KR102506780B1 - 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 관한 것으로서, 바디부; 상기 바디부에 대해 이동 가능하도록 구비되는 주행부; 상기 바디부 상에 설치되고, 상기 주행부의 움직임과 연동하여 약액 분사에 의한 방제작업을 수행하는 방제부; 상기 바디부 상에 설치되고, 카메라를 통해 설치된 라인 표식을 인지하는 경로인지부; 상기 바디부 상에 설치되고, 방제기의 전체적인 제어를 수행하되 상기 경로인지부로부터 전송되는 라인 표식 인지신호에 따라 상기 주행부와 방제부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자가 지정한 색상을 가진 라인을 인식하여 자율 주행하면서 방제를 실시할 수 있고, 소형으로 제작하여 좁은 경작지에서도 방제 작업을 실시할 수 있으며, 저비용의 양산 가능한 방제기를 제공함으로써 농촌의 일손 부족 문제를 해소할 수 있으면서 농약 살포에 따른 중독 문제를 해소할 수 있고 농업기계의 보급률을 증대시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

Description

사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기{User Designating Line Tracking Autonomous Driving Sprayer}
본 발명은 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소형으로 제작하여 좁은 경작지에서도 유용하게 방제 작업을 실시하도록 함과 더불어 저비용의 양산 가능한 무인 방제기를 제안하며, 특히 머신러닝 카메라를 이용하여 사용자가 선택한 특정 색상을 학습하도록 하고 농약을 살포하는 동안 지정한 색상을 가진 라인을 카메라로 인식하여 정해진 경로를 자율 주행하도록 하며 정해진 표식을 따라 방제작업을 실시할 수 있도록 한 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 관한 것이다.
최근 통계에 따르면 2014년에서 2018년 사이 농가 인구수는 275만 명에서 231만 명으로 감소하는 추세이고, 65세 이상의 기준으로 집계된 고령화율도 39.1%에서 44.7%로 감소되고 있어 농촌의 인력난 심화가 가중되고 있다.
이와 더불어, 한국소비자의 2009년 조사 결과, 2003년 290명에서 2007년 415명으로 불의의 농약중독에 의한 사망자수가 69.9% 증가하고 있다.
또한, 2010년에서 2016년까지 밭 농업기계의 기계화율이 50%대에 머물러 있고, 특히 너무 높은 농업기계 값으로 인해 이를 확보하기 위한 농가에서는 큰 부담이 되고 있는 실정에 있다.
부연하여, 기존 방제용 농기계 중에서 스피드스프레이어기(SS기)가 사용되고 있는데, 이는 대형화된 크기로 인해 시설재배지에서의 방제작업용으로 사용하기에 어려움이 있었다.
또한, 기존 방제용 시스템 중에서 승강식 자동방제장치, 즉 겐트리 로봇 형식의 경우 대형화된 시설재배지에서만 사용할 수 있는 한계가 있으며, 기존 자율주행 방제시스템 중에서 GPS/RTK모듈이나 이동통신모듈을 사용하는 경우에는 광범위한 경작지에서만 사용하는 등 한계가 있었다.
이에 따라, 농촌의 일손 감소 등 인력난 심화를 해소함은 물론 농약중독 발생 건을 줄일 수 있도록 하며, 적은 비용으로 양산이 가능한 농업기계의 개발이 요구되고 있다.
특히, 기계 값에 대한 농가의 부담을 덜어줄 수 있으면서 좁은 경작지에 진입하여 사용할 수 있는 기계의 개발이 요구되는 실정에 있다.
한편, 종래 선행기술을 살펴보았을 때, 국내등록특허 제10-1965774호에서는 "경작지 지면에 위치하는 이동선에 적외선을 방출하고 반사되는 적외선의 강도에 따라 경로를 주행하면서 농약을 살포하는 무인주행 농약살포장치"를 개시하고 있다.
