KR102590923B1 - 골프 카트의 장애물 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

골프 카트의 장애물 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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임창균
황재욱
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Abstract

골프 카트에 구비되어 전방의 장애물을 감지하는 장애물 감지 시스템은, 초음파를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 초음파 센서와, 레이저를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 라이다 센서 및 상기 초음파 센서의 감지 정보와 상기 라이다 센서의 감지 정보를 이용하여 상기 장애물의 존재 여부 및 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 처리부를 포함할 수 있다.

Description

골프 카트의 장애물 감지 시스템 및 방법{Obstacle detection system and method for electric golf carts}
본 발명은 장애물 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 골프 카트가 주행할 때 주위에 존재하는 장애물을 감지하는 골프 카트의 장애물 감지 시스템 및 방법 에 관한 것이다.
일반적으로, 골프장에서 골프 백이나 짐을 운반하는 골프 카트가 사용된다. 상기 골프 카트는 주로 전동 모터를 이용하는 전동 골프 카트일 수 있다. 특히 상기 전동 골프 카트는 바닥에 매설된 유도선을 감지하여 자동으로 주행할 수 있다.
상기 골프 카트가 자동 주행할 때 장애물과 충돌하는 것을 방지하기 위해 초음파 센서를 이용하여 장애물을 감지할 수 있다. 상기 초음파 센서는 상기 골프 카트의 전방으로 초음파를 송신하고 상기 장애물로부터 반사되는 반사파를 수신하여 상기 장애물까지의 거리를 감지한다.
그러나, 상기 초음파 센서는 기온과 같은 환경의 영향을 많이 받으므로, 기온이 낮거나 높은 경우나 우천 및 강풍 등 악천우가 발생하는 경우, 상기 장애물까지의 거리가 정확하게 측정되지 않을 수 있다.
또한, 상기 초음파 센서는, 상기 장애물까지의 거리만 확인 가능할 뿐 상기 장애물의 정확한 위치를 확인하기 어렵다.
본 발명은 외부 환경의 영향없이 장애물까지의 거리와 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있는 전동 골프 카트의 장애물 감지 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 골프 카트에 구비되어 주위의 장애물을 감지하는 장애물 감지 시스템은, 초음파를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 초음파 센서와, 레이저를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 라이다 센서 및 상기 초음파 센서의 감지 정보와 상기 라이다 센서의 감지 정보를 이용하여 상기 장애물의 존재 여부 및 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 처리부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 처리부는, 상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는 경우, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단하여 상기 장애물까지의 거리를 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 처리부는, K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성하고, 상기 군집들 중 상기 초음파 센서를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 유사한 거리에 있는 상기 군집을 상기 장애물로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 처리부는, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 기 설정된 기준 거리를 벗어나는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 처리부는, 상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 장애물 감지 시스템은, 상기 처리부에서 확인된 상기 장애물과의 거리에 따라 상기 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어하는 속도 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 골프 카트의 장애물 감지 방법은, 골프 카트에 구비된 초음파 센서에서 초음파를 송수신하여 전방의 장애물을 감지하는 단계와, 상기 골프 카트에 구비된 라이다 센서에서 레이저를 송수신하여 전방의 장애물을 감지하는 단계와, 상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하면, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단하고 상기 장애물까지의 거리를 측정하는 단계와, K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성하는 단계 및 상기 군집들 중 상기 초음파 센서를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 유사한 거리에 있는 군집을 상기 장애물로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 장애물 감지 방법은, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 기 설정된 기준 거리를 벗어나는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 장애물 감지 방법은, 상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고, 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지 거리를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 장애물 감지 방법은, 상기 장애물과의 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 초음파 센서와 상기 라이다 센서를 동시에 사용함으로써 상기 장애물까지의 거리와 상기 장애물의 위치를 정확하게 감지할 수 있다. 따라서, 상기 전동 골프 카트가 상기 장애물과 충돌하는 것을 방지하여 안전성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 카트의 장애물 감지 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 카트의 장애물 감지 시스템을 이용한 장애물 감지 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 카트의 장애물 감지 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 장애물 감지 시스템(100)은 전동 모터에 의해 구동하는 골프 카트(미도시)에 구비되어 장애물을 감지하기 위한 것으로, 초음파 센서(110), 라이다 센서(120), 처리부(130) 및 속도 조절부(140)를 포함할 수 있다.
상기 초음파 센서(110)는 상기 골프 카트(미도시)에 구비되어 주위의 장애물을 감지한다. 상기 초음파 센서(110)는 상기 골프 카트의 전면, 후면, 양측면 등에 단수 혹은 복수로 구비될 수 있다.
상기 초음파 센서(110)는 초음파를 송수신하여 상기 장애물을 감지한다.
구체적으로, 상기 초음파 센서(110)는 상기 초음파를 전방으로 송신하고, 상기 장애물로부터 반사되는 음파를 수신한다. 상기 초음파 센서(110)는 상기 초음파를 송신한 후 수신되기까지의 시간을 측정함으로써 상기 장애물과의 거리를 측정할 수 있다.
상기 라이다(LIDAR) 센서(120)는 상기 골프 카트에 구비되어 상기 주위의 장애물을 감지한다. 상기 라이다 센서(120는 상기 골프 카트의 상면에 360도 회전하도록 구비되는 기계식 라이다 센서이거나, 상기 골프 카트의 전면, 후면, 양측면에 고정되는 고정식 라이다 센서일 수 있다.
상기 라이다 센서(120)는 레이저를 송수신하여 상기 장애물을 감지할 수 있다.
구체적으로, 상기 라이다 센서(120)는 상기 레이저를 발생하는 레이저 소스, 상기 레이저가 상기 장애물을 향해 조사되도록 하는 레이저 스캐너 및 상기 장애물로부터 반사되는 레이저를 검출하는 검출기들을 포함할 수 있다.
상기 라이다 센서(120)는 상기 레이저를 조사한 후 반사되어 검출되기까지의 시간을 측정함으로써 상기 장애물과의 거리를 측정할 수 있으며, 상기 장애물의 각 지점까지의 거리를 측정하여 상기 장애물을 모양을 확인할 수 있다.
상기 처리부(130)는 상기 초음파 센서(110)의 감지 정보와 상기 라이다 센서(120)의 감지 정보를 이용하여 상기 장애물의 존재 여부 및 상기 장애물까지의 거리를 확인한다. 구체적으로, 상기 처리부(130)는 상기 초음파 센서(110)가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는지를 확인한다. 이때, 상기 일정 시간은 미리 설정될 수 있으며, 변경될 수 있다.
상기 초음파 센서(110)가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는 경우, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단한다. 상기 특정 물체가 상기 장애물로 판단되면, 상기 초음파 센서(110)가 상기 특정 물체, 즉, 상기 장애물로 상기 초음파를 송신한 후 수신되기까지의 시간을 측정하여 상기 장애물까지의 거리를 측정한다.
또한, 상기 처리부(130)는, K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서(120)에서 측정된 감지 정보를 여러 군집들로 형성할 수 있다. 이때, 상기 K 평균 군집화는 주어진　데이터를 k개의　클러스터로 묶는 알고리즘으로, 각 클러스터와 거리 차이의　분산을 최소화하는 방식으로 동작한다. 상기 감지 정보는 상기 장애물들의 위치 정보일 수 있다.
그리고, 상기 처리부(130)는 상기 군집들 중 상기 초음파 센서(110)를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 유사한 거리에 있는 상기 군집을 상기 장애물로 판단할 수 있다. 이때, 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다. 또한, 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다.
상기 처리부(130)는 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리를 기 설정된 기준 거리와 비교하고, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리 이내인지 확인한다. 상기 기준 거리는 상기 장애물이 실질적으로 상기 골프 카트에 영향을 미칠 수 있는 거리를 의미한다.
상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리 이내인 경우, 상기 처리부(130)는 상기 군집을 상기 장애물로 확정한다.
이와 달리, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리를 벗어나는 경우, 상기 골프 카트로부터 상기 군집까지의 거리가 멀어 상기 군집이 장애물로 의미가 없게 된다.
이 경우, 상기 처리부(130)는, 상기 군집들 중 상기 라이다 센서(120)로부터 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단할 수 있다.
또한, 상기 처리부(130)는 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다. 상기 장애물의 위치가 확인되면, 상기 처리부(130)는 상기 라이다 센서의 감지 정보에서 상기 장애물로 조사된 상기 레이저가 반사되어 검출되기까지의 시간을 확인함으로써 상기 장애물과의 거리를 확인할 수 있다. 이때에도 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다. 한편, 상기 초음파 센서(110)가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우, 즉, 상기 초음파 센서(110)가 상기 장애물을 감지하지 못하는 경우, 상기 처리부(130)는, 상기 군집들 중 상기 라이다 센서(120)로부터 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단할 수 있다.
또한, 상기 처리부(130)는 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다. 상기 장애물의 위치가 확인되면, 상기 처리부(130)는 상기 라이다 센서의 감지 정보에서 상기 장애물로 조사된 상기 레이저가 반사되어 검출되기까지의 시간을 확인함으로써 상기 장애물과의 거리를 확인할 수 있다. 이때에도 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다.
상기 처리부(130)는 상기 초음파 센서(110)의 감지 정보 및 상기 라이다 센서(120)의 감지 정보를 동시에 이용하므로, 상기 골프 카드에서 상기 장애물까지의 거리 및 상기 장애물의 위치를 정확하게 감지할 수 있다.
또한, 상기 처리부(130)는 상기 초음파 센서(110)와 상기 라이다 센서(120)의 감지 영역을 선택할 수 있다.
예를 들면, 상기 처리부(130)는 상기 골프 카트의 전면, 후면, 양측면 등에 구비된 상기 초음파 센서들(110) 중 감지하고자 하는 영역에 배치된 초음파 센서(110)만 선택적으로 작동하도록 하거나, 상기 골프 카트의 전면, 후면, 양측면 등에 구비된 상기 고정식 라이다 센서들 중 감지하고자 하는 영역에 배치된 고정식 라이다 센서만 선택적으로 작동하도록 할 수 있다. 또한, 상기 처리부(130)는 상기 기계식 라이다 센서가 감지하고자 하는 영역만 선택적으로 회전하도록 하거나, 상기 기계식 라이다 센서의 감지 정보 중 감지하고자 하는 영역에 해당하는 감지 정보만을 선택적으로 전달받을 수 있다.
따라서, 상기 초음파 센서(110)와 상기 라이다 센서(120)를 이용하여 상기 골프 카트의 주위 전체를 감지하거나, 상기 골프 카트 주위의 특정 영역을 선택하여 감지할 수 있다.
상기 속도 제어부(140)는 상기 골프 카트에 구비되며, 상기 처리부(130)에서 확인된 상기 장애물과의 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어한다.
구체적으로, 상기 속도 제어부(140)는 상기 처리부(130)로부터 상기 장애물과의 거리 정보를 실시간으로 전달받는다. 또한, 상기 속도 제어부(140)는 상기 거리 정보에 따라 정상 모드, 슬로우 모드, 크립(creep) 모드, 정지 모드의 4단계로 상기 골프 카트의 속도를 제어한다.
예를 들면, 상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 6m 이상인 경우, 상기 속도 제어부(140)는 상기 정상 모드에서 상기 골프 카트가 정상 속도로 주행하도록 제어한다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 3.8m 이상 약 6m 미만인 경우, 상기 속도 제어부(140)는 상기 정상 모드보다 느린 상기 슬로우 모드에서 상기 골프 카트가 천천히 주행하도록 제어한다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 2m 이상 약 3.8m 미만인 경우, 상기 속도 제어부(140)는 상기 슬로우 모드보다 느린 상기 크립 모드에서 상기 골프 카트가 더욱 천천히 주행하도록 제어한다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 2m 미만인 경우, 상기 속도 제어부(140)는 상기 정지 모드에서 상기 골프 카트가 정지하도록 제어한다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리에 따라 상기 속도 제어부(140)가 상기 골프 카트의 속도를 자동으로 제어하므로, 상기 골프 카트가 상기 장애물과 충돌하는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골프 카트의 장애물 감지 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 상기 장애물 감지 방법에 따르면, 먼저 골프 카트에 구비된 초음파 센서에서 초음파를 송수신하여 주위의 장애물을 감지한다. (S110)
상기 초음파 센서는 상기 골프 카트 주위 전체를 감지하거나, 상기 골프 카트 주위의 특정 영역을 선택적으로 감지할 수 있다.
상기 초음파 센서는 상기 초음파를 송신하고, 상기 장애물로부터 반사되는 음파를 수신한다. 상기 초음파 센서는 상기 초음파를 송신한 후 수신되기까지의 시간을 측정함으로써 상기 장애물과의 거리를 측정할 수 있다.
상기 골프 카트에 구비된 라이다 센서에서 레이저를 송수신하여 전방의 장애물을 감지한다. (S120)
상기 라이다 센서도 상기 골프 카트 주위 전체를 감지하거나, 상기 골프 카트 주위의 특정 영역을 선택적으로 감지할 수 있다.
상기 라이다 센서는 상기 레이저를 조사한 후 반사되어 검출되기까지의 시간을 측정함으로써 상기 장애물과의 거리를 측정할 수 있으며, 상기 장애물의 각 지점까지의 거리를 측정하여 상기 장애물을 모양을 확인할 수 있다.
상기 초음파 센서의 장애물 감지(S110)와 상기 라이다 센서의 장애물 감지(S120)는 동시에 수행될 수도 있고, 상기 초음파와 상기 레이저의 간섭을 방지하기 위해 순차적으로 수행될 수도 있다. 또한, 상기 초음파 센서의 장애물 감지(S110)와 상기 라이다 센서의 장애물 감지(S120)는 동시에 수행되는 경우, 상기 초음파의 송신 방향과 상기 레이저의 조사 방향이 동일할 수도 있고, 상기 초음파와 상기 레이저의 간섭을 방지하기 위해 서로 다를 수도 있다.
이후, 상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는지 여부를 확인한다. (S130)
이때, 상기 일정 시간은 미리 설정될 수 있으며, 변경될 수 있다.
상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하면, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단하고 상기 장애물까지의 거리를 측정한다. (S140)
상기 초음파 센서가 상기 특정 물체, 즉, 상기 장애물로 상기 초음파를 송신한 후 수신되기까지의 시간을 측정하여 상기 장애물까지의 거리를 측정할 수 있다.
다음으로, K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성한다. (S150)
상기 K 평균 군집화는 주어진　데이터를 k개의　클러스터로 묶는 알고리즘으로, 각 클러스터와 거리 차이의　분산을 최소화하는 방식으로 동작한다. 상기 감지 정보는 상기 장애물들의 위치 정보일 수 있다.
이후, 상기 군집들 중 상기 초음파 센서를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 유사한 거리에 있는 군집을 상기 장애물로 판단한다. (S160)
이때, 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다. 또한, 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다. 다음으로, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리를 기 설정된 기준 거리와 비교하고, 상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리 이내인지 확인한다. (S170)
상기 기준 거리는 상기 장애물이 실질적으로 상기 골프 카트에 영향을 미칠 수 있는 거리를 의미한다.
상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리 이내인 경우, 상기 군집을 상기 장애물로 확정할 수 있다.
상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 상기 기준 거리를 벗어나는 경우, 상기 골프 카트로부터 상기 군집까지의 거리가 멀어 상기 군집이 장애물로 의미가 없게 된다.
이 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인한다. (S180)
구체적으로, 상기 K 평균 군집화를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성하면, 상기 군집들 중 상기 라이다 센서로부터 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단할 수 있다.
또한, 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다. 상기 장애물의 위치가 확인되면, 상기 처리부(130)는 상기 라이다 센서의 감지 정보에서 상기 장애물로 조사된 상기 레이저가 반사되어 검출되기까지의 시간을 확인함으로써 상기 장애물과의 거리를 확인할 수 있다. 이때에도 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다.
한편, 상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우에도, 상기 라이다 센서의 감지 정보를 이용하여 형성된 상기 군집들 중 상기 라이다 센서로부터 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고, 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인한다. (S180)
상기 장애물로 판단된 상기 군집의 위치로부터 상기 장애물의 위치를 확인할 수 있다. 상기 장애물의 위치가 확인되면, 상기 라이다 센서의 감지 정보에서 상기 장애물로 조사된 상기 레이저가 반사되어 검출되기까지의 시간을 확인함으로써 상기 장애물과의 거리를 확인할 수 있다. 이때에도 상기 장애물로 판단된 상기 군집의 형태로부터 상기 장애물의 형태를 확인할 수 있다.
상기 초음파 센서의 감지 정보 및 상기 라이다 센서의 감지 정보를 동시에 이용하므로, 상기 골프 카드에서 상기 장애물까지의 거리 및 상기 장애물의 위치를 정확하게 감지할 수 있다.
상기 골프 카드에서 상기 장애물까지의 거리가 확인되면, 상기 장애물과의 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어한다. (S190)
구체적으로, 상기 골프 카드에서 상기 장애물까지의 거리는 실시간으로 변경될 수 있고, 상기 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 정상 모드, 슬로우 모드, 크립(creep) 모드, 정지 모드의 4단계로 제어할 수 있다.
예를 들면, 상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 6m 이상인 경우, 상기 골프 카트는 상기 정상 모드에서 정상 속도로 주행할 수 있다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 3.8m 이상 약 6m 미만인 경우, 상기 골프 카트는 상기 정상 모드보다 느린 상기 슬로우 모드에서 천천히 주행할 수 있다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 2m 이상 약 3.8m 미만인 경우, 상기 골프 카트는 상기 슬로우 모드보다 느린 상기 크립 모드에서 더욱 천천히 주행할 수 있다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리가 약 2m 미만인 경우, 상기 골프 카트는 상기 정지 모드에서 정지할 수 있다.
상기 골프 카트와 상기 장애물 사이의 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 자동으로 제어하므로, 상기 골프 카트가 상기 장애물과 충돌하는 것을 안정적으로 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 장애물 감지 시스템 110: 초음파 센서
120: 라이다 센서 130: 처리부
140: 속도 조절부

Claims (10)

  1. 골프 카트에 구비되어 주위의 장애물을 감지하는 장애물 감지 시스템에 있어서,
    초음파를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 초음파 센서;
    레이저를 송수신하여 상기 장애물을 감지하는 라이다 센서; 및
    상기 초음파 센서의 감지 정보와 상기 라이다 센서의 감지 정보를 이용하여 상기 장애물의 존재 여부 및 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 처리부;를 포함하고,
    상기 처리부는,
    상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는 경우, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단하여 상기 장애물까지의 거리를 측정하고,
    상기 처리부는,
    K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성하고,
    상기 군집들 중 상기 초음파 센서를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 가장 유사한 거리에 있는 상기 군집을 상기 장애물로 판단하고,
    상기 처리부는,
    상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 기 설정된 기준 거리를 벗어나는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인하고,
    상기 처리부는,
    상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 처리부에서 확인된 상기 장애물과의 거리에 따라 상기 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어하는 속도 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 시스템.
  7. 골프 카트에 구비된 초음파 센서에서 초음파를 송수신하여 전방의 장애물을 감지하는 단계;
    상기 골프 카트에 구비된 라이다 센서에서 레이저를 송수신하여 전방의 장애물을 감지하는 단계;
    상기 초음파 센서가 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하면, 상기 특정 물체를 상기 장애물로 판단하고 상기 장애물까지의 거리를 측정하는 단계;
    K 평균 군집화(K-means Clustering)를 이용하여 상기 라이다 센서의 감지 정보를 군집들로 형성하는 단계; 및
    상기 군집들 중 상기 초음파 센서를 통해 측정된 상기 장애물까지의 거리와 동일 또는 가장 유사한 거리에 있는 군집을 상기 장애물로 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 장애물로 판단된 상기 군집까지의 거리가 기 설정된 기준 거리를 벗어나는 경우,
    상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지의 거리를 확인하는 단계: 및
    상기 초음파 센서가 상기 특정 물체를 일정 시간 동안 연속으로 감지하지 못하는 경우, 상기 군집들 중 최단 거리에 있는 군집을 장애물로 판단하고, 상기 라이다 센서의 감지 정보로부터 상기 장애물까지 거리를 확인하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 장애물과의 거리에 따라 상기 골프 카트의 속도를 주행에서 정지까지 자동으로 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장애물 감지 방법.
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