KR20020037209A - Module type, multi-functional and remote operation system for raising, harvesting and loading control of crops - Google Patents

Module type, multi-functional and remote operation system for raising, harvesting and loading control of crops Download PDF

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KR20020037209A
KR20020037209A KR1020000067245A KR20000067245A KR20020037209A KR 20020037209 A KR20020037209 A KR 20020037209A KR 1020000067245 A KR1020000067245 A KR 1020000067245A KR 20000067245 A KR20000067245 A KR 20000067245A KR 20020037209 A KR20020037209 A KR 20020037209A
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황헌
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심윤종
학교법인 성균관대학
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Abstract

PURPOSE: A system for growing, reaping, loading, and managing crops is provided to propel the innovation of an agricultural production technology through the development of the technology and device of remote operation, and to facilitate jointly a variety of operation through the simple alternation of a worktable end. CONSTITUTION: An operation software(1) is composed of a monitor-attached touch pad and a PC. When the operation is ordered through the monitor-attached touch pad, the PC sends and displays the image data to a monitor. A CCD(Charge Coupled Device) color camera(2) shots and transfers the images of three crops to the monitor. A caterpillar or rail tractor(7) comprises a watermelon loading gripper, a watermelon rounding gripper, a watermelon reaping gripper, a weeder, and a watering and spray nozzle. A weight load sensor(4), which is mounted on the caterpillar or rail tractor, perceives the weight of watermelon. A spray tank(5) is used when an operator sees the monitor image and tries to spray. A divider and loader(6) sorts and loads the watermelon as standard.

Description

작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템 {Module type, multi-functional and remote operation system for raising, harvesting and loading control of crops}Modular type, multi-functional and remote operation system for raising, harvesting and loading control of crops}

본 발명은 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템에 관한 것으로, 특히 수박 및 기타 농작물의 수확작업을 중심으로 재배관리, 방제, 제초 및 선별작업에 관한 것을 작업 선단부의 단순교체로써 여러 가지 작업을 공동으로 이용할 수 있고 작물재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a modular multifunctional remote operation system for crop cultivation, harvesting, and load management operations, and in particular, cultivation management, control, weeding and sorting operations focusing on the harvesting operation of watermelon and other crops as a simple replacement of the work tip. It is a modular multifunctional remote control system that can be used in common and has several crop cultivation, harvesting and load management tasks.

종래의 수확, 관리, 이송운반 작업은 기계화되어 있다고 하나 각각 나누어져 있으며 개별적으로 그 기능과 역할이 단순하고 무게가 많이 나가는 작물에 대하여 기계화가 부분적으로 되어 있었다.Conventional harvesting, management, and transporting operations have been mechanized one by one, and each has been partly mechanized for crops with simple functions and roles and heavy weights.

그러나, 수박과 같이 중량이 많이 나가는 작물에 대하여 취급이 어려운 문제점이 있고 원격 제어 시스템에서 설계 및 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, there is a problem in that it is difficult to handle a heavy crop such as watermelon and the design and stability of the remote control system is poor.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인식, 판단 기술의 개발, 원격조작에 의한 작업기술 및 장치 개발을 통하여 농업 생산기술의 혁신을 추진하고 수박 및 기타 농작물의 수확작업을 중심으로 재배관리, 방제, 제초 및 선별작업에 관한 것을 작업 선단부의 단순교체로써 여러 가지 작업을 공동으로 이용할 수 있고 작물재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격제어 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, the object of the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to promote the innovation of agricultural production technology through the development of recognition, judgment technology, operation technology and device by remote operation, watermelon and other Focusing on the harvest work of crops, cultivation management, control, weeding and sorting work can be done by simple replacement of the work front, and various works can be used jointly, and crop cultivation, harvesting, and loading management work are provided. It is.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 작업시스템의 구동제어기와 수박 돌리기 작업용 그리퍼 시작기 제작과 수박 꼭지부 절단장치 제작과 원격 제어 운전 및 조작부의 설계와 CCTV를 이용한 원격 무선 감시체계를 구축하고 본체에 주행장치, 운전장치를 구축하여 작업기부를 장착한 무한궤도형 간이 주행 시스템과 인터페이스 기구부의 정밀 재설계함으로써 수박 등 중량이 많이 나가는 작물을 재배 및 관리 할 수 있는 시스템을 달성하였다.The present invention for achieving the above object is to produce a gripper starter for the operation controller and watermelon turning operation of the working system and the watermelon tap cutting device production and remote control operation and design of the control unit and to build a remote wireless monitoring system using CCTV By constructing a traveling device and a driving device, the system was able to cultivate and manage heavy crops such as watermelons by precisely redesigning the endless track type simple traveling system equipped with a work machine and the interface mechanism part.

도 1a는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 작업자가 차량 탑승시 블록 구성도,Figure 1a is a block diagram when the vehicle occupants the vehicle of the crop cultivation, harvesting, load management operation modular multi-function remote operation system of the preferred embodiment of the present invention,

도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 작업자가 차량 탑승시 예시도,Figure 1b is an exemplary view when the vehicle of the operator of the crop cultivation, harvesting, load management operation modular multi-function remote working system of the preferred embodiment of the present invention,

도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 무인 작업 차량을 작업자가 원격에서 조정시 블록 구성도,Figure 2a is a block diagram when the operator remotely adjusts the unmanned working vehicle of the modular multi-functional remote working system for crop cultivation, harvesting, loading management operation of the preferred embodiment of the present invention,

도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 무인 작업 차량을 작업자가 원격에서 조정시 예시도,Figure 2b is an exemplary view when the operator remotely adjusts the unmanned work vehicle of the crop cultivation, harvesting, stacking management modular multi-function remote working system of the preferred embodiment of the present invention,

도 3a는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 수박 돌리기 작업용 그리퍼 예시도,Figure 3a is an exemplary view of the gripper for watermelon turning operation of the crop cultivation, harvesting, load management operation modular multi-function remote working system of the preferred embodiment of the present invention,

도 3b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템 수박 돌리기 방법 예시도,Figure 3b is a crop cultivation, harvesting, loading management operation of the modular multi-functional remote operation system illustrative example of the preferred embodiment of the present invention,

도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템 절단 예시도,Figure 4a is an illustration of cutting crop cultivation, harvesting, stacking management modular multi-function remote working system of the preferred embodiment of the present invention,

도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템 절단 방법 예시도,Figure 4b is an illustration of a crop cultivation, harvesting, loading management operation modular multi-function remote working system cutting method of a preferred embodiment of the present invention,

도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 작업기 프레임 전면 설계도,Figure 5a is a cultivator, harvest, load management operation of the modular multi-functional remote operation system of the working frame frame design of the preferred embodiment of the present invention,

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 작업기 프레임 측면 설계도,Figure 5b is a cultivation, harvesting, load management operation of the modular multifunctional remote working system of the working frame frame design of the preferred embodiment of the present invention,

도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 레일 주행형 작업기 프레임 설계도,5C is a rail driving type work machine frame design diagram of a crop cultivation, harvesting and stacking management modular multi-function remote working system according to an embodiment of the present invention;

도 6a, 6b는 본 발명의 바람직한 실시예의 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템의 작업지시용 터치패드 제어시스템 구축 및 수확, 제초, 방제 작업용 작업 프로그램밍 툴 예시도이다.Figure 6a, 6b is an example of a crop cultivation, harvesting, load management operation of the modular multi-function remote operation system of the working instruction of the touch pad control system for the construction and harvesting, weeding, control operation of the work programming tools for example.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for the main parts of the drawings *

1 : 작업 소프트웨어2 : CCD 칼라 카메라1: working software 2: CCD color camera

3 : 작업 구동부 인터페이스4 : 중량감지 로드센서3: work drive interface 4: weight detection load sensor

5 : 방제통6 : 선별, 적재 장치5: control box 6: sorting, loading device

7 : 바퀴, 무한궤도형 또는 레일 주행형 작업대차7: Wheel, tracked or rail driven work cart

8 : 무선 데이터 송수신장치8: wireless data transceiver

9 : 무선 영상 데이터 송수신 장치9: wireless video data transceiver

10 : 수박20 : 제어부10: watermelon 20: control unit

30 : 모듈40 : 카메라30 Module 40 Camera

50 : 원격제어부60 : 정밀 구동 매거진50: remote control unit 60: precision drive magazine

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings for a preferred embodiment of the present invention.

도 1a는 바람직한 실시예의 작업자가 작업차량 탑승시의 블록구성도로 작업 소프트웨어(1)와 CCD 칼라 카메라(2)와 바퀴, 무한 궤도형 또는 레일 주행형 작업대차(7)와 중량감지 로드센서(4)와 방제통(5)과 선별, 적재 장치(6)와 작업 구동부 인터페이스(3)로 구성되어 터치 패드 모니터에 표시된 작업 프로그램을 보고 작업자가 작업을 지시한다.FIG. 1A is a block diagram of a worker in a preferred embodiment when working with a vehicle, the work software 1 and the CCD color camera 2, the wheels, the tracked or rail-driven work cart 7 and the weight-sensing load sensor 4 ), The control box 5, the sorting, stacking device 6 and the work drive interface (3) to see the work program displayed on the touch pad monitor, the operator instructs the work.

상기 작업 소프트웨어(1)는 모니터 부착 터치패드와 PC컴퓨터로 구성되어 모니터 부착 터치패드에서 작업지시를 하면 PC 컴퓨터는 영상 데이터를 전송하여 모니터에 디스플레이 한다.The work software 1 is composed of a touch pad with a monitor and a PC computer. When a work instruction is performed on the touch pad with a monitor, the PC computer transmits image data and displays the same on a monitor.

상기 CCD 칼라 카메라(2)는 정밀 작업 매거진 상단부에 농작물 3개의 영상을 촬영하여 전송하는 것이다.The CCD color camera 2 photographs and transmits three images of crops at the upper end of the precision work magazine.

상기 바퀴, 무한궤도형 또는 레일 주행형 작업대차(7)는 모듈형 교체 가능 선단 작업장치가 수박 적과 그리퍼와 수박 돌리기 그리퍼와 수박 수확 그리퍼와 제초 장치와 관수 및 방제 노즐로 구성되어 있다.The wheel, crawler type or rail running type work cart 7 is a modular replaceable tip work device is composed of a watermelon enemy, gripper, watermelon swivel gripper, watermelon harvest gripper, weeding device, watering and control nozzle.

상기 수박 적과 그리퍼는 적과 작업의 경우에 사용하는 것으로 정밀작업 매거진의 선단 작업부를 적과 작업용 선단 절단가위로 교체하여 장착하여 터치패드 장착 모니터에 표시되어 있는 작업프로그램 상의 적과 작업 블록을 작업자가 손가락으로 지시하면 작업차량에 설치된 칼라 CCD 카메라로부터 영상이 획득되고 획득된 영상은 터치 패드 장착 모니터에 디스플레이 되어 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 적과를 하고자하는 부분을 화면상에서 지시한다.The watermelon enemy and the gripper are used in the case of the enemy and the work. The tip work part of the precision work magazine is replaced by the enemy and the work cutting tool, and the operator instructs the finger and the work block on the work program displayed on the touch pad mounting monitor. Then, an image is acquired from a color CCD camera installed in a work vehicle, and the acquired image is displayed on a monitor equipped with a touch pad, so as to view a monitor image with a touch pad and indicate a portion on the screen that is to be brewed.

이때, 카메라가 장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하고 3개 영상에 대하여 적과를 지시하는 작업이 끝나면 지시된 영역을 대상으로 국부 영상처리 영역들이 설정되고 컴퓨터를 이용하여 자동으로 영상처리가 수행되어 적과 부분의 중심점 위치데이터가 설정된다.At this time, after the three images are transmitted to the monitor equipped with the camera and the red fruit is directed to the three images, the local image processing regions are set for the indicated region, and the image processing is automatically performed using a computer. The center position data of the enemy and the part is set.

따라서. 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업프로그램에서 적과 작업부 구동 블록을 손가락으로 지시하면 적과 위치 데이터들로부터 작업구동부의 정밀작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 적과용 절단 그리퍼가 다가가 자른다.therefore. When a finger points the enemy and the work part drive block in the work program on the monitor equipped with the touch pad, the precision work magazine of the work drive is driven from the enemy and position data, and the antagonal cutting gripper mounted on the tip approaches and cuts.

상기 수박 돌리기 그리퍼는 수박 돌리기 작업의 경우 정밀작업 매거진의 선단 작업부를 수박 돌리기 작업용 선단 그리퍼로 교체하여 장착하여 터치패드 장착 모니터에 표시되어 있는 작업프로그램 상의 수박 돌리기 작업 블록을 작업자가 손가락으로 지시하면 설치된 칼라 CCD 카메라로부터 영상이 획득되고 획득된 영상은 터치 패드 장착 모니터에 디스플레이 되어 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 수확을 하고자하는 수박을 화면상에서 지시한다.The watermelon turning gripper is installed when the operator turns the watermelon turning work block on the work program displayed on the touchpad mounting monitor by replacing the watermelon head tip gripper with the watermelon turning work tip gripper. An image is acquired from the color CCD camera and the acquired image is displayed on the touch pad-mounted monitor to view the monitor image on which the touch pad is mounted and to display the watermelon to be harvested on the screen.

이때, 카메라가 장착된 정밀작업 매거진은 작업기의 구동작업 구역을 3구간으로 나누어 터치패드가 장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하고 3개 영상에 대하여 수박을 지시하는 작업이 끝나면 지시된 영역을 대상으로 국부 영상처리 영역들이 설정되고 컴퓨터를 이용하여 자동으로 영상처리가 수행되어 수박의 중심점 위치들 그리고 각각의 수박 크기, 꼭지 위치데이터가 설정된다.At this time, the precision work magazine equipped with the camera divides the driving work area of the work machine into three sections, transmits three images to the monitor equipped with the touch pad, and targets the indicated area after instructing watermelons for the three images. The local image processing areas are set and image processing is automatically performed by using a computer to set the center point positions of the watermelon, the watermelon size, and the tap position data of the watermelon.

따라서, 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업 프로그램에서 수박 돌리기 작업부 구동 블록을 손가락으로 지시하면 수박의 중심점 및 꼭지 위치 데이터들로부터 작업구동부의 정밀작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 수박돌리기 그리퍼가 수박으로 다가가 진공패드를 이용하여 수박을 위로 들고 측면에 설치된 모터 부착 지공패드가 수박을 흡착한 후 수박을 일정각도로 돌리게 되면 상부의 진공 패드는 흡착상태에서 해재되어 돌리기 모터의 구동이 끝나면 진공이 해소되고 상부의 지공패드 흡착이 시작되고 수박을 들어올린다.Therefore, if you instruct a finger to turn the watermelon turning work block in the work program on the monitor equipped with the touch pad, the precision work magazine of the work drive is driven from the center point and the tap position data of the watermelon and the watermelon turning gripper mounted on the tip is watermelon. Approach it with a vacuum pad and hold up the watermelon, and the air pad attached to the side of the motor adsorbs the watermelon and rotates the watermelon at an angle.The upper vacuum pad is released from the adsorption state. It is eliminated and the upper pore pad adsorption starts and the watermelon is lifted.

상기 수박 수확 그리퍼는 수확작업의 경우로 정밀 작업 매거진의 선단 작업를 수확 작업용 선단 그리퍼로 교체하여 장착하여 터치패드 장착 모니터에 표시되어 있는 작업프로그램 상의 수확작업 블록을 작업자가 손가락으로 지시하면 작업차량에 설치된 칼라 CCD 카메라로부터 영상이 획득되고 획득된 영상은 터치 패드 장착 모니터에 디스플레이 되어 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 수확을 하고자 하는 수박을 화면상에서 지시한다.The watermelon harvest gripper is installed in the work vehicle when the worker instructs the harvest work block on the work program displayed on the touchpad mounting monitor by replacing the tip work of the precision work magazine with the tip gripper for the harvest work in the case of harvest work. An image is acquired from the color CCD camera and the obtained image is displayed on the touch pad-mounted monitor to view the monitor image on which the touch pad is mounted and to instruct the watermelon to be harvested on the screen.

이때, 카메라가 장착된 정밀 작업 매거진은 작업기의 구동작업 구역을 3구간으로 나누어 터치패드가 장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하고 3개 영상에 대하여 수박을 지시하는 작업이 끝나면 지시된 영역을 대상으로 국부 영상처리 영역들이 설정되고 컴퓨터를 이용하여 자동으로 영상처리가 수행되며 수박의 중심점 위치들 그리고 각각의 수박크기, 꼭지 위치 데이터가 설정된다.At this time, the precision work magazine equipped with the camera divides the driving work area of the work machine into three sections, transmits three images to the monitor equipped with the touch pad, and targets the indicated area after instructing watermelons for the three images. The local image processing areas are set and image processing is automatically performed using a computer, and the center point positions of the watermelon and the respective watermelon size and the tap position data are set.

따라서, 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업프로그램에서 수확작업부 구동 블록을 손가락으로 지시하면 수박의 중심점 및 꼭지 위치 데이터들로부터 작업구동부의 정밀작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 수확 그리퍼가 수박으로 다가가 지공패드를 이용하여 수박을 위로 들고 수확 그리퍼에 장착된 절단 날로 수박 꼭지를 자르고 그리퍼에 장착된 로드셀로부터 수박의 무게를 측정하고 영상으로부터 얻은 수박의 크기 데이터를 가지고 수박의 밀도를 계산하여 수박의 밀도 및 수박의 외관 색상을 가지고 수박의 숙도(익은 정도)와 당도를 예측하고 등급을 대중소 그리고 2등급의 당도로 분류하게 되고 분류된 등급데이터를 가지고 선별 적재부의 솔레노이드 구동창치를 구동시켜 수확시 분류 선별하여 적재한다.Therefore, if you point the finger at the harvesting unit driving block in the work program on the monitor equipped with the touch pad, the precision work magazine of the driving unit is driven from the center point and the tap position data of the watermelon, and the harvesting gripper mounted at the tip approaches the watermelon. Using watermelon pad, lift up watermelon, cut watermelon tap with cutting blade mounted on harvesting gripper, measure watermelon weight from load cell mounted on gripper, calculate watermelon density using watermelon size data from image, Prediction of ripeness (sweetness) and sweetness of watermelons with density and appearance color of watermelon, classify grades into small and medium grades and sugar grades, and classify at harvest by driving solenoid driving window of sorted loading with classified grade data Select and load.

상기 제초 장치는 제초작업의 경우 정밀작업 매거진의 선단 작업부를 제초작업용 선단 장치로 교체하여 장착하여 터치패드 지시하면 작업차량에 설치된 칼라 CCD 카메라로부터 영상이 획득되고 획득된 영상은 터치 패드 장착 모니터에 디스플레이 되어 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 제초를 하고자하는 잡초들을 화면상에서 지시한다.In the case of the weeding operation, in the case of the weeding operation, the tip work unit of the precision work magazine is replaced with the weeding tip device for mounting and instructing the touch pad, and the image is obtained from the color CCD camera installed in the work vehicle and the obtained image is displayed on the touch pad mounting monitor. The user views the monitor image on which the touch pad is mounted and instructs the weeds to be weeded on the screen.

이때, 카메라가 장착된 정밀작업 매거진은 작업기의 구동작업 구역을 3구간으로 나누어 터치패드가 장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하고 3개 영상에 대하여 잡초를 지시하는 작업이 끝나면 지시된 영역을 대상으로 국부 영상처리 영역들이 설정되고 컴퓨터를 이용하여 자동으로 영상처리가 수행되어 잡초들의 중심점 위치 및 영역데이터가 설정된다.At this time, the precision work magazine equipped with the camera divides the driving work area of the work machine into three sections and transmits three images to the monitor equipped with the touch pad and targets the indicated area after instructing weeds for the three images. The local image processing regions are set and image processing is automatically performed using a computer to set the center point positions and the area data of the weeds.

따라서, 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업프로그램에서 제초작업부 구동 블록을 손가락으로 지시하면 잡초의 중심점 및 영역 데이터들로부터 작업구동부의 정밀작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 뽑기식 제초 그리퍼 또는 고전압 제초 봉이 잡초로 다가가 잡초를 제거한다.Therefore, when a finger is pointing a weeding part drive block in a work program on a monitor equipped with a touch pad, a pull-out weeding gripper or a high voltage weeder driven by the precision work magazine of the work driving part is driven from the center point and area data of the weeds. The rod approaches weeds and removes the weeds.

상기 관수 및 방제 노즐는 관수, 시비, 방제 작업의 경우로 정밀작업 매거진의 선단 작업부를 관수(시비, 방제)작업용 선단 노즐창치로 교체하여 장착하여 터치패드 장착 모니터에 표시되어 있는 작업프로그램 상의 관수(시비, 방제)의 각 작업 블록을 작업자가 손가락으로 지사하면 작업차량에 설치된 칼라 CCD 카메라로부터 영상이 획득되고 획득된 영상은 터치 패드 장착 모니터에 디스플레이 되어 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 관수(시비, 방제)를 하고자하는 영역을 화면상에서 지시한다.The irrigation and control nozzles are installed in the case of irrigation, fertilization and control work by replacing the tip work part of the precision work magazine with the tip nozzle window for irrigation (fertilization, control) work, and the irrigation on the work program displayed on the touchpad mounting monitor. When a worker touches each work block with a finger, an image is obtained from a color CCD camera installed in the vehicle and the acquired image is displayed on a monitor equipped with a touch pad to view the monitor image with a touch pad and The area to be controlled is indicated on the screen.

이때, 카메라가 장착된 정밀작업 매거진은 작업기의 구동작업 구역을 3구간으로 나누어 터치패드가 장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하고 3개 영상에 대하여 관수(시비, 방제)영역을 지시하는 작업이 끝나면 지시된 영역을 대상으로 국부 영상처리 영역들이 설정되고 컴퓨터를 이용하여 자동으로 영상처리가 수행되어 관수(시비, 방제) 영역데이터가 설정된다.At this time, the precision work magazine equipped with the camera divides the driving work area of the work machine into three sections and transmits three images to the monitor equipped with the touch pad and indicates the watering (fertilization, control) area for the three images. Afterwards, local image processing areas are set for the indicated area, and image processing is automatically performed using a computer to set irrigation (fertilization, control) area data.

따라서, 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업프로그램에서 관수(시비, 방제)작업부 구동 블록을 손가락으로 지지하면 잡초의 중심점 및 영역 데이터들로부터 작업구동부의 정밀작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 관수(시비, 방제)장치로부터 작업이 수행된다.Therefore, if the finger is supported by the irrigation (fertilization, control) work drive block in the work program on the monitor equipped with the touch pad, the precision work magazine of the work drive is driven from the center point and area data of the weed and the irrigation water mounted on the tip ( Application is carried out from the device.

상기 중량감지 로드센서(4)는 바퀴, 무한궤도형 또는 레일 주행형 작업대차에서 수박의 중량을 감지하는 로드센서인 것이다.The weight sensing load sensor 4 is a load sensor for detecting the weight of the watermelon in wheels, tracked or rail-driven work cart.

상기 방제통(5)은 터치 패드가 장착된 모니터 영상을 보고 방제하고자 할때 사용하는 것이다.The control container 5 is used to control and view the monitor image equipped with a touch pad.

상기 작업 구동부 인터페이스(3)는 작업프로그램으로부터 터치패드 지시부 영상처리 및 작업 명령를 변환하여 바퀴, 무한궤도형 또는 레일 주행형 작업대차에 작동하기 위하여 데이터를 전송하는 것이다.The job driver interface 3 converts the touchpad indicator image processing and the job command from the job program and transmits data to operate the wheel, the tracked or rail-driven work cart.

상기 선별, 적재 장치(6)는 수박을 규격별로 분류하고 분류된 수박을 적재하는 것이다.The sorting and stacking device 6 classifies watermelons by specifications and loads the classified watermelons.

도 1b는 바람직한 실시예의 작업자가 작업차량 탑승시의 예시도를 도시한 것이다.1B shows an exemplary view of a worker in a preferred embodiment when boarding a work vehicle.

도 2a는 바람직한 실시예의 무인 작업차량을 작업자가 원격에서 조정할 때의 블록 구성도로 작업 소프트웨어(1)와 CCD 칼라 카메라(2)와 무선 영상 데이터 송수신 장치(9)와 작업 구동부 인터페이스(3) 무선 데이터 송수신 장치(8)와 바퀴, 무한 궤도형 또는 레일 주행형 작업대차(7)와 중량감지 센서(4)와 방제통(5)과 선별, 적재 장치(6)로 구성되어 있다.Fig. 2A is a block diagram of a remote control of an unmanned work vehicle of the preferred embodiment by the work software 1, the CCD color camera 2, the wireless image data transmission / reception apparatus 9, and the work driver interface 3 wireless data. It consists of a transceiver 8, a wheel, a caterpillar or rail traveling type work cart 7, a weight sensor 4, a control box 5, and a sorting and stacking device 6.

상기 작업 소프트웨어(1)는 모니터 부착 터치패드와 PC컴퓨터로 구성되어 있으며 상기 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 동일한 것이다.The work software 1 is composed of a touch pad with a monitor and a PC computer, which is the same as when the worker is in a work vehicle.

상기 CCD 칼라 카메라(2)는 상기 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 동일한 것이다.The CCD color camera 2 is the same as the case where the worker rides on the work vehicle.

상기 무선 영상 데이터 송수신 장치(9)는 CCD 칼라 카메라에서 촬영한 영상을 작업소프트웨어에 전송하는 것이다.The wireless image data transmitting / receiving device 9 transmits the image captured by the CCD color camera to the work software.

상기 작업 구동부 인터페이스(3)는 작업 프로그램으로부터 규격별로 분류하고 분류된 수박을 적재하는 것이다.The job driving unit interface 3 classifies the standard from the job program and loads the classified watermelons.

상기 무선 데이터 송수신 장치(8)는 작업 소프트웨어의 내용을 바퀴, 무한궤도형 또는 레일 주행형 작업대차에 전송하는 것이다.The wireless data transmitting and receiving device 8 transmits the contents of the working software to a wheel, a crawler or a rail traveling work cart.

상기 바퀴, 무한 궤도형 또는 레일 주행형 작업대차(7)는 모듈형 교체 가능 선단 작업장치가 수박 적과 그리퍼와 수박 돌리기 그리퍼와 수박 수확 그리퍼와 제초 장치와 관수 및 방제 노즐로 구성되어 있다.The wheeled, caterpillar or rail-driven work cart 7 has a modular replaceable tip work device comprising a watermelon enemy, a gripper, a watermelon twirl gripper, a watermelon harvest gripper, a weeding device, and a watering and control nozzle.

상기 수박 적과 그리퍼는 상기 작업자가 작업차량 탑승시의 경우에 카메라에장착된 모니터로 3개의 영상을 전송하지만 도 2b의 무인차량을 작업자가 원격에서 조정하는 경우는 카메라가 장착된 정밀작업 매거진은 작업기의 구동작업 구역을 터치패드가 장착된 모니터로 3개의 영상을 무선으로 전송하는 것이고 다른 부분은 동일하다.The watermelon enemy and the gripper transmits three images to the monitor mounted on the camera when the worker rides the work vehicle, but when the operator remotely controls the unmanned vehicle of FIG. 2B, the precision work magazine equipped with the camera is a working machine. The driving work area of the monitor transmits three images wirelessly to a monitor equipped with a touch pad. The other parts are the same.

상기 수박 돌리기 그리퍼는 상기 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 비교하여 수박의 중심점 및 꼭지 위치 데이터들이 구동데이터로 변환되어 무선으로 작업 구동부로 전송되는 것 외에 다른 부분은 동일하다.The watermelon turning gripper is the same as other parts except that the center point and the tap position data of the watermelon are converted into driving data and transmitted to the work driving unit wirelessly as compared with the case where the worker is in the work vehicle.

상기 수박 수확 그리퍼는 상기 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 비교하여 구동데이터로 변환되어 무선으로 작업 구동부로 전송되는것 외에 다른 부분은 동일하다.The watermelon harvest gripper is identical to the other parts except that the worker is converted into driving data and wirelessly transmitted to the work driving unit as compared with the case where the worker rides the work vehicle.

상기 제초 장치와 관수 및 방제 노즐은 상기 도 1a의 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 동일하다The weeding device and the watering and controlling nozzles are the same as when the worker of FIG.

상기 중량감지 센서(4)는 상기 작업자가 도 1a의 작업차량 탑승시의 경우와 동일하다.The weight sensor 4 is the same as when the worker boards the work vehicle of FIG. 1A.

상기 방제통(5)는 상기 도 1a의 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 동일하다.The control container 5 is the same as when the worker of FIG.

상기 선별, 적재 장치(6)는 상기 도 1a의 작업자가 작업차량 탑승시의 경우와 동일하다.The sorting and stacking device 6 is the same as when the worker of FIG.

도 2b는 바람직한 실시예로 무인 작업차량을 작업자가 원격에서 제어하고 조정할 수 있는 것을 도시한 것이다.Figure 2b illustrates that in a preferred embodiment the operator can remotely control and adjust the unmanned work vehicle.

도 3a 또는 도 3b는 바람직한 실시예의 수박 돌리기 작업용 그리퍼의 작용을 나타낸 예시도로 다음과 같이 설명한다.3a or 3b is an exemplary view showing the action of the gripper for watermelon turn operation of the preferred embodiment as follows.

가반 중량은 현재 가장 많이 재배되고 있는 수박 성숙의 평균 무게로 하고 방식은 진공 흡착 및 모터 회전식으로 파괴의 손상을 최대한 줄이는 구조를 채택하고 그리퍼의 경량화를 위한 공압기구를 사용하며 매거진 장/탈착용을 위해서 정밀 매거진에 쉽게 장/탈착이 가능하도록 설계하고 공압, 진공, 센서 등의 인터페이스는 커넥터식으로 한 것이고 기구부, 주행부, 이송부로 구성되어 있다.The payload weight is the average weight of the most matured watermelon cultivation, and the method adopts vacuum adsorption and motor rotation to minimize the damage of destruction, uses a pneumatic mechanism to reduce the weight of the gripper, and uses magazines for loading and detaching. For this purpose, it is designed to be easily mounted / detachable in the precision magazine, and the interface such as pneumatic, vacuum, and sensor is connector type, and is composed of the mechanism part, the running part, and the conveying part.

또한, 기구부는 작업부 장/탈착형과 블록식 작업 영역 이동과 수확물 이송기능으로 되어 있으며 상기 작업부 장/탈착형은 동일 작업프레임을 이용한 다수의 관리 기능을 부여하는 것이고 블록식 작업 영역 이동은 정밀 이동, 구간이동의 혼재를 통한 정밀 작업과 비 정밀 작업 분리를 통한 기구 성능 향상을 도모하는 것이고 수확물 이송기능은 수확물 적재 기능으로 인한 작업 영역에서 적재 영역으로 수확물을 이송하는 것이다.In addition, the mechanical part is equipped with a work piece mount / detachable type and block type work area movement and harvest transfer function, the work piece mount / detachable type is to give a number of management functions using the same work frame and block type work area movement It aims to improve the performance of instruments through the precision work and the non-precise work separation through the mixing of precision movement and section movement. The harvest transfer function is to transfer the harvest from the work area to the loading area due to the harvest load function.

상기 주행부는 블록식 작업영역 이동과 레일 주행 방식과 모터 구동과 베터리 전원으로 되어 있으며 상기 블록식 작업영역 이동은 근첩 센서를 이용한 구간 자동 및 수동 이동과 정해진 작업 영역에 대한 작업을 통한 자동 구간 이동이 가능하게 한 것이며 상기 레일 주행 방식은 작업 프레임의 기구적 안정성을 위한 방식과 정밀 매거진의 수평도 유지가 용이하게 한 것과 지반 및 바퀴의 미끄러짐에 대한 영향을 최소화한 것과 상기 모터 구동 및 베터리 전원은 정밀 구간이동을 위한 구동방식과 자체 베터리 전원 채용으로 구조물 단순화 및 원격제어 잇점을 극대화한 것이다.The driving unit is a block type work area movement, a rail driving method, a motor drive, and a battery power source. The block type work area movement includes automatic and manual movement of a section using a proximity sensor and automatic section movement through a work for a predetermined work region. The rail driving method is for the mechanical stability of the working frame, the level of the precision magazine is easily maintained, the influence on the ground and the wheel slippage is minimized, and the motor driving and the battery power supply are precise. The driving method for the section movement and the adoption of its own battery power supply maximize the advantages of the structure simplification and remote control.

상기 이송부는 공압식 수확물 이송과 구름식 수확물 적재로 구성하며 상기 공압식 수확물은 단순, 경략 구조이고 구름식 수확물 적재는 작업 영역에서 적재 영역으로의 가장 단순한 이송 적재 방법 채용을 통한 기구물을 단순화한 것이다.The conveying section consists of pneumatic harvest conveying and rolling harvest loading, the pneumatic harvesting being simple, lean and the rolling harvesting simplifies the implement by employing the simplest conveying loading method from the working area to the loading area.

그리고 수박 돌리기 작업용 그리퍼는 돌리기 작업을 하기 위하여 수박의 하부(대지 접지면)가 위로 올라오도록 꼭지를 중심축으로 회전시켜야하며 꼭지 및 주변의 줄기 그리고 잎에 영향을 주지 않아야 하고 과피의 손실이 없어야 한다.In order to turn the watermelon, the gripper must rotate the tap with its center axis so that the bottom of the watermelon (ground plane) rises up, and it must not affect the stem and surrounding stems and leaves, and there is no loss of skin. .

회전방법으로는 먼저 꼭지 및 주변줄기, 잎에 영향을 주지 않게 하기 위하여 과실을 지상에서 일정높이까지 견인하여 그리퍼의 작용범위로부터 주변을 분리하여야 한다.In the rotation method, the fruit should be pulled from the ground to a certain height to separate the surroundings from the gripper's range of motion so as not to affect the nipples, surrounding stems and leaves.

과피에 입힐 수 있는 손상을 최대한 억제하고자 진공패드를 이용하여 견인하는 방법을 선택하였으며 견인 높이는 줄기 손상을 고려하여 300㎜로 하였다.To minimize the damage to the skin, the traction method was selected using a vacuum pad. The traction height was 300 mm considering stem damage.

다음으로 돌리기 작업은 기구를 단순하게 하고 과피의 손상을 억제하기 위하여 도 3b와 같이 과실의 측면에 2개의 진공패드를 이용하는 방법을 선택하였으며 공압모터를 이용하여 패드를 중심축으로 회전시키는 구조로 하였다.Next, in order to simplify the mechanism and suppress the damage of the skin, the method of using two vacuum pads on the side of the fruit was selected as shown in FIG. 3B, and the pad was rotated around the central axis using a pneumatic motor. .

특히, 그림 3b는 돌리기 작업의 순서도로 먼저 견인작업을 하기 위하여 견인 진고패드와 그리퍼 뭉치가 수박에 접근하고 견인한 후 돌리기 작업을 위해 꼭지를 축으로 돌리기용 진공패드 및 그리퍼를 이용하여 수박을 잡고 돌리기 진고패드를 축으로 공압 모터를 이용하여 수박을 돌리는 순서로 작업이 이루어지게 하는 방법을 설정하였다.In particular, Figure 3b shows that the towing operation pad and the gripper bundle are approaching and towing the watermelon in order to make the towing work first. Rotation The method was set up so that the work was done in the order of turning the watermelon using the pneumatic motor with the jingo pad as the axis.

도 4a 또는 도 4b는 바람직한 실시예의 수박 꼭지 절단장치 및 수확작업용 그리퍼 시작기의 예시도로 하기와 같이 설명한다.Figure 4a or 4b is illustrated as an illustration of the watermelon tap cutting device and the harvester gripper starter of the preferred embodiment.

절단 방식과 칼날 유도 방식과 꼭지부 인식 방법과 돌리기 작업과 수확 작업으로 이루어져 있으며 상기 절단 방식은 칼날 교차식(안전장치 포함)과 공압식 칼날 구동 방식과 칼날 가이드에 칼날 보호 덥개 및 칼날 세척기구 부착하는 방법을 채용하고 있다.The cutting method consists of cutting method, blade induction method, tip recognition method, turning and harvesting operation.The cutting method is blade crossing type (including safety device) and pneumatic blade driving method and blade guard and blade cleaning device attached to the blade guide. We adopt method.

상기 칼날 유도 방식은 구름 가이드식과 구름 가이드를 통하여 수박의 크기에 상관없이 절단 가능한 것과 진공 흡착, 견인을 통한 줄기 및 잎 보호 방식을 채용하고 있다.The blade induction method employs a cutting guide type and a rolling guide that can be cut regardless of the size of the watermelon, and a stem and leaf protection method through vacuum adsorption and towing.

상기 꼭지부 인식 방법은 작업자 간접 교시 방식(부분 영상 처리 이용)과 작업자의 꼭지부 교시를 통한 수박의 중심에 대한 똑지 좌표 산출과 산출된 꼭지 좌표 및 중심좌표를 기준으로 작업기 자세 제어 방법을 사용하고 있다.The method of recognizing the vertex is using a worker indirect teaching method (using partial image processing) and a machine coordinate control method based on the calculated coordinates of the center of the watermelon and the calculated coordinates and center coordinates. have.

돌리기 작업은 꼭지부를 축으로 한 돌리기 작업이 되어야 꼭지 손상을 막을 수 있다.The turning operation should be done by turning the stem to the axis to prevent damage to the head.

수확 작업은 수박의 중심을 기준으로 칼날 구름 가이드의 칼날 유도 및 진공 견인작이 이루어지는 것이다.The harvesting operation is the blade guide and vacuum traction of the blade cloud guide with respect to the center of the watermelon.

도 5a 내지 도 5c는 바람직한 실시예의 작업기 부착용 정밀 작업 매거진, 레일형 간이 주행시스템 주행부 본체제작 및 구축의 설계도로 다음과 같이 설명한다.Figures 5a to 5c is a design diagram of the manufacturing and construction of the precision work magazine, rail-type simple traveling system running unit body for attachment of the preferred embodiment as follows.

작업기 부착용 정밀 작업매거진 제작과 레일형 간이 주행시스템 주행부 본체 제작 및 구축과 작업기 프레임과 레일 주행형 간이 주행 시스템 주행부 본체 제작및 구축으로 구성되어 있다.It consists of manufacturing a precision work magazine for attaching a work machine and manufacturing and constructing a rail-type simple traveling system running part body, and manufacturing and constructing a work machine frame and a rail-driven simple traveling system moving part body.

상기 작업기 부착용 정밀 작업매거진 제작은 정밀 매거진과 프레임으로 나누어지며 여기서 정밀 매건진은 그 형태가 겐츄리 형 직교좌표 로봇을 이용한 사각형 단일 구조를 갖고 시스템은 동작은 직교좌표 로봇을 이용하여 단위 작업기를 수평 좌표로 이동시키고 수직축 및 회전축을 이용하여 단위 작업기의 자세 및 목표 접근을 수행하고 제초작업 및 정밀 방제 작업을 원활하게 수행하고자 위치 정밀도 0.1㎜ 이내의 직교좌표 로봇을 사용하고 수직축과 회전축은 스테핑모터를 사용하여 정지 토크의 향상과 위치결정을 할 수 있게 하였다.The production of the precision work magazine for attaching the work machine is divided into a precision magazine and a frame, where the precision magazine has a rectangular unitary structure using a gantry-type Cartesian robot, and the system uses a Cartesian robot to move the unit work horizontally. In order to perform the attitude and target approach of the unit operator by using the vertical axis and the rotation axis, and to perform the weeding work and the precision control work smoothly, the Cartesian robot with the position precision within 0.1 mm is used. It is possible to improve the stopping torque and to make positioning.

그리고, 프레임은 강철 구조, 용접채결을 하여 처짐이나 프레임 강도를 보강하였다.The frame was then welded to a steel structure to reinforce the deflection or frame strength.

프레임은 정밀 매거진을 450㎜ 단위로 이랑의 수직방향으로 구간이동을 할 수 있도록 AC 모터 및 리밋 스위치, 원형 샤프트, 볼 부시를 채용하여 구성하였다.The frame is composed of AC motor, limit switch, circular shaft, and ball bush to move the precision magazine in 450mm increments in the vertical direction of the ridge.

상기 레일형 간이 주행시스템 주행부 본체 제작, 구축은 작업기 프레임과 레일 주행형 간이 주행 시스템 주행부 본체 제작 및 구축으로 구성되어 있으며 작업기 프레임은 매거진의 동작이 정밀하게 유지하기 위하여 프레임은 처짐이나 기울임이 최소화되어야 함으로 작업기 본체를 레일 상에 둠으로 지반 및 토양의 상태와 상관없이 자세를 유지할 수 있다.The production and construction of the rail-type simple traveling system traveling unit body is composed of a work machine frame and a rail-driven simple traveling system running unit body, and the working machine frame has a sagging or tilting frame in order to precisely maintain the operation of the magazine. It should be minimized so that the work machine body is placed on the rail to maintain posture regardless of soil and soil conditions.

트레임의 폭은 이랑의 평균 폭에 맞추어 2000㎜로 설계하고 레일 주행형 간이 주행 시스템 주행부 본체 제작 및 구축은 레일 주행 방식으로 구동 바퀴 및 레일은 강철로 기성품을 사용하여 설계하였으며, 2개의 주행바퀴와 2개의 보조 바퀴를 이용하여 주행하며 주행의 구동원으로 내구성 및 방습성을 고려하여 AC모터를 사용하였다.The width of the train is designed to 2000mm according to the average width of the ridge, and the rail driving type simple driving system body is manufactured and constructed by rail driving method, and the driving wheels and rails are made of steel using ready-made products. It is driven by using two auxiliary wheels and AC motor is used in consideration of durability and moisture resistance as driving source of driving.

주행 시스템 본체는 500㎜ 단위로 작업구간을 전진 또는 후진할 수 있으며 작업자가 승차하여 조작할 수 있게 설계하였다.The traveling system main body can move forward or backward in 500mm increments and is designed to be operated by operators.

시스템 기본 구성은 차륜, 작어비 프레임, 작업자 영역, 적재영역이다.The basic configuration of the system is wheels, small frame, worker area and loading area.

또한, 도 5a 또는 도 5b는 작업기 프레임 구축은 설계된 작업기 프레임은 자체가 레일 위를 주행하는 방식을 사용하였기 때문에 겐츄리 형태를 갖는다.In addition, FIG. 5A or FIG. 5B shows that the work machine frame construction is designed because the work machine frame itself uses a manner of traveling on a rail.

프레임이 충분한 강도를 갖도록 2층 구조의 보강프레임을 사용하였고 작업자 및 정밀 매거진이 프레임 위에 안착된 수 있도록 구성하였다.A two-layer reinforcement frame was used to ensure that the frame had sufficient strength, and the operator and precision magazine could be seated on the frame.

시스템이 진행하는 방향을 기준으로 전반부에 정밀 매거진을 장착할 수 있는 공간을 두었고 후반부에 작은바 공간 및 수확물 적재 장소를 마련하였다.Based on the direction of the system, there is a space to mount the precision magazine in the first half, and a small bar space and a harvesting place in the second half.

또한, 도 5c는 정밀 매거진 제작이 겐츄리 형 직교좌표 로봇을 이용하여 작업 영역의 X, Y축 이동을 할 수 있게 하였고 스태핑 모터를 이용하여 수직축 및 회전을 할 수 있게 하였다.In addition, FIG. 5C shows that the magazine manufacture can move the X and Y axes of the work area by using a centuries-type Cartesian robot and the vertical axis and rotation by using a stepping motor.

이때 선정된 직교좌표 로봇은 X-Y YAMAHA 로봇이며 전체 가반하중은 6키로그램으로 설계하고 레일주행형 간이 주행 시스템 주행부 본체 제작은 프레임 자체가 레일 상을 구동하는 방식을 사용함으로써 구동원은 AC모터 및 인버터를 사용하였으며, 주 재료는 강철 빔을 사용하였다.At this time, the selected Cartesian coordinate robot is XY YAMAHA robot, and the total payload is designed to 6kg and the rail driving type simple traveling system moving body is manufactured by using the method that the frame itself drives the rail. The main material used was a steel beam.

도 6a 또는 6b는 바람직한 실시예의 작업지시용 터치패드 제어시스템 구축 및 수확, 제초, 방제 작업용 작업프로그래밍 툴의 예시도로 다음과 같이 설명한다.6A or 6B are exemplary diagrams of work programming tools for constructing and harvesting, weeding, and controlling a work instruction touch pad control system according to a preferred embodiment, as follows.

수확, 제초, 방제, 작업용 제어기와 작업기 작업지시용 터치패드 제어시스템 제작 및 수확 작업용 작업프로그래밍 틀 성능시험으로 이루어져 있으며 상기 수확, 제초, 방제 작업용 제어기는 단일칩 제어방식과 제어 구조로 구분하고 여기서 단일 칩 제어방식 채용은 시스템의 주 제어기는 영상처리, 작업 지령, 판단 등을 수행하여야 하기 때문에 시스템 부하가 많다.It consists of the production of the touch pad control system for harvesting, weeding, control, work controller and work order work instruction, and the work programming framework performance test for harvest work. The harvesting, weeding, control work control controller is divided into single chip control method and control structure. In the chip control system, the main controller of the system has a large system load because it needs to perform image processing, work command, and judgment.

그러므로 개별 단위 작업기 및 시스템의 고유의 기능은 별도의 단일 칩 프로세서를 이용하여 주 제어기로부터 출력되는 명령을 해독하여 별도로 동작할 수 있게 구성을 설계하고 보조 제어기의 프로세서들은 내부에 롬과 렘이 장착되어 있어 별도의 메모리 구성없이 사용할 수 있으므로 단순한 제어구성을 가능하게 한다.Therefore, the unique function of each unit worker and system is to design the configuration to operate separately by deciphering the command output from the main controller using a separate single chip processor, and the processors of the secondary controller are equipped with ROM and RAM inside. Because it can be used without a separate memory configuration, simple control configuration is possible.

제어기의 기본 구성은 프로세서부와 디지털 입출력부와 직렬통심부로 나누어 설계하고 있다.The basic configuration of the controller is divided into a processor unit, a digital input / output unit and a serial communication unit.

또한, 제어구조는 본 시스템에서는 작업별 그리퍼 또는 작업기, 직교 로봇, 수직, 회전축의 스태핑 모터 등에서 기구별로 다른 입출력 형태를 갖고 있으므로 이러한 입출력을 모두 할 수 있게 입력은 3~30V DC 입력, 출력은 허용범위가 100VDC 2A의 트렌지스터 출력으로 설계하고 소단위 제어가 필요한 모터 동작 그리퍼 동작은 별도의 프로세서를 갖는 분산 제어 방법을 채용하였다 각 소단위 제어기들은 직렬통신을 이용하여 상호 동작할 수 있게 설계, 제작하였다.In addition, in this system, the gripper or work machine in each system, orthogonal robot, vertical and rotating stepping motors have different input and output types for each device. Designed with transistor output of 100VDC 2A range and motor operation gripper operation requiring sub-unit control adopts distributed control method with separate processor. Each sub-unit controllers are designed and manufactured to interoperate using serial communication.

상기 작업기 작업 지시용 터치패드 제어시스템 제작 및 수확 작업용 작업프로그래밍 툴 성능시험은 터치패드 제어기와 수확용 국부영상처리 시스템 성능시험으로 구분하고 상기 터치패드 제어기는 터치패드의 구성은 터치 패널, 패널제어기,소프트웨어로 구성되고 터치패널을 초음파식으로 하여 정밀 교시가 가능하도록 하였다.The performance testing of the working programming tool for manufacturing and harvesting the touch pad control system for work instruction is divided into the touch pad controller and the harvesting local image processing system performance test. The touch pad controller is composed of a touch panel, a panel controller, It is composed of software and the touch panel is ultrasonic so that precise teaching is possible.

그리고 패널 제어기는 패널로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 변환하여 마우스의 신호와 호환될 수 있게 RS232C통신을 할 수 있고 마우스와 호환이 되기 때문에 주 시스템 제어기에서는 마우스 입력과 동일하게 처리 할 수 있다.In addition, the panel controller can digitally convert the analog signal input from the panel to perform RS232C communication so that it can be compatible with the mouse signal. Since it is compatible with the mouse, the main controller can handle the same as the mouse input.

상기 수확용 국부 영상 처리 시스템 성능시험은 본 시스템의 선능시험에서는 수박의 중심부 교시를 통한 외형 검출 및 복원, 중심점 찾기, 꼭지 찾기의 수행능력을 시험하였다. 시스템 성능은 입력화상의 복잡도에 따라 다르지만 동일화상에서 초당 3개를 처리 할 수 있었다.In the performance test of the harvested local image processing system, the performance test of the appearance detection and reconstruction, the center point search, and the stalk search through the central teaching of the watermelon were tested. The system performance depends on the complexity of the input image, but was able to process three per second in the same image.

수확용 국부영상 처리 알고리즘은 조작자가 대략의 수박 중심점과 꼭지부를 선택하면 이미지 프로세싱 기법을 이용하여 수박의 꼭지, 외형복원, 중심점 찾기를 수행하는 구조로 되어 있다.The harvested local image processing algorithm has a structure in which the operator selects an approximate watermelon center point and a spigot, and performs watermelon top, shape restoration, and center point search using an image processing technique.

다음 수확, 제초, 방제 작업용 제어기 설계는 설계된 제어기는 다양한 작업에 적용될 수 있도록 광 절연 형태의 입력 12개 솔리드 스테이트 출력 16개로 설계하였다. 입력포트의 입력 허용 전압은 5~30V로 설계하였으며 제어기 외부(센서 측)와 내부(프로세서 측)를 광 절연기로 전원 분리를 하여 외부의 충격 전압에 프로세서가 영향을 받지 않도록 하였다. 그리고 출력포트(100V 2A(DC)는 허용 범위를 갖는 트렌지스터 출력의 형태로 설계하여 별도의 구동기 없이 공압 솔레노이드, 소용량 솔레노이드, 대용량 릴레이, 마그넷 스위치를 구동할 수 있게 하였다.The controller design for the next harvest, weed and control operation was designed with 16 solid state outputs with 12 inputs in the form of optical isolation to accommodate a variety of applications. The input allowable voltage of the input port was designed to be 5 ~ 30V, and the power was separated from the outside (sensor side) and inside (processor side) with the optical isolator to prevent the processor from being affected by the external shock voltage. In addition, the output port (100V 2A (DC)) is designed in the form of a transistor output with an allowable range so that a pneumatic solenoid, a small capacity solenoid, a large capacity relay, and a magnet switch can be driven without a separate driver.

프로세서부는 단일 칩 제어 방식을 채용하였고 사용한 프로세서는 Atmel 사의 AT89C51이다. 그리고 제어 방법은 단위 장치별 별도 제어기를 둔 형태의 분산 제어 방식을 채용하였다.(그리퍼 제어기 + 디지털 입출력 제어기, 명령 해독기)The processor unit adopts a single chip control method and the processor used is ATmel AT89C51. The control method adopts a distributed control method with a separate controller for each unit (gripper controller + digital input / output controller, command decoder).

작업기 작업지시용 터치 패드 제어시스템 구축은 그림 12, 13과 같이 제어기는 초음파식 터치 스크린의 해독신호를 분석하여 컴퓨터 시리얼 마우스의 신호 형태로 변환하는 방법으로 마우스의 모사동작을 수행한다.As shown in Figure 12 and 13, the controller analyzes the decoded signal of the ultrasonic touch screen and converts it into the signal form of the computer serial mouse.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 유인 및 무인으로 농작물에 대한 수확, 관리, 이송운반 작업을 손쉽게 하여 시간적, 비용적으로 줄이는 효과가 있으며 농작물을 무선으로 원격 제어하여 수확, 관리, 이송운반, 적재 작업을 할 수 있는 효과가 있으므로 농업의 무선 통신 산업과 농기계 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.As described above, the present invention has the effect of reducing the time and cost by easily harvesting, managing, and transporting the crops by manned and unmanned, and harvesting, managing, transporting, loading by remotely controlling the crops wirelessly. Because of the effect that can work, it is a very useful invention in the agricultural wireless communication industry and agricultural machinery industry.

Claims (5)

작업 시스템은 수확, 관리, 이송운반 작업에 필요한 모듈형의 간이 생력화 단위장치를 포함하여 작업 선단부 교체가 가능한 모듈형 시설 재배 작업용 다기능 생력 작업을 작업자가 작업차량 탑승시와 작업자가 원격에서 조정할 수 있는 작업기 프레임과, 작업기 부착용 정밀 작업 매거진과, 레일 주행형 간이 주행 시스템과, 작업지시용 터치패드 제어시스템 구축 및 수확, 제초, 방제 작업용 프로그램밍 툴로 구성된 것을 특징으로 하는 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템.The work system includes a modular simplified vignette unit for harvesting, managing and transporting operations, which allows the operator to remotely control the multifunction work for planting the modular facility with work tip replacement and remote control. Crop cultivation, harvesting, and load management work module, comprising a working frame, a precision working magazine for attaching the working tool, a rail traveling type simple traveling system, and a programming tool for constructing, harvesting, weeding, and controlling the work order. Type multifunctional remote working system. 제 1 항에 있어서, 상기 작업 선단부는 수박 돌리기 작업용 선단 그리퍼와 선단 적과 작업용 선단 절단 가위와 수확 작업용 선단 그리퍼와 제초작업용 선단 장치와 관수(시비, 방제)작업용 선단 노즐장치로 구성된 것을 특징으로 하는 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템.The crop of claim 1, wherein the working tip comprises a tip gripper for turning the watermelon, a tip cutting shear for working with the tip, and a tip gripper for harvesting, a tip gripper for harvesting, a tip nozzle device for weeding, and a tip nozzle device for watering (fertilizing, controlling). Modular, multifunctional remote operation system for planting, harvesting and loading management tasks. 제 1 항에 있어서, 상기 작업기 프레임과 작업기 부착용 정밀 작업 매거진은 작업기 프레임이 레일을 위를 주행하는 방식이고 2층 구조의 보강 프레임으로 구성된 것을 특징으로 하는 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업시스템.The method of claim 1, wherein the working frame and the precision work magazine for attaching the working tool is a crop cultivation, harvesting, loading management work modular multifunctional, characterized in that the working frame is a way to run the rail up and consists of a two-layer reinforcement frame Remote working system. 제 2 항에 있어서, 상기 수박 돌리기는 진공패드를 이용하여 수박을 위로 들어 올리고 측면에 설치된 모터 부착 지공패드가 수박을 흡착한 후 수박을 일정각도로 돌려서 상부 지공패드 흡착이 시작되어 수박을 들어 올리는 것을 특징으로 하는 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템.The method of claim 2, wherein the watermelon is rotated by using a vacuum pad to lift up the watermelon and the motor-mounted geothermal pads installed on the side adsorb the watermelon and rotate the watermelon at an angle to start adsorption of the upper geothermal pad to lift the watermelon Modular multifunctional remote operation system for crop cultivation, harvesting, and load management operations. 제 2 항에 있어서, 상기 적과 적업은 터치 패드가 장착된 모니터 상의 작업 프로그램에서 적과 작업부 구동 블록을 지시하면 적과 위치 데이터들로부터 작업구동부의 정밀 작업 매거진이 구동하고 선단에 장착된 적과용 절단 그리퍼가 다가가 자르는 것을 특징으로 하는 작물 재배, 수확, 적재관리 작업 모듈형 다기능 원격 작업 시스템.3. The antagonist cutting gripper according to claim 2, wherein the antagonist and the enemy operation instruct the enemy and the work unit driving block in the work program on the monitor equipped with the touch pad, and the precision work magazine of the work driving unit is driven from the enemy and position data and mounted on the tip. Modular multifunctional remote operation system for crop cultivation, harvesting, and load management operations, characterized by cutting to and fro.
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