KR102195174B1 - 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설 현장을 출입하는 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 그 영상이 원격지의 관제센터에서 모니터링 되도록 함으로써 안전 관리자의 육안 확인없이도 현장 내의 안전 상황을 실시간 파악할 수 있도록 한 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유의 식별정보를 가지고 선택된 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 제 1영상신호를 출력하는 하나 이상의 이동식카메라; 및 상기 이동식카메라에 연결되어 이동식카메라로부터 출력되는 제 1영상신호를 수신하여 현장에 대한 영상을 모니터링하며, 모니터링 영상을 분석하여 현장에서의 위험요소 및 사고유무를 판단하는 관리서버;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템{Construction safety monitoring system using wearable camera}

본 발명은 건설 현장을 출입하는 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 그 영상이 원격지의 관제센터에서 모니터링 되도록 함으로써 안전 관리자의 육안 확인없이도 현장 내의 안전 상황을 실시간 파악할 수 있도록 한 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템에 관한 것이다.

건설업은 수많은 작업 인력이 투입되어 여러 작업이 동시다발적으로 일어나는 노동집약적인 산업으로서, 투입되는 인력에 대한 체계적이며 효과적인 안전관리가 무엇보다 중요하다.

그러나 종래 건설현장에서는 현장 자체에 내재되어 있는 다양한 환경으로 인한 위험성과 작업자의 사소한 부주의로 인해 안전사고가 빈번하게 발생하게 됨에 따라, 귀중한 인적자원이 손실되는 치명적인 문제점이 발생되고 있다.

수치적으로 보면, 전체 산업 재해자의 발생 수는 매년 감소하는 반면 건설재해는 매년 증가하여 전체 재해 발생 대비 건설재해의 비율이 높아지고 있는 실정이며 이는 전체 산업에서 발생하는 재해의 약 28%를 차지하고 있다.

일반적으로, 건설현장 또는 산업현장에는 수많은 현장 근로자가 투입되어 여러 작업이 동시다발적으로 일어나는 노동집약적인 산업으로서, 투입되는 인력에 대한 체계적이며 효과적인 안전관리가 무엇보다 중요하다.

그러나 종래 건설현장에서는 현장 자체에 내재되어 있는 다양한 환경으로 인한 위험성과 작업자의 사소한 부주의로 인해 안전사고가 빈번하게 발생하게 됨에 따라, 귀중한 인적자원이 손실되는 치명적인 문제점이 발생되고 있다.

수치적으로 보면 전체 산업 재해자의 발생 수는 매년 감소하는 반면 건설재해는 매년 증가하여 전체 재해 발생 대비 건설재해의 비율이 높아지고 있는 실정이며 이는 전체 산업에서 발생하는 재해의 약 28%를 차지하고 있다.

특히 건설현장에는 여러 공구에 걸쳐 다양한 분야의 현장 근로자들이 배치되어 각자의 작업을 수행하고, 현장 근로자들의 관리 감독을 위한 관리자들이 통제 및 관리를 수행한다.

그러나 관리자는 현장 근로자에 비해 현저하게 적은 인원으로 배치되어 관리자의 통제 및 관리가 제한되는 영역이 발생함에 따라 작업에 몰두한 현장 근로자가 의도치않게 현장 내 위험요소로 접근하거나 부주의하게 작업을 수행하더라도 관리자의 통제 및 관리가 이루어지지 못하므로 추락, 전도 및 낙하 등의 안전사고가 발생하게 되는 문제점이 있다.

또한 안전사고의 방지를 위해 대부분의 건설현장 및 산업현장에서는 현장의 관리자 및 현장 근로자를 대상으로 안전관리 교육 등을 수행하고 있으나 형식적인 절차로 그쳐 실효성이 낮은 문제점이 있다.

즉 건설현장 또는 산업현장에서 발생되는 안전사고는 현장 근로자의 생명을 위협함은 물론이고 공사비의 상승과 생산성의 저하 그리고 공사기간의 연장 등의 문제점을 발생시킬 수 있다. 이에 따라 건설현장 및 산업현장에서 현장 근로자의 안전을 보장할 수 있는 체계적이고 효율적인 안전관리 시스템의 도입이 절실하게 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0928028호

