제초 로봇의 제초 경계영역, 제초 상태 인식 장치 및 그 방법 {Mowing Robot's Mowing Boundary Area and Weed Length Recognition Apparatus and the Method}

본 발명은 제초 로봇의 제초 경계영역, 제초 상태 인식 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로, 제초 로봇의 자동제초를 위한 제초 경계영역 인식 및 제초 높이 인식기술에 관한 것이다.

제초작업은 작업의 특성이 단순하고, 주로 한여름에 집중되어 있어, 사람이 직접 오랜 시간, 제초 작업 장치를 사용하여 작업할 경우, 육체적인 피로를 일으킨다. 아울러, 제초 작업 장치는 제초날을 포함하고 있어, 안전 사고의 위험이 높다.

이러한 문제를 해결하고 제초작업을 자동화하기 위한 제초장치에 대한 기술이 공개특허공보 US10/913596 등에 개시되어 있지만, 종래의 제초 장치는 주로 가정의 정원과 같은 협소한 영역이나 축구장과 같은 규격화된 영역을 대상으로 한 제품이 주를 이룬다.

특히, 종래의 제초 장치는 제초영역을 구분하기 위해 경계영역에 신호선을 따로 설치하는 방식으로 작동되고 있다. 경계영역의 신호선에는 전자기신호, 라디오신호, 광신호 등이 있고 이를 방출하면, 제초로봇의 신호 감지장치를 통해 제초 경계선을 인식하여 경계 내에서 작업을 수행하게 된다.

이렇게 종래의 신호선을 이용하여 제초 경계영역을 인식하는 방식은 경계선을 위한 별도의 부가장치가 필요하기 때문에, 신호선 인식 장치 및 신호선 고장 시 작업영역 인식이 불가능하고, 넓고 불규칙한 작업영역에 종래의 기술을 적용하기에는 비용과 실용적인 측면에 있어서 적합하지 않다.

이런 신호선 기반의 제초 경계영역 인식장치의 단점을 극복하기 위해서 금속이나 자석을 경계부근에 설치하고, 제초로봇에서 이를 감지하여 경계를 인식하는 방법 또한 제안되었다.

하지만 이 방법 역시 신호선 방식과 마찬가지로 경계영역 부근에 별도의 장치가 설치되어야 하고, 본 장치를 감지하기 위한 센서가 별도로 추가되어야 할 뿐만 아니라 외부 환경에 의한 영향을 많이 받는다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 제초상태를 파악하기 위한 기술은 잔디길이 감지센서기반의 높이정보를 이용해 제초를 할 것인가의 유무만을 결정할 뿐 잔디 상태에 따른 보다 정확한 제초제어 기능은 갖추고 있지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 외부 장치 설치 없이 경계지역에 존재하는 지면 환경을 기초로 제초 경계영역을 인식하고, 제초 상태를 판단하여 제초 로봇을 제어하는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일면에 따르는 제초 로봇의 제초 경계영역 인식 장치는, 지면의 제초 상태에 따른 상기 지면의 환경 데이터를 획득하는 지면 상태 측정부, 지면 환경 데이터를 기초로 지면의 제초 상태를 파악하여 제초 경계 영역을 인식하는 판단부 및 제초가 필요한 제초 영역으로 제초 로봇의 주행을 조정하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 다른 일면에 따른 제초 로봇의 지면 제초 상태 인식 장치는, 지면에서 생장하는 식물과 제초 로봇 사이의 수직 거리를 감지하는 하나 이상의 거리센서, 수직 거리가 소정값 이하일 경우 식물이 생장하는 지면을 제초 작업이 필요한 곳으로 판단하는 판단부 및 제초 작업이 필요하다고 판단된 곳으로 제초 로봇을 주행시키는 로봇 주행 제어부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 제초 로봇의 지면 제초 상태 인식 장치는, 제초로봇에 장착되어 지면에서 소정 길이 이상 생장한 식물을 장애물로 감지하는 하나 이상의 장애물 인지센서, 장애물이 감지된 지면을 제초 영역으로 인식하는 판단부 및 제초영역으로 제초 로봇을 주행시키는 로봇 주행 제어부를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 제초 로봇의 지면 제초 영역 인식 방법은 지면의 제초 상태에 따른 지면의 환경 데이터를 획득하는 단계, 지면 환경 데이터에 기초하여 지면의 제초 상태를 파악하여 제초 영역을 인식하는 단계 및 제초가 필요한 제초영역으로 제초 로봇의 주행을 조정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 제초 로봇의 지면 제초 상태 인식방법은 지면에서 생장하는 식물과 제초 로봇의 저면에 배치된 거리센서 사이의 거리를 인식하는 단계, 지면에서 생장하는 식물과 로봇에 장착된 거리센서 사이의 거리가 소정값 이하인 경우 식물이 생장하는 지면을 제초 작업이 필요한 제초영역으로 판단하는 단계 및 제초 작업이 필요하다고 판단된 제초영역으로 제초 로봇을 주행시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 일면에 따른 제초 로봇의 지면 제초 상태 인식 방법은 센서로 상기 지면에서 생장한 식물을 장애물로 감지하는 단계, 장애물이 감지된 지면을 제초 작업이 필요한 제초영역으로 인식하는 단계 및 제초 작업이 필요한 곳으로 제초 로봇을 주행시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 제초 로봇이 제초 경계영역을 인식하는데 있어서 추가적인 장치 없이 지면의 환경 데이터인 지면의 슬립상태나 지면에서 반사되는 빛의 강도 및 제초로봇 회전칼날의 토크측정 등을 통해 제초 영역의 경계를 인식할 수 있게 한다.

