KR20230060715A - 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법 - Google Patents

건설현장 충돌 방지 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 건설현장 충돌 방지 장치에 관한 것으로, 이동체에 설치되어 데이터를 수집하는 라이다; 상기 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성하는 데이터 처리부; 및 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 상기 이동체의 위치를 파악하고, 상기 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하며, 상기 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하는 분석부;를 포함하되, 상기 분석부는 상기 객체화된 데이터에서 상기 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하고 상기 적재물 유무에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정한다.

Description

건설현장 충돌 방지 장치 및 방법{Device and method for avoiding collision in construction site}
본 발명은 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 다양한 분야의 건설현장에는 많은 적재물이 있는 상황에서 다수의 현장 근로자, 건설장비가 배치되어 작업을 수행하고 있으며, 건설장비 간 충돌, 건설장비와 현장 근로자 간 충돌, 적재물과 현장 근로자 또는 건설장비 간 충돌 등과 같은 안전사고가 매우 빈번하게 발생하고 있다.
특히, 굴삭기 등과 같은 건설장비들은 운전실에서 전방을 관측하기 용이하지만, 차체에 실리는 장비 및 적재물들로 인해 후방 및 측방 관측이 어려워 운전자가 관측하기 어려운 지점에서 충돌사고 등과 같은 안전사고가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로는 한국공개특허 공보 제10-2017-0135259호가 있다.
그러나 종래기술은 건설장비에 탑재된 카메라를 이용하여 건설장비 주위 모든 방향의 영역을 분할하여 촬영한 복수의 영상을 입력 받아 주위 모든 방향의 영역을 포함하는 통합 영상을 생성해 건설장비 모든 주위를 확인할 수 있지만, 작업장의 분진과 기상상황 등 외부 요인에 따라 영향을 많이 받는 건설현장에서 감시의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 운전자가 눈으로 직접 영상을 확인하면서 주위를 판단하기 때문에 영상을 보지 않거나 영상을 보다 밖에 상황을 파악하지 못한 경우 충돌사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 적재물에 대하여 운전자가 직접 적재물에 이동방향 및 이동범위를 파악하기 때문에 정확한 파악이 되지 않아 적재물에 의한 충돌사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 종래기술은 건설장비의 이동시 제동거리를 정확히 파악할 수 없어 운전자가 충돌을 인지하고 제동하여도 잘못된 제동거리 파악으로 충돌사고가 발생할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외부요인에 상관없이 이동체의 전방위 주변환경을 실시간으로 탐지하면서 객체 감시 인식률 및 정확도를 높일 수 있는 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 객체 접근을 정확히 분석해 충돌사고 발생 전 미리 경고해 주는 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 건설장비 같은 이동체에 의한 충돌 방지만이 아닌 적재물에 의한 충돌도 방지할 수 있는 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 건설장비 같은 이동체의 정확한 제동거리를 분석해 이동시 발생할 수 있는 충돌도 방지할 수 있는 건설현장 충돌 방지 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 이동체에 설치되어 데이터를 수집하는 라이다; 상기 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성하는 데이터 처리부; 및 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 상기 이동체의 위치를 파악하고, 상기 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하며, 상기 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하는 분석부;를 포함하되, 상기 분석부는 상기 객체화된 데이터에서 상기 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하고 상기 적재물 유무에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 건설현장 충돌 방지 장치를 제공할 수 있다.
여기서, 상기 분석부는 상기 이동체의 이동 여부에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정할 수 있다.
여기서, 상기 분석부는 상기 적재물이 없을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 1]을 이용하여 설정할 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00001
(여기서, Rs는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리이다.)
여기서, 상기 분석부는 상기 적재물이 있을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 2]를 이용하여 설정할 수 있다.
[수식 2]
Figure pat00002
(여기서, Rt는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리, l은 상기 적재물 길이이다.)
여기서, 상기 분석부는 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 객체를 분류하고, 상기 분류된 객체의 위치, 상기 이동체와 상기 객체와의 거리, 상기 객체의 이동속도 및 이동경로, 상기 객체의 상기 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석할 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 측면에 따르면, 이동체에 설치된 라이다를 통해 데이터를 수집하는 단계; 데이터 처리부가 상기 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성하는 단계; 분석부가 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 상기 이동체의 위치를 파악하고, 상기 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하는 단계; 및 상기 분석부가 상기 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하는 단계;를 포함하되, 상기 분석부는 상기 객체화된 데이터에서 상기 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하고 상기 적재물 유무에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 건설현장 충돌 방지 방법을 제공할 수 있다.
여기서, 상기 분석부는 상기 이동체의 이동 여부에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정할 수 있다.
여기서, 상기 분석부는 상기 적재물이 없을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 3]을 이용하여 설정할 수 있다.
[수식 3]
Figure pat00003
(여기서, Rs는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리이다.)
여기서, 상기 분석부는 상기 적재물이 있을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 4]를 이용하여 설정할 수 있다.
[수식 4]
Figure pat00004
(여기서, Rt는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리, l은 상기 적재물 길이이다.)
여기서, 상기 분석부는 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 객체를 분류하고, 상기 분류된 객체의 위치, 상기 이동체와 상기 객체와의 거리, 상기 객체의 이동속도 및 이동경로, 상기 객체의 상기 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석할 수 있다.
본 발명은 외부요인에 상관없이 이동체의 전방위 주변환경을 실시간으로 탐지하면서 객체 감시 인식률 및 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 위험영역 내 접근 또는 진입하는 객체를 정확히 분석해 충돌 발생 전 충돌을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 건설장비 같은 이동체에 의한 충돌 방지만이 아닌 적재물에 의한 충돌도 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 건설장비 같은 이동체의 정확한 제동거리를 분석해 이동시 발생할 수 있는 충돌도 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설현장 충동 방지 장치 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 없으면서 이동체가 이동하지 않을 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 있으면서 이동체가 이동하지 않을 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 없으면서 이동체가 이동할 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 있으면서 이동체가 이동할 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부가 출력하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설현장 충동 방지 방법의 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나, 또는 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나, '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건설현장 충동 방지 장치 구성도이다.
도 1을 참조하면, 건설현장 충동 방지 장치(100)는 라이다(110), 데이터 처리부(120), 분석부(130), 저장부(140), 제어부(150), 카메라부(160) 및 출력부(170)을 포함한다.
라이다(110)는 이동체에 설치되어 주변환경에 대한 데이터를 수집한다. 여기서, 라이다(110)는 이동체를 포함한 주변 모든 방향 주변환경 데이터를 수집 가능하게 회전 구조로 이동체 외부에 한 개가 설치되거나, 고정형 구조로 시야(FOV, field of view)의 각도가 상하좌우 전방위 360도가 되게 이동체 외부에 복수개가 설치될 수 있으며, 수집된 데이터는 3차원 포인트 데이터 일 수 있고, 이동체는 지게차, 굴삭기 등과 같은 건설현장에 사용되는 건설장비일 수 있다.
데이터 처리부(120)는 라이다(110)를 통해 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성한다.
구체적으로, 데이터 처리부(120)는 라이다(110)를 통해 수집한 데이터에서 노면 데이터를 제거한 후, 남은 데이터를 모아 군집하고, 군집한 데이터를 각 객체별로 서피스 형상의 모델, 3차원 모델 등과 같이 객체화하여 객체화된 데이터를 생성한다.
분석부(130)는 저장부(140)에 저장된 건설현장 객체 정보를 바탕으로 학습되어 딥러닝 등을 이용해 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 분석해 객체를 분류한다.
또한, 분석부(130)는 분류된 객체의 위치, 이동체와 객체와의 거리, 객체의 이동속도 및 이동경로, 객체의 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석한다. 여기서, 객체는 이동체 이외의 객체일 수 있으며, 객체의 위치는 이동체의 위치를 기준으로 분석할 수 있으며, 분석부(130)는 객체의 길이, 높이, 형상 및 면적 중 적어도 어느 하나를 분석할 수도 있고, 객체는 라이다(110)가 설치된 이동체를 제외한 건설장비, 현장 근로자, 크레인 및 적재물일 수 있다.
또한, 분석부(130)는 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체의 위치를 파악하고, 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하며, 이동체에 적재된 적재물이 있을 경우 적재물의 위치, 길이, 높이, 형상 및 면적 중 적어도 어느 하나를 분석한다. 여기서, 분석부(130)는 이동체의 길이, 높이, 형상 및 면적 중 적어도 어느 하나를 더 분석할 수도 있다.
또한, 분석부(130)는 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체의 이동 여부를 파악할 수 있다.
또한, 분석부(130)는 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정한다. 여기서, 분석부(130)는 설정한 위험영역 외에 위험영역 외각에 설정한 위험영역 만큼을 주의영역으로 설정할 수 있으며, 위험영역 외 주의영역을 따로 설정하는 것은 이동체 운전자가 객체가 위험영역에 진입해 사고가 발생하기 전 미리 주의가 필요하다는 것을 인지할 수 있게 하기 위함이다.
구체적으로, 분석부(130)는 위험영역을 설정할 때 적재물 유무 및 이동체 이동 여부에 따라 상이하게 설정한다. 즉, 분석부(130)는 적재물이 없으면서 이동체가 이동하지 않을 때, 적재물이 있으면서 이동체가 이동하지 않을 때, 적재물이 없으면서 이동체가 이동할 때 및 적재물이 있으면서 이동체가 이동할 때에 따라 상이하게 위험영역을 설정한다.
또한, 분석부(130)는 분석한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석한다.
구체적으로, 분석부(130)는 분석한 객체의 위치, 이동속도 및 이동경로 중 적어도 어느 하나와 설정한 위험영역을 바탕으로 객체가 위험영역에 진입 시 충돌위험이 있다고 분석하고, 객체가 주의영역에 진입 시 주의가 필요하다고 분석한다.
또한, 분석부(130)는 이동체의 속도를 분석한 후 속도에 상응하는 이동체 제동거리를 분석한다.
또한, 분석부(130)는 카메라부(160)가 촬영한 전방 및 후방 영상을 바탕으로 영상에 촬영된 물체가 위험영역에 접근 또는 위치 시 충돌위험이 있다고 분석하고, 영상에 촬영된 물체가 주의영역에 접근 또는 위치 시 주의가 필요하다고 분석한다.
저장부(140)는 건설현장 자재, 사람, 크레인, 장비, 이동체 등의 서피스 형상의 모델, 3차원 모델, 사진 등과 같은 건설현장 객체 정보를 저장한다.
또한, 저장부(140)는 라이다(110)를 통해 수집된 주변환경에 대한 데이터, 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터, 분석부(130)를 통해 분석된 이동체의 위치, 적재물의 위치, 길이, 높이, 형상 및 면적 중 적어도 어느 하나, 사용자가 설정한 안전거리, 이동체 제동거리, 이동체 축거, 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리 등과 같은 이동체 정보, 사용자가 설정한 원점 및 위험영역 등을 저장할 수 있다.
제어부(150)는 분석부(130)가 분석한 충돌위험을 바탕으로 이동체를 움직이지 못하게 자동 제어하거나, 출력부(170)가 경고를 출력하도록 제어한다.
구체적으로, 제어부(150)는 분석부(130)가 분석한 주의영역에 객체가 진입 시 출력부(170)가 소리 또는 화면 등을 이용해 경고를 출력하게 하고, 분석부(130)가 분석한 위험영역에 객체가 진입 시 주의영역에 객체가 진입 시보다 더 큰 소리 또는 화면 등을 이용해 출력부(170)가 경고를 출력하게 하는 한편, 이동체를 움직이지 못하게 자동 제어할 수 있다.
카메라부(160)는 이동체 전방 및 후방에 각각 설치되어 이동체 전방과 후방 영상을 촬영한다.
출력부(170)는 스피커와 디스플레이부가 있는 것으로, 분석부(130)가 분류하고 분석한 객체의 위치, 이동속도 및 이동경로 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 데이터 처리부(120)가 객체화한 데이터를 디스플레이부에 출력한다.
또한, 출력부(170)는 분석부(130)가 분석한 위험영역 및 경고영역, 이동체 및 적재물을 디스플레이부에 출력한다.
또한, 출력부(170)는 카메라부(160)가 촬영한 이동체 전방 및 후방 영상을 디스플레이부에 출력한다.
또한, 출력부(170)는 제어부(150)의 제어에 따라 충돌위험 경고를 소리 및 화면 중 적어도 어느 하나로 출력한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 없으면서 이동체가 이동하지 않을 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 분석부(130)는 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 이동체(10)의 위치를 기준으로 위험영역을 아래의 [수식 1]을 바탕으로 설정한다.
[수식 1]
Figure pat00005
(여기서, Rs는 위험영역 반경, L은 이동체(10) 축거, α 는 이동체(10) 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 이동체(10) 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리이다.)
이동체(10) 축거인 L, 이동체(10) 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도인 α, 이동체(10) 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리인 r은 분석부(130)가 데이터 처리부(120)가 객체화한 객체화된 데이터를 바탕으로 사용자가 설정한 원점을 기준으로 객체화된 데이터의 좌표를 분석하거나, 저장부(140)에 저장된 이동체 정보를 이용할 수 있다. 여기서, 사용자가 설정한 원점은 사용자가 입력부(미도시)를 통해 입력하거나 저장부(140)에 저장된 정보일 수 있다.
분석부(130)는 위험영역을 설정할 때 이동체(10)의 회전반경인 R 이외에 저장부(140)에 저장된 사용자가 설정한 안전거리인 s를 더 반영하는 것은 회전반경인 R로만 위험영역을 설정하면 위험영역에 객체가 진입 시 이미 이동체(10)에 회전반경에 객체가 진입한 것이기 때문에 큰 사고 발생할 수 있어 객체가 이동체(10)에 회전반경에 진입 전 미리 경고 또는 이동체(10) 움직임을 제한하여 큰 사고 발생을 방지하기 위함이다. 여기서, 이동체(10)의 회전반경인 R은 아래와 같다.
-아래-
Figure pat00006
또한, 법적으로도 지게차 등과 같은 현장에서 적재물을 운반하는 이동체(10)의 경우 안전을 위해 이동체(10)의 작업통로 이외 보행자 안전을 위한 통로를 확보하게 하고 있다. 즉, 안전거리인 s는 법적으로 지정된 보행자 안전을 위한 통로의 폭일 수 있으며, 지게차의 통로의 폭은 300mm이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 있으면서 이동체가 이동하지 않을 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 분석부(130)는 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 이동체(10)의 위치를 기준으로 위험영역을 아래의 [수식 2]을 바탕으로 설정한다.
[수식 2]
Figure pat00007
(여기서, Rt는 위험영역 반경, L은 이동체(10) 축거, α 는 이동체(10) 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 이동체(10) 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리, l은 적재물(20) 길이이다.)
적재물(20) 길이인 l은 분석부(130)가 데이터 처리부(120)가 객체화한 객체화된 데이터를 바탕으로 사용자가 설정한 원점(X0, Y0)을 기준으로 객체화된 데이터에서 적재물(20)의 최외각점 좌표(X1, Y1), (X2, Y2) 및 (X3, Y3)를 분석하여 구할 수 있다.
즉, 분석부(130)는 이동체(10) 회전반경(R) 보다 긴 적재물(20)을 적재 시 위험영역을 분석한 적재물(20) 길이(l)을 반영해 설정하고, 출력부(170)는 분석부(130)가 설정한 적재물(20)이 없으면서 이동하지 않을 때 위험영역(Rs)을 분석부(130)가 설정한 적재물(20)이 있으면서 이동하지 않을 때 위험영역(Rt)으로 변환해 출력한다.
또한, 분석부(130)는 적재물(20)을 운반하는 도구의 중심(L0, L0)를 기준으로 객체화된 데이터에서 적재물(20)의 최외각점 좌표(X1, Y1), (X2, Y2) 및 (X3, Y3)를 분석하여 적재물(20)이 한쪽으로 치우쳐 있거나 기울러져 있는지 등 적재물(20)의 적재 상태를 분석해 적재물(20)의 적재 상태 이상 시 제어부(150)를 통해 출력부(170)로 경고를 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 없으면서 이동체가 이동할 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 분석부(130)는 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동할 때 이동체(10)의 위치를 기준으로 위험영역(Rsv)을 도 2의 [수식 1]를 이용해 설정한 위험영역(Rs)에 분석한 이동체 제동거리(v) 또는 저장부(140)에 저장된 이동체 제동거리(v)를 반영하여 설정한다. 여기서, 저장부(140)에 저장된 이동체 제동거리(v) 및 분석부(130)가 위험영역(Rsv) 설정에 사용하는 이동체 제동거리(v)는 법적으로 정해진 제동거리일 수 있으며, 지게차의 적재물(20) 없이 이동시 제동거리는 5m이내이다.
구체적으로, 분석부(130)는 데이터 처리부(120)가 객체화한 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체(10)의 이동 방향을 파악한 후, 분석한 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rs)에 파악한 이동 방향으로 이동체 제동거리(v)를 반영하여 위험영역(Rsv)를 설정하고, 출력부(170)는 분석부(130)가 설정한 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rs)을 분석부(130)가 설정한 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동할 때 위험영역(Rsv)으로 변환해 출력한다. 즉, 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동할 때 위험영역(Rsv)은 적재물이 없으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rs)에서 이동체(10)가 이동하는 방향으로만 이동체 정지거리(v)가 반영되어 변환된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석부가 적재물이 있으면서 이동체가 이동할 때 설정한 위험영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 분석부(130)는 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동할 때 이동체(10)의 위치를 기준으로 위험영역(Rta)을 도 3의 [수식 2]를 이용해 설정한 위험영역(Rt)에 분석한 이동체 제동거리(a) 또는 저장부(140)에 저장된 이동체 제동거리(a)를 반영하여 설정한다. 여기서, 저장부(140)에 저장된 이동체 제동거리(a) 및 분석부(130)가 위험영역(Rta) 설정에 사용하는 이동체 제동거리(a)는 법적으로 정해진 제동거리일 수 있으며, 지게차의 적재물(20) 있을 때 이동시 제동거리는 2.5m이내이고, 이동체 제동거리는 적재물(20) 유무에 따라 다르다.
구체적으로, 분석부(130)는 데이터 처리부(120)가 객체화한 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체(10)의 이동 방향을 파악한 후, 설정한 적재물이 있으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rt)에 파악한 이동 방향으로 이동체 제동거리(a)를 반영하여 위험영역(Rta)를 설정하고, 출력부(170)는 분석부(130)가 설정한 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rt)을 분석부(130)가 설정한 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동 할 때 위험영역(Rta)으로 변환해 출력한다. 즉, 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동할 때 위험영역(Rta)은 적재물(20)이 있으면서 이동체(10)가 이동하지 않을 때 위험영역(Rt)에서 이동체(10)가 이동하는 방향으로만 이동체 정지거리(a)가 반영되어 변환된다.
즉, 분석부(130)는 이동체(10)의 이동 여부 및 적재물(20) 유무에 따라 위험영역(Rs, Rt, Rsv, Rta)를 상이하게 설정하고, 출력부(170)는 분석부(130)가 설정한 위험영역(Rs, Rt, Rsv, Rta)에 상응하게 디스플레이부에 변환하여 출력하기 때문에 상황 변화에 따른 충동 위험을 유연하게 대응할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 출력부가 출력하는 화면을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 출력부(170)는 분석부(130)가 분류하고 분석한 객체의 위치, 이동속도 및 이동경로 중 적어도 어느 하나를 바탕으로 데이터 처리부(120)가 객체화한 데이터를 디스플레이부에 출력한다.
구체적으로, 분석부(130)가 분류하고 분석한 객체의 위치를 바탕으로 데이터 처리부(120)가 객체화한 객체(10, 20, 30) 즉, 이동체(10), 적재물(20) 및 이동체(10)와 적재물(20) 이외의 객체(30)를 분석부(130)가 분류하고 분석한 객체의 위치에 상응하게 출력한다.
또한, 출력부(170)는 분석부(130)가 이동체(10)의 이동 여부 및 적재물(20) 유무에 따라 설정한 위험영역(Rs, Rt, Rsv, Rta)에 상응하게 위험영역(40)을 출력하고, 분석부(130)가 설정한 위험영역(40)의 외각에 위험영역(40) 만큼의 주의영역(50) 영역을 설정해 위험영역(40)과 다른 색으로 출력하고, 분석부(130)가 설정한 주의영역(50)의 외각에 위험영역(40) 만큼의 안전영역(60) 영역을 설정해 위험영역(40) 및 주의영역(50)과 다른 색으로 출력한다.
또한, 출력부(170)는 분석부(130)가 분류한 객체를 바탕으로 분류된 객체가 위험영역(40), 주의영역(50) 및 안전영역(60) 중 어느 영역에 어느 객체가 위치하는지 구별된 화면(70)을 출력한다.
또한, 출력부(170)는 카메라부(160)가 촬영한 이동체 전방 영상(80)과 이동체 후방 영상(90)을 출력한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건설현장 충동 방지 방법의 순서도이다.
도 7을 참조하면, S710단계에서는 이동체에 설치된 라이다(110)가 주변환경에 대한 데이터를 수집한다.
S720단계에서는 데이터 처리부(120)가 라이다(110)를 통해 수집한 데이터에서 노면 데이터를 제거한 후, 남은 데이터를 모아 군집하고, 군집한 데이터를 각 객체별로 서피스 형상의 모델, 3차원 모델 등과 같이 객체화하여 객체화된 데이터를 생성한다.
S730단계에서는 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체의 위치를 파악하고, 데이터 처리부(120)를 통해 객체화된 데이터를 바탕으로 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하며, 이동체에 적재물이 있을 경우 적재물의 위치, 길이, 높이, 형상 및 면적 중 적어도 어느 하나를 분석하고, 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하며, 객체화된 데이터를 분석해 객체를 분류해 분류된 객체의 위치, 이동체와 객체와의 거리, 객체의 이동속도 및 이동경로, 객체의 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석한다.
S740단계에서는 분석부(130)가 분석한 객체의 위치, 이동속도 및 이동경로 중 적어도 어느 하나와 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하고, 충동위험이 있다고 분석하면 S750단계를, 충동위험이 없다고 분석하면 S710단계를 진행한다.
구체적으로, 분석부(130)가 분석한 객체의 위치, 이동속도 및 이동경로 중 적어도 어느 하나와 설정한 위험영역을 바탕으로 객체가 위험영역에 진입 시 충돌위험이 있다고 분석하고, 객체가 주의영역에 진입 시 주의가 필요하다고 분석하면, S750단계를 진행한다.
S750단계에서는 제어부(150)가 분석부(130)의 분석 결과에 따라 출력부(170)를 통해 경고를 출력하게 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
110 : 라이다 120 : 데이터 처리부
130 : 분석부 140 : 저장부
150 : 제어부 160 : 카메라부
170 : 출력부

Claims (10)

  1. 이동체에 설치되어 데이터를 수집하는 라이다;
    상기 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성하는 데이터 처리부; 및
    상기 객체화된 데이터를 바탕으로 상기 이동체의 위치를 파악하고, 상기 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하며, 상기 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하는 분석부;를 포함하되,
    상기 분석부는 상기 객체화된 데이터에서 상기 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하고 상기 적재물 유무에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 이동체의 이동 여부에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 적재물이 없을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 1]을 이용하여 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 장치.
    [수식 1]
    Figure pat00008

    (여기서, Rs는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 적재물이 있을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 2]를 이용하여 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 장치.
    [수식 2]
    Figure pat00009

    (여기서, Rt는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리, l은 상기 적재물 길이이다.)
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 객체를 분류하고, 상기 분류된 객체의 위치, 상기 이동체와 상기 객체와의 거리, 상기 객체의 이동속도 및 이동경로, 상기 객체의 상기 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 장치.
  6. 이동체에 설치된 라이다를 통해 데이터를 수집하는 단계;
    데이터 처리부가 상기 수집한 데이터를 군집시켜 객체화하여 객체화된 데이터를 생성하는 단계;
    분석부가 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 상기 이동체의 위치를 파악하고, 상기 파악한 이동체의 위치를 기준으로 위험영역을 설정하는 단계; 및
    상기 분석부가 상기 설정한 위험영역을 바탕으로 충돌위험을 분석하는 단계;를 포함하되,
    상기 분석부는 상기 객체화된 데이터에서 상기 이동체에 적재된 적재물 유무를 파악하고 상기 적재물 유무에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 이동체의 이동 여부에 따라 상기 위험영역을 상이하게 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 적재물이 없을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 3]을 이용하여 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 방법.
    [수식 3]
    Figure pat00010

    (여기서, Rs는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리이다.)
  9. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 적재물이 있을 때 상기 위험영역을 아래의 [수식 4]를 이용하여 설정하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 방법.
    [수식 4]
    Figure pat00011

    (여기서, Rt는 상기 위험영역 반경, L은 상기 이동체 축거, α 는 상기 이동체 바깥쪽 뒷바퀴의 조향각도, r은 상기 이동체 킹핀 중심선에서 타이어 중심선까지 거리, s는 사용자가 설정한 안전거리, l은 상기 적재물 길이이다.)
  10. 제6항에 있어서,
    상기 분석부는 상기 객체화된 데이터를 바탕으로 객체를 분류하고, 상기 분류된 객체의 위치, 상기 이동체와 상기 객체와의 거리, 상기 객체의 이동속도 및 이동경로, 상기 객체의 상기 위험영역 진입 여부 중 적어도 어느 하나를 분석하는 것
    을 특징으로 하는 건설현장 충돌 방지 방법.
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