KR20120008840A

KR20120008840A - 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션

Info

Publication number: KR20120008840A
Application number: KR1020100070071A
Authority: KR
Inventors: 김철성; 김봉석; 황정훈; 박창우
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2010-07-20
Publication date: 2012-02-01

Abstract

무인 굴삭기를 제어할 수 있도록 통신 가능한 거리 이내까지 접근할 수 있고, 원격으로 무인 굴삭기를 제어할 수 있는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션이 개시되어 있다. 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션은 차량에 탑재되는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션에 있어서, 상기 굴삭기와의 무선 통신을 위한 무선 통신 모듈; 원격으로 상기 굴삭기를 조정하기 위한 조정 신호를 발생시키기 위한 조정 장치; 상기 굴삭기에서 전송한 영상을 디스플레이하고, 상기 굴삭기의 운전 상태를 표시하기 위한 디스플레이; 및 상기 조정 장치로부터 발생되는 상기 조정 신호를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 굴삭기에 전송하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 상기 굴삭기의 센싱 신호, 상기 굴삭기의 운전 상태 데이터 및 상기 굴삭기로부터의 작업 환경 영상 데이터를 처리하여 상기 디스플레이에 디스플레이시키기 위한 PC를 포함한다.

Description

굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션{The mobile station for a remote control excavator}

본 발명은 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션에 관한 것으로 특히, 무인 굴삭기를 제어할 수 있도록 통신 가능한 거리 이내까지 접근할 수 있고, 원격으로 무인 굴삭기를 제어할 수 있는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션에 관한 것이다.

건설 현장에서 토공 작업을 위한 장비들은 지속적으로 개선 및 발전해왔다. 그러나, 일반적인 굴삭기는 숙련자가 조종자로서 굴삭기에 탑승하여 직접 조종하여 작업을 수행하도록 되어 있어, 안전 사고에 노출되는 것이 매우 빈번해, 굴삭기 기능공의 지원자가 점차 줄고 있는 실정이다. 또한, 특정 환경 및 작업 위치 등에서는 조종자의 안전에 심각한 위험이 있어, 운전자가 탑승하여 조종하기가 대단히 어려운 경우가 종종 있다. 예컨대, 산악 지대나 광산 등과 같은 위험도가 높은 장소에서 작업을 할 경우 굴삭기가 전락, 전도되거나 충돌이 발생할 수 있는 위험도가 높아 운전자의 안전이 심각히 위협 받는 문제가 있었다.

따라서, 위험한 지역, 열악한 환경 등과 같은 조건하에서 작업이 이루어지는 경우에는 조종자의 보호를 위해, 조종자가 굴삭기에 직접 탑승하지 않고도 정상적인 작업을 수행할 수 있는 굴삭기가 요구되어 왔다. 이러한 요구에 따라 조종자가 직접 탑승하지 않고 조정이 가능한 원격 제어 굴삭기가 소개되어 왔다. 예컨대, 본 출원인과 동일한 출원인에 의해 출원된 국내특허공개 제 2009-28968에는, 무인 건설 기계의 감시 제어 장치와 원격 조종 장치를 구비하는 건설 기계의 원격 조종 시스템이 개시되어 있다. 본 발명에 협조하는 상기 시스템의 원격 조종 장치는 무인 건설 기계에서 획득한 원격지의 주변 영상과 감시 정보를 서로 다른 통신방식으로 취득함에 따라 데이터 전송의 신뢰성과 데이터 처리의 효율성을 높일 수 있고, 무인 건설 기계를 통해 취득한 원격지의 영상을 디스플레이함으로써, 조종자가 원격지의 주변 상황과 건설 기계의 상황을 정확히 파악하고 대처할 수 있도록 되어있다.

그러나, 상기 시스템의 원격 조정 장치는 일반 이동 통신 망을 통해 굴삭기와 통신을 하도록 되어 있어, 일반 이동 통신 서비스가 제공되지 않는 작업장에서는 이용할 수 없는 문제가 있다. 즉, 굴삭 작업을 수행하는 장소의 대부분은 아직 인프라가 구축되지 않아 통신 망이 설치되어 있지 않아, 원격으로 작업을 수행할 수 없는 문제가 있었다.

따라서, 무인 굴삭기와 통신할 수 있도록, 무인 굴삭기에 최대한 접근할 수 있으며, 무인 굴삭기를 원격으로 제어할 수 있는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션이 필요하다..

