KR102421272B1 - 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라이다 센서를 활용한 감지 물체의 거리 맵핑 기술과 IR 센서를 활용한 인체 구분 기술을 융합하고 무선통신으로 특정 신호를 발생시키는 기술을 활용하여 건설 현장에서 건설 기계에 작업자나 구조물이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.

Description

인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템{COLLISION PROTECTING SYSTEM FOR CONSTRUCTION MACHINE USING INTELLIGENT SENSING TECHNOLOGY WHICH BE ABLE TO IDENTIFY HUMAN BODY}

본 발명은 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 라이다 센서를 활용한 감지 물체의 거리 맵핑 기술과 IR 센서를 활용한 인체 구분 기술을 융합하고 무선통신으로 특정 신호를 발생시키는 기술을 활용하여 건설 현장에서 건설 기계에 작업자나 구조물이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템에 관한 것이다.

건설 현장의 안전사고는 모든 산업분야를 통틀어 가장 높은 비율로 발생하고 있으며, 이러한 건설 현장의 안전사고 비율을 저감하기 위하여 정부 및 민간 차원의 기술 개발과 적용이 활발하게 이루어지고 있는 추세이다.

한국산업안전보건공단의 조사 결과에 따르면, 2018년 상반기에만 건설 장비와 작업자간의 충돌 및 협착 사고로 1,022명의 재해자와 8명의 사망자가 발생하는 등 전체 건설 재해 중에서도 충돌 및 협착 사고는 추락, 붕괴 다음으로 많은 사고 발생의 원인 중 하나이다.

이러한 사고 발생을 줄이기 위해서 개발되고 도입된 기존 건설 기계 충돌 협착 방지 방식은, 크게 유선 방식을 활용하여 건설 기계 내부에 설치되어 근접한 물체를 감지하는 방식과, 무선 방식으로 건설 기계 외부에 설치되어 근접한 물체를 감지하는 방식으로 나눌 수 있다.

유선 방식으로 건설 기계 내부에 설치되어 근접한 물체를 감지하는 방식은 크게 초음파 방식과 카메라 방식으로 나눌 수 있다.

초음파 방식은 대기중 감쇠 현상으로 인해 5m미만의 단거리내 물체만 감지가 가능하고, 주변 대기 영향으로 인하여 오차 발생이 큰 문제점이 있었다.

매립 카메라는 운전자가 직접 육안으로 화면상의 물체나 사람을 확인하여야 하므로 수동적인 방식으로 물체를 감지하고 거리를 판단해야 하는 불편함이 있었다.

무선 방식으로 건설 기계의 외부에 설치되어 근접하는 물체를 감지하는 방식은 주로 무선 통신의 수신 신호 강도 지수(rssi)를 활용하는 방식이며, 여기서 사용되는 무선 통신은 주로 BLE(Bluetooth Low Energy) 또는 UWB(Ultra Wide Band) 통신을 사용하게 된다.

무선 통신의 수신 신호 강도 지수를 활용하여 근접하는 사물을 감지하는 방식은 반드시 송신기와 수신기 두 개의 장치로 구성되어 있어야 하며, 감지하고자 하는 물체 또는 사람에게 송신기를 부착하여야만 물체의 근접을 감지할 수 있다는 한계점이 있다.

또한, 기존 유선 또는 무선 방식의 근접 물체 감지 방식은 다음과 같은 공통적인 문제가 발생하게 된다.

우선, 주변 환경(대기 환경, 통신 방해 등)으로 인해 근접하는 물체의 거리 측정에 오차가 크게 발생한다는 문제점이 있다.

그리고, 근접하는 물체에 대해 사람과 사물을 정확하게 구분할 수 없다는 문제점이 있다.

즉, 매립 카메라 방식은 운전자가 육안으로 구분할 수 있으나 자동적으로 구분은 불가능한 것이다.

특히, 무선 통신 방식은 별도의 수신 장치를 감지하고자 하는 물체에 부착하여야 하므로 실제 적용하기에는 불편한 점이 많았다.

상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 등록특허 제10-1638839호의 "중장비 접근감시 및 작동정지 제어시스템"(이하 선행기술1)과, 등록특허 제10-1638845호의 "능동 알에프아이디 태그를 구비하는 중장비 안전 경보 및 작동 감속 정지 시스템"(이하 선행기술2)과, 공개특허 제10-2017-0036274호의 "굴삭기의 주변 감시 장치"(이하 선행기술3) 등과 같은 것을 들 수 있다.

선행기술1은 중장비 접근감시 및 작동정지 제어시스템에 관한 것으로, 접근감시는 PIR센서 또는 작업자가 소지한 무선통신 수신기(UWB 통신)에 의해 접근감지가 이루어진다.

그리고, 선행기술1은 접근감지시 전자제어부에 의한 유압제어를 통해 중장비의 작동을 정지시키는 것이다.

그러나, 선행기술1은 단일 건설 기계에만 적용되고 물체와 인체의 구분을 위해서는 별도의 무선통신 수신기가 필요하다는 번거로운 점이 있었다.

또한, 선행기술1은 PIR센서가 대기 환경에 따라 거리 측정에 따른 오차가 발생하거나 및 오작동될 우려가 크기 때문에, 실제 제품화시에 UWB 수신 방식만을 적용하고 있다는 한계점이 있다.

한편, 선행기술2는 능동 알에프아이디 태그를 구비하는 접근감시 및 작동정지 제어시스템에 관한 것으로 작업자 접근 인지는 작업자가 소지한 RFID 태그를 리더기가 인지함으로서 접근 감지하고, 이를 통해 건설 장비의 작동을 감속 또는 정지시키는 시스템에 대한 것이다.

그러나, 선행기술2 또한 단일 건설 기계에만 적용되고, 인체 구별과 거리 측정를 위해서는 작업자가 별도 장치를 소지하여야 하는 번거로움이 뒤따른다.

선행기술3은 건설 기계 중 특히 안전 사고 발생이 많은 굴삭기의 외부에 다수의 카메라 장치를 설치하고, 복수의 영상을 하나의 영상으로 처리하고 건설 기계 조종자에게 디스플레이시켜 주변 근로자의 접근을 확인하도록 하는 기술이다.

그러나, 선행기술3 또한 단일 건설 기계에만 적용되고, 근로자 접근은 건설 기계 조종자가 모니터링을 통해 수동적으로 확인해야 하는 번거로움이 있었던 것이다.

