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KR101537959B1 - wild animals extermination robot and using Driving method Thereof - Google Patents

wild animals extermination robot and using Driving method Thereof Download PDF

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Publication number
KR101537959B1
KR101537959B1 KR1020130119995A KR20130119995A KR101537959B1 KR 101537959 B1 KR101537959 B1 KR 101537959B1 KR 1020130119995 A KR1020130119995 A KR 1020130119995A KR 20130119995 A KR20130119995 A KR 20130119995A KR 101537959 B1 KR101537959 B1 KR 101537959B1
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KR
South Korea
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message
unit
robot
wildlife
operation mode
Prior art date
Application number
KR1020130119995A
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Korean (ko)
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KR20150041452A (en
Inventor
김병준
전윤찬
Original Assignee
김병준
전윤찬
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Publication date
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Abstract

야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동방법을 개시한다. 상기 야생동물 퇴치 로봇은 사운드 및 광을 이용하여 비정형적 또는 정형적으로 구획된 농장 내에서 광센서, 초음파 센서 및 사운드 센서를 이용하여, 농장순찰, 야생동물 추적, 야생동물 퇴치 기능을 수행한다.
본 발명에 따른 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동 방법은 정형적 또는 비정형적 농장에서 용이하게 설치하여, 야생동물 출현 시에 야생동물의 소리를 기반으로 야생동물의 출현 방향 및 출현 각도를 산출한 후, 퇴치 로봇을 산출된 방향 및 각으로 구동시킨 후, 야생동물에 접근시, 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시켜 야생동물을 퇴치하는 발명으로, 사람이 없이도 광범위한 농장에서 야생동물의 소리만을 이용하여 야생동물을 퇴치할 수 있다는 이점을 제공한다.
또한, 야생동물이 농장 내에 접근을 방지하기 위하여 살포된 약품으로 인한 환경오염을 억제할 수 있다는 이점을 제공한다. 또한, 기존의 야생동물 포획단 운영 등으로 인한 인력 및 시간 낭비의 문제점을 해결할 수 있다는 이점을 제공한다.
A wildlife eradication robot and a driving method thereof are disclosed. The wildlife eradication robot performs farm patrol, wildlife tracking, and wildlife eradication by using optical sensors, ultrasonic sensors, and sound sensors in a farm which is divided into atypical or regularly using sound and light.
The wildlife eradication robot and the driving method thereof according to the present invention can be easily installed in a fixed or atypical farm to calculate the appearance directions and appearance angles of wild animals based on the sounds of wild animals at the time of appearance of wild animals, When the robot is driven in the calculated direction and angle, it approaches the wild animal and generates the erase sound according to the kind of the wild animal, thereby eliminating the wild animal. Thereby providing the advantage of being able to combat wildlife.
It also offers the advantage that wildlife can inhibit environmental pollution from chemicals sprayed to prevent access within the farm. In addition, it provides an advantage of solving the problems of wasting manpower and time due to the operation of capturing wild animals.

Description

야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동방법{wild animals extermination robot and using Driving method Thereof}[0001] The present invention relates to a wildlife extermination robot and a driving method thereof,

본 발명은 야생동물 퇴치 로봇에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음향 센서를 이용한 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a wildlife eradication robot, and more particularly, to a wildlife eradication robot using an acoustic sensor and a driving method thereof.

도 1은 야생동물에 의한 농작물 피해 사례 및 금액을 나타낸 예시도이다.Fig. 1 is an illustration showing damage cases and amounts of crops caused by wild animals.

최근 야생동물로 인한 농작물의 피해가 급증하고 있다. 도 1를 참조하면, 과수원, 옥수수, 고구마, 무 등 다양한 농산물들이 멧돼지, 고라니, 까치 등 다양한 야생 동물에 의해 피해를 입고 있으며, 그 피해 금액이 수백억에 이르고 있다.Recently, crop damage caused by wild animals is increasing rapidly. Referring to FIG. 1, various agricultural products such as orchards, corn, sweet potatoes, and radishes are damaged by various wild animals such as wild boar, elk, and magpie, and the damage amounts to tens of billions of dollars.

이러한 야생동물로부터의 농작물 피해를 줄이기 위한 다양한 시도가 예전부터 이루어져 오고 있다. 일 예로, 허수아비 설치하기, 과일 봉지 씌우기, 울타리 설치 등은 전통전인 방법들이다.Various attempts have been made to reduce crop damage from wild animals. For example, installing scarecrows, putting fruit bags, and installing a fence are traditional methods.

포획트랩을 설치하거, 직접 사람들이 야생동물 포획단을 조직하여 야생동물들을 포획하기 위한 시도도 이루어지고 있다.Attempts have also been made to set up catch traps or to directly organize wildlife capture teams to capture wild animals.

최근에는 전기 목책기 설치, 천적 모빌, 조류 퇴치기, 고정식 4방향 고음스피커 등 첨단 장비를 활용하여 야생동물을 퇴치하는 시도를 하기도 하며, 유비쿼터스 센서 네트워크를 통한 야생동물의 감지 시스템을 구축하기도 하였다.In recent years, it has been attempting to combat wild animals by using advanced equipment such as electric fence installation, nemesis mobiles, algae eliminator, and fixed 4-directional high-pitched speakers, and constructed a detection system of wild animals through a ubiquitous sensor network.

그러나 이러한 기존의 야생동물 퇴치 방식에는 몇 가지 문제점들이 존재한다.However, there are some problems with this existing method of fighting wild animals.

첫째, 환경 오염문제이다. 수거되지 못한 농약 봉지 등 각종 농약 및 약품의 사용으로 인해 환경오염이 많이 발생하고 있다. 둘째, 야생동물 포획단 운영 등으로 많은 인력과 시간이 낭비되는 문제가 있다.First, environmental pollution. Many pesticides and chemicals, such as pesticide bags that have not been collected, are causing environmental pollution. Second, there is a problem that a lot of manpower and time are wasted due to the operation of capturing wild animals.

셋째, 단순한 퇴치 방식들로 인해 처음에는 효과가 있지만 야생동물들의 적용으로 인해 시간이 지날수록 퇴치 효과가 미약해진다. 마지막으로 고정석 퇴치 장비는 특정한 지점에 고정되어 있기 때문에 넓은 농자의 경우 전체 영역을 감당하기가 어렵다.Third, it is effective at first because of the simple methods of combat, but as the time goes by the application of wild animals, the effect of fighting becomes weak. Finally, because the fixed stone eradication equipment is fixed at a certain point, it is difficult to cover the whole area in the case of a large farmer.

이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 로봇이 농장을 순찰하다가 야생 동물이 출현하면 이를 감지하여 야생동물을 추적한 후 퇴치가 가능한 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동방법을 개시한다.
In order to solve such a problem, the present invention discloses a wildlife eradication robot and a driving method thereof, in which a robot patrols a farm, detects wild animals when they occur, tracks wild animals, and can eliminate them.

