KR101808273B1 - IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치 - Google Patents

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전지혜
장지웅
양지희
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Abstract

본 발명은 기존의 드론 회전날개가 3개~4개로만 이루어져 있어, 진폭 제어가 안되어 자율비행과 자세제어가 가능하지 못하는 문제점과, 바람이나 외압에 의해 몸체 전체가 흔들거려서 제어가 안되는 문제점과, 고속 회전으로 구동모터가 과부하되어 화재발생의 위험을 가지고 있으며, 이륙 및 착륙이 정위치에 지정된 곳이 아닌, 임의의 변동된 위치에 이륙 및 착륙을 하기 때문에, 드론 분실 문제와, 무인형드론 시스템 운영이 어려운 문제점을 개선하고자, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100), 가시광통신형 스마트 베이스(200), 스마트 드론(300)이 구성됨으로서, 수직 이착륙이 가능하고, 주,야간 비행할 수 있고, 드론 소음이 작으며, 고도 1km 이상에서 비행할 수 있고, 자동 항법 및 자동 자세제어를 할 수 있으며, 메인 제어보드와 통신을 하면서 원격제어신호를 송수신할 수 있고, 정지 비행(Hovering)상태에서 영상 촬영 등 데이터 송,수신할 수 있으며, 전력 소모 최소화 알고리즘 적용시켜 최소의 전력을 사용하여 1시간 이상 비행할 수 있고, 자동피치(Auto pitch) 제어로 환경 상황에 맞게 드론 자세 제어할 수 있으며, 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킬 수 있어, 원격지의 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 보내는 멀티데이터신호와, 이에 따른 응답데이터신호를 가시광통신을 통해 실시간으로 전송시킬 수 있고, 이로 인해, 특정객체의 위치추적 및 영상데이터 전송을 통해 범죄추적 및 교통상황실시간 안내방송에 응용시킬 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

Description

IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치{THE APPARATUS OF SMART DRONE WITH INTERNET OF THINGS AND VISIBLE LIGHT COMMUNICATION MODULE}
본 발명에서는 가시광통신형 스마트 베이스과 원거리 유무선통신망으로 연결되고, 가시광통신형 스마트 베이스와 스마트 드론이 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 비행제어신호를 수신받아 플라이, 정지비행을 수행하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 특정객체 추적신호를 수신받아 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시킬 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치에 관한 것이다.
최근 드론(무인드론)이 상용화되면서 카메라 촬영 등 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있다.
드론은 소형 무인드론로서 운용자의 조작 신호를 무선으로 받아 수동으로 운용되는 것이 일반적이다.
이러한 드론의 운용 방식은 반드시 운용자가 함께 있어야 한다는 점에서 비효율적이고, 또한 운용자의 실수로 사고가 발생할 수 있다는 점에서 위험성을 함께 내포하고 있다.
하지만, 기존의 드론 회전날개가 3개~4개로만 이루어져 있어, 진폭 제어가 안되어 자율비행과 자세제어가 가능하지 못하는 문제점과, 바람이나 외압에 의해 몸체 전체가 흔들거려서 제어가 안되는 문제점과, 고속 회전으로 구동모터가 과부하되어 화재발생의 위험을 가지고 있으며, 이륙 및 착륙이 정위치에 지정된 곳이 아닌, 임의의 변동된 위치에 이륙 및 착륙을 하기 때문에, 드론 분실 문제와, 무인형드론 시스템 운영이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 고속회전으로 인한 배터리 소모가 많이 발생되어, 배터리충전을 자주시켜야 하는 문제점과 전원관리을 효율적으로 운영하지 못하는 문제점을 가지고 있었다.
국내등록특허공보 제10-1527210호
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킬 수 있어, 원격지의 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 보내는 멀티데이터신호와, 이에 따른 응답데이터신호를 가시광통신을 통해 실시간으로 전송시킬 수 있고, 스마트 드론이 가시광통신형 스마트 베이스에 정확하게 이륙 및 착륙할 수 있으며, 기존에 비해 정지 비행(Hovering)상태에서 영상 촬영 등 데이터 송,수신할 수 있으며, 전력 소모 최소화 알고리즘 적용시켜 최소의 전력을 사용하여 1시간 이상 비행할 수 있는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치는
가시광통신형 스마트 베이스과 원거리 유무선통신망으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스의 전반적인 동작을 제어시키고, 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받는 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100)와,
건물옥상 및 바닥면 일측에 위치되어, 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키며, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전달시키는 가시광통신형 스마트 베이스(200)와,
가시광통신형 스마트 베이스와 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 비행제어신호를 수신받아 플라이, 정지비행을 수행하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 특정객체 추적신호를 수신받아 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키는 스마트 드론(300)으로 구성로 구성됨으로서 달성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는
첫째, 수직 이착륙이 가능하고, 주,야간 비행할 수 있고, 드론 소음이 작으며, 고도 1km 이상에서 비행할 수 있고, 자동 항법 및 자동 자세제어를 할 수 있다.
둘째, 메인 제어보드와 통신을 하면서 원격제어신호를 송수신할 수 있고, 정지 비행(Hovering)상태에서 영상 촬영 등 데이터 송,수신할 수 있다.
셋째, 전력 소모 최소화 알고리즘 적용시켜 최소의 전력을 사용하여 1시간 이상 비행할 수 있고, 자동피치(Auto pitch) 제어로 환경 상황에 맞게 드론 자세 제어할 수 있다.
넷째, 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킬 수 있어, 원격지의 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 보내는 멀티데이터신호와, 이에 따른 응답데이터신호를 가시광통신을 통해 실시간으로 전송시킬 수 있고, 이로 인해, 특정객체의 위치추적 및 영상데이터 전송을 통해 범죄추적 및 교통상황실시간 안내방송에 응용시킬 수 있어, 사용범위가 넓어 국내 드론시장을 활성화시킬 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 가시광통신형 스마트 베이스의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 5는 본 발명에 따른 베이스용 가시광송신모듈과 드론용 가시광수신모듈의 구성요소를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 스마트 드론의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 7은 본 발명에 따른 스마트 드론의 구성요소를 도시한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 저면영상촬영부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 9는 본 발명에 따른 드론메인제어모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 10은 본 발명에 따른 드론용 가시광수신모듈의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 11은 본 발명에 따른 가시광통신형 스마트 베이스에서 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 이륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 이륙비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키는 것을 도시한 일실시예도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치(1)의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이고, 도 2는 본 발명에 따른 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치(1)의 구성요소를 도시한 사시도에 관한 것으로, 이는 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100), 가시광통신형 스마트 베이스(200), 스마트 드론(300)로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100)에 관해 설명한다.
상기 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100)는 가시광통신형 스마트 베이스과 원거리 유무선통신망으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스의 전반적인 동작을 제어시키고, 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받는 역할을 한다.
이는 도 3에 도시한 바와 같이, 보드몸체(110), 무선통신모듈(120), 메모리부(130), 영상데이터 변환부(140), 비행체제어부(150)로 구성된다.
상기 보드몸체(110)는 사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하는 역할을 한다.
이는 내부에 WiFi 통신모듈, 메모리부, 영상데이터 변환부, 드론비행제어부, 무선전기송신부가 내장되어 구성된다.
상기 무선통신모듈(120)은 가시광통신형 스마트 베이스와 WiFi무선망을 통해 서로 연결되어, 양방향 데이터 통신이 되도록 통신연결시킨다.
상기 메모리부(130)는 무선통신모듈을 통해 수신받은 스마트 드론의 영상데이터를 저장시키는 역할을 한다.
상기 영상데이터 변환부(140)는 메모리부에 저장된 영상데이터를 추출해서 비트맵(Bitmap)으로 변환시키는 역할을 한다.
이는 영상데이터를 이진화 처리한 후, 비트맵(Bitmap)으로 변환시킨다.
상기 드론비행제어부(150)는 스마트 드론의 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행에 관한 비행제어명령신호와, 특정 객체 추적신호를 송신시켜 스마트 드론의 위치제어 및 진폭크기를 무선으로 제어시키는 역할을 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 가시광통신형 스마트 베이스(200)에 관해 설명한다.
상기 가시광통신형 스마트 베이스(200)는 건물옥상 및 바닥면 일측에 위치되어, 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키며, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 4에 도시한 바와 같이, 베이스 몸체(210), 가시광네트워크 형성부(220), 유무선통신망 형성부(230), 베이스용 가시광송신모듈(240), 드론용 가시광수신모듈(250), 베이스용 가시광제어모듈(260)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 베이스 몸체(210)에 관해 설명한다.
상기 베이스 몸체(210)는 사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 내부공간 일측에 가시광네트워크망 형성부, 유무선통신망 형성부, 베이스용 가시광 제어모듈이 형성되고, 상단 표면 일측에 베이스용 가시광송신모듈, 드론용 가시광수신모듈이 포함되어 형성된다.
둘째, 본 발명에 따른 가시광네트워크 형성부(220)에 관해 설명한다.
상기 가시광네트워크 형성부(220)는 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스를 가시광통신을 통해 하나의 가시광네트워크망을 형성시키는 역할을 한다.
이는 가시광통신형 스마트 베이스 자체에 설정된 고유의 식별ID와, LBS 위치기반서비스를 기반으로 하나의 가시광네트워크망을 형성시킨다.
셋째, 본 발명에 따른 유무선통신망 형성부(230)에 관해 설명한다.
상기 유무선통신망 형성부(230)는 가시광통신형 스마트 베이스과 식별ID를 기반으로 원거리 유무선통신망으로 연결시키는 역할을 한다.
이는 RS485통신인터페이스부, WiFi무선통신모듈로 구성된다.
넷째, 본 발명에 따른 베이스용 가시광송신모듈(240)에 관해 설명한다.
상기 베이스용 가시광송신모듈(240)은 베이스몸체의 상단표면 일측에 위치되어, 베이스용 가시광제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 가시광통신을 통해 스마트드론쪽으로 멀티데이터신호를 송신시키는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 베이스용 LED 투광기(241), 투광기 회전부재(242)로 구성된다.
상기 베이스용 LED 투광기(241)는 가시광제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어 RGB LED 불빛으로 집광된 가시광통신을 통해 스마트드론쪽으로 멀티데이터신호를 송신시키는 역할을 한다.
상기 투광기 회전부재(242)는 베이스용 LED 투광기(241) 하단에 위치되어, 베이스용 LED 투광기(241)를 베이스몸체 상단표면을 기준으로 360도로 회전시켜 360도 가시광통신을 형성시키는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 드론용 가시광수신모듈(250)에 관해 설명한다.
상기 드론용 가시광수신모듈(250)은 베이스용 가시광송신모듈 일측에 위치되고, 베이스용 가시광제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 스마트 드론으로부터 전송된 빛을 전달받아 이미지센서카메라로 반사시켜 응답데이터신호를 수신받는 역할을 한다.
이는 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 반사판(251), 제1 CMOS 이미지센서부(252)로 구성된다.
상기 제1 반사판(251)은 베이스몸체의 상단 표면 일측에서, 스마트 드론으로부터 전송된 빛을 전달받아 상단 일측에 형성된 제1 CMOS 이미지센서부로 굴절시켜 반사시키는 역할을 한다.
상기 제1 CMOS 이미지센서부(252)는 제1 반사판 하단 일측에 사선방향으로 기울어져 형성되어, 제1 반사판으로부터 반사된 빛을 촬영해서 스마트 드론으로부터 전송된 응답데이터신호를 수신받아 베이스용 가시광제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.
여섯째, 본 발명에 따른 베이스용 가시광제어모듈(260)에 관해 설명한다.
상기 베이스용 가시광제어모듈(260)은 베이스용 가시광송신모듈, 드론용 가시광수신모듈과 연결되고, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키며, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전달시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 스마트 드론과 가시광통신망을 형성시킨 후, 착륙유도신호, 포인트신호, 위치신호, 특정객체 추적신호를 스마트 드론에 송신시키도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 스마트 드론(300)에 관해 설명한다.
상기 스마트 드론(300)은 가시광통신형 스마트 베이스와 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 비행제어신호를 수신받아 플라이, 정지비행을 수행하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 특정객체 추적신호를 수신받아 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키는 역할을 한다.
이는 도 6에 도시한 바와 같이, 드론몸체(310), 저면영상촬영부(320), 레그(Leg)부(330), 드론메인제어모듈(340), 펜타곤회전날개부(350), 태양전지판넬(360), 드론용 가시광송신모듈(370), 드론용 가시광수신모듈(380)로 구성된다.
첫째, 본 발명에 따른 드론몸체(310)에 관해 설명한다.
상기 드론몸체(310)는 도 7에 도시한 바와 같이, 펜타곤형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하는 역할을 한다.
이는 펜타곤형상이외에도, 육각형, 팔각형으로 형성된다.
둘째, 본 발명에 따른 저면영상촬영부(320)에 관해 설명한다.
상기 저면영상촬영부(320)는 드론몸체의 하단 저면에 위치되어, 드론몸체와 사물간의 거리 및 높이를 측정하고, 줌확대 또는 줌축소되면서 특정대상물을 영상촬영시키는 역할을 한다.
이는 도 8에 도시한 바와 같이, 듀얼카메라부(321), 조도센서부(322), 적외선카메라부(323), 카메라 제어부(324), 카메라 무브먼트 액츄에이터(Camera Movement)(325), 카메라 줌액츄에이터(326)로 구성된다.
상기 듀얼카메라부(321)는 선단 좌측과 우측 일측에 위치된 두 대의 카메라를 통해 특정 대상물을 촬영시키는 역할을 한다.
상기 조도센서부(322)는 드론 주위의 밝기를 체크해서 낮인지 밤인지 센싱시키는 역할을 한다.
상기 적외선카메라부(323)는 야간에 구동되어 어두운 환경하에서 사물식별 및 사물감지시키는 역할을 한다.
상기 카메라 제어부(324)는 듀얼카메라부를 상하좌우 270도까지 회전이 되도록 제어하고, 카메라 줌액츄에이터를 구동시켜 줌확대 또는 줌축소시키도록 제어하는 역할을 한다.
상기 카메라 무브먼트 액츄에이터(Camera Movement)(325)는 카메라제어부의 제어하에 구동되어 듀얼카메라부를 상하좌우 270도까지 회전시키는 역할을 한다.
상기 카메라 줌액츄에이터(326)는 카메라제어부의 제어하에 구동되어 듀얼카메라부를 줌확대 또는 줌축소시키는 역할을 한다.
셋째, 본 발명에 따른 레그(Leg)부(330)에 관해 설명한다.
상기 레그(Leg)부(330)는 드론몸체의 하단 바닥면에 위치되어, 드론의 착륙시 바닥과 접촉되고, 공기보다 가벼운 헬륨 가스의 주입으로 높은 고도에서 레그(Leg) 상태를 가볍게 형성시키는 역할을 한다.
넷째, 본 발명에 따른 드론메인제어모듈(340)에 관해 설명한다.
상기 드론메인제어모듈(340)은 드론몸체의 중심 내부에 위치되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 각 센서의 상태 및 주변 환경 데이터, 현재 드론 자세의 값을 연산 조합 처리하여 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행에 관한 드론자세제어와 비행항법, 무선통신을 자율적으로 제어시키고, 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙시키며, 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키도록 제어하는 역할을 한다.
이는 도 9에 도시한 바와 같이, 메인몸체(341), GPS모듈(342), 멀티센서모듈(343), 회전모터모듈(344), 메인드론제어부(345)로 구성된다.
상기 메인몸체(341)는 사각박스 형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하는 역할을 한다.
상기 GPS모듈(342)은 메인몸체의 전단 일측에 위치되어, 드론몸체의 이륙 전후 및 착륙 후까지 수신되는 좌표 정보를 실시간으로 데이터 처리시켜 현재 드론몸체의 위치 좌표를 생성시키는 역할을 한다.
상기 멀티센서모듈(343)은 메인몸체의 상단 일측에 위치되어, 드론비행에 필요한 자세 정보를 센서를 통해 센싱시키는 역할을 한다.
상기 회전모터모듈(344)은 메인몸체의 내부에 위치되어, 펜타곤회전날개를 동일한 회전속도와 동일한 토오크(Torque)로 고속회전시키는 역할을 한다.
상기 메인드론제어부(345)는 드론몸체의 전반적인 동작을 제어하고, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 드론드론의 비행제어명령신호를 수신받아, 회전모터모듈의 회전축 이동, 위치제어, 속도조절해서 드론몸체를 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행시키도록 제어하며, 촬영한 영상데이터와 비행응답신호를 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로 송신시키고, 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키도록 제어하는 역할을 한다.
다섯째, 본 발명에 따른 펜타곤회전날개부(350)에 관해 설명한다.
상기 펜타곤회전날개부(350)는 드론몸체의 상단에 위치되어, 드론메인모듈의 제어하에 5쌍의 날개가 고속회전되어 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행시키는 역할을 한다.
이는 5쌍의 날개 이외에도, 6쌍, 8쌍의 날개로 구성된다.
여섯째, 본 발명에 따른 태양전지판넬(360)에 관해 설명한다.
상기 태양전지판넬(360)은 드론몸체 상단면 일측에 형성된 태양전지셀을 통해 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 충전배터리모듈에 충전시키는 역할을 한다.
일곱째, 본 발명에 따른 드론용 가시광송신모듈(370)에 관해 설명한다.
상기 드론용 가시광송신모듈(370)은 드론메인제어모듈(340)의 제어신호에 따라 구동되어, 가시광통신을 통해 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 특정객체를 촬영한 영상데이터를 송신시키는 역할을 한다.
이는 드론용 LED 투광기(371)가 포함되어 구성된다.
상기 드론용 LED 투광기(371)는 드론메인제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어 RGB LED 불빛으로 집광된 가시광통신을 통해 스마트베이스쪽으로 특정객체를 촬영한 영상데이터를 송신시키는 역할을 한다.
여덟째, 본 발명에 따른 드론용 가시광수신모듈(380)에 관해 설명한다.
상기 드론용 가시광수신모듈(380)은 드론용 가시광송신모듈 일측에 위치되고, 드론메인제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 스마트베이스로부터 전송된 빛을 전달받아 이미지센서카메라로 반사시켜, 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아 드론메인제어모듈쪽으로 전달시키는 역할을 한다.
이는 도 10에 도시한 바와 같이, 제2 반사판(381), 제2 CMOS 이미지센서부(382)로 구성된다.
상기 제2 반사판(381)은 드론몸체의 저면부 일측에서, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 전송된 빛을 전달받아 제2 CMOS 이미지센서부로 굴절시켜 반사시키는 역할을 한다.
상기 제2 CMOS 이미지센서부(382)는 제2 반사판 상단 일측에 사선방향으로 기울어져 형성되어, 제2 반사판으로부터 반사된 빛을 촬영해서 스마트베이스로부터 전송된 응답데이터신호를 수신받아 드론메인제어모듈로 전달시키는 역할을 한다.
이하, 본 발명에 따른 스마트 드론장치의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
먼저, 도 11에 도시한 바와 같이, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 스마트 드론이 이륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 이륙비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 송신시킨다.
다음으로, 도 11에 도시한 바와 같이, 가시광통신형 스마트 베이스에서 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 이륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 이륙비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시킨다.
다음으로, 가시광통신형 스마트 베이스와 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 이륙하는 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 이륙하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 비행제어신호를 수신받아 플라이, 정지비행을 수행하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 특정객체 추적신호를 수신받아 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시킨다.
즉, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 이륙한 후, 플라이, 정지비행시킨다.
이어서, 스마트 드론의 레그(Leg)부가 공기보다 가벼운 헬륨 가스의 주입으로 높은 고도에서 레그(Leg) 상태를 가볍게 형성시킨다.
이어서, 스마트 드론의 저면영상촬영부에서 드론몸체와 사물간의 거리 및 높이를 측정하고, 줌확대 또는 줌축소되면서 특정대상물을 영상촬영시킨다.
이어서, 태양전지판넬에서 태양전지셀을 통해 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 충전배터리모듈에 충전시킨다.
다음으로, 가시광통신형 스마트 베이스에서 스마트 드론으로부터 응답데이터신호로서, 특정객체를 추적한 영상데이터를 가시광통신망을 통해 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전송시킨다.
다음으로, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 가시광통신형 스마트 베이스로부터 전송된 영상데이터를 수신받아, 화면상에 디스플레이시킨다.
다음으로, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈에서 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 스마트 드론이 착륙하는 포인트신호와 위치신호, 착륙비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 송신시킨다.
다음으로, 가시광통신형 스마트 베이스에서 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 착륙하는 포인트신호와 위치신호, 착륙비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시킨다.
끝으로, 가시광통신형 스마트 베이스와 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 착륙하는 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 정위치되어 착륙된다.
1 : IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치
100 : IoT형 드론제어 어플리케이션모듈
200 : 가시광통신형 스마트 베이스 300 : 스마트 드론

Claims (5)

  1. 가시광통신형 스마트 베이스와 원거리 유무선통신망으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스의 전반적인 동작을 제어시키고, 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 송신시키고, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받는 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈(100)와,
    건물옥상 및 바닥면 일측에 위치되어, 이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스와 가시광네트워크망을 형성시킨 후, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈로부터 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키며, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전달시키는 가시광통신형 스마트 베이스(200)와,
    가시광통신형 스마트 베이스와 LED 가시광통신으로 연결되어, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 포인트신호와 위치신호를 수신받아 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 비행제어신호를 수신받아 플라이, 정지비행을 수행하고, 가시광통신형 스마트 베이스로부터 특정객체 추적신호를 수신받아 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키는 스마트 드론(300)으로 구성되는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치에 있어서,
    상기 가시광통신형 스마트 베이스(200)는
    사각박스형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하고 지지하는 베이스 몸체(210)와,
    이웃하는 또 다른 가시광통신형 스마트 베이스를 가시광통신을 통해 하나의 가시광네트워크망을 형성시키는 가시광네트워크 형성부(220)와,
    가시광통신형 스마트 베이스과 식별ID를 기반으로 원거리 유무선통신망으로 연결시키는 유무선통신망 형성부(230)와,
    베이스몸체의 상단표면 일측에 위치되어, 베이스용 가시광제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 가시광통신을 통해 스마트드론쪽으로 멀티데이터신호를 송신시키는 베이스용 가시광송신모듈(240)과,
    베이스용 가시광송신모듈 일측에 위치되고, 베이스용 가시광제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 스마트 드론으로부터 전송된 빛을 전달받아 이미지센서카메라로 반사시켜 응답데이터신호를 수신받는 드론용 가시광수신모듈(250)과,
    베이스용 가시광송신모듈, 드론용 가시광수신모듈과 연결되고, IoT형 드론제어 어플리케이션모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아, LED가시광통신망을 통해 스마트 드론쪽으로 전달시키며, 이에 따른 응답데이터신호를 수신받아 IoT형 드론제어 어플리케이션모듈쪽으로 전달시키도록 제어하는 베이스용 가시광제어모듈(260)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 드론용 가시광수신모듈(250)은
    베이스몸체의 상단 표면 일측에서, 스마트 드론으로부터 전송된 빛을 전달받아 상단 일측에 형성된 제1 CMOS 이미지센서부로 굴절시켜 반사시키는 제1 반사판(251)과,
    제1 반사판 하단 일측에 사선방향으로 기울어져 형성되어, 반사판으로부터 반사된 빛을 촬영해서 스마트 드론으로부터 전송된 응답데이터신호를 수신받아 베이스용 가시광제어모듈로 전달시키는 제1 CMOS 이미지센서부(252)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스마트 드론(300)은
    펜타곤형상으로 이루어져, 각 기기를 외압으로부터 보호하는 드론몸체(310)와,
    드론몸체의 헤드에 위치되어, 드론몸체와 사물간의 거리 및 높이를 측정하고, 줌확대 또는 줌축소되면서 특정대상물을 영상촬영시키는 저면영상촬영부(320)와,
    드론몸체의 하단 바닥면에 위치되어, 드론의 착륙시 바닥과 접촉되고, 공기보다 가벼운 헬륨 가스의 주입으로 높은 고도에서 레그(Leg) 상태를 가볍게 형성시키는 레그(Leg)부(330)와,
    드론몸체의 중심 내부에 위치되어, 각 기기의 전반적인 동작을 제어하면서, 각 센서의 상태 및 주변 환경 데이터, 현재 드론 자세의 값을 연산 조합 처리하여 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행에 관한 드론자세제어와 비행항법, 무선통신을 자율적으로 제어시키고, 가시광통신형 스마트 베이스를 기준으로 착륙, 이륙시키며, 특정객체를 추적하면서 영상촬영한 후, 촬영한 영상데이터를 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 송신시키도록 제어하는 드론메인제어모듈(340)과,
    드론몸체의 상단에 위치되어, 드론메인모듈의 제어하에 5쌍의 날개가 고속회전되어 착륙, 이륙, 플라이, 정지비행시키는 펜타곤회전날개부(350)와,
    드론몸체 상단면 일측에 형성된 태양전지셀을 통해 태양광을 모으고 발전(發電)을 하여 생성된 전기를 충전배터리모듈에 충전시키는 태양전지판넬(360)과,
    드론메인제어모듈(340)의 제어신호에 따라 구동되어, 가시광통신을 통해 가시광통신형 스마트 베이스쪽으로 특정객체를 촬영한 영상데이터를 송신시키는 드론용 가시광송신모듈(370)과,
    드론용 가시광송신모듈 일측에 위치되고, 드론메인제어모듈의 제어신호에 따라 구동되어, 360도 회전하면서 스마트베이스로부터 전송된 빛을 전달받아 이미지센서카메라로 반사시켜, 스마트 드론이 이착륙하는 포인트신호와 위치신호, 특정객체 추적신호, 비행제어신호에 관한 멀티데이터신호를 수신받아 드론메인제어모듈쪽으로 전달시키는 드론용 가시광수신모듈(380)로 구성되는 것을 특징으로 하는 IoT·가시광통신이 결합된 스마트 드론 장치.
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