등록특허 제10-1638839호 등록특허 제10-1638845호 공개특허 제10-2017-0036274호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로, 라이다 센서를 활용한 감지 물체의 거리 맵핑 기술과 IR 센서를 활용한 인체 구분 기술을 융합하고 무선통신으로 특정 신호를 발생시키는 기술을 활용하여 건설 현장에서 건설 기계에 작업자나 구조물이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

그리고, 본 발명은 라이다 센서를 활용한 맵핑 기술을 통하여 근접 물체의 거리 측정이 가능하도록함은 물론, IR 센서를 활용하여 무빙 분석 기술을 통한 인체 구분이 가능케 함으로써 종래기술의 문제점으로 지적되어 왔던 환경 조건에 따른 거리 측정 오차의 발생을 방지하고 인체 구별을 위한 별도의 수신 장치를 마련해야 하는 번거로움을 없앨 수 있는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 건설 기계의 일측에 설치되어 상기 건설 기계에 근접한 물체 또는 인체와의 거리를 측정하거나 상기 물체 또는 상기 인체가 근접했음을 감지하는 근접 물체 감지부와, 상기 건설 기계의 일측에 설치되어 상기 근접 물체 감지부로부터 감지된 거리 정보 및 구별 정보를 수신하여 상기 건설 기계의 운전자나 상기 건설 기계 부근의 작업자에게 음향이나 빛을 포함하여 알리는 안전 알림부와, 상기 건설 기계의 조종석 내부에 설치되어 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부로부터 전달받은 상기 거리 정보 및 상기 구별 정보와 상기 음향이나 빛을 통한 안전 신호를 수신하는 운전자 수신부를 포함하는 제1 유닛; 및 관리자 또는 상기 작업자 각각이 휴대 가능하며 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부로부터 상기 안전 신호를 수신하거나 송신 가능한 관리자 수신부와, 상기 근접 물체 감지부 또는 상기 안전 알림부로부터 전달받은 상기 거리 정보와 상기 구별 정보 및 상기 안전 신호를 포함한 데이터를 출력 저장함과 동시에 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부를 관리하고 컨트롤하는 관리부를 포함하는 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 근접 물체 감지부는, 맵핑 기술(maping technology)를 사용하여 상기 건설 기계 부근에 근접한 물체의 거리를 측정하는 라이다(LiDAR) 센서부와, 무빙 분석 기술(moving analysis technology)를 사용하여 상기 건설 기계의 주변에 상기 인체가 존재하는지 여부를 감지하는 IR 센서부와, 근거리 무선통신을 사용하여 상기 안전 알림부 및 상기 운전자 수신부와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 상기 관리자 수신부 및 상기 관리부와 송수신하는 제1 무선통신부와, 상기 건설 기계에 장착되는 복수의 상기 근접 물체 감지부나, 상기 건설 기계를 포함한 건설 현장의 다른 건설 기계들에 장착되는 적어도 하나 이상의 근접 물체 감지부 각각의 식별을 위하여 부여되는 고유 ID를 포함하는 ID부와, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제1 LED램프와, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 근접 물체 감지부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제1 LCD패널과, 상기 근접 물체 감지부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제1 스피커와, 상기 라이다 센서부와 상기 IR 센서부와 상기 제1 무선통신부와 상기 ID부와 상기 제1 LED램프와 상기 제1 LCD패널과 상기 제1 스피커를 제어하는 제1 제어부와, 상기 제1 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 근접 물체 감지부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제1 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 근접 물체 감지부는, 상기 건설 기계의 후방 또는 측면부에 설치 가능한 제1 케이싱과, 상기 건설 기계에 탈착 가능하도록 상기 제1 케이싱에 구비되는 제1 탈부착 어셈블리를 더 포함하며, 상기 라이다 센서부와 상기 IR 센서부와 상기 제1 무선통신부와 상기 ID부와 상기 제1 LED램프와 상기 제1 LCD패널과 상기 제1 스피커와 상기 제1 제어부 및 상기 제1 전원부는 상기 제1 케이싱에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 안전 알림부는, 근거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 운전자 수신부와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 상기 관리자 수신부 및 상기 관리부와 송수신하는 제2 무선통신부와, 상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 상기 관리부측으로 제공하는 GPS부와, 상기 관리자 수신부의 상태 및 상기 관리자 수신부와의 통신 상태를 진동으로 알려주는 제1 진동부와, 상기 안전 알림부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제2 LED램프와, 상기 안전 알림부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 안전 알림부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제2 LCD패널과, 상기 안전 알림부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제2 스피커와, 상기 제2 무선통신부와 상기 GPS부와 상기 제1 진동부와 상기 제2 LED램프와 상기 제2 LCD패널과 상기 제2 스피커를 제어하는 제2 제어부와, 상기 제2 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 안전 알림부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 안전 알림부는, 상기 건설 기계의 외측에 설치 가능한 제2 케이싱과, 상기 건설 기계에 탈착 가능하도록 상기 제2 케이싱에 구비되는 제2 탈부착 어셈블리를 더 포함하며, 상기 제2 무선통신부와 상기 GPS부와 상기 제1 진동부와 상기 제2 LED램프와 상기 제2 LCD패널과 상기 제2 스피커와 상기 제2 제어부 및 상기 제2 전원부는 상기 제2 케이싱에 구비되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 운전자 수신부는, 상기 건설 기계의 조종석에 설치 가능한 제3 케이싱과, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 근거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 안전 알림부와 송수신하는 제3 무선통신부와, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제3 LED램프와, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 근접 물체 감지부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제3 LCD패널과, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제3 스피커와, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 제3 무선통신부와 상기 제3 LED램프와 상기 제3 LCD패널과 상기 제3 스피커를 제어하는 제3 제어부와, 상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 제3 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 운전자 수신부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제3 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 관리자 수신부는, 상기 건설 기계의 조종석에 설치 가능한 제4 케이싱과, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 근거리 무선통신 또는 원거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 안전 알림부와 송수신하는 제4 무선통신부와, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제4 LED램프와, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 관리자 수신부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제4 LCD패널과, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제4 스피커와, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 상기 건설 기계의 외측을 향하여 진동으로 알려주는 제2 진동부와, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 제4 무선통신부와 상기 제4 LED램프와 상기 제4 LCD패널과 상기 제4 스피커와 상기 제2 진동부를 제어하는 제4 제어부와, 상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 제4 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 관리자 수신부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제4 전원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 관리부는, 상기 근접 물체 감지부와 상기 안전 알림부와 상기 관리자 수신부의 정보를 처리하는 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 관리부는, 상기 게이트웨이의 정보를 사용자 정보로 변경하고 출력하며 저장 가능한 웹애플리케이션 또는 스마트 애플리케이션의 형태로 제공되는 관리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

우선, 본 발명은 라이다 센서를 활용한 감지 물체의 거리 맵핑 기술과 IR 센서를 활용한 인체 구분 기술을 융합하고 무선통신으로 특정 신호를 발생시키는 기술을 활용하여 건설 현장에서 건설 기계에 작업자나 구조물이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

특히, 본 발명은 라이다 센서를 활용한 맵핑 기술을 통하여 근접 물체의 거리 측정이 가능하도록함은 물론, IR 센서를 활용하여 무빙 분석 기술을 통한 인체 구분이 가능케 함으로써 종래기술의 문제점으로 지적되어 왔던 환경 조건에 따른 거리 측정 오차의 발생을 방지하고 인체 구별을 위한 별도의 수신 장치를 마련해야 하는 번거로움으로부터 해방되어 활용성 및 범용성의 측면에서 매우 큰 특장점을 가진다.

구체적으로는, 본 발명에 따른 근접 물체 감지부는, 근거리 무선 통신(BLE, Zigbee, UWB 등)을 활용하여 건설 기계 조종사 또는 인근의 관리자에게 안전 신호를 용이하게 송수신할 수 있으며, 원거리 무선 통신(LoRa, LTE, 5G 등)을 활용하여 원거리의 관리자나 건설 현장의 작업자들에게 안전 신호를 원활하게 송수신 할 수 있다는 효과를 가진다.

무엇보다도 본 발명에 따른 제1 유닛은 자가 전력을 사용하는 건설 기계에 탈부착이 가능하게 제공되므로, 사용상의 편의를 극대화할 수 있다는 특장점을 지닌다.

즉, 기존의 유선 방식에 따른 장치의 경우, 건설 기계에 설치하는데 시간과 비용이 많이 들어 신규 건설 기계가 아닌 기존에 사용중인 건설 기계에 적용하기에는 일부 제약이 있었던 것에 비하여, 본 발명에 따른 시스템을 적용할 경우 자가 전력을 사용하는 건설 기계에 탈부착이 용이한 장치로 제공되므로, 기존의 건설 기계에 설치하여 활용하는 것에도 편의를 향상시키도록 하며, 기존의 유선 방식에 따른 건설 기계 충돌 협착 방지 장치가 적용된 건설 기계에도 추가적으로 활용할 수 있다는 점에서 신뢰도 높으며 범용성이 높은 제품을 사용자에게 제공할 수 있다는 특장점을 가진다.

또한, 본 발명은 다수의 건설 기계를 일제히 관제할 수 있는 스마트 안전 시스템을 구축하는데에도 큰 도움을 줄 수 잇을 것이다.

즉, 본 발명은 단일 건설 기계에 설치된 제1 유닛과 원거리 무선통신을 통하여 제2 유닛의 관리부를 통하여 관제할 수 있도록 하므로, 관리자는 다수의 건설 기계들의 현재 상황을 실시간으로 모니터링하고 관리할 수 있다는 점에서 건설 현장의 효율적인 관리를 도모할 수 있게 될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 전체적인 구조를 모식적으로 도시한 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛중 근접 물체 감지부의 구성을 도시한 개념도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛중 안전 알림부의 구성을 도시한 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛중 운전자 수신부의 구성을 도시한 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제2 유닛중 관리자 수신부의 구성을 도시한 개념도

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다.

본 명세서에서 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그리고 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하며, '포함(또는, 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 전체적인 구조를 모식적으로 도시한 개념도이다.

그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛(100)중 근접 물체 감지부(110)의 구성을 도시한 개념도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛(100)중 안전 알림부(120)의 구성을 도시한 개념도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제1 유닛(100)중 운전자 수신부(130)의 구성을 도시한 개념도이다.

아울러, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템의 주요부인 제2 유닛(210)중 관리자 수신부(210)의 구성을 도시한 개념도이다.

참고로, 도 1에서 표시된 점선은 통신 관계를 나타낸다.

본 발명은 도시된 바와 같이 제1 유닛(100)과 제2 유닛(200)을 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

제1 유닛(100)은 건설 기계(300)에 부착하여 사용하는 장치라 할 수 있으며, 크게 근접 물체 감지부(110)와, 안전 알림부(120)와, 운전자 수신부(130)를 포함할 수 있다.

우선, 근접 물체 감지부(110)는 건설 기계(300)의 일측에 설치되어 건설 기계(300)에 근접한 물체 또는 인체와의 거리를 측정하거나 물체 또는 인체가 근접했음을 감지하는 것이다.

즉, 근접 물체 감지부(110)는 건설 기계(300) 후방 및 측면부에 설치되어 후술할 라이다 센서부(117)와 IR 센서부(118)를 활용하여 근접 물체의 거리 측정과 인체 구별 정보를, 무선 통신을 이용하여 안전 신호를 후술할 안전 알림부(120) 또는 운전자 수신부(130), 후술할 관리자 수신부(210) 및 관리부(220)측으로 전달하게 된다.

아울러, 이러한 안전 신호는 후술할 제1, 2, 3, 4 스피커(114, 124, 134, 214)나 경고등 역할을 수행하는 제1, 2, 3, 4 LED램프(112, 122, 132, 212) 등 자체적인 주의 신호 발생 장치를 통해, 기설정된 안전 범위 이내로 건설 기계(300)에 근접하고 있는 작업자에게 주의 신호를 발생하는 역할을 수행하게 되는 것이다.

그리고, 안전 알림부(120)는 건설 기계(300)의 일측에 설치되어 근접 물체 감지부(110)로부터 감지된 거리 정보 및 구별 정보를 수신하여 건설 기계(300)의 운전자나 건설 기계(300) 부근의 작업자에게 음향이나 빛을 포함하여 알리는 것이다.

즉, 안전 알림부(120)는 근접 물체 감지부(110)의 통신 및 안전 알림 기능을 보완하기 위한 장치라 할 수 있다.

이러한 안전 알림부(120)는 건설 기계(300)의 외부에 설치되어 근접 물체 감지부(110)로부터 안전 신호를 수신하면 후술할 제1, 2, 3, 4 스피커(114, 124, 134, 214)나 경고등 역할을 수행하는 제1, 2, 3, 4 LED램프(112, 122, 132, 212) 등을 활용하여 작업자에게 위험 범위 내 접근을 알리게 된다.

또한, 운전자 수신부(130)는 건설 기계(300)의 조종석 내부에 설치되어 근접 물체 감지부(110)나 안전 알림부(120)로부터 무선 통신을 통하여 전달받은 거리 정보 및 구별 정보와 음향이나 빛을 통한 안전 신호를 수신하는 것이다.

즉, 운전자 수신부(130)는 근접 물체 감지부(110)의 안전 범위 설정 값을 무선 통신을 활용하여 변경 및 수정할 수도 있을 것이다.

한편, 제2 유닛(200)은 관리자 수신부(210)와 관리부(220)를 포함할 수 있다.

우선, 관리자 수신부(210)는 관리자 또는 작업자 각각이 휴대 가능하며 근접 물체 감지부(110)나 안전 알림부(120)로부터 안전 신호를 수신하거나 송신 가능한 것이다.

즉, 관리자 수신부(210)는 관리자 또는 작업자가 소지하는 무선 통신 장치로 근접 물체 감지부(110) 또는 안전 알림부(120)로부터 안전 신호를 수신할 수 있으며, 필요시 안전 신호를 송신할 수 있다.

관리자 수신부(210)는 안전 신호를 수신할 경우 진동, 경고등, 스피커를 통해 건설 현장의 안전 관련 사고 또는 비상 상황의 발생 현황을 실시간으로 즉각 파악할 수 있게 된다.

관리부(220)는 근접 물체 감지부(110) 또는 안전 알림부(120)로부터 전달받은 거리 정보와 구별 정보 및 안전 신호를 포함한 데이터를 출력 저장함과 동시에 근접 물체 감지부(110)나 안전 알림부(120)를 관리하고 컨트롤하는 것으로 설치 프로그램이나 웹 애플리케이션 또는 스마트 애플리케이션의 형태로 제공될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 근접 물체 감지부(110)는, 도 2와 같이 라이다(LiDAR) 센서부(117)와 IR 센서부(118)와 제1 무선통신부(111)와 ID부(119)와 제1 LED램프(112)와 제1 LCD패널(113)과 제1 스피커(114)와 제1 제어부(115)와 제1 전원부(116)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

라이다 센서부(117)는 맵핑 기술(maping technology)를 사용하여 건설 기계(300) 부근에 근접한 물체의 거리를 측정하는 것이다.

라이다 센서부(117)로부터 취득한 물체의 거리 정보는 맵핑 형태로 분석되고 사전에 설정된 범위 내에서 물체가 감지되었을 때 특정 신호를 발생시킨다.

라이다센서부(117)의 라이다센서는 근접 물체의 측정을 위해 외부 노출 되어 있다.

맵핑 기술 활용을 위해서는 일정 간격으로 라이다센서를 회전시켜야 하며, 회전을 위해서 라이다 센서부(117)는 전동 모터(117m)에 의해 컨트롤되어야 한다.

따라서, 라이다센서의 회전을 위하여는 전동 모터(117m)와 제1 전원부(116)가 연결되어야 할 것이다.

IR 센서부(118)는 무빙 분석 기술(moving analysis technology)을 활용하여 건설 기계(300)의 주변에 인체가 존재하는지 여부를 감지하기 위하여 적외선을 발생시키며, 움직임이 있는 물체는 인체로 간주하여 인체 감지 정보를 특정 신호로 발생시키게 된다.

이때, IR 센서부(118)는 주변 인체 감지를 위해서 외부로 노출되어 있으며, 이러한 IR 센서부(118)는 탐지 각도의 조절을 위해 별도의 커버로 보호될 수 있다.

제1 무선통신부(111)는 근거리 무선통신을 사용하여 안전 알림부(120) 및 운전자 수신부(130)와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 관리자 수신부(210) 및 관리부(220)와 송수신하는 것이다.

즉, 제1 무선통신부(111)는 근거리 무선 통신 단일 또는 근거리, 원거리 무선 통신을 동시에 적용할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 제1 무선통신부(111)는 후술할 제1 제어부(115)에서 발생시킨 안전 신호를 근거리 무선 통신을 통해 후술할 안전 알림부(120), 운전자 수신부(130) 또는 후술할 관리자 수신부(210)로 안전 신호를 송신하고, 안전 알림부(120) 또는 운전자 수신부(130)로부터 수신하는 안전 또는 장치 제어 정보를 제1 제어부(115)로 전달하게 된다.

전술한 근거리 무선 통신으로는 BLE, Wi-Fi, 적외선 통신 등 1km미만 데이터 통신이 가능한 모든 무선 통신이 해당될 수 있다.

한편, 제1 무선통신부(111)는 원거리 무선 통신을 통해 안전 데이터 및 주의 신호 등을 관리자 수신부(210), 관리부(220)로 송신하며, 외부에서도 원거리 통신을 통해 해당 장치를 컨트롤 할 수 있도록 한다.

전술한 원거리 무선 통신으로는 LoRa, LTE, 5G, 무선랜통신 등 1km이상 데이터 통신이 가능한 모든 무선 통신이 해당될 수 있다.

이러한 제1 무선통신부(111)는 원활한 무선 통신을 위해 원거리 무선 통신용 안테나와 근거리 무선 통신용 안테나 모두 구비할 수 있을 것이다.

ID부(119)는 건설 기계(300)에 장착되는 복수의 근접 물체 감지부(110)나, 건설 기계(300)를 포함한 건설 현장의 다른 건설 기계(300)들에 장착되는 적어도 하나 이상의 근접 물체 감지부(110) 각각의 식별을 위하여 부여되는 고유 ID를 포함하는 것이다.

즉, 근접 물체 감지부(110)는 장치별로 고유 ID가 부여되는데, 단일의 건설 기계(300)에도 다수의 근접 물체 감지부(110)가 부착될 수 있으며, 다수의 건설 기계(300)를 관제하기 위해서는 장치별로 별도의 고유 ID를 부여하고 각 장치별로 관리 범위 등을 관리할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

제1 LED램프(112)는 근접 물체 감지부(110)의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 것이다.

즉, 제1 LED램프(112)는 근접 물체 감지부(110)의 상태를 3가지 이상 색상으로 표현할 수 있다.

다시말해, 제1 LED램프(112)는 근접 물체 감지부(110)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 3가지 이상의 색상으로 표현할 수 있다.

예를들어, 제1 LED램프(112)는 정상 상태일 때는 녹색, 주의상태일 때는 주황색, 경고 상태일 때는 적색 등으로 표시되게 할 수 있을 것이다.

제1 LCD패널(113)은 근접 물체 감지부(110)의 상태를 실시간으로 표시하고 근접 물체 감지부(110)의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 것이다.

제1 스피커(114)는 근접 물체 감지부(110)의 상태와 건설 기계(300) 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 것이다.

즉, 제1 스피커(114)는 근접 물체 감지부(110) 상태를 소리로 통해 외부에 알릴 수 있으며, 근접 물체 감지부(110)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 사전 입력된 소리 형태로 표현할 수 있는 것이다.

제1 제어부(115)는 라이다 센서부(117)와 IR 센서부(118)와 제1 무선통신부(111)와 ID부(119)와 제1 LED램프(112)와 제1 LCD패널(113)과 제1 스피커(114)를 제어하는 것이다.

즉, 제1 제어부(115)는 라이다센서나 IR센서의 측정 단위, 측정 범위, 관리 범위 등에 대한 정보를 보유하여 사전 설정된 동작을 하도록 제어하게 된다.

그리고, 제1 제어부(115)는각 센서별로 취득되는 정보를 안전 데이터로 가공하여 제공할 수 있을 것이다.

그리고, 제1 제어부(115)는 제1 무선통신부(111) 제어하게 되며, 사전 정보별 규약을 두어 원거리 무선 통신과 근거리 무선 통신별로 해당 정보에 대한 데이터 통신이 가능하도록 제어할 수 있다.

또한, 제1 제어부(115)는 제1 LCD패널(113)을 제어하게 되며, 제1 무선통신부(111)의 현황 및 정보, 라이다 센서부(117)나 IR 센서부(118)의 현황 및 정보를 제1 LCD패널(113)를 통해 직접 제공케 함으로써 사용자 및 관리자가 전체 장치를 제어할 수 있도록 도움을 주게 된다.

아울러, 제1 제어부(115)는 사전 규약된 상황별 설계를 통해 제1 LED램프(112) 및 제1 스피커(114)를 제어할 수도 있을 것이다.

제1 전원부(116)는 제1 제어부(115)와 전기적으로 연결되고, 근접 물체 감지부(110)의 작동을 위한 전원을 공급하는 것이다.

제1 전원부(116)는 이동 설치가 가능하도록 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수 있을 것이다.

다시말해, 제1 전원부(116)는 외부 전력을 사용하지 않는 이동 가능한 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수도 있다.

또한, 제1 전원부(116)는 필요시 태양광충전패널과 결합이 가능한 연결 장치를 포함할 수도 있음은 물론이다.

한편, 근접 물체 감지부(110)는, 건설 기계(300)의 후방 또는 측면부에 설치 가능한 제1 케이싱(110c)과, 건설 기계(300)에 탈착 가능하도록 제1 케이싱(110c)에 구비되는 제1 탈부착 어셈블리(110d)를 더 구비할 수 있다.

따라서, 라이다 센서부(117)와 IR 센서부(118)와 제1 무선통신부(111)와 ID부(119)와 제1 LED램프(112)와 제1 LCD패널(113)과 제1 스피커(114)와 제1 제어부(115) 및 제1 전원부(116)는 제1 케이싱(110c)에 구비되는 것을 도 2를 통하여 알 수 있다.

즉, 제1 탈부착 어셈블리(110d)는 건설 기계(300) 외부에 설치하기 위한 것으로, 건설 기계(300)의 종류에 따른 다양한 형태와 다양한 위치에 적용하기 위해 자력, 볼트, 결합줄, 테이프 등 다양한 구조 및 방식으로 설치가 가능하도록 변형 및 응용 설계가 가능함은 물론이다.

안전 알림부(120)는, 도 3과 같이 제2 무선통신부(121)와 GPS부(128)와 제1 진동부(127)와 제2 LED램프(122)와 제2 LCD패널(123)과 제2 스피커(124)와 제2 제어부(125)와 제2 전원부(126)를 포함하는 구조의 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

우선, 제2 무선통신부(121)는 근거리 무선통신을 사용하여 근접 물체 감지부(110) 및 운전자 수신부(130)와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 관리자 수신부(210) 및 관리부(220)와 송수신하는 것이다.

즉, 제2 무선통신부(121)는 원거리 무선 통신과 근거리 무선 통신 모두 적용될 수 있다.

다시말해, 제2 무선통신부(121)는 근접 물체 감지부(110)의 안전 신호를 근거리 무선 통신을 통해 수신하고, 필요시 운전자 수신부(130), 통신 범위내의 관리자 수신부(210)로 안전 데이터를 송신할 수 있다.

또한, 제2 무선통신부(121)는 운전자 수신부(130)로부터 수신하는 안전 또는 장치 제어 정보를 근접 물체 감지부(110)로 전파할 수도 있다.

전술한 근거리 무선 통신으로는 BLE, Wi-Fi, 적외선 통신 등 1km미만 데이터 통신이 가능한 모든 무선 통신이 해당될 수 있다.

한편, 제2 무선통신부(121)는 원거리 무선 통신을 통해 근접 물체 감지부(110)로부터 수신한 안전 데이터 및 주의 신호 등을 원거리의 관리자 수신부(210), 관리부(220)로 송신하며, 외부에서 수신한 정보를 필요한 장치로 전파할 수 있다.

전술한 원거리 무선 통신으로는 LoRa, LTE, 5G, 무선랜통신 등 1km이상 데이터 통신이 가능한 모든 무선 통신이 해당될 것이다.

이러한 제2 무선통신부(121)는 원활한 무선 통신을 위해 원거리 무선 통신용 안테나와 근거리 무선 통신용 안테나 모두 포함하되, 근거리는 내부에 원거리는 외부에 안테나를 설치할 수도 있을 것이다.

GPS부(128)는 건설 기계(300)의 현재 위치 정보를 관리부(220)측으로 제공하는 것이다.

즉, GPS부(128)는 GPS를 통해 건설 기계(300)의 위치 정보를 제공할 수 있는데, GPS를 활용한 위치 정보를 제2 무선통신부(121)를 통해 관리부(220)에 일정 간격으로 제공함으로써 관리자는 여러 건설 기계(300)를 실시간으로 모니터링할 수 있게 되는 것이다.

제1 진동부(127)는 관리자 수신부(210)의 상태 및 관리자 수신부(210)와의 통신 상태를 진동으로 알려주는 것이다.

제2 LED램프(122)는 안전 알림부(120)의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 것이다.

즉, 제2 LED램프(122)는 안전 알림부(120)의 상태를 3가지 이상 색상으로 표현할 수 있다.

다시말해, 제2 LED램프(122)는 안전 알림부(120)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 3가지 이상의 색상으로 표현할 수 있다.

예를들어, 제2 LED램프(122)는 정상 상태일 때는 녹색, 주의상태일 때는 주황색, 경고 상태일 때는 적색 등으로 표시되게 할 수 있을 것이다.

제2 LCD패널(123)은 안전 알림부(120)의 상태를 실시간으로 표시하고 안전 알림부(120)의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 것이다.

제2 스피커(124)는 안전 알림부(120)의 상태와 건설 기계(300) 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 것이다.

즉, 제2 스피커(124)는 안전 알림부(120) 상태를 소리로 통해 외부에 알릴 수 있으며, 안전 알림부(120)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 사전 입력된 소리 형태로 표현할 수 있는 것이다.

제2 제어부(125)는 제2 무선통신부(121)와 GPS부(128)와 제1 진동부(127)와 제2 LED램프(122)와 제2 LCD패널(123)과 제2 스피커(124)를 제어하는 것이다.

즉, 제2 제어부(125)는 사전 정보별 규약을 두어 해당 정보에 대해 제2 무선통신부(121), 센서부 제2 LCD패널(123), 제2 LED램프(122), 제2 스피커(124), 제1 진동부(127)를 제어하게 된다.

제2 전원부(126)는 제2 제어부(125)와 전기적으로 연결되고, 안전 알림부(120)의 작동을 위한 전원을 공급하는 것이다.

제2 전원부(126)는 이동 설치가 가능하도록 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수 있을 것이다.

다시말해, 제2 전원부(126)는 외부 전력을 사용하지 않는 이동 가능한 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수도 있다.

또한, 제2 전원부(126)는 필요시 태양광충전패널과 결합이 가능한 연결 장치를 포함할 수도 있음은 물론이다.

한편, 안전 알림부(120)는, 건설 기계(300)의 외측에 설치 가능한 제2 케이싱(120c)과, 건설 기계(300)에 탈착 가능하도록 제2 케이싱(120c)에 구비되는 제2 탈부착 어셈블리(120d)를 더 구비할 수도 있다.

여기서, 제2 무선통신부(121)와 GPS부(128)와 제1 진동부(127)와 제2 LED램프(122)와 제2 LCD패널(123)과 제2 스피커(124)와 제2 제어부(125) 및 제2 전원부(126)는 제2 케이싱(120c)에 구비되는 것도 파악할 수 있다.

즉, 제2 탈부착 어셈블리(120d)는 건설 기계(300) 외부에 설치하기 위한 것으로, 건설 기계(300)의 종류에 따른 다양한 형태와 다양한 위치에 적용하기 위해 자력, 볼트, 결합줄, 테이프 등 다양한 구조 및 방식으로 설치가 가능하도록 변형 및 응용 설계가 가능함은 물론이다.

한편, 운전자 수신부(130)는, 도 4와 같이 건설 기계(300)의 조종석에 설치 가능한 제3 케이싱(130c)과, 제3 케이싱(130c)에 구비되는 제3 무선통신부(131)와 제3 LED램프(132)와 제3 LCD패널(133)과 제3 스피커(134)와 제3 제어부(135)와 제3 전원부(136)를 포함하는 실시예를 적용할 수 있을 것이다.

제3 무선통신부(131)는 근거리 무선통신을 사용하여 근접 물체 감지부(110) 및 안전 알림부(120)와 송수신하는 것이다.

제3 LED램프(132)는 근접 물체 감지부(110)의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 것이다.

즉, 제3 LED램프(132)는 근접 물체 감지부(110)의 상태를 3가지 이상 색상으로 표현할 수 있다.

다시말해, 제3 LED램프(132)는 근접 물체 감지부(110)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 3가지 이상의 색상으로 표현할 수 있다.

예를들어, 제3 LED램프(132)는 정상 상태일 때는 녹색, 주의상태일 때는 주황색, 경고 상태일 때는 적색 등으로 표시되게 할 수 있을 것이다.

제3 LCD패널(133)은 근접 물체 감지부(110)의 상태를 실시간으로 표시하고 근접 물체 감지부(110)의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되며, 필요시 장치의 위험 범위 등 설정을 조정할 수 있을 것이다.

제3 스피커(134)는 근접 물체 감지부(110)의 상태와 건설 기계(300) 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 것이다.

제3 스피커(134)는 근접 물체 감지부(110)의 상태와 건설 기계(300) 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 것이다.

즉, 제3 스피커(134)는 근접 물체 감지부(110)의 상태를 소리로 통해 외부에 알릴 수 있으며, 근접 물체 감지부(110)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 사전 입력된 소리 형태로 표현할 수 있는 것이다.

제3 제어부(135)는 사전 정보별 규약을 두어 해당 정보에 대하여 제3 무선통신부(131)와 제3 LED램프(132)와 제3 LCD패널(133)과 제3 스피커(134)를 제어하는 것이다.

제3 전원부(136)는 제3 제어부(135)와 전기적으로 연결되고, 운전자 수신부(130)의 작동을 위한 전원을 공급하는 것이다.

제3 전원부(136)는 건설 기계(300)의 조정석 내부에 설치가 가능한 충전식 또는 전원 연결식으로 제공될 수 있을 것이다.

즉, 제3 전원부(136)는 건설 기계(300)의 전원을 이용하지 않는 충전식을 채택하거나, 건설 기계(300)의 내부 전원을 이용하는 전원 연결식의 구성으로 적용될 수도 있을 것이다.

한편, 관리자 수신부(210)는, 도 5와 같이 건설 기계(300)의 조종석에 설치 가능한 제4 케이싱(210c)과, 제4 케이싱(210c)에 구비되는 제4 무선통신부(211)와 제4 LED램프(212)와 제4 LCD패널(213)과 제4 스피커(214)와 제2 진동부(217)와 제4 제어부(215)와 제4 전원부(216)를 포함하는 실시예의 적용이 가능할 것이다.

우선, 제4 무선통신부(211)는 근거리 무선통신 또는 원거리 무선통신을 사용하여 근접 물체 감지부(110) 및 안전 알림부(120)와 송수신하는 것이다.

제4 LED램프(212)는 관리자 수신부(210)의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 것이다.

즉, 제4 LED램프(212)는 관리자 수신부(210)의 상태를 3가지 이상 색상으로 표현할 수 있다.

다시말해, 제4 LED램프(212)는 관리자 수신부(210)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 3가지 이상의 색상으로 표현할 수 있다.

예를들어, 제4 LED램프(212)는 정상 상태일 때는 녹색, 주의상태일 때는 주황색, 경고 상태일 때는 적색 등으로 표시되게 할 수 있을 것이다.

제4 LCD패널(213)은 관리자 수신부(210)의 상태를 실시간으로 표시하고, 필요시엔 관리자 수신부(210)의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 것이다.

제4 스피커(214)는 관리자 수신부(210)의 상태와 건설 기계(300) 부근의 주의사항 및 위급 상황을 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 것이다.

제2 진동부(217)는 관리자 수신부(210)의 상태를 건설 기계(300)의 외측을 향하여 진동으로 알려주는 것이다.

즉, 제2 진동부(217)는 관리자 수신부(210)의 상태를 진등을 통해 외부에 알릴 수 있도록 한 것으로, 관리자 수신부(210)의 상태와 주의 발생 현황 등 사전에 규약된 동작에 맞추어 사전 설정된 진동 형태로 표현 가능한 것이다.

제4 제어부(215)는 사전 정보별 규약을 두어 해당 정보에 대해 제4 무선통신부(211)와 제4 LED램프(212)와 제4 LCD패널(213)과 제4 스피커(214)와 제2 진동부(217)를 제어하는 것이다.

제4 전원부(216)는 제4 제어부(215)와 전기적으로 연결되고, 관리자 수신부(210)의 작동을 위한 전원을 공급하는 것이다.

즉, 제4 전원부(216)는 이동 설치가 가능하도록 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수 있다.

다시말해, 제4 전원부(216)는 외부 전력을 사용하지 않는 이동 가능한 충전식 또는 배터리 교환식 전원을 사용할 수도 있다.

아울러, 제4 전원부(216)는 필요시 태양광충전패널과 결합이 가능한 연결 장치를 포함할 수도 있음은 물론이다.

한편, 관리부(220)는, 다시 도 1을 참조하면, 근접 물체 감지부(110)와 안전 알림부(120)와 관리자 수신부(210)의 정보를 처리하는 게이트웨이(221)를 포함할 수 있다.

즉, 게이트웨이(221)는 근접 물체 감지부(110), 안전 알림부(120), 관리자 수신부(210)의 정보를 처리하게 되는데, 건설 기계(300)에 부착된 근접 물체 감지부(110), 안전 알림부(120), 관리자 수신부(210)의 정보를 원거리 무선 통신을 통해 사전 규약된 통신 프로토콜의 형태로 송수신하게 되는 것이다.

한편, 관리부(220)는, 게이트웨이(221)의 정보를 사용자 정보로 변경하고 출력하며 저장 가능한 웹애플리케이션 또는 스마트 애플리케이션의 형태로 제공되는 관리수단(222)을 더 포함할 수 있다.

즉, 관리수단(222)은 관리 프로그램(App)의 형태로 제공되는 것으로, 게이트웨이(221) 정보를 사용자 정보로 변경, 출력, 저장하게 되는데, 게이트웨이(221)를 통해 송수신한 각 장치별 안전 정보를 사용자가 활용할수 있도록 사용자 중심 정보로 변경하게 된다.

따라서, 사용자는 관리부(220)를 통해 건설 기계(300)에 설치된 근접 물체 감지부(110), 안전 알림부(120) 및 관리자 수신부(210)의 안전 현황을 관리할 수 있으며, 근접 물체 감지부(110), 안전 알림부(120) 및 관리자 수신부(210)로부터 송수신된 정보를 확인하고 필요시 각 부(110, 120, 210)를 컨트롤 할 수 있게 되는 것이다.

또한 사용자 정보로 변환된 데이터는 클라우드 서버를 포함한 서버에 저장되며 필요시 자료를 다운받아 활용할 수도 있음은 물론이다.

이상과 같이 본 발명은 라이다 센서를 활용한 감지 물체의 거리 맵핑 기술과 IR 센서를 활용한 인체 구분 기술을 융합하고 무선통신으로 특정 신호를 발생시키는 기술을 활용하여 건설 현장에서 건설 기계에 작업자나 구조물이 충돌하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

그리고, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

100...제1 유닛
110...근접 물체 감지부
110c...제1 케이싱
110d...제1 탈부착 어셈블리
111...제1 무선통신부
112...제1 LED램프
113...제1 LCD패널
114...제1 스피커
115...제1 제어부
116...제1 전원부
117...라이다 센서부
117m...전동 모터
118...IR 센서부
119...ID부
120...안전 알림부
120c...제2 케이싱
120d...제2 탈부착 어셈블리
121...제2 무선통신부
122...제2 LED램프
123...제2 LCD패널
124...제2 스피커
125...제2 제어부
126...제2 전원부
127...제1 진동부
128...GPS부
130...운전자 수신부
130c...제3 케이싱
131...제3 무선통신부
132...제3 LED램프
133...제3 LCD패널
134...제3 스피커
135...제3 제어부
136...제3 전원부
200...제2 유닛
210...관리자 수신부
210c...제4 케이싱
211...제4 무선통신부
212...제4 LED램프
213...제4 LCD패널
214...제4 스피커
215...제4 제어부
216...제4 전원부
217...제2 진동부
220...관리부
221...게이트웨이
222...관리수단
300...건설 기계

Claims (9)

1. 건설 기계의 일측에 설치되어 상기 건설 기계에 근접한 물체 또는 인체와의 거리를 측정하거나 상기 물체 또는 상기 인체가 근접했음을 감지하는 근접 물체 감지부와, 상기 건설 기계의 일측에 설치되어 상기 근접 물체 감지부로부터 감지된 거리 정보 및 구별 정보를 수신하여 상기 건설 기계의 운전자나 상기 건설 기계 부근의 작업자에게 음향이나 빛을 포함하여 알리는 안전 알림부와, 상기 건설 기계의 조종석 내부에 설치되어 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부로부터 전달받은 상기 거리 정보 및 상기 구별 정보와 상기 음향이나 빛을 통한 안전 신호를 수신하는 운전자 수신부를 포함하는 제1 유닛; 및
   관리자 또는 상기 작업자 각각이 휴대 가능하며 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부로부터 상기 안전 신호를 수신하거나 송신 가능한 관리자 수신부와, 상기 근접 물체 감지부 또는 상기 안전 알림부로부터 전달받은 상기 거리 정보와 상기 구별 정보 및 상기 안전 신호를 포함한 데이터를 출력 저장함과 동시에 상기 근접 물체 감지부나 상기 안전 알림부를 관리하고 컨트롤하는 관리부를 포함하는 제2 유닛을 포함하며,
   상기 근접 물체 감지부는,
   맵핑 기술(maping technology)를 사용하여 상기 건설 기계 부근에 근접한 물체의 거리를 측정하는 라이다(LiDAR) 센서부와,
   무빙 분석 기술(moving analysis technology)를 사용하여 상기 건설 기계의 주변에 상기 인체가 존재하는지 여부를 감지하는 IR 센서부와,
   근거리 무선통신을 사용하여 상기 안전 알림부 및 상기 운전자 수신부와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 상기 관리자 수신부 및 상기 관리부와 송수신하는 제1 무선통신부와,
   상기 건설 기계에 장착되는 복수의 상기 근접 물체 감지부나, 상기 건설 기계를 포함한 건설 현장의 다른 건설 기계들에 장착되는 적어도 하나 이상의 근접 물체 감지부 각각의 식별을 위하여 부여되는 고유 ID를 포함하는 ID부와,
   상기 근접 물체 감지부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제1 LED램프와,
   상기 근접 물체 감지부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 근접 물체 감지부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제1 LCD패널과,
   상기 근접 물체 감지부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제1 스피커와,
   상기 라이다 센서부와 상기 IR 센서부와 상기 제1 무선통신부와 상기 ID부와 상기 제1 LED램프와 상기 제1 LCD패널과 상기 제1 스피커를 제어하는 제1 제어부와,
   상기 제1 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 근접 물체 감지부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제1 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 근접 물체 감지부는,
   상기 건설 기계의 후방 또는 측면부에 설치 가능한 제1 케이싱과,
   상기 건설 기계에 탈착 가능하도록 상기 제1 케이싱에 구비되는 제1 탈부착 어셈블리를 더 포함하며,
   상기 라이다 센서부와 상기 IR 센서부와 상기 제1 무선통신부와 상기 ID부와 상기 제1 LED램프와 상기 제1 LCD패널과 상기 제1 스피커와 상기 제1 제어부 및 상기 제1 전원부는 상기 제1 케이싱에 구비되는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 안전 알림부는,
   근거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 운전자 수신부와 송수신하고, 원거리 무선통신을 사용하여 상기 관리자 수신부 및 상기 관리부와 송수신하는 제2 무선통신부와,
   상기 건설 기계의 현재 위치 정보를 상기 관리부로 제공하는 GPS부와,
   상기 관리자 수신부의 상태 및 상기 관리자 수신부와의 통신 상태를 진동으로 알려주는 제1 진동부와,
   상기 안전 알림부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제2 LED램프와,
   상기 안전 알림부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 안전 알림부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제2 LCD패널과,
   상기 안전 알림부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제2 스피커와,
   상기 제2 무선통신부와 상기 GPS부와 상기 제1 진동부와 상기 제2 LED램프와 상기 제2 LCD패널과 상기 제2 스피커를 제어하는 제2 제어부와,
   상기 제2 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 안전 알림부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제2 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 안전 알림부는,
   상기 건설 기계의 외측에 설치 가능한 제2 케이싱과,
   상기 건설 기계에 탈착 가능하도록 상기 제2 케이싱에 구비되는 제2 탈부착 어셈블리를 더 포함하며,
   상기 제2 무선통신부와 상기 GPS부와 상기 제1 진동부와 상기 제2 LED램프와 상기 제2 LCD패널과 상기 제2 스피커와 상기 제2 제어부 및 상기 제2 전원부는 상기 제2 케이싱에 구비되는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 운전자 수신부는,
   상기 건설 기계의 조종석에 설치 가능한 제3 케이싱과,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 근거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 안전 알림부와 송수신하는 제3 무선통신부와,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제3 LED램프와,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 근접 물체 감지부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제3 LCD패널과,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 근접 물체 감지부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제3 스피커와,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 제3 무선통신부와 상기 제3 LED램프와 상기 제3 LCD패널과 상기 제3 스피커를 제어하는 제3 제어부와,
   상기 제3 케이싱에 구비되고, 상기 제3 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 운전자 수신부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제3 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 관리자 수신부는,
   상기 건설 기계의 조종석에 설치 가능한 제4 케이싱과,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 근거리 무선통신 또는 원거리 무선통신을 사용하여 상기 근접 물체 감지부 및 상기 안전 알림부와 송수신하는 제4 무선통신부와,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 시각적으로 인지 가능하도록 서로 다른 색상으로 표시하는 제4 LED램프와,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 실시간으로 표시하고 상기 관리자 수신부의 설정을 조정 또는 조작 가능하도록 출력되는 제4 LCD패널과,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태와 상기 건설 기계 부근의 주의사항 및 위급 상황을 포함한 사전에 규약된 설정에 맞추어 기설정된 음향으로 출력하는 제4 스피커와,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 관리자 수신부의 상태를 상기 건설 기계의 외측을 향하여 진동으로 알려주는 제2 진동부와,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 제4 무선통신부와 상기 제4 LED램프와 상기 제4 LCD패널과 상기 제4 스피커와 상기 제2 진동부를 제어하는 제4 제어부와,
   상기 제4 케이싱에 구비되고, 상기 제4 제어부와 전기적으로 연결되고, 상기 관리자 수신부의 작동을 위한 전원을 공급하는 제4 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 관리부는,
   상기 근접 물체 감지부와 상기 안전 알림부와 상기 관리자 수신부의 정보를 처리하는 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 관리부는,
   상기 게이트웨이의 정보를 사용자 정보로 변경하고 출력하며 저장 가능한 웹애플리케이션 또는 스마트 애플리케이션의 형태로 제공되는 관리수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체의 식별이 가능한 지능형 센싱 기술을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 시스템.

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