KR102496844B1 - 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템 및 그 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 등검은말벌집의 위치를 탐지하는 시스템에 탐지하는 것에 관한 것이다. 본 출원의 실시 예에 따른 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템은 무인으로 비행하며, 항공 영상을 촬영하는 무인비행체 및 상기 무인비행체에서 탐지된 정보에 기초하여, 등검은말벌집의 위치를 특정하는 등검은말벌집 탐색 장치를 포함하며, 상기 등검은말벌집 탐색 장치는 등검은말벌이 발견된 양봉시설의 위치정보에 기초하여 상기 무인비행체의 탐색 범위를 설정하고, 등검은말벌집 발견 시의 상기 무인비행체의 위치정보 및 상기 무인비행체의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 연산한다. 이에 따라, 본 출원의 등검은말벌집 위치 탐지 시스템은 사용자에게 등검은말벌집 정확한 위치를 제공함으로써 등검은말벌에 의한 피해를 최소화할 수 있다.

Description

등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템 및 그 동작 방법{VESPA VELUTINA NEST LOCATION INFORMATION SEARCHING SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOR}
본 출원은 등검은말벌집의 위치를 탐지하는 시스템에 탐지하는 것에 관한 것이다.
사람이나 양봉가에 말벌의 피해가 속출하고 있다. 특히 2000년대 초반에 유입된 아열대 외래종인 등검은말벌은 도심지에도 출몰하여 사람을 위협하고 있으며, 다른 말벌에 비해 월등한 개체수로 양봉가의 피해를 증가시키고 있는 원인이 되고 있다.
등검은말벌의 퇴치는 일반적으로 말벌을 쫓아내거나 포획하는 방법으로 이루어지고 있으며, 농식품부와 농촌진흥청에서는 말벌 유인액 및 유인트랩을 개발하는 등, 말벌을 포획하기 위한 적극적인 노력을 펼치고 있다. 그러나 이러한 방법은 근본적으로 등검은말벌을 퇴치할 수는 없으므로 등검은말벌로 인한 양봉가의 피해가 줄어들지 않고 있는 실정이다.
특히, 등검은말벌은 벌집 하나당 개체수가 약 1,500마리 내지 약 3,000마리로 다른 말벌에 비해 개체수가 많다. 따라서, 등검은말벌이 서식하는 등검은말벌집을 찾아내서 이를 제거하는 것이 필요하며, 이에 따라 등검은말벌집의 정확한 위치를 탐지하는 기술이 필요한 실정이다.
본 출원의 목적은 등검은말벌이 서식하는 등검은말벌집의 정확한 위치를 탐지하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 무인으로 비행하며, 항공 영상을 촬영하는 무인비행체, 및 상기 무인비행체에서 탐지된 정보에 기초하여, 등검은말벌집의 위치를 특정하는 등검은말벌집 탐색 장치를 포함하며, 상기 등검은말벌집 탐색 장치는 등검은말벌이 발견된 양봉시설의 위치정보에 기초하여 상기 무인비행체의 탐색 범위를 설정하고, 등검은말벌집 발견 시의 상기 무인비행체의 위치정보 및 상기 무인비행체의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 연산하는, 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무인비행체는 항공 영상을 촬영하고, 촬영된 항공 영상을 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 영상 촬영부, RGB 값을 감지하고, 감지된 RGB 값을 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 RGB 센서 및 상기 무인비행체의 위치 정보를 좌표 데이터로 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 GPS 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 무인비행체는 사용자의 설정에 따라 상기 영상 촬영부 또는 상기 RGB 센서의 촬영 각도를 조절하는 촬영 각도 조절부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 영상 촬영부는 상기 RGB 센서에서 미리 정해진 RGB 값이 검출된 경우에 영상 촬영 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 GPS 모듈은 상기 RGB 센서에서 미리 정해진 RGB 값이 검출되는 경우에 상기 무인비행체의 좌표 데이터를 상기 등검은말벌집 탐색 장치에 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 좌표 데이터는 위도, 경도 및 고도를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촬영 각도 조절부는 지면과 수직한 방향을 기준으로 미리 정해진 각도로 기울어지도록, 상기 영상 촬영부 또는 상기 RGB 센서를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 등검은말벌집 탐색 장치는 양봉장의 위치를 중심으로 상기 무인비행체의 탐지 범위를 설정하는 탐색 범위 설정부, 상기 영상 촬영부에서 촬영된 촬영 데이터 및 상기 RGB 센서에서 감지된 RGB 값에 기초하여 등검은말벌집의 존재 여부를 판단하는 등검은말벌집 검출부 및 상기 GPS 모듈에서 전송된 상기 무인비행체의 위치정보 및 상기 무인비행체의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 좌표로 특정하는 말벌집 위치 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 등검은말벌집 검출부는 등검은말벌집의 크기에 따라 등검은말벌의 예상 개체 수를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 탐지 경로에 말벌집이 발견되지 않을 경우, 상기 등검은말벌집 검출부는 지도에 상기 무인비행체의 탐지 경로를 안전구역으로 표시할 수 있다.
본 발명은 말벌 탐지 장치에서 등검은말벌집 탐색 장치로 등검은말벌 발견정보 및 양봉장 위치정보를 전송하는 단계, 상기 등검은말벌집 탐색 장치가 무인비행체의 탐지 범위를 설정하고, 상기 무인비행체로 탐지 명령을 전송하는 단계, 상기 탐지 명령에 기반하여, 상기 무인비행체가 비행 영상을 촬영하고, 등검은말벌집을 탐지하는 단계 및 상기 무인비행체가 미리 정해진 RGB 값을 검출하는 경우, 상기 미리 정해진 RGB 값이 검출된 지점에 대응하는 상기 무인비행체의 GPS정보를 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 단계를 포함하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 말벌 탐지 장치에서 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 등검은말벌 발견정보 및 양봉장 위치정보를 전송하는 단계는 상기 말벌 탐지 장치의 영상 획득부에서 양봉 시설 근처의 영상을 촬영하는 단계, 상기 촬영된 영상을 인공 신경망 연산부로 전송하는 단계 및 상기 인공 신경망 연산부에서 상기 촬영된 영상을 분석하여 말벌의 탐지 여부 및 말벌의 종류를 구별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 인공 신경망 연산부는 상기 촬영된 영상으로부터 추출된 객체의 크기 및 색상 패턴에 기초하여 등검은말벌을 탐지할 수 있다.
본 출원의 실시 예에 따른 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템은 등검은말벌이 서식하는 등검은말벌집의 정확한 위치를 파악하여 사용자에게 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 무인비행체의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 촬영 각도 조절부의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1의 등검은말벌집 탐색 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 무인비행체의 영상 촬영부에서 등검은말벌집을 촬영한 것이다.
도 6는 도 1의 등검은말벌집 탐색 장치에서 탐지된 등검은말벌집의 위치를 GPS 좌표와 함께 나타낸 것이다.
도 7은 꿀벌집 근처에 설치하여 말벌을 탐지하는 말벌 탐지 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템에 따른 등검은말벌집 탐지 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 8의 등검은말벌집 탐지 방법에서 S115의 일 예를 보여주는 순서도이다.
본 출원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있다. 그러나, 이는 본 출원을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 명세서에 개시된 상세한 설명, 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 기재된 실시 예들과 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용된 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석 될 수 없다.
도 1은 본 출원의 일 실시 예에 따른 등검은말벌집 위치정보 탐지 시스템(1000)을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 출원의 일 실시 예에 따른 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템(1000)은 무인비행체(100), 등검은말벌집 탐색 장치(200) 및 사용자 단말(300)을 포함한다.
무인비행체(100)는 드론과 같은 무인비행기일 수 있다. 무인비행체(100)는 무선 조종이 가능한 무인 비행 물체일 수도 있고, 미리 설정된 항로에 따라 자동으로 비행을 하는 무인 비행 물체일 수도 있다.
무인비행체(100)는 비행시의 영상을 촬영할 수 있다. 또한, 무인비행체(100)는 RGB 센서를 포함할 수 있으며, 이에 따라 촬영된 영상으로부터 특정 색상을 검출할 수 있다.
본 출원의 기술적 사상에 따른 실시 예에 있어서, 무인비행체(100)는 등검은말벌집을 보다 용이하게 탐지하기 위하여, 촬영 각도가 지표면의 수직 방향에 대하여 소정 각도 기울어지도록 설정될 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 등검은말벌은 비를 피하고, 때까치, 직박구리, 은무늬줄명나방 등과 같은 천적으로부터의 피해를 최소화하기 위하여, 벌집을 형성할 때 나무의 꼭대기로부터 약 50m 내지 약 1m 아래에 벌집을 형성하는 특성을 가지고 있다. 따라서, 지표면에 수직한 방향으로 항공 촬영을 할 경우에, 나뭇가지나 나뭇잎 등으로부터 가려져 잘 탐색되지 않는 문제가 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 출원의 실시 예에 따른 무인비행체(100)는 항공촬영을 할 때에 촬영 각도를 지표면에 수직한 방향으로 설정하지 않는다. 그 대신, 무인비행체(100)는 지표면에 수직한 방향에 대하여 소정 각도 기울어지도록 촬영 각도를 설정한다. 이에 따라, 나뭇가지나 나뭇잎 등에 가려진 등검은말벌집을 용이하게 촬영할 수 있다.
등검은말벌집 탐색 장치(200)는 무인비행체(100)와 무선통신하며, 무인비행체(100)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 무인비행체(100)를 통하여 등검은말벌집을 발견한 경우, 해당 등검은말벌집의 위치 정보를 사용자 단말(300)에 제공할 수 있다.
본 출원의 기술적 사상에 따른 실시 에에 있어서, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 등검은말벌이 발견된 장소에 기초하여 무인비행체(100)의 탐색 범위를 설정할 수 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 등검은말벌은 벌집으로부터 약 1~2km 반경 이내에서 활동을 하며, 서식지에서 가장 높은 나무에 벌집을 짓는 특성이 있다. 이러한 특성을 이용하여, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 무인비행체(100)의 탐색 범위를 설정할 수 있다.
예를 들어, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 외부로부터 등검은말벌 발견정보(INFO_1) 및 양봉장 위치 정보(INFO_2)를 수신할 수 있다. 이후, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 양봉장 위치로부터 반경 1~2km를 무인비행체(100)의 탐색 범위로 설정할 수 있다. 무인비행체(100)의 탐색 범위를 소정 범위로 제한함으로써, 좀 더 밀도 있는 탐색이 가능하여 등검은말벌집의 발견 확률이 높아질 수 있다.
등검은말벌집을 발견한 경우, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 무인비행체(100)로부터 등검은말벌집을 발견한 당시의 무인비행체(100)의 위치정보를 수신할 수 있다. 또한, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 등검은말벌집을 발견한 당시의 무임비행체(100)의 촬영 각도에 대한 정보를 수신할 수 있다. 본 출원의 실시 예에 따른 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 수신된 무인비행체(100)의 위치정보 및 무인비행체(100)의 촬영각도 정보에 기초하여, 등검은말벌집의 정확한 위치를 연산할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 출원의 실시 예에 따른 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 등검은말벌이 발견된 양봉시설의 위치정보에 기초하여 무인비행체(100_의 탐색 범위를 설정할 수 있다. 또한, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 등검은말벌집을 발견한 당시의 무인비행체(100)의 위치정보 및 무인비행체(100)의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 연산할 수 있다. 이에 따라, 본 출원의 실시 에에 따른 등검은말벌집 탐지 시스템(1000)은 등검은말벌집의 정확한 위치를 찾아낼 수 있다.
도 2는 도 1의 무인비행체(100)의 일 예를 보여주는 도면이다.
본 출원의 실시 예에 따른 무인비행체(100)는 등검은말벌집을 잘 탐지하도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 무인비행체(100)는 영상 촬영부(110), RGB 센서(120), GPS 모듈(130) 및 촬영 각도 조절부(140)를 포함할 수 있다.
영상 촬영부(110)는 무인비행체(100)가 비행을 할 때에 주위의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 영상 촬영부(110)는 카메라일 수 있으며, 비행 중 등검은말벌집이 위치할 수 있는 나무들의 영상을 항공 촬영할 수 있다.
영상 촬영부(110)의 촬영 동작은 사용자의 설정에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 상시 촬영으로 설정을 한 경우, 영상 촬영부(110)는 무인비행체(100)가 이동하는 모든 경로를 촬영할 수 있다. 다른 예로, 영상 촬영부(110)는 사용자가 설정한 등검은말벌집의 탐지 범위 내로 진입한 경우에 촬영 동작을 수행하도록 설정될 수도 있다.
영상 촬영부(110)는 하나의 카메라로 구현되거나 복수의 카메라로 구현될 수 있다. 복수의 카메라로 구현되는 경우, 영상 촬영부(110)의 복수의 카메라들은 각각 서로 다른 방향을 촬영하도록 배치되며, 이에 따라 전방, 후방, 측면의 영상을 촬영할 수 있다.
RGB 센서(120)는 영상 촬영부(110)에서 촬영된 영상으로부터 소정 색상이 존재하는지 감지할 수 있다. 예를 들어, RGB 센서(120)는 촬영된 영상에 녹색 이외에 베이지색, 연노란색 등의 색상이 존재하는지 감지할 수 있다. RGB 센서(120)는 감지된 색상에 대한 정보를 등검은말발집 탐색 장치(200)에 제공할 수 있다.
GPS 모듈(130)은 무인비행체(100)의 위치 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, GPS 모듈(130)은 무인비행체(100)의 위치를 좌표 데이터로써 등검은말벌집 탐색 장치(200)에 제공할 수 있다. 좌표 데이터는, 예를 들어, 위도, 경도 및 고도를 포함할 수 있다.
촬영 각도 조절부(140)는 영상 촬영부(110)의 촬영 각도 및/또는 RGB 센서(120)의 센싱 각도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 영상 촬영부(110)의 촬영 각도가 지표면에 수직이 되도록 초기 설정된 경우, 촬영 각도 조절부(140)는 영상 촬영부(110)의 촬영 각도를 지표면의 수직 방향에 대하여 소정 각도 기울어지도록 조절할 수 있다. 다른 예로, 무인비행체(100)의 비행 중 다양한 각도에서 촬영 가능 하도록, 촬영 각도 조절부(140)는 영상 촬영부(110)의 각도를 수시로 조정할 수도 있다.
본 출원의 일 실시 예에 있어서, 영상 촬영부(110)와 RGB 센서(120)는 서로 보완적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, RGB 센서(120)를 통하여 등검은말벌집의 색상인 베이지색 또는 연노란색 등의 RGB 값이 감지된 경우, 영상 촬영부(110)는 해당 색상이 감지된 방향에 대한 촬영을 시작할 수 있다.
이 경우, 등검은말벌집인지 여부에 대한 정확한 정보를 획득하기 위하여, 무인비행체(100)는 해당 RGB 값이 검출된 객체에 대한 근접 촬영을 하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, RGB 센서(120)가 소정 RGB 값을 검출할 경우, 무인비행체(100)는 해당 RGB 값이 검출된 지점의 5m까지 접근하며 영상을 촬영하도록 설정될 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것이며, 무인비행체(100)는 사용자의 설정에 따라, RGB 값이 검출된 지점의 1m 내지 30m 범위 내에서 접근 거리를 달리 할 수도 있다.
영상 촬영부(110)에서 촬영된 데이터 및 RGB 센서(120)에서 검출된 특정 RGB 값이 등검은말벌집 탐색 장치(200)에 전송될 수 있으며, 특정 RGB 값이 검출될 때의 GPS 정보가 함께 전송될 수 있다.
도 3은 도 2의 촬영 각도 조절부(140)의 일 예를 보여주는 도면이다.
등검은말벌은 비를 피하고, 때까치, 직박구리, 은무늬줄명나방 등과 같은 천적으로부터의 피해를 최소화하기 위하여, 벌집을 형성할 때 나무의 꼭대기로부터 약 50m 내지 약 1m 아래에 벌집을 형성하는 특징을 가지고 있다.
이러한 등검은말벌의 특성을 고려할 때, 무인비행체(100)가 지표면에 수직방향으로 등검은말벌집을 촬영하거나 RGB 센싱 동작을 수행한다면, 그 정확도가 낮아지는 문제가 있다. 따라서, 무인비행체(100)의 촬영 동작이나 RGB 센싱 동작은 지표면에 수직한 방향에 대하여 일정 각도를 기울어지도록 설정되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 촬영 각도 조절부(140)는 카메라인 영상 촬영부(110)의 촬영 각도를 조절할 수 있다.
예를 들어, 촬영 각도 조절부(140)는 촬영 각도의 기본값을 35도 내지 40도로 설정할 수 있다. 그러나 이러한 수치범위는 예시에 불과하며 수치에 한정되지 않고 각도를 다양하게 선택할 수 있다.
본 출원의 일 실시 예에 있어서, 촬영 각도 조절부(140)는 영상 촬영부(110) 또는 RGB 센서(120)가 지표면과 수직한 방향으로부터 일정 각도로 기울어지도록 설정될 수 있다. 또한, 촬영 각도 조절부(140)는 영상 촬영부(110) 또는 RGB 센서(120)가 지표면에 수직한 방향을 회전축으로 하여 원형을 그리며 전방, 후방 및 측면방향을 촬영하거나 센싱하도록 설정될 수도 있다.
도 4는 도 1의 등검은말벌집 탐색 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4를 참조하면, 등검은말벌집 탐색 장치(200)는 탐지 범위 설정부(210), 등검은말벌집 검출부(220) 및 말벌집 위치 연산부(230)를 포함할 수 있다.
탐지 범위 설정부(210)는 등검은말벌이 탐지된 양봉장의 위치를 기준으로 무인비행체(100)의 탐지 범위를 설정할 수 있다. 예를 들어,
예를 들어, 사용자가 양봉장의 위치만을 특정하고 탐지 경로 및 탐지 범위를 설정하지 않은 경우, 무인비행체(100)가 양봉장을 기준으로 등검은말벌의 행동반경인 1~2km를 탐지 범위로 하고, 지역을 지그재그형태로 이동하며 탐지할 수 있다.
다른 예로, 사용자가 A 양봉장을 선택하고, 탐지 경로를 '양봉장으로부터 원형으로 탐지'을 설정하고, 탐지 범위를 2km로 설정한 경우, 무인비행체(100)는 A 양봉장에서 탐지를 시작하며, A 양봉장을 중심으로 반경 2km까지 동심원을 그리며 등검은말벌집을 탐지할 수 있다.
등검은말벌집 검출부(220) 는 무인비행체(100)의 영상 촬영부(110)에서 촬영된 영상 및/또는 RGB 센서(120)에서 검출된 RGB 값에 기초하여 등검은말벌집의 존재 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, RGB 센서(120)에서 베이지색, 연노란색의 RGB 값이 감지된 경우, 등검은말벌집 검출부(220)는 등검은말벌집이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 등검은말벌집 검출부(220)는 해당 RGB 값이 감지된 위치에 대응하는 촬영 영상을 사용자 단말(300)에 실시간으로 전송할 수 있다.
다른 예로, 등검은말벌집 검출부(220)는 무인비행체(100)의 RGB 센서(120)에서 검출된 RGB 값에 기초하여 등검은말벌집의 존재 여부를 1차로 판단할 수 있다. 이 경우, 등검은말벌집 검출부(220)는 해당 RGB 값이 감지된 위치에 대응하는 촬영 영상을 사용자 단말(300)에 제공하고, 사용자 단말(300)은 해당 영상에 기초하여 2차적으로 등검은말벌집의 존재 여부를 판단할 수 있다.
한편, 등검은말벌집 검출부(220)에서는 등검은말벌집의 크기에 따라, 등검은말벌집에 서식하는 말벌의 예상 개체 수를 사용자 단말에 제공할 수도 있다.
말벌집 위치 연산부(230) 는 무인비행체(100)의 GPS 모듈(130)에서 전송된 위도, 경도 및 고도를 포함하는 좌표 데이터와 무인비행체(100)와 등검은말벌집 사이의 거리, 그리고 무인비행체(100)의 촬영 각도를 기반으로 등검은말벌집의 위치를 좌표로 나타낼 수 있다.
예를 들어, 무인비행체(100)의 위도 값이 A, 경도 값을 B, 고도가 H인 상태에서 등검은말벌집을 발견하였고, 이 때의 무인비행체(100)와 등검은말벌집 사이의 거리가 C이고, 촬영 각도가 θ1 인 경우, 등검은말벌집의 GPS 좌표를 특정할 수 있다. 등검은말벌집의 고도는 H - C cosθ1으로 나타낼 수 있고, 평면지도상에 기재되는 무인비행체(100)와 등검은말벌집 사이의 거리는 C sinθ1으로 나타낼 수 있다.
이와 같이, 평면지도상에 기재되는 무인비행체(100)와 등검은말벌집 사이의 거리를 직선으로 하여, 직선과 위도선의 각도를 θ2로 나타낼 경우, x축 길이를 C sinθ1 · cosθ2로 나타낼 수 있고, y축 길이를 C sinθ1 · sinθ2로 나타내어 무인비행체(100)의 위도 값 A와 경도 값 B에 반영할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 등검은말벌집 탐색 장치(100)는 무인비행체(100)의 탐지 경로에 말벌집이 발견되지 않을 경우에 해당 경로를 지도에서 안전구역으로 표시할 수도 있다.
도 5는 무인비행체(100)의 영상 촬영부(110)에서 등검은말벌집을 촬영한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 무인비행체(100)에서 특정 각도로 촬영을 할 경우, 연노란색의 등검은말벌집이 관측될 수 있다.
도 6는 도 1의 등검은말벌집 탐색 장치(200)에서 탐지된 등검은말벌집의 위치를 GPS 좌표와 함께 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 등검은말벌집의 정확한 위치가 촬영 영상과 함께 사용자 단말에 제공될 수 있다.
도 7은 양봉장 근처에 설치되어 등검은말벌을 탐지하는 말벌 탐지 장치(400)를 보여주는 도면이다.
도 7의 말벌 탐지 장치(400)는 등검은말벌을 탐지할 수 있으며, 등검은말벌이 탐지된 경우에 해당 양봉시설의 위치 정보를 등검은말벌 탐지 시스템(1000, 도 1 참조)에 제공할 수 있다.
도 7을 참조하면, 말벌 탐지 장치(400)는 영상 획득부(410), 인공 신경망 연산부(420), 관리 서버(430) 및 전력 제공부(440)을 포함할 수 있다.
영상 획득부(410)는 벌통 근처의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 영상 획득부(410)는 사용자의 설정에 따라 벌통을 기준으로 하여 좌우 20도를 순차적으로 촬영할 수 있으며, 사용자의 설정에 따라 확대하여 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 인공 신경망 연산부(420)로 전송될 수 있다.
인공 신경망 연산부(420)에서는 촬영된 영상으로부터 객체를 추출하고, 해당 객체가 말벌인지의 여부를 확인할 수 있다. 또한, 인공 신경망 연산부(420)는 말벌 객체를 분석함으로써, 대응하는 말벌의 종류를 구별할 수도 있다.
좀 더 자세히 설명하면, 양봉시설에 큰 피해를 주는 말벌에는 장수말벌, 꼬마장수말벌, 등검은말벌이 있다. 장수말벌은 몸 길이가 3.5cm 내지 4.5cm로, 몸길이가 1.2cm인 꿀벌에 비해 약 3배 내지 4배 크다. 꼬마장수말벌은 몸길이가 약 3.0cm로 꿀벌에 비해 약 2.5배 크다.
또한, 장수말벌 및 꼬마장수말벌은 꼬리부분에 노란색과 검정색이 반복된 무늬를 가진다. 장수말벌과 꼬마장수말벌은 양봉 시설에 직접 내려앉아 꿀벌 및 꿀벌의 유충을 잡아먹고, 벌집을 파괴한다. 등검은말벌은 장수말벌 및 꼬마장수말벌과 달리 양봉 시설에 직접 내려앉지 않고, 양봉 시설 근처를 비행하며 꿀벌을 낚아챈다. 등검은말벌이 낚아챈 꿀벌은 등검은말벌 유충의 먹이로 활용한다. 등검은말벌은 몸길이가 약 2.0cm 내지 2.4cm로, 꿀벌에 비해 약 1.5배 내지 2배 크다. 등검은말벌은 장수말벌 및 꼬마장수말벌과 달리, 꼬리부분의 줄무늬가 희미하여 검정색으로 보인다는 특징이 있다.
상술한 바와 같이, 장수말벌, 꼬마장수말벌 및 등검은말벌은 크기, 꼬리부분의 줄무늬, 양봉 시설 비행 패턴에 있어서 서로 다른 특징을 보인다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 인공 신경망 연산부(420)는 이러한 특징을 이용하여 말벌을 탐지함은 물론, 탐지된 말벌의 종류를 구별할 수 있다.
예를 들어, 인공 신경망 연산부(420)는 객체의 크기에 기초하여, 꿀벌과 말벌을 구별할 수 있다. 즉, 추출된 객체의 크기가 제1 임계 값보다 큰 경우, 인공 신경망 연산부(420)는 해당 객체를 말벌로 판단할 수 있다. 여기서, 제1 임계 값은 꿀벌과 말벌을 구별하기 위한 크기 값으로, 일반적인 꿀벌의 크기인 1.2cm 보다 크고, 등검은말벌의 크기인 2.0cm보다 작게 설정될 수 있다.
이후, 인공 신경망 연산부(420)는 줄무늬 패턴에 기초하여, 등검은말벌인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 탐지된 객체의 꼬리 부분에 줄무늬 패턴이 존재하는 경우, 인공 신경망 장치(120)는 해당 객체를 등검은말벌로 판단할 수 있다. 만약, 줄무늬 패턴이 존재하지 않는다면, 인공 신경망 연산부(420)는 해당 객체를 장수말벌 또는 꼬마장수말벌로 구분할 수 있다.
이후, 인공 신경망 연산부(420)는 객체의 크기에 기초하여, 장수말벌과 꼬마장수말벌을 구분할 수 있다. 즉, 객체의 크기가 제2 임계 값보다 큰 경우, 인공 신경망 연산부(420)는 해당 객체를 장수말벌로 판단할 수 있다. 객체의 크기가 제2 임계 값보다 작은 경우, 인공 신경망 연산부(420)는 해당 객체를 꼬마장수말벌로 구분할 수 있다. 여기서, 제2 임계 값은 장수말벌과 꼬마장수말벌을 구별하기 위한 크기 값으로, 꼬마장수말벌의 몸 길이인 3.0cm보다 크고, 장수말벌의 크기인 3.5cm보다 작게 설정될 수 있다.
관리 서버(430)는 영상 획득부(410) 및 인공 신경망 연산부(420)에서 얻어진 데이터를 저장할 수 있고, 등검은말벌집 탐지 장치(200)에 등검은말벌 발견 정보 및 양봉장 위치정보를 전송할 수 있다.
전력 제공부(440)는 영상 획득부(410) 및 인공 신경망 연산부(420) 및 관리 서버(430)에 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 전력 제공부(440)는 태양 전지 및 배터리를 포함할 수 있다. 태양 전지를 통해 태양광을 전기에너지로 전환하여 배터리에 저장할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템(1000)을 이용하여 등검은말벌집을 탐지하는 방법을 나타낸 순서도이다.
S105 단계에서, 말벌 탐지 장치(400)의 영상 획득부(410)에서 양봉시설 근처의 영상을 촬영할 수 있다.
예를 들어, 영상 획득부(410)는 사용자의 설정에 따라 양봉시설을 기준으로 하여 좌우 20도를 순차적으로 촬영할 수 있으며, 사용자의 설정에 따라 확대하여 촬영할 수 있다. 예를 들어, 영상 획득부(410)는 1초당 30프레임의 영상을 촬영할 수 있다. 예를 들어, 영상 획득부(410)는 광각 카메라로 구성되어 넓은 범위의 영상을 촬영할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
S110 단계에서, 영상 획득부(410)에서 촬영된 영상 데이터는 인공 신경망 연산부(420)로 전송될 수 있다.
예를 들어, 인공 신경망 연산부(420)는 CNN(Convolutional Neural Network) 장치를 포함할 수 있다. 인공 신경망 연산부(420)에서는 촬영된 영상을 프레임별로 분할하고, CNN 장치를 이용하여 이미지에서 객체, 장면 등을 인식하기 위해 패턴을 도출하여 기계 학습 할 수 있다.
S115 단계에서, 촬영된 영상을 분석하여 말벌인지 여부를 판단하고, 말벌의 종류를 구별할 수 있다.
S120 단계에서, 영상 및 영상 분석 데이터를 관리 서버(430)에 저장할 수 있다.
S125 단계에서, 관리 서버(430)는 등검은말벌집 탐지 장치(200)로 등검은말벌 발견정보 및 양봉장 위치정보를 전송할 수 있다.
S130 단계에서, 등검은말벌집 탐지 장치(200)는 사용자 단말(300)에 등검은말벌 발견정보 및 양봉장 위치정보를 전송할 수 있다.
S135 단계에서, 사용자 단말(300)에서 탐지 명령을 송신하고, 등검은말벌집 탐지 장치(200)를 거쳐 무인비행체(100)에 탐지 명령을 전송할 수 있다.
S140 단계에서, 무인비행체(100)가 탐지 명령에 기반하여 비행 영상을 촬영하며, 등검은말벌집을 탐지할 수 있다.
S145 단계에서, 사용자가 설정한 특정 RGB 값의 검출 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 연노란색 RGB 값을 검출하도록 설정하고, 무인비행체(100)가 비행 도중 연노란색 RGB 값을 검출한 경우, S150 단계가 수행되어, 무인비행체(100)는 검출된 RGB 값을 등검은말벌집 탐지 장치(200)에 전송할 수 있다.
다른 예로써, 특정 RGB 값이 검출되지 않은 경우 S155 단계가 수행되어, 설정된 탐지 범위를 전부 탐지하였는지를 확인할 수 있다. 설정된 탐지 범위를 모두 탐지한 경우, 탐지가 종료된다. 그러나, 설정된 탐지 범위를 모두 탐지하지 않은 경우, S140 단계가 재 수행될 수 있다.
도 9는 도 8의 등검은말벌집을 탐지하는 방법에서 S115를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
S115_1 단계에서, 꿀벌의 몸 길이인 1.2cm보다 크고, 등검은말벌의 크기인 2.0cm보다 작게 설정된 제1 임계값을 이용하여 꿀벌과 말벌을 구별할 수 있다.
예를 들어, 제1 임계 값은 사용자의 설정에 따라 약 1.2cm 내지 약 2.0cm 사이에서 임의로 선택될 수 있다. 제1 임계 값보다 객체의 크기가 작은 경우, 꿀벌로 판단하고, 제1 임계 값보다 객체의 크기가 큰 경우, 말벌로 판단한다. 이때 객체가 꿀벌로 판단된 경우, S120단계가 수행되고, 객체가 말벌로 판단된 경우, S115_2 단계를 진행한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
S115_2 단계에서, 객체의 꼬리부분에 줄무늬 패턴이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, 객체의 꼬리 부분의 색을 면적 비율로 나타냈을 때, 80%이상이 검정색일 경우, 줄무늬 패턴이 없는 것으로 보아, S115_3 단계가 수행되고, 객체의 꼬리 부분의 색 중 검정색인 면적이 80%미만일 경우, 줄무늬 패턴이 있는 것으로 보아, S115_4 단계가 수행된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
S115_3 단계에서, 인공 신경망 연산부(420)는 객체를 등검은말벌로 분류하고, S115_7 단계가 수행되어 사용자 단말(300)에 알람이 울릴 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
S115_4 단계에서, 꼬마장수말벌의 몸 길이인 3.0cm보다 크고, 장수말벌의 크기인 3.5cm보다 작게 설정된 제2 임계값을 이용하여 꼬마장수말벌과 장수말벌을 구별할 수 있다.
예를 들어, 제2 임계 값은 사용자의 설정에 따라 약 3.0cm 내지 약 3.5cm 사이에서 임의로 선택될 수 있다. 제2 임계 값보다 객체의 크기가 작은 경우, S115_6 단계가 수행되고, 제2 임계 값보다 객체의 크기가 큰 경우, S115_5 단계가 수행될 수 있다.
S115_6 단계에서, 인공 신경망 연산부(420)는 객체를 꼬마장수말벌로 분류하고, S115_7 단계가 수행되어 사용자 단말(300)에 알람이 울릴 수 있다.
S115_5 단계에서, 인공 신경망 연산부(420)는 객체를 장수말벌로 분류하고, S115_7 단계가 수행되어 사용자 단말(300)에 알람이 울릴 수 있다.
한편, 상술한 설명은 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 본 출원의 기술적 사상의 범주 내에서, 다양한 적용 예 및 응용 예가 가능하며, 이러한 것들은 모두 이하의 본 출원의 권리범위 내에 속함이 이해될 것이다.
100 : 무인비행체
110 : 영상 촬영부
120 : RGB 센서
130 : GPS 모듈
140 : 촬영 각도 조절부
200 : 등검은말벌집 탐색 장치
210 : 탐지 범위 설정부
220 : 등검은말벌집 검출부
230 : 말벌집 위치 연산부
300 : 사용자 단말
400 : 말벌 탐지 장치
410 : 영상 획득부
420 : 인공 신경망 연산부
430 : 관리 서버
440 : 전력 제공부
1000 : 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템

Claims (16)

  1. 무인으로 비행하며, 항공 영상을 촬영하는 무인비행체;
    상기 무인비행체에서 탐지된 정보에 기초하여, 등검은말벌집의 위치를 특정하는 등검은말벌집 탐색 장치; 및
    양봉시설의 근처에 설치되어 등검은 말벌을 탐지하는 말벌 탐지 장치를 포함하며,
    상기 말벌 탐지 장치는 상기 등검은말벌집 탐색 장치에 등검은말벌 발견 정보 및 양봉장 위치 정보를 전송하고,
    상기 말벌 탐지 장치는
    벌통 근처의 영상을 촬영하는 영상 획득부;
    상기 영상 획득부에서 촬영된 영상으로부터 객체를 추출하고, 상기 객체가 말벌인지 여부를 확인하고, 말벌 객체를 분석하여 대응하는 말벌의 종류를 구별하는 인공 신경망 연산부; 및
    상기 영상 획득부 및 상기 인공 신경망 연산부에서 얻어진 데이터를 저장하고 상기 등검은말벌집 탐색 장치에 등검은말벌 발견 정보 및 양봉장 위치정보를 전송하는 관리 서버를 포함하며,
    상기 인공 신경망 연산부는 1.2cm 내지 2.0cm의 제1 임계값에 따른 객체의 크기에 기초하여 꿀벌과 말벌을 구별하고, 말벌의 줄무늬 패턴에 기초하여 등검은말벌인지 여부를 판단한 후, 상기 제1 임계값과 상이하고, 3.0cm 내지 3.5cm의 제2 임계값에 따른 객체의 크기에 기초하여 장수말벌과 꼬마장수말벌을 구분하며,
    상기 등검은말벌인지 여부의 판단은 꼬리부분의 줄무늬가 희미하여 지배적 컬러가 검정색이면 등검은말벌로 분류하며,
    상기 장수말벌과 꼬마장수말벌의 구분은 몸길이가 상기 제2 임계값보다 작으면 꼬마장수말벌로 구분하고 상기 제2 임계값보다 크면 장수말벌로 구분하며,
    상기 등검은말벌집 탐색 장치는 등검은말벌이 발견된 상기 양봉시설의 위치정보에 기초하여 상기 무인비행체의 탐색 범위를 설정하고, 등검은말벌집 발견 시의 상기 무인비행체의 위치정보 및 상기 무인비행체의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 연산하는, 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 무인비행체는
    항공 영상을 촬영하고, 촬영된 항공 영상을 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 영상 촬영부;
    RGB 값을 감지하고, 감지된 RGB 값을 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 RGB 센서; 및
    상기 무인비행체의 위치 정보를 좌표 데이터로 상기 등검은말벌집 탐색 장치로 전송하는 GPS 모듈을 포함하는, 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 무인비행체는 사용자의 설정에 따라 상기 영상 촬영부 또는 상기 RGB 센서의 촬영 각도를 조절하는 촬영 각도 조절부를 더 포함하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 영상 촬영부는 상기 RGB 센서에서 미리 정해진 RGB 값이 검출된 경우에 영상 촬영 동작을 수행하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 GPS 모듈은 상기 RGB 센서에서 미리 정해진 RGB 값이 검출되는 경우에 상기 무인비행체의 좌표 데이터를 상기 등검은말벌집 탐색 장치에 전송하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 좌표 데이터는 위도, 경도 및 고도를 포함하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 촬영 각도 조절부는 지면과 수직한 방향을 기준으로 미리 정해진 각도로 기울어지도록, 상기 영상 촬영부 또는 상기 RGB 센서를 제어하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 등검은말벌집 탐색 장치는 양봉장의 위치를 중심으로 상기 무인비행체의 탐지 범위를 설정하는 탐색 범위 설정부;
    상기 영상 촬영부에서 촬영된 촬영 데이터 및 상기 RGB 센서에서 감지된 RGB 값에 기초하여 등검은말벌집의 존재 여부를 판단하는 등검은말벌집 검출부; 및
    상기 GPS 모듈에서 전송된 상기 무인비행체의 위치정보 및 상기 무인비행체의 촬영각도에 기초하여 등검은말벌집의 위치를 좌표로 특정하는 말벌집 위치 연산부를 포함하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 등검은말벌집 검출부는 등검은말벌집의 크기에 따라 등검은말벌의 예상 개체 수를 출력하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 탐지 범위에 말벌집이 발견되지 않을 경우, 상기 등검은말벌집 검출부는 지도에 상기 무인비행체의 상기 탐지 범위를 안전구역으로 표시하는 등검은말벌집 위치 정보 탐지 시스템.
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