KR101620557B1 - 수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법 - Google Patents

수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법을 개시한다. 본 발명은 무인 비행체의 이착륙 관리와 장거리 비행을 위한 일종의 정거장 역할을 수행할 수 있는 수직이착륙 타워 장치를 제공해 준다. 그에 따라, 본 발명에 따른 수직이착륙 타워 장치는 무인 비행체를 통해 서비스를 제공할 영역 내에 적어도 하나가 설치되어서, 무인 비행체들이 비행 중 배터리 문제 또는 외부 기상 악화 문제 등으로 인해 잠시 비행을 멈추어야 할 경우 안전한 임시 정거장의 역할을 제공해 주어 무인 비행체의 비행을 보다 안전하고 지속적으로 수행할 수 있도록 해 준다.

Description

수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법{VERTICAL TAKE-OFF AND LADING TOWER DEVICE AND METHOD FOR SETTING FLIGHT PATH OF UNMANNED VEHICLE USING THE SAME}
본 발명은 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 비행체의 수직이착륙과 배터리 충전 또는 교체가 가능한 수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법에 관한 것이다.
수직으로 이착륙하는 무인 비행체는 이륙과 착륙이 장소에 크게 구애받지 않는 등 여러 가지 장점을 갖는다. 이러한 이유로 수직 이착륙 비행체에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있으며, 일부 기술은 군사분야 등에서 실용화되어 있는 실정이다.
그러나, 수직이착륙하는 무인비행체의 경우, 익형을 가진 비행기와는 달리 양력의 도움을 전혀 받을 수 없으므로 비행체의 부상에 필요한 출력이 크게 요구되는 비효율성을 가지고 있어서 비행시간이 극히 제한적이다.
따라서, 비행시간 제약 없이 수직이착륙하는 무인비행체를 사용하기 위해서는 상기 무인비행체의 비행 도중에 배터리 충전 혹은 교체가 수행될 수 있고 그 이외에도 외부 기상 조건에 따라서 무인비행체가 임시로 머무를 수 있는 지점이 필요하다.
한국공개공보 제10-2011-0127560호 (공개일 : 2011.11.25)
그러므로, 본 발명은 무인 비행체의 수직이착륙과 배터리 충전 또는 교체가 가능한 수직이착륙 타워 장치 및 이를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치는, 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 수직이착륙 타워 장치에 있어서, 상기 타워 장치의 상단에 위치하는 상기 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 제1 이착륙부로, 상기 무인 비행체의 착륙 시 상기 무인 비행체의 배터리 교체 또는 배터리 충전이 수행되는 제1 이착륙부; 상기 타워 장치의 원기둥 몸체에서 방사형으로 위치하는 상기 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 적어도 하나의 제2 이착륙부로, 상기 무인 비행체의 착륙 시 상기 무인 비행체의 배터리 충전이 수행되는 적어도 하나의 제 2 이착륙부; 상기 무인 비행체 또는 외부 관제 센터와 통신을 위한 통신부; 및 상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 이착륙부 및 상기 적어도 하나의 제2 이착륙부는, 상기 무인 비행체의 수직이착륙을 유도할 수 있는 이착륙 유도부로 야광용 형광 물질 또는 LED를 이용한 랜드 마크, 적외선 송신 장치, 및 깔대기 모양의 착륙 유도로 구조물 중 적어도 어느 하나를 포함한다. 그 외에도, 이착륙 유도부(119)로 LED 조명 투사 형태가 방사형(역삼각형) 형태로 무인 비행체의 착륙을 유도하는 장치를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 이착륙부는, 상기 무인 비행체에 연결된 배터리를 분리시키고 그 분리된 배터리를 충전시킴과 동시에 이미 완충된 다른 배터리를 상기 무인 비행체에 연결시키는 순환식 배터리 교체부; 및 상기 무인 비행체의 배터리 충전을 수행하는 배터리 충전부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치는 상기 제1 이착륙부 및 제2 이착륙부에 구비된 무인 비행체 보호 커버; 및 외부 기상을 관측 가능한 기상관측센서로 온도, 습도, 조도, 강우, 풍향, 및 풍속을 측정하는 센서들 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 풍향 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 풍향 또는 풍속 정보를 이용하여 상기 제1 이착륙부 및 상기 제2 이착륙부에서의 상기 무인 비행체의 이착륙 여부를 결정하며, 상기 강우 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 강우량 또는 풍속 정보를 이용하여 상기 무인 비행체 보호 커버의 개폐를 제어할 수 있다.
