KR101391359B1 - 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템에 관한 것으로, 무인 항공기와; 상기 무인 항공기에 제어신호를 전송하여 상기 무인 항공기를 조정하는 원격조정장치와; 방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적 정보를 가지는 지리정보시스템을 포함하며, 상기 지리정보시스템에 기초하여 방제를 수행할 방제 대상이 표시된 방제 지도를 생성하고, 생성한 방제 지도를 상기 원격조정장치에 전송하며, 상기 원격조정장치의 조정에 의해 방제를 수행한 상기 무인 항공기로부터 비행정보를 입력받으며, 상기 비행정보에 기초하여 상기 방제 지도에 상기 방제 기록이 표시된 방제 결과 지도를 생성하고, 상기 지리정보시스템 및 상기 비행정보에 기초하여 방제 비용을 산출하는 서버;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 지리정보시스템(Geographic Information System: GIS)을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 무인 항공기를 통해 농경지에 약제의 방제하는 경우, 지리정보시스템과 GPS 정보를 함께 이용함으로써 정확한 방제 및 비용 산출이 가능하며, 장애물을 회피하여 사고를 방지할 수 있는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 농촌에서 수행되고 있는 농약 및 비료의 살포 방식은 농약 등을 물에 희석하여 분무기에 담아 작업자가 직접 살포하거나 길이가 긴 비닐봉지에 담아 양끝에서 비닐봉지를 잡고 살포하는 방식으로 수행되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 살포방식은 다수의 인력이 필요하고, 작업자가 농약에 중독되어 건강을 해칠 수 있는 문제점이 있으며, 농약을 살포하는 과정에서 농작물을 밟고 이동해야 하므로 농작물의 피해가 발생되는 문제가 있다.
또한, 농약을 분무기와 호스를 이용하여 살포하는 방식은 작업자가 직접 분무기에 연결된 호스와 분사노즐을 파지한 채 논이나 밭으로 들어가 살포해야 되기 때문에 작업성이 현저히 저하되는 문제와 작업이 불편한 문제점이 있다.
한편, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 무인 헬리콥터 등과 같은 무인 항공기를 이용하여 농약 등과 같은 약제를 살포하도록 하는 방안이 대두되고 있다.
그러나, 상기와 같이 무인 항공기를 이용한 방제 방식은 단순히 무인 항공기가 약제의 살포 대상이 되는 논이나 밭 등의 상공을 자유 비행하면서 약제를 살포하기 때문에, 약제가 살포되는 장소에 골고루 살포되지 않는다는 문제가 있다.
이에, GPS(Global Positioning System) 정보를 이용하여 무인 항공기가 약제를 살포해야 하는 논이나 밭의 위치를 확인하고, 정확한 위치에 약제를 살포하도록 하는 방안이 대두되었다.
그러나, GPS 정보를 이용하여 방제를 하는 경우에 무인 항공기가 이동한 거리를 기준으로 방제 비용을 산출하기 때문에, 약제가 살포된 면적에 비해 비용이 과하게 청구되어 소비자와의 분쟁을 야기할 수 있으며, 장애물을 인식하지 못해 항공기가 장애물과 부딪혀 추락하는 사고가 발생할 수 있다는 문제가 있다. 또한, 당일 작업한 경로를 파악하기 어렵고, 정확한 방제 정보가 기록되지 않아, 이를 해결하기 위한 방안이 요구되고 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무인 항공기를 통해 농경지에 약제의 방제하는 경우, 지리정보시스템과 GPS 정보를 함께 이용함으로써 정확한 방제 및 비용 산출이 가능하며, 장애물을 회피하여 사고를 방지할 수 있는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템은, 무인 항공기와; 상기 무인 항공기에 제어신호를 전송하여 상기 무인 항공기를 조정하는 원격조정장치와; 방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적 정보를 가지는 지리정보시스템을 포함하며, 상기 지리정보시스템에 기초하여 방제를 수행할 방제 대상이 표시된 방제 지도를 생성하고, 생성한 방제 지도를 상기 원격조정장치에 전송하며, 상기 원격조정장치의 조정에 의해 방제를 수행한 상기 무인 항공기로부터 비행정보를 입력받으며, 상기 비행정보에 기초하여 상기 방제 지도에 상기 방제 기록이 표시된 방제 결과 지도를 생성하고, 상기 지리정보시스템 및 상기 비행정보에 기초하여 방제 비용을 산출하는 서버;를 포함하고, 상기 방제 비용은 방제 비용 = A*S+(L/D-R)*M*D, A: 살포된 약제 종류에 따른 단위 면적 당 방제비용, S: 방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적, D: 약제 살포 동작이 온 상태에서 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 경우의 무인 항공기(100)의 이동거리, L: 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 상태에서 살포된 총 약제량, M: 이동 거리 당 약제 비용, R: 추가 요금 및 차감 요금의 기준이 되는 기준치인 수학식에 의해 산출된다.
상기 서버는, 상기 지리정보시스템을 기초로 장애물 정보를 상기 방제 지도에 포함시킬 수 있다.
상기 원격조정장치는, 상기 방제 지도에 포함된 장애물 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 장애물에 부딪히지 않도록 상기 무인 항공기를 제어할 수 있다.
상기 서버는, 상기 지리정보시스템을 기초로 친환경 지역 정보를 상기 방제 지도에 포함시킬 수 있다.
상기 원격조정장치는, 상기 방제 지도에 포함된 친환경 지역 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 친환경 지역에 약제를 살포하지 않도록 상기 무인 항공기를 제어할 수 있다.
상기 원격조정장치는, 상기 방제 지도에 포함된 친환경 지역 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 친환경 지역에 일정 거리 내로 접근 시 음성 경고를 출력할 수 있다.
상기 무인 항공기는, 상기 원격조정장치와 통신을 수행하고, 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 통신부와; 상기 원격조정장치로부터의 제어신호에 의해 기체를 구동하는 구동부와; 약제를 살포하는 살포부와; 비행 상황에 관한 비행 정보를 기록하는 데이터부와; 수신된 GPS 정보를 이용하여 현재 기체가 비행중인 공간을 확인하고, 상기 비행 정보를 저장하도록 상기 데이터부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 GPS 정보와 함께 지리정보시스템을 적용하여 실소유자, 실면적 등 방제 대상에 관한 정보를 확인할 수 있어 방제를 수행한 방제 대상의 면적의 정확한 집계 및 합리적인 방제 비용을 산출할 수 있는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명은 합리적인 방제 비용으로 토지 소유자가 과다하게 비용이 청구되었다는 클레임을 막을 수 있으며, 동종 업계에서 타업체에 비해 우수한 경쟁력을 가질 수 있도록 한 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.
또한, 본 발명은 지리정보시스템에 포함된 장애물 정보를 이용하여 장애물을 회피할 수 있으므로, 방제 작업 중에 발생할 수 있는 무인 항공기와 장애물과의 충돌을 방지할 수 있는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.
뿐만 아니라, 방제 작업 도중에 원격조정장치에 방제를 수행한 대상의 위치, 살포한 약제의 종류, 무인 항공기를 조종한 조종자 등의 작업 내용을 입력하고, 실시간으로 서버에 전송할 수 있어 방제 작업에 관한 정보를 빠르고, 정확하게 기록할 수 있는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템 및 그 제어방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템의 제어블록도이며,
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 방제신청 리스트의 일예를 도시한 도면이며,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 방제신청 리스트를 지리정보시스템에 가져오는 과정을 나타낸 도면이며,
도 2c는 본 발명의 일실시예에 따른 방제 대상이 표시된 방제 지도를 도시한 도면이며,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 항공기의 비행 기록을 서버(300)에서 변환하는 과정을 도시한 도면이며,
도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 변환된 비행 기록의 데이터의 일예를 도시한 도면이며,
도 3c는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템에 방제 기록을 불러오는 과정을 도시한 도면이며,
도 3d는 본 발명의 일실시예에 따른 방제 대상 및 방제 기록이 표시된 방제 결과 지도를 도시한 도면이며,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템의 제어블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회원이 방제 일정을 등록하는 웹 페이지를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공동 방제 정보 공유를 위한 웹 페이지를 예시한 도면이다.
도 2a는 본 발명의 일실시예에 따른 방제신청 리스트의 일예를 도시한 도면이며,
도 2b는 본 발명의 일실시예에 따른 방제신청 리스트를 지리정보시스템에 가져오는 과정을 나타낸 도면이며,
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도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템의 제어블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회원이 방제 일정을 등록하는 웹 페이지를 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공동 방제 정보 공유를 위한 웹 페이지를 예시한 도면이다.
[제1실시예]
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 제1실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템은 무인 항공기(100)와, 원격조정장치(200)와, 서버(300)를 포함한다. 이하, 본 발명에 따른 방제 시스템은 무인 항공기(100) 및 원격조정장치(200)가 하나인 것으로 기재하였으나, 복수의 무인 항공기(100)와 각각의 무인 항공기(100)에 대응하는 복수의 원격조정장치(200)를 포함하여, 각각의 무인 항공기(100) 및 원격조정장치(200)가 전체 방제 대상 중 방제할 지역을 할당받아 방제를 수행할 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 무인 항공기(100)는 통신부(10)와, 구동부(20)와, 살포부(30)와, 데이터부(40)와, 제어부(50)를 포함한다.
통신부(10)는 원격조정장치(200)와 통신을 수행하는 것으로, 원격조정장치(200)로부터 무인 항공기(100)의 비행 등에 대한 제어신호를 수신하는 RF 송수신부(미도시)와, 인공위성으로부터 현재 비행중인 공간의 시간에 따른 GPS 데이터를 수신하는 GPS 수신부(미도시)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 통신부(10)는 원격조정장치(200)에 장애물 경고신호를 송신할 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
구동부(20)는 원격조정장치(200)로부터의 제어신호에 의해 구동되어 기체의 비행을 가능하게 하는 것으로, 엔진 등을 포함한다. 구동부(20)는 GPS 수신부를 통해 수신된 GPS 데이터를 통해 비행 시 기체의 위치와 고도, 속도, 자세 등을 조정한다.
살포부(30)는 액상 또는 분말상으로 저장된 농약 및 비료인 살포제를 방재 대상인 농지에 살포하는 것으로, 살포제를 용이하게 공급하기 위한 저장분무기, 저장분무기에 공급되는 살포제를 용이하게 이동시키는 고압이동호스, 고압이동호스를 통해 이동된 살포제를 농지에 배출시키기 위해 고압이동호스의 끝단부에 설치된 다수의 분사노즐 등을 포함하여 구현된다.
데이터부(40)는 기체의 비행 정보를 기록하는 것으로, 기체의 비행 관련 정보를 기록하고, 비행 프로그램 등이 저장된 메모리를 포함하는 비행기록장치로 구현될 수 있다.
또한, 데이터부(40)는 서버(300)로부터 장애물 정보를 입력받아 저장한다. 제1실시예에 따른 데이터부(40)는 USB 등의 접속매체를 통해 장애물 정보를 서버(300)로부터 직접 입력받는다. 여기서, 장애물 정보는 기체가 비행 중에 부딪힐 수 있는 자연적, 인위적으로 생성된 물체(예컨대, 축사, 비닐하우스, 나무, 전신주, 전선 등)에 관한 지형정보가 포함된다.
데이터부(40)에 저장되는 비행 정보에는 무인 항공기(100)의 비행 궤적, 살포부(30)의 약제 살포 시점시의 시간, 살포한 시점의 비행좌표값(위도, 경도), 약제의 살포여부, 엔진 RPM(Revolution per minute: 엔진의 분당 회전수) 등이 저장된다.
제어부(50)는 통신부(10)를 통해 원격조정장치(200)로부터 수신된 제어신호에 따라 기체가 구동되도록 구동부(20)를 제어하고, 약제를 살포하도록 살포부(30)를 제어한다. 제어부(50)는 GPS 수신부를 통해 수신된 GPS 정보를 이용하여 현재 기체가 비행중인 공간을 확인하고, 비행 상황에 관한 비행 정보를 데이터부(40)에 저장한다. 특히 본 발명에 따른 제어부(50)는 살포부(30)의 약제 살포 동작의 온/오프 시간을 데이터부(40)에 저장되게 한다. 아울러 제어부(50)는 무인 항공기(100)의 엔진 RPM 정보를 데이터부(40)에 저장되게 할 수 있다.
한편 제어부(50)는 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상일 때 살포된 약제량에 대한 정보를 데이터부(40)에 저장되게 할 수 있다. 이를 위해 제어부(50)는 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상이 될 때 약제가 저장된 약제 탱크(도시하지 않음)의 게이지(도시하지 않음)로부터 약제 레벨 정보를 취득하여 데이터부(40)에 저장되게 할 수 있다. 이를 통해 미리 정해진 기준 이상으로 무인 항공기(100)가 지상으로부터 떨어진 상태에서 살포된 약제량을 계산할 수 있다. 물론 실시예에 따라서는 무인 항공기(100) 이륙 전 약제 탱크에 채워진 약제 레벨과 착륙 후 약제 탱크에 채워진 약제 레벨을 이용하여 살포된 약제량을 구할 수도 있다. 이 경우 지상에서 살포되었거나 정해진 높이 이하에서 살포된 약제량도 포함될 수는 있다.
또한, 제어부(50)는 데이터부(40)에 저장된 장애물 정보를 확인하여 현재 기체가 비행중인 경로에 장애물이 있으면 원격조정장치(200)로 장애물이 있음을 알리는 경보신호 전송하도록 통신부(10)를 제어한다.
원격조정장치(200)는 무인 항공기(100)를 조정하기 위한 것으로, 제1실시예에 따른 원격조정장치(200)는 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신할 수 있는 스마트폰, 태블릿 PC 등으로 구현되는 것이 바람직하다.
원격조정장치(200)는 서버(300)로부터 방제 대상의 위치가 표시된 방제 지도를 다운로드 받고, 방제 지도에 따라 방제 대상에 약제를 살포하도록 무인 항공기(100)에 제어신호를 전송한다.
원격조정장치(200)는 인공위성으로부터 수신한 GPS 정보를 통해 현재 지도상에서 조정자의 위치, 무인 항공기(100)의 위치, 이동 경로 등을 알 수 있어 방제 대상의 위치를 쉽게 파악할 수 있다.
또한, 원격조정장치(200)를 통해 방제 지도에서 방제 대상을 선택한 후 색상 변경 등을 통해 방제 실시 여부, 방제를 수행한 대상의 위치, 살포한 약제의 종류, 무인 항공기(100)를 조종한 조종자 등의 작업 내용을 입력할 수 있다. 입력한 정보를 실시간으로 서버(300)에 전송할 수 있음은 물론이다.
원격조장장치(200)는 방제 지도에 포함된 장애물 정보와 친환경 지역 정보를 기초로 무인 항공기(100)가 해당 지역을 통과하지 않거나 친환경 지역에 약제가 살포되지 않도록 제어할 수 있다.
원격조장장치(200)는 방제 지도에 포함된 친환경 지역 정보를 기초로 상기 무인 항공기(100)가 친환경 지역에 일정 거리 내로 접근 시 음성 경고를 출력하는 스피커(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 서버(300)는 입력받은 지표 공간에 대해 입력된 자료에 기초한 지형정보 및 인공위성으로부터 수집된 정보를 분석하여 데이터베이스화하는 지리정보시스템을 포함한다. 지리정보시스템을 통해 지번을 이용한 실소유자와, 등기 상 면적, 공시지가 등을 확인할 수 있다. 지리정보시스템을 통해 장애물 지역과 친환경 지역에 대한 정보를 확인할 수도 있다. 장애물 정보와 친환경 정보는 지리정보시스템을 관리하는 관리자에 의해 입력될 수도 있으며, 지형정보 및 인공위성으로부터 수집된 정보를 분석하여 지면으로부터 일정 높이 이상의 자연적 또는 인위적 물체가 있는 위치에 대한 정보가 자동으로 장애물 정보로 처리될 수도 있다.
서버(300)는 원격조정장치(200)에 방제를 수행할 대상이 표시된 방제 지도를 제공한다. 도 2a 내지 도 2c는 서버(300)가 방제 지도를 생성하는 과정을 도시한 도면이다.
도 2a는 방제를 요청받아 생성한 방제신청 리스트의 일예이다. 도 2a를 참조하면, 서버(300)는 병해충 방제를 요청받은 방제 대상에 관한 정보를 전산화하여 방제신청 리스트를 생성한다. 방제신청 리스트에는 논의 위치, 농작물의 품종, 신청인, 면적 등에 관한 정보가 포함된다.
도 2b는 지리정보시스템에 방제신청 리스트를 입력하는 도면이며, 서버(300)는 방제신청 리스트에 포함된 방제 대상을 표시한 방제 지도를 생성한다(도 2c에 표시된 빨간색 점 참조). 방제 지도는 고해상도의 JPG 파일로 형성될 수 있으며, 생성된 방제 지도는 원격조정장치(200)에 제공된다.
제1실시예에 따른 서버(300)는 무인 항공기(100)에 장애물 정보를 제공한다. 전술한 바와 같이, 장애물 정보는 지리정보시스템에 포함된 지형정보로 자연적, 인위적으로 생성된 높이가 있는 물체(예컨대, 축사, 비닐하우스, 나무, 전신주, 전선 등)의 위치에 관한 정보로, 접속부(미도시)를 통해 USB 등으로 접속된 무인 항공기(100)의 데이터부(40)에 제공한다.
또한, 서버(300)는 방제가 끝나면, 무인 항공기(100)에 저장된 비행 정보를 입력받는다. 도 3a 내지 도 3d는 무인 항공기(100)의 비행 정보를 서버(300)에 입력하는 과정을 도시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 서버(300)는 메모리 카드 전용 프로그램을 실행하고, 무인 항공기(100)의 데이터부(40)에 저장된 비행 정보인 gps 궤적정보를 지리정보시스템에 기록할 수 있는 gpx 파일로 변환한다. 여기서, 비행 정보의 변환 시, 옵션을 선택할 수 있다. 예컨대, 모든 비행 정보를 기록하는 ‘전체변환’ 옵션, 이륙 이후의 비행 정보만 기록하는 ‘엔진 RPM 6000 이상’ 옵션, 무인 항공기(100)의 비행 중 살포비행만 기록하는 ‘엔진 RPM 옵션+spray on’ 옵션 중 선택하여 변환이 가능하다. 여기서 ‘엔진 RPM 옵션+spray on’ 옵션을 통해 무인 항공기(100)의 약제 살포 비행 궤적 정보를 얻는 것이 바람직하다. 위 조건은 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 수치 이상인 경우, 즉 지상에서 일정 고도 이상으로 비행하고 있는 경우면서 동시에 살포부(30)의 약제 살포 동작의 온 되어 약제가 살포되는 경우이다. 이렇게 하면, 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 수치 이하인 경우는 지상에서 살포부(130)를 동작시킨 경우에 해당하여 배제되고, 살포부(130)의 약제 살포 동작이 오프 상태에서는 약제가 살포되고 있지 않으므로 마찬가지로 약제 살포 비행 궤적에서 제외될 수 있다.
도 3b는 변환된 비행 정보의 데이터를 도시한 도면이다. 도 3c를 참조하면, 변환된 비행 정보의 데이터는 비행 기록, 날짜, 시간, 위도, 경도, 살포여부, 엔진 RPM 등의 정보를 포함한다.
도 3c는 지리정보시스템에 변환된 비행 정보를 입력하는 도면이며, gpx 파일로 변환된 비행 정보 중 어느 하나를 선택한다. 도 3d는 방제 결과 지도를 도시한 도면이며, 서버(300)는 도 3c에서 선택된 비행 정보를 이용하여 방제 대상(빨간색 점으로 표시)과 방제 기록(빨간색 빗금으로 표시)이 표시된 방제 결과 지도를 생성한다.
본 발명에 따른 서버(300)는 방제 작업이 종료되면, 비행 정보에 기초하여 방제를 수행한 대상의 면적에 따른 방제 비용을 산출한다. 이때, 서버(300)는 GPS 정보와 함께 지리정보시스템을 적용하여 실소유자, 등기 상 면적 등 방제 대상에 관한 정보를 확인할 수 있어 방제를 수행한 방제 대상의 면적을 정확하게 산출할 수 있고, 이에 합리적인 방제 비용이 산출된다. 즉, 방제 비용은 지리정보시스템 및 비행 정보에 기초하여 방제가 수행된 방제 대상의 단위 면적 당 단가에 방제가 수행된 방제 대상의 면적을 곱하여 아래 수학식 1과 같이 산출할 수 있다.
<수학식 1>
방제 비용 = 방제가 수행된 방제 대상의 단위 면적 당 단가 * 방제가 수행된 방제 대상의 면적
(여기서, 단위 면적 당 단가에는 약제 비용, 무인 항공기(100)의 비행에 필요한 비용 등이 포함될 수 있다.)
한편 무인 항공기(100)의 이동거리를 GPS를 통해 파악한 후, 총 이동거리를 면적으로 환산한 후, 단위면적 당 농약비용을 곱해 전체 살포 비용을 산출하는 방식의 경우, 방제를 충분히 하기 위해 무인 항공기(100)가 인접한 다른 소유자 소유의 땅까지 넘어가면서 살포를 하게 됨으로써, 방제 요청 의뢰인이 자기 땅 면적에 비해 살표 면적이 과다 산정되고 결국 비용이 과대 청구되었다고 항의하는 경우가 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 방제 비용을 다음 수학식 2와 같이 산출하는 것이 보다 바람직하다.
<수학식 2>
방제 비용 = A*S+(L/D-R)*M*D
A: 살포된 약제 종류에 따른 단위 면적 당 방제비용
S: 방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적
D: 약제 살포 동작이 온 상태에서 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 경우의 무인 항공기(100)의 이동거리
L: 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 상태에서 살포된 총 약제량
M: 이동 거리 당 약제 비용
R: 추가 요금 및 차감 요금의 기준이 되는 기준치
여기서, A는 단위면적당 약제 비용과 단위면적당 무인헬기 작업 비용을 포함한다. 그리고 M은 무인 헬기 1M 이동 시 살포 약제 비용으로 정해질 수 있다. 한편 R은 방제 대상 작물 종류 별로 다른 기준이 정해질 수 있다. 예컨대 벼, 콩, 보리, 밀 등의 작물은 10ml/m, 감자, 고구마, 마늘, 양파 등의 밭작물은 21ml/m 등이 기준으로 정해질 수 있다. 실시예에 따라 다른 기준이 적용되는 것도 가능하다.
보다 자세히는, 3000평 방제시 무인헬기 방제 이동거리는 통상적으로 750m로 산출된다. 농약살포지침에 의하면, 3000평 방제시 약제 사용량은 벼, 콩, 보리, 밀의 경우 8L로 기재되어 있고, 기타 밭작물의 경우는 16L로 기재되어 있다.
이를 기초로 벼, 콩, 보리, 밀의 경우 살포지침에 따른 약제 사용량(8L)을 이동거리(750m)로 나누면 대략적으로 10ml/m 가 되고, 기타 밭작물의 경우는 21ml/m 가 된다. 따라서 이를 추가 요금 및 차감 요금의 기준(R)으로 삼을 수 있다.
이를 기준으로, 벼 방제 시 L/D가 10ml/1m 인 경우 방제 비용 추가나 차감이 없고, 10ml/1m 미만인 경우 할인 비용 발생(대충 방제한 경우), 0ml/1m 초과인 경우 추가 비용 발생(단위 면적당 약제가 많이 들어간 경우)하는 것으로 처리할 수 있다.
기타 밭작물 방제 시에는 L/D가 21ml/m 인 경우 방제 비용 추가나 차감이 없고, 21ml/m 미만인 경우 할인 비용 발생 (대충 방제한 경우), 21ml/m 초과인 경우 추가 비용 발생(단위 면적당 약제가 많이 들어간 경우)하는 것으로 처리할 수 있다.
결론적으로 L/D가 미리 정해진 기준 초과인 경우, 기준보다 약제가 많이 들어간 경우로 조밀하게 방제를 한 경우에 해당되어 추가 요금을 청구하게 되고, 반대로 미리 정해진 기준 미만인 경우는 비용 차감이 적용하게 된다. 그리고 미리 정해진 기준 범위 내에 있는 경우는 비용 추가나 차감이 적용되지 않는다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인 항공 방제 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 서버(300)는 방제를 요청받은 방제 대상에 관한 정보를 전산화하여 방제신청 리스트를 생성한다(S1). 그리고, 지리정보시스템에 방제신청 리스트를 적용하여 방제 대상이 표시된 방제 지도를 생성한다(S3).
그리고, 서버(300)는 단계 S3에서 생성된 방제 지도를 원격조정장치(200)에 제공한다(S5).
그리고, 서버(300)는 지리정보시스템에 포함된 지형정보 중 장애물 정보 또는 친환경 지역 정보를 무인 항공기(100)에 제공한다(S7). 이때, 서버(300)는 접속부(미도시)를 통해 USB 등으로 접속된 무인 항공기(100)의 데이터부(40)에 장애물 정보 또는 친환경 지역 정보를 전송한다.
그리고, 원격조정장치(200)는 방제 지도에 표시된 방제 대상에 약제를 살포하도록 무인 항공기(100)에 제어신호를 전송한다(S9). 무인 항공기(100)는 원격조정장치(200)로부터의 신호에 따라 방제 대상에 약제를 살포하고, 약제 살포 시점시의 시간, GPS 정보를 이용한 비행좌표값 등의 비행 정보를 데이터부(40)에 저장한다(S11).
그리고, 방제가 끝나면, 무인 항공기(100)의 비행 정보를 서버(300)에 입력하여, 방제 결과 지도를 생성하고, 방제 정보를 기록한다(S13). 그리고, 비행 정보에 기초하여 방제를 수행한 대상의 면적에 따른 방제 비용을 산출한다(S15).
이를 통해, GPS 정보와 함께 지리정보시스템을 적용하여 실소유자, 등기 상 면적 등 방제 대상에 관한 정보를 확인할 수 있어 방제를 수행한 방제 대상의 면적의 정확한 집계 및 합리적인 방제 비용을 산출할 수 있다.
합리적인 방제 비용으로 토지 소유자가 과다하게 비용이 청구되었다는 클레임을 막을 수 있으며, 동종 업계에서 타업체에 비해 우수한 경쟁력을 가질 수 있다.
또한, 지리정보시스템에 포함된 장애물 정보를 이용하여 장애물을 회피할 수 있으므로, 방제 작업 중에 발생할 수 있는 무인 항공기(100)와 장애물과의 충돌을 방지할 수 있다.
뿐만 아니라, 방제 작업 도중에 원격조정장치(200)에 방제를 수행한 대상의 위치, 살포한 약제의 종류, 무인 항공기(100)를 조종한 조종자 등의 작업 내용을 입력하고, 실시간으로 서버(300)에 전송할 수 있어 방제 작업에 관한 정보를 빠르고, 정확하게 기록할 수 있다.
[제2실시예]
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 제2실시예를 설명하기로 한다. 여기서, 제2실시예를 설명함에 있어 제1실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제2실시예에 따른 원격조정장치(200)는 인터넷을 통해 방제 작업을 수행 중에 실시간으로 서버(300)에 접속하여, 서버(300)에 저장된 장애물 정보 또는 친환경 지역 정보를 입력받는다. 또는, 방제 작업을 수행하기 전에 인터넷을 통해 서버(300)에 접속하여, 장애물 정보를 입력받아 원격조정장치(200) 내에 저장한다.
그리고, 조종사는 장애물 정보 또는 친환경 지역 정보에 기초하여 무인 항공기(100)의 위치에 장애물 또는 친환경 지역이 있는지 여부를 확인하여, 기체가 장애물과 부딪히지 않도록 그리고 친환경 지역에 약제가 살포되지 않도록 운행 경로를 변경할 수 있다.
[제3실시예]
이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 제3실시예를 설명하기로 한다. 여기서, 제3실시예를 설명함에 있어 제1실시예 또는 제2실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
제3실시예에 따른 원격조정장치(200)는 무인 항공기(100)의 비행을 조종하는 메인 조종기(210)와, 방제 작업 상황을 기입하는 서브 조종기(220)를 포함한다.
그리고, 서브 조종기(220)가 인터넷을 통해 서버(300)에 접속하여 장애물 정보를 전송받는다. 전송받은 장애물 정보는 블루투스와 같은 근거리 통신망을 통해 메인 조종기(210)에 실시간으로 전송하거나, 방제를 수행하기 전 전송해주어 메인 조종기(210)에 저장되도록 한다.
[제4실시예]
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 회원이 방제 일정을 등록하는 웹 페이지를 예시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 공동 방제 정보 공유를 위한 웹 페이지를 예시한 도면이다.
본 발명에 따른 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템에 가입한 회원은 도 6에 예시한 것과 같은 웹 페이지 상에서 자신의 회원 아이디(ID)로 로그인하여 자신의 방제 일정을 등록할 수 있다. 또한 공동 방제를 진행하고 싶은 회원은 공동방제 신청을 할 수 있다.
그러면 도 7에 예시한 것과 같은 방제 정보가 다른 회원들에게 공유되어 다른 회원이 공동 방제 참여 신청을 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특히 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 통신부 20 : 구동부
30 : 살포부 40 : 데이터부
50 : 제어부 100 : 무인 항공기
200 : 원격조정장치 300 : 서버
30 : 살포부 40 : 데이터부
50 : 제어부 100 : 무인 항공기
200 : 원격조정장치 300 : 서버
Claims (7)
- 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템에 있어서,
무인 항공기와;
상기 무인 항공기에 제어신호를 전송하여 상기 무인 항공기를 조정하는 원격조정장치와;
방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적 정보를 가지는 지리정보시스템을 포함하며, 상기 지리정보시스템에 기초하여 방제를 수행할 방제 대상이 표시된 방제 지도를 생성하고, 생성한 방제 지도를 상기 원격조정장치에 전송하며, 상기 원격조정장치의 조정에 의해 방제를 수행한 상기 무인 항공기로부터 비행정보를 입력받으며, 상기 비행정보에 기초하여 상기 방제 지도에 상기 방제 기록이 표시된 방제 결과 지도를 생성하고, 상기 지리정보시스템 및 상기 비행정보에 기초하여 방제 비용을 산출하는 서버;를 포함하고,
상기 방제 비용은 아래 수학식
방제 비용 = A*S+(L/D-R)*M*D
A: 살포된 약제 종류에 따른 단위 면적 당 방제비용
S: 방제 의뢰인 소유 토지의 등기 상 면적
D: 약제 살포 동작이 온 상태에서 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 경우의 무인 항공기(100)의 이동거리
L: 무인 항공기(100)의 엔진 RPM이 미리 정해진 기준 이상인 상태에서 살포된 총 약제량
M: 이동 거리 당 약제 비용
R: 추가 요금 및 차감 요금의 기준이 되는 기준치
에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 1 항에서,
상기 서버는,
상기 지리정보시스템을 기초로 장애물 정보를 상기 방제 지도에 포함시키는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 2 항에서,
상기 원격조정장치는,
상기 방제 지도에 포함된 장애물 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 장애물에 부딪히지 않도록 상기 무인 항공기를 제어하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 1 항에서,
상기 서버는,
상기 지리정보시스템을 기초로 친환경 지역 정보를 상기 방제 지도에 포함시키는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 4 항에서,
상기 원격조정장치는,
상기 방제 지도에 포함된 친환경 지역 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 친환경 지역에 약제를 살포하지 않도록 상기 무인 항공기를 제어하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 5 항에서,
상기 원격조정장치는,
상기 방제 지도에 포함된 친환경 지역 정보를 기초로 상기 무인 항공기가 친환경 지역에 일정 거리 내로 접근 시 음성 경고를 출력하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템. - 제 1 항에서,
상기 무인 항공기는,
상기 원격조정장치와 통신을 수행하고, 인공위성으로부터 GPS 정보를 수신하는 통신부와;
상기 원격조정장치로부터의 제어신호에 의해 기체를 구동하는 구동부와;
약제를 살포하는 살포부와;
비행 상황에 관한 비행 정보를 기록하는 데이터부와;
수신된 GPS 정보를 이용하여 현재 기체가 비행중인 공간을 확인하고, 상기 비행 정보를 저장하도록 상기 데이터부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 지리정보시스템을 이용한 무인항공 방제 시스템.
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