KR20180117758A - 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 무인운송장치는 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하는 본체, 본체에 설치되고, 재배시설 및 관리서버와의 통신을 수행하는 통신부, 본체에 설치되고, 재배시설의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라 및 본체에 설치되고, 재배시설로부터 수신된 환경정보 및 카메라로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 관리서버에 전송시켜 재배시설에 대한 모니터링이 수행되도록 제어하며, 관리서버로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 재배시설의 환경제어를 하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은 재배시설의 환경제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재배시설의 내부를 이동하면서 환경정보 및 영상정보를 수집하는 무인운송장치를 이용하여 환경제어를 실시간으로 하는 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 부피가 크고, 중량이 무거운 화물을 지게차나 크레인으로 들어 올려 적재 또는 하역을 하거나 운반을 하고 있다. 하지만 지게차나 크레인의 경우, 작업량이 증가할수록 운전자의 피로, 조작 실수 등에 의한 충돌, 낙하 등의 사고 위험이 높아지고, 좁은 지역에서는 운행이 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서는 물류자동화 추세에 맞춰 무인운송장치에 대한 집중적인 기술 개발이 이루어지고 있으며, 국내에서도 이에 대한 수요가 확대되면서 이에 대한 연구가 활발히 이루지고 있다.
무인운송장치(autonomous guided vehicle, AGV)는 운전자가 필요 없기 때문에 물류현장의 인력절감, 생산성 향상, 근로환경 개선을 통해 제품이나 서비스의 가격 경쟁력을 높이는 역할을 할 수 있다.
특히, 작물을 생산하는 재배시설과 같은 농업현장에서도 무인운송장치가 사용되고 있으며, 이를 통해 작업에 대한 효율이 높아지고 있다. 하지만 현재 실용화된 무인운송장치는 단순히 물류를 이송하는 역할만 수행하고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 재배시설 내부에 대한 환경정보 및 영상 정보를 실시간으로 수집하고, 수집된 정보를 이용하여 환경 제어를 하는 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 무인운송장치는 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하는 본체, 상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설 및 관리서버와의 통신을 수행하는 통신부, 상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라 및 상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설로부터 수신된 환경정보 및 상기 카메라로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송시켜 상기 재배시설에 대한 모니터링이 수행되도록 제어하며, 상기 관리서버로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 하는 제어부를 포함한다.
또한 상기 카메라는, 상기 본체가 이동되는 전방, 후방 및 양측방 중 적어도 하나의 방향에 대한 영상을 촬영하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 작업지시를 확인하면, 상기 본체의 현재위치를 추정하고, 상기 추정된 현재위치 및 상기 환경제어를 수행하는 위치의 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 생성하고, 상기 환경정보 중 가장 최근에 수신된 환경정보에 포함된 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 추정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어부는, 상기 재배시설 중 통신이 가능한 일부 구역에서 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버와 통신하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 본체의 하부에 설치되고, 상기 재배시설의 바닥에 존재하는 이물질을 청소하는 청소부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 환경정보는, 상기 복수의 센서로부터 측정된 온도, 습도, 이산화탄소, 광량, 토양수분량 및 엽온 중 적어도 하나가 측정된 측정정보 및 상기 복수의 센서가 구비된 각각의 위치에 대한 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 환경제어는, 상기 재배시설에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인운송장치를 이용한 환경제어 시스템은 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하면서, 상기 환경정보를 수신하고, 상기 재배시설에 대한 영상정보를 생성하는 무인운송장치 및 상기 무인운송장치로부터 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 재배시설을 모니터링하며, 상기 모니터링에 대한 작업지시를 상기 무인운송장치로 전송하는 관리서버를 포함하되, 상기 무인운송장치는, 상기 재배시설의 내부를 이동하는 본체, 상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설 및 상기 관리서버와의 통신을 수행하는 통신부, 상기 본체에 설치되고, 적어도 하나의 방향에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라 및 상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설로부터 수신된 환경정보 및 상기 카메라로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송시켜 상기 모니터링이 수행되도록 제어하며, 상기 관리서버로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 재배시설의 일부 구역에 상기 무인운송장치 및 상기 관리서버 간의 무선통신이 지원되도록 구축되는 통신망을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 관리서버는, 상기 모니터링된 결과에서 상기 재배시설 중 일부 구역의 환경상태에 이상이 있으면, 상기 무인운송장치가 이상이 있는 구역으로 이동한 후, 해당 구역의 환경정보를 재전송하라는 작업지시를 하고, 상기 재전송된 환경정보를 이용하여 상기 이상 여부를 재확인하며, 상기 재확인된 환경상태도 이상이 있으면, 상기 해당 구역의 환경 제어에 대한 작업지시를 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 무인운송장치를 이용한 환경제어 방법은 무인운송장치가 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하는 단계, 상기 무인운송장치가 상기 재배시설로부터 환경정보를 수신하고, 상기 재배시설의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 단계, 상기 무인운송장치가 관리서버에서 상기 재배시설에 대한 모니터링이 수행되도록 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송하는 단계, 상기 무인운송장치가 상기 관리서버로부터 상기 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 수신하는 단계 및 상기 무인운송장치가 상기 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법은 무인운송장치가 재배시설 내부 설치된 센서 및 카메라로부터 환경 정보 및 영상 정보를 수신하고, 수신된 정보를 관리서버로 전송함으로써, 관리서버가 재배시설 내부의 환경 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
또한 관리서버가 수신된 정보를 이용하여 무인운송장치로 재배시설의 환경제어를 지시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리서버를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환경정리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환기창 개폐제어를 설명하기 위한 도면이다
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 차광막 개폐제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 조도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 송풍 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 환경제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리서버를 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환경정리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환기창 개폐제어를 설명하기 위한 도면이다
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 차광막 개폐제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 조도 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 송풍 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 환경제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 재배시설(10) 내부에 대한 환경정보 및 영상 정보를 실시간으로 수집하고, 수집된 정보를 이용하여 환경 제어를 한다. 여기서, 재배시설(10)은 작물(11)을 생산하는 시설로써, 바람직하게는 스마트팜(smart farm), 온실 등 일 수 있다.
