KR20230031584A

KR20230031584A - Method and system for automatically generating working route of working vehicle

Info

Publication number: KR20230031584A
Application number: KR1020210113990A
Authority: KR
Inventors: 김진희
Original assignee: 주식회사 알티케이
Priority date: 2021-08-27
Filing date: 2021-08-27
Publication date: 2023-03-07

Abstract

Disclosed are a method and a system for automatically generating a work path of a work vehicle. The method for automatically generating the work path of the work vehicle driving while working on a farmland according to one embodiment of the present invention comprises: a work area determination step of determining a work area by obtaining the information of the work area within the farmland; a driving area set step of setting a driving area comprising, within the working area, a reciprocating driving area in which the work vehicle reciprocates and drives and a rotational driving area in which an outer circumference of the reciprocating driving area rotates and drives; and a work path calculation step of calculating a work path of the work vehicle in the driving area. Therefore, the present invention is capable of minimizing an uncultivated rate.

Description

Method and system for automatically generating a working route of a working vehicle {METHOD AND SYSTEM FOR AUTOMATICALLY GENERATING WORKING ROUTE OF WORKING VEHICLE}

본 발명은 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는, 자동으로 경작지를 경작하는 작업 차량의 자율 주행을 위한 자율 주행 경로를 자동으로 산출하는 방법 및 시스템에 대한 것이다.The present invention relates to a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle. More specifically, the present invention relates to a method and system for automatically calculating an autonomous driving path for autonomous driving of a work vehicle that automatically cultivates a farmland.

농업에서 경작지를 자율적으로 주행하며 경작하는 작업 차량이 지속적으로 개발되어 왔다. 종래의 자율 작업 차량을 위한 주행 경로는 직사각형 형태의 경작지에 대해서만 주행 경로를 산출할 수 있는 작업 차량이 대부분이다. 그러나, 직사각형의 형태가 아닌 형태에서는 자율 작업 차량의 선회가 과다하게 발생할 수 있고, 경작지의 모퉁이에서 미경작되는 영역의 크기가 큰 문제점이 있다.In agriculture, work vehicles that autonomously drive and cultivate farmland have been continuously developed. Most of the driving routes for conventional autonomous work vehicles are work vehicles capable of calculating a driving route only on a rectangular farmland. However, in a non-rectangular shape, excessive turning of the autonomous work vehicle may occur, and there are problems in that the size of an uncultivated area at the corner of a farmland is large.

따라서, 직사각형이 아닌 비정형 영역에서도 선회의 횟수를 줄일 수 있고, 미경작율을 감소시킬 수 있는 작업 차량의 자율 주행 경로를 산출하는 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a method for calculating an autonomous driving path of a work vehicle capable of reducing the number of turns and reducing the non-tillage rate even in an irregular area other than a rectangle.

KRKR 10-2021-0062727 10-2021-0062727 AA (2021.05.31.)(2021.05.31.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 작업 영역의 경계선의 변곡점을 이용해 주행 기준선을 생성하고, 생성된 주행 기준선을 이용하여 직선 경로를 생성함으로써, 다양한 형태의 비정형 경작지에도 적용가능하고 미경작율을 최소화할 수 있는, 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, by generating a driving reference line using the inflection point of the boundary line of the work area and generating a straight path using the created driving reference line, it is applicable to various types of irregular arable land and can be applied to uncultivated land. It is intended to provide a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle, which can minimize the rate of operation.

또한, 사용자에게 직관적인 자율 작업 경로 생성이 가능한 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle capable of intuitively creating an autonomous work path for a user.

또한, 작업 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 작업 경로를 생성하는 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle for generating a work path capable of improving energy efficiency of the work vehicle.

또한, 경작지 형태에 따라 다양한 스킵 패턴을 제공하여 다양한 선회 경로 생성이 가능한 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle capable of generating various turning paths by providing various skip patterns according to the type of farmland.

본 발명의 해결 과제들은 이상에서 언급한 내용으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Solving problems of the present invention are not limited to the above-mentioned contents, and other technical problems not mentioned above will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 따른, 경작지를 작업하면서 주행하는 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법은, 상기 경작지 내의 작업 영역의 정보를 획득하여 상기 작업 영역을 결정하는 작업 영역 결정 단계; 상기 작업 영역 내에서, 상기 작업 차량이 왕복하며 주행하는 왕복 주행 영역과 상기 왕복 주행 영역의 외곽 둘레를 회전하며 주행하는 회경 주행 영역을 포함하는 주행 영역을 설정하는 주행 영역 설정 단계; 및 상기 주행 영역에서의 상기 작업 차량의 작업 경로를 산출하는 작업 경로 산출 단계;를 포함하고, 상기 작업 경로 산출 단계는, 상기 작업 영역의 외곽 경계선의 곡률 변화율을 기초로 복수의 변곡점을 산출하고, 상기 복수의 변곡점 중에서 인접하는 2개의 상기 변곡점을 연결하는 복수의 주행 기준선을 생성하며, 상기 복수의 주행 기준선 중에서 어느 하나의 주행 기준선에 평행한 복수의 직선 경로와, 상기 복수의 직선 경로를 연결하는 복수의 선회 경로를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a method for automatically generating a work path for a work vehicle traveling while working on a farmland includes a work area determination step of determining the work area by obtaining information on a work area within the farmland; a driving area setting step of setting a driving area including a reciprocating travel area in which the work vehicle reciprocates and travels and a reverse travel area in which the work vehicle rotates and travels around an outer circumference of the reciprocating travel area; and a work path calculating step of calculating a work path of the work vehicle in the driving area, wherein the work path calculating step calculates a plurality of inflection points based on a curvature change rate of an outer boundary line of the work area, Creating a plurality of driving reference lines connecting two adjacent inflection points among the plurality of inflection points, and connecting a plurality of straight lines parallel to one of the plurality of driving reference lines and the plurality of straight paths A plurality of turning paths can be calculated.

또한, 상기 작업 경로 산출 단계는, 상기 복수의 주행 기준선 각각을 기초로 하는 복수의 후보 작업 경로를 각각 생성하고, 상기 복수의 후보 작업 경로 각각을 상기 경작지 내의 미경작률, 총 작업 경로 길이 및 상기 선회 경로에 따른 선회 횟수 중 하나 이상에 대해 서로 비교하여 상기 작업 차량의 최종 작업 경로로 설정할 수 있다.In addition, the calculating of the work path may include generating a plurality of candidate work paths based on each of the plurality of driving reference lines, and calculating each of the plurality of candidate work paths as an untill rate in the arable land, a total work path length, and the At least one of the number of turns according to the turning route may be compared with each other and set as the final work route of the work vehicle.

또한, 상기 작업 영역 결정 단계는, 상기 경작지 내를 주행하는 상기 작업 차량의 위치 정보를 기초로 상기 작업 영역을 결정할 수 있다.In the determining of the work area, the work area may be determined based on location information of the work vehicle traveling in the farmland.

또한, 상기 변곡점은, 상기 작업 차량의 주행 방향을 나타내는 헤딩 값의 변화율을 기초로 산출할 수 있다.In addition, the inflection point may be calculated based on a change rate of a heading value indicating a driving direction of the work vehicle.

또한, 상기 회경 주행 영역의 폭은, 상기 작업 차량의 작업 폭의 절반의 정수배로 설정되고, 상기 작업 차량의 최소회전반경보다 클 수 있다.In addition, the width of the rotation driving region may be set to an integer multiple of half of the working width of the work vehicle and may be larger than the minimum turning radius of the work vehicle.

또한, 상기 주행 영역 설정 단계는, 상기 회경 주행 영역을 설정한 후, 상기 작업 영역에서 상기 회경 주행 영역을 제외한 나머지 영역을 상기 왕복 주행 영역으로 설정할 수 있다.In the setting of the travel area, after setting the rotation travel area, a remaining area excluding the rotation travel area in the work area may be set as the reciprocating travel area.

또한, 상기 회경 주행 영역의 폭은, 상기 작업 차량의 작업 폭(W)의 정수배한 거리와 상기 작업 폭의 절반 거리의 합일 수 있다.In addition, the width of the rotation driving area may be the sum of a distance that is an integral multiple of the working width W of the work vehicle and a distance half of the working width.

또한, 인접하는 상기 직선 경로 간의 작업 겹침 폭(W_o, Overlap)은 아래의 수학식에 의해 결정될 수 있다.In addition, the working overlap width (W _o , Overlap) between the adjacent straight paths may be determined by the following equation.

직선 경로 간의 작업 겹침 폭(W_o) = r/(직선 경로의 수 - 1)Working overlap width between straight paths (W _o ) = r/(Number of straight paths - 1)

여기서, r은 다음의 수학식을 만족하는 수일 수 있다.(왕복 주행 영역의 폭(W_i) = 작업 차량의 작업 폭(W_v) × (직선 경로의 수 - 1) + r(나머지), 0<r<W_v)Here, r may be a number that satisfies the following equation: (width of reciprocating area (W _i ) = working width (W _v ) of the work vehicle × (number of straight paths - 1) + r (remainder), 0<r<W _v )

또한, 상기 작업 경로 산출 단계는, 상기 선회 경로 산출 시, 상기 왕복 주행 영역에 생성되는 상기 직선 경로의 수, 인접하는 상기 직선 경로 사이의 거리, 상기 작업 차량의 작업 폭과 상기 작업 차량의 선회 반경 중 하나 이상을 기초로 도출한 소정의 횟수만큼 스킵(Skip)하여 차회 직선 경로를 주행하는 상기 선회 경로를 산출할 수 있다.In addition, the calculating of the work path may include, when calculating the turning path, the number of straight paths generated in the reciprocating driving area, the distance between the adjacent straight paths, the working width of the working vehicle and the turning radius of the working vehicle. The turning path for driving the next straight path may be calculated by skipping a predetermined number of times derived based on one or more of the above.

또한, 상기 왕복 주행 영역의 폭이 상기 작업 차량의 작업 폭의 소정의 정수배보다 큰 경우에는, 상기 왕복 주행 영역을 분할하고 분할된 각 영역마다 미리 정해진 스킵 패턴으로 상기 직선 경로의 순서를 산출할 수 있다.In addition, when the width of the reciprocating travel area is larger than a predetermined integer multiple of the working width of the work vehicle, the reciprocating travel area may be divided and the sequence of the straight path may be calculated with a predetermined skip pattern for each divided area. there is.

본 발명의 일 실시예에 따른, 경작지를 작업하면서 주행하는 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템은, 상기 작업 차량의 위치 정보를 수신하는 위치 정보 수신부; 수신된 상기 작업 차량의 위치 정보를 이용하여 상기 경작지 내의 작업 영역을 산출하는 작업 영역 산출부; 상기 작업 영역 내에서 상기 작업 차량이 왕복하며 주행하는 왕복 주행 영역과 상기 왕복 주행 영역의 외곽 둘레를 회전하며 주행하는 회경 주행 영역을 포함하는 주행 영역을 설정하는 주행 영역 설정부; 및 상기 주행 영역에 따라 상기 작업 차량의 작업 경로를 산출하는 작업 경로 산출부;를 포함하고, 상기 작업 경로 산출부는, 상기 작업 영역의 외곽 경계선의 곡률 변화율을 기초로 복수의 변곡점을 산출하고, 상기 복수의 변곡점 중에서 인접하는 2개의 상기 변곡점을 연결하는 복수의 주행 기준선을 생성하며, 상기 복수의 주행 기준선 중에서 어느 하나의 주행 기준선에 평행한 복수의 직선 경로와, 상기 복수의 직선 경로를 연결하는 복수의 선회 경로를 산출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a system for automatically generating a work path for a work vehicle traveling while working on a farmland includes a location information receiving unit configured to receive location information of the work vehicle; a work area calculation unit calculating a work area within the farmland by using the received location information of the work vehicle; a driving area setting unit configured to set a driving area including a reciprocating travel area in which the work vehicle reciprocates and travels within the work area and a reverse travel area in which the work vehicle rotates and travels around an outer circumference of the reciprocating travel area; and a work path calculating unit configured to calculate a work path of the work vehicle according to the driving area, wherein the work path calculating unit calculates a plurality of inflection points based on a curvature change rate of an outer boundary of the work area, A plurality of driving reference lines connecting two adjacent inflection points among a plurality of inflection points are generated, a plurality of straight paths parallel to any one driving reference line among the plurality of driving reference lines, and a plurality of straight paths connecting the plurality of straight paths of the turning path can be calculated.

또한, 상기 작업 경로 산출부는, 상기 복수의 주행 기준선 각각을 기초로 하는 후보 작업 경로를 각각 생성하고, 상기 후보 작업 경로 각각을 상기 경작지 내의 미경작률, 총 작업 경로 길이 및 상기 선회 경로의 횟수 중 하나 이상에 대해 서로 비교하여 상기 작업 차량의 최종 작업 경로로 설정할 수 있다.In addition, the work path calculation unit generates candidate work paths based on each of the plurality of driving reference lines, and selects each of the candidate work paths from among an uncultivated rate in the arable land, a total work path length, and the number of turns of the turning path. One or more of them may be compared with each other and set as the final work path of the work vehicle.

또한, 상기 변곡점은, 상기 작업 차량의 주행방향을 나타내는 헤딩 값의 변화율을 기초로 산출할 수 있다.In addition, the inflection point may be calculated based on a change rate of a heading value indicating a driving direction of the work vehicle.

또한, 복수의 상기 직선 경로 들의 작업 경로 순서는, 상기 직선 경로의 수, 이웃하는 직선 경로 사이의 거리, 상기 작업 차량의 폭(W)과 상기 작업 차량의 선회 반경 중 하나 이상을 기초로 하여 소정의 횟수만큼 스킵(Skip)하여 차회 직선 경로를 주행할 수 있다.In addition, the order of work routes of the plurality of straight routes is determined based on at least one of the number of straight routes, the distance between neighboring straight routes, the width W of the work vehicle, and the turning radius of the work vehicle. It is possible to travel on the next straight path by skipping as many times as .

또한, 상기 왕복 주행 영역의 폭이 상기 작업 차량의 폭(W)의 소정의 정수배보다 큰 경우에는, 상기 왕복 주행 영역을 분할하고 분할된 각 영역마다 정해진 스킵 패턴으로 상기 직선 경로의 순서를 산출할 수 있다.In addition, when the width of the reciprocating travel area is greater than a predetermined integer multiple of the width W of the work vehicle, the reciprocating travel area is divided and the order of the straight paths is calculated with a skip pattern determined for each divided area. can

본 발명의 일 실시예에 따른, 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템은, 작업 영역의 경계선의 변곡점을 이용해 주행 기준선을 생성하고, 생성된 주행 기준선을 이용하여 직선 경로를 생성함으로써 다양한 형태의 비정형 경작지에도 적용가능하고 미경작율을 최소화할 수 있는 자율 작업 경로를 생성할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a method and system for automatically generating a work path of a work vehicle generate a driving reference line using an inflection point of a boundary line of a work area, and generate a straight path using the generated driving reference line, thereby providing various types of It is possible to create an autonomous work path that can be applied to irregular farmland and minimize the uncultivated rate.

또한, 사용자에게 직관적인 자율 작업 경로 생성이 가능하다.In addition, it is possible to create an autonomous work path that is intuitive to the user.

또한, 작업 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 작업 경로를 생성할 수 있다.In addition, it is possible to create a work path capable of improving the energy efficiency of the work vehicle.

또한, 다양한 스킵 패턴을 제공하여 경작지 형태에 따른 선회 경로를 생성할 수 있다.In addition, various skip patterns may be provided to generate turning paths according to farmland types.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 내용으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템에 의해 생성된 작업 경로에 따라 작업 차량이 주행하며 작업하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 작업 영역 결정 단계를 작업 차량이 수행하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 작업 영역 결정 단계의 수행에 따라 결정된 작업 영역을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 주행 영역 설정 단계의 수행에 따라 결정된 각각의 주행 영역을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서의 변곡점 산출과 복수의 주행 기준선을 도출하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서의 하나의 주행 기준선에 따른 직선 경로 및 선회 경로를 생성한 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 비정형 경작지에서의 변곡점 산출과 복수의 주행 기준선을 도출한 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 복수의 주행 기준선 중 하나에 기초한 미경작 영역이 존재하는 후보 작업 경로를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 9의 복수의 주행 기준선 중 하나에 기초한 미경작 영역이 존재하지 않는 후보 작업 경로를 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계의 왕복 주행 영역에서의 직선 경로 폭을 결정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서 생성된 선회 경로를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스킵 패턴에 따른 선회 경로를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 왕복 주행 영역에서의 스킵 패턴에 따른 선회 경로를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 주행 영역에서 직선 경로의 시작 지점 또는 종료 지점을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서 회경 영역의 회경 경로를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a state in which a work vehicle drives and works according to a work path generated by a system for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a system for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a method of automatically generating a work path of a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a state in which a work vehicle performs a work area determining step of a method for generating a work path of a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a work area determined according to the performance of a work area determining step of a method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing each driving area determined according to the execution of the driving area setting step of the method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing how to calculate an inflection point and derive a plurality of driving reference lines in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating a state in which a straight path and a turning path according to one driving reference line are generated in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing how an inflection point is calculated and a plurality of driving reference lines are derived in irregular farmland.
FIG. 10 is a diagram illustrating a candidate work path in which an uncultivated area exists based on one of the plurality of driving reference lines of FIG. 9 .
FIG. 11 is a diagram illustrating a candidate work path in which an uncultivated area does not exist based on one of the plurality of driving reference lines of FIG. 9 .
12 and 13 are diagrams illustrating determining a straight line path width in a reciprocating travel area in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.
14 is a diagram showing a turning path generated in the operation path calculation step according to an embodiment of the present invention.
15 is a diagram illustrating a turning path according to a skip pattern according to an embodiment of the present invention.
16 is a diagram illustrating a turning path according to a skip pattern in a divided reciprocating travel area according to an embodiment of the present invention.
17 is a diagram illustrating a starting point or an ending point of a straight path in a reciprocating driving area according to an embodiment of the present invention.
18 is a diagram showing a circumferential path of a circumferential area in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice with reference to the accompanying drawings. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the embodiment of the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted.

본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In this specification, terms such as "include", "have" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one Or it may be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.In addition, the following embodiments are provided to more clearly explain to those with average knowledge in the art, and the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer explanation.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.In addition, the components appearing in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and it does not mean that each component is made of separate hardware or a single software component unit. That is, each component is listed and described as each component for convenience of description, and at least two components of each component may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function. An integrated embodiment and a separate embodiment of each of these components are also included in the scope of the present invention unless departing from the essence of the present invention.

본 명세서에서, 작업 차량은 다양한 작업에 이용되는 차량일 수 있다. 본 명세서의 실시예에서는 농경 작업 차량인 트랙터로서 설명되지만, 트랙터뿐 아니라, 이앙기, 콤바인, 토목·건축 작업 장치, 제설차 등도 포함될 수 있다.In this specification, the work vehicle may be a vehicle used for various tasks. In the embodiment of the present specification, it is described as a tractor, which is an agricultural work vehicle, but it may also include a rice transplanter, a combine, a civil engineering/construction work device, a snowplow, and the like, as well as a tractor.

본 명세서에서, 작업은 작업 차량의 제어부가 차량의 구동부를 제어하여, 작업 경로에 따라 자동으로 주행하며 작업을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 작업 차량이 트랙터인 경우 작업은 작업 경로에 따라 트랙터에 장착된 작업기를 구동하여, 작업 경로를 따라 경작지를 경운하는 작업일 수 있다. 작업 경로는 작업 차량이 주행하는 경로와 주행하는 위치에 따라 수행하는 작업 정보를 포함하는 경로일 수 있다. 작업 정보는 트랙터에 장착된 작업기를 경로에 따라 올리거나 내려 경운을 수행하도록 하는 정보일 수 있다.In the present specification, work may mean that a control unit of a work vehicle controls a drive unit of the vehicle to automatically travel according to a work path and perform work. For example, when the work vehicle is a tractor, the work may be a work of plowing the farmland along the work route by driving a work machine mounted on the tractor according to the work route. The work route may be a route including information on a work performed according to a driving route of the work vehicle and a driving position. The work information may be information for raising or lowering a work machine mounted on a tractor along a path to perform plowing.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템에 의해 생성된 작업 경로에 따라 작업 차량이 주행하며 작업하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템의 블록도이다.1 is a diagram showing a state in which a work vehicle drives and works according to a work path generated by a system for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is a block diagram of the automatic creation system of the work path of the work vehicle according to

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 시스템(100)은 작업 차량(101)의 작업을 위한 작업 경로(20)를 자동으로 생성하기 위한 시스템으로서, 위치 정보 수신부(110), 작업 영역 산출부(120), 주행 영역 설정부(130) 및 작업 경로 산출부(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2 , the system 100 for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention is a system for automatically generating a work route 20 for the work of a work vehicle 101 . As, it may include a location information receiving unit 110, a work area calculating unit 120, a driving area setting unit 130, and a working route calculating unit 140.

본 실시예에서, 작업 차량(101)의 작업은 경작지(10)의 경작을 의미할 수 있다. 다만, 경작 작업으로 한정되는 것은 아니며, 작업 차량(101)에 장착되는 작업기(102)의 종류에 따라 작업 차량(101)이 수행하는 작업은 달라질 수 있다.In this embodiment, the work of the work vehicle 101 may mean tilling the arable land 10 . However, it is not limited to tillage work, and the work performed by the work vehicle 101 may vary depending on the type of work machine 102 mounted on the work vehicle 101 .

작업 경로 자동 생성 시스템(100)은 작업 차량(101)이 효율적으로 작업할 수 있도록 작업 경로(20)를 생성할 수 있다. 여기서 작업 차량(101)이 효율적으로 작업한다는 것은 미경작지가 최소가 되도록 또는 작업 차량(101)이 연료를 최소한으로 사용하도록 작업하는 것을 의미할 수 있다. 이를 위해, 작업 경로 자동 생성 시스템(100)은 작업 영역(11)을 왕복 주행 영역(12)과 회경 주행 영역(13)으로 구획하여 작업 경로(20)를 생성할 수 있다.The automatic work path generation system 100 may generate the work path 20 so that the work vehicle 101 can work efficiently. Here, efficient operation of the work vehicle 101 may mean that the work vehicle 101 works so that uncultivated land is minimized or fuel is used to a minimum. To this end, the automatic work path generation system 100 may generate the work path 20 by dividing the work area 11 into a reciprocating travel area 12 and a rotational travel area 13 .

왕복 주행 영역(12)은 작업 영역(11)의 경계선으로부터 일정 거리가 이격되어 형성된, 작업 영역(11)의 내부 영역을 말한다. 왕복 주행 영역(12)에서는 작업 차량(101)이 왕복 주행 영역(12)의 한쪽 경계로부터 반대편 경계로 직선 주행한 뒤, 다시 출발한 경계 측으로 회귀하는 직선 주행이 반복되는 작업 경로가 생성될 수 있다. 이때, 왕복 주행 영역(12)의 작업 경로는 왕복 주행 영역(12)의 모든 부분이 경작되도록 복수의 직선 경로(21)가 서로 평행하되 미리 정해진 거리로 이격되도록 생성될 수 있다. 또한, 각각의 직선 경로(21)의 도착 지점에서는 다른 직선 경로(21)로 진입할 수 있도록 선회 경로(22)가 생성될 수 있다. 상기 경계선으로부터 일정 거리가 이격된 영역은 작업 차량(101)의 선회를 위한 여유 공간으로서, 선회 경로(22)는 상기 경계선으로부터 일정 거리가 이격된 영역에 생성될 수 있다. 본 실시예에서, 작업 차량(101)은 직선 경로(21)에서는 작업기(102)를 내려 주행하며 땅을 경작하고, 선회 경로(22)에서는 작업기(102)를 올려 선회 주행을 할 수 있다.The reciprocating travel area 12 refers to an inner area of the work area 11 formed by being spaced apart from the boundary of the work area 11 by a predetermined distance. In the reciprocating driving area 12, a work path in which the work vehicle 101 travels in a straight line from one boundary of the reciprocating driving area 12 to the opposite boundary and then returns to the starting boundary side is repeated. . At this time, the work path of the reciprocating travel area 12 may be generated such that a plurality of straight paths 21 are parallel to each other but separated by a predetermined distance so that all parts of the reciprocating travel area 12 are cultivated. In addition, at the arrival point of each straight path 21, a turning path 22 may be created to enter another straight path 21. An area separated by a predetermined distance from the boundary line is a spare space for turning of the work vehicle 101, and the turning path 22 may be created in an area separated by a predetermined distance from the boundary line. In the present embodiment, the working vehicle 101 may lower the implement 102 on the straight path 21 to cultivate the ground, and lift the implement 102 on the turning path 22 to perform turning driving.

회경 주행 영역(13)은 작업 영역(11)의 경계선으로부터 일정 거리까지 형성된 영역으로서, 작업 차량(101)의 선회로 인한 바퀴 자국을 지우며 남은 미경작 영역을 경작하기 위한 영역일 수 있다. 회경 주행 영역(13)에서는 왕복 주행 영역(12)의 둘레를 따라서 회전하는 회경 경로(23)가 생성될 수 있다.The rotation driving area 13 is an area formed up to a certain distance from the boundary of the work area 11 , and may be an area for cultivating the remaining uncultivated area while erasing wheel marks caused by the turning of the work vehicle 101 . In the rotation travel area 13 , a rotation path 23 that rotates along the circumference of the reciprocating travel area 12 may be created.

본 실시예에서, 작업 차량(101)은 작업 경로 자동 생성 시스템(100)이 생성한 작업 경로(20)를 따라 주행하며, 작업을 수행할 수 있다. 작업 경로(20)는 작업 차량(101)이 순차적으로 주행하는 경로 정보와 해당 경로 위치에서 수행하는 작업 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 경로 정보는 GPS 좌표와 같은 위치 정보일 수 있다. 상기 위치 정보는 작업 차량(101)이 주행하는 방향에 대한 정보인 헤딩 값(조향각 정보)을 포함할 수 있다. 작업 차량(101)은 위치 정보 수신부(110)를 이용하여 작업 차량(101)의 현재 위치를 실시간으로 확인하며, 작업 경로(20)를 따라 주행할 수 있다. 본 실시예에서, 위치 정보 수신부(110)는 작업 차량(101)의 실시간 위치 정보를 획득하기 위해 마련된 것으로서, 일례로, RTK GNSS(Real Time Kinematic Global Navigation Satellite System)와 같은 구성을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 본 실시예에서, 위치 정보 수신부(110)는 작업 차량(101)에 장착되는 작업기의 중앙 위치를 획득할 수 있도록 작업 차량(101)에 설치될 수 있으나, 실시예에 따라 위치 정보 수신부(110)의 설치 위치는 달라질 수 있다.In this embodiment, the work vehicle 101 may drive along the work route 20 generated by the automatic work route creation system 100 and perform work. The work route 20 may include route information on which the work vehicle 101 sequentially drives and work information performed at a corresponding route position. Here, route information may be location information such as GPS coordinates. The location information may include a heading value (steering angle information) that is information about a direction in which the work vehicle 101 is driving. The work vehicle 101 may check the current location of the work vehicle 101 in real time using the location information receiver 110 and drive along the work route 20 . In this embodiment, the location information receiving unit 110 is provided to acquire real-time location information of the work vehicle 101, and, for example, a configuration such as RTK GNSS (Real Time Kinematic Global Navigation Satellite System) may be used, but It is not limited thereto. Also, in this embodiment, the location information receiver 110 may be installed in the work vehicle 101 to acquire the central position of the work machine mounted on the work vehicle 101, but according to the embodiment, the location information receiver 110 ) may be different.

작업 영역 산출부(120)는 경작지(10) 내에서 작업 차량(101)이 작업할 작업 영역(11)을 산출하기 위해 마련된 것으로서, 위치 정보 수신부(110)가 수신한 작업 차량(101)의 위치 정보를 이용하여 작업 영역(11)을 산출할 수 있다. 작업 경로 자동 생성 시스템(100)은 작업 영역 산출부(120)가 산출한 작업 영역(11)을 기초로 작업 경로(20)를 생성할 수 있다.The work area calculation unit 120 is provided to calculate the work area 11 in which the work vehicle 101 will work within the farmland 10, and the location of the work vehicle 101 received by the location information receiver 110. The work area 11 can be calculated using the information. The automatic work path creation system 100 may generate the work path 20 based on the work area 11 calculated by the work area calculation unit 120 .

주행 영역 설정부(130)는 작업 영역(11)내에서 주행 영역을 구획하기 위해 마련된 것으로서, 상기 주행 영역은 작업 영역(11) 내에서 작업 차량(101)이 왕복하며 주행하는 왕복 주행 영역(12)과 왕복 주행 영역(12)의 외곽 둘레를 회전하며 주행하는 회경 주행 영역(13)으로 구획될 수 있다. 왕복 주행 영역(12)은 작업 차량(101)이 직선 주행과 선회 주행을 통해 왕복하며 작업하는 영역일 수 있다. 작업 차량(101)은 직선 주행 시에는 작업기(102)를 내려 경작과 같은 작업을 수행하고, 선회 주행 시에는 히치의 부하를 줄이기 위해 작업기(102)를 올려 작업 없이 주행만 할 수 있다. 작업 차량(101)이 경작 작업을 수행할 때, 직선 주행에서는 작업 차량(101)의 바퀴 자국이 작업기(102)의 경작 작업을 통해 없어질 수 있지만, 선회 주행에서는 작업기(102)를 올려 주행하므로 바퀴 자국이 그대로 남아 있을 수 있다. 이때 남은 상기 바퀴 자국은 작업 차량(101)의 회경 경로(23) 작업 시 없어질 수 있다.The driving area setting unit 130 is provided to divide a driving area within the work area 11, and the driving area is a reciprocating travel area 12 in which the work vehicle 101 reciprocates and travels within the work area 11. ) and a rotation travel area 13 that rotates and travels around the outer circumference of the reciprocating travel area 12 . The reciprocating driving area 12 may be an area in which the work vehicle 101 works reciprocally through straight driving and turning driving. When the work vehicle 101 travels in a straight line, the implement 102 is lowered to perform work such as tilling, and when driving in a turning state, the work vehicle 101 is raised to reduce the load on the hitch, and the work vehicle 101 may be driven without work. When the work vehicle 101 performs tillage work, wheel marks of the work vehicle 101 may be removed through tillage work of the work machine 102 in straight driving, but in turning driving, the work machine 102 is lifted and driven. Wheel marks may remain. At this time, the remaining wheel marks may disappear when the circumferential path 23 of the work vehicle 101 is worked.

작업 경로 산출부(140)는, 왕복 주행 영역(12)과 회경 주행 영역(13)에 따라 작업 차량(101)의 작업 경로(20)를 산출하기 위해 마련된 것으로서, 왕복 주행 영역(12)에서는 복수의 직선 경로(21)를 생성하고, 회경 주행 영역(13)에서는 복수의 직선 경로(21) 각각을 연결하는 복수의 선회 경로(22)와 왕복 주행 영역(12)의 외곽을 회전하며 주행하는 회경 경로(23)를 생성할 수 있다.The work path calculation unit 140 is provided to calculate the work path 20 of the work vehicle 101 according to the reciprocating travel area 12 and the rotational travel area 13, and in the reciprocating travel area 12, a plurality of A straight path 21 is generated, and in the circular driving area 13, a plurality of turning paths 22 connecting each of the plurality of straight paths 21 and a circular path that rotates and travels around the outside of the reciprocating traveling area 12 Route 23 can be created.

이하, 작업 경로 자동 생성 시스템(100)을 이용하여 작업 경로(20)를 생성하는 방법을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of generating the work path 20 using the automatic work path generation system 100 will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법의 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 작업 영역 결정 단계를 작업 차량이 수행하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 작업 영역 결정 단계의 수행에 따라 결정된 작업 영역을 나타낸 도면이다.3 is a flow chart of a method for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating the step of determining a work area of the method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention. This is a drawing showing how it works. 5 is a diagram showing a work area determined according to the performance of a work area determining step of a method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법은 작업 영역 결정 단계(S110), 주행 영역 설정 단계(S120) 및 작업 경로 산출 단계(S130)을 포함할 수 있다.2 to 5 , the method for automatically generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention includes determining a work area (S110), setting a driving area (S120), and calculating a work path (S130). can include

작업 영역 결정 단계(S110)는 경작지(10) 내의 작업 영역(11)을 결정하기 위한 단계로서, 작업 차량(101)이 경작지(10) 경계를 따라 일주함으로써, 작업할 영역(11)의 위치 정보를 획득하는 단계일 수 있다.The work area determining step (S110) is a step for determining the work area 11 within the farmland 10, and the work vehicle 101 travels along the boundary of the farmland 10, thereby providing location information of the work area 11. It may be a step of obtaining.

구체적으로 설명하면, 도 4에 도시된 것과 같이, 작업자는 작업 영역 정보를 획득하기 위해 작업 차량(101)으로 경작지(10) 외곽을 따라 수동으로 주행할 수 있다. 여기서, 주행은 경작 작업을 수행하면서 주행할 수 있다. 즉, 작업자는 작업 차량(101)을 이용하여 경작지를 경작 또는 작업하며 경작지 외곽을 따라 주행할 수 있다. 이때, 위치 정보 수신부(110)는 실시간으로 작업 차량(101)이 이동한 경로(30)의 위치 정보를 수신할 수 있다. 또한, 위치 정보 수신부(110)는 작업자의 조작에 따라 이동 중인 작업 차량(101)의 현재 위치 좌표(예컨대, 모서리에서의 좌표)를 획득할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 4 , the worker may manually drive along the outer edge of the farmland 10 with the work vehicle 101 to obtain work area information. Here, driving may be performed while performing a farming operation. That is, the worker may drive along the periphery of the farmland while cultivating or working on the farmland using the work vehicle 101 . In this case, the location information receiving unit 110 may receive location information of the route 30 along which the work vehicle 101 has traveled in real time. Also, the location information receiving unit 110 may obtain current location coordinates (eg, coordinates at a corner) of the moving work vehicle 101 according to a worker's manipulation.

작업 영역 산출부(120)는 작업 차량(101)의 이동 경로(30)에 따른 위치 정보를 기초로 이동 경로(30)의 내부 영역을 작업 영역(11)으로 산출할 수 있다. 여기서, 작업 경로 자동 생성 시스템(100)은 이동 경로(30)를 작업 영역(11)의 외곽 경계선으로 인식할 수 있다. 본 실시예에서는, 작업기(102)의 중앙 지점의 위치 정보를 획득할 수 있도록, 위치 정보 수신부(110)가 작업 차량(101)에 설치되므로, 도 5에 도시된 것과 같이 작업 영역(11)은 경작지(10)의 외곽선에서 작업기 폭(W_v)의 절반만큼 이격된 영역이 작업 영역(11)으로 결정될 수 있다.The work area calculator 120 may calculate the inner area of the travel path 30 as the work area 11 based on location information along the travel path 30 of the work vehicle 101 . Here, the automatic work path creation system 100 may recognize the movement path 30 as an outer boundary of the work area 11 . In this embodiment, since the location information receiver 110 is installed in the work vehicle 101 so as to obtain location information of the center point of the work machine 102, the work area 11 as shown in FIG. An area spaced apart from the outline of the farmland 10 by half of the width W _v of the work machine may be determined as the work area 11 .

이하, 작업 차량(101)에 장착된 작업기의 폭(W_v)을 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)이라 한다.Hereinafter, the width W _v of the work machine mounted on the work vehicle 101 is referred to as the work width W _v of the work vehicle 101 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 주행 영역 설정 단계의 수행에 따라 결정된 각각의 주행 영역을 나타낸 도면이다.6 is a diagram showing each driving area determined according to the execution of the driving area setting step of the method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법의 주행 영역 설정 단계(S120)는 작업 영역(11)이 결정된 이후 수행될 수 있다. 주행 영역 설정 단계(S120)는 주행 영역 설정부(130)가 결정한 작업 영역(11)을 왕복 주행 영역(12)과 회경 주행 영역(13)으로 구획하는 단계일 수 있다.Referring to FIGS. 2 , 3 and 6 , the driving area setting step ( S120 ) of the method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention may be performed after the work area 11 is determined. The driving area setting step ( S120 ) may be a step of dividing the working area 11 determined by the driving area setting unit 130 into a reciprocating driving area 12 and a rotation driving area 13 .

본 실시예에서, 주행 영역 설정부(130)는 결정된 작업 영역(11)에 대해 회경 주행 영역(13)을 먼저 구획하고, 회경 주행 영역(13)을 제외한 나머지 작업 영역(11)을 왕복 주행 영역(12)으로 설정할 수 있다. 주행 영역 설정부(130)는 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)을 기초로 회경 주행 영역(13)을 설정할 수 있다. 구체적으로, 주행 영역 설정부(130)는 일단 회경 주행 영역의 폭(W_b)을 결정하고, 작업 영역(11)의 경계선을 따라 결정된 회경 주행 영역의 폭(W_b)만큼의 내부 영역을 회경 주행 영역(13)으로 설정할 수 있다. 회경 주행 영역의 폭(W_b)은 작업 폭(W_v)의 절반의 정수배이되, 작업 차량(101)의 최소회전반경보다 크도록 결정할 수 있다. 회경 주행 영역(13)은 왕복 주행 영역(12)에서 작업 차량(101)의 왕복 직선 주행에 따른 선회 영역을 확보하기 위해 구획되는 영역이므로, 회경 주행 영역의 폭(W_b)은 작업 차량(101)의 최소회전반경보다 커야한다. 주행 영역 설정부(130)는 회경 주행 영역(13)이 설정되면, 회경 주행 영역(13)을 제외한 나머지 작업 영역(11)을 왕복 주행 영역(12)으로 설정할 수 있다.In the present embodiment, the driving area setting unit 130 first divides the turning driving area 13 with respect to the determined working area 11, and then divides the remaining working areas 11 excluding the turning driving area 13 into a reciprocating driving area. (12) can be set. The driving area setting unit 130 may set the turning driving area 13 based on the working width W _v of the work vehicle 101 . Specifically, the travel area setting unit 130 once determines the width W _b of the circumference travel area, and sets the inner area by the width W _b of the circumference travel area determined along the boundary of the work area 11 . It can be set as a driving area (13). The width (W _b ) of the rotation driving area may be an integer multiple of half of the working width (W _v ), but may be determined to be greater than the minimum turning radius of the work vehicle 101 . Since the rotation travel area 13 is an area partitioned to secure a turning area according to the reciprocating straight travel of the work vehicle 101 in the reciprocating travel area 12, the width W _b of the rotation travel area is the work vehicle 101 ) must be greater than the minimum turning radius of When the rotation travel area 13 is set, the travel area setting unit 130 may set the remaining work areas 11 excluding the rotation travel area 13 as the reciprocating travel area 12 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서의 변곡점 산출과 복수의 주행 기준선을 도출하는 모습을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서의 하나의 주행 기준선에 따른 직선 경로 및 선회 경로를 생성한 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 7 is a view showing the inflection point calculation and the derivation of a plurality of driving reference lines in the work path calculation step according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is the work path calculation step according to an embodiment of the present invention. This is a diagram showing the creation of a straight path and a turning path according to one driving reference line.

도 2, 도 3, 도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 차량의 작업 경로 생성 방법에서의 작업 경로 산출 단계(S130)는 구획된 왕복 주행 영역(12)과 회경 주행 영역(13)에서의 작업 차량(101)의 작업 경로를 산출하는 단계일 수 있다.Referring to FIGS. 2, 3, 7, and 8 , the work path calculation step (S130) in the method for generating a work path for a work vehicle according to an embodiment of the present invention includes the partitioned reciprocating travel area 12 and It may be a step of calculating a work path of the work vehicle 101 in the driving area 13 .

작업 경로 산출 단계(S130)에서 작업 경로 산출부(140)는 먼저 복수의 변곡점(P1~P8)을 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 변곡점(P1~P8)은 작업 영역(11)의 외곽 경계선(11-1)의 곡률 변화율을 기초로 결정될 수 있다. 작업 영역(11)의 외곽 경계선(11-1)의 곡률 변화율은 헤딩 값을 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, 헤딩 값은 작업 차량(101)의 주행 방향을 나타내는 정보, 즉 조향각에 대한 정보로서, 작업 영역 결정 단계(S110)에서 작업 영역(11)을 결정하기 위한 작업 차량(101)의 주행과정에서 획득할 수 있다. 작업 영역 결정 단계(S110)의 주행과정에서 작업 차량(101)의 실시간 위치 정보가 기록되며, 상기 실시간 위치 정보에 각 시간별 또는 각 위치별 작업 차량(101)의 헤딩 값 또한 기록될 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 각 시간별 또는 각 위치별 작업 차량(101)의 헤딩 값의 변화를 계산하여 이를 기초로 작업 영역(11)의 외곽 경계선(11-1)의 곡률 변화율을 산출하고, 미리 정해진 곡률 변화율보다 크면 해당 지점을 변곡점(P1~P8)으로 판단할 수 있다. In the work path calculation step (S130), the work path calculator 140 may first generate a plurality of inflection points P1 to P8. Here, the plurality of inflection points P1 to P8 may be determined based on the curvature change rate of the outer boundary line 11-1 of the work area 11. A curvature change rate of the outer boundary line 11-1 of the work area 11 may be calculated using a heading value. Here, the heading value is information indicating the driving direction of the work vehicle 101, that is, information on the steering angle, and in the course of driving the work vehicle 101 for determining the work area 11 in the work area determination step S110. can be obtained Real-time location information of the work vehicle 101 is recorded during the driving process of the work area determination step (S110), and the heading value of the work vehicle 101 for each time or location may also be recorded in the real-time location information. The work path calculation unit 140 calculates a change in the heading value of the work vehicle 101 for each time or for each position, and calculates a curvature change rate of the outer boundary 11-1 of the work area 11 based on the change, If the curvature change rate is greater than the predetermined curvature change rate, the corresponding point may be determined as an inflection point (P1 to P8).

작업 영역(11)의 외곽 경계선(11-1)에 대한 복수의 변곡점(P1~P8)이 생성되면, 작업 경로 산출부(140)는 서로 인접하는 2개의 변곡점을 이용하여 복수의 주행 기준선(L1~L8)을 생성할 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 생성된 복수의 주행 기준선(L1~L8) 각각에 대해, 왕복 주행 영역(12)의 복수의 직선 경로(21)와 복수의 직선 경로(21)를 연결하는 복수의 선회 경로(22)를 포함하는 후보 작업 경로(R1)를 각각 생성할 수 있다. 이때, 도 8에 도시된 것과 같이 복수의 직선 경로(21)는 기준이 되는 주행 기준선(L1)과 평행하도록 생성될 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 생성된 각각의 후보 작업 경로에 대해 미경작률, 총 작업 길이 및 선회 경로의 횟수 중 하나 이상에 대해 서로 비교하여 후보 작업 경로 중 하나를 최종 작업 경로로 확정할 수 있다.When a plurality of inflection points P1 to P8 for the outer boundary line 11-1 of the work area 11 are generated, the work path calculation unit 140 uses two inflection points adjacent to each other to form a plurality of driving reference lines L1. ~L8) can be created. The work path calculating unit 140 connects the plurality of straight paths 21 of the reciprocating travel area 12 and the plurality of straight paths 21 with respect to each of the generated plurality of driving reference lines L1 to L8. Each of the candidate working paths R1 including the turning path 22 can be generated. At this time, as shown in FIG. 8 , a plurality of straight paths 21 may be created parallel to the driving reference line L1 as a reference. The work path calculation unit 140 may determine one of the candidate work paths as a final work path by comparing one or more of the non-cultivation rate, the total work length, and the number of turning paths for each generated candidate work path. there is.

도 9는 비정형 경작지에서의 변곡점 산출과 복수의 주행 기준선을 도출한 모습을 나타낸 도면이며, 도 10은 도 9의 복수의 주행 기준선 중 하나에 기초한 미경작 영역이 존재하는 후보 작업 경로를 나타낸 도면이다. 도 11은 도 9의 복수의 주행 기준선 중 하나에 기초한 미경작 영역이 존재하지 않는 후보 작업 경로를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a view showing the calculation of an inflection point and the derivation of a plurality of driving reference lines in irregular farmland, and FIG. 10 is a view showing a candidate work path in which an uncultivated area exists based on one of the plurality of driving reference lines of FIG. 9 . FIG. 11 is a diagram illustrating a candidate work path in which an uncultivated area does not exist based on one of the plurality of driving reference lines of FIG. 9 .

도 9 내지 도 11을 참조하여 생성된 복수의 후보 작업 경로에 따른 작업 경로 선택에 대해 자세히 설명하기로 한다. 여기서, 비정형 경작지란 앞서 설명한 실시예에서의 직사각형 형태의 경작지가 아닌 다각형 형태의 경작지일 수 있다. 도 9 내지 도 11에서 도시된 비정형 형태의 경작지(10)에서는 작업 영역(11)의 외곽 경계선(11-1)에 따른 변곡점(P9~P24)이 총 16개 생성될 수 있다. 생성된 변곡점(P9~P24)의 서로 인접한 2개의 변곡점을 기초한 주행 기준선(L9~L24)도 총 16개 생성될 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 각각의 주행 기준선(L9~L24)에 따라 후보 작업 경로를 각각 생성하고, 각각의 후보 작업 경로에 대해 미경작률, 총 작업 길이 및 선회 경로의 횟수 중 하나 이상에 대해 서로 비교하여 후보 작업 경로 중 하나를 최종 작업 경로로 확정할 수 있다.Work path selection according to the plurality of generated candidate work paths will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 11 . Here, the irregular arable land may be polygonal arable land instead of the rectangular arable land in the above-described embodiment. 9 to 11, a total of 16 inflection points P9 to P24 may be generated along the outer boundary line 11-1 of the work area 11 in the atypical farmland 10 shown in FIGS. 9 to 11. A total of 16 driving reference lines L9 to L24 based on two adjacent inflection points of the generated inflection points P9 to P24 may also be generated. The work path calculation unit 140 generates candidate work paths according to each of the driving reference lines L9 to L24, and for each candidate work path, at least one of the non-cultivation rate, the total work length, and the number of turns It is possible to determine one of the candidate work paths as the final work path by comparing with each other.

도 10은 일례로, 하나의 주행 기준선(L11)을 기준으로 하여 직선 경로(21)가 주행 기준선(L11)과 평행하도록 생성된 후보 작업 경로(R2)를 도시한 것이다. 도 10의 후보 작업 경로(R2)는 경작지(10)의 비정형 형태로 인해 경작하지 못하는 미경작 영역(A)이 발생하게 된다. 이에 따라, 작업 경로 산출부(140)는 후보 작업 경로(R2)가 최종 작업 경로로 적합하지 않는 것으로 판단할 수 있다.FIG. 10 illustrates, for example, a candidate work path R2 generated so that the straight path 21 is parallel to the driving reference line L11 based on one driving reference line L11. In the candidate work path R2 of FIG. 10 , an uncultivated area A that cannot be cultivated occurs due to the atypical shape of the cultivated land 10 . Accordingly, the work path calculation unit 140 may determine that the candidate work path R2 is not suitable as a final work path.

도 11은 하나의 주행 기준선(L10)을 기준으로 하여 직선 경로(21)가 주행 기준선(L10)과 평행하도록 생성된 후보 작업 경로(R3)를 도시한 것이다. 도 11의 후보 작업 경로(R3)는 미경작 영역이 발생하지 않으므로, 작업 경로 산출부(140)는 도 10의 후보 작업 경로(R2)에 비해 도 11의 후보 작업 경로(R3)가 비정형인 경작지(10)의 형태에 적합한 작업 경로로 판단할 수 있다.FIG. 11 illustrates a candidate work path R3 generated so that the straight path 21 is parallel to the driving reference line L10 based on one driving reference line L10. Since an uncultivated area does not occur in the candidate work path R3 of FIG. 11 , the work path calculation unit 140 determines that the candidate work path R3 of FIG. 11 is atypical farmland compared to the candidate work path R2 of FIG. 10 . It can be determined as a work path suitable for the form of (10).

도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계의 왕복 주행 영역에서의 직선 경로 폭을 결정하는 것을 나타낸 도면이다.12 and 13 are diagrams illustrating determining a straight line path width in a reciprocating travel area in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 3, 도 12 및 도 13을 참조하면, 작업 경로 산출 단계(S130)에서 작업 경로 산출부(140)는 왕복 주행 영역(12)의 직선 경로(21)의 수와 직선 경로(21) 간의 작업 겹침 폭(W_o)을 결정할 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 주행 기준선(L1)과 평행하는 직선 경로(21)를 생성하되, 직선 경로(21) 간의 폭(W_l)을 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)과 동일하도록 직선 경로(21)를 생성할 수 있다. 이때, 직선 경로(21) 수는 직선 경로(21)에 의해 작업되는 영역이 왕복 주행 영역(12)을 최소로 초과하도록 결정될 수 있다. 예컨대, 도 12에 도시된 것과 같이 왕복 주행 영역(12)에 직선 경로(21)가 9개 생성되면 왕복 주행 영역(12)에서 미경작되는 영역(B)이 발생한다. 이 경우, 작업 경로 산출부(140)는 직선 경로(21)에 의해 작업되는 영역이 왕복 주행 영역(12)을 초과하더라도 직선 경로(21)를 한 번 더 생성하여 총 10개의 직선 경로(21)를 생성할 수 있다. 직선 경로(21)로 인한 작업되는 영역이 왕복 주행 영역(12)과 일치하면 직선 경로(21)를 추가로 생성하지 않을 수도 있다.Referring to FIGS. 2, 3, 12, and 13 , in the work path calculation step (S130), the work path calculator 140 determines the number of straight paths 21 in the reciprocating travel area 12 and the straight path 21 ) can determine the working overlapping width (W _o ) between them. The work path calculation unit 140 generates a straight path 21 parallel to the driving reference line L1, and sets the width (W _l ) between the straight path 21 to the working width (W _v ) of the work vehicle 101. It is possible to create a straight path 21 to be the same. At this time, the number of straight paths 21 may be determined such that an area operated by the straight paths 21 minimally exceeds the reciprocating travel area 12 . For example, as shown in FIG. 12 , when nine straight paths 21 are created in the reciprocating travel area 12 , an uncultivated area B occurs in the reciprocating travel area 12 . In this case, the work path calculation unit 140 generates a straight path 21 once more even if the area worked by the straight path 21 exceeds the reciprocating travel area 12, so that a total of 10 straight paths 21 can create If the working area due to the straight path 21 coincides with the reciprocating travel area 12, the straight path 21 may not be additionally created.

이후, 작업 영역 산출부(120)는 총 10개의 직선 경로(21)로 인한 작업되는 영역이 왕복 주행 영역(12)을 초과하지 않도록 직선 경로(21) 간의 작업 겹침 폭(W_o)을 하기의 수학식 1과 같이 계산할 수 있다. Thereafter, the work area calculation unit 120 sets the working overlap width (W _o ) between the straight paths 21 so that the working area due to the total of 10 straight paths 21 does not exceed the reciprocating travel area 12. It can be calculated as in Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

상기 수학식 1은 다음 수학식 2를 만족한다.Equation 1 above satisfies Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

왕복 주행 영역의 폭(W_i) = 작업 차량의 작업 폭(W_v) × (직선 경로의 수 - 1) + r(나머지), 0<r<W_v Width of reciprocating area (W _i ) = working width of the working vehicle (W _v ) × (number of straight paths - 1) + r (remainder), 0<r<W _v

여기서, 왕복 주행 영역의 폭(W_i)의 방향은 왕복 주행 영역(12)에서 직선 경로(21)에 수직한 방향으로의 폭을 의미한다. r은 도 12에 도시된 것과 같이 직선 경로(21)에 의해 작업되는 영역에서 왕복 주행 영역(12)을 초과하는 영역(C)의 폭(W_r)일 수 있다. 다시 말하면, r은, 추가된 직선 경로(21)로 인해, 왕복 주행 영역(12) 외부에 초과로 발생하는 작업 영역(C)의 폭(W_r)일 수 있다. 이하, 초과분 폭(W_r)이라 한다.Here, the direction of the width W _i of the reciprocating travel area means the width in the direction perpendicular to the straight path 21 in the reciprocating travel area 12 . As shown in FIG. 12 , r may be the width W _r of the area C exceeding the reciprocating travel area 12 in the area worked by the straight path 21 . In other words, r may be the width (W _r ) of the work area C that is excessively generated outside the reciprocating travel area 12 due to the added straight path 21 . Hereinafter, it is referred to as the excess width (W _r ).

즉, 직선 경로 간의 작업 겹침 폭(W_o)은 초과분 폭(W_r)을 상쇄시키기 위한 것으로서, 작업 경로 산출부(140)는 작업 겹침 폭(W_o)만큼 직선 경로(21) 작업 폭(W_v)을 서로 겹치도록 직선 경로(21) 간의 간격을 조절할 수 있다. 이를 통해 왕복 주행 영역의 직선 경로 수와 왕복 주행 영역의 미경작되거나 초과 경작되는 영역에 대한 처리가 가능할 수 있다.That is, the work overlap width (W _o ) between straight paths is to offset the excess width (W _r ), and the work path calculation unit 140 calculates the work overlap width (W _o ) of the straight path 21 as much as the work width (W The spacing between the straight paths 21 may be adjusted so that _v ) overlap each other. Through this, it may be possible to process the number of straight routes in the reciprocating driving area and uncultivated or overcultivated areas in the reciprocating driving area.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서 생성된 선회 경로를 나타낸 도면이며, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 스킵 패턴에 따른 선회 경로를 나타낸 도면이다. 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 왕복 주행 영역에서의 스킵 패턴에 따른 선회 경로를 나타낸 도면이다.14 is a diagram showing a turning path generated in the work path calculation step according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram showing a turning path according to a skip pattern according to an embodiment of the present invention. 16 is a diagram illustrating a turning path according to a skip pattern in a divided reciprocating travel area according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 3, 도 14 내지 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계(S130)에서, 작업 경로 산출부(140)는 직선 경로(21)가 확정되면, 선회 경로(22)를 생성할 수 있다. 선회 경로(22)는 왕복 주행 영역(12) 외부에 생성되며, 작업 차량(101)이 완주한 직선 경로(21)에서 벗어나 다른 직선 경로(21)를 진입하기 위한 경로일 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 선회 경로(22)를 생성하기 전 스킵(Skip) 수를 결정할 수 있다. 상기 스킵 수는 하나의 직선 경로(21)를 완주한 작업 차량(101)이 차회의 직선 경로(21)로 진입할 때, 뛰어 넘는 직선 경로(21)의 수일 수 있다. 상기 스킵 수는 작업 경로 산출부(140)가 왕복 주행 영역(12)에 생성되는 직선 경로(21)의 수, 인접하는 직선 경로(21) 사이의 거리, 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)과 작업 차량(101)의 선회 반경 중 하나 이상을 기초로 결정할 수 있다. 그러므로, 상기 스킵 수는 다양한 패턴으로 생성될 수 있으며, 스킵 패턴에 따라 다양한 선회 경로(22)가 생성될 수 있다.2, 3, and 14 to 16, in the work path calculation step (S130) according to an embodiment of the present invention, when the work path calculator 140 determines the straight path 21, the turning Path 22 can be created. The turning path 22 is generated outside the reciprocating driving area 12 and may be a path for entering another straight path 21 by leaving the straight path 21 on which the work vehicle 101 has completed. The work path calculation unit 140 may determine the number of skips before generating the turning path 22 . The number of skips may be the number of skipped straight paths 21 when the work vehicle 101, which has completed one straight path 21, enters the next straight path 21. The number of skips is the number of straight paths 21 generated by the work path calculation unit 140 in the reciprocating travel area 12, the distance between adjacent straight paths 21, and the work width (W) of the work vehicle 101. It may be determined based on one or more of _v ) and the turning radius of the work vehicle 101 . Therefore, the number of skips may be generated in various patterns, and various turning paths 22 may be generated according to the skip patterns.

도 14에 도시된 실시예는 작업 차량(101)이 완주한 직선 경로(21)에서 바로 인접한 직선 경로(21)로 진입하는 상기 스킵 수가 ‘0’인 스킵 패턴이 적용된 실시예에 따라 생성된 선회 경로(22)를 나타낸 도면이다. 도 14의 스킵 패턴은 다양한 경작지 형태에서 범용적으로 적용가능하나, 특히, 도 9 내지 도 11과 같이 비정형 형태를 가지는 경작지에서 주로 사용될 수 있다. In the embodiment shown in FIG. 14 , turning generated according to an embodiment in which a skip pattern in which the number of skips is '0' entering a straight path 21 immediately adjacent to the straight path 21 on which the work vehicle 101 has completed is applied is applied. It is a diagram showing the path 22. The skip pattern of FIG. 14 is universally applicable to various farmland types, but can be mainly used in farmlands having atypical shapes as shown in FIGS. 9 to 11 .

도 15에 도시된 실시예는, 직선 경로 수를 조건으로 하여 미리 정해진 스킵 패턴에 따라 선회 경로(22)를 생성하는 스킵 패턴이 적용된 실시예이다. 예컨대, 미리 정해진 스킵 패턴은 표 1과 같을 수 있다.The embodiment shown in FIG. 15 is an embodiment in which a skip pattern is applied in which turning paths 22 are generated according to a predetermined skip pattern under the condition of the number of straight paths. For example, a predetermined skip pattern may be shown in Table 1.

직선 경로 수number of straight paths 스킵 패턴skip pattern 33 ①, ③, ②①, ③, ② 44 ①, ④, ②, ③①, ④, ②, ③ 55 ①, ④, ②, ⑤, ③①, ④, ②, ⑤, ③ 66 ①, ④, ②, ⑤, ③, ⑥①, ④, ②, ⑤, ③, ⑥ 77 ①, ⑤, ②, ⑥, ③, ⑦, ④①, ⑤, ②, ⑥, ③, ⑦, ④ 88 ①, ⑤, ②, ⑥, ③, ⑦, ④, ⑧①, ⑤, ②, ⑥, ③, ⑦, ④, ⑧ 99 ①, ⑥, ②, ⑦, ③, ⑧, ④, ⑨, ⑤①, ⑥, ②, ⑦, ③, ⑧, ④, ⑨, ⑤ 1010 ①, ⑥, ②, ⑦, ③, ⑧, ④, ⑨, ⑤, ⑩①, ⑥, ②, ⑦, ③, ⑧, ④, ⑨, ⑤, ⑩ 1111 ①, ⑦, ②, ⑧, ③, ⑨, ④, ⑩, ⑤, ⑪, ⑥①, ⑦, ②, ⑧, ③, ⑨, ④, ⑩, ⑤, ⑪, ⑥ 1212 ①, ⑦, ②, ⑧, ③, ⑨, ④, ⑩, ⑤, ⑪, ⑥, ⑫①, ⑦, ②, ⑧, ③, ⑨, ④, ⑩, ⑤, ⑪, ⑥, ⑫

도 15에 도시된 것과 같이 직선 경로 수가 12개일 경우, 작업 경로 산출부(140)는 직선 경로 수가 12개일 때 적용하는 스킵 패턴에 따라 선회 경로(22)를 생성할 수 있다. 상기 표 1과 같은 스킵 패턴은 사용자가 정하기 따라 달라질 수 있으므로 상기 표 1의 스킵 패턴으로 제한되지 않으며 다양한 스킵 패턴이 도출될 수 있다.As shown in FIG. 15 , when the number of straight paths is 12, the work path calculating unit 140 may generate a turning path 22 according to a skip pattern applied when the number of straight paths is 12. Since the skip pattern shown in Table 1 may vary according to a user's decision, it is not limited to the skip pattern of Table 1 and various skip patterns may be derived.

도 16에 도시된 실시예는 왕복 주행 영역의 폭(W_i)이 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)의 소정의 정수배보다 큰 경우 적용되는 실시예이다. 작업 경로 산출부(140)는 왕복 주행 영역의 폭(W_i)이 작업 차량(101)의 작업 폭(W_v)의 소정의 정수배보다 큰 경우 왕복 주행 영역(12)을 분할하고, 분할된 각 영역마다 미리 정해진 직선 경로(21)의 스킵 패턴을 반복하며 직선 경로(21)의 순서를 결정할 수 있다.The embodiment shown in FIG. 16 is an embodiment applied when the width (W _i ) of the reciprocating driving area is greater than a predetermined integer multiple of the working width (W _v ) of the work vehicle 101 . The work path calculation unit 140 divides the reciprocating travel area 12 when the width (W _i ) of the reciprocating travel area is greater than a predetermined integer multiple of the working width (W _v ) of the work vehicle 101, and divides each of the divided areas. The order of the straight paths 21 may be determined by repeating a skip pattern of the straight paths 21 predetermined for each region.

본 실시예에서, 소정의 정수배가 12배인 경우, 도 16에 도시된 것과 같이 작업 경로 산출부(140)는 제1 왕복 주행 영역(12-1) 및 제2 왕복 주행 영역(12-2)으로 왕복 주행 영역(12)을 분할할 수 있다. 작업 차량(101)은 제1 왕복 주행 영역(12-1)의 작업이 완료되면 제2 왕복 주행 영역(12-2)로 진입하여 작업을 수행하게 된다. 선회 경로(22)는 제1 왕북 주행 영역(12-1)과 제2 왕복 주행영역(12-2)를 구분하여 각 영역에서의 직선 경로(21)의 수에 기초하여 상기 표 1과 같이 미리 정해진 스킵 패턴에 따라 생성될 수 있다. 왕복 주행 영역(12)을 분할하여, 분할된 각 영역에 따라 작업 차량(101)이 작업하도록 선회 경로(22)가 설정되는 것은 매우 넓은 경작지의 경우 작업 중단 등의 경우에 유용하게 적용될 수 있으며, 사용자가 직관적으로 작업 영역을 확인할 수 있다.In this embodiment, when the predetermined integer multiple is 12, as shown in FIG. 16 , the work path calculation unit 140 moves the first reciprocating travel area 12-1 and the second reciprocating travel area 12-2. The reciprocating travel area 12 can be divided. When the work in the first reciprocating travel area 12-1 is completed, the work vehicle 101 enters the second reciprocating travel area 12-2 to perform work. The turning path 22 divides the first king north driving area 12-1 and the second reciprocating driving area 12-2, and based on the number of straight paths 21 in each area, as shown in Table 1 above, It may be generated according to a predetermined skip pattern. Dividing the reciprocating travel area 12 and setting the turning path 22 so that the work vehicle 101 works according to each divided area can be usefully applied in case of work interruption in the case of very wide farmland, Users can intuitively check the work area.

도 15 및 도 16에 도시된 실시예는 직사각형과 같은 정형화된 경작지 형태에서 적용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 경작지 형태에서도 사용가능하다.The embodiment shown in FIGS. 15 and 16 is preferably applied in a standardized cropland shape such as a rectangle, but is not limited thereto and can be used in various cropland shapes.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 왕복 주행 영역에서 직선 경로의 시작 지점 또는 종료 지점을 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a starting point or an ending point of a straight path in a reciprocating driving area according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 3 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계(S130)에서 왕복 주행 영역은 직사각형 형태가 아닐 수 있다. 작업 경로 산출부(140)는 작업 경로를 산출하며, 상기 작업 경로를 산출하는 것은 상기 작업 경로의 각 지점에 따른 위치 정보를 산출하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 작업 경로 산출부(140)는 상기 작업 경로의 각 지점의 위치 좌표를 산출할 수 있다. 상기 작업 경로에 포함되는 위치 정보는 일반적인 GNSS(Global Navigation Satellite System) 좌표를 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 지표상의 위치를 정밀히 나타낼 수 있는 좌표 시스템이면 가능하다. 또한, 작업 영역이 설정되면 상기 작업 영역 내에서는 상대 좌표계를 이용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 상기 작업 영역 내에서도 절대 좌표계를 이용할 수 있다.Referring to FIGS. 2, 3, and 17 , in the operation path calculation step (S130) according to an embodiment of the present invention, the reciprocating travel area may not have a rectangular shape. The work path calculation unit 140 calculates a work path, and calculating the work path may mean calculating location information according to each point of the work path. That is, the work path calculation unit 140 may calculate the positional coordinates of each point of the work path. The location information included in the work path may use general GNSS (Global Navigation Satellite System) coordinates, but is not limited thereto, and any coordinate system capable of accurately indicating a location on the ground may be used. In addition, when a work area is set, a relative coordinate system may be used within the work area, but is not limited thereto, and an absolute coordinate system may be used even within the work area.

작업 경로 산출부(140)는 왕복 주행 영역(12)의 직선 경로(21)를 생성할 때, 직선 경로(21)의 시작 지점 및 종료 지점에 대한 좌표를 산출하기 위해 왕복 주행 영역(12)의 모서리 좌표 정보(P31~34), 왕복 주행 영역(12) 경계선과 각 직선 경로(21) 간의 수직 이격 거리, 및 각도(α) 중 하나 이상을 이용할 수 있다. 여기서, 각도(α)는 왕복 주행 영역(12)의 일측 경계선(P31-P32)에 평행한 가상선(L31)과 타측 경계선(P34-P33)이 만나서 생기는 각 중 한각(α)을 의미할 수 있다.When generating the straight path 21 of the reciprocating travel area 12, the work path calculation unit 140 calculates the coordinates of the starting point and the ending point of the straight path 21 of the reciprocating travel area 12. At least one of corner coordinate information (P31 to 34), a vertical separation distance between the boundary line of the reciprocating travel area 12 and each straight path 21, and an angle α may be used. Here, the angle (α) may mean one angle (α) of the angles formed when the imaginary line (L31) parallel to one boundary line (P31-P32) of the reciprocating travel area 12 and the other boundary line (P34-P33) meet. there is.

예를 들면, 작업 경로 산출부(140)는 ①번 직선 경로 종료점(P41)과 선회 경로(22)를 통해 진입하는 ④번 직선 경로 시작점(P42)를 산출하고자 하면, ①번 직선 경로 종료점(P41)은 왕복 주행 영역(12)의 각 모서리(P31~P34)의 좌표 정보와, 왕복 주행 영역(12) 경계선으로부터 ①번 직선 경로까지의 이격된 거리(W_v/2), 각도() 중 하나 이상을 이용하여 산출하고, ④번 직선 경로 시작점(P42)은 왕복 주행 영역(12)의 각 모서리(P31~P34)의 좌표 정보와, ①번 직선 경로로부터 ④번 직선 경로까지 이격된 거리(d), 각도(α)중 하나 이상을 이용하여 산출할 수 있다.For example, if the work path calculation unit 140 wants to calculate the ④ straight path starting point P42 entered through the ① straight path end point P41 and the turning path 22, the ① straight path end point P41 ) is one of the coordinate information of each corner (P31 to P34) of the reciprocating travel area 12, the distance (W _v /2) from the boundary line of the reciprocating travel area 12 to the straight path ①, and the angle ( ). Calculated using the above, the starting point of the straight path ④ is the coordinate information of each corner (P31 to P34) of the reciprocating travel area 12, and the distance from the straight path ① to the straight path ④ (d ), it can be calculated using one or more of the angles α.

여기서, ④번 직선 경로 시작점(P42) 산출에서의 이격된 거리(d)는 ‘(작업 차량(101)의 작업 폭(W_v) - 작업 겹침 폭(W_o)) × 이격된 거리(d) 내에 포함된 직선 경로 수’로 산출될 수 있다.Here, the spaced distance (d) in the calculation of the starting point (P42) of the straight path ④ is '(working width (W _v ) of the work vehicle 101 - work overlapping width (W _o )) × spaced distance (d) It can be calculated as 'the number of straight paths included in'.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계에서 회경 영역의 회경 경로를 나타낸 도면이다.18 is a diagram illustrating a circumferential path of a circumferential area in a work path calculation step according to an embodiment of the present invention.

도 2, 도 3 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작업 경로 산출 단계(S130)에서 작업 경로 산출부(140)는 직선 경로(21) 및 선회 경로(22)가 생성되면, 회경 경로(23)를 생성할 수 있다. 회경 경로(23)는 회경 주행 영역(13)에 생성되며, 작업 차량(101)이 선회 경로(22)에 따라 선회할 때 발생하는 바퀴 자국을 지우며 직선 경로(21)로 작업이 수행되지 않은 작업 영역(11)의 경계 부위를 경작하며 작업의 마무리를 하기 위해 생성될 수 있다. 회경 경로(23)는 왕복 주행 영역(12)의 외곽 둘레를 회전하며 주행하는 경로로 생성될 수 있다.Referring to FIGS. 2, 3 and 18, in the work path calculation step (S130) according to an embodiment of the present invention, when the work path calculator 140 generates the straight path 21 and the turning path 22, , it is possible to create a circular path 23. The circumferential path 23 is created in the circumferential travel area 13, erases wheel marks generated when the work vehicle 101 turns along the turning path 22, and the work is not performed in the straight path 21. It can be created to cultivate the boundary of the area 11 and finish the work. The circumferential path 23 may be generated as a path that travels while rotating around the outer circumference of the reciprocating travel area 12 .

본 발명에 따른 작업 차량의 작업 경로 자동 생성 방법 및 시스템은 비정형 형태의 경작지를 포함한 다양한 경작지에 대해 미경작율을 최소화하고, 작업 효율을 향상시킬 수 있는 작업 경로를 생성할 수 있다.The method and system for automatically generating a work path of a work vehicle according to the present invention can generate a work path capable of minimizing the uncultivated rate and improving work efficiency with respect to various farmland including atypical farmland.

또한, 사용자에게 직관적으로 작업 진행 상황을 알 수 있는 작업 경로를 생성할 수 있다.In addition, it is possible to create a work path through which the user can intuitively know the work progress.

또한, 다양한 스킵 패턴이 적용되어, 다양한 형태의 경작지에서 다양한 선회 경로를 생성할 수 있다.In addition, various skip patterns may be applied to generate various turning paths in various types of farmland.

본 명세서에 기재된 다양한 실시예들은 하드웨어, 미들웨어, 마이크로코드, 소프트웨어 및/또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들은 하나 이상의 주문형 반도체(ASIC)들, 디지털 신호 프로세서(DSP)들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스(DSPD)들, 프로그램어블 논리 디바이스(PLD)들, 필드 프로그램어블 게이트 어레이(FPGA)들, 프로세서들, 컨트롤러들, 마이크로컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기서 제시되는 기능들을 수행하도록 설계되는 다른 전자 유닛들 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described in this specification may be implemented by hardware, middleware, microcode, software, and/or combinations thereof. For example, various embodiments may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), ), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, other electronic units designed to perform the functions presented herein, or combinations thereof.

또한, 예를 들어, 다양한 실시예들은 명령들을 포함하는 컴퓨터-판독가능한 매체에 수록되거나 인코딩될 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체에 수록 또는 인코딩된 명령들은 프로그램 가능한 프로세서 또는 다른 프로세서로 하여금 예컨대, 명령들이 실행될 때 방법을 수행하게끔 할 수 있다. 컴퓨터-판독가능한 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 하나의 장소로부터 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수도 있다. 예를 들어, 이러한 컴퓨터-판독가능한 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM　또는 기타 광학디스크 저장 매체, 자기 디스크 저장 매체 또는 기타 자기 저장 디바이스 또는 원하는 프로그램 코드를 컴퓨터에 의해 액세스가능한 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 반송하거나 저장하는데 이용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다.Also, for example, various embodiments may be embodied or encoded in a computer-readable medium containing instructions. Instructions embodied or encoded on a computer-readable medium can cause a programmable processor or other processor to perform a method, for example when the instructions are executed. Computer-readable media includes both computer storage media and communication media including any medium that facilitates transfer of a computer program from one place to another. A storage medium may be any available medium that can be accessed by a computer. For example, such computer-readable medium may include RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM or other optical disk storage medium, magnetic disk storage medium or other magnetic storage device, or instructions or data accessible by a computer that contains desired program code. any other medium that can be used for transport or storage in the form of structures.

이러한 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 등은 본 명세서에 기술된 다양한 동작들 및 기능들을 지원하도록 동일한 디바이스 내에서 또는 개별 디바이스들 내에서 구현될 수 있다. 추가적으로, 본 발명에서 "~부"로 기재된 구성요소들, 유닛들, 모듈들, 컴포넌트들 등은 함께 또는 개별적이지만 상호 운용가능한 로직 디바이스들로서 개별적으로 구현될 수 있다. 모듈들, 유닛들 등에 대한 서로 다른 특징들의 묘사는 서로 다른 기능적 실시예들을 강조하기 위해 의도된 것이며, 이들이 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 실현되어야만 함을 필수적으로 의미하지 않는다. 오히려, 하나 이상의 모듈들 또는 유닛들과 관련된 기능은 개별 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들에 의해 수행되거나 또는 공통의 또는 개별의 하드웨어 또는 소프트웨어 컴포넌트들 내에 통합될 수 있다.Such hardware, software, firmware, etc. may be implemented within the same device or within separate devices to support the various operations and functions described herein. Additionally, components, units, modules, components, etc., described as "-units" in the present invention may be implemented together or separately as separate but interoperable logic devices. Depiction of different features for modules, units, etc. is intended to highlight different functional embodiments and does not necessarily mean that they must be realized by separate hardware or software components. Rather, functionality associated with one or more modules or units may be performed by separate hardware or software components or integrated within common or separate hardware or software components.

특정한 순서로 동작들이 도면에 도시되어 있지만, 이러한 동작들이 원하는 결과를 달성하기 위해 도시된 특정한 순서, 또는 순차적인 순서로 수행되거나, 또는 모든 도시된 동작이 수행되어야 할 필요가 있는 것으로 이해되지 말아야 한다. 임의의 환경에서는, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 더욱이, 상술한 실시예에서 다양한 구성요소들의 구분은 모든 실시예에서 이러한 구분을 필요로 하는 것으로 이해되어서는 않되며, 기술된 구성요소들이 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키징될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.While actions are depicted in the drawings in a particular order, it should not be understood that these actions need to be performed in the specific order shown, or in a sequential order, or that all depicted actions need to be performed to achieve a desired result. . In some circumstances, multitasking and parallel processing may be advantageous. Moreover, the division of various components in the above-described embodiments should not be understood as requiring such division in all embodiments, and the described components are generally integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. It should be understood that it can be.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 더욱 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.In the above, the present invention has been described with specific details such as specific components and limited embodiments and drawings, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments, Those skilled in the art to which the present invention pertains may seek various modifications and variations from these descriptions.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the above-described embodiments and should not be determined, and not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims fall within the scope of the spirit of the present invention. will do it

10: 경작지 11: 작업영역
12: 왕복 주행 영역 13: 회경 주행 영역
20: 작업 경로 21: 직선 경로
22: 선회 경로 23: 회경 경로
100: 작업 경로 자동 생성 시스템 101: 작업 차랑
102: 작업기 110: 위치 정보 수신부
120: 작업 영역 산출부 130: 주행 영역 설정부
140: 작업 경로 산출부 W_b: 회경 주행 영역의 폭
W_i: 왕복 주행 영역의 폭 W_v: 작업 차량의 작업 폭
W_o: 작업 겹침 폭10: farmland 11: work area
12: reciprocating travel area 13: rotational travel area
20: working path 21: straight path
22: turning path 23: turning path
100: Automatic work path generation system 101: Work vehicle
102: work machine 110: location information receiver
120: work area calculation unit 130: driving area setting unit
140: work path calculation unit W _b : width of the circumferential travel area
W _i : Width of the round-trip travel area W _v : Working width of the work vehicle
W _o : working overlap width

Claims

A method for automatically generating a work path for a work vehicle traveling while working on a farmland,
a work area determination step of determining the work area by acquiring information on a work area within the farmland;
a driving area setting step of setting a driving area including a reciprocating travel area in which the work vehicle reciprocates and travels and a reverse travel area in which the work vehicle rotates and travels around an outer circumference of the reciprocating travel area; and
A work path calculation step of calculating a work path of the work vehicle in the driving area; includes,
The work path calculation step,
A plurality of inflection points are calculated based on the curvature change rate of the outer boundary line of the work area, a plurality of driving reference lines connecting two adjacent inflection points among the plurality of inflection points are generated, and any one of the plurality of driving reference lines A method for automatically generating a work path for a work vehicle, comprising calculating a plurality of straight paths parallel to a driving reference line and a plurality of turning paths connecting the plurality of straight paths.

According to claim 1,
The work path calculation step,
generating a plurality of candidate work paths based on each of the plurality of driving reference lines;
Wherein each of the plurality of candidate work paths is set as a final work path of the work vehicle by comparing one or more of a non-cultivation rate in the farmland, a total work path length, and a number of turns according to the turning path. How to automatically create a work path.

According to claim 1,
The determining of the work area may include determining the work area based on location information of the work vehicle traveling in the farmland.

According to claim 1,
The inflection point is calculated based on a rate of change of a heading value representing a driving direction of the work vehicle.

According to claim 1,
The method of automatically generating a work path of a work vehicle, wherein the width of the rotational driving region is set to an integer multiple of half of the work width of the work vehicle and is greater than a minimum turning radius of the work vehicle.

According to claim 1,
In the setting of the driving area, after setting the turning driving area, setting an area other than the turning driving area in the work area as the reciprocating driving area.

According to claim 1,
The method of automatically generating a work path of a work vehicle, wherein the width of the circumferential driving region is a sum of a distance that is an integral multiple of a working width of the work vehicle and a distance half of the working width.

According to claim 1,
The work overlapping width (W _o , Overlap) between the adjacent straight paths is determined by Equation 1 below.
[Equation 1]
Working overlap width between straight paths (W _o ) = r/(Number of straight paths - 1)
(Width of reciprocating area (W _i ) = Work width of work vehicle (W _v ) × (Number of straight paths - 1) + r (remainder), 0<r<W _v )

According to claim 1,
The work path calculation step,
When calculating the turning path, a predetermined value is determined based on at least one of the number of straight paths generated in the reciprocating driving area, the distance between adjacent straight paths, the working width of the working vehicle, and the turning radius of the working vehicle. A method of automatically generating a work path of a work vehicle, wherein the turning path for driving the next straight path by skipping as many times as possible is calculated.

According to claim 9,
When the width of the reciprocating travel area is larger than a predetermined integer multiple of the working width of the work vehicle, dividing the reciprocating travel area and calculating an order of the straight path with a predetermined skip pattern for each divided area. How to automatically create a vehicle's working path.

As a system for automatically generating a work path for a work vehicle traveling while working on a farmland,
a location information receiving unit receiving location information of the work vehicle;
a work area calculation unit calculating a work area within the farmland by using the received location information of the work vehicle;
a driving area setting unit configured to set a driving area including a reciprocating travel area in which the work vehicle reciprocates and travels within the work area and a reverse travel area in which the work vehicle rotates and travels around an outer circumference of the reciprocating travel area; and
A work path calculator for calculating a work path of the work vehicle according to the driving area;
The work path calculation unit,
A plurality of inflection points are calculated based on the curvature change rate of the outer boundary line of the work area, a plurality of driving reference lines connecting two adjacent inflection points among the plurality of inflection points are generated, and any one of the plurality of driving reference lines An automatic work path generation system for a work vehicle, which calculates a plurality of straight paths parallel to a driving reference line and a plurality of turning paths connecting the plurality of straight paths.

According to claim 11,
The work path calculation unit,
generating candidate work paths based on each of the plurality of driving reference lines;
Automatically generating a work path of the work vehicle by comparing each of the candidate work paths with each other with respect to at least one of an uncultivated rate in the farmland, a total work path length, and the number of turning paths, and setting them as a final work path of the work vehicle. system.

According to claim 11,
The inflection point is calculated based on a rate of change of a heading value indicating a driving direction of the work vehicle.

According to claim 11,
The work path order of the plurality of straight paths is skipped by a predetermined number of times based on one or more of the number of straight paths, the distance between neighboring straight paths, the width of the work vehicle, and the turning radius of the work vehicle ( A system for automatically creating a work path for a work vehicle that drives on a straight path next time by skipping.

According to claim 14,
When the width of the reciprocating travel area is greater than a predetermined integer multiple of the width of the work vehicle, the reciprocating travel area is divided and an order of the straight path is calculated with a skip pattern determined for each divided area. System for automatically generating work paths.