KR20240015786A - 건설 기계의 충돌 방지 시스템 및 방법 - Google Patents

건설 기계의 충돌 방지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

건설 기계의 충돌 방지 시스템은, 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정하는 선회 센서, 상기 상부 선회체 상에 구비되어 상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식하기 위한 적어도 하나의 물체 인식 센서, 상기 상부 선회체 둘레에 상기 상부 선회체의 선회에 대응되도록 구동 제한 영역을 설정하는 제한 영역 설정부, 및 상기 장애물이 상기 구동 제한 영역 내에 있을 때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용하는 제어 장치를 포함한다.

Description

건설 기계의 충돌 방지 시스템 및 방법{ANTI-COLLISION SYSTEM AND METHOD FOR CONSTRUCTION MACHINERY}
본 발명은 건설 기계의 충돌 방지 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 건설 기계 주변의 물체를 인식하는 건설 기계의 충돌 방지 시스템 및 이를 이용한 건설 기계의 충돌 방지 방법에 관한 것이다.
건설 기계의 충돌 방지 기술에 있어서, 건설 기계의 주변에 위치하는 물체와의 거리를 산출하고 충돌 위험 거리 내에 있는 경우 경고 또는 정지하는 기능이 사용된다. 이 경우, 비상 정지된 건설 기계의 정지 상태를 해제하기 위해서는 장애물이 정지 영역 내로부터 벗어나거나, 운전자가 충돌 방지 기능을 비 활성화해야 한다. 운전자는 충돌 방지 기능이 활성화된 상태에서 장애물이 정지 영역을 벗어나기 전까지 아무런 조작을 할 수 없고, 운전자가 안전에 문제없는 상황임을 직접적으로 확인하고 충돌 방지 기능을 비활성화 해야 하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 향하는 방향으로 건설 기계의 구동을 제한하고, 장애물과 멀어지는 방향으로 건설 기계의 구동을 허용하는 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 충돌 방지 시스템을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 있어서, 건설 기계의 충돌 방지 시스템은, 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정하는 선회 센서, 상기 상부 선회체 상에 구비되어 상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식하기 위한 적어도 하나의 물체 인식 센서, 상기 상부 선회체 둘레에 상기 상부 선회체의 선회에 대응되도록 구동 제한 영역을 설정하는 제한 영역 설정부, 및 상기 장애물이 상기 구동 제한 영역 내에 있을 때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용하는 제어 장치를 포함한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제한 영역 설정부는 상기 구동 제한 영역을 둘레에 경고 영역을 설정하고, 상기 제어 장치는 상기 장애물이 상기 경고 영역 이내에 위치하는 경우 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제한 영역 설정부는 상기 구동 제한 영역을 둘레에 감속 영역을 설정하고, 상기 제어 장치는 상기 감속 영역 내에서 상기 접근 방향으로 상기 상부 선회체가 회전하거나 상기 하부 주행체가 주행하는 경우, 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시키고, 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 상부 선회체가 상기 비-접근 방향으로 회전하는 경우 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라서 상기 기 설정된 각속도를 감속시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 하부 주행체가 상기 비-접근 방향으로 주행하는 경우 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 주행 속도를 감속시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 물체 인식 센서는 레이더(RADAR) 센서 또는 라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 있어서, 건설 기계의 충돌 방지 방법은, 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정한다. 상기 상부 선회체 둘레에, 상기 선회 각도에 대응하도록 구동 제한 영역을 설정한다. 상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식한다. 상기 장애물이 상기 구동 제한 영역 내에 있을 때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용한다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 구동 제한 영역을 둘레에 경고 영역을 설정하고, 그리고 상기 장애물이 상기 경고 영역 이내에 위치하는 경우 경고 신호를 발생하는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 구동 제한 영역을 둘레에 감속 영역을 설정하는 것을 더 포함하고, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 감속 영역 내에서 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시키고, 그리고 상기 감속 영역 내에서 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 것을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 상부 선회체가 상기 비-접근 방향으로 회전하는 경우 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동 시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 각속도를 감속시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 하부 주행체가 상기 비-접근 방향으로 주행하는 경우 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 주행 속도를 감속시키는 것을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 건설 기계의 충돌 방지 시스템은, 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정하는 선회 센서, 상기 상부 선회체 상에 구비되어 상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식하기 위한 적어도 하나의 물체 인식 센서, 상기 상부 선회체를 수평 방향으로 둘러싸며 상기 선회 각도에 따라서 상기 상부 선회체의 회전과 대응되도록 회전하는 구동 제한 영역을 설정하는 제한 영역 설정부, 및 상기 구동 제한 영역 내로 상기 장애물이 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 접근 방향과 다른 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용하는 제어 장치를 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 제어 장치는 상기 장애물이 상기 구동 제한 영역으로 접근하는 방향으로 상기 건설 기계의 구동을 제한할 수 있고, 상기 장애물이 상기 구동 제한 영역으로 멀어지는 방향으로 상기 건설 기계의 구동을 허용할 수 있다. 상기 건설 기계의 운전자는 상기 건설 기계가 비상 정지된 상태에서도 상기 장애물과 충돌하지 않는 방향으로 상기 건설 기계를 구동시킬 수 있다. 상기 건설 기계의 상기 운전자는 상기 건설 기계를 구동하여 상기 비상 정지된 상태를 벗어날 수 있고, 건설 작업의 작업 효율, 생산성 저하 등을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계를 나타내는 측면도이다.
도 2는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 건설 기계에 설치된 복수 개의 물체 인식 센서들을 나타내는 사시도이다.
도 4는 제한 영역 설정부에서 설정된 구동 제한 영역을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 구동 제한 영역에 따른 상부 선회체의 시계 방향 선회가 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 7 및 도 8은 구동 제한 영역에 따른 상부 선회체의 반 시계 방향 선회가 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 구동 제한 영역에 따른 하부 주행체의 전진 주행이 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 충돌 방지 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
본 발명에서, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
즉, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계를 나타내는 측면도이다. 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 나타내는 블록도이다. 도 3은 건설 기계에 설치된 복수 개의 물체 인식 센서들을 나타내는 사시도이다. 도 4는 제한 영역 설정부에서 설정된 구동 제한 영역을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 건설 기계의 충돌 방지 시스템(100)은 건설 기계(10)의 하부 주행체(20) 상에서 회전하는 상부 선회체(30)의 선회 각도를 측정하는 선회 센서(110), 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 장애물을 인식하기 위한 적어도 하나의 물체 인식 센서(120), 상부 선회체(30)를 둘러싸는 구동 제한 영역(A1)을 설정하는 제한 영역 설정부(130) 및 구동 제한 영역(A1) 내로 상기 장애물이 접근하는 접근 방향으로 건설 기계(10)의 구동을 제한하는 제어 장치(140)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 건설 기계의 충돌 방지 시스템(100)은 건설 기계(10)의 주변 영역을 인식하고 동시에 상기 주변 영역에 상에 존재하는 상기 장애물과의 충돌을 방지하기 위한 공간 인식 제어 장치일 수 있다. 건설 기계의 충돌 방지 시스템(100)은 상기 주변 영역 내의 작업 영역에 대한 정보를 작업자에게 제공하는 머신 가이던스(Machine Guidance)의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 건설 기계의 충돌 방지 시스템(100)은 상부 선회체(30)의 작업 장치(60)가 상기 물체와 충돌하지 않도록 정밀 제어하는 건설 기계(10)의 머신 컨트롤 (Machine Control)의 역할을 수행할 수 있다.
상기 건설 기계(10)는 굴삭기, 휠 로더, 지게차, 농기계, 광산 장비 등과 같이 유압 시스템을 이용하여 무인 자동화 작업을 수행할 수 있는 장비를 포함할 수 있다. 이하에서는 상기 건설 기계가 굴삭기인 경우에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 이로 인하여 예시적인 실시예들에 따른 충돌 방지 장치가 굴삭기를 제어하기 위한 것으로 한정되는 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다.
구체적으로, 건설 기계(10)는 하부 주행체(20), 하부 주행체(20) 상에 선회 가능하도록 탑재되는 상부 선회체(30), 및 상부 선회체(30)에 설치된 운전실(50)과 작업 장치(60)를 포함할 수 있다.
하부 주행체(20)는 상부 선회체(30)를 지지하고, 엔진에서 발생한 동력을 이용하여 굴삭기와 같은 건설 기계(10)를 주행시킬 수 있다. 하부 주행체(20)는 무한궤도를 포함하는 무한궤도식 타입의 주행체일 수 있다. 이와 다르게, 하부 주행체(20)는 주행 휠들을 포함하는 휠 타입의 주행체일 수 있다. 상부 선회체(30)는 베이스로서의 상부 프레임을 구비하고, 하부 주행체(20) 상에서 지면과 평행한 평면상에서 회전하여 작업 방향을 설정할 수 있다.
작업 장치(60)는 붐(70), 암(80) 및 버켓(90)을 포함할 수 있다. 작업 장치(60)는 붐 실린더(72), 암 실린더(82) 및 버켓 실린더(92)와 같은 액추에이터의 구동에 의해 작동될 수 있다. 붐 실린더(72), 암 실린더(82) 및 버켓 실린더(92)가 신장 또는 수축함에 따라 붐(70), 암(80) 및 버켓(90)은 다양한 움직임을 구현할 수 있고, 작업 장치(60)는 여러 가지 작업을 수행할 수 있다. 이 때, 붐 실린더(72), 암 실린더(82) 및 버켓 실린더(92)는 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 신장 또는 수축될 수 있다.
