무인항공 방제시스템의 변량살포 오차분석
Error Analysis of Variable Rate Application Using Unmanned Aerial Spray System
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초록
농업 노동력의 절감과 안정적 생산에 기여하는 농용 무인 회전익기를 이용한 항공방제작업은 농작업의 새로운 패러다임으로 자리 잡고 있다. 정밀농업의 핵심인 변량살포 기술을 항공방제에 적용함에 있어, 빠른 비행속도로 인해 살포 지연시간이 오차로 이어질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 무인 회전익기를 이용한 항공방제 시스템에 지면속도 비례 변량살포 기술을 적용함에 있어, 살포장치의 반응을 분석하고, 살포량 오차를 평가함으로써 변량제어 기술의 적용성을 고찰하였다. 측정된 지면속도와 PWM출력전압은 선형 비례하였고, PWM 출력과 DC 모터에 의하여 발휘되는 펌프압력 또한 비례하였으나,유체의 압력 형성에 절대적인 지연시간 0.4sec이 존재하였다. 이에 따른 변량살포 오차(Eura)를 계산한결과 전진·복귀 각 구간에 대하여 평균은 –0.03%와 –0.12% 이었고, 표준편차는 2.20%와 2.35%를 보였으므로, 변량제어 기술이 지면속도의 변이문제를 극복하고 제로(0) 오차에 접근함을 확인하였다. 따라서 변량제어장치의 항공방제에의 적용은 살포균일도를 제고할 수 있을 것으로 판단되었다.
Abstract
Aerial application using unmanned agricultural rotorcraft become a new paradigm of sprayapplication technology, reducing labor force and improving the stability of farm production. Spray application error due to a time lag may occur when the variable rate technology isadapted to the aerial application at a high speed flight. Thus, the adaptability of variable ratetechnology was evaluated by analyzing the response and error of the variable spray system,adapted to an aerial application system using an agricultural unmanned helicopter. A PWMcontrol system that controls rotating speed of a DC motor was developed, based on the linearresponse of the PWM output to a ground velocity. Nevertheless the pump pressure linearlyresponded to the PWM output, a lag time(0.4sec) existed due to a delayed hydraulic pressurebuild-up. The determined application errors(Eura ) were approached to zero over the speedvariation, according to the analysis results showing that –0.03% and –0.12% of means, 2.20%and 2.35% of standard deviations for the variable application of forwarding and returning flights,respectively. Therefore, the adaptation of variable rate technology to an aerial application wouldimprove the uniformity of spray.
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