또한, 태양열 발전기 또는 풍력 발전기; 및 상기 태양열 발전기 또는 풍력 발전기로부터 공급되는 전력을 변환하여 전력저장용 배터리에 충전하는 전력 변환 및 충전 장치를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 조도를 측정하는 센서로부터 측정된 조도 정보를 이용하여 상기 태양열 발전기에 구비된 태양 전지판의 방향을 제어하며, 상기 풍향을 측정하는 센서로부터 측정된 풍향 정보를 이용하여 상기 풍력 발전기에 구비된 프로펠러의 방향을 제어할 수 있다.
한편, 상기 풍력 발전기의 프로펠러는 별도의 제어부의 동작 제어 없이도 풍향계와 같이 자동으로 풍향을 따라 이동하도록 구성 가능하다.
본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법은, 무인비행체가 현재 위치에서 도착 지점까지 존재하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치에 대한 위치 및 상태 정보를 관제 센터와의 통신을 통해 수집하는 단계; 상기 수집한 정보를 이용해서 상기 도착 지점까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치를 선별하여 그 선별된 수직이착륙 타워 장치의 위치를 지나는 비행 경로를 설정하는 단계; 상기 무인비행체가 상기 설정한 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 비행 경로에 위치하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치에 착륙하면, 상기 설정한 비행 경로 상의 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치의 상태 정보를 상기 관제 센터와의 통신을 통해 수집하는 단계; 및 상기 수집된 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치의 상태 정보를 통해 상기 설정한 비행 경로의 변경이 필요하다고 판단된 경우, 현재 위치에서 상기 도착 지점까지 존재하는 이착륙이 가능한 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치를 상기 관제 센터와의 통신을 통해 검색하여 비행 경로를 재설정하는 단계를 포함한다.
이때, 비행 경로 재설정 단계는, 무인 비행체가 기 설정된 알고리즘을 통하여 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치와 서로 통신하며 이미 착륙된 다른 무인 비행체의 유무를 확인하고 그 확인 결과 착륙된 다른 무인 비행체가 존재하는 경우에 비행 경로를 재설정하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 무인 비행체의 이착륙 관리와 장거리 비행을 위한 일종의 정거장 역할을 수행할 수 있는 수직이착륙 타워 장치를 제공해 준다. 그에 따라, 본 발명에 따른 수직이착륙 타워 장치는 무인 비행체를 통해 서비스를 제공할 영역 내에 적어도 하나가 설치되어서, 무인 비행체들이 비행 중 배터리 문제 또는 외부 기상 악화 문제 등으로 인해 잠시 비행을 멈추어야 할 경우 안전한 임시 정거장의 역할을 제공해 주어 무인 비행체의 비행을 보다 안전하고 지속적으로 수행할 수 있도록 해 준다.
또한, 본 발명은 수직이착륙 타워 장치를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법을 제공한다. 그에 따라, 무인 비행체는 도착 지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치를 거치는 비행 경로를 설정하고 그에 따라 비행을 함으로써 도착 지점까지 보다 안전하게 장시간 비행을 수행할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 배터리 교체부의 간략 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법을 도시한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 무인 비행체의 이착륙 관리와 장거리 비행을 위한 일종의 정거장 역할을 수행할 수 있는 수직이착륙 타워 장치에 관한 것으로, 무인 비행체의 비행을 보다 안전하고 지속적으로 수행할 수 있도록 해 주는 발명이다.
특히, 본 발명은 타워 형태로 구성되므로, 무인 비행체를 통해 서비스를 제공할 영역 내에 적어도 하나가 설치되어서, 무인 비행체들이 비행 중 배터리 문제 또는 외부 기상 악화 문제 등으로 인해 잠시 비행을 멈추어야 할 경우에 안전한 임시 정거장의 역할을 수행해 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치의 구성을 도시한 도면으로, 이하, 도 1을 참조하여, 보다 자세하게 살펴보도록 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치(100)는 제1 이착륙부(101), 적어도 하나의 제2 이착륙부(102), 통신부(103), 무인 비행체 보호 커버(104,104-1), 기상관측센서(105), 태양열 발전기(106), 풍력 발전기(108), 전력 변환 및 충전 장치(110), 전력 저장용 배터리(111), 보호 장치(113) 및 제어부(115)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 이착륙부(101)는, 본 발명인 수직이착륙 타워 장치(100)의 상단에 위치하는 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 구성이다. 특히, 제1 이착륙부(101)는 무인 비행체가 착륙하는 경우 무인 비행체의 배터리 교체 또는 배터리 충전이 수행되도록 구성되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 무인 비행체가 장기 비행을 위해서 배터리를 교체해야 하는 경우에 제1 이착륙부(101)에 착륙하여 완충된 배터리로 교체받을 수 있고, 배터리를 충전해야 하는 경우에는 배터리를 충전받고 다시 비행을 수행할 수 있다.
여기서, 제1 이착륙부(101)는 무인 비행체의 배터리가 완충된 배터리로 교체될 수 있도록, 무인 비행체에 연결된 배터리를 분리시키고 그 분리된 배터리를 충전시킴과 동시에 이미 완충된 다른 배터리를 상기 무인 비행체에 연결시키는 순환식 배터리 교체부(116)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 이착륙부(101)는 상기 무인 비행체의 배터리 충전을 위한 배터리 충전부(118)를 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환식 배터리 교체부(116)의 간략 구성을 도시한 도면으로, 도 2를 살펴보면, 무인 비행체의 배터리(BAT)가 무인 비행체로부터 분리되면 1번 위치로 이동되고 새로운 완충 배터리가 2번 위치에서 비어있는 무인 비행체의 배터리 위치로 이동되어 장착된다. 이러한 배터리 이동은 모터부를 통해 순환식으로 이루어지고, 1번 위치로 이동된 배터리는 배터리 충전장치를 통해 배터리 충전이 이루어지는 형태이다.
적어도 하나의 제2 이착륙부(102)는 본 발명인 수직이착륙 타워 장치(100)의 원기둥 몸체에서 방사형으로 위치하는 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 구성이다. 따라서, 제2 이착륙부(102)는 원기둥 몸체에서 동서남북 방향으로 뻗어진 지점에 위치할 수 있으며, 상기 수직이착륙 타워 장치(100)의 상단에 위치한 제1 이착륙부(101)와 구별되어 서로 일정 거리를 두고 떨어진 위치에 존재함에 따라, 수직이착륙 타워 장치(100)에 복수 개의 무인 비행체가 이착륙할지라도 서로 충돌이 발생되지 않도록 해 준다.
그리고, 적어도 하나의 제2 이착륙부(102)는 무인 비행체가 착륙하는 경우 무인 비행체의 배터리 충전이 수행되도록 배터리 충전부(117)를 구비한 것을 특징으로 한다. 앞서 살펴본 바와 같이 제1 이착륙부(101)는 완충된 배터리로 무인 비행체의 배터리 교체가 수행되도록 구성되나, 제2 이착륙부(102)는 무인 비행체의 배터리 충전이 수행되도록 구성되어, 무인 비행체의 상태에 따라서 배터리 교체가 아닌 충전만이 요구되는 경우에 무인 비행체는 제2 이착륙부(102)에 착륙하여 배터리 충전부(117)를 통해 배터리 충전을 받고 다시 비행을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 제1 이착륙부(101) 및 제2 이착륙부(102)는 무인 비행체의 수직이착륙을 유도할 수 있는 이착륙 유도부(119)로 야광용 형광 물질 또는 LED를 이용한 랜드 마크, 적외선 송신 장치, 및 깔대기 모양의 착륙 유도로 구조물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그 외에도, 제1 이착륙부(101) 및 제2 이착륙부(102)는 이착륙 유도부(119)로 LED 조명 투사 형태가 방사형(역삼각형) 형태로 무인 비행체의 착륙을 유도하는 장치를 포함할 수 있다.
이에 따라, 무인 비행체는 상기 적외선 송신 장치로부터 송신된 적외선 신호를 수신받아 착륙할 이착륙부와의 정확한 거리를 측정하고 무인 비행체에 부착된 카메라를 통해 랜드 마크를 촬영한 후 그 촬영된 랜드 마크를 이용하여 랜드 마크와의 거리와 자세를 유지하며 서서히 하강하면서 착륙을 시도할 수 있다. 그리고 하강 시 무인 비행체의 랜딩 기어가 유도로 구조물에 부딪치더라도 깔대기 모양의 유도로 구조물을 따라 안전하게 이착륙 지점에 착륙을 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 랜드 마크는 무인 비행체와의 상호 약속을 통해 특정 무인 비행체에 대해서만 제1 이착륙부(101) 또는 제2 이착륙부(102)에 착륙을 허락한다는 의미 전달 문자(예로 H자나 T자)를 규정해 두고, 그 문자로 구성할 수 있다.
통신부(103)는 수직이착륙 타워 장치(100)가 무인 비행체 또는 외부 관제 센터와 통신을 수행하기 위한 구성이다. 통신부(103)는 다양한 형태의 유무선 통신 프로토콜을 통해 외부 관제 센터와는 항상 통신이 유지될 수 있도록 구성되며, 소정 거리에 위치하는 무인 비행체와도 역시 통신이 가능하도록 구성된다.
무인 비행체 보호 커버(104,104-1)는 우천시 또는 그 이외에 무인 비행체를 외부 환경으로부터 보호해야할 경우에 무인 비행체의 구조물 상부를 덮어줄 수 있는 구성으로, 제1 이착륙부(101) 및 제2 이착륙부(102)에 각각 구비되어 있다.
기상관측센서(105)는 외부 기상을 관측 가능한 센서로, 온도, 습도, 조도, 강우, 풍향, 및 풍속을 측정하는 센서들 중에서 적어도 어느 하나를 포함한다.
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 태양열 발전기(106) 및 풍력 발전기(108)를 구비할 수 있다. 태양열 발전기(106) 및 풍력 발전기(108)에서 발전되어 공급되는 전력은 수직이착륙 타워 장치(100)의 동작 전원으로 사용되기 위해서 전력 변환 및 충전 장치(110)에서 상기 전력을 변환하여 전력저장용 배터리(111)에 충전한다.
보호 장치(113)는 수직이착륙 타워 장치(100) 자체 보호용으로 구비되는 구성으로, 보호용 센서인 적외선, 초음파 또는 충격 감지 센서 등을 구비하여 수직이착륙에서 접근하는 사람이나 충격 등을 감지할 수 있다. 그리고, 보호 장치(113)는 경광등이나 스피커를 구비하여 수직이착륙 타워 장치(100)의 위험 발생을 빛이나 싸이렌을 통해 외부로 표출할 수 있다. 또한, 보호 장치(113)는 PTZ(Pan/Tilt/Zoom, 상하좌우줌) 기능을 가지는 CCTV를 구비하여 수직이착륙 타워 장치(100) 주변의 환경을 모니터링할 수도 있다.
제어부(115)는 상기 각 구성요소들의 동작을 감시 및 제어하는 구성이다.
살펴보면, 제어부(115)는 기상관측센서(105)로부터 측정된 외부 기상 정보를 통해 전체적인 무인 비행체의 현재 비행 조건을 감시하고, 그 감시한 무인 비행체의 현재 비행 조건을 통신부(105)를 통해 관제 센터로 전송해 줌으로써, 관제 센터에서 관리 및 감독하는 무인 비행체의 비행 조건을 모니터링 가능하게 해 준다.
또한, 제어부(115)는 기상관측센서(105)인 풍향 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 풍향 또는 풍속 정보를 이용하여 제1 이착륙부(101) 및 제2 이착륙부(102)에서의 무인 비행체의 이착륙 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 제어부(115)는 외부 풍향 또는 풍속 정보를 통해 수직이착륙 타워 장치(100)에 이착륙이 불가능한 기상 조건으로 판단되는 경우 이착륙이 불가능하다고 보아, 이착륙을 희망하는 무인 비행체로 통신부(103)를 통해 이착륙 불가능하다는 정보를 전송해 준다.
그리고, 제어부(115)는 기상관측센서(105)인 강우 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 강우량 또는 풍속 정보를 이용하여 무인 비행체 보호 커버(104,104-1)의 개폐를 제어할 수 있다. 그에 따라, 우천 시에 제어부(115)의 제어에 따라 무인 비행체 보호 커버(104,104-1)가 닫힘으로써 무인 비행체의 구조물이 외부 환경에 노출되지 않도록 해준다.
제어부(115)는 기상관측센서(105)인 조도를 측정하는 센서로부터 측정된 조도 정보를 이용하여 태양열 발전기(106)에 구비된 태양 전지판(107)의 방향을 제어할 수 있고, 풍향을 측정하는 센서로부터 측정된 풍향 정보를 이용하여 상기 풍력 발전기(108)에 구비된 프로펠러(109)의 방향을 제어할 수 있다. 이는 태양열 발전기(106) 또는 풍력 발전기(108)로부터 보다 효과적으로 전력 발전이 수행되도록 하기 위함이다.
한편, 상기 풍력 발전기의 프로펠러는 별도의 제어부(115)의 동작 제어 없이도 풍향계와 같이 자동으로 풍향을 따라 이동하도록 구성 가능하다.
그리고, 제어부(115)는 보호 장치(113)의 동작을 제어하고, 보호 장치(113)로부터 수집된 수직이착륙 타워 장치(100) 주변의 영상 정보, 충격 감지 정보 또는 위험 발생 여부에 대한 정보를 통신부(103)를 통해 실시간으로 관제 센터로 전송한다.
또한, 제어부(115)는 상기 각 구성요소의 동작을 제어하면서, 각 구성요소들의 동작 상에 이상(異常)이 발생하는지 여부를 감시하고 이상이 발생하는 경우, 그 이상 정보를 통신부(103)를 통해 관제 센터로 전송해 주어, 현재 수직이착륙 타워 장치(100)의 동작 상태를 관제 센터에서 실시간 모니터링 할 수 있도록 해 준다. 그에 따라, 관제 센터에서 수직이착륙 타워 장치(100)에 대한 관리 및 감독이 이루어질 수 있도록 한다.
이상 살펴본 수직이착륙 타워 장치(100)는 무인 비행체를 통해 서비스를 제공할 영역 내에 적어도 하나가 설치되는 형태로 활용 가능할 뿐만 아니라 다양한 형태로 변형하여 이동성을 구비한 운반체에 탑재시킴으로써 이동성을 겸비한 수직이착륙 타워 장치(100)로의 활용도 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법을 도시한 흐름도로, 앞서 살펴본 본 발명의 실시 예에 따른 수직이착륙 타워 장치(100)를 이용한 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법에 관한 것이다.
살펴보면, 무인 비행체는 현재 위치에서 도착 지점까지 존재하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치(100)에 대한 위치 및 상태 정보를 관제 센터와의 통신을 통해 수집한다(S300).
그리고 무인 비행체는 상기 수집한 정보를 이용해서 상기 도착 지점까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치(100)를 선별하여 그 선별된 수직이착륙 타워 장치(100)의 위치를 지나는 비행 경로를 설정한다(S310).
무인 비행체는 상기 설정한 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 비행 경로에 위치하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치(100)에 착륙하게 되는 경우(S320), 상기 설정한 비행 경로 상의 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치(100)의 상태 정보를 관제 센터와의 통신을 통해 수집한다(S330).
그리고, 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치(100)의 상태 정보를 통해 상기 설정한 비행 경로의 변경이 필요하다고 판단된 경우, 일 예로 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치(100)에 무인 비행체가 도착 시 착륙이 불가능한 상태인 것으로 판단된 경우에 현재 위치에서 상기 도착 지점까지 존재하는 이착륙이 가능한 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치(100)를 관제 센터와의 통신을 통해 검색하여 비행 경로를 재설정한다(S340).
이때, 비행 경로 재설정(S340) 단계는, 무인 비행체가 기 설정된 알고리즘을 통하여 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치(100)와 서로 통신하며 이미 착륙된 다른 무인 비행체의 유무를 확인하고 그 확인 결과 착륙된 다른 무인 비행체가 존재하는 경우에 비행 경로를 재설정하도록 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 비행 경로 설정 방법에 따르면, 무인 비행체는 상기 도착 지점에 도달할 때까지 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치(100)를 거치게 되고, 그 거치는 수직이착륙 타워 장치(100)를 거점으로 하여 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치(100)의 상태에 따라 비행 경로를 재설정하며 상기 도착 지점까지 장시간 비행을 안전하게 수행할 수가 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 수직이착륙 타워 장치
101 : 제1 이착륙부 102 : 제2 이착륙부
103 : 통신부 104, 104-1 : 무인 비행체 보호 커버
105 : 기상관측센서 106 : 태양열 발전기
107 : 태양 전지판 108 : 풍력 발전기
109 : 프로펠러 110 : 전력 변환 및 충전 장치
111 : 전력 저장용 배터리 113 : 보호 장치
115 : 제어부 116 : 순환식 배터리 교체부
117,118 : 배터리 충전부 119 : 이착륙 유도부

Claims (5)

  1. 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 수직이착륙 타워 장치에 있어서,
    상기 타워 장치의 상단에 위치하는 상기 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 제1 이착륙부로, 상기 무인 비행체의 착륙 시 상기 무인 비행체의 배터리 교체 또는 배터리 충전이 수행되는 제1 이착륙부;
    상기 타워 장치의 원기둥 몸체에서 방사형으로 위치하는 상기 무인 비행체의 수직이착륙을 위한 적어도 하나의 제2 이착륙부로, 상기 무인 비행체의 착륙 시 상기 무인 비행체의 배터리 충전이 수행되는 적어도 하나의 제 2 이착륙부;
    상기 무인 비행체 또는 외부 관제 센터와 통신을 위한 통신부; 및
    상기 각 부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 이착륙부 및 상기 적어도 하나의 제2 이착륙부는,
    상기 무인 비행체의 수직이착륙을 유도할 수 있는 이착륙 유도부로 야광용 형광 물질 또는 LED를 이용한 랜드 마크, 적외선 송신 장치, 및 깔대기 모양의 착륙 유도로 구조물 중 적어도 어느 하나를 포함하며,
    상기 제1 이착륙부는,
    상기 무인 비행체에 연결된 배터리를 분리시키고 그 분리된 배터리를 충전시킴과 동시에 이미 완충된 다른 배터리를 상기 무인 비행체에 연결시키는 순환식 배터리 교체부; 및
    상기 무인 비행체의 배터리 충전을 수행하는 배터리 충전부를 포함하는 수직이착륙 타워 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 이착륙부 및 제2 이착륙부에 구비된 무인 비행체 보호 커버; 및
    외부 기상을 관측 가능한 기상관측센서로 온도, 습도, 조도, 강우, 풍향, 및 풍속을 측정하는 센서들 중 적어도 어느 하나를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 풍향 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 풍향 또는 풍속 정보를 이용하여 상기 제1 이착륙부 및 상기 제2 이착륙부에서의 상기 무인 비행체의 이착륙 여부를 결정하며,
    상기 강우 또는 풍속을 측정하는 센서로부터 측정된 외부 강우량 또는 풍속 정보를 이용하여 상기 무인 비행체 보호 커버의 개폐를 제어하는 수직이착륙 타워 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    태양열 발전기 또는 풍력 발전기; 및
    상기 태양열 발전기 또는 풍력 발전기로부터 공급되는 전력을 변환하여 전력저장용 배터리에 충전하는 전력 변환 및 충전 장치를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조도를 측정하는 센서로부터 측정된 조도 정보를 이용하여 상기 태양열 발전기에 구비된 태양 전지판의 방향을 제어하며,
    상기 풍향을 측정하는 센서로부터 측정된 풍향 정보를 이용하여 상기 풍력 발전기에 구비된 프로펠러의 방향을 제어하는 수직이착륙 타워 장치.
  5. 무인비행체가 현재 위치에서 도착 지점까지 존재하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치에 대한 위치 및 상태 정보를 관제 센터와의 통신을 통해 수집하는 단계;
    상기 수집한 정보를 이용해서 상기 도착 지점까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치를 선별하여 그 선별된 수직이착륙 타워 장치의 위치를 지나는 비행 경로를 설정하는 단계;
    상기 무인비행체가 상기 설정한 비행 경로를 따라 비행하면서 상기 비행 경로에 위치하는 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치에 착륙하면, 상기 설정한 비행 경로 상의 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치의 상태 정보를 상기 관제 센터와의 통신을 통해 수집하는 단계; 및
    상기 수집된 그 다음 이착륙할 수직이착륙 타워 장치의 상태 정보를 통해 상기 설정한 비행 경로의 변경이 필요하다고 판단된 경우, 현재 위치에서 상기 도착 지점까지 존재하는 이착륙이 가능한 적어도 하나의 수직이착륙 타워 장치를 상기 관제 센터와의 통신을 통해 검색하여 비행 경로를 재설정하는 단계를 포함하는 무인 비행체의 비행 경로 설정 방법.
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