[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20200065696A - 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템 - Google Patents

드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200065696A
KR20200065696A KR1020180152398A KR20180152398A KR20200065696A KR 20200065696 A KR20200065696 A KR 20200065696A KR 1020180152398 A KR1020180152398 A KR 1020180152398A KR 20180152398 A KR20180152398 A KR 20180152398A KR 20200065696 A KR20200065696 A KR 20200065696A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
crop
flight
cultivation
drone
module
Prior art date
Application number
KR1020180152398A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102200314B1 (ko
Inventor
서경식
Original Assignee
주식회사 웨이브쓰리디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 웨이브쓰리디 filed Critical 주식회사 웨이브쓰리디
Priority to KR1020180152398A priority Critical patent/KR102200314B1/ko
Publication of KR20200065696A publication Critical patent/KR20200065696A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102200314B1 publication Critical patent/KR102200314B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/30—Aircraft characterised by electric power plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/80—UAVs characterised by their small size, e.g. micro air vehicles [MAV]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/30—Supply or distribution of electrical power
    • B64U50/39—Battery swapping
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • B64C2201/042—
    • B64C2201/127—
    • B64C2201/141—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B64U2101/31—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography for surveillance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y02T50/62—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Economics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Animal Husbandry (AREA)
  • Marine Sciences & Fisheries (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 농업 환경 개선을 위한 기술에 있어서, 특히 다양한 작물 재배 환경에서 농작물의 품질과 생산량을 향상시킬 수 있도록 해주는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템에 관한 것으로, 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 것이 특징인 발명이다.

Description

드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템{system for monitoring agricultural produce using drone}
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.
농업은 인류의 생존에 가장 기본적인 1차 산업이다.
농업은 많은 인력이 요구되는 산업임에도 불구하고 기계화와 자동화의 발전 속도가 더딜 뿐만 아니라 2000년대 이후 농촌 고령화가 빠르게 진행되면서 노동력 부족 문제가 대두되고 있다.
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.
최근에는 정보통신기술을 적용하여 농작물 재배 환경을 최적화하는 방법을 시도하고 있으며, 정부차원에서도 적극적으로 농업에 첨단기술을 접목하여 농업의 경쟁력을 확보하려는 노력을 기울이고 있다.
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.
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.
한편, 노지 재배는 시설 재배에 비하여 기상 상황은 물론 토양 상태와 병충해 발생 등 다양한 재배 환경의 영향을 많이 받는다.
따라서 다양한 재배 환경을 신속하고 정확하게 분석하여 최적의 재배 환경을 예측하고 관리해주기 위한 기술이 요구되고 있다.
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.
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.
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.
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.
보다 바람직하게, 상기 제어모듈은 상기 배터리의 충전량에 따른 상기 무인비행체의 비행가능거리에 기반하여 상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 재설정할 수 있다.
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.
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.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
다양한 재배 환경과 작물의 생육상태를 신속하고 정확하게 분석하여 작물 재배를 최적으로 관리해주기 때문에, 농작물의 품질과 생산량을 향상시킬 수 있다.
많은 인력 동원 없이 다양한 재배 환경과 작물 생육상태를 정확하게 분석해 주기 때문에, 노동력에 대한 부담이 해소된다.
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.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
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.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.
본 발명에서는 농산물의 모니터링을 일예로 설명하나 임산물에 대한 모니터링이나 수산물을 위한 바다나 강에 대한 모니터링에도 용이하게 적용가능하다.
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.
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.
서버는 통신망을 통해 복수의 클라이언트와 연결되어 클라이언트-서버 구조를 형성한다. 따라서, 이하에서 클라이언트는 다양한 단말기에 해당한다.
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.
클라이언트는 다양한 유무선 환경을 통해 서버에 접속하여 서비스를 제공받는 사용자단말기(300)와 영상정보를 서버에 제공하는 무인비행체(400)에 해당할 수 있다.
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.
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.
본 발명에서 사용자단말기(300)는 재배농민 등의 사용자가 휴대하면서 이동성이 보장되는 무선단말기 또는 일종의 컴퓨터일 수 있다.
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.
관리서버(100)는 사용자정보와, 농산물의 상태를 판단하기 위한 기준데이터와, 모니터링한 농산물의 상태데이터와, 농산물의 상태에 따른 대처법을 저장하는 데이터베이스들과 연동한다.
관리서버(100)와 연동하는 데이터베이스는 제1데이터베이스(210)와 제2데이터베이스(220)를 포함하여 구성된다.
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,
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.
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.
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.
부가적으로, 제2데이터베이스(220)는 실질적으로 작물의 재배가 이루어지는 동안 각 시기에 무인비행체(400)로부터 제공된 영상정보를 저장할 수 있다.
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.
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.
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.
사용자단말기(300)는 어플리케이션(320)과 제어유닛(330)과 카메라(340)로 구성된다.
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.
카메라(340)는 영상을 촬영한다.
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.
관리서버(100)는 카메라(340)가 촬영한 영상을 수신하고, 그 수신된 영상에 대한 스펙트럼 분석을 통해 영상분석을 실시한다.
한편, 본 발명의 시스템에서 하나의 클라이언트로 동작하는 무인비행체(400)는 사용자단말기(300)와 연동하여 농작물의 재배지역에서 이동하면서 미리 설정된 지점마다 영상을 촬영한다.
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.
특히, 무인비행체(400)는 비행모듈(410)과 촬영모듈(420)과 메모리(430)와 배터리(440)와 제어모듈(450)로 구성된다.
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.
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.
메모리(430)는 촬영모듈(420)이 촬영한 영상을 저장한다. 또한, 메모리(430)는 무인비행체(400)의 비행경로를 설정하기 위한 자동항법데이터를 저장한다.
배터리(440)는 비행모듈(410)과 촬영모듈(420)에 동작전원을 공급한다.
제어모듈(450)은 메모리(430)에 저장된 자동항법데이터를 사용하여 비행모듈(410)의 비행 동작을 제어한다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
관리서버(100)는 등록 관리부(110)와 검색 관리부(120)와 게시 관리부(130)와 재배 관리부(140)와 영상 분석부(150)로 구성된다.
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.
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.
게시 관리부(130)는 검색 관리부(120)에 의해 검색된 데이터를 검색된 순서로 화면에 디스플레이한다.
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.
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.
한편, 영상 분석부(150)에서 생성된 영상 분석결과는 사용자에 대한 각 정보에 연계시켜 제2데이터베이스(220)에 저장시키는 것이 바람직하다.
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.
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.
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.
100: 관리서버
210: 제1데이터베이스 220: 제2데이터베이스
300: 사용자단말기 400: 무인비행체

Claims (6)

  1. 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 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    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.
  3. 제 2 항에 있어서,
    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.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어모듈은,
    상기 배터리의 충전량에 따른 상기 무인비행체의 비행가능거리에 기반하여 상기 자동항법데이터에 따른 상기 비행경로를 재설정하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    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.
  6. 제 1 항에 있어서,
    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.
KR1020180152398A 2018-11-30 2018-11-30 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템 KR102200314B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180152398A KR102200314B1 (ko) 2018-11-30 2018-11-30 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180152398A KR102200314B1 (ko) 2018-11-30 2018-11-30 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200065696A true KR20200065696A (ko) 2020-06-09
KR102200314B1 KR102200314B1 (ko) 2021-01-08

Family

ID=71082252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180152398A KR102200314B1 (ko) 2018-11-30 2018-11-30 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102200314B1 (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102288079B1 (ko) * 2020-11-30 2021-08-11 한국스마트드론 주식회사 무인 비행체를 이용한 모니터링 시스템 및 그 방법
CN113900451A (zh) * 2021-11-17 2022-01-07 湖南精飞智能科技有限公司 基于5g北斗技术的无人机数字农业应用系统
RU209619U1 (ru) * 2021-10-29 2022-03-17 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" (ФИЦ ИУ РАН) Система мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата
KR102408373B1 (ko) * 2021-04-12 2022-06-14 주식회사 이노드 농지 정보의 자동화 관리 방법 및 그를 위한 장치
WO2023101146A1 (ko) * 2021-12-03 2023-06-08 한국전자기술연구원 영상정보 기반의 벼 키다리병 자동 판독 장치 및 방법
WO2023106558A1 (ko) * 2021-12-07 2023-06-15 한국전자기술연구원 영상정보 기반의 벼 도복 자동 판독 장치 및 방법
CN116897828A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 巡检除漏去雄无人机系统及其巡检去雄方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230079750A (ko) 2021-11-29 2023-06-07 주식회사 지오멕스소프트 드론 영상을 이용한 사료작물 건물수량 예측 및 관리시스템
KR20230085615A (ko) 2021-12-07 2023-06-14 대한민국(농촌진흥청장) 드론 영상을 활용한 작황 정보 제공 시스템 및 그 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160072519A (ko) * 2014-12-15 2016-06-23 드림스페이스월드주식회사 유선드론을 적용한 작물개체 3차원 모니터링 시스템
JP2018517220A (ja) * 2015-05-26 2018-06-28 シュ、ジシャンXU, Jixiang インテリジェント栽培管理方法及びインテリジェント栽培設備

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160072519A (ko) * 2014-12-15 2016-06-23 드림스페이스월드주식회사 유선드론을 적용한 작물개체 3차원 모니터링 시스템
JP2018517220A (ja) * 2015-05-26 2018-06-28 シュ、ジシャンXU, Jixiang インテリジェント栽培管理方法及びインテリジェント栽培設備

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102288079B1 (ko) * 2020-11-30 2021-08-11 한국스마트드론 주식회사 무인 비행체를 이용한 모니터링 시스템 및 그 방법
KR102408373B1 (ko) * 2021-04-12 2022-06-14 주식회사 이노드 농지 정보의 자동화 관리 방법 및 그를 위한 장치
RU209619U1 (ru) * 2021-10-29 2022-03-17 Федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" (ФИЦ ИУ РАН) Система мониторинга участков сельскохозяйственных угодий с использованием машинного обучения и беспилотного летательного аппарата
CN113900451A (zh) * 2021-11-17 2022-01-07 湖南精飞智能科技有限公司 基于5g北斗技术的无人机数字农业应用系统
WO2023101146A1 (ko) * 2021-12-03 2023-06-08 한국전자기술연구원 영상정보 기반의 벼 키다리병 자동 판독 장치 및 방법
WO2023106558A1 (ko) * 2021-12-07 2023-06-15 한국전자기술연구원 영상정보 기반의 벼 도복 자동 판독 장치 및 방법
CN116897828A (zh) * 2023-09-14 2023-10-20 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 巡检除漏去雄无人机系统及其巡检去雄方法
CN116897828B (zh) * 2023-09-14 2023-12-22 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 巡检除漏去雄无人机系统及其巡检去雄方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102200314B1 (ko) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102200314B1 (ko) 드론을 이용한 농작물 모니터링 시스템
EP3741214B1 (en) Method for plantation treatment based on image recognition
US10349584B2 (en) System and method for plant monitoring
Vega et al. Multi-temporal imaging using an unmanned aerial vehicle for monitoring a sunflower crop
JP2018046787A (ja) 農業管理予測システム、農業管理予測方法、及びサーバ装置
KR20190115491A (ko) 센서 기반의 작황상황 빅데이터 분석을 이용하여 농약 살포량을 실시간으로 조절 가능한 농업용 드론 시스템
Kirkpatrick Technologizing agriculture
Andritoiu et al. Agriculture autonomous monitoring and decisional mechatronic system
CN111479459A (zh) 生长状况或病虫害发生状况的预测系统、方法以及程序
Molin et al. Precision agriculture and the digital contributions for site-specific management of the fields
Singh et al. Usage of Internet of Things based devices in smart agriculture for monitoring the field and pest control
WO2019235240A1 (ja) 情報処理装置
Shahibi et al. Factors affecting paddy farmers in using drones
Rani et al. Harnessing the future: cutting-edge technologies for plant disease control
Singh et al. Application of Drones Technology in Agriculture: A Modern Approach
Gupta et al. DRONES: The Smart Technology In Modern Agriculture
EP3554094B1 (en) Remote control system, remote control method, and program
Yadav et al. Importance of drone technology in Indian agriculture, farming
US20210315150A1 (en) Method and systems for generating prescription plans for a region under cultivation
Misra et al. Automation Techniques for Smart and Sustainable Agriculture and its Challenges
Pandiyan et al. A comprehensive review on internet of agro drones for precision agriculture
Niu et al. The Unmanned Ground Vehicles (UGVs) for Digital Agriculture
Yogish et al. Smart Farming Solution using Internet of Things for Rural Area
Bălăceanu et al. Advanced precision farming techniques employing WSN and UAV
Nenkov et al. Research on the Effectiveness of Modelling of Autonomous Flight System for Monitoring Agricultural and Industrial Sites

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant