KR20230086236A - drone with LED lighting unit - Google Patents

drone with LED lighting unit Download PDF

Info

Publication number
KR20230086236A
KR20230086236A KR1020210174680A KR20210174680A KR20230086236A KR 20230086236 A KR20230086236 A KR 20230086236A KR 1020210174680 A KR1020210174680 A KR 1020210174680A KR 20210174680 A KR20210174680 A KR 20210174680A KR 20230086236 A KR20230086236 A KR 20230086236A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drone
obstacle
led light
light emitting
plants
Prior art date
Application number
KR1020210174680A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
천종훈
박성호
김지인
양승호
Original Assignee
전남도립대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전남도립대학교산학협력단 filed Critical 전남도립대학교산학협력단
Priority to KR1020210174680A priority Critical patent/KR20230086236A/en
Publication of KR20230086236A publication Critical patent/KR20230086236A/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/08Helicopters with two or more rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/02Arrangements or adaptations of signal or lighting devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/13Propulsion using external fans or propellers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications

Abstract

본 발명은 초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론에 관한 것으로 상세하게는, 하우스 내에서 드론이 장애물에 근접하면 신호음을 발생하거나 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 실행하고 다시 재경로로 복귀할 수 있도록 하여 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있도록 하여 장애물과의 충돌로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention relates to a drone that avoids obstacles through an ultrasonic sensor and irradiates LED light to plants, and more specifically, when the drone approaches an obstacle in a house, it emits a signal or determines an obstacle to avoid maneuvering in a given path. Provides a technology that can prevent damage to drones due to collisions with obstacles by allowing them to automatically execute and return to the re-route so that they can smoothly perform given flight missions.

Description

초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론 {drone with LED lighting unit}A drone that avoids obstacles through ultrasonic sensors and irradiates LED light to plants {drone with LED lighting unit}

본 발명은 초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론에 관한 것으로 상세하게는, 하우스 내에서 드론이 장애물에 근접하면 신호음을 발생하거나 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 실행하고 다시 재경로로 복귀할 수 있도록 하여 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있도록 하여 장애물과의 충돌로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention relates to a drone that avoids obstacles through an ultrasonic sensor and irradiates LED light to plants, and more specifically, when the drone approaches an obstacle in a house, it emits a signal or determines an obstacle to avoid maneuvering in a given path. Provides a technology that can prevent damage to drones due to collisions with obstacles by allowing them to automatically execute and return to the re-route so that they can smoothly perform given flight missions.

먼저, 종래는 조경 장비 및 드론 시장은 꾸준히 증가하고 있음. 드론 시장의 경우 급진적인 성장을 이루고 있으며, 조경 장비 시장은 연평균 5.83%로 안정적인 성장을 이루고 있다. First, the market for landscaping equipment and drones is steadily increasing. The drone market is growing rapidly, and the landscaping equipment market is achieving stable growth at an average annual rate of 5.83%.

- 화단은 관공서 및 가게 등 여러 장소에서 실내ㆍ외를 가리지 않고 가꾸어지고 있으며, 조경을 위해 꾸준한 관리가 필요함. 이에 손쉽게 병충해를 관리할 수 있는 방제드론의 수요는 꾸준히 증가할 것으로 예상된다.- Flower beds are cultivated indoors and outdoors in various places such as government offices and shops, and constant management is required for landscaping. As a result, the demand for pest control drones that can easily manage pests is expected to increase steadily.

-비닐하우스 내에는 여러가지 이유(주변 장물이나 하우스 기둥 등)로 태양빛에 의해 응달진 곳이 발생한다. -There are shaded places in the greenhouse due to sunlight for various reasons (surrounding objects or house pillars, etc.).

그를 해결하고자 본 발명은 비닐하우스 내 식물들이 빛에 의해 올바르고 균형있는 성장을 도울 수 있도록 식물 생장용 LED를 결합한 드론을 제공한다.In order to solve this problem, the present invention provides a drone that combines LEDs for plant growth so that plants in a greenhouse can help grow correctly and balanced by light.

일반적으로 드론은 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체로서, 처음에는 공군기나 고사포, 미사일의 연습사격에 적기 대신 표적 구실로 사용되었으며, 점차 무선 기술의 발달과 함께 정찰기로 개발되어 적의 내륙 깊숙이 침투하여 정찰, 감시의 용도로도 운용되었다.In general, a drone is an airplane or helicopter-shaped flying object that flies by induction of radio waves without a human being on board. Developed as a reconnaissance aircraft, it was also used for reconnaissance and surveillance by infiltrating deep into the enemy's inland.

이러한 드론은 최근 들어 수송목적에도 활용되는 등 활용 범위가 점차 넓어지고 있고, 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 제품이 다양하게 개발되고 있으며, 초소형 드론은 물론 개인의 취미활동으로도 개발되어 상품화되고 있다.These drones have recently been used for transportation purposes, and the range of their use is gradually widening. Depending on the purpose of use, a variety of products with various sizes and performance are being developed. It is becoming.

