KR20130021060A - 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 헬멧에 있어서, 소정의 위치에 탈부착 가능한 에어백이 구비된 헬멧; 상기 헬멧에 구비되어, 작업자의 주변 상황을 촬영하거나 소정의 센서들로 감지하여 촬영 및 감지된 상황 정보들을 중앙통제 센터로 무선 전송하는 스마트 모듈; 응급상황 시 상기 작업자의 조작에 의해 동작 되는 에어백을 제어하는 에어백 제어 모듈; 및 네트워크 모듈을 통해 상기 스마트 모듈의 정보를 수신하고 수신된 정보에 기초하여, 산업현장의 상황과 작업자의 주변 안전상황을 추론하고 추론결과에 따른 제어신호 해당 헬멧에 지령하는 중앙통제 센터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헬멧장치를 제공한다.

Description

헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈{Removable Smart Module for Helmet}

본 발명은 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 장비 또는 장구에 관한 것으로, 특히 첨단의 전자적 장비와 통신기능이 장착된 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 건설현장, 조선소, 기계공장과 같은 산업현장이나 재해현장 등에서 작업자의 안전을 위해 헬멧, 벨트, 장갑 등과 같은 보호 장구의 착용은 필수적이다. 특히, 헬멧은 고공의 낙하물이나 예상치 못한 위험으로부터 작업자의 머리와 안면을 보호하기 위한 것으로, 헬멧의 착용은 작업 현장에서 필수적인 안전수칙에 해당된다.

오늘날, 산업기술의 발전에 따라 산업현장(예: 토목 또는 건설현장)이 대형화되고 복잡해지면서, 현장 작업자는 단순 노동의 수준에서 벗어나, 건설에 투입되는 전자장비와 건설장비를 다룰 줄 알아야 하고 중앙센터나 다른 작업자들과의 협력작업을 위해 커뮤니케이션 할 수 있어야 한다. 그리고, 보호장구(헬멧, 벨트, 장갑 등)를 착용해야 하는 것은 물론, 건설현장에서 사용되는 각종 연장, 원격지 작업자들(or 중앙센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 각종 계측장비들을 비롯한 각종 첨단장비들을 소지해야 한다.

산업현장에서 작업자들의 안전과 작업의 전문성 및 효율을 높이기 위해, 통신 및 전자장비의 사용은 매우 중요하다.

그러나 이러한 각종 첨단장비들은 작업자가 지닐 수 있는 장비의 무게나 개수에는 한계가 있다. 더욱이, 몸을 가누기 힘든 고공의 작업현장이나 화재진압과 같은 위험천만한 작업환경이라면, 위와 같은 장비들의 필요성은 더욱 높지만 사실상 그 장비들을 모두 소지하고 작업하는 것은 매우 어려운 일이다.

한국공개특허 10-2010-0079495호(공개일:2010년07월08일, 발명의 명칭:무선통신을 이용한 현장 관리 시스템, 청구범위 제1항 내지 제7항)

따라서, 본 발명은 종래 기술에 제기된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각종 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 반드시 착용해야 하는 보호 장구에 작업자의 행동 및 위험요소를 감지하는 산업 안전 스마트 H/W를 융합한 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 작업자가 착용하는 헬멧에, 원격지 작업자들(or 중앙통제 센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 카메라, 배터리, 각종 센서, 등을 구비한 것으로, 산업현장(또는 재해현장)의 위험한 작업환경으로부터 작업자를 보호하고 작업 능률과 생산성을 높일 수 있는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 헬멧의 전면에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 있어서, 작업자의 주변을 촬영하는 카메라부; 작업자의 주변을 비추는 광원부; 작업자의 주변 환경을 감지하거나, 상기 작업자가 착용한 헬멧의 기울기를 감지하는 센싱부; 상기 센싱부로부터 감지된 헬멧의 기울기에 따라 상기 카메라부와 상기 광원부의 각도를 조절하는 각도제어부; 및 소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 센싱부와 카메라부로부터 김지된 주변환경 정보들을 네트워크 모듈을 통해 중앙통제 센터로 무선 송출하는 통신부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈을 제공한다.

