KR20160118491A - 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템 - Google Patents

건설기계의 원격 자동 파킹 시스템 Download PDF

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KR20160118491A
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Abstract

본 발명은, 이동수단이 구비되는 하부체와, 상기 하부체 상측에 회동가능하게 배치되어 사용자가 탑승하는 상부체와, 상기 상부체 일측에 배치되는 붐, 암 및 어태치를 포함하는 프론트부와, 주변 촬영을 위한 카메라부와, 무선 통신을 위한 TMS(Tele-Management System)와, 상기 하부체, 상부체, 프론트부를 제어하는 컨트롤부를 포함하는 건설기계; 및 상기 카메라부로써 획득된 영상 정보를 표시하는 모니터링부와, 상기 하부체, 상부체 또는 프론트부를 제어하기 위한 원격조작부를 포함하며, 상기 TMS로써 상기 컨트롤부와 연계되어 상기 건설기계를 제어할 수 있는 원격제어모듈;을 포함하는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템을 제공한다.

Description

건설기계의 원격 자동 파킹 시스템{REMOTE-CONTROL AUTOMATIC PARKING SYSTEM FOR A CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 원격 조정 및 자동 운전이 가능한 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 굴삭기 또는 휠로더 등과 같은 건설기계의 경우 작업이 종료하면 작업장의 일측 또는 작업 중인 곳에 사용자가 경험적으로 파킹 자세에 맞게 파킹하고 귀가한다.
그러나, 건설기계가 올바른 위치에 파킹이 되지 않거나, 파킹 자세 변경을 요청받을 경우, 사용자는 다시 장비로 돌아와서 건설기계의 파킹을 해야한다.
통상적으로, 작업장은 사용자의 거주지역 등과 거리가 멀리 떨어져 있기 때문에 이러한 경우가 발생하면 많은 시간이 소요되며, 건설기계의 파킹 위치를 옮기기까지 다른 작업이 지연되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 원격 조정 및 자동 운전이 가능한 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 이동수단이 구비되는 하부체와, 상기 하부체 상측에 회동가능하게 배치되어 사용자가 탑승하는 상부체와, 상기 상부체 일측에 배치되는 붐, 암 및 어태치를 포함하는 프론트부와, 주변 촬영을 위한 카메라부와, 무선 통신을 위한 TMS(Tele-Management System)와, 상기 하부체, 상부체, 프론트부를 제어하는 컨트롤부를 포함하는 건설기계; 및 상기 카메라부로써 획득된 영상 정보를 표시하는 모니터링부와, 상기 하부체, 상부체 또는 프론트부를 제어하기 위한 원격조작부를 포함하며, 상기 TMS로써 상기 컨트롤부와 연계되어 상기 건설기계를 제어할 수 있는 원격제어모듈;을 포함하는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템을 제공한다.
또한, 상기 원격제어모듈은 해당 건설기계의 적부 및 사용자의 적부를 확인하는 정보확인부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격제어모듈은 스마트폰에 다운로드 될 수 있는 어플리케이션으로 프로그래밍되며, 상기 모니터링부 및 원격조작부는 스마트폰의 터치패널로써 구현될 수 있다.
또한, 상기 원격제어모듈은 상기 건설기계의 파킹 위치 정보가 다수 개 저장되어 있으며, 이러한 파킹 위치 정보의 부가, 삭제 또는 변경이 가능한 메모리부를 더 포함하며, 상기 모니터링부는 상기 카메라부로써 획득된 영상을 표시할 때, 각 파킹 위치 정보에 따른 상기 프론트부의 최종 파킹 위치를 나타내는 가상의 선을 동시에 표시할 수 있다.
또한, 상기 원격제어모듈은 상기 건설기계의 파킹 위치 정보가 다수 개 저장되어 있으며, 이러한 파킹 위치 정보의 부가, 삭제 또는 변경이 가능한 메모리부를 더 포함하며, 상기 건설기계의 프론트부에는 적어도 한 개 이상의 위치검출센서가 배치되며, 상기 컨트롤부는 상기 원격제어모듈로부터 전달받은 파킹 위치 정보에 근거하여 상기 위치검출센서로써 상기 프론트부의 파킹 위치를 제어할 수 있다.
본 발명은 건설기계를 원격으로 손쉽게 파킹할 수 있으며, 이로 인해 공사 지연을 방지할 수 있다.
도 1은 건설기계의 측면을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격제어모듈을 도시한 도면.
도 4a 내지 도 4c는 건설기계의 파킹 위치를 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템의 플로우 차트.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것은 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 건설기계의 측면을 도시한 도면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템을 도시한 도면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 원격제어모듈을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템은 크게 건설기계(100) 및 원격제어모듈(200)을 포함할 수 있으며, 상기 건설기계(100) 또는 원격제어모듈(200)과 통신하는 관제부(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 건설기계(100)는 하부체(110), 상부체(120), 프론트부(130), 카메라부(140), TMS(150, Tele-Management System) 및 컨트롤부(160)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 하부체(110)는 바퀴로써 이동되거나, 롤러(111)와 트랙링크(112)로써 이동될 수 있으며, 주행모터 또는 엔진, 트랜스미션 등을 포함하는 이동수단이 구비될 수 있다.
상기 상부체(120)는 상기 하부체(110) 상측에 회동 가능하게 배치되며, 사용자가 도어를 열고 탑승할 수 있는 운전실(121)을 포함할 수 있다.
상기 프론트부(130)는 상기 상부체(120) 일측에 배치되는 붐(131), 암(132) 및 어태치(133)를 포함할 수 있으며, 이러한 붐(131), 암(132) 및 어태치(133)는 상호 링크 연결되어 각각의 실린더(미도시)로써 구동될 수 있다.
여기서, 상기 건설기계(100)의 프론트부(130)에는 적어도 한 개 이상의 위치검출센서(170)가 배치될 수 있으며, 예를 들어, 상기 붐(131), 암(132) 및 어태치(133) 각각에 위치검출센서(170)가 배치되어 각각의 변위 또는 위치 정보를 후술할 컨트롤부(160)에 전달할 수 있다.
예를 들어, 살기 위치검출센서(170)는 각 관절에 배치되어 회동각을 감지함으로써 각각의 변위 및 위치를 감지할 수 있다.
상기 카메라부(140)는 단일 카메라로써 구현될 수도 있으나, 복수의 카메라로 구성되는 AVM(Around View Monitoring)일 수 있다. 따라서, 이하에서는 카메라부(140)가 AVM(140)으로써 구현되는 것으로 설명한다.
상기 AVM(140)은 상기 건설기계(100) 외측에 다수 개가 배치되어 각 부분 또는 주변을 촬영하는 영상 장치이며, 후술할 컨트롤부(160)와 연계되어 획득한 영상을 전달할 수 있다.
상기 TMS(150)는 후술할 원격제어모듈(200) 또는 관제부(300)와 무선 통신을 위해 배치되며, 이는 후술할 컨트롤부(160) 내에 구비될 수도 있다.
상기 컨트롤부(160)는 상기 하부체(110), 상부체(120), 프론트부(130), AVM(140) 또는 TMS(150)와 연계되어 제어하며, 상기 하부체(110)의 이동수단 컨트롤러, 상부체(120)의 회동 컨트롤러, 프론트부(130)의 구동 컨트롤러, AVM(140) 컨트롤러 및 TMS(150) 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 건설기계(100)의 원격제어를 위한 전자식 유압 제어 컨트롤러를 더 포함할 수도 있다.
이러한 컨트롤부(160)는 후술할 원격제어모듈(200) 또는 관제부(300)의 명령신호를 상기 TMS(150)로써 수신 받아 상기 건설기계(100)의 구동을 제어할 수 있다.
즉, 상기 원격제어모듈(200)은 상기 TMS(150)로써 상기 컨트롤부(160)와 연계되어 상기 건설기계(100)를 제어할 수 있는 것이다. 여기서, 상기 원격제어모듈(200)은 상기 AVM(140)으로써 획득된 영상 정보를 표시하는 모니터링부(210), 상기 하부체(110), 상부체(120) 또는 프론트부(130)를 제어하기 위한 원격조작부(220), 및 해당 건설기계(100)의 적부 및 사용자의 적부를 확인하는 정보확인부(230)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 원격제어모듈(200)은 상기 건설기계(100)의 파킹 위치 정보가 다수 개 저장되어 있으며, 이러한 파킹 위치 정보의 부가, 삭제 또는 변경이 가능한 메모리부(240)를 더 포함할 수도 있다.
상기 정보확인부(230)는 후술할 관제부(300)의 서버(310)에 저장된 사용자의 정보 등과 일치하는지 또는 파킹 제어를 하는 주체가 당해 건설기계(100)가 맞는지를 확인할 수 있는 것으로서, 해당 건설기계(100)의 아니거나, 기설정된 사용자가 아닌 경우 원격제어를 차단할 수 있다.
한편, 이러한 원격제어모듈(200)은 별도의 장치로써 구현될 수도 있으나, 스마트폰에 다운로드 될 수 있는 어플리케이션으로 프로그래밍될 수 있으며, 상기 모니터링부(210) 및 원격조작부(220)는 스마트폰의 터치패널로써 구현될 수 있는 것이다. 또한, 상기 메모리부(240)는 스마트폰의 메모리를 사용할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 모니터링부(210)와 원격조작부(220)의 일실시예가 도시되어 있으며, 이는 사용자의 스마트폰에 구현된 것을 일례로 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 사용자의 스마트폰 터치패널은 6분할로 나뉘어, 한 개는 모니터링부(210)로써, 다섯개는 원격조작부(220)로써 기능을 하고 있다.
상기 모니터링부(210)는 상기 건설기계(100)의 AVM(140)을 통해 획득된 화상을 TMS(150)로써 전송받아 건설기계(100)의 전부 또는 일부를 사용자에게 보여줄 수 있다. 이러한 모니터링부(210)는 한 번의 터치마다 건설기계(100)의 전부 또는 일부 또는 일부 중 다른 각도를 보여줄 수 있다.
상기 원격조작부(220)는 프론트부 자세 선택 파트(220a), 상부체 회전각 선택 파트(220b), 프론트부의 수동 조정 파트(220c), 상부체의 수동 조정 파트(220d) 및 긴급 멈춤 파트(220e)로서 구획될 수 있다.
구체적으로, 상기 프론트부 자세 선택 파트(220a)는 메모리부(240)에 저장되어 있거나, 사용자가 저장한 프론트부(130)의 파킹 자세를 선택하면, 그러한 프론트부(130) 파킹 정보를 상기 건설기계(100)의 컨트롤부(160)에 송신하여 상기 프론트부(130)의 손쉬운 파킹을 도모한다.
예를 들어, 도 4a 내지 도 4c는 건설기계(100)의 파킹 위치를 개략적으로 도시한 도면을 참조하면, 도 4a와 같이 프론트부(130)의 모든 관절을 구부려서 최대한 파킹 공간을 협소하게 만들 수 있는 상태로 상기 프론트부(130) 자세를 제어할 수 있으며, 도 4b와 같이 프론트부(130)의 모든 관절을 펴서 상부체(120) 위쪽 간섭을 회피하는 공간을 만들 수 있는 상태로 상기 프론트부(130) 자세를 제어할 수 있으며, 도 4c와 같이 프론트부(130)의 하중을 지면에 지지하는 기본적인 파킹 상태로 상기 프론트부(130) 자세를 제어할 수 있다.
또한, 상기 프론트부 자세 선택 파트(220a)를 터치할 때마다 저장된 프론트부(130) 파킹 모드 중 어느 하나가 선택될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 상기 상부체 회전각 선택 파트(220b)를 터치할 때마다 저장된 상부체(120) 회전 각이 선택될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 도시된 상기 상부체 회전각 선택 파트(220b)에서 A는 좌측으로 90°회전, B는 좌측으로 180°회전, C는 우측으로 90°회전이 저장되어 있을 수 있으며, 사용자는 좌측 또는 우측으로 x°회전을 저장할 수도 있다.
상기 프론트부의 수동 조정 파트(220c)는 상기 프론트부 자세 선택 파트(220a)에 의해 파킹된 위치에서 약간의 수정이 요구되거나, 상기 메모리부(240)에 저장되어 있지 아니한 프론트부(130)의 파킹 위치로 제어할 때 사용될 수 있다.
이렇게 상기 프론트부의 수동 조정 파트(220c)로써 최종 배치된 프론트부(130)의 파킹 위치는 상기 메모리부(240)에 저장되어 전술한 프론트부 자세 선택 파트(220a)에 표시 및 선택될 수도 있다.
또한, 상기 상부체의 수동 조정 파트(220d)로써 최종 배치된 상부체(120)의 파킹 위치는 상기 메모리부(240)에 저장되어 전술한 상부체 회전각 선택 파트(220b)에 표시 및 선택될 수도 있다.
여기서, 상기 프론트부(130)의 정밀한 위치 제어를 위해, 상기 모니터링부(210)는 상기 AVM(140)으로써 획득된 영상을 표시할 때, 각 파킹 위치 정보에 따른 상기 프론트부(130)의 최종 파킹 위치를 나타내는 가상의 선(L)을 동시에 표시할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤부(160)는 상기 원격제어모듈(200)로부터 전달받은 파킹 위치 정보에 근거하여 상기 위치검출센서(170)로써 상기 프론트부(130)의 파킹 위치를 제어할 수도 있다.
즉, 도 4a 내지 도 4c에서 프론트부(130)의 최종 파킹 위치를 나타내는 가상의 선(L) 밖으로 붐(131), 암(132) 및/또는 어태치(133)가 위치하고 있으면, 사용자는 상기 프론트부의 수동 조정 파트(220c)로써 가상의 선(L) 안으로 배치될 수 있게 세밀하게 조정할 수 있는 것이다.
상기 관제부(300)는 서버(310)와 모니터부(320)를 포함할 수 있고, 건설기계(100)의 각종 정보, 사용자의 정보 등을 서버(310)에 저장하고 이를 인증된 사용자에게 제공하거나, 건설기계(100)에 TMS(150)로써 명령 신호를 송신하여 상기 컨트롤부(160)로써 건설기계(100) 구동을 제어할 수도 있다. 또한, 상기 관제부(300)는 상기 원격제어모듈(200)의 정보확인부(230)와 통신하여 장비의 원격제어를 위한 보안 기능을 구현할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템의 제어 방법을 살펴보자면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 자동 파킹 시스템의 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 일단 건설기계(100)와 떨어져 있는 사용자가 자신의 스마트폰에 다운로드된 어플리케이션인 원격제어모듈(200)을 활성화시키면, 스마트폰에 저장된 정보확인부(230)와 관제부(300)의 서버(310)가 통신하면서 해당 건설기계(100)가 맞는지, 인가된 사용자가 맞는지를 확인하고, 사용자의 스마트폰의 화면에 원격조작부(220)와 모니터링부(210)가 표시되면서 원격 자동 파킹 시스템은 시작된다.
여기서, 상기 모니터링부(210)에는 AVM(140)을 통해 전송된 프론트부(130)의 현재 위치 및 최종 파킹될 위치에 대한 가상의 선(L)이 표시된다.
예를 들어, 사용자가 프론트부 자세 선택 파트(220a)를 터치하여 메모리부(240)에 저장된 파킹 자세 중 하나를 선택하게 되면, TMS(150)를 통해 상기 선택 신호가 컨트롤부(160)에 전송되고, 상기 컨트롤부(160)는 전송받은 파킹 위치로 프론트부(130)를 이동시킨다.
즉, 상기 컨트롤부(160)는 상기 프론트부(130)에 포함되는 암(132), 붐(131) 및 어태치(133)(버켓)에 각각 배치된 위치검출센서(170)를 통해 상기 암(132), 붐(131) 및 어태치(133)를 이동시킨다.
여기서, 상기 붐(131), 암(132) 또는 어태치(133)가 최종 파킹 위치인 가상의 선(L)을 침범하고 있으면(S100, S200, S300, S400), 상기 컨트롤부(160)는 가상의 선(L) 안쪽으로 이동시킬 수 있는 것이다(S500). 이러한 파킹 진행상태는 실시간으로 상기 AVM(140)으로써 획득되어 TMS(150)를 통해 상기 모니터링부(210)에 전송된다.
도 5에 도시되지는 아니하였으나, 상기 메모리부(240)에 설정된 파킹 위치와 다른 파킹 위치로 제어할 필요가 있는 경우에는 사용자가 프론트부의 수동 조정 파트(220c) 또는 상부체의 수동 조정 파트(220d)를 직접 조작함으로써 원하는 파킹 위치를 정할 수 있다.
이러한 수동 파킹 위치는 사용자가 원하는 경우, 상기 메모리부(240)에 저장되어 다음에도 손쉽게 그 파킹 위치를 재현할 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
100: 건설기계 110: 하부체
120: 상부체 130: 프론트부
140: AVM 150: TMS
160: 컨트롤부 170: 위치검출센서
200: 원격제어모듈 210: 모니터링부
220: 원격조작부 230: 정보확인부
240: 메모리부 300: 관제부
310: 서버 320: 모니터부

Claims (5)

  1. 이동수단이 구비되는 하부체와, 상기 하부체 상측에 회동가능하게 배치되어 사용자가 탑승하는 상부체와, 상기 상부체 일측에 배치되는 붐, 암 및 어태치를 포함하는 프론트부와, 주변 촬영을 위한 카메라부와, 무선 통신을 위한 TMS(Tele-Management System)와, 상기 하부체, 상부체, 프론트부를 제어하는 컨트롤부를 포함하는 건설기계; 및
    상기 카메라부로써 획득된 영상 정보를 표시하는 모니터링부와, 상기 하부체, 상부체 또는 프론트부를 제어하기 위한 원격조작부를 포함하며, 상기 TMS로써 상기 컨트롤부와 연계되어 상기 건설기계를 제어할 수 있는 원격제어모듈;을 포함하는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어모듈은,
    해당 건설기계의 적부 및 사용자의 적부를 확인하는 정보확인부를 더 포함하는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어모듈은 스마트폰에 다운로드 될 수 있는 어플리케이션으로 프로그래밍되며, 상기 모니터링부 및 원격조작부는 스마트폰의 터치패널로써 구현되는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어모듈은 상기 건설기계의 파킹 위치 정보가 다수 개 저장되어 있으며, 이러한 파킹 위치 정보의 부가, 삭제 또는 변경이 가능한 메모리부를 더 포함하며,
    상기 모니터링부는 상기 카메라부로써 획득된 영상을 표시할 때, 각 파킹 위치 정보에 따른 상기 프론트부의 최종 파킹 위치를 나타내는 가상의 선을 동시에 표시할 수 있는 건설기계의 원격 자동 파킹 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어모듈은 상기 건설기계의 파킹 위치 정보가 다수 개 저장되어 있으며, 이러한 파킹 위치 정보의 부가, 삭제 또는 변경이 가능한 메모리부를 더 포함하며,
    상기 건설기계의 프론트부에는 적어도 한 개 이상의 위치검출센서가 배치되며,
    상기 컨트롤부는 상기 원격제어모듈로부터 전달받은 파킹 위치 정보에 근거하여 상기 위치검출센서로써 상기 프론트부의 파킹 위치를 제어하는 원격 자동 파킹 시스템.
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