KR102528034B1 - 스마트 디봇 보수 시스템 및 방법 - Google Patents

스마트 디봇 보수 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인항공기가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 디봇 보수용 모래를 적재한 무인이동체가 탐지된 디봇의 위치까지 이동하여 디봇을 보수 할 수 있는 스마트 디봇 보수 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명은 골프 코스를 촬영하는 무인항공기와, 디봇 보수용 무인이동체 및 상기 무인항공기의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하고 탐지된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 관제 서버(management server)를 포함할 수 있다.

Description

스마트 디봇 보수 시스템 및 방법{Smart divot repair system and method}
본 발명은 스마트 디봇 보수 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 디봇 보수용 모래를 적재한 무인이동체가 탐지된 디봇의 위치까지 이동하여 디봇을 보수할 수 있는 스마트 디봇 보수 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 드론은 무선통신을 통해 기 설정된 경로를 따라 비행하거나 사람이 직접 육안으로 조정하면서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체로서, 처음에는 공군기나 고사포, 미사일의 연습 사격에 적기 대신 표적 구실로 사용되었으며, 점차 무선 기술의 발달과 함께 정찰기로 개발되어 적의 내륙 깊숙이 침투하여 정찰, 감시의 용도로도 사용되었다.
이러한 드론은 최근 들어 수송목적에도 활용되는 등 활용 범위가 점차 넓어지고 있고, 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 제품이 다양하게 개발되고 있으며, 초소형 드론은 물론 개인의 취미활동으로도 개발되어 상품화되고 있다.
한편, 골프장의 티그라운드(teeing ground), 페어웨이(fairway), 퍼팅그린(putting green)에는 골퍼가 그린 위에 올려놓은 공을 칠 때 골프채의 헤드에 맞아 그린과 토양이 패인 자국 또는 골퍼가 친 공이 그린 위에 떨어질 때 생기는 홈을 디봇(divot)이라 한다.
디봇 자국은 게임 중에 골퍼의 불만족을 초래하는 원인이 되기 때문에 가능한 빠르게 보수 작업을 완료해야한다. 실제로, 디봇 자국이 많은 페어웨이에서는 골퍼의 드라이버 샷이 디봇 자국에 들어가는 일이 자주 발생하여 골퍼의 기준을 상하게 하고, 이런 이유는 골프장의 이용객을 감소시키는 주된 요인이 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1480074호는 디봇을 보수하는 장치에 관한 기술이 제안된다. 상기 등록특허는 인력을 이용해야하기 때문에 면적이 넓고 여러 위치에 디봇이 발생한 경우 디봇의 보수 시간이 오래 걸린다는 단점이 있고, 보수 인력이 항시 존재해야 하기 때문에 인력 고용 비용이 증가되는 단점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1480074호(2014.12.31)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무인항공기가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 디봇 보수용 모래를 적재한 무인이동체가 탐지된 디봇의 위치까지 이동하여 디봇을 보수 할 수 있는 스마트 디봇 보수 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디봇 보수 시스템은 골프 코스를 촬영하는 무인항공기(unmanned aerial vehicle)와, 디봇 보수용 모래를 적재 및 하역하는 무인이동체(unmanned vehicle) 및 상기 무인항공기의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 분석 모듈(analyzing module)과, 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 매핑 모듈(mapping module)과, 상기 무인이동체의 출발 위치와 상기 무인이동체에 적재되는 보수용 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 상기 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 컴퓨팅 모듈(computing module) 과, 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 통신 모듈(communication module)을 포함하는 관제 서버(management server)를 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 디봇 보수용 모래가 저장되는 적재함(container), 상기 적재함에서 모래를 하역하는 언로더(unloader), 현재 위치를 산출하는 GPS 모듈(GPS module), 목표 디봇의 근처에서 영상 촬영을 개시하는 카메라 모듈(camera module), 촬영된 영상에서 상기 목표 디봇을 찾는 탐지 모듈(detecting module), 미리 입력된 보수 경로에 따라 이동하고 상기 탐지된 목표 디봇 상에 상기 언로더가 정위치 하도록 구동계(driving system)를 제어하는 컨트롤러(controller)를 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 상기 목표 디봇에 모래가 하역된 후, 보수가 완료된 상기 목표 디봇의 식별자를 상기 관제 서버에 송신하는 보고 모듈(reporting module)을 더 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량일 수 있다.
