KR20210006213A - 인공지능 잡초 제거 및 식물 관리에 관한 방법 및 로봇 시스템 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따른 인공지능 잡초 제거 방법은, 사용자가 작업 대상인 식물에 대한 입력 자료를 로봇시스템에 저장하는 단계, 사용자가 인공지능 잡초 제거 시스템을 활용하여 작업을 지시할 작업영역을 설정하는 단계, 사용자가 인공지능 잡초 제거 시스템에 작업할 대상과 작업 방법을 시스템에 설정하는 단계, 사용자가 인공지능 잡초 제거 시스템에 전원과 필요한 재료를 공급하는 단계, 사용자가 작업을 시작을 지시하는 단계, 인공지능 잡초 제거 시스템이 제거한 잡초를 처리하여 저장하는 단계, 및 인공지능 잡초 제거 시스템이 지정된 작업을 종료하는 단계를 포함한다.

Description

인공지능 잡초 제거 및 식물 관리에 관한 방법 및 로봇 시스템{METHOD AND ROBOT SYSTEM FOR CUTTING WEEDS AND MANAGING PLANTS USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE}

본 발명은 인공지능을 활용하여 임의의 장소에 있는 잡초를 인식하여 자동으로 제거하고 미리 지정한 방법에 따라 특정 식물의 조경작업을 할 수 있는 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 관한 것이다.

많은 사람이나 기업 및 기관들은 여러 가지 목적으로 위해 주택의 정원, 산소, 골프장, 공원, 식물원, 임야, 들판, 논, 밭, 과수원 등의 많은 장소에 잔디, 화초, 농작물(벼, 보리, 콩, 깨 등), 과수 등을 심고 이를 가꾸고 있지만, 이러한 식물들에 대해 지속적으로 잡초를 제거하고 잔디를 일정 크기로 깎거나 농작물에 물과 비료 등을 필요한 시기에 필요한 식물에 제공하는데 매우 많은 인력과 비용이 소요되기도 하고, 많은 위험 요소를 포함하고 있어 사고가 발생하기도 한다.

일례로 골프장에서 잔디를 관리하는 인부들이 골프 게임 중에 날아온 골프공에 맞아 부상을 당하기도 하고, 농작물을 관리하는 농부가 뱀이나 독충에게 물려 부상을 입기도 하고, 산소를 관리하는 사람들이 뱀에 물리거나 벌에 쏘여 부상을 입거나 심지어는 목숨을 일기도 한다.

이뿐 아니라 미국 등에서는 개인 정원의 잔디를 지속적으로 관리하지 않고 일정한 크기 이상으로 방치할 경우 주택 소유자에게 과태료를 부과하고 있어 많은 사람들이 이를 해결하기 위해 노력하고 있는 상황이다.

이렇듯, 상기와 같은 다양한 잡초를 제거하고 잔디나 농작물 등과 같은 식물들을 지속적으로 관리하기에는 수많은 인력과 비용과 시간이 필요하고 작업자가 위험한 경우가 빈번히 발생하고 있지만, 이에 대한 효과적인 대책이 전무한 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인공지능과 이동형 로봇기계, 위성항법장치, 전원배터리 관리장치 등을 활용하여 사용자가 지정한 임의의 영역 범위에서 이동하면서 잡초를 인식하고 이를 제거하는 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인공지능과 이동형 로봇기계, 위성항법장치, 전원배터리 관리장치 등을 활용하여 사용자가 지정한 임의의 영역 범위에서 이동하면서 잔디, 농작물 등을 인식하고 이러한 식물과 농작물들의 길이, 크기를 일정 수치 이하로 깎는 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템을 제공하는데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인공지능과 이동형 로봇기계, 위성항법장치, 전원배터리 관리장치 등을 활용하여 사용자가 지정한 임의의 영역 범위에서 이동하면서 토지나 식물의 상태를 인식하고 필요한 수분과 영양분을 파악하여 물과 비료를 즉시에 적절하게 제공하는 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템의 방법으로서, 임의의 사용자가 작업 대상인 식물에 대한 입력 자료를 로봇시스템에 저장하는 단계; 사용자가 동 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템을 활용하여 임의의 작업을 지시할 작업영역을 설정하는 단계; 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 작업할 대상과 작업 방법을 시스템에 설정하는 단계; 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 전원과 필요한 재료를 공급하는 단계; 사용자가 작업을 시작을 지시하는 단계; 동 시스템이 제거한 잡초 등의 물질을 처리하여 별도로 저장하는 단계; 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 지정된 작업을 완료하여 작업을 종료하거나 사용자가 임의로 종료하는 단계를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 작업 대상인 식물에는 잔디, 화초, 농작물(벼, 보리, 콩, 수수, 옥수수, 팥, 깨, 무, 배추 등과 같은 모든 논과 밭의 농작물 포함), 과수(사과, 배, 감, 귤, 오렌지 등의 모든 과수 포함) 등을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자의 입력 자료를 시스템에 저장하는 방법은 메모리칩이나 유선 또는 무선통신 인터넷을 통해 필요한 DATA를 시스템 입력 받는 방법 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 작업영역을 설정하는 단계는 영역 경계(Boundary)를 표시하는 LINE 선을 설치하거나 GPS를 통해 사용자가 경계를 직접 설정하거나, 머신러닝이나 딥러닝과 같은 인공지능을 활용하여 대상 식물과 토양 또는 다른 식물의 단위 영역 넓이 또는 크기당 개체수 등으로 표시되는 밀도 등의 방법에 의한 인공지능 자동인식방법 등을 포함하는 단계이다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 선택하는 작업 대상은 잔디, 화초, 농작물(벼, 보리, 콩, 옥수수, 깨, 무, 배추, 고추 등을 모두 포함)과 과수(사과, 배, 귤 등을 모두 포함) 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 작업 방법을 설정하는 단계는 잡초를 인식했을 때 해당 잡초를 자르거나 뽑거나, 농약을 뿌리거나 또는 필요한 수분이나 비료를 인식했을 때 수분이나 비료를 공급하는 방법을 설정하는 등의 단계를 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리 로봇시스템에 전원과 필요한 재료를 공급하는 단계는 수동으로 작업자가 동 시스템에 수분과 필요 재료를 공급하는 방법뿐만 아니라 동 시스템이 자동으로 수분이나 필요 물질의 재고상태를 인지하여 필요시에는 이를 공급받을 수 있는 저장창고로 이동하여 자동으로 공급받은 방법 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리 로봇시스템이 작업을 시작하는 단계는 사용자가 직접 수동으로 직접 또는 무선으로 지시를 내리거나, 시간 예약과 같이 일정한 시간에 작업 지시를 내리는 방법 등을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역을 이동하는 단계는 동 시스템이 캐터필러, 로봇이동장치, 드론비행 등과 같은 다양한 이동방법을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역을 이동하면서 작업대상을 인식하는 단계에는 작업 대상에 대한 이미지 정보들을 활용하여 머신러닝과 딥러닝과 같은 인공지능방법으로 작업 대상을 인식하는 단계 등을 포함할 수 있다.

상기 머신러닝은 감독(supervised)학습, 비감독(unsupervised)학습, 강화(reinforcement)학습 등의 방법으로, Random Forest, SVM(Support Vector Machine), Clustering 등과 같은 머신러닝(Machine Learning)모형일 수 있다.

상기 딥러닝은 CNN(Convolutionary Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 등의 방법을 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업을 수행하면서 제거 물질을 처리하여 저장하는 방법은 동 시스템이 작업을 수행하면서 잡초, 돌 등 제거해야하는 대상을 일정 시간 동안 저장하다가 저장공간이 충분하지 않을 경우 이를 저장하는 저장영역까지 이동하여 이를 별도로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템은 여기에 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 기법들도 해당함을 당업자는 명확히 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 따르면, 사용자는 임의의 영역을 설정하여 잔디, 화초 및 벼, 보리 등과 같은 농작물 그리고 사과, 배 등과 같은 과수를 관리대상 식물로 설정하여 이 외의 잡초들을 동 시스템이 스스로 인지하여 깎거나 뽑거나 농약을 뿌리는 등의 다양한 방법으로 제거하게 할 수 있다.

본 발명의 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 따르면, 사용자는 개인 정원, 산소, 골프장, 공원 등에서 임의의 영역을 지정하고 잔디의 크기를 임의로 높이로 설정하여, 동 시스템이 그 영역의 경계(Boundary) 내에서 설정한 높이 이상으로 자란 잔디를 스스로 깎아서 관리할 수 있다.

본 발명의 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 따르면, 사용자가 정한 임의의 영역에서 미리 설정한 작업을 동 시스템은 비나 눈이 오늘 기상과 상관 없이, 춥거나 더운 날씨와 상관 없이, 그리고 해가 지거나 어두운 시간과 상관 없이 1년 365일을, 하루 24시간을 쉬지 않고 저렴한 비용으로 완벽하게 수행할 수 있다.

본 발명의 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 따르면, 사용자는 잔디나 농작물 등의 관리를 위한 작업을 하는 동안에 뱀이나 지네 등과 같은 독충에 물리거나 그리고 말벌에 쏘이는 등과 같은 모든 위험한 상황에 직면하지 않고 안전하게 작업을 할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템을 예시한 순서도이다.

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 아니 된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템 방법을 예시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템은 사용자가 동 시스템을 활용하여 작업할 작업 대상 정보를 입력하는 단계(S11)부터 시작할 수 있다.

실시예에 따라 상기 작업 대상은 잔디, 농작물(벼, 보리, 밀, 배추, 무 등), 화초, 과수(사과, 배, 감, 귤 등) 등을 포함할 수 있다.

실시예에 따라 상기 입력 자료의 저장은 USB를 통한 저장, 유선 및 무선 인터넷 통신을 통한 저장, 작업자 수작업 입력 등을 통한 자료 저장 방법을 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S12)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업을 할 영역을 설정하는 단계이다.

실시예에 따라 상기 영역 설정 방법은 영역 경계(Boundary)를 표시하는 LINE 선을 설치하거나 GPS를 통해 사용자가 경계를 직접 설정하거나, 머신러닝이나 딥러닝과 같은 인공지능을 활용하여 대상 식물과 토양 또는 다른 식물의 단위 영역 넓이 또는 크기당 개체수 등으로 표시되는 밀도 등의 방법에 의한 인공지능 자동인식방법 등과 같은 방법들을 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S13)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업할 작업 대상과 작업 방법을 사용자가 설정하는 단계이다.

실시예에 따라, 상기 사용자가 선택하는 작업 대상은 잔디, 화초, 농작물(벼, 보리, 콩, 옥수수, 깨, 무, 배추, 고추 등을 모두 포함)과 과수(사과, 배, 귤 등을 모두 포함) 등을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 사용자가 작업 방법을 설정하는 단계는 잡초를 인식했을 때 해당 잡초를 자르거나 뽑거나, 농약을 뿌리거나 또는 필요한 수분이나 비료를 인식했을 때 수분이나 비료를 공급하는 방법을 설정하는 등의 단계를 포함한다.

도 1의 단계(S14)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업에 필요한 전원과 필요한 재료를 공급받는 단계이다.

실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템에 전원과 필요한 재료를 공급하는 단계는 수동으로 작업자가 동 시스템에 수분과 필요 재료를 공급하는 방법뿐만 아니라 동 시스템이 자동으로 수분이나 필요 물질의 재고상태를 인지하여 필요시에는 이를 공급받을 수 있는 저장창고로 이동하여 자동으로 공급받은 방법 등을 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S15)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 시작을 설정하고 동 시스템 작업을 하면서 작업 영역 내에서 필요한 이동을 하는 단계이다.

실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업을 시작하는 단계는 사용자가 직접 수동으로 직접 또는 무선으로 지시를 내리거나, 시간 예약과 같이 일정한 시간에 작업 지시를 내리는 방법 등을 포함할 수 있다.

실시예에 따라, 상기 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역을 이동하는 단계는 동 시스템이 캐터필러, 로봇이동장치, 드론비행 등과 같은 다양한 이동방법을 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S16)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역 내에서 이동하면서 작업 대상인 식물을 인식하는 단계이다.

실시예에 따라, 상기 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역을 이동하면서 작업대상을 인식하는 단계에는 작업 대상에 대한 이미지 정보들을 활용하여 머신러닝과 딥러닝과 같은 인공지능방법으로 작업 대상을 인식하는 단계 등을 포함할 수 있다.

상기 머신러닝은 감독(supervised)학습, 비감독(unsupervised)학습, 강화(reinforcement)학습 등의 방법으로, Random Forest, SVM(Support Vector Machine), Clustering 등과 같은 머신러닝(Machine Learning)모형일 수 있다.

상기 딥러닝은 CNN(Convolutionary Neural Network), RNN(Recurrent Neural Network) 등의 방법을 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S17)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업 영역 내에서 작업을 하면서 잡초나 돌 등의 제거 대상인 이물질들을 제거하면서 이를 저장하고 처리하는 단계이다.

실시예에 따라, 상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 작업을 수행하면서 제거 물질을 처리하여 저장하는 방법은 동 시스템이 작업을 수행하면서 잡초, 돌 등 제거해야하는 대상을 일정 시간 동안 저장하다가 저장공간이 충분하지 않을 경우 이를 저장하는 저장영역까지 이동하여 이를 별도로 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1의 단계(S18)는 본 발명의 실시예에 따른 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템이 사용자가 설정한 작업 영역 내에서의 작업을 완벽히 수행하여 작업을 종료하거나, 사용자의 필요에 의해 사용자가 임의로 동 시스템을 종료하는 단계이다.

상기 인공지능 잡초 제거 및 식물관리에 관한 방법 및 로봇시스템 방법과 관련하여 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 아니 된다.

또한 상기에서 기술한 방법에만 한정되지 아니 하고 여기서 기술하지 않은 방법이라 하더라도 본 특허의 범위에 적용을 받을 것이다.

Claims (1)

1. 인공지능 잡초 제거 방법으로서,
   사용자가 작업 대상인 식물에 대한 입력 자료를 로봇시스템에 저장하는 단계;
   상기 사용자가 인공지능 잡초 제거 시스템을 활용하여 작업을 지시할 작업영역을 설정하는 단계;
   상기 사용자가 상기 인공지능 잡초 제거 시스템에 작업할 대상과 작업 방법을 시스템에 설정하는 단계;
   상기 사용자가 상기 인공지능 잡초 제거 시스템에 전원과 필요한 재료를 공급하는 단계;
   상기 사용자가 작업을 시작을 지시하는 단계;
   상기 인공지능 잡초 제거 시스템이 제거한 잡초를 처리하여 저장하는 단계; 및
   상기 인공지능 잡초 제거 시스템이 지정된 작업을 종료하는 단계를 포함하는 방법.

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