KR20200065696A - system for monitoring agricultural produce using drone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 농업 환경 개선을 위한 기술에 관한 것으로, 특히 다양한 작물 재배 환경에서 농작물의 품질과 생산량을 향상시킬 수 있도록 해주는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for improving the agricultural environment, and in particular, to a crop monitoring system using a drone that can improve the quality and production of crops in various crop cultivation environments.
농업은 인류의 생존에 가장 기본적인 1차 산업이다.Agriculture is the primary industry that is fundamental to human survival.
농업은 많은 인력이 요구되는 산업임에도 불구하고 기계화와 자동화의 발전 속도가 더딜 뿐만 아니라 2000년대 이후 농촌 고령화가 빠르게 진행되면서 노동력 부족 문제가 대두되고 있다.Although agriculture is an industry that requires a lot of manpower, the speed of development of mechanization and automation is slow, and the aging of rural areas has been rapidly progressing since the 2000s.
한편, 농업은 지표상태(토지상태)와 기후 등의 환경 조건에 크게 의존하게 되는데, 이러한 환경 조건의 의존도를 극복하기 위해 비닐하우스나 유리온실 등의 시설을 이용하여 인위적으로 재배환경을 조절하면서 농작물을 재배하는 시설 재배의 비율이 증가하고 있다.On the other hand, agriculture is highly dependent on environmental conditions such as surface conditions (land conditions) and climate. To overcome the dependence of these environmental conditions, agricultural crops are artificially controlled using facilities such as greenhouses and greenhouses. The proportion of plant cultivation is growing.
최근에는 정보통신기술을 적용하여 농작물 재배 환경을 최적화하는 방법을 시도하고 있으며, 정부차원에서도 적극적으로 농업에 첨단기술을 접목하여 농업의 경쟁력을 확보하려는 노력을 기울이고 있다.Recently, it is attempting to optimize the environment for cultivating crops by applying information and communication technology, and the government is also actively trying to secure the competitiveness of agriculture by applying advanced technology to agriculture.
대한민국 등록특허 제10-1465082호(원예시설 감시 제어시스템 및 방법)는 비닐하우스나 유리온실 등과 같은 시설 재배에서 농작물의 재배 환경 즉, 온도 습도 광량 등을 자동으로 제어할 수 있는 기술을 소개하고 있다.Korean Registered Patent No. 10-1465082 (Garden facility monitoring control system and method) introduces a technology that can automatically control the cultivation environment of crops, that is, temperature, humidity, light intensity, etc. in cultivation of facilities such as greenhouses and greenhouses. .
그러나 현실적으로 쌀, 옥수수, 콩, 감자 등의 식량 작물은 대부분 노지에서 재배되고 있고, 시설 재배는 식량 작물을 재배하는 데 있어 양적인 공급 문제를 수반한다. 따라서, 상기한 종래 기술은 시설 재배에만 적용 가능할 뿐이며 노지 재배에 적용하기에는 한계가 있다. However, in reality, most food crops such as rice, corn, soybeans, and potatoes are grown in open fields, and facility cultivation involves quantitative supply problems in growing food crops. Therefore, the above-described conventional technology is only applicable to facility cultivation, and is limited in application to field cultivation.
한편, 노지 재배는 시설 재배에 비하여 기상 상황은 물론 토양 상태와 병충해 발생 등 다양한 재배 환경의 영향을 많이 받는다.On the other hand, field cultivation is much influenced by various cultivation environments such as weather conditions as well as soil conditions and pests compared to facility cultivation.
따라서 다양한 재배 환경을 신속하고 정확하게 분석하여 최적의 재배 환경을 예측하고 관리해주기 위한 기술이 요구되고 있다.Therefore, a technique for predicting and managing an optimal cultivation environment by rapidly and accurately analyzing various cultivation environments is required.
본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 다양한 재배 환경과 작물의 생육상태를 신속하고 정확하게 분석하도록 해주는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to devise in view of the above points, and particularly to provide a crop monitoring system using a drone to quickly and accurately analyze various cultivation environments and crop growth conditions.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템의 특징은, 농작물 재배지역에서 미리 설정된 경로를 비행하면서 주기적으로 영상을 촬영하는 무인비행체; 사용자를 위한 사용자단말기; 상기 농작물의 재배 프로세스를 저장하는 데이터베이스; 상기 데이터베이스에 저장된 상기 재배 프로세스를 상기 사용자단말기에 제공하고, 상기 무인비행체로부터 수신되는 영상정보를 분석하여 상기 농작물에 대한 재배환경의 분석결과와 상기 농작물의 생육상태의 분석결과를 제공하고, 상기 재배환경의 분석결과와 상기 생육상태의 분석결과를 토대로 상기 재배 프로세스에서 시기별로 제공하는 기본 태스크를 보완하기 위한 추가 태스크를 더 제공하는 관리서버를 포함하여 구성되는 것이다.A feature of a crop monitoring system using a drone according to the present invention for achieving the above object is, an unmanned aerial vehicle which periodically photographs an image while flying a predetermined path in a crop cultivation area; A user terminal for the user; A database storing the cultivation process of the crop; Providing the cultivation process stored in the database to the user terminal, analyzing image information received from the unmanned vehicle, and providing an analysis result of the cultivation environment for the crop and an analysis result of the growth state of the crop, Based on the analysis result of the environment and the analysis result of the growth state, it is configured to include a management server that further provides additional tasks to supplement the basic tasks provided by each period in the cultivation process.
바람직하게, 상기 무인비행체는 자동항법데이터에 의해 정해지는 상기 재배지역 상의 비행경로에서 비행 동작을 실행하는 비행모듈, 상기 비행모듈의 동작 중에 촬영 동작을 실행하는 촬영모듈, 상기 촬영모듈이 촬영한 영상과 상기 비행경로를 설정하기 위한 상기 자동항법데이터를 저장하는 메모리, 상기 비행모듈과 상기 촬영모듈에 동작전원을 공급하는 배터리, 그리고 상기 메모리에 저장된 자동항법데이터를 사용하여 상기 비행모듈의 비행 동작을 제어하는 제어모듈을 포함할 수 있다.Preferably, the unmanned aerial vehicle is a flight module that executes a flight operation in a flight path on the cultivation area determined by automatic navigation data, a shooting module that performs a shooting operation during the operation of the flight module, and an image captured by the shooting module And a memory for storing the automatic navigation data for setting the flight path, a battery for supplying operating power to the flight module and the shooting module, and automatic navigation data stored in the memory to perform flight operations of the flight module. It may include a control module to control.
보다 바람직하게, 상기 제어모듈은 상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 일정 고도를 유지하면서 비행하도록 상기 비행모듈을 제어하되, 상기 자동항법데이터에 설정된 적어도 하나의 특정 관찰지점을 경유하면서 각 관찰지점에서 상기 자동항법데이터에 설정된 비행고도와 속도로 비행하도록 제어할 수 있다.More preferably, the control module controls the flight module to fly while maintaining the altitude of the flight path according to the automatic navigation data, but each observation point while passing at least one specific observation point set in the automatic navigation data In can be controlled to fly at the flight altitude and speed set in the automatic navigation data.
보다 바람직하게, 상기 제어모듈은 상기 배터리의 충전량에 따른 상기 무인비행체의 비행가능거리에 기반하여 상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 재설정할 수 있다.More preferably, the control module may reset the flight path according to the automatic navigation data based on the flying distance of the unmanned aerial vehicle according to the charge amount of the battery.
바람직하게, 상기 데이터베이스는 상기 농작물에 대한 파종 시기, 병충해 방지와 생육 촉진을 위한 물질의 살포 시기, 상기 농작물의 생육에 저해되는 동식물의 제거 시기, 그리고 상기 농작물의 수확 시기로 구성되는 상기 재배 프로세스, 상기 재배 프로세스를 구성하는 각 시기의 기본 태스크에 대한 정보, 상기 농작물에 대한 상태를 판단하기 위한 기준데이터, 상기 무인비행체로부터 수신한 영상정보를 상기 기준데이터와 비교한 결과에 따른 상태데이터, 그리고 상기 농작물의 상태에 따른 대처법을 저장할 수 있다.Preferably, the database is the cultivation process consisting of the time of sowing the crop, the time of spraying the material for preventing pests and promoting growth, the time of removing the animals and plants that are inhibited by the growth of the crop, and the harvesting time of the crop, Information on the basic task of each period constituting the cultivation process, reference data for determining the state of the crop, status data according to a result of comparing the image information received from the unmanned vehicle with the reference data, and the You can save the countermeasures according to the condition of the crops.
바람직하게, 상기 사용자단말기는 상기 재배 프로세스를 시간 경과에 기반하여 진행시키고, 상기 재배 프로세스의 진행 동안에 각 시기에서 이행되어야 하는 상기 기본 태스크에 대해 정보를 자동으로 출력하고, 각 시기에서 기본 태스크의 이행 여부와 이행 정보를 사용자로부터 입력받기 위한 어플리케이션을 포함할 수 있다.Preferably, the user terminal advances the cultivation process based on time, automatically outputs information about the basic task to be performed at each time during the cultivation process, and performs the basic task at each time. It may include an application for receiving whether and whether the implementation information from the user.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention has the following effects.
다양한 재배 환경과 작물의 생육상태를 신속하고 정확하게 분석하여 작물 재배를 최적으로 관리해주기 때문에, 농작물의 품질과 생산량을 향상시킬 수 있다.Since the cultivation is optimally managed by quickly and accurately analyzing various cultivation environments and the growth status of crops, it is possible to improve the quality and yield of crops.
많은 인력 동원 없이 다양한 재배 환경과 작물 생육상태를 정확하게 분석해 주기 때문에, 노동력에 대한 부담이 해소된다.Since it accurately analyzes various cultivation environments and crop growth conditions without mobilizing a lot of manpower, the burden on the labor force is relieved.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 다이어그램이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에서 사용자단말기와 관리서버의 상세 구성을 도시한 블록다이어그램이고,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에서 무인비행체의 상세 구성을 도시한 블록다이어그램이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention,
2 is a block diagram showing the detailed configuration of a user terminal and a management server in a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention,
3 is a block diagram showing a detailed configuration of an unmanned aerial vehicle in a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent through the detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.Hereinafter, the configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the configuration and operation of the present invention shown in the drawings and described by the above will be described as at least one embodiment. By the above, the technical idea of the present invention and its core configuration and operation are not limited.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a crop monitoring system using a drone according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 농산물의 모니터링을 일예로 설명하나 임산물에 대한 모니터링이나 수산물을 위한 바다나 강에 대한 모니터링에도 용이하게 적용가능하다.In the present invention, the monitoring of agricultural products is described as an example, but it can be easily applied to monitoring of forest products or sea or rivers for marine products.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템의 전체 구성을 도시한 다이어그램이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에서 사용자단말기와 관리서버의 상세 구성을 도시한 블록다이어그램이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에서 무인비행체의 상세 구성을 도시한 블록다이어그램이다.1 is a diagram showing the overall configuration of a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a user terminal and a management server in a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention It is a block diagram showing the detailed configuration, and FIG. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of an unmanned aerial vehicle in a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템은 이동성이 보장되거나 통신이 가능한 클라이언트와 서버가 통신망을 통해 연결되는 구성으로 이해될 수 있다.1 to 3, a crop monitoring system using a drone according to an embodiment of the present invention can be understood as a configuration in which mobility is guaranteed or communication is possible between a client and a server connected through a communication network.
서버는 통신망을 통해 복수의 클라이언트와 연결되어 클라이언트-서버 구조를 형성한다. 따라서, 이하에서 클라이언트는 다양한 단말기에 해당한다.The server is connected to a plurality of clients through a communication network to form a client-server structure. Therefore, hereinafter, the client corresponds to various terminals.
서버는 특정 통신망에 구축되며, 그 서버가 구축되는 통신망은 다양한 통신방식을 통해 접근하는 클라이언트와의 통신 연결을 허용하기 위한 게이트웨이(gateway)를 구비할 수도 있다. 여기서, 게이트웨이는 서로 다른 통신망 간의 연결을 위한 프로토콜 변환을 실시한다.The server is built on a specific communication network, and the communication network on which the server is built may include a gateway to allow communication connection with a client approaching through various communication methods. Here, the gateway performs protocol conversion for connection between different communication networks.
클라이언트는 다양한 유무선 환경을 통해 서버에 접속하여 서비스를 제공받는 사용자단말기(300)와 영상정보를 서버에 제공하는 무인비행체(400)에 해당할 수 있다. The client may correspond to a
클라이언트는 단말기 형태에 따라 데스크탑 컴퓨터나 태블릿 컴퓨터나 랩탑 컴퓨터를 포함하는 PC(Personal computer), 그리고 PDA(Personal Digital Assistant)나 셀룰러폰이나 스마트폰 등을 포함하는 스마트 기기로 구분될 수 있다. 또한 클라이언트에 해당하는 무인비행체는 드론과 같이 사용자가 원격에서 조정하는 무인비행체일 수 있다. 또한 원격 조정 가능한 로봇일 수도 있다.The client may be divided into a personal computer (PC) including a desktop computer or a tablet computer or a laptop computer, and a smart device including a PDA (Personal Digital Assistant), a cellular phone, or a smart phone. Also, an unmanned aerial vehicle corresponding to a client may be an unmanned aerial vehicle remotely controlled by a user, such as a drone. It can also be a remote-controllable robot.
한편, 클라이언트와 서버 간의 연결을 지원하는 통신망은 인터넷 뿐만 아니라, CDMA(Code Division MultipleAccess), W-CDMA(Wideband Code Division MultipleAccess), GSM(Global System for Mobile Communications), LTE(Long Term Evolution), EPC(Evolved Packet Core) 등을 포함할 수 있으며, 차세대 이동통신망이나 클라우드 컴퓨팅(Cloud Computing) 접속망을 포함할 수 있다. 여기서, 클라우드 컴퓨팅은 정보가 인터넷 상의 서버에 영구적으로 저장되고, 데스크탑, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 넷북, 스마트폰 등의 클라이언트에는 일시적으로 보관되는 컴퓨터 환경을 의미하며, 클라우드 컴퓨팅 접속망은 모든 정보를 인터넷 상의 서버에 저장하고, 그 정보를 각종 IT 기기를 통하여 언제 어디서든 이용할 수 있도록 하는 컴퓨터 환경 접속망을 의미한다. 이와 같이 클라이언트는 다양한 형태를 가지면서 다양한 통신방식을 이용할 수 있다. On the other hand, the communication network that supports the connection between the client and the server, as well as the Internet, Code Division MultipleAccess (CDMA), Wideband Code Division MultipleAccess (W-CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), Long Term Evolution (LTE), EPC (Evolved Packet Core) and the like, and may include a next generation mobile communication network or a cloud computing access network. Here, cloud computing refers to a computer environment in which information is permanently stored on a server on the Internet, and temporarily stored on a client such as a desktop, tablet computer, laptop computer, netbook, or smart phone, and the cloud computing access network provides all information to the Internet. Refers to a computer environment access network that is stored in a server on a computer and that information can be used anytime, anywhere through various IT devices. As such, the client can use various communication methods while having various forms.
본 발명에서 사용자단말기(300)는 재배농민 등의 사용자가 휴대하면서 이동성이 보장되는 무선단말기 또는 일종의 컴퓨터일 수 있다.In the present invention, the
서버는 본 발명의 시스템에서 핵심이 되는 구성으로, 이하에서 관리서버(100)에 해당한다. 관리서버(100)는 무인비행체(400)로부터 영상정보를 수신하여 농산물의 상태를 모니터링하며, 사용자단말기(300)와의 정보 교환을 통해 모니터링 정보를 제공한다. The server is a core configuration in the system of the present invention, and corresponds to the
관리서버(100)는 사용자정보와, 농산물의 상태를 판단하기 위한 기준데이터와, 모니터링한 농산물의 상태데이터와, 농산물의 상태에 따른 대처법을 저장하는 데이터베이스들과 연동한다.The
관리서버(100)와 연동하는 데이터베이스는 제1데이터베이스(210)와 제2데이터베이스(220)를 포함하여 구성된다. The database interworking with the
제1데이터베이스(210)는 특정 농작물에 대한 상태를 판단하기 위한 기준데이터를 저장하며, 무인비행체(400)로부터 수신한 영상정보를 기준데이터와 비교한 결과에 따른 상태데이터를 저장하며, 농작물의 상태에 따른 대처법을 저장한다. 특히 제1데이터베이스(210)에 저장되는 기준데이터는 농작물 별로 성장시기별 색상표와 농작물 별로 성장시기별 크기(높이)를 나타내는 사이즈표를 포함하며, 대처법은 농작물의 상태에 따른 병충해 방지와 생육 촉진을 위한 살포 물질과 살포 방법과 농작물의 생육에 저해되는 동식물의 제거 시기와 농작물의 수확 시기를 포함한다. 또한, The
또한, 제1데이터베이스(210)는 농작물별 재배 프로세스를 저장하며, 그 재배 프로세서를 구성하는 각 성장시기의 기본적인 태스크(task)에 대한 정보를 포함한다. 예를 들어, 어느 시기에 생육 촉진을 위한 비료를 살포해야 하는지, 어느 시기에 병충해 방지를 위한 농약을 살포해야 하는지, 어느 시기에 수확해야 하는지 등의 정보를 포함한다.In addition, the
그에 따라, 관리서버(100)는 사용자가 특정 농작물을 선택하면 제1데이터베이스(210)에 저장된 재배 프로세스를 사용자단말기(300)로 제공하고, 사용자단말기(300)는 수신된 재배 프로세스를 통해 선택한 작물에 대한 각 시기별 처리해야 할 태스크를 안내받을 수 있다.Accordingly, when the user selects a specific crop, the
제2데이터베이스(220)는 특정 농작물의 재배에 관련된 사용자의 정보와 농작물 재배이력과 재배 프로세스에 따른 각 시기별 기본 태스크의 처리이력과 무인비행체(400)로부터 제공된 영상정보에 기반하여 실시한 추가 태스크의 처리이력을 저장한다. 즉, 제2데이터베이스(220)는 사용자에 대한 인적사항을 저장하며, 특정 농작물의 재배결과(수확량)와 특정 농작물의 재배 프로세스에서 정상적인 시기에 처리된 기본 태스크의 처리이력과 특정 농작물의 재배 프로세스에서 무인비행체(400)로부터 제공된 영상정보에 기반하여 추가적으로 처리된 추가 태스크의 처리이력을 저장한다.The
부가적으로, 제2데이터베이스(220)는 실질적으로 작물의 재배가 이루어지는 동안 각 시기에 무인비행체(400)로부터 제공된 영상정보를 저장할 수 있다.Additionally, the
관리서버(100)는 클라이언트에 해당하는 사용자단말기(300)에게 제1데이터베이스(210)에 저장된 데이터를 제공하여 특정 농작물의 재배 프로세스와 그 재배 프로세스에서의 태스크 수행을 위한 양방향 통신 인터페이스를 제공한다. The
일예로, 제1데이터베이스(210)에 저장된 재배 프로세스는 실행파일 형태로 제공되며, 사용자가 관리서버(100)에 접속하여 특정 농작물을 선택하면 해당 농작물의 재배 프로세스를 사용자단말기(300)에 제공한다. 그리고, 사용자단말기(300)에서 수신된 재배 프로세스를 실행시키면 사용자단말기(300)에 어플리케이션이 설치되고, 그 설치된 어플리케이션이 관리서버(100)와의 양방향 통신 인터페이스를 형성한다.For example, the cultivation process stored in the
관리서버(100)는 사용자단말기(300) 또는 무인비행체(400)로부터 수신되는 데이터를 분석하여 농작물에 대한 상태분석결과를 제공하고, 그 상태분석결과를 토대로 재배 프로세스에서 시기별 기본 태스크에 추가적으로 요구되는 추가 태스크를 제공한다. 여기서, 사용자단말기(300) 또는 무인비행체(400)로부터 수신되는 데이터는 재배 프로세스에 따른 재배 과정에서 각 시기마다 스케줄링된 기본 태스크에 대한 이행 여부와, 설정된 경로를 비행하면서 주기적으로 촬영된 영상을 포함한다.The
사용자단말기(300)는 어플리케이션(320)과 제어유닛(330)과 카메라(340)로 구성된다.The
어플리케이션(320)는 관리서버(100)로부터 제공된 데이터를 실행함에 따라 내부 타이머와 연동하여 재배 프로세스를 시간 경과에 기반하여 진행시킨다. 또한, 어플리케이션(320)은 재배 프로세스가 진행되는 동안에 각 시기에 이행되어야 하는 기본 태스크에 대해 정보를 해당 시기에 자동으로 출력한다. 어플리케이션(320)이 정보를 출력하는 형태는 디스플레이를 통해 시각적으로 표출하거나 스피커를 통해 청각적으로 표출할 수 있다. 또한, 어플리케이션(320)은 재배 프로세스가 진행되는 동안에 각 시기에서 해당하는 기본 태스크의 이행 여부와 각 태스크에 대한 이행정보를 사용자로부터 입력받기 위한 입력란을 제공한다. 여기서, 이행정보는 재배 프로세스의 각 시기마다 사용자단말기(300)에 의해 촬영된 영상과 무인비행체(400)에 의해 촬영된 영상을 포함할 수 있다. As the
카메라(340)는 영상을 촬영한다. The
제어유닛(330)은 어플리케이션(320)과 카메라(340)의 동작을 제어하며, 각 시기의 기본 태스크에 대한 이행정보와 함께 카메라(340)를 통해 촬영된 영상을 관리서버(100)에 전송한다.The
관리서버(100)는 카메라(340)가 촬영한 영상을 수신하고, 그 수신된 영상에 대한 스펙트럼 분석을 통해 영상분석을 실시한다. The
한편, 본 발명의 시스템에서 하나의 클라이언트로 동작하는 무인비행체(400)는 사용자단말기(300)와 연동하여 농작물의 재배지역에서 이동하면서 미리 설정된 지점마다 영상을 촬영한다.On the other hand, in the system of the present invention, the unmanned
무인비행체(400)는 영상을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 관리서버(100)에 전송한다. 이때 무인비행체(400)는 관리서버(100)가 자신에게 할당된 고유한 식별번호를 사용하여 각 지점에서 촬영된 영상을 전송하는 것이 바람직하다. 관리서버(100)는 무인비행체(400)로부터 수신한 영상에 대한 스펙트럼 분석을 통해 영상분석을 실시한다. The unmanned
특히, 무인비행체(400)는 비행모듈(410)과 촬영모듈(420)과 메모리(430)와 배터리(440)와 제어모듈(450)로 구성된다.In particular, the unmanned
비행모듈(410)은 자동항법데이터에 의해 정해지는 재배지역 상의 비행경로에서 비행 동작을 실행한다. 비행모듈(410)은 모터와 프로펠러 등을 포함하여 무인비행체(400)의 비행에 요구되는 구성요소를 포함한다. 무인비행체(400)의 자동 비행을 위해 사용되는 자동항법데이터는 무인비행체(400)의 비행속도, 비행거리, 조향각, 비행고도 등을 포함하며, 시간에 기준하여 경유하는 좌표 값들을 포함할 수 있다. The
촬영모듈(420)은 비행모듈(410)의 동작 중에 즉, 무인비행체(400)가 비행하는 중에 촬영 동작을 실행한다. 촬영모듈(420)은 농작물 재배지역 상의 비행경로에서 농작물의 상태정보를 획득하기 위해 농작물을 촬영한다.The photographing
메모리(430)는 촬영모듈(420)이 촬영한 영상을 저장한다. 또한, 메모리(430)는 무인비행체(400)의 비행경로를 설정하기 위한 자동항법데이터를 저장한다.The
배터리(440)는 비행모듈(410)과 촬영모듈(420)에 동작전원을 공급한다.The
제어모듈(450)은 메모리(430)에 저장된 자동항법데이터를 사용하여 비행모듈(410)의 비행 동작을 제어한다.The
제어모듈(450)은 비행모듈(410)의 비행 동작을 제어함에 있어서 제1 내지 4 모드로 제어한다. 한편, 무인비행체(400)는 장애물과의 충돌 방지를 위해 거리감지센서나 고도측정센서 등을 구비할 수도 있으며, 무인비행체(400)의 제어모듈(450)은 그 센서들에 의해 충돌 가능성이 감지되는 경우에는 제1 내지 3 모드 중 어느 모드로 비행 동작하더라도 충돌을 피하기 위한 우회 비행이 우선되도록 제어한다.The
제1모드는 미리 설정된 자동항법데이터의 데이터 값에 따라 정해진 비행경로를 일정 고도를 유지하면서 비행하도록 비행모듈(110)을 제어하는 모드이다. 제1모드에서는 농작물 재배지역 상의 어떠한 상황에도 비행경로, 비행속도 및 비행고도를 변경하지 않는다.The first mode is a mode for controlling the
제2모드는 제1모드로 비행하되 자동항법데이터에 설정된 적어도 하나의 특정 관찰지점을 경유하도록 비행모듈(410)을 제어하는 모드이다. 제2모드에서는 특정 관찰지점에서는 자동항법데이터에 설정된 비행고도와 속도로 비행하도록 제어할 수 있다.The second mode is a mode in which the
제3모드는 제1모드로 비행하되 배터리(440)의 충전량을 주기적으로 체크하여 배터리(440)의 충전량에 따른 무인비행체(400)의 비행가능거리를 산출한다. 그리고, 그 산출된 충전량 대비 비행가능거리에 기반하여 자동항법데이터에 따른 비행경로를 재설정하는 모드이다. 제3모드는 배터리(440)의 충전량 대비 비행가능거리가 제1모드로 비행하도록 설정된 비행경로의 거리보다 상대적으로 작은 경우에 무인비행체(400)가 추락하는 것을 방지하기 위한 것으로, 그러한 경우에는 제1모드로 비행하도록 설정된 비행경로의 거리를 줄이는 방향으로 비행경로를 재설정한 후에 비행모듈(410)의 비행 동작으로 제어한다. 일예로, 제1모드로 비행하도록 설정된 비행경로가 제1지점에서 출발하여 그 제1지점으로 돌아오는 경로라면, 제어모듈(450)은 제3모드 시에 배터리(440)의 충전량에 따른 무인비행체(400)의 비행가능거리에 기반하여 자동항법데이터에 따른 비행경로에서 제1지점로의 복귀 시점을 자동 설정할 수 있다. 여기서, 무인비행체(400)의 복귀 시점을 빨리함으로써 제1모드로 비행하도록 설정된 비행경로의 거리가 줄어들기 때문에, 전원 부족으로 인해 무인비행체(400)이 추락하는 것을 방지할 수 있다.The third mode flies in the first mode, but periodically checks the charge amount of the
관리서버(100)는 카메라(340)를 통해 촬영된 영상과 무인비행체(400)를 통해 촬영된 영상 중 적어도 하나를 사용하여 농작물의 재배 환경과 생육 상태에 대해 분석한다. 여기서, 재배환경은 농작물의 재배지역에 대한 토양상태와 병충해의 발생상태와 농작물 생육에 저해되는 동식물의 발생상태를 포함한다. The
본 발명의 시스템은 토양상태에 따라 색상이 상이하며, 병충해가 발생하는 경우에 그 병충해에 따라 색상이 상이하며, 생육에 저해되는 동식물이 발생함에 따라 색상이 상이하며, 작물의 생육 상태에 따라 색상이 상이하다는 점을 고려하여 영상의 분석결과로부터 재배환경과 생육상태를 분석하는 것이다.The system of the present invention is different in color depending on the soil condition, and in the case of pests, the color is different according to the pests, and the color is different as animals and plants are inhibited in growth, and the color according to the growth condition of the crop Considering this difference, it is to analyze the cultivation environment and growth status from the analysis results of the images.
관리서버(100)는 영상을 통해 재배환경과 생육상태를 분석한 결과를 토대로 전술된 재배 프로세스를 구성하는 각 시기의 기본 태스크를 보완하여 추가될 추가 태스크를 더 제공한다. 일예로, 수신된 영상에 대해 적외선흡수스펙트럼을 이용한 스펙트럼 분석을 실시할 수 있다. The
다른 예로, 관리서버(100)는 재배 프로세스를 구성하는 각 시기별 재배환경과 생육상태에 대한 기준 데이터를 구비하며, 그 기준 데이터는 기준 영상스펙트럼을 포함하는 룩업테이블인 것이 바람직하다. 카메라(340)를 통해 촬영된 영상과 무인비행체(400)를 통해 촬영된 영상 중 적어도 하나를 사용하여 분석한 결과를 기준 영상스펙트럼과 비교한다. 그리고, 그 비교 결과로부터 재배환경이 정상인지 생육상태가 정상인지를 판별한다. 관리서버(100)는 만약 영상스펙트럼의 비교 결과에서 재배환경이나 생육상태가 비정상인 것으로 판별되면 해당 문제를 해결하기 위한 추가 태스크를 사용자단말기(300)에게 더 제공한다. 예를 들어, 관리서버(100)는 특정 시기의 농작물 생육상태(크기, 높이 등)에 대한 기준 영상스펙트럼을 수신된 영상의 스펙트럼과 비교하여 현 시점에서의 농작물 생육상태를 판별할 수 있다. 만약, 생육상태가 기준에 미달이면 관리서버(100)는 생육 촉진을 위한 비료를 살포하기 위한 추가 태스크를 사용자단말기(300)에게 제공한다.As another example, the
관리서버(100)는 등록 관리부(110)와 검색 관리부(120)와 게시 관리부(130)와 재배 관리부(140)와 영상 분석부(150)로 구성된다.The
등록 관리부(110)는 농작물 재배를 위한 데이터(기준데이터, 상태데이터, 대처법, 농작물별 재배 프로세스)를 제1데이터베이스(210)에 등록시키는데, 이때 그 데이터에 버전정보를 각각 부가하여 등록한다. 여기서, 등록은 데이터베이스의 저장하는 동작으로 이해될 수 있다. 데이터에 부가되는 버전정보는 데이터가 어떤 농작물에 대한 것인지를 구분하기 위한 태그 또는 인덱스를 포함하는 속성정보를 포함하는 것이 바람직하다.The
검색 관리부(120)는 등록 관리부(110)에 저장된 데이터를 검색하기 위한 것으로, 사용자가 관리서버(100)에 접속하여 특정 농작물을 선택함에 따라 그 선택된 농작물에 대한 데이터를 제1데이터베이스(210)에서 검색한다. 검색 관리부(120)는 사용자단말기(300)를 통한 검색 요청 시에, 데이터에 대한 속성정보에 기반하는 유사성 검색 또는 내용기반 정보 검색을 진행하는 것이 바람직하다.The
게시 관리부(130)는 검색 관리부(120)에 의해 검색된 데이터를 검색된 순서로 화면에 디스플레이한다.The
재배 관리부(140)는 검색 관리부(120)에 의해 검색된 데이터를 사용자단말기(300)에 제공하며, 영상 분석 이후에는 재배 프로세스를 구성하는 각 시기의 기본 타스크를 보완하는 추가 타스크를 더 제공한다.The
영상 분석부(150)는 카메라(340)를 통해 촬영된 영상과 무인비행체(400)를 통해 촬영된 영상 중 적어도 하나를 사용하여 재배환경과 생육상태에 대해 분석한다. 영상 분석부(150)의 영상 분석에 대해서는 이미 전술하여 그에 대한 상세는 생략한다.The
한편, 영상 분석부(150)에서 생성된 영상 분석결과는 사용자에 대한 각 정보에 연계시켜 제2데이터베이스(220)에 저장시키는 것이 바람직하다.Meanwhile, it is preferable that the image analysis result generated by the
관리서버(100)는 특정 농작물 재배 프로세스가 완료되면, 사용자단말기(300)로부터 입력되는 수확량에 대한 정보를 사용자에 대한 각 정보에 연계시켜 제2데이터베이스(220)에 저장시키는 것이 바람직하다.When the specific farm crop cultivation process is completed, the
지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. The preferred embodiments of the present invention have been described so far, but those skilled in the art to which the present invention pertains may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.
그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments of the present invention described herein should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the equivalent ranges of the present invention It should be interpreted as being included in.
100: 관리서버
210: 제1데이터베이스 220: 제2데이터베이스
300: 사용자단말기 400: 무인비행체100: management server
210: first database 220: second database
300: user terminal 400: unmanned air vehicle
Claims (6)
사용자를 위한 사용자단말기;
상기 농작물의 재배 프로세스를 저장하는 데이터베이스;
상기 데이터베이스에 저장된 상기 재배 프로세스를 상기 사용자단말기에 제공하고, 상기 무인비행체로부터 수신되는 영상정보를 분석하여 상기 농작물에 대한 재배환경의 분석결과와 상기 농작물의 생육상태의 분석결과를 제공하고, 상기 재배환경의 분석결과와 상기 생육상태의 분석결과를 토대로 상기 재배 프로세스에서 시기별로 제공하는 기본 태스크를 보완하기 위한 추가 태스크를 더 제공하는 관리서버를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.An unmanned aerial vehicle which periodically photographs images while flying a predetermined path in a crop cultivation area;
A user terminal for the user;
A database storing the cultivation process of the crop;
Providing the cultivation process stored in the database to the user terminal, analyzing image information received from the unmanned vehicle, and providing an analysis result of the cultivation environment for the crop and an analysis result of the growth state of the crop, Based on the analysis result of the environment and the analysis result of the growth state, a crop monitoring system using a drone, characterized in that it comprises a management server that further provides additional tasks to supplement the basic tasks provided by each period in the cultivation process. .
상기 무인비행체는,
자동항법데이터에 의해 정해지는 상기 재배지역 상의 비행경로에서 비행 동작을 실행하는 비행모듈,
상기 비행모듈의 동작 중에 촬영 동작을 실행하는 촬영모듈,
상기 촬영모듈이 촬영한 영상과 상기 비행경로를 설정하기 위한 상기 자동항법데이터를 저장하는 메모리,
상기 비행모듈과 상기 촬영모듈에 동작전원을 공급하는 배터리, 그리고
상기 메모리에 저장된 자동항법데이터를 사용하여 상기 비행모듈의 비행 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.According to claim 1,
The unmanned aerial vehicle,
A flight module that executes a flight operation in a flight path on the cultivation area determined by automatic navigation data,
Shooting module for performing a shooting operation during the operation of the flight module,
A memory for storing the image captured by the photographing module and the automatic navigation data for setting the flight path,
A battery that supplies operating power to the flight module and the shooting module, and
A crop monitoring system using a drone, characterized in that it comprises a control module for controlling the flight operation of the flight module using the automatic navigation data stored in the memory.
상기 제어모듈은,
상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 일정 고도를 유지하면서 비행하도록 상기 비행모듈을 제어하되, 상기 자동항법데이터에 설정된 적어도 하나의 특정 관찰지점을 경유하면서 각 관찰지점에서 상기 자동항법데이터에 설정된 비행고도와 속도로 비행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.According to claim 2,
The control module,
The flight module is controlled to fly while maintaining the altitude of the flight path according to the automatic navigation data, but the flight is set in the automatic navigation data at each observation point while passing at least one specific observation point set in the automatic navigation data. A crop monitoring system using a drone characterized by controlling to fly at an altitude and speed.
상기 제어모듈은,
상기 배터리의 충전량에 따른 상기 무인비행체의 비행가능거리에 기반하여 상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 재설정하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.According to claim 2,
The control module,
A crop monitoring system using a drone, characterized by resetting the flight path according to the automatic navigation data based on the flight distance of the unmanned aerial vehicle according to the charge amount of the battery.
상기 데이터베이스는,
상기 농작물에 대한 파종 시기, 병충해 방지와 생육 촉진을 위한 물질의 살포 시기, 상기 농작물의 생육에 저해되는 동식물의 제거 시기, 그리고 상기 농작물의 수확 시기로 구성되는 상기 재배 프로세스,
상기 재배 프로세스를 구성하는 각 시기의 기본 태스크에 대한 정보,
상기 농작물에 대한 상태를 판단하기 위한 기준데이터,
상기 무인비행체로부터 수신한 영상정보를 상기 기준데이터와 비교한 결과에 따른 상태데이터, 그리고
상기 농작물의 상태에 따른 대처법을 저장하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.According to claim 1,
The database,
The cultivation process consisting of the time of sowing the crop, the time of spraying the material to prevent pests and promote growth, the time of removing the animals and plants that are inhibited by the growth of the crop, and the time of harvesting the crop,
Information on the basic tasks of each period constituting the cultivation process,
Reference data for determining the state of the crop,
Status data according to the result of comparing the image information received from the unmanned aerial vehicle with the reference data, and
A crop monitoring system using a drone, characterized by storing a coping method according to the condition of the crop.
상기 사용자단말기는,
상기 재배 프로세스를 시간 경과에 기반하여 진행시키고, 상기 재배 프로세스의 진행 동안에 각 시기에서 이행되어야 하는 상기 기본 태스크에 대해 정보를 자동으로 출력하고, 각 시기에서 기본 태스크의 이행 여부와 이행 정보를 사용자로부터 입력받기 위한 어플리케이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.According to claim 1,
The user terminal,
The cultivation process is progressed based on a time lapse, and information is automatically output for the basic task to be performed at each time during the cultivation process. A crop monitoring system using a drone, comprising an application for receiving input.
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