KR20100092199A - 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템 - Google Patents

무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템 Download PDF

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KR20100092199A
KR20100092199A KR1020090011466A KR20090011466A KR20100092199A KR 20100092199 A KR20100092199 A KR 20100092199A KR 1020090011466 A KR1020090011466 A KR 1020090011466A KR 20090011466 A KR20090011466 A KR 20090011466A KR 20100092199 A KR20100092199 A KR 20100092199A
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Abstract

본 발명에 의하면, 무인항공기(100)에 의해 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 비행에 대한 비행경로정보가 약제, 종자 또는 비료 살포시 생성 저장되는 비행경로정보생성부, 상기 비행경로정보에 따른 비행시 약제, 종자 또는 비료를 살포하는 살포부, 및 살포부에 의해 약제, 종자 또는 비료가 살포되는 장소에 대한 면적을 상기 비행경로정보에 의하여 계산하는 면적산출모듈을 통하여 약제, 종자 또는 비료 살포비용이 산출되는 살포비용산출부를 포함하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템이 제공된다.
헬기, 항공기, 무인, 약, 논, 밭, 살포, 조종, 비용, 산출

Description

무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템{A cost estimating system about spraying chemicals, seeds or fertilizer of unmaned aerial vehicles}
본 발명은 무인항공기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 조종이 가능한 무인항공기를 이용하여 약제, 종자 또는 비료를 살포하는 경우에 있어서 약제, 종자 또는 비료가 살포된 장소의 면적, 살포량 및 연료소모량 등에 대한 정보를 산출하여 약제, 종자 또는 비료 살포에 따른 비용을 산출하도록 할 수 있는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 농촌에서 수행되고 있는 농약 등의 약제 살포방식은 농약 등을 물에 희석시켜 분무기에 담아 작업자가 직접 살포하거나 길이가 긴 비닐봉지에 담아 양끝에서 비닐봉지를 잡고 살포하는 방식으로 수행되고 있다.
그러나 이러한 종래의 살포방식은 다수의 인력이 필요하고 작업자가 농약에 중독 되어 건강을 해칠 수 있는 문제점이 있으며, 농약을 살포하는 과정에서 농작물을 밟고 이동해야 되기 때문에 농작물의 피해가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 농약을 분무기와 호스를 이용하여 살포하는 방식은 작업자가 직접 분 무기에 연결된 호스와 분사노즐을 파지한 채 논이나 밭으로 들어가 살포해야 되기 때문에 작업성이 현저히 저하되는 문제와 작업이 불편한 문제점이 있다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무인헬리콥터 등과 같은 무인항공기를 이용하여 농약 등과 같은 약제를 살포하도록 하는 방안이 대두되고 있다.
그러나 상기와 같이 무인항공기를 이용한 약제 살포방식은, 단순히 상기 무인항공기가 약제의 살포 대상이 되는 논이나 밭 등의 상공을 자유 비행하면서 약제를 살포하기 때문에, 상기 약제가 살포되는 장소에 골고루 살포되는지 여부를 판단하기 어렵다.
또한, 약제를 살포하기 위한 무인항공기의 약제 살포 작업 비행시 실제 살포 장소에 대한 정확한 정보를 획득하고 있지 못하여 약제 살포에 관한 정보를 정확히 얻을 수 없는 문제점이 있다.
또한, 약제가 살포되는 면적 등을 정확히 알 수가 없어 상기 무인항공기를 이용한 약제 살포 작업자와 해당 장소의 약제 살포 희망자 사이에 약제 살포에 따른 비용 문제 등으로 인한 마찰이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 약제를 살포하기 위한 무인항공기의 약제 작업 비행시 실제 살포 장소에 대한 정확한 정보를 획득하지 못하여 약제 살포에 관한 정보를 정확히 얻을 수 없으며, 그에 따른 데이터 관리가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
또한, 약제 살포 희망자와 무인항공기를 이용한 약제 살포 작업자가 실시간으로 또는 추후에 무인항공기의 원격지 화면상의 지도에서 직접 살포 경로 내지 살포면적을 확인할 수 없는 문제점이 있다.
따라서 상기 무인항공기를 이용하여 약제를 살포하는 경우 상기 약제 살포 작업자와 약제 살포 희망자 사이의 약제 살포에 따른 객관적인 비용산출 자료를 제공하기 위한 방안이 절실히 대두되고 있다.
또한, 상기와 같은 문제는 단지 약제 살포의 경우에만 발생되는 문제점이 아니라, 무인항공기를 이용하여 종자나 비료를 살포할 경우에도 발생될 수 있는 문제로서 이러한 분야, 즉 종자나 비료를 무인항공기를 이용하여 살포할 경우에도 살포에 대한 객관적인 비용산출 자료를 제공하기 위한 방안이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 무인항공기로부터 약제, 종자 또는 비료가 살포된 장소의 면적, 살포량 및 연료 소모량 정보를 산출하여 약제, 종자 또는 비료 살포 비용을 산출하도록 할 수 있는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포 작업 비행시 실제 살포 장소에 대한 정확한 정보를 획득하여 약제, 종자 또는 비료 살포에 관한 정보를 정확히 얻을 수 있으며, 그에 대한 데이터 관리를 용이하도록 할 수 있게 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 약제, 종자 또는 비료살포 희망자와 무인항공기를 이용한 약제, 종자 또는 비료 살포 작업자가 실시간으로 또는 추후에 무인항공기의 원격지 화면상의 지도에서 직접 살포 경로 내지 살포면적을 확인할 수 있는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 또 목적은 무인항공기가 미리 정해진 절대비행경로를 따라 비행하면서 약제, 종자 또는 비료를 살포하도록 하여 상기 살포 장소에 약제, 종자 또는 비료가 골고루 살포되도록 할 수 있는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템을 제공하는 것이다.
이를 위하여, 본 발명에 의하면, 무인항공기(100)에 의해 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 비행에 대한 비행경로정보가 약제, 종자 또는 비료 살포시 생성 저장되는 비행경로정보생성부, 상기 비행경로정보에 따른 비행시 약제, 종자 또는 비료를 살포하는 살포부, 및 살포부에 의해 약제, 종자 또는 비료가 살포되는 장소에 대한 면적을 상기 비행경로정보에 의하여 계산하는 면적산출모듈을 통하여 약제, 종자 또는 비료 살포비용이 산출되는 살포비용산출부를 포함하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템이 제공된다.
여기서, 상기 무인항공기의 비행경로정보는 위성으로부터 수신되는 GPS 데이터를 통하여 이루어지기 위한 GPS수신부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 살포부의 약제, 종자 또는 비료 살포를 감지하기 위한 살포감지센서를 구비하며, 상기 살포감지센서에 의하여 감지된 약제, 종자 또는 비료 살포의 시작, 진행 및 종료를 저장하기 위한 데이터저장부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비행경로정보생성부에 의하여 생성된 비행경로 데이터와 상기 살포감지센서에 의하여 감지된 약제, 종자 또는 비료 살포의 시작, 진행 및 종료에 관한 약제, 종자 또는 비료살포 데이터를 송수신하기 위한 RF통신부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비행경로 데이터와 약제, 종자 또는 비료살포 데이터가 RF통신에 의하여 무인항공기의 원격지 단말기에서 디스플레이되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터저장부는 무인항공기에 구비되거나 비용산출기에 구비되며, 상기 비용산출기는 원격지의 단말기로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 GPS수신부에 의하여 얻어진 비행경로에 관한 데이터와 상기 살포감지센서에 의하여 얻어진 약제, 종자 또는 비료 살포의 시점, 진행 경로 및 종점에 관한 약제, 종자 또는 비료의 살포 데이터를 결합하여 약제, 종자 또는 비료의 살포 면적을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 데이터저장부는 상기 살포감지센서에 의하여 얻어진 약제, 종자 또는 비료 살포의 시점, 진행 경로 및 종점에 관한 살포 경로 정보를 상기 GPS수신부에 의하여 저장함과 동시에 살포시간을 동시에 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 비행경로정보는 무인항공기에 내장된 관성항법장치 및/또는 속도계 및/또는 타이머를 통하여 수직좌표계로 얻어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 면적산출모듈은 비행경로정보생성부에 저장된 비행경로정보에 대하여 상기 비행경로를 제1축(x축) 비행경로성분과 이에 수직한 제2축(y축) 비행경로성분으로 나누며, 상기 제1축(x축) 비행경로성분에 대한 이동거리
Figure 112009008750003-PAT00001
에 대하여 상기 제2축(y축) 비행경로성분에 대한 이동거리
Figure 112009008750003-PAT00002
를 적분하거나 곱하여 약제, 종자 또는 비료살포 제1면적을 산출하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 면적산출모듈에 의한 총 약제, 종자 또는 비료살포 면적 연산시, 무인항공기의 너비방향에 대한 지면상 유효 약제, 종자 또는 비료 살포 거리
Figure 112009008750003-PAT00003
라 할 때, 상기 제1면적 이외에
Figure 112009008750003-PAT00004
의 제2면적이 더해지는 것 이 바람직하다.
또한, 비행경로정보생성부는 무인항공기에 의해 약제, 종자 또는 비료가 살포될 장소에 대한 절대비행경로정보와 상기 절대비행경로정보에 따라 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 비행에 대한 상대비행경로정보를 생성 저장하는 것이 바람직하다.
또한, 살포부에 의한 약제, 종자 또는 비료 살포가 정상적으로 이루어지는지 여부를 판단하거나 살포부에 저장된 약제, 종자 또는 비료의 저장량 또는 연료저장부에 저장된 연료량이 설정치 이하일 경우 이를 판단하여 이에 대응된 감지신호를 생성하는 동작감지부, 동작감지부에 의한 감지신호 생성시 상기 감지신호 생성 지점에 해당하는 상기 상대비행경로정보의 좌표값을 절대비행경로정보의 좌표값으로 변환하여 감지신호좌표값을 생성 저장하는 감지신호좌표생성부, 동작감지부에 의한 감지신호 생성시 살포부의 동작을 정지시키고 상기 살포부의 고장수리 또는 약제, 종자 또는 비료 또는 연료의 충전 후 약제, 종자 또는 비료 살포를 위한 재비행시 상기 감지신호좌표값에 대응된 상대비행경로정보의 좌표값이 생성될 경우 살포부를 동작시키는 살포수단제어부, 및 상기 절대비행경로정보와 상대비행경로정보, 살포부의 오동작 여부, 약제, 종자 또는 비료 저장량, 상기 감지신호좌표값 및 약제, 종자 또는 비료살포비용을 비용산출기에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 면적산출모듈은, 약제, 종자 또는 비료 살포 대상이 직각사각형을 이룰 경우, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 무인항공기의 x축 거리의 살포 범위에 해당하는 'x' 축 좌표값의 범위가 무인항공기의 선회지점까지의 거리인
Figure 112009008750003-PAT00005
이며, 무인항공기의 너비방향에 대한 지면상 유효 약제, 종자 또는 비료 살포 거리가
Figure 112009008750003-PAT00006
이며, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 무인항공기의 y축 거리의 살포범위에 해당하는 'y' 축 좌표값의 범위인
Figure 112009008750003-PAT00007
는 선회지점의 회수가
Figure 112009008750003-PAT00008
일 때
Figure 112009008750003-PAT00009
로 주어지며,
Figure 112009008750003-PAT00010
의 값으로 약제, 종자 또는 비료가 살포된 면적이 연산되는 것이 바람직하다.
따라서 본 발명에 의하면, 약제, 종자 또는 비료가 살포될 지역에 대응되는 범위를 가지는 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 디스플레이하고 상기 비행코스 상에 약제, 종자 또는 비료 살포를 위한 상대비행경로정보에 따른 비행코스를 연속적으로 오버랩시켜 상기 무인항공기의 조종사로 하여금 보다 용이한 약제, 종자 또는 비료 살포를 가능하게 하고, 또한, 살포 면적에 대하여 골고루 약제, 종자 또는 비료 살포가 가능하게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포 작업 비행시 위성으로부터 GPS 데이터를 수신하여 실제 살포 장소에 대한 정확한 정보를 획득함으로써 약제, 종자 또는 비료 살포에 관한 정보를 정확히 얻을 수 있으며, 그에 대한 데이터 관리 및 저장 등을 용이하도록 할 수 있다.
이 때, 약제, 종자 또는 비료 살포 시기 및 살포 경로/면적 등의 데이터가 무인항공기의 데이터 저장부에 저장되거나 무인항공기로부터 이러한 데이터가 수신되어 원격지 단말기의 데이터 저장부에 의하여 약제, 종자 또는 비료 살포 시기 및 경로/면적, 기타 사용된 약제, 종자 또는 비료 등의 데이터가 저장될 수 있으며, 이러한 데이터를 기반으로 용이하게 약제, 종자 또는 비료 살포 등에 관한 정보를 농업 경영에 활용할 수 있다.
또한, 약제, 종자 또는 비료살포 희망자와 무인항공기를 이용한 약제, 종자 또는 비료 살포 작업자가 실시간으로 또는 추후에 무인항공기의 원격지 화면상의 지도에서 직접 살포 경로 내지 살포면적을 확인할 수 있다.
또한, 상기 무인항공기를 이용하여 약제, 종자 또는 비료를 살포하는 경우 약제, 종자 또는 비료 살포 작업자와 약제, 종자 또는 비료 살포 희망자 사이에 상기 약제, 종자 또는 비료 살포 비용에 대응되는 객관적인 비용산출 자료를 제공함으로써, 약제, 종자 또는 비료 살포 작업자뿐만 아니라 약제, 종자 또는 비료 살포 희망자가 상기 정보들을 육안으로 확인하여 약제, 종자 또는 비료가 살포되는 면적과 비용 등을 정확히 알 수가 있어 상호간에 발생될 수 있는 마찰 등을 방지할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료(이하, 약제라 함) 살포에 대한 비용산출시스템을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 도 1의 무인항공기의 약제살포에 대한 비용산출시스템의 무인항공기를 나타낸 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제살포에 대한 비용산출시스템은, 무인항공기(100)와 비용산출기(200)를 포함한다.
무인항공기(100)는, 약제가 살포될 장소에 대한 절대비행경로정보와 상기 절대비행경로정보에 따라 약제를 살포하기 위한 비행에 대한 상대비행경로정보가 생성 저장되는 비행경로정보생성부(110), 비용산출기(200)에 의해 상기 상대비행경로정보에 따른 비행시 약제를 살포하는 살포부(120), 살포부(120)에 의한 약제살포가 정상적으로 이루어지는지 여부를 판단하거나 살포부(120)에 저장된 약제의 저장량 또는 연료저장부(미도시)에 저장된 연료량이 설정치 이하일 경우 이를 판단하여 이에 대응된 감지신호를 생성하는 동작감지부(130), 동작감지부(130)에 의한 감지신호 생성시 상기 감지신호 생성 지점에 해당하는 상기 상대비행경로정보의 좌표값을 절대비행경로정보의 좌표값으로 변환하여 감지신호좌표값을 생성 저장하는 감지신호좌표생성부(140) 및 동작감지부(130)에 의한 감지신호 생성시 살포부(120)의 동작을 정지시키고 상기 살포부(120)의 고장수리 또는 약제또는 연료의 충전 후 약제살포를 위한 재비행시 상기 감지신호좌표값에 대응된 상대비행경로정보의 좌표값이 생성될 경우 살포부(120)를 동작시키는 살포수단제어부(150)를 포함한다.
이 때, 살포부(120)의 약제 살포 시점시의 시간 및/또는 장소, 약제의 살포 진행시의 약제 살포량 및/또는 진행 경로, 및 약제의 살포 종점시의 시간 및/또는 장소, 기타 살포 약제의 종류 등이 무인항공기(100) 내의 제1 데이터저장부(192)에 저장된다. 여기서, 약제의 살포 시점, 약제의 살포 진행시, 약제 살포 종점시의 시간 및 장소에 관한 데이터는 무인항공기(100)의 GPS수신부(180)와 살포감지센서(132)에 의하여 획득된다. 즉, 약제 살포의 시작, 진행 및 종료는 살포감지센서(132)에 의하여 감지되며, 이러한 감지를 제어부(190)는 상기 GPS수신 데이터와 연동되도록 하여 약제의 살포 시점에 대한 시간 및/또는 장소, 약제의 살포 진행시 약제 살포량 및/또는 진행 경로, 및 약제 살포 종점의 시간 및/또는 장소, 기타 살포 약제의 종류 등이 무인항공기(100) 내의 제1 데이터저장부(192)에 저장되도록 하거나 비용산출기(200)의 RF통신부(230)로 상기 데이터를 전송하도록 한다.
비용산출기(200)는, 살포부(120)에 의해 약제가 살포되는 장소에 대한 면적을 계산하고 상기 면적에 살포된 약제량 및 약제 살포시 소모된 연료량을 통하여 약제살포비용을 산출하는 살포비용산출부(210)와, 사전 비행에 따라 생성된 절대비행경로정보와 약제 살포에 따른 상대비행경로정보, 살포부(120)의 오동작 여부, 약제 저장량, 상기 감지신호좌표값 및 약제살포비용을 비용산출기(200)에 디스플레이하는 디스플레이부(220), 약제 살포 시점의 시간 및/또는 장소, 약제 살포 진행시의 약제 살포량 및/또는 진행 경로, 및 약제 살포 종점의 시간 및/또는 장소, 기타 살포 약제의 종류 등이 RF통신부(230)를 통해 저장되는 제2 데이터저장부(250), 및 무인항공기(100)의 RF통신부(160)와의 무선통신을 위한 RF통신부(230)를 포함한다.
이 때, 무인항공기(100) 내의 제1 데이터저장부(192)에 저장된 약제 살포 시점시의 시간 및/또는 장소, 약제 살포 진행시의 약제 살포량 및/또는 진행 경로, 및 약제 살포 종점시의 시간 및/또는 장소, 기타 살포 약제의 종류 등의 데이터가 이하에서 설명되는 무인항공기(100)와 비용산출기(200) 사이의 무선통신을 위한 무인항공기(100)의 RF통신부(160)의 송신에 의해 비용산출기(200)의 RF통신부(230)로 수신되어 비용산출기(200)의 제2 데이터저장부(250)에 저장되어도 좋다.
여기서, 상기 무인항공기(100)는, 비용산출기(200)로부터 무인항공기(100)의 구동에 대한 제어신호를 수신하는 RF통신부(160), 상기 제어신호에 의해 구동되어 비행을 가능하게 하는 구동부(170), 인공위성으로부터 현재 비행중인 공간에 따른 GPS 데이터를 수신하는 GPS수신부(180) 및 상기 구성부들을 제어하는 제어부(190)를 더 포함한다.
비행경로정보생성부(110)는, 상기 무인항공기(100)를 이용한 약제가 살포될 지역에 대하여 최소한의 비행시간을 통해 최대한의 약제 살포가 골고루 이루어지도록 하기 위하여 사전 비행을 통해 미리 복수개의 체크 포인트 예를 들면, '이륙지점', '선회지점' 및 '착륙지점'의 좌표값을 포함하는 절대비행경로정보를 생성 저장한다. 또한, 상기 절대비행경로정보를 따라 약제 살포를 위한 비행시 이에 대한 상대비행경로정보를 생성 저장하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 절대비행경로정보와 상대비행경로정보의 생성방법은 다음과 같다.
먼저, 상기 무인항공기(100)를 상기 '이륙지점'으로부터 이륙시켜 '선회지점'을 비행한 후 '착륙지점'에 착륙되도록 비용산출기(200)로부터 제어신호를 입력한다. 이후, 상기 제어신호에 따라 비행하는 무인항공기(100)에 대하여 GPS수신 부(180)로부터 제공되는 GPS 데이터를 토대로 상기 비행에 대한 비행좌표값들이 생성된다. 이후, 상기 비행좌표값을 토대로 일정범위의 거리값을 가지는 좌표값을 가감하여 절대비행경로정보가 생성된다. 이후, 상기 절대비행경로정보를 디스플레이부(220)에 디스플레이 시켜 상기 무인항공기(100)의 조종사로 하여금 약제 살포를 위한 비행시 상기 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 따라 비행하도록 하고 이때의 GPS 데이터를 토대로 약제 살포 비행에 대한 상대비행경로를 생성한다.
따라서 비행경로정보생성부(110)는 비용산출기(200)의 디스플레이부(220)에 상기 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 디스플레이하고 상기 비행코스 상에 약제 살포를 위한 상대비행경로정보에 따른 비행코스를 연속적으로 오버랩시켜 상기 무인항공기(100)의 조종사로 하여금 보다 용이한 약제 살포를 가능하게 할 수 있다.
또한, 무인항공기(100)가 미리 정해진 절대비행경로정보를 따라 비행하면서 약제를 살포함으로써, 살포 장소에 약제가 골고루 살포되도록 할 수 있다.
도 3은 도 2의 무인항공기에 있어서 살포부와 동작감지부를 나타낸 정면도이다.
살포부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 약제, 종자 또는 비료가 담기는 저장탱크(121), 집진통(122), 가압펌프(123), 공급관(124), 제어밸브(125) 및 분사노즐바(126) 등을 포함한다.
저장탱크(121)는, 무인항공기(100)의 측면 등에 배치되고 항공기의 수평을 위해 좌우측에 각각 동일한 용량의 통이 장착되며 하부에는 비용산출기(200)의 약 제 살포 기능에 따른 버튼에 의해 열리고 닫히면서 저장탱크(121) 내부의 약제를 배출시키는 배출밸브(127)가 설치된다.
또한, 저장탱크(121)은 무인항공기(100)의 하부면에 장착된 프레임(128)의 양단부에 고정되고 프레임(128)의 양단부에는 각각의 저장탱크(121)을 고정하기 위한 보조프레임(128a)이 더 구비된다.
프레임(128)의 중앙부 하측에는 집진통(122)이 프레임(128)에 고정 장착되고, 상기 집진통(122)과 저장탱크(121) 사이에는 공급관(124)이 연결되며, 저장탱크(121)로부터 배출된 약제가 집진통(122)에 집진되게 된다.
집진통(122)의 하부에는 집진통(122)과 연통되는 주름관(129)이 연결되고, 주름관(129)의 하부에는 분사노즐바(126)가 연결된다. 분사노즐바(126)는 주름관(129)의 하단에서 양갈래로 벌어지는 메인노즐(126a)과 메인노즐(126a)의 양단부 및 중간에 복수개의 보조노즐(126b)이 일체로 연통되게 형성되며, 메인노즐(126a)은 약제의 흐름을 원활하게 하기 위해 하측으로 경사지게 형성된다.
가압펌프(123)는 집진통(122)의 상부에 설치되어 집진통(122)에 집진된 약제를 하측의 주름관(129)으로 강력하게 밀어주는 강제 이송 역할을 수행하는 것으로 흔히, 유체의 이동시 사용되는 펌프가 사용된다. 따라서 가압펌프(123)에 의해 약제의 위치 에너지가 작은 경우에 자중에 의해 주름관(129)에 공급되지 않는 것을 방지할 수 있다.
또한, 주름관(129)의 내부에는 보조노즐(126b)에서 살포되는 약제의 양을 실질적으로 조절하기 위하여 가압펌프(123)의 출력에 감응되게 설계되는 제어밸 브(125)가 설치된다.
여기서, 제어밸브(125)는, 가압펌프(123)의 출력감응식으로 작동되는 구동모터, 상기 구동모터에 장착된 감속기, 상기 감속기에 결합되어 주름관(129) 내로 연장된 회전축 및 상기 회전축에 결합되어 주름관(129)을 개폐시키도록 회전되는 밸브체를 포함한다.
따라서 제어밸브(125)는 가압펌프(123)의 출력에 따라 지면에 살포되는 약제의 양을 조절할 수 있고, 가압펌프(123)의 출력에 관계없이 항상 일정한 양의 약제가 살포되도록 할 수도 있다.
한편, 제어밸브(125)는, 무인항공기(100)의 속도에 감응되게 설계하여 비행속도가 느리거나 빠르더라도 항상 일정한 양의 약제가 지면에 공급되도록 비행속도가 빠르면 주름관(129)을 많이 개폐시키고 비행속도가 느리면 주름관(129)을 조금 개폐시키는 것이 바람직하다.
또한, 살포부(120)는, 상기와 같은 구성부 이외에도, 약제 살포 비행중 무인항공기(100)의 프로펠러 풍력에 의해 약제가 휘날리거나 맞바람에 의해 균일하게 살포되지 못하게 되는 것을 방지하기 위하여 무인항공기(100)의 비행방향과 반대방향으로 분사노즐바(126)를 선회시키는 각도조절수단(120a)을 더 포함한다.
동작감지부(130)는, 유압감지센서(131), 살포감지센서(132) 및 연료감지센서(133)를 포함한다.
유압감지센서(131)는, 살포부(120)의 주름관(129)에 연결되는 메인노즐(126a) 내부에 설치되어 가압펌프(123)에 의해 집진통(122)으로부터 배출된 약제 의 압력을 감지한다.
여기서, 살포부(120)의 제어밸브(125)가 가압펌프(123)의 출력에 따라 지면에 살포되는 약제의 양을 제어할 경우, 메인노즐(126a)에 공급되는 약제의 질량(m)과 가속도(a)에 비례하고 메인노즐(126a)의 단면적(A)에 반비례하는 약제의 압력을 감지하고 이때, 약제의 가속도(a)는 가압펌프(123)의 출력의 함수이므로 결국 약제의 압력은 가압펌프(123)의 출력에 비례하게 된다.
따라서 유압감지센서(131)는 가압펌프(123)의 출력이 증가함에도 불구하고 메인노즐(126a)에 공급되는 약제의 압력이 증가하지 않을 경우 제어밸브(125) 또는 살포부(120)의 다른 구성부가 오동작하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 살포감지센서(132)는, 살포부(120)의 메인노즐(126a)에 설치된 유압감지센서(131)의 일측에 설치되어 가압펌프(123)에 의해 집진통(122)으로부터 배출된 약제의 유량을 감지한다.
여기서, 살포부(120)의 제어밸브(125)가 가압펌프(123)의 출력에 관계없이 항상 일정한 양의 약제가 살포되도록 유량을 제어할 경우, 메인노즐(126a)에 공급되는 약제의 유량은 상기 메인노즐(126a)의 단면적(A)과 약제의 속도(v)의 곱을 가지게 되나, 이때 약제의 속도(v)는 가압펌프(123) 출력에 관계없이 항상 일정해야 되기 때문에 결국 유량은 가압펌프(123)의 출력에 상관없이 일정해야 한다.
따라서 살포감지센서(132)는, 가압펌프(123)의 출력에 따라 메인노즐(126a)에 공급되는 약제의 유량이 일정하지 않을 경우 제어밸브(125) 또는 살포부(120)의 다른 구성부가 오동작하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 연료감지센서(133)는, 구동부(170)에 연료를 공급하는 연료저장부(미도시)의 연료공급노즐(미도시) 등에 설치되어 구동부(170)에 공급되는 연료의 유량을 감지하여 연료의 저장량이 미리 설정된 설정치 이하일 경우 비용산출기(200)에 이를 알려주도록 하는 공지의 감지수단이다.
도 4는 도 2의 무인항공기에 있어서 비행경로정보에 따라 생성된 비행코스를 나타낸 도면이다.
감지신호좌표생성부(140)는, 동작감지부(130)에 의해 약제 살포가 비정상적으로 이루어지거나 또는 살포부(120)에 저장된 약제의 저장량 또는 연료저장부(미도시)에 저장된 연료량이 설정치 이하일 경우 이에 대응된 감지신호 생성 지점의 상대비행경로정보의 좌표값에 대응되는 절대비행경로정보의 좌표값을 산출하고 이를 감지신호좌표값으로 저장한다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 따라 약제 살포를 위한 비행시 'A' 지점에서 동작감지부(130)의 동작감지신호가 생성되었을 경우 상기 'A' 지점의 상대비행경로정보가 (10,25,5)의 좌표값을 나타내면, 감지신호좌표생성부(140)는 상기 (10,25,5)의 좌표값에 대응되는 상기 절대비행경로정보의 좌표값을 산출하고 이때의 좌표값이
Figure 112009008750003-PAT00011
이라면 이를 감지신호좌표값으로 저장하게 된다.
여기서, 상기 절대비행경로정보의 좌표값은 상기 상대비행경로정보의 좌표값에 일정한 거리값 예를 들면,
Figure 112009008750003-PAT00012
1.5 m의 값을 가지는 허용 오차데이 터(
Figure 112009008750003-PAT00013
1.5,
Figure 112009008750003-PAT00014
1.5,
Figure 112009008750003-PAT00015
1.5)가 가감되어 무인항공기(100) 조종사로 하여금 상기 허용오차데이터를 벗어나지 않는 범위 내에서 상기 절대비행경로정보를 따라 비행하도록 하기 위한 것으로, 약제가 살포될 지역의 면적에 대응되는 범위를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 절대비행경로정보의 좌표값 중 상기 'y' 축 좌표값은 상기 허용오차데이터의 가감을 통하여 무인항공기(100)에 의해 약제가 살포되는 길이가 3 m일 경우에 해당되는 범위를 가지며 상기 길이가 4 m일 경우 상기 허용오차데이터는
Figure 112009008750003-PAT00016
2m의 값을 가지는 것이 바람직하다. 즉, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 'y' 축 좌표값은 살포부(120)에 의해 약제가 살포되는 'y' 축 범위를 가지는 것이 바람직하다.
살포수단제어부(150)는, 동작감지부(130)에 의해 약제 살포가 비정상적으로 이루어지거나 또는 살포부(120)에 저장된 약제의 저장량 또는 연료저장부(미도시)에 저장된 연료량이 설정치 이하일 경우 즉시, 살포부(120)의 가압펌프(123)를 정지시키고 배출밸브(127)를 폐쇄시켜 약제 살포의 동작을 정지시킨다. 이후, 살포부(120)의 고장 수리 후 또는 약제 충전 및 연료 충전 후 약제 살포를 위한 재비행시 상기 감지신호좌표생성부(140)의 감지신호좌표값에 대응된 상대비행경로정보의 좌표값이 생성되면 살포부(120)의 가압펌프(123)를 동작시키고 배출밸브(127)를 개방시켜 약제가 살포되도록 한다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 살포부(120)의 고장 수리 후 또는 약제 충전 및 연료 충전 후 약제 살포를 위한 재비행시 상기 'A' 지점 또는 그 일정 거리 이내에 무인항공기(100)가 위치 할 경우, 이때 상대비행경로정보가 (11,24,4)의 좌표값을 나타내면, 살포수단제어부(150)는 상기 (11,24,4)의 좌표값이 상기 (10
Figure 112009008750003-PAT00017
1.5,25
Figure 112009008750003-PAT00018
1.5,5
Figure 112009008750003-PAT00019
1.5)의 감지신호좌표값에 포함되기 때문에 상기 'A' 지점부터 약제를 살포하기 위하여 살포부(120)가 동작되도록 제어한다.
따라서 살포수단제어부(150)에 의하면, 약제 살포시 살포부(120)의 오동작 여부 또는 약제량 또는 연료량을 감지하여 살포부(120)의 오동작시 또는 약제 또는 연료의 저장량이 일정치 이하일 경우 현재 비행중인 지점 또는 비행좌표를 저장하여 고장 수리 후 또는 약제 또는 연료의 충전 후 재비행시 상기 비행 지점부터 약제 살포가 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 상기 비용산출기(200)는, 상기 무인항공기(100)의 비행과 약제 살포를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 수단으로서, 무인항공기(100)의 RF통신부(160)에 상기 제어신호를 송신하는 RF통신부(230)와, 상기 구성부들을 제어하는 제어부(240)를 더 포함한다. 여기서, 상기 비용산출기(200)는, 공지의 리모트콘트롤러 또는 PC 등과 같은 제어용단말기로 구성되거나 또는 상기 무인항공기(100)의 일체로 구비될 수 있다.
살포비용산출부(210)는, 구동부(170)의 속도감지센서(미도시) 및 동작감지부(130)의 살포감지센서(132)와 연료감지센서(133)로부터 약제가 살포된 면적을 산출하는 면적산출모듈(211), 살포된 약제량을 산출하는 약제량산출모듈(212), 소모된 연료량을 산출하는 연료량산출모듈(213) 및 상기 구성모듈로부터 산출된 정보를 토대로 약제살포비용을 산출하는 약제살포비용산출모듈(214)을 포함한다.
여기서, 면적산출모듈(211)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 약제 살포를 위하여 '이륙지점'을 이륙하여 비행중인 무인항공기(100)에 대하여 상기 구동부(170)의 속도감지센서(미도시)로부터 'x' 방향에 대한 비행속도(v)에 상기 '이륙지점'으로부터 이륙한 시간(t1)으로부터 '제1 선회지점'까지의 시간(t2)을 곱하거나
Figure 112009008750003-PAT00020
로 연산하여 상기 '이륙지점'으로부터 '제1 선회지점'까지의 거리
Figure 112009008750003-PAT00021
Figure 112009008750003-PAT00022
을 구하고, 상기 거리
Figure 112009008750003-PAT00023
에 상기 '제1 선회지점'에서의 상대비행경로정보의 좌표값 중 'x' 축 좌표값의 유효살포거리(예를 들면, 무인항공기의 너비방향으로 약제가 유효하게 지면에 대하여 살포되는 거리
Figure 112009008750003-PAT00024
)의 1/2에 해당되는 거리
Figure 112009008750003-PAT00025
, 바람직하게는 1.5 m의 두배 거리
Figure 112009008750003-PAT00026
값을 더하여 'x' 축에 대한 거리
Figure 112009008750003-PAT00027
를 구한다.
또한 x축의 이동 거리는 시간과 속도의 적분 연산이나 속도에 대한 시간곱으로 상기와 같이 주어지지 않고 위성으로부터 GPS데이터를 무성항공기(100)에 내장된 안테나를 통해 수신된 GPS 수신 데이터를 기반으로 직선 거리상의
Figure 112009008750003-PAT00028
값, 즉, x축에 대한 x벡터 변위 크기의 스칼라 합으로 구하여도 좋다.
또한, 면적산출모듈(211)은, 상기 '이륙지점'으로부터 이륙한 무인항공기(100)가 상기 '복수개의 선회지점'을 경유하여 '착륙지점'에 착륙할 때까지의 상대비행경로정보의 좌표값 중 'y' 축 좌표값의 범위를 통하여 상기 'y' 축에 대한 거리
Figure 112009008750003-PAT00029
를 구하여, 약제가 살포된 면적
Figure 112009008750003-PAT00030
을 구하게 된다. 이 때 약제가 살포된 면적은 이와 같이 상기 x축의 이동거리와 y축의 이동거리를 곱하여 주어질 수도 있으나, 살포면적이 부정형일 경우 살포면적
Figure 112009008750003-PAT00031
로 주어질 수도 있다.
여기서, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 무인항공기(100)의 y축 거리의 살포범위에 해당하는 'y' 축 좌표값의 범위는 무인항공기(100)의 살포부(120)의 지면상 유효 살포 거리
Figure 112009008750003-PAT00032
가 3m일 경우, 해당 '선회지점'의 회수
Figure 112009008750003-PAT00033
에 상기 살포거리
Figure 112009008750003-PAT00034
3m의 값을 곱하고 상기 살포 거리
Figure 112009008750003-PAT00035
3m의 값을 더한 값
Figure 112009008750003-PAT00036
을 통하여 산출할 수 있다.
한편, 또한 y축의 이동 거리는 상기와 같이 선회 회수에 의하여 결정되지 않고 위성으로부터 GPS데이터를 무성항공기(100)에 내장된 안테나를 통해 수신된 GPS 수신 데이터를 기반으로 직선 거리상의
Figure 112009008750003-PAT00037
값, 즉, y축에 대한 y벡터 변위 크기의 스칼라 합으로 구하여도 좋다.
다시 말해서, 무인항공기(100)의 비행속도(v)가 예를 들면, 5 m/s 이고 상기 '이륙지점'을 이륙한 시간(t1)으로부터 '제1 선회지점'까지의 도착한 시간(t2)의 차이가 10초 일 경우 상기 'x' 축에 대한 거리
Figure 112009008750003-PAT00038
는 51.5 m(여기서,
Figure 112009008750003-PAT00039
=1.5 m는 유효 살포거리의 가산거리이다.)이다.
또한, 무인항공기(100)가 상기 '이륙지점'을 이륙하여 '복수개의 선회지점' 예를 들면, 30회 '선회지점'을 경유한 후 상기 '착륙지점'에 착륙하였을 경우 상기 'y' 축에 대한 거리
Figure 112009008750003-PAT00040
는 93 m이다.
따라서 면적산출모듈(211)에 의해 산출되는 약제 살포 면적(S)은 약 4,790
Figure 112009008750003-PAT00041
이다.
또한, 약제량산출모듈(212)과 연료량산출모듈(213)은, 각각 동작감지부(130)의 살포감지센서(132)와 연료감지센서(133)로부터 상기 면적산출모듈(211)에 의해 산출된 약제 살포 면적에 살포된 약제량과 이에 소모된 연료량을 산출한다.
또한, 약제살포비용산출모듈(214)은 상기 구성부들에 의해 각각 산출된 약제 살포 면적과 약제소비량 및 연료소비량을 토대로 약제 살포에 따른 총비용을 산출하는데, 예를 들면, 상기 약제 살포 면적을 1 제곱미터 당 15원, 약제 1 리터 당 300원 및 연료 1 리터 당 1200원으로 계산할 수 있다.
따라서 살포비용산출부(210)에 의하면, 상기 무인항공기(100)를 이용하여 약제를 살포하는 경우 약제 살포 작업자와 약제 살포 희망자 사이에 상기 약제 살포 비용에 대응되는 객관적인 비용산출 자료를 제공할 수 있다.
또한, 디스플레이부(220)는, 상기 사전 비행에 따라 생성된 절대비행경로정보와 약제 살포에 따른 상대비행경로정보, 살포부(120)의 오동작 여부, 약제 저장량, 상기 감지신호좌표값 및 약제살포비용을 디스플레이한다.
따라서 디스플레이부(220)에 의하면, 약제 살포 작업자 뿐만 아니라 약제 살포 희망자가 상기 정보들을 육안으로 확인하도록 함으로써, 약제가 살포되는 면적과 비용 등을 정확히 알 수가 있어 상호간에 발생될 수 있는 마찰 등을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제 살포에 대한 비용산출시스템의 작용과 효과에 대해 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제 살포에 대한 비용산출시스템의 작용을 나타낸 제어 흐름도이다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 무인항공기(100) 조종사로부터 비용산출기(200)를 통하여 입력된 제어신호에 의해 약제가 살포될 지역에 대하여 효율적인 약제 살포를 위한 사전비행이 실시되고, 이에 따라 비행경로정보생성부(110)에 의해 절대비행경로정보가 생성된다.
이후, 무인항공기(100) 조종사로부터 비용산출기(200)를 통해 상기 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 따라 약제 살포를 위한 제어신호가 입력되고, 이에 따라 비행경로정보생성부(110)에 의해 상기 약제 살포를 위한 비행에 따른 상대비행경로정보가 생성되고, 살포수단제어부(150)에 의해 살포부(120)로부터 약제가 살포된다.
이후, 동작감지부(130)의 유압감지센서(131), 살포감지센서(132) 및 연료감지센서(133)로부터 살포부(120)의 오동작 또는 약제량 또는 연료량이 일정치 이하인 것으로 판단되면, 살포수단제어부(150)에 의해 살포부(120)의 약제 살포 동작이 정지되고, 감지신호좌표생성부(140)에 의해 상기 살포부(120)의 동작이 정지된 지점의 상대비행경로정보의 좌표값에 대응된 절대비행경로정보의 좌표값이 감지신호좌표값으로 저장되며 '이륙지점' 또는 '착륙지점'으로 복귀하게 된다.
이후, 상기 살포부(120)의 고장 수리 후 또는 약제 및 연료의 충전 후 상기 무인항공기(100) 조종사로부터 비용산출기(200)를 통해 상기 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 따라 약제 살포를 위한 제어신호가 재입력되고, 이에 따라 비행경 로정보생성부(110)에 의해 상기 약제 살포를 위한 재비행에 따른 상대비행경로정보가 생성된다.
이후, 살포수단제어부(150)에 의해 상기 동작감지부(130)의 감지신호좌표값에 대응된 상대비행경로정보의 좌표값이 생성된 것으로 판단되면, 살포수단제어부(150)에 의해 살포부(120)가 동작되어 약제가 살포된다.
이후, 약제가 살포될 지역에 대한 모든 약제 살포가 완료되면, 살포비용산출부(210)에 의해 약제 살포 면적과 약제소비량 및 연료소비량이 산출되고 상기 산출된 정보를 토대로 약제 살포에 따른 총비용이 산출된다.
여기서, 상기 사전 비행에 따라 생성된 절대비행경로정보와 약제 살포에 따른 상대비행경로정보, 살포부(120)의 오동작 여부, 약제 저장량, 상기 감지신호좌표값 및 약제살포비용은 디스플레이부(220)에 의해 디스플레이되는 것이 바람직하다.
따라서 상술한 바에 따르면, 약제가 살포될 면적에 대응되는 범위를 가지는 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 디스플레이하고 상기 비행코스 상에 약제 살포를 위한 상대비행경로정보에 따른 비행코스를 연속적으로 오버랩시켜 상기 무인항공기의 조종사로 하여금 보다 용이한 약제 살포를 가능하게 하고, 또한, 살포 면적에 대하여 골고루 약제 살포가 가능하게 할 수 있다.
또한, 상기 살포부의 오동작 또는 약제량 또는 연료량이 일정치 이하일 경우 그 지점의 좌표값을 저장하여 약제가 살포되지 않은 지점을 정확히 파악하고 재비행시 생성되는 좌표값이 상기 오동작 지점의 좌표값에 대응될 때 약제가 살포되도 록 함으로써, 효율적이고 고른 약제 살포를 가능하게 할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제 살포에 대한 비용산출시스템은, 상기 무인항공기(100)가 외부의 비용산출기(200)로부터 발생되는 제어신호에 의해 제어되도록 하고 있으나, 상기 비용산출기(200)에 대응되는 구성모듈이 무인항공기(100)에 일체로 구비되어 해당 프로그램에 의하여 자동비행이 이루어지도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제 살포에 대한 비용산출시스템은, 상기 약제 살포에 대한 비용산출이 먼저, 약제가 살포될 지역에 대응되는 범위를 가지는 절대비행경로정보에 따른 비행코스를 위한 초기비행이 이루어진 후 상기 비행코스를 따라 약제 살포를 위한 약제살포비행을 통하여 약제가 살포된 지역에 대한 면적, 살포된 약제량 및 소모된 연료량 등을 통하여 약제 살포에 대한 비용산출이 이루어지도록 하고 있으나, 본 발명의 바람직한 제2 실시예는, 상기 초기비행을 통한 비행코스 생성 과정을 생략하고 바로 약제살포비행이 이루어지도록 하여 약제가 살포된 지역에 대한 면적, 살포된 약제량 및 소모된 연료량을 통한 약제 살포에 대한 비용산출이 이루어지도록 할 수 있다.
다시 말해서, 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 비용산출시스템은, 비용산출기(200)의 살포비용산출부(210)가 비행경로정보생성부(110)로 하여금 약제 살포를 위한 비행에 대한 상대비행경로정보의 좌표값을 통하여 무인항공기(100)의 이동방향과 이동거리를 포함하는 이동정보를 산출하고 상기 이동정보에 무인항공기(100)의 살포부(120)에 의해 약제가 살포되는 범위에 해당되는 길이 예를 들면, 살포부(120)의 분사노즐바(126)의 길이가 3m일 경우 이 길이에 해당하는 좌표값 예를 들면, 상기 본 발명의 바람직한 제1 실시예에서의 절대비행경로정보의 좌표값 생성과 동일한 방법으로 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 상기 분사노즐바(126)의 방향에 대응되는 'y' 축 좌표값에 허용오차데이터를 가감하여 약제가 살포된 면적을 산출한다.
따라서 상술한 바에 따르면, 상기 무인항공기를 이용하여 약제를 살포하는 경우 약제 살포 작업자와 약제 살포 희망자 사이에 상기 약제 살포 비용에 대응되는 객관적인 비용 산출 자료를 제공함으로써, 약제 살포 작업자 뿐만 아니라 약제 살포 희망자가 상기 정보들을 육안으로 확인하여 약제가 살포되는 면적과 비용 등을 정확히 알 수가 있어 상호간에 발생될 수 있는 마찰 등을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인항공기의 약제 살포에 대한 비용산출시스템은 약제 살포 등을 위한 비행시간을 지속적으로 체크하여, 상기 비행시간에 따른 소모품들의 교체 주기기를 알려주도록 하여 적절한 시기에 소모품들이 교환되도록 할 수 있다.
상술한 본 발명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구 범위와 청구 범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템을 나타낸 블록구성도;
도 2는 도 1의 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템의 무인항공기를 나타낸 사시도;
도 3은 도 2의 무인항공기에 있어서 살포부와 동작감지부를 나타낸 정면도;
도 4는 도 2의 무인항공기에 있어서 비행경로정보에 따라 생성된 비행코스를 나타낸 도면; 및
도 5는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템의 작용을 나타낸 제어 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 무인항공기(100)에 의해 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 비행에 대한 비행경로정보가 약제 살포시 생성 저장되는 비행경로정보생성부(110);
    상기 비행경로정보에 따른 비행시 약제, 종자 또는 비료를 살포하는 살포부(120); 및
    살포부(120)에 의해 약제, 종자 또는 비료가 살포되는 장소에 대한 면적을 상기 비행경로정보에 의하여 계산하는 면적산출모듈(211)을 통하여 약제, 종자 또는 비료의 살포비용이 산출되는 살포비용산출부(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무인항공기(100)의 비행경로정보는 위성으로부터 수신되는 GPS 데이터를 통하여 이루어지기 위한 GPS수신부(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 살포부(120)의 약제, 종자 또는 비료의 살포를 감지하기 위한 살포감지센서(132)를 구비하며, 상기 살포감지센서(132)에 의하여 감지된 약제, 종자 또는 비료 살포의 시작, 진행 및 종료를 저장하기 위한 데이터저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비행경로정보생성부(110)에 의하여 생성된 비행경로 데이터와 상기 살포감지센서(132)에 의하여 감지된 약제 살포의 시작, 진행 및 종료에 관한 약제살포 데이터를 송수신하기 위한 RF통신부(160, 230)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 비행경로 데이터와 약제, 종자 또는 비료살포 데이터가 RF통신에 의하여 무인항공기의 원격지 단말기에서 지도상에 투영되어 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 데이터저장부는 무인항공기(100)에 구비되거나 비용산출기(200)에 구비되며, 상기 비용산출기(200)는 원격지의 단말기로 이루어진 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  7. 제3항에 있어서, 상기 GPS수신부(180)에 의하여 얻어진 비행경로에 관한 데이터와 상기 살포감지센서(132)에 의하여 얻어진 약제, 종자 또는 비료 살포의 시점, 진행 경로 및 종점에 관한 약제, 종자 또는 비료의 살포 데이터를 결합하여 약제, 종자 또는 비료의 살포 면적을 산출하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약 제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  8. 제3항에 있어서, 상기 데이터저장부는 상기 살포감지센서(132)에 의하여 얻어진 약제, 종자 또는 비료 살포의 시점, 진행 경로 및 종점에 관한 살포 경로 정보를 상기 GPS수신부(180)에 의하여 저장함과 동시에 살포시간을 동시에 저장하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 비행경로정보는 무인항공기에 내장된 관성항법장치 및/또는 속도계 및/또는 타이머를 통하여 수직좌표계로 얻어지는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 면적산출모듈(211)은 비행경로정보생성부(110)에 저장된 비행경로정보에 대하여 상기 비행경로를 제1축(x축) 비행경로성분과 이에 수직한 제2축(y축) 비행경로성분으로 나누며, 상기 제1축(x축) 비행경로성분에 대한 이동거리
    Figure 112009008750003-PAT00042
    에 대하여 상기 제2축(y축) 비행경로성분에 대한 이동거리
    Figure 112009008750003-PAT00043
    를 적분하거나 곱하여 약제, 종자 또는 비료살포 제1면적을 산출하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 면적산출모듈(211)에 의한 총 약제, 종자 또는 비료살포 면적 연산시, 무인항공기의 너비방향에 대한 지면상 유효 약제, 종자 또는 비료 살포 거리
    Figure 112009008750003-PAT00044
    라 할 때, 상기 제1면적 이외에
    Figure 112009008750003-PAT00045
    의 제2면적이 더해지는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  12. 제1항에 있어서, 비행경로정보생성부(110)는 무인항공기(100)에 의해 약제, 종자 또는 비료가 살포될 장소에 대한 절대비행경로정보와 상기 절대비행경로정보에 따라 약제, 종자 또는 비료를 살포하기 위한 비행에 대한 상대비행경로정보를 생성 저장하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  13. 제11항에 있어서, 살포부(120)에 의한 약제, 종자 또는 비료 살포가 정상적으로 이루어지는지 여부를 판단하거나 살포부(120)에 저장된 약제, 종자 또는 비료의 저장량 또는 연료저장부(미도시)에 저장된 연료량이 설정치 이하일 경우 이를 판단하여 이에 대응된 감지신호를 생성하는 동작감지부(130);
    동작감지부(130)에 의한 감지신호 생성시 상기 감지신호 생성 지점에 해당하는 상기 상대비행경로정보의 좌표값을 절대비행경로정보의 좌표값으로 변환하여 감지신호좌표값을 생성 저장하는 감지신호좌표생성부(140);
    동작감지부(130)에 의한 감지신호 생성시 살포부(120)의 동작을 정지시키고 상기 살포부(120)의 고장수리 또는 약제, 종자 또는 비료 또는 연료의 충전 후 약제, 종자 또는 비료 살포를 위한 재비행시 상기 감지신호좌표값에 대응된 상대비행경로정보의 좌표값이 생성될 경우 살포부(120)를 동작시키는 살포수단제어부(150); 및
    상기 절대비행경로정보와 상대비행경로정보, 살포부(120)의 오동작 여부, 약제, 종자 또는 비료 저장량, 상기 감지신호좌표값 및 약제, 종자 또는 비료살포비용을 비용산출기(200)에 디스플레이하는 디스플레이부(220)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 면적산출모듈(211)은, 약제, 종자 또는 비료 살포 대상이 직각사각형을 이룰 경우, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 무인항공기(100)의 x축 거리의 살포범위에 해당하는 'x' 축 좌표값의 범위가 무인항공기(100)의 선회지점까지의 거리인
    Figure 112009008750003-PAT00046
    이며, 무인항공기(100)의 너비방향에 대한 지면상 유효 약제, 종자 또는 비료 살포 거리가
    Figure 112009008750003-PAT00047
    이며, 상기 상대비행경로정보의 좌표값 중 무인항공기(100)의 y축 거리의 살포범위에 해당하는 'y' 축 좌표값의 범위인
    Figure 112009008750003-PAT00048
    는 선회지점의 회수가
    Figure 112009008750003-PAT00049
    일 때
    Figure 112009008750003-PAT00050
    로 주어지며,
    Figure 112009008750003-PAT00051
    의 값으로 약제, 종자 또는 비료가 살포된 면적이 연산되는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 약제, 종자 또는 비료 살포에 대한 비용산출시스템.
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