KR102115542B1 - 원격조종 무인기를 이용한 골프장 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 원격조종 무인기를 이용한 골프장 관리 시스템에 관한 것으로, 무인기와 네트워크로 연결된 모니터링 서버를 포함하는 골프장 관리 시스템에 있어서, 모니터링 서버는, 무인기의 비행경로 및 위치 좌표에 따른 고도정보가 저장된 골프장 지도 정보를 가지는 데이터베이스부, 무인기의 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표를 설정하고, 무인기로부터 수신한 현재 위치 좌표에 대응하는 데이터베이스부의 고도정보를 추출하며, 무인기에 장착된 열화상 카메라, 채수기 그리고 수질측정기의 작동을 제어하는 신호를 생성하는 비행제어부, 비행제어부가 설정한 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표 그리고 고도정보를 무인기로 송신하고, 무인기로부터 열화상영상과 수질정보 및 위치정보를 수신하는 통신 모듈, 그리고 통신모듈이 수신한 영상정보와 수질정보 및 위치정보를 분석하여 영상정보의 온도 또는 수질정보에 포함된 수치 값을 산출하고, 산출된 온도 또는 수치 값이 미리 설정된 범위를 벗어나면, 해당 위치 정보와 대응되는 관리자 단말기로 점검 및 처리 메시지를 생성하여 전달하는 모니터링부를 포함한다.
Description
본 발명은 골프장 관리 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원격조종 무인기를 이용하여 골프장 폰드의 수질 및 잔디의 성장을 효율적으로 관리할 수 있는 골프장 관리 시스템에 관한 것이다.
최근 주위환경에 어울리고 생태계를 배려하며, 생태적 자원을 효율적으로 이용하고 관리하기 위한 친환경 골프장이 부각되고 있으며, 특히 골프장 폰드(pond)는 생물의 다양한 서식공간을 제공할 뿐만 아니라 골프코스의 잔류 농약 및 비료를 우수와 함께 집수하는 역할을 하여 외부로의 유출을 차단하는 기능, 강우 시 우수 저류조로서의 기능, 갈수기에는 잔디 및 수목의 관개를 위한 저수지로서의 기능과 함께 경기전략상 워터 해저드(water hazard) 및 경관 요소로서의 기능을 가지고 있어 양호한 수질과 풍부한 수량의 유지가 중요하다.
이를 위해서 분수, 폭기장치, 순환펌프, 수질정화 시스템 등의 부영양화를 저감할 수 있는 시설이 필요하며, 정화능력이 뛰어난 수초를 식재하여 비료 및 농약성분을 저감하는 노력이 요구될 뿐만 아니라 폰드 내 농약 잉여물, BOD, 수질 및 수생 동식물 등을 주기적으로 모니터링 하여 일정 수준을 유지하도록 관리해야 한다.
즉, 골프장의 폰드는 안전상의 문제로 수심이 낮게 설계되고 물이 고여 있는 특성상 태양광의 영향으로 수온이 쉽게 상승하고, 영양염류의 영향으로 녹조현상을 유발할 뿐 아니라 유기물질이 수중에서 세균, 균류, 조류 등에 의해 생화학적으로 분해되어 산소가 부족한 상태가 되므로 황화수소 등이 발생되고, 물이 산성화되는 등 화학적 성분으로 인한 악취를 유발함은 물론 탁도가 저하되어 골프장 이용객에게 불쾌감을 줄 수 있다.
이에 따라 관리자가 주기적으로 골프장을 순회하면서 수질을 검사한 후 화학 약품을 살포하여 정화하거나 심한 경우 폰드 내 물과 바닥의 흙을 전부 교체하여 적당한 수질 등급을 유지하고 있으나, 골프장에 광범위하게 분포된 폰드를 일일이 관리하기에는 비용과 시간이 많이 소요되는 데다 상당한 수고로움이 따를 수밖에 없다.
이러한 골프장 폰드의 수질을 효율적으로 관리하기 위한 일례로, 대한민국 공개특허 제10-2011-0113328호에는 모니터를 통해 골프장 폰드의 수질상태를 시시각각으로 확인하고, 필요에 따라 화학 약품을 원격에서 폰드에 투입함으로써 폰드의 수질을 관리할 수 있는 '골프장 연못의 유·무선 수질감지 및 정화장치'가 개시된 바 있으나, 이는 연못의 주변에 설치된 단말기로부터 수질상태를 전송받기 때문에 수질정보의 정확도가 상당히 떨어지는 데다 광범위한 지역의 관리 및 설치 적용에는 무리가 있다.
한편, 골프 코스의 주요 요소인 잔디는 온도, 수분, 광조건 등 주변환경의 수많은 요인에 의해서 그 성장에 영향을 받는다. 특히 온도는 잔디에 직접적인 영향을 미치는 요인 중의 하나이다. 이를테면, 한지형 잔디는 지상부 생육을 위해서 18~24℃가 적절한 온도의 범위이며 10~18℃가 지하부 생육을 위해서 가장 적절한 온도의 범위이다. 난지형 잔디는 지상부 생육을 위해서 27~35℃가 적절한 온도의 범위이며 24~29℃가 지하부 생육을 위해서 가장 적절한 온도의 범위이다.
예컨대, 기온의 상승으로 인해 지온이 30℃ 이상까지 올라가면 잔디의 뿌리와 줄기의 성장이 급격히 저하되는 이상 증상이 나타나고 심하면 고사하게 되며, 저온으로 내려가는 경우 광합성량의 저하, 단백질 형성의 감소, 탄수화물 이동의 저해 등 여러 가지 문제가 발생하게 된다. 우리나라는 온도가 낮은 겨울철에도 운영되는 골프장이 많아 골프코스에서 동절기 피해 즉, 저온피해, 저온건조, 관부수화 등이 빈번하게 발생하고 있다.
이와 같이, 기존의 골프장 관리 시스템이 갖는 한계에 대한 해결 방안으로 원격조정 무인기를 이용하여 골프장 폰드의 수질 및 잔디의 성장 상태를 자동으로 파악 및 모니터링하는 시스템이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 원격조종 무인기를 이용하여 골프장 폰드의 수질 및 잔디를 효율적으로 관리할 수 있도록 하는 골프장 관리 시스템을 제공하는 데 있는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 기온이나 기상 변화에 따른 측정오차를 자동으로 보정하여 실제 잔디의 상태를 정확하게 확인할 수 있도록 하는 골프장 관리 시스템을 제공하는 데 있는 것이다.
여기서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 무인기와 네트워크로 연결된 모니터링 서버를 포함하는 골프장 관리 시스템에 있어서, 모니터링 서버는, 무인기의 비행경로 및 위치 좌표에 따른 고도정보가 저장된 골프장 지도 정보를 가지는 데이터베이스부, 무인기의 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표를 설정하고, 무인기로부터 수신한 현재 위치 좌표에 대응하는 데이터베이스부의 고도정보를 추출하며, 무인기에 장착된 열화상 카메라, 채수기 그리고 수질측정기의 작동을 제어하는 신호를 생성하는 비행제어부, 비행제어부가 설정한 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표 그리고 고도정보를 무인기로 송신하고, 무인기로부터 열화상영상과 수질정보 및 위치정보를 수신하는 통신 모듈, 그리고 통신모듈이 수신한 영상정보와 수질정보 및 위치정보를 분석하여 영상정보의 온도 또는 수질정보에 포함된 수치 값을 산출하고, 산출된 온도 또는 수치 값이 미리 설정된 범위를 벗어나면, 해당 위치 정보와 대응되는 관리자 단말기로 점검 및 처리 메시지를 생성하여 전달하는 모니터링부를 포함한다.
