추가로 위험을 알리면서, 추가 경고음을 발생시키는 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 RFID 지게차 안전 시스템은 지게차의 몸체에 설치된 RFID 리더기 및 안테나와 안전모와 같은 현장요원의 장비에 부착된 RFID 수동형 태그로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 RFID 안테나를 통하여, 리더기는 지게차 주변지역에 태그를 읽어들인다. 지게차 주변지역에 RFID 태그가 있다면 태그의 식별 데이터를 읽어들여 작업인원에 대한 정보 및 지게차와의 거리를 판단한 후에 경고등 및 알람을 통해 지게차 운전자에게 위험 정보를 알린다.

본 발명에 따른 RFID 지게차 안전 시스템은 지게차와 지게차 주변에 위치한 작업인원과의 안전거리를 파악하고 운전자 및 주변에 상황을 알리거나 자동정지 하므로 사람의 부주의로 인한 안전사고를 예방할 수 있으며, 지게차 운전자의 집중력 을 높일 수 있어 작업 효율이 향상하며, 다른 RF기기를 이용한다면 작업인원 수에 따라 시스템 구축비가 엄청날 수 있지만, RFID 수동형 태그를 이용하므로 저비용으로 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 RFID 지게차 안전 시스템의 전파 영역을 나타낸 도면이다. 지게차(1)에 RFID 리더기 및 안테나(2)가 설치되고 지게차(1) 주변영역에 대해서 작업인원의 장비에 부착된 RFID 태그를 인식하게 된다. 주변영역은 2개의 구간으로 나누어지며 위험영역(3)과 주의영역(4)이 그것이다. 이 영역은 절대적인 영역이 아닌 상대적인 영역 구분이다. 주의영역(4)은 지게차(1) 주변의 가까운 거리에 작업인원이 존재하여 지게차 운전자의 주의가 필요한 영역을 나타내며, 위험영역(3)은 작업인원이 지게차(1) 바로 옆에 존재하여 작은 부주의에도 사고가 날 수 있는 위험한 영역을 나타낸다. 상기 영역들은 상황에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 위험영역(3)은 지게차로부터의 거리가 4m이내의 영역이며, 주의영역(4)은 거리가 8m이내가 될 수 있다.

본 발명에서는 태그(작업자)와 안테나(지게차) 간의 거리를 절대적인 거리 값이 아닌 일정영역으로 판단한다. 리더기는 915㎒~923.5㎒대의 주파수를 이용하여 통신을 하게 되는데 리더기의 출력과 안테나를 이용하여 인식거리를 원하는 주의영역(4)까지 확장시킨다. 리더기의 출력이 충분하지 않은 경우에는 방향성을 가진 이득이 높은 안테나를 이용하여 인식거리를 확장하며, 방위각이 충분하지 않은 경우 에 여러 개의 안테나를 지게차에 설치하여 방향에 제한받지 않고 주변영역을 인식할 수 있도록 한다. 주의영역(4) 내에서 태그가 인식되면 이 태그가 위험영역(3) 내에 있는지 판단해야 한다.

태그가 위험영역(3) 내에 있는지 판단하기 위해 리더기의 인식거리를 줄여서 태그가 인식되는지 알아보아야 한다. 인식거리를 줄이기 위한 방법으로 2가지가 있다. 첫 번째는 리더기의 출력을 낮추어 전파영역을 줄이는 것이다. 전파의 자유공간손실(Lpath)은 수식1과 같다. 수식에서 F는 전파의 주파수를 나타내며 d는 거리를 나타낸다.

자유공간손실에서 수식2와 같이 인식거리가 2배가 되면 6㏈만큼 줄어드는 것을 알수 있다. 이것은 출력이 6㏈만큼 줄어들면 인식거리가 반이 된다는 것과 같은 뜻이다. 따라서 리더기가 주의영역(4)을 검색할 때의 출력 값과 비교하여 6㏈만큼 출력을 낮추면 전파영역을 반으로 줄일 수 있다.

또 다른 방법으로는 도 2와 같이 이득이 다른 안테나를 추가로 설치하여 안테나를 바꾸어 검색하는 것이다. 예를 들어 이득이 높은 안테나(11)를 이용하여 주의영역(4)을 검색하였다면 위험영역의 검색에는 이전보다 6㏈i만큼 낮은 안테나(12)를 이용하는 것이다. 안테나를 추가하게 되면 그만큼의 시스템 비용이 증가하게 되지만 이득이 낮은 안테나는 방위각이 커지므로 주의영역(4)을 검색할 때보다 안테나의 수를 줄일 수 있다. 이처럼 리더기의 전파영역을 좁은 범위로 제한한 후에 검색하여 태그가 읽혀진다면 작업인원이 위험영역(3) 내부에 위치하는 것이고 읽혀지지 않는다면 어느 정도 거리가 떨어져 있는 주의영역(4)에 위치함을 알 수 있다.

도 3은 RFID 안전 시스템의 순서도이다. 본 시스템은 운전자의 태그정보를 등록하는 단계(31); 주의영역(4)을 검색하기 위하여 리더기의 출력 또는 안테나를 설정하는 단계(32); 주의영역(4)에 태그가 있는지 확인하는 단계(33); 주의영역(4)에서 태그가 검색되지 않고 경보가 울리고 있다면 경보를 해제하고 다시 태그를 검색하는 단계(34); 주의영역(4)에서 태그가 검색되었다면 태그정보가 등록된 태그인지 확인하는 단계(35); 위험영역(3)을 검색하기 위하여 리더기의 출력 또는 안테나를 설정하는 단계(36); 위험영역(3)에 태그가 있는지 확인하는 단계(37); 위험영역(3)에서 태그가 검색되지 않으면 주의영역(4)에 작업인원이 있다고 판단하고 주의영역 경보를 알리는 단계(38); 위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그인지 확인하는 단계(39); 위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그가 아니라면 위험영역 경보를 알리는 단계(40); 위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그면 다른 기능의 수행없이 종료되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술한 바와 같이 구성되고 작용하는 본 발명에 의하면, 지게차에 RFID 리더기와 안테나를 설치하고 작업인원의 장비에 RFID 태그를 부착하여, 지게차 운전자가 주변 작업인원의 유무를 놓치더라도 무선통신을 통하여 리더기가 작업인원의 존재를 경보를 통해 운전자 및 주변 작업인원에게 신속, 정확하게 알려주어 지게차와 작업인원의 충돌에 의한 안전사고를 예방할 수 있으며, 지게차 운전자의 집중력을 높여주어 작업 능률이 향상되는 등의 여러 효과를 낼 수 있는 매우 유용한 발명이다. 또한 다른 무선 위치파악 시스템과 비교하여 RF기기가 아닌 RFID 수동형 태그를 이용하여 목표를 인식하므로 저비용으로 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 지게차와 지게차에 설치된 안테나의 전파영역을 나타낸 평면도.

도 2는 본 발명에 사용되는 2개의 안테나를 스위칭하는 안테나의 도면.

도 3은 본 발명의 알고리즘 순서도.

Claims

지게차에 RFID 리더기 및 안테나를 설치하고 작업인원에 RFID 수동형 태그를 부착하는 안전시스템에 있어서,

운전자의 태그정보를 등록하는 단계(31);

주의영역(4)을 검색하기 위하여 리더기의 출력 또는 안테나를 설정하는 단계(32);

주의영역(4)에 태그가 있는지 확인하는 단계(33);

주의영역(4)에서 태그가 검색되지 않고 경보가 울리고 있다면 경보를 해제하고 다시 태그를 검색하는 단계(34);

주의영역(4)에서 태그가 검색되었다면 태그정보가 등록된 태그인지 확인하는 단계(35);

위험영역(3)을 검색하기 위하여 리더기의 출력 또는 안테나를 설정하는 단계(36);

위험영역(3)에 태그가 있는지 확인하는 단계(37);

위험영역(3)에서 태그가 검색되지 않으면 주의영역(4)에 작업인원이 있다고 판단하고 주의영역 경보를 알리는 단계(38);

위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그인지 확인하는 단계(39);

위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그가 아니라면 위험영역 경보를 알리는 단계(40);

위험영역(3)에서 검색된 태그가 등록된 태그면 다른 기능의 수행없이 종료되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지게차 안전 시스템.
제 1항에 있어서, 인식거리 측정부는,

전파영역을 늘이거나 줄이는 것을 특징으로 하는 태그와 리더기 사이의 거리 측정장치.
제 1항에 있어서, 안테나부는,

이득이 다른 2종류의 안테나를 결합하여 조건에 따라 사용하는 안테나를 교환하는 것을 특징으로 하는 거리 측정장치.