KR20200039336A - 3차원 센싱을 이용한 조선소의 크레인 충돌방지 시스템 및 방법 - Google Patents

3차원 센싱을 이용한 조선소의 크레인 충돌방지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

조선소의 크레인 충돌방지 시스템 및 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면 작업크레인의 각 부위별 이동량 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 이동센서, 작업크레인의 위치좌표를 감지하는 작업크레인 위치센서, 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 시각센서 및 감지된 작업크레인의 각 부위별 이동량, 감지된 작업크레인의 위치좌표, 감지된 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여 위험물체와 작업크레인의 충돌여부를 판단하고, 충돌이 예측되는 경우 충돌위험경고를 생성하는 충돌 제어부를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.

Description

3차원 센싱을 이용한 조선소의 크레인 충돌방지 시스템 및 방법{A CRANE COLLISION AVOIDANCE SYSTEM USING 3-DIMENSIONAL SENSING AND METHOD OF THE SAME IN A SHIPYARD}
본 발명은 조선소 내에서 운용중인 크레인의 충돌방지 시스템 및 방법에 관한 것이다.
크레인이 다른 크레인이나 구조물과 충돌하는 경우, 큰 사고로 이어져 크레인 아래에서 작업하던 장비나 인력도 큰 재해를 입을 수 있다.
신호수의 수신호에 의하여 크레인조종수가 크레인을 조종하는데, 크레인조종수에게는 시각적으로 사각지대가 있고, 또한, 크레인 조종수가 신호수의 신호를 잘 못 이해하거나 신호수가 급한 볼일로 잠시 자리를 비우는 경우에는 사고의 위험이 크다.
신호수와 시각적 사각지대를 가지고 크레인을 조종할 수 밖에 없는 조종수가 상호 보완을 하면서 크레인을 운용하여 사고를 최소화하고 있기는 하지만, 큰 인명피해로 이어질 수 있는 크레인충돌사고를 예방하기 위해서는 크레인 조종수와 신호수에게 충돌의 위험을 알려주는 시스템의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명에서는 크레인이 다른 크레인과 충돌할 위험이 있거나 다른 크레인의 권상물 또는 주위의 건물이나 선박블록 등 크레인과 관련 없는 물체라도 충돌의 위험이 있을 경우를 자동으로 감지하고 계산해 충돌을 예방하기 위한 크레인 충돌방지 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 작업크레인의 각 부위별 이동량 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 이동센서, 작업크레인의 위치좌표를 감지하는 작업크레인 위치센서, 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 시각센서 및 감지된 작업크레인의 각 부위별 이동량, 감지된 작업크레인의 위치좌표, 감지된 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여 위험물체와 작업크레인의 충돌여부를 판단하고, 충돌이 예측되는 경우 충돌위험경고를 생성하는 충돌 제어부를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.
또한, 충돌 제어부는 감지된 작업크레인의 각 부위별 이동량 및 감지된 작업크레인의 위치좌표 중 적어도 하나를 이용하여 작업크레인의 형상좌표를 생성하고, 생성된 작업크레인의 형상좌표 및 감지된 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축으로 통합하여, 위험물체와 작업크레인의 충돌여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.
또한, 충돌 제어부는 이웃크레인 시각센서가 감지한 위험물체의 형상좌표를 수신하고, 하나의 좌표축에 통합하여, 위험물체와 작업크레인의 충돌여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.
또한, 충돌 제어부는 위험물체와 작업크레인의 충돌이 예측되는 경우, 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여, 작업크레인에 송신하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.
또한, 각 부위별 이동요구량은 하나의 좌표축에 통합된 위험물체의 형상좌표를 이용하여, 위험물체가 주의영역내에 있는 것으로 판단되는 경우에는 각 부위별 감속요구량을 포함하고, 위험물체가 위험영역내에 있는 것으로 판단되는 경우에는 각 부위별 정지요구량을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지시스템을 제공한다.
또한, 작업크레인 시각센서는 위험물체를 감지하는 센싱수단, 센싱수단에 회전가능하게 결합된 센싱수단 안치부, 센싱수단 안치부와 결합되고, 작업크레인에 고정되어 결합되는 작업크레인 연결부 및 센싱수단을 일 축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템을 제공한다.
또한, 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또다른 일 실시 예는 작업크레인의 각 부위별 이동량과 작업크레인의 위치좌표 중 적어도 하나를 이용하여 작업크레인의 형상좌표를 생성하는 단계, 위험물체가 있는지 여부를 감지하는 단계, 위험물체가 감지되는 경우, 감지된 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지하는 단계, 생성된 작업크레인의 형상좌표와 감지된 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축으로 통합하는 단계, 하나의 좌표축으로 통합된 작업크레인의 형상좌표와 위험물체의 형상좌표와 감지된 위험물체의 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여, 작업크레인과 위험물체의 충돌여부를 판단하는 단계 및 충돌이 예측되는 경우, 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 작업크레인으로 송신하는 단계를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 방법을 제공한다.
또한, 각 부위별 이동요구량을 계산하여 작업크레인으로 송신하는 단계는, 위험물체가 주의영역내에 있는지 판단하는 단계, 위험물체가 위험영역내에 있는지 판단하는 단계, 위험물체가 주의영역내에 있고, 위험영역내에 있지 않은 경우에는, 작업크레인의 각 부위별 감속요구량을 송신하는 단계 및 위험물체가 위험영역내에 있는 경우에는, 작업크레인의 각 부위별 정지요구량을 송신하는 단계를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조선소의 크레인 충돌방지 시스템 및 방법에 의하면, 각 크레인의 절대적인 위치좌표를 하나의 시스템에서 통합하여 관리하고, 크레인의 움직임에 따른 크레인 각 부위별 위치좌표도 완벽하게 파악해서 크레인 서로간의 충돌을 완벽하게 예방할 수 있다.
또한, 시각센서를 회전가능하게 설치하여 크레인과 충돌될 위험에 있는 물체를 감지하는 시각센서가 위아래로 센싱각도가 제한이 있는 경우에도 센서를 360도 회전시켜 전 방향의 물체를 모두 감지하는 효과를 얻을 수 있다.
이러한 개선된 시각센서를 이용하여 예상치 못한 물건과 충돌할 위험이 있는 경우에 미리 위험을 조종수나 신호수에게 알려주는 것은 물론 이를 피하거나 충돌확률을 최소화하거나 충돌이 불가피하다면 충돌위험을 최소화하기 위한 크레인의 움직임을 자동으로 수행해서 충돌을 피하거나 충돌시 피해를 최소화할 수 있다.
또한, 시각센서가 감지하지 못하는 사각지대는 이웃크레인의 시각센서가 대신 감지해주어 비용을 절감하면서도 크레인의 충돌위험거리내의 모든 물체를 완벽하게 감지하고 충돌을 피할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인, 충돌 제어부 및 이웃크레인 시각센서간 상호작용을 보여주는 상호작용구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인과 위험물체를 감지하는 이웃크레인 시각센서를 보여주는 입면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인 시각센서의 구성요소를 보여주는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인과 협업크레인이 함께 중량물을 권상하는 모습을 보여주는 입면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 작업크레인과 위험물체의 충돌여부를 예측하여 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 송신하는 절차를 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 송신하기 위하여 위험물체가 주의영역에 있는지 또는 위험영역에 있는지를 판단하여 각 부위별 감속요구량을 송신하거나 각 부위별 정지요구량을 송신하는 절차를 보여주는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱수단의 감지가능영역을 보여주는 입면도와 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략할 수 있고, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, “적어도 하나” 라는 표현은 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인, 충돌제어부 및 이웃 크레인 시각센서간 상호작용을 보여주는 상호작용구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인과 위험물체를 감지하는 이웃크레인 시각센서를 보여주는 입면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 작업크레인(100)은 작업크레인 이동센서(110), 작업크레인 위치센서(120), 작업크레인 시각센서(130) 및 작업크레인 이동수단(140)을 포함할 수 있다.
작업크레인 이동센서(100)는 작업크레인의 각 부위별 이동량을 감지할 수 있다.
작업크레인(100)은 각 부위별로 움직일 수 있는데, 작업크레인(100)이 지면과 닿는 부분에 레일이 깔려 있어서 레일위에서 이동할 수 있고, 중량물을 권상하기 위하여 중량물 위로 후크를 가져가기 위하여 작업크레인(100)의 붐을 상하 또는 좌우로 이동할 수 있고, 후크를 상하로 이동할 수 있다.
작업크레인 이동센서(100)는 감지한 작업크레인(100)의 각 부위별 이동량을 충돌 제어부(200)로 송신할 수 있다.
작업크레인 위치센서(120)는 위성신호를 받아서 현재 센서가 위치한 정확한 위치좌표를 감지할 수 있다.
바람직하게는 작업크레인 위치센서(120)는 GPS(Global Positioning System)로 불리기도 하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)와 같은 시스템을 포함할 수 있다.
작업크레인 위치센서(120)에서 작업크레인(100)의 위치좌표를 감지하면 감지된 위치좌표는 충돌 제어부(200)로 송신할 수 있다.
위치좌표는 위도와 경도를 표시한 방식일 수도 있고, 조선소의 한 지점을 기준점으로 임의로 만든 좌표일 수도 있다.
충돌 제어부(200)는 실시간으로 감지된 작업크레인(100)의 위치좌표와 작업크레인(100)의 각 부위별 이동량을 이용하여 작업크레인의 형상좌표를 정확히 생성하고, 실시간으로 업데이트할 수 있다.
형상좌표란 체적을 가지고 있는 물체의 형상을 정의할 수 있도록 작업크레인(100)의 각 부위별로 미리 정해진 점들의 위치좌표를 감지 또는 계산하고, 이를 토대로 본 발명의 일 실시 예에 의한 조선소의 크레인 충돌방지 시스템내에 상기 점들의 위치좌표를 연결하여 저장하는 크레인의 형상에 대한 데이터이다.
작업크레인 시각센서(130)는 작업크레인(100)에 적어도 하나 이상 설치되어, 작업크레인(100)의 주위를 감시할 수 있다.
작업크레인(100)의 각 부위는 상기와 같이 충돌 제어부(200)에 의하여 형상좌표로 기억되어 있어서, 작업크레인 시각센서(130)는 작업크레인(100)의 몸체를 감지하여 그 형상좌표를 충돌 제어부(200)로 송신하더라도, 충돌 제어부(200)는 수신한 형상좌표가 작업크레인(100)의 각 부위임을 알 수 있기 때문에, 충돌위험경고를 생성하거나 작업크레인(100)과의 충돌여부를 판단하지 않을 수 있다.
작업크레인 시각센서(130)는 레이저를 쏜 다음에 반사되는 빛을 감지해서 위험물체(600)를 감지하는 방식일 수 있는데, 위험물체(600)의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 등을 감지할 수 있다.
작업크레인 시각센서(130)는 감지된 물체(600)의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도를 충돌 제어부(200)로 송신한다.
작업크레인 이동수단(140)은 작업크레인(100)의 각 부위를 움직이는 구동시키는 장치일 수 있다.
작업크레인 이동수단(140)은 전기에 의하여 움직이는 모터일 수도 있고, 화석연료를 주입하여 구동하는 내연기관일 수도 있다.
작업크레인 이동수단(140)은 작업크레인(100)을 레일위에서 통째로 이동시키거나, 중량물을 권상하기 위하여 작업크레인(100)의 붐이나 후크를 움직일 수 있다.
충돌 제어부(200)는 실시간으로 작업크레인(100)의 형상좌표를 업데이트하면서, 형상좌표의 변화율을 알기 때문에 이를 통하여 작업크레인(100)의 각 부위의 움직이는 방향과 속도를 계산할 수 있다.
또한, 충돌 제어부(200)는 작업크레인 시각센서(130)로부터 수신한 위험물체(600)의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도와 작업크레인(100)의 각 부위의 움직이는 방향과 속도를 이용하여 위험물체(600)와 작업크레인(100)의 충돌여부를 판단한다.
충돌 제어부(200)가 충돌여부를 판단할 때는 작업크레인(100)의 형상좌표와 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축을 통합하여 판단할 수 있다.
충돌 제어부(200)가 충돌여부를 판단한 결과, 위험물체(600)와 작업크레인(100)이 충돌할 것으로 예측되는 경우에는 충돌위험경고를 생성할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 충돌위험경고를 미리 정해진 곳으로 전송할 수 있는데, 작업크레인(100)의 조종수와 신호수에게 보낼 수 있고, 작업크레인(100)의 부근에서 작업하는 작업자와 작업관리자에게 보낼 수 있다.
또한, 충돌 제어부(200)는 충돌위험경고를 전 조선소로 보내서 조선소내에 있는 모든 사람이 작업크레인(100)이 충돌할 위험에 처한 것을 알 수 있도록 할 수 있다.
작업크레인(100)의 주변에는 작업크레인의 각 부위로 인하여 작업크레인 시각센서(130)가 감지하기 어려운 음영지역이 존재한다.
작업크레인 시각센서(130)의 음영지역에 위험물체(600)가 있는 경우에는, 작업크레인 시각센서(130)가 위험물체(600)를 감지하기 어려울 수 있다.
따라서, 이웃크레인(300)에 설치된 이웃크레인 시각센서(330)가 위험물체(600)를 감지하여 위험물체(600)의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도를 충돌 제어부(200)로 송신할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 위험물체(600)가 작업크레인 시각센서(130)의 음영지역에 있더라도, 이웃크레인 시각센서(330)로부터 수신한 위험물체(600)의 형상좌표를 작업크레인(100)의 형상좌표와 하나의 좌표축에 통합하여 위험물체(600)와 작업크레인(100)의 충돌여부를 판단할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 위험물체(600)와 작업크레인(100)의 충돌이 예측되는 경우, 충돌위험경고를 생성하여 송신하는 것 외에도, 작업크레인(100)의 각 부위별 이동요구량을 작업크레인 이동수단(140)으로 송신할 수 있다.
작업크레인(100)의 각 부위별 이동요구량은 작업크레인(100)의 각 부위별 감속요구량과 작업크레인(100)의 각 부위별 정지요구량을 포함할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 작업크레인(100)을 중심으로 위험한 정도에 따라서 미리 주의영역과 위험영역을 설정할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 충돌을 피하기 어려운 가까운 거리의 영역을 미리 위험영역으로 설정하여 위험영역내에 위험물체(600)가 있는 경우에는 작업크레인 이동수단(140)의 급정지로 인하여 기계에 과부화 등 무리가 올 수 있는 경우에도 작업크레인(100)의 각 부위별 정지요구량을 작업크레인(100)으로 송신하여 작업크레인 이동수단(140)을 급정지할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 충돌을 피할 수 있지만 충돌위험이 여전히 존재하는 거리의 영역을 미리 주의영역으로 설정하여 주의영역내에 위험물체(600)가 있는 경우에도 작업크레인(100)의 각 부위별 감속요구량을 작업크레인(100)으로 송신하여 작업크레인 이동수단(140)을 감속할 수 있다.
충돌 제어부(200)는 위험영역이 주의영역내에 있도록 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인 시각센서의 구성요소를 보여주는 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센싱수단의 감지가능영역을 보여주는 입면도와 평면도이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 작업크레인 시각센서(130)는 센싱수단(131), 센싱수단 안치부(132), 작업크레인 연결부(138) 및 회전구동부(139)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면 센싱수단(131)은 수평으로 360도 전방향으로 레이저를 쏘고 반사되는 빛을 감지하지만, 수직방향으로는 위아래로 각각 30도의 범위로만 레이저를 쏘고 감지할 수 있다.
이러한 종래기술을 극복하기 위하여, 도 3과 같이 센싱수단(131)은 센싱수단 안치부(132)에 회전가능하게 결합되어 있다.
센싱수단(131)이 센싱수단 안치부(132)내에서 일 축을 중심으로 회전하면서 레이저를 쏘고 반사되는 빛을 감지하면, 수직방향으로도 360도 전방향으로 레이저를 쏘고 빛을 감지할 수 있게 된다.
충돌 제어부(200)는 센싱수단(131)이 감지한 위험물체(600)의 형상좌표를 수신하면, 센싱수단(131)이 센싱수단 안치부(132)내에서 어느 각도로 회전된 상태에서 감지한 형상좌표인지를 판단하여 정확한 좌표를 계산하여 작업크레인(100)의 형상좌표와 하나의 좌표축으로 통합할 수 있다.
센싱수단 안치부(132)는 작업크레인 연결부(138)에 고정되어 결합될 수도 있고, 회전가능하게 결합될 수도 있다.
작업크레인 연결부(138)는 작업크레인 연결수단(136)과 작업크레인 진동흡수수단(134)을 포함할 수 있다.
작업크레인 연결수단(136)은 구조체로서 상단은 센싱수단 안치부(132)와 결합되고, 하단은 작업크레인(100)에 결합될 수 있다.
작업크레인 진동흡수수단(134)은 작업크레인(100)이 내부의 기계장치의 소음 등으로 진동이 발생하는 경우에도 센싱수단에 진동이 전달되지 않도록 진동을 흡수하는 장치일 수 있다.
회전구동부(139)는 센싱수단(131)을 회전시키는 장치로서, 회전구동수단(133)과 동력전달수단(135)을 포함할 수 있다.
회전구동수단(133)은 센싱수단(11)을 일 축을 중심으로 회전시키는 모터일 수 있다.
동력전달수단(135)은 회전구동수단(133)을 구동시키기 위한 에너지를 전달하는 전력케이블일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 작업크레인과 협업크레인이 함께 중량물을 권상하는 모습을 보여주는 입면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 작업크레인과 위험물체의 충돌여부를 예측하여 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 송신하는 절차를 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 송신하기 위하여 위험물체가 주의영역에 있는지 또는 위험영역에 있는지를 판단하여 각 부위별 감속요구량을 송신하거나 각 부위별 정지요구량을 송신하는 절차를 보여주는 흐름도이다.
조선소에서는 다양한 종류의 크레인이 많이 구비되어 선박이나 해양플랜트를 시공하는 과정에서 중량물을 권상하는 작업을 하게 되는데, 이 과정에서 두개의 크레인이 함께 하나의 중량물을 권상하는 협업을 해야 하는 경우가 있는데, 각각의 크레인은 권상할 수 있는 무게가 제한되기 때문이다.
또한 충돌 제어부는 조선소내의 모든 크레인의 형상좌표를 상기 작업크레인(100)의 형상좌표를 생성하듯이 생성하여 실시간으로 업데이트할 수 있다.
충돌 제어부는 작업크레인(100)이 협업크레인(400)과 함께 중량물을 권상할 때, 협업크레인(400)의 형상좌표를 이용하여 협업크레인(400)의 각 부위가 위험물체(600)로 감지되지 않도록 할 수 있다.
협업크레인(400)의 각 부위는 상기와 같이 충돌 제어부에 의하여 형상좌표로 기억되어 있어서, 작업크레인 시각센서는 협업크레인(400)의 몸체를 감지하여 그 형상좌표를 충돌 제어부로 송신하더라도, 충돌 제어부는 수신한 형상좌표가 협업크레인(400)의 각 부위임을 알 수 있기 때문에, 충돌위험경고를 생성하거나 작업크레인(100)과의 충돌여부를 판단하지 않을 수 있다.
또한, 충돌 제어부는 작업 크레인(100)의 권상작업의 대상물을 위험물체로 감지되지 않도록 할 수 있다.
조선소에는 일반적으로 크레인들의 권상작업을 조율하고 스케쥴을 관리하는크레인 권상작업 시스템이 구축되어 있을 수 있다.
충돌 제어부는 크레인 권상작업 시스템으로부터 작업크레인(100)의 권상작업의 대상물의 형상과 무게, 권상작업의 날짜와 시간에 관한 정보를 받아서 저장하고 있기 때문에, 작업크레인 시각센서가 권상작업의 대상물을 감지하여 그 형상좌표를 충돌 제어부로 송신하더라도, 충돌 제어부는 수신한 형상좌표가 권상작업의 대상물임을 알 수 있기 때문에, 충돌위험경고를 생성하거나 작업크레인(100)과의 충돌여부를 판단하지 않을 수 있다.
만약, 충돌 제어부가 협업크레인(400)이나 권상작업의 대상물을 위험물체(600)로 판단하면, 작업중 계속하여 작업크레인(100)으로 충돌위험경고가 전송되거나, 작업크레인의 각 부위별 이동요구량이 전송되어 오히려 원활한 작업에 방해가 될 수 있다.
충돌 제어부(도 1의 200)는 작업크레인(100)의 각 부위별 이동량과 작업크레인(100)의 위치좌표 중 적어도 하나를 이용하여, 작업크레인(100)의 형상좌표를 생성할 수 있다(S100).
작업크레인 위치센서는 위치좌표를 감지하고, 충돌 제어부는 감지된 작업크레인(100)의 위치좌표를 바탕으로 작업크레인(100)의 각 부위별 이동량을 이용하여, 각 부위별 형상좌표를 정확히 알 수 있다.
작업크레인(100)의 각 부위는 주로 직선운동이나 회전운동 등 정해진 1차원의 운동경로를 통하여 움직일 수 있다.
작업크레인 시각센서가 위험물체를 감지할 수 있다(S110).
작업크레인 시각센서는 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
그러나, 이미 설명한 바와 같이 작업크레인 시각센서의 음영지역이 존재하기 때문에, 음영지역을 커버하기 위해서는 이웃크레인의 시각센서가 필요하다.
이웃크레인 시각센서가 위험물체를 감지할 수 있다(S120).
이웃크레인 시각센서는 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
충돌 제어부는 위험물체가 주의영역 또는 위험영역 내에 있는지를 판단할 수 있다(S130).
위험물체가 주의영역 또는 위험영역내에 있는 경우에는, 충돌 제어부는 위험물체가 작업크레인(100)의 권상작업의 대상물인지를 판단할 수 있다(S140)
위험물체가 작업크레인(100)의 권상작업의 대상물이 아닌 경우에는, 충돌 제어부는 위험물체가 협업크레인인지를 판단할 수 있다(S150).
위험물체가 협업크레인이 아닌 경우에는, 충돌 제어부는 생성된 작업크레인의 형상좌표와 감지된 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축으로 통합할 수 있다(S160).
충돌 제어부는 하나의 좌표축으로 통합된 작업크레인(100)의 형상좌표와 위험물체의 형상좌표와 위험물체의 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여, 작업크레인(100)과 위험물체의 충돌여부를 판단할 수 있다(S170).
작업크레인(100)과 위험물체의 충돌이 예측되는 경우, 충돌 제어부는 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 작업크레인으로 송신할 수 있다(S180).
작업크레인의 각 부위별 이동요구량은 위험물체가 주의영역내에 있는 경우에는 작업크레인의 각 부위별 감속요구량일 수 있고, 위험물체가 위험영역내에 있는 경우에는 작업크레인의 각 부위별 정지요구량일 수 있다.
감속요구량은 작업크레인의 특정 부위의 현재속도와 비교하여 줄어든 목표속도와 목표속도에 도달하는 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
정지요구량은 작업크레인의 특정부위의 속도를 없애서 정지상태에 도달하기 위한 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 작업크레인의 이동요구량은 감속이나 정지로 충돌을 피하기에 충분치 않을 때에는 현재 작업크레인의 특정부위가 움직이고 있는 방향으로 가속하거나 반대방향으로 움직이라는 명령을 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 중돌 제어가 작업크레인(100)의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 작업크레인(100)으로 송신하는 단계(S180)는 아래와 같은 단계들을 포함할 수 있다.
충돌 제어부는 위험물체가 주의영역내에 있는지를 판단할 수 있다(S181).
충돌 제어부는 위험물체가 위험영역내에 있는지를 판단할 수 있다(S182).
충돌 제어부는 위험물체가 주의영역내에 있고, 위험영역내에 있지 않은 경우에는 작업크레인의 각 부위별 감속요구량을 송신할 수 있다(S183).
충돌 제어부는 위험물체가 위험영역내에 있는 경우에는 작업크레인의 각 부위별 정지요구량을 송신할 수 있다(S184).
