KR101552508B1 - 주기유도장치 - Google Patents

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KR101552508B1
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강성현
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백훈
김은수
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한국해양과학기술원
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/04—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data

Abstract

본 발명은, 바닥면과 수평한 직선 형상을 갖는 적어도 한 개 이상의 레이저빔을 공중으로 조사하는 조사부를 포함하는 레이저조사장치; 및 비행체의 하측에 배치되어 상기 레이저빔을 감지하는 두 개 이상의 수광센서와, 상기 두 개 이상의 수광센서에서 감지하는 레이저빔의 세기가 동일하도록 비행체를 이동시켜 상기 레이저조사장치 상측면에 안착하도록 비행체를 제어하는 비행제어부를 포함하여 비행체에 구비되는 비행체제어장치;를 포함하는 주기유도장치를 제공한다.

Description

주기유도장치{DEVICE FOR DOCKING GUIDE OF AN AIR VEHICLE}
본 발명은 주기유도장치에 관한 것이며, 구체적으로 무인 비행체의 착륙을 정확하게 유도하는 주기유도장치에 관한 것이다.
하천, 호수, 연안 또는 해양에 존재하는 부유물질이나 식물플랑크톤 색소의 농도 분포를 파악하기 위해 인공위성 원격탐사가 널리 이용되고 있다. 그러나, 인공위성에서 촬영한 이미지를 이용하여 수중의 부유물질이나 색소의 농도를 추정하기 위해서는 에어로졸과 같은 대기의 상태에 따른 보정이 요구되며, 이미지가 촬영된 시간에 현장에서 동시에 얻어진 실측자료를 이용한 보정이 필수적이다.
인공위성 원격탐사의 경우, 사용되고 있는 대부분의 센서는 구름이 낀 지역의 정보를 얻을 수 없는 단점이 있으므로, 제한된 지역에서 상세한 영상을 얻기 위해 유인항공기나 무인비행체를 이용한 원격탐사도 시도되어 왔으나, 상시적인 측정에는 사용되기 어려운 문제점이 있다.
여기서 무인비행체(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 가시광선과 적외선 카메라, 비디오 카메라, 기상 레이더 등을 갖추고 정찰 등을 수행하도록 하는 장치를 말한다. 종래에는 비행을 마치고 난 무인비행체의 착륙을 위해, 착륙장소에 근접한 무인비행체를 사람이 직접 조종하여 착륙시키고 있으나, 이러한 사람의 주기유도는 숙련된 작업자라 할지라도 기상조건 등에 따라 동일하고 정확한 착륙을 시킬 수 없으며, 매우 위험하다는 문제가 있다. 무인비행체를 이용하여 상시적으로 시계열 영상을 얻기 위해서는 무인비행체의 착륙과 이륙을 위해 사람이 항상 필요하다.
군용이 아닌 일반적인 무인비행체는 대부분 크기가 작기 때문에 배터리를 탑재할 수 있는 중량에 한계가 있으므로, 자주 착륙시켜 배터리를 교체하거나 충전시켜주어야만 한다. 무인비행체를 이용하여 어떤 지역을 상시적으로 촬영하고자 할 경우, 정찰하고자 하는 현장과 가까운 장소에 대기 장소를 마련하여 사람의 도움 없이 이곳에 정확하게 자동으로 착륙하여 충전 후 대기하거나 다시 이륙해야만 한다.