또한, 지면에서 생장하는 식물의 높이 및 제초상태를 센서의 조합으로 인식 하게하고, 이에 따라 제초로봇의 주행을 보다 정밀하게 조정하여 정확한 제초 제어 기능을 제공한다.

아울러, 본 발명의 제초 제어 기능을 정원의 잔디 깎기 로봇에서 과수원 제초 로봇 주행 제어 등으로 다양하게 응용하여 사용자의 장비사용 편리성과 생산성을 증대시킨다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제초 경계영역 인식 장치의 블록도.
도 2A 내지 2C는 본 발명의 일실시예에 따른 제초 상태 인식 방법의 실시예를 나타낸 도면.
도 3A 내지 3C는 본 발명의 일실시예에 따른 장애물 감시 센서의 배치 형태를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제초 영역 인식 방법을 나타낸 흐름도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다.

한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제초 경계영역 인식 장치의 블록도이다.

본 발명은 제초 로봇의 제초 경계영역 인식 장치로서, 지면의 제초 상태에 따른 지면의 환경 데이터를 획득하는 지면 상태 측정부(100), 획득된 지면 환경 데이터를 기초로 지면의 제초 상태를 파악하여 제초 경계 영역을 인식하는 판단부(200) 및 제초가 필요한 제초 영역으로 제초 로봇의 주행을 조정하는 제어부(300)를 포함한다.

지면 상태 측정부(100)는 지면의 제초 상태를 판단하기 위해 필요한 지면 환경 데이터를 획득하는 지면 슬립상태 측정부(110), 주행상태 측정부(120), 빛 반사강도 측정부(130), 모터 회전력 측정부(140)중 하나 이상을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 지면 슬립상태 측정부(110)는 제초 로봇 바퀴의 마찰력을 기초로 로봇 바퀴의 마찰계수를 추정하거나 지면의 슬립발생 빈도를 기초로 지면의 미끄럼 정도를 추정한다.

일반적으로, 제초가 필요한 제초영역은 식물이 있는 영역과 식물이 없는 영역으로 나눠지는데, 식물이 있는 영역에서는 제초로봇의 바퀴의 마찰력이 작아 마찰계수가 적게 측정되고 슬립이 많이 발생하게 된다.

하지만, 제초 불필요 영역은 식물이 없고, 도로, 흙, 자갈 등으로 덮여 있어, 식물이 많이 있는 곳과 비교하였을 때, 상대적으로 마찰계수가 크게 측정되고 슬립의 발생 빈도가 보다 적게 측정되어, 마찰계수와 슬립 발생 빈도 측정을 통해 제초 경계영역에 대한 인식이 가능하다.

따라서, 판단부(200)는 슬립상태 측정부(110)로부터 획득한 로봇 바퀴의 마찰 계수가 소정의 값 이하이거나, 지면의 슬립 발생 빈도가 다른 소정의 값 이상이면, 지면을 제초가 필요한 제초영역으로 인식하고, 제어부는(300) 제초작업이 필요한 지면으로 제초로봇의 주행을 조정하게 된다.

예컨대, 제어부(300)는 지면 슬립상태 측정부(110)로부터 획득한 지면의 미끄럼 정도에 따라, 제초로봇의 지면상태를 체크하여 식물이 없는 영역에 도달하게 되면 경계구역 밖을 나간 것으로 인식하여 이전영역으로 돌아갈 수 있도록 제어명령을 준다.

