KR102168104B1 - 농업용기계의 자율 주행 방법 - Google Patents

농업용기계의 자율 주행 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102168104B1
KR102168104B1 KR1020190061236A KR20190061236A KR102168104B1 KR 102168104 B1 KR102168104 B1 KR 102168104B1 KR 1020190061236 A KR1020190061236 A KR 1020190061236A KR 20190061236 A KR20190061236 A KR 20190061236A KR 102168104 B1 KR102168104 B1 KR 102168104B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
agricultural machine
autonomous driving
processor
agricultural
gnss sensor
Prior art date
Application number
KR1020190061236A
Other languages
English (en)
Inventor
장영윤
장세윤
장진만
Original Assignee
장진만
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 장진만 filed Critical 장진만
Priority to KR1020190061236A priority Critical patent/KR102168104B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102168104B1 publication Critical patent/KR102168104B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B69/00—Steering of agricultural machines or implements; Guiding agricultural machines or implements on a desired track
    • A01B69/007—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow
    • A01B69/008—Steering or guiding of agricultural vehicles, e.g. steering of the tractor to keep the plough in the furrow automatic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R21/00—Arrangements or fittings on vehicles for protecting or preventing injuries to occupants or pedestrians in case of accidents or other traffic risks
    • B60R21/01—Electrical circuits for triggering passive safety arrangements, e.g. airbags, safety belt tighteners, in case of vehicle accidents or impending vehicle accidents
    • B60R21/013—Electrical 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
    • B60R21/0134—Electrical 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 responsive to imminent contact with an obstacle, e.g. using radar systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/181—Preparing for stopping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/23—Testing, monitoring, correcting or calibrating of receiver elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO 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
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0223—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving speed control of the vehicle
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
    • B60W2300/15—Agricultural vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/04—Vehicle stop
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2554/00—Input parameters relating to objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/24—Direction of travel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/18—Propelling the vehicle
    • B60Y2300/18008—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60Y2300/18091—Preparing for stopping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면 농업용기계의 자율 주행 방법이 제공된다. 이 방법에 이용되는 농업용기계는 농업용기계를 구동하기 위한 액추에이터부; 상기 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서; 자율 주행 경로가 저장된 메모리; 및 감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 상기 액추에이터부를 제어하는 프로세서;를 포함하며, 농업용기계의 자율 주행 방법은, GNSS 센서를 이용하여 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하는 단계; GNSS 센서의 품질을 판단하는 단계; 감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 농업용기계의 메모리에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계;를 포함하고, 자율 주행 경로는, 기설정된 경로를 상기 농업용기계가 주행하는 동안에 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기반하여 생성된다.

Description

농업용기계의 자율 주행 방법{AUTOMATIC DRIVING METHOD OF AGRICULTURAL VEHICLE}
본 발명은 농업용기계 및 농업용기계의 자율 주행 방법에 관한 것으로, 무인으로 이동 가능한 농업용기계 및 농업용기계의 자율 주행 방법에 관한 것이다.
농업 분야는 농업 인구의 감소 및 고령화, 농업 경영비 상승 등으로 농업 여건 개선이 시급한 실정이다. 따라서, 농업 분야의 경쟁력을 갖추어야 하는데, 그 중 가장 중요한 요소가 IT 및 센서 기술과의 접목을 통한 고부가가치 산업으로의 변신이다.
한편, 최근 전자 기술의 발전으로, 농업용기계를 무인으로 운용하고 있다. 일반적으로 자율주행기술은 운전자의 조작없이 자동차 스스로 주행환경을 인식하여 목표 지점까지 운행할 수 있도록 하는 기술로서, 차선이탈 방지시스템과 차량 변경 제어기술, 장애물 회피 기술 등을 이용하여 출발지와 목적지를 입력하면 최적의 주행경로를 선택하여 스스로 주행할 수 있도록 하며, 자율주행기술이 적용된 자동차를 자율주행자동차 또는 무인자동차라 한다.
이러한 자율주행기술은 기본적으로 도로를 주행하는 자동차에 적용되고 있지만, 군사적인 목적이나 농업기술에도 많이 이용되고 있다. 구체적으로 자율주행기술을 적용된 농업용기계로서 자율주행 트랙터가 있다. 자율주행트랙터는 스스로 알아서 움직이는 트랙터로서, 트랙터가 알아서 경작지의 위치와 크기를 측정한 후, 작업경로를 생성하여 작업하도록 하고 있다.
이러한 자율주행 트랙터에는 GPS를 이용한 위치인식 시스템과, 속도와 방향 및 가속도를 측정하는 IMU(Inertial Mwasurement Unit; 관성항법장치) 기술, 자율주행시 이동 방향을 모니터로 보여주는 하이브리드 EPS(Hybrid Electronic Power Steering) 시스템, 작업경로 생성 및 추종기술 등 4가지의 기술이 접목되어 있다. 자율주행 트랙터와 같은 농업기계는 국내의 열악한 농업환경과 인력난 등을 고려하면, 경쟁력 제고를 위한 필수 선택이라할 수 있지만, 경지면적이 좁고 비탈진 농지가 많은 농업환경으로 인해 국내에는 쉽게 적용되지 못하고 있는 실정이다.
한편, 자율주행 트랙터와 같은 자율주행 농업기계는 포장도로를 주행하는 상용차량과는 달리 차량의 속도보다는 경로 추종의 정확성 및 작업 안정성이 중요하다. 상용차량은 목적지까지 안전하고 빠르게 이동하는 것을 주목적으로 하지만, 자율주행 농업기계는 정해진 경로를 따라 이동하면서 빠짐없이 정해진 작업을 수행할 수 있도록 경로 추종의 정확성이 요구되고 작업 도중 안전사고가 발생하지 않도록 하는 작업 안정성도 요구된다
그러나 전술한 바와 같이 농업용기계를 무인으로 운용하기 위해서는, 자율 주행 경로가 필요한데, 자율 주행 경로를 구축하기 위해서는 많은 비용이 요구된다는 문제가 존재하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 글로벌 항법 위성 시스템(GNSS) 센서를 이용함으로써 비교적 간단하고 저렴한 자율주행가능한 농업용기계를 제공하여 농업산업을 활성화시키는 것을 목적으로 한다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일양태에 따르면, 농업용기계의 자율 주행 방법이 제공된다. 농업용기계는 농업용기계를 구동하기 위한 액추에이터부; 상기 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서; 자율 주행 경로가 저장된 메모리; 및 감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 상기 액추에이터부를 제어하는 프로세서;를 포함하며, 농업용기계의 자율 주행 방법은, GNSS 센서를 이용하여 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하는 단계; GNSS 센서의 품질을 판단하는 단계; 감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 농업용기계의 메모리에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계;를 포함하고, 자율 주행 경로는, 기설정된 경로를 상기 농업용기계가 주행하는 동안에 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기반하여 생성된다.
전술한 양태에서 GNSS 센서의 품질을 판단하는 단계는 상기 GNSS 센서의 품질을 판단하기 위한 인자와 기설정된 기준 값을 비교하고, 상기 인자가 상기 기설정된 기준 값을 만족하는 경우, 현재 시간보다 특정한 시간 이전의 항법해를 통해 예측된 상기 농업용기계의 현재 위치와 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 상기 농업용기계의 현재 위치를 비교하여 상기 GNSS 센서를 통해 획득되는 농업용기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하는 단계를 포함한다.
또한 전술한 양태에서 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 현재 시간의 시간 이전의 항법해를 획득하고, 상기 획득된 항법해에 기초하여 상기 자율 주행 경로 상에서 상기 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제1 위치를 추정하고, 획득된 항법해에 기초하여 상기 현재 시간보다 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정하고, 상기 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제1 위치까지의 제1 벡터와 상기 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출하고, 상기 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농업용기계의 이동 방향을 제어하도록 하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
또한 전술한 양태에서 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농업용기계를 정지시키는 단계를 더 포함한다.
전술한 양태에서 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 상기 GNSS 센서에 의해 감지된 상기 농업용기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 상기 농업용기계의 속도를 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비교적 저렴한 GNSS 센서를 이용하여 무인 농업용기계의 자율 주행을 위한 자율 주행 경로를 생성할 수 있어, 가격 경쟁력을 대폭 확보할 수 있고, 또한 기존에 비해 빠른 시간에 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 농업용기계의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명의 실시형태에 따라 자율 주행 경로를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 실시형태에 따라 GNSS 센서의 이상 여부를 판단하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4 및 5는 본 발명의 실시형태에 따라 자율 주행 경로를 갱신하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 6은 본 발명의 실시형태에 따라 농업용기계의 주행 속도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시형태에 따라 농업용기계의 주행 방향을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 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 실시예들에서, 잘 알려진 구성 요소, 잘 알려진 동작 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 그리고, 본 명세서에서 사용된(언급된) 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 또한, '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 기술분야에서 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 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 농업용기계(100)의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
먼저, 본 발명의 실시형태에 따른 농업용기계(100)는 트랙터, 콤바인, 경운기 등과 같이 경작지의 밭갈이, 비료살포, 비료운반, 각종 농작물 운반 등의 작업에 이용되는 다양한 운행 수단을 의미할 수 있다. 이를 위해, 농업용기계(100)는 본체와 본체의 전방 및 후방 각각의 하부에 구비된 바퀴를 포함할 수 있다.
한편, 농업용기계(100)는 사용자가 탑승하지 않더라도, 미리 설정된 경로를 따라 자율적으로 이동이 가능한 무인 농업용기계로 구현될 수 있으며, 이를 위해, 농업용기계(100)는 도 1와 같이 액추에이터부(110), 센서(120), 메모리(130) 및 프로세서(140), 카메라(160)를 포함할 수 있다.
액추에이터부(110)는 농업용기계(100)의 주행을 제어하기 위한 구성이다. 예를 들어, 액추에이터부(110)는 엑셀레이터 액추에이터, 브레이크 액추에이터, 조향각 제어 액추에이터를 포함하여 이루어지고, 엑셀레이터 액추에이터를 통해 농업용기계(100)에 마련된 바퀴의 회전 속도를 증가시키거나, 브레이크 액추에이터를 통해 농업용기계(100)에 마련된 바퀴의 회전 속도를 감소시키거나, 바퀴를 정지시키거나, 조향각 제어 액추에이터를 통해 농업용기계(100)에 마련된 바퀴의 회전축을 회전시켜, 농업용기계(100)를 좌측 또는 우측 방향으로 회전시키도록 이루어진다.
센서(120)는 농업용기계(100)의 위치 및 움직임을 감지한다. 이를 위해, 센서(120)는 도 1에 도시된 바와 같이 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서(121) 및 주행 센서(122)를 포함할 수 있다.
GNSS 센서(121)는 위성을 이용하여 농업용기계(100)의 위치, 속도, 방향각 등을 측정할 수 있다. 여기에서, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치, 속도, 방향각 등을 GNSS 센서(121)의 측위해라 할 수 있다.
GNSS는 우주의 위성에서 송신는 전파를 이용하여 특정 위치의 좌표를 산출하는 시스템을 의미한다. 이와 같이, GNSS는 위성을 이용한다는 점에서, 시간 및 공간에 구애받지 않으며 다른 시스템에 비해 비교적 안정적으로 위치, 속도 및 시간 정보 등을 획득할 수 있다.
GNSS 센서(121)는 위성으로부터 수신된 GNSS 신호를 이용하여 자신의 위치를 결정하고, RTK(Real Time Kinematic) 기준국(300)으로부터 측위 보정 정보를 전달받고, 측위 보정 정보를 이용하여, GNSS 신호를 통해 결정된 자신의 위치를 보정할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시형태에 따르면, GNSS 센서(121)는 단일 주파수 기반의 저가형 GNSS 센서로 구현될 수 있다. 즉, 농업용기계의 경우, 드론(drone), 비행체, 선박 등에 비해 상대적으로 저속으로 이동한다는 점에서, 단일 주파수만으로도 충분히 정확한 위치가 측정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 단일 주파수 기반의 GNSS 센서를 이용한다는 점에서, 2개 이상의 주파수를 이용하는 센서보다 저렴하게 농업용기계(100)의 위치를 측정할 수 있게 된다. 이 경우, RTK 기준국(300)은 cm급 정확도를 갖는 위치를 계산할 수 있도록 측위 보정 정보를 생성하여 저가형의 GNSS 센서(121)로 제공할 수 있다.