건설 기계(10)는 상부 선회체(30)를 회전시키기 위한 선회 장치(40)를 포함할 수 있다. 상기 선회 장치(40)는 선회 모터와 같은 상기 액추에이터의 구동에 의해 작동될 수 있다. 이 때, 상기 선회 모터는 상기 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 선회 장치(40)는 후술할 제어 장치(140)로부터 명령 신호를 입력 받아 회전할 수 있다.
건설 기계(10)는 하부 주행체(20)의 우측 트랙(또는 우측 휠) 및 좌측 트랙(또는 좌측 휠)을 회전시키기 위한 주행 장치를 포함할 수 있다. 상기 주행 장치는 상기 우측 트랙(또는 우측 휠) 및 상기 좌측 트랙(또는 좌측 휠)을 각각 회전시키는 좌측 주행 모터 및 우측 주행 모터와 같은 상기 액추에이터를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 좌측 주행 모터 및 상기 우측 주행 모터는 상기 유압 펌프로부터 공급되는 작동유에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 선회 센서(110)는 하부 주행체(20)에 대한 상부 선회체(30)의 선회 각도를 측정할 수 있다. 선회 센서(110)는 상부 선회체(30)를 회전시키는 선회 장치(40) 상에 구비될 수 있다. 선회 센서(110)는 작업 장치(60)가 향하는 건설 기계(10)의 작업 방향을 측정할 수 있다. 예를 들면, 선회 센서(110)는 근접 센서(proximity sensor)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서는, 하부 주행체(20)가 향하는 방향을 제1 수평 방향(X 방향)이라 하고, 상기 제1 수평 방향과 직교하는 수평 방향을 제2 수평 방향(Y 방향)이라 하고, 상기 제1 수평 방향 및 제2 수평 방향과 직교하는 방향을 수직 방향(Z 방향)이라 하기로 한다. 또한 상부 선회체(30)가 향하는 방향을 작업 방향(P 방향)이라 하기로 한다.
상부 선회체(30)는 하부 주행체(20) 상에서 회전축(Z 축)을 중심으로 회전할 수 있다. 상기 선회 각도는 제1 수평 방향(X 방향)과 작업 방향(P 방향) 사이의 각도일 수 있다. 선회 센서(110)는 상기 선회 각도를 실시간으로 측정할 수 있다.
상기 선회 각도에 대한 정보는 무선 통신을 통해 제한 영역 설정부(130) 및 제어 장치(140)로 송신될 수 있다. 이와 다르게, 선회 센서(110)가 유선을 통해 제한 영역 설정부(130) 및 직접 제어 장치(140)와 연결될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 물체 인식 센서(120)는 상부 선회체(30) 상에 구비되어 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 상기 장애물(M)을 실시간으로 인식할 수 있다. 상기 장애물(M)에는 건설 장비, 토사, 작업자 등 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 모든 물체를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 물체 인식 센서(120)는 상부 선회체(30) 상에서 구비될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 물체 인식 센서들(120a, 120b)은 상기 굴삭기의 양 측면에 각각 구비될 수 있다. 제3 물체 인식 센서(120c)는 상기 굴삭기의 후면을 향하여 구비될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제4 물체 인식 센서가 상기 굴삭기의 전면을 향하여 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 물체 인식 센서(120)는 상기 굴삭기의 주변에 위치한 상기 물체를 실시간으로 인식할 수 있다.
물체 인식 센서(120)는 빛을 이용해 거리를 측정하고 물체를 감지하는 센서일 수 있다. 물체 인식 센서(120)는 레이더(RADAR) 센서 또는 라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서를 포함할 수 있다. 상기 레이더 센서는 전자기파를 외부로 발사해 재수신 되는 전자기파로 거리, 방향 등을 인지할 수 있다. 상기 라이다 센서는 파장이 짧은 펄스　레이저를 발사하여 정밀도 및 해상도를 높일 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제한 영역 설정부(130)는 구동 제한 영역(A1)을 설정할 수 있다. 제한 영역 설정부(130)는 구동 제한 영역(A1)을 둘러싸는 감속 영역(A2) 및 경고 영역(A3)을 추가적으로 설정할 수 있다. 구동 제한 영역(A1), 감속 영역(A2) 및 경고 영역(A3)은 건설 기계(10)의 상기 주변 영역에 설정될 수 있다.
구동 제한 영역(A1)은 장애물(M)과 건설 기계(10) 사이의 안전 거리를 유지하기 위해 건설 기계(10)의 구동을 제한하기 위한 영역일 수 있다. 구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)를 상기 수평 방향으로 둘러싸며 설정될 수 있다. 구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)의 외곽으로부터 기 설정된 거리만큼 이격된 범위 내에 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 거리는 관리자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 거리는 건설 기계(10)의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)의 회전 방향과 대응되도록 회전할 수 있다. 제한 영역 설정부(130)는 선회 센서(110)로부터 선회 각도(D)를 수신할 수 있다. 제한 영역 설정부(130)는 선회 각도(D)에 기초하여 구동 제한 영역(A1)를 회전시킬 수 있다. 구동 제한 영역(A1)이 상부 선회체(30)의 상기 회전 방향과 대응되도록 회전하기 때문에, 구동 제한 영역(A1)은 건설 기계(10)의 구동에 따라서 유동적으로 변경될 수 있다.
감속 영역(A2)은 장애물(M)과 건설 기계(10) 사이에서 발생하는 충격을 감소시키기 위해 건설 기계(10)의 구동 속도를 제한하기 위한 영역일 수 있다. 감속 영역(A2)은 구동 제한 영역(A1)을 둘러싸는 기 설정된 범위 내에 설정될 수 있다. 이와 다르게, 감속 영역(A2)은 구동 제한 영역(A1)과 동일한 영역을 가지며 중복적으로 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 범위는 상기 관리자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 범위는 건설 기계(10)의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
경고 영역(A3)은 장애물(M)이 위치하는 경우, 건설 기계(10)의 운전자 또는 건설 기계(10) 주변의 작업자에게 경고하기 위한 영역일 수 있다. 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1) 또는 감속 영역(A2)을 둘러싸는 상기 기 설정된 범위 내에 설정될 수 있다. 이와 다르게, 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1) 및 감속 영역(A2)과 동일한 영역을 가지며 중복적으로 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 범위는 상기 관리자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 상기 기 설정된 범위는 건설 기계(10)의 종류에 따라서 달라질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어 장치(140)는 물체 인식 센서(120)를 통해 얻어진 상기 장애물(M)의 위치에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 구동 제한 영역(A1)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 경고 영역(A3) 및 감속 영역(A2)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 제어 장치(140)는 선회 센서(110)를 통해 얻어진 하부 주행체(20)에 대한 상부 선회체(30)의 선회 각도(D)를 수신할 수 있다.
제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 구동 제한 영역(A1)에 장애물(M)이 침입하지 않도록 상부 선회체(30)의 회전을 제어할 수 있다. 제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 구동 제한 영역(A1)에 장애물(M)이 침입하지 않도록 하부 주행체(20)의 주행을 제어할 수 있다. 제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 경고 영역(A3)에 장애물(M)이 위치하는 경우, 상기 운전자 또는 상기 작업자에게 경고 신호를 발생할 수 있다. 제어 장치(140)는 제한 영역 설정부(130)에서 설정된 감속 영역(A2)에 장애물(M)이 위치하는 경우, 건설 기계(10)의 상기 구동 속도를 제어할 수 있다.
제어 장치(140)는 표시부 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 표시부는 굴삭기의 상부 선회체(30) 상에 위치한 사용자의 운전석에 설치되어 정보를 표시할 수 있다. 상기 컨트롤러는 상부 선회체(30) 내부에 설치되어 굴삭기의 움직임을 제어할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제어 장치(140)는 머신 가이던스(Machine Guidance) 기능 또는 머신 컨트롤(Machine Control) 기능을 수행할 수 있다. 머신 가이던스(Machine Guidance)는 굴삭기의 상태, 굴삭기의 조작 방법, 설정된 작업 범위, 위험 구역 등에 대한 정보를 운전자에게 제공하여 운전자의 굴삭기 조작을 안내하거나 작업진행 상황을 확인할 수 있게 할 수 있다. 머신 컨트롤(Machine Control)은 특정 조건 또는 설정된 작업 범위 내에서 반복되는 작업, 특정 작업을 위한 작업장치의 자세 변경, 위험 구역 진입 또는 차량의 전복 예견 시 자동 정지 또는 회피 구동, 설정된 작업 범위를 벗어나지 않도록 굴삭기의 구동을 제한하는 등의 능동 제어를 통해 운전자의 조작 편의를 돕거나 조작 실수에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.
이하에서는, 상기 제어 장치(140)가 상부 선회체(30)의 상기 회전 및 하부 주행체(20)의 상기 주행을 제어하는 과정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 구동 제한 영역에 따른 상부 선회체의 시계 방향 선회가 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다. 도 7 및 도 8은 구동 제한 영역에 따른 상부 선회체의 반 시계 방향 선회가 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내로 장애물(M)이 접근하는 접근 방향(N)으로 상부 선회체(30)의 시계 방향 회전 또는 반 시계 방향 회전을 제한할 수 있다. 제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내에 장애물(M)이 진입하지 못하도록 상부 선회체(30)의 상기 시계 방향 회전 또는 상기 반 시계 방향 회전을 중단시킬 수 있다.
도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 상부 선회체(30)를 상기 시계 방향 또는 상기 반 시계 방향으로 회전시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 상부 선회체(30)의 최고 각속도(W0)로 상부 선회체(30)를 회전시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 장애물(M)이 경고 영역(A3) 이내에 위치하는 경우 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1)과 중복되는 영역을 포함할 수 있다. 제어 장치(140)는 상기 경고 신호를 상기 작업자 또는 상기 운전자를 향하여 발생시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 상기 작업자의 위치에 따라 다른 방향으로 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 상기 작업자에게 상기 경고 신호가 가장 잘 전달될 수 있는 방법을 이용하여 상기 작업자에게 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 및 사이렌(siren)을 포함할 수 있다. 제어 장치(140)의 상기 발광 다이오드는 점멸 방식으로 상기 작업자에게 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다.
제어 장치(140)의 상기 스피커는 소리를 이용하여 상기 작업자에게 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 스피커는 상기 작업자의 상기 건설 기계(10)로부터의 거리가 감소함에 따라서 다른 소리를 발생시킬 수 있다.
제어 장치(140)의 상기 버저 및 상기 사이렌은 소리를 이용하여 상기 작업자에게 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 버저 및 상기 사이렌은 상기 작업자의 상기 건설 기계로부터의 거리가 감소함에 따라서 소리의 세기 및 빈도를 증가시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 장애물(M)이 감속 영역(A2) 이내에 위치하는 경우 상기 건설 기계(10)의 상기 구동 속도를 제어할 수 있다. 제어 장치(140)는 감속 영역(A2) 내에서 상기 접근 방향(N)으로 상부 선회체(30)가 회전하는 경우, 상부 선회체(30)의 각속도를 상부 선회체(30)의 상기 최고 각속도(W0)보다 작은 기 설정된 각속도(W1)로 구동시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 감속 영역(A2)에서 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 상기 기 설정된 각속도(W1)를 감속시킬 수 있다. 예를 들면, 장애물(M)이 상부 선회체(30)로부터 가까워질수록 기 설정된 각속도(W1)는 감소될 수 있고 상부 선회체(30)의 선회 속도는 감소할 수 있다. 상부 선회체(30)의 상기 선회 속도가 감소하기 때문에, 장애물(M) 및 건설 기계(10) 사이에서 충돌에 의해 발생하는 충격이 감소할 수 있다.
도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상부 선회체(30)의 상기 시계 방향 회전 또는 상기 반 시계 방향 회전을 중지시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상부 선회체(30)의 상기 접근 방향(N)으로의 회전을 제한할 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 상부 선회체(30)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 상부 선회체(30)는 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)에 한하여 상기 회전이 제한될 수 있다. 상부 선회체(30)는 장애물(M)과 충돌이 발생하지 않는 방향으로는 제한 없이 회전할 수 있다.
제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내에서 상부 선회체(30)가 상기 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 회전하는 경우 상부 선회체(30)의 상기 각속도를 상부 선회체(30)의 최고 각속도(W0)보다 작은 기 설정된 각속도(W1)로 구동시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 기 설정된 각속도(W1)를 감속시킬 수 있다. 장애물(M)과 가까울수록 상부 선회체(30)는 천천히 회전할 수 있다.
도 9 및 도 10은 구동 제한 영역에 따른 하부 주행체의 전진 주행이 제한되는 과정을 나타내는 도면들이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내로 장애물(M)이 접근하는 상기 접근 방향(N)으로 하부 주행체(20)의 전진 주행 또는 후진 주행을 제한할 수 있다. 제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내에 장애물(M)이 진입하지 못하도록 하부 주행체(20)의 상기 전진 주행 또는 상기 후진 주행을 중단시킬 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 하부 주행체(20)를 상기 전진 주행 또는 상기 후진 주행시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 최고 이동 속도(V0)로 건설 기계(10)를 이동시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 장애물(M)이 경고 영역(A3) 이내에 위치하는 경우 상기 경고 신호를 발생시킬 수 있다. 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1)과 중복되는 영역을 포함할 수 있다. 제어 장치(140)는 상기 경고 신호를 상기 작업자 또는 상기 운전자를 향하여 발생시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 장애물(M)이 감속 영역(A2) 이내에 위치하는 경우 상기 건설 기계(10)의 상기 구동 속도를 제어할 수 있다. 제어 장치(140)는 감속 영역(A2) 내에서 상기 접근 방향(N)으로 하부 주행체(20)가 주행하는 경우, 하부 주행체(20)의 이동 속도를 하부 주행체(20)의 최고 이동 속도(V0)보다 작은 기 설정된 이동 속도(V1)로 구동시킬 수 있다.
제어 장치(140)는 감속 영역(A2)에서 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 상기 기 설정된 이동 속도(V1)를 감속시킬 수 있다. 예를 들면, 장애물(M)이 상부 선회체(30)로부터 가까워질수록 기 설정된 이동 속도(V1)는 감소될 수 있고 하부 주행체(20)의 상기 이동 속도는 감소할 수 있다. 하부 주행체(20)의 상기 이동 속도가 감소하기 때문에, 장애물(M) 및 건설 기계(10) 사이에서 충돌에 의해 발생하는 충격이 감소할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 전진 주행을 중지시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 상기 접근 방향(N)으로의 주행을 제한할 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 하부 주행체(20)를 주행시킬 수 있다. 따라서, 하부 주행체(20)는 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)에 한하여 상기 주행이 제한될 수 있다. 하부 주행체(20)는 장애물(M)과 충돌이 발생하지 않는 상기 방향으로는 제한 없이 주행할 수 있다.
제어 장치(140)는 구동 제한 영역(A1) 내에서 하부 주행체(20)가 상기 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 주행하는 경우 하부 주행체(20)의 상기 이동 속도를 하부 주행체(20)의 최고 이동 속도(V0)보다 작은 기 설정된 이동 속도(V1)로 구동시킬 수 있다. 제어 장치(140)는 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 기 설정된 이동 속도(V1)를 감속시킬 수 있다. 장애물(M)과 가까울수록 하부 주행체(20)는 천천히 주행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어 장치(140)는 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)으로 접근하는 방향으로 건설 기계(10)의 구동을 제한할 수 있고, 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)으로 멀어지는 방향으로 건설 기계(10)의 구동을 허용할 수 있다. 건설 기계(10)의 상기 운전자는 건설 기계(10)가 비상 정지된 상태에서도 장애물(M)과 충돌하지 않는 방향으로 건설 기계(10)를 구동시킬 수 있다. 건설 기계(10)의 상기 운전자는 건설 기계(10)를 구동하여 상기 비상 정지된 상태를 벗어날 수 있고, 건설 작업의 작업 효율, 생산성 저하 등을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 2의 건설 기계의 충돌 방지 시스템을 이용한 건설 기계의 충돌 방지 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 건설 기계의 충돌 방지 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 먼저 건설 기계(10)의 하부 주행체(20) 상에서 회전하는 상부 선회체(30)의 선회 각도(D)를 측정할 수 있다(S110).
예시적인 실시예들에 있어서, 하부 주행체(20)에 대한 상부 선회체(30)의 선회 각도(D)가 측정될 수 있다. 선회 각도(D)는 선회 센서(110)로부터 측정될 수 있다. 선회 센서(110)는 상부 선회체(30)를 회전시키는 선회 장치(40) 상에 구비될 수 있다. 선회 센서(110)는 작업 장치(60)가 향하는 건설 기계(10)의 작업 방향을 측정할 수 있다. 예를 들면, 선회 센서(110)는 근접 센서(proximity sensor)를 포함할 수 있다.
이어서, 상부 선회체(30) 둘레에, 선회 각도(D)에 대응하도록 구동 제한 영역(A1)을 설정할 수 있다(S120).
예시적인 실시예들에 있어서, 구동 제한 영역(A1)은 장애물(M)과 건설 기계(10) 사이의 안전 거리를 유지하기 위해 건설 기계(10)의 구동을 제한하기 위한 영역일 수 있다. 구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)로부터의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)의 외곽으로부터 기 설정된 거리만큼 이격된 범위 내에 설정될 수 있다.
구동 제한 영역(A1)은 상부 선회체(30)의 회전과 대응되도록 회전할 수 있다. 제한 영역 설정부(130)는 선회 센서(110)로부터 선회 각도(D)를 수신할 수 있다. 구동 제한 영역(A1)은 선회 각도(D)에 기초하여 상부 선회체(30)의 상기 회전과 대응되도록 회전할 수 있다.
이어서, 구동 제한 영역(A1)을 둘레에 경고 영역(A3)을 설정하고(S130), 구동 제한 영역(A1)을 둘레에 감속 영역(A2)을 설정할 수 있다(S140).
예시적인 실시예들에 있어서, 감속 영역(A2)은 장애물(M)과 건설 기계(10) 사이에서 발생하는 충격을 감소시키기 위해 건설 기계(10)의 구동 속도를 제한하기 위한 영역일 수 있다. 감속 영역(A2)은 구동 제한 영역(A1)을 둘러싸는 기 설정된 범위 내에 설정될 수 있다. 이와 다르게, 감속 영역(A2)은 구동 제한 영역(A1)과 동일한 영역을 가지며 중복적으로 설정될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 경고 영역(A3)은 장애물(M)이 위치하는 경우, 건설 기계(10)의 운전자 또는 건설 기계(10) 주변의 작업자에게 경고하기 위한 영역일 수 있다. 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1) 또는 감속 영역(A2)을 둘러싸는 상기 기 설정된 범위 내에 설정될 수 있다. 이와 다르게, 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1) 및 감속 영역(A2)과 동일한 영역을 가지며 중복적으로 설정될 수 있다.
