KR20220001777A - 자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법 - Google Patents

자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법 Download PDF

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KR20220001777A
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박민철
김동목
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현대두산인프라코어(주)
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Abstract

본 개시의 실시 예들은 자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법에 관한 것이다. 일 실시 예에 따르면, 자율 주행 기반의 건설 기계는 신호를 주고받도록 구성되는 통신 장치, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 측위 장치 및 상기 통신 장치 및 상기 측위 장치와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 외부 장치 또는 상기 통신 장치를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역 내에서의 작업 처리 지점을 획득하고, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된, 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하고, 상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득하고, 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계가 구동하도록 제어할 수 있다.

Description

자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법{AUTONOMOUS WORKING CONSTRUCTION MACHINERY AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 개시의 다양한 실시 예들은 건설 기계의 자율 작업에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 작업 영역까지 그리고 작업 영역 안에서의 주행 경로를 결정하고, 주행 경로와 센서를 통해 획득되는 정보를 이용하여 건설 기계의 구동을 제어하기 위한 자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법에 관한 것이다.
건설 현장에서 토공 작업을 위한 장비들은 지속적으로 개선 및 발전해왔다. 건설 현장에서 사용되는 건설 기계는 숙련자가 조종자로서 건설 기계에 탑승하여 직접 조종하여 작업을 수행하도록 되어 있다.
하지만, 숙련된 기능공의 부재로 인한 어려움을 겪고 있으며, 안전 관리 문제, 숙련공의 임금 상승으로 인한 채산성이 계속해서 악화되고 있다. 또한, 기능공에 개개인의 숙련도 차이에 따라 시공 품질의 균일성 확보에 어려움을 겪고 있습니다.
최근에는 숙련된 기능공의 부재, 안전 관리, 및 채산성 문제를 해결할 수 있는 자동화 시스템이 활발히 연구되고 있다. 이러한 자동화 시스템의 일환으로, 현장의 관리자는 작업 환경 모델링을 이용하여 목표 도면을 생성할 수 있으며, 건설 기계 조종자는 생성된 목표 도면에 따라 작업을 수행할 수 있다.
하지만, 전술한 작업은 목표 도면만을 참고하여 건설 기계 조종자가 스스로 수립하도록 하는 것으로, 작업 품질과 작업 속도는 조종자의 숙련도에 크게 의존될 수밖에 없다.
본 개시가 해결하기 위한 과제는 자율 작업 수행을 가능하게 하기 위한 자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시가 해결하기 위한 과제는 작업 영역까지 그리고 작업 영역 안에서의 주행 경로를 결정하고, 주행 경로와 센서를 통해 획득되는 정보를 이용하여 건설 기계의 구동을 제어하기 위한 자율 작업 건설 기계 및 그의 동작 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 다양한 실시 예에 따른 자율 작업 건설 기계는 신호를 주고받도록 구성되는 통신 장치, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 측위 장치 및 상기 통신 장치 및 상기 측위 장치와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 외부 장치 또는 상기 통신 장치를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득하고, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된, 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하고, 상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득하고, 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계가 구동하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 자율 작업 건설 기계의 동작 방법은, 외부 장치 또는 상기 건설 기계를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득하는 동작, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하는 동작, 상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득하는 동작 및 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계의 구동을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따른 자율 작업 건설 기계가 주행 경로를 결정하고, 주행 경로와 센서를 통해 획득되는 정보를 이용하여 구동을 제어함으로써, 작업의 자동화를 가능하게 하고 작업 품질과 작업 속도를 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 자율 작업 시스템을 도시한 도면이다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 건설 기계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 건설 기계에 구비된 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 굴삭기에서 작업 처리 지점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 굴삭기에서 운동 궤적을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기의 동작 방법을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기에서 작업 경로를 결정하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기에서 운동 궤적을 결정하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기에서 구동을 제어하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기에서 작업을 처리하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기에서 긴급 제어 이벤트를 처리하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기의 주행 성능을 나타내는 도면이다.
본 개시물의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 장치 및 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시물은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 개시물의 개시가 완전하도록 하며, 본 개시물이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시물의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시물은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 구성 요소와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 구성 요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소와 "직접 연결된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구성 요소를 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 개시물을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 본 개시물의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소 일 수도 있음은 물론이다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시물이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 실시 예에서 사용되는 '부' 또는 '모듈'이라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부' 또는 '모듈'은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부' 또는 '모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부' 또는 '모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성 요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함할 수 있다. 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부' 또는 '모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부' 또는 '모듈'들로 더 분리될 수 있다.
본 개시물의 몇몇 실시 예들과 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 알려진 임의의 다른 형태의 기록 매체에 상주할 수도 있다. 예시적인 기록 매체는 프로세서에 커플링되며, 그 프로세서는 기록 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 기록 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 기록 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 자율 작업 시스템(100)을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 자율 작업 시스템(100)은 관제 센터(110)와 적어도 하나의 건설 기계(또는 자율 작업 건설 기계)(120 내지 150)를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 건설 기계(120 내지 150)는 토목공사나 건축공사 현장에서 자율 작업을 수행하는 기계를 지칭하는 것으로, 도 1을 통해 도시된 바와 같이, 믹서트럭(mixer truck) (120), 덤프 트럭(dump truck)(130), 불도저(bulldozer)(140), 굴삭기(excavator)(150)를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 건설 기계는 굴착기(drilling machine), 크레인(crane), 휠로더(wheel loader), 스크레이퍼(scraper) 등과 같은 다양한 기계를 포함할 수 있다. 자율 작업은 사용자의 조작없이 작업 기계(120 내지 150)가 자율적으로 이동하는 동작, 건설 기계(120 내지 150)에 의해 수행될 수 있는 작업을 자율적으로 수행하는 동작 등을 모두 포함하는 의미일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 건설 기계(120 내지 150)는 관제 센터(110)로부터 수신하는 작업 지시에 따라, 자율 작업을 수행할 수 있다. 작업 지시는 해당 건설 기계가 작업을 해야 하는 작업 영역, 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 건설 기계(120 내지 150)는 작업 지시에 따라 사용자의 조작없이 작업 영역으로 이동하여 작업을 수행할 수 있다. 건설 기계(120 내지 150)는, 도 2a를 통해 후술하는 바와 같이, 다양한 센서를 구비할 수 있으며, 센서를 통해 획득되는 정보에 기초하여 건설 기계의 상태 및/또는 건설 기계의 주변 환경을 감지하고, 감지 결과를 작업 수행에 고려할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 관제 센터(110)는 작업 현장에 투입되는 적어도 하나의 건설 기계(120 내지 150)를 관리하는 시스템일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 관제 센터(110)는 적어도 하나의 건설 기계(120 내지 150)로 작업을 지시할 수 있다. 예를 들어, 관제 센터(110)는 작업 영역 및 해당 작업 영역에서 수행해야 하는 작업을 정의한 작업 지시를 생성하고, 이를 적어도 하나의 건설 기계(120 내지 150)로 전송할 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 건설 기계를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 2b는 건설 기계에 구비된 센서를 설명하기 위한 도면이다. 이하 설명에서는, 도 1에 도시된 건설 기계 중 굴삭기를 예를 들어 설명하나 건설 기계를 굴삭기로 한정하는 것은 아니다.
도 2a를 참조하면, 굴삭기(200)는 이동 역할을 하는 하부체(210), 하부체(210)에 탑재되어 360도 회전하는 상부체(220) 및 상부체(220)의 전방에 결합된 프론트 작업 장치(230)로 구성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시의 실시 예가 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 전술한 굴삭기(200)의 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성 요소(예: 하부체(210)의 후방에 결합된 플레이드 등)가 추가될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상부체(220)는 운전자가 탑승하여 조작할 수 있는 운전실(222)이 내장되고 동력발생 장치(예: 엔진)가 장착될 수 있는 내부공간(미도시)이 구비될 수 있다. 운전실(222)은 작업 영역과 가까운 부분에 구비될 수 있다. 작업 영역은 굴삭기(200)가 작업을 하는 공간으로서, 굴삭기(200) 전방에 위치한다. 예를 들어, 탑승한 운전자가 확보된 시야 아래에서 작업을 진행하고, 프론트 작업 장치(230)가 장착되는 위치를 고려하여 운전실(222)은, 도 2a에서와 같이 작업 영역과 근접하면서 상부체(220)에서 일측으로 편향된 곳에 위치할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프론트 작업 장치(230)는 상부체(220)의 상면에 장착되고, 토지 굴삭이나 하중이 큰 물체의 운반 등의 작업을 진행하기 위한 장치일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프론트 작업 장치(230)는 상부체(220)에 회전 가능하게 결합되는 붐(231), 붐(231)을 회전시키는 붐 실린더(232), 붐(231)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 암(233), 암(233)을 회전시키는 암 실린더(234), 암(233)의 선단부에 회전 가능하게 결합되는 버켓(235), 버켓(235)을 회전시키는 버켓 실린더(236)를 포함할 수 있다. 굴삭기(200)의 작업시에는 붐(231)의 일단과 암(233)의 일단 그리고 버켓(235)의 일단에서 각각 개별적으로 회전 운동하여 버켓(235)이 도달할 수 있는 영역을 최대화할 수 있다. 전술한 프론트 작업 장치(230)는 많은 문서에서 공지되어 있는 바, 이에 대한 상세한 설명을 생략한다.
다양한 실시 예에 따르면, 하부체(210)는 상부체(220)의 하면에 결합될 수 있다. 하부체(210)는 바퀴를 사용하는 휠 타입 또는 무한궤도를 사용하는 크롤러 타입으로 형성된 주행체를 포함할 수 있다. 주행체는 동력발생 장치에 의해 발생되는 동력을 구동력으로 하여 굴삭기의 전후좌우 움직임을 구현할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 하부체(210)와 상부체(220)는 센터 조인트(center joint)에 의해 회전 가능하게 결합될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(200)는 무인 자동화, 다시 말해서, 자율 작업을 수행할 수 있는 것으로, 다수의 센서들을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다수의 센서들은 굴삭기(200)의 상태를 감지하기 위한 제 1 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(200)의 상태는 상부체(220)(또는 하부체(210)의 회전 상태를 포함할 수 있다. 제 1 센서는 센터 조인트에 배치되어 상부체(220)의 회전 상태를 감지할 수 있다. 또한, 굴삭기(200)의 상태는 프론트 작업 장치(230)의 회전 상태를 포함할 수 있다. 제 1 센서는 붐(231), 암(233), 및 버켓(235) 각각에 배치되거나 붐(231), 암(233), 및 버켓(235)의 관절부(예: 힌지 연결부)에 배치되어 적어도 붐(231), 암(233) 및 버켓(235) 각각에 대한 회전 상태를 감지할 수도 있다. 전술한 제 1 센서의 위치는 하나의 실시 예로 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 센서는 굴삭기(200)의 상태를 감지할 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다수의 센서들은 굴삭기(200)가 작업을 진행하는 작업 영역을 감지하기 위한 제 2 센서를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 작업 영역은 굴삭기가 작업을 하는 공간으로서, 굴삭기(200) 전방에 위치할 수 있다. 제 2 센서는 상부체(220)에서 작업 영역과 가까운 부분, 예를 들어, 운전실(222)의 상면에서 프론트 작업 장치(230)에 근접한 일측에 배치되어 작업영역을 감지할 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 제 2 센서의 위치가 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 제 2 센서는 추가적으로 또는 선택적으로 작업 영역을 감지하도록 프론트 작업 장치(230), 예를 들어, 암(233) 또는 버켓(235)에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다수의 센서들은 굴삭기(200) 주변의 장애물을 감지하기 위한 제 3 센서를 포함할 수 있다. 제 3 센서는 상부체(220)의 전방, 측방 및 후방에 배치되어 굴삭기 주변의 장애물을 감지할 수 있다. 전술한 제 3 센서의 위치는 하나의 실시 예로 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니며, 제 3 센서는 굴삭기(200) 주변의 장애물을 감지할 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 전술한 다양한 센서들은 각도 센서, 관성 센서, 회전 센서, 전자기파 센서, 카메라 센서, 레이다, 라이다 또는 초음파 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 센서는 각도 센서, 관성 센서 또는 회전 센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있으며, 제 2 센서 및 제 3 센서는 전자기파 센서, 카메라 센서, 레이다, 라이다 또는 초음파 센서 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 2b의 참조부호 240과 같이, 운전실(222)의 상면과 굴삭기(200)의 암(233)에 배치된 카메라 센서가 제 2 센서로 사용될 수 있다. 또한, 도 2b의 참조부호 250과 같이 굴삭기(200) 전면에 배치된 라이다, 도 2b의 참조부호 260과 같이 굴삭기(200) 측면 및 후면에 배치된 초음파 센서 또는 도 2b의 참조부호 270과 같이, 굴삭기(200) 전면, 측면 및 후면에 배치된 카메라 센서가 제 3 센서로 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 선택적으로, 이미지 센서가 제 2 센서 및 제 3 센서로 사용되는 경우, 대상체의 거리 정보를 알 수 있는 영상을 획득할 수 있는 스테레오 비전 시스템으로 구성될 수 있다.
또한, 제 1 센서, 제 2 센서, 제 3 센서 각각은 다른 센서와 동일하거나 또는 유사한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(200) 주변의 장애물을 감지하기 위한 제 3 센서를 이용하여, 굴삭기(200)가 작업을 진행하는 작업 영역을 감지하는 제 2 센서의 동작을 수행할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(200)는 무인 자동화, 다시 말해서, 자율 작업을 수행할 수 있는 것으로, 적어도 하나의 측위 장치를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 측위 장치는 위성 신호를 수신할 수 있는 GNNS(Global Navigation Satellite System) 모듈이 사용될 수 있으며, 정밀한 측정을 위해 RTK(Real Time Kinematic) GNSS 모듈이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 굴삭기(200)의 상부체(220)에는 적어도 하나의 측위 장치가 배치될 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)를 개념적으로 나타낸 도면이다. 그리고, 도 4a 및 도 4b는 굴삭기(300)에서 작업 처리 지점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 굴삭기(300)에서 운동 궤적을 결정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 이하 설명에서는, 굴삭기(300)를 건설 기계의 예로 설명한나, 본 개시가 굴삭기(300)에 한정되는 것은 아니다.
도 3을 참조하면, 굴삭기(300)는 프로세서(310), 통신 장치(320), 저장 장치(330), 센서 장치(340) 및 작업 제어 장치(350)를 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시의 실시 예가 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 전술한 굴삭기(300)의 구성요소 중 적어도 하나가 생략되거나 또는 하나 이상의 다른 구성 요소(예: 입력 장치, 출력 장치 등)가 굴삭기(300)의 구성으로 추가될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 굴삭기(300)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는, 저장 장치(330)에 저장된 소프트웨어(예를 들어, 프로그램)를 실행하여, 프로세서(310)에 연결된 구성 요소(예를 들어, 통신 장치(320), 저장 장치(330), 센서 장치(340) 또는 작업 제어 장치(350)) 중 적어도 하나의 구성 요소를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(310)는 다른 구성 요소로부터 수신된 명령 또는 데이터를 저장 장치(330)에 저장하고, 저장 장치(330)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 저장 장치(330)에 저장할 수 있다. 프로세서(310)는 메인 프로세서 및 메인 프로세서와 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서로 구성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 프로세서(310)는 전술한 구성 요소(예를 들어, 통신 장치(320), 저장 장치(330), 센서 장치(340) 또는 작업 제어 장치(350))와 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행할 수 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시 예에 따르면, 통신 장치(320)는 무선 통신 기술을 이용하여 외부 장치와 데이터를 송수신할 수 있다. 외부 장치는 관제 센터(110) 및 다른 건설 기계(120 내지 150)를 포함할 수 있다. 예컨대, 통신 장치(320)는 외부 장치로부터 작업 지시를 수신하고, 외부 장치로 작업과 관련된 정보(예: 작업 결과)를 전송할 수 있다. 이때, 통신 장치(320)가 이용하는 통신 기술에는 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), LTE(Long Term Evolution), 5G, WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), ZigBee, NFC(Near Field Communication) 등이 있다. 또한, 통신 장치(320)는 도 2를 통해 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 측위 장치를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 저장 장치(330)는 굴삭기(300)의 적어도 하나의 구성요소(예를 들어, 프로세서(310), 통신 장치(320), 센서 장치(340) 또는 작업 제어 장치(350))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 저장 장치(330)는 굴삭기(300)의 제원(예: 모델명, 고유번호, 기본 사양), 맵 데이터 등을 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장 장치(330)는 비휘발성 메모리 장치 및 휘발성 메모리 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 센서 장치(340)는 다양한 센서들을 이용하여 굴삭기(300)의 상태, 굴삭기(300)의 작업 영역 또는 굴삭기(300) 주변의 장애물 중 적어도 하나와 관련된 정보를 수집할 수 있다. 센서 장치(340)는 도 2를 통해 전술한 바와 같이, 제 1 센서, 제 2 센서 및 제 3 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(300)의 상태와 관련된 정보를 수집하기 위한 각도 센서, 관성 센서 또는 회전 센서 중 적어도 하나가 센서 장치(340)의 구성으로 사용될 수 있으며, 굴삭기(300)의 작업 영역 및 주변 장애물과 관련된 정보를 수집하기 위한 전자기파 센서, 카메라 센서, 레이다, 라이다 또는 초음파 센서 중 적어도 하나가 센서 장치(340)의 구성으로 사용될 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시의 실시 예가 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 굴삭기(300)의 상태, 굴삭기(300)의 작업 영역 또는 굴삭기(300) 주변의 장애물과 관련된 정보를 수집할 수 있는 다양한 종류의 센서들이 센서 장치(340)의 구성으로 사용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)는 굴삭기(300)의 작업을 제어할 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)는 작업 계획 수립부(352) 및 구동 제어부(354)를 포함할 수 있다.
