KR101724581B1 - 에너지저장시스템(ess)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템 - Google Patents

에너지저장시스템(ess)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템과 방법에 관한 것으로서, 무인 비행이 가능하되 인공위성에 의한 위치 추적이 가능한 공지의 구성이고, 무선충전용 배터리(110) 및 드론충전소(300)와의 무선 통신을 위한 무선통신모듈(120)이 구비되며, 하나 이상이 구비될 수 있는 드론(100); 상기 드론(100)의 비행위치를 위성신호로 받아 현재 인식된 GPS위치에 대한 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어낸 후 그 보정된 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소(300)로 실시간 전송하도록 구비되며, 지상에 하나 이상이 설치되는 지상보정국(200); 상기 지상보정국(200)과 통신이 가능한 거리에 위치 및 지상에 설치되며, 상기 지상보정국(200)으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 기준으로 드론(100)에 위치보정데이터를 실시간으로 무선 전송하여 드론(100)의 착륙 위치를 정밀하게 유도함과 더불어 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS)에 저장된 에너지를 착륙된 드론(100) 측에 무선 충전할 수 있도록 구비되는 드론충전소(300);를 포함하는 시스템과 이를 이용하여 비행중인 드론을 정밀하게 위치 보정하여 착륙을 유도함과 더불어 착륙된 드론 측에 간단하게 무선 충전하는 방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템{Method and System for Drone Wireless Charging using Energy Storage System and Landing Guide using Precision Position Compensation}
본 발명은 드론의 무선 충전 및 자동 착륙 유도시스템에 관한 기술로서, 더욱 상세하게는 드론의 착륙 유도를 위한 위치 보정데이터를 드론 측에 전송하여 드론의 위치인식에 대한 정확도 및 정밀도를 높일 수 있도록 하며 드론의 비행시간 연장을 위한 무선 충전을 가능하게 하되 에너지저장시스템(ESS)을 이용하여 친환경 충전을 가능하게 하는 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템과 방법에 관한 것이다.
일반적으로 드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인기를 뜻하는 것으로서, 이러한 드론은 초기에 군사용으로 탄생했지만 고공 영상이나 사진 촬영, 배달, 기상정보 수집, 농약 살포 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.
이와 같은 드론은 무인 비행체로서 이착륙을 수행하게 되며, 특히 자동 착륙을 위한 위치 인식의 정확도가 요구된다 할 것인데, 이를 위해 가장 핵심적인 기술로 GPS(Global Positioning System; 위성 위치 확인시스템) 기술이 활용되고 있고, 현재 20~30m의 오차범위 수준에 도달해 있는 상태에 있으며, 이러한 20~30m의 오차를 줄이기 위한 연구개발이 다각도로 진행되고 있다.
하지만, 드론의 무인화를 위해서는 위치인식 기술이 더욱 정밀해질 필요성이 있는데, 예로 정밀도를 크게 높일 수 있는 등의 기술이 필요하다 할 수 있다.
