KR20220094322A - Autonomous spraying device for irregularly-shaped driving environment - Google Patents

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KR20220094322A
KR20220094322A KR1020200185412A KR20200185412A KR20220094322A KR 20220094322 A KR20220094322 A KR 20220094322A KR 1020200185412 A KR1020200185412 A KR 1020200185412A KR 20200185412 A KR20200185412 A KR 20200185412A KR 20220094322 A KR20220094322 A KR 20220094322A
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문희창
김정용
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(주)언맨드솔루션
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Abstract

Provided is an autonomous pest control device suitable for an irregular traveling environment. The autonomous pest control device of the present invention comprises: a communication unit; a sensing unit for generating sensing information including at least any one of traveling environment sensing information, rotation sensing information, and posture status sensing information; a route determination unit for analyzing map information on an area to be controlled to determine an optimal route for performing a pest control process from at least one traveling route ranging from a starting point to a destination; a steering control unit for controlling individual steering shafts joined respectively to a plurality of wheels and controlling a steering angle of each wheel; an operation control unit for controlling operation and braking of the plurality of the wheels to adjust a traveling speed; a pest control unit for performing a pest control process on crops disposed on the optimal route when traveling under control of the operation control unit; a control signal generation unit for generating a control signal in order to follow the optimal route determined by the route determination unit; and an integrated control unit for controlling operation of each unit according to the control signal generated by the control signal generation unit. Accordingly, a difference in a rotational radius of each wheel is compensated when the autonomous pest control device is turned, thereby allowing the autonomous pest control device to perform steering more freely in an irregular traveling environment and perform stable traveling.

Description

비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기{AUTONOMOUS SPRAYING DEVICE FOR IRREGULARLY-SHAPED DRIVING ENVIRONMENT}An autonomous driving control device suitable for atypical driving environments {AUTONOMOUS SPRAYING DEVICE FOR IRREGULARLY-SHAPED DRIVING ENVIRONMENT}

본 발명은 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기에 관한 것이다.The present invention relates to an autonomous driving control device suitable for an atypical driving environment.

일반적으로, 곡류, 채소류, 과일류 등을 재배하는 농가는 수확량을 높이기 위해 병충해를 예방할 수 있는 농약을 사용하여 방제작업을 수행한다. 이때, 종래의 방제기는 작업자가 직접 착용하거나 운전하는 등 살포지역을 이동하며 살포하는 형태를 취하고 있어, 작업자가 인체에 해로운 방제용액에 노출되는 문제점이 존재하였다.In general, farmers who grow grains, vegetables, fruits, etc. perform control operations using pesticides that can prevent pests and diseases in order to increase yields. At this time, since the conventional pest control device is in the form of spraying while moving the spraying area, such as worn or driven by an operator, there is a problem in that the operator is exposed to a harmful control solution to the human body.

최근에는 이를 개선하기 위하여 대다수 농가에서 자동 방제기나 무인 방제기를 사용하여 농약 즉, 방제용액을 살포함으로써 농업인의 안전을 도모하고 있으며, 이러한 기술의 일환으로, 대한민국 등록특허공보 제10-1762929(출원일 : 2015. 07 .06., 등록일 : 2017. 07. 24., "무인 방제기", 이하, '선행기술1'이라 칭함), 대한민국 등록특허공보 제10-1312462(출원일 : 2010. 10 .22., 등록일 : 2013. 09. 23., "무인 방제기", 이하, '선행기술2'라 칭함) 등이 제시된 바 있다.Recently, in order to improve this, most farms are promoting the safety of farmers by spraying pesticides, that is, control solutions, using automatic or unmanned control devices. 2015. 07. 06., Registration date: 2017. 07. 24., "Unmanned control system", hereinafter referred to as 'Prior Art 1'), Republic of Korea Patent Publication No. 10-1312462 (Application date: 2010. 10. 22., Registration date: 2013. 09. 23., "Unmanned control system", hereinafter referred to as 'Prior Art 2'), etc. have been proposed.

여기서, 선행기술1 내지 선행기술2는 지면에 설치되는 유도선을 따라 자율 이동되면서 방제작업을 수행하는 무인 방제기의 기술적 구성을 소개하고 있으나, 다양한 환경에서 사용될 수 있는 자율주행 방제기가 아닌 레일에 해당하는 기설치된 유도선을 따라 이동하는 무인 방제기에 불과하여 농가 관계자가 유도선을 설치 및 관리하여야 하는 번거로움이 존재하였으며, 주행경로 상에 장애물에 적절히 대처할 수 없는 문제점을 수반하였다.Here, Prior Art 1 to Prior Art 2 introduce the technical configuration of an unmanned control system that performs control while autonomously moving along a guide line installed on the ground, but corresponds to a rail rather than an autonomous driving control device that can be used in various environments. Since it is only an unmanned control system that moves along the pre-installed guide line, there was a hassle that farmhouse officials had to install and manage the guide line, and it was accompanied by the problem that it was not possible to properly cope with obstacles on the driving path.

한편, 일반적인 차량의 경우, 선회할 때, 선회하는 방향으로 조향된 내측 바퀴와 외측 바퀴 간의 회전반경 차이가 발생하게 되므로, 이를 보상해줘야 정상적인 회전을 하게 되는데, 이를 위해 애커먼 스티어링(Ackerman Steering) 방식의 조향 시스템을 채택하여 자연스러운 회전이 이루어질 수 있도록 한다. On the other hand, in the case of a general vehicle, when turning, a difference in the turning radius between the inner wheel and the outer wheel steered in the turning direction occurs. of the steering system to ensure natural rotation.

그러나, 애커먼 스티어링 방식은 차량의 주행이 이루어지는 노면의 상태가 고르지 않은 즉, 비정형 주행환경인 경우, 구동축에 위치한 좌우바퀴에 동일한 회전력이 제공되면 좌우바퀴가 각각 접한 상이한 노면 상태에 의해 공회전이 유발되며 주행차량이 미끄러지거나 일 측으로 쏠리는 현상이 발생할 수 있어 적합하지 않다.However, in the Ackerman steering method, when the road surface on which the vehicle is driven is uneven, that is, in an atypical driving environment, when the same rotational force is provided to the left and right wheels located on the drive shaft, idling is induced by different road surface conditions in which the left and right wheels are in contact with each other. It is not suitable because the driving vehicle may slip or lean to one side.

반면에, 자율주행 방제기는 그 주행 환경이 농가의 비정형 주행환경에서 이루어지므로, 앞서 언급한 애커먼 스티어링 방식이 아닌 비정형 주행환경에서 보다 자유로운 조향을 수행하면서도 안정적인 주행이 가능하도록 각 바퀴의 개별제어를 통한 조향제어 기술이 요구되는 실정이다. On the other hand, since the autonomous driving control system is driven in an atypical driving environment of a farmhouse, individual control of each wheel is performed to enable stable driving while performing more free steering in an atypical driving environment rather than the aforementioned Ackerman steering method. There is a need for steering control technology through

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 기구적인 애커먼 스티어링 방식이 아닌 조향보상 알고리즘을 통해 각 바퀴의 회전반경 차이를 보상함으로써 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an autonomous driving control device suitable for an atypical driving environment by compensating for a difference in the turning radius of each wheel through a steering compensation algorithm rather than a mechanical Ackerman steering method to solve the above problems.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기는 통신부; 주행환경 감지정보, 회전 감지정보, 자세상태 감지정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 감지정보를 생성하기 위한 센싱부; 방제대상 지역의 지도정보를 분석하여 출발지부터 목적지까지에 해당하는 적어도 하나 이상의 주행경로 중 방제작업을 수행하기 위한 최적경로를 결정하는 경로 결정부; 복수개의 바퀴에 각각 결합된 개별 조향축을 제어하며, 각 바퀴의 조향각을 조정하기 위한 조향제어부; 상기 복수개의 바퀴의 구동 및 제동을 제어하며 주행속도를 조정하기 위한 구동제어부; 상기 구동제어부의 제어에 의해 주행할 경우에 상기 최적경로에 배치된 작물에 대한 방제작업을 수행하는 방제부; 상기 경로 결정부를 통해 결정된 최적경로를 추종하기 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어하는 통합제어부; 를 포함할 수 있다.In order to achieve this object, an autonomous driving control device suitable for an atypical driving environment according to an embodiment of the present invention includes a communication unit; a sensing unit for generating sensing information including at least one of driving environment sensing information, rotation sensing information, and posture state sensing information; a path determining unit that analyzes map information of a control target area and determines an optimal path for performing a control operation among at least one driving route corresponding to a departure point to a destination; a steering control unit for controlling individual steering shafts respectively coupled to the plurality of wheels, and for adjusting a steering angle of each wheel; a driving control unit for controlling driving and braking of the plurality of wheels and adjusting driving speed; a control unit for performing control operations on crops disposed on the optimal path when driving under the control of the driving control unit; a control signal generating unit generating a control signal for following the optimal path determined by the path determining unit; an integrated control unit for controlling the operation of each unit according to the control signal generated by the control signal generating unit; may include

여기서, 상기 조향제어부는, 상기 감지정보를 기반으로 비정형 주행환경에서 각 바퀴가 접하는 노면 상태에 따른 각 바퀴별 회전방향 및 회전각도를 추정하여, 선회 시, 각 바퀴 간 회전반경 차이를 보상하기 위한 보정조향정보를 생성하는 조향보상부분; 을 포함할 수 있다.Here, the steering control unit estimates a rotation direction and a rotation angle for each wheel according to a road surface condition in contact with each wheel in an atypical driving environment based on the sensing information, and compensates for a difference in the rotation radius between each wheel when turning. a steering compensation part generating corrected steering information; may include

그리고, 상기 제어신호 생성부는, 상기 보정조향정보를 반영하여 상기 조향제어부, 구동제어부 및 방제부 중 적어도 어느 하나를 제어하기 위한 보정제어신호를 생성하고, 상기 제어신호 생성부가 보정제어신호를 생성한 경우, 상기 통합제어부는, 상기 보정제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어할 수 있다.And, the control signal generating unit generates a correction control signal for controlling at least one of the steering control unit, the driving control unit and the control unit by reflecting the corrected steering information, and the control signal generating unit generates the correction control signal In this case, the integrated control unit may control the operation of each unit according to the correction control signal.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 스키드 스티어링 방식과 각 바퀴 조향을 이용하여 기구적인 애커먼 스티어링 방식이 아닌 조향보상을 통해 자율주행 방제기의 선회 시, 각 바퀴의 회전반경 차이를 보상함으로써 비정형 주행환경에서 보다 자유로운 조향을 수행하면서도 안정적인 주행이 가능한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, atypical driving by compensating for the difference in the turning radius of each wheel when turning the autonomous driving control device through steering compensation instead of the mechanical Ackerman steering method using the skid steering method and steering each wheel. It has the effect of enabling stable driving while performing more free steering in the environment.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of an autonomous driving control device suitable for an atypical driving environment according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.A preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, but already known technical parts will be omitted or compressed for the sake of brevity of description.

구체적인 설명에 앞서, 본 발명의 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기(이하, '자율주행 방제기'라 칭함)는 사용자에 의해 동작될 수 있으며, 방제대상지역의 지도정보를 기반으로 최적의 주행경로를 설정하여 무인방제 작업을 수행할 수 있다. 참고로, 자율주행 방제기는 비정형 환경 주행에 적합한 구동방식의 자율주행 차량(예컨대, 트랙터 등의 산업기계)에 방제작업을 수행하기 위한 방제장비가 결합된 형태로 마련될 수 있다.Prior to the detailed description, the autonomous driving control device suitable for the atypical driving environment of the present invention (hereinafter referred to as 'autonomous driving control device') can be operated by a user, and an optimal driving route is determined based on map information of the control target area. It can be set to perform unmanned control operations. For reference, the autonomous driving control device may be provided in a form in which a control device for performing a control operation is combined with an autonomous driving vehicle (eg, an industrial machine such as a tractor) of a driving method suitable for driving in an atypical environment.

도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 방제기(100)는 통신부(110), 센싱부(120), 경로 결정부(130), 조향제어부(140), 구동제어부(150), 방제부(160), 제어신호 생성부(170) 및 통합제어부(180)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1 , an autonomous driving control unit 100 according to an embodiment of the present invention includes a communication unit 110 , a sensing unit 120 , a path determination unit 130 , a steering control unit 140 , and a driving control unit 150 . , a control unit 160 , a control signal generation unit 170 , and an integrated control unit 180 .

통신부(110)는 유무선 통신망을 통해 사용자 단말(미도시)과 통신하기 위한 구성이다. 좀더 구체적으로 설명하면, 통신부(110)는 통신대상 즉, 사용자 단말과 무선망을 통해 통신할 수 있으며, 이때, 무선 통신은 4G, 5G 및 5G 이후의 차세대 무선통신망과 같은 이동통신망 또는 RF 등과 같은 무선 데이터 통신을 통해 이루어질 수 있다. 참고로, 사용자 단말은 자율주행 방제기(100)와 통신 가능한 스마트폰, 태블릿, 노트북, 데스크탑 PC 등으로 마련될 수 있다. 또한, 서버 형태로 마련될 수 있음은 물론이다. The communication unit 110 is configured to communicate with a user terminal (not shown) through a wired/wireless communication network. More specifically, the communication unit 110 may communicate with a communication target, that is, a user terminal through a wireless network, and in this case, wireless communication is a mobile communication network such as a next-generation wireless communication network after 4G, 5G and 5G, or RF, etc. This can be done through wireless data communication. For reference, the user terminal may be provided with a smart phone, tablet, notebook, desktop PC, etc. capable of communicating with the autonomous driving control device 100 . In addition, of course, it may be provided in the form of a server.

참고로, 통신부(110)는 사용자 단말과 데이터 통신을 통해 외부사용자로부터 입력된 자율주행 방제기(100)의 주행과 후술할 방제부(170)를 통해 이루어질 방제작업을 개별적으로 제어하기 위한 제어정보를 수신할 수 있다.For reference, the communication unit 110 provides control information for individually controlling the driving of the autonomous driving control device 100 input from an external user through data communication with the user terminal and the control operation to be performed through the control unit 170 to be described later. can receive

센싱부(120)는 주행환경 감지정보, 회전 감지정보, 자세상태 감지정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 감지정보를 생성하기 위한 구성이다. 이때, 센싱부(120)는 카메라, 레이다, 라이다, 초음파 센서, 적외선 센서, GPS(Global Positioning System), 관성센서(Inertial Measurement Unit; IMU), 휠 속도 센서 등의 각종 센서를 포함할 수 있다. The sensing unit 120 is configured to generate sensing information including at least one of driving environment sensing information, rotation sensing information, and posture state sensing information. In this case, the sensing unit 120 may include various sensors such as a camera, radar, lidar, ultrasonic sensor, infrared sensor, GPS (Global Positioning System), inertial measurement unit (IMU), wheel speed sensor, etc. .

여기서, 센싱부(120)에 구성된 각 센서들을 통해 자율주행 방제기(100)의 주행 중 노면상태, 작물을 비롯한 주변 구조물 및 이동물체, 위치 등을 포함하는 주행환경 감지정보와, 자율주행 방제기(100)의 선회 동작 중 회전방향과 더불어 곡선구간 및 직선구간 주행에 상관없이 노면 상태에 따른 각 바퀴의 회전방향을 포함하는 회전 감지정보와, 자율주행 방제기(100)의 주행 중 속도와 자세각을 포함하는 자세상태 감지정보를 감지할 수 있다.Here, through each sensor configured in the sensing unit 120, the driving environment detection information including the road surface condition during the driving of the autonomous driving control device 100, surrounding structures including crops, moving objects, locations, etc., and the autonomous driving control device 100 ), rotation detection information including the rotation direction of each wheel according to the road surface condition regardless of driving in curved sections and straight sections, along with the rotation direction during the turning operation of the autonomous driving control device 100, including speed and attitude angle while driving posture state detection information can be detected.

참고로, 자세상태 감지정보는 앞서 언급한 관성센서에 의해 감지될 수 있는데, 이러한 관성센서는 이동물체의 속도와 방향, 중력, 가속도를 측정하는 장치로, 가속도계, 각속도계, 지자기계 및 고도계를 이용하여 이동물체의 위치 추정 및 움직임 상황을 인식할 수 있다. 일반적으로 관성센서는 3축 가속도계와 3축 각속도계가 내장되어 있어 진행방향, 횡방향, 높이방향의 가속도와 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)의 각속도 측정이 가능하며, 이로부터 얻어지는 가속도와 각속도를 적분하면 자율주행 방제기(100)의 속도와 자세각 즉, 자세정보 산출이 가능한 것이다.For reference, the posture state detection information can be detected by the above-mentioned inertial sensor, which is a device that measures the speed, direction, gravity, and acceleration of a moving object. It can be used to estimate the position of a moving object and recognize the motion situation. In general, the inertial sensor has a built-in 3-axis accelerometer and 3-axis accelerometer, so it is possible to measure the acceleration in the traveling direction, the lateral direction, and the height direction, and the angular velocity of roll, pitch, and yaw. By integrating the acceleration and angular velocity obtained from

경로 결정부(130)은 방제대상 지역의 지도정보를 분석하여 출발지부터 목적지까지에 해당하는 적어도 하나 이상의 주행경로 중 방제작업을 수행하기 위한 최적경로를 결정한다. 이때, 최적경로는 방제대상 지역의 작물 배열에 따라 최적화될 수 있는데, 모든 작물에 방제작업을 수행하면서도 자율주행 방제기(100)의 주행이 최단 거리 또는 최단 시간 이루어질 수 있는 경로가 최적경로로 결정되는 것이 바람직하다. 이때, 방제대상 지역에 분포된 작물에 대한 방제작업이 중복되어 수행되지 않으며, 적정 수준의 방제용액이 살포될 수 있는 경로가 최적경로 결정 시 추가적으로 반영될 수 있음은 물론이다. 참고로, 방제대상 지역에 대한 지도정보는 사용자 단말을 통해 입력될 수도 있지만, 자율주행 방제기(100)가 방제작업을 수행하기 전 해당 대상지역의 외곽을 주행하며 기 탑재된 각종 센싱장비들 즉, 센싱부(120)를 통해 생성될 수 있음은 물론이다. The route determination unit 130 analyzes map information of the area to be controlled and determines an optimal route for carrying out the clean-up operation among at least one driving route from the starting point to the destination. At this time, the optimal path can be optimized according to the arrangement of crops in the control target area, and the path that allows the autonomous driving control device 100 to travel the shortest distance or the shortest time while performing control work on all crops is determined as the optimal path. it is preferable In this case, the control work on crops distributed in the control target area is not duplicated, and the route through which the appropriate level of control solution can be sprayed can be additionally reflected when determining the optimal route. For reference, the map information for the control target area may be input through the user terminal, but the autonomous driving control device 100 drives around the outskirts of the target area before performing the control operation. Of course, it may be generated through the sensing unit 120 .

그리고, 자율주행 방제기(100)의 주행이 이루어지는 비정형 주행환경의 특성상 지면의 굴곡 또는 장애물에 의해 기 설정된 주행경로의 변경이 필요할 수 있는데, 경로 결정부(130)는 자율주행 방제기(100)의 주행 중 센싱부(120)로부터 실시간 수집된 센싱정보를 반영하여 그에 따른 최적화된 주행 경로 즉, 최적경로를 재설정할 수 있음은 물론이다.In addition, due to the characteristics of the atypical driving environment in which the autonomous driving control device 100 is driven, it may be necessary to change the preset driving route due to the curvature of the ground or obstacles. Of course, by reflecting the sensing information collected in real time from the middle sensing unit 120, the optimized driving route, that is, the optimal route can be reset.

조향제어부(140)는 복수개의 바퀴에 각각 결합된 개별 조향축을 제어하며, 각 바퀴의 조향각을 조정하기 위한 구성이다. 이때, 본 발명의 자율주행 방제기(100)는 비정형 주행환경에서 보다 자유로운 조향을 하기 위해 스키드 스티어링 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어, 노면 상태가 양호하지 않은 비정형 환경을 주행 시, 각 바퀴의 회전속도 즉, 토크를 개별적으로 제어하여 안정적인 주행이 가능하도록 제어될 수 있는 것이다.The steering control unit 140 controls individual steering shafts respectively coupled to a plurality of wheels, and is configured to adjust a steering angle of each wheel. In this case, the autonomous driving control device 100 of the present invention may be applied with a skid steering method for more free steering in an atypical driving environment. For example, when driving in an atypical environment in which the road surface condition is not good, the rotational speed of each wheel, that is, the torque may be individually controlled to enable stable driving.

일 예로, 조향제어부(140)는 비정형 주행환경을 고려하여, 유체관의 유량과 유압을 조정하여 각 바퀴의 조향을 제어하는 유압식 조향 시스템으로 마련될 수 있다. For example, the steering control unit 140 may be provided as a hydraulic steering system that controls the steering of each wheel by adjusting the flow rate and hydraulic pressure of the fluid pipe in consideration of the atypical driving environment.

그리고, 조향제어부(140)는 센싱부(120)에서 감지된 감지정보를 기반으로 비정형 주행환경에서 각 바퀴가 접하는 노면상태에 따른 각 바퀴별 회전방향 및 회전각도를 추정하여, 자율주행 방제기(100)의 선회 시 각 바퀴 간 회전반경 차이를 보상하기 위한 보정조향정보를 생성하는 조향보상부분(141)을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 보정조향정보는 각 바퀴 간 회전반경 차이를 보상하기 위한 조향보상 알고리즘을 통해 도출될 수 있다.In addition, the steering control unit 140 estimates the rotation direction and rotation angle for each wheel according to the road surface condition in contact with each wheel in an atypical driving environment based on the sensing information sensed by the sensing unit 120, and the autonomous driving control unit 100 . In this case, the corrected steering information may be derived through a steering compensation algorithm for compensating for a difference in the turning radius between each wheel.

일 예로, 보정조향정보는 주행환경 감지정보, 회전 감지정보, 자세상태 감지정보로부터 노면 상태 즉, 노면의 굴곡에 따라 실시간 변화하는 각 바퀴 별 회전방향 및 회전각도를 추정하고, 후술할 제어신호 생성부(170)에서 기 결정된 각 바퀴별 조향각과 추정된 조향각 즉, 실제 조향각의 오차를 연산하여 그 차이가 보상된 조향제어정보일 수 있다.For example, the corrected steering information estimates the rotation direction and rotation angle of each wheel that changes in real time according to the road surface condition, that is, the curvature of the road surface, from the driving environment detection information, rotation detection information, and posture state detection information, and generates a control signal to be described later. It may be steering control information in which the difference between the predetermined steering angle for each wheel and the estimated steering angle, that is, the actual steering angle, is calculated by the unit 170 and compensated for the difference.

또 다른 예로, 보정조향정보는 감지정보들로부터 비정형 주행환경에 따른 각 바퀴별 회전방향 및 회전각도를 추정하고, 경로 결정부(130)에서 기 결정된 최적경로를 안정적으로 주행하는데 있어, 각 바퀴별 회전반경 차이에 따라 보상해주어야 하는 각 바퀴의 회전속도 즉, 토크를 연산한 조향제어정보일 수 있다.As another example, the corrected steering information estimates the rotation direction and rotation angle of each wheel according to the atypical driving environment from the sensing information, and stably drives the optimal path determined by the path determining unit 130 for each wheel. It may be steering control information calculated by calculating the rotational speed, ie, torque, of each wheel to be compensated for according to the difference in the turning radius.

즉, 본 발명은 스키드 스티어링과 각 바퀴 조향을 이용하여 기구적인 애커먼 스티어링이 아닌 조향보상에 따른 조향제어 기술을 제안하는 것이다.That is, the present invention proposes a steering control technology according to steering compensation rather than mechanical Ackerman steering using skid steering and steering of each wheel.

만약, 조향보상부분(141)을 통해 보정조향정보가 생성된 경우, 후술할 제어신호 생성부(170)는 보정조향정보를 반영하여 조향제어부(140), 후술할 구동제어부(150) 및 방제부(160) 중 적어도 어느 하나를 제어하기 위한 보정제어신호를 생성할 수 있다. If corrected steering information is generated through the steering compensation part 141, the control signal generating unit 170 to be described later reflects the corrected steering information to the steering control unit 140, the driving control unit 150 and the control unit to be described later. A correction control signal for controlling at least one of (160) may be generated.

구동제어부(150)는 복수개의 바퀴의 구동 및 제동을 제어하며 주행속도를 조정하기 위한 구성이다. 즉, 구동제어부(150)가 제어하는 제어대상은 자율주행 방제기(100)를 운행하기 위해 탑재된 장치들을 포함할 수 있다.The driving control unit 150 is configured to control driving and braking of a plurality of wheels and to adjust driving speed. That is, the control target controlled by the driving controller 150 may include devices mounted to operate the autonomous driving control device 100 .

방제부(160)는 구동제어부(150)의 제어에 의해 주행할 경우에 최적경로에 배치된 작물에 대한 방제작업을 수행하는 구성이다. 앞서 언급한 경로 결정부(130)에 의해 결정된 최적경로에 방제대상 지역 내 작물의 크기, 배열을 포함하는 작물의 분포 및 지형이 반영되는데, 후술할 제어신호 생성부(170)는 최적경로로부터 자율주행 방제기(100)의 주행 시 방제부(160)의 살포노즐로부터 작물 간의 거리, 방향, 높이, 각도를 기 산출하여 방제부(160)의 살포 동작 실시 여부, 살포 방향 및 강도 등을 포함하는 방제작업정보를 결정할 수 있다. 이때, 방제부(160)는 제어신호 생성부(170)에서 기 결정된 방제작업정보대로 방제작업을 수행하게 되는 것이다.The control unit 160 is configured to perform control operations on crops disposed on an optimal path when driving under the control of the drive control unit 150 . The distribution and topography of crops including the size and arrangement of crops in the control target area are reflected in the optimal path determined by the aforementioned path determining unit 130, and the control signal generating unit 170 to be described later is autonomous from the optimal path. Control including the distance, direction, height, and angle between crops from the spray nozzle of the control unit 160 when the driving control device 100 is running, and whether the spraying operation of the control unit 160 is performed, spraying direction and intensity, etc. You can determine work information. In this case, the control unit 160 performs the control operation according to the control operation information determined in advance by the control signal generating unit 170 .

참고로, 방제부(160)는 비정형 환경을 주행하며 센싱부(120)에 의해 센싱된 센싱정보들을 기반으로 실제 살포노즐과 작물 간의 거리, 방향, 높이, 각도 등을 산출하여 예측부분에서 기 결정된 방제작업정보를 보정하여 보정된 방제작업정보를 생성하는 보정부분(미도시)을 더 포함할 수 있다. For reference, the control unit 160 travels in an atypical environment, and based on the sensing information sensed by the sensing unit 120, calculates the distance, direction, height, angle, etc. between the actual spray nozzle and the crop, and calculates the predetermined in the prediction part. It may further include a correction part (not shown) to correct the control operation information to generate the corrected control operation information.

만약, 보정부분에서 보정된 방제작업정보가 생성될 경우, 후술할 통합제어부(180)는 보정된 방제작업정보대로 수행부분의 방제작업이 이루어질 수 있도록 방제부(160)를 실시간 제어할 수 있다.If the corrected control operation information is generated in the correction part, the integrated control unit 180 to be described later may control the control unit 160 in real time so that the control operation of the performed part can be performed according to the corrected control operation information.

제어신호 생성부(170)는 경로 결정부(130)를 통해 결정된 최적경로를 추종하기 위한 제어신호를 생성한다. 이때, 제어신호 생성부(170)가 생성하는 제어신호는 자율주행 방제기(100)가 최적경로를 주행하며 방제작업을 효율적으로 진행할 수 있도록 그 구동을 제어하기 위한 신호이며, 최적경로에 따른 각 구간별 자율주행 방제기(100)의 주행 중 속도 및 조향 그리고 방제부(160)의 방제작업 실행 여부 등을 미리 결정하여 그에 맞게 각 부가 제어되도록 제어신호를 생성하는 것이다. The control signal generating unit 170 generates a control signal for following the optimal path determined by the path determining unit 130 . At this time, the control signal generated by the control signal generating unit 170 is a signal for controlling the driving so that the autonomous driving control device 100 can drive the optimal path and efficiently perform the control operation, and each section according to the optimal path The control signal is generated so that each unit is controlled according to the speed and steering of the autonomous driving control device 100 and whether or not the control unit 160 executes the control operation in advance.

참고로, 제어신호 생성부(170)가 앞서 언급한 보정제어신호를 생성한 경우에 후술할 통합제어부(180)는 기 결정된 제어신호가 아닌 보정제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어할 수 있다. For reference, when the control signal generating unit 170 generates the aforementioned correction control signal, the integrated control unit 180 to be described later may control the operation of each unit according to the correction control signal rather than the predetermined control signal. have.

이때, 보정제어신호는 조향보상정보가 반영된 구동제어신호일 수 있으며, 여기서 언급한 구동제어신호란 자율주행 방제기(100)의 구동 동작을 수행하기 위해 구성된 장치들의 제어신호를 의미한다. In this case, the correction control signal may be a driving control signal in which steering compensation information is reflected, and the driving control signal referred to herein means a control signal of devices configured to perform a driving operation of the autonomous driving control device 100 .

통합제어부(180)는 제어신호 생성부(170)에서 생성된 제어신호 또는 보정제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어하기 위한 구성이다. The integrated control unit 180 is configured to control the operation of each unit according to the control signal or the correction control signal generated by the control signal generation unit 170 .

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자율주행 방제기(100)는 상기한 구성요소 외에 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있으며, 설명되는 구성요소 중 일부를 포함하지 않을 수도 있다. For reference, the autonomous driving control device 100 according to an embodiment of the present invention may additionally include other components in addition to the above-described components, and may not include some of the described components.

위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 균등개념으로 이해되어져야 할 것이다.As described above, the detailed description of the present invention has been made by the embodiments with reference to the accompanying drawings, but since the above-described embodiments have only been described with preferred examples of the present invention, the present invention is limited only to the above embodiments It should not be understood as being, and the scope of the present invention should be understood as the following claims and their equivalents.

100 : 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기
110 : 통신부
120 : 센싱부
130 : 경로 결정부
140 : 조향제어부
141 : 조향보상부분
150 : 구동제어부
160 : 방제부
170 : 제어신호 생성부
180 : 통합제어부
100: autonomous driving control device suitable for atypical driving environment
110: communication department
120: sensing unit
130: path determination unit
140: steering control unit
141: steering compensation part
150: drive control unit
160: control unit
170: control signal generator
180: integrated control unit

Claims (3)

통신부;
주행환경 감지정보, 회전 감지정보, 자세상태 감지정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 감지정보를 생성하기 위한 센싱부;
방제대상 지역의 지도정보를 분석하여 출발지부터 목적지까지에 해당하는 적어도 하나 이상의 주행경로 중 방제작업을 수행하기 위한 최적경로를 결정하는 경로 결정부;
복수개의 바퀴에 각각 결합된 개별 조향축을 제어하며, 각 바퀴의 조향각을 조정하기 위한 조향제어부;
상기 복수개의 바퀴의 구동 및 제동을 제어하며 주행속도를 조정하기 위한 구동제어부;
상기 구동제어부의 제어에 의해 주행할 경우에 상기 최적경로에 배치된 작물에 대한 방제작업을 수행하는 방제부;
상기 경로 결정부를 통해 결정된 최적경로를 추종하기 위한 제어신호를 생성하는 제어신호 생성부;
상기 제어신호 생성부에서 생성된 제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어하는 통합제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는
비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기.
communication department;
a sensing unit for generating sensing information including at least one of driving environment sensing information, rotation sensing information, and posture state sensing information;
a path determining unit that analyzes map information of a control target area and determines an optimal path for performing a control operation among at least one driving route corresponding to a starting point to a destination;
a steering control unit for controlling individual steering shafts respectively coupled to the plurality of wheels, and for adjusting a steering angle of each wheel;
a driving control unit for controlling driving and braking of the plurality of wheels and adjusting driving speed;
a control unit for performing control operations on crops disposed on the optimal path when driving under the control of the driving control unit;
a control signal generating unit that generates a control signal for following the optimal path determined by the path determining unit;
an integrated control unit for controlling the operation of each unit according to the control signal generated by the control signal generating unit; characterized in that it comprises
An autonomous driving control device suitable for atypical driving environments.
제1항에 있어서,
상기 조향제어부는, 상기 감지정보를 기반으로 비정형 주행환경에서 각 바퀴가 접하는 노면 상태에 따른 각 바퀴별 회전방향 및 회전각도를 추정하여, 선회 시, 각 바퀴 간 회전반경 차이를 보상하기 위한 보정조향정보를 생성하는 조향보상부분; 을 포함하는 것을 특징으로 하는
비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기.
According to claim 1,
The steering control unit estimates a rotation direction and a rotation angle for each wheel according to a road surface condition in contact with each wheel in an atypical driving environment based on the sensing information, and corrects steering to compensate for a difference in the turning radius between each wheel when turning a steering compensation part that generates information; characterized in that it comprises
An autonomous driving control device suitable for atypical driving environments.
제2항에 있어서,
상기 제어신호 생성부는, 상기 보정조향정보를 반영하여 상기 조향제어부, 구동제어부 및 방제부 중 적어도 어느 하나를 제어하기 위한 보정제어신호를 생성하고,
상기 제어신호 생성부가 보정제어신호를 생성한 경우, 상기 통합제어부는, 상기 보정제어신호에 따라 상기한 각 부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 비정형 주행환경에 적합한 자율주행 방제기.
3. The method of claim 2,
The control signal generating unit generates a correction control signal for controlling at least one of the steering control unit, the driving control unit, and the control unit by reflecting the corrected steering information,
When the control signal generator generates a correction control signal, the integrated controller controls the operation of each unit according to the correction control signal.
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