KR100702558B1 - Tracking system for watching pilotless airplane - Google Patents
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Abstract
본 발명은 망원경과 디지털 카메라 등의 관측 기구가 무인 항공기를 추적하도록 하므로써 무인 항공기를 관측할 수 있도록 하기 위한 추적 시스템을 제공한다. 이 추적 시스템은 지면에 대해 위치가 고정되는 고정부, 지지부, 제 1 샤프트, 헤드부, 제 2 샤프트, 브레이크 유니트, 관측 기구 서포팅부를 구비하여 이루어진다. 이와 같은 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템은 망원경과 디지털 카메라 등의 관측 기구가 설치되는 헤드부에 서보모터를 설치하여 관측 기구가 상하 방향으로 이동되도록 하고, 헤드부를 스템핑 모터와 서보모터에 의해 좌우로 속도를 조절하여 이동시키도록 하며, 브레이크 유니트를 설치하여 헤드부의 좌우 이동이 수동으로 이루어질 수 있도록 하므로써 고속으로 비행하는 무인 항공기를 신속하고 정확하게 추적할 수 있다. The present invention provides a tracking system that enables observation equipment such as telescopes and digital cameras to track an unmanned aerial vehicle. The tracking system comprises a fixed part, a support part, a first shaft, a head part, a second shaft, a brake unit, and an observation instrument support part, which are fixed in position with respect to the ground. The tracking system for observing such an unmanned aerial vehicle has a servo motor installed in a head part in which observation instruments such as a telescope and a digital camera are installed so that the observation mechanism is moved up and down, and the head part is driven by a stamping motor and a servo motor. By adjusting the speed to move from side to side, and by installing a brake unit to allow the left and right movement of the head manually, it is possible to quickly and accurately track the drone flying at high speed.
Description
도 1은 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템을 설명하기 위한 도면;1 is a view for explaining a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 주요 구성을 설명하기 위한 도면;2 is a view for explaining the main configuration of a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 사시도;3 is a perspective view of a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 주요 구동 요소를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the main driving elements of the tracking system for observing the unmanned aerial vehicle according to the preferred embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : (무인 항공기를 관측하기 위한) 추적 시스템10: tracking system (to observe the drone)
20 : 고정부 22 : 고정 프레임20: fixed part 22: fixed frame
24 : 삼각대 30 : 제 1 샤프트24: tripod 30: first shaft
34, 46, 72, 74, 94 : 베어링34, 46, 72, 74, 94: bearing
36, 52, 62, 78, 112, 118 : 풀리36, 52, 62, 78, 112, 118: pulley
40 : 지지부 42 : 지지 프레임40: support portion 42: support frame
44 : 샤프트 홀더 50 : 스텝핑 모터44 shaft holder 50 stepping motor
54, 64, 124 : 벨트 60 : 좌우 회전 서보 모터54, 64, 124: belt 60: left and right rotation servo motor
70 : 제 2 샤프트 90 : 헤드부70: second shaft 90: head portion
92 : 헤드 프레임 100 : 브레이크 유니트92: head frame 100: brake unit
102 : 브레이크 디스크 104 : 디스크 패드102: brake disc 104: disk pad
110 : 관측 기구 서포팅부 114 : 서포팅 플레이트110: observation instrument support portion 114: support plate
116 : 사이드 서포터 120 : 상하 회전 서보 모터116: side supporter 120: vertical rotation servo motor
140 : 망원경 150 : 디지털 카메라140: telescope 150: digital camera
160 : 디스플레이160: display
본 발명은 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 망원경과 디지털 카메라 등의 관측 기구가 설치되는 헤드부에 서보모터를 설치하여 관측 기구가 상하 방향으로 이동되도록 하고, 헤드부를 스템핑 모터와 서보모터에 의해 좌우로 속도를 조절하여 이동시키도록 하며, 브레이크 유니트를 설치하여 헤드부의 좌우 이동이 수동으로 이루어질 수 있도록 하므로써 고속으 로 비행하는 무인 항공기를 신속하고 정확하게 추적할 수 있는 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle, and more specifically, a servo motor is installed in a head unit in which observation instruments such as a telescope and a digital camera are installed so that the observation mechanism is moved up and down. The parts can be moved by adjusting the speed from side to side by the stamping motor and the servo motor, and the brake unit can be installed to allow the left and right movement of the head part to be done manually so that the drone flying at high speed can be tracked quickly and accurately. The present invention relates to a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle.
무인 항공기에 대한 중요성이 증가하고 있어 항공기의 동력학적 특성을 파악하는 기술과 제어기술이 급속도로 발달하고 있다. 이와 같은 무인 항공기의 제어방법과 관련된 기술에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0324581호 "무인 항공기의 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템"이 있다. 이는 일반 무선 조종기, 컴퓨터, 그리고 위성 측위 시스템 등을 이용하여 무인 항공기와 쌍방향으로 통신을 통하여 무인항공기를 제어함으로서 무인 비행기의 활용도를 확대시킨 무인 항공기의 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템을 제안하고 있다. 이와 같은 기술은 적어도 하나의 무인 항공기를 특정한 프로그램에 의하여 자동모드로 비행시키는 비행 단계; 비행 단계 후에 지상관제시스템에서 발생하는 명령 데이터 패킷을 UHF채널을 이용하여 무인 항공기에 전달하고, 명령 데이터 패킷을 FIFO방식으로 처리하여 명령 데이터 패킷에 부합하는 응답 데이터 패킷을 지상 관제 시스템에 UHF채널을 이용하여 전달하는 데이터 전달 단계; 그리고, 비행단계 및 데이터 전달 단계를 수행하는 중에 무선 조종기에서 출력되는 비행제어신호가 전달되면 비행제어신호에 따라 구동모터를 제어하는 단계를 포함하므로써 지상에서의 관측과 분석까지 가능하면서 위성 측위 시스템에 의한 고도와 위도 데이터를 활용할 수 있기 때문에 무인 비행기의 비행 반경의 확장과 고도의 즉시 제어를 구현하는 것을 기대하고 있다. As the importance of unmanned aircraft is increasing, techniques and control techniques for understanding the dynamic characteristics of the aircraft are rapidly developing. The technology related to the control method of such an unmanned aircraft includes the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0324581 "control method of the unmanned aircraft and a system for performing the same". This paper proposes a control method of an unmanned aerial vehicle which expands the utilization of the unmanned aerial vehicle by controlling the unmanned aerial vehicle through two-way communication with the unmanned aerial vehicle using a general radio controller, a computer, and a satellite positioning system. . Such a technique includes a flight step of flying at least one unmanned aerial vehicle in an automatic mode by a specific program; After the flight phase, the command data packet generated from the ground control system is delivered to the unmanned aerial vehicle using the UHF channel, and the command data packet is processed by the FIFO method to send the response data packet corresponding to the command data packet to the ground control system. A data delivery step of delivering using; In addition, if the flight control signal output from the radio controller is transmitted during the flight phase and the data transfer step, the driving motor may be controlled according to the flight control signal. Because of the available altitude and latitude data, it is hoped that the drone's flight radius can be extended and the altitude can be controlled immediately.
한편 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템은 시계 내 비행에서 추적을 시작하여 조종사의 눈으로 기체를 판별할 수 없는 시계 외 비행에서까지 고성능 망원장치로 추적하여 조종사와 부조종사에게 기체 상태를 전송함으로써 정상적인 자동, 수동비행뿐만 아니라 시험비행이나 비행 중 기체 내 송수신 모뎀의 고장이 있는 경우에도 안정적으로 기체의 상태를 제공하도록 한다. 그리고 임무수행이나 시험비행등 모든 비행을 실시간으로 제공하는 동시에 영상 저장장치에 저장하여 비행 후 천천히 비행과정을 검토할 수 있도록 한다. 이와 관련되어 제안된 기술에는 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2005-0119514호 "무인 관측 시스템의 망원경 각도조절장치"가 있다. 이는 수 ㎞ 밖에서 특정 물체나 지형을 관측 혹은 감시할 수 있는 무인 관측 시스템에서 관측용 망원경의 각도를 상하좌우로 정밀하게 제어하고 설정된 좌표위치로 정확히 정열시킬 수 있는 망원경 각도조절장치를 제안하고 있다. 이와 같은 기술은 케이싱 후방에 비디오 카메라가 부착되고, 고·저배율의 성능을 갖는 각각의 망원경 조립체를 상하좌우로 정밀하게 이동시키기 위해 각각 독립적으로 작동되는 스텝모터와 스텝모터의 동력을 타이밍 밸트로 워엄에 전달하고, 그 워엄은 워엄과 맞물린 워엄기어를 회전시킴으로서 워엄이 고정축에 부착된 워엄기어와 맞물린 상태로 워엄기어의 원주를 따라 회전하여 본체에 탑제된 망원경을 좌우(수평방향)로 이동시키고, 또한 본체에 회전가능하게 결합된 회동축이 회전하면서 그 회동축의 단부에 조립된 망원경을 상하(수직방향)로 이동시킬 수 있다. 