KR101053183B1

KR101053183B1 - 전동 골프 카트의 자동 운행 시스템

Info

Publication number: KR101053183B1
Application number: KR1020090032919A
Authority: KR
Inventors: 임형진
Original assignee: 임형진
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2011-08-01
Also published as: KR20100114406A

Abstract

본 발명은 골프 운동 중에 골프 백을 운반하는 개인용 전동(electric) 골프 카트에 설치하는 자동 운행 시스템에 관한 것으로, 블라인드 존(Blind zone)을 제외한 운행 지역 정보를 입력하고 GPS(Global Positioning System) 수신 데이터를 실 시간 사용하여 카트의 운행을 자동화 한 것임.

GPS, Blind zone, mapping, 벡터 산출기, 전동, 골프, 카트,

Description

전동 골프 카트의 자동 운행 시스템{Self operation system for electric golf cart}

본 발명은 개인용 전동 골프 카트의 운행 시스템에 관한 것이다.

미국을 포함하는 골프 선진국에서는 골프 백을 싣고 다니는 카트는 골퍼들에 있어서 골프 클럽과 마찬 가지로 골프 운동에 있어서 아주 중요한 물건이며 동반자이다. 그 이유는 18홀 동안 사용되는 14개의 클럽을 포함하는 골프 백은 평균 10 kg 이상이 되고, 이렇게 무거운 골프 백을 4 ~ 5 시간 동안 메고 다니며 플레이 하는 것은 건장한 젊은이를 제외하고는 결코 쉬운 일이 아니기 때문이다. 프로 골퍼들의 경기에 있어서는 카트에 백을 싣고 다니는 대신 골프 백을 메고 다니는 캐디를 고용하게 된다. 물론 캐디의 역할은 단순히 골프 백을 메고 다니는 것은 아니다. 그들은 거리 측정과 클럽 선정을 도와주며, 벙커 정리도 도와주고 그린에서는 경사도 함께 보면서 동반자로써 역할을 다한다. 그러나 캐디의 고용은 이렇게 많은 이점을 주지만 높은 비용이 발생 하기 때문에 일반 주말 골퍼들은 단순히 골프 백 운반을 도와주는 카트를 사용하는 것이다.

미국의 골프장에서는 70% 이상의 주말 골퍼들이 골프 운동 중 끌고 다니는 수동 골프 카트를 사용하거나 타고 다니는 카트를 사용한다. 20 % 정도는 동력 장치를 갖고 있는 개인용 전동(electric) 골프 카트를 사용한다. 개인용 전동 골프 카트는 전기모터가 장착되어 사용자가 밀거나 끌지 않고도 공이 날아간 장소까지 골프 백을 싣고 가기 때문에, 무거운 백을 끌고 다니는 노동이 없이 골프를 즐길 수 있도록 도와준다.

개인용 전동 골프 카트는 크게 3 종류로 구분되며, 가장 초보적인 개인용 전동 골프 카트는 사용자가 카트의 진행 방향을 인위적으로 움직여 설정해 놓고 스위치 또는 타이머(timer)를 동작하여 필요한 거리만큼 가게 하는 방식이다. 원격조정 장치를 사용하여 원하는 지점에 골프 백을 운반하는 개인용 전동 골프 카트는 고급형에 속한다. 최 고급형의 경우, 개인용 전동 골프 카트에 센서가 붙어있어 사용자가 휴대한 송신 장치의 송신 신호를 쫓아 다니는 형태로 운행된다. 만일 사용자가 해저드 지역 또는 그린에 진입 할 때는 반드시 카트에 명령 시그럴을 보내 카트의 움직임을 제한하여야 한다.

그러나 상기한 세 가지의 개인용 전동 골프 카트는 사용자의 조정 실수로 인하여 연못에 빠지거나 경사가 급격한 해저드 지역에 추락하는 사고가 종종 발생하게 된다. 그 이유는 초보적인 개인용 전동 골프 카트와 고급형의 경우 지정 거리와 방향 설정을 잘못한 상태로 사용자가 개인용 전동 카트의 움직임을 계속 신경 쓰지 않는 상태에서 발생하며, 최 고급형의 경우에는 사용자가 해저드(연못, 샌드 벙커 등등) 또는 그린으로 진입 전 주어야 할 명령을 잊어 버리는 경우가 된다. 이러한 개인용 전동 카트의 사고는 때로는 고가의 전동 골프 카트와 골프채에 치명적인 손상을 입히게 되어, 운행 중에 항상 전동 골프 카트의 움직임에 신경을 써야 하는 문제가 있다.

본 발명은 부주의에 의한 개인용 전동 골프 카트의 사고를 미연에 방지하고 골프에만 전념 할 수 있는 자동 운행 시스템을 개인용 전동 카트에 부착하여 골퍼들에게 편의를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 마스터 컨트롤러와 마스터 컨트롤러의 신호를 받아 진행벡터를 산출하는 브레인 박스와 브레인 박스의 진행벡터를 받아 제어되는 구동 장치로 구성되는 전동 골프 카트의 자동 운행 시스템을 제공함에 있어서,

마스터 컨트롤러는, 마스터 컨트롤러(골퍼)의 위치를 검출하는 GPS 수신기와, GPS 수신기로 검출된 정보와 원격조정 정보를 송출하는 송신기와, 브레인 박스에서 보내는 경고 신호를 수신하는 수신 장치를 포함하며;

브레인 박스는, 마스터 컨트롤러가 송신하는 정보를 수신하는 수신장치와, 브레인 박스(카트)의 위치를 검출하는 GPS 수신기와, 브레인 박스의 진행 방향을 탐지하는 자이로(gyroscope)와, 마스터 컨트롤러(골퍼)까지의 방향과 거리를 산출하는 벡터 산출기(vector generator)를 포함하고, 벡터 산출기가 산출한 값을 모터 제어기에 보내는 것을 특징으로 하는 카트 자동 운행 시스템을 제공한다

사용자가 휴대한 마스터 컨트롤러의 GPS 수신기에 의한 사용자의 위치는 실시간 브레인 박스에 전달되고, 브레인 박스는 사용자와 카트에 설치된 브레인 박스의 위치 정보와 자이로의 데이터를 받아 벡터 산출기에 의하여 만들어진 진행 벡터(vector)를 모터 제어기에 보내어 각각의 독립된 뒷 바퀴의 속도를 독립적으로 조정하며 사용자를 일정한 거리를 두고 따라다니게 된다. 마스터 컨트롤러의 컨트롤 패널을 통하여 입력된 사용자의 명령은 직접 모터 제어기에 보내어 카트의 움직임을 조정한다. 브레인 박스에 설치된 GPS 수신기에 의한 카트 위치는 홀(hole) 또는 해저드로부터의 정확한 거리 산출에도 사용된다. 브레인 박스에 포함된 골프장 지도 정보가 입력된 저장 장치는 카트가 들어갈 수 없는 블라인드 존(Blind zone: hazard 또는 green)에 관련된 정보를 제공하며, 진행 벡터를 보완하여 사고를 미연에 방지한다. 저장 장치는 운동 중에 필요한 정보(골프 스코어 등등) 저장에도 사용된다. 터치 스크린은 골프 스코어 입력 및 운행에 관련된 데이터 입력에 사용되고 골프장 지도를 보여주고 홀 또는 해저드까지의 거리를 나타내 준다.

모터 제어기에 연결된 전방 센서는 진행 방향에 있는 장해물을 탐지하여 컨 트롤러에 우선(priority) 시그널을 보내 장해물과의 충돌의 위험을 제거한다. 좌 우 모터의 축 부분에 설치된 좌 우측센서는 가벼운 장해물을 탐지하였을 때 모터의 속도를 제어하여 가벼운 장해물을 부드럽게 넘어가게 하는 기능을 한다.

전동 카트가 블라인드 지역에서 운행되기 위하여는 사용자의 원격 조정이 반드시 필요하도록 한다.

상기한 자동 운행 시스템은 사용자가 티 박스에서 티 어프(tee off)후 카트를 운행 가능한 지역까지 원격조정 하게 되어있으며, 그 이후에는 카트의 움직임에 전혀 신경 쓸 필요 없이 운동에 전념하거나 파트너와 대화를 즐기면서 다음 샷이 필요한 장소까지 걷을 수 있는 장점이 있으며, 만일 사용자가 블라인드 존에 진입 시에는 카트는 운행 가능한 지역 내에서 사용자로 부터 가장 가까운 지점을 찾아 계속 운행하게 된다. 이러한 해저드 설정 방식은 연못 또는 해저드 지역에서의 골프 카트 사고를 미연에 방지하지만 사용자로부터 가장 근접한 거리(4 ~ 5 meter)에 항상 골프 클럽을 운반하고, 실제 목표까지의 거리도 정확히 알려주기 때문에 실제 인간 캐디와 가장 유사한 기능을 담당 할 수 있는 장점이 있다.

그림에서 보여지는 것과 같이 본 발명의 카트 자동 운행 시스템(100)은 크게는 마스터 컨트롤러(300), 브레인 박스(400), 구동장치 (500)로 구성된다.

사용자(골퍼)가 휴대하는 마스터 컨트롤러(300)는 GPS 수신기(310), 입력장치(320), 송신장치(330), 수신장치(340)로 구성된다. GPS 수신기(310)로 수신되는 사용자의 위치 정보는 실시간 브레인 박스(400)에 전달되며, 사용자는 입력장치(320)에 구동장치(500)를 제어하는 명령을 입력하여 송신장치(330)를 통해 구동장치(500)에 송출한다. 마스터 컨트롤러(300)의 수신장치(340)는 필요 또는 상황에 따라 브레인 박스(400)에서 송신되는 신호를 받아 진동 또는 소리로 사용자에게 전달한다.

브레인 박스(400)는 GPS 수신기(410), 수신장치(420), 터치스크린과 같은 입출력장치(440), 저장장치(430), 벡터 산출기(vector generator)(450), 자이로(gyroscope)(460)와 상황분석기(470)를 포함하고 있다. GPS 수신기(410)는 카트의 실시간 위치 정보를 산출하여 벡터 산출기(450)로 보내고, 또, 마스터 컨트롤러(300)로부터 받은 정보 또는 브레인 박스(400)에 설치된 입력장치(440)로 입력된 정보를 벡터 산출기(450)로 보낸다. 벡터 산출기(450)는 자이로(460)로부터 받은 전후좌우 비수평 정보를 받으며, 위와같은 실시간 방향 정보를 받아 카트의 진행 방향과 필요한 진행 거리에 관련된 진행 벡터(vector)를 산출하여 구동장치(500)에 보낸다. 데이터 저장장치(430)는 카트가 진입 할 수 없는 블라인드 존(blind zone)에 관한 정보를 실시간 벡터 산출기(450)(vector generator)에 제공하여 진행 벡터(vector)를 보완 산출한다. 저장장치(430)는 골프운동 중에 필요한 스코어를 비축하는 기능도 담당한다. 그림 2 와 같은 블라인드 존(blind zone)정보는 GPS 매핑(mapping) 작업을 통하여 저장장치(430)에 저장한다.

사용자가 입출력장치(440)을 통하여 카트가 가야 할 지점을 입력 하면 입력된 데이터는 우선권(priority)을 갖고 벡터 산출기(450)를 통하여 운행 벡터가 산 출되고 운행 벡터는 구동장치(500)에 보내진다. 입출력장치(440)는 골프장 지도와 홀 또는 해저드까지의 거리를 보여준다.

구동장치(500)는 모터 제어기(550), 좌측모터(600), 우측모터(700), 배터리(800), 센서부(900)로 구성되며. 센서부(900)는 전방센서(910), 좌측바퀴센서(950) 와 우측바퀴센서(960)로 구성된다.

모터 제어기(550)는 브레인박스(400)에서 보내진 진행 벡터(vector)을 받아 배터리(800)의 전력을 PWM(pulse width modulation) 방식으로 전환하여 좌 우측 모터(600,700)에 전달하여 독립적으로 좌 우측 모터(600,700)의 회전을 각각 제어한다. 전방 센서(910)는 전방의 장해물을 탐지하여 우선(priority) 시그널을 모터 제어기(550)에 보내 진행 벡터(vector)를 보완하여 카트가 장해물을 피하여 진행하도록 도와주며, 좌 우측 센서(950,960)은 바퀴 전방의 가벼운 장해물을 탐지하여 우선(priority) 시그널을 모터 제어기(550)에 보내 진행 벡터(vector)를 보완하여 카트가 부드럽게 운행되도록 도와준다.

도 1은 본 발명의 카트 자동 운행 시스템의 블럭 다이어그램(Block diagram)

도 2는 임의의 홀에 있어서의 블라인드 존을 제외한 자동 운행 지역 예시도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 자동 운행 시스템

300: 마스터 컨트롤러

310: GPS 수신기

320: 입력장치

330: 송신장치

340: 수신장치

400: 브레인 박스

410: GPS 수신기

420: 수신장치

430: 데이터 저장장치

440: 입출력장치

450: 벡터 산출기(vector generator)

460: 자이로(gyroscope)

470: 상황분석기

430: 저장장치

500: 구동장치

550: 모터 제어기

600: 좌측모터

700: 우측모터

800: 배터리

900: 센서부

910: 전방센서

950: 좌측바퀴센서

960:우측바퀴센서

Claims

삭제
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마스터 컨트롤러와 마스터 컨트롤러의 신호를 받아 진행벡터를 산출하는 브레인 박스와 브레인 박스의 진행 벡터를 받아 제어되는 구동 장치로 구성되고;

마스터 컨트롤러는, 마스터 컨트롤러(골퍼)의 위치를 검출하는 GPS 수신기와, GPS 수신기로 검출된 정보와 원격조정 정보를 송출하는 송신기와, 브레인 박스에서 보내는 경고 신호를 수신하는 수신 장치를 포함하며;

브레인 박스는, 마스터 컨트롤러가 송신하는 정보를 수신하는 수신장치와, 브레인 박스(카트)의 위치를 검출하는 GPS 수신기와, 카트의 전후좌우 비수평을 탐지하는 자이로(gyroscope)와, 마스터 컨트롤러(골퍼)까지의 방향과 거리를 산출하는 벡터 산출기(vector generator)를 포함하고, 벡터 산출기가 산출한 값을 상기 구동장치의 모터 제어기에 보내며, 브레인 박스는 퍼팅 그린과 해저드(hazard)를 포함하는 블라인드 존(blind zone)을 제외한 운행지역을 나타내는 맵 데이터(map data) 저장장치를 포함하고 맵 데이터의 정보를 참고하여 벡터 산출 기가 산출한 진행 벡터로 구동 모터를 제어하게 하고, 구동장치는 전, 좌 및 우방에 설치되어 장애물을 탐지하는 센서를 포함하고 센서가 탐지한 장해물을 피하도록 방향을 제어하면서 모터를 구동시키는 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 골프 카트의 자동 운행 시스템.