KR20240067722A

KR20240067722A - 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템

Info

Publication number: KR20240067722A
Application number: KR1020220149054A
Authority: KR
Inventors: 박기선; 백승현
Original assignee: 주식회사 비아
Priority date: 2022-11-09
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2024-05-17

Abstract

본 발명은 시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및 상기 시설로봇에 장착되어 작물의 생육을 보조하는 적어도 하나의 탑재체;를 포함하고, 상기 시설로봇은, 바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되, 상기 탑재체는, 상기 시설로봇에 고정되어 상측으로 연장된 가이드부재; 및 상기 가이드부재에 연결되어 외부를 촬영하는 적어도 하나의 카메라;를 포함하고, 상기 카메라가 상기 가이드부재를 따라 상하 방향으로 이동됨에 따라 시설 내의 작물의 생장점을 원격에서 확인할 수 있는 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.

Description

작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템{FACILITY ROBOT FOR PHOTOGRAPHING THE GROWTH POINT OF CROPS AND FACILITY MANAGEMENT SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시설재배 내의 작물의 생장점 촬영과 자율주행 기능이 포함된 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.

현대에는 산업기술의 발달로 비닐하우스, 온실과 같은 시설재배를 통해 제철이 아닌 과일이나 야채 혹은 다양한 종류의 화훼 등을 재배할 수 있게 되었다. 이러한 시설재배를 운용하기 위해서는 작물에 수분을 공급하고, 병충해를 막으며, 작물에 영양을 공급하기 위한 양액을 지속적으로 살포하는 것이 일반적이다. 이때 양액은 작물의 생육에 필요한 무기 양분의 수용액이다.

시설재배 중에 양액살포는 인력에 의해 수기로 진행하는 것에서 발전하여, 자동으로 양액을 농작물에 살포하는 시설이 확충되고 있다. 나아가 최근에는 시설재배에 ICT기술을 접목한 스마트팜(Smart farm) 등이 구축되어 원격에서 자동으로 생육 환경을 관리하고 생산효율성을 높일 수 있는 시설을 제공하고 있다. 이때 상기 스마트팜은 양액살포 뿐만 아니라 온습도 제어, 조도 제어 등의 제어 기능을 수반하고, 방제로봇, 운반로봇 및 수확로봇 등을 용도별로 시설 내에 배치하여 활용할 수 있다.

현재 시설재배 시에 활용될 수 있는 로봇에 관련된 기술로 한국등록특허공보 제10-1376535호(이하, '종래기술'이라 함.) 등이 개시되어 있다. 위 종래기술에서는 농작물 사이사이에 형성된 고랑을 따라 이동하면서 양액을 살포하는 농업용 방제 로봇 시스템이 개시되어 있다. 도 1을 참조하면, 위 종래기술의 농업용 방제 로봇 시스템은 양액공급부(1a) 및 양액대차로봇(1b)으로 구성된 양액이동공급부(1)와, 방제로봇(2)를 포함하고, 상기 양액공급부(1a), 양액대차로봇(1b) 및 방제로봇(2)이 호스로(3)로 연결되도록 구성된다. 이때 상기 방제로봇(2)은 중앙통로와 연결된 농작물 사이의 고랑을 이동하면서 양액을 살포할 수 있다.

이와 같이 종래에는 방제로봇, 운반로봇 및 수확로봇 등 작업내용에 따라 각기 다른 로봇을 운행하여 작물을 생육하도록 구성된다. 이는 시설재배 시에 사용자의 편의를 높이기 위해서 과도한 비용이 발생되는 문제가 있으며, 각 로봇들에 대한 주행계획을 별도로 수립해야 하므로 중앙 제어가 어려워지는 한계점이 있다. 더불어 주지된 기술들은 실제 운용 시에 측위 오차가 크게 발생함에 따라 관리자의 모니터링이 요구되어 자동화가 완벽하게 구축되기가 어려운 문제점이 있다.

KR

10-1376535

B1 (2014.03.26. 공고)

KR

10-2009453

B1 (2019.08.13. 공고)

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 탑재체를 교체하여 다양한 임무를 수행할 수 있으면서도 작물의 생장점을 원격에서 확인할 수 있는 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템에 관한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 작물의 생장점 촬영용 시설로봇(이하, '시설로봇'이라 함)을 이용한 시설관리 자동화 시스템은, 시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및 상기 시설로봇에 장착되어 작물의 생육을 보조하는 적어도 하나의 탑재체;를 포함하고, 상기 시설로봇은, 바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되, 상기 탑재체는, 상기 시설로봇에 고정되어 상측으로 연장된 가이드부재; 및 상기 가이드부재에 연결되어 외부를 촬영하는 적어도 하나의 카메라;를 포함하고, 상기 카메라가 상기 가이드부재를 따라 상하 방향으로 이동되도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 탑재체는, 상기 카메라가 고정되되 상기 가이드부재가 회전하면 상하로 이동되는 이동부재;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 상기 탑재체와 연결되어 상기 탑재체의 동작을 제어하는 작업제어부;를 더 포함하고, 상기 작업제어부는, 상기 카메라의 영상을 수신받고 수신받은 영상을 기초로 촬영된 작물의 상단부에 형성된 생장점을 연산할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 상기 시설로봇과 통신하는 관제서버;를 포함하고, 상기 시설로봇은, 상기 탑재체가 상면에 장착되는 평판 형상의 장착부 및, 상기 관제서버와 네트워크 통신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 시설로봇은, 상기 작업제어부에서 연산된 생장점 또는 상기 카메라에서 촬영된 영상을 상기 통신부를 통해 상기 관제서버로 전송할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 시설 내에 고정되어 상기 UWB와 통신하는 복수의 UWB앵커;를 더 포함하고, 상기 시설로봇은, UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 측위가 산출되도록 UWB태그를 더 포함하되, 상기 시설로봇의 측위가 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출될 수 있다.

상술한 구성에 의한 본 발명에 따른 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템은, 시설 내에서 주행하며 다수의 작물들의 생장점을 촬영하고 이를 원격에서 관리자가 확인할 수 있음에 따라 보다 효율적인 시설재배가 가능한 장점이 있다.

아울러 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, UWB를 이용하여 시설로봇의 실시간 위치를 산출할 수 있음에 따라 주파수 충돌에 의한 오차를 줄일 수 있으면서 보다 정밀한 위치를 산출하여 시설로봇의 임무수행이 보다 효율적으로 가능한 장점이 있다.

아울러 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템은, 다양한 목적으로 변경할 수 있는 시설로봇과 시설로봇을 원격에서 모니터링 및 제어할 수 있는 관제서버를 통해 하나의 플랫폼으로 다수의 기능을 수행하여 저 비용으로 고 효율을 낼 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 농업용 방제 로봇 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 시설로봇을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템의 시설로봇이 작물의 생장점을 촬영하는 것을 도시한 도면.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 관제서버를 도시한 도면.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 작물의 생장점 촬영용 시설로봇 및 이를 이용한 시설관리 자동화 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

이때 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 도 2는 시설관리 자동화 시스템의 구성도를, 도 3은 시설관리 자동화 시스템의 시설로봇을 도시한 도면을, 도 4는 시설관리 자동화 시스템의 개략도를 각각 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템(10)은, 시설로봇(100), 관제서버(200) 및 UWB앵커(20)를 포함할 수 있다. 이때 상기 시설로봇(100)은 시설 내에서 주행할 수 있는 차량으로 형성될 수 있으며, 상기 관제서버(200)는 시설 내부 혹은 외부에 배치되어 상기 관제서버(200)와 유무선 네트워크를 통해 통신할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때 상기 네트워크는 각각의 노드가 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 상기 네트워크의 예로 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다.

상기 관제서버(200)는 도시된 바와 같은 고정형 단말기인 데스크 탑 PC, 노트북 컴퓨터(laptop computer), 울트라북(ultrabook) 등으로 구현되거나 서버에 디스플레이가 장착된 형태로 구현될 수 있음과 더불어, 디지털방송용 단말기, 휴대폰, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 태블릿 PC(tablet PC), 웨어러블 디바이스(wearable device) 등 다양한 형태의 이동형 단말로 구현될 수도 있다.

상기 UWB앵커(20)는 고정형 노드로 시설 내에 배치되어 위치가 고정될 수 있으며, 상기 시설로봇(100)에 설치되는 이동형 노드인 UWB태그와 UWB(Ultra Wide Band)를 통해 신호 교류할 수 있다. 이때 상기 UWB앵커(20)는 상기 시설로봇(100) 또는 상기 관제서버(200)와 IEEE 802.15.4a 표준에 따른 UWB 물리계층(PHY) 등을 통해 서로 통신을 수행할 수 있으며, 상기 UWB앵커(20)가 복수로 이루어져 이더넷이나 와이파이(Wifi) 등에 연결된 메시네트워크를 형성할 수도 있다. 보다 바람직하게는 상기 UWB앵커(20)는 적어도 3개 이상이 시설 내에 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 시설로봇(100)은, 바디부(110), 장착부(120), 샤시부(130), 메인제어부(140), 정보측정부(150), 통신부(160) 또는 UWB태그(161)를 포함하고, 상기 시설로봇(100)이 탑재체(30)가 교체 가능한 차량 형태의 플랫폼으로 형성될 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 메인바디, 바디외장 또는 바디내장 등을 포함하여 차량의 구조물을 형성하고, 상기 샤시부(130)는 엔진이나 배터리 등의 동력발생부와, 동력전달장치, 조향장치, 제동장치, 현가장치 또는 프레임 등을 포함하여 차량이 주행하도록 형성될 수 있다. 이때 상기 장착부(120)는 상기 바디부(110)에 연결되어 고정될 수 있으며, 평판 형태로 이루어져 상면에 상기 탑재체(30)가 장착될 수 있다. 보다 바람직하게는 상기 장착부(120)가 상하로 관통된 다수의 홀이 면적 방향으로 이격 배치된 타공판으로 형성될 수 있다.

상기 바디부(110) 및 샤시부(130)는 장기 장착부(120)가 배치됨에 따라 기본적인 구동 베이스와 자율주행 관련 시스템만 갖춘 플랫폼 성격의 로봇으로 구성될 수 있다. 즉, 자동차의 플랫폼 수준에서 상판이 추가된 형태일 수 있다. 그리고 상기 샤시부(130)는 지면 상에서 주행 가능하도록 바퀴를 포함할 수 있으며, 시설에 레일이 형성된 경우에는 상기 바퀴와 더불어 레일을 주행할 수 있는 보조바퀴를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 샤시부(130)의 바퀴는 상기 보조바퀴 보다 직경이 크게 형성될 수 있다.

상기 메인제어부(140)는 제어연산장치와 더불어 메모리나 데이터베이스 등의 기억장치도 포함할 수 있다. 이때 상기 제어연산장치는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세스(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.

상기 메인제어부(140)는 주행제어부(141)와 작업제어부(142)를 포함할 수 있다. 여기서 상기 주행제어부(141)는 상기 샤시부(130)의 주행과 조향 혹은 제동 등을 제어할 수 있으며, 상기 작업제어부(142)는 상기 탑재체(30)와 연결되어 상기 탑재체(30)의 동작을 제어할 수 있다. 여기서 상기 탑재체(30)는 방제, 운반, 수확, 감시 등 기능에 따라 여러 형태로 구현될 수 있으며, 서로 다른 기능을 가진 복수의 상기 탑재체(30)가 상기 장착부(120)에서 교체되어 사용될 수 있다. 그리고 상기 메인제어부(140)는 주행계획 및 작업계획을 상기 주행제어부(141) 및 작업제어부(142)에 기록하고, 상기 주행계획이 상기 시설로봇(100)의 이동경로에 대한 데이터셋을 포함하고 상기 작업계획이 상기 탑재체(30)가 작업을 수행할 조건과 상기 탑재체(30)의 작업 내용을 데이터셋을 포함할 수 있다.

상기 정보측정부(150)는 센서와 카메라 등을 포함할 수 있다. 이때 상기 센서는 온습도나 조도 등 주변 환경을 감지하도록 구성되며, 서로 다른 기능을 가진 복수의 센서를 포함하여 다양한 주변 환경을 감지할 수 있다. 그리고 상기 카메라는 외부를 촬영할 수 있으며, 상기 정보측정부(150)에서 감지된 정보들은 상기 메인제어부(150)로 전달될 수 있다. 여기서 상기 메인제어부(150)는 서로 다른 수준의 데이터를 처리하는 다수의 제어 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 일 예로 하나의 제어 컨트롤러가 낮은 수준의 임베디드를 제어하고 다른 하나의 제어 컨트롤러가 자율주행 관련 높은 수준의 소프트웨어를 제어할 수 있다.

상기 시설로봇(100)은 통신부(160)를 통해 상기 관제서버(200)와 네트워크 통신하고, 상기 UWB태그(161)를 통해 상기 UWB앵커(20)와의 신호교류가 가능할 수 있다. 이때 상기 시설로봇(100)의 측위는 상기 UWB태그(161)와 복수의 상기 UWB앵커(20) 간의 신호 교류를 통해 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출될 수 있다. 여기서, UWB에 기반한 측위 기법은 IEEE 802.15.3a와 IEEE 802.15.4a에서 상업적 이용을 위한 표준화가 시작되어 완성되었으며, IR-UWB(Impulse-Radio Ultra Wide Band)는 전송 방식에 따라 3.1~10.6 GKHZ 대역에서 100Mpbs 이상의 고속으로 데이터 전송 또한 가능하며 낮은 전력으로 실내외에서 종래의 WiFi, 블루투스에 근간한 기술과 비교하여 수십 cm부터 수 미터까지의 위치 인식 및 추적이 가능하다. UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(20)에 의해 상술한 바와 같은 일반적으로 사용되는 센서 등에서 발생되는 환경적 요인 문제를 보완하여 대상을 정확하게 스캔할 수 있다. 이와 같은 UWB 기반의 무선 측위 기법은 다수의 UWB앵커(20) 간에 시간 동기를 맞춘 후, UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(20) 사이의 신호 도달 시간을 동시에 측정하여 거리를 계산하는 TDoA(Time Difference of Arrival) 방식 또는 UWB태그(161)와 다수의 UWB앵커(20) 간에 RTT(Round Trip Time)를 계산하고 계산된 RTT를 거리로 환산하는 TWR(Two-Way Ranging) 방식 등에 의해 수행되는데, 결국, UWB 태그(161)와 다수의 UWB앵커(20) 간의 신호 교환 시간이 중요할 수 있다. 따라서, UWB태그(161)는 타임 스탬프(time stamp)를 다수의 UWB앵커(20)에 전송하여 UWB태그(161)를 포함하는 상기 시설로봇(100)의 실시간 위치를 관제서버(200)가 계산 및 결정할 수도 있다.

본 발명에 따른 시설로봇(100)은 전자부품에 전력을 공급하는 배터리(170)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 배터리(170)는 유선 또는 유무선 충전될 수 있으며, 유선 전용 모델은 충전소로 이동한 후에 충전 요청을 상기 관제서버(200)로 전송하여 수행할 수 있다. 그리고 상기 관제서버(200)는 충전 요청을 받는 경우에 작업자를 이용하여 충전하도록 유도할 수 있다. 무선 충전의 경우에는 상기 시설로봇(100)이 배터리가 일정 수준 이하이거나 작업이 완료된 후에 무선 도킹 스테이션에 이동하여 배터리 충전을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고 충전이 기준 수치 이상 되는 경우에는 설정에 따라서 상기 시설로봇(100)이 임무를 재개하거나 상기 관리서버(200)로부터 임미 재개에 대한 명령이 도달되면 수행할 수도 있다.

상기 시설로봇(100)에 장착된 탑재체(30)는 상기 배터리(170) 또는 별도의 파워라인으로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 상기 메인제어부(140)와 데이터 통신될 수 있다. 그리고 상기 메인제어부(140)는 사전에 정의된 프리셋을 통해 연결된 임무 장비의 종류를 감지할 수 있으며, 보유하지 않은 종뷰의 장비가 연결된 경우 상기 관제서버(200)로부터 추가 프리셋을 요청할 수도 있다. 이때 프리셋에는 임무 장비의 고유 정보와, 구성 정보와, 수행 목적이 포함된 정보 등을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 도 5는 시설로봇이 작물의 생장점을 촬영하는 것을 도시한 도면을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 적어도 하나의 상기 탑재체(30)는 작물의 생장점을 감시하기 위해 상하로 연장되어 하단이 상기 시설로봇(100)에 고정되는 가이드부재(31) 및 상기 가이드부재(32)에서 상하로 이동되는 적어도 하나의 카메라(32)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때 상기 카메라(32)는 상기 가이드부재(31)의 안내에 따라 상하 방향으로 이동될 수 있다. 그리고 상기 탑재체(30)는 상기 카메라(32)를 고정하되 상기 가이드부재(31)의 회전에 의해서 상하로 이동되는 이동부재(33)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 가이드부재(31)의 외주면에는 나사산이 형성되고 상기 이동부재(33)가 상기 가이드부재(31)에 나사결합됨에 따라 상기 가이드부재(31)가 자전하도록 회전하면 상기 이동부재(33)가 상하로 이동될 수도 있다. 여기서 상기 가이드부재(31)의 하단에는 모터가 연결될 수 있으며, 상기 모터의 정역회전 방향에 따라 상기 이동부재(33)의 상측 이동 및 하측 이동이 조절될 수 있다. 그리고 상기 가이드부재(31)를 회전시키는 모터는 상술한 바와 같이 시설로봇(100)의 작업제어부(142)의 제어신호에 따라 조절될 수 있다.

상기 작업제어부(142)는 상기 카메라(32)에서 촬영된 정보를 분석하여 작물의 생장점을 분석할 수 있다. 여기서 작물의 생장점은 상기 작물의 상단높이일 수 있으며, 상기 작업제어부(142)는 영상분석을 통해 작물의 수확 영역(Harvest Area)과 수확하기가 어려운 비수확 영역(Leaf Area)을 구분할 수도 있다. 이때 상기 작업제어부(142)는 상기 통신부(160)를 통해서 상기 관제서버(200)와 연동될 수 있으며, 상기 작업제어부(142)가 상기 탑재체(30)의 카메라(32)에서 촬영된 원본 영상데이터를 상기 관제서버(200)에 전송하고 상기 관제서버(200)에서 영상을 분석하도록 구성될 수도 있다. 또는 상기 작업제어부(142)에서 분석된 정보를 상기 관제서버(200)에 전송하거나, 분석된 정보 및 원본 영상데이터 모두를 전송할 수도 있다. 아울러 상기 작업제어부(142) 또는 관제서버(200)는 상기 탑재체(30)의 카메라(32)에서 촬영된 영상을 기반으로 위와 같이 수확 영역과, 비수확 영역 및 생장점을 구분하고, 지면(Ground)를 기반으로 각각의 높이 또는 상하 길이를 연산할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 시설관리 자동화 시스템에 관한 것으로, 도 6 및 도 7은 관제서버를 도시한 도면을 각각 나타낸다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 관제서버(200)는 모니터링부(210)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 모니터링부(210)는 관리자에게 영상을 통해 정보를 출력할 수 있으며, 상기 시설의 내부와 상기 시설로봇(100)의 실시간 위치를 영상으로 출력하거나 상기 시설로봇(100)의 카메라에서 촬영된 영상을 출력할 수도 있다. 이때 상기 모니터링부(210)는 상기 시설로봇(100)의 위치 뿐만 아니라 현재 상태, 부착된 장치 정보 등을 복합적으로 출력하거나 관리자에게 안내할 수 있으며, 각 시설로봇(100) 또는 복수의 시설로봇(100)으로 구성된 그룹에 임무를 부여하는 등의 플랜을 수립하는 기능도 포함될 수 있다. 그리고 상기 모니터링부(210)는 각 시설로봇(100)의 현재 위치, 예정 진행 경로 및 설정된 시간 전의 과거 진행 경로도 함께 표시될 수 있다. 이때 현재 위치와 예상 진행 경로 및 과거 진행 경로는 서로 다른 아이콘을 통해 표시되어 가시성이 향상될 수 있다. 아울러 상기 모니터링부(210)에서는 각 시설로봇(100)의 현재 수행 중인 임무 및 부착 장비와 관련된 임무 현황을 표시할 수도 있다.

아울러 상술한 시설관리 자동화 시스템을 이용한 본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은 다음과 같다.

본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇(100)이 가동하여 상기 관제서버(200)로 시설로봇(100)의 고유정보를 전송하는 A단계 및, 상기 관제서버(200)에서 수신된 고유정보를 기반으로 권한이 부여된 시설로봇(100)인지를 판별하여 상기 시설로봇(100)으로 권한 승인 여부를 응답하는 B단계를 포함할 수 있다. 그리고 상기 시설로봇(100)에 권한이 부여되지 않은 경우에는 관련 정보를 응답하고 종료되거나 권한 등록단계로 이어질 수 있으며, 상기 시설로봇(100)에 권한이 부여된 경우에는 본 발명에 따른 시설관리 자동화방법은, 상기 시설로봇(100)이 권한 승인을 수신한 후에 시설로봇(100)의 상태정보를 상기 관제서버(200)로 전송하는 C단계 및 상기 관제서버(200)와 시설로봇(100)이 서로 접속 연결되는 D단계를 더 포함할 수 있다. 여기서 상기 A단계 내지 D단계는 서로 순차적으로 진행되는 것을 나타내도록 임의적으로 정의된 명칭일 수 있다.

본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법은, 상기 시설로봇(100)의 권한이 승인되면, 상기 B단계에서는, 상기 관제서버(200)가 UWB앵커(20)의 기준 좌표를 함께 전송하여, 상기 C단계에서의 상기 상태정보가 상기 시설로봇(100)의 현재 위치를 포함할 수 있다. 즉, 상기 시설로봇(100)은 상기 B단계에서 수신받은 복수의 UWB앵커(20)의 정보와 자신이 포함하는 UWB태그(161)로 수신된 상기 UWB앵커(20)와의 거리정보를 통해 자신의 좌표를 상기 메인제어부(140)를 통해 산출할 수 있으며, 산출된 자신의 좌표인 현재 위치를 상기 통신부(160)를 통해 상기 관제서버(200)로 전송할 수 있다.

본 발명에 따른 시설관리 자동화 방법에서, 상기 상태정보는 상기 시설로봇(100)의 기억장치에 기록된 주행계획을 포함하되, 상기 D단계에서는, 상기 시설로봇(100)에 기록된 주행계획과 상기 관제서버(200)에 기록된 주행계획이 충돌할 경우 설정된 우선순위에 따라 상기 시설로봇(100)이 운용될 수 있다. 즉, 상기 시설로봇(100)에 기 설정된 주행계획과 상기 관제서버(200)에서 해당 시설로봇(100)을 운용하도록 명령하는 주행계획이 서로 상이한 경우에 시설로봇(100)의 주행계획 또는 관제서버(200)의 주행계획 중 어느 하나가 우선되도록 상기 시설로봇(100)이 운용될 수 있다.

상기 시설로봇(100)의 메인제어부(140)에는 반복 작업 계획이 포함될 수 있으며, 상기 D단계 이후에 상기 시설로봇(100)이 반복 작업 계획의 선행 조건을 만족한 경우에 임무를 수행할 수 있으며, 상기 반복 작업 계획의 선행 조건에 충족되면 자율 주행 중인 상기 시설로봇(100)의 동작제어는 일시 정지될 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 시설관리 자동화 시스템
20 : UWB앵커
30 : 탑재체
31 : 가이드부재
32 : 카메라
33 : 이동부재
100 : 시설로봇
110 : 바디부
120 : 장착부
130 : 샤시부
140 : 메인제어부
141 : 주행제어부
142 : 작업제어부
150 : 정보측정부
160 : 통신부
161 : UWB태그
170 : 배터리
200 : 관제서버
210 : 모니터링부

Claims

시설 내에 배양되는 작물 사이를 주행하는 시설로봇; 및
상기 시설로봇에 장착되어 작물의 생육을 보조하는 적어도 하나의 탑재체;
를 포함하고,
상기 시설로봇은,
바디부 및 샤시부를 포함하는 차량으로 형성되되,
상기 탑재체는,
상기 시설로봇에 고정되어 상측으로 연장된 가이드부재;
상기 가이드부재에 연결되어 외부를 촬영하는 적어도 하나의 카메라;
를 포함하고,
상기 카메라가 상기 가이드부재를 따라 상하 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 탑재체는,
상기 카메라가 고정되되 상기 가이드부재가 회전하면 상하로 이동되는 이동부재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
제1항에 있어서,
상기 탑재체와 연결되어 상기 탑재체의 동작을 제어하는 작업제어부;
를 더 포함하고,
상기 작업제어부는,
상기 카메라의 영상을 수신받고 수신받은 영상을 기초로 촬영된 작물의 상단부에 형성된 생장점을 연산하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
제3항에 있어서,
상기 시설로봇과 통신하는 관제서버;
를 포함하고,
상기 시설로봇은,
상기 탑재체가 상면에 장착되는 평판 형상의 장착부 및, 상기 관제서버와 네트워크 통신하는 통신부를 더 포함하고,
상기 시설로봇은,
상기 작업제어부에서 연산된 생장점 또는 상기 카메라에서 촬영된 영상을 상기 통신부를 통해 상기 관제서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
시설 내에 고정되어 상기 UWB와 통신하는 복수의 UWB앵커;
를 더 포함하고,
상기 시설로봇은,
UWB(Ultra Wide Band)를 이용하여 측위가 산출되도록 UWB태그를 더 포함하되,
상기 시설로봇의 측위가 TDoA(TIme Difference of Arrival) 또는 TWR(Two Way Ranging)을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 시설관리 자동화 시스템.