KR20230086189A - Automatic safety braking system of forklifts for avoiding collision - Google Patents
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Abstract
충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치가 개시된다. 객체를 인식하는 카메라 모듈; 3차원 공간 및 객체를 인식하는 라이다(lidar) 모듈; 상기 카메라 모듈에서 인식된 객체 및 상기 라이다 모듈에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하는 센서 융합 모듈; 상기 센서 융합 모듈의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하는 3차원 공간 객체 생성 모듈; 상기 카메라 모듈에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 상기 3차원 공간/객체 생성 모듈에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하는 AI 사람 인지 모듈; 상기 라이다 모듈에서 인식된 거리를 이용하여 상기 AI 사람 인지 모듈에서 인지된 사람과의 거리를 인식하는 지게차/사람 거리 인식 모듈을 구성한다. 상술한 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치에 의하면, 카메라와 라이더의 센싱 정보를 융합하고 AI 분석을 통해 사람을 인지하여 알람을 주고 자동으로 브레이크를 작동시키도록 구성됨으로써, 작업자가 시야 확보가 되지 않은 상황에서도 경로 상의 사람과의 충돌을 미리 예측하고 대처할 수 있는 효과가 있다. 또한, 지게차의 경로와 사람의 경로를 예측하여 충돌 여부와 충돌 지점을 예상하여 자동 브레이크를 작동시키도록 구성됨으로써, 지게차의 작업이 너무 빈번하게 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.Disclosed is an automatic safety braking device for a forklift truck to prevent collision. A camera module that recognizes an object; A lidar module for recognizing 3D space and objects; a sensor fusion module that fuses the object recognized by the camera module and the three-dimensional space and object recognized by the LIDAR module according to the corresponding space and direction; a 3D space object creation module for generating a 3D space by fusion of the sensor fusion module and creating a 3D object in the created 3D space; an AI human recognition module for recognizing a person among the 3D objects created by the 3D space/object generation module by AI analysis of the corresponding object recognized by the camera module; A forklift/person distance recognition module that recognizes a distance to a person recognized by the AI person recognition module using the distance recognized by the lidar module is configured. According to the above-described automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention, it is configured to converge sensing information of a camera and a rider, recognize a person through AI analysis, give an alarm, and automatically apply the brake, so that the operator can secure the field of view. It is effective in predicting and coping with a collision with a person on the route in advance even in an unpredictable situation. In addition, by predicting the path of the forklift and the path of a person and anticipating whether or not to collide and the point of collision, the automatic brake is operated, thereby preventing the operation of the forklift from being stopped too frequently.
Description
본 발명은 충돌 방지를 위한 안전 제동 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a safety braking device for preventing collision, and more particularly, to an automatic safety braking device for a forklift truck to prevent collision.
지게차는 전단에 화물이 적재되기 때문에 후단의 운전석에서는 작업자의 시야가 가려지는 문제점이 있다.Since cargo is loaded at the front end of the forklift, there is a problem in that the operator's view is blocked from the driver's seat at the rear end.
작업자의 운전 시 시야 확보가 어려워지기 때문에 충돌 사고가 발생할 가능성이 높고, 특히, 주변 사람과 충돌할 위험도 높다.Since it becomes difficult for workers to secure a view while driving, there is a high possibility of a collision accident, and in particular, a high risk of collision with people around them.
지게차에 레이더나 기타 센서 등을 부착하여 위험 상황에서 지게차의 브레이크를 강제로 작동시킬 수 있다.By attaching radar or other sensors to the forklift, the brake of the forklift can be forcibly operated in a dangerous situation.
하지만, 지게차의 작업 특성상 주변에 다른 작업자가 같이 작업을 해야 하는 상황이 많다. 이에, 주변에 사람이나 물체가 감지될 때마다 브레이크를 가동시키면 작업 효율이 너무 낮아지는 문제점이 있다.However, due to the nature of the work of the forklift, there are many situations in which other workers must work together. Therefore, if the brake is operated whenever a person or object is detected in the vicinity, there is a problem in that work efficiency is too low.
