KR20200072215A - 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과, 그 제어 방법 - Google Patents

농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과, 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농업용 방제 드론의 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 드론 조종사, 농민(의뢰인), 드론 제조사가 실시간 공유하여 효율적이고 신뢰성 높은 방제 작업을 수행할 수 있고, 드론의 추락이나 고장시 AS 부품 준비 및 해당 지역 출동 준비를 신속히 할 수 있으며, 특정 작업현장에서 수행된 과거의 방제 작업 이력을 이용하여 자동으로 방제 작업을 수행할 수 있으므로 편리하고 신속하게 방제 작업을 수행할 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과, 그 제어 방법{SYSTEM FOR MANAGEMENT AND CONTROL OF PEST SPRAYING DRONE, AND CONTROL METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방제 작업 정보 등을 실시간으로 획득하여 공유하고 효율적으로 방제 작업을 수행할 수 있는 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 드론을 이용한 농업 방제 작업은 작업 속도가 높고 노동력을 절감할 수 있으며 작업자의 농약 중독을 방지할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 이에 따라, 드론을 이용한 농업 방제 작업은 최근에 그 사용이 증가하고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0082773호 등은 농업에 사용될 수 있는 드론에 대해 개시하고 있다. 그런데, 이러한 선행문헌들에 개시된 드론은 대부분 효과적인 방제를 위한 기계 장치(하드웨어)에 대한 것이다.
한편, 드론을 이용한 농업 방제 작업은 이를 의뢰한 의뢰인(농민)이 자신의 농지에 방제가 제대로 수행되고 있는지 궁금해 하고 의심하는 경우가 많은데, 방제 작업 정보를 실시간으로 공유하거나 방제 작업 완료 후 방제 작업 정보를 조회해 볼 수 있다면 그 궁금증과 의심이 해소될 수 있을 것이다. 방제 작업 정보의 공유를 통하여 방제 작업 조종사와 방제 작업 의뢰인(농민) 간에 신뢰가 쌓일 수 있고 해당 방제 드론에 대한 선호도를 높일 수 있을 것이다.
드론 제조사의 경우에는 농업용 방제 드론의 사고나 고장시에 신속한 AS가 경쟁력이 될 수 있다. 사고나 고장이 발생한 드론을 신속히 수리함으로써 방제 작업 중단에 따른 손실을 최소화 할 수 있기 때문이다. 이에 드론 제조사 또는 AS센터가 자사의 드론 운전 현황 및 사고, 고장 정보를 실시간으로 제공받을 수 있다면 미리 AS 부품 준비 및 해당 지역 출동 준비를 신속히 하는 데 도움이 되기 때문에 제품에 대한 경쟁력을 확보할 수 있을 것이다.
한편, 드론을 활용한 농지 방제 작업은 작업 면적에 따라 보수를 받기 때문에 드론 조종사는 가능한 한 빠르게 방제 작업을 수행하게 된다. 따라서 기존의 자율 주행 기능을 구현하기 위한 작업 경로 생성 작업을 할 시간이 없이 수동으로 조종하고 이어서 다음 방제 장소로 이동하는 경우가 많다. 실제로 자율 주행을 위한 작업 경로 생성을 하는 시간에 수동 제어를 통하여 한 필지의 방제 작업을 끝내고 다음 필지로 이동하는 것이 일반적이다. 만약, 해당 작업 현장에 대한 과거의 작업 이력이 있다면 그 이력을 반영하여 그대로 자동 작업을 실시할 수 있으므로 편리하고 신속하게 자동 방제 작업을 수행할 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 고안된 것으로서, 드론의 실시간 비행 정보와 방제작업 정보 등을 공유하여 드론 조종사, 의뢰인(농민 등), 드론 제조사가 모두 쉽게 드론 비행 정보와 방제 작업 등을 모니터링 할 수 있는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과 그 제어 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 농업 방제용 드론의 추락이나 고장시 실시간으로 정보를 수집 및 공유할 수 있는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 과거의 방제 작업 이력을 이용하여 방제 작업을 자동으로 수행할 수 있는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템과 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템은, 비행 제어부(2)와 데이터 송/수신부(3)를 포함하는 드론; 드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부(11); 수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 실시간 데이터 처리부; 및, 실시간 데이터 처리부에 의해서 처리된 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 조종사, 의뢰인 및 제조사 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자에게 실시간으로 전송하는 데이터 송신부(19);를 포함할 수 있다.