무인기는, 모니터링 서버 또는 연동되는 인터페이스로부터 수신한 비행경로, 촬영 및 채수 지점의 좌표, 비행고도에 대응하여 비행 정보를 설정하는 비행설정부, 비행에 따른 현재 위치정보, 비행고도, 비행방향, 비행속도 그리고 비행경로 상의 장애물 중에서 적어도 하나를 검출하는 위치검출부, 촬영 및 채수의 좌표에 위치하면 장착된 열화상 카메라를 통해 해당 위치에서의 열화상영상을 촬영하고, 채수기를 통해 골프장의 폰드에서 시료를 채수하도록 제어하는 제어부, 채수기가 채수한 시료의 수질을 측정하는 수질 측정부, 그리고 열화상영상, 측정된 수질정보 그리고 해당 위치정보를 모니터링 서버로 송신하는 통신부를 포함할 수 있다.
수질 측정부는, 시료의 수질에 대해서, 화학적 산소요구량(COD: Chemical Oxygen Demand), 생물학적 산소요구량(BOD: Biochemical Oxygen Demand), 총질소(T-N: Total Nitrogen), 총인(T-P: Total Phosphorus), 투명도 중에서 적어도 하나를 측정할 수 있다.
모니터링부는, 수신한 열화상영상의 음영, 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치에 대응하는 잔디의 지온을 산출하거나 폰드의 수온을 산출하는 온도 산출부, 온도 산출부에서 산출된 지온과 잔디의 종에 기초하여 미리 설정된 생육온도 범위와 비교하는 비교부, 위치정보에 해당하는 지역의 기상정보를 확인하는 기상상태확인부, 기상상태확인부에서 확인된 기상정보가 미리 설정된 생육온도 범위 내의 기상상태 기준을 벗어나면, 그 벗어난 정도에 따라 미리 저장된 정상 생육온도 범위를 조정하는 기준조정부, 그리고 지온이 미리 설정된 생육온도 범위를 벗어나면, 해당 수집 위치정보의 지온 산출 값을 저장하고 관리자단말기로 메시지를 전송하는 메시지 알림부를 더 포함할 수 있다.
모니터링부는, 열화상영상의 온도가 미리 설정된 온도 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 해당 위치정보의 잔디에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록하는 상태 기록부를 더 포함할 수 있다.
모니터링부는, 열화상영상의 온도가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 연동되는 골프장의 스프링클러 시스템에 접속하여 해당 위치의 스프링쿨러를 구동시킬 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 골프장 관리 시스템의 관리 방법에서 모니터링 서버는 비행경로, 촬영지점 좌표를 설정하여 무인기로 전송하는 단계, 무인기는 수신한 비행경로, 촬영 지점 좌표로 비행하여 장착된 열화상 카메라를 통해 지면의 열화상영상을 획득하는 단계, 무인기는 열화상영상을 해당 위치 정보와 함께 모니터링 서버로 전송하는 단계, 모니터링 서버는 열화상영상에서 열화상영상의 음영, 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치에 대응하는 잔디의 지온 값을 산출하는 단계, 모니터링 서버는 잔디의 지온 값과 미리 설정된 생육 온도 범위와 비교하는 단계, 그리고 모니터링 서버는 잔디의 지온 값이 미리 설정된 생육 온도 범위에 벗어나는 경우, 미리 저장된 관리자 단말기로 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 골프장 관리 시스템의 관리 방법에서 모니터링 서버는 비행경로, 채수 지점 좌표를 설정하여 무인기로 전송하는 단계, 무인기는 수신한 비행경로, 채수 및 촬영 지점 좌표로 비행하여 장착된 열화상 카메라를 통해 수면의 열화상영상을 획득하고 시료를 채수하는 단계, 무인기는 장착된 수질측정기를 통해 채수한 시료의 수질을 측정하는 단계, 무인기는 영상정보, 측정한 수질 정보를 해당 위치 정보와 함께 모니터링 서버로 전송하는 단계, 모니터링 서버는 열화상영상에서 수온을 산출하고, 수질정보를 분석하는 단계, 모니터링 서버는 산출된 수온 및 수질 정보가 수질 기준 범위에 포함되는 지 확인하는 단계, 모니터링 서버는 수온 및 수질 정보가 미리 설정된 수질 기준 범위에 벗어나는 경우, 미리 저장된 관리자 단말기로 메시지를 전송하는 단계, 그리고 모니터링 서버는 수온 및 수질 정보가 수질 기준 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 폰드의 상태 변화를 기록한다.
본 발명에 따르면 원격조종 무인기로 골프장 폰드의 수질 및 수온과 골프코스의 지온을 측정하여 원격에서 폰드의 수질과 잔디의 성장 상태를 점검 및 파악하고 분석함으로써 수질 및 잔디 관리에 필요한 정보를 수집 및 분석하는 데 소요되는 관리 인력과 시간 및 비용을 대폭적으로 절감할 수 있다.
또한, 기온이나 기상 변화와 같은 환경적인 변수에 따라 수질 및 지온 분석 값의 정상범위를 적절히 조정함으로써 실제 수질 및 잔디 상태와 오차를 최소화할 수 있어 더욱 정확하고 효율적으로 관리할 수 있다.
여기서, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버에 포함되는 모니터링부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 잔디 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 잔디의 생육 온도를 조정하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 폰드 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버에 포함되는 모니터링부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 잔디 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 잔디의 생육 온도를 조정하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 폰드 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.
또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.
아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 도 1을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템은 크게 무인기(100), 모니터링 서버(200), 중계기(300), 영상 및 수질분석기(400), 관리자단말기(500)를 포함하여 구성된다.
무인기(100)는 무선조종 비행 장치(Unmanned Aerial Vehicle)로 열화상 카메라, 채수기를 장착하고 있으며, 채수기가 채수한 시료의 수질을 측정하기 위한 수질측정기를 탑재한다.
그리고 무인기(100)는 중계기(300)를 통해 유선 또는 무선으로 접속되어 모니터링 서버(200)과의 통신을 수행한다.
여기서, 중계기(300)는 무인기(100)와 모니터링 서버(200)를 통신 네트워크나 회선망 등의 접속으로 연결하여 신호를 중계한다. 예를 들면, 와이브로 등과 같은 이동통신망을 이용하여 일정한 반경 내 서비스 영역 또는 셀(cell)을 갖는 기지국 또는 안테나 시설을 통해 운용될 수 있다.
무인기(100)는 모니터링 서버(200)와의 통신을 통해 촬영 및 채수 지점의 좌표인 목적지 좌표를 설정하고, 해당 목적지 좌표로 자동 비행한다. 여기서, 무인기(100)는 해당 목적지 좌표로 비행하기 위한 비행경로를 자동으로 설정하거나 모니터링 서버(200)로부터 비행경로를 수신하면 해당 비행경로를 통해 비행할 수 있다.
다음으로 해당 목적지 좌표에 위치하면, 무인기(100)는 열화상 카메라를 통해 골프코스의 폰드와 잔디를 촬영하고, 아울러 채수기를 통해 폰드의 물을 채수한다. 그리고 무인기(100)는 채수된 시료의 수질을 측정한다.
그리고 무인기(100)는 열화상 카메라(160)가 촬영한 열화상영상과 측정한 시료의 수질정보와 함께 해당 영상정보의 촬영 위치 및 수질정보의 채수 위치가 저장된 위치정보를 모니터링 서버(200)로 송신한다.
한편, 무인기(100)는 비행을 위한 동력을 얻기 위한 기계장치인 구동부(미도시함)를 포함한다. 구체적으로 양력을 얻기 위한 여러 개의 회전 날개(rotor), 이 회전 날개를 구동하기 위한 전동기 또는 내연기관 등의 동력발생장치 및 동력원인 배터리 또는 연료공급장치를 포함할 수 있다.
따라서, 무인기(100)는 동력을 출력하여 여러 개의 회전 날개(rotor)를 돌려서 양력을 얻음으로써, 수직으로 날아오르거나 내릴 수 있도록 하고, 추진력을 얻어 비행방향을 전환할 수 있다. 또한, 무인기(100)는 양력과 동시에 비행방향으로의 분력을 얻을 수 있어, 무인기(100)의 전진은 물론 후퇴나 좌우비행 또는 공중정지(정지비행) 등이 가능하다.
여기서, 무인기(100)는 모니터링 서버(200)의 제어를 받지 않은 상태에서 별도의 원격조종기를 통해 관리자의 신호에 따라 수동으로 이륙 및 착륙하도록 조종될 수도 있다.
다음으로 모니터링 서버(200)는 무인기(100)와 중계기(300)를 통해 통신하고, 무선망을 통해 관리자 단말(500)과 통신을 수행한다.
여기서 무선망은 유선 통신 네트워크, 근거리 또는 원거리 무선 통신 네트워크, 이들이 혼합된 네트워크 등 데이터를 전달하는 모든 형태의 통신 네트워크를 포함할 수 있다
그리고 모니터링 서버(200)는 목적지 좌표, 촬영 좌표 및 채수 좌표 등을 무인기(100)로 송신하고, 무인기(100)로부터 해당 위치 정보와 함께 열화상영상과 수질정보를 수신한다.
모니터링 서버(200)는 수신한 열화상영상과 수질정보의 분석 결과 정상 범위를 벗어나는 경우, 해당 위치 정보에 기초하여 담당하는 관리자단말기(500)로 메시지를 전송한다.
다음으로 영상 및 수질분석기(400)는 모니터링 서버(200)에 저장된 영상정보의 음영이나 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치의 수온 또는 지온을 산출하고, 그 산출 값을 정상범위와 비교한다. 또한, 영상 및 수질분석기(400)는 수질 정보와 위치정보를 분석하여 해당 채수 위치의 수질을 산출하고, 그 산출 값을 정상범위와 비교한다. 그리고 영상 및 수질분석기(400)는 비교 결과로 정상 범위를 벗어나는 경우, 모니터링 서버(200)에 관리자단말기(500)로 메시지 전송을 요청할 수 있다.
도 1에서는 모니터링 서버(200)와 영상 및 수질 분석기(400)를 별도의 장치로 구분하여 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 영상 및 수질 분석기(400)가 모니터링 서버(200)에 포함될 수 있다.
이하에서는 모니터링 서버(200)에 해당 영상 및 수질 분석기(400)의 기능이 포함하여 설명한다.
관리자단말기(500)는 골프장 구역마다 담당되는 관리자가 확인 가능한 단말기거나 해당 관리자가 소지하고 있는 단말기를 나타낸다. 단말기는 각각 메모리(memory), 프로세서(processor)를 구비함으로써 연산 처리 능력을 갖춘 장치를 통칭하는 것이다. 예를 들어, 퍼스널 컴퓨터(personal computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer), PDA(personal digital assistant), 휴대폰, 스마트 기기, 태블릿(tablet) 등이 있다.
이하에서는 도 2 내지 4를 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버와 무인기의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인기의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 무인기(100)는 비행설정부(110), 위치검출부(120), 제어부(130), 수질측정부(140) 그리고 통신부(150)를 포함한다. 그리고 무인기(100)는 열화상 카메라(160), 채수기(170), 메모리부(180) 그리고 인터페이스(190)를 더 포함할 수 있다.
비행설정부(110)는 무인기(100)의 비행 경로, 이동 지점의 좌표, 비행고도를 설정한다. 이때, 비행설정부(110)는 모니터링 서버(200)와 통신을 통해 비행 경로, 촬영 및 채수 지점의 좌표, 비행고도를 입력받아 비행정보로 설정할 수 있다.
또한, 비행설정부(110)는 연동되는 인터페이스(190)를 통해 사용자로부터 직접적으로 비행경로, 촬영 및 채수 지점의 좌표, 비행고도를 입력받으면, 해당 정보를 비행정보로 설정할 수 있다. 이와 같이, 비행설정부(110)는 입력된 비행정보에 기초하여 설정된 항로로 비행하도록 구동부(미도시함)를 제어할 수 있다.
다음으로 위치검출부(120)는 비행에 따른 현재 위치정보, 비행고도, 비행방향, 비행속도 그리고 비행경로 상의 장애물 중에서 적어도 하나를 검출한다.
보다 상세하게는 위치검출부(120)는 GPS 신호를 수신하여 무인기(100)의 현재 위치 좌표를 산출하는 GPS 수신기(121), 비행방위를 산출하는 방위센서(122), 비행고도를 산출하는 고도센서(123), 비행방향을 산출하는 자이로센서(124), 비행속도를 산출하는 속도센서(125)을 포함한다.
여기서, 위치검출부(120)는 GPS 수신기(121)를 통해 x 및 y 좌표를 측정하고 고도센서(123)를 통해 수직 방향의 z 좌표인 지면 및 수면으로부터의 무인기(100)의 높이를 측정할 수 있다.
특히, 무인기(100)의 비행경로 상에 건물, 산악지형, 나무, 송전 철탑 등과 같은 장애물이 있는 경우 출동 위험이 있고, 채수 지점 좌표에서 시료를 채수하기 위해 폰드의 수면에서 일정한 높이로 비행해야 하기 때문에, 지형 및 폰드의 수면 고도 정보가 반드시 필요하다.
따라서, 무인기(100)는 지면 또는 수면과 일정한 높이를 유지하도록 기준 고도 값을 가진다. 상세하게 지면 기준 고도값은 장애물의 충돌 위험을 피하기 위해 상대적으로 높은 위치로 설정되고 수면 기준 고도값은 채수 작업을 위해 상대적으로 낮은 위치로 설정될 수 있다.
이러한 고도 정보는 위치 검출부(120)의 고도 센서(123)를 이용하여 설정할 수 있지만, 모니터링 서버(200)로부터 고도 정보를 수신하여 설정할 수 있다.
또한, 위치검출부(120)는 비행 중에 발생하는 수평 또는 수직 장애물의 위치를 파악하고 감지하는 근접센서(126)을 더 포함할 수 있다. 근접센서(126)는 레이저 방식의 센서로 구비하는 것이 가장 정확하나, 이에 한정하는 것은 아니다.
예를 들어, 근접센서(126)에 의해 비행경로 상에 장애물이 있는 것으로 감지되면, 해당 정보는 비행설정부(110)로 전달되어 방향을 전환하도록 제어할 수 있다. 그리고 실시간으로 변경 처리된 임시 항로를 메모리부(180)에 저장할 수 있다.
다음으로 제어부(130)는 촬영 및 채수의 좌표에 위치하면 열화상 카메라(160)와 채수기(170)의 구동을 제어할 수 있다.
제어부(130)는 해당 지점에 위치하여 열화상 카메라(160)와 채수기(170)의 구동을 제어함에 있어서, 정지 비행을 수행하도록 제어 신호를 생성할 수 있다.
그리고 제어부(130)는 설정된 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표, 비행고도와 위치검출부(120)로부터 검출되는 비행에 따른 위치정보와 고도를 비교할 수 있다. 이때, 특정 위치에서 미리 설정된 비행정보와 현재 비행상태 정보에 차이가 발생하는 경우, 제어부(130)는 현재 비행상태 정보를 기설정된 비행정보와 매칭시키기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다.
이처럼, 제어부(130)는 제어 신호를 비행설정부(110)로 전달함으로써, 기설정된 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표, 비행고도로 비행 및 자세를 유지할 수 있도록 한다.
다음으로 수질측정부(140)는 다수의 센서로 이루어진 수질측정기를 이용하여 채수기가 채수한 시료의 수질을 측정한다.
수질측정부(140)는 채수한 시료의 화학적 산소요구량(COD)을 측정하는 COD센서(141), 생물학적 산소요구량(BOD)을 측정하는 BOD센서(142), 총질소(T-N)를 측정하는 총질소센서(143), 총인(T-P)을 측정하는 총인센서(144) 및 투명도를 측정하는 투명도센서(145)를 포함한다.
그리고 수질측정부(140)는 이러한 센서들을 이용하여 해당 시료의 수질을 측정하여 수질 정보를 생성한다.
다음으로 통신부(150)는 열화상영상, 측정된 수질정보 그리고 해당 위치정보를 모니터링 서버(200)로 전송한다.
그리고 통신부(150)는 실시간으로 감지되는 비행 경로 상의 장애물 또는 비행 경로에서의 돌발 상황이 발생하면 모니터링 서버(200)로 전송한다. 이에 모니터링 서버(200)로부터 방향 전환 및 변경된 비행 경로를 수신하면 통신부(150)는 해당 정보를 비행설정부(110)에 전달할 수 있다.
한편, 통신부(150)는 이동통신망과 같은 무선망과 접속하여 제어신호와 수집한 각종 정보를 무선으로 송수신하는 이동통신부와 이동통신부가 송수신하는 신호를 증폭하는 증폭부와, 모니터링 서버(200)와 전용 주파수로 무선 접속하여 통신하는 무선부로 구성될 수 있다. 이때, 통신부(150)는 3G, 와이브로, LTE와 같은 무선 네트워크 기술 등의 방식으로 멀티미디어 신호를 송수신하는 기능부도 포함될 수 있다.
무인기(100)에 장착된 열화상 카메라(160)는 잔디 지온과 폰드의 수온을 촬영하는 적외선 카메라를 나타내지만 이에 한정하는 것은 아니다. 열화상 카메라(160)는 지면이나 수면에서 방출되는 적외선 등을 감지하여 온도에 따라 각기 다른 음영이나 색채로 표현하는 영상정보를 제공한다.
이때, 열화상 카메라(160)는 촬영 각도를 조절 및 수평으로 유지할 수 있도록 하는 전동 스테빌라이저인 이른바 짐벌(gimbal)에 의해 탑재될 수 있다. 이러한 경우, 제어부(130)에서 짐벌을 작동시키는 액추에이터를 제어하는 신호를 생성할 수 있다.
다음으로 채수기(170)는 시료를 일시 저장하였다가 탐침, 센서 등으로 수질을 측정한 후 배수하는 저장공간(수조)을 가지며, 폰드의 시료(물)을 끌어올리기 위한 펌프수단이 구비될 수 있다.
메모리부(180)는 무인기(100)의 비행 과정에서 발생하는 비행경로, 위치 정보의 변화, 열화상영상, 채수양, 측정된 수질 정보, 촬영 시점에서의 위치 정보, 채수 시점에서의 위치 정보등을 저장할 수 있다.
인터페이스(190)는 키패드 또는 터치 패널을 포함하여 필요에 따라 무선 조종기와 같은 단말을 나타낸다. 그리고 인터페이스(190)는 메모리부(180)에 저장된 열화상영상, 수질정보 및 위치정보를 필요에 따라 출력할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버에 포함되는 모니터링부의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
먼저, 도 3에 도시한 바와 같이, 모니터링 서버(200)는 통신모듈(210), 비행제어부(220) 모니터링부(230) 그리고 데이터베이스부(240)를 포함한다.
통신모듈(210)은 무인기(100)로 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표를 송신하고, 무인기(100)로부터 영상정보와 수질정보 및 위치정보를 수신한다. 이외에도, 통신모듈(210)은 무인기(100)의 비행을 원격에서 조종하고, 열화상 카메라(160)와 채수기(170) 및 수질측정부(140)의 작동을 제어하는 신호를 송신할 수 있다.
또한 통신모듈(210)은 관리자단말기(500)에 관찰 및 처리를 지시하는 무선 메시지를 전송할 수 있다.
이때, 도 2에는 하나의 통신 모듈을 도시하였지만, 상황에 따라 무인기(100)와 통신을 수행하는 모듈과 관리자단말기(500)와 통신을 수행하는 모듈을 분리하여 각각 통신을 수행할 수 있다.
비행제어부(220)는 데이터베이스부(240)에 저장된 골프장 내의 비행 경로, 잔디 위치, 폰드 위치 등에 기초하여 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표를 설정한다. 그리고 비행제어부(220)는 무인기(100)로부터 현재 위치 정보로 촬영 및 채수 지점 좌표를 수신하면, 무인기(100)가 촬영 또는 시료를 채수하기에 적합한 고도 정보를 추출한다.
모니터링부(230)는 온도 산출부(231), 비교부(232), 기상상태 확인부(233), 기준 조정부(234), 메시지 알림부(235) 그리고 상태 기록부(236)을 포함한다.
온도 산출부(231)는 열화상영상정보의 음영이나 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치의 수온 또는 지온을 산출한다. 온도 산출부(231)는 동일 지점의 열화상영상이 복수 개인 경우, 각각의 열화상영상에서 온도를 산출한 후, 평균값을 해당 위치의 온도로 산출하거나 가장 높은 온도, 가장 낮은 온도로 산출된 영상을 제외한 열화상영상에서 산출된 중간 값을 해당 위치의 온도로 산출할 수 있다.
다음으로 비교부(232)는 잔디의 지온이 잔디의 종에 기초하여 미리 설정된 생육온도 범위와 비교한다. 그리고 비교부(232)는 수신한 수질 정보와 폰드의 수온을 미리 설정된 수질 범위와 비교할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 생육온도 범위와 미리 설정된 수질 범위는 가장 바람직한 정상 생육 온도 범위와 수질 범위에 해당한다.
다음으로 기상상태 확인부(233)는 비교부(232)에서 지온이 미리 설정된 범위를 벗어났다고 판단하면, 별도의 웹사이트에 접속하여 위치정보에 해당하는 지역의 기상정보를 확인한다.
기상 상태는 기상 온도, 습도, 강수량, 풍속 등을 포함한다.
기준 조정부(234)는 해당 지역의 기상정보가 미리 설정된 생육온도 범위 내의 기상상태 기준을 벗어나면, 벗어난 정도에 따라 미리 저장된 생육온도 범위를 조정한다.
다시 말해, 기준 조정부(234)는 해당 지역의 기상의 영향으로 산출된 지온이 실제 지온과 상이하게 측정되었기 때문에, 현재 해당 지역의 기상 정보를 기준으로 생육 온도 범위를 일시적으로 조정할 수 있다.
메시지 알림부(235)는 현재 기상 정보가 미리 설정된 생육온도 범위 내의 기상상태 기준에 포함된 상황에서 지온이 생육온도 범위를 벗어나거나 지온이 조정된 생육온도 범위를 벗어나면, 해당 지온의 위치에 기초하여 관리자단말기(500)로 메시지를 전송할 수 있다. 그리고 메시지 알림부(235)는 수질 정보와 폰드의 수온이 미리 설정된 수질 범위를 벗어나면, 해당 폰드의 위치에 기초하여 관리자단말기(500)로 메시지를 전송할 수 있다.
예를 들어, 관리자단말기(500)로 전송되는 메시지는 잔디 및 수질 상태 점검을 지시하거나 토양 내 수분함량을 조절, 유기물함량을 조절을 지시하는 메시지를 나타낼 수 있고, 폰드에 응집제, 산화제, 이온투입 등을 투입처리를 지시하는 메시지를 나타낼 수 있다.
따라서, 관리자로 하여금 해당 메시지의 내용에 따라 지온의 상승을 제한함으로써 잔디의 생육부진을 해소하거나 폰드의 수질을 개선시킬 수 있다.
상태 기록부(236)는 지온이 미리 설정된 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 해당 위치정보의 잔디에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록한다. 또한, 상태 기록부(236)는 수온과 수질 정보도 미리 설정된 수질 범위를 벗어나는 차이값에 기초하여 해당 위치정보의 폰드에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록한다.
데이터베이스부(240)는 비행경로 및 위치 좌표에 따른 고도정보가 저장된 골프장 지도 정보(241), 무인기(100)로부터 수신한 영상정보와 수질정보 및 위치정보를 저장하는 모니터링 정보(242), 그리고 각 골프장 영역마다 담당하는 관리자단말기의 정보를 저장하는 관리자 정보(243)를 포함한다.
여기서, 골프장 지도 정보(241)는 골프장의 잔디 위치정보, 폰드 위치 정보, 구조물의 위치 정보 등을 포함하며, 고도 정보가 저장되어 있다.
골프장 지도 정보(241)에 저장되는 고도정보는 xy 좌표에 따른 z 좌표값이며, 항상 고도가 거의 일정한 산, 임야 등과 같은 지면에 대한 고도정보, 시간에 따라 변동되는 장애물에 대한 고도정보, 계절 및 강우량에 따라 변화하는 수면에 대한 고도정보 등을 포함한다.
그리고 데이터베이스부(240)는 잔디의 종에 따른 정상 생육온도 범위를 기상상태 기준을 기초로 저장하는 잔디 정보(244), 수질 기준 범위를 저장하는 수질기준 정보(미도시함)를 포함한다. 또한 데이터베이스부(240)는 열화상영상이 촬영된 시점에서 위치정보의 지온 산출 값을 저장하는 지온 정보(245), 그리고 시료가 수집된 시점에서 위치정보의 수질 정보를 저장하는 수질 정보(246)를 더 포함한다.
여기서, 잔디 정보(244)는 잔디 종, 정상 생육온도 범위, 각 정상 생육온도 범위의 기상 상태, 잔디의 위치를 포함한다. 예를 들면, 저장되는 잔디의 종으로는 한지형, 난지형 잔디 등을 들 수 있고, 그 종에 따른 정상 생육온도 범위는 한지형 잔디의 경우 18~24℃이고, 난지형 잔디의 경우 27~35℃로 저장될 수 있다.
또한, 잔디 정보(244)에 미리 저장된 정상 생육온도 범위 내의 기상상태 기준이 함께 저장된다. 예를들어, 한지형 잔디의 경우 생육 온도는 10~25℃, 상대습도 60~85% 및 시간당 강수량 5mm 미만이고, 난지형 잔디의 경우 25~35℃, 상대습도 40~70% 및 시간당 강수량 3mm 미만으로 저장될 수 있다.
지온 정보(245)와 수질 정보(246)에는 각 상태 기록부(236)에 의해 미리 설정된 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 각 잔디와 펀드의 상태 변화가 저장된다.
이하에서는 도 5 내지 도 6을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 무인기(100)와 모니터링 서버(200)의 통신을 통해 골프장의 잔디 상태를 관리하는 과정에 대해서 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 잔디 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 모니터링 서버의 잔디의 생육 온도를 조정하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 모니터링 서버(200)가 비행 경로, 촬영 지점의 좌표를 무인기(100)에 전송한다(S510).
다음으로 무인기(100)는 수신한 비행경로, 촬영 지점 좌표로 자동 비행한다(S520).
이때, 무인기(100)는 실시간으로 근접센서로부터 감지되는 장애물을 인식하면 해당 장애물을 회피하면서 수신한 비행경로에 근접하도록 자동으로 비행경로를 정정할 수 있다.
한편, 무인기(100)에 카메라 모듈(미도시함)이 장착될 수 있다. 그리고 무인기(100)는 카메라 모듈을 사용하여 비행경로에 대한 이미지를 실시간으로 획득하고, 획득한 이미지를 분석하여 비행경로 상에 장애물이 예상된다면 이에 대한 정보에 기초하여 비행경로를 변경할 수도 있다.
그리고 무인기(100)는 실시간으로 이동 좌표를 모니터링 서버(200)에 전송하거나 설정된 지점(목적지 좌표)에 도착하면, 모니터링 서버(200)로 위치 정보를 송신할 수 있다. 그러면 모니터링 서버(200)는 수신한 위치 정보에 대응하여 무인기(100)가 촬영하기에 적합한 고도 정보를 추출하여 무인기(100)에게 전송할 수 있다.
다음으로 무인기(100)가 설정된 좌표와 비행고도에 위치되면, 열화상 카메라(160)를 통해 해당 위치의 지면 영상을 촬영한다(S530).
그리고 무인기(100)는 열화상영상 그리고 해당 위치정보를 모니터링 서버(200)로 전송한다(S540). 이때, 무인기(100)는 모니터링 서버(200)로 전송하기 전에 열화상영상 그리고 해당 위치 정보 등을 메모리부(180)에 실시간 또는 임시로 저장할 수 있다.
그러면, 모니터링 서버(200)는 수신한 열화상영상을 분석하여 해당 위치 정보에 해당하는 잔디의 지온 값을 산출한다(S550). 모니터링 서버(200)는 수신한 열화상영상의 음영, 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치의 지온 값을 산출할 수 있다.
다음으로 모니터링 서버(200)는 산출된 지온 값이 설정된 생육 온도 범위에 포함 여부를 확인한다(S560).
여기서, 설정된 생육 온도 범위는 해당 위치에 위치하는 동일한 잔디의 종에 기초한 정상 생육 온도 범위를 나타낸다. 그리고 정상 생육 온도 범위는 기상상태를 기준으로 설정된다.
도 6을 통해 모니터링 서버(200)가 산출된 지온 값이 설정된 생육 온도 범위에 포함 여부를 확인하는 과정을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 모니터링 서버(200)는 산출된 지온 값이 설정된 생육 온도 범위에 포함 여부를 확인한다(S561).
여기서, 모니터링 서버(200)는 산출된 지온 값이 설정된 생육 온도 범위에 포함되면 해당 위치의 잔디의 온도 상태는 정상범위에 있다고 판단할 수 있다.
반면, 산출된 지온 값이 설정된 생육 온도 범위를 벗어나면, 모니터링 서버(200)는 해당 지역의 기상 정보를 확인한다(S562).
모니터링 서버(200)는 기상청 또는 포털 사이트 등에 접속하여 해당 위치를 포함하는 지역의 온도, 습도, 강수량, 풍속 등을 포함하는 기상 정보를 확인할 수 있다.
다음으로 모니터링 서버(200)는 기상 정보가 해당 잔디 종에 따른 생육 온도 범위 내의 기상상태 기준인지 확인한다(S563).
이때, 모니터링 서버(200)는 확인된 기상정보가 미리 설정된 정상 생육온도 범위 내의 기상상태 기준을 벗어나면, 그 벗어난 정도에 따라 생육온도 범위를 조정한다(S564).
예를 들어, 열화상 카메라(160)가 촬영한 영상정보의 지면 즉, 골프코스의 잔디가 한지형 잔디이고, 해당 영상정보의 지온 산출 값이 30℃이며, 저장된 한지형 잔디의 정상 생육온도 범위가 18~24℃, 기설정 저장된 정상 생육온도 범위 내의 기상상태 기준이 10~25℃, 상대습도 60~85% 및 시간당 강수량 5mm 미만이라고 가정한다. 이때, 해당 지역의 기상정보가 35℃, 상대습도 50% 및 시간당 강수량 1mm 미만이라면, 모니터링 서버(200)는 기상의 영향으로 인해 해당 영상정보의 지온 산출 값이 실제보다 높게 측정 및 산출된 것으로 판단할 수 있다.
따라서, 모니터링 서버(200)는 기상상태 기준을 해당 지역의 기상 정보에 기초하여 10~35℃, 상대습도 50~85% 및 시간당 강수량 1mm 미만으로 설정하고, 그에 따라 한지형 잔디의 정상 생육온도 범위를 18~30℃로 조정할 수 있다.
이와 같이, 모니터링 서버(200)는 현재 기상상태에 따라 잔디의 정상 생육온도 범위를 조정하여 설정함으로써 기온이나 기상 변화와 같은 환경적인 변수에 따른 실제 잔디 생육상태와 오차를 최소화할 수 있다.
이로 인해 모니터링 서버(200)가 해당 위치정보와 대응되는 관리자단말기(500)에 불필요하게 잔디 관찰 및 처리를 지시하는 무선 메시지를 전송하는 오류를 방지할 수 있고, 아울러 관리자가 해당 위치정보의 장소로 찾아가는 수고로움을 덜 수 있다.
반면, 기상정보가 해당 잔디 종에 따른 정상 생육온도 범위 내의 기상상태 기준인지를 판단하는 단계(S563)에서 확인된 기상정보가 미리 설정된 정상 생육온도 범위 내의 기상상태 기준 내 인 경우, 모니터링 서버(200)는 해당 위치정보와 대응되는 관리자단말기(500)로 메시지를 전송하고 잔디 상태 변화를 기록할 수 있다(S570).
또한 S565 단계에서 지온이 조정된 생육 온도 범위에 포함되지 않은 경우에도, S570 단계로 진행될 수 있다.
여기서, 메시지는 잔디 점검 및 처리를 지시하는 무선 메시지를 나타내며, 현재 잔디의 온도, 생육온도 범위를 벗어난 정도를 포함할 수 있다.
그러면 관리자단말기(500)를 통해 잔디 상태 점검을 지시받은 골프코스의 관리자는 해당 토양 내 수분함량을 조절, 유기물함량을 조절하여 지온의 상승을 제한함으로써 잔디의 생육부진을 해소할 수 있다.
그리고 모니터링 서버(200)는 지온이 미리 설정된 생육온도 범위를 벗어난 정도의 변화에 기초하여 해당 위치정보의 잔디에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록할 수 있다(S680).
이때, 해당 위치의 잔디에 대해 수분 함량을 조절하거나 유기물함량을 조절한 대응 방안이 잔디에 적용된 경우, 모니터링 서버(200)는 각 잔디의 상태 변화에 연동되어 기록할 수 있다.
다음으로 모니터링 서버(200)는 해당 영역의 토양 내 수분 함량을 조절이 필요하다고 판단하는 경우, 연동되는 골프장의 스프링클러 시스템에 접속하여 해당 위치의 스프링쿨러를 구동시킬 수 있다(S580). 또는 모니터링 서버(200)는 연동되는 골프장의 스프링클러 시스템에 접속하여 스프링쿨러의 스케줄을 조정할 수 있다.
한편, 도 5에는 모니터링 서버(200)가 S570 단계에서 관리자단말기(500)로 메시지를 전송하고, 잔디 상태 변화를 기록한 후, S580 단계에서 생육 온도 범위를 벗어난 지온 값을 가지는 위치의 스프링쿨러를 구동하는 구성으로 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
모니터링 서버(200)가 관리자단말기(500)로 메시지를 전송하는 구성, 잔디 상태 변화를 기록하는 구성, 스프링쿨러를 구동하는 구성은 동시에 진행되도록 설정할 수 있으며, 이와 같이, 해당 단계의 진행 순서는 추후에 사용자에 의해 용이하게 변경 가능하다.
이하에서는 도 7을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 무인기(100)와 모니터링 서버(200)의 통신을 통해 골프장의 폰드 상태를 관리하는 과정에 대해서 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 골프장 관리 시스템의 폰드 상태를 모니터링하는 과정을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
먼저, 모니터링 서버(200)가 비행 경로, 촬영 및 채수(수질측정)할 지점의 좌표와 비행고도를 무인기(100)에 전송한다(S710).
다음으로 무인기(100)는 수신한 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표로 자동 비행한다(S720).
무인기(100)가 설정된 좌표와 비행고도에 위치되면, 열화상 카메라(160)를 통해 해당 위치의 수면 영상을 촬영하고, 채수기(170)를 구동하여 골프장의 폰드의 시료를 채수한다(S730).
이때, 무인기(100)는 채수기(170)가 시료를 채수할 수 있도록 낮은 고도로 정지비행할 수 있다.
이어서, 무인기(100)는 채수한 시료의 수질 정보를 측정한다(S740). 이때, 무인기(100)는 채수되는 시료의 양을 측정하여, 수질 정보를 측정할 수 있는 충분한 양이 채수되었는지 확인할 수 있다. 그리고 무인기(100)는 시료의 양이 임계치보다 적은 경우, S730 단계로 회귀하여 시료를 다시 채수할 수 있다.
또한, 무인기(100)는 시료의 수질 정보의 측정이 완료되면 해당 시료를 배수할 수 있다. 이때 무인기(100)는 채수된 시료의 수질을 측정한 결과값이 생성되지 않는 경우, 채수된 시료를 배수하지 않고 착륙 좌표로 복귀할 때까지 시료가 저장공간에 저장된 상태를 유지하도록 제어할 수 있다.
다음으로 무인기(100)는 열화상영상, 수질정보 그리고 해당 위치정보를 모니터링 서버(200)로 전송한다(S750). 이때, 무인기(100)는 모니터링 서버(200)로 전송하기 전에 열화상영상, 수질정보 그리고 해당 위치 정보 등을 메모리부(180)에 실시간 또는 임시로 저장할 수 있다.
그러면 모니터링 서버(200)는 수신한 열화상영상의 분석하여 해당 위치 폰드의 수온을 산출하고 수신한 수질 정보를 분석한다(S760).
다음으로, 모니터링 서버(200)는 수질 산출 값을 수질기준의 범위에 포함되는 지 확인한다(S770).
여기서, 수질 기준의 범위는 폰드의 크기, 수심의 길이, 폰드 내 수초의 종류에 기초하여 각 폰드의 환경에 따라 설정될 수 있다.
모니터링 서버(200)는 산출된 수온 및 수질 정보가 정상 수질기준의 범위를 벗어나면 해당 위치정보와 대응되는 관리자단말기(500)로 수질 관찰 및 처리를 지시하는 무선 메시지를 전송한다(S780).
모니터링 서버(200)는 폰드의 수질이 미리 설정된 수질 기준 범위를 벗어난 정도의 변화에 기초하여 해당 위치정보의 폰드에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록할 수 있다(S790).
이때, 모니터링 서버(200)는 무인기(100)를 통해 폰드의 수질에 따라 해당 위치의 폰드에 응집제, 산화제, 이온투입 등을 투입처리를 수행하도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 무인기(100)의 저장 공간에 응집제, 산화제, 이온 등을 저장하여 해당 폰드 위치에 배수되도록 설정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 골프장 관리 시스템의 관리 방법으로 잔디 상태를 모니터링 하는 방법과 폰드의 수질을 모니터링하는 방법을 구분하여 설명하였지만, 적용되는 상황에 따라서 잔디 상태와 폰드의 수질을 동시에 모니터링할 수 있다.
한편, 무인기(100)가 S540 단계와 S750 단계에서 각각 열화상영상과 위치 정보를 또는 열화상영상, 수질 정보, 그리고 위치 정보를 모니터링 서버(200)로 전송한 후, 추가 영상 촬영 또는 채수를 수행할 좌표 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, 모니터링 서버(200)는 S510 단계와 S710 단계에서 하나 이상의 비행 경로와 좌표를 전송할 수 있다. 또는 무인기(100)부터 정보를 수신하면, 모니터링 서버(200)는 추가로 영상 촬영 또는 채수(수질측정)할 지점의 좌표가 있으면 해당 좌표와 비행고도를 무인기(100)에게 추가적으로 송신할 수 있다.
이와 같이, 무인기(100)는 설정된 비행 경로, 좌표 및 비행 고도에 대한 추가적인 정보를 확인하거나 변경된 정보를 수신하였는 지를 확인할 수 있다. 그러면 무인기(100)는 추가 또는 변경된 비행 정보에 따라 자동 비행을 수행하여 각각 지면의 열화상 영상을 촬영하거나 폰드의 시료를 채수할 수 있다.
한편, 무인기(100)는 변경된 정보가 없으면 수신한 착륙 좌표로 비행하여 착륙하여 복귀한다.
모니터링 서버(200)는 착륙좌표 및 복귀 신호를 무인기(100)에 추가적으로 송신할 수 있으며, 무인기(100)에 착륙좌표가 미리 저장될 수 있다.
그리고 무인기(100)는 일정 시간 이상 수신되는 신호를 받지 못하면, 모니터링 서버(200)로 복귀 여부 확인 요청 신호를 송신하거나 미리 저장된 착률 좌표로 비행하여 복귀할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 서버 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 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, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 여기서 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드가 포함된다. 한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다.
그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.
100: 무인기 110: 비행설정부
120: 위치 검출부 121: GPS 수신기
122: 방위센서 123: 고도센서
124: 자이로센서 125: 속도센서
126: 근접센서 130: 제어부
140: 수질 측정부 141: COD로센서
142: BOD센서 143: 총질소센서
144: 총인센서 145: 투명도센서
150: 통신부 160: 열화상 카메라
170: 채수기 180: 메모리부
190: 인터페이스부 200: 모니터링 서버
210: 통신모듈 220: 비행제어부
230: 모니터링부 231: 온도 산출부
232: 비교부 233: 기상상태 확인부
234: 기준 조정부 235: 메시지 알림부
236: 상태 기록부 240: 데이터베이스부
300: 중계기 400: 영상 및 수질분석기
500: 관리자단말기
120: 위치 검출부 121: GPS 수신기
122: 방위센서 123: 고도센서
124: 자이로센서 125: 속도센서
126: 근접센서 130: 제어부
140: 수질 측정부 141: COD로센서
142: BOD센서 143: 총질소센서
144: 총인센서 145: 투명도센서
150: 통신부 160: 열화상 카메라
170: 채수기 180: 메모리부
190: 인터페이스부 200: 모니터링 서버
210: 통신모듈 220: 비행제어부
230: 모니터링부 231: 온도 산출부
232: 비교부 233: 기상상태 확인부
234: 기준 조정부 235: 메시지 알림부
236: 상태 기록부 240: 데이터베이스부
300: 중계기 400: 영상 및 수질분석기
500: 관리자단말기
Claims (11)
- 무인기와 네트워크로 연결된 모니터링 서버를 포함하는 골프장 관리 시스템에 있어서,
상기 모니터링 서버는,
상기 무인기의 비행경로 및 위치 좌표에 따른 고도정보가 저장된 골프장 지도 정보를 가지는 데이터베이스부,
상기 무인기의 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표를 설정하고, 상기 무인기로부터 수신한 현재 위치 좌표에 대응하는 상기 데이터베이스부의 고도정보를 추출하며, 상기 무인기에 장착된 열화상 카메라, 채수기 그리고 수질측정기의 작동을 제어하는 신호를 생성하는 비행제어부,
상기 비행제어부가 설정한 비행경로, 촬영 및 채수 지점 좌표 그리고 상기 고도정보를 상기 무인기로 송신하고, 상기 무인기로부터 열화상영상과 수질정보 및 위치정보를 수신하는 통신 모듈, 그리고
상기 통신모듈이 수신한 열화상영상과 수질정보 및 위치정보를 분석하여 열화상영상에서 온도를 산출하거나 수질정보에 포함된 수치 값을 산출하고, 산출된 상기 온도 또는 상기 수치 값이 미리 설정된 범위를 벗어나면, 해당 위치 정보와 대응되는 관리자 단말기로 점검 및 처리 메시지를 생성하여 전달하는 모니터링부,
를 포함하고
상기 모니터링부는,
열화상영상 촬영 지점의 위치에 대한 기상 정보와 상기 위치에 대응하는 잔디 종에 따른 생육 온도 범위 그리고 기상상태 기준을 확인하고, 상기 기상 정보와 상기 기상상태 기준과 비교하여 벗어나는 정도에 따라 상기 생육 온도 범위를 조정하며, 상기 열화상영상에서 산출된 상기 온도와 조정된 상기 생육 온도 범위와 비교하는 골프장 관리 시스템.
- 제1항에서,
상기 무인기는,
상기 모니터링 서버 또는 연동되는 인터페이스로부터 수신한 비행경로, 촬영 및 채수 지점의 좌표, 비행고도에 대응하여 비행 정보를 설정하는 비행설정부,
비행에 따른 현재 위치정보, 비행고도, 비행방향, 비행속도 그리고 비행경로 상의 장애물 중에서 적어도 하나를 검출하는 위치검출부,
상기 촬영 및 채수의 좌표에 위치하면 장착된 상기 열화상 카메라를 통해 해당 위치에서의 열화상영상을 촬영하고, 상기 채수기를 통해 골프장의 폰드에서 시료를 채수하도록 제어하는 제어부,
상기 채수기가 채수한 시료의 수질을 측정하는 수질 측정부, 그리고
상기 열화상영상, 측정된 수질정보 그리고 해당 위치정보를 상기 모니터링 서버로 송신하는 통신부
를 포함하는 골프장 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 수질 측정부는,
상기 시료의 수질에 대해서, 화학적 산소요구량(COD), 생물학적 산소요구량(BOD), 총질소(T-N), 총인(T-P), 투명도 중에서 적어도 하나를 측정하는 골프장 관리 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 모니터링부는,
수신한 상기 열화상영상의 음영, 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치에 대응하는 잔디의 지온을 산출하거나 상기 폰드의 수온을 산출하는 온도 산출부,
상기 온도 산출부에서 산출된 상기 지온과 상기 잔디의 종에 기초하여 미리 설정된 생육온도 범위와 비교하는 비교부,
상기 위치정보에 해당하는 지역의 기상정보를 확인하는 기상상태확인부,
상기 기상상태확인부에서 확인된 기상정보가 미리 설정된 생육온도 범위 내의 기상상태 기준을 벗어나면, 그 벗어난 정도에 따라 미리 저장된 정상 생육온도 범위를 조정하는 기준조정부, 그리고
상기 지온이 미리 설정된 생육온도 범위를 벗어나면, 해당 수집 위치정보의 지온 산출 값을 저장하고 상기 관리자단말기로 메시지를 전송하는 메시지 알림부,
를 더 포함하는 골프장 관리 시스템.
- 제1항 또는 제4항에서,
상기 모니터링부는,
상기 열화상영상의 지온이 미리 설정된 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 해당 위치정보의 잔디에 대한 상태 변화를 데이터베이스에 기록하는 상태 기록부를 더 포함하는 골프장 관리 시스템.
- 제1항에서,
상기 모니터링부는,
상기 열화상영상의 온도가 미리 설정된 범위를 벗어나면, 연동되는 상기 골프장의 스프링클러 시스템에 접속하여 상기 해당 위치의 스프링쿨러를 구동시키는 골프장 관리 시스템.
- 모니터링 서버는 비행경로, 촬영지점 좌표를 설정하여 무인기로 전송하는 단계,
상기 무인기는 수신한 비행경로, 촬영 지점 좌표로 비행하여 장착된 열화상 카메라를 통해 지면의 열화상영상을 획득하는 단계,
상기 무인기는 열화상영상을 해당 위치 정보와 함께 상기 모니터링 서버로 전송하는 단계,
상기 모니터링 서버는 상기 열화상영상에서 열화상영상의 음영, 색채와 위치정보를 분석하여 해당 촬영 위치에 대응하는 잔디의 지온 값을 산출하는 단계,
상기 모니터링 서버는 상기 잔디의 지온 값과 미리 설정된 생육 온도 범위와 비교하는 단계, 그리고
상기 모니터링 서버는 상기 잔디의 지온 값이 상기 미리 설정된 생육 온도 범위에 벗어나는 경우, 미리 저장된 관리자 단말기로 메시지를 전송하는 단계
를 포함하고
상기 잔디의 지온 값과 미리 설정된 범위와 비교하는 단계는,
상기 지온 값이 미리 설정된 생육 온도 범위를 벗어나면 상기 위치정보에 해당하는 지역의 기상정보를 확인하는 단계,
상기 기상정보가 미리 설정된 생육 온도 범위 내의 기상상태 기준을 벗어나면, 그 벗어난 정도에 따라 미리 저장된 생육 온도 범위를 조정하는 단계, 그리고
조정된 상기 생육 온도 범위와 상기 잔디의 지온 값을 비교하는 단계
를 포함하는 골프장 관리 시스템의 관리 방법.
- 삭제
- 제7항에서,
상기 미리 저장된 관리자 단말기로 메시지를 전송하는 단계는,
상기 기상정보가 미리 설정된 생육 온도 범위 내의 기상상태 기준에 포함된 상황에서 상기 지온 값이 미리 설정된 상기 생육 온도 범위에 벗어나거나 상기 지온 값이 조정된 상기 생육 온도 범위를 벗어나면 상기 관리자단말기로 메시지를 전송하는 단계,
상기 지온 값이 상기 생육 온도 범위를 벗어나는 정도의 변화에 기초하여 상기 잔디의 상태 변화를 기록하는 단계를 포함하는 골프장 관리 시스템의 관리 방법.
- 제7항에서,
상기 모니터링 서버는 상기 잔디의 지온 값이 상기 미리 설정된 생육 온도 범위에 벗어나면, 연동되는 상기 골프장의 스프링클러 시스템에 접속하여 상기 해당 위치의 스프링쿨러를 구동시키는 골프장 관리 시스템의 관리 방법.
- 삭제
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180132967A KR102115542B1 (ko) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 원격조종 무인기를 이용한 골프장 관리 시스템 |
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| KR1020180132967A KR102115542B1 (ko) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 원격조종 무인기를 이용한 골프장 관리 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102115542B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102528035B1 (ko) | 2021-12-09 | 2023-05-18 | 주식회사 유에프오에스트로넛 | 레이어의 중첩을 이용한 골프 코스 품질 분석 시스템 및 방법 |
| KR20230087333A (ko) | 2021-12-09 | 2023-06-16 | 주식회사 유에프오에스트로넛 | 골프 코스의 잔디 이상 원인 추론 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR102221766B1 (ko) * | 2020-07-24 | 2021-03-02 | (주)더하이브스 | 환경정보 빅데이터 기반 골프장 잔디 관리 시스템 |
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