상기 무인이동체는, 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기일 수 있다.
상기 무인이동체는 적어도 두 개 구비되고, 상기 관제 서버의 컴퓨팅 모듈은, 보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체의 보수 경로를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 디봇 보수 시스템은 골프 코스를 촬영하는 무인항공기(unmanned aerial vehicle)와, 디봇 보수용 모래를 적재 및 하역하는 무인이동체(unmanned vehicle)와, 상기 무인이동체를 탑재하고 디봇 보수 대상 구역의 근처로 이동하며, 탑재된 무인이동체와 근거리 무선통신으로 연결되는 운송 스테이션(carrying station) 및 상기 무인항공기의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 분석 모듈(analyzing module)과, 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 매핑 모듈(mapping module)과, 상기 무인이동체의 출발 위치와 상기 무인이동체에 적재되는 보수용 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 상기 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 컴퓨팅 모듈(computing module) 과, 산출된 보수 경로를 상기 운송 스테이션에 송신하는 통신 모듈(communication module)을 포함하는 관제 서버(management server)를 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 디봇 보수용 모래가 저장되는 적재함(container), 상기 적재함에서 모래를 하역하는 언로더(unloader), 현재 위치를 산출하는 GPS모듈(GPS module), 목표 디봇의 근처에서 영상 촬영을 개시하는 카메라 모듈(camera module), 촬영된 영상에서 상기 목표 디봇을 찾는 탐지 모듈(detecting module), 상기 운송 스테이션으로부터 수신된 보수 경로에 따라 이동하고 상기 탐지된 목표 디봇 상에 상기 언로더가 정위치 하도록 구동계(driving system)를 제어하는 컨트롤러(controller)를 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 상기 목표 디봇에 모래가 하역된 후, 보수가 완료된 상기 목표 디봇의 식별자를 상기 운송 스테이션을 통해 상기 관제 서버에 송신하는 보고 모듈(reporting module)을 더 포함할 수 있다.
상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량일 수 있다.
상기 무인이동체는, 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기일 수 있다.
상기 무인이동체는 적어도 두 개 구비되고, 상기 관제 서버의 컴퓨팅 모듈은, 보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체의 보수 경로를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 관제 서버(management server)의 디봇 보수 관제 방법에 있어서, 분석 모듈(analyzing module)이 골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 단계와, 매핑 모듈(mapping module)이 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계 및 컴퓨팅 모듈(computing module)이 상기 무인이동체의 출발 위치와 상기 무인이동체에 적재되는 보수용 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 상기 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
통신 모듈(communication module)이 상기 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
통신 모듈(communication module)이 상기 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체를 탑재한 운송 스테이션에 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 무인이동체와 상기 운송 스테이션은 근거리 이동통신으로 연결될 수 있다.
상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량 또는 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기일 수 있다.
상기 무인이동체는 적어도 두 개 구비되고, 상기 보수 경로 산출 단계는, 보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체의 보수 경로를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 무인항공기가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 디봇 보수용 모래를 적재한 무인이동체가 탐지된 디봇의 위치까지 이동하여 디봇을 보수 할 수 있다.
도 1은 실시예1에 따른 스마트 디봇 보수 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1에 예시된 시스템의 블록도이다.
도 3은 실시예1에 따른 스마트 디봇 보수 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3에 예시된 시스템의 블록도이다.
도 5는 실시예3에 따른 스마트 디봇 보수 방법의 흐름도이다.
도 6은 실시예3의 관제 서버의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 실시예4에 따른 스마트 디봇 보수 방법의 흐름도이다.
이하 본 발명의 몇 가지 실시예들을 도면을 이용하여 상세히 설명한다. 다만 이것은 본 발명을 어느 특정한 실시예에 대해 한정하려는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상을 포함하는 모든 변형(transformations), 균등물(equivalents) 및 대체물(substitutions)은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 어느 한 구성이 어떤 서브 구성을 "구비(have)" 또는 "포함(comprise)" 한다고 기재한 경우, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른(other) 구성을 제외하는 것이 아니라 다른 구성을 더 포함할 수도 있음을 의미한다.
본 명세서에서 "...유닛(Unit)", "...모듈(Module)" 및 "컴포넌트(Component)"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수도 있다.
도 1은 실시예1에 따른 스마트 디봇 보수 시스템의 개략도이고, 도 2는 도 1에 예시된 시스템의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예1의 시스템은 무인항공기(100)가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 디봇 보수용 무인이동체(200)가 탐지된 디봇의 위치까지 이동하여 디봇을 보수한다.
실시예1의 시스템은 무인항공기(100), 무인이동체(200) 및 관제 서버(300)를 포함한다.
무인항공기(100)는 무선통신을 통해 기 설정된 경로를 따라 비행하거나 사람이 직접 육안으로 조정하면서 비행하는 장치이다. 무인항공기(100)는 골프 코스를 비행하면서 탑재된 카메라를 통해 골프 코스를 촬영한다.
무인항공기(100)에 탑재된 카메라는 고해상도 카메라 일 수도 있으며, RGB 카메라 및 다중분광 카메라일 수도 있다.
RGB 카메라는 RGB(Red Green Blue) 센서를 통해 RGB 영상 데이터를 획득한다. RGB 방식은 빨간색, 녹색, 파란색을 섞어 영상이나 이미지를 표현하는 방식이다. RGB 카메라에 의해 촬영된 RGB 이미지는 해상도가 높고 육안으로 확인하기 용이한 특징이 있다.
다중분광 카메라는 다중분광(Multi-spectral) 센서를 이용해 골프 코스를 촬영하여 다중분광 이미지를 획득한다. 다중분광 카메라(110)에 의해 촬영된 다중분광 이미지는 다양한 파장 내에서 이미지 데이터를 추출하는 것으로, 사람의 눈으로 볼 수 없는 것을 볼 수 있도록 하며, 이로 인해 토양, 수분 등 식생 환경 현황을 파악하는데 주로 활용될 수 있다.
다중분광 이미지는 가시영역과 중적외선 영역 내에서 일반적으로 10개 이하의 불연속적인 밴드에서 이미지를 얻으며, 데이터에 저장된 역이 분리된 형태이기 때문에 각 픽셀에 해당하는 독립된 데이터를 생성한다.
다중분광 카메라는 분광대마다 추출할 수 있는 이미지가 다르며, 예를 들면, 파란색 영역(450~510nm)에서는 대기나 50m의 깊은 물을 강조하고, 초록 영역(530~590nm)에서는 나무들과 같은 초목(vegetation)을 강조하며, 빨간 영역(640~670)에서는 나무와의 경계를 구분 짓는 데 사용될 수 있다.
위와 같은 이유로 다중분광 카메라(110)에 의해 획득된 다중분광 이미지는 RGB 이미지에서 찾을 수 없는 디봇 객체를 용이하게 찾을 수 있다. 예를 들면, 다중분광 이미지는 다양한 파장 내에서 이미지 데이터를 추출하기 때문에 색상차가 RGB 이미지에 비해 더욱 명확하고, 이에 따라 디봇의 크기가 작거나 그늘진 곳을 촬영한 RGB 이미지에서는 탐지하지 못하는 디봇 객체를 다중분광 이미지에서는 탐지하는 것이 가능하다. 또한, 다중분광 이미지는 디봇 객체가 아니더라도 식생지수가 불량한(예를 들어 병든 잔디 또는 죽은 잔디) 지점을 탐지하는 것이 가능하여 보수에 용이할 수 있다.
무인항공기(100)는 명칭과 달리 유인 비행체, 위성, 열기구 및 CCTV 중 어느 하나를 포함할 수도 있다. 즉, 무인항공기(100)(100)는 골프 코스를 일정 높이에서 촬영할 수 있다면 어떠한 장치로 대체되어도 무방하다.
무인이동체(200)는 디봇 보수용 모래를 적재하고 디봇이 발생된 위치까지 이동하고 적재된 보수용 모래를 하역하여 디봇을 보수하는데 사용되는 장치이다. 무인이동체(200)는 배터리를 이용한 전기 장치를 통해 구동될 수도 있으며, 화석 연료, 수소 연료 등을 이용한 엔진 장치를 이용하여 구동될 수도 있다. 실시예1의 무인이동체(200)는 배터리를 이용하는 것을 예로 들어 설명한다.
무인이동체(200)는 적어도 하나 구비될 수 있으며, 보수해야 할 목표 디봇의 개수에 따라서 하나의 무인이동체(200)가 운행될 수도 있고, 두 개 이상의 무인이동체(200)가 운행될 수도 있다.
무인이동체(200)는 적재함(210), 언로더(220), GPS 모듈(230), 카메라 모듈(240), 탐지 모듈(250) 및 컨트롤러(260)를 포함하며, 보고 모듈(270)을 더 포함한다.
적재함(210)(container)은 무인이동체(200)에 구비되어 디봇을 보수하기 위한 보수용 모래가 적재된다. 적재함(210)의 크기는 무인이동체(200)의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 다양한 크기의 무인이동체(200)가 적어도 두개 구비된 경우 무인이동체(200)의 크기에 대응하도록 적재함(210)의 크기가 달라질 수 있다. 이 경우, 골프 코스에서 탐지된 목표 디봇의 개수에 따라서 보수용 모래의 적재 용량이 달라지기 때문에 운행되는 무인이동체(200)는 목표 디봇의 개수에 따라서 결정될 수 있다.
언로더(220)(unloader)는 적재함(210)에 적재된 보수용 모래를 디봇 발생 위치로 하역하기 위한 전용 기계장치이다. 언로더(220)는 컨트롤러(260)에 의해 제어될 수 있다.
GPS 모듈(230)(GPS module)는 현재 위치를 산출한다. GPS 모듈(230)은 무인이동체(200)가 통해 디봇이 발생한 위치(즉, 목표 디봇)까지 경로 이동하는데 사용된다.
카메라 모듈(240)(camera module)은 무인이동체(200)가 목표 디봇의 근처에 도달하면 목표 디봇 인근의 영상 촬영을 개시한다. 카메라 모듈(240)은 촬영된 영상을 탐지 모듈(250)로 전송한다.
탐지 모듈(250)은 카메라 모듈(240)에서 촬영된 영상에서 목표 디봇을 탐지한다. 예를 들면 탐지 모듈(250)은 관제 서버(300)로부터 목표 디봇의 이미지 영상 및 좌표를 전송받고, 무인이동체(200)의 현재 위치 및 카메라 모듈(240)에서 촬영된 영상과 비교하여 목표 디봇을 탐지한다.
컨트롤러(260)는 구동계(driving system)를 동작시켜 무인이동체(200)를 미리 입력된 보수 경로에 따라 이동시킨다. 예컨대, 보수 경로는 무인이동체(200)가 목표 디봇까지 최적의 코스로 이동하기 위한 경로 정보이며, 컨트롤러(260)는 보수 경로를 관제 서버(300)로부터 수신받는다.
컨트롤러(260)는 무인이동체(200)가 목표 디봇에 도착했을 때 무인이동체(200)의 방향을 조절하여 언로더(220)가 목표 디봇 상에 정위치(즉, 디봇을 향하도록)되게 한다.
보고 모듈(270)(reporting module)은 목표 디봇에 모래가 하역된 후, 보수가 완료된 목표 디봇의 식별자를 상기 관제 서버(300)에 송신한다. 또한, 보고 모듈(270)은 보수 완료된 목표 디봇을 촬영한 영상을 카메라 모듈(240)로부터 전송받아 관제 서버(300)에 송신한다.
보고 모듈(270)로부터 보수가 완료된 목표 디봇의 식별자를 전송받은 관제 서버(300)의 매핑 모듈(320)은 골프 코스의 디지털 지도상에서 탐지된 디봇들을 수정한다.
상기에서 설명한 무인이동체(200)는 바퀴(wheel) 기반의 지상 이동 차량의 형태로 구현될 수도 있고, 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기(100) 형태로 구현될 수도 있다. 무인이동체(200)가 무인항공기(예를 들면, 드론) 형태로 구현되는 경우, 골프 코스를 촬영하는 무인항공기(100)와 별개로 구축될 수도 있지만, 골프 코스를 촬영하는 무인항공기(100)가 촬영 기능도 수행하고 디봇 보수 기능도 수행할 수 있도록 구현될 수도 있다.
관제 서버(300)는 무인항공기(100)의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하고, 무인이동체(200)가 목표 디봇까지의 경로를 산출한다.
관제 서버(300)는 분석 모듈(310), 매핑 모듈(320), 컴퓨팅 모듈(330) 및 통신 모듈(340)을 포함한다.
분석 모듈(310)(analyzing module)은 무인항공기(100)로부터 전송받은 골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지한다. 예컨대, 분석 모듈(310)은 이미지 분석 알고리즘을 이용하여 영상에서 디봇들을 탐지할 수도 있으며, 머신러닝 또는 딥러닝을 통해 디봇 탐지 기능을 학습하여 영상에서 디봇들을 탐지할 수도 있다.
