농업용 드론

무인 항공기(UAV) 또는 드론은 군사용 및 사진작가용 기기에서 필수 농업 도구로 진화했습니다. 차세대 드론은 잡초 제거, 비료 살포, 토양 내 영양분 불균형 등의 문제를 해결하기 위해 농업용으로 최적화되어 있습니다. 무인 항공기 기술 분야에 대한 대규모 투자와 연구는 농업에서의 사용을 촉진하는 혁신적인 기능을 제공합니다. 드론은 경량 복합 재료로 제조됩니다. 이는 무게를 줄이고 더 나은 공기 역학을 제공합니다. 또한 드론은 회로 기판, 칩, 센서, 소프트웨어로 구성되어 있어 즉흥적으로 비행할 수 있습니다.

센서

우선 드론은 가시광선 이미지(VIS)와 근적외선 이미지(NIR)를 촬영할 수 있는 카메라로 구성됩니다. 또한 다중 스펙트럼 이미지 센서를 사용하면 하나의 광학 경로를 통해 다양한 광 스펙트럼의 이미지를 동시에 캡처할 수 있습니다. 이러한 다중 스펙트럼 이미지는 건강한 식물과 손상된 식물을 구별하는 데 사용됩니다. 드론은 다양한 크기와 기능으로 제공됩니다. 그러나 대부분의 새로운 시대의 드론은 MEMS(미세전자기계시스템) 센서의 등장으로 인해 작고 저렴하며 성능이 향상되고 사용하기 쉬워졌습니다.
다양한 센서가 포함됩니다:

1) 열 센서 - 열 센서  는 토양의 건조하고 습한 영역 또는 기간에 따른 식물의 온도 변화를 감지하는 데 사용됩니다. 해충 및 곰팡이 감염에도 사용할 수 있습니다.

2) LIDAR- 광 감지 및 거리 측정 센서는 일반적으로 고가이며 거리를 측정하는 데 사용됩니다. 레이저로 관심 지점을 비춘 다음 반사된 빛을 분석하는 방식으로 작동합니다. 농업에서는 고도의 변화와 배수 및 관개 시스템과 관련된 문제를 감지하는 데 사용됩니다.

3) 자이로 센서- 다양한 유형의 자이로 센서(유체, 진동, 광섬유, 링 레이저)가 시중에 나와 있습니다. 하지만 드론에는 일반적으로 링 레이저 자이로가 장착되어 있습니다. 자이로는 비행 중 드론이 기울어지는 경향에 저항하여 안정성을 제공하는 데 사용됩니다.

4) 자력계- 자기장을 측정하는 데 사용됩니다. 나침반은 일반적으로 사용되는 자력계 중 하나입니다. 나침반은 무인 항공기에서 지질 조사에 사용되어 토양 함량과 광물 매장량에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

5) 기압계- 기압의 변화를 측정하고 이를 전기 또는 디지털 신호로 변환하여 해발 고도에서 드론의 높이를 찾는 데 사용됩니다.

6) 가속도계: 가속도를 측정하는 데 사용됩니다. 힘은 중력과 같은 정적이거나 진동과 같은 동적일 수 있습니다. 정적 가속도 측정은 지구에 대한 드론의 각도를 찾는 데 도움이 됩니다. 반면에 동적 가속도는 드론의 움직임을 검사하는 데 도움이 됩니다.

7) GPS- 글로벌 포지셔닝 시스템은 위성을 사용하여 주어진 시간에 물체의 정적 또는 동적 위치를 제공합니다. GPS 내비게이션을 사용하면 드론 조종사는 드론이 시야에서 벗어난 경우에도 드론을 추적할 수 있습니다.

또한 드론에는 속도 센서, 초음파 센서 등 더 많은 센서가 사용됩니다. 이러한 센서에서 일주일/월/년 동안 얻은 데이터는 적절한 작물 관리에 도움이 되고 농부들의 정밀 농업을 지원합니다.

드론을 포함한 농업 기술 전문가인 데니스 보우먼은 이렇게 말했습니다,

농작물이 머리 위로 올라가 있으면 밭 전체에서 무슨 일이 일어나고 있는지 확인하기가 어렵습니다. 공중에서 이 사진을 찍을 수 있는 기회, 도로에서 쉽게 볼 수 없는 120에이커 규모의 들판 끝에서 무슨 일이 일어나고 있는지 볼 수 있는 기회, 모든 일을 더 잘 볼 수 있는 기회, 이 기술에 대한 많은 관심이 있습니다.

기술

위에서 언급했듯이 최고 수준의 센서와 빠른 처리 장치를 사용하여 드론은 시장에서 주목할만한 제품입니다. 또한 다음과 같은 기능이 있습니다:

1)레이더 감지 및 자율 복귀 호출- 드론의 현재 위치는 레이더에서 쉽게 감지할 수 있습니다. 또한 RC 범위를 벗어나면 소프트웨어가 자동으로 리턴 콜을 보내 드론이 집이나 이륙 지점으로 돌아오도록 명령합니다. 이를 페일 세이프 기능이라고도 합니다.

2)IMU- 관성 측정 장치는 전자식 독립형 장치입니다. IMU는 관성 항법 시스템에 통합되어 기준 프레임에 대한 고도, 속도 및 위치를 측정합니다. 항공기, 무인 항공기 및 기타 우주 차량의 안내 및 제어에 사용됩니다.

3)커뮤니케이션 시스템- 드론은 다른 리모컨이나 드론과의 간섭을 피하기 위해 특정 주파수를 통해 원격으로 제어됩니다. 태블릿과 휴대폰으로도 드론을 제어할 수 있어 일반인도 쉽게 사용할 수 있지만, 소형 드론에만 제한적으로 사용할 수 있습니다.

드론에는 1인칭 시점, 짐벌 및 기울기 제어, 장애물 감지 및 충돌 방지 기능 등의 기술이 추가로 탑재되어 있습니다.

미래

드론은 정밀 농업의 미래입니다. 농업 분야에 드론이 등장하면서 농부들이 농장을 보는 방식이 혁신적으로 바뀌었습니다. 프리시전호크, 센스플라이의 e비, 에어로바이론멧, 센테라, 애그이글, 야마하, DJI 등의 드론이 농장의 지휘권을 장악했습니다. 이러한 발전에도 불구하고 드론의 가격은 모든 농부들이 감당할 수 있는 수준은 아닙니다. 이 문제를 해결하기 위해 아그리보틱스, 에어매틱스3D, 드론AG 등 다양한 회사에서 드론 및 농장 분석 솔루션을 저렴한 가격에 제공하고 있습니다. 그러나 여전히 많은 사람들이 드론의 안전성, 농부들이 드론을 어떻게 사용하고 있는지, 어떤 종류의 규제가 존재하는지에 대해 의문을 가지고 있습니다. 이러한 질문에 대한 답변은 여러 정부에서 농부들이 농업에 새로운 기술을 사용하여 더 빠르고 더 나은 생산을 할 수 있도록 장려하고 있습니다. 드론은 정밀 농업 분야에서 새로운 차원을 열었으며, 앞으로 10년 안에 드론 비행은 새로운 차원에 도달할 것입니다.