KR101644151B1 - 3D space information monitoring system using intelligent drone - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 랜딩스키드가 디지털카메라의 촬영에 지장을 주지 않게 하며, 기류의 영향으로 드론의 비행자세가 불량하게 될 경우 복수개의 프로펠러의 회전속도를 달리 제어함으로써 드론의 비행자세를 유지시켜 안정적인 비행이 가능하도록 함과 아울러 배터리의 잔량을 체크하고 현재 비행위치에서 착륙위치로 복귀하는 데에 소요되는 복귀용 배터리소모량을 산출하여 배터리 잔량이 복귀용 배터리소모량과 동일하게 되는 시점에서 착륙위치로 복귀하도록 하여 배터리 잔량 부족으로 인한 추락사고를 방지할 수 있도록 하는 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a 3D spatial information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle, more specifically, a landing skid does not interfere with the shooting of a digital camera, and when a flight attitude of a dron becomes poor due to the influence of an air current, It is possible to maintain stable flight by maintaining the flight position of the dron by controlling the rotational speed of the propeller differently, and also to check the remaining amount of the battery, calculate the amount of battery consumption for returning from the current flying position to the landing position, The present invention relates to a 3D space information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle that can return to a landing position when a remaining amount becomes equal to a consumption amount of a battery for returning, thereby preventing a fall accident due to insufficient battery remaining amount.
항공촬영기술은 조종사가 조종하는 유인항공기에서 촬영사가 탑승하여 촬영하는 유인항공촬영기술과, 원격조종식 무인항공기에 카메라를 탑재하여 촬영하는 무인항공촬영기술로 구분된다.The aerial photographing technique is classified into the manned aerial photographing technique in which a photographer picks up an image of a manned aircraft controlled by a pilot, and the unmanned aerial photographing technique in which a camera is mounted on a remote control type unmanned airplane.
이러한 항공촬영기술은 지도를 제작하거나 방송용 또는 군사용으로 널리 사용되어 왔으나, 최근에는 작업자 또는 관계자가 접근하기 어려운 지형에서 산림, 농작물, 해변, 도로, 지형지물의 변화 상황 등을 관철하는 분야는 물론 사고지역의 인명구조 등 다양한 분야로 활용범위가 확장되고 있다.These aerial photography techniques have been widely used for producing maps, broadcasting, or military use. However, in recent years, there has been a great deal of interest in the field of forests, crops, beaches, roads, And life sciences.
특히 무인항공촬영기술은 군사분야와 공공분야는 물론 개인적인 용도로서도 널리 보급되고 있다.Especially, unmanned aerial photographing technology is widely used for military and public purposes as well as for personal use.
무인촬영기술의 일예로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 드론본체(11)와 복수개의 프로펠러모터(12)에 의하여 구동되는 프로펠러(13)를 가지는 드론(10)과, 드론(10)의 하부에 결합되는 짐벌(20)과, 짐벌(20)에 장착되는 디지털카메라(30)를 이용한 방법이 사용되고 있다.6, a drone 10 having a drone body 11 and a
짐벌(20)은 드론(10)의 하부에 결합되는 지지대(21)와, 지지대(21)에 롤링동작 가능하게 지지되는 롤링동작부(22)와, 롤링동작부(22)에 피칭동작 가능하게 지지되는 피칭동작부(23)와, 피칭동작부(23)에 결합되어 디지털카메라(30)가 장착되는 카메라 장착부(24)로 구성된다.The gimbal 20 includes a
롤링동작부(22)와 피칭동작부(23)는 각각 수평센서(미도시)에 의하여 감지된 수평도에 따라 구동되는 롤링모터(22a)와 피칭모터(23a)에 의하여 롤링동작 및 피칭동작하여 카메라 장착부(24)에 장착된 디지털카메라(30)가 수평을 유지하도록 구성된다.The
그러나 종래의 드론을 이용한 무인항공촬영기술에서는 이착륙을 위한 랜딩스키드가 구비되는 바, 랜딩스키드가 항상 펼쳐진 상태로 고정 설치되어 있기 때문에 디지털카메라의 촬영에 지장을 주게 되는 문제점이 있다.However, in the unmanned aerial photographing technique using the conventional drone, a landing skid for landing and landing is provided, and the landing skid is fixedly installed in a state in which the landing skid is always unfolded.
따라서 랜딩스키드가 디지털카메라의 촬영에 지장을 주지 않도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a technique for preventing the landing skid from interfering with the shooting of the digital camera.
또한 종래의 드론을 이용한 무인항공촬영기술에서는 드론의 자세와 무관하게 짐벌(20)에 의하여 디지털카메라(30)의 자세를 유지하도록 하는 것인바, 기류의 영향으로 드론(10)의 자세가 수평자세로부터 심하게 편위되는 경우에는 짐벌(20)의 동작만으로는 디지털카메라(30)의 자세를 정확하게 유지할 수 없게 되는 문제점이 있다.Further, in the conventional unmanned aerial photographing technique using a drone, the posture of the
따라서 드론이 기류의 영향을 받을 경우 복수개의 프로펠러의 회전수를 차등적으로 제어하여 드론 자체가 수평에 근접한 자세로 유지되도록 함으로써 짐벌에 의한 디지털카메라의 자세 교정이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, if the drone is influenced by the airflow, the number of revolutions of the plural propellers is controlled differently so that the drone itself can be maintained in a position close to the horizontal, so that the development of a technique for smoothly correcting the posture of the digital camera by the gimbal .
또한 종래의 드론은 프로펠러모터의 구동과 디지털카메라의 구동 및 영상정보송출기의 구동에 필요한 전원을 드론에 탑재된 배터리로부터 공급받게 되는데 배터리의 용량에 따라 이륙에서 비행, 촬영 및 영상송출, 그리고 착륙에 이르는 시간을 작업자가 경험칙에 의하여 적당한 시간에 원격조종조작에 의하여 드론을 복귀 및 착륙시키고 있기 때문에 자칫 비행 도중에 배터리 방전으로 인해 추락하는 사고가 발생할 염려가 있다.In addition, conventional drones are supplied with power from propulsion motors, drones and drones, which can be used for flight, shooting, video transmission, and landing, depending on the capacity of the battery. There is a possibility that an accident that the operator falls due to the battery discharge during the flight because the operator is returning and landing the drones by remote control operation at a reasonable time according to the empirical rule.
따라서 착륙시의 배터리 용량에 따라 착륙에서 비행, 촬영 및 복귀, 착륙에 이르는 시간을 산출하여 배터리가 완전히 방전되어 추락하는 일이 없이 안전하게 복귀 및 착륙할 수 있도록 하는 기술의 개발이 요구되고 있다.Therefore, it is required to develop a technique for returning and landing safely without calculating the time from landing to flight, shooting, returning, and landing according to the capacity of the battery at the time of landing.
이와 관련된 선행기술로서는 대한민국 등록특허 제10-0795396호(2008.01.10. 등록) "항공레이저 데이터와 수치정사영상을 이용한 도시 변화모니터링 방법" 및, 대한민국 등록특허 제10-1174020호(2012.08.08. 등록) "비행 시험시 항공기에서 촬영된 영상을 지상 임무 통제실에서 실시간으로 모니터링하는 시스템"이 개시되어 있다.As a prior art related to this, Korean Patent Registration No. 10-0795396 (Registered on Jan. 10, 2008) "Method of Monitoring Urban Change Using Airborne Laser Data and Numerical Orthographic Image" and Korean Patent No. 10-1174020 (Aug. Registered) "A system for real-time monitoring of images photographed on an aircraft during a flight test in the ground mission control room" is disclosed.
따라서 본 발명의 목적은 랜딩스키드가 디지털카메라의 촬영에 지장을 주지 않게 하며, 기류의 영향으로 드론의 비행자세가 불량하게 될 경우 복수개의 프로펠러의 회전속도를 달리 제어함으로써 드론의 비행자세를 유지시켜 안정적인 비행이 가능하도록 함과 아울러 배터리의 잔량을 체크하고 현재 비행위치에서 착륙위치로 복귀하는 데에 소요되는 복귀용 배터리소모량을 산출하여 배터리 잔량이 복귀용 배터리소모량과 동일하게 되는 시점에서 착륙위치로 복귀하도록 하여 배터리 잔량 부족으로 인한 추락사고를 방지할 수 있도록 하는 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템을 제공하려는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a landing skid for preventing a shooting of a digital camera from being hindered and maintaining a flight attitude of a dron by controlling a rotation speed of a plurality of propellers, It is possible to check the remaining amount of the battery and calculate the amount of return battery consumption required for returning from the current flying position to the landing position. When the battery remaining amount becomes equal to the return battery amount, So as to prevent a crash caused by a shortage of the remaining battery capacity, and to provide a 3D spatial information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 드론과; 상기 드론의 하부에 장착되는 짐벌과; 상기 짐벌에 탑재되는 디지털카메라와; 상기 드론과 디지털카메라를 제어하는 제어수단; 및 상기 디지털카메라에 의하여 촬영된 3D공간정보를 디스플레이하여 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 모니터링 단말; 을 포함하여 구성되며, 상기 드론은 드론본체와, 상기 드론본체의 가장자리에 결합되어 방사상으로 연장되는 복수개의 프로펠러지지대와, 상기 복수개의 프로펠러지지대의 외측단에 각각 장착되는 복수개의 프로펠러모터와, 상기 프로펠러모터의 모터축에 결합되는 복수개의 프로펠러; 및 상기 드론본체의 하부에 설치되는 랜딩기구를 포함하며, 상기 랜딩기구는 상기 프로펠러지지대의 내측단부에 고정되며, 축공이 형성된 수직판과 모터축공이 형성된 수직판을 가지는 랜딩브래킷과, 상기 축공에 회동 가능하게 지지되는 축부가 상단 일측에 형성되며 펼쳐졌을 때 지면에 수평으로 접지되도록 하단부에 절곡 형성된 접지부가 구비된 랜딩스키드와, 상기 수직판에 장착되며 랜딩모터축이 모터축공에 삽입되어 랜딩스키드의 상단 타측에 고정되는 랜딩모터를 포함하고, 상기 짐벌은 상기 드론본체의 하면 중앙에 고정 결합되는 짐벌고정대와; 상기 짐벌고정대의 하면에 결합되는 요잉모터와; 상기 요잉모터의 요잉모터축의 하단에 결합되는 수평판과 상기 수평판의 일단에서 수직하방으로 절곡 연장 형성되는 수직판을 가지는 요잉작동대와; 상기 요잉작동대의 수직판에 장착되는 롤링모터와; 상기 롤링모터의 롤링모터축의 선단부에 결합되는 결합판과 상기 결합판의 좌우양측에서 전방으로 절곡 형성되는 연장판을 가지는 롤링작동대와; 상기 롤링작동대의 연장판에 장착되는 피칭모터와; 상기 피칭모터의 피칭모터축의 하단에 결합되는 피칭작동대를 포함하며, 상기 디지털카메라는 피칭작동대에 장착되고, 상기 제어수단은 상기 드론본체의 상면에 장착되는 수평센서와; 상기 랜딩스키드의 접지부에 장착되는 압력센서와; 상기 드론본체에 설치되는 지피에스수신기와; 상기 드론본체에 설치된 배터리의 현재배터리잔량을 측정하는 배터리잔량측정부와; 상기 드론의 비행에 소요되는 단위거리당 배터리소모량과 상기 지피에스수신기의 지피에스정보에 따른 이륙지점좌표정보와 상기 압력센서에 의한 드론중량정보 및 디지털카메라에 의한 촬영정보를 저장하는 메모리부와; 이륙준비모드와 드론보관모드를 입력하기 위한 입력부와; 상기 수평센서의 감지신호에 따라 상기 프로펠러모터에 대한 정상회전수제어명령 또는 차등회전수제어명령을 출력하고, 상기 이륙지점좌표정보와 현재 비행지점의 현재비행좌표정보를 연산하여 현재비행지점에서 이륙지점지점 간의 복귀비행거리를 산출하여 배터리잔량측정부에 의해 측정된 현재배터리잔량과 메모리부에 저장된 단위거리당 배터리소모량 및 복귀비행거리를 연산하여 B1 = (B2 × L) × 1.1이면 복귀알람신호를 출력함과 아울러 상기 드론이 이륙지점을 향하여 선회하도록 상기 프로펠러모터에 대한 차등회전수제어명령을 출력하며, 상기 드론이 이륙지점을 향하였을 때 상기 프로펠러모터에 대한 정상회전수제어명령을 출력하고, 상기 입력부에 이륙준비모드가 입력되거나, 복귀하는 드론이 이륙지점에 근접하였을 때 상기 랜딩모터에 대한 펼침작동제어명령을 출력하며, 상기입력부에 드론보관모드가 입력되거나, 이륙준비모드에서 드론이 이륙하여 압력센서에 의하여 감지된 압력이 상기 메모리부에 저장된 드론중량정보보다 작게 되면 상기 랜딩모터에 대한 접힘작동제어명령을 출력하는 제어부와; 상기 프로펠러모터에 대한 상기 제어부의 제어명령에 따라 프로펠러모터에 대한 정상회전수제어신호 또는 차등회전수제어신호를 송출하는 프로펠러모터 구동부와; 상기 랜딩모터에 대한 제어부의 제어명령에 따라 랜딩모터에 대한 접힘작동구동신호 또는 펼침작동구동신호를 송출하는 랜딩모터 구동부와; 상기 드론본체에 장착되어 디지털카메라에 의한 촬영정보와 복귀알람신호를 송출하는 통신부; 및 상기 제어부에 의한 복귀알람명령에 따라 드론조종자가 인지할 수 있도록 복귀알람을 출력하는 알람부; 를 포함하며, 상기 모니터링 단말은 상기 통신부에서 송신되는 정보를 수신하기 위한 수신부가 구비된 노트북 컴퓨터로 구성되고, 상기 알람부는 상기 모니터링 단말에 설치되어 상기 통신부에서 송출되고 모니터링 단말의 수신부에서 수신된 복귀알람신호에 따라 화면상에 복귀알람을 디스플레이함과 아울러 모니터링 단말에 구비된 스피커를 통하여 음향으로 출력되도록 하는 프로그램으로 구성됨을 특징으로 하는 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, A gimbals mounted on a lower portion of the drones; A digital camera mounted on the gimbal; Control means for controlling the drone and the digital camera; And a monitoring terminal for displaying 3D spatial information photographed by the digital camera and monitoring the 3D spatial information in real time; And a plurality of propeller motors respectively mounted on the outer ends of the plurality of propeller supporters, wherein the plurality of propeller motors are mounted on the outer ends of the plurality of propeller supporters, A plurality of propellers coupled to the motor shaft of the propeller motor; And a landing mechanism installed at a lower portion of the drone main body, wherein the landing mechanism is fixed to an inner end of the propeller support, the landing bracket including a vertical plate formed with a shaft hole and a motor shaft hole, A landing skid having a shaft portion rotatably supported on an upper end thereof and having a ground portion bent at a lower end thereof so as to be horizontally grounded on the ground when the landing portion is unfolded and a landing skid mounted on the vertical plate, And a landing motor fixed to the other end of the drones, wherein the gimbals are fixedly coupled to the center of the lower surface of the drones; A yawing motor coupled to the underside of the tooth and to the lower surface of the tooth; A yawing operation table having a horizontal plate coupled to the lower end of the yawing motor shaft of the yawing motor and a vertical plate extending vertically downwardly from one end of the horizontal plate; A rolling motor mounted on a vertical plate of the yawing operation table; A rolling operating table having an engaging plate coupled to a leading end portion of a rolling motor shaft of the rolling motor and an extending plate bent forward from both left and right sides of the engaging plate; A pitching motor mounted on an extension plate of the rolling operating band; And a pitching operation band that is coupled to a lower end of a pitching motor shaft of the pitching motor, wherein the digital camera is mounted to a pitching operation band, and the control means comprises: a horizontal sensor mounted on an upper surface of the droning body; A pressure sensor mounted on a ground of the landing skid; A dust receiver installed on the drones; A remaining battery level measuring unit for measuring a current battery level of the battery installed in the drone main body; A memory unit for storing the battery consumption amount per unit distance required for the flight of the drones, the take-off point coordinate information according to the GPS information of the GPS receiver, the weight information of the drone by the pressure sensor, and the photographing information by the digital camera; An input unit for inputting a take-ready mode and a drone storage mode; And outputs a control command or a differential rotation number control command to the propeller motor in accordance with the detection signal of the horizontal sensor and calculates departure point coordinate information and current flight coordinate information of the current flying point, Calculates the return flying distance between the point of departure and the current battery remaining amount measured by the battery remaining amount measuring unit, the battery consumption amount per unit distance stored in the memory unit, and the returning flying distance, and if B1 = (B2 L) And outputs a differential speed control command to the propeller motor so that the dron may be turned toward the take-off point. When the drones are directed toward the take-off point, the normal speed control command for the propeller motor is outputted , When the take-ready mode is input to the input unit, or when the returning dron is close to the take-off point, And if the pressure sensed by the pressure sensor becomes smaller than the drone weight information stored in the memory unit, it is determined that the landing motor is in the ready state, A control unit for outputting a folding operation control command for the folding operation; A propeller motor driving unit for sending a normal rotational speed control signal or a differential rotational speed control signal to the propeller motor according to a control command of the control unit for the propeller motor; A landing motor driving unit for transmitting a folding operation driving signal or a unfolding operation driving signal to the landing motor according to a control command of the control unit for the landing motor; A communication unit mounted on the drone main body to transmit photographing information by a digital camera and a return alarm signal; And an alarm unit for outputting a return alarm so as to be recognized by the drone operator according to a return alarm command by the control unit; Wherein the monitoring unit comprises a notebook computer having a receiving unit for receiving information transmitted from the communication unit, wherein the alarm unit is installed in the monitoring terminal and is returned from the communication unit and received by the receiving unit of the monitoring terminal, And a program for displaying a return alarm on the screen in accordance with an alarm signal and outputting a sound through a speaker provided in the monitoring terminal. A 3D spatial information monitoring system using the intelligent unmanned aerial vehicle is provided.
본 발명의 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템에 의하면, 드론이 이륙한 후에는 랜딩스키드가 프로펠러지지대의 하부에 중첩된 상태로 접히게 되어 랜딩스키드가 디지털카메라의 촬영에 지장을 주지 않게 되며, 기류의 영향으로 드론의 비행자세가 불량하게 될 경우 복수개의 프로펠러의 회전속도를 달리 제어함으로써 드론의 비행자세를 유지시켜 안정적인 비행이 가능하게 됨과 아울러 배터리의 잔량을 체크하고 현재 비행위치에서 착륙위치로 복귀하는 데에 소요되는 복귀용 배터리소모량을 산출하여 배터리 잔량이 복귀용 배터리소모량과 동일하게 되는 시점에서 착륙위치로 복귀하도록 하여 배터리 잔량 부족으로 인한 추락사고를 방지할 수 있게 된다.According to the 3D spatial information monitoring system using the intelligent unmanned aerial vehicle of the present invention, after the drones take off, the landing skid is folded in a state of being superimposed on the lower part of the propeller support so that the landing skid does not interfere with the shooting of the digital camera If the drone's flight attitude becomes poor due to the influence of the air flow, the rotation speed of the plurality of propellers is controlled differently, thereby maintaining the flight attitude of the drone, and stable flight can be performed. In addition, the remaining amount of the battery is checked, It is possible to return to the landing position at the time when the battery remaining amount becomes equal to the battery consumption amount for return, thereby preventing a fall accident due to the insufficient battery remaining amount.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것으로,
도 1은 랜딩스키드가 접힌 상태를 보인 사시도,
도 2는 랜딩스키드가 펼쳐진 상태를 보인 사시도,
도 3은 드론의 분해 사시도,
도 4는 짐벌의 분해 사시도,
도 5는 제어수단의 기능블록도,
도 6은 종래 드론을 이용한 모니터링 시스템을 보인 사시도이다.1 to 5 show a preferred embodiment of a 3D spatial information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle according to the present invention,
1 is a perspective view showing a landing skid in a folded state,
2 is a perspective view showing a state in which the landing skid is unfolded,
3 is an exploded perspective view of the drones,
4 is an exploded perspective view of the gimbals,
5 is a functional block diagram of the control means,
6 is a perspective view showing a monitoring system using a conventional drone.
이하, 본 발명에 의한 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템을 첨부도면에 예시한 바람직한 실시예에 따라서 상세히 설명한다.Hereinafter, a 3D spatial information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments illustrated in the accompanying drawings.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템의 바람직한 실시예를 보인 것이다.1 to 5 show a preferred embodiment of a 3D spatial information monitoring system using an intelligent unmanned aerial vehicle according to the present invention.
이하의 설명에서 각종 볼트가 관통되는 볼트관통공과 각종 볼트가 체결되는 볼트체결공은 도면에 도시하되 도면 부호 및 구체적인 설명은 생략한다.In the following description, bolt through holes through which various bolts are passed and bolt fastening holes to which various bolts are fastened are shown in the drawing, but the reference numerals and detailed explanations are omitted.
본 실시예에 따른 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템은, 드론(100)과; 상기 드론(100)의 하부에 장착되는 짐벌(200)과; 상기 짐벌(200)에 탑재되는 디지털카메라(300)와; 상기 드론(100)과 디지털카메라(300)를 제어하는 제어수단(400); 및 상기 디지털카메라(300)에 의하여 촬영된 3D공간정보를 디스플레이하여 실시간으로 모니터링할 수 있도록 하는 모니터링 단말(600); 을 포함하여 구성된다.The 3D spatial information monitoring system using the intelligent unmanned aerial vehicle according to the present embodiment includes a
상기 드론(100)은 드론본체(110)와, 상기 드론본체(110)의 가장자리에 결합되어 방사상으로 연장되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러지지대(120)와, 상기 복수개의 프로펠러지지대(120)의 외측단에 각각 장착되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러모터(130)와, 상기 프로펠러모터(130)의 모터축(미도시)에 결합되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러(140); 및 상기 드론본체(110)의 하부에 설치되는 랜딩기구(150)를 포함한다.The
상기 드론본체(110)는 도시예와 같이 원형의 판체로 형성할 수도 있으나, 반드시 이로서 국한되는 것은 아니고, 장원형, 타원형, 장방형 등 필요에 따라 변경할 수 있다.The drone
상기 드론본체(110)는 중량을 최소화하기 위하여 알루미늄 합금이나 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질 또는 그라파이트(Graphite) 재질로 구성할 수 있으며, 구조적 강도를 저하시키지 않는 범위 내에서 복수개의 살빼기공을 형성할 수도 있다.The drone
상기 드론본체(110)에는 드론(100)의 비행, 짐벌(200)의 제어, 디지털카메라(300)의 촬영, 제어수단(400)의 제어에 필요한 전원을 공급하는 배터리(미도시)가 탑재된다.A battery (not shown) for supplying power to the
상기 프로펠러지지대(120)의 외측 단부에는 프로펠러모터(130)를 장착하기 위한 모터장착대(121)가 결합된다. 상기 모터장착대(121)는 프로펠러지지대(120)에 일체로 구성하거나 볼트/너트 체결 또는 용접에 의하여 일체화할 수 있다.A
상기 프로펠러지지대(120)는 도시예와 같이, 양측으로 수평연장 형성되는 플랜지(123)를 가지는 고정구(122)와, 플랜지(123)를 관통하여 드론본체(110)의 상면에 체결되는 스크루(SC1)에 의하여 고정할 수 있으며, 프로펠러지지대(120)에 스크루를 관통시켜 드론본체(110)의 상면에 체결하는 것에 의하여 드론본체(110)에 직접 고정할 수도 있다.The
상기 프로펠러지지대(120)는 중공형으로 형성하여 그 내부를 통해 프로펠러모터(130)에 대한 전원케이블과 제어케이블을 설치할 수 있도록 구성할 수 있다.The
상기 프로펠러지지대(120)는 중량을 최소화하기 위하여 알루미늄 합금이나 폴리카보네이트(Polycarbonate) 재질 또는 그라파이트(Graphite) 재질로 구성함과 아울러 속이 빈 파이프 형태로 구성할 수 있다.The
상기 프로펠러모터(130)는 비엘디씨모터(BLDC Motor; Brushless DC Motor)를 사용할 수 있으며, 모터축(미도시)에 프로펠러(140)를 결합할 수 있다.The
상기 프로펠러모터(130)는 하단부에 형성되는 모터베이스(131)를 관통하는 스크루(SC2)를 모터장착대(121)에 체결하는 것에 의하여 장착할 수 있다.The
상기 랜딩기구(150)는 상기 프로펠러지지대(120)의 내측단부에 고정되며, 축공(SH1)이 형성된 수직판(152)과 모터축공(SH2)이 형성된 수직판(153)을 가지는 랜딩브래킷(151)과, 상기 축공(SH1)에 회동 가능하게 지지되는 축부(155)가 상단 일측에 형성된 랜딩스키드(154)와, 상기 수직판(153)에 장착되며 랜딩모터축(158)이 모터축공(SH2)에 삽입되어 랜딩스키드(154)의 상단 타측에 고정되는 랜딩모터(157)를 포함하여 구성된다.The
상기 랜딩브래킷(151)은 프로펠러지지대(120)에 볼트/너트 체결 또는 용접에 의하여 고정 결합될 수 있다.The
상기 랜딩스키드(154)에는 사각단면의 결합홈(156)을 형성하고, 상기 랜딩모터축(158)을 사각단면으로 형성하여 랜딩모터축(158)을 결합홈(156)에 삽입하는 것에 의하여 랜딩모터(157)의 회전력이 랜딩스키드(154)에 전달되도록 구성할 수 있다.The
상기 랜딩모터(157)는 모터베이스(159)를 관통하는 스크루(SC3)를 랜딩브래킷(151)의 수직판(153)에 체결하는 것에 의하여 장착할 수 있다.The
상기 랜딩모터(157)는 비엘디씨모터(BLDC Motor; Brushless DC Motor)를 사용할 수 있다.The
상기 랜딩스키드(154)는 펼쳐졌을 때 지면에 수평으로 접지되도록 하기 위하여 하단부에 접지부(154a)를 절곡 형성하는 것이 바람직하다.The
상기 랜딩스키드(154)는 중량을 최소화하기 위하여 알루미늄 합금이나 폴리카보네이트 재질 또는 그라파이트 재질로 구성함과 아울러 속이 빈 파이프 형태로 구성할 수 있다.The
상기 짐벌(200)은 상기 드론본체(110)의 하면 중앙에 고정 결합되는 짐벌고정대(210)와; 상기 짐벌고정대(210)의 하면에 결합되는 요잉모터(220)와; 상기 요잉모터(220)의 요잉모터축(221)의 하단에 결합되는 수평판(231)과 상기 수평판(231)의 일단에서 수직하방으로 절곡 연장 형성되는 수직판(232)을 가지는 요잉작동대(230)와; 상기 요잉작동대(230)의 수직판(232)에 장착되는 롤링모터(240)와; 상기 롤링모터(240)의 롤링모터축(241)의 선단부에 결합되는 결합판(251)과 상기 결합판(251)의 좌우양측에서 전방으로 절곡 형성되는 연장판(252)을 가지는 롤링작동대(250)와; 상기 롤링작동대(250)의 연장판(252)에 장착되는 피칭모터(260)와; 상기 피칭모터(260)의 피칭모터축(261)의 하단에 결합되는 피칭작동대(270)를 포함하여 구성된다.The
상기 짐벌고정대(210)와 상기 요잉모터(220)는 모터베이스(222)와 짐벌고정대(210)를 관통하는 스크루(SC4)를 짐벌본체(110)의 하면에 체결하는 것에 의하여 짐벌본체(110)에 동시에 고정 결합할 수 있다.The
상기 요잉모터(220)의 요잉모터축(221)과 요잉작동대(230)의 수평판(231)은 수평판(231)을 관통하는 스크루(미도시)를 요잉모터축(221)의 하면에 체결하는 것에 의하여 결합할 수 있다.The
상기 롤링모터(240)는 모터베이스(242)를 관통하는 스크루(SC5)를 요잉작동대(230)의 수직판(232)에 체결하는 것에 의하여 요잉작동대(230)에 장착할 수 있다.The
상기 롤링모터(240)의 롤링모터축(241)과 롤링작동대(250)의 결합판(251)은 결합판(251)을 관통하는 스크루(미도시)를 롤링모터축(241)에 체결하는 것에 의하여 결합할 수 있다.The rolling
상기 피칭모터(260)는 롤링작동대(250)의 연장판(252)에 형성된 장착공(253)에 삽입하고 모터베이스(262)를 관통하는 스크루(SC6)를 연장판(252)에 체결하는 것에 의하여 롤링작동대(250)에 장착할 수 있다.The
상기 피칭작동대(270)의 양측면에 사각단면의 결합홈(271)을 형성하고 피칭모터축(261)은 사각단면으로 형성하여 피칭모터축(261)을 결합홈(271)에 삽입하는 것에 의하여 피칭모터(260)의 회전력이 피칭작동대(270)에 전달되도록 구성할 수 있다.The pitching
상기 디지털카메라(300)는 통상적으로 항공촬영용으로 사용되는 디지털카메라 중에서 선택할 수 있다.The
상기 디지털카메라(300)는 상단에 카메라베이스(310)를 관통하는 스크루(SC7)를 피칭작동대(270)의 하면에 체결하는 것에 의하여 피칭작동대(270)에 장착할 수 있다.The
상기 짐벌(200)은 상기 피칭작동대(270)에 설치되는 짐벌용 수평센서(미도시)와, 짐벌용 수평센서에 의한 감지신호에 따라 요잉모터(220), 롤링모터(240), 피칭모터(260)를 제어하는 짐벌 제어부(미도시)를 구비한다. 이러한 짐벌용 수평센서와 짐벌 제어부는 통상적인 짐벌에 구비되는 것이므로 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.The
상기 제어수단(400)은 상기 드론본체(110)의 상면에 장착되는 수평센서(S)와; 상기 랜딩스키드(154)의 접지부(155)에 장착되는 압력센서(410)와; 상기 드론본체(110)에 설치되는 지피에스수신기(420)와; 상기 드론본체(110)에 설치된 배터리의 현재배터리잔량(B1)을 측정하는 배터리잔량측정부(430)와; 상기 드론(100)의 비행에 소요되는 단위거리당 배터리소모량(B2)과 상기 지피에스수신기(430)의 지피에스정보에 따른 이륙지점좌표정보와 상기 압력센서(410)에 의한 드론중량정보 및 디지털카메라(300)에 의한 촬영정보를 저장하는 메모리부(440)와; 이륙준비모드와 드론보관모드를 입력하기 위한 입력부(450)와; 상기 수평센서(S)의 감지신호에 따라 상기 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령 또는 차등회전수제어명령을 출력하고, 상기 이륙지점좌표정보와 현재 비행지점의 현재비행좌표정보를 연산하여 현재비행지점에서 이륙지점지점 간의 복귀비행거리(L)를 산출하여 배터리잔량측정부(430)에 의해 측정된 현재배터리잔량(B1)과 메모리부(440)에 저장된 단위거리당 배터리소모량(B2) 및 복귀비행거리(L)를 연산하여 B1 = (B2 × L) × 1.1이면 복귀알람신호를 출력함과 아울러 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하여 선회하도록 상기 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수제어명령을 출력하며, 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하였을 때 상기 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령을 출력하고, 상기 입력부(450)에 이륙준비모드가 입력되거나, 복귀하는 드론(100)이 이륙지점에 근접하였을 때 상기 랜딩모터(157)에 대한 펼침작동제어명령을 출력하며, 상기입력부(450)에 드론보관모드가 입력되거나, 이륙준비모드에서 드론(100)이 이륙하여 압력센서(410)에 의하여 감지된 압력이 상기 메모리부(440)에 저장된 드론중량정보보다 작게 되면 상기 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동제어명령을 출력하는 제어부(460)와; 상기 프로펠러모터(130)에 대한 상기 제어부(460)의 제어명령에 따라 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어신호 또는 차등회전수제어신호를 송출하는 프로펠러모터 구동부(470)와; 상기 랜딩모터(157)에 대한 제어부(460)의 제어명령에 따라 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동구동신호 또는 펼침작동구동신호를 송출하는 랜딩모터 구동부(480)와; 상기 드론본체(110)에 장착되어 디지털카메라(300)에 의한 촬영정보와 복귀알람신호를 송출하는 통신부(490); 및 상기 제어부(460)에 의한 복귀알람명령에 따라 드론조종자가 인지할 수 있도록 복귀알람을 출력하는 알람부(500); 를 포함하여 구성된다.The control means 400 includes a horizontal sensor S mounted on the upper surface of the drone main body 110; A pressure sensor 410 mounted on a ground 155 of the landing skid 154; A dust receiver 420 installed in the drone main body 110; A battery remaining amount measuring unit 430 for measuring a current battery remaining amount B1 of the battery installed in the drone main body 110; The battery consumption amount B2 per unit distance required for the flight of the drones 100, the take-off point coordinate information according to the dust information of the laser absorber 430, the weight information of the drones by the pressure sensor 410, A memory unit 440 for storing photographing information by the photographing unit 300; An input unit 450 for inputting a take-ready mode and a drone storage mode; And outputs a control command or a differential rotation number control command to the propeller motor 130 in accordance with the detection signal of the horizontal sensor S and outputs the departure point coordinate information and the current flight coordinate information of the current flying point And calculates the return flying distance L between the current flying point and the take-off point to calculate the current remaining battery amount B1 measured by the battery remaining amount measuring unit 430 and the battery consumption amount B2 per unit distance stored in the memory unit 440 ) And a returning flight distance L to output a return alarm signal if B1 = (B2 x L) x1.1, and to cause the drones 100 to turn toward the take- And outputs a control command to the propeller motor 130 when the drone 100 is directed to the take-off point. When the take-ready mode is input to the
상기 제어수단(400)은 수평센서(S), 압력센서(410), 지피에스수신기(430), 입력부(450) 및 알람부(500)를 제외한 나머지 메모리부(440), 제어부(460), 프로펠러모터 구동부(470), 랜딩모터 구동부(480) 및 통신부(490)는 드론본체(110)의 상면에 탑재되는 제어박스(401)의 내부에 설치될 수 있다.The
상기 입력부(450)는 상기 제어박스(401)의 전면에 스위칭버튼(451)이 노출되는 스위치 또는 키패드로 구성할 수 있다.The
상기 통신부(490)는 제어박스(401)의 상면에 세워지는 안테나(491)를 포함할 수 있다.The
상기 지피에스수신기(430)는 제어박스(401)의 상면에 장착하는 것이 바람직하다.It is preferable that the above described
상기 모니터링 단말(600)은 상기 통신부(490)에서 송신되는 정보를 수신하기 위한 수신부(미도시)가 구비된 노트북 컴퓨터를 사용할 수 있으며, The
상기 알람부(500)는 상기 모니터링 단말(600)에 설치되어 상기 통신부(490)에서 송출되고 모니터링 단말(600)의 수신부에서 수신된 복귀알람신호에 따라 화면상에 복귀알람을 디스플레이하거나 하는 프로그램으로 구성할 수 있다.The
또한 복귀알람은 모니터링 단말(600)에 구비된 스피커를 통하여 음향으로 출력될 수도 있다.In addition, the return alarm may be output through a speaker provided in the
이하, 본 실시예에 따른 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the 3D spatial information monitoring system using the intelligent unmanned aerial vehicle according to the present embodiment will be described.
드론(100)을 보관함에 있어서는 입력부(450)에 드론보관모드가 입력되면, 제어부(460)가 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동제어명령을 출력하고, 랜딩모터 구동부(480)가 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동구동신호를 송출하게 되어 랜딩모터(157)가 접힘작동방향으로 회전하게 되고, 랜딩모터(157)의 랜딩모터축(158)에 결합되어 있는 랜딩스키드(154)가 접힘방향으로 회전하여 접히게 된다. 이때 랜딩스키드(154)는 프로펠러지지대(120)의 하부에 중첩되는 상태로 접히게 되어 드론(100)을 콤팩트한 상태로 보관할 수 있게 되며 보관 공간을 최소화할 수 있다.When the drone storage mode is input to the
드론(100)을 이용하여 3D공간정보를 모니터링하기 위하여는 모니터링하고자 하는 지역의 이륙지점에서 드론조종자가 원격조종기(미도시)를 조작하여 드론(100)을 이륙시켜 비행하도록 함으로써 드론본체(110)의 하부에 짐벌(200)을 통해 장착된 디지털카메라(300)에 의하여 3D공간을 촬영하게 되는데, 이륙지점에서 입력부(450)에 이륙준비모드가 입력되면, 제어부(460)가 랜딩모터(157)에 대한 펼침작동제어명령을 출력하게 되고, 제어부(460)의 펼침작동제어명령에 따라 랜딩모터 구동부(480)가 펼침작동방향으로 회전하게 되고, 랜딩모터(157)의 랜딩모터축(158)에 결합된 랜딩스키드(154)가 펼침방향으로 회동하여 펼쳐지게 된다.In order to monitor the 3D spatial information using the
랜딩스키드(154)의 펼침각도는 하단의 접지부(154a)가 지면에 수평을 이루는 각도로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the unfolding angle of the
이 상태에서 드론조종자가 드론(100)을 지면에 내려놓으면 이륙준비가 완료된다.In this state, when the drone operator places the
이때, 랜딩스키드(154)의 접지부(154a)에 장착된 압력센서(410)가 드론(100)과 짐벌(200) 및 디지털카메라(300)를 포함하는 전 중량을 감지하게 되고, 이 중량감지신호는 제어부(460)를 통하여 메모리부(440)에 저장된다.At this time, the
드론(100)의 이륙과 비행은 통상적인 원격조종기에 의하여 이루어지게 된다.The take-off and flight of the
드론(100)이 이륙하면, 압력센서(410)에 의해 감지되는 중량감지신호가 "0"으로 되면, 제어부(460)는 랜딩모터(157)에 대하여 접힘작동제어명령을 출력하게 되고, 랜딩모터 구동부(480)가 랜딩모터(157)에 대하여 접힘작동구동신호를 송출하게 되어 랜딩스키드(154)가 프로펠러 지지대(120)의 하부에 중첩되는 상태로 접히게 된다.If the weight sensing signal detected by the
따라서 이후 드론(100)이 비행하면서 디지털카메라(300)가 3D공간을 촬영하는 과정에서 촬영에 지장을 주지 않게 된다.Therefore, the
드론(100)의 비행 및 디지털카메라(300)의 촬영이 진행되는 과정에서 기류에 의하여 드론(100)의 비행자세가 흐트러지는 경우, 제어부(460)는 수평센서(S)의 감지신호에 따라 각 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수제어명령을 출력하고, 프로펠러모터 구동부(470)는 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수구동신호를 송출하며, 각 프로펠러모터(130)가 차등회전수로 회전하여 드론(100)의 비행자세를 보정하고, 드론(100)의 비행자세가 보정되면, 제어부(460)는 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령을 출력하고, 프로펠러모터 구동부(470)는 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수구동신호를 송출하여 프로펠러모터(130)가 정상회전수로 회전하여 드론(100)의 정상적인 비행이 이루어지게 된다.When the flying position of the
한편, 드론(100)의 비행 및 디지털카메라(300)의 촬영이 진행되는 과정에서 배터리잔량측정부(430)는 계속적으로 현재배터리잔량을 측정하고, 제어부(460)는 이륙지점좌표정보와 현재 비행지점의 현재비행좌표정보를 연산하여 현재비행지점에서 이륙지점지점 간의 복귀비행거리(L)를 산출하여 배터리잔량측정부(430)에 의해 측정된 현재배터리잔량(B1)과 메모리부(440)에 저장된 단위거리당 배터리소모량(B2) 및 복귀비행거리(L)를 연산하여 B1 = (B2 × L) × 1.1이면 복귀알람신호를 출력함과 아울러 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하여 선회하도록 상기 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수제어명령을 출력하며, 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하였을 때 상기 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령을 출력한다.Meanwhile, in the course of the flight of the
여기서 복귀알람신호를 출력하는 시점을 B1 = (B2 × L) × 1.1로 설정한 것은 현재배터리잔량(B1)이 복귀비행거리(L)보다 10% 먼 거리를 비행할 수 있을 만큼 남아 있는 시점으로 설정함으로써 복귀비행 과정에서 불의의 추락사고를 방지할 수 있도록 하기 위함이다.Here, the point at which the return alarm signal is output is set to B1 = (B2 x L) x 1.1, which means that the remaining battery level B1 remains at such a distance that the current remaining flight distance L is 10% So as to prevent accidental fall accident during return flight.
이에 따라 통신부(490)가 복귀알람신호를 송출하고, 모니터링 단말(600)의 수신부에서 수신하며, 알람부(500)가 복귀알람을 출력하여 드론조종자가 드론(100)이 이륙지점으로 복귀비행 중임을 인지하게 된다.Accordingly, the
아울러 프로펠러모터 구동부(470)는 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수구동신호를 송출하고, 각 프로펠러모터(130)가 차등회전수로 회전하여 드론(100)이 이륙지점을 향하여 선회하게 되며, 드론(100)이 이륙지점을 향하게 되면, 프로펠러모터 구동부(470)는 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수구동신호를 송출하고, 각 프로펠러모터(130)가 정상회전수로 회전하여 드론(100)의 이륙지점을 향한 비행이 정상적으로 이루어지게 된다.The propeller
드론(100)의 이륙지점을 향한 비행은 제어부(400)에 의한 자동제어에 의하여 계속 이루어질 수도 있으며, 드론(100)은 원격조종기에 의하여 이루어질 수도 있다.The flight toward the take-off point of the
드론(100)의 복귀비행 과정에서 제어부(460)는 현재비행지점에서 이륙지점까지의 복귀비행거리(L)를 계속하여 산출하고, 드론(100)이 이륙지점에 이르기 전에 랜딩모터(157)에 대한 펼침작동제어명령을 출력하고, 랜딩모터 구동부(480)는 랜딩모터(157)에 대한 펼침작동구동신호를 송출하며, 랜딩모터(157)가 펼침작동방향으로 회전하여 랜딩모터축(158)에 결합된 랜딩스키드(154)가 펼침방향으로 회전하여 랜딩자세로 유지된다.The control unit 460 continuously calculates the return flying distance L from the current flying point to the take-off point and controls the
드론(100)이 이륙지점에 도착하면, 제어부(460)와 프로펠러모터 구동부(470)에 의하여 또는 원격조종기의 조작에 의하여 프로펠러모터(130)의 회전수가 감소되고 드론(100)은 이륙지점에 착륙하게 된다.When the
이상에서 설명한 실시예들은 그 일 예로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 드론 110 : 드론본체
120 : 프로펠러지지대 130 : 프로펠러모터
140 : 프로펠러 150 : 랜딩기구
154 : 랜딩스키드 155 : 접지부
157 : 랜딩모터 200 : 짐벌
300 : 디지털카메라 400 : 제어부
410 : 수평센서 420 : 압력센서
430 : 지피에스수신기 440 : 메모리부
450 : 입력부 460 : 제어부
470 : 프로펠러모터 구동부 480 : 랜딩모터 구동부
490 : 통신부 500 : 알람부
600 : 모니터링 단말100: Drone 110: Drone body
120: propeller support 130: propeller motor
140: propeller 150: landing mechanism
154: landing skid 155:
157: Landing motor 200: Gimbal
300: Digital camera 400: Control unit
410: Horizontal sensor 420: Pressure sensor
430: GPS receiver 440: memory part
450: input unit 460:
470: Propeller motor drive unit 480: Landing motor drive unit
490: communication unit 500: alarm unit
600: Monitoring terminal
Claims (1)
상기 드론(100)은 드론본체(110)와, 상기 드론본체(110)의 가장자리에 결합되어 방사상으로 연장되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러지지대(120)와, 상기 복수개의 프로펠러지지대(120)의 외측단에 각각 장착되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러모터(130)와, 상기 프로펠러모터(130)의 모터축(미도시)에 결합되는 복수개(도면에서는 4개)의 프로펠러(140); 및 상기 드론본체(110)의 하부에 설치되는 랜딩기구(150)를 포함하며,
상기 랜딩기구(150)는 상기 프로펠러지지대(120)의 내측단부에 고정되며, 축공(SH1)이 형성된 수직판(152)과 모터축공(SH2)이 형성된 수직판(153)을 가지는 랜딩브래킷(151)과, 상기 축공(SH1)에 회동 가능하게 지지되는 축부(155)가 상단 일측에 형성되며 펼쳐졌을 때 지면에 수평으로 접지되도록 하단부에 절곡 형성된 접지부(154a)가 구비된 랜딩스키드(154)와, 상기 수직판(153)에 장착되며 랜딩모터축(158)이 모터축공(SH2)에 삽입되어 랜딩스키드(154)의 상단 타측에 고정되는 랜딩모터(157)를 포함하고,
상기 짐벌(200)은 상기 드론본체(110)의 하면 중앙에 고정 결합되는 짐벌고정대(210)와; 상기 짐벌고정대(210)의 하면에 결합되는 요잉모터(220)와; 상기 요잉모터(220)의 요잉모터축(221)의 하단에 결합되는 수평판(231)과 상기 수평판(231)의 일단에서 수직하방으로 절곡 연장 형성되는 수직판(232)을 가지는 요잉작동대(230)와; 상기 요잉작동대(230)의 수직판(232)에 장착되는 롤링모터(240)와; 상기 롤링모터(240)의 롤링모터축(241)의 선단부에 결합되는 결합판(251)과 상기 결합판(251)의 좌우양측에서 전방으로 절곡 형성되는 연장판(252)을 가지는 롤링작동대(250)와; 상기 롤링작동대(250)의 연장판(252)에 장착되는 피칭모터(260)와; 상기 피칭모터(260)의 피칭모터축(261)의 하단에 결합되는 피칭작동대(270)를 포함하며,
상기 디지털카메라(300)는 피칭작동대(270)에 장착되고,
상기 제어수단(400)은 상기 드론본체(110)의 상면에 장착되는 수평센서(S)와; 상기 랜딩스키드(154)의 접지부(155)에 장착되는 압력센서(410)와; 상기 드론본체(110)에 설치되는 지피에스수신기(430)와; 상기 드론본체(110)에 설치된 배터리의 현재배터리잔량(B1)을 측정하는 배터리잔량측정부(430)와; 상기 드론(100)의 비행에 소요되는 단위거리당 배터리소모량(B2)과 상기 지피에스수신기(430)의 지피에스정보에 따른 이륙지점좌표정보와 상기 압력센서(410)에 의한 드론중량정보 및 디지털카메라(300)에 의한 촬영정보를 저장하는 메모리부(440)와; 이륙준비모드와 드론보관모드를 입력하기 위한 입력부(450)와; 상기 수평센서(S)의 감지신호에 따라 상기 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령 또는 차등회전수제어명령을 출력하고, 상기 이륙지점좌표정보와 현재 비행지점의 현재비행좌표정보를 연산하여 현재비행지점에서 이륙지점지점 간의 복귀비행거리(L)를 산출하여 배터리잔량측정부(430)에 의해 측정된 현재배터리잔량(B1)과 메모리부(440)에 저장된 단위거리당 배터리소모량(B2) 및 복귀비행거리(L)를 연산하여 B1 = (B2 × L) × 1.1이면 복귀알람신호를 출력함과 아울러 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하여 선회하도록 상기 프로펠러모터(130)에 대한 차등회전수제어명령을 출력하며, 상기 드론(100)이 이륙지점을 향하였을 때 상기 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어명령을 출력하고, 상기 입력부(450)에 이륙준비모드가 입력되거나, 복귀하는 드론(100)이 이륙지점에 근접하였을 때 상기 랜딩모터(157)에 대한 펼침작동제어명령을 출력하며, 상기입력부(450)에 드론보관모드가 입력되거나, 이륙준비모드에서 드론(100)이 이륙하여 압력센서(410)에 의하여 감지된 압력이 상기 메모리부(440)에 저장된 드론중량정보보다 작게 되면 상기 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동제어명령을 출력하는 제어부(460)와; 상기 프로펠러모터(130)에 대한 상기 제어부(460)의 제어명령에 따라 프로펠러모터(130)에 대한 정상회전수제어신호 또는 차등회전수제어신호를 송출하는 프로펠러모터 구동부(470)와; 상기 랜딩모터(157)에 대한 제어부(460)의 제어명령에 따라 랜딩모터(157)에 대한 접힘작동구동신호 또는 펼침작동구동신호를 송출하는 랜딩모터 구동부(480)와; 상기 드론본체(110)에 장착되어 디지털카메라(300)에 의한 촬영정보와 복귀알람신호를 송출하는 통신부(490); 및 상기 제어부(460)에 의한 복귀알람명령에 따라 드론조종자가 인지할 수 있도록 복귀알람을 출력하는 알람부(500); 를 포함하며,
상기 모니터링 단말(600)은 상기 통신부(490)에서 송신되는 정보를 수신하기 위한 수신부가 구비된 노트북 컴퓨터로 구성되고,
상기 알람부(500)는 상기 모니터링 단말(600)에 설치되어 상기 통신부(490)에서 송출되고 모니터링 단말(600)의 수신부에서 수신된 복귀알람신호에 따라 화면상에 복귀알람을 디스플레이함과 아울러 모니터링 단말(600)에 구비된 스피커를 통하여 음향으로 출력되도록 하는 프로그램으로 구성됨을 특징으로 하는 지능형 무인항공기를 이용한 3D공간정보 모니터링 시스템.A drones 100; A gimbals 200 mounted on the lower portion of the drones 100; A digital camera 300 mounted on the gimbals 200; Control means (400) for controlling the drones (100) and the digital camera (300); A monitoring terminal 600 for displaying 3D spatial information photographed by the digital camera 300 and monitoring the 3D spatial information in real time; And,
The dron 100 includes a drone main body 110, a plurality of (four in the figure) propeller support rods 120 radially extending from the periphery of the dron main body 110, A plurality of (four in the figure) propeller motors 130 mounted on the outer ends of the propeller motors 130, and a plurality of propellers 140 (not shown) coupled to motor shafts ); And a landing mechanism 150 installed at a lower portion of the drone main body 110,
The landing mechanism 150 is fixed to an inner end of the propeller support 120 and includes a landing plate 152 having a shaft hole SH1 and a landing plate 153 having a motor shaft SH2, A landing skid 154 having a shaft portion 155 rotatably supported on the shaft hole SH1 and having a ground portion 154a formed on one side of the upper end and bent at a lower end thereof so as to be horizontally grounded on the ground, And a landing motor 157 mounted on the vertical plate 153 and having a landing motor shaft 158 inserted in the motor shaft SH2 and fixed to the other end of the landing skid 154,
The gimbals 200 are fixedly coupled to a lower center of the lower surface of the drone main body 110; A yawing motor 220 coupled to a lower surface of the load-lifting member 210; A yawing operation unit having a horizontal plate 231 coupled to the lower end of the yawing motor shaft 221 of the yawing motor 220 and a vertical plate 232 extending vertically downwardly from one end of the horizontal plate 231, (230); A rolling motor 240 mounted on the vertical plate 232 of the yawing operation table 230; A rolling operation table 252 having an engaging plate 251 coupled to the leading end of the rolling motor shaft 241 of the rolling motor 240 and an extending plate 252 bent forward from both left and right sides of the engaging plate 251, 250); A pitching motor 260 mounted on an extension plate 252 of the rolling operation platform 250; And a pitching operation band 270 coupled to a lower end of a pitching motor shaft 261 of the pitching motor 260,
The digital camera 300 is mounted on a pitching operation band 270,
The control means 400 includes a horizontal sensor S mounted on the upper surface of the drone main body 110; A pressure sensor 410 mounted on a ground 155 of the landing skid 154; A dust receiver 430 installed in the drone main body 110; A battery remaining amount measuring unit 430 for measuring a current battery remaining amount B1 of the battery installed in the drone main body 110; The battery consumption amount B2 per unit distance required for the flight of the drones 100, the take-off point coordinate information according to the dust information of the laser absorber 430, the weight information of the drones by the pressure sensor 410, A memory unit 440 for storing photographing information by the photographing unit 300; An input unit 450 for inputting a take-ready mode and a drone storage mode; And outputs a control command or a differential rotation number control command to the propeller motor 130 in accordance with the detection signal of the horizontal sensor S and outputs the departure point coordinate information and the current flight coordinate information of the current flying point And calculates the return flying distance L between the current flying point and the take-off point to calculate the current remaining battery amount B1 measured by the battery remaining amount measuring unit 430 and the battery consumption amount B2 per unit distance stored in the memory unit 440 ) And a returning flight distance L to output a return alarm signal if B1 = (B2 x L) x1.1, and to cause the drones 100 to turn toward the take- And outputs a control command to the propeller motor 130 when the drone 100 is directed to the take-off point. When the take-ready mode is input to the input unit 450, The returning drones (100 The drones storage mode is input to the input unit 450 or the drones 100 take off in the take-ready mode and the pressure sensor A control unit 460 for outputting a folding operation control command for the landing motor 157 when the pressure sensed by the landing motor 410 becomes smaller than the weight information stored in the memory unit 440; A propeller motor driving unit 470 for sending a normal rotation speed control signal or a differential rotation speed control signal to the propeller motor 130 according to a control command of the control unit 460 to the propeller motor 130; A landing motor driving unit 480 for transmitting a folding operation driving signal or a unfolding operation driving signal to the landing motor 157 according to a control command of the control unit 460 for the landing motor 157; A communication unit 490 attached to the drone main body 110 to transmit photographing information by the digital camera 300 and a return alarm signal; And an alarm unit 500 for outputting a return alarm so as to be recognized by the drone operator according to the return alarm command by the controller 460. [ / RTI >
The monitoring terminal 600 comprises a notebook computer having a receiver for receiving information transmitted from the communication unit 490,
The alarm unit 500 displays a return alarm on the screen in response to the return alarm signal transmitted from the communication unit 490 and received by the reception unit of the monitoring terminal 600, And a program for causing the terminal 600 to output sound through a speaker provided in the terminal 600. The 3D spatial information monitoring system using the intelligent unmanned aerial vehicle.
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