KR20240039680A - 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템 - Google Patents

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Abstract

산업현장의 생산을 지원해주는 저속 무인 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용하여 산업현장의 화재 및 동파를 감지하고, 화재 및 동파 감지시 산업현장 관제 시스템에 위험 경보를 자동으로 전송하도록 한 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템에 관한 것으로서, 산업 현장의 환경을 감지하여 화재 및 동파를 판단하고, 화재 및/또는 동파 감지시 경보 신호를 무선으로 전송하는 무인 자동운반차 및 무인 자동운반차와 통신으로 접속되며, 무인 자동운반차로부터 화재 및/또는 동파 경보신호를 수신하면 실시간 경보 처리를 수행하여 산업현장의 화재 및/또는 동파에 대하여 실시간 대응을 제어하는 산업현장 관제서버를 포함하여, 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템을 구현한다.

Description

생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템{Fire and freeze detection alarm system using low-speed unmanned automatic guided vehicle for production support}
본 발명은 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템에 관한 것으로, 특히 산업현장의 생산을 지원해주는 저속 무인 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용하여 산업현장의 화재 및 동파를 감지하고, 화재 및 동파 감지시 산업현장 관제 시스템에 위험 경보를 자동으로 전송하도록 한 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템에 관한 것이다.
산업현장의 작업 공간 내에서 물건 또는 상품들을 자동으로 이동시켜주기 위한 물류 자동화의 일환으로, 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용한다.
이러한 자동운반차(AGV)는 사용자가 미리 설치해둔 주행 가이드라인 경로 및 주행 가이드라인 경로 상에 설치된 식별자의 명령을 인식하여 해당 경로를 따라 자동 주행하며 작업을 수행한다. 자동 운반차의 주행 경로는 지면 아래 또는 공중에 설치된 전선, 지면 또는 벽면에 설치된 광학 또는 마그네틱테이프, 또는 레이저, GPS 등 다양한 수단에 의해 정의될 수 있다.
자율주행을 위한 경로 생성을 위해서는 작업 공간의 지도를 생성해야 한다.
작업 공간의 지도 생성 과정은, 내비게이션을 이용하여 작업 공간을 주행하면서 위치 데이터인 원시 데이터를 획득하고, 획득한 원시 데이터를 처리하여 모서리인 노드(Node) 데이터를 생성하고, 생성한 노드 데이터를 연결하여 엣지(Edge) 데이터를 생성한다. 이렇게 생성한 노드 및 엣지 데이터를 이용하여 지도를 생성하고, 생성한 지도 정보를 기초로 AGV가 임무를 수행하기 위한 경로를 생성하고, 생성한 경로를 AGV에 전송한다. AGV는 수신한 경로 정보를 기초로 자율주행을 하면서 임무를 수행한다.
아울러 산업현장 고도화 흐름에 따라 산업현장에서의 화학물질 사용과 취급량이 증가하는 추세이며, 이에 따라 사고 위험성이 증가하고 있으며, 대형 인터넷 이커머스 대형 물류 센터 운영 등 공업/물류 현장에서의 다양한 화재 원인도 증가하고 있다.
그러나 상기와 같은 일반적인 무인 자동운반차는 물류의 이송만 가능할 뿐, 주변 환경 정보를 감지하여 생산현장의 화재 및 동파 등을 감지하는 데에는 한계가 있다.
한편, 무인 운반차에 대해 종래에 제안된 기술이 하기의 <특허문헌 1> 에 개시되어 있다.
<특허문헌 1> 은 생산량 관리 서버로부터 수신된 1차 생산 라인들 각각의 제1 임시 보관부에 존재하는 생산품의 개수와 2차 생산 라인들 각각의 제2 임시 보관부에 존재하는 생산품의 개수에 대한 정보를 기초로, 1차 생산 라인들 중 제1 임시보관부에 존재하는 생산품의 개수가 최대인 제1 생산 라인을 확인하고, 2차 생산 라인들 중 제2 임시 보관부에 존재하는 생산품의 개수가 최소인 제2 생산 라인을 확인한 후, 제1 생산 라인의 제1 임시 보관부에서 생산품을 픽업하여 제2 생산 라인의 제2 임시 보관부로 운반하기 위한 이동 경로를 생성하고, 생성된 이동 경로를 기초로, 생산품의 운반을 수행한다.
그러나 이러한 종래의 무인 자동운반차도 주변 환경 정보를 감지하여 생산현장의 화재 및 동파 등을 감지하는 기능은 제공하지 못하는 기술적 한계가 있다.
대한민국 공개특허 10-2022-0116602(2022.08.23. 공개)
따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 무인 운반차 및 종래의 무인 운반차에서 생산현장의 주변 환경 정보를 감지하여 화재 및 동파 등의 경보를 수행하지 못하는 기술적 한계를 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 산업현장의 생산을 지원해주는 저속 무인 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용하여 산업현장의 화재 및 동파를 감지하고, 화재 및 동파 감지시 산업현장 관제 시스템에 위험 경보를 자동으로 전송하도록 한 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 "생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템"은,
산업 현장의 환경을 감지하여 화재 및 동파를 판단하고, 화재 및/또는 동파 감지시 경보 신호를 무선으로 전송하는 무인 자동운반차;
상기 무인 자동운반차와 통신으로 접속되며, 상기 무인 자동운반차로부터 화재 및/또는 동파 경보신호를 수신하면 실시간 경보 처리를 수행하여 산업현장의 화재 및/또는 동파에 대하여 실시간 대응을 제어하는 산업현장 관제서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 무인 자동운반차는,
산업현장의 환경 감지를 통해 환경 정보를 획득하는 환경 감지부;
상기 환경 감지부에서 감지한 환경 정보를 통합 처리하는 통합 센서 모듈;
상기 통합 센서 모듈에서 처리한 복수의 환경 정보를 분석하여 산업현장의 화재 및 동파를 판단하고, 화재 또는 동파 판단 시 경보 신호의 전송을 제어하는 화재 및 동파 판단부; 및
상기 화재 및 동파 판단부에서 발생한 경보 신호를 무선 신호로 만들어 상기 산업현장 관제서버에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 환경 감지부는,
자외선(UV, Ultra Violet) 또는 적외선(IR, Infrared) 또는 가시광선(visible ray)을 이용하여 산업 현장의 온도를 환경 정보로 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 환경 감지부는,
무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측의 4방향에 대하여 환경 정보를 감지하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 환경 감지부의 측정 거리는 0.1 ~ 5M이며, 측정 온도는 - 40 ~ 1000℃인 것을 특징으로 한다.
상기에서 화재 및 동파 판단부는,
무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 방향 이상에서 화재 또는 동파를 판단하기 위한 온도가 감지되면 화재 또는 동파로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 산업현장의 생산을 지원해주는 저속 무인 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용하여 산업현장의 화재 및 동파를 감지하고, 화재 및 동파 감지시 산업현장 관제 시스템에 위험 경보를 자동으로 전송하여, 화재 및 동파에 대하여 실시간 대응할 수 있도록 도모해주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템의 블록 구성도이고,
도 2는 본 발명이 적용되는 저속 무인 자동운반차의 사시도이며,
도 3은 본 발명에서 가시광선을 이용한 산업 현장 온도 감지 예시도이며,
도 4는 무인 자동운반차에서 산업현장 온도 감지 영역 개념도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 본 발명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 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 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템의 블록 구성도로서, 환경 감지부(110), 통합 센서 모듈(120), 화재 및 동파 판단부(130) 및 통신 모듈(140)로 이루어진 무인 자동운반차(100), 산업현장 관제서버(200)를 포함할 수 있다.
무인 자동운반차(100)는 산업 현장의 환경을 감지하여 화재 및 동파를 판단하고, 화재 및/또는 동파 감지시 경보 신호를 무선으로 전송하는 역할을 한다.
이러한 무인 자동운반차(100)는 산업현장의 환경 감지를 통해 환경 정보를 획득하는 환경 감지부(110), 상기 환경 감지부(110)에서 감지한 환경 정보를 통합 처리하는 통합 센서 모듈(120), 상기 통합 센서 모듈(120)에서 처리한 복수의 환경 정보를 분석하여 산업현장의 화재 및 동파를 판단하고, 화재 또는 동파 판단 시 경보 신호의 전송을 제어하는 화재 및 동파 판단부(130), 및 상기 화재 및 동파 판단부(130)에서 발생한 경보 신호를 무선 신호로 만들어 상기 산업현장 관제서버(200)에 전송하는 통신 모듈(140)을 포함할 수 있다.
상기 환경 감지부(110)는 무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측의 4방향에 대하여 환경 정보를 감지하는 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)는 자외선(UV, Ultra Violet) 또는 적외선(IR, Infrared) 또는 가시광선(visible ray) 중 어느 하나를 이용하여 산업 현장의 온도를 환경 정보로 감지할 수 있다.
상기 환경 감지부(110)의 제1 내지 제4 환경 센서의 측정 거리는 0.1 ~ 5M이며, 측정 온도는 - 40 ~ 1000℃일 수 있다.
상기 화재 및 동파 판단부(130)는 무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 방향 이상에서 화재 또는 동파를 판단하기 위한 온도가 감지되면 화재 또는 동파로 판단할 수 있다.
산업현장 관제서버(200)는 상기 무인 자동운반차(100)와 통신(특히, 무선 통신)으로 접속되며, 상기 무인 자동운반차(100)로부터 화재 및/또는 동파 경보신호를 수신하면 실시간 경보 처리를 수행하여 산업현장의 화재 및/또는 동파에 대하여 실시간 대응을 제어하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 무인 자동운반차(100)의 전방, 후방, 좌측 및 우측의 4방향에서 산업현장의 화재 및 동파 판단을 위한 환경 정보(온도)를 감지하기 위한 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)를 장착한다.
여기서 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)는 자외선을 이용하여 온도를 감지하는 자외선 온도 감지 센서, 가시광선을 이용하여 온도를 감지하는 가시광선 온도 가지센서, 적외선을 이용하여 온도를 감지하는 적외선 온도 감지 센서 중 어느 하나로 구현할 수 있으나, 본 발명에서는 실시 예로 적외선 온도 감지 센서를 이용하는 것으로 가정한다.
무인 자동운반차(100)의 운행이 시작되면, 무인 자동운반차(100)는 미리 정해진 자율주행 경로를 따라 자율 주행을 시작하게 되며, 상기 무인 자동운반차(100)의 운행이 시작되면 환경 감지부(100) 내의 4방향 환경 센서가 각각 해당 방향으로 적외선을 송출하고, 산업현장의 물체로부터 반사된 신호를 환경 정보로 취득하여 통합 센서 모듈(120)에 전달한다.
도 3은 제1 내지 제4 환경 센서에서 가시광선을 이용하여 환경 정보를 획득하는 예시이며, 도 4는 환경 정보 감지 거리를 나타낸 것이다. 본 발명에서는 센서로부터 최대 5m 범위 내에서 환경 정보를 취득하는 것으로 센서의 감도를 조절하였다.
즉, 무인 자동운반차(100)의 전방에 탑재된 제1 환경 센서(111)에서 전방으로 적외선을 송출하고, 측정 거리 이내에서 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 통합 센서 모듈(120)에 전달한다.
아울러 무인 자동운반차(100)의 후방에 탑재된 제2 환경 센서(112)에서 후방으로 적외선을 송출하고, 측정 거리 이내에서 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 통합 센서 모듈(120)에 전달한다.
또한, 무인 자동운반차(100)의 좌측에 탑재된 제3 환경 센서(113)에서 좌측으로 적외선을 송출하고, 측정 거리 이내에서 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 통합 센서 모듈(120)에 전달한다.
마찬가지로, 무인 자동운반차(100)의 우측에 탑재된 제4 환경 센서(114)에서 우측으로 적외선을 송출하고, 측정 거리 이내에서 물체로부터 반사된 신호를 수신하여 통합 센서 모듈(120)에 전달한다.
상기 통합 센서 모듈(120)은 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)로부터 각각 획득한 환경 정보를 하나의 환경 정보 데이터 셋으로 만들어 화재 및 동파 판단부(130)에 전달한다. 즉, 통합 센서 모듈(120)의 하나의 주기를 기준으로 제1 내지 제4 환경 센서(111 - 114)에서 각각 취득한 환경 정보를 하나의 환경 정보 데이터 셋으로 만들게 된다.
상기 화재 및 동파 판단부(130)는 상기 통합 센서 모듈(120)에서 처리한 하나의 주기 및 실시간으로 전달되는 환경 정보를 분석하여 산업현장의 화재 및 동파를 판단한다. 즉, 하나의 데이터 셋으로 전달되는 제1 내지 제4 환경 정보에 대하여, 각각의 환경 정보로 분류하고, 분류한 각각의 환경 정보를 화재 및 동파를 판단하기 위한 기준 온도(-40 - 1000℃)와 일대일 대비하여 화재 또는 동파 유무를 판단한다. 여기서 동파는 영하 5℃ 이하일 경우 동파 가능성으로 판단할 수 있으며, 화재는 50℃ 이상일 경우 화재 가능성으로 판단할 수 있다.
화재 또는 동파 유무를 판단한 결과, 화재 또는 동파 가능성으로 판단이 되면 화재 또는 동파 경보 신호를 생성하여 통신 모듈(140)에 전달한다.
통신 모듈(140)은 화재 또는 동파 경보 신호가 전달되면 이를 무선 통신 규격에 맞게 포맷하고, 변환한 무선 데이터를 산업 현장 관제서버(200)에 전송한다. 여기서 무선 통신 규격은 공지의 다양한 무선 통신 규격을 이용할 수 있으며, 본 발명에서는 실시 예로 와이-파이 통신모듈을 사용하는 것으로 설명하나, 이것에 한정되는 것은 아니며, 알려진 모든 무선 통신 방식을 이용할 수 있음을 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 자명하다 할 것이다.
해당 산업현장의 관제를 담당하는 산업현장 관제서버(200)는 상기 무인 자동운반차(100)로부터 발생한 경보 신호를 수신하면, 이를 분석하여 화재 또는 동파 경보신호이면, 그에 대응하는 제어 동작을 수행한다.
예를 들어, 화재 또는 동파 경보를 발생하거나, 관리자에게 화재 또는 동파 경보 알람을 전송하거나, 소화시설 또는 공조기(예를 들어, 히터)를 자동으로 동작시켜, 화재에 대응하거나 동파에 실시간 자동 대응을 할 수 있다.
이상 상술한 본 발명에 따르면 산업현장의 생산을 지원해주는 저속 무인 자동운반차(AGV; Automatic Guided Vehicle)를 이용하여 산업현장의 화재 및 동파를 감지하고, 화재 및 동파 감지시 산업현장 관제 시스템에 위험 경보를 자동으로 전송하여, 화재 및 동파에 대하여 실시간 대응할 수 있도록 도모해준다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
100: 무인 자동운반차(AGV)
110: 환경 감지부
111 - 114: 제1 내지 제4 환경 센서
120: 통합 센서 모듈
130: 화재 및 동파 판단부
140: 통신 모듈
200: 산업현장 관제서버

Claims (5)

  1. 산업 현장의 환경을 감지하여 화재 및 동파를 판단하고, 화재 및/또는 동파 감지시 경보 신호를 무선으로 전송하는 무인 자동운반차; 및
    상기 무인 자동운반차와 통신으로 접속되며, 상기 무인 자동운반차로부터 화재 및/또는 동파 경보신호를 수신하면 실시간 경보 처리를 수행하여 산업현장의 화재 및/또는 동파에 대하여 실시간 대응을 제어하는 산업현장 관제서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템.
  2. 청구항 1에서, 상기 무인 자동운반차는,
    산업현장의 환경 감지를 통해 환경 정보를 획득하는 환경 감지부;
    상기 환경 감지부에서 감지한 환경 정보를 통합 처리하는 통합 센서 모듈;
    상기 통합 센서 모듈에서 처리한 복수의 환경 정보를 분석하여 산업현장의 화재 및 동파를 판단하고, 화재 또는 동파 판단 시 경보 신호의 전송을 제어하는 화재 및 동파 판단부; 및
    상기 화재 및 동파 판단부에서 발생한 경보 신호를 무선 신호로 만들어 상기 산업현장 관제서버에 전송하는 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템.
  3. 청구항 1에서, 상기 환경 감지부는,
    자외선(UV, Ultra Violet) 또는 적외선(IR, Infrared) 또는 가시광선(visible ray)을 이용하여 산업 현장의 온도를 환경 정보로 감지하는 것을 특징으로 하는 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템.
  4. 청구항 1에서, 상기 환경 감지부는,
    무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측의 4방향에 대하여 환경 정보를 감지하는 것을 특징으로 하는 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템.
  5. 청구항 1에서, 상기 화재 및 동파 판단부는,
    무인 자동운반차의 전방, 후방, 좌측 및 우측 중 적어도 어느 한 방향 이상에서 화재 또는 동파를 판단하기 위한 온도가 감지되면 화재 또는 동파로 판단하는 것을 특징으로 하는 생산지원 저속 무인 자동운반차를 이용한 화재 및 동파 감지 경보시스템.
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