KR20210000593A

KR20210000593A - 건설기계 주변의 환경 데이터를 생성하기 위한 장치 및 이를 포함하는 건설기계

Info

Publication number: KR20210000593A
Application number: KR1020190075928A
Authority: KR
Inventors: 홍희승; 김동목; 이희진; 남형도; 노치원; 이수준
Original assignee: 두산인프라코어 주식회사; 포테닛 주식회사
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2021-01-05
Also published as: EP3757299B1; EP3757299A1; CN112127417A; CN112127417B

Abstract

건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 장치가 개시된다. 상기 환경 데이터 생성 장치는, 상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 부재 위치 데이터 생성 모듈, 상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 환경 데이터 생성 모듈 및 상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 제1환경 데이터 중 상기 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써, 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함한다.

Description

건설기계 주변의 환경 데이터를 생성하기 위한 장치 및 이를 포함하는 건설기계{APPARATUS FOR GENERATING ENVIRONMENT DATA NEIGHBORING CONSTRUCTION EQUIPMENT AND CONSTRUCTION EQUIPMENT INCLUDING THE SAME}

본 발명은 건설기계 주변의 환경 데이터를 생성하기 위한 장치 및 이를 포함하는 건설기계에 관한 것이다.

건설기계의 자동화에 있어서, 건설기계의 주변 환경을 감지하고, 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 이용하여 자동 제어를 수행하게 된다. 이러한 환경 데이터는 다양한 센서들을 활용해서 생성될 수 있으나, 건설기계는 일반적으로 돌출되어 있기 때문에 상기 환경 데이터에는 건설기계의 부분도 포함될 수 있다. 따라서, 의도했던 바와 같이 건설기계의 주변 환경을 정확히 나타내기 위해서는, 획득된 환경 데이터 중에서 건설기계의 부분을 나타내는 데이터는 제거될 필요가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 건설기계 주변의 환경 데이터를 생성하기 위한 장치를 제공하는 것으로서, 특히, 건설기계 주변 환경 중 건설기계 부분이 제외된 부분을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시 예들에 따른 건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 장치는, 상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 부재 위치 데이터 생성 모듈, 상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 환경 데이터 생성 모듈 및 상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 제1환경 데이터 중 상기 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써, 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 건설 공사에서 건설 작업을 수행할 수 있는 건설기계는, 상기 건설기계를 이동하기 위한 이동부, 상기 건설 작업을 수행하기 위한 작업부 및 상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 장치를 포함하고, 상기 환경 데이터 생성 장치는, 상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 부재 위치 데이터 생성 모듈, 상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 환경 데이터 생성 모듈 및 상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 제1환경 데이터 중 상기 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써, 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 따른 건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 방법은, 상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 단계, 상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 단계, 상기 제1환경 데이터 중에서, 건설기계로부터 건설기계의 최외곽 부재보다 가까이 위치하는 물체를 나타내는 부분 데이터가 존재하는지 판단하는 단계, 상기 부분 데이터가 존재할 때, 상기 부재 위치 데이터에 기초하여, 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 정의하는 단계 및 상기 제1환경 데이터 중에서 상기 3차원 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제거함으로써 제2환경 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 제2환경 데이터는 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타낸다.

본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치 및 이를 포함하는 건설기계는, 건설기계 주변 환경 중에서, 건설기계가 제외된 부분만을 나타내는 환경 데이터를 생성할 수 있으므로, 보다 정확한 주변 환경에 대한 정보를 획득할 수 있을 뿐만 아니라 환경 데이터에 대한 후속 처리가 감소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 건설기계의 일례인, 굴삭기를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치를 나타낸다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 예시적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 주변 환경 데이터 생성 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 주변 환경 데이터 생성 방법을 나타낸다.

이하, 첨부된 도면들을 이용하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 건설기계의 일례인, 굴삭기를 나타낸다. 건설기이하, 첨부된 도면들을 이용하여 본 발명의 실시 예들을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 건설기계의 일례인, 굴삭기를 나타낸다. 건설기계는 토목공사나 건축공사에 쓰이는 장비를 의미한다. 도 1을 참조하면, 굴삭기(1)는 지면을 따라 이동 가능한 하부 주행체(10), 하부 주행체(10)의 상부에 회전 가능하게 구비되는 상부 회전체(20), 상부 회전체(20)에 회전 가능하게 결합되는 붐(30), 붐(30)을 회전시키는 붐 실린더(40), 붐(30)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 암(50), 암(50)을 회전시키는 암 실린더(60), 암(50)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 버킷(70) 및 버킷(70)을 회전시키는 버킷 실린더(80)를 포함할 수 있다. 굴삭기(1)의 각 구성 요소들(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 및 80)은 굴삭기 부재(이하, 부재)라고 호칭될 수 있다.

굴삭기(1)는 붐 실린더(40)를 이용하여 붐(30)을 조작하고, 암 실린더(60)를 이용하여 암(50)을 조작하며, 버킷 실린더(80)를 이용하여 버킷(70)을 조작함으로서, 땅을 파거나 깎는 등의 작업을 수행할 수 있다.

한편, 도 1에는 건설기계의 일례로서 굴삭기(1)만이 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예들은 굴삭기(1)에 대해서 한정되는 것이 아니라, 건설 작업에 사용되는 다양한 건설기계에 대해 적용될 수 있음은 당연하다. 그러나, 설명의 편의상, 이하에서는 굴삭기(1)를 건설기계의 예시로 하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치를 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 환경 데이터 생성 장치(100)는 굴삭기(1)와 커플링될 수 있다. 실시 예들에 따라, 환경 데이터 생성 장치(100)의 각 구성들은 굴삭기(1)에 포함되거나, 굴삭기(1)에 부착되거나 또는 굴삭기(1)와 전기적으로 연결될 수 있다.

후술하는 바와 같이, 환경 데이터 생성 장치(100)는 굴삭기(1) 주변의 환경을 감지하고, 감지 결과에 따라 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치(100)는 감지된 주변 환경 중 굴삭기를 제외한 부분만을 나타내는 환경 데이터를 생성할 수 있다.

환경 데이터 생성 장치(100)는 센서 모듈(110), 부재 위치 데이터 생성 모듈(120), 환경 데이터 생성 모듈(130), 데이터 처리 모듈(140) 및 메모리(150)를 포함할 수 있다.

이하, 본 명세서에서 언급되는 모듈(module)은 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어 또는 소프트웨어를 포함하는 하드웨어를 의미한다. 즉, 본 명세서에서 설명되는 특정 모듈은, 해당하는 기능을 수행할 수 있는 소프트웨어, 장치 또는 회로를 의미할 수 있고, 또는, 상기 기능을 수행할 수 있는 소프트웨어가 실행되는 장치를 의미할 수 있다.

센서 모듈(110)은 복수의 센서들을 포함할 수 있다. 실시 예들에 따라, 센서 모듈(110)은 굴삭기(1)의 주변 환경을 인지할 수 있고, 굴삭기(1)의 위치를 측정할 수 있고, 굴삭기(1)의 각 부재의 위치 및 자세를 포함하는 기구학적 위치를 측정할 수 있다. 예컨대, 센서 모듈(110)은 카메라, 라이더(lidar), 레이더(radar), 적외선 센서, 초음파 센서, 위치 센서(GPS 또는 RTK GNSS(real time kinetic Global Navigation Satellite System)), IMU(intertia measurement unit) 센서, 자이로 센서 및 머신 가이던스(machine guidance) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예컨대, 센서 모듈(110)은 두 개의 위치 센서들을 포함할 수 있고, 두 개의 위치 센서들 각각은 상부 회전체(20)의 서로 다른 위치에 부착될 수 있다. 또한, 센서 모듈(110)은 IMU 센서를 포함할 수 있고, 상기 IMU 센서는 굴삭기(1)의 각 부재(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 및 80)에 부착될 수 있다. 예컨대, IMU 센서는 굴삭기(1)의 링크에 부착될 수 있다.

센서 모듈(110)은 감지 데이터를 생성할 수 있다.

부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 굴삭기(1)의 부재 위치 데이터를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 센서 모듈(110)로부터 전송된 정보를 이용하여 굴삭기(1)의 부재의 위치를 나타내는 부재 위치 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 부재 위치 데이터는 실시간(on-the-fly)으로 생성될 수 있다.

부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 센서 모듈(110)에 포함된 IMU 센서를 이용하여 굴삭기(1)의 부재 각각의 기준점에 대한 상대 좌표를 계산할 수 있다. 실시 예들에 따라, 부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 IMU 센서에 의해 측정된 부재의 관성 값과 굴삭기(1)의 부재에 대한 치수를 이용하여 부재의 기준점에 대한 자세를 계산할 수 있고, 상기 자세와 상기 굴삭기(1)의 기준점의 좌표를 이용하여 부재의 좌표를 계산할 수 있다. 이 때, 상기 자세는 DH 파라미터(Denavit-Hartenberg parameter)로서 계산될 수 있다.

또한, 실시 예들에 따라, 부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 위치 센서를 이용하여 굴삭기(1)의 기준점(예컨대, 굴삭기(1)의 중심점)의 절대 좌표를 계산하고, 계산된 기준점의 절대 좌표와 부재의 상대 좌표를 이용하여, 부재의 절대 좌표를 계산할 수도 있다.

실시 예들에 따라, 부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 부재의 절대 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 부재 위치 데이터는 굴삭기(1)의 부재의 좌표를 포함할 수 있다.

환경 데이터 생성 모듈(130)은 굴삭기(1)의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 제1환경 데이터는 굴삭기(1)의 주변에 위치한 물체 또는 지형에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1환경 데이터는 굴삭기(1)의 주변의 물체의 좌표, 색상, 크기 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 제1환경 데이터는 실시간으로 생성될 수 있다.

실시 예들에 따라, 환경 데이터 생성 모듈(130)은 카메라, 라이더(lidar), 레이더(radar), 적외선 센서 및 초음파 센서 중 적어도 하나를 이용하여 굴삭기(1)의 주변 환경을 측정하고, 측정 결과에 따라 굴삭기(1)의 주변에 위치한 물체 또는 지형에 대한 좌표를 계산하고, 상기 물체 또는 지형에 대한 좌표를 포함하는 제1환경 데이터를 생성할 수 있다. 상기 좌표는 절대 좌표일 수도 있으나, 굴삭기(1)의 기준점에 대한 상대 좌표일 수도 있다.

한편, 굴삭기(1)와 같은 건설기계는 그 형태가 정형적이지 않고 돌출된 부분도 있으므로, 환경 데이터 생성 모듈(130)에 의해 생성된 제1환경 데이터는 굴삭기(1)의 부재에 대한 정보도 포함할 수 있다. 즉, 센서 모듈(110)에 의해 측정된 굴삭기(1)의 주변 환경뿐만 아니라 굴삭기(1)의 부재(예컨대, 붐, 암 또는 버킷) 또한 측정될 수도 있다. 이 경우, 이러한 굴삭기(1)에 대한 정보는 의도했던 주변 환경에 대한 정보가 아닌 바, 제거되어야 할 필요가 있다.

예컨대, 굴삭기(1)의 부재는 프론트 작업부일 수 있는데, 프론트 작업부는 굴삭 작업 중 계속 움직이는 동적 궤적을 형성할 뿐만 아니라, 굴삭기로부터 외부 방향으로 돌출되어 있어 센서 모듈(110)에 의해 환경데이터로 인지될 수 있다. 이 경우 굴삭기(1)의 궤적을 생성하는 궤적 계획 수립(Trajectory planner)단계에서 이 프론트 작업부가 노이즈로 작용되어 궤적 계획 수립 알고리즘에 방해가 될 수도 있다. 따라서 굴삭기(1)의 프런트 작업부와 같은 부재에 해당하는 데이터를 환경 데이터 생성 및 굴삭기 궤적 계획 수립 시 미리 제거함으로써, 환경 데이터 생성 및 계획 수립에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 된다.

또한, PCD(Point Cloud Data) 형태의 인지 데이터를 다른 형태의 데이터로 변환하는 경우에, 이러한 프런트 작업부와 같은 부재에 해당하는 불필요한 데이터를 제거함으로써 대용량 인지 데이터의 저장 및 계산시간과 용량을 최적화할 수 있다. 예를 들어, PCD를 Mesh Data로 변환하거나 Global 좌표계로 변환해야 하는 경우에도 이러한 제거 과정에 따라 계산 시간을 줄일 수 있고, 저장 공간을 최적으로 활용할 수 있다.

데이터 처리 모듈(140)은 굴삭기(1)의 주변 환경 중 굴삭기(1) 또는 굴삭기(1)의 일부분이 제외된 부분만을 나타내는 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 제2환경 데이터에는 굴삭기(1)의 전부 또는 일부에 대한 정보는 포함되어 있지 않다.

제2환경 데이터는 실시간으로 생성될 수 있다.

데이터 처리 모듈(140)은 제1환경 데이터와 부재 위치 데이터를 이용하여, 제1환경 데이터로부터 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140) 굴삭기(1)의 부재를 나타내는 부분을 제외시킴으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140)은 제1환경 데이터 중에서, 부재 위치 데이터에 포함된 좌표와 인접한 좌표을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제외시킴으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 데이터 처리 모듈(140)은 제1환경 데이터에 포함된 위치 값들 중에서 부재 위치 데이터에 포함된 위치 값과 기준 범위 내에 있는 위치 값들을 선택하고, 선택된 위치 값에 해당하는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제거함으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다.

실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140)은 부재 위치 데이터에 기초하여, 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 정의할 수 있다. 데이터 처리 모듈(140)은 제1환경 데이터 중에서 상기 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제거함으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 상기 3차원 영역은 직육면체 또는 구 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

예컨대, 굴삭기(1)의 부재가 프런트 작업부 일 경우, 데이터 처리 모듈(140)은 붐, 암 및 버킷의 각도 또는 좌표값으로부터 상기 프런트 작업부의 자세 정보를 획득할 수 있고, 획득된 자세 정보로부터 붐, 암 및 버킷의 3차원 영역을 정의할 수 있다. 또한 복잡한 형상을 갖는 프론트 작업부에 대한 3차원 영역의 계산 시간을 단축하기 위해, 데이터 처리 모듈(140)은 상기 3차원 영역을 입체감이 있는 강체로 단순화하여 프론트 작업부의 3차원 영역의 좌표 값들을 계산할 수 있다. 또한, 데이터 처리 모듈(140)은 붐, 암 및 버킷의 각도로부터 기구학 식을 이용하여 상기 3차원 영역의 좌표값들을 계산할 수 있다.

또한, 데이터 처리 모듈(140)은 리소스 절약을 위해, 제1환경 데이터 중에서, 굴삭기(1)로부터 굴삭기(1)의 최외곽 부재보다 가까이 위치하는 물체를 나타내는 부분 데이터를 선택하고, 부재 위치 데이터에 포함된 위치 값과 인접한 위치 값을 가지는 데이터를 부분 데이터로부터 제외시킴으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 굴삭기(1)의 최외곽 부재는 버킷(70)의 팁 또는 붐-암 사이의 조인트 부분일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 데이터 처리 모듈(140)은 절대 좌표계 또는 상대 좌표계(굴삭기(1)를 기준으로 하는)에 따라 제1환경 데이터로부터 제2환경 데이터를 생성할 수 있다. 예컨대, 상대 좌표계에 기초하는 경우, 데이터 처리 모듈(140)은 제1환경 데이터에 포함된 주변 물체의 좌표를 굴삭기(1)의 기준점에 대한 상대 좌표로 변환하고, 변환 이후 상술한 과정을 통해 제1환경 데이터로부터 제2환경 데이터를 생성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치(100)에 따르면, 건설기계 주변 환경 중에서, 건설기계가 제외된 부분만을 나타내는 환경 데이터를 생성할 수 있으므로, 보다 정확한 주변 환경에 대한 정보를 획득할 수 있을 뿐만 아니라 환경 데이터에 대한 후속 처리가 감소할 수 있는 효과가 있다.

메모리(150)는 환경 데이터 생성 장치(100)의 작동에 필요한 데이터를 저장할 수 있다. 실시 예들에 따라, 메모리(150)는 굴삭기(1)의 치수(dimension)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 부재 위치 데이터 생성 모듈(120)은 IMU 센서로부터의 출력과 굴삭기(1)의 치수에 기초하여, 굴삭기(1) 부재의 좌표를 계산할 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 예시적으로 나타낸다.

도 3을 참조하면, 데이터 처리 모듈(140)은 붐(30)을 기준으로 형성되는 3차원 영역(REG)을 정의하고, 3차원 영역(REG)의 좌표 값을 계산할 수 있다. 실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140)은 붐을 중심으로 하는 3차원 영역(REG)을 입체감이 있는 강체로 단순화하고, 단순화된 강체로부터 3차원 영역(REG)의 좌표 값들을 계산할 수 있다. 예컨대, 데이터 처리 모듈(140)은 붐(30)을 포함하면서 붐(30)의 각 좌표로부터 최소한 미리 결정된 거리만큼 떨어진 점들을 포함하는 3차원 영역(REG)을 정의할 수 있다. 비록 도 3에는 예시적으로 직육면체 형태의 3차원 영역(REG)이 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 4를 참조하면, 데이터 처리 모듈(140)은 암(50)을 기준으로 형성되는 3차원 영역(REG)을 정의하고, 3차원 영역(REG)의 좌표 값을 계산할 수 있다. 실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140)은 암(50)을 중심으로 하는 3차원 영역(REG)을 입체감이 있는 강체로 단순화하고, 단순화된 강체로부터 3차원 영역(REG)의 좌표 값들을 계산할 수 있다. 예컨대, 데이터 처리 모듈(140)은 암(50)을 포함하면서 암(50)의 각 좌표로부터 최소한 미리 결정된 거리만큼 떨어진 점들을 포함하는 3차원 영역(REG)을 정의할 수 있다. 비록 도 4에는 예시적으로 직육면체 형태의 3차원 영역(REG)이 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 5를 참조하면, 데이터 처리 모듈(140)은 버킷(70)을 기준으로 형성되는 3차원 영역(REG)을 정의하고, 3차원 영역(REG)의 좌표 값을 계산할 수 있다. 실시 예들에 따라, 데이터 처리 모듈(140)은 버킷(70)을 중심으로 하는 3차원 영역(REG)을 입체감이 있는 강체로 단순화하고, 단순화된 강체로부터 3차원 영역(REG)의 좌표 값들을 계산할 수 있다. 예컨대, 데이터 처리 모듈(140)은 버킷(70)을 포함하면서 버킷(70)의 좌표로부터 최소한 미리 결정된 거리만큼 떨어진 점들을 포함하는 3차원 영역(REG)을 정의할 수 있다. 이 경우, 3차원 영역(REG)은 버킷 외부(70)에 존재할 수 있고, 버킷(70)의 각 면마다 존재할 수 있다. 예컨대, 3차원 영역(REG)은 버킷(70)을 구성하는 적어도 하나의 면을 포함할 수 있다. 비록 도 3에는 예시적으로 직육면체 형태의 3차원 영역(REG)이 도시되어 있으나, 본 발명의 실시 예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 주변 환경 데이터 생성 방법을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 환경 데이터 생성 장치(100)는 건설기계의 부재에 대한 부재 위치 데이터를 생성할 수 있다(S110).

환경 데이터 생성 장치(100)는 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성할 수 있다(S120).

환경 데이터 생성 장치(100)는 부재 위치 데이터와 제1환경 데이터에 기초하여 부재가 제외된 주변 환경을 나타내는 제2환경 데이터를 생성할 수 있다(S130).

도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 주변 환경 데이터 생성 방법을 나타낸다. 도 7을 참조하면, 환경 데이터 생성 장치(100)는 건설기계의 부재에 대한 부재 위치 데이터를 생성할 수 있다(S210).

환경 데이터 생성 장치(100)는 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성할 수 있다(S220).

환경 데이터 생성 장치(100)는 부재 위치 데이터에 기초하여, 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 정의할 수 있다(S230). 실시 예들에 따라, 환경 데이터 생성 장치(100)는 제1환경 데이터 중에서, 건설기계로부터 건설기계의 최외곽 부재보다 가까이 위치하는 물체를 나타내는 부분 데이터가 존재할 때. 상기 3차원 영역을 정의할 수 있다.

환경 데이터 생성 장치(100)는 제1환경 데이터 중에서 상기 3차원 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제거함으로써 제2환경 데이터를 생성할 수 있다(S240).

본 발명의 실시 예들에 따른 환경 데이터 생성 장치 및 환경 데이터 생성 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 프로세서에 의해 실행될 수 있는 명령어들로 구현될 수 있다.

저장 매체는, 직접 및/또는 간접적이든, 원시 상태, 포맷화된 상태, 조직화된 상태 또는 임의의 다른 액세스 가능한 상태이든 관계없이, 관계형 데이터베이스, 비관계형 데이터베이스, 인-메모리(in-memory) 데이터베이스, 또는 데이터를 저장할 수 있고 저장 제어기를 통해 이러한 데이터에 대한 액세스를 허용할 수 있는 다른 적절한 데이터베이스와 같이 분산형을 포함하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 또한, 저장 매체는, 1차 저장 장치(storage), 2차 저장 장치, 3차 저장 장치, 오프라인 저장 장치, 휘발성 저장 장치, 비휘발성 저장 장치, 반도체 저장 장치, 자기 저장 장치, 광학 저장 장치, 플래시 저장 장치, 하드 디스크 드라이브 저장 장치, 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프, 또는 다른 적절한 데이터 저장 매체와 같은 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 명령어는 어셈블러 명령어, 명령어 세트 아키텍처(instruction-set-architecture, ISA) 명령어, 머신 명령어, 머신 의존 명령어, 마이크로 코드, 펌웨어 명령어, 상태 설정 데이터, 또는 Smalltalk, C ++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어와 같은 종래의 절차적 프로그래밍 언어를 포함하는 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의의 조합으로 작성된 소스 코드 또는 객체 코드 중 어느 하나일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 굴삭기
100: 환경 데이터 생성 장치
110: 센서 모듈
120: 부재 위치 데이터 생성 모듈
130: 환경 데이터 생성 모듈
140: 데이터 처리 모듈
150: 메모리

Claims

건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 장치에 있어서,
상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 부재 위치 데이터 생성 모듈;
상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 환경 데이터 생성 모듈; 및
상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 제1환경 데이터 중 상기 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써, 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 부재 위치 데이터 생성 모듈은,
상기 건설기계에 부착된 IMU 센서 또는 각도 센서를 이용하여 상기 건설기계의 기준점에 대한 자세를 계산하고, 상기 자세를 이용하여 상기 위치 데이터를 생성하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 부재는 붐, 암 및 버켓 중 적어도 하나를 포함하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 환경 데이터 생성 모듈은,
라이더 센서, GPS 센서 및 카메라 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1환경 데이터를 생성하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 처리 모듈은,
상기 제1환경 데이터에 포함된 좌표를 상기 건설기계에 대한 상대 좌표로 변환하고, 상기 제1환경 데이터 중 부재 위치 데이터에 포함된 좌표와 인접한 좌표를 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제외시킴으로써 상기 제2환경 데이터를 생성하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 처리 모듈은,
상기 제1환경 데이터 중에서, 상기 건설기계로부터 상기 건설기계의 최외곽 부재보다 가까이 위치하는 물체를 나타내는 부분 데이터를 선택하고, 상기 부분 데이터 중에서 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써 상기 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함하는,
환경 데이터 생성 장치.
제1항에 있어서, 상기 데이터 처리 모듈은,
상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 부재를 중심으로하는 3차원 영역을 정의하고, 상기 제1환경 데이터 중 상기 3차원 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제외시킴으로써 상기 제2환경 데이터를 생성하는,
환경 데이터 생성 장치.
제7항에 있어서,
상기 3차원 영역은 직육면체 형태인,
환경 데이터 생성 장치.
건설 공사에서 건설 작업을 수행할 수 있는 건설기계에 있어서,
상기 건설기계를 이동하기 위한 이동부;
상기 건설 작업을 수행하기 위한 작업부; 및
상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 장치를 포함하고,
건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 장치에 있어서,
상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 부재 위치 데이터 생성 모듈;
상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 환경 데이터 생성 모듈; 및
상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 제1환경 데이터 중 상기 건설기계의 부재를 나타내는 데이터를 제외시킴으로써, 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는 제2환경 데이터를 생성하는 데이터 처리 모듈을 포함하는,
건설기계.
제9항에 있어서, 상기 부재 위치 데이터 생성 모듈은,
상기 건설기계에 부착된 IMU 센서를 이용하여 상기 부재에 대한 관성 값을 측정하고, 측정된 관성 값과 부재에 대한 치수를 이용하여 부재의 상기 건설기계의 기준점에 대한 자세를 계산하고, 상기 자세를 이용하여 상기 위치 데이터를 생성하는,
건설기계.
제9항에 있어서, 상기 데이터 처리 모듈은,
상기 제1환경 데이터에 포함된 좌표를 상기 건설기계에 대한 상대 좌표로 변환하고, 상기 제1환경 데이터 중 부재 위치 데이터에 포함된 좌표와 인접한 좌표를 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제외시킴으로써 상기 제2환경 데이터를 생성하는,
건설기계.
제9항에 있어서, 상기 데이터 처리 모듈은,
상기 부재 위치 데이터에 기초하여 상기 부재를 중심으로하는 3차원 영역을 정의하고, 상기 제1환경 데이터 중 상기 3차원 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제외시킴으로써 상기 제2환경 데이터를 생성하는,
건설기계.
건설기계의 주변 환경을 나타내는 환경 데이터를 생성하기 위한 환경 데이터 생성 방법에 있어서,
상기 건설기계의 부재의 좌표를 포함하는 부재 위치 데이터를 생성하는 단계;
상기 건설기계의 주변 환경을 나타내는 제1환경 데이터를 생성하는 단계;
상기 제1환경 데이터 중에서, 건설기계로부터 건설기계의 최외곽 부재보다 가까이 위치하는 물체를 나타내는 부분 데이터가 존재하는지 판단하는 단계;
상기 부분 데이터가 존재할 때, 상기 부재 위치 데이터에 기초하여, 부재를 중심으로 하는 3차원 영역을 정의하는 단계; 및
상기 제1환경 데이터 중에서 상기 3차원 영역에 포함되는 위치 값을 가지는 데이터를 상기 제1환경 데이터로부터 제거함으로써 제2환경 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 제2환경 데이터는 상기 주변 환경 중 상기 건설기계의 부재가 제외된 것을 나타내는,
환경 데이터 생성 방법.