아울러 지면 슬립상태 측정부(110)는 경사가 존재하는 지면에서는, 지면의 경사를 고려하여 로봇 바퀴의 마찰계수 및 지면의 슬립발생 빈도를 보정하는 경사 측정부(111)를 포함한다.

일반적으로, 평지에서는 지면 및 제초로봇의 기울기를 고려하지 않고 지면의 슬립상태를 추정하여 제초 로봇을 제어할 수 있지만, 경사가 존재하는 곳(예컨대, 과수원 등)에서는 경사도로 인해 마찰계수 및/또는 슬립 발생 빈도가 변하여, 로봇 바퀴의 마찰계수와 지면의 슬립 발생 빈도가 평지와 비교하여 차이가 나게 된다.

경사가 있는 지면에서의 정확한 슬립상태 측정을 위해 본 발명에서는 기울기 센서 등으로 구성된 경사 측정부(111)에서 경사가 있는 지면에서의 마찰력과 슬립 상태를 보정하여 경사가 있는 지면에서도 정확한 지면의 환경 데이터를 제공할 수 있도록 한다. 판단부(200)는 경사 측정부(111) 및 지면 상태 측정부(100)로부터 획득한 데이터를 기초로 제초 경계영역을 구분한다.

주행상태 측정부(120)는 지면의 제초 상태를 판단하기 위해 제초로봇의 주행상태를 측정한다.

제초 상태를 판단하고자 하는 지면에서 생장하는 식물의 길이에 따라 지면의 슬립 정도에 차이가 발생하며, 이는 그 지면에서 주행하는 제초로봇의 주행 상태(예컨대, 같은 동력에 의한 제초 로봇의 주행 속도 등)에 영향을 미친다.

일반적으로, 식물의 길이가 긴 지면에서는 같은 동력에 의한 제초 로봇의 주행 속도가 식물의 길이가 짧은 영역과 비교하여 상대적으로 작은 값을 가지게 된다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 지면에서 생장하는 식물의 길이를 측정하는 별도의 길이 측정센서 없이, 로봇 주행상태에 기초한 지면 환경 데이터로 제초 전후 영역 및 제초 상태에 대한 구분을 하여, 제초 로봇에 효과적으로 주행명령과 제초명령을 내릴 수 있다.

본 발명의 빛 반사강도 측정부(130)는 지면의 색상, 수분함량 및 거칠기에 따른 지면의 빛 반사 강도를 측정한다.

빛의 반사강도는 지면의 특성에 따라 달라지는 값으로, 지면의 거칠기와 색상, 지면의 수분함량 등에 의해 영향을 받는다. 수분함량이 상대적으로 적은 건조한 상태가 수분 함량이 높은 상태보다 더 큰 반사강도를 보이고 지면이 매끈할수록 반사강도가 높게 나타난다. 아울러, 색과 반사강도의 관계는 흰색의 반사강도는 높게 갈색의 반사강도는 낮게 나타난다.

전술한 바와 같은, 지면의 거칠기, 색상 및 수분함량에 따른 빛의 반사 강도 특성을 기초로, 제초영역은 대부분 초록색을 띄고, 그 외의 영역은 그 외의 색상(예컨대, 갈색, 황갈색, 검은색 등)을 띈다는 점을 활용하여, 본 발명에 따른 일실시예에서는 지면에 따른 반사 강도의 차이를 제초로봇의 경계인식을 위한 데이터로 이용한다.

구체적으로, 식물이 존재하는 제초영역은 상대적으로 수분 함유량이 높고 표면이 일정하지 않다. 또한 식물은 대부분 초록색을 띄는 반면, 지면에서 생장하는 식물이 거의 존재하지 않는 제초 불필요 영역은 갈색, 검은색을 띄게 되어 빛의 반사강도를 기반으로 경계영역 구분이 가능하다.

즉, 판단부(200)는 빛 반사 강도 측정부(130)로부터 획득한 지면의 반사 강도 데이터가 일정 이상인 지면을 제초가 필요한 곳으로 인식하고, 제어부(300)는 이 곳으로 제초로봇의 주행을 지시하게 된다.

식물이 있는 영역과 식물이 없는 영역에 대해 빛의 반사강도 정도를 미리 모델링 하여 구분하거나, 최초로 로봇 사용시 두 영역에 대해 사용자가 직접 설정 또는 보정을 진행한 후 제초 경계영역을 인식할 수 있다.

