KR20200079180A - Planting Status and Vegetation Index Analysis System using Clustered Drones Platform - Google Patents

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KR20200079180A KR1020190148514A KR20190148514A KR20200079180A KR 20200079180 A KR20200079180 A KR 20200079180A KR 1020190148514 A KR1020190148514 A KR 1020190148514A KR 20190148514 A KR20190148514 A KR 20190148514A KR 20200079180 A KR20200079180 A KR 20200079180A
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Abstract

The present invention relates to a system for analyzing a cultivation status and a vegetation index using a clustered flight drone platform, which comprises: a master drone for calculating an actual area by generating the entire image for an area to be managed, and setting a divided area to be photographed by each slave drone and an initial position with respect to the calculated actual area; a plurality of slave drones for generating a divided image photographed by a clustered flight along a preset path by being moved to the corresponding initial position when a corresponding photographing area and the initial position are received from the master drone; and a management server for collecting an image photographed from the master drone and the slave drones to recognize a cultivation status and a vegetation index of the area to be managed. The present invention corrects position information through RTK-GPS to control clustered flight by using the accurate position information.

Description

군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템{Planting Status and Vegetation Index Analysis System using Clustered Drones Platform}Planting Status and Vegetation Index Analysis System using Clustered Drones Platform

본 발명은 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform.

보다 구체적으로, 관리대상영역에 대한 전체영상을 생성하여 실제면적을 산출하고, 산출된 실제면적을 기준으로 각 슬레이브 드론에서 촬영할 분할영역 및 초기위치를 설정하는 마스터 드론, 상기 마스터 드론으로부터 해당 촬영영역 및 초기위치를 수신하면, 해당 초기위치로 이동하여 기설정된 경로에 따라 군집비행하며 해당 분할영역을 촬영한 분할영상을 생성하는 복수의 슬레이브 드론 및 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로부터 촬영된 영상을 수집하여 상기 관리대상영역의 재배현황 및 식생지수를 파악하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템에 관한 것이다. More specifically, a master drone for generating an entire image for a management target area to calculate an actual area, and to set a divided area and an initial position to be photographed in each slave drone based on the calculated actual area, the corresponding shooting area from the master drone And receiving the initial position, moving to a corresponding initial position and flying in a cluster according to a predetermined path, and generating a plurality of slave drones and a segmented image of the corresponding divided region, and images captured from the master drone and the plurality of slave drones. It relates to a cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform, characterized in that it comprises a management server to collect and collect the cultivation status and vegetation index of the management target area.

최근에는 무인항공기나 드론과 같은 무인 원격 비행체의 개발 붐 추세에 따라 다양한 모델의 무인 비행체들이 출시되고 있다.Recently, various models of unmanned aerial vehicles have been released according to the trend of the development boom of unmanned aerial vehicles or drones.

이러한 무인 비행체는 다양화된 활용 목적을 가지는 관계로, 그 수요가 매우 폭발적으로 늘고 있으며, 이러한 폭발적 수요에 맞춰 제품의 출시량도 대량 생산으로 이어지고 있는 상황에 있다.Since these unmanned aerial vehicles have diversified utilization purposes, their demand is increasing explosively, and the release volume of products is also leading to mass production in line with these explosive demands.

무인 비행체는 장난감 용도, 경제 산업 용도, 수색 및 긴급 구조용의 소방 산업 용도, 및 전투 무기용의 군사 산업 용도에 이르기까지 그활용 범위가 다양화되고 있다. 또한, 최근 무인 비행체는 농업 용도의 활용 범위까지 활용되고 있다.Unmanned aerial vehicles are being used in a wide range of applications ranging from toy use, economic industrial use, fire fighting industry use for search and emergency rescue, and military industry use for combat weapons. In addition, unmanned aerial vehicles have recently been used for agricultural applications.

농업 분야에서는 지구 온난화에 따른 기후의 이상 징후로 인하여 농작물의 소출량이 현저히 줄고 있다. 이러한 농작물의 건강한 생육 조건에 요구되는 요인들과 함께 생육 조건에 저해되는 요인들을 파악하기 위해, 생육 농작물을 무인 비행체를 이용하여 모니터링하는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In the agricultural field, the output of agricultural products is significantly reduced due to the abnormal signs of climate due to global warming. In order to grasp factors required for healthy growth conditions of these crops and factors inhibiting the growth conditions, research on a technique for monitoring the growth crops using an unmanned air vehicle has been actively conducted.

농업분야에 무인 비행체를 적용한 기술에 관한 특허문헌으로 한국등록특허 제10-1759130호가 있다. 한국등록특허 제10-1759130호(이하, 선행특허)는 무인항공기, 무인항공기에 탑재되어 농작물의 식생지수를 파악하기 위한 촬영수단으로 RGB가 채용되어 농작물에 대한 영상데이터를 수집하는 카메라, 근적외선 램프가 채용되어 농작물에 번식하는 병충해에 대한 영상데이터를 수집하는 열화상카메라, 영상데이터들을 저장하여 농작물의 시기별 생육에 요구되는 식생지수를 파악하고 농작물의 생육상태를 모니터링하며 관리하는 서버단말기를 포함하는 시스템을 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1759130 is a patent document related to the technology of applying an unmanned aerial vehicle to the agricultural field. Korean Registered Patent No. 10-1759130 (hereinafter referred to as a prior patent) is mounted on an unmanned aerial vehicle and unmanned aerial vehicle, and RGB is adopted as a photographing means for grasping the vegetation index of agricultural products. Includes a thermal imaging camera that collects image data on disease and pests that breed on crops, and includes a server terminal that stores image data to identify the vegetation index required for the growth of crops by season, monitors and manages the growth status of crops. System.

하지만, 선행특허와 같이 하나의 무인비행체를 이용하면 농작지의 규모에 따라 촬영 및 수집에 따른 시간이 많이 소요된다. 이에, 복수의 무인비행체를 이용하여 촬영 영상을 수집하는 기술이 요구된다.However, if a single unmanned air vehicle is used as in the prior patent, it takes a lot of time for photography and collection depending on the size of the farmland. Accordingly, a technique for collecting photographed images using a plurality of unmanned aerial vehicles is required.

또한, 복수의 무인비행체를 이용하여 소정 영역을 정밀하게 촬영을 하기 위해서는 무인비행체들이 충돌이 발생하지 않도록 군집비행을 제어하면서 대상 농작지 및 산림 영역 등을 근거리에서 촬영할 수 있는 기술이 요구된다.In addition, in order to accurately photograph a predetermined area using a plurality of unmanned aerial vehicles, a technique capable of photographing a target farmland and a forest area at a short distance while controlling a collective flight so that unmanned aerial vehicles do not collide is required.

1. 한국등록특허 제10-1759130호(2017.07.12.공고)1. Korean Registered Patent No. 10-1759130 (announced on July 12, 2017)

본 발명의 목적은, 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론을 이용하여 관리 대상인 농작지의 작물 또는 산림의 이미지를 수집하여 재배현황 및 식생지수를 파악할 수 있는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention, by using a master drone and a plurality of slave drones to collect crops or forest images of the farmland to be managed, the cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform capable of determining the cultivation status and vegetation index To provide.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템은 관리대상영역에 대한 전체영상을 생성하여 실제면적을 산출하고, 산출된 실제면적을 기준으로 각 슬레이브 드론에서 촬영할 분할영역 및 초기위치를 설정하는 마스터 드론, 상기 마스터 드론으로부터 해당 촬영영역 및 초기위치를 수신하면, 해당 초기위치로 이동하여 기설정된 경로에 따라 군집비행하며 촬영한 분할영상을 생성하는 복수의 슬레이브 드론 및 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로부터 이미지를 수집하여 상기 관리대상영역의 재배현황 및 식생지수를 파악하는 관리서버를 포함할 수 있다.The cultivation status and vegetation index analysis system using the cluster flight drone platform according to an embodiment of the present invention to achieve the above object is to generate an entire image of the management target area to calculate the actual area, and calculate the calculated A master drone that sets the division area and initial position to be shot in each slave drone based on the area, and when receiving the corresponding shooting area and initial position from the master drone, moves to the corresponding initial position and makes a cluster flight in accordance with a predetermined path. It may include a management server to grasp the cultivation status and vegetation index of the management target region by collecting images from a plurality of slave drones that generate a split image and the master drone and a plurality of slave drones.

또한, 기설정된 위치에 설치된 지상기지국을 더 포함하며, 상기 지상기지국은, 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론을 보관하는 수납부, 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론이 이착륙 가능한 이착륙부 및 상기 기설정된 위치에 대해 이미 알고있는 위도, 경도, 고도와 상기 기설정된 위치에서 수신한 GPS정보를 비교하여 오차값을 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로 전송하는 RTK(Real Time Kinematic)-GPS를 포함하는 특장차가 되고, 상기 관리서버는 상기 특장차에 구비될 수 있다.In addition, further comprising a ground base station installed in a predetermined position, the ground base station, the storage unit for storing the master drone and a plurality of slave drones, the master drone and a plurality of slave drones can take off and land, and the preset A special vehicle including RTK (Real Time Kinematic)-GPS that compares the latitude, longitude, altitude, and GPS information received at the preset location and transmits an error value to the master drone and a plurality of slave drones. , And the management server may be provided in the special vehicle.

또한, 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론은, 기설정 경로로 군집비행하되 상기 RTK(Real Time Kinematic)-GPS로부터 수신된 오차값에 따라 자신의 GPS정보를 보정한 위치로 이동할 수 있다.In addition, the master drone and the plurality of slave drones may be clustered in a predetermined path, but moved to a position where their GPS information is corrected according to an error value received from the Real Time Kinematic (RTK)-GPS.

또한, 상기 마스터 드론은 상기 관리서버의 제어하에 이륙시 상기 관리대상영역으로부터 제1설정거리만큼 상부(z1)로 이동하되 상기 분할영역을 커버하는 위치(x1,y1,z1)로 이동하며, 제1슬레이브 드론은 상기 마스터 드론이 상기 위치로 이동시 상기 관리서버의 제어하에 이륙되어, 상기 관리대상영역으로부터 상기 제1설정거리의 20% 내지 30%에 해당되는 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치(p1:x2,y2,z2)로 이동할 수 있다.In addition, when the master drone takes off under the control of the management server, the master drone moves upwards (z1) by a first set distance from the management target area, but moves to a position (x1, y1, z1) that covers the divided area. A slave drone is taken off under the control of the management server when the master drone moves to the position, and moves upward from the management target area by a second set distance corresponding to 20% to 30% of the first set distance (z2). It can be moved, but it can be moved to the initial position (p1:x2,y2,z2) of the partition.

이때, 상기 관리서버는, 상기 제1슬레이브 드론이 상기 관리대상영역으로부터 상기 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부로 이동시 제2슬레이브 드론을 이륙시키고, 상기 제2슬레이브 드론이 상기 관리대상영역으로부터 상기 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부로 이동시 제3슬레이브 드론을 이륙시킬 수 있다.At this time, the management server, when the first slave drone moves upward by a distance corresponding to 20% of the second set distance from the management target area, the second slave drone takes off, and the second slave drone manages the A third slave drone may be taken off when moving upward by a distance corresponding to 20% of the second set distance from the target area.

이에, 상기 제2슬레이브 드론은 이륙시 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치(p2:x3,y3,z2)로 이동하고, 상기 제2슬레이브 드론은 이륙시 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치(p3:x4,y4,z2)로 이동할 수 있다.Accordingly, the second slave drone moves to the upper part (z2) by a second set distance when taking off, but moves to the initial position (p2:x3,y3,z2) of the corresponding partition, and the second slave drone takes off when taking off. 2 It moves to the upper part (z2) by the set distance, but it can move to the initial position (p3:x4,y4,z2) of the corresponding partition.

또한, 상기 마스터 드론 및 슬레이브 드론은, 실시간 수집되는 영상을 서로 송수신하여 저장하고, 상기 관리대상영역에 대한 촬영이 완료되면 상기 이착륙부로 복귀하여 상기 관리서버로 수집된 영상을 전송하며, 촬영 중 장애확인신호를 기설정주기로 송수신하여 응답이 없는 드론 발생시 상기 이착륙부로 복귀하고, 이륙시의 역순으로 복귀할 수 있다.In addition, the master drone and the slave drone transmit and receive images collected in real time to each other and return to the take-off and landing unit when the photographing of the management target area is completed, and transmit the collected images to the management server, and a failure during shooting The confirmation signal may be transmitted and received at a preset period to return to the take-off and landing section when a drone with no response occurs, and to return in the reverse order when taking off.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템은 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론의 군집비행제어를 통해 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로부터 해당 촬영영역의 이미지를 수집하여 정합함으로써 촬영에 따른 소요시간을 단축시키면서 정밀한 재배현황 및 식생지수를 파악하여 제공할 수 있다.As described above, the cultivation status and vegetation index analysis system using the cluster flight drone platform of the present invention can control the master drone and a plurality of slave drones through cluster flight control to control the image of the shooting area from the master drone and the plurality of slave drones. By collecting and matching, it is possible to identify and provide precise cultivation status and vegetation index while reducing the time required for shooting.

또한, RTK-GPS를 통해 위치정보를 보정함으로써, 정확한 위치정보를 이용하여 군집비행을 제어할 수 있다.In addition, by correcting location information through RTK-GPS, cluster flight can be controlled using accurate location information.

또한, 드론간의 장애확인신호 송수신을 통해 장애발생여부를 판단하여 장애발생시 드론을 복귀시키고, 각 드론에서 촬영된 영상을 기설정된 적어도 하나의 드론에 전송하여 저장함으로써 장애발생시에도 촬영된 영상을 확보할 수 있다. In addition, by determining whether or not a failure has occurred through transmission and reception of a failure confirmation signal between drones, the drones are returned when a failure occurs, and images captured by each drone are transmitted and stored in at least one preset drone to secure the captured image even when a failure occurs. You can.

또한, 지상기지국, 드론의 보관함 및 이착륙장을 구비한 이동식 특장차를 이용하여 영상수집이 필요한 관리대상영역에서 군집비행을 용이하게 수행할 수 있고, 드론의 관리를 용이하게 할 수 있다.In addition, by using a mobile special vehicle equipped with a ground base station, a drone's storage box, and a landing and landing area, it is possible to easily perform cluster flight in a management target area where image collection is required, and to facilitate drone management.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 이착륙을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 제어를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining the takeoff and landing of a drone according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining a cluster flight control according to an embodiment of the present invention.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 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.The terms or words used in the specification and claims should not be interpreted as being limited to ordinary or lexical meanings, and the inventor can appropriately define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle that it should be interpreted as a meaning and a concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 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.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, and various equivalents can be substituted for them at the time of application. It should be understood that there may be water and variations.

이하, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 요지를 드러내기 위해서 필요하지 않은 사항 즉 통상의 지식을 가진 당업자가 자명하게 부가할 수 있는 공지 구성에 대해서는 도시하지 않거나, 구체적으로 기술하지 않았음을 밝혀둔다.Hereinafter, prior to the description with reference to the drawings, not necessary for revealing the gist of the present invention, that is, a well-known configuration that can be added by those skilled in the art will not be shown or not specifically described Well, reveal the notes.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론의 이착륙을 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 제어를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a schematic configuration of a cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform according to an embodiment of the present invention. 2 is a view for explaining the takeoff and landing of a drone according to an embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining a cluster flight control according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석시스템(이하, 시스템)은 마스터 드론(110), 제1슬레이브 드론 내지 제n슬레이브 드론(120a 내지 120n), 지상기지국(200) 및 관리서버(300)를 포함할 수 있다.Referring to Figure 1, the cultivation status and vegetation index analysis system (hereinafter, the system) using the cluster flight drone platform according to an embodiment of the present invention is a master drone 110, a first slave drone to an n-slave drone (120a) To 120n), a ground base station 200 and a management server 300.

본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템은, 복수의 드론의 군집비행을 통해 관리대상영역을 촬영한 영상을 수집할 수 있다. 이때, 관리대상영역은 농작지, 산림 영역 등이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템은 촬영한 영상을 분석하여 해당 농작지나 산림영역의 재배현황 및 식생지수를 모니터링하고, 분석된 재배현황 및 식생지수 정보들을 관리자 단말기(미도시) 등으로 제공할 수 있다.The system according to an embodiment of the present invention may collect an image of a management target area through a cluster flight of a plurality of drones. At this time, the management target area may be a farmland, a forest area, or the like. The system according to an embodiment of the present invention analyzes the captured image to monitor the cultivation status and vegetation index of the corresponding farmland or forest area, and provides the analyzed cultivation status and vegetation index information to a manager terminal (not shown). Can.

마스터 드론(110)은 관리대상영역에 대한 전체영상을 생성하여 실제면적을 산출하고, 산출된 실제면적을 기준으로 각 슬레이브 드론(120a 내지 120n)에서 촬영할 분할영역 및 초기위치를 설정할 수 있다. The master drone 110 may generate an entire image of the management target area, calculate an actual area, and set a divided area and an initial position to be photographed in each slave drone 120a to 120n based on the calculated actual area.

마스터 드론(110)은 촬영시 고도, 카메라 화각, 촬영확대 배율, 전체영상의 크기 등을 기반으로 관리대상영역의 실제면적을 산출할 수 있다.The master drone 110 may calculate the actual area of the management target area based on altitude, camera angle of view, magnification, and size of the entire image during shooting.

마스터 드론(110)은 실제면적을 산출시, 슬레이브 드론(120a 내지 120n)의 개수에 따라 실제면적을 기반으로 슬레이브 드론(120a 내지 120n)에서 촬영할 영역을 분할하고, 슬레이브 드론(120a 내지 120n)의 이륙시 해당 촬영 분할영역 및 초기위치를 해당 슬레이브 드론으로 전송할 수 있다.When calculating the actual area, the master drone 110 divides an area to be photographed in the slave drones 120a to 120n based on the actual area according to the number of slave drones 120a to 120n, and the slave drones 120a to 120n. When taking off, the corresponding image segment and initial position can be transmitted to the corresponding slave drone.

슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 마스터 드론(110)으로부터 해당 촬영영역 및 초기위치를 수신하면, 해당 초기위치로 이동하여 기설정된 경로에 따라 군집비행하며 촬영한 분할영상을 생성할 수 있다.When the slave drones 120a to 120n receive the corresponding photographing area and the initial position from the master drone 110, the slave drones 120 may move to the corresponding initial position to generate a segmented image taken in a cluster flight along a predetermined path.

마스터 드론(110) 및 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 기설정 경로에 따라 군집비행을 수행하되, 각 드론의 거리는 5m를 유지하고, 마스터 드론의 위치를 중심으로 슬레이브 드론은 기설정경로로 이동하되 대형을 유지하며 이동될 수 있다.The master drone 110 and the slave drones 120a to 120n perform cluster flight according to a preset path, but the distance of each drone is maintained at 5m, and the slave drone moves to a preset path around the position of the master drone. It can be moved while maintaining its formation.

이때, 마스터 드론(110) 및 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 지상기지국(200)으로부터 GPS 오차값을 수신하여 자신의 GPS정보를 오차값을 적용한 위치로 보정하며 이동할 수 있다.At this time, the master drone 110 and the slave drones 120a to 120n may receive GPS error values from the ground base station 200 and correct their GPS information to a position to which the error values are applied and move.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상기지국(200)은 이동가능한 특장차로 구현될 수 있다. 이에, 관리대상영역으로 이동을 용이하게 하면서 해당 관리대상영역에서 드론의 군집비행을 제어하기 용이하다.2, the ground base station 200 according to an embodiment of the present invention may be implemented as a movable special vehicle. Accordingly, it is easy to control the drone's cluster flight in the management target area while facilitating movement to the management target area.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지상기지국(200)은 수납부(10), 이착륙부(20) 및 RTK(Real Time Kinematic)-GPS(30)를 포함할 수 있고, 이미 알고있는 기설정된 위치에 설치할 수 있다. 즉, 특장차에 구비된 RTK-GPS(30)의 위치는 정확하게 알고 있는 위도, 경도, 고도를 가질 수 있다. 또한, 특장차 내부에는 관리서버(300)가 구비될 수 있다.Referring to FIG. 2, the ground base station 200 according to an embodiment of the present invention may include a storage unit 10, a take-off and landing unit 20, and a Real Time Kinematic (RTK)-GPS 30, already It can be installed at a known location. That is, the position of the RTK-GPS 30 provided in the special vehicle can have a latitude, longitude, and altitude that are accurately known. In addition, the management server 300 may be provided inside the special vehicle.

수납부(10)는 마스터 드론(100) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)을 보관할 수 있다. 또한, 이착륙부(20)는 관리서버(300)의 제어에 따라 이륙 또는 착륙이 필요한 드론을 이동시킬 수 있다.The storage unit 10 may store the master drone 100 and a plurality of slave drones 120a to 120n. In addition, the take-off and landing unit 20 may move a drone that requires take-off or landing under the control of the management server 300.

RTK-GPS(30)는 위성GPS(1)로부터 수신한 GPS정보와 이미 알고있는 위도, 경도, 고도를 비교하여 오차값을 산출하고, 산출된 오차값을 이륙한 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)으로 실시간 전송할 수 있다.The RTK-GPS (30) compares the GPS information received from the satellite GPS (1) with the already known latitude, longitude, and altitude to calculate the error value, and the master drone (110) and a plurality of the takeoff of the calculated error value It can be transmitted in real time to the slave drone (120a to 120n).

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 드론(100) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 관리서버(300)의 제어에 따라 이륙 및 복귀를 수행할 수 있다. 도 2 및 도 3을 참고하면, 드론의 이륙순서는 다음과 같다.Meanwhile, the master drone 100 and the plurality of slave drones 120a to 120n according to an embodiment of the present invention may perform takeoff and return under the control of the management server 300. 2 and 3, the drone's takeoff sequence is as follows.

이때, 도 2 및 도 3의 실시 예에서는 슬레이브 드론의 개수를 3개로 설명하였으나, 개수의 한정이 있는 것은 아니다. 또한, 도 2 및 도 3의 실시 예에서 제1설정거리는 100m, 제2설정거리는 20m~30m가 될 수 있고, 해당 위치에서 촬영된 영상을 생성함으로 마스터 드론(110)은 원거리영상을 생성하고, 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 분할된 근거리 영상을 생성할 수 있다.At this time, in the embodiment of FIGS. 2 and 3, the number of slave drones has been described as three, but the number of slave drones is not limited. In addition, in the embodiment of FIGS. 2 and 3, the first set distance may be 100 m, the second set distance may be 20 m to 30 m, and the master drone 110 generates a distant image by generating an image captured at the corresponding location, The plurality of slave drones 120a to 120n may generate segmented short-range images.

마스터 드론(110)은 관리서버(300)의 제어하에 이륙되어 관리대상영역(5)으로부터 제1설정거리만큼 상부(z1)로 이동하되 복수의 분할영역(SD1 내지 SD3)을 커버하는 위치(p:x1,y1,z1)로 이동할 수 있다. The master drone 110 takes off under the control of the management server 300 and moves to the upper part z1 by the first set distance from the management target area 5, but covers a plurality of divided areas SD1 to SD3 (p :x1,y1,z1).

즉, 마스터 드론(110)은 제1설정거리만큼 상부(z1)이동하여 관리대상영역(5)에 대한 전체영상(MD)을 생성하고, 실제면적을 산출하여 복수의 분할영역(SD1 내지 SD3) 및 각 분할영역에서의 해당 슬레이브 드론(120a 내지 120n)의 초기위치를 설정하여 이륙신호를 전송하는 해당 슬레이브 드론으로 해당 분할영역 및 초기위치를 전송할 수 있다.That is, the master drone 110 moves up (z1) by the first set distance to generate the entire image MD for the management target area 5, calculates the actual area, and calculates the actual area to form a plurality of divided areas SD1 to SD3. And by setting the initial position of the corresponding slave drones (120a to 120n) in each partition, it is possible to transmit the partition and the initial position to the corresponding slave drone transmitting the takeoff signal.

다음으로, 관리서버(300)는 제1슬레이브 드론(120a)을 이륙시킬 수 있다. 제1슬레이브 드론(120a)은 마스터 드론(110)이 위치(P)로 이동완료시, 관리서버(300)의 제어하에 이륙되어, 관리대상영역(5)으로부터 제1설정거리의 20% 내지 30%에 해당되는 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역(SD1)의 초기위치(p1:x2,y2,z2)로 이동할 수 있다.Next, the management server 300 may take off the first slave drone 120a. The first slave drone 120a is taken off under the control of the management server 300 when the master drone 110 is completely moved to the position P, 20% to 30% of the first set distance from the management target area 5 It moves to the upper part (z2) by the second set distance corresponding to %, but can move to the initial position (p1:x2,y2,z2) of the corresponding partition area (SD1).

이때, 관리서버(300)는 제1슬레이브 드론(120a)이 관리대상영역으로부터 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부(z축)로 이동시 제2슬레이브 드론(120b)을 이륙시킬 수 있다.At this time, the management server 300 may take off the second slave drone 120b when the first slave drone 120a moves upward (z-axis) by a distance corresponding to 20% of the second set distance from the management target area. have.

또한, 관리서버(300)는 제2슬레이브 드론(120b)이 관리대상영역으로부터 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부(z축)로 이동시 제3슬레이브 드론(120c)을 이륙시킬 수 있다.In addition, the management server 300 may take off the third slave drone 120c when the second slave drone 120b moves upward (z-axis) by a distance corresponding to 20% of the second set distance from the management target area. have.

이에, 제2슬레이브 드론(120b)은 이륙시 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역(SD2)의 초기위치(p2:x3,y3,z2)로 이동하고, 상기 제2슬레이브 드론은 이륙시 제2설정거리만큼 상부(z2)로 이동하되 해당 분할영역(SD3)의 초기위치(p3:x4,y4,z2)로 이동할 수 있다.Accordingly, the second slave drone 120b moves to the upper z2 by the second set distance when taking off, but moves to the initial position (p2:x3,y3,z2) of the corresponding partition SD2, and the second slave drone 120b The drone moves to the upper part z2 by the second set distance when taking off, but may move to the initial position (p3:x4,y4,z2) of the corresponding partition SD3.

복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 각자의 초기위치에서 마스터 드론(110)과 대형을 유지하며 군집비행을 수행할 수 있다. 이때, 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은, 실시간 수집되는 영상을 서로 송수신하여 저장할 수 있다. 또는, 기설정된 드론간에 영상을 송수신하여 저장할 수도 있다.The plurality of slave drones 120a to 120n may maintain a large formation with the master drone 110 at their initial positions and perform cluster flight. At this time, the master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n may transmit and receive images collected in real time by transmitting and receiving each other. Alternatively, images may be transmitted and received between preset drones.

이때, 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 관리대상영역에 대한 촬영이 완료되면 관리서버(300)로 복귀신호를 전송하고 복귀할 수 있다. 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 이착륙부(20)로 복귀하며, 이륙순서의 역순으로 이착륙부(20)에 착륙할 수 있다. 착륙한 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 관리서버(300)로 촬영한 영상을 전송할 수 있다.At this time, the master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n may transmit a return signal to the management server 300 and return when the photographing of the management target area is completed. The master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n return to the take-off and landing section 20 and may land on the take-off and landing section 20 in the reverse order of take-off order. The landed master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n may transmit the captured image to the management server 300.

또한, 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 군집비행시 관리대상영역(5)을 촬영하면서 기설정주기로 장애확인신호를 서로 송수신할 수 있다. 이때, 응답이 없는 드론이 있으면, 장애발생으로 판단하여 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)은 이착륙부(20)로 복귀할 수 있다. In addition, the master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n may transmit and receive a failure confirmation signal to each other at a predetermined cycle while photographing the management target area 5 during cluster flight. At this time, if there is a drone with no response, it is determined that a failure has occurred, and the master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n may return to the takeoff and landing section 20.

또한, 착륙한 드론은 장애발생 위치 및 미응답 드론의 정보를 관리서버(300)로 전송할 수 있고, 관리서버(300)는 기설정된 관리자 단말기(미도시)로 알림하여 장애발생 드론을 수거할 수 있게 한다.In addition, the landed drone may transmit information on the location of the failure and the non-response drone to the management server 300, and the management server 300 may collect the failure-generating drone by notifying the preset administrator terminal (not shown). Have it.

또한, 관리서버(300)는 마스터 드론(110) 및 복수의 슬레이브 드론(120a 내지 120n)으로부터 촬영된 영상을 수집하여 관리대상영역의 재배현황 및 식생지수를 파악할 수 있다.In addition, the management server 300 may collect images photographed from the master drone 110 and the plurality of slave drones 120a to 120n to grasp the cultivation status and vegetation index of the management target area.

이때, 마스터 드론(110) 및 슬레이브 드론(120a 내지 120n)에서 촬영된 영상은 해상도 10cm 수준의 가시광선(RGB) 및 근적외선(NIR) 데이터를 포함한 로우 래스터(Raw Raster) 영상데이터가 될 수 있다. 이에, 관심대상영역의 재배현황 및 식생지수를 정밀하게 파악할 수 있다.In this case, the images captured by the master drone 110 and the slave drones 120a to 120n may be raw raster image data including visible light (RGB) and near infrared (NIR) data having a resolution of 10 cm. Accordingly, it is possible to precisely grasp the cultivation status and vegetation index of the region of interest.

한편, 상기에서 도 1 내지 도3을 이용하여 서술한 것은, 본 발명의 주요 사항만을 서술한 것으로, 그 기술적 범위 내에서 다양한 설계가 가능한 만큼, 본 발명이 도 1 내지 도 3의 구성에 한정되는 것이 아님은 자명하다.On the other hand, in the above description using FIGS. 1 to 3, only the main matters of the present invention are described, and as various designs are possible within the technical scope, the present invention is limited to the configurations of FIGS. 1 to 3 It is obvious that it is not a thing.

110 : 마스터 드론
120a 내지 120n : 제1슬레이브 드론 내지 제n슬레이브 드론
200 : 지상기지국
300 : 관리서버110: master drone
120a to 120n: first slave drone to nth slave drone
200: ground base station
300: management server

Claims (5)

관리대상영역에 대한 전체영상을 생성하여 실제면적을 산출하고, 산출된 실제면적을 기준으로 각 슬레이브 드론에서 촬영할 분할영역 및 초기위치를 설정하는 마스터 드론;
상기 마스터 드론으로부터 해당 촬영영역 및 초기위치를 수신하면, 해당 초기위치로 이동하여 기설정된 경로에 따라 군집비행하며 해당 분할영역을 촬영한 분할영상을 생성하는 복수의 슬레이브 드론; 및
상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로부터 촬영된 영상을 수집하여 상기 관리대상영역의 재배현황 및 식생지수를 파악하는 관리서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템.
A master drone that generates an entire image for a management target area to calculate an actual area, and sets a divided area and an initial position to be photographed in each slave drone based on the calculated actual area;
A plurality of slave drones that, when receiving the corresponding photographing area and the initial position from the master drone, move to the initial position and fly in a cluster according to a predetermined path, and generate a divided image photographing the divided area; And
A cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform, comprising a management server that collects images from the master drone and a plurality of slave drones to determine the cultivation status and vegetation index of the management target area. .
제1항에 있어서,
기설정된 위치에 설치된 지상기지국을 더 포함하며,
상기 지상기지국은, 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론을 보관하는 수납부;
상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론이 이착륙 가능한 이착륙부; 및
상기 기설정된 위치에 대해 이미 알고있는 위도, 경도, 고도와 상기 기설정된 위치에서 수신한 GPS정보를 비교하여 오차값을 상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론으로 전송하는 RTK(Real Time Kinematic)-GPS를 포함하는 특장차가 되는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템.
According to claim 1,
Further comprising a ground base station installed at a predetermined location,
The ground base station, the storage unit for storing the master drone and a plurality of slave drones;
A take-off and landing unit capable of taking off and landing the master drone and a plurality of slave drones; And
RTK (Real Time Kinematic)-GPS that compares the latitude, longitude, altitude and GPS information received at the preset location and transmits an error value to the master drone and a plurality of slave drones. A cultivation status and vegetation index analysis system using a cluster flight drone platform, characterized in that it becomes a specially equipped vehicle.
제2항에 있어서,
상기 마스터 드론 및 복수의 슬레이브 드론은,
기설정 경로로 군집비행하되 상기 RTK(Real Time Kinematic)-GPS로부터 수신된 오차값에 따라 자신의 GPS정보를 보정한 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템.
According to claim 2,
The master drone and a plurality of slave drones,
Analysis of the cultivation status and vegetation index using the cluster flight drone platform, characterized in that the flight to the pre-set route is performed, but the GPS information is corrected according to the error value received from the RTK (Real Time Kinematic)-GPS. system.
제2항에 있어서,
상기 마스터 드론은 상기 관리서버의 제어하에 이륙시 상기 관리대상영역으로부터 제1설정거리만큼 상부로 이동하되 상기 분할영역들을 커버하는 위치로 이동하며,
제1슬레이브 드론은 상기 마스터 드론이 상기 위치로 이동시 상기 관리서버의 제어하에 이륙되어, 상기 관리대상영역으로부터 상기 제1설정거리의 20% 내지 30%에 해당되는 제2설정거리만큼 상부로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치로 이동하고,
상기 관리서버는, 상기 제1슬레이브 드론이 상기 관리대상영역으로부터 상기 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부로 이동시 제2슬레이브 드론을 이륙시키고, 상기 제2슬레이브 드론이 상기 관리대상영역으로부터 상기 제2설정거리의 20%에 해당되는 거리만큼 상부로 이동시 제3슬레이브 드론을 이륙시키며,
상기 제2슬레이브 드론은 이륙시 제2설정거리만큼 상부로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치로 이동하고,
상기 제2슬레이브 드론은 이륙시 제2설정거리만큼 상부로 이동하되 해당 분할영역의 초기위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템.
According to claim 2,
When taking off under the control of the management server, the master drone moves upward by a first set distance from the management target area, but moves to a position covering the divided areas,
The first slave drone is taken off under the control of the management server when the master drone moves to the position, and moves upward by a second setting distance corresponding to 20% to 30% of the first setting distance from the management target area. Move to the initial position of the partition,
The management server takes off the second slave drone when the first slave drone moves upward by a distance corresponding to 20% of the second set distance from the management target area, and the second slave drone is the management target area The third slave drone takes off when moving upward by a distance corresponding to 20% of the second set distance from
The second slave drone moves upward by a second set distance when taking off, but moves to the initial position of the corresponding divided area,
The second slave drone moves upward by a second set distance upon take-off, but moves to the initial position of the divided area, and the cultivation status and vegetation index analysis system using the cluster flight drone platform.
제2항에 있어서,
상기 마스터 드론 및 슬레이브 드론은,
실시간 수집되는 영상을 서로 송수신하여 저장하고, 상기 관리대상영역에 대한 촬영이 완료되면 상기 이착륙부로 복귀하여 상기 관리서버로 수집된 영상을 전송하며, 촬영 중 장애확인신호를 기설정주기로 송수신하여 응답이 없는 드론 발생시 상기 이착륙부로 복귀하고, 이륙시의 역순으로 복귀하는 것을 특징으로 하는 군집비행 드론 플랫폼을 이용한 재배현황 및 식생지수 분석 시스템.
According to claim 2,
The master drone and the slave drone,
The images collected in real time are transmitted and received from each other, and when the shooting for the management target area is completed, the image is returned to the take-off and landing section and the collected image is transmitted to the management server. When there is no drone, it returns to the take-off and landing section, and returns to the reverse order when taking off.
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