또한, 드론은 무인 비행체로서 비행시간을 연장하기 위한 자동 충전 기술이 요구된다 할 것인데, 현재 국내에서는 1회 비행당 40분 정도의 비행시간을 확보하는 기술 수준에 있으며, 드론의 가동시간과 드론의 적재 무게를 늘리기 위하여 배터리를 대용량으로 구비하면서도 소형화할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1564254호 대한민국 등록특허공보 제10-1640199호
본 발명은 상술한 종래의 문제점 등을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 드론의 착륙 유도를 위한 위치 보정데이터를 드론 측에 전송하여 드론의 위치인식에 대한 정확도 및 정밀도를 높일 수 있도록 하며 드론의 비행시간 연장을 위한 무선 충전을 가능하게 하되 에너지저장시스템(ESS)을 이용하여 친환경 충전을 가능하게 하는 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템과 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 드론의 위치 인식에 따른 정확도 및 정밀도를 높일 수 있도록 하고, 무선 충전을 위한 드론충전소에 안정적인 착륙을 가능하게 하며, 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS) 기술을 접목하는 구조 설계를 갖는 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템과 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템은, 무인 비행이 가능하되 인공위성에 의한 위치 추적이 가능한 공지의 구성이고, 무선충전용 배터리(110) 및 드론충전소(300)와의 무선 통신을 위한 무선통신모듈(120)이 구비되며, 하나 이상이 구비될 수 있는 드론(100); 상기 드론(100)의 비행위치를 위성신호로 받아 현재 인식된 GPS위치에 대한 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어낸 후 그 보정된 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소(300)로 실시간 전송하도록 구비되며, 지상에 하나 이상이 설치되는 지상보정국(200); 상기 지상보정국(200)과 통신이 가능한 거리에 위치 및 지상에 설치되며, 상기 지상보정국(200)으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 기준으로 드론(100)에 위치보정데이터를 실시간으로 무선 전송하여 드론(100)의 착륙 위치를 정밀하게 유도함과 더불어 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS)에 저장된 에너지를 착륙된 드론(100) 측에 무선 충전할 수 있도록 구비되는 드론충전소(300);를 포함하며, 상기 드론충전소(300)와 드론(100) 간 무선통신은 저전력 장거리 무선통신이 가능하고 비용이 저렴한 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 사용하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 지상보정국(200)은, 상기 드론(100)의 위치를 인공위성으로부터 위성신호를 받아 파악하기 위한 GPS수신부(210); 상기 GPS수신부(210)를 통해 파악한 비행중인 드론(100)의 현재 GPS위치에 대해 상대측위방식(DGPS)으로 드론(100)의 실제 위치와의 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어내는 DGPS부(220); 상기 DGPS부(220)에 의해 얻어진 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 드론충전소(300)에 실시간 전송하기 위한 데이터전송부(230);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 드론충전소(300)는, 상기 드론(100)이 안정적으로 착륙 가능하도록 구비되는 착륙공간을 갖는 본체(310); 상기 본체(310)에 구비되며, 무선통신모듈과 태양광모듈, 리튬배터리팩, 무선충전부를 포함하는 구성요소를 제어하고, 드론(100)의 무선 충전을 위해 ESS(Energy Storage System) 기능을 사용하여 리튬배터리팩을 관리함과 더불어 GPS보정데이터를 탑재프로그램을 통해 보정하여 현재 위치에서 실제 드론충전소(300)로의 착륙에 요구되는 위치보정데이터를 얻어내는 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320); 상기 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320)에 의해 얻어진 드론(100) 착륙 유도용 위치보정데이터 및 착륙 유도 제어신호를 900MHz 주파수 대역을 사용하는 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 적용하여 드론(100)에 전송하기 위한 무선통신모듈(330); 상기 본체(310) 상으로 유도되어 착륙하는 드론(100)에 무선 충전할 에너지를 태양광을 이용하여 발생시키는 태양광모듈(340); 상기 태양광모듈(340)에서 발생되는 에너지가 저장되는 리튬배터리팩(350); 상기 본체(310)의 착륙공간에 드론(100)이 착륙시 상기 리튬배터리팩(350)에 저장되어있는 에너지를 자기유도 또는 자기공진 방식으로 드론(100)의 무선충전용 배터리(110)로 보내 무선 충전되게 하는 무선충전부(360); 상기 지상보정국(200)에서 전송하는 드론(100)의 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 수신하기 위한 데이터수신부(370);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도방법은, (A) 비행중인 드론의 위치에 대해 지상보정국에서 위성신호로 받아 현재 GPS위치를 파악하는 단계; (B) 상기 비행중인 드론의 파악된 GPS위치에 대해 상대측위방식(DGPS)으로 드론의 실제 위치와의 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 획득하는 단계; (C) 상기 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소로 실시간 전송하는 단계; (D) 상기 지상보정국으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 드론충전소에서 보정하여 현재 드론이 비행중인 위치에서 실제 드론충전소로의 착륙에 요구되는 위치보정데이터를 얻어내는 단계; (E) 상기 위치보정데이터를 비행중인 드론으로 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 사용하여 무선 전송함으로써 드론충전소로 착륙을 정밀 유도하는 단계; (F) 상기 드론충전소로 착륙 유도된 드론 측에 태양광을 이용한 에너지저장시스템(ESS)을 통해 저장된 에너지를 자기유도 또는 자기공진 방식으로 무선 충전하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS) 기술을 접목하는 구조 설계로 친환경 충전을 가능하게 함은 물론 비행시간 연장을 위한 무선 충전을 간단하게 수행할 수 있으며, 지상보정국과 드론충전소에서 드론의 위치 보정데이터를 얻어내 착륙을 유도하므로 비행중인 드론의 위치인식에 대한 정확도 및 정밀도를 높일 수 있어 안정적인 착륙을 유도할 수 있는 유용한 효과를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템을 설명하기 위해 나타낸 개략적 블록구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도방법을 설명하기 위해 나타낸 흐름도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 에너지저장시스템(ESS)을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도시스템은, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 드론(100)과 지상보정국(200) 및 드론충전소(300)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 드론(100)은 무인 비행이 가능한 무인비행체로서, 인공위성에 의한 위치 추적이 가능하도록 구비되는 공지의 구성이고, 무선충전용 배터리(110) 및 드론충전소(300)와의 무선 통신을 위한 무선통신모듈(120)이 구비된다.
이때, 상기 드론(100)은 하나 이상이 구비될 수 있는 것으로서, 다수를 구비하여 공동의 업무를 수행하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 드론(100)은 다수 구비시 드론(100) 간에 위치보정데이터를 전송하여 착륙을 유도 및 효율적인 운행을 가능하게 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 드론(100)은 상기 드론충전소(300)와 LoRa(Long Range) 무선통신방식으로 무선통신할 수 있도록 구비되며, 예로 900MHz 대역주파수를 사용할 수 있다 할 것이다.
상기 지상보정국(200)은 상기 드론(100)의 비행위치를 인공위성으로부터 위성신호로 받아 현재 인식된 GPS위치에 대한 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어낸 후 그 보정된 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소(300)로 실시간 전송하도록 구비된다.
이때, 상기 지상보정국(200)은 지상에 설치하되 기준점에 하나가 설치될 수 있고, 둘 이상의 다수가 설치될 수 있다.
여기에서, 상기 지상보정국(200)은 상기 드론(100)의 비행중인 위치를 인공위성으로부터 위성신호를 받아 파악하기 위한 GPS수신부(210)와, 상기 GPS수신부(210)를 통해 파악한 비행중인 드론(100)의 현재 GPS위치에 대해 상대측위방식(DGPS; Differential GPS)으로 드론(100)의 실제 위치와의 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어내는 DGPS부(220)와, 상기 DGPS부(220)에 의해 얻어진 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 드론충전소(300)에 실시간 전송하기 위한 데이터전송부(230)를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 데이터전송부(230)는 시리얼통신, 와이파이, 지그비, LTE통신, LoRa통신 등이 사용될 수 있으며, 설치거리에 따라 선택 사용할 수 있다 할 것이다.
상기 드론충전소(300)는 상기 지상보정국(200)과 통신이 가능한 거리에 위치 및 지상에 설치된다.
이때, 상기 드론충전소(300)는 상기 지상보정국(200)으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 기준으로 드론(100)에 위치보정데이터를 실시간으로 무선 전송하여 드론(100)의 착륙 위치를 정밀하게 유도함과 더불어 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS)에 저장된 에너지를 착륙된 드론(100) 측에 무선 충전할 수 있도록 구비된다.
여기에서, 상기 드론충전소(300)는 상기 드론(100)과 900MHz 대역주파수를 사용하는 등 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 사용함이 바람직한데, 이러한 LoRa통신방식은 저전력 장거리 무선통신이 가능하고 비용이 저렴하며 인프라 구축비용을 낮출 수 있는 장점을 제공할 수 있다.
여기에서, 상기 드론충전소(300)는 상기 드론(100)이 안정적으로 착륙 가능하도록 구비되는 착륙공간을 갖는 본체(310)가 구비되며, 본체(310)에 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320)와 무선통신모듈(330), 태양광모듈(340), 리튬배터리팩(350), 무선충전부(360), 및 데이터수신부(370) 등이 장착되어 구비된다.
상기 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320)는 상기 무선통신모듈과 태양광모듈, 리튬배터리팩, 무선충전부를 포함하는 구성요소를 제어하고, 상기 드론(100)의 무선 충전을 위해 ESS(Energy Storage System) 기능을 사용하여 리튬배터리팩을 관리함과 더불어 GPS보정데이터를 탑재프로그램을 통해 보정하여 현재 비행중인 드론(100)의 위치에서 실제 드론충전소(300)로의 착륙에 요구되는 위치보정데이터를 얻어낼 수 있도록 구비된다.
상기 무선통신모듈(330)은 상기 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320)에 의해 얻어진 드론(100) 착륙 유도용 위치보정데이터 및 착륙 유도 제어신호를 900MHz 주파수 대역을 사용하는 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 적용하여 드론(100) 측에 무선 전송할 수 있도록 구비된다.
상기 태양광모듈(340)은 상기 드론충전소(300)의 본체(310) 상으로 유도되어 착륙하는 드론(100)에 무선 충전할 에너지를 태양광을 이용하여 발생시킬 수 있는 구성요소이다.
상기 리튬배터리팩(350)은 상기 태양광모듈(340)에서 발생되는 에너지를 축적하여 저장하기 위한 것으로서, 상기 드론(100) 측 무선 충전용 에너지를 갖는다.
상기 무선충전부(360)는 상기 드론충전소(300)의 본체(310)가 갖는 착륙공간에 드론(100)이 유도되어 착륙시 상기 리튬배터리팩(350)에 저장되어있는 에너지를 자기유도 또는 자기공진 방식으로 드론(100)의 무선충전용 배터리(110)로 보내 무선 충전할 수 있도록 구비된다.
여기에서, 자기유도방식은 드론(100)이 무선충전부(360)에 근접되었을 때 무선 충전할 수 있는 방식이며, 자기공진방식은 드론(100)이 무선충전부(360)와 4~5m 정도 떨어져도 무선 충전할 수 있는 방식이다.
상기 데이터수신부(370)는 상기 지상보정국(200)에서 전송하는 드론(100)의 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 수신하기 위한 구성요소이다.
여기에서, 상기 데이터수신부(370)는 상기 데이터전송부(230)와 대응하게 형성되는데, 시리얼통신, 와이파이, 지그비, LTE통신, LoRa통신 등이 사용될 수 있으며, 설치거리에 따라 선택 사용할 수 있다 할 것이다.
이와 같은 상술한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 에너지저장시스템을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템을 활용하는 드론 무선 충전 및 자동 착륙 유도방법에 대해 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 지상보정국(200)에서는 비행중인 드론(100)의 위치에 대해 인공위성으로부터 위성신호로 받아 현재 GPS위치를 파악한다(S1).
상기 비행중인 드론(100)의 파악된 GPS위치에 대해 상대측위방식(DGPS)으로 드론(100)의 실제 위치와의 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 획득한다(S2).
상기 지상보정국(200)에서 획득한 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소(300)로 실시간 전송한다(S3).
상기 드론충전소(300)에서는 지상보정국(200)으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 탑재 프로그램을 통해 보정하여 현재 드론(100)이 비행중인 위치에서 실제 드론충전소로(300)의 착륙에 요구되는 위치보정데이터를 얻어낸다(S4).
상기 드론충전소(300)에서는 위치보정데이터를 비행중인 드론(100)으로 900MHz 대역 주파수를 사용하는 LoRa 무선통신방식으로 무선 전송함으로써 드론충전소(300)의 착륙공간으로 드론(100)의 착륙을 정밀 유도한다(S5).