다양한 한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)는, 관제 센터(110) 및/또는 굴삭기(300)로부터 작업 지시를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 작업 지시는 작업 영역 및 해당 작업 영역에서 수행되어야 하는 작업 종류(또는 작업 내용)를 포함할 수 있다. 작업 종류는 굴삭기(300)에 의해 수행될 수 있는 굴삭(digging) 작업, 호파기(trench) 작업, 평탄화 (grading) 작업, 파쇄(breaking) 작업, 굴삭한 토사를 상차시키는 덤핑(dumping) 작업, 상부체(220)를 회전시키는 스윙(swing) 작업, 굴삭기(300)의 위치를 변경하는 이동(moving) 작업 등을 포함할 수 있다. 또한, 작업 영역은 작업 현장의 일부분으로, 적어도 하나의 작업이 수행되어야 하는 영역(예: 굴삭 영역, 평탄화 영역 등)일 수 있다. 추가적으로, 작업 지시는 작업 현장으로부터 벗어나 대기하고 있는 굴삭기(300)를 작업 현장으로 안내하는 이동 경로를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 굴삭기(300)는 이동 경로에 기초하여 대기 장소를 출발하여 작업 현장으로 이동할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 작업 지시에 기초하여, 작업 계획을 수립할 수 있다. 작업 계획은 작업 영역에 대한 작업 처리 지점, 다시 말해서, 주행체(예: 바퀴, 무한궤도 트랙)의 정지 위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는, 작업 종류에 따라 작업 효율성과 안전성을 보장하기 위하여, 동일한 작업 영역에서 서로 다른 작업 처리 지점을 결정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업(예: 굴삭 또는 호파기 작업)을 지시받은 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 굴삭기(300)의 작업 반경(예: 상부체(220) 또는 프론트 작업 장치(230)의 회전 반경)을 고려하여 작업 영역의 제 1 지점을 작업 처리 지점을 결정할 수 있다. 작업 반경은 굴삭기(300)의 제원, 작업의 안전성 등이 고려될 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 도 4a와 같이, 굴삭기(300)의 수평 굴삭 거리(Lh)를 반지름으로 하는 가상의 영역(401)(예: 가상의 원)을 설정한 후, 굴삭기(300) 상부체(220)의 회전 반경(Ls) 및 작업을 위한 이동 거리(Lc)에 기초하여 결정되는, 가상 영역에 내접하는 영역(403)(예: 사각형의 영역)을 작업 처리 지점으로 결정할 수 있다. 예컨대, 수평 굴삭 거리(Lh)는 도 4a 및 하기 <수학식 1>의 예시와 같이, 굴삭기(300)의 수평 최대 도달 거리(Lmax)를 기준으로 지면에서 센터 조인트까지의 높이(Lg)와 버켓의 끝점이 지면에 접하는 지점부터 수직으로 굴착이 가능한 깊이(Ld) 통해 계산될 수 있으며, 작업을 위해 이동하는 굴삭기(300)의 이동 거리는 하기 <수학식 2>의 예시와 같이, 수평 굴삭 거리(Lh)와 굴삭기(300) 상부체(220)의 회전 반경(Ls)을 통해 계산될 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
다른 실시 예에 따르면, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업(예: 평탄화 작업)을 지시받은 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 버켓의 너비(Lbk)를 기준으로 작업 처리 지점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 작업 공간을 버켓의 너비를 기준으로 분할한 후, 분할된 공간 중 하나의 공간에 버켓이 위치하도록 작업 영역의 제 2 지점을 작업 처리 지점을 결정할 수 있다.
또한, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는, 작업 계획의 일부로, 작업 영역에서 굴삭기(300)가 수행하고자 하는 작업의 처리 순서를 결정할 수 있다. 예를 들어, 작업 현장 내의 복수의 작업 영역에 대한 작업을 지시받은 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 우선 순위로 처리해야하는 작업 영역과 차순위로 처리해야하는 작업 영역을 결정할 수 있다. 다른 예로, 하나의 작업 영역에서 복수의 작업을 지시받은 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 작업 영역에서 우선순위로 처리할 작업과 차순위로 처리할 작업을 계획할 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 작업 계획의 적어도 일부, 예를 들어, 작업의 처리 순서는 관제 센터(110)에 의해 지정되어 굴삭기(300)로 제공될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는, 작업 계획에 기초하여, 작업 처리를 위한 작업 경로를 획득할 수 있다. 작업 경로는 작업 영역(또는 작업 처리 지점)으로 굴삭기(300)가 이동해야 하는 경로로, 앞서 설명한 관제 센터(110)에 의해 제공되는 이동 경로와는 구분된다. 일 실시 예에 따르면, 작업 경로는 작업 현장 내의 굴삭기(300)의 위치를 시작점으로 하고, 작업 처리 지점을 목적지로 하는 작업 경로를 결정할 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 통신 장치(320)(예: 측위 장치)를 통해 획득된 위치 정보와 저장 장치(330)에 저장된 맵 데이터를 이용하여, 제 1 간격(예: 대략 1m)의 중간점(waypoint)들로 포함하는 작업 경로를 결정할 수 있다. 중간점은 굴삭기(300)가 작업을 위해 이동하는 작업 경로에 배치된 다양한 객체들에 대한 식별 정보일 수 있다. 또한, 중간점은 객체의 명칭, 종류, 위치, 방향 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시의 실시 예가 이에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 작업 경로는 외부 장치에 의해 결정될 수 있다. 이러한 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는, 외부 장치로부터 작업 경로를 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 작업 현장 내에 복수의 작업 영역이 존재하는 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 작업 처리 순서에 기초하여, 복수의 작업 영역을 경유지와 목적지로 하는 작업 경로를 결정할 수도 있다. 다른 실시 예에 따르면, 하나의 작업 영역에 복수의 작업 처리 지점이 존재하는 경우, 작업 제어 장치(350)(또는 작업 계획 수립부(352))는 작업 처리 순서에 기초하여, 복수의 작업 처리 지점을 경유지와 목적지로 하는 작업 경로를 결정할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 작업 경로에 기초하여, 굴삭기(300)의 운동 궤적을 결정할 수 있다. 운동 궤적은 작업 경로를 따라 이동하기 위한 굴삭기(300)의 움직임을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 작업 경로에 포함된 중간점들 가운데 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 운동 궤적의 일부로 결정할 수 있다.
예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 정밀한 운동 궤적을 결정하기 위하여, 작업 경로를 정밀 작업 경로로 변환시킬 수 있으며, 정밀 작업 경로에 포함된 중간점들 중 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 선택할 수 있다. 도 5를 참조하면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 제 1 간격(예: 대략 1m)의 중간점을 포함하는 작업 경로(510)를 선형 보간법을 이용(520)하여 제 2 간격(예: 대략 0.1m)의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로(530)로 변환시킬 수 있다. 이후 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 확인(550)할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 K-Dimensional Tree 기법(540)에 기초하여 정밀 작업 경로에 포함된 중간점들 중 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 확인(550)할 수 있다. K-Dimensional Tree 기법은, x 좌표와 y 좌표의 대소 크기의 비교에 기초하여 k 차원 공간의 점들을 구조화하는 기법으로, 제곱과 루트를 사용하지 않고 계산 횟수도 줄어들어 중간점 확인에 대한 연산량을 줄일 수 있다. 이때, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 중간점의 기울기를 계산하여 중간점의 위치 및 방향을 확인할 수 있다. 이는 운동 궤적을 결정하기 위한 연산량을 줄이면서 중간점에 대한 추종성을 향상시키기 위한 하나의 예시일 뿐, 운동 궤적 결정을 위해 다양한 기법이 적용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 운동 궤적에 기초하여 굴삭기(300)의 조향 정보를 획득할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 운동 궤적으로 결정된 중간점을 추종하기 위한 조향 정보를 획득할 수 있다. 조향 정보는 조향 속도, 조향 각도 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 센서 장치(340)(예: 관성 센서)를 통해 획득된 센서 정보(예: 굴삭기(300)의 상태와 관련된 정보) 또는 통신 장치(320)(예: RTK GNSS 모듈)를 통해 획득되는 정보(예: 상기 굴삭기(300)의 위치 및/또는 방향과 관련된 정보) 중 적어도 하나에 기초하여 굴삭기(300)(예: 하부체(210))의 위치 및 방향을 결정할 수 있으며, 이를 결정된 중간점의 위치 및 방향과 비교하여 조향 정보를 획득할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 조향 정보에 기초하여 굴삭기(300)를 제어하기 위한 제어 정보를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 굴삭기(300)의 제원에 기초하여 조향 정보를 구동 제어 값으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 굴삭기(300)의 제원에 기초하여, 조향 정보를 굴삭기(300)의 주행체에 대한 속도 제어 값 및 방향 제어 값으로 변환할 수 있다. 또한, 작업 제어 장치(350)(또는 구동 제어부(354))는 변환된 제어 값에 따라 굴삭기(300)가 구동되도록 좌측 및 우측 주행체(예: 바퀴, 무한궤도 트랙)를 제어할 수 있다.
전술한 실시 예에서는 프로세서(310)와 작업 제어 장치(350)가 서로 분리된 구성으로 설명하였으나, 이는 예시적일 뿐, 본 개시가 이에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 작업 제어 장치(350)와 프로세서(310)는 하나의 구성으로 설계될 수 있다. 또한, 전술한 프로세서(310)의 구성 중 적어도 일부는 굴삭기와 분리된 구성으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(310)의 구성 중 적어도 일부는 외부 장치의 구성으로 구성될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따른 자율 작업 건설 기계(예: 굴삭기(300))는 신호를 주고받도록 구성되는 통신 장치(예: 통신 장치(320)), 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 측위 장치, 및 상기 통신 장치 및 상기 측위 장치와 전기적으로 연결된 프로세서(예: 프로세서(310))를 포함하며, 상기 프로세서는, 외부 장치 또는 상기 통신 장치를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득(또는 결정)하고, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된, 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하고, 상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득(또는 결정)하고, 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계가 구동하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 지시는 상기 작업 영역 및 상기 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 작업 종류에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 건설 기계는 무인 굴삭기를 포함하고, 상기 프로세서는, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 작업 반경을 고려하여 상기 작업 처리 지점을 획득하고, 상기 스윙 동작 및 상기 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 버켓의 너비에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 경로는 제 1 간격의 중간점들을 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 작업 경로를 상기 제1 간격보다 좁은 제 2 간격의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환하고, 상기 제 2 간격의 중간점들 중 지정된 조건을 만족하는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 선형 보간법에 기초하여, 상기 작업 경로를 상기 정밀 작업 경로로 변환하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 제 2 간격의 중간점들 중 상기 건설 기계와 일정 거리를 가지는 중간점을 선택하도록 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 상기 프로세서는 K-Dimensional Tree 기법에 기초하여 중간점을 선택할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 지시는 복수의 작업 영역 및 상기 복수의 작업 영역 각각에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 작업 지시에 기초하여 작업 처리 순서를 결정하고, 상기 작업 처리 순서에 따라 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 운동 궤적을 추종하기 위한 조향 정보를 획득하고, 상기 조향 정보에 기초하여 상기 건설 기계를 구동하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 건설 기계는 상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 센서 장치(예: 센서 장치(340))를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보 또는 상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나의 정보를 획득하고, 상기 적어도 하나의 정보와 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 조향 정보를 획득하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 건설 기계의 움직임을 구현하도록 구성된 주행체를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 건설 기계의 제원에 기초하여, 상기 조향 정보를 상기 주행체의 제어 값으로 변환하고, 상기 제어 값에 기초하여, 상기 주행체를 제어하도록 제어할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 통신 장치를 통해 긴급 제어 이벤트를 수신하는 경우, 상기 건설 기계의 구동을 중단시키고 상기 긴급 제어 이벤트에 대응하는 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)의 동작 방법을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 실시 예에서 각 동작들은 순차적으로 수행될 수도 있으나, 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니다. 또한, 이하의 동작들은 굴삭기(300)의 프로세서(310)에 의해 수행되거나 프로세서(310)에 의해 실행 가능한 명령어들로 구현될 수 있다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S610 동작에서, 관제 센터(110)로부터 작업 지시를 수신할 수 있다. 작업 지시는 굴삭기(300)가 작업을 해야 하는 작업 영역, 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 종류(또는 작업 내용) 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 또한, 작업 지시는 굴삭기(300)의 시동을 제어하는 명령을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 굴삭기(300)는 작업 지시에 응답하여, 동력발생 장치를 동작시킬 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 작업 지시는 관제 센터(110) 외에 다른 건설 기계(120 내지 150)로부터 수신될 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S620 동작에서, 작업 지시에 기초하여 작업 처리 지점을 결정(또는 획득)할 수 있다. 작업 처리 지점은 전술한 작업 계획의 일부로서 작업 영역에서 작업 처리를 수행하기 위해 주행체(예: 바퀴, 무한궤도 트랙)가 정지해야 하는 위치일 수 있다. 작업의 효율성과 안정성은 굴삭기(300)가 위치하는 작업 처리 지점에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라, 작업 효율성과 안전성을 보장하기 위하여, 굴삭기(300)는 작업 내용에 기초하여 작업 영역 중 굴삭기(300)의 주행체가 위치해야 하는 적절한 위치를 결정할 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업을 수행하는 굴삭기(300)의 작업 처리 지점은 굴삭기(300)의 작업 반경을 고려하여 결정될 수 있으며, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업(예: 평탄화 작업)을 수행하는 굴삭기(300)의 작업 처리 지점은, 버켓의 너비를 기준으로 결정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S630 동작에서, 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득할 수 있다. 작업 경로는 작업 영역 내의 굴삭기(300)의 현재 위치를 시작점으로 하고, 작업 처리 지점을 목적지로 하는 주행 경로일 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(300)는 측위 장치를 통해 획득되는 위치 정보와 저장된 맵 데이터에 기초하여, 제 1 간격(예: 1m)의 중간점(waypoint)들로 포함하는 작업 경로를 결정(또는 획득)할 수 있다. 다른 예로, 작업 경로는 다른 외부 장치에 의해 결정될 수 있으며, 굴삭기(300)는 외부 장치로부터 작업 경로를 획득할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S640 동작에서, 작업 경로에 기초하여 굴삭기(300)의 운동 궤적을 결정(또는 획득)할 수 있다. 운동 궤적은 작업 경로를 따라 이동하기 위한 굴삭기(300)의 움직임을 의미할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 작업 경로에 포함된 중간점들 중 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 선택하고, 선택된 중간점들을 운동 궤적의 일부로 결정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S650 동작에서, 운동 궤적에 기초하여 굴삭기(300)의 구동을 제어할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 구동을 제어하기 위하여 운동 궤적에 기초하여 굴삭기(300)의 조향 정보를 획득할 수 있다. 조향 정보는 운동 궤적으로 결정된 중간점을 추종하기 위한 정보로, 조향 속도, 조향 각도 등을 포함할 수 있다. 굴삭기(300)는 센서 장치(340)를 통해 획득된 센서 정보에 기초하여 굴삭기(300)의 상태(예: 하부체(210)의 위치 및 방향을 결정할 수 있으며, 이를 결정된 중간점의 위치 및 방향과 비교함으로써, 조향 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(300)는 구동을 제어하면서 작업 처리 지점으로 이동할 수 있다.
전술한 실시 예는 굴삭기(300)가 작업 처리 지점 결정, 작업 경로 결정, 운동 궤적 결정 및 구동을 제어하는 것으로 기재하였으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전술한 실시 예를 통해 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 외부 장치(예: 관제 센터(110))에 의해 수행될 수 있다. 또한, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)의 동작 방법과 관련하여, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)에서 작업 경로를 결정하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 설명되는 도 7의 동작들은, 도 6의 S610 내지 630 동작에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 것일 수 있다. 또한, 이하 실시 예에서 각 동작들은 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S710 동작과 같이, 작업 처리 순서를 획득(또는 결정)할 수 있다. 전술한 바와 같이, 작업 지시는 굴삭기(300) 가 작업을 해야 하는 작업 영역, 작업 영역에서 굴삭기(300)가 수행해야 하는 작업 내용 등과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 작업 현장 내의 복수의 작업 영역에 대한 작업을 지시받은 경우, 굴삭기(300)는 우선 순위로 처리해야하는 작업 영역과 차순위로 처리해야하는 작업 영역을 결정할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 하나의 작업 영역에서 복수의 작업을 처리하도록 지시받은 경우, 굴삭기(300)는 작업 영역 내에서 우선순위로 처리할 작업과 차순위로 처리할 작업을 계획할 수 있다. 작업 처리 순서는 작업 영역에서의 이동 거리, 작업 시간, 작업 종류 등과 같은 작업 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S720 동작에서, 작업 지시에 기초하여 각각의 작업이 수행되어야 하는 작업 처리 지점을 획득(또는 결정)할 수 있다. 전술한 바와 같이, 굴삭기(300)는 작업 효율성과 안전성을 보장하기 위하여, 작업 내용에 기초하여 작업 영역 중 굴삭기(300)의 주행체(예: 바퀴, 무한궤도 트랙)가 위치해야 하는 적절한 위치를 결정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S730 동작에서, 작업 처리 순서에 기초하여, 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 작업 처리 순서에 기초하여, 복수의 작업 처리 지점을 경유지와 목적지로 하는 작업 경로를 획득(또는 결정)할 수 있다.
전술한 바와 같이, 작업 경로는 외부 장치에 의해 결정될 수도 있다. 따라서, 도7에 도시된 S710 동작 내지 S730 동작 중 적어도 하나의 동작은 외부 장치에 의해 수행될 수도 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)에서 운동 궤적을 결정하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 설명되는 도 8의 동작들은, 도 6의 S640 동작에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 것일 수 있다. 또한, 이하 실시 예에서 각 동작들은 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S810 동작과 같이, 작업 경로를 정밀 작업 경로로 변환시킬 수 있다. 정밀 작업 경로는 작업 경로보다 정밀한 간격의 중간점을 포함하는 작업 경로일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 선형 보간법을 이용하여, 제 1 간격(예: 대략 1m)의 중간점을 포함하는 작업 경로를 제 2 간격(예: 대략 0.1m)의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S820 동작에서, 정밀 작업 경로에 포함된 중간점들 가운데 조건을 만족하는 중간점을 선택할 수 있다. 중간점은 굴삭기(300)가 이동하는 공간(예: 작업 경로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 식별 정보일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 K-Dimensional Tree 기법에 기초하여 정밀 작업 경로에 포함된 중간점들 중 굴삭기(300)와 가까운 중간점을 선택할 수 있다. 이때, 굴삭기(300)는 굴삭기(300)의 주행 특성, 예를 들어, 유압으로 구동을 제어함에 따라 주행 지연이 발생되는 주행 특성을 고려하여, 굴삭기(300)를 기준으로 일정 거리 이상 떨어진 중간점을 선택할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S830 동작에서, 선택된 중간점들에 기초하여 운동 궤적을 획득(또는 결정)할 수 있다. 운동 궤적은 작업 경로를 따라 이동하기 위한 굴삭기(300)의 움직임을 의미할 수 있다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)에서 구동을 제어하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 설명되는 도 8의 동작들은, 도 6의 S650 동작에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 것일 수 있다. 또한, 이하 실시 예에서 각 동작들은 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S910 동작과 같이, 운동 궤적에 기초하여 조향 정보를 획득할 수 있다. 조향 정보는 운동 궤적으로 결정된 중간점을 추종하기 위한 정보로, 조향 속도, 조향 각도 등을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 센서 장치(340)를 통해 획득된 센서 정보에 기초하여 굴삭기(300)의 위치 및 방향을 결정할 수 있으며, 이를 중간점의 위치 및 방향과 비교함으로써, 조향 정보를 획득할 수 있다. 추가적으로, 굴삭기(300)는 조항 정보를 획득하기 위하여 통신 장치(320)를 통해 획득되는 정보(예: 상기 굴삭기(300)의 위치 및/또는 방향과 관련된 정보)를 사용할 수도 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S920 동작에서, 조향 정보에 기초하여 제어 정보를 획득(또는 생성)할 수 있다. 제어 정보는 조향 정보에 따라 주행하도록 제어되어야 하는 굴삭기(300)의 제어 정보일 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(300)는 굴삭기(300)의 제원(예: 주행체의 폭, 주행체의 길이, 주행체의 회전 속도 등)에 기초하여 조향 정보를 굴삭기(300)의 주행체에 대한 속도 제어 값 및 방향 제어 값으로 변환한 제어 정보를 생성할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S930 동작에서, 제어 정보에 기초하여 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 굴삭기(300)는 변환된 제어 값에 따라 굴삭기(300)가 구동되도록 좌측 및 우측 주행체(예: 바퀴, 무한궤도 트랙)를 제어할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)에서 작업을 처리하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 설명되는 도 10의 동작들은, 도 6의 S650 동작에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 것일 수 있다. 또한, 이하 실시 예에서 각 동작들은 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 10을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S1010 동작과 같이, 작업 처리 지점으로 이동하여 작업(또는 자율 작업)을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 작업 처리 지점으로 이동하여, 관제 센터(110)로부터 지시받은 작업을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, S1020 동작에서, 작업 처리 지점에서의 작업을 완료하는지를 판단할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, 작업 처리 지점에서의 작업이 완료되면, S1030 동작에서, 모든 작업 처리 지점에서의 작업을 완료하는지를 판단할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, 모든 작업 처리 지점에서의 작업이 완료되지 않으면, S1040 동작에서, 다음 작업 처리 지점으로 이동하여 작업을 수행할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 다음 작업 처리 지점으로 이동하기 위하여, 다음 작업 처리 지점에 기초하여 작업 처리를 위한 작업 경로를 결정하는 동작(예: 도 6의 S630 동작), 작업 경로에 기초하여 건설 기계의 운동 궤적을 결정하는 동작(예: 도 6의 S640 동작) 또는 운동 궤적에 기초하여 구동을 제어하는 동작(예: 도 6의 S650 동작) 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는, 모든 작업 처리 지점에서의 작업이 완료되면, S1050 동작에서, 관제 센터(110)로 작업 완료를 보고할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)에서 긴급 제어 이벤트를 처리하는 동작을 나타내는 플로우 챠트이다. 이하 설명되는 도 11의 동작들은, 도 10의 S1010 동작 내지 S1050 동작에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 것일 수 있다. 또한, 이하 실시 예에서 각 동작들은 반드시 순차적으로 수행되는 것은 아니며, 개시된 동작 중 적어도 하나의 동작이 생략되거나 다른 동작이 추가될 수도 있다.
도 11을 참조하면, 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)는, S1110 동작과 같이, 자율 작업을 수행하는 중 긴급 제어 이벤트가 감지되는지 여부를 판단할 수 있다. 긴급 제어 이벤트는 굴삭기(300)의 작업을 관제 센터(110)의 제어에 기반한 작업으로 변경하는 제 1 이벤트와 굴삭기(300)의 자율 작업을 일시적으로 중단하는 제 2 이벤트를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 긴급 제어 이벤트가 감지되지 않으며, 자율 작업을 유지할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 긴급 제어 이벤트를 감지하면, S1120 동작과 같이 자율 작업을 중단하고 긴급 이벤트에 대응하는 동작 모드로 전환할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 제 1 이벤트의 발생에 응답하여, 관제 센터(110)로부터 수신하는 제어 정보에 기초하여 굴삭기(300)의 동작을 제어하는 원격 작업 모드로 전환할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 굴삭기(300)는 제 2 이벤트의 발생에 응답하여, 작업을 중단하고 대기하기 대기 모드로 전환할 수 있다. 이때, 굴삭기(300)는 관제 센터(110)로부터 별도의 지시를 수신할 때까지 대기 상태를 유지할 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면, 긴급 제어 이벤트를 감지하는 것에 응답하여, 운전자가 굴삭기(300)의 동작을 직접 제어하는 수동 작업 모드로 전환할 수도 있다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 굴삭기(300)의 주행 성능을 나타내는 도면이다.
도 12를 참조하면, 참조부호 1230에 도시된 바와 같이, 굴삭기(300)가 자율 주행 경로(1220)와 실제 작업 경로(1210)가 상당히 유사한 것을 확인할 수 있다. 이는 굴삭기(300)가 작업 지시에 기초하여 적절한 작업 위치를 결정하고, 결정된 작업 위치로의 작업 경로를 생성하고, 생성된 작업 경로를 정확하게 추종하여 이동하는 것으로 볼 수 있다.
또한, 참조부호 1240에 도시된 바와 같이, 제자리 회전 구간에서는 좌측 주행체와 우측 주행체를 서로 반대 방향으로 구동시켜 작업 경로를 정확하게 추종하며, 참조부호 1250에 도시된 바와 같이, 요 에러가 발생되지 않도록 정확한 방향을 유지하면서 작업 경로를 추종하는 것으로 볼 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 자율 작업 건설 기계(예: 굴삭기(300))의 동작 방법은, 외부 장치 또는 상기 건설 기계를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득(또는 결정)하는 동작, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된, 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하는 동작, 상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득(또는 결정)하는 동작 및 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계의 구동을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 지시는 상기 작업 영역 및 상기 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며, 상기 작업 처리 지점은 상기 작업 종류에 기초하여 획득될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 건설 기계는 무인 굴삭기를 포함하고, 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작은, 스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 작업 반경을 고려하여 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작 및 상기 스윙 동작 및 상기 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 버켓의 너비에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 경로는 제 1 간격의 중간점들을 포함하며, 상기 운동 궤적을 획득하는 동작은, 상기 작업 경로를 제 2 간격의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환하는 동작 및 상기 제 2 간격의 중간점들 중 지정된 조건을 만족하는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 선형 보간법에 기초하여, 상기 작업 경로를 상기 정밀 작업 경로로 변환할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제 2 간격의 중간점들 중 상기 건설 기계와 일정 거리를 가지는 중간점을 선택할 수 있다. 일 실시 예에 따라, K-Dimensional Tree 기법에 기초하여 상기 제 2 간격의 중간점들 중 상기 건설 기계와 일정 거리를 가지는 중간점을 선택할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 작업 지시는 복수의 작업 영역 및 상기 복수의 작업 영역 각각에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며, 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작은, 상기 작업 지시에 기초하여 작업 처리 순서를 결정하는 동작, 및 상기 작업 처리 순서에 따라 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 구동을 제어하는 동작은, 상기 운동 궤적을 추종하기 위한 조향 정보를 획득하는 동작 및 상기 조향 정보에 기초하여 상기 건설 기계의 구동을 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 조향 정보를 획득하는 동작은, 상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보 또는 상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나의 정보를 획득하는 동작 및 상기 적어도 하나의 정보와 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 조향 정보를 획득하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 건설 기계는 움직임을 구현하도록 구성된 주행체를 더 포함하며, 상기 구동을 제어하는 동작은, 상기 건설 기계의 제원에 기초하여, 상기 조향 정보를 상기 주행체의 제어 값으로 변환하는 동작 및 상기 제어 값에 기초하여, 상기 주행체를 제어하는 동작을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 자율 작업 건설 기계의 동작 방법은 상기 외부 장치로부터 통해 긴급 제어 이벤트를 수신하는 경우, 상기 건설 기계의 구동을 중단시키고 상기 긴급 제어 이벤트에 대응하는 동작을 수행하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따른 굴삭기(300)의 동작 방법은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 프로세서(예: 프로세서(310))에 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 개시는 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 개시의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 자율 작업 건설 기계에 있어서,
    신호를 주고받도록 구성되는 통신 장치;
    상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 측위 장치; 및
    상기 통신 장치 및 상기 측위 장치와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    외부 장치 또는 상기 통신 장치를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득하고,
    상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된, 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하고,
    상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득하고,
    상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계가 구동하도록 제어하는 건설 기계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 지시는 상기 작업 영역 및 상기 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 작업 종류에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어하는 건설 기계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 건설 기계는 무인 굴삭기를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 작업 반경을 고려하여 상기 작업 처리 지점을 획득하고,
    상기 스윙 동작 및 상기 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 버켓의 너비에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어하는 건설 기계.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 경로는 제 1 간격의 중간점들을 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 작업 경로를 제 2 간격의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환하고,
    상기 제 2 간격의 중간점들 중 지정된 조건을 만족하는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하도록 제어하는 건설 기계.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    선형 보간법에 기초하여, 상기 작업 경로를 상기 정밀 작업 경로로 변환하도록 제어하는 건설 기계.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 제 2 간격의 중간점들 중 상기 건설 기계와 일정 거리를 가지는 중간점을 선택하도록 제어하는 건설 기계.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 지시는 복수의 작업 영역 및 상기 복수의 작업 영역 각각에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 작업 지시에 기초하여 작업 처리 순서를 결정하고,
    상기 작업 처리 순서에 따라 상기 작업 처리 지점을 획득하도록 제어하는 건설 기계.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 운동 궤적을 추종하기 위한 조향 정보를 획득하고,
    상기 조향 정보에 기초하여 상기 건설 기계를 구동하도록 제어하는 건설 기계.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보를 수집하도록 구성된 센서 장치를 더 포함하며;
    상기 프로세서는,
    상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보 또는 상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나의 정보를 획득하고, 상기 적어도 하나의 정보와 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 조향 정보를 획득하도록 제어하는 건설 기계.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 건설 기계의 움직임을 구현하도록 구성된 주행체를 더 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 건설 기계의 제원에 기초하여, 상기 조향 정보를 상기 주행체의 제어 값으로 변환하고,
    상기 제어 값에 기초하여, 상기 주행체를 제어하도록 제어하는 건설 기계.
  11. 외부 장치 또는 건설 기계를 통해 획득되는 작업 지시에 기초하여, 작업 영역에 대한 작업 처리 지점을 획득하는 동작;
    상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보에 기초하여 획득된 상기 작업 처리 지점으로의 작업 경로를 획득하는 동작;
    상기 작업 경로에 기초하여 상기 작업 처리 지점으로 이동하기 위한 상기 건설 기계의 운동 궤적을 획득하는 동작; 및
    상기 운동 궤적에 기초하여 상기 건설 기계의 구동을 제어하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 작업 지시는 상기 작업 영역 및 상기 작업 영역에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며,
    상기 작업 처리 지점은 상기 작업 종류에 기초하여 획득하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 건설 기계는 무인 굴삭기를 포함하고,
    상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작은,
    스윙 동작 및 덤핑 동작이 수반되는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 작업 반경을 고려하여 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작; 및
    상기 스윙 동작 및 상기 덤핑 동작이 수반되지 않는 작업을 지시받은 경우, 상기 무인 굴삭기의 버켓의 너비에 기초하여 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 작업 경로는 제 1 간격의 중간점들을 포함하며,
    상기 운동 궤적을 획득하는 동작은,
    상기 작업 경로를 제 2 간격의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환하는 동작; 및
    상기 제 2 간격의 중간점들 중 지정된 조건을 만족하는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 작업 경로를 제 2 간격의 중간점을 포함하는 정밀 작업 경로로 변환하는 동작은,
    선형 보간법에 기초하여, 상기 작업 경로를 상기 정밀 작업 경로로 변환하는 동작을 포함하는, 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 간격의 중간점들 중 지정된 조건을 만족하는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하는 동작은,
    상기 제 2 간격의 중간점들 중 상기 건설 기계와 일정 거리를 가지는 중간점으로 구성된 상기 운동 궤적을 획득하는 동작을 포함하는, 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 작업 지시는 복수의 작업 영역 및 상기 복수의 작업 영역 각각에서 수행해야 하는 작업 종류를 포함하며,
    상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작은,
    상기 작업 지시에 기초하여 작업 처리 순서를 결정하는 동작; 및
    상기 작업 처리 순서에 따라 상기 작업 처리 지점을 획득하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 구동을 제어하는 동작은,
    상기 운동 궤적을 추종하기 위한 조향 정보를 획득하는 동작; 및
    상기 조향 정보에 기초하여 상기 건설 기계의 구동을 제어하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 조향 정보를 획득하는 동작은,
    상기 건설 기계의 위치와 관련된 정보 또는 상기 건설 기계의 상태와 관련된 정보 중 적어도 하나의 정보를 획득하는 동작; 및
    상기 적어도 하나의 정보와 상기 운동 궤적에 기초하여 상기 조향 정보를 획득하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 건설 기계는 움직임을 구현하도록 구성된 주행체를 더 포함하며,
    상기 구동을 제어하는 동작은,
    상기 건설 기계의 제원에 기초하여, 상기 조향 정보를 상기 주행체의 제어 값으로 변환하는 동작; 및
    상기 제어 값에 기초하여, 상기 주행체를 제어하는 동작을 포함하는 자율 작업 건설 기계의 동작 방법.
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KR20120004132A (ko) * 2010-07-06 2012-01-12 전자부품연구원 굴삭기 자동화 시스템 및 그 통합 관리 방법
JP6285838B2 (ja) * 2014-09-29 2018-02-28 日立建機株式会社 作業車両の移動制御装置及び作業車両
JP6767940B2 (ja) * 2017-07-10 2020-10-14 日立建機株式会社 作業機械の非常停止システム
JP7060440B2 (ja) * 2018-05-09 2022-04-26 大成建設株式会社 無人化施工システムおよびブルドーザ
EP3879036A4 (en) * 2018-11-08 2022-01-05 Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. SHOVEL, INFORMATION PROCESSING DEVICE, INFORMATION PROCESSING PROCESS, INFORMATION PROCESSING PROGRAM, TERMINAL DEVICE, DISPLAY PROCESS AND DISPLAY PROGRAM

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