따라서 본 발명의 목적은, 건설 현장을 출입하는 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 그 영상이 원격지의 관제센터에서 모니터링 되게 하여 안전 관리자의 육안 확인없이도 현장 내의 안전 상황을 실시간 파악할 수 있는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템을 제공하고자 함이다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템(이하 '본 발명의 시스템'이라 칭함)은, 하나의 예로써, 고유의 식별정보를 가지고 선택된 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 제 1영상신호를 출력하는 하나 이상의 이동식카메라; 및 상기 이동식카메라에 연결되어 이동식카메라로부터 출력되는 제 1영상신호를 수신하여 현장에 대한 영상을 모니터링하며, 모니터링 영상을 분석하여 현장에서의 위험요소 및 사고유무를 판단하는 관리서버;를 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 건설 현장에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되어 구역별 영상을 촬영하고 제 2영상신호를 출력하는 고정형카메라;를 더 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 이동식카메라 및 고정형카메라는, 적어도 둘 이상의 방향을 촬영하는 다방향카메라이거나 입력된 제어신호에 의해 촬영방향이 설정되는 PTZ(Pan Tilt Zoom)카메라인 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 관리서버는, 딥러닝(Deep Learning) 기반의 학습 알고리즘을 이용하여 학습된 비교모델과 상기 제 1영상신호 및 제 2영상신호의 모니터링 영상을 비교 분석하여 건설 현장과 근로자에 대한 위험요소와 사고유무를 판단하고, 그 결과 정보를 출력 및 모니텅링하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 이동식카메라는, 근로자의 음성을 입력받기 위한 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 음성신호를 단어 또는 문장을 변환하는 음성인식모듈 및 구조요청을 추정하기 위하여 사전 설정된 복수의 키워드가 저장되며 상기 음성인식모듈을 통해 변환한 단어 또는 문장에서 기저장된 복수의 키워드 중 어느 하나를 포함하는 경우 구조요청신호를 생성하고 이를 상기 식별정보와 함께 관리서버로 송신하는 구조요청모듈을 포함하는 것이 특징이다.

하나의 예로써, 상기 이동식카메라는 헬멧에 장착되는 링형상의 몸체부, 상기 몸체부에 장착되는 복수의 카메라, 상기 몸체부에 구성되는 유독가스감지센서, 상기 몸체부에 다방향에서 송풍이 되도록 복수로 구성되며 상기 유독가스감지센서와 연동하여 작동하는 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 건설 현장에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되는 복수의 비콘모듈이 더 구성되며, 상기 이동식카메라에는 비콘리더기가 구성되고, 상기 관리서버에서는 비콘리더기로부터 송신하는 위치정보를 수신 및 저장하고, 건설 현장 내에서 근로자의 위치를 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 비콘모듈은, 비콘칩이 실장된 PCB 기판과, 배터리와, 상기 PCB 기판 및 배터리가 내재되는 합성수지 재질의 케이스와, 상기 케이스의 내부 배면에 구성되는 반사판을 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로 상기 케이스는 폴리프로필렌 수지, 옥사브로모페닐에테르, 아이티온산염, 열안정제, 무기충전제, 고무충전제, 디옥틸테레프탈레이트, 기포제거제, 사이코스를 포함하는 조성물에 의해 형성됨을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 시스템은, 건설 현장을 출입하는 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 그 영상이 원격지의 관제센터에서 모니터링 되게 하여 안전 관리자의 육안 확인없이도 현장 내의 안전 상황을 실시간 파악할 수 있도록 함으로써 보다 효율적인 안전 관리가 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한 딥러닝 기반의 영상 분석을 통해 현장 및 근로자에 대한 위험요소와 사고유무 등을 판단하고 상황의 경중에 따라 적합한 기관이나 관리자에게 알리도록 함으로써 보다 신속한 구난, 구조 및 응급 활동이 이루어질 수 있도록 하여 인명 사고와 경제적인 피해를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관리서버의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동식카메라의 구성을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동식카메라의 개략도.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시스템의 구성을 나타내는 블록도.
도 7은 도 6에 도시된 비콘모듈의 일 실시예에 따른 단면도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면 본 발명의 시스템은, 적어도 하나 이상 구비되는 이동식카메라(10)와 상기 이동식카메라(10)에서 촬영되는 영상을 표시하여 건설 현장(1)의 안전 상황을 모니터링하는 관리서버(20)를 포함한다.

상기 이동식카메라(10)는 고유의 식별정보를 가지고 선택된 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영한다.

일 예로 상기 이동식카메라(10)는 근로자의 작업쪼끼, 헬멧, 벨트 등에 일체화된 형태이거나 탈, 부착이 가능한 형태로 구성될 수 있으며, 또는 근로자의 가슴, 목 등의 신체에 착용 가능한 형태로 구성될 수도 있다.

그리고 상기 식별정보는 근로자의 나이, 성별, 성명, 팀명, 활동 구역 등의 정보를 포함함으로써 관리서버(20)는 이동식카메라(10)를 착용한 근로자를 식별할 수 있도록 한다.

이러한 이동식카메라(10)는 통신모듈을 포함하고 선택된 하나의 통신망을 통해 상기 관리서버(20)와 연결되어 상호 데이터 통신이 가능하다.

이때 상기 통신망은 인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)을 통하여 대용량 데이터의 송수신 서비스 및 끊기는 현상이 없는 데이터 서비스를 제공하는 아이피 기반의 통신망이거나 유선통신망, 이동통신망(2G, 3G, 4G, LTE), Wibro(Wireless Broadband)망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)망, 위성통신망 및 와이파이(WI-FI, Wireless Fidelity)망 중 건설 현상에 환경에 따라 적합한 하나를 선택할 수 있다.

예를 들어 상기 이동식카메라(10)는 건설 현장(1)에 있어 노출된 환경에서는 LTE 또는 LoRa 등과 같은 이동통신망을 이용하여 상기 관리서버(20)에 데이터를 송신할 수 있으며, 외부와의 단절된 지하 공간에서는 자체적으로 WiFi 네트워크망을 구축하여 관리서버(20)와의 통신이 가능해지게 할 수 있다.

상기 이동식카메라(10)는 근로자가 건설 현장(1)에서 이동함에 따라 그 활동 영역을 촬영하고 제 1영상신호를 출력하여 상기 통신모듈을 통해 실시간으로 관리서버(20)에 송신한다.

상기 관리서버(20)는 상기 이동식카메라(10)에 연결되어 이동식카메라(10)로부터 출력되는 제 1영상신호를 수신 및 저장한다.

상기 관리서버(20)에서 수신한 제 1영상신호는 관리자단말(200)을 통해 영상으로 표시됨으로써, 건설 현장(1)에 대한 안전 상황을 모니터링한다.

상기 관리자단말(200)은 상기 관리서버(20)로부터 접속 권한이 부여된 단말로서 데스크탑과 같이 고정성을 가지는 단말이거나 스마트폰, 태블릿 등을 포함하는 이동성을 가지는 모바일 단말일 수 있으며, 관리자의 명령을 입력하기 위한 입력부와 모니터링 영상을 출력하여 표시하는 표시부를 포함한다.

이때 상기 관리자단말(200)이 모바일 단말일 경우 사전에 서비스를 제공받기 위하여 다양한 사용자 인터페이스가 구현되는 서비스 앱(App)을 다운로드하여 설치한 단말일 수 있다.

그리고 상기 관리서버(20)는 모니터링 영상을 분석하여 건설 현장(1)에서의 위험요소 및 사고유무를 판단할 수 있는 바, 이는 이하에서 다시 설명하기로 한다.

한편 본 발명의 시스템은 건설 현장(1)에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되어 구역별 영상을 촬영하고 제 2영상신호를 출력하여 상기 관리서버(20)로 송신하는 고정형카메라(30)를 더 포함할 수 있다.

이러한 고정형카메라(30)는 근로자의 활동이 제한된 구역이거나 안전 취약 구역에 설치되는 것이 바람직한 바, 이동식카메라(10)에서 촬영이 곤란한 영역의 영상 확보를 통해 취약구역 등에 대한 안전 관리가 가능해질 수 있도록 한다.

상기 관리서버(20)는 상기 이동식카메라(10)의 제 1영상신호와 함께 고정식카메라(30)로부터 수신되는 제 2영상신호를 분리 저장하여, 근로자에 의한 직접적인 영상과 단위 구역별 영상이 각각 구분되어 모니터링될 수 있도록 한다.

상기 이동식카메라(10) 및 고정형카메라(30)는 적어도 둘 이상의 방향을 촬영하는 다방향카메라이거나 입력된 제어신호에 의해 촬영방향이 설정되는 PTZ(Pan Tilt Zoom)카메라일 수 있다.

이때 상기 제어신호는 상기 관리서버(20)에 접속된 관리자단말(200)의 입력부에 의해 생성되는 것일 수 있다.

즉 본 발명의 시스템에서는 취약 구역은 물론 근로자의 활동 영역 내 시선 뿐만 아니라 다방향에서 상시 영상 모니터링이 가능하게 함으로써 건설 현장(1)에서 발생할 수 있는 근로자의 안전사고, 화재, 도난, 자연재해 등을 조기에 파악하며 신속한 대처가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

이에 더하여 상기 관리서버(20)는 모니터링 영상을 분석하여 건설 현장(1)에서의 위험요소 및 사고유무를 판단할 수 있다.