또한 각각의 워엄이 항상 워엄기어에 가압된 상태로 맞물리도록 하여 동력의 연결 시 기어간의 유격을 긴밀히 밀착되도록 하여 기어군간에 발생하는 백래쉬의 발생되는 것을 최대한 억제할 수 있는 효과를 기대하고 있다. On the other hand, the tracking system for observing the drone starts with tracking from the in-flight watch and tracks it with high-performance telephoto equipment from the out-of-watch flight, which cannot be recognized by the pilot's eyes, and transmits the aircraft status to the pilot and co-pilot. In addition, it is to provide the status of the aircraft stably in the event of failure of the in-transmission / reception modem during flight or test flight as well as manual flight. In addition, all flights such as mission performance and test flight are provided in real time, and stored in the image storage device so that the flight process can be slowly reviewed after the flight. In this regard, the proposed technology includes Korean Patent Application Publication No. 10-2005-0119514 "Telescope Angle Adjusting Device for Unmanned Observation System". It proposes a telescope angle control device that can precisely control the angle of observation telescope up and down and left and right in the unmanned observation system that can observe or monitor a specific object or terrain from a few kilometers away. This technology uses a timing belt to attach the video camera to the rear of the casing and to independently power the step motor and the step motor to move each telescope assembly with high and low magnification precision up, down, left and right. The worm rotates along the circumference of the worm gear while the worm is engaged with the worm gear attached to the fixed shaft to move the telescope mounted on the main body to the left and right (horizontal direction). In addition, while the rotating shaft rotatably coupled to the main body rotates, the telescope assembled at the end of the rotating shaft can be moved up and down (vertical direction). In addition, it is expected that each worm is always engaged with the worm gear in a pressurized state, so that the clearance between the gears is in close contact with each other when the power is connected, so that the backlash generated between the gear groups can be suppressed as much as possible.
그러나 이와 같은 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템은 추적범위가 매우 한정적이고, 고속으로 비행하는 물체의 정확한 추적이 불가능하며, 추적 촬영한 영상을 야외에서 실시간으로 확인하기 불편한 문제점이 있다. 즉 종래 기술에 따르면, 워엄기어를 사용하여 망원경 또는 비디오 카메라의 상하 및 좌우 이동이 정확하게 이루어지도록 하고 있으나, 고속으로 비행하는 무인 항공기를 추적하는데 있어 자유도가 배제되어 신속하고 정확한 추적이 불가능한 문제점이 있는 것이다. However, the tracking system for observing such an unmanned aerial vehicle has a very limited tracking range, it is impossible to accurately track an object flying at high speed, and there is a problem in that it is inconvenient to check the tracking image in real time outdoors. That is, according to the prior art, the worm gear is used to accurately move up and down and left and right of the telescope or video camera, but there is a problem in that it is impossible to quickly and accurately track the freedom in tracking an unmanned aerial vehicle flying at high speed. will be.
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여 고속으로 비행하는 무인 항공기를 신속하고 정확하게 추적할 수 있고, 현장에서 실시간으로 확인할 수 있는 새로운 형태의 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템을 제공하는 하는 것을 목적으로 한다. Therefore, the present invention improves the problems of the prior art and can quickly and accurately track the unmanned aerial vehicle flying at high speed, and provides a tracking system for observing a new type of unmanned aerial vehicle that can be checked in real time in the field. For the purpose of
특히 본 발명은 종래 기술을 문제점을 개선하기 위해 망원경과 디지털 카메라 등이 설치되는 헤드부에 서보모터를 설치하여 망원경과 디지털 카메라가 상하 방향으로 이동되도록 하고, 헤드부를 스템핑 모터와 서보모터에 의해 좌우로 속도를 조절하여 이동시키도록 하며, 브레이크 유니트를 설치하여 헤드부의 좌우 이동 이 수동으로 이루어질 수 있도록 하므로써 고속으로 비행하는 무인 항공기를 신속하고 정확하게 추적할 수 있는 새로운 형태의 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템을 제공하는 하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention is to install the servo motor in the head portion is installed telescope and digital camera, etc. to improve the problem in the prior art to move the telescope and digital camera in the vertical direction, the head portion by the stamping motor and servo motor By adjusting the speed from side to side, and installing the brake unit to allow the left and right movement of the head part manually, it is possible to observe a new type of drone that can quickly and accurately track a drone flying at high speed. The purpose is to provide a tracking system.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 망원경과 디지털 카메라 등의 관측 기구가 무인 항공기를 추적하도록 하므로써 무인 항공기를 관측할 수 있도록 하기 위한 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에 있어서, 지면에 대해 위치가 고정되는 고정부와; 상기 고정부상에서 좌우로 회전가능하도록 상기 고정부에 지지되고, 내부에 스텝핑 모터와 좌우 회전 서보 모터가 결합되어 설치되는 지지 프레임을 갖는 지지부와; 상기 지지부의 중심축상에 수직으로 배치되어 하측이 상기 고정부에 고정되고, 상측에 상기 지지부가 회동가능하도록 결합되며, 상기 스텝핑 모터와 접속되어 상기 스텝핑 모터의 회동에 의해 상기 지지부가 회동되도록 하는 제 1 샤프트와; 상기 지지부상에서 좌우로 회전가능하도록 상기 지지부에 지지되는 헤드부와; 상기 지지부의 중심축상에 수직으로 배치되어 상측이 상기 헤드부에 회동가능하도록 결합되고, 하측이 상기 지지부에 회동가능하도록 결합되며, 상기 좌우 회전 서보 모터에 접속되어 회동되는 제 2 샤프트와; 상기 제 2 샤프트에 고정되어 설치되고, 상기 헤드부에 밀착되므로써 상기 제 2 샤프트의 회전에 의해 상기 헤드부가 회동되도록 하고, 상기 헤드부에서 떨어지므로써 상기 헤드부가 상기 제 2 샤프트의 회전과 분리되도록 하는 브레이크 유니트 및; 상부에 상기 관측 기구가 설치되어 상기 헤드부상에 회동가능하도록 설치되는 서포팅 플레이트를 갖고, 상기 헤드부상에 설치되는 상하 회전 서보 모터에 의해 상기 서포팅 플레이트가 상하로 각운동되는 관측 기구 서포팅부를 포함한다. According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle for observing an unmanned aerial vehicle by allowing observation instruments such as telescopes and digital cameras to track the unmanned aerial vehicle. A fixed part fixed in position with respect to the ground; A support part supported on the fixed part so as to be rotatable on the fixed part and having a support frame in which a stepping motor and a left and right rotation servo motor are coupled to the fixed part; A vertically disposed on a central axis of the support, the lower side of which is fixed to the fixing unit, and the upper side of the support unit is rotatably coupled, and connected to the stepping motor to rotate the support unit by rotation of the stepping motor. With 1 shaft; A head portion supported by the support portion to be rotatable from side to side on the support portion; A second shaft disposed vertically on a central axis of the support portion, the upper side of which is rotatably coupled to the head portion, and the lower side of the support portion rotatably coupled to the support portion, the second shaft being connected to the left and right rotating servo motors; It is fixed to the second shaft and is in close contact with the head portion to rotate the head portion by the rotation of the second shaft, to be separated from the head portion so that the head portion is separated from the rotation of the second shaft Brake unit; It has a support plate is installed on the head portion to be rotatable on the observation mechanism is installed on the upper portion, and includes an observation instrument support portion in which the support plate is angularly moved up and down by a vertically rotating servo motor provided on the head portion.
이와 같은 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에서 상기 헤드부상에는 상기 관측 기구로부터 입력되는 영상을 보여주는 디스플레이가 설치될 수 있다. In such a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to the present invention, the head portion may be provided with a display showing an image input from the observation instrument.
이와 같은 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에서 상기 브레이크 유니트는 상기 제 2 샤프트에 고정되어 설치되는 브레이크 디스크 및, 상기 헤드부의 하측에 결합되어 상기 브레이크 디스크의 상하로 배치되므로써 상기 브레이크 디스크에 밀착되고 떨어지는 디스크 패드를 구비할 수 있다. In the tracking system for observing the unmanned aerial vehicle according to the present invention, the brake unit is fixed to the second shaft and the brake disc, and coupled to the lower side of the head portion is arranged above and below the brake disc by the brake disc It may be provided with a disk pad in close contact with the falling.
이와 같은 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에서 상기 관측 기구 서포팅부는 상기 헤드부상에서 이격되어 수직으로 설치되어 상기 서포팅 플레이트의 양측이 회동가능하도록 지지하는 사이드 서포터를 구비하고, 상기 상하 회전 서보 모터는 상기 사이드 서포터의 양측 외부에 각각 설치되어 상기 사이드 서포터를 통해 외측으로 돌출되는 상기 서포팅 플레이트의 양측에 접속될 수 있다. In the tracking system for observing the unmanned aerial vehicle according to the present invention, the observing apparatus supporting part is provided vertically spaced apart from the head part and has a side supporter for supporting both sides of the supporting plate to be rotatable, and the vertical rotation Servo motors may be installed at both outer sides of the side supporters, respectively, and connected to both sides of the supporting plate protruding outwards through the side supporters.
본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템은 복합형 관측 기구를 구성하여 1km 정도의 근거리에서 7km 정도의 장거리까지 추적이 가능하도록 구성된다. 그리고 관측 기구가 스텝핑 모터에 의한 일정한 속도의 좌우 회전과 좌우 회전 서보 모터에 의한 고속 좌우 회전이 동시 또는 선택적으로 이루어지도록 함과 동시에 브레이크 유니트를 사용하여 관측 기구의 좌우 이송을 수동으로 조작할 수 있도록 하므로써 고속으로 비행하는 물체의 정확한 추적이 가능하고, 용이한 추적이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 추적 시스템은 관측 기구에서 추적된 무인 항공기의 영상이 디스플레이로 전송하여 관리자가 바로 확인할 수 있도록 하므로써 추적상황을 용이하게 확인하도록 한다. The tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to the present invention is configured to be able to track a long distance of about 7km at a close range of about 1km by configuring a complex observation mechanism. In addition, the observation mechanism allows the left and right rotation of the constant speed by the stepping motor and the high speed left and right rotation by the left / right rotation servo motor to be simultaneously or selectively performed, and at the same time, the brake unit can be used to manually operate the left and right feed of the observation device. This allows accurate tracking of objects flying at high speeds and facilitates tracking. In addition, the tracking system according to the present invention facilitates confirmation of the tracking situation by allowing the administrator to immediately check the image of the drone tracked by the observation instrument to the display.
도 1은 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram illustrating a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템(10)은 망원경(140)과 디지털 카메라(150, CCD카메라) 등의 관측 기구가 무인 항공기를 추적하도록 하므로써 무인 항공기를 관측할 수 있도록 하기 위한 추적 시스템(10)을 제공한다. Referring to FIG. 1, the
이와 같은 본 발명에 따른 추적 시스템(10)은 고정부(20), 지지부(40), 제 1 샤프트(30), 헤드부(90), 제 2 샤프트(70), 브레이크 유니트(100) 및 관측 기구 서 포팅부(110)를 구비하여 이루어진다. 고정부(20)는 지면에 대해 위치가 고정되는 것으로, 고정 프레임(22)과 삼각대(24)로 이루어져 전체적인 추적 시스템(10)이 지면에 대해 위치가 고정되도록 한다. 이와 같은 고정부(20)는 통상 전체적인 장치를 지지하는 프레임 형태로 다양한 형태가 적용될 수 있을 것이다. Such a
한편 본 발명에 따른 추적 시스템(10)은 지지부(40)를 스텝핑 모터(50)로 좌우 회동시키도록 하고, 좌우 회전 서보 모터(60)로 헤드부(90)를 좌우 회동시키도록 하며, 브레이크 유니트(100)를 사용하여 스텝핑 모터(50)에 의한 회동이 헤드부(90)에도 전달되도록 하므로써 궁극적으로 스텝핑 모터(50)에 의해 관측 기구가 일정한 속도로 좌우 회동되도록 하는 동시에 좌우 회전 서보 모터(60)에 의해 원하는 회전각으로 신속하게 좌우 회동시킬 수 있도록 하고, 필요시 브레이크 유니트(100)에 의해 헤드부(90)가 스텝핑 모터(50)로부터 전달되는 회전력으로부터 자유롭게 되도록 하므로써 수동으로 헤드부(90)를 좌우 회전시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 이때 지지부(40)는 고정부(20)상에서 좌우로 회전가능하도록 고정부(20)에 지지되고, 내부에 스텝핑 모터(50)와 좌우 회전 서보 모터(60)가 결합되어 설치되는 지지 프레임(42)을 갖는다. 제 1 샤프트(30)는 지지부(40)의 중심축상에 수직으로 배치되어 하측이 고정부(20)에 고정되고, 상측에 지지부(40)가 회동가능하도록 결합되며, 스텝핑 모터(50)와 접속되어 이 스텝핑 모터(50)의 회동에 의해 지지부(40)가 회동되도록 한다. 헤드부(90)는 지지부(40)상에서 좌우로 회전가능하도록 지지부(40)에 지지된다. 제 2 샤프트(70)는 지지부(40)의 중심축상에 수직 으로 배치되어 상측이 헤드부(90)에 회동가능하도록 결합되고, 하측이 지지부(40)에 회동가능하도록 결합되며, 좌우 회전 서보 모터(60)에 접속되어 회동된다. Meanwhile, the
한편 브레이크 유니트(100)는 제 2 샤프트(70)에 고정되어 설치되고, 헤드부(90)에 밀착되므로써 제 2 샤프트(70)의 회전에 의해 헤드부(90)가 회동되도록 하고, 헤드부(90)에서 떨어지므로써 헤드부(90)가 제 2 샤프트(70)의 회전과 분리되도록 한다. 이와 같은 브레이크 유니트(100)는 상세히 도시하지는 않았지만, 통상적으로 사용되는 브레이크 장치를 적용할 수 있다. 예컨대 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예(도 2 참조)와 같이 브레이크 디스크(102)를 제 2 샤프트(70)에 고정하여 제 2 샤프트(70)와 회전되도록 하고, 헤드부(90)에 결합된 디스크 패드(104)가 브레이크 디스크(102)에 밀착되므로써 헤드부(90)가 하부로부터 전달되는 회전력을 받도록 할 수 있는 것이다. On the other hand, the
한편 관측 기구 서포팅부(110)는 상부에 관측 기구(140, 150)가 설치되어 헤드부(90)상에 회동가능하도록 설치되는 서포팅 플레이트(114)를 갖고, 헤드부(90)상에 설치되는 상하 회전 서보 모터(120)에 의해 서포팅 플레이트(114)가 상하로 각운동된다. 특히 본 발명에 따른 추적 시스템(10)은 원거리 망원경(140)과 디지털 카메라(150)가 잡은 영상을 컴퓨터(도시 않음)를 통해 두 개의 디스플레이(160)로 표시하도록 하여 중거리와 원거리를 동시에 관측이 가능하도록 한다. On the other hand, the observation
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4에 의거하여 상세히 설명한다. 한편 각 도면에서 일반적인 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템 및 그를 위한 각종 장비, 기구 및 소요 소재와 관련 기술로부터 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Meanwhile, in the drawings, a description and detailed description of the configuration, operation and effects thereof, which can be easily understood from a tracking system for observing a general unmanned aerial vehicle, various equipment, apparatuses, materials required and related technologies therefor will be briefly or omitted. The parts related to the present invention are illustrated.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 주요 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템의 주요 구동 요소를 설명하기 위한 도면이다. 이때 각 도면에서 모터를 각 프레임에 고정하는 구성이나, 주요 요소의 강도 및 지지를 위한 구성, 통상 회전 요소에 사용되는 베어링 및 축과의 결합 구성 등, 통상적인 기계 및 기구와 관련된 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 적용할 수 있는 기술적 구성 및 작용에 대한 도시 는 생략하였다. 2 is a view for explaining the main configuration of a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view of a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention 4 is a view for explaining the main driving elements of the tracking system for observing the unmanned aerial vehicle according to the preferred embodiment of the present invention. In the drawings, the motor is fixed to each frame, the structure for the strength and support of the main elements, and the combination with the bearings and the shafts, which are usually used for rotating elements, and the like. The illustration of the technical configuration and operation that can be easily applied by workers in the country is omitted.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템(10)은 삼각대(24)상에 지지부(40)와 헤드부(90)를 지지하는 고정부(20)가 삼각대(24)에 의해 지지되는 고정 프레임(22)로 이루어지도록 하므로써 설치하고자 지면의 상태에 영향을 줄이면서 전체 시스템의 수평을 잡 을 수 있도록 하였다. 2 to 4, the
본 실시예에 따른 추적 시스템(10)은 이와 같은 고정부(20)상에, 도 4에서 보는 바와 같이, 지지부(40), 헤드부(90) 및 관측 기구 서포팅부(110)를 분리되는 주요 구성을 구비하여 이루어진다. 여기서 고정부(20)의 고정 프레임(22)은 지지부(40)의 지지 프레임(42)이 회동가능한 상태를 갖도록 하면서 지지하고, 지지부(40)는 헤드부(90)의 헤드 프레임(92)이 회동가능한 상태를 갖도록 하면서 지지한다. 그리고 헤드부(90)상에는 망원경(140), 디지털 카메라(150) 등의 관측 기구를 상하 회동시키기 위한 관측 기구 서포팅부(110)가 설치되고, 디스플레이(160)가 설치된다. The
본 실시예 따른 추적 시스템(10)은, 전술한 바와 같이, 스텝핑 모터(50)와 좌우 회전 서보 모터(60)를 사용하여 헤드부(90)가 좌우로 등속{스텝핑 모터(50)의 작동}, 등속+신속{브레이크 유니트(100)가 작동된 상태에서 스텝핑 모터(50)와 좌우 회전 서보 모터(60)의 작동}, 신속{브레이크 유니트(100)가 작동된 상태에서 좌우 회전 서보 모터(60)의 작동} 및 수동{브레이크 유니트(100)가 정지된 상태}으로 회동시킬 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다. 통상 스텝핑 모터는 등속운동의 회전력을 얻을 수 있도록 하고, 서보 모터는 정해진 각도로 빠른 회전력을 얻을 수 있도록 한다. 따라서 본 실시예에서는 스텝핑 모터(50)를 사용하여 추적 시스템(10)의 관측 기구가 정해진 속도에 따라 좌우로 등속으로 회전하도록 하고, 좌우 회전 서보 모터(60)를 사용하여 순간적으로 최대 좌우 각각 90도까지 좌우 운동을 할 수 있도록 한다. 이와 같은 스텝핑 모터(50)와 좌우 회전 서보 모터(60) 등의 제어는 조위스틱, 제어 스위치 등을 사용하여 조절한다. As described above, the
이를 위해 지지부(40)는 고정부(20)상에서 좌우로 회전가능하도록 고정부(20)에 지지되고, 내부에 스텝핑 모터(50)와 좌우 회전 서보 모터(60)가 결합되어 설치되는 지지 프레임(42)을 갖는다. 그리고 제 1 샤프트(30)는 지지부(40)의 중심축상에 수직으로 배치되어 하측이 고정부(20)에 고정된다. 이 제 1 샤프트(30)는 상측에 지지 프레임(42)의 샤프트 홀더(44)에 삽입되어 베어링(34)에 의해 회동가능하도록 결합되고, 스텝핑 모터(50)와 풀리(36, 52)와 벨트(54)로 접속되어 스텝핑 모터(50)의 회동에 의해 지지부(40)가 회동되도록 한다. 헤드부(90)는 지지부(40)상에서 좌우로 회전가능하도록 지지부(40)에 지지된다. 제 2 샤프트(70)는 지지부(40)의 중심축상에 수직으로 배치되어 상측이 헤드부(90)에 베어링(74)을 통해 회동가능하도록 결합되고, 하측이 지지부(40)에 베어링(72)을 통해 회동가능하도록 결합되며, 좌우 회전 서보 모터(60)와 풀리(62, 78)와 벨트(64)로에 접속되어 회동된다. To this end, the
또한 브레이크 유니트(100)는 제 2 샤프트(70)에 고정되어 설치되는 브레이크 디스크(102)와, 헤드부(90)의 헤드 프레임(92) 하측에 결합되어 브레이크 디스크(102)의 상하로 배치되므로써 브레이크 디스크(102)에 밀착되고 떨어지는 디스크 패드(104)를 구비하여 이루어진다. 이와 같은 브레이크 유니트(100)는 디스크 패드(104)가 브레이크 디스크(102)에 밀착되므로써 스텝핑 모터(50) 및/또는 전후 회전 서보 모터(60)의 회전력이 헤드부(90)로 전달되도록 하고, 디스크 패드(104)가 브레이크 디스크(102)로부터 떨어지므로써 조작자가 수동으로 헤드부(90)를 수동으로 조작할 수 있도록 하는 클러치의 기능을 수행하여, 초기 위치 설정시나 재설정의 필요시 헤드부(90)를 다시 조작할 수 있도록 한다. 예컨대 무인 항공기를 관측하다 디스플레이(150)의 화면상에서 벗어 났을 경우 손으로 직접 좌우로 돌리면서 다시 잡아야 할 경우가 생기는데, 이때 브레이크 유니트(100)를 풀고 헤드부(90)를 이리저리 돌리면서 무인 항공기를 잡기 위해서 사용된다. In addition, the
본 실시예에서 관측 기구 서포팅부(110)는 상부에 관측 기구(140, 150)가 설치되어 헤드부(90)상에 회동가능하도록 설치되는 서포팅 플레이트(114)를 갖고, 헤드부(90)상에 설치되는 상하 회전 서보 모터(120)에 의해 서포팅 플레이트(114)가 상하로 각운동된다. 이와 같은 관측 기구 서포팅부(110)는 헤드부(90)의 헤드 프레임(92)상에서 이격되어 수직으로 설치되어 서포팅 플레이트(114)의 양측이 회동가능하도록 지지하는 사이드 서포터(116)를 갖는다. 그리고 상하 회전 서보 모터(120)는 사이드 서포터(116)의 양측 외부에 각각 설치되어 사이드 서포터(116)를 통해 외측으로 돌출되는 서포팅 플레이트(114)의 양측에 풀리(118, 122)와 벨트(124)로 접속된다. In the present embodiment, the observation
이와 같이 본 실시예에 따른 추적 시스템(10)은 근거리용 추적 장치인 디지털 카메라(CCTV, CCD 카메라 등이 적용)와 중장거리용 추적 장치인 필드 스코프, 망원경을 접목하여 고도 50 ~ 300m, 거리 1 ~ 7km를 커버하고 저속으로 정확한 추적을 할 때는 펜틸트, 고속으로 추적할 때는 서보 모터를 이용하여 속도 40~300km/h로 비행중인 무인 항공기를 추적할 수 있도록 한다. 이와 같은 본 실시예에 따른 추적 시스템(10)은 무인 항공기를 촬영한 영상을 휴대용 컴퓨터를 통해 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 한다. As described above, the
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. As described above, a tracking system for observing an unmanned aerial vehicle according to a preferred embodiment of the present invention has been shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely an example and is within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications are possible in the art.
본 발명에 의한 무인 항공기를 관측하기 위한 추적 시스템에 의하면, 망원경, 디지털 카메라 등의 관측 기구가 스텝핑 모터에 의한 일정한 속도의 좌우 회전과 좌우 회전 서보 모터에 의한 고속 좌우 회전이 동시 또는 선택적으로 이루어지도록 함과 동시에 브레이크 유니트를 사용하여 관측 기구의 좌우 이송을 수동으로 조작할 수 있도록 하므로써 고속으로 비행하는 물체의 정확한 추적이 가능하고, 용 이한 추적이 가능하다. 또한 본 발명에 따른 추적 시스템은 관측 기구에서 추적된 무인 항공기의 영상이 디스플레이로 전송하여 관리자가 바로 확인할 수 있도록 하므로써 추적상황을 용이하게 확인하도록 한다. According to the tracking system for observing the unmanned aerial vehicle according to the present invention, the observation mechanism such as a telescope, a digital camera, and the like, such that the left and right rotation of the constant speed by the stepping motor and the high speed left and right rotation by the left / right rotation servo motor are simultaneously or selectively performed. At the same time, the brake unit can be used to manually control the left and right transport of the observation instrument, enabling accurate tracking of objects flying at high speed and easy tracking. In addition, the tracking system according to the present invention facilitates confirmation of the tracking situation by allowing the administrator to immediately check the image of the drone tracked by the observation instrument to the display.
Claims (4)
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KR1020060026807A KR100702558B1 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Tracking system for watching pilotless airplane |
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KR1020060026807A KR100702558B1 (en) | 2006-03-24 | 2006-03-24 | Tracking system for watching pilotless airplane |
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