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KR20170072495A - 농업용 작업차량의 운전제어 장치 및 운전제어 방법 - Google Patents

농업용 작업차량의 운전제어 장치 및 운전제어 방법 Download PDF

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KR20170072495A
KR20170072495A KR1020150180714A KR20150180714A KR20170072495A KR 20170072495 A KR20170072495 A KR 20170072495A KR 1020150180714 A KR1020150180714 A KR 1020150180714A KR 20150180714 A KR20150180714 A KR 20150180714A KR 20170072495 A KR20170072495 A KR 20170072495A
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agricultural
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엘에스엠트론 주식회사
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Abstract

GIS(Geographic Information System) 서버로부터 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하는 GIS 데이터 송수신부 및 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

농업용 작업차량의 운전제어 장치 및 운전제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING CONTROL OF AGRICULTURAL WORKING VEHICLE}
본 발명은 농업용 작업차량에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 농업용 작업차량의 운전제어 장치 및 운전제어 방법에 관한 것이다.
농업용 작업차량은 땅을 이용하여 인간 생활에 필요한 작물을 재배하는데 이용되는 것이다. 예를 들어, 콤바인(Combine), 트랙터(Tractor) 등이 농업용 작업차량에 해당한다. 콤바인은 벼, 보리, 밀, 콩 등의 작물을 예취하여 탈곡하는 작업을 수행하는 차량이다. 트랙터는 다양한 종류의 작업기를 연결하여 주행 또는 정지 상태에서 농업용 작업을 수행하는 차량으로써, 트랙터에 장착된 히치(Hitch)에 작업기를 연결시키고 유압장치에 의하여 히치를 상승시킴으로써 작업기를 땅으로부터 끌어올려 농업용 작업을 수행한다.
트랙터와 같은 종래의 농업용 작업차량을 이용하여 농작업을 수행할 경우, 작업의 수행 방법은 운전자의 경험에 따른 노하우에 의존하게 된다. 그러므로, 동일한 농업용 작업차량을 이용하는 경우에도 운전자가 누구냐에 따라서 작업 성능이 크게 차이가 날 수 있다는 문제가 있었다.
이에 따라, 숙련된 운전자의 경험을 데이터 베이스화하여 일정한 수준의 작업 성능을 도출할 수 있는 기술에 대한 필요성이 증가하고 있었다. 더불어, 농작업은 단순 작업을 반복 수행하는 경우가 많기 때문에 처음부터 끝까지 운전자가 조작하는 것은 인력 낭비라고 볼 수 있으며, 이를 담당하는 운전자의 피로도를 해소해야 할 필요성이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 특정 작업지에서 농업용 작업차량의 구동 및 조작 상태를 데이터베이스화하여 구축해두고, 해당 작업지에서 동일한 작업을 수행할 때 데이터베이스를 이용할 수 있는 농업용 작업차량의 운전제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치는 GIS(Geographic Information System) 서버로부터 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하는 GIS 데이터 송수신부; 및 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치는 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터가 저장된 메모리; 및 상기 메모리로부터 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터를 획득하고, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 방법은 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 특정 작업지에서의 농업용 작업차량의 구동 및 조작 정보를 데이터베이스화함으로써, 추후에 동일한 작업을 수행함에 있어서 농업용 작업차량의 구동 및 조작을 무인으로 수행할 수 있어 인력 낭비를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 동일한 작업지에서의 동일한 작업에 대해서 항상 일정한 수준의 작업 성능을 도출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 농업용 작업차량의 작업 대상이 되는 작업지를 단위 영역으로 나타낸도면이다.
도 3은 도 1의 작업지 정보 측정부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 방법에서 GIS 데이터를 생성하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 6은 도 5의 GIS 데이터에 기초한 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 도 6의 GIS 데이터를 갱신하는 방법을 구체적으로 나타내는 플로우차트이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치는 위치 정보 수신부(100), GIS 데이터 송수신부(200), 제어부(300), 구동부(400) 및 조작부(500)를 포함한다.
위치 정보 수신부(100)는 작업지 내에서 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득한다.
구체적으로 위치 정보 수신부(100)는 GPS(Global Positioning System) 기지국(미도시), 및 GPS 위성(미도시)과의 GPS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 위치 정보를 획득할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 GNSS(Global Navigation Satellte System) 기지국 및 GNSS 위성과의 GNSS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 위치 정보를 획득하는 것도 가능하며, 위도 및 경도와 같은 절대 위치 정보를 제공하는 GLONASS와 같은 다양한 위성항법시스템은 무엇이든 이용할 수 있을 것이다.
위치 정보 수신부(100)는 GPS 또는 GNSS 신호를 송수신하여 위도 및 경도를 포함하는 농업용 작업차량의 절대 위치 정보를 실시간으로 획득할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 미리 지정된 좌표를 기준점으로 설정하고 해당 기준점에서 GPS 또는 GNSS 신호를 통해 위치 정보를 획득한 후 농업용 작업차량의 이동에 따라 농업용 작업차량의 상대적인 위치 정보를 연산하거나, 작업지에 설치된 복수개의 기준점의 위치 정보를 이용한 삼각측량법으로 농업용 작업차량의 위치 정보를 상대적으로 결정하는 것도 가능하다.
즉, 위치 정보 수신부(100)는 절대 위치 정보를 갖는 기준점을 기준으로 농업용 작업차량의 상대적인 위치 정보를 연산하고, 농업용 작업차량의 이동 방향 및 이동 속도에 기초하여 농업용 작업차량의 상대적인 위치 변화를 계속해서 연산할 수 있다.
GIS(Geographic Information System) 데이터 송수신부(200)는 GIS 서버(10)로부터 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에서의 위치 정보 별로 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 포함하는 GIS 데이터를 획득한다.
GIS는 일반 지도와 같은 지형정보와 함께 관련 정보를 수집, 작성하여 이를 검색, 분석할 수 있도록 하는 복합적인 지리정보시스템으로, 특히 본 발명의 실시예에서는 전술한 바와 같이 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 GIS 서버(10)에 구축하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 농업용 작업차량의 위치 정보는 위도와 경도를 갖는 하나의 좌표를 의미하는 것은 아니므로, 특정 좌표를 포함하는 소정의 면적을 갖는 영역을 포함하는 의미로 이해함이 바람직하다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업차량의 작업 대상에 해당하는 작업지는 복수개의 단위 영역으로 등분되어 있고 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 GIS 데이터에 포함되어 있을 수 있다.
도 2는 농업용 작업차량의 작업 대상이 되는 작업지를 단위 영역으로 나타낸도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 GIS 서버(10)에는 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역(S)의 위치 정보에 매칭되어 있으므로, 각각의 정보는 전체 작업지에 대해서 GIS 데이터 맵(11)과 같은 형태로 구축되어 있을 수 있다.
도 2에 도시된 각 단위 영역의 색상 차이는 해당 위치 정보에 대응되는 구동 정보 또는 조작 정보가 상이함을 나타내는 것으로, 이는 GIS 데이터 맵(11)을 나타내는 단순한 일례로 볼 수 있을 것이다.
도 2에서는 단위 영역(S)들을 등분한 경우를 예로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으므로 작업지를 서로 다른 크기를 갖는 영역으로 구성하는 것도 가능할 것이다.
또한, GIS 데이터 송수신부(200)는 GIS 데이터를 획득할 때, 농업용 작업차량이 위치한 작업지 전체 영역에서의 모든 GIS 데이터를 획득할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 통신 부담 등을 감안하여 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보에 해당하는 GIS 데이터만을 획득하고 해당 단위 영역을 벗어날 때마다 추가로 그 다음 단위 영역의 위치 정보에 해당하는 GIS 데이터를 획득하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에서 농업용 작업차량의 운전을 제어한다는 것은 농업용 작업차량의 구동을 제어하거나 작업기(20)를 조작하는 것을 모두 포함하는 의미로, 특히 구동 정보는 농업용 작업차량의 구동 속도, 구동 방향 및 변속 정보 등과 같이 농업용 작업차량의 이동과 관련한 정보를 의미하고, 조작 정보는 농업용 작업차량의 작업기(20)의 상승이나 하강, 회전 등과 같이 농업용 작업차량의 작업기(20)에 대한 조작과 관련한 정보를 의미한다.
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 작업기(20)는 로터리(미도시), 쟁기(미도시), 로더(미도시) 또는 베일러(미도시)를 포함한다.
로터리는 전달받은 동력으로 회전하여 토양을 경운(耕耘)하는 장치이고, 쟁기는 토양에 대해 고정된 높이로 이동하여 토양을 경운하는 장치이고, 로더는 흙, 거름 도는 축산 폐기물과 같은 물질을 운반, 적재 및 하역하는 장치이고, 베일러는 수확된 건초의 처리, 운반 및 저장을 용이하게 하기 위해 건초를 압축하는 장치이다.
상기의 구성은 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업차량에 장착되는 작업기(20)의 일부 예에 불과하므로, 본 발명은 기재하지 않은 다양한 작업기(20)를 포함할 수 있을 것이다.
또한, 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보에 해당하는 GIS 데이터가 GIS서버(10)에 구축되어 있지 않은 경우 즉, 농업용 작업차량이 처음으로 작업하는 작업지이거나 기존에 작업한 작업지가 확장된 경우가 있을 수 있는데, 이러한 경우에는 현재의 단위 영역에 대응되는 GIS 데이터가 없음을 디스플레이나 음향 등을 통해 운전자에게 안내할 수 있을 것이다.
제어부(300)는 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 획득되는 GIS 데이터에 포함된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다. 구체적으로 제어부(300)는 GIS 데이터의 구동 정보에 기초하여 농업용 작업차량을 구동시키도록 구동부(400)를 제어하고, GIS 데이터의 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 작업기를 조작하도록 조작부(500)를 제어한다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 농업용 작업차량이 특정 작업지에서 작업을 수행한 경우에 해당 정보를 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭하여 구축된 GIS 데이터를 GIS 서버(10)에 미리 저장해두고, 추후에 동일한 작업지에서 동일한 작업을 수행할 경우에 이전의 구동 정보 또는 조작 정보를 그대로 이용하여 농업용 작업차량의 운전을 자동으로 제어할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 특정 작업지에서 이전에 농업용 작업차량이 구동되고 조작된 정보를 미리 저장해두고 추후에 동일한 작업지에서의 동일한 작업을 수행하는 농업용 작업차량의 운전을 자동으로 제어함으로써, 일률적으로 반복되는 형태의 작업을 수행하기 위해서 운전자가 직접 농업용 작업차량을 구동 및 조작해야 하는 수고를 덜어줄 수 있다.
또한, 제어부(300)는 운전자의 제어 명령에 따라 GIS 데이터에 기초하여 구동부(400) 및 조작부(500)를 동시에 제어하거나, GIS 데이터에 기초하여 조작부(500)만을 제어할 수 있다.
