KR101884402B1 - Unmaned aerial vehicle accuracy landing system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인항공기에 장착된 자세 감지기를 통해 이동중인 차량의 일 지점 및 비행중인 무인항공기의 일 지점에 양 말단이 각각 연결된 케이블의 기울기 값을 도출하고, 이동중인 차량의 위치정보를 기준으로 하여 비행중인 무인항공기의 상대위치정보를 도출함으로써 비행중인 무인항공기의 위치를 이동중인 차량의 위치와 수직이 되도록 조정할 수 있고, 케이블에 장력을 가하여 비행중인 무인항공기를 당김으로써 이동중인 차량에 정밀 착륙이 가능하도록 하는 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템은 비행하며 임무를 수행하는 무인항공기와 케이블을 통해 무인항공기에 전력을 공급하고 일 지점에 착륙지점이 형성되는 차량으로 구성되는 유선연결 무인항공기 시스템에 있어서, 차량의 일측에 구비되고 제1 위치 데이터가 측정되는 제1 위성항법장치와 무인항공기의 일측에 구비되고 제2 위치 데이터가 측정되는 제2 위성항법장치와 무인항공기의 하단에 장착되고 케이블의 기울기 값을 측정하는 자세 감지기와 차량에 탑재되고 무인항공기를 제어하는 지상통제장비를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention is based on the finding that a slope value of a cable connected to a point of a moving vehicle and a point of a unmanned aerial vehicle in flight through both ends are derived through an attitude sensor mounted on a UAV, By deriving the relative position information of the unmanned airplane in flight, it is possible to adjust the position of the unmanned airplane in flight to be perpendicular to the position of the moving vehicle, and by applying a tension to the cable to pull the unmanned airplane in flight, Lt; / RTI >
The present invention provides a wired unmanned aerial vehicle system comprising a wingless unmanned aerial vehicle for carrying out mission and a vehicle for supplying power to a unmanned airplane through a cable and a landing point formed at one point, And a second satellite navigation device provided at one side of the unmanned airplane and measuring second position data and a second satellite navigation device provided at a lower end of the unmanned airplane and having a tilt value of the cable And a ground control device mounted on the vehicle and controlling the unmanned aerial vehicle.

Description

무인항공기 정밀착륙 시스템{Unmaned aerial vehicle accuracy landing system}Unmanned aerial vehicle accuracy landing system

본 발명은 비행 및 전자장비의 운용에 필요한 전력을 지상에서 공급받아 공중에 장기간 체류하며 임무를 수행 가능한 무인 항공기를 이동중인 차량에 정밀하게 착륙시키는 시스템에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 무인항공기에 장착된 감지기를 통해 이동중인 차량의 일 지점 및 비행중인 무인항공기의 일 지점에 양 말단이 각각 연결된 케이블의 기울기 값을 도출하고, 이동중인 차량의 위치정보를 기준으로 하여 비행중인 무인항공기의 상대위치정보를 도출함으로써 비행중인 무인항공기의 위치를 이동중인 차량의 위치와 수직이 되도록 조정할 수 있고, 케이블에 장력을 가하여 비행중인 무인항공기를 당김으로써 이동중인 차량에 정밀 착륙이 가능하도록 하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for precisely landing an unmanned airplane capable of carrying out missions while staying in the air for a long period of time by supplying power required for flight and operation of electronic equipment to a moving vehicle and, more particularly, The inclination value of a cable to which both ends are respectively connected to one point of the moving vehicle and one point of the unmanned airplane in flight is derived through the mounted sensor and the relative position of the unmanned airplane The present invention relates to a system for precisely landing on a moving vehicle by pulling the unmanned airplane in flight by adjusting the position of the unmanned airplane in flight to be perpendicular to the position of the moving vehicle, .

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0119633호의 "유선연결 무인항공기 시스템"에는 비행 및 전자장비의 운용에 필요한 전력을 지상에서 공급받아 공중에 장기간 체류하며 임무를 수행 가능한 무인항공기 시스템에 관한 발명이 제안되어 공개되었다.Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2013-0119633 entitled "Wired Unmanned Aerial Vehicle System" proposes an invention relating to a unmanned aerial vehicle system in which power required for operation of flight and electronic equipment is supplied from the ground, .

그러나 상기 발명에는 정상 작동중인 무인항공기의 착륙방법에 관해서는 아무런 기재가 되어있지 않고, 비상착륙 시에 착륙지점에 설치된 표식을 센서로 인지하여 정확한 착륙지점으로 착륙을 실행하는 방법에 대해서만 기재되어 있을 뿐이다.However, in the above invention, there is no description about the landing method of the UAV that is in normal operation, and only the method of recognizing the landmark installed at the landing point at the time of emergency landing and performing landing at the correct landing point is described Only.

종래의 유인 또는 무인항공기의 정밀착륙유도를 위한 유도 시스템에 관한 발명으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0019771호의 "무인 항공기의 착륙 방법 및 시스템" 및 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0034031호의 "헬리콥터 착륙 유도 시스템"이 제안되어 공개된 바 있다.An invention relating to an induction system for precise landing guidance of a conventional manned or unmanned aerial vehicle is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0019771 entitled " Method and System for Landing Unmanned Aircraft ", and Korean Patent Publication No. 10-2015-0034031 A helicopter landing guidance system has been proposed and disclosed.

상기 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0019771호의 "무인 항공기의 착륙 방법 및 시스템"에는 착륙지점 주변에 설치된 복수 개의 비전센서로 항공기에 설치된 표적을 인식한 후, 착륙지점의 절대위치 값 및 항공기의 상대위치 값을 이용하여 정확한 지점에 항공기를 착륙시키는 방법 및 시스템에 관한 발명이 제안되었고, 상기 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0034031호의 "헬리콥터 착륙 유도 시스템"에는 헬리데크에 분포된 다수의 타이다운에 헬리콥터로부터 투하되는 그물망이 결속되도록 한 후, 그물망을 인양하여 헬리콥터의 착륙 자세를 제어하는 시스템에 관한 발명이 제안되었다.In Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0019771, the "method and system for landing the unmanned airplane", a plurality of vision sensors installed around the landing point recognize the target installed on the aircraft, A method and system for landing an aircraft at a precise point using relative position values has been proposed, and Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0034031 entitled "Helicopter Landing Guidance System" A system for controlling a landing posture of a helicopter by lifting a net is proposed.

그러나 상기와 같은 발명들은 고정된 상태의 착륙지점에 항공기를 정확하게 유도하여 착륙시키거나 착륙지점에 이미 접근한 항공기의 착륙자세를 제어하는 시스템에 관한 발명으로써, 위치가 지속적으로 변경되어 바람의 영향 등으로 불안정한 상태인 착륙지점으로 비행중인 항공기를 유도하여 정밀하게 착륙을 수행하여야 하는 상황에서는 적용시키기 어려운 단점이 있다.However, the above-mentioned inventions relate to a system for accurately guiding and landing an aircraft at a fixed landing point or controlling a landing attitude of an airplane that has already approached a landing point. As a result, It is difficult to apply the system in a situation where an aircraft in flight to an unstable landing point must be guided to perform a precise landing.

따라서, 이동중인 차량에 구비되는 협소한 공간의 착륙지점에 비행중인 항공기를 정밀하게 착륙시킬 수 있는 정밀착륙 시스템에 관한 발명이 요구되는 실정이다. Accordingly, there is a need for an accurate landing system capable of precisely landing a flying aircraft at a landing point in a narrow space provided in a moving vehicle.

대한민국 공개특허공보 제10-2013-0119633호(2013. 11. 01)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0119633 (Mar. 11, 2013) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0019771호(2015. 02. 25)Korean Patent Publication No. 10-2015-0019771 (Feb. 25, 2015) 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0034031호(2015. 04. 02)Korean Patent Publication No. 10-2015-0034031 (Feb.

본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,The precision landing system of the unmanned aerial vehicle according to the present invention is a technique proposed to solve the above problems of the prior art,

위치가 지속적으로 변경되어 바람의 영향 등으로 불안정한 상태인 착륙지점으로 비행중인 항공기를 유도하여 정밀하게 착륙시킬 수 있는 방법 또는 시스템의 필요성이 제기되었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to provide a solution to this problem, because a method or system capable of accurately landing an aircraft in flight to a landing point in an unstable state due to a constant change in position is being proposed .

본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템은 상기와 같은 목적을 실현하고자, In order to realize the above-mentioned object, the unmanned aerial vehicle precise landing system according to the present invention,

비행하며 임무를 수행하는 무인항공기와 케이블을 통해 상기 무인항공기에 전력을 공급할 수 있도록 전력 공급원이 구비되는 차량으로 구성되는 유선연결 무인항공기 시스템에 있어서, 상기 차량의 일측에 구비되고, 제1 위치 데이터가 측정되는 제1 위성항법장치; 상기 무인항공기의 일측에 구비되고, 제2 위치 데이터가 측정되는 제2 위성항법장치; 상기 무인항공기의 하단에 장착되고, 상기 케이블의 기울기 값을 측정하는 자세 감지기; 상기 차량에 탑재되고, 상기 무인항공기를 제어하는 지상통제장비; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 정밀착륙 시스템을 제시한다.A wired unmanned aerial vehicle system comprising a vehicle having a power supply source for supplying electric power to the unmanned airplane through an unmanned airplane and a cable for performing a mission in flight, the system comprising: A first satellite navigation device in which the first satellite navigation device is measured; A second satellite navigation device provided at one side of the unmanned air vehicle and in which second position data is measured; An attitude sensor mounted on a lower end of the unmanned aerial vehicle and measuring a tilt value of the cable; A ground control device mounted on the vehicle, for controlling the unmanned airplane; The present invention provides a precision landing system for an unmanned aerial vehicle.

본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템은,In the unmanned aerial vehicle precise landing system according to the present invention,

무인항공기에 장착된 자세 감지기를 통해 이동중인 차량의 일 지점 및 비행중인 무인항공기의 일 지점에 양 말단이 각각 연결된 케이블의 기울기 값을 도출하고, 제1 위성항법장치로 측정한 이동중인 차량의 위치정보를 기준으로 하여 제2 위성항법장치로 비행중인 무인항공기의 상대위치정보를 도출함으로써 비행중인 무인항공기의 위치를 이동중인 차량의 위치와 수직이 되도록 조정할 수 있고, 케이블에 장력을 가하여 비행중인 무인항공기를 당김으로써 이동중인 차량에 정밀하게 착륙시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.A tilt value of a cable to which both ends are respectively connected to one point of the moving vehicle and one point of the unmanned airplane in flight through the attitude sensor mounted on the unmanned airplane is derived and the position of the moving vehicle measured by the first satellite navigation device The position of the unmanned airplane in flight can be adjusted so as to be perpendicular to the position of the moving vehicle by providing the relative position information of the unmanned airplane in flight to the second satellite navigation device on the basis of the information, By pulling the aircraft, it is possible to obtain an effect of precisely landing on a moving vehicle.

도 1은 본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템의 전체 구성도.
도 2(a) 내지 도 2(b)는 본 발명에 의한 무인 항공기 정밀착륙 시스템에 구비되는 자세 감지기의 일 실시예를 나타낸 예시도.FIG. 1 is an overall configuration diagram of a precise landing system of an unmanned aerial vehicle according to the present invention. FIG.
FIG. 2 (a) to FIG. 2 (b) are diagrams illustrating an embodiment of an attitude sensor provided in the unmanned aerial vehicle precision landing system according to the present invention.

본 발명은 비행 및 전자장비의 운용에 필요한 전력을 지상에서 공급받아 공중에 장기간 체류하며 임무를 수행 가능한 무인 항공기를 이동중인 차량에 정밀하게 착륙시키는 시스템에 관한 것으로써, The present invention relates to a system for precisely landing an unmanned airplane (UAV) on a moving vehicle, the UAV being supplied with power required for flight and operation of electronic equipment and capable of performing a mission for a long period of time in the air,

비행하며 임무를 수행하는 무인항공기(100)와 케이블(110)을 통해 상기 무인항공기(100)에 전력을 공급할 수 있도록 전력 공급원이 구비되는 차량(120)으로 구성되는 유선연결 무인항공기 시스템에 있어서, 상기 차량(120)의 일측에 구비되고, 제1 위치 데이터가 측정되는 제1 위성항법장치(미도시); 상기 무인항공기(100)의 일측에 구비되고, 제2 위치 데이터가 측정되는 제2 위성항법장치(미도시); 상기 무인항공기(100)의 하단에 장착되고, 상기 케이블(110)의 기울기 값을 측정하는 자세 감지기(130); 상기 차량(120)에 탑재되고, 상기 무인항공기(100)를 제어하는 지상통제장비(미도시); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 정밀착륙 시스템에 관한 것이다.A wired unmanned aerial vehicle system comprising a vehicle (120) having a power source for supplying electric power to the UAV (100) through a UAV (100) and a cable (110) A first satellite navigation device (not shown) provided at one side of the vehicle 120 and measuring first position data; A second satellite navigation apparatus (not shown) provided at one side of the UAV 100 and measuring second position data; An attitude sensor 130 mounted on a lower end of the UAV 100 to measure a tilt value of the cable 110; A ground control device (not shown) mounted on the vehicle 120 and controlling the UAV 100; And more particularly to a precision landing system for an unmanned aerial vehicle.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템은 비행하며 임무를 수행하는 무인항공기와 케이블(110)을 통해 상기 무인항공기에 전력을 공급할 수 있도록 전력 공급원이 구비되는 차량(120)으로 구성되는 유선연결 무인항공기에 적용되는 시스템이다.1, the unmanned aerial vehicle precise landing system according to the present invention includes an unmanned aerial vehicle for performing a mission and a vehicle 110 having a power source for supplying electric power to the unmanned air vehicle through a cable 110, (Not shown).

일반적으로 무인항공기는 지상통제장비의 통제에 따라 비행하는 고정익 비행체 및 회전익 비행체를 모두 지칭하는 총칭이나, 본 발명에서의 무인항공기(100)는 케이블(110)을 통해 지상의 차량(120)과 연결되어 지속적으로 전력의 공급을 받는 구성으로써, 상기 차량(120)으로부터의 거리 조절이 어려운 고정익 비행체는 적합하지 않으며, 상기 차량(120)으로부터의 거리 조절이 가능하고 정지 비행이 가능한 회전익 비행체로 특정한다.Generally, an unmanned airplane (UAV) refers to both a fixed-wing aircraft and a flywheel aircraft flying under the control of a ground control device. However, the UAV 100 according to the present invention is connected to the ground vehicle 120 through a cable 110 A fixed-wing aircraft which is difficult to control the distance from the vehicle 120 is not suitable and is specified as a wing-wing aircraft capable of adjusting the distance from the vehicle 120 and capable of stopping flight .

따라서, 상기 무인항공기(100)는 비행을 위한 복수 개의 로터, 상기 무인항공기(100)의 비행방향과 자세 그리고 위치를 변경시키는 항법장치, 목적에 맞도록 다양하게 구성될 수 있는 관측장치, 지상에 위치한 지상통제장비에서 송신하는 비행 제어신호를 수신하고 상기 관측장치에서 획득한 관측정보를 지상에 위치한 지상통제장비로 송신하는 통신장치, 상기 항법장치와 상기 관측장치 그리고 상기 통신장치를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.Accordingly, the UAV 100 includes a plurality of rotors for flight, a navigation device for changing the direction, posture, and position of the UAV 100, an observation device that can be variously configured to fit the purpose, A control unit for receiving the flight control signal transmitted from the ground control equipment and transmitting the observation information acquired by the observation equipment to the ground control equipment on the ground, the navigation unit, the observation unit, and the control unit for controlling the communication unit And the like.

또한, 상기 차량(120)은 상기 지상통제장비가 탑재되고, 케이블(110)을 통해 상기 무인항공기(100)에 지속적으로 전력을 공급하는 전력공급장치가 탑재되며, 필요에 따라 이동하여 상기 무인항공기(100)의 임무 수행범위를 확장시킬 수 있는 구성요소이다.In addition, the vehicle 120 is equipped with a power supply device on which the ground control equipment is mounted and continuously supplies electric power to the UAV 100 via a cable 110, Is a component capable of extending the mission performance range of the mobile terminal 100.

구체적으로, 상기 케이블(110)에는 전력선이 내재되어 상기 전력공급장치로부터 공급되는 전력을 상기 무인항공기(100)로 전달하게 되며, 상기 무인항공기(100)에는 상기 전력공급장치로부터 공급되는 전력을 저장할 수 있는 충전 배터리가 구비된다. In detail, the cable 110 is provided with a power line to transmit power supplied from the power supply unit to the UAV 100, and the UAV 100 may store power supplied from the power supply unit A rechargeable battery is provided.

즉, 상기 무인항공기(100)와 상기 차량(120)은 항상 상기 케이블(110)에 의해 연결되므로, 상기 무인항공기(100)는 상기 차량(120)의 현재 위치를 기준으로 하여 상기 케이블(110)의 길이에 의해 이동가능 범위가 형성되고, 상기 케이블(110)은 상기 무인항공기(100)의 위치에 따라 상기 차량(120)으로부터의 길이가 조절된다.That is, since the UAV 100 and the vehicle 120 are connected by the cable 110 at all times, the UAV 100 can control the cable 110 based on the current position of the vehicle 120, And the length of the cable 110 from the vehicle 120 is adjusted according to the position of the UAV 100. In this case,

따라서, 상기 차량(120)에는 상기 케이블(110)의 길이를 조절하기 위하여, 상기 케이블(110)이 감기거나 풀리는 윈치부(150)가 구비될 수 있으며, 상기와 같은 구성에 의해, 상기 무인항공기(100)는 상기 전력공급장치로부터 전력을 지속적으로 공급받아 장시간 체공 비행하며 임무 수행이 가능하다.Accordingly, the vehicle 120 may be provided with a winch part 150 for winding or unwinding the cable 110 to adjust the length of the cable 110. With the above-described configuration, (100) is continuously supplied with electric power from the power supply device and can perform a mission by flying for a long time.

이후, 임무 수행이 종료되거나 상기 전력공급장치에 저장된 전력이 모두 소진되어 임무 수행이 불가능해진 상기 무인항공기(100)는 지상에 안전하게 착륙할 수 있어야 함이 바람직하고, 더 나아가 지상에 착륙한 상기 무인항공기(100)는 용이하게 회수될 수 있어야 함이 바람직하다.Thereafter, it is desirable that the unmanned airplane 100, which has completed its mission or has been exhausted due to exhaustion of electric power stored in the power supply device, should be able to land safely on the ground. Further, It is desirable that the aircraft 100 should be easily recoverable.

따라서, 상기 차량(120)의 일 지점에는 상기 무인항공기(100)가 착륙 가능한 착륙지점(140)이 구비되는 것을 특징으로 한다.Therefore, a landing point 140 on which the UAV 100 can land can be provided at one point of the vehicle 120.

상기 착륙지점(140)에 상기 무인항공기(100)를 착륙시키는 일 실시예로써, 상기 지상통제장비로 상기 무인항공기(100)를 제어하는 방식은, 상기 지상통제장비에서 상기 무인항공기(100)로 신호를 송신하여 상기 항법장치를 직접 제어하는 방식일 수 있으며, 상기 무인항공기(100)는 상기 지상통제장비를 조종하는 사용자에 의해 수동으로 상기 착륙지점(140)에 안전하게 착륙할 수 있다.The method for controlling the UAV 100 with the ground control equipment is a method of controlling the UAV 100 from the ground control equipment to the unmanned airplane 100 by landing the UAV 100 on the landing point 140 A signal may be transmitted to directly control the navigation device, and the UAV 100 may safely land at the landing point 140 manually by the user who controls the ground control device.

또한, 상기 착륙지점(140)에 상기 무인항공기(100)를 착륙시키는 다른 실시예로써, 상기 지상통제장비로 상기 무인항공기(100)를 제어하는 방식은, 상기 지상통제장비에서 상기 무인항공기(100)로 신호를 송신하여 상기 항법장치가 자동으로 작동되도록 구동시키는 방식일 수 있으며, 상기 무인항공기(100)는 상기 항법장치에 의해 자동으로 상기 착륙지점(140)에 안전하게 착륙할 수 있다.As another example of landing the UAV 100 on the landing point 140, a method of controlling the UAV 100 with the ground control equipment may include controlling the UAV 100 ) To drive the navigation device to operate automatically, and the unmanned airplane 100 can safely land at the landing point 140 automatically by the navigation device.

상기 무인항공기(100)를 상기 항법장치의 구동에 의해 자동으로 상기 착륙지점(140)에 착륙시키기 위해서는, 상기 무인항공기(100)의 현재 위치 및 상기 차량(120)의 현재 위치를 정확하게 파악한 후, 상기 무인항공기(100)의 현재 위치를 상기 차량(120)의 현재 위치에 일치시키는 방식을 사용할 수 있으며, 이러한 방식의 구현을 위하여, 본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템은 상기 차량(120)의 일측에 구비되고, 상기 차량(120)의 현재 위치인 제1 위치 데이터가 측정되는 제1 위성항법장치를 포함하여 구성될 수 있다.In order to automatically land the unmanned airplane 100 on the landing point 140 by driving the navigation device 100, the current position of the unmanned airplane 100 and the current position of the vehicle 120 are accurately determined, A method for matching the current position of the UAV 100 with the current position of the vehicle 120 may be used. For the implementation of this method, the unmanned aerial vehicle precision landing system according to the present invention includes And a first satellite navigation device provided at one side of the vehicle 120 and in which first position data, which is the current position of the vehicle 120, is measured.

상기 제1 위성항법장치는 일반적으로 GPS(Global Positioning System)라고 불리는 장치이며, 위성에서 보내는 신호를 수신해 현재 위치를 계산하는 장치를 말하는 것으로써, 상기 차량(120)에 탑재되어 상기 차량(120)의 현재 위치를 측정하고 이에 대한 제1 위치 데이터를 지속적으로 생성한다. The first satellite navigation device is a device generally called GPS (Global Positioning System), which receives a signal transmitted from a satellite and calculates a current position. The first satellite navigation device is mounted on the vehicle 120, ) And continuously generates the first position data therefrom.

또한, 본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템은 상기 무인항공기(100)의 일측에 구비되고 상기 무인항공기(100)의 현재 위치인 제2 위치 데이터가 측정되는 제2 위성항법장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Also, the unmanned aerial vehicle precise landing system according to the present invention includes a second satellite navigation device provided at one side of the UAV 100 and measuring second position data, which is the current position of the UAV 100 .

상기 제2 위성항법장치는 상기 제1 위성항법장치와 동일한 GPS 장치로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 무인항공기(100)의 정확한 현재 위치를 계산할 수 있는 GPS 장치이면 그 종류는 어떠한 것이든 무방하다 할 것이다.The second satellite navigation device may be configured by the same GPS device as the first satellite navigation device, but is not limited thereto. If the GPS device is capable of calculating the accurate current position of the UAV 100, Anything will be acceptable.

상기 제2 위성항법장치는 상기 무인항공기(100)에 탑재되어 상기 무인항공기(100)의 현재 위치를 측정하고 이에 대한 제2 위치 데이터를 지속적으로 생성한다.The second satellite navigation device is mounted on the unmanned airplane 100 to measure the current position of the unmanned airplane 100 and continuously generate second position data therefrom.

상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터는 이동중이거나 정지상태인 상기 차량(120)에 이동중인 상기 무인항공기(100)를 정밀하게 착륙시키기 위해 필요한 위치 데이터이다.The first position data and the second position data are positional data necessary for precisely landing the UAV 100 on the moving or stationary state of the vehicle 120.

이때, 상기 제1 위치 데이터는 상기 무인항공기(100)를 상기 착륙지점(140)에 착륙시키기 위한 기준점이 되는 데이터로써, 상기 차량(120)의 이동에 따라 지속적으로 변경될 수 있는 데이터이며, 측정된 좌표값 그대로 사용될 수 있으나, 상기 제2 위치 데이터는 상기 무인항공기(100)의 이동에 따라 지속적으로 변경될 수 있는 데이터이며, 상기 제1 위치 데이터에 대한 상대적인 좌표값으로 변경되어 사용될 수 있다.At this time, the first position data is data that becomes a reference point for landing the UAV 100 on the landing spot 140, and is data that can be continuously changed according to the movement of the vehicle 120, However, the second position data may be continuously changed according to the movement of the UAV 100, and may be changed to a coordinate value relative to the first position data.

상기 제1 위성항법장치에서 상기 제1 위치 데이터가 측정되고, 상기 제2 위성항법장치에서 상기 제2 위치 데이터가 측정되어 상기 차량(120)에 상기 무인항공기(100)를 정밀하게 착륙시키는 본 발명의 바람직한 실시예로써, 상기 차량(120)에는 상기 제1 위성항법장치 및 상기 제2 위성항법장치와 무선 또는 유선으로 연결되어 상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터가 입력되어 저장되는 데이터 베이스와 상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터를 비교하여 위치 차이를 계산하는 연산부를 포함하여 구성되는 지상통제장비가 구비될 수 있다.Wherein the first position data is measured in the first satellite navigation device and the second position data is measured in the second satellite navigation device to accurately land the unmanned air vehicle (100) on the vehicle (120) The vehicle 120 is connected to the first satellite navigation device and the second satellite navigation device by radio or wire, and the first position data and the second position data are inputted and stored in the database 120 And an operation unit for calculating a position difference by comparing the first position data and the second position data with each other.

즉, 상기 지상통제장비는 상기 제1 위치 데이터를 기준으로 하여 상기 차량(120)에 대한 상기 무인항공기(100)의 상대적인 위치를 계산한다. That is, the ground control device calculates the relative position of the UAV 100 with respect to the vehicle 120 based on the first position data.

상기 데이터 베이스에 지속적으로 입력되는 상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터는 상기 연산부에서 지속적으로 비교되어 상기 차량(120)의 위치를 기준으로 하는 상기 무인항공기(100)의 거리가 계산되고, 상기 연산부에서 계산된 결과를 이용하여 상기 무인항공기(100)는 상기 차량(120)과의 거리를 좁힐 수 있다.The first position data and the second position data continuously input to the database are continuously compared in the computing unit to calculate the distance of the UAV 100 based on the position of the vehicle 120, The UAV 100 can narrow the distance to the vehicle 120 by using the calculation result of the calculation unit.

이때, 상기 제2 위치 데이터 및 상기 연산부에서 계산된 결과의 전송은 상기 지상통제장비 및 상기 통신장치 상호 간의 통신에 의하며, 상기 지상통제장비에는 상기 항법장치를 제어하는 제어부가 구비되므로, 상기 제어부는 상기 연산부에서 계산된 결과를 이용하여 상기 무인항공기(100)가 상기 차량(120)에 접근하도록 상기 항법장치를 제어한다.At this time, the transmission of the second position data and the result calculated by the calculation unit depends on communication between the ground control equipment and the communication device, and the ground control equipment is provided with a control unit for controlling the navigation device, The navigation device controls the navigation device so that the UAV 100 approaches the vehicle 120 by using the calculated result.

또한, 본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템은 상기 무인항공기의 하단에 장착되고, 상기 케이블(110)의 기울기 값을 측정하는 자세 감지기(130)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The precise landing system of the unmanned aerial vehicle according to the present invention includes an attitude sensor 130 mounted on a lower end of the unmanned aerial vehicle and measuring a tilt value of the cable 110.

상기 자세 감지기(130)는 상기 제1 위성항법장치 및 상기 제2 위성항법장치가 제 기능을 발휘하지 못하는 경우, 상기 제1 위성항법장치 및 상기 제2 위성항법장치를 대신하여 상기 무인항공기(100)가 상기 착륙지점(140)에 정밀하게 착륙할 수 있도록 하는 구성요소로써, 상기 전력공급장치로부터 상기 무인항공기(100)에 전력을 공급하는 케이블(110)의 기울어진 각도 및 방향을 측정하여 상기 무인항공기(100)에 대한 상기 차량(120)의 위치를 파악한다. If the first satellite navigation device and the second satellite navigation device fail to perform their functions, the posture sensor 130 may detect the position of the unmanned air vehicle 100 (100) instead of the first satellite navigation device and the second satellite navigation device ) Capable of precisely landing at the landing point (140) by measuring the inclined angle and direction of the cable (110) for supplying power from the power supply device to the UAV (100) The position of the vehicle 120 relative to the UAV 100 is determined.

구체적으로, 도 2(a) 내지 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상기 자세 감지기(130)의 하단에는 상기 케이블(110)의 일단이 연결되고, 상기 케이블(110)의 타단은 상기 차량(120)에 연결됨으로써, 상기 무인항공기(100) 및 상기 차량(120) 각각 또는 어느 하나의 위치 변화에 의해 상기 케이블(110)에 각도가 형성되면, 상기 자세 감지기(130)도 기울어지는 구성이다.2 (a) and 2 (b), one end of the cable 110 is connected to the lower end of the posture sensor 130, and the other end of the cable 110 is connected to the vehicle The attitude detector 130 is also inclined when an angle is formed in the cable 110 due to a change in position of the UAV 100 or the vehicle 120 .

따라서, 상기 자세 감지기(130)는 일단이 상기 무인항공기(100)의 하단 일측에 연결되고 타단이 상기 자세 감지기(130)의 상단 일측에 연결되며, 일단을 기준으로 하여 전방향으로 각도 변화 가능한 연결축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the posture sensor 130 is connected at one end to the lower end of the UAV 100 and at the other end to the upper end of the posture sensor 130, And a shaft.

이때, 상기 연결축은 상기 무인항공기(100)의 무게 중심점에 연결되는 것이 바람직하나, 무게 중심점이 상기 무인항공기(100)의 내부에 형성되는 경우에는, 무게 중심점과 수직선상에 위치되어 무게중심 균형을 형성할 수 있다. In this case, the connecting shaft is preferably connected to the center of gravity of the UAV 100. However, when the center of gravity is formed inside the UAV 100, the center of gravity of the UAV 100 is positioned on a vertical line with the center of gravity, .

또한, 상기 자세 감지기(130)의 내부에는 자이로스코프와 수평 가속도계 및 수직 가속도계로 구성되는 IMU(Inertial Measurement Unit, 관성 측량기)가 탑재되어, 상기 자세 감지기(130)가 기울어지면 기울어진 각도의 측정이 가능하다.In addition, an IMU (Inertial Measurement Unit) including a gyroscope, a horizontal accelerometer and a vertical accelerometer is mounted in the inside of the posture sensor 130, and the inclination angle of the posture sensor 130 is measured It is possible.

본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템의 일 실시예로써, 상기 무인항공기(100)는 상기 자세 감지기(130)에 의해 상기 케이블(110)의 기울어진 각도 및 방향을 측정하고, 상기 케이블(110)의 각도가 수직이 되도록 위치를 변경한 후 상기 차량(120)을 향해 하강할 수 있다.The UAV 100 may measure the inclination angle and direction of the cable 110 by the attitude sensor 130 and measure the inclination angle and the direction of the cable 110 by using the attitude sensor 130. In this case, And then descend toward the vehicle 120 after changing the position thereof so that the angle of the vehicle 120 is vertical.

또한, 본 발명에 의한 무인항공기 정밀착륙 시스템의 다른 실시예로써, 상기 무인항공기(100)는 상기 자세 감지기(130)에 의해 상기 케이블(110)의 기울어진 각도 및 방향을 측정하여 상기 차량(120)의 위치를 파악한 후, 상기 차량(120)이 위치한 방향으로 하강할 수 있다.As a further embodiment of the unmanned aerial vehicle precision landing system according to the present invention, the UAV 100 may measure the angle and direction of the cable 110 by the attitude sensor 130, And then descend in a direction in which the vehicle 120 is positioned.

이후, 상기 무인항공기(100)가 하강하여 상기 차량(120)에 접근하게 되면, 상기 차량(120)은 이동중인 상태일 수 있으며, 이동중인 상기 차량(120)에 상기 무인항공기를 착륙시키는 것은 고도의 비행제어가 필요하다.Thereafter, when the UAV 100 descends to approach the vehicle 120, the vehicle 120 may be in a moving state, and landing the UAV on the moving vehicle 120 may be performed at altitude Of flight control is required.

따라서, 상기 지상통제장비는 상기 무인항공기(100)의 현재 고도가 2미터 이내인 경우, 상기 윈치부(150)를 회전시켜 상기 케이블(110)에 장력을 발생시키는 윈치 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Therefore, the ground control equipment includes a winch control unit that rotates the winch unit 150 to generate tension on the cable 110 when the current altitude of the UAV 100 is within 2 meters .

상기 무인항공기(100)가 상기 차량(120)에 접근하여 상기 착륙지점(140)에 착륙하기 위해서는 바람의 영향 등으로 인한 불안정한 상태를 극복하여야 하며, 상기 윈치 제어부는 상기 윈치부(150)를 회전시켜 상기 무인항공기(100)를 끌어당김으로써, 상기 무인항공기(100)의 안정적인 착륙을 지원하는 구성이다.The unmanned airplane 100 must overcome an unstable state due to wind or the like in order to approach the vehicle 120 and land at the landing point 140. The winch control unit rotates the winch unit 150 So as to support stable landing of the UAV 100 by attracting the UAV 100.

이때, 상기 무인항공기(100)는 상기 착륙지점(140)의 중심부에 정확히 착륙할 수 있어야 함이 바람직하며, 상기 윈치부(150)에 일부가 감긴 상태인 상기 케이블(110)은 상기 착륙지점(140)의 중심부를 통과하여 상기 무인항공기(100)의 일측과 이어져 이러한 효과를 실현한다.At this time, it is preferable that the UAV 100 should be able to land at the center of the landing point 140, and the cable 110 partially wound on the winch unit 150 is positioned at the landing point 140 and connects to one side of the UAV 100 to realize this effect.

구체적으로는, 상기 윈치부(150)에 일부가 감긴 상태인 상기 케이블(110)은 상기 착륙지점(140)의 중심부를 통과하여 상기 자세 감지기(130)와 연결됨이 바람직하다.Specifically, the cable 110, which is partially wound on the winch part 150, may pass through the center of the landing point 140 and be connected to the posture sensor 130.

또한, 상기 무인항공기(100)의 현재 고도가 2미터 이내라 함은, 상기 무인항공기(100)의 이륙 전 고도 또는 상기 차량(120)의 현재 고도를 기준으로 하는 상기 무인항공기(100)의 현재 고도가 2미터 이내인 것을 말하는 것이다.The present altitude of the unmanned airplane 100 is less than 2 meters. The current altitude of the unmanned airplane 100 is less than 2 meters. The current altitude of the unmanned airplane 100 is not limited to the current altitude of the unmanned airplane 100, It means that the altitude is within 2 meters.

