KR102146164B1

KR102146164B1 - 산포 작업기

Info

Publication number: KR102146164B1
Application number: KR1020180124381A
Authority: KR
Inventors: 가즈토 안도; 도모아키 구라모토
Original assignee: 얀마 파워 테크놀로지 가부시키가이샤
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2018-10-18
Publication date: 2020-08-20
Also published as: JP6948917B2; KR20190053775A; JP2019085058A

Abstract

(과제) 포장을 촬영하여 얻어진 화상 데이터에 기초하여 적절하게 산포 작업을 실시할 수 있는 산포 작업기를 제공한다.
(해결 수단) 비행하면서 포장 (1) 에 산포물을 산포하는 헬리콥터 (30) 로서, 산포 대상인 포장 (1) 을 세분화한 단위 구획마다 산포물을 산포해야 할 양을 정한 필요 산포량 분포 정보와, 필요 산포량 분포 정보에 대응시킨 위치 정보를 포함하는 시비량 맵 (5) 의 주위의 비산포 영역에, 산포 영역으로서의 가상 영역 (5a) 을 시비량 맵 (5) 에 인접시켜 추가하여 작성한 가상 맵 (6) 을 입력 가능한 가상 맵 입력부 (52) 와, 자기의 현재 위치를 취득하는 위치 정보 취득부 (53) 와, 위치 정보 취득부 (53) 에서 취득한 자기의 현재 위치를 가상 맵 (6) 에 적용시킴으로써, 현재 위치에 있어서의 산포물의 필요 산포량을 취득하는 필요 산포량 취득부 (55) 를 구비한다.

Description

산포 작업기{AERIAL DISPERSION DEVICE}

본 발명은, 비행하면서 포장 (圃場) 에 비료나 약제 등의 산포 대상물을 산포하는 산포 작업기에 관한 것이다.

종래부터, 지상측으로부터 원격 조작되는 무인 헬리콥터 등을 사용하여 비료나 약제 등을 산포하는 산포 작업기가 알려져 있다. 하기 특허문헌 1 에는, 위성 신호에 기초하여 자신의 위치를 인식 가능한 멀티콥터로 포장을 촬영하고, 위치 좌표와 화상을 대응시킨 데이터를, 마찬가지로 위성 신호에 기초하여 자신의 위치를 인식 가능한 헬리콥터에 입력하여, 헬리콥터가 자신의 위치 좌표와 화상에 대응지어진 위치 좌표에 기초하여 산포 작업을 실시하는 것이 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 2016-144990호

그러나, 예를 들어 멀티콥터로 포장을 촬영한 날과 헬리콥터로 산포 작업을 실시하는 날이 상이한 경우, 위성 신호를 취득 가능한 위성수가 상이한 경우에는, 실제로는 같은 위치라도, 멀티콥터가 특정한 위치 좌표와 헬리콥터가 특정한 위치 좌표가 상이한 경우가 있고, 그 경우, 적절하게 산포 작업을 실시할 수 없다.

그래서 본 발명은 상기 과제를 감안하여, 포장을 촬영하여 얻어진 화상 데이터에 기초하여 적절하게 산포 작업을 실시할 수 있는 산포 작업기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 산포 작업기는, 비행하면서 포장에 산포물을 산포하는 산포 작업기로서,

산포 대상인 포장을 세분화한 단위 구획마다 상기 산포물을 산포해야 할 양을 정한 필요 산포량 분포 정보와, 상기 필요 산포량 분포 정보에 대응시킨 위치 정보를 포함하는 시비량 맵의 주위의 비산포 영역에, 산포 영역으로서의 가상 영역을 상기 시비량 맵에 인접시켜 추가하여 작성한 가상 맵을 입력 가능한 가상 맵 입력부와,

자기 (自機) 의 현재 위치를 취득하는 위치 정보 취득부와,

상기 위치 정보 취득부에서 취득한 자기의 현재 위치를 상기 가상 맵에 적용시킴으로써, 상기 현재 위치에 있어서의 상기 산포물의 필요 산포량을 취득하는 필요 산포량 취득부를 구비하는 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 가상 영역에 있어서의 필요 산포량은, 인접하는 상기 시비량 맵의 상기 단위 구획에 있어서의 필요 산포량과 동일한 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 가상 영역에 있어서의 필요 산포량은, 상기 시비량 맵 전체의 필요 산포량을 평균한 필요 산포량과 동일한 것으로 해도 된다.

또, 산포 작업기는, 상기 시비량 맵의 영역 내를 산포하고 있을 때와, 상기 가상 영역 내를 산포하고 있을 때에 있어서, 인식 가능하게 알림하는 표시부를 구비하는 것이 바람직하다.

또, 산포 작업기는, 상기 가상 맵을 작성하는 가상 맵 작성부를 추가로 구비하도록 해도 된다.

이 구성에 의하면, 만일 시비량 맵에 포함되는 위치 정보와 자기의 현재 위치의 위치 정보가 어긋나 있는 경우에도, 자기의 현재 위치를 가상 맵에 적용시킴으로써, 현재 위치에 있어서의 산포물의 필요 산포량을 취득하여 적절하게 산포 작업을 실시할 수 있다.

도 1 은 시비량 맵을 작성하기 위해서 멀티콥터에 의해 상공으로부터 포장을 촬영하는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 2 는 시비량 맵을 설명하는 도면이다.
도 3 은 가상 맵을 설명하는 도면이다.
도 4 는 본 실시형태에 관련된 헬리콥터가 포장의 상공을 비행하여 비료를 산포하는 모습을 나타내는 측면도이다.
도 4A 는 헬리콥터의 LED 표시부를 후방에서부터 본 도면이다.
도 5 는 헬리콥터의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6 은 헬리콥터가 시비량 맵을 사용하여 포장에 비료를 산포하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 7 은 헬리콥터가 가상 맵을 사용하여 포장에 비료를 산포하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 8 은 다른 실시형태에 관련된 가상 맵을 설명하는 도면이다.
도 9 는 헬리콥터가 다른 실시형태에 관련된 가상 맵을 사용하여 포장에 비료를 산포하는 모습을 나타내는 평면도이다.
도 10 은 다른 실시형태에 관련된 산포량 조정 유닛의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 우선, 본 실시형태의 산포 작업기가 산포량을 제어하기 위해서 필요로 하는 시비량 맵 및 가상 맵에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 산포 작업기 (후술하는 헬리콥터 (30)) 는, 포장 전체에 있어서의 작물 (본 실시형태에서는, 수도 (水稻)) 의 생육을 평가함으로써 작성된 가상 맵에 기초하여 시비 (施肥) 를 실시하는 시비 시스템에 사용되는 것이다.

시비량 맵은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 멀티스펙트럼 카메라 (20) 를 탑재한 멀티콥터 (드론으로도 불리운다) (10) 를 사용하여, 산포 대상인 포장 (1) 의 상공을 멀티콥터 (10) 로 비행하면서 멀티스펙트럼 카메라 (20) 에 의해 포장 (1) 을 촬영하고, 이것에 기초하여 정규화 차 식생 지수 (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) 의 분포 데이터를 얻음으로써 작성할 수 있다.

멀티콥터 (10) 는, 프로펠러 (로터) (11) 를 복수 개 (예를 들어, 8 개) 탑재하는 무인 멀티콥터로서 구성되어 있고, 무선에 의한 원격 조종이 가능하도록 되어 있다. 또, 멀티콥터 (10) 는, 프로펠러 (11) 를 구동하기 위한 구동원 (예를 들어, 전동 모터) 을 구비하고 있고, 이로써 기체를 비행시킬 수 있다. 또한, 멀티콥터 (10) 는, 오퍼레이터의 수동 조작 (원격 조종) 으로 비행할 뿐만 아니라, 자율적으로 비행할 수도 있도록 구성되어 있다.

멀티스펙트럼 카메라 (20) 는, 예를 들어 3 밴드 (근적외광, 가시 녹색광, 가시 적색광) 의 화상을 동시에 촬영할 수 있는 디지털 카메라로서 구성되어 있다. 이 멀티스펙트럼 카메라 (20) 는, 렌즈를 아래를 향하게 한 상태로 멀티콥터 (10) 의 하부에 장착되고, 상공으로부터 포장 (1) 을 촬영하여 화상을 얻을 수 있다.

멀티콥터 (10) 에는 도시하지 않은 GPS 등의 측위 장치가 구비되어 있어, 멀티스펙트럼 카메라 (20) 에 의해 포장 (1) 을 촬영한 경우에, 당해 촬영시에 있어서의 기체의 위치를 측위하여 기억시켜 둘 수 있다. 이로써, 후술하는 화상의 합성이나 시비량 맵의 작성이 용이해진다.

상기 서술한 NDVI 에 대해서는 공지이지만, 이하, 간단하게 설명한다. 일반적으로, 식물의 초록잎은, 가시 적색광의 영역의 파장을 흡수하고, 근적외광의 영역의 파장을 강하게 반사하는 특성을 갖는 것이 알려져 있다. NDVI 는 이것을 이용한 지수로, 식물의 유무나 양 및 활성도를 나타내는 지표인 NDVI 가, NDVI = (IR－R)/(IR＋R) 의 식으로 계산된다. 단, R 은 가시 적색광의 관측치, IR 은 근적외광의 관측치이다. NDVI 의 값은 -1 ∼ 1 의 값을 취하도록 정규화되어 있고, 이 값에 대해서 예를 들어 검정색 ∼ 흰색과 같이 색을 대응시킴으로써, NDVI 화상을 생성할 수 있다.

오퍼레이터는, 산포 대상인 포장 (1) 의 상공에 멀티콥터 (10) 를 비행시켜, 멀티스펙트럼 카메라 (20) 에 의해 당해 포장 (1) 을 상공으로부터 촬영한다. 촬영에 의해 얻어진 복수의 밴드의 화상은, 각각, 멀티스펙트럼 카메라 (20) 에 장착된 리무버블 외부 메모리에 보존된다. 이 외부 메모리에 보존된 화상은, 화상 처리용의 적절한 컴퓨터에 판독 입력되어, 상기 계산식을 이용해서 적절하게 처리함으로써, NDVI 화상을 생성할 수 있다.

그런데, 상기와 같이 하여 얻어진 NDVI 화상은, 당해 포장 (1) 내에 있어서의 작물 (2) 의 생육의 국소적인 우열의 상황을 나타내는 것이라고 할 수 있다. 따라서, 이 생육의 편차를 해소하기 위해, 생육이 양호한 장소에서는 시비량을 상대적으로 줄이고, 생육이 양호하지 않은 장소에서는 시비량을 상대적으로 많게 하도록 시비량을 장소적으로 변화시키는 것이, 수량 및 품질의 안정적인 향상, 및, 시비의 효율화의 관점에서 바람직한 것으로 생각된다. 상기 서술한 시비량 맵은, 이러한 사고에 기초하여 작성된다.

이하, 시비량 맵을 상세하게 설명한다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 이 시비량 맵 (5) 은, 대상이 되는 포장 (1) 을 적절한 넓이의 단위 구획 (메시) 으로 분할하고, 이 분할된 단위 구획마다 비료를 산포해야 할 양을 정한 필요 산포량 분포 정보를 포함한다. 본 실시형태에서는, 포장 (1) 을, 1 미터 × 1 미터의 정방형의 메시로 분할하고 있다. 또한, 포장 (1) 의 형상은, 사각형, 사다리꼴 등이고, 이것에 맞추어 시비량 맵 (5) 의 형상도 사각형, 사다리꼴 등이 된다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 메시별 산포량은, NDVI 의 값이 변화함에 따라서 다르게 되어 있다. 도 2 의 예에서는, 산포 대상인 포장 (1) 의 메시에는, 「1」,「2」,「3」,··· 의 산포량이 정해져 있다. 대상이 되는 포장 (1) 의 주위에는 이랑이 존재하고, 이랑의 주위에는 추가로 산포 대상 외의 포장 등이 존재하지만, 이들 이랑이나 산포 대상 외의 포장은, 비료를 산포하지 않는 비산포 영역이 된다.

또한, 본 실시형태에 있어서 시비량 맵 (5) 으로 정해지는 산포량은, 「1」,「2」,「3」,··· 과 같이 모식적으로 나타내고 있지만, 예를 들어, 단위 면적당 산포량이나 각각의 메시에 산포해야 할 비료의 총량으로 해도 된다.

또, 시비량 맵 (5) 은, 촬영시에 측위 장치에 의해 취득된 위치 정보를 포함하고 있다. 시비량 맵 (5) 은, 예를 들어 포장 (1) 의 구석의 위치의 위치 정보 (구체적으로는, 위도 및 경도) 를 포함하고 있다. 시비량 맵 (5) 이 위치 정보를 포함하고 있음으로써, 포장 (1) 에 있어서의 각 메시의 위치를 특정할 수 있고, 위치 정보가 전술한 필요 산포량 분포 정보에 대응지어진다.

시비량 맵 (5) 은, 상기한 NDVI 화상에 기초하여 자동적으로 생성할 수도 있고, 디스플레이에 표시된 NDVI 화상을 오퍼레이터나 화상 처리 작업자가 참고로 하면서 수작업으로 작성할 수도 있다.

다음으로, 가상 맵을 상세하게 설명한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 이 가상 맵 (6) 은, 시비량 맵 (5) 의 주위의 비산포 영역에, 산포 영역으로서의 가상 영역 (5a) 을 추가하여 작성한 것이다. 만일 시비량 맵 (5) 에 포함되는 위치 정보와 산포 작업기의 현재 위치의 위치 정보가 어긋나 있는 경우, 포장 (1) 내라고 하더라도 시비량 맵 (5) 의 주위의 비산포 영역에 해당하는 영역이 발생하여 버리고, 그 영역에서는 필요한 비료가 산포되지 않게 된다. 그 때문에, 본 발명에서는, 시비량 맵 (5) 의 주위에 산포 영역으로서의 가상 영역 (5a) 을 추가한 가상 맵 (6) 에 기초하여 산포함으로써, 시비량 맵 (5) 에 포함되는 위치 정보와 산포 작업기의 현재 위치의 위치 정보가 어긋나 있는 경우에도 적절하게 산포할 수 있도록 하고 있다.

가상 영역 (5a) 은, 시비량 맵 (5) 에 인접하여 형성된다. 도 3 에 나타내는 예에서는, 시비량 맵 (5) 의 좌측에 인접해 가상 영역 (5a) 을 형성하고 있다. 도 3 에 나타내는 가상 맵 (6) 에서는, 가상 영역 (5a) 은, 시비량 맵 (5) 의 메시와 동일 사이즈의 메시로 분할되고, 가상 영역 (5a) 의 메시의 산포량은, 인접하는 시비량 맵 (5) 의 메시의 산포량과 동일한 것으로 하고 있다. 가상 맵 (6) 은, 시비량 맵 (5) 에 기초하여 자동적으로 작성되어도 되고, 화상 처리 작업자에 의해 수작업으로 작성되어도 된다. 작성된 가상 맵 (6) 의 데이터는, 리무버블 외부 메모리에 보존된다.

다음으로, 비행하면서 비료를 산포하는 헬리콥터 (산포 작업기에 상당) (30) 에 대해서, 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 4 는, 본 실시형태에 관련된 헬리콥터 (30) 가 포장 (1) 의 상공을 비행하여 비료를 산포하는 모습을 나타내는 측면도이다.

헬리콥터 (30) 는, 프로펠러 (32) 에 의해 비행 가능한 기체 (31) 를 구비한다. 기체 (31) 는, 지상의 오퍼레이터가 조작하는 송신기 (60) 에 의해서, 그 비행을 무선으로 제어할 수 있다.

헬리콥터 (30) 의 기체 (31) 에는, 입상 (粒狀) 의 비료를 산포하기 위한 산포부 (33) 가 형성되어 있다. 산포부 (33) 는, 저류 탱크 (34) 와, 안내로 (35) 와, 임펠러 (36) 와, 기기 박스 (37) 를 구비한다.

저류 탱크 (34) 는, 비료를 소정량 저류할 수 있는 중공상의 용기로서 구성되어 있다. 용기의 저부에는 개구가 형성되어 있고, 이 개구를 통해서 안내로 (35) 로 비료를 공급할 수 있다.

안내로 (35) 는, 저류 탱크 (34) 의 하부로부터 하방으로 연장되는 통형상의 부재로서 구성되어 있다. 안내로 (35) 는, 저류 탱크 (34) 의 내부의 비료를 자중 (自重) 에 의해 하방으로 공급할 수 있다.

임펠러 (36) 는, 안내로 (35) 의 하단 (下端) 에 형성된 개구의 근방에 배치되어 있다. 임펠러 (36) 는 회전함으로써, 안내로 (35) 로부터 공급된 비료를 광범위하게 확산되도록 살포할 수 있다.

기기 박스 (37) 는, 기체 (31) 의 좌측방이면서 또한 저류 탱크 (34) 의 후방에 형성되어 있다. 단, 기기 박스 (37) 를 형성하는 위치는 이것에 한정되지 않고, 기체 (31) 의 우측방이어도 된다. 기기 박스 (37) 의 상부에는, GPS 수신기 (37a) 및 모션 센서 (37b) 가 형성되어 있다. GPS 수신기 (37a) 는 기체 (31) 의 위치를 측위하고, 모션 센서 (37b) 는 기체 (31) 의 자세를 계측할 수 있다. 또, 기기 박스 (37) 의 후부에는, LED 표시부 (38) 가 장착되어 있다. LED 표시부 (38) 에는, 후방에서부터 보면 도 4A 와 같이 3 개의 LED 부 (38a, 38b, 38c) 가 상하 방향으로 나란히 배치되어 있다. 각 LED 부 (38a, 38b, 38c) 는, 도 4A 에 나타내는 바와 같이 4 개의 LED 로 구성되어 있다. 3 개의 LED 부 (38a, 38b, 38c) 는, 각각 황색, 녹색, 적색으로 점등 가능하게 되어 있다.

다음으로, 도 5 ∼ 도 7 을 참조하여, 산포부 (33) 에 의한 비료의 산포를 제어하기 위한 구성에 대해서 설명한다. 도 5 는, 헬리콥터 (30) 의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 헬리콥터 (30) 의 기체 (31) 는, 배터리 (41) 와, DC-DC 컨버터 (42, 43) 와, 산포량 조정 유닛 (50) 과, 산포부 (33) 를 구비한다. 또, 산포부 (33) 는, 전동 액추에이터 (45) 와, 개폐 모터 (46) 와, 임펠러 구동 모터 (47) 를 구비한다. 또, 헬리콥터 (30) 는, 기체 배터리 (41a) 와, 기체 수신기 (44) 를 구비한다.

배터리 (41) 는, 기체 (31) 의 각 부에 대한 전력 공급원으로서 구성되어 있다. DC-DC 컨버터 (42) 는, 배터리 (41) 의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여, 전동 액추에이터 (45) 에 공급할 수 있다. 또, DC-DC 컨버터 (43) 는, 배터리 (41) 의 직류 전압을 다른 직류 전압으로 변환하여, 산포량 조정 유닛 (50) 에 공급할 수 있다. 기체 배터리 (41a) 는, 도시를 생략한 DC-DC 컨버터를 개재하여 개폐 모터 (46) 및 임펠러 구동 모터 (47) 에 직류 전압을 공급할 수 있다.

기체 수신기 (44) 는, 송신기 (60) 로부터의 조종 지령에 기초하여 기체 (31) 의 개폐 모터 (46) 및 임펠러 구동 모터 (47) 를 제어한다. 이로써, 기체 (31) 의 비행 및 비료의 산포에 관한 제어를 실현할 수 있다.

산포량 조정 유닛 (50) 은, 기체 (31) 의 위치 등에 따라서, 산포부 (33) 에 있어서 비료를 산포하는 양을 가상 맵 (6) 에 기초하여 자동적으로 조정하는 제어를 실시한다. 또한, 산포량 조정 유닛 (50) 의 상세는 후술한다.

전동 액추에이터 (45) 는, 도시를 생략한 구동 기구를 개재하여, 저류 탱크 (34) 에 접속되는 안내로 (35) 의 중도부를 개폐하기 위한 양 조절 셔터 부재 (48) 를 구동할 수 있다. 전동 액추에이터 (45) 는, 양 조절 셔터 부재 (48) 의 개도를 무단계 (또는, 충분히 많은 단계) 로 변경함으로써, 안내로 (35) 에 있어서의 비료의 유량을 필요한 만큼으로 좁혀, 임펠러 (36) 에 공급되는 비료의 양 (바꿔 말하면, 단위 시간당 비료의 산포량) 을 조정할 수 있다. 전동 액추에이터 (45) 에 의한 양 조절 셔터 부재 (48) 의 개도의 제어는, 산포량 조정 유닛 (50) 으로부터 입력되는 개도 신호에 기초하여 실시된다.

개폐 모터 (46) 는, 도시를 생략한 구동 기구를 개재하여, 안내로 (35) 의 중도부를 개폐하기 위한 개폐 셔터 부재 (49) 를 구동할 수 있다. 개폐 모터 (46) 는, 개폐 셔터 부재 (49) 의 개도를 전개와 전폐 사이에서 전환함으로써, 하류측에 대한 비료의 공급의 유무를 전환할 수 있다.

송신기 (60) 는 도시하지 않은 메인 산포 스위치를 구비하고 있고, 이 스위치를 오퍼레이터가 조작함으로써, 송신기 (60) 로부터의 무선 신호를 수신한 기체 수신기 (44) 가, 개폐 모터 (46) 에 의한 개폐 셔터 부재 (49) 의 개폐를 제어한다. 이상에 의해, 오퍼레이터의 지시에 따라서, 비료의 산포를 개시하거나 정지하거나 할 수 있다.

임펠러 구동 모터 (47) 는, 비료를 광범위하게 확산시키기 위한 임펠러 (36) 를 회전시키는 구동력을 공급한다.

다음으로, 산포량 조정 유닛 (50) 에 대해 상세하게 설명한다. 산포량 조정 유닛 (50) 은, CPU 로 이루어지는 연산부와, ROM 이나 RAM 등을 구비하는 기억부와, 상기한 리무버블 외부 메모리를 장착 가능한 커넥터를 갖는 컴퓨터로서 구성되어 있고, 상기 기억부에는, 비료의 단위 시간당 산포량을 조정하기 위한 산포량 조정 프로그램이 기억되어 있다. 이들 하드웨어와 소프트웨어의 협동에 의해서, 산포량 조정 유닛 (50) 을, 가상 맵 입력부 (52), 위치 정보 취득부 (53), 고도 정보 취득부 (53'), 속도 정보 취득부 (54), 필요 산포량 취득부 (55), 및 산포량 제어부 (56) 등으로서 동작시킬 수 있다.

가상 맵 입력부 (52) 는, 상기한 리무버블 외부 메모리로부터 도 3 과 같은 가상 맵 (6) 의 데이터를 입력하여, 산포량 조정 유닛 (50) 이 구비하는 RAM 등의 기억부로 읽어 들일 수 있다.

위치 정보 취득부 (53) 는, GPS 수신기 (37a) 로부터 기체 (31) 의 위치에 관한 정보 (구체적으로는, 위도 및 경도) 를 취득한다. 고도 정보 취득부 (53') 는, 도시를 생략한 레이저에 의해 계측된 기체 (31) 의 고도에 관한 정보를 취득한다.

속도 정보 취득부 (54) 는, 위치 정보 취득부 (53) 에서 얻어진 기체 (31) 의 위치의 변화와, 기체 (31) 에 구비된 도시를 생략한 가속도 센서의 검출치 또는 모션 센서 (37b) 의 센서치에 기초하여, 기체 (31) 의 이동의 속도 (방위를 포함한다) 를 취득한다.

필요 산포량 취득부 (55) 는, 위치 정보 취득부 (53) 에 의해 얻어지는 기체 (31) 의 현재 위치를, 가상 맵 (6) 에 적용시킴으로써, 기체 (31) 의 현재 위치에 있어서의 비료의 필요 산포량을 구한다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 기체 (31) 가 포장의 어느 영역 (메시) 을 비행하고 있는지에 따라서, 산포해야 할 비료의 양은 여러 가지로 상이하다. 필요 산포량 취득부 (55) 가 취득한 비료의 필요 산포량은, 산포량 제어부 (56) 에 출력된다.

산포량 제어부 (56) 는, 필요 산포량 취득부 (55) 에 의해 얻어진 비료의 필요 산포량과, 속도 정보 취득부 (54) 에 의해 얻어진 자기의 속도에 기초하여, 산포부 (33) 가 구비하는 양 조절 셔터 부재 (48) 의 개도에 관한 신호를 생성하고 전동 액추에이터 (45) 에 출력한다. 단, 산포량 제어부 (56) 는, 필요 산포량 취득부 (55) 에 의해 얻어진 비료의 필요 산포량과, 속도 정보 취득부 (54) 및 고도 정보 취득부 (53') 에 의해 얻어진 자기의 속도 및 고도에 기초하여, 양 조절 셔터 부재 (48) 의 개도를 결정해도 된다.

산포량 제어부 (56) 는, 산포부 (33) 를, 필요 산포량 취득부 (55) 에 의해 얻어진 비료의 필요 산포량을 실현하도록 제어한다. 따라서, 산포부 (33) 에 있어서의 단위 시간당 비료의 산포량은, 상기한 비료의 필요 산포량에 비례하며, 또한 속도 정보 취득부 (54) 에 의해 얻어진 자기의 속도에 비례하도록 제어되게 된다.

즉, 산포량 제어부 (56) 의 제어에 의해, 산포부 (33) 에 있어서의 단위 시간당 비료의 산포량은, 자기의 비행 속도의 증가에 수반하여 증가하고, 비행 속도의 감소에 수반하여 감소한다. 이로써, 자기의 비행 속도의 변동의 영향을 억제하여, 가상 맵 (6) 에 기초한 시비량의 조정을 정밀하게 실시할 수 있다.

도 6 및 도 7 은, 본 실시형태의 헬리콥터 (30) 를 사용하여 포장 (1) 에 비료를 산포하는 경우의 비행 경로의 예를 나타내고 있다. 도 6 에 있어서는, 시비량 맵 (5) 이 포장 (1) 에 겹쳐지는 형태로 2 점 쇄선에 의해 가상적으로 그려져 있다. 도 7 에 있어서는, 가상 맵 (6) 이 포장 (1) 에 겹쳐지는 형태로 2 점 쇄선에 의해 가상적으로 그려져 있다.

본 실시형태의 헬리콥터 (30) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 진행 방향 전방의 5 열의 메시에 대해 동시에 산포하도록 하고 있다. 즉, 헬리콥터 (30) 는, 비행하면서 약 5 m 의 폭으로 비료를 산포하도록 하고 있다. 이 때, 헬리콥터 (30) 는, 중심 열의 메시 상공을 통과하도록 오퍼레이터에 의해 원격 조작된다. 그리고, 5 열의 메시에 있어서의 필요 산포량을 평균한 필요 산포량에 기초하여, 산포부 (33) 에 있어서의 비료의 단위 시간당 산포량이 자동적으로 변경된다.

그런데, 멀티콥터 (10) 에 의해 포장 (1) 을 촬영한 날과, 헬리콥터 (30) 에 의해 산포 작업을 실시하는 날이 상이한 경우, 위성 신호를 취득 가능한 위성수가 상이한 경우에는, 실제로는 같은 위치라도, 멀티콥터 (10) 가 특정한 위치 정보와, 헬리콥터 (30) 가 특정한 위치 정보가 상이한 경우가 있고, 그 경우, 적절하게 산포 작업을 실시할 수 없다. 도 6 및 도 7 에 나타내는 예에서는, 멀티콥터 (10) 가 특정한 포장 (1) 의 구석의 위치 좌표 (M0) 는, 헬리콥터 (30) 가 특정한 포장 (1) 의 구석의 위치 좌표 (J0) 로부터 약 1 메시만큼 어긋나 있다. 위치 좌표 (M0) 와 위치 좌표 (J0) 의 어긋남은, 최대로 1 m 정도이다.

위치 좌표 (M0) 와 위치 좌표 (J0) 가 어긋난 상태로, 헬리콥터 (30) 가, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 자기의 현재 위치를 시비량 맵 (5) 에 적용시켜 산포하고자 하면, 위치 좌표 (J0) 와 위치 좌표 (M0) 사이의 영역은, 시비량 맵 (5) 의 외측의 비산포 영역 (산포량은 「0」) 이 되기 때문에, 필요 산포량이, 헬리콥터 (30) 에 가까운 쪽으로부터 순서대로, 2.0 (= (0＋3＋3＋3＋1)/5), 1.4 (= (0＋2＋2＋1＋2)/5), 1.6 (= (0＋1＋2＋2＋3)/5),··· 으로 된다. 따라서, 실제의 포장 (1) 에서는 산포가 필요한 위치 좌표 (J0) 와 위치 좌표 (M0) 사이의 영역이, 시비량 맵 (5) 상에서는 비산포 영역으로 되기 때문에, 필요 산포량이 부족하게 되어, 적절하게 산포 작업을 실시할 수 없다.

한편, 헬리콥터 (30) 가, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 자기의 현재 위치를 가상 맵 (6) 에 적용시켜 산포하는 경우, 필요 산포량은, 헬리콥터 (30) 에 가까운 쪽으로부터 순서대로, 2.6 (= (3＋3＋3＋3＋1)/5), 1.8 (= (2＋2＋2＋1＋2)/5), 1.8 (= (1＋1＋2＋2＋3)/5),··· 이 된다. 이로써, 본 발명에 의하면, 필요 산포량이 부족해지는 경우 없이, 적절하게 산포 작업을 실시할 수 있다.

[다른 실시형태]

(1) 헬리콥터 (30) 는, 입상의 비료를 산포하는 경우에 한정되지 않고, 다른 입상체, 분체, 또는 액체를 산포하는 경우에도 적용할 수 있다. 또, 헬리콥터 (30) 는, 비료 이외의 약제 등을 산포하는 경우에도 적용할 수 있다.

(2) 산포 작업기의 형태는 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어, 산포부 (33) 및 산포량 조정 유닛 (50) 은, 헬리콥터 (30) 에 한정되지 않고, 예를 들어 도 1 에 나타내는 멀티콥터 (10) 에 형성할 수도 있다.

(3) 시비량 맵 (5) 및 가상 맵 (6) 의 단위인 메시의 크기 및 형상은 전술한 것으로 한정되지 않고, 적절하게 설정 가능하다. 또, 전술한 실시형태에서는, 가상 맵 (6) 을 작성할 때, 시비량 맵 (5) 에 인접하여 1 메시분의 가상 영역 (5a) 을 형성했지만, 2 메시분 이상의 가상 영역 (5a) 을 형성하도록 해도 된다.

(4) 전술한 실시형태에서는, 시비량 맵 (5) 의 좌측에만 가상 영역 (5a) 을 형성하는 예를 나타냈지만, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 시비량 맵 (5) 의 주위를 둘러싸도록 가상 영역 (5a) 을 형성하도록 해도 된다. 또한, 가상 영역 (5a) 의 구석의 메시의 산포량은, 시비량 맵 (5) 의 구석의 메시의 산포량과 동일한 것으로 한다. 이와 같은 가상 맵 (6) 을 사용함으로써, 도 9 에 나타내는 바와 같이 멀티콥터 (10) 가 특정한 포장 (1) 의 구석의 위치 좌표 (M0) 가, 헬리콥터 (30) 가 특정한 포장 (1) 의 구석의 위치 좌표 (J0) 로부터, 좌우 방향뿐만 아니라 진행 방향으로도 어긋나 있는 경우라도, 적절하게 산포 작업을 실시할 수 있다.

(5) 전술한 실시형태에서는, 가상 영역 (5a) 에 있어서의 필요 산포량을, 인접하는 시비량 맵 (5) 의 메시에 있어서의 필요 산포량과 동일한 것으로 하고 있지만, 가상 영역 (5a) 에 있어서의 필요 산포량은, 시비량 맵 (5) 전체의 필요 산포량을 평균한 필요 산포량과 동일한 것으로 해도 된다.

(6) 헬리콥터 (30) 는, 시비량 맵 (5) 의 영역 내를 산포하고 있을 때와, 가상 영역 (5a) 내를 산포하고 있을 때에 있어서, 인식 가능하게 알림하는 표시부를 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, LED 표시부 (38) 를 표시부로서 사용할 수 있다. 시비량 맵 (5) 의 영역 내를 산포하고 있는 경우, 녹색의 LED 부 (38b) 를 점등시키고, 가상 영역 (5a) 내를 산포하고 있는 경우, 황색의 LED 부 (38a) 를 점등시키도록 한다.

(7) 가상 맵 (6) 의 각 메시에 대해 비료의 산포를 완료했는지 여부를 산포량 조정 유닛 (50) 을 기억할 수 있도록 구성하여, 비료의 산포가 완료된 메시를 기체 (31) 가 다시 통과한 경우에는, 양 조절 셔터 부재 (48) 를 자동적으로 전폐로 하거나, 자동적으로 개폐 셔터 부재 (49) 가 닫히도록 자동 제어해도 된다.

(8) 산포량 제어부 (56) 가, 자기의 고도에 기초하여, 단위 시간당 산포량을 제어하도록 해도 된다.

(9) 전술한 실시형태에서는, 가상 맵 (6) 의 데이터는, 리무버블 외부 메모리로부터 가상 맵 입력부 (52) 에 입력되고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 산포량 조정 유닛 (50) 이 시비량 맵 입력부 (51) 및 가상 맵 작성부 (51a) 를 구비하도록 해도 된다. 시비량 맵 입력부 (51) 는, 리무버블 외부 메모리로부터 도 2 와 같은 시비량 맵 (5) 의 데이터를 입력할 수 있다. 가상 맵 작성부 (51a) 는, 시비량 맵 입력부 (51) 에 의해 입력된 시비량 맵 (5) 의 주위의 비산포 영역에, 산포 영역으로서의 가상 영역 (5a) 을 시비량 맵 (5) 에 인접시켜 추가한 가상 맵 (6) 을 작성할 수 있다. 가상 맵 작성부 (51a) 는, 작성한 가상 맵 (6) 의 데이터를 가상 맵 입력부 (52) 에 입력한다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 도면에 기초하여 설명했지만, 구체적인 구성은 이들 실시형태로 한정되지 않는다고 생각해야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시형태의 설명만이 아니라 특허청구범위에 의해 개시되고, 나아가 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

1 : 포장
2 : 작물
5 : 시비량 맵
5a : 가상 영역
6 : 가상 맵
30 : 헬리콥터
31 : 기체
33 : 산포부
37a : GPS 수신기
38 : LED 표시부
51 : 시비량 맵 입력부
51a : 가상 맵 작성부
52 : 가상 맵 입력부
53 : 위치 정보 취득부
53' : 고도 정보 취득부
54 : 속도 정보 취득부
55 : 필요 산포량 취득부
60 : 송신기

Claims

비행하면서 포장에 산포물을 산포하는 산포 작업기와,
산포 대상인 포장을 세분화한 단위 구획마다 상기 산포물을 산포해야 할 양을 정한 필요 산포량 분포 정보와,
상기 필요 산포량 분포 정보에 대응시킨 위치 정보를 포함하는 시비량 맵을 갖고,
상기 시비량 맵의 산포 영역의 주위에 형성된 비산포 영역에 대하여,
산포물을 산포하는 산포 영역으로서의 가상 산포 영역을 형성하고,
상기 시비량 맵의 상기 산포 영역에 상기 가상 산포 영역을 추가하여 작성된 가상 맵을 갖고,
비행하는 산포 작업기의 현재 위치를 취득하는 위치 정보 취득부와,
상기 위치 정보 취득부에서 취득한 산포 작업기의 현재 위치의 위치 좌표를, 상기 가상 맵에 있어서의 위치 좌표에 적용시킴으로써,
산포 작업기의 상기 현재 위치에 있어서의 상기 산포물의 필요 산포량을 취득하는 필요 산포량 취득부를 갖는, 포장에 산포물을 산포하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 가상 산포 영역에 있어서의 필요 산포량은, 인접하는 상기 시비량 맵의 상기 단위 구획에 있어서의 필요 산포량과 동일한 것으로 하는, 포장에 산포물을 산포하는 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 가상 산포 영역에 있어서의 필요 산포량은, 상기 시비량 맵 전체의 필요 산포량을 평균한 필요 산포량과 동일한 것으로 하는, 포장에 산포물을 산포하는 시스템.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시비량 맵의 산포 영역을 산포하고 있을 때와, 상기 가상 맵의 상기 가상 산포 영역을 산포하고 있을 때에 있어서, 인식 가능하게 알림하는 표시부를 구비한, 포장에 산포물을 산포하는 시스템.
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