KR102267022B1 - 액제 혹은 입제를 변량 살포하기 위한 드론 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 입제 혹은 액제를 변량 살포하기 위한 드론은 비행 전에 비행경로에 대한 정보 및 상기 입제 혹은 액제의 변량 살포에 관한 변량 살포 데이터를 수신하는 무선통신부; 상기 드론의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부; 상기 비행경로에 대한 정보에 기초하여 상기 드론의 비행을 제어하는 비행 제어부; 및 상기 비행경로에 대한 정보 및 상기 변량 살포 데이터에 기초하여 변량 살포 구역 별로 대응하는 살포량으로 상기 입제 혹은 액제를 살포하도록 제어하는 살포 제어부를 포함하되, 상기 변량 살포 데이터는 변량 살포 구역의 위치에 대한 정보 및 상기 변량 살포 구역 별로 대응하는 변량 살포량 정보를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 변량살포에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약제 또는 입제를 변량 살포하기 위한 드론에 관한 것이다.
무인 항공기는 세계적으로 무인 비행장치, ‘무인 항공기시스템’(Unmanned Aircraft System; ‘UAS’), ‘원격조종 항공기시스템(Remotely Piloted Aircraft System, RPAS), 드론(Drone) 등으로 불리울 수 있다.
드론은 기체에 사람이 타지 않고 지상에서 무선전파로 원격조종한다는 점에서 무인항공기(UAV)라고 할 수 있다. 2010년대를 전후하여 군사적 용도 외 다양한 민간 분야에도 활용되고 있다. 드론에는 카메라, 센서, 통신시스템 등이 탑재돼 있으며 25g부터 1200kg까지 무게와 크기도 다양하다. 드론은 군사용도로 처음 생겨났지만 최근엔 고공 촬영과 배달 등으로 확대됐다. 농약을 살포하거나, 공기질을 측정하는 등 다방면에 활용되고 있다. 드론은 용도에 따라 표적 드론(target drone), 정찰 드론(reconnaissance drone, RQ) 또는 감시 드론(surveillance drone), 다목적 드론(multi-roles drone, MQ) 등으로 구분된다.
도 1은 드론으로 농약을 살포하는 예를 도시한 도면이다.
드론은 무선전파로 조정하는 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)로 처음에는 군사용으로 개발되었으나 IoT, 빅데이터, AI 등 첨단기술과 융합되면서 다양한 분야에서 활용되고 있다. 농업용 드론은 카메라와 센서, 통신시스템을 탑재해 매핑과 파종, 살포, 작물의 생육상태, 재배관리 및 병해충 검출 등에 활용되고 있다. 이러한 드론을 통해 생산성 향상 이상으로 노동력 부족 현상을 완화시키고 노동 환경 개선에도 도움을 주는 등으로 스마트 농업을 확산시키고 있다.
드론에 장착가능한 약제통에는 많은 량의 농약을 실을 수 없어서 농약 살포량의 한계가 있고, 또한 구역 별로 필요한 농약 살포량이 다른 경우에 농약 살포의 정밀 제어가 필요하다. 그러나, 아직 드론으로 농약 등의 약제 혹은 씨앗 등의 입제를 변량 살포하기 위한 구체적인 정밀 제어가 연구되지 않고 있다.
본 발명에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 다양한 실시예를 제시하고자 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 입제 혹은 액제를 변량 살포하기 위한 드론을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 입제 혹은 액제를 변량 살포하기 위한 드론은, 비행 전에 비행경로에 대한 정보 및 상기 입제 혹은 액제의 변량 살포에 관한 변량 살포 데이터를 수신하는 무선통신부; 상기 드론의 위치정보를 획득하는 위치정보 획득부; 상기 비행경로에 대한 정보에 기초하여 상기 드론의 비행을 제어하는 비행 제어부; 및 상기 비행경로에 대한 정보 및 상기 변량 살포 데이터에 기초하여 변량 살포 구역 별로 대응하는 살포량으로 상기 입제 혹은 액제를 살포하도록 제어하는 살포 제어부를 포함하되, 상기 변량 살포 데이터는 변량 살포 구역의 위치에 대한 정보 및 상기 변량 살포 구역 별로 대응하는 변량 살포량 정보를 포함할 수 있다.
상기 변량 살포 데이터는 살포 구역에 대한 정보를 더 포함하고, 상기 살포 구역은 변량 살포 구역 경계를 기준으로 소정 거리 범위 내로 정의되는 구역인 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역, 상기 변량 살포 구역 내에서 상기 변량 살포 임계 구역 이외의 구역에 해당하는 제 2 구역, 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제3구역으로 구분되고, 상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1내지 제 3 구역에서의 상기 액제 혹은 입제의 살포 속도를 더 포함하고, 상기 제 1 구역의 살포 속도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 낮으며, 상기 살포 제어부는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 제 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 느린 속도로 살포하도록 제어할 수 있다.
상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1 내지 제 3 구역에서의 비행 고도에 대한 정보를 더 포함하며, 상기 제 1 구역의 비행 고도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 비행 고도 보다 낮으며, 상기 비행 제어부는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역 보다 낮은 고도를 유지하여 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도는 동일하다. 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 비행 속도는 동일할 수 있다.
상기 드론은 상기 변량 살포 구역 별로 대응하는 살포량으로 상기 입제 혹은 액제를 살포하는 살포부를 더 포함하되, 상기 살포부는 살포 타입이 상기 입제 혹은 액제인지에 따라 교체를 위해 탈착가능하게 구비할 수 있다.
상기 드론은 상기 수신한 비행경로에 대한 정보 및 상기 입제 혹은 액제의 변량 살포에 관한 변량 살포 데이터 중 적어도 하나를 저장하는 메모리부를 더 포함할 수 있다.
