KR20190123102A - 드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 드론에 의해 촬영된 잔디 영상 및 위치 정보를 이용하여 맵을 생성하고 이를 분석하여 잔디의 상태를 모니터링 하여서 잔디에 병이 발생했을 때 그 발병된 지역에 대해서 약품을 처방하여 방제용 드론에 의해 해당 약품을 살포하는, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템은 잔디를 촬영하는 카메라 및 GPS 위성으로부터 마이크로파를 수신하여 위치 정보를 생성하는 GPS 수신기가 장착된 촬영용 드론; 상기 잔디에 병이 발생했을 때 발병 지역에 처방된 약품을 살포하도록 구성된 방제용 드론; 및 상기 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하여 맵을 생성하고, 해당 맵을 이용하여 이전 촬영된 정상 상태의 잔디 상태와 현 잔디 상태를 비교 분석하는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 기법을 통해 모니터링하고 잔디에 병이 발생되었다고 결정된 경우 발병한 지역에 대한 약품을 처방한 후 상기 방제용 드론이 처방된 약품을 발병 지역에 대해 살포하도록 조정하는 잔디 상태 검사 장치를 포함한다.

Description

드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING LAWN USING DRONE}
본 발명은 드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 드론에 의해 촬영된 잔디 영상 및 위치 정보를 이용하여 맵을 생성하고 이를 분석하여 잔디의 상태를 모니터링 하여서 잔디에 병이 발생했을 때 그 발병된 지역에 대해서 약품을 처방하여 방제용 드론에 의해 해당 약품을 살포하는, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 잔디는 들이나 산에서 자라는 키가 작고 뿌리가 붙은 상태로 무리 지어 있는 풀로서, 볏과에 속한 갯잔디, 금잔디, 들잔디, 물잔디, 비로드잔디 따위를 통틀어 이른다. 최근 잔디는 공원, 학교 운동장, 스포츠 경기장(축구, 야구, 골프 등)에서 일반 주택정원까지 그 쓰임새가 늘고 있다. 이로 인하여 전 세계의 잔디산업 시장 규모는 점점 늘어나고 있는 추세이다. 특히, 잔디의 사용목적이 스포츠용인 경우 이용 목적상 매우 섬세하게 관리되어야 하므로 빈번한 예초 및 토양 갱신이나, 시비 등 집약적인 관리 작업이 실시되며, 연중 경기자에 의한 답압에 의하여 많은 상처를 받는 등 매우 부적절한 인공 환경 하에서 생육이 이루어지고 있다. 스포츠 경기장에 조성된 잔디는 야생잔디에 비하여 병저항성이 극히 저하되어 있으며, 이러한 잔디밭에서는 여러 가지 병해가 발생된다. 잔디에 발생하는 각종 병을 예방 및 방제하기 위해서는 정기적으로 농약을 살포해야 한다.
한국 특허 공개 2000-0033724호에는 잔디밭의 저면으로 물을 공급시키고 흡입할 수 있도록 된 파이프를 구비하여 잔디가 성장할 수 있도록 물을 공급시켜주고, 비가 올 때에는 즉시 배출시킬 수 있도록 하며, 동절기에는 잔디밭과 표피층에 열기를 공급할 수 있도록 하여 동절기에는 잔디가 얼어 죽는 것을 방지할 수 있도록 된 잔디운동장의 관리 장치가 개시되어 있다.
그러나 이와 같은 종래의 잔디운동장의 관리 장치는 물과 열기만을 관리하여 잔디의 생육 조건을 마련해줄 뿐 잔디에 발생하는 병에 대한 특별한 대책은 마련되지 않았다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 넓은 지역에서 재배되는 잔디를 모니터링하고 잔디에 병이 발생했을 때 발병한 지역 및 해당 지역에 대한 약품 처방을 하여 방제작업을 하는 모든 과정을 무인으로 정확하게 수행할 수 있도록 하는, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템 및 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시형태에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템은 잔디를 촬영하는 카메라 및 GPS 위성으로부터 마이크로파를 수신하여 위치 정보를 생성하는 GPS 수신기가 장착된 촬영용 드론; 상기 잔디에 병이 발생했을 때 발병 지역에 처방된 약품을 살포하도록 구성된 방제용 드론; 및 상기 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하여 맵을 생성하고, 해당 맵을 이용하여 이전 촬영된 정상 상태의 잔디 상태와 현 잔디 상태를 비교 분석하는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 기법을 통해 모니터링하고 잔디에 병이 발생되었다고 결정된 경우 발병한 지역에 대한 약품을 처방한 후 상기 방제용 드론이 처방된 약품을 발병 지역에 대해 살포하도록 조정하는 잔디 상태 검사 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템에 있어서, 상기 잔디 상태 검사 장치는 상기 촬영용 드론으로부터 송신되는 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 신호 수신부; 상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 잔디 영상을 추출하도록 구성된 영상 추출부; 상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 위치정보를 추출하도록 구성된 위치정보 추출부; 상기 영상 추출부 및 위치정보 추출부로부터 추출된 잔디 영상과 위치정보를 맵핑하여 맵을 형성하도록 구성된 맵핑부; 상기 맵핑부에서 형성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하도록 구성된 잔디 상태 모니터링부; 및 상기 잔디 상태 모니터링부에서 결정된 발병 지역에 처방 약품을 방제용 드론을 이용하여 살포하도록 구성된 방제용 드론 조정부를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시형태에 의한 드론을 이용한 잔디 관리 방법은 촬영용 드론이 잔디를 촬영함과 아울러 위치 정보를 생성하는 단계; 잔디 상태 검사 장치가 상기 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하는 단계; 상기 잔디 상태 검사 장치가 수신된 신호로부터 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하는 단계; 상기 잔디 상태 검사 장치가 추출된 상기 잔디 영상 및 위치 정보를 맵핑하여 맵을 생성하는 단계; 상기 잔디 상태 검사 장치가 생성된 상기 맵을 분석하여 잔디 상태를 모니터링하는 단계; 상기 잔디 상태 검사 장치에 의해 잔디에 병이 발생했는지의 여부를 결정하는 단계; 및 상기 병 발생여부 결정 단계에서 잔디에 병이 발생했을 경우, 방제용 드론에 의해 발병된 지역에 처방된 약품이 살포되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 실시형태에 의한 드론을 이용한 잔디 관리 방법에 있어서, 상기 잔디 상태 모니터링 단계는 상기 생성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다른 실시형태에 의한 드론을 이용한 잔디 관리 방법은 상기 병 발생여부 결정 단계에서 잔디에 병이 발생하지 않을 경우, 상기 잔디 촬영 및 위치 정보 생성 단계로 진행될 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 장치 및 방법에 의하면, 촬영용 드론이 잔디를 촬영함과 아울러 위치 정보를 생성하고, 잔디 상태 검사 장치가 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출한 후 추출된 상기 잔디 영상 및 위치 정보를 맵핑하여 맵을 생성하고 생성된 맵을 분석하여 잔디 상태를 모니터링하여 잔디에 병이 발생했는지의 여부를 결정하며 잔디에 병이 발생했을 경우 방제용 드론에 의해 발병된 지역에 처방된 약품이 살포되도록 구성되어 있으므로, 넓은 지역에서 재배되는 잔디를 모니터링하고 잔디에 병이 발생했을 때 발병한 지역 및 해당 지역에 대한 약품 처방을 하여 방제작업을 하는 모든 과정을 무인으로 정확하게 수행할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템에 의해 구현되는 잔디 관리 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템의 블록구성도이다.
본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 촬영용 드론(100), 잔디 상태 검사 장치(200) 및 방제용 드론(300)을 포함한다.
촬영용 드론(100)에는 잔디를 촬영하는 카메라와 GPS 위성으로부터 마이크로파를 수신하여 현재의 위치 정보를 생성하는 GPS 수신기가 장착되어 있다. 촬영용 드론(100)에는 촬영된 잔디 영상 및 위치 정보를 결합시키고 변조시켜 송신함과 아울러 외부의 드론 조정 장치에 의해 원격신호를 수신하는 통신부(도시되지 않음)가 장착되어 있다.
잔디 상태 검사 장치(200)는 촬영용 드론(100)으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하여 맵핑시켜 맵을 생성하고, 해당 맵을 이용하여 이전 촬영된 정상 상태의 잔디 상태와 현 잔디 상태를 비교 분석하는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 기법을 통해 모니터링하고 잔디에 병이 발생되었다고 결정된 경우 발병한 지역에 대한 약품을 처방한 후 방제용 드론(300)을 조정하여 처방된 약품을 발병 지역에 대해 살포하도록 한다.
잔디 상태 검사 장치(200)는 신호 수신부(210), 영상 추출부(220), 위치 정보 추출부(230), 맵핑부(240), 잔디 상태 모니터링부(250) 및 방제용 드론 조정부(260)를 포함한다.
신호 수신부(210)는 촬영용 드론(100)으로부터 송신되는 신호를 무선으로 수신하여 복조하는 역할을 한다.
영상 추출부(220)는 신호 수신부(210)에서 입력되는 복조된 신호로부터 잔디 영상을 추출하는 역할을 한다.
위치정보 추출부(230)는 신호 수신부(210)에서 입력되는 복조된 신호로부터 위치정보를 추출하는 역할을 한다.
맵핑부(240)는 영상 추출부(220) 및 위치정보 추출부(230)로부터 각각 추출된 잔디 영상과 위치정보를 맵핑하여 맵을 형성하는 역할을 한다.
잔디 상태 모니터링부(250)는 맵핑부(240)에서 형성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하는 역할을 한다.
방제용 드론 조정부(260)는 잔디 상태 모니터링부(250)에서 결정된 발병 지역에 처방 약품을 방제용 드론(300)을 이용하여 살포하도록 조정하는 역할을 한다.
방제용 드론(300)은 잔디에 병이 발생했을 때 발병 지역에 처방된 약품을 살포하는 역할을 하며, 방제용 드론 조정부(260)에 의해 원격으로 조정된다.
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 드론을 이용한 잔디 관리 시스템을 이용한 잔디 관리 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템에 의해 구현되는 잔디 관리 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.
먼저, 촬영용 드론(100)이 잔디를 촬영함과 아울러 위치 정보를 생성하여 변조한 후 송신한다(S10).
이어서, 잔디 상태 검사 장치(200)가 촬영용 드론(100)으로부터 신호를 수신하여 복조하고(S20), 그 복조된 신호로부터 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하며(S30), 추출된 잔디 영상 및 위치 정보를 맵핑하여 맵을 생성한다(S40).
스텝(S50)에서는 잔디 상태 검사 장치(200)가 상기 스텝(S40)에서 생성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 모니터링 하여서 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정한다.
스텝(S60)에서는 잔디 상태 검사 장치(200)가 잔디에 병이 발생했는지의 여부를 결정한다.
상기 스텝(S60)에서 잔디에 병이 발생했을 경우(YES), 방제용 드론(300)에 의해 발병된 지역에 처방된 약품이 살포된다(S70).
한편, 상기 스텝(S60)에서 잔디에 병이 발생하지 않을 경우(NO), 상기 스텝(S10)으로 진행된다.
본 발명의 실시예에 의한, 드론을 이용한 잔디 관리 장치 및 방법에 의하면, 촬영용 드론이 잔디를 촬영함과 아울러 위치 정보를 생성하고, 잔디 상태 검사 장치가 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출한 후 추출된 상기 잔디 영상 및 위치 정보를 맵핑하여 맵을 생성하고 생성된 맵을 분석하여 잔디 상태를 모니터링 하여서 잔디에 병이 발생했는지의 여부를 결정하며 잔디에 병이 발생했을 경우 방제용 드론에 의해 발병된 지역에 처방된 약품이 살포되도록 구성되어 있으므로, 넓은 지역에서 재배되는 잔디를 모니터링하고 잔디에 병이 발생했을 때 발병한 지역 및 해당 지역에 대한 약품 처방을 하여 방제작업을 하는 모든 과정을 무인으로 정확하게 수행할 수 있다.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 촬영용 드론
200: 잔디 상태 검사 장치
210: 신호 수신부
220: 영상 추출부
230: 위치 정보 추출부
240: 맵핑부
250: 잔디 상태 모니터링부
260: 방제용 드론 조정부
300: 방제용 드론

Claims (6)

  1. 잔디를 촬영하는 카메라 및 GPS 위성으로부터 마이크로파를 수신하여 위치 정보를 생성하는 GPS 수신기가 장착된 촬영용 드론;
    상기 잔디에 병이 발생했을 때 발병 지역에 처방된 약품을 살포하도록 구성된 방제용 드론; 및
    상기 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하여 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하여 맵을 생성하고, 해당 맵을 이용하여 이전 촬영된 정상 상태의 잔디 상태와 현 잔디 상태를 비교 분석하는 NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) 기법을 통해 모니터링하고 잔디에 병이 발생되었다고 결정된 경우 발병한 지역에 대한 약품을 처방한 후 상기 방제용 드론이 처방된 약품을 발병 지역에 대해 살포하도록 조정하는 잔디 상태 검사 장치를 포함하는, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔디 상태 검사 장치는
    상기 촬영용 드론으로부터 송신되는 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 신호 수신부;
    상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 잔디 영상을 추출하도록 구성된 영상 추출부;
    상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 위치정보를 추출하도록 구성된 위치정보 추출부;
    상기 영상 추출부 및 위치정보 추출부로부터 추출된 잔디 영상과 위치정보를 맵핑하여 맵을 형성하도록 구성된 맵핑부;
    상기 맵핑부에서 형성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하도록 구성된 잔디 상태 모니터링부; 및
    상기 잔디 상태 모니터링부에서 결정된 발병 지역에 처방 약품을 방제용 드론을 이용하여 살포하도록 구성된 방제용 드론 조정부를 포함하는, 드론을 이용한 잔디 관리 시스템.
  3. 제 1 항에 기재된 드론을 이용한 잔디 관리 시스템을 이용한 잔디 관리 방법으로서:
    촬영용 드론이 잔디를 촬영함과 아울러 위치 정보를 생성하는 단계;
    잔디 상태 검사 장치가 상기 촬영용 드론으로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 잔디 상태 검사 장치가 수신된 신호로부터 잔디 영상 및 위치 정보를 추출하는 단계;
    상기 잔디 상태 검사 장치가 추출된 상기 잔디 영상 및 위치 정보를 맵핑하여 맵을 생성하는 단계;
    상기 잔디 상태 검사 장치가 생성된 상기 맵을 분석하여 잔디 상태를 모니터링하는 단계;
    상기 잔디 상태 검사 장치에 의해 잔디에 병이 발생했는지의 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 병 발생여부 결정 단계에서 잔디에 병이 발생했을 경우, 방제용 드론에 의해 발병된 지역에 처방된 약품이 살포되는 단계를 포함하는, 드론을 이용한 잔디 관리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 잔디 상태 모니터링 단계는
    상기 생성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하는 단계를 포함하는, 드론을 이용한 잔디 관리 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 잔디 상태 검사 장치는
    상기 촬영용 드론으로부터 송신되는 신호를 무선으로 수신하도록 구성된 신호 수신부;
    상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 잔디 영상을 추출하도록 구성된 영상 추출부;
    상기 신호 수신부에서 수신된 신호로부터 위치정보를 추출하도록 구성된 위치정보 추출부;
    상기 영상 추출부 및 위치정보 추출부로부터 추출된 잔디 영상과 위치정보를 맵핑하여 맵을 형성하도록 구성된 맵핑부;
    상기 맵핑부에서 형성된 맵을 잔디의 색상 및 형태 - 잔디 병명 및 처방 테이블을 이용하여 분석하여 발병 지역, 병명 및 처방 약품을 결정하도록 구성된 잔디 상태 모니터링부; 및
    상기 잔디 상태 모니터링부에서 결정된 발병 지역에 처방 약품을 방제용 드론을 이용하여 살포하도록 구성된 방제용 드론 조정부를 포함하는, 드론을 이용한 잔디 관리 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 병 발생여부 결정 단계에서 잔디에 병이 발생하지 않을 경우, 상기 잔디 촬영 및 위치 정보 생성 단계로 진행되는, 드론을 이용한 잔디 관리 방법.
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