이에, 본 발명은 상술한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무인 굴삭기를 제어할 수 있도록 통신 가능한 거리 이내까지 접근할 수 있고, 원격으로 무인 굴삭기를 제어할 수 있는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션은 차량에 탑재되는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션에 있어서, 상기 굴삭기와의 무선 통신을 위한 무선 통신 모듈; 원격으로 상기 굴삭기를 조정하기 위한 조정 신호를 발생시키기 위한 조정 장치; 상기 굴삭기에서 전송한 영상을 디스플레이하고, 상기 굴삭기의 운전 상태를 표시하기 위한 디스플레이; 및 상기 조정 장치로부터 발생되는 상기 조정 신호를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 굴삭기에 전송하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 상기 굴삭기의 센싱 신호, 상기 굴삭기의 운전 상태 데이터 및 상기 굴삭기로부터의 작업 환경 영상 데이터를 처리하여 상기 디스플레이에 디스플레이시키기 위한 PC를 포함한다.

상기 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션은 상기 무선 통신 모듈, 상기 조정 장치, 상기 PC, 및 상기 디스플레를 그 내부에 수용하고, 상기 차량에 탑재되는 컨테이너를 더 포함한다. 상기 컨테이너는 조정자가 착석하는 조정석이 그 내부에 설치된다.

바람직하게는, 상기 굴삭기의 센싱 신호는 상기 굴삭기에 장착된 상기 장애물 센서 및 상기 안전 감지 센서에 의해 감지되는 장애물 감지 신호 및 안전 감지 신호를 포함한다.

또한, 상기 PC는 상기 디스플레이에 상기 원격 제어 굴삭기에 전송되는 명령과, 상기 명령의 상기 굴삭기에서의 수신 여부를 나타내는 메시지를 상기 디스플레이에 표시한다.

본 발명에 의하면, 작업자가 굴삭기에 직접 탑승하지 않음으로써 고위험 지역의 작업이 가능해지며, 굴삭기를 조정하는 스테이션을 차량에 장착하여 이동시킴으로써, 통신 인프라가 갖춰지지 않은 장소에서도 원격으로 굴삭기를 조정할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 이동형 스테이션의 요부 구성도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 이동형 스테이션의 적용 예를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 굴삭기 자동화 시스템 및 이를 통합 관리하기 위한 방법을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동형 스테이션(100)의 요부 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)은 차량(200)에 탑재된다. 상기 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)은 컨테이너 형태를 가질 수 있으며, 그 내부에 조정자가 착석할 수 있는 조정석을 비롯하여, 각 부품들이 장착된다.

상기 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)은 컨테이터 내부 공간에 각각의 부품들이 장착되며, 조정자가 실제 굴삭기(200)의 좌석에 착석한 것과 같은 느낌을 갖도록 실제 굴삭기(200)의 운전석과 유사하게 좌석과 조정 장치(107)가 배치된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)은 굴삭기(200) 원격 제어를 위해, 무선 통신 모듈(101), 조정 장치(107), 디스플레이(105), 및 컴퓨터(103: 이하, PC라 함)를 포함한다.

상기 무선 통신 모듈(101)은 상기 PC(103)의 제어하에 상기 굴삭기(200)와 무선 통신을 한다.

상기 조정 장치(107)는 조종자의 조작에 의해 원격으로 상기 굴삭기(200)를 조정하기 위한 조정 신호를 발생시킨다.

상기 디스플레이(105)는 상기 굴삭기(200)에서 전송한 영상을 디스플레이하고, 상기 굴삭기(200)의 운전 상태를 표시한다.

상기 PC(103)는 본 장치의 전반을 제어한다. 상기 PC(103)는 상기 조정 장치(107)로부터 발생되는 상기 조정 신호를 상기 무선 통신 모듈(101)을 통해 상기 굴삭기(200)에 전송하고, 상기 무선 통신 모듈(101)을 통해 수신되는 상기 굴삭기(200)의 센싱 신호 예컨대, 상기 굴삭기에 장착된 상기 장애물 센서 및 상기 안전 감지 센서에 의해 감지되는 장애물 감지 신호 및 안전 감지 신호 등과, 운전 상태 데이터 및 상기 굴삭기(200)에 장착된 카메라(도시하지 않음)에 의해 촬영된 작업 환경 영상 데이터를 처리하여 상기 디스플레이(105)에 디스플레이시킨다.

또한, 상기 PC(103)는 상기 디스플레이(105)에 상기 원격 제어 굴삭기(200)에 전송되는 명령과, 상기 명령의 상기 굴삭기(200)에서의 수신 여부를 나타내는 메시지를 상기 디스플레이(105)에 표시한다.

상기 PC(103)에는 상기 굴삭기(200) 제어에 필요한, 굴삭 작업 계획 데이터가 저장될 수 있다. 예컨대, 상기 굴삭 작업 계획 데이터는 굴삭기(200)에 의해 작업할 영역 전체 지형을 일정한 규격의 높이로 나누고 각각의 층에 순서를 부여하고, 각 층마다 지형의 형상과 모양, 주변상황 등을 고려하여 가장 효율적인 루트(route)를 생성하고 순서를 부여하며, 굴삭시 버킷(bucket)이 들어갈 영역의 크기와 순서를 자동 산출하여 조종자의 굴삭기(200) 제어를 도울 수 있다.

상기 구성에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 원격 조종을 하기 위해, 본 발명의 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션(100)은 굴삭기(200)와 통신 가능한 거리까지 접근한다. 이어, 조정자가 조정석에 착석한 후, 상기 디스플레이(105)에 나타난 작업 영역을 보면서, 실제 굴삭기를 제어하는 것과 같이, 상기 조정 장치(107)를 조작한다. 물론, 상기 굴삭기(200)에는 조정자가 필요로 하는 만큼의 시야각 및 직접 굴삭기를 운전하듯 느낄 수 있도록 충분한 수의 카메라를 장착하고, 통신 링크를 통해 촬영한 영상을 전송한다. 따라서, 이동형 스테이션(100)에 장착된 디스플레이(105)로 굴삭기(200)로부터 받은 영상들을 통해 주변 환경을 작업자가 인식하여 굴삭기(200)를 조정할 수 있다. 또한, 굴삭기(200)에 설치되어진 각 종 센서들로부터 현재 굴삭기가 있는 위치 및 주변 환경에 대한 영상 외의 데이터들을 수신하여 작업자는 직접 굴삭기에 탑승한 것과 같은 느낌을 가질 수 있으며, 작업 환경을 인지한 작업자는 이동형 스테이션(100)에 장착되어진 조정 장치(107)를 이용하여 조정 신호를 보내고 무선 통신 모듈(101)은 그 신호를 굴삭기(200)에 장착되어진 통신 모듈(도시하지 않음)에 전송하여 굴삭기(200)를 조정하게 된다.

따라서, 작업자가 굴삭기(200)에 직접 탑승하지 않음으로써 고위험 지역의 작업이 가능해지며 작업자가 제 3의 위치에서부터 작업 환경을 인지할 수 있어 작업을 보다 효율적으로 수행할 수 있게 된다. 또한, 굴삭기(200)를 조정하는 스테이션을 차량에 장착하여 이동시킴으로써, 통신 인프라가 갖춰지지 않은 장소에서도 원격으로 굴삭기를 조정할 수 있게 된다.

101: 무선 통신 모듈
103: PC
105: 디스플레이
107: 조정 장치

Claims

차량에 탑재되는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션에 있어서,
상기 굴삭기와의 무선 통신을 위한 무선 통신 모듈;
원격으로 상기 굴삭기를 조정하기 위한 조정 신호를 발생시키기 위한 조정 장치;
상기 굴삭기에서 전송한 영상을 디스플레이하고, 상기 굴삭기의 운전 상태를 표시하기 위한 디스플레이; 및
상기 조정 장치로부터 발생되는 상기 조정 신호를 상기 무선 통신 모듈을 통해 상기 굴삭기에 전송하고, 상기 무선 통신 모듈을 통해 수신되는 상기 굴삭기의 센싱 신호, 상기 굴삭기의 운전 상태 데이터 및 상기 굴삭기로부터의 작업 환경 영상 데이터를 처리하여 상기 디스플레이에 디스플레이시키기 위한 PC를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션.
제 1 항에 있어서, 상기 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션은
상기 무선 통신 모듈, 상기 조정 장치, 상기 PC, 및 상기 디스플레를 그 내부에 수용하고, 상기 차량에 탑재되는 컨테이너를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션.
제 2 항에 있어서, 상기 컨테이너는 조정자가 착석하는 조정석이 그 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 굴삭기의 센싱 신호는
상기 굴삭기에 장착된 상기 장애물 센서 및 상기 안전 감지 센서에 의해 감지되는 장애물 감지 신호 및 안전 감지 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PC는 상기 디스플레이에 상기 원격 제어 굴삭기에 전송되는 명령과, 상기 명령의 상기 굴삭기에서의 수신 여부를 나타내는 메시지를 상기 디스플레이에 표시하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 원격 제어를 위한 이동형 스테이션.