즉, 너무 자주 멈출 수 없는 상황이 많고, 특히, 좁은 통로에서는 이러한 시스템을 가동시키는 것이 불가능하다.That is, too often there are many situations where it is impossible to stop, and it is impossible to operate such a system, especially in narrow aisles.
이에, 지게차의 작업 특성을 반영하여 충돌 사고를 방지할 수 있는 수단이 요구되고 있다.Accordingly, there is a demand for a means capable of preventing a collision accident by reflecting the work characteristics of a forklift.
본 발명의 목적은 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide an automatic safety braking device for a forklift to prevent collision.
본 발명의 다른 목적은 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an automatic safety braking method for a forklift to prevent a collision.
상술한 본 발명의 목적에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치는, 객체를 인식하는 카메라 모듈; 3차원 공간 및 객체를 인식하는 라이다(lidar) 모듈; 상기 카메라 모듈에서 인식된 객체 및 상기 라이다 모듈에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하는 센서 융합 모듈; 상기 센서 융합 모듈의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하는 3차원 공간 객체 생성 모듈; 상기 카메라 모듈에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 상기 3차원 공간/객체 생성 모듈에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하는 AI 사람 인지 모듈; 상기 라이다 모듈에서 인식된 거리를 이용하여 상기 AI 사람 인지 모듈에서 인지된 사람과의 거리를 인식하는 지게차/사람 거리 인식 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.An automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention according to the object of the present invention described above includes a camera module for recognizing an object; A lidar module for recognizing 3D space and objects; a sensor fusion module that fuses the object recognized by the camera module and the three-dimensional space and object recognized by the LIDAR module according to the corresponding space and direction; a 3D space object creation module for generating a 3D space by fusion of the sensor fusion module and creating a 3D object in the created 3D space; an AI human recognition module for recognizing a person among the 3D objects created by the 3D space/object generation module by AI analysis of the corresponding object recognized by the camera module; It may be configured to include a forklift/person distance recognition module that recognizes a distance to a person recognized by the AI person recognition module using the distance recognized by the lidar module.
여기서, 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리를 이용하여 상기 지게차와 상기 사람의 충돌을 예상하는 지게차/사람 충돌 예상 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, it may be configured to further include a forklift/person collision estimation module that predicts a collision between the forklift and the person using the distance to the person recognized by the forklift/person distance recognition module.
그리고 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리 및 상기 지게차/사람 충돌 예상 모듈에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 안전 레벨을 산출하는 안전 레벨 산출 모듈; 상기 안전 레벨 산출 모듈에서 산출된 안전 레벨을 출력하는 안전 레벨 출력 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.and a safety level calculation module for calculating a safety level according to a distance to a person recognized by the forklift/person distance recognition module and a collision with a person predicted by the forklift/person collision prediction module; It may be configured to further include a safety level output module that outputs the safety level calculated by the safety level calculation module.
그리고 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하는 스피커 모듈; 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.and a speaker module outputting a corresponding alarm sound according to the safety level output from the safety level output module. It may be configured to further include a display module displaying a corresponding image according to the safety level output from the safety level output module.
그리고 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치를 자동 제어하는 브레이크 자동 제어 모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다.And it may be configured to further include an automatic brake control module for automatically controlling the brake device according to the safety level output from the safety level output module.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법은, 카메라 모듈이 객체를 인식하고, 라이다(lidar) 모듈이 3차원 공간 및 객체를 인식하는 단계; 센서 융합 모듈이 상기 카메라 모듈에서 인식된 객체 및 상기 라이다 모듈에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하는 단계; 3차원 공간 객체 생성 모듈이 상기 센서 융합 모듈의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하는 단계; AI 사람 인지 모듈이 상기 카메라 모듈에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 상기 3차원 공간/객체 생성 모듈에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하는 단계; 지게차/사람 거리 인식 모듈이 상기 라이다 모듈에서 인식된 거리를 이용하여 상기 AI 사람 인지 모듈에서 인지된 사람과의 거리를 인식하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.An automatic safety braking method for a forklift truck for collision prevention according to another object of the present invention described above includes recognizing an object by a camera module and recognizing a 3D space and an object by a lidar module; fusing, by a sensor fusion module, the object recognized by the camera module and the three-dimensional space and object recognized by the LIDAR module according to the corresponding space and direction; generating, by a 3D space object generation module, a 3D space by fusion of the sensor fusion module, and generating a 3D object on the created 3D space; Recognizing a person among the 3D objects created by the 3D space/object generation module by AI-analyzing the corresponding object recognized by the camera module by the AI human recognition module; The forklift/person distance recognition module may be configured to include recognizing a distance to a person recognized by the AI person recognition module using the distance recognized by the lidar module.