한편, 현재 농촌에서 수행되고 있는 농약 및 비료의 살포방식은 농약을 물에 희석시켜 분무기에 담아 농민이나 작업자가 직접 살포하거나 기다란 비닐봉지에 농약을 담아 양끝에서 비닐봉지를 잡고 살포하는 방식으로 수행되고 있다.On the other hand, the spraying method of pesticides and fertilizers currently being carried out in rural areas is carried out by diluting the pesticides in water and putting them in a sprayer to be directly sprayed by farmers or workers, or putting pesticides in a long plastic bag and holding the plastic bag at both ends to spray. there is.

그러나, 이러한 종래의 살포방식은 다수의 인력이 농약에 중독되어 건강을 해칠 수 있는 문제가 있고, 농촌 인력이 격감되고 있는 현재 살포 인력을 용이하게 구할 수 없다는 문제점이 있으며, 농약을 살포하는 과정에서 농작물을 밟고 지나다녀야 하기 때문에 농작물의 피해가 발생하는 문제점이 있었다.However, this conventional spraying method has a problem that a large number of manpower is poisoned by pesticides and can harm health, and there is a problem that it is not easy to find spray manpower at present, where the number of rural manpower is declining, and in the process of spraying pesticides. There was a problem in that crops were damaged because they had to step on crops.

또한, 농약을 분무기와 호스를 이용하여 살포하는 방식은 농민이나 작업자가 직접 끌고 들어가서 살포해야 하기 때문에 작업성이 저하되는 문제와 작업이 불편한 문제점이 있었다. 최근 비행기 및 헬리콥터와 같은 유인 항공기에 농약 및 비료를 살포할 수 있도록 농기계를 장착하여 수행하고 있으나, 이는 일반 농민들이 사용하기에는 가격이 너무 부담이 되어 현실성이 떨어지고, 대규모 영농단지에는 적합하다 하더라도 우리나라와 같은 협소한 면적을 경작하는 농가에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.In addition, the method of spraying pesticides using a sprayer and a hose has problems in that workability is deteriorated and work is inconvenient because farmers or workers have to drag and spray directly. Recently, manned aircraft such as airplanes and helicopters have been equipped with agricultural machines to spray pesticides and fertilizers, but this is too expensive for general farmers to use, making it unrealistic and suitable for large-scale farming complexes. There was a problem that was not suitable for farmhouses cultivating the same narrow area.

또한, 종래 무인 헬기용 방제 장치는 전봇대, 나무 등 장애물이 있는 경우 헬기의 접근이 어려워 이에 따라 특정 지역은 농약을 살포하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, conventional pest control devices for unmanned helicopters have difficulty in accessing helicopters when there are obstacles such as telephone poles and trees, and thus cannot spray pesticides in specific areas.

따라서, 상기와 같은 문제들로 인해 종래에 실시하고 있는 농약 및 비료의 살포와 방제작업은 농촌인구가 격감하고 있는 현실에서 살포 인력난을 해소할 수 없을 뿐만 아니라 효율적인 농약 및 비료의 살포작업이 수행될 수 없는 등의 문제점이 항상 내포되어 있었다.Therefore, due to the above problems, the spraying and control work of pesticides and fertilizers conventionally carried out can not solve the labor shortage in spraying in the reality where the rural population is rapidly decreasing, but also the effective spraying of pesticides and fertilizers is performed. There were always problems such as not being able to.

(특허문헌 0001) 한국등록특허공보 제10-1792077호 (2017.10.25)(Patent Document 0001) Korea Patent Registration No. 10-1792077 (2017.10.25)

더 나아가 종래에는 시설하우스 내에서 드론을 이용하여 응달진 부분에 위치한 식물에 엘이디발광체광을 조사해 식물을 성장시키는 방법은 전무한 실정이다.Furthermore, conventionally, there is no method of growing plants by irradiating LED light emitting body light to plants located in shaded areas using a drone in a facility house.

종래는 초음파센서를 이용하여 장애물을 센싱하여 대처하는 기술이 미비한점,Conventionally, the technique of sensing and coping with obstacles using an ultrasonic sensor is insufficient,

또 하우스 내의 응달진 부분에 위치한 식물에 그 식물에 요구되는 광을 조사하지 못한점, 하우스 내에서 비행하는 드론의 배터리에 전원을 지속적으로 공급하지 못한점, 하우스 내 응달진곳을 감지하지 못한점, 하우스 내에서 비행하는 드론의 배터리를 충전할 수 있는 시스템이 하우스에 구비되지 않는 점,In addition, the plant located in the shady part of the house could not be irradiated with the light required for the plant, the battery of the drone flying in the house could not be continuously supplied with power, the shady area in the house could not be detected, The fact that the house is not equipped with a system that can charge the battery of the drone flying in the house,

결국 종래는 하우스 내에서 식물을 관리할 수 있는 드론에 해당하지 않는점.In the end, conventional drones that can manage plants in a house do not correspond.

종래는 초음파센서를 이용하여 장애물을 센싱하여 대처하는 기술이 미비한점,Conventionally, the technique of sensing and coping with obstacles using an ultrasonic sensor is insufficient,

또 하우스 내의 응달진 부분에 위치한 식물에 그 식물에 요구되는 광을 조사하지 못한점, 하우스 내에서 비행하는 드론의 배터리에 전원을 지속적으로 공급하지 못한점, 하우스 내 응달진곳을 감지하지 못한점, 하우스 내에서 비행하는 드론의 배터리를 충전할 수 있는 시스템이 하우스에 구비되지 않는 점,In addition, the plant located in the shady part of the house could not be irradiated with the light required for the plant, the battery of the drone flying in the house could not be continuously supplied with power, the shady area in the house could not be detected, The fact that the house is not equipped with a system that can charge the battery of the drone flying in the house,

결국 종래는 하우스 내에서 식물을 관리할 수 있는 드론에 해당하지 않는다.After all, the prior art does not correspond to a drone capable of managing plants in a house.

참고로 종래의 무인방제장치는 보통 비닐하우스 내부에 약액이 이동되는 파이프가 구성되고 상기 파이프의 길이방향으로 공개특허 10-2011-0057291호와 같은 노즐이 다수 구성되어 노즐이 회전됨에 따라 노즐에서 분사되는 약액이 비닐하우스 내부의 농작물에 공급되도록 구성된다.For reference, conventional unmanned pest control devices usually consist of a pipe through which chemical liquid is moved inside a vinyl house, and a plurality of nozzles such as those described in Patent Publication No. 10-2011-0057291 are configured in the longitudinal direction of the pipe, and spray from the nozzle as the nozzle rotates. The chemical liquid is configured to be supplied to the crops inside the greenhouse.

하지만 상기와 같은 무인방제장치는 다소 고가인 회전이 이루어지는 노즐을 다수 구매하여야 함으로 고가의 설치비용이 소요되는 단점이 있으며, 또한 상기 회전이 이루어지는 노즐은 회전력을 감속하는 감속수단이 필수적으로 구비되어야만 고른 분사각을 유지할 수 있어 사용이 불편한 단점이 있어 왔으며, 감속수단에 의해 고장이 빈번하게 발생되는 단점이 있어왔다.However, the unmanned control device as described above has the disadvantage of requiring expensive installation costs because a number of rather expensive rotating nozzles must be purchased, and the rotating nozzle must be provided with a deceleration means for decelerating the rotational force. There has been a disadvantage in that it is inconvenient to use because the injection angle can be maintained, and there has been a disadvantage in that failure occurs frequently due to the deceleration means.

본 발명은 장애물을 감지하는 초음파센서와 식물에 엘이디발광체 빛을 조사하는 엘이디발광체가 부설된 드론에 관한 것으로 상세하게는, 하우스 내에서 드론이 장애물이 근접하면 신호음을 발생하거나 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 실행하고 다시 재경로로 복귀할 수 있도록 하여 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있도록 하여 장애물과의 충돌로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있는 기술을 제공한다.The present invention relates to a drone equipped with an ultrasonic sensor for detecting obstacles and an LED light emitter for irradiating light from an LED light emitter to plants. Provides a technology that can prevent damage to a drone due to collision with an obstacle by automatically executing an evasion maneuver and returning to a re-route so that the given flight mission can be performed smoothly.

첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면,Looking at the configuration by the accompanying drawings,

본 발명의 방제용 드론(1)은 드론몸체부, 암, 프로펠러, 엘이디발광체기판장치, 엘이디발광체, 배터리, 제어부, 제1초음파거리센서, 제2초음파거리센서를 포함하여 구성된다.The control drone 1 of the present invention includes a drone body, an arm, a propeller, an LED light emitting body substrate device, an LED light emitting body, a battery, a control unit, a first ultrasonic distance sensor, and a second ultrasonic distance sensor.

드론몸체부는 프로펠러와 엘이디발광체기판장치 사이에 위치하여 둘을 연결하는 부분이다.The drone body is a part that is located between the propeller and the LED light emitting device and connects the two.

또한 상기 드론몸체부는 암이 연결되기 위해 드론몸체부의 상부 중심에 위치하는 중심부를 포함한다. In addition, the drone body portion includes a central portion located at the upper center of the drone body portion to which the arm is connected.

암은 상기 드론몸체부의 중심부를 중심으로 방사상으로 다수 개가 형성되되, 바람직하게는 8개의 암이 동일한 간격 상으로 형성되어 중심부가 형성되 드론몸체부의 중심부를 중심으로 회전된다.A plurality of arms are formed radially around the center of the drone body, and preferably eight arms are formed at equal intervals to form a center and rotate around the center of the drone body.

본 발명은 장애물을 감지하는 초음파 센서와 식물에 엘이디발광체 빛을 조사하는 엘이디발광체가 부설된 드론에 관한 것으로 상세하게는, 하우스 내에서 드론이 장애물이 근접하면 신호음을 발생하거나 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 실행하고 다시 재경로로 복귀할 수 있도록 하여 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있도록 하여 장애물과의 충돌로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있다.The present invention relates to a drone equipped with an ultrasonic sensor for detecting obstacles and an LED light emitter for irradiating light from an LED light emitter to plants. It is possible to prevent damage to the drone due to collision with an obstacle by automatically executing an evasion maneuver and returning to a re-route so that the given flight mission can be performed smoothly.

