KR20230049792A

KR20230049792A - 농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법

Info

Publication number: KR20230049792A
Application number: KR1020210132320A
Authority: KR
Inventors: 김국환; 홍영기; 최인찬; 김경철; 권경도; 류희석; 양창주
Original assignee: 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2023-04-14

Abstract

본 개시의 일 양상으로, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작들을 수행하도록 하는 적어도 하나의 명령어들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함하고, 상기 동작들은, 농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 획득된 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 수신하고, 여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고, 상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하고, 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 주행 경로 데이터를 생성하고, 상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는, 자율 주행 장치이다.

Description

농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법{AUTUNOMOUS DRIVING DEVICE, AGRICULTURL MACHINERY INCLUDING THE SAME AND METHOD THEREFOR FOR CONTROLLING THE AUTONOMOUS AGRICULTURL MACHINERY CONTROL}

본 개시 (present disclosure)는 주행 경로를 설정하고 설정된 주행 경로를 주행하도록 농기계를 제어하기 위한 농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법에 관한 것이다.

자율 주행 기술은 기본적으로 도로를 주행하는 자동차에 적용되고 있지만, 농작업의 편의성을 위해 농업 기술에도 점차 적용되고 있다. 예를 들어, 자율 주행 기술이 적용되는 농기계는 경작지의 위치와 크기를 측정하여 경작지에 맞는 작업 경로를 설정하면, 작업 경로를 따라 주행하면서 농작업을 수행하도록 구성된다.

한편, 기존 농기계는 GPS(global positioning system) 정보에 기반하나, 이러한 경우 단순히 정해진 경로를 추종하여 주행하는 것에 불과하여 다변화된 환경에서 자율 주행의 유연성이 떨어진다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 10-2021-0016086 대한민국 등록특허 10-2247523

본 개시의 다양한 예들은 주행 경로를 설정하고 설정된 주행 경로를 주행하도록 농기계를 제어할 수 있는 농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법을 제공하기 위함이다.

본 개시의 다양한 예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 다양한 예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

예를 들어, 상기 작업 영역은, 외부 경계선 및 내부 경계선 사이에 의해 정의되는 외부 작업부 및 상기 내부 경계선 내부에 의해 정의되는 내부 작업부를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 동작들은, 상기 농기계의 주행 경로가 상기 외부 작업부 및 상기 내부 작업부 중 어느 하나에 포함되는지 여부에 기초하여, 상기 복수의 경유점에 대하여 제1 필터링 동작 내지 제3 필터링 동작 중 하나를 수행하여 상기 주행 경로 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 필터링 동작은 상기 복수의 경유점 중 특정 경유점의 LBO(lateral boundary offset) 내에 다른 복수의 경유점이 존재할 경우, 상기 다른 복수의 경유점 중 상기 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭(drop)시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 필터링 동작은 a) 상기 특정 경유점의 방향각 데이터와 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 방향각 데이터의 차이가 기 설정된 방향각 변화량 이상인 조건, b) 상기 특정 경유점의 전/후진 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 전/후진 데이터와 달라지는 조건, c) 상기 특정 경유점의 기어 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 기어 데이터와 달라지는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들을 모두 드롭시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 제3 필터링 동작은 상기 a) 조건 내지 상기 c) 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들 중 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 동작들은, 상기 주행 경로가 상기 내부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제1 필터링 동작을 수행하고, 상기 주행 경로가 상기 외부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제2 필터링 동작 및 상기 제3 필터링 동작 중 어느 하나를 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 작업 영역은, 상기 외부 작업부의 일 영역 및 상기 내부 작업부의 일 영역을 포함하는 기준 서브 구역 및 상기 기준 서브 구역을 제외한 나머지 서브 구역들이 정의될 수 있다.

예를 들어, 상기 동작들은, 상기 농기계가 상기 기준 서브 구역을 주행하는 동안 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성하고, 상기 기준 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 나머지 서브 구역들에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성하고, 상기 기준 주행 경로 데이터 및 상기 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 상기 주행 경로 데이터를 생성할 수 있다.

예를 들어, 상기 기준 주행 경로 데이터는 제1 시작 경유점 내지 제1 종료 경유점을 포함하고, 상기 동작들은, 상기 제1 시작 경유점 내지 제1 종료 경유점 각각에서 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 방향 데이터 중 적어도 하나를 상기 나머지 서브 구역들에 대응되는 값으로 보정하는 것에 기초하여, 상기 제1 종료 경유점부터 순차적으로 상기 서브 주행 경로 데이터를 생성할 수 있다.

본 개시의 다른 일 양상으로, 농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 상기 농기계의 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 센싱하는 센싱부; 상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 주행 경로 데이터를 생성하는 자율 주행 장치; 및 상기 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 농기계를 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 자율 주행 장치는: 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작들을 수행하도록 하는 적어도 하나의 명령어들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함하고, 상기 동작들은, 상기 센싱부로부터 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터를 수신하고, 여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고, 상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하고, 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 상기 주행 경로 데이터를 생성하고, 상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는, 농기계이다.

본 개시의 다른 일 양상으로, 자율 주행 장치에 의해 수행되는 자율 주행 방법으로서, 농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 획득된 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 수신하는 단계, 여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고; 상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하는 단계; 및 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 주행 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는, 자율 주행 방법이다.

예를 들어, 상기 작업 영역은, 외부 경계선 및 내부 경계선 사이에 의해 정의되는 외부 작업부 및 상기 내부 경계선 내부에 의해 정의되는 내부 작업부를 포함하고, 상기 자율 주행 방법은: 상기 농기계의 주행 경로가 상기 외부 작업부 및 상기 내부 작업부 중 어느 하나에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 주행 경로가 상기 내부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제1 필터링 동작을 수행하는 단계; 및 상기 주행 경로가 상기 외부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제2 필터링 동작 및 상기 제3 필터링 동작 중 어느 하나를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 필터링 동작은 상기 복수의 경유점 중 특정 경유점의 LBO(lateral boundary offset) 내에 다른 복수의 경유점이 존재할 경우, 상기 다른 복수의 경유점 중 상기 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭(drop)시키고, 상기 제2 필터링 동작은 a) 상기 특정 경유점의 방향각 데이터와 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 방향각 데이터의 차이가 기 설정된 방향각 변화량 이상인 조건, b) 상기 특정 경유점의 전/후진 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 전/후진 데이터와 달라지는 조건, c) 상기 특정 경유점의 기어 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 기어 데이터와 달라지는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들을 모두 드롭시키고, 상기 제3 필터링 동작은 상기 a) 조건 내지 상기 c) 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들 중 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭시킬 수 있다.

예를 들어, 상기 작업 영역은, 상기 외부 작업부의 일 영역 및 상기 내부 작업부의 일 영역을 포함하는 기준 서브 구역 및 상기 기준 서브 구역을 제외한 나머지 서브 구역들이 정의되고, 상기 자율 주행 방법은: 상기 농기계가 상기 기준 서브 구역을 주행하는 동안 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성하는 단계; 상기 기준 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 나머지 서브 구역들에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성하는 단계; 및 상기 기준 주행 경로 데이터 및 상기 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 상기 주행 경로 데이터를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 본 개시의 다양한 예들은 본 개시의 바람직한 예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 다양한 예들의 기술적 특징들이 반영된 여러 가지 예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 개시의 다양한 예들에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 개시의 다양한 예들에 따르면, 주행 경로를 설정하고 설정된 주행 경로를 주행하도록 농기계를 제어할 수 있는 농기계 제어를 위한 자율 주행 장치, 이를 포함하는 농기계 및 자율 주행 방법이 제공될 수 있다.

본 개시의 다양한 예들로부터 얻을 수 있는 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 상세한 설명을 기반으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 개시의 다양한 예들에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시의 다양한 예들을 제공한다. 다만, 본 개시의 다양한 예들의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호 (reference numerals) 들은 구조적 구성요소 (structural elements) 를 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 예에 따른 자율 주행 장치의 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 작업 영역의 일 예를 도시한 것이다.
도 3a 내지 도 3b는 본 개시의 다양한 예들에 따른 주행 경로의 패턴을 도시한 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 예에 따른 하이브리드 주행 경로 설정 동작을 설명하기 위한 것이다.
도 5는 본 개시의 일 예에 따른 자율 주행 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 예에 따른 필터링 동작의 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 예에 따른 하이브리드 주행 경로 설정의 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 예에 따른 서브 주행 경로 데이터 설정의 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 일 예에 따른 농기계의 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 구현들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 구현을 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 구현 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 개시가 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

몇몇 경우, 본 개시의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 개시 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 개념에 따른 다양한 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 다양한 예들을 도면에 예시하고 본 개시에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 다양한 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 개시의 다양한 예에서, “/” 및 “,”는 “및/또는”을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”를 의미할 수 있다. 나아가, “A, B”는 “A 및/또는 B”를 의미할 수 있다. 나아가, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나”를 의미할 수 있다. 나아가, “A, B, C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 어느 하나”를 의미할 수 있다.

본 개시의 다양한 예에서, “또는”은 “및/또는”을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. 예를 들어, “A 또는 B”는 “오직 A”, “오직 B”, 및/또는 “A 및 B 모두”를 포함할 수 있다. 다시 말해, “또는”은 “부가적으로 또는 대안적으로”를 나타내는 것으로 해석되어야 한다.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 다양한 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 본 개시의 다양한 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

자율 주행 장치

자율 주행 장치(100)는 농기계에 포함되거나, 농기계에 애드온(add-on) 형태로 결합되어 자율 주행과 관련된 다양한 동작들을 수행한다. 본 개시에서, 농기계는 다양한 변속기(예, CVT(continuously variable transmission), HST(hydrostatic type), HMT(hydrostatic type) 등)에 의해 구동되는 기계 장치(예, 트랙터(tracktor), 경운기, 탈곡기, 이양기, 바인더, 굴삭기 등) 및/또는 주변 기기(로타리, 베일러, 랩핑기, 파종기, 사료배합기, 살포기, 트레일러, 피복기, 수확기, 성형기 등)를 포함할 수 있다. 기계 장치는 동력원으로서 엔진을 구비하는 내연기관이거나, 동력원으로서 엔진과 전기 모터를 구비하거나, 또는 동력원으로서 전기 모터를 구비할 수 있다. 주변 기기는 다양한 농작업을 위해 단독으로 사용되거나, 또는 기계 장치에 결합되는 구성이다. 주변 기기는 작업기로 명명될 수도 있다.

도 1은 본 개시의 일 예에 따른 자율 주행 장치의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 개시의 일 예에 따른 자율 주행 장치(100)는 프로세서(110) 및 메모리(120)를 포함한다.

프로세서(110)는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 메모리(120)를 제어하며, 본 개시의 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 후술할 송수신기(200) 및/또는 센싱부(300)를 통해 신호나 데이터를 전달받아 신호나 데이터에 포함된 정보를 메모리(120)에 저장할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 정보를 처리하여 신호나 데이터를 생성한 뒤, 생성한 신호나 데이터를 송수신기(200)를 통해 전송할 수 있다.

메모리(120)는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 프로세서(110)와 연결될 수 있고, 프로세서(110)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(120)는 프로세서(110)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 개시의 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.

이하에서는, 자율 주행 장치(100)의 다양한 동작 예들에 대하여 설명한다. 하기 다양한 동작 예들은 상술한 적어도 하나의 프로세서(110)의 동작에 포함되는 것일 수 있다.

1. 수신 동작

프로세서(110)는, 농기계 주행 중 수신 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, 후술할 센싱부(300)로부터 다양한 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신 동작을 통해 수신하는 데이터는 농기계의 위치 데이터 및 농기계의 상태 데이터 중 적어도 하나일 수 있다.

프로세서(110)는, 송수신기(200)를 통해 농기계의 ECU나 그 밖에 다양한 전자 장치, 사용자 단말 및/또는 서버로부터 다양한 데이터를 수신할 수도 있다.

농기계의 위치 데이터는 GPS(global positioning system) 및 DGPS(differential global positioning system) 중 적어도 하나에 기초하여 생성되는 GPS 데이터일 수 있다.

농기계의 상태 데이터는 예를 들어 농기계의 자세 데이터, 농기계의 모션 데이터, 농기계의 요(yaw) 데이터, 농기계의 롤(roll) 데이터, 농기계의 피치(pitch) 데이터, 농기계의 충돌 데이터, 농기계의 방향 데이터, 농기계의 각도 데이터, 농기계의 속도 데이터, 농기계의 가속도 데이터, 농기계의 기울기 데이터, 농기계의 전/후진 데이터, 농기계의 기어 데이터, 농기계의 중량 데이터, 배터리 데이터, 연료 데이터, 타이어 공기압 데이터, 농기계의 내부 온도 데이터, 농기계의 내부 습도 데이터, 스티어링 휠 회전 각도 데이터, 농기계의 외부 조도 데이터, 가속 페달에 가해지는 압력 데이터, 브레이크 페달에 가해지는 압력 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

프로세서(110)는, 기 설정된 시간 간격 마다 상술한 수신 동작을 수행할 수 있다.

프로세서(110)는, 수신 동작을 통해 수신한 다양한 데이터를 메모리(120)에 저장할 수 있다.

2. 주행 경로 설정

프로세서(110)는, 농기계의 주행 경로를 설정할 수 있다. 주행 경로는 농기계가 농작업을 수행하기 위한 작업 영역 내에서 설정될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 작업 영역의 일 예를 도시한 것이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 작업 영역은 외부 경계선(1001) 및 내부 경계선(1002)에 의해 구분되는 외부 작업부(1003) 및 내부 작업부(1004)를 포함할 수 있다. 외부 작업부(1003)는 작업 영역에서 외부 경계선(1001) 및 내부 경계선(1002) 사이의 영역이고, 내부 작업부(1004)는 내부 경계선(1002) 내부의 영역이다.

외부 경계선(1001)은 작업기의 넓이, 작업 겹침 량 및 주행 방향 중 적어도 하나에 기초하여 설정될 수 있다.

내부 경계선(1002) 및 내부 작업부(1004)는 작업의 회경 횟수에 기초하여 설정될 수 있다. 본 개시에서, 회경은 외부 작업부(1003)에 대하여 농기계가 수행하는 농작업을 의미한다.

한편, 작업 영역은 도 2b와 같이 다변 형태를 가질 수도 있다. 다변 형태를 갖는 작업 영역은 적어도 하나의 임계점에 의해 분할되는 복수의 셀을 가질 수도 있다.

작업 영역은 상술한 본 개시의 예들에 제한되지 않고, 다양한 형태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 작업 영역은 내부/외부의 구분 없이 설정될 수도 있다.

프로세서(110)는, 상술한 작업 영역에 대하여 주행 경로를 설정한다.

주행 경로는 다양한 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어, 주행 경로는 제1 패턴 및 제 2패턴을 포함할 수 있다.

도 3a 내지 도 3b는 본 개시의 다양한 예들에 따른 주행 경로의 패턴을 도시한 것이다.

도 3a를 참조하면, 제1 패턴은 직진 구역과 회귀 구역을 포함한다. 여기서, 직진 구역은 상술한 내부 작업부(1004)에 포함되는 구역이고, 회귀 구역은 외부 작업부(1003)에 포함되는 구역이다. 농기계는 직진 구역 주행 중 회귀 구역에 진입 시 농기계의 진행 방향이 바뀌지 않고(전진이 유지됨) 회전 주행(좌회전 또는 우회전)으로 선회하면서 다음 작업 경로로 이동한다.

도 3b를 참조하면, 제2 패턴은 마찬가지로 직진 구역과 회귀 구역을 포함한다. 농기계는 직진 구역 주행 후 회귀 구역에서 좌회전(또는 우회전), 후진 및 좌회전(또는 우회전)의 순서로 회귀하여 다음 작업 경로로 이동한다.

상술한 주행 경로의 예들은 예시적인 것에 불과하며 본 개시의 주행 경로는 제1 패턴 및 제2 패턴 외에도 다양한 패턴들을 포함할 수 있다.

2-1. 주행에 따른 주행 경로 설정

일 예로, 프로세서(110)는 농기계 주행을 통해 주행 경로를 설정할 수 있다. 농기계 주행을 통한 주행 경로 설정은 사용자 주행 기반의 주행 경로 설정이다.

프로세서(110)는, 농기계가 사용자에 의해 작업 영역 내를 주행하는 동안 실시간으로 GPS 데이터, 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 센싱부(300)로부터 수신한다. GPS 데이터는 위도, 경도 및 타원체고 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

프로세서(110)는, 수신한 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터를 획득한다. 평면 좌표계로의 변환은 다양한 변환 매개 변수 및 변환법에 기초하여 수행될 수 있다. 평면 좌표계로 변환된 평면 좌표 데이터는 X 좌표 및 Y 좌표를 포함한다.

프로세서(110)는, 평면 좌표 데이터, 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터에 기초하여 주행을 시작한 시점부터 주행이 종료된 시점까지 농기계가 주행한 경로에 기초하여 주행 경로를 생성하고, 메모리(120)에 저장할 수 있다.

주행 경로는 복수의 경유점(way point)을 포함할 수 있다. 프로세서(110)는, 수신 동작을 수행하는 기 설정된 시간 간격 마다 경유점을 생성할 수 있다.

각 경유점은 경유점이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터, 순시 방향 데이터, 순시 속도 데이터, 순시 전/후진 데이터 및 순시 기어 데이터가 매핑될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 표 1과 같이 경유점을 생성할 수 있다.

여기서, 인덱스는 경유점 각각에 대한 식별자이고, X 좌표 및 Y 좌표는 평면 좌표 데이터이고, LBO(lateral boundary offset)는 각 경유점의 오차 범위이다. 방향각 및 속도는 각각 방향 데이터 및 속도 데이터에 대응된다. 전/후진 데이터는 전진, 후진 및 중립 상태가 각각 1, -1, 0에 대응되는 값을 가질 수 있다. 기어 데이터는 저속 및 고속 상태와, 기어의 단수에 따라 매핑되는 값을 가질 수 있다(예를 들어, 저속 1단은 1에 매핑되고, 저속 2단은 2에 매핑되고, 고속 1단은 3에 매핑되고, 고속 2단은 4에 매핑될 수 있음).

프로세서(110)는, 생성한 복수의 경유점에 대해 필터링 동작을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, 생성한 복수의 경유점에 대하여 첫 번째 인덱스부터 순차적으로 필터링 동작을 수행한다. 필터링 동작은 제1 필터링 동작, 제2 필터링 동작 및 제3 필터링 동작을 포함한다.

일 예로, 제1 필터링 동작은 LBO에 기초하여 수행될 수 있다. 프로세서(110)는 특정 경유점, 즉 특정 인덱스에 매핑되는 LBO 내에서 다른 인덱스를 갖는 복수의 경유점이 존재할 경우, LBO 내 가장 먼 거리(또는 반경)에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭(drop)시킬 수 있다. 이후, 프로세서(110)는 필터링된 경유점에 대하여 필터링된 경유점이 갖는 인덱스에 매핑되는 LBO에 대하여 제1 필터링 동작을 수행한다. 프로세서(110)는 상술한 제1 필터링 동작을 마지막 인덱스까지 반복적으로 수행한다.

일 예로, 제2 필터링 동작은 방향각 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터에 기초하여 수행될 수 있다. 프로세서(110)는 a) 특정 경유점, 즉 특정 인덱스에 매핑되는 방향각 데이터와 특정 경유점 이후의 경유점, 즉 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스에 매핑되는 방향각 데이터의 차이가 기 설정된 방향각 변화량 이상, b) 특정 인덱스에 매핑되는 전/후진 데이터가 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스에 매핑되는 전/후진 데이터와 달라짐, c) 특정 인덱스에 매핑되는 기어 데이터가 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스에 매핑되는 기어 데이터와 달라짐 중 적어도 하나를 만족하는 경우 특정 인덱스 및 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들을 모두 드롭시킬 수 있다.

일 예로, 제3 필터링 동작은 제1 필터링 동작과 제2 필터링 동작을 결합하여 수행될 수 있다. 프로세서(110)는 제2 필터링 동작 수행 시, 특정 인덱스와 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스가 상술한 a) 내지 c) 조건을 만족할 경우 특정 인덱스와 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스 사이의 경유점들을 모두 드롭시키는 것이 아닌 제1 필터링 동작을 수행할 수 있다. 즉, 특정 인덱스와 특정 인덱스 이후 임의의 인덱스 사이의 경유점들은 제1 필터링 동작에 따라 드롭 여부가 결정된다.

프로세서(110)는, 상술한 제1 필터링 동작 내지 제3 필터링 동작을 농기계의 주행 경로가 외부 작업부(1003) 및 내부 작업부(1004) 중 어느 하나에 포함되는지 여부에 기초하여 수행할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(110)는 제1 필터링 동작을 작업 영역 중 내부 작업부(1004)에 포함된 주행 경로(즉, 직진 구역)를 생성할 때 사용할 수 있다.

예를 들어, 프로세서(110)는 제2 필터링 동작 및 제3 필터링 동작을 작업 영역 중 외부 작업부(1003)에 포함된 주행 경로(즉, 회귀 구역)를 생성할 때 사용할 수 있다.

프로세서(110)는 회귀 구역에 포함된 주행 경로를 생성할 때 제2 필터링 동작 및 제3 필터링 동작 중 어느 것을 사용할지 여부를 회귀 구역의 주행 길이에 기초하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 회귀 구역의 주행 길이가 기 설정된 길이 이하인 경우 프로세서(110)는 제2 필터링 동작을 사용하고, 회귀 구역의 주행 길이가 기 설정된 길이를 초과하는 경우 프로세서(110)는 제3 필터링 동작을 사용할 수 있다.

상술한 본 개시의 주행 경로 설정의 다양한 예들에 따라, 프로세서(110)는 최종적으로 주행 경로 데이터를 생성한다. 주행 경로 데이터는 주행을 시작한 시점부터 주행이 종료된 시점까지의 주행 경로에 포함된 경유점들에서, 상술한 필터링 동작들을 수행하고 남은 경유점들을 포함할 수 있다.

상술한 사용자 주행 기반의 주행 경로 설정에 따르면, 자율 주행 장치(100)는 사용자가 주행한 경로를 그대로 답습하여 자율 주행 경로를 설정할 수 있다.

2-2. 하이브리드 주행 경로 설정

일 예로, 프로세서(110)는 상술한 주행에 따른 주행 경로 설정의 다양한 예들을 주행 없이 주행 경로를 설정하는 다양한 예들과 결합하여 주행 경로를 설정할 수 있다.

프로세서(110)는, 작업 영역에 포함된 복수의 서브 구역들 중 기준 서브 구역(1010)에 대한 기준 주행 경로를 먼저 생성하고, 기준 주행 경로에 기초하여 나머지 서브 구역(1020)들에 대한 주행 경로를 생성할 수 있다. 여기서, 복수의 서브 구역들은 작업 영역에 대하여 정의되는 구역으로서, 기준 서브 구역(1010)은 외부 작업부(1003)의 일 영역 및 내부 작업부(1004)의 일 영역을 포함하는 구역으로 정의되고, 나머지 서브 구역(1020)들은 기준 서브 구역(1010)과 동일한 크기를 가지되 기준 서브 구역(1010)과 중첩되지 않는 구역으로 정의된다.

도 4a 내지 도 4c는 본 개시의 일 예에 따른 하이브리드 주행 경로 설정 동작을 설명하기 위한 것이다.

도 4a를 참조하면, 프로세서(110)는 농기계가 기준 서브 구역(1010)을 주행할 동안 수신하는 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성한다. 일 예로, 기준 서브 구역(1010)은 w1 내지 w5까지의 주행 경로로 정의될 수 있다. 이 경우, 기준 주행 경로는 w1 내지 w5에 포함된 복수의 경유점을 포함할 수 있고, w1 내지 w2는 직진 구역에 대응되고, w2 내지 w5는 회귀 구역에 대응될 수 있다.

기준 주행 경로 데이터는 상술한 주행에 따른 주행 경로 설정의 다양한 예들에 기초하여 생성된다. 예를 들어, 프로세서(110)는, w1부터 w5까지 농기계가 주행할 동안 수신하는 GPS 데이터, 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터, 기어 데이터 및 GPS 데이터가 변환된 평면 좌표 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 생성하고, 생성한 복수의 경유점에 대하여 제1 필터링 동작 내지 제3 필터링 동작 중 하나를 수행하고, 필터링된 경유점들을 포함하는 기준 주행 경로 데이터를 생성한다.

이때, 프로세서(110)는 상술한 바와 같이 각 구역에 따라 제1 필터링 동작 내지 제3 필터링 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(110)는 기준 서브 구역(1010) 중 내부 작업부(1004)에 포함된 영역(즉, 직진 구역)에 해당하는 주행 경로 생성 시 제1 필터링 동작을 수행하고, 기준 서브 구역(1010) 중 외부 작업부(1003)에 포함된 영역(즉, 회귀 구역)에 해당하는 주행 경로 생성 시 제2 필터링 동작 또는 제3 필터링 동작을 수행할 수 있다.

다음으로, 프로세서(110)는 생성한 기준 주행 경로 데이터 및 기 저장된 외부/내부 경계선 좌표 데이터에 기초하여 도 4b와 같이 기준 서브 구역(1010) 다음의 서브 구역에 해당하는 서브 주행 경로 데이터를 생성한다.

구체적으로, 프로세서(110)는 기준 주행 경로 데이터의 마지막 경유점(w5)부터 기준 주행 경로 데이터에 포함된 각각의 경유점에서 평면 좌표 데이터 및/또는 방향 데이터를 보정하여 새로운 경유점을 w9까지 순차적으로 생성한다.

새로운 경유점에서, w6은 w1로부터 내부 경계선(1002)을 따라 폭(wid1)만큼 이격된 경유점이고(여기서, wid1은 내부 경계선(1002)을 따라 w2부터 w5까지의 폭임), w7, w8 및 w9는 w6을 시작점으로 w2 내지 w5까지의 회귀 구역을 대칭시킨 회귀 구역에 의해 정의될 수 있다. 이때, w7 및 w8 사이의 폭은 w3 및 w4 사이의 폭(wid2)과 동일하다.

프로세서(110)는, 기준 주행 경로 데이터를 나머지 서브 구역(1020)들, 즉 w6 내지 w9에 포함된 경유점들이 갖는 평면 좌표 데이터 및/또는 방향 데이터에 대응되도록 보정하여 w6 내지 w9에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성한다. 이때, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터는 유지될 수 있다.

프로세서(110)는, 상술한 동작들을 내부 작업부(1004) 내에서 종료점(wend)까지 반복적으로 수행하고, 기준 주행 경로 데이터 및 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 최종적인 주행 경로 데이터를 생성할 수 있다. 여기서, 종료점은 종료점으로부터 폭(wid1)을 기산했을 때 내부 작업부(1004)를 초과하게되는 지점으로 정의된다.

상술한 도 4a 내지 도 4c는 제2 패턴을 기준으로 설명한 것이나, 하이브리드 주행 경로 설정과 관련된 본 개시의 다양한 예들은 이에 한정되지 않고 다양한 패턴들에 대하여 적용될 수 있다.

상술한 본 개시의 다양한 예들에 따른 자율 주행 장치(100)는 농기계 자율 주행에 있어서 GPS 데이터만 활용하였던 기존과 달리, 전/후진 데이터나 기어 데이터와 같이 농기계의 주행과 관련된 다양한 데이터를 활용하여 경로 설정을 수행할 수 있다. 특히, 자율 주행 장치(100)는 전/후진 데이터나 기어 데이터를 활용하므로 GPS 데이터에 대한 정확도 판단의 중요도가 상대적으로 떨어진다는 이점이 있다. 또한, 보다 많은 데이터가 사용됨에 따라 주행 경로 설정 과정에서 오버로드가 걸릴 수도 있다는 문제점이 적절한 필터링 동작을 통해 해소될 수 있다.

또한, 하이브리드 주행 경로 설정의 경우 하나의 기준 주행 경로 데이터만 가지고도 나머지 서브 구역에 대한 주행 경로까지 생성할 수 있어 최소한의 주행만으로도 모든 작업 구역에 대한 주행 경로 데이터를 생성할 수 있다.

이하에서는, 상술한 자율 주행 장치(100)에 의해 수행되는 자율 주행 방법에 대하여 설명한다. 이하에서는, 앞서 설명한 부분과 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략한다.

자율 주행 방법

도 5는 본 개시의 일 예에 따른 자율 주행 방법의 흐름도이다.

도 5를 참조하면, S110에서, 자율 주행 장치(100)는 농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 획득된 GPS 데이터 및 농기계의 상태 데이터를 수신한다. 여기서 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함한다.

S120에서, 자율 주행 장치(100)는 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환한다.

S130에서, 자율 주행 장치(100)는 평면 좌표 데이터 및 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 주행 경로 데이터를 생성한다. 예를 들어, 자율 주행 장치(100)는 복수의 경유점 각각이 평면 좌표 데이터 및 상태 데이터 중 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되도록 생성한다.

도 6은 본 개시의 일 예에 따른 필터링 동작의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, S210에서, 자율 주행 장치(100)는 농기계의 주행 경로가 내부 작업부(1004)에 포함되는지, 외부 작업부(1003)에 포함되는지 여부를 판단한다.

S210에 따라 주행 경로가 내부 작업부(1004)에 포함되는 것으로 판단된 경우, S220에서 자율 주행 장치(100)는 제1 필터링 동작을 수행한다.

또는, S210에 따라 주행 경로가 외부 작업부(1003)에 포함되는 것으로 판단된 경우, S230에서 자율 주행 장치(100)는 회귀 구역의 주행 길이가 기 설정된 길이 이하인지 여부를 판단한다.

S230에 따라 회귀 구역의 주행 길이가 기 설정된 길이 이하인 것으로 판단된 경우, 자율 주행 장치(100)는 S240에서 제2 필터링 동작을 수행한다.

또는, S230에 따라 회귀 구역의 주행 길이가 기 설정된 길이를 초과하는 것으로 판단된 경우, 자율 주행 장치(100)는 S250에서 제3 필터링 동작을 수행한다.

상술한 도 6에 따른 필터링 동작은 도 5의 S130에 포함될 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 예에 따른 하이브리드 주행 경로 설정의 흐름도이다.

도 7을 참조하면, S310에서, 자율 주행 장치(100)는 농기계가 기준 서브 구역(1010)을 주행하는 동안 GPS 데이터 및 상태 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성한다.

S320에서, 자율 주행 장치(100)는 기준 주행 경로 데이터에 기초하여 나머지 서브 구역(1020)들에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성한다.

S330에서, 자율 주행 장치(100)는 기준 주행 경로 데이터 및 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 주행 경로 데이터를 생성한다.

상술한 도 7에 따른 하이브리드 주행 경로 설정은 도 5의 S130에 포함될 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 예에 따른 서브 주행 경로 데이터 설정의 흐름도이다.

도 8을 참조하면, S410에서, 자율 주행 장치(100)는 기준 주행 경로 데이터의 평면 좌표 데이터 및 방향 데이터 중 적어도 하나를 나머지 서브 구역(1020)들에 대응되는 값으로 보정하여 서브 주행 경로 데이터 생성한다.

S420에서, 자율 주행 장치(100)는 서브 주행 경로 데이터의 마지막 경유점이 종료점인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 자율 주행 장치(100)는 생성한 서브 주행 경로 데이터에 포함된 경유점들 중 마지막 경유점으로부터 폭(wid1)을 기산했을 때 내부 작업부(1004)를 초과하게되는 지점에 대응되는 경우 마지막 경유점을 종료점으로 판단할 수 있다.

S420에서 서브 주행 경로 데이터의 마지막 경유점이 종료점인 것으로 판단되면, 자율 주행 장치(100)는 서브 주행 경로 데이터 설정을 종료한다.

S420에서 서브 주행 경로 데이터의 마지막 경유점이 종료점이 아닌 것으로 판단되면, 자율 주행 장치(100)는 S410을 반복적으로 수행한다.

상술한 도 8에 따른 서브 주행 경로 데이터 설정은 도 7의 S320에 포함될 수 있다.

농기계

도 9는 본 개시의 일 예에 따른 농기계의 블록도이다.

도 9를 참조하면, 본 개시의 일 예에 따른 농기계(10)는 자율 주행 장치(100), 송수신기(200), 센싱부(300) 및 구동부(400)를 포함한다.

자율 주행 장치(100)는 상술한 본 개시의 다양한 예들에 따라 구현될 수 있으며, 송수신기(200) 및 센싱부(300)와 전기적으로 연결되어 송수신기(200) 및/또는 센싱부(300)로부터 데이터를 수신하고, 수신한 데이터에 기초하여 구동부(400)를 동작시킬 수 있다. 자율 주행 장치(100)는 별도의 인터페이스를 통해 송수신기(200) 및/또는 센서로부터 데이터를 주고받을 수도 있다.

송수신기(200)는 자율 주행 장치(100)와 연결될 수 있고, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(200)는 농기계(10) 내 통신 네트워크를 통해 농기계(10)의 ECU(electronic control unit)나 그 밖에 다양한 전자 장치와 연결될 수 있다. 여기서, 농기계(10) 내 통신 네트워크는 예를 들어 CAN(controller area network), FlexRay, Lin(local interconnect network) 또는 이더넷(Ethernet)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또는, 송수신기(200)는 유/무선 통신망을 통해 사용자 단말 및/또는 서버와 연결될 수 있다. 여기서, 무선 통신망은 이동 통신망, 무선 LAN, 근거리 무선 통신망 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신망은 LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신망은 WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력(BLE), 지그비 (Zigbee), NFC(near field communication), 또는 라디오 프리퀀시(RF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

송수신기(200)는 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(200)는 RF(radio frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 송수신기(200)는 농기계(10)의 ECU나 그 밖에 다양한 전자 장치, 사용자 단말 및/또는 서버와 신호나 데이터를 주고받을 수 있다.

센싱부(300)는 차량의 상태를 센싱하고, 상술한 상태 데이터를 생성할 수 있다. 센싱부(300)는, IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 한편, IMU(inertial measurement unit) 센서는, 가속도 센서, 자이로 센서, 자기 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

센싱부(300)는 차량의 위치를 센싱하고, 상술한 위치 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(300)는 차량의 위치를 센싱하기 위한 GNSS(global navigation satellite system) 센서를 포함할 수 있다. GNSS 센서는 위성을 통해 농기계(10)의 GPS 데이터를 생성할 수 있다.

구동부(400)는 농기계(10)의 주행을 제어하기 위한 구성이다. 예를 들어, 구동부(400)는 엑셀레이터 액추에이터를 통해 농기계(10)에 포함된 바퀴의 회전 속도를 증가시키고, 브레이크 액추에이터를 통해 농기계(10)에 포함된 바퀴의 회전 속도를 감소시키거나 바퀴를 정지시키고, 조향각 제어 액추에이터를 통해 농기계(10)에 포함된 바퀴의 회전축을 회전시켜, 농기계(10)를 좌측 또는 우측 방향으로 회전시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(400)는 상술한 ECU를 포함할 수 있다.

구동부(400)는 자율 주행 장치(100)와 전기적으로 연결되어 자율 주행 장치(100)로부터 생성된 주행 경로 데이터에 기초하여 농기계(10)를 구동한다.

상술한 본 개시의 다양한 예들에 따른 자율 주행 장치, 자율 주행 방법 및 농기계에 따르면, 농기계 자율 주행에 있어서 GPS 데이터만 활용하였던 기존과 달리, 전/후진 데이터나 기어 데이터와 같이 농기계의 주행과 관련된 다양한 데이터를 활용하여 경로 설정을 수행할 수 있어 자율 주행 작업의 편의성이 증대되고 다변 환경에서 폭 넓게 사용될 수 있다. 기존과 GPS 데이터만 활용하는 경우 경로 추종 시 GPS 데이터의 정확도를 판단하는 것이 필요하나, 본 개시는 전/후진 데이터나 기어 데이터를 활용하므로 GPS 데이터에 대한 정확도 판단의 중요도가 상대적으로 떨어진다는 이점이 있다.

또한, 보다 많은 데이터가 사용됨에 따라 주행 경로 설정 과정에서 오버로드가 걸릴 수도 있다는 문제점이 적절한 필터링 동작을 통해 해소될 수 있다.

상술한 설명에서 제안 방식에 대한 일례들 또한 본 개시의 구현 방법들 중 하나로 포함될 수 있으므로, 일종의 제안 방식들로 간주될 수 있음은 명백한 사실이다. 또한, 상기 설명한 제안 방식들은 독립적으로 구현될 수 도 있지만, 일부 제안 방식들의 조합 (혹은 병합) 형태로 구현될 수 도 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 개시의 예들은 본 개시와 관련된 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시를 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 개시의 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 본 개시의 예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 본 개시는 여기에 기재된 예들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

