R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919TBIP-C144017-02 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | ICT기반 라이다 기술을 활용한 인간중심의 중장비 안전관리 시스템 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-01 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 김도근 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 630,000,000 원 기업 : 420,000,000 원 계 : 1,050,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,050,000,000 원 기업 : 700,000,000 원 계 : 1,750,000,000 원 |
|||
| 연구기관명 | (주)영신 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
· IoT기반으로, 고출력 펄스레이저를(Lidar Technology) 활용 중장비 주변에 접근하는 사람과 사물을 구분하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 인간중심의(Human-Centric) 중장비 안전관리 시스템 개발 · 장비주변 경고구역과 위험구역을 설정하여 1차 경고, 2차 제어를 통해 인간의 실수를 예방 할 수 있는 자동안전장치(Fool Proof) 기술이 적용된 기계적 방호시스템(IoT Solution) 개발 · 첨단IT와 결합한 新개념의 안전관리기법을 산업현장에 적용함으로써 중장비로 인해 발생하는 충돌 및 협착 사고 예방에 획기적으로 기여할 것으로 기대 [최종목표] ○ 본 연구는 산업현장의 근로자 재해 감소에 기여할 수 있도록 IoT기반으로, 고출력 펄스레이저를(LiDAR Technology) 활용 중장비 주변에 접근하는 사람과 사물을 구분하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 인간중심의(Human-Centric) 중장비 안전관리 시스템 개발을 목표로 한다. ○ 본 연구에서 제안한『ICT기반 라이다 기술을 활용한 인간중심의 중장비 안전관리 시스템』은 LiDAR 센서를 활용하여 중장비 주변으로 접근하는 작업자 안전을 확보하기 위한 것으로, ①LiDAR를 이용한 3차원 장애물 인지 기술 ②전방위 작업환경 실시간 탐지 알고리즘 ③충돌방지를 위한 자동장비제어 기술 ④충돌 위험도 판별 알고리즘 ⑤다기능 통신 모듈을 포함한 ICT기반 하이브리드 통신 기술 개발이 주요 목표에 포함된다. [연구내용 및 범위] ○ LiDAR를 이용한 3차원 장애물 인지 기술 개발 - 건설현장에서 중장비와 협착 및 충돌로 인한 안전사고 발생이 예상되는 작업자 간의 거리 측정을 기반으로 LiDAR 기술을 융복합한 시스템 구성 및 세부 항목의 구성에 대한 기능 정의 및 개념설계 - 굴삭기 작업 주변 환경의 위험요소 인지에 따른 접촉예보 시스템을 구성하기 위해 2개의 탐지용 센서(다층 레이저 스캐너)를 사용하여, 사각지대를 포함하는 작업 주변 환경과 굴삭기 작업장치의 기구 수치를 고려한 센서 사양 및 범위 선정 - 장애물 인지 LiDAR 모듈 ？ 사물과 움직이는 동체를 구분하여 불특정 다수의 작업자 인식 ？ LiDAR 센서 인식을 통한 거리 측정 및 단계별 거리 설정 기능 - 전방위 작업환경 실시간 탐지 알고리즘 ？ 전방위 작업 환경을 실시간으로 탐지 - 운전원 보조 인터페이스 ？ 장비 내부의 장애물 인지 모니터를 통해 감지거리를 설정을 하고 근접하는 거리를 시각적으로 식별이 가능하도록 점군 데이터 발생 기능(시각적) ？ 전자 제어 모듈이 작동하지 않도록 하는 기능(Bypass) ○ 충돌방지를 위한 자동장비제어 기술 개발 - 장애물 인지 LiDAR 모듈에서 설정한 반경 내로 작업자가 접근을 할 경우 1차적으로 경고알람을 발생하고 위험구역으로 설정한 반경 내로 접근할 시 전자 제어 모듈에 의해 2차적으로 장비의 작동을 기계적으로 제어할 수 있는 자동장비제어 기술 개발 - 중장비와 작업자와의 협업이 필요한 공정에 한해 경고알람과 작동 제어를 조정하기 위하여 별도로 제어를 해제할 수 있는 기능(Bypass)을 구현하기 위한 시스템 구조 및 제어방식 개발 - 전자 제어 모듈 ？ 중장비 주변으로 접근하는 위험물(중장비 또는 근로자)을 인지하여 경고알람 뿐만 아니라 장비의 작동(선회 또는 주행)을 기계적으로 제어하여 근로자를 방호하는 기능 - 충돌 위험도 판별 알고리즘 ？ 중장비의 작업 상태를 안전상태, 알람상태, 긴급정지 상태로 구분하여 각 상태에 따른 필요한 조치 정의 ？ 충돌예측 시간과 위험도 지수를 도출하여 위험도 평가 ○ ICT기반 하이브리드 통신 기술 개발 - 다기능 통신 모듈 ？ GPS와 비콘 센서를 탑재하여 실내외 중장비의 위치정보를 송수신(LoRa, 3G/Wifi) ？ 다기능 통신 모듈을 통하여 위험지역과 중장비 위치정보를 송수신하고 필요에 따라 관제 센터로부터 무선으로 거리설정 기능 - 통합 관제 시스템 ？ 중장비의 경보를 발생시킨 작업자의 위험상황과 접근빈도, 위치에 대해 실시간 모니터링 및 Database 관리하는 기능 ？ 장비의 작업 종류에 따른 작업자 위험지역 원격 가변 설정 기능 ？ 장비의 운전 작동에 따른 장비의 가동시간에 대한 정보 모니터링 기능 |
|||||
| 색인어 | 한글 | 라이다 | 접근경고 | 안전관리 | 인간중심 | 자동안전장치 |
| 영문 | LiDAR | Proximity alert | Safety Management | Human Centric | Fool Proof System | |
| 최종보고서 | 01. 최종 보고서(2020.02.20) 최종.pdf | |||||