본 발명의 모터 회전력 측정부(140)는 제초 로봇의 제초 칼날을 구동하는 모터의 회전력 및 전류 소모량을 측정한다.

제초칼날을 구동하는 모터에 동일한 동력을 입력 하였을 때 제초할 식물이 있는 지면에서의 회전력이 식물이 없는 지면보다 작게 측정되는 것을 통해, 판단부(200)는 모터의 회전력이나 전류 소모량이 일정 이상인 지면을 제초가 필요한 곳으로 인식하게 된다.

일반적으로, 같은 시간, 혹은 같은 동력 입력에 따른 제초영역의 모터 전류 소모량이 제초 불필요 영역의 모터 전류 소모량과 비교 하였을 때 더 클 것이기 때문에 제초 칼날을 구동하는 모터 회전력을 측정 하여 제초 경계영역을 판단할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 모터 회전력세기는 제초영역 확인 뿐만 아니라 장애물 인식 센서로는 인식하지 못하는 장애물(예컨대, 나무, 돌 등)에 대한 칼날보호나 칼날회전강도 조절의 목적으로도 사용 가능하다.

제초영역은 지면의 식물이 많은 지역이기 때문에, 같은 동력을 공급 받았을 때, 제초 불필요 영역과 비교하여, 바퀴의 회전량은 적고, 동일한 바퀴 회전량에 따른 전력 소모량은 더 많게 측정될 것이다.

아울러, 지면에서 생장하는 식물의 길이가 긴 지역의 제초로봇 전류 소모량이 지면에서 생장하는 식물의 길이가 짧은 지역과 비교하였을 때 상대적으로 크기 때문에, 본 발명의 판단부(200)는 측정된 제초로봇 바퀴의 회전량과 전류 소모량을 비교하여 지면의 제초 상태 및 제초 경계영역을 인식한다.

또한, 지면상태를 추정하기 위해 카메라나 가속도 센서 등과 같은 변위를 측정하게 하는 센서를 이용하거나, 같은 동력을 공급하였을 때 바퀴의 회전량을 비교하는 방법 및 바퀴 회전 시 소모되는 전류량을 비교하는 방법 등도 이용할 수 있다.

본 발명의 다른 일실시예에 따라 거리센서(410) 또는 장애물 유무 확인 센서(420)를 통해 지면의 제초 상태를 인식 할 수 있다.

판단부(200)는 거리센서(410)를 통해 지면에서 생장하는 식물과 제초 로봇 사이의 수직 거리를 인식하여, 인식된 수직 거리가 일정 이하일 경우 식물이 생장하는 지면을 제초 작업이 필요한 곳으로 판단하게 된다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리센서(410)로 제초 높이를 파악하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 2a 에서와 같이, 본 발명의 거리센서(410)는 식물이 없는 구간에서 센서와 지면 사이의 높이(b)가 지면과 제초로봇 하면 사이의 거리 값(a)과 유사하게 측정된다(a = b).

하지만, 지면에 식물이 있으면, 식물과 센서 사이의 거리(c)는 도 2b 에서와 같이, 지면과 제초로봇 하면 사이의 거리 (a) 보다 작은 값으로 도출된다(a > c).

이를 기반으로 거리 센서(410)를 통해 지면에서 생장하는 식물의 높이를 인식하여, 제초 상태를 파악하게 된다.

도면 2A는 식물이 없는 혹은 제초가 된 영역에서의 제초 높이 측정 및 센서설치 예를 도시한 것이고, 도면 2B는 식물이 있는 영역에서의 제초 높이 측정법을 나타내었다. 마지막으로 도면 2C에서는 여러 개의 센서가 설치된 실시 예를 도시하였다.

하나 혹은 그 이상의 거리센서(210)는, 두 개 이상이 제초 로봇에 장착될 경우 도 2C에 도시되어 있는 바와 같이, 각 센서들과 지면에서 생장한 식물 사이 거리의 평균값(예컨대, d, e, f 의 평균값)으로, 식물과 센서 사이의 거리를 인식하여 여러 개의 거리 센서를 장착할 경우 신뢰도 높은 식물과 센서 사이의 거리 값을 인식 할 수 있다. 또한, 여러 개의 거리 센서(410)를 장착하면, 지면에서 생장하는 식물 높이의 편차가 클 경우 보다 정밀한 제초 제어를 할 수 있다는 장점이 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장애물 유무를 확인하는 센서의 배치 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명의 판단부(200)는 도 3A에 도시된 바와 같은, 상호 대응되게 배치된 둘 이상의 장애물 유무 확인 센서(420)를 포함한다.

도 3A에 도시된 본 발명에 따른 일실시예에서는 단순 장애물 유무 확인 센서(420) 두 개를 사용하여 제초상태를 파악한다. 장애물 유무 확인 센서(420)는 로봇 몸통의 하부에 장착되고 센서의 높이조절이 가능하게 설치된 경우 제초높이 확인도 가능하다. 센서의 높이조절은 센서의 위치를 수동 혹은 자동으로 위아래로 조절 가능한 것을 의미한다.

도 3B 및 도 3C 는 본 발명의 일실시예에 따른 둘 이상의 장애물 유무 확인 센서가 설치되는 경우를 나타낸 도면이다. 도3B는 4개의 장애물 유무 확인 센서(420)를 배치한 여러 배치 형태 중 한가지를 나타낸 도면이다.

도 3C 에 도시된 바와 같이, 여러 개(예컨대, 6개)의 장애물 유무 확인 센서(420)를 장착하는 경우 4개의 센서를 장착하는 경우 보다 더욱 다양한 형태로 센서를 배치 할 수 있다.

제어부(300)는 도 3B 및 도 3C에 도시된 바와 같이, 센서의 배치 형태에 따라 장애물이 인식된 곳으로 제초 로봇의 주행을 제어하게 된다.

도 3b는 장애물 유무 확인 센서(420)가 4개 설치된 경우의 설치 예를 나타낸 도면이고, 표 1에는 이때 발생 가능한 센서의 감지 상태를 나타내었다.

표 1.

장애물 유무 확인 센서(420)가 로봇몸통 하부의 전방과 후방에 설치가 되어있을 경우, 지면에 존재하는 식물의 유무에 따라 [표1]에 도시된 바와 같은 4가지 상태가 발생하게 된다. 이 상태를 기반으로 제초상태에 따른 로봇의 주행을 제어한다.

예컨대, 센서가 전방 1, 후방 0일 경우 제초할 공간이 전방이기 때문에 로봇을 전방으로 주행시키고, 센서가 전방 0 후방 1일 경우 제초할 공간이 후방이기 때문에, 로봇을 후방으로 주행 시키게 된다.

도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 센서의 배치형태에 따른 다양한 로봇 주행 제어 실시 예를 나타낸 것이다.

제초 로봇에 장착하는 센서의 개수가 늘어나면 그에 따라 센서 배치 형태 도 증가하게 되므로 보다 세분화된 영역으로 정밀한 주행제어 및 제초 상태 확인이 가능해진다.

이 외에도, 거리센서, 장애물 감지 센서뿐만 아니라 터치센서와 같은 감지센서를 통해서도 로봇 주행을 제어 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제초 경계영역을 인식하는 흐름을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 제초 로봇의 지면 제초 경계영역 인식 방법으로서, 지면의 제초 상태에 따른 지면의 환경 데이터를 획득하는 단계(S100), 지면 환경 데이터를 기초로 지면의 제초 상태를 파악하여 제초 경계 영역을 인식하는 단계(200) 및 제초가 필요한 영역으로 제초 로봇의 주행을 조정하는 단계(300)를 포함한다.

본 발명의 지면의 환경 데이터를 획득하는 단계(S100)는 제초 로봇 바퀴의 마찰력을 기초로 로봇 바퀴의 마찰계수를 추정하거나 지면의 슬립발생 빈도를 기초로 지면의 미끄럼 정도를 추정하는 것을 포함하며, 이 단계(S100)에서 획득한 로봇 바퀴의 마찰 계수가 소정값 이하이거나, 지면의 슬립 발생 빈도가 다른 소정값 이상이면, 상기 지면을 제초가 필요한 제초영역으로 인식하게 된다.

지면의 미끄럼 정도를 추정할 때, 경사가 존재하는 지면에서는, 지면의 경사를 고려하여 로봇 바퀴의 마찰계수 및 상기 지면의 슬립 발생 빈도를 보정하는 단계(미 도시)를 제공하여, 지면의 경사에 따라 보정된 마찰계수가 소정값 이상이거나, 지면의 슬립 발생 빈도가 다른 소정값 이하인 지면을 제초 영역으로 인식하여, 제초 로봇의 주행을 제어하게 된다.