매핑 모듈(320)(mapping module)은 분석 모듈(310)에서 탐지된 목표 디봇(들)을 골프 코스가 지도화 된 디지털 지도상에 표시한다. 예컨대, 매핑 모듈(320)은 골프 코스 내에는 지번과 같은 주소가 없기 때문에 목표 디봇의 위치를 좌표 기반으로 디지털 지도상에 표시할 수 있다. 매핑 모듈(320)에서 표시된 목표 디봇은 무인이동체(200)가 목표 디봇으로 이동하는 보수 경로를 산출하는데 사용된다.
컴퓨팅 모듈(330)은 무인이동체(200)의 출발 위치와 무인이동체(200)의 적재함(210)에 적재되는 보수용 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 디지털 지도상에 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출한다.
예컨대, 모래의 양은 해당 무인이동체(200)가 목표 디봇을 보수할 수 있는 개수를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 모듈(330)은 탐지된 디봇이 3개이고, 무인이동체(200)에 적재되는 보수용 모래의 양이 목표 디봇 3개를 보수하는데 사용되는 양보다 클 경우 하나의 무인이동체(200)가 모든 목표 디봇을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
만약, 무인이동체(200)에 적재되는 보수용 모래의 양이 목표 디봇들을 보수하는데 사용되는 양보다 적을 경우 보수 가능한 목표 디봇들만 경유하도록 보수 경로를 산출하고, 나머지 목표 디봇은 다른 무인이동체(200)가 경유하도록 보수 경로를 산출한다. 이때, 컴퓨팅 모듈(330)은 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 각 무인이동체(200)의 보수 경로를 산출한다.
배터리 용량은 무인이동체(200)의 이동 거리 즉, 목표 디봇들을 경유할 수 있는 거리를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 모듈(330)은 탐지된 디봇이 3개이고, 무인이동체(200)에 탑재된 배터리의 용량으로 목표 디봇 3개를 모두 경유할 수 있을 때 해당 무인이동체(200)가 모든 목표 디봇을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
만약, 무인이동체(200)에 탑재된 배터리의 용량으로 목표 디봇들을 모두 경유할 수 없을 경우 이동 가능한 목표 디봇들만 경유하도록 보수 경로를 산출하고, 나머지 목표 디봇은 다른 무인이동체(200)가 경유하도록 보수 경로를 산출한다. 이때, 컴퓨팅 모듈(330)은 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 각 무인이동체(200)의 보수 경로를 산출한다.
컴퓨팅 모듈(330)은 현재 남은 배터리 용량과 적재된 보수용 모래의 무게를 고려하여 해당 무인이동체(200)의 이동 가능한 거리를 다르게 산출한다. 예를 들면, 만약, 무인이동체(200)에 동일한 배터리 용량이 있을 때, 3키로의 보수용 모래가 적재됐을 때의 이동 가능한 거리와 5키로의 보수용 모래가 적재됐을 때의 이동 가능한 거리를 다르게 산출하고, 산출된 이동 가능한 거리를 기초로 목표 디봇들을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
통신 모듈(340)(communication module)은 컴퓨팅 모듈(330)에서 산출된 보수 경로를 무인이동체(200)에 송신한다.
통신 모듈(340)은 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area), 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 이동 통신 프로토콜이나, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 이동통신 프로토콜을 지원할 수도 있다. 통신 모듈(340)의 통신 방식은 이에 한정하지 않는다.
도 3은 실시예1에 따른 스마트 디봇 보수 시스템의 개략도이고, 도 4는 도 3에 예시된 시스템의 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예2의 시스템은 무인항공기(400)가 촬영한 골프 코스 영상에서 디봇을 탐지하고, 운송 스테이션(500)이 디봇 보수용 무인이동체(600)를 탐지된 디봇의 위치까지 운송시키면 무인이동체(600)가 디봇을 보수한다.
실시예2의 무인항공기(400), 무인이동체(600) 및 관제 서버(700)는 실시예1의 무인항공기(100), 무인이동체(200) 및 관제 서버(300)와 동일하며 운송스테이션(500)에 대해서 설명한다.
운송 스테이션(500)(carrying station)은 무인이동체(600)를 탑재하기 위한 탑재공간(미도시)이 형성된다. 운송 스테이션(500)은 탑재 공간에 적어도 하나의 무인이동체(600)를 탑재한다. 운송 스테이션(500)에는 무인이동체(600)에 탑재된 배터리를 충전하기 위한 충전 장치가 설치될 수도 있다. 예컨대, 무인이동체(600)가 연료로 구동되는 경우 운송 스테이션(500)에는 무인이동체(600)의 연료를 충전시키기 위한 연료 충전 장치가 설치될 수도 있다.
운송 스테이션(500)은 차량, 대형 드론, 카트 중 하나의 형태로 구현될 수 있다.
운송 스테이션(500)은 관제 서버(700)의 통신 모듈(740)로부터 디봇들의 보수 경로를 전송받아 목표 디봇들이 위치된 디봇 보수 대상 구역과 인접한 곳까지 무인이동체(600)를 운송한다.
운송 스테이션(500)은 디봇 보수 대상 구역에 도착하면 탑재된 적어도 하나의 무인이동체(600)가 목표 디봇을 향해 이동할 수 있도록 장착된 안전 장치들을 해제시킨다.
운송 스테이션(500)은 무인이동체(600)와 근거리 무선통신으로 연결된다. 운송 스테이션(500)은 근거리 무선통신을 통해 무인이동체(600)들로 관제 서버(700)로부터 전송받은 목표 디봇의 보수 경로를 전송한다.
운송 스테이션(500)에는 관리자가 탑승할 수도 있으며, 관리자에 의해 디봇의 보수가 완료되기 전에 무인이동체(600)들의 운송 스테이션(500)으로의 복귀 명령 등의 신호를 무인이동체(600)로 전송할 수도 있다.
도 5는 실시예3에 따른 스마트 디봇 보수 방법의 흐름도이고, 도 6은 실시예3의 관제 서버(800)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면 실시예3의 방법은 디봇들을 탐지하는 단계(S110), 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계(S120) 및 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 단계(S130)를 포함하고, 보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 단계(S140)를 더 포함한다.
실시예3의 무인항공기 및 무인이동체는 실시예1의 무인항공기(100) 및 무인이동체(200)와 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.
디봇들을 탐지하는 단계(S110)의 분석 모듈(810)(analyzing module)은 무인항공기로부터 전송받은 골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지한다. 예컨대, 분석 모듈(810)은 이미지 분석 알고리즘을 이용하여 영상에서 디봇들을 탐지할 수도 있으며, 머신러닝 또는 딥러닝을 통해 디봇 탐지 기능을 학습하여 영상에서 디봇들을 탐지할 수도 있다.
디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계(S120)의 매핑 모듈(820)(mapping module)은 분석 모듈(810)에서 탐지된 목표 디봇(들)을 골프 코스가 지도화 된 디지털 지도상에 표시한다. 예컨대, 매핑 모듈(820)은 골프 코스 내에는 지번과 같은 주소가 없기 때문에 목표 디봇의 위치를 좌표 기반으로 디지털 지도상에 표시할 수 있다. 매핑 모듈(820)에서 표시된 목표 디봇은 무인이동체가 목표 디봇으로 이동하는 보수 경로를 산출하는데 사용된다.
표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 단계(S130)의 컴퓨팅 모듈(830)은 무인이동체의 출발 위치와 무인이동체의 적재함에 적재되는 보수용 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 디지털 지도상에 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출한다.
예컨대, 모래의 양은 해당 무인이동체가 목표 디봇을 보수할 수 있는 개수를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 모듈(830)은 탐지된 디봇이 3개이고, 무인이동체에 적재되는 보수용 모래의 양이 목표 디봇 3개를 보수하는데 사용되는 양보다 클 경우 하나의 무인이동체가 모든 목표 디봇을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
만약, 무인이동체에 적재되는 보수용 모래의 양이 목표 디봇들을 보수하는데 사용되는 양보다 적을 경우 보수 가능한 목표 디봇들을 경유하도록 보수 경로를 산출하고, 나머지 목표 디봇은 다른 무인이동체가 경유하도록 보수 경로를 산출한다. 이때, 컴퓨팅 모듈(830)은 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 각 무인이동체의 보수 경로를 산출한다.
배터리 용량은 무인이동체 이동 거리 즉, 목표 디봇들을 경유할 수 있는 거리를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 모듈(830)은 탐지된 디봇이 3개이고, 무인이동체에 탑재된 배터리의 용량으로 목표 디봇 3개를 모두 경유할 수 있을 때 해당 무인이동체가 모든 목표 디봇을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
만약, 무인이동체에 탑재된 배터리의 용량으로 목표 디봇들을 모두 경유할 수 없을 경우 이동 가능한 목표 디봇들만 경유하도록 보수 경로를 산출하고, 나머지 목표 디봇은 다른 무인이동체가 경유하도록 보수 경로를 산출한다. 이때, 컴퓨팅 모듈(830)은 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 각 무인이동체의 보수 경로를 산출한다.
컴퓨팅 모듈(830)은 현재 남은 배터리 용량과 적재된 보수용 모래의 무게를 고려하여 해당 무인이동체 이동 가능한 거리를 다르게 산출한다. 예를 들면, 만약, 무인이동체에 동일한 배터리 용량이 있을 때, 3키로의 보수용 모래가 적재됐을 때의 이동 가능한 거리와 5키로의 보수용 모래가 적재됐을 때의 이동 가능한 거리를 다르게 산출하고, 산출된 이동 가능한 거리를 기초로 목표 디봇들을 경유하도록 보수 경로를 산출한다.
보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 단계(S140)의 통신 모듈(840)(communication module)은 컴퓨팅 모듈(830)에서 산출된 보수 경로를 무인이동체에 송신한다.
통신 모듈(840)은 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area), 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 이동 통신 프로토콜이나, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 이동통신 프로토콜을 지원할 수도 있다. 통신 모듈(840)의 통신 방식은 이에 한정하지 않는다.
도 7은 실시예4에 따른 스마트 디봇 보수 방법의 흐름도이다.
실시예4는 무인이동체를 운송 스테이션이 운송시키기 때문에 산출된 보수 경로를 운송 스테이션에 송신한다.
실시예4의 분석 모듈, 매핑 모듈, 컴퓨팅 모듈은 실시예3의 분석 모듈, 매핑 모듈, 컴퓨팅 모듈과 동일하므로 중복된 설명을 생략한다. 그리고 실시예4의 디봇들을 탐지하는 단계(S210), 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계(S220) 및 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 단계(S230)는 실시예3의 디봇들을 탐지하는 단계(S110), 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계(S120) 및 표시된 디봇들의 보수 경로를 산출하는 단계(S130)와 동일하므로 중복된 설명을 생략하고, 보수 경로를 상기 무인이동체를 탑재한 운송 스테이션에 송신하는 단계(S240)에 대해서 설명한다.
실시예4의 운송 스테이션은 실시예2의 운송스테이션과 동일하므로 중복된 설명을 생략한다.
보수 경로를 상기 무인이동체를 탑재한 운송 스테이션에 송신하는 단계(S240)의 통신 모듈(communication module)은 상기 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체를 탑재한 운송 스테이션에 송신한다.
통신 모듈은 저전력 장거리 통신(LPWA, Low Power Wide Area), 2G, 3G, 4G, 5G와 같은 이동 통신 프로토콜이나, Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등의 이동통신 프로토콜을 지원할 수도 있다. 통신 모듈의 통신 방식은 이에 한정하지 않는다. 통신 모듈은 이와 같은 통신 프로토콜을 통해 운송 스테이션과 통신할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 관한 몇 가지 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 무인항공기
200: 무인이동체
210: 적재함
220: 언로더
230: GPS 모듈
240: 카메라 모듈
250: 탐지 모듈
260: 컨트롤러
270: 보고 모듈
300: 관제 서버
310: 분석 모듈
320: 매핑 모듈
330: 컴퓨팅 모듈
340: 통신 모듈

Claims (17)

  1. 골프 코스를 촬영하는 무인항공기(unmanned aerial vehicle);
    디봇 보수용 모래를 적재 및 하역하는 무인이동체(unmanned vehicle); 및
    상기 골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 분석 모듈(analyzing module)과, 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 매핑 모듈(mapping module)과, 상기 무인이동체의 출발 위치로부터 상기 표시된 디봇까지의 보수 경로를 산출하는 컴퓨팅 모듈(computing module) 과, 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 통신 모듈(communication module)을 포함하는 관제 서버(management server)를 포함하며,
    상기 무인이동체는 적어도 두 개 이상 구비되고,
    상기 관제 서버의 컴퓨팅 모듈은,
    보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체의 보수 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인이동체는,
    디봇 보수용 모래가 저장되는 적재함(container), 상기 적재함에서 모래를 하역하는 언로더(unloader), 현재 위치를 산출하는 GPS 모듈(GPS module), 목표 디봇의 근처에서 영상 촬영을 개시하는 카메라 모듈(camera module), 촬영된 영상에서 상기 목표 디봇을 찾는 탐지 모듈(detecting module), 미리 입력된 보수 경로에 따라 이동하고 상기 탐지된 목표 디봇 상에 상기 언로더가 정위치 하도록 구동계(driving system)를 제어하는 컨트롤러(controller)를 포함하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무인이동체는,
    상기 목표 디봇에 모래가 하역된 후, 보수가 완료된 상기 목표 디봇의 식별자를 상기 관제 서버에 송신하는 보고 모듈(reporting module)을 더 포함하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량인 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무인이동체는, 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기인 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  6. 삭제
  7. 디봇 보수용 모래를 적재 및 하역하는 무인이동체(unmanned vehicle);
    상기 무인이동체를 탑재하고 디봇 보수 대상 구역의 근처로 이동하며, 탑재된 무인이동체와 근거리 무선통신으로 연결되는 운송 스테이션(carrying station); 및
    골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 분석 모듈(analyzing module)과, 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 매핑 모듈(mapping module)과, 상기 무인이동체의 출발 위치로부터 상기 표시된 디봇까지의 최적 보수 경로를 산출하는 컴퓨팅 모듈(computing module)과, 산출된 보수 경로를 상기 운송 스테이션에 송신하는 통신 모듈(communication module)을 포함하는 관제 서버(management server)를 포함하고,
    상기 무인이동체는 적어도 두 개 이상 구비되며,
    상기 관제 서버의 컴퓨팅 모듈은,
    보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체에 대하여 서로 다른 보수 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무인이동체는,
    디봇 보수용 모래가 저장되는 적재함(container), 상기 적재함에서 모래를 하역하는 언로더(unloader), 현재 위치를 산출하는 GPS모듈(GPS module), 목표 디봇의 근처에서 영상 촬영을 개시하는 카메라 모듈(camera module), 촬영된 영상에서 상기 목표 디봇을 찾는 탐지 모듈(detecting module), 상기 운송 스테이션으로부터 수신된 보수 경로에 따라 이동하고 상기 탐지된 목표 디봇 상에 상기 언로더가 정위치 하도록 구동계(driving system)를 제어하는 컨트롤러(controller)를 포함하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무인이동체는,
    상기 목표 디봇에 모래가 하역된 후, 보수가 완료된 상기 목표 디봇의 식별자를 상기 운송 스테이션을 통해 상기 관제 서버에 송신하는 보고 모듈(reporting module)을 더 포함하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량인 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 무인이동체는, 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기인 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 시스템.
  12. 삭제
  13. 관제 서버(management server)의 디봇 보수 관제 방법에 있어서,
    분석 모듈(analyzing module)이 골프 코스의 촬영 영상을 분석하여 디봇들을 탐지하는 단계;
    매핑 모듈(mapping module)이 상기 탐지된 디봇들을 상기 골프 코스의 디지털 지도상에 표시하는 단계; 및
    컴퓨팅 모듈(computing module)이 디봇 보수를 위한 무인이동체의 출발 위치로부터 상기 표시된 디봇까지의 보수 경로를 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 무인이동체는 적어도 두 개 이상 구비되며,
    상기 컴퓨팅 모듈은,
    보수 대상 구역의 디봇 개수, 상기 무인이동체 별로 적재되는 모래의 양 및 배터리 용량에 기초하여 동일한 디봇을 중복으로 보수하지 않도록 상기 각 무인이동체에 대하여 서로 다른 보수 경로를 산출하는 것을 특징으로 하는
    스마트 디봇 보수 관제 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    통신 모듈(communication module)이 상기 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체에 송신하는 단계를 더 포함하는 스마트 디봇 보수 관제 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    통신 모듈(communication module)이 상기 산출된 보수 경로를 상기 무인이동체를 탑재한 운송 스테이션에 송신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 무인이동체와 상기 운송 스테이션은 근거리 이동통신으로 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 관제 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 무인이동체는, 바퀴(wheel) 기반의 지상이동차량 또는 프로펠러(propeller) 기반의 무인항공기인 것을 특징으로 하는 스마트 디봇 보수 관제 방법.
  17. 삭제
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