KR20210034885A - 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 aml 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템에 관한 것으로, 이는 고소 작업차의 차체에 분산 배치되어, 차체 주변을 다수의 시점으로 촬영한 n(n은 4 이상의 자연수)개의 차제 주변 영상을 획득 및 제공하는 n개의 차체 카메라; 기 설정된 카메라 교정 정보를 기반으로 상기 차제 주변 영상의 영상 좌표계를 통일한 후, 하나의 AVM 영상으로 합성하는 AVM 영상 생성부; 상기 AVM 영상을 기반으로 객체 검출 동작을 수행하고, 검출 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 위험 상황 감지부; 차량 상태를 센싱 및 통보하는 센싱부; 및 사용자 요청하에 상기 센싱부의 출력 신호와 상기 AVM 영상 중 적어도 하나를 시청각화하여 출력함과 동시에 위험 상황 발생을 추가 통보하는 AML 표시장치를 포함할 수 있다.

Description

위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템{Camera-based Smart Safety AML System for Aerial Work Platforms with Danger Alarm}

본 발명은 고소작업차 작업 반경내 위험 상항을 카메라 기반으로 실시간 모니터링하며, 카메라 영상 기반으로 위험 상황을 발생 및 통보할 수 있는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템에 관한 것이다.

고소작업차는 특장차의 일종으로 특장차는 특정한 용도로 사용하기 위해 작업에서 요구되는 장비와 설비, 구조를 갖춘 시스템을 의미하며, 사용자의 요구에 따라 크레인, 고소작업차, 렉커, 소방차, 탱크로리 등으로 구현된다.

고소작업차는 도 1과 같은 형태의 차체 뒷부분에 작업자가 탑승하여 작업을 수행할 수 있는 작업대(1), 작업대의 관절 역할을 수행하는 붐(2), 붐(2)을 지지하면서 회전이 가능토록 하는 턴테이블(3)로 구성되며, 차체(4)는 작업 시에 아웃트리리거(5)로 사방을 지면에 고정하여 안정된 형태로 작업자를 높은 고도로 올려 작업을 수행할 수 있도록 한다.

이러한 고소작업차는 작업의 범위가 매우 넓어 사고의 위험성이 다양한 문제가 있어, 종래에는 도 2에서와 같이 다양한 센서를 부착한 후, 각종 센서 신호를 "AML 표시장치"로 사용자가 이를 직접 보고 조정에 보조 신호로 사용하도록 한다.

그러나 각 센서 신호는 붐, 턴테이블, 아웃트리거 작동에 관련된 사항만 검출하여 운행자에게 표시하며 작업대에 위치한 작업자의 위험을 충분히 감지하지 못하는 한계가 있다.

따라서 고소작업차량의 작업 시 발생되는 다양한 재해를 예방하기 위한 센서 및 감지기술, 제어기술, 안전작업 반경표현 등 작업자 안전 경고 등 다양한 기술을 기존 시스템에 부가하여 산업재해 최소화 방안이 필요하다.

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 카메라 기반으로 고소작업차 주변 및 작업 현황을 모니터링할 수 있도록 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 제공하고자 한다.

또한 카메라 영상 기반으로 위험 객체를 검출하고, 위험 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향을 기반으로 위험 상황 발생을 확인 및 통보할 수 있도록 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 고소 작업차의 차체에 분산 배치되어, 차체 주변을 다수의 시점으로 촬영한 n(n은 4 이상의 자연수)개의 차제 주변 영상을 획득 및 제공하는 n개의 차체 카메라; 기 설정된 카메라 교정 정보를 기반으로 상기 차제 주변 영상의 영상 좌표계를 통일한 후, 하나의 AVM 영상으로 합성하는 AVM 영상 생성부; 상기 AVM 영상을 기반으로 객체 검출 동작을 수행하고, 검출 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 위험 상황 감지부; 차량 상태를 센싱 및 통보하는 센싱부; 및 사용자 요청하에 상기 센싱부의 출력 신호와 상기 AVM 영상 중 적어도 하나를 시청각화하여 출력함과 동시에 위험 상황 발생을 추가 통보하는 AML 표시장치를 포함하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 제공한다.

상기 위험 상황 감지부는 관심 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 충돌 가능성을 산출하고, 충돌 가능성이 기 설정치 이상인 경우에 한해 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 것을 특징으로 한다.

상기 차체 카메라는 광각 렌즈, 어안 렌즈 등과 같이 화각이 큰 렌즈를 가지는 카메라인 것을 특징으로 한다.

상기 AML 시스템은 상기 고소 작업차의 작업대에 분산 배치되어, 작업대 주변을 적어도 하나의 시점으로 촬영한 m(m은 1 이상의 자연수)개의 작업대 주변 영상을 획득 및 제공하는 m개의 작업대 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 AML 시스템은 상기 AVM 영상과 상기 작업대 주변 영상이 함께 표시되는 모니터링 화면을 생성하여, 상기 AML 표시장치에 제공하는 영상 편집부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 고소 작업차의 차체 또한 작업대에 분산 배치되는 카메라들을 추가 구비하고, 이들을 이용하여 차제 주변 영상과 작업대 주변 영상을 획득하여 AML 표시장치를 통해 제공할 수 있도록 한다. 이에 사용자가 센싱 신호 뿐 아니라 차량 주변 영상까지 함께 활용하여 작업 반경내 위험 상항을 보다 효과적으로 인지할 수 있게 되고, 그 결과 보다 안전한 작업을 진행할 수 있도록 해준다.

도 1은 일반적인 고소작업차의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 고소작업차에 구비되는 센서들을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 AML 표시장치의 정보 제공의 예들을 도시한 도면이다.

이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.

프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블럭을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.

또한 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비 휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.

본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스마트 안전 AML 시스템(100)은 고소 작업차의 차체에 분산 배치되어, 차체 주변을 다수의 시점으로 촬영한 n(n은 4 이상의 자연수)개의 차제 주변 영상을 획득 및 제공하는 n개의 차체 카메라(111~114), 기 설정된 카메라 교정 정보를 기반으로 상기 차제 주변 영상의 영상 좌표계를 통일한 후, 하나의 AVM 영상으로 합성하는 AVM 영상 생성부(120), 각도알람센서, 길이센서, 선회선서 등을 통해 차량 구동 상태를 확인 및 통보하는 센싱부(130), AVM 영상을 기반으로 객체 검출 동작을 수행하고, 검출 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 위험 상황 감지부(140), 및 사용자 요청하에 상기 센싱부의 출력 신호와 상기 AVM 영상 중 적어도 하나를 시청각화하여 출력하되, 위험 상황 감지부(140)의 제어하에 알람 신호를 발생 및 출력하는 AML 표시장치(150) 등을 포함한다.

즉, 본 발명은 작업자가 붐과 턴테이블을 조정하는 경우, 주위를 살필 여력이 없음을 고려하여 AML 표시장치(150)를 통해 기존의 센싱 신호 이외에 차제 주변 영상을 추가적으로 획득 및 안내할 수 있도록 한다.

이에 작업자는 고소 작업차 주변의 위험 사항을 시각적으로 인식 및 모니터링하면서, 보다 안전하게 차량 제어 작업을 수행할 수 있게 된다.

또한 AVM 영상 기반으로 위험 상황 발생 여부를 확인 및 통보함으로써, 사용자가 위험 상황을 보다 신속, 정확하게 인지하고, 이에 상응하는 후속 조치를 취할 수 있도록 한다.

이하, 도 4 내지 도 5을 참고하여 본 발명의 동작 방법에 대해 보다 상세히 설명보기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, AVM 영상 생성부(120)는 AVM 카메라들(111~114) 각각에 대한 카메라 교정 정보들을 사전 획득 및 저장한다(S1). 이때, 카메라 교정 정보는 카메라들(111~114)의 카메라 시야각 중복 지점 각각에 체스판과 같은 교정판을 배치한 후 카메라 촬영하고, 카메라 영상 각각에 포함되는 교정판의 상대적 위치 및 형상을 서로 비교 분석함으로써 획득 가능하다.

이러한 상태에서 AML 표시 동작이 요청되면, 고소 작업차의 하부 차체에 분산 배치된 n개의 차체 카메라(111~114)를 통해 차체 전/후/좌/우, 즉 사방면을 여러 가지 시점으로 촬영하여 n개의 차체 주변 영상을 획득 및 출력한다(S2). 이때, 차체 카메라는 보다 넓은 시야각을 확보할 수 있도록 광각 렌즈, 어안 렌즈 등과 같이 화각이 큰 렌즈를 가지는 카메라로 구현되는 것이 바람직하다.

그러면, AVM 영상 생성부(120)는 단계 S1을 통해 획득된 카메라 교정 정보들에 기반하여 n개의 차체 주변 영상 각각을 영상 편집함으로써, n개의 차체 주변 영상 모두의 영상 좌표계를 통일시킨 후 하나의 AVM 영상으로 합성한다(S3).

그러면, AVM 영상으로부터 기 설정된 객체 검출 조건을 만족시키는 관심 객체를 검출한 후, 관심 객체의 현재 위치 또는 이동 패턴(예를 들어, 이동 속도, 이동 방향 등)을 기반으로 차체와의 충돌 가능성을 산출한 후, 이를 사전 정의된 설정치와 비교한다(S4). 이때, 관심 객체는 사람, 동물, 자전거, 차량 등일 수 있으며, 객체 형상 및 색상 등을 기반으로 검출 가능하다.

만약, 관심 객체의 충돌 가능성이 설정치 이하이면(S5), 도 5의 (a)와 같이 AVM 영상만을 AML 표시장치(150)를 통해 사용자 안내하도록 한다(S6).

반면, 관심 객체의 충돌 가능성이 설정치 보다 크면(S5), 도 5의 (b)와 같이 AVM 영상 뿐 아니라 위험 상황 발생을 통보하기 위한 알람 정보를 AML 표시장치(150)를 동시 제공하도록 한다(S7).

더하여, 필요한 경우 도 6에서와 같이, 차체 주변 영상 뿐 아니라 작업대 주변 영상까지 함께 모니터링할 수도 있도록 한다.

도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 스마트 안전 AML 시스템(100)은 n개의 차체 카메라(111~114), AVM 영상 생성부(120), 센싱부(130), 위험 상황 감지부(140) 및 AML 표시장치(150) 이외에 m개의 작업대 카메라(161,162)와 영상 편집부(170)를 더 포함할 수도 있도록 한다.

m개의 작업대 카메라(161,162)는 고소 작업차의 작업대에 분산 배치되어, 작업대 주변을 적어도 하나의 시점으로 촬영한 m(m은 1 이상의 자연수)개의 작업대 주변 영상을 획득 및 제공한다.

본 발명의 차체 카메라는 보다 넓은 시야각을 확보할 수 있도록 광각 렌즈, 어안 렌즈 등과 같이 화각이 큰 렌즈를 가지는 카메라로 구현되는 것이 바람직하나, 작업대 카메라(161,162)는 일반 카메라로 구현될 수 있다.

영상 편집부(170)는 AVM 영상과 작업대 주변 영상이 동시 표시되는 모니터링 화면을 생성 및 제공하도록 한다.

즉, 도 6에서는 차제 주변 영상 이외에 작업대 주변 영상까지 획득 및 제공할 수 있도록 한다. 이때, 작업대 주변 영상은 원본 영상 그대로 제공되는 것이 바람직하나, 필요한 경우에는 차체 주변 영상과 같이 AVM 영상 형태로 편집되어 제공될 수 있도록 한다.

다만, 이러한 경우 작업대 카메라(161,162) 또한 차체 카메라와 동일하게 광각 렌즈, 어안 렌즈 등과 같이 화각이 큰 렌즈를 가지는 카메라로 구현되는 것이 바람직하며, AVM 영상 생성부(120)는 작업대 카메라에 대한 카메라 교정 정보를 추가로 획득 및 저장 관리하며, 이를 기반으로 작업대 주변 영상을 AVM 영상으로 합성하여 제공해야 할 것이다.즉, AVM 영상 생성부(120)이 차체 주변 영상과 작업대 주변 영상 각각에 대응되는 두 개의 AVM 영상을 획득 및 제공해야 할 것이다.

더하여, 본 발명에서는 사용자 요청에 따라 AML 표시장치(150)를 통해 제공되는 정보의 종류를 자유롭게 조정할 수도 있도록 한다.

사용자가 센싱 결과 모니터링을 요청한 경우에는, 도 7의 (a)에서와 같이 기존과 동일한 방식으로 센싱 결과만을 시청각화하여 제공하도록 하되, 사용자가 영상 모니터링을 요청한 경우에는, 도 7의 (b)에서와 같이 영상 편집부(170)의 모니터링 화면만을 제공하도록 한다. 또한 사용자가 통합 모니터링을 요청한 경우에는, 도 7의 (c)에서와 같이 영상 편집부(170)의 센싱 결과 표시 화면에 모니터링 화면을 오버레이하여 제공하도록 한다. 더하여, 사용자가 모니터링 화면을 선택 및 드래그하는 경우, 이에 따라 모니터링 화면의 표시 크기 및 위치 등을 자유롭게 조정할 수 있도록 한다.

상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (5)

1. 고소 작업차의 차체에 분산 배치되어, 차체 주변을 다수의 시점으로 촬영한 n(n은 4 이상의 자연수)개의 차제 주변 영상을 획득 및 제공하는 n개의 차체 카메라;
   기 설정된 카메라 교정 정보를 기반으로 상기 차제 주변 영상의 영상 좌표계를 통일한 후, 하나의 AVM 영상으로 합성하는 AVM 영상 생성부;
   상기 AVM 영상을 기반으로 객체 검출 동작을 수행하고, 검출 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 위험 상황 감지부;
   차량 상태를 센싱 및 통보하는 센싱부; 및
   사용자 요청하에 상기 센싱부의 출력 신호와 상기 AVM 영상 중 적어도 하나를 시청각화하여 출력함과 동시에 위험 상황 발생을 추가 통보하는 AML 표시장치를 포함하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 위험 상황 감지부는
   관심 객체의 이격 거리, 이동 속도, 및 이동 방향에 기반하여 충돌 가능성을 산출하고, 충돌 가능성이 기 설정치 이상인 경우에 한해 위험 상황 발생을 확인 및 통보하는 것을 특징으로 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 차체 카메라는
   광각 렌즈, 어안 렌즈 등과 같이 화각이 큰 렌즈를 가지는 카메라인 것을 특징으로 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고소 작업차의 작업대에 분산 배치되어, 작업대 주변을 적어도 하나의 시점으로 촬영한 m(m은 1 이상의 자연수)개의 작업대 주변 영상을 획득 및 제공하는 m개의 작업대 카메라를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템.
5. 제3항에 있어서,
   상기 AVM 영상과 상기 작업대 주변 영상이 함께 표시되는 모니터링 화면을 생성하여, 상기 AML 표시장치에 제공하는 영상 편집부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 AML 시스템.

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