즉, 농업용 작업차량의 구동 및 작업기(20) 조작이 모두 자동으로 수행되기를 원하는 운전자가 있을 수 있고, 농업용 작업차량의 구동은 직접하면서 작업기(20) 조작만이 자동으로 수행되기를 원하는 운전자가 있을 수도 있으므로, 본 발명의 실시예에서 제어부(300)는 운전자의 제어 명령을 추가로 입력 받고, 그에 따라 구동부(400) 또는 조작부(500)를 개별적으로 자동 제어할 수 있을 것이다.
구동부(400)는 제어부(300)의 제어에 기초하여 농업용 작업차량의 구동 속도, 구동 방향 및 변속 등을 제어하여 농업용 작업차량의 이동을 제어하는 구성이다. 특히, 구동부(400)는 GIS 데이터에 포함된 구동 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다.
조작부(500)는 제어부(300)의 제어에 기초하여 농업용 작업차량의 작업기(20)를 상승, 하강 또는 회전시킴으로써, 농업용 작업차량이 위치한 작업지에서 특정한 작업을 수행하도록 제어하는 구성이다. 특히, 조작부(500)는 GIS 데이터에 포함된 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치는 제원 정보 획득부(600), 작업지 정보 측정부(700) 및 부하 측정부(800)를 더 포함할 수 있다.
제원 정보 획득부(600)는 농업용 작업차량의 제원 정보를 획득한다. 구체적으로 제원 정보 획득부(600)는 농업용 작업차량의 엔진 최대 출력, PTO(Power Take Off) 최대 출력, 변속 단수 또는 구동륜의 종류 중 적어도 하나를 포함하는 제원 정보를 획득한다. 이 때, 구동륜의 종류는 네 바퀴에 모두 동력이 전달되어 네 바퀴가 모두 구동륜에 해당하는 4WD(Wheel Drive), 차량의 앞 바퀴 또는 뒷 바퀴에만 동력이 전달되어 앞 바퀴 또는 뒷 바퀴만 구동륜에 해당하는 2WD, 가변적으로 앞 바퀴에 동력을 전달하고 끊을 수 있는 MFWD(Midship engine Front Wheel Drive) 중 하나를 의미할 수 있다.
제원 정보 획득부(600)는 농업용 작업차량의 출고 시에 제원 정보가 기록된 ECU(Electronic Control Unit)(미도시)로부터 농업용 작업차량의 제원 정보를 획득할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 운전자로부터 직접 농업용 작업차량의 제원 정보를 입력받는 것도 가능하다.
GIS 데이터 송수신부(200)는 제원 정보 획득부(600)를 통해 획득되는 농업용 작업차량의 제원 정보를 추가로 이용하여, 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보 및 농업용 작업차량의 제원 정보에 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 포함하는 GIS 데이터를 획득할 수 있다. 이 경우에 GIS 서버(10)의 GIS 데이터에는 제원 정보 별로 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 매칭되어 저장되어 있을 수 있다.
그리고, 제어부(300)는 해당 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 구동부(400) 또는 조작부(500)를 제어함으로써, 자동으로 농업용 작업차량의 운전을 제어할 수 있다.
즉, 동일한 작업지에 대해서 동일한 작업을 수행하는 경우라도 엔진 출력, PTO 출력 등과 같은 제원이 상이한 농업용 작업차량을 이용할 경우에는, 해당 농업용 작업차량의 제원에 맞도록 상이한 구동 및 조작 특성으로 작업을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 단위 영역의 위치 정보뿐만 아니라 제원 정보를 추가로 반영하여 각각의 정보에 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 포함하는 GIS 데이터를 수신하여 농업용 작업차량의 운전을 제어함으로써, 이전에 수행된 농업용 작업차량의 운전을 보다 정확하게 구현할 수 있다.
도 3은 도 1의 작업지 정보 측정부의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다.
작업지 정보 측정부(700)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보를 측정하는 구성으로, 도 2에 도시된 바와 같이 토양 경도 측정부(710), 함수율 측정부(730) 및 경사 측정부(750)를 포함한다.
토양 경도 측정부(710)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 토양의 경도 즉, 단단한 정도를 측정한다. 구체적으로 토양 경도 측정부(710)는 원추관입시험(Cone Penetration Test; CPT)을 통해 깊이에 따른 토양의 압력 저항을 나타내는 원추지수(Cone Index, 단위: kPA)를 출력할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 기타 토양의 경도를 측정할 수 있는 다양한 방식을 이용할 수 있다.
함수율 측정부(730)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 토양의 함수율 즉, 수분의 함량을 측정한다. 구체적으로 함수율 측정부(730)는 지반투과레이더(Ground Penetrating Radar; GPR)와 같은 장비로 토양의 유전상수를 측정하여 유전상수에 대응되는 토양의 함수율을 연산할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 기타 토양의 경도를 측정할 수 있는 다양한 방식을 이용할 수 있다.
경사 측정부(750)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 농업용 작업차량이 위치한 단위 영역의 경사를 측정한다. 구체적으로 경사 측정부(750)는 기울기 감지 센서 등을 포함하여 농업용 작업차량이 기울어진 정도에 기초하여 각 단위 영역의 경사를 측정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 작업지 정보 측정부(700)를 통해 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보를 측정할 수 있고, 제어부(300)는 측정된 단위 영역의 작업지 정보와 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보를 비교하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한지 판단한다.
즉, 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 토양은 온도나 습도와 같은 대기 상태, 비나 눈과 같은 날씨 상태에 따라서 경도, 함수율 또는 경사와 같은 작업지 특성이 변할 수 있으며 이로 인해 농업용 작업차량에 대한 부하 또한 달라지므로, 이전의 운전 방식과 동일하게 농업용 작업차량을 운전하는 것이 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명의 실시예에서 제어부(300)는 현재 단위 영역의 작업지 정보가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 이전 단위 영역의 작업지 정보와 동일한 경우에만 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어함으로써, 최적의 방식으로 농업용 작업차량을 운전할 수 있다.
반면, 제어부(300)는 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않으면, GIS 데이터를 새로 생성하고 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 상기 생성한 GIS 데이터를 GIS 서버(10)로 송신함으로써 GIS 데이터를 갱신한다.
상기에서는 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일한지를 판단하는 것으로 기재하였으나 이 때의 동일은 100%의 동일은 의미하는 것은 아니므로, 농업용 작업차량을 통해 동일한 수준의 작업 성능이 발휘될 수 있는 정도의 편차를 포함하는 것으로 이해함이 타당할 것이다.
구체적으로 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 증가하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않은 경우, 제어부(300)는 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량이 위치하는 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
즉, 토양의 경도가 증가한 경우에는 농업용 작업차량에 대한 부하가 증가한 것이므로 로터리나 쟁기와 같은 작업기(20)를 상승시켜 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 함수율이 증가한 경우에는 동일한 양의 토양이라도 수분을 더 많이 함유함에 따라 무거워져 농업용 작업차량에 대한 부하가 증가한 것이므로 로더와 같은 작업기(20)의 작업 속도를 늦춰 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 경사가 증가한 경우에는 변속 단수를 낮춰 오르막에 의한 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 구동 정보를 갱신한다.
반면, 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 감소하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않은 경우, 제어부(300)는 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량이 위치하는 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
즉, 토양의 경도가 감소한 경우에는 농업용 작업차량에 대한 부하가 감소한 것이므로 로터리나 쟁기와 같은 작업기(20)를 하강시켜 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 함수율이 감소한 경우에는 동일한 양의 토양이라도 수분을 더 적게 함유함에 따라 가벼워져 농업용 작업차량에 대한 부하가 감소한 것이므로 로더와 같은 작업기(20)의 작업 속도를 빠르게 하여 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 경사가 감소한 경우에는 변속 단수를 높여 내리막에 의한 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 구동 정보를 갱신한다.
이 때, 제어부(300)는 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보로부터 벗어나는 정도에 비례하도록 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하는 정도를 조절할 수 있다.
그리고 제어부(300)는 GIS 데이터를 갱신함과 동시에 갱신된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다.
상기에서는 작업지 정보에 토양의 경도, 함수율 및 경사가 포함되는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으므로 농업용 작업차량의 작업에 영향을 미칠 수 있는 정보는 무엇이든 포함할 수 있을 것이다.
즉, 작업지에서 생육되는 작물의 종류에 따라서 비료의 양이나 토양을 경운해야 하는 양 등에서 차이가 있을 수 있으므로 본 발명의 실시예에 따른 작업지 정보 측정부(700)는 작업지의 생육 정보를 추가로 측정할 수 있으며, 작업지의 생육 정보는 반드시 직접 측정해야 하는 것은 아니고 운전자로부터 입력받는 것도 가능할 것이다.
또한, 상기에서는 작업지 정보 측정부(700)를 통해 측정되는 단위 영역의 작업지 정보에 기초하여 간접적으로 농업용 작업차량에 필요한 부하가 변경되는지 판단하여 GIS 데이터를 갱신하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으므로 직접 부하를 측정하는 것도 가능하다.
즉, 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량에 대한 부하를 직접 측정하고, 측정된 부하와 GIS 데이터에 포함된 부하를 비교하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한지 판단할 수 있다. 이 경우 본 발명의 실시예에 따른 GIS 데이터에는 단위 영역에서 농업용 작업차량에 대한 부하 정보가 추가로 포함되어 있을 수 있다.
이를 위해, 부하 측정부(800)는 구동부(400) 및 조작부(500)에 대한 부하를 측정한다.
그리고 제어부(300)는 부하 측정부(800)를 통해 측정된 부하가 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일한 경우에만 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어함으로써, 최적의 방식으로 농업용 작업차량을 운전할 수 있다.
반면, 제어부(300)는 측정된 부하가 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않으면, GIS 데이터를 갱신하고 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 GIS 서버(10)로 송신한다.
구체적으로 제어부(300)는 측정된 부하가 증가하여 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않은 경우, 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량이 위치하는 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
즉, 제어부(300)는 특정 작업지에서의 작업 시의 부하가 이전에 비해서 증가한 경우에 GIS 데이터에 포함된 이전의 부하와 비슷하게 부하를 감소시킬 수 있도록 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
반면, 제어부(300)는 측정된 부하가 감소하여 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않은 경우, 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량이 위치하는 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
즉, 제어부(300)는 특정 작업지에서의 작업 시의 부하가 이전에 비해서 감소한 경우에 GIS 데이터에 포함된 이전의 부하와 비슷하게 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다.
상기에서는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보 또는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에서 농업용 작업차량에 대한 부하가 GIS 데이터를 생성한 시점과 달라졌는지를 비교함으로써, GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량에 대한 운전제어가 가능한지 판단하였다. 그러나, 농업용 작업차량 자체의 결함으로 인해서 농업용 작업차량에 대한 운전제어가 불가능한 경우도 있을 수 있으므로, 제어부(300)는 구동부(400) 또는 조작부(500) 등의 정상 동작 여부를 판단하여 농업용 작업차량에 결함이 있는 경우 운전자에게 경고를 출력할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 특정 작업지에서 작업을 수행한 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 GIS 서버(10)에 저장해두고, 추후에 다시 해당 작업지에서 작업할 경우 저장된 GIS 데이터에 기초하여 운전자의 개입 없이 농업용 작업차량을 자동으로 운전제어하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 제어부(300)는 각 단위 영역의 위치 정보와 해당 단위 영역에서 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 매칭하여 GIS 데이터를 미리 생성해두어야 한다.
이를 위해서 제어부(300)는 농업용 작업차량의 초기 운전 시 즉, 농업용 작업차량이 특정 작업지에서 처음으로 운전될 때, 농업용 작업차량의 각 단위 영역 별로 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 포함하는 GIS 데이터를 생성하고, GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 GIS 데이터를 GIS 서버(10)로 송신한다.
또한, 전술한 바와 같이, 추후에 GIS 서버(10)의 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것이 가능한지 판단할 수 있도록, 제어부(300)는 각 단위 영역 별로 작업지 정보 또는 농업용 작업차량에 대한 부하를 추가로 포함하여 GIS 데이터를 생성할 수 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 GIS 데이터 송수신부(200)가 GIS 서버(10)로부터 GIS 데이터를 획득하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 또 다른 실시예에서는 농업용 작업차량 외부의 서버로부터 GIS 데이터를 획득해야 하는 것은 아니며, 이하에서는 이러한 본 발명의 또 다른 실시예를 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치를 나타내는 블록도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치는 GIS 데이터 송수신부가 포함되지 않고 농업용 작업차량 내부에 메모리(900)가 포함되어, GIS 서버와 연동되지 않는 점을 제외하고 전술한 도 1에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
메모리(900)는 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 저장하고 있다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에서 제어부(300)는 메모리(900)로부터 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터를 획득하고, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다.
구체적으로 제어부(300)는 위치 정보 수신부(100)를 통해 획득되는 농업용 작업차량의 위치 정보에 기초하여, 상기 위치 정보와 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 포함된 GIS 데이터를 메모리(900)로부터 획득한다.
또한, 제어부(300)는 제원 정보 획득부(600)를 통해 획득되는 농업용 작업차량의 제원 정보에 기초하여, 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보 및 농업용 작업차량의 제원 정보에 대응되는 GIS 데이터를 메모리(900)로부터 획득득한다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 메모리(900)에 저장된 GIS 데이터에는 단위 영역의 작업지 정보가 더 포함될 수 있고, 제어부(300)는 작업지 정보 측정부(700)를 통해 측정되는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보에 기초하여, 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하면, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어할 수 있다.
반면, 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않으면, 제어부(300)는 획득된 GIS 데이터를 갱신하고 갱신한 GIS 데이터를 메모리(900)에 저장함으로써 GIS 데이터를 최신화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따른 메모리(900)에 저장된 GIS 데이터에는 단위 영역에서 농업용 작업차량에 대한 부하가 더 포함될 수 있고, 제어부(300)는 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하면, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어할 수 있다.
반면, 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않으면, 제어부(300)는 획득된 GIS 데이터를 갱신하고 갱신한 GIS 데이터를 메모리(900)에 저장함으로써 GIS 데이터를 최신화할 수 있다.
이 때, 제어부(300)가 단위 영역의 작업지 정보 또는 농업용 작업차량에 대한 부하에 따라 GIS 데이터를 갱신하는 과정은 본 발명의 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
또한, 제어부(300)는 농업용 작업차량의 초기 운전 시 즉, 농업용 작업차량이 특정 작업지에서 처음으로 운전될 때, 농업용 작업차량의 각 단위 영역 별로 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 포함하는 GIS 데이터를 생성하고, 생성한 GIS 데이터를 메모리(900)에 저장한다.
이하에서는 농업용 작업차량의 초기 운전 시에 GIS 데이터를 생성하는 과정에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 방법에서 GIS 데이터를 생성하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저, 위치 정보 수신부(100)는 복수의 단위 영역으로 구성된 작업지에서 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득한다(S10). 구체적으로 위치 정보 수신부(100)는 GPS 기지국 및 GPS 위성과의 GPS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 GNSS(Global Navigation Satellte System) 기지국 및 GNSS 위성과의 GNSS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 위치 정보를 획득하는 것도 가능하며, 위도 및 경도와 같은 절대 위치 정보를 제공하는 다양한 시스템은 무엇이든 이용할 수 있을 것이다.
또한, 전술한 단계(S10)에서 위치 정보 수신부(100)는 GPS 또는 GNSS 신호를 송수신하여 위도 및 경도를 포함하는 농업용 작업차량의 절대 위치 정보를 실시간으로 획득할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 농업용 작업차량의 이동에 따라 농업용 작업차량의 상대적인 위치 정보를 연산하거나, 작업지에 설치된 복수개의 기준점의 위치 정보를 이용한 삼각측량법 등의 방법을 이용하여 농업용 작업차량의 위치 정보를 상대적으로 결정하는 것도 가능하다.
다음으로, 제원 정보 획득부(600)는 농업용 작업차량의 제원 정보를 획득한다(S20). 구체적으로 제원 정보 획득부(600)는 농업용 작업차량의 엔진 최대 출력, PTO(Power Take Off) 최대 출력, 변속 단수 또는 구동륜의 종류 중 적어도 하나를 포함하는 제원 정보를 획득한다.
즉, 동일한 작업지에 대해서 동일한 작업을 수행하는 경우라도 엔진 출력, PTO 출력 등과 같은 제원이 상이한 농업용 작업차량을 이용할 경우에는, 해당 농업용 작업차량의 제원에 맞도록 상이한 구동 및 조작 특성으로 작업을 수행하게 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 농업용 작업차량의 위치 정보 및 제원 정보별로 구동 정보 또는 조작 정보가 매칭된 GIS 데이터를 생성할 수 있도록 제원 정보도 함께 획득한다.
다음으로, 제어부(300)는 운전자에 의한 운전 제어로 농업용 작업차량이 구동되면, 농업용 작업차량의 구동에 따라 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 농업용 작업차량의 구동 정보와 조작 정보를 모니터링 한다(S30).
즉, 운전자는 작업지를 이동하면서 각 단위 영역 별로 적합하게 구동부(400)를 동작시켜 구동 속도, 구동 방향 및 변속 등을 제어하여 농업용 작업차량을 구동할 것이고, 각 단위 영역 별로 적합하게 조작부(500)를 동작시켜 농업용 작업차량의 작업기(20) 상승이나 하강, 회전 등을 조작할 것이므로, 제어부(300)는 구동부(400) 및 조작부(500)에 대한 사용자의 제어를 모니터링함으로써 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별 구동 정보와 조작 정보를 획득하게 된다.
다음으로, 작업지 정보 측정부(700)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 작업지 정보를 측정한다(S40). 구체적으로 작업지 정보 측정부(700)는 농업용 작업차량이 위치한 단위 영역 별로 작업지의 토양 경도, 함수율 또는 경사를 측정한다.
즉, 작업지의 토양 경도, 함수율 또는 경사와 같은 특성이 달라진 경우에는농업용 작업차량에 대한 부하 또한 달라져서 이전의 운전 방식과 동일하게 농업용 작업차량을 운전하는 것은 바람직하지 않으므로, 추후에 동일한 작업지에서 동일한 작업을 진행할 경우에 작업지 정보가 일정한 상태로 유지되었는지 판단할 수 있도록 현재 상태에서의 작업지 정보를 측정한다.
상기에서는 제어부(300)가 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 구동 정보와 조작 정보를 모니터링한 후, 작업지 정보 측정부(700)가 단위 영역 별로 작업지 정보를 측정하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이러한 순서에 한정되지 않는다. 따라서, 구동 정보와 조작 정보의 모니터링과 작업지 정보 측정은 동시에 수행되는 것은 물론, 작업지 정보 측정이 먼저 수행되는 것도 가능하다.
또한, 전술한 단계(S40)에서는 농업용 작업차량에 대한 부하를 간접적으로 측정하기 위해 작업지 정보 측정부(700)가 작업지 정보를 측정하는 것으로 기재하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으므로 부하 측정부(800)가 직접 농업용 작업차량에 대한 부하를 측정하는 것도 가능하다.
다음으로, 제어부(300)는 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 구동 정보, 조작 정보 및 작업지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 GIS 데이터를 생성하고(S50), 제어부(300)는 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 상기 GIS 데이터를 GIS 서버(10)로 전송하거나, 상기 GIS 데이터를 농업용 작업차량 내부의 메모리(900)에 저장한다(S60).
상기의 과정(S10 내지 S60)은 농업용 작업차량이 특정 작업지의 단위 영역을 이동하면서 모든 작업을 마칠 때까지 계속되기 때문에 GIS 데이터는 특정 작업지의 모든 단위 영역에 대해서 맵 형태로 저장되게 된다.
이하에서는, 특정 작업지에 대해서 저장된 GIS 데이터를 이용하여 추후에 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 과정에 대해서 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 6은 도 5의 GIS 데이터에 기초한 본 발명에 따른 농업용 작업차량의 운전제어 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 도 6의 GIS 데이터를 갱신하는 방법을 구체적으로 나타내는 플로우차트이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 위치 정보 수신부(100)는 복수의 단위 영역으로 구성된 작업지에서 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득한다(S100). 구체적으로 위치 정보 수신부(100)는 GPS 기지국 및 GPS 위성과의 GPS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 GNSS(Global Navigation Satellte System) 기지국 및 GNSS 위성과의 GNSS 신호 송수신을 통해 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 위치 정보를 획득하는 것도 가능하며, 위도 및 경도와 같은 절대 위치 정보를 제공하는 다양한 시스템은 무엇이든 이용할 수 있을 것이다.
또한, 전술한 단계(S100)에서 위치 정보 수신부(100)는 GPS 또는 GNSS 신호를 송수신하여 위도 및 경도를 포함하는 농업용 작업차량의 절대 위치 정보를 실시간으로 획득할 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니므로 농업용 작업차량의 이동에 따라 농업용 작업차량의 상대적인 위치 정보를 연산하거나, 작업지에 설치된 복수개의 기준점의 위치 정보를 이용한 삼각측량법 등의 방법을 이용하여 농업용 작업차량의 위치 정보를 상대적으로 결정하는 것도 가능하다.
다음으로, GIS 데이터 송수신부(200)는 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득한다(S200).
구체적으로, GIS 데이터 송수신부(200)는 GIS 서버(10)로부터 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하거나 농업용 작업 차량 내부의 메모리(900)로부터 GIS 데이터를 추출하는 방식으로 상기 GIS 데이터를 획득할 수 있다.
또한, GIS 데이터를 메모리(900)에 저장하는 경우, GIS 데이터의 저장이나 갱신은 제어부(300)의 제어에 의해서 수행될 수 있다.
이 때, GIS 데이터에는 구동 정보 또는 조작 정보뿐만이 아니라, 해당 GIS 데이터가 생성될 당시에 농업용 작업차량이 위치한 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하 정보가 함께 포함될 수 있다.
다음으로, 제어부(300)는 GIS 데이터 송수신부(200)를 통해 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한지 판단한다(S300).
구체적으로 제어부(300)는 작업지 정보 측정부(700)를 통해 측정된 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하 측정부(800)를 통해 측정된 해당 단위 영역에서 농업용 작업차량에 대한 부하가 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하면, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한 것으로 판단한다.
즉, 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 토양은 온도나 습도와 같은 대기 상태, 비나 눈과 같은 날씨 상태에 따라서 경도, 함수율 또는 경사와 같은 작업지 특성이 변할 수 있으며 이로 인해 농업용 작업차량에 대한 부하 또한 달라지므로, 이전의 운전 방식과 동일하게 농업용 작업차량을 운전하는 것이 바람직하지 않다.
따라서, 전술한 단계(S300)의 판단 결과, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한 것으로 판단되는 경우에만 제어부(300)는 해당 GIS 데이터에 포함된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다(S400).
구체적으로 제어부(300)는 운전자의 제어 명령에 따라 GIS 데이터에 기초하여 구동부(400) 및 조작부(500)를 동시에 제어하거나, GIS 데이터에 기초하여 조작부(500)만을 제어할 수 있다.
즉, 농업용 작업차량의 구동 및 작업기(20) 조작이 모두 자동으로 수행되기를 원하는 운전자가 있을 수도 있고, 농업용 작업차량의 구동은 직접하면서 작업기(20) 조작만이 자동으로 수행되기를 원하는 운전자가 있을 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서 제어부(300)는 운전자의 제어 명령을 추가로 입력받고, 그에 따라 구동부(400) 또는 조작부(500)를 개별적으로 자동 제어할 수 있을 것이다.
한편, 전술한 단계(S300)에서, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(300)는 GIS 서버(10)에 저장된 해당 단위 영역에서의 GIS 데이터 또는 농업용 작업차량 내부의 메모리(900)에 저장된 GIS 데이터를 갱신한다(S320).
즉, 획득된 GIS 데이터에 기초하여 농업용 작업차량의 운전제어가 가능하지 않다는 것은 단위 영역의 작업지 정보가 달라진 것을 의미하므로, 추후에 달라진 작업지 정보에 기초한 GIS 데이터를 이용할 수 있도록 제어부(300)는 달라진 작업지 정보로 GIS 데이터를 갱신한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 농업용 작업차량의 단위 영역 별로 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 증가하거나 부하가 증가하여 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하지 않은 것인지 판단하고(S321), 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 증가하거나 부하가 증가하여 동일하지 않은 것으로 판단되면, 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 해당 단위 영역의 위치 정보에 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다(S322).
즉, 토양의 경도가 증가한 경우에는 농업용 작업차량에 대한 부하가 증가한 것이므로 로터리나 쟁기와 같은 작업기(20)를 상승시켜 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 함수율이 증가한 경우에는 동일한 양의 토양이라도 수분을 더 많이 함유함에 따라 무거워져 농업용 작업차량에 대한 부하가 증가한 것이므로 로더와 같은 작업기(20)의 작업 속도를 늦춰 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 경사가 증가한 경우에는 변속 단수를 낮춰 오르막에 의한 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 구동 정보를 갱신한다.
반면, 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 감소하거나 부하가 감소하여 GIS 데이터에 포함된 작업지 정보 또는 부하와 동일하지 않은 것으로 판단되면, 제어부(300)는 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 해당 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신한다(S323).
즉, 토양의 경도가 감소한 경우에는 농업용 작업차량에 대한 부하가 감소한 것이므로 로터리나 쟁기와 같은 작업기(20)를 하강시켜 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 함수율이 감소한 경우에는 동일한 양의 토양이라도 수분을 더 적게 함유함에 따라 가벼워져 농업용 작업차량에 대한 부하가 감소한 것이므로 로더와 같은 작업기(20)의 작업 속도를 빠르게 하여 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 조작 정보를 갱신하고, 경사가 감소한 경우에는 변속 단수를 높여 내리막에 의한 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 농업용 작업차량의 구동 정보를 갱신한다.
전술한 단계(S322, S323)에서는 단위 영역의 위치 정보에 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하는 것으로 기재하였으나, 농업용 작업차량의 초기 운전 시에 GIS 데이터를 생성할 때(S10 내지 S60)와 마찬가지로 제어부(300)는 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하 정보를 추가로 단위 영역에 매칭하여 GIS 데이터를 갱신할 수도 있을 것이다.
다음으로, 제어부(300)는 갱신된 GIS 데이터에 포함된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어한다(S400).
상술한 농업용 작업차량의 운전제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 이용하여 수행될 수 있는 프로그램 형태로도 구현될 수도 있다. 이 때 농업용 작업차량의 운전제어 방법을 수행하기 위한 프로그램은 스마트 기기, 하드 디스크, CD-ROM, DVD, 롬(ROM), 램, 또는 플래시 메모리와 같은 컴퓨터로 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나, 내려 받기 기능을 제공하는 서버에 저장될 수도 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: GIS 서버 20: 작업기
100: 위치 정보 수신부 200: GIS 데이터 송수신부
300: 제어부 400: 구동부
500: 조작부 600: 제원 정보 획득부
700: 작업지 정보 측정부 800: 부하 측정부
900: 메모리

Claims (24)

  1. GIS(Geographic Information System) 서버(10)로부터 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하는 GIS 데이터 송수신부(200); 및
    상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  2. 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터가 저장된 메모리(900); 및
    상기 메모리로부터 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터를 획득하고, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 제어부(300)를 포함하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득하는 위치 정보 수신부(100)를 더 포함하고,
    상기 획득된 GIS 데이터에는 상기 위치 정보와 매칭된 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치 정보 수신부(100)는 GPS(Global Positioning System) 또는 GNSS(Global Navigation Satellite System)를 이용하여 상기 농업용 작업차량의 위치 정보를 획득하거나, 상기 작업지의 위치 정보 및 상기 작업지에 설치된 복수개의 기준점의 위치 정보를 이용하여 상기 농업용 작업차량의 위치 정보를 상대적으로 결정하거나, 상기 작업지의 위치 정보 및 상기 복수개의 기준점의 위치 정보를 획득한 후 상기 농업용 작업차량의 이동에 따라 상기 농업용 작업차량의 상대적인 위치 정보를 연산하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량의 제원 정보를 획득하는 제원 정보 획득부(600)를 더 포함하고,
    상기 제어부(300)는 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보 및 상기 농업용 작업차량의 제원 정보에 대응되는 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보를 측정하는 작업지 정보 측정부(700)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 GIS 데이터에는 상기 단위 영역의 작업지 정보가 더 포함되고,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하면, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않으면, 상기 획득된 GIS 데이터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 작업지 정보 측정부(700)는 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 토양 경도를 측정하는 토양 경도 측정부(710), 상기 단위 영역의 토양 수분 함량을 측정하는 함수율 측정부(730) 및 상기 단위 영역의 토양 경사를 측정하는 경사 측정부(750)를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 증가하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않으면, 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하고,
    상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 감소하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보와 동일하지 않으면, 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하고,
    상기 갱신된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에서 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 측정하는 부하 측정부(800)를 더 포함하고,
    상기 GIS 데이터에는 상기 단위 영역에서 상기 농업용 작업차량에 대한 부하가 더 포함되고,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하면, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않으면, 상기 획득된 GIS 데이터를 갱신하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 증가하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않으면, 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하고,
    상기 측정된 농업용 작업차량에 대한 부하가 감소하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 부하와 동일하지 않으면, 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하고,
    상기 갱신된 구동 정보 또는 조작 정보에 기초하여 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량의 구동을 제어하는 구동부(400); 및
    상기 농업용 작업차량의 작업기(20)를 제어하는 조작부(500) 중 적어도 하나를 더 포함하고,
    상기 제어부(300)는 운전자의 제어 명령에 따라 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 구동부(400) 및 조작부(500)를 제어하거나, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 조작부(500)를 제어하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어부(300)는 상기 농업용 작업차량의 초기 운전 시에 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 상기 농업용 작업차량의 구동 정보, 조작 정보, 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보 및 상기 농업용 작업차량에 대한 부하 중 적어도 하나를 포함하는 GIS 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 장치.
  16. 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에 해당하는 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전을 제어하는 단계를 포함하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 GIS 데이터를 획득하는 단계에서,
    상기 GIS 데이터는 GIS(Geographic Information System) 서버(10)로부터 획득되거나, 상기 농업용 작업차량 내부의 메모리(900)로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 GIS 데이터를 획득하는 단계 이후에, 상기 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한지 판단하는 단계는, 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 작업지 정보 또는 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역에서 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하를 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 비교 결과, 상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하면, 상기 획득된 GIS 데이터에 기초하여 상기 농업용 작업차량의 운전제어가 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 비교 결과, 상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하가 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하지 않으면,
    상기 GIS 데이터를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 비교하는 단계에서, 상기 작업지 정보는 토양의 경도, 함수율 및 경사(scope) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 증가하거나 상기 부하가 증가하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하지 않으면, 상기 GIS 데이터를 갱신하는 단계는 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 감소시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하고,
    상기 측정된 단위 영역의 작업지 정보에 포함된 토양의 경도, 함수율 또는 경사가 감소하거나 상기 부하가 감소하여 상기 획득된 GIS 데이터에 포함된 단위 영역의 작업지 정보 또는 부하와 동일하지 않으면, 상기 GIS 데이터를 갱신하는 단계는 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 증가시킬 수 있도록 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 구동 정보 또는 조작 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  23. 제16항에 있어서,
    상기 GIS 데이터를 획득하는 단계 이전에, 상기 작업지를 구성하는 단위 영역에서의 농업용 작업차량의 구동 정보 또는 조작 정보가 각 단위 영역의 위치 정보와 매칭된 GIS 데이터를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 GIS 데이터를 생성하는 단계는,
    상기 농업용 작업차량이 위치한 작업지의 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 농업용 작업차량의 구동에 따라 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위영역 별로 상기 농업용 작업차량의 구동 정보와 조작 정보를 모니터링하는 단계; 및
    상기 단위 영역 별로 상기 농업용 작업차량의 구동 정보 및 조작 정보가 매칭된 GIS 데이터를 생성하고 상기 생성한 GIS 데이터를 상기 GIS 서버(10)로 전송하거나 상기 농업용 작업차량 내부의 메모리(900)에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 생성한 GIS 데이터를 상기 GIS 서버(10)로 전송하거나 상기 농업용 작업차량 내부의 메모리(900)에 저장하는 단계 이전에, 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 상기 농업용 작업차량이 위치한 단위 영역의 작업지 정보 또는 상기 농업용 작업차량이 위치한 단위 영역에서 상기 농업용 작업차량에 대한 부하를 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 GIS 데이터를 생성할 때 상기 농업용 작업차량이 위치하는 단위 영역 별로 작업지 정보 또는 부하를 추가로 매칭하여 상기 GIS 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 농업용 작업차량의 운전제어 방법.
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