KR101558178B1 - Unmanned air vehicle imaging system having air bag system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 항공기를 이용한 영상 촬영 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 항공기의 추락시에 무인 항공기 및 촬영 장치를 추락에 의한 충돌 등으로부터 보호할 수 있는 에어백 시스템을 구비한 무인 항공기 촬영 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 국토나 도시 지형 등에 대한 3차원 공간 정보의 수집 및 분석을 위하여 항공기와 같은 이동체를 이용해 영상 데이터를 수집하는 방법에 대한 관심이 높아지고 있다. 3차원 공간 데이터는 사용자에게 보다 정확한 공간적·입체적 정보를 제공할 수 있기 때문에, 네비게이션 시스템, 도시 정보 시스템, 관광 정보 시스템 등과 같이 사용자에게 공간적·입체적 정보를 제공하고자 하는 다양한 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.In recent years, there has been a growing interest in a method for collecting and analyzing three-dimensional spatial information about a country or an urban landscape using moving objects such as airplanes. Since three-dimensional spatial data can provide more accurate spatial and stereoscopic information to the user, it can be used in various fields such as a navigation system, an urban information system, and a tourist information system in order to provide spatial and stereoscopic information to the user have.
항공기를 이용한 영상 촬영 시스템은 크게 조종사가 항공기에 탑승하여 항공기를 직접 제어하는 유인 항공기 촬영 시스템과 조종사가 항공기에 탑승하지 않은 상태로 항공기를 비행시키는 무인 항공기 촬영 시스템으로 구분할 수 있다.The aerial photographing system can be classified into a manned aircraft photographing system in which pilots directly control an aircraft and an unmanned aerial photographing system in which a pilot does not fly on an aircraft.
무인 항공기는 유인 항공기를 이용해 비행하기 위험한 지역이나, 도심지 등과 같이 대형 유인 항공기가 비행하기 곤란한 지역을 비행하는 것이 가능하다. 또한, 무인 항공기는 유인 항공기에 비해 매우 소형화하여 제작할 수 있기 때문에, 제조 및 운용 비용의 측면에서도 유인 항공기에 비해 크게 유리하다. 이러한 이유로 무인 항공기는 유인 항공기에 비해 영상 데이터 수집을 위한 촬영 시스템으로서 보다 유리하게 이용될 수 있다.Unmanned aerial vehicles can fly in areas dangerous to fly using manned aircraft, or areas where large manned aircraft can not fly, such as downtown. In addition, since the UAV can be produced in a much smaller size than the UAV, it is advantageous in comparison with the UAV in terms of manufacturing and operating costs. For this reason, the unmanned airplane can be more advantageously used as a photographing system for image data collection than the manned airplane.
무인 항공기는 초기에는 군사적 용도로 개발 및 발전되기 시작하였으나, 최근에는 민간 분야까지 활용이 확대되어 기상 관측, 지형 탐사, 정찰, 감시 등 다양한 분야에서 이용되고 있다.Unmanned aerial vehicles were initially developed and developed for military use. Recently, however, they have been used in various fields such as weather observation, terrestrial exploration, reconnaissance, and surveillance.
무인 항공기를 이용한 영상 촬영 시스템은 조종사가 탑승하지 않은 무인 항공기에 촬영 장치를 장착해 촬영을 원하는 지역의 상공을 비행시키면서 촬영 대상 물체 또는 지형의 영상을 촬영하도록 구성된다. 이처럼 무인 항공기를 이용한 영상 촬영 시스템은 조종사가 탑승하지 않은 상태로 외부 원격 조종 또는 자동 제어를 통해 비행하면서 촬영을 실시하도록 구성되어 있기 때문에 다양한 원인들에 의해 비행 제어가 실패되고 항공기가 추락하게 될 위험이 있다. 예컨대, 기상 상태의 악화로 GPS 제어 중에 제어 통신이 단절된다거나 돌풍에 의해 경량의 무인 항공기의 위치 및 자세가 급격히 변경되어 비행 제어 기능이 상실되는 등의 이유로 인해 무인 항공기의 비행 제어가 실패되고 무인 항공기가 추락하게 될 수 있다.The image capturing system using the unmanned airplane is configured to mount an image capturing device on an unmanned airplane without a pilot and to photograph an image of the object to be captured or an image of the terrain while flying over the area where the user wants to shoot. As described above, since the image capturing system using the unmanned airplane is configured to perform the shooting while flying through the external remote control or the automatic control without the pilot on board, it is possible to prevent the flight control from being failed due to various causes, . For example, due to the deterioration of the weather condition, the control of the unmanned airplane is failed due to the disconnection of the control communication during the GPS control or the sudden change of the position and attitude of the lightweight unmanned airplane due to the blast, May fall.
무인 항공기는 대부분 소형·경량으로 제조되기 때문에 무인 항공기가 추락하여 지면과 충돌해 무인 항공기의 일부가 파손되더라도 비교적 적은 비용으로 손쉽게 수리하는 것이 가능하다. 그러나 영상 촬영을 위해 무인 항공기에 장착되는 촬영 장치들은 일반적으로 고사양의 고가 제품이며 충격에 약한 전자 장치들이기 때문에 무인 항공기의 추락에 의해 촬영 장치가 파손되게 되면 비용면에서 큰 손실을 입게 될 우려가 있다.Because most UAVs are manufactured in small size and light weight, it is possible to repair them easily at a relatively low cost even if a part of the UAV is damaged due to collision with the ground. However, since the photographing apparatuses mounted on the UAV are generally high-priced and costly electronic devices, there is a possibility that the photographing apparatus is damaged due to the fall of the UAV, thereby causing a great cost loss .
따라서 비행 제어 실패 등의 이유로 무인 항공기가 추락하게 될 경우에 무인 항공기 및 촬영 장치를 추락에 의한 충돌 등으로부터 안정적으로 보호할 수 있는 보호 장치를 무인 항공기 촬영 시스템에 구비할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to provide a protection device capable of stably protecting the unmanned airplane and the photographing device from a collision caused by a fall when the unmanned airplane crashes due to a flight control failure or the like.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해소하여 무인 항공기가 추락되는 경우에 무인 항공기, 나아가 무인 항공기에 장착된 촬영 장치를 보호할 수 있는 안전장치를 구비한 무인 항공기 촬영 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a unmanned aerial vehicle photographing system having a safety device capable of protecting a photographing device mounted on a unmanned airplane, and furthermore, an unmanned airplane when the unmanned airplane crashes by solving the above- do.
구체적으로 본 발명은 무인 항공기의 하부, 측면 및 상부에 에어백 시스템을 장착해 무인 항공기가 어느 방향으로 추락하더라도 무인 항공기, 나아가 무인 항공기에 장착된 촬영 장치를 안정적으로 보호할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.More specifically, the present invention aims at providing an airbag system on the underside, sides, and upper portions of a UAV so that the UAV can stably protect the UAV, even if the UAV falls in any direction .
나아가 본 발명은 다양한 감지 센서 등을 통해 무인 항공기의 추락을 간편하면서도 확실하게 검출해 무인 항공기의 추락시에 무인 항공기, 나아가 무인 항공기에 장착된 촬영 장치가 지면에 직접 충돌하거나 물이나 늪 등에 빠지지 않도록 하는 것을 목적으로 한다.Further, the present invention can easily and surely detect a fall of a UAV by means of various detection sensors so that the UAV can be prevented from directly colliding with the ground or falling into water or a swamp when the UAV is dropped. .
