KR102016546B1 - 무인-비행 정찰 시스템 - Google Patents

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Abstract

무인 비행체, 상기 무인 비행체의 이착륙장, 및 상기 무인 비행체의 제어 장치를 포함한 무인-비행 정찰 시스템이 개시된다. 무인 비행체에는 무선-전력 수신부가 설치되어 있다. 또한, 무인 비행체의 이착륙장에는 무선-전력 송신부가 설치되어 있다. 그리고, 무인 비행체가 이착륙장에 착륙하면, 무선-전력 송신부가 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송한다.

Description

무인-비행 정찰 시스템{Unmanned-flight reconnaissance system}
본 발명은, 무인-비행 정찰 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무인 비행체, 무인 비행체의 이착륙장, 및 무인 비행체의 제어 장치를 포함한 무인-비행 정찰 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 무인-비행 정찰 시스템은 무인 비행체, 무인 비행체의 이착륙장, 및 무인 비행체의 제어 장치를 포함한다.
무인 비행체는 UAV(Unmanned Aerial Vehicle) 또는 드론(drone)으로도 불리어진다. 이와 같은 무인 비행체는 배터리의 직류 전원에 의하여 구동된다.
따라서, 무인 비행체의 배터리의 충전을 위하여 이착륙장에는 충전 장치가 설치되어 있다. 즉, 무인 비행체가 이착륙장에 착륙하는 동안에 무인 비행체의 배터리가 충전된다.
여기에서, 통상적인 무인-비행 정찰 시스템에서는 지그-접촉식 충전 방식이 채용된다. 예를 들어, 무인 비행체가 이착륙장에 착륙함에 있어서, 원뿔 형상의 고정 장치부가 무인 비행체 내로 삽입되어 걸쇠가 결합되면, 충전이 수행된다(대한민국 공개특허 공보 제2013-0122715호 참조).
상기와 같은 통상적인 충전 방식을 채용한 종래의 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 무인 비행체의 유형에 따라 전용 이착륙장이 설치되어야만 한다. 즉, 무인 비행체의 이착륙장들이 호환성을 가지지 못한다는 비효율성의 문제점이 있다.
상기 배경 기술의 문제점은, 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 내용으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공지된 내용이라 할 수는 없다.
대한민국 공개특허 공보 제2013-0122715호 (출원인 : 한국항공우주연구원, 발명의 명칭 : 수직무인이착륙 비행체의 충전 및 격납을 위한 운송체 및 그 방법)
본 발명의 실시예는, 무인 비행체의 유형과 무관하게 이착륙장들이 호환성을 가질 수 있게 하는 무인-비행 정찰 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무인 비행체, 상기 무인 비행체의 이착륙장, 및 상기 무인 비행체의 제어 장치를 포함한 무인-비행 정찰 시스템에 있어서, 상기 무인 비행체에는 무선-전력 수신부가 설치되어 있다. 또한, 상기 무인 비행체의 이착륙장에는 무선-전력 송신부가 설치되어 있다. 그리고, 상기 무인 비행체가 상기 이착륙장에 착륙하면, 상기 무선-전력 송신부가 상기 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송한다.
바람직하게는, 상기 이착륙장에는 제어부, 센서, 및 지지 장치가 더 설치되어 있다. 상기 센서는 상기 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 감지한다. 상기 지지 장치는 상기 무인 비행체가 착륙하면 상기 무인 비행체를 지지한다.
본 발명의 실시예의 상기 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 상기 무인 비행체가 상기 이착륙장에 착륙하면, 상기 이착륙장의 무선-전력 송신부가 상기 무인 비행체의 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송함에 의하여, 상기 무인 비행체의 배터리가 충전될 수 있다.
따라서, 종래의 지그-접촉식 충전 방식에 비하여, 무인 비행체의 유형에 따라 전용 이착륙장이 설치될 필요가 없는 효과가 있다. 즉, 무인 비행체의 유형과 무관하게 이착륙장들이 호환성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예의 상기 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 무인 비행체의 이착륙장들이 호환성을 가지지 못한다는 종래의 비효율성의 문제점이 개선될 수 있다.
추가적으로, 상기 이착륙장에 설치되어 있는 상기 센서는 상기 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 감지한다. 또한, 상기 이착륙장에 설치되어 있는 상기 지지 장치는 상기 무인 비행체가 착륙하면 상기 무인 비행체를 지지한다.
이에 따라, 지휘 통제 센터 내의 상기 제어 장치가 상기 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 판단할 필요가 없고, 지휘 통제 센터 내의 상기 제어 장치가 상기 무인 비행체를 지지하기 위하여 제어할 필요가 없다.
따라서, 지휘 통제 센터 내의 상기 제어 장치와 통신을 하기 위한 장치가 상기 이착륙장에 설치될 필요가 없다.
도 1은 본 발명의 실시예의 무인-비행 정찰 시스템을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에서의 무인 비행체에 설치되어 있는 무선-전력 수신부의 외형을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에서의 이착륙장에 설치되어 있는 무선-전력 송신부의 외형을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에서의 이착륙장에 설치되어 있는 지지 장치의 외형을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 1의 무인-비행 정찰 시스템의 충전과 관련된 구성 요소들을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에서의 제어부의 동작을 보여주는 흐름도이다.
도 7은 도 1에서의 무인 비행체가 착륙된 상태를 보여주는 도면이다.
도 8은, 도 7의 상태에 추가하여, 지지 장치에 의하여 무인 비행체가 지지된 상태를 보여주는 도면이다.
하기의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명에 따른 동작을 이해하기 위한 것이며, 본 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 구현할 수 있는 부분은 생략될 수 있다.
또한 본 명세서 및 도면은 본 발명을 제한하기 위한 목적으로 제공된 것은 아니고, 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예의 무인-비행 정찰 시스템을 보여준다.
도 2는 도 1에서의 무인 비행체(101)에 설치되어 있는 무선-전력 수신부(101r)의 외형을 보여준다.
도 3은 도 1에서의 이착륙장(102)에 설치되어 있는 무선-전력 송신부(102t)의 외형을 보여준다.
도 4는 도 1에서의 이착륙장(102)에 설치되어 있는 지지 장치(102m 및 102s)의 외형을 보여준다.
도 5는 도 1의 무인-비행 정찰 시스템의 충전과 관련된 구성 요소들을 보여준다.
도 1 내지 5에서 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 1 내지 5를 참조하여 본 실시예의 무인-비행 정찰 시스템을 설명하면 다음과 같다.
본 실시예의 무인-비행 정찰 시스템은 무인 비행체(101), 무인 비행체의 이착륙장(102), 및 무인 비행체의 제어 장치(103h)를 포함한다.
지휘 통제 센터(103) 내의 제어 장치(103h)는, 인터넷(104) 및 무선 접속 장치(또는 기지국, 105a 내지 105k)을 통하여 무인 비행체(101)와 통신한다.
무인 비행체(101)에는 무선-전력 수신부(101r) 및 지지용 슬롯(101j)이 설치되어 있다. 또한, 무인 비행체의 이착륙장(102)에는 무선-전력 송신부(102t)가 설치되어 있다.
무인 비행체(101)가 이착륙장(102)에 착륙하면, 이착륙장(102)의 무선-전력 송신부(102t)가 무인 비행체의 무선-전력 수신부(101r)에게 무선 전력을 전송함에 의하여, 무인 비행체(101)의 배터리(101b)가 충전될 수 있다.
따라서, 종래의 지그-접촉식 충전 방식에 비하여, 무인 비행체(101)의 유형에 따라 전용 이착륙장이 설치될 필요가 없는 효과가 있다. 즉, 무인 비행체(101)의 유형과 무관하게 이착륙장들이 호환성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예의 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 무인 비행체(101)의 이착륙장들이 호환성을 가지지 못한다는 종래의 비효율성의 문제점이 개선될 수 있다.
추가적으로, 이착륙장(102)에는 제어부(503), 센서(505), 및 지지 장치(102m 및 102s)가 설치되어 있다. 지지 장치(102m 및 102s)는 리니어 모터(102m)와 지지축(102s)을 포함한다.
이착륙장(102)에 설치되어 있는 센서(505)는 무인 비행체(101)의 착륙 및 이륙을 감지한다. 이착륙장(102)에 설치되어 있는 지지 장치(102m 및 102s)는 무인 비행체(101)가 착륙하면 무인 비행체(101)를 지지한다.
이에 따라, 지휘 통제 센터(103) 내의 제어 장치(103h)가 무인 비행체(101)의 착륙 및 이륙을 판단할 필요가 없고, 지휘 통제 센터(103) 내의 제어 장치(103h)가 무인 비행체(101)의 지지를 위한 제어를 할 필요가 없다.
따라서, 지휘 통제 센터(103) 내의 제어 장치(103h)와 통신을 하기 위한 장치가 이착륙장(102)에 설치될 필요가 없다.
보다 상세하게는, 이착륙장(102)에는, 교류/직류 변환부(501), 직류/직류 변환부(502) 및 릴레이(504)가 더 구비되어 있다.
교류/직류 변환부(501)는, 교류 전원(506)의 AC 220 V를 DC 12 V로 변환하여, DC 12 V를 릴레이(504) 및 직류/직류 변환부(502)에 각각 인가한다.
직류/직류 변환부(502)는 DC 12 V를 DC 5 V로 변환하여 제어부(503)에 인가한다. DC 5 V의 전원에 의하여 동작하는 제어부(503)는 센서(505)로부터의 신호에 따라 릴레이(504)와 리니어 모터(102m)를 제어한다.
릴레이(504)가 온(on)되는 동안, 무선-전력 송신부(102t)는 DC 12 V를 교류 전압으로 변환하여 코일에 인가한다. 이에 따라 무선-전력 수신부(101r)의 코일에 유도 전류가 흐르고, 유도 전류에 의하여 발생된 교류 전압이 직류 12 V로 변환되어 배터리(101b)를 충전시킨다.
제어부(503)는 센서(505)로부터의 신호에 따라 무인 비행체(101)의 착륙 및 이륙을 판단한다.
무인 비행체(101)가 착륙되었다고 판단되면, 제어부(503)는, 무선-전력 송신부(102t)를 제어하여 무인 비행체(101)의 무선-전력 수신부(101r)에게 무선 전력을 전송하고, 지지 장치(102m 및 102s)를 제어하여 무인 비행체(101)를 지지한다. 여기에서, 리니어 모터(102m)가 정회전함에 따라 지지축(102s)이 무인 비행체(101)의 지지용 슬롯(101j)에 삽입된다.
무인 비행체(101)가 이륙을 시작한다고 판단되면, 제어부(503)는, 릴레이(504)에 의하여 무선-전력 송신부(102t)를 제어하여 무선 전력의 전송을 종료하고, 지지 장치(102m 및 102s)를 제어하여 무인 비행체(101)를 해제한다. 여기에서, 리니어 모터(102m)가 역회전함에 따라 지지축(102s)이 무인 비행체(101)의 지지용 슬롯(101j)으로부터 빠져 나간다.
센서(505)는, 무인 비행체(101)의 무게를 감지하기 위한 무게 센서이거나, 무인 비행체(101)와 이착륙장(102) 사이의 거리를 감지하기 위한 초음파 센서이다.
센서(505)가 무게 센서인 경우, 제어부(503)는, 무게 센서에 의하여 감지된 무게가 설정 범위 안에 들면, 무인 비행체(101)가 착륙되었다고 판단한다. 예를 들어, 무인 비행체(101)의 무게가 300 내지 400 그램(g)의 범위 안에 들면, 제어부(503)는 무인 비행체(101)가 착륙되었다고 판단한다. 400 그램(g)보다 무거운 약 500 그램(g)인 경우, 비둘기가 이착륙장(102)에 앉아 있을 가능성이 있기 때문이다.
또한, 무게 센서에 의하여 감지된 무게가 상기 설정 범위를 벗어나면, 무인 비행체(101)가 이륙을 시작하거나 이륙되었다고 판단한다.
도 6은 도 5에서의 제어부(503)의 동작을 보여준다.
도 7은 도 1에서의 무인 비행체(101)가 착륙된 상태를 보여준다.
도 8은, 도 7의 상태에 추가하여, 지지 장치(102m과 102s)에 의하여 무인 비행체(101)가 지지된 상태를 보여준다.
도 7 및 8에서 도 1과 동일한 참조 부호는 동일한 기능의 대상을 가리킨다. 도 5 내지 8을 참조하여, 도 5에서의 제어부(503)의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제어부(503)는 센서(505)로부터의 신호에 의하여 무인 비행체(101)가 이착륙장(102)에 착륙되었는지의 여부를 판단한다(단계 S601).
무인 비행체(101)가 이착륙장(102)에 착륙되었다고 판단되면, 제어부(503)는, 무선-전력 송신부(102t)를 제어하여 무인 비행체(101)의 무선-전력 수신부(101r)에게 무선 전력을 전송한다(단계 S603). 또한, 제어부(503)는, 지지 장치(102m 및 102s)를 제어하여 무인 비행체(101)를 지지한다(단계 S605). 여기에서, 리니어 모터(102m)가 정회전함에 따라 지지축(102s)이 무인 비행체(101)의 지지용 슬롯(도 1의 101j)에 삽입된다(도 7 및 8 참조).
다음에, 제어부(503)는 센서(505)로부터의 신호에 의하여 무인 비행체(101)가 이륙을 시작하는지의 여부를 판단한다(단계 S607).
무인 비행체(101)가 이륙을 시작하지 않는다고 판단되면, 제어부(503)는, 착륙 후에 1 시간이 경과되었는지를 판단한다(단계 S609). 여기에서 1 시간이란, 만충전에 요구되는 시간을 의미한다. 착륙 후에 1 시간이 경과되었으면, 제어부(503)는, 릴레이(504)에 의하여 무선-전력 송신부(102t)를 제어하여 무선 전력의 전송을 종료한다(단계 S611).
무인 비행체(101)가 이륙을 시작한다고 판단되면, 제어부(503)는 전력 전송이 종료되었는지의 여부를 판단한다(단계 S613). 전력 전송이 종료되지 않았다고 판단되면, 제어부(503)는, 릴레이(504)