KR102130261B1 - 정전분무용 드론 및 이를 이용한 정전분무 방제 방법 - Google Patents

정전분무용 드론 및 이를 이용한 정전분무 방제 방법 Download PDF

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electrostatic spray
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이관희
손창섭
김재홍
전세원
이종두
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경남도립거창대학산학협력단
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Abstract

실시예는, 드론; 및 상기 드론에 장착되어 정전분무 방제를 위한 약제를 분사하는 정전분무장치;를 포함하고, 상기 정전분무장치는 제1 및 제2 정전분무장치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 정전분무장치 각각은 상기 드론의 서로 다른 프로펠러의 암부 각각에 부착되고, 상기 드론이 한계 고도에 도달하면 지면으로부터의 상기 정전분무장치의 높이를 조절하여 상기 약제를 분사하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.

Description

정전분무용 드론 및 이를 이용한 정전분무 방제 방법{Drone for electrostatic spraying and electrostatic spray control method}
본 발명은 정전분무용 드론에 관한 것으로써, 방제사에 의해 원격 조정 가능한 드론에 정전분무용 장치를 설치한 정전분무용 드론을 이용하여 정전 분무 방식으로 방제를 하는 방법과 이와 관련된 장치, 방법 그리고 시스템에 관한 것이다.
우리나라의 농업기술(agricultural technology)은 꾸준히 발전되어 왔으나, 세부영역에서 아직도 선진국에 비해 경쟁력을 갖지 못하고 있어 농산물 개방시대에 대응할 수 있는 기술력과 경쟁력의 확보가 급선무로 지적되고 있다. 현재, 벼를 주축으로 한 답작에 있어 기계화(동력화)가 많이 진전되어 있으나, 농촌인력의 구조가 고령화됨에 따라 기계화의 중요성이 더욱 강조되고 있으며, 특히 농작업에 큰 비중을 차지하는 방제작업에 있어 생력화(laborsaving)의 연구개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
최근 통계에 의하면, 농가에서는 생산노동력의 5-15% 이상을 방제작업에 할애하고 있는 실정이며, 작목에 따라서 연간 10회 이상의 작업으로 큰 부담이 되고 있다. 특히, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제작업은 생산비의 절감이 어렵고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산으로 인한 손실은 물론 근접 작업자의 중독사고가 우려되며, 불균일한 살포로 인하여 방제효과의 감소를 초래한다. 이렇듯, 과도한 노동력투하와 더불어 전술한 각종 문제점 발생에 따른 방제작업의 기피현상 등이 심화되고 있어, 새로운 방제작업 체계의 도입이 필요하다. 이에, 드론을 이용한 항공방제작업 체계가 대안이 될 수 있는 바, 선진농업국가에서는 이미 항공방제를 농업에 일반적으로 이용하고 있고 우리나라에서도 적극적으로 드론 기술을 활용한 방제작업이 도입되고 있다. 그러나, 드론에 의한 방제의 경우에도 신속한 방제 및 노동력의 최소화에 있어서 강점이 있으나, 유인 방제작업에서 나타나는 문제점을 여전히 드론을 이용한 무인 방제작업에서도 나타나고 있다. 일 예로 농약을 필요량보다 적게 뿌릴 경우 병해충을 충분히 방제 할 수 없고, 많이 뿌릴 경우 비용과 환경오염을 증가시키는 또 다른 문제점이 여전히 존재하고, 노출된 작물의 잎에서는 농약이 흘러내리는 반면 수관내부에 감추어진 잎이나 병해충이 주로 발생되는 잎 뒷면은 농약 부착이 미흡한 한계가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0067506호
본 발명은 드론에 정전분무장치를 설치함으로써 무인으로 정전분무 방식의 방제가 가능한 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정전분무장치를 원격 제어하여 넓은 면적의 방제 영역을 빠르고 효율적으로 방제할 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정전분무 방제 영역 및 정전분무 방제 활동의 효율적인 모니터링이 가능하게는 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방제사의 단말기를 이용하여 정전분무용 드론의 효율적인 원격 제어가 가능하도록 하는 장치 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.
실시예는, 드론; 및 상기 드론에 장착되어 정전분무 방제를 위한 약제를 분사하는 정전분무장치;를 포함하고, 상기 정전분무장치는 제1 및 제2 정전분무장치를 포함하고, 상기 제1 및 제2 정전분무장치 각각은 상기 드론의 서로 다른 프로펠러의 암부 각각에 부착되고, 상기 드론이 한계 고도에 도달하면 지면으로부터의 상기 정전분무장치의 높이를 조절하여 상기 약제를 분사하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 외부 풍속에 따라 상기 한계 고도는 최저 고도로 하여 상기 드론의 고도가 조절되는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 한계 고도는 상기 드론에 의한 하향풍에 따른 방제 영역 내의 농작물들 간의 밀착 정도를 고려하여 설정되는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 센싱된 주변의 풍속 정보, 풍향 정보 및 하향풍 속도 정보에 기초하여 상기 약제의 분사 고도, 비행 속도 및 비행 경로를 설정하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 정전분무용 드론은 방제사의 단말기에 의한 원격 제어 가능하고, 상기 단말기에는 상기 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역이 다른 영역과 구분되어 표시되고, 상기 복수의 방제 영역 중 정전분무 방식의 방제 영역 및 비정전분무 방식의 방제 영역이 서로 구분되어 표시되며, 상기 단말기에는 정전분무용 드론의 위치 정보가 실시간으로 표시되도록 상기 정전분무용 드론은 자신의 위치 정보는 상기 단말기로 전송하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 드론은, 방제 영역 중 상기 단말기에서 입력된 설정 영역의 위치 정보와 비행 방식 정보를 수신하여 상기 설정 영역 내에서 설정된 비행 방식에 따라 비행하며 정전분무 방제를 수행하고, 상기 센싱된 주변의 풍속 정보, 풍향 정보에 기초하여 비행 경로를 수정하여 자동 비행하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 정전분무장치는, 상기 약제를 보관하는 약제보관부, 상기 약제보관부로부터의 상기 약제의 공급 라인을 제공하는 약제공급라인부, 상기 약제공급라인부로부터의 상기 약제가 출력되는 약제공급노즐, 상기 약제공급노즐로부터 출력된 약제를 대전시키는 전극실장부, 상기 전극실장부 내의 전극부에 전기적 신호를 제공하는 정전발생부 및 상기 약제공급라인부에 설치되어 상기 약제공급노즐을 통해 출력되는 약제의 분사량을 조절하는 조절부를 포함하는 정전분무용 드론을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법은, 상기 정전분무용 드론의 원격 제어를 위한 외부 장치인 단말기는 상기 방제를 수행할 영역의 경계 지점에 위치한 복수의 선택포인트 둘 중 인접한 선택포인트 사이에는 가상의 직선을 화면에 표시하고, 상기 가상의 직선에 의해 구분된 설정 영역, 상기 복수의 선택포인트 및 상기 가상의 직선에 대한 위치 정보를 지도 정보와 맵핑하여 상기 단말기에 표시된 지동 상의 복수의 방제 영역 중 정전분무방식으로 방제를 수행할 설정영역의 위치 정보를 획득하는 단계; 및 상기 설정영역의 위치 정보를 상기 정전분무용 드론으로 전송하는 단계;를 포함하는 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법을 제공할 수도 있다.
다른 측면에서, 상기 복수의 선택포인트는 제1 및 제2 선택포인트를 포함하고, 상기 제1 선택포인트는 방제주의영역과 상기 설정영역의 경계 지점인 제1 경계 지점에 위치하고, 상기 제2 선택포인트는 상기 설정영역의 경계 지점 중 상기 제1 경계 지점을 제외한 경계 지점에 위치하고, 상기 정전분무용 드론은 상기 제1 선택포인트의 위치와 매칭되는 제1 위치와 상기 제1 선택포인트들 중 인접한 제1 선택포인트들 사이의 가상의 직선에 대한 위치와 매칭되는 제2 위치를 따라 비행하는 단계;를 더 포함하는 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법을 제공할 수 있다.
다른 측면에서, 상기 정전분무용 드론은 상기 제1 및 제2 위치를 따라 비행 시 수동 비행에서 자동 비행으로 전환하는 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는, 드론에 정전분무장치를 탑재하여 넓은 영역을 빠르고 효율적으로 방제할 수 있도록 하는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 방제사가 단말기를 이용하여 정전분무용 드론의 원격 제어가 가능하도록 하는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 정전분무 방식의 방제 영역과 비정전분무 방식의 방제 영역의 구분이 용이하고, 효과적인 정전분무 방제 활동의 모니터링이 가능하게 하며 정전분무 방제 활동에 대한 전반적인 사항에 대해서 효율적인 관리가 가능하게 하는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 농약의 작물 부착률을 높이고 손실량을 줄여 농약 사용량을 줄임으로써 환경을 보전하면서 충분한 방제효과를 얻을 수 있는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 방제주의 영역으로의 약제가 분사되지 않도록 하여 약제의 낭비 문제나 환경오염 발생 문제를 방지할 수 있도록 하는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 외부 바람의 요인을 모니터링하여 비행 경로를 수정함으로써 균일한 방제가 가능하도록 하는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
또한, 실시예는 하향풍에 의한 농작물의 밀착도 증가에 따라 정전분무에 따른 약제가 농작물에 고르게 분무되지 못하는 문제를 해결할 수 있는 정전분무용 드론 및 이를 이용한 방제 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 드론을 이용한 정전분무용 드론을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a는 정전분무장치를 중심으로 한 블록도이다.
도 2b는 다른 실시예에 따른 정전분무장치를 중심으로 한 블록도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 정전분무용 드론을 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다.
도 6 및 도 7은 서로 다른 방향에서 바라본 정전분무장치의 개략도이다.
도 8은 정전분무용 드론의 고도에 따른 농작물의 밀착도의 변화 그리고 정전분무장치가 지면을 향하여 길이가 연장되는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방식의 방제 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 10은 외부 장치인 방제사의 단말기를 이용하여 정전분무용 드론을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전분무용 드론을 이용하여 방제하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13 및 도 14는 정전분무용 드론의 자동 비행 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 외부 요인에 따른 정전분무용 드론의 비행 경로 수정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 드론을 이용한 정전분무용 드론을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2a는 정전분무장치를 중심으로 한 블록도이고, 도 2b는 다른 실시예에 따른 정전분무장치를 중심으로 한 블록도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 정전분무용 드론을 서로 다른 방향에서 바라본 개념도이다. 그리고, 도 6 및 도 7은 서로 다른 방향에서 바라본 정전분무장치의 개략도이다. 또한, 도 8은 정전분무용 드론의 고도에 따른 농작물의 밀착도의 변화 그리고 정전분무장치가 지면을 향하여 길이가 연장되는 것을 설명하기 위한 것이다.
도 1을 참조하면, 정전분무용 드론(10)은 드론(100) 및 정전분무장치(200)로 구성될 수 있다. 그리고, 드론(100)은 무선 통신부(110), 센싱부(120), 카메라(130), 출력부(140), 메모리(150), GPS 모듈(160), 영상 처리부(170), 제어부(180) 및 전원공급모듈(190) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 드론(100)은 정전분무장치(200)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성 요소들 중 정전분무장치(200)를 제외한 나머지 구성은 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성 요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는 드론(100)이 구현될 수 있다.
제어부(180)는 정전분무장치(200)의 제어부(290)와 구분하기 위하여 제1 제어부(180)로 지칭하고, 정전분무장치(200)의 제어부(290)는 제2 제어부(290)로 지칭할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고 제1 및 제2 제어부(180, 290)는 서로 통합된 장치가 될 수도 있다.
이하, 상기 구성 요소들에 대해 상세히 설명하도록 한다.
무선 통신부(110)는 드론(100)과 도 9의 외부 장치(300) 사이의 무선 통신 기능을 제공하는 모듈로서, 드론(100)을 원격 제어하기 위한 이동 단말기 또는 타겟 객체에 착용된 웨어러블 장치 등과 무선 통신을 가능하게 한다. 이를 위해, 무선 통신부(110)는 이동통신망으로 접속하게 하는 이동 통신 모듈, 무선 인터넷망으로 접속하게 하는 무선 인터넷 모듈, 무선 근거리 통신 연결을 가능하게 하는 근거리 통신 모듈 등을 포함할 수 있다.
정전분무용 드론(10)은 외부 장치(300)의 원격 제어 하에 미리 설정된 방제 영역을 비행하면서 약제를 분사할 수 있다.
센싱부(120)는 충격 감지 센서(121) 또는 고도 감지 센서(122) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 이외에, 가속도 센서, 자이로 센서 등을 더 포함할 수 있다. 충격 감지 센서(121)는 드론(100)에 가해지는 충격의 정보를 감지하는 센서로, 미리 설정된 기준값 이상의 충격이 감지되면 위험 상황이 발생한 것으로 판단하여 외부로 설정된 출력을 제공할 수 있다. 또한, 고도 감지 센서(122)는 드론(100)의 비행 고도 변화를 감지하는 센서로, 단위 시간 동안의 방제시의 비행 고도 변화가 미리 설정된 기준값 이상인 경우 위험 상황이 발생한 것으로 판단하여 외부로 출력을 제공할 수 있다.
일부 실시예에 다르면, 외부 풍속에 따라서 비행 고도가 기 설정치까지 낮아지면 정전분무장치(200)를 지면을 향하여 이동시켜 정전분무 방제를 수행할 수도 있다.
드론(100)은 적어도 하나의 카메라(130)를 구비할 수 있고, 카메라(130)를 통해 방제 운행 중 또는 방제 운행 정지 중 영상을 촬영하여 메모리(150)에 저장할 수 있다. 또한, 드론(100)은 카메라(130)로부터의 촬영 영상을 방제사의 외부 장치(300)로 전송함으로써 외부 장치(300) 상에서 정전분무용 드론(10)이 방제하는 방제 영역에 대한 촬영 정보가 표시되도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 정전분무용 드론(10)은 카메라(130)를 통해 촬영된 영상을 분석하여 방제를 진행할 영역을 설정하고, 해당 영역에서의 위치 정보에 기반하여 방제 영역을 자동 비행하면서 정전분무 방식의 방제를 수행할 수도 있다.
출력부(140)는 디스플레이부(141), 음향 출력부(142), IR 출력부(143) 또는 LED 출력부(144) 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.
디스플레이부(141)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 드론(100)과 방제사 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 방제사 입력부로써 기능함과 동시에, 드론(100)과 방제사 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
음향 출력부(142)는 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(150)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 이러한 음향 출력부(142)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
IR 출력부(143)는 적어도 하나의 적외선 센서를 포함하여 구성될 수 있고, 설정된 제어 신호에 따라 적외선 센서를 구동시켜 적외선을 출력할 수 있다. 이때, 적외선 출력 시간과 출력 방향을 조절할 수 있다.
LED 출력부(144)는 적어도 하나의 LED로 구성될 수 있고, 설정된 제어 신호에 따라 설정된 기호, 문자, 숫자 등을 출력하도록 LED 출력부를 제어할 수 있다.
출력부(140)는 외부 장치(300)를 통해 정전분무용 드론(10)을 원격 제어하는 방제사로 하여금 방제 활동 중에서의 정전분무용 드론(10)의 상태 정보를 시각적 및 또는 청각적으로 피드백 받을 수 있도록 한다.
메모리(150)는 드론(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(150)는 드론(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 드론(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다.
GPS 모듈(160)은 정전분무용 드론(10)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 정전분무용 드론(10)의 위치를 획득할 수 있다.
GPS 모듈(160)에 의해 획득한 정전분무용 드론(10)의 위치 정보는 실시간으로 방제사의 외부 장치(300)로 전송될 수 있다. 일부 실시예에서, 방제사의 외부 장치(300) 상에는 실시간으로 정전분무용 드론(10) 위치 정보가 디스플레이될 수 있다.
영상 처리부(170)는 카메라(130)에서 촬영한 영상의 데이터를 분석하여 방제 영역 내의 타겟 객체를 검출하거나, 촬영한 영상의 화질을 필터링하는 등의 촬영 영상의 처리를 수행할 수 있다.
제1 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 정전분무용 드론(10)의 비행 및 방제 활동에 필요한 전반적인 동작을 제어한다. 제1 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(150)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 방제사에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제1 제어부(180)는 메모리(150)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제1 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 정전분무용 드론(10)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급모듈(190)은 제1 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 정전분무용 드론(10)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급모듈(190)은 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 정전분무용 드론(10)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 정전분무용 드론(10)의 동작, 제어, 또는 제어방법은 상기 메모리(150)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 정전분무용 드론(10) 상에서 구현될 수 있다.
도 2a 및 도 3 내지 도 7을 참조하면, 개시된 정전분무용 드론(10)은 소형 비행물체의 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 구 형태, 원반 형태 등 다양한 구조에 적용될 수 있다.
정전분무용 드론(10)은 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 정전분무용 드론(10)은 케이스의 내부공간에는 각종 전자부품들이 배치된다. 정전분무용 드론(10)의 전면에는 디스플레이부(141)가 배치되어 정보를 출력할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도시된 바와 같이, 정전분무용 드론(10)의 케이스 하부에는 카메라(130), 음향 출력부(142), IR 출력부(143), LED 출력부(144)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다. 이러한 케이스는 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.
정전분무장치(200)는 한쌍의 제1 및 제2 정전분무장치(200a, 200b)로 구성될 수 있다. 한쌍의 제1 및 제2 정전분무장치(200a, 200b) 각각은 드론(100)의 프로펠러에 부착될 수 있다. 상세하게, 드론(100)은 적어도 2개 이상의 프로펠러를 구비할 수 있다. 프로펠러는 드론(100)의 몸체로부터 연장된 암부와 암부의 끝단 상부면에 설치된 날개부로 구성될 수 있다. 그리고, 정전분무장치(200)는 암부의 끝단 하부면에 설치될 수 있다. 암부의 끝단 하부면으로부터 지면을 향하여 연장된 정전분무장치 연결부(101)가 설치되고, 정전분무장치(200)는 정전분무장치 연결부(101)에 탈부착 가능한 형태로 고정 설치될 수 있다.
정전분무장치(200)는 약제보관부(210), 약제공급라인부(220), 약제공급노즐(240), 전극실장부(250), 정전발생부(260), 전원부(270), 조절부(280) 및 제2 제어부(290)를 포함할 수 있다.
약제보관부(210)는 정전분무방식으로 분사될 약제를 보관하는 케이스로써, 드론(100)에 설치될 수 있다. 일부 실시예에서 드론(100)의 하부면에 탈부착 가능한 형태로 설치될 수 있다.
약제공급라인부(220)는 드론(100)의 정전분무장치 연결부(101), 약제공급노즐(240) 그리고 약제보관부(210)와 연결될 수 있다. 약제보관부(210)에 보관된 약제는 약제공급호스(111)를 통해 약제공급라인부(220)에 유입되고, 약제공급노즐(240)로부터 출력된 약제는 전극실장부(250)를 거쳐 정전분무장치(200)로부터 분사될 수 있다.
약제공급라인부(220)의 상측 끝단은 드론(100)의 정전분무장치 연결부(101)에 고정될 수 있다. 약제공급라인부(220)는 전체적으로 바 타입의 형상을 가질 수 있다. 약제공급라인부(220)의 적어도 일부 영역의 내부에는 약제공급라인부(220)의 길이 방향으로 따라 제1 홀이 형성되고, 약제보관부(210)의 약제는 약제공급호스(211)와 약제공급라인부(220)가 서로 연결되면서 약제공급호스(211)에서 제1 홀을 통해 약제공급노즐(240)로 공급될 수 있다.
전극실장부(250)에는 중앙에 제2 홀이 형성되고, 제2 홀을 둘러싸고 전극부가 전극실장부(250) 내부에 실장될 수 있다. 전극부는 정전발생부(260)로부터의 전선(261)을 통해 전기적인 신호를 인가받아 대전될 수 있다. 전극부의 적어도 일부 영역은 전극실장부(250)의 외부로 노출될 수 있다. 약제공급노즐(240)을 통해 출력된 약제는 제2 홀을 지나면서 전극부에 의해 대전되어 분사될 수 있다. 전도성 액체인 약제에 강한 전기장을 인가하여 작동유체를 수십 마이크론 이하의 미세한 액적으로 분무시킬 수 있다. 정전분무에 의해 생성된 액적들은 전기적으로 단극(unipolar) 하전되어 있기 때문에 액적 사이의 전기적 척력으로 인하여 단분산성(monodisperse)이 매우 높고, 주위 전기장을 이용하여 액적의 거동을 제어하기가 용이하다.
전원부(270)는 정전발생부(260)의 구동 전력을 제공할 수 있다. 전원부(270)는 드론(100)의 전원공급모듈(190)과 일체로 구성될 수도 있다. 조절부(280)는 약제공급라인부(220)의 일 영역에 설치되어 약제공급라인부(220)의 내부에 형성된 제1 홀의 개폐 및 개방 정도를 조절할 수 있다. 방제사가 수동으로 조절부(280)를 회전시키는 방향으로 제1 홀의 개폐 정도를 조절할 수 있다.
제2 제어부(290)는 약제보관부(210) 내의 약제의 출력, 정전발생부(260)의 제어 등 정전분무장치(200)의 전반적인 기능을 컨트롤할 수 있다. 일부 실시예에 따르면 제2 제어부(290)는 제1 제어부(180)와 일체로 구성될 수도 있다.
도 2b를 참조하면, 다른 실시예에 따르면, 정전분무장치(200)는 자동조절장치(222)를 더 포함할 수 있다. 자동조절장치(222)는 제2 제어부(290)의 제어하에 조절부(280)를 제어하여 제1 홀의 개폐 정도를 조절할 수 있다. 그리고, 자동조절장치(222)는 제2 제어부(290)의 제어하에 약제공급라인부(220)의 길이는 조절할 수 있다. 상세하게는, 정전분무장치 연결부(101)와 약제공급라인부(220)의 연결 지점에는 길이 조절부(221)가 설치될 수 있다. 그리고, 자동조절장치(222)는 길이 조절부(221)를 제어함으로써 약제공급라인부(220)의 길이의 조절할 수 있다. 정전분무용 드론(10)은 외부 풍속에 기초하여 비행 고도를 제어할 수 있고, 비행 고도에 따라서 약제공급라인부(220)의 길이가 조절될 수 있다. 예시적으로, 도 8을 더 참조하면, 외부 풍속이 강해 정전분무된 약제가 외부 바람에 의해 원하는 방제 영역으로 분사되지 못하게 된다. 따라서, 외부 풍속이 강해질수록 정전분무용 드론(10)의 비행 고도(h1)는 낮아질 수 있다. 다만, 외부 풍속의 증가에도 불구하고 정전분무용 드론(10)의 비행 고도가 기 설정치(h2)에 도달하면, 즉 정전분무용 드론(10)이 한계 고도에 도달하면 더 이상 고도를 낮추지 않고 약제공급라인부(220)의 길이를 늘리는 형태로 정전분무장치(200)가 지면에 더욱 가깝게 위치하도록 한다. 이는 정전분무용 드론(10)의 비행 고도가 지나치게 낮을 경우 하향풍에 의해 농작물(20)의 가해지는 압력이 강해지고 그에 따라 농작물들(20) 간의 밀착도가 높아 약제가 농작물들에 골고루 분사되기 어렵기 때문이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방식의 방제 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 방제사는 외부 장치(300)를 통해 정전분무용 드론(10)을 제어할 수 있다. 외부 장치(300)에서 디스플레이되는 제1 영역(301)에는 정전분무용 드론(10)을 이용하여 방제를 진행할 방제 영역 설정과 관련된 정보가 표시될 수 있다. 방제사는 제1 영역(301) 내에서 방제 영역을 선택(예를 들어, 터치)하면 해당 영역의 면적에 관한 정보가 계산되어 디스플레이될 수 있다. 또한, 방제사는 선택한 방제 영역 상에서 정전분무용 드론(10)의 초기위치 정보를 선택(예를 들어, 터치)할 수 있다. 그리고, 제1 영역(301)의 설정된 방제 영역 상에서 연속된 드레그를 진행하는 방식(예를 들어, 연속된 터치)으로 정전분무용 드론(10)의 비행 경로를 설정할 수 있다.
제2 영역(302)에서는 제1 영역(301) 내에서 설정된 방제 영역만이 표시될 수 있고, 제2 영역(302)을 통해 설정된 비행 경로에 대한 정보가 중첩하여 표시될 수 있다.
설정이 완료되면 외부 장치(300)는 설정 정보에 따라 정전분무용 드론(10)을 자동제어할 수 있다. 정전분무용 드론(10)은 방제 활동을 위한 비행 중에 실시간으로 자신의 위치 정보를 외부 장치(300)로 전송할 수 있다. 그리고, 정전분무용 드론(10)의 위치 정보는 제2 영역(302) 상에서 표시될 수 있다.
정전분무용 드론(10)의 변화하는 위치 정보에 따라 제2 영역(302) 상에서 실제 정전분무용 드론(10)의 이동 경로가 기 표시된 화면에 중첩하여 표시될 수 있다. 외부 장치(300)는 미리 설정된 비행 경로와 실제 정전분무용 드론(10)의 이동 경로가 기 설정 범위를 초과하여 차이가 발생하는 경우 시각적 및/또는 청각적인 피드백을 방제사에게 제공할 수 있다.
도 10은 외부 장치인 방제사의 단말기를 이용하여 정전분무용 드론을 제어하는 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10을 참조하면, 외부 장치(300)인 방제사의 단말기에는 정전 분부 방식에 따라 방제가 수행될 수 있는 방제 영역이 표시될 수 있다.
단말기의 표시 화면(310)에는 복수의 방제 영역(320) 중 방제사에게 할당된 적어도 하나의 방제 영역이 방제사에게 할당되지 않은 방제 영역과 구분되어 표시될 수 있다. 또한, 방제가 필요한 영역 중 다른 방제사에게 할당된 방제 영역(332)은 다른 영역과 구분되어 표시될 수도 있다. 일부 실시예에서, 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역(320) 중에서 서로 인접한 방제 영역들 사이에 위치한 다른 방제사의 방제 영역(321)이 다른 영역과 구분되어 표시됨으로써 방제사로 하여금 방제 영역에 대한 혼동을 줄이고, 타인의 방제 영역에서 방제 활동을 하는 문제를 방지한다.
일부 실시예에서, 단말기의 표시 화면에는 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역(320) 중 방제가 완료된 곳과 방제가 완료되지 않은 영역이 서로 구분되어 표시될 수 있다. 일부 실시예에서, 단말기의 표시 화면에는 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역(320) 중 정전분무 방식의 방제가 필요한 곳과 그 외 다른 방식의 방제가 필요한 영역이 서로 구분되어 표시될 수도 있다. 일부 실시예에서, 단말기의 표시 화면에는 방제 영역(320)에 대한 관리창(330)에 각종 정보가 표시될 수 있다. 또한, 방제가가 단말기에서 표시된 복수의 방제 영역(320) 중 어느 하나를 선택하면 선택된 방제 영역에 매칭된 각종 정보가 관리창(330)에 표시될 수 있다. 여기서의 각종 정보라 함은, 정전분무 방식의 방제인지 여부, 방제 면적, 방제 진행률 등에 관한 방제 관리 현황 정보를 포함할 수 있다. 방제사가 복수의 방제 영역(320) 중 어느 하나의 방제 영역(333)을 선택하면, 정전분무용 드론(10)은 미리 설정된 초기 위치에서부터 비행하면서 미리 설정된 비행 경로를 따라 이동하며 정전분무 방제 활동을 수행할 수 있다. 그리고, 방제사는 단말기를 이용하여 실시간으로 정전분무용 드론(10)을 원격 제어할 수 있을 뿐만 아니라 정전분무용 드론(10)이 미리 설정된 비행 경로를 따라 자동으로 정전분무 방제를 수행하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 정전분무용 드론(10)은 센싱된 정전분무용 드론(10) 주변의 풍속 정보, 풍향 정보 및 하향풍 속도 정보에 기초하여 정전분무 방식의 방제 약제의 분사 고도, 비행 속도 및 비행 경로를 결정할 수 있다. 그리고, 정전분무용 드론(10)은 결정된 분사 고도를 유지하면서 결정된 비행 속도 및 비행 경로로 비행하며 약제를 살포할 수 있다. 상세하게, 풍속이 소정 속도치를 초과하는 경우 정전분무용 드론(10)의 비행 고도를 제1 높이에서 제2 높이로 낮추어 분사된 약제가 낙하하는 시간 동안 바람에 의해 영향을 받는 시간을 줄인다. 다만, 전술한 바와 같이 비행 고도가 한계 고도에 도달시 지면으로부터의 정전분무장치(200)의 높이가 조절될 수 있다.
일부 실시예에서, 단말기 상에는 복수의 방제 영역(320) 중 방제가 진행 중인 방제 영역(333)의 선택에 응답하여, 선택된 방제 영역(333)에서 방제를 위한 비행 중인 정전분무용 드론(10)의 모니터링을 위한 서브 드론(340)의 카메라에서 촬영된 정전분무용 드론(10)의 방제 활동 영상이 표시될 수도 있다. 일부 실시예에서, 서브 드론(340)은 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역(320) 중에서 현재 방제가 진행 중인 방제 영역(333)과 최 인접한 방제 영역(335)으로 이동할 수 있다. 또한, 서브 드론(340)은 최 인접한 방제 영역(335) 내에서도 현재 방제가 진행 중인 방제 영역(333)과 최 인접한 위치로 이동하여 정전분무용 드론(10)을 모니터링할 수 있다. 따라서, 서브 드론(340)이 다른 방제사에게 할당된 방제 영역 상에서 비행이 되지 않도록 하여 다른 드론과의 충돌 등의 문제 및 타인의 영역의 침범 문제가 발생되지 않도록 한다. 그리고, 정전분무용 드론(10)의 모니터링이 가장 적합한 위치에서 서브 드론(340)이 비행토록 하여 보다 정밀한 모니터링이 가능하도록 한다. 단말기는 미리 설정된 입력을 검출하는 것에 응답하여 서브 드론(340)으로 정전분무 방제의 모니터링을 위한 제1 요청 신호를 전송할 수 있다. 그리고, 서브 드론(340)은 제1 요청 신호를 수신하는 것에 응답하여 열감지 카메라를 구동하여 정전분무용 드론(10)을 촬영하여 열영상을 생성하고, 정전분무용 드론(10)으로 정전분무 방제에 따른 약제의 분사시의 온도 정보 전송을 위한 제2 요청 신호를 전송할 수 있다. 정전분무용 드론(10)은 제2 요청 신호에 응답하여 전극실장부(250)에 마련된 정전분무 방제 약제의 온도 정보와 자신의 현재 고도 정보를 서브 드론(340)으로 전송할 수 있다. 서브 드론(340)은 정전분무 방제 약제의 온도 정보, 정전분무용 드론(10)의 고도 정보 그리고 외부 기온 정보에 기초하여 정전분무 방제 약제의 낙하 지점별 정전분무 방제 약제에 대한 추정된 온도 정보 및 열영상을 분석하여 추정된 정전분무 방제 약제의 분사량 정보를 단말기로 전송할 수도 있다. 전극실장부(250)의 최종 배출구에 마련된 정전분무 방제 약제의 온도 정보와 낙하 지점별 정전분무 방제 약제의 온도를 추정하고 이를 이용하여 열감지 카메라를 이용하여 촬영된 영상을 분석함으로써 촬영 영상 내에서 정전분무 방제 약제를 검출할 수 있고, 정전분무 방제 약제의 분사량 및 분사 면적의 추정의 정확도를 높일 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전분무용 드론을 이용하여 방제하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 방제사는 외부 장치(300)상에 표시된 복수의 방제 영역 중 정전분무방식으로 방제를 수행할 영역을 선택할 수 있다. 예시적으로 방제사는 표시화면 상에서 선택포인트(370)를 방제를 수행할 영역의 경계 지점에 위치시킬 수 있다. 복수의 선택포인트(370)를 이용하여 방제를 수행할 영역의 경계 지점에 위치시킬 수 있다. 복수의 선택포인트(370) 중 인접한 선택포인트 사이에는 가상의 직선이 화면 상에 표시될 수 있다. 외부 장치(300)는 선택포인트(370)의 위치 정보, 가상의 직선의 위치 정보와 표시된 지도 정보를 매핑하여 정전분무 방식으로 방제를 수행할 설정영역(333)에 대한 위치 정보를 획득할 수 있다. 외부 장치(300)는 설정영역(333)에 대한 위치 정보를 정전분무용 드론(10)에 전송하여 정전분무용 드론(10)으로 하여금 설정영역(333) 내에서 비행하면 정전분무 방식으로 방제를 수행하도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 12를 참조하면, 방제사는 지도 화면 사람이나 차량이 지나는 도로 또는 하천과 같이 방제주의영역(380)이 존재하는 경우, 방제주의영역(380)과 설정영역(333)의 사이의 경계 지점인 제1 경계 지점에는 복수의 제1 선택포인트(371)를 위치시킬 수 있다. 그리고, 그 외의 설정영역(333)의 경계 지점인 제2 경계 지점에는 제2 선택포인트(372)를 위치시킬 수 있다. 인접한 제1 및 제2 선택포인트(371, 372) 사이에는 가상의 직선이 표시될 수 있다. 외부 장치(300)는 제1 및 제2 선택포인트(371, 372)의 위치 정보, 가상의 직선의 위치 정보와 표시된 지도 정보를 매핑하여 정전분무 방식으로 방제를 수행할 설정영역(333)에 대한 위치 정보를 설정할 수 있다. 외부 장치(300)는 설정영역(333)에 대한 위치 정보를 정전분무용 드론(10)에 전송하여 정전분무용 드론(10)으로 하여금 설정영역(333) 내에서 비행하면 정전분무 방식으로 방제를 수행하도록 할 수 있다. 또한, 정전분무용 드론(10)이 설정영역(333)과 방제주의영역(380)의 경계 지점을 비행할 때는 단말기 상에서의 복수의 제1 선택포인트(371)의 위치와 매칭되는 제1 위치 그리고 인접한 제1 선택포인트(371)들 사이의 가상의 직선의 위치와 매칭되는 제2 위치를 따라 비행할 수 있다. 그리고, 정전분무용 드론(10)은 매칭되는 제1 및 제2 위치가 정전분무용 드론(10)의 중심에 위치하도록 비행할 수 있다. 따라서, 정전분무용 드론(10)이 설정영역(333)과 방제주의영역(380)의 경계 지점을 비행할 때는 제1 및 제2 위치와 매칭되는 실제 위치를 따라서 비행하도록 함으로써 비행 경로의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 정전분무용 드론(10)의 제1 및 제2 정전분무장치(200a, 200b) 중에서 설정영역과 가까이 위치한 정전분무장치만이 구동하고, 방제주의영역(380)과 가까이 위치한 정전분무장치는 구동하지 않을 수 있다. 따라서, 방제주의영역(380)에는 정전분무에 따른 약제가 분사되지 않도록 하여 환경오염을 방지하고 비농작물로의 약제가 노출되는 것을 방지하며 약제가 낭비되지 않도록 한다.
일부 실시예에서, 정전분무용 드론(10)이 방제사의 외부 장치(300)의 실시간 원격 제어에 비행을 하는 중, 정전분무용 드론(10)이 설정영역(333)과 방제주의영역(380)의 경계 지점에서의 비행을 개시할 때는 방제주의 알림을 외부 장치(300)로 전송함으로써 외부 장치(300) 상에서 방제주의 알림이 표시되도록 한다. 그리고, 정전분무용 드론(10)은 수동 비행에서 자동 비행 모드로 즉시 전환하여, 제1 및 제2 위치와 매칭되는 실제 위치를 따라서 자동 비행할 수 있다. 따라서, 방제사의 원격 제어의 부정확, 정전분무용 드론(10)과 원거리에 위치한 방제사의 위치 제약에 따른 원격 제어의 부정확함 등의 요인으로 약제가 방제주의영역(380)에 분사되는 문제를 방지한다.
도 13 및 도 14는 정전분무용 드론의 자동 비행 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 그리고, 도 15는 외부 요인에 따른 정전분무용 드론의 비행 경로 수정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 방제사는 외부 장치(300) 상에 정전분무용 드론(10)을 이용하여 정전분무 방식으로 방제를 수행할 방제 영역(320)을 설정하고, 외부 장치(300)는 설정영역(333)에 대한 위치 정보를 정전분무용 드론(10)으로 전송할 수 있다.
또한, 외부 장치(300)는 방제사로부터 입력된 비행 방식 정보에 기초하여 정전분무용 드론(10)의 비행 경로 정보를 설정할 수 있다.
비행 방식 정보에는 제1 및 제2 비행 방식 정보를 포함할 수 있다.
제1 비행 방식 정보는 도 13에 도시된 바와 같이 외부 장치(300)는 설정영역(333)에서 가장 긴 경계선을 기본으로 하여 시작점을 설정한다. 그리고, 설정영역(333)의 경계라인에서부터 내부로 미리 설정된 폭만큼 돌아 들어가는 방식으로 분무할 면적이 없어질 때까지 반복되는 제1 비행 경로(391)를 설정한다.
제2 비행 방식 정보는 도 14에 도시된 바와 같이 외부 장치(300)는 설정영역(333)에서 설정영역(333)을 구성하는 복수의 직선 라인들 중 방제사가 지정한 지점과 최인접한 두 개의 직선 라인이 만나는 지점을 시작점으로 설정한다. 그리고, 두 개의 직선 라인 중 어느 하나인 제1 라인과 평행한 방향으로 비행하도록 한다. 그리고. 두 개의 직선 라인 중 다른 하나인 제2 라인과 맞은편에 위치한 라인까지 비행한 후 다른 방향을 바꾸어 제1 라인과 평행한 방향으로 제2 라인을 향하여 비행하는 방식으로 제1 라인의 맞은편에 위치한 라인까지 비행하도록 하는 제2 비행 경로(392)를 설정한다.
외부 장치(300)는 시작점의 위치 정보와 비행 경로 정보를 정전분무용 드론(10)에 전송한다. 정전분무용 드론(10)은 외부 장치(300)로부터 수신한 시작점에서부터 비행을 개시하고, 수신한 비행 경로를 따라 자동으로 비행하며 정전분무 방식의 방제를 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 도 15를 참조하면, 정전분무용 드론(10)은 외부 풍속 및 풍향 정보를 센싱하고, 제1 또는 제2 비행 방식에 따라 설정된 비행 경로로 비행하는 중에 외부 풍속이 기 설정치 이상이 되는 경우 즉시 비행 경로를 수정하여 비행할 수 있다. 예시적으로, 정전분무용 드론(10)이 비행 중 좌측에서 우측으로 기 설정치 이상의 속도의 외부 바람의 영향을 받는 경우 풍속의 정도에 따라 설정된 거리만큼 좌측으로 이동하여 비행하고 외부 바람의 풍속이 기 설정치 미만이 되는 경우 다시 설정된 비행 경로로 이동하여 비행할 수 있다. 따라서, 외부 바람에 의해 정전분무된 약제가 바람의 방향으로 흩날리는 경우에도 방제의 불균일을 방지할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
정전분무용 드론(10)
드론(100)
무선 통신부(110)
센싱부(120)
카메라(130)
출력부(140)
메모리(150)
GPS 모듈(160)
영상 처리부(170)
제어부(180)
전원공급모듈(190)
정전분무장치(200)
약제보관부(210)
약제공급라인부(220)
약제공급노즐(240)
전극실장부(250)
정전발생부(260)
전원부(270)
조절부(280)
제2 제어부(290)
외부 장치, 단말기(300)

Claims (10)

  1. 드론; 및
    상기 드론에 장착되어 정전분무 방제를 위한 약제를 분사하는 정전분무장치;를 포함하고,
    상기 정전분무장치는 약제보관부에 연결된 약제공급호스로부터 약제가 유입되는 바(bar) 타입의 약제공급라인부, 상기 약제공급라인부로부터의 약제를 출력하는 약제공급노즐 및 상기 약제공급라인부의 길이를 조절하는 자동조절장치를 포함하고,
    상기 약제공급라인부의 적어도 일부 영역의 내부에는 상기 약제공급라인부의 길이 방향을 따라 홀이 형성되고 상기 약제공급호스로부터의 약제가 상기 홀을 통해 상기 약제공급노즐로 공급되고,
    상기 자동조절장치는 상기 홀의 개폐 및 개방 정도를 조절하고,
    상기 정전분무장치는 제1 및 제2 정전분무장치를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 정전분무장치 각각은 상기 드론의 서로 다른 프로펠러의 암부 각각에 부착되고,
    센싱된 외부 풍속이 증가할수록 상기 드론의 고도는 낮아지되 상기 드론이 미리 설정된 한계 고도에 도달하면 고도가 낮아지는 동작이 중지되고 상기 약제공급라인부의 길이가 증가하여 상기 정전분무장치의 지면으로부터의 높이가 축소되고
    상기 한계 고도는 상기 드론에 의한 하향풍에 따른 방제 영역 내의 농작물들 간의 밀착 정도를 고려하여 설정되고,
    상기 센싱된 외부 풍속에 따라 상기 한계 고도를 상기 드론의 최저 고도로 하여 상기 드론의 고도가 조절되는
    상기 드론이 한계 고도에 도달하면 지면으로부터의 상기 정전분무장치의 높이를 조절하여 상기 약제를 분사하는
    정전분무용 드론.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    센싱된 주변의 풍속 정보, 풍향 정보 및 하향풍 속도 정보에 기초하여 상기 약제의 분사 고도, 비행 속도 및 비행 경로를 설정하는
    정전분무용 드론.
  5. 제4 항에 있어서,
    정전분무용 드론은 방제사의 단말기에 의한 원격 제어 가능하고,
    상기 단말기에는 상기 방제사에게 할당된 복수의 방제 영역이 다른 영역과 구분되어 표시되고, 상기 복수의 방제 영역 중 정전분무 방식의 방제 영역 및 비정전분무 방식의 방제 영역이 서로 구분되어 표시되며, 상기 단말기에는 정전분무용 드론의 위치 정보가 실시간으로 표시되도록 상기 정전분무용 드론은 자신의 위치 정보는 상기 단말기로 전송하는
    정전분무용 드론.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 드론은, 방제 영역 중 상기 단말기에서 입력된 설정 영역의 위치 정보와 비행 방식 정보를 수신하여 상기 설정 영역 내에서 설정된 비행 방식에 따라 비행하며 정전분무 방제를 수행하고,
    상기 센싱된 주변의 풍속 정보, 풍향 정보에 기초하여 비행 경로를 수정하여 자동 비행하는
    정전분무용 드론.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 정전분무장치는,
    상기 약제공급노즐로부터 출력된 약제를 대전시키는 전극실장부, 상기 전극실장부 내의 전극부에 전기적 신호를 제공하는 정전발생부 및 상기 약제공급라인부에 설치되어 상기 약제공급노즐을 통해 출력되는 약제의 분사량을 조절하는 조절부를 더 포함하는
    정전분무용 드론.
  8. 제1 항에 따른 정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법은,
    상기 정전분무용 드론의 원격 제어를 위한 외부 장치인 단말기는 상기 방제를 수행할 영역의 경계 지점에 위치한 복수의 선택포인트 둘 중 인접한 선택포인트 사이에는 가상의 직선을 화면에 표시하고, 상기 가상의 직선에 의해 구분된 설정 영역, 상기 복수의 선택포인트 및 상기 가상의 직선에 대한 위치 정보를 지도 정보와 맵핑하여 상기 단말기에 표시된 지도 상의 복수의 방제 영역 중 정전분무방식으로 방제를 수행할 설정영역의 위치 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 설정영역의 위치 정보를 상기 정전분무용 드론으로 전송하는 단계;를 포함하는
    정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 선택포인트는 제1 및 제2 선택포인트를 포함하고,
    상기 제1 선택포인트는 방제주의영역과 상기 설정영역의 경계 지점인 제1 경계 지점에 위치하고,
    상기 제2 선택포인트는 상기 설정영역의 경계 지점 중 상기 제1 경계 지점을 제외한 경계 지점에 위치하고,
    상기 정전분무용 드론은 상기 제1 선택포인트의 위치와 매칭되는 제1 위치와 상기 제1 선택포인트들 중 인접한 제1 선택포인트들 사이의 가상의 직선에 대한 위치와 매칭되는 제2 위치를 따라 비행하는 단계;를 더 포함하는
    정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 정전분무용 드론은 상기 제1 및 제2 위치를 따라 비행 시 수동 비행에서 자동 비행으로 전환하는
    정전분무용 드론을 이용한 정전분무 방제 방법.
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