또한, 국내등록특허 제10-1861778호에서는 "농약살포장치가 이동하면서 분사노즐을 통해 농약을 작물에 살포하고 분무상태로 비산되는 농약으로부터 작업자 건강을 보호하고 작물에 대한 농약 살포를 리모컨을 통해 반자동화하며 울통불퉁한 지면을 따라 반복적으로 이동되는 궤도식 벨트의 장력을 수시로 용이하게 조정할 수 있도록 한 주행 가능한 농약 살포장치"를 개시하고 있다.
또한, 국내등록특허 제10-1941187호에서는 "주행장치의 전후 좌우 상하 방향의 영상을 획득하는 카메라부와, 원격조정신호를 전달받는 주행장치 제어부와, 전후 좌우 상하 방향의 물체를 감지하는 센서부와, 원격조정 신호를 전달하는 운전자조정부와, 운전자가 차량의 상태를 파악할 수 있도록 화면에 표시하는 디스플레이부와, 운전자 조정부로부터 작업구동신호를 통해 구동하는 작업구동부를 포함하는 원격조정을 통한 농약살포 주행장치"를 개시하고 있다.
하지만, 상기한 종래 선행기술들은 사용자 정의를 통해 지정하여 라인을 추적함으로써 경로를 따라 자율 주행하면서 농약을 살포하는 본 발명과는 기술적 구성 및 구동원리에 있어 차이가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1965774호 대한민국 등록특허공보 제10-1861778호 대한민국 등록특허공보 제10-1941187호
본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 머신러닝 카메라를 이용하여 사용자가 선택한 특정 색상을 학습하도록 하고 농약을 살포하는 동안 지정한 색상을 가진 라인을 카메라로 인식하여 정해진 경로를 자율 주행하도록 하며 정해진 표식을 따라 방제작업을 실시할 수 있도록 한 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 소형으로 제작하여 좁은 경작지에서도 유용하게 방제 작업을 실시할 수 있도록 한 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 저비용의 양산 가능한 무인 방제기로 사용하는 등 자율 주행 방제기를 통해 농촌의 일손 부족 문제를 해소할 수 있도록 하고 농약 살포에 따른 중독 문제를 해소할 수 있도록 한 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기는, 바디부; 상기 바디부에 대해 이동 가능하도록 구비되는 주행부; 상기 바디부 상에 설치되고, 상기 주행부의 움직임과 연동하여 약액 분사에 의한 방제작업을 수행하는 방제부; 상기 바디부 상에 설치되고, 카메라를 통해 설치된 라인 표식을 인지하는 경로인지부; 상기 바디부 상에 설치되고, 방제기의 전체적인 제어를 수행하되 상기 경로인지부로부터 전송되는 라인 표식 인지신호에 따라 상기 주행부와 방제부를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 바디부는, 상기 주행부, 방제부, 경로인지부, 제어부를 안정적으로 설치하면서 용이한 사용이 가능하도록 프레임 구조체로 이루어질 수 있다.
여기에서, 상기 바디부는, 알루미늄 프로파일을 이용하여 소형 경량으로 제작 및 용이하게 교체하여 사용 가능하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 방제부는, 상기 바디부 상에 고정 설치되는 약액저장통; 상기 약액저장통에 저장된 약액을 동력을 이용하여 인출하기 위한 동력분무기; 상기 바디부의 후방(後方)에 설치되고, 동력분무기로부터 인출되어 공급되는 약액을 분사하기 위한 것으로서, 하나 이상이 설치되는 방제노즐;을 포함하며, 상기 동력분무기에는 카뷰레터를 구비하되, 서보모터에 의해 카뷰레터를 조절하여 동력분무기의 출력 및 방제유량을 조절하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 방제노즐은, 상기 바디부의 후방(後方) 상단에서 하측 방향으로 수직 배치되는 높이조절 가이드레일을 구비하고, 상기 높이조절 가이드레일 상에서 설치 높이를 조절하여 사용하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 방제노즐은, 다양한 농작물에 대응하여 분사각을 조절해가면서 사용 가능하도록 각도조절기구를 구비하고, 상기 각도조절기구에 장착하여 사용할 수 있다.
여기에서, 상기 경로인지부는, 상기 바디부의 전방에 카메라를 설치하되, 상기 카메라 측 촬영에 의한 영상으로 인식되는 라인 표식을 상기 제어부로 전송하여 정해진 경로를 자율 주행하도록 하며; 상기 카메라는 사용자가 지정한 특정 색상을 학습시킨 머신러닝 카메라로 구비하여 사용자가 지정한 특정 색상의 라인 표식을 따라 자율 주행하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 제어부는, 자율주행모드와 수동모드 및 중립모드의 3가지 모드 중에서 사용자가 모드를 선택하기 위한 모드 변경 스위치; 상기 모드 변경 스위치를 통한 모드 선택시 선택되는 모드 상태를 표시하여 육안 식별을 가능하게 하는 LED 표시등; 상기 모드 변경 스위치를 통해 사용자가 수동모드 선택시 방제기를 조정하기 위한 조이스틱; 상기 방제기의 전체적인 제어를 수행하기 위한 마이크로컨트롤유닛; 상기 주행부의 초기 속도를 조절하기 위한 제1포텐셔미터;를 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 카뷰레터는, 자율주행모드 중 전진 주행시에만 동작하여 약액을 분사함으로써 방제를 수행하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 바디부의 전방(前方)에는 초음파센서를 장착하여 자율 주행시 전방(前方)에 장애물이 있는 경우 장애물을 감지하여 제어부로 장애물 감지신호를 전송함으로써 방제기를 정지 또는 피해 이동시키도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에 제2포텐셔미터를 구비하고, 상기 제2포텐셔미터를 조절함에 의해 서보모터 측 각도를 조절함으로써 동력분무기 측 카뷰레터를 조절하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 머신러닝 카메라를 이용하여 사용자가 선택한 특정 색상을 학습하는 방식이고 농약을 살포하는 동안 사용자가 지정한 색상을 가진 라인을 카메라로 인식하여 정해진 경로를 자율 주행하도록 하며, 이와 더불어 정해진 표식을 따라 자율 주행하면서 방제작업을 실시할 수 있는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소형으로 제작하여 좁은 경작지에서도 유용하게 방제 작업을 실시할 수 있으며, 저비용의 양산 가능한 무인 방제기로 활용하는 등 새로운 방제기를 제공함으로써 농촌의 일손 부족 문제를 해소할 수 있고 농약 살포에 따른 중독 문제를 해소할 수 있으며, 농업기계의 보급률을 증대시킬 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 자율 주행을 위한 라인 표식을 사용자가 직접 지정하여 학습시킬 수 있어 기존에 비해 방제기의 사용에 따른 확장성을 넓힐 수 있고, 기존에 사용되고 있는 농업기계들에 비해 전력 소모가 적고 표식이 되는 라인을 사용자가 이동하기 간편하게 지정할 수 있으며, 경제성을 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 다른 각도에서 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 있어 전기적 제어요소를 갖는 구성을 나타낸 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 있어 제어부를 포함하는 회로 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 있어 자율주행모드시 구동 알고리즘을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 있어 자율주행모드시 진행방향 보정 예시를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
첨부도면 도 1 내지 7은 본 발명에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 설명하기 위해 나타낸 도면들이다.
본 발명의 실시예에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기는 도 1 내지 5에 도시한 바와 같이, 바디부(100), 주행부(200), 방제부(300), 경로인지부(400), 및 제어부(500)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 바디부(100)는 본 발명의 자율주행 방제기를 구성하는 본체가 되는 구성이다.
상기 바디부(100)는 상기 주행부(200), 방제부(300), 경로인지부(400), 및 제어부(500)를 포함하는 구성요소들을 안정적으로 설치하면서 용이한 사용이 가능하도록 하기 위해 프레임 구조체로 이루어질 수 있다.
이를 위해, 상기 바디부(100)는 알루미늄 프로파일로 제작함이 바람직하며, 소형 경량으로 제작 및 용이하게 교체하여 사용 가능하도록 구성할 수 있는데, 도시한 바와 같이, 알루미늄 프로파일을 이용하여 사각형체로 제작할 수 있다.
상기 주행부(200)는 상기 바디부(100)에 대해 이동 가능하도록 구비되는 구성이다.
상기 주행부(200)는 상기 바디부(100)의 하면에 장착되는 구동바퀴(210)와, 상기 바디부(100) 상에 장착되고 상기 구동바퀴(210)에 회전력을 제공하도록 연결되는 구동모터(220)를 포함한다.
여기에서, 상기 구동바퀴(210)는 메인바퀴와 보조바퀴로 이루어질 수 있으며, 상기 구동모터(220)는 구동 효율성을 위해 2개를 사용할 수 있다.
상기 주행부(200)는 상기 경로인지부(400)에서의 경로 인식에 따라 이루어지는 상기 제어부(500)에서의 명령 전달로 주행한다.
상기 방제부(300)는 상기 바디부(100) 상에 설치되고, 상기 주행부(200)의 움직임과 연동하여 약액 분사에 의한 방제작업을 수행하기 위한 구성이다.
상기 방제부(300)는 상기 바디부(100) 상에 고정 설치되는 것으로서, 방제를 위한 농약 등의 약액이 저장되는 약액저장통(310)과, 상기 약액저장통(310)에 저장된 약액을 동력을 이용하여 인출하기 위한 동력분무기(320)를 포함한다.
이와 더불어, 상기 바디부(100)의 후방(後方)에 설치되고, 동력분무기(320)로부터 인출되어 공급되는 약액을 분사하기 위한 방제노즐(330)을 포함한다.
상기 동력분무기(320)에는 카뷰레터(340)를 구비하되, 서보모터(350)에 의해 카뷰레터(340)를 조절하여 동력분무기(320)의 출력 및 방제유량을 조절하도록 구성함이 바람직하다.
상기 방제노즐(330)은 하나 이상이 설치될 수 있는데, 좌우 양측에 위치시켜 2개를 구비함이 바람직하다 할 수 있다.
상기 방제노즐(330)은 상기 바디부(100)의 후방(後方) 상단에서 하측 방향으로 수직 배치되는 높이조절 가이드레일(360)을 구비하고, 상기 높이조절 가이드레일(360) 상에서 설치 높이를 조절하여 사용하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 높이조절 가이드레일(360)에는 상하 길이방향으로 간격 배치되는 고정홀을 형성하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 방제노즐(330)은 다양한 농작물에 대응하여 분사각을 조절해가면서 사용 가능하도록 각도조절기구(370)를 구비하고, 상기 각도조절기구(370)에 장착하여 사용할 수 있다.
상기 각도조절기구(370)에는 상기 높이조절 가이드레일(360)의 고정홀에 끼워 고정 가능하도록 고정돌기를 구비하는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 경로인지부(400)는 상기 바디부(100) 상에 설치되고, 카메라(410)를 이용한 촬영을 통해 설치된 라인 표식을 인지하기 위한 구성이다.
상기 경로인지부(400)는 상기 바디부(100)의 전방에 카메라(410)를 설치하되, 상기 카메라(410) 측 촬영에 의한 영상으로 라인 표식을 인식하는 구성이고, 이렇게 인식되는 라인 표식을 제어부(500)로 전송하여 정해진 경로를 자율 주행 가능하게 한다.
여기에서, 상기 카메라(410)는 사용자가 지정한 특정 색상을 학습시킨 머신러닝 카메라로 구비함으로써 사용자가 지정한 특정 색상의 라인 표식을 따라 자율 주행하도록 구성함이 바람직하다.
예를 들어, 상기 카메라(410)는 머신러닝을 가능하게 하는 학습버튼을 포함하는 구성을 갖게 함으로써 사용자가 지정한 특정 색상의 라인 표식을 학습하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 경로인지부(400)는 머신러닝에 의한 학습을 통해 사용자가 지정한 라인 표식을 인지할 수 있게 하므로 자율 주행을 위한 라인 표식을 사용자가 직접 지정하여 학습시킬 수 있기 때문에 기존에 비해 방제기의 사용에 따른 확장성을 넓힐 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 바디부(100) 상에 설치되고, 방제기의 전체적인 제어를 수행하되 상기 경로인지부(400)로부터 전송되는 라인 표식 인지신호에 따라 상기 주행부(200)와 방제부(300)를 제어하기 위한 구성이다.
상기 제어부(500)는 상기 방제기의 전체적인 제어를 수행하기 위한 마이크로컨트롤유닛(510)과, 상기 방제기 측 자율주행모드와 수동모드 및 중립모드의 3가지 모드 중에서 사용자가 모드를 선택하기 위한 모드 변경 스위치(520)와, 상기 모드 변경 스위치(520)를 통한 모드 선택시 선택되는 모드 상태를 표시하여 육안 식별을 가능하게 하는 LED 표시등(530)을 포함한다.
이와 더불어, 상기 모드 변경 스위치(520)를 통해 사용자가 수동모드 선택시 방제기를 사용자가 직접 조정하기 위한 조이스틱(540)과, 상기 주행부(200)의 초기 속도를 조절하기 위한 제1포텐셔미터(550)와, 상기 방제부(300) 측 서보모터(360)의 각도를 조절하기 위한 제2포텐셔미터(560)를 포함한다.
상기 마이크로컨트롤유닛(510)에서는 방제기의 전체적인 제어를 수행하면서 카메라(410) 등의 입력신호에 따라 주행과 동시에 방제를 수행하도록 제어한다.
상기 모드 변경 스위치(520)를 통해 자율주행모드 선택시 카뷰레터(340)를 제어하여 방제를 수행할 수 있으며, 상기 카뷰레터(340)는 자율주행모드 중 전진 주행시에만 동작하여 방제를 수행하도록 구비된다.
상기 모드 변경 스위치(520)를 통해 자율주행모드 선택시, 제어부(500)에서는 자율 주행을 수행함에 있어 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)를 기준으로 (+)되거나 또는 (-)되는 경우에 따라 조향하고, 이를 루프(loop)로 만들어 주행하며, 주행이 이루어지는 경우 조향과는 별개로 방제부(300)를 작동시켜 방제를 수행한다.
상기 모드 변경 스위치(520)를 통해 수동모드 선택시 조이스틱(540)을 조정하여 제어신호를 제공함으로써 모터드라이버(570)를 구동 및 구동모터(220)를 움직여 주행할 수 있다.
상기 모드 변경 스위치(520)를 통해 중립모드 선택시 제어부(500)에서는 정지상태를 유지한다.
상기 제2포텐셔미터(560)를 조절함에 의해 서보모터(360) 측 각도를 조절할 수 있고, 이에 의해 동력분무기(320) 측 카뷰레터(340)를 조절하도록 구성할 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 주행부(200) 측 구동모터(220)를 구동하기 위한 모터드라이버(570)를 포함한다.
또한, 본 발명에서는 상기 바디부(100)의 전방(前方)에 초음파센서(600)를 장착하는 구성을 포함할 수 있다.
상기 초음파센서(600)를 통해 방제기의 자율 주행시 전방(前方)에 장애물이 있는 경우 장애물을 감지하는 기능을 하며, 이와 같은 장애물 감지시 제어부(500), 즉 마이크로컨트롤유닛(510)으로 장애물 감지신호를 전송함으로써 방제기를 정지하도록 구성할 수 있다. 때로는 장애물 감지시 장애물을 피해 이동하도록 구성할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기에 있어, 자율주행 모드시 수행되는 주행과 방제를 위한 구동원리를 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
사용자가 모드 변경 스위치(520)를 통해 자율주행 모드를 선택시, 마이크로컨트롤유닛(510)에서는 초음파센서(600)로부터 감지신호를 입력받아 방제기의 전방(前方)에 장애물이 있는지 유무를 감지한다.
초음파센서(600)로부터 감지신호를 통해 장애물이 감지되지 않으면, 카메라(410) 인식 유무를 체크한다.
여기에서, 초음파센서(600)로부터 장애물이 감지되면, 바로 정지시킴으로써 방제기의 파손을 방지한다.
카메라(410)가 인식되면, 통신프로토콜을 1차 확인한 후 통신프로토콜 일치여부를 체크하는 2차 확인과정을 수행한다.
마이크로컨트롤유닛(510)에서는 카메라(410) 측 라인 표식에 대한 학습 유무 판단한 후, 학습이 수행되지 않았으면 사용자가 지정한 특정 색상의 라인 표식을 학습시키고, 학습이 수행되었으면 주행부(200)와 방제부(300)를 동시에 제어하여 주행과 방제의 멀티스레딩을 진행한다.
마이크로컨트롤유닛(510)에서는 방제부(300)를 통한 방제 작업시, 제2포텐셔미터(560)의 작동 여부를 판단하고, 제2포텐셔미터(560)의 작동시 서보모터(350)를 작동시켜 동력분무기(320)의 카뷰레터(340)를 조절함으로써 약액 분무를 실시하되 방제노즐(330)을 통해 분사한다.
또한, 마이크로컨트롤유닛(510)에서는 주행부(200)를 통한 자율 주행시, 도 7에 나타낸 바와 같이, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)를 기준으로 (+)되거나 또는 (-)되는 경우에 따라 조향한다.
즉, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)에 대한 보정값의 (+) 또는 (-)를 판단한다.
이때, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)에 대한 보정값이 (+)이면 우회전으로 조향하고, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)에 대한 보정값이 (-)이면 좌회전으로 조향하며, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)에 대한 보정값이 "0"인 경우 라인 표식이 차량의 중심선과 일치하는 것으로 판단하여 직진을 수행토록 한다.
또한, 차량중심선 위치를 기준으로 하여 발생하는 오차(DCT)에 대한 보정값이 "0"이 아닌 경우에는 라인 표식이 차량의 중심선과 불일치하는 것으로 판단하여 초기 단계로 피드백 처리한다.
이에 따라, 상술한 구성 및 자율주행에 의한 구동원리를 갖는 본 발명에 따른 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기를 통해서는 사용자가 지정한 색상을 가진 라인을 인식하여 자율 주행하면서 방제를 실시할 수 있고, 소형으로 제작하여 좁은 경작지에서도 방제 작업을 실시할 수 있으며, 저비용의 양산 가능한 방제기를 제공함으로써 농촌의 일손 부족 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라 농약 살포에 따른 중독 문제를 해소할 수 있고 농업기계의 보급률을 증대시킬 수 있으며, 자율 주행을 위한 라인 표식을 사용자가 직접 지정하여 학습시킬 수 있어 기존에 비해 방제기의 사용에 따른 확장성을 넓힐 수 있고, 기존에 사용되고 있는 농업기계들에 비해 전력 소모가 적고 표식이 되는 라인을 사용자가 이동하기 간편하게 지정할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 바디부 200: 주행부
210: 구동바퀴 220: 구동모터
300: 방제부 310: 약액저장통
320: 동력분무기 330: 방제노즐
340: 카뷰레터 350: 서보모터
360: 높이조절 가이드레일 370: 각도조절기구
400: 경로인지부 410: 카메라
500: 제어부 510: 마이크로컨트롤유닛
520: 모드변경 스위치 530: LED 표시등
540: 조이스틱 550: 제1포텐셔미터
560: 제2포텐셔미터 570: 모터드라이버
600: 초음파센서

Claims (11)

  1. 바디부;
    상기 바디부에 대해 이동 가능하도록 구비되는 주행부;
    상기 바디부 상에 설치되고, 상기 주행부의 움직임과 연동하여 약액 분사에 의한 방제작업을 수행하는 방제부;
    상기 바디부 상에 설치되고, 카메라를 통해 설치된 라인 표식을 인지하는 경로인지부;
    상기 바디부 상에 설치되고, 방제기의 전체적인 제어를 수행하되 상기 경로인지부로부터 전송되는 라인 표식 인지신호에 따라 상기 주행부와 방제부를 제어하는 제어부; 를 포함하며,
    상기 방제부는,
    상기 바디부 상에 고정 설치되는 약액저장통;
    상기 약액저장통에 저장된 약액을 동력을 이용하여 인출하기 위한 동력분무기;
    상기 바디부의 후방(後方)에 설치되고, 동력분무기로부터 인출되어 공급되는 약액을 분사하기 위한 것으로서, 하나 이상이 설치되는 방제노즐; 을 포함하며,
    상기 동력분무기에는 카뷰레터를 구비하되, 서보모터에 의해 카뷰레터를 조절하여 동력분무기의 출력 및 방제유량을 조절하도록 구성하며,
    상기 제어부는,
    자율주행모드와 수동모드 및 중립모드의 3가지 모드 중에서 사용자가 모드를 선택하기 위한 모드 변경 스위치;
    상기 모드 변경 스위치를 통한 모드 선택시 선택되는 모드 상태를 표시하여 육안 식별을 가능하게 하는 LED 표시등;
    상기 모드 변경 스위치를 통해 사용자가 수동모드 선택시 방제기를 조정하기 위한 조이스틱;
    상기 방제기의 전체적인 제어를 수행하기 위한 마이크로컨트롤유닛;
    상기 주행부의 초기 속도를 조절하기 위한 제1포텐셔미터; 를 포함하고,
    서보모터 측 각도를 조절함으로써 동력분무기 측 카뷰레터를 조절하도록 구성되는 제2포텐셔미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부는,
    상기 주행부, 방제부, 경로인지부, 제어부를 안정적으로 설치하면서 용이한 사용이 가능하도록 프레임 구조체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디부는,
    알루미늄 프로파일을 이용하여 소형 경량으로 제작 및 용이하게 교체하여 사용 가능하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 방제노즐은,
    상기 바디부의 후방(後方) 상단에서 하측 방향으로 수직 배치되는 높이조절 가이드레일을 구비하고, 상기 높이조절 가이드레일 상에서 설치 높이를 조절하여 사용하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 방제노즐은,
    다양한 농작물에 대응하여 분사각을 조절해가면서 사용 가능하도록 각도조절기구를 구비하고, 상기 각도조절기구에 장착하여 사용하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 경로인지부는,
    상기 바디부의 전방에 카메라를 설치하되,
    상기 카메라 측 촬영에 의한 영상으로 인식되는 라인 표식을 상기 제어부로 전송하여 정해진 경로를 자율 주행하도록 하며;
    상기 카메라는 사용자가 지정한 특정 색상을 학습시킨 머신러닝 카메라로 구비하여 사용자가 지정한 특정 색상의 라인 표식을 따라 자율 주행하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 카뷰레터는,
    자율주행모드 중 전진 주행시에만 동작하여 약액을 분사함으로써 방제를 수행하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 바디부의 전방(前方)에는 초음파센서를 장착하여 자율 주행시 전방(前方)에 장애물이 있는 경우 장애물을 감지하여 제어부로 장애물 감지신호를 전송함으로써 방제기를 정지 또는 피해 이동시키도록 구성하는 것을 특징으로 하는 사용자 정의 라인 추적 자율주행 방제기.
  11. 삭제
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