도 1, 2는 본 발명의 일 실시예의 장애물 회피기동 제어 방법의 다른 실시예를 나타내는 플로차트,
도 3, 4는 본 발명의 초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론의 사시도,
도 5, 6은 본 발명의 이해도.
1 and 2 are flowcharts showing another embodiment of an obstacle avoidance maneuver control method according to an embodiment of the present invention;
3 and 4 are perspective views of a drone avoiding obstacles through the ultrasonic sensor of the present invention and irradiating LED light to plants;
5, 6 is an understanding of the present invention.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. Hereinafter, the description of the present invention with reference to the drawings is not limited to specific embodiments, and various transformations may be applied and may have various embodiments.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Like reference numbers used throughout this specification indicate like elements.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, terms such as "include", "include" or "have" described below are intended to designate that features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist. should be construed, and understood not to preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

하우스 특허 1)본 발명은 하우스 내에서 드론이 장애물에 근접하면 신호음을 발생하거나 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 실행하고 다시 재경로로 복귀할 수 있도록 하여 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있도록 하여 장애물과의 충돌로 인한 드론의 파손을 방지할 수 있는 기술을 제공한다.House Patent 1) In the present invention, when a drone approaches an obstacle in the house, it emits a beep sound or judges the obstacle to automatically execute an avoidance maneuver in a given path and return to the re-route, smoothly performing the given flight mission. To provide a technology that can prevent damage to drones due to collisions with obstacles.

본 발명의 장애물 판단단계(S200)는, 드론의 이동 속도를 일정 속도로 제어하면서 상기 초음파 거리 센서에 의해 장애물에 대한 거리를 산출하여 거리 변화가 일정한 것으로 판단되는 경우, 해당 장애물은 고정 장애물이라고 판단하며, 장애물에 대한 거리 변화가 일정하지 않는 것으로 판단하는 경우(즉, 장애물에 대한 거리 변화가 크거나 작을 경우) 해당 장애물은 이동 장애물이라고 판단하도록 이루어진다.In the obstacle determination step (S200) of the present invention, the distance to the obstacle is calculated by the ultrasonic distance sensor while controlling the moving speed of the drone at a constant speed, and when it is determined that the distance change is constant, the obstacle is determined to be a fixed obstacle. And, when it is determined that the change in distance to the obstacle is not constant (ie, when the change in distance to the obstacle is large or small), it is determined that the corresponding obstacle is a moving obstacle.

이러한 거리 정보에 대한 1차적인 판단에 더하여, 상기 장애물 판단단계(S200)는, 상기 거리 센서에 의해 장애물에 대한 산출된 거리에 기반하여 산출된 거리와 드론의 이동 시간에 따른 거리-시간 관계식(V=S/T; 여기에서 V: 속도, S: 거리, T: 시간)을 통해 상대 속도를 산출하여 상대 속도 변화가 일정한 것으로 판단되는 경우, 해당 장애물은 고정 장애물이라고 판단하며, 장애물에 대한 상대속도 변화가 일정하지 않는 것으로 판단하는 경우(즉, 장애물에 대한 상대속도 변화가 크거나 작을 경우) 해당 장애물은 이동 장애물이라고 판단하도록 이루어진다.In addition to the primary determination of the distance information, in the obstacle determination step (S200), the distance-time relationship between the distance calculated based on the distance to the obstacle calculated by the distance sensor and the moving time of the drone ( V=S/T; where V: speed, S: distance, T: time) calculates the relative speed, and if the relative speed change is determined to be constant, the obstacle is determined to be a fixed obstacle, and the relative speed against the obstacle is determined. When it is determined that the speed change is not constant (ie, when the relative speed change with respect to the obstacle is large or small), it is determined that the corresponding obstacle is a moving obstacle.

이와 같이 일 실시예의 장애물 판단단계(S200)는, 1차적으로 상대 거리에 대한 장애물이 고정 장애물인지 이동 장애물인지를 판단하게 되고, 이에 더하여 장애물에 대한 상대속도 변화 여부를 추가적으로 판단하여 회피 기동 제어를 실행하도록 이루어진다.In this way, in the obstacle determination step (S200) of an embodiment, it is first determined whether the obstacle for the relative distance is a fixed obstacle or a moving obstacle, and in addition, whether the relative speed to the obstacle is changed is additionally determined to perform avoidance maneuver control. made to run

이러한 일 실시예에서의 장애물 판단단계(S200)에 따른 상기 회피기동 제어 단계(S300)는, 상기 장애물 판단단계(S200)에서 고정 장애물인 것으로 판단되는 경우 드론의 비행 속도를 줄이거나In the avoidance maneuver control step (S300) according to the obstacle determination step (S200) in this embodiment, if it is determined that the obstacle is a fixed obstacle in the obstacle determination step (S200), the flight speed of the drone is reduced or

정지 후 호버링하면서 거리 정보를 센싱한 장애물 검출센서(거리센서)의 위치(방향)를 파악하여, 해당 거리 정보를 센싱한 장애물 검출센서의 검출 신호를 지속적으로 제공받으면서 그 거리 정보를 센싱한 장애물 검출센서가 위치된 방향으로부터 벗어나는 방향으로 선회 비행(진행 시) 또는 승강 비행(호버링 시) 이동하되, 모든 장애물 검출센서로부터의 검출 신호가 장애물이 없는 것으로 검출되는 위치까지 회피 기동하도록 이루어진다.While hovering after stopping, the position (direction) of the obstacle detection sensor (distance sensor) that senses the distance information is identified, and the obstacle detection sensor that senses the distance information is continuously provided with the detection signal of the obstacle detection sensor that senses the distance information. It moves in a direction away from the direction in which the sensor is located, in a turning flight (when advancing) or in an ascending flight (when hovering), and avoids maneuvering to a position where detection signals from all obstacle detection sensors are detected as being free of obstacles.

구체적으로, 본 발명에 따른 드론용 비행 장애물 회피기동 제어 방법은, 장애물에 대한 드론의 회피기동을 제어하기 위한 방법으로서, 드론의 중심을 기준으로 3축 방향 각각에 대한 장애물의 유무를 검출하는 장애물 검출단계(S100); Specifically, the method for controlling flight obstacle avoidance maneuver for a drone according to the present invention is a method for controlling the drone avoidance maneuver for an obstacle, and detects the presence or absence of an obstacle in each of three axis directions based on the center of the drone. Detection step (S100);

상기 장애물 검출단계(S100)에서 검출된 검출 신호에 근거하여 고정 장애물 또는 이동 장애물의 유무를 판단하는 장애물 판단단계(S200); An obstacle determination step (S200) of determining whether there is a fixed obstacle or a moving obstacle based on the detection signal detected in the obstacle detection step (S100);

상기 장애물 판단단계(S200)에서 판단되는 판단 결과에 따라 드론이 회피 기동하도록 제어하는 회피기동 제어단계(S300); 및 상기 회피기동 제어단계(S300) 이후 장애물 회피 전의 비행경로로 복귀하도록 제어하는 경로 복귀단계(S400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.An avoidance maneuver control step (S300) of controlling the drone to avoid maneuver according to the determination result determined in the obstacle determination step (S200); And a path return step (S400) of controlling to return to the flight path before obstacle avoidance after the avoidance maneuver control step (S300).

다음으로, 상기 경로 복귀단계(S400)는 상기 회피기동 제어단계(S300)와 동시에 드론에 설치된 자이로센서에 의해 검출에 의해 회피기동 직전의 비행경로(방향 또는 좌표)를 저장하고, 상기 회피기동 제어단계(S300) 이후 저장된 회피기동 직전의 비행경로를 불러와 해당 비행경로의 방향으로 진행하도록 이루어질 수 있다.Next, in the path return step (S400), simultaneously with the avoidance maneuver control step (S300), the flight path (direction or coordinates) immediately before the avoidance maneuver is stored by detection by the gyro sensor installed in the drone, and the avoidance maneuver control After the step (S300), the stored flight path immediately before maneuvering may be called and proceeded in the direction of the flight path.

본 발명은 상기한 장애물 검출과 장애물 판단과 회피기동 제어 및 경로 복귀는 In the present invention, the above obstacle detection, obstacle determination, avoidance maneuver control, and path return are

드론에 구비된 제어 회로모듈 (마이컴)에 의해 구현되게 된다.It is implemented by the control circuit module (Micom) equipped in the drone.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 드론용 비행 장애물 회피기동 제어 방법에 의하면, 드론으로부터 장애물에 대한 거리 정보와 속도 정보 및 이들의 조합 정보에 근거하여 고정 장애물 또는 이동 장애물을 판단하여 주어진 경로에서 회피 기동을 자동으로 정확하게 실행하여 드론의 파손을 방지할 수 있는 이점이 있다.According to the flying obstacle avoidance maneuver control method for a drone according to the present invention as described above, a fixed obstacle or a moving obstacle is determined based on distance information and speed information about the obstacle from the drone and their combination information to avoid in a given path. It has the advantage of preventing damage to the drone by executing the maneuver automatically and accurately.

또한, 본 발명에 의하면, 최적의 동선으로, 즉 최적의 방향과 거리로 회피 기동할 수 있어 회피 기동 이후 다시 재경로로의 신속하고 정확한 복귀를 행할 수 있어 주어진 비행 임무를 원활하게 수행할 수 있으며, 복잡하고 고가의 비젼 시스템을 필요로 하지 않고 회피 기동할 수 있어 경제성 및 제품 경쟁력을 확보할 수 있는 이점이 있다.In addition, according to the present invention, since it is possible to evade maneuver in an optimal movement line, that is, in an optimal direction and distance, it is possible to quickly and accurately return to the re-route again after evasion maneuver, so that the given flight mission can be smoothly performed. However, it has the advantage of being able to secure economic feasibility and product competitiveness because it can evade maneuvers without requiring a complex and expensive vision system.

공개번호 10-2021-0065459호 참조, 무인드론 참조, 등록번호 10-1929129Reference Publication No. 10-2021-0065459, Unmanned Drone Reference, Registration No. 10-1929129

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6 attached.

본 발명의 초음파센서를 통해 장애물을 감지하는 엘이디발광체광(빛) 조사용 드론에 관한 사시도로써, 본 발명의 방제용 드론(1)은 As a perspective view of a drone for irradiating LED light emitting body light (light) that detects obstacles through the ultrasonic sensor of the present invention, the control drone (1) of the present invention

드론몸체부(f110), 암(f120), 프로펠러(f130), 엘이디발광체기판장치(f140), 엘이디발광체(f150), 배터리(f160), 제어부(f170), 제1초음파거리센서(f180), 제2초음파거리센서 (f200)를 포함하여 구성된다.Drone body part (f110), arm (f120), propeller (f130), LED light emitting body substrate device (f140), LED light emitting body (f150), battery (f160), control unit (f170), first ultrasonic distance sensor (f180), It is configured to include a second ultrasonic distance sensor (f200).

각 구성요소를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.Looking at each component in detail is as follows.

드론몸체부(f110)는 프로펠러(f130)와 엘이디발광체기판장치(f140) 사이에 위치하여 둘을 연결하는 부분이다. 또한 상기 드론몸체부(f110)는 암(f120)이 연결되기 위해 드론몸체부(f110)의 상부 중심에 위치하는 중심부(f111)를 포함한다.The drone body part (f110) is located between the propeller (f130) and the LED light emitting body substrate device (f140) and connects the two. In addition, the drone body f110 includes a central portion f111 located at the upper center of the drone body f110 to which the arm f120 is connected.

암(f120)은 상기 드론몸체부(f110)의 중심부(f111)를 중심으로 방사상으로 다수 개가 형성되되, 바람직하게는 8개의 암이 동일한 간격 상으로 형성되어 중심부가 형성되 드론몸체부(f110)의 중심부(f111)를 중심으로 회전된다.A plurality of arms f120 are formed radially around the center f111 of the drone body f110, and preferably eight arms are formed at equal intervals to form a center portion of the drone body f110. It rotates around the center f111.

프로펠러(f130)는 상기 암(f120)의 단부에 형성되되 드론의 이륙과 착륙을 위한 동력을 발생시킨다. The propeller f130 is formed at the end of the arm f120 and generates power for take-off and landing of the drone.

즉 다수 개의 암(f120)의 단부에 프로펠러(f130)가 각각 형성되는 것이다.That is, propellers f130 are formed at the ends of the plurality of arms f120, respectively.

엘이디발광체기판장치(f140)는 드론몸체부(f110)가 탈착가능하게 연결되도록 상기 드론몸체부(f110)의 하부에 위치된다. The LED light-emitting body substrate device (f140) is located below the drone body (f110) so that the drone body (f110) is detachably connected.

드론몸체부(f110) 일측에 형성된 배터리(160)도 함께 교체할 수 있다.The battery 160 formed on one side of the drone body portion f110 can also be replaced together.

엘이디발광체(f150)는 엘이디발광체기판장치(f140)의 회로에 연결된다.The LED light emitting body f150 is connected to the circuit of the LED light emitting body substrate device f140.

상기 엘이디발광체(f150)와 엘이디발광체기판장치(f140)는 하단에 위치되기에 지면을 향해 지면으로 발광한다. Since the LED light-emitting body f150 and the LED light-emitting body substrate device f140 are located at the bottom, they emit light toward the ground.

배터리(f160)는 상기 드론몸체부(f110)의 일측에 위치되는 것으로, 드론(1)이 구동되도록 전원을 공급하는 역할을 한다.The battery (f160) is located on one side of the drone body (f110), and serves to supply power to drive the drone (1).

또한 상기 배터리(160)는 엘이디발광체기판장치(f140)에 제어부(f170)를 통해 전원을 공급하거나 차단된다. In addition, the battery 160 supplies or cuts off power to the LED light emitting body substrate device f140 through the control unit f170.

제어부(미이콤)는 제1초음파거리센서(f180), 제2초음파거리센서(f200),The control unit (MICOM) includes a first ultrasonic distance sensor f180, a second ultrasonic distance sensor f200,

엘이디발광체기판장치(f140), 프로펠러(f130)를 제어한다.Controls the LED light emitting body substrate device (f140) and the propeller (f130).

드론은 상기 드론몸체부(f110) 하단, 전후방에 제1초음파거리센서(f180), 좌우측에 제2초음파거리센서(f200)를 각각 설치하여 비행중 장애물에 근접하면 상기 제1,2초음파거리센서(f110, f180)로부터 제어신호를 읽어들여 제어하는 제어부(b) 상기 The drone installs a first ultrasonic distance sensor (f180) on the front and rear of the drone body (f110) and a second ultrasonic distance sensor (f200) on the left and right sides, respectively, so that when approaching an obstacle during flight, the first and second ultrasonic distance sensors are installed. A controller (b) that reads and controls control signals from (f110, f180)

드론몸체부(f110)에 설치되어 상기 제어부에 의해 제어되는 프로펠러(f130),A propeller (f130) installed in the drone body (f110) and controlled by the control unit;

상기 프로펠러(f130)를 회전시키는 모터(f130a), 상기 드론몸체부(f110) 하단에 At the bottom of the motor (f130a) that rotates the propeller (f130) and the drone body (f110)

엘이디발광체기판장치(f140)를 장착한 상기 회로(미도시)에 결선시킨 복수의 엘이디발광체(f150), 상기 제1초음파거리센서(f180), 제2초음파거리센서(f200),엘이디발광체기판장치(f140), 프로펠러(f130)의 모터(f130a)에 배터리의 전원공급여부를 제어하고 상기 드론(1)에 장착되어 동작하는 각각의 부품을 제어하는 제어부를 포함한다.A plurality of LED light emitting bodies (f150) connected to the circuit (not shown) equipped with the LED light emitting body substrate device (f140), the first ultrasonic distance sensor (f180), the second ultrasonic distance sensor (f200), and the LED light emitting body substrate device (f140), and a control unit for controlling whether or not to supply power from the battery to the motor (f130a) of the propeller (f130) and controlling each part mounted on the drone (1) and operating.

상기 드론(1)은 드론 관리자가 통신수단을 통해 비행경로를 제어한다. In the drone 1, a drone manager controls a flight path through a communication means.

그리고 상기 알림소리발신단계(S07) 이후 계속 물체가 감지되는 경우에는And if the object continues to be detected after the notification sound transmission step (S07)

프로펠러(f130)의 모터(f130a)를 제어부를 통해 제어하여 장애물 방향으로 비행하지 못하도록 일시적으로 회피할 수 있다. By controlling the motor f130a of the propeller f130 through the controller, it is possible to temporarily avoid flying in the direction of the obstacle.

이후에도 계속해서 물체가 감지되는 경우에는 프로펠러의 회전수 가변을 통해 장애물로부터 방향을 전환하여 벗어나도록 할 수 있다.After that, if the object is continuously detected, the rotation speed of the propeller may be changed to escape from the obstacle by changing the direction.

여기서 일반적으로 드론 방향전환은 프로펠러에서 배출되는 공기의 배출방향이 고정된 상태에서, 각(복수) 프로펠러의 회전속도를 조정하여 드론의 이동방향을 전환한다. In general, the direction change of the drone changes the direction of movement of the drone by adjusting the rotational speed of each (plural) propellers while the direction of air discharged from the propeller is fixed.

방향전환의 기술을 등록번호 10-2030137호에서 참고 바란다.Please refer to the technology of direction change in Registration No. 10-2030137.

이와 같은 원리로 방향을 전환하기 때문에 있어서 장애물이 초음파거리센서로 감지되면 감지된 방향에 위치한 프로펠러의 회전 속도를 제어부(b)를 통해 증가시키면 그 장애물에서 벗어난다. Since the direction is changed according to the same principle, when an obstacle is detected by the ultrasonic distance sensor, the rotational speed of the propeller located in the detected direction is increased through the control unit (b) to escape from the obstacle.

본 발명은 비닐하우스 내의 식물에 엘이디발광체를 조사하여 식물이 균등하게 성장할 수 있고 날씨가 흐린 날 지속적으로 식물에 조사하여 식물 성장에 도움을 줄 수 있다.The present invention can help plants grow evenly by irradiating the LED light emitting body to the plants in the greenhouse, and continuously irradiate the plants on cloudy days to help plant growth.

LED 램프는 식물공장 등 바이오산업 분야에서 최근 크게 각광을 받고 있으며, LED 램프를 이용하여 시설 내 또는 식물공장에서 작물의 광합성을 유도하고 생장을 촉진시키는 광원으로 활용한다.LED lamps have recently been in the limelight in the bio industry, such as plant factories, and are used as light sources to induce photosynthesis and promote growth of crops in facilities or plant factories.

참고로 LED 조명은 단색파장과 복합파장을 선택할 수 있어 식물광합성 유효파장이 91%로 높고, 조명의 발열도 적고 수명도 길어 농업용으로 사용하기 적합하지만, 가격이 비싸다는 문제점이 있다. LED 조명의 특정 단색광을 이용하면 광합성 촉진, 개화조절, 착색증진, 당도와 사포닌 증가 및 곰팡이 발생억제 등의 기능을 수행할 수 있으며, For reference, LED lighting can select monochromatic and composite wavelengths, so the effective wavelength for plant photosynthesis is as high as 91%, and the heat generation of the lighting is low and the lifespan is long, so it is suitable for agricultural use, but the price is expensive. Using specific monochromatic light from LED lighting, it can perform functions such as promoting photosynthesis, controlling flowering, enhancing coloration, increasing sugar content and saponin, and suppressing mold growth.

본원 발명에서는 610~700nm의 주피크와 400~470nm의 부피크를 포함한 가시광선 380~700nm의 자연광과 유사한 빛을 발생시키는 LED 조명장치를 제작하고, 이 조명장치를 이용하여 작물의 생육을 촉진시키는 것이다.In the present invention, an LED lighting device that generates light similar to natural light of visible light of 380 to 700 nm including a main peak of 610 to 700 nm and a bulk peak of 400 to 470 nm is manufactured, and the lighting device is used to promote the growth of crops. will be.

1. 드론 f110. 드론몸체부
f120. 암 f130. 프로펠러
f140. 엘이디발광체기판장치 f150. 엘이디발광체
f160. 배터리 f170. 제어부
1. Drone f110. drone body
f120. Cancer f130. prop
f140. LED light emitting substrate device f150. LED luminous body
f160. Battery f170. control unit

Claims (2)

본 발명의 방제용 드론(1)은 드론몸체부(f110), 암(f120), 프로펠러(f130), 엘이디발광체기판장치(f140), 엘이디발광체(f150), 배터리(f160), 제어부(f170), 제1초음파거리센서(f180), 제2초음파거리센서 (f200)를 포함하여 구성을 특징으로 하는 초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론.
The control drone (1) of the present invention includes a drone body (f110), an arm (f120), a propeller (f130), an LED light emitting body substrate device (f140), an LED light emitting body (f150), a battery (f160), a controller (f170) , A first ultrasonic distance sensor (f180), a drone that avoids obstacles through an ultrasonic sensor and irradiates LED light to plants, including a second ultrasonic distance sensor (f200).
제 1항에 있어서,
드론몸체부(f110)는 프로펠러(f130)와 엘이디발광체기판장치(f140) 사이에 위치하여 둘을 연결하며. 상기 드론몸체부(f110)는 암(f120)이 연결되기 위해 드론몸체부(f110)의 상부 중심에 위치하는 중심부(f111)와

암(f120)은 상기 드론몸체부(f110)의 중심부(f111)를 중심으로 방사상으로 다수 개가 형성되되, 바람직하게는 8개의 암이 동일한 간격 상으로 형성되어 중심부가 형성되 드론몸체부(f110)의 중심부(f111)를 중심으로 회전하도록 하는 구성을 포함한 것을 특징으로 하는 초음파센서를 통해 장애물을 회피하고 식물에 엘이디 발광빛을 조사하는 드론.
According to claim 1,
The drone body part (f110) is located between the propeller (f130) and the LED light emitting body substrate device (f140) to connect the two. The drone body (f110) has a center (f111) located at the upper center of the drone body (f110) to be connected to the arm (f120) and

A plurality of arms f120 are formed radially around the center f111 of the drone body f110, and preferably eight arms are formed at equal intervals to form a center portion of the drone body f110. A drone that avoids obstacles and irradiates LED light to plants through an ultrasonic sensor, characterized in that it includes a configuration that rotates around the center (f111).
KR1020210174680A 2021-12-08 2021-12-08 drone with LED lighting unit KR20230086236A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210174680A KR20230086236A (en) 2021-12-08 2021-12-08 drone with LED lighting unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210174680A KR20230086236A (en) 2021-12-08 2021-12-08 drone with LED lighting unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230086236A true KR20230086236A (en) 2023-06-15

Family

ID=86763789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210174680A KR20230086236A (en) 2021-12-08 2021-12-08 drone with LED lighting unit

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230086236A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2019246795B2 (en) Automatic target recognition and dispensing system
US20160318607A1 (en) Tethered drone assembly
CN109963781A (en) Device and method for nolo flight
US20220211026A1 (en) System and method for field treatment and monitoring
US9456559B2 (en) Airborne vegetation trimming apparatus
US20200113166A1 (en) Software process for tending crops using a uav
CA3013273A1 (en) Aerial platforms for aerial spraying and methods for controlling the same
JP4649323B2 (en) Hovercraft for spraying agricultural chemicals
US11628934B2 (en) Reel system for an unmanned aerial vehicle and related methods
US11963473B2 (en) Multiple emitters to treat agricultural objects from multiple payload sources
KR20200140953A (en) Spraying device of autonomous driving type unmanned control vehicle
EP3300842B1 (en) System and method for coordinating terrestrial mobile automated devices
US20210186006A1 (en) Autonomous agricultural treatment delivery
KR20210065459A (en) Evasion flight control method of dron for flight obs/tacle
EP4117990A1 (en) Unmanned aerial vehicle
KR20230086236A (en) drone with LED lighting unit
KR102305307B1 (en) Evasion flight control sys/tem of dron for flight obs/tacle based on air injection
Hameed et al. Task and motion planning for selective weed conrol using a team of autonomous vehicles
Bykov World trends in the creation of robots for spraying crops
KR20230086241A (en) drone with LED lighting unit
Lewandowski et al. Vertical Take-Off and Landing fixed-wing designed for autonomous missions
RU2817270C1 (en) Unmanned complex for aviation chemical work
KR20230086224A (en) Electric energy supply device of drone
ES2208091B1 (en) ROBOTIZED SYSTEM FOR SERVICE IN GREENHOUSES.
Yim et al. Design of Remote Control Drone for Agricultural using Flight Controller to Reduce Pesticide Damage

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application