KR102101355B1

KR102101355B1 - 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템

Info

Publication number: KR102101355B1
Application number: KR1020190082017A
Authority: KR
Inventors: 정호; 김대성; 정철훈; 박남규
Original assignee: 주식회사 이노드
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-04-17

Abstract

본 발명에 따르면, 방제 약품이 저장된 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함하여 방제 약품의 잔량을 실시간으로 확인하는 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템이 개시된다.

Description

농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템 {Agricultural Drone and Measuring System for Remaining Quantity of Pesticide}

본 발명은 무인 이동체에 관한 것으로, 특히 방제 약품의 잔량을 실시간으로 측정하기 위한 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템에 관한 것이다.

현재 농작업에 큰 비중을 차지하는 방제작업에 있어서, 농가에서는 생산노동력의 5-15% 이상을 방제작업에 할애하고 있으며, 작목에 따라서 연간 10회 이상의 작업으로 작업자에게 큰 부담이 되고 있다.

특히, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제작업은 생산비의 절감이 어렵고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산(飛散)으로 인한 손실은 물론 근접 작업자의 중독사고가 우려되며, 불균일한 살포(撒布)로 인하여 방제효과의 감소를 초래한다.

또한, 종래의 농업용 방제 드론은 사용자가 방제 작업 중 방제 약품의 잔량을 알 수 없으므로 분사 범위를 판단할 수 없으며, 농지의 모든 곳에 분사하는 것에 어려움이 있다.

본 발명은 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템으로 방제 약품이 저장된 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함하여 방제 약품의 잔량을 실시간으로 확인하는데 그 목적이 있다.

또한, 무인 비행체의 이동 경로와 운용 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하여, 방제 약품의 잔량에 따라 경로를 제어하여 모든 농지에 방제 약품을 살포하고 방제효과를 증가시키는데 그 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체는, 주행을 위한 복수개의 회전익을 포함하는 본체 프레임, 상기 본체 프레임의 내측에 위치하며, 방제 약품이 저장된 저장부의 상단을 조립하는 장착 프레임, 상기 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함한다.

여기서, 상기 본체 프레임은, 상기 장착 프레임을 중심으로 연장되는 방향으로 위치하는 다수개의 샤프트프레임 및 상기 샤프트프레임의 최외각에 연결되는 로터를 더 포함하며, 상기 회전익은, 상기 로터와 연결되어, 상기 로터의 회전 시 추력을 발생시킨다.

여기서, 상기 샤프트프레임 각각에 연결되고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 개폐되어 상기 공급 프레임으로부터 공급된 상기 방제 약품을 살포하는 살포 노즐부를 더 포함한다.

여기서, 상기 공급 프레임은, 상기 저장부의 하단에 끼워지는 삽입부, 상기 삽입부와 연결되어 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급하는 펌핑부 및 상기 펌핑부로부터 압송되는 상기 방제 약품를 상기 살포 노즐부로 공급하는 공급관을 포함한다.

여기서, 상기 잔량 계측부는, 상기 삽입부를 통과하는 측정 호스의 일단에 연결되어, 상기 측정 호스의 타단과 연결되는 상기 삽입부와의 연결 부위에서 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득하는 차압 측정 모듈 및 획득된 상기 차압 측정값을 이용하여 상기 방제 약품의 잔량에 따른 잔량 데이터를 산출하는 잔량 데이터 산출부를 포함한다.

여기서, 상기 잔량 데이터 산출부는, 상기 차압 측정 모듈의 설정에 따른 베이스 측정값과 상기 베이스 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 베이스 데이터 표로 설정하는 데이터 표 설정부, 상기 베이스 데이터 표에서 상기 베이스 측정값과 상기 획득된 상기 차압 측정값을 비교하여 상기 차압 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 상기 잔량 데이터로 획득하는 데이터 추출부, 외부의 모니터링부로 전송하기 위해, 상기 데이터 추출부에서 획득된 상기 잔량 데이터를 0 내지 100 사이의 값으로 변환하는 데이터 변환부를 포함한다.