충돌 제어부는 위험물체가 작업크레인과 충돌할 확률과 위험한 정도에 따라서 구분하여 위험영역이 주의영역내에 있도록 설정할 수 있으며, 이 경우에는 위험영역은 주의영역내에 있을 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 작업크레인 110 : 작업크레인 이동센서
120 : 작업크레인 위치센서 130 : 작업크레인 시각센서
131 : 센싱수단 132 : 센싱수단 안치부
133 : 회전구동수단 134 : 작업크레인 진동흡수수단
135 : 동력전달수단 136 : 작업크레인 연결수단
138 : 작업크레인 연결부 139 : 회전구동부
140 : 작업크레인 이동수단 200 : 충돌 제어부
300 : 이웃크레인 330 : 이웃크레인 시각센서
400 : 협업크레인 600 : 위험물체

Claims (7)

  1. 작업크레인의 각 부위별 이동량 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 이동센서;
    상기 작업크레인의 위치좌표를 감지하는 작업크레인 위치센서;
    위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지하는 작업크레인 시각센서; 및
    감지된 상기 작업크레인의 각 부위별 이동량, 감지된 상기 작업크레인의 위치좌표, 감지된 상기 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 위험물체와 상기 작업크레인의 충돌여부를 판단하고, 상기 충돌이 예측되는 경우 충돌위험경고를 생성하는 충돌 제어부를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 충돌 제어부는 감지된 상기 작업크레인의 각 부위별 이동량 및 감지된 상기 작업크레인의 위치좌표 중 적어도 하나를 이용하여 상기 작업크레인의 형상좌표를 생성하고, 생성된 상기 작업크레인의 형상좌표 및 감지된 상기 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축으로 통합하여, 상기 위험물체와 상기 작업크레인의 충돌여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 충돌 제어부는 이웃크레인 시각센서가 감지한 상기 위험물체의 형상좌표를 수신하고, 상기 하나의 좌표축에 통합하여, 상기 위험물체와 상기 작업크레인의 충돌여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 충돌 제어부는 상기 위험물체와 상기 작업크레인의 충돌이 예측되는 경우, 상기 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여, 상기 작업크레인에 송신하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 각 부위별 이동요구량은
    상기 하나의 좌표축에 통합된 상기 위험물체의 형상좌표를 이용하여,
    상기 위험물체가 주의영역내에 있는 것으로 판단되는 경우에는 각 부위별 감속요구량을 포함하고,
    상기 위험물체가 위험영역내에 있는 것으로 판단되는 경우에는 각 부위별 정지요구량을 포함하는 것을 특징으로 하는 조선소의 크레인 충돌방지시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 작업크레인 시각센서는
    상기 위험물체를 감지하는 센싱수단;
    상기 센싱수단에 회전가능하게 결합된 센싱수단 안치부;
    상기 센싱수단 안치부와 결합되고, 상기 작업크레인에 고정되어 결합되는 작업크레인 연결부; 및
    상기 센싱수단을 일 축을 중심으로 회전시키는 회전구동부를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 시스템.
  7. 작업크레인의 각 부위별 이동량과 상기 작업크레인의 위치좌표 중 적어도 하나를 이용하여 상기 작업크레인의 형상좌표를 생성하는 단계;
    작업크레인 시각센서와 이웃크레인 시각센서 중 적어도 하나가 위험물체의 형상좌표, 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 감지하는 단계;
    생성된 상기 작업크레인의 형상좌표와 감지된 상기 위험물체의 형상좌표를 하나의 좌표축으로 통합하는 단계;
    상기 하나의 좌표축으로 통합된 상기 작업크레인의 형상좌표와 상기 위험물체의 형상좌표와 감지된 상기 위험물체의 이동속도, 이동방향 및 이동가속도 중 적어도 하나를 이용하여, 상기 작업크레인과 상기 위험물체의 충돌여부를 판단하는 단계; 및
    상기 충돌이 예측되는 경우, 상기 작업크레인의 각 부위별 이동요구량을 계산하여 상기 작업크레인으로 송신하는 단계를 포함하는 조선소의 크레인 충돌방지 방법.
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