구체적으로 상기 관리서버(20)는 딥러닝(Deep Learning) 기반의 학습 알고리즘을 이용하여 학습된 비교모델과 상기 제 1영상신호 및 제 2영상신호의 모니터링 영상을 비교 분석하여 건설 현장(1)과 근로자에 대한 위험요소와 사고유무를 판단하고, 그 결과 정보를 출력 및 모니텅링할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 관리서버(20)는 수집모듈(210)과, 데이터베이스(220)와, 특징도출모듈(230)과, 학습모듈(240)과 모델생성모듈(250) 및 비교모듈(260)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 수집모듈(210)은 적어도 하나 이상의 주차장에 대한 사용정보를 온라인을 통해 수집할 수 있다.

여기서 상기 주차장에 대한 사용 정보는 주차장의 과거 입출차 내역 정보와, 실시간 입출차 정보 및 해당 주차장의 주변 행사정보를 포함할 수 있다.

예를 들면 상기 수집모듈(210)은 각 단위 구역별로 촬영되는 영상들과 개별 근로자에 의해 쵤영되는 영상들은 물론 영상에 나타난 다양한 배경 및 사물 정보들을 수집한다.

상기 데이터베이스(220)는 상기 수집모듈(210)에서 수집되는 다양한 정보들을 저장 및 누적할 수 있다.

상기 특징도출모듈(230)은 상기 수집모듈(210)로부터 수집되는 수집정보에서 학습을 위한 하나 이상의 특징을 추출하여 분리할 수 있다.

즉 상기 특징도출모듈(230)은 건설 현장(1)의 위험요소 및 사고유무를 판단하기 위해 사전 수집되는 방대한 정보에서 학습에 필요한 주요 인자를 추출하는 것으로, 예를 들면, 현장 내 위험 장애물, 화재, 유독가스 유출, 근로자의 이상 행동 등의 특징을 추출할 수 있다.

상기 학습모듈(240)은 상기 특징도출모듈(230)에서 추출된 특징을 기반으로 학습을 수행할 수 있다.

상기 학습모듈(240)에 의한 학습은 공지의 학습 알고리즘 중 선택된 하나 이상의 적용할 수 있다.

상기 학습모듈(240)은 딥러닝(Deep Learning) 기반의 학습 알고리즘을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 딥러닝 학습 신경망 계열에 속하는 CNN(Convolutional Neural Network) 알고리즘을 이용하여 학습을 수행할 수 있다.

상기 모델생성모듈(250)은 상기 학습모듈(240)에서 학습된 결과 정보를 전발받고 이를 바탕으로 수신한 영상들과의 비교를 위한 비교 모델을 생성할 수 있으며, 이러한 비교 모델은 상기 수집모듈(210)로부터 수집되는 수집 정보에 의해 실시간으로 업데이트 될 수 있다.

이때 상기 모델생성모듈(250)로부터 생성되는 비교 모델은 건설 현장(1)이 복수의 단위 구역으로 구획되는 경우, 각 단위 구역별 환경과 지리 정보가 상이한 바, 각 구역별마다 하나씩의 비교 모델을 생성하는 것이 바람직하다.

상기 비교모듈(260)은 상기 모델생성모듈(250)에서 생성된 비교 모델을 기반으로 상기 제 1영상신호 및 제 2영상신호의 모니터링 영상을 비교 분석함으로써 건설 현장(1) 내 위험요소와 사고유무를 판단하고 그 결과 정보를 출력한다.

일 예로 특정 단위 구역에서 촬영되는 제 2영상신호의 모니터링 영상 중 불꽃이나 연기가 감지되는 경우, 이를 사고 발생이라 판단하고 그 결과 정보를 출력하게 된다.

이렇게 비교모듈(260)에서 출력되는 결과 정보는 관리서버(20)와 연계되는 선택된 하나 이상의 관리자단말(200)로 알람신호로 송신되어 관리자가 용이하게 위험요소 및 사고유무 등을 파악할 수 있도록 하며, 특히 관리서버(20)는 알람신호를 통해 메시지 형태에 더하여 해당 구역에 대한 영상정보를 함께 송신하여 관리자단말(200)에서 표시되게 함으로써 더욱 사고 상황을 보다 정확하게 식별할 수 있도록 한다.

또한 상기 관리서버(20)는 위험요소 및 사고유무 등을 판단함에 있어 그 경중을 부여하도록 구성되어, 경미한 사고의 경우 현장 안전관리자의 관리자단말(200)로 해당 정보를 송신하여 현장 조치가 취해지게 할 수 있으며, 시급을 다투는 안전사고의 경우 현장 안전관리자의 관리자단말(200)는 물론 인접한 소방서, 경찰서, 관공서 등에서 긴급 재난/구조 요청이 자동으로 알려지도록 할 수 있다.

한편 상기 이동식카메라(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 근로자의 음성을 입력받기 위한 마이크로폰(100)과, 상기 마이크로폰(100)을 통해 입력되는 음성신호를 단어 또는 문장을 변환하는 음성인식모듈(110) 및 구조요청을 추정하기 위하여 사전 설정된 복수의 키워드가 메모리(121)에 저장되며 상기 음성인식모듈(110)을 통해 변환한 단어 또는 문장에서 메모리(121)에 기저장된 복수의 키워드 중 어느 하나를 포함하는 경우 구조요청신호를 생성하고 이를 상기 식별정보와 함께 관리서버(20)로 송신하는 구조요청모듈(120)을 포함할 수 있다.

즉 상기 이동식카메라(10)는 근로자의 구조요청 음성은 인식하고 이를 구조요청신호로 생성하여 관리서버(20)로 송신하게 됨으로써 안전 관리자로 하여금 근로자의 식별과 보다 신속한 구조 활동이 이루어질 수 있도록 한다.

뿐만 아니라 상기 이동식카메라(10)는 구조요청신호를 생성 및 출력하기 위한 버튼부가 구비되고, 상기 버튼부에서 출력되는 구조요청신호와 식별정보를 상기 관리서버(20)로 송신할 수 도 있는 바, 이는 근로자의 음성 입력이 곤란한 경우 근로자가 직접 버튼부를 조작하여 사고 및 구조 상황을 알리 수 있도록 한다.

또한 도 5에서는 이동식카메라(10)의 다른 실시예를 도시하고 있는 바, 본 실시예의 이동식카메라(10)는 헬멧(h)에 장착되는 링형상의 몸체부(10), 상기 몸체부(10)에 장착되는 복수의 카메라(12), 상기 몸체부(10)에 구성되는 유독가스감지센서(13), 상기 몸체부(10)에 다방향에서 송풍이 되도록 복수로 구성되며 상기 유독가스감지센서(13)와 연동하여 작동하는 송풍기(14)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 몸체부(10)는 얼굴근접 부위(h)에 착탈이 가능하도록 장착되며 도면에 도시된 바는 없으나 통신모듈이 구성되어 카메라(12)에 의한 제 1영상신호를 상기 관리서버(20)로 송신하는 작동기작은 앞서 본 예와 동일하다.

여기서 얼굴근접 부위(h)는 근로자의 목이 될 수 있으며, 근로자가 착용하고 있는 헬멧이 될 수 있다.

특히 본 실시예에서는 상기 몸체부(10)에 유독가스감지센서(13)가 장착되어 화재 등의 경우 유독가스에 노출되면 상기 유독가스감지센서(13)에 의해 감지가 되도록 하는 것이다. 상기 유독가스감지센서(13)는 화재시 가연물이 타면서 발생되는 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 시안화 수소 암모니아(HCN), 알데이드(-CHO)류 등의 가스 중 어느 하나 이상을 감지토록 하는 것이 바람직하다.

상기 유독가스감제센서(13)는 도면에서 보는 바와 같이 상기 몸체부(11)에서 복수로 구성되도록 하여 다방향에서 유입되는 유독가스가 감지되도록 하는 것이 타당하다.

이렇게 유독가스감지센서(13)에 의해 유독가스가 감지되는 경우 상기 유독가스감지센서(13)와 연동하는 송풍기(14)가 작동을 하게 되는 바, 도 5에서 보는 바와 같이 다방향으로 송풍기(14)가 상기 몸체부(11)에 복수로 구성되어 방사형으로 송풍이 이루어지도록 하는 것이다.

이렇게 다방향으로 송풍이 이루어짐에 의해 바람에 의한 베리어(b)가 형성되도록 하는 것이며 이러한 베리어(b)에 의해 유독가스(g)가 작업자의 얼굴과 일정 이격을 형성하는 영역으로 침투되는 것을 차단토록 하는 것이다. 즉 유독가스가 작업자의 호흡기로 유입되는 것을 차단토록 하는 것이다. 이렇게 임시적으로 차단이 되도록 한 상태에서 작업자가 안전한 구역으로 피신이 가능하도록 하는 것이다. 상기 유독가스감지센서(13)와 상기 송풍기(14)의 연동은 일정치 이상의 유독가스 감지시 유독가스감지센서(13)에서 자동으로 송풍기(14)에 출력신호가 출력되도록 구성될 수 있다.

한편 도 6에서는 본 발명의 다른 실시예가 도시되고 있다.

본 실시예에서는 건설 현장에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되는 복수의 비콘모듈(40)이 더 구성되며, 상기 이동식카메라(10)에는 비콘리더기(15)가 구성되고, 상기 관리서버(20)는 비콘리더기(15)로부터 송신하는 위치정보를 수신 및 저장하고, 건설 현장 내에서 근로자의 위치를 모니터링 하는 것을 특징으로 한다.

상기 비콘리더기(15)에는 당연히 고유의 식별정보가 부여되며 식별정보는 위치정보와 함께 통신모듈을 통해 상기 관리서버(20)로 송신되도록 하는 것이다. 여기서도 식별정보에는 근로자의 성명, 팀명, 성별, 나이 등의 정보를 포함할 수 있다.

본 발명에서 언급되는 비콘(Beacon)은 블루투스 저에너지(BLE)기술을 기반으로 한 근거리 무선통신 장치로서, 소량의 패킷 전송으로 동작이 가능하고 통상적으로 무선 통신에 있어 상호 기기 간을 연결시키기 위한 페어링(pairing)이 불필요하며 저전력으로 통신하기 때문에 다른 근거리 무선통신 기술에 비해 저비용으로 위치를 인식할 수 있으며, 특히 GPS가 불가한 실내에서도 위치 파악이 가능한 특징이 있다.

각 비콘모듈(40)은 사전에 단위 구역을 식별하기 위한 구역정보가 부여되어 비콘모듈(40)로부터 회신되는 위치정보에는 해당 비콘모듈(40)이 설치된 단위 구역을 식별하기 위한 구역정보가 포함됨으로서, 관리서버(30)가 각 비콘리더기(15)에서 송신되는 위치정보를 통해 근로자의 구역별 위치를 파악할 수 있게 된다.

이처럼 본 발명의 시스템에서는 위치정보생성수단으로서 비콘모듈(40)을 적용함으로써 GPS가 불가한 환경에서도 이동식카메라(10)에 대한 위치정보를 인식할 수 있으며 특히 위치정보에 거리 정보를 파악할 수 있어 단위 구역 내에서 보다 신뢰도 있는 근로자의 위치정보를 제공할 수 있다.

한편 상기 비콘모듈(40)은 도 7에서 보는 바와 같이 비콘칩(411)이 실장된 PCB 기판(41)과, 배터리(42)와, 상기 PCB 기판(41) 및 배터리(42)가 내재되는 합성수지 재질의 케이스(43)와, 상기 케이스(43)의 내부 배면에 구성되는 반사판(44)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 PCB 기판(41)은 비콘신호를 출력할 수 있도록 비콘 칩(411)이 실장되어 케이스(43) 내부에 배치되며, 배터리(42) 또한 케이스(43) 내부에 배치되어 PCB 기판(41)에 전원을 공급하도록 PCB 기판(41)과 전기적으로 연결된다.

PCB 기판(41)과 배터리(42)는 도면에서 보는 바와 같이 케이스(43)의 내부에 투영된 면적이 서로 겹침 영역 없이 독립적으로 배치된다. 이 경우, PCB 기판(41)에는 배터리(42)와 전기적으로 접촉 연결될 수 있도록 별도의 접촉 단자(도면에 도시된 바는 없음)가 배터리(42) 측으로 연장 형성된다. 접촉 단자는 배터리(42)의 양극 및 음극에 각각 접촉 연결될 수 있도록 양극 접촉 단자와 음극 접촉 단자로 구성된다.

이와 같이 PCB 기판(41)과 배터리(42)가 서로 겹침 영역 없이 동일 평면 상에 배치됨에 따라 케이스(43)를 소형화 할 수 있는 것이다.

상기 PCB 기판(41)의 비콘 칩(411)으로부터 발생된 비콘 신호가 케이스(43)의 내부 공간으로부터 외부 공간으로 송출되는데, 이때, 비콘 신호는 금속 재질은 통과하지 못하고 비금속 재질을 영역만을 통과하게 되는 바, 상기에서 언급한 바와 같이 케이스(43는 합성수지 재질로서 케이스(43)의 전체 면으로 비콘 신호가 통과된다.

그런데 케이스(43)의 배면은 구조물에 부착되는 부분으로 이러한 배면으로 비콘 신호가 송출되는 경우 그만큼 비콘 신호의 집중도가 분산되어 효율이 저하되는 문제가 있다. 이에 본 실시예에서는 케이스(43) 내부로서 배면에 즉 구조물에 부착되는 면에 금속재질의 반사판(44)이 구성되도록 하는 바, 반사판(44)의 구성에 의해 비콘 신호의 집중도를 향상시킬 수 있게 되는 것이다. 즉 강도 높은 비콘 신호가 송출되도록 하는 것이다.

상기 케이스(43)는 합성수지 재질로 구성되어 비콘신호가 통과하도록 하는 바, 기존 알루미늄 재질 등에 의한 케이스(43)의 경우 별도의 비콘신호가 통과되도록 할 수 있는 투과부가 더 구성되어야 하며 화재 등의 경우 외기가 그대로 비콘 칩(411) 등에 전달되어 열화에 노출되기 용이한 문제가 있다. 이에 본 발명에서는 상기 케이스(43)는 합성수지 재질로 구성되도록 하는 것이다.

한편 케이스(43)는 합성수지 재질로 구성되어 기존 알루미늄 재질 등 금속재질에 비해 내충격성이 저하되는 문제가 있고 특히 화재시에는 열에 취약한 문제가 있을 수 있다.

이에 본 발명에서는 케이스(43)를 합성수지 재질로 구성하되, 이러한 문제를 보강하기 위한 실시예를 제시한다.

본 실시예의 케이스(43)는 폴리프로필렌 수지, 옥사브로모페닐에테르, 아이티온산염, 열안정제, 무기충전제, 고무충전제, 디옥틸테레프탈레이트, 기포제거제를 포함하는 조성물에 의해 형성됨을 특징으로 한다.

상기 옥사브로모페닐에테르는 난연성을 향상시키기 위해 첨가되는 것이다. 그런데 옥사브로모페닐에테르만을 첨가하는 경우 난연성은 부여되나 연소시 유독성의 염소가스의 발생으로 인하여 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염 문제도 야기될 수 있다. 이에 상기 조성물에는 아이티온산염이 더 포함되도록 하는 것이다.

상기 아이티온산염은 분해작용에 의해 화재시 발생되는 염소의 분해가 촉진되고 염화수소를 거쳐 고체상의 염화아연으로 고정화 되도록 하는 것이다. 즉 상기 옥사브로모페닐에테르가 첨가되도록 하여 상기 케이스(43)에 난연성을 향상시키도록 하는 것이며, 화재시에 옥사브로모페닐에테르에 의해 발생될 수 있는 염소가스를 고정화시켜 무해화 하는 것이다.

상기 열안정제는 내열성을 향상시키기 위한 것이다. 안정제로서는 삼염기성황산납, 이염기성프탈산납, 스테아린산바륨 등이 적용될 수 있다.

한편 상기 케이스(43)는 외력에 대해 비콘 칩(411) 등을 보호하기 위한 것으로 당연히 강도 및 내충격성을 가지고 있어야 하는 바, 이러한 강도 및 내충격성의 향상을 위해 무기충전제와 고무충전제가 더 첨가되도록 하는 것이다.

무기충전제는 그 종류를 한정하지 않으며 예로 마이카, 월러스토나이트, 클레이, 실리카, 탄산칼슘 및 금속수화물 등이 적용될 수 있다. 또한 상기 고무충전제는 그 종류를 한정하지 않으며 예로 SBR 등이 적용될 수 있다.

또한 상기 조성물에는 디옥틸테레프탈레이트가 더 첨가되는데, 상기 디옥틸테레프탈레이트가 첨가되는 이유는 저온에서도 탄성을 잃지 않는 재질특성에 의해 동결융해가 반복되는 과정에서 페이스트의 계속적인 신축에도 이러한 신축에 대한 충격을 상기 디옥틸테레프탈레이트가 완화토록 하여 동절기 등에 균열에 대한 저항성을 향상시키도록 하기 위한 것이다.

즉 저온에서 페이스트에 동결융해가 반복되면 반복적인 신축에 의해 페이스트에 균열이 발생될 수 있는데 상기 디옥틸테레프탈레이트가 저온에서도 탄성을 유지할 수 있어 이러한 신축을 보상할 수 있으므로 동결융해에 따른 페이스트의 균열 등의 이상을 제어할 수 있게 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 점성제로서 사이코스가 더 첨가되도록 한다. 사이코스가 단독으로 적용되거나 타 점성제와 혼합하여 사용됨이 타당하다. 사이코스를 점성제로 사용하는 이유는 조성간에 점성을 향상시키도록 하는 것은 물론 케이스(43) 외주연에 침적된 물방울이 동절기에 어는 것을 제어하는 것이며 빙질이 형성되더라도 결정 크기가 작아지도록 하여 빙질의 녹는 속도를 증가시키기 위한 것이다.

케이스(43) 외주연에서 아이스가 형성이 반복되는 경우 케이스(43)에 인장 및 압축이 반복되어 피로에 의한 내구성을 저하시키는 요인이 되므로 상기 조성물에는 사이코스가 더 첨가되도록 하여 점성제로서 기능이 발현되도록 함과 동시에 아이스의 형성을 제어토록 하는 것이다.

바람직하게는 상기 조성물은 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해 옥사브로모페닐에테르 1 내지 5중량부, 아이티온산염 0.1 내지 2중량부, 열안정제 0.01 내지 1중량부, 무기충전제 1 내지 5중량부, 고무충전제 1 내지 5중량부, 디옥틸테레프탈레이트 0.5 내지 3중량부, 기포제거제 0.01 내지 0.1 중량부, 사이코스 0.01 내지 1중량부를 포함하도록 하는 것이 타당하다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.

10 : 이동식카메라 20 : 관리서버
30 : 고정식카메라 100 : 마이크로폰
110 : 음성인식모듈 120 : 구조요청모듈
200 : 관리자단말

Claims (9)

1. 고유의 식별정보를 가지고 선택된 근로자의 신체 또는 장구류에 장착되어 근로자의 활동 영역을 촬영하고 제 1영상신호를 출력하는 하나 이상의 이동식카메라; 및
   상기 이동식카메라에 연결되어 이동식카메라로부터 출력되는 제 1영상신호를 수신하여 현장에 대한 영상을 모니터링하며, 모니터링 영상을 분석하여 현장에서의 위험요소 및 사고유무를 판단하는 관리서버;를 포함하되,
   건설 현장에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되는 복수의 비콘모듈이 더 구성되며, 상기 이동식카메라에는 비콘리더기가 구성되고, 상기 관리서버에서는 비콘리더기로부터 송신하는 위치정보를 수신 및 저장하고, 건설 현장 내에서 근로자의 위치를 모니터링하며,
   상기 비콘모듈은,
   비콘칩이 실장된 PCB 기판과, 배터리와, 상기 PCB 기판 및 배터리가 내재되는 합성수지 재질의 케이스와, 상기 케이스의 내부 배면에 구성되는 반사판을 포함하고,
   상기 케이스는 폴리프로필렌 수지 100중량부에 대해 옥사브로모페닐에테르 1 내지 5중량부, 아이티온산염 0.1 내지 2중량부, 열안정제 0.01 내지 1중량부, 무기충전제 1 내지 5중량부, 고무충전제 1 내지 5중량부, 디옥틸테레프탈레이트 0.5 내지 3중량부, 기포제거제 0.01 내지 0.1 중량부, 사이코스 0.01 내지 1중량부를 포함하는 조성물에 의해 형성되며,
   상기 이동식카메라는,
   헬멧에 장착되는 링형상의 몸체부, 상기 몸체부에 장착되는 복수의 카메라, 상기 몸체부에 구성되는 유독가스감지센서, 상기 몸체부에 다방향에서 송풍이 되도록 복수로 구성되며 상기 유독가스감지센서와 연동하여 작동하는 송풍기를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템.
   
2. 제 1항에 있어서,
   건설 현장에서 복수의 단위 구역별로 각각 설치되어 구역별 영상을 촬영하고 제 2영상신호를 출력하는 고정형카메라;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 이동식카메라 및 고정형카메라는,
   적어도 둘 이상의 방향을 촬영하는 다방향카메라이거나 입력된 제어신호에 의해 촬영방향이 설정되는 PTZ(Pan Tilt Zoom)카메라인 것을 특징으로 하는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 관리서버는,
   딥러닝(Deep Learning) 기반의 학습 알고리즘을 이용하여 학습된 비교모델과 상기 제 1영상신호 및 제 2영상신호의 모니터링 영상을 비교 분석하여 건설 현장과 근로자에 대한 위험요소와 사고유무를 판단하고, 그 결과 정보를 출력 및 모니텅링하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 이동식카메라는,
   근로자의 음성을 입력받기 위한 마이크로폰과, 상기 마이크로폰을 통해 입력되는 음성신호를 단어 또는 문장을 변환하는 음성인식모듈 및 구조요청을 추정하기 위하여 사전 설정된 복수의 키워드가 저장되며 상기 음성인식모듈을 통해 변환한 단어 또는 문장에서 기저장된 복수의 키워드 중 어느 하나를 포함하는 경우 구조요청신호를 생성하고 이를 상기 식별정보와 함께 관리서버로 송신하는 구조요청모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 카메라를 이용한 건설안전 모니터링 시스템.
   
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