대한민국등록특허 제10-0985195호(발명의 명칭: 영상기반 자동 이착륙시스템)와 같이 무인비행기에 장착된 촬상장치로서 착륙장소에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상을 분석하여 착륙 제어정보를 추출하여 주기유도를 구현할수 있다. 그러나, 이러한 종래의 주기유도는 착륙을 위한 복잡한 제어시스템으로 인해 오류가 발생할 수 있고, 차량이나 선박과 같은 이동중인 착륙지점에 대해서는 적용시키기 어려운 면이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 무인비행체의 정확하고 신속한 착륙을 구현할 수 있는 주기유도장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은, 바닥면과 수평한 직선 형상을 갖는 적어도 한 개 이상의 레이저빔을 공중으로 조사하는 조사부를 포함하는 레이저조사장치; 및 비행체의 하측에 배치되어 상기 레이저빔을 감지하는 두 개 이상의 수광센서와, 상기 두 개 이상의 수광센서에서 감지하는 레이저빔의 세기가 동일하도록 비행체를 이동시켜 상기 레이저조사장치 상측면에 안착하도록 비행체를 제어하는 비행제어부를 포함하여 비행체에 구비되는 비행체제어장치;를 포함하는 주기유도장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 조사부는 상호 교차되는 두 개 이상의 레이저빔을 공중으로 조사하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 레이저조사장치는 공중으로 조사되는 레이저빔이 원형으로 조사될 수 있도록 상기 조사부를 회전시키는 회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 레이저조사장치는 공중으로 조사되는 레이저빔의 조사각을 변경시키기 위해 상기 조사부를 틸팅시키는 틸팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 수광센서는 상기 두 개 이상의 수광센서의 센서면들에 의해 형성되는 가상의 선이 상호 교차되도록 상기 비행체의 하측면에 구비되는 것을 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 두 개 이상의 수광센서는 반구형상 또는 삼각뿔 형상으로서 상기 비행체의 하측면에 배치되는 센서각형성부재에 구비되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 두 개 이상의 수광센서는 등 간격으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 수광센서는 제1 수광센서와 제2 수광센서를 포함하고, 상기 제1 수광센서와 제2 수광센서는 상기 센서각형성부재 상에서 상호 180°로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 수광센서는 제1 수광센서, 제2 수광센서, 제3 수광센서 및 제4 수광센서를 더 포함하고, 상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서는 상기 센서각형성부재 상에서 상호 90°로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서의 교차점에 배치되는 중앙센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서의 교차점에 배치되는 촬상장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 레이저조사장치에는 비행체에 레이저조사장치의 위치를 알리는 제1 GPS 송수신부를 더 포함하고, 상기 비행체제어장치에는 상기 제1 GPS 송신부와 송, 수신하여 비행체의 위치를 알리는 제2 GPS 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 비행제어부는 상기 제1 GPS 송수신부로부터 송신되어 상기 제2 GPS 송수신부로써 수신된 상기 레이저조사장치의 위치로 비행체를 이동시키는 것을 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 레이저조사장치는 상기 제2 GPS 송수신부로부터 송신되어 상기 제1 GPS 송수신부로써 수신된 상기 비행체의 위치가 기설정된 거리보다 가까운 거리에 위치한 경우 상기 조사부를 구동시키는 조사제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 조사제어부는 상기 비행체가 상기 레이저조사장치에 안착되면 상기 조사부의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 착륙지점을 레이저조사장치로써 구현하고, 비행체에 레이저의 세기를 감지할 수 있는 수광센서를 포함하는 비행체제어장치를 구비하여 정확하고 신속한 비행체의 착륙을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은 이동 중인 차량 또는 선박 등에서도 비행체를 정확하게 착륙시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주기유도장치의 개략적인 사용상태를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행체 및 비행체제어장치의 구성을 도시한 도면.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 수광센서와 센서각형성부재를 비행체의 하측면에서 바라본 도면.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수광센서와 센서각형성부재를 비행체의 하측면에서 바라본 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 당업자가 이해하는 용어의 일반적인 의미와 동일하고, 만약 본 명세서에서 사용된 용어가 당해 용어의 일반적인 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다.
다만, 이하에 기술될 발명은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하기 위한 것을 아니며, 명세서 전반에 걸쳐서 동일하게 사용된 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 기술적 특징은 종래의 주기유도장치보다 신속하고, 정확하게 비행체를 착륙시킬 수 있는 것이며, 이러한 기술적 특징은 이동 중인 차량 또는 선박 등에서도 구현 가능하다는 이점이 있다.도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주기유도장치의 개략적인 사용상태를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치(100)의 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치(100)의 구성을 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비행체(10) 및 비행체제어장치(200)의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 크게 레이저조사장치(100)와 비행체(10)에 구비된 비행체제어장치(200)를 포함한다.
상기 레이저조사장치(100)는 바닥면과 수평한 직선 형상을 갖는 적어도 한 개 이상의 레이저빔(L)을 공중으로 조사하는 조사부(110)를 포함하며, 상기 비행체제어장치(200)는 비행체(10)의 하측에 배치되어 상기 레이저빔(L)을 감지하는 두 개 이상의 수광센서(210)와, 상기 두 개 이상의 수광센서(210)에서 감지하는 레이저빔(L)의 세기가 동일하도록 비행체(10)를 이동시켜 상기 레이저조사장치(100) 상측면에 안착하도록 비행체(10)를 제어하는 비행제어부(240)를 포함할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 것과 같이 비행체(10)가 상기 레이저조사장치(100)의 수직선 상에 위치하지 않는 경우, 상기 수광센서(210)에서 감지되는 레이저빔(L)의 세기는 각각 다르게 감지되고, 비행체(10)가 상기 레이저조사장치(100)의 수직선 상에 위치하는 경우 상기 수광센서(210)들에서 감지되는 레이저빔(L)의 세기는 동일하게 감지되므로 비행체(10)의 완전한 착륙을 도모할 수 있는 것이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치(100)와 비행체제어장치(200)를 상세하게 설명하자면 다음과 같다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저조사장치(100)는 크게 조사부(110)를 포함하며, 회전부(120), 틸팅부(130), 제1 GPS 송수신부(140) 또는 조사제어부(150)를 더 포함할 수 있다.
상기 조사부(110)는 상호 교차되는 적어도 한 개 이상의 레이저빔(L)을 공중으로 조사할 수 있으며, 도 2에는 두 개의 레이저빔(L1, L2)을 공중으로 조사하고 있다. 이러한 조사부(110)는 레이저빔(L)을 조사함에 있어서, 조사 방향과 직교하는 방향으로 긴 직선을 형성하는 레이저빔(L)을 조사하도록 이루어지는데, 레이저 다이오드를 통한 빛의 방사방향을 위쪽으로 형성하고 원통형 렌즈를 레이저 다이오드 상측에 배치함으로써 공중으로 긴 직선을 이루는 레이저빔(L)을 조사할 수 있다.
상기 조사부(110)에서 다수의 레이저빔(L1, L2)을 조사하는 경우 후술할 수광센서(210)에 의하여 레이저빔(L)의 감지 성능이 더 높아지게 된다. 교차하는 다수의 레이저빔(L)이 조사되는 경우, 각 레이저빔(L)의 배열은 규칙적 또는 불규칙적으로 이루어질 수 있다.
상기 회전부(120)는 공중으로 조사되는 레이저빔(L)이 원형으로 조사될 수 있도록 상기 조사부(110)를 회전시킨다. 이러한 회전부(120)는 전기모터 및 다수의 기어 등으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기 조사부(110)에 의하여 조사된 레이저빔(L)이 투영된 형상이 하나의 직선을 이룬다면, 상기 회전부(120)는 이러한 레이저빔(L)을 회전시켜 투영된 레이저빔(L)의 직경을 갖는 원형의 레이저빔(L) 영역을 형성하게 한다.
따라서, 이러한 레이저빔(L) 영역 안으로 비행체(10)가 위치하게 되면 후술할 수광센서(210)는 레이저빔(L)의 세기를 개별적으로 감지하고, 후술할 비행제어부(240)의 제어를 통해 비행체(10)가 목적하는 위치로 이동하도록 유도될 수 있다.
즉, 본 발명은 이러한 회전부(120)를 포함함으로써 두 개 이상의 레이저빔(L1, L2)을 조사하지 않고 단일의 레이저빔(L1)을 조사하더라도 후술할 수광센서(210)가 레이저빔(L)을 용이하게 감지할 수 있게 한다.
상기 틸팅부(130)는 공중으로 조사되는 레이저빔(L)의 조사각을 변경시키기 위해 상기 조사부(110)를 틸팅시킨다. 이러한 틸팅부(130)는 경사면을 이동 중인 차량 또는 선박에 상기 레이저조사장치(100)가 배치되어 있을 경우, 상기 비행체(10)를 정확하게 상기 레이저조사장치(100)에 착륙시키기 위해, 상기 조사되는 레이저빔(L)의 조사각을 지면 또는 해양면과 수직 방향으로 공중에 조사될 수 있게 한다.
이러한 틸팅부(130)는 상기 조사부(110)의 일측에 구비되며, 기어, 모터 및 자이로센서 등과 같은 구성요소를 포함할 수 있다.
상기 제1 GPS 송수신부(140)는 후술할 비행체제어장치(200)에 구비된 제2 GPS 송수신부(230)와 무선으로 송, 수신한다. 즉, 상기 제1 GPS 송수신부(140)는 비행체(10)에 레이저조사장치(100)의 위치를 송신할 수 있으며, 비행체(10)의 위치를 수신받을 수 있다. 또한, 상기 제1 GPS 송수신부(140)와 제2 GPS 송수신부(230)는 후술할 촬상장치(250)로부터 촬영된 이미지 또는 동영상을 무선으로 송수신 할 수 있다.
상기 조사제어부(150)는 레이저조사장치(100)의 구성요소와 연결되어 각 구성요소를 제어할 수 있다. 도 3을 참조하면, 상기 조사제어부(150)는 조사부(110), 회전부(120), 틸팅부(130) 및 제1 GPS 송수신부(140)와 연결되어 있다. 구체적으로, 상기 조사제어부(150)는 상기 조사부(110)와 연결되어 상기 조사부(110)의 레이저빔을 온/오프(on/off) 시킬 수 있으며, 상기 회전부(120)와 연결되어 상기 회전부(120)를 온/오프(on/off) 또는 회전 속도를 제어할 수 있으며, 상기 틸팅부(130)와 연결되어 상기 틸팅부(130)의 틸팅 각을 제어 할 수 있으며, 상기 제1 GPS 송수신부(140)와 연결되어 송, 수신된 정보로써 상기 구성요소들을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 조사제어부(150)는 제1 GPS 송수신부(140)를 제어하여 비행체(10)에 레이저조사장치(100)의 위치를 알릴 수 있으며, 상기 레이저조사장치(100)의 위치로 비행체(10)가 근접하면, 상기 비행체(10)의 위치가 기설정된 거리(예를 들어, 30m)보다 가까운 거리에 위치한 경우 상기 조사부(110)를 구동시킬 수 있으며, 상기 비행체(10)가 상기 레이저조사장치(100)에 안착되면 상기 조사부(110)의 구동을 정지시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 비행체제어장치(200)를 설명하기에 앞서, 비행체(10)를 간단하게 설명하자면 다음과 같다.
본 발명에서 기재되고 있는 비행체(10)는 사람이 조종하는 비행체(10)뿐만 아니라, 무인비행체(10)에도 적용할 수 있으며, 여기서 비행체(10) 운송수단, 레저용, 교육용, 군사용 등의 다양한 목적으로 사용되는 모든 비행체(10) 또는 무인비행체(10)를 총칭한다.
도 4를 참조하면, 이러한 비행체(10)는 메인제어부(14), 동력부(12), 조향부(13) 및 프로펠러(11)를 포함할 수 있다.
상기 동력부(12)는 전기 모터 등으로 이루어져 후술할 메인제어부(14)에 의하여 제어되며, 비행체(10)에 구비된 프로펠러(11)를 회전시키기 위해 프로펠러(11)의 갯수와 대응되도록 구비된다.
상기 프로펠러(11)는 다수 개가 등 간격으로 구비되며, 상기 동력부(12) 또한 프로펠러(11)의 수에 맞게 구비된다. 이러한 동력부(12) 및 프로펠러(11)는 비행체(10)의 안정적인 비행에 적합하도록 3개 이상으로 다양하게 구비될 수 있다.
상기 조향부(13)는 프로펠러(11)의 방향을 전환하며, 메인제어부(14)에 의하여 제어된다.
상기 메인제어부(14)는 상기 동력부(12) 및 조형부를 제어하며, 후술할 비행제어부(240)와 연계되어 있다. 즉, 비행제어부(240)에서 전달되는 레이저빔(L)의 세기와 산출 정보를 토대로 비행체(10)가 상기 레이저조사장치(100) 상에 정확하게 착륙할 수 있도록 상기 동력부(12) 및 조향부(13)를 제어한다. 이러한 메인제어부(14)와 비행제어부(240)는 단일의 제어부로 통합될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 비행체제어장치(200)는 두 개 이상의 수광센서(210)를 포함하며, 센서각형성부재(220), 제2 GPS 송수신부(230) 또는 비행제어부(240)를 더 포함할 수 있다.
상기 수광센서(210)는 비행체(10)의 하측에 배치되어 상기 레이저빔(L)을 감지하는 두 개 이상의 수광센서(210)를 포함한다. 이러한 본 발명의 수광센서(210)는 레이저빔의 세기를 개별적으로 측정하기 위해 다음과 같은 특징으로 구현될 수 있다.
도 5a는 본 발명의 일실시예에 따른 수광센서(210)와 센서각형성부재(220)를 비행체(10)의 하측면에서 바라본 도면이며, 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수광센서(210)와 센서각형성부재(220)를 비행체(10)의 하측면에서 바라본 도면이다.
상기 수광센서(210)는 통상의 광센서(optical sensor)로써 구현될 수 있으며, 이러한 광센서는 물질에 빛을 대면 물질이 빛의 에너지를 흡수하여 자유 전자를 방출하는 광전 효과를 이용하여 광 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 소자 형태로 이루어진다.
즉, 상기 수광센서(210)는 단위 면적당 흡수되는 레이저빔(L)의 빛 에너지에 따라 크고 작은 전기적 에너지로 변환되면서 레이저빔(L)의 세기를 감지하도록 이루어진다.
이하, 후술할 중앙센서(215)(213), 제1 수광센서(211), 제2 수광센서(212), 제3 수광센서(213) 및 제4 수광센서(214) 또한 같은 구조 및 원리로 이루어진다.
상기 수광센서(210)는 두 개 이상의 수광센서(210)의 센서면들에 의해 형성되는 가상의 선이 상호 교차되도록 상기 비행체(10)의 하측면에 구비될 수 있으며, 이러한 배치를 용이하게 하기 위해 상기 두 개 이상의 수광센서(210)는 반구형상 또는 삼각뿔 형상으로서 상기 비행체(10)의 하측면에 배치되는 센서각형성부재(220)에 구비될 수 있다.
도 5a는 상기 두 개 이상의 수광센서(210)가 반구형상으로서 상기 비행체(10)의 하측면에 배치되는 센서각형성부재(220)에 구비된 것을 도시한 것이며, 도 5b는 상기 두 개 이상의 수광센서(210)가 삼각뿔 형상으로서 상기 비행체(10)의 하측면에 배치되는 센서각형성부재(220)에 구비된 것을 도시한 것이다.
도 1에서와 같이, 상기 수광센서(210)는 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)를 포함하고, 상기 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)는 상기 센서각형성부재(220) 상에서 상호 180°로 이격되어 배치될 수 있다.
즉, 상기 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)는 두 개 이상의 수광센서(210)는 등 간격으로 배치되며, 바람직하게는 상호 180°로 이격되어 배치되되, 상호 기울어지도록 형성된다. 이에 따라 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)에서 각각 수광되는 레이저빔(L)의 세기가 서로 상이하게 감지되게 된다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 수광센서(211)에서는 비교적 면에 수직한 방향에 가깝게 레이저빔(L)이 조사되게 되므로 단위 면적당 흡수되는 레이저빔(L)이 상대적으로 강하고, 제2 수광센서(212)에서는 비교적 면에 접하는 방향에 가깝게 레이저빔(L)이 조사되게 되므로 단위 면적당 흡수되는 레이저빔(L)이 약하게 된다. 이에 따라, 레이저빔(L)이 조사되는 방향을 쉽게 감지할 수 있게 되며, 비행체(10)를 레이저조사장치(100) 방향으로 용이하게 유도할 수 있게 된다.
또한, 도 1에 도시된 것과 같이, 제2 수광센서(212)와 비교할 때 제1 수광센서(211)로 흡수되는 레이저빔(L)은 레이저조사장치(100)로부터의 거리가 가깝고 레이저빔(L)의 중앙에서도 가깝기 때문에, 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)를 동일평면에서 일치하게(서로 경사진 것이 아니라) 형성하는 경우에도 레이저빔(L)의 조사방향을 감지할 수 있다고 하겠으나, 이러한 정도의 차이는, 비행체(10)가 공중을 비행하는 것이어서 레이저빔(L)의 도달거리가 매우 긴 점 및, 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212) 간의 거리는 레이저빔(L)의 도달거리에 비하여 매우 작다는 점을 고려할 때 무시될 수 있는 정도에 해당된다.
이러한 사정을 고려하여 본 발명에서는, 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)가 서로 기울어지게 설치되도록 함으로써 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)가 매우 근접하게 위치하더라도 양 센서를 통해 흡수되는 레이저빔(L)의 세기가 차이를 정확하게 감지할 수 있으며, 따라서 레이저빔(L)이 조사되는 레이저조사장치(100)의 위치를 용이하게 감지할 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 수광센서(210)의 감지를 더욱 정확하게 하기 위해, 본 발명의 실시예는 상기 제1 수광센서(211) 및 제2 수광센서(212) 외에, 제3 수광센서(213), 제4 수광센서(214)를 더 포함할 수 있으며, 중앙센서(215) 또는 촬상장치(250)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 수광센서(210)는 제1 수광센서(211), 제2 수광센서(212), 제3 수광센서(213) 및 제4 수광센서(214)를 포함하고, 상기 제1 수광센서(211) 내지 제4 수광센서(214)는 상기 센서각형성부재(220) 상에서 상호 90°로 이격되어 배치된다. 즉, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 제1 수광센서(211)는 오른쪽 방향, 상기 제2 수광센서(212)는 왼쪽 방향, 상기 제3 수광센서(213)는 상측 방향, 제4 수광센서(214)는 하측 방향을 바라보도록 배치된다.
여기서, 상기 제3 수광센서(213)와 제4 수광센서(214)의 관계는 특별히 한정하는 경우를 제외하고, 전술한 제1 수광센서(211)와 제2 수광센서(212)의 관계와 같으며, 각 센서는 전술한 수광센서(210)와 동일한 구조 및 원리로써 구현될 수 있다.
상기 제1 수광센서(211) 내지 제4 수광센서(214)의 교차점에는 중앙센서(215) 또는 촬상장치(250)를 더 포함할 수 있다. 상기 촬상장치(250)는 비행체(10)의 메인제어부(14) 또는 후술할 비행제어부(240)로써 제어될 수 있다.
이처럼 본 발명에서는, 제1 수광센서(211), 제2 수광센서(212), 제3 수광센서(213) 및 제4 수광센서(214)를 방사상으로 배치하되, 서로 다른 방향을 바라보도록 함으로써, 어느 방향에서 레이저빔(L)이 조사되더라도 각 수광센서(210)에서 감지되는 레이저빔(L)의 세기가 다르게 감지되게 되므로, 레이저빔(L)의 조사 방향을 더욱 정밀하게 감지할 수 있다.
상기 제2 GPS 송수신부(230)는 전술한 레이저조사장치(100)에 구비된 제1 GPS 송수신부(140)와 무선으로 송, 수신한다. 즉, 상기 제2 GPS 송수신부(230)는 레이저조사장치(100)에 비행체(10)의 위치를 송신할 수 있으며, 레이저조사장치(100)의 위치를 수신받을 수 있다. 또한, 상기 제1 GPS 송수신부(140)와 제2 GPS 송수신부(230)는 후술할 촬상장치(250)로부터 촬영된 이미지 또는 동영상을 무선으로 송수신 할 수 있다.
상기 비행제어부(240)는 비행체(10)의 메인제어부(14)와 연결되어, 상기 제1 GPS 송수신부(140)로부터 송신되어 상기 제2 GPS 송수신부(230)로써 수신된 상기 레이저조사장치(100)의 위치로 비행체(10)를 이동시킬 수 있다.
다만, 현재의 GPS 장치는 통상 수 미터(10 m 내외) 범위의 오차를 허용하게 되므로, 제1 GPS 송수신부(140) 및 제2 GPS 송수신부(230)만으로는 목적하는 정확한 위치로 이동이 곤란하다.
따라서, 본 발명에서는 상술한 각 수광센서(210) 및 레이저빔(L)에 의하여 정확한 위치로 이동할 수 있도록 하고 있다. 즉, 제1 GPS 송수신부(140) 및 제2 GPS 송수신부(230)를 통하여 비행체(10)를 목적하는 위치에 근접한 곳까지 이동시킨 후, 긴 직선의 형태로 방사되는 레이저빔(L)을 통하여 각 수광센서(210)가 레이저빔(L)을 감지하도록 함으로써 비행체(10)가 정확한 위치를 찾아갈 수 있게 한다.
즉, 상기 비행제어부(240)는 상기 수광센서(210)의 레이저빔 감지 세기가 동일하도록 상기 메인제어부(14)와 연계하여 비행체(10)를 상기 레이저조사장치(100) 수직선 상에 위치시킬 수 있으며, 정확히 착륙하도록 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 상기 메인제어부(14)와 비행제어부(240)는 비행체(10) 내부에 통합되어 구비될 수 있다.
한편, 실시예는 상기 복수 개의 수광센서(210)가 아래로 볼록한 반구형상 또는 삼각뿔 형상의 센서각형성부재(220)에 배치되고 비행체(10)는 레이저빔(L)의 세기가 센 쪽으로 이동하는 것으로 설명되었으나, 이와 달리, 상기 복수 개의 수광센서(210)가 비행체(10) 저면에 오목한 형태의 센서각형성부재(220)에 배치되고, 이 경우 비행체(10)는 레이저빔(L)의 세기가 약한 쪽으로 이동되도록 제어될 수 있다.
요컨대, 본 발명은 비행체(10)의 저면에 두 개 이상의 수광센서(210)가 상호 경사지게 설치되도록 하여 수광되는 레이저빔(L)의 세기의 차이로써 레이저빔(L)의 조사방향을 정확하게 감지할 수 있고, 조사되는 레이저빔(L)의 형태가 직선 또는 원형의 영역으로 나타나도록 함으로써 수광센서(210)가 레이저빔(L)을 용이하게 감지할 수 있으므로, 레이저조사장치(100) 상에 비행체(10)를 정확하고 신속하게 착륙시킬 수 있다.
이상, 상기 설명에 의해 당업자라면 본 발명의 기술적 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이며, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위 및 그와 균등한 범위에 의하여 정해져야 한다.
10: 비행체 100: 레이저조사장치
110: 조사부 120: 회전부
130: 틸팅부 140: 제1 GPS 송수신부
150: 조사제어부 200: 비행체제어장치
210:수광센서 220: 센서각형성부재
230: 제2 GPS 송수신부 240: 비행제어부
250: 활상장치

Claims (15)

  1. 바닥면과 수평한 직선 형상을 갖는 적어도 한 개 이상의 레이저빔을 공중으로 조사하는 조사부를 포함하는 레이저조사장치; 및
    비행체의 하측에 배치되어 상기 레이저빔을 감지하는 두 개 이상의 수광센서와, 상기 두 개 이상의 수광센서에서 감지하는 레이저빔의 세기가 동일하도록 비행체를 이동시켜 상기 레이저조사장치 상측면에 안착하도록 비행체를 제어하는 비행제어부를 포함하여 비행체에 구비되는 비행체제어장치;를 포함하고,
    상기 레이저조사장치에는,
    비행체에 레이저조사장치의 위치를 알리는 제1 GPS 송수신부를 더 포함하고, 상기 비행체제어장치에는 상기 제1 GPS 송신부와 송, 수신하여 비행체의 위치를 알리는 제2 GPS 송수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조사부는 상호 교차되는 두 개 이상의 레이저빔을 공중으로 조사하는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레이저조사장치는 공중으로 조사되는 레이저빔이 원형으로 조사될 수 있도록 상기 조사부를 회전시키는 회전부를 더 포함하는 주기유도장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 레이저조사장치는 공중으로 조사되는 레이저빔의 조사각을 변경시키기 위해 상기 조사부를 틸팅시키는 틸팅부를 더 포함하는 주기유도장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수광센서는 상기 두 개 이상의 수광센서의 센서면들에 의해 형성되는 가상의 선이 상호 교차되도록 상기 비행체의 하측면에 구비되는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 수광센서는 반구형상 또는 삼각뿔 형상으로서 상기 비행체의 하측면에 배치되는 센서각형성부재에 구비되는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 두 개 이상의 수광센서는 등 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 수광센서는 제1 수광센서와 제2 수광센서를 포함하고, 상기 제1 수광센서와 제2 수광센서는 상기 센서각형성부재 상에서 상호 180°로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 수광센서는 제1 수광센서, 제2 수광센서, 제3 수광센서 및 제4 수광센서를 더 포함하고, 상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서는 상기 센서각형성부재 상에서 상호 90°로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서의 교차점에 배치되는 중앙센서를 더 포함하는 주기유도장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 수광센서 내지 제4 수광센서의 교차점에 배치되는 촬상장치를 더 포함하는 주기유도장치.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서,
    상기 비행제어부는 상기 제1 GPS 송수신부로부터 송신되어 상기 제2 GPS 송수신부로써 수신된 상기 레이저조사장치의 위치로 비행체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 레이저조사장치는 상기 제2 GPS 송수신부로부터 송신되어 상기 제1 GPS 송수신부로써 수신된 상기 비행체의 위치가 기설정된 거리보다 가까운 거리에 위치한 경우 상기 조사부를 구동시키는 조사제어부를 더 포함하는 주기유도장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 조사제어부는 상기 비행체가 상기 레이저조사장치에 안착되면 상기 조사부의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 주기유도장치.
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