KR102247523B1 - 농기계 및 그의 자율 주행 방법 - Google Patents

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Abstract

농기계가 개시된다. 본 농기계는 구동부, 농기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 센서, 자율 주행 경로가 저장된 메모리 및 감지된 농기계의 위치 및 움직임에 기초하여 농기계가 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 구동부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 센서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함하고, 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농기계가 주행하는 중인 동안에 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기초하여 생성된 것이다.

Description

농기계 및 그의 자율 주행 방법 { AGRICULTURAL MACHINERY AND AUTOMATIC DRIVING METHOD THEREOF }
본 발명은 농기계 및 그의 자율 주행 방법에 관한 것으로, 무인으로 이동 가능한 농기계 및 그의 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, 농기계를 무인으로 운용하고 있다. 농기계를 무인으로 운용하기 위해서는, 자율 주행 경로가 필요한데, 자율 주행 경로를 구축하기 위해서는 많은 비용이 요구된다는 문제가 존재하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 이용하여 생성된 자율 주행 경로를 이용하여 자율 주행을 수행할 수 있는 농기게 및 그의 자율 주행 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 농기계는 구동부, 상기 농기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 센서, 자율 주행 경로가 저장된 메모리 및 상기 감지된 농기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농기계가 상기 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 센서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함하고, 상기 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농기계가 주행하는 동안에 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기초하여 생성된 것일 수 있다.
이 경우, 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터는 상기 농기계의 위치, 속도 및 방향각을 포함할 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 기설정된 경로를 농기계가 주행하는 동안, 상기 GNSS 센서를 통해 상기 농기계의 측지 좌표를 획득하고 상기 획득된 측지 좌표를 지역 좌표로 변환하고, 상기 GNSS 센서를 통해 상기 농기계의 방향각을 획득하고, 상기 획득된 방향각에 기초하여 상기 농기계가 이동하는 경로의 형태를 판단하고, 상기 지역 좌표 및 상기 판단된 경로 형태에 기초하여 상기 자율 주행 경로를 생성하고, 상기 생성된 자율 주행 경로를 상기 메모리에 저장할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 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 농기계의 현재 위치와 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 상기 농기계의 현재 위치를 비교하여 상기 GNSS 센서를 통해 획득되는 농기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하고, 상기 판단된 상태에 따라 농기계의 주행을 제어할 수 있다.
여기에서, 상기 프로세서는 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농기계를 정지시킬 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 상기 GNSS 센서에 의해 감지된 상기 농기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 상기 농기계의 속도를 제어할 수 있다.
여기에서, 상기 프로세서는 상기 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 상기 이동 중인 농기계의 속도를 감소시키고, 상기 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 상기 이동 중인 농기계의 속도를 증가시킬 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 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, 상기 획득된 항법해에 기초하여 상기 현재 시간보다 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정하고, 상기 농기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제1 위치까지의 제1 벡터와 상기 농기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출하고, 상기 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농기계의 이동 방향을 제어할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 농기계의 자율 주행 방법은 센서를 이용하여, 상기 농기계의 위치 및 움직임을 감지하는 단계 및 상기 감지된 농기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농기계가 상기 농기계에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 센서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함하고, 상기 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 상기 농기계가 주행하는 동안에 상기 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기초하여 생성된 것일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 무인 농기계의 자율 주행을 위한 자율 주행 경로를 저렴한 GNSS 센서를 이용하여 생성할 수 있어, 가격 경쟁력을 대폭 확보할 수 있고, 기존에 비해 빠른 시간에 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
그리고, 농기계를 자율 주행으로 기동함으로써, 사람이 농기계을 직접 운전하여 농업 관련 작업을 수행하는데 발생할 수 있는 안전 사고를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농기계의 구성을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 자율 주행 경로를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 GNSS 센서의 이상 여부를 판단하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 4 및 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 자율 주행 경로를 갱신하는 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라 농기계의 주행 속도를 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 농기계의 주행 방향을 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 전자 장치에서 제공되는 유저 인터페이스를 설명하기 위한 도면, 그리고
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자율 주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 농기계의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
먼저, 본 발명이 일 실시 예에 따른 농기계(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, 농기계(100)는 본체와 본체의 전방 및 후방 각각의 하부에 구비된 바퀴를 포함할 수 있다.
한편, 농기계(100)는 인간이 탑승하지 않더라도, 미리 설정된 경로를 따라 자율적으로 이동이 가능한 무인 농기계로 구현될 수 있으며, 이를 위해, 농기계(100)는 도 1a와 같이 구동부(110), 센서(120), 메모리(130) 및 프로세서(140)를 포함할 수 있다.
구동부(110)는 농기계(100)의 주행을 제어하기 위한 구성이다. 예를 들어, 구동부(110)는 엑셀레이터 액추에이터를 통해 농기계(100)에 마련된 바퀴의 회전 속도를 증가시키고, 브레이크 액추에이터를 통해 농기계(100)에 마련된 바퀴의 회전 속도를 감소시키거나 바퀴를 정지시키고, 조향각 제어 액추에이터를 통해 농기계(100)에 마련된 바퀴의 회전축을 회전시켜, 농기계(100)를 좌측 또는 우측 방향으로 회전시킬 수 있다.
센서(120)는 농기계(100)의 위치 및 움직임을 감지한다.
이를 위해, 센서(120)는 도 1b에 도시된 바와 같이 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서(121) 및 구동체 센서(122)를 포함할 수 있다.
GNSS 센서(121)(또는, GNSS 수신기)는 위성을 이용하여 농기계(100)의 위치, 속도, 방향각 등을 측정할 수 있다. 여기에서, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(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 의미하며, 미국의 위성위치 측정시스템(GPS : Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System), 유럽의 GALILEO(Europian Satellite Navigation System) 및 중국의 Beidou(北斗, Compass) 등의 위성을 이용하는 다양한 위치 측정 시스템을 통합한 명칭이다.
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 일 실시 예에 따르면, GNSS 센서(121)는 단일 주파수 기반의 저가형 GNSS 센서로 구현될 수 있다.
즉, 농기계의 경우, 드론(drone), 비행체, 선박 등에 비해 상대적으로 저속으로 이동한다는 점에서, 단일 주파수만으로도 충분히 정확한 위치가 측정될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 단일 주파수 기반의 GNSS 센서를 이용한다는 점에서, 2개 이상의 주파수를 이용하는 센서보다 저렴하게 농기계(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.
구동체 센서(122)는 농기계(100)의 속도, 방향각 등을 측정할 수 있다. 이를 위해, 구동체 센서(122)는 농기계(100)의 방향각을 측정하기 위한 조향각 센서 및 농기계(100)의 속도를 측정하기 위한 속도 센서 등을 포함할 수 있다.
메모리(130)는 자율 주행 경로가 저장된다. 이 경우, 농기계(100)는 사람에 의하지 않고, 무인으로 자율 주행 경로에 따라 자율적으로 주행할 수 있다.
여기에서, 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농기계(100)가 주행하는 동안에, GNSS 센서(120)에서 획득된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다.
예를 들어, 자율 주행 경로는 농기계(100)가 앞으로 주행할 경로(가령, 경작지, 험로, 도로 등의 경로)를 미리 주행하고, 주행 중에 GNSS 센서(120)로부터 획득된 농기계(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 1b에 도시된, 경로 생성 모듈(141) 및 움직임 제어 모듈(142) 등을 저장할 수 있다. 한편, 도 1b에서는 모듈들을 개별적으로 도시하였으나, 적어도 2 개의 모듈들이 조합되어 구현될 수도 있음은 물론이다.
프로세서(140)는 농기계(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 프로세서(140)는 농기계(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 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 농기계(100)가 주행하는 동안, GNSS 센서(121)를 통해 농기계(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 농기계(100)의 방향각을 획득하고, 획득된 방향각에 기초하여 농기계(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 농기계(100)의 방향각을 현재 시간보다 특정한 시간 이전에 획득한 농기계(100)의 방향각과 비교하여, 농기계(100)가 진행하는 경로가 회전 경로에 해당하는지 또는 직선 경로에 해당하는지를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 현재 농기계(100)의 방향각과 특정한 시간 이전에 획득한 농기계(100)의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 이상이면 농기계(100)가 진행하는 경로가 회전 경로에 해당하는 것으로 판단하고, 현재 농기계(100)의 방향각과 특정한 시간 이전에 획득한 농기계(100)의 방향각 사이의 차이가 기설정된 값 미만이면, 농기계(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 waypoints를 설정하고, waypoints 별로 지역 좌표 및 경로 벡터를 맵핑하여 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
먼저, 도 2를 참조하여 waypoints를 설정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
예를 들어, 도 2의 (a)와 같이, 농기계(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 waypoints로 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 waypoints에 지역 좌표를 맵핑하고, 시작점에서 끝점을 향하는 경로 벡터를 시작점의 waypoint에 맵핑하여, 직선 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 곡선 경로에 포함된 지점에 대해서는, 곡선 경로에 포함된 지점들을 waypoints로 설정할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 waypoints에 지역 좌표를 맵핑하고, 각 지점에서 다음 지점을 향하는 경로 벡터를 각 지점의 waypoint에 맵핑하여, 곡선 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
예를 들어, 도 2의 (a)에서, 농기계(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 waypoints로 설정하고, 지역 좌표 (x1,y1,h1)를 waypoint 1(즉, 지점 211)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x3,y3,h3)를 waypoint 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, waypoint 1에서 waypoint 2를 잇는 벡터(221)를 waypoint 1(즉, 지점 211)에 맵핑하여, 농기계(100)가 지점 211 → 지점 212 → 지점 213을 따라 이동한 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
또한, 도 2의 (a)에서, 농기계(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 waypoints로 설정하고, 지역 좌표 (x3,y3,h3)를 waypoint 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x4,y4,h4)를 waypoint 3(즉, 지점 214)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x5,y5,h5)를 waypoint 4(즉, 지점 215)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x6,y6,h6)를 waypoint 5(즉, 지점 216)에 맵핑하고, waypoint 2에서 waypoint 3을 잇는 벡터(222)를 waypoint 2(즉, 지점 213)에 맵핑하고, waypoint 3에서 waypoint 4를 잇는 벡터(223)를 waypoint 3(즉, 지점 214)에 맵핑하고, waypoint 4에서 waypoint 5를 잇는 벡터(224)를 waypoint 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, 농기계(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 waypoints로 설정하고, 지역 좌표 (x6,y6,h6)를 waypoint 5(즉, 지점 216)에 맵핑하고, 지역 좌표 (x9,y9,h9)를 waypoint 6(즉, 지점 219)에 맵핑하고, waypoint 5에서 waypoint 6을 잇는 벡터(225)를 waypoint 5(즉, 지점 216)에 맵핑하여, 농기계(100)가 지점 216 → 지점 217 → 지점 218 → 지점 219를 따라 이동한 경로에 대한 자율 주행 경로를 생성할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 자율 주행을 위해, 경로 및 해당 경로 주변을 포함하는 지도 전체를 저장하는 것이 아니라, 농기계(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 일 실시 예에 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 농기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 센서(120)를 통해 감지된 농기계(100)의 위치 및 움직임에 기초하여 농기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)의 이상 여부에 대해 판단하고, 그에 따라, 농기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 GNSS 센서(121)의 이상 여부에 대해 판단하는 방법에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)의 품질을 판단하기 위한 인자와 기설정된 기준값을 비교한다(S310).
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, 프로세서(140)는 품질 판단 인자가 기설정된 기준값을 만족하지 않는 경우(S320-N), 현재 위치 상태가 불량한 것으로 판단할 수 있다(S330). 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 농기계(100)의 주행의 제어에 이용하지 않으며, 농기계(100)가 주행 중인 경우에는 농기계(100)의 주행을 멈추도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 바퀴의 구동을 중단시키기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 구동부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 구동부(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 농기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 현재 시간보다 특정한 시간 이전의 항법해(navigation solution)를 통해 농기계(100)의 현재 위치를 예측한다(S250).
즉, 프로세서(140)는 현재 시간보다 특정한 시간 이전에 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터를 이용하여, 해당 시간으로부터 특정한 시간 이후에서의 농기계(100)의 위치 즉, 현재 시간에서의 농기계(100)의 위치를 예측할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 이전 시간에서 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농기계(100)의 이전 시간에서의 위치, 이전 시간에서의 속도, 이전 시간에서의 방향각과, 이전 시간과 현재 시간 사이의 시간 차이를 이용하여, 현재 시간에서의 농기계(100)의 위치를 예측할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농기계(100)가 이전 시간에서의 위치부터 이전 시간에서의 방향을 따라 이전 시간에서의 속도로 시간 차이 동안 이동한 경우, 현재 시간에 농기계(100)가 도달할 위치를 현재 시간에서의 농기계(100)의 위치로 예측할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 GNSS 기반으로 현재 농기계(100)의 위치를 측정할 수 있다(S360). 즉, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 농기계(100)의 현재 위치를 획득할 수 있다.
이후, 프로세서(140)는 예측된 농기계(100)의 현재 위치와 GNSS 센서(121)를 통해 획득한 농기계(100)의 현재 위치를 비교하여, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한 상태인지를 판단할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 예측된 농기계(100)의 현재 위치와 GNSS 센서(121)를 통해 획득한 농기계(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 농기계(100)의 위치가 불량한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농기계(100)의 위치가 불량한 것으로 판단된 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)로부터 획득되는 위치 관련 정보를 농기계(100)의 주행의 제어에 이용하지 않으며, 농기계(100)가 주행 중인 경우에는 농기계(100)의 주행을 멈추도록 구동부(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 농기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단할 수 있다.
이 경우, GNSS 센서(121)에서 측정되는 농기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단된 경우, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에서 측정되는 위치 관련 데이터를 이용하여 농기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 주변 환경에 따라 GNSS 센서(121)에서 농기계(100)의 위치와 관련하여 부정확한 데이터가 측정될 수 있다는 점에서, 농기계(100)의 주행을 제어할 때, GNSS 센서(121)에서 획득되는 데이터의 이상 여부를 판단하고, 그 결과에 따라 농기계(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 농기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농기계(100)가 자율 주행 경로에서 이탈한 경우, 주변에 존재하는 복수의 waypoints 중에서 어떠한 waypoint가 농기계(100)가 주행하여야 할 목표 지점에 해당하는지를 결정하고, 결정된 waypoint에 기초하여 자율 주행 경로를 갱신할 수 있다. 그리고, 프로세서(140)는 갱신된 자율 주행 경로를 따라 농기계(100)가 주행하도록 제어할 수 있다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한 상태인지를 판단할 수 있다(S410). 이에 대해서는, 도 3과 함께 구체적으로 설명한 바 있다.
이후, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한 경우, GNSS 센서(121)를 통해 농기계(100)의 현재 위치를 획득할 수 있다(S420).
그리고, 프로세서(140)는 농기계(100)의 현재 위치 및 자율 주행 경로에 기초하여, 농기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈하였는지 여부를 판단할 수 있다(S430).
구체적으로, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농기계(100)의 현재 위치를, waypoints의 위치 및 경로 벡터에 따라 waypoints 사이에서 정의되는 위치와 비교하여, 농기계(100)의 현재 위치가 해당 위치들에 포함되지 않거나, 해당 위치들로부터 기설정된 거리 이상 떨어진 경우, 농기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈한 것으로 판단할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 농기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈한 것으로 판단된 경우(S430-Y), 농기계(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 waypoint를 현재 경로를 이탈한 농기계(100)가 이동해야할 새로운 waypoint로 설정하여, 자율 주행 경로를 갱신할 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이, 농기계(100)가 자율 주행 경로를 이탈하여, 지점 510에 현재 위치하고, 농기계(100)의 현재 위치(510) 주변에 3 개의 waypoints(520, 530, 540)이 존재하는 것으로 가정한다.
이 경우, 프로세서(140)는 농기계(100)의 현재 위치(510)을 시작점으로 하여 waypoint 1(520)에서 waypoint 2(530)까지의 경로 벡터(550)에 수직한 수직선(570) 및 농기계(100)의 현재 위치(510)을 시작점으로 하여 waypoint 2(530)에서 waypoint 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 waypoint 2(530)를 농기계(100)가 현재 위치(510)에서 이동해야할 waypoint로 설정하고, 현재 위치(510)에서 waypoint 2(530)을 향하는 경로 벡터(590)를 현재 위치(510)에 대한 위치에 맵핑하여, 자율 주행 경로를 현재 위치(510) → waypoint 2(530) → waypoint 3(540)으로 갱신할 수 있다.
한편, 프로세서(140)는 농기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 구동부(110)를 제어할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 농기계(100)가 자율 주행 경로를 따라 이동할 때, 농기계(100)가 자율 주행 경로에서 벗어나지 않고, 일정한 운용 속도로 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 구동부(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, 구동부(110)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 구동부(110)로 출력할 수 있다. 이에 따라, 구동부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 엑셀레이터 액추에이터, 브레이크 액추에이터 및 조향각 제어 액추에이터를 구동하여, 농기계(100)의 주행을 제어할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 농기계(100)의 주행 속도를 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 도 3에 도시된 방법에 따라 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다(S610).
그리고, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 농기계(100)의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면(S620-N), 이동 중인 농기계(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 구동부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 구동부(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 농기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단되면(S620-Y), GNSS 센서(121)에 의해 감지된 농기계(100)의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 농기계(100)의 속도를 제어할 수 있다.
이 경우,프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에 의해 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 이동 중인 농기계(100)의 속도를 감소시키고, GNSS 센서(121)에 의해 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 이동 중인 농기계(100)의 속도를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)에 의해 감지된 농기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이를 산출할 수 있다(S640).
그리고, 프로세서(140)는 농기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이에 기초하여 농기계(100)의 속도를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 농기계(100)의 현재 속도와 기설정된 운용 속도 간의 차이가 기설정된 기준값을 초과하는지 여부를 판단할 수 있다(S650).
이때, 프로세서(140)는 농기계(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 농기계(100)의 속도가 기설정된 운용 속도가 되기 위해, 현재 속도에서 감소되어야 하는 속도를 판단하고, 판단된 속도만큼 농기계(100)의 속도를 감소시키기 위한 제어 신호를 생성하여 구동부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 구동부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 브레이크 액추에이터를 구동하여 바퀴의 속도를 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 농기계(100)는 기설정된 운용 속도로 주행할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 농기계(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 농기계(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 농기계(100)의 속도가 기설정된 운용 속도가 되기 위해, 현재 속도에서 증가되어야 하는 속도를 판단하고, 판단된 속도만큼 농기계(100)의 속도를 증가시키기 위한 제어 신호를 생성하여 구동부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 구동부(110)는 프로세서(140)로부터 제공받은 제어 신호에 따라 엑셀레이터 액추에이터를 구동하여, 바퀴의 속도를 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 농기계(100)는 기설정된 운용 속도로 주행할 수 있게 된다.
한편, 프로세서(140)는 농기계(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, 농기계(100)가 기설정된 운용 속도로 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 농기계(100)의 주행 방향을 제어하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우, 프로세서(140)는 도 3에 도시된 방법에 따라 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한지 여부를 판단할 수 있다.
*그리고, 프로세서(140)는 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 항법해를 획득한다(S710). 구체적으로, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 농기계(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 있다(S720).
즉, 프로세서(140)는 현재 시간에 GNSS 센서(121)를 통해 획득된 데이터를 이용하여, 현재 시간으로부터 특정한 시간 이후에 농기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치를 추정할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 농기계(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 농기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치로 추정할 수 있다.
또한, 프로세서(140)는 획득된 항법해에 기초하여 현재 시간을 기준으로 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정할 수 있다(S730).
구체적으로, 프로세서(140)는 농기계(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 농기계(100)가 특정한 시간 이후에 주행할 위치로 추정할 수 있다.
그리고, 프로세서(140)는 농기계(100)의 현재 위치를 기준으로 제1 위치까지의 제1 벡터와 농기계(100)의 현재 위치를 기준으로 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출할 수 있다(S740).
즉, 프로세서(140)는 농기계(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 농기계(100)의 이동 방향을 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(140)는 Steering Dynamic Model을 이용하여, 산출된 방향각만큼 농기계(100)의 주행 방향이 변경되기 위하여, 바퀴의 회전축이 회전하여야 하는 조향각을 산출할 수 있다(S450).
그리고, 프로세서(140)는 산출된 조향각에 기초하여 조향각 제어 액추에이터를 구동할 수 있다.
즉, 프로세서(140)는 바퀴의 회전축을 산출된 조향각만큼 회전시키기 위한 제어 신호를 생성하여 구동부(110)로 제공할 수 있다. 이 경우, 구동부(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, 농기계(100)는 자율 주행 경로를 벗어나지 않고, 자율 주행 경로를 따라 주행할 수 있게 된다.
한편, 전술한 예에서, 농기계(100)의 주행을 제어하기 위해, 프로세서(140)는 구동체 센서(122)에서 획득되는 데이터 가령, 농기계(100)의 속도 및 방향각 등을 이용할 수도 있다.
또한, 전술한 예에서, 프로세서(140)는 갱신된 자율 주행 경로를 이용하여, 특정한 시간 이후에 농기계(100)가 자율 주행 경로 상에서 주행할 위치를 추정할 수 있다.
또한, 전술한 예에서는, 프로세서(140)가 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한 경우를 판단하고, 그에 따라, 농기계(100)의 주행 속도 및 주행 방향을 제어하는 것으로 설명하였으나, 실시 예에 따라, GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 농기계(100)의 위치가 양호한지에 대한 판단 없이 GNSS 센서(121)를 통해 획득되는 데이터를 이용하여 농기계(100)의 주행 속도 및 주행 방향을 제어할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 1b을 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 농기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함하는 측위해에 정보 및 농기계(100)의 주행/운용 상황에 대한 정보(가령, 농기계(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 농기계(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, 농기계 IoT(Internet of Things) 서버)는 사용자나 관리자가 농기계(100)의 운용과 관련된 정보를 확인할 수 있는 IoT 기반의 플랫폼으로, 농기계(100)로부터 제공받은 정보를 포함하는 농기계(100)의 운용과 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다.
그리고, 서버(200)는 농기계(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, 농기계(100)의 위치, 속도 및 방향각 등을 포함하는 측위해에 정보 및 농기계(100)의 주행/운용 상황에 대한 정보 등을 전자 장치(300)로 전송할 수 있다.
전자 장치(300)는 농기계(100)를 제어하기 위한 기능을 수행할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(300)는 농기계(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, 도 8과 같이, 전자 장치(300)는 농기계(100)를 제어하기 위한 유저 인터페이스(800)를 전자 장치(300)에 마련된 디스플레이에 표시할 수 있다.
이 경우, 유저 인터페이스(800)에는 서버(200)로부터 제공받은 농기계(100)의 현재 운용 상황을 나타내는 정보(가령, 도 8의 810, 820, 830, 840)가 표시될 수 있고, 또한, 농기계(100)를 제어하기 위한 사용자 명령을 입력받는 GUI(Graphical User Interface)(가령, 도 8의 850)가 표시될 수 있다.
이에 따라, 전자 장치(300)는 GUI(850)가 선택되면, 선택된 GUI에 따라 농기계(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 정보를 서버(200)를 통해 농기계(100)로 전송할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 서버(200)로부터 수신된 제어 정보에 따라 농기계(100)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(140)는 농기계(100)의 주행 시작을 위한 제어 정보가 수신되면, 농기계(100)가 주행을 시작하도록 하는 제어 명령을 구동부(110)로 제공할 수 있고, 구동부(110)는 제어 명령에 따라 엑셀레이터 액추에이터를 제어하여 바퀴를 구동시킬 수 있다.
이와 같이, 사용자는 전자 장치(300)를 통해, 농기계(100)의 각종 운용 상황을 모니터링하고, 농기계(100)의 각종 동작을 제어할 수 있다.
한편, 전자 장치(300)는 사용자 명령에 따라 펌웨어 업데이트에 대한 정보를 서버(200)를 통해 농기계(100)로 전송할 수 있다.
이 경우, 프로세서(140)는 서버(200)로부터 수신된 펌웨어 업데이트에 대한 정보에 따라 농기계(100)의 펌웨어에 대한 업데이트를 진행할 수 있다.
이와 같이, 관리자는 전자 장치(300)를 통해 농기계(100)의 각종 운용 상황을 모니터링하여 농기계(100)에 기술 이상 여부를 확인하고, 이상이 있는 경우 전자 장치(300)를 통해 농기계(100)의 펌웨어에 대한 업데이트를 진행할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 농기계의 자율 주행 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 센서를 이용하여, 농기계의 위치 및 움직임을 감지한다(S910).
그리고, 감지된 농기계의 위치 및 움직임에 기초하여 농기계가 농기계에 저장된 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 제어한다(S920).
여기에서 센서는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함할 수 있다.
그리고, 자율 주행 경로는 기설정된 경로를 농기계가 주행하는 동안에 GNSS 센서에서 획득된 데이터에 기초하여 생성될 수 있다.
여기에서, GNSS 센서에서 획득된 데이터는 농기계의 위치, 속도 및 방향각을 포함할 수 있다.
한편, 기설정된 경로를 농기계가 주행하는 동안, GNSS 센서를 통해 농기계의 측지 좌표를 획득하고 획득된 측지 좌표를 지역 좌표로 변환하고, GNSS 센서를 통해 농기계의 방향각을 획득하고, 획득된 방향각에 기초하여 농기계가 이동하는 경로의 형태를 판단하고, 지역 좌표 및 판단된 경로 형태에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하고, 생성된 자율 주행 경로를 농기계에 저장할 수 있다.
한편, S920 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 농기계의 현재 위치와 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 현재 위치를 비교하여 GNSS 센서를 통해 획득되는 농기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하고, 판단된 상태에 따라 농기계의 주행을 제어할 수 있다.
이 경우, GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농기계를 정지시킬 수 있다.
또한, GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, GNSS 센서에 의해 감지된 농기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 농기계의 속도를 제어할 수 있다.
구체적으로, 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 이동 중인 농기계의 속도를 감소시키고, 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 이동 중인 농기계의 속도를 증가시킬 수 있다.
*한편, S920 단계는 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 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, 농기계의 현재 위치를 기준으로 제1 위치까지의 제1 벡터와 농기계의 현재 위치를 기준으로 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 방향각 차이를 산출하고, 산출된 방향각 차이에 기초하여 이동 중인 농기계의 이동 방향을 제어할 수 있다.
한편, 이와 관련하여 농기계의 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.
100 : 농기계 110 : 구동부
120 : 센서 130 : 메모리
140 : 프로세서

Claims (10)

  1. 농기계에 있어서,
    상기 농기계의 주행을 제어하는 구동부;
    GNSS(Global Navigation Satellite System) 센서를 포함하고, 상기 농기계의 위치 및 움직임을 감지하기 위한 센서;
    메모리; 및
    상기 농기계가 주행하는 동안, 상기 GNSS 센서를 통해 상기 농기계의 좌표를 획득하고, 상기 GNSS 센서를 통해 상기 농기계의 방향각을 획득하고, 상기 획득된 방향각에 기초하여 상기 농기계가 이동하는 경로의 형태를 판단하고, 상기 좌표 및 상기 판단된 경로 형태에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하고, 상기 생성된 자율 주행 경로를 상기 메모리에 저장하는 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    현재 시간 이전의 방향각 및 현재 시간의 방향각을 획득하고, 상기 현재 시간 이전의 방향각 및 상기 현재 시간의 방향각 사이의 차이가 기 설정된 값 이상이면 상기 자율 주행 경로의 두 지점 사이의 현재 경로가 회전 경로인 것으로 판단하고, 기 설정된 값 미만이면 상기 자율 주행 경로의 상기 두 지점 사이의 현재 경로가 직선 경로인 것으로 판단하고, 상기 판단된 직선 경로 또는 상기 판단된 회전 경로에 기초하여 웨이포인트를 설정하고, 웨이포인트 별로 좌표 및 경로 백터를 맵핑하여 상기 자율 주행 경로를 생성하고,
    상기 프로세서는,
    직선 경로로 판단된 경로에 대해서는 직선 경로의 시작 지점과 끝 지점을 웨이포인트로 설정하고, 상기 시작 지점에서 상기 끝 지점을 향하는 경로 벡터를 상기 시작 지점에 대응하는 웨이포인트에 매핑하며, 곡선 경로로 판단된 경로에 대해서는 곡선 경로 내의 포함된 모든 지점을 웨이포인트로 설정하고, 각 지점에서 다음 지점으로 향하는 경로 벡터를 각 지점의 웨이포인트에 매핑하여 상기 자율 주행 경로를 생성하는 농기계.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 GNSS 센서를 통해 상기 농기계의 측지 좌표를 획득하고 상기 획득된 측지 좌표를 지역 좌표로 변환하고, 상기 지역 좌표 및 상기 판단된 경로 형태에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하는 농기계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지된 농기계의 위치 및 움직임에 기초하여 상기 농기계가 상기 자율 주행 경로를 따라 주행하도록 상기 구동부를 제어하는 농기계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    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 농기계의 현재 위치와 상기 GNSS 센서를 통해 획득된 상기 농기계의 현재 위치를 비교하여 상기 GNSS 센서를 통해 획득되는 농기계의 위치가 양호한 상태인지를 판단하고, 상기 판단된 상태에 따라 농기계의 주행을 제어하는, 농기계.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호하지 않은 것으로 판단되면, 이동 중인 농기계를 정지시키는, 농기계.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 위치가 양호한 것으로 판단되면, 상기 GNSS 센서에 의해 감지된 상기 농기계의 속도를 기설정된 운용 속도와 비교하여 상기 농기계의 속도를 제어하는, 농기계.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 감지된 속도가 기설정된 운용 속도를 초과하는 경우, 상기 이동 중인 농기계의 속도를 감소시키고, 상기 감지된 속도가 기설정된 운용 속도 미만인 경우, 상기 이동 중인 농기계의 속도를 증가시키는, 농기계.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 GNSS 센서를 통해 획득된 농기계의 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, 상기 획득된 항법해에 기초하여 상기 현재 시간보다 특정 시간 이후의 제2 위치를 추정하고, 상기 농기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제1 위치까지의 제1 벡터와 상기 농기계의 현재 위치를 기준으로 상기 제2 위치까지의 제2 벡터 사이의 각도 차이를 산출하고, 상기 산출된 각도 차이에 기초하여 이동 중인 농기계의 이동 방향을 제어하는, 농기계.
  10. 농기계의 자율 주행 방법에 있어서,
    상기 농기계가 주행하는 동안, GNSS 센서(Global Navigation Satellite System)를 이용하여 상기 농기계의 좌표 및 방향각을 감지하는 단계;
    상기 GNSS 센서를 통해 감지된 상기 방향각에 기초하여 상기 농기계가 이동하는 경로의 형태를 판단하고, 상기 좌표 및 상기 판단된 경로 형태에 기초하여 자율 주행 경로를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 자율 주행 경로를 메모리에 저장하는 단계;를 포함하고,
    상기 자율 주행 경로를 생성하는 단계는,
    현재 시간 이전의 방향각 및 현재 시간의 방향각을 획득하고, 상기 현재 시간 이전의 방향각 및 상기 현재 시간의 방향각 사이의 차이가 기 설정된 값 이상이면 상기 자율 주행 경로의 두 지점 사이의 현재 경로가 회전 경로인 것으로 판단하고, 기 설정된 값 미만이면 상기 자율 주행 경로의 상기 두 지점 사이의 현재 경로가 직선 경로인 것으로 판단하고, 상기 판단된 직선 경로 또는 상기 판단된 회전 경로에 기초하여 웨이포인트를 설정하여 상기 자율 주행 경로를 생성하고,
    상기 자율 주행 경로를 생성하는 단계는,
    직선 경로로 판단된 경로에 대해서는 직선 경로의 시작 지점과 끝 지점을 웨이포인트로 설정하고, 상기 시작 지점에서 상기 끝 지점을 향하는 경로 벡터를 상기 시작 지점에 대응하는 웨이포인트에 매핑하며, 곡선 경로로 판단된 경로에 대해서는 곡선 경로 내의 포함된 모든 지점을 웨이포인트로 설정하고, 각 지점에서 다음 지점으로 향하는 경로 벡터를 각 지점의 웨이포인트에 매핑하여 상기 자율 주행 경로를 생성하는 자율 주행 방법.
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