KR102650604B1 - Pesticide spraying management system using multiple drones and operation method therof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대상영역의 외곽선에 따라 드로잉되는 복수의 비행등고선들을 각 자율 비행 경로로 복수개의 드론에 할당시켜 군집 비행시키는 동시에 타겟영역에 대한 맞춤형 농약살포작업을 자동화시킬 수 있는 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다. 이를 위해, 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템은 관측용 드론을 이용하여 대상영역을 촬영함에 따라 검출되는 외곽선 객체를 수집하는 수집부, 상기 관측용 드론으로부터 전송받는 실시간 위치정보로부터 상기 외곽선 객체에 대응되는 매핑 위치 정보를 선별하는 선별부, 상기 매핑 위치 정보에 기초하여, 상기 대상영역에 대한 기준 좌표 라인을 설정함에 따라 대상영역맵을 생성하는 라인설정부, 상기 기준 좌표 라인, 상기 대상영역의 면적 및 기설정된 등고선 이격거리에 기초하여, 서로 중첩되지 않는 복수의 비행등고선들을 상기 대상영역맵에 드로잉하는 드로잉부 및 상기 복수의 비행등고선들 각각을 복수의 살포용 드론들에 각 자율 비행 경로로 개별적으로 할당시켜 자율 군집 비행하도록 제어하는 통합제어부를 포함한다.The present invention relates to a pesticide spraying management system using a plurality of drones and a method of operating the same. More specifically, a plurality of flight contour lines drawn according to the outline of the target area are assigned to a plurality of drones to each autonomous flight path. It relates to a pesticide spraying management system and method of operation using multiple drones that can fly in groups and automate customized pesticide spraying work for the target area. For this purpose, the pesticide spraying management system using a plurality of drones includes a collection unit that collects outline objects detected by photographing the target area using observation drones, and the outline objects from real-time location information transmitted from the observation drones. A selection unit that selects mapping location information corresponding to the mapping location information, a line setting unit that generates a target area map by setting a reference coordinate line for the target area based on the mapping location information, the reference coordinate line, and the target area. Based on the area and the preset contour separation distance, a drawing unit that draws a plurality of flight contour lines that do not overlap each other on the target area map, and each autonomous flight path of each of the plurality of flight contour lines to a plurality of spraying drones. It includes an integrated control unit that individually assigns and controls autonomous swarm flight.

Description

복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법{PESTICIDE SPRAYING MANAGEMENT SYSTEM USING MULTIPLE DRONES AND OPERATION METHOD THEROF}Pesticide spraying management system using multiple drones and its operation method {PESTICIDE SPRAYING MANAGEMENT SYSTEM USING MULTIPLE DRONES AND OPERATION METHOD THEROF}

본 발명은 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 대상영역의 외곽선에 따라 드로잉되는 복수의 비행등고선들을 각 자율 비행 경로로 복수개의 드론에 할당시켜 군집 비행시키는 동시에 타겟영역에 대한 맞춤형 농약살포작업을 자동화시킬 수 있는 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pesticide spraying management system using a plurality of drones and a method of operating the same. More specifically, a plurality of flight contour lines drawn according to the outline of the target area are assigned to a plurality of drones to each autonomous flight path. It relates to a pesticide spraying management system and method of operation using multiple drones that can fly in groups and automate customized pesticide spraying work for the target area.

일반적으로, 농촌에서 수행되고 있는 농약 및 비료 등의 약제 살포 방식은 농약 등을 물에 희석하여 분무기에 담아 작업자가 직접 살포하거나 길이가 긴 비닐봉지에 담아 양끝에서 비닐봉지를 잡고 살포하는 방식으로 수행되고 있다.Generally, the method of spraying chemicals such as pesticides and fertilizers carried out in rural areas is carried out by diluting pesticides in water and putting them in a spray bottle and spraying them directly, or putting them in a long plastic bag and spraying them by holding the plastic bag at both ends. It is becoming.

이러한 종래의 살포방식은 다수의 인력이 필요하고, 작업자가 농약에 중독되어 건강을 해칠 수 있는 문제점이 있으며, 농약을 살포하는 과정에서 작물을 밟고 이동해야 하므로 농작물의 피해가 발생되는 문제가 있다.This conventional spraying method requires a large number of manpower, has the problem that workers can become addicted to pesticides and harm their health, and has the problem of causing damage to crops because they have to step on and move crops in the process of spraying pesticides.

또한, 농약을 분무기와 호스를 이용하여 살포하는 방식은 작업자가 직접 분무기에 연결된 호스와 분사노즐을 파지한 채 논이나 밭으로 들어가 살포해야 되기 때문에 작업성이 현저히 저하되는 문제와 작업이 불편한 문제점이 있다.In addition, the method of spraying pesticides using a sprayer and hose requires the worker to enter the rice paddy or field and spray while holding the hose and spray nozzle connected to the sprayer, which causes problems such as a significant decrease in workability and inconvenience. there is.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 무인 헬리콥터 등과 같은 무인 항공기를 이용하여 농약 등과 같은 약제를 살포하도록 하는 방안이 대두되고 있다. 무인 항공기는 비행기에 비해 항속력과 적재량이 우수하며, 상대적으로 저렴한 가격으로 운영할 수 있어 실용적이다.In order to solve the above problems, a method of spraying chemicals such as pesticides using unmanned aerial vehicles such as unmanned helicopters is emerging. Unmanned aerial vehicles have superior cruising speed and payload compared to airplanes, and are practical because they can be operated at a relatively low price.

그러나, 무인 항공기는 오랜 기간 공중에 체류하면서 넓은 면적에 약제를 살포할 수 있지만, 작업자의 조작 숙련도, 작업 면적, 날씨 영향 및 작업 위치의 혼동으로 인해 약제가 균일하게 살포되지 못하고, 여러번 같은 위치에 약제가 도포되어 약제가 낭비될 수 있는 문제점이 있다.However, although unmanned aerial vehicles can stay in the air for a long period of time and spray chemicals over a large area, the chemicals cannot be sprayed evenly due to the operator's operating skill, work area, weather effects, and confusion in the work location, and are not sprayed in the same location multiple times. There is a problem that the drug may be wasted as it is applied.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 타겟영역의 외곽선에 따라 드로잉되는 복수의 비행등고선들을 각 자율 비행 경로로 복수개의 드론에 할당시켜 자율 군집 비행시키는 동시에 타겟영역에 대한 맞춤형 농약살포작업을 자동화시킬 수 있는 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템 및 그 동작방법을 제공하기 위한 것이다. The present invention is to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to assign a plurality of flight contour lines drawn according to the outline of the target area to a plurality of drones to each autonomous flight path to perform autonomous swarm flight while flying in the target area. The purpose is to provide a pesticide spraying management system and operation method using multiple drones that can automate customized pesticide spraying operations.

본 발명의 상기 및 다른 목적과 이점은 바람직한 실시예를 설명한 하기의 설명으로부터 분명해질 것이다.The above and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템은 관측용 드론을 이용하여 대상영역을 촬영함에 따라 검출되는 외곽선 객체를 수집하는 수집부, 상기 관측용 드론으로부터 전송받는 실시간 위치정보로부터 상기 외곽선 객체에 대응되는 매핑 위치 정보를 선별하는 선별부, 상기 매핑 위치 정보에 기초하여, 상기 대상영역에 대한 기준 좌표 라인을 설정함에 따라 대상영역맵을 생성하는 라인설정부, 상기 기준 좌표 라인, 상기 대상영역의 면적 및 기설정된 등고선 이격거리에 기초하여, 서로 중첩되지 않는 복수의 비행등고선들을 상기 대상영역맵에 드로잉하는 드로잉부 및 상기 복수의 비행등고선들 각각을 복수의 살포용 드론들에 각 자율 비행 경로로 개별적으로 할당시켜, 자율 군집 비행하도록 제어하는 통합제어부를 포함한다. To achieve the above object, the pesticide spraying management system using a plurality of drones according to an embodiment of the present invention includes a collection unit that collects outline objects detected by photographing the target area using an observation drone, A selection unit that selects mapping location information corresponding to the outline object from real-time location information transmitted from an observation drone, and creates a target area map by setting a reference coordinate line for the target area based on the mapping location information. A line setting unit that draws a plurality of flight contour lines that do not overlap each other on the target area map based on the reference coordinate line, the area of the target area, and a preset contour separation distance, and the plurality of flight contour lines It includes an integrated control unit that individually assigns each autonomous flight path to a plurality of spraying drones and controls them to fly in an autonomous group.

실시예에 있어서, 상기 복수의 비행등고선들의 형상은 상기 기준 좌표 라인의 형상에 대응되고, 자율비행에 따른 거리별 이동좌표정보를 포함한다. In an embodiment, the shape of the plurality of flight contour lines corresponds to the shape of the reference coordinate line and includes movement coordinate information for each distance according to autonomous flight.

실시예에 있어서, 상기 통합제어부는 상기 복수의 살포용 드론들로부터 자율 군집 비행에 따라 피드백받는 드론별 시험비행 경로정보에 기초하여, 농약 살포 동작을 제어하는 살포동작신호를 각 살포용 드론에 선택적으로 송신한다. In an embodiment, the integrated control unit selectively sends a spraying operation signal for controlling the pesticide spraying operation to each spraying drone based on test flight path information for each drone that is fed back according to autonomous swarm flight from the plurality of spraying drones. send to

실시예에 있어서, 상기 통합제어부는 상기 드론별 시험비행 경로정보 중 어느 하나의 살포용 드론의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선이 대응된 경우, 상기 살포동작신호를 송신함에 따라 기설정된 살포 동작 시간에 기초하여, 드론 복귀 신호를 송신한다. In an embodiment, the integrated control unit transmits the spraying operation signal when the test flight route information of any one of the spraying drones among the test flight route information for each drone corresponds to the corresponding flight contour, thereby setting a preset spraying operation time. Based on this, a drone return signal is transmitted.

실시예에 있어서, 상기 통합제어부는 상기 드론별 시험비행 경로정보 중 어느 하나의 살포용 드론의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선이 대응되지 않는 경우, 상기 기준 좌표 라인과 해당 비행등고선 사이의 타겟 이격 거리를 기준으로, 상기 기준 좌표 라인과 상기 시험비행 경로정보 사이의 비행 이격 거리를 보정하기 위한 방향 보정 신호를 상기 어느 하나의 살포용 드론에 송신한다. In an embodiment, the integrated control unit determines the target separation between the reference coordinate line and the corresponding flight contour line when the test flight path information of any one of the spraying drones among the test flight path information for each drone does not correspond to the corresponding flight contour line. Based on the distance, a direction correction signal for correcting the flight separation distance between the reference coordinate line and the test flight path information is transmitted to one of the spraying drones.

실시예에 있어서, 상기 드로잉부는 상기 복수의 비행등고선들의 개수를 카운팅하는 카운팅부, 상기 복수의 비행등고선들과 복수의 살포용 드론들 간의 개수차이를 비교하는 비교부 및 상기 개수차이에 기초하여, 상기 복수의 비행등고선들 중 비행거리가 짧은 적어도 둘 이상의 비행등고선들을 중첩되게 연결하여 하나의 비행등고선으로 수정하는 등고선보정부를 포함한다. In an embodiment, the drawing unit includes a counting unit that counts the number of the plurality of flight contour lines, a comparison unit that compares the number difference between the plurality of flight contour lines and the plurality of spraying drones, and based on the number difference, It includes a contour correction unit that overlaps and connects at least two flight contours with a short flight distance among the plurality of flight contour lines to correct them into a single flight contour line.

실시예에 있어서, 상기 관측용 드론과 상기 복수의 살포용 드론들에 구비된 각 진동 감지 센서를 통해 감지된 기설정된 이상 진동 신호에 기초하여, 드론별 동작 상태를 정상 상태와 장애 상태 중 어느 하나로 진단하는 장애상태 진단부, 상기 관측용 드론과 상기 복수의 살포용 드론들 중 어느 하나의 드론이 장애 상태로 진단될 때, 비상 복귀 신호를 해당 어느 하나의 드론에 송신하는 비행관리부 및 상기 시험비행 경로정보로부터 검출되는 비행시간정보에 기초하여, 각 살포용 드론의 분사모듈에 대한 일정시간별 분사주기를 개별적으로 조절하는 분사주기 조절부를 포함한다. In an embodiment, based on a preset abnormal vibration signal detected through each vibration detection sensor provided in the observation drone and the plurality of spraying drones, the operation state of each drone is divided into one of a normal state and a failure state. A failure state diagnosis unit that diagnoses, a flight management unit that transmits an emergency return signal to one of the drones when any one of the observation drone and the plurality of spraying drones is diagnosed as being in a failure state, and the test flight It includes a spray cycle control unit that individually adjusts the spray cycle for each spraying module of each spraying drone for a certain period of time based on the flight time information detected from the path information.

실시예에 있어서, 상기 비행관리부는 기수집된 대상영역별 비행등고선 이미지와 해충발생지점을 머신러닝을 통해 학습함에 따라 모델링되는 인공지능 기반의 해충발생 예측모델을 이용하여, 복수의 비행등고선들에 대한 해충발생영역을 예측하고, 상기 분사주기 조절부는 상기 복수의 살포용 드론들 중 해충발생영역을 일정거리 이내에 근접하게 비행하는 적어도 하나의 살포용 드론에 대한 분사 횟수를 증가시키도록 제어한다.In an embodiment, the flight management unit uses an artificial intelligence-based pest occurrence prediction model that is modeled by learning the previously collected flight contour images for each target area and pest occurrence points through machine learning, to a plurality of flight contours. Predicts the pest occurrence area, and the spraying cycle control unit controls to increase the number of spraying for at least one spraying drone that flies close to the pest occurrence area within a certain distance among the plurality of spraying drones.

본 발명의 실시예에 따르면, 타겟영역의 외곽선에 따라 드로잉되는 복수의 비행등고선들을 각 자율 비행 경로로 복수개의 드론에 할당시켜 군집 비행시키는 동시에 타겟영역에 대한 맞춤형 농약살포작업을 자동화함으로써, 농약살포작업을 보다 용이하고 효율적으로 수행할 수 있게 한다.According to an embodiment of the present invention, a plurality of flight contour lines drawn according to the outline of the target area are assigned to a plurality of drones on each autonomous flight path to fly in a group, while automating the customized pesticide spraying operation for the target area, thereby spraying pesticides. Makes work easier and more efficient.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템(100)을 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2a는 대상영역과 외곽선 객체를 나타내는 예시도이며, 도 2b는 복수의 비행등고선들이 드로잉된 대상영역맵에 대한 실시예이다.
도 3a는 도 1의 관측용 드론(10)에 대한 블록도이며, 도 3c는 도 1의 어느 하나의 살포용 드론(20)에 대한 블록도이다.
도 4는 도 1의 드로잉부(140)를 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
도 5는 도 1의 통합제어부(150)를 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다.
Figure 1 is a diagram schematically showing a pesticide spraying management system 100 using a plurality of drones according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is an example diagram showing a target area and an outline object, and FIG. 2B is an example of a target area map on which a plurality of flight contour lines are drawn.
FIG. 3A is a block diagram of the observation drone 10 of FIG. 1, and FIG. 3C is a block diagram of one of the spraying drones 20 of FIG. 1.
FIG. 4 is a block diagram for specifically explaining the drawing unit 140 of FIG. 1 .
FIG. 5 is a block diagram for specifically explaining the integrated control unit 150 of FIG. 1.

이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments of the present invention and drawings. These examples are merely presented as examples to explain the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples. .

또한, 달리 정의하지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 가지며, 상충되는 경우에는, 정의를 포함하는 본 명세서의 기재가 우선할 것이다.Additionally, unless otherwise defined, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains, and in case of conflict, this specification including definitions The description will take precedence.

도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에서 기술한 "부"란, 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.In order to clearly explain the proposed invention in the drawings, parts unrelated to the description have been omitted, and similar reference numerals have been assigned to similar parts throughout the specification. And, when it is said that a part "includes" a certain component, this means that it does not exclude other components, but may further include other components, unless specifically stated to the contrary. Additionally, “unit” as used in the specification refers to a unit or block that performs a specific function.

각 단계들에 있어 식별부호(제1, 제2, 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 실시될 수도 있고 실질적으로 동시에 실시될 수도 있으며 반대의 순서대로 실시될 수도 있다. Identification codes (first, second, etc.) for each step are used for convenience of explanation. The identification codes do not describe the order of each step, and each step does not clearly state a specific order in context. It may be carried out differently from the order specified above. That is, each step may be performed in the same order as specified, may be performed substantially simultaneously, or may be performed in the opposite order.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템(100)을 개략적으로 나타내는 도이고, 도 2a는 대상영역과 외곽선 객체를 나타내는 예시도이며, 도 2b는 복수의 비행등고선들이 드로잉된 대상영역맵에 대한 실시예이고, 도 3a는 도 1의 관측용 드론(10)에 대한 블록도이며, 도 3c는 도 1의 어느 하나의 살포용 드론(20)에 대한 블록도이다. Figure 1 is a diagram schematically showing a pesticide spraying management system 100 using a plurality of drones according to an embodiment of the present invention, Figure 2a is an example diagram showing a target area and outline object, and Figure 2b is a plurality of flights. This is an embodiment of a target area map on which contour lines are drawn, FIG. 3A is a block diagram of the observation drone 10 of FIG. 1, and FIG. 3C is a block diagram of one of the spraying drones 20 of FIG. 1. am.

도 1 내지 도 3c를 참조하여 설명하면, 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템(100)은 네트워크를 통해 관측용 드론(10)과 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)에 통신 연결되는 다양한 형태의 장치, 예컨대 스마트폰이나 TV, PDA, 태블릿 PC, PC, 노트북 PC 및 기타 사용자 단말 장치로 구현될 수 있다. 1 to 3C, the pesticide spraying management system 100 using a plurality of drones is connected to the observation drone 10 and a plurality of spraying drones 20_1 to 20_N through a network. It can be implemented in various types of devices, such as smartphones, TVs, PDAs, tablet PCs, PCs, laptop PCs, and other user terminal devices.

구체적으로, 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템(100)은 수집부(110), 선별부(120), 라인설정부(130), 드로잉부(140) 및 통합제어부(150)를 포함할 수 있다. Specifically, the pesticide spraying management system 100 using a plurality of drones may include a collection unit 110, a selection unit 120, a line setting unit 130, a drawing unit 140, and an integrated control unit 150. You can.

먼저, 수집부(110)는 관측용 드론(10)을 이용하여 대상영역(R)을 촬영함에 따라 검출되는 외곽선 객체(OL)를 수집할 수 있다. First, the collection unit 110 may collect the outline object (OL) detected by photographing the target area (R) using the observation drone 10.

여기서, 외곽선 객체(OL)는 도 2a에 도시된 바와 같이, 대상영역(R)의 경계에 위치하고, 대상영역(R)부터 색상이나 형상 차이에 따라 식별이 용이한 객체를 의미하는 것으로, 예를 들면, 대상영역(R)이 논인 경우 외곽선 객체(OL)는 논 경계에 위치한 통로나 구조물일 수 있다. Here, the outline object (OL) refers to an object located at the border of the target area (R), as shown in FIG. 2A, and that is easy to identify based on color or shape differences from the target area (R). For example, For example, if the target area (R) is a rice field, the outline object (OL) may be a passage or structure located at the boundary of the rice field.

이때, 관측용 드론(10)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 카메라모듈(11), GPS모듈(12) 및 통신모듈(13)을 구비할 수 있다. At this time, the observation drone 10 may be equipped with a camera module 11, a GPS module 12, and a communication module 13, as shown in FIG. 3A.

구체적으로, 관측용 드론(10)은 카메라모듈(110)을 통해 대상영역을 촬영하고, 해당 촬영영상으로부터 기설정된 OpenCV 그래픽 프로그램을 통해 외곽선 객체(OL)를 검출할 수 있다. 또한, 관측용 드론(10)은 GPS모듈(12)을 통해 실시간 위치정보를 수집할 수 있다. 또한, 관측용 드론(10)은 통신모듈(13)을 통해 농약살포 관리시스템(100)에 통신 연결되어, 외곽선 객체(OL)와 실시간 위치정보를 네트워크를 통해 수집부(110)로 전송할 수 있다. Specifically, the observation drone 10 can photograph a target area through the camera module 110 and detect an outline object (OL) from the captured image through a preset OpenCV graphics program. Additionally, the observation drone 10 can collect real-time location information through the GPS module 12. In addition, the observation drone 10 is connected to the pesticide spraying management system 100 through the communication module 13, and can transmit the outline object (OL) and real-time location information to the collection unit 110 through the network. .

즉, 관측용 드론(10)은 농약살포 관리시스템(100)으로부터 통신모듈(13)을 통해 전송받는 원격 수동 조작 신호에 따라 수동 비행되거나, 자율비행 제어신호에 따라 기설정된 자율비행 프로그램을 통해 무인 비행할 수도 있다.In other words, the observation drone 10 is flown manually according to a remote manual operation signal transmitted through the communication module 13 from the pesticide spraying management system 100, or is unmanned through a preset autonomous flight program according to an autonomous flight control signal. You can also fly.

이러한 관측용 드론(10)과 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 각각은 드론 본체를 비행시키거나 방향 전환을 위한 프로펠러(미도시)와 모터(미도시)를 포함한 장치들과 무인비행을 위한 제어장치들을 더 포함할 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니다. Each of these observation drones (10) and a plurality of spraying drones (20_1 to 20_N) carries out unmanned flight and devices including propellers (not shown) and motors (not shown) for flying or changing the direction of the drone body. Additional control devices may be included, but are not limited thereto.

다음으로, 선별부(120)는 관측용 드론(10)으로부터 전송받는 실시간 위치정보로부터 외곽선 객체(OL)에 대응되는 매핑 위치 정보를 선별할 수 있다. Next, the selection unit 120 may select mapping location information corresponding to the outline object OL from the real-time location information transmitted from the observation drone 10.

구체적으로, 선별부(120)는 관측용 드론(10)으로부터 외곽선 객체(OL)를 검출할 때마다 수집된 위치정보를 외곽선 객체(OL)에 매핑시켜 매핑 위치 정보를 선별할 수 있다. Specifically, the selection unit 120 may map the collected location information to the outline object OL each time an outline object OL is detected from the observation drone 10 to select the mapping position information.

다음으로, 라인설정부(130)는 매핑 위치 정보에 기초하여, 대상영역(R)에 대응되는 기준 좌표 라인(L1)을 설정함에 따라 대상영역맵(M)을 생성할 수 있다. Next, the line setting unit 130 may generate a target area map (M) by setting a reference coordinate line (L1) corresponding to the target area (R) based on the mapping position information.

여기서, 기준 좌표 라인(L1)은 도 2b에 도시된 바와 같이, 대상영역(R)의 외곽선에 대응되고, 대상영역맵(M)은 대상영역(R)의 면적에 대응될 수 있다. Here, the reference coordinate line L1 may correspond to the outline of the target area R, and the target area map M may correspond to the area of the target area R, as shown in FIG. 2B.

이때, 기준 좌표 라인(L1)은 위치 정보를 포함할 수 있다. At this time, the reference coordinate line L1 may include location information.

다음으로, 드로잉부(140)는 기준 좌표 라인(L1), 대상영역(R)의 면적 및 기설정된 등고선 이격거리(R)에 기초하여, 서로 중첩되지 않는 복수의 비행등고선들(L2~LN)을 생성하고 이를 대상영역맵(M)에 드로잉할 수 있다.Next, the drawing unit 140 creates a plurality of flight contour lines (L2 to LN) that do not overlap each other, based on the reference coordinate line (L1), the area of the target area (R), and the preset contour separation distance (R). You can create and draw it on the target area map (M).

여기서, 복수의 비행등고선들(L2~LN)의 형상은 기준 좌표 라인(L1)의 형상에 대응되고, 자율비행에 따른 거리별 이동좌표정보를 포함할 수 있다. Here, the shape of the plurality of flight contour lines (L2 to LN) corresponds to the shape of the reference coordinate line (L1) and may include movement coordinate information for each distance according to autonomous flight.

