Design of Drone for Underwater Monitoring and Net Cleaning for Aquaculture Farm

양식장 수중 모니터링 및 그물망 청소용 드론 설계

Abstract

Conventional underwater cameras used in fish farms can only shoot limited areas and are vulnerable to underwater contamination. There is also a problem with contaminated farms as surplus residues are deposited as a result of feed supply to farms' nets. This paper proposes underwater drones for underwater monitoring of fish farms and cleaning nets. If underwater drones are used for management of fish farms, underwater imaging, monitoring and cleaning of fish farms' nets can be possible. By using this technology, data can be collected by detecting changes in the environment of a fish farm and responding to changes that occur within a fish farm based on the data. In addition, the establishment of an integrated control system will enable to build efficient and stable smart farms.

양식장에서 사용되는 기존의 수중 카메라는 제한된 구역만 촬영할 수 있으며, 수중 오염으로 인해 훼손되기 쉽다. 또한 양식장 그물망에 사료 공급에 따른 잉여 찌꺼기가 퇴적되어 양식장을 오염시키는 문제점이 있다. 이에 본 논문은 양식장 수중 모니터링과 그물망 청소를 위한 수중 드론을 제안한다. 수중 드론을 이용한다면 수중 영상 촬영, 모니터링과 양식장 그물망 청소가 가능하다. 이를 활용하면 양식장 환경 변화를 감지해 데이터를 수집할 수 있고 그 데이터를 기반으로 양식장 내에서 발생하는 변화에 대응할 수 있다. 더불어 통합관제 시스템을 구축하게 되면 이를 통해 효율적이고 안정적인 스마트 양식장 구축이 가능할 것이다.

그림 1. 물고기를 형상화한 비키 Fig. 1 Fish-shaped biki

그림 2. 유선형 방식의 글라디우스 Fig. 2 Streamlined gradius

그림 3. 팔로우미 기능의 아이버블 Fig. 3 Follow me in ibubble

그림 4. 라운드 외형 드론 Fig. 4 Round shape drone

그림 5. BLDC 모터 Fig. 5 BLDC motor

그림 6. 센서 기반 시스템 제어용 메인 컨트롤러 구성도 Fig. 6 Main controller based on sensor

그림 7. 표준 PID 제어 알고리즘 Fig. 7 Standard PID control algorithm

그림 8. 카메라와 드론 외형 Fig. 8 Drone and camera

그림 9. 양식장의 오염된 그물 Fig. 9 Contaminated net in the farm

그림 10. 오염된 양식장 그물을 청소하는 모습 Fig. 10 Cleaning contaminated farm net

표 1. 송풍모터 스펙 Table 1. Specifications of blowing motor