상기 방제작업 추가 정보는 방제 작업 정보를 이용하여 계산된 방제 효율, 면적당 방제량, 방제 정밀도, 방제 가능 시간 또는 면적, 위험 비행 정보, 사고 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 시스템은, 드론의 실시간 방제작업 정보와 방제작업 이력을 조회하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 그래픽 인터페이스 처리부; 및, 드론에 의해 기수행된 방제 작업 이력을 저장부에 저장하고, 사용자의 작업 이력 조회에 응답하여 방제 작업 이력을 제공하는 작업 이력 데이터 처리부;를 포함할 수 있다. 그래픽 사용자 인터페이스와 방제 작업 이력은 데이터 송신부(19)에 의해서 사용자 단말기에 전송될 수 있다.
상기 그래픽 인터페이스 처리부는 단말기의 배경 화면으로 드론의 현재 위치에 대한 위성 사진을 출력하고, 위성사진 상에 드론의 현재 위치와 이동경로를 그래픽으로 표시할 수 있다.
상기 시스템은, 드론의 사고 또는 고장시 해당 정보를 사용자의 단말기에 전송하고 저장부에 저장하는 드론 사고이력 관리부;를 포함할 수 있다.
상기 드론 사고이력 관리부는 수리가 필요한 부품 정보를 사용자의 단말기에 전송하고 상기 부품 정보를 제조사 또는 서비스센터에게 실시간으로 전송할 수 있다.
상기 시스템은, 저장부에 저장된 과거의 방제 작업 이력들 중에서 사용자가 선택한 작업 이력의 방제 제어 정보를 드론으로 전송하여 자동 방제 작업이 수행되도록 명령하는 자동 방제 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 방제 제어 정보는 드론의 비행경로와 위치별 속도, 고도, 방제 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 시스템은, 비행 제어부(2)와 데이터 송/수신부(21)(21a)를 포함하는 드론; 드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부(30); 및, 데이터 수신부(30)로부터 농작업 데이터를 수신하여 서버(10)에 전송하고, 서버(10)가 작성한 방제작업 추가 정보를 수신하여 출력하는 사용자 단말기(31);를 포함한다.
그리고, 상기 서버(10)는, 수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 실시간 데이터 처리부(13); 및 실시간 데이터 처리부에 의해서 처리된 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 상기 스마트폰(31)에게 실시간으로 전송하는 데이터 송신부(19);를 포함할 수 있다.
상기 드론에 탑재되는 데이터 송신부(21)는 고도센서, 방제액 유량센서, 방제액 수위센서 및 드론 자가진단센서 중 적어도 어느 하나로부터 측정 데이터를 전송받고, 사용자 단말기(31)는 데이터 송신부(21)와 무선통신이 가능한 데이터 수신부(30)와 연결되어 데이터를 수신할 수 있다.
상기 데이터 송신부(21)는 유선 통신으로 비행 제어부(2)와 연결되어 드론의 GPS 위치정보, 진행방향, 속도, 가속도, 기울기를 포함하는 드론 비행 정보를 획득하고, 이를 데이터 수신부(30)에 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 측면인 제어 방법은, (a) 드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 단계; (b) 수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제 작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 단계; 및, (c) 상기 (b) 단계의 비행 정보와 방제 작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 조종사, 농민 및 제조사 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자에게 실시간으로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어 방법은, 서버(10)의 저장부(17)에 저장된 기존의 방제 작업 이력을 사용자의 작업 이력 조회에 응답하여 사용자의 단말기에 전송하는 단계; 및, 사용자가 선택한 과거 방제 작업의 작업 데이터를 드론에게 무선 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 (b) 단계에서, 사용자의 단말기에는 드론의 현재 위치에 대한 위성사진이 배경화면으로 출력되고, 위성사진 상에 드론의 현재 위치와 이동경로가 그래픽으로 표시될 수 있다.
상기 (b) 단계는 드론의 사고 또는 고장 시 해당 정보를 사용자에게 전송하고 저장부(17)에 저장할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.
첫째, 드론 조종사, 농민, 드론 제조사가 농업용 방제 드론의 비행 정보와 방제작업 정보 등을 실시간으로 공유하여 효율적이고 신뢰성 높은 방제 작업을 수행할 수 있다.
둘째, 농업 방제용 드론의 추락이나 고장시 AS 부품 준비 및 해당 지역 출동 준비를 신속히 할 수 있다.
셋째, 특정 작업현장에서 수행된 과거의 방제 작업 이력을 이용하여 방제 작업을 자동으로 수행할 수 있으므로 편리하고 신속하게 자동 방제 작업을 수행할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따라 농업용 방제 드론의 방제 작업 정보가 실시간으로 수집되고 공유되는 과정을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 과거 방제 작업 이력을 선택하여 자동 방제 작업이 이루어지는 과정을 보여주는 도면이다.
도 4는 농작업 데이터의 송수신을 위한 하드웨어 구조의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어방법을 도시한 흐름도이다.
도 6 ~ 9는 사용자의 단말기에 출력되는 화면을 도시한 사진이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도면을 참조하면, 상기 시스템은 드론(1)과, 드론(1)으로부터 농작업 데이터를 전송받는 서버(10)와, 서버(10)로부터 데이터를 전송받는 사용자 단말기(조종사, 농민 또는 제조사의 단말기 등)를 포함한다.
드론(1)은 비행 제어부(2)와 데이터 송/수신부(3)를 포함한다.
비행 제어부(2)는 드론(1)의 속도, 가속도, 높이(고도), 방향, 기울기 등을 제어한다. 비행 제어부(2)의 이러한 제어는 통상적인 드론에 채용되는 것이므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.
데이터 송/수신부(3)는 드론 조종장치(도면에 미도시)로부터 비행에 필요한 데이터를 무선으로 전송받고, 드론의 속도, 가속도, 높이(고도), 방향, 기울기, 방제액 수위 등에 대한 데이터를 서버(10)에 무선 전송한다.
서버(10)는, 데이터 송/수신부(3)로부터 농작업 데이터를 수신하는 데이터 수신부(11)와, 수신된 농작업 데이터를 실시간으로 처리하는 실시간 데이터 처리부(13)와, 드론(1)에 의해 기수행된 방제 작업 이력 중 조종사(사용자)에 의해 선택된 방제 작업 이력을 제공하는 작업 이력 데이터 처리부(14)와, 방제작업 정보와 방제작업 이력을 조회하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 그래픽 인터페이스 처리부(15)와, 드론(1)의 사고 또는 고장 이력을 관리하는 드론 사고이력 관리부(16)와, 자동 방제 기능을 제공하는 자동 방제 제어부(18)를 포함한다.
데이터 수신부(11)는 드론(1)에 탑재된 데이터 송/수신부(3)로부터 드론(1)의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 수신한다. 드론(1)에 탑재된 데이터 송/수신부(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 통신망을 이용해 농작업 데이터를 데이터 수신부(11)로 송신한다. 농작업 데이터에는 드론(1)의 비행에 대한 위치, 시간, 속도, 가속도, 고도, 기체 기울기, 방제 수행 여부, 방제량, 방제액 잔량 정보 등과 같은 비행 정보와 방제 작업 정보가 포함된다.
실시간 데이터 처리부(13)는 수신된 농작업 데이터로부터 드론(1)의 실시간 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 추출, 계산한다.
방제작업 추가 정보는 농작업 데이터로부터 계산된 방제 효율(예를 들어, 시간당 방제 면적), 면적당 방제량, 방제 정밀도(예를 들어, 방제 목표 면적 중 방제가 성공적으로 이루어진 면적의 비율 또는 중복방제가 이루어지지 않은 면적의 비율), 방제 가능 시간, 방제 가능 면적, 위험비행 정보(예를 들어, 주변에 충돌 위험이 있는 건물 등의 정보), 사고 정보를 포함한다. 참고로, 방제 효율은 시간당 방제 면적을 의미하는데, 정해진 운영 속도가 있기 때문에 속도가 너무 빨라도 안 되고 너무 늦어도 문제가 있다. 적정 비행속도는 5m/s이고 이보다 속도가 빠르면 약효가 적어지고, 이보다 속도가 늦으면 작물에 약해가 발생할 수 있다.
드론을 수동으로 조작하여 방제를 하기 때문에 방제 간격이 아주 일정하지는 않다. 항공 방제폭은 일반적으로 4m ~ 5m 정도인데 이를 잘 지켜서 균일하게 살포하는지, 살포가 겹친 부분들이 많은지, 살포가 안되고 있는 부분들이 많은지를 종합적으로 분석하여 방제 정밀도를 산출한다.
이와 같이 수집 및 계산된 비행정보와 방제 작업 정보 및 방제작업 추가 정보는 데이터 송신부(19)에 의해 사용자 단말기에 전송될 수 있는데, 바람직하게는 접근 권한이 있는 사용자(예를 들어, 드론 조종사, 의뢰인, 드론 제조사 등)에게만 제공된다.
작업 이력 데이터 처리부(14)는 드론(1)에 의해 기수행된 방제 작업 이력을 하드디스크나 플래쉬 메모리 등으로 이루어진 저장부(17)에 저장하고 사용자의 작업 이력 조회에 응답하여 선택된 방제 작업 이력을 제공한다. 선택된 방제 작업 이력은 데이터 송신부(19)에 의해 사용자 단말기에 전송될 수 있다.
그래픽 인터페이스 처리부(15)는 드론(1)의 실시간 방제작업 정보와 방제작업 이력 등을 조회하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 제공한다. 이 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)는 데이터 송신부(19)에 의해 사용자 단말기에 전송될 수 있다.
바람직하게, 그래픽 인터페이스 처리부(15)는 배경화면으로 드론(1)의 현재 위치에 대한 위성사진을 출력하고 위성사진 상에 드론(1)의 현재 위치와 이동경로를 그래픽으로 표시하며, 이를 사용자 단말기에 전송한다.
드론 사고이력 관리부(16)는 드론(1)의 사고 또는 고장시 해당 정보를 저장부(17)에 저장한다. 드론 사고이력 관리부(16)는 드론(1)이 조종 실수나 고장으로 추락한 경우와, 돌풍, 장애물 등과 같은 외부 요인에 의해 추락한 경우를 구분하여 서로 다른 이미지(또는 심볼)나 색상으로 구분되게 표시할 수 있다. 또한, 드론 사고이력 관리부(16)는 돌풍, 장애물 등과 같은 외부 요인에 의해 드론이 추락한 이력이 있는 경우, 비행중인 드론(1)이 사고 지점에서 정해진 거리 범위에 위치할 때 사이렌이나 램프 점멸과 같은 방식으로 알람을 출력하여 동일한 사고의 발생을 미연에 방지한다.
자동 방제 제어부(18)는 저장부(17)에 저장된 과거의 방제 작업 이력들 중에서 사용자가 선택한 작업 이력에 대응하는 방제 제어 정보를 드론(1)으로 전송하여 자동 방제 작업이 수행되도록 명령한다. 이 때, 방제 제어 정보는 드론(1)의 비행 경로와 위치별 속도, 고도, 방제 여부에 대한 정보를 포함한다. 자동 방제 제어부(18)는 도 3에 도시된 바와 같이 드론 조종사가 스마트폰과 같은 모바일기기(또는 PC)를 이용해 메뉴 선택을 했을 때 활성화되어 해당 방제 제어 정보를 드론(1)으로 전송하여 비행 제어부(2)에 의해 자동 방제 작업이 수행되도록 명령한다.
한편, 도 4는 작업정보의 송수신을 위한 하드웨어 구조의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 드론(1)에는 비행 제어부(2)와, 데이터 수신부(21a)와, 데이터 송신부(21)와, 데이터 송신부(21)에 연결된 복수 개의 센서들(22~26)이 탑재될 수 있다. 데이터 송신부(21)와 복수 개의 센서들(22~26)은 동일 케이스 내에 장착되어 단일 몸체의 작업정보 송신기기(20)를 구성할 수 있다. 이러한 작업정보 송신기기(20)는 다양한 모델의 농업용 드론 제품에 범용성 있게 적용될 수 있는 장점이 있다.
데이터 송신부(21)는 고도센서(거리센서, 22), 방제액 유량센서(23), 방제액 수위센서(24), 드론 자가진단센서(전류센서, 전압센서, 스트레인게이지, 압력센서 등)(25), 및 기능 확장을 위한 기타 센서(온도센서 등)(26)와 연결되어 드론(1)의 비행 정보와, 방제 작업의 진행에 따른 방제액 수위의 변화에 대한 정보를 획득하여 데이터 수신부(30)에 무선 송신한다.
또한, 데이터 송신부(21)는 유선으로 비행 제어부(2) 및 데이터 수신부(21a)와 연결되고, 드론(1)의 GPS 위치정보, 진행방향, 속도, 가속도, 기울기를 포함하는 드론(1) 비행 정보를 비행 제어부(2)로부터 실시간 획득하며 이를 데이터 수신부(30)에 전송할 수 있다.
스마트폰(31, 사용자 단말기)에는 데이터 송신기(21)와 무선통신이 가능한 데이터 수신기(30)가 연결되어 데이터를 수신한다. 데이터 송신기(21)와 데이터 수신기(30) 간은 장거리 무선통신이 가능한 로라(LoRa), LTE, 3G 등의 통신으로 농작업 데이터의 전송이 이루어질 수 있다. 스마트폰(31)과 데이터 수신기(30)는 블루투스 또는 USB 케이블 등으로 서로 연결될 수 있다. 스마트폰(31)은 음성통화 등 휴대폰의 기능은 지원하지 않는 별도의 휴대용 전자 장치로 대체될 수도 있다.
스마트폰(31)에는 인터넷과 연결 가능한 서버(10)와 연동되는 전용 어플리케이션 프로그램(앱)이 탑재되어 이를 이용해 서버(10)로 드론(1)의 비행 정보와 방제 작업 정보 등을 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 농업 방제용 드론의 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상기 제어 방법은 농작업 데이터를 수신하는 과정(단계 S100)과, 수신된 농작업 데이터를 이용하여 방제작업 추가 정보를 계산하는 과정(단계 S101)과, 드론(1)의 비행 및 방제 작업과 관련된 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하고 이를 사용자 단말기에 전송하는 과정(단계 S102)과, 사용자의 메뉴 선택(S103)에 응답하여 방제 작업 정보, 방제 작업 추가 정보, 방제 작업 이력, 사고/고장 정보와 사고지점 위치 표시 등을 수행하고 이를 사용자 단말기에 전송하는 과정(단계 S104 ~ S111)을 포함한다.
농작업 데이터 수신 과정(단계 S100)에서는 드론(1)에 탑재된 데이터 송/수신부(3) 또는 데이터 송신부(21)로부터 드론(1)의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 수신한다. 농작업 데이터에는 드론(1)의 비행에 대한 위치, 시간, 속도, 가속도, 고도, 기체 기울기, 방제 수행 여부, 방제량, 방제액 잔량 정보가 포함된다.
방제작업 추가 정보는 실시간 데이터 처리부(13)가 비행 정보와 방제 작업 정보를 이용하여 계산한다(단계 S101). 그리고, 그래픽 사용자 인터페이스 제공 과정(단계 S102)에서는 도 6 ~ 9에 도시된 바와 같이 사용자 단말기에 드론(1)의 실시간 방제작업 정보와 방제작업 이력 등을 조회하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스 메뉴 영역(100)을 출력하고, 이 출력을 사용자 단말기에 전송한다. 그래픽 사용자 인터페이스 메뉴 영역(100)은 "실시간 작업정보", "실시간 작업정보 상세", "작업내역 조회", "사고/고장 조회" 등의 텍스트 항목을 포함한다.
사용자 메뉴 선택 과정(단계 S103)에서는 접근 권한을 획득한 드론 조종사, 의뢰인(농민 등), 드론 제조사가 스마트폰(또는 PC)을 이용해 서버(10)에 접속하여 원하는 정보를 조회한다.
사용자가 "실시간 작업정보" 메뉴를 선택하여 실시간 방제작업 정보를 조회한 것으로 판단된 경우, 실시간 데이터 처리부(13)는 수신된 실시간 방제 작업 정보 데이터를 처리하고 데이터 송신부(19)는 이를 사용자 단말기에 전송한다. 이에 따라, 도 6에 도시된 바와 같이 단말기의 화면에는 드론(1)의 현재 위치에 대한 GPS 위치정보와 현재 방제량 정보가 표시된다.
사용자가 "실시간 작업정보 상세" 메뉴(방제작업 추가 정보를 보기 위한 메뉴)를 선택한 경우, 실시간 데이터 처리부(13)는 도 7에 도시된 바와 같이 드론(1)의 현재 위치에 대한 GPS 위치정보와 현재 방제량 정보를 비롯하여, 방제액 잔량, 방제가능시간, 현재 시간, 현재 속도, 현재 고도, 기체 기울기, 기체의 가속도, 위험 상태 등 상세 정보를 제공하고 데이터 송신부(19)는 이를 사용자 단말기에 전송한다.
사용자가 "작업내역 조회" 메뉴를 선택하여 방제작업 이력 조회를 한 것으로 판단된 경우, 작업 이력 데이터 처리부(14)는 저장부(17)에 저장된 방제작업 이력 정보 중 선택된 방제 이력을 조회하여 제공하고 데이터 송신부(19)는 이를 사용자 단말기에 전송한다. 이에 따라, 도 8에 도시된 바와 같이 과거에 수행된 방제작업에 대한 이력이 날짜와 함께 출력된다. 각 방제작업 이력에는 방제 효율, 면적당 방제량, 방제 시간, 방제 면적, 총 방제량, 사고가 발생한 경우 그 발생지점에 대한 정보 등이 포함된다. 또한, 화면의 일측에는 "자동 방제 수행" 메뉴 영역(101)이 표시될 수 있다.
사용자에 의해 "자동 방제 수행" 메뉴가 선택되면 자동 방제 제어부(18)가 작동되어 해당 방제작업 이력과 동일한 경로로 방제 작업을 수행할 수 있는 방제 제어 정보가 드론(1)으로 전송된다.
사용자가 "사고/고장 조회" 메뉴를 선택하여 사고나 고장 이력 조회를 한 것으로 판단된 경우, 드론 사고이력 관리부(16)는 저장부(17)에 저장된 드론(1)의 사고/고장에 대한 이력 정보와 함께 사고/고장 지점을 조회하여 사용자 단말기에 전송한다. 드론(1)의 사고/고장 지점은 소정의 이미지나 심볼로 위성지도상에 마킹될 수 있다.
드론 사고이력 관리부(16)는 드론(1)이 조종 실수나 고장으로 추락한 경우와 돌풍, 장애물 등과 같은 외부 요인에 의해 추락한 경우를 구분하여 서로 다른 이미지(또는 심볼)나 색상으로 구분되게 표시할 수 있다. 또한, 드론 사고이력 관리부(16)는 외부 요인에 의해 추락한 경우, 실시간으로 수신되는 드론(1)의 위치가 사고 지점에서 정해진 거리 범위(예컨대, 반경 3m 범위) 내에 들어왔을 때 경보 등 알람을 출력하여 동일한 사고의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 드론 사고이력 관리부(16)는 드론(1)이 고장났을 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 수리가 필요한 부품 정보 메뉴 영역(102)을 사용자 단말기에 표시한다.수리가 필요한 부품 정보는 드론 자가진단센서(25) 등에 의해 파악될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 제어 방법은 드론 조종사, 농민, 드론 제조사가 농업용 방제 드론(1)의 비행 정보와 방제 정보를 실시간 공유하여 방제 작업에 대한 이해를 도모하고 효율적이고 신뢰성 높은 방제 작업을 수행할 수 있는 현저한 효과가 있다.
또한, 농업 방제용 드론(1)의 추락이나 고장시 이벤트 정보를 실시간 수집하여 AS 부품 준비 및 해당 지역 출동 준비를 신속히 할 수 있고, 작업현장에서 수행된 과거의 방제 작업 이력을 그대로 반영하여 자동 작업을 수행할 수 있어 편리하고 신속하게 자동 방제 작업을 수행할 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 드론 2 : 비행 제어부
3 : 데이터 송/수신부 10: 서버
11: 데이터 수신부 13: 실시간 데이터 처리부
14: 작업 이력 데이터 처리부
15: 그래픽 인터페이스 처리부 16: 드론 사고이력 관리부
17: 저장부 18: 자동 방제 제어부
19 : 데이터 송신부 20: 작업정보 송신기기
21 : 데이터 송신부 21a : 데이터 수신부
22 : 고도센서(거리센서) 23 : 방제액 유량센서
24 : 방제액 수위센서 25 : 드론 자가 진단센서
26 : 기타 센서 30: 데이터 수신부
31 : 사용자 단말기(스마트 폰)
100: 그래픽 사용자 인터페이스 메뉴 영역
101: 자동 방제 수행 메뉴 영역 102: 필요부품 표시 영역

Claims (16)

  1. 비행 제어부(2)와 데이터 송/수신부(3)를 포함하는 드론;
    드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부(11);
    수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 실시간 데이터 처리부(13); 및
    실시간 데이터 처리부(13)에 의해서 처리된 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 조종사, 의뢰인 및 제조사 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자에게 실시간으로 전송하는 데이터 송신부(19);를 포함하고,
    방제작업 추가 정보는 방제 작업 정보를 이용하여 계산된 방제 효율, 면적당 방제량, 방제 정밀도, 방제 가능 시간 또는 면적, 위험 비행 정보, 사고 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    드론의 실시간 방제작업 정보와 방제작업 이력을 조회하기 위한 그래픽 사용자 인터페이스를 제공하는 그래픽 인터페이스 처리부(15); 및,
    드론에 의해 기수행된 방제 작업 이력을 저장부에 저장하고, 사용자의 작업 이력 조회에 응답하여 방제 작업 이력을 제공하는 작업 이력 데이터 처리부(14);를 포함하고,
    그래픽 사용자 인터페이스와 방제 작업 이력은 데이터 송신부(19)에 의해서 사용자 단말기에 전송되는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그래픽 인터페이스 처리부(15)는 단말기의 배경 화면으로 드론의 현재 위치에 대한 위성 사진을 출력하고, 위성사진 상에 드론의 현재 위치와 이동경로를 그래픽으로 표시하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    드론의 사고 또는 고장시 해당 정보를 사용자의 단말기에 전송하고 저장부(17)에 저장하는 드론 사고이력 관리부(16);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 드론 사고이력 관리부(16)는 수리가 필요한 부품 정보를 사용자의 단말기에 전송하고 상기 부품 정보를 제조사 또는 서비스센터에게 실시간으로 전송하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 저장부(17)에 저장된 과거의 방제 작업 이력들 중에서 사용자가 선택한 작업 이력의 방제 제어 정보를 드론으로 전송하여 자동 방제 작업이 수행되도록 명령하는 자동 방제 제어부(18);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방제 제어 정보는 드론의 비행경로와 위치별 속도, 고도, 방제 여부에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  8. 비행 제어부(2)와 데이터 송/수신부(21)(21a)를 포함하는 드론;
    드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 데이터 수신부(30); 및,
    데이터 수신부(30)로부터 농작업 데이터를 수신하여 서버(10)에 전송하고, 서버(10)가 작성한 방제작업 추가 정보를 수신하여 출력하는 사용자 단말기(31);를 포함하고,
    서버(10)는,
    수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 실시간 데이터 처리부(13); 및
    실시간 데이터 처리부(13)에 의해서 처리된 비행 정보와 방제작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 사용자 단말기(31)에게 실시간으로 전송하는 데이터 송신부(19);를 포함하고,
    방제작업 추가 정보는 방제 작업 정보를 이용하여 계산된 방제 효율, 면적당 방제량, 방제 정밀도, 방제 가능 시간 또는 면적, 위험 비행 정보, 사고 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 드론에 탑재되는 데이터 송신부(21)는 고도센서, 방제액 유량센서, 방제액 수위센서 및 드론 자가진단센서 중 적어도 어느 하나로부터 측정 데이터를 전송받고,
    사용자 단말기(31)는 데이터 송신부(21)와 무선통신이 가능한 데이터 수신부(30)와 연결되어 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 송신부(21)는 유선 통신으로 비행 제어부(2)와 연결되어 드론의 GPS 위치정보, 진행방향, 속도, 가속도, 기울기를 포함하는 드론 비행 정보를 획득하고, 이를 데이터 수신부(30)에 전송하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템.
  11. (a) 드론의 비행 정보와 방제 작업 정보를 포함하는 농작업 데이터를 무선으로 수신하는 단계;
    (b) 수신된 농작업 데이터로부터 드론의 실시간 비행 정보와 방제 작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 추출 및 계산하는 단계; 및,
    (c) 상기 (b) 단계의 비행 정보와 방제 작업 정보 및 방제작업 추가 정보를 조종사, 농민 및 제조사 중 적어도 어느 하나를 포함하는 사용자에게 실시간으로 전송하는 단계;를 포함하고,
    방제작업 추가 정보는 방제 작업 정보를 이용하여 추출 및 계산된 방제 효율, 면적당 방제량, 방제 정밀도, 방제 가능 시간 또는 면적, 위험 비행 정보, 사고 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    서버(10)의 저장부(17)에 저장된 기존의 방제 작업 이력을 사용자의 작업 이력 조회에 응답하여 사용자의 단말기에 전송하는 단계; 및
    사용자가 선택한 과거 방제 작업의 작업 데이터를 드론에게 무선 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    사용자의 단말기에는 드론의 현재 위치에 대한 위성사진이 배경화면으로 출력되고, 위성사진 상에 드론의 현재 위치와 이동경로가 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    드론의 사고 또는 고장 시 해당 정보를 사용자에게 전송하고 저장부(17)에 저장하는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    사용자의 사고/고장 이력 조회에 응답하여 상기 위성사진 상에 드론의 사고/고장 발생 지점이 그래픽으로 표시되는 것을 특징으로 하는, 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    사고/고장이 발생한 경우, 수리가 필요한 부품 정보를 사용자 단말기에 전송하는 것을 특징으로 하는 농업 방제용 드론의 관리 및 제어 시스템의 처리 방법.
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