KR102089423B1 - Real time drone control method and system for fertilizer application and pest control - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 농지 상의 작물에 거름을 주거나 병해충을 예방하기 위해 드론을 제어하는 기술에 관한 것으로, 보다 특정하게는 비행 중 농지 상의 경계('농로')를 실시간으로 인식해 비행하는 방향을 전환하는 드론을 이용한 시비(施肥) 및 방제(防除) 작업의 용이성 향상에 연관된다.The present invention relates to a technique for controlling drones to manure crops on a farmland or to prevent pests, and more specifically, a drone that changes a flight direction by real-time recognizing a boundary ('farmland') on a farmland during flight It is related to the improvement of ease of fertilization and control work using.
종래 기술에 따르면, 드론을 이용해 시비 및 방제를 실시하기 위해서는 비행 경로를 미리 설정하는 과정이 필요하다.According to the prior art, in order to perform fertilization and control using a drone, a process of setting a flight path in advance is required.
일례로, "자동 장애물 회피와 전자동 비행 농업용 드론 제어 방식"에 관한 선행문헌 1(한국 특허공개번호: 10-2019-0076227, 2019.07.02)은 항공촬영한 3D 지도정보에서 장애물, 비행구역 등의 정보를 추출해 드론을 자동으로 비행시키는 구성을 개시하고 있다.As an example, precedent document 1 (Korean Patent Publication No. 10-2019-0076227, 2019.07.02) regarding "automatic obstacle avoidance and drone control method for fully automatic flying agriculture" refers to obstacles, flight zones, etc. in 3D map information captured by aerial. Disclosed is a configuration for automatically extracting information and flying a drone.
또한 "드론을 사용한 농약 살포 방법"에 관한 선행문헌 2(일본 특허공개번호: 2018-111429, 2018.07.19)는 근적외선 화상으로부터 개별 살포 구획에 대한 농약의 살포 계획을 설정하는 구성을 개시하고 있다.In addition, Prior Art Document 2 (Japanese Patent Publication No .: 2018-111429, 2018.07.19) on "Method of spraying pesticides using drones" discloses a configuration for setting a spraying scheme of pesticides for individual spray sections from near infrared images.
즉 선행문헌들은 앞서 촬영한 항공 사진에서 살포할 영역을 미리 파악해 드론을 비행시킬 경로를 사전에 계획하고 있다.In other words, the prior documents are planning in advance the route to fly the drone by preliminarily identifying the area to be sprayed in the aerial photograph taken earlier.
한편 드론의 비행 경로를 설정하는 방법으로는, 정사영상지도에서 살포하려는 농지를 찾아 그 지형 모양을 따라 Way-Point를 추가해 연결하는 수동 설정 방식과, 농지의 모양을 다각형으로 연결한 후 그 모양에 따라 소프트웨어를 이용해 Way-Point를 자동으로 생성하는 자동 설정 방식이 있다.On the other hand, the method of setting the flight route of the drone is the manual setting method of finding the farmland to be sprayed on the orthogonal image map and adding and connecting the way-point along the shape of the terrain. Therefore, there is an automatic setting method that automatically generates Way-Points using software.
두 가지 방식 모두 정사영상지도가 미리 준비되어 있어야 하기 때문에, 농지의 형태가 변했거나 농지가 새로 생겨서 지도에 없는 경우 새 지형에 대한 정사영상지도 제작이 불가피하다.Since the orthogonal image map must be prepared in both ways, it is inevitable to produce an orthogonal image map for the new terrain when the shape of the farmland has changed or a new farmland is not present in the map.
또한 농지가 이미 위성 지도에 있더라도 실제 GPS 좌표 값이 일치하지 않을 수 있기 때문에 반드시 저고도 항공 사진 촬영을 통한 정밀 정사영상지도 제작 과정을 거쳐야 한다.Also, even if the farmland is already on the satellite map, the actual GPS coordinate values may not match, so it is necessary to go through the process of producing a precise orthogonal image map through low-altitude aerial photography.
이처럼 종래에는 드론을 이용해 시비 및 방제를 실시하기 위해 비행 경로를 미리 설정해야 하고, 비행 경로를 설정하기 위해서는 항공 사진 촬영을 통한 정밀 정사영상지도의 제작이 선행되어야 하므로, 많은 시간과 비용이 필요하게 된다.As described above, in order to perform fertilization and control using a drone, it is necessary to set a flight path in advance, and in order to set a flight path, production of a precise orthogonal image map through aerial photography must be preceded, which requires a lot of time and cost. do.
이에 따라 비행 경로를 미리 설정할 필요 없이, 비행 중 실시간으로 농로를 인식해 적은 비용으로 시비 및 방제를 실시할 수 있게 하는 드론 제어 기술이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need for a drone control technology that enables real-time recognition of a farming route during flight and fertilization and control at a low cost without having to set a flight path in advance.
본 발명의 실시예는 농지 위를 비행하는 드론을 이용하여 시비 및 방제를 위한 물질을 살포하는 경우, 드론에 의해 촬영되는 지상 이미지를 분석해 실시간으로 농지의 경계('농로' 또는 농지의 형태)를 인식하여 자동으로 비행 방향을 전환함으로써, 사전에 비행 경로를 설정할 필요 없는 실시간 제어를 구현하는 것을 목적으로 한다.In an embodiment of the present invention, when a material for fertilization and control is sprayed using a drone flying over farmland, the boundary of the farmland ('farmland' or farmland) is analyzed in real time by analyzing the ground image photographed by the drone. The goal is to realize real-time control without the need to set the flight path in advance by recognizing and automatically switching the flight direction.
본 발명의 실시예는 사전에 드론의 비행 경로를 설정할 필요 없이, 비행 중 실시간으로 비행 방향을 결정함으로써, 드론을 이용한 시비 및 방제 작업을 위한 준비 시간과 비용을 줄이고, 위성 지도의 좌표 오차로 인해 잘못 살포되는 영역을 최소화 하는 것을 목적으로 한다.Embodiment of the present invention, without having to set the flight path of the drone in advance, by determining the flight direction in real time during the flight, reducing the time and cost of preparation and control operations using the drone, due to the coordinate error of the satellite map The aim is to minimize the area that is misapplied.
본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법은, 살포개시 명령의 송출에 따라, 정해진 고도에서 전방을 향해 비행하는 드론 내에 보유된 시비(施肥) 또는 방제(防除)를 위한 물질을, 상기 고도에 상응하는 농지 상의 살포 영역에 살포하는 단계, 및 상기 드론이 비행하면서 상기 물질을 살포 함에 따라, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 경우, 상기 드론으로 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 송출하는 단계를 포함할 수 있다.A real-time drone control method for fertilization and control according to an embodiment of the present invention is for controlling fertilization or control held in a drone flying forward at a predetermined altitude according to the transmission of a spray start command. Spraying a material to a spraying area on the farmland corresponding to the altitude, and as the drone sprays the material while flying, when the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland, the drone waits for a spraying command and It may include the step of sending a direction change command together.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템은, 살포개시 명령의 송출에 따라, 정해진 고도에서 전방을 향해 비행하는 드론 내에 보유된 시비(施肥) 또는 방제를 위한 물질을, 상기 고도에 상응하는 농지 상의 살포 영역에 살포하고, 상기 드론이 비행하면서 상기 물질을 살포 함에 따라, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 경우, 상기 드론으로 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 송출하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.In addition, the real-time drone control system for fertilization and control according to an embodiment of the present invention, the material for fertilization or control held in a drone flying forward at a predetermined altitude, according to the transmission of the spray start command. , When spraying to the spraying area on the farmland corresponding to the altitude, and as the drone is flying and spraying the material, when the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland, the drone is commanded to change direction with the spraying standby command. It may include a controller for transmitting a.
본 발명의 일실시예에 따르면, 드론에 의해 촬영되는 지상 이미지를 분석해 실시간으로 농지의 경계('농로' 또는 농지의 형태)를 인식하여 자동으로 비행 방향을 전환함으로써, 사전에 드론의 비행 경로를 설정하지 않고 실시간으로 드론을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, by analyzing the ground image photographed by the drone in real time to recognize the boundary of the farmland ('farmland' or the form of the farmland) to automatically switch the flight direction, to advance the flight path of the drone in advance You can control the drone in real time without setting.
본 발명의 일실시예에 따르면, 드론을 이용한 시비 및 방제 작업 시 사전에 비행 경로를 설정하는 과정이 생략되어, 저고도 항공 사진 촬영을 통한 정밀 정사영상지도를 제작하는 과정 역시 불필요하게 되므로, 사전 준비 작업 시간과 비용을 크게 줄일 수 있고, 위성 지도의 좌표 오차로 인해 잘못 살포되는 영역을 최소화 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the process of setting the flight route in advance during fertilization and control operations using a drone is omitted, and the process of producing a precise orthogonal image map through low-altitude aerial photography is also unnecessary, so it is necessary to prepare in advance. It can greatly reduce the working time and cost, and minimize the area that is misapplied due to the coordinate error of the satellite map.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템(이하, '실시간 드론 제어 시스템')의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 살포개시 명령의 송출에 따라 드론의 비행 및 살포를 제어하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 농지의 경계와 인접하는 경우 드론이 전환할 방향을 결정하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 농지의 경계와 인접 시 드론의 방향을 전환하여 비행 제어하는 과정을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 살포종료 명령의 송출에 따라 드론을 지정된 홈 포인트로 회수하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 드론이 전환할 방향에 농로가 있으면 살포종료 명령을 송출하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 최초의 방향 전환점에서 반대 방향으로 시비 및 방제를 실시하는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법의 순서를 도시한 상세 흐름도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a real-time drone control system (hereinafter referred to as 'real-time drone control system') for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a process of controlling the flight and spraying of a drone according to the transmission of a spray start command in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of determining a direction in which a drone will switch when adjacent to a farmland boundary in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of controlling flight by switching a drone's direction when adjacent to a farmland boundary in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of recovering a drone to a designated home point according to a transmission of an end-of-spray command in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of sending a command to end spraying when there is a farm road in a direction in which a drone is to switch in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing a process of performing fertilization and control in an opposite direction from an initial direction change point in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a procedure of a real-time drone control method for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
9 is a detailed flowchart illustrating a procedure of a real-time drone control method for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, various changes may be made to the embodiments, and the scope of the patent application right is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 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.The terms used in the examples are used for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described herein, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are assigned to the same components regardless of reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, when it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted.
본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템은, 사용자 단의 드론 제어기 또는 지상 제어국(GCS, Ground Control Station)의 내부에 포함되어 구현될 수 있다.The real-time drone control system for fertilization and control according to an embodiment of the present invention may be implemented by being included inside a drone controller or a ground control station (GCS) of a user stage.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템(이하, '실시간 드론 제어 시스템')의 구성을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a real-time drone control system (hereinafter referred to as 'real-time drone control system') for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 컨트롤러(110), 분석부(120) 및 데이터베이스(130)를 포함하여 구성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the real-time
컨트롤러(110)는 살포개시 명령의 송출에 따라, 정해진 고도에서 전방을 향해 비행하는 드론(101) 내에 보유된 시비(施肥) 또는 방제를 위한 물질(예, 거름이나 농약 등)을, 상기 고도에 상응하는 농지 상의 살포 영역에 살포하고, 드론(101)이 비행하면서 상기 물질을 살포 함에 따라, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 경우, 드론(101)으로 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 송출한다.The
상기 살포개시 명령의 송출에 앞서, 컨트롤러(110)는 드론(101)의 비행 속도, 고도 및 고도 대비 살포 면적 및 살포량 등을 정하고, 고도와 살포량이 정해지면 드론(101)의 이착륙 지점인 홈 포인트를 선정하고, 홈 포인트에서 헤드가 농지 내 작물을 향하도록 드론(101)을 배치할 수 있다.Prior to sending the spray start command, the
예를 들어 컨트롤러(110)는 고도를 지상으로부터 대략 2~3 m로 정할 수 있고, 드론(101)에 장착된 살포기의 성능에 따라 상기 고도에 따른 살포 면적 대비 살포량을 조정할 수 있다. 또한 홈 포인트는 농지를 둘러싼 외곽 농로에서 농지 내 작물에 인접하는 첫 번째 농로로 선정될 수 있다.For example, the
상기 살포개시 명령을 수신한 드론(101)은 홈 포인트에서 수직으로 이륙하고, 카메라를 수직으로 아래를 향하게 조정하여 지상 이미지를 촬영할 수 있다. 따라서 지상 이미지의 중앙점이 드론(101)의 위치가 되는 지상 이미지를 촬영할 수 있다. 도 2에는 드론(101)에 의해 촬영된 지상 이미지(210, 220)가 도시되어 있다.The
이하 도 2를 참조하여 드론(101)의 비행 및 살포를 제어하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of controlling flight and spraying of the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 살포개시 명령의 송출에 따라 드론의 비행 및 살포를 제어하는 과정을 도시한 도면이다.2 is a view showing a process of controlling the flight and spraying of a drone according to the transmission of a spray start command in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 지상 이미지(210)는 홈 포인트(201)에서 수직으로 이륙한 드론(101)에 의해 촬영된 이미지이고, 지상 이미지(220)는 수직으로 이륙한 상태에서 농지 내 작물(202)을 향해 화살표 방향으로 전진 비행하여 살포 시작점에 위치했을 때 촬영된 이미지일 수 있다.Referring to FIG. 2, the
컨트롤러(110)는 드론(101)으로부터 수신되는 지상 이미지들을 머신 러닝(Machine Learning) 기법에 따라 분석하여 지상 이미지로부터 작물 영역과 농로 영역을 구분하고, 홈 포인트(201)에서 수직으로 이륙했을 때의 이륙 위치는 지상 이미지(210)에서와 같이 농로이므로 서서히 Pitch 값을 증가시키며 드론(101)을 전진 비행시킬 수 있다.When the
상기 살포 시작점은 드론(101)이 화살표 방향으로 전진 비행하는 동안, 지상 이미지(220) 내 중앙점(203)이 농로에서 벗어나 작물 영역(202) 내에 위치하기 시작하는 지점일 수 있다.The spraying starting point may be a point where the
컨트롤러(110)는 지속적으로 드론(101)으로부터 수신되는 지상 이미지에서 머신 러닝 분석을 통해 작물 영역(202)을 관찰하다가 지상 이미지(220)와 같이 중앙점(203)이 작물 영역(202) 안으로 들어가게 되면, 살포 시작점에 위치한 것으로 판단할 수 있다.The
드론(101)은 상기 살포 시작점에 위치하면, 정해진 고도(대략 2~3 m)에 도달했는지 확인하고, 고도에 도달한 경우, 해당 고도에 따라 정해진 농지 상의 살포 영역(204)에, 드론(10) 내에 채워진 시비를 위한 거름이나 방제를 위한 농약을 농지를 향하여 살포할 수 있다. 여기서 살포 영역(204)의 면적은 드론(101)에 장착된 살포기의 살포 성능에 따라 차이가 있을 수 있다.When the
도 1로 돌아가면, 분석부(120)는 드론(101)에 장착된 카메라를 통해 촬영되는 지상 이미지를 머신 러닝 기법(Machine Learning)에 따라 분석하여, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는지 여부를 판단하는 기능을 한다.1, the
일례로 분석부(120)는 드론(101)에 장착된 카메라를 통해 촬영되는 지상 이미지를 머신 러닝 기법에 따라 분석하여, 상기 살포 영역이, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로의 적어도 일부와 겹치면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단할 수 있다.For example, the
다른 일례로, 분석부(120)는 상기 머신 러닝 기법을 이용하여, 상기 지상 이미지로부터 상기 농지에 해당하는 작물 영역을 추출하고, 상기 살포 영역과 상기 작물 영역의 테두리 간에 적어도 하나의 접점이 있으면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단할 수 있다.In another example, the
이때 분석부(120)는 상기 작물 영역 중에서, 상기 지상 이미지의 중앙점이 포함되지 않는 영역을 배제하여, 상기 접점의 유무를 식별할 수 있다.At this time, the
분석부(120)는 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단한 경우, 드론(101)이 전환할 방향을 결정하기 위해, 지상 이미지 내에서 중앙점(드론의 현위치)을 기준으로 좌우 방향에서 작물 영역이 차지하는 비율(길이)을 고려할 수 있다.When it is determined that the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland, the
구체적으로, 분석부(120)는 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단한 시점에 촬영된 지상 이미지 내에서, 중앙점을 기준으로 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율 보다 큰지 여부를 확인하고, 컨트롤러(110)는 상기 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율 보다 크면, 상기 제1 방향을, 드론(101)이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을 작성할 수 있다.Specifically, the
이하 도 3을 참조하여 방향 전환점을 판단하고, 전환할 방향을 결정하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of determining a direction turning point and determining a direction to switch will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 농지의 경계와 인접하는 경우 드론이 전환할 방향을 결정하는 일례를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of determining a direction in which a drone will switch when adjacent to a farmland boundary in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 3의 지상 이미지(310)를 참조하면, 분석부(120)는 정해진 비행 속도와 살포량을 유지하면서 전진 비행하는 드론(101)에 의해 촬영되는 지상 이미지를 지속적으로 수신, 분석하여, 드론(101)의 전진 방향에서 살포 영역의 윗변(301)과, 작물 영역(320)의 각 테두리(302) 사이에 적어도 하나의 접점이 있는지 식별할 수 있다.Referring to the
일례로 분석부(120)는 살포 영역이 드론(101)의 수직 위치를 중심(+)으로 하는 정사각형인 경우, 살포 영역의 윗변(301)의 양 끝점이 모두 작물 영역(320)의 외부에 있게 되면, 해당 살포 영역이 농지의 경계와 인접한 것으로 간주할 수 있다.As an example, the
분석부(120)는 접점이 있는 경우, 상기 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단하고, 컨트롤러(110)는 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 드론(101)으로 송출할 수 있다.If there is a contact, the
일례로 분석부(120)는 작물 영역(320)의 중앙점을 지나는 선 상에서 중앙점을 기준으로 좌측의 선분(321)의 길이와 우측의 선분(322)의 길이 중 더 긴 쪽인 좌측을 드론(101)을 전환할 방향으로 결정할 수 있다.For example, the
각각의 연속된 길이는 작물 영역(320)의 모든 변과 파란색 또는 노란색 선의 접점(x표시된 부분)을 구한 후 중심점까지의 선분 길이 계산을 통해 측정될 수 있으며, 최초의 방향 전환점에서 좌우측의 길이가 같으면 임의로 둘 중 한 방향을 결정할 수 있다.Each successive length can be measured by calculating the length of the line segment to the center point after obtaining the contact point (marked part of x) of all sides of the
이때 컨트롤러(110)는 상기 방향전환 명령에 의해, 드론(101)의 방향을 상기 제1 방향(예, '좌측')으로 전환했을 때의 살포 영역이, 상기 제1 방향의 작물 영역 또는 상기 제2 방향의 작물 영역(320)으로부터 벗어날 경우, 드론(101)으로 살포종료 명령을 송출하여, 드론(101)을 지정된 홈 포인트로 회수할 수 있다.At this time, the
또한 컨트롤러(110)는 상기 방향전환 명령에 의해, 드론(101)의 방향이 전환되면, 드론(101)을 상기 살포 영역의 가로 길이 만큼 이동시키고, 드론(101)의 헤드를 선정된 각도 만큼 회전한 상태에서 전진 비행하도록 제어하고, 드론(101)이 전진 비행함에 따라 상기 살포개시 명령을 재송출할 수 있다.In addition, when the direction of the
이하 도 4를 참조하여 드론(101)의 방향을 전환하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of changing the direction of the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 농지의 경계와 인접 시 드론의 방향을 전환하여 비행 제어하는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a process of controlling flight by switching a drone's direction when adjacent to a farmland boundary in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 4의 410, 420을 참조하면, 컨트롤러(110)는 상기 방향전환 명령에 따라 드론(101, 401)을 좌측으로 전환한 뒤 살포 영역의 가로 길이 만큼 화살표 방향으로 이동시킨 후에, 헤드를 Yaw 축으로 90도 만큼 회전할 수 있다.Referring to 410 and 420 of FIG. 4, the
컨트롤러(110)는 회전한 후의 드론(101, 402)에 의해 촬영되는 지상 이미지 내에서 살포 영역의 밑변(403)이 작물 영역에서 모두 벗어날 때까지 후진할 수 있다.The
컨트롤러(110)는 비행 속도와 살포량을 유지하면서 드론(402)을 전진 비행하고, 중지시켰던 살포를 재시작할 수 있다. 또한 분석부(120)는 드론(402)로부터 지속적으로 수신되는 지상 이미지들을 분석하여 전진 방향에 작물 영역이 끝나고 농로가 나타나는지, 즉 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는지 감시할 수 있다.The
상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 때마다, 컨트롤러(110)는 직전에 드론(101)이 전환한 방향과 반대되는 방향을, 드론(101)이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 드론(101)으로 재송출할 수 있다.After re-transmitting the spraying start command, whenever the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland, the
이하 도 5를 참조하여 살포 영역이 농지의 경계와 인접할 때마다 드론의 방향을 반대로 전환하는 일례를 설명한다.Hereinafter, an example in which the direction of the drone is reversed will be described whenever the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 살포종료 명령의 송출에 따라 드론을 지정된 홈 포인트로 회수하는 과정을 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating a process of recovering a drone to a designated home point according to a transmission of an end-of-spray command in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 컨트롤러(110)는 드론(101)이 전진 비행하면서 농지 상의 경계와 인접할 때마다, 직전에 전환한 방향(좌측)과 반대되는 방향(우측)으로 전환하는 것을 반복하여 비행 경로(501)와 같이 비행할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
이때 컨트롤러(110)는 비행 경로(501)의 마지막 방향 전환점에서, 드론(101)이 제2 방향(예, '우측')으로 전환했을 때의 살포 영역이 농로(502)에 인접할 경우 드론(101)으로 살포종료 명령을 송출하여, 드론(101)을 지정된 홈 포인트(503)로 회수할 수 있다.At this time, the
이하 도 6을 참조하여 방향을 전환하지 않고 살포종료 명령을 송출하는 일례를 설명한다.Hereinafter, an example in which the spraying end command is transmitted without changing the direction will be described with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 드론이 전환할 방향에 농로가 있으면 살포종료 명령을 송출하는 일례를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an example of sending a command to end spraying when there is a farm road in a direction in which a drone is to switch in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 컨트롤러(110)는 살포 및 방향 전환을 계속 하다가 드론(110)이 전환하려는 방향 쪽 살포 영역이 작물 영역을 벗어나는 형태의 농로가 발견되면 살포종료 명령을 드론(110)에 송출하고 드론(110)을 회수할 수 있다.Referring to FIG. 6, the
이하 도 7을 참조하여 홈 포인트가 농지의 네 귀퉁이가 아닌 중간 지점에 선정된 경우에 시비 및 방제를 실시하는 일례를 설명한다.Hereinafter, an example in which fertilization and control is carried out will be described with reference to FIG. 7 when the home point is selected at an intermediate point rather than four corners of the farmland.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 실시간 드론 제어 시스템에서, 최초의 방향 전환점에서 반대 방향으로 시비 및 방제를 실시하는 과정을 도시한 도면이다.7 is a view showing a process of performing fertilization and control in an opposite direction from an initial direction change point in a real-time drone control system according to an embodiment of the present invention.
도 7의 710을 참조하면, 컨트롤러(110)는 농지의 네 귀퉁이 사이의 농로에 홈 포인트(701)를 선정한 경우에는, 마지막 방향 전환점에서 드론(101)이 농로(703)와 인접 시, 드론(101)을 최초의 방향 전환점(704)으로 회귀한 뒤, 반대 방향으로 전환하여 작물 영역의 나머지 영역(705)을 비행하면서 살포를 재개하고, 다시 마지막 방향 전환점이 되어 드론(101)이 농로(703)와 인접할 때에 살포종료 명령을 송출하여, 드론(101)을 홈 포인트(701)로 회수할 수 있다.Referring to 710 of FIG. 7, when the
실시예에 따라, 컨트롤러(110)는 상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 경우, 제1 방향(예, '좌측')의 작물 영역이 차지하는 비율이, 제2 방향('우측')의 작물 영역이 차지하는 비율과 선정된 범위 내에서 동일하면, 제1 방향('좌측')으로 전환한 최초의 방향 전환점에서, 드론(101)이 전환하지 않은 제2 방향('우측')을, 드론(101)이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을 드론(101)으로 재송출할 수 있다.According to an embodiment, after the
예를 들어, 도 7을 참조하면, 컨트롤러(110)는 만약 최초 전환 방향 판단하는 과정에서 홈 포인트(701)가 작물 영역의 네 모퉁이가 아닌 경우 계산된 좌우측 선의 길이가 어느 한 쪽이 길지 않고 같아지는 경우가 있을 수 있고, 이때는 살포 종료 단계에 진입하지 않고, 최초의 방향 전환점(704)으로 드론(101)을 이동해 헤드도 그 시점의 방향으로 회전시킨 후 최초에 전환한 방향과 반대 방향으로 비행하면서 나머지 작물 영역에 대해 살포를 시작할 수 있다.For example, referring to FIG. 7, if the
즉 본 발명에 따르면 홈 포인트(701)를 농지의 어느 곳에 두고 살포를 시작하더라도 농지의 전 영역에 대해 드론(101)을 이용하여 손쉽게 시비 및 방제 작업을 실시할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, even if the
실시예에 따라, 분석부(120)는 상기 농지의 경계와 인접하는 살포 영역을, 상기 농지에 대한 지형 데이터로서 데이터베이스(130)에 기록하고, 컨트롤러(110)는 상기 지형 데이터로서 기록된 상기 살포 영역들을 연결했을 때, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로를 구성할 경우, 드론(101)으로 살포종료 명령을 송출하여, 드론(101)을 지정된 홈 포인트로 회수할 수 있다.According to an embodiment, the
즉 본 발명에 따르면 농지의 전 영역에 대해 살포가 완료될 때에 드론(101)으로 살포종료 명령을 송출할 수 있으며, 농로와 인접한 살포 영역을 해당 농지의 지형 데이터로서 용이하게 수집할 수 있게 된다.That is, according to the present invention, when the spraying is completed for all areas of the farmland, a command to end the spraying can be sent to the
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 농지 위를 비행하는 드론(101)을 이용하여 시비 및 방제를 위한 물질을 살포하는 경우, 드론(101)에 의해 촬영되는 지상 이미지를 분석해 실시간으로 농지의 경계('농로' 또는 농지의 형태)를 인식하여 자동으로 비행 방향을 전환함으로써, 사전에 비행 경로를 설정할 필요 없는 실시간 제어를 구현할 수 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 사전에 드론(101)의 비행 경로를 설정할 필요 없이, 비행 중 실시간으로 비행 방향을 결정함으로써, 드론(101)을 이용한 시비 및 방제 작업을 위한 준비 시간과 비용을 줄이고, 위성 지도의 좌표 오차로 인해 잘못 살포되는 영역을 최소화 할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, when spraying a material for fertilization and control using a
이하, 도 8 내지 도 9에서는 본 발명의 실시예들에 따른 실시간 드론 제어 시스템(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation flow of the real-time
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a procedure of a real-time drone control method for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법은 상술한 실시간 드론 제어 시스템(100)에 의해 수행될 수 있다.The real-time drone control method for fertilization and control according to this embodiment may be performed by the real-time
도 8을 참조하면, 단계(810)에서, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 농지의 경계(즉 '농로') 상에 설치된 홈 포인트에 위치한 드론으로 살포개시 명령을 송출한다.Referring to FIG. 8, in
상기 살포개시 명령을 수신한 드론은, 홈 포인트에서 수직으로 이륙하여 농지 내 작물을 향해 전진 비행하는 동시에, 카메라를 수직으로 아래를 향하게 조정하여 농지를 포함한 지상 이미지를 촬영할 수 있다.The drone receiving the spray start command may take off vertically from the home point and fly forward toward the crops in the farmland, and at the same time, adjust the camera vertically downward to shoot a ground image including the farmland.
단계(820)에서, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 드론이 비행하면서 농지 상의 살포 영역에 시비 또는 방제를 위한 물질을 살포한다.In
실시간 드론 제어 시스템(100)은, 드론(101)으로부터 수신되는 지상 이미지들을 머신 러닝(Machine Learning) 기법에 따라 분석하여 지상 이미지로부터 작물 영역과 농로 영역을 구분하고, 지상 이미지 내 중앙점(드론의 수직 위치)이 농로 영역에서 벗어나 작물 영역 내에 위치하는지 확인할 수 있다.The real-time
실시간 드론 제어 시스템(100)은 중앙점이 작물 영역 내에 위치하고, 드론이 정해진 고도(대략 2~3 m)에 도달한 경우, 상기 고도에 따라 정해진 농지 상의 살포 영역에, 드론(101) 내의 거름이나 농약을 살포하여 시비 또는 방제 작업을 실시할 수 있다.The real-time
단계(830)에서, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 드론이 비행하면서 상기 물질을 살포하는 동안, 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는지 판단한다.In
일례로 실시간 드론 제어 시스템(100)은 상기 머신 러닝 기법을 이용하여, 상기 지상 이미지로부터 상기 농지에 해당하는 작물 영역을 추출하고, 상기 살포 영역과 상기 작물 영역의 테두리 간에 적어도 하나의 접점이 있으면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단할 수 있다.For example, the real-time
상기 살포 영역과 상기 작물 영역의 테두리 간에 접점이 없으면, 전진하는 방향에서 농로가 발견되지 않은 것이므로, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 단계(820)로 이동하여 드론을 비행하면서 농지 상의 살포 영역에 시비 또는 방제를 위한 물질을 계속해서 살포한다.If there is no contact point between the spraying area and the border of the crop area, since no farming route has been found in the advancing direction, the real-time
단계(830)에서 상기 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단되는 경우, 단계(840)에서, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 드론에 송출한다.If it is determined in
일례로 실시간 드론 제어 시스템(100)은 상기 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단한 시점에 촬영된 지상 이미지 내에서 중앙점을 기준으로 좌측의 작물 영역의 길이와 우측의 작물 영역의 길이 중 더 긴 쪽(좌측)을 드론(101)을 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을 작성할 수 있다.For example, the real-time
단계(850)에서, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 상기 방향전환 명령에 따라 드론의 방향이 전환되면, 살포개시 명령을 드론에 다시 송출한다.In
상기 살포대기 명령을 수신한 드론은, 상기 물질의 살포를 일시 중지하고, 상기 방향전환 명령에 의해 지정된 방향으로 전환한 후, 상기 살포 영역의 가로 길이 만큼 이동시키고, 드론의 헤드를 선정된 각도 만큼 회전한 상태에서 전진 비행하도록 제어하고, 드론이 전진 비행함에 따라 상기 살포개시 명령을 재송출할 수 있다.The drone that has received the spraying standby command pauses spraying of the material, switches to a direction designated by the redirection command, moves the horizontal length of the spraying area, and moves the drone head by a predetermined angle. It is controlled to fly forward in a rotated state, and the spray start command can be re-sent as the drone moves forward.
상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 때마다, 실시간 드론 제어 시스템(100)은, 직전에 드론이 전환한 방향과 반대되는 방향을, 드론이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 드론으로 재송출할 수 있다.After re-transmitting the spray start command, whenever the spray area is adjacent to the boundary of the farmland, the real-time
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따르면, 드론에 의해 촬영되는 지상 이미지를 분석해 실시간으로 농지의 경계('농로' 또는 농지의 형태)를 인식하여 자동으로 비행 방향을 전환함으로써, 사전에 드론의 비행 경로를 설정하지 않고 실시간으로 드론을 제어할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, by analyzing the ground image photographed by the drone, real-time recognition of the boundary of the farmland (the 'route' or the form of the farmland) and automatically switching the flight direction, the drone is flying in advance. You can control the drone in real time without setting a route.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법의 순서를 도시한 상세 흐름도이다.9 is a detailed flowchart illustrating a procedure of a real-time drone control method for fertilization and control according to an embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법은 상술한 실시간 드론 제어 시스템(100) 및 드론(101)에 의해 수행될 수 있다.The real-time drone control method for fertilization and control according to this embodiment may be performed by the real-time
도 9를 참조하면, 단계(901)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 살포개시 명령을 드론(101)에 송출한다.Referring to FIG. 9, in
단계(902, 903)에서 상기 살포개시 명령을 수신한 드론(101)은 홈 포인트로부터 비행을 개시하고, 정해진 고도에 도달하였는지 확인한다.At
단계(904)에서 정해진 고도에 도달한 드론(101)은 전진 비행하면서, 시비 또는 방제를 위한 물질을 농지 상의 살포 영역에 살포한다.The
단계(905)에서 드론(101)은 농지를 포함한 지상 이미지를 촬영하고, 촬영한 지상 이미지를 실시간 드론 제어 시스템(100)으로 전송한다.In step 905, the
단계(906, 907)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 드론(101)으로부터 지속적으로 수신되는 지상 이미지를 머신 러닝 기법에 따라 분석하여, 살포 영역이 농지의 경계와 인접하는지 판단한다.In
살포 영역이 농지의 경계(즉 '농로')와 인접하는 것으로 판단되는 경우, 단계(908)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 해당 살포 영역을 상기 농지의 지형 데이터로서 데이터베이스(DB)에 기록한다.If it is determined that the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland (that is, 'farm road'), in
단계(909)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 데이터베이스에 기록한 살포 영역을 모두 연결했을 때 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로를 구성하는지 확인한다.In
단계(909)에서의 확인 결과, 지형 데이터로 기록된 살포 영역들이 외곽 농로를 다 구성하지 않은 경우, 즉 아직 시비 및 방제를 실시하지 않은 농지가 남아있으면, 단계(910, 911)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 드론(101)이 전환할 방향을 결정하고, 살포대기 명령과 함께 방향전환 명령을 드론(101)에 송출한다.As a result of the check in
단계(912, 913)에서 드론(101)은 살포를 일시 정지하고, 상기 방향전환 명령에 의해 지정된 방향으로 전환한 후 전진 비행한다.In
단계(914)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 전진 비행하는 드론(101)으로 살포개시 명령을 재송출하여, 농지 상의 살포 영역에 시비 또는 방제를 위한 물질을 살포한다.In
단계(909)에서의 확인 결과, 지형 데이터로 기록된 살포 영역들이 외곽 농로를 모두 이루면, 단계(915)에서 실시간 드론 제어 시스템(100)은 농지의 전 영역에 시비 및 방제가 실시된 것으로 인지해 살포종료 명령을 드론(101)에 송출하고, 단계(916)에서 살포종료 명령을 수신한 드론(101)은 홈 포인트로 회수된다.As a result of the check in
이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 드론을 이용한 시비 및 방제 작업 시 사전에 비행 경로를 설정하는 과정이 생략되어, 저고도 항공 사진 촬영을 통한 정밀 정사영상지도를 제작하는 과정 역시 불필요하게 되므로, 사전 준비 작업 시간과 비용을 크게 줄일 수 있고, 위성 지도의 좌표 오차로 인해 잘못 살포되는 영역을 최소화 할 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a process of setting a flight route in advance during fertilization and control using a drone is omitted, so a process of manufacturing a precise orthogonal image map through low-altitude aerial photography is also unnecessary. In addition, it is possible to greatly reduce the time and cost of preliminary preparation, and to minimize the area that is incorrectly distributed due to the coordinate error of the satellite map.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded in the medium may be specially designed and configured for the embodiments or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instruction, or a combination of one or more of these, and configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively You can command the device. Software and / or data may be interpreted by a processing device, or to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. , Or may be permanently or temporarily embodied in the transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form from the described method, or other components or equivalents Even if replaced by or substituted by, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: 실시간 드론 제어 시스템
101: 드론
110: 컨트롤러
120: 분석부
130: 데이터베이스100: real-time drone control system
101: drone
110: controller
120: analysis unit
130: database
Claims (16)
상기 드론이 비행하면서 상기 물질을 살포 함에 따라, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 경우,
상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단한 시점에 촬영된 지상 이미지 내에서, 중앙점을 기준으로 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율 보다 크면,
상기 제1 방향을, 상기 드론이 전환할 방향으로 결정하는 방향전환 명령을 작성하는 단계; 및
상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 상기 드론으로 송출하는 단계
를 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.In response to the issuance of a spraying start command, spraying a material for fertilization or control held in a drone flying forward at a predetermined altitude to a spraying area on the farmland corresponding to the altitude; And
When the drone is spraying the material while flying, when the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland,
In the ground image photographed at the time when it is determined that the spreading area is adjacent to the boundary of the farmland, the proportion of the crop area in the first direction based on the center point is cropped in the second direction opposite to the first direction. If the area is larger than the percentage occupied,
Writing a direction change command for determining the first direction as a direction in which the drone will switch; And
Sending the direction changing command to the drone together with a spray waiting command.
Real-time drone control method for fertilization and control, including.
상기 드론에 장착된 카메라를 통해 촬영되는 지상 이미지를 머신 러닝 기법(Machine Learning, ML)에 따라 분석하여,
상기 살포 영역이, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로의 적어도 일부와 겹치면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 1,
The ground image photographed through the camera mounted on the drone is analyzed according to a machine learning technique (ML),
Determining that the spreading area is adjacent to the boundary of the farmland when the spreading area overlaps at least a portion of an outer farm road surrounding the farmland.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 머신 러닝 기법을 이용하여,
상기 지상 이미지로부터 상기 농지에 해당하는 작물 영역을 추출하는 단계; 및
상기 살포 영역과 상기 작물 영역의 테두리 간에 적어도 하나의 접점이 있으면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 2,
Using the machine learning technique,
Extracting a crop area corresponding to the farmland from the ground image; And
If there is at least one contact point between the spreading area and the border of the crop area, determining that the spreading area is adjacent to the boundary of the farmland.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 작물 영역 중에서, 상기 지상 이미지의 중앙점이 포함되지 않는 영역을 배제하여, 상기 접점의 유무를 식별하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 3,
Identifying the presence or absence of the contact point by excluding an area in which the center point of the ground image is not included among the crop areas.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 방향전환 명령에 의해, 상기 드론의 방향을 상기 제1 방향으로 전환했을 때의 상기 살포 영역이, 상기 제1 방향의 작물 영역 또는 상기 제2 방향의 작물 영역으로부터 벗어날 경우,
상기 드론으로 살포종료 명령을 송출하여, 상기 드론을 지정된 홈 포인트로 회수하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 1,
When the direction of the drone changes the direction of the drone to the first direction by the direction change command, when the crop area in the first direction or the crop area in the second direction is deviated,
Sending a command to end the spraying to the drone, and recovering the drone to a designated home point
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 방향전환 명령에 의해, 상기 드론의 방향이 전환되면,
상기 드론을 상기 살포 영역의 가로 길이 만큼 이동시키고, 상기 드론의 헤드를 선정된 각도 만큼 회전한 상태에서 전진 비행하도록 제어하는 단계; 및
상기 드론이 전진 비행함에 따라 상기 살포개시 명령을 재송출하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 1,
When the direction of the drone is changed by the direction change command,
Controlling the drone to move forward by the horizontal length of the spray area and to fly forward while the drone head is rotated by a predetermined angle; And
Re-transmitting the spray start command as the drone moves forward.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 때마다,
직전에 상기 드론이 전환한 방향과 반대되는 방향을, 상기 드론이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 상기 드론으로 재송출하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.The method of claim 6,
After resending the spray start command, whenever the spray area is adjacent to the farmland boundary,
Retransmitting the direction change command to determine the direction opposite to the direction in which the drone switched immediately before, and the direction in which the drone is to switch, to the drone together with a spray waiting command.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 경우, 상기 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율과 선정된 범위 내에서 동일하면,
상기 제1 방향으로 전환한 최초의 방향 전환점에서, 상기 드론이 전환하지 않은 상기 제2 방향을, 상기 드론이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을 상기 드론으로 재송출하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.The method of claim 6,
After re-transmitting the spraying start command, when the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland, the proportion occupied by the crop area in the first direction, the proportion occupied by the crop area in the second direction, and the selected range If it is the same within,
Retransmitting the redirection command to the drone to determine the second direction in which the drone does not switch, in the direction in which the drone is to switch, at the first direction change point converted to the first direction.
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 농지의 경계와 인접하는 살포 영역을, 상기 농지에 대한 지형 데이터로서 데이터베이스에 기록하는 단계; 및
상기 지형 데이터로서 기록된 상기 살포 영역들을 연결했을 때, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로를 구성할 경우, 상기 드론으로 살포종료 명령을 송출하여, 상기 드론을 지정된 홈 포인트로 회수하는 단계
를 더 포함하는 시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 방법.According to claim 1,
Recording a spraying area adjacent to the boundary of the farmland in a database as terrain data for the farmland; And
When connecting the spreading areas recorded as the terrain data, when constructing an outer farmland surrounding the farmland, sending a command to end the spreading to the drone, and recovering the drone to a designated home point
Real-time drone control method for fertilization and control further comprising a.
상기 드론이 비행하면서 상기 물질을 살포 함에 따라, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 경우,
상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단한 시점에 촬영된 지상 이미지 내에서, 중앙점을 기준으로 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율 보다 큰지 여부를 확인하는 분석부
를 포함하고,
상기 제1 방향의 작물 영역이 차지하는 비율이, 상기 제2 방향의 작물 영역이 차지하는 비율 보다 크면,
상기 컨트롤러는,
상기 제1 방향을, 상기 드론이 전환할 방향으로 결정하는 방향전환 명령을 작성하고,
상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 상기 드론으로 송출하는
시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템.A controller for spraying material for fertilization or control held in a drone flying forward at a predetermined altitude to a spraying area on the farmland corresponding to the altitude, according to the transmission of the spraying start command; And
When the drone is spraying the material while flying, when the spraying area is adjacent to the boundary of the farmland,
In the ground image photographed at the time when it is determined that the spreading area is adjacent to the boundary of the farmland, the proportion of the crop area in the first direction based on the center point is cropped in the second direction opposite to the first direction. Analysis unit to check whether the area is greater than the proportion
Including,
If the ratio occupied by the crop region in the first direction is larger than the ratio occupied by the crop region in the second direction,
The controller,
Write a direction change command to determine the first direction, the direction in which the drone will switch,
The direction change command is sent to the drone along with the standby command.
Real-time drone control system for fertilization and control.
상기 분석부는,
상기 드론에 장착된 카메라를 통해 촬영되는 지상 이미지를 머신 러닝 기법(ML)에 따라 분석하여, 상기 살포 영역이, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로의 적어도 일부와 겹치면, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접하는 것으로 판단하는
시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템.The method of claim 11,
The analysis unit,
When the ground image photographed through the camera mounted on the drone is analyzed according to a machine learning technique (ML), if the spraying area overlaps at least a part of an outer farm road surrounding the farmland, the spraying area is the boundary of the farmland Judging by
Real-time drone control system for fertilization and control.
상기 방향전환 명령에 의해, 상기 드론의 방향이 전환되면,
상기 컨트롤러는,
상기 드론을 상기 살포 영역의 가로 길이 만큼 이동시키고, 상기 드론의 헤드를 선정된 각도 만큼 회전한 상태에서 전진 비행하도록 제어하고,
상기 드론이 전진 비행함에 따라 상기 살포개시 명령을 재송출하는
시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템.The method of claim 11,
When the direction of the drone is changed by the direction change command,
The controller,
The drone is moved to the horizontal length of the spray area, and the head of the drone is controlled to fly forward while rotating by a predetermined angle.
As the drone moves forward, it resends the command to start spraying.
Real-time drone control system for fertilization and control.
상기 살포개시 명령을 재송출한 이후에, 상기 살포 영역이 상기 농지의 경계와 인접할 때마다,
상기 컨트롤러는,
직전에 상기 드론이 전환한 방향과 반대되는 방향을, 상기 드론이 전환할 방향으로 결정하는 상기 방향전환 명령을, 살포대기 명령과 함께 상기 드론으로 재송출하는
시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템.The method of claim 14,
After resending the spray start command, whenever the spray area is adjacent to the farmland boundary,
The controller,
Re-transmitting the redirection command to determine the direction opposite to the direction in which the drone switched immediately before, the direction in which the drone will switch, and to the drone together with the spraying standby command.
Real-time drone control system for fertilization and control.
상기 분석부는,
상기 농지의 경계와 인접하는 살포 영역을, 상기 농지에 대한 지형 데이터로서 데이터베이스에 기록하고,
상기 컨트롤러는,
상기 지형 데이터로서 기록된 상기 살포 영역들을 연결했을 때, 상기 농지를 둘러싸는 외곽 농로를 구성할 경우, 상기 드론으로 살포종료 명령을 송출하여, 상기 드론을 지정된 홈 포인트로 회수하는
시비 및 방제를 위한 실시간 드론 제어 시스템.The method of claim 11,
The analysis unit,
The spreading area adjacent to the boundary of the farmland is recorded in a database as terrain data for the farmland,
The controller,
When connecting the spreading areas recorded as the terrain data, when constructing an outer farmland surrounding the farmland, a command to end the spreading is sent to the drone to recover the drone to a designated home point.
Real-time drone control system for fertilization and control.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190121617A KR102089423B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Real time drone control method and system for fertilizer application and pest control |
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KR1020190121617A KR102089423B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Real time drone control method and system for fertilizer application and pest control |
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KR102089423B1 true KR102089423B1 (en) | 2020-05-26 |
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KR1020190121617A KR102089423B1 (en) | 2019-10-01 | 2019-10-01 | Real time drone control method and system for fertilizer application and pest control |
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KR (1) | KR102089423B1 (en) |
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2019
- 2019-10-01 KR KR1020190121617A patent/KR102089423B1/en active
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