주행 센서(122)는 농업용기계(100)의 속도, 방향각 등을 측정할 수 있다. 이를 위해, 주행 센서(122)는 농업용기계(100)의 방향각을 측정하기 위한 조향각 센서 및 농업용기계(100)의 속도를 측정하기 위한 속도 센서 등을 포함할 수 있다.
메모리(130)는 자율 주행 경로가 저장된다. 이 경우, 농업용기계(100)는 사람에 의하지 않고, 무인으로 자율 주행 경로에 따라 자율적으로 주행할 수 있다. 한편 도 1에 도시한 바와 같이 농업용기계(100)에는 무인 주행으로 농업용기계(100)를 동작시킬 것인지 아니면 운전자가 직접 차량을 주행할 것인지를 선택하기 위한 모드 선택부가 더 제공될 수도 있다.
사용자가 모드 선택부를 통해 수동 주행을 선택한 경우 프로세서는 사용자로부터의 조작에 기반하여 차량을 동작시키는 반면 사용자가 모드 선택부를 통해 무인 주행을 선택한 경우 프로세서는 미리 정해진 자율주행모드로 차량을 동작시키게 된다.
자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농업용기계(100)가 주행하는 동안에, GNSS 센서(120)에서 획득된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 경로는 농업용기계(100)가 앞으로 주행할 경로(가령, 경작지, 험로, 도로 등의 경로)를 미리 주행하고, 주행 중에 GNSS 센서(120)로부터 획득된 농업용기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등에 의해 생성될 수 있다. 이러한 자율 주행 경로를 생성하는 구체적인 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
또한, 메모리(130)는 도 1에 도시된, 경로 생성 모듈(141) 및 움직임 제어 모듈(142) 등을 저장할 수 있다. 한편, 도 1에서는 모듈들을 개별적으로 도시하였으나, 적어도 2 개의 모듈들이 조합되어 하나의 유닛으로 구현될 수도 있다는 것은 자명하다.
프로세서(140)는 농업용기계(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 동작을 제어하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor) 등으로 구현될 수 있다.
먼저, 프로세서(140)는 농업용기계의 동작모드를 판단하고 무인주행모드인 경우 먼저 자율 주행 경로를 생성할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 경로 생성 모듈(141)을 실행하고, GNSS 센서(121)에서 획득한 데이터를 경로 생성 모듈(141)의 입력으로 하여, 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 기설정된 경로를 농업용기계(100)가 주행하는 동안, GNSS 센서(121)를 통해 농업용기계(100)의 측지 좌표를 획득할 수 있다. 여기에서, 측지 좌표는 위도, 경도 및 타원체고에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 획득된 측지 좌표를 지역 좌표로 변환할 수 있다. 즉, 측지 좌표는 지구 타원체 기반의 좌표라는 점에서, 프로세서(140)는 측지 좌표를 직각 좌표 형식의 지역 좌표로 변환할 수 있다. 여기에서, 지역 좌표는 특정한 기준점을 기준으로 한 x,y 좌표(가령, 특정한 기준점을 기준으로 동쪽, 북쪽 좌표) 및 높이에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 농업용기계(100)의 방향각을 획득하고, 획득된 방향각에 기초하여 농업용기계(100)가 이동하는 경로의 형태를 판단할 수 있다. 여기에서, 경로의 형태는 회전 경로 및 직선 경로를 포함할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 현재 농업용기계(100)의 방향각을 현재 시간보다 특정한 시간 이전에 획득한 농업용기계(100)의 방향각과 비교하여, 농업용기계(100)가 진행하는 경로가 회전 경로에 해당하는지 또는 직선 경로에 해당하는지를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 현재 농업용기계(100)의 방향각과 특정한 시간 이전에 획득한 농업용기계(100)의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 이상이면 농업용기계(100)가 진행하는 경로가 회전 경로에 해당하는 것으로 판단하고, 현재 농업용기계(100)의 방향각과 특정한 시간 이전에 획득한 농업용기계(100)의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 미만이면, 농업용기계(100)가 진행하는 경로가 직선 경로에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 판단된 경로 형태 및 지역 좌표에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하고, 생성된 자율 주행 경로를 메모리(130)에 저장할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 판단된 경로 형태에 따라 웨이포인트(웨이포인트s)를 설정하고, 웨이포인트 별로 지역 좌표 및 경로 벡터를 맵핑하여 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 농업용기계(100)는 차량의 전방에 배치되는 적어도 2개의 쌍안 카메라(160)를 더 포함하고 쌍안 카메라는 프로세서(140)에 연결되며, 프로세서는 전방 이동 경로상에 장애물이 있는지 여부를 판단하게 되고, 장애물이 존재하는 경우 프로세서(140)는 쌍안 카메라로부터의 위상차 정보를 이용하여 장애물까지의 거리 정보를 파악하고, 현재 농업용기계(100)의 속도, 조향각에 기반하여 장애물과의 충돌 여부를 판단하게 된다.
장애물과의 출돌이 예상되는 경우 프로세서(140)는 비상 정지를 수행하거나, 다른 자율주행 경로를 탐색하도록 동작될 수 있다.
다음으로 도 2를 참조하여 웨이포인트를 설정하는 방법에 대해 설명하도록 한다. 예를 들어, 도 2의 (a)와 같이, 농업용기계(100)가 지점 211 → 지점 212 → 지점 213 → 지점 214 → 지점 215 → 지점 216 → 지점 217 → 지점 218 → 지점 219를 따라 이동한 경우를 가정한다.
이 경우, 각 지점에 대한 지역 좌표는 특정한 기준점을 기준으로 한 x,y 좌표 및 높이 h로 구성되며, 도 2에서는 각 지점에 대해 (xn,yn,hn)(여기에서, n은 1~9)으로 표시하였다.
이 경우, 프로세서(140)는 지점 211 → 지점 212 → 지점 213을 따라 이동한 경로에 대해서는, 이들 지점 간의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 미만이라는 점에서, 해당 경로는 직선 경로에 해당하는 것으로 판단하고, 지점 213 → 지점 214 → 지점 215 → 지점 216을 따라 이동한 경로에 대해서는, 이들 지점 간의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 이상이라는 점에서, 해당 경로는 곡선 경로에 해당하는 것으로 판단하고, 지점 216 → 지점 217 → 지점 218 → 지점 219를 따라 이동한 경로에 대해서는, 이들 지점 간의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 미만이라는 점에서, 해당 경로는 직선 경로에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 직선 경로에 포함된 지점에 대해서는, 직선 경로의 시작점과 끝점을 웨이포인트로 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 웨이포인트에 지역 좌표를 맵핑하고, 시작점에서 끝점을 향하는 경로 벡터를 시작점의 웨이포인트에 맵핑하여, 직선 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 곡선 경로에 포함된 지점에 대해서는, 곡선 경로에 포함된 지점들을 웨이포인트로 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 웨이포인트에 지역 좌표를 맵핑하고, 각 지점에서 다음 지점을 향하는 경로 벡터를 각 지점의 웨이포인트에 맵핑하여, 곡선 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 (a)에서, 농업용기계(100)가 지점 211 → 지점 212 → 지점 213을 따라 이동한 경로는 직선 경로에 해당한다는 점에서, 프로세서(140)는 도 2의 (b)와 같이, 지점 211 및 지점 213을 해당 경로에 대한 웨이포인트로 설정하고, 지역 좌표 (x1,y1,h1)를 웨이포인트 1(즉, 지점 211)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x3,y3,h3)를 웨이포인트 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, 웨이포인트 1에서 웨이포인트 2를 잇는 벡터(221)를 웨이포인트 1(즉, 지점 211)에 맵핑하여, 농업용기계(100)가 지점 211 → 지점 212 → 지점 213을 따라 이동한 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 도 2의 (a)에서, 농업용기계(100)가 지점 213 → 지점 214 → 지점 215 → 지점 216을 따라 이동한 경로는 곡선 경로에 해당한다는 점에서, 프로세서(140)는 도 2의 (b)와 같이, 지점 213, 지점 214, 지점 215 및 지점 216을 해당 경로에 대한 웨이포인트로 설정하고, 지역 좌표 (x3,y3,h3)를 웨이포인트 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x4,y4,h4)를 웨이포인트 3(즉,지점 214)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x5,y5,h5)를 웨이포인트 4(즉, 지점 215)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x6,y6,h6)를 웨이포인트 5(즉, 지점 216)에 맵핑하고, 웨이포인트 2에서 웨이포인트 3을 잇는 벡터(222)를 웨이포인트 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, 웨이포인트 3에서 웨이포인트 4를 잇는 벡터(223)를 웨이포인트 3(즉, 지점 214)에 맵핑하고, 웨이포인트 4에서 웨이포인트 5를 잇는 벡터(224)를 웨이포인트 4(즉, 지점 215)에 맵핑하여, 지점 213 → 지점 214 → 지점 215 → 지점 216을 따라 이동한 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 도 2의 (a)에서, 농업용기계(100)가 지점 216 → 지점 217 → 지점 218 → 지점 219를 따라 이동한 경로는 직선 경로에 해당한다는 점에서, 프로세서(140)는 도 2의 (b)와 같이, 지점 216 및 지점 219를 해당 경로에 대한 웨이포인트로 설정하고, 지역 좌표 (x6,y6,h6)를 웨이포인트 5(즉, 지점 216)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x9,y9,h9)를 웨이포인트 6(즉, 지점 219)에 맵핑하고, 웨이포인트 5에서 웨이포인트 6을 잇는 벡터(225)를 웨이포인트 5(즉, 지점 216)에 맵핑하여, 농업용기계(100)가 지점 216 → 지점 217 → 지점 218 → 지점 219를 따라 이동한 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 자율 주행을 위해, 경로 및 해당 경로 주변을 포함하는 지도 전체를 저장하는 것이 아니라, 농업용기계(100)가 실제로 주행할 경로를 미리 주행하여 해당 경로에 대한 정보만을 저장할 수 있다. 또한, 해당 경로에서 획득한 모든 위치 관련 정보를 저장하는 것이 아니라, 경로의 형태에 따라 위치 관련 정보를 선별적으로 저장하여 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시형태에 따르면, 고가의 센서가 부착된 드론 또는 MMS(Mobile Mapping System) 등을 이용하지 않아도, 최적의 자율 주행 경로를 생성할 수 있다는 점에서, 기존에 비해 시간 및 경제적인 측면에서 효율성이 극대화될 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 자율 주행 경로를 따라 농업용기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다. 구체적으로, 프로세서(140)는 센서(120)를 통해 감지된 농업용기계(100)의 위치 및 움직임에 기초하여 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 액추에이터부(110)를 제어할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)의 이상 여부에 대해 판단하고, 그에 따라, 농업용기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 3를 참조하여 GNSS 센서(121)의 이상 여부에 대해 판단하는 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 단계 S305에서 GNSS 센서(121)로부터 품질 판단 인자를 수신한다. 이어서 단계 S310에서, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)의 품질을 판단하기 위한 인자와 기설정된 기준값을 비교한다. 여기에서, 품질 판단 인자는 GNSS 센서(121)의 모호수 종류, 위치 정밀도, 위성의 개수, DOP(Dilution Of Precision) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 정보는 GNSS 센서(121)로부터 획득될 수 있다.
이 경우, 단계 S320에서 프로세서(140)는 품질 판단 인자가 기설정된 기준값을 만족하지 않는 경우, 단계는 S330으로 진행되고 현재 위치 상태가 불량한 것으로 판단할 수 있다. 이와 같이, 프로세서(140)는 품질 판단 인자가 기설정된 기준값을 만족하지 않으면 GNSS 센서(121)로부터 획득되는 데이터의 정확도가 떨어지는 것으로 볼 수 있다. 이에 따라, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)로부터 획득되는 위치 관련 정보를 농업용기계(100)의 주행의 제어에 이용하지 않으며, 농업용기계(100)가 주행 중인 경우에는 농업용기계(100)의 주행을 멈추도록 액추에이터부(110)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 바퀴의 구동을 중단시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 액추에이터부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 브레이크 액추에이터를 구동하여, 바퀴의 구동을 중단시킬 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 품질 판단 인자가 기설정된 기준값을 만족하는 경우(S320-Y), GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터를 메모리(130)에 저장한다(S340). 여기에서, GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터는 농업용기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함할 수 있다.
이후, 단계 S360에서 프로세서(140)는 현재 시간보다 특정한 시간 이전의 항법해(navigation solution)를 통해 농업용기계(100)의 현재 위치를 예측하고, 즉, 프로세서(140)는 현재 시간보다 특정한 시간 이전에 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터를 이용하여, 해당 시간으로부터 특정한 시간 이후에서의 농업용기계(100)의 위치 즉, 현재 시간에서의 농업용기계(100)의 위치를 예측할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 이전 시간에서 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농업용기계(100)의 이전 시간에서의 위치, 이전 시간에서의 속도, 이전 시간에서의 방향각과, 이전 시간과 현재 시간 사이의 시간 차이를 이용하여, 현재 시간에서의 농업용기계(100)의 위치를 예측할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 이전 시간에서의 위치부터 이전 시간에서의 방향을 따라 이전 시간에서의 속도로 시간 차이 동안 이동한 경우, 현재 시간에 농업용기계(100)가 도달할 위치를 현재 시간에서의 농업용기계(100)의 위치로 예측할 수 있다.
그리고, 단계 S360에서 동시에 프로세서(140)는 GNSS 기반으로 현재 농업용기계(100)의 위치를 측정할 수 있다. 즉, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 농업용기계(100)의 현재 위치를 획득할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 예측된 농업용기계(100)의 현재 위치와 GNSS 센서(121)를 통해 획득한 농업용기계(100)의 현재 위치를 비교하여, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 상태인지를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 예측된 농업용기계(100)의 현재 위치와 GNSS 센서(121)를 통해 획득한 농업용기계(100)의 현재 위치 사이의 거리 차이를 산출할 수 있다(S370).
그리고, 프로세서(140)는 거리 차이가 기준값을 만족하지 않는 경우(S380-N)(즉, 거리 차이가 기설정된 기준값을 초과하는 경우), 현재 위치 상태가 불량한 것으로 판단할 수 있다(S330). 즉, 프로세서(140)는 거리 차이가 기준값을 만족하지 않는 경우, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농업용기계(100)의 위치가 불량한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농업용기계(100)의 위치가 불량한 것으로 판단된 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)로부터 획득되는 위치 관련 정보를 농업용기계(100)의 주행의 제어에 이용하지 않으며, 농업용기계(100)가 주행 중인 경우에는 농업용기계(100)의 주행을 멈추도록 액추에이터부(110)를 제어할 수 있다(S380).
한편, 프로세서(140)는 거리 차이가 기준값을 만족하는 경우(S380-Y)(즉, 거리 차이가 기설정된 기준값 이하인 경우), 현재 위치 상태가 양호한 것으로 판단할 수 있다(S290). 즉, 프로세서(140)는 거리 차이가 기준값을 만족하는 경우, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단된 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에서 측정되는 위치 관련 데이터를 이용하여 농업용기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태에 따르면, 주변 환경에 따라 GNSS 센서(121)에서 농업용기계(100)의 위치와 관련하여 부정확한 데이터가 측정될 수 있다는 점에서, 농업용기계(100)의 주행을 제어할 때, GNSS 센서(121)에서 획득되는 데이터의 이상 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 농업용기계(100)의 주행을 제어할 수 있다는 점에서, 보다 정확히 자율 주행을 제어할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 자율 주행 경로를 갱신하고, 갱신된 자율 주행 경로를 따라 농업용기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 자율 주행 경로에서 이탈한 경우, 주변에 존재하는 복수의 웨이포인트 중에서 어떠한 웨이포인트가 농업용기계(100)가 주행하여야 할 목표 지점에 해당하는지를 결정하고, 결정된 웨이포인트에 기초하여 자율 주행 경로를 갱신할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 갱신된 자율 주행 경로를 따라 농업용기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 상태인지를 판단할 수 있다(S410). 이후, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 경우, GNSS 센서(121)를 통해 농업용기계(100)의 현재 위치를 획득할 수 있다(S420).
그리고, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 위치 및 자율 주행 경로에 기초하여, 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈하였는지 여부를 판단할 수 있다(S430).
구체적으로, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농업용기계(100)의 현재 위치를, 웨이포인트의 위치 및 경로 벡터에 따라 웨이포인트 사이에서 정의되는 위치와 비교하여, 농업용기계(100)의 현재 위치가 해당 위치들에 포함되지 않거나, 해당 위치들로부터 기설정된 거리 이상 떨어진 경우, 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈한 것으로 판단된 경우(S430-Y), 농업용기계(100)의 현재 위치를 기준으로, 경로 벡터와 직교하는 수직선을 판단할 수 있다(S440).
이후, 프로세서(140)는 수직선에 기초하여 자율 주행 경로를 갱신할 수 있다(S450).
구체적으로, 프로세서(140)는 경로 벡터와 직교하는 수직선들 중 가장 거리가 짧은 수직선을 판단하고, 판단된 수직선과 만나는 경로 벡터가 향하는 웨이포인트를 현재 경로를 이탈한 농업용기계(100)가 이동해야할 새로운 웨이포인트로 설정하여, 자율 주행 경로를 갱신할 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이, 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈하여, 지점 510에 현재 위치하고, 농업용기계(100)의 현재 위치(510) 주변에 3 개의 웨이포인트(520, 530, 540)이 존재하는 것으로 가정한다.
이 경우, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 위치(510)을 시작점으로 하여 웨이포인트 1(520)에서 웨이포인트 2(530)까지의 경로 벡터(550)에 수직한 수직선(570) 및 농업용기계(100)의 현재 위치(510)을 시작점으로 하여 웨이포인트 2(530)에서 웨이포인트 3(540)까지의 경로 벡터(560)에 수직한 수직선(580)을 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 수직선(570)과 수직선(580) 사이의 거리를 비교하여, 이들 중 상대적으로 짧은 수직선(570)을 판단하고, 수직선(570)이 만나는 경로 벡터(550)가 향하는 웨이포인트 2(530)를 농업용기계(100)가 현재 위치(510)에서 이동해야할 웨이포인트로 설정하고, 현재 위치(510)에서 웨이포인트 2(530)을 향하는 경로 벡터(590)를 현재 위치(510)에 대한 위치에 맵핑하여, 자율 주행 경로를 현재 위치(510) → 웨이포인트 2(530) → 웨이포인트 3(540)으로 갱신할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 액추에이터부(110)를 제어할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 이동할 때, 농업용기계(100)가 자율 주행 경로에서 벗어나지 않고, 일정한 운용 속도로 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 액추에이터부(110)를 제어할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 움직임 제어 모듈(142)을 실행하고, 센서(120)에서 획득한 데이터, 메모리(130)로부터 획득한 자율 주행 경로에 대한 데이터 등을 움직임 제어 모듈(142)의 입력으로 하여, 액추에이터부(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 액추에이터부(110)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 엑셀레이터 액추에이터, 브레이크 액추에이터 및 조향각 제어 액추에이터를 구동하여, 농업용기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 농업용기계(100)의 주행 속도를 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 도 3에 도시된 방법에 따라 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다(S610).
그리고, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농업용기계(100)의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면(S620-N), 이동 중인 농업용기계(100)를 정지시킬 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 브레이크 액추에이터를 구동시킬 수 있다(S630). 구체적으로, 프로세서(140)는 바퀴의 구동을 중단시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 액추에이터부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 브레이크 액추에이터를 구동하여, 바퀴의 구동을 중단시킬 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농업용기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단되면(S620-Y), GNSS 센서(121)에 의해 감지된 농업용기계(100)의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 농업용기계(100)의 속도를 제어할 수 있다.
이 경우,프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에 의해 감지된 속도가 기설정된이 경우,프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에 의해 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 이동 중인 농업용기계(100)의 속도를 감소시키고, GNSS 센서(121)에 의해 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 이동 중인 농업용기계(100)의 속도를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에 의해 감지된 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이를 산출할 수 있다(S640).
그리고, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이에 기초하여 농업용기계(100)의 속도를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S650).
이때, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값을 초과하는 경우(S650-Y), 브레이크 액추에이터를 구동할 수 있다(S630).
구체적으로, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 속도가 기설정된 운용 속도가 되기 위해, 현재 속도에서 감소되어야 하는 속도를 판단하고, 판단된 속도만큼 농업용기계(100)의 속도를 감소시키기 위한 제어 신호를 생성하여 액추에이터부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 브레이크 액추에이터를 구동하여 바퀴의 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 농업용기계(100)는 기설정된 운용 속도로 주행할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값을 초과하지 않은 경우(S650-N), 차이가 기설정된 기준값 미만인지를 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값 미만인 경우(S660-Y), 엑셀레이터 액추에이터를 구동할 수 있다(S670).
구체적으로, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 속도가 기설정된 운용 속도가 되기 위해, 현재 속도에서 증가되어야 하는 속도를 판단하고, 판단된 속도만큼 농업용기계(100)의 속도를 증가시키기 위한 제어 신호를 생성하여 액추에이터부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 엑셀레이터 액추에이터를 구동하여, 바퀴의 속도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 농업용기계(100)는 기설정된 운용 속도로 주행할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값 미만에 해당하지 않는 경우(S660-N), S610 단계로 돌아가 전술한 반복할 수 있다. 결국, 프로세서(140)는 전술한 방법을 통해, 농업용기계(100)가 기설정된 운용 속도로 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 농업용기계(100)의 주행 방향을 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 도 3에 도시된 방법에 따라 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 항법해를 획득한다(S710). 구체적으로, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 농업용기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 획득할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 획득된 항법해에 기초하여 자율 주행 경로 상에서 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제1 위치를 추정할 수 있으며, 즉, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터를 이용하여, 현재 시간으로부터 특정한 시간 이후에 농업용기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치를 추정할 수 있다(S720).
구체적으로, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 현재 시간의 위치로부터 현재 시간의 속도로 특정한 시간 동안 자율 주행 경로를 따라 주행할 경우, 특정한 시간이 경과한 시점에 자율 주행 경로 상에서 도착하는 위치를 특정한 시간 이후에 농업용기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치로 추정할 수 있다.
또한, 프로세서(140)은 S720에서 획득된 항법해에 기초하여 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 농업용기계(100)가 현재 시간의 위치부터, 자율 주행 경로 상이 아닌, 현재 시간에서의 이동 방향을 따라 현재 시간의 속도로 특정한 시간 동안 주행할 경우, 특정한 시간이 경과한 시점에 도착하는 위치를 농업용기계(100)가 특정한 시간 이후에 주행할 위치로 추정할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 위치를 기준으로 제1 위치까지의 제1 벡터와 농업용기계(100)의 현재 위치를 기준으로 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출할 수 있다(S730).
즉, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 현재 위치부터 제1 위치를 연결하는 제1 벡터와 현재 위치부터 제2 위치를 연결하는 제2 벡터를 각각 생성하고, 제1 및 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농업용기계(100)의 이동 방향을 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 Steering Dynamic Model을 이용하여, 산출된 방향각만큼 농업용기계(100)의 주행 방향이 변경되기 위하여, 바퀴의 회전축이 회전하여야 하는 조향각을 산출할 수 있다(S740).
그리고, 프로세서(140)는 산출된 조향각에 기초하여 조향각 제어 액추에이터를 구동할 수 있다(S750). 즉, 프로세서(140)는 바퀴의 회전축을 산출된 조향각만큼 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하여 액추에이터부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 액추에이터부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 조향각 제어 액추에이터를 구동하여 바퀴의 회전축을 산출된 조향각만큼 좌측 방향 또는 우측 방향으로 회전시킬 수 있다. 이에 따라, 농업용기계(100)는 자율 주행 경로를 벗어나지 않고, 자율 주행 경로를 따라 주행할 수 있게 된다.
한편, 전술한 예에서, 농업용기계(100)의 주행을 제어하기 위해, 프로세서(140)는 주행 센서(122)에서 획득되는 데이터 가령, 농업용기계(100)의 속도 및 방향각 등을 이용할 수도 있다.
또한, 전술한 예에서, 프로세서(140)는 갱신된 자율 주행 경로를 이용하여, 특정한 시간 이후에 농업용기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치를 추정할 수 있다.
또한, 전술한 예에서는, 프로세서(140)가 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한 경우를 판단하고, 그에 따라, 농업용기계(100)의 주행 속도 및 주행 방향을 제어하는 것으로 설명하였으나, 실시 예에 따라, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농업용기계(100)의 위치가 양호한지에 대한 판단 없이 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 데이터를 이용하여 농업용기계(100)의 주행 속도 및 주행 방향을 제어할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 1을 참조하면, 통신부(150)는 다양한 유형의 통신 방식에 기초하여 서버(200)와 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신부(150)는 3G(3Generation), LTE(Long Term Evolution) 등의 이동 통신망을 통해, 서버(200)와 통신을 수행할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 통신부(150)를 통해 서버(200)와 다양한 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함하는 측위해에 정보 및 농업용기계(100)의 주행/운용 상황에 대한 정보(가령, 농업용기계(100)의 주행 시작 시간 정보, 주행 시간 정보, 이상 상태에 대한 정보 등) 등을 통신부(150)를 통해 서버(200)로 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(140)는 농업용기계(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 정보 및 펌웨어 업데이트를 위한 정보 등을 통신부(150)를 통해 서버(200)로부터 수신할 수 있다.
서버(200)(가령, 농업용기계 IoT(Internet of Things) 서버)는 사용자나 관리자가 농업용기계(100)의 운용과 관련된 정보를 확인할 수 있는 IoT 기반의 플랫폼으로, 농업용기계(100)로부터 제공받은 정보를 포함하는 농업용기계(100)의 운용과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다. 또한, 서버(200)는 농업용기계(100)의 운용과 관련된 각종 정보를 사용자나 관리자의 전자 장치(300)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 서버(200)는 3G, LTE 등의 이동 통신망을 통해, 농업용기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함하는 측위해에 정보 및 농업용기계(100)의 주행/운용 상황에 대한 정보 등을 전자 장치(300)로 전송할 수 있다.
전자 장치(300)는 농업용기계(100)를 제어하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(300)는 농업용기계(100)를 제어하기 위한 전용 컨트롤러로 구현되거나, 또는 해당 기능을 실행하기 위한 어플리케이션이 설치된 스마트폰(smartphone) 또는 태블릿 PC(tablet personal computer) 등으로 구현될 수 있다.
이를 위해, 전자 장치(300)는 농업용기계(100)를 제어하기 위한 유저 인터페이스를 전자 장치에 제공할 수 있다. 유저 인터페이스에는 서버로부터 제공받은 농업용기계(100)의 현재 운용 상황을 나타내는 정보가 표시될 수 있고, 또한, 농업용기계(100)를 제어하기 위한 사용자 명령을 입력받는 GUI(Graphical User Interface)가 표시될 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시형태에 따른 농업용기계의 자율 주행 방법을 이하에 설명한다.
먼저 프로세서는 센서를 이용하여 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지한다. 그리고, 감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 농업용기계가 농업용기계에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어한다. 여기에서 센서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함할 수 있다. 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농업용기계가 주행하는 동안에 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 여기에서, GNSS 센서에서 획득된 데이터는 농업용기계의 위치, 속도 및 방향각을 포함할 수 있다.
한편, 기설정된 경로를 농업용기계가 주행하는 동안, GNSS 센서를 통해 농업용기계의 측지 좌표를 획득하고 획득된 측지 좌표를 지역 좌표로 변환하고, GNSS 센서를 통해 농업용기계의 방향각을 획득하고, 획득된 방향각에 기초하여 농업용기계가 이동하는 경로의 형태를 판단하고, 지역 좌표 및 판단된 경로 형태에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하고, 생성된 자율 주행 경로를 농업용기계에 저장할 수 있다.
한편, 농업용기계에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계는 GNSS 센서의 품질을 판단하기 위한 인자와 기설정된 기준 값을 비교하고, 인자가 기설정된 기준 값을 만족하는 경우, 현재 시간보다 특정한 시간 이전의 항법해를 통해 예측된 농업용기계의 현재 위치와 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 현재 위치를 비교하여 GNSS 센서를 통해 획득되는 농업용기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하고, 판단된 상태에 따라 농업용기계의 주행을 제어할 수 있다. 이 경우, GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농업용기계를 정지시킬 수 있다.
또한, GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, GNSS 센서에 의해 감지된 농업용기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 농업용기계의 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 이동 중인 농업용기계의 속도를 감소시키고, 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 이동 중인 농업용기계의 속도를 증가시킬 수 있다.
한편, 농업용기계에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계는 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 현재 시간의 시간 이전의 항법해를 획득하고, 획득된 항법해에 기초하여 자율 주행 경로 상에서 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제1 위치를 추정하고, 획득된 항법해에 기초하여 현재 시간보다 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정하고, 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 제1 위치까지의 제1 벡터와 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출하고, 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농업용기계의 이동 방향을 제어할 수 있다.
한편, 이와 관련하여 농업용기계의 자율 주행을 제어하는 구체적인 방법은 상술한 바 있다. 한편, 본 개시의 다양한 실시 예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시 예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(A))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다.
명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일 시예에 따르면, 본 발명에 개시된 다양한 실시 예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아닌 설명을 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 의해 제한되기 보다는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 농업용기계
110 : 액추에이터부
120 : 센서
130 : 메모리
140 : 프로세서

Claims (5)

  1. 농업용기계의 자율 주행 방법에 있어서,
    상기 농업용기계는
    농업용기계를 구동하기 위한 액추에이터부;
    상기 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서;
    농업용기계의 속도 및 방향각을 측정하기 위한 주행센서;
    자율 주행 경로가 저장된 메모리;
    감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 상기 액추에이터부를 제어하는 프로세서; 및
    장애물 감지를 위해 프로세서에 연결되는 적어도 2개의 카메라를 포함하며,
    상기 방법은,
    GNSS 센서를 이용하여 농업용기계의 위치 및 움직임을 감지하는 단계;
    GNSS 센서의 품질을 판단하는 단계;
    감지된 농업용기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농업용기계가 상기 농업용기계의 메모리에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 자율 주행 경로는, 기설정된 경로를 상기 농업용기계가 주행하는 동안에 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기반하여 생성되고
    GNSS 센서에서 획득되는 데이터는 위도, 경도 및 타원체고에 대한 측지좌표를 포함하고, 프로세서는 현재 농업용기계의 방향각과 이전 획득한 농업용기계의 방향각 사이의 차이가 미리 설정된 값 이상이면 농업용기계가 진행하는 경로가 회전 경로 형태에 해당하는 것으로 판단하고, 현재 농업용기계의 방향각과 이전 획득한 농업용기계의 방향각 사이의 차이가 미리 설정된 값 미만이면, 농업용기계가 진행하는 경로가 직선 경로 형태에 해당하는 것으로 판단하고, 프로세서는 판단된 경로 형태 및 지역 좌표에 기반한 자율 주행 경로를 생성하여 메모리에 저장하고,
    상기 GNSS 센서의 품질을 판단하는 단계는 상기 GNSS 센서의 품질을 판단하기 위한 인자와 기설정된 기준 값을 비교하고, 상기 인자가 상기 기설정된 기준 값을 만족하는 경우, 현재 시간보다 특정한 시간 이전의 항법해를 통해 예측된 상기 농업용기계의 현재 위치와 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 상기 농업용기계의 현재 위치를 비교하여 상기 GNSS 센서를 통해 획득되는 농업용기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하는 단계를 포함하고,
    GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 현재 시간의 시간 이전의 항법해를 획득하고, 상기 획득된 항법해에 기초하여 상기 자율 주행 경로 상에서 상기 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제1 위치를 추정하고, 획득된 항법해에 기초하여 상기 현재 시간보다 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정하고, 상기 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제1 위치까지의 제1 벡터와 상기 농업용기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출하고, 상기 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농업용기계의 이동 방향을 제어하도록 하는 단계를 더 포함하고,
    GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농업용기계를 정지시키는 단계를 더 포함하고, 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농업용기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 상기 GNSS 센서에 의해 감지된 상기 농업용기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 상기 농업용기계의 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는
    농업용기계의 자율 주행 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020190061236A 2019-05-24 2019-05-24 농업용기계의 자율 주행 방법 KR102168104B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190061236A KR102168104B1 (ko) 2019-05-24 2019-05-24 농업용기계의 자율 주행 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190061236A KR102168104B1 (ko) 2019-05-24 2019-05-24 농업용기계의 자율 주행 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102168104B1 true KR102168104B1 (ko) 2020-10-21

Family

ID=73034711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190061236A KR102168104B1 (ko) 2019-05-24 2019-05-24 농업용기계의 자율 주행 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102168104B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220070683A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 주식회사 성부 농작업 기계에서의 자율 주행 경로 생성 방법
KR20220135045A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 장진만 실시간 차량 정보 확인이 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR20220135033A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 장진만 원격조작 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR20230101586A (ko) * 2021-12-29 2023-07-06 재단법인대구경북과학기술원 농업용 자율 주행 차량 관제 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110074629A (ko) * 2008-10-24 2011-06-30 그레이 앤 컴퍼니, 인크. 자율 운전 차량의 제어 및 시스템
KR20160139019A (ko) * 2014-03-28 2016-12-06 얀마 가부시키가이샤 자율 주행 작업 차량
KR20180116319A (ko) * 2016-05-10 2018-10-24 얀마 가부시키가이샤 자율 주행 경로 생성 시스템
JP2019060618A (ja) * 2017-09-25 2019-04-18 カシオ計算機株式会社 衛星電波受信装置、電子時計、測位制御方法及びプログラム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110074629A (ko) * 2008-10-24 2011-06-30 그레이 앤 컴퍼니, 인크. 자율 운전 차량의 제어 및 시스템
KR20160139019A (ko) * 2014-03-28 2016-12-06 얀마 가부시키가이샤 자율 주행 작업 차량
KR20180116319A (ko) * 2016-05-10 2018-10-24 얀마 가부시키가이샤 자율 주행 경로 생성 시스템
JP2019060618A (ja) * 2017-09-25 2019-04-18 カシオ計算機株式会社 衛星電波受信装置、電子時計、測位制御方法及びプログラム

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220070683A (ko) * 2020-11-23 2022-05-31 주식회사 성부 농작업 기계에서의 자율 주행 경로 생성 방법
KR102404727B1 (ko) 2020-11-23 2022-06-02 주식회사 성부 농작업 기계에서의 자율 주행 경로 생성 방법
KR20220135045A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 장진만 실시간 차량 정보 확인이 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR20220135033A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 장진만 원격조작 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR102476231B1 (ko) * 2021-03-29 2022-12-09 장진만 원격조작 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR102531415B1 (ko) * 2021-03-29 2023-05-11 장진만 실시간 차량 정보 확인이 가능한 전동식 농업용 운반 차량
KR20230101586A (ko) * 2021-12-29 2023-07-06 재단법인대구경북과학기술원 농업용 자율 주행 차량 관제 장치 및 방법
KR102669118B1 (ko) * 2021-12-29 2024-05-24 재단법인대구경북과학기술원 농업용 자율 주행 차량 관제 장치 및 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102168104B1 (ko) 농업용기계의 자율 주행 방법
KR102247523B1 (ko) 농기계 및 그의 자율 주행 방법
US10369993B2 (en) Method and device for monitoring a setpoint trajectory to be traveled by a vehicle for being collision free
JP2019532292A (ja) 車両位置特定の自律走行車両
US20140180579A1 (en) Machine positioning system utilizing position error checking
US11555705B2 (en) Localization using dynamic landmarks
KR102259086B1 (ko) 자율주행가능한 스피드 스프레이어
US11556135B2 (en) Method, device, and system of controlling movement of multi-vehicle, and computer-readable storage medium
KR102322538B1 (ko) 무인 운전차의 내비게이션 설비
US20230010175A1 (en) Information processing device, control method, program and storage medium
KR20210143696A (ko) 차량의 위치 표시 방법 및 장치
US11668573B2 (en) Map selection for vehicle pose system
US11754415B2 (en) Sensor localization from external source data
US20210278217A1 (en) Measurement accuracy calculation device, self-position estimation device, control method, program and storage medium
JP2023164553A (ja) 位置推定装置、推定装置、制御方法、プログラム及び記憶媒体
KR20190119213A (ko) 농기계 및 그의 자율 주행 방법
KR101673749B1 (ko) 지향성 통신을 이용한 측위 시스템 및 그 방법
JP2018067034A (ja) 移動体制御装置、移動体制御方法、および、移動体制御装置用プログラム
KR20200119092A (ko) 차량 및 차량의 위치 검출 방법
US11760379B2 (en) Navigating an autonomous vehicle through an intersection
US11221225B2 (en) Routing with U-turn inhibition
KR102404727B1 (ko) 농작업 기계에서의 자율 주행 경로 생성 방법
EP4098094A2 (en) Automatic traveling method, automatic traveling system, and automatic traveling program
EP4019897B1 (en) Autonomous travel system
US12044535B2 (en) Map selection for vehicle pose system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant