KR20200019510A - Drone Control System for Forest - Google Patents

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KR20200019510A
KR20200019510A KR1020180095126A KR20180095126A KR20200019510A KR 20200019510 A KR20200019510 A KR 20200019510A KR 1020180095126 A KR1020180095126 A KR 1020180095126A KR 20180095126 A KR20180095126 A KR 20180095126A KR 20200019510 A KR20200019510 A KR 20200019510A
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박재호
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하나산림기술 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a drone pest control system for forest capable of performing a pest control operation while autonomously flying along a set flight path by setting an autonomous flight path in a forest area. According to the present invention, the drone pest control system for forest which performs pest control in forest by using a drone comprises: a forest pest control drone (100) for performing a forest pest control operation by spraying drugs stored in a drug tank (105) onto a pest control area while flying the pest control area along an autonomous flight path set through a path designation program of a computer (400); and a drone station (200) for supplying drugs to the drug tank (105) of the forest pest control drone (100) to supplement the same by allowing the forest pest control drone (100) to land on a drone landing field (210) formed on an upper part. The path designation program of the computer (400) sets a pest control path on a ground surface of a Google earth map, sets an autonomous pest control path having an altitude separated from the ground surface by considering the height of trees planted on the pest control path and a flight safety distance, sets a drug spraying section and a drug non-spraying section in the autonomous pest control path and the drug spraying speed, and then transmits the same to a memory (190) of the forest pest control drone (100) to control a flight and a pest control operation of the forest pest control drone (100), thereby increasing pest control efficiency.

Description

산림형 드론 방제 시스템 {Drone Control System for Forest}Drone Control System for Forest

본 발명은 드론 방제 시스템에 관한 것으로, 특히 산림 지역에 자율 비행 경로를 설정하여 설정된 비행 경로를 따라 자율 비행하면서 방제 작업을 수행할 수 있도록 하는 산림형 드론 방제 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a drone control system, and more particularly, to a forest-type drone control system that can set up an autonomous flight path in a forest area to perform a control operation while autonomous flight along a set flight path.

드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인비행체(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)를 말한다. 이러한 드론은 과거 군사용으로 개발됐지만, 가격이 하락하고 소형화되면서 민수용으로 확대되고 있는 추세로서, 단순한 비행 연습에서부터 고공영상 사진촬영, 배달, 기상정보 수집 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.Drone is an unmanned aerial vehicle (UAV) in the form of an airplane or helicopter that can be operated and controlled by radio wave guidance without a pilot. These drones have been developed for military use in the past, but as the price decreases and becomes smaller, they are being expanded to civilian use. They are used in various fields such as simple flight practice, high-altitude photography, delivery, and meteorological information collection.

또한, 농업 분야에서도 노동력 부족을 드론으로 대체하는 방식으로 활용하고 있는데, 일본은 수천대의 농업용 드론을 이용하여 논에 대한 살충제와 비료 살포하였으며, 호주에서는 100여대의 농업용 드론을 수입해 제초용으로 이용하고 있다. 국내에서도 농협이 농약살포, 작물 씨뿌리기, 살림보호 등을 위해 많은 수백대의 드론을 보유하고 있는 것으로 알려져 있다. In addition, the agricultural sector is using drones to replace labor shortages. Japan used thousands of agricultural drones to spray pesticides and fertilizers on rice fields, and Australia imported about 100 agricultural drones for herbicide use. Doing. In Korea, Nonghyup is known to have hundreds of drones for spraying pesticides, sowing crops and protecting forests.

이러한 농업 방제용 드론은 이륙 후, 제어장치를 통한 사용자의 조정 또는 미리 설정된 경로를 따라 이동하면서 미리 설정된 분량의 약제를 살포하는 방제 작업을 실시한 후, 방제 작업이 끝나면 원래 위치로 다시 귀환하게 된다. 하지만, 이러한 종래 방제용 드론은 미리 설정된 경로를 따라 비행하면서 미리 정해진 분량의 약제를 살포하기 때문에, 예측에 따라 설정된 방제 경로와 실제 방제 경로가 다를 경우 신속한 대처가 어렵고, 예측에 따라 설정된 방제 구역과 실제 방제 구역의 상황, 예를 들면 농작물의 종류 및 성장 상태 등이 다른 경우 적절한 대처가 어려운 문제점이 있었다. The agricultural drone for takeoff, after taking off the control or spraying a predetermined amount of the drug while moving along a preset path through the control device, the control is returned to its original position when the control is finished. However, since the conventional drone for spraying sprays a predetermined amount of medicine while flying along a predetermined route, it is difficult to cope quickly when the control route set according to the prediction and the actual control route are different, and the control zone set according to the prediction In reality, the situation of the control area, for example, different types of crops and growth conditions, there was a problem that proper coping is difficult.

특히, 산림 방제의 경우에는 방제 대상이 되는 산림의 수목 종류와 크기, 범위, 병충해에 따른 약제 종류 등 다양한 변수가 존재하는데, 종래 방제용 드론으로는 이러한 다양한 변수에 대한 대처가 어려운 문제점이 있었다. In particular, in the case of forest control, there are various variables such as tree types and sizes, ranges, and types of drugs according to pests of forests to be controlled, and conventional drones for control have difficulty coping with these various variables.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0090043호 (2017.08.07. 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0090043 (August 7, 2017 published)

본 발명은 상기 종래 방제용 드론의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 드론을 이용한 산림 방제 시 방제 대상이 되는 산림의 수목을 인식하여 산림의 특성에 따른 최적의 약제를 살포하여 방제 효율을 높일 수 있도록 하는 산림형 드론 방제 시스템을 제공하는 데 있다. The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional drone for control, the object of the present invention by recognizing the trees of the forest to be controlled when the forest control using the drone by spraying the optimal agent according to the characteristics of the forest It is to provide a forest drone control system that can improve the control efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 산림형 드론 방제 시스템은 드론을 이용하여 산림 방제를 수행하는 산림형 드론 방제 시스템으로서, 컴퓨터의 경로지정 프로그램을 통하여 설정된 자율 비행 경로를 따라 방제 구역을 비행하면서, 방제 구역에 약제탱크에 저장된 약제를 살포하여 산림 방제 작업을 수행하는 산림 방제용 드론과; 상부에 형성된 드론 착륙장에 상기 산림 방제용 드론을 착륙시켜, 산림 방제용 드론의 약제탱크에 약제를 공급하여 보충하는 드론 스테이션;을 포함하되, 상기 컴퓨터의 경로지정 프로그램은 구글어스 지도의 지표면 상에 방제 경로를 설정하고, 방제 경로에 식재된 나무의 높이와 비행안전거리를 고려하여 지표면으로부터 이격된 고도를 갖는 자율 방제 경로를 설정하며, 자율 방제 경로 중 약제 살포 구간과 비살포 구간 및 약제 살포 속도를 설정한 후, 상기 산림 방제용 드론의 메모리에 전송하여 산림 방제용 드론의 비행 및 방제 작업을 제어할 수 있도록 한다. Forest type drone control system according to the present invention for achieving the above object is a forest type drone control system that performs forest control using a drone, while flying the control area along the autonomous flight path set through a computer routing program Forest drones to perform forest control operations by spraying the drug stored in the chemical tank in the control area; A drone station for landing the drone for forest control at a drone landing site formed at an upper part and supplying a medicine to a chemical tank of a forest control drone, including; Set up the control route, and set up autonomous control route with altitude spaced from the ground in consideration of the height of the trees planted in the control route and flight safety distance. After setting the transmission to the memory of the forest control drone to control the flight and control of the forest control drone.

상기 자율 방제 경로에는 약제 살포 구간에서의 비행 고도와 비행 속도에 따른 약제 소모량이 계산되어, 약제가 소진되어 산림 방제용 드론이 약제 보충을 위해 드론 스테이션으로 복귀하는 비행 복귀 정보와, 드론 스테이션을 통한 약제 보충 후 방제를 재개하기 위한 비행 재개 구간 정보가 설정된다. In the autonomous control route, the drug consumption is calculated according to the flight altitude and the flight speed in the drug spraying section, and the drug is exhausted and the forest return drone returns to the drone station to refill the medicine, and through the drone station. Flight resumption section information for resuming control after refilling the medication is set.

한편, 상기 산림 방제용 드론에는 산림 방제용 드론의 동작 환경을 설정하는 설정부와, 산림 방제용 드론에 전원을 공급하는 전원부와, 지상에 위치한 제어장치와 통신을 수행하는 통신부와, 산림 방제용 드론의 비행 경로 및 주변을 탐색하기 위한 센서부와, 산림 방제용 드론의 회전 날개에 동력을 공급하여 비행을 제어하는 동력부와, 산림 방제용 드론의 드론 스테이션 착륙을 유도하는 착륙 유도부와, 약제탱크에 보관된 약제를 살포하는 약제 살포부와, 드론 스테이션에 착륙되는 경우 드론 스테이션의 약제탱크에 보관된 약제를 드론의 약제탱크로 취수하는 약제탱크 취수부와, 자율 비행 경로 정보를 포함하는 방제 알고리즘이 탑재된 메모리와, 상기 메모리에 탑재된 방제 알고리즘을 실행하여, 산림 방제용 드론의 비행 및 방제 동작을 제어하는 중앙제어부가 구비된다 On the other hand, the drone for forest control includes a setting unit for setting the operating environment of the forest control drone, a power supply unit for supplying power to the forest control drone, a communication unit for communicating with a control device located on the ground, for forest control A sensor unit for navigating the flight path and surroundings of the drone, a power unit for controlling flight by supplying power to the rotary wing of the drone for forest control, a landing induction unit for inducing a drone station landing of the drone for forest control, A chemical spray unit for spraying the chemicals stored in the tank, the chemical tank intake unit for taking the chemicals stored in the chemical tank of the drone station into the chemical tank of the drone, when landed at the drone station, and control including autonomous flight path information. A memory having an algorithm and a control algorithm mounted in the memory are executed to control flight and control operations of a forest control drone. Central control unit

여기서, 상기 설정부는 산림 방제용 드론의 방제 모드가 미리 설정된 자율 비행 경로를 따라 방제가 자동으로 수행되는 자율비행모드인지, 지상의 제어장치를 통해 사용자가 수동으로 방제를 제어하는 수동비행모드인지를 설정하고, 상기 방제 모드가 자율비행모드로 설정된 경우 방제 횟수를 설정하게 된다. Here, the setting unit whether the control mode of the forest control drone is an autonomous flight mode is automatically performed according to the pre-set autonomous flight path, or whether the user manually controls the control through the ground control device whether the manual flight mode If the control mode is set to the autonomous flight mode, the control frequency is set.

상기 센서부에는 산림 방제용 드론의 위치를 파악하는 GPS와, 비행 고도를 측정하는 고도계와, 비행 속도를 측정하는 속도계와, 주변 장애물을 파악하여 회피할 수 있도록 하는 초음파 센서와, 전방 및 하방의 영상을 촬영하는 카메라가 구비되는 것이 바람직하다. The sensor unit includes a GPS for detecting the location of a forest control drone, an altimeter for measuring flight altitude, a speedometer for measuring a flight speed, an ultrasonic sensor for identifying and avoiding nearby obstacles, and a forward and a downward direction. It is preferable that a camera for taking an image is provided.

또한, 상기 중앙제어부는 자율 비행 경로에 따른 비행 중 방제 구역을 카메라로 촬영하여 방제 구역의 수목 정보를 수집한 후, 수집된 수목의 종류를 분류하고, 수종에 따른 병해충 정보를 파악한 후, 파악되는 수목의 병해충 정보에 따라 약제 살포의 개시 및 중지를 제어하게 된다. In addition, the central control unit collects tree information of the control zone by photographing the control zone during the flight according to the autonomous flight path, classifies the collected tree types, grasps pest information according to the species, and then is identified The pest pest information of the tree is used to control the start and stop of drug spraying.

상기 착륙 유도부는 산림 방제용 드론이 착륙을 위해 드론 스테이션으로 이동하는 경우, 상기 센서부의 카메라를 통하여 촬영되는 드론 스테이션의 영상을 분석하여 드론 스테이션의 드론 착륙장 위치를 확인한 후, 드론의 하부에 형성된 랜딩기어가 드론 착륙장에 안착될 수 있도록 드론의 착륙 동작을 제어하게 된다. The landing induction part, when the forest control drone moves to the drone station for landing, analyzes the image of the drone station photographed through the camera of the sensor part, checks the drone landing position of the drone station, and then lands formed at the bottom of the drone. It controls the drone's landing behavior so that the gears can land on the drone landings.

또한, 상기 약제탱크 취수부는 산림 방제용 드론이 드론 스테이션에 착륙되면, 약제탱크에 연결된 호스를 드론 스테이션의 약제탱크에 연결한 후, 펌프를 구동시켜 약제탱크를 채우고, 약제탱크에 약제가 다 채워지면, 펌프의 구동을 정지시켜 취수 동작을 정지시키게 된다. In addition, when the drone for forest control landed on the drone station, the medicine tank intake unit connects the hose connected to the medicine tank to the medicine tank of the drone station, drives the pump to fill the medicine tank, and fills the medicine tank with the medicine. When the ground, the drive of the pump is stopped to stop the water intake operation.

한편, 상기 드론 스테이션은 이동 가능한 차량에 설치되어, 상기 산림 방제용 드론 및 드론 스테이션이 이동식으로 운영될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. On the other hand, it is preferable that the drone station is installed in a movable vehicle so that the forest control drone and the drone station can be operated in a mobile manner.

본 발명의 산림형 드론 방제 시스템에 따르면, 드론의 산림 방제 구역을 지정하고 나무의 높이와 비행 안전거리 등을 고려하여 자율 비행 경로를 확정하며, 확정된 자율 비행 경로에 따라 비행하면서 방제 구역 내 산림 수종을 인식하여 인식된 수종의 병해충에 따라 최적화된 약제를 살포할 수 있어 방제 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. According to the forest type drone control system of the present invention, the forest control area of the drone is designated, and the autonomous flight path is determined in consideration of the height of the tree and the flight safety distance, and the forest in the control area while flying according to the determined autonomous flight path. Recognition of the species can be sprayed the optimized drug according to the recognized pests of the species there is an effect that can increase the control efficiency.

도 1은 본 발명에 따른 드론 방제 시스템의 전체적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 산림 방제용 드론의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 드론 스테이션의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 산림 방제용 드론의 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 산림 방제용 드론을 통해 방제가 이루어지는 과정을 나타낸 흐름도,
도 6은 본 발명에 따라 지정된 방제 경로의 일례,
도 7은 본 발명에 따라 설정된 자율 비행 경로의 일례,
도 8은 본 발명에 따라 설정되는 비행 재개 구간의 일례,
도 9는 본 발명에 따른 수목 종류에 따라 약제가 살포되는 과정을 나타낸 개념도,
도 10은 본 발명에 따라 산림 방제용 드론이 드론 스테이션에 착륙하는 화면 일례,
도 11은 본 발명에 따라 드론 스테이션에 착륙된 드론이 약제를 공급받는 화면 일례,
도 12는 본 발명에 따라 차량에 설치된 드론 및 드론 스테이션의 일례를 나타낸 것이다. 1 is an overall configuration diagram of a drone control system according to the present invention,
2 is a perspective view of a drone for forest control according to the present invention;
3 is a perspective view of a drone station according to the present invention,
Figure 4 is a block diagram of a drone for forest control according to the present invention,
5 is a flowchart showing a process of controlling through a drone for forest control according to the present invention,
6 is an example of a control route designated in accordance with the present invention;
7 is an example of an autonomous flight path set in accordance with the present invention;
8 is an example of a flight resumption section set according to the present invention;
9 is a conceptual diagram showing a process of spraying the drug according to the type of tree according to the present invention,
10 is an example of a screen in which a drone for forest control lands on a drone station according to the present invention;
11 is a screen example in which a drone landed on a drone station is supplied with a medicine according to the present invention;
12 shows an example of a drone and a drone station installed in a vehicle according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 방제 시스템의 전체적인 구성도를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the overall configuration of the drone control system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 드론 방제 시스템은 산림 방제 구역을 비행하면서 약제를 살포하는 산림 방제용 드론(100)과, 상기 산림 방제용 드론(100)을 착륙시켜 약제를 공급하는 드론 스테이션(200)과, 사용자가 수동으로 산림 방제용 드론(100)을 조작할 수 있도록 하는 제어장치(300)와, 산림 방제용 드론(100)의 비행 경로를 설정하는 컴퓨터(400)를 포함하여 이루어진다. As shown in Figure 1, the drone control system is a drone station 200 for supplying drugs by landing the forest control drone 100 and the forest control drone 100 for spraying drugs while flying in the forest control area And a control device 300 for allowing a user to manually operate the forest control drone 100, and a computer 400 for setting a flight path of the forest control drone 100.

상기 컴퓨터(400)는 노트북, 태블릿 PC, PC(Personal Computer) 등 사용자가 이용하는 컴퓨터로서, 이 컴퓨터(400)에는 경로지정 프로그램이 설치되어 있다. 상기 경로지정 프로그램은 미국의 검색 엔진 업체인 구글사가 제공하는 웹 기반의 지도 서비스인 구글어스(Google Earth)를 이용하여 방제를 위한 드론(100)의 비행 경로를 설정하게 되는데, 사용자는 이 경로지정 프로그램을 통해 드론(100)의 방제 구역을 포함하는 자율 비행 경로를 설정하게 된다. 상기 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 통해 설정되는 비행 경로 정보는 산림 방제용 드론(100) 또는 제어장치(300)에 제공되어 드론(100)의 비행 및 방제 작업을 제어하게 된다. The computer 400 is a computer used by a user such as a notebook computer, a tablet PC, a personal computer (PC), and the computer 400 is provided with a routing program. The routing program sets the flight path of the drone 100 for control using Google Earth, a web-based map service provided by Google, a US search engine company, and the user specifies the route. The program establishes an autonomous flight path including the control area of the drone 100. The flight path information set through the routing program of the computer 400 is provided to the forest control drone 100 or the control device 300 to control the flight and control operations of the drone 100.

상기 제어장치(300)는 사용자가 원격으로 드론(100)을 조정하기 위한 조정장치로, 이 제어장치(300)는 일반적인 드론 제어장치와 마찬가지로 드론 조정부 및 통신부가 구비되어 드론(100)과 통신을 수행하면서 드론(100)의 비행 및 방제 작업을 사용자가 직접 조작할 수 있도록 제공된다. 또한, 사용자는 이 제어장치(300)를 통하여 드론(100)의 동작 환경을 설정할 수 있다. The control device 300 is a control device for the user to remotely control the drone 100, the control device 300 is provided with a drone control unit and a communication unit similar to a general drone control device to communicate with the drone 100 While performing the flight and control operations of the drone 100 is provided so that the user can directly manipulate. In addition, the user can set the operating environment of the drone 100 through the control device 300.

상기 산림 방제용 드론(100)은 설정된 자율 비행 경로 또는 제어장치(300)를 통한 사용자의 제어에 따라 방제 구역을 비행하면서 약제를 살포하여 방제 작업을 수행하는 무인 비행 장치이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 산림 방제용 드론의 사시도를 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 산림 방제용 드론(100)은 비행을 위해 몸체(101)를 중심으로 사방으로 암을 형성하는 프레임(102)이 형성되고, 이 프레임의 일단 상부에 복수의 회전 날개(103)가 설치되며, 몸체(101)의 하부에는 이착륙을 위한 랜딩기어(104)가 설치되고, 몸체(101)와 랜딩기어(104) 사이에 약제탱크(105)가 설치된다. 또한, 몸체 프레임(102)의 하부에는 약제탱크(105)에 보관된 약제를 살포하는 약제 살포부(170)가 설치되고, 몸체(101) 일측에 센서부(140)가 설치되어 비행 중에 드론(100)의 위치, 고도, 속도, 영상 등의 정보를 획득하게 된다. The drone 100 for forest control is an unmanned flying device that performs spraying and spraying drugs while flying the control area under the control of the user through the set autonomous flight path or the control device 300. 2 is a perspective view of a forest control drone according to an embodiment of the present invention, the forest control drone 100 according to the present invention is a frame for forming an arm around the body 101 for the flight ( 102 is formed, a plurality of rotary blades 103 is installed on one end of the frame, a landing gear 104 for takeoff and landing is installed on the lower portion of the body 101, the body 101 and the landing gear ( The drug tank 105 is installed between the 104. In addition, the lower part of the body frame 102 is provided with a drug spraying unit 170 for spraying the drug stored in the drug tank 105, the sensor unit 140 is installed on one side of the body 101 is a drone (in flight) The location, altitude, speed, image, etc. of the 100 are obtained.

상기 드론 스테이션(200)은 드론(100)을 착륙시켜 드론(100)에 방제용 약제를 제공하는 장치로서, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 스테이션의 사시도를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 드론 스테이션(200)의 상부에는 드론(100)이 착륙되는 드론 착륙장(210)이 형성되는데, 본 발명의 실시 예에서 상기 드론 착륙장(210)에는 드론(100)의 착륙을 유도하기 위한 착륙 유도 표시(H)가 형성되어 있다. 또한, 드론 스테이션(200)의 내부에는 드론(100)에 약제를 공급하기 위한 약제탱크(220)가 구비된다. 한편, 드론 스테이션의 일측에는 드론의 전원부에 전원을 공급하여 배터리를 충전하는 전원 충전부(도시 안됨)가 구비될 수 있다. The drone station 200 is a device for landing the drone 100 to provide a drug for controlling the drone 100, Figure 3 shows a perspective view of a drone station according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the drone landing area 210 in which the drone 100 lands is formed at an upper portion of the drone station 200 according to the present invention, and in the embodiment of the present invention, the drone landing area 210 is a drone. A landing guidance mark H is formed to guide the landing of 100. In addition, the inside of the drone station 200 is provided with a medicine tank 220 for supplying drugs to the drone 100. On the other hand, one side of the drone station may be provided with a power charging unit (not shown) for supplying power to the power supply of the drone to charge the battery.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 산림 방제용 드론의 블록 구성도를 나타낸 것이다. Figure 4 shows a block diagram of a forest control drone according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 산림 방제용 드론(100)은 드론의 동작 환경을 설정하는 설정부(120)와, 드론(100)에 전원을 공급하는 전원부(125)와, 지상의 제어장치(300)와 통신을 수행하는 통신부(130)와, 비행 경로를 탐색하기 위한 센서부(140)와, 드론(100)의 회전 날개(103)에 동력을 공급하는 동력부(150)와, 드론(100)의 드론 스테이션(200) 착륙을 유도하는 착륙 유도부(160)와, 약제탱크(105)에 보관된 약제를 살포하는 약제 살포부(170)와, 드론(100)이 드론 스테이션(200)에 착륙되는 경우 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 보관된 약제를 드론 약제탱크(105)로 취수하는 약제탱크 취수부(180)와, 방제 알고리즘이 탑재된 메모리(190)와, 상기 각 구성부의 동작을 제어하여 드론(100)의 비행 및 방제 동작을 제어하는 중앙제어부(MCU, Micro Controller Unit)(110)를 포함하여 이루어진다. As shown in FIG. 4, the drone 100 for forest control includes a setting unit 120 for setting an operating environment of the drone, a power supply 125 for supplying power to the drone 100, and a ground control device ( Communication unit 130 for communicating with the 300, the sensor unit 140 for searching the flight path, the power unit 150 for supplying power to the rotary blade 103 of the drone 100, and the drone ( The landing guide unit 160 for inducing the landing of the drone station 200 of the 100, the drug spraying unit 170 for spraying the medicine stored in the medicine tank 105, and the drone 100 are connected to the drone station 200. In case of landing, the medicine tank intake unit 180 for taking the medicine stored in the medicine tank 220 of the drone station 200 to the drone medicine tank 105, the memory 190 equipped with the control algorithm, It comprises a central controller (MCU, Micro Controller Unit) (110) for controlling the operation of the component to control the flight and control operations of the drone (100).

상기 설정부(120)는 드론(100)의 비행 및 방제 동작 환경을 설정하게 되는데, 이 설정부(120)는 방제 알고리즘을 실행하는 중앙제어부(110)의 제어에 의해 드론(100)의 동작 환경을 설정하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 상기 설정부(120)는 드론(100)의 방제 모드, 즉 자율비행모드 또는 수동비행모드를 설정할 수 있는데, 자율비행모드 설정시 드론(100)의 비행 경로와 비행 패턴, 방제 횟수 등을 설정할 수 있다. 이러한 설정부(120)를 통한 드론(100)의 동작 환경 설정은 통신부(130)를 통하여 통신이 설정되는 지상의 제어장치(300)로부터 동작 환경 정보를 전송받아 설정될 수 있다. The setting unit 120 is to set the flight and control operation environment of the drone 100, the setting unit 120 is the operating environment of the drone 100 by the control of the central control unit 110 to execute the control algorithm. Will be set. In the embodiment of the present invention, the setting unit 120 may set the control mode of the drone 100, that is, the autonomous flight mode or the manual flight mode, the flight path and flight pattern of the drone 100 when setting the autonomous flight mode, The number of times of control can be set. The operation environment setting of the drone 100 through the setting unit 120 may be set by receiving operation environment information from the ground control device 300 through which communication is established through the communication unit 130.

상기 통신부(130)는 지상의 제어장치(300)와 무선 통신을 수행하는 장치로서, 이 통신부(130)는 지상의 제어장치(300)로부터 방제 동작 환경 설정 정보를 전송받아 중앙제어부(110)로 전송하고, 방제 모드가 수동비행모드로 설정된 경우 지상의 제어장치(300)로부터 드론 비행 및 방제 동작 제어 신호를 전송받아 중앙제어부(110)로 전송하게 된다. The communication unit 130 is a device for performing wireless communication with the ground control device 300, the communication unit 130 receives the control environment setting information from the ground control device 300 to the central control unit 110. When the control mode is set to the manual flight mode, the drone flight and control operation control signals are received from the ground control device 300 and transmitted to the central control unit 110.

상기 센서부(140)는 드론 몸체(101)의 일측에 설치되어 전방 및 하방을 탐색하게 되는데, 이 센서부(140)에는 드론(100)의 현재 위치를 파악하는 GPS(141)와, 드론(100)의 비행 고도를 측정하는 고도계(142)와, 드론(100)의 비행 속도를 측정하는 속도계(143)와, 주변 장애물을 파악하는 초음파 센서(144)와, 전방 및 하방의 영상을 촬영하여 분석하는 카메라(145)가 구비된다. 상기 센서부(140)를 통하여 드론(100)은 방제 작업 수행을 위한 비행 경로를 추적하게 되고, 추적 경로 상에 장애물이 발견되는 경우 이를 회피하여 경로를 재설정할 수 있으며, 설정된 구간에서 방제 작업을 수행한 후, 방제 작업이 끝나면 드론 스테이션(200)으로 복귀할 수 있도록 위치, 고도, 속도, 장애물, 영상 정보를 중앙제어부(110)에 제공하게 된다. The sensor unit 140 is installed on one side of the drone body 101 to navigate forward and downward, the sensor unit 140 GPS (141) and grasp the current position of the drone 100, Altimeter 142 for measuring the flight altitude of the 100, speedometer 143 for measuring the flight speed of the drone 100, the ultrasonic sensor 144 for identifying the surrounding obstacles, and images taken forward and downward A camera 145 for analysis is provided. Through the sensor unit 140, the drone 100 tracks the flight path for performing the control operation, and if an obstacle is found on the tracking path, it can reset the path by avoiding it and perform the control operation in the set section. After performing the control operation, the central control unit 110 provides the position, altitude, speed, obstacle, and image information to return to the drone station 200 after the control operation is completed.

상기 동력부(150)는 드론(100)의 회전 날개(103)에 동력을 공급하여 드론(100)의 비행 동작을 제어하게 되는데, 이 동력부(150)는 중앙제어부(110)의 제어에 따라 전원부(125)의 전원을 회전 날개(103)에 제공하여 드론(100)이 방제를 수행하는 비행이 가능하도록 제어하게 된다. The power unit 150 controls the flight operation of the drone 100 by supplying power to the rotary blade 103 of the drone 100, the power unit 150 under the control of the central controller 110 The power of the power supply 125 is provided to the rotary wing 103 to control the drone 100 to perform a flight control.

상기 착륙 유도부(160)는 방제 작업을 종료한 드론(100)이 드론 스테이션(200)으로 이동하는 경우 드론(100)의 랜딩기어(104)가 드론 스테이션(200)에 안정적으로 착륙되도록 제어하게 되는데, 이 착륙 유도부(160)는 센서부(140)의 카메라(145)를 통하여 촬영되는 드론 스테이션(200)의 영상을 분석하여 드론 착륙장(210)의 위치를 확인한 후, 드론(100)의 랜딩기어(104)가 드론 착륙장(210)에 안착될 수 있도록 드론(100)의 착륙 동작을 제어하며, 드론(100)이 드론 스테이션(200)에 착륙하게 되면 드론(100)의 시동을 정지시키게 된다. The landing induction unit 160 controls the landing gear 104 of the drone 100 to stably land on the drone station 200 when the drone 100 having finished the control operation moves to the drone station 200. The landing induction unit 160 analyzes the image of the drone station 200 photographed through the camera 145 of the sensor unit 140 to determine the location of the drone landing site 210, and then the landing gear of the drone 100. Controls the landing operation of the drone 100 so that the 104 can be seated on the drone landing site 210, and stops the start of the drone 100 when the drone 100 lands on the drone station 200.

상기 약제 살포부(170)는 드론(100)이 비행하여 약제 살포 구역으로 이동된 경우 약제탱크(105)에 저장된 약재를 펌핑하여 약제 살포 구역으로 살포하는 장치로서, 이 약제 살포부(170)는 방제 알고리즘을 실행하는 중앙제어부(110)의 제어에 따라 약제를 살포하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 중앙제어부(110)는 센서부(140)의 카메라(145)를 통하여 촬영되는 약제 살포 구역의 영상을 분석하여 수목 정보를 수집하고, 수집된 수목의 종류를 분류하여 수종에 따른 병해충 정보를 파악한 후, 파악되는 수목의 병해충 정보에 따라 약제 살포부(170)를 통하여 약제 살포의 개시 및 중지를 제어하게 된다. The drug spraying unit 170 is a device that pumps the medicine stored in the drug tank 105 when the drone 100 is moved to the drug spraying zone to spray the drug spraying zone, the drug spraying unit 170 is The drug is sprayed under the control of the central controller 110 executing the control algorithm. In an embodiment of the present invention, the central control unit 110 collects tree information by analyzing an image of the drug spraying zone photographed through the camera 145 of the sensor unit 140, and classifies the collected tree types to tree species. After determining the pest information according to the control, the start and stop of the drug spraying is controlled through the drug spraying unit 170 according to the identified pest information of the tree.

상기 약제탱크 취수부(180)는 드론(100)의 약제탱크(105)에 약제를 채우는 장치로서, 이 약제탱크 취수부(180)는 드론(100)이 드론 스테이션(200)에 착륙된 상태에서 약제탱크(105)에 연결된 호스를 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 연결한 후 펌프를 구동시켜 약제를 드론(100)의 약제탱크(105)로 이동시켜 약제탱크(105)를 채우게 된다. 드론(100)의 약제탱크(105)에 약제가 다 채워지면, 자동으로 펌프의 구동의 정지되어 취수 동작이 정지된다. The medicine tank intake unit 180 is a device for filling the medicine tank 105 of the drone 100, the medicine tank intake unit 180 is a state in which the drone 100 is landed on the drone station 200 Connect the hose connected to the medicine tank 105 to the medicine tank 220 of the drone station 200, and then drive the pump to move the medicine to the medicine tank 105 of the drone 100 to fill the medicine tank 105 do. When the medicine tank 105 of the drone 100 is filled with drugs, the driving of the pump is automatically stopped and the water intake operation is stopped.

상기 메모리(190)에는 드론(100)의 방제 알고리즘이 탑재되어 중앙제어부(110)에 의해 실행됨으로써, 드론(100)이 방제 구역으로 이동하여 약제를 살포할 수 있도록 운용되는데, 이 방제 알고리즘에는 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 통하여 설정된 자율 비행 경로 정보가 등록된다. 중앙제어부(110)는 방제 알고리즘을 실행하여, 설정부(120)릍 통하여 드론(100)의 방제 모드를 설정하고, 비행 경로에 따라 드론(100)의 비행을 제어하여 드론(100)을 방제 구역으로 이동시키고, 드론(100)이 방제 구역에 도달하면 약제 살포부(170)를 통하여 약제를 살포하는 방제 동작을 제어하게 된다. 또한, 방제 구역에서의 약제 살포 도중 약제탱크(105)에 저장된 약제가 모두 소모되면, 드론(100)을 드론 스테이션(200)으로 이동시켜 약제를 보충한 후 비행 재개 구간에 따라 남은 방제 구역의 방제 작업을 다시 재개하게 되며, 방제 구역에서의 모든 방제 과정이 종료되면 드론(100)을 드론 스테이션(200)으로 복귀시켜 약제를 충전시켜 보관하게 된다. 이러한 중앙제어부(110)의 동작은 수동비행모드인 경우 지상에 위치한 제어장치(300)의 제어 명령에 따라 진행된다. The memory 190 is equipped with a control algorithm of the drone 100 and executed by the central control unit 110, so that the drone 100 moves to the control area and sprays the medicine, and this control algorithm includes a computer. Autonomous flight path information set through the path designation program of 400 is registered. The central control unit 110 executes the control algorithm, sets the control mode of the drone 100 through the setting unit 120, and controls the flight of the drone 100 according to the flight path to control the drone 100 zone. When the drone 100 reaches the control zone to control the spraying operation to spray the drug through the drug spraying unit 170. In addition, when all the medicines stored in the medicine tank 105 is exhausted during the spraying of the medicine in the control area, the drone 100 is moved to the drone station 200 to replenish the medicine and control the remaining control area according to the flight resume section When the operation is resumed, and all the control processes in the control area is finished, the drone 100 is returned to the drone station 200 to charge and store the medicine. The operation of the central control unit 110 proceeds according to the control command of the control device 300 located on the ground in the manual flight mode.

이하에서는 상기의 구성으로 이루어진 드론 방제 시스템을 통하여 방제가 이루어지는 과정에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a process of controlling through a drone control system having the above configuration will be described.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 드론을 통해 방제가 이루어지는 과정을 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a process of controlling through a drone according to an embodiment of the present invention.

단계 S100 : 드론 방제 시스템을 통해 방제를 수행하기 위해, 사용자는 먼저 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 통해 방제 구역을 포함하는 방제 경로를 설정하게 된다. 방제 경로 설정은 사용자가 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 실행한 후 구글어스 지도를 이용하여 비행 구간을 지정하는 과정을 통하여 진행된다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 지정된 방제 경로의 일례를 나타낸 것으로, 구글어스 지도의 지표면을 기준으로 임의의 경로(하부 빨간색)를 지정하여 방제 경로를 설정하게 된다. Step S100: In order to perform the control through the drone control system, the user first establishes a control path including a control area through a routing program of the computer 400. The control route setting is performed through a process of designating a flight section using a Google Earth map after the user executes a routing program of the computer 400. FIG. 6 illustrates an example of a control route designated according to an embodiment of the present invention. The control route is set by specifying an arbitrary route (lower red) based on the ground surface of the Google Earth map.

단계 S110 : 방제 구역이 설정되면, 해당 방제 경로를 포함하는 드론(100)의 자율 비행 경로를 설정하게 된다. 자율 비행 경로는 드론(100)의 방제 모드가 자율 비행 모드로 설정되는 경우 드론(100)이 자동으로 비행되는 경로를 의미하는데, 이 자율 비행 경로는 경로지정 프로그램을 통해 방제 경로로부터 나무의 높이와 비행안전거리를 고려하여 설정한다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 설정된 자율 비행 경로의 일례로서, 도 7에서는 구글어스 지도에서 설정된 방제 경로로부터 지상 34m 고도를 갖도록 자율 비행 경로가 설정되었다. 또한, 자율 비행 경로에 비행 및 방제 정보를 설정하게 되는데, 이러한 비행 및 방제 정보로는 비행 고도, 비행 속도, 비행 이동 시간, 약제 살포 속도(유량) 등이 있다. Step S110: When the control zone is set, the autonomous flight path of the drone 100 including the control path is set. The autonomous flight path refers to a path in which the drone 100 automatically flies when the control mode of the drone 100 is set to the autonomous flight mode. The autonomous flight path corresponds to the height of the tree from the control path through the routing program. Set in consideration of flight safety distance. FIG. 7 is an example of an autonomous flight path set according to an embodiment of the present invention. In FIG. 7, an autonomous flight path is set to have an elevation of 34 meters above the ground from a control path set in a Google Earth map. In addition, flight and control information is set in the autonomous flight path, and the flight and control information includes flight altitude, flight speed, flight travel time, and drug spraying speed (flow rate).

단계 S120 : 한편, 드론(100)의 방제 도중 약제가 떨어지는 경우 약제를 재충전하여 다시 방제 작업을 재개해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이를 위해 본 발명에서는 드론(100)의 자율 비행 중 비행 고도와 비행 속도에 따른 약제 소모량을 계산하여, 드론(100)의 약제가 떨어지는 시점에 약제를 보충하기 위해 드론 스테이션(200)으로 복귀하는 비행 복귀 정보와, 약제 재충전 후 방제를 재개하기 위한 비행 재개 구간의 GPS(141) 값 및 고도 값을 설정하게 된다. 도 8은 본 발명에 따라 설정되는 비행 재개 구간의 일례를 나타낸 것이다. Step S120: On the other hand, when the medicine falls during the control of the drone 100, it may be necessary to recharge the medicine to resume the control operation. To this end, the present invention calculates the drug consumption according to the flight altitude and flight speed during the autonomous flight of the drone 100, the flight to return to the drone station 200 to refill the drug when the drug of the drone 100 falls The return information and the GPS 141 value and the altitude value of the flight resumption section for resuming the control after refilling the medicine are set. 8 shows an example of a flight resumption section set according to the present invention.

단계 S130 : 상기 과정을 통하여 드론(100)의 자율 비행 정보가 설정되면, 사용자는 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 통해 설정된 자율 비행 경로 정보를 드론(100)의 메모리(190) 또는 제어장치(300)의 메모리에 등록하고, 드론(100)의 방제 모드 및 방제 횟수 등을 지정하여 드론(100)의 방제 작업을 개시하게 된다. 본 발명의 실시 예에서 드론(100)의 방제 모드는 드론(100)이 자율 비행 경로 정보에 따라 자체적으로 비행하면서 방제를 수행하는 자율비행모드와, 사용자의 제어장치(300) 제어를 통한 수동비행모드로 구분된다. Step S130: If the autonomous flight information of the drone 100 is set through the above process, the user may set the autonomous flight path information set through the routing program of the computer 400 in the memory 190 or the control device of the drone 100 ( The control operation of the drone 100 is started by registering in the memory of 300 and designating the control mode of the drone 100, the number of control operations, and the like. In an embodiment of the present invention, the control mode of the drone 100 is an autonomous flight mode in which the drone 100 performs the control while flying itself according to the autonomous flight path information, and manual flight by controlling the control device 300 of the user. It is divided into modes.

단계 S140, S150 : 만약, 방제 모드가 자율비행모드로 설정된 경우(S140), 드론(100)은 설정된 자율 비행 경로 정보에 따라 비행하면서 방제 경로에서 약제를 살포하는 방제 작업을 수행하게 된다(S150). 드론(100)의 중앙제어부(110)는 동력부(150)를 구동시켜 자율 비행 경로에 따라 비행하면서 센서부(140)에 구비된 GPS(141)를 통하여 현재 비행 위치를 파악하고, 고도계(142)를 통해 고도를 파악하며, 속도계(143)를 통해 속도를 파악하고, 초음파 센서(144)를 통해 주변 장애물을 파악하여 회피하면서 자율 비행 경로에 설정된 정보에 따라 비행이 이루어질 수 있도록 드론(100)의 비행을 제어하게 된다. 또한, 드론(100)의 GPS 값 및 고도값이 설정값과 다를 경우 이를 보정하면서 비행을 계속하게 된다. 한편, 드론(100)은 자율 비행 경로에 따라 비행하여 방제 경로에 도달하게 되면 약제 살포부(170)를 통해 약제탱크(105)에 보관된 약제를 살포하게 되는데, 약제 살포는 수목의 종류에 약제의 종류 및 분사량이 달라질 수 있다. Steps S140 and S150, if the control mode is set to the autonomous flight mode (S140), the drone 100 performs a control operation to spray the drug on the control path while flying according to the set autonomous flight path information (S150). . The central control unit 110 of the drone 100 drives the power unit 150 to fly along the autonomous flight path to determine the current flight position through the GPS 141 provided in the sensor unit 140, and the altimeter 142. Determining the altitude through the speed, the speed through the speedometer 143, and by detecting the obstacles around the ultrasonic sensor 144 to avoid the obstacles so that the flight can be made according to the information set in the autonomous flight path (100) Will control the flight. In addition, if the GPS value and the altitude value of the drone 100 is different from the set value, the flight continues while correcting it. On the other hand, when the drone 100 reaches the control path by flying according to the autonomous flight path is to spray the drug stored in the drug tank 105 through the drug spraying unit 170, the drug spraying agent to the kind of trees The type and amount of injection may vary.

도 9는 수목 종류에 따라 약제가 살포되는 과정을 나타낸 개념도로서, 본 발명의 실시 예에서 드론(100)의 중앙제어부(110)는 센서부(140)에 구비된 카메라(145)를 통하여 비행 중인 산림 방제 구역을 촬영하여 수목 정보를 수집하고, 수집된 수목 정보 중 촬영된 영상의 나무잎 모양 등을 분석하여 수목 종류를 분류하며, 수종에 따라 학습된 병해충 정보를 파악한 후, 파악되는 병해충 정보에 따라 최적화된 약제 살포를 제어하게 된다. 즉, 본 발명에서는 수종에 따른 병해충 정보에 따라 약제 살포의 개시 및 중지를 제어하며, 이 과정에서 드론(100)의 비행 속도와 약제 분사량을 조절함으로써 불필요한 약제의 낭비를 절감하는 최적의 약제 살포 제어가 이루어지게 된다. 9 is a conceptual view showing a process of spraying the drug according to the tree type, in the embodiment of the present invention, the central control unit 110 of the drone 100 is in flight through the camera 145 provided in the sensor unit 140 Collects forest information by photographing forest control areas, classifies tree types by analyzing the shape of tree leaves in the collected images, and identifies pest information learned according to species, The optimal drug spread is thus controlled. That is, the present invention controls the start and stop of the drug spraying according to the pest information according to the species, in this process by controlling the flight speed and drug injection amount of the drone 100, optimal drug spraying control to reduce the waste of unnecessary drugs Will be made.

단계 S160 : 방제 작업이 종료되거나 방제 작업 도중 약제가 떨어져 약제를 보충해야 하는 경우가 발생하면 드론(100)은 드론 스테이션(200)으로 복귀하게 되는데, 드론 스테이션(200)의 위치는 드론(100)이 최초 이륙한 지면 Zero 포인트로, 드론(100)은 센서부(140)의 GPS 값을 통하여 드론 스테이션(200)의 위치로 이동하게 된다.  Step S160: When the control operation ends or the case that the drug is dropped during the control operation to refill the drug occurs, the drone 100 is returned to the drone station 200, the position of the drone station 200 is drone 100 With the first zero point taken off the ground, the drone 100 is moved to the position of the drone station 200 through the GPS value of the sensor unit 140.

단계 S170 : 드론(100)이 드론 스테이션(200)의 위치로 근접하면, 드론(100)의 착륙 유도부(160)는 센서부(140)의 카메라(145)를 통하여 드론 스테이션(200) 영상을 촬영한 후 이를 분석하여 드론 스테이션(200)의 상부에 형성된 H자 형상의 드론 착륙장(210) 위치를 파악하게 된다. 도 10은 드론이 드론 스테이션에 착륙하는 화면 일례를 나타낸 것으로, 드론 착륙장(210)의 정확한 위치가 파악되면 드론(100)의 착륙 유도부(160)는 드론(100)의 전후 방향을 착륙 방향과 일치시켜 드론(100)의 착륙을 유도하게 된다. 드론(100)이 드론 스테이션(200)에 착륙하여 드론(100)의 고도계(142) 값이 Zero 값에 도달하면 드론(100)의 시동이 자동으로 꺼지고, 약제탱크 취수부(180)를 통해 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 보관된 약제를 공급받아 약제탱크(105)를 채우게 된다. Step S170: When the drone 100 approaches the position of the drone station 200, the landing guide unit 160 of the drone 100 captures the image of the drone station 200 through the camera 145 of the sensor unit 140 After analyzing this, the position of the H-shaped drone landing site 210 formed in the upper portion of the drone station 200 is determined. FIG. 10 illustrates an example of a screen in which a drone lands on a drone station. When the correct location of the drone landing site 210 is determined, the landing guide unit 160 of the drone 100 matches the front-back direction of the drone 100 with the landing direction. To induce the landing of the drone 100. When the drone 100 lands on the drone station 200 and the altimeter 142 value of the drone 100 reaches the zero value, the start of the drone 100 is automatically turned off, and the drone through the medicine tank intake unit 180. The medicine stored in the medicine tank 220 of the station 200 is supplied with the medicine tank 105 is filled.

도 11은 드론 스테이션에 착륙된 드론이 약제를 공급받는 화면 일례를 나타낸 것으로, 드론(100)의 시동이 꺼지면 드론(100)의 약제탱크(105)에 연결된 호스를 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 연결한 후 펌프를 구동시켜 드론 약제탱크(105)를 보충하게 된다. 드론(100)의 약제탱크(105)에 약제가 다 채워지면, 자동으로 펌프의 구동이 정지되어 취수 동작이 정지된다. 또한, 드론 스테이션(200)에 구비된 전원 충전부를 통해 드론 전원부(125)의 배터리 전원을 충전하거나, 드론(100)의 배터리를 교체하여 드론(100)의 전원을 충전하게 된다. FIG. 11 illustrates an example of a screen in which a drone landed on a drone station receives a medicine. When the start of the drone 100 is turned off, a hose connected to the medicine tank 105 of the drone 100 is connected to the medicine tank of the drone station 200. After connecting to the 220 to drive the pump to refill the drone medicine tank (105). When the medicine is filled in the medicine tank 105 of the drone 100, the driving of the pump is automatically stopped and the water intake operation is stopped. In addition, the power supply of the drone station 200 to charge the battery power of the drone power source 125, or replace the battery of the drone 100 to charge the power of the drone 100.

단계 S180 : 상기 과정을 통하여 드론(100)의 약제탱크(105)에 약제가 보충된 후, 드론(100)은 방제 구역이 더 남아 있는 경우 GPS 값을 이용해 이전 단계에서 방제 작업을 수행하는 장소로 이동하여 방제 작업을 이어서 수행하게 된다. 설정된 모든 방제 작업이 종료되면 드론(100)은 드론 스테이션(200)에 착륙된 상태로 보관되어 방제 작업이 종료된다. Step S180: After the medicine is replenished in the medicine tank 105 of the drone 100 through the above process, the drone 100 moves to the place where the control operation is performed in the previous step by using the GPS value when more control areas remain. The movement will then be carried out to control. When all the control operations are set, the drone 100 is stored in the drone station 200 in a landed state and the control operation ends.

한편, 드론 스테이션(200)은 이동이 가능한 차량에 장착되어, 드론(100) 및 드론 스테이션(200)이 이동식으로 운영될 수 있는데, 도 12는 차량에 설치된 드론 및 드론 스테이션의 일례를 나타낸 것이다. On the other hand, the drone station 200 is mounted on a movable vehicle, the drone 100 and the drone station 200 can be operated mobile, Figure 12 shows an example of a drone and a drone station installed in the vehicle.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 이착륙이 가능한 드론(100) 및 드론 스테이션(200)을 차량 시스템에 적용되어, 드론(100)을 방제가 필요한 지역으로 이동시켜 방제가 신속히 이루어질 수 있도록 함으로써 방제 시간 및 방제 효율을 높일 수 있게 된다. As shown in FIG. 12, the drone 100 and the drone station 200 capable of automatic takeoff and landing according to the present invention may be applied to a vehicle system, and the drone 100 may be moved to an area that needs to be controlled so that control can be performed quickly. By doing so, it is possible to increase the control time and the control efficiency.

이와 같이, 본 발명에서는 산림 방제용 드론(100)의 자율 비행 경로를 설정하여 드론이 자율적으로 비행하면서 방제 구역에 약제를 살포하여 방제를 수행할 수 있으며, 비행 도중 장애물이 있는 경우 이를 회피하여 비행할 수 있고, 산림 방제 구역의 수목 수종에 따라 약제 살포의 개시 및 중지를 제어할 수 있으며, 방제 도중 약제가 떨어지는 경우 드론 스테이션(200)으로 복귀하여 약제를 보충한 후 방제를 다시 재개할 수 있도록 제공된다. As described above, in the present invention, by setting the autonomous flight path of the forest control drone 100, the drone can autonomously fly while spraying the drug in the control zone, and can perform the control, if there is an obstacle during the flight to avoid flight It is possible to control the start and stop of drug spraying according to the tree species of the forest control area, and if the drug drops during the control, the drone station 200 returns to the drone station 200 to replenish the drug and then resume control. Is provided.

이러한 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구 범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments and various modifications and variations within the equivalent scope of the technical spirit of the present invention and the claims to be described below by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course this can be done.

100 : 산림 방제용 드론 101 : 몸체
102 : 프레임 103 : 회전 날개
104 : 랜딩기어 105 : 약제탱크
110 : 중앙제어부 120 : 설정부
125 : 전원부 130 : 통신부
140 : 센서부 141 : GPS
142 : 고도계 143 : 속도계
144 : 초음파 센서 145 : 카메라
150 : 동력부 160 : 착륙 유도부
170 : 약제 살포부 180 : 약제탱크 취수부
190 : 메모리 200 : 드론 스테이션
210 : 드론 착륙장 220 : 약제탱크
300 : 제어장치 400 : 컴퓨터100: forest control drone 101: body
102 frame 103: rotating wing
104: landing gear 105: chemical tank
110: central control unit 120: setting unit
125: power supply unit 130: communication unit
140: sensor unit 141: GPS
142: Altimeter 143: Speedometer
144: ultrasonic sensor 145: camera
150: power unit 160: landing induction unit
170: chemical spraying unit 180: chemical tank intake unit
190: Memory 200: Drone Station
210: drone landing site 220: chemical tank
300: controller 400: computer

Claims (9)

드론을 이용하여 산림 방제를 수행하는 산림형 드론 방제 시스템으로서,
컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램을 통하여 설정된 자율 비행 경로를 따라 방제 구역을 비행하면서, 방제 구역에 약제탱크(105)에 저장된 약제를 살포하여 산림 방제 작업을 수행하는 산림 방제용 드론(100)과;
상부에 형성된 드론 착륙장(210)에 상기 산림 방제용 드론(100)을 착륙시켜, 산림 방제용 드론(100)의 약제탱크(105)에 약제를 공급하여 보충하는 드론 스테이션(200);을 포함하되,
상기 컴퓨터(400)의 경로지정 프로그램은 구글어스 지도의 지표면 상에 방제 경로를 설정하고, 방제 경로에 식재된 나무의 높이와 비행안전거리를 고려하여 지표면으로부터 이격된 고도를 갖는 자율 방제 경로를 설정하며, 자율 방제 경로 중 약제 살포 구간과 비살포 구간 및 약제 살포 속도를 설정한 후, 상기 산림 방제용 드론(100)의 메모리(190)에 전송하여 산림 방제용 드론(100)의 비행 및 방제 작업을 제어할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
A forest type drone control system that performs forest control using drones,
Forest drone 100 for performing forest control operations by spraying the drug stored in the chemical tank 105 in the control area while flying the control area along the autonomous flight path set through the computer program path designation program; ;
By landing the drone 100 for forest control in the drone landing site 210 formed in the upper, drone station 200 for supplying and supplementing the medicine to the tank 105 of the forest control drone 100; includes; ,
The path designation program of the computer 400 sets a control path on the surface of the Google Earth map, and sets an autonomous control path having an altitude separated from the surface in consideration of the height of the tree planted in the control path and the flight safety distance. And, after setting the drug spraying section and the non-spraying section and the drug spraying speed of the autonomous control route, and transmits to the memory 190 of the forest control drone 100 to fly and control the forest control drone 100 Forest type drone control system, characterized in that to control the.
제 1항에 있어서,
상기 자율 방제 경로에는
약제 살포 구간에서의 비행 고도와 비행 속도에 따른 약제 소모량이 계산되어, 약제가 소진되어 산림 방제용 드론(100)이 약제 보충을 위해 드론 스테이션(200)으로 복귀하는 비행 복귀 정보와, 드론 스테이션(200)을 통한 약제 보충 후 방제를 재개하기 위한 비행 재개 구간 정보가 설정되는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 1,
The autonomous control route
The drug consumption is calculated according to the flight altitude and the flight speed in the drug spraying section, the drug is exhausted, the flight return information that the forest control drone 100 returns to the drone station 200 to refill the drug, and the drone station ( Forest type drone control system, characterized in that the flight resumption section information is set to resume the control after refilling the drug through 200).
제 1항에 있어서,
상기 산림 방제용 드론(100)에는
산림 방제용 드론(100)의 동작 환경을 설정하는 설정부(120)와,
산림 방제용 드론(100)에 전원을 공급하는 전원부(125)와,
지상에 위치한 제어장치(300)와 통신을 수행하는 통신부(130)와,
산림 방제용 드론(100)의 비행 경로 및 주변을 탐색하기 위한 센서부(140)와,
산림 방제용 드론(100)의 회전 날개(103)에 동력을 공급하여 비행을 제어하는 동력부(150)와,
산림 방제용 드론(100)의 드론 스테이션(200) 착륙을 유도하는 착륙 유도부(160)와,
약제탱크(105)에 보관된 약제를 살포하는 약제 살포부(170)와,
드론 스테이션(200)에 착륙되는 경우 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 보관된 약제를 드론(100)의 약제탱크(105)로 취수하는 약제탱크 취수부(180)와,
자율 비행 경로 정보를 포함하는 방제 알고리즘이 탑재된 메모리(190)와,
상기 메모리(190)에 탑재된 방제 알고리즘을 실행하여, 산림 방제용 드론(100)의 비행 및 방제 동작을 제어하는 중앙제어부(110)가 구비된 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 1,
In the forest control drone (100)
A setting unit 120 for setting an operating environment of the forest control drone 100,
Power supply unit 125 for supplying power to the forest control drone 100,
Communication unit 130 for performing communication with the control device 300 located on the ground,
Sensor unit 140 for searching the flight path and surroundings of the forest control drone 100,
Power unit 150 to control the flight by supplying power to the rotary blade 103 of the forest control drone 100,
Landing guide unit 160 to guide the drone station 200 landing of the forest control drone 100,
Drug spraying unit 170 for spraying the drug stored in the drug tank 105,
In the case of landing on the drone station 200, the medicine tank intake unit 180 for taking the medicine stored in the medicine tank 220 of the drone station 200 to the medicine tank 105 of the drone 100,
A memory 190 equipped with a control algorithm including autonomous flight path information,
Forest type drone control system, characterized in that the central control unit 110 for controlling the flight and control operation of the forest control drone (100) by executing a control algorithm mounted in the memory (190).
제 3항에 있어서,
상기 설정부(120)는
산림 방제용 드론(100)의 방제 모드가 미리 설정된 자율 비행 경로를 따라 방제가 자동으로 수행되는 자율비행모드인지, 지상의 제어장치(300)를 통해 사용자가 수동으로 방제를 제어하는 수동비행모드인지를 설정하고,
상기 방제 모드가 자율비행모드로 설정된 경우 방제 횟수를 설정하는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 3, wherein
The setting unit 120 is
Whether the control mode of the forest control drone 100 is an autonomous flight mode in which control is automatically performed along a preset autonomous flight path, or is a manual flight mode in which the user manually controls the control through the ground control device 300. , Set
Forest type drone control system, characterized in that for setting the control frequency when the control mode is set to the autonomous flight mode.
제 3항에 있어서,
상기 센서부(140)에는
산림 방제용 드론(100)의 위치를 파악하는 GPS(141)와, 비행 고도를 측정하는 고도계(142)와, 비행 속도를 측정하는 속도계(143)와, 주변 장애물을 파악하여 회피할 수 있도록 하는 초음파 센서(144)와, 전방 및 하방의 영상을 촬영하는 카메라(145)가 구비된 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 3, wherein
The sensor unit 140 is
GPS 141 for detecting the location of the forest control drone 100, an altimeter 142 for measuring flight altitude, a speedometer 143 for measuring the flight speed, and to identify and avoid surrounding obstacles Forest type drone control system, characterized in that the ultrasonic sensor 144, and a camera 145 for capturing the image of the front and the lower side.
제 5항에 있어서,
상기 중앙제어부(110)는
자율 비행 경로에 따른 비행 중 방제 구역을 카메라(145)로 촬영하여 방제 구역의 수목 정보를 수집한 후, 수집된 수목의 종류를 분류하고, 수종에 따른 병해충 정보를 파악한 후, 파악되는 수목의 병해충 정보에 따라 약제 살포의 개시 및 중지를 제어하는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 5,
The central control unit 110
After collecting the tree information of the control area by shooting the control area during the flight according to the autonomous flight path with the camera 145, classify the collected tree types, grasp the pest information according to the species, and then determine the pests of the tree identified Forest type drone control system, characterized in that it controls the start and stop of drug spraying according to the information.
제 5항에 있어서,
상기 착륙 유도부(160)는
산림 방제용 드론(100)이 착륙을 위해 드론 스테이션(200)으로 이동하는 경우, 상기 센서부(140)의 카메라(145)를 통하여 촬영되는 드론 스테이션(200)의 영상을 분석하여 드론 스테이션(200)의 드론 착륙장(210) 위치를 확인한 후, 드론(100)의 하부에 형성된 랜딩기어(104)가 드론 착륙장(210)에 안착될 수 있도록 드론(100)의 착륙 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 5,
The landing guide 160
When the forest drone 100 moves to the drone station 200 for landing, the drone station 200 is analyzed by analyzing an image of the drone station 200 photographed through the camera 145 of the sensor unit 140. After confirming the location of the drone landing field 210, characterized in that the landing gear 104 formed in the lower portion of the drone 100 to control the landing operation of the drone 100 to be seated on the drone landing field 210 Forest drone control system.
제 3항에 있어서,
상기 약제탱크 취수부(180)는
산림 방제용 드론(100)이 드론 스테이션(200)에 착륙되면, 약제탱크(105)에 연결된 호스를 드론 스테이션(200)의 약제탱크(220)에 연결한 후, 펌프를 구동시켜 약제탱크(105)를 채우고, 약제탱크(105)에 약제가 다 채워지면, 펌프의 구동을 정지시켜 취수 동작을 정지시키는 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.
The method of claim 3, wherein
The medicine tank intake unit 180 is
When the forest control drone 100 lands on the drone station 200, the hose connected to the medicine tank 105 is connected to the medicine tank 220 of the drone station 200, and then the pump is driven to the medicine tank 105. ), And when the medicine tank 105 is filled with medicines, the forest type drone control system characterized in that to stop the operation of the pump to stop the water intake operation.
제 1항에 있어서,
상기 드론 스테이션(200)은 이동 가능한 차량에 설치되어, 상기 산림 방제용 드론(100) 및 드론 스테이션(200)이 이동식으로 운영될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 산림형 드론 방제 시스템.The method of claim 1,
The drone station (200) is installed in a movable vehicle, the forest drone control system, characterized in that the forest control drone (100) and drone station (200) can be operated in a mobile manner.
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