KR102496998B1 - 골프 카트 자율 주행 방법 및 자율 주행하는 골프 카트 - Google Patents

Abstract

골프 카트는 상기 골프 카트 전방의 영상을 획득하는 카메라; 상기 골프 카트의 조향 방향을 조정하도록 구성된 조향 장치; 상기 조향 장치의 조향에 따라 좌측 또는 우측으로 동일하게 조향되는 좌측 바퀴 및 우측 바퀴; 상기 골프 카트를 구동하도록 구성된 구동 장치; 및 상기 전방의 영상을 분석하여 도로의 양 에지를 획득하고, 상기 도로 내에 상기 골프 카트의 주행 경로를 나타내는 가상의 유도선을 설정하고, 기준점을 설정하고, 상기 가상의 유도선과 상기 기준점의 거리의 차이에 기초하여 상기 조향 장치를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 기준점은 상기 좌측 및 상기 우측 바퀴의 조향각과 동일하고 상기 좌측 및 우측 바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선상에 위치하도록 설정된다.

Description

골프 카트 자율 주행 방법 및 자율 주행하는 골프 카트{METHOD OF SELF-DRIVING GOLF CART AND SELF-DRIVING GOLF CART}

본 개시는 골프 카트 자율 주행 방법 및 자율 주행하는 골프 카트에 관한 것으로, 자세하게는 유도선 없이 차선을 인식하고 차량의 위치를 추론하여 자율 주행하는 방법 및 자율 주행하는 골프 카트에 관한 것이다.

일반적으로 자율 주행을 수행하는 골프 카트는 카트 도로에 매설된 유도선을 감지하고 이를 따라 주행하도록 제어된다. 그러나, 유도선을 카트 도로에 매설하는 것은 어려울 뿐 아니라, 유도선을 정기적으로 보수해야 하는 문제가 있다.

한국특허 등록번호 제10-2100648호 한국특허 등록번호 제10-2248654호 한국특허 공개번호 제10-2014-0046124호 한국특허 공개번호 제10-2016-0069810호

본 개시는 카트 도로에 매설된 유도선없이 부드럽게 자율 주행을 수행하는 방법 및 자율 주행하는 골프 카트를 제공한다.

본 개시의 일 형태에 의하면, 골프 카트는 상기 골프 카트 전방의 영상을 획득하는 카메라; 상기 골프 카트의 조향 방향을 조정하도록 구성된 조향 장치; 상기 조향 장치의 조향에 따라 좌측 또는 우측으로 동일하게 조향되는 좌측 바퀴 및 우측 바퀴; 상기 골프 카트를 구동하도록 구성된 구동 장치; 및 상기 전방의 영상을 분석하여 도로의 양 에지를 획득하고, 상기 도로 내에 상기 골프 카트의 주행 경로를 나타내는 가상의 유도선을 설정하고, 기준점을 설정하고, 상기 가상의 유도선과 상기 기준점의 거리의 차이에 기초하여 상기 조향 장치를 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다. 상기 기준점은 상기 좌측 및 상기 우측 바퀴의 조향각과 동일하고 상기 좌측 및 우측 바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선상에 위치하도록 설정된다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리에 따라 상기 조향 장치를 상이한 각도로 조향하기 위한 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리에 대응하는 전압이 0이 되도록, 상기 조향 장치를 조향하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 골프 카트는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리 및 이에 대응하는 전압을 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 골프 카트는 상기 조향각을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 골프 카트는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리 및 이에 대응하는 조향 장치의 조향각을 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함할 수 있다.

본 개시의 일 형태에 의하면, 골프 카트의 자율 주행 방법은, 카메라가 상기 골프 카트의 전방 영상을 획득하는 단계; 제어부가 상기 전방 영상으로부터 도로의 양 에지를 획득하고 도로 내에 상기 골프 카트의 주행 경로를 나타내는 가상의 유도선을 설정하는 단계; 상기 제어부가 상기 골프 카트의 좌측 앞바퀴 및 우측 앞바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선 상에 위치하는 기준점을 설정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 가상의 유도선 및 상기 기준점의 거리의 차이에 기초하여 상기 기준점이 상기 가상의 유도선 상에 위치하도록 상기 골프 카트의 조향 장치를 제어하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 제어부가 상기 골프 카트의 좌측 앞바퀴 및 우측 앞바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선 상에 위치하는 기준점을 설정하는 단계는, 상기 좌측 앞바퀴 및 상기 우측 앞바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심으로부터 상기 기준점까지의 거리가 상기 제어부 또는 상기 골프 카트의 운전자에 의해 선택되는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부가 상기 가상의 유도선 및 상기 기준점의 거리의 차이에 기초하여 상기 기준점이 상기 가상의 유도선 상에 위치하도록 상기 골프 카트의 조향 장치를 제어하는 단계는, 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리에 대응하는 전압이 0이 되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제어부가 상기 골프 카트의 좌측 앞바퀴 및 우측 앞바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선 상에 위치하는 기준점을 설정하는 단계 이후에, 상기 골프 카트의 디스플레이에, 상기 전방 영상, 상기 가상의 유도선, 상기 기준점을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 골프 카트는 기존 골프 카트를 이용하되, 카트 도로에 매설된 유도선없이 카트 도로를 부드럽게 자율 주행할 수 있다.

도 1a 내지 1c는 종래의 골프 카트의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 내지 2c는 종래의 골프 카트의 자율 주행의 문제점을 보여주는 개념도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 내지 4c는 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트의 자율 주행과 종래의 자율 주행을 비교하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트의 조향 제어를 설명하기 위한 표이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트의 블록도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시에 대해 상세히 설명하도록 한다. 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대해 상세한 설명은 생략한다. 덧붙여, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 개시의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 개시의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.

본 개시에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 개시에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다. 본 개시에서, "A 또는 B," "A 또는/및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상"등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B," "A 및 B 중 적어도 하나," 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 개시에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.

어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 개시에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)," "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)," "~하도록 설계된(designed to)," "~하도록 변경된(adapted to)," "~하도록 만들어진(made to)," 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성된(또는 설정된)"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)" 것 만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서," A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 모듈"은 해당 동작을 수행하기 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)를 의미할 수 있다.

본 개시에 기재된 선행 문헌은 그 전체가 본 개시에 결합된다. 따라서, 본 개시에서 설명이 간략하게 된 내용은 선행 문헌을 통해 보충될 수 있다.

도 1a 내지 1c는 종래의 골프 카트(10)의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다. 유도선(20)은 도로(30)에 매립되어 있고, 골프 카트(10)는 유도선(20)을 따라 자율 주행하도록 제어된다. 보다 자세히, 도 1a 내지 1c를 참조하면, 종래의 골프 카트(10)는 2개의 센서(M1, M2)를 사용하여 유도선(20)과의 거리를 감지하고 이를 이용하여 자율 주행을 수행한다. 도 1b를 참조하면, 유도선(20)으로부터 발생하여 센서(M1, M2)에 의해 감지되는 자기장의 세기는 유도선(20)과 센서(M1, M2) 사이의 거리(R1, R2)에 반비례한다. 센서(M1, M2)와 도로(30) 사이의 높이(H1, H2)가 일정하다고 가정하면, 유도선(20)으로부터 발생하여 센서(M1, M2)에 의해 감지되는 자기장의 세기는 센서(M1, M2)와 유도선(20)의 수평 거리(L1, L2)에 의해 변경될 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 도시된 표와 같이, 왼쪽거리(L1), 오른쪽거리(L2)에 따라 센서(M1, M2)가 생성하는 전압이 정해질 수 있다. 골프 카트(10)의 제어부(도시하지 않음)는 센서(M1, M2)의 전압을 비교하여 골프 카트(10)와 유도선(20)의 상대 위치를 파악하고, 조향 장치(14)를 제어하여 골프 카트(10)가 유도선(20)을 따라가도록 자율 주행을 수행한다. 예를 들어, 골프 카트(10)는 전압 1과 전압 2의 차이로부터 차량의 위치를 파악하고, 전압 1과 전압 2의 차이가 작아지도록 골프 카트(10)를 제어하여 자율 주행을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부는 전압 1과 전압 2의 차이가 0이 되도록 골프 카트(10)를 제어하여 자율 주행을 수행할 수 있다. 즉, 좌센서(M1)와 우센서(M2)가 생성하는 전압의 차이가 0이 되도록 제어부가 조향 장치(14)를 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 좌센서(M1)와 우센서(M2)가 생성하는 전압의 차이에 따라 제어부는 조향 장치로 정해진 신호를 송신하여 조향 장치(14)를 제어할 수 있다.

그러나, 유도선(20)을 카트 도로(30)에 매설하는 것은 어려울 뿐 아니라, 유도선(20)을 정기적으로 보수해야 하는 문제가 있다.

도 2a 및 2b는 종래의 골프 카트(10')의 자율 주행의 문제점을 보여주는 개념도이다. 도 2a 및 2b을 참조하여 설명하는 골프 카트(10')의 자율 주행은 도 1a 내지 1c을 참조하여 설명한 골프 카트(10)의 자율 주행과 상이하므로 간단히 설명한다.

골프 카트(10)의 자율 주행은 도로(30)에 매립된 유도선(20)을 이용하는 데 반하여, 골프 카트(10')의 자율 주행은 카메라로 촬영한 영상을 인공 지능을 통해 해석하고, 해석한 정보를 이용하여 수행된다. 보다 자세히, 골프 카트(10')는 전방 영상을 획득하고 이를 분석하여, 도로의 가장 자리(E1, E2) 및 가상의 유도선(20')를 획득한다. 또, 골프 카트(20')의 제어부(도시하지 않음)는 도로의 가장 자리(E1, E2) 및 가상의 유도선(20') 사이의 거리(L1', L2')를 이용하여 기준점(12)이 가상의 유도선(20') 상에 존재하도록 골프 카트(20')를 제어한다. 기준점(12)은 골프 카트(10')의 전방의 중심으로 설정될 수 있다. 거리(L1', L2')는 골프 카트(10)가 사용하는 도 1c의 표의 거리(L1, L2)에 대응되도록 계산될 수 있다. 이에 따라, 골프 카트(10)의 자율 주행과 유사하게, 골프 카트(10')의 제어부는 거리(L1', L2')의 차이에 따라 계산되는 전압의 차이가 0이 되도록 조향 장치(14')를 제어할 수 있다. 예를 들어, 거리(L1', L2')의 차이에 따라 계산되는 전압의 따라 제어부는 조향 장치(14)로 정해진 신호를 송신하여 조향 장치(14)를 제어할 수 있다.

그러나, 도 2a 및 2b에 도시된 것과 같이, 골프 카트(10')의 기준점(12)이 유도선(20') 상에 위치하는 순간에 조향 장치(14)의 조향각이 0이 아니고 일정 각을 유지하게 되어, 골프 카트(10')가 유도선(20')상에서 벗어나는 문제가 생길 수 있다. 이는 도 2c에 도시된 것과 같이, 조향 장치(14)가 부드럽게 조향되기 어렵기 때문이다.

도 2a 및 2b에는 조향 장치(14)가 회전하는 것으로 도시되었으나, 이는 골프 카트(10')의 조향 방향을 보여주기 위한 것으로 이해될 것이다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트(300)의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다. 도 3에는 조향 장치(310)가 회전하는 것으로 도시되었으나, 이는 골프 카트(300) 또는 앞바퀴(312, 314)의 조향 방향을 보여주기 위한 것으로 이해될 것이다.

도 3을 참조하면, 골프 카트(300)는 조향 장치(310), 센서(320), 바퀴(312, 314, 316, 318), 제어부(도시하지 않음), 카메라(도시하지 않음)을 포함할 수 있다. 골프 카트(300)는 카메라를 이용하여 골프 카트(300) 전방의 영상을 획득할 수 있다. 제어부는 카메라로부터 영상을 수신하여 영상으로부터 차선, 예를 들어, 도로의 가장자리를 획득하고 또한 자동차의 위치를 획득할 수 있다. 제어부는 인공 지능을 이용하여 차선 및 자동차의 위치를 획득할 수 있다. 또, 제어부는 가상의 유도선(400)을 설정할 수 있다. 영상을 통해 물체를 인식하고 유도선을 설정하는 기술은 종래에 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

일 실시예에 있어서, 앞바퀴(312, 314)는 로드(322)에 의해 연결될 수 있다. 조향 장치(310)의 조향에 따라, 앞바퀴(312, 314)는 동시에 동일한 각도로 조향될 수 있다. 일 실시예에서, 조향 장치(310)는 골프 카트(300)의 중심선(350) 상에 배치될 수 있다. 그러나, 조향 장치(310)는 일반적인 차량과 같이 왼쪽 또는 오른쪽에 위치할 수도 있다. 센서(320)는 조향 장치(310)의 조향각 또는 앞바퀴(312, 314)의 조향각을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(320)는 자이로 센서, 각속도 센서 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 조향 장치(310)는 골프 카트(300)의 방향을 조정하기 위한 핸들 또는 골프 카트(300)의 방향 조정을 위한 핸들을 포함하는 다른 기계적인 구성, 예를 들어, 스티어링 컬럼, 로드, 전자식 모터 등을 포함할 수 있다. 또 예를 들어, 조향 장치(310)는 랙앤피니언 기어 구조를 포함할 수 있다. 조향 장치(310)의 조향각 또는 앞바퀴(312, 314)의 조향각을 감지하는 센서(320)는 조향 장치(310)의 회전축에 장착될 수 있다.

일 실시예에서, 조향 장치(310)의 회전각과 앞바퀴(312)의 조향각은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.

제어부는 센서(320)로부터 신호를 수신하여, 조향 장치(310)의 조향각을 구할 수 있다. 종래에 자동차의 핸들의 회전에 따라 바퀴의 회전각을 구하는 많은 방법 및 센서가 알려져 있으므로 이를 이용할 수 있다. 조향 장치(310)는 로드(322)의 중심과 물리적으로 연결될 수 있다.

본 개시에서, 조향 장치(310)의 조향각은 앞바퀴(312, 314)의 조향각으로 이해될 수 있을 것이다. 또는 조향 장치(310)의 조향각으로부터 앞바퀴(312, 314)의 조향각을 계산하거나, 이와 반대로, 앞바퀴(312, 314)의 조향각으로부터 조향 장치의 조향각을 계산하는 것과 같이, 조향 장치(310)의 조향각과 앞바퀴(312, 314)의 조향각은 서로 연관이 있음이 이해될 것이다. 또, 조향 장치(310)의 조향각 또는 앞바퀴(312, 314)의 조향각은 골프 카트(300)의 중심선(350)과 앞바퀴(312, 314)가 형성하는 각도(θ)로 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예에서, 제어부는 앞바퀴(312, 314)의 중심선들의(510, 520)의 중심을 지나는 가상의 진행 유도선(500)을 진행 방향의 기준으로 정할 수 있다. 가상의 진행 유도선(500)은 조향각(θ)을 획득하고, 이로부터 앞바퀴(312, 314)와 평행하게 전방으로 가상의 선을 생성하는 것에 의해 생성될 수 있다.

진행 유도선(500)은 앞바퀴(312, 314)의 중심선들의(510, 520)의 중앙을 지나기 때문에, 진행 유도선(500)으로부터 우측 앞바퀴(312)의 중심선까지의 거리(d1)과 진행 유도선(500)으로부터 좌측 앞바퀴(314)의 중심선까지의 거리(d2)는 동일하게 설정됨이 이해될 것이다. 로드(322)는 진행 유도선(500)의 기준을 설명하기 위한 구성일 수 있다. 로드(322)는 진행 유도선(500)이 두개의 앞바퀴(312, 314)의 중심을 연결한 선의 중심으로부터 연장되어 설정된다는 것을 설명하는 것으로 이해될 수 있다.

일 실시예에서, 제어부는 진행 유도선(500)은 두개의 앞바퀴(312, 314)의 회전 중심을 연결한 선의 중심으로부터 골프 카트(300)의 전방으로 연장되도록 설정될 수 있다. 이 경우, 진행 유도선(500)은 골프 카트(300)의 조향각과 동일하도록 설정된다. 따라서, 도 3, 4a에 도시된 것과 같이, 조향 장치(310)의 이동(예를 들어, 좌회전, 우회전)에 따라, 진행 유도선(500)도 함께 이동할 수 있다. 이에 따라, 중심선(350)과 진행 유도선(500)이 이루는 각(θ)은 조향각과 동일할 수 있다.

일 실시예에서, 제어부는 두개의 앞바퀴(312, 314)의 회전 중심을 연결한 선의 중심을 기준으로 하여 특정 반경(R)을 갖는 가상의 원(C)를 설정할 수 있다. 가상의 원(C)의 중심은 두개의 앞바퀴(312, 314)의 중심을 연결한 선의 중심과 일치할 수 있다. 제어부는 가상의 원(C)과 진행 유도선(500)이 접하는 곳을 진행 기준점(330)으로 설정할 수 있다. 제어부는 진행 기준점(330)이 가상의 유도선(400) 상에 위치하도록 골프 카트(300)를 제어하도록 구성될 수 있다. 진행 기준점(330)은 도 2a 및 2b에 도시된 종래의 골프 카트(10')의 기준점에 대응할 수 있다. 즉, 골프 카트(300)는 진행 기준점(330)과 가상의 유도선(400)의 좌우 편차를 이용하여 도 1c에 도시된 표와 유사한 표를 이용해 자율 주행을 수행할 수 있다. 특정 반경(R)의 길이는 조정 가능하며, 특정 반경(R)의 길이에 따라 골프 카트(300)의 조향 장치(310)의 회전 각도가 정해질 수 있다. 골프 카트(300)는 가상의 유도선(400)과 골프 카트의 중심선(350)이 일치하거나, 가상의 유도선(400)과 진행 유도선(500)이 일치하도록 자율 주행을 수행할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 진행 기준점(330)은 좌측 및 우측 바퀴(312, 314)의 조향각과 동일하고 좌측 및 우측 바퀴(312, 314)의 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선상에 위치하도록 설정될 수 있다.

도 4a 내지 4c는 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트(300)의 자율 주행을 설명하기 위한 개념도이다.

도 4a를 참조하면, 진행 기준점(330)이 가상의 유도선(400) 상에 위치하기 위해서 골프 카트(300)는 좌측으로 이동하여야 한다. 따라서, 앞바퀴(312, 314)는 제1 조향각(θ1)으로 좌회전되어야 한다. 도 4b를 참조하면, 골프 카트(300)는 도 4a에 도시된 골프 카트(300)보다 가상의 유도선(400) 측으로 이동한 상태이다. 골프 카트(300)는 계속 좌측으로 이동하도록 조향되고, 이때 제2 조향각(θ2)으로 좌측으로 이동한다. 도 4b의 골프 카트(300)는 도 4a의 골프 카트(300)보다 가상의 유도선(400)에 가깝고, 이에 따라, 제2 조향각(θ2)은 제1 조향각(θ1)보다 작다. 이와 같이, 본 개시의 실시예에 따라 자율 주행하는 골프 카트(300)는 가상의 유도선(400)에 접근하면서 자율 주행을 수행하면서 조향각(θ)이 점차 감소하도록 자율 주행을 수행할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따라 자율 주행하는 골프 카트(300)는 가상의 유도선(400)과 진행 유도선(500)이 일치하도록 자율 주행을 수행하면서 조향각(θ)이 점차 감소하도록 자율 주행을 수행할 수 있다. 따라서, 보다 부드러운 자율 주행이 가능하다.

도 4c를 참조하면, 가상의 원(C1, C2)의 반경(R1, R2)은 조절 가능하다. 예를 들어, 가상의 원(C1, C2)의 반경(R1, R2)은 골프 카트(300)의 제어부 또는 운전자에 의해 조절 또는 선택 가능하다. 일실시예에서, 가상의 원(C1, C2)의 반경(R1, R2)은 골프 카트(300)의 속도에 따라 변경 가능하다. 조향각(θ1', θ')과 연관된다. 도 4c에 도시된 것과 같이, 반경이 R1인 가상의 원(C1)을 이용하여 기준점(330')을 설정하여 자율 주행을 수행하는 경우의 조향각(θ1')은 반경 R1보다 긴 반경 R2인 가상의 원(C2)을 이용하여 기준점(330'')을 설정하여 자율 주행을 수행하는 경우의 조향각(θ2')보다 크다. 즉 반경이 커질수록 같은 위치에서 조향각이 작아진다. 즉 가상의 원의 반경을 설정하는 것으로 조향각을 조절하는 것이 가능하다. 예를 들어, 보다 빠르게 가상의 유도선을 따라가도록 자율 주행을 수행시키려면 가상의 원의 반경을 감소시킬 수 있다. 이와 다르게, 보다 천천히 가상의 유도선을 따라가도록 자율 주행을 수행시키려면 가상의 원의 반경을 증가시킬 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 자율 주행과 종래의 자율 주행을 비교하기 위한 개념도이다. 도 5를 참조하면, 골프 카트(300')에 골프 카트(10')의 자율 주행을 적용하는 경우 기준점(12)이 유도선(400)의 우측에 위치하므로 골프 카트(300')는 좌측으로 조향될 것이다. 그러나, 본 개시의 일 실시예 따른 자율 주행을 적용하는 경우 기준점(12')이 유도선(400)의 좌측에 위치하므로 골프 카트(300')는 우측으로 조향될 것이다.

골프 카트(300')가 좌측으로 조향되는 경우 유도선(400)과 골프 카트(300')가 평행을 이루지 않고 유도선(400)을 추종하는 주행이 어려워질 것이다. 그러나, 골프 카트(300')가 우측으로 조향되는 경우 유도선(400)과 골프 카트(300')가 평행을 이루도록 서서히 방향을 바꿀 것이다. 이와 같이, 본 개시에 따른 자율 주행은 종래의 자율 주행에 비해 유도선(400)을 더 잘 추종하도록 수행될 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트(300)의 조향 제어를 설명하기 위한 표이다. 도 6의 표는 설명을 위한 예시적인 것으로 실제 값은 달라질 수 있다. 예를 들어, 설명을 위한 목적으로, 도 6의 표의 일부는 도 1c에 도시된 표와 동일하도록 기재되어 있다.

도 6을 참조하면, 전압 1, 전압 2는 도 1의 센서(M1, M2)를 이용해 측정되는 값이므로 생략 가능하다. 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트(300)의 조향 제어를 위해서는 유도선(400)과 기준점(330) 사이의 거리 및 이에 대응하는 제어 전압이 요구된다. 또한, 유도선(400)과 기준점(330) 사이의 거리 및 이에 대응하는 조향각이 요구된다. 조향각은 가상의 원(C)의 반경에 따라 달라질 수 있어 조향각 1, 조향각 2로 표시한다. 가상의 원(C)은 적어도 하나 설정될 수 있다.

일 실시예에서, 골프 카트(300)는 도 6에 도시된 표와 같이 유도선(400)과 기준점(330) 사이의 거리 및 이에 대응하는 전압을 메모리(도시하지 않음)에 저장하도록 구성될 수 있다. 상기 전압은 조향 장치의 제어를 위한 전압이다. 예를 들어, 상기 전압이 0이 되도록 상기 조향 장치(310)가 제어될 수 있다. 메모리는 유도선(400)과 기준점(330) 사이의 거리 및 이에 대응하는 조향각을 메모리(도시하지 않음)에 저장하도록 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 골프 카트(300)는 영상을 통해 기준점(330)과 유도선(400) 사이의 거리를 구하고, 이에 기초하여 정해진 전압 및/또는 조향각을 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 골프 카트(700)의 블록도이다. 도 7의 골프 카트(700)는 상술한 골프 카트(300)에 대응될 수 있다.

도 7을 참조하면, 골프 카트(700)는 카메라(710), 제어부(720), 메모리(730), 조향 장치(740), 센서(750) 및 구동 장치(760)를 포함한다. 카메라(710)는 골프 카트(700) 전방의 영상을 획득한다. 제어부(720)는 전방의 영상을 분석하고 구동 장치(760)를 제어하여 골프 카트(700)가 자율 주행을 수행하도록 제어한다. 메모리(730)는 골프 카트의 전방 영상을 저장하거나, 자율 주행에 필요한 데이터, 예를 들어, 도 6에 도시된 표 및 이와 관련된 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 센서(750)는 골프 카트(700)의 주행에 필요한 정보를 수집하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서(750)는 골프 카트(700)의 조향각을 감지하는 센서, 골프 카트(700) 전 후방의 물체를 감지하는 센서, 등을 포함할 수 있다. 구동 장치(760)는 예를 들어, 모터를 포함할 수 있다. 구동 장치(760)의 구동에 의해 골프 카트(700)의 주행이 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 제어부(720)는 프로그램이 실행되고 있는 하드웨어, 하드웨어에서 실행되는 소프트웨어, 클라우드 서비스를 포함하며, 네트워크를 통해 다른 서버와 연결될 수 있다. 제어부(720)는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 임의의 형태의 프로세서 또는 컨트롤러일 수 있다. 메모리(730)는 제어부(720)의 동작을 위한 정보를 저장하도록 구성된다. 스토리지는 서버에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program) 또는 애플리케이션(application), 프로세서가 읽어들일 수 있는 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 예를 들어, 스토리지는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, EPROM, 플래시 드라이브, 하드 드라이브, 네트워크를 이용한 클라우드 등과 같은 다양한 저장 공간을 포함할 수 있다. 서버는 인공 지능 모델을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세서, 스토리지 및 스토리지에 저장된 코드의 조합에 의해 인공 지능 모델이 구현될 수 있다. 인공 지능 모델이란, 본 개시에서, 대량의 학습 데이터를 통해 인공 신경망(Artificial Neural Network, ANN)을 포함하는 학습 모델을 학습시켜 인공 신경망 내부의 파라미터를 최적화하고, 학습된 학습 모델을 이용하여 대화 시스템(도시하지 않음)의 동작에 관여하는 모델을 의미할 수 있다. 일 실시예에서 인공 지능 모듈(도시하지 않음)은 MRC(Machine Reading Comprehension)를 통해 학습될 수 있다. 일 실시예에서, 인공 지능 모듈에 사용되는 인공 신경망 모델은 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN), 심층 신경망(Deep Neural Network, DNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN), 제한적 볼츠만 머신(Restricted Boltzmann Machine, RBM), 심층 신뢰 신경망(Deep Belief Network, DBN), 양방향 순환 신경망(Bidirectional Recurrent Deep Neural Network, BRDNN), 오토인코더(Autoencoder), 변이형 오토 인코더(Variational Auto Encoder, VAE) 또는 심층 Q-네트워크(Deep Q-Networks), 생성적 대립 신경망(Generative Adversarial Network, GAN), 등 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합과 변형된 모델이 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공 지능 모듈은 본 개시의 출원 시점에서 웹 검색 등 종래 기술에 의해 구현될 수 있는 모든 인공 지능 신경망에 의해 구현될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 해당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

10, 10', 300, 700: 골프 카트 310: 조향 장치
312, 314, 316, 318: 바퀴 320: 로드
330, 330', 330'': 기준점 350: 중심선
400: 유도선

Claims (10)

1. 골프 카트에 있어서,
   상기 골프 카트 전방의 영상을 획득하는 카메라;
   상기 골프 카트의 조향 방향을 조정하도록 구성된 조향 장치;
   상기 조향 장치의 조향에 따라 좌측 또는 우측으로 동일하게 조향되는 좌측 바퀴 및 우측 바퀴;
   상기 골프 카트를 구동하도록 구성된 구동 장치; 및
   상기 전방의 영상을 분석하여 도로의 양 에지를 획득하고, 상기 도로 내에 상기 골프 카트의 주행 경로를 나타내는 가상의 유도선을 설정하고, 기준점을 설정하고, 상기 가상의 유도선과 상기 기준점의 거리의 차이에 기초하여 상기 조향 장치를 제어하도록 구성된 제어부를 포함하고,
   상기 기준점은 상기 좌측 및 상기 우측 바퀴의 조향각과 동일하고 상기 좌측 및 우측 바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 지나는 직선상에 위치하도록 설정되며,
   상기 제어부는 상기 좌측 바퀴 및 우측 바퀴의 회전 중심을 연결하는 선의 중심을 기준으로 하여 특정 반경을 갖는 가상의 원의 반경을 설정하고, 상기 반경을 상기 골프 카트의 속도에 따라 변경시키며, 상기 골프 카트가 보다 빠르게 가상의 유도선을 따라가도록 자율 주행을 시키고자 하는 경우에는 상기 반경을 감소시키고 보다 느리게 가상의 유도선을 따라가도록 자율 주행을 시키고자 하는 경우에는 상기 반경을 증가시키도록 구성된,
   골프 카트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리에 따라 상기 조향 장치를 상이한 각도로 조향하기 위한 신호를 생성하도록 구성된,
   골프 카트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리에 대응하는 전압이 0이 되도록, 상기 조향 장치를 조향하도록 구성된,
   골프 카트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리 및 이에 대응하는 전압을 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하는,
   골프 카트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 조향각을 측정하도록 구성된 센서를 더 포함하는,
   골프 카트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 가상의 유도선과 상기 기준점 사이의 거리 및 이에 대응하는 조향 장치의 조향각을 저장하도록 구성된 메모리를 더 포함하는
   골프 카트.
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