이때, 드론(100)이 다수 비행중인 경우, 드론충전소(300)로부터 위치보정데이터를 무선 전송받는 어느 하나의 드론(100)에서 공동의 업무를 수행하는 인접하는 또 다른 드론으로 위치보정데이터를 무선 전송할 수도 있다 할 것이다.
상기 드론충전소(300)에서는 정밀 유도에 의해 드론충전소(300)의 착륙공간으로 착륙 유도된 드론(100) 측에 태양광을 이용한 에너지저장시스템(ESS)을 통해 저장된 에너지를 자기유도 또는 자기공진 방식을 이용하여 무선 충전한다(S6).
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 이러한 실시예에 극히 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 기술분야의 당업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 치환이 이루어질 수 있다 할 것이다.
100: 드론 110: 무선충전용 배터리
120: 무선통신모듈 200: 지상보정국
210: GPS수신부 220: DGPS부
230: 데이터전송부 300: 드론충전소
310: 본체 320: 무선충전 ESS 임베디드 OS부
330: 무선통신모듈 340: 태양광모듈
350: 리튬배터리팩 360: 무선충전부
370: 데이터수신부

Claims (4)

  1. 무인 비행이 가능하되 인공위성에 의한 위치 추적이 가능한 드론과 드론의 착륙시 무선 충전을 수행하기 위한 드론충전소를 포함하며, 상기 드론에 대해 무선 충전과 더불어 자동 착륙을 유도하는 시스템에 있어서,
    무인 비행이 가능하되 인공위성에 의한 위치 추적이 가능한 공지의 구성이고, 무선충전용 배터리(110) 및 드론충전소(300)와의 무선 통신을 위한 무선통신모듈(120)이 구비되며, 하나 이상이 구비될 수 있는 드론(100); 상기 드론(100)의 비행위치를 위성신호로 받아 현재 인식된 GPS위치에 대한 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어낸 후 그 보정된 GPS보정데이터를 유선 또는 무선을 통해 드론충전소(300)로 실시간 전송하도록 구비되며, 지상에 하나 이상이 설치되는 지상보정국(200); 상기 지상보정국(200)과 통신이 가능한 거리에 위치 및 지상에 설치되며, 상기 지상보정국(200)으로부터 전송받은 GPS보정데이터를 기준으로 드론(100)에 위치보정데이터를 실시간으로 무선 전송하여 드론(100)의 착륙 위치를 정밀하게 유도함과 더불어 태양광모듈을 이용한 에너지저장시스템(ESS)에 저장된 에너지를 착륙된 드론(100) 측에 무선 충전할 수 있도록 구비되는 드론충전소(300);를 포함하되,
    상기 드론충전소(300)는, 상기 드론(100)이 안정적으로 착륙 가능하도록 구비되는 착륙공간을 갖는 본체(310); 상기 본체(310)에 구비되며, 무선통신모듈과 태양광모듈, 리튬배터리팩, 무선충전부를 포함하는 구성요소를 제어하고, 드론(100)의 무선 충전을 위해 ESS(Energy Storage System) 기능을 사용하여 리튬배터리팩을 관리함과 더불어 GPS보정데이터를 탑재프로그램을 통해 보정하여 현재 위치에서 실제 드론충전소(300)로의 착륙에 요구되는 위치보정데이터를 얻어내는 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320); 상기 무선충전 ESS 임베디드 OS부(320)에 의해 얻어진 드론(100) 착륙 유도용 위치보정데이터 및 착륙 유도 제어신호를 900MHz 주파수 대역을 사용하는 LoRa(Long Range) 무선통신방식을 적용하여 드론(100)에 전송하기 위한 무선통신모듈(330); 상기 본체(310) 상으로 유도되어 착륙하는 드론(100)에 무선 충전할 에너지를 태양광을 이용하여 발생시키는 태양광모듈(340); 상기 태양광모듈(340)에서 발생되는 에너지가 저장되는 리튬배터리팩(350); 상기 본체(310)의 착륙공간에 드론(100)이 착륙시 상기 리튬배터리팩(350)에 저장되어있는 에너지를 자기유도 또는 자기공진 방식으로 드론(100)의 무선충전용 배터리(110)로 보내 무선 충전되게 하는 무선충전부(360); 상기 지상보정국(200)에서 전송하는 드론(100)의 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 수신하기 위한 데이터수신부(370);를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 지상보정국(200)은,
    상기 드론(100)의 위치를 인공위성으로부터 위성신호를 받아 파악하기 위한 GPS수신부(210);
    상기 GPS수신부(210)를 통해 파악한 비행중인 드론(100)의 현재 GPS위치에 대해 상대측위방식(DGPS)으로 드론(100)의 실제 위치와의 오차를 보정하여 GPS보정데이터를 얻어내는 DGPS부(220);
    상기 DGPS부(220)에 의해 얻어진 GPS보정데이터를 유선 또는 무선방식으로 드론충전소(300)에 실시간 전송하기 위한 데이터전송부(230); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템을 이용한 드론 무선 충전 및 정밀 위치 보정을 이용한 자동 착륙 유도 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101839599B1 (ko) * 2017-05-31 2018-03-16 (주)지트 드론을 이용한 도로시설물 측량 조사 시스템
KR20190102487A (ko) 2018-02-26 2019-09-04 동의대학교 산학협력단 해양 등부표를 활용한 드론 격납 장치 및 방법
CN111697710A (zh) * 2020-06-11 2020-09-22 哈尔滨工业大学 具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统
KR102163447B1 (ko) * 2020-05-19 2020-10-12 김경임 배터리 효율이 개선된 드론
CN113655804A (zh) * 2020-05-12 2021-11-16 北京三快在线科技有限公司 引导无人机降落的方法及系统，辅助定位系统及无人机
KR20230035160A (ko) 2021-09-03 2023-03-13 손대락 이상 진단 기능을 구비한 이동체 스테이션 장치
US11948703B2 (en) 2019-04-01 2024-04-02 Anya L. Getman Methods and devices for electrically insulating a power line

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130122715A (ko) * 2013-10-21 2013-11-08 한국항공우주연구원 수직무인이착륙 비행체의 충전 및 격납을 위한 운송체 및 그 방법
KR101564254B1 (ko) 2015-06-12 2015-10-30 배종외 드론 무선충전 시스템
KR101640199B1 (ko) 2015-06-16 2016-07-15 드림스페이스월드주식회사 드론의 안전착륙 유도장치
KR101644797B1 (ko) * 2015-11-13 2016-08-02 김세봉 무인비행장치의 정밀 위치 보정시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130122715A (ko) * 2013-10-21 2013-11-08 한국항공우주연구원 수직무인이착륙 비행체의 충전 및 격납을 위한 운송체 및 그 방법
KR101564254B1 (ko) 2015-06-12 2015-10-30 배종외 드론 무선충전 시스템
KR101640199B1 (ko) 2015-06-16 2016-07-15 드림스페이스월드주식회사 드론의 안전착륙 유도장치
KR101644797B1 (ko) * 2015-11-13 2016-08-02 김세봉 무인비행장치의 정밀 위치 보정시스템

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101839599B1 (ko) * 2017-05-31 2018-03-16 (주)지트 드론을 이용한 도로시설물 측량 조사 시스템
KR20190102487A (ko) 2018-02-26 2019-09-04 동의대학교 산학협력단 해양 등부표를 활용한 드론 격납 장치 및 방법
US11948703B2 (en) 2019-04-01 2024-04-02 Anya L. Getman Methods and devices for electrically insulating a power line
CN113655804A (zh) * 2020-05-12 2021-11-16 北京三快在线科技有限公司 引导无人机降落的方法及系统，辅助定位系统及无人机
KR102163447B1 (ko) * 2020-05-19 2020-10-12 김경임 배터리 효율이 개선된 드론
CN111697710A (zh) * 2020-06-11 2020-09-22 哈尔滨工业大学 具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统
CN111697710B (zh) * 2020-06-11 2023-04-14 哈尔滨工业大学 具有位置捕捉功能的无人机无线充电系统
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