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정밀농업을 위한 최고의 드론 패키지 1. 최고의 정밀농업용 드론시스템

 

오늘은 정밀농업을 위한 드론 패키지에서 최고의 정밀농업 드론시스템에 대해 알아보겠습니다. 


농업이 강과 다른 수역 근처에서만 수행되던 시절이 있었습니다. 


농부들은 해충과 기상 조건의 영향을 받았습니다.


그러나 기술이 발전함에 따라 스마트 관개 시스템이 배치되고 비료와 살충제가 발명되었으며, 농업은 다음 단계로 넘어갔습니다.


하지만 여전히 대자연의 지배하에 있습니다. 


그러나 적어도 우리는 성공 확률을 높였으며 그것이 전부 입니다.


세계에서 가장 오래된 직업 중 하나인 농업과 세계의 최신 기술이 결합된 것을 상상해 보십시오. 


안타까운 것은 전 세계에서 소수의 농부만이 이 기술을 알고 있으며 농업 수확량을 최적화하기 위해 이 기술을 채택한 사람은 훨씬 적습니다.


식량 수요가 급격히 증가하고 있으며, 식량은 더 이상 식량으로만 그치지 않고 무기화 되고 있음을 우리는 러시아와 우크라이나 사태를 보면서 실 시간으로 목격하고 있습니다.


드론과 농업은 놀라운 파트너십을 형성합니다. 


드론 또는 무인 항공기는 카메라나 센서가 장착된 작고 가벼운 장치로 그 자체적인 장점을 가지고 있습니다.


정밀농업은 원격으로 감지된 고해상도 이미지에 의존합니다. 


이미지는 위성이나 드론 과 같은 소스에서 원격으로 취득됩니다.



오늘은 처음 드론을 접하시는 분들 부터 어느정도 드론시스템에 대해 아시는 분들까지 모두에게 도움이 될 수 있는 그러한 내용을 설명 드리겠습니다.


먼저 정밀농업의 과정은 다음 4단계로 요약할 수 있습니다.


그 첫번째는 관찰입니다.


농장의 지도에 드론 또는 위성 이미지를 배치합니다.


두번째는 진단입니다.


농장의 공간적 모니터링을 통해 특정 섹션에서 문제를 식별합니다.


세번째는 결정입니다.


농부는 시정 조치가 필요하다고 결정합니다. 


예를들면 질병의 확산을 방지하기 위해 건강에 해로운 작물 종을 제거해야 합니다.


네번째로 실행입니다.


문제를 해결하기 위해 정확한 사이트에 자원을 배포합니다.


정밀농업은 지속 가능한 모델이며 환경을 염두에 두고 안정적인 식량 흐름을 개발하는데 필수적입니다.



우리는 첫번째 관찰과 두번째 진단에 활용되는 드론시스템에 대해 알아보고 있습니다.



먼저 정밀농업을 위한 드론 패키지 구성에 대해 간단히 설명을 드리고 최고의 정밀농업 드론시스템에 대해 알아보도록 하겠습니다.


물론 상용으로 시중에 나와있는 드론시스템을 대상으로 말씀드리겠습니다.


우선 정밀농업을 위한 드론 패키지 구성은 크게


첫번째로 카메라가 장착되어 있는 드론 시스템이 있습니다.


두번째로 관련 맵핑 및 이미지를 분석을 할 수 있는 소프트웨어가 있으며,


세번째로 표준화 된 트레이닝, 교육이 있습니다.


오늘은 그 첫번재인 드론 시스템 중 정밀농업을 위한 최고의 드론 시스템에 대해 말씀 드리겠습니다.



비용, 특징, 장점과 단점등 종합적으로 판단하였을때, 


1. 최고의 정밀농업용 드론시스템으로는 DJI 메트리스 300 RTK제품과 분광카메라 및 열화상카메라가 동시에 장착된 미카센스의 얼텀 PT의 통합 시스템입니다.


드론은 최대 55분까지 비행이 가능하며 현재까지 가장 우수한 드론 중 하나입니다. 다중 페이로드 기능으로 다양한 카메라를 장착 할 수 있습니다.


예상 비용은 약 4천 5백만원 정도이며,


장점은 고해상도 협대역 5개 밴드의 다중 분광정보와 열화상 데이터를 동시에 수집할 수 있습니다. 


기구적인 얼라인이 되어있을 뿐만아니라 전자적인 싱크를 통해 월씬 간단하게 훌륭한 이미지를 취득할 수 있습니다.


특별한 단점을 찾기 힘들며, 열화상카메라의 해상도가 QVGA급 320 by 256으로 다소 아쉽지만 작물의 수분스트레스 및 관계 상태를 확인하기에는 전혀 문제가 되지 않습니다. 


그 외 유일한 단점은 가격적인 부담이 있을 수 있습니다.


하지만 업무의 프로세스를 생각하면, 투여되는 시간, 에너지, 예상되는 결과물을 비교했을때 훨씬 비용 효과적인 시스템 구성입니다.



추가적으로 동일한 드론시스템에 다른 분광카메라와 열화상카메라가 동시에 장착된 제품인 SENTERA사의 6X Thermal Sensors 제품도 있으니 참고 바랍니다.


2. 두번째로 추천드릴 수 있는 제품은 DJI 메트리스 300 RTK드론에 분광카메라 미카센스사의 레드엣지P제품입니다. 


옵션으로 플리어사의 열화상 카메라 젠뮤즈 ZXT2를 추가적으로 부착 할 수 있는 시스템입니다.


드론은 앞서 언급드렸듯이 현재까지 가장 우수한 상용 드론 중 하나입니다.


예상 비용은 약 3천 5백만원 정도이며 옵션으로 열화상 추가시 약 5천만원 정도 입니다.


장점은 첫번째로 소개드린 시스템에 비해 열화상카메라의 해상도가 VGA급으로 4배정도 우수하며, 보다 세밀한 온도데이터와 열 지도 생성이 가능합니다.


하지만 단점은 분광카메라와 열화상카메라가 개별적으로 부착되어 있기 때문에 이미지의 취득에서 번거로운 부분이 존재하며, 


같은 방향을 보고 촬영을 하더라도 결과물을 정확하게 얼라인 시키는데 어려움이 있을 수 있습니다.



그 외 동일한 드론시스템에 다양한 브랜드의 열화상 및 분광밴드가 통합된 카메라 제품을 장착할 수 있습니다. 


예를 들면 SENTERA의 Double 4K Sensors 제품과 SlantRange사의 4P+ Multispectral Sensor 등이 있습니다.


3. 세번째로 고정익 드론 및 수직이착륙 드론에 멀티 센서를 통합하는 시스템입니다.


고정익의 대표적인 시스템 중 하나인 센스플라이사의 EBEE AG 제품이 있으며, 페이로드는 Duet M이 있습니다. 회전익에 비해 넓은 영역의 데이터를 취득할 수 있는 장점이 있습니다. 


착륙공간이 필요로 하며 회전익과 고정익의 장단점이 있기때문에 어떤것이 더 좋다고 단편적으로 말씀드리기는 어려운것 같습니다.


수직이착륙 드론은 윙트라사의 GEN II + MICASENSE Rededge P 페이로드가 장착된 드론 시스템입니다. 


회전익의 장점과 고정익의 장점을 모두 살린 드론 시스템으로 여기에서 언급드린 제품들 중 가장 넓은 영역의 고해상도 이미지를 안정적으로 취득할 수 있는 시스템입니다.


아쉽게도 아직 미카센스사의 열화상밴드가 탐재된 얼텀PT제품은 호환이 되지 않지만 전체 드론 크기와 중량에 비해 얼텀 장착은 크게 문제가 되지 않기때문에 조만간 제조사에서 호환이 될 거라 생각 됩니다.


하지만 해외와 달리 국내에서는 광범위한 지역을 대 단위로 모니터링 할 수 있는 농업 사이트가 비교적 많지 않기때문에 회전익에 비해 아직 대중성이 낮은 편에 속합니다.


많은 좋은 시스템이 있을 수 있지만 대중적인 활용도가 무엇보다 시스템을 운영하는데에는 중요하다고 생각됩니다.


하지만 넓은 면적의 모니터링이 필요하다면 고려해볼만한 좋은 솔루션이 될 수 있을꺼라 생각됩니다.


예상 비용은 두 시스템 모두 드론 과 카메라 페이로드를 통합했을때 약1억 정도의 고가로 형성되어 있습니다.




4. 마지막 네번째로 DJI사의 팬텀4 Multispectral 제품입니다.


DJI사의 대표적인 드론 중 하나인 팬텀에 6개 밴드대역의 카메라가 통합되어있는 드론입니다.


최대 약27분의 비행시간과 7KM의 전송범위를 가지고 있는 작지만 강력한 성능을 가진 드론입니다.


예상 비용은 약 1천만원 정도 입니다.


장점은 기존 DJI 팬텀 기체에 RGB 카메라 1대와 글로벌 셔터의 다중 스펙트럼 카메라 5개(청색, 녹색, 적색, 레드엣지, 근적외선)까지 그리고 3축 안정화 짐벌까지 하나의 시스템으로 모두 통합되어있습니다.


단점은 일체형으로 페이로드 교체에 대한 옵션이 없습니다. 


그리고 방사 보정에 대한 우려가 존재합니다. 


광센서가 제공되지만 외부 보정패널과 방사 측정 보정 프로세스에 대한 정보가 제공되지 않아 외부환경에 의한 보정이 제대로 되었는지 비교할 수 없을 가능성이 있습니다.


DJI 드론 시스템은 늘 그렇지만 드론 및 짐벌 전문업체이다 보니 광학 센서에 대한 분석 및 활용에 있어 디테이일 항상 아쉽습니다.


아직 국내에 많은 고객들이 사용하지는 않지만 DJI제품 특성상 사용자 편의성 및 가격 경쟁력 등 세밀한 분석이 요구치 않는 입문자들에게는 훌륭한 장비라 생각됩니다.



이상으로 정밀농업을 위한 드론 패키지에서 최고의 상용 정밀농업 드론시스템에 대해 알아봤습니다.


여러번 말씀드리지만 완벽한 드론시스템은 없으나 위 언급된 네개의 정밀농업 드론시스템을 참고하여 정밀농업에 필요한 예산 및 계획을 수립하는데 도움이 될 수 있을거라 생각 됩니다.


다음 영상에서는 최고의 분석 소프트웨어에 대해 말씀드리겠습니다.


그럼 다음에 또 뵙겠습니다.