이때, 복수의 비행등고선들(L2~LN)의 개수는 기설정된 등고선 이격거리(R)에 반비례할 수 있다. At this time, the number of the plurality of flight contour lines (L2 to LN) may be inversely proportional to the preset contour separation distance (R).

구체적으로, 드로잉부(140)는 기준 좌표 라인(L1), 대상영역(R)의 면적 및 기설정된 등고선 이격거리를 입력받아 복수의 비행등고선들(L2~LN)을 출력하는 OpenCV 등고선 생성 알고리즘을 이용할 수 있다. Specifically, the drawing unit 140 uses an OpenCV contour generation algorithm that receives the reference coordinate line (L1), the area of the target area (R), and the preset contour separation distance and outputs a plurality of flight contour lines (L2 to LN). Available.

다음으로, 통합제어부(150)는 복수의 비행등고선들(L2~LN) 각각을 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)에 각 자율 비행 경로로 개별적으로 할당시켜, 자율 군집 비행하도록 제어할 수 있다. Next, the integrated control unit 150 can individually assign each of the plurality of flight contours (L2 to LN) to each autonomous flight path to the plurality of spraying drones (20_1 to 20_N) and control them to fly autonomously. there is.

예를 들면, 자율 군집 비행이라 함은 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)이 각 비행등고선(L2~LN)을 따라 군집으로 자율 비행함을 의미할 수 있다. For example, autonomous swarm flight may mean that a plurality of spraying drones (20_1 to 20_N) autonomously fly in a swarm along each flight contour line (L2 to LN).

여기서, 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 각각은 GPS모듈(21), 통신모듈(22) 및 분사모듈(23)을 포함할 수 있다. Here, each of the plurality of spraying drones 20_1 to 20_N may include a GPS module 21, a communication module 22, and a spraying module 23.

구체적으로, 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 각각은 GPS모듈(21)을 통해 실시간 위치정보를 수집하고, 통신모듈(22)을 통해 농약살포 관리시스템(100)에 통신 연결되며, 분사모듈(23)을 통해 농약을 살포하도록 드론 본체의 하부에 배치될 수 있다. Specifically, each of the plurality of spraying drones (20_1 to 20_N) collects real-time location information through the GPS module 21, is connected to the pesticide spraying management system 100 through the communication module 22, and sprays It can be placed at the bottom of the drone body to spray pesticides through the module 23.

실시예에 따른 통합제어부(150)는 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)로부터 자율 군집 비행에 따라 피드백받는 드론별 시험비행 경로정보에 기초하여, 농약 살포 동작을 허용하는 살포동작신호를 각 살포용 드론(102_1~102_N)에 선택적으로 송신할 수 있다. The integrated control unit 150 according to the embodiment sends a spraying operation signal allowing pesticide spraying operation based on test flight path information for each drone that is fed back according to autonomous swarm flight from a plurality of spraying drones (20_1 to 20_N). Can be selectively transmitted to spraying drones (102_1~102_N).

여기서, 시험비행 경로정보는 비행시간정보, 비행속도정보, 시간별 위치정보를 포함할 수 있다. Here, the test flight route information may include flight time information, flight speed information, and location information by time.

구체적으로, 통합제어부(150)는 각 자율 비행 경로를 할당시킴에 따라, 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)로부터 드론별 시험비행 경로정보를 피드백받을 수 있다. Specifically, as the integrated control unit 150 allocates each autonomous flight path, it can receive feedback on test flight path information for each drone from the plurality of spraying drones 20_1 to 20_N.

이때, 통합제어부(150)는 어느 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1)의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선(예컨대, L2) 간의 대응 여부에 기초하여, 살포동작신호를 선택적으로 어느 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1)에 송신할 수 있다. At this time, the integrated control unit 150 selectively sends a spraying operation signal based on the correspondence between the test flight path information of one spraying drone (e.g., 20_1) and the corresponding flight contour (e.g., L2). It can be transmitted to a drone (e.g., 20_1).

일 실시예에 따라, 드론별 시험비행 경로정보 중 어느 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1)의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선이 대응된 경우, 통합제어부(150)는 살포동작신호를 송신함에 따라 기설정된 살포 동작 시간에 기초하여, 드론 복귀 신호를 자동으로 송신할 수 있다. According to one embodiment, when the test flight path information of any one spraying drone (e.g., 20_1) among the test flight path information for each drone and the corresponding flight contour line correspond, the integrated control unit 150 transmits a spraying operation signal. Accordingly, a drone return signal can be automatically transmitted based on the preset spraying operation time.

다른 실시예에 따라, 어느 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1)의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선(예컨대, L2) 간의 차이가 일정 이상인 경우, 통합제어부(150)는 기준 좌표 라인(L1)과 해당 비행등고선(예컨대, L2) 사이의 타겟 이격 거리를 기준으로, 기준 좌표 라인(L1)과 시험비행 경로정보 사이의 비행 이격 거리를 보정하기 위한 방향 보정 신호를 어느 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1)에 송신할 수 있다. According to another embodiment, when the difference between the test flight path information of one spraying drone (e.g., 20_1) and the corresponding flight contour line (e.g., L2) is more than a certain level, the integrated control unit 150 controls the reference coordinate line (L1) Based on the target separation distance between and the corresponding flight contour line (e.g., L2), a direction correction signal for correcting the flight separation distance between the reference coordinate line (L1) and the test flight path information is sent to any spraying drone (e.g. , 20_1).

또 다른 실시예에 따라, 통합제어부(150)는 복수의 비행등고선들(L2~LN)을 할당시키기 이전에, 이착륙 포인트에 대응되는 등록 요청 신호를 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)에 전송함에 따라 응답받는 등록 확인 신호에 기초하여, 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)로부터 통신 장애에 해당하는 드론(예컨대, 20_1)을 선별하여 제외시킬 수 있다. According to another embodiment, the integrated control unit 150 sends a registration request signal corresponding to the takeoff and landing point to the plurality of spraying drones (20_1 to 20_N) before allocating the plurality of flight contours (L2 to LN). Based on the registration confirmation signal received in response to transmission, a drone corresponding to a communication failure (eg, 20_1) can be selected and excluded from the plurality of spraying drones 20_1 to 20_N.

도 4는 도 1의 드로잉부(140)를 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 4 is a block diagram for specifically explaining the drawing unit 140 of FIG. 1 .

도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 드로잉부(140)는 카운팅부(141), 비교부(142) 및 등고선보정부(143)를 포함할 수 있다. 1 to 4 , the drawing unit 140 may include a counting unit 141, a comparison unit 142, and a contour correction unit 143.

먼저, 카운팅부(141)는 복수의 비행등고선들(L2~LN)의 개수를 카운팅할 수 있다. First, the counting unit 141 can count the number of flight contour lines (L2 to LN).

다음으로, 비교부(142)는 복수의 비행등고선들(L2~LN)과 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 간의 개수차이를 비교할 수 있다. Next, the comparison unit 142 may compare the number difference between the plurality of flight contours (L2 to LN) and the plurality of spraying drones (20_1 to 20_N).

다음으로, 등고선보정부(143)는 개수차이에 기초하여, 복수의 비행등고선들(L2~LN) 중 비행거리가 짧은 적어도 둘 이상의 비행등고선들을 중첩되게 연결하여 하나의 비행등고선으로 수정할 수 있다. Next, based on the number difference, the contour correction unit 143 may overlap and connect at least two flight contours with short flight distances among the plurality of flight contour lines (L2 to LN) and modify them into one flight contour line.

도 5는 도 1의 통합제어부(150)를 구체적으로 설명하기 위한 블록도이다. FIG. 5 is a block diagram for specifically explaining the integrated control unit 150 of FIG. 1.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 통합제어부(150)는 드론상태 진단부(151), 조작상태 진단부(152) 및 비행관리부(153)를 포함할 수 있다. When described with reference to FIGS. 1 to 5 , the integrated control unit 150 may include a drone status diagnosis unit 151, an operation status diagnosis unit 152, and a flight management unit 153.

먼저, 장애상태 진단부(151)는 관측용 드론(10)과 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)에 구비된 각 진동 감지 센서(미도시)를 통해 감지된 기설정된 이상 진동 신호에 기초하여, 드론별 동작 상태를 정상 상태와 장애 상태 중 어느 하나로 진단할 수 있다. First, the failure state diagnosis unit 151 is based on a preset abnormal vibration signal detected through each vibration detection sensor (not shown) provided in the observation drone 10 and the plurality of spraying drones 20_1 to 20_N. Thus, the operation state of each drone can be diagnosed as either a normal state or a failure state.

다음으로, 비행관리부(152)는 관측용 드론(10)과 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 중 어느 하나의 드론(예컨대, 20_1)이 장애 상태로 진단될 때, 비상 복귀 신호를 해당 드론(예컨대, 20_1)에 송신할 수 있다. Next, the flight management unit 152 sends an emergency return signal when any one drone (e.g., 20_1) among the observation drone 10 and the plurality of spraying drones 20_1 to 20_N is diagnosed as being in a disabled state. It can be transmitted to a drone (eg, 20_1).

다음으로, 분사주기 조절부(153)는 시험비행 경로정보로부터 검출되는 비행시간정보에 기초하여, 각 살포용 드론(220_1~220_N)의 분사모듈(23)에 대한 일정시간별 분사주기를 조절할 수 있다. Next, the injection cycle control unit 153 can adjust the injection cycle for each spraying module 23 of each spraying drone (220_1 to 220_N) for a certain time based on the flight time information detected from the test flight path information. .

일 실시예에 따라, 비행관리부(152)는 관측용 드론(10)으로부터 전송받는 이벤트신호에 기초하여, 관측용 드론(10)을 해당 위치에 고정 비행시키도록 제어하는 동시에 출력화면을 통해 수동조작모드를 요청할 수 있다. According to one embodiment, the flight management unit 152 controls the observation drone 10 to fly fixedly at the corresponding location based on the event signal transmitted from the observation drone 10 and simultaneously performs manual manipulation through the output screen. You can request a mode.

여기서, 이벤트신호는 관측용 드론(10)이 새 또는 전신주와 같은 장애물을 탐지함에 따라 송신하는 신호일 수 있다. Here, the event signal may be a signal transmitted as the observation drone 10 detects an obstacle such as a bird or telephone pole.

다른 실시예에 따라, 비행관리부(152)는 기상관제 센터(미도시)로부터 전송받는 날씨정보로부터 확인된 풍속 세기 정보에 기초하여, 법령규정 고도 제한 구간 내에서 최저 고도로 비행하도록 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N)을 제어함으로써, 농약이 타겟지역 이외의 장소로 퍼지는 것을 제한시킬 수 있다. According to another embodiment, the flight management unit 152 configures a plurality of spraying drones to fly at the lowest altitude within the altitude restriction section prescribed by law, based on wind speed information confirmed from weather information transmitted from a weather control center (not shown). By controlling the fields (20_1 to 20_N), it is possible to limit the spread of pesticides to places other than the target area.

또 다른 실시예에 따라, 비행관리부(152)는 기수집된 살포영역별 비행등고선 이미지와 살포영역별 해충발생지점을 머신러닝을 통해 학습함에 따라 모델링되는 인공지능 기반의 해충발생 예측모델을 이용하여, 대상영역맵(M)에 대한 해충발생영역을 예측할 수 있다. According to another embodiment, the flight management unit 152 uses an artificial intelligence-based pest occurrence prediction model that is modeled by learning the collected flight contour images for each spray area and pest occurrence points for each spray area through machine learning. , the pest occurrence area for the target area map (M) can be predicted.

여기서, 인공지능 기반의 해충발생 예측모델은 복수의 비행등고선들(L2~LN)이 드로잉된 대상영역맵(M)을 입력받아 대상영역맵(M)에 대한 해충발생영역을 예측하는 인공신경망 알고리즘일 수 있다. Here, the artificial intelligence-based pest occurrence prediction model is an artificial neural network algorithm that receives the target area map (M) on which multiple flight contour lines (L2 ~ LN) are drawn and predicts the pest occurrence area for the target area map (M). It can be.

이러한, 인공지능 기반의 해충발생 예측모델은 인공 신경 회로망(Artificial Neural Network), SVM(Support Vector Machine), 의사 결정 트리(Decision Tree) 및 랜덤 포레스트(Random Forest) 중 어느 하나의 알고리즘일 수 있다. 예를 들면, 인공 신경 회로망은 주로 딥러닝에서 사용되어 지고, 기계학습과 생물학의 신경망에서 영감을 얻은 통계학적 학습 알고리즘으로서, 특징 추출 신경망과 분류 신경망을 포함하는 컨볼루션 신경망일 수 있다. This artificial intelligence-based pest outbreak prediction model may be one of the following algorithms: Artificial Neural Network, SVM (Support Vector Machine), Decision Tree, and Random Forest. For example, artificial neural networks are mainly used in deep learning, are statistical learning algorithms inspired by machine learning and neural networks in biology, and can be convolutional neural networks that include feature extraction neural networks and classification neural networks.

이때, 분사주기 조절부(153)는 복수의 살포용 드론들(20_1~20_N) 중 해충발생영역을 일정거리 이내에 근접하게 비행하는 적어도 하나의 살포용 드론(예컨대, 20_1, 20_2)에 대한 분사 횟수를 증가시키도록 제어할 수 있다.At this time, the spray cycle control unit 153 controls the number of sprays for at least one spray drone (e.g., 20_1, 20_2) that flies close to the pest outbreak area within a certain distance among the plurality of spray drones (20_1 to 20_N). can be controlled to increase.

본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.In this specification, only a few examples of various embodiments performed by the present inventors are described, but the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto, and of course, it can be modified and implemented in various ways by those skilled in the art.

10: 관측용 드론
20_1~20_N: 복수의 살포용 드론들
100: 다양한 드론을 활용한 농약살포 관리시스템
110: 수집부
120: 선별부
130: 라인설정부
140: 드로잉부
150: 통합제어부
10: Observation drone
20_1~20_N: Multiple spraying drones
100: Pesticide spraying management system using various drones
110: Collection department
120: Sorting unit
130: Line setting unit
140: Drawing section
150: Integrated control unit

Claims (8)

관측용 드론을 이용하여 대상영역을 촬영함에 따라 검출되는 외곽선 객체를 수집하는 수집부;
상기 관측용 드론으로부터 전송받는 실시간 위치정보로부터 상기 외곽선 객체에 대응되는 매핑 위치 정보를 선별하는 선별부;
상기 매핑 위치 정보에 기초하여, 상기 대상영역에 대한 기준 좌표 라인을 설정함에 따라 대상영역맵을 생성하는 라인설정부;
상기 기준 좌표 라인, 상기 대상영역의 면적 및 기설정된 등고선 이격거리에 기초하여, 서로 중첩되지 않는 복수의 비행등고선들을 상기 대상영역맵에 드로잉하는 드로잉부; 및
상기 복수의 비행등고선들 각각을 복수의 살포용 드론들에 각 자율 비행 경로로 개별적으로 할당시켜 자율 군집 비행하도록 제어하는 통합제어부를 포함하고,
상기 자율 군집 비행이라 함은 상기 복수의 살포용 드론들이 각 비행등고선을 따라 군집으로 자율 비행함을 의미하고,
상기 외곽선 객체는 상기 대상영역의 경계에 위치하고, 상기 대상영역으로부터 색상이나 형상 차이에 따라 식별이 용이한 객체를 의미하며,
상기 기준 좌표 라인은 상기 대상영역의 외곽선에 대응되고, 상기 대상영역맵은 대상영역의 면적에 대응되고,
상기 복수의 비행등고선들의 형상은 상기 기준 좌표 라인의 형상에 대응되고, 자율비행에 따른 거리별 이동좌표정보를 포함하며,
상기 복수의 비행등고선들의 개수는 기설정된 등고선 이격거리에 반비례하며,
상기 통합제어부는 상기 복수의 살포용 드론들로부터 상기 자율 군집 비행에 따라 피드백받는 드론별 시험비행 경로정보에 기초하여, 농약 살포 동작을 제어하는 살포동작신호를 각 살포용 드론에 선택적으로 송신하고,
상기 통합제어부는 상기 드론별 시험비행 경로정보 중 어느 하나의 살포용 드론의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선이 대응된 경우, 상기 살포동작신호를 송신함에 따라 기설정된 살포 동작 시간에 기초하여, 드론 복귀 신호를 송신하고,
상기 통합제어부는 상기 드론별 시험비행 경로정보 중 어느 하나의 살포용 드론의 시험비행 경로정보와 해당 비행등고선이 대응되지 않는 경우, 상기 기준 좌표 라인과 해당 비행등고선 사이의 타겟 이격 거리를 기준으로, 상기 기준 좌표 라인과 상기 시험비행 경로정보 사이의 비행 이격 거리를 보정하기 위한 방향 보정 신호를 상기 어느 하나의 살포용 드론에 송신하며,
상기 드로잉부는 상기 복수의 비행등고선들의 개수를 카운팅하는 카운팅부;
상기 복수의 비행등고선들과 복수의 살포용 드론들 간의 개수차이를 비교하는 비교부; 및
상기 개수차이에 기초하여, 상기 복수의 비행등고선들 중 비행거리가 짧은 적어도 둘 이상의 비행등고선들을 중첩되게 연결하여 하나의 비행등고선으로 수정하는 등고선보정부를 포함하며,
상기 통합제어부는 상기 관측용 드론과 상기 복수의 살포용 드론들에 구비된 각 진동 감지 센서를 통해 감지된 기설정된 이상 진동 신호에 기초하여, 드론별 동작 상태를 정상 상태와 장애 상태 중 어느 하나로 진단하는 장애상태 진단부;
상기 관측용 드론과 상기 복수의 살포용 드론들 중 어느 하나의 드론이 장애 상태로 진단될 때, 비상 복귀 신호를 해당 어느 하나의 드론에 송신하는 비행관리부; 및
상기 시험비행 경로정보로부터 검출되는 비행시간정보에 기초하여, 각 살포용 드론의 분사모듈에 대한 일정시간별 분사주기를 개별적으로 조절하는 분사주기 조절부를 포함하고,
상기 비행관리부는 기수집된 대상영역별 비행등고선 이미지와 해충발생지점을 머신러닝을 통해 학습함에 따라 모델링되는 인공지능 기반의 해충발생 예측모델을 이용하여, 복수의 비행등고선들에 대한 해충발생영역을 예측하고,
상기 분사주기 조절부는 상기 복수의 살포용 드론들 중 해충발생영역을 일정거리 이내에 근접하게 비행하는 적어도 하나의 살포용 드론에 대한 분사 횟수를 증가시키도록 제어하며,
상기 인공지능 기반의 해충발생 예측모델은 상기 복수의 비행등고선들이 드로잉된 대상영역맵을 입력받아 상기 대상영역맵에 대한 상기 해충발생영역을 예측하는 인공신경망 알고리즘으로써, 인공 신경 회로망(Artificial Neural Network), SVM(Support Vector Machine), 의사 결정 트리(Decision Tree) 및 랜덤 포레스트(Random Forest) 중 어느 하나의 알고리즘이고,
상기 비행관리부는 기상관제 센터로부터 전송받는 날씨정보로부터 확인된 풍속 세기 정보에 기초하여, 법령규정 고도 제한 구간 내에서 최저 고도로 비행하도록 복수의 살포용 드론들을 제어하는, 복수개의 드론을 활용한 농약살포 관리시스템.



A collection unit that collects outline objects detected by photographing the target area using an observation drone;
a selection unit that selects mapping location information corresponding to the outline object from real-time location information transmitted from the observation drone;
a line setting unit that generates a target area map by setting a reference coordinate line for the target area based on the mapping position information;
a drawing unit that draws a plurality of flight contour lines that do not overlap each other on the target area map based on the reference coordinate line, the area of the target area, and a preset contour line separation distance; and
An integrated control unit that individually assigns each of the plurality of flight contours to each autonomous flight path to a plurality of spraying drones and controls autonomous swarm flight,
The autonomous swarm flight means that the plurality of spraying drones autonomously fly in a swarm along each flight contour,
The outline object refers to an object located at the border of the target area and easy to identify based on color or shape differences from the target area,
The reference coordinate line corresponds to the outline of the target area, and the target area map corresponds to the area of the target area,
The shape of the plurality of flight contour lines corresponds to the shape of the reference coordinate line and includes movement coordinate information for each distance according to autonomous flight,
The number of the plurality of flight contour lines is inversely proportional to the preset contour line separation distance,
The integrated control unit selectively transmits a spraying operation signal for controlling pesticide spraying to each spraying drone based on test flight path information for each drone that is fed back from the plurality of spraying drones according to the autonomous swarm flight,
When the test flight path information of any one of the test flight path information for each drone corresponds to the corresponding flight contour line, the integrated control unit transmits the spraying operation signal, and based on the preset spraying operation time, the drone transmit a return signal,
If the test flight path information of any one of the test flight path information for each drone and the corresponding flight contour line do not correspond to the test flight path information for each spraying drone, the integrated control unit is based on the target separation distance between the reference coordinate line and the corresponding flight contour line, Transmitting a direction correction signal to correct the flight separation distance between the reference coordinate line and the test flight path information to one of the spraying drones,
The drawing unit includes a counting unit that counts the number of the plurality of flight contour lines;
A comparison unit that compares the number difference between the plurality of flight contour lines and the plurality of spraying drones; and
Based on the number difference, it includes a contour correction unit that connects at least two flight contours with a short flight distance among the plurality of flight contour lines to overlap and correct them into a single flight contour line,
The integrated control unit diagnoses the operation state of each drone as either a normal state or a failure state based on a preset abnormal vibration signal detected through each vibration detection sensor provided in the observation drone and the plurality of spraying drones. Diagnosis of disability status;
A flight management unit that transmits an emergency return signal to one of the observation drones and the plurality of spraying drones when one of the observation drones and the plurality of spraying drones is diagnosed as being in a failure state; and
Based on the flight time information detected from the test flight path information, it includes a spray cycle control unit that individually adjusts the spray cycle for each predetermined time for the spray module of each spray drone,
The flight management department uses an artificial intelligence-based pest occurrence prediction model that is modeled by learning the collected flight contour images and pest occurrence points for each target area through machine learning to determine the pest occurrence area for a plurality of flight contour lines. predict,
The spraying cycle controller controls to increase the number of sprays for at least one spraying drone that flies close to a pest infestation area within a certain distance among the plurality of spraying drones,
The artificial intelligence-based pest occurrence prediction model is an artificial neural network algorithm that receives the target area map on which the plurality of flight contour lines are drawn and predicts the pest occurrence area for the target area map. It is an artificial neural network (Artificial Neural Network) , any one of SVM (Support Vector Machine), Decision Tree, and Random Forest,
The flight management unit controls a plurality of spraying drones to fly at the lowest altitude within the height limit section stipulated by law, based on wind speed information confirmed from weather information transmitted from the weather control center. Pesticide spraying using multiple drones. Management system.



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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101945019B1 (en) * 2018-06-22 2019-02-01 전북대학교 산학협력단 System for swarm flight of unmanned aerial vehicles for acquiring images of crop growing distribution and method thereof
KR20200063826A (en) * 2018-11-28 2020-06-05 (주)메타파스 Autonomous flight system for agricultural disease control and method thereof
KR20200079180A (en) * 2018-12-24 2020-07-02 농업회사법인 렛츠팜 주식회사 Planting Status and Vegetation Index Analysis System using Clustered Drones Platform
KR20210010164A (en) * 2019-07-19 2021-01-27 배재대학교 산학협력단 System and method for managing cluster flight of unmanned aerial vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101945019B1 (en) * 2018-06-22 2019-02-01 전북대학교 산학협력단 System for swarm flight of unmanned aerial vehicles for acquiring images of crop growing distribution and method thereof
KR20200063826A (en) * 2018-11-28 2020-06-05 (주)메타파스 Autonomous flight system for agricultural disease control and method thereof
KR20200079180A (en) * 2018-12-24 2020-07-02 농업회사법인 렛츠팜 주식회사 Planting Status and Vegetation Index Analysis System using Clustered Drones Platform
KR20210010164A (en) * 2019-07-19 2021-01-27 배재대학교 산학협력단 System and method for managing cluster flight of unmanned aerial vehicle

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