KR20180042493A - 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템 - Google Patents

조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지정구역 이내에 출현한 조류를 퇴치할 목적으로 드론을 자동으로 운항시키는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 지정구역 이내에 조류의 등장을 감지하면 보관소에 비치된 드론을 자동으로 이착륙시켜서 지정구역으로 운항하게 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템에 관한 것으로, 지정 구역을 촬영하는 카메라; 촬영방향 조정을 위해서 카메라를 회전시키는 구동장치;를 포함하면서 다수 개가 상기 지정 구역에 설치되는 감지기, 드론 수용을 위해 홀을 구성한 본체와, 상기 홀로부터 인입출하고 드론이 이착륙하는 선반과, 상기 본체를 덮는 지붕을 포함하는 보관함; 상기 카메라가 촬영한 이미지와 카메라의 회전각을 수집데이터로 수집해서 피사체의 조류 여부를 확인한 분석정보를 컨트롤러로 전달하는 수집데이터 분석모듈; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 비행경로 데이터를 생성하는 운항관리모듈; 상기 보관함의 선반 동작을 제어하는 보관함 제어모듈; 상기 수집데이터 분석모듈과 운항관리모듈과 보관함 제어모듈의 연동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 보관소, 현재 GPS위치를 확인하는 GPS모듈; 상기 보관함의 선반에서 착륙지점을 확인하는 이착륙모듈; 드론의 비행장비인 비행장치; 상기 GPS모듈과 이착륙모듈과 비행장치의 연동을 제어하고, 상기 비행경로 데이터에 따라 드론을 비행시키는 제어모듈;을 포함하는 드론을 포함한다.

Description

조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템{FLIGHT OPERATING SYSTEM FOR CONTROLLING UNMANNED DRONE}
본 발명은 지정구역 이내에 출현한 조류를 퇴치할 목적으로 드론을 자동으로 운항시키는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 지정구역 이내에 조류의 등장을 감지하면 보관소에 비치된 드론을 자동으로 이착륙시켜서 지정구역으로 운항하게 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템에 관한 것이다.
과수원 또는 논밭 등과 같이 농작물을 재배하는 구역이나 소와 돼지와 닭 등과 같은 축산동물들을 사육하는 구역 등은 농작물 또는 축산동물들을 보호하기 위해서 조류의 접근을 방지해야 하며, 이를 위해서 종래에는 다양한 조류퇴치 장치를 개발해 사용했다.
종래 조류퇴치 장치를 살펴보면, 단순히 사람의 형상을 한 허수아비가 있었고, 조류의 접촉을 감지한 실이 진동하면 실에 연결된 종이 흔들리면서 소리를 일으키는 방식이 있었고, 조류가 싫어하는 음파를 보호 구역 범위 내에서 지속적으로 발진하는 방식이 있었다.
그러나 종래 조류퇴치 장치인 허수아비는 조류에게 위협적이지 않으므로 퇴치 기능이 전무하고, 종을 흔들리게 하는 방식은 조류가 실을 건들지 않는 구역에 있다면 퇴치를 위한 소리를 일으키지 못하므로 퇴치 범위에 한계가 있으며, 음파 발진 방식은 보호 구역 주변 지역에도 영향을 주어서 생태계에 문제를 일으킬 수 있다는 위험이 있었다.
더욱이 종래 조류퇴치 장치는 조류와 같은 활동성이 없으므로, 조류가 학습을 통해 종래 조류퇴치 장치를 피해서 농작물 또는 축산동물 등에 악영향을 주는 문제가 있었다.
선행기술문헌 1. 특허공개번호 제10-2016-0065718호(2016.06.09 공개)
선행기술문헌 2. 특허등록번호 제10-1640199호(2016.07.15 공고)
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로서, 지정구역 내에 접근한 조류를 감지해서 퇴치할 수 있는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템의 제공을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기의 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
지정 구역을 촬영하는 카메라; 촬영방향 조정을 위해서 카메라를 회전시키는 구동장치;를 포함하면서 다수 개가 상기 지정 구역에 설치되는 감지기,
드론 수용을 위해 홀을 구성한 본체와, 상기 홀로부터 인입출하고 드론이 이착륙하는 선반과, 상기 본체를 덮는 지붕을 포함하는 보관함; 상기 카메라가 촬영한 이미지와 카메라의 회전각을 수집데이터로 수집해서 피사체의 조류 여부를 확인한 분석정보를 컨트롤러로 전달하는 수집데이터 분석모듈; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 비행경로 데이터를 생성하는 운항관리모듈; 상기 보관함의 선반 동작을 제어하는 보관함 제어모듈; 상기 수집데이터 분석모듈과 운항관리모듈과 보관함 제어모듈의 연동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 보관소, 및
현재 GPS위치를 확인하는 GPS모듈; 상기 보관함의 선반에서 착륙지점을 확인하는 이착륙모듈; 드론의 비행장비인 비행장치; 상기 GPS모듈과 이착륙모듈과 비행장치의 연동을 제어하고, 상기 비행경로 데이터에 따라 드론을 비행시키는 제어모듈;을 포함하는 드론,
을 포함하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템이다.
상기의 본 발명은, 지정구역 내에 조류가 접근하면 이를 감지해서 드론을 자동으로 이착륙시켜 운항해서 근접한 조류를 퇴치하고, 이를 통해서 지정구역 내에 농작물, 축산동물은 물론 기타 보호대상을 조류로부터 보호하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 운항시스템의 일실시 구동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 운항시스템의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 3은 도 2에 도시한 운항시스템의 구동 프로세스를 보인 플로차트이고,
도 4는 본 발명에 따른 운항시스템에서 드론이 이착륙하는 보관소의 일실시 예를 도시한 블록도이고,
도 5는 본 발명에 따른 운항시스템의 다른 실시 구동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 운항시스템의 다른 실시 예를 도시한 블록도이고,
도 7은 본 발명에 따른 운항시스템의 포인터를 도시한 사시도이고,
도 8은 도 6에 도시한 운항시스템의 구동 프로세스를 보인 플로차트이고,
도 9는 본 발명에 따른 운항시스템의 구동 이전에 상기 포인터가 조준 위치를 잡는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 10은 상기 포인터가 조류를 감지해서 위치를 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명에 따른 보관함의 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고,
도 12는 도 11에 도시한 보관함을 분해 도시한 사시도이고,
도 13은 도 11에 도시한 보관함에서 도어와 승하강기의 모습을 분해 도시한 사시도이고,
도 14는 도 13에 도시한 도어의 동작 모습을 개략적으로 도시한 정면도이고,
도 15 및 도 16은 도 13에 도시한 도어와 선반 간의 연동 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
이하, 본 발명을 구체적인 내용이 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 운항시스템의 일실시 구동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 운항시스템의 일실시 예를 도시한 블록도이다.
본 실시의 운항시스템은 지정구역을 비행하는 드론(300)과, 드론(300)의 이착륙과 비행 제어 및 지정구역으로의 조류(B) 진입 등을 확인하는 보관소(100)와, 지정구역에 진입한 조류(B)를 식별하고 조류(B)의 위치를 확인하는 감지기(200)를 포함한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명한다.
본 실시의 드론(300)은 드론(300)의 이착륙 동력 생성을 위한 구동모터와 프로펠러와 기타 비행을 위한 호버링 등의 공지,공용의 비행 기술을 구성한 비행장치(310)와, GPS위치 확인을 위한 GPS모듈(320)과, 보관소(100) 내 지정된 위치에 정확한 자동 이착륙을 위해서 동작하는 이착륙모듈(330)과, 조류(300)의 드론(300) 공격을 방지하기 위해서 드론(300) 접근시 조류(300)가 피하도록 동작하는 퇴치기(350)와, 각 구성요소들의 대외 통신을 처리하는 통신모듈(301)과, 각 구성요소들의 동작을 제어하는 제어모듈(340)을 포함한다.
비행장치(310)는 드론(300)의 비행을 위하여 필수적으로 구성되는 종래 장비이므로, 각 구성과 동작프로세스 등에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
GPS모듈(320)은 드론(300)의 현재 GPS 위치를 확인하는 일반적인 위치확인 수단으로, 각 구성과 동작프로세스 등에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이착륙모듈(330)은 드론(300)이 착륙해야 하는 지정된 위치를 정확히 탐색해서 드론(300)의 이동방향 결정과 상승 및 하강을 제어한다. 본 실시의 이착륙모듈(330)은 보관소(100)의 선반(182; 도 4 참고)이 위치하는 GPS위치를 정확히 잡아서 드론(300)을 해당 지점으로 유도하는 것일 수도 있고, 선반(182)의 착륙지점에서 발신하는 지정된 주파수의 초음파 신호를 탐색해서 상기 착륙지점으로 드론(300)을 유도하는 초음파 수신기일 수도 있다. 이때, 이착륙모듈(330)은 해당하는 착륙지점을 정확히 잡아서 드론(300)이 상기 착륙지점의 직상방에 위치하게 하고, 비행장치(310)는 이착륙모듈(330)의 신호에 따라 드론(300)을 해당 지점으로 이동시켜서 선반(182)으로 정확히 착륙시킨다.
퇴치기(350)는 드론(300)으로의 조류(B) 접근을 방지하면서 드론(300)이 접근할 경우 도망가게 하며, 이를 위해서 조류(B)가 기피하는 주파수 대역인 400~1000㏊ 또는 2000~3000㎑을 발신한다. 이외에도 퇴치기(350)는 조류(B)가 싫어하는 약물을 분사할 수도 있다.
제어모듈(340)은 비행장치(310)와 GPS모듈(320)과 이착륙모듈(330)과 퇴치기(350)의 연동을 제어하면서 확인데이터를 통신모듈(301)을 통해 발신한다.
드론(300)의 구성과 동작 내용은 본 실시의 구동 프로세스를 설명하면서 좀 더 상세히 한다.
감지기(200)는 지정구역에서 조류(B)의 유무를 감지하여 보관소(100)로 수집데이터를 발신하며, 이를 위해서 하나 이상의 감지기(200)는 지정구역을 스캔하도록 설치된다. 본 실시의 감지기(200)는 3개가 지정구역의 각 코너에 설치되어서 지정구역을 다양한 방향으로 실시간 스캔한다. 이를 위한 감지기(200)는 지정구역을 촬영하면서 조류(B)를 식별하는 카메라(210)와, 카메라(210)를 회전시키는 구동장치(220)와, 각 구성요소들의 대외 통신을 처리하는 통신모듈(201)을 포함한다. 참고로, 본 실시의 카메라(210)는 조류(B) 여부를 식별하기 위해서 모션을 인식하는 모션인식기이거나, 동물인지 여부와 야간에도 조류(B)를 식별하기 위한 열화상 카메라일 수 있다. 또한, 본 실시의 구동장치(220)는 회전각을 정확히 확인해서 조류(B)의 촬영 각을 감지하고, 이로부터 조류(B)가 위치하는 구역 또는 위치를 보관소(100)에서 추적할 수 있게 한다. 본 실시의 카메라(210)는 조류(B) 인식을 위한 장비로 했으나, 단순히 지정구역을 촬영하는 순수 카메라 기능만을 할 수도 있다.
감지기(200)의 구성과 동작 내용은 본 실시의 구동 프로세스를 설명하면서 좀 더 상세히 한다.
보관소(100)는 감지기(200)로부터 외부에서 수신한 수집데이터를 분석해서 지정구역 내 조류(B)의 진입 여부를 확인하고 위치를 파악하는 수집데이터 분석모듈(110)과, 보관소(100)의 본체인 보관함(180)을 제어하는 보관함 제어모듈(120)과, 드론(300)의 이착륙과 비행 및 비행 경로 등을 결정하며 비행 중인 드론(300)의 동작을 제어하는 운항관리모듈(130)과, 각 구성요소들의 동작을 제어하는 컨트롤러(140)를 포함한다. 또한, 본 실시의 보관소(100)는 각 구성요소들의 동작을 위한 전력을 공급하는 전원장치(150)와, 자체 발전기능을 갖는 발전장치(160)와, 발전장치(160)의 발전전기를 배터리에 충전하고 전원장치(150)와 연결하는 충전장치(170)를 더 포함할 수 있다. 또한, 각 구성요소들의 대외 통신을 처리하는 통신모듈(101)을 포함한다. 참고로, 본 실시의 보관소(100)는 지정구역의 코너에 위치한 것으로 했으나, 지정구역의 중앙 위치 등에 설치할 수도 있고, 이외에도 다양한 지점에 설치할 수도 있다.
보관소(100)의 구성과 동작 내용은 본 실시의 구동 프로세스를 설명하면서 좀 더 상세히 한다.
도 3은 도 2에 도시한 운항시스템의 구동 프로세스를 보인 플로차트이고, 도 4는 본 발명에 따른 운항시스템에서 드론이 이착륙하는 보관소의 일실시 예를 도시한 블록도인 바, 이를 참고해 설명한다.
S10; 수집데이터 수집 단계
하나 이상의 감지기(200)는 지정구역을 촬영해 수집한 데이터를 보관소(100)로 발신한다. 여기서 상기 데이터는 감지기(200)의 카메라(210)가 촬영한 단순 촬영이미지일 수도 있고, 열화상 카메라(210)가 촬영한 열화상 이미지일 수도 있고, 모션인식기가 촬영한 모션인식 데이터일 수도 있다. 이렇게 수집한 데이터인 수집데이터는 감지기(200)가 보관소(100)로 발신한다.
참고로, 감지기(200)와 보관소(100) 간의 통신은 무선 또는 유선으로 이루어질 수 있고, 무선의 경우 와이파이 등이 통신채널로 이용될 수 있다.
S20; 수집데이터 분석 단계
보관소(100)의 수집데이터 분석모듈(110)은 외부로부터 수신한 수집데이터를 분석해서, 피사체의 조류(B) 여부와 지정구역 내 위치를 확인한다. 전술한 바와 같이 수집데이터에서 촬영이미지와 열화상 이미지는 피사체의 이미지를 분석해서 조류(B) 여부를 식별하고, 피사체에 대한 카메라(210)의 촬영시점에 구동장치(220)에 의한 카메라(210)의 촬영각도 데이터로부터 상기 피사체의 위치를 추정한다.
본 실시의 감지기(200)는 다수 개가 지정구역에 설치되므로, 동일 피사체가 둘 이상의 감지기(200)에 포착되면 해당 감지기(200)에서 수집한 촬영각도 데이터로부터 해당 피사체인 조류(B)의 위치를 추정할 수 있다. 다시 말해서 해당 감지기(200)의 카메라(210)의 촬영각도로부터 카메라(210) 각각의 촬영방향을 파악할 수 있으므로, 카메라(210)의 촬영선이 서로 교차하는 지점이 곧 피사체가 해당 촬영시점에 지정구역에 위치하고 있는 지점인 것이다.
결국, 보관소(100)의 수집데이터 분석모듈(110)은 카메라(210)의 데이터와 구동장치(220)의 촬영각도 데이터로 된 수집데이터를 분석해서 해당 시점에 조류(B)가 위치하는 지점을 파악한다.
참고로, 수집데이터 분석 결과 피사체가 조류(B)가 아닌 것으로 확인되면, 수집데이터의 수집과 분석을 지속한다(S21). 또한 드론(300)이 현재 비행 중인 것으로 확인되면, 수집데이터의 수집과 분석을 지속한다(S22).
S30; 보관함 제어 단계
컨트롤러(140)는 수집데이터 분석모듈(110)에서 지정구역으로의 조류(B) 진입과 위치를 확인하면, 보관함 제어모듈(120)을 통해서 드론(300) 비행을 위한 보관함(180)의 동작을 제어한다.
이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 보관함(180)은 보관소(100)의 각 구성요소를 수용하며 드론(300)을 수용하는 본체(181)와, 드론(300)을 안착해서 본체(181)의 홀(181a)에 수용하는 선반(182)과, 본체(181)의 상면을 덮어 보호하는 지붕(183)을 포함한다.
보관함(180)의 본체(181)는 보관소(100)의 다양한 구성요소를 수용해서 보호하고, 착륙한 드론(300)을 각종 우수와 외부 간섭 및 외력으로부터 보호한다. 보관체(181)의 외형과 구조는 다양할 수 있으며, 보관소(100)의 구성요소들과 드론(300)을 보호할 수 있는 구조라면, 이하의 권리범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.
선반(182)은 본체(181)의 홀(181a)에 삽탈 가능하게 설치된다. 선반(182)은 드론(300)의 안정한 이착륙을 위해서 상면은 평평한 수평면인 것이 바람직하며, 선반(182)에 착륙한 드론(300)이 선반(182)의 이동 과정에서 흔들리거나 착륙 위치로부터 이탈하지 않도록 부드럽게 이동하는 것이 바람직하다. 결국, 드론(300)이 이륙해야 하는 경우에는 보관함 제어모듈(120)이 선반(182)을 도 4의 (b)도면과 같이 홀(181a)로부터 인출하고, 드론(300)이 선반(182)에 착륙하면 도 4의 (a)도면과 같이 선반(182)을 본체(181) 안으로 인입한다. 또한, 평상시에는 선반(182)이 본체(181)의 홀(181a)에 위치해서 드론(300)을 보호한다.
본 단계는 조류 퇴치를 위해 드론(300)을 이륙시켜야 하므로, 보관함 제어모듈(120)은 선반(182)을 본체(181)의 홀(184a)로부터 인출한다.
한편, 보관소(100)의 동작과 드론(300)의 충전 등을 위해서는 전력이 필요하며, 상기 전력은 전원장치(150)를 통해 외부 전력원으로부터 공급받는다. 본 실시의 보관소(100)는 외부 전력원과 더불어서 자체적으로 발전하여 전력을 생산하는 구성을 포함하며, 이를 위해서 발전장치(160)와 충전장치(170)를 더 포함한다.
본 실시의 발전장치(160)는 지붕(183)의 외면을 덮는 태양전지를 포함하며, 충전장치(170)는 태양전지에서 발전한 전기를 충전해서 전원장치(150)로 공급한다. 여기서 충전장치(170)는 배터리와 충전기를 포함해서 발전 전기를 배터리에 충전한다.
S40; 드론 비행 제어 단계
보관소(100)의 컨트롤러(140)는 보관함(180)의 선반(182)이 인출하면, 운항관리모듈(130)을 제어해서 드론(300)이 지정된 경로에 따라 비행하게 한다.
이를 좀 더 설명하면, 운항관리모듈(130)은 수집데이터 분석모듈(110)에서 분석한 조류(B)의 위치와 조류(B) 여부에 대한 분석정보를 기초로 드론(300)의 비행경로를 생성하는데, 상기 분석정보의 위치를 지점으로 드론(300)이 곧바로 비행하게 할 수도 있고, 분석정보와는 상관없이 지정구역을 선회하게 할 수도 있다. 이렇게 지정한 비행경로 데이터는 드론(300)에 무선 입력되고, 드론(300)의 제어모듈(340)은 상기 비행경로 데이터를 수신해서 비행장치(310)의 동작을 제어한다.
본 실시는 드론(300)에 직접 상기 비행경로 데이터를 입력하는 것으로 했으나, 드론(300)을 운항관리모듈(130)이 실시간으로 제어해서 무선 조종할 수도 있다.
S50; 드론 비행 단계
드론(300)은 이착륙모듈(330)의 제어를 받아 선반(182)으로부터 이륙하고, 운항관리모듈(130)의 제어에 따라 상기 비행경로 데이터를 기반으로 비행한다. 드론(300)은 GPS모듈(320)에 의해 현재 위치를 확인하면서 상기 비행경로 데이터에 따라 비행한다.
한편, 드론(300)은 비행 중에 퇴치기(350)를 작동시켜서 조류(B)의 근접을 막고, 조류(B)를 지정구역으로부터 벗어나도록 퇴치한다. 퇴치기(350)는 초음파를 발신할 수도 있고 약물을 분사할 수도 있다.
드론(300)은 비행과정에서 보관소(100)로부터 귀환신호가 오거나 드론(300) 자체의 이상 여부를 확인하면 상기 비행경로 데이터의 비행경로를 완주하지 않아도 보관소(100)로 귀환할 수 있다(S51). 물론 상기 비행경로 데이터를 완주하면 해당 경로에 따라 보관소(100)의 위치로 자동 이동해 귀환한다.
S60; 착륙 단계
보관소(100)로 귀환한 드론(300)은 선반(182)의 지정 위치에 정확히 착륙해야 한다. 이를 위해서 이착륙모듈(330)은 선반(182)이 위치하는 GPS좌표를 확인해서 비행장치(310)를 통해 드론(300)이 상기 GPS좌표에 이르도록 하고, 드론(300)을 선반(182)에 안정하게 착륙시킨다.
본 실시의 이착륙모듈(330)은 선반(182)의 착륙지점에서 발신하는 지정된 주파수의 초음파 신호를 탐색해서 상기 착륙지점으로 드론(300)을 유도하는 초음파 수신기일 수도 있다. 이때, 이착륙모듈(330)은 해당하는 착륙지점을 정확히 잡아서 드론(300)이 상기 착륙지점의 직상방에 위치하게 하고, 비행장치(310)는 이착륙모듈(330)의 신호에 따라 드론(300)을 해당 지점으로 이동시켜서 선반(182)으로 정확히 착륙시킨다.
선반(182)에 드론(300)이 착륙하면, 보관함(180)은 선반(182)을 본체(181) 안으로 인입한다.
도 5는 본 발명에 따른 운항시스템의 다른 실시 구동 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 운항시스템의 다른 실시 예를 도시한 블록도이고, 도 7은 본 발명에 따른 운항시스템의 포인터를 도시한 사시도이다.
본 실시의 운항시스템은 지정구역으로 진입한 조류(B1, B2, B3)의 위치를 정확히 추적하고 이동경로를 추정해서, 드론(300)이 보다 효율적으로 조류(B1, B2, B3)를 퇴치할 수 있게 한다.
이를 위해서 본 실시의 운항시스템은 지정구역의 외관을 따라 배치되는 다수 개의 포인터(400)를 더 포함한다. 포인터(400)는 레이저(430)를 회전시키며 레이저 광을 발사하고, 광수신기(440)는 레이저 광의 수신 여부를 체크해서 조류(B1, B2, B3)의 위치를 확인한다. 도 5에서 보인 바와 같이, 포인터(400)의 레이저(430)는 다른 포인터(400)의 광수신기(440)를 향해 레이저 광을 발사해서 지정구역 내에 망을 형성한다. 이때, 망에는 레이저 광끼리 교차하는 지점이 형성되고, 이 지점을 조류(B1, B2, B3)가 통과하면 해당 조류(B1, B2, B3)의 위치를 정확히 파악할 수 있다.
또한, 최소한의 포인터(400)로도 광대한 지정구역에서 광 망을 구축할 수 있도록, 포인터(400)는 레이저(430)를 일정주기로 회전시킨다.
이에 대해 좀 더 구체적으로 설명한다.
본 실시의 포인터(400)는 레이저(430)를 일정주기로 회전시키는 회전장치(410)와, 회전장치(410)의 동작을 정밀하게 체크해서 연동하도록 시간을 측정하는 타이머(420)와, 레이저 광을 발사하는 레이저(430)와, 레이저 광을 감지하는 광수신기(440)와, 회전장치(410)의 회전각도를 정확히 체크하고 회전각속도 또한 정확히 체크하는 각속도 감지모듈(450)과, 포인터(400)의 포스트(470)와 지면 간의 기울어짐을 감시하는 기울기 감지모듈(480)을 포함한다.
회전장치(410)는 포스트(470)의 상단에서 헤드(473)를 기준으로 회전하게 설치된다. 회전장치(410)는 타이머(420)와 각속도 감지모듈(450)의 제어에 따라 일정한 각속도로 회전을 유지한다. 이는 레이저(430)에서 발사하는 레이저 광이 지정 시간에 따라 다른 포인터(400)의 광수신기(440)에 정확히 조사되도록 하기 위한 것이다. 참고로, 본 실시의 회전장치(410)는 헤드(473)를 기준으로 정밀한 회전 동작을 위해서, 렉 피니언 또는 스크류 기어 연동 구조를 이루는 것이 바람직하다. 따라서 고속으로 회전하는 모터의 회전운동이 회전장치(410)를 일정하면서도 안정적으로 회전시킬 수 있고, 각속도 감지모듈(450)의 제어에 따라 모터의 회전속도를 조정해서 지정된 회전각속도로 회전장치(410)의 회전속도를 보정할 수도 있다.
타이머(420)는 다른 포인터(400)와의 정확한 연동을 위해서 회전장치(410)에 시간정보를 전달하고, 광수신기(440)의 광수신시간을 체크하기 위해서 상기 시간정보를 광수신기(440)로 전달한다.
레이저(430)는 레이저 광을 발사한다. 이렇게 발사된 레이저 광은 다른 포인터(400)의 광수신기(440)가 수신한다. 상기 레이저 광은 조류(B1, B2, B3)에 악영향을 주지 않도록 상대적으로 낮은 파장대인 것이 바람직하다.
광수신기(440)는 포스트(470)의 헤드(473) 전면에 설치되어서, 다른 포인터(400)로부터 발사된 레이저 광을 정확히 수신할 수 있게 한다. 따라서 회전장치(410)의 회전과 함께 발사되는 레이저 광은 광수신기(440)가 어긋남 없이 정확히 수광해서 인식할 수 있다. 계속해서 광수신기(440)는 레이저 광을 수신하면 타이머(420)의 시간정보에 따라 수신 시간을 확인하고, 수신에 대한 정보(이하 '수광데이터'를 자체 식별코드와 함께 통신모듈(401)을 통해 발신한다.
각속도 감지모듈(450)은 회전장치(410)의 회전각속도를 실시간으로 감지해서, 회전장치(410)가 지정된 회전각속도로 정확히 회전하게 한다. 따라서 회전장치(410)의 회전각속도에 오차가 발생하면 회전장치(410)의 현재 회전상태를 수정하고, 회전장치(410)는 이에 맞춰 회전한다.
한편, 포스트(470)는 지면에 단단히 입설되는 레그(471)와, 레그(471)를 기초로 입설되는 바디(472)와, 포스트(470)의 구성요소들을 수용하며 보호하고 바디(472)의 상단에 설치되는 헤드(473)를 포함한다. 따라서 포스트(470)가 지면으로부터 기울어지면 헤드(473) 또한 위치에 큰 변화가 발생하고, 이를 통해서 헤드(473)에 설치된 레이저(430)는 레이저 광의 조준 지점에 변화가 발생해서 다른 포스트(470)의 광수신기(440)를 정확히 조준하지 못한다. 따라서, 본 실시의 포인터(470)는 포스트(470)의 기울어짐을 감지해서 통지하는 기울기 감지모듈(460)을 더 포함한다. 기울기 감지모듈(460)은 포스트(470)의 기울기가 제한범위를 벗어나면 통신모듈(401)에 보관소(100) 또는 관리자의 휴대폰으로 경고를 통지한다.
도 8은 도 6에 도시한 운항시스템의 구동 프로세스를 보인 플로차트이고, 도 9는 본 발명에 따른 운항시스템의 구동 이전에 상기 포인터가 조준 위치를 잡는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 10은 상기 포인터가 조류를 감지해서 위치를 확인하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시의 운항시스템은 지정구역의 범위로 진입하여 출현한 조류(B1, B12, B3)의 현재 위치를 파악하기 위해서 포인터(400)가 발신하는 데이터를 더 포함한다.
S11; 레이저 조준위치 확인 단계
포인터(400a 내지 400h)에 각각 구성된 레이저(430) 모두가 서로 동일한 규칙과 순서에 따라 동작하도록 하기 위해서, 레이저(430)가 동일한 규칙으로 해당하는 포인터(400a 내지 400h)를 조준하게 한다.
본 실시는 도 9에서 보인 바와 같이, 포인터(400a 내지 400h)의 레이저(430)가 이웃하는 다른 포인터(400a 내지 400h)의 광수신기(440)를 향하도록 조준하고 레이저 광을 발산한다. 이를 수신한 광수신기(440)는 레이저 광의 수신 여부를 확인해서 해당하는 수광데이터를 발신한다.
보관소(100)의 수집데이터 분석모듈(110)은 상기 수광데이터를 수신해서, 해당 포인터(400a 내지 400h)가 지정된 레이저 광을 수광했는지 여부를 확인한다. 본 실시는 도 9에 도시한 바와 같이, 서로 이웃하는 포인터(400a 내지 400h)를 향해 레이저 광을 발사한다. 따라서 '400a' 포인터는 '400b' 포인터로 레이저 광을 발사하고, '400b' 포인터는 '400c' 포인터로 발사하며, '400c' 포인터는 '400d' 포인터로 발사한다. 이러한 방식으로 '400h' 포인터는 '400a'로 레이저 광을 발사해서, 모든 포인터(400a 내지 400h)끼리 레이저 광을 서로 발사 및 수광한다.
광수신기(440)는 레이저 광을 수광하면 식별코드와 함께 해당하는 수광데이터를 발신하고, 보관소(100)의 수집데이터 분석모듈(110)은 각각의 포인터(400a 내지 400h)로부터의 수광데이터 수신 여부를 확인한다. 만일 특정 포인터(400a 내지 400h)에서 수광데이터가 수신되지 않으면(S12), 이는 해당 포인터(400a 내지 400h)의 레이저(430) 또는 광수신기(440)에 문제가 있거나, 그 시간대에 해당 포인터(400a 내지 400h) 사이를 조류(B1, B2, B3)가 통과한 것이므로, 해당 세팅을 수회 반복해서 이상 여부를 확인한다. 추가로, 본 실시 이외에 수집데이터 분석모듈(110)은 포인터(400a 내지 400h)의 수광데이터 미수신을 확인하면 관리자에게 에러신호를 발신해서(S16), 관리자가 이를 확인할 수 있도록 한다.
S13; 구동 단계
레이저(430)의 초기 위치가 세팅되면, 수집데이터 분석모듈(110)은 포인터(400)의 회전장치(410)를 동작시키고, 회전장치(410)는 지정된 회전각속도에 따라 회전한다. 아울러 레이저(430)는 회전하는 회전장치(410)를 따라 회전하면서 레이저 광을 발사하여, 해당 레이저 광이 다른 포인터(400a 내지 400h)에 순차적으로 조사되게 한다.
이렇게 조사된 레이저 광은 포인터(400a 내지 400h)의 광수신기(440)가 수광해 감지한다.
S14; 수집데이터 발신 단계
광수신기(440)는 레이저 광을 수광하면, 타이머(420)의 시간을 확인해서 지정된 시간대에 레이저 광을 수광했는지 확인한다. 이후, 광수신기(440)는 레이저 광을 옳게 수광한 것으로 확인하면, 식별을 위한 식별코드와 함께 수광데이터를 통신모듈(401)을 통해 수집데이터 분석모듈(110)로 발신하고, 수집데이터 분석모듈(110)은 각각의 포인터(400a 내지 400h)로부터 수신한 수광데이터를 수신해 확인한다.
S15; 수집데이터 처리 단계
수집데이터 분석모듈(110)은 포인터(400a 내지 400h)로부터 수신한 수광데이터를 수집데이터로 통합하고, 감지기(200)로부터 수신한 수집데이터와 함께 분석을 준비한다.
S16; 수집데이터 분석 단계
본 실시의 '수집데이터 분석 단계'에서는 감지기(200)의 수집데이터를 통해 피사체가 조류(B1, B2, B3)인 것으로 확인되면, 수집데이터 분석모듈(110)은 수광데이터를 확인해서 지정구역 내에 출현한 조류(B1, B2, B3)의 위치를 구체적으로 파악한다.
이를 좀 더 설명하면, 모든 포인터(400a 내지 400h)의 레이저(430)는 지정된 시점에 특정 포인터(400a 내지 400h)의 광수신기(440)로 레이저 광을 발사하고, 광수신기(440)는 지정된 시점에 레이저 광의 수신 여부를 확인한다. 따라서 수집데이터 분석모듈(110)은 특정한 포인터(400a 내지 400h)의 광수신기(440)가 지정된 시점에 레이저 광을 수신하면, 해당 레이저 광이 어떤 포인터(400a 내지 400h)로부터 발사된 레이저 광인지를 알 수 있다. 또한, 2개 이상의 포인터(400a 내지 400h)가 레이저 광을 발사할 때, 어느 지점에서 어느 시점에 레이저 광끼리 서로 교차하는지도 이미 기본데이터로 관리되므로, 만일 해당하는 2개의 레이저 광을 동시에 수신하지 못한 것으로 확인하면, 조류(B1, B2, B3)는 상기 시점에 상기 지점에 위치함을 정확히 파악할 수 있다.
이러한 방식으로, 수집데이터 분석모듈(110)은 조류(B1, B2, B3)로 판정된 피사체가 특정 지점을 특정 시간에 통과하면, 포인터(400a 내지 400h)가 발신하는 수광데이터를 통해 그 위치와 시간을 실시간으로 확인한다.
참고로, 도 10에서 보인 바와 같이, 회전장치(410)의 회전에 따라 레이저(430)가 회전하면서, '400a' 포인터는 '400c' 포인터를 향해 레이저 광을 발사하고, '400b' 포인터는 '400d' 포인터를 향해 레이저 광을 발사하며, '400c' 포인터는 '400e' 포인터를 향해 레이저 광을 발사하는 방식으로 모든 포인터(400a 내지 400h)가 레이저 광을 발사한다. 이 시점에 '400c' 포인터와 '400d' 포인터의 광수신기(440)로부터 수광데이터를 미수신하면, 수집데이터 분석모듈(110)은 해당 시점에 '400a' 포인터의 레이저 광과 '400b' 포인터의 레이저 광이 서로 교차하는 지점인 (x, y)에 조류(B1)가 위치한 것으로 확인한다.
수집데이터 분석모듈(110)은 이를 기반으로 해당 조류(B1)의 정확한 이동 경로를 파악해서 다음 진행 방향을 예측하고, 이에 대한 분석정보를 컨트롤러(140)에 전달한다.
이후 '보관한 제어 단계(S30)'와 '드론 비행 제어 단계(S40)'와 '드론 비행 단계(S50)'와 '착륙 단계(S60)'는 앞서 설명한 바 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
도 11은 본 발명에 따른 보관함의 다른 실시 모습을 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11에 도시한 보관함을 분해 도시한 사시도이고, 도 13은 도 11에 도시한 보관함에서 도어와 승하강기의 모습을 분해 도시한 사시도이고, 도 14는 도 13에 도시한 도어의 동작 모습을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 15 및 도 16은 도 13에 도시한 도어와 선반 간의 연동 모습을 개략적으로 도시한 측면도이다.
본 실시의 보관함(180)은 선반(182)의 원활한 수평 이동을 위해서 선반(182)을 받치는 베어링(184)과, 본체(181) 홀(181a)의 입구 일부를 덮으면서 상기 입구에서 위아래로 승하강하도록 본체(181)에 연결된 도어(185)를 포함한다.
여기서 선반(182)은 전단에 대한 하중 부담을 최소화하기 위해서, 양측 가장자리와 후단은 금속재질로 제작되고, 드론(300)이 이착륙하는 중앙면은 합성수지재질로 제작된다. 여기서 금속재질의 양측 가장자리에는 선반(182)의 이동방향을 따라 너트홈(182c)을 형성하며, 후단 상면에는 도어(185)의 하단이 삽입돼 맞물리는 맞물림홈(182a)을 형성한다. 이때, 맞물림홈(182a)의 폭은 도어(185)의 두께보다 크게 해서, 선반(182)이 완전히 인출된 상태에서는 도 15의 (a)도면에서와 같이 맞물림홈(182a)의 후단에 도어(185)의 하단이 위치하고, 선반(182)이 인입하는 과정에서도 일정한 이동 길이만큼은 도어(185) 하단이 맞물림홈(182a)과 맞물림 상태를 유지하게 한다. 참고로, 선반(182) 맞물림홈(182a)의 전단부 바닥에는 롤러(182b)가 내설되어서, 맞물림홈(182a)의 전단에 위치한 도어(185)가 선반(182)의 이동에도 저항을 주지 않게 한다.
본 실시의 보관함 제어모듈(120)은 제어에 따라 회전동력을 일으키고 홀(181a)에 설치되는 구동모터(121)와, 구동모터(121)의 회전력으로 회전하며 선반(182)의 너트홈(182c)과 결합해서 볼스크류 연동 방식으로 선반(182)에 동력을 전달하는 스크류(122)와, 선반(182)의 전단에 설치되고 지정된 주파수 대역의 음파를 발신해서 드론(300)을 유도하는 발진기(123)와, 선반(182)의 직상방으로 레이저 광을 발사하는 다수의 발광기(124)와, 도어(185)의 승하강을 위한 회전동력을 일으키며 도어(185)의 배면에서 도어(185)와 연동하도록 설치되는 승하강모터(125)를 포함한다.
참고로, 스크류(122)는 구동모터(121)의 회전동력을 받아 회전하면서 너트홈(182c)에 동력을 전달하면, 선반(182)은 스크류(122)의 길이방향을 따라 이동하면서 홀(181a)로부터 인입출한다. 그런데 본 실시의 선반(182)은 전신이 보관함(180)으로부터 인출되므로 선반(182)의 하중이 전단부에 편중되고, 이로 인해서 선반(182)은 스크류(122)로부터 이탈하거나 기울어질 수 있다. 더욱이 선반(182)에는 드론(300)이 배치되므로, 외부로 인출된 선반(182)은 그 하중인 전단으로 더욱 쏠리게 된다. 물론, 선반(182)의 기울어짐은 드론(300)의 배치를 불안정하게 하고, 이착륙 과정에서도 많은 오차를 야기한다.
따라서 본 실시의 보관함(180)은 인출된 선반(182)의 후단을 눌러 지지하도록 도어(185)를 승하강시킨다. 이때, 도어(185)는 선반(182)의 후단에 형성된 맞물림홈(182a)에 삽입되어서, 선반(182)과 도어(185) 간에 안정한 결합을 유지하게 한다. 참고로, 본 실시의 보관함 제어모듈(120)의 승하강모터(125)는 도어(185)와의 연동을 위한 피니언(125a)을 구성하고, 도어(185)의 배면에는 피니언(125a)의 동력을 받는 랙(185a)을 구성한다. 결국, 승하강모터(125)의 동력으로 회전하는 피니언(125a)은 도어(185)의 랙(185a)에 동력을 전달해서, 도어(185)가 제어에 따라 승하강하도록 한다.
참고로, 도어(185)의 하강시 도어(185)가 드론(300)에 간섭을 주지 않도록 타이밍을 맞춰 하강하면서, 도어(185)의 하단이 도 15의 (a)도면에서와 같이 맞물림홈(182a)의 전단부에 삽입한다. 이렇게 삽입한 도어(185)는 도 15의 (b)도면에서와 같이 선반(182)의 기울어짐과 탈선을 방지하면서 선반(182)의 인출을 방해하지 않는다. 또한, 선반(182)을 다시 인입할 때에도 도 16의 (a)도면에서와 같이 도어(185)는 선반(182)과의 맞물림 상태를 유지하고, 선반(182)이 지정된 위치까지 이르면 도 16의 (b)도면에서와 같이 선반(182)으로부터 도어(185)를 분리해서 승강시킨다.
한편, 드론(300)의 이착륙모듈(330)은 발진기(123)로부터 발진하는 음파를 감지해서 해당 위치로 드론(300)을 이동시키고, 이착륙모듈(330)의 수광기(331)는 선반(182)과 마주하는 드론(300)의 저면에 설치되어서 발광기(124)가 발사하는 레이저 광을 수광한다. 이때, 수광기(331)는 발광기(124)의 개수에 상응하는 개수와 위치에 배치되어서, 드론(300)이 선반(182)의 직상방에 위치했을 때 수광기(331)가 발광기(124)의 레이저 광을 각각 모두 수신하는 위치를 파악하게 하고, 이착륙모듈(330)은 해당 지점으로 드론(300)을 이동시켜서 그 상태로 선반(182)에 착륙시킨다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 참조해 설명했지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100; 보관소 120; 보관함 제어모듈 121; 구동모터
122; 스크류 123; 발진기 124; 발광기
125; 승하강모터 125a; 피니언
180; 보관함 181; 본체
181a; 홀 182; 선반 182a; 맞물림홈
182b; 롤러 182c; 너트홈 183; 지붕
184; 베어링
300; 드론 330; 이착륙모듈 331; 수광기
400; 포인터 470; 포스트 471; 레그
472; 바디 473; 헤드

Claims (5)

  1. 지정 구역을 촬영하는 카메라; 촬영방향 조정을 위해 카메라를 회전시키는 구동장치;를 포함하면서 다수 개가 상기 지정 구역에 설치되는 감지기,
    드론 수용을 위해 홀을 구성한 본체와, 상기 홀로부터 인입출하고 드론이 이착륙하는 선반과, 상기 본체를 덮는 지붕을 포함하는 보관함; 상기 카메라가 촬영한 이미지와 카메라의 회전각을 수집데이터로 수집해서 피사체의 조류 여부를 파악한 분석정보를 컨트롤러에 전달하는 수집데이터 분석모듈; 상기 컨트롤러의 제어에 따라 비행경로 데이터를 생성하는 운항관리모듈; 상기 보관함의 선반 동작을 제어하는 보관함 제어모듈; 상기 수집데이터 분석모듈과 운항관리모듈과 보관함 제어모듈의 연동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 보관소, 및
    현재 GPS위치를 확인하는 GPS모듈; 상기 보관함의 선반에서 착륙지점을 확인하는 이착륙모듈; 드론의 비행장비인 비행장치; 상기 GPS모듈과 이착륙모듈과 비행장치의 연동을 제어하고, 상기 비행경로 데이터에 따라 드론을 비행시키는 제어모듈;을 포함하는 드론,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보관소는
    태양전지로 자체 발전하는 발전장치와, 상기 발전장치에서 발전한 전기를 배터리에 충전해서 보관소의 동작을 위한 전력으로 공급하는 충전장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    지정구역에 입설되는 포스트; 레이저 광을 발사하는 레이저; 상기 레이저가 일정한 회전각속도로 회전하도록 포스트에 설치되어 레이저를 회전시키는 회전장치; 외부로부터 조사되는 레이저 광을 수광하고 해당 시간과 자체 식별코드를 생성해서 수광데이터로 발신하는 광수신기;를 포함하면서 다수 개가 지정 구역에 설치되는 포인터를 더 포함하고,
    상기 수집데이터 분석모듈은 포인터들 각각의 레이저 광이 서로 교차하는 시점과 지점에 대한 기본데이터를 구비하고, 상기 수광데이터를 분석해서 임의 시점에 레이저 광을 수광하지 못한 포인터를 기본데이터와 비교하여 조류의 위치를 파악한 분석정보를 생성하는 것;
    을 특징으로 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 선반은 양측 가장자리와 후단은 금속재질로 제작되고, 상기 드론이 이착륙하는 중앙면은 합성수지재질로 제작되고, 상기 금속재질의 양측 가장자리에는 선반의 이동방향을 따라 너트홈을 형성하며;
    상기 보관함 제어모듈은 제어에 따라 회전동력을 일으키고 홀에 설치되는 구동모터와, 상기 구동모터의 회전력으로 회전하며 선반의 너트홈과 결합해서 볼스크류 연동 방식으로 동력을 전달하는 스크류와, 상기 선반의 전단에 설치되며 지정된 주파수 대역의 음파를 발신하여 드론을 유도하는 발진기와, 상기 선반의 직상방으로 레이저 광을 발사하는 다수의 발광기를 포함하되, 상기 드론의 이착륙모듈은 드론 저면에서 발광기가 발사하는 레이저 광을 수광하도록 발광기의 개수에 상응하는 개수와 위치에 배치되는 수광기를 포함하며, 상기 수광기가 발광기의 레이저 광을 각각 모두 수신하는 위치로 드론을 이동시켜서 선반에 착륙시키는 것;
    을 특징으로 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 보관함은 홀 입구의 일부를 덮으면서 위아래로 승하강하도록 본체에 연결되고 배며에는 랙이 구성된 도어를 포함하며;
    상기 보관함 제어모듈은 도어의 랙과 맞물리는 피니언을 회전시켜서 도어가 승하강하도록 동작하는 승하강모터를 더 포함하며;
    상기 선반은 후단 상면에 도어의 하단이 삽입돼 맞물리는 맞물림홈을 형성하되, 상기 맞물림홈의 폭은 도어의 두께보다 크게 해서 도어가 맞물림홈에 삽입된 상태에서도 선반의 수평이동이 가능하게 하고, 상기 맞물림홈의 전단부 바닥에는 롤러가 내설되어서, 상기 도어가 맞물림홈에 맞물린 상태에서도 선반의 수평이동을 원활히 하는 것;
    을 특징으로 하는 조류 퇴치를 위한 드론 운항시스템.
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