대한민국특허등록번호 제10-1104943호(발명의 명칭: 야생동물 침입 퇴치 장치)Korean Patent Registration No. 10-1104943 (title: Wildlife Intrusion Detection Device)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정형적 또는 비정형적으로 구획된 소규모 또는 대규모 농장에서 비번히 발생되는 야생동물로 인한 농작물 피해를 예방하기 위하여 음향 센서가 탑재된 로봇을 이용하여 야생동물의 울음소리를 감지한 후, 감지된 음향신호를 통해 야생동물의 방향 및 위치를 파악한 후, 야생동물이 싫어하는 소리 또는 천적의 소리를 발생시켜 야생동물을 퇴치시킬 수 있는 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
A problem to be solved by the present invention is to use a robot equipped with an acoustic sensor to prevent damage to crops caused by wild animals that are generated on a small or large scale farm which is divided into regular or atypical farms, And a method for driving the wildlife animal and a method for driving the wildlife animal, which can detect the direction and position of the wild animal through the sensed acoustic signal, .

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇은 사운드 및 광을 이용하여 비정형적 또는 정형적으로 구획된 농장 내에서 광센서, 초음파 센서 및 사운드 센서를 이용하여, 농장순찰, 야생동물 추적, 야생동물 퇴치 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a robot for combating wildlife, which comprises at least one of an optical sensor, an ultrasonic sensor, and a sound sensor in a farm structured by atypical or regularly using sound and light, Wildlife tracking, and wildlife fighting.

상기 야생동물 퇴치 로봇은 서로 다른 방향에서 수신되는 음향신호(S1, S2, S3, S4)를 각각 감지하는 4개의 음향 센서(110); 상기 4개의 음향 센서 각각에서 감지된 상기 음향신호(S1, S2, S3, S4)에 기반하여 상기 야생동물의 출현 유무를 감지한 후, 감지 여부에 따라 상기 야생동물의 위치 정보가 포함된 메시지를 외부로 전송하는 제1 처리부(130); 상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지 내의 정보에 따라 제1 동작모드 또는 제2 동작모드 신호를 출력하는 제2 처리부(140); 및 상기 제1 동작모드 신호 또는 상기 제2 동작모드 신호에 따른 동작모드로 구동하는 구동부(150)를 포함하고, 상기 동작모드는, 농장순찰 모드 또는 야생동물 추적/퇴치 모드인 것을 특징으로 한다.
The wildlife eradication robot includes four acoustic sensors 110 for sensing acoustic signals S1, S2, S3, and S4 received from different directions, respectively. The method comprising the steps of: detecting presence or absence of the wild animals on the basis of the sound signals S1, S2, S3, and S4 sensed by the four acoustic sensors; A first processing unit 130 for transmitting data to the outside; A second processing unit 140 for outputting a first operation mode or a second operation mode signal according to the information in the message transmitted from the first processing unit 130; And a driving unit 150 driven in an operation mode according to the first operation mode signal or the second operation mode signal, wherein the operation mode is a farm patrol mode or a wildlife tracking / erasure mode.

상기 제1 처리부(130)는 상기 적어도 하나 이상의 음향 센서(110)들 각각에서 감지된 음향신호(S1, S2, S3, S4) 중 서로 인접한 2개의 음향 센서에서 합산된 음향값 중 최대값을 산출한 후, 산출된 결과값에 따라 상기 야생동물의 출현방향, 상기 출현방향과 현위치와의 이동각 정보를 산출하는 기능을 수행하는 방향/각 산출부(131); 상기 방향/각 산출부(131)에서 산출된 정보가 포함된 메시지를 생성하는 메시지 생성부(132); 및 블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 메시지 생성부(132)에서 생성된 메시지를 상기 제2 처리부(140)로 전송하는 상기 통신모듈(133)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The first processing unit 130 calculates a maximum value among the acoustic values summed by the two acoustic sensors adjacent to each other among the acoustic signals S1, S2, S3, and S4 sensed by the at least one acoustic sensors 110 A direction / angle calculating unit 131 for calculating the moving angle information of the wild animal, the appearance direction and the current position according to the calculated result value; A message generating unit 132 for generating a message including information calculated by the direction / angle calculating unit 131; And the communication module 133 for transmitting a message generated by the message generating unit 132 to the second processing unit 140 using any one of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF .

상기 방향/각 산출부(131)는 아래에 기재된 야생 동물 출현 방향 탐지 알고리즘을 이용하여 상기 야생동물의 출현방향과 현 위치와의 이동각(상대회전각)을 산출하며, 상기 야생 동물 출현 방향 탐지 알고리즘은,The direction / angle calculation unit 131 calculates a moving angle (relative rotation angle) between the appearance direction and the current position of the wild animal using the following wild animal appearance direction detection algorithm, and detects the wild animal appearance direction The algorithm,

단계 0. IF (max(S1, S2, S3, S4) > 임계값)Step 0. IF (max (S1, S2, S3, S4)> threshold)

단계 1. 야생동물 출현 방향 = max{(S1+S2), (S2+S3), (S3+S4), (S4+S1)}Step 1. Wild animal emergence direction = max {(S1 + S2), (S2 + S3), (S3 + S4), (S4 + S1)

단계 2. 차이값 = 음향센서1 측정값 - 음향센서2 측정값Step 2. Difference value = Acoustic sensor 1 Measured value - Acoustic sensor 2 Measured value

단계 3. IF(차이값 == 0)Step 3. IF (Difference == 0)

단계 4. 출현 각도 = 90Step 4. Appearance angle = 90

단계 5. IF(차이값 < 0)Step 5. IF (difference value <0)

단계 6. 출현 각도 = 45Step 6. Appearance angle = 45

단계 7. ELSEStep 7. ELSE

단계 8. 출현각도 = 135 Step 8. Appearance angle = 135

단계 9. 상대회전각도 = 출현각도 * 출현방향 사분면값Step 9. Relative rotation angle = appearance angle * appearance direction quadrant value

를 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a control unit.

상기 제2 처리부(140)는 블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지를 수신하는 통신모듈(142); 상기 통신모듈(142)에서 수신한 메시지와 내부에 기 설정된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단한 비교결과값을 출력하는 비교판단부(145); 및 상기 비교결과값에 따라 상기 제1 동작모드 또는 제2 동작모드에 해당하는 동작모드 신호를 상기 구동부(150)로 출력하는 동작신호 출력모듈(141)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The second processing unit 140 includes a communication module 142 for receiving a message transmitted from the first processing unit 130 using one of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF; A comparison judging unit 145 for comparing the message received by the communication module 142 with a preset message and outputting a result of the comparison; And an operation signal output module 141 for outputting an operation mode signal corresponding to the first operation mode or the second operation mode to the driving unit 150 according to the comparison result value.

상기 비교판단부(145)는 0 또는 1인 비교결과값을 출력하며, 비교결과값이 0일 경우는 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 동일한 경우이며, 상기 비교결과값이 1일 경우는 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 다를 경우를 나타내는 것을 특징으로 한다.
The comparison determining unit 145 outputs a comparison result value of 0 or 1, and when the comparison result is 0, the transmitted message and the predetermined message are the same, and when the comparison result is 1 And a case in which the transmitted message differs from the predetermined message.

상기 동작신호 출력모듈(141)은 상기 구동부를 상기 제1 동작모드로 구동시키는 농창순찰 모듈(141a); 및 상기 구동부를 상기 제2 동작모드로 구동시키는 야생동물 추적/퇴치 모듈(141b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
The operation signal output module 141 may include a hatchery patrol module 141a for driving the driving unit in the first operation mode; And a wildlife tracking / erasure module 141b for driving the driving unit in the second operation mode.

상기 과제를 해결하기 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법은 야생동물에 울음소리를 4개의 음향센서를 통해 측정하는 단계(S110); 4개의 음향센서에서 측정된 음향값 중 최대값과 기 설정된 임계값을 비교 판단하는 단계(S120); 상기 최대값을 이용하여, 야생동물의 출현 방향 및 로봇의 현위치와 야생동물의 위치와의 회전각도를 산출하는 단계(S130); 비교판단부의 결과에 따른 메시지를 메시지 생성부에서 생성하는 단계(S140); 제1 처리부(130)의 통신모듈(133)에서 메시지 생성부에서 생성된 메시지를 제2 처리부(140)로 송신하는 단계(S150); 제2 처리부(140)의 통신모듈(142)에서 제1 처리부(130)에서 송신된 메시지를 수신하는 단계(S160); 상기 제2 처리부(140)의 비교판단부(145)에서 내부에 기 설정된 메시지와 수신된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단하는 단계(S170); S170의 비교결과값에 따라 제2 동작모드로 구동부를 구동시키는 단계(S180); 및 S170의 비교결과값에 따라 제1 동작모드로 상기 구동부를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
A method of driving a wildlife eradication robot according to any one of claims 1 to 7, comprising the steps of: (S110) measuring a crying sound of wild animals through four acoustic sensors; Comparing and comparing a maximum value among the acoustic values measured by the four acoustic sensors with a preset threshold value (S120); Using the maximum value, calculating a rotation angle between a wild animal emergence direction and a current position of the robot and a wild animal position (S130); Generating a message according to a result of the comparing and determining unit in a message generating unit (S140); Transmitting the message generated by the message generating unit in the communication module 133 of the first processing unit 130 to the second processing unit 140 (S150); Receiving a message transmitted from the first processing unit 130 in the communication module 142 of the second processing unit 140 (S160); A step S170 of comparing and judging whether or not a message preset in the comparison determining unit 145 of the second processing unit 140 is identical with the received message; (S180) driving the driving unit in the second operation mode according to the comparison result of S170; And driving the driving unit in the first operation mode according to the comparison result of S170.

S130은 상기 최대값이 상기 기 설정된 임계값을 초과할 경우, 방향/각 산출부에서 최대값을 기초로 야생동물이 출현된 지점의 방향을 계산하는 단계(S131) 및 퇴치 로봇의 현위치와 야생동물의 위치와의 회전각도를 계산하는 단계(S132)를 포함하는 것을 특징으로 한다.S 130 is a step (S 131) of calculating the direction of the point where the wild animal appears based on the maximum value in the direction / angle calculation unit when the maximum value exceeds the preset threshold value, And calculating a rotation angle with respect to the position of the animal (S132).

상기 S180은 비교결과값이 1인 경우에, 수신된 메시지 내에 포함된 야생동물의 방향 및 이동각 정보를 기반으로, 구동부를 구동시켜, 이동로봇을 동물 출현 방향으로 회전시키는 단계(S181); 및 야생동물 출현 방향으로 이동로봇을 이동시키는 단계(S182) 및 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시키는 단계(S183)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In operation S181, if the comparison result is 1, the step S180 drives the driving unit based on the direction and the moving angle information of wild animals included in the received message to rotate the mobile robot in the animal emergence direction. And a step (S182) of moving the mobile robot in the wild animal emergence direction and a step (S183) of generating an eradication sound wave according to the kind of wild animal.

따라서, 본 발명에 따른 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동 방법은 정형적 또는 비정형적 농장에서 용이하게 설치하여, 야생동물 출현 시에 야생동물의 소리를 기반으로 야생동물의 출현 방향 및 출현 각도를 산출한 후, 퇴치 로봇을 산출된 방향 및 각으로 구동시킨 후, 야생동물에 접근 시, 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시켜 야생동물을 퇴치하는 발명으로, 사람이 없이도 광범위한 농장에서 야생동물의 소리만을 이용하여 야생동물을 퇴치할 수 있다는 이점을 제공한다.Accordingly, the wildlife eradication robot and its driving method according to the present invention can be easily installed in a fixed or atypical farm, and the appearance direction and appearance angle of wild animals are calculated based on the sound of wild animals at the time of appearance of wild animals After the robot is driven in the calculated direction and angles, the approaching wild animal is used to generate an erase sound according to the kind of wild animal, thereby eliminating the wild animal. Thus, And can be used to combat wildlife.

또한, 야생동물이 농장 내에 접근을 방지하기 위하여 살포된 약품으로 인한 환경오염을 억제할 수 있다는 이점을 제공한다.It also offers the advantage that wildlife can inhibit environmental pollution from chemicals sprayed to prevent access within the farm.

또한, 기존의 야생동물 포획단 운영 등으로 인한 인력 및 시간 낭비의 문제점을 해결할 수 있다는 이점을 제공한다.
In addition, it provides an advantage of solving the problems of wasting manpower and time due to the operation of capturing wild animals.

도 1은 야생동물에 의한 농작물 피해 사례 및 금액을 나타낸 예시도이다.
도 2는 정형적 또는 비정형적인 공간으로 구성된 농장에서의 로봇의 이동 패턴의 예를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 실사도이다.
도 5는 로봇의 회전 각도를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 7은 본 발명에서 제공된 야생동물 퇴치 로봇의 구동을 실험하기 위한 실험 공간의 예시도이다.
Fig. 1 is an illustration showing damage cases and amounts of crops caused by wild animals.
2 is an exemplary view showing an example of a movement pattern of a robot in a farm constructed as a regular or irregular space.
3 is a block diagram of a wildlife eradication robot according to an embodiment of the present invention.
4 is an actual view of a wildlife eradication robot according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view showing a rotation angle of the robot.
6 is a flowchart illustrating a method of driving a wildlife fighting robot according to an embodiment of the present invention.
7 is an illustration of an experimental space for testing the driving of the wildlife eradication robot provided in the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
Embodiments in accordance with the concepts of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application. It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

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 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 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.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises &quot;,or" having &quot;, or the like, specify that there is a stated feature, number, step, operation, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.

도 2는 정형적 또는 비정형적인 공간으로 구성된 농장에서의 로봇의 이동 패턴의 예를 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary view showing an example of a movement pattern of a robot in a farm constructed as a regular or irregular space.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 블록도이다.3 is a block diagram of a wildlife eradication robot according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 실사도이다.4 is an actual view of a wildlife eradication robot according to an embodiment of the present invention.

도 5는 로봇의 회전 각도를 나타낸 예시도이다.5 is an exemplary view showing a rotation angle of the robot.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 구동 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.6 is a flowchart illustrating a method of driving a wildlife fighting robot according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명에서 제공된 야생동물 퇴치 로봇의 구동을 실험하기 위한 실험 공간의 예시도이다.
7 is an illustration of an experimental space for testing the driving of the wildlife eradication robot provided in the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 야생 동물 퇴치 로봇(100)은 사운드 및 광을 이용하여 비정형적 또는 정형적으로 구획된 농장 내에서 광센서, 초음파 센서 및 사운드 센서를 이용하여, 농장순찰, 야생동물 추적, 야생동물 퇴치 기능을 수행하는 로봇으로서, 보다 상세하게는 4개의 음향센서(110), 제1 처리부(130), 제2 처리부(140) 및 구동부(150)를 포함한다.3, the wildlife eradication robot 100 according to the embodiment of the present invention utilizes an optical sensor, an ultrasonic sensor, and a sound sensor in a farm which is segmented irregularly or regularly using sound and light And more particularly, to a robot that performs four functions of the acoustic sensor 110, the first processing unit 130, the second processing unit 140, and the driving unit 150, .

상기 4개의 음향 센서(110)는 각각이 서로 다른 방향에 위치하며, 각 위치방향에서 수신되는 소리(S1, S2, S3, S4)를 감지하는 기능을 수행한다.The four acoustic sensors 110 are located in different directions, and sense sounds S1, S2, S3, and S4 received in the respective directions.

상기 제1 처리부(130)는 상기 4개의 음향 센서(110) 각각에서 감지된 음향신호들(S1, S2, S3, S4)에 기반하여 상기 야생동물의 출현 유무를 감지한 후, 감지 여부에 따른 메시지를 생성하여 출력하는 기능을 수행한다.The first processing unit 130 detects presence or absence of the wild animals based on the acoustic signals S1, S2, S3, and S4 sensed by the respective four acoustic sensors 110, And generates and outputs a message.

상기 제2 처리부(140)는 상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지 내의 정보에 따라 제1 동작모드 또는 제2 동작모드에 따른 구동 신호를 상기 구동부로 출력하는 기능을 수행한다.The second processing unit 140 outputs a driving signal according to the first operation mode or the second operation mode to the driving unit according to the information in the message transmitted from the first processing unit 130. [

상기 구동부(150)는 상기 제2 처리부(140)에서 출력되는 구동 신호에 따라 구동된다.
The driving unit 150 is driven according to a driving signal output from the second processing unit 140.

보다 구체적으로, 상기 제1 처리부(130)는 방향/각 산출부(131), 메시지 생성부(132) 및 통신모듈(133)을 포함한다.More specifically, the first processor 130 includes a direction / angle calculator 131, a message generator 132, and a communication module 133.

상기 방향/각 산출부(131)은 상기 적어도 하나 이상의 음향 센서(110)들 각각에서 감지된 음향신호(S1, S2, S3, S4) 중 서로 인접한 2개의 음향 센서에서 합산된 음향값 중 최대값을 산출한 후, 산출된 결과값에 따라 상기 야생동물의 출현방향, 상기 출현방향과 현위치와의 이동각 정보를 산출하는 기능을 수행한다.The direction / angle calculating unit 131 calculates a direction / angle of the sound signal S1, S2, S3, S4 sensed by each of the at least one acoustic sensors 110, And then calculates the moving angle information of the wild animal's appearance direction, the appearance direction, and the current position according to the calculated result value.

보다 구체적으로, 상기 방향/각 산출부(131)는 인접한 사운드 센서들인 S1과 S2, S2와 S3, S3와 S4, 그리고 S4와 S1의 합을 각각 구하여 구한 값이 가장 큰 방향을 야생 동물이 출현한 방향이라고 판정하며, 이는 음향 센서의 특성 상 소리가 발생한 지점과 가까울수록 소리 값이 크게 측정되는 원리를 이용하여 도출한다.
More specifically, the direction / angle calculation unit 131 calculates the sum of the adjacent sound sensors S1 and S2, S2 and S3, S3 and S4, and S4 and S1, It is determined to be one direction, which is derived by using a principle in which the sound value is largely measured as the sound is near to the point where the sound is generated due to the characteristics of the acoustic sensor.

야생동물 출현 방향 = max{(S1+S2), (S2+S3), (S3+S4), (S4+S1)} (식1)
(S1 + S2), (S2 + S3), (S3 + S4), (S4 + S1)

다음으로, 야생동물의 출현방향과 현위치와의 이동각은 야생동물이 출현한 방향의 두 사운드 센서 값의 차이를 이용한다. 즉, 두 사운드 센서값의 차이가 0 혹은 매우 미미한 차이를 나타내면 두 사운드 센서의 중간 방향 즉 90o 방향에서 출현했음을 의미하며, 차이값이 음수라면 (0 ~ 90)o 사이, 양수라면 (90 ~ 180)o 사이임을 의미한다.Next, the direction of movement of wild animals and the current position uses the difference between the two sound sensor values in the direction in which wild animals appear. That is, both the difference between the sound sensor value is zero or represents a very small difference means that the appearance at the intermediate direction, that is 90 o direction of the two sound sensors, if the difference value is negative (0 - 90) o between positive if (90 to 180) o .

따라서 음수라면 45o 방향, 양수라면 135o 방향으로 이동로봇을 회전한다. So if you are negative, you move the robot in 45 o direction, if it is positive, you move it in 135 o direction.

이는 야생 동물은 정확히 한곳에 정지하는 것이 아니라 끊임없이 이동하며 출현하기 때문에 끊임없이 방향성을 조정하며 추적하는 것이 바람직하기 때문이다. This is because wild animals are constantly moving and appearing instead of stopping at exactly one place, so it is desirable to constantly adjust and track directions.

계산된 각도를 (식 1)의 야생 동물 출현 방향에 맞추어 상대 회전 각도를 계산한다. 상대회전각도란 로봇의 현재 이동 방향을 0o로 설정하고 이를 기준으로 보정한 각도를 말한다.
Calculate the relative angle of rotation by matching the calculated angle to the direction in which wild animals appear in (Equation 1). Relative rotation angle refers to the angle that the robot's current movement direction is set to 0 o and corrected based on this.

여기서, 상기 방향/각 산출부(131)는 알고리즘 1인 야생 동물 출현 방향 탐지 알고리즘을 이용하여 앞에서 상술한 야생동물의 출현방향과 현위치와의 이동각을 산출한다.Here, the direction / angle calculation unit 131 calculates the moving angle between the appearance direction and the current position of the wildlife described above by using the algorithm 1, a wild animal appearance direction detection algorithm.

[알고리즘 1][Algorithm 1]

입력: 음향 센서의 측정값(S1, S2, S3, S4)Input: Measured value of sound sensor (S1, S2, S3, S4)

출력: 상대회전각도Output: relative rotation angle

알고리즘 시작Start the algorithm

단계 0. IF (max(S1, S2, S3, S4) > 임계값)Step 0. IF (max (S1, S2, S3, S4)> threshold)

단계 1. 야생동물 출현 방향 = max{(S1+S2), (S2+S3), (S3+S4), (S4+S1)}Step 1. Wild animal emergence direction = max {(S1 + S2), (S2 + S3), (S3 + S4), (S4 + S1)

단계 2. 차이값 = 사운드센서1 측정값 - 사운드센서2 측정값Step 2. Difference value = Sound sensor 1 Measured value - Sound sensor 2 Measured value

단계 3. IF(차이값 == 0)Step 3. IF (Difference == 0)

단계 4. 출현 각도 = 90Step 4. Appearance angle = 90

단계 5. IF(차이값 < 0)Step 5. IF (difference value <0)

단계 6. 출현 각도 = 45Step 6. Appearance angle = 45

단계 7. ELSEStep 7. ELSE

단계 8. 출현각도 = 135 Step 8. Appearance angle = 135

단계 9. 상대회전각도 = 출현각도 * 출현방향 사분면값Step 9. Relative rotation angle = appearance angle * appearance direction quadrant value

알고리즘 끝
End of algorithm

상기 메시지 생성부(132)는 상기 방향/각 산출부(131)에서 산출된 정보가 포함된 메시지를 생성하여, 상기 통신모듈(133)로 전송하는 기능을 수행한다.The message generator 132 generates a message including the information calculated by the direction / angle calculator 131 and transmits the generated message to the communication module 133.