또한, 상기 센싱부는 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 위치, 충격생성을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 환경 센서; 및 상기 작업자가 착용한 헬멧의 기울기를 감지하는 기울기 센서;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 스마트 모듈은 카메라부를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상을 입력받거나 마이크를 통해 작업자나 작업자 주변의 사운드를 입력받는 A/V 입출력부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 네트워크 모듈은, 헬멧으로부터 전송된 상황 정보들을 수집하는 수집장치부; 및 상기 수집장치부에 수집된 상황 정보들을 상기 중앙통제 센터로 무선 전송하는 엑세스 포인트부;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 중앙통제 센터는, 상기 네트워크 모듈로부터 전송된 상황 정보들을 저장하는 데이터베이스부; 상기 데이터베이스부에 저장된 상황 정보들을 모니터링 하는 모니터링부; 및 상기 데이터베이스부 및 모니터링부를 통해 작업자의 주변 안전상황을 추론하고 추론결과에 따른 제어신호를 해당 헬멧에 지령하거나 기술 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스부;를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈은 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 헬멧을 이용하여 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 센터로 전달하고, 센터의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 인적 및 물적 자원의 피해를 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 작업자가 착용하는 헬멧에, 원격지 작업자들(or 중앙통제 센터)과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 카메라, 배터리, 각종 센서를 구비한 것으로, 산업현장(또는 재해현장)의 위험한 작업환경으로부터 작업자를 보호하고 작업 능률과 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 작업자가 착용하는 헬멧의 전면에 헬멧의 기울기에 따라 카메라와 광원의 각도가 조절되도록 하는 스마트 모듈을 구비함으로써, 작업자가 별도로 조작하지 않아도 작업자에게 작업 편의성 및 안정성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 망 연결에 관한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 관한 블록 구성도(block diagram)이다.
도 3은 본 발명에 따른 스마트 헬멧의 예시도이다.

본 발명에 따른 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면, 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 헬멧(100)의 전면에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 있어서, 작업자의 주변을 촬영하는 카메라부(210), 작업자의 주변을 비추는 광원부(220), 작업자의 주변 환경을 감지하거나, 상기 작업자가 착용한 헬멧(100)의 기울기를 감지하는 센싱부(230), 상기 센싱부(230)로부터 감지된 헬멧(100)의 기울기에 따라 상기 카메라부(210)와 상기 광원부(220)의 각도를 조절하는 각도제어부(240) 및 소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 센싱부(230)와 카메라부(210)로부터 김지된 주변환경 정보들을 네트워크 모듈(300)을 통해 중앙통제 센터(400)로 무선 송출하는 통신부(260), 카메라부(210)를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상을 입력받거나 마이크를 통해 작업자나 작업자 주변의 사운드를 입력받는 A/V 입출력부(250)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 스마트 모듈(200)은 작업자가 착용하는 헬멧(100)의 전면에 탈부착 형태로 구비될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 스마트 모듈(200)이 부착된 헬멧(100)의 망 연결에 관한 블록 구성도로, 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 헬멧(100)은 지그비 (Zigbee(IEEE 802.15.4))나 와이파이(Wi-Fi), 와이브로(Wibro)와 같은 통신 프로토콜에 따라 네트워크 모듈(300)과 상호간의 무선통신을 제공할 수 있다. 이때, 통신규약 IEEE802.15.4로 정의되는 지그비(ZigBee)는 저가, 저전력 구현이 가능하여 가정, 빌딩 및 공장 자동화 등을 목표로 개발된 근거리 저속 무선통신 기술이다. 즉, 상기 스마트 모듈(200)은 상기 통신부(260)를 통해 상기 센싱부(230)와 카메라부(210)로부터 김지된 주변환경 정보들을 네트워크 모듈(300)을 거쳐 중앙통제 센터(400)로 무선 송출할 수 있다.

상기 스마트 모듈(200)이 부착된 헬멧(100)을 착용한 작업자는 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 중앙통제 센터(400)로 전달하고, 센터(400)의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행할 수 있다. 또한, 작업자가 보내온 정보를 분석하여 중앙통제 센터(400)가 작업자가 미처 인지하지 못한 작업자 주변의 위험요소를 검출하여, 작업자에게 경고신호를 송출할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 스마트 모듈(200)이 부착된 헬멧(100)에 관한 블록 구성도(block diagram)이고, 도 3은 스마트 모듈(200)이 부착된 헬멧(100)의 예시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 헬멧(100)은 카메라부(210), 광원부(220), 센싱부(230). 각도제어부(240), A/V 입출력부(250), 통신부(260)를 포함하는 스마트 모듈(200)이 전면에 부착될 수 있다. 이때, 상기 스마트 모듈(200)은 도면에 도시된 바와 같이, 상기 헬멧(100) 전면에 탈부착이 가능한 형태로 구비될수도 있고 내장된 상태로 구비될 수도 있다. 또한, 상기 스마트 모듈(200)의 형태는 헬멧(100)의 구성 태양에 따라 다양하게 구비될 수 있다.

상기 카메라부(210)는 화상 통화모드 또는 촬영모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상이나 동영상의 화상 프레임을 처리하는 카메라이다. 상기 카메라에서 처리된 화상 프레임은 통신부(260)를 통해 외부(예: 중앙통제 센터(400))로 전송될 수 있다. 상기 카메라는 헬멧(100)의 구성 태양에 따라 다수개 구비될 수 있다.

상기 광원부(220)는 엘이디(LED)와 같이 전력소비량이 적은 발광소자를 구비하는 것이 바람직하며, 작업자의 조작에 따라 발광소자의 온/오프를 제어한다.

상기 센싱부(230)는 작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 위치, 충격생성을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 다수개의 환경 센서(231) 및 상기 작업자가 착용한 헬멧(100)의 기울기를 감지하는 기울기 센서(232)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 센싱부(230)는 헬멧(100)의 내/외부 온도를 감지하는 온도 감지센서, 작업자 주변의 조도를 감지하는 조도감지 센서, 작업자 주변의 습도를 감지하는 습도감지 센서, 인체에 위해한 가스(gas)를 감지하는 가스감지 센서, 작업자의 현재 위치, 헬멧(100)에 가해지는 외부로부터의 충격을 감지하는 충격감지 센서, 작업자의 헬멧(100)의 움직임에 따라 헬멧(100)의 기울기를 감지하는 기울기 센서(232) 등을 포함하고, 각 센서가 발생한 센싱신호를 상기 통신부(260) 및 각도제어부(240)로 전달한다. 이때, 상기 기울기 센서(232)는 자이로 센서로 구성될 수 있다.

상기 각도제어부(240)는 상기 기울기 센서(232)로부터 감지된 작업자의 움직임에 따라 상기 카메라부(210)와 상기 광원부(220)의 각도를 조절할 수 있다.

상기 A/V(Audio/Video) 입출력부(250)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입출력을 위한 것으로, 마이크(미도시), 디스플레이(미도시), 음향출력 모듈(미도시) 등이 이에 포함될 수 있다.

상기 마이크는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 변환한다. 그리고, 변환된 음성 데이터는 통화모드인 경우 송신 가능한 형태로 변환되어 상기 통신부(260)를 통해 네트워크 모듈(300)(예: 액세스 포인트(AP(400))으로 출력될 수 있다.

상기 디스플레이는 스마트 헬멧(100)에서 처리된 정보나 중앙통제 센터(400)로부터 수신된 정보를 표시한다. 화상 통화모드 또는 촬영모드인 경우 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다. 상기 디스플레이와 터치동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함), 디스플레이는 출력장치 이외에 입력장치로도 사용될 수 있다.

상기 음향출력 모듈은 통화모드에서 통신부(260)로부터 수신된 오디오 신호를 출력한다. 또한, 스마트 헬멧(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 경고음 등)과 관련된 음향신호를 출력한다. 이러한 음향출력 모듈에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

상기 통신부(260)는 소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 센싱부(230)와 카메라부(210)로부터 김지된 주변환경 정보들을 네트워크 모듈(300)을 통해 중앙통제 센터(400)로 무선 송출한다.

한편, 본 발명에 따른 스마트 모듈(200)은 알람부(미도시)를 별도로 구비할 수 있다. 본 발명의 알람부는 중앙통제 센터(400)의 경고신호나 통신 이벤트(예: 호 수신) 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 상기 알람부는 오디오 사운드 외에 다른 형태로 예를 들어 전기충격이나 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수 있다. 전기충격은 작업에 몰두 중인 작업자나 실신 상태에 있는 작업자에게 강력한 경고신호를 전달하기 위해 필요하다.

네트워크 모듈(300)은 헬멧(100)으로부터 전송된 상황 정보들을 수집하는 수집장치부(310) 및 상기 수집장치부(310)에 수집된 상황 정보들을 상기 중앙통제 센터(400)로 무선 전송하는 엑세스 포인트부(320)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 네트워크 모듈(300)에 수집된 상황 정보 신호들은 엑세스 포인트부(320)를 통해 다시 상기 중앙통제 센터(400)로 전달된다.

일단, 헬멧(100)으로부터 작업현장에 관한 정보가 수신되면, 중앙통제 센터(400)는 수신된 정보에 기초하여, 산업현장의 상황과 작업자 주변의 안전상황을 추론(혹은 모니터)하고 추론결과에 따른 제어신호 또는 위험상황을 알리는 경고알림 신호를 해당 헬멧(100) 측으로 전달한다.

중앙통제 센터(400)는 다양한 방법으로 현장의 작업상황을 제어할 수 있다.

중앙통제 센터(400)는 상기 네트워크 모듈(300)로부터 전송된 상황 정보들을 저장하는 데이터베이스부(410), 상기 데이터베이스부(410)에 저장된 상황 정보들을 모니터링 하는 모니터링부(420) 및 상기 데이터베이스부(410) 및 모니터링부(420)를 통해 작업자의 주변 안전상황을 추론하고 추론결과에 따른 제어신호를 해당 헬멧(100)에 지령하거나 기술 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스부(430)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 중앙통제 센터(400)의 숙련된 전문가는 헬멧(100)으로부터 전송되어 오는 실시간의 정보들(예: 현장을 촬영중인 동영상, 각종 센싱 정보 등)을 모니터하면서 현장의 미숙련 작업자를 통제할 수 있다. 현장의 작업자들은 중앙통제 센터(400)의 통제에 따라 고도의 전문적 임무를 수행하게 된다.

중앙통제 센터(400)는 헬멧(100)을 착용한 주변 작업자들과의 커뮤니케이션을 통해, 작업상황을 상호 공유하고 관리 감독할 수 있어 현장의 긴급상황에 대해 신속하고 원활히 대처할 수 있다. 또한, 상기 중앙통제 센터(400)는 헬멧(100)을 착용한 주변 작업자들과의 커뮤니케이션을 통해 작업 위험상황에 유용한 다양한 기술을 개량·변경·가공하게 되어 작업현장의 헬멧(100) 기술개발효과를 높일 수 있다,

이처럼, 본 본 발명에 따른 헬멧(100)에 탈부착 가능한 스마트 모듈(200)은 화재진압, 지진, 건물붕괴, 수해 복구 등의 각종 재난현장이나 산업현장에서, 헬멧(100)을 이용하여 현장 상황에 관한 각종 정보(예: 현장을 촬영한 동영상 정보, 위험감지 정보 등)를 실시간으로 원격지의 센터(400)로 전달하고, 센터(400)의 지시에 따라 현장의 작업을 원활히 통제하고 현장의 긴급상황에 신속히 대처할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 인적 및 물적 자원의 피해를 절감할 수 있다.

그리고 본 발명은 작업자가 착용하는 헬멧(100)에, 원격지 작업자들(or 중앙통제 센터(400))과의 통신을 위한 무전기 및 이동단말기, 그리고 카메라, 배터리, 각종 센서를 구비한 것으로, 산업현장(또는 재해현장)의 위험한 작업환경으로부터 작업자를 보호하고 작업 능률과 생산성을 높일 수 있다.

그리고 본 발명은 작업자가 착용하는 헬멧(100)의 전면에 헬멧(100)의 기울기에 따라 카메라와 광원의 각도가 조절되도록 하는 스마트 모듈(200)을 구비함으로써, 작업자가 별도로 조작하지 않아도 작업자에게 작업 편의성 및 안정성을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 권리 범위는 개시된 실시예에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변경 및 개량 형태 또는 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 : 헬멧 200 : 스마트 모듈
210 : 카메라부 220 : 광원부
230 : 센싱부 240 : 각도 제어부
250 : 통신부 300 : 네트워크 모듈
400 : 중앙통제 센터

Claims (5)

1. 산업현장이나 재해현장에서 작업자가 착용하는 헬멧의 전면에 탈부착 가능한 스마트 모듈에 있어서,
   작업자의 주변을 촬영하는 카메라부;
   작업자의 주변을 비추는 광원부;
   작업자의 주변 환경을 감지하거나, 상기 작업자가 착용한 헬멧의 기울기를 감지하는 센싱부;
   상기 센싱부로부터 감지된 헬멧의 기울기에 따라 상기 카메라부와 상기 광원부의 각도를 조절하는 각도제어부; 및
   소정의 근거리 무선통신을 수행하여, 상기 센싱부와 카메라부로부터 김지된 주변환경 정보들을 네트워크 모듈을 통해 중앙통제 센터로 무선 송출하는 통신부;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 센싱부는
   작업자의 주변의 온도, 조도, 습도, 가스(gas), 위치, 충격생성을 감지하여 센싱신호를 생성시키는 환경 센서; 및
   상기 작업자가 착용한 헬멧의 기울기를 감지하는 기울기 센서;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 스마트 모듈은 카메라부를 통해 촬영된 작업자 주변의 영상을 입력받거나 마이크를 통해 작업자나 작업자 주변의 사운드를 입력받는 A/V 입출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 네트워크 모듈은,
   헬멧으로부터 전송된 상황 정보들을 수집하는 수집장치부; 및
   상기 수집장치부에 수집된 상황 정보들을 상기 중앙통제 센터로 무선 전송하는 엑세스 포인트부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 중앙통제 센터는,
   상기 네트워크 모듈로부터 전송된 상황 정보들을 저장하는 데이터베이스부;
   상기 데이터베이스부에 저장된 상황 정보들을 모니터링 하는 모니터링부; 및
   상기 데이터베이스부 및 모니터링부를 통해 작업자의 주변 안전상황을 추론하고 추론결과에 따른 제어신호를 해당 헬멧에 지령하거나 기술 응용 서비스를 제공하는 응용 서비스부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 헬멧에 탈부착 가능한 스마트 모듈.

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