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들에 제한되는 것은 아니며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 자진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. There will be.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.In order to accomplish the above-mentioned object, a representative configuration of the present invention is as follows.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템은 미리 설정된 경로를 따라 상공을 비행하면서 영상 촬영을 실시하도록 구성된 것으로, 무인 항공기와, 무인 항공기의 하방에 장착되어 상공에서 물체를 촬영할 수 있는 구성된 촬영 장치와, 무인 항공기 추락시에 무인 항공기 및 촬영 장치를 보호하기 위한 에어백 시스템과, 무인 항공기의 추락 여부를 감지하는 추락 감지 장치를 포함한다. 에어백 시스템은 무인 항공기의 하부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기의 하방으로 팽창하도록 구성된 하부 에어백 시스템과, 무인 항공기의 측면에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기의 외측 측방으로 팽창하도록 구성된 측면 에어백 시스템과, 무인 항공기의 상부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기의 상방으로 팽창하도록 구성된 상부 에어백 시스템을 포함할 수 있고, 하부 에어백 시스템, 측면 에어백 시스템 및 상부 에어백 시스템은 팽창된 상태에서 에어백이 무인 항공기 및 촬영 장치보다 외측까지 팽창되어 무인 항공기가 어떠한 자세로 추락되더라도 팽창된 상태의 에어백이 무인 항공기 및 촬영 장치보다 먼저 수평면에 접촉할 수 있도록 구성될 수 있다.The unmanned aerial photographing system according to an embodiment of the present invention is configured to perform image capturing while flying over a predetermined route along a predetermined route. The unmanned aerial photographing system includes an unmanned airplane and a camera configured to shoot an object in the sky below the unmanned airplane An airbag system for protecting the unmanned airplane and the photographing device when the unmanned airplane crashes, and a fall detection device for detecting whether or not the unmanned airplane has fallen. The airbag system includes a lower airbag system mounted at the lower portion of the UAV and configured to expand downward of the UAV when a fall of the UAV is detected and a lower airbag system installed at the side of the UAV to detect the fall of the UAV A side airbag system configured to expand sideways and an upper airbag system mounted on top of the unmanned airplane and configured to inflate the unmanned airplane when a fall of the unmanned airplane is detected, The upper airbag system can be configured such that the inflated airbag is inflated to the outside of the unmanned airplane and the photographing apparatus so that the inflated airbag can contact the horizontal plane before the unmanned airplane and the photographing apparatus even if the unmanned airplane collapses in any posture have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인 항공기 촬영 시스템의 추락 감지 장치는 무인 항공기의 가속도를 측정하는 가속도 센서로 구성될 수 있다. 이 때 에어백 시스템은 가속도 센서에 의해 측정된 무인 항공기의 중력 방향 가속도가 일정 시간 이상 중력 가속도로 유지된다고 판단될 때 작동하도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fall detection device of the unmanned aerial vehicle imaging system may be configured as an acceleration sensor for measuring the acceleration of the UAV. At this time, the air bag system can be configured to operate when it is determined that the gravity direction acceleration of the UAV, which is measured by the acceleration sensor, is maintained at the gravitational acceleration for a certain period of time.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무인 항공기 촬영 시스템의 추락 감지 장치는 무인 항공기와 지면 사이의 거리를 측정하는 거리 감지 센서로 구성될 수 있다. 이 때 에어백 시스템은 거리 감지 센서에 의해 측정된 무인 항공기와 지면 사이의 거리가 미리 설정된 범위를 벗어나 급격히 변화한다고 판단될 때 작동하도록 구성될 수 있다. 거리 감지 센서는 음파를 이용하는 음파 센서 또는 적외선 광을 이용하는 광센서로 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the fall detection apparatus of the unmanned aerial photographing system may be configured as a distance sensor for measuring the distance between the unmanned airplane and the ground. At this time, the airbag system can be configured to operate when it is determined that the distance between the unmanned airplane measured by the distance sensor and the ground changes suddenly beyond a predetermined range. The distance sensor may be a sonic sensor using a sound wave or an optical sensor using infrared light.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 무인 항공기 촬영 시스템의 추락 감지 장치는 무인 항공기에 가해지는 외부 충격을 감지하는 충격 감지 센서로 구성될 수 있다. 이 때 에어백 시스템은 충격 감지 센서에 의해 미리 정해진 값 이상의 외부 충격이 감지되었을 때 작동하도록 구성될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the fall detection device of the unmanned aerial vehicle photographing system may be configured as an impact detection sensor for detecting an external impact applied to the unmanned air vehicle. At this time, the airbag system can be configured to operate when an external impact of a predetermined value or more is detected by the impact detection sensor.
한편, 본 발명에 따른 하부 에어백 시스템은 무인 항공기의 하부에 형성된 촬영 장치 지지부에 형성되거나, 무인 항공기의 이륙 및 착륙을 위한 랜딩부에 형성될 수 있다.Meanwhile, the lower air bag system according to the present invention may be formed on a photographing device support portion formed on the lower portion of the UAV, or on a landing portion for takeoff and landing of the UAV.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 무인 항공기 촬영 시스템은 태양광 발전 설비의 상공을 비행하면서 태양전지 모듈에 관한 표면 영상 데이터를 수집하도록 구성될 수 있다. 이 때 촬영 장치는 열화상 이미지를 형성하는 적외선 카메라를 이용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the unmanned aerial photographing system according to the present invention can be configured to collect surface image data related to a solar cell module while flying over a solar power generation facility. At this time, the photographing apparatus can use an infrared camera which forms a thermal image.
이 외에도, 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 영상 촬영 시스템에는, 본 발명의 기술적 사상을 해치지 않는 범위에서 다른 부가적인 구성이 더 포함되어도 무방하다.In addition, the image capturing system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention may further include other additional configurations as long as the technical idea of the present invention is not adversely affected.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템은 무인 항공기의 추락이 감지된 경우 에어백 시스템이 무인 항공기 및 촬영 장치 외측으로 팽창하도록 구성되어 무인 항공기 및 촬영 장치가 지면 등에 직접 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 이로 인해, 영상 촬영을 위해 비행하는 과정에서 무인 항공기의 비행 제어가 실패되어 무인 항공기가 추락하더라도 무인 항공기, 특히 무인 항공기에 장착된 촬영 장치가 지면에 충돌하여 파손되는 위험을 크게 경감시킬 수 있다. 또한 무인 항공기가 물이나 늪 등에 추락하더라도 무인 항공기 및 촬영 장치의 외측으로 팽창된 에어백에 의해 무인 항공기 및 촬영 장치가 물이나 늪에 잠기지 않고 떠 있을 수 있게 되어 무인 항공기 또는 촬영 장치 내부의 전자 부품들이 물에 침수되어 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.In the unmanned aerial vehicle photographing system according to an embodiment of the present invention, when the fall of the unmanned airplane is detected, the air bag system is configured to expand to the outside of the unmanned airplane and the photographing apparatus, thereby preventing the unmanned airplane and the photographing apparatus from directly colliding with the ground have. Therefore, even if the unmanned airplane crashes due to failure of flight control of the unmanned airplane during the flight for image shooting, the risk that the unmanned airplane, particularly the unmanned airplane, collides with the ground and collapses can be greatly reduced. Also, even if the unmanned airplane falls into water or a swamp, the unmanned airplane and the air bag inflated to the outside of the photographing apparatus can float the unmanned airplane and the photographing apparatus without being immersed in water or swamp, It is possible to prevent water from being drowned and damaged.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템은 무인 항공기의 하부, 측면 및 상부로 팽창하는 에어백 시스템을 구비하여 무인 항공기가 어떠한 자세로 추락하더라도 에어백 시스템에 의해 보호될 수 있도록 구성되어 있다. 따라서 경량의 무인 항공기가 돌풍 등에 의해 위치 및 자세를 상실한 상태로 추락되더라도 무인 항공기 및 촬영 장치가 안정적으로 보호될 수 있게 된다.In addition, the unmanned aerial photographing system according to an embodiment of the present invention includes an airbag system that expands to the lower, side, and upper portions of the unmanned airplane, so that the unmanned airplane can be protected by the airbag system in any posture . Therefore, even if a lightweight UAV is dropped due to a blast or the like, the UAV and the photographing apparatus can be stably protected.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템은 가속도 센서, 거리 감지 센서, 충격 감지 센서 등을 이용해 무인 항공기의 추락을 민감하게 감지하여 에어백 시스템을 작동시킬 수 있도록 구성되어 있다. 이로 인해 간편하면서도 확실하게 무인 항공기의 추락을 감지해 에어백 시스템을 작동시킴으로써 무인 항공기 및 촬영 장치를 안정적으로 보호하는 것이 가능해 진다.In addition, the unmanned aerial photographing system according to an embodiment of the present invention is configured to operate the airbag system by sensitively detecting a fall of the UAV by using an acceleration sensor, a distance sensor, an impact sensor, or the like. This makes it possible to reliably and safely protect the unmanned aerial vehicle and the photographing apparatus by detecting the fall of the unmanned airplane by operating the air bag system easily and reliably.
도 1은 미리 설정된 경로를 따라 비행하면서 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈에 관한 표면 영상 데이터를 수집하고 있는 무인 항공기 촬영 시스템의 모습을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템의 외관을 예시적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 촬영 시스템의 비행 및 촬영을 위한 기본 구성요소들을 예시적으로 도식화하여 도시한다.
도 4는 본 발명에 따라 무인 항공기 촬영 시스템에 하부 에어백 시스템을 장착한 모습을 도시한다.
도 5는 도 4에서 하부 에어백 시스템의 에어백이 팽창된 상태를 도시한다.
도 6은 하부 에어백 시스템의 다른 실시예를 도시한다.
도 7은 도 6에서 하부 에어백 시스템의 에어백이 팽창된 상태를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따라 무인 항공기 촬영 시스템에 측면 에어백 시스템을 장착한 모습을 도시한다.
도 9은 도 8에서 측면 에어백 시스템의 에어백이 팽창된 상태를 도시한다.
도 10은 본 발명에 따라 무인 항공기 촬영 시스템에 상부 에어백 시스템을 장착한 모습을 도시한다.
도 11은 도 10에서 상부 에어백 시스템의 에어백이 팽창된 모습을 도시한다.
도 12는 하부 에어백 시스템, 측면 에어백 시스템, 상부 에어백 시스템이 모두 구비된 무인 항공기 촬영 시스템을 도시한다.
도 13은 도 12에서 하부 에어백 시스템, 측면 에어백 시스템, 상부 에어백 시스템의 에어백이 모두 팽창한 상태를 도시한다.
도 14는 무인 항공기가 다양한 자세로 추락할 때 본 발명에 따른 에어백 시스템에 의해 보호되는 모습을 도시한다.FIG. 1 schematically shows a state of an unmanned aerial photographing system that collects surface image data on a solar cell module of a photovoltaic power generation facility while flying along a preset path.
2 illustrates an exemplary view of an unmanned aerial photographing system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates an exemplary schematic diagram of basic components for flight and imaging of an unmanned aerial vehicle imaging system in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a lower airbag system mounted on an unmanned aerial photographing system according to the present invention.
Fig. 5 shows the inflated state of the airbag of the lower airbag system in Fig.
6 shows another embodiment of the lower airbag system.
Fig. 7 shows the inflated state of the airbag in the lower airbag system in Fig. 6. Fig.
Fig. 8 shows a side airbag system mounted on an unmanned aerial photographing system according to the present invention.
Figure 9 shows the inflated state of the airbag of the side airbag system in Figure 8;
10 shows a state in which an upper air bag system is mounted on the unmanned aerial photographing system according to the present invention.
Fig. 11 shows the inflated state of the airbag in the upper airbag system in Fig.
Figure 12 shows an unmanned aerial vehicle imaging system with both a lower airbag system, a side airbag system, and an upper airbag system.
Fig. 13 shows the inflated state of the airbags of the lower airbag system, the side airbag system, and the upper airbag system in Fig.
14 shows a state in which the unmanned airplane is protected by the airbag system according to the present invention when the airbag falls into various positions.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 본 발명과 관계없는 부분에 대한 구체적인 설명은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙여 설명하도록 한다. 또한, 도면에 도시된 각 구성요소들의 형상 및 크기는 설명의 편의를 위해 임의로 도시된 것이므로, 본 발명이 반드시 도시된 형상 및 크기로 한정되는 것은 아니다. 즉, 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있으며 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다.In order to clearly explain the present invention, a detailed description of parts that are not related to the present invention will be omitted, and the same constituent elements will be denoted by the same reference numerals throughout the entire specification. In addition, since the shapes and sizes of the respective components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to the illustrated shapes and sizes. That is, the specific shapes, structures, and characteristics described in the specification can be implemented by changing from one embodiment to another embodiment without departing from the spirit and scope of the present invention. It is to be understood that changes may be made without departing from the scope. Therefore, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention should be construed as encompassing the scope of the appended claims and all equivalents thereof.
도 1은 무인 항공기 촬영 시스템(1)을 이용하는 일례로서 무인 항공기 촬영 시스템(1)을 이용해 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈들에 대한 표면 영상 데이터를 수집하는 모습을 개략적으로 도시한다. 태양광 발전 설비는, 태양전지 셀이 다수가 모여 태양전지 모듈을 형성하고, 이러한 태양전지 모듈이 모여 태양전지 어레이를 형성하는 형태로 구성된다. 그런데, 태양전지 모듈은 사용 시간이 경과함에 따라 여러 가지 요인들에 의해 열화(Aging)되게 된다. 이러한 열화된 모듈은 어레이 상에서 전기적인 저항으로 작용하기 때문에 태양광 발전 설비의 출력을 저하시키는 방해 요소로 작용하게 된다. 따라서, 태양광 발전 설비의 효율 저하를 방지하기 위해서는 태양전지 어레이를 지속적으로 모니터링하고 이를 기초로 어레이에 포함된 열화 모듈을 판별해 신속히 교정할 필요가 있기 때문에, 본 발명과 같은 무인 항공기 촬영 시스템(1)을 이용해 태양전지 모듈 표면의 영상 데이터를 지속적으로 수집하여 모니터링 할 필요가 있다.FIG. 1 schematically shows a state in which surface image data for solar cell modules of a photovoltaic power generation facility is collected using the unmanned aerial
도 2는 본 발명에 이용될 수 있는 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 개략적인 외관을 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 무인 항공기(100)와 무인 항공기(100)의 중심부 하방에 장착되어 소정의 촬영 각도로 영상 촬영을 실시할 수 있도록 구성된 촬영 장치(200)를 포함한다.Fig. 2 shows a schematic appearance of the unmanned aerial photographing
촬영 장치(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 무인 항공기(100)에 형성된 촬영 장치 지지부(300)에 의해 무인 항공기(100)에 지지되도록 장착될 수 있다. 촬영 장치(200)는 무인 항공기(100)에 고정식으로 장착될 수도 있으나, 지상의 물체를 상공에서 다양한 각도로 촬영할 수 있도록 촬영 장치(200)의 수평 및 수직 방향으로 촬영 각도가 변경 가능하게 무인 항공기(100)에 회전식으로 장착되는 것이 바람직하다. 예컨대, 촬영 장치 지지부(300)는 무인 항공기에 수직한 축(X1)을 따라 촬영 장치를 회전시켜 촬영 장치의 수평 촬영 각도를 변경할 수 있도록 구성된 수직 지지부(310)와 무인 항공기에 수평한 축(X2)을 따라 촬영 장치를 회전시켜 촬영 장치의 수직 촬영 각도를 변경할 수 있도록 구성된 수평 지지부(320)를 구비해 촬영 장치의 촬영 각도를 임의의 각도로 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 수직 지지부(310) 및 수평 지지부(320)를 통한 촬영 장치(200)의 회전은 전동 모터 등과 같은 공지의 회전 수단을 통해 구현될 수 있다.The photographing
한편, 도 3에는 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 비행 및 촬영을 위한 기본 구성요소들이 개념적으로 도시되어 있다. 도 3은 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 기본적인 작동원리에 대한 이해를 돕기 위해 예시적으로 도시한 개념도에 불과한 것이므로, 본 발명에 이용되는 무인 항공기 촬영 시스템(1)이 도 3에 도시된 예시적인 형태로 제한되는 것은 아니고 이외의 다른 다양한 형태로도 구현될 수 있음은 물론이다.Meanwhile, FIG. 3 conceptually shows basic components for flight and photographing of the unmanned aerial photographing
도 3에 도시된 바와 같이 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 무인 항공기는 프로펠러를 비롯하여 이를 구동하기 위한 전기 모터, 동력원인 배터리 등을 갖는 구동부(110)를 구비하며, 이외에 구동 제어부(120), 영상 데이터 저장부(130), 비행제어신호 생성부(150), 비행정보 저장부(160), 비행상태 탐지부(170) 및 촬영 제어부(180)를 더 구비할 수 있다. 이들 구성요소는 무인 항공기(100)의 내부에 배치될 수 있으나, 본 발명은 이러한 구성요소의 배치에 특징이 있는 것이 아니므로 이에 대한 설명은 생략한다.As shown in FIG. 3, the unmanned airplane of the unmanned aerial photographing
전술한 구성요소들의 기능을 좀 더 상세히 설명하자면, 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 무인 항공기를 구동하기 위한 구동부(110)를 포함한다. 구동부(110)는 무인 항공기의 비행 동력을 얻기 위한 기계장치를 포함한다. 양력을 얻기 위한 프로펠러, 로터, 로터를 구동하기 위한 전기 모터 또는 내연기관 등의 동력 생성 장치, 동력원이 되는 배터리 또는 연료저장소 등이 이에 해당한다. 구동부(110)는 구동 제어부(120)에 의하여 제어된다. 구동 제어부(120)는 설정된 비행 경로, 비행 자세, 비행 고도 및 비행 속도를 유지하도록 구동부(110)를 제어한다. 이를 위해, 비행제어신호 생성부(150)는 비행정보 저장부(160)와 비행상태 탐지부(170)로부터 데이터를 받아 구동부 제어부(120)로의 제어 신호를 생성한다.The functions of the above-described components will be described in more detail. The unmanned aerial photographing
비행정보 저장부(160)는 무인 항공기의 비행경로, 고도, 속도 및 자세에 대한 정보를 저장하고 있다. 한편, 비행상태 탐지부(170)는 무인 항공기의 현재 위치, 고도, 속도 및 자세를 감지하여 데이터를 생성한다. The flight information storage unit 160 stores information on the flight path, altitude, speed and attitude of the unmanned airplane. On the other hand, the flight state detection unit 170 detects the current position, altitude, speed and attitude of the UAV, and generates data.
비행정보 저장부(160)와 비행상태 탐지부(170)로부터 데이터를 전달받은 비행제어신호 생성부(150)는 비행정보 저장부(160)로부터의 데이터와 비행상태 탐지부(170)로부터의 데이터를 비교한다. 만일, 특정 위치에서 사전 설정된 비행 정보와 현재 비행상태의 차이가 발생하는 경우, 비행제어신호 생성부(150)는 현재 비행상태를 사전 설정된 상태로 복귀시키기 위한 제어 신호를 생성하여 구동 제어부(120)로 출력하고, 구동 제어부(120)는 이 신호에 따라 구동부(110)를 제어하여 무인 항공기(100)가 설정된 비행 경로, 비행 자세, 비행 고도 및 비행 속도를 유지할 수 있도록 한다.The flight
비행상태 탐지부(170)는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 값으로부터 현재 위치를 감지할 수 있다. 무인 항공기(100)가 GPS 유도되는 경우에는 비행상태 탐지부(170)에서 탐지된 GPS 값이 비행 정보 저장부(160)에 저장된 비행 경로 및 고도에 대한 GPS 값과 대비된다. 이러한 대비는 비행제어신호 생성부(150)에서 실행된다. 비행 속도는 별도의 속도계에 의하여 탐지될 수도 있고, 탐지되는 GPS 데이터의 시간에 따른 변화를 계산하여 얻을 수도 있다. 비행 자세, 즉 무인 항공기(100) 몸체의 기울어짐에 관한 정보는 자이로스코프 또는 이와 동일한 기능을 수행하는 수단에 의하여 탐지될 수 있다.The flight status detection unit 170 can sense the current position from the GPS value received from the GPS satellite. When the
무인 항공기(100)에 장착된 촬영 장치(200)는 촬영 제어부(180)에 의해 제어된다. 촬영 제어부(180)에 의해 촬영 신호를 받으면 촬영 장치(200)는 촬영을 실시한다. 한편, 촬영 제어부(180)는 비행상태 탐지부(170)로부터 현재 위치에 대한 정보를 수신한다. 이러한 방식으로, 무인 항공기가 촬영해야 하는 특정 위치에 도달하면 촬영 제어부(180)에 의하여 촬영 신호가 생성되고 촬영 장치(200)가 촬영을 실시할 수 있다. 또한 촬영 제어부(180)는 촬영을 실시하기 전에 촬영 장치(200)가 미리 설정된 수평 촬영 각도 및 수직 촬영 각도로 조정될 수 있도록 촬영 장치(200)에 촬영 각도 변경 신호를 제공할 수 있다.The photographing
