KR20200048031A - Apparatus for preventing fruit tree disease correspond with driving speed of a speed sprayer and thereof method - Google Patents

Apparatus for preventing fruit tree disease correspond with driving speed of a speed sprayer and thereof method Download PDF

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Abstract

The present invention provides an apparatus and a method for controlling fruit tree diseases corresponding to a driving speed of a power sprayer, which determines the spray start time and the spray end time in consideration of the moving speed of a power sprayer (A), and also determines the spray amount (Q), wherein the moving speed is measured by one of a method using an acceleration sensor, a method using a recorded video, or a method using both the acceleration sensor and the recorded video.

Description

동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR PREVENTING FRUIT TREE DISEASE CORRESPOND WITH DRIVING SPEED OF A SPEED SPRAYER AND THEREOF METHOD}A control device and method for controlling fruit trees according to the driving speed of a power sprayer {APPARATUS FOR PREVENTING FRUIT TREE DISEASE CORRESPOND WITH DRIVING SPEED OF A SPEED SPRAYER AND THEREOF METHOD}

본 발명은 과수원에 이용되는 동력분무기(Speed Sprayer)에 관한 것으로, 특히, 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power sprayer (Speed Sprayer) used in the orchard, and more particularly, to a control device and method for controlling fruit trees corresponding to the driving speed of the power sprayer.

동력분무기는 과수원 등에서 과수 방제를 위해 사용되는 동력 장치로서, 고속 분무기라고도 불리우고 있다. 동력분무기는 사람이 탑승하는 탑승형과, 사람이 탑승하지 않고 리모콘으로 주행을 조정하는 보행형이 있다. The power sprayer is a power device used for controlling fruit trees in an orchard, and is also called a high speed sprayer. There are two types of power sprayers: a boarding type in which a person boards, and a walking type in which a person controls the driving with a remote control without boarding.

현재 동력분무기의 분무 방식은 탑승형의 경우에 탑승한 사용자의 분무 조정에 의해 분무가 이루어지고, 보행형의 경우에 리모콘 사용자에 의해 분무가 이루어지고 있다. Currently, the spraying method of the power sprayer is sprayed by the user's spray adjustment in the case of the riding type, and spraying is performed by the remote control user in the case of the walking type.

이러한 현재의 동력분무기의 분무 방식은 사용자에 의해 분무가 이루어지기 때문에 사용자의 피로감이 높아지는 문제가 있으며, 정확한 분무 타이밍을 놓치는경우에는 제대로 방제가 이루어지지 못하는 문제가 있다. 또한 보행형의 경우에 동력분무기의 동작을 리모콘을 통해 수행하는 과정에서 분무 제어를 수행해야 하는 어려움이 있다.Since the spraying method of the current power sprayer is sprayed by the user, there is a problem in that the user's fatigue increases, and if the correct spraying timing is missed, there is a problem that the control cannot be properly performed. In addition, in the case of a walking type, there is a difficulty in performing spray control in the process of performing the operation of the power sprayer through the remote controller.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 동력분무기가 이동속도를 고려하여 자동으로 과수에게 농약을 분무할 수 있도록 하는 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a control apparatus and method for controlling fruit trees corresponding to the driving speed of a power sprayer that allows a power sprayer to automatically spray pesticides to fruit trees in consideration of a moving speed.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 분사 시간 보정을 통해 동력분무기가 과수에게만 농약을 분무하도록 하는 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법을 제공하는 것이다.In addition, the problem to be solved by the present invention is to provide a control device and method for controlling fruit trees corresponding to the driving speed of the power sprayer so that the power sprayer sprays pesticides only to fruit trees through correction of injection time.

상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시 예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, embodiments according to the present invention may be used to achieve other problems not specifically mentioned.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명은 동력분무기(A)의 이동속도를 고려하여 분무시작 시점 및 분무종료 시점을 결정하고, 또한 분무량(Q)을 결정하고, 이동속도 측정은 가속도 센서를 이용하는 방법 또는 촬영 영상을 이용하는 방법 또는 가속도 센서와 촬영 영상을 모두 이용하는 방법 중 하나를 이용하는 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법을 제공한다.The present invention for solving the above problems is to determine the spray start time and spray end time in consideration of the moving speed of the power sprayer (A), and also determines the spray amount (Q), the movement speed measurement method using an acceleration sensor or Provided is a control apparatus and method for controlling fruit trees corresponding to a driving speed of a power sprayer using one of a method of using a captured image or a method of using both an acceleration sensor and a captured image.

본 발명의 실시 예에 따르면, 과수가 위치한 영역에 대해서 동력분무기가 자동으로 분무하도록 하여 분무 작업을 쉽게 하고 농약 소비를 줄이도록 하는 것이 가능하게 한다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to make the spraying work easier and reduce the consumption of pesticides by automatically spraying the power sprayer to the area where the fruit tree is located.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 이동 속도에 대응하여 분사 시간을 보정함으로써 과수가 위치한 정확한 지점에 분무가 이루어지게 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, spraying is performed at an exact point where the fruit tree is located by correcting the injection time in response to the moving speed.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 과수방제 제어장치의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가속도 센서를 통해 측정한 주행속도를 이용하여 분사 시간을 보정하는 방법을 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상을 통해 주행속도를 측정하는 방법을 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 영상을 통해 측정한 주행속도를 이용하여 분사 시간을 보정하는 방법을 보인 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어방법을 보인 순서도이다.1 is a conceptual diagram of a fruit tree control apparatus corresponding to a driving speed of a power sprayer according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a fruit control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a method of correcting the injection time using the driving speed measured by the acceleration sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a method of measuring a driving speed through an image according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing a method of correcting an injection time using a driving speed measured through an image according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method for controlling fruit tree control corresponding to a driving speed of a power sprayer according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체에서 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한, 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of a well-known technique, a detailed description thereof is omitted.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part is to “include” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

이하에서는 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법을 설명한다. Hereinafter, a control apparatus and method for controlling fruit trees corresponding to a driving speed of a power sprayer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치의 개념도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 과수방제 제어장치(100)는 동력분무기(A)의 이동속도를 고려하여 분무시작 시점 및 분무종료 시점을 결정하고, 또한 분무량(Q)을 결정한다.1 is a conceptual diagram of a fruit tree control apparatus corresponding to a driving speed of a power sprayer according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the fruit tree control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention determines the spray start time and the spray end time in consideration of the moving speed of the power sprayer A, and also determines the spray amount Q do.

구체적으로, 과수방제 제어장치(100)는 가속도 센서를 이용하는 방법(도 3 참조) 또는 촬영 영상을 이용하는 방법(도 4 및 도 5 참조) 또는 가속도 센서와 촬영 영상을 모두 이용하는 방법(도 6 참조) 중 하나를 이용하여 동력분무기(A)의 이동속도를 산출한다. Specifically, the fruit control apparatus 100 uses a method using an acceleration sensor (see FIG. 3) or a method using a captured image (see FIGS. 4 and 5) or a method using both the acceleration sensor and the captured image (see FIG. 6). The moving speed of the power sprayer (A) is calculated using one of the following.

동력분무기(A)의 이동속도를 고려하여 분무시작 시점 및 분무종료 시점은 동력분무기(A)의 이동속도가 빠른 경우에 과수가 위치한 시작 영역을 기준으로 빠른 시간에 분무가 시작되게 하고, 동력분무기(A)의 이동속도가 느린 경우에 과수가 위치한 시작 영역을 기준으로 늦은 시간에 분무가 시작되게 한다.In consideration of the moving speed of the power sprayer (A), the spraying start time and the spraying end time, when the moving speed of the power sprayer (A) is fast, starts spraying at a fast time based on the starting area where the fruit tree is located, and the power sprayer When the moving speed of (A) is slow, spraying starts at a late time based on the starting area where the fruit tree is located.

예컨대, 과수방제 제어장치(100)는 동력분무기(A)의 이동속도가 빠른 경우에 P1 지점에서 분무가 시작되게 하고 P3 지점에서 분무가 종료되게 하며, 동력분무기(A)의 이동속도가 느린 경우에 P2 지점에서 시작되게 하고 P4 지점에서 분무가 종료되게 한다.For example, the fruit tree control apparatus 100 causes the spraying to start at the point P1 and the spraying to end at the point P3 when the moving speed of the power sprayer A is high, and the moving speed of the power sprayer A is slow. To start at point P2 and stop spraying at point P4.

여기서 P1 지점은 과수영역의 처음지점으로부터 거리가 P2 지점보다 멀고, P3 지점은 과수영역의 끝지점으로부터 거리가 P4 지점보다 멀다.Here, the P1 point has a distance from the first point of the fruit area than the P2 point, and the P3 point has a distance from the end point of the fruit area than the P4 point.

이와 같이, 과수영역 처음지점에서 분무를 시작하지 않는 것은 분무된 농약이 과수까지 도달하는데 걸리는 제1 시간이 있기 때문이다. 제1 시간은 동력분무기(A)의 분사노즐에서부터 과수까지의 거리와 분무 속도에 영향을 받는다. 또한, 촬영 영상을 이용하는 방법에서는 제1 시간은 카메라의 위치와 분사노즐간의 거리에 영향을 받는다.As such, the reason for not starting spraying at the first point of the fruiting area is that there is a first time for the sprayed pesticide to reach the fruiting tree. The first time is affected by the distance from the spray nozzle of the power sprayer (A) to the fruit tree and the spray speed. In addition, in the method of using the captured image, the first time is affected by the position of the camera and the distance between the spray nozzles.

결국, 과수영역의 처음지점에서부터 과수영역의 끝지점까지만 분무가 되도록 하기 위해서는 동력분무기(A)의 이동속도와 분사노즐과 과수까지의 거리가 고려되어야 하고, 영상을 기반으로 한 이동속도 산출시에 분사노즐과 카메라까지의 거리 또한 고려되어야 한다.After all, in order to spray only from the first point of the fruit tree area to the end point of the fruit tree area, the moving speed of the power sprayer (A) and the distance between the spray nozzle and the fruit tree must be considered, and when calculating the moving speed based on the image, The distance between the spray nozzle and the camera should also be considered.

아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 과수방제 제어장치(100)는 동력분무기(A)의 이동속도에 대응하여 분사량을 제어(조절)한다.In addition, the fruit tree control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention controls (adjusts) the injection amount in response to the moving speed of the power sprayer A.

분사량 제어가 필요한 이유는 다음과 같다. 이동속도가 빠른 경우에 동력분무기(A)가 과수영역을 분무하는 시간은 P1 시점으로부터 P3 시점까지이고, 이동속도가 느린 경우에 동력분무기(A)가 과수영역을 분무하는 시간은 P2 시점으로부터 P4 시점까지이다. The reason for controlling the injection amount is as follows. When the moving speed is high, the time when the power sprayer A sprays the fruit tree area is from the P1 time point to the P3 time point, and when the moving speed is slow, the time when the power sprayer A sprays the fruit tree area is the P4 time point from the P2 time point. It is up to the point.

이때 도 1에 도시된 바와 같이 이동속도가 빠른 경우에 동력분무기(A)가 P1 시점으로부터 P3 시점까지 이동한 이동시간(T10)은 이동속도가 느린 경우에 동력분무기(A)가 P2 시점으로부터 P4 시점까지 이동한 이동시간(T20)보다 짧다.At this time, as shown in FIG. 1, the moving time T10 when the power sprayer A moves from the P1 time point to the P3 time point when the moving speed is high is the power sprayer A is P4 from the P2 time point when the moving speed is slow. It is shorter than the travel time (T20) moved to the starting point.

만약, 동일한 분무량으로 분무를 하는 경우이면 동력분무기(A)의 이동속도가 빠른 경우가 이동속도가 느린 경우보다 분무량이 적어진다. 따라서 동력분무기(A)의 이동속도가 빠른 경우와 느린 경우 모두 동일한 분무량을 과수에 분무하기 위해서는 이동속도가 빠른 경우의 분무량(Q1)을 이동속도가 느린 경우의 분무량(Q2)보다 많도록 하여야 한다. 여기서, 이동속도가 빠른 경우의 분무량(Q1)을 이동속도가 느린 경우의 분무량(Q2)의 차이는 이동속도의 차이에 비례한다.If the spraying is performed at the same spraying rate, the spraying amount is smaller when the moving speed of the power sprayer A is faster than when the moving speed is slow. Therefore, in order to spray the same spray amount to the fruit tree in both the case where the moving speed of the power sprayer A is fast and slow, the spray amount Q1 when the moving speed is fast must be greater than the spray amount Q2 when the moving speed is slow. . Here, the difference between the spray amount Q1 when the moving speed is high and the difference between the spray amount Q2 when the moving speed is slow is proportional to the difference in the moving speed.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 과수방제 제어장치의 블록 구성도이다. 도 2를 참고하면 본 발명의 실시 예에 따른 과수방제 제어장치(100)는 카메라부(110), 과수 인식부(120), 센서부(130), 주행속도 산출부(140), 거리 산출부(150), 분무 제어부(160) 및 분무부(170)를 포함한다.2 is a block diagram of a fruit control apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the fruit tree control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a camera unit 110, a fruit tree recognition unit 120, a sensor unit 130, a driving speed calculation unit 140, and a distance calculation unit 150, the spray control unit 160 and the spray unit 170.

카메라부(110)는 설정된 전방방향, 예컨대, 우측전방 또는 좌측 전방을 촬영한다.The camera unit 110 photographs a set forward direction, for example, right front or left front.

과수 인식부(120)는 카메라부(110)에서 촬영한 영상을 분석하여 과수의 위치를 인식하거나, 과수의 종류 및 위치를 인식한다. 과수의 위치 인식은 촬영된 영상에서 객체를 추출하고, 추출한 객체가 위치한 영역 및 이격 영역을 파악한다.The fruit tree recognition unit 120 analyzes the image captured by the camera unit 110 to recognize the location of the fruit tree or recognizes the type and location of the fruit tree. Recognition of the location of the fruit tree extracts an object from the captured image, and grasps an area where the extracted object is located and a separation area.

과수의 종류 인식은 촬영된 영상에서 객체(예: 이파리, 열매 등)를 추출하고 추출한 객체를 과수형상 DB(미도시)에 저장된 과수형상과 비교하여 과수의 종류를 파악한다. 과수의 종류 인식은 경우에 따라 생략될 수 있다.Recognition of the type of fruit tree extracts an object (eg, leaves, fruit, etc.) from the captured image and compares the extracted object with the fruit tree shape stored in the fruit tree shape DB (not shown) to identify the type of fruit tree. Recognition of the type of fruit tree may be omitted in some cases.

센서부(130)는 가속도 센서와 거리측정센서를 포함한다. 거리측정센서는 예컨대 초음파 센서, 적외선 센서, 레이저 센서, TOF(Time Of Flight) 센서 등 중 하나일 수 있다. 여기서 거리측정센서는 분사노즐 부근에 설치되는 것이 양호하다.The sensor unit 130 includes an acceleration sensor and a distance measuring sensor. The distance measuring sensor may be one of an ultrasonic sensor, an infrared sensor, a laser sensor, and a time of flight (TOF) sensor. Here, the distance measuring sensor is preferably installed near the injection nozzle.

주행속도 산출부(140)는 가속도 센서의 출력을 이용하여 주행속도를 산출하거나, 카메라부(110)에서 촬영 영상을 이용하는 주행속도를 산출하거나, 가속도 센서와 촬영 영상을 모두를 이용하여 동력분무기(A)의 이동속도를 산출한다. The driving speed calculating unit 140 calculates the driving speed using the output of the acceleration sensor, calculates the driving speed using the captured image in the camera unit 110, or uses the acceleration sensor and the captured image to use the power sprayer ( Calculate the moving speed of A).

거리 산출부(150)는 거리측정센서에서 측정한 결과를 이용하여 분사노즐과 과수까지의 거리를 산출한다.The distance calculating unit 150 calculates the distance to the spray nozzle and the fruit tree by using the result measured by the distance measuring sensor.

분무 제어부(160)는 과수 인식부(120)에 의해 파악된 과수의 위치(즉, 과수 영역)을 기준으로 주행속도 산출부(140)에서 산출한 동력분무기(A)의 주행속도와 거리 산출부(150)에서 산출한 분사노즐과 과수까지의 거리를 고려하여 분무 시작 시점 및 분무 종료 시점을 산출한다. 그리고 분무 제어부(160)는 분무부(170)를 제어하여 분무 시작 시점에 분무가 시작되도록 하고 분무 종료 시점에 분무가 종료(중지)되게 한다.The spray control unit 160 calculates the driving speed and distance of the power sprayer A calculated by the driving speed calculating unit 140 based on the location of the fruit tree (that is, the fruit tree area) identified by the fruit tree recognition unit 120. Considering the distance between the spray nozzle and fruit tree calculated in (150), the spray start time and the spray end time are calculated. In addition, the spray control unit 160 controls the spray unit 170 to start spraying at the start of spraying and stops (stops) spraying at the end of spraying.

또한 분무 제어부(160)는 분무부(170)를 제어하여 동력분무기(A)의 주행속도에 대응하여 초당 분무량을 조절한다.In addition, the spray control unit 160 controls the spray unit 170 to adjust the spray amount per second in response to the driving speed of the power sprayer A.

분무부(170)는 분무 제어부(160)의 제어에 따라 동작하여 분무 시작 및 종료를 하고, 송풍팬의 회전속도를 조절하여 분무 제어부(160)의 제어에 따른 분무량이 분사되게 한다.The spray unit 170 operates according to the control of the spray control unit 160 to start and stop spraying, and adjusts the rotation speed of the blowing fan to spray the spray amount under the control of the spray control unit 160.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가속도 센서를 통해 측정한 주행속도를 이용하여 분사 시간을 보정하는 방법을 보인 도면이다. 도 3을 참고하면, 가속도 센서는 동력분무기(A)의 주행 가속도를 측정하고, 주행속도 산출부(140)는 가속도 센서에서 측정한 주행 가속도와 내부 측정 시간을 거리와 속도 관계 함수에 대입하여 주행속도를 산출한다.3 is a view showing a method of correcting the injection time using the driving speed measured by the acceleration sensor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the acceleration sensor measures the driving acceleration of the power sprayer A, and the driving speed calculator 140 substitutes the driving acceleration measured by the acceleration sensor and the internal measurement time into the distance and speed relation function to travel Calculate the speed.

이렇게 속도가 산출되면 분무 제어부(160)는 산출한 속도와, 과수영역의 위치 및 분사노즐과 과수까지의 거리를 산출하여 분사 시작 시점 및 분사 종료 시점을 계산하고, 분사량을 산출한다.When the speed is calculated in this way, the spray control unit 160 calculates the calculated speed, the position of the fruit tree region, and the distance between the spray nozzle and the fruit tree to calculate the spray start time and the spray time, and calculate the spray amount.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 영상을 통해 주행속도를 측정하는 방법을 보인 도면이다. 도 4를 참고하면, 과수방제 제어장치(100)는 카메라부(110)에 의해 촬영된 영상을 이용하여 동력분무기(A)의 주행속도를 산출한다.4 is a view showing a method of measuring a driving speed through an image according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the fruit tree control apparatus 100 calculates the driving speed of the power sprayer A using the image photographed by the camera unit 110.

이때 촬영된 영상을 이용한 동력분무기(A)의 주행속도 산출은 저밀도 광류 방식(sparse optical flow), 고밀도 광류 방식(dense optical flow) 등이 이용되며, 저밀도 광류 방식은 예컨대, LKT(Lucas-Kanade Tracker) 알고리즘이 있다.At this time, the calculation of the driving speed of the power sprayer A using the photographed image uses a low-density optical flow method, a high-density optical flow method, and the low-density optical flow method, for example, LKT (Lucas-Kanade Tracker). ) There is an algorithm.

LKT(Lucas-Kanade Tracker) 알고리즘은 촬영된 영상의 각 프레임을 분석하여 객체가 각 프레임에서 어떠한 픽셀에 위치하고 있으며, 각 프레임별 위치 변화 즉, 이동한 픽셀수를 파악하여 거리를 산출한다. The LKT (Lucas-Kanade Tracker) algorithm analyzes each frame of the captured image and calculates the distance by grasping the position of each frame, that is, the number of pixels moved, in each frame.

이때의 속도 산출식은 도 5에 도시된 바와 같이

Figure pat00001
로 정의된다. 여기서 FRS는 초당 프레임의 수이고, C는 초당 이동거리 즉, cm/s(second)이며, fR은 영상 내의 플로우 벡터의 픽셀 값을 실제 거리 단위로 환산한 값이다.The speed calculation formula at this time is as shown in Figure 5
Figure pat00001
Is defined as Here, FRS is the number of frames per second, C is the moving distance per second, that is, cm / s (second), and f R is a value obtained by converting a pixel value of a flow vector in an image into an actual distance unit.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어방법을 보인 순서도로서, 가속도 센서와 영상을 모두 이용하는 경우에 대한 것이다.6 is a flowchart illustrating a method for controlling fruit tree control corresponding to a driving speed of a power sprayer according to an embodiment of the present invention, and is for a case where both an acceleration sensor and an image are used.

도 6을 참고하면, 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치(100)는 사용자에 의해 원격 제어 모드(즉, 자동 모드)로 설정된다. 자동 모드가 설정되면, 카메라부(110) 및 센서부(130)가 작동한다.Referring to FIG. 6, the fruit tree control apparatus 100 corresponding to the driving speed of the power sprayer is set to a remote control mode (ie, an automatic mode) by a user. When the automatic mode is set, the camera unit 110 and the sensor unit 130 operate.

이에, 카메라부(110)에 의해 설정된 전방방향이 촬영되고, 센서부(130)에 의해 분사노즐과 전방객체까지의 거리 및 가속도가 측정된다. 그리고 과수방제 제어장치(100)의 과수 인식부(120)는 카메라부(110)에 의해 촬영된 영상을 분석하여 과수가 위치하고 있는지를 파악한다.Accordingly, the front direction set by the camera unit 110 is photographed, and the distance and acceleration between the spray nozzle and the front object are measured by the sensor unit 130. In addition, the fruit tree recognition unit 120 of the fruit tree control apparatus 100 analyzes an image photographed by the camera unit 110 to determine whether a fruit tree is located.

주행속도 산출부(140)는 촬영된 영상을 기반으로 저밀도 광류 방식(sparse optical flow)과 고밀도 광류 방식(dense optical flow) 중 하나를 이용하여 동력분무기(A)의 주행속도를 산출한다. 이와 동시에 주행속도 산출부(140)는 가속도 센서로부터 파악된 동력분무기(A)의 가속도를 이용하여 동력분무기(A)의 주행속도를 산출한다. 이렇게 산출된 주행속도를 이용하여 분무 제어부(160)는 분사시간을 산출한다.The driving speed calculator 140 calculates the driving speed of the power sprayer A using one of a low-density optical flow and a high-density optical flow based on the captured image. At the same time, the driving speed calculator 140 calculates the driving speed of the power sprayer A using the acceleration of the power sprayer A identified from the acceleration sensor. Using the calculated driving speed, the spray control unit 160 calculates the injection time.

이때 정확한 주행속도 산출을 위하여, 주행속도 산출부(140)는 영상 기반 속도 산출시에 프레임의 블러(blur)를 이용한 신뢰도 측정을 수행하고, 가속도 센서 기반 속도 산출시에 가속도 데이터의 노이즈를 이용한 신뢰도 측정을 수행한다.At this time, in order to calculate an accurate driving speed, the driving speed calculating unit 140 performs reliability measurement using a blur of a frame when calculating an image-based speed, and reliability using noise of acceleration data when calculating an acceleration-based sensor. Take measurements.

블러(blur)를 이용하여 얻은 신뢰도와 노이즈를 이용하여 얻은 신뢰도의 차이에 따라 영상 기반 속도 산출에 대한 제1 가중치와 가속도 센서 기반 속도 산출에 대한 제2 가중치를 결정한다. 그리고 제1 및 제2 가중치를 이용하여 다음의 수학식 1에 따라 분사 시점을 보정한다.The first weight for image-based speed calculation and the second weight for acceleration sensor-based speed calculation are determined according to the difference between the reliability obtained using blur and the reliability obtained using noise. Then, the injection timing is corrected according to the following Equation 1 using the first and second weights.

(수학식 1) (Ta × W) + (Tb × (1-W)) = Tc (Equation 1) (Ta × W) + (Tb × (1-W)) = Tc

상기 수학식 1에서 Ta는 가속도로 측정한 분사시점이고, Tb는 영상 정보로 측정한 분사시점이며, Tc는 보정된 분사시점이고, W는 제1 가중치이고, (1-W)는 제2 가중치이다.In Equation 1, Ta is an injection time measured with acceleration, Tb is an injection time measured with image information, Tc is a corrected injection time, W is a first weight, and (1-W) is a second weight. to be.

분무 제어부(160)는 보정된 분사 시점에 따라 분무부(170)의 송풍팬을 제어하여 과수영역의 처음과 끝지점까지만 농약 분사가 이루어지게 한다. 이때 분무 제어부(160)는 다음의 수학식 2와 같이 제1 및 제2 가중치를 반영한 동력분무기(A)의 속도를 보정하고, 보정한 속도를 이용하여 분무량을 결정한 후 분무부(170)를 제어하여 결정된 분무량의 분사가 이루어지게 한다.The spray control unit 160 controls the blowing fan of the spray unit 170 according to the corrected spraying time to spray the pesticide only to the beginning and end points of the fruit tree area. At this time, the spray control unit 160 corrects the speed of the power sprayer A reflecting the first and second weights as shown in Equation 2 below, determines the spray amount using the corrected speed, and then controls the spray unit 170 By doing so, the spraying of the determined spray amount is achieved.

(수학식 2) (Sa × W) + (Sb × (1-W)) = Sc(Equation 2) (Sa × W) + (Sb × (1-W)) = Sc

상기 수학식 2에서 Sa는 가속도로 측정한 주행속도이고, Sb는 영상 정보로 측정한 주행속도이며, Sc는 보정된 주행속도이다.In Equation 2, Sa is a driving speed measured with acceleration, Sb is a driving speed measured with image information, and Sc is a corrected driving speed.

이상에서 본 발명의 실시에에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.In the above, the implementation of the present invention has been described in detail, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications and improvements of those skilled in the art to which the present invention pertains also include the rights of the present invention. Belongs to the scope.

Claims (1)

동력분무기(A)의 이동속도를 고려하여 분무시작 시점 및 분무종료 시점을 결정하고, 또한 분무량(Q)을 결정하고, 이동속도 측정은 가속도 센서를 이용하는 방법 또는 촬영 영상을 이용하는 방법 또는 가속도 센서와 촬영 영상을 모두 이용하는 방법 중 하나를 이용하는 동력분무기의 주행속도에 대응한 과수방제 제어장치 및 방법.In consideration of the movement speed of the power sprayer (A), the spray start time and the spray end time are determined, and the spray amount (Q) is determined, and the moving speed measurement is performed using a method using an acceleration sensor, a method using a captured image, or an acceleration sensor. A control device and method for controlling fruit trees corresponding to the driving speed of a power sprayer using one of the methods using all of the photographed images.
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