KR101945019B1 - 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법 - Google Patents

농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101945019B1
KR101945019B1 KR1020180071783A KR20180071783A KR101945019B1 KR 101945019 B1 KR101945019 B1 KR 101945019B1 KR 1020180071783 A KR1020180071783 A KR 1020180071783A KR 20180071783 A KR20180071783 A KR 20180071783A KR 101945019 B1 KR101945019 B1 KR 101945019B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
sub
master
image
Prior art date
Application number
KR1020180071783A
Other languages
English (en)
Inventor
박정기
조기환
Original Assignee
전북대학교 산학협력단
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 전북대학교 산학협력단 filed Critical 전북대학교 산학협력단
Priority to KR1020180071783A priority Critical patent/KR101945019B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101945019B1 publication Critical patent/KR101945019B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • B64C2201/127—
    • B64C2201/143—
    • B64C2201/145—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • B64U2201/102—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS] adapted for flying in formations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • B64U2201/104—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS] using satellite radio beacon positioning systems, e.g. GPS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Navigation (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS를 활용한 고정밀 위치 인식에 따른 정확한 좌표정보 획득을 토대로 군집비행을 수행하여 특정 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하고, 군집비행 관리서버에서 군집비행을 수행하는 무인비행체로부터 획득한 원거리 및 근거리 촬영영상의 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인 등을 용이하게 수행할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법{SYSTEM FOR SWARM FLIGHT OF UNMANNED AERIAL VEHICLES FOR ACQUIRING IMAGES OF CROP GROWING DISTRIBUTION AND METHOD THEREOF}
본 발명은 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS(Real Time Kinematic-Global Positioning System)를 활용한 고정밀 위치 인식에 따른 정확한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 특정 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하고, 군집비행 관리서버에서 군집비행을 수행하는 무인비행체로부터 획득한 원거리 및 근거리 촬영영상의 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인 등을 용이하게 수행할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 들어 무인비행체의 기술이 급속하게 발전함에 따라 이에 대한 수요가 전 세계적으로 폭발적으로 증가하고 있다.
상기 무인비행체는 조종사가 탑승하지 않고 원격 조정 또는 자동 조종을 통해 무선전파로 조종할 수 있는 무인 항공기로서, 통상적으로 드론이라 불리며, 카메라, 센서, 초음파 장비, 통신시스템 등이 탑재되어 있다.
또한 상기 무인비행체는 군사용도로 시작되었지만, 최근에는 고공 촬영과 상품 배송은 물론, 농약 살포, 공기질 측정, 산불감시 및 진화, 통신, 재난환경 대처, 연구개발 등 다양한 목적으로 광범위하게 활용되고 있으며, 값싼 키덜트 제품으로 재탄생되어 개인도 부담 없이 구매할 수 있는 시대를 맞이하게 되었다.
이러한 상황에서 최근에는 통신 및 컴퓨팅 기술의 급속한 발전으로 인하여 단순히 단일 무인비행체의 비행이 아닌 복수의 무인비행체가 포메이션을 형성하여 재난구호, 정찰 등의 특수하고 복잡한 임무를 수행하는 군집비행에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 무인비행체를 이용한 군집비행을 수행할 때, GPS의 정밀도가 낮아 정밀 비행이 어렵기 때문에 고정밀 위치 인식이 필요한 임무에는 적합하지 않은 문제점이 있었다.
또한 종래의 무인비행체의 군집비행을 통하여 소정의 지역을 정밀하게 촬영하는 등의 임무를 수행하고자 할 경우, 다수의 무인비행체를 좁은 공간에서 동시에 제어하다보니, 정밀 위치 예측이 어려운 경우 충돌이 발생하는 등의 심각한 문제점이 발생하였다.
따라서 본 발명에서는 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS를 활용한 고정밀 위치 인식에 따른 정확한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 특정 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하고, 군집비행 관리서버에서 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 각각의 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행함으로써, 농작물 재배분포 확인을 용이하게 수행할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
또한 본 발명은 초기 촬영위치로 이동한 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영영상을 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체의 근거리 촬영위치를 계산하여 서브마스터 및 서브 무인비행체 각각의 경로설정을 수행함으로써, 서브마스터 및 서브 무인비행체가 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.
먼저 한국등록특허 제1634878호(2016.06.29.)는 무인 비행체의 군집 비행을 이용한 항공 영상 정합 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 항공 영상 정합 장치는 군집 비행(Swarm Flight)하는 복수의 무인 비행체들이 각각 촬영한 항공 영상들을 수신하는 단계, 상기 무인 비행체들의 위치 정보를 식별하는 단계 및 상기 무인 비행체들의 위치 정보를 기초로 상기 항공 영상들을 정합하여 정합 영상을 생성하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
하지만 본 발명은 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영영상을 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체 각각의 경로설정을 수행하면 상기 경로에 따라 서브마스터 및 서브 무인비행체가 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하고, 군집비행 관리서버에서 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 촬영한 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 각각의 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 용이하게 수행하는 기술적 구성을 제시하고 있기 때문에, 상기 선행기술의 복수의 무인 비행체들이 각각 촬영한 영상을 정합하여 접합 영상을 생성함으로써 무인 비행체들이 각각 촬영할 수 있는 영역보다 넓거나 긴 영역이 포함된 영상을 생성하는 기술 구성과 비교해 볼 때 기술적 특징의 차이점이 분명하다.
또한 한국공개특허 제2018-0054009호(2018.05.24.)는 군집비행의 포메이션을 유지하기 위한 드론 및 그 방법에 관한 것으로, 포메이션을 포함하는 군집비행일정을 저장하는 단계와, 포메이션을 구현하기 위해 설정된 각 단일드론 비행명령에 따라 비행하는 단계와, 탑재된 센서를 이용하여 타 드론과의 상대적 위치를 실시간 측정하는 단계와, 포메이션과 측정된 상대적 위치를 비교하여 비행오차를 검출하는 단계 및 실시간으로 상기 타 드론과의 상대적 위치에 대한 산출을 반복하며 비행을 제어함으로써, 비행오차를 보정하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
하지만 상기 선행기술은 주변 환경에 의해 영향을 받는 드론 비행을 실시간으로 보상할 수 있는 기술적 구성을 제시하고 있는 반면, 본 발명은 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영영상을 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체의 근거리 촬영을 위한 경로설정을 수행하여 서브마스터 및 서브 무인비행체가 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하고, 군집비행 관리서버에서 상기 원거리 및 근거리 촬영영상을 분석하여 농작물 재배분포를 확인하는 기술적 구성이기 때문에, 양자 간의 기술적 구성의 차이점이 분명하다.