촬영 장치(200)로부터 촬영된 영상 데이터는 영상 데이터 저장부(130)에 저장된다. 영상 데이터 저장부(130)가 촬영 장치(200)로부터 촬영된 영상 데이터를 저장할 때, 촬영된 영상 데이터에 촬영이 실시된 위치 정보를 연동하여 저장하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 영상 데이터 저장부(130)는 비행상태 탐지부(170)로부터 위치 정보를 수신할 수 있다. 영상 데이터 저장 시 연동 저장되는 이러한 위치 정보는 촬영 제어부(180)로부터 영상데이터 저장부(130)로 전달되는 형태의 실시도 가능하다. 촬영 제어부(180)는 촬영 장치(200)로 촬영 실시 명령을 내리는데 있어서 비행상태 탐지부(170)로부터 위치 정보를 수신하는데, 촬영 실시 신호를 촬영 장치(200)로 전달함과 동시에 비행상태 탐지부(170)로부터 수신한 위치 정보를 영상 데이터 저장부(130)로 전달함으로써, 촬영 장치(200)에 의해 촬영된 영상 데이터가 촬영이 실시된 위치 정보와 연동 저장되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로 영상 데이터를 저장하면, 향후 영상 분석 시 특정 영상 데이터가 어느 위치에서 촬영된 것인지를 쉽게 확인할 수 있다. 또한, 이러한 영상 데이터에는 촬영된 시간 정보도 함께 연동되어 저장되도록 구현되어도 좋다.The image data photographed from the photographing
영상 데이터 저장부(130)는 인터페이스부(140)에 연결된다. 인터페이스부(140)는 무인 항공기 촬영 시스템(1)이 기지로 귀환했을 때, 바람직하게는 자동으로 기지의 데이터베이스와 연결되어 비행 도중 촬영한 영상 데이터 정보를 기지의 데이터베이스로 전달하는 기능을 수행한다.The image
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 무인 항공기 촬영 시스템(1)을 태양광 발전 설비의 태양전지 모듈 표면에 대한 영상 데이터를 수집하는데 이용할 경우에는, 촬영 장치(200)를 열화상 이미지를 생성하는 적외선 카메라로 구성할 수 있다. 적외선 카메라는 물체가 발산하는 적외선을 영상으로 나타내 주는 장비로서, 눈에 보이지 않는 적외선을 검출하여 에너지량과 온도의 상관관계로부터 열화상을 획득한다. 물체로부터 방사된 복사에너지를 검출하기 위해서는 적외선 검출소자(IR Detector)가 사용된다. 적외선 검출소자는 적외선 에너지를 광자로서 흡수하고, 흡수된 적외선 광자들은 검출기 내에 전자를 여기시켜 전류를 발생시킨다. 여기된 광자의 수에 따라 검출기 내의 전기저항도 비례적으로 변하게 되며, 이 저항변화를 검출하여 디지털 레벨 값으로 저장한다. 디지털 레벨 값은 온도 보정 함수를 이용해 온도로 변환이 되고, 변환된 온도 값은 밝기 값에 맞는 열화상으로 생성된다. 이와 같이 열화상 이미지를 얻을 수 있는 적외선 카메라를 이용하게 되면 육안으로 식별하기 어려운 열화 모듈을 용이하게 검출할 수 있게 된다.1, when the unmanned aerial photographing
그러나 이러한 적외선 카메라는 경우에 따라서는 수천만원 이상이 되는 고가의 제품이며, 충격이나 침수 등에 취약한 전자 부품들을 다수 포함하고 있다. 따라서, 비행 제어 실패 등으로 인해 무인 항공기가 추락하여 지면에 충돌하거나 늪 등에 빠지게 되면 고가의 촬영 장치가 손상되어 큰 비용 손실이 발생하게 된다. 이러한 문제를 방지하기 위해 본 발명의 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 도 3에 도시된 비행 및 촬영을 위한 기본 구성요소들에 더하여 무인 항공기의 추락시에 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)를 추락으로 인한 충돌 등으로부터 보호하기 위한 보호 장치(에어백 시스템)를 구비한다.However, such an infrared camera is a high priced product that costs more than tens of thousands of won in some cases, and includes many electronic parts that are susceptible to impact or immersion. Therefore, when the unmanned airplane crashes due to a flight control failure or the like, and collides with the ground or falls into a swamp or the like, the expensive imaging apparatus is damaged, resulting in a large cost loss. In order to prevent such a problem, the unmanned aerial
도 4 내지 도 14는 본 발명에 따른 에어백 시스템(400)을 구비한 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 예시적인 실시예를 도시한다.Figures 4 to 14 illustrate an exemplary embodiment of an unmanned aerial
우선 도 4 및 도 5는 무인 항공기의 하방으로 팽창하는 하부 에어백 시스템(410)을 구비한 무인 항공기 촬영 시스템(1)의 일 실시예를 도시한다. 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 일반적으로 무인 항공기의 하부에 촬영 장치(200)를 장착한 상태로 비행하면서 상공에서 지상의 물체 또는 지형 등을 촬영하도록 구성된다. 따라서 무인 항공기, 특히 무인 항공기에 장착된 촬영 장치를 추락으로부터 효과적으로 보호하기 위해서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 무인 항공기 및 촬영 장치의 하방으로 팽창해 무인 항공기 및 촬영 장치가 추락에 의해 지면 등에 직접 충돌하는 것을 방지할 필요가 있다.4 and 5 show an embodiment of an unmanned aerial
이를 위해 본 발명에 따른 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 무인 항공기의 하방으로 팽창하는 하부 에어백 시스템(410)을 구비한다. 예컨대, 하부 에어백 시스템(410)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 무인 항공기(100)의 하부에 형성된 촬영 장치 지지부(300)에 형성될 수 있다. 구체적으로는 촬영 장치 지지부(300)의 하부면 또는 측면에 하부 에어백 시스템(410)을 장착하기 위한 장착면(330)를 형성하고(도 2 참조), 이러한 장착면(330) 상에 하부 에어백 시스템(410)을 부착하는 형태로 하부 에어백 시스템(410)을 무인 항공기 촬영 시스템(1)에 형성할 수 있다.To this end, the unmanned aerial photographing
하부 에어백 시스템(410)은 인플레이터 및 에어백을 구비해, 후술하는 추락 감지 장치에 의해 무인 항공기의 추락이 감지되면 인플레이터가 폭발해 에어백을 팽창시키도록 구성될 수 있다. 에어백 시스템의 내부 구조는 통상의 차량용 에어백 시스템 등과 유사하게 구성될 수 있고 본 발명은 이러한 에어백 시스템의 내부 구조에 특징이 있는 것이 아니므로 본 명세서에서는 에어백 시스템의 구체적인 내부 구조에 대한 설명은 생략한다.The lower
한편, 무인 항공기의 추락시에 무인 항공기 및 촬영 장치를 지면과의 충돌 등으로부터 안정적으로 보호하기 위해서는 에어백 시스템이 작동되었을 때 팽창된 에어백이 무인 항공기 및 촬영 장치의 외부까지 팽창되어 무인 항공기 및 촬영 장치보다 지면 등의 다른 물체와 먼저 접촉할 수 있도록 구성될 필요가 있다(도 5 참조).In order to stably protect the unmanned airplane and the photographing device from collision with the ground when the unmanned airplane crashes, the inflated airbag inflates to the outside of the unmanned airplane and the photographing device when the airbag system is operated, It is necessary to be constructed so as to be capable of first contacting other objects such as a ground surface (see FIG. 5).
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 하부 에어백 시스템(410)의 다른 실시예를 도시한다. 도 6 및 도 7에 도시된 실시예의 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 하부 에어백 시스템(410)을 무인 항공기의 이·착륙을 위한 랜딩부(350)에 구비하고 있다는 점에서 도 4 및 도 5에 도시된 실시예와 차이가 있다. 구체적으로, 도 6 및 도 7에 도시된 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 무인 항공기의 랜딩부(350) 내부에 하부 에어백 시스템(410)을 내장한 상태로 구성되어, 추락 감지 장치로부터 항공기가 추락하고 있다고 판단되면 하방으로 에어백을 팽창시켜 무인 항공기 및 촬영 장치를 충돌 등으로부터 보호할 수 있도록 구성되어 있다. 한편, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예에서는 하부 에어백 시스템(410)을 무인 항공기의 랜딩부(350)의 내부에 내장하도록 구성하고 있으나, 랜딩부(350)의 내측 또는 외측 측면에 하부 에어백 시스템(410)을 장착하는 실시형태도 가능하다.Figures 6 and 7 illustrate another embodiment of a
다음으로, 도 8 및 도 9는 무인 항공기(100)의 측면에 장착되어 무인 항공기의 외측 측방으로 팽창하는 측면 에어백 시스템(420)을 도시한다. 무인 항공기 촬영 시스템에 이용되는 무인 항공기는 일반적으로 경량의 소형 항공기로 제조된다. 따라서 상공을 비행하면서 영상을 촬영하는 과정에서 무인 항공기에 돌풍 등이 가해지게 되면 무인 항공기는 급격히 위치와 자세를 잃을 수 있다. 이러한 예기치 않은 무인 항공기의 급격한 위치 및 자세의 변경은 무인 항공기와의 비행 제어 통신의 단절을 발생시킬 수 있고, 이로 인해 무인 항공기 추락의 원인이 될 수 있다. 도 8 및 도 9에 도시된 측면 에어백 시스템(420)은 이와 같이 무인 항공기가 자세를 잃고 기울어진 상태로 추락하게 될 때, 무인 항공기 및 촬영 장치를 충돌 등으로부터 보호하는 기능을 한다.Next, Figs. 8 and 9 show a
구체적으로 도 8에 도시된 바와 같이 측면 에어백 시스템(420)은 무인 항공기의 측면에 장착되어 도 9에 도시된 바와 같이 무인 항공기의 외측 측방으로 팽창하도록 구성된다. 이 때 무인 항공기가 도 8에 도시된 바와 같이 상부의 프로펠러를 통해 양력을 얻도록 구성된 경우에는 측방으로 팽창된 에어백이 프로펠러의 회전에 의해 찢어지게 될 우려가 있다. 따라서 프로펠러 구동형 무인 항공기의 경우에는 도 9에 도시된 바와 같이 에어백이 측·하방으로 기울어진 상태로 팽창하도록 측면 에어백 시스템(420)을 형성하는 것이 바람직하다.Specifically, as shown in FIG. 8, the
다음, 도 10 및 도 11은 무인 항공기의 상부면에 장착되어 상방으로 팽창하도록 구성된 상부 에어백 시스템(430)을 도시한다. 일반적으로 비교적 낮은 고도에서 비행하면서 영상을 촬영하는 무인 항공기가 완전히 전복되어 뒤집힌 상태로 추락하는 경우는 상대적으로 적기는 하지만, 소형의 무인 항공기의 경우에는 돌풍 등에 의해 완전히 전복된 상태로 추락되는 경우도 충분히 발생할 수 있다. 상부 에어백 시스템(430)은 이와 같이 무인 항공기가 전복된 상태로 추락할 때 무인 항공기 및 촬영 장치를 충돌 등으로부터 보호하는 기능을 수행한다.Next, FIGS. 10 and 11 illustrate an
한편 상부 에어백 시스템(430)은 낙하산 시스템으로 대체되어 무인 항공기 추락시에 낙하 속도를 늦추어 무인 항공기 및 촬영 장치가 지면으로부터 큰 충격을 받는 것을 방지하도록 구성하는 방법도 고려해 볼 수 있다. 그러나, 영상 촬영을 위한 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 일반적으로 낮은 고도에서 비행하기 때문에 추락이 감지된 이후에 낙하산을 충분한 기능을 수행할 수 있을 정도로 빠른 시간 내에 작동시키기에는 시간적 여유가 없는 경우가 많을 수 있다. 따라서 낙하산 시스템보다는 도 10 및 도 11과 같은 에어백 시스템 형태의 보호 장치를 형성하는 편이 무인 항공기 촬영 시스템을 보다 확실하게 보호하는데 유리할 수 있다.Meanwhile, the upper
또한 앞서 측면 에어백 시스템(420)과 관련해 설명한 바와 같이 무인 항공기가 상부의 프로펠러를 통해 양력을 얻도록 구성된 경우에는 상부 에어백 시스템(430)의 팽창된 에어백이 프로펠러의 회전에 의해 찢어지게 될 우려가 있다. 따라서 프로펠러 구동형 무인 항공기의 경우에는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 상부 에어백 시스템(430)을 팽창된 상태에서도 에어백이 프로펠러와 접촉되지 않을 수 있을 정도의 높이로 장착하는 것이 바람직하다.Also, if the unmanned aerial is configured to gain lift via the upper propeller as described above with respect to the
또는 대안으로서 측면 에어백 시스템(420) 및 상부 에어백 시스템(430)이 프로펠러에 의해 손상되지 않도록 하기 위해 무인 항공기의 추락이 감지되면 프로펠러가 무인 항공기로부터 분리되도록 하거나, 측면 에어백 시스템(420) 및 상부 에어백 시스템(430)의 에어백이 프로펠러의 회전 범위까지 팽창되지 않도록 구성해도 좋다.Or alternatively to allow the propeller to be detached from the unmanned aircraft if a fall of the unmanned aircraft is detected to prevent the
이처럼 본 발명에 따른 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 무인 항공기(100)의 하부면, 측면, 상부면 등에 에어백 시스템을 구비하고 있어, 무인 항공기가 비행 도중에 제어 불능이 되어 추락하더라도 무인 항공기 및 이에 장착된 고가의 촬영 장치를 안전하게 보호할 수 있게 된다.As described above, the unmanned aerial photographing
한편, 도 4 내지 도 11은 설명의 편의를 위해 무인 항공기(100)에 하부 에어백 시스템(410), 측면 에어백 시스템(420), 상부 에어백 시스템(430) 중 어느 하나의 에어백 시스템만 형성된 형상을 이용해 설명하였으나, 본 발명에 따른 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 하부 에어백 시스템(410), 측면 에어백 시스템(420), 상부 에어백 시스템(430)이 모두 구비된 상태로 실시되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 도 14에 도시된 바와 같이 항공기가 어떠한 자세로 추락하더라도 무인 항공기 및 촬영 장치보다 에어백 장치가 먼저 수평 지표면 등의 다른 물체와 접촉할 수 있게 되어 무인 항공기 및 촬영 장치를 더욱 안정적으로 보호할 수 있게 된다.4 to 11 illustrate the configuration of the airbag system of the
한편, 본 발명에 따른 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 무인 항공기의 추락 상태를 감지하여 에어백 시스템(400)을 작동시키기 위한 추락 감지 장치를 더 구비할 수 있다.Meanwhile, the unmanned aerial
본 발명의 일 실시예에 따르면, 추락 감지 장치는 가속도 센서로 구성될 수 있다. 구체적으로는, 무인 항공기(100)에 가속도 센서를 장착하여 무인 항공기의 가속도를 실시간으로 검출하도록 한 다음, 가속도 센서에 의해 측정된 무인 항공기의 중력 방향(수직 방향) 가속도가 중력 가속도로 일정 시간 이상 지속되면 무인 항공기가 자유 낙하하고 있다고 판단하고 에어백 시스템을 작동시키도록 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the fall detection apparatus may be constituted by an acceleration sensor. Specifically, an acceleration sensor is mounted on the
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 추락 감지 장치는 무인 항공기와 지면 사이의 거리를 실시간으로 측정하는 거리 센서로 구성될 수 있다. 예컨대, 무인 항공기(100)에 거리 센서를 장착해 무인 항공기와 지면 사이의 거리를 실시간으로 측정하다가 무인 항공기와 지표 사이의 거리가 미리 설정된 범위를 벗어나 급격히 변화하고 있다고 판단되면 무인 항공기가 추락하고 있다고 판단해 에어백 시스템을 작동시키도록 구성할 수 있다. 이 때 무인 항공기와 지면 사이의 거리를 측정하는 거리 센서는 음파를 이용하는 음파 센서 또는 적외선 광을 이용하는 광센서 등으로 구성될 수 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the fall detection device may be configured as a distance sensor that measures the distance between the UAV and the ground in real time. For example, if a distance sensor is mounted on the
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 추락 감지 장치는 통상의 차량용 에어백 시스템과 같이 외부로부터 가해지는 충격을 감지하는 충격 감지 센서(예컨대 압전 소자)로 구성되어, 이러한 충격 감지 센서를 통해 미리 정해진 값 이상의 외부 충격이 감지되었을 때 에어백 시스템이 작동하도록 하는 것도 가능하다. 그러나, 이러한 방법은 이미 충돌이 발생한 이후에 에어백 시스템을 작동시키는 것이기 때문에 전술한 가속도 센서 또는 거리 센서를 이용하는 방식에 비해 무인 항공기 및 촬영 장치의 보호에 유리하지 못하다. 또한 무인 항공기를 조작하는 과정에서 오작동으로 에어백이 터질 우려가 있어 안정성 면에서도 불리한 측면이 있다.According to another embodiment of the present invention, the fall detection device is constituted by a shock detection sensor (for example, a piezoelectric element) that detects an impact applied from the outside like an ordinary airbag system for a vehicle, It is also possible to cause the air bag system to operate when an external impact of a predetermined value or more is detected. However, this method is not advantageous for the protection of the unmanned aerial vehicle and the photographing apparatus as compared with the method using the acceleration sensor or the distance sensor described above, since the airbag system is operated after the collision has already occurred. In addition, there is a fear that the airbag may be broken due to a malfunction in the course of operating the unmanned airplane, which is disadvantageous in terms of stability.
한편, 보다 안정적인 보호를 위하여 전술한 센서들을 조합해(예컨대 가속도 센서 및 거리 센서를 동시에 이용) 추락 감지 장치를 형성하는 것도 가능하다. 예컨대, 무인 항공기에 가속도 센서 및 거리 센서를 모두 장착한 다음, 가속도 센서 및 거리 센서 중 어느 하나에 의해 무인 항공기가 추락하고 있다는 사실이 인지되면 에어백 시스템을 작동하도록 구성하는 것도 가능하다. 이와 같이 복수의 센서를 동시에 이용하면 하나의 센서의 작동에 이상이 발생하더라도 무인 항공기의 추락 상태를 안정적으로 감지할 수 있게 되어 무인 항공기 및 촬영 장치를 더욱 확실하게 보호할 수 있게 된다.For the sake of more stable protection, it is also possible to form the fall detection device by combining the aforementioned sensors (for example, using the acceleration sensor and the distance sensor at the same time). For example, it is possible to mount the acceleration sensor and the distance sensor on the unmanned airplane, and then configure the air bag system to operate when it is recognized that the unmanned airplane is falling by any one of the acceleration sensor and the distance sensor. When a plurality of sensors are simultaneously used, even if an error occurs in the operation of one sensor, it is possible to stably detect the state of the unmanned airplane crash, and thus the unmanned airplane and the image capturing apparatus can be more securely protected.
또한, 추락 감지 장치를 통해 무인 항공기의 추락이 감지될 경우 하부 에어백 시스템(410), 측면 에어백 시스템(420), 상부 에어백 시스템(430) 전체를 모두 작동시키도록 구성할 수 있을 뿐만 아니라, 이들 에어백 시스템들 중 일부의 에어백 시스템[예컨대 무인 항공기가 추락하고 있다고 판단된 상태에서 추락 방향에 위치하고 있는 에어백 시스템]만 작동하도록 구성하는 것도 가능하다. 이러한 구성은 불필요한 에어백 시스템의 작동을 방지해 에어백 시스템의 교체 비용 등을 절감할 수 있다는 장점은 있으나, 무인 항공기 및 촬영 장치의 파손 방지의 측면에서는 도 14에 도시된 바와 같이 전체 에어백을 작동시키는 편이 보다 안정적일 수 있다.In addition, not only can the
이상에서는 본 발명을 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명하였으나, 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 이러한 실시예들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention.
따라서, 본 발명의 사상은 앞서 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described above, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention.
1: 무인 항공기 촬영 시스템
100: 무인 항공기
110: 구동부
120: 구동 제어부
130: 영상데이터 저장부
140: 인터페이스부
150: 비행제어신호 생성부
160: 비행정보 저장부
170: 비행상태 탐지부
180: 촬영 제어부
200: 촬영 장치
300: 촬영 장치 지지부
310: 수직 지지부
320: 수평 지지부
330: (하부 에어백 시스템) 장착면
350: 랜딩부
400: 에어백 시스템
410: 하부 에어백 시스템
420: 측면 에어백 시스템
430: 상부 에어백 시스템1: Unmanned aerial vehicle shooting system
100: Unmanned aircraft
110:
120:
130: image data storage unit
140:
150: a flight control signal generating unit
160: Flight information storage unit
170: Flight state detection unit
180:
200: photographing apparatus
300:
310: vertical support
320: horizontal support
330: (Lower air bag system) Mounting surface
350:
400: air bag system
410: Lower air bag system
420: side air bag system
430: upper air bag system
Claims (8)
무인 항공기(100)와,
무인 항공기(100)의 하방에 장착되어 상공에서 물체를 촬영할 수 있는 구성된 촬영 장치(200)와,
무인 항공기 추락시에 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)를 보호하기 위한 에어백 시스템(400)과,
무인 항공기의 추락 여부를 감지하는 추락 감지 장치를 포함하고,
상기 에어백 시스템(400)은 무인 항공기(100)의 하부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 하방으로 팽창하도록 구성된 하부 에어백 시스템(410)과, 무인 항공기(100)의 측면에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 외측 측방으로 팽창하도록 구성된 측면 에어백 시스템(420)과, 무인 항공기(100)의 상부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 상방으로 팽창하도록 구성된 상부 에어백 시스템(430)을 포함하고,
상기 하부 에어백 시스템(410), 측면 에어백 시스템(420) 및 상부 에어백 시스템(430)은 팽창된 상태에서 에어백이 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)보다 외측까지 팽창되어 무인 항공기가 어떠한 자세로 추락되더라도 팽창된 상태의 에어백이 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)보다 먼저 수평면에 접촉할 수 있도록 구성되고,
상기 추락 감지 장치는 무인 항공기(100)의 가속도를 측정하는 가속도 센서로 구성되고,
상기 에어백 시스템(400)은 상기 가속도 센서에 의해 측정된 무인 항공기의 중력 방향 가속도가 일정 시간 이상 중력 가속도로 유지된다고 판단될 때 작동하도록 구성된,
무인 항공기 촬영 시스템(1).(1) configured to perform image shooting while flying in a sky above a predetermined path,
The unmanned air vehicle 100,
A photographing device 200 mounted on the underside of the UAV 100 and capable of photographing an object in the sky,
An airbag system 400 for protecting the unmanned airplane 100 and the photographing apparatus 200 when the unmanned airplane crashes,
And a fall detection device for detecting the fall of the UAV,
The airbag system 400 includes a lower airbag system 410 installed at a lower portion of the UAV 100 and configured to expand downward of the UAV 100 when a fall of the UAV is detected, A side airbag system 420 configured to expand to the lateral side of the UAV 100 when a fall of the UAV is detected, and a side airbag system 420 installed on an upper side of the UAV 100 to detect a fall of the UAV An upper air bag system 430 configured to inflate upward of the UAV 100,
The lower airbag system 410, the side airbag system 420 and the upper airbag system 430 are inflated so that the airbag inflates to the outside of the UAV 100 and the photographing apparatus 200, The inflated airbag can be brought into contact with the horizontal plane before the UAV 100 and the photographing apparatus 200,
The fall detection device is configured as an acceleration sensor for measuring the acceleration of the UAV 100,
The airbag system (400) is configured to operate when it is determined that the gravitational acceleration of the unmanned aerial vehicle measured by the acceleration sensor is maintained at a gravitational acceleration over a certain period of time,
Unmanned aerial photographing system (1).
무인 항공기(100)와,
무인 항공기(100)의 하방에 장착되어 상공에서 물체를 촬영할 수 있는 구성된 촬영 장치(200)와,
무인 항공기 추락시에 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)를 보호하기 위한 에어백 시스템(400)과,
무인 항공기의 추락 여부를 감지하는 추락 감지 장치를 포함하고,
상기 에어백 시스템(400)은 무인 항공기(100)의 하부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 하방으로 팽창하도록 구성된 하부 에어백 시스템(410)과, 무인 항공기(100)의 측면에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 외측 측방으로 팽창하도록 구성된 측면 에어백 시스템(420)과, 무인 항공기(100)의 상부에 장착되어 무인 항공기의 추락이 감지되었을 때 무인 항공기(100)의 상방으로 팽창하도록 구성된 상부 에어백 시스템(430)을 포함하고,
상기 하부 에어백 시스템(410), 측면 에어백 시스템(420) 및 상부 에어백 시스템(430)은 팽창된 상태에서 에어백이 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)보다 외측까지 팽창되어 무인 항공기가 어떠한 자세로 추락되더라도 팽창된 상태의 에어백이 무인 항공기(100) 및 촬영 장치(200)보다 먼저 수평면에 접촉할 수 있도록 구성되고,
상기 추락 감지 장치는 무인 항공기와 지면 사이의 거리를 측정하는 거리 감지 센서로 구성되고,
상기 에어백 시스템(400)은 상기 거리 감지 센서에 의해 측정된 무인 항공기와 지면 사이의 거리가 미리 설정된 범위를 벗어나 급격히 변화한다고 판단될 때 작동하도록 구성된,
무인 항공기 촬영 시스템(1).(1) configured to perform image shooting while flying in a sky above a predetermined path,
The unmanned air vehicle 100,
A photographing device 200 mounted on the underside of the UAV 100 and capable of photographing an object in the sky,
An airbag system 400 for protecting the unmanned airplane 100 and the photographing apparatus 200 when the unmanned airplane crashes,
And a fall detection device for detecting the fall of the UAV,
The airbag system 400 includes a lower airbag system 410 installed at a lower portion of the UAV 100 and configured to expand downward of the UAV 100 when a fall of the UAV is detected, A side airbag system 420 configured to expand to the lateral side of the UAV 100 when a fall of the UAV is detected, and a side airbag system 420 installed on an upper side of the UAV 100 to detect a fall of the UAV An upper air bag system 430 configured to inflate upward of the UAV 100,
The lower airbag system 410, the side airbag system 420 and the upper airbag system 430 are inflated so that the airbag inflates to the outside of the UAV 100 and the photographing apparatus 200, The inflated airbag can be brought into contact with the horizontal plane before the UAV 100 and the photographing apparatus 200,
Wherein the fall detection device comprises a distance sensor for measuring a distance between the UAV and the ground,
The airbag system (400) is configured to operate when it is determined that the distance between the unmanned aerial vehicle measured by the distance sensor and the ground changes suddenly beyond a predetermined range,
Unmanned aerial photographing system (1).
상기 거리 감지 센서는 음파를 이용하는 음파 센서 또는 적외선 광을 이용하는 광센서로 구성되는,
무인 항공기 촬영 시스템(1).The method of claim 3,
Wherein the distance sensor comprises an acoustic wave sensor using a sound wave or an optical sensor using infrared light,
Unmanned aerial photographing system (1).
상기 하부 에어백 시스템(410)은 무인 항공기(100)의 하부에 형성된 촬영 장치 지지부(300)에 장착되는,
무인 항공기 촬영 시스템(1).5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The lower air bag system 410 is mounted on the photographing device support 300 formed on the lower portion of the UAV 100,
Unmanned aerial photographing system (1).
상기 하부 에어백 시스템(410)은 무인 항공기(100)의 이륙 및 착륙을 위한 랜딩부(350)에 장착되는,
무인 항공기 촬영 시스템(1).5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The lower air bag system 410 is mounted on a landing part 350 for take-off and landing of the UAV 100,
Unmanned aerial photographing system (1).
상기 무인 항공기 촬영 시스템(1)은 미리 설정된 경로를 따라 태양광 발전 설비의 상공을 비행하면서 태양전지 모듈에 관한 표면 영상 데이터를 수집하도록 구성되고,
상기 촬영 장치(200)는 적외선 카메라로 구성된,
무인 항공기 촬영 시스템(1).5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The unmanned aerial photographing system (1) is configured to collect surface image data related to a solar cell module while flying over a photovoltaic power generation facility along a preset path,
The photographing apparatus 200 includes an infrared camera,
Unmanned aerial photographing system (1).
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KR1020150048191A KR101558178B1 (en) | 2015-04-06 | 2015-04-06 | Unmanned air vehicle imaging system having air bag system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |