KR20220073895A - 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 레일; 상기 레일 상에 설치되는 구동부; 상기 구동부와 연결되는 프레임; 상기 프레임의 양측에 설치되는 촬상부; 상기 프레임의 양측에 설치되는 분사노즐; 상기 촬상부에서 촬영된 화상을 저장하고 분석하여 기설정된 방법에 의해 병해 여부 및 종류를 진단하는 진단부; 상기 분사노즐과 연결되는 약제 공급부; 및 상기 진단부에서 병해로 진단된 위치에 상기 구동부를 동작시켜 상기 프레임을 위치시키고, 상기 약제 공급부를 동작시켜 상기 분사노즐을 통하여 하나 이상의 방향으로 약제가 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법을 제공한다.

Description

병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법{Unmanned control apparatus based on blight diagnosis and control method the same}

본 발명은 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.

종래의 작물 재배 영역에 방제를 위한 약제를 분사하여 살포하는 장치로서, 특허문헌 1에 개시된 장치를 들 수 있다.

특허문헌 1에는 작물 재배 영역에 설치된 이동 안내부재를 따라 이동하면서 약제를 살포하는 몸체부를 구비하는 방제 장치가 개시된다.

그러나 이러한 장치는 사용자가 직접 육안으로 작물의 병을 확인한 후 필요한 농약을 방제기를 통해 살포하는 방식으로서, 넓은 작물 재배 영역을 사용자가 일일히 육안으로 작물의 병해를 확인하여야 하는 번거로움이 있다.

또한, 구조상 병해가 발생한 부분에 정확하게 약제를 분사하기 어렵고 넓은 범위에 약제가 분사되는 단점이 있다.

이에, 병해의 진단을 육안이 아닌 카메라 영상 분석 기술을 이용하여 작물의 화상으로부터 병을 진단하는 기술 또한 연구되고 있다.

그러나, 최근까지 병 진단을 위해 영상을 취득하는 방법은 하나의 카메라 또는 다수의 카메라를 고정식으로 설치하여 촬영하는 방식을 사용하고 있어 관찰 대상이 되는 작물의 수가 매우 제한적이다.

이와 같은, 방식의 경우 온실 내 수많의 작물 중에 몇몇의 작물만이 관찰되어 병의 진단이 늦어질 수 있어 피해가 발생할 수 있는 확률이 높아지게 된다.

또한, 종래기술에 의하면 병해의 진단과 약제의 분사가 별도로 행해지고 있어 이러한 장치를 별도로 구비하여야 하는 단점이 있다.

KR 10-2030410 B1

이에, 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 착안하여 이를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 작물 병해의 진단과 방제를 함께 수행 가능하고, 또한, 보다 효과적인 방제를 행할 수 있는 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법을 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 레일; 상기 레일 상에 설치되는 구동부; 상기 구동부와 연결되는 프레임; 상기 프레임의 양측에 설치되는 촬상부; 상기 프레임의 양측에 설치되는 분사노즐; 상기 촬상부에서 촬영된 화상을 저장하고 분석하여 기설정된 방법에 의해 병해 여부 및 종류를 진단하는 진단부; 상기 분사노즐과 연결되는 약제 공급부; 및 상기 진단부에서 병해로 진단된 위치에 상기 구동부를 동작시켜 상기 프레임을 위치시키고, 상기 약제 공급부를 동작시켜 상기 분사노즐을 통하여 하나 이상의 방향으로 약제가 분사되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 무인 방제 장치를 제공한다.

상기 제어부는 상기 약제가 분사된 후 소정시간 후에, 상기 구동부와 촬상부를 동작시켜 상기 약제가 분사되었던 위치에 상기 프레임을 위치시켜 화상이 촬영되도록 하고, 상기 진단부는 촬영된 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상을 약제 분사 전에 촬영되어 저장된 화상과 비교하여 기설정된 방법에 의해 상기 소정시간과 분사된 약제 종류에 따른 방제 결과를 연산하고, 연산된 상기 방제 결과는 데이터 베이스에 저장되는 것이 바람직하다.

상기 약제 공급부는 서로 다른 복수의 약제가 각각 공급되는 다수의 약제 공급부로 구성되고, 상기 제어부는, 상기 진단부에서, 상기 촬상부에서 촬영된 화상이 분석되어 판단된 병해의 종류 및 상기 데이터 베이스에 저장된 방제 결과에 따라 약제 종류를 선택하고, 상기 진단부에서 병해로 판단된 위치에 상기 구동부를 동작시켜 상기 프레임을 위치시키고, 상기 다수의 약제 공급부에 각각 수용된 약제 중 상기 선택된 약제가 상기 분사노즐을 통하여 분사되도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 프레임과 구동부 사이에 위치하는 회전축;을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 프레임은, 상기 일측이 상기 구동부와 연결되는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임으로부터 연장되어 위치하며, 상기 메인 프레임의 길이 방향을 따라 왕복동작 가능하게 위치하는 연장 프레임;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 무인 방제 장치의 제어방법으로서, (a) 촬상부에서 작물 재배 영역의 화상이 촬영되는 단계; (b) 진단부에서 촬영된 상기 화상이 분석되어 기설정된 방법에 의해 병해 여부 및 종류가 진단되는 단계; (c) 상기 무인 방제 장치의 구동부가 동작되어 프레임이 레일을 따라 상기 진단부에서 병해로 진단된 위치로 이동되는 단계; 및 (d) 상기 무인 방제 장치의 약제 공급부가 동작되어 상기 프레임에 설치된 분사노즐을 통하여 하나 이상의 방향으로 약제가 분사되는 단계;를 포함하는 제어방법을 제공한다.

상기 (b) 단계에서, 촬상부에서 촬영된 상기 화상이 상기 진단부에 저장되며, 상기 (d) 단계 이후, (e) 상기 약제가 분사된 후 소정시간 후에, 상기 구동부가 동작되어 상기 프레임이 상기 약제가 분사되었던 위치로 이동되는 단계; (f) 상기 촬상부에 의해, 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상이 촬영되는 단계; (g) 상기 진단부에 의해, 촬영된 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상이 약제 분사 전에 촬영되어 저장된 상기 화상과 비교되고, 기설정된 방법에 의해 상기 소정시간과 분사된 약제 종류에 따른 방제 결과가 연산되는 단계; 및 (h) 데이터 베이스에 연산된 상기 방제 결과가 저장되는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 (h) 단계 이후에, (i) 촬상부에서 작물 재배 영역의 화상이 다시 촬영되는 단계; (j) 진단부에서, 상기 촬상부에 의해 다시 촬영된 상기 화상이 분석되어 진단된 병해 및 상기 데이터 베이스에 저장된 방제 결과에 따라 약제가 선택되는 단계; (k) 상기 구동부가 동작되어 상기 프레임이 레일을 따라 상기 진단부에서 병해로 진단된 위치로 이동되는 단계; 및 (d) 선택된 상기 약제가 상기 약제 공급부로부터 상기 프레임에 설치된 상기 분사노즐을 통하여 분사되는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

작물 병해 진단과 방제 기능을 하나의 장치로 구현함으로써 설치비용이 절감된다

그리고, 무인 방제 장치의 프레임이 레일을 따라 동작 가능하고. 프레임의 회전 및 길이 조절이 가능하도록 구성함으로써, 프레임에 설치된 카메라와 분사노즐을 통하여, 작물 재배 영역의 모든 작물을 대상으로 하여 병해의 진단 및 약제 분사가 가능하다

또한, 약제 분사 후의 방제 결과를 도출함으로써 약제 분사에 의한 방제 효과를 명확히 파악함은 물론, 추후의 방제에 있어서 이전의 방제 결과를 사용하여 방제를 수행함으로써 방제 실패를 줄임으로써, 보다 효과적으로 방제를 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 제어방법의 플로우 챠트이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 촬상부로부터 촬영된 화상으로서, 무인 방제 장치를 통한 방제 전의 작물 재배 영역의 일부를 나타낸다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 촬상부로부터 촬영된 화상으로서, 상기 도 5에서, 무인 방제 장치를 통한 방제 후의 작물 재배 영역의 일부를 나타낸다.

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.

또한, 기술되는 실시예는 발명의 설명을 위해 예시적으로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법을 상세히 설명한다.

먼저, 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 구성을 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치는, 레일(100), 프레임(300), 구동부(200), 분사노즐(400), 촬상부(500), 약제 공급부(600), 진단부(700), 데이터 베이스(900) 및 제어부(800)를 포함한다.

레일(100)은 작물이 재배되는 영역에 설치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 작물이 심어진 공간 상부에 배치될 수 있다.

레일(100)에는 그 길이 방향을 절개된 절개부(110)가 형성된다.

구동부(200)는 레일(100) 상에 설치된다. 구동부(200)의 일측에는 롤러(210)가 연결되고, 롤러(210)가 레일(100) 상에서 동작 가능하게 배치될 수 있다.

구동부(200)가 구동됨에 따른 롤러(210)의 회전에 의해 구동부(200)가 레일(100) 상에서 레일(100)을 따라 이동 가능하도록 구성된다.

프레임(300)은 구동부(200) 하부에 설치된다. 따라서, 구동부(200)가 동작함에 따라 구동부(200)에 의해 레일(100)을 따라 이동 가능하도록 구성된다.

프레임(300)은 메인 프레임(310) 및 연장 프레임(320)을 포함할 수 있다.

메인 프레임(310)은 일측이 구동부(200)와 연결되어 상기와 같이 구동부(200)가 동작함에 따라 레일(100)을 따라 이동한다.

연장 프레임(320)은 메인 프레임(310)의 양측에 위치하며, 메인 프레임(310)의 양측으로 연장되어 위치한다.

연장 프레임(320)은 메인 프레임(310)의 길이 방향을 따라 왕복동작 가능하게 위치한다.

구체적으로, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 연장 프레임(320)의 일측에는 메인 프레임(310)의 일측이 삽입될 수 있는 공간이 마련되어, 메인 프레임(310)의 일측이 상기 공간에 삽입됨으로써, 연장 프레임(320)이 메인 프레임(310)의 길이 방향을 따라 왕복 동작 가능하도록 구성될 수 있다.

도시하지는 않았으나, 메인 프레임(310)의 일측에 연장 프레임(320)이 삽입되는 공간이 마련됨으로써, 연장 프레임(320)의 일측이 메인 프레임(310)의 공간에 삽입됨으로써, 연장 프레임(320)이 메인 프레임(310)의 길이 방향을 따라 왕복 동작 가능하도록 구성될 수 있다.

즉, 메인 프레임(310)과 연장 프레임(320)은 소위 텔레스코픽 방식으로 연결되어, 연장 프레임(320)의 동작에 따라 길이 조절이 가능하도록 구성된다.

다만, 프레임(300)은 상기한 메인 프레임(310) 및 연장 프레임(320)이 텔레스코픽 방식으로 구성되는 이외에도, 길이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 프레임(300)과 구동부(200) 사이가 회전축(250)으로 연결되어, 구동부(200)의 동작에 의해 프레임(300)이 회전 가능하도록 설치된다. 여기서, 구동부(200)와 연결되는 롤러(210)의 동작과 회전부의 회전동작은 별개로 이루어지도록 구성된다.

촬상부(500)는 프레임(300)의 양측에 설치된다. 촬상부(500)는 작물 재배 영역의 화상을 촬영하는 구성으로서, 카메라 등의 촬상장치로 구성될 수 있다.

촬상부(500)는 프레임(300)의 양측에 다수개가 구비될 수 있다.

촬상부(500)를 통하여 프레임(300)이 위치하는 근방의 작물 재배 영역의 화상이 촬영된다.

또한, 화상 촬영시에 구동부(200)가 레일(100)을 따라 구동된 거리에 따른 프레임(300)의 위치 및 프레임(300)의 회전 각도나 길이 조절 정도의 정보가 촬영되는 화상과 함께 획득된다.

분사노즐(400)은 프레임(300)의 양측에 설치된다. 분사노즐(400)은 공급튜브(450)를 통하여 약제 공급부(600)와 연결되어, 약제 공급부(600)로부터 공급되는 방제용 약제가 분사노즐(400)을 통하여 프레임(300)이 위치한 작물 재배 영역 근방에 분사된다.

분사노즐(400)은 프레임(300)의 양측에 다수개 설치될 수 있으며, 도 2 및 도 3에 나태난 바와 같이 선단이 분기된 형태로서, 공급되는 약제를 하나 이상의 방향으로 분사되도록 할 수 있다.

육안으로 작물 군락을 정면에서 보면 다수 작물의 줄기나 잎들로 인해 안쪽까지 육안으로 확인이 어렵지만 이동하거나 각도를 틀어서 보면 군락 내 안쪽을 볼 수 있다.

상기와 같이, 프레임(300)이 레일(100)을 따라 동작가능하고, 회전 및 길이 조절이 가능하도록 구성된다. 이로써, 재배 영역에서 재배되는 작물의 군락의 안쪽이나 잎의 뒷면 등 일측면에서는 잘 보이지 않는 곳의 화상 촬영 및 약제의 분사가 가능하게 된다.

공급튜브(450)는 그 일측이 프레임(300)의 상부에서 분사노즐(400)과 연통되고 상기 레일(100)의 절개부(110)를 통과하여 타측이 약제 공급부(600)와 연결된다.

또한, 레일(100)의 일측에는 프레임(300)이 레일(100)을 따라 동작함에 따라 공급튜브(450)의 길이가 변할 수 있도록 공급튜브(450)가 권취되는 권취부(120)가 설치될 수 있다.

약제 공급부(600)는 상기와 같이 공급튜브(450)를 통하여 분사노즐(400)과 연결됨으로써, 약제 공급부(600)로부터 공급되는 약제가 공급튜브(450)를 통하여 분사노즐(400)로 공급되어 분사된다.

약제 공급부(600)는 복수로 구성될 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 약제 공급부(600)는 제1약제 공급부(610) 및 제2약제 공급부(620)로 구성되어, 각 약제 공급부(600)에는 서로 다른 종류의 약제가 수용되거나, 또는, 같은 약제를 농도를 달리 희석하여 수용하여 사용할 수 있다.

제1약제 공급부(610) 및 제2약제 공급부(620)에는, 각각 약제를 펌핑하는 제1펌프(P1) 및 제2펌프(P2)가 구비된다. 공급튜브(450)를 통하여 분사노즐(400)로 분사되도록 하는 제1펌프(P1) 및 제2펌프(P2)가 구비된다.

제1펌프(P1)와 제2펌프(P2)의 동작에 의해, 제1약제 공급부(610)와 제2약제 공급부(620)에 수용된 약제가 공급튜브(450)를 통하여 분사노즐(400)로 분사된다.

이로써, 제1펌프(P1)와 제2펌프(P2)를 선택적으로 동작시키거나, 또는 모두 동작시킴으로써, 복수의 약제가 각각 분사되거나, 또는 혼합되어 분사되도록 할 수 있다.

진단부(700)는 촬상부(500)에서 촬영된 화상을 저장하고 분석하여 병해 여부 및 종류를 진단한다.

구체적으로, 진단부(700)는 촬상부(500)에서 촬영된 작물 재배 영역의 화상을, 미리 설정된 방법을 통하여, 병해가 발생하였는지, 병해가 발생하였다면 어떤 병해인지를 분석한다.

상기 병해의 발생은, 촬영된 작물 재배 영역에 나타난 작물 외관의 형태, 즉, 잎이나 줄기의 형태나 색깔의 이상 등을 통하여 분석할 수 있다.

이때, 상기와 같이, 화상과 함께 획득된 프레임(300)의 위치 및 프레임(300)의 회전 각도나 길이 조절 정도의 정보를 통하여 병해가 발생한 위치도 파악된다.

제어부(800)는 진단부(700)에서 병해로 판단된 위치로 구동부(200)를 동작시켜 프레임(300)을 위치시키고, 약제 공급부(600)에 설치된 각 펌프를 동작시켜 약제가 분사노즐(400)을 통하여 병해 위치에 분사되도록 제어한다.

이로써, 작물 재배 영역에서 병해로 판단된 위치의 병해 부위에 효과적으로 약제를 분사하여 방제를 행할 수 있다.

데이터 베이스(900)는 진단부(700)에서 연산된 방제 결과를 저장하며, 살세히는 후술한다.

다음, 첨부된 도 4 내지 도 6을 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 제어방법을 상세히 설명한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 방제 장치의 제어방법은 크게, 진단 및 방제 단계(S100), 방제 결과 도출 단계(S200) 및 상기 방제 결과를 이용한 진단 및 방제 단계(S300)를 포함한다.

먼저, 진단 및 방제 단계(S100)가 수행된다.

촬상부(500)에서 작물 재배 영역의 화상이 촬영된다(S110).

제어부(800)에 의해 구동부(200)가 동작되어, 프레임(300)이 레일(100)을 따라 이동하면서 작물 재배 영역의 화상이 촬영된다. 이때, 제어부(800)는 추가로 프레임(300)을 회전시키거나 프레임(300)의 길이를 조절함으로써, 보다 상세한 화상의 촬영이 가능하다.

다음, 진단부(700)에서 촬영된 화상이 분석되어 병해 여부 및 종류가 진단된다(S120).

진단부(700)는 촬상부(500)에서 촬영된 작물 재배 영역의 화상을 분석한다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 진단부(700)는 상기와 같이 미리 설정된 방법으로, 촬상부(500)에서 촬영된 작물 재배 영역의 화상에서, 작물의 형태나 색깔 등의 이상을 분석함으로써, 병해가 발생하였는지, 병해가 발생하였다면 어떤 병해인지를 분석한다.

그리고, 화상과 함께 획득된 프레임(300)의 위치 및 프레임(300)의 회전 각도나 길이 조절 정도의 정보를 통하여 병해가 발생한 부분(A)의 위치도 파악한다

또한, 촬상부(500)에 촬영된 화상 및 상기 진단된 병해와 위치 정보는 진단부(700)에 저장될 수 있다.

다음, 무인 방제 장치가 동작되어 프레임(300)이 레일(100)을 따라 진단부(700)에서 병해로 판단된 위치로 이동된다(S130).

제어부(800)는 구동부(200)를 구동시켜 진단부(700)에서 진단된 병해 발생 위치로 프레임(300)을 이동 시킨다. 이때, 프레임(300)을 회전시키거나 길이를 조절함으로써, 프레임(300)에 설치된 분사노즐(400)이 보다 정확하게 병해가 발생 부분(A)을 향하도록 할 수 있다.

다음, 약제 공급부(600)가 동작되어 프레임(300)에 설치된 분사노즐(400)을 통하여 약제가 분사된다(S140).

제어부(800)는 프레임(300)이 작물 재배 영역의 병해 발생위치로 이동되면, 약제 공급부(600)에 설치된 펌프를 동작시켜, 약제 공급부(600)에 수용된 약제가 공급튜브(450)를 지나 분사노즐(400)을 통하여 병해가 발생한 부분(A)으로 분사되도록 한다.

상기와 같이, 약제 공급부(600)가 복수로 구비되는 경우, 복수의 약제 공급부(600) 중 분사될 약제를 선택하고, 해당 약제 공급부(600)에 설치된 펌프를 동작시켜 해당 약제가 분사되도록 할 수 있다.

이와 같이, 진단 및 방제 단계(S100)를 통하여, 작물 재배 영역에서 병해 여부, 종류 및 발생 위치를 자동으로 파악하고, 파악된 위치에서 병해가 발생한 부분에 신속하고 정확한 방제를 수행할 수 있다.

다음, 방제 결과 도출 단계(S200)를 상세히 설명한다.

약제가 분사된 후 소정시간 후에, 프레임(300)이 상기 약제가 분사되었던 위치로 이동된다(S210).

제어부(800)는 상기와 같이 약제가 분사된 후 소정시간 경과 후에, 구동부(200)를 구동시켜 프레임(300)을 약제가 분사되었던 위치로 이동 시킨다.

상기 소정시간은 짧게는 1일에서 길게는 1개월 정도로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

촬상부(500)에 의해, 약제가 분사되었던 위치의 화상이 촬영된다(S220).

프레임(300)이 소정시간 이전에 약제가 분사되었던 위치로 이동하면, 촬상부(500)는 약제가 분사되었던 위치의 화상을 촬영한다.

다음, 촬영된 약제가 분사되었던 위치의 화상이 약제 분사 이전에 촬영되어 저장된 화상과 비교되고, 미리 설정된 방법에 의해 소정시간과 분사된 약제 종류에 따른 방제 결과가 연산된다(S230).

구체적으로, 진단부(700)는 상기 S220 단계에서 촬상부(500)에서 촬영된 소정시간에 이전에 약제가 분사되었던 위치의 화상과, 소정시간 이전에 촬영된 화상 즉, 상기 S110 단계에서 촬영되어 S120 단계에서 저장된 화상을 비교한다.

구체적으로, 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 약제 분사 전 화상에서 병해가 발생한 부분(A)(도 5)과, 약제 분사 후 화상에서 병해가 발생한 부분(A)의 갯수나 면적으로 비교하여 방제 결과를 연산하여 도출한다.

방제 결과의 일례로서, 방제 후 화상의 병해가 발생한 부분의 갯수 / 방제 전 화상의 병해가 발생한 부분의 갯수로 하여 이를 %로 나타낼 수 있다.

도 5에 나타낸 방제 후 화상의 병해가 발생한 부분의 갯수는 4부분이고, 방제 전 화상의 병해가 발생한 부분의 갯수는 2부분이다.

그리고, 방제 전과 방제 후의 시간차(소정시간)가 1주일이라고 하고, 방제된 약제는 제1약제 공급부(610)에 수용된 A약제라고 가정한다.

이로부터, 진단부(700)는 해당 병해 발생시에 A약제를 분사하여 방제를 행하고 1주일이 경과하면 50%정도의 방제율을 나타낸다는 방제 결과를 도출할 수 있다.

다음, 데이터 베이스(900)에 연산된 방제 결과가 저장된다.

진단부(700)에서 병해 종류, 분사된 약제 종류(또는 농도) 및 방제후 경과된 시간에 따라 연산되어 도출된 방제결과는 데이터 베이스(900)에 저장된다.

상기와 같이, 방제 결과 도출 단계(S200)에 의하면, 발생된 병해에 대하여 약제 방제 후 소정 시간 경과 후, 해당 병해에 있어서 분사된 약제가 시간에 따라서 어느 정도 효과가 있는지를 수치화하여 도출함으로써 방제효과를 명확히 파악할 수 있다.

또한, 도출된 방제결과는 이하와 같이 추후의 방제에 사용될 수 있다.

다음, 상기 방제 결과를 이용한 진단 및 방제 단계(S300)를 상세히 설명한다.

촬상부(500)에서 작물 재배 영역의 화상이 다시 촬영된다(S310).

제어부(800)에 의해 구동부(200)가 동작되어, 프레임(300)이 레일(100)을 따라 이동하면서 작물 재배 영역의 화상이 다시 새롭게 촬영된다.

이때, S110 단계에서와 마찬가지로, 제어부(800)는 추가로 프레임(300)을 회전시키거나 프레임(300)의 길이를 조절함으로써, 보다 상세한 화상의 촬영이 가능하다.

다음, 진단부(700)에서, 촬상부(500)에 의해 다시 촬영된 화상이 분석되어 진단된 병해 및 상기 데이터 베이스(900)에 저장된 방제 결과에 따라 약제가 선택된다(S320).

진단부(700)는 상기 S120 단계에서와 같이, 미리 설정된 방법으로, 촬상부(500)에서 촬영된 작물 재배 영역의 화상에서, 작물의 형태나 색깔 등의 이상을 분석함으로써, 병해가 발생하였는지, 병해가 발생하였다면 어떤 병해인지를 분석하고, 화상과 함께 획득된 프레임(300)의 위치 및 프레임(300)의 회전 각도나 길이 조절 정도의 정보를 통하여 병해가 발생한 부분(A)의 위치도 파악한다.

그리고, 본 단계에서는 상기와 같이 진단부(700)에서 진단된 병해 종류에 따라 약제가 선택된다.

구체적으로, 진단부(700)는 상기와 같이 데이터 베이스(900)에 저장된 이전의 방제 결과 데이터로부터, 진단된 병해에 효과적인 약제를 선택한다.

예를 들면, 해당 병해에 대하여 이전에 분사되었던 약제의 종류 중 A약제가 효과가 좋은것으로 판단하였다면, A약제를 선택한다.

다음, 프레임(300)이 레일(100)을 따라 상기 진단부(700)에서 병해로 판단된 위치로 이동된다(S330).

S130 단계와 같이, 제어부(800)는 구동부(200)를 구동시켜 진단부(700)에서 진단된 병해 발생 위치로 프레임(300)을 이동 시킨다. 이때, 프레임(300)을 회전시키거나 길이를 조절함으로써, 프레임(300)에 설치된 분사노즐(400)이 보다 정확하게 병해가 발생 부분(A)을 향하도록 할 수 있다.

다음, 선택된 약제가 분사된다(S340).

제어부(800)는 프레임(300)이 작물 재배 영역의 병해 발생위치로 이동되면, 상기 진단부(700)에 의해 선택된 약제를 병해가 발생한 부분(A)에 분사되도록 한다.

구체적으로, 선택된 A약제가 제1약제 공급부(610)에 수용되어 있다면, 제1약제 공급부(610)에 설치된 제1펌프(P1)를 동작시켜, 제1약제 공급부(610)에 수용된 A약제가 공급튜브(450)를 지나 분사노즐(400)을 통하여 병해가 발생한 부분(A)으로 분사되도록 한다.

이와 같이, 방제 결과를 이용한 진단 및 방제 단계(S300)를 통하여, 작물 재배 영역에서 발생된 병해에 대하여, 이전의 방제 결과에 따라 효과적인 약제를 선택하여 분사하여 방제를 수행함으로써 방제 실패를 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 병 진단 기반 무인 방제 장치 및 제어 방법에 의하면, 작물 병해 진단과 방제 기능을 하나의 장치로 구현함으로써 설치비용이 절감된다

무인 방제 장치의 프레임이 레일을 따라 동작 가능하고. 프레임의 회전 및 길이 조절이 가능하도록 구성함으로써, 프레임에 설치된 카메라와 분사노즐을 통하여, 작물 재배 영역의 모든 작물을 대상으로 하여 병해의 진단 및 약제 분사가 가능하다

또한, 약제 분사 후의 방제 결과를 도출함으로써 약제 분사에 의한 방제 효과를 명확히 파악함은 물론, 추후의 방제에 있어서 이전의 방제 결과를 사용하여 방제를 수행함으로써 방제 실패를 줄임으로써, 보다 효과적으로 방제를 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100: 레일
110: 절개부
120: 권취부
200: 구동부
210: 롤러
211: 축
250: 회전축
300: 프레임
310: 메인 프레임
320: 연장 프레임
400: 분사노즐
450: 공급튜브
500: 촬상부
600: 약제 공급부
610: 제1약제 공급부
620: 제2약제 공급부
700: 진단부
800: 제어부
900: 데이터 베이스
P1: 제1펌프
P2: 제2펌프

Claims (8)

1. 작물 재배 영역에 설치되는 레일(100);
   상기 레일(100) 상에 설치되는 구동부(200);
   상기 구동부(200)와 연결되는 프레임(300);
   상기 프레임(300)의 양측에 설치되는 촬상부(500);
   상기 프레임(300)의 양측에 설치되는 분사노즐(400);
   상기 촬상부(500)에서 촬영된 화상을 저장하고 분석하여 기설정된 방법에 의해 병해 여부 및 종류를 진단하는 진단부(700);
   상기 분사노즐(400)과 연결되는 약제 공급부(600); 및
   상기 진단부(700)에서 병해로 진단된 위치에 상기 구동부(200)를 동작시켜 상기 프레임(300)을 위치시키고, 상기 약제 공급부(600)를 동작시켜 상기 분사노즐(400)을 통하여 하나 이상의 방향으로 약제가 분사되도록 제어하는 제어부(800);를 포함하는,
   무인 방제 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부(800)는 상기 약제가 분사된 후 소정시간 후에, 상기 구동부(200)와 촬상부(500)를 동작시켜 상기 약제가 분사되었던 위치에 상기 프레임(300)을 위치시켜 화상이 촬영되도록 하고,
   상기 진단부(700)는 촬영된 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상을 약제 분사 전에 촬영되어 저장된 화상과 비교하여 기설정된 방법에 의해 상기 소정시간과 분사된 약제 종류에 따른 방제 결과를 연산하고,
   연산된 상기 방제 결과는 데이터 베이스(900)에 저장되는,
   무인 방제 장치.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 약제 공급부(600)는 서로 다른 복수의 약제가 각각 공급되는 다수의 약제 공급부(610, 620)로 구성되고,
   상기 제어부(800)는,
   상기 진단부(700)에서, 상기 촬상부(500)에서 촬영된 화상이 분석되어 판단된 병해의 종류 및 상기 데이터 베이스(900)에 저장된 방제 결과에 따라 약제 종류를 선택하고,
   상기 진단부(700)에서 병해로 판단된 위치에 상기 구동부(200)를 동작시켜 상기 프레임(300)을 위치시키고, 상기 다수의 약제 공급부(610, 620)에 각각 수용된 약제 중 상기 선택된 약제가 상기 분사노즐(400)을 통하여 분사되도록 제어하는,
   무인 방제 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임(300)과 구동부(200) 사이에 위치하는 회전축(250);을 더 포함하는,
   무인 방제 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임(300)은,
   상기 일측이 상기 구동부(200)와 연결되는 메인 프레임(310); 및
   상기 메인 프레임(310)으로부터 연장되어 위치하며, 상기 메인 프레임(310)의 길이 방향을 따라 왕복동작 가능하게 위치하는 연장 프레임(320);을 포함하는,
   무인 방제 장치.
   
6. 무인 방제 장치의 제어방법으로서,
   (a) 촬상부(500)에서 작물 재배 영역의 화상이 촬영되는 단계;
   (b) 진단부(700)에서 촬영된 상기 화상이 분석되어 기설정된 방법에 의해 병해 여부 및 종류가 진단되는 단계;
   (c) 상기 무인 방제 장치의 구동부(200)가 동작되어 프레임(300)이 레일(100)을 따라 상기 진단부(700)에서 병해로 진단된 위치로 이동되는 단계; 및
   (d) 상기 무인 방제 장치의 약제 공급부(600)가 동작되어 상기 프레임(300)에 설치된 분사노즐(400)을 통하여 하나 이상의 방향으로 약제가 분사되는 단계;를 포함하는,
   제어방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 (b) 단계에서,
   촬상부(500)에서 촬영된 상기 화상이 상기 진단부(700)에 저장되며,
   상기 (d) 단계 이후,
   (e) 상기 약제가 분사된 후 소정시간 후에, 상기 구동부(200)가 동작되어 상기 프레임(300)이 상기 약제가 분사되었던 위치로 이동되는 단계;
   (f) 상기 촬상부(500)에 의해, 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상이 촬영되는 단계;
   (g) 상기 진단부(700)에 의해, 촬영된 상기 약제가 분사되었던 위치의 화상이 약제 분사 전에 촬영되어 저장된 상기 화상과 비교되고, 기설정된 방법에 의해 상기 소정시간과 분사된 약제 종류에 따른 방제 결과가 연산되는 단계; 및
   (h) 데이터 베이스(900)에 연산된 상기 방제 결과가 저장되는 단계;를 더 포함하는,
   제어방법.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 (h) 단계 이후에,
   (i) 촬상부(500)에서 작물 재배 영역의 화상이 다시 촬영되는 단계;
   (j) 진단부(700)에서, 상기 촬상부(500)에 의해 다시 촬영된 상기 화상이 분석되어 진단된 병해 및 상기 데이터 베이스(900)에 저장된 방제 결과에 따라 약제가 선택되는 단계;
   (k) 상기 구동부(200)가 동작되어 상기 프레임(300)이 레일(100)을 따라 상기 진단부(700)에서 병해로 진단된 위치로 이동되는 단계; 및
   (d) 선택된 상기 약제가 상기 약제 공급부(600)로부터 상기 프레임(300)에 설치된 상기 분사노즐(400)을 통하여 분사되는 단계;를 더 포함하는,
   제어방법.
   

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