KR20210131105A - Excavator remote control simulator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 굴삭기의 원격조작을 가능하게 하는 원격조작 키트 개발 기술과 실제 작업 환경의 정보를 중/장거리의 작업자에게 시각적, 청각적, 촉각적으로 전달하는 VR 기반의 시뮬레이터 기술에 관한 것으로, 굴삭기의 자세 안전을 위하여 외부 센서로부터 위험도 정보를 활용하여 안전 자세로 복귀하도록 제어하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a remote operation kit development technology that enables remote operation of an excavator, and a VR-based simulator technology that visually, auditory, and tactilely transmits information of an actual working environment to a medium/long-distance operator. It relates to a technology for controlling to return to a safe posture by using risk information from an external sensor for posture safety.
굴삭기는 토목, 건축, 건설 현장에서 땅을 파는 굴삭작업, 토사를 운반하는 적재작업, 건물을 해체하는 파쇄작업, 지면을 정리하는 정지작업 등의 작업을 행하는 건설기계로서, 일반적으로 장비의 이동 역할을 하는 주행체(바퀴나 궤도 등), 주행체에 탑재되어 360도 회전하는 상부 본체부, 및 본체부의 전방에 결합된 붐·아암·버킷으로 구성된다.An excavator is a construction machine that performs work such as excavating work to dig the ground at civil engineering, construction, and construction sites, loading work to transport soil, shredding work to dismantle buildings, and grading work to clean the ground. It is composed of a traveling body (wheels or tracks, etc.) that moves, an upper body that is mounted on the traveling body and rotates 360 degrees, and a boom/arm/bucket coupled to the front of the body.
또한, 일반적으로, 산업 현장, 특히 건설 또는 현장에서, 굴착기, 크레인 등과 같은 건설 중장비가 많이 사용되고 있다. 이러한 건설 중장비가 사용되는 환경은 많은 위험요소들에 노출되어 있는 환경이기 때문에, 중장비를 운용하는 사람은 각별한 주의를 해야 한다. 이는, 각별한 주의를 하지 않는 경우 안전사고를 당할 확률이 타 산업분야보다 크기 때문이다.Also, in general, heavy construction equipment, such as excavators, cranes, etc., in industrial sites, particularly construction or sites, are widely used. Since the environment in which such heavy construction equipment is used is an environment exposed to many risk factors, a person who operates heavy equipment must be especially careful. This is because, if special attention is not taken, the probability of a safety accident is greater than that of other industries.
따라서, 이와 같이 작업자가 작업 중 안전사고를 당하는 것을 저지하면서도 작업을 효율적으로 하기 위한 다수의 방법이 고려되고 있을 뿐만 아니라 실제 실행되고 있다.Therefore, as described above, a number of methods for preventing the worker from being in a safety accident during the operation and making the operation efficient are not only being considered, but are actually being implemented.
실제 실행되고 있는 방법 중의 하나는, 건설 중장비를 작업자가 직접 타고 작업을 진행하는 것이 아니라 외부에One of the methods that are actually being practiced is that the worker rides the heavy construction equipment and does the work outside, rather than directly riding it.
서 이러한 건설 중장비의 작동을 제어하는 것이다. 즉, 건설 중장비를 무인화하는 방법이다.This is to control the operation of these heavy construction equipment. In other words, it is a method of unmanned construction heavy equipment.
기존에, 건설 중장비를 무인으로 원격 조종하기 위한 방법으로는 크게 두 가지가 있다.Conventionally, there are mainly two methods for remotely controlling construction heavy equipment unmanned.
첫째는 변환형으로, 시스템 자체의 원격 조종이 가능하도록 기존의 기계식 유압 장치를 전자 유압장치로 교체하고 이러한 전자 유압장치를 제어하는 각종 제어장치를 탑재하는 것이다.The first is a conversion type, which replaces the existing mechanical hydraulic device with an electro-hydraulic device so that remote control of the system itself is possible and mounts various control devices that control the electro-hydraulic device.
둘째는, 장착형으로, 기존의 건설 중장비에 로봇 암 형식의 머니퓰레이터를 장착하여 조작 레버를 조작하거나 머니퓰레이터 대신 휴머노이드 로봇과 같은 로봇을 탑승시켜 조작 레버를 조작하도록 하는 것이다.Second, it is a mounting type, and a robot arm type manipulator is mounted on the existing heavy construction equipment to operate the operation lever, or a robot such as a humanoid robot is mounted instead of the manipulator to operate the operation lever.
그런데, 전술한 첫째의 변환형 무인 조종 방법에 있어서는, 기존의 기계식 장치를 새로운 전자 유압장치로 완전히 변경해야 하는 복잡함이 있을 뿐만 아니라 이로 인해 기존의 시스템을 사용할 수 없으며, 아울러 적용될 수 있는 유형과 대수에 있어서 한계가 있다는 문제점이 있다.However, in the first conversion type unmanned control method described above, not only there is a complexity of completely changing the existing mechanical device to a new electro-hydraulic device, but also the existing system cannot be used. There is a problem that there is a limit in
또한, 전술한 둘째의 장착형 무인 조종 방법에 있어서는, 조작 레버를 조작하는 머니퓰레이터(manipulator) 또는 휴머노이드 로봇(humanoid robot)의 개발이 어려울 뿐만 아니라 장착이 어렵고, 또한 이러한 구조 구현을 위해서 고가의 액추에이터가 필요하다는 문제점이 있다. 또한 작업자가 직접 휴대하고 다니기 어렵다는 문제점이있다.In addition, in the above-described second mounting type unmanned control method, it is difficult to develop a manipulator or a humanoid robot that operates a manipulation lever, and it is difficult to install, and an expensive actuator is required to implement this structure. There is a problem that In addition, there is a problem in that it is difficult for the operator to carry and carry it directly.
따라서, 기존 시스템에 적용이 가능하면서도 휴대가 용이하고, 또한 중장비와 같은 기기의 외부에서 원격 조종으로 기기의 작동을 정확하게 수행할 수 있도록 하는 새로운 구조의 무인 조종 시스템의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop an unmanned control system of a new structure that can be applied to an existing system and is easy to carry, and can accurately perform the operation of a device by remote control from the outside of a device such as heavy equipment.
또한, 작업 현장에서 굴삭기의 주변 사각지대나 운전자 부주의에 의해 주위 물체나 사람과의 충돌 등 재해사고가 지속 발생함에 따라 안전기술에 대한 요구가 꾸준히 제기되고 있다.In addition, as disasters such as collisions with surrounding objects or people continue to occur at work sites due to the negligence of the driver or the blind spot around the excavator, the demand for safety technology is constantly being raised.
최근에는 초음파 센서나 레이저 센서를 굴삭기에 장착하여 굴삭기 주변 물체의 위치를 감지하고 충돌이 예상되면 굴삭기를 자동으로 정지시키는 안전제어 시스템이 제안되고 있다.Recently, a safety control system has been proposed that mounts an ultrasonic sensor or a laser sensor on an excavator to detect the position of an object around the excavator and automatically stops the excavator when a collision is expected.
그러나 이러한 종래의 굴삭기용 안전제어 시스템은 굴삭기 주변의 장애물의 존재 유무만을 감지하는 장치로, 굴삭기의 현재 동작 상태나 굴삭기와 물체의 상대적 거리 변화에 따른 위험 정도를 적절히 반영하지 못하는 문제가 있었다.However, this conventional safety control system for an excavator is a device that detects only the presence or absence of obstacles around the excavator, and there is a problem in that the current operating state of the excavator or the degree of risk due to the change in the relative distance between the excavator and the object cannot be properly reflected.
본 발명은 원격 조종 키트를 운용할 시, 굴삭기의 자세 안전을 위하여 외부 센서로부터 위험도 정보를 활용하여 안전 자세로 복귀하는 알고리즘을 수행하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to perform an algorithm for returning to a safe posture by using risk information from an external sensor for posture safety of an excavator when operating a remote control kit.
본 발명은 경사면, 조작 미숙에 의한 자세 변경과 같은 굴삭기 자세 불안정 케이스를 제어하는 안전 자세 복귀 알고리즘을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a safe posture recovery algorithm for controlling the case of instability in excavator posture, such as a change in posture due to inexperienced operation and a slope.
본 발명은 안전 자세 복귀 기능 시작 조건과 안전 자세 복귀 기능 종료 조건에 따라 저장된 원격 제어 명령을 수행하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to execute a stored remote control command according to a condition for starting a safe attitude recovery function and a condition for ending a safety attitude recovery function.
본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 외부 센서를 이용하여 굴삭기의 안전도를 확인하는 안전도 확인부 및 원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 저장한 후, 상기 저장된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 동작을 제어하되, 상기 확인된 안전도가 제1 기준값(X)보다 높을 경우 상기 굴삭기의 동작을 중단하며, 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행하여 상기 확인된 안전도가 제2 기준값(X-e)보다 작아지도록 상기 굴삭기의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.The excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention stores the remote control command received from the safety level check unit and the remote operation kit for checking the safety level of the excavator using an external sensor, and then according to the stored remote control command Control the operation of the excavator, but stop the operation of the excavator when the confirmed safety level is higher than the first reference value (X), and perform a safe attitude return algorithm so that the confirmed safety level is smaller than the second reference value (Xe) It may include a control unit for controlling the operation of the excavator so that the
상기 제어부는, 상기 저장된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어하는The control unit controls at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the stored remote control command
상기 원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 스택 사양에 따라 저장하는 스택 저장부를 더 포함할 수 있다.It may further include a stack storage unit for storing the remote control command received from the remote operation kit according to a stack specification.
상기 제어부는 상기 확인된 안전도가 상기 제2 기준값(X-e)보다 작아질 경우, 상기 스택 저장부에 저장된 상기 원격 제어 명령을 호출하여 상기 호출된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 동작을 제어할 수 있다.When the checked safety level becomes smaller than the second reference value Xe, the control unit calls the remote control command stored in the stack storage unit and controls the operation of the excavator according to the called remote control command. .
상기 제어부는 상기 제1 기준값(X)과 상기 제2 기준값(X-e) 사이의 안전도 값이 확인될 경우, 상기 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행할 수 있다.When a safety level value between the first reference value X and the second reference value X-e is checked, the controller may perform the safe posture recovery algorithm.
상기 제어부는 상기 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행함에 있어서, 상기 확인된 안전도에 따라 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어함에 있어서 우선순위를 부여하고, 상기 부여된 우선순위에 따라 상기 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.In performing the safe attitude return algorithm, the control unit controls at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the confirmed safety level. It is possible to give a priority in the present invention, and to control at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the assigned priority.
본 발명은 원격 조종 키트를 운용할 시, 굴삭기의 자세 안전을 위하여 외부 센서로부터 위험도 정보를 활용하여 안전 자세로 복귀하는 알고리즘을 수행할 수 있다.The present invention may perform an algorithm for returning to a safe posture by using risk information from an external sensor for posture safety of the excavator when operating the remote control kit.
본 발명은 경사면, 조작 미숙에 의한 자세 변경과 같은 굴삭기 자세 불안정 케이스를 제어하는 안전 자세 복귀 알고리즘을 제공할 수 있다.The present invention can provide a safe attitude recovery algorithm for controlling the case of instability in the excavator attitude, such as a change in attitude due to inexperienced operation and a slope surface.
본 발명은 안전 자세 복귀 기능 시작 조건과 안전 자세 복귀 기능 종료 조건에 따라 저장된 원격 제어 명령을 수행할 수 있다.The present invention can execute the stored remote control command according to the condition for starting the safe posture return function and the condition for ending the safe posture return function.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터를 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 통상 조작을 설명하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 안전 자세 복귀 기능 수행을 설명하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 수행 구간을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 원격 굴삭 작업용 하드웨어 플랫폼을 설명하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 원격 굴삭 작업용 하드웨어 플랫폼의 세부 구성을 설명하는 도면이다.
도 6은 굴삭기 원격조작 시뮬레이터와 관련된 어테치먼트 제어 모듈을 설명하는 도면이다.
도 7은 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 키트 고도화를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the normal operation of the safe attitude return algorithm of the excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
3A is a view for explaining the execution of the safe posture return function of the safe posture return algorithm of the excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
3B is a view for explaining an execution section of a safe posture recovery algorithm of an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a hardware platform for remote excavation work of an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are diagrams for explaining a detailed configuration of a hardware platform for remote excavation work of an excavator remote operation simulator.
6 is a view for explaining an attachment control module related to the excavator remote operation simulator.
7 is a view for explaining the upgrade of the kit of the excavator remote operation simulator.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.Hereinafter, various embodiments of the present document will be described with reference to the accompanying drawings.
실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Examples and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to specific embodiments, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutions of the embodiments.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.In the following, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration related to various embodiments may unnecessarily obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in various embodiments, which may vary according to intentions or customs of users and operators. Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like components.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The singular expression may include the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다.In this document, expressions such as "A or B" or "at least one of A and/or B" may include all possible combinations of items listed together.
"제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.Expressions such as "first," "second," "first," or "second," can modify the corresponding elements regardless of order or importance, and to distinguish one element from another element. It is used only and does not limit the corresponding components.
어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.When an (eg, first) component is referred to as being “(functionally or communicatively) connected” or “connected” to another (eg, second) component, that component is It may be directly connected to the component, or may be connected through another component (eg, a third component).
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.As used herein, "configured to (or configured to)" according to the context, for example, hardware or software "suitable for," "having the ability to," "modified to ," "made to," "capable of," or "designed to" may be used interchangeably.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.In some circumstances, the expression “a device configured to” may mean that the device is “capable of” with other devices or parts.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.For example, the phrase “a processor configured (or configured to perform) A, B, and C” refers to a dedicated processor (eg, an embedded processor) for performing the operations, or by executing one or more software programs stored in a memory device. , may refer to a general-purpose processor (eg, a CPU or an application processor) capable of performing corresponding operations.
또한, '또는' 이라는 용어는 배타적 논리합 'exclusive or' 이기보다는 포함적인 논리합 'inclusive or' 를 의미한다.Also, the term 'or' means 'inclusive or' rather than 'exclusive or'.
즉, 달리 언급되지 않는 한 또는 문맥으로부터 명확하지 않는 한, 'x가 a 또는 b를 이용한다' 라는 표현은 포함적인 자연 순열들(natural inclusive permutations) 중 어느 하나를 의미한다.That is, unless stated otherwise or clear from context, the expression 'x employs a or b' means any one of natural inclusive permutations.
이하 사용되는 '..부', '..기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Terms such as '.. unit' and '.. group' used below mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터를 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
도 1은 굴삭기 원격 조종 키트를 운용할 시, 굴삭기의 자세 안전을 위하여 외부 센서로부터 위험도 정보를 활용하여 안전 자세로 복귀하는 알고리즘을 수행하는 굴삭기 원격조작 시뮬레이터를 예시한다.1 illustrates an excavator remote control simulator that performs an algorithm to return to a safe posture by using risk information from an external sensor for posture safety of the excavator when operating an excavator remote control kit.
본 발명의 일실시예에 따르면 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 안전도 확인부와 제어부를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the excavator remote operation simulator may include a safety level confirmation unit and a control unit.
일례로, 안전도 확인부는 외부 센서를 이용하여 굴삭기의 안전도를 확인할 수 있다.For example, the safety level checking unit may check the safety level of the excavator using an external sensor.
본 발명의 일실시예에 따르면, 제어부는 원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 저장한 후, 저장된 원격 제어 명령에 따라 굴삭기의 동작을 제어하되, 확인된 안전도가 제1 기준값(X)보다 높을 경우 굴삭기의 동작을 중단하며, 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행하여 확인된 안전도가 제2 기준값(X-e)보다 작아지도록 굴삭기의 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit stores the remote control command received from the remote control kit, and then controls the operation of the excavator according to the stored remote control command, but the checked safety level is higher than the first reference value (X). In this case, the operation of the excavator may be stopped and the operation of the excavator may be controlled so that the safety level confirmed by performing the safe attitude return algorithm is smaller than the second reference value Xe.
일례로, 제어부는 저장된 원격 제어 명령에 따라 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.For example, the controller may control at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the stored remote control command.
본 발명의 일실시예에 따르면 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 스택 사양에 따라 저장하는 스택 저장부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the excavator remote operation simulator may further include a stack storage unit for storing the remote control command received from the remote operation kit according to the stack specification.
일례로, 제어부는 확인된 안전도가 제2 기준값(X-e)보다 작아질 경우, 스택 저장부에 저장된 원격 제어 명령을 호출하여 호출된 원격 제어 명령에 따라 굴삭기의 동작을 제어할 수 있다.For example, when the checked safety level is smaller than the second reference value X-e, the controller may call a remote control command stored in the stack storage unit to control the operation of the excavator according to the called remote control command.
본 발명의 일실시예에 따르면 제어부는 제1 기준값(X)과 제2 기준값(X-e) 사이의 안전도 값이 확인될 경우, 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when a safety value between the first reference value (X) and the second reference value (X-e) is confirmed, the control unit may perform a safe posture return algorithm.
일례로, 제어부는 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행함에 있어서, 확인된 안전도에 따라 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어함에 있어서 우선순위를 부여하고, 부여된 우선순위에 따라 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.As an example, the control unit controls at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the confirmed safety level in performing the safe attitude return algorithm. In the present invention, it is possible to control at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the assigned priority.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 통상 조작을 설명하는 도면이다.2 is a view for explaining the normal operation of the safe attitude return algorithm of the excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따르면 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 안전도를 확인하고, 원격 조종 키트로부터 원격 제어 명령을 수신하여 원격 제어 명령에 저장한 후, 저장된 원격 제어 명령에 따라 굴삭기의 레버, 페달 및 DO 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 2 , according to an embodiment of the present invention, the excavator remote operation simulator checks the safety level, receives the remote control command from the remote control kit, stores it in the remote control command, and then according to the stored remote control command, the excavator At least one of the lever, the pedal, and the DO may be controlled.
예를 들어, 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 저장부에 원격 제어 명령을 스택(STACK)할 수 있는데, 원격 제어 명령은 CS1 내지 CSN 순서대로 순차적으로 저장될 수 있다.For example, the excavator remote operation simulator may stack remote control commands in the storage unit, and the remote control commands may be sequentially stored in the order of CS 1 to CS N.
예를 들어, 스택 사양은 LIFO를 따르며, 크기는 2,5000 데이터 셋이 될 수 있으며, 저장 주기는 40ms, 10초일 수 있다.For example, the stack specification follows LIFO, the size can be 2,5000 data sets, and the storage period can be 40ms, 10 seconds.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 안전 자세 복귀 기능 수행을 설명하는 도면이다.3A is a view for explaining the execution of the safe posture return function of the safe posture return algorithm of the excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따르면 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 안전 자세 복귀 기능 종료 조건을 확인하고, 종료 조건에 만족할 경우 저장부에 저장된 제어 명령을 호출하여, 굴삭기의 레버, 페달 및 DO 중 적어도 하나의 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the excavator remote operation simulator checks the safe attitude return function termination condition, calls the control command stored in the storage unit when the end condition is satisfied, and operates at least one of the lever, the pedal, and the DO of the excavator. can be controlled.
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 안전 자세 복귀 알고리즘의 수행 구간을 설명하는 도면이다.3B is a view for explaining an execution section of a safe posture recovery algorithm of an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 알고리즘의 수행 구간을 제1 기준값(X)과 제2 기준값(X-e) 사이의 안전도 값으로 확인한다.The excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention confirms the execution section of the algorithm as a safety value between the first reference value (X) and the second reference value (X-e).
즉, 안전 자세 복귀 기능 시작조건은 현재 위험도가 제1 기준값보다 클 경우에 해당하고, 안전 자세 복귀 기능 종료 조건은 현재 위험도가 제2 기준값보다 작을 경우에 해당될 수 있다.That is, the safe posture return function start condition may correspond to a case in which the current risk level is greater than the first reference value, and the safe posture return function end condition may correspond to a case where the current risk level is less than the second reference value.
본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 현재 위험도가 제1 기준값보다 클 경우에 위험으로 결정하고, 현재 위험도가 제2 기준값보다 작을 경우 안전으로 결정할 수 있다.The excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention may determine a risk when the current risk is greater than the first reference value, and determine the safety when the current risk is less than the second reference value.
안전 자세 복귀 알고리즘에 따른 알고리즘 기능 수행에서 굴삭기 붐 및 암 동작 시 중력 보상은 하기 [표 1]과 같을 수 있다.Gravity compensation during the operation of the excavator boom and arm in performing the algorithm function according to the safe posture return algorithm may be as shown in [Table 1] below.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 원격 굴삭 작업용 하드웨어 플랫폼을 설명하는 도면이다.4 is a diagram illustrating a hardware platform for remote excavation work of an excavator remote operation simulator according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참고하면, 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 원격 굴삭 작업용 하드웨어 플랫폼은 카메라 모듈, 모션 피드백 센서 모듈, 센서 탈부탁 어댑터, 시동-어태치먼트 제어모듈, 원격 조작 키트 및 실시간 영상 및 데이터 송수신 모듈을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the hardware platform for remote excavation work of the excavator remote operation simulator may include a camera module, a motion feedback sensor module, a sensor detachment adapter, a start-attachment control module, a remote operation kit, and a real-time image and data transmission/reception module. have.
도 5a 내지 도 5c는 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 원격 굴삭 작업용 하드웨어 플랫폼의 세부 구성을 설명하는 도면이다.5A to 5C are diagrams for explaining a detailed configuration of a hardware platform for remote excavation work of an excavator remote operation simulator.
도 5a는 레버 조작 모듈과 페달 조작 모듈을 예시한다.5A illustrates a lever operation module and a pedal operation module.
도 5a를 참고하면, 레버 조작 모듈과 페달 조작 모듈은 VR(Virtual Reality) 원격 시뮬레이터의 작업 효율을 극대화하기 위한 원격 조작 키트를 예시한다.Referring to FIG. 5A , the lever operation module and the pedal operation module exemplify a remote operation kit for maximizing the working efficiency of a virtual reality (VR) remote simulator.
원격 조작 키트는 레버 및 페달 조작 모듈, 어댑터 모듈, 메인 제어 모듈, 레버 및 페달 조작 모듈의 작업 공간 캘리브레이션을 포함할 수 있다.The remote operation kit may include a lever and pedal operation module, an adapter module, a main control module, and a working space calibration of the lever and pedal operation module.
도 5b를 참고하면, 어테치먼트 제어 모듈을 예시한다.Referring to FIG. 5B , an attachment control module is illustrated.
본 발명의 일실시예에 따르면 어테치먼트 제어 모듈은 브레이커, 크러셔, 그랩 등 다양한 어테치먼트를 원격으로 조작하기 위한 제어 모듈을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the attachment control module includes a control module for remotely operating various attachments such as a breaker, a crusher, and a grab.
일례로, 어테치먼트 제어 모듈은 굴삭기 신호체계 분석, 어테치먼트 제어모듈 신호 제어 및 흐름 설계 어테치먼트 제어 모듈 배선 및 굴삭기 부분 개조와 관련될 수 있다.In one example, the attachment control module may relate to excavator signal system analysis, attachment control module signal control and flow design attachment control module wiring and excavator part modification.
도 5c를 참고하면, 실시간 기반 영상 및 데이터 송수신 모듈을 예시한다.Referring to FIG. 5C , a real-time based image and data transmission/reception module is exemplified.
일례로, 실시간 기반 영상 및 데이터 송수신 모듈은 카메라 및 센서 모듈의 영상 및 데이터 정보를 실시간으로 전송 및 수신이 가능한 통신 모듈로서 카메라 송수신 모듈 선정, 데이터 송수신 모듈 선정 및 전원 및 작업시간을 고려한 전원 선정과 관련될 수 있다.For example, the real-time-based image and data transmission/reception module is a communication module that can transmit and receive image and data information of a camera and sensor module in real time. can be related
도 6은 굴삭기 원격조작 시뮬레이터과 관련된 굴삭기 시동 제어 모듈을 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining an excavator start control module related to the excavator remote operation simulator.
본 발명의 일실시예에 따르면 굴삭기 시동 제어 모듈은 굴삭기를 원격에서 시동 ON 또는 OFF 할 수 있을 뿐만 아니라 굴삭기 내부의 안전바도 제어 가능한 제어모듈을 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the excavator start control module includes a control module that can remotely start ON or OFF the excavator as well as control a safety bar inside the excavator.
따라서, 굴삭기 시동 제어 모듈은 굴삭기 신호체계를 분석하고, 시동 및 안전바 신호 흐름(signal flow)를 분석하며, 원격시동 제어 모듈 배선 및 굴삭기 부분을 개선할 수 있다.Accordingly, the excavator start control module can analyze the excavator signal system, analyze the start and safety bar signal flow, and improve the remote start control module wiring and the excavator part.
도 7은 굴삭기 원격조작 시뮬레이터의 키트 고도화를 설명하는 도면이다.7 is a view for explaining the upgrade of the kit of the excavator remote operation simulator.
도 7을 참고하면, 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 레버 및 페달 조작 모듈의 작업영역을 해석하고, 레버 및 페달 조작 모듈 캘리브레이션 알고리즘을 적용하여 원격 조작 키트의 고도화를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the excavator remote operation simulator interprets the working area of the lever and pedal operation module and applies the lever and pedal operation module calibration algorithm to upgrade the remote operation kit.
예를 들어, 굴삭기 원격조작 시뮬레이터는 세로축(Y-axis)를 스케일링(scaling)하고, 두 지점 사이의 제1 선형화 작업을 수행하고, 가로축(X-axis)를 스케일리하여, 가로축 값을 제거(deduct)할 수 있다.For example, the excavator remote operation simulator scales the vertical axis (Y-axis), performs a first linearization operation between two points, and scales the horizontal axis (X-axis) to remove the horizontal axis value (deduct) )can do.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.In the above-described specific embodiments, elements included in the invention are expressed in the singular or plural according to the specific embodiments presented.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.However, the singular or plural expression is appropriately selected for the situation presented for convenience of description, and the above-described embodiments are not limited to the singular or plural component, and even if the component is expressed in plural, it is composed of a singular or , even a component expressed in a singular may be composed of a plural.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.On the other hand, although specific embodiments have been described in the description of the invention, various modifications are possible without departing from the scope of the technical idea contained in the various embodiments.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments and should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.
Claims (6)
원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 저장한 후, 상기 저장된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 동작을 제어하되, 상기 확인된 안전도가 제1 기준값(X)보다 높을 경우 상기 굴삭기의 동작을 중단하며, 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행하여 상기 확인된 안전도가 제2 기준값(X-e)보다 작아지도록 상기 굴삭기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는
굴삭기 원격조작 시뮬레이터.a safety level checking unit that checks the safety level of the excavator using an external sensor; and
After storing the remote control command received from the remote control kit, the operation of the excavator is controlled according to the stored remote control command, but when the checked safety level is higher than the first reference value (X), the operation of the excavator is stopped, , a control unit for controlling the operation of the excavator so that the confirmed safety level is smaller than a second reference value (Xe) by performing a safe posture return algorithm
Excavator remote control simulator.
상기 제어부는, 상기 저장된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어하는
굴삭기 원격조작 시물레이터.According to claim 1,
The controller controls at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the stored remote control command
Excavator remote control simulator.
상기 원격조작 키트로부터 수신된 원격 제어 명령을 스택 사양에 따라 저장하는 스택 저장부를 더 포함하는
굴삭기 원격조작 시물레이터.According to claim 1,
Further comprising a stack storage unit for storing the remote control command received from the remote operation kit according to a stack specification
Excavator remote control simulator.
상기 제어부는 상기 확인된 안전도가 상기 제2 기준값(X-e)보다 작아질 경우, 상기 스택 저장부에 저장된 상기 원격 제어 명령을 호출하여 상기 호출된 원격 제어 명령에 따라 상기 굴삭기의 동작을 제어하는
굴삭기 원격조작 시물레이터.4. The method of claim 3,
When the confirmed safety level is smaller than the second reference value (Xe), the control unit calls the remote control command stored in the stack storage unit to control the operation of the excavator according to the called remote control command
Excavator remote control simulator.
상기 제어부는 상기 제1 기준값(X)과 상기 제2 기준값(X-e) 사이의 안전도 값이 확인될 경우, 상기 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행하는
굴삭기 원격조작 시물레이터.According to claim 1,
The control unit performs the safe posture return algorithm when a safety value between the first reference value (X) and the second reference value (Xe) is confirmed
Excavator remote control simulator.
상기 제어부는 상기 안전 자세 복귀 알고리즘을 수행함에 있어서, 상기 확인된 안전도에 따라 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어함에 있어서 우선순위를 부여하고, 상기 부여된 우선순위에 따라 상기 굴삭기의 레버, 페달, 자세, 디지털 출력(digital output, DO) 및 아날로그 출력(analog output, AO) 중 적어도 하나를 제어하는
굴삭기 원격조작 시물레이터.According to claim 1,
In performing the safe attitude return algorithm, the control unit controls at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the confirmed safety level. In order to give priority, and to control at least one of a lever, a pedal, a posture, a digital output (DO) and an analog output (AO) of the excavator according to the given priority
Excavator remote control simulator.
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|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101090183B1 (en) | 2009-05-27 | 2011-12-06 | 전자부품연구원 | System and method for preventing overturn of unmanned excavator |
| KR101243620B1 (en) | 2010-11-16 | 2013-03-14 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Remote controlling system for operating means |
| KR101550131B1 (en) | 2014-01-20 | 2015-09-03 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Unmanned controlling system of joystick to be applied to machinery |
| KR20200022229A (en) | 2018-08-22 | 2020-03-03 | 한국기계연구원 | Apparatus and method for safety control of excavator |
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2020
- 2020-04-23 KR KR1020200049493A patent/KR20210131105A/en unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101090183B1 (en) | 2009-05-27 | 2011-12-06 | 전자부품연구원 | System and method for preventing overturn of unmanned excavator |
| KR101243620B1 (en) | 2010-11-16 | 2013-03-14 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Remote controlling system for operating means |
| KR101550131B1 (en) | 2014-01-20 | 2015-09-03 | 한양대학교 에리카산학협력단 | Unmanned controlling system of joystick to be applied to machinery |
| KR20200022229A (en) | 2018-08-22 | 2020-03-03 | 한국기계연구원 | Apparatus and method for safety control of excavator |
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