KR20200000109A

KR20200000109A - 이동체의 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200000109A
Application number: KR1020180072006A
Authority: KR
Inventors: 차윤원; 정소윤; 조운대
Original assignee: 차윤원; 조운대; 정소윤
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-01-02
Also published as: KR102077718B1

Abstract

개시된 본 발명에 의한 이동체의 제어 시스템은, 전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구역 경계 라인을 따라 연장 매설되어 구분 구역을 형성하는 철판 또는 자성판으로 형성되는 구역 판별부, GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈, 이동체가 구역 판별부로 접근시 지자기 신호의 변화를 감지하는 지자기 센서부, 이동체가 구동되는 전체 구역 및 상기 구역 판별부에 의하여 경계 라인이 형성되는 구분 구역에 대한 GIS 정보, 작업 구역이동구역 경계 라인으로의 진입 허용 및 진입 금지에 대한 GIS 정보가 저장되는 데이터베이스부, 이동체를 GIS 정보를 이용하여 구동제어하며, 지자기 센서부의 신호를 분석하여 구역 경계 라인인지를 판단하는 제어부 및 제어부에 의하여 판단된 구역에 따라 작동 모드가 변경되는 작동 모듈를 포함한다. 이로써, GPS 위치 데이터 및 GIS 정보를 활용하여 위치를 실시간으로 판단하면서 이동체가 이동하면서 특정 작동 모드로 작동되는데, 구역 경계 라인을 따라 매설된 구역 판별부로 인한 지자기 신호의 변화 신호를 파악하여 정확한 경계 라인을 구분 즉, 세밀하게 현재 위치를 파악할 수 있게 됨에 따라 종래 GPS 위치의 오차로 인하여 발생되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

Description

이동체의 제어 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING MOVING OBJECT}

본 발명은 이동체의 위치에 따른 작동 모드 변경 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 여러 작동 모드를 구비하는 이동체가 위치되는 장소에서 필요한 작동 모드로 변환될 수 있는, 이동체의 위치에 따른 작동 모드 변경 시스템 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로 이동체의 위치를 판단하는 기술로서 가장 널리 사용되는 것은 자동차의 네비게이션과 같은 GPS를 이용하는 방법이 사용되고 있다.

GPS를 이용하는 방법은 GPS 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하여 현재 위치를 판단하는 것인데, 지하나 실내에서와 같은 음영지역이 존재하지만 야외에서 이동체의 장소에 제한받지 않아 널리 사용되고 있다.

그러나, 기본적으로 의도적인 부분도 있고 기술적인 문제로 인하여 산술된 위치에 대한 오차가 존재하여 정밀하게 작동 모드를 변경해야 하는 경우에는 문제점이 발생할 수 있다.

예를 들어, 무인 자동 주행 차량과 같은 이동체의 경우 GPS 위치값만을 가지고 이동시에는 그 오차로 인하여 주행 경로를 정확하게 추종하지 못하는 문제가 발생될 수 있다.

즉, 세팅된 주행도로나 입력된 영역 내에서만 주행하거나 작업이 진행되어야 하는데, 주행도로를 벗어나거나 입력된 영역을 벗어나는 문제가 발생될 수 있으며, 으며, 보다 심각하게는 도로 도랑에 빠지거나 하천이나 강으로 추락하는 문제도 발생될 수 있다.

또한, 이동체의 위치에 따라 세밀하게 다양한 작동이 필요한 경우가 있는데, 'A' 구역에서는 'a'라는 작업이 필요하고, 'B' 구역에서는 'b'라는 작업이 필요하고 'C' 구역에서는 'c'라는 작업이 필요한 경우, 정확하게 해당 구역이 구분되지 않는 경우 작업이 혼돈이 발생될 수 있다.

골프장 관리를 예로 들어 설명하면, 골프장은 페어웨이, 러프, 워터 해저드, 크로스 벙커, 사이드 벙커, 그린 및 OB로 구성되는데, 페어웨이, 그린 및 러프에는 잔디를 깍아서 관리해야 하는데 잔디의 길이가 각각 다르게 관리가 되어야 한다.

즉, 그린은 잔디가 짧으면서 다져져 관리가 되어야 하고, 페어웨이는 그린 상의 잔디 만큼은 아니지만 골퍼가 세컨샷을 하기 좋을 정도로 짧게 관리가 되어야 하며, 러프의 경우는 페어웨이 처럼 잘 관리될 필요없으나 어느 정도 긴 잡초 등을 예초할 필요가 있다.

이때, 예초 기능을 가지는 무인 이동체가 투입되어 골프장 잔디를 예초할 수 있는데, GPS 만으로 이동체의 위치를 파악하는 경우에는 그 인식오차에 의하여 OB 라인과 러프 경계 구간, 러프와 페어웨어의 경계 구간, 페어웨어와 그린의 경계구간을 구분하기 어려워 잔디 관리를 위한 세부적인 작동 모드를 변경하기 어려운 문제가 있다.

더군다나 크로스 벙커나 사이드 벙커에 이동체가 빠져 버려 이동체가 빠져 나오지 못하여 골프장 관리에 지장을 초래할 수 있으며, 워터 해저드에 빠져 버리는 경우에는 이동체가 고장나거나 물속에 가라앉아 찾지 못하는 문제가 발생될 수 있다.

KR

10-1416385

B1

차량의 GPS 위치 오차 보정 방법

본 발명은 상기와 같이 이동체의 위치를 보다 정확하게 판단하여 해당 위치에 정확하게 맞는 작동모드로 변환될 수 있는 이동체의 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 시스템은, 전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구역 경계 라인을 따라 연장 매설되어 구분 구역을 형성하는 철판 또는 자성판으로 형성되는 구역 판별부; GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈; 상기 이동체가 상기 구역 판별부로 접근시 지자기 신호의 변화를 감지하는 지자기 센서부; 상기 이동체가 구동되는 전체 구역 및 상기 구역 판별부에 의하여 경계 라인이 형성되는 구분 구역에 대한 GIS 정보, 상기 작업 구역이동구역 경계 라인으로의 진입 허용 및 진입 금지에 대한 GIS 정보가 저장되는 데이터베이스부; 상기 이동체를 GIS 정보를 이용하여 구동제어하며, 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여 구역 경계 라인인지를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에 의하여 판단된 구역에 따라 작동 모드가 변경되는 작동 모듈;를 포함한다.

이로써, GPS 위치 데이터 및 GIS 정보를 활용하여 위치를 실시간으로 판단하면서 이동체가 이동하면서 특정 작동 모드로 작동되는데, 구역 경계 라인을 따라 매설된 구역 판별부로 인한 지자기 신호의 변화 신호를 파악하여 정확한 경계 라인을 구분 즉, 세밀하게 현재 위치를 파악할 수 있게 됨에 따라 종래 GPS 위치의 오차로 인하여 발생되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 세밀하게 이동체의 위치를 파악할 수 있게 됨에 따라 이동체가 경계 라인을 통과하여 진입하는 경우에는 문제가 없으나, 진입 금지 구역인 경우 종래 GPS 위치의 오차로 인하여 발생되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

예를 들어, 골프장에 투입되어 무인 자동 잔디를 깍는 이동체인 로봇 예초기인 경우 GPS 오차로 인하여 진입하지 말아야 하는 워터 해저드나 벙커로 잘못 진입하는 경우 고장나거나 회수가 어려울 수 있는데 정확하게 진입 금지 경계를 파악하여 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 구역 경계 라인을 세밀하게 파악할 수 있게 됨에 따라 구분 구역 마다 세팅될 수 있는 작동 모드로 정확하게 변경하여 작동될 수 있게 된다.

예를 들어, 골프장 잔디를 관리하는 경우에 페어웨이, 러프나 그린의 잔디는 관리되는 정도가 달라지게 되는데 종래 GPS 위치의 오차가 있는 경우에는 이를 정확하게 파악하지 못하여 러프의 잔디를 짧게 깍거나 페어웨이의 잔디를 길게 깍거나 하는 문제가 발생될 수 있는데 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부는, 상기 구역 경계 라인이 인식되며 현재 구분 구역에서의 작업이 완료된 경우, 상기 이동체를 신 구분 구역으로 진입 이동시키고 상기 작동 모듈을 상기 신 구분 경계 구역과 매칭된 작동 모드로 변환 구동시키는 것이 바람직하다.

이로써, 정확하게 구분 구역을 구분하여 현재 위치된 구분 구역의 작업이 완료된 경우에 새로운 구분 구역으로 진입 이동시켜서 그에 매칭된 작동 모드로 작동되게 할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 GPS 모듈의 GPS 신호를 분석하여 현재 상기 이동체의 위치 및 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여, 상기 이동체의 작동 모드를 결정하는 것이 바람직하다.

이로써, 작동 모드 별로 매칭되는 구분 구역의 종류가 다양하지 않는 경우에는 지자기 신호의 변환만으로 작도 모드를 변경하여 작동되게 하여도 무방하나, 매칭되는 작동 모드가 많게 구분 구역의 종류가 많은 경우에는 GPS 위치 데이터와 지자기 신호의 변화를 동시에 체크함으로써 보다 정확하게 작동 모드를 변환시킬 수 있게 된다.

예를 들어, 구분 구역이 두가지로만 되어 있는 경우 지자기 신호의 변환만으로 작동 모드를 변환시킬 수 있는데 구분 구역이 많은 경우에는 지자기 신호의 변환만으로 어떤 작동 모드로 변환시킬 것인지 구분하기 어려우므로 GPS 위치 데이터를 활용하여 해당 위치에서의 작동 모드를 특정할 수 있고 ON/OFF 개념의 지자기 신호의 변환을 작동 모드의 변환 트리거 신호로 이용하여 정확하게 이동체의 작동을 변환시켜 구동할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 시스템은, 전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구역 경계 라인을 따라 연장 매설되어 구분 구역을 형성하는 철판 또는 자성판으로 형성되는 구역 판별부; GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈; 상기 이동체가 상기 구역 판별부로 접근시 지자기 신호의 변화를 감지하는 지자기 센서부; 상기 이동체가 구동되는 전체 구역 및 상기 구역 판별부에 의하여 경계 라인이 형성되는 구분 구역에 대한 GIS 정보가 저장되는 데이터베이스부; 상기 이동체를 GIS 정보를 이용하여 구동제어하며, 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여 구역 경계 라인인지를 판단하는 제어부; 및 상기 제어부에 의하여 판단된 구역에 따라 작동 모드가 변경되는 작동 모듈;를 포함한다.

또한, 상기 구역 판별부 판의 폭은 다양하게 세팅되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는, 지자기 센서부에서 감지되는 펄스 신호의 파형을 분석하고, 분석된 파형에 매칭되는 작동 모드로 상기 이동체를 구동하는 것이 바람직하다.

이로써, 구역 판별부의 판의 폭을 달리하면 지자기 신호의 펄스 파형이 시간축을 따라 다르게 변환되는데, 이를 이용하여 그에 맞는 작업 모드를 판단하여 판단된 작업 모드로의 변환을 정확하게 할 수 있게 된다. 또한, 이동체의 진입이 금지되는 구역도 특정 파형으로 매칭되게 관리하는 경우 GPS의 위치 데이터와 상관없이 보다 신속하게 작업 모드의 구분 뿐만 아니라 진입 금지도 구분할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 방법은, 철판 또는 자성판이 매설된 구역 경계 라인에 의하여 복수개의 구분 구역을 가지는 전체 구역 내로 상기 이동체가 투입되어 일차 작동 모드로 작동하는 단계; 상기 철판 또는 자성판에 의한 지자기 신호가 감지되는지 판단하는 지자기 판단 단계; 상기 지자기 판단 단계에서 지자기 신호가 감지되는 경우, 현재 투입된 구분 구역에서의 작업이 완료되었는지 판단하는 작업완료 판단 단계; 상기 작업완료 판단 단계에서 작업이 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 지자기 신호가 감지된 구역 경계 라인을 통과하여 신규 구분 구역으로 진입하는 지를 판단하는 진입 여부 판단 단계; 진입 가능으로 판단되는 경우 상기 이동체를 상기 신규 구분 구역으로 진입 이동시키는 단계; 상기 신규 구분 구역에 매칭되는 작동 모드로 상기 이동체의 작동을 변경시키는 작동 모드 변경 단계; 및 상기 작동 모드 변경 단계에서 변경된 작동 모드로 작업하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 진입 여부 판단 단계에서, 진입하지 못하는 구역인 것으로 판단되는 경우 상기 이동체를 다른 신규 구분 구역으로 이동시키는 것이 바람직하다.

이로써, 현재 구분 구역에서 작업이 완료된 경우 다른 신규 구분 구역으로 이동 중 진입 금지 구역이 있는 경우 정확하게 이를 회피하여 이동할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 상기 진입 여부 판단 단계는, 상기 지자기 판단 단계에서 판단된 지자기 펄스 신호의 파형을 분석하는 펄스 신호 분석 단계; 상기 펄스 신호 분석 단계에서 분석된 펄스 신호와 기 저장된 진입 금지 기준 펄스 신호와 비교하는 펄스 신호 분석 단계; 및 분석된 펄스 신호가 진입 금지 기준 펄스 신호의 파형과 다른 경우, 신 구분 구역으로 진입하는 것으로 결정하는 진입 결정 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 구분 구역 중 진입 금지 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭은 진입 가능한 구분 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭과 다르게 세팅되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 진입 가능한 구분 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭은, 상기 이동체의 작동 모드에 따라 다르게 세팅하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 상기 진입 여부 판단 단계는, 상기 이동체의 현재 위치를 판단하는 위치 판단 단계; 상기 이동체의 현재 위치가 기 저장된 GIS 정보로부터 진입 금지 구역에 해당되는지 판단하는 단계; 진입 금지 구역에 해당되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 신 구분 구역으로 진입하는 것으로 결정하는 진입 결정 단계;를 포함한다.

또한, 상기 진입 금지 구역에 해당되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 신 구분 구역의 위치에 따라 매칭되게 기 저장된 이동체의 작동 모드로 변경시켜, 상기 이동체를 구동하는 것이 바람직하다.

이로써, 진입 금지 구역 여부를 보다 세밀하게 판단할 수 있어 종래 GPS 위치의 오차로 인하여 발생되는 문제를 해결할 수 있게 되고, 각 구분구역에 매칭되는 작업 모드를 구분하여 작동될 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, GPS 위치 데이터 및 GIS 정보를 활용하여 위치를 실시간으로 판단하면서 이동체가 이동하면서 특정 작동 모드로 작동되는데, 구역 경계 라인을 따라 매설된 구역 판별부로 인한 지자기 신호의 변화 신호를 파악하여 정확한 경계 라인을 구분 즉, 세밀하게 현재 위치를 파악할 수 있게 됨에 따라 종래 GPS 위치의 오차로 인하여 발생되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

또한, 정확하게 구분 구역을 구분하여 현재 위치된 구분 구역의 작업이 완료된 경우에 새로운 구분 구역으로 진입 이동시켜서 그에 매칭된 작동 모드로 작동되게 할 수 있다.

또한, 작동 모드 별로 매칭되는 구분 구역의 종류가 다양하지 않는 경우에는 지자기 신호의 변환만으로 작도 모드를 변경하여 작동되게 하여도 무방하나, 매칭되는 작동 모드가 많게 구분 구역의 종류가 많은 경우에는 GPS 위치 데이터와 지자기 신호의 변화를 동시에 체크함으로써 보다 정확하게 작동 모드를 변환시킬 수 있게 된다.

구역 판별부의 판의 폭을 달리하면 지자기 신호의 펄스 파형이 시간축을 따라 다르게 변환되는데, 이를 이용하여 그에 맞는 작업 모드를 판단하여 판단된 작업 모드로의 변환을 정확하게 할 수 있게 된다. 또한, 이동체의 진입이 금지되는 구역도 특정 파형으로 매칭되게 관리하는 경우 GPS의 위치 데이터와 상관없이 보다 신속하게 작업 모드의 구분 뿐만 아니라 진입 금지도 구분할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 시스템을 설명하기 위한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 이동체의 제어 시스템이 적용된 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 구역 판별부를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 1에 도시된 이동체의 제어 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 5a 내지 도 6b는 도 3에 도시된 구역 판별부의 신호 파형을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이동체의 제어 방법을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체 제어 시스템 및 방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체 제어 시스템의 개념을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 이동체 제어 시스템이 적용된 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 구역 판별부를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체 제어 시스템을 설명한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 이동체 제어 시스템(100)은, 구역 판별부(125), GPS 모듈(140), 지자기 센서부(120), 로컬 데이터베이스부(190), 제어부(110) 및 작동 모듈(130)을 포함한다.

구역 판별부(125)는, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체 제어 시스템(100)에 의하여 제어되는 이동체로 관리되는 전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구분 구역의 경계 라인을 따라 연장되어 지중에 매설되는 것으로서, 후술하는 지자기 센서부(120)에 의하여 지자기 신호로서 검출될 수 있는 금속 소재인 철판 또는 자성판으로 형성된다.

즉, 이동체가 이동되면서 구역 판별부(125)에 의하여 형성되는 경계 라인으로 진입할 때 지자기 신호가 검출되도록 하여 이동체가 현재 위치하는 구분 구역과 다른 구분 구역의 경계 라인을 구분할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체 제어 시스템(100)에 의하여 제어되는 이동체를 골프장에 투입하여 잔디를 관리하는 것을 설명하기 위한 도면으로서, 골프장에는 티샷을 하는 티, 워터 해저드, 크로스 벙커, 페어웨이, 러프, 그린 사이드 벙커 및 그린이 마련되고 있다.

이들은 골프 코스에 따라 다양하게 배치되는데, 러프, 페어웨이 및 그린에는 잔디가 관리되어야 하는데, 러프는 골프공이 페어웨이를 벗어난 경우 약간의 불편함을 주기 위하여 잔디가 길게 유지되게 하고, 페어웨이는 세컨 샷의 샷을 쉽게 할 수 있도록 골프 공이 지면으로부터 살짝 뜰 수 있을 정도의 길이로 잔디가 관리되고, 그린은 퍼터시 지면의 경사나 모양을 그대로 따라서 퍼팅할 수 있도록 짧으면서 다져진 상태를 유지하도록 관리되어야 한다.

또한, 티와 그린 사이에 다양한 장애물을 마련하는데 워터 해저드에는 일종의 연못으로 물이 저수되어 있고, 크로스 벙커나 그린 사이드 벙커에는 모래가 구비되어 잔디를 관리할 필요는 없으나 이동체의 진입을 방지할 필요가 있다.

이때, 이들 구분 구역들의 경계의 경우 기존에는 GPS 위치 파악만으로는 그 오차로 인하여 정확한 경계 라인을 구분하기 어려운 문제가 있어서, 예를 들어 워터 해저드에 이동체가 빠지거나 벙커 등에 빠져서 이동체가 고장나거나 회수가 안되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 GPS 오차 문제를 해결할 수 있도록 이들 구분 구역의 경계 라인을 따라 철판 또는 자성판으로 구역 판별부(125)가 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 지중에 매설된다.

GPS 모듈(140)은, 이동체에 구비되어 GPS 위성으로부터 데이터를 수신하여 이동체의 위치를 실시간으로 파악할 수 있도록 한다.

지자기 센서부(120)는, 이동체에 구비되어 이동체가 이동하면서 작업할 때 구역 판별부(125)로 진입해 가면 철판 또는 자성판에 의하여 지자기 신호가 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이 변동된다. 즉, 지자기 신호로서 펄스 변동이 발생되고 이를 판단하여 구역 판별부(125)를 판단함으로써 제어부(110)가 결과적으로 구분 구역의 경계 라인이라는 것을 인지한다.

이러한 지자기 센서부(120)는 이동체의 이동시 지면과 닿지 않으면서 최대한 구역 판별부(125)에 의한 자지기 신호의 변화를 검지할 수 있도록 이동체의 저면에 설치되는 것이 바람직하다.

로컬 데이터베이스부(190)는, 이동체가 이동하면서 관리하는 전체 구역 및 전체 구역 내에서 상기의 골프장을 예시로 한 것과 같은 티, 워터 해저드, 페어웨이, 러프, 그린 사이드 벙커, 그린 등의 구분 구역에 대한 GIS 정보가 저장된다. 이러한 GIS 정보 및 GPS 모듈(140)에 의하여 인식되는 위치 데이터를 이용하여 이동체가 이동되면서 전체 구역이 관리될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, GIS 정보에는 구분 구역에 대한 경계 라인으로부의 진입 허용 및 진입 금지에 대한 진입 정보가 매칭되게 저장된다. 이러한 진입 정보에 의하여 이동체가 예를 들면, 워터 해저드, 그린 사이트 벙커 등과 같은 구분 구역의 경계 라인으로는 진입하지 않도록 제어될 수 있으며, 다른 관리되어야 하는 구분 구역인 페어 웨이, 러프 및 그린 등으로는 진입하여 작업을 할 수 있게 된다.

이러한 구성으로 이동체가 GPS 모듈(140)로부터 현재 위치 데이터를 파악하면서 GIS 정보를 활용하여 이동되면서 작업이 진행되고, 구역 판별부(125)가 나타내는 구분 구역에 대한 경계 라인이 지자기 센서부(120)에서 인식되면, 구역 판별부의 위치 및 그에 매칭되게 저장된 GIS 정보 중 진입 정보를 분석하여 진입여부를 결정할 수 있어 보다 안정적으로 이동체를 관리할 수 있게 된다.

제어부(110)는, 상기의 GPS 모듈(140), 지자기 센서부(120), 로컬 데이터 베이스부(190) 및 하기의 작동 모듈(130), 카메라 모듈(150), 조향부(170), 모터부(160) 및 통신부(180)를 제어하여 이동체를 구동 제어한다.

즉, 이동체가 투입되어 관리되는 전체 구역 및 구분 구역에 대한 GIS 정보를 이용하여 현재 이동체의 위치를 실시간으로 파악하고, 모터부(160) 및 조향부(170)를 제어하여 이동되면서 작동 모듈(130)을 작동시키면서 이동체를 구동제어한다.

모터부(160)는 이동체의 바퀴를 회전구동시키는 것으로서 배터리로 전원을 공급받아 구동될 수 있으며, 조향부(170)는 이동체의 이동 방향을 제어한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 카메라 모듈(150)을 더 포함하여 이동시나 작업시 주변환경이나 작업 구역에 대하여 촬상하고 이를 통신부(180)를 통하여 원격 서버(210)로 제공하여 모니터링할 수 있도록 한다.

작동 모듈(130)은, 이동체에 구비되어 구분 구역에서 작동될 작동 모드로 작동되는 것으로서, 도 2에 도시된 골프장에 이동체가 투입되는 경우에는 잔디를 깍을 수 있는 예초기일 수 있으며, 그린인 경우에는 잔디를 깎는 예초기이면서 잔디를 두드려서 다질 수 있는 진동장치가 부가될 수 있다.

또한, 기타 다른 관리가 필요한 경우에는 해당 관리에 특화된 장치일 수 있다는 것은 당연하게 유추될 수 있다.

즉, 구분 구역의 위치를 보다 정확하게 파악하고 해당 구분 구역으로 진입하여 작업이 될 때 해당 구분 구역에서 관리되어야 하는 작동 모드에 맞는 작동 모듈(130) 장착될 수 있으며, 이러한 장착 모듈(130)은 하나 이상의 작동을 할 수 있도록 복수개가 구비될 수 있다.

한편, 로컬 데이터베이스부(190)에 저장된 상기의 GIS 정보, 진입 정보에 대한 정보 등은 원격 DB(220)로부터 통신부(180)를 통하여 업그레이드될 수 있어, 이동체가 투입되어 관리되는 위치 및 정보에 따라 그에 맞게 작업을 수행할 수 있는 것이 바람직하다.

제어부(110)는 이동체를 이동시키면서 작업을 수행하면서 지자기 센서부(120)에서 지자기 신호 펄스가 감지되는 경우, 진입 가능한 구역인지 파악하고 진입 가능한 구역인 경우에는 구분 구역의 경계 라인을 넘어 진입하도록 할 수 있다.

이때, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 제어부(110)는 지자기 신호의 변화가 감지되는 경우 현재 위치하는 구분 구역내에서의 작업이 완료되었는지를 판단하고, 완료된 경우에 검지된 경계 라인을 넘어 신규 구분 구역안으로 진입시키고, 신규 구분 구역에서의 작동 모드를 파악하여 그에 맞는 작동을 하도록 작동 모듈(130)을 구동시킨다.

현재 구분 구역내에서의 작업이 완료되지 않은 경우에는 조향부(170)를 구동시켜 방향을 바꾸어 재차 현재 구분 구역 내에서의 작업을 계속 진행하도록 할 수 있다. 그러나, 이와 달리 현재 구분 구역 내에서의 작업이 완료되지 않은 경우라도 신규 구분 구역 내로 진입시켜 새로운 작동 모드로 작업을 수행하도록 할 수도 있으며 이때는 현재 구분 구역에서의 작업 상태 및 작업이 이루어지지 않은 구간에 대한 정보를 가지고 차후 작업이 진행될 수 있도록 할 수 있다.

이동체가 투입되는 전체 구역에서의 작동 모드가 한가지만 있는 경우에는 지자기 신호가 변화되는 것을 감지하는 경우 기계적으로 작동 모드를 변경하여 구동되면 되는데, 상기 골프장을 예로 든 경우에는 관리되는 잔디의 길이나 상태에 따라 여러 작동 모드를 가지고 있는 경우에는 해당 구분 구역의 작동 모드에 대한 정보도 로컬 데이터베이스부(190)에 저장될 필요가 있다.

즉, 제어부(110)가 GIS 정보 및 GPS 위치 데이터를 파악하여 현재 구분 구역을 확인하고 확인된 구분 구역에서의 작동 모듈(130)의 작동 모드에 대한 정보를 확인하여 작동 모듈(130)의 작동 모드를 그에 맞게 작동시켜 작업이 진행되게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 구분 구역과 작동 모드에 대한 정보가 기저장될 필요없이, 구역 판별부(125)의 판 두께를 여러 개로 세팅하여 설치할 수 있다.

예를 들어, 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이 구역 판별부(125)의 판 두께를 다양하게 세팅할 수 있다. 도 5a에 도시된 판 두께를 가지는 구역 판별부(125)에 의하여 지자기 센서부(120)에서 감지되는 지자기 신호의 변화 펄스가 도 5b에 도시된 바와 같이 나타나고, 도 6a에 도시된 판 두께를 가지는 구역 판별부(125)에 의하여 지자기 센서부(120)에서 감지되는 지자기 신호의 변화 펄스는 도 6b에 도시된 바와 같이 나타난다.

즉, 두께가 얇은 경우에는 이동체가 지나가는 시간이 짧으므로 발생되는 펄스의 폭이 작고, 두께가 두꺼운 경우에는 이동체가 그만큼 지나가는 시간이 길어지므로 발생되는 펄스의 폭이 커지게 되는데, 이를 구분하면 작동 모드를 세팅할 수 있게 된다.

도 5b에 나타난 바와 같은 펄스 신호가 분석되면 일차 작동 모드로 작동 모듈(130)을 구동시키고, 도 6b에 나타난 바와 같은 펄스 신호가 분석되면 이차 작동 모드로 작동 모듈(130)을 구동시킬 수 있다.

본 발명의 실시예를 설명하면서 두가지 두께로 설명하고 도시하였으나, 이와 달리 다양한 두께를 세팅하여 그 만큼의 다양한 작동 모드를 적용할 수 있다. 또한, 더 나아가 특정 두께를 진입 금지 구역에 매칭되게 세팅하는 경우에는 상기 실시예에서와 같이 진입 정보를 따로 매칭되게 저장할 필요가 없다.

예를 들어, 도 5b에 도시된 펄스 신호가 분석되는 경우에는 진입 금지 구역인 것으로 판단할 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어방법을 설명하면서, 이동체가 골프장에 투입되어 작동하는 것을 예로서 설명한다. 그러나, 본 발명은 골프장 뿐만 아니라 관리되어야할 구역이 있고 해당 구역을 이동하면서 관리 작업이 진행되어야 하는 곳이라면 어디라도 적용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 이동체의 제어방법은, 이동체가 골프장에 투입되고 관리될 전체 구역은 OB 라인으로 안쪽으로 특정될 수 있다.

이동체가 전체 구역 중 어느 구분 구역안으로도 투입되어 작업이 진행될 수 있으나, 일단 구분 구역 중 러프에 투입되고 그에 맞는 일차 작동 모드로 작업이 진행된다(S210).

즉, 작동 모듈(130)의 예초기가 작동되면서 러프에 맞는 길이로 잔디를 깍으면서 이동 작업이 진행된다. 이때는 잔디의 깍는 길이가 조절되게 예초기와 지면간 이격거리가 자동으로 조절되게 할 수 있다.

이동체가 이동되면서 일차 작동 모드로 작업이 진행되면서 지자기 신호의 변동이 있는지 판단하고(S215), 단계 S215에서 지자기 신호의 변동이 있는 것으로 판단되는 경우 투입된 현재 구분 구역에서의 작업이 완료되었는지를 판단한다(S220).

현재 구분 구역에서의 작업이 완료되었는지는 여러 알고리즘으로 분석될 수 있으며, 이동체의 이동 경로를 추적하면 작업이 완료되었는지를 판단할 수 있으며, 이러한 기술은 로봇 청소기 등에서 다양하게 제시되고 있는 일반적인 기술로서 자세한 설명은 생략한다.

단계 S220에서 현재 구분 구역인 러프에서의 작업이 완료된 것으로 판단되면, 현재 지자기 신호의 변화가 감지됨으로써 인지된 새로운 신 구분 구역으로 경계 라인을 넘어서 진입할 수 있는지, 즉 진입 가능한 구분 구역인지 진입 불가능한 진입 구역인지를 판단한다(S230).

본 발명의 바람직한 실시예에 의한 단계 S230는 이동체가 이동되면서 작업이 진행중인 현재 위치를 판단하고(S231), 로컬 데이터베이스부(190)에 기 저장된 현재 위치에 해당되는 구분 구역의 진입 금지 구역인지에 대한 진입 정보를 판단하고(S233), 진입 금지 구역에 해당되는 경우에는 진입하지 않고 현재 구분 구역으로 다시 돌아와서 다른 새로운 구분 구역측으로 이동하고(S250), 이동되면서 지자기 신호의 변동이 발생되는지 판단하면서 변동되는 경우 다시 단계 S230을 진행한다.

도 2에서 러프에서 작업이 진행되면서 A 위치에서 지자기 신호의 변동이 감지된 경우, 현재 이동체의 위치와 파악된 위치에 대응되는 구분 구역의 진입 정보를 파악하게 되는데 A 위치에서의 구분 구역은 진입 금지이므로 다시 러프측으로 되돌아와서 B 영역이나 C 영역으로 이동하도록 제어한다.

이러한 구성에 의하여, GPS 위치 신호의 오차로 인하여 발생되는 문제점을 해결할 수 있게 된다. 즉, 구분 구역의 경계 라인을 따라 매설된 철판 또는 자성판으로 구성되는 구역 판별부(125)가 설치되지 않는 경우에는 오차로 인하여 A 영역을 넘어서 워터 해저드나 벙커로 잘못 진입되어 이동체 시스템이 고장나거나 회수하지 못하는 문제를 해결할 수 있다.

단계 S233에서 진입 금지 구역이 아닌 것으로 판단되는 경우에는 경계 라인을 넘어 신 구분 구역안으로 진입하도록 제어하고(S235), 해당 구분 구역과 매칭되게 기저장된 작동 모드를 확인하여 해당 구분 구역에서의 작동 모드로 변환하여 작동되도록 제어한다(S240).

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 도 9에 도시된 바와 같이 구분 구역의 위치에 매칭되게 진입 정보를 저장할 필요가 없이 펄스 신호의 폭을 분석하여 진입 여부를 결정할 수 있다.

즉, 지자기 신호의 변동이 검지되면 도 5b 및 도 6b에 도시된 바와 같이 지자기 펄스 신호를 분석하고(S231'), 분석된 펄스 신호가 도 5b에 도시된 진입 금지 기준 펄스 신호인 것으로 판단되는 경우에는 진입을 금지하여 상기한 바와 같이 다시 러프측으로 되돌아와서 B영역이나 C영영인 새로운 구분 구역으로 이동하도록 제어한다(S255).

이때, 도 6b에 도시된 바와 같은 지자기 펄스 신호인 것으로 판단되는 경우에는, 경계 라인을 넘어 신 구분 구역안으로 진입하도록 제어하고(S235'), 해당 펄스 신호에 맞게 기저장된 작동 모드로 변환하여 작동되도록 제어한다(S240).

이러한 과정을 되풀이하여, 모든 전체 구역에서의 작업이 완료되었는지를 판단하고(S250), 완료된 경우에는 작업을 종료하여 초기 위치로 이동체를 이동시켜 회수하도록 하고 완료되지 않은 경우에는 완료되지 않은 구분 구역으로 이동체를 이동시켜 작업이 진행되도록 제어한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 관리되어야 하는 전체 구역에서 GPS 신호의 오차로 인한 문제점을 해결하여, 세밀하게 위치를 파악하고 그에 맞게 이동체를 제어할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 특허청구범위에 의하여 나타내어 지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 이동체 제어 시스템 110 : 제어부
120 : 지자기 센서부 125 : 구역 판별부
130 : 작동 모듈 150 : 카메라 모듈
160 : 모터부 170 : 조향부
180 : 통신부 190 : 로컬 DB
210 : 서버 220 : 서버 DB

Claims

전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구역 경계 라인을 따라 연장 매설되어 구분 구역을 형성하는 철판 또는 자성판으로 형성되는 구역 판별부;
GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈;
상기 이동체가 상기 구역 판별부로 접근시 지자기 신호의 변화를 감지하는 지자기 센서부;
상기 이동체가 구동되는 전체 구역 및 상기 구역 판별부에 의하여 경계 라인이 형성되는 구분 구역에 대한 GIS 정보, 상기 구역 경계 라인으로의 진입 허용 및 진입 금지에 대한 GIS 정보가 저장되는 데이터베이스부;
상기 이동체를 GIS 정보를 이용하여 구동제어하며, 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여 구역 경계 라인인지를 판단하는 제어부; 및
상기 제어부에 의하여 판단된 구역에 따라 작동 모드가 변경되는 작동 모듈;를 포함하는 이동체의 제어 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 구역 경계 라인이 인식되며 현재 구분 구역에서의 작업이 완료된 경우, 상기 이동체를 신 구분 구역으로 진입 이동시키고 상기 작동 모듈을 상기 신 구분 경계 구역과 매칭된 작동 모드로 변환 구동시키는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 GPS 모듈의 GPS 신호를 분석하여 현재 상기 이동체의 위치 및 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여, 상기 이동체의 작동 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 시스템.
전체 구역 중 이동체의 작동 모드를 구분할 구역 경계 라인을 따라 연장 매설되어 구분 구역을 형성하는 철판 또는 자성판으로 형성되는 구역 판별부;
GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하는 GPS 모듈;
상기 이동체가 상기 구역 판별부로 접근시 지자기 신호의 변화를 감지하는 지자기 센서부;
상기 이동체가 구동되는 전체 구역 및 상기 구역 판별부에 의하여 경계 라인이 형성되는 구분 구역에 대한 GIS 정보가 저장되는 데이터베이스부;
상기 이동체를 GIS 정보를 이용하여 구동제어하며, 상기 지자기 센서부의 신호를 분석하여 구역 경계 라인인지를 판단하는 제어부; 및
상기 제어부에 의하여 판단된 구역에 따라 작동 모드가 변경되는 작동 모듈;를 포함하는 이동체의 제어 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 구역 경계 라인이 인식되며 현재 구분 구역에서의 작업이 완료된 경우, 상기 이동체를 신 구분 구역으로 진입 이동시키고 상기 작동 모듈을 상기 신 구분 경계 구역과 매칭된 작동 모드로 변환 구동시키는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 시스템.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 구역 판별부 판의 폭은 다양하게 세팅되는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제어부는, 지자기 센서부에서 감지되는 펄스 신호의 파형을 분석하고, 분석된 파형에 매칭되는 작동 모드로 상기 이동체를 구동하는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 시스템.
철판 또는 자성판이 매설된 구역 경계 라인에 의하여 복수개의 구분 구역을 가지는 전체 구역 내로 상기 이동체가 투입되어 일차 작동 모드로 작동하는 단계;
상기 철판 또는 자성판에 의한 지자기 신호가 감지되는지 판단하는 지자기 판단 단계;
상기 지자기 판단 단계에서 지자기 신호가 감지되는 경우, 현재 투입된 구분 구역에서의 작업이 완료되었는지 판단하는 작업완료 판단 단계;
상기 작업완료 판단 단계에서 작업이 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 지자기 신호가 감지된 구역 경계 라인을 통과하여 신규 구분 구역으로 진입하는 지를 판단하는 진입 여부 판단 단계;
진입 가능으로 판단되는 경우 상기 이동체를 상기 신규 구분 구역으로 진입 이동시키는 단계;
상기 신규 구분 구역에 매칭되는 작동 모드로 상기 이동체의 작동을 변경시키는 작동 모드 변경 단계; 및
상기 작동 모드 변경 단계에서 변경된 작동 모드로 작업하는 단계;를 포함하는 이동체의 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 진입 여부 판단 단계에서, 진입하지 못하는 구역인 것으로 판단되는 경우 상기 이동체를 다른 신규 구분 구역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 방법.
제8항에 있어서, 상기 진입 여부 판단 단계는,
상기 지자기 판단 단계에서 판단된 지자기 펄스 신호의 파형을 분석하는 펄스 신호 분석 단계;
상기 펄스 신호 분석 단계에서 분석된 펄스 신호와 기 저장된 진입 금지 기준 펄스 신호와 비교하는 펄스 신호 분석 단계; 및
분석된 펄스 신호가 진입 금지 기준 펄스 신호의 파형과 다른 경우, 신 구분 구역으로 진입하는 것으로 결정하는 진입 결정 단계;를 포함하는 이동체의 제어 방법.
제10항에 있어서,
상기 구분 구역 중 진입 금지 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭은 진입 가능한 구분 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭과 다르게 세팅되는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 방법.
제11항에 있어서,
상기 진입 가능한 구분 구역을 따라 매설되는 철판 또는 자성판의 폭은, 상기 이동체의 작동 모드에 따라 다르게 세팅하는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 방법.
제8항에 있어서, 상기 진입 여부 판단 단계는,
상기 이동체의 현재 위치를 판단하는 위치 판단 단계;
상기 이동체의 현재 위치가 기 저장된 GIS 정보로부터 진입 금지 구역에 해당되는지 판단하는 단계;
진입 금지 구역에 해당되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 신 구분 구역으로 진입하는 것으로 결정하는 진입 결정 단계;를 포함하는 이동체의 제어 방법.
제13항에 있어서,
상기 진입 금지 구역에 해당되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 신 구분 구역의 위치에 따라 매칭되게 기 저장된 이동체의 작동 모드로 변경시켜, 상기 이동체를 구동하는 것을 특징으로 하는 이동체의 제어 방법.