상기 비행 제어부의 의해 상기 드론이 가속되는 구간에서는 상기 살포 제어부는 살포량을 가속될수록 늘리도록 제어하고, 사전에 설정한 속도에 다다르면 살포량을 유지하도록 제어하며, 상기 살포부는 상기 살포 제어부의 제어에 따라 살포할 수 있다. 상기 비행 제어부의 의해 상기 드론이 감속되는 구간에서는 상기 살포 제어부는 살포량을 감속될수록 줄이도록 제어하고, 사전에 설정한 속도에 다다르면 살포량을 유지하도록 제어하며, 상기 살포부는 상기 살포 제어부의 제어에 따라 살포할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 변량 살포 구역에서 살포량을 조절하여 효율적으로 살포하게 됨으로써 스마트 농업이 가능해지고 수확률도 높일 수 있게 된다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 드론으로 농약을 살포하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론을 활용한 정밀 농업 시나리오를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 변량 살포를 수행하는 드론의 블록도를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 변량 살포 수행의 제 1 실시예의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 변량 살포 구역을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 변량 살포 구역 내에서 드론(300)의 속도와 분사량과의 관계를 나타낸 예시적 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 드론(300)이 변량 살포를 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 드론(300)의 임무에 맞는 장비 모듈화를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 1은 드론으로 농약을 살포하는 예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론을 활용한 정밀 농업 시나리오를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 변량 살포를 수행하는 드론의 블록도를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 변량 살포 수행의 제 1 실시예의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 변량 살포 구역을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 6은 변량 살포 구역 내에서 드론(300)의 속도와 분사량과의 관계를 나타낸 예시적 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 드론(300)이 변량 살포를 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 드론(300)의 임무에 맞는 장비 모듈화를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 드론을 활용한 정밀 농업 시나리오를 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 2를 참조하면, 정밀 농업이란 토양 특성과 작물 생육 특성이 농경지 위치 별 차이로 수확량과 품질에 차이가 있으므로 위치별 맞춤형 농경 관리를 통해 환경 보호 및 생산량을 극대화하기 위한 농업 기술을 말한다. 이러한 정밀 농업은 무인 항공기(예를 들어, 드론)(이하 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 드론으로 설명한다)를 이용하여 달성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 먼저 대상농지를 선정하고 비행계획 수립을 수립한다. 그 후, 드론이 비행하면서 대상농지에 대한 영상을 촬영한다. 예를 들어, 드론은 주간 단위로 촬영할 수 있다. 드론은 촬영된 영상을 전처리 혹은/및 보정을 하여 정사영상 및/또는 수치 데이터를 생성할 수 있다. 여기서 정사영상(Orthophoto)이라 함은 사진 촬영 당시의 카메라 자세 및 지형 기복에 의해 발생된 대상체의 변위를 제거한 영상을 말하며, “수치미분편위수정” 이라고도 불리는 정사보정 작업을 통하여 제작된 영상을 말한다.
드론은 정사영상 및/또는 수치 데이터를 생성한 후, 정밀하게 비행경로를 생성할 수 있다. 임무 별로 드론이 자동으로 정밀 비행 패턴을 생성할 수 있다. 예를 들어, 임무가 작물 촬영이라고 한다면, 드론은 작물들을 촬영하고 촬영된 영상을 통해 생육이상 여부도 식별해 낸다. 즉, 작물의 영양상태/병충해의 유무 혹은/및 영양상태/병충해의 정도를 식별하고 판독해 낼 수 있다.
작물의 영양상태 혹은 병충해의 정도/유무에 기초하여 드론은 파종, 비료/농약을 살포할 수 있다. 이때, 드론은 자동 정밀 경로 비행을 통해 정규식생지수(NDVI) 연계하여 차등적으로 살포할 수 있다. 이후, NDVI 분석을 통해 살포효과를 확인할 수 있다. 이러한 살포효과는 인공지능(AI) 통합분석 서버로 전송된다. 인공지능 통합분석 서버는 통합 DB를 구축하여 수확량을 예측하고, 작물모형 등도 분석할 수 있다. 인공지능 통합분석 서버는 생성된 정보를 영농기술 웹서비스로서 농민의 단말기이나 정책입안자 단말기, 서버 등으로 전송해 줄 수 있다.
정밀 농업 시나리오는 이러한 일련의 과정을 통해 수행됨으로써 위치 별로 맞춤형 농경 관리를 해 줄 수 있고 생산량도 극대화하며, 노동력도 절감할 수 있게 된다.
제 1 실시예
도 3은 본 발명에 따른 변량 살포를 수행하는 드론의 블록도를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 변량 살포 수행의 제 1 실시예에 해당한다. 도 3을 참조하면, 드론(300)은 무선통신부(310), 위치정보 획득부(320), 메모리부(330), 제어부(340), 살포부(370) 및 촬영부(380)을 포함할 수 있다.
여기서, 제어부(340)는 비행 제어부(350) 및 살포 제어부(360)를 포함하고 있다. 제어부(340)는 비행제어 및 살포제어의 기능 이외에도 드론(300)의 운용을 위한 다양한 동작, 연산 뿐만 아니라 촬영된 영상에 대한 이미지 처리 프로세싱 등을 수행할 수 있다.
살포부(370)는 노즐(373)(미도시) 및 액제나 입제를 수용하기 위한 액제통 혹은 입제통(375)(미도시)를 포함하고 있다. 촬영부(380)는 비행하면서 대상농지 등에 대해 영상을 실시간으로 촬영할 수 있도록 구비되어 있다.
무선통신부(310)는 LTE, 5G 등 셀룰러 통신이 가능하게 하는 통신 모듈 뿐만 아니라 블루투스, 와이파이(WiFi) 등이 가능한 모듈도 구비하고 있어 지상 제어 시스템(Ground Control System)과 다양한 방식으로 무선통신을 수행한다. 본 발명에서 지상 제어 시스템은 드론(300)의 변량 살포 등을 제어하기 위한 지상에 있는 제어부 등을 가리키는 것으로 단말기, 노트북, 태블릿 등의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 도 2에서 설명한 바와 같이, 드론 등을 통해 대상농지(혹은 농경지)를 촬영하여 영상(이미지)를 분석하고, 농약 살포 구역을 설정하고 그 후 비행경로를 설정한다. 이렇게 설정된 여러 대상농지들에 대한 비행경로들에 대한 정보를 지상 제어 시스템(GCS)은 저장하고 있다. 무선통신부(310)는 지상 제어 시스템으로부터 드론(300)이 비행해야 할 비행경로에 대한 정보를 수신할 수 있다. 무선통신부(310)는 수신한 비행경로에 대한 정보를 비행 제어부(350)으로 전달해 줄 수 있다.
위치정보 획득부(320)는 드론(300)의 위치를 파악할 수 있다. 위치정보 획득부(320)는 획득한 자기의 위치 정보를 비행 제어부(350)로 전달해 줄 수 있다. 여기서 위치정보 획득부(320)는 일 예로서 RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS)와 같은 실시간 이동 측위 위치정보 시스템일 수 있다.
기존의 GPS는 다소 넓은 오차범위 때문에 드론의 군집 비행에 적합하지 않았다. 미터 단위의 오차는 촘촘히 비행하는 군집 비행에 있어서는 치명적인 문제였기 때문이다. 기존의 방식은 하늘의 GPS 위성, 지상의 제어국, 드론의 GPS 수신기, 이 셋의 통신으로 위치정보를 계산했지만, RTK-GPS는 여기에 기준국을 하나 더 추가한다. 기준국은 지상에 고정해 놓은 안테나이다. 이 안테나는 하나의 기준점이 되어 드론의 상대적인 거리와 각도를 실시간으로 파악한 뒤 GPS로 획득한 위치를 보정해 나간다.
위치정보 획득부(320)는 실시간으로 드론의 위치를 파악하기 때문에 위성이 보낸 신호에 조금이라도 오차가 있다면 바로 보정 신호를 보내 오차를 줄여가는 방식이다. 이러한 방식은 기존의 미터 단위의 오차를 센티미터 단위로 줄이는 것을 가능하게 한다. RTK-GPS의 정밀한 측량 덕에 여려 대의 드론들이 공중에서 부딪히지 않고 일정한 간격을 유지하며 비행할 수 있는 것이다. 본 발명에서도 RTK-GPS(320)의 정확한 측위 정보로 드론의 위치를 정확하게 파악하여 정밀한 입제 혹은 약제 살포를 가능하게 할 수 있다.
비행 제어부(350)는 위치정보 획득부(320)로부터 수신한 위치 정보를 무선통신부(310)에 전달하고, 무선통신부(310)는 이 위치 정보를 지상 제어 시스템으로 전송한다.
이후, 지상 제어 시스템은 수신한 위치 정보에 기초하여 위치 정보에 따른 액제 혹은 입제의 살포량을 결정한다. 즉, 지상 제어 시스템은 수신한 드론의 위치 정보에 대응하는 비행경로를 추출하고, 추출된 비행경로에서의 살포량을 결정할 수 있다. 이때, 지상 제어 시스템은 해당 비행 경로에 변량살포 구역이 포함되어 있는 지를 검토하고 변량살포 구역을 고려하여 살포량을 결정할 수 있다. 즉, 지상 제어 시스템은 위치 정보에 따른 살포량을 결정한다.
본 발명에서 변량살포란 살포부(370)가 살포되는 액제 혹은 입제의 양을 수 단계(예를 들어, 1 ~5단계)로 조절하여 살포하는 것을 말한다. 예를 들어, 비-변량살포 구역의 살포량이 3단계 레벨이라고 가정하면, 제 1 변량 살포 구역은 더욱 살포가 필요한 구역으로서 예를 들어 5단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있고, 제 2 변량 살포 구역은 살포가 덜 필요한 구역으로서 살포부(370)가 예를 들어 1단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 변량 살포 구역은 비-변량 살포 구역의 살포량과는 다른 살포량이 요구되는 구역으로서 미리 정의 혹은 결정할 수 있다.
단위 대상농지 내에서의 변량 살포 구역들에 대한 각각의 살포량은 작물의 생육상태, 병충해 유무/병충해 상태 뿐만 아니라 그 구역의 지리적 위치(고도), 살포 시기(예를 들어, 계절별) 별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 대상농지 내의 복수의 변량 살포 구역들인 제 1 및 제 2 변량 살포 구역이 정의되어 있다고 가정하자. 동일한 시기에 살포하는 경우 제 2 변량 살포 구역은 상기 제 1 변량 살포 구역 보다 고도가 소정 범위 보다 높아서 살포량을 제 1 변량 살포 구역보다 적게 할 수 있다. 혹은 그 반대로 고도가 높은 제 2 변량 살포 구역에 제 1 변량 살포 구역 보다 살포량을 더 많이 할당할 수도 있다.
또한, 예를 들어, 제 1 변량 살포 구역은 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다. 이러한 변량 살포 구역 별로의 다양한 살포량에 대한 모든 정보는 지상 제어 시스템에 저장되어 있다. 제 2 변량 살포 구역도 마찬가지이다. 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다.
무선통신부(310)는 지상 제어 시스템(GCS)로부터 해당 비행 경로에서의 살포량 정보를 수신하여 이를 살포 제어부(370)으로 전달해 준다. 이후, 드론(300)은 비행 제어부(350)의 제어에 따라 비행경로를 비행하고, 살포 제어부(360)는 지상 제어 시스템으로부터 수신하여 무선통신부(310)으로부터 전달받은 해당 비행 경로에 대한 살포량 정보에 기초하여 해당 비행 경로 내에서의 구역 별로 살포량을 제어할 수 있다. 해당 비행 경로에 대한 살포량 정보에는 변량 살포 구역, 비-변량 살포 구역 등 각각의 구역에 대한 살포량에 대한 정보가 포함되어 있을 수 있다. 살포 제어부(360)는 결정된 살포량에 대한 정보를 살포부(370)로 전달해 줄 수 있다.
살포부(360)는 살포 제어부(360)으로부터 전달받은 살포량으로 해당 위치에서 노즐을 통해 약제 혹은 입제를 살포 혹은 분사할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 변량 살포 수행의 제 1 실시예의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 드론(300)의 무선통신부(310)는 지상 제어 시스템으로부터 드론(300)이 비행 전에 비행해야 할 비행경로에 대한 정보를 수신할 수 있다(S410). 무선통신부(310)는 수신한 비행경로에 대한 정보를 비행 제어부(350)으로 전달해 줄 수 있다.
위치정보 획득부(320)는 드론(300)의 위치를 파악할 수 있다(S420). 위치정보 획득부(320)는 획득한 자기의 위치 정보를 비행 제어부(350)로 전달해 줄 수 있다. 비행 제어부(350)는 위치정보 획득부(320)로부터 수신한 위치 정보를 무선통신부(310)에 전달하고, 무선통신부(310)는 이 위치 정보를 지상 제어 시스템으로 전송한다(S430).
이후, 지상 제어 시스템은 수신한 위치 정보에 기초하여 위치 정보에 따른 액제 혹은 입제의 살포량을 결정한다. 즉, 지상 제어 시스템은 수신한 드론의 위치 정보에 대응하는 비행경로를 추출하고, 추출된 비행경로에서의 살포량을 결정할 수 있다. 이때, 지상 제어 시스템은 비행 경로에 변량살포 구역이 포함되어 있는 지를 판단할 수 있다(S440). 그리고, 지상 제어 시스템은 드론(300)이 변량살포 구역에 진입한 것으로 판단된 경우 해당 구역에 필요한 살포량을 결정하고, 이를 무선통신부(310)로 전송할 수 있다(S450). 만약, 드론(300)이 변량 살포 구역에 진입하지 않은 경우로 판단된다면 살포량 정보를 전송해 주지 않을 수 있다. 비-변량 살포 구역에 대해서는 사전에 디폴트로서 살포량이 정의되어 있을 수 있기 때문에 비-변량 살포 구역에 대한 살포량에 대한 정보를 별도로 시그널링해 줄 필요가 없다.
무선통신부(310)는 지상 제어 시스템(GCS)로부터 살포량 정보를 수신하여 이를 살포 제어부(370)으로 전달해 준다. 이후, 드론(300)은 비행 제어부(350)의 제어에 따라 비행경로를 비행하고, 살포 제어부(360)는 지상 제어 시스템으로부터 수신한 살포량 정보에 기초하여 해당 위치에서의 살포량을 결정 혹은 제어할 수 있다(S460). 살포 제어부(360)는 결정된 살포량에 대한 정보를 살포부(370)로 전달해 줄 수 있다. 살포 제어부(360)은 해당 변량 살포 구역 별로 결정된 혹은 설정된 살포량으로 살포될 수 있도록 제어할 수 있다. 살포부(360)는 살포 제어부(360)의 제어에 따라 살포 제어부(360)로부터 전달받은 살포량으로 노즐을 통해 약제 혹은 입제를 살포 혹은 분사할 수 있다(S470).
도 5는 본 발명의 변량 살포 구역을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 5에 도시된 영상은 대상농지에서 촬영된 영상으로서 제 1 변량 살포 구역(510)과 제 2 변량 살포 구역(520)이 도시되어 있다. 제 1 변량 살포 구역(510)은 파란 점선(540)의 연결로 이루어진 영역 혹은 구역으로서 정의되고, 제 2 변량 살포 구역(520)은 파란 점선(550)의 연결로 이루어진 영역 혹은 구역으로 정의된다. 도 5에서 빨간 점들로 표시된 W1는 주로 구역 항법에서 지정된 위치를 식별하기 위해서 사용되는 미리 결정된 지리적 위치(waypoint)이다. 이 W1 점들을 연결하여 이루어지는 사각형(파란점선들로(570) 이루어지는 사각형)이 드론(300)의 비행경로 구역일 수 있다. 이 비행경로 구역에서 노란색으로 표시된 선(일 예로서, 노란색(560))들이 드론(300)의 비행경로 일 수 있다. 드론(300)은 비행경로 구역 내에서 노란색으로 표시된 선들(일 예로서, 노란색(560))을 따라 이동하며 비행하되, 도 5에 도시된 화면에서 드론(300)은 위의 W1점(562)에서 아래 W1점(563)로 이동하다가 그 옆의 W1점(564)에서 해당 경로 위의 W1점(565)으로 비행하며 액제 혹은 입제를 살포할 수 있다.
지상 제어 시스템은 도 5에 도시된 대상농지의 비행경로 구역 내에서 510 구역을 제 1 변량살포 구역으로 설정하고, 520 구역을 제 2 변량 살포 구역으로 설정하였다. 지상 제어 시스템은 제 1 변량 살포 구역(510)은 예를 들어 비-변량 살포 구역(비행경로 구역 내에서 510 및 520 구역을 제외한 영역이 될 것이다) 보다는 더 많은 액제 혹은 입제의 살포가 필요한 구역으로 살포량을 4단계 레벨로 정할 수 있다. 지상 제어 시스템은 제 2 변량 살포 구역(520)은 예를 들어 비-변량 살포 구역 보다 더 적은 액제 혹은 입제의 살포가 필요한 구역으로 살포량을 2단계 레벨로 정할 수 있다. 또는, 지상 제어 시스템은 제 1 변량 살포 구역(510) 및 제 2 변량 살포 구역(520)의 살포량은 비-변량 살포 구역의 살포량 보다는 크지만 제 1 및 제 2 변량 살포 구역 간에 상대적으로 제 1 변량 살포 구역(510)에 제 2 변량 살포 구역(520) 보다 더 많이 살포량을 설정/할당할 수 있다. 결국, 지상 제어 시스템은 제 1 및 제 2 변량 살포 구역(510, 520)에 각각에 해당하는 살포량을 설정/할당해 놓을 수 있다. 비-변량 살포 구역의 경우에는 지상 제어 시스템이 특별히 살포량을 변경하지 않는 이상 디폴트로서 살포량 3단계 레벨로 유지될 수 있다.
제 2 실시예
다음으로는 본 발명의 제 2 실시예에 따라 드론(300)이 변량 살포를 수행하는 방법을 설명한다.
제 1 실시예와 마찬가지로, 무선통신부(310)는 LTE, 5G 등 셀룰러 통신이 가능하게 하는 통신 모듈 뿐만 아니라 블루투스, 와이파이(WiFi) 등이 가능한 모듈도 구비하고 있어 지상 제어 시스템(Ground Control System)과 다양한 방식으로 무선통신을 수행한다. 무선통신부(310)는 지상 제어 시스템으로부터 드론(300)이 비행 전에 비행해야 할 비행경로에 대한 정보 및 변량 살포 데이터를 수신할 수 있다. 비행경로에 대한 정보와 변량 살포 데이터는 함께 수신될 수도 있고 각각 별도로 수신될 수 있다. 그리고, 여기서 변량 살포 데이터는 변량 살포 위치 정보 및 해당 위치의 변량 살포량 정보를 포함할 수 있다.
무선통신부(310)는 수신한 비행경로에 대한 정보를 비행 제어부(350)으로 전달해 줄 수 있다. 무선통신부(310)는 수신한 변량 살포 데이터를 메모리부(330)로 전달할 수 있다. 위치정보 획득부(320)는 드론(300)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있다. 위치정보 획득부(320)는 획득한 드론(300)의 위치 정보를 비행 제어부(350)로 전달해 줄 수 있다. 여기서 위치정보 획득부(320)는 상술한 바와 같이 일 예로서 RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS)와 같은 실시간 이동 측위 위치정보 시스템일 수 있다.
제 1 실시예와 달리 제 2 실시예에서는 이 위치 정보를 지상 제어 시스템이 아니라 비행 제어부(350)가 살포 제어부(360)로로 전달해 준다(S640). 그리고, 살포 제어부(360)는 메모리부(330)로부터 변량 살포 데이터를 전달받을 수 있다.
제 1 실시예와 마찬가지로 제 2 실시예에서도 변량 살포란 살포부(370)가 살포되는 액제 혹은 입제의 양을 수 단계(예를 들어, 1 ~5단계)로 조절하여 살포하는 것을 말한다. 예를 들어, 비-변량살포 구역의 살포량이 3단계 레벨이라고 가정하면, 제 1 변량 살포 구역은 더욱 살포가 필요한 구역으로서 예를 들어 5단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있고, 제 2 변량 살포 구역은 살포가 덜 필요한 구역으로서 살포부(370)가 예를 들어 1단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 변량 살포 구역은 비-변량 살포 구역의 살포량과는 다른 살포량이 요구되는 구역으로서 미리 정의 혹은 결정할 수 있다.
단위 대상농지 내에서의 변량 살포 구역들에 대한 각각의 살포량은 작물의 생육상태, 병충해 유무/병충해 상태 뿐만 아니라 그 구역의 지리적 위치(고도), 살포 시기(예를 들어, 계절별) 별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 대상농지 내의 복수의 변량 살포 구역들인 제 1 및 제 2 변량 살포 구역(510, 520)이 정의되어 있다고 가정하자. 동일한 시기에 살포하는 경우 제 2 변량 살포 구역(520)은 상기 제 1 변량 살포 구역(510) 보다 고도가 소정 범위 보다 높아서 살포량을 제 1 변량 살포 구역보다 적게 할 수 있다. 혹은 그 반대로 고도가 높은 제 2 변량 살포 구역에 제 1 변량 살포 구역 보다 살포량을 더 많이 할당할 수도 있다.
또한, 예를 들어, 제 1 변량 살포 구역(510)은 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다. 이러한 변량 살포 구역 별로의 다양한 살포량에 대한 모든 정보는 지상 제어 시스템에 저장되어 있다. 제 2 변량 살포 구역(520)도 마찬가지이다. 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다.
드론(300)은 비행 제어부(350)의 제어에 따라 비행경로를 비행하고, 위치정보 획득부(320)는 실시간으로 획득한 위치 정보에 기초하여 드론(300)이 변량살포 구역에 위치해 있는지 아닌지 등을 판단할 수도 있다.
살포 제어부(360)는 위치정보 획득부(320)로부터 제공된 위치 정보와 지상 제어 시스템으로부터 수신되어 메모리부(330)로부터 전달받은 변량 살포 데이터(예를 들어, 살포량 정보)에 기초하여 해당 위치에서의 살포량을 결정할 수 있다. 살포 제어부(360)는 결정된 살포량에 대한 정보를 살포부(370)로 전달해 줄 수 있다. 살포부(360)는 살포 제어부(360)으로부터 전달받은 살포량으로 노즐 등을 통해 약제 혹은 입제를 살포할 수 있다.
또한, 변량 살포 데이터는 살포 구역에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 상기 살포 구역은 변량 살포 구역 경계(선)(예를 들어, 도 5에서 550)를 기준으로 소정 거리 범위 내로 정의되는 구역인 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역, 상기 변량 살포 구역 내에서 상기 변량 살포 임계 구역 이외의 구역에 해당하는 제 2 구역, 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제3구역으로 구분될 수 있는데, 변량 살포 데이터는 상기 살포 구역에서의 구분된 구역(제 1, 제 2, 제 3 구역)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1 내지 제 3 구역에서의 드론(300)이 비행할 비행 고도에 대한 정보도 더 포함할 수 있다. 지상 제어 시스템은 상기 제 1 구역의 비행 고도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 비행 고도 보다 낮게 설정할 수 있다. 비행 제어부(350)는 획득한 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역 보다 낮은 고도를 유지하여 비행하도록 제어할 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다.
또한, 상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1내지 제 3 구역에서의 상기 액제 혹은 입제의 살포 속도를 더 포함할 수도 있다. 지상 제어 시스템은 상기 제 1 구역의 살포 속도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 낮게 설정할 수 있다. 살포 제어부(370)는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 제 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 느린 속도로 살포하도록 제어할 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다.
한편, 비행 제어부(350)는 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역에서의 비행 속도를 변량 살포 구역 내에서 제 1 구역을 제외한 구역(즉, 제 2 구역)고 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제 3 구역에서의 비행 속도 보다 소정 범위 보다 느리게 비행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제 2 구역과 제 3 구역에서의 비행 속도는 동일할 수도 있다.
또한, 상기 살포 구역에 대한 정보는 변량 살포 구역 내에서의 살포량 혹은 분사량에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.
도 6은 변량 살포 구역 내에서 드론(300)의 속도와 분사량(시간당 분사량)과의 관계를 나타낸 예시적 도면이다.
도 6을 참조하면, 살포 제어부(360)는 드론(300)의 속도에 기초하여 살포부(370)의 노즐에서의 단위 시간당 분사 flow(혹은 분사량)을 조절할 수 있다.
또한, 살포 제어부(360)는 드론(300)이 가속되는 구간(예를 들어, 경로가 직선 구간)에서는 살포부(370)의 노즐에서의 단위 시간 당 분사 flow (혹은 분사량)을 늘리고 드론(300)이 가속되어 미리 설정된 속도(혹은 원하는 속도)에 이르게 되어 정속이 되면 단위 시간당 분사 flow (혹은 분사량)을 유지하도록 제어할 수 있다. 살포부(370)는 살포 제어부(360)의 제어에 따라 단위 시간당 분사 flow를 조절하여 살포한다.
반대로, 살포 제어부(360)는 드론(300)이 감소되는 구간(예를 들어, 곡선 구간, 턴하는 구간 등)에서는 살포부(370)의 노즐에서 단위 시간당 분사 flow를 줄이고, 드론(300)이 감속하여 미리 설정된 속도(혹은 원하는 속도)로 이르게 되어 정속이 되면 단위 시간당 분사 flow (혹은 분사량)을 유지하도록 제어할 수 있다. 마찬가지로 살포부(370)는 살포 제어부(360)의 제어에 따라 단위 시간당 분사 flow를 조절하여 살포한다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 드론(300)이 변량 살포를 수행하는 방법을 설명하기 위한 흐름도를 예시한 도면이다.
무선통신부(310)는 지상 제어 시스템으로부터 드론(300)이 비행 전에 비행해야 할 비행경로에 대한 정보 및 변량 살포 데이터를 수신할 수 있다(S710, S720). 비행경로에 대한 정보와 변량 살포 데이터는 함께 수신될 수도 있고 각각 별도로 수신될 수 있다. 그리고, 여기서 변량 살포 데이터는 변량 살포 위치 정보 및 해당 위치의 변량 살포량 정보를 포함할 수 있다.
무선통신부(310)는 수신한 비행경로에 대한 정보를 비행 제어부(350)으로 전달해 줄 수 있고, 수신한 변량 살포 데이터를 메모리부(330)로 전달할 수 있다(S730) 메모리부(330)는 변량 살포 데이터를 저장한다(S730).
위치정보 획득부(320)는 드론(300)의 위치를 실시간으로 파악할 수 있다(S740). 위치정보 획득부(320)는 획득한 드론(300)의 위치 정보를 비행 제어부(350)로 전달해 줄 수 있다(S740). 여기서 위치정보 획득부(320)는 상술한 바와 같이 일 예로서 RTK-GPS(Real Time Kinematic GPS)와 같은 실시간 이동 측위 위치정보 시스템일 수 있고, RTK-GPS가 위치 정보를 획득하는 방식으로 위치정보를 획득할 수 있다.
제 1 실시예와 달리 제 2 실시예에서는 이 위치 정보를 지상 제어 시스템이 아니라 비행 제어부(350)가 살포 제어부(360)로로 전달해 준다(S640). 그리고, 살포 제어부(360)는 메모리부(330)로부터 변량 살포 데이터를 수신할 수 있다(S750).
제 1 실시예와 마찬가지로 제 2 실시예에서도 변량살포란 살포부(370)가 살포되는 액제 혹은 입제의 양을 수 단계(예를 들어, 1 ~5단계)로 조절하여 살포하는 것을 말한다. 예를 들어, 비-변량살포 구역의 살포량이 3단계 레벨이라고 가정하면, 제 1 변량 살포 구역은 더욱 살포가 필요한 구역으로서 예를 들어 5단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있고, 제 2 변량 살포 구역은 살포가 덜 필요한 구역으로서 살포부(370)가 예를 들어 1단계의 레벨로 살포가 필요한 구역으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 변량 살포 구역은 비-변량 살포 구역의 살포량과는 다른 살포량이 요구되는 구역으로서 미리 정의 혹은 결정할 수 있다.
단위 대상농지 내에서의 변량 살포 구역들에 대한 각각의 살포량은 작물의 생육상태, 병충해 유무/병충해 상태 뿐만 아니라 그 구역의 지리적 위치(고도), 살포 시기(예를 들어, 계절별) 별로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 단위 대상농지 내의 복수의 변량 살포 구역들인 제 1 및 제 2 변량 살포 구역이 정의되어 있다고 가정하자. 동일한 시기에 살포하는 경우 제 2 변량 살포 구역은 상기 제 1 변량 살포 구역 보다 고도가 소정 범위 보다 높아서 살포량을 제 1 변량 살포 구역보다 적게 할 수 있다. 혹은 그 반대로 고도가 높은 제 2 변량 살포 구역에 제 1 변량 살포 구역 보다 살포량을 더 많이 할당할 수도 있다.
또한, 예를 들어, 제 1 변량 살포 구역은 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다. 이러한 변량 살포 구역 별로의 다양한 살포량에 대한 모든 정보는 지상 제어 시스템에 저장되어 있다. 제 2 변량 살포 구역도 마찬가지이다. 살포 시기 혹은 계절에 따라 동일한 구역이지만 살포량이 달라질 수 있다.
드론(300)은 비행 제어부(350)의 제어에 따라 비행경로를 비행하고, 위치정보 획득부(320)는 실시간으로 획득한 위치 정보에 기초하여 자신이 변량살포 구역에 위치해 있는지 아닌지 등을 판단할 수도 있다.
살포 제어부(360)는 위치정보 획득부(320)로부터 제공된 위치 정보와 지상 제어 시스템으로부터 수신되어 메모리부(330)로부터 전달받은 살포량 정보에 기초하여 해당 위치에서의 살포량을 결정할 수 있다. 살포 제어부(360)는 결정된 살포량에 대한 정보를 살포부(370)로 전달해 줄 수 있다(S760). 살포부(360)는 살포 제어부(360)으로부터 전달받은 살포량으로 노즐 등을 통해 약제 혹은 입제를 살포할 수 있다(S760).
또한, 변량 살포 데이터는 살포 구역에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 상기 살포 구역은 변량 살포 구역 경계(선)(예를 들어, 도 5에서 550)를 기준으로 소정 거리 범위 내로 정의되는 구역인 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역, 상기 변량 살포 구역 내에서 상기 변량 살포 임계 구역 이외의 구역에 해당하는 제 2 구역, 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제3구역으로 구분될 수 있는데, 변량 살포 데이터는 상기 살포 구역에서의 구분된 구역(제 1, 제 2, 제 3 구역)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1 내지 제 3 구역에서의 드론(300)이 비행할 비행 고도에 대한 정보도 더 포함할 수 있다. 지상 제어 시스템은 상기 제 1 구역의 비행 고도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 비행 고도 보다 낮게 설정할 수 있다. 비행 제어부(350)는 획득한 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역 보다 낮은 고도를 유지하여 비행하도록 제어할 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다.
또한, 상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1내지 제 3 구역에서의 상기 액제 혹은 입제의 살포 속도를 더 포함할 수도 있다. 지상 제어 시스템은 상기 제 1 구역의 살포 속도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 낮게 설정할 수 있다. 살포 제어부(370)는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 제 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 느린 속도로 살포하도록 제어할 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다.
한편, 비행 제어부(350)는 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역에서의 비행 속도를 변량 살포 구역 내에서 제 1 구역을 제외한 구역(즉, 제 2 구역)고 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제 3 구역에서의 비행 속도 보다 소정 범위 보다 느리게 비행하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제 2 구역과 제 3 구역에서의 비행 속도는 동일할 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 드론(300)의 임무에 맞는 장비 모듈화를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 8을 참조하면, 드론(300)은 몸체부 중앙에 설치데크가 마련되어 있고, 이 설치 데크에 액제나 입제를 수용하기 위한 액제통 혹은 입제통(375; 375a, 375b) 또는 촬영부(380)를 설치할 수 있는 카메라 짐벌(390)를 임무에 맞게 설치할 수 있다.
살포부(370)는 노즐(373) 및 액제나 입제를 수용하기 위한 액제통 혹은 입제통(375; 375a, 375b)를 포함하고 있다. 노즐(373)은 로터 지지대의 아래에 설치될 수 있다.
드론(300)에는 해당 임무에 맞게 액제통 혹은 입제통(375)를 구비할 필요가 있다. 예를 들어, 씨앗을 뿌리기 위해서는 입제통(375)이 필요하므로, 농약을 살포하다가 임무가 변경되어 씨앗을 뿌리게 될 수 있으므로 임무에 맞게 장비 모듈화를 위해, 드론(300)에서 살포부(370)은 탈착 가능하게 하여 쉽게 교체될 수 있도록 구비될 수 있다. 살포부(370)가 임무에 맞게 입제통(375)을 구비한 경우에는 도 8에 도시된 것과 같이 입제통(375)에서 투명한 회전체(374)가 회전하면서 입체가 나올 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 드론(300)은 임무에 맞게 쉽게 교체 가능한 살포부(370)를 구비하고 있다.
이상의 본 발명에 따른 실시예에 따른 방법으로 드론(300)의 변량 살포 구역에 해당하는 살포량을 살포하게 함으로써 효율적이고 스마트 농업이 가능하게 지게 된다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다. 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 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(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
Claims (9)
- 입제 혹은 액제를 변량 살포하기 위한 드론에 있어서,
비행 전에 비행경로에 대한 정보 및 상기 입제 혹은 액제의 변량 살포에 관한 변량 살포 데이터를 수신하는 무선통신부;
상기 드론의 위치정보를 획득하며, RTK-GPS로 구성되는 위치정보 획득부;
상기 비행경로에 대한 정보에 기초하여 상기 드론의 비행을 제어하는 비행 제어부; 및
상기 비행경로에 대한 정보 및 상기 변량 살포 데이터에 기초하여 변량 살포 구역 별로 대응하는 살포량으로 상기 입제 혹은 액제를 살포하도록 제어하는 살포 제어부를 포함하되,
상기 변량 살포 데이터는 변량 살포 구역의 위치에 대한 정보 및 상기 변량 살포 구역 별로 대응하는 변량 살포량 정보와, 살포 구역에 대한 정보를 포함하고,
상기 살포 구역은 변량 살포 구역 경계를 기준으로 소정 거리 범위 내로 정의되는 구역인 변량 살포 임계 구역에 해당하는 제 1 구역, 상기 변량 살포 구역 내에서 상기 변량 살포 임계 구역 이외의 구역에 해당하는 제 2 구역, 나머지 비-변량 살포 구역에 해당하는 제3구역으로 구분되고,
상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1내지 제 3 구역에서의 상기 액제 혹은 입제의 살포 속도를 더 포함하고,
상기 제 1 구역의 살포 속도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 낮으며,
상기 살포 제어부는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 제 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 살포 속도 보다 느린 속도로 살포하도록 제어하며,
살포 제어부는 상기 드론이 가속되는 구간에서는 시간당 살포량을 늘리고 가속되어 사전에 설정한 속도가 되어 정속상태가 되면 시간당 살포량을 유지하도록 제어하며,
드론이 감속되는 구간에서는 시간당 살포량을 줄이고 속도가 감속되어 사전에 설정한 속도가 되어 정속상태가 되면 시간당 살포량을 유지하도록 제어하고,
상기 수신한 비행경로에 대한 정보 및 상기 입제 혹은 액제의 변량 살포에 관한 변량 살포 데이터 중 적어도 하나를 저장하는 메모리부를 더 포함하고,
드론의 몸체 중앙에 설치데크가 마련되고, 설치 데크에는 상기 변량 살포 구역 별로 대응하는 살포량으로 상기 입제 혹은 액제를 살포하는 살포부가 교체가능하게 설치되거나 찰영부를 설치할 수 있는 카메라 짐벌가 교체 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 드론. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 살포 구역에 대한 정보는 상기 제 1 내지 제 3 구역에서의 비행 고도에 대한 정보를 더 포함하며,
상기 제 1 구역의 비행 고도는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역의 비행 고도 보다 낮으며,
상기 비행 제어부는 상기 위치정보 및 상기 살포 구역에 대한 정보에 기초하여 상기 1 구역에서는 상기 제 2 구역 및 상기 제 3 구역 보다 낮은 고도를 유지하여 비행하도록 제어하는, 변량 살포를 위한 드론.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230137693A1 (en) * | 2020-04-21 | 2023-05-04 | Pyka Inc. | Unmanned aerial vehicle aerial spraying control |
| KR20230127407A (ko) * | 2022-02-24 | 2023-09-01 | 주식회사 아쎄따 | 약제 혼합 시스템 및 그 동작 방법 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140303814A1 (en) * | 2013-03-24 | 2014-10-09 | Bee Robotics Corporation | Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs |
| WO2016183000A1 (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | BioSensing Systems, LLC | Apparatuses and methods for bio-sensing using unmanned aerial vehicles |
| KR20170047036A (ko) * | 2015-10-22 | 2017-05-04 | 농업회사법인 주식회사 호그린 | 무인 농약 공급 시스템 |
| WO2017077543A1 (en) * | 2015-11-08 | 2017-05-11 | Agrowing Ltd | A method for aerial imagery acquisition and analysis |
| KR101948635B1 (ko) * | 2017-12-20 | 2019-02-18 | 계양전기 주식회사 | 농업용 드론 및 이의 운용방법 |
| KR102008397B1 (ko) | 2018-11-27 | 2019-08-08 | 주식회사 에어센스 | 스마트 정밀 농업용 예찰 드론 시스템 |
-
2020
- 2020-10-30 KR KR1020200142674A patent/KR102267022B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140303814A1 (en) * | 2013-03-24 | 2014-10-09 | Bee Robotics Corporation | Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs |
| WO2016183000A1 (en) * | 2015-05-12 | 2016-11-17 | BioSensing Systems, LLC | Apparatuses and methods for bio-sensing using unmanned aerial vehicles |
| KR20170047036A (ko) * | 2015-10-22 | 2017-05-04 | 농업회사법인 주식회사 호그린 | 무인 농약 공급 시스템 |
| WO2017077543A1 (en) * | 2015-11-08 | 2017-05-11 | Agrowing Ltd | A method for aerial imagery acquisition and analysis |
| KR101948635B1 (ko) * | 2017-12-20 | 2019-02-18 | 계양전기 주식회사 | 농업용 드론 및 이의 운용방법 |
| KR102008397B1 (ko) | 2018-11-27 | 2019-08-08 | 주식회사 에어센스 | 스마트 정밀 농업용 예찰 드론 시스템 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230137693A1 (en) * | 2020-04-21 | 2023-05-04 | Pyka Inc. | Unmanned aerial vehicle aerial spraying control |
| US11726479B2 (en) * | 2020-04-21 | 2023-08-15 | Pyka Inc. | Unmanned aerial vehicle aerial spraying control |
| KR20230127407A (ko) * | 2022-02-24 | 2023-09-01 | 주식회사 아쎄따 | 약제 혼합 시스템 및 그 동작 방법 |
| KR102655274B1 (ko) * | 2022-02-24 | 2024-04-08 | 주식회사 아쎄따 | 약제 혼합 시스템 및 그 동작 방법 |
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