상기 통신모듈(133)은 블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 메시지 생성부(132)에서 생성된 메시지를 상기 제2 처리부(140)로 전송하는 기능을 수행한다.
The communication module 133 performs a function of transmitting a message generated by the message generator 132 to the second processor 140 using one of communication methods of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF .

다음으로, 상기 제2 처리부(140)는 통신모듈(142), 비교판단부(145) 및 동작신호 출력모듈(141)을 포함한다.Next, the second processing unit 140 includes a communication module 142, a comparison determination unit 145, and an operation signal output module 141.

상기 통신모듈(142)은 블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지를 수신하는 기능을 수행한다.The communication module 142 performs a function of receiving a message transmitted from the first processing unit 130 using one of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF.

상기 비교판단부(145)는 통신모듈(142)에서 수신한 메시지와 내부에 기 설정된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단한 비교결과값을 출력하는 기능을 수행한다.The comparison determination unit 145 outputs a comparison result value obtained by comparing the message received from the communication module 142 with a message preset therein.

여기서, 상기 비교결과값은 0 또는 1일 수 있으며, 0일 경우, 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 동일한 경우이며, 1일 경우는 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 다를 경우를 나타낸다.Here, the comparison result value may be 0 or 1, and when it is 0, the transmitted message and the predetermined message are the same, and when it is 1, the transmitted message differs from the predetermined message .

상기 동작신호 출력모듈(141)은 상기 비교결과값에 따라 상기 제1 동작모드 또는 제2 동작모드에 해당하는 동작모드 신호를 상기 구동부(150)로 출력한다.The operation signal output module 141 outputs an operation mode signal corresponding to the first operation mode or the second operation mode to the driving unit 150 according to the comparison result value.

여기서, 상기 제1 동작모드는 농장순찰 모드일 수 있으며, 상기 제2 구동모드는 야생동물 추적/퇴치 모드일 수 있으며, 각 모드에 관한 상세한 설명은 후술하도록 한다.Here, the first operation mode may be a farm patrol mode, and the second drive mode may be a wildlife tracking / erasure mode, and a detailed description of each mode will be described later.

상기 동작신호 출력모듈(141)은 농장순찰 모듈(141a) 및 야생동물 추적/퇴치 모듈(141b)을 포함할 수 있다.The operation signal output module 141 may include a farm patrol module 141a and a wildlife tracking / erasure module 141b.

상기 농장순찰 모듈(141a)은 상기 비교결과값이 0일 경우, 농장순찰 구동신호를 출력하는 기능을 수행한다.The farm patrol module 141a outputs a farm patrol driving signal when the result of the comparison is zero.

보다 구체적으로, 상기 농장순찰 모듈(141a)은 내부에 통합순찰 알고리즘이 프로그래밍되어 있으며, 상기 통합순찰 알고리즘은 정형적 공간 및 비정형적 공간에서 이동로봇이 장해물을 회피하며 이동할 수 있는 이동 알고리즘일 수 있다.More specifically, the farm patrol module 141a is programmed with an integrated patrol algorithm, and the integrated patrol algorithm can be a movement algorithm that allows the mobile robot to move while avoiding obstacles in a regular space and an irregular space .

보다 구체적으로, 상기 통합순찰 알고리즘은 이동로봇이 아래와 같은 단계 0 ~ 단계 11의 과정을 반복 수행하도록 설계된다.More specifically, the integrated patrol algorithm is designed such that the mobile robot repeats steps 0 to 11 as follows.

[알고리즘 시작][Start Algorithm]

단계 0. 주행 시작Step 0. Start driving

단계 1. 반복 시작Step 1. Repeat Start

단계 2. IF (빛 센서1 측정값 > 임계값)Step 2. IF (Light Sensor 1 Measure> Threshold)

단계 3. IF (빛 센서2 측정값 > 임계값)Step 3. IF (Light Sensor 2 Measurements> Threshold)

단계 4. 직진 주행Step 4. Straight run

단계 5. IF(초음파센서 측정값 < 거리 임계값)Step 5. IF (Ultrasonic Sensor Measurements <Distance Threshold)

단계 6. 장애물 회피 주행Step 6. Obstacle avoidance driving

단계 7. ELSEStep 7. ELSE

단계 8. 우회전Step 8. Turn Right

단계 9. ELSEStep 9. ELSE

단계 10. 좌회전Step 10. Turn left

단계 11. 반복 끝Step 11. Repeat

[알고리즘 끝]
[End of algorithm]

즉, 농장순찰 모드는 평상시 모드로서, 2개의 광센서와 초음파 센서를 이용하며, 2개의 광센서를 이용하여 논이나 밭과 같은 정형적인 공간에 대해서는 라인 트레이서처럼 동작하고, 과수원과 같은 비정형적 공간에서는 밭갈이 알고리즘 방식으로 이동하며 초음파 센서를 이용하여 과수를 회피하며 순찰하도록 설계된다. That is, the farm patrol mode is a normal mode, using two optical sensors and ultrasonic sensors, and operates as a line tracer for regular space such as paddy field or field using two optical sensors, And it is designed to patrol by avoiding fruit trees by using an ultrasonic sensor.

구체적으로, 광센서 2개를 이용하여 흰 바탕에 검은색을 추적한다고 가정할 경우, 검은 색 선이 존재하면 이를 따라 좌우회전하며 선을 따라 이동하게 된다. Specifically, assuming that two optical sensors are used to track a black color on a white background, if there is a black color line, the black color line is rotated along the line to move along the line.

이때, 검은 선이 존재하지 않으면 직진을 계속하게 되고, 만일 장애물을 만나면 초음파 센서를 통해 이를 감지하고 회피하며 순찰하게 된다. 이러한 과정을 통해 퇴치 로봇은 바닥에 선이 존재하면 라인 트레이스를 하게되고, 선이 없으면 자동으로 비정형 공간에 대한 순찰을 할 수 있어 정형적 공간과 비정형적 공간에 대한 순찰을 모두 할 수 있게 되는 원리이다.
At this time, if the black line does not exist, the robot continues to go straight, and if an obstacle is encountered, it is detected by the ultrasonic sensor and avoided and patrolled. Through this process, the robot is able to perform the line tracing if there is a line on the floor, and automatically patrol the atypical space if there is no line, so that it can do both patrol space and irregular space patrol. to be.

한편, 상기 야생동물 추적/퇴치 모듈은 상기 비교결과값이 1일 경우, 야생동물 추적신호를 구동부로 전송시켜 이동로봇이 야생동물이 위치하는 방향으로 회전 및 이동하도록 구동부를 구동시키게 된다. If the comparison result is 1, the wildlife tracking / erasure module transmits a wildlife tracking signal to the driving unit so that the mobile robot drives the driving unit to rotate and move in the direction in which the wildlife is located.

이때, 상기 야생동물 추적/퇴치 모듈은 상기 제1 처리부의 방향/각 산출부로부터 산출된 정보를 기반으로 구동된다.At this time, the wildlife tracking / erasure module is driven based on information calculated from the direction / angle calculation unit of the first processing unit.

참고로, 야생동물 퇴치 로봇이 야생 동물 출현 방향으로 이동하다 과수 등 장애물을 만나면 초음파 센서를 이용하여 회피하게 되며, 구체적으로 버그 알고리즘 등을 이용하여 목표물까지 이동할 수 있다
For example, when a wild-type robot is moving in the direction of a wild animal, and an obstacle such as a fruit is encountered, it is avoided by using an ultrasonic sensor. Specifically, the robot can move to a target by using a bug algorithm

이후, 야생동물 추적/퇴치 모듈은 제1 처리부에서 제공된 야생동물의 울음소리의 크기를 통해 야생동물의 종류를 판별한 후, 상기 야생동물이 싫어하는 소리 또는 천적의 소리를 스피커에 전송하게 되며, 스피커는 이를 수신하여 이에 해당하는 음파를 출력한다.
Thereafter, the wildlife tracking / erasure module identifies the type of wildlife through the magnitude of the cry of the wild animal provided by the first processing unit, and then transmits the sound of the wild animal or the voice of the natural enemy to the speaker. And outputs the corresponding sound wave.

도 6은 도 3에 도시된 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.6 is a flow chart for explaining a driving method of the wildlife fighting robot shown in FIG.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법은 S110 내지 S190을 포함한다.As shown in FIG. 6, the driving method of the wildlife fighting robot according to the embodiment of the present invention includes S110 to S190.

상기 S110은 야생동물에 울음소리를 4개의 음향센서를 통해 측정하는 단계일 수 있다.The step S110 may be a step of measuring the crying sound of wild animals through four acoustic sensors.

상기 S120은 4개의 음향센서에서 측정된 음향값 중 최대값과 기 설정된 임계값을 비교 판단하는 단계일 수 있다.The step S120 may be a step of comparing the maximum value among the acoustic values measured by the four acoustic sensors and a predetermined threshold value.

상기 S130은 최대값이 상기 기 설정된 임계값을 초과할 경우, 방향/각 산출부에서 최대값을 기초로 야생동물이 출현된 지점의 방향을 계산(S131) 및 로봇의 현 위치와 야생동물의 위치와의 회전각도를 계산(S132)하기 위한 단계일 수 있다.If the maximum value exceeds the preset threshold value, the step S 130 calculates the direction of the point where the wild animal appears based on the maximum value in the direction / angle calculation unit (S 131) (S132) the rotation angle with respect to the rotation angle?

상기 S140은 비교판단부의 결과에 따른 메시지를 메시지 생성부에서 생성하는 단계로서, 최대값이 상기 기 설정된 임계값을 초과할 경우에는 방향/각 산출부에서 제공된 정보가 포함된 메시지, 예컨대, “동물출현 방향”메시지를 생성 단계와, 최대값이 상기 기 설정된 임계값 미만일 경우에는 “평시모드” 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 단계일 수 있다.If the maximum value exceeds the preset threshold value, the message generating unit 120 generates a message including the information provided by the direction / angle calculating unit, for example, Quot; appearance direction &quot; message, and generating a &quot; normal mode &quot; message when the maximum value is less than the predetermined threshold value.

S150은 제1 처리부(130)의 통신모듈(133)에서 메시지 생성부에서 생성된 메시지를 제2 처리부(140)로 송신하는 단계일 수 있다.S150 may be a step of transmitting the message generated by the message generating unit in the communication module 133 of the first processing unit 130 to the second processing unit 140. [

S160은 제2 처리부(140)의 통신모듈(142)에서 제1 처리부(130)에서 송신된 메시지를 수신하는 단계일 있다.Step S160 is a step of receiving a message transmitted from the first processing unit 130 in the communication module 142 of the second processing unit 140. [

S170은 제2 처리부의 비교판단부(145)에서 내부에 기 설정된 메시지와 수신된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단하는 단계일 수 있다. 여기서, 비교판단부는 기 설정된 메시지와 수신된 메시지가 동일하지 않을 경우, 1인 비교결과값을 출력하며, 동일할 경우, 0의 비교결과값을 출력한다.Step S170 may be a step of comparing and judging whether or not a message preset in the comparison and determination unit 145 of the second processor matches the received message. Here, if the pre-set message and the received message are not the same, the comparison determining unit outputs the comparison result of 1, and if it is the same, outputs the comparison result of 0.

S180은 비교결과값이 1인 경우에 제2 동작모드인 야생동물 퇴치 모드로 구동되는 단계로서, 수신된 메시지 내에 포함된 야생동물의 방향 및 이동각 정보를 기반으로, 구동부를 구동시켜, 이동로봇을 동물 출현 방향으로 회전시키는 단계(S181), 동물 출현 방향으로 이동로봇을 이동시키는 단계(S182) 및 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시키는 단계를 포함하는 단계일 수 있다.If the result of comparison is 1, step S180 is a step of driving in the wildlife eradication mode, which is the second operation mode, and drives the driving unit based on the direction and movement angle information of wild animals included in the received message, (S181) rotating the animal in the animal emergence direction, moving the mobile robot in the animal emergence direction (S182), and generating a repulsive sound wave according to the kind of the wild animal.

S190은 비교결과값이 0인 경우에 구동되는 단계로서, 이는 퇴치 로봇이 제1 동작모드인 평시모드로 순찰하는 단계일 수 있다.
Step S190 is a step driven when the result of comparison is 0, which may be the step of patroling the robot in the normal mode, which is the first operation mode.

이하에서는 실험을 통해 본 발명에서 제공된 야생동물 퇴치 로봇의 성능 평가를 설명하도록 한다.Hereinafter, performance evaluation of the wildlife eradication robot provided by the present invention will be described through experiments.

1. 실험환경 1. Experimental environment

본 발명에서 실시된 실험의 환경(농장)은, 도 7을 참조, 논과 밭의 특징을 포함하는 라인트레이스가 가능한 정형적인 공간과 과수원을 나타내는 비정형적인 공간을 통합하여 제작하였다.The environment (farm) of the experiment conducted in the present invention was constructed by integrating a regular trace space capable of line tracing including the characteristics of field and field, and an atypical space representing an orchard, with reference to FIG.

2. 실험 내용 및 결과2. Contents and Results

실험한 내용은 크게 두 가지이다. 첫 번째는 로봇이 정형적인 공간과 비정형적인 공간을 통합적으로 잘 이동하며 순찰하는지 여부이다.
There are two major experiments. The first is whether the robot patrols the uniform space and the irregular space in an integrated way.

두 번째 실험한 내용은 평시 모드로 순찰중인 상황에서 야생동물이 출현하였을 경우 이를 감지하고 정확하게 야생동물이 출현한 지점으로 이동하는지 여부이다. 이 실험을 위하여 NXT 특성 상 원하는 품질의 음원을 재생할 수 없어서 천적소리 대신 경고음을 사용하였다.
The second experiment was to determine if wildlife emerged in a patrolling mode in a peacetime mode and move to the point where the wildlife appeared exactly. For this experiment, we could not reproduce the sound source of the desired quality due to the NXT characteristics, so we used a beep instead of the natural voice.

10회 이상 반복실험을 한 결과 로봇은 대체로 원활하게 동작하였다. 먼저 로봇의 순찰 과정을 눈으로 관찰하였을 경우 정형적인 공간과 비정형적인 공간을 자연스럽게 넘나들며 이동을 하였다. 또한 야생 동물의 출현 실험에도 대체로 정확히 소리가 발생한 방향으로 회전하여 목적지로 이동하는 모습을 보여주었다.As a result of repeated experiments more than 10 times, the robot worked almost smoothly. First, when observing the patrol process of the robot, the robot moved naturally to the regular space and the irregular space. In addition, we showed that wild animals were rotated to the destination in a direction in which the sound was generated.

다만, 여러 개의 사운드센서가 개별적으로 사운드에 대한 민감도가 달라 위치를 판단하는데 오차가 발생하기도 하였지만 이를 바탕으로 주위 소음 등을 고려하여 사운드센서의 측정값을 보정하였다.However, although there are errors in determining the position of the sound sensors due to their sensitivity to the sound, the sound sensor is corrected based on the ambient noise.

구체적으로 야생동물의 출현 각도를 계산하기 위하여 본 실험에서는 도 5와같이 총 16방향으로 초기화하였다. 즉 미세한 사운드 센서의 차이를 보정하기 위하여 로봇의 가능한 회전 각도 수를 16가지로 설정한 것이다. 그리고 이러한 16가지 방향으로 회전 각도를 설정하기 위한 사운드 센서의 측정 차이값을 표 1에 제시하였다. Specifically, in order to calculate the angle of occurrence of wild animals, in this experiment, 16 directions were initialized as shown in FIG. In other words, the number of possible rotation angles of the robot is set to 16 in order to correct the difference of the fine sound sensor. Table 1 shows the measurement difference values of the sound sensors for setting the rotation angle in these 16 directions.

[표 1][Table 1]

Figure 112013091138325-pat00001

Figure 112013091138325-pat00001

표 1의 내용 중 S1-S2의 경우를 살펴보면, 그 차이가 40이상 즉, 전면 좌측에 부착된 사운드센서의 값이 4개의 센서 중 가장 크게 측정되었다는 것을 의미하는데, 그러면 시계 방향으로 회전한다고 가정하였을 때 315o를 회전해야 한다. 만약 차이에 의한 값이 -40이라면 전면 우측에 부착된 사운드 센서의 값이 가장 크게 측정되었다는 것을 의미함으로 45o를 회전하게 된다.
In the case of S1-S2 in Table 1, it means that the difference is more than 40, that is, the value of the sound sensor attached to the front left side is the largest among the four sensors, When it should turn 315 o . If the value due to the difference is -40, it means that the sound sensor attached to the front right side has the largest measurement, so it rotates 45 o .

따라서, 본 발명에 따른 야생동물 퇴치 로봇 및 이의 구동 방법은 정형적 또는 비정형적 농장에서 용이하게 설치하여, 야생동물 출현 시에 야생동물의 소리를 기반으로 야생동물의 출현 방향 및 출현 각도를 산출한 후, 퇴치 로봇을 산출된 방향 및 각으로 구동시킨 후, 야생동물에 접근시, 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시켜 야생동물을 퇴치하는 발명으로, 사람이 없이도 광범위한 농장에서 야생동물의 소리만을 이용하여 야생동물을 퇴치할 수 있다는 이점을 제공한다.Accordingly, the wildlife eradication robot and its driving method according to the present invention can be easily installed in a fixed or atypical farm, and the appearance direction and appearance angle of wild animals are calculated based on the sound of wild animals at the time of appearance of wild animals After the robot is driven in the calculated direction and angles, the approaching wild animal is used to generate an erase sound according to the kind of wild animal, thereby eliminating the wild animal. Thus, And can be used to combat wildlife.

또한, 야생동물이 농장 내에 접근을 방지하기 위하여 살포된 약품으로 인한 환경오염을 억제할 수 있다는 이점을 제공한다.It also offers the advantage that wildlife can inhibit environmental pollution from chemicals sprayed to prevent access within the farm.

또한, 기존의 야생동물 포획단 운영 등으로 인한 인력 및 시간 낭비의 문제점을 해결할 수 있다는 이점을 제공한다.
In addition, it provides an advantage of solving the problems of wasting manpower and time due to the operation of capturing wild animals.

한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해 되어져서는 안될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100: 야생동물 퇴치 로봇 110: 사운드 센서
130: 제1 처리부 131: 방향각 산출부
132: 메시지 생성부 133: 통신모듈
140: 제2 처리부 141: 동작신호 출력모듈
141a: 농장순찰 모듈 141b: 야생동물 추적/퇴치 모듈
142: 통신모듈 145: 비교판단부
150: 이동로봇 구동부
100: Wildlife Elimination Robot 110: Sound Sensor
130: first processing unit 131: direction angle calculating unit
132: message generator 133: communication module
140: second processor 141: operation signal output module
141a: Farm patrol module 141b: Wild animal tracking / elimination module
142: Communication module 145:
150: Mobile robot driving part

Claims (10)

삭제delete 야생동물 퇴치 로봇에 있어서,
서로 다른 방향에서 수신되는 음향신호(S1, S2, S3, S4)를 각각 감지하는 4개의 음향 센서(110);
상기 4개의 음향 센서 각각에서 감지된 상기 음향신호(S1, S2, S3, S4)에 기반하여 상기 야생동물의 출현 유무를 감지한 후, 감지 여부에 따라 상기 야생동물의 위치 정보가 포함된 메시지를 외부로 전송하는 제1 처리부(130);
상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지 내의 정보에 따라 제1 동작모드 또는 제2 동작모드 신호를 출력하는 제2 처리부(140); 및
상기 제1 동작모드 신호 또는 상기 제2 동작모드 신호에 따른 동작모드로 구동하는 구동부(150)를 포함하고,
상기 동작모드는,
농장순찰 모드 또는 야생동물 추적/퇴치 모드인 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
In a wildlife eradication robot,
Four acoustic sensors 110 each sensing acoustic signals S1, S2, S3, S4 received in different directions;
The method comprising the steps of: detecting presence or absence of the wild animals on the basis of the sound signals S1, S2, S3, and S4 sensed by the four acoustic sensors; A first processing unit 130 for transmitting data to the outside;
A second processing unit 140 for outputting a first operation mode or a second operation mode signal according to the information in the message transmitted from the first processing unit 130; And
And a driving unit (150) driven in an operation mode according to the first operation mode signal or the second operation mode signal,
The operation mode includes:
A farm patrol mode or a wild animal tracking / erasure mode.
제2항에 있어서,
상기 제1 처리부(130)는,
상기 적어도 하나 이상의 음향 센서(110)들 각각에서 감지된 음향신호(S1, S2, S3, S4) 중 서로 인접한 2개의 음향 센서에서 합산된 음향값 중 최대값을 산출한 후, 산출된 결과값에 따라 상기 야생동물의 출현방향, 상기 출현방향과 현위치와의 이동각 정보를 산출하는 기능을 수행하는 방향/각 산출부(131);
상기 방향/각 산출부(131)에서 산출된 정보가 포함된 메시지를 생성하는 메시지 생성부(132); 및
블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 메시지 생성부(132)에서 생성된 메시지를 상기 제2 처리부(140)로 전송하는 통신모듈(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
3. The method of claim 2,
The first processing unit (130)
Calculating a maximum value among the acoustic values summed by the two acoustic sensors adjacent to each other among the acoustic signals S1, S2, S3, S4 sensed by each of the at least one acoustic sensors 110, A direction / angle calculation unit 131 for calculating the direction of appearance of the wild animal, the movement angle information between the appearance direction and the current position;
A message generating unit 132 for generating a message including information calculated by the direction / angle calculating unit 131; And
And a communication module 133 for transmitting the message generated by the message generation unit 132 to the second processing unit 140 using any one of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF. A wild animal fighting robot.
제3항에 있어서,
상기 방향/각 산출부(131)는
아래에 기재된 야생 동물 출현 방향 탐지 알고리즘을 이용하여 상기 야생동물의 출현방향과 현 위치와의 상대회전각을 산출하며,
상기 야생 동물 출현 방향 탐지 알고리즘은,
단계 0. IF (max(S1, S2, S3, S4) > 임계값)
단계 1. 야생동물 출현 방향 = max{(S1+S2), (S2+S3), (S3+S4), (S4+S1)}
단계 2. 차이값 = 음향센서1 측정값 - 음향센서2 측정값
단계 3. IF(차이값 == 0)
단계 4. 출현 각도 = 90
단계 5. IF(차이값 < 0)
단계 6. 출현 각도 = 45
단계 7. ELSE
단계 8. 출현각도 = 135
단계 9. 상대회전각도 = 출현각도 * 출현방향 사분면값
를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
The method of claim 3,
The direction / angle calculation unit 131 calculates the direction /
Calculating a relative rotation angle between the appearance direction and the current position of the wild animal using the wildlife appearance direction detection algorithm described below,
The wildlife emergence direction detection algorithm may include:
Step 0. IF (max (S1, S2, S3, S4)> threshold)
Step 1. Wild animal emergence direction = max {(S1 + S2), (S2 + S3), (S3 + S4), (S4 + S1)
Step 2. Difference value = Acoustic sensor 1 Measured value - Acoustic sensor 2 Measured value
Step 3. IF (Difference == 0)
Step 4. Appearance angle = 90
Step 5. IF (difference value <0)
Step 6. Appearance angle = 45
Step 7. ELSE
Step 8. Appearance angle = 135
Step 9. Relative rotation angle = appearance angle * appearance direction quadrant value
And a controller for controlling the robot.
제2항에 있어서,
상기 제2 처리부(140)는,
블루투스, WiFi, 3G, Zigbee, RF 중 어느 하나의 통신방식을 이용하여 상기 제1 처리부(130)에서 전송된 메시지를 수신하는 통신모듈(142);
상기 통신모듈(142)에서 수신한 메시지와 내부에 기 설정된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단한 비교결과값을 출력하는 비교판단부(145); 및
상기 비교결과값에 따라 상기 제1 동작모드 또는 제2 동작모드에 해당하는 동작모드 신호를 상기 구동부(150)로 출력하는 동작신호 출력모듈(141)를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
3. The method of claim 2,
The second processing unit (140)
A communication module 142 for receiving a message transmitted from the first processing unit 130 using any one of Bluetooth, WiFi, 3G, Zigbee, and RF;
A comparison judging unit 145 for comparing the message received by the communication module 142 with a preset message and outputting a result of the comparison; And
And an operation signal output module (141) for outputting an operation mode signal corresponding to the first operation mode or the second operation mode to the driving unit (150) according to the comparison result value.
제5항에 있어서,
상기 비교판단부(145)는,
0 또는 1인 비교결과값을 출력하며, 비교결과값이 0일 경우는 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 동일한 경우이며, 상기 비교결과값이 1일 경우는 상기 전송된 메시지와 상기 기 설정된 메시지가 다를 경우를 나타내는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
6. The method of claim 5,
The comparison determination unit 145 determines,
0 or 1, and when the comparison result is 0, the transmitted message and the predetermined message are identical. If the comparison result is 1, the transmitted message and the preset message And a message indicating that the message is different.
제5항에 있어서,
상기 동작신호 출력모듈(141)은,
상기 구동부를 상기 제1 동작모드로 구동시키는 농창순찰 모듈(141a); 및
상기 구동부를 상기 제2 동작모드로 구동시키는 야생동물 추적/퇴치 모듈(141b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇.
6. The method of claim 5,
The operation signal output module 141,
An agriculture patrol module 141a for driving the driving unit in the first operation mode; And
And a wildlife tracking / erasure module (141b) for driving the driving unit in the second operation mode.
제2항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 기재된 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법에 있어서,
야생동물에 울음소리를 4개의 음향센서를 통해 측정하는 단계(S110);
4개의 음향센서에서 측정된 음향값 중 최대값과 기 설정된 임계값을 비교 판단하는 단계(S120);
상기 최대값을 이용하여, 야생동물의 출현 방향 및 로봇의 현위치와 야생동물의 위치와의 회전각도를 산출하는 단계(S130);
비교판단부의 결과에 따른 메시지를 메시지 생성부에서 생성하는 단계(S140);
제1 처리부(130)의 통신모듈(133)에서 메시지 생성부에서 생성된 메시지를 제2 처리부(140)로 송신하는 단계(S150);
제2 처리부(140)의 통신모듈(142)에서 제1 처리부(130)에서 송신된 메시지를 수신하는 단계(S160);
상기 제2 처리부(140)의 비교판단부(145)에서 내부에 기 설정된 메시지와 수신된 메시지와의 동일성 여부를 비교 판단하는 단계(S170);
S170의 비교결과값에 따라 제2 동작모드로 구동부를 구동시키는 단계(S180); 및
S170의 비교결과값에 따라 제1 동작모드로 상기 구동부를 구동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법.
8. A driving method of a wildlife fighting robot according to any one of claims 2 to 7,
Measuring a cry of wild animals through four acoustic sensors (S110);
Comparing and comparing a maximum value among the acoustic values measured by the four acoustic sensors with a preset threshold value (S120);
Using the maximum value, calculating a rotation angle between a wild animal emergence direction and a current position of the robot and a wild animal position (S130);
Generating a message according to a result of the comparing and determining unit in a message generating unit (S140);
Transmitting the message generated by the message generating unit in the communication module 133 of the first processing unit 130 to the second processing unit 140 (S150);
Receiving a message transmitted from the first processing unit 130 in the communication module 142 of the second processing unit 140 (S160);
A step S170 of comparing and judging whether or not a message preset in the comparison determining unit 145 of the second processing unit 140 is identical with the received message;
(S180) driving the driving unit in the second operation mode according to the comparison result of S170; And
And driving the driving unit in a first operation mode according to a comparison result of S170.
제8항에 있어서,
상기 S130은,
상기 최대값이 상기 기 설정된 임계값을 초과할 경우, 방향/각 산출부에서 최대값을 기초로 야생동물이 출현된 지점의 방향을 계산하는 단계(S131) 및
퇴치 로봇의 현위치와 야생동물의 위치와의 회전각도를 계산하는 단계(S132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법.
9. The method of claim 8,
In S130,
Calculating (S131) the direction of the point at which the wild animal appears based on the maximum value in the direction / angle calculation unit when the maximum value exceeds the preset threshold value, and
(S132) calculating a rotation angle between the current position of the robot and the position of the wild animal.
제8항에 있어서,
상기 S180은,
비교결과값이 1인 경우에, 수신된 메시지 내에 포함된 야생동물의 방향 및 이동각 정보를 기반으로, 구동부를 구동시켜, 이동로봇을 동물 출현 방향으로 회전시키는 단계(S181);
상기 동물 출현 방향으로 이동로봇을 이동시키는 단계(S182) 및
상기 야생동물의 종류에 따른 퇴치 음파를 발생시키는 단계(S183)를 포함하는 것을 특징으로 하는 야생동물 퇴치 로봇의 구동방법.
9. The method of claim 8,
In S180,
(S181), when the comparison result is 1, rotating the mobile robot in the animal emergence direction by driving the driving unit based on the direction and movement angle information of wild animals contained in the received message;
Moving the mobile robot in the animal emergence direction (S182) and
(S183) generating an eradication sound wave according to the type of the wild animal.
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