KR20230029052A - 산업현장 위험방지시스템 - Google Patents

산업현장 위험방지시스템 Download PDF

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KR20230029052A
KR20230029052A KR1020210111065A KR20210111065A KR20230029052A KR 20230029052 A KR20230029052 A KR 20230029052A KR 1020210111065 A KR1020210111065 A KR 1020210111065A KR 20210111065 A KR20210111065 A KR 20210111065A KR 20230029052 A KR20230029052 A KR 20230029052A
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prevention system
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신성일
김승우
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주식회사 무스마
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Abstract

영상을 통한 산업현장 위험방지시스템은 복수의 작업을 위한 복수의 작업기기, 복수의 작업기기를 포함하는 상기 산업현장을 촬영하는 복수의 카메라 및 산업현장 내의 작업자의 형상, 작업동작 및 작업복색상을 포함하는 작업자정보를 저장하며, 저장된 작업자정보를 이용하여 복수의 카메라로부터 수신된 촬영영상에서 작업자를 파악하며, 파악된 작업자의 작업영역을 산출하고, 산출된 작업영역에 기초하여 복수의 작업기기가 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

산업현장 위험방지시스템{Industrial site risk prevention system}
본 발명은 산업현장 위험방지시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업현장에서 작업을 하는 작업자 및 작업기기에 대한 영상을 통하여 안전사고를 방지할 수 있는 산업현장 위험방지시스템에 관한 것이다.
산업현장에는 다수의 작업기기들이 작업을 하고 있으며, 작업자들도 같은 영역에서 수작업을 한다. 다수의 작업기기 즉, 호이스트, 지게차 및 이동차량 등은 이동경로가 정해져 있지만 부득이한 경우에는 이동경로를 변경하여 이동할 수도 있다 이러한 경우 작업자가 작업을 하는 영역을 지날 수도 있으므로 매우 주의를 요한다.
그러나 작업을 하는 현장은 매우 큰 소음으로 인하여 작업자들은 작업기기가 이동하는 경우에도 이를 인식하지 못할 수도 있다. 이러한 경우에 작업기기 또는 작업자의 부주의로 인하여 안전사고가 발생할 수 있다. 작업기기를 다루는 작업자와 수작업을 수행하는 작업자 스스로 주의를 하여야 하지만 여전히 주의를 하여도 안전사고는 발생하고 있다.
KR 10-2116678
따라서 본 발명의 목적은 영상을 통하여 산업현장의 작업영역에서 안전사고를 방지할 수 있는 산업현장 위험방지시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 영상을 통한 산업현장 위험방지시스템은, 복수의 작업을 위한 복수의 작업기기; 상기 복수의 작업기기를 포함하는 상기 산업현장을 촬영하는 복수의 카메라; 및 상기 산업현장 내의 작업자의 형상, 작업동작 및 작업복색상을 포함하는 작업자정보를 저장하며, 저장된 상기 작업자정보를 이용하여 상기 복수의 카메라로부터 수신된 촬영영상에서 작업자를 파악하며, 파악된 상기 작업자의 작업영역을 산출하고, 산출된 상기 작업영역에 기초하여 상기 복수의 작업기기가 상기 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어하는 제어부를 포함한다. 카메라로 산업현장의 작업영역의 영상을 촬영하고 영상 내의 작업자의 작업영역을 파악하여 작업기기가 작업영역을 침범하지 않도록 하여 안정사고의 위험을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 촬영영상을 복수의 영역으로 구획하며, 구획된 상기 복수의 영역 각각에 대응하는 산업현장영역을 설정하고, 설정된 상기 산업현장영역 각각의 영상 내의 상기 작업자정보를 매칭시키며, 매칭된 상기 작업자정보에 따라 상기 복수의 작업기기를 제어하면 여러 복수의 영역으로 나누어 관리함으로써 효율적인 영역관리를 할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 작업자의 자세에 따라 상기 작업자의 작업영역 중 일부영역을 증가시키면 혹시라도 작업자의 움직임이 커지는 경우에도 작업기기에 의한 안전사고가 발생되지 않도록 할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 작업영역의 외측을 둘러싸는 안전영역을 더 설정하며, 