KR101757105B1

KR101757105B1 - 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(uav) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션

Info

Publication number: KR101757105B1
Application number: KR1020160006783A
Authority: KR
Inventors: 이강우; 한준; 김준수; 김준호; 양재혁
Original assignee: 동국대학교 산학협력단
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2036-01-20

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)의 착륙 방법에 있어서, UAV의 비행 중 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치의 GPS 정보와 목적지의 GPS 정보를 비교하여 일치하는지 확인하는 단계, GPS 정보가 일치하는 경우, UAV의 고도를 하강시키는 단계, 하강된 UAV의 고도가 기 정의된 고도에 도달한 경우, 호버링(hovering)하면서 UAV의 도착을 스테이션에 알리는 단계, 알림을 통지받은 스테이션이 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일을 회전시키는 단계, 리니어 슬라이드 레일에 장착된 적외선 센서를 통하여 UAV의 호버링 위치를 확인하는 단계, 스테이션이 확인된 위치에 대응하여 랜딩 데크를 이동시키는 단계, UAV가 이동된 랜딩 데크에 착륙하는 단계 및 UAV가 착륙한 랜딩 데크를 회전축으로 이동시켜 착륙 목적지로 이동하는 단계를 포함하고, GPS 정보가 일치하지 않는 경우, UAV를 목적지의 GPS 값에 인접하는 위치까지 이동시킬 수 있다.

Description

착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션{UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR IMPROVING LANDING ACCURACY AND STATION COMPRISING ROTATIONAL LINEAR SLIDE RAIL}

본 발명은 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 UAV의 착륙에 대한 불안정성과 GPS만을 이용한 자동비행으로 인하여 발생하는 오차를 줄이고 착륙 정확도를 향상시키기 위해서, 초음파 센서, 소리 감지 센서 등을 구비하여 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션에 관한 것이다.

UAV의 정확한 착륙을 위해서는 정밀하고 정확한 제어가 필요하다. 현재 상용화 되고 있는 UAV는 GPS 정보를 바탕으로 자동 비행을 실시하므로, 기본적으로 GPS 센서값을 통하여 위치를 확인하며 GPS 센서로 지정된 목적지까지 비행 및 착륙을 할 수 있다. 다만, UAV 에서 사용하는 GPS 센서값은 주변 환경에 민감하며, 센서 그 자체로도 오차 값이 크므로 GPS 센서의 단독 제어만으로는 UAV가 원하는 목적지까지 정확한 비행 및 착륙을 수행할 수 없고, 목적지 주변을 맴도는 문제점이 발생할 수 있다.

한국공개특허 제10-2011-0128683호 "무인 항공기 관리 시스템 및 이에 적용되는 스테이션 단말장치와 그의 동작 방법" (2011.11.30. 공개) 한국등록특허 제10-1527210호 "드론 이착륙 시스템 및 그 운용 방법" (2015.06.09. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 원하는 목적지까지 정확한 비행 및 착륙을 수행할 수 있도록 초음파 센서, 소리 감지 센서 등을 구비하여 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, UAV의 고도를 하강시키는 단계는 초음파 센서를 이용하여 감지된 센서값에 기초하여 UAV의 고도를 점진적으로 하강시키는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 기 정의된 고도는 고도가 5m 이하인 경우를 포함하고, UAV가 이동된 랜딩 데크에 착륙하는 단계는 스테이션이 소리 센서를 사용하여 비프음을 발생시키는 단계, UAV가 소리 감지 센서를 사용하여 비프음을 감지하여 이동된 랜딩 데크를 확인하는 단계 및 확인된 랜딩 데크에 착륙하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 UAV에 있어서, UAV의 비행 및 자세를 제어 하기 위한 비행 제어 모듈, 비행 제어 모듈의 제어에 따라 프로펠러의 방향 및 회전 속도를 설정하기 위한 모터 및 모터 제어부, UAV의 현재 위치와 목적지의 GPS 정보를 획득하고, 획득된 GPS 정보를 비행 제어 모듈에 전달하여 비행 제어 모듈이 GPS 정보를 비교하게 하는 GPS 모듈, UAV에 대한 조작 신호를 인가하는 사용자 디바이스와 UAV의 비행 정보를 송수신하기 위한 텔레메트리 시스템(telemetry system), UAV의 고도를 확인하기 위한 센서 모듈, UAV가 스테이션을 감지하기 위한 센서 모듈, 및 모듈들, 모터와 모터 제어부 및 텔레메트리 시스템에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함하고, 스테이션에는 UAV가 착륙 가능할 수 있다.

또한, UAV의 고도를 확인하기 위한 센서 모듈은 초음파 센서를 포함할 수 있다.

또한, UAV가 스테이션을 감지하기 위한 센서 모듈은 스테이션의 소리를 감지하기 위한 소리 감지 센서를 포함할 수 있다.

또한, 비행 제어 모듈은 UAV의 비행 중 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치의 GPS 정보와 목적지의 GPS 정보를 비교하여 일치하는지 확인하고, GPS 정보가 일치하는 경우, UAV의 고도를 하강시키고, 하강된 UAV의 고도가 기 정의된 고도에 도달한 경우, 호버링(hovering)하면서 UAV의 도착을 스테이션에 알리고, 알림을 통지받은 스테이션이 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일을 회전시키고, 리니어 슬라이드 레일에 장착된 적외선 센서를 통하여 UAV의 호버링 위치를 확인하고, 스테이션이 확인된 위치에 대응하여 랜딩 데크를 이동시키면, UAV를 이동된 랜딩 데크에 착륙시킬 수 있다.

또한, UAV의 고도의 하강은 초음파 센서를 이용하여 감지된 센서값에 기초하여 UAV의 고도를 점진적으로 하강시킬 수 있다.

또한, 기 정의된 고도는 고도가 5m 이하인 경우를 포함하고, UAV를 이동된 랜딩 데크에 착륙시키는 것은 스테이션이 소리 센서를 사용하여 비프음을 발생시키면, 비행 제어 모듈은 소리 감지 센서를 사용하여 비프음을 감지하여 이동된 랜딩 데크를 확인하고, 확인된 랜딩 데크에 착륙시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션에 있어서, UAV와 비행 정보를 송수신하기 위한 텔레메트리 시스템(telemetry system), 스테이션의 GPS 정보를 획득하기 위한 GPS 모듈, 스테이션에 UAV를 착륙시키기 위한 랜딩 데크, 랜딩 데크가 이동할 수 있는 통로인 리니어 슬라이드 레일, 랜딩 데크를 리니어 슬라이드 레일 위에서 이동시키고, 리니어 슬라이드 레일을 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 모터, 스테이션에서 UAV의 호버링 위치를 확인하고 랜딩 데크에 착륙을 유도하기 위한 센서 모듈, 텔레메트리 시스템을 통하여 UAV와 송수신한 비행 정보를 분석하고, UAV를 랜딩 데크로의 착륙을 유도하기 위한 센서 모듈 및 랜딩 데크를 UAV의 착륙 장소로 이동시키기 위한 모터를 제어하기 위한 스테이션 제어부 및 모듈들, 텔레메트리 시스템, 모터 및 스테이션 제어부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 모듈을 포함하고, 스테이션 제어부에서는 GPS 모듈을 통하여 획득된 스테이션의 GPS 정보와 텔레메트리 시스템을 통하여 수신된 UAV의 GPS 정보를 비교할 수 있다.

또한, 스테이션에서 UAV의 호버링 위치를 확인하고 랜딩 데크에 착륙을 유도하기 위한 센서 모듈은 적외선 센서 및 소리 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 소리 센서는 특정 헤르츠 값의 영역에 해당하는 비프음 발생, 소리 시그널을 여러 번 발생 또는 특정 패턴 신호를 발생시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예로써, 전술한 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)는 GPS 모듈뿐만 아니라 초음파 센서, 소리 감지 센서 등을 구비하여 GPS 모듈로 인하여 발생하는 착륙 오차를 줄이고, 목적지로의 정밀한 착륙이 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션은 원형 회전을 통하여 리니어 슬라이드 레일의 길이를 반지름으로 하는 원형 범위를 커버하여, 고정식보다 더 넓은 범위에서 UAV를 감지할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션은 적외선 센서를 포함하여, UAV 모델에 상관없이 정밀한 착륙을 유도할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(UAV) 및 스테이션(300)의 착륙 정확도 향상 알고리즘을 나타낸 순서도 및 알고리즘 코드를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)의 착륙 방법을 나타낸 순서도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, "그 중간에 다른 소자를 사이에 두고" 연결되어 있는 경우도 포함한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 착륙 정확도를 향상시키기 위해서, 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)(100)는 초음파 센서(22), 소리 감지 센서(24), GPS 모듈(30), 텔레메트리 키트(telemetry kit or telemetry system)(50) 등을 포함할 수 있으며, 스테이션(300)은 아두이노(Arduino)를 기반으로 적외선 센서(220), GPS 모듈(240), 텔레메트리 키트(텔레메트리 시스템)(210), 모터(250), 리니어 슬라이드 레일(260) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, UAV(100)는 미션 플래너(mission planner)에 설정된 비행 계획에 따라 GPS 모듈(30)을 이용하여 자동으로 비행할 수 있다. 비행 중 UAV의 각종 센서 값들(UAV의 GPS, 속도, 고도, 방향, 위치, 자세)은 텔레메트리 시스템(50, 210)에 의해 스테이션(300)에 전송되고 저장될 수 있다.

UAV(100)는 GPS 신호를 따라서 목적지인 스테이션의 상공으로 비행할 수 있고, 스테이션으로 착륙하기 위해, UAV(100)는 초음파 센서(22)를 이용하여 고도를 감지하고, 기 정의된 일정 고도까지 하강할 수 있다. UAV(100)는 일정 고도까지 하강한 후, 상공에서 호버링하면서, 텔레메트리 시스템(50, 210)을 이용하여 스테이션(300)에 목적지 상공에 UAV의 도착을 알리면, 스테이션(300)은 목적지 상공의 UAV의 위치를 파악하기 위해, 모터(250)를 이용하여 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시킬 수 있다. 스테이션(300)은 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착된 적외선 센서(220)를 통하여 UAV 위치를 확인할 수 있고, 확인된 UAV 위치에 랜딩 데크를 이동시키면, UAV(100)는 랜딩 데크에 착륙을 실시할 수 있다. 스테이션 제어부가 UAV(100)가 착륙한 랜딩 데크를 스테이션의 회전축으로 이동시키면 UAV(100)는 정확한 착륙 목적지에 도달하게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)(100)의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2a는 UAV의 구성을 나타낸 단면 사시도이고, 도 2b는 UAV의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)(100)는 비행 제어 모듈(flight controller pro module)(10), 착륙 관련 센서 모듈(20), GPS 모듈(30), 모터 및 모터 제어부(40), 텔레메트리 시스템(Telemetry System)(50) 및 배터리(60)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착륙정확도를 향상시킨 무인항공기 UAV(100)는 아두콥터 플랫폼을 기반으로 한 쿼드콥터 형태의 드론(drone)이 될 수 있다. 예를 들어, UAV(100)는 아두이노 기반 보드에 비행관련 센서(기압, GPS, 나침반, 자이로), Brushless Motor 4개 및 각 모터 제어 ESC 로 구성된 쿼드롭터 형태의 드론이 될 수 있다.

비행 제어 모듈(flight controller pro module)(10)은 UAV의 비행 및 자세를 제어하기 위한 모듈로 비행에 관한 모든 컨트롤러 및 센서를 제어할 수 있고, 비행 컨트롤러(12) 및 비행 관련 센서(14)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비행 제어 모듈(10)은 비행 관련 센서(14)의 센서값인 GPS, 속도, 기압, 위치, UAV의 자세 등을 기반으로 비행 컨트롤러(12)를 제어함으로써 목적지까지 UAV의 비행이 가능하도록 제어할 수 있다.

또한 비행 제어 모듈(10)은 착륙 관련 센서 모듈(20)을 제어하여 UAV를 목적지에 착륙시킬 수 있다. 예를 들어, 비행 제어 모듈(10)은 착륙 관련 센서 모듈(20) 중 초음파 센서(22)를 이용하여 기 정의된 일정 고도까지 하강할 수 있고, 일정 고도에서 호버링하도록 UAV(100)를 제어할 수 있다. 또한, 비행 제어 모듈(10)은 착륙 관련 센서 모듈(20) 중 소리 감지 센서(24)를 이용하여 착륙 준비를 알리는 스테이션의 비프음을 감지하여 랜딩 데크(270)에 UAV(100)를 착륙시킬 수 있다.

비행 관련 센서(14)는 비행과 관련된 정보인 GPS, 속도, 기압, 위치, 고도, UAV의 자세 등을 얻기 위해 GPS 센서, 속도 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 초음파 센서 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 향상된 착륙정확도를 가진 UAV(100)에서 착륙 관련 센서 모듈(20)은 초음파 센서(22) 및 소리 감지 센서(24)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 초음파 센서(22)는 목적지의 GPS 위치에 도달했을 때 UAV의 고도를 감지하고 고도를 하강시킬 때 사용되며, 소리 감지 센서(24)는 스테이션(300)의 비프음을 감지하여 랜딩 데크(270)에 착륙하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 스테이션(300)은 호버링 중인 UAV(100)를 감지하고, UAV 아래로 랜딩 데크를 이동시키는데, 랜딩 데크의 이동 중 또는 이동 후에 착륙 준비를 알리는 비프음을 발생시킬 수 있고, UAV(100)는 소리 감지 센서(24)를 이용하여 비프음을 감지하여 랜딩 데크(270)가 호버링 중인 UAV의 바로 아래에 있음을 감지할 수 있다. 한편, 도 2a를 참조하면, 소리 감지 센서(24)는 스테이션(300)의 비프음을 정확히 감지하도록 UAV(100)의 하단부에 설치될 수 있다.

GPS 모듈(30)은 인공위성을 이용하여 UAV의 위치를 확인할 수 있는 GPS 정보를 수신할 수 있는 모듈로, UAV의 비행 중 GPS 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, GPS 모듈(30)은 UAV의 비행 중 GPS 정보를 수신하여 현재 위치를 파악하고, 미션 플래너에 설정된 위치에 대응되는 GPS 정보에 따라서 비행하는데 사용될 수 있다. 또한 GPS 모듈(30)은 비행에 관련된 센서 모듈이 될 수 있으므로, 비행 제어 모듈(10)의 비행 관련 센서(14)에 포함될 수 있다.

모터 및 모터 제어부(40)는 비행 제어 모듈(10)의 제어에 따라 UAV의 프로펠러의 방향 및 회전 속도를 제어함으로써 목적지까지의 비행에 필요한 방향과 속도를 설정하고 모터에 필요한 동력을 제어할 수 있다. 예를 들어, 모터 및 모터 제어부(40)는 쿼드 콥터의 프로펠러 회전을 위한 Brushless Motor 4개 및 비행 제어 모듈(10)를 통해 각 모터 제어를 담당 할 모터 제어부 ESC 4개 Set 가 될 수 있다.

텔레메트리 시스템(Telemetry System)(50)은 UAV와 착륙 스테이션간의 텔레메트리 한 쌍을 구성하며, 통신 링크인 MAVLINK 를 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 텔레메트리 시스템(50)은 UAV의 비행 정보(UAV의 GPS, 속도, 고도, 방향, 위치, 자세)를 착륙 스테이션으로 송수신할 수 있고, 사용자는 수신한 UAV의 비행 정보를 통해 UAV를 제어하거나 현재 UAV의 상태를 확인할 수 있다.

또한, 텔레메트리 시스템(50)은 사용자 디바이스에 의해 무선통신으로 UAV가 제어되도록 RF 무선통신과 같은 통신 모듈을 포함할 수 있다. 여기서 사용자 디바이스는 조이스틱, 조그셔틀 기능을 포함하는 장치, 스마트폰, 태블릿 PC 또는 웨어러블 디바이스 등일 수 있다.

배터리(60)는 비행 제어 모듈(10), 착륙 관련 센서 모듈(20), GPS 모듈(30), 모터 및 모터 제어부(40) 및 텔레메트리 시스템(50)에 전력을 공급할 수 있다. 도 2a를 참조하면, 배터리(60)는 UAV의 하단에 장착되어, 착륙 관련 센서 모듈(20)인 초음파 센서(22) 및 소리 감지 센서(24)에 연결되어 전력이 필요한 곳에 전력을 공급할 수 있으며, 재충전이 가능한 리튬 배터리 팩일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션의 구성을 나타낸 도면이다.

즉, 도 3a 내지 도 3c는 스테이션의 구성을 나타낸 사시도, 평면도, 정면도이고, 도 3d는 스테이션의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션(300)은 텔레메트리 시스템(Telemetry System)(210), 적외선 센서(220), 소리 센서(230), GPS 모듈(240), 모터(250), 리니어 슬라이드 레일(260), 랜딩 데크(270), 스테이션 제어부(280) 및 전력 공급 모듈(290)을 포함할 수 있다.

스테이션(300)의 텔레메트리 시스템(Telemetry System)(210)은 UAV(100)의 텔레메트리 시스템(50)과 한 쌍을 구성하며, 통신 링크인 MAVLINK를 통하여 데이터를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 스테이션(300)은 텔레메트리 시스템(210)을 이용하여 UAV의 비행 정보(UAV의 GPS, 속도, 고도, 방향, 위치, 자세)를 수신 받아 저장할 수 있다.

적외선 센서(220)는 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착되어 실시간으로 호버링 중인 UAV(100)의 위치를 감지할 수 있다. 예를 들어, UAV(100)가 목적지 상공에 도달하여 호버링 중임을 스테이션에 알리면, 스테이션(300)은 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시키고, 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착된 적외선 센서(220)는 실시간으로 호버링 중인 UAV(100)의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 센서 값이 감지되는 시간 간격은 0.1초 이내이므로 센싱 딜레이로 인한 회전축 모터 제어의 오차는 거의 발생하지 않는다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 적외선 센서(220)는 UAV(100)의 위치를 감지할 수 있도록, 리니어 슬라이드 레일(260) 중앙에 일정한 간격으로 장착될 수 있다. 예를 들어, 장착된 적외선 센서(220)의 간격을 UAV 하단부의 크기보다 작게 하여, 360도 회전되는 리니어 슬라이드 레일을 통해 상공에 호버링 중인 UAV의 위치를 감지하도록 할 수 있다.

소리 센서(230)는 호버링 중인 UAV(100)가 랜딩 데크(270)에 착륙하도록 착륙 준비의 신호로 사용될 수 있다. 예를 들어, 스테이션 제어부(280)는 호버링 중인 UAV의 위치를 감지하고 랜딩 데크(270)를 UAV 아래로 이동시킬 수 있고, 착륙 준비가 완료되어 랜딩 데크(270)를 UAV 아래로 이동했음을 알리는 신호로 비프음을 발생시킬 수 있다. 즉, UAV는 소리 감지 센서(24)를 이용하여 스테이션의 비프음을 감지하고, 호버링 중인 UAV 바로 아래에 랜딩 데크가 이동하였음을 알 수 있다.

또한, 스테이션(300)과 UAV(100)는 특정 헤르츠 값의 영역에 해당하는 비프음을 통해서만 반응하여 착륙을 수행하도록 할 수 있다. 또한, 스테이션 제어부(280)는 소리 센서(230)를 이용하여 소리 시그널을 여러 번 발생시키거나 특정 패턴신호를 발생시켜서 착륙 과정에서 좀 더 정교하게 기체를 제어하도록 할 수도 있다.

여기에서, 소리 센서(230)는 비프음, 소리 시그널 또는 특정 헤르츠 값 영역의 소리를 발생시킬 수 있는 센서로, 스피커 등의 사운드 재생 장치도 가능하다. 여기에서 소리 센서(230)는 UAV가 스테이션의 착륙 준비를 감지하는 역할을 하므로, 소리 센서 외에 텔레메트리 시스템(50,210) 등 양방향 통신을 이용하거나, 레이저 센서 등 서로 위치를 감지할 수 있는 센서의 사용도 가능하다.

GPS 모듈(240)은 인공위성을 이용하여 스테이션의 위치를 확인할 수 있는 GPS 정보를 수신할 수 있는 모듈로, 스테이션의 GPS 정보를 감지하여 위치를 확인할 수 있다. 또한, GPS 모듈(240)은 스테이션의 GPS 정보를 UAV의 GPS 정보와 비교하여, UAV를 목적지로 유도하는데 사용될 수 있다.

모터(250)는 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전축으로 회전시키는 회전축 모터 및 랜딩 데크(270)를 이동시킬 수 있는 DC 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스테이션은 호버링 중인 UAV의 위치를 탐지하기 위해서 회전축 모터를 이용하여 적외선 센서(220)가 장착된 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시킬 수 있다. 또한, 스테이션은 랜딩 데크에 UAV가 착륙한 후에는 DC 모터를 사용하여 랜딩 데크(270)를 회전축으로 이동시킬 수 있다. 예를 들어 모터(250)에 포함되는 회전축 모터 또는 랜딩 데크를 이동시키는 모터는 아두이노 모터 또는 DC 모터가 될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 스테이션(300)의 중앙부엔 회전축 모터를 통해 회전하는 원형판이 존재하고 원형판엔 리니어 슬라이드 레일(260)이 연결되어 있다.

리니어 슬라이드 레일(260)의 한쪽은 원형판과 연결되어 있어서, 원형판이 회전축을 중심으로 회전하면 같이 회전할 수 있다. 다시 말하면, 스테이션(300)은 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착된 적외선 센서(220)를 이용하여 리니어 슬라이드 레일의 길이를 반지름으로 하는 원형 범위만큼을 적외선 센서(220)로 감지할 수 있다.

또한, 리니어 슬라이드 레일(260)은 UAV의 착륙을 위한 랜딩 데크(270)와 연결되어 있고, 랜딩 데크(270)가 이동하는 통로가 될 수 있다.

또한 랜딩 데크(270)는 UAV의 착륙을 위한 장소로, 적외선 센서(220), 모터(250)등을 사용하여 목적지 상공에서 호버링 중인 UAV 아래로 이동할 수 있다. 또한, 랜딩 데크(270)는 UAV가 착륙한 후에는 원래 회전축으로 이동하여 정확한 목적지로 UAV를 이동시킬 수 있다.

스테이션 제어부(280)는 UAV의 착륙을 위한 스테이션의 모든 모듈을 제어할 수 있다. 예를 들어, 스테이션 제어부(280)는 텔레메트리 시스템(210)을 제어하여 UAV와 통신하여 UAV의 비행 정보를 수신할 수 있고, 적외선 센서(220)를 제어하여 호버링 중인 UAV의 위치를 감지할 수 있다. 또한, 스테이션 제어부(280)는 GPS 모듈(240)을 제어하여 스테이션의 GPS 정보를 확인하고, 획득된 스테이션의 GPS 정보와 UAV의 GPS 정보를 비교하여, UAV를 목적지로 유도할 수 있다. 또한, 스테이션 제어부(280)는 호버링 중인 UAV를 감지하기 위해, 회전축 모터를 제어하여 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시킬 수 있다. 또한, 스테이션 제어부(280)는 UAV의 위치를 감지한 후에는 DC 모터를 이용하여 랜딩 데크(270)를 이동시킬 수 있으며, 랜딩 데크(270)의 이동 후에 소리 센서(230)를 이용하여 비프음을 발생시킬 수 있다. 또한, 스테이션 제어부(280)는 UAV가 랜딩 데크(270)에 착륙한 후에는 랜딩 데크(270)를 회전축으로 이동시켜 정확한 목적지에 도달하도록 할 수 있다.

전원 공급 모듈(290)은 텔레메트리 시스템(210), 적외선 센서(220), 소리 센서(230), GPS 모듈(240), 모터(250) 및 스테이션 제어부(280)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 전원 공급 모듈(290)은 PSU(Power Supply Unit) 및 배터리를 포함하여 안정적으로 전력을 공급할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(UAV) 및 스테이션(300)의 착륙 정확도 향상 알고리즘을 나타낸 순서도 및 알고리즘 코드를 나타낸 도면이다.

도 4a는 UAV의 착륙 정확도 향상 알고리즘 순서도이고, 도 4b는 스테이션의 착륙 정확도 향상 알고리즘 순서도이고, 도 4c는 착륙 정확도 향상 알고리즘 순서도에 따른 알고리즘 코드를 간략히 나타낸 도면이다.

도 4a 및 도 4c를 참조하면, UAV(100)는 GPS 오차범위 내의 목적지 GPS 위치에 도달한 후, 초음파 센서(22)를 이용하여 고도 5m 이내로 하강할 수 있다. UAV가 고도 5m 이하에 도달하면, 스테이션 제어부(280)가 적외선 센서(220)를 사용하여 호버링 중인 UAV를 감지할 수 있다. 즉, 스테이션의 적외선 센서가 UAV를 감지할 수 있도록, UAV는 고도 5m 이하에 도달할 때까지 초음파 센서(22)를 사용하여 고도 하강을 반복할 수 있다. UAV가 고도 5m 이하에 도달한 이후, UAV(100)는 호버링 하면서 UAV의 도착을 스테이션에 알리고, 소리 감지 센서(24)에 비프음이 감지될 때까지 호버링하면서 대기하고, 스테이션의 비프음이 감지되면, 착륙을 실시할 수 있다.

도 4b 및 도 4c를 참조하면, 스테이션(300)은 UAV가 목적지 GPS의 고도 5m 이하에서 호버링 중임을 통신으로 알림 받고, 호버링 중인 UAV의 위치를 감지하기 위해 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시킬 수 있다. 즉, 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착된 적외선 센서(220)는 실시간으로 센서값을 감지하며 NULL 값 체크를 수행할 수 있다. 예를 들어, 리니어 슬라이드 레일이 회전하다가 호버링 중인 UAV 아래로 도달하면, 적외선 센서를 통해 UAV의 하단부가 감지되고 센서값은 NULL 값이 아닌 특정값이 탐지되므로 회전 중인 회전축 모터를 중지시킬 수 있다. 스테이션 제어부(280)는 감지된 적외선 센서 포인트로 랜딩 데크(270)를 이동시키고, 비프음을 발생시켜 UAV에게 스테이션의 착륙 준비를 알릴 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)의 착륙 방법을 나타낸 순서도이다.

단계 S10에서, UAV의 목적지 도달 여부 확인을 위해, UAV의 비행 제어 모듈(10)은 GPS 모듈(30)을 이용하여 UAV의 현재 위치를 파악하고, 현재 위치의 GPS 정보와 목적지의 GPS 정보를 비교하여 일치하는지 확인할 수 있다. 예를 들어, UAV(100)는 GPS 모듈(30)을 이용하여 미션 플래너에 설정된 목적지의 GPS 정보에 따라 자동 비행할 수 있는데, 목적지 도달 여부는 현재 위치의 GPS 정보와 목적지 GPS 정보를 비교하여 판단할 수 있다.

또한, 현재 GPS 정보와 목적지 GPS 정보를 비교하여 일치하지 않더라도, 비행 제어 모듈(10)은 UAV를 목적지의 GPS 값에 인접하는 위치까지 이동시킬 수 있다.

단계 S20에서, 비행 제어 모듈(10)은 현재 위치의 GPS의 정보와 목적지 GPS의 정보가 일치하는 것으로 판단하거나 목적지의 GPS 값에 인접한 위치까지 이동한 것으로 판단한 경우, 고도를 하강시킬 수 있다. 예를 들어, UAV(100)가 목적지 근처 상공 위에 도달한 경우, 비행 제어 모듈(10)은 초음파 센서(22)를 이용하여 UAV의 고도를 감지하고, 감지된 초음파 센서값에 기초하여 UAV의 고도를 점진적으로 하강시킬 수 있다.

단계 S30에서, 스테이션의 적외선 센서(220)가 UAV의 위치를 감지하도록 UAV의 하강한 고도가 기 정의된 고도에 도달했는지 확인할 수 있다. 즉, 기 정의된 고도는 스테이션의 적외선 센서가 UAV의 위치를 쉽고, 정확하게 감지하도록 고도가 5m 이하인 경우를 포함할 수 있다.

단계 S40에서, UAV(100)는 목적지 상공 고도 5m 이하에 도달한 경우에 스테이션(300)이 UAV의 위치를 감지하도록 고정된 위치에서 호버링할 수 있다.

단계 S50에서, UAV(100)의 비행 제어 모듈(10)은 목적지 상공에 도착했음을 텔레메트리 시스템(50, 210)을 이용하여 스테이션(300)에 알릴 수 있다. 예를 들어, UAV(100)가 목적지 상공 고도 5m 이하에서 호버링 중임을 텔레메트리 시스템(50, 210)을 통하여 스테이션(300)에 통지할 수 있다.

단계 S60에서, 스테이션 제어부(280)는 UAV가 호버링 중임을 통지받은 후, 호버링 중인 UAV 위치를 감지하기 위해 회전축 모터를 사용하여 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일(260)을 회전시킬 수 있다.

단계 S70에서, 스테이션 제어부(280)는 리니어 슬라이드 레일(260)에 장착된 적외선 센서(220)를 이용하여 UAV의 호버링 위치를 확인할 수 있다. 예를 들어, 리니어 슬라이드 레일(260)이 회전하면서 리니어 슬라이드 레일에 장착된 적외선 센서(220)가 실시간으로 센서값으로 NULL 값 체크를 할 수 있고, UAV가 호버링 중인 고정된 위치를 확인할 수 있다. UAV의 호버링 위치를 확인하면, 스테이션 제어부(280)는 회전축 모터를 제어하여 확인된 UAV 위치에서 회전을 중지할 수 있다.

단계 S80에서, 스테이션 제어부(280)는 모터(250)를 이용하여 확인된 UAV의 위치로 랜딩 데크(270)를 이동시키고, 착륙 준비의 신호로 소리 센서(230)를 이용하여 비프음을 발생시킬 수 있다.

단계 S90에서, UAV의 비행 제어 모듈(10)은 소리 감지 센서(24)를 이용하여 스테이션의 비프음을 감지하고, 이동된 랜딩 데크를 확인하고, 확인된 랜딩 데크에 착륙을 실시할 수 있다. 즉, UAV(100)는 소리 감지 센서(24)를 사용하여 비프음을 감지함으로써, 스테이션의 착륙 준비 신호를 감지할 수 있고, 랜딩 데크(270)가 호버링 중인 UAV의 위치 바로 아래로 이동했음을 확인할 수 있으므로, 착륙을 실시할 수 있다.

단계 S100에서, UAV가 확인된 랜딩 데크에 착륙한 후, 스테이션 제어부(280)는 모터(250)를 이용하여 랜딩 데크(270)를 회전축으로 이동시켜, 정확한 착륙 목적지로 이동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션과 관련하여서는 전술한 방법에 대한 내용이 적용될 수 있다. 따라서, 무인항공기(UAV) 및 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션과 관련하여, 전술한 방법에 대한 내용과 동일한 내용에 대하여는 설명을 생략하였다.

본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 비행 제어 모듈 12: 비행 컨트롤러
14: 비행 관련 센서 20: 착륙 관련 센서
22: 초음파 센서 24: 소리 감지 센서
30: GPS 모듈 40: 모터 및 모터 제어부
50: 텔레메트리 시스템(Telemetry System)
60: 배터리
100: 무인항공기(UAV)
210: 텔레메트리 시스템(Telemetry System)
220: 적외선 센서 230: 소리 센서
240: GPS 모듈 250: 모터
260: 리니어 슬라이드 레일 270: 랜딩 데크
280: 스테이션 제어부 290: 전원 공급 모듈
292: PSU(Power Supply Unit) 294: 배터리
300: 스테이션

Claims

착륙 정확도를 향상시킨 무인항공기(UAV)의 착륙 방법에 있어서,
상기 UAV의 비행 중 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치의 GPS 정보와 목적지의 GPS 정보를 비교하여 일치하는지 확인하는 단계;
상기 GPS 정보가 일치하는 경우, 상기 UAV의 고도를 하강시키는 단계;
상기 하강된 UAV의 고도가 기 정의된 고도에 도달한 경우, 호버링(hovering)하면서 상기 UAV의 도착을 스테이션에 알리는 단계;
알림을 통지받은 상기 스테이션이 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일을 회전시키는 단계;
상기 리니어 슬라이드 레일에 장착된 적외선 센서를 통하여 UAV의 호버링 위치를 확인하는 단계;
상기 스테이션이 상기 확인된 위치에 대응하여 랜딩 데크를 이동시키는 단계;
상기 UAV가 상기 이동된 랜딩 데크에 착륙하는 단계; 및
상기 UAV가 착륙한 랜딩 데크를 상기 회전축으로 이동시켜 착륙 목적지로 이동하는 단계를 포함하고,
상기 GPS 정보가 일치하지 않는 경우, 상기 UAV를 목적지의 GPS 값에 인접하는 위치까지 이동시키는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV의 착륙 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 UAV의 고도를 하강시키는 단계는 초음파 센서를 이용하여 감지된 센서값에 기초하여 상기 UAV의 고도를 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV의 착륙 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기 정의된 고도는 고도가 5m 이하인 경우를 포함하고,
상기 UAV가 상기 이동된 랜딩 데크에 착륙하는 단계는
상기 스테이션이 소리 센서를 사용하여 비프음을 발생시키는 단계;
상기 UAV가 소리 감지 센서를 사용하여 상기 비프음을 감지하여 이동된 랜딩 데크를 확인하는 단계; 및
상기 확인된 랜딩 데크에 착륙하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV의 착륙 방법.
착륙 정확도를 향상시킨 UAV에 있어서,
상기 UAV의 비행 및 자세를 제어 하기 위한 비행 제어 모듈;
상기 비행 제어 모듈의 제어에 따라 프로펠러의 방향 및 회전 속도를 설정하기 위한 모터 및 모터 제어부;
상기 UAV의 현재 위치와 목적지의 GPS 정보를 획득하고, 상기 획득된 GPS 정보를 상기 비행 제어 모듈에 전달하여 상기 비행 제어 모듈이 상기 GPS 정보를 비교하게 하는 GPS 모듈;
상기 UAV에 대한 조작 신호를 인가하는 사용자 디바이스와 상기 UAV의 비행 정보를 송수신하기 위한 텔레메트리 시스템(telemetry system);
상기 UAV의 고도를 확인하기 위한 센서 모듈;
상기 UAV가 스테이션을 감지하기 위한 센서 모듈; 및
상기 모듈들, 모터와 모터 제어부 및 텔레메트리 시스템에 전력을 공급하기 위한 배터리를 포함하고,
상기 스테이션에는 상기 UAV가 착륙 가능한 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
제 4 항에 있어서,
상기 UAV의 고도를 확인하기 위한 센서 모듈은 초음파 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
제 4 항에 있어서,
상기 UAV가 스테이션을 감지하기 위한 센서 모듈은 스테이션의 소리를 감지하기 위한 소리 감지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
제 6 항에 있어서,
상기 비행 제어 모듈은 상기 UAV의 비행 중 상기 GPS 모듈을 이용하여 현재 위치의 GPS 정보와 목적지의 GPS 정보를 비교하여 일치하는지 확인하고, 상기 GPS 정보가 일치하는 경우, 상기 UAV의 고도를 하강시키고, 상기 하강된 UAV의 고도가 기 정의된 고도에 도달한 경우, 호버링(hovering)하면서 상기 UAV의 도착을 스테이션에 알리고, 알림을 통지받은 상기 스테이션이 회전축을 중심으로 리니어 슬라이드 레일을 회전시키고, 상기 리니어 슬라이드 레일에 장착된 적외선 센서를 통하여 UAV의 호버링 위치를 확인하고, 상기 스테이션이 상기 확인된 위치에 대응하여 랜딩 데크를 이동시키면, 상기 UAV를 상기 이동된 랜딩 데크에 착륙시키는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
제 7 항에 있어서,
상기 UAV의 고도의 하강은 초음파 센서를 이용하여 감지된 센서값에 기초하여 상기 UAV의 고도를 하강시키는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
제 7 항에 있어서,
상기 기 정의된 고도는 고도가 5m 이하인 경우를 포함하고,
상기 UAV를 상기 이동된 랜딩 데크에 착륙시키는 것은 상기 스테이션이 소리 센서를 사용하여 비프음을 발생시키면, 비행 제어 모듈은 소리 감지 센서를 사용하여 상기 비프음을 감지하여 이동된 랜딩 데크를 확인하고, 상기 확인된 랜딩 데크에 착륙시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 착륙 정확도를 향상시킨 UAV.
회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션에 있어서,
UAV와 비행 정보를 송수신하기 위한 텔레메트리 시스템(telemetry system);
상기 스테이션의 GPS 정보를 획득하기 위한 GPS 모듈;
상기 스테이션에 상기 UAV를 착륙시키기 위한 랜딩 데크;
상기 랜딩 데크가 이동할 수 있는 통로인 리니어 슬라이드 레일;
상기 랜딩 데크를 상기 리니어 슬라이드 레일 위에서 이동시키고, 상기 리니어 슬라이드 레일을 회전축을 중심으로 회전시키기 위한 모터;
상기 스테이션에서 상기 UAV의 호버링 위치를 확인하고 상기 랜딩 데크에 착륙을 유도하기 위한 센서 모듈;
상기 텔레메트리 시스템을 통하여 상기 UAV와 송수신한 비행 정보를 분석하고, 상기 UAV를 상기 랜딩 데크로의 착륙을 유도하기 위한 상기 센서 모듈 및 상기 랜딩 데크를 상기 UAV의 착륙 장소로 이동시키기 위한 모터를 제어하기 위한 스테이션 제어부; 및
상기 모듈들, 텔레메트리 시스템, 모터 및 스테이션 제어부에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 모듈을 포함하고,
상기 스테이션 제어부에서는 상기 GPS 모듈을 통하여 획득된 상기 스테이션의 GPS 정보와 상기 텔레메트리 시스템을 통하여 수신된 상기 UAV의 GPS 정보를 비교하는 것을 특징으로 하는 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션.
제 10 항에 있어서,
상기 스테이션에서 상기 UAV의 호버링 위치를 확인하고 상기 랜딩 데크에 착륙을 유도하기 위한 센서 모듈은 적외선 센서 및 소리 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션.
제 11 항에 있어서,
상기 소리 센서는 특정 헤르츠 값의 영역에 해당하는 비프음 발생, 소리 시그널을 여러 번 발생 또는 특정 패턴 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 회전형 리니어 슬라이드 레일을 구비한 스테이션.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항의 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.