이어서, 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 장애물(M)을 인식할 수 있다(S150).
예시적인 실시예들에 있어서, 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 상기 장애물(M)은 적어도 하나의 물체 인식 센서(120)를 통해 실시간으로 인식될 수 있다. 상기 장애물(M)에는 건설 장비, 토사, 작업자 등 건설 기계(10)의 주변에 위치하는 모든 물체를 포함할 수 있다. 물체 인식 센서(120)는 빛을 이용해 거리를 측정하고 물체를 감지하는 센서일 수 있다. 물체 인식 센서(120)는 레이더(RADAR) 센서 또는 라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 장애물이 구동 제한 영역(A1) 내에 있을때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향(N)으로 상부 선회체(30)의 회전 및 하부 주행체(20)의 주행을 제한하고(S160), 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상부 선회체(30)의 회전 및 하부 주행체(20)의 주행을 허용할 수 있다(S170).
예시적인 실시예들에 있어서, 상부 선회체(30)의 시계 방향 회전 또는 반 시계 방향 회전은 구동 제한 영역(A1) 내로 장애물(M)이 접근하는 접근 방향(N)으로 제한될 수 있다. 하부 주행체(20)의 전진 주행 및 후진 주행은 구동 제한 영역(A1) 내로 장애물(M)이 접근하는 상기 접근 방향(N)으로 제한될 수 있다.
장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 상부 선회체(30)는 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 제한 없이 회전할 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 상부 선회체(30)는 최고 각속도(W0)로 회전할 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 하부 주행체(20)는 상기 전진 주행 또는 상기 후진 주행할 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1) 밖에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 최고 이동 속도(V0)로 건설 기계(10)를 이동시킬 수 있다.
장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상부 선회체(30)의 상기 시계 방향 회전 또는 상기 반 시계 방향 회전은 중지될 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상부 선회체(30)의 상기 접근 방향(N)으로의 회전은 제한될 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 상기 전진 주행 또는 상기 후진 주행은 중지될 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 하부 주행체(20)의 상기 접근 방향(N)으로의 주행은 제한될 수 있다.
장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 상부 선회체(30)는 회전할 수 있다. 장애물(M)이 구동 제한 영역(A1)에 위치하는 경우 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 하부 주행체(20)는 주행할 수 있다. 따라서, 상부 선회체(30)는 장애물(M)과 충돌이 발생하지 않는 방향으로는 제한 없이 회전할 수 있다. 하부 주행체(20)는 장애물(M)과 충돌이 발생하지 않는 상기 방향으로는 제한 없이 주행할 수 있다.
구동 제한 영역(A1) 내에서 상부 선회체(30)가 상기 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 회전하는 경우 상부 선회체(30)는 상부 선회체(30)의 상기 최고 각속도(W0)보다 작은 기 설정된 각속도(W1)로 회전할 수 있다. 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 기 설정된 각속도(W1)는 감소할 수 있다. 장애물(M)과 가까울수록 상부 선회체(30)는 천천히 회전할 수 있다.
구동 제한 영역(A1) 내에서 하부 주행체(20)가 상기 장애물(M)과 충돌이 발생할 수 있는 상기 접근 방향(N)과 반대하는 방향으로 주행하는 경우 하부 주행체(20)는 하부 주행체(20)의 최고 이동 속도(V0)보다 작은 기 설정된 이동 속도(V1)로 주행할 수 있다. 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 기 설정된 이동 속도(V1)를 감소할 수 있다. 장애물(M)과 가까울수록 하부 주행체(20)는 천천히 주행할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 장애물(M)이 감속 영역(A2) 이내에 위치하는 경우 상기 건설 기계(10)의 상기 구동 속도는 제한될 수 있다. 감속 영역(A2) 내에서 상기 접근 방향(N)으로 상부 선회체(30)가 회전하는 경우, 상부 선회체(30)는 상부 선회체(30)의 상기 최고 각속도(W0)보다 작은 기 설정된 각속도(W1)로 회전할 수 있다. 감속 영역(A2) 내에서 상기 접근 방향(N)으로 하부 주행체(20)가 주행하는 경우, 하부 주행체(20)는 하부 주행체(20)의 상기 최고 이동 속도(V0)보다 작은 기 설정된 이동 속도(V1)로 주행할 수 있다.
감속 영역(A2)에서 장애물(M)의 상부 선회체(30)로부터의 거리가 감소함에 따라서 상기 기 설정된 각속도(W1) 및 상기 기 설정된 이동 속도(V1)는 감소할 수 있다. 상부 선회체(30)의 상기 선회 속도 및 하부 주행체(20)의 상기 이동 속도가 감소하기 때문에, 장애물(M) 및 건설 기계(10) 사이에서 충돌에 의해 발생하는 충격이 감소할 수 있다.
이어서, 장애물(M)이 경고 영역(A3) 이내에 위치하는 경우 경고 신호를 발생할 수 있다(S180).
예시적인 실시예들에 있어서, 장애물(M)이 경고 영역(A3) 이내에 위치하는 경우 상기 경고 신호가 발생할 수 있다. 경고 영역(A3)은 구동 제한 영역(A1) 및 감속 영역(A2)과 중복되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 경고 신호는 상기 작업자 또는 상기 운전자를 향하여 발생할 수 있다. 상기 경고 신호는 발광 다이오드의 점멸, 스피커 소리, 버저 소리, 사이렌 소리 등을 포함할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 건설 기계 20: 하부 주행체
30: 상부 선회체 40: 선회 장치
50: 운전실 60: 작업 장치
70: 붐 72: 붐 실린더
80: 암 82: 암 실린더
90: 버켓 92: 버켓 실린더
100: 건설 기계의 충돌 방지 시스템 110: 선회 센서
120: 물체 인식 센서 130: 제한 영역 설정부
140: 제어 장치

Claims (15)

  1. 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정하는 선회 센서;
    상기 상부 선회체 상에 구비되어 상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식하기 위한 적어도 하나의 물체 인식 센서;
    상기 상부 선회체 둘레에 상기 상부 선회체의 선회에 대응되도록 구동 제한 영역을 설정하는 제한 영역 설정부; 및
    상기 장애물이 상기 구동 제한 영역 내에 있을 때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용하는 제어 장치를 포함하는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제한 영역 설정부는 상기 구동 제한 영역 둘레에 경고 영역을 설정하고,
    상기 제어 장치는 상기 장애물이 상기 경고 영역 내에 위치하는 경우 경고 신호를 발생시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제한 영역 설정부는 상기 구동 제한 영역 둘레에 감속 영역을 설정하고,
    상기 제어 장치는 상기 감속 영역 내에서 상기 접근 방향으로 상기 상부 선회체가 회전하거나 상기 하부 주행체가 주행하는 경우,
    상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시키고,
    상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 상부 선회체가 상기 비-접근 방향으로 회전하는 경우 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라서 상기 기 설정된 각속도를 감속시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 하부 주행체가 상기 비-접근 방향으로 주행하는 경우 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 주행 속도를 감속시키는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 물체 인식 센서는 레이더(RADAR) 센서 또는 라이다(LIDAR, Light Detection and Ranging) 센서를 포함하는 건설 기계의 충돌 방지 시스템.
  9. 건설 기계의 하부 주행체 상에서 회전하는 상부 선회체의 선회 각도를 측정하고;
    상기 상부 선회체 둘레에, 상기 선회 각도에 대응하도록 구동 제한 영역을 설정하고;
    상기 건설 기계의 주변에 위치하는 장애물을 인식하고; 그리고
    상기 장애물이 상기 구동 제한 영역 내에 있을 때 상기 장애물로 접근하는 접근 방향으로 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하고, 상기 장애물과 멀어지는 비-접근 방향으로 상기 상부 선회체의 상기 회전 및 상기 하부 주행체의 상기 주행을 허용하는 것을 포함하는 건설 기계의 충돌 방지 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 구동 제한 영역 둘레에 경고 영역을 설정하고; 그리고
    상기 장애물이 상기 경고 영역 이내에 위치하는 경우 경고 신호를 발생하는 것을 더 포함하는 건설 기계의 충돌 방지 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 구동 제한 영역에 둘레에 감속 영역을 설정하는 것을 더 포함하고,
    상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은,
    상기 감속 영역 내에서 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동시키고; 그리고
    상기 감속 영역 내에서 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 것을 포함하는 기계의 충돌 방지 방법.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 상부 선회체가 상기 비-접근 방향으로 회전하는 경우 상기 상부 선회체의 각속도를 상기 상부 선회체의 최고 각속도보다 작은 기 설정된 각속도로 구동 시키는 것을 더 포함하는 기계의 충돌 방지 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 각속도를 감속시키는 건설 기계의 충돌 방지 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 구동 제한 영역 내에서 상기 하부 주행체가 상기 비-접근 방향으로 주행하는 경우 상기 하부 주행체의 주행 속도를 상기 하부 주행체의 최고 주행 속도보다 작은 기 설정된 주행 속도로 구동시키는 것을 더 포함하는 기계의 충돌 방지 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 상부 선회체의 회전 및 상기 하부 주행체의 주행을 제한하는 것은, 상기 장애물의 상기 상부 선회체로부터의 거리가 감소함에 따라 상기 기 설정된 주행 속도를 감속시키는 것을 더 포함하는 기계의 충돌 방지 방법.
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