여기서, 지게차/사람 충돌 예상 모듈이 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리를 이용하여 상기 지게차와 상기 사람의 충돌을 예상하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.Here, the forklift/person collision estimation module may be configured to further include predicting a collision between the forklift and the person using the distance to the person recognized by the forklift/person distance recognition module.
그리고 안전 레벨 산출 모듈이 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리 및 상기 지게차/사람 충돌 예상 모듈에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 안전 레벨을 산출하는 단계; 안전 레벨 출력 모듈이 상기 안전 레벨 산출 모듈에서 산출된 안전 레벨을 출력하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.and calculating, by a safety level calculation module, a safety level according to a distance to a person recognized by the forklift/person distance recognition module and a collision with a person predicted by the forklift/person collision prediction module; The safety level output module may be configured to further include outputting the safety level calculated by the safety level calculation module.
그리고 스피커 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하고, 디스플레이 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.and outputting, by a speaker module, a corresponding alarm sound according to the safety level output from the safety level output module, and displaying, by a display module, a corresponding image according to the safety level output from the safety level output module. can
그리고 브레이크 자동 제어 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치를 자동 제어하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.The automatic brake control module may further include automatically controlling the brake device according to the safety level output from the safety level output module.
상술한 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치에 의하면, 카메라와 라이더의 센싱 정보를 융합하고 AI 분석을 통해 사람을 인지하여 알람을 주고 자동으로 브레이크를 작동시키도록 구성됨으로써, 작업자가 시야 확보가 되지 않은 상황에서도 경로 상의 사람과의 충돌을 미리 예측하고 대처할 수 있는 효과가 있다.According to the above-described automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention, it is configured to converge sensing information of a camera and a rider, recognize a person through AI analysis, give an alarm, and automatically apply the brake, so that the operator can secure the field of view. It is effective in predicting and coping with a collision with a person on the route in advance even in an unpredictable situation.
또한, 지게차의 경로와 사람의 경로를 예측하여 충돌 여부와 충돌 지점을 예상하여 자동 브레이크를 작동시키도록 구성됨으로써, 지게차의 작업이 너무 빈번하게 중단되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, by predicting the path of the forklift and the path of a person and anticipating whether or not to collide and the point of collision, the automatic brake is operated, thereby preventing the operation of the forklift from being stopped too frequently.
또한, 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치(100)는 지게차 뿐만아니라 불도저(bulldozer), 포크레인(poclain), 굴삭기 등과 같은 중장비 기계장치 에도 적용될 수 있다.also, The automatic
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법의 흐름도이다.1 is a block diagram of an automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of an automatic safety braking method for a forklift to prevent collision according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in specific contents for practicing the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "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.It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치(100)는 카메라 모듈(101), 라이다(lidar) 모듈(102), 센서 융합 모듈(103), 3차원 공간 객체 생성 모듈(104), AI(artificial intelligence) 사람 인지 모듈(105), 사람 이동 경로 추적 모듈(106), 사람 이동 속도 추적 모듈(107), 지게차/사람 거리 인식 모듈(108), 휠 인코더(wheel encoder) 모듈(109), 핸들링 모니터링 모듈(110), 지게차 이동 경로 추적 모듈(111), 지게차 이동 속도 추적 모듈(112), 지게차 경로/속도 데이터베이스(113), 지게차 반복 경로 추출 모듈(114), 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115), 안전 레벨 산출 모듈(116), 안전 레벨 출력 모듈(117), 스피커 모듈(118), 디스플레이 모듈(119), 브레이크 자동 제어 모듈(120), 안전 모드 락/언락(lock/unlock) 모듈(121), 블랙박스 모듈(122)을 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , an automatic
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, a detailed configuration will be described.
카메라 모듈(101)은 객체를 인식하도록 구성될 수 있다. 여기서, 객체는 사람 또는 사물을 모두 포함할 수 있다.The
라이다 모듈(102)은 3차원 공간 및 객체를 인식하도록 구성될 수 있다. 라이다 모듈(102)은 지게차를 중심으로 하는 주변 일정 거리의 3차원 공간 상의 객체의 위치를 인지하도록 구성될 수 있다. 여기서의 객체도 사람과 사물을 모두 포함할 수 있다.LiDAR
센서 융합 모듈(103)은 카메라 모듈(101)에서 인식된 객체 및 라이다 모듈(102)에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하도록 구성될 수 있다. 즉, 지게차에 부착된 카메라 모듈(101) 및 라이다 모듈(102)의 위치에 대응하여 각각의 센싱 정보를 융합할 수 있다.The
3차원 공간 객체 생성 모듈(104)은 센서 융합 모듈(103)의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하도록 구성될 수 있다.The 3D space
AI 사람 인지 모듈(105)은 카메라 모듈(101)에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 3차원 공간/객체 생성 모듈(104)에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하도록 구성될 수 있다. AI 사람 인지 모듈(105)은 AI 영상 객체 분석을 통해 카메라 이미지 상의 사람을 인지할 수 있다.The AI
사람 이동 경로 추적 모듈(106)은 센서 융합 모듈(103)의 융합 결과를 이용하여 AI 사람 인지 모듈(105)에서 인지된 사람의 이동 경로를 추적하도록 구성될 수 있다. 사람 이동 경로 추적 모듈(106)은 3차원 공간 상의 사람의 이동 경로를 추적할 수 있다.The human movement
사람 이동 속도 추적 모듈(107)은 센서 융합 모듈(103)의 융합 결과를 이용하여 AI 사람 인지 모듈(105)에서 인지된 사람의 이동 속도를 추적하도록 구성될 수 있다. 사람 이동 속도 추적 모듈(107)은 3차원 공간 상의 사람의 이동 속도를 추적할 수 있다.The human movement
지게차/사람 거리 인식 모듈(108)은 라이다 모듈(102)에서 인식된 거리를 이용하여 AI 사람 인지 모듈(105)에서 인지된 사람과의 거리를 인식하도록 구성될 수 있다.The forklift/person
휠 인코더 모듈(109)은 지게차의 휠 회전을 측정하도록 구성될 수 있다. 정확하게는 휠 인코더 모듈(109)은 휠의 회전 각도를 측정할 수 있다.The
핸들링 모니터링 모듈(110)은 지게차의 핸들링 정보를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 정확하게는 핸들링 모니터링 모듈(110)은 핸들링 각도를 모니터링할 수 있다.The
지게차 이동 경로 추적 모듈(111)은 휠 인코더 모듈(109)에서 측정된 휠 회전 및 핸들링 모니터링 모듈(110)에서 모니터링되는 핸들링 정보를 이용하여 지게차의 이동 경로를 추적하도록 구성될 수 있다. 휠 회전 각도를 통해 지게차의 이동 거리를 알 수 있으며, 핸들링 정보를 부가하여 그 이동 경로도 알 수 있다.The forklift moving
지게차 이동 속도 추적 모듈(112)은 휠 인코더 모듈(109)에서 측정된 휠 회전 및 핸들링 모니터링 모듈(110)에서 모니터링되는 핸들링 정보를 이용하여 지게차의 이동 속도를 추적하도록 구성될 수 있다. 휠 회전 각도를 시간당으로 계산하면 지게차의 이동 속도를 알 수 있다.The forklift moving
지게차 경로/속도 데이터베이스(113)는 지게차 이동 경로 추적 모듈(111)에서 추적된 이동 경로 및 지게차 이동 속도 추적 모듈(112)에서 추적된 이동 속도가 동기화되어 저장되도록 구성될 수 있다. 즉, 이동 경로와 그 이동 경로 상의 각 위치에서의 이동 속도가 동기화되어 저장될 수 있다.The forklift path/
지게차 반복 경로 추출 모듈(114)은 지게차 경로/속도 데이터베이스(113)에 저장된 지게차의 이동 경로 및 이동 속도를 이용하여 과거의 반복 경로 및 해당 이동 속도를 추출하도록 구성될 수 있다. 지게차의 작업은 그 특성상 화물을 A 지점에서 실어 B 지점으로 옮기는 작업이 주를 이룬다. 이에, 지게차 반복 경로 추출 모듈(114)은 반복적으로 나타나는 과거의 이동 경로를 통해 반복 경로를 추적할 수 있고, 반복 경로 상의 각 위치에서의 이동 속도로 추출할 수 있다. 반복 경로에서의 각 위치의 이동 속도는 대부분 비슷한 이동 속도를 가질 수 있다. 이동 경로의 직선 구간, 좌/우회전 구간 등에서 그 이동 속도가 비슷하게 나타날 수 있기 때문이다.The forklift iterative
지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리, 사람 이동 경로 추적 모듈(106)에서 추적된 사람의 이동 경로 및 사람 이동 속도 추적 모듈(107)에서 추적된 사람의 이동 속도와, 지게차 이동 경로 추적 모듈(111)에서 추적된 지게차의 이동 경로 및 지게차 이동 속도 추적 모듈(112)에서 추적된 지게차의 이동 속도를 이용하여 지게차와 사람의 충돌을 예상하도록 구성될 수 있다.The forklift/person
구체적으로는 다음과 같다.Specifically, it is as follows.
먼저 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리, 사람 이동 경로 추적 모듈(106)에서 추적된 사람의 이동 경로 및 사람 이동 속도 추적 모듈(107)에서 추적된 사람의 이동 속도를 이용하여 사람의 예상 이동 경로 및 예상 이동 속도를 산출하도록 구성될 수 있다.First, the forklift/person
그리고 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 지게차 이동 경로 추적 모듈(111)에서 추적된 지게차의 이동 경로 및 지게차 이동 속도 추적 모듈(112)에서 추적된 지게차의 이동 속도를 이용하여 지게차의 예상 이동 경로 및 예상 이동 속도를 산출하도록 구성될 수 있다.The forklift/person
그리고 나서, 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 사람의 예상 이동 경로 및 예상 이동 속도와 지게차의 예상 이동 경로 및 예상 이동 속도를 이용하여 지게차와 사람의 충돌 및 충돌 지점을 예상하도록 구성될 수 있다.Then, the forklift/person
즉, 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 3차원 공간 상에서 지게차와 사람의 현재 거리를 통해 현재 위치에서의 충돌을 1차적으로 예상할 수 있고, 2차적으로는 지게차의 현재 이동 경로 방향 그리고 이동 속도 그리고 사람의 현재 이동 경로 방향 그리고 이동 속도를 이용하여 그 충돌 여부와 그 충돌 위치를 예상할 수 있다.That is, the forklift/person
한편, 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 지게차 반복 경로 추출 모듈(114)에서 추출된 지게차의 반복 경로 및 해당 이동 속도를 참조하여 지게차의 예상 이동 경로 및 예상 이동 속도를 산출하도록 구성될 수 있다. 즉, 지게차의 현재의 이동 경로와 위치, 이동 속도 등이 과거의 반복 경로 및 이동 속도 상에서 어디쯤인지를 확인한 후, 그 이후의 이동 경로과 이동 속도는 반복 경로 및 해당 이동 속도를 참조하여 예상할 수도 있다.Meanwhile, the forklift/person
지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)은 예상되는 지게차와 사람의 충돌 지점을 디스플레이 모듈(119)을 통해 출력하도록 구성될 수 있다.The forklift/person
안전 레벨 산출 모듈(116)은 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리 및 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 미리 정해진 기준에 따른 안전 레벨을 산출하도록 구성될 수 있다.The safety
안전 레벨 산출 모듈(116)은 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리가 미리 정해진 임계치 이하인 경우 안전 레벨 4로 산출하고, 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)에서 사람과의 충돌을 예상하는 경우 안전 레벨 3으로 산출하고, 라이더(102)에서 감지된 객체를 이용하여 사람이 아닌 객체와의 충돌을 예상하는 경우 안전 레벨 2로 산출하고, 충돌이 예상되지 않는 경우에는 안전 레벨 1로 산출하도록 구성될 수 있다.The safety
안전 레벨 출력 모듈(117)은 안전 레벨 산출 모듈(116)에서 산출된 안전 레벨을 출력하도록 구성될 수 있다.The safety
스피커 모듈(118)은 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 안전 레벨 4에서는 안전 레벨 3보다 더 높은 볼륨의 긴급 알람을 출력할 수 있다.The
디스플레이 모듈(119)은 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 안전 레벨 3에서는 충돌 예상 그리고 충돌 예상 지점을 나타낼 수 있다.The
브레이크 자동 제어 모듈(120)은 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치(10)를 자동 제어하도록 구성될 수 있다.The automatic
구체적으로는 브레이크 자동 제어 모듈(120)은 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨 4 및 안전 레벨 3에서는 브레이크 장치(10)를 자동 실행하도록 제어할 수 있다.Specifically, the automatic
안전 모드 락/언락 모듈(121)은 안전 레벨 출력 모듈(117)이 안전 레벨을 출력하도록 하는 안전 모드를 락 또는 언락하도록 구성될 수 있다. 지게차 작업 특성상 주변 가까이에 다른 작업자와 함께 작업을 할 경우에는 위와 같이 동작하는 안전 모드에서는 수시로 브레이크가 작동될 수밖에 없다. 이러한 경우에는 안전 모드를 언락하여 작업할 수 있도록 구성될 수 있다.The safe mode lock/
블랙박스 모듈(122)은 사람 이동 경로 추적 모듈(106)에서 추적된 사람의 이동 경로 및 사람 이동 속도 추적 모듈(107)에서 추적된 사람의 이동 속도와, 지게차 이동 경로 추적 모듈(111)에서 추적된 지게차의 이동 경로 및 지게차 이동 속도 추적 모듈(112)에서 추적된 지게차의 이동 속도와, 카메라 모듈(101)에 의해 인식된 해당 객체의 이미지를 이용하여 블랙박스 정보를 생성하여 저장하도록 구성될 수 있다.The
한편, 본 발명에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치(100)는 지게차용으로 구현되어 있지만, 지게차 외에도 불도저(bulldozer), 포크레인(poclain), 굴삭기 등에도 적용될 수 있다.On the other hand, the automatic
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of an automatic safety braking method for a forklift to prevent collision according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(101)이 객체를 인식하고, 라이다(lidar) 모듈(102)이 3차원 공간 및 객체를 인식한다(S101).Referring to FIG. 2 , a
다음으로, 센서 융합 모듈(103)이 카메라 모듈(101)에서 인식된 객체 및 라이다 모듈(102)에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합한다(S102).Next, the
다음으로, 3차원 공간 객체 생성 모듈(104)이 센서 융합 모듈(103)의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성한다(S103).Next, the 3D space
다음으로, AI 사람 인지 모듈(105)이 카메라 모듈(101)에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 3차원 공간/객체 생성 모듈(104)에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지한다(S104).Next, the AI
다음으로, 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)이 라이다 모듈(102)에서 인식된 거리를 이용하여 AI 사람 인지 모듈(105)에서 인지된 사람과의 거리를 인식한다(S105).Next, the forklift/person
다음으로, 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)이 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리를 이용하여 지게차와 사람의 충돌을 예상한다(S106).Next, the forklift/person
다음으로, 안전 레벨 산출 모듈(116)이 지게차/사람 거리 인식 모듈(108)에서 인식된 사람과의 거리 및 지게차/사람 충돌 예상 모듈(115)에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 안전 레벨을 산출한다(S107).Next, the safety
다음으로, 안전 레벨 출력 모듈(117)이 안전 레벨 산출 모듈(116)에서 산출된 안전 레벨을 출력한다(S108).Next, the safety
다음으로, 스피커 모듈(118)이 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하고, 디스플레이 모듈(119)이 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이한다(S109).Next, the
다음으로, 브레이크 자동 제어 모듈(120)이 안전 레벨 출력 모듈(117)에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치(10)를 자동 제어한다(S110).Next, the automatic
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art can understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. There will be.
101: 카메라 모듈
102: 라이다 모듈
103: 센서 융합 모듈
104: 3차원 공간 객체 생성 모듈
105: AI 사람 인지 모듈
106: 사람 이동 경로 추적 모듈
107: 사람 이동 속도 추적 모듈
108: 지게차/사람 거리 인식 모듈
109: 휠 인코더 모듈
110: 핸들링 모니터링 모듈
111: 지게차 이동 경로 추적 모듈
112: 지게차 이동 속도 추적 모듈
113: 지게차 경로/속도 데이터베이스
114: 지게차 반복 경로 추출 모듈
115: 지게차/사람 충돌 예상 모듈
116: 안전 레벨 산출 모듈
117: 안전 레벨 출력 모듈
118: 스피커 모듈
119: 디스플레이 모듈
120: 브레이크 자동 제어 모듈
121: 안전 모드 락/언락 모듈
122: 블랙박스 모듈101: camera module
102: lidar module
103: sensor fusion module
104: 3D space object generation module
105: AI human recognition module
106: human movement path tracking module
107: human movement speed tracking module
108: forklift/person distance recognition module
109: wheel encoder module
110: handling monitoring module
111: forklift movement path tracking module
112: forklift moving speed tracking module
113 Forklift path/speed database
114: Forklift repeated path extraction module
115: forklift/person collision prediction module
116: safety level calculation module
117: safety level output module
118: speaker module
119: display module
120: brake automatic control module
121: safe mode lock/unlock module
122: black box module
Claims (10)
객체를 인식하는 카메라 모듈;
3차원 공간 및 객체를 인식하는 라이다(lidar) 모듈;
상기 카메라 모듈에서 인식된 객체 및 상기 라이다 모듈에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하는 센서 융합 모듈;
상기 센서 융합 모듈의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하는 3차원 공간 객체 생성 모듈;
상기 카메라 모듈에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 상기 3차원 공간/객체 생성 모듈에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하는 AI 사람 인지 모듈;
상기 라이다 모듈에서 인식된 거리를 이용하여 상기 AI 사람 인지 모듈에서 인지된 사람과의 거리를 인식하는 지게차/사람 거리 인식 모듈을 포함하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치.
In the automatic safety braking device for a forklift for preventing collision,
A camera module that recognizes an object;
A lidar module for recognizing 3D space and objects;
a sensor fusion module that fuses the object recognized by the camera module and the three-dimensional space and object recognized by the LIDAR module according to the corresponding space and direction;
a 3D space object creation module for generating a 3D space by fusion of the sensor fusion module and creating a 3D object in the created 3D space;
an AI human recognition module for recognizing a person among the 3D objects created by the 3D space/object generation module by AI analysis of the corresponding object recognized by the camera module;
An automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention including a forklift/person distance recognition module that recognizes a distance to a person recognized by the AI person recognition module using the distance recognized by the lidar module.
상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리를 이용하여 상기 지게차와 상기 사람의 충돌을 예상하는 지게차/사람 충돌 예상 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치.
According to claim 1,
Automatic forklift for collision avoidance, characterized in that it is configured to further include a forklift/person collision prediction module that predicts a collision between the forklift and the person using the distance to the person recognized by the forklift/person distance recognition module. Safety Braking Device.
상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리 및 상기 지게차/사람 충돌 예상 모듈에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 안전 레벨을 산출하는 안전 레벨 산출 모듈;
상기 안전 레벨 산출 모듈에서 산출된 안전 레벨을 출력하는 안전 레벨 출력 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치.
According to claim 2,
a safety level calculation module for calculating a safety level according to a distance to a person recognized by the forklift/person distance recognition module and a collision with a person predicted by the forklift/person collision estimation module;
The automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention, characterized in that it is configured to further include a safety level output module that outputs the safety level calculated by the safety level calculation module.
상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하는 스피커 모듈;
상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이하는 디스플레이 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치.
According to claim 3,
a speaker module outputting a corresponding alarm sound according to the safety level output from the safety level output module;
The automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention, characterized in that it is configured to further include a display module for displaying a corresponding image according to the safety level output from the safety level output module.
상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치를 자동 제어하는 브레이크 자동 제어 모듈을 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 장치.
According to claim 4,
The automatic safety braking device for a forklift truck for collision prevention, characterized in that it is configured to further include an automatic brake control module that automatically controls the brake device according to the safety level output from the safety level output module.
센서 융합 모듈이 상기 카메라 모듈에서 인식된 객체 및 상기 라이다 모듈에서 인식된 3차원 공간 및 객체를 해당 공간 및 방향에 따라 융합하는 단계;
3차원 공간 객체 생성 모듈이 상기 센서 융합 모듈의 융합에 의한 3차원 공간을 생성하고, 생성된 3차원 공간 상에 3차원 객체를 생성하는 단계;
AI 사람 인지 모듈이 상기 카메라 모듈에서 인식된 해당 객체를 AI 분석하여 상기 3차원 공간/객체 생성 모듈에 의해 생성된 3차원 객체 중 사람을 인지하는 단계;
지게차/사람 거리 인식 모듈이 상기 라이다 모듈에서 인식된 거리를 이용하여 상기 AI 사람 인지 모듈에서 인지된 사람과의 거리를 인식하는 단계를 포함하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법.
Recognizing an object by a camera module and recognizing a 3D space and an object by a lidar module;
fusing, by a sensor fusion module, the object recognized by the camera module and the three-dimensional space and object recognized by the LIDAR module according to the corresponding space and direction;
generating, by a 3D space object generation module, a 3D space by fusion of the sensor fusion module, and generating a 3D object on the created 3D space;
Recognizing a person among the 3D objects created by the 3D space/object generation module by AI-analyzing the corresponding object recognized by the camera module by the AI human recognition module;
An automatic safety braking method for a forklift truck for collision prevention comprising the step of recognizing, by a forklift/person distance recognition module, a distance to a person recognized by the AI person recognition module using the distance recognized by the lidar module.
지게차/사람 충돌 예상 모듈이 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리를 이용하여 상기 지게차와 상기 사람의 충돌을 예상하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법.
According to claim 6,
Forklift for collision avoidance, characterized in that the forklift/person collision prediction module is configured to further include predicting a collision between the forklift and the person using the distance to the person recognized by the forklift/person distance recognition module. For automatic safety braking method.
안전 레벨 산출 모듈이 상기 지게차/사람 거리 인식 모듈에서 인식된 사람과의 거리 및 상기 지게차/사람 충돌 예상 모듈에서 예상되는 사람과의 충돌에 따라 안전 레벨을 산출하는 단계;
안전 레벨 출력 모듈이 상기 안전 레벨 산출 모듈에서 산출된 안전 레벨을 출력하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법.
According to claim 7,
calculating, by a safety level calculation module, a safety level according to a distance to a person recognized by the forklift/person distance recognition module and a collision with a person predicted by the forklift/person collision prediction module;
The automatic safety braking method for a forklift truck for collision prevention, characterized in that the safety level output module is configured to further include outputting the safety level calculated by the safety level calculation module.
스피커 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 알람음을 출력하고, 디스플레이 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 해당 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법.
According to claim 8,
The speaker module outputs a corresponding alarm sound according to the safety level output from the safety level output module, and the display module displays the corresponding image according to the safety level output from the safety level output module. An automatic safety braking method for forklift trucks for collision avoidance.
브레이크 자동 제어 모듈이 상기 안전 레벨 출력 모듈에서 출력된 안전 레벨에 따라 브레이크 장치를 자동 제어하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 충돌 방지를 위한 지게차용 자동 안전 제동 방법.According to claim 9,
The automatic safety braking method for a forklift truck for collision prevention, characterized in that it is configured to further include the step of automatically controlling the brake device according to the safety level output from the safety level output module by the automatic brake control module.
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2021
- 2021-12-08 KR KR1020210174600A patent/KR20230086189A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |