KR20190104783A

KR20190104783A - 작업자 안전 시스템

Info

Publication number: KR20190104783A
Application number: KR1020180025315A
Authority: KR
Inventors: 이승민
Original assignee: 주식회사 건화
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-11
Also published as: KR102042781B1

Abstract

본 발명의 실시 형태는 중장비 차체에 장착되며, 인체 및 물체를 포함하는 객체의 접근을 감지하는 초음파 센서; 중장비 차체에 장착되며, 중장비 주변을 촬영하여 중장비 주변 영상을 생성하는 카메라 센서; 중장비 차체에 장착되며, 경고음을 출력하는 스피커, 경고등을 발광하는 경고 램프를 하나 이상 포함하여 경고음 및 경고등을 포함하는 접근 경고 알람을 발생시키는 경고 발생 기기; 및 중장비 차체에 장착되며, 상기 초음파 센서를 통해 객체가 감지되는 경우, 상기 카메라 센서를 구동시켜 중장비 주변 영상을 획득하며, 획득되는 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며, 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 때만 상기 경고 발생 기기를 통해 접근 경고 알람을 출력하는 제어 기기;를 포함할 수 있다.

Description

작업자 안전 시스템{System for worker safety}

본 발명은 작업자 안전 시스템으로서, 작업장의 중장비 동작으로 인해 발생할 수 있는 인명 사고를 방지할 수 있는 작업자 안전 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 굴삭기 등과 같은 건설용 중장비들은 차체가 거대하고, 작업 반경이 클 뿐만 아니라, 차체에 실리는 적재물 및 정리되지 않은 주변 환경 등 중장비 운용으로 인해 인적 사고를 초래하는 경우가 많다. 이를 방지하기 위하여 근래에 중장비 차체 후방에 카메라를 부착하고, 카메라로 촬영된 영상을 운전실 내에 표시하여 운전자가 후방의 인체나 물체를 확인하도록 하고 있다.

한편, 대부분의 중장비들은 상부에 선회체가 장치되며, 상부 선회체가 구비되지 않은 덤프트럭의 경우에도 적어도 하나의 관절 부위를 갖는다. 중장비 관련 사고는 대개의 경우 관절 부위가 작동하는 중에 발생된다.

그런데 종래와 같이 단순히 후방 감시 카메라만 설치한 경우에는, 중장비의 작동 중 주변 상황 모니터링이 용이하지 않다. 또한, 중장비 차체 주변에는 여전히 사각지대가 존재하게 된다. 즉, 중장비 동작 중 안전사고를 방지하기 위해서는 좀 더 효율적인 모니터링 장치의 개발이 요구된다.

한국등록번호 제10-1435572호

본 발명의 기술적 과제는 작업장의 중장비 동작으로 인해 발생할 수 있는 인명 사고를 방지할 수 있는 작업자 안전 시스템을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 기술적 과제는 신속한 위험 경고를 위한 센싱 수단을 제공하는데 있다.

상기 작업자 안전 시스템은, 상기 초음파 센서의 센싱 방향이 가변되도록 상기 초음파 센서를 회동시키는 초음파 센서 구동부; 및 상기 카메라 센서의 센싱 방향이 가변되도록 상기 카메라 센서를 회동시키는 카메라 센서 구동부;를 포함하며, 상기 제어 기기는, 결정되는 초음파 센서의 센싱 방향에 따라서 상기 초음파 센서 구동부를 제어하며, 결정되는 카메라 센서의 센싱 방향에 따라서 상기 카메라 센서 구동부를 제어할 수 있다.

상기 제어 기기는, 상기 초음파 센서의 센싱 방향과 상기 카메라 센서의 센서 방향이 동일한 방향이 되도록 상기 초음파 센서 구동부와 카메라 센서 구동부를 동일한 센싱 방향으로 제어하거나, 또는 상기 초음파 센서의 센싱 방향과 카메라 센서의 센서 방향이 서로 다르게 각각 개별적으로 제어하는 경우, 상기 초음파 센서를 통해 객체가 감지될 때 카메라 센서의 센싱 방향이 초음파 센서의 센싱 방향과 동일한 방향이 되도록 동기화시켜 제어할 수 있다.

상기 카메라 센서는, 제1화질을 가지는 저화질 중장비 주변 영상을 생성하는 저화질 카메라 센서; 제1화질보다 높은 제2화질을 가지는 고화질 중장비 주변 영상을 생성하는 고화질 카메라 센서;를 포함하는 듀얼 카메라 센서로 구현되며, 상기 제어 기기는, 작업지역을 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 작업지역 기준 카메라 모드, 중장비 주변 영상의 판독 가능 여부를 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 판독여부 기준 카메라 모드, 객체의 움직임을 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로서 상기 저화질 카메라 센서와 고화질 카메라 센서의 구동을 제어할 수 있다.

상기 작업지역 기준 카메라 모드는, 미리 설정된 안전 작업지역에 중장비가 위치하는 경우 상기 저화질 카메라 센서를 구동하여 저화질 중장비 주변 형상을 획득하며, 미리 설정된 위험 작업지역에 중장비가 위치하는 경우 상기 고화질 카메라 센서를 구동하여 고화질 중장비 주변 형상을 획득하는 카메라 모드임을 특징으로 할 수 있다.

상기 판독여부 기준 카메라 모드는, 상기 초음파 센서를 통해 객체가 감지되는 경우, 우선적으로 저화질 카메라 센서를 구동하여 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 저화질 중장비 주변 영상에서 객체 이미지의 판독이 불가능한 경우 고화질 카메라 센서를 구동하여 고화질 중장비 주변 형상을 획득하는 카메라 모드임을 특징으로 할 수 있다.

상기 객체움직임 기준 카메라 모드는, 상기 초음파 센서를 통해 센싱되는 객체가 정지된 객체이거나 중장비에서 멀어지는 방향으로 움직이는 객체로 감지되면 상기 저화질 카메라 센서를 구동시켜 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 상기 초음파 센서를 통해 센싱되는 객체가 중장비에 접근하는 방향으로 움직임이 감지되면 상기 고화질 카메라 센서를 구동시켜 고화질 중장비 주변 영상을 획득하는 카메라 모드임을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어 기기는, 작업 날씨, 작업 지역, 작업 운전자를 포함하는 작업 환경에 따라서 상기 작업지역 기준 카메라 모드, 판독여부 기준 카메라 모드, 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로 동작하도록 제어함을 특징으로 할 수 있다.

상기 작업자 안전 시스템은, 제어 기기로부터 중장비 주변 영상을 수신하는 경우 수신된 중장비 주변 영상을 2차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 경우 상기 제어 기기로 접근 경고 알람 요청을 전송하는 작업장 안전 관리 서버;를 포함하며, 상기 제어 기기는, 카메라 센서로부터 획득한 중장비 주변 영상을 1차 판독한 결과 영상 판독이 불가능하여 객체 이미지를 검출할 수 없는 경우 판독 불가능한 중장비 주변 영상을 작업장 안전 관리 서버로 전송하며, 상기 작업장 안전 관리 서버로부터 접근 경고 알람 요청을 수신하는 경우 상기 경고 발생 기기를 통해 접근 경고 알람을 출력할 수 있다.

상기 작업장 안전 관리 서버는, 2차 판독에 의해 검출한 객체 이미지가 미리 등록된 작업자 얼굴 이미지와 대조하여, 객체 이미지와 오차 범위내에서 유사도를 가지는 작업자 얼굴 이미지가 존재하는 경우, 객체 이미지와 유사도를 가지는 작업자 얼굴 이미지에 할당된 작업자 단말기 전화번호로 위험 알람 메시지를 전송할 수 있다.

또한, 상기 작업장 안전 관리 서버는 클라우드 시스템으로 구성될 수 있다. 상기 클라우드 시스템에는 다수의 작업장에 존재하는 개별 중장비로부터 수신받은 영상 데이터가 빅데이터 형태로 저장되고, 상기의 빅데이터는 영상 패턴 분석 과정을 거쳐 분류되어 다음의 영상 데이터 분석을 위한 비교 자료로 사용된다. 이러한 클라우드 시스템은 특정한 작업장 뿐만 아니라 다수의 작업장을 동시에 관리할 수 있는 장점이 있으며, 빅데이터 분석을 통해 보다 정교하고 신속한 영상 판독이 가능한 장점이 있다. 또한, 상기 작업장 안전 관리 서버를 국가 재난망과 연계시 특정 지역에 존재하는 모든 사람들에게 알람 메시지를 전송할 수 있는 장점이 있다.

한편, 초음파 센서와 카메라 센서는 다양한 중장비 및 작업환경에 대응할 수 있도록 길이방향의 조절이 텔레스코픽 타입(telescopic type)의 봉에 장착하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 중장비 주변에서 사람이 감지되는 경우에 한하여 경고 알람함으로써, 작업장의 중장비 동작으로 인해 발생할 수 있는 인명 사고를 방지할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 형태에 따르면 듀얼 카메라 센서와 다양한 카메라 모드를 채택하여 속도 빠른 이미지 분석이 이루어지도록 함으로써, 신속한 위험 경고를 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작업자 안전 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작업장 안전 수단이 구비된 포크레인을 도시한 그림.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 경고 알람하는 모습을 도시한 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 초음파 센서와 카메라 센서의 센싱 방향의 제어 예시 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모드의 예시 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 작업 환경에 따라서 카메라 모드가 결정되는 플로우차트.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 작업장 안전 관리 서버가 구비된 작업자 안전 시스템의 구성 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 위험 구역에 있는 작업자의 단말기에 위험 경고하는 예시 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 작업자 안전 시스템의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 작업장 안전 수단이 구비된 포크레인을 도시한 그림이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 경고 알람하는 모습을 도시한 그림이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 초음파 센서와 카메라 센서의 센싱 방향의 제어 예시 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모드의 예시 그림이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 작업 환경에 따라서 카메라 모드가 결정되는 플로우차트이다.

본 발명은 중장비 근처에 있는 작업자가 중장비 작업 반경 내에 접근시에 신속하게 사전 경고할 수 있도록, 고속 스캔 및 신뢰성 있는 센싱 기술을 제공한다.

이를 위하여 본 발명의 작업자 안전 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이 인체 및 물체를 포함하는 객체의 접근을 감지하는 초음파 센서(100)와, 중장비 주변을 촬영하여 중장비 주변 영상을 생성하는 카메라 센서(200)와, 경고음을 출력하는 스피커(310), 경고등을 발광하는 경고 램프(320)를 하나 이상 포함하여 경고음 및 경고등을 포함하는 접근 경고 알람을 발생시키는 경고 발생 기기(300)와, 초음파 센서(100)를 통해 객체가 감지되는 경우 카메라 센서(200)를 구동시켜 중장비 주변 영상을 획득하며, 획득되는 중장비 주변 영상을 판독(이하, '1차 판독'이라 함)하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며, 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 때만 경고 발생 기기(300)를 통해 접근 경고 알람을 출력하는 제어 기기(400)를 포함한다. 이밖에 초음파 센서 구동부(150), 및 카메라 센서 구동부(250)를 더 포함할 수 있다. 이하 상술하기로 한다.

초음파 센서(100)(ultrasonic sensor)는, 중장비 차체에 장착되는데, 여기서 중장비(Heavy Equipment)라 함은, 도 2에 도시한 바와 같이 포크레인, 크레인 등과 같이 건설 현장에서 사용하는 기계를 말한다. 따라서 초음파 센서(100)는, 중장비의 전방면 차체에 장착되거나, 또는 측방면 차체, 후방면 차체 등의 다양한 위치에 장착될 수 있다.

초음파 센서(100)는, 인체 및 물체를 포함하는 객체의 접근을 감지하는 센서로서, 초음파의 특성을 이용하거나 초음파를 발생시켜 거리나 두께, 움직임 등을 검출할 수 있다. 따라서 중장비에 장착된 초음파 센서(100)는, 중장비 근처에 있는 객체를 감지할 수 있게 된다.

카메라 센서(200)는 중장비 차체에 장착되며, 중장비 주변을 촬영하여 중장비 주변 영상을 생성한다. 카메라 센서(200)는 렌즈 어셈블리, 필터, 광전 변환 모듈, 및 아날로그/디지털 변환 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 렌즈 어셈블리는 줌 렌즈, 포커스 렌즈 및 보상 렌즈를 포함한다. 필터는, 광학적 저역통과필터(Optical Low Pass Filter)와. 적외선 차단 필터(Infra-Red cutFilter)를 포함할 수 있다. 광전 변환 모듈은 광학계(OPS)로부터의 빛을 전기적 아날로그 신호로 변환시킨다. 아날로그/디지털 변환 모듈(미도시)은 광전 변환 모듈(OEC)로부터의 아날로그 신호를 처리하여, 그 고주파 노이즈를 제거하고 진폭을 조정한 후, 디지털 신호로 변환시켜 중장비 주변 영상을 생성할 수 있다.

경고 발생 기기(300)는, 고음 및 경고등을 포함하는 접근 경고 알람을 발생시키는 기기이다. 중장비 차체에 장착되며, 경고음을 출력하는 스피커(310), 경고등을 발광하는 경고 램프(320)를 하나 이상 포함한다.

상기에서 초음파 센서(100), 카메라 센서(200), 및 경고 발생 기기(300)는 하나의 일체형 모듈(1000)로서 제작되어 중장비의 어느 한 곳에 설치될 수 있으며, 또는 각각 분리되어 별도의 모듈로서 중장비에 각각 설치될 수 있다.

또한 초음파 센서(100)와 카메라 센서(200)가 포함된 일체형 모듈(100)의 설치 위치는, 건설기계의 종류 및 모델에 따라 높이조절이 가능한 텔레스코픽 구조물에 설치되어 기계의 종류 및 작업현장에 맞는 높이 조절이 가능하도록 구현될 수 있다. 나아가, 초음파 감지 및 카메라 촬영시 사각지대 최소화를 구현하기 위한 유연한 관절 및 구조로 작업자 감지의 사각지대가 최소화하도록 구현될 수 있다.

제어 기기(400)는, 중장비 차체에 장착되며, 초음파 센서(100)를 통해 객체가 감지되는 경우, 카메라 센서(200)를 구동시켜 중장비 주변 영상을 획득한다. ,즉, 초음파 센서(100)에 의한 신규한 지형지물 감지시에 자동으로 작동되어 신규한 지형지물이 작업자 또는 사람인지 확인하기 위한 중장비 주변 영상을 촬영한다.

제어 기기(400)는, 획득되는 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며, 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 때만 경고 발생 기기(300)를 통해 접근 경고 알람을 출력한다. 따라서 도 3(a)에 도시한 바와 같이 초음파 센서(100)에 의해 검출되는 객체가 지형 지물인 경우 별도의 접근 경고 알람을 출력하지 않지만, 도 3(b)에 도시한 바와 같이 초음파 센서(100)에 의해 검출되는 객체가 사람인 경우에만 접근 경고 알람을 출력하게 된다.

한편, 작업자 안전 시스템은, 초음파 센서(100)의 센싱 방향이 가변되도록 초음파 센서(100)를 회동시키는 초음파 센서 구동부(150)와, 카메라 센서(200)의 센싱 방향이 가변되도록 상기 카메라 센서(200)를 회동시키는 카메라 센서 구동부(250)를 포함할 수 있다.

따라서 제어 기기(400)는, 결정되는 초음파 센서(100)의 센싱 방향에 따라서 초음파 센서 구동부(150)를 제어하며, 결정되는 카메라 센서(200)의 센싱 방향에 따라서 카메라 센서 구동부(250)를 제어하게 된다.

또한 초음파 센서 구동부(150)와 카메라 센서 구동부(250)의 제어 방식은 일괄 제어 방식과 개별 제어 방식 중 어느 하나의 방식으로 제어가 이루어질 수 있다.

일괄 제어 방식은, 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 카메라 센서(200)의 센서 방향이 동일한 방향이 되도록, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 초음파 센서 구동부(150)와 카메라 센서 구동부(250)를 동일한 센싱 방향으로 제어하는 것이다. 따라서 일괄 제어를 위한 구동부가 구성되기 때문에 간단한 구동부 설계 구조를 가지는 잇점을 가진다.

개별 제어 방식은, 도 4(b)에 도시한 바와 같이 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 카메라 센서(200)의 센서 방향이 서로 다르게 각각 개별적으로 제어하는 경우, 초음파 센서(100)를 통해 객체가 감지될 때 카메라 센서(200)의 센싱 방향이 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 동일한 방향이 되도록 동기화시켜 제어하는 방식이다. 일괄 제어 방식은, 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 카메라 센서(200)의 센서 방향이 서로 다르게 향하도록 할 수 없는 반면에, 개별 제어 방식은, 필요할 경우 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 카메라 센서(200)의 센서 방향을 각각 개별적으로 제어한다. 만약, 초음파 센서(100)를 통해 객체가 감지된다면, 카메라 센서(200)의 센싱 방향이 초음파 센서(100)의 센싱 방향과 동일한 방향이 되도록 동기화시켜 자동 제어됨으로써, 별도의 사용자 조작을 필요로 하지 않게 된다.

한편, 제어 기기(400)가, 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출함에 있어서, 이미지 분석 알고리즘에 따라서 검출이 이루어진다. 일반적으로 이러한 이미지 분석 알고리즘은, 해상도 분석, 형상 이미지 추출, 추출 이미지 보정 등의 복수개의 알고리즘 처리가 이루어져야 하는데, 이미지의 픽셀이 많을수록 알고리즘 처리에 더 많은 시간이 소요된다.

그런데 본 발명과 같이 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하여 신속한 접근 경고 알람을 해야 하는 경우에는, 이미지 분석 알고리즘의 처리 시간이 짧아야 한다.

이러한 점을 고려하여 본 발명은, 신속한 이미지 분석을 위하여 카메라 센서(200)를 듀얼 카메라 센서(200)로 구현할 수 있다.

즉, 본 발명의 카메라 센서(200)는, 제1화질을 가지는 저화질로 된 저화질 중장비 주변 영상을 생성하는 저화질 카메라 센서(210)와, 제1화질보다 높은 제2화질을 가지는 고화질로 된 고화질 중장비 주변 영상을 생성하는 고화질 카메라 센서(220)를 포함하는 듀얼 카메라 센서(200)로 구현될 수 있다. 이는, 작업 지역에서 중요하지 않은 이벤트 발생시에는 저화질 카메라 센서(210)를 구동시켜 저화질 중장비 주변 영상으로부터 객체 이미지를 검출하여 신속한 이미지 검출이 이루어지도록 하기 위함이다. 다만, 보완책으로서, 작업 지역에서 중요한 이벤트 발생시에는 고화질 카메라 센서(220)를 구동시켜 고화질 중장비 주변 영상으로부터 정밀한 객체 이미지를 검출하게 된다.

이를 위하여 제어 기기(400)는, 작업지역을 기준으로 카메라 센서(200)를 구동시키는 작업지역 기준 카메라 모드, 중장비 주변 영상의 판독 가능 여부를 기준으로 카메라 센서(200)를 구동시키는 판독여부 기준 카메라 모드, 객체의 움직임을 기준으로 카메라 센서(200)를 구동시키는 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로서 저화질 카메라 센서(210)와 고화질 카메라 센서(220)의 구동을 제어한다.

상술하면, 작업지역 기준 카메라 모드는, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 미리 설정된 안전 작업지역에 중장비가 위치하는 경우 저화질 카메라 센서(210)를 구동하여 저화질 중장비 주변 형상을 획득하며, 미리 설정된 위험 작업지역에 중장비가 위치하는 경우 고화질 카메라 센서(220)를 구동하여 고화질 중장비 주변 형상을 획득하는 카메라 모드이다. 예를 들어, 작업자의 왕래가 거의 없는 외진 곳의 작업지역에서 중장비 구동이 이루어지는 경우에는 저화질 카메라 센서(210)를 구동하여 저화질 중장비 주변 형상을 획득하며, 반면에, 출입구와 같이 작업자의 왕래가 많은 작업지역에서 중장비 구동이 이루어지는 경우에는 고화질 카메라 센서(220)를 구동하여 고화질 중장비 주변 형상을 획득한다.

또한 판독여부 기준 카메라 모드는, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 초음파 센서(100)를 통해 객체가 감지되는 경우, 우선적으로 1순위로서 저화질 카메라 센서(210)를 구동하여 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 저화질 중장비 주변 영상에서 객체 이미지의 판독이 불가능한 경우 2순위로서 고화질 카메라 센서(220)를 구동하여 고화질 중장비 주변 형상을 획득하는 카메라 모드이다. 예를 들어, 초음파 센서(100)를 통해 객체 감지시에는, 신속한 이미지 분석을 위하여 우선적으로 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 저화질로 인해 이미지 분석이 불가능할 경우에는 시간이 추가적으로 걸리더라도, 고화질 중장비 주변 영상을 추가 획득하여 이를 대상으로 이미지 분석하는 것이다.

또한 객체움직임 기준 카메라 모드는, 도 5(c)에 도시한 바와 같이, 초음파 센서(100)를 통해 센싱되는 객체가 정지된 객체이거나 중장비에서 멀어지는 방향으로 움직이는 객체로 감지되면 저화질 카메라 센서(210)를 구동시켜 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 초음파 센서(100)를 통해 센싱되는 객체가 중장비에 접근하는 방향으로 움직임이 감지되면 고화질 카메라 센서(220)를 구동시켜 고화질 중장비 주변 영상을 획득하는 카메라 모드이다. 예를 들어, 초음파 센서(100)를 통해 센싱되는 객체가 정지된 객체이거나 중장비에서 멀어지는 방향으로 움직이는 객체로 감지되는 경우 움직이는 객체의 위험 가능성이 낮기 때문에 저화질 중장비 주변 영상을 획득하며, 반면에, 초음파 센서(100)를 통해 센싱되는 객체가 중장비에 접근하는 방향으로 움직임이 감지되는 경우 움직이는 객체가 중장비로 접근하고 있어 위험 가능성이 높기 때문에 고화질 중장비 주변 영상을 획득하는 것이다.

참고로, 초음파 센서(100)는, 초음파를 송신하여 반사되는 반사파를 이용하여 객체를 검출하는 것으로서, 도플러 효과에 의하여 검출 객체의 근접 여부를 파악할 수 있다.

한편, 작업지역 기준 카메라 모드, 판독여부 기준 카메라 모드, 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로 동작하도록 함에 있어서, 도 6에 도시한 바와 같이 작업 날씨, 작업 지역, 작업 운전자를 포함하는 작업 환경에 따라서 결정되도록 구현할 수 있다. 이는, 작업 환경에 따라서 저화질 카메라 센서(210), 고화질 카메라 센서(220)의 구동 순서를 결정하여 효율적인 이미지 검출을 하기 위함이다.

예를 들어, 작업 날씨가 흐릴 경우에는 이미지 판독이 어렵기 때문에 일괄적으로 고화질 카메라 센서(220)만 구동되도록 제어한다. 반면에, 작업 날씨가 맑을 경우에는 이미지 판독이 쉽기 때문에 판독여부 기준 카메라 모드로 동작하도록 하여 이미지 판독 안 될 시에만 고화질 카메라 센서(220)가 구동되도록 구현할 수 있다.

한편, 상기에서 설명한 바와 같이, 제어 기기(400)는, 획득되는 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하게 된다. 그런데 제어 기기(400)의 하드웨어 성능, 소프트웨어 성능 등의 이유로 인하여 객체 이미지 검출이 불가능한 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제어 기기(400)는, 흐린 날씨 등으로 인하여 객체 이미지 검출이 어렵게 되는 경우가 있을 수 있다.

이와 같이 제어 기기(400)에서 이미지 검출이 불가능한 경우, 본 발명은 외부의 클라우드를 통하여 이미지 검출이 이루어지게 하고, 그 검출 결과에 따라서 접근 경고 알람의 출력 여부를 결정한다. 이하 도 7 및 도 8과 함께 상술한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 작업장 안전 관리 서버가 구비된 작업자 안전 시스템의 구성 블록도이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 위험 구역에 있는 작업자의 단말기에 위험 경고하는 예시 그림이다.

작업자 안전 시스템은, 도 7에 도시한 바와 같이 제어 기기(400)와 이동 통신망을 통하여 통신하는 작업장 안전 관리 서버(10)를 포함한다. 여기서 이동통신망으로 구현되는 경우, 기지국(BTS;Base Transceiver Station), 이동교환국(MSC;Mobile Switching Center), 및 홈 위치 등록기(HLR;Home Location Register)로 이루어진 무선 이동통신망을 이용하여 데이터 통신을 할 수 있다.

작업 안전 관리 서버는, 하드웨어적으로는 통상적인 클라우드 서버와 동일한 구성을 가지며, 소프트웨어적으로는 C, C++, Java, Visual Basic, Visual C 등과 같은 다양한 형태의 언어를 통해 구현되어 여러 가지 기능을 하는 프로그램 모듈을 포함한다. 또한, 일반적인 서버용 하드웨어에 도스(dos), 윈도우(window), 리눅스(linux), 유닉스(unix), 매킨토시(macintosh) 등의 운영 체제에 따라 다양하게 제공되고 있는 웹 서버 프로그램을 이용하여 구현될 수 있다.

제어 기기(400)는, 카메라 센서(200)로부터 획득한 중장비 주변 영상에 대한 1차 판독한 결과 영상 판독이 불가능하여 객체 이미지를 검출할 수 없는 경우 판독 불가능한 중장비 주변 영상을 작업장 안전 관리 서버(10)로 전송한다. 이를 위해 제어 기기(400)는 이동통신을 처리하기 위한 이동통신 통신 처리 모듈이 구비된다.

작업 안전 관리 서버는, 제어 기기(400)로부터 중장비 주변 영상을 수신하는 경우 수신된 중장비 주변 영상을 판독(이하, '2차 판독'이라 함)하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 경우 제어 기기(400)로 접근 경고 알람 요청을 전송한다.

제어 기기(400)는, 작업장 안전 관리 서버(10)로부터 접근 경고 알람 요청을 수신하는 경우 경고 발생 기기(300)를 통해 접근 경고 알람을 출력하게 된다.

따라서 제어 기기(400)에서 중장비 주변 영상에 대한 1차 판독한 결과 영상 판독이 불가능한 경우라도, 이미지 분석 성능이 더 나은 작업 안전 관리 서버에서 2차 판독하여 그 결과를 이용하여 경고 발생 기기(300)를 통한 접근 경고 알람을 출력 여부를 결정할 수 있게 된다.

나아가 본 발명의 작업장 안전 관리 서버(10)는, 2차 판독한 객체 이미지가 사람 이미지인 경우 접근 경고 알람 요청을 제어 기기(400)로 전송하는 것 이외에도, 해당 중장비 근처에 있는 작업자에게 직접적으로 위험을 알릴 수 있다.

이를 위해 작업장 안전 관리 서버(10)는, 2차 판독에 의해 검출한 객체 이미지가 미리 등록된 작업자 얼굴 이미지와 대조하여, 객체 이미지와 오차 범위내에서 유사도를 가지는 작업자 얼굴 이미지가 존재하는 경우, 객체 이미지와 유사도를 가지는 작업자 얼굴 이미지에 할당된 작업자 단말기 전화번호로 위험 알람 메시지를 전송한다.

예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이 중장비의 카메라 센서(200)에서 촬영된 중장비 주변 영상에서 검출되는 사람 이미지가 미리 등록된 작업자 얼굴 이미지와 유사할 경우, 해당 작업자가 사용하는 작업자 단말기로 SMS(Short Message Service), MMS(Multimedia Message Service) 등의 메시지로 위험 알람을 해주어, 작업자가 신속하게 중장비 근처에서 대피할 수 있도록 해준다.

참고로, 작업자 얼굴 이미지와 작업자 전화번호는 저장체에 미리 등록되어 저장되어 있는데, 이러한 저장체는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive), 플래시메모리(Flash Memory), CF카드(Compact Flash Card), SD카드(Secure Digital Card), SM카드(Smart Media Card), MMC 카드(Multi-Media Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 장치의 내부에 구비되어 있을 수도 있고, 별도의 장치에 구비되어 있을 수도 있다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:초음파 센서 150:초음파 센서 구동부
200:카메라 센서 250:카메라 센서 구동부
300:경고 발생 기기 400:제어 기기

Claims

중장비 차체에 장착되며, 인체 및 물체를 포함하는 객체의 접근을 감지하는 초음파 센서;
중장비 차체에 장착되며, 중장비 주변을 촬영하여 중장비 주변 영상을 생성하는 카메라 센서;
중장비 차체에 장착되며, 경고음을 출력하는 스피커, 경고등을 발광하는 경고 램프를 하나 이상 포함하여 경고음 및 경고등을 포함하는 접근 경고 알람을 발생시키는 경고 발생 기기; 및
중장비 차체에 장착되며, 상기 초음파 센서를 통해 객체가 감지되는 경우, 상기 카메라 센서를 구동시켜 중장비 주변 영상을 획득하며, 획득되는 중장비 주변 영상을 1차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며, 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 때만 상기 경고 발생 기기를 통해 접근 경고 알람을 출력하는 제어 기기;
를 포함하는 작업자 안전 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 작업자 안전 시스템은,
상기 초음파 센서의 센싱 방향이 가변되도록 상기 초음파 센서를 회동시키는 초음파 센서 구동부; 및
상기 카메라 센서의 센싱 방향이 가변되도록 상기 카메라 센서를 회동시키는 카메라 센서 구동부;를 포함하며,
상기 제어 기기는, 결정되는 초음파 센서의 센싱 방향에 따라서 상기 초음파 센서 구동부를 제어하며, 결정되는 카메라 센서의 센싱 방향에 따라서 상기 카메라 센서 구동부를 제어하는 작업자 안전 시스템.
청구항 2에 있어서, 상기 제어 기기는,
상기 초음파 센서의 센싱 방향과 상기 카메라 센서의 센서 방향이 동일한 방향이 되도록 상기 초음파 센서 구동부와 카메라 센서 구동부를 동일한 센싱 방향으로 제어하거나,
또는 상기 초음파 센서의 센싱 방향과 카메라 센서의 센서 방향이 서로 다르게 각각 개별적으로 제어하는 경우, 상기 초음파 센서를 통해 객체가 감지될 때 카메라 센서의 센싱 방향이 초음파 센서의 센싱 방향과 동일한 방향이 되도록 동기화시켜 제어하는 작업자 안전 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 카메라 센서는,
제1화질을 가지는 저화질 중장비 주변 영상을 생성하는 저화질 카메라 센서;
제1화질보다 높은 제2화질을 가지는 고화질 중장비 주변 영상을 생성하는 고화질 카메라 센서;를 포함하는 듀얼 카메라 센서로 구현되며,
상기 제어 기기는, 작업지역을 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 작업지역 기준 카메라 모드, 중장비 주변 영상의 판독 가능 여부를 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 판독여부 기준 카메라 모드, 객체의 움직임을 기준으로 카메라 센서를 구동시키는 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로서 상기 저화질 카메라 센서와 고화질 카메라 센서의 구동을 제어하는 작업자 안전 시스템.
청구항 4에 있어서, 상기 제어 기기는,
작업 날씨, 작업 지역, 작업 운전자를 포함하는 작업 환경에 따라서 상기 작업지역 기준 카메라 모드, 판독여부 기준 카메라 모드, 객체움직임 기준 카메라 모드 중 어느 하나의 카메라 모드로 동작하도록 제어함을 특징으로 하는 작업자 안전 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 작업자 안전 시스템은,
제어 기기로부터 중장비 주변 영상을 수신하는 경우 수신된 중장비 주변 영상을 2차 판독하여 중장비 주변 영상내의 객체 이미지를 검출하며 검출한 객체 이미지가 사람 이미지일 경우 상기 제어 기기로 접근 경고 알람 요청을 전송하는 작업장 안전 관리 서버;를 포함하며,
상기 제어 기기는, 카메라 센서로부터 획득한 중장비 주변 영상을 1차 판독한 결과 영상 판독이 불가능하여 객체 이미지를 검출할 수 없는 경우 판독 불가능한 중장비 주변 영상을 작업장 안전 관리 서버로 전송하며, 상기 작업장 안전 관리 서버로부터 접근 경고 알람 요청을 수신하는 경우 상기 경고 발생 기기를 통해 접근 경고 알람을 출력하는 작업자 안전 시스템.