KR20210142363A - 정밀 위치 추정 시스템 - Google Patents

정밀 위치 추정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210142363A
KR20210142363A KR1020200059092A KR20200059092A KR20210142363A KR 20210142363 A KR20210142363 A KR 20210142363A KR 1020200059092 A KR1020200059092 A KR 1020200059092A KR 20200059092 A KR20200059092 A KR 20200059092A KR 20210142363 A KR20210142363 A KR 20210142363A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
board
estimation system
information
present
location estimation
Prior art date
Application number
KR1020200059092A
Other languages
English (en)
Inventor
송연희
Original Assignee
주식회사 여니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 여니 filed Critical 주식회사 여니
Priority to KR1020200059092A priority Critical patent/KR20210142363A/ko
Publication of KR20210142363A publication Critical patent/KR20210142363A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
    • G01S19/05—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing aiding data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/34—Power consumption

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Guiding Agricultural Machines (AREA)

Abstract

본 발명은 정밀 위치 추정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 특정한 목적으로 운용되는 기계 또는 장치의 정확한 위치를 추정하기 위한 것이며, 특히 농업에서 이용되는 농기계의 정확한 위치를 추정할 수 있는 정밀 위치 추정 시스템에 관한 것이다.

Description

정밀 위치 추정 시스템{PRECISION LOCATION ESTIMATION SYSTEM}
본 발명은 정밀 위치 추정 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 특정한 목적으로 운용되는 기계 또는 장치의 정확한 위치를 추정하기 위한 것이며, 특히 농업에서 이용되는 농기계의 정확한 위치를 추정할 수 있는 정밀 위치 추정 시스템에 관한 것이다.
현대 사회에서 농업 인구의 고령화가 진행되고 있으며, 50대 미만의 농업 종사자 수가 줄어들고 있는 상황으로, 농업에 종사하는 인구가 시간이 지날수록 감소하는 추세이다. 한편, 이러한 상황을 극복하기 위하여 농업용 농기계 자동화 개발이 이루어지고 있으며, 자율 주행 농기계 등의 도입이 검토되고 있다. 이러한 자동화된 농기계를 이용한 노지 작물 파종 시, 파종 방법에 따라 최소 센티미터(cm) 단위의 파종 위치 정확도가 요구될 수 있지만, 높이가 높은 농작물의 아래에서 이동하는 농기계의 위치를 정확히 알아내거나 지면 불균형으로 인한 상황 등을 파악하기 어려우며, 파종되는 농작물 종류에 따른 파종 간격 및 깊이를 요구되는 사항에 따라 농기계가 정확히 수행하기 어렵다는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-1682702호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 기존 위치 기반 정보를 활용해 최대 미터 단위의 오차가 발생하는 위치 추정 방법을 개선하여 오차를 최대 센티미터(cm) 단위 이내로 감소시킬 수 있고, 지면 상황이 고르지 못하거나 관측이 어려운 상황에서도 위치 추정이 가능한 정밀 위치 추정 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템은 운용되는 기기의 상황 정보를 생성하는 AP 보드, 상기 AP 보드에 전원을 공급하는 파워 보드 및 상기 AP 보드와 통신하는 서버를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템은 자율 및 반 자율화된 농기계의 정확한 위치 추정을 통해 파종되는 농작물의 파종 간격 및 깊이 등의 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템은 자율 및 반 자율화된 농기계가 정확한 농작물 처리 작업을 수행하도록 함으로써, 농업 종사자의 추가적인 노동을 줄여 인력난을 해소하고, 농작물의 수확률을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템은 농기계의 정확한 위치 파악 및 작업 수행 등 운용되는 농기계의 모니터링이 가능하므로, 안전사고를 감소시킬 수 있는 효과가 있으며, 부정 사용 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템의 구성요소 간 통신 방법을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 보드의 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 9축 센서를 통한 운용 기기의 상황 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 9축 센서 및 서버의 정보 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템의 정보 제공 방법을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 AP 보드에 탑재될 수 있는 모듈 또는 구성요소의 정보를 나타내는 도면이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템(100)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정밀 위치 추정 시스템 (100)은 운용되는 기기의 정확한 위치를 추정하고 요구되는 작업을 수행시키기 위한 것으로서, AP 보드(110), 서버(120) 및 파워 보드(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1에 도시된 정밀 위치 추정 시스템(100)은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
AP 보드(110)는 운용되는 기기의 상황 정보를 생성할 수 있으며, 상기 AP 보드(110)에 전원을 공급하는 파워 보드(130)와 통합된 형태로 구성되거나 분리되는 형태로 구현될 수 있다. 또한, AP 보드(110)와 통신하는 서버(120)를 통해 생성된 상황 정보 등을 수집하거나 분석할 수 있다.
여기에서, 운용되는 기기란 농업에서 이용되는 농기계를 의미할 수 있으며, 이동하며 파종 등의 작업을 수행하는 이동식 기계를 의미할 수 있다.
또한, 도 1을 참조하면, AP 보드(110)는 9축 센서(9-axis Sensor), GPS 모듈, AP 및 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 운용되는 기기에 대해서는 GPS 모듈을 통해 경도 및 위도 정보를 포함하는 위치 정보를 생성할 수 있고, 9축 센서를 통해 가속도, 관성, 방향 및 각도 등을 포함하는 정보를 생성할 수 있다. 이러한 9축 센서 및 GPS 모듈을 통해 생성되는 정보는 상술한 상황 정보에 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 9축 센서는 가속도 센서, 관성 센서 및 기자기 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
GPS 모듈은 소수점 일곱 번째 자리까지 나타나는 위치 정보를 수신할 수 있고, 소수점 일곱 번째 자리까지 수신할 경우 최대 1mm 단위까지의 위치 정보를 수집할 수 있으며, 9축 센서의 가속도 센서 기준으로 x축, y축 및 z축으로 이동한 거리만큼 1mm 단위로 필터링 할 수 있다.
즉, 가속도 및 지자기 센서 가속도/지자기센서 기반으로 소수점 일곱 번째 자리부터 방향/가속도 기준으로 값을 산출하여 GPS위치 정보를 소수점 7번째부터 소수점 1번째가 정확도를 산출 한다.
또한, 파종 시 운용되는 기기인 파종기의 위치 및 노지부터의 높이를 정확하게 측정하기 위한 센서로서 초음파 센서가 이용될 수 있다. 이러한 초음파 센서는 AP 보드(110)가 아닌 파종기의 특정 부분에 설치될 수 있으며, AP 보드(110) 등과 근거리 통신이 가능하도록 구성될 수 있다.
상술한 파종기의 예시에서, 파종기에 대한 상황 정보는 별도로 구성된 통합 프로토콜을 통해 서버(120)로 전송될 수 있다.
서버(120)로 수집된 정보는 운용 기기의 가동 시간, 이동 거리, 위치 정보 및 유류 사용량 등을 포함할 수 있으며, 이러한 정보들은 실시간으로 처리되어 모니터링이 가능할 수 있다.
예를 들어, 운용 기기에 대한 실시간 이동 좌표를 기반으로 하여 국가표준 노드링크 또는 기업 노드링크를 통해 맵을 매칭한 후, 일반적으로 제공되는 네비게이션 정보 또는 각 지자체의 교통정보 상황판에 농기계 이동에 따른 안전정보를 제공 할 수 있다. 이러한 경우, 농기계의 지역 별 이동 현황을 전역 맵에 표출하여 나타나게 할 수 있으며, 비 정상적인 정보가 수집되는 경우 사고 정보를 생성하여 위험에 대비할 수 있다.
정리하면, 개발 표준 및 데이터 보안 준수를 기반으로 한 통신단말 및 위치 관제서버 개발로 농업용 장비 위치관제 시스템을 구축할 수 있으며, 농업용 장비의 효율적 관리와 보안이 확보된 서비스를 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 9축 센서를 통한 운용 기기의 상황 정보를 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에서, 9축 센서는 복수 개로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 4개의 바퀴로 이동하는 형태의 운용 기기인 경우, 전면부 바퀴 측에 2개 후면부 바퀴 측에 2개가 설치됨으로써, 정확한 상황 정보를 생성할 수 있다. 복수 개의 9축 센서를 사용하는 경우 센서의 오차율을 최소화 할 수 있는 효과가 있으며, 이러한 경우 9축 센서의 값을 서로 보정하여 하나의 값으로 산출할 수 있고, 보정된 값에 칼만 필터를 사용하여 정보 값의 정확도를 최대화할 수 있다.
상술한 바와 관련하여 예를 들면, 높이가 높은 농작물의 밑에서 운용 기기를 통해 절삭 작업을 하는 등의 경우에서는 이미 잘려진 농작물 등으로 인해 지면이 매우 고르지 못할 수 있으며, 운용 기기의 상단부가 장애물에 막힐 수 있으므로 GPS 모듈의 위치 정보 수신이 원활하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 복수로 구성되는 9축 센서 및 초음파 센서에서 수집되는 정보들을 통해 GPS 정보 수신이 원활하지 않더라도 운용 기기의 위치를 지속적으로 정확하게 추정할 수 있게 된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 정밀 위치 추정 시스템
110: AP 보드
120: 서버
130: 파워 보드

Claims (1)

  1. 운용되는 기기의 상황 정보를 생성하는 AP 보드;
    상기 AP 보드에 전원을 공급하는 파워 보드; 및
    상기 AP 보드와 통신하는 서버;를 포함하는,
    정밀 위치 추정 시스템.
KR1020200059092A 2020-05-18 2020-05-18 정밀 위치 추정 시스템 KR20210142363A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200059092A KR20210142363A (ko) 2020-05-18 2020-05-18 정밀 위치 추정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200059092A KR20210142363A (ko) 2020-05-18 2020-05-18 정밀 위치 추정 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210142363A true KR20210142363A (ko) 2021-11-25

Family

ID=78745911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200059092A KR20210142363A (ko) 2020-05-18 2020-05-18 정밀 위치 추정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210142363A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682702B1 (ko) 2015-08-07 2016-12-06 ㈜리커시브소프트 9축 센서 모듈을 이용한 차량 블랙박스 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101682702B1 (ko) 2015-08-07 2016-12-06 ㈜리커시브소프트 9축 센서 모듈을 이용한 차량 블랙박스 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3862793B1 (en) Intelligent device and differential global positioning system
US10416314B2 (en) Machine control system and method
CN108303720B (zh) 一种车辆定位方法、装置及终端设备
EP3450636B1 (en) Construction machine
KR101879247B1 (ko) 자율주행 농업기계의 작업경로 설정방법
US20140277676A1 (en) Implement and boom height control system and method
WO2019026169A1 (ja) 作業機械の運転システム
US9064352B2 (en) Position identification system with multiple cross-checks
US20210004744A1 (en) System and method for managing tools at a worksite
WO2015084580A1 (en) Integrated machine guidance system
JP7249422B2 (ja) 経路管理システム及びその管理方法
EP2784543B1 (de) Anordnung und Verfahren zur Positionserfassung mit einem Handgerät
WO2016097891A1 (en) Robotic vehicle for detecting gps shadow zones
US11150645B2 (en) Localization system for underground mining applications
US9494430B2 (en) Positioning system implementing multi-sensor pose solution
EP3872740B1 (en) Assistance device and assistance method
Zhang et al. Development of an intelligent master-slave system between agricultural vehicles
CN106441199B (zh) 一种开沟机作业质量监测系统及方法
KR20210142363A (ko) 정밀 위치 추정 시스템
EP3410247A1 (en) Master work vehicle performing work in cooperation with slave work vehicle
US11280616B2 (en) Operating status identification system for machine
CN111504297B (zh) 无路网导航作业方法、装置及导航设备
JP2018077646A (ja) 圃場登録システム
AU2014271294B2 (en) Machine positioning system utilizing relative pose information
KR20160091117A (ko) 다수 차량의 군집 주행을 위한 운행정보 제공장치 및 그 방법