KR20210060354A - 건설 기계의 작업 계획 작성 방법 - Google Patents

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KR20210060354A
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construction machine
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excavator
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장준현
엄형식
윤기중
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두산인프라코어 주식회사
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Abstract

건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 따르면, 작업 현장에 있는 건설기계로부터 상기 건설 기계의 위치 정보를 수신할 수 있다. 상기 서버의 표시부에 상기 작업 현장의 주요 관리 영역들 정보를 표시할 수 있다. 상기 서버의 표시부에 상기 건설 기계의 위치정보를 이용한 상기 건설 기계의 주행경로 시점과 종점을 표시할 수 있다. 상기 주요 관리 영역들 정보를 이용한 상기 시점과 종점 사이의 주행 경로를 생성할 수 있다, 상기 생성된 주행 경로를 상기 건설 기계로 전송할 수 있다.

Description

건설 기계의 작업 계획 작성 방법{METHOD OF PREPARING WORK PLANS OF A CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은 건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 관한 것으로서, 하나의 실시예로서 굴삭기의 작업 계획 작성 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건설 기계는 작업 계획에 따라 작업을 수행할 수 있다. 따라서, 작업 계획이 건설 기계의 작업자 또는 무인 건설 기계로 정확하게 전달되어야만, 건설 기계 또는 무인 건설 기계가 설정된 작업 계획대로 정확한 작업을 수행할 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 현장의 관리자가 건설 기계의 운전자에게 작업계획을 전달하기 위해서, 종이로 출력된 도면을 전달하거나 현장 지면에 직접 작업영역을 표기하며, 또는 구두로 설명할 수 있다. 그러나, 이러한 방식에서는, 작업계획 전달 중 오류가 발생할 수 있고, 현장의 크기에 따라 작업계획 전달에 많은 시간이 소요될 수 있다. 이로 인하여, 건설 기계의 운전자의 숙련도에 따라 현장의 작업품질과 속도에 큰 차이가 발생될 수 있다.
단순히 목표 도면만을 전송하고 작업계획은 건설 기계의 운전자가 스스로 수립하도록 하는 경우에도, 건설 기계의 운전자의 숙련도에 작업 품질 및 작업 속도가 크게 의존될 수밖에 없다.
본 발명은 작업 현장에 있는 건설 기계의 작업 계획을 작성하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 따르면, 작업 현장에 있는 건설 기계의 정보를 획득할 수 있다. 상기 건설 기계의 정보를 무선 통신으로 수신할 수 있다. 상기 건설 기계의 정보를 서버의 표시부 상에 표시할 수 있다. 상기 건설 기계의 정보와 상기 서버가 보유하고 있는 정보를 이용하여 상기 서버의 표시부 상에서 상기 건설 기계의 작업 계획을 작성할 수 있다. 상기 작업 계획을 상기 건설 기계로 전송할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계의 정보는 상기 건설 기계의 위치정보, 자세 정보 및 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계에 대한 정보를 획득하는 것은 상기 작업 현장의 CCTV 또는 드론을 통하여 상기 건설 기계의 위치, 자세 및 상태 정보 중 적어도 하나를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 건설 기계가 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계는 무인 건설 기계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 따르면, 작업 현장의 이미지 정보 및 토공 도면 정보를 입력받아 서버의 표시부 상에 표시할 수 있다. 상기 서버의 표시부 상에 작업 현장의 주요 관리 영역들 정보를 표시할 수 있다. 상기 서버의 표시부 상에 건설 기계의 주행 경로를 작성할 수 있다. 상기 서버의 표시부 상에 표시된 정보를 이용해서 상기 건설 기계의 작업 계획을 수립할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 현장의 주요 관리 영역들을 표시하는 것은 상기 작업 현장의 웅덩이, 사면 붕괴지역, 건설자재, 계획에 없던 차량 및 건설 기계 중에서 적어도 하나 선택되는 장애물을 등록 또는 편집하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 계획을 설정하는 것은 적어도 하나 이상의 상기 주행 경로와 상기 작업 영역을 하나의 그룹으로 묶어서 작업 계획을 설정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 계획을 설정하는 것은 상기 건설 기계가 적용될 프로젝트를 등록하고, 상기 프로젝트의 기본 정보를 등록 및 편집하고, 그리고 상기 프로젝트의 영역을 등록 및 편집하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 프로젝트를 등록하는 것은 상기 건설 기계의 정보를 등록 및 편집하고, 그리고 상기 작업 현장에 배치된 카메라의 위치를 등록 및 편집하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 계획을 설정하는 것은 상기 작업 현장의 이미지와 상기 토공 도면을 상기 작업 현장을 나타내는 맵 상에 중첩시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 경로를 작성하는 것은 상기 건설 기계의 주행 경로를 지정하고, 그리고 상기 주행 경로를 따라 이동하는 상기 건설 기계의 이동 조건을 등록하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 계획을 수립하는 것은 상기 건설 기계에 의해 수행되는 어느 한 작업을 복수개의 서브-작업들로 구분하고, 그리고 상기 서브-작업들의 작업 영역과 특성을 등록하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계는 굴삭기를 포함할 수 있다. 상기 어느 한 작업은 굴삭 작업을 포함할 수 있다. 상기 서브-작업들은 굴착 작업과 덤프 트럭 상차 작업을 포함하는 디깅(digging) 작업, 줄파기 작업을 포함하는 트렌치(trench) 작업 및 평탄화 작업을 포함하는 그레이딩(grading) 작업을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 건설 기계를 모니터링 하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 건설 기계를 모니터링하는 것은 상기 건설 기계의 위치, 상태, 작업 정보, 영상 및 경보를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계를 모니터링하는 것은 상기 작업 현장의 토공의 진행 상태를 모니터링하고, 상기 건설 기계의 충돌 위험을 모니터링하고, 그리고 상기 건설 기계가 적용될 프로젝트 등록시, 등록된 작업 현장의 카메라로부터 송출된 영상을 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계는 무인 건설 기계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 무인 건설 기계로 작업 계획 실행을 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 계획 실행을 상기 무인 굴삭기로 전송하는 것은 상기 무인 굴삭기의 시동을 원격으로 제어하고, 상기 무인 굴삭기로 상기 작업 계획을 전송하고, 상기 무인 굴삭기를 일시 정지/재운행시키고, 상기 무인 굴삭기로부터 상기 작업 계획을 삭제하고, 그리고 상기 무인 굴삭기의 오류 발생시 상기 무인 굴삭기를 긴급 정지시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 작업 계획 실행을 가상으로 진행하여, 상기 무인 굴삭기의 작업 내용을 사전에 검토하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 따르면, 작업 현장에 있는 건설기계로부터 상기 건설 기계의 위치 정보를 수신할 수 있다. 상기 서버의 표시부에 상기 작업 현장의 주요 관리 영역들 정보를 표시할 수 있다. 상기 서버의 표시부에 상기 건설 기계의 위치정보를 이용한 상기 건설 기계의 주행경로 시점과 종점을 표시할 수 있다. 상기 주요 관리 영역들 정보를 이용한 상기 시점과 종점 사이의 주행 경로를 생성할 수 있다. 상기 생성된 주행 경로를 상기 건설 기계로 전송할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행경로의 상기 시점과 상기 종점을 지정시, 상기 주행경로가 중간점(waypoint)들로 변환되어 작성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 경로는 상기 주행경로의 적어도 하나 이상의 경유점을 추가 지정시, 상기 주행 경로가 자동으로 상기 적어도 하나 이상의 경유점을 경유하도록 중간점(waypoint)들이 변환되어 작성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주요 관리 영역들은 상기 건설 기계의 주행에 방해가 되는 작업 현장의 웅덩이, 사면 붕괴지역, 건설자재, 계획에 없던 차량 또는 건설기계 중에서 적어도 하나 선택되는 장애물일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 시점과 종점 사이의 주행 경로는 상기 주행경로 설계자가 상기 주요 관리 영역들 중 적어도 하나를 회피하도록 경유점을 임의로 설정할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 주행 경로를 설정하는 것은 상기 주행 경로를 따라 이동하는 상기 건설 기계의 이동 조건을 등록하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업계획을 장비의 디스플레이 기기나 운전자의 모바일 기기에서 확인할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 건설기계가 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 무인 건설기계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 방법에 따르면, 작업 현장에 있는 건설 기계로부터 상기 건설 기계의 위치 정보를 수신할 수 있다. 상기 건설 기계가 이동하여 작업할 작업 영역을 설정할 수 있다. 상기 건설 기계가 작업 영역 내에 도착하여 작업을 시작할 최초 위치점(Platform) 및 작업 경계를 설정할 수 있다. 상기 건설 기계가 상기 작업 영역 내에서 상기 최초 작업 후 이동하여 연속으로 작업할 중간 위치점(Platform) 경로들을 설정할 수 있다. 상기 생성된 위치점 경로를 상기 건설 기계로 전송할 수 있다
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 경계는 상기 건설 기계가 각 위치점(Platform)에서 제자리에서 작업 가능한 최대 작업 영역 공간 또는 미리 설정된 작업 영역 공간으로 변환되어 작성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은 상기 지정된 작업 영역 공간을 상기 작업 현장에 맞게 변환하여 작성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은 적어도 하나 이상의 상기 작업 영역 공간을 하나의 그룹으로 묶어서 작업 영역으로 작성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은 상기 건설 기계에 의해 수행되는 어느 한 작업을 복수개의 서브-작업들로 구분하고, 그리고 상기 서브-작업들의 작업 영역과 특성을 등록하는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설 기계는 굴삭기를 포함할 수 있다. 상기 어느 한 작업은 굴삭 작업을 포함할 수 있다. 상기 서브-작업들은 굴착 작업과 덤프 트럭 상차 작업을 포함하는 디깅(digging) 작업, 줄파기 작업을 포함하는 트렌치(trench) 작업 및 평탄화 작업을 포함하는 그레이딩(grading) 작업을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 작업계획을 장비의 디스플레이 기기나 운전자의 모바일 기기에서 확인할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 방법은 상기 건설기계가 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 건설기계는 무인 건설기계를 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 건설 기계의 정보와 서버의 정보를 이용해서 건설 기계의 작업 계획을 작성하고, 작성된 작업 계획을 건설 기계로 전송할 수 있다. 따라서, 건설 기계의 작업 품질 및/또는 작업 시간이 작업자의 숙련도에 의존하는 것이 줄어들게 되어, 작업 시간을 단축시키면서 작업 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 작업 계획 작성 장치의 센서 모듈을 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 1에 도시된 작업 계획 작성 장치의 서버를 나타낸 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 서버의 표시부를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 프로젝트 등록부를 나타낸 블럭도이다.
도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 프로젝트 등록부에 의해 작업 현장의 이미지와 토공 도면이 맵 상에 중첩된 것을 나타낸 도면들이다.
도 9는 도 4에 도시된 작업계획 작성부의 주행경로 작성부를 나타낸 블럭도이다.
도 10은 도 9에 도시된 주행경로 작성부가 건설 기계의 주행경로를 작성하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 도 4에 도시된 작업영역 작성부를 나타낸 블럭도이다.
도 12는 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 디깅 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 트렌치 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 그레이딩 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면들이다.
도 16은 도 4에 도시된 모니터링부의 장비 모니터링부를 나타낸 블럭도이다.
도 17은 도 4에 도시된 모니터링부의 현장 모니터링부를 나타낸 블럭도이다.
도 18은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계의 작업 계획을 작성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 19는 도 18에 도시된 작업 계획을 설정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치의 서버의 표시부를 나타낸 도면이다.
도 21은 도 20에 도시된 작업계획 실행부를 나타낸 블럭도이다.
도 22는 도 20에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계의 작업 계획을 작성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 23a 및 도 23b는 도 22에 도시된 작업 계획을 설정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치를 나타낸 블럭도이고, 도 2는 도 1에 도시된 작업 계획 작성 장치의 센서 모듈을 나타낸 블럭도이며, 도 3은 도 1에 도시된 작업 계획 작성 장치의 서버를 나타낸 블럭도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치는 센서 모듈(800), 카메라(900), 서버(100) 및 네크워크(850)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 작업 계획 작성 장치는 유인 건설 기계(870)에 적용될 수 있다. 특히, 본 실시예의 작업 계획 작성 장치는 유인 굴삭기에 적용될 수 있다. 그러나, 본 실시예의 작업 계획 작성 장치는 유인 굴삭기 이외에 다른 여러 가지 유인 건설 기계들에도 적용될 수 있다.
센서 모듈(800)은 유인 굴삭기에 대한 정보를 획득할 수 있다. 센서 모듈(800)은 적어도 하나의 센서(810), 장비 제어부(812), 통신부(814) 및 구동부(816)를 포함할 수 있다.
센서(810)는 유인 굴삭기에 부착되어, 유인 굴삭기의 위치, 자세, 상태 등을 감지할 수 있다. 장비 제어부(812)는 센서(810)가 감지한 유인 굴삭기의 위치, 자세, 상태 등과 같은 정보를 수신할 수 있다. 또한, 장비 제어부(812)는 수신된 유인 굴삭기의 정보를 저장할 수 있다. 통신부(814)는 장비 제어부(812)에 저장된 유인 굴삭기의 정보를 네트워크(850)를 통해서 서버(100)로 전송할 수 있다. 구동부(816)는 센서(810), 장비 제어부(812) 및 통신부(814)를 구동시킬 수 있다.
카메라(900)는 작업 현장에 배치되어 유인 굴삭기를 촬영할 수 있다. 카메라(900)에 의해 촬영된 유인 굴삭기의 이미지는 네트워크(850)를 통해서 서버(100)로 전송될 수 있다.
서버(100)는 네트워크(850)를 매개로 센서 모듈(800)과 카메라(900)에 연결될 수 있다. 서버(100)는 센서 모듈(800)에서 획득한 유인 굴삭기의 정보와 카메라(900)에 의해 촬영된 유인 굴삭기의 이미지를 수신할 수 있다. 서버(100)는 유인 굴삭기의 작업 계획을 설정할 수 있다. 또한, 서버(100)는 작업 계획을 유인 굴삭기로 전송할 수 있다. 아울러, 서버(100)는 유인 굴삭기가 작업 현장에서 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링할 수 있다.
구체적으로, 서버(100)에서 작성된 작업 계획은 유인 굴삭기의 적어도 하나의 주행 경로 및/또는 작업 영역을 포함할 수 있다. 서버(100)는 상기 주행 경로 및/또는 상기 작업 영역을 생성하는 표시부(110)를 포함할 수 있다. 표시부(110)는 표시부(110)의 화면을 터치하여 주행 경로 및/또는 작업 영역을 생성할 수 있다. 특히, 별도의 프로그램을 이용하여 서버(100)의 프로그램을 수정하거나 데이터베이스에 접근하여 각 이동 경로나 작업 영역에 개별적으로 데이터를 입력하지 않고, 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만으로 주행 경로 및/또는 작업 영역을 작성할 수가 있다.
서버(100)는 표시부(110)에서 생성한 주행 경로 또는 작업 영역 중 적어도 1개 이상을 하나의 그룹으로 묶어서 작업 계획을 생성할 수 있다.
서버(100)는 표시부(110)의 화면에서 주행 종료점을 찍어서 상기 주행 경로를 작성할 수 있다. 또한, 서버(100)는 주행 종료점 외 주행 시작점 또는 주행 경유점을 추가하여 주행 경로를 변경 작성할 수 있다.
서버(100)는 기본 설정 값으로 주행 경로를 자동 생성할 수 있다. 또한, 서버(100)는 유인 굴삭기의 이동 속도, 유인 굴삭기의 이동 방향 대비 유인 굴삭기의 상부체 각도, 유인 굴삭기의 프론트 상태 중 적어도 하나 이상의 주행 옵션 값을 지정하여 주행 경로를 변경 작성할 수 있다.
서버(100)는 표시부(110)의 화면에서 작업 시작점과 작업 종료점을 찍어서 작업 영역을 작성할 수 있다.
서버(100)는 기본 설정된 작업으로 작업 영역을 자동 생성할 수 있다. 또한, 서버(100)는 유인 굴삭기의 굴착, 트렌치, 그레이딩을 포함하는 작업 종류들 중 어느 하나를 지정하여 작업 영역을 변경 작성할 수 있다. 또한, 서버(100)는 유인 굴삭기의 굴삭폭, 굴삭길이, 안전거리, 굴삭 깊이, 덤프 위치, 굴삭 진행 방향 중 적어도 하나를 포함하는 옵션 값을 지정하여 작업 영역을 변경 작성할 수 있다.
서버(100)는 기본 설정된 작업으로 작업 영역을 자동 생성할 수 있다. 또한, 서버(100)는 사각형, 삼각형, 원, 다각형, 부채꼴을 포함하는 유인 굴삭기의 작업 영역들 중 어느 하나를 지정하여 작업 영역을 변경 작성할 수 있다. 서버(100)는 설정된 작업 영역을 회전하여 변경 작성할 수 있다.
서버(100)는 유인 굴삭기의 버킷(Bucket)의 규격보다 작은 작업 영역을 지정할 수 있다. 또한, 서버(100)는 작은 작업 너비를 지정할 때 에러 메시지를 표시부(110)에 표시할 수 있다.
이러한 서버(100)는 유인 굴삭기의 위치를 표시하는 표시부(110), 작업 계획을 설정하고 모니터링을 수행하는 서버 제어부(112), 및 작업 계획을 유인 굴삭기로 전송하는 통신부(114)를 포함할 수 있다. 통신부(114)는 작업 계획을 유인 굴삭기의 캐빈에 설치된 단말기로 전송할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 서버의 표시부를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 유인 굴삭기가 작업하게 되는 작업 영역을 표시하는 맵(120)이 표시부(110)에 표시될 수 있다. 또한, 서버 제어부(112)의 구성요소들을 표시하는 복수개의 표시창들이 표시부(110)에 표시될 수 있다.
서버 제어부(112)는 유인 굴삭기가 작업 영역 내에 도착하여 작업을 시작할 최초 위치점(Platform) 및 작업 경계를 설정할 수 있다. 작업 경계는 유인 굴삭기가 각 위치점(Platform)에서 제자리에서 작업 가능한 최대 작업 영역 공간 또는 미리 설정된 작업 영역 공간으로 변환되어 작성될 수 있다. 이러한 최초 위치점 및 작업 경계 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
서버 제어부(112)는 유인 굴삭기가 작업 영역 내에서 최초 작업 후 이동하여 연속으로 작업할 중간 위치점(Platform)의 경로들을 설정할 수 있다. 이러한 중간 위치점의 경로 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
서버 제어부(112)는 프로젝트 등록부(130), 작업계획 작성부(140) 및 모니터링부(180)를 포함할 수 있다. 프로젝트 등록부(130)는 유인 굴삭기가 적용될 프로젝트, 즉 유인 굴삭기의 사용을 통해서 완성될 프로젝트를 표시부(110)를 통해서 등록할 수 있다. 작업계획 작성부(140)는 유인 굴삭기로 작업할 작업 계획을 작성할 수 있다. 모니터링부(180)는 유인 굴삭기가 작업계획에 따라 작업하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 이와 같은 프로젝트 등록부(130), 작업계획 작성부(140) 및 모니터링부(180)의 기능들은 표시부(110)을 통해서 실행될 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 프로젝트 등록부를 나타낸 블럭도이고, 도 6 내지 도 8은 도 5에 도시된 프로젝트 등록부에 의해 작업 현장의 이미지와 토공 도면이 맵 상에 중첩된 것을 나타낸 도면들이다.
도 5를 참조하면, 프로젝트 등록부(130)는 프로젝트 기본정보 등록/편집부(131), 프로젝트 영역 등록/편집부(132), 이미지 등록부(133), 토공 도면 등록부(134), 장비 정보 등록/편집부(135), 지오-펜싱(geo-fencing) 등록/편집부(136) 및 카메라 등록/편집부(137)를 포함할 수 있다.
프로젝트 기본정보 등록/편집부(131)는 프로젝트의 기본 정보를 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 프로젝트 기본정보 등록/편집부(131)는 프로젝트의 주소, 기간, 발주처, 시공업체의 정보 등을 등록 및 편집할 수 있다.
프로젝트 영역 등록/편집부(132)는 프로젝트 영역의 외곽부를 맵(120) 상에 입력하여, 프로젝트 영역을 지정 및 편집할 수 있다.
이미지 등록부(133)는 작업 현장의 이미지를 등록할 수 있다. 예를 들어서, 이미지 등록부(133)는 작업 현장을 드론을 이용해서 촬영한 항공 이미지를 등록할 수 있다. 이미지 등록부(133)에 의해 등록된 작업 현장의 이미지는 맵(120) 상에 표시될 수 있다.
토공 도면 등록부(134)는 작업 현장의 토공 도면을 등록할 수 있다. 토공 도면 등록부(134)에 의해 등록된 작업 현장의 토공 도면은 맵(120) 상에 표시될 수 있다. 토공 도면은 토공 작업 목표를 표시한 토공 목표 도면일 수 있다.
특히, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 프로젝트 등록부(130)는 이미지 등록부(133)에 의해 등록된 작업 현장의 이미지, 및 토공 도면 등록부(134)에 의해 등록된 작업 현장의 토공 도면을 맵(120) 상에 중첩시킬 수 있다. 따라서, 맵(120) 상에는 작업 현장의 이미지 상에 토공 도면이 중첩된 형태가 표시될 수 있다.
장비 정보 등록/편집부(135)는 유인 굴삭기의 정보를 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 장비 정보 등록/편집부(135)는 유인 굴삭기의 모델명, 고유번호, 기본 사양 등을 등록 및 편집할 수 있다.
지오-펜싱 등록/편집부(136)는 작업 현장의 주요 영역들을 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 지오-펜싱 등록/편집부(136)는 작업 현장의 위험 영역, 사토장, 가도 등과 같은 주요 영역들을 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다.
카메라 등록/편집부(137)는 작업 현장에 배치된 카메라의 위치를 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다. 또한, 카메라 등록/편집부(137)는 스트리밍을 위한 네트워크 설정도 할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 작업계획 작성부(140)는 주행경로 작성부(150), 작업영역 작성부(160) 및 작업계획 그룹 생성부(170)를 포함할 수 있다.
도 9는 도 4에 도시된 작업계획 작성부의 주행경로 작성부를 나타낸 블럭도이고, 도 10은 도 9에 도시된 주행경로 작성부가 건설 기계의 주행경로를 작성하는 동작을 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 주행경로 작성부(150)는 주행경로 작성/편집부(152) 및 주행경로 속성정보 등록부(154)를 포함할 수 있다.
주행경로 작성/편집부(152)는 유인 굴삭기의 주행 경로를 맵(120) 상에 지정할 수 있다. 주행경로 속성정보 등록부(154)는 유인 굴삭기의 이동 속도, 전후진, 유인 굴삭기의 상부 선회체의 각도, 유인 굴삭기의 프런트 상태 등과 같은 조건들을 등록할 수 있다.
예를 들어서, 도 10에 도시된 바와 같이, 주행경로 작성/편집부(152)는 유인 굴삭기의 현재 위치로부터 주행 경로를 생성할 수 있다. 주행경로 작성/편집부(152)는 주행 경로의 시점과 종점을 지정할 수 있다. 주행경로 작성/편집부(152)는 주행 경로를 균일한 간격의 중간점(waypoint)들로 변환시킬 수 있다. 주행경로 속성정보 등록부(154)는 주행 경로의 속성값, 예를 들면 주행 속도, 주행 방향, 버킷의 위치 등을 지정할 수 있다. 유인 굴삭기의 이동 속도는 장비 정보 등록/편집부(135)를 통해서 정해진 수치를 기준으로 결정될 수 있다. 또한, 안전하고 효율적인 주행 경로를 작성하기 위해, 지오-펜싱 등록/편집부(136)가 등록한 작업 현장의 주요 영역들을 맵(120) 상에 중첩시켜서 활용할 수도 있다.
도 11은 도 4에 도시된 작업영역 작성부를 나타낸 블럭도이다.
작업영역 작성부(160)는 유인 굴삭기에 의해 수행되는 작업들 중 어느 한 작업을 복수개의 서브-작업들로 구분할 수 있다. 작업영역 작성부(160)는 서브-작업들의 작업 영역과 특성을 등록할 수 있다.
작업영역 작성부(160)는 지정된 작업 영역 공간을 작업 현장에 맞게 변환하여 작업 영역을 작성할 수 있다. 또한, 작업영역 작성부(160)는 적어도 하나 이상의 상기 작업 영역 공간을 하나의 그룹으로 묶어서 작업 영역을 작성할 수 있다.
예를 들어서, 도 11을 참조하면, 작업영역 작성부(160)는 유인 굴삭기에 의해 수행되는 작업들 중 굴삭 작업을 디깅 작업, 트렌치 작업 및 그레이딩 작업으로 구분할 수 있다. 디깅 작업은 굴착 작업, 덤프 트럭 상차 작업 등을 포함할 수 있다. 트렌치 작업은 줄파기 작업 등을 포함할 수 있다. 그레이딩 작업은 평탄화 작업을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 작업영역 작성부(160)는 디깅 작업 작성/편집부(162), 트렌치 작업 작성/편집부(164) 및 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 포함할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 디깅 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면이고, 도 13은 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 트렌치 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면이며, 도 14 및 도 15는 도 11에 도시된 작업영역 작성부의 그레이딩 작업 작성/편집부의 동작을 나타낸 도면들이다.
도 12를 참조하면, 디깅 작업 작성/편집부(162)는 굴삭폭, 굴삭 길이, 안전거리, 굴삭 깊이, 덤프 위치 등을 입력하여, 굴삭 영역과 굴삭 영역에 대한 굴삭기의 굴삭 위치점(Platform)을 생성할 수 있다. 디깅 작업 작성/편집부(162)는 굴삭 영역을 맵(120) 상에 한 개 또는 연속으로 여러 개를 나열할 수 있다.
도 13을 참조하면, 트렌치 작업 작성/편집부(164)는 디깅 작업 작성/편집부(162)의 초기 동작들과 유사한 동작을 수행할 수 있다. 다만, 트렌치 작업 작성/편집부(164)는 사전에 등록한 굴삭기 Bucket 규격에 따른 굴삭폭을 지정하고, 굴삭기의 상부 선회체 방향을 0도와 180도로 선택할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 그레이딩 작업 작성/편집부(166)는 그레이딩 작업을 전방 그레이딩 작업과 측방 그레이딩 작업으로 구분할 수 있다. 전방 그레이딩 작업은 디깅 작업과 유사할 수 있다. 다만, 사면 그레이딩 작업의 경우, 그레이딩 작업 작성/편집부(166)는 경사 각도를 입력할 수 있다. 측방 그레이딩 작업의 경우, 그레이딩 작업 작성/편집부(166)는 유인 굴삭기의 좌측 방향 그레이딩인지, 우측방향 그레이딩인지를 선택할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 작업계획 그룹 생성부(170)는 주행경로 작성부(150)에 의해 작성된 주행 경로들과 작업영역 작성부(160)에 의해 작성된 작업 영역들을 그룹으로 묶어서, 작업계획 그룹을 생성할 수 있다. 이에 따라, 하나의 그룹 내에 포함되는 주행 경로와 작업 영역들이 유인 굴삭기의 세부 작업 순서가 될 수 있다. 작업계획 그룹 생성부(170)에 의해 생성된 작업계획 그룹은 유인 굴삭기의 단말기로 전송될 수 있다. 작업자는 유인 굴삭기를 조정하여, 작업계획 그룹의 세부 작업 순서에 따라 작업을 수행할 수 있다.
도 4를 참조하면, 모니터링부(180)는 장비 모니터링부(190) 및 현장 모니터링부(200)를 포함할 수 있다.
도 16은 도 4에 도시된 모니터링부의 장비 모니터링부를 나타낸 블럭도이다.
도 16을 참조하면, 장비 모니터링부(190)는 장비 위치 모니터링부(191), 장비 상태 모니터링부(192), 장비 작업정보 모니터링부(193), 장비 영상 모니터링부(194) 및 장비 경보 모니터링부(195)를 포함할 수 있다.
장비 위치 모니터링부(191)는 유인 굴삭기의 위치를 맵(120) 상에서 모니터링할 수 있다. 장비 상태 모니터링부(192)는 장비의 기본 정보, 연료 정보, 계기 정보, 운행시간 정보 등과 같은 장비 상태를 모니터링할 수 있다. 장비 작업정보 모니터링부(193)는 전송된 작업계획 그룹에서 현재 작업 중인 상황을 모니터링할 수 있다. 장비 영상 모니터링부(194)는 유인 굴삭기에 부착된 카메라, 센서 등을 획득한 정보를 영상 등의 방법으로 모니터링할 수 있다. 장비 경보 모니터링부(195)는 장애물 등과 같은 유인 굴삭기의 위험 요소나 부품의 이상을 모니터링할 수 있으며, 또한 이상 발생시 알람 등으로 경보를 줄 수 있다.
도 17은 도 4에 도시된 모니터링부의 현장 모니터링부를 나타낸 블럭도이다.
도 17을 참조하면, 현장 모니터링부(200)는 현장 토공 상태 모니터링부(202), 장비 충돌 위험 모니터링부(204) 및 카메라 모니터링부(206)를 포함할 수 있다.
현장 토공 상태 모니터링부(202)는 작업 현장의 계획 성토량 대비 진행량, 계획 절토량 대비 진행량, 총 토공량 대비 진행량 등을 모니터링할 수 있다. 장비 충돌 위험 모니터링부(204)는 유인 굴삭기들 간의 충돌 위험을 모니터링할 수 있다. 카메라 모니터링부(206)는 프로젝트 등록부(130)에서 등록된 카메라로부터 송출되는 영상 정보를 모니터링할 수 있다.
도 18은 도 1에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계를 작업 계획 작성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 19는 도 18에 도시된 작업 계획을 설정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 18을 참조하면, 단계 ST300에서, 센서(810)가 작업 현장에 있는 유인 굴삭기의 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어서, 유인 굴삭기의 정보는 유인 굴삭기의 위치, 자세, 상태 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 유인 굴삭기의 정보는 상기 작업 현장의 CCTV 또는 드론을 이용해서 유인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태 정보를 감지할 수도 있다.
단계 ST301에서, 카메라(900)가 유인 굴삭기를 촬영할 수 있다.
단계 ST302에서, 센서 모듈(800)의 통신부(814)가 센서(810)가 감지한 유인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태, 및 카메라(900)에 의해 촬영된 유인 굴삭기의 이미지 등과 같은 유인 굴삭기의 정보를 무선 통신을 통해서 서버(100)의 통신부(114)로 전송할 수 있다.
단계 ST303에서, 서버(100)의 표시부(110)는 유인 굴삭기의 정보, 즉 유인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태, 및 유인 굴삭기의 이미지를 맵(120) 상에 표시할 수 있다.
단계 ST304에서, 서버(100)의 서버 제어부(112)는 유인 굴삭기의 정보에 따라 유인 굴삭기의 작업 계획을 설정할 수 있다. 작업 계획은 적어도 하나의 주행 경로 및/또는 작업영역을 포함할 수 있다.
표시부(110)는 주행 경로 또는 작업 영역을 생성할 수 있다. 특히, 별도의 프로그램을 이용하여 서버(100)의 프로그램을 수정하거나 데이터베이스에 접근하여 각 이동 경로나 작업 영역에 개별적으로 데이터를 입력하지 않고, 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만으로 주행 경로 및/또는 작업 영역을 작성할 수가 있다.
작업 영역은 지정된 작업 영역 공간을 작업 현장에 맞게 변환하여 작성될 수 있다. 또한, 작업 영역은 적어도 하나 이상의 상기 작업 영역 공간을 하나의 그룹으로 묶어서 작성될 수 있다.
단계 ST304-2에서, 서버 제어부(112)는 유인 굴삭기가 작업 영역 내에 도착하여 작업을 시작할 최초 위치점(Platform) 및 작업 경계를 설정할 수 있다. 작업 경계는 유인 굴삭기가 각 위치점(Platform)에서 제자리에서 작업 가능한 최대 작업 영역 공간 또는 미리 설정된 작업 영역 공간으로 변환되어 작성될 수 있다. 이러한 최초 위치점 및 작업 경계 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
단계 ST304-4에서, 서버 제어부(112)는 유인 굴삭기가 작업 영역 내에서 최초 작업 후 이동하여 연속으로 작업할 중간 위치점(Platform)의 경로들을 설정할 수 있다. 이러한 중간 위치점의 경로 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
단계 ST305에서, 서버(100)의 통신부(114)가 설정된 작업 계획을 유인 굴삭기로 전송할 수 있다. 즉, 서버(100)의 통신부(114)는 설정된 작업 계획을 유인 굴삭기에 부착된 센서 모듈(800)의 통신부(814)로 전송할 수 있다. 또한, 유인 굴삭기의 운전자는 유인 굴삭기의 디스플레이 기기나 운전자의 모바일 기기를 통해서 작업 계획을 확인할 수 있다.
단계 ST306에서, 서버(100)의 서버 제어부(112)가 유인 굴삭기가 작업 현장에서 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링할 수 있다.
도 19를 참조하면, 단계 ST310에서, 관리자는 프로젝트 기본정보 등록/편집부(131)를 통해서 유인 굴삭기가 적용될 프로젝트의 기본 정보를 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 프로젝트 기본정보 등록/편집부(131)를 통해서 프로젝트의 주소, 기간, 발주처, 시공업체의 정보 등을 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST320에서, 관리자는 프로젝트 영역 등록/편집부(132)를 통해서 프로젝트 영역의 외곽부를 맵(120) 상에 입력하여, 프로젝트 영역을 지정 및 편집할 수 있다.
단계 ST330에서, 관리자는 이미지 등록부(133)를 통해서 작업 현장의 이미지, 및 토공 도면 등록부(134)를 통해서 작업 현장의 토공 도면을 등록할 수 있다. 특히, 프로젝트 등록부(130)는 작업 현장의 이미지 및 작업 현장의 토공 도면을 맵(120) 상에 중첩시킬 수 있다.
단계 ST340에서, 관리자는 장비 정보 등록/편집부(135)를 통해서 유인 굴삭기의 정보를 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 장비 정보 등록/편집부(135)를 통해서 유인 굴삭기의 모델명, 고유번호, 기본 사양 등을 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST350에서, 관리자는 지오-펜싱 등록/편집부(136)를 통해서 작업 현장의 주요 관리 영역들을 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 지오-펜싱 등록/편집부(136)를 통해서 작업 현장의 위험 영역, 사토장, 가도 등과 같은 주요 관리 영역들을 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 작업 현장의 주요 관리 영역은 건설 기계, 즉 유인 굴삭기의 주행에 방해가 되는 작업 현장의 웅덩이, 사면 붕괴지역, 건설자재, 계획에 없던 차량 또는 건설기계 등을 포함할 수 있다.
단계 ST360에서, 관리자는 카메라 등록/편집부(137)를 통해서 작업 현장에 배치된 카메라(900)의 위치를 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST370에서, 관리자는 주행경로 작성/편집부(152)를 통해서 유인 굴삭기의 주행 경로를 맵(120) 상에 지정할 수 있다. 주행 경로는 유인 굴삭기의 시점과 종점을 포함할 수 있다.
단계 ST372에서, 주행 경로의 시점과 종점을 맵(120) 상에 지정시, 주행 경로는 중간점(waypoint)들로 변환되어 작성될 수 있다.
단계 ST374에서, 주행 경로에 적어도 하나 이상의 경유점을 추가 지정하는 경우, 주행 경로가 적어도 하나 이상의 경유점을 경유하도록 자동으로 중간점(waypoint)들이 변환되어 작성될 수도 있다.
단계 ST376에서, 시점과 종점 사이의 주행 경로에 관리자가 주요 관리 영역들 중 적어도 하나를 회피하도록 경유점을 임의로 설정할 수 있다.
단계 ST380에서, 관리자는 주행경로 속성정보 등록부(154)를 통해서 유인 굴삭기의 이동 속도, 전후진, 유인 굴삭기의 상부 선회체의 각도, 유인 굴삭기의 프런트 상태 등과 같은 조건들을 등록할 수 있다.
단계 ST390에서, 관리자는 작업영역 작성부(160)를 통해서 유인 굴삭기의 굴삭 작업을 디깅 작업, 트렌치 작업 및 그레이딩 작업으로 구분하고 등록할 수 있다. 디깅 작업은 굴착 작업, 덤프 트럭 상차 작업 등을 포함할 수 있다. 트렌치 작업은 줄파기 작업 등을 포함할 수 있다. 그레이딩 작업은 평탄화 작업을 포함할 수 있다.
단계 ST400에서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 디깅 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 굴삭폭, 굴삭 길이, 안전거리, 굴삭 깊이, 덤프 위치 등을 입력하여, 굴삭 영역과 굴삭 영역에 대한 굴삭기의 굴삭 위치점(Platform)을 생성할 수 있다. 또한, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 굴삭 영역을 맵(120) 상에 한 개 또는 연속으로 여러 개를 나열할 수 있다.
단계 ST410에서, 관리자는 트렌치 작업 작성/편집부(164)를 통해서 트렌치 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)의 초기 동작들과 유사한 동작 명령을 트렌치 작업 작성/편집부(164)에 입력할 수 있다. 다만, 트렌치 작업 작성/편집부(164)는 사전에 등록한 굴삭기 Bucket 규격에 따른 굴삭폭을 지정하고, 굴삭기의 상부 선회체 방향을 0도와 180도로 선택할 수 있다.
단계 ST420에서, 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 그레이딩 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 그레이딩 작업을 전방 그레이딩 작업과 측방 그레이딩 작업으로 구분할 수 있다. 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 전방 및 측방 그레이딩 작업들의 조건들을 설정할 수 있다.
단계 ST430에서, 관리자는 작업계획 그룹 생성부(170)를 통해서 주행경로 작성부(150)에 의해 작성된 주행 경로들과 작업영역 작성부(160)에 의해 작성된 작업 영역들을 그룹으로 묶어서, 작업계획 그룹을 생성할 수 있다. 이에 따라, 유인 굴삭기의 세부 작업 순서가 되는 하나의 그룹 내에 포함되는 주행 경로와 작업 영역들이 생성될 수 있다. 작업계획 그룹 생성부(170)에 의해 생성된 작업계획 그룹은 유인 굴삭기의 단말기로 전송될 수 있다.
단계 ST440에서, 관리자는 장비 모니터링부(190)를 통해서 장비 위치, 장비 상태, 장비 작업정보, 장비 영상 및 장비 경보를 모니터링할 수 있다.
단계 ST450에서, 관리자는 현장 모니터링부(200)를 통해서 현장 토공 상태, 장비 충돌 위험 및 카메라를 모니터링할 수 있다. 카메라의 모니터링은 유인 굴삭기가 적용될 프로젝트 등록시, 등록된 작업 현장의 카메라로부터 송출된 영상을 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치의 서버의 표시부를 나타낸 도면이고, 도 21은 도 20에 도시된 작업계획 실행부를 나타낸 블럭도이다.
본 실시예에 따른 건설 기계의 작업 계획 작성 장치는 서버 제어부가 작업계획 실행부를 더 포함한다는 점을 제외하고는 도 1에 도시된 작업 계획 작성 장치의 구성요소들과 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 동일한 구성요소들은 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 20 및 도 21을 참조하면, 본 실시예의 작업 계획 작성 장치는 무인 건설 기계, 예를 들면, 무인 굴삭기에 적용될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예의 작업 계획 작성 장치의 서버 제어부(112)는 무인 굴삭기의 작동을 제어하기 위한 작업계획 실행부(210)를 더 포함할 수 있다.
작업계획 실행부(210)는 무인 굴삭기의 시동을 원격으로 제어하기 위한 시동 제어부(211), 무인 굴삭기로 작업 계획을 전송하기 위한 작업계획 전송부(212), 무인 굴삭기를 일시 정지/재운행시키기 위한 작업 일시정지/재운행부(213), 무인 굴삭기로부터 작업 계획을 삭제하기 위한 작업계획 삭제부(214), 무인 굴삭기의 오류 발생시 무인 굴삭기를 긴급 정지시키기 위한 긴급 정지부(215), 작업 계획 실행을 가상으로 진행하여 무인 굴삭기의 작업 내용을 사전에 검토하기 위한 모의 실행부(216)를 포함할 수 있다.
도 22는 도 20에 도시된 장치를 이용해서 건설 기계를 작업 계획 작성하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이고, 도 23a 및 도 23b는 도 22에 도시된 작업 계획을 설정하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도들이다.
도 20 및 도 22를 참조하면, 단계 ST500에서, 센서(810)가 작업 현장에 있는 무인 굴삭기의 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어서, 무인 굴삭기의 정보는 무인 굴삭기의 위치, 자세, 상태 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 무인 굴삭기의 정보는 상기 작업 현장의 CCTV 또는 드론을 이용해서 무인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태 정보를 감지할 수도 있다.
단계 ST501에서, 카메라(900)가 무인 굴삭기를 촬영할 수 있다.
단계 ST502에서, 센서 모듈(800)의 통신부(814)가 센서(810)가 감지한 무인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태, 및 카메라(900)에 의해 촬영된 무인 굴삭기의 이미지 등과 같은 무인 굴삭기의 정보를 무선 통신을 통해서 서버(100)의 통신부(114)로 전송할 수 있다.
단계 ST503에서, 서버(100)의 표시부(110)는 무인 굴삭기의 정보, 즉 무인 굴삭기의 위치, 자세 및 상태, 및 무인 굴삭기의 이미지를 맵(120) 상에 표시할 수 있다.
단계 ST504에서, 서버(100)의 서버 제어부(112)는 무인 굴삭기의 정보에 따라 무인 굴삭기의 작업 계획을 설정할 수 있다. 작업 계획은 적어도 하나의 주행 경로 및/또는 작업영역을 포함할 수 있다.
표시부(110)는 주행 경로 또는 작업 영역을 생성할 수 있다. 특히, 별도의 프로그램을 이용하여 서버(100)의 프로그램을 수정하거나 데이터베이스에 접근하여 각 이동 경로나 작업 영역에 개별적으로 데이터를 입력하지 않고, 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만으로 주행 경로 및/또는 작업 영역을 작성할 수가 있다.
작업 영역은 지정된 작업 영역 공간을 작업 현장에 맞게 변환하여 작성될 수 있다. 또한, 작업 영역은 적어도 하나 이상의 상기 작업 영역 공간을 하나의 그룹으로 묶어서 작성될 수 있다.
단계 ST504-2에서, 서버 제어부(112)는 무인 굴삭기가 작업 영역 내에 도착하여 작업을 시작할 최초 위치점(Platform) 및 작업 경계를 설정할 수 있다. 작업 경계는 무인 굴삭기가 각 위치점(Platform)에서 제자리에서 작업 가능한 최대 작업 영역 공간 또는 미리 설정된 작업 영역 공간으로 변환되어 작성될 수 있다. 이러한 최초 위치점 및 작업 경계 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
단계 ST504-4에서, 서버 제어부(112)는 무인 굴삭기가 작업 영역 내에서 최초 작업 후 이동하여 연속으로 작업할 중간 위치점(Platform) 경로들을 설정할 수 있다. 이러한 중간 위치점 경로 설정도 표시부(110)의 화면을 터치하는 것만에 의해서 수행될 수 있다.
단계 ST505에서, 서버(100)의 통신부(114)가 설정된 작업 계획을 무인 굴삭기로 전송할 수 있다. 즉, 서버(100)의 통신부(114)는 설정된 작업 계획을 무인 굴삭기에 부착된 센서 모듈(800)의 통신부(814)로 전송할 수 있다. 또한, 유인 굴삭기의 관리자는 관리자의 모바일 기기를 통해서 작업 계획을 확인할 수 있다.
단계 ST506에서, 서버(100)의 서버 제어부(112)가 무인 굴삭기가 작업 현장에서 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링할 수 있다.
도 23a 및 도 23b를 참조하면, 단계 ST510에서, 관리자는 프로젝트 기본정보 등록/편집부(131)를 통해서 프로젝트의 기본 정보를 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST520에서, 관리자는 프로젝트 영역 등록/편집부(132)를 통해서 프로젝트 영역의 외곽부를 맵(120) 상에 입력하여, 프로젝트 영역을 지정 및 편집할 수 있다.
단계 ST530에서, 관리자는 이미지 등록부(133)를 통해서 작업 현장의 이미지, 및 토공 도면 등록부(134)를 통해서 작업 현장의 토공 도면을 등록할 수 있다. 특히, 프로젝트 등록부(130)는 작업 현장의 이미지 및 작업 현장의 토공 도면을 맵(120) 상에 중첩시킬 수 있다.
단계 ST540에서, 관리자는 장비 정보 등록/편집부(135)를 통해서 무인 굴삭기의 정보를 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 장비 정보 등록/편집부(135)를 통해서 무인 굴삭기의 모델명, 고유번호, 기본 사양 등을 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST550에서, 관리자는 지오-펜싱 등록/편집부(136)를 통해서 작업 현장의 주요 영역들을 등록 및 편집할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 지오-펜싱 등록/편집부(136)를 통해서 작업 현장의 위험 영역, 사토장, 가도 등과 같은 주요 영역들을 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST560에서, 관리자는 카메라 등록/편집부(137)를 통해서 작업 현장에 배치된 카메라의 위치를 맵(120) 상에 등록 및 편집할 수 있다.
단계 ST570에서, 관리자는 주행경로 작성/편집부(152)를 통해서 무인 굴삭기의 주행 경로를 맵(120) 상에 지정할 수 있다. 주행 경로는 유인 굴삭기의 시점과 종점을 포함할 수 있다.
단계 ST572에서, 주행 경로의 시점과 종점을 맵(120) 상에 지정시, 주행 경로는 중간점(waypoint)들로 변환되어 작성될 수 있다.
단계 ST574에서, 주행 경로에 적어도 하나 이상의 경유점을 추가 지정하는 경우, 주행 경로가 적어도 하나 이상의 경유점을 경유하도록 자동으로 중간점(waypoint)들이 변환되어 작성될 수도 있다.
단계 ST576에서, 시점과 종점 사이의 주행 경로에 관리자가 주요 관리 영역들 중 적어도 하나를 회피하도록 경유점을 임의로 설정할 수 있다.
단계 ST580에서, 관리자는 주행경로 속성정보 등록부(154)를 통해서 무인 굴삭기의 이동 속도, 전후진, 무인 굴삭기의 상부 선회체의 각도, 무인 굴삭기의 프런트 상태 등과 같은 조건들을 등록할 수 있다.
단계 ST590에서, 관리자는 작업영역 작성부(160)를 통해서 무인 굴삭기의 굴삭 작업을 디깅 작업, 트렌치 작업 및 그레이딩 작업으로 구분하고 등록할 수 있다.
단계 ST600에서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 디깅 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 굴삭폭, 굴삭 길이, 안전거리, 굴삭 깊이, 덤프 위치 등을 입력하여, 굴삭 영역과 굴삭 영역에 대한 굴삭기의 굴삭 위치점(Platform)을 생성할 수 있다. 또한, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)를 통해서 굴삭 영역을 맵(120) 상에 한 개 또는 연속으로 여러 개를 나열할 수 있다.
단계 ST610에서, 관리자는 트렌치 작업 작성/편집부(164)를 통해서 트렌치 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 디깅 작업 작성/편집부(162)의 초기 동작들과 유사한 동작 명령을 트렌치 작업 작성/편집부(164)에 입력할 수 있다. 다만, 트렌치 작업 작성/편집부(164)는 사전에 등록한 굴삭기 Bucket 규격에 따른 굴삭폭을 지정하고, 굴삭기의 상부 선회체 방향을 0도와 180도로 선택할 수 있다.
단계 ST620에서, 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 그레이딩 작업의 조건들을 설정할 수 있다. 예를 들어서, 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 그레이딩 작업을 전방 그레이딩 작업과 측방 그레이딩 작업으로 구분할 수 있다. 관리자는 그레이딩 작업 작성/편집부(166)를 통해서 전방 및 측방 그레이딩 작업들의 조건들을 설정할 수 있다.
단계 ST630에서, 관리자는 작업계획 그룹 생성부(170)를 통해서 주행경로 작성부(150)에 의해 작성된 주행 경로들과 작업영역 작성부(160)에 의해 작성된 작업 영역들을 그룹으로 묶어서, 작업계획 그룹을 생성할 수 있다. 이에 따라, 무인 굴삭기의 세부 작업 순서가 되는 하나의 그룹 내에 포함되는 주행 경로와 작업 영역들이 생성될 수 있다. 작업계획 그룹 생성부(170)에 의해 생성된 작업계획 그룹은 무인 굴삭기로 전송될 수 있다.
단계 ST640에서, 관리자는 시동 제어부(211)를 통해서 무인 굴삭기의 시동을 원격으로 제어할 수 있다.
단계 ST650에서, 관리자는 작업계획 전송부(212)를 통해서 무인 굴삭기로 작업 계획을 전송할 수 있다.
단계 ST660에서, 관리자는 작업 일시정지/재운행부(213)를 통해서 무인 굴삭기를 선택적으로 일시 정지/재운행시킬 수 있다.
단계 ST670에서, 관리자는 작업계획 삭제부(214)를 통해서 무인 굴삭기로부터 작업 계획을 선택적으로 삭제할 수 있다.
단계 ST680에서, 관리자는 무인 굴삭기의 오류 발생시 긴급 정지부(215)를 통해서 오류가 발생된 무인 굴삭기를 긴급 정지시킬 수 있다.
단계 ST690에서, 관리자는 모의 실행부(216)를 통해서 작업 계획 실행을 가상으로 진행하여 무인 굴삭기의 작업 내용을 사전에 검토할 수 있다. 이러한 모의 실행은 무인 굴삭기를 실제로 가동시키기 전에 수행할 수 있다.
단계 ST700에서, 관리자는 장비 모니터링부(190)를 통해서 장비 위치, 장비 상태, 장비 작업정보, 장비 영상 및 장비 경보를 모니터링할 포함할 수 있다.
단계 ST710에서, 관리자는 현장 모니터링부(200)를 통해서 현장 토공 상태, 장비 충돌 위험 및 카메라를 모니터링할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 실시예들에 따르면, 건설 기계의 정보와 서버의 정보를 이용해서 건설 기계의 작업 계획을 작성하고, 작성된 작업 계획을 건설 기계로 전송할 수 있다. 따라서, 건설 기계의 작업 품질 및/또는 작업 시간이 작업자의 숙련도에 의존하는 것이 줄어들게 되어, 작업 시간을 단축시키면서 작업 품질을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 ; 서버 110 ; 표시부
112 ; 서버 제어부 114 ; 통신부
120 ; 맵 870 ; 건설 기계
130 ; 프로젝트 등록부 131 ; 프로젝트 정보 등록/편집부
132 ; 프로젝트 영역 등록/편집부 133 ; 이미지 등록부
134 ; 토공 도면 등록부 135 ; 장비 정보 등록/편집부
136 ; 지오-펜싱 등록/편집부 137 ; 카메라 등록/편집부
140 ; 작업계획 작성부 150 ; 주행경로 작성부
152 ; 주행경로 작성/편집부 154 ; 주행경로 속성정보 등록부
160 ; 작업영역 작성부 162 ; 디깅 작업 작성/편집부
164 ; 트렌치 작업 작성/편집부 166 ; 그레이딩 작업 작성/편집부
170 ; 작업계획 그룹 생성부 180 ; 모니터링부
190 ; 장비 모니터링부 191 ; 장비 위치 모니터링부
192 ; 장비 상태정보 모니터링부 193 ; 장비 작업정보 모니터링부
194 ; 장비 영상 모니터링부 195 ; 장비 경보 모니터링부
200 ; 현장 모니터링부 202 ; 현장 토공 상태 모니터링부
204 ; 장비 충돌 위험 모니터링부 206 ; 카메라 모니터링부
210 ; 작업계획 실행부 211 ; 시동 제어부
212 ; 작업계획 전송부 213 ; 작업 일시정지/재운행부
214 ; 작업계획 삭제부 215 ; 긴급 정지부
216 ; 모의 실행부 800 ; 센서 모듈
810 ; 센서 812 ; 장비 제어부
814 ; 통신부 816 ; 구동부
850 ; 네트워크 900 ; 카메라

Claims (18)

  1. 작업 현장에 있는 건설기계로부터 상기 건설 기계의 위치 정보를 수신하고,
    상기 서버의 표시부에 상기 작업 현장의 주요 관리 영역들 정보를 표시하고,
    상기 서버의 표시부에 상기 건설 기계의 위치정보를 이용한 상기 건설 기계의 주행경로 시점과 종점을 표시하고,
    상기 주요 관리 영역들 정보를 이용한 상기 시점과 종점 사이의 주행 경로를 생성하고; 그리고
    상기 생성된 주행 경로를 상기 건설 기계로 전송하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주행경로의 상기 시점과 상기 종점을 지정시, 상기 주행경로가 중간점(waypoint)들로 변환되어 작성되는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 주행 경로는
    상기 주행경로의 적어도 하나 이상의 경유점을 추가 지정시, 상기 주행 경로가 자동으로 상기 적어도 하나 이상의 경유점을 경유하도록 중간점(waypoint)들이 변환되어 작성되는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 주요 관리 영역들은 상기 건설 기계의 주행에 방해가 되는 작업 현장의 웅덩이, 사면 붕괴지역, 건설자재, 계획에 없던 차량 또는 건설기계 중에서 적어도 하나 선택되는 장애물인 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 시점과 종점 사이의 주행 경로는 상기 주행경로 설계자가 상기 주요 관리 영역들 중 적어도 하나를 회피하도록 경유점을 임의로 설정하는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 주행 경로를 설정하는 것은
    상기 주행 경로를 따라 이동하는 상기 건설 기계의 이동 조건을 등록하는 것을 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 작업계획을 장비의 디스플레이 기기나 운전자의 모바일 기기에서 확인 할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 건설기계가 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링하는 것을 더 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 건설기계는 무인 건설기계를 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  10. 작업 현장에 있는 건설 기계로부터 상기 건설 기계의 위치 정보를 수신하고,
    상기 건설 기계가 이동하여 작업할 작업 영역을 설정하고,
    상기 건설 기계가 작업 영역 내에 도착하여 작업을 시작할 최초 위치점(Platform) 및 작업 경계를 설정하고,
    상기 건설 기계가 상기 작업 영역내에서 상기 최초 작업 후 이동하여 연속으로 작업할 중간 위치점(Platform) 경로들을 설정하고; 그리고
    상기 생성된 위치점 경로를 상기 건설 기계로 전송하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 작업 계획 작성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 작업 경계는 상기 건설 기계가 각 위치점(Platform)에서 제자리에서 작업 가능한 최대 작업 영역 공간 또는 미리 설정된 작업 영역 공간으로 변환되어 작성되는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은
    상기 지정된 작업 영역 공간을 상기 작업 현장에 맞게 변환하여 작성 가능한 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은
    적어도 하나 이상의 상기 작업 영역 공간을 하나의 그룹으로 묶어서 작업 영역으로 작성하는 것을 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 작업 영역을 설정하는 것은
    상기 건설 기계에 의해 수행되는 어느 한 작업을 복수개의 서브-작업들로 구분하고; 그리고
    상기 서브-작업들의 작업 영역과 특성을 등록하는 것을 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 건설 기계는 굴삭기를 포함하고, 상기 어느 한 작업은 굴삭 작업을 포함하며, 상기 서브-작업들은 굴착 작업과 덤프 트럭 상차 작업을 포함하는 디깅(digging) 작업, 줄파기 작업을 포함하는 트렌치(trench) 작업 및 평탄화 작업을 포함하는 그레이딩(grading) 작업을 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 작업계획을 장비의 디스플레이 기기나 운전자의 모바일 기기에서 확인 할 수 있는 것을 특징으로 하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 건설기계가 상기 작업 계획에 따라 작업하는지를 모니터링하는 것을 더 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 건설기계는 무인 건설기계를 포함하는 건설 기계의 작업 계획 작성 방법.



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