상기 안전영역에 기초하여 상기 복수의 작업기기가 상기 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어하면 안전영역을 더 설정하여 작업자로 작업기기가 접근할 수 있는 확률이 감소될 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 작업자의 자세에 따라 상기 안전영역 중 일부영역을 증가시키면 혹시라도 작업자의 움직임이 커지는 경우에도 작업기기에 의한 안전사고가 발생되지 않도록 할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 작업자의 최대이동속도, 이동방향 및 이동범위를 포함하는 작업추정정보를 산출하며, 상기 작업추정정보에 기초하여 상기 작업영역을 설정하면 작업기기의 이동경로 상에 작업자가 위치할 수 있는 확률을 감소시킬 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 작업자의 위치에 따라 상기 작업추정정보를 변경하면 작업자가 이동되기 쉬운 경사진 위치나 큰 걸음을 해야 하는 위치 등에서도 작업영역이 크게 형성될 수 있도록 할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 복수의 카메라 각각은 상기 촬영영상의 줌배율을 조절할 수 있는 줌조절부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 작업자의 최대이동속도는 상기 줌조절부의 줌배율에 따라 설정하면 작업자를 확대하여 숙였다가 갑자기 일어서는 움직임이 있는 경우나 팔을 갑자기 들거나 하는 등의 움직임에 대한 최대이동속도를 파악할 수 있으므로 안전한 작업영역을 설정할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 제어부는, 상기 복수의 카메라로부터 수신된 촬영영상에 기초하여 상기 작업자정보를 업데이트하면 안전한 작업영역을 효율적으로 설정할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 산업현장의 온도, 가스, 화재 및 재해를 포함하는 재난상황을 감지하는 센서부를 더포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서부로부터 감지되는 상기 재난상황의 정도에 따라 상기 작업영역을 크기를 증가시키면 산업현장의 작업환경이 악화되는 경우에도 안전한 작업영역을 설정할 수 있도록 할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따르면 카메라로 산업현장의 작업영역의 영상을 촬영하고 영상 내의 작업자의 작업영역을 파악하여 작업기기가 작업영역을 침범하지 않도록 하여 안정사고의 위험을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 영상을 통한 산업현장 위험방지시스템의 예시도이다.
도 2는 산업현장 촬영영상을 복수의 영역으로 구획한 예시도이다.
도 3은 현장 모니터링의 흐름도이다.
도 4는 작업자의 작업영역 예시도이다.
도 5는 작업영역 및 안전영역의 예시도이다.
도 6은 안전영역을 증가시키는 예시도이다.
도 7은 근거리와 원거리의 작업자의 작업영역을 설정하는 예시도이다.
도 8은 제어블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 영상을 통한 산업현장 위험방지시스템(1)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 영상을 통한 산업현장 위험방지시스템(1)의 예시도이다.
산업현장 중 작업현장에서는 각종 작업기기 즉, 호이스트와 지게차와 같은 작업물을 이동시키는 이동작업기기(10-1 내지 10-n)와 수작업을 위한 작업자들이 다수 작업을 하고 있다. 이러한 작업기기(10-1 내지 10-n)와 작업자들을 포함하여 촬영하고 촬영영상을 분석하여 작업기기(10-1 내지 10-n)에 의한 작업자들의 안전을 만들어낼 수 있다.
영상을 통한 산업현장 위험방지시스템(1)은 작업기기(10), 카메라(20), 통신부(30), 사용자입력부(40), 디스플레이부(50), 센서부(60) 및 제어부(70)를 포함할 수 있다.
작업기기(10)는 산업현장 중 작업현장에서 복수의 작업을 수행할 수 있다. 작업기기(10)는 제1작업기기(10-1) 내지 제n작업기기(10-n)를 포함할 수 있다.
카메라(20)는 복수의 작업기기(10-1 내지 10-n)를 포함하는 산업현장을 촬영할 수 있도록 복수의 위치에 복수(20-1 내지 20-n)가 배치될 수 있다. 복수의 카메라(20-1 내지 20-n) 각각은 촬영영상의 줌배율을 조절할 수 있는 줌조절부(200-1 내지 200-n)를 포함할 수 있다.
통신부(30)는 중앙제어부를 포함하는 외부장치로 위험을 알리는 데이터를 전송하고 외부장치로부터 데이터를 수신할 수 있다.
사용자입력부(40)는 사용자의 명령을 입력시킬 수 있는 구성이다.
디스플레이부(50)는 카메라(20)에서 촬영된 촬영영상을 표시할 수 있다.
센서부(60)는 산업현장의 온도, 가스, 화재 및 재해를 포함하는 재난상황을 감지할 수 있다. 센서부(60)는 온도센서(61), 가스센서(62), 화재센서(63) 및 재해센서(64)를 포함할 수 있다. 여기서, 재해센서(64)는 지진을 감지할 수 있는 진동센서일 수 있고, 바람의 풍속을 감지할 수 있는 풍속센서일 수 있으며, 홍수를 감지할 수 있는 홍수감지센서일 수도 있다.
제어부(70)는 산업현장 내의 작업자의 형상, 작업동작 및 작업복색상을 포함하는 작업자정보를 저장하며, 저장된 작업자정보를 이용하여 복수의 카메라(20-1 내지 20-n)로부터 수신된 촬영영상에서 작업자를 파악하며, 파악된 작업자의 작업영역을 산출하고, 산출된 작업영역에 기초하여 복수의 작업기기(10-1 내지 10-n)가 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어할 수 있다.
제어부(70)는 촬영영상을 복수의 영역으로 구획하며, 구획된 복수의 영역 각각에 대응하는 산업현장영역을 설정하고, 설정된 산업현장영역 각각의 영상 내의 작업자정보를 매칭시키며, 매칭된 작업자정보에 따라 복수의 작업기기를 제어할 수 있다.
제어부(70)는 작업자의 자세에 따라 작업자의 작업영역 중 일부영역을 증가시킬 수 있다.
제어부(70)는 작업영역의 외측을 둘러싸는 안전영역을 더 설정하며, 안전영역에 기초하여 복수의 작업기기가 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어할 수 있다.
제어부(70)는 작업자의 자세에 따라 안전영역 중 일부영역을 증가시킬 수 있다.
제어부(70)는 작업자의 최대이동속도, 이동방향 및 이동범위를 포함하는 작업추정정보를 산출하며, 작업추정정보에 기초하여 작업영역을 설정할 수 있다.
제어부(70)는 작업자의 위치에 따라 작업추정정보를 변경할 수 있다.
제어부(70)는 작업자의 최대이동속도는 줌조절부의 줌배율에 따라 설정할 수 있다.
제어부(70)는 복수의 카메라(20-1 내지 20-n)로부터 수신된 촬영영상에 기초하여 작업자정보를 업데이트할 수 있다.
제어부(70)는 센서부(60)로부터 감지되는 재난상황의 정도에 따라 작업영역을 크기를 증가시킬 수 있다.
도 2는 산업현장 촬영영상을 복수의 영역으로 구획한 예시도이다.
복수의 카메라(20-1 내지 20-n)를 이용하여 산업현장 중 작업현장 즉, 복수의 작업기기(10-1 내지 10-n)와 복수의 작업자들을 촬영하는데 하나의 카메라가 작업현장 전체를 촬영할 수도 있지만 대부분의 경우 작업현장 전체를 촬영할 수 없으므로 선명하게 촬영할 수 있는 영역을 촬영하고 제어부(70)는 이 영상들을 조합하여 하나의 영상 또는 2개 내지 3개의 영상으로 만들 수 있다. 각각의 작업영역의 중요성 등을 고려하여 촬영영상은 여러 작업현장의 촬영영상으로 분석될 수 있다.
도 2에서는 작업현장 전체 중 16개의 영역으로 구획되어 있으며, 작업자 중 우측 작업자는 (a3, b2)좌표에서 작업을 하는 것을 확인할 수 있다.
도 3은 현장 모니터링의 흐름도이다.
도 3 (a) 영상정보(S1) 즉, 촬영영상에서 객체인식엔진(Single Shot MultiBox Detection(SSD))를 이용하여 작업자를 검출하고(S2), 검출된 작업자의 촬영영상에서 작업자의 자세를 예측할 수 있는 자세 예측 엔진을 이용하여(S3) 작업자의 자세를 예측한다. 객체인식엔진(Single Shot MultiBox Detection(SSD))를 이용하여 안전 장비 등 사물을 검출한다. 작업자의 자세 및 안전 장비 등 사물을 이용하여 작업자의 작업을 정의하고 작업을 분석한다(S4). 이를 통하여 현장을 모니터링한다(S5).
여기서, 객체 검출은 객체인식엔진(Single Shot MultiBox Detection(SSD)) 알고리즘을 기본으로 parameter tuning 작업을 수행하고, 작업자 및 안전 장비를 실시간 검출하며, 안전 장비 정보와 자세 정보의 결합으로 작업 종류 결정한다.
