본 발명은 농작업 기계의 스마트 부하 예측 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 현장 조건에 따라 농작업 기계의 부하를 예측하여 작업 수행 여부를 판단할 수 있는 농작업 기계의 스마트 부하 예측 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일양태에 따르면 농작업 기계의 부하를 예측하기 위한 스마트 부하 예측 시스템이 제공되고, 스마트 부하 예측 시스템은 농작업 기계와 통신가능한 부하 예측 서버를 포함하고,농작업 기계는, 토양의 물성을 측정하기 위한 토양 측정부; 엔진의 부하를 측정하기 위한 부하 측정부; 및 스마트 부하 예측 시스템으로부터
본 발명은 농작업 기계의 스마트 부하 예측 시스템에 관한 것으로 보다 구체적으로는 현장 조건에 따라 농작업 기계의 부하를 예측하여 작업 수행 여부를 판단할 수 있는 농작업 기계의 스마트 부하 예측 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일양태에 따르면 농작업 기계의 부하를 예측하기 위한 스마트 부하 예측 시스템이 제공되고, 스마트 부하 예측 시스템은 농작업 기계와 통신가능한 부하 예측 서버를 포함하고,농작업 기계는, 토양의 물성을 측정하기 위한 토양 측정부; 엔진의 부하를 측정하기 위한 부하 측정부; 및 스마트 부하 예측 시스템으로부터 전달되는 권장 부하 데이터를 저장하기 위한 권장 부하 저장부; 권장 부하 저장부에 기반하여 농작업 기계의 엔진 출력을 제어하기 위한 부하 적용부; 및 부하 예측 서버와 데이터를 송수신하기 위한 통신부;를 포함하고, 부하 예측 서버는, 농작업 기계로부터 측정되어 온 토양 및 부하 특성을 저장하기 위한 데이터 베이스; 데이터 베이스에 저장된 토양 및 부하 특성 데이터를 분석하기 위한 데이터 분석부; 분석된 토양 및 부하 특성 데이터에 기반하여 부하를 예측하고 권장 부하 데이터를 생성하기 위한 부하 예측 및 결정부를 포함한다.
대표청구항▼
농작업 기계의 부하를 예측하기 위한 스마트 부하 예측 시스템에 있어서,스마트 부하 예측 시스템은 농작업 기계와 통신가능한 부하 예측 서버를 포함하고,농작업 기계는, 토양의 물성을 측정하기 위한 토양 측정부 - 상기 토양 측정부는 원추관입계, 수분측정기 및 2D LiDAR 센서를 포함하고, 상기 토양 측정부는 원추관입계 및 수분측정기를 사용하여 토양 수분율(Ms), 토양 부피 밀도(Pb), 토양 마찰(μ')을 측정하고 2D LiDAR 센서를 사용하여 토양 침하량을 측정함 - ; 엔진의 부하를 측정하기 위한 부하 측정부; 및 상기 스마
농작업 기계의 부하를 예측하기 위한 스마트 부하 예측 시스템에 있어서,스마트 부하 예측 시스템은 농작업 기계와 통신가능한 부하 예측 서버를 포함하고,농작업 기계는, 토양의 물성을 측정하기 위한 토양 측정부 - 상기 토양 측정부는 원추관입계, 수분측정기 및 2D LiDAR 센서를 포함하고, 상기 토양 측정부는 원추관입계 및 수분측정기를 사용하여 토양 수분율(Ms), 토양 부피 밀도(Pb), 토양 마찰(μ')을 측정하고 2D LiDAR 센서를 사용하여 토양 침하량을 측정함 - ; 엔진의 부하를 측정하기 위한 부하 측정부; 및 상기 스마트 부하 예측 시스템으로부터 전달되는 권장 부하 데이터를 저장하기 위한 권장 부하 저장부; 상기 권장 부하 저장부에 기반하여 농작업 기계의 엔진 출력을 제어하기 위한 부하 적용부; 및 부하 예측 서버와 데이터를 송수신하기 위한 통신부;를 포함하고,상기 부하 예측 서버는, 상기 농작업 기계로부터 측정되어 온 토양 및 부하 특성을 저장하기 위한 데이터 베이스; 상기 데이터 베이스에 저장된 토양 및 부하 특성 데이터를 분석하기 위한 데이터 분석부; 및 상기 분석된 토양 및 부하 특성 데이터에 기반하여 부하를 예측하고 권장 부하 데이터를 생성하기 위한 부하 예측 및 결정부를 포함하고, 상기 농작업 기계의 토양 측정부는 토양 수분율(Ms), 토양 부피 밀도(Pb), 토양 마찰(μ')을 측정하여 예측 서버의 데이터 베이스에 전송하고,상기 농작업 기계의 부하 측정부는 농작업 기계의 엔진 토크(Te), 엔진 스피드(Se), 견인력(Df), 전단 강도(Ss), 주행 속도(St), 휠 슬립(s), 휠 반경(Rw), 트랙터 전체 중량(W)을 측정하여 데이터 베이스에 전송하도록 구성되고, 상기 부하 예측 및 결정부는 농작업 기계의 부하 예측을 위해 엔진, 견인력, 트랙터 주행 속도, 계수로 이루어진 변수를 포함하는 차축 토크 예측 모델(Ta)을 포함하고, 차축 토크 예측 모델(Ta)는 아래의 식 (1)에 의해 정의되고,(식 1)여기서, Ci는 각 변수들에 대한 계수이고(i=1,2,3,..., n), fi는 변수들에 대한 함수 번호(i=1,2,3,4), f1은 변수인 엔진 관련 함수, f2는 변수인 견인력 관련 함수, f3은 변수인 트랙터 주행 속도 관련 함수, f4는 각 변수들에 대한 계수의 함수이고,상기 스마트 부하 예측 시스템의 상기 부하 예측 서버는, 작업중인 농작업 기계의 토양 측정부로부터 측정되는 토양 데이터 및 부하 측정부로부터 측정된 부하 데이터에 기반하여 계산된 실제 차축 부하와, 표준 데이터베이스에 저장된 표준 차축 부하를 서로 비교하여 엔진 부하를 계산하고, 상기 부하 예측 서버는 실제 차축 부하가 표준 차축 부하를 초과하지 않은 경우 농작업 기계의 현재 엔진 부하를 허용하고, 상기 부하 예측 서버는 실제 차축 부하가 표준 차축 부하를 초과하는 경우에는 부하 예측 및 결정부에서 생성된 권장 부하 데이터를 농작업 기계에 전송함으로써 상기 농작업 기계가 권장 부하 내에서 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 농작업 기계의 부하를 예측하기 위한 스마트 부하 예측 시스템.
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