재배시설(10)은 일정간격으로 이격되게 작물(11)이 생산된다. 작물(11)은 토마토, 파프리카, 감자, 고추, 담배, 버섯 등과 같은 채소류이거나, 사과, 배, 포도, 귤, 감, 바나나 등과 같은 과일류이거나, 관상용으로 재배되는 화훼일 수 있다.
재배시설(10)은 일정 간격으로 복수의 센서(13)가 구비된다. 복수의 센서(13)들은 온도 센서, 습도 센서, 이산화탄소 센서, 광 센서, 토양수분 센서, 엽온 센서 등을 포함할 수 있다. 온도 센서는 재배시설(10) 내부의 온도를 측정한다. 습도 센서는 재배시설(10) 내부의 습도를 측정한다. 이산화탄소 센서는 재배시설(10) 내부의 이산화탄소량을 측정한다. 광 센서는 재배시설(10) 내부의 일조량을 측정한다. 토양수분 센서는 재배시설(10) 내부의 토양에 함유된 수분을 측정한다. 엽온 센서는 재배시설(10) 내부의 작물잎에 대한 온도를 측정한다.
또한 재배시설(100)은 일정 간격으로 복수의 시설물(14)이 구비된다. 복수의 시설물(14)은 냉난방 장치, 팬 장치, 스프링쿨러, 급수 펌프, 이산화탄소 발생기, 조명장치, 각종 개폐장치 등을 포함할 수 있다.
냉난방 장치는 재배시설(10) 내부의 온도 조절을 한다. 팬 장치는 재배시설(10) 내부의 공기 순환 및 공기 환기를 조절한다. 스프링클러 및 급수 펌프는 재배시설(10) 내부의 물 공급을 조절한다. 이산화탄소 발생기는 재배시설(10) 내부의 이산화탄소에 대한 농도를 조절한다. 조명장치는 재배시설(10) 내부의 조도를 조절한다. 이 때, 조명장치는 LED 조명장치로 구성되어 식물에 필요한 스펙트럼을 포함하는 조도를 조사할 수 있다. 각종 개폐장치는 재배시설(10)의 환기창, 차광막, 보온막, 구역 차단문 등과 같은 시설물에 대한 개폐를 조절할 수 있다.
한편, 재배시설(10)은 복수의 구역으로 분류될 수 있으며, 각 구역마다 센서(11) 및 시설물(14)이 구비될 수 있다. 또한 재배시설(10)의 일부 구역은 무인운송장치(30) 및 관리서버(50) 간의 무선통신이 지원되도록 통신망(15)이 구축될 수 있다. 이 때, 통신망(15)은 와이파이(wireless fidelity; WIFI), 로라(Long Range; LoRa), RF(Radio Frequency), LTE(Long Term Evolution) 등의 무선통신망일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 환경제어 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 환경제어 시스템(100)은 무인운송장치(30) 및 관리서버(50)를 포함한다.
무인운송장치(30)는 재배시설(10)의 내부를 이동한다. 무인운송장치(30)는 설정된 이동경로(12)를 이용하여 이동되지만 현장 상황에 따라 변경이 가능하다. 무인운송장치(30)는 재배시설(10)의 이동하면서 재배시설(10)에 구비된 복수의 센서(13)에서 측정된 환경정보를 수신하고, 재배시설(10)의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성한다. 여기서, 환경정보는 측정정보 및 위치정보를 포함한다. 측정정보는 복수의 센서(13)로부터 측정된 정보로써, 온도, 습도, 이산화탄소, 광량, 토양 수분량 및 엽온 중 적어도 하나의 정보를 포함한다. 위치정보는 복수의 센서(13)가 구비된 각각의 위치에 대한 정보이다.
무인운송장치(30)는 수신된 환경정보 및 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 관리서버(50)에 전송하여 관리서버(50)에서 모니터링이 수행되도록 할 수 있다. 바람직하게는, 무인운송장치(30)는 데이터 용량이 작은 환경정보인 경우 실시간으로 관리서버(50)에 전송하고, 데이터 용량이 큰 영상정보인 경우 통신망(15)이 구축된 구역으로 이동한 후, 관리서버(50)에 전송할 수 있다. 더 바람직하게는, 무인운송장치(30)는 통신망(15)이 구축된 구역으로 이동한 후, 환경정보 및 영상정보를 관리서버(50)에 전송할 수 있다. 무인운송장치(30)는 관리서버(50)로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 재배시설의 환경제어를 수행한다. 여기서, 환경제어는 재배시설(10)에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나일 수 있다.
관리서버(50)는 무인운송장치(30)로부터 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 수신된 정보를 이용하여 재배시설(10)을 모니터링한다. 상세하게는, 관리서버(50)는 재배시설(10)의 환경상태에 대한 이상을 모니터링한다. 바람직하게는, 관리서버(50)는 재배시설(10)을 구역별로 모니터링할 수 있다. 관리서버(50)는 모니터링된 결과를 이용하여 작업지시를 생성하고, 생성된 작업지시를 무인운송장치(30)에 전송한다. 여기서, 작업지시는 모니터링된 결과를 반영한 지시사항으로써, 무인운송장치(30)의 환경제어에 대한 정보가 포함된다. 관리서버(50)는 데스크톱, 랩탑, 태블릿PC, 스마트폰 등 일 수 있다.
한편, 도 1은 재배시설(10)의 센서(13) 및 시설물(14)에 대한 위치가 일정하게 이격된 것으로 도시되었지만 이에 한정되지 않고 재배시설(10)의 환경에 따라 구비되는 위치가 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 무인운송장치(30)는 본체(31), 통신부(32), 카메라(33) 및 제어부(36)를 포함한다. 또한 무인운송장치(30)는 청소부(34), 조명부(35), 입력부(37), 저장부(38) 및 알람부(39)를 더 포함할 수 있다.
본체(31)는 작물이 생산되는 재배시설(10)의 내부를 이동한다. 이 때, 본체(31)는 물건을 적재할 수 있다. 본체(31)는 지지부(41), 적재부(42) 및 이송부(43)를 포함한다.
지지부(41)는 본체(31)의 몸통에 해당하며, 판형, 계단형, ㄴ형, ㄷ형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 지지부(41)가 ㄴ형이면 판형으로 형성된 수평 지지부(45)와 수평 지지부(45)의 일끝단으로부터 수직으로 신장된 수직 지지부(46)로 구분할 수 있다. 여기서, 수평 지지부(45)는 청소부(34), 조명부(35) 및 입력부(37)가 설치될 수 있고, 수직 지지부(46)는 통신부(32), 카메라(33), 제어부(36), 저장부(38) 및 알람부(39)가 설치될 수 있다. 바람직하게는, 수직 지지부(46)는 카메라(33)를 상부에 설치하여 촬영되는 시야각이 넓어지도록 할 수 있고, 알람부(39)를 최상부에 설치하여 알람 효과를 극대화할 수 있다.
적재부(42)는 지지부(211)의 상부 중 적어도 일부에 설치되고, 물건이 적재된다. 적재부(42)는 물건의 적재가 용이하도록 지면과 수평이 되도록 형성된다. 또한 적재부(42)는 상면에 일정 간격으로 홈이 형성되어 미끄럼 방지 기능을 포함할 수 있다.
이송부(43)는 지지부(41)의 하부에 설치되고, 지지부(41)를 이동시킨다. 이송부(43)는 적어도 한 쌍의 바퀴(47) 및 바퀴(47)를 회전시키는 모터(48)를 포함한다. 여기서, 모터(48)는 적어도 한 개 이상을 포함할 수 있다.
통신부(32)는 본체(31)에 설치되고, 재배시설(10) 및 관리서버(50)와의 통신을 수행한다. 이 때, 통신부(32)는 근거리, 중거리 및 장거리 무선통신을 수행할 수 있다. 상세하게는, 통신부(32)는 재배시설(10)로부터 환경정보를 수신할 경우, 근거리 또는 중거리 무선통신을 할 수 있고, 관리서버(50)로 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 전송할 경우, 중거리 또는 장거리 무선통신을 할 수 있다.
카메라(33)는 본체(31)에 설치되고, 재배시설(10)의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성한다. 카메라(33)는 본체(31)가 이동되는 전방, 후방 및 양측방 중 적어도 하나의 방향에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 바람직하게는, 카메라(33)는 파노라마(PAN) 기능, 틸팅(tilting) 기능, 줌(zoom) 기능 등을 포함하여 360도로 회전하면서 전방위에 대한 영상을 촬영할 수 있다. 이를 통해, 카메라(33)는 영상의 품질을 향상시키고, 이동 중에도 상황에 맞는 영상을 지속적으로 촬영할 수 있다.
청소부(34)는 본체(31)의 하부에 설치되고, 재배시설(10)의 바닥에 존재하는 이물질을 청소한다. 청소부(34)는 브러시(brush), 블로어(blower) 및 진공청소기(vacuum) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 청소부(34)가 진공청소기를 포함하는 경우, 청소부(34)는 별도의 이물질 보관함(미도시)을 더 포함할 수 있다.
조명부(35)는 본체(31)에 설치되고, 재배시설(10)의 조도가 기 설정된 조도보다 낮은 경우, 카메라(33)로부터 촬영되는 영상이 인식될 수 있도록 빛을 발광한다. 즉, 조명부(35)는 야간 또는 흐린 날씨와 같은 환경에서 구동한다. 조명부(35)는 적외선(infrared ray; IR) 및 백색광 중 적어도 하나의 조명을 포함할 수 있다.
제어부(36)는 본체(31)에 설치되고, 재배시설(10)로부터 수신된 환경정보 및 카메라(33)로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 관리서버(50)에 전송시켜 재배시설(10)에 대한 모니터링이 수행되도록 제어한다. 바람직하게는, 제어부(36)는 데이터 용량이 작은 환경정보인 경우 실시간으로 관리서버(50)에 전송되도록 제어하고, 데이터 용량이 큰 영상정보인 경우 재배시설(10) 중 통신망(15)이 구축된 구역으로 이동시킨 후, 관리서버(50)에 전송되도록 제어할 수 있다. 더 바람직하게는, 제어부(36)는 재배시설(10) 중 통신망(15)이 구축된 구역으로 이동시킨 후, 관리서버(50)에 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보가 전송되도록 제어할 수 있다. 여기서, 환경정보는 재배시설(10)의 환경상태뿐만 아니라 환경정보가 측정된 위치정보도 포함된다. 따라서, 제어부(36)는 환경정보를 이용하여 본체(31)의 현재위치를 추정할 수 있다.
제어부(36)는 본체(31)의 이동경로(12)를 제어한다. 제어부(36)는 카메라(33)로부터 생성된 영상정보를 이용하여 이동경로(12)에 존재하는 장애물의 유무를 판단한다. 제어부(36)는 장애물이 감지되면 본체(31)의 이동을 일시 정지하거나, 이동경로(12)를 변경한다. 예를 들면, 제어부(36)는 이동경로(12)의 전방에 장애물이 감지되면 본체(31)를 일시 정지시키고, 일정 시간이 지나도 장애물이 계속 감지되면 기 설정된 이동경로를 우회하도록 제어할 수 있다. 또한 제어부(36)는 이동경로(12)의 전방에 장애물이 감지되면 이동경로를 바로 우회하도록 제어할 수 있다.
제어부(36)는 재배시설(10)의 환경정리를 제어한다. 제어부(36)는 카메라(33)로부터 생성된 영상정보를 이용하여 재배시설(10)의 바닥에 존재하는 이물질의 유무를 판단한다. 제어부(36)는 이물질이 감지되면 청소부(34)를 구동시켜 이물질을 청소한다. 제어부(36)는 환경정리를 수행함으로써, 재배시설(10)의 바닥에 대한 반사량을 증가시켜 하단에 위치하는 작물(11)의 생육을 도와준다. 따라서, 작물의 생산량을 증대하고, 재배시설(10)의 유지비용 중 청소비용을 절감할 수 있다.
제어부(36)는 관리서버(50)로부터 수신된 모니터링에 대한 작업지시를 이용하여 재배시설의 환경제어를 한다. 여기서, 환경제어는 재배시설(10)에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나일 수 있다.
제어부(36)는 작업지시를 확인하면, 작업지시를 수행해야하는 구역에 대한 이동경로를 생성한다. 이 때, 제어부(36)는 이동거리가 최소가 되도록 이동경로를 생성할 수 있다. 즉, 제어부(36)는 작업지시를 확인하면, 본체의 현재위치를 추정하고, 추정된 현재위치 및 작업지시가 수행되는 위치의 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 생성한다. 여기서, 제어부(36)는 환경정보 중 가장 최근에 수신된 환경정보에 포함된 위치정보를 이용하여 본체(31)의 현재 위치를 추정할 수 있다. 여기서, 위치정보는 환경정보 중 측정정보를 측정한 센서(13)의 위치정보일 수 있다.
예를 들면, 제어부(36)는 A구역의 온도 제어에 대한 작업지시를 확인하면, 가장 최근에 수신된 환경정보에 포함된 위치정보를 이용하여 본체(31)의 현재 위치를 추정하고, 추정된 현재 위치와 A구역의 냉난방기에 대한 위치정보를 이용하여 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 생성한다.
입력부(37)는 본체(31)에 설치되고, 사용자 입력이 입력된다. 여기서, 사용자 입력은 무인운송장치(30)의 전원 온오프(on/off), 작업지시 및 이동경로 중 적어도 하나가 포함된 제어신호일 수 있다. 바람직하게는, 입력부(37)는 현재 사용자 입력이 된 상태를 디스플레이할 수 있는 상태 표시창을 포함할 수 있다.
저장부(38)는 통신부(32)로부터 수신된 환경정보 및 카메라(33)로부터 생성된 영상정보가 저장된다. 이 때, 제어부(36)는 저장부(38)의 데이터 용량 관리를 위하여 환경정보 및 영상정보가 관리서버(50)로 전송되면 전송된 정보에 대해서 자동으로 삭제할 수 있다. 저장부(38)는 재배시설(10)에 구비된 센서(13) 및 시설물(14)에 대한 위치정보가 저장된다. 또한 저장부(38)는 본체(31)의 이동경로가 저장된다. 또한 저장부(38)는 관리서버(50)로부터 수신된 작업지시가 저장된다. 저장부(38)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
알람부(39)는 본체(31)에 설치되고, 바람직하게는 본체(31)의 최상부에 설치되어 알람효과를 극대화할 수 있다. 재배시설(10)의 내부 중 환경정보에 이상이 감지되면 알람을 발생시켜 알람 메시지를 전달한다. 이 때, 알람부(39)는 시각적 효과 및 청각적 효과 중 적어도 하나를 이용하여 알람 메시지를 전달할 수 있다. 알람부(39)는 경보등, 경보벨, 스피커 등이 포함될 수 있다.
무인운송장치(30)는 도면에는 도시되지 않았지만 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다. 배터리는 무인운송장치(30)에 전원을 공급하며, 외부 전원에 의해 충전될 수 있다. 한편, 제어부(36)는 배터리가 기 설정된 기준보다 충전율이 낮을 경우, 배터리 충전의 필요성이 인지되도록 알람부(39)에서 알람을 발생시킨다. 또한 제어부(36)는 배터리의 충전상태를 확인할 수 있게 입력부(260)에 포함된 상태 표시창에 충전상태를 표시되도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 관리서버를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 관리서버(50)는 서버 통신부(51), 서버 제어부(52), 서버 출력부(53) 및 서버 저장부(54)를 포함한다.
서버 통신부(51)는 무인운송장치(30)와 무선통신을 수행한다. 서버 통신부(51)는 무인운송장치(30)로부터 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 수신한다. 또한 서버 통신부(51)는 무인운송장치(30)로 작업지시를 전송한다. 한편, 도면에는 도시되지 않았지만 서버 통신부(310)는 관리자 단말 또는 관리자가 지정한 단말에 모니터링된 결과를 전송할 수 있다.
서버 제어부(52)는 서버 통신부(51)로부터 수신된 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 재배시설(10)을 모니터링한다. 즉, 서버 제어부(52)는 재배시설(10)의 작물(11)이 생산되는데 필요한 환경조건이 최상의 상태로 유지되고 있는지 판단한다. 이 때, 서버 제어부(52)는 온도, 습도, 조도, 물 공급량, 이산화탄소량, 공기상태 등과 같은 환경조건을 모니터링 기준으로 할 수 있다. 서버 제어부(52)는 모니터링된 결과를 이용하여 무인운송장치(30)의 작업지시를 생성한다.
상세하게는, 서버 제어부(52)는 환경정보와 기준 환경정보를 비교 분석하여 서로 간의 오차가 기 설정된 오차범위 안에 포함되면 재배시설(10)의 내부에 대한 환경상태에 이상이 없다고 판단하고, 오차가 오차범위 안에 포함되지 않으면 재배시설(10)의 내부에 대한 환경상태에 이상이 있다고 판단한다. 여기서, 기준 환경정보는 재배시설(10)의 환경상태가 정상일 때의 환경정보일 수 있다.
재배시설(10)의 환경상태에 이상이 없다고 판단하면, 서버 제어부(52)는 무인운송장치(30)가 계속 재배시설(10)의 내부를 이동하면서 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나를 전송하라는 작업지시를 생성한다. 이를 통해, 서버 제어부(52)는 재배시설(10)의 내부 전체에 대한 환경상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
재배시설(10) 중 일부 구역의 환경상태에 이상이 있으면, 서버 제어부(52)는 무인운송장치(30)가 이상이 있는 구역으로 이동한 후, 해당 구역의 환경정보를 재전송하라는 작업지시를 생성한다. 이를 통해, 서버 제어부(52)는 환경상태에 대한 이상여부를 재확인함으로써, 오류로 인해 발생되는 착오를 최소화시킬 수 있다. 서버 제어부(52)는 재전송된 환경정보를 이용하여 재배시설(10)의 환경제어에 대한 작업지시를 생성한다.
이 때, 서버 제어부(52)는 재배시설(10)에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나에 대한 작업지시를 생성할 수 있다.
서버 제어부(52)는 영상정보를 분석하여 재배시설(10)의 내부에 구비된 시설물 상태를 인식한다. 즉, 서버 제어부(52)는 영상정보와 기준 영상정보를 비교 분석하여 액추에이터(actuator) 구동상태, 환기창 개폐상태, 차광막 개폐상태, 보온막 개폐상태, 구역 차단문 개폐상태 중 적어도 하나의 시설물 구동상태를 인식한다. 또한 서버 제어부(52)는 각 구역에 대한 시설물 파손상태도 인식할 수 있다.
따라서, 서버 제어부(52)는 인식된 시설물 상태를 이용하여 재배시설(10)의 환경제어에 대한 작업지시를 생성할 수 있다. 여기서, 기준 영상정보는 재배시설(10)의 초기 시설물 상태일 때의 영상정보일 수 있다.
바람직하게는, 서버 제어부(52)는 환경정보 및 영상정보를 모두 분석하여 재배시설(10)의 내부에 대한 환경상태가 최적의 상태가 되도록 작업지시를 생성할 수 있다.
서버 출력부(53)는 서버 제어부(52)로부터 모니터링된 결과를 출력한다. 이를 통해, 관리자는 재배시설(53)의 내부에 대한 모니터링을 실시간으로 할 수 있다. 서버 출력부(53)는 모니터, 액정, 프로젝터, 스피커 등일 수 있다.
서버 저장부(54)는 기준 환경정보 및 기준 영상정보가 저장된다. 서버 저장부(54)는 무인운송장치(30)로부터 수신된 환경정보 및 영상정보를 시간에 따라 순차적으로 저장하여 데이터베이스를 구축할 수 있다. 서버 저장부(54)는 플래시 메모리 타입, 하드디스크 타입, 미디어 카드 마이크로 타입, 카드 타입의 메모리, 자기메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환경정리를 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 3 및 도 5를 참조하면, 무인운송장치(30)는 카메라(33)로부터 생성된 재배시설(10)의 영상정보를 이용하여 환경정리를 수행한다.
이 때, 무인운송장치(30)는 영상정보를 영상 처리하여 청소 영역과 이동 회피영역을 구분한다. 즉, 무인운송장치(30)는 영상정보에 포함된 구성들을 각각의 영역으로 구분하여 청소 영역과 이동 회피영역을 구분한다. 여기서, 청소 영역은 이물질이 있는 영역이고, 이동 회피영역은 장애물이 있는 영역일 수 있다.
무인운송장치(30)는 청소 영역에 접근하면 청소부(34)를 구동시켜 이물질을 제거한다. 또한 무인운송장치(30)는 이동 회피영역에 접근하면 일시 정지하거나, 이동경로를 우회하여 장애물을 회피한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 환기창 개폐제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 차광막 개폐제어를 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 조도 제어를 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무인운송장치의 송풍 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 1, 도 3, 도 6 내지 도 9를 참조하면, 무인운송장치(30)는 관리서버(50)로부터 수신된 작업지시를 이용하여 재배시설(10)의 환경제어를 한다.
무인운송장치(30)는 환기창의 개폐를 제어한다. 무인운송장치(30)는 작업지시 중 환기창의 개폐에 대한 지시가 포함되면, 환기창에 포함된 통신모듈과 통신이 가능한 위치로 이동한 후, 환기창의 통신모듈에 작업지시를 전송한다. 이를 통해, 환기창은 작업지시에 따라 개폐를 할 수 있다. 바람직하게는 환기창은 낮이거나 날씨가 맑으면 개방되고, 밤이거나 날씨가 흐르면 폐쇄될 수 있다.
무인운송장치(30)는 차광막의 개폐를 제어한다. 무인운송장치(30)는 작업지시 중 차광막의 개폐에 대한 지시가 포함되면, 차광막에 포함된 통신모듈과 통신이 가능한 위치로 이동한 후, 차광막의 통신모듈에 작업지시를 전송한다. 이를 통해, 차광막은 작업지시에 따라 개폐를 할 수 있다. 바람직하게는 차광막은 작물(11)에 햇빛이 필요하면 개방되고, 작물(11)에 햇빛이 불필요하면 폐쇄될 수 있다.
무인운송장치(30)는 조도를 제어한다. 무인운송장치(30)는 작업지시 중 조도 제어에 대한 지시가 포함되면, 조명장치에 포함된 통신모듈과 통신이 가능한 위치로 이동한 후, 조명장치의 통신모듈에 작업지시를 전송한다. 이를 통해, 조명장치는 작업지시에 따라 조도를 조절할 수 있다. 바람직하게는 조명장치는 밤이거나 날씨가 흐리면 조도가 밝아지도록 제어하고, 낮이거나 날씨가 맑으면 조도가 낮아지도록 제어할 수 있다.
무인운송장치(30)는 송풍을 제어한다. 무인운송장치(30)는 작업지시 중 송풍 제어에 대한 지시가 포함되면, 송풍기에 포함된 통신모듈과 통신이 가능한 위치로 이동한 후, 송풍기의 통신모듈에 작업지시를 전송한다. 이를 통해, 송풍기는 작업지시에 따라 송풍을 조절할 수 있다. 바람직하게는 송풍기는 외부 환경요인으로 인해 환기창을 개방하지 못하고, 재배시설(10)의 내부에 송풍이 필요하면 구동을 한다.
도 10은 본 발명에 따른 환경제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 10을 참조하면, 환경제어 방법은 무인운송장치(30)를 이용하여 재배시설(10)의 내부에 대한 환경상태를 제어한다.
S11단계에서, 무인운송장치(30)는 재배시설(10)의 내부를 이동한다. 여기서, 재배시설(10)은 작물(11)이 생산되는 시설로써, 복수의 센서(13) 및 시설물(14)이 구비된다. 바람직하게는, 재배시설(10)은 스마트팜, 농장 등일 수 있다.
S13단계에서, 무인운송장치(30)는 환경정보를 수신하고, 영상정보를 생성한다. 무인운송장치(30)는 재배시설(10)의 센서(13)로부터 측정된 환경정보를 수신하고, 카메라(33)로 촬영된 영상에 대한 영상정보를 생성한다. 바람직하게는, 무인운송장치(30)는 환경정보 수신 및 영상정보 생성을 동시에 수행할 수 있다.
S15단계에서, 무인운송장치(30)는 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 관리서버(50)로 전송한다. 무인운송장치(30)는 관리서버(50)에서 재배시설(10)에 대한 모니터링이 수행되도록 환경정보 및 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 전송한다. 이 때, 무인운송장치(30)는 재배시설(10)에 구축된 통신망(15)을 이용하여 정보를 전송할 수 있다.
S17단계에서, 무인운송장치(30)는 관리서버(50)로부터 작업지시를 수신한다. 여기서, 작업지시는 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 것으로써, 무인운송장치(30)의 환경제어에 대한 정보가 포함된다. 이 때, 무인운송장치(30)는 재배시설(10)에 구축된 통신망(15)을 이용하여 작업지시를 수신할 수 있다.
S19단계에서, 무인운송장치(30)는 작업지시에 따라 환경제어를 수행한다. 무인운송장치(30)는 재배시설(10)에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나에 대한 환경제어를 수행할 수 있다. 한편, 무인운송장치(30)는 작업지시에 환경상태가 이상이 있다는 정보가 포함되면, 환경제어를 수행하는 동시에 알람을 발생할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10: 재배시설
11: 작물
12: 이동경로 13: 센서
14: 시설물 15: 통신망
30: 무인운송장치 31: 본체
32: 통신부 33: 카메라
34: 청소부 35: 제어부
36: 저장부 37: 입력부
38: 알람부 39: 배터리
41: 지지부 42: 적재부
43: 이송부 44: 조명부
45: 수평 지지부 46: 수직 지지부
47: 바퀴 48: 모터
50: 관리서버 51: 서버 통신부
52: 서버 제어부 53: 서버 출력부
54: 서버 저장부 100: 환경제어 시스템
12: 이동경로 13: 센서
14: 시설물 15: 통신망
30: 무인운송장치 31: 본체
32: 통신부 33: 카메라
34: 청소부 35: 제어부
36: 저장부 37: 입력부
38: 알람부 39: 배터리
41: 지지부 42: 적재부
43: 이송부 44: 조명부
45: 수평 지지부 46: 수직 지지부
47: 바퀴 48: 모터
50: 관리서버 51: 서버 통신부
52: 서버 제어부 53: 서버 출력부
54: 서버 저장부 100: 환경제어 시스템
Claims (11)
- 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하는 본체;
상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설 및 관리서버와의 통신을 수행하는 통신부;
상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라; 및
상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설로부터 수신된 환경정보 및 상기 카메라로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송시켜 상기 재배시설에 대한 모니터링이 수행되도록 제어하며, 상기 관리서버로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 하는 제어부;
를 포함하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 카메라는,
상기 본체가 이동되는 전방, 후방 및 양측방 중 적어도 하나의 방향에 대한 영상을 촬영하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 작업지시를 확인하면, 상기 본체의 현재위치를 추정하고, 상기 추정된 현재위치 및 상기 환경제어를 수행하는 위치의 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 생성하고, 상기 환경정보 중 가장 최근에 수신된 환경정보에 포함된 위치정보를 이용하여 상기 현재위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 재배시설 중 통신이 가능한 일부 구역에서 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버와 통신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 본체의 하부에 설치되고, 상기 재배시설의 바닥에 존재하는 이물질을 청소하는 청소부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 환경정보는,
상기 복수의 센서로부터 측정된 온도, 습도, 이산화탄소, 광량, 토양수분량 및 엽온 중 적어도 하나가 측정된 측정정보; 및
상기 복수의 센서가 구비된 각각의 위치에 대한 위치정보;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 제 1항에 있어서,
상기 환경제어는,
상기 재배시설에 대한 온도제어, 물 공급 제어, 이산화탄소 농도 제어, 조도 제어, 송풍 제어, 환기창 개폐제어, 차광막 개폐제어, 보온막 개폐제어 및 구역 차단문 개폐제어 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무인운송장치. - 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하면서, 상기 환경정보를 수신하고, 상기 재배시설에 대한 영상정보를 생성하는 무인운송장치; 및
상기 무인운송장치로부터 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 이용하여 상기 재배시설을 모니터링하며, 상기 모니터링에 대한 작업지시를 상기 무인운송장치로 전송하는 관리서버를 포함하되,
상기 무인운송장치는,
상기 재배시설의 내부를 이동하는 본체;
상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설 및 상기 관리서버와의 통신을 수행하는 통신부;
상기 본체에 설치되고, 적어도 하나의 방향에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 카메라; 및
상기 본체에 설치되고, 상기 재배시설로부터 수신된 환경정보 및 상기 카메라로부터 생성된 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송시켜 상기 모니터링이 수행되도록 제어하며, 상기 관리서버로부터 수신된 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치를 이용한 환경제어 시스템. - 제 8항에 있어서,
상기 재배시설의 일부 구역에 상기 무인운송장치 및 상기 관리서버 간의 무선통신이 지원되도록 구축되는 통신망;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치를 이용한 환경제어 시스템. - 제 8항에 있어서,
상기 관리서버는,
상기 모니터링된 결과에서 상기 재배시설 중 일부 구역의 환경상태에 이상이 있으면, 상기 무인운송장치가 이상이 있는 구역으로 이동한 후, 해당 구역의 환경정보를 재전송하라는 작업지시를 하고, 상기 재전송된 환경정보를 이용하여 상기 이상 여부를 재확인하며, 상기 재확인된 환경상태도 이상이 있으면, 상기 해당 구역의 환경 제어에 대한 작업지시를 하는 것을 특징으로 하는 무인운송장치를 이용한 환경제어 시스템. - 무인운송장치가 환경정보를 측정하는 복수의 센서가 구비된 재배시설의 내부를 이동하는 단계;
상기 무인운송장치가 상기 재배시설로부터 환경정보를 수신하고, 상기 재배시설의 내부에 대한 영상을 촬영하여 영상정보를 생성하는 단계;
상기 무인운송장치가 관리서버에서 상기 재배시설에 대한 모니터링이 수행되도록 상기 환경정보 및 상기 영상정보 중 적어도 하나의 정보를 상기 관리서버에 전송하는 단계;
상기 무인운송장치가 상기 관리서버로부터 상기 모니터링된 결과에 대응하는 작업을 지시하는 작업지시를 수신하는 단계; 및
상기 무인운송장치가 상기 작업지시를 기초로 상기 재배시설의 환경제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 무인운송장치를 이용한 환경제어 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170050495A KR102015411B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170050495A KR102015411B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180117758A true KR20180117758A (ko) | 2018-10-30 |
| KR102015411B1 KR102015411B1 (ko) | 2019-08-29 |
Family
ID=64101128
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170050495A KR102015411B1 (ko) | 2017-04-19 | 2017-04-19 | 무인운송장치, 이를 이용한 환경제어 시스템 및 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2017
- 2017-04-19 KR KR1020170050495A patent/KR102015411B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
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