즉 상기 선행기술들은 군집 비행하는 복수의 무인 비행체들이 각각 촬영한 항공 영상들을 정합하여 정합 영상을 생성하는 구성, 주변 환경에 의해 영향을 받는 드론 비행을 실시간으로 보상하여 군집비행의 포메이션을 유지하는 구성을 제시하고 있지만, 본 발명의 기술적 특징인 군집비행 관리서버에서 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 군집비행을 수행하면서 촬영한 특정 촬영목표 영역의 원거리 및 근거리 촬영영상을 분석하여 농작물 재배분포 확인을 수행하는 구성, 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영영상을 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체의 경로설정을 수행하면 이를 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체가 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하는 구성에 대해서는 구체적인 기재가 없기 때문에 기술적 차이점이 분명한 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS를 활용한 군집비행을 통하여 특정 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 특정 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 원위치로 복귀하여 원거리 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버로 업로드하는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 군집비행 관리서버에서 군집비행을 수행하는 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체로부터 수집한 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인 등을 용이하게 수행할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 군집비행 관리서버의 제어에 의하여 초기 촬영위치로 이동한 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영영상을 토대로 서브마스터 및 서브 무인비행체의 근거리 촬영위치를 계산하여 서브마스터 및 서브 무인비행체 각각의 경로설정을 수행함으로써, 서브마스터 및 서브 무인비행체가 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영할 수 있도록 하는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 마스터 무인비행체에서 원거리 촬영 및 영상저장을 수행함과 동시에 서브마스터 무인비행체로 원거리 촬영영상을 전송하고, 마스터 무인비행체의 경로설정에 따라 위치 이동을 수행하는 서브마스터 및 서브 무인비행체로부터 전달되는 근거리 촬영영상을 저장하는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 마스터 무인비행체에서 자체적인 장애상태를 체크하여 장애가 발생하면 복귀프로그램을 가동하고, 서브마스터 및 서브 무인비행체의 장애상태를 체크하여 장애가 발생되면 복귀제어를 수행할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 서브마스터 무인비행체에서 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고, 마스터 무인비행체에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어를 수행할 수 있는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한 본 발명은 서브마스터 및 서브 무인비행체에서 근거리 촬영 및 영상저장을 수행함과 동시에 마스터 무인비행체로 근거리 촬영영상을 전송하는 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템은, 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여, 특정 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하고, 상기 수행한 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영을 수행할 복수의 서브 무인비행체의 경로를 설정하는 하나의 마스터 무인비행체 및 상기 설정한 경로를 토대로 촬영위치로 이동한 다음 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하는 복수의 서브 무인비행체를 포함하며, 상기 마스터 무인비행체 및 서브 무인비행체 각각은, RTK(Real Time Kinematic)-GPS를 활용하여 획득한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 RTK-GPS는, 위성을 통해 획득한 좌표와 군집비행 관리서버로부터 송신되는 위치보정 데이터를 합성하여 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 시스템은, 상기 복수의 서브 무인비행체 중 어느 하나의 서브 무인비행체를 서브마스터 무인비행체로 설정하고, 상기 서브마스터 무인비행체는, 상기 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고, 상기 마스터 무인비행체에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 수행하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 마스터 무인비행체는, 원거리 촬영영상의 저장과 함께 상기 서브마스터 무인비행체와 상기 서브 무인비행체에서 각각 촬영한 근거리 촬영영상을 전송받아 저장하며, 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 이착륙장으로 복귀하여 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버로 업로드하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 시스템은, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되어 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로부터 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집하고, 상기 수집한 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 수행하는 군집비행 관리서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 군집비행 관리서버는, 지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치하여 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각은, 자체적으로 장애상태를 체크하고, 장애가 발생하면 기 설정된 복귀프로그램을 가동하여 이착륙장으로의 복귀를 수행하며, 상기 마스터 무인비행체는, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체의 장애상태를 체크하여 장애가 발생되면 복귀제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 방법은, 마스터 무인비행체에서, 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여 특정 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하고, 상기 수행한 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영을 수행할 복수의 서브 무인비행체의 경로를 설정하는 원거리 영상촬영과 경로 설정 단계 및 복수의 서버 무인비행체에서, 상기 마스터 무인비행체에서 설정한 경로를 토대로 촬영위치로 이동한 다음 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하는 근거리 영상 촬영 단계를 포함하며, 상기 마스터 무인비행체 및 서브 무인비행체 각각은, RTK-GPS 위치정보를 활용하여 획득한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 RTK-GPS 위치정보는, GPS위성을 통해 획득한 위치좌표 정보와 군집비행 관리서버와 연결된 지상기준국 위치좌표 정보를 합성한 위치보정 데이터로 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 방법은, 상기 복수의 서브 무인비행체 중 어느 하나의 서브 무인비행체를 서브마스터 무인비행체로 설정하며, 상기 서브마스터 무인비행체에서, 상기 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고, 상기 마스터 무인비행체에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 방법은, 상기 마스터 무인비행체에서, 원거리 촬영영상의 저장과 함께 상기 서브마스터 무인비행체와 상기 서브 무인비행체에서 각각 촬영한 근거리 촬영영상을 전송받아 저장하는 단계 및 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 이착륙장으로 복귀하여 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버로 업로드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 방법은, 군집비행 관리서버에서, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되어 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로부터 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집하고, 상기 수집한 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 방법은, 상기 군집비행 관리서버에서, 지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치하여 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 무인비행체 군집비행 방법은, 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서, 자체적으로 장애상태를 체크하고, 장애가 발생하면 기 설정된 복귀프로그램을 가동하여 이착륙장으로의 복귀를 수행하는 단계 및 상기 마스터 무인비행체에서, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체의 장애상태를 체크하여 장애가 발생되면 복귀제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서와 같이 본 발명의 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 따르면, 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS를 활용하여 군집비행 경로의 정확한 좌표정보 획득이 가능하며, 촬영지점으로의 위치이동을 손쉽게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 마스터, 서브마스터 및 서브 무인비행체의 군집비행을 토대로 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 모두 수집하기 때문에 정확한 영상획득이 가능하고, 짧은 시간동안 많은 영상을 촬영할 수 있으며, 사전에 설정된 경로에 따라 영상 촬영을 수행하므로 목표정보의 획득이 용이한 효과가 있다.
또한 본 발명은 아무리 넓은 지역이라도 경로 확장을 통하여 체계적으로 손쉽게 촬영목표 영역의 원거리 및 근거리 촬영영상을 획득할 수 있으며, 각각의 무인비행체로부터 수집한 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인 등을 용이하게 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 서브마스터 무인비행체에서 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고 있기 때문에, 마스터 무인비행체에 장애가 발생되더라도 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어를 수행할 수 있으며, 이에 따라 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 작업을 차질 없이 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용된 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행의 과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명에 적용된 원거리 및 근거리 촬영을 수행할 때의 실제 지상 면적의 산출 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3의 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영 이동경로의 설정 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 마스터 무인비행체의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 서브마스터 무인비행체의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 서브 무인비행체의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 군집비행 관리서버의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복수의 무인비행체(100), 군집비행 관리서버(200), 데이터베이스(300)로 구성된다.
상기 무인비행체(100)는 무선전파의 유도에 의하여 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인 항공기로서, 통상적으로 드론(drone)으로 알려져 있으며, 본 발명에서는 하나의 마스터 무인비행체(110), 하나의 서브마스터 무인비행체(120) 및 적어도 하나 이상의 서브 무인비행체(130)로 구성된다.
또한 상기 무인비행체(100)를 구성하는 하나의 마스터 무인비행체(110), 하나의 서브마스터 무인비행체(120) 및 적어도 하나 이상의 서브 무인비행체(130) 각각은, 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위한 기능을 수행하기 위하여, RTK-GPS를 활용한 군집비행을 통하여 특정 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득한다. 여기서, 상기 원거리 촬영영상은 지상으로부터 150m 높이를 비행하는 마스터 무인비행체(110)에서 촬영목표 영역을 이동하면서 촬영한 영상을 의미하며, 상기 근거리 촬영영상은 지상으로부터 25m 높이를 군집비행하는 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 상기 원거리 촬영영상 영역을 이동하면서 촬영한 영상을 의미하는 것으로 정의하고 설명하기로 한다(도 2 참조).
이때 상기 RTK-GPS 위치정보는 GPS 위성을 통해 획득한 좌표와 상기 군집비행 관리서버(200)로부터 송신되는 위치보정 데이터를 합성하여 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정하는 것이며, 각각의 무인비행체(100)는 종래의 GPS에서 발생할 수 있는 위치 오차를 최소화하면서 GPS 위성과 기지국에서 제공되는 정보를 통하여 자신의 정확한 위치 정보를 확인할 수 있다. 이에 따라 각각의 무인비행체(100)는 RTK-GPS 위치정보를 활용하여 획득한 고정밀 위치 인식에 따른 정확한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하면서 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득할 수 있게 된다.
또한 상기 무인비행체(100)는 특정 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 원위치(즉 군집비행 관리서버(200) 부근의 이착륙장)로 복귀하여 원거리 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버(200)로 업로드한다. 이때 상기 원거리 및 근거리 촬영영상은 촬영이 모두 종료된 다음 업로드하는 방식 이외에, 촬영 즉시 실시간으로 상기 군집비행 관리서버(200)에 업로드 할 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 마스터 무인비행체(110)는 상기 군집비행 관리서버(200)의 제어에 의하여 이착륙장을 이륙하여 특정 촬영목표 영역의 초기 촬영위치로 이동하고, 상기 초기 촬영위치에서 착륙을 수행할 때까지 원거리 촬영정보를 토대로 한 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 근거리 촬영위치를 계산하여 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 경로설정을 수행하고, 상기 경로설정 정보를 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)에 각각에 전송함으로써, 해당 촬영위치로 이동하여 군집비행에 의한 근거리 촬영을 수행할 수 있도록 한다.
즉 상기 마스터 무인비행체(110)는 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여, 특정 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하고, 상기 수행한 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영을 수행할 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 비행경로를 설정하는 것이다.
이때 상기 마스터 무인비행체(110)는 RTK-GPS 위치정보를 통해 자신의 정확한 위치좌표를 확인하며, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 위치제어를 위한 통신을 수행한다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 원거리 촬영의 수행 및 영상저장을 수행하는 것은 물론, 상기 마스터 무인비행체(110)의 경로설정에 따라 군집비행을 수행하는 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 근거리 촬영영상을 수신하여 저장할 수 있다. 즉 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 근거리 촬영영상을 백업하여 저장하는 것이다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체(110)에서 촬영한 원거리 촬영영상을 상기 서브마스터 무인비행체(120)로 전송함으로써, 상기 서브마스터 무인비행체(120)에서 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체(130)와 통신하여 비행제어를 수행할 수 있도록 한다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 자체적으로 장애상태를 체크하고, 만일 장애가 발생하면 기 저장되어 있는 복귀프로그램을 가동하며, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 장애상태를 지속적으로 체크하여 장애가 발생한 특정 서브마스터 무인비행체(120) 또는 서브 무인비행체(130)의 복귀제어를 수행한다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 특정 촬영목표 영역에서의 촬영 작업이 모두 종료되면 이착륙장으로 복귀한 다음, 원거리 촬영영상은 물론, 백업하여 저장해둔 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 근거리 촬영영상을 상기 군집비행 관리서버(200)로 전송한다.
한편 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 복수의 서브 무인비행체(120) 중에서 설정되는 것으로서, 상기 마스터 무인비행체(110)와 무선통신으로 군집비행을 수행할 경로설정 정보를 수신하여 해당 위치로 이동하고, 상기 마스터 무인비행체(110)에서 설정한 경로에 따라 근거리 촬영 및 저장을 수행하며, 근거리 촬영영상을 상기 마스터 무인비행체(110)로 전송한다. 이때 상기 서브마스터 무인비행체(120)도 상기 마스터 무인비행체(110)와 마찬가지로 RTK-GPS 위치정보를 통해 자신의 정확한 위치좌표를 확인하며, 상기 마스터 무인비행체(110)와 위치제어를 위한 통신을 수행한다.
또한 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체(110)에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장한다.
또한 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생을 지속적으로 체크하고, 만일 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체(130)와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 수행할 수 있다.
또한 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 자체적으로 장애상태를 체크하고, 만일 장애가 발생하면 기 저장되어 있는 복귀프로그램을 가동하며, 특정 촬영목표 영역에서의 촬영 작업이 모두 종료되면 이착륙장으로 복귀한 다음, 저장해둔 근거리 촬영영상을 상기 군집비행 관리서버(200)로 전송한다.
한편 상기 서브 무인비행체(130)는 상기 마스터 무인비행체(110)와 무선통신으로 군집비행을 수행할 위치로 이동하고, 상기 마스터 무인비행체(110)에서 설정한 경로에 따라 근거리 촬영 및 저장을 수행한 다음, 근거리 촬영영상을 상기 마스터 무인비행체(110)로 전송한다. 이때 상기 서브 무인비행체(130)도 상기 마스터 무인비행체(110) 및 서브마스터 무인비행체(120)와 마찬가지로 RTK-GPS 위치정보를 통해 자신의 정확한 위치좌표를 확인한다.
또한 상기 서브 무인비행체(130)는 자체적으로 장애상태를 체크하여 장애가 발생하면 기 저장되어 있는 복귀프로그램을 가동하며, 특정 촬영목표 영역에서의 촬영 작업이 모두 종료되면 이착륙장으로 복귀한 다음, 저장해둔 근거리 촬영영상을 상기 군집비행 관리서버(200)로 전송한다.
상기 군집비행 관리서버(200)는 지상국을 통한 상기 무인비행체(100)의 비행제어, 네트워크를 통한 촬영데이터 수집 및 분석을 총괄적으로 제어하거나 관리하는 주체로서, 관리자의 수동조작을 토대로 지상국을 통하여 이착륙장에 위치한 상기 마스터 무인비행체(110)의 촬영목표 지점으로의 이동을 제어하며, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되어 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)를 포함한 각각의 무인비행체(100)로부터 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집한다.
이때 상기 군집비행 관리서버(200)는 상기 무인비행체(100)로부터 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집할 때, 사전에 정해진 정보전송 순서를 토대로 상기 무인비행체(100)에서 촬영한 영상의 수집을 처리한다.
또한 상기 군집비행 관리서버(200)는 각각의 무인비행체(100)에서 촬영을 수행하는 즉시 무선통신을 통해 실시간으로 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집할 수 있다.
또한 상기 군집비행 관리서버(200)는 군집비행을 수행하는 각각의 무인비행체(100)로부터 수집한 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 상황 등의 확인을 수행한다. 여기서, 영상처리로 확인하는 것은 농작물 재배분포 상황을 예로 하여 설명하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이외에 촬영영상을 토대로 분석을 수행하는 모든 분야에 적용할 수 있음은 물론이다.
또한 상기 군집비행 관리서버(200)는 지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치하여 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각으로 제공함으로써, 각각의 무인비행체(100)에서 RTK-GPS 위치정보를 토대로 고정밀 위치 인식에 따른 정확한 좌표정보를 확인하여 군집비행을 수행할 수 있도록 한다.
또한 상기 군집비행 관리서버(200)는 원거리 촬영 및 경로설정을 수행하는 상기 마스터 무인비행체(110)와, 상기 마스터 무인비행체(110)에서 설정한 경로에 따라 군집비행을 수행하면서 근거리 촬영을 수행하는 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각에서 사용하는 각종 동작프로그램의 업데이트를 관리하는 기능을 추가로 수행할 수 있다.
상기 데이터베이스(300)는 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 복수의 무인비행체(100)에서 사용하는 비행운행 프로그램, RTK-GPS 위치정보 활용을 위한 프로그램 등을 포함한 각종 동작프로그램은 물론, 업데이트 정보를 저장하여 관리한다.
또한 상기 데이터베이스(300)는 특정 촬영목표 영역에서 촬영을 수행하는 각각의 무인비행체(100)로부터 업로드되는 원거리 및 근거리 촬영영상을 저장하여 관리하고, 상기 군집비행 관리서버(200)에서 상기 무인비행체(100)로부터 수집한 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 분석한 농작물 재배분포 확인 등의 결과정보를 저장하여 관리한다.
한편, 이러한 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행을 수행하는 과정을 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용된 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행의 과정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명에 적용된 원거리 및 근거리 촬영을 수행할 때의 실제 지상 면적의 산출 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 3의 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영 이동경로의 설정 예를 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 상기 마스터 무인비행체(110)는 지상으로부터 150m 상공에서 상기 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하며, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)는 지상으로부터 25m 상공에서 상기 마스터 무인비행체(110)에서 촬영한 원거리 촬영영상의 영역을 이동하면서 근거리 촬영을 수행하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
또한 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이 상기 마스터 무인비행체(110)에서 지상으로부터 150m 높이에서 11*8인치 사진으로 촬영한 원거리 촬영영상의 실제 지상 넓이가 180m*120m이고, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 하나의 서브마스터 무인비행체(120) 및 2개의 서브 무인비행체(130)에서 상 수직 일직선 군집비행을 통해 지상으로부터 25m 높이에서 촬영한 근거리 촬영영상의 실제 지상 넓이가 30m*20m인 것을 예로 하여 설명하기로 한다.
이때 원거리 촬영 경로 좌표를 위한 실제거리 계산은 상기 마스터 무인비행체(110)의 고도, 카메라 화각, 촬영 확대 배율, 영상사진의 크기 등을 기반으로 촬영 가능한 실제 지상 면적을 산출할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 언급한 것처럼 상기 마스터 무인비행체(110)가 고도 150m, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)가 고도 25m에서 영상을 촬영하여 11*8인치 사진크기로 설정할 경우, 사진 1장의 실제 지상 넓이는 180m*120m로 유추가 가능하며, 이를 근거로 근거리 촬영경로를 설정할 수 있다.
마찬가지로, 근거리 영상촬영 경로 좌표도 원거리 영상촬영 경로 설정과 같이 1회 촬영할 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 넓이를 계산하고 군집비행으로 촬영 가능한 해당 넓이만큼씩 분할하여 이동할 위치좌표를 설정할 수 있다. 이때 지상의 실제 넓이는 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 고도 및 카메라 화각 정보를 이용하여 군집비행 1회 촬영시 실제 넓이를 계산하며, 원거리 1회 촬영한 넓이는 복수의 근거리 1회 촬영 넓이로 구성되고, 위치좌표를 통하여 체계적인 영상 구성이 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 군집비행 관리서버(200)는 촬영목표 영역의 원점위치(예를 들어 P00 위치)로 상기 마스터 무인비행체(110)의 이동을 제어한다(①). 이때 상기 마스터 무인비행체(110)의 원점위치로의 이동은 관리자의 수동조작을 통해 이루어질 수 있다. 또한 원점위치 이후의 다음 위치부터는 상기 마스터 무인비행체(110)의 1회 촬영영역 만큼의 거리를 사전에 계산하여 X축 또는 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 P01 또는 P10의 좌표를 계산하여 촬영 위치를 계산할 수 있다.
특정 촬영목표 영역의 원점위치로 이동된 상기 마스터 무인비행체(110)는 현재 위치에서 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각이 위치할 위치정보를 계산하고, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로 위치좌표를 전달하여 원점위치에 이동할 수 있도록 한다(①-1).
이후 상기 마스터 무인비행체(110)는 현재 위치에서 원거리 촬영을 수행한 다음, 상기 원거리 촬영영상 범위 내에서 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 촬영범위를 계산하여, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각이 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영할 수 있도록 경로 설정을 수행한다(②).
예를 들어 상기 마스터 무인비행체(110)에서 도 3의 (a)에 나타낸 원거리 촬영영상을 토대로 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이 하나의 서브마스터 무인비행체(120) 및 2개의 서브 무인비행체(130)가 상 수직 일직선 군집비행을 통해 근거리 영상을 촬영할 수 있도록 경로 설정을 수행한다고 할 때, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 원거리 촬영영상에서 P00으로부터 P10까지 이동거리 및 시간을 최소화할 수 있는 최적경로로 하나의 서브마스터 무인비행체(120) 및 2개의 서브 무인비행체(130)가 근거리 촬영을 수행할 이동경로를 설정하는 것이다. 이때 상기 마스터 무인비행체(110)에서 설정하는 근거리 촬영의 이동경로는 촬영 지형이나 환경에 따라 임의로 변경될 수 있음은 물론이다.
또한 각각의 무인비행체(100)가 설정된 경로에 따라 위치이동을 수행할 때, 상기 마스터 무인비행체(110)는 GPS 좌표를 기반으로 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 군집비행 구성방법, 거리, 촬영영역에 따른 상대적인 위치좌표를 계산하여 이동해야할 위치정보를 각각의 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)로 전송하는 것이다.
이 경우 GPS 위치좌표에서 발생되는 실제위치와의 오차를 최소화하기 위하여 RTK-GPS 위치정보를 활용하여 오차를 최소화하였으며, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 RTK-GPS 위치정보를 활용하여 상기 마스터 무인비행체(110)로부터 수신한 해당 위치로 이동한다.
이때 상기 ② 과정은 촬영목표 영역의 원거리 촬영경로(예를 들어 P01, P02, P03, P13, P12, P11, P10의 순서로 설정할 수 있음)에 따라 마지막 촬영위치까지 반복적으로 수행될 수 있으며, 만일 상기 마스터 무인비행체(110)에서 한 번의 원거리 촬영으로 촬영목표 영역을 모두 커버할 수 있을 정도로 촬영목표 영역이 적은 경우에는 한차례의 원거리 촬영 및 경로설정으로 종료할 수 있다.
이처럼 상기 마스터 무인비행체(110)에서 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 원거리 촬영 및 이를 토대로 한 근거리 촬영을 위한 경로설정이 수행되면, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 하나의 묶음 형태로 이동하여, 도 4에서 설정한 경로에 따라 군집비행을 수행하면서 근거리 촬영을 수행한다(③).
이러한 원거리 및 근거리 촬영이 모두 종료되면, 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 이착륙장으로 복귀한다(④).
이후 상기 군집비행 관리서버(200)는 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로부터 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 수집한다(⑤).
이때 상기 원거리 촬영영상은 상기 마스터 무인비행체(110)에서 소정의 높이(여기에서는 150m 고도)에서 촬영목표 영역을 촬영한 것으로, 촬영목표 영역이 상기 마스터 무인비행체(110)의 촬영 영역보다 클 경우 촬영영역을 분할하여 영상을 촬영한다.
또한 상기 근거리 촬영영상은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 상기 원거리 촬영영상에서 복수개로 분할된 영역을 상기 마스터 무인비행체(110)의 아래에 위치한 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)에서 촬영한 것이다.
또한 상기 군집비행 관리서버(200)는 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로부터 수집한 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 분석, 처리 및 정합하여 농작물 재배분포 등을 확인하고, 확인된 농작물 재배분포 상황에 대한 정보를 상기 데이터베이스(300)에 저장하여 관리한다(⑥).
예를 들어 상기 군집비행 관리서버(200)는 특정 지역의 농작물 재배분포 상황의 확인을 수행할 때, 해당 지역에서 촬영된 원거리 및 근거리 촬영영상은 상기 마스터 무인비행체(110)의 경로 위치와 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서버 무인비행체(130)의 경로 위치의 비교 분석을 통해 정합된다. 이때 원거리 촬영영상은 상기 마스터 무인비행체(110)와 상기 서브마스터 무인비행체(120)에 저장된 원거리 촬영영상을 비교 분석하며, 만일 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생한 경우에는 상기 서브마스터 무인비행체(120)에 저장된 원거리 촬영영상을 기본정보로 한다.
또한 근거리 촬영영상은 상기 마스터 무인비행체(110)에 저장된 영상과 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 정보를 비교 분석하여 저장오류가 있는지를 검토한다. 이때 근거리 촬영영상은 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 영상정보를 기본정보로 하며, 만일 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)에 장애가 발생하여 영상정보가 손실되는 경우 상기 마스터 무인비행체(110)에 저장된 정보를 사용한다.
또한 영상정보의 정합은 원거리 영상 내에서 근거리 경로 설정 위치와 대응되는 위치별로 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 영상을 조합하고, 영상 간의 중복영역을 삭제하여 정합영상을 생성한다.
도 5는 상기 도 1의 마스터 무인비행체(110)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 마스터 무인비행체(110)는 통신 인터페이스부(111), 비행 관리부(112), 카메라(113), RTK-GPS 처리부(114), 경로 설정부(115), 장애 확인 및 복귀 처리부(116), 저장부(117), 제어부(118)로 구성된다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 도면에 도시하지는 않았지만, 각 구성 부분에 동작전원을 공급하는 전원부, 무인비행체 운행을 위한 다양한 종류의 센서, 각종 기능에 대한 데이터 입력을 위한 입력부, 각종 동작프로그램의 업데이트를 관리하는 업데이트 관리부 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 통신 인터페이스부(111)는 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)와 통신 접속하여 근거리 촬영을 위한 경로설정 정보를 전송하고, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)로부터 근거리 촬영영상을 전송받으며, 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생에 대비하여 상기 카메라(113)로 촬영한 원거리 촬영영상을 상기 서브마스터 무인비행체(120)로 전송한다.
또한 상기 통신 인터페이스부(111)는 특정 촬영목표 영역에서의 촬영 작업이 모두 종료되어 상기 마스터 무인비행체(110)가 이착륙장에 복귀한 이후, 상기 군집비행 관리서버(200)로 상기 저장부(117)에 저장되어 있는 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 전송한다.
상기 비행 관리부(112)는 상기 군집비행 관리서버(200)의 수동조작에 의한 상기 마스터 무인비행체(110)의 촬영목표 영역의 원점위치로의 이동제어는 물론, 상기 RTK-GPS 처리부(114)에서 확인한 좌표정보를 토대로 촬영목표 영역에서의 경로에 따른 비행을 제어한다.
상기 카메라(113)는 상기 촬영목표 영역을 이동하는 상기 마스터 무인비행체(110)에서의 원거리 촬영을 수행한다.
상기 RTK-GPS 처리부(114)는 GPS 위성을 통해 획득한 좌표와 상기 군집비행 관리서버(200)로부터 송신되는 위치보정 데이터를 합성하여 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정한다.
상기 경로 설정부(115)는 상기 카메라(113)로 촬영한 원거리 촬영영상의 범위 내에서 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 촬영범위를 계산하여 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영할 수 있는 경로를 설정하며, 경로설정 정보를 해당 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로 제공한다.
상기 장애 확인 및 복귀 처리부(116)는 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하는지의 여부를 주기적으로 체크하고, 장애가 발생하면 기 저장되어 있는 복귀프로그램을 가동하여 이착륙장으로의 복귀를 수행한다.
또한 상기 장애 확인 및 복귀 처리부(116)는 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130)의 장애상태를 지속적으로 체크하고, 장애가 발생하면 해당 서브마스터 무인비행체(120) 또는 서브 무인비행체(130)의 이착륙장 복귀를 제어한다.
상기 저장부(117)는 상기 마스터 무인비행체(110)에서 사용하는 각종 동작프로그램, 상기 카메라(113)로 촬영한 원거리 촬영영상, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각에서 촬영한 근거리 촬영영상 등을 저장한다.
상기 제어부(118)는 상기 마스터 무인비행체(110)의 각 구성부분을 총괄적으로 제어하는 부분으로서, 상기 통신 인터페이스부(111)에서의 근거리 촬영을 위한 경로설정 정보의 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)로의 전송과 근거리 촬영영상의 수신, 원거리 촬영영상의 상기 서브마스터 무인비행체(120)로의 전송, 촬영 작업이 종료된 이후 상기 군집비행 관리서버(200)로의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상의 전송을 제어한다.
또한 상기 제어부(118)는 상기 비행 관리부(112)에서의 상기 마스터 무인비행체(110)의 촬영목표 영역의 원점위치 이동 및 원거리 설정경로의 이동을 제어하고, 상기 카메라(113)의 원거리 촬영을 제어하며, 상기 RTK-GPS 처리부(114)에서의 현재 위치의 정확한 좌표의 실시간 결정을 제어한다.
또한 상기 제어부(118)는 상기 경로 설정부(115)에서의 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 근거리 영상 촬영을 위한 경로 설정 및 제공을 제어하고, 상기 장애 확인 및 복귀 처리부(116)에서의 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각의 장애발생 확인 및 복귀를 제어하며, 상기 저장부(117)에서의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상의 저장을 제어한다.
도 6은 상기 도 1의 서브마스터 무인비행체(120)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 통신 인터페이스부(121), RTK-GPS 처리부(122), 비행 관리부(123), 카메라(124), 저장부(125), 장애 확인 및 복귀 처리부(126), 제어부(127)로 구성되며, 도면에 도시하지는 않았지만 전원공급을 수행하는 전원부, 비행에 사용되는 각종 센서, 각종 기능 입력을 위한 입력부, 각종 동작프로그램의 업데이트 관리를 위한 업데이트 관리부 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 통신 인터페이스부(121)는 상기 마스터 무인비행체(110)로부터 근거리 촬영을 위한 경로설정 정보와 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생에 대비한 원거리 촬영영상을 수신하고, 상기 서브마스터 무인비행체(120)에서 촬영한 근거리 촬영영상을 상기 마스터 무인비행체(110)로 전송한다.
또한 상기 통신 인터페이스부(121)는 특정 촬영목표 영역에서의 촬영 작업이 모두 종료되어 상기 서브마스터 무인비행체(120)가 이착륙장에 복귀한 이후, 상기 군집비행 관리서버(200)로 상기 저장부(125)에 저장되어 있는 근거리 촬영영상과 원거리 촬영영상을 전송한다.
상기 RTK-GPS 처리부(122)는 GPS 위성을 통해 획득한 좌표와 상기 군집비행 관리서버(200)로부터 송신되는 위치보정 데이터를 합성하여 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정한다.
상기 비행 관리부(123)는 상기 RTK-GPS 처리부(122)에서 확인한 좌표정보를 토대로 상기 마스터 무인비행체(110)에서 설정한 경로에 따른 비행을 제어한다.
상기 카메라(124)는 상기 마스터 무인비행체(110)에서 촬영한 원거리 촬영영상의 범위 내에서의 근거리 촬영을 수행한다.
상기 저장부(125)는 상기 서브마스터 무인비행체(120)에서 사용하는 각종 동작프로그램, 상기 카메라(124)로 촬영한 근거리 촬영영상, 장애발생을 대비하여 상기 마스터 무인비행체(110)로부터 전송받은 원거리 촬영영상 등을 저장한다.
상기 장애 확인 및 복귀 처리부(126)는 상기 서브마스터 무인비행체(120)의 장애상태를 지속적으로 체크하고, 장애가 발생하면 이착륙장 복귀를 제어한다.
또한 상기 장애 확인 및 복귀 처리부(126)는 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하는지의 여부를 주기적으로 체크하고, 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하면 기 설정된 다른 통신채널을 통해 서브 무인비행체(130)와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 제어한다.
상기 제어부(127)는 상기 서브마스터 무인비행체(120)의 각 구성부분을 총괄적으로 제어하는 부분으로서, 상기 통신 인터페이스부(121)에서의 근거리 촬영을 위한 경로설정 정보와 장애발생에 대비한 원거리 촬영영상의 수신, 근거리 촬영영상의 상기 마스터 무인비행체(110)로의 전송, 촬영 작업이 종료된 이후 상기 군집비행 관리서버(200)로의 근거리 촬영영상과 원거리 촬영영상의 전송을 제어한다.
또한 상기 제어부(127)는 상기 RTK-GPS 처리부(122)에서의 현재 위치의 정확한 좌표의 실시간 결정을 제어하고, 상기 비행 관리부(123)에서의 RTK-GPS 좌표정보를 토대로 한 비행을 제어하며, 상기 카메라(124)에서의 원거리 촬영영상의 범위 내에서의 근거리 촬영을 제어한다.
또한 상기 제어부(127)는 상기 저장부(125)에서의 근거리 촬영영상 및 원거리 촬영영상의 저장을 제어하며, 상기 장애 확인 및 복귀 처리부(126)에서의 상기 서브마스터 무인비행체(120) 또는 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생 확인 및 복귀를 제어한다.
도 7은 상기 도 1의 서브 무인비행체(130)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 서브 무인비행체(130)는 통신 인터페이스부(131), RTK-GPS 처리부(132), 비행 관리부(133), 카메라(134), 저장부(135), 장애 확인 및 복귀 처리부(136), 제어부(137)로 구성된다.
상기 서브 무인비행체(130)는 상기 도 6의 서브마스터 무인비행체(120)의 구성과 비교할 때, 마스터 무인비행체(110)의 장애발생에 대비하여 원거리 촬영영상을 전송받아 백업하고, 상기 마스터 무인비행체(110)에 장애가 발생하면 기 설정된 다른 통신채널을 통해 서브 무인비행체(130)와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 제어하는 기능 이외에 모든 구성이 동일하므로 여기에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 8은 상기 도 1의 군집비행 관리서버(200)의 구성을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 군집비행 관리서버(200)는 무인비행체 제어부(210), 통신 인터페이스부(220), 촬영영상 수집부(230), 영상 처리 제어부(240), 결과 확인부(250)로 구성된다.
상기 무인비행체 제어부(210)는 지상국을 통한 상기 무인비행체(100) 각각의 비행을 제어한다. 예를 들어, 상기 마스터 무인비행체(110)의 촬영목표 영역의 원점위치로의 이동을 제어하고, 원점위치로 이동된 상기 마스터 무인비행체(110)로부터 전달되는 위치좌표를 토대로 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 이동을 제어한다.
또한 상기 무인비행체 제어부(210)는 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 통신 인터페이스부(220)를 통해 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각으로 전송하도록 한다.
상기 통신 인터페이스부(220)는 특정 촬영목표 영역에서의 촬영을 수행하고 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130)와 통신 접속을 수행하여 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 수신하여 상기 촬영영상 수집부(230)로 전달한다.
또한 상기 통신 인터페이스부(220)는 상기 무인비행체 제어부(210)에서 생성한 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 상기 서브 무인비행체(130) 각각으로 전송한다.
상기 촬영영상 수집부(230)는 사전에 설정된 정보전송 순서에 의거하여, 상기 통신 인터페이스부(220)를 통해 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로부터 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 수집한다.
상기 영상 처리 제어부(240)는 상기 촬영영상 수집부(230)를 통해 수집한 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하고, 상기 수행한 분석, 처리 및 정합결과 데이터를 상기 결과 확인부(250)로 전달한다.
상기 결과 확인부(250)는 상기 영상 처리 제어부(240)에서 처리한 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합 결과 데이터를 토대로 특정 지역의 농작물 재배분포 상황을 확인하고, 상기 확인한 농작물 재배분포 정보를 상기 데이터베이스(300)에 저장하도록 한다.
다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 방법의 일 실시예를 도 9를 참조하여 상세하게 설명한다. 이때 본 발명의 방법에 따른 각 단계는 사용 환경이나 당업자에 의해 순서가 변경될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 방법의 동작과정을 상세하게 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여 특정 촬영목표 영역이 결정되면, 상기 군집비행 관리서버(200)는 상기 촬영목표 영역의 원점위치로 상기 마스터 무인비행체(110)의 이동을 명령하고(S10), 상기 군집비행 관리서버(200)의 이동명령에 따라 상기 마스터 무인비행체(110)가 이착륙장을 이륙하여 촬영목표 영역의 원점위치로 이동한다(S20).
상기 S20 단계를 통해 특정 촬영목표 영역의 원점위치로 이동된 상기 마스터 무인비행체(110)는 현재 위치에서 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각이 위치할 위치정보를 계산하고, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로 위치좌표를 전달한다(S30).
그러면 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 상기 마스터 무인비행체(110)로부터 전달받은 위치좌표를 토대로 근거리 촬영을 위한 원점위치로 이동을 수행하고(S40), 위치이동에 대한 결과를 상기 마스터 무인비행체(110)로 보고한다(S50).
상기 S50 단계를 통해 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로부터 위치이동이 보고되면, 상기 마스터 무인비행체(110)는 현재 위치에서 원거리 촬영 및 저장을 수행하고(S60), 상기 원거리 촬영영상을 상기 서브마스터 무인비행체(120)로 전송하며(S70), 상기 서브마스터 무인비행체(120)는 상기 원거리 촬영영상을 저장하여 백업한다(S80). 즉 상기 마스터 무인비행체(110)의 장애발생에 대비하여 상기 서브마스터 무인비행체(120)에서 상기 마스터 무인비행체(110)에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하는 것이다.
또한 상기 마스터 무인비행체(110)는 상기 S60 단계에서 촬영한 상기 원거리 촬영영상의 범위 내에서 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각의 촬영범위를 계산하고, 상기 계산된 촬영범위를 참조하여 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각이 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영할 수 있는 경로를 설정한다(S90).
상기 S90 단계에서 설정된 경로는 무선통신을 통해 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로 전송되어 근거리 촬영을 수행하도록 한다(S100).
또한 상기 S100 단계를 통해 상기 마스터 무인비행체(100)로부터 경로설정 정보를 제공받은 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 군집비행을 통해 근거리 촬영을 수행하여 근거리 촬영영상을 저장한다(S110).
