KR20230096195A - 고소작업차 운영 시스템 및 방법 - Google Patents

고소작업차 운영 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20230096195A
KR20230096195A KR1020210185048A KR20210185048A KR20230096195A KR 20230096195 A KR20230096195 A KR 20230096195A KR 1020210185048 A KR1020210185048 A KR 1020210185048A KR 20210185048 A KR20210185048 A KR 20210185048A KR 20230096195 A KR20230096195 A KR 20230096195A
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vehicle
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박근호
정성환
임광진
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한국전자기술연구원
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Abstract

본 발명은 고소작업차 운영 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 고소작업차 운영 시스템은, 고소작업차 주변의 영상을 촬영하는 카메라; 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 라이다; 및 고소작업차의 상태를 센싱하는 센싱부; 및 상기 카메라, 상기 라이다 및 상기 센싱부로부터 얻은 데이터가 디스플레이되는 디스플레이부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 영상을 이용하여 작업 시간에 관계없이 고소작업차 주변 상황을 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하다.

Description

고소작업차 운영 시스템 및 방법{Aerial work vehicles operating system and method}
본 발명은 고소작업차 운영 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 작업자가 고소작업자 관련 상황을 정확하게 모니터링할 수 있도록 하는 고소작업차 운영 시스템 및 방법에 관한 것이다.
고소작업차는 높은 장소에서의 공사, 점검 및 보수 등의 작업에 사용되는 장비를 구비한 자동차를 말하며, 높은 장소에서의 작업을 수행하기 위해 작업자가 탑승할 수 있는 탑승함을 구비하고 있는 것이 일반적이다.
또한, 고소작업차는 이러한 탑승함이 상승 또는 하강이 될 수 있도록 다단으로 형성된 붐 및 붐과 탑승함의 무게에 의해 고소작업차가 뒤집어 지지 않도록 하는 아우트리거를 포함하고, 작업자는 작업 시 붐 및 아우트리거의 수용 무게를 초과하지 않도록 하는 것이 중요하다.
고소작업차는 각종 센서를 구비한 AML(Auto Moment Limiter) 시스템을 이용해 작업 중 차량의 전복을 방지하고 있으며, 최근에는 작업 상황을 보다 용이하게 파악할 수 있도록 AML 시스템에 차량 주변 상황을 시각적으로 확인하긴 위한 카메라를 부가하기도 한다.
그러나 카메라는 야간 작업에는 사용하기 어렵고, 카메라를 이용한 영상만으로는 차량과 주변 물체 등과의 거리를 확인하기 어렵다.
KR 10-2021-0034871 A
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 영상을 이용하여 작업 시간에 관계없이 고소작업차 주변 상황을 보다 정확하게 파악할 수 있도록 하는 고소작업차 운영 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 위에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 고소작업차 주변의 영상을 촬영하는 카메라; 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 라이다; 및 고소작업차의 상태를 센싱하는 센싱부; 및 상기 카메라, 상기 라이다 및 상기 센싱부로부터 얻은 데이터가 디스플레이되는 디스플레이부;를 포함하는 고소작업차 운영 시스템에 의해 달성된다.
상기 카메라는, 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치될 수 있다.
상기 라이다는, 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치될 수 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템은, 상기 카메라에서 얻어진 영상과 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하는 합성부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템은, 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 카메라로 고소작업차 주변의 영상을 촬영하고, 라이다로 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 데이터 획득단계; 상기 카메라에서 얻어진 영상과 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하는 합성단계; 및 상기 합성단계를 통해 만들어진 이미지를 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계;를 포함하는 고소작업차 운영 방법이 제공된다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법은, 상기 합성단계 전에 진행되는 것으로서, 상기 카메라와 상기 라이다의 캘리브레이션 정보를 획득하는 캘리브레이션 정보 획득단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법은, 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시키는 알람단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고소작업차 운영 시스템에 의하면, 작업자가 고소작업차 주변의 상황을 시각적으로 확인하면서 작업을 진행할 수 있기 때문에 작업을 안전하게 진행하는 것이 가능하다.
그리고 단순히 고소작업차 주변의 영상을 확인하는 것이 아니라 3차원적인 데이터를 통해 고소작업차 주변 장애물 등과의 거리를 확인할 수 있기 때문에 상기한 효과를 보다 증대하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 고소작업차 운영 시스템을 이용하여서는 야간 작업을 안전하게 진행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템을 고소작업차에 적용하는 경우에 관한 설명도,
도 3은 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법의 순서도,
도 4는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법에 관한 설명도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함 한다" 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.
또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
상술한 용어들 이외에, 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
아울러, 본 발명의 범위 내의 실시 예들은 컴퓨터 실행가능 명령어 또는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 데이터 구조를 가지거나 전달하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는, 범용 또는 특수 목적의 컴퓨터 시스템(1)에 의해 액세스 가능한 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 저장장치, 자기 디스크 저장장치 또는 기타 자기 저장장치, 또는 컴퓨터 실행가능 명령어, 컴퓨터 판독가능 명령어 또는 데이터 구조의 형태로 된 소정의 프로그램 코드 수단을 저장하거나 전달하는 데에 이용될 수 있고, 범용 또는 특수 목적 컴퓨터 시스템(1)에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 기타 매체와 같은 물리적 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
도 1에는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)의 개략적인 구성도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)을 고소작업차에 적용하는 경우에 관한 설명도가 도시되어 있다.
참고로, 본 발명이 적용되는 고소작업차는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 탑승함, 상기 탑승함을 지지하면서 길이와 각도가 조절되는 붐, 회전하여 상기 붐의 각도를 조절하는 턴테이블, 상기 턴테이블을 지지하는 차체 및 상기 차체를 지반에 지지시키는 아웃트리거 등을 포함한다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)은 카메라(10), 라이다(20), 센싱부(30) 및 디스플레이부(40)를 포함하여 이루어진다.
카메라(10)는 고소작업차에 장착되어 고속작업차 주변의 영상을 촬영한다. 카메라(10)는 2차원의 이미지를 생성할 수 있다. 카메라(10)가 촬영한 영상에는 고소작업차의 일부분이 함께 촬영될 수 있다.
라이다(20)는 고속작업차에 장착되어 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득한다. 포인트 클라우드 데이터를 통해서는 고소작업차 주변에 관한 3차원적인 정보를 얻을 수 있다.
센싱부(30)는 고소작업차의 상태를 센싱하는 역할을 하는 부분으로서, 다수의 센서를 포함한다. 센싱부(30)의 센서에는 붐의 각도를 측정하는 각도 센서, 붐의 길이를 측정하는 길이 센서, 탑승함의 하중을 측정하는 하중 감지 센서, 탑승함에서의 풍속을 측정하는 풍속 센서 등이 포함될 수 있다.
디스플레이부(40)는 카메라(10), 라이다(20), 센싱부(30)로부터 얻은 데이터 등을 시각적으로 디스플레이한다. 디스플레이부(40)는 센서의 센상값을 디스플레이하는 부분과 카메라(10)와 라이다(20)로부터 얻어진 영상을 디스플레이하는 부분을 각각 구비할 수 있으며, 작업자가 필요에 따라 화면을 전환하거나 확대하도록 형성될 수 있다.
이러한 본 발명의 고소작업차 운영 시스템(1)에 의하면, 작업자가 고소작업차 주변의 상황을 시각적으로 확인하면서 작업을 진행할 수 있기 때문에 작업을 안전하게 진행하는 것이 가능하다.
그리고 단순히 고소작업차 주변의 영상을 확인하는 것이 아니라 3차원적인 데이터를 통해 고소작업차 주변 장애물 등과의 거리를 확인할 수 있기 때문에 상기한 효과를 보다 증대하는 것이 가능하다.
또한, 라이다(20)는 주변 밝기에 관계없이 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 것이 가능하기 때문에, 본 발명의 고소작업차 운영 시스템(1)을 이용하여서는 야간 작업을 안전하게 진행할 수 있다.
카메라(10)는 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치될 수 있다.
고소작업차의 붐과 턴테이블을 제어하는 작업자는 차체 반대편의 상황이나 붐 상단에 위치한 탑승함의 상황을 파악하는 것이 쉽지 않다. 따라서, 고소작업차의 차체와 탑승함에 카메라(10)를 각각 설치하여 여러 위치와 각도에서 고소작업차 주변의 영상을 얻을 수 있도록 함으로써, 고소작업차를 운영하는 작업자의 사각지대를 최소화한다.
라이다(20) 또한 카메라(10)와 마찬가지로 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치되어 고소작업차를 운영하는 작업자의 사각지대를 최소화할 수 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)은 합성부(50)를 더 포함할 수 있다.
합성부(50)는 카메라(10)에서 얻어진 영상과 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하는 역할을 한다.
카메라(10)에서 얻어진 영상은 직관적이기 때문에 영상에 나타나는 위치가 어디이고 고소작업차 주변에 있는 것이 무엇인지 쉽게 확인할 수 있고, 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 통해서는 고소작업차 주변의 3차원적 상황을 파악할 수 있다.
따라서, 카메라(10)에서 얻어진 영상과 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하면, 고소작업차 주변의 상황을 쉽고 정확하게 확인하는 것이 가능하다.
합성부(50)는 예를 들어, 인공지능을 통해 카메라(10)에서 얻어진 영상과 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성할 수 있다.
합성부(50)에서 생성되는 이미지는 예를 들어, 카메라(10)에서 촬영된 영상의 시점을 기준으로 만들어질 수 있으며, 카메라(10)와의 거리에 따라 물체가 다른 색상으로 표현될 수 있다.
디스플레이부(40)에서는 카메라(10)에서 얻어진 영상과 합성부(50)에서 생성된 이미지가 각각 디스플레이될 수 있다. 그리고 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차에 대한 장애물의 위치를 평면도 또는 측면도 상에 표시하는 이미지가 별도로 디스플레이되는 것도 가능하다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)은 알람부(60)를 더 포함할 수 있다.
알람부(60)는 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시킬 수 있다.
이에 따라, 작업자가 디스플레이부(40)를 통해 미처 고소작업차와 주변 장애물이 가까이에 있다는 것을 확인하지 못한 경우에도, 알람을 통해 위험 상황을 알 수 있게 된다.
알람부(60)는 거리에 따라 서로 다른 알람을 발생시킬 수 있다.
알람부(60)는 센싱부(30)의 센싱값에 따라 위험 가능성이 있는 경우에도 알람을 발생시킬 수 있다.
상기한 것과 같은 구성 외에도 본 발명에 의한 고소작업차 운영 시스템(1)은 고소작업차의 작업 상황에 따라 아우트리거, 턴테이블, 붐, 탑승함의 상태를 조절하는 조절장치(80), 그리고 카메라(10), 라이다(20), 센싱부(30), 디스플레이부(40), 합성부(50), 알람부(60) 및 조절장치(80)를 제어하는 제어부(70) 등을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(70)는 카메라(10), 라이다(20), 센싱부(30)의 활성화, 카메라(10) 등에서의 데이터 수집, 카메라(10) 등에서 수집된 데이터에 따른 위험 가능성 산출, 위험 가능성에 따른 조절장치(80)의 제어 작업 등을 수행할 수 있다. 그리고 제어부(70)는 제어 관련 정보를 디스플레이부(40)에 출력할 수 있다.
합성부(50)는 제어부(70)에 포함되는 구성일 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법에 대해 설명하도록 한다. 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법에 대해 설명하면서 본 발명의 고속작업차 운영 시스템(1)의 설명시 언급한 사항에 대해서는 자세한 설명을 생략할 수 있다.
도 3에는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법의 순서도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법에 관한 설명도가 도시되어 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법은 데이터 획득단계(S20), 합성단계(S30) 및 디스플레이단계(S40)를 포함하여 이루어지며, 캘리브레이션 정보 획득단계(S10)와 알람단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
데이터 획득단계(S20)에서는 카메라(10)로 고소작업차 주변의 영상을 촬영하고, 라이다(20)로 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득한다. 데이터 획득단계(S20)에서는 다수의 카메라(10)와 라이다(20)를 이용해 다양한 위치와 시점의 영상과 포인트 클라우드 데이터를 획득할 수 있다.
합성단계(S30)에서는 카메라(10)에서 얻어진 영상과 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성한다. 합성단계(S30)는 카메라(10)에서 촬영된 영상의 시점에 맞추어 포인트 클라우드를 겹치는 방법으로 이루어질 수 있다. 합성단계(S30)를 통해 만들어진 이미지에서는 포인트 클라우드가 카메라(10)와의 거리에 따라 다른 색상으로 표현될 수 있다.
디스플레이단계(S40)에서는 합성단계(S30)를 통해 만들어진 이미지를 디스플레이부(40)를 통해 디스플레이한다. 디스플레이된 영상을 통해 작업자는 고소작업차 주변에 어떠한 장애물이 위치하는지, 그리고 고소작업차와 장애물이 어느 정도의 거리를 갖는지 직관적으로 파악하는 것이 가능하다. 디스플레이부(40)에서는 카메라(10)를 통해 촬영된 영상과 합성단계(S30)에서 만들어진 영상을 각각 디스플레이할 수 있다.
작업자는 디스플레이단계(S40)에서 디스플레이된 영상을 통해 고소작업차 주변 전체의 상황을 정확하게 파악하는 것이 가능하다.
디스플레이단계(S40) 전에는 디스플레이부(40)의 화면 상에 영상과 각종 센싱 정보 등을 어떻게 배치할지에 대해 구성하는 과정이 진행될 수 있다.
디스플레이단계(S40) 후에는 작업자가 붐 또는 턴테이블 등을 제어하는 신호를 발생시키는 단계가 진행될 수 있다.
본 발명에 의한 고소작업차 운영 방법은 캘리브레이션 정보 획득단계(S10)를 더 포함할 수 있다.
캘리브레이션 정보 획득단계(S10)는 합성단계(S30) 전에 진행되는 것으로서, 카메라(10)와 라이다(20)의 캘리브레이션 정보를 획득한다. 즉, 카메라(10)의 위치와 촬영 각도, 라이다(20)의 위치 등에 관한 정보를 획득할 수 있다.
이러한 캘리브레이션 정보를 통해 합성단계(S30)에서 카메라(10)의 영상과 라이다(20)의 포인트 클라우드 데이터를 카메라(10) 영상의 시점에 맞추어 정확하게 합성하는 것이 가능하다.
본 발명에 의한 운영 방법은 알람단계(S50)를 더 포함할 수 있다.
알람단계(S50)에서는 라이다(20)에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시킨다.
포인트 클라우드 데이터는 3차원적인 데이터로서, 이를 통해서는 고소작업차와 주변 장애물 사이의 거리를 산정하는 것이 가능하고, 산정된 거리를 바탕으로 고소작업차와 주변 장애물 사이의 거리가 소정 범위에 있을 때 알람이 발생하도록 하여 작업자가 미처 고소작업차 주변의 상황을 파악하지 못한 경우에 대비할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
1 : 고소작업차 운영 시스템
10 : 카메라 20 : 라이다
30 : 센싱부 40 : 디스플레이부
50 : 합성부 60 : 알람부

Claims (8)

  1. 고소작업차 주변의 영상을 촬영하는 카메라;
    고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 라이다; 및
    고소작업차의 상태를 센싱하는 센싱부; 및
    상기 카메라, 상기 라이다 및 상기 센싱부로부터 얻은 데이터가 디스플레이되는 디스플레이부;를 포함하는 고소작업차 운영 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는, 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라이다는, 고소작업차의 차체와 탑승함에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카메라에서 얻어진 영상과 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하는 합성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 시스템.
  6. 카메라로 고소작업차 주변의 영상을 촬영하고, 라이다로 고소작업차 주변의 포인트 클라우드 데이터를 획득하는 데이터 획득단계;
    상기 카메라에서 얻어진 영상과 상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 합성하는 합성단계; 및
    상기 합성단계를 통해 만들어진 이미지를 디스플레이부를 통해 디스플레이하는 디스플레이단계;를 포함하는 고소작업차 운영 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 합성단계 전에 진행되는 것으로서, 상기 카메라와 상기 라이다의 캘리브레이션 정보를 획득하는 캘리브레이션 정보 획득단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 라이다에서 얻어진 포인트 클라우드 데이터를 기반으로 고소작업차와 주변 장애물의 거리에 따라 알람을 발생시키는 알람단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고소작업차 운영 방법.
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