배나무 무인 방제를 위한 약대 자동 제어시스템 개발 (Development of an Automatic Sprayer Arm Control System for Unmanned Pest Control of Pear Trees)

서지정보

· 발행기관 : (사) 한국생물환경조절학회
· 수록지 정보 : 생물환경조절학회지 / 23권 / 1호 / 26 ~ 30페이지
· 저자명 : 화지호, 이봉기, 이민영, 최동성, 홍준택, 이대원

초록

본 연구에서는 과수의 형태, 거리에 따라 약대가 항상적정 살포 거리를 유지하며 작업을 진행할 수 있도록초음파 센서의 신호를 실시간으로 받아 약대를 제어하였고, 또한 약대의 보호를 위하여 진행 방향에 장애물이존재할 경우 회피할 수 있도록 프로그래밍 하였다. 제작된 시스템으로 현장에서 비 자동제어 상태와 자동제어상태로 실험을 수행하였다. 실험은 과수의 기둥과 잎 부위에 감수지를 일정간격으로 설치하고 시스템을 이용하여 분사한 후 감수지의 영상을 스캔하여 영상처리를 통해 분석하는 방법으로 이루어졌다. 상 방향 분사 실험에서는 시스템과 대상의 거리가 0.9m~1.1m로 설정해둔 적정거리를 벗어나지 않았기 때문에 비 자동제어와 자동제어 상태 모두 양호한 결과를 보였다. 하지만 측 방향 분사 실험에서는 비 자동제어 시 우측 열은 98.09%의 분사율을 보였으나 좌측 열은 69.25%로 낮게 나타났다.
이는 실험이 수행된 배 과원의 경우 과수의 좌측 열이수평하게 식재되어 있지 않았기 때문으로 비자동제어 상태에서는 좌측열의 과수에 분사되는 양이 줄어들었으나자동제어 상태에서는 좌, 우측열의 과수에 분사되는 양이 각각 92.66%, 94.64%로 균일하게 나타났다. 시스템의 제어 속도를 측정하기 위하여 방향 별 약대의 속도를 측정하였고 각각의 속도는 수직방향 100mm/s, 수평방향 100mm/s, 각 변화 3o/s로 측정되었다. 초기 목적했던 바와 같이 과수의 형태, 거리에 따라 약대가 적정 거리를 유지하며 작업을 진행함으로 인해서 균일한 살포량을 유지 할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

Purpose of this study was a development of a sprayer arm auto control system that could be operatedaccording to distance from pear trees for automation of pest control. Auto control system included two parts, hardwareand software. First, controller was made with an MCU and relay switches. Two types of ultra-sonic sensorswere installed to measure distance from pear trees: one on/off type that detect up to 3 m, and the other continuoustype providing 0~5 V output corresponding to distance of 0~3 m. Second, an auto control algorithm was developedto control. Each spraying arm was controlled according to the sensor-based distance from the pear trees. And it coulddodge obstacles to protect itself. Max and min signal values were eliminated, when five sensor signals was collected,and then signals were averaged to reduce sensor’s noises. According to results of field experiment, auto controltest result was better than non auto control test result. Spraying rates were 69.25% (left line) and 98.09% (rightline) under non auto control mode, because pear trees were not planted uniformly. But, auto control test's results were92.66% (left line) and 94.64% (right line). Spraying rate was increased by maintaining distance from tree.

참고자료

· 없음