여기서, 상기 살포 노즐부는, 상기 무인 이동체의 전진 방향 이동 시 개방되는 제1 살포 노즐부 및 상기 무인 이동체의 후진 방향 이동 시 개방되는 제2 살포 노즐부를 포함하고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 상기 제1 살포 노즐부 또는 제2 살포 노즐부를 개폐하거나 상기 공급관의 개폐량을 조절하도록 설치되는 공급 조작부를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템은, 무인 이동체 및 상기 무인 비행체의 이동 경로와 운용 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하며, 상기 무인 이동체는, 주행을 위한 복수개의 회전익을 포함하는 본체 프레임, 상기 본체 프레임의 내측에 위치하며, 방제 약품이 저장된 저장부의 상단을 조립하는 장착 프레임, 상기 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함한다.

여기서, 상기 샤프트프레임 각각에 연결되고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 개폐되어 상기 공급 프레임으로부터 공급된 상기 방제 약품을 살포하는 살포 노즐부를 더 포함하며, 상기 공급 프레임은, 상기 저장부의 하단에 끼워지는 삽입부, 상기 삽입부와 연결되어 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급하는 펌핑부 및 상기 펌핑부로부터 압송되는 상기 방제 약품를 상기 살포 노즐부로 공급하는 공급관을 포함한다.

여기서, 상기 모니터링부는, 상기 무인 비행체의 이동 경로를 브라우저를 기반으로 하는 웹상의 벡터지도에서 실시간으로 표시하는 경로 표시부 및 상기 잔량 계측부로부터 계측된 상기 잔량 데이터를 전송 받아 실시간으로 표시하는 잔량 표시부를 포함한다.

여기서, 상기 모니터링부는, 상기 잔량 데이터에 따라 상기 무인 이동체가 이동하고자 하는 목적지에 대해 이동 경로를 산출하는 경로 제어부를 더 포함하고, 상기 경로 제어부는, 상기 잔량 데이터가 기 설정된 값 미만인 경우, 교체하고자 하는 방제 약품이 위치한 곳을 목적지로 설정한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 방제 약품이 저장된 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함하여 방제 약품의 잔량을 실시간으로 확인할 수 있다.

또한, 무인 비행체의 이동 경로와 운용 상태를 모니터링하는 모니터링부를 포함하여, 방제 약품의 잔량에 따라 경로를 제어하여 모든 농지에 방제 약품을 살포하고 방제효과를 증가시킬 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 공급 프레임과 잔량 계측부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 차압 측정 모듈을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 베이스 데이터 그래프를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 잔량 계측부를 나타낸 블록도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템의 모니터링부를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 농약통 잔량에 따른 ADC 데이터 측정값의 평균값을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 관련된 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 “모듈” 및 “부”는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 농업용 무인 이동체 및 이의 방제 약품 잔량 측정 시스템에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체를 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체(10)는 본체 프레임(100), 장착 프레임(200), 공급 프레임(300), 잔량 계측부(400), 살포 노즐부(500)를 포함한다.

농업용 무인 이동체(10)는 항공 방제를 위해 농약을 살포하는 무인 이동체이다. 사용자가 원격으로 무인 이동체를 조종하면서 농약을 살포할 수 있으며, 드론을 이용하여 구현할 수 있다.

농업용 무인 이동체(10)를 이용한 방제 작업은, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제작업 대신 생산비를 절감할 수 있고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산(飛散)으로 인한 손실과 근접 작업자의 중독사고를 예방할 수 있으며, 균일하게 방제 약품을 살포(撒布)할 수 있으므로 방제효과를 증가시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체는 방제 약품이 저장된 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부를 포함하여 방제 약품의 잔량을 실시간으로 확인할 수 있다.

본체 프레임(100)은 주행을 위한 복수개의 회전익(110)을 포함한다.

본체 프레임(100)은 장착 프레임(200)을 중심으로 연장되는 방향으로 위치하는 다수개의 샤프트프레임(120) 및 상기 샤프트프레임의 최외각에 연결되는 로터(130)를 포함한다.

샤프트프레임(120)은 저장부(11)의 상단에 배치되며, 저장부(11)를 중심으로 연장되는 방향으로 다수개가 위치한다. 구체적으로, 본체 프레임(100)의 중심로부터 동, 서, 남, 북에 해당하는 방향으로 위치한다.

본체 프레임(100)은 내측에 잔량 계측부(400)와 공급 조작부(600)와 통신부를 포함하는 본체 하우징(140)을 포함한다.

본체 하우징(140)의 내측에는 모니터링부와 통신하여, 제어 신호를 수신하고 데이터 정보를 전송하는 무인 이동체의 이동 경로와 살포 노즐의 개폐를 제어하는 역할들을 수행하는 프로세서들이 배치된다.

잔량 계측부(400)의 차압 측정 모듈(410)은 본체 프레임의 본체 하우징(140)의 내측에 위치하며, 측정 호스(401)의 일단에 연결된다.

회전익(110)은, 상기 로터(130)와 연결되어, 상기 로터의 회전 시 추력을 발생시킨다.

샤프트프레임(120) 각각은 길이 조절부(121)를 포함하여, 방제 영역의 범위에 따라 길이를 조절할 수 있다.

또한, 무인 이동체가 지면에 닿을 때 안착시킬 수 있는 지면 프레임(150)을 더 포함한다.

지면 프레임(150)은 무인 이동체가 지표면에 착륙할 시 넘어지지 않도록 지지한다. 또한, 무인 이동체 추락 시, 무인 이동체의 손상을 방지하고, 보호할 수 있다.

지면 프레임(150)은 하단에 미끌림을 방지하는 미끌림방지부재를 더 포함할 수 있으며, 미끌림방지부재는 고무 또는 실리콘 재질이 사용될 수 있다.

장착 프레임(200)은 상기 본체 프레임의 내측에 위치하며, 방제 약품이 저장된 저장부(11)의 상단을 조립한다.

장착 프레임(200)은 고리 모양의 형태인 것이 바람직하다.

저장부(11)는 방제 약품을 저장할 수 있는 용기의 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 중앙에 농약 잔량 측정 및 농약 살포를 연결하기 위해서 중앙에 호스가 통과할 수 있는 구멍이 존재한다.

공급 프레임(300)은 상기 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급한다.

공급 프레임(300)은 삽입부(310), 펌핑부(320), 공급관(330)을 포함한다.

삽입부(310)는 상기 저장부(11)의 하단에 끼워진다. 펌핑부(320)는 상기 삽입부와 연결되어 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급한다.

공급관(330)은 상기 펌핑부로부터 압송되는 상기 방제 약품를 상기 살포 노즐부로 공급한다.

구체적으로, 공급관(330)은 샤프트프레임 각각에 연결된 살포 호스(521, 541)들로 연결되어 저장부(11)의 방제 약품을 살포하게 된다.

살포 호스(521, 541)들 각각은 공급량 조절 장치(523, 543)를 포함하여 호스를 이동하는 방제 약품의 공급량을 조절할 수 있다.

잔량 계측부(400)는 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측한다.

살포 노즐부(500)는 상기 샤프트프레임 각각에 연결되고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 개폐되어 상기 공급 프레임으로부터 공급된 상기 방제 약품을 살포한다.

살포 노즐부(500)는 상기 무인 이동체의 전진 방향 이동 시 개방되는 제1 살포 노즐부(510) 및 상기 무인 이동체의 후진 방향 이동 시 개방되는 제2 살포 노즐부(520)를 포함한다.

또한, 제3 살포 노즐부(530)와 제4 살포 노즐부(540)를 더 포함한다.

살포 노즐부(500)는 상기 샤프트프레임 각각에 살포 호스(521, 541)를 통하여 연결되며, 저장부(11)와 연결된 호스를 통해 방제 약품을 살포하게 된다.

또한, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 상기 제1 살포 노즐부 또는 제2 살포 노즐부를 개폐하거나 상기 공급관의 개폐량을 조절하도록 설치되는 공급 조작부(600)를 더 포함한다.

살포 노즐부(500) 각각은 하단에 노즐 개폐부(512, 522, 532, 542)를 포함한다.

공급 조작부(600)의 제어에 따라 전진 방향 이동 시 제1 살포 노즐부(510)가 개방되며 무인 이동체의 후진 방향 이동 시 제2 살포 노즐부(520)가 개방되고, 개방되지 않는 노즐은 잠겨있게 된다. 이에 따라, 한번 살포된 영역은 무인 이동체의 이동에 따라 또 다시 약품이 살포되는 것을 막을 수 있고, 농작지의 모든 영역을 고르게 살포할 수 있다.

또한, 농작물 또는 농지 환경에 대한 대상 정보를 획득하는 환경 정보 획득부를 더 포함할 수 있다. 환경 정보 획득부는 대상 정보를 획득하기 위해 영상 촬영부를 포함할 수 있고, 온도, 태양광, 바람을 포함하는 무인 이동체 비행 환경을 감지하는 환경 센서부를 포함할 수 있다.

또한, 배터리가 내재될 수 있는 전원공급부를 포함할 수 있으며, 배터리는 교체 및 충전이 가능하다. 만일 배터리 부족 또는 방제 약품 부족 시 무인 이동체는 자동 귀환하고 다시 비행하면 중단된 지점으로 복귀할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 공급 프레임과 잔량 계측부를 나타낸 도면이다.

도 3의 (a)는 공급 프레임에 연결된 측정 호스를 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 잔량을 계측하고자 하는 영역을 설명하기 위해 공급프레임의 단면을 간략히 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체(10)의 공급 프레임(300)은 삽입부(310), 펌핑부(320), 공급관(330)을 포함한다.

도 3의 (a)를 참조하면, 삽입부(310)는 상기 저장부(11)의 하단에 끼워진다.

측정 호스(401)는 삽입부(310)에 관통하여 삽입된다.

펌핑부(320)는 상기 삽입부와 연결되어 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급한다.

도 3의 (b)를 참조하면, 잔량 계측부(400)의 차압 측정 모듈(410)은 상기 삽입부를 통과하는 측정 호스(401)의 일단에 연결되어, 상기 측정 호스의 타단과 연결되는 상기 삽입부와의 연결 부위(S)에서 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득한다.

구체적으로, 저장부(11)에 담긴 방제 약품(13)의 수압에 의해 센서와 연결된 관의 연결 부위(S)에서의 기압의 변화에 의한 계측값의 변화를 통해 농약통 내부의 잔량을 측정할 수 있다. 방제 약품(13)은 연결 부위(S)를 가압하는 상태이며, 잔량의 변화에 따라 기압의 변화가 생기게 된다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 차압 측정 모듈을 나타낸 도면이다.

차압 측정 모듈(410)은 상기 삽입부를 통과하는 측정 호스(401)의 일단에 연결되어, 상기 측정 호스의 타단과 연결되는 상기 삽입부와의 연결 부위(S)에서 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득한다.

차압 측정 모듈(410)은 압력 센서로 구현되는 것이 바람직하다.

차압 측정 모듈(410)은 도 2에 도시된 바와 같이 본체 프레임의 본체 하우징(140)의 내측에 위치하며, 측정 호스(401)의 일단에 연결되어 있다,

도 4는 측정 호스의 타단과 연결되는 상기 삽입부와의 연결 부위(S)를 나타낸 것이다.

차압 측정 모듈(410)은 호스 연결부(411), 센서부(412), 상단 캡(413), 케이스 부(414), 리드 프레임(415)을 포함한다.

호스 연결부(411)에 측정 호스의 타단이 끼워지게 된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 베이스 데이터 그래프를 나타낸 도면이다.

도 5는 차압 측정 모듈의 압력 입력에 대한 센서 출력 신호를 나타낸 그래프이다. 0도 내지 85℃의 온도 범위에서 작동하는 일반, 최소 및 최대 출력의 곡선이 표시된다.

드론의 전원이 인가되어 CAN 통신모듈을 통해 차압 측정 모듈의 압력센서의 정보를 수신하고, 농약통의 농약 잔량에 따른 압력센서의 값 테이블을 참조하여 현재 잔량을 계산한다.

구체적으로, 데이터 표 설정부(421)는 상기 도 5에 나타난 그래프의 압력 입력에 대한 센서 출력 신호로부터 차압 측정 모듈의 설정에 따른 베이스 측정값과 상기 베이스 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 베이스 데이터 표로 설정한다.

데이터 추출부(422)는 상기 베이스 데이터 표에서 상기 베이스 측정값과 상기 획득된 상기 차압 측정값을 비교하여 상기 차압 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 상기 잔량 데이터로 획득한다.

센서 출력 신호에 따라 잔량을 계산하여 변환된 잔량 값을 0~100 사이의 값으로 변환하여 모니터링부에 전달한다.

구체적으로, 도 9에 나타난 그래프를 이용하여 설명하면, 도 9는 농약통 잔량에 따른 ADC 데이터 측정값의 평균값(D2)을 나타낸 그림이다.

도 9에 나타나 있는 직선함수(D1)를 이용해서 잔량을 계산할 수 있다.

도 9에서 보정계수를 계산하기 위한 데이터로 X1 = 0.5L, X2 = 10L인 지점을 선택했다. 이 범위를 선택한 것은 농약통의 최소 잔여량 0.5L, 최대 공급량을 10L이기 때문이다. 이 때 Y1, Y2의 값은 각각의 ADC 데이터를 나타낸다.

도 9를 이용해서 아래와 같은 직선 함수 공식을 얻을 수 있다.

여기서, Y: 농약 잔량에 따른 ADC 데이터, K: 보정계수, A: 대기압에 의한 ADC 데이터이다.

그러므로 보정계수는 아래와 같이 계산할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 잔량 계측부를 나타낸 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 무인 이동체(10)의 잔량 계측부(400)는 차압 측정 모듈(410), 잔량 데이터 산출부(420)를 포함한다.

차압 측정 모듈(410)은 상기 삽입부를 통과하는 측정 호스(401)의 일단에 연결되어, 상기 측정 호스의 타단과 연결되는 상기 삽입부와의 연결 부위에서 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득한다.

여기서, 센서정보를 읽어 CAN 통신포트로 전송하기 위한 Data 처리장치를 포함할 수 있다.

잔량 데이터 산출부(420)는 획득된 상기 차압 측정값을 이용하여 상기 방제 약품의 잔량에 따른 잔량 데이터를 산출한다.

잔량 데이터 산출부(420)는 데이터 표 설정부(421), 데이터 추출부(422), 데이터 변환부(423)를 포함한다.

데이터 표 설정부(421)는 상기 차압 측정 모듈의 설정에 따른 베이스 측정값과 상기 베이스 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 베이스 데이터 표로 설정한다.

데이터 변환부(423)는 외부의 모니터링부로 전송하기 위해, 상기 데이터 추출부에서 획득된 상기 잔량 데이터를 0 내지 100 사이의 값으로 변환한다.

여기서, 프로세서에서 처리된 Data를 표시부로 전송하기 위한 CAN 통신포트를 포함할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템의 모니터링부를 나타낸 도면이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템은 무인 이동체(10), 모니터링부(20)를 포함한다.

모니터링부(20)는 상기 무인 비행체의 이동 경로와 운용 상태를 모니터링한다.

모니터링부는 무인 비행체와 연동되는 어플리케이션을 통해 농약 잔량 정보를 표시하는 것이 바람직하며, 드론과의 통신은 2.4GHz 대역의 RF 트랜스미터를 사용해 Flight Controller의 Data를 수신하는 것이 바람직하다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모니터링부(20)는 경로 표시부(21), 잔량 표시부(22), 경로 제어부(23)를 포함한다.

경로 표시부(21)는 상기 무인 비행체의 이동 경로를 브라우저를 기반으로 하는 웹상의 벡터지도에서 실시간으로 표시한다.

잔량 표시부(22)는 상기 잔량 계측부로부터 계측된 상기 잔량 데이터를 전송 받아 실시간으로 표시한다.

경로 제어부(23)는 상기 잔량 데이터에 따라 상기 무인 이동체가 이동하고자 하는 목적지에 대해 이동 경로를 산출한다.

경로 제어부(23)는 상기 잔량 데이터가 기 설정된 값 미만인 경우, 교체하고자 하는 방제 약품이 위치한 곳을 목적지로 설정한다.

경로 제어부(23)는 산출된 경로를 무인 이동체로 송신하고, 별도의 단말기와 통신할 수 있는 통신부를 더 포함할 수 있다.

경로 제어부(23)는 무선통신모듈을 포함할 수 있으며, GPS 수신기 및 송수신안테나를 포함할 수 있다. 경로 제어부(23)는 외부의 컨트롤러에 의해 제어 가능하며, 컨트롤러는 스마트 단말기 등이 사용될 수 있다.

또한, 무선신호를 보내는 방식으로 적외선(IR), 블루투스(BLUETOOTH), 지그비(ZIG-BEE), 와이파이(WI-FI) 및 무선 주파수(RF) 통신방식을 이용할 수 있다.

컨트롤러는 스마트 폰(Smart Phone), 단말기 외 기타 터치스크린을 사용하는 전자기기가 사용될 수 있다.

도 8은 모니터링부에 나타난 화면을 나타낸 것이다.

모니터링부는 웹상의 벡터지도(800)를 기반으로 무인 이동체의 각 운용 정보를 실시간으로 표시한다.

화면의 일측면에 상태 정보(810)가 나타나며, 상태 정보는 고도 정보(811), 대지 속도(812), 비행 시간(813), 방제 약품 잔량(814)을 표시한다.

또한, 원형으로 나타나는 경로 표시(820)에 따라 무인 이동체의 위치를 확인할 수 있고, 무인 이동체가 카메라를 부착하고 있을 경우, 카메라를 통해 무인 이동체가 촬영하는 영상을 입력 받아 주변 영상(830)을 확인할 수 있다. 주변 영상을 통해 장애물을 확인하고 피할 수 있다.

조작 버튼(840)을 통해 방제 약품이 위치한 곳까지 이동 경로 설정이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

10: 농업용 무인 이동체
20: 모니터링부
100: 본체 프레임
200: 장착 프레임
300: 공급 프레임
400: 잔량 계측부
500: 살포 노즐부

Claims

농업용 무인 이동체에 있어서,
주행을 위한 복수개의 회전익을 포함하는 본체 프레임; 방제 약품을 저장하는 저장부; 상기 본체 프레임의 내측에 위치하며, 상기 저장부의 상단과 조립되는 장착 프레임; 상기 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임; 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부;를 포함하며,
상기 공급 프레임은, 상기 저장부 하단에 결합 및 분리가능하도록 마련되며, 상기 방제 약품을 공급하기 위한 제1 경로와 상기 방제 약품의 잔량을 측정하기 위해 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로가 마련된 삽입부; 및 상기 삽입부의 제1 경로를 통해 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급하는 펌핑부;를 포함하고,
상기 잔량 계측부는, 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득하는 차압 측정 모듈; 상기 삽입부와 상기 차압 측정 모듈을 연결하는 제2 경로를 제공하는 측정 호스; 및 및 상기 차압 측정값을 이용하여 상기 방제 약품의 잔량에 따른 잔량 데이터를 산출하는 잔량 데이터 산출부;를 포함하며,
상기 잔량 데이터 산출부는, 상기 농업용 무인 이동체에 미치는 대기압의 변화에 따라 상기 잔량 데이터를 산출하되, 상기 방제 약품의 잔량이 최소잔여량일 때의 차압 측정값과, 최대공급량일 때의 차압 측정값에 의하여 결정되는 보정 계수를 이용하여 잔량 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
제1항에 있어서,
상기 본체 프레임은,
상기 장착 프레임을 중심으로 연장되는 방향으로 위치하는 다수개의 샤프트프레임; 및
상기 샤프트프레임의 최외각에 연결되는 로터;를 더 포함하며,
상기 회전익은, 상기 로터와 연결되어, 상기 로터의 회전 시 추력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
제2항에 있어서,
상기 샤프트프레임 각각에 연결되고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 개폐되어 상기 공급 프레임으로부터 공급된 상기 방제 약품을 살포하는 살포 노즐부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
제3항에 있어서,
상기 공급 프레임은,
상기 펌핑부로부터 압송되는 상기 방제 약품를 상기 살포 노즐부로 공급하는 공급관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
삭제
제4항에 있어서,
상기 잔량 데이터 산출부는,
상기 차압 측정 모듈의 설정에 따른 베이스 측정값과 상기 베이스 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 베이스 데이터 표로 설정하는 데이터 표 설정부;
상기 베이스 데이터 표에서 상기 베이스 측정값과 상기 획득된 상기 차압 측정값을 비교하여 상기 차압 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 상기 잔량 데이터로 획득하는 데이터 추출부;
외부의 모니터링부로 전송하기 위해, 상기 데이터 추출부에서 획득된 상기 잔량 데이터를 0 내지 100 사이의 값으로 변환하는 데이터 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
제4항에 있어서,
상기 살포 노즐부는,
상기 무인 이동체의 전진 방향 이동 시 개방되는 제1 살포 노즐부; 및
상기 무인 이동체의 후진 방향 이동 시 개방되는 제2 살포 노즐부를 포함하고,
상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 상기 제1 살포 노즐부 또는 제2 살포 노즐부를 개폐하거나 상기 공급관의 개폐량을 조절하도록 설치되는 공급 조작부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체.
무인 이동체; 및 상기 무인 비행체의 이동 경로와 운용 상태를 모니터링하는 모니터링부;를 포함하며,
상기 무인 이동체는, 주행을 위한 복수개의 회전익을 포함하는 본체 프레임; 방제 약품을 저장하는 저장부; 상기 본체 프레임의 내측에 위치하며, 상기 저장부의 상단과 조립되는 장착 프레임; 상기 저장부의 하단에 연결되어, 상기 방제 약품을 외부로 공급하는 공급 프레임; 및 상기 공급 프레임의 일단에 장착되어, 상기 방제 약품의 잔량 데이터를 계측하는 잔량 계측부;를 포함하며,
상기 공급 프레임은, 상기 저장부 하단에 결합 및 분리가능하도록 마련되며, 상기 방제 약품을 공급하기 위한 제1 경로와 상기 방제 약품의 잔량을 측정하기 위해 상기 제1 경로와는 다른 제2 경로가 마련된 삽입부; 및 상기 삽입부의 제1 경로를 통해 상기 저장부로부터 상기 방제 약품을 흡입하여 공급하는 펌핑부;를 포함하고,
상기 잔량 계측부는, 상기 방제 약품의 잔량에 따른 차압 측정값을 획득하는 차압 측정 모듈; 상기 삽입부와 상기 차압 측정 모듈을 연결하는 제2 경로를 제공하는 측정 호스; 및 상기 차압 측정값을 이용하여 상기 방제 약품의 잔량에 따른 잔량 데이터를 산출하는 잔량 데이터 산출부;를 포함하며,
상기 잔량 데이터 산출부는, 상기 무인 이동체에 미치는 대기압의 변화에 따라 상기 잔량 데이터를 산출하되, 상기 방제 약품의 잔량이 최소잔여량일 때의 차압 측정값과, 최대공급량일 때의 차압 측정값에 의하여 결정되는 보정 계수를 이용하여 잔량 데이터를 산출하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.
제8항에 있어서,
상기 본체 프레임은,
상기 장착 프레임을 중심으로 연장되는 방향으로 위치하는 다수개의 샤프트프레임; 및
상기 샤프트프레임의 최외각에 연결되는 로터;를 더 포함하며,
상기 회전익은, 상기 로터와 연결되어, 상기 로터의 회전 시 추력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.
제9항에 있어서,
상기 샤프트프레임 각각에 연결되고, 상기 무인 이동체의 이동 방향에 따라 개폐되어 상기 공급 프레임으로부터 공급된 상기 방제 약품을 살포하는 살포 노즐부;를 더 포함하며,
상기 공급 프레임은,
상기 펌핑부로부터 압송되는 상기 방제 약품를 상기 살포 노즐부로 공급하는 공급관;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.
삭제
제10항에 있어서,
상기 잔량 데이터 산출부는,
상기 차압 측정 모듈의 설정에 따른 베이스 측정값과 상기 베이스 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 베이스 데이터 표로 설정하는 데이터 표 설정부;
상기 베이스 데이터 표에서 상기 베이스 측정값과 상기 획득된 상기 차압 측정값을 비교하여 상기 차압 측정값에 따른 아웃풋 데이터를 상기 잔량 데이터로 획득하는 데이터 추출부;
외부의 모니터링부로 전송하기 위해, 상기 데이터 추출부에서 획득된 상기 잔량 데이터를 0 내지 100 사이의 값으로 변환하는 데이터 변환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.
제12항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 무인 비행체의 이동 경로를 브라우저를 기반으로 하는 웹상의 벡터지도에서 실시간으로 표시하는 경로 표시부; 및
상기 잔량 계측부로부터 계측된 상기 잔량 데이터를 전송 받아 실시간으로 표시하는 잔량 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.
제13항에 있어서,
상기 모니터링부는,
상기 잔량 데이터에 따라 상기 무인 이동체가 이동하고자 하는 목적지에 대해 이동 경로를 산출하는 경로 제어부;를 더 포함하고,
상기 경로 제어부는,
상기 잔량 데이터가 기 설정된 값 미만인 경우, 교체하고자 하는 방제 약품이 위치한 곳을 목적지로 설정하는 것을 특징으로 하는 농업용 무인 이동체의 방제 약품 잔량 측정 시스템.