KR20240051064A - Positioning system for moving objects, collision avoidance system using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, GPS 검출기를 사용할 수 없는 실내 작업 환경에서 크레인과 같은 이동체의 위치를 측정하고 측정된 위치에 기초하여 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)과의 충돌을 방지할 수 있도록 구성된 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템이 개시된다. The present invention relates to a positioning system for a moving object and a collision prevention system using the same.
According to an embodiment of the present invention, the position of a moving object such as a crane is measured in an indoor work environment where a GPS detector cannot be used, and collision with surrounding obstacles (e.g., loaded cargo, other cranes, etc.) is based on the measured position. A positioning system for a moving object configured to prevent collisions and a collision prevention system using the same are disclosed.
Description
본 발명은 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템에 관한 것으로서, GPS 검출기를 사용할 수 없는 실내 작업 환경에서 크레인과 같은 이동체의 위치를 측정하고 측정된 위치에 기초하여 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)과의 충돌을 방지할 수 있도록 구성된 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a positioning system for a moving object and a collision prevention system using the same, which measures the position of a moving object such as a crane in an indoor work environment where a GPS detector cannot be used, and based on the measured position, surrounding obstacles (e.g., loading This relates to a positioning system for a moving object configured to prevent collisions with existing cargo, other cranes, etc., and a collision prevention system using the same.
크레인과 같은 이동체의 이동 시에 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)과의 충돌을 방지하기 위한 기술들이 제안된 바 있다. Technologies have been proposed to prevent collisions with surrounding obstacles (e.g., loaded cargo, other cranes, etc.) when moving a moving object such as a crane.
이러한 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2009-0072329 (2009.07.02)는 크레인 충돌 방지 및 모니터링 시스템에 관한 것으로서, 복수 개의 크레인인 골리아스 크레인, 지브크레인 또는 타워크레인마다 설치되고, 각각의 크레인에 관한 GPS좌표를 취득하여 전송하는 복수 개의 GPS수신기; 및 GPS수신기로부터 전송받은 각 크레인의 GPS좌표, 지브크레인붐에 설치된 제1회전센서와 기울기센서로부터 전송받은 지브크레인붐의 회전각도 및 기울기 정보, 및 타워크레인붐에 설치된 제2회전센서로부터 전송받은 타워크레인붐의 회전각도 정보를 각각 이용하여 각 크레인 간의 충돌을 예측하는 메인관리부를 포함하는 구성을 제안하였다. As an example of this prior art, Korean Patent Publication No. 10-2009-0072329 (2009.07.02) relates to a crane collision prevention and monitoring system, which is installed for each of a plurality of cranes, such as a Golias crane, a jib crane, or a tower crane, and each A plurality of GPS receivers that acquire and transmit GPS coordinates regarding the crane; And the GPS coordinates of each crane transmitted from the GPS receiver, the rotation angle and tilt information of the jib crane boom transmitted from the first rotation sensor and tilt sensor installed on the jib crane boom, and the rotation angle and tilt information transmitted from the second rotation sensor installed on the tower crane boom. We proposed a configuration that includes a main management unit that predicts collisions between cranes using the rotation angle information of each tower crane boom.
또다른 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2011-0000462 (2011.01.03)는 혼합 충돌 감지방식을 사용하는 크레인 충돌 방지 장치에 관한 것으로서, 크레인에 설치된 하나 이상의 GPS수신기를 이용하여 크레인의 GPS좌표를 취득하고, 취득된 GPS좌표 정보를 메인관리부로 전송하며, 크레인, 이동 대상물, 작업 현장에 고정 배치된 고정 장애물에 설치된 충돌감지센서로부터 충돌 신호 정보를 감지하여 메인관리부로 전송하고, 메인관리부에서는 통신수단을 포함하는 통신네트워크를 통해 GPS수신기와 충돌감지센서로부터 전달된 상기 GPS좌표 정보와 충돌 신호 정보를 바탕으로 작업 현장에서의 충돌을 예측하는 구성을 제안하였다. As another example of prior art, Korean Patent Publication No. 10-2011-0000462 (2011.01.03) relates to a crane collision prevention device using a mixed collision detection method, which uses one or more GPS receivers installed on the crane to detect the crane's GPS. Acquires coordinates, transmits the acquired GPS coordinate information to the main management unit, detects collision signal information from collision detection sensors installed on cranes, moving objects, and fixed obstacles fixed at the work site, and transmits it to the main management unit. proposed a configuration that predicts collisions at work sites based on the GPS coordinate information and collision signal information transmitted from the GPS receiver and collision detection sensor through a communication network including communication means.
또다른 종래기술의 일예로, 대한민국 공개특허 10-2019-0078984 (2019.07.05.)는 인양물의 크레인 충돌방지를 위한 감시 시스템에 관한 것으로서, 크레인에 탑재된 메인카메라와 서브카메라로 인양물에 대한 3차원 영상을 생성하는 영상검출수단; 상기 크레인의 위치 변동과 더불어 이에 대한 인양물의 위치 변동을 검출하는 운전검출수단; 및 상기 영상검출수단과 운전검출수단을 설정된 알고리즘으로 제어하는 제어수단;을 포함하는 구성을 제안하였다. As another example of prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0078984 (2019.07.05.) relates to a monitoring system for preventing collision of salvaged objects with cranes, and monitors the salvaged objects with the main camera and sub-camera mounted on the crane. Image detection means for generating a three-dimensional image; Operation detection means for detecting a change in the position of the crane as well as a change in the position of the lifted object; and a control means for controlling the image detection means and the operation detection means according to a set algorithm.
그러나, 상기 종래기술들은 조선소 현장과 같은 실외 작업 환경을 위한 것으로서, 크레인의 붐대 등에 GPS 검출기를 설치하여 크레인 및/또는 인양물의 위치를 검출한다는 점에서 지붕이 있는 실내 작업 환경에 적용하기에 어려움이 있었다. However, the above prior technologies are intended for outdoor work environments such as shipyard sites, and are difficult to apply to an indoor work environment with a roof in that they detect the location of the crane and/or salvage object by installing a GPS detector on the boom bar of the crane. there was.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, GPS 검출기를 사용할 수 없는 실내 작업 환경에서 크레인과 같은 이동체의 위치를 결정하고 결정된 위치에 기초하여 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)과의 충돌을 방지할 수 있도록 구성된 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was developed in consideration of the above problems, and determines the position of a moving object such as a crane in an indoor work environment where a GPS detector cannot be used. Based on the determined position, surrounding obstacles (e.g., loaded cargo, other cranes) are determined. The purpose is to provide a positioning system for moving objects configured to prevent collisions with objects (e.g., etc.) and a collision prevention system using the same.
상기 목적을 감안한 본 발명의 일 측면에 따르면, 미리 설정된 간격에 따라 선형으로 배치되며 각각의 식별값이 표시된 복수의 대상체에 기초하여, 상기 복수의 대상체의 선형 배치를 따라 설정된 선형 경로에 기초하여 이동하는 이동체의 위치를 결정하는 시스템으로서, 상기 이동체에 설치되며, 미리 설정된 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체에 표시된 식별값을 촬영하는 카메라; 상기 이동체에 설치되며, 상기 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체와의 거리값 및 방향을 측정하는 라이다(LiDAR)부; 및 상기 카메라를 통해 촬영한 대상체의 식별값과 상기 라이다부를 통해 측정한 대상체와의 거리값 및 방향에 기초하여 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치를 결정하는 측위부;를 포함하여 구성된 이동체를 위한 측위 시스템이 개시된다. According to one aspect of the present invention in consideration of the above purpose, based on a plurality of objects linearly arranged at preset intervals and each displaying an identification value, the plurality of objects move based on a linear path set along the linear arrangement of the plurality of objects. A system for determining the position of a moving object, comprising: a camera installed on the moving object and capturing an identification value displayed on an object closest to the moving object based on a preset shooting direction; A LiDAR unit installed on the moving object and measuring a distance value and direction to an object closest to the moving object based on the shooting direction; and a positioning unit that determines the position of the moving object on the linear path based on the identification value of the object captured through the camera and the distance value and direction to the object measured through the lidar unit. Positioning for a moving object configured to include a. The system starts.
바람직하게, 상기 대상체는 미리 설정된 간격에 따라 선형으로 배치된 건물 기둥이며, 상기 식별값은 상기 건물 기둥의 측면에 표시된 기둥 식별 번호이며, 상기 이동체는 선형 경로에 기초하여 이동 가능한 크레인이다. Preferably, the object is a building pillar arranged linearly at a preset interval, the identification value is a pillar identification number displayed on the side of the building pillar, and the moving object is a crane that can move based on a linear path.
바람직하게, 상기 측위부는, 각각의 대상체 상호 간의 미리 설정된 간격에 대한 정보, 각각의 대상체별로 표시된 식별값에 대한 정보 및 상기 카메라를 통해 촬영한 대상체의 식별값에 기초하여, 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체가 상기 복수의 대상체의 선형 배치의 시작 지점을 기준으로 상기 선형 배치의 방향을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제1 결정을 하고, 상기 라이다부를 통해 측정한 대상체와의 거리값 및 방향에 기초하여, 상기 이동체가 상기 측정한 대상체를 기준으로 상기 선형 배치의 방향을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제2 결정을 하며, 상기 제1 결정의 결과 및 제2 결정의 결과에 기초하여, 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치를 결정한다. Preferably, the positioning unit determines the one closest to the moving object based on information about the preset interval between each object, information about the identification value displayed for each object, and the identification value of the object captured through the camera. Make a first decision regarding where the object is located along the direction of the linear arrangement based on the starting point of the linear arrangement of the plurality of objects, and determine the distance value and direction to the object measured through the lidar unit. Based on this, a second decision is made regarding where the moving object is located along the direction of the linear arrangement with respect to the measured object, and based on the result of the first decision and the second decision, the linear arrangement is made based on the result of the first decision and the second decision. Determine the position of the moving object on the path.
본 발명의 또다른 일 측면에 따르면, 상기 측위 시스템을 통해 결정된 이동체의 위치에 기초하여 이동체의 충돌을 방지하기 위한 시스템으로서, 입력을 통해 얻은 장애물의 위치와 상기 측위 시스템의 측위부를 통해 결정한 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치에 기초하여, 상기 장애물에 충돌하지 않도록 상기 이동체의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된 이동체를 위한 충돌 방지 시스템이 개시된다. According to another aspect of the present invention, a system for preventing collision of a moving object based on the position of the moving object determined through the positioning system, wherein the position of the obstacle obtained through an input and the linear position determined through the positioning unit of the positioning system A collision avoidance system for a moving object is disclosed, including a control unit that controls movement of the moving object so that it does not collide with the obstacle, based on the position of the moving object on the path.
바람직하게, 상기 장애물은 또다른 선형 경로에 기초하여 이동 가능한 또다른 크레인 또는 이를 통해 이송되는 화물이며, 상기 장애물의 위치는 상기 또다른 크레인에 설치된 또다른 측위 시스템을 통해 결정된 것이다. Preferably, the obstacle is another crane capable of moving based on another linear path or cargo transported therethrough, and the position of the obstacle is determined through another positioning system installed in the other crane.
이와 같은 본 발명은, GPS 검출기를 사용할 수 없는 실내 작업 환경에서 크레인과 같은 이동체의 위치를 결정하고 결정된 위치에 기초하여 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)과의 충돌을 방지할 수 있도록 구성된 이동체를 위한 측위 시스템, 이를 이용한 충돌 방지 시스템을 제공하는 장점이 있다. The present invention determines the position of a moving object such as a crane in an indoor work environment where a GPS detector cannot be used and prevents collision with surrounding obstacles (e.g., loaded cargo, other cranes, etc.) based on the determined position. There is an advantage in providing a positioning system for moving objects configured to enable collision prevention and collision prevention using this system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충돌 방지 시스템의 구성도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 사용 상태 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 평면 방향의 사용 상태 모식도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 위치 결정 과정을 설명하기 위한 평면 방향 모식도이다.
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 충돌 방지 시스템을 설명하기 위한 모식도이다. 1 is a configuration diagram of a positioning system according to an embodiment of the present invention;
2 is a configuration diagram of a collision avoidance system according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram showing the use state of the positioning system according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a schematic diagram of the use state of the positioning system in the plane direction according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a planar direction schematic diagram for explaining the position determination process of the positioning system according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic diagram for explaining a collision avoidance system according to another embodiment of the present invention.
본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.The present invention can be implemented in various other forms without departing from its technical idea or main features. Accordingly, the embodiments of the present invention are merely examples in all respects and should not be construed as limited.
제1, 제2 등의 용어는 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. Terms such as first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
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 있다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected to or connected to the other component, but other components may also exist in between.
본 출원에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 구성요소 또는 이들의 조합이 존재하는 것을 표현하려는 것이지, 다른 구성요소 또는 특징이 존재 또는 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. As used in this application, singular expressions include plural expressions, unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise”, “provide”, “have”, etc. are intended to express the presence of the components described in the specification or a combination thereof, but do not indicate the possibility that other components or features may be present or added. It is not excluded in advance.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 구성도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 사용 상태 모식도, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 평면 방향의 사용 상태 모식도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템의 위치 결정 과정을 설명하기 위한 평면 방향 모식도이다. Figure 1 is a configuration diagram of a positioning system according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram of the use state of the positioning system according to an embodiment of the present invention, and Figure 4 is a plan view of use of the positioning system according to an embodiment of the present invention. State schematic diagram, FIG. 5 is a planar direction schematic diagram for explaining the position determination process of the positioning system according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 측위 시스템(PS)은, 미리 설정된 간격(D)에 따라 선형으로 배치되며 각각의 식별값(3)이 표시된 복수의 대상체(2)에 기초하여, 상기 복수의 대상체(2)의 선형 배치를 따라 설정된 선형 경로(T)에 기초하여 이동하는 이동체(4)의 위치를 결정하는 시스템이다. The positioning system (PS) of this embodiment is based on a plurality of objects (2) that are linearly arranged according to a preset interval (D) and each of which displays an identification value (3), and the linearity of the plurality of objects (2) is It is a system that determines the position of a moving object (4) based on a linear path (T) set along the arrangement.
본 실시예의 측위 시스템(PS)은 카메라(10), 라이다(LiDAR)부(20) 및 측위부(30)를 포함하여 구성된다. The positioning system (PS) of this embodiment includes a
상기 카메라(10)는 상기 이동체(4)에 설치되며, 미리 설정된 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체(4)에 가장 근접한 하나의 대상체(2)에 표시된 식별값(3)을 촬영한다. 일예로, 미리 설정된 촬영 방향은 상기 이동체(4)의 진행 방향(도 3의 Y)을 기준으로 전방이거나 또는 전방에 근접한 대상체(2)를 촬영 가능한 경사 방향일 수 있다. The
상기 라이다(LiDAR)부(20)는 상기 이동체(4)에 설치되며, 상기 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체(4)에 가장 근접한 하나의 대상체(2)와의 거리값 및 방향을 측정한다. The LiDAR
라이다는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 및 방향 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치이다. Lidar is a device that accurately depicts the surroundings by firing a laser pulse, receiving the light reflected from surrounding objects, and measuring the distance and direction to the object.
일반적으로 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR)는 레이저, 스캐너, 수신기, 거리 산출 모듈 등을 포함하여 이루어진다. 레이저는 용도에 따라 다른 파장을 갖는데, 통상적으로 600~1000nm 파장의 빛을 사용한다. 스캐너는 주위를 고속으로 스캐닝하여 정보를 얻는 부분이며, 여러 가지 형태의 거울들이 이용될 수 있다. 수신기는 반사되어 돌아오는 빛을 감지하는 부분으로서, 일반적으로 광자를 감지하여 증폭하는 기능을 갖는다. In general, LiDAR (Light Detection And Ranging, LiDAR) includes a laser, scanner, receiver, and range calculation module. Lasers have different wavelengths depending on their purpose, and light with a wavelength of 600 to 1000 nm is usually used. A scanner is a part that obtains information by scanning the surroundings at high speed, and various types of mirrors can be used. The receiver is a part that detects reflected and returned light, and generally has the function of detecting and amplifying photons.
상기 측위부(30)는 상기 카메라(10)를 통해 촬영한 대상체(2)의 식별값(3)과 상기 라이다부(20)를 통해 측정한 대상체(2)와의 거리값 및 방향에 기초하여 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치를 결정한다. The positioning unit 30 is based on the identification value 3 of the
일예로, 상기 측위부(30)는 MCU, 메모리, 통신부, 전원부, 데이터 인터페이스 등을 구비한 컴퓨팅 모듈의 형태로 구현될 수 있다. 일예로, 전원부는 충전 가능한 배터리일 수 있으며, 통신부는 외부 서버와 무선 통신을 하는 무선통신 모듈을 포함할 수 있으며, 데이터 인터페이스는 다양한 공지의 데이터 저장매체 또는 데이터 전송 케이블과 연결되어 데이터를 입력 또는 출력할 수 있다. For example, the positioning unit 30 may be implemented in the form of a computing module equipped with an MCU, memory, communication unit, power unit, data interface, etc. For example, the power unit may be a rechargeable battery, the communication unit may include a wireless communication module that communicates wirelessly with an external server, and the data interface may be connected to various known data storage media or data transmission cables to input or transmit data. Can be printed.
바람직한 일예로, 상기 대상체(2)는 미리 설정된 간격(D)에 따라 선형으로 배치된 건물 기둥이며, 상기 식별값(3)은 상기 건물 기둥의 측면에 표시된 기둥 식별 번호일 수 있다. 상기 대상체(2)가 건물 기둥에 반드시 한정되는 것은 아니다. In a preferred example, the
일예로, 상기 이동체(4)는 선형 경로(T)에 기초하여 이동 가능한 크레인이며, 상기 선형 경로(T)는 크레인의 이동을 위해 설치된 이동용 레일일 수 있다. For example, the
일예로, 도 3 내지 도 5에 예시된 대상체(2)는 식별 번호 0~20이 순차적으로 부여된 21개의 건물 기둥일 수 있으며, 도 4에는 식별번호 12~15의 건물 기둥이 예시되어 있다. 대상체(2)의 개수 및 간격은 변경 가능하다. 간격은 기둥별로 상이하게 설정될 수도 있다. For example, the
도 3 내지 도 5의 예에서, 미리 설정된 간격(D)은 10m이고, 식별번호 0의 건물 기둥(미도시)은 상기 복수의 대상체(2)의 선형 배치의 시작 지점으로서 상기 선형 배치의 방향(Y)을 기준으로 0m 위치를 가지며, 식별번호 1의 건물 기둥은 상기 선형 배치의 방향(Y)을 기준으로 10m 위치를 가지며, 식별번호 12의 건물 기둥은 상기 선형 배치의 방향(Y)을 기준으로 120m 위치를 가지며, 식별번호 13의 건물 기둥은 상기 선형 배치의 방향(Y)을 기준으로 130m 위치를 갖는다. In the examples of FIGS. 3 to 5, the preset spacing D is 10 m, and the building pillar (not shown) with identification number 0 is the starting point of the linear arrangement of the plurality of
바람직하게, 상기 측위부(30)는 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치를 결정하기 위해, 제1 결정 및 제2 결정을 수행한다. Preferably, the positioning unit 30 performs a first determination and a second determination to determine the position of the moving
상기 측위부(30)는 각각의 대상체(2) 상호 간의 미리 설정된 간격(D)에 대한 정보, 각각의 대상체(2)별로 표시된 식별값(3)에 대한 정보 및 상기 카메라(10)를 통해 촬영한 대상체(2)의 식별값(3)에 기초하여, 상기 이동체(4)에 가장 근접한 하나의 대상체(2)가 상기 복수의 대상체(2)의 선형 배치의 시작 지점을 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제1 결정을 수행한다. The positioning unit 30 provides information about the preset distance D between each
또한, 상기 측위부(30)는 상기 라이다부(20)를 통해 측정한 대상체(2)와의 거리값 및 방향에 기초하여, 상기 이동체(4)가 상기 측정한 대상체(2)를 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제2 결정을 수행한다. In addition, the positioning unit 30 determines that, based on the distance value and direction to the
또한, 상기 측위부(30)는 상기 제1 결정의 결과 및 제2 결정의 결과에 기초하여, 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치를 결정한다. Additionally, the positioning unit 30 determines the position of the moving
일예로, 상기 카메라(10)를 통해 촬영한 대상체(2)의 식별값(3)은 숫자, 문자 또는 기호의 형태로 구성될 수 있으며, 공지의 영상 분석 기술을 이용하여 탐지될 수 있다. 예를 들어, 카메라의 촬영 영상에 기초하여 자동차 번호판의 숫자, 문자 등을 인식하기 위한 영상 분석 기술들이 다수 공지된 바 있으며, 이러한 공지의 영상 분석 기술이 사용될 수 있다. For example, the identification value 3 of the
본 실시예의 측위 시스템(PS)의 측위 과정을 예시 설명한다. The positioning process of the positioning system (PS) of this embodiment will be described by way of example.
도 3 내지 도 5의 예에서, 각각의 대상체(2) 상호 간의 미리 설정된 간격(D)은 10m이고, 각각의 대상체(2)별로 표시된 식별값(3)은 선형 배치의 시작 지점(식별 번호 0의 건물 기둥)을 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 식별 번호 0~20이며, 상기 카메라(10)를 통해 촬영한 대상체(2)의 식별값(3)은 '13'이다. 3 to 5, the preset distance D between each
그러므로, 상기 측위부(30)는, 상기 이동체(4)에 가장 근접한 하나의 대상체(2)가 식별 번호 13번 건물 기둥이고, 해당 건물 기둥이 상기 복수의 대상체(2)의 선형 배치의 시작 지점(식별 번호 0의 건물 기둥)을 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 130m 떨어진 위치에 있는 것으로 제1 결정의 결과를 산출할 수 있다. Therefore, the positioning unit 30 determines that one
또한, 상기 라이다부(20)를 통해 측정한 대상체(2)와의 거리값(r) 및 방향(a)에 기초하여, 상기 이동체(4)가 상기 측정한 대상체(2)를 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 어느 위치(y1)에 있는지에 관한 제2 결정의 결과를 산출할 수 있다. 일예로, 도 5에서 측정한 대상체(2, 식별 번호 13번 건물 기둥)와의 거리값(r)이 3m이고, 방향(a)이 45도이면, 식별 번호 13번 건물 기둥을 기준으로 상기 이동체(4)의 위치값 y1은 -2.121m로 산출된다(소수 네째 자리 이후 절사). In addition, based on the distance value (r) and direction (a) with the
상기 제1 결정의 결과 및 제2 결정의 결과에 기초하면, 식별번호 0의 건물 기둥을 기준으로, 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치는 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 127.879m(= 130m - 2.121m) 떨어진 위치에 있는 것으로 결정된다. Based on the results of the first decision and the second decision, with respect to the building pillar with identification number 0, the position of the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 충돌 방지 시스템의 구성도이다. Figure 2 is a configuration diagram of a collision avoidance system according to an embodiment of the present invention.
본 실시예의 충돌 방지 시스템(AS)은, 상기 측위 시스템(PS)을 통해 결정된 이동체(4)의 위치에 기초하여 이동체(4)의 충돌을 방지하기 위한 시스템이다. The collision prevention system (AS) of this embodiment is a system for preventing collision of the moving
본 실시예의 충돌 방지 시스템(AS)은 상기 측위 시스템(PS)을 포함하며, 이와 함께, 입력을 통해 얻은 장애물(5)의 위치와 상기 측위 시스템(PS)의 측위부(30)를 통해 결정한 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치에 기초하여, 상기 장애물(5)에 충돌하지 않도록 상기 이동체(4)의 이동을 제어하는 제어부(40)를 포함하여 구성된다. The collision avoidance system (AS) of this embodiment includes the positioning system (PS), and together with the position of the obstacle 5 obtained through input and the position determined through the positioning unit 30 of the positioning system (PS) It is configured to include a control unit 40 that controls the movement of the
일예로, 상기 제어부(40)는 MCU, 메모리, 통신부, 전원부, 데이터 인터페이스 등을 구비한 컴퓨팅 모듈의 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게, 상기 제어부(40)는 상기 측위부(30)의 기능을 포함하거나, 상기 측위부(30)와 연동되는 컴퓨팅 모듈의 형태로 구현된다. For example, the control unit 40 may be implemented in the form of a computing module equipped with an MCU, memory, communication unit, power unit, data interface, etc. Preferably, the control unit 40 includes the functions of the positioning unit 30 or is implemented in the form of a computing module linked with the positioning unit 30.
도 3 내지 도 5의 예에서, 상술한 방식으로 상기 선형 경로(T) 상의 이동체(4)의 위치가 결정되고, 입력을 통해 상기 선형 경로(T) 상의 장애물(5)의 위치가 얻어지면, 상기 이동체(4)가 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 이동 중에 장애물(5)의 위치에 근접하면 제어부(40)는 이동체(4)의 이동을 멈추는 방식으로 충돌을 방지할 수 있다. 도 4를 참조하면, 예를 들어, 장애물(5)의 위치가 식별번호 0의 건물 기둥을 기준으로 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 132m 떨어진 위치에 있는 것으로 입력된 경우, 상기 이동체(4)가 상기 선형 배치의 방향(Y)을 따라 이동 중에 130m 위치에 도달한 것으로 측위되면 제어부(40)는 이동체(4)의 이동을 멈추는 방식으로 충돌을 방지할 수 있다. 3 to 5, if the position of the moving
일예로, 장애물(5)은 크레인과 같은 이동체(4)가 선형 경로(T) 상에서 이동하는 실내 작업 환경에서 크레인 또는 크레인을 통해 이송하는 화물과 충돌 위험성이 있는 주변의 장애물(예, 적재된 화물, 다른 크레인 등)일 수 있다. As an example, the obstacle 5 is a surrounding obstacle (e.g., loaded cargo) that has a risk of collision with the crane or cargo transported through the crane in an indoor work environment where a moving
일예로, 장애물(5)의 위치는 실내 작업 환경의 내부 또는 주변에 설치된 다양한 센서(예, 적외선 센서, 레이더 센서, 라이더 센서, UWB 센서)를 통해 측정된 값이 제어부(40)에 입력되어 얻어지거나, 실내 작업 환경의 내부 또는 주변에 설치된 카메라를 통해 촬영한 영상이 제어부(40)에 입력되어 분석되는 방식으로 얻어질 수 있다. 예를 들어, 실내 작업 환경의 공간 정보에 기초하여 좌표를 알 수 있는 3개의 거리 측정 센서를 이용하면 삼변측량법을 통해 장애물의 위치를 산출할 수 있다. As an example, the location of the obstacle 5 is obtained by inputting the measured value through various sensors (e.g., infrared sensor, radar sensor, lidar sensor, UWB sensor) installed in or around the indoor work environment to the control unit 40. Alternatively, images captured through cameras installed in or around the indoor work environment may be obtained by being input to the control unit 40 and analyzed. For example, using three distance measuring sensors whose coordinates can be known based on spatial information of the indoor work environment, the location of obstacles can be calculated through trilateration.
또다른 예로, 미리 알려진 장애물(5)의 위치는 충돌 방지 시스템(AS)의 관리자 입력 수단을 통해 실내 작업 환경의 공간 정보에 기초하여 좌표 입력될 수도 있다. As another example, the position of the previously known obstacle 5 may be coordinate input based on spatial information of the indoor work environment through the administrator input means of the collision avoidance system (AS).
도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 충돌 방지 시스템을 설명하기 위한 모식도이다. Figure 6 is a schematic diagram for explaining a collision avoidance system according to another embodiment of the present invention.
또다른 예로, 상기 장애물은 또다른 선형 경로(T)에 기초하여 이동 가능한 또다른 크레인(4) 또는 이를 통해 이송되는 화물(5)일 수 있다. 이 경우, 상기 장애물의 위치는 상기 또다른 크레인에 설치된 또다른 측위 시스템(PS)을 통해 결정될 수 있다. As another example, the obstacle may be another
공장 또는 화물 창고와 같은 실내 작업 환경에서 복수의 크레인(4,4')이 설치되는 경우가 있다. 복수의 크레인은 평행한 방향으로 병렬 설치되거나, 이동 공간의 높이 차를 두고 서로 다른 각도(예, 90도)의 이동 경로를 갖도록 설치될 수 있다. There are cases where a plurality of cranes (4, 4') are installed in an indoor work environment such as a factory or cargo warehouse. A plurality of cranes may be installed in parallel in a parallel direction, or may be installed to have movement paths at different angles (e.g., 90 degrees) with a height difference in the movement space.
예를 들어, 도 6과 같이, 이동 공간의 높이 차를 두고 서로 다른 각도(예, 90도)의 이동 경로를 갖도록 복수의 크레인(4,4')이 설치되는 경우, 각각의 크레인(4,4')은 각각의 측위 시스템(PS)을 통해 각각의 선형 경로(T,T') 상의 위치를 실시간으로 측위할 수 있다. For example, as shown in FIG. 6, when a plurality of
예를 들어, 더 상부 측의 선형 경로(T) 상에서 이동하는 크레인(4) 또는 이를 통해 이송되는 화물(5)은 더 하부 측의 선형 경로(T') 상에서 이동하는 크레인(4')과 충돌할 우려가 있다. For example, the
이 경우, 더 상부 측의 선형 경로(T) 상에서 이동하는 크레인(4, 호이스트 포함) 또는 이를 통해 이송되는 화물(5)은 더 하부 측의 선형 경로(T') 상에서 이동하는 크레인(4')의 장애물로 볼 수 있다. In this case, the crane (4, including hoist) moving on the upper linear path (T) or the cargo (5) transported through it is connected to the crane (4') moving on the lower linear path (T'). can be seen as an obstacle to
더 상부 측의 선형 경로(T) 상에서 이동하는 크레인(4, 호이스트 포함) 또는 이를 통해 이송되는 화물(5)의 위치는 해당 크레인(4)의 측위 시스템(PS)을 통해 결정될 수 있으며, 상기 위치에 관한 정보를 더 하부 측의 선형 경로(T') 상에서 이동하는 크레인(4')의 측위 시스템(PS)에서 전송받아 이를 장애물의 위치 정보로 파악하고 이동 제어를 할 수 있다. The position of the crane (4, including the hoist) moving on the upper linear path (T) or the cargo (5) transported through it can be determined through the positioning system (PS) of the crane (4), and the position Information regarding is transmitted from the positioning system (PS) of the crane (4') moving on the linear path (T') on the lower side, and this can be identified as location information of the obstacle and movement control can be performed.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with a focus on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, it is clear to those skilled in the art that many various and obvious modifications can be made from this description without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be interpreted by the stated claims to include these many modifications.
10: 카메라
20: 라이다부
30: 측위부
40: 제어부10: Camera
20: Raidavu
30: Positioning unit
40: control unit
Claims (5)
상기 이동체에 설치되며, 미리 설정된 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체에 표시된 식별값을 촬영하는 카메라;
상기 이동체에 설치되며, 상기 촬영 방향에 기초하여 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체와의 거리값 및 방향을 측정하는 라이다(LiDAR)부; 및
상기 카메라를 통해 촬영한 대상체의 식별값과 상기 라이다부를 통해 측정한 대상체와의 거리값 및 방향에 기초하여 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치를 결정하는 측위부;를 포함하여 구성된 이동체를 위한 측위 시스템.
A system for determining the position of a moving object based on a linear path set along the linear arrangement of the plurality of objects, based on a plurality of objects linearly arranged at preset intervals and each displaying an identification value, comprising:
a camera installed on the moving object and capturing an identification value displayed on an object closest to the moving object based on a preset shooting direction;
A LiDAR unit installed on the moving object and measuring a distance value and direction to an object closest to the moving object based on the shooting direction; and
A positioning system for a moving object that includes a positioning unit that determines the position of the moving object on the linear path based on the identification value of the object captured through the camera and the distance value and direction to the object measured through the lidar unit. .
상기 대상체는 미리 설정된 간격에 따라 선형으로 배치된 건물 기둥이며,
상기 식별값은 상기 건물 기둥의 측면에 표시된 기둥 식별 번호이며,
상기 이동체는 선형 경로에 기초하여 이동 가능한 크레인인 것을 특징으로 하는 이동체를 위한 측위 시스템.
According to paragraph 1,
The object is a building pillar arranged linearly according to a preset interval,
The identification value is a pillar identification number displayed on the side of the building pillar,
A positioning system for a mobile object, characterized in that the mobile object is a crane that can move based on a linear path.
상기 측위부는,
각각의 대상체 상호 간의 미리 설정된 간격에 대한 정보, 각각의 대상체별로 표시된 식별값에 대한 정보 및 상기 카메라를 통해 촬영한 대상체의 식별값에 기초하여, 상기 이동체에 가장 근접한 하나의 대상체가 상기 복수의 대상체의 선형 배치의 시작 지점을 기준으로 상기 선형 배치의 방향을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제1 결정을 하고,
상기 라이다부를 통해 측정한 대상체와의 거리값 및 방향에 기초하여, 상기 이동체가 상기 측정한 대상체를 기준으로 상기 선형 배치의 방향을 따라 어느 위치에 있는지에 관한 제2 결정을 하며,
상기 제1 결정의 결과 및 제2 결정의 결과에 기초하여, 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체를 위한 측위 시스템.
According to paragraph 1,
The positioning unit,
Based on information about the preset interval between each object, information about the identification value displayed for each object, and the identification value of the object captured through the camera, the one object closest to the moving object is selected from the plurality of objects. Make a first determination as to where along the direction of the linear arrangement is relative to the starting point of the linear arrangement,
Based on the distance value and direction to the object measured through the lidar unit, a second decision is made as to where the moving object is located along the direction of the linear arrangement with respect to the measured object,
A positioning system for a moving object, characterized in that, based on the results of the first determination and the result of the second determination, the position of the moving object on the linear path is determined.
입력을 통해 얻은 장애물의 위치와 상기 측위 시스템의 측위부를 통해 결정한 상기 선형 경로 상의 이동체의 위치에 기초하여, 상기 장애물에 충돌하지 않도록 상기 이동체의 이동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된 이동체를 위한 충돌 방지 시스템.
A system for preventing collision of moving objects based on the position of the moving object determined through the positioning system according to any one of claims 1 to 3, comprising:
Based on the position of the obstacle obtained through input and the position of the moving object on the linear path determined through the positioning unit of the positioning system, a control unit for controlling the movement of the moving object so as not to collide with the obstacle; collision for a moving object comprising a prevention system.
상기 장애물은 또다른 선형 경로에 기초하여 이동 가능한 또다른 크레인 또는 이를 통해 이송되는 화물이며,
상기 장애물의 위치는 상기 또다른 크레인에 설치된 또다른 측위 시스템을 통해 결정된 것임을 특징으로 하는 이동체를 위한 충돌 방지 시스템.
According to clause 4,
The obstacle is another crane capable of moving based on another linear path or cargo transported through it,
A collision avoidance system for a moving object, wherein the location of the obstacle is determined through another positioning system installed on the other crane.
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---|---|---|---|---|
KR20090072329A (en) | 2007-12-28 | 2009-07-02 | 울산대학교 산학협력단 | System for preventing collision of crane and monitoring of crane work |
KR20110000462A (en) | 2009-06-26 | 2011-01-03 | 울산대학교 산학협력단 | Crane collision prevention system using compound methods in detecting collision possibility |
KR20190078984A (en) | 2017-12-27 | 2019-07-05 | 대우조선해양 주식회사 | Monitoring system for preventing lift objects collision against crane |
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2023
- 2023-10-11 KR KR1020230135461A patent/KR20240051064A/en unknown
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