따라서, 상기 무인항공기(100)의 현재 고도는 상기 무인항공기(100)의 이륙 전 상기 제2 위치데이터 및 상기 무인항공기(100)의 현재 제2 위치데이터를 고려하여 측정되거나, 상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터를 모두 고려하여 측정됨이 바람직하다.Therefore, the current altitude of the UAV 100 may be measured in consideration of the second position data before take-off of the UAV 100 and the current second position data of the UAV 100, And the second position data are all taken into consideration.

다만, 상기 자세 감지기는 상기 제1 위성항법장치 및 상기 제2 위성항법장치가 제 기능을 발휘하지 못하는 경우를 대비하여 구비되는 구성요소이므로, 상기 무인항공기(100)에는 현재 고도를 측정하기 위한 고도 측정장치가 별도로 구비됨이 바람직하다.However, since the attitude sensor is a component provided in case that the first satellite navigation apparatus and the second satellite navigation apparatus fail to exhibit their functions, the attitude detector is provided with the altitude for measuring the current altitude It is preferable that a measuring device is separately provided.

또한, 상기 착륙지점(140)에는 충격 흡수 장치가 구비되어 상기 무인항공기(100)의 착륙시에 상기 케이블(110)이 상기 무인항공기(100)를 당김으로써 발생하는 충격을 완화시켜 상기 무인항공기(100)의 파손을 방지할 수 있다. The landing point 140 is provided with a shock absorber to mitigate an impact caused by the cable 110 pulling the UAV 100 when the UAV 100 is landed, 100 can be prevented from being damaged.

위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.The embodiments described above are provided by way of example for the purpose of enabling a person skilled in the art to sufficiently transfer the technical idea of the present invention to a person skilled in the art, But may be embodied in other forms without limitation.

본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다. In order to clearly explain the present invention, parts not related to the description are omitted from the drawings, and in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated or reduced for convenience.

또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Further, like reference numerals designate like elements throughout the specification.

100 : 무인항공기
110 : 케이블
120 : 차량
130 : 자세 감지기
140 : 착륙지점
150 : 윈치부100: Unmanned aircraft
110: Cable
120: vehicle
130: posture detector
140: Landing point
150: winch part

Claims (6)

비행하며 임무를 수행하는 무인항공기(100)와 케이블(110)을 통해 상기 무인항공기(100)에 전력을 공급할 수 있도록 전력 공급원이 구비되는 차량(120)으로 구성되는 유선연결 무인항공기 시스템에 있어서,
상기 차량(120)의 일측에 구비되고, 제1 위치 데이터가 측정되는 제1 위성항법장치;
상기 무인항공기(100)의 일측에 구비되고, 제2 위치 데이터가 측정되는 제2 위성항법장치;
상기 무인항공기(100)의 하단에 장착되고, 자이로스코프와 수평 가속도계 및 수직 가속도계로 구성되는 IMU가 탑재되어 상기 무인 항공기(100)에 관한 상기 차량(120)의 위치를 파악 가능하도록 하단에 연결된 상기 케이블의 기울기 값을 측정하는 자세 감지기(130);
상기 차량(120)에 탑재되고, 상기 무인항공기(100)를 제어하는 지상통제장비(미도시); 를 포함하여 구성되되,
상기 차량(120)의 일 지점에는 상기 무인항공기(100)가 착륙 가능한 착륙지점(140)이 구비되고, 상기 케이블이 감기거나 풀리는 윈치부(150)가 구비되며,
상기 지상통제장비는,
상기 무인항공기(100)의 현재 고도가 2미터 이내인 경우, 상기 윈치부(150)를 회전시켜 상기 케이블에 장력을 발생시키는 윈치 제어부(미도시)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 정밀착륙 시스템.
A wired unmanned aerial vehicle system comprising a vehicle (120) having a power source for supplying electric power to the UAV (100) through a UAV (100) and a cable (110)
A first satellite navigation device provided at one side of the vehicle 120, the first satellite navigation device measuring first position data;
A second satellite navigation device provided at one side of the UAV 100 and measuring second position data;
An IMU which is mounted on the lower end of the UAV 100 and is composed of a gyroscope, a horizontal accelerometer and a vertical accelerometer is installed to detect the position of the vehicle 120 with respect to the UAV 100, An attitude sensor 130 for measuring a tilt value of the cable;
A ground control device (not shown) mounted on the vehicle 120 and controlling the UAV 100; , ≪ / RTI >
A landing point 140 on which the UAV 100 can land is provided at one point of the vehicle 120, A winch part 150 for winding or unwinding the cable is provided,
The ground control equipment comprises:
And a winch control unit (not shown) for rotating the winch unit 150 to generate tension on the cable when the current altitude of the UAV 100 is less than 2 meters. Landing system.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 지상통제장비는,
상기 제1 위치 데이터 및 제2 위치 데이터가 입력되어, 저장되는 데이터 베이스;
상기 제1 위치 데이터 및 상기 제2 위치 데이터를 비교하여 위치 차이를 계산하는 연산부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 정밀착륙 시스템.
The method according to claim 1,
The ground control equipment comprises:
A database in which the first position data and the second position data are inputted and stored;
An operation unit for comparing the first position data and the second position data to calculate a position difference; And a control unit for controlling the operation of the control unit.
삭제delete
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