10: 농기계
100: 자율 주행 장치
110: 프로세서 120: 메모리
200: 송수신기 300: 센싱부
400: 구동부

Claims

적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작들을 수행하도록 하는 적어도 하나의 명령어들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함하고,
상기 동작들은,
농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 획득된 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 수신하고,
여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고,
상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하고,
상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 주행 경로 데이터를 생성하고,
상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는,
자율 주행 장치.
제1항에 있어서,
상기 작업 영역은,
외부 경계선 및 내부 경계선 사이에 의해 정의되는 외부 작업부 및 상기 내부 경계선 내부에 의해 정의되는 내부 작업부를 포함하는,
자율 주행 장치.
제2항에 있어서,
상기 동작들은,
상기 농기계의 주행 경로가 상기 외부 작업부 및 상기 내부 작업부 중 어느 하나에 포함되는지 여부에 기초하여, 상기 복수의 경유점에 대하여 제1 필터링 동작 내지 제3 필터링 동작 중 하나를 수행하여 상기 주행 경로 데이터를 생성하는,
자율 주행 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 필터링 동작은 상기 복수의 경유점 중 특정 경유점의 LBO(lateral boundary offset) 내에 다른 복수의 경유점이 존재할 경우, 상기 다른 복수의 경유점 중 상기 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭(drop)시키는,
자율 주행 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 필터링 동작은 a) 상기 특정 경유점의 방향각 데이터와 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 방향각 데이터의 차이가 기 설정된 방향각 변화량 이상인 조건, b) 상기 특정 경유점의 전/후진 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 전/후진 데이터와 달라지는 조건, c) 상기 특정 경유점의 기어 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 기어 데이터와 달라지는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들을 모두 드롭시키는,
자율 주행 장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 필터링 동작은 상기 a) 조건 내지 상기 c) 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들 중 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭시키는,
자율 주행 장치.
제6항에 있어서,
상기 동작들은,
상기 주행 경로가 상기 내부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제1 필터링 동작을 수행하고,
상기 주행 경로가 상기 외부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제2 필터링 동작 및 상기 제3 필터링 동작 중 어느 하나를 수행하는,
자율 주행 장치.
제2항에 있어서,
상기 작업 영역은,
상기 외부 작업부의 일 영역 및 상기 내부 작업부의 일 영역을 포함하는 기준 서브 구역 및 상기 기준 서브 구역을 제외한 나머지 서브 구역들이 정의되는,
자율 주행 장치.
제8항에 있어서,
상기 동작들은,
상기 농기계가 상기 기준 서브 구역을 주행하는 동안 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성하고,
상기 기준 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 나머지 서브 구역들에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성하고,
상기 기준 주행 경로 데이터 및 상기 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 상기 주행 경로 데이터를 생성하는,
자율 주행 장치.
제9항에 있어서,
상기 기준 주행 경로 데이터는 제1 시작 경유점 내지 제1 종료 경유점을 포함하고,
상기 동작들은,
상기 제1 시작 경유점 내지 제1 종료 경유점 각각에서 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 방향 데이터 중 적어도 하나를 상기 나머지 서브 구역들에 대응되는 값으로 보정하는 것에 기초하여, 상기 제1 종료 경유점부터 순차적으로 상기 서브 주행 경로 데이터를 생성하는,
자율 주행 장치.
농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 상기 농기계의 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 센싱하는 센싱부;
상기 센싱부와 전기적으로 연결되어 주행 경로 데이터를 생성하는 자율 주행 장치; 및
상기 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 농기계를 구동하는 구동부를 포함하고,
상기 자율 주행 장치는:
적어도 하나의 프로세서; 및
상기 적어도 하나의 프로세서에 동작 가능하게 연결되어 상기 적어도 하나의 프로세서가 동작들을 수행하도록 하는 적어도 하나의 명령어들(instructions)을 저장하는 적어도 하나의 메모리(memory)를 포함하고,
상기 동작들은,
상기 센싱부로부터 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터를 수신하고,
여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고,
상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하고,
상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 상기 주행 경로 데이터를 생성하고,
상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는,
농기계.
자율 주행 장치에 의해 수행되는 자율 주행 방법으로서,
농기계가 작업 영역을 주행하는 동안 획득된 GPS(global positioning system) 데이터 및 상기 농기계의 상태 데이터를 수신하는 단계,
여기서 상기 상태 데이터는 방향 데이터, 속도 데이터, 전/후진 데이터 및 기어 데이터를 포함하고;
상기 GPS 데이터를 평면 좌표계에 대응되는 평면 좌표 데이터로 변환하는 단계; 및
상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 복수의 경유점을 포함하는 주행 경로 데이터를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 경유점 각각은 상기 평면 좌표 데이터 및 상기 상태 데이터 중 상기 복수의 경유점 각각이 생성되는 시간에 대응되는 순시 평면 좌표 데이터 및 순시 상태 데이터가 매핑되는,
자율 주행 방법.
제12항에 있어서,
상기 작업 영역은,
외부 경계선 및 내부 경계선 사이에 의해 정의되는 외부 작업부 및 상기 내부 경계선 내부에 의해 정의되는 내부 작업부를 포함하고,
상기 자율 주행 방법은:
상기 농기계의 주행 경로가 상기 외부 작업부 및 상기 내부 작업부 중 어느 하나에 포함되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 주행 경로가 상기 내부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제1 필터링 동작을 수행하는 단계; 및
상기 주행 경로가 상기 외부 작업부에 포함되는 경우, 상기 제2 필터링 동작 및 상기 제3 필터링 동작 중 어느 하나를 수행하는 단계를 더 포함하는,
자율 주행 방법.
제13항에 있어서,
상기 제1 필터링 동작은 상기 복수의 경유점 중 특정 경유점의 LBO(lateral boundary offset) 내에 다른 복수의 경유점이 존재할 경우, 상기 다른 복수의 경유점 중 상기 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭(drop)시키고,
상기 제2 필터링 동작은 a) 상기 특정 경유점의 방향각 데이터와 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 방향각 데이터의 차이가 기 설정된 방향각 변화량 이상인 조건, b) 상기 특정 경유점의 전/후진 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 전/후진 데이터와 달라지는 조건, c) 상기 특정 경유점의 기어 데이터가 상기 특정 경유점 이후의 경유점의 기어 데이터와 달라지는 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들을 모두 드롭시키고,
상기 제3 필터링 동작은 상기 a) 조건 내지 상기 c) 조건 중 적어도 하나를 만족하는 경우, 상기 특정 경유점 및 상기 특정 경유점 이후의 경유점 사이에 해당하는 적어도 하나의 경유점들 중 LBO 내 가장 먼 거리에 해당하는 경유점을 제외한 나머지 경유점들을 모두 드롭시키는,
자율 주행 방법.
제13항에 있어서,
상기 작업 영역은,
상기 외부 작업부의 일 영역 및 상기 내부 작업부의 일 영역을 포함하는 기준 서브 구역 및 상기 기준 서브 구역을 제외한 나머지 서브 구역들이 정의되고,
상기 자율 주행 방법은:
상기 농기계가 상기 기준 서브 구역을 주행하는 동안 상기 GPS 데이터 및 상기 상태 데이터에 기초하여 기준 주행 경로 데이터를 생성하는 단계;
상기 기준 주행 경로 데이터에 기초하여 상기 나머지 서브 구역들에 대한 서브 주행 경로 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 기준 주행 경로 데이터 및 상기 서브 주행 경로 데이터를 결합하여 상기 주행 경로 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하는,
자율 주행 방법.