또한 상기 S100 단계를 통해 근거리 촬영 및 영상을 저장한 이후, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 근거리 촬영영상을 상기 마스터 무인비행체(110)로 전송하고(S120), 상기 마스터 무인비행체(110)는 상기 근거리 촬영영상을 저장하여 백업한다(S130).
이후, 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 촬영목표 영역에서의 촬영이 모두 종료될 때까지 상기 마스터 무인비행체(110)의 경로이동과 원거리 영상 촬영, 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각에서의 상대 위치 이동과 근거리 영상 촬영을 반복하여 수행한다(S140).
그리고 특정 촬영목표 영역에서의 촬영이 모두 종료되면, 상기 마스터 무인비행체(110)는 복귀프로그램을 가동하고(S150), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각으로 복귀 명령을 전달한다(S160).
이에 따라 상기 마스터 무인비행체(110), 상기 서브마스터 무인비행체(120) 및 서브 무인비행체(130) 각각은 이착륙장으로 복귀하고(S170), 복귀가 완료되면 카메라로 촬영한 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 상기 근접비행 관리서버(200)로 업로드함으로써, 상기 근접비행 관리서버(200)에서 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 수행한다(S180).
이처럼, 본 발명은 하나의 마스터 무인비행체 및 서브마스터를 포함한 복수의 서브 무인비행체에서 RTK-GPS 위치정보를 활용하기 때문에, 군집비행 경로의 정확한 좌표정보 획득이 가능하며, 촬영지점으로의 위치이동을 손쉽게 수행할 수 있다.
또한 본 발명은 무인비행체의 군집비행을 토대로 촬영목표 영역의 원거리 및 근거리 촬영영상을 모두 수집할 수 있으므로, 정확한 영상획득은 물론, 짧은 시간동안 많은 영상을 촬영할 수 있고, 목표정보의 획득이 용이하다.
또한 본 발명은 아무리 넓은 지역이라도 경로 확장을 통하여 손쉽게 촬영목표 영역의 원거리 및 근거리 촬영영상을 획득할 수 있고, 각각의 무인비행체로부터 수집한 원거리 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인 등을 용이하게 수행할 수 있다.
또한 본 발명은 마스터 무인비행체에 장애가 발생되더라도 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고 있는 서브마스터 무인비행체에서 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어를 수행하기 때문에, 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 작업을 차질 없이 수행할 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.
100 : 무인비행체 110 : 마스터 무인비행체
120 : 서브마스터 무인비행체 130 : 서브 무인비행체
200 : 군집비행 관리서버 300 : 데이터베이스

Claims (14)

  1. 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여, 특정 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하고, 상기 수행한 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영을 수행할 복수의 서브 무인비행체의 경로를 설정하는 하나의 마스터 무인비행체; 및
    상기 설정한 경로를 토대로 촬영위치로 이동한 다음 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하는 복수의 서브 무인비행체;를 포함하며,
    상기 마스터 무인비행체 및 서브 무인비행체 각각은,
    RTK(Real Time Kinematic)-GPS 위치정보를 활용하여 획득한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 RTK-GPS 위치정보는,
    GPS위성을 통해 획득한 위치좌표 정보와 군집비행 관리서버와 연결된 지상기준국 위치좌표 정보를 합성한 위치보정 데이터로 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 시스템은,
    상기 복수의 서브 무인비행체 중 어느 하나의 서브 무인비행체를 서브마스터 무인비행체로 설정하고,
    상기 서브마스터 무인비행체는,
    상기 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고, 상기 마스터 무인비행체에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 수행하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마스터 무인비행체는,
    원거리 촬영영상의 저장과 함께 상기 서브마스터 무인비행체와 상기 서브 무인비행체에서 각각 촬영한 근거리 촬영영상을 전송받아 저장하며,
    상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 이착륙장으로 복귀하여 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버로 업로드하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 시스템은,
    상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되어 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로부터 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집하고, 상기 수집한 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 수행하는 군집비행 관리서버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 군집비행 관리서버는,
    지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치하여 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로 제공하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각은, 자체적으로 장애상태를 체크하고, 장애가 발생하면 기 설정된 복귀프로그램을 가동하여 이착륙장으로의 복귀를 수행하며,
    상기 마스터 무인비행체는, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체의 장애상태를 체크하여 장애가 발생되면 복귀제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 시스템.
  8. 마스터 무인비행체에서, 농작물 재배분포 영상을 획득하기 위하여 특정 촬영목표 영역을 이동하면서 원거리 촬영을 수행하고, 상기 수행한 원거리 촬영영상을 토대로 근거리 촬영을 수행할 복수의 서브 무인비행체의 경로를 설정하는 원거리 영상촬영과 경로 설정 단계; 및
    복수의 서버 무인비행체에서, 상기 마스터 무인비행체에서 설정한 경로를 토대로 촬영위치로 이동한 다음 군집비행하면서 근거리 영상을 촬영하는 근거리 영상 촬영 단계;를 포함하며,
    상기 마스터 무인비행체 및 서브 무인비행체 각각은,
    RTK-GPS 위치정보를 활용하여 획득한 좌표정보를 토대로 군집비행을 수행하여 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상과 근거리 촬영영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 RTK-GPS 위치정보는,
    GPS위성을 통해 획득한 위치좌표 정보와 군집비행 관리서버와 연결된 지상기준국 위치좌표 정보를 합성한 위치보정 데이터로 현재 위치의 정확한 좌표를 실시간으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 방법은,
    상기 복수의 서브 무인비행체 중 어느 하나의 서브 무인비행체를 서브마스터 무인비행체로 설정하며,
    상기 서브마스터 무인비행체에서, 상기 마스터 무인비행체의 장애발생에 대비하여 상기 마스터 무인비행체에서 촬영한 원거리 촬영영상을 수신하여 저장하고, 상기 마스터 무인비행체에 장애가 발생하면 기 설정된 통신채널을 통해 다른 서브 무인비행체와 통신하여 비행제어 및 이착륙장 복귀를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 방법은,
    상기 마스터 무인비행체에서, 원거리 촬영영상의 저장과 함께 상기 서브마스터 무인비행체와 상기 서브 무인비행체에서 각각 촬영한 근거리 촬영영상을 전송받아 저장하는 단계; 및
    상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되면 이착륙장으로 복귀하여 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 군집비행 관리서버로 업로드하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 방법은,
    군집비행 관리서버에서, 상기 촬영목표 영역에서의 촬영이 종료되어 이착륙장으로 복귀한 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로부터 상기 촬영목표 영역의 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 수집하고, 상기 수집한 원거리 촬영영상 및 근거리 촬영영상을 토대로 경로위치별 중복정보 분석, 처리 및 영상정합을 수행하여 농작물 재배분포 확인을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 방법은,
    상기 군집비행 관리서버에서, 지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치하여 지상국 위치좌표와 위성에 의한 좌표 차이값인 위치보정 데이터를 생성하고, 상기 생성한 위치보정 데이터를 상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체로 제공하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 무인비행체 군집비행 방법은,
    상기 마스터 무인비행체, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체 각각에서, 자체적으로 장애상태를 체크하고, 장애가 발생하면 기 설정된 복귀프로그램을 가동하여 이착륙장으로의 복귀를 수행하는 단계; 및
    상기 마스터 무인비행체에서, 상기 서브마스터 무인비행체 및 상기 서브 무인비행체의 장애상태를 체크하여 장애가 발생되면 복귀제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 군집비행 방법.
KR1020180071783A 2018-06-22 2018-06-22 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법 KR101945019B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180071783A KR101945019B1 (ko) 2018-06-22 2018-06-22 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180071783A KR101945019B1 (ko) 2018-06-22 2018-06-22 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101945019B1 true KR101945019B1 (ko) 2019-02-01

Family

ID=65367810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180071783A KR101945019B1 (ko) 2018-06-22 2018-06-22 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101945019B1 (ko)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200097070A (ko) * 2019-02-07 2020-08-18 주식회사 아르고스다인 복수의 드론을 이용한 감시 방법 및 시스템
KR20200105008A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 주식회사 켐에쎈 비행경로 일괄 편집 및 시간 동기화를 통한 군집 드론의 자율 비행 방법
CN112261581A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 成都中科大旗软件股份有限公司 基于 gis 地图和多种定位的旅游大巴监管系统
CN112702594A (zh) * 2020-12-21 2021-04-23 福建智达力胜电力科技有限公司 无人机图像自检缺陷识别管理监测系统
KR102258505B1 (ko) * 2019-12-09 2021-05-28 금오공과대학교 산학협력단 무인항공기의 군집 내비게이션 방법
KR102266467B1 (ko) * 2020-02-27 2021-06-17 경일대학교산학협력단 검출 확률을 기초로 무인항공기를 이용한 목표를 탐색하기 위한 장치 및 이를 위한 방법
US11256257B2 (en) 2020-06-30 2022-02-22 Sony Group Corporation Method of multi-drone camera control
CN115810293A (zh) * 2022-11-28 2023-03-17 亿航智能设备（广州）有限公司 一种多台无人驾驶航空器的联动控制方法、系统和介质
KR20230044085A (ko) * 2021-09-24 2023-04-03 롯데정보통신 주식회사 드론을 이용하여 매장을 관리하기 위한 장치 및 방법
KR102585308B1 (ko) * 2022-10-27 2023-10-10 주식회사 클로봇 이동 로봇의 주행을 제어하기 위한 방법, 및 이동 로봇
KR102650604B1 (ko) * 2023-04-18 2024-03-25 이에스피나인 주식회사 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120092109A (ko) * 2009-09-23 2012-08-20 니어맵 피티와이 엘티디. 캐스케이드형 카메라 및／또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법
KR20160070375A (ko) * 2014-12-10 2016-06-20 한국항공우주연구원 무인 비행체의 군집 비행을 이용한 항공 영상 정합 장치 및 방법
KR20180076582A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 인포웍스 다중 무인비행체 운행 명령 및 운행 상태를 제어하는 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120092109A (ko) * 2009-09-23 2012-08-20 니어맵 피티와이 엘티디. 캐스케이드형 카메라 및／또는 보정 요소를 포함하는 넓은 영역의 이미지를 상세하게 캡쳐하는 시스템 및 방법
KR20160070375A (ko) * 2014-12-10 2016-06-20 한국항공우주연구원 무인 비행체의 군집 비행을 이용한 항공 영상 정합 장치 및 방법
KR20180076582A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 주식회사 인포웍스 다중 무인비행체 운행 명령 및 운행 상태를 제어하는 시스템

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200097070A (ko) * 2019-02-07 2020-08-18 주식회사 아르고스다인 복수의 드론을 이용한 감시 방법 및 시스템
KR102179689B1 (ko) * 2019-02-07 2020-11-17 주식회사 아르고스다인 복수의 드론을 이용한 감시 방법 및 시스템
KR20200105008A (ko) * 2019-02-28 2020-09-07 주식회사 켐에쎈 비행경로 일괄 편집 및 시간 동기화를 통한 군집 드론의 자율 비행 방법
KR102195787B1 (ko) 2019-02-28 2020-12-28 주식회사 켐에쎈 비행경로 일괄 편집 및 시간 동기화를 통한 군집 드론의 자율 비행 방법
KR102258505B1 (ko) * 2019-12-09 2021-05-28 금오공과대학교 산학협력단 무인항공기의 군집 내비게이션 방법
KR102266467B1 (ko) * 2020-02-27 2021-06-17 경일대학교산학협력단 검출 확률을 기초로 무인항공기를 이용한 목표를 탐색하기 위한 장치 및 이를 위한 방법
US11256257B2 (en) 2020-06-30 2022-02-22 Sony Group Corporation Method of multi-drone camera control
CN112261581A (zh) * 2020-10-28 2021-01-22 成都中科大旗软件股份有限公司 基于 gis 地图和多种定位的旅游大巴监管系统
CN112702594A (zh) * 2020-12-21 2021-04-23 福建智达力胜电力科技有限公司 无人机图像自检缺陷识别管理监测系统
KR20230044085A (ko) * 2021-09-24 2023-04-03 롯데정보통신 주식회사 드론을 이용하여 매장을 관리하기 위한 장치 및 방법
KR102667846B1 (ko) 2021-09-24 2024-05-29 롯데이노베이트 주식회사 드론을 이용하여 매장을 관리하기 위한 장치 및 방법
KR102585308B1 (ko) * 2022-10-27 2023-10-10 주식회사 클로봇 이동 로봇의 주행을 제어하기 위한 방법, 및 이동 로봇
CN115810293A (zh) * 2022-11-28 2023-03-17 亿航智能设备（广州）有限公司 一种多台无人驾驶航空器的联动控制方法、系统和介质
KR102650604B1 (ko) * 2023-04-18 2024-03-25 이에스피나인 주식회사 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101945019B1 (ko) 농작물 재배분포 영상 획득을 위한 무인비행체 군집비행 시스템 및 그 방법
KR101963826B1 (ko) 무인비행체 군집비행에서의 비행안전 및 장애복구 시스템 및 그 방법
EP3077879B1 (en) Imaging method and apparatus
EP2527787B1 (en) Aerial photograph image pickup method and aerial photograph image pickup apparatus
CN106647804B (zh) 一种自动巡检方法及系统
EP2877904B1 (en) Method for the acquisition and processing of geographical information of a path
US20130238170A1 (en) Autonomous vehicle and method for coordinating the paths of multiple autonomous vehicles
EP3077760B1 (en) Payload delivery
CN112114594B (zh) 一种基于视觉与性能约束的多无人机协同控制方法及系统
CN105182992A (zh) 无人机的控制方法、装置
EP2208083B1 (en) System for the precision localization of a target on the ground by a flying platform and associated method of operation
EP3077880B1 (en) Imaging method and apparatus
CN107218926B (zh) 一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法
CN112789672A (zh) 控制和导航系统、姿态优化、映射和定位技术
KR20160072425A (ko) 무인항공기 관제시스템
KR20220118008A (ko) 다중 드론 측위 및 촬영 시스템
Theodore et al. Flight trials of a rotorcraft unmanned aerial vehicle landing autonomously at unprepared sites
US11016509B2 (en) Image capturing system for shape measurement of structure, on-board controller
GB2522327A (en) Determining routes for aircraft
KR102332039B1 (ko) 무인 비행체의 군집 비행 관리 시스템 및 방법
GB2522328A (en) Payload delivery
EP2881697A1 (en) Capturing and processing images
CN112904895A (zh) 基于图像的飞机引导方法、装置
CN109709982A (zh) 一种无人机定高控制系统及方法
EP2881824A1 (en) Imaging method and system

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant