KR102230037B1 - 농업용 드론을 이용한 살포 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 농업용 살포 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 농업용 살포 시스템 제어 서버에 의하여, 피살포물 살포 작업 중인 제1드론으로부터 제1드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 제1드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신하는 단계; 작업 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍을 산출하는 단계; 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 이동 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 위치를 산출하는 단계; 제2드론에 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 송신하는 단계; 및 제1드론이 살포 작업을 중단하면 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 단계를 포함하는, 농업용 살포 시스템 제어 방법을 제공하고자 한다.

Description

농업용 드론을 이용한 살포 시스템{DISTRIBUTING SYSTEM USING AGRICULTURAL DRONES}
본 발명은 농업용 드론을 이용한 살포 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 비료, 농약, 씨앗 등의 피살포물을 살포하는 시스템을 제어하는 제어 서버 및 피살포물을 살포하는 드론을 포함하는 자동 살포 시스템에 관한 것이다.
대한민국의 농업기술(agricultural technology)은 꾸준히 발전되어 왔으며, 현재 농업은 미래에 촉망받는 산업 분야로서 제2의 전성기를 맞이하려 하고 있다. 하지만, 세부영역에서 아직도 선진국에 비해 기술적인 경쟁력을 갖지 못하고 있어 차세대 농업산업에 대응할 수 있는 기술 경쟁력의 확보가 급선무로 지적되고 있다.
현재, 작물 재배를 위해 자동화가 많이 진전되어 있으나, 농촌의 노동 인력들이 고령화됨에 따라 자동화의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 특히 농업에 큰 비중을 차지하는 방제 및 비료 살포 작업의 경우, 작업의 난이도뿐만 아니라 작업자의 건강에도 위협을 주는 요인이 있어 자동화에 대한 연구개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
통상적으로 방제 및 비료 살포 작업은 작물에 따라서 연간 10회 이상 필요한 것으로 작업자에게 큰 부담이 되고 있다. 특히, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제 및 비료 살포 작업은 생산비의 절감이 어렵고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산으로 인한 손실은 물론 근접 작업자의 중독사고가 우려되며, 불균일한 살포로 인하여 방제 및 비료 살포의 효과 감소를 초래할 수 있다.
이렇듯, 과도한 노동력투하와 더불어 전술한 각종 문제점 발생에 따른 방제 및 비료 살포 작업의 기피현상 등이 심화되고 있어, 새로운 작업 체계의 도입이 필요한 시점이다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 원격으로 드론을 조종하면서 농약 및 비료를 살포하는 기술이 연구되고 있다. 종래의 기술로 한국등록실용신안공보 20-0343358호(발명의 명칭: 무인항공 농약 살포기)와 같은 발명이 제안되었다.
다만, 위의 발명의 경우에도 드론을 조종하는 인력이 소모되고, 방제 및 비료 살포 작업의 완전 자동화가 이루어지지 못하는 문제가 있었다.
또한, 드론의 배터리가 방전되면 작업 수행이 정지되고, 배터리 교체 및 충전을 수동으로 수행해야 하는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 농업용 드론을 이용한 살포 시스템은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 농업용 살포 드론이 자동으로 피살포물을 대상 지역에 살포하고, 피살포물 보충 및 배터리 충전을 위하여 다른 드론과 교대하는 시간을 최소화하여 작업의 효율을 높이고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 농업용 살포 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 농업용 살포 시스템 제어 서버에 의하여, 피살포물 살포 작업 중인 제1드론으로부터 제1드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 제1드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신하는 단계; 작업 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍을 산출하는 단계; 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 이동 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 위치를 산출하는 단계; 제2드론에 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 송신하는 단계; 및 제1드론이 살포 작업을 중단하면 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 단계를 포함하는, 농업용 살포 시스템 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 실시예에 있어서 제1드론의 이동 패턴 정보는, 제1드론이 피살포물 살포 작업을 수행하는 살포 대상 지역의 형상을 기초로 하여 산출되는, 농업용 살포 시스템 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서 제2드론에 제1드론이 살포 작업을 중단하면 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 단계는, 피살포물 살포 작업을 중단한 제1드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신하는 단계; 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치를 비교하는 단계; 및 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 제2드론에 피살포물 살포 작업 시작을 요청하며, 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 위치로 이동을 요청하는 단계 포함하는, 농업용 살포 시스템 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 시스템 제어 서버에 있어서, 농업용 살포 시스템을 제어하는 프로그램이 저장된 메모리; 및 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 프로그램의 실행에 따라, 피살포물 살포 작업 중인 제1드론으로부터 제1드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 제1드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신하고, 작업 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍을 산출하고, 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 이동 정보를 기초로 하여 제1드론의 예상 작업 중단 위치를 산출하고, 제2드론에 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 송신하고, 제1드론이 살포 작업을 중단하면 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는, 농업용 살포 시스템 제어 서버를 제공하고자 한다.
본 실시예에 있어서 제1드론의 이동 패턴 정보는, 제1드론이 피살포물을 살포하는 살포 대상 지역의 형상을 기초로 하여 산출되는, 농업용 살포 시스템 제어 서버를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1드론이 살포 작업을 중단하면 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 것은, 피살포물 살포 작업을 중단한 제1드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신하고, 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치를 비교하고, 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 일치하면 제2드론에 피살포물 살포 작업 시작을 요청하며, 제1드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 불일치하면 제2드론에 제1드론의 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청하는, 농업용 살포 시스템 제어 서버를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 살포 드론을 제어하는 방법에 있어서, 피살포물 살포 작업 중인 다른 드론으로부터 다른 드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 본체의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신한, 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 작업 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보, 및 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 이동 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 수신하는 단계; 이동 요청을 기초로 하여 다른 드론의 예상 작업 중단 위치로 이동하는 단계; 및 다른 드론이 피살포물 살포 작업을 중단하면, 제어 서버로부터 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 단계를 포함하는, 농업용 살포 드론 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 실시예에 있어서 다른 드론의 이동 패턴 정보는, 다른 드론이 피살포물을 살포하는 살포 대상 지역의 형상을 기초로 하여 산출되는, 농업용 살포 드론의 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서 드론에 의하여, 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 것은, 피살포물 살포 작업을 중단한 다른 드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신한 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터, 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치를 비교하여 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 피살포물 살포 작업 시작을 요청받거나, 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 다른 드론의 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청받는, 농업용 살포 드론의 제어 방법을 제공 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 살포 드론에 있어서, 드론 본체; 농업용 살포 드론을 제어하는 프로그램이 저장된 메모리; 및 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고, 프로세서는 프로그램의 실행에 따라, 교대 작업 모드에서, 피살포물 살포 작업 중인 다른 드론으로부터 다른 드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 다른 드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신한, 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 작업 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보, 및 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 이동 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 수신하여, 이동 요청을 기초로 하여 드론 본체를 다른 드론의 예상 작업 중단 위치로 이동시키고, 다른 드론이 피살포물 살포 작업을 중단하면, 제어 서버로부터 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는, 농업용 살포 드론을 제공하고자 한다.
본 실시예에 있어서 기본 작업 모드에서, 피살포물 살포 작업 중에 드론 본체에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 드론 본체의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 제어 서버로 송신하고, 피살포물 살포 작업을 중단하면, 제어 서버에 작업 중단 타이밍 및 작업 중단 위치 정보를 송신하는, 농업용 살포 드론을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서 드론 본체의 이동 패턴 정보는, 피살포물을 살포하는 살포 대상 지역의 형상을 기초로 하여 산출되는, 농업용 살포 드론을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 피살포물 살포 시스템 제어 서버로부터 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 것은, 피살포물 살포 작업을 중단한 다른 드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신한 제어 서버로부터, 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치를 비교하여 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 피살포물 살포 작업 시작을 요청받거나, 다른 드론의 예상 작업 중단 위치와 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 다른 드론의 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청받는, 농업용 살포 드론을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 농업용 드론을 이용한 살포 시스템은 제어 서버가 농업용 살포 드론을 제어하여 자동으로 피살포물을 살포 대상 지역에 살포하고, 피살포물 보충 및 배터리 충전을 위하여 다른 드론과 교대하는 것을 자동화하고 연속적으로 수행되도록 하여 피살포물 살포 작업의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버의 구성을 보여주는 개략도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 드론의 작업 지역에 따른 이동 패턴을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 드론의 교대 방법을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 시스템의 데이터 처리를 보여주는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 농업용 드론을 이용한 살포 시스템에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 농업용 드론을 이용한 살포 시스템은, 농경 지역에 농업용 드론을 이용하여 피살포물을 자동으로 살포하기 위한 농업용 살포 시스템일 수 있다. 농업용 살포 시스템은 농업용 살포 시스템 제어 서버(30), 농업용 살포 드론(10, 20)을 포함할 수 있다.
한편, 여기에서 피살포물은 구체적으로 비료, 농약, 씨앗 등의 대면적에 살포될 수 있는 입자로 구성된 살포 대상물일 수 있다. 예를 들어 비료는 나프타, 인광석, 칼리광 등이 대표적이라고 할 수 있다. 이외에도 피살포물 원료는 토양의 생산력을 유지 또는 증진시키고, 작물을 잘 생장시키기 위하여 토양 또는 식물에 투입하는 영양물질 및 직접적으로는 작물의 영양물질이 되지는 않더라도 토양의 물리적 화학성 등을 개선하고 유용한 미생물들을 증진시키며, 토양 중에 식물에 이용될 수 없는 형태로 있는 양분을 이용이 가능한 형태로 바꾸어 준다든지, 유독성 물질의 독성을 저감시키는 등 간접적으로 작물의 생육에 도움을 주는 물질이라면 어떤 것이라도 포함할 수 있다. 또한 농약은 농작물에 해로운 벌레, 병균, 잡초 따위를 없애는 약품으로서 살균제, 살충제 등을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 시스템 제어 서버(30)는 농업용 살포 드론(10, 20)의 피살포물 이송 및 살포를 제어하는 서버일 수 있다. 농업용 살포 시스템 제어 서버(30)는 통신 모듈(31), 메모리(32), 프로세서(33), 데이터베이스(DB, 34)를 포함할 수 있다.
통신 모듈(31)은 통신망과 연동하여 농업용 살포 시스템 제어 서버(30)에 통신 인터페이스를 제공하는데, 농업용 살포 드론(10, 20)에 데이터를 송수신하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 통신 모듈(31)은 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
메모리(32)는 농업용 살포 시스템을 제어하는 프로그램이 기록될 수 있다. 또한, 메모리(32)는 프로세서(33)가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 메모리(32)는 휘발성 저장 매체(volatile storage media) 또는 비휘발성 저장 매체(non-volatile storage media)를 포함할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
프로세서(33)는 농업용 드론의 이동, 피살포물 살포 등의 농업용 살포 시스템이 제공하는 전체 과정을 제어할 수 있다. 프로세서(33)가 수행하는 각 단계에 대해서는 도2내지 도4를 참조하여 후술하기로 한다.
여기서, 프로세서(33)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리할 수 있는 모든 종류의 장치를 포함할 수 있다. 여기서, '프로세서(processor)'는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치를 의미할 수 있다. 이와 같이 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치의 일 예로서, 마이크로프로세서 (microprocessor), 중앙처리장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 등의 처리 장치를 망라할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 농업용 살포 드론(10, 20)은 피살포물을 이송하여 대상 지역에 살포하기 위한 드론일 수 있다. 농업용 살포 드론(10, 20)은 본체, 배터리, 카메라, 통신 모듈, 메모리, 프로세서를 주요 구성요소로서 포함할 수 있다.
드론 본체는 상술한 배터리, 카메라 등의 구성요소가 설치되고, 피살포물이 저장된 카트리지가 탑재되기 위한 부분일 수 있고, 드론의 비행 및 위치 확인을 위한 기타 구성요소를 모두 포함할 수 있다.
통신 모듈은 통신망과 연동하여 농업용 살포 드론이 농업용 살포 시스템 제어 서버(30)와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 제공하는 모듈일 수 있다. 메모리는 피살포물 살포를 수행하는 프로그램이 저장된 것일 수 있다. 프로세서는 메모리에 저장된 프로그램을 실행하기 위한 것일 수 있다.
농업용 살포 드론(10, 20)은 기본 작업 모드 또는 교대 작업 모드를 가질 수 있다. 기본 작업 모드는 피살포물 살포 대상 지역에서 살포 작업을 수행하는 모드일 수 있다. 농업용 살포 드론(10, 20)은 기본 작업 모드에서 피살포물 살포 작업 중에 드론 본체에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 드론 본체의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 제어 서버(30)로 송신할 수 있다.
또한, 농업용 살포 드론(10, 20)은 피살포물 살포 작업을 중단하면, 제어 서버(30)에 작업 중단 타이밍 및 작업 중단 위치 정보를 송신할 수 있다. 그리고, 피살포물 보충 및/또는 배터리 충전을 위해 이동할 수 있다.
교대 작업 모드는 피살포물 살포 중인 다른 드론과 교대시키기 위한 드론을 제어하는 모드일 수 있다. 교대 작업 모드에서, 농업용 살포 드론(10, 20)은 피살포물 살포 작업 중인 다른 드론으로부터 상기 작업 정보 및 상기 이동 정보를 수신한, 제어 서버(30)로부터 작업 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보, 및 상기 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 산출된 다른 드론의 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 수신할 수 있다. 이러한 이동 요청을 기초로 하여 농업용 살포 드론(10, 20)은 드론 본체를 다른 드론의 예상 작업 중단 위치로 이동시킬 수 있다. 그 다음으로, 다른 드론이 피살포물 살포 작업을 중단하면, 제어 서버(30)로부터 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신할 수 있다. 피살포물 살포 작업을 시작하면서 농업용 살포 드론(10, 20)은 기본 작업 모드로 변환될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 농업용 살포 시스템을 제어하는 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 상술한 기본 작업 모드의 드론을 제1드론(10)이라고 명명하고, 교대 작업 모드의 드론을 제2드론(20)이라고 명명하여 설명하겠다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 드론의 작업 지역에 따른 이동 패턴을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 농업용 살포 드론(10, 20)이 피살포물을 살포하려는 대상 지역은 다양한 형상을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 농업용 살포 드론(10, 20)의 이동 패턴 정보는 피살포물 작업을 수행하는 대상 지역의 형상을 기초로 하여 산출될 수 있다.
예를 들어 살포 대상 지역은 직사각형, 타원형, 직삼각형의 형상을 가질 수 있다. 이러한 살포 대상 지역의 면적 및 형상은 미리 데이터베이스(34)에 저장되어 있을 수 있다. 작업자는 살포 작업을 세팅하기 위해 살포 대상 지역을 선택하고 제어 서버(30)에 입력할 수 있다. 예를 들어, 작업자는 직사각형의 농경 지역을 살포 대상 지역으로 설정하여 제어 서버(30)에 입력할 수 있다.
제어 서버(30)에서는 작업자로부터 입력된 직사각형의 살포 대상 지역(F1)의 면적 및 형상을 기초로 하여, 농업용 살포 드론(10, 20)의 이동 패턴(L1)이 살포 대상 지역의 좌측 상단에 인접한 곳에서부터 우측단에 가까워지도록 수평이동하고, 우측단에 인접한 곳에서 대상 지역의 우측 변을 따라 하방으로 수직 이동하며, 이어서 살포 대상 지역의 좌측단에 가까워지도록 수평이동하고, 좌측단에 인접한 곳에서 대상 지역의 좌측 변을 따라 하방으로 수직 이동하는 패턴이 반복되도록 설정할 수 있다(도 2의 (a) 참조).
또한, 살포 대상 지역이 타원형과 유사한 형상인 경우에는 농업용 살포 드론(10, 20)의 이동 패턴(L2) 타원형의 살포 대상 지역(F2)의 좌측 상단에 인접한 곳에서부터 우측단에 가까워지도록 수평이동하고, 우측단에 인접한 곳에서 타원의 곡선을 따라 하방으로 이동하며, 이어서 살포 대상 지역의 좌측단에 가까워지도록 수평이동하고, 좌측단에 인접한 곳에서 타원의 곡선을 따라 하방으로 이동하는 패턴이 반복되도록 설정할 수 있다(도 2의 (b) 참조).
또한, 살포 대상 지역이 직삼각형과 유사한 형상인 경우에는 농업용 살포 드론(10, 20)의 이동 패턴(L3)이 직삼각형의 살포 대상 지역(F3)의 좌측 상단 꼭지점에 인접한 곳에서부터 하방으로 소정 거리로 수직 이동하고, 우측단에 가까워지도록 수평이동하며, 우측단에 인접한 곳에서 직삼각형의 빗변을 따라 대각 하방으로 이동하며, 이어서 좌측단으로 가까워지도록 수평 이동하는 이동 패턴이 반복되도록 설정할 수 있다(도 2의 (c) 참조).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 드론의 교대 방법을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 농업용 살포 시스템의 데이터 처리를 보여주는 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 농업용 살포 시스템 제어 서버(30)는 피살포물 살포 작업 중인 제1드론(10)으로부터 그에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보를 수신할 수 있다. 또한, 제어 서버(30)는 제1드론(10)의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신할 수 있다(S100).
그 다음으로, 제어 서버(30)는 상기 작업 정보를 기초로 하여 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍을 산출할 수 있다(S110). 예를 들어, 탑재된 피살포물의 잔량 정보는 제1드론(10)에 탑재된 피살포물의 중량 정보일 수 있고, 이로부터 피살포물의 중량 감소율을 계산하여 피살포물이 모두 소진되는 타이밍을 산출하여, 이를 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍으로 결정할 수 있다. 또한, 배터리 잔량 정보로부터 배터리 소진율을 산출하고, 배터리를 충전하는 장소까지 이동되는데 소요될 배터리 소진량을 고려하여 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍을 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1드론(10)의 배터리 잔량이 배터리를 충전하는 장소까지 이동되는데 소요될 배터리 소진량과 일치하는 시점이 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍이 될 수 있다. 배터리를 충전하는 장소까지 이동되는데 소요될 배터리 소진량은 살포 작업 전에 제1드론(10)이 배터리 충전 장소로부터 살포 대상 지역으로 이동하면서 소진된 배터리량을 기초로 계산될 수 있고, 제어 서버(30)의 데이터베이스(34)에 미리 저장된 정보일 수도 있다.
또한, 제어 서버(30)는 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 상기 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)를 산출할 수 있다(S110). 예를 들어, 배터리 잔량 정보로부터 도출된 배터리 소진율을 기초로 산출된 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍을 근거로 하여, 제1드론(10)의 현재 위치 이동 속도 및 이동 패턴을 적용하여, 예상 작업 중단 타이밍에 제1드론(10)이 위치할 예상 작업 중단 위치(S2)를 산출할 수 있다.
그 다음으로, 제어 서버(30)는 제2드론(20)에 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 예상 작업 중단 위치(S2) 정보를 포함하는 이동 요청을 송신할 수 있다(S120). 예를 들어, 제어 서버(30)는 제2드론(20)에 제1드론(10)의 예상 작업 중단 타이밍 보다 30초 전에 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)로 이동하도록 요청할 수 있다. 이러한 이동 요청에 따라, 제2드론(20)은 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)로 이동할 수 있다(S130).
그 다음으로, 제1드론(10)이 피살포물 살포 작업을 중단(S150)하면 제어 서버(30)는 제2드론(20)에 제1드론(10)의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치(S1)에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청할 수 있다.
구체적으로, 제어 서버(30)는 먼저 피살포물 살포 작업을 중단한 상기 제1드론(10)으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치(S1) 정보를 수신할 수 있다(S160). 그 다음으로, 제어 서버(30)는 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)와 실제 작업 중단 위치(S1)를 비교할 수 있다(S170). 상기 비교 결과에 따라, 제어 서버(30)는 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)와 실제 작업 중단 위치(S1)가 일치하면, 제2드론(20)에 피살포물 살포 작업 시작을 요청할 수 있다(도 3의 (a) 참조).
한편, 제어 서버(30)는 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)와 실제 작업 중단 위치(S1)가 불일치하면, 제2드론(20)에 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치(S1)로 이동하여 피살포물 살포 작업 시작할 것을 요청할 수 있다(S180). 이러한 경우에, 제2드론(20)이 이미 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)로 이동한 상태에서는 그 위치로부터 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치(S1)로 이동할 수 있다(도 3의 (b) 참조). 다만, 제2드론(20)이 제1드론(10)의 예상 작업 중단 위치(S2)로 이동 중에 제어 서버(30)로부터 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치(S1)로 이동 요청을 수신한 경우에는, 이동 경로를 수정하여 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치(S1)로 이동할 수 있다(도 3의 (c) 참조).
그 다음으로, 제2드론(20)은 제어 서버(30)의 피살포물 살포 작업 시작 요청에 따라 제1드론(10)의 실제 작업 중단 위치에서 피살포물 살포 작업을 시작할 수 있다(S190). 제2드론(20)은 피살포물 살포 작업 중에 작업 정보 및 이동 정보를 서버에 송신할 수 있다(S200).
이상으로 설명된 본 발명에 따른 농업용 드론을 이용한 살포 시스템은 제어 서버(30)가 농업용 살포 드론(10, 20)을 제어하여 자동으로 피살포물을 살포 대상 지역에 살포하고, 피살포물 보충 및 배터리 충전을 위하여 다른 농업용 살포 드론(10, 20)과 교대하는 것을 자동화하고 연속적으로 수행되도록 하여 피살포물 살포 작업의 효율을 높일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 제1드론
20: 제2드론
30: 서버

Claims (13)

  1. 농업용 살포 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    농업용 살포 시스템 제어 서버에 의하여,
    피살포물 살포 작업 중인 제1드론으로부터 상기 제1드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 상기 제1드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신하는 단계;
    상기 작업 정보를 기초로 하여 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍을 산출하는 단계;
    상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 상기 제1드론의 예상 작업 중단 위치를 산출하는 단계;
    제2드론에 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 송신하는 단계; 및
    상기 제1드론이 살포 작업을 중단하면 상기 제2드론에 상기 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 단계를 포함하되,
    상기 제1드론의 이동 패턴 정보는, 상기 제1드론이 피살포물 살포 작업을 수행하는 살포 대상 지역의 테두리 형상을 기초로 하여 산출되되, 상기 테두리 형상의 좌측 상단에서 우측단으로 수평이동하고, 다시 좌측단으로 수평이동하는 수평 패턴 사이에 상기 테두리 형상을 따라 일정 간격 하방으로 이동하는 하방 패턴을 포함하며, 상기 수평 패턴 및 하방 패턴이 상기 테두리 형상의 하단까지 반복 수행되고,
    상기 잔량 정보는 피살포물의 중량 정보인 것이고,
    상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보는,
    상기 제1드론에 탑재된 피살포물의 중량 감소율을 계산하여 피살포물이 모두 소진되는 타이밍이 산출되되 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍으로 결정된 것이고,
    상기 제2드론에 상기 제1드론이 살포 작업을 중단하면 상기 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 단계는,
    피살포물 살포 작업을 중단한 상기 제1드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신하는 단계;
    상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치를 비교하는 단계; 및
    상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 상기 제2드론에 피살포물 살포 작업 시작을 요청하며, 상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 상기 제2드론에 상기 제1드론의 상기 실제 작업 중단 위치로 이동을 요청하는 단계를 포함하는, 농업용 살포 시스템 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 농업용 살포 시스템 제어 서버에 있어서,
    농업용 살포 시스템을 제어하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 따라,
    피살포물 살포 작업 중인 제1드론으로부터 상기 제1드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 상기 제1드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신하고, 상기 작업 정보를 기초로 하여 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍을 산출하고, 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 상기 제1드론의 예상 작업 중단 위치를 산출하고, 제2드론에 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 송신하고, 상기 제1드론이 살포 작업을 중단하면 상기 제2드론에 상기 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하되,
    상기 제1드론의 이동 패턴 정보는, 상기 제1드론이 피살포물 살포 작업을 수행하는 살포 대상 지역의 테두리 형상을 기초로 하여 산출되되, 상기 테두리 형상의 좌측 상단에서 우측단으로 수평이동하고, 다시 좌측단으로 수평이동하는 수평 패턴 사이에 상기 테두리 형상을 따라 일정 간격 하방으로 이동하는 하방 패턴을 포함하며, 상기 수평 패턴 및 하방 패턴이 상기 테두리 형상의 하단까지 반복 수행되고,
    상기 잔량 정보는 피살포물의 중량 정보인 것이고,
    상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보는,
    상기 제1드론에 탑재된 피살포물의 중량 감소율을 계산하여 피살포물이 모두 소진되는 타이밍이 산출되되 상기 제1드론의 예상 작업 중단 타이밍으로 결정된 것이고,
    상기 제1드론이 살포 작업을 중단하면 상기 제2드론에 상기 제1드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 제1드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업을 시작하도록 요청하는 것은,
    피살포물 살포 작업을 중단한 상기 제1드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신하고, 상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치를 비교하고, 상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 일치하면 상기 제2드론에 피살포물 살포 작업 시작을 요청하며, 상기 제1드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 불일치하면 상기 제2드론에 상기 제1드론의 상기 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청하는, 농업용 살포 시스템 제어 서버.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 농업용 살포 드론을 제어하는 방법에 있어서,
    피살포물 살포 작업 중인 다른 드론으로부터 상기 다른 드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 상기 다른 드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신한, 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 상기 작업 정보를 기초로 하여 산출된 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보, 및 상기 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 산출된 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 수신하는 단계;
    상기 이동 요청을 기초로 하여 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 위치로 이동하는 단계; 및
    상기 다른 드론이 피살포물 살포 작업을 중단하면, 상기 제어 서버로부터 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 다른 드론의 이동 패턴 정보는, 상기 다른 드론이 피살포물을 살포하는 살포 대상 지역의 테두리 형상을 기초로 하여 산출되되, 상기 테두리 형상의 좌측 상단에서 우측단으로 수평이동하고, 다시 좌측단으로 수평이동하는 수평 패턴 사이에 상기 테두리 형상을 따라 일정 간격 하방으로 이동하는 하방 패턴을 포함하며, 상기 수평 패턴 및 하방 패턴이 상기 테두리 형상의 하단까지 반복 수행되고,
    상기 잔량 정보는 피살포물의 중량 정보인 것이고,
    상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보는,
    상기 다른 드론에 탑재된 피살포물의 중량 감소율을 계산하여 피살포물이 모두 소진되는 타이밍이 산출되되 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍으로 결정된 것이고,
    상기 드론에 의하여, 상기 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 것은,
    피살포물 살포 작업을 중단한 상기 다른 드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신한 상기 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터, 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치를 비교하여 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 피살포물 살포 작업 시작을 요청받거나, 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 상기 다른 드론의 상기 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청받는, 농업용 살포 드론 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 농업용 살포 드론에 있어서,
    드론 본체;
    상기 농업용 살포 드론을 제어하는 프로그램이 저장된 메모리; 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 프로그램의 실행에 따라, 교대 작업 모드에서,
    피살포물 살포 작업 중인 다른 드론으로부터 상기 다른 드론에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 상기 다른 드론의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 수신한, 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 상기 작업 정보를 기초로 하여 산출된 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보, 및 상기 예상 작업 중단 타이밍 정보 및 상기 이동 정보를 기초로 하여 산출된 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 위치 정보를 포함하는 이동 요청을 수신하여, 상기 이동 요청을 기초로 하여 상기 드론 본체를 다른 드론의 예상 작업 중단 위치로 이동시키고,
    상기 다른 드론이 피살포물 살포 작업을 중단하면, 상기 제어 서버로부터 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하되,
    기본 작업 모드에서,
    피살포물 살포 작업 중에 상기 드론 본체에 탑재된 피살포물의 잔량 정보 및 배터리 잔량 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 작업 정보, 및 상기 드론 본체의 위치 정보 및 이동 패턴 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 이동 정보를 상기 제어 서버로 송신하고,
    피살포물 살포 작업을 중단하면, 상기 제어 서버에 작업 중단 타이밍 및 작업 중단 위치 정보를 송신하고,
    상기 드론 본체의 이동 패턴 정보는, 피살포물을 살포하는 살포 대상 지역의 테두리 형상을 기초로 하여 산출되되, 상기 테두리 형상의 좌측 상단에서 우측단으로 수평이동하고, 다시 좌측단으로 수평이동하는 수평 패턴 사이에 상기 테두리 형상을 따라 일정 간격 하방으로 이동하는 하방 패턴을 포함하며, 상기 수평 패턴 및 하방 패턴이 상기 테두리 형상의 하단까지 반복 수행되고,
    상기 잔량 정보는 피살포물의 중량 정보인 것이고,
    상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍 정보는,
    상기 다른 드론에 탑재된 피살포물의 중량 감소율을 계산하여 피살포물이 모두 소진되는 타이밍이 산출되되 상기 다른 드론의 예상 작업 중단 타이밍으로 결정된 것이고,
    상기 농업용 살포 시스템 제어 서버로부터 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 타이밍에 맞추어 상기 다른 드론의 실제 작업 중단 위치에서부터 피살포물 살포 작업 시작 요청을 수신하는 것은,
    피살포물 살포 작업을 중단한 상기 다른 드론으로부터 실제 작업 중단 타이밍 및 실제 작업 중단 위치 정보를 수신한 상기 제어 서버로부터, 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치를 비교하여 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 일치하면, 피살포물 살포 작업 시작을 요청받거나, 상기 다른 드론의 상기 예상 작업 중단 위치와 상기 실제 작업 중단 위치가 불일치하면, 상기 다른 드론의 상기 실제 작업 중단 위치로 이동하도록 요청받는, 농업용 살포 드론.
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