KR102211701B1 - 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템 - Google Patents
드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 관한 것으로서, 본체에 장착된 복수 개의 프로펠러에 의해 비행할 수 있도록 된 드론과, 드론에 장착된 GPS수신기와, 드론의 본체에 탑재되어 측정대상 수면에 광을 조사하고 수면으로부터 역으로 수신된 광으로부터 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 검출하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하고, 산출된 적조 및 녹조의 발생농도와 GPS수신기에 수신된 위치정보를 통신망을 통해 수신단말기로 송출하는 산출유닛을 구비한다. 이러한 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 의하면, 적조 및 녹조의 발생농도와 위치정보를 지리적으로 맵핑하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.
Description
본 발명은 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 적조 및 녹조 농도 정보와 발생위치 정보를 맵핑시켜 제공할 수 있도록 된 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 관한 것이다.
1970년대 산업화 이후 배출오염원의 증가로 인하여 국내의 많은 호수와 하천들이 오염되었고 조류의 대량발생 등의 부영양화현상도 빈번히 발생하여 큰 사회문제가 되고 있다.
녹조 또는 적조는 하천과 호수 등에서 수온이 상승하고 물의 흐름이 완만해지면서 수중의 녹조 또는 남조류가 대량으로 증식하여 수체가 녹색 또는 남색을 띄는 현상을 말한다.
이러한 녹조 또는 적조 발생은 생태계 파괴로 인한 토종 동물의 사멸 또는 서식처 이동, 개체군 변화, 먹이 손실이 야기되는 심각한 문제를 발생시킨다.
이와 같이 수계에 많은 악영향을 미치는 조류는 탄소 동화 작용을 하는 단순한 단세포, 다세포성 미생물로서 남조류, 녹조류, 규조류 등으로 구분된다.
남조류는 부영양화된 수역에서 우점하는 조류로 질소 고정능을 가지며, 불리한 환경에서 내구성이 강한 휴면포자를 형성하여 견디다가 환경이 좋아지면 발아하여 재증식하며, 높은 수온과 pH에 대한 적응성이 강하기 때문에 여름철 대량 증식이 일어날 수 있다. 그리고 녹조류는 계절적으로는 늦봄부터 초가을에 걸쳐 증식하며 상수도 시설에서는 침전지나 완속여과지의 여과막을 형성하며 급격히 증식하면 물에 냄새를 나게 하며 여과지를 폐쇄시키는 경우가 있다. 규조류는 클로로필-a와 b 외에 규조소, 크산토필 등의 색소를 포함하고 해수로부터 담수, 토양속 등 도처에 생식하고 부유성, 부착성인 것이 있으며 부유성인 것은 호수 등에서 초봄에 대증식을 일으켜 정수처리에 영향을 준다.
한편, 적조는 식물성 플랑크톤(phytoplankton), 특히 와편모조류가 대량으로 번식하여 바닷물 색깔을 적색 혹은 황갈색으로 변화시키는 것을 말한다. 수중에 유기물질이 풍부한 상태에서 일조량과 수온이 적당할 경우 적조가 나타난다. 대량 번식된 플랑크톤의 분해를 위하여 산소가 많이 소비되므로 물고기는 산소 부족으로 대량 폐사하는 상황이 발생된다. 또한, 대량 번식된 플랑크톤은 물고기의 아가미에 붙어서 물고기를 질식시키기도 하며, 편모 조류인 코콜리디니움은 독을 내뿜어 물고기를 죽인다.
적조는 연안해역에서 대부분 발생되며, 표층수의 수온이 상승한 경우나 폭우, 장마 등으로 인한 담수의 유입으로 영양염이 크게 증가한 경우 또는 무풍상태가 계속되어 해수의 혼합이 잘 안되는 경우 등에 일어나고 있다.
우리나라의 경우 7, 8월 장마 기간 중 육지의 오염물질이 바다로 대량 유입되어 바닷물을 부영양화시키면서 9월부터 적조가 집중 발생하고 있다.
현재 적조 경보는 국립수산진흥원과 수산연구소에서 적조현상이 발생하여 그 세력이 크거나 유독종이 출현하여 어업피해가 발생될 위험이 있을 때 적조 경보를 발령한다. 적조 경보에는 적조주의보, 적조경보, 적조속보, 적조해제가 있으며, 적조생물의 밀도가 크면 피해도 클 것으로 예상되나 반드시 그렇지는 않고, 주로 적조 원인 생물에 따라서 피해가 달라진다. 따라서 적조경보 발령 시 유독성 적조생물의 출현 여부에 대해 각별히 주의를 기울여야 할 것이다. 왜냐하면 대량 폐사 이외 마비성 패독이나 설사성 패독이 문제되기 때문이다.
이러한 적조 발생에 대한 탐지 방법은 종래에는 직접 바다에서 채수하여 현미경을 이용해 취수된 해수의 적조농도를 육안 체크하고, 그 확인 결과 적조 농도가 기준치 이상 검출되면 부근 해역에 인위적으로 적조 경보를 내려 해상에 적조가 발생 되었음을 알리게 된다. 또한, 등록특허 제10-0252381호에서는 적조를 탐지하는 수단으로 적조 센서를 사용하여 적조를 감지하고 있음을 알 수 있다. 적조 감지 센서로 클로로필 센서나 탁도계 등을 사용할 수도 있고, 유류 오염 등과 같은 유해물질의 농도를 측정할 수 있는 센서를 사용하고 있다고 기술하고 있다.
하지만, 채수에 의한 적조 탐지 방법은 채수한 후 분석하는데 시간을 요할 뿐만 아니라, 넓은 해역을 광범위하게 조사할 수 없다는 한계가 있으며, 적조 감지센서를 이용하여 적조를 탐지하는 방법은 고정 부위에서만 적조를 감지하므로, 이동하면서 유해 적조를 탐지할 수 없고, 유해 적조의 빠른 확산 속도 및 발생 판정 속도 등을 고려할 때 신속성 면에서 떨어진다는 문제점이 있다.
근래에 들어, 수중에 존재하는 클로로필-a에서 발생하는 형광량을 측정하여 수중 조류의 존재를 정량적으로 측정하는 방식을 사용하고 있다.
상기와 같은 방식은 녹조발생 지역을 방문해서 측정대상 시료를 별도로 채수하여 측정하므로 실시간 모니터링(real-time monitoring)이 불가능하다는 문제점이 발생하고, 이로 인해서 녹조 및 적조 발생시 이에 대한 대응이 빠르게 이루어지지 못한다는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 레이저 광원을 이용하여 원격으로 녹조 및 적조를 측정하는 장치가 국내 공개특허 제10-2015-0122086호에 개시되어 있다. 그런데, 상기 장치의 경우 원거리에서 측정이 가능하나 이동성을 갖추지 못하여 대면적에 걸쳐 측정을 할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비행상태에서 적조 및 녹조의 발생농도를 측정할 수 있도록 지원하면서 측정된 농도정보와 위치 정보를 맵핑하여 제공할 수 있도록 된 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템은 본체에 장착된 복수 개의 프로펠러에 의해 비행할 수 있도록 된 드론과; 상기 드론에 장착된 GPS수신기와; 상기 드론의 본체에 탑재되어 측정대상 수면에 광을 조사하고 수면으로부터 역으로 수신된 광으로부터 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 검출하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하고, 산출된 적조 및 녹조의 발생농도와 상기 GPS수신기에 수신된 위치정보를 통신망을 통해 수신단말기로 송출하는 산출유닛;을 구비한다.
바람직하게는 상기 드론 본체에는 상기 산출유닛에 진동이 인가되는 것을 억제하기 위한 진동감쇠유닛이 장착된다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 의하면, 적조 및 녹조의 발생농도와 위치정보를 지리적으로 맵핑하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템을 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1의 산출유닛의 제1실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 도 1의 산출유닛의 제2실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 4는 도 1의 산출유닛의 제3실시에를 나타내 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 산출유닛의 제1실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 도 1의 산출유닛의 제2실시예를 나타내 보인 도면이고,
도 4는 도 1의 산출유닛의 제3실시에를 나타내 보인 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템을 나타내 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 산출유닛의 제1실시예를 나타내 보인 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템(100)은 드론(110), GPS수신기(145) 및 산출유닛(150)을 구비한다.
드론(110)은 본체(120)에 장착된 복수 개의 프로펠러(131)에 의해 비행할 수 있도록 되어 있다.
드론(110)의 본체(120)는 수직 이착륙 및 비행이 가능한 통상적인 구조로 되어 있으며, 후술되는 산출유닛(150)을 탑재할 수 있도록 되어 있다.
본체(120)는 외측면에 복수 개의 프로펠러(131) 탑재용 지지바(133)가 형성되어 있고, 하부에 산출유닛(150)을 탑재할 수 있으면서 지면 안착용 지지다리(125)가 형성된 하부 프레임(123)을 갖는 구조로 되어 있다.
하부 프레임(113)의 수평상으로 연장되어 중앙이 빈 사각틀 형상을 형성하는 수평지지바(123a)에는 후술되는 산출유닛(150)에 진동이 인가되는 것을 억제하기 위한 진동감쇠유닛(140)이 장착되어 있다.
진동감쇠유닛(140)은 수평지지바(123a)에 일단이 결합되어 상방으로 연장되되 진동을 흡수하는 복수 개의 완충부재(141)와, 완충부재(141)의 상부에 결합되어 수평지지바(123a)에 대해 이격되게 설치되는 판형상의 안착판(143)을 갖는 구조로 되어 있다.
완충부재(141)는 진동 및 충격을 흡수하는 고무소재로 일정길이 연장된 구조로 형성된 것을 적용하거나, 내부에 에어가 충진되어 진동 및 충격을 흡수하는 에어서스펜션 등 다양한 구조가 적용될 수 있다.
본체(120)의 구조는 도시된 구조와 다르게 형성될 수 있음은 물론이다.
프로펠러(131)는 지지바(133)에 각각 탑재된 구동모터(137)에 의해 회전될 수 있게 되어 있다. 도시된 예에서는 본체(110)의 방향전환을 포함한 비행 조정을 수행할 수 있도록 4개의 프로펠러(121)가 적용되어 있고, 도시된 예와 다르게 프로펠러는 6개 또는 8개가 적용될 수 있음은 물론이다.
이러한 드론(110)은 후술되는 산출유닛(150)에 대해 독립적으로 작동되게 구축 될 수 있고, 이 경우 드론(110)은 무선통신부(미도시)를 통해 원격 조정기(미도시)로부터 수신된 신호를 처리하며 구동모터(137)의 구동을 제어하는 제어부(미도시)에 의해 비행이 조정된다.
이와는 다르게 드론(110)은 후술되는 산출유닛(150)과 함께 원격조종기(미도시)를 통해 제어되도록 구축되는 경우 원격조정기는 후술되는 통신부(175)를 통해 비행조정과 관련된 비행조정제어신호 및 산출유닛(150)의 구동 조정신호를 사용자의 조작설정에 대응되게 송출할 수 있도록 구축되면 된다. 이 경우 산출부(171)는 통신부(175)를 통해 수신된 비행조정제어신호에 따라 모터(137)를 구동하는 비행구동부(173)의 구동을 제어하도록 구축하면 된다.
GPS수신기(145)는 드론(110) 본체(120)에 장착되어 드론(110)의 현재 위치를 산출하기 위한 GPS 위성신호를 수신하여 현재 위치정보를 산출부(171)에 제공한다.
산출유닛(150)은 드론(110)의 안착판(143)의 저부에 탑재되어 하방에 대향되는 측정대상 수면(10)에 광을 조사하고 수면(10)으로부터 역으로 수신된 광으로부터 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 검출하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하고, 산출된 적조 및 녹조의 발생농도와 GPS수신기(145)에 수신된 현재 위치정보를 상호 매칭(matching)시켜 통신망을 통해 수신단말기로 송출한다.
여기서, 수신단말기는 관리자 단말기(200)와 모니터링 서버(210)가 적용되었다.
산출유닛(150)은 하우징(151), 광원(152), 광출사 및 수집 광학계, 광검출부(160), 산출부(171), 통신부(175) 및 기억부(177)를 구비한다.
광원(152)은 안착판(143)을 통해 장착된 하우징(151) 내에 장착되어 있고, 450nm의 레이저 광을 수면(10)에 출사하는 레이저 광원이 적용되어 있다.
광출사 및 수집광학계는 광원(152)에서 출사되는 광을 하우징(151) 외부로 출사하고, 외부에서 하우징(151) 내로 수신되는 광을 광검출부(160)로 입사되게 구축되어 있다.
광출사 및 수집광학계는 다이크로닉 미러(154), 제1 및 제2반사경(155)(158), 제1 및 제2렌즈(156a)(156b)를 구비한다.
다이크로닉 미러(154)는 광원(152)의 광축과 경사지게 배치되어 광원(152)에서 출사된 광은 제1반사경(155)을 향하는 방향으로 반사시키고, 제1반사경(155)에서 역으로 입사되는 제2반사경(158)을 향하는 방향으로 투과시킨다.
제1 및 제2렌즈(156a)(156b)는 광원(152)에서 다이크로닉 미러(154), 제1반사경(155)을 거쳐 진행되는 광을 집속 및 수면(10)에 포커싱할 수 있게 적용되어 있다. 제1렌즈(156a)는 광원(152)에서 다이크로닉 미러(154), 제1반사경(155)을 거쳐 진행되는 광을 평형광으로 변환하는 콜리메이팅 렌즈가 적용되었고, 제2렌즈(156a)는 제1렌즈를 거쳐 진행되는 평행광을 수면(10)에 포커싱할 수 있는 집속렌즈가 적용되었다. 집속 및 포커싱용 렌즈의 개수는 도시된 예와 다르게 적용될 수 있음은 물론이다.
제2반사경은 다이크로닉미러(154)를 통해 수신된 광의 경로를 변환하여 광검출부(160)에 수신되게 반사한다. 도 2에서 실선은 광원(152)에서 출사된 광의 광출사경로를 나타내고, 점선은 수면(10)으로 반사되어 수신된 광의 광수신 경로를 나타낸다.
광검출부(160)는 수면(10)으로부터 역으로 수신되는 광을 검출하며, 수신된 광에 대해 530nm의 물의 라만신호와 680nm의 클로로필a의 형광신호를 각각 분광하고, 분광된 530nm의 물의 라만신호와 680nm의 클로로필a의 형광신호에 대응되는 전기적 신호를 산출부(171)에 제공한다.
산출부(171)는 광검출부(160)에서 수신된 광으로부터 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 검출하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하고, 산출된 적조 및 녹조의 발생농도 정보와 GPS수신기(14)에 수신된 위치정보를 함께 매칭시켜 통신망(180)을 통해 전송한다.
여기서, 산출부(171)는 기억부(177)에 저장된 지도데이터(178)를 이용하여 측정대상 영역에 대해 측정 위치별로 산출된 적조 및 녹조의 발생농도 정보를 맵핑(mapping)시키고, 맵핑된 측정 정보를 통신망(180)을 통해 송출하도록 구축될 수 있다.
이 경우 산출부(171)는 측정된 농도 값에 따라 상호 다른 색상으로 표기되게 구축된 농도 표시처리 룩업테이블을 이용하여 지도데이터 상에 측정영역에 대해 위치별로 산출된 농도에 대응되는 색상으로 표기되게 처리한 맵핑정보를 생성하도록 구축될 수 있다.
이와는 다르게, 산출부(171)에서는 적조 및 녹조의 발생농도 및 위치정보만 매칭시켜 수신 단말기에 제공하도록 구축될 수 있다. 이 경우 관리자 단말기(200)와 모니터링서버(210)는 수신된 적조 및 녹조의 발생농도 정보와 위치정보를 이용하여 자체적으로 마련된 지도데이터에 맵핑시켜 시각적으로 제공되게 처리하도록 구축되면 된다.
산출부(171)는 수면(10)과 하우징(151)과의 이격거리 변화에 따른 수신광의 세기 변화에도 적조 및 녹조의 발생농도(n)의 측정 정밀도를 안정적으로 유지하기 위해 아래의 수학식 1을 통해 산출한다.
여기서, A는 실험에 의해 산출되어 알고 있는 상수이고, h1은 물의 라만신호의 세기이고, h2는 클로로필a의 형광신호의 세기이다.
이러한 수학식1에 의해 적조 및 녹조의 발생농도(n)를 산출하면 드론(110)의 수면(10)과의 수직 이격거리 변화에 관계없이 적조 및 녹조의 발생농도(n)에 대한 측정 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있다.
산출부(171)는 앞서 설명된 바와 같이 통신부(175)를 통해 비행조정 제어신호가 수신되면 비행 구동부(173)를 통해 프로펠러(131)를 구동하는 모터(137)를 제어한다.
통신부(175)는 산출부(171)에 제어되어 측정된 적조 및 녹조의 발생농도를 통신망(180)을 통해 등록된 관리자 단말기(200) 및 모니터링 서버(210)로 전송한다.
관리자 단말기(200)는 스마트폰이 적용될 수 있고, 통신망(180)을 통해 산출유닛(150)으로부터 전송된 적조 및 녹조의 발생농도 데이터 및 위치데이터를 수집 처리하고 수집된 데이터를 지도 데이터에 맵핑시켜 표시되게 처리하는 수집맵핑 처리모듈(미도시)이 내장되어 있다.
관리자 단말기(200)의 수집맵핑처리모듈은 실행되면 통신망(180)을 통해 산출유닛(150)으로부터 전송된 적조 및 녹조의 발생농도 및 위치 데이터를 기억부에 저장하고, 지도데이터에 맵핑시켜 표시부를 통해 앞서 설명된 표시방식으로 표시되게 처리한다. 이와는 다르게 산출부(171)에서 지도데이터와 함께 맵핑정보를 제공하는 경우 전송된 맵핑정보를 수신하여 표시되게 처리하도록 구축될 수 있다.
모니터링 서버(210)도 통신망(180)을 통해 산출유닛(150)으로부터 전송된 적조 및 녹조의 발생농도 데이터 및 위치데이터를 수집 처리하고 수집된 데이터를 지도 데이터에 맵핑시켜 표시되게 처리한다.
한편, 광원에서 출사되는 광의 출사경로와 수면으로부터 입사된 광의 수신경로를 다르게 구축할 수 있고 그 일 예를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 광원(152)에서 출사된 광은 제1 및 제2렌즈(156a)(156b)를 통해 외부로 출사된다.
참조부호 157은 제2렌즈(156b)를 산출부(171)에 제어되어 광축상으로 이동할 수 있게 구축된 포커싱 조정부이다.
수면(10)에서 산란된 광을 검출하는 광수신 경로는 수신광을 집속하여 광검출부(160)로 제공하는 광집속렌즈(163)와, 광집속렌즈(163)로부터 광검출부(160)로 이어지는 광수신축(160a) 상에서 입출되면서 광검출부(160)에 수신되는 광의 파장을 조정하는 필터유닛(165)이 마련되어 있다.
필터유닛(165)은 수면(10)으로부터 산란되어 역으로 수신되는 광에 대해 530nm의 물의 라만신호가 투과되게 필터링 하여 광검출부(160)로 제공하는 제1필터(165a)와, 680nm의 클로로필a의 형광신호가 투과되게 필터링 하되 광검출부(160)의 광수신축(160a)에 대해 직교하는 방향을 따라 제1필터(165a)에 대해 연장되게 결합된 제2필터(165b)를 갖는 구조로 되어 있다.
필터 이동부로 적용된 실린더(167)는 로드에 결합된 필터 유닛(165)을 광수신축(160a)에 대해 직교하는 방향을 따라 산출부(171)에 제어되어 이동시킬 수 있도록 되어 있다. 필터 유닛(165)을 왕복 이동시키는 방식는 도시된 예와 다른 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
이 경우 광검출부(160)는 분광기능을 갖는 것을 적용하지 않고 입사된 광의 세기에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 광검출기를 적용하면 된다.
또한, 산출부(171)는 제1필터(165a)와 제2필터(165b)가 광수신축(160a)에 대해 설정된 단위 측정주기마다 순차적으로 배치되게 필터 이동부로 적용된 실린더(167)를 제어하고, 광검출부에서 광수신축(160a)에 배치된 제1필터(165a)를 통해 수신된 물의 라만신호와 광수신축(160a)에 제2필터(165b)가 배치되었을 때 수신된 클로로필a의 형광신호를 이용하여 앞서 설명된 수학식1을 이용하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하도록 구축되면 된다.
한편, 산란광 수신 구조의 또 다른 예를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 광집속렌즈(163)의 광수신축(160a) 상에 설치된 빔스플릿터(264)를 통해 광을 분기하여 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 분리 검출할 수 있도록 되어 있다.
빔스플릿터(264)는 광집속렌즈(163)의 광수신축(160a) 상에 광집속렌즈(163)와 제1광검출기(161) 사이에 설치되어 입사된 광의 일부는 투과시키고, 일부는 직교되는 방향으로 반사시킨다.
제1필터(265)는 빔스플릿터(264)와 제1광검출기(161) 사이에 설치되어 빔스플릿터(264)를 통해 진행되는 광에 대해 530nm의 물의 라만신호가 투과되게 필터링 하여 제1광검출기(161)로 제공한다.
제2필터(266)은 광수신축(160a) 에 대해 직교되는 방향을 따라 빔스플릿터(264)에서 반사되는 광을 입사받을 수 있게 배치되어 있고, 입사된 광에 대해 클로로필a의 형광신호가 투과되게 필터링 하여 제2광검출기(162)에 제공한다.
제2광검출기(162)는 제2필터(266)를 투과한 광을 수신할 수 있게 배치되어 있다.
이 경우 산출부(171)는 제1 및 제2광검출기(161)(162)에서 각각 출력되는 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호로부터 앞서 설명된 수학식 1을 이용하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출한다.
이상에서 설명된 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템에 의하면, 적조 및 녹조의 발생농도와 위치정보를 지리적으로 맵핑하여 제공할 수 있는 장점을 제공한다.
110: 드론 150: 산출유닛
145: GPS수신기 151: 하우징
152: 광원
160: 광검출부 171: 산출부
175: 통신부
145: GPS수신기 151: 하우징
152: 광원
160: 광검출부 171: 산출부
175: 통신부
Claims (3)
- 본체에 장착된 복수 개의 프로펠러에 의해 비행할 수 있도록 된 드론과;
상기 드론에 장착된 GPS수신기와;
상기 드론의 본체에 탑재되어 측정대상 수면에 광을 조사하고 수면으로부터 역으로 수신된 광으로부터 물의 라만신호와 클로로필a의 형광신호를 검출하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하고, 산출된 적조 및 녹조의 발생농도와 상기 GPS수신기에 수신된 위치정보를 통신망을 통해 수신단말기로 송출하는 산출유닛;을 구비하고,
상기 산출유닛은
적조 및 녹조의 발생농도(n)를 이하의 산출식에 의해 산출하고,
여기서, A는 알고 있는 상수이고, h1은 물의 라만신호의 세기이고, h2는 클로로필a의 형광신호의 세기이며,
상기 산출유닛은
수면에 450nm의 레이저 광을 출사하는 레이저 광원과;
광을 검출하는 광검출부와;
수면으로부터 역으로 수신되는 광에 대해 530nm의 물의 라만신호가 투과되게 필터링 하여 상기 광검출부로 제공하는 제1필터와, 680nm의 클로로필a의 형광신호가 투과되게 필터링 하되 상기 광검출부의 광수신축에 대해 직교하는 방향을 따라 상기 제1필터에 대해 연장되게 결합된 제2필터를 갖는 필터 유닛과;
상기 필터 유닛을 상기 광수신축에 대해 직교하는 방향을 따라 이동시킬 수 있도록 된 필터이동부와;
상기 제1필터와 상기 제2필터가 상기 광수신축에 대해 설정된 단위 측정주기마다 순차적으로 배치되게 상기 필터 이동부를 제어하고, 상기 광검출부에서 검출된 신호를 이용하여 적조 및 녹조의 발생농도를 산출하는 산출부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 적조 및 녹조 발생위치 맵핑 정보 제공 시스템.
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