본 발명에 따른 일실시예에서는 지면의 환경 데이터를 획득하는 단계(S100)는, 일정한 동력 혹은 일정한 시간에 대한 로봇 바퀴 회전량 및 전류 소모량을 측정하여, 제초로봇 바퀴의 회전량과 전류 소모량이 일정 이상인 지면을 제초작업이 필요한 곳으로 판단한다.

또한, 본 발명의 지면의 환경 데이터를 획득하는 단계(S100)는 지면의 색상, 수분함량 및 거칠기에 따른 지면의 빛 반사 강도를 측정하여, 측정 데이터를 기초로 지면의 반사 강도 데이터가 일정 이상이면 그 지역을 제초가 필요한 곳으로 인식하게 된다.

아울러, 본 발명의 지면 환경 데이터를 획득하는 단계(S100)는 제초 로봇의 제초 칼날을 구동하는 모터의 회전력 및 모터의 전류 소모량을 측정하여, 소정의 동력 혹은 소정 시간에 대한 로봇 모터의 회전력 및 모터의 전류 소모량을 비교하여 제초 영역을 인식을 위한 데이터를 제공한다. 이후 이 데이터를 기초로 측정된 모터의 회전력이나 모터의 전류 소모량이 소정값 이상인 지면을 제초가 필요한 곳으로 판단하게 된다.

본 발명에 따른 일실시예에서는 로봇에 장착된 센서로 지면의 제초 상태 및 제초 경계영역을 인식한다. 구체적으로, 지면에서 생장하는 식물과 제초 로봇 사이의 거리를 인식하여 식물과 로봇 사이의 거리가 소정값 이하일 경우, 식물이 생장하는 지면을 제초 작업이 필요한 곳으로 판단하고, 이 곳으로 제초 로봇을 주행시킨다. 본 발명에서 식물과 제초 로봇 사이의 거리는 제초 로봇에 장착된 각 센서와 식물 사이의 거리의 평균값이 될 수 있다.

본 발명은 장애물 유무 확인 센서를 통해 제초 로봇의 지면 제초 상태 인식 방법으로서, 센서를 통해 지면에서 생장한 식물을 장애물로 감지하여, 장애물이 감지된 지면을 제초 작업이 필요한 곳으로 인식하고, 제초 작업이 필요한 곳으로 제초 로봇의 주행을 제어한다. 본 발명에서는 지면의 제초 상태 판단을 위해, 거리인식센서, 장애물 존재 여부 감시 센서 및 터치 감지 센서 등을 이용한다.

도 3B는 본 발명의 일실시예에 따른 4개의 센서가 제초로봇에 장착된 배치형태 중 한가지를 나타낸 도면이다.

도 3B 에 도시된 센서의 배치 형태는 4개의 센서 중 2개는 전방에 2개는 후방에 설치하여, 지면에서 생장하는 식물을 전방과 후방으로 나누어 인식하고, 전후 방으로 로봇 주행을 제어하게 된다.

예컨대, 센서가 전방 1, 후방 0일 경우 제초할 공간이 전방이기 때문에 로봇을 전방으로 주행시키고, 센서가 전방 0 후방 1일 경우 제초할 공간이 후방이기 때문에, 로봇을 후방으로 주행 시키게 된다.

제초 로봇에 장착하는 센서의 개수가 늘어나면 그에 따라 센서 배치 형태 수도 증가하게 되므로 보다 세분화된 영역에 대한 정밀한 주행제어 및 제초 상태 확인이 가능해진다.

본 발명에 따른 일실시예에서는 거리센서(410), 장애물 유무 확인 센서(420)뿐만 아니라 터치센서와 같은 감지센서를 통해서도 제초 로봇의 주행을 제어한다.

전술한 본 발명은, 지면 환경 데이터를 이용하여, 제초 경계영역 및 지면의 제초 상태를 인식 하여 제초 로봇의 주행을 제어를 가능하게 한다. 아울러 지면에서 생장하는 식물의 길이 및 존재를 감지하는 센서를 통해, 지면의 제초 상태를 판단하는 방법을 제공하고, 제초로봇에 장착된 센서의 수 및 센서의 배치 형태에 따라 제초로봇의 주행을 보다 정밀하게 제어하여 정확한 제초 제어기능을 제공한다.

본 발명은, 이를 사용하고자 하는 환경 및 로봇의 성능 등 다양한 요소를 고려하여 전술한 각각의 실시예들을 모두 별개로 사용하거나, 환경과 로봇 성능에 최적화된 실시예의 여러 조합으로도 사용할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 본질적 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 표현된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하고, 그와 동등하거나, 균등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.