WO2014104606A1 - 건설기계의 감지 장치 및 방법 - Google Patents

건설기계의 감지 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2014104606A1
WO2014104606A1 PCT/KR2013/011202 KR2013011202W WO2014104606A1 WO 2014104606 A1 WO2014104606 A1 WO 2014104606A1 KR 2013011202 W KR2013011202 W KR 2013011202W WO 2014104606 A1 WO2014104606 A1 WO 2014104606A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
construction machine
work area
position value
fixed
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/011202
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
임지연
신중묵
박치국
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HD Hyundai Infracore Co Ltd
Original Assignee
Doosan Infracore Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Doosan Infracore Co Ltd filed Critical Doosan Infracore Co Ltd
Priority to US14/655,253 priority Critical patent/US9598036B2/en
Priority to CN201380067850.7A priority patent/CN104884712B/zh
Publication of WO2014104606A1 publication Critical patent/WO2014104606A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents including means for detecting collisions, impending collisions or roll-over
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C15/00Safety gear
    • B66C15/06Arrangements or use of warning devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/261Surveying the work-site to be treated
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G01S15/93Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S15/931Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0001Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
    • B60R2011/004Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position outside the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/10Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used
    • B60R2300/105Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of camera system used using multiple cameras
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/30Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of image processing
    • B60R2300/301Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the type of image processing combining image information with other obstacle sensor information, e.g. using RADAR/LIDAR/SONAR sensors for estimating risk of collision
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R2300/00Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle
    • B60R2300/80Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement
    • B60R2300/8093Details of viewing arrangements using cameras and displays, specially adapted for use in a vehicle characterised by the intended use of the viewing arrangement for obstacle warning

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for detecting construction machinery, and more particularly, to an apparatus and method for sensing (detecting) rear and side in construction machinery.
  • Construction machinery are used for civil engineering or building construction, and the types thereof include excavators, graders, cranes, and transport machinery.
  • construction machinery is operated by operating a handle, pedal, stick or joystick.
  • recently produced construction machinery is equipped with a display device, and displays the status and important data of the equipment to the user (that is, the worker) through the display device of the construction machine. Therefore, the user of the construction machine can operate the construction machine efficiently by using the status and information of the equipment displayed on the display.
  • construction machinery such as excavators are divided into upper and lower bodies, and has a rotating function.
  • This construction machine is operated because the upper body and / or lower body rotates during operation or work, and also because it is difficult for an operator (user) to observe the rear or side of the construction machine in the cabin (inside the vehicle), Requires attention from accidents. Therefore, there is a need for a system capable of observing rear and / or side when driving construction equipment or during work.
  • FIG. 1 is a view showing a cabin allocation of a conventional construction machine.
  • the cabin of a construction machine is a space in which an operator (or user) is provided with an operating device for operating the construction machine.
  • the cabin of the construction machine is a manipulator, in which a handle 11, a pair of joysticks 12 and 13, and a display (or instrument panel) 14 are shown.
  • FIGS. 2A and 2B are block diagrams of an ultrasonic rear sensing apparatus applied to a conventional vehicle.
  • FIG. 2A when the ultrasonic rear sensing apparatus 100 of the vehicle is equipped with four ultrasonic sensors 110 on the rear of the vehicle, generally the rear bumper, and there is an object detected within a certain distance, FIG. As shown in 2b, a warning display appears on a monitor (installed in the vehicle) 120 installed in the vehicle body 130, and an alarm sound is emitted. That is, when the driver retracts the vehicle with the reverse gear, the ultrasonic sensor 110 embedded in the rear of the vehicle detects the object within a certain distance, displays the distance on the monitor 120 and generates a warning sound.
  • the ultrasonic rear sensing device of such a conventional vehicle cannot be applied to a construction machine that cannot detect a side surface. Because the construction machine does not only move forward and backward like a vehicle, the upper body and the lower body rotate, respectively, so that the approach of objects and people on the side should be sensed during the rotation. In addition, if the ultrasonic rear sensing device of a conventional vehicle is applied to a construction machine, the ultrasonic sensor detects a fixed object located at a certain distance from the construction vehicle and continuously displays an alarm sound or a warning. May interfere with your work.
  • the technical problem to be solved by the present invention in consideration of the characteristics of the construction machine to provide a sensing device and method that can detect the rear and side of the construction machine.
  • the present invention is to back and side of the construction machine, to set the rotation safety distance, to pattern the fixed objects within the rotation safety distance, to prevent unnecessary alarms and warnings.
  • the present invention if the moving object is detected within the set rotational safety distance, it is displayed to the driver by patterning the warning sound or the instrument panel to prevent a safety accident and provide convenience to the driver.
  • object detection method of a construction machine (A) setting a safe distance area, and obtaining a position value of the fixed object to form a work area pattern and ; (B) updating the position value by detecting an object in the work area pattern as the construction machine rotates and moves; (C) determining whether the updated thing is a fixed thing in the work area pattern; (D) if it is determined that the updated objects are not fixed objects, notifying that there is a detected object in the work area pattern.
  • the position value of the stationary object includes a distance and an angle of each of the stationary object, and the position value is a distance from the sensing sensor mounted on the side of the construction machine to each stationary object and It is characterized by obtaining the angle as the center of the construction machine.
  • the setting of the safety distance area is characterized in that the rotation safety distance area and the sensor recognition area is set separately in consideration of the operating rotation radius of the construction machine.
  • the updated object is fixed It is characterized by determining that it is a thing.
  • the step (D) is characterized in that it comprises the step of notifying the alarm that there is a thing detected in the work area pattern.
  • the step (D) comprises: capturing an object detected by a camera in the work area pattern; And displaying the captured image of the object together with the work area pattern.
  • step (C) if it is determined that the updated thing is a fixed object in the work area pattern, determining whether the updated thing is in the rotation safety distance area of the work area pattern; And when it is determined that the updated object is in the rotation safety distance area of the work area pattern, displaying the captured image of the updated object.
  • an object detecting apparatus for a construction machine includes a display mounted in a vehicle of the construction machine and displaying a work area pattern and an image of the captured object; At least one camera mounted laterally and rearward to capture an image of the object; At least one sensor mounted on the side and rear of the construction machine and configured to sense positions of fixed objects and moving objects; Set a safe distance area in consideration of the sensor, perform a patterning operation of the work area using the sensing information on the detected fixed object, and capture the moving object when the moving object is detected within the set safe distance area. And a controller configured to display the displayed image on the display and to control a warning sound.
  • control unit obtains the position value of the fixed object measured by the sensor in the construction machine stationary state, and after updating the position value of the object measured by the sensor in the state in which the construction machine rotates, The obtained position value and the updated position value are compared, and if the two position values are the same, the updated thing is determined as a fixed object in the work area pattern.
  • control unit obtains the position value of the fixed object measured by the sensor in the construction machine stationary state, and after obtaining the position value of the fixed object measured by the sensor in the state that the construction machine is rotated,
  • the work area pattern may be performed using the obtained two position values.
  • the present invention obtains each position value of the fixed objects by using a sensor, and by patterning the work area of the construction machine as an image using the obtained position value, it is possible to prevent the occurrence of unnecessary warning sounds due to the detection (detection) of the fixed object. .
  • the present invention defines a work area pattern, and the work area together with the captured object image of the approach of the object detected (detected) in the work area pattern (especially, side and back, which are blind spots of construction equipment). By displaying the pattern, it is possible to call the driver's attention and prevent the safety accident.
  • FIG. 1 is a view showing a cabin allocation of a conventional construction machine.
  • FIGS. 2A and 2B are block diagrams of an ultrasonic rear sensing apparatus applied to a conventional vehicle.
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention, a block diagram of a sensing device of a construction machine in the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a patterned safety distance by a sensing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an example of obtaining a position value of a fixed object as a patterning process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an embodiment of the present invention, as a patterning process according to the present invention, an example of obtaining the position value of the fixed object after the construction machine rotates.
  • FIG. 7 is an example of sensing an object using a sensing device of a construction machine according to the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an example of a method of patterning a safety distance and a work area on a display and sensing an object.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of patterning a work area for detecting a thing of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of sensing an object by an object detecting apparatus of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is applied to an ultrasonic sensing apparatus and method of construction machinery.
  • the present invention is not limited thereto and may be applied to all technical fields to which the technical spirit of the present invention can be applied.
  • the term "and / or" includes any item of the plurality of associated items or combinations of the plurality of listed items.
  • display device used in the present invention is a generic term for a device that provides an analog or digital display device, and may be abbreviated “display” or “monitor” or “board”.
  • the “display device” of the present invention may also be a device composed of one or more monitors or instrument clusters.
  • the “display device” of the present invention may be a device integrated or independent of the control unit (or processor) for operating the "display”.
  • construction machine used in the present invention is not only limited to the machine used literally for construction purposes, but also a generic meaning of all vehicles to which the display apparatus according to the present invention is applied.
  • safety distance area and "work area” used in the present invention are terms for setting a peripheral area of a construction machine in order to detect an object by the object detecting apparatus according to the present invention.
  • the "working area” and the “safety distance area” are not limited to the literal meaning of the area, but are a comprehensive meaning collectively referred to as the area that can be patterned by the object sensing apparatus of the construction machine according to the present invention.
  • the "safety distance area” and “work area” will be used interchangeably.
  • the basic concept of the present invention is to set a certain distance as a safety distance area (work pattern area) in a construction machine (or vehicle), to pattern fixed objects in the set safety distance area, and to detect the fixed objects in the construction machine.
  • a safety distance area work pattern area
  • FIG. 3 is an embodiment of the present invention, a block diagram of a sensing device of a construction machine in the present invention.
  • the object detecting apparatus 300 of the construction machine includes a display 310 mounted in a vehicle of the construction machine and displaying a work area pattern and an image of the captured object; At least one camera 320 mounted on the side and rear to capture an image of an object and a person; At least one ultrasonic sensor 330 which detects positions of the fixed object and the moving object and is mounted on the side and the rear of the construction machine; In consideration of the ultrasonic sensor 330, a safe distance area is set, a patterning operation of the work area is performed by using the sensing information on the detected fixed object, and a moving object is detected within the set safe distance area.
  • control unit 340 is configured to display the captured image on the display 310 and to control a warning sound.
  • the ultrasonic sensor 330 may be a sensor using a laser, the sensing medium may be implemented in various ways.
  • FIG. 4 is a view illustrating a patterned safety distance by a sensing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the detection (monitoring) camera 320 is mounted on both sides and the rear of the construction machine (for example, excavator) 40, respectively, six ultrasonic waves on the side and the rear of the construction machine
  • the sensor 330 is mounted.
  • a "rotation safety distance and a warning area 41" may be set in a square of a construction machine (for example, an excavator), and a "sensor recognition area 42" may also be set. .
  • the controller 340 patterns the safety distance in consideration of the performance of the ultrasonic sensor 330 and the work area of the construction machine.
  • the controller 340 displays the drawing as shown in FIG. 4 on the display 310 so that the driver can directly set the rotation safety distance region and the sensor recognition region.
  • the controller 340 performs the patterning work on the fixed objects 43 and 44 using the ultrasonic sensor 330. That is, the controller 340 obtains the position values (distance and angle) of the fixed objects 43 and 44 measured by the ultrasonic sensor 330 while the construction machine (for example, the excavator) is stationary (one position for convenience).
  • the positions of the fixed objects 43 and 44 measured by the ultrasonic sensor 330 in the state in which the construction machine is rotated two positions for convenience
  • the positions of the fixed objects from the two values Is patterned (ie, a work area pattern) and displayed on the display 310.
  • 5 and 6 are diagrams and equations illustrating a method of obtaining a position value of a fixed object according to the present invention as a process of patterning a safety distance.
  • FIG. 5 is an example of obtaining a position value of a fixed object as a patterning process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an embodiment of the present invention, as a patterning process according to the present invention, is an example of obtaining the position value of the fixed object after the construction machine rotates.
  • the position value (distance and angle) of the fixed object 43 can be obtained using a trigonometric formula.
  • the position value of the fixed object 43, the distance (ie "K” value) and the angle (ie " ⁇ ") from the center of the construction machine 40 to the fixed object 43 It can be expressed as In FIG. 6, the distance "K” and the angle " ⁇ ” can be obtained using a trigonometric formula. The result is the same as the equation (1) and (2).
  • Equation 1 is the distance from the center of the construction machine 40 to the sensor (sensor b) in the horizontal direction (x-axis).
  • e is the horizontal (x-axis) distance from the sensor (sensor b) to the fixed object 43.
  • Y is the distance from the center of the construction machine 40 to the sensor (sensor b) in the longitudinal direction (y-axis).
  • f is a longitudinal (y-axis) distance from the sensor (sensor b) to the fixed object 43.
  • the controller 340 stores the results of Equations 1 and 2 as a position value of the fixed object 43 as a memory (not shown).
  • the controller 340 reads the position of the fixed object 43 in the same manner as in FIG. 5 after the upper body of the construction machine 40 is rotated by an angle " ⁇ " as shown in FIG. 6 to read the position of the fixed object. Is calculated using the sensors (sensor a and sensor b). The result is the same as the equation (3) and (4).
  • the fixed object 43 controls the position value (that is, the distance K and the angle ⁇ ) of the fixed object 43 by using the angle “ ⁇ ” at which the upper body of the construction machine 40 moves. ) Computes.
  • the control part 340 reads the fixed object 43 into a fixed object.
  • the controller 340 may obtain the position values of the other fixed objects and display the obtained position values on the display 310.
  • At least one sensor for example, sensors a and sensor b as shown in FIGS. 5 and 6) is used.
  • the control unit 340 calculates the position value of the fixed object of FIGS. 5 and 6, when "K" ⁇ "max X" or "K" ⁇ "max Y", the fixed object is the work of the construction machine 40. It is judged to be within a radius, a warning sound or an alarm indication is displayed on the display to prevent a safety accident.
  • "max X" is a horizontal distance at which the sensor is installed at the center of the excavator
  • “max Y” is a vertical distance at which the sensor is installed at the center of the excavator.
  • FIG. 7 is an example of sensing an object using a sensing device of a construction machine according to the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an example of a method of patterning a safety distance and a work area on a display and sensing an object.
  • a safety distance (or work area) pattern and / or a display 310 are displayed.
  • the camera 320 displays the captured image.
  • the controller 340 displays the safety distance (working area) pattern on the display 310, and displays an image captured by the camera 320 by capturing an object on the display 310 as shown in FIG. 8A. I can display it.
  • the camera 320 is not mounted or failed to capture, as shown in (b) of FIG. 8 only shows the safety distance (or work area) pattern, and informs the driver that an object is detected, such as an alarm sound safety accident Can be prevented.
  • the controller 340 may notify the driver (user or worker) in two steps when notifying the detection of the thing. That is, when an object is detected in the “sensor recognition area” as shown in FIG. 7, the controller 340 first notifies a warning, and then, when an object is detected in the “rotation safety distance area”, an alarm sounds to prevent a safety accident. .
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of patterning a work area for detecting a thing of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • a driver touches a display (dashboard) for a mode (aka, “safety distance pattern recognition mode” or “pattern recognition mode”) for a pattern of a safety distance area (work area),
  • the switch is turned on to operate (S901).
  • the controller 340 searches whether the series of ultrasonic sensors 330 operate, and when there is no failure in the ultrasonic sensors 330, the "pattern recognition mode” is operated (S902 and S903). If the ultrasonic sensor 330 is broken, the controller 340 notifies the driver of the failure of the ultrasonic sensor 330 through the alarm sound and / or the display 310 (S904).
  • the driver may set a "safety distance area (or a work area") in consideration of the operating radius of the construction machine (S905), and set the "rotation safety distance area” and "sensor recognition area” in step S905. If the value set in step S905 is smaller than the minimum value for safety (that is, the radius of rotation in which the upper side of the construction machine operates) or the set value is larger than the maximum distance value that can be detected by the sensor 330 ( S906, and resets the "Safety Distance Zone” (S907) Otherwise, the "Safety Distance Zone” is normally set. The control unit 340 detects in the "Safety Distance Zone" through the ultrasonic sensor 330.
  • step S905 the controller 340 detects the fixed object as described above with reference to FIGS.
  • Each position value of the fixed object ie, distance K and angle It is stored in the memory and calculating the ( ⁇ )) (S908).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of sensing an object by an object detecting apparatus of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • the controller 340 updates the position value of the fixed object when the upper and lower sides of the construction machine are rotated and moved (S1001).
  • the position value of the fixed object in step S1001 is as described with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the controller 340 compares the position value of the fixed object stored at the time of patterning the work area (ie, the value stored in S908 of FIG. 9) with the position value of the fixed object updated according to the rotation and / or movement of the construction machine. Determine whether it is a fixed object or a moving object (S1002).
  • the distance that is, horizontal "max X", vertical "max Y"
  • the installation of the sensor 330 of the construction machine for example, the excavator
  • the fixed object is captured by the camera 320 mounted on the side and / or the rear of the construction machine and displayed on the display 310 (S1006 to S1008).
  • step S1001 when the controller 340 determines that the object detected in the work area pattern is not a fixed object (S1002), the construction machine detects the object in the work area pattern while rotating the operation (S1004). ).
  • the controller 340 makes the alarm sound differently according to the detected distance (S1005). For example, as the object is detected near the center in the work area pattern, the period of the warning sound is shorter, and when the object is detected outside the work area pattern, the period of the warning sound is relatively long.
  • the detected object is captured by the camera 320 mounted on the side and / or the rear of the construction machine and displayed on the display 310 (S1006 to S1008).
  • the steps S1006 to S1008 will be described in more detail. If the camera 320 is set to the on state (S1006) and three cameras 320 are mounted on both sides and the rear of the construction machine, respectively (S1007), the detected object is the camera (camera closest to the object). 320 captures and displays the captured image on the display (S1008).
  • the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

본 발명은 건설기계에서 후방 및 측방을 감지(탐지)하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 건설기계(또는 차량)에서 일정 거리를 안전거리 영역(작업 패턴 영역)으로 설정하고; 그 설정한 안전거리 영역 내의 고정 사물들을 패턴화 시키고; 건설기계가 감지한 고정 사물들(즉, 패턴화 시킨 고정 사물들) 이 외, 다른 사물이 감지된 경우 알람 경고를 울리고 및/또는 캡쳐(또는 탐지)된 이미지를 디스플레이에 표시하는 것이다.

Description

건설기계의 감지 장치 및 방법
본 발명은 건설기계의 감지 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 건설기계에서 후방 및 측방을 감지(탐지)하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
건설기계(건설 차량)는 토목공사 또는 건축공사에 사용되며, 그 종류는 굴삭기, 그레이더, 크레인, 운반기계 등이 있다. 일반적으로 건설기계는 핸들, 페달, 스틱 또는 조이스틱 등을 조작하여 작동시킨다. 또한, 최근 생산되는 건설기계는 디스플레이 장치를 구비하고 있으며, 건설기계의 디스플레이 장치를 통해 장비의 상태 및 중요 데이터를 사용자(즉, 작업자)에게 표시하여 준다. 따라서, 건설기계의 사용자는 디스플레이에 표시된 장비의 상태 및 정보를 이용하여 효율적으로 건설기계를 작동시킬 수 있다.
한편, 굴삭기와 같은 건설기계는 상부체와 하부체로 구분되고, 회전 기능이 있다. 이러한 건설기계는 운행 시, 또는 작업 시 상부체 및/또는 하부체가 회전을 하며 동작을 하고, 또한 작업자(사용자)가 캐빈(차량 내부)에서 건설기계의 후방이나 측방을 관찰하기 어렵기 때문에, 안전 사고의 주의를 요한다. 따라서, 건설기계를 운행 시, 또는 작업 시, 후방 및/또는 측방을 관찰할 수 있는 시스템이 요구된다.
도 1은 종래의 건설기계의 캐빈 배부를 도시한 도면이다.
건설기계의 캐빈은 작업자(또는 사용자)가 건설기계를 작동하기 위한 조작 장치가 구비된 공간이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 건설기계의 캐빈은 조작장치로써, 핸들(11)과, 한쌍의 조이스틱(12 및 13)과, 디스플레이(또는 계기판)(14)가 도시되어 있다.
도 2a 및 도 2b는 종래 차량에 적용된 초음파 후방 감지 장치의 블록도이다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 차량의 초음파 후방 감지 장치(100)는, 차량의 후면, 일반적으로 뒷범퍼에 4개의 초음파 센서(110)가 장착되어, 일정 거리 내에 탐지된 사물이 있는 경우, 도 2b에 도시된 바와 같이, 차량 본체(130)에 설치된 모니터(차량 내에 설치됨)(120)에 경고 표시가 나타나고, 또한 알람음이 발하게 된다. 즉, 운전자가 후진 기어를 넣고 차량을 후진 시킬 때, 차량의 후방에 매립된 초음파 센서(110)가 일정거리 내에 사물을 감지하여, 모니터(120) 상에 거리 표시를 하고 또한 경고음을 발생시킨다.
그런데, 이러한 종래 차량의 초음파 후방 감지 장치는, 측면을 감지할 수 없는 건설기계에 적용될 수 없다. 왜냐하면, 건설기계는 차량과 같이 전후진 만 하는 것이 아니라, 상부체 및 하부체가 각각 회전하기 때문에, 회전 시 측면의 사물 및 사람의 접근을 감지하여야 한다. 또한, 종래 차량의 초음파 후방 감지 장치를 건설기계에 적용한다면, 건설 차량과 일정 거리에 위치한 고정 사물을 초음파 센서가 감지하여, 계속하여 알람음이나 경고 표시를 하기 때문에, 건설기계의 운전자(작업자)가 작업을 하는 것을 방해할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는, 건설기계에 특성을 고려하여 건설기계의 후방 및 측방을 감지할 수 있는 감지 장치와 그 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 건설기계의 후방 및 측방 하고, 회전 안전거리를 설정하여, 그 회전 안전거리 내의 고정 사물들을 패턴화시켜, 불필요한 알람 및 경고를 방지하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 설정한 회전 안전거리 내에, 이동물체가 감지되는 경우 이를 운전자에게 경고음 또는 계기판에 패턴시켜 표시하여 주어, 안전사고를 방지하고 또한 운전자에게 편의성을 제공하는 것이다.
상기와 같은 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른, 건설기계의 사물 감지 방법은, (A) 안전거리 영역을 설정하고, 고정 사물의 위치값을 구하여 작업 영역 패턴을 형성하는 단계와; (B) 건설기계가 회전 및 이동함에 따라, 작업 영역 패턴 내의 사물을 탐지하여 위치값을 갱신하는 단계와; (C) 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정 사물인지 판단하는 단계와; (D) 상기 갱신한 사물들이 고정 사물이 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 작업 영역 패턴 내에 탐지된 사물을 있음을 알리는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 (A) 단계에서 상기 고정 사물의 위치값은 상기 고정 사물 각각의 거리와 각도를 포함하고, 상기 위치값은 건설기계의 측면에 장착된 감지 센서에서 각 고정 사물까지의 거리 및 각도를 건설기계의 중심으로 구하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (A) 단계에서 상기 안전거리 영역의 설정은 건설기계의 동작 회전 반경을 고려하여 회전 안전 거리 영역과, 센서 인식 영역을 구분하여 설정하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계는, 상기 (A) 단계에서 형성된 작업 영역 패턴의 고정 사물의 위치값과, 상기 (B) 단계에서 갱신한 사물의 위치값이 같으면, 상기 갱신한 사물이 고정 사물인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (D) 단계는, 상기 작업 영역 패턴 내에서 탐지된 사물이 있음을 경고음으로 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (D) 단계는, 카메라가 상기 작업 영역 패턴 내에서 탐지한 사물을 캡쳐하는 단계와; 상기 캡쳐한 사물의 영상을 상기 작업 영역 패턴과 함께 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계에서, 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정 사물인 것으로 판단되는 경우, 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴의 회전 안전 거리 영역에 있는지를 판단하는 단계와 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴의 회전 안전 거리 영역에 있는 것으로 판단한 경우, 상기 갱신한 사물의 캡쳐한 이미지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 발명의 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른, 건설기계의 사물 감지 장치는, 건설기계의 차량 내에 장착되고, 작업 영역 패턴 및 캡쳐한 사물의 영상을 표시하는 디스플레이와; 측방 및 후방에 장착되어 사물의 이미지를 캡쳐하는 적어도 하나 이상의 카메라와; 건설기계의 측방 및 후방에 장착되고, 고정 사물 및 이동 사물의 위치를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서와; 상기 센서를 고려하여 안전거리 영역을 설정하고, 상기 감지한 고정 사물에 대한 센싱 정보를 이용하여 작업 영역의 패턴화 작업을 수행하고, 상기 설정한 안전거리 영역 내에서 이동 사물이 감지된 경우 그 캡쳐된 이미지를 상기 디스플레이에 표시하고 경고음을 울리도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는 건설기계가 정지상태에서 상기 센서에 의해 측정된 고정 사물의 위치값을 구하고, 건설기계가 회전 이동한 상태에서 상기 센서에 의해 측정된 사물의 위치값를 갱신한 후, 상기 구한 위치값과 상기 갱신한 위치값이 비교하여, 상기 두 위치값이 같으면 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정사물로 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어부는 건설기계가 정지상태에서 상기 센서에 의해 측정된 고정 사물의 위치값을 구하고, 건설기계가 회전 이동한 상태에서 상기 센서에 의해 측정된 상기 고정 사물의 위치값를 구한 후, 상기 구한 두 위치값을 이용하여 상기 작업 영역 패턴을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 센서를 이용하여 고정사물들의 각 위치값을 구하고, 그 구한 위치값으로 건설기계의 작업 영역을 이미지로 패턴화함으로써, 고정사물의 감지(탐지)로 인한 불필요한 경고음 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 작업 영역 패턴을 정의하고, 그 작업 영역 패턴 내(특히, 건설기계의 사각지대인 측방 및 후방)에서 탐지(감지)되는 사물의 접근을, 캡쳐한 사물의 영상과 함께 작업 영역 패턴을 디스플레이함으로써, 운전자의 주의를 환기시키고, 또한 안전사고를 예방할 수 있다.
도 1은 종래의 건설기계의 캐빈 배부를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래 차량에 적용된 초음파 후방 감지 장치의 블록도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 건설기계의 감지 장치의 블록도이다.
도 4 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 감지 방법에 의해 안전거리를 패턴화시킨 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패턴화 과정으로서 고정 사물의 위치값을 구하는 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패턴화 과정으로서, 건설기계가 회전이동한 후에 고정 사물의 위치값을 구하는 예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 감지 장치를 이용하여 사물을 감지하는 일 예이다.
도 8는 본 발명의 일 실시 예로서, 디스플레이에 안전 거리 및 작업 영역을 패턴화하고, 사물을 감지하는 방법을 도시한 예이다.
도 9은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지를 위해 작업 영역을 패턴화하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지 장치가 사물을 감지하는 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 건설기계의 초음파 감지 장치 및 방법에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 기술 분야에 적용될 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이하, 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에서 설명하는 용어, "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명에서 사용하는 기술용어, "디스플레이 장치"는 아날로그 또는 디지털 표시장치를 제공하는 장치를 통칭하는 포괄적인 의미이고, 약칭으로 "디스플레이" 또는, "모니터" 또는 "계기판"이라고 칭할 수 있다. 또한, 본 발명의 "디스플레이 장치"는 하나 이상의 모니터 또는 계기판으로 구성된 장치일 수 있다. 또한, 본 발명의 "디스플레이 장치"는 "디스플레이"를 동작시키는 제어부(또는 프로세서)와 통합 또는 독립 구성된 장치일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 기술용어, "건설기계"는 문자 그대로 건설용도로 사용되는 기계만을 한정하는 것이 아니라, 본 발명에 따른 디스플레이 장치가 적용되는 모든 차량을 통칭하는 포괄적인 의미이다.
본 발명에서 사용하는 기술용어, "안전 거리 영역" 및 "작업 영역"은 본 발명에 따른 사물 감지 장치가 사물을 감지하기 위해, 건설기계의 주변 영역을 설정한 용어이다. 상기 "작업 영역" 및 "안전거리 영역"은 그 문자적 의미에 한정하여 영역을 정의한 것이 아니라, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지 장치가 이미지 패턴화 시킬 수 있는 영역을 통칭하는 포괄적 의미이다. 또한, 본 발명 설명의 편의상, 상기 "안전 거리 영역" 및 "작업 영역"은 혼용하여 사용하기로 한다.
본 발명의 기본 개념은 건설기계(또는 차량)에서 일정 거리를 안전거리 영역(작업 패턴 영역)으로 설정하고, 그 설정한 안전거리 영역 내의 고정 사물들을 패턴화 시키고, 건설기계가 감지한 고정 사물들(즉, 패턴화시킨 고정 사물들) 이 외, 이동 물체가 감지된 경우 알람 경고를 울리고 및/또는 캡쳐(또는 탐지)된 이미지를 디스플레이에 표시하는 것이다.
도 3는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 건설기계의 감지 장치의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지 장치(300)는, 건설기계의 차량 내에 장착되고, 작업 영역 패턴 및 캡쳐한 사물의 영상을 표시하는 디스플레이(310)와; 측방 및 후방에 장착되어 사물 및 사람의 이미지를 캡쳐하는 적어도 하나 이상의 카메라(320)와; 고정 사물 및 이동 사물의 위치를 감지하고, 건설기계의 측방 및 후방에 장착되는 적어도 하나 이상의 초음파 센서(330)와; 초음파 센서(330)를 고려하여 안전거리 영역을 설정하고, 상기 감지한 고정 사물에 대한 센싱 정보를 이용하여 작업 영역의 패턴화 작업을 수행하고, 상기 설정한 안전거리 영역 내에서 이동 사물이 감지된 경우 그 캡쳐된 이미지를 디스플레이(310)에 표시하고 경고음을 울리도록 제어하는 제어부(340)를 포함하여 구성된다. 한편, 또 다른 실시 예로서, 상기 초음파 센서(330)는 레이져를 이용한 센서일 수도 있고, 그 센싱하는 매체는 여러 가지 방법으로 실시할 수도 있다.
도 4 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 감지 방법에 의해 안전거리를 패턴화시킨 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 건설기계(예를 들어, 굴삭기)(40)의 양 측면과 후면에 각각 탐지(감시)용 카메라(320)가 장착되고, 건설기계의 측면과 후면에 6개의 초음파 센서(330)가 장착된 예이다.
도 4를 참조하면, 건설기계(예를 들어, 굴삭기)의 사각에 "회전 안전거리 및 경고(warning) 영역(41)"을 설정할 수 있고, 또한 "센서 인식 영역(42)"을 설정할 수 있다.
즉, 상기 제어부(340)는 초음파 센서(330)의 성능과 건설기계의 작업 영역을 고려하여 안전거리를 패턴화한다. 이때, 제어부(340)는 도 4와 같은 도면을 디스플레이(310)에 표시하여, 운전자가 직접 회전 안전거리 영역 및 센서 인식 영역을 설정할 수 있도록 한다. 또한, 제어부(340)는 고정사물(43, 44)을 초음파 센서(330)를 이용하여 패턴화 작업을 한다. 즉, 제어부(340)는 건설기계(예를 들어, 굴삭기)가 정지상태(편의상 1 위치)에서 초음파 센서(330)의해 측정된 고정사물(43, 44)의 위치값(거리 및 각도)을 구하고, 이어 건설기계가 회전 이동한 상태(편의상 2 위치)에서 초음파 센서(330)에 의해 측정된 고정사물(43, 44)의 위치값(거리 및 각도)를 구한 후, 두 값으로부터 고정사물의 위치를 패턴화(즉, 작업 영역 패턴)하여 디스플레이(310)에 표시한다.
도 5 및 도 6은 안전거리를 패턴화하는 과정의 일 과정으로서, 본 발명에 따른 고정사물의 위치값을 구하는 방법을 도시한 도면 및 수학식이다.
도 5은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패턴화 과정으로서 고정사물의 위치값을 구하는 예이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패턴화 과정으로서, 건설기계가 회전이동한 후에 고정사물의 위치값을 구하는 예이다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.
도 5 및 도 6에서, 고정사물(43)의 위치값(거리 및 각도)은 삼각공식을 이용하여 구할 수 있다. 도 5 및 도 6에서, 고정사물(43)의 위치값은, 건설기계(40)의 중심에서 고정사물(43)까지의 거리(즉, "K"값)와 각도(즉,"ω")으로 표현할 수 있다. 도 6에서, 거리 "K"와 각도 "ω"는 삼각 공식을 이용하여 구할 수 있다. 그 결과는 수학식 1 및 수학식 2와 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2013011202-appb-M000001
수학식 1에서 "X"는 건설기계(40)의 중심에서 가로 방향(x축)으로 센서(센서 b)까지의 거리이다. "e"는 센서(센서b)에서 고정사물(43)까지의 가로방향(x축) 거리이다. "Y"는 건설기계(40)의 중심에서 세로 방향(y축)으로 센서(센서b)까지의 거리이다. "f"는 센서(센서b)에서 고정사물(43)까지의 세로방향(y축) 거리이다.
수학식 2
Figure PCTKR2013011202-appb-M000002
제어부(340)는 수학식 1 및 수학식 2의 결과를 고정사물(43)의 위치값으로 메모리(미도시) 등에 저장한다.
제어부(340)는 고정사물의 위치를 판독하기 위해, 도 6과 같이 건설기계(40)의 상부체가 각도 "ρ"만큼 회전 이동한 후에, 도 5과 같은 방법으로 고정사물(43)의 위치값을 센서(센서a 및 센서b)를 이용하여 연산한다. 그 결과는 수학식 3 및 수학식 4와 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2013011202-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2013011202-appb-M000004
한편, 수학식 4의 결과로부터, 수학식 5를 통해 고정사물(43)의 위치값 중 각도 "ω"를 구할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2013011202-appb-M000005
즉, 도 6에서 고정사물(43)은 건설기계(40)의 상부체가 이동한 각도 "ρ"를 이용하여, 고정사물(43)의 위치값(즉, 거리 K와 각도 ω)을 제어부(340)가 연산한다.
따라서, 고정사물(43)에 대해, 도 5에 의한 위치값과 도 6에 의한 위치값이 서로 같으면, 제어부(340)는 고정사물(43)을 고정물체로 판독한다.
이상과 같은 방법으로, 제어부(340)는 그 외의 고정사물들의 위치값들을 구하고, 그 구한 위치값들을 디스플레이(310)에 표시할 수 있다.
한편, 제어부(340)가 고정사물들(43, 44)의 위치값을 구할 때는, 적어도 하나 이상의 센서(예를 들어, 도 5 및 도 6과 같이 센서a 및 센서b)를 이용한다.
제어부(340)는 도 5 및 도 6의 고정사물의 위치값 연산결과, "K" < "max X" 이거나, "K" < "max Y" 인 경우, 고정사물이 건설기계(40)의 작업 반경 내에 있는 것으로 판단하고, 경고음을 울리거나 또는 알람 표시를 디스플레이에 표시함으로써, 안전사고를 방지한다. 여기서, "max X"는 굴삭기 중심에서 센서가 설치된 가로 거리이고, "max Y"는 굴삭기 중심에서 센서가 설치된 세로 거리이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 감지 장치를 이용하여 사물을 감지하는 일 예이다.
도 8는 본 발명의 일 실시 예로서, 디스플레이에 안전 거리 및 작업 영역을 패턴화하고, 사물을 감지하는 방법을 도시한 예이다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 운전자(사용자)가 건설기계로 작업 시, 또는 회전 시, 고정사물 이외에 다른 사물이 감지되면, 디스플레이(310)에 안전거리(또는 작업 영역) 패턴 및/또는 카메라(320)가 캡쳐한 이미지를 표시하여 준다. 제어부(340)는 안전거리(작업영역) 패턴을 디스플레이(310)에 표시하면서, 카메라(320)가 사물을 포착하여 캡쳐한 영상을, 도 8의 (a)와 같이, 디스플레이(310)에 함께 표시할 수 있다. 한편, 카메라(320)가 장착되지 않거나, 캡쳐하지 못한 경우에는, 도 8의 (b)와 같이 안전거리(또는 작업 영역) 패턴만을 도시하고, 사물이 감지되었음을 경보음 등으로 운전자에게 알려 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 제어부(340)는, 운전자(사용자, 또는 작업자)에게 사물의 감지를 알릴 때, 2 단계로 알릴 수도 있다. 즉, 도 7과 같이 사물이 "센서 인식 영역"에서 감지되면, 제어부(340)는 먼저 경고를 알리고, 이어서 "회전 안전거리 영역"에서 사물이 감지되면, 경보음을 울려 안전사고를 예방할 수 있다.
도 9은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지를 위해 작업 영역을 패턴화하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 운전자(사용자)가 안전거리 영역(작업영역)의 패턴을 위한 모드(일명, "안전거리 영역 패턴 인식 모드", 또는 "패턴 인식 모드")를 디스플레이(계기판) 터치하거나, 스위치를 온(on)하여 작동시킨다(S901). 일련의 초음파 센서(330)가 작동을 하는지 제어부(340)가 탐색을 하고, 초음파 센서(330)에 고장이 없는 경우 "패턴 인식 모드"가 작동된다(S902, S903). 만일, 초음파 센서(330)가 고장난 경우, 초음파 센서(330) 고장을 제어부(340)가 알람음 및/또는 디스플레이(310)를 통해 운전자에게 알린다(S904).
운전자는 건설기계의 동작 반경을 고려하여 "안전 거리 영역(또는 작업 영역"을 설정할 수 있다(S905). 상기 S905 단계에서 "회전 안전 거리 영역" 및 "센서 인식 영역"을 설정한다. 또한, 상기 S905 단계에서 설정한 값이 안전을 위한 최소값(즉, 건설기계의 상부측이 동작하는 회전 반경)보다 작거나, 또는 상기 설정한 값이 센서(330) 감지할 수 있는 최대 거리값보다 크다면(S906), "안전 거리 영역"을 재설정한다(S907). 그렇지 않으면, "안전 거리 영역"을 정상적으로 설정한 것이다. 제어부(340)는 초음파 센서(330)를 통해 "안전 거리 영역" 내에서 감지되는 고정사물을 탐지한다. 만일, 상기 S905 단계에서 설정한 "안전 거리 영역" 내에서 고정사물이 탐지되면(S907), 제어부(340)은, 도 5 및 도 6에서 상술한 바와 같이, 그 탐지된 고정사물들의 각 위치값(즉, 거리(K)와 각도(ω))을 산출하여 메모리에 저장한다(S908).
도 10는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 건설기계의 사물 감지 장치가 사물을 감지하는 방법을 도시한 흐름도이다.
건설기계를 조작함에 따라, 건설기계의 상부측 또는 하부측의 회전 이동할 시, 제어부(340)는 고정 사물의 위치값을 갱신한다(S1001). 상기 S1001 단계에서 고정 사물의 위치값은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 바와 같다.
제어부(340)는 작업 영역 패턴화 시에 저장한 고정사물의 위치값(즉, 도 9의 S908에서 저장한 값)과 건설기계의 회전 및/또는 이동에 따라 갱신한 고정사물의 위치값을 비교하여 고정사물인지 또는 이동 사물인지를 판단한다(S1002). 상기 S1002 단계에서 고정 사물인 경우엔, 건설기계(예를 들어, 굴삭기)의 센서(330)가 설치된 거리(즉, 가로 "max X", 세로 "max Y")가 고정사물의 거리(즉, K)보다 큰 경우이다(S1003). 이때, 건설기계의 측방 및/또는 후방에 장착된 카메라(320)로 상기 고정사물을 캡쳐하여 디스플레이(310)에 표시한다(S1006 ~ S1008).
한편, 상기 S1001 단계에서 제어부(340)가, 작업 영역 패턴에서 탐지된 사물이 고정사물이 아니라는 것을 판단한 경우에(S1002), 건설기계가 회전 동작을 하면서, 작업 영역 패턴 내에 사물을 감지한다(S1004). 상기 S1004 단계에서 사물이 감지되는 경우, 사물이 감지되는 거리에 따라 제어부(340)는 경고음을 다르게 하여 울리게한다(S1005). 예를 들어, 사물이 작업 영역 패턴 내에 중심 가까운 곳에서 감지될수록 경고음의 주기가 짧고, 작업 영역 패턴의 외곽 쪽에서 감지될 때는 상대적으로 경고음의 주기가 길게 울린다.
그리고, 건설기계의 측방 및/또는 후방에 장착된 카메라(320)로 상기 감지된 사물을 캡쳐하여 디스플레이(310)에 표시한다(S1006 ~ S1008). 상기 S1006 ~ S1008 단계를 더욱 상세히 설명한다. 만일 카메라(320)가 온 상태로 설정되어 있고(S1006), 3대의 카메라(320)가 건설기계의 양측면 및 후면에 각각 장착되어 있다면(S1007), 감지된 사물을 카메라(사물과 가장 가까운 카메라)(320)가 캡쳐하여, 그 캡쳐한 영상을디스플레이에 표시한다(S1008).
한편, 건설기계에 카메라(320)가 장착되어 있지 않거나, 또는 카메라(320)의 사각지대에서 사물이 있어 그 사물을 캡쳐하지 못하는 경우엔(S1007), 작업 영역 패턴의 영상만을 디스플레이에 표시한다(S1009).
한편, 상술한 본 발명의 실시 예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라, 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. (A) 안전거리 영역을 설정하고, 고정 사물의 위치값을 구하여 작업 영역 패턴을 형성하는 단계와;
    (B) 건설기계가 회전 및 이동함에 따라, 작업 영역 패턴 내의 사물을 탐지하여 위치값을 갱신하는 단계와;
    (C) 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정 사물인지 판단하는 단계와;
    (D) 상기 갱신한 사물들이 고정 사물이 아닌 것으로 판단된 경우, 상기 작업 영역 패턴 내에 탐지된 사물을 있음을 알리는 단계를 포함하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계에서 상기 고정 사물의 위치값은,
    상기 고정 사물 각각의 거리와 각도을 포함하고,
    상기 위치값은 건설기계의 측면에 장착된 감지 센서에서 각 고정 사물까지의 거리 및 각도를 건설기계의 중심으로 구하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계에서 상기 안전거리 영역의 설정은,
    건설기계의 동작 회전 반경을 고려하여 회전 안전 거리 영역과, 센서 인식 영역을 구분하여 설정하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계는,
    상기 (A) 단계에서 형성된 작업 영역 패턴의 고정 사물의 위치값과, 상기 (B) 단계에서 갱신한 사물의 위치값이 같으면, 상기 갱신한 사물이 고정 사물인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 (D) 단계는,
    상기 작업 영역 패턴 내에서 탐지된 사물이 있음을 경고음으로 알리는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (D) 단계는,
    카메라가 상기 작업 영역 패턴 내에서 탐지한 사물을 캡쳐하는 단계와;
    상기 캡쳐한 사물의 영상을 상기 작업 영역 패턴과 함께 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서,
    상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정 사물인 것으로 판단되는 경우, 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴의 회전 안전 거리 영역에 있는지를 판단하는 단계와;
    상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴의 회전 안전 거리 영역에 있는 것으로 판단한 경우, 상기 갱신한 사물의 캡쳐한 이미지를 표시하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 방법.
  8. 건설기계의 차량 내에 장착되고, 작업 영역 패턴 및 캡쳐한 사물의 영상을 표시하는 디스플레이와;
    측방 및 후방에 장착되어 사물의 이미지를 캡쳐하는 적어도 하나 이상의 카메라와;
    건설기계의 측방 및 후방에 장착되고, 고정 사물 및 이동 사물의 위치를 감지하는 적어도 하나 이상의 센서와;
    상기 센서를 고려하여 안전거리 영역을 설정하고, 상기 감지한 고정 사물에 대한 센싱 정보를 이용하여 작업 영역의 패턴화 작업을 수행하고, 상기 설정한 안전거리 영역 내에서 이동 사물이 감지된 경우 그 캡쳐된 이미지를 상기 디스플레이에 표시하고 경고음을 울리도록 제어하는 제어부;를 포함하는 건설기계의 사물 감지 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    건설기계가 정지상태에서 상기 센서에 의해 측정된 고정사물의 위치값을 구하고, 건설기계가 회전 이동한 상태에서 상기 센서에 의해 측정된 사물의 위치값를 갱신한 후,
    상기 구한 위치값과 상기 갱신한 위치값이 비교하여, 상기 두 위치값이 같으면 상기 갱신한 사물이 상기 작업 영역 패턴 내의 고정사물로 판단하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    건설기계가 정지상태에서 상기 센서에 의해 측정된 고정사물의 위치값을 구하고, 건설기계가 회전 이동한 상태에서 상기 센서에 의해 측정된 상기 고정 사물의 위치값를 구한 후, 상기 구한 두 위치값을 이용하여 상기 작업 영역 패턴을 수행하는 것을 특징으로 하는 건설기계의 사물 감지 장치.
PCT/KR2013/011202 2012-12-24 2013-12-05 건설기계의 감지 장치 및 방법 Ceased WO2014104606A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/655,253 US9598036B2 (en) 2012-12-24 2013-12-05 Sensing device and method of construction equipment
CN201380067850.7A CN104884712B (zh) 2012-12-24 2013-12-05 工程机械的感知装置及方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2012-0152158 2012-12-24
KR1020120152158A KR102003562B1 (ko) 2012-12-24 2012-12-24 건설기계의 감지 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014104606A1 true WO2014104606A1 (ko) 2014-07-03

Family

ID=51021601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/011202 Ceased WO2014104606A1 (ko) 2012-12-24 2013-12-05 건설기계의 감지 장치 및 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9598036B2 (ko)
KR (1) KR102003562B1 (ko)
CN (1) CN104884712B (ko)
WO (1) WO2014104606A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170072850A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-16 Pearl Automation Inc. Dynamic vehicle notification system and method

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9428334B2 (en) 2013-05-17 2016-08-30 The Heil Co. Automatic control of a refuse front end loader
US10344450B2 (en) * 2015-12-01 2019-07-09 The Charles Machine Works, Inc. Object detection system and method
JP6337126B2 (ja) 2016-03-28 2018-06-06 株式会社小松製作所 評価装置及びコンピュータプログラム
JP6549060B2 (ja) * 2016-03-31 2019-07-24 日立建機株式会社 作業機械の周囲監視システム
JP6468444B2 (ja) * 2016-04-28 2019-02-13 コベルコ建機株式会社 建設機械
EP3584120B1 (en) * 2017-02-17 2021-04-14 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Work machine surroundings monitoring system
JP6761102B2 (ja) * 2017-02-22 2020-09-23 住友建機株式会社 ショベル
JP6805883B2 (ja) * 2017-02-28 2020-12-23 コベルコ建機株式会社 建設機械
JP6760163B2 (ja) * 2017-03-22 2020-09-23 コベルコ建機株式会社 建設機械
US10583832B2 (en) * 2017-05-02 2020-03-10 Cnh Industrial America Llc Obstacle detection system for a work vehicle
JP6930261B2 (ja) * 2017-07-14 2021-09-01 コベルコ建機株式会社 建設機械
JP6927821B2 (ja) * 2017-09-15 2021-09-01 株式会社小松製作所 表示システム、及び表示装置
KR102428660B1 (ko) * 2017-11-08 2022-08-03 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어방법
US10544567B2 (en) * 2017-12-22 2020-01-28 Caterpillar Inc. Method and system for monitoring a rotatable implement of a machine
CN111601934A (zh) * 2018-03-26 2020-08-28 住友建机株式会社 挖土机
JP2020037767A (ja) * 2018-08-31 2020-03-12 株式会社小松製作所 バケット高さ通知装置およびバケット高さ通知方法
US10829911B2 (en) * 2018-09-05 2020-11-10 Deere & Company Visual assistance and control system for a work machine
KR102087714B1 (ko) * 2018-09-17 2020-03-11 주식회사 호룡 작업차량의 주변을 감지하기 위한 객체 감지 장치 및 그 방법
CN109696846A (zh) 2018-12-26 2019-04-30 北京百度网讯科技有限公司 一种感知系统的固定装置及其固定方法
JP2020190094A (ja) * 2019-05-21 2020-11-26 日立建機株式会社 作業機械
KR102800524B1 (ko) * 2019-06-25 2025-04-29 에이치디현대인프라코어 주식회사 건설기계 주변의 환경 데이터를 생성하기 위한 장치 및 이를 포함하는 건설기계
CN110306623A (zh) * 2019-07-08 2019-10-08 泰安科创矿山设备有限公司 挖掘式装载机系统及其控制方法
US11970839B2 (en) 2019-09-05 2024-04-30 Deere & Company Excavator with improved movement sensing
US11821167B2 (en) 2019-09-05 2023-11-21 Deere & Company Excavator with improved movement sensing
US11320830B2 (en) 2019-10-28 2022-05-03 Deere & Company Probabilistic decision support for obstacle detection and classification in a working area
KR102817777B1 (ko) * 2020-02-10 2025-06-09 에이치디현대건설기계 주식회사 안전 시스템을 구비하는 건설 장비
US11693411B2 (en) 2020-02-27 2023-07-04 Deere & Company Machine dump body control using object detection
JP7428052B2 (ja) * 2020-03-31 2024-02-06 コベルコ建機株式会社 作業機械の周囲検知装置
CN116195245A (zh) * 2020-09-29 2023-05-30 索尼半导体解决方案公司 物体检测系统及物体检测方法
US11898331B2 (en) * 2020-12-02 2024-02-13 Caterpillar Sarl System and method for detecting objects within a working area
JP7686448B2 (ja) * 2021-05-07 2025-06-02 株式会社日立建機ティエラ 建設機械
JP2023004180A (ja) * 2021-06-25 2023-01-17 コベルコ建機株式会社 監視システム
WO2023003867A2 (en) * 2021-07-19 2023-01-26 Clark Equipment Company Systems and methods for obstacle detection for a power machine
JP7773885B2 (ja) * 2021-10-29 2025-11-20 株式会社小松製作所 作業機械を制御するためのシステム及び方法
US12157460B2 (en) 2021-10-30 2024-12-03 Deere & Company Object detection system and method for a work machine using work implement masking
KR102643266B1 (ko) * 2022-02-15 2024-03-04 건설기계부품연구원 라이다와 카메라를 이용한 건설기계 안전관리 시스템
US20230272599A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Caterpillar Inc. Work machine safety zone control
US12359406B2 (en) * 2022-03-14 2025-07-15 Volvo Construction Equipment Ab Display system for construction machine
US12227145B2 (en) * 2023-01-20 2025-02-18 Caterpillar Inc. Machine security system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07102596A (ja) * 1993-10-01 1995-04-18 Kensetsusho Kanto Chiho Kensetsu Kyokucho 建設機械の監視装置
JP2011179279A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の監視装置
JP2012074929A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の周囲監視装置
JP2012082608A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 作業機械のモニタ装置
JP2012107395A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のモニター装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2267656A3 (en) * 1998-07-31 2012-09-26 Panasonic Corporation Image displaying apparatus und image displaying method
JP4694032B2 (ja) * 2001-05-02 2011-06-01 株式会社小松製作所 作業機械の表示装置
CN100456828C (zh) * 2004-04-27 2009-01-28 松下电器产业株式会社 车辆周围环境显示装置
JP2008312004A (ja) * 2007-06-15 2008-12-25 Sanyo Electric Co Ltd カメラシステム及び機械装置
JP5550970B2 (ja) * 2010-04-12 2014-07-16 住友重機械工業株式会社 画像生成装置及び操作支援システム
JP5722127B2 (ja) * 2011-06-07 2015-05-20 株式会社小松製作所 作業車両の周辺監視装置
CN202320088U (zh) * 2011-12-07 2012-07-11 中联重科股份有限公司 工程车辆及其作业用防撞装置
JP6505356B2 (ja) * 2013-07-17 2019-04-24 住友建機株式会社 ショベル

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07102596A (ja) * 1993-10-01 1995-04-18 Kensetsusho Kanto Chiho Kensetsu Kyokucho 建設機械の監視装置
JP2011179279A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の監視装置
JP2012074929A (ja) * 2010-09-29 2012-04-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の周囲監視装置
JP2012082608A (ja) * 2010-10-08 2012-04-26 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 作業機械のモニタ装置
JP2012107395A (ja) * 2010-11-15 2012-06-07 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械のモニター装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170072850A1 (en) * 2015-09-14 2017-03-16 Pearl Automation Inc. Dynamic vehicle notification system and method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140083137A (ko) 2014-07-04
KR102003562B1 (ko) 2019-07-24
US9598036B2 (en) 2017-03-21
CN104884712B (zh) 2017-10-03
US20150343976A1 (en) 2015-12-03
CN104884712A (zh) 2015-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014104606A1 (ko) 건설기계의 감지 장치 및 방법
JP6949767B2 (ja) 作業員管理システム
JP4996928B2 (ja) 作業機械の周囲監視装置
WO2014104678A1 (ko) 휠로더의 화면 표시 방법
EP2570556A1 (en) Device for monitoring area around work machine
WO2015083963A1 (ko) 화면모드 선택 장치 및 방법
US12139375B2 (en) Crane and monitoring device for crane
JP2018115077A (ja) クレーン上のブームの角度についての光学的な検出及び分析
WO1996027548A1 (en) Device for indicating movable range of mobile crane vehicle
JP2020012323A (ja) 作業機械
WO2013069860A1 (ko) 충돌 검출 장치 및 충돌 검출 방법
JP6482811B2 (ja) テールクリアランス測定装置
JP2020051156A (ja) 作業機械
BR112013003720A2 (pt) monitor de área de trabalho
JP2009202689A (ja) 建設機械における表示装置
JP7447373B2 (ja) クレーン監視装置および該方法ならびに天井クレーン
JP2018123646A (ja) 作業機械用周辺監視システム
JP2010189914A (ja) テールクリアランス測定装置
KR20210034885A (ko) 위험 알람 기능을 가지는 고소작업차를 위한 카메라기반 스마트 안전 aml 시스템
WO2013039273A1 (en) Driving apparatus and method using 3d sensor
JP2014126997A (ja) 操作装置、及び操作検出方法
JP2003162776A (ja) 空間マーキング装置
JP7251407B2 (ja) センサ設置支援装置、センサ設置支援方法およびプログラム
KR20220064402A (ko) 전도 리스크 제시 장치 및 전도 리스크 제시 방법
CN111526337B (zh) 一种工程机械的预警系统、预警方法及工程机械

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13868226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14655253

Country of ref document: US

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A SENT 04.11.15)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13868226

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1