또한, OpenPose(open source) 기본 신체 검출 알고리즘을 이용하여 작업자의 각 신체부위를 검출하고, 검출된 신체 부위를 이용하여 작업자의 자세 예측할 수 있다. 기 구성된 작업 자세 정보와 매칭하여 작업자의 작업을 예측할 수 있다.
도 3 (b) 객체인식엔진(Single Shot MultiBox Detection(SSD))를 이용하여 작업자를 검출하는 것을 설명한다.
영상데이터(S11)를 이용하여 객체인식학습을 수행한다(S12). 객체인식학습은 실시간 영상을 이용하여 학습데이터를 추가할 수 있다(S13). 이를 통하여 지속적으로 객체인식모델을 업데이트하여 할 수 있다(S14). 업데이트된 객체인식모델을 이용하여 작업자의 객체인식을 더욱 정확히 할 수 있다.
여기서, 해상도병 맞춤 모델을 적용할 수도 있다.
한 이미지 상에 다양한 크기의 피사체가 존재하는데 근거리의 작업자는 크게 표시되며, 원거리의 작업자는 작게 표시된다. 크기가 큰 피사체의 경우 다양한 객체를 인식할 수 있는 확률이 높다. 이를 기반으로 피사체의 크기별로 이원화된 모델을 사용할 수 있다.
근거리 작업자의 경우 작업 도구 및 안전 장비의 세세한 분류를 통한 작업 유형 분류 및 작업 도구 분류를 통한 세세한 공정을 정의한다. 원거리 작업자의 경우 안전 장비 위주의 분류로 작업 유형 분류에 초점을 맞춘다. 동시 작업 시의 위험 알림을 위하여 작업 유형 분류는 필수적이라 피사체가 작은 원거리 작업자의 경우 작업 유형 분류에 특화된 모델 사용으로 작업 유형 분류 정확도 향상할 수 있다.
도 4는 작업자의 작업영역 예시도이다.
도 4 (a) 어느 한 작업자가 허리를 숙이면서 수작업을 수행하고 있다.
도 4 (b) 작업자의 자세가 좌측으로 허리를 숙이고 있으므로 작업자는 허리를 펴는 경우 작업자의 상체가 우측으로 움직일 것이므로 작업영역을 B영역정도 증가시킬 수 있다. 또한, 도 4 (a)에서 작업자가 허리를 숙이고 있으므로 허리를 펴는 경우 일어서게 되므로 작업영역을 상측영역인 A영역만큼 증가시켜 설정할 수 있다.
도 5는 작업영역 및 안전영역의 예시도이다.
도 5 (a) 허리를 숙이고 있는 작업자의 작업영역을 설정한 것을 나타내었다.
도 5 (b) 도 5 (a)의 작업자의 작업영역 외측으로 안전영역이 더 설정되어 있는 것을 나타내었다.
도 6은 안전영역을 증가시키는 예시도이다.
도 6 (a) 작업자들이 그룹을 이루고 있고 작업영역의 설정에 더하여 안전영역(A)을 설정하였다.
도 6 (b) 도 6 (a) 작업자들의 작업상황, 작업을 위한 이동방향, 작업자세 등을 고려하여 안전영역을 증가시켜 설정하는 것을 나타내었다.
도 7은 근거리와 원거리의 작업자의 작업영역을 설정하는 예시도이다.
도 7 (a) 카메라(20)로부터 가까운 근거리에 위치한 작업자의 촬영영상은 원거리 촬영영상에 비해 동일한 작업자의 움직임에도 촬영영상 중에서는 더 많은 거리를 이동하게 된다. 그러므로, 근거리 촬영영상의 작업영역을 원거리 촬영영상의 작업영역보다 크게 설정할 수 있다.
도 7 (b) 카메라(20)로부터 먼 원거리에 위치한 작업자의 촬영영상은 근거리 촬영영상에 비해 동일한 작업자의 움직임에도 촬영영상 중에서는 더 작은 거리를 이동하게 된다. 그러므로, 원거리 촬영영상의 작업영역을 근거리 촬영영상의 작업영역보다 작게 설정할 수 있다.
상기의 실시 예 이외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.
제어부(70)는 각각의 작업기기(10-1 내지 10-n)를 직접 제어하여 멈추게 하거나 이동경로를 수정하여 작업을 할 수도 있다. 또한, 작업기기(10-1 내지 10-n)를 운전하는 담당 운전자에게 위험을 알릴 수도 있다. 담당 운전자에게 위험을 알리는 방법은 화면을 통하여 소리를 통하여 전달될 수도 있고, 사용자단말기 즉, 스마트폰을 이용하여 전달될 수도 있다.
작업자의 작업반경이 비정상적으로 늘어나거나 작업기기(10-1 내지 10-n)의 이동경로로 변경되는 경우 제어부(70)는 작업현장을 관리하는 관리담당자, 감시자에게 이 사실을 알릴 수 있으며, 관리담당자, 감시자의 사용자단말기로 작업자의 작업반경이 정상적으로 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
작업자 각각에 대하여 작업자의 작업복, 작업자의 움직임, 작업자의 외형특징을 저장하고 작업자의 움직임, 이동을 추적할 수도 있다. 이에 의해 작업자가 이동하는 작업기기(10-1 내지 10-n)의 이동경로, 작업경로 상으로 움직이는 경우 해당 작업기기를 멈추게 할 수도 있다.
상기의 산업현장 위험방지시스템(1)으로 인하여, 카메라로 산업현장의 작업영역의 영상을 촬영하고 영상 내의 작업자의 작업영역을 파악하여 작업기기가 작업영역을 침범하지 않도록 하여 안정사고의 위험을 방지할 수 있다.
1: 산업현장 위험방지시스템
10: 작업기기 10-1: 제1작업기기
10-n: 제n작업기기
20: 카메라
20-1: 제1카메라 200-1: 제1줌조절부
20-n: 제n카메라 200-n: 제n줌조절부
30: 통신부 40: 사용자입력부
50: 디스플레이부
60: 센서부 61: 온도센서
62: 가스센서 63: 화재센서
64: 재해센서
70: 제어부

Claims (10)

  1. 영상을 통한 산업현장 위험방지시스템에 있어서,
    복수의 작업을 위한 복수의 작업기기;
    상기 복수의 작업기기를 포함하는 상기 산업현장을 촬영하는 복수의 카메라; 및
    상기 산업현장 내의 작업자의 형상, 작업동작 및 작업복색상을 포함하는 작업자정보를 저장하며, 저장된 상기 작업자정보를 이용하여 상기 복수의 카메라로부터 수신된 촬영영상에서 작업자를 파악하며, 파악된 상기 작업자의 작업영역을 산출하고, 산출된 상기 작업영역에 기초하여 상기 복수의 작업기기가 상기 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어하는 제어부를 포함하는 산업현장 위험방지시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 촬영영상을 복수의 영역으로 구획하며, 구획된 상기 복수의 영역 각각에 대응하는 산업현장영역을 설정하고, 설정된 상기 산업현장영역 각각의 영상 내의 상기 작업자정보를 매칭시키며, 매칭된 상기 작업자정보에 따라 상기 복수의 작업기기를 제어하는 산업현장 위험방지시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업자의 자세에 따라 상기 작업자의 작업영역 중 일부영역을 증가시키는 산업현장 위험방지시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업영역의 외측을 둘러싸는 안전영역을 더 설정하며, 상기 안전영역에 기초하여 상기 복수의 작업기기가 상기 작업영역을 적어도 침범하지 않도록 제어하는 산업현장 위험방지시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업자의 자세에 따라 상기 안전영역 중 일부영역을 증가시키는 산업현장 위험방지시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업자의 최대이동속도, 이동방향 및 이동범위를 포함하는 작업추정정보를 산출하며, 상기 작업추정정보에 기초하여 상기 작업영역을 설정하는 산업현장 위험방지시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 작업자의 위치에 따라 상기 작업추정정보를 변경하는 산업현장 위험방지시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 카메라 각각은 상기 촬영영상의 줌배율을 조절할 수 있는 줌조절부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 작업자의 최대이동속도는 상기 줌조절부의 줌배율에 따라 설정하는 산업현장 위험방지시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 카메라로부터 수신된 촬영영상에 기초하여 상기 작업자정보를 업데이트하는 산업현장 위험방지시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 산업현장의 온도, 가스, 화재 및 재해를 포함하는 재난상황을 감지하는 센서부를 더포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서부로부터 감지되는 상기 재난상황의 정도에 따라 상기 작업영역을 크기를 증가시키는 산업현장 위험방지시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102654135B1 (ko) * 2023-09-20 2024-04-04 주식회사 파인브이티 작업장 내에서의 작업자의 안전을 보장하기 위한 안전 관리 시스템 장치

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102116678B1 (ko) 2019-01-22 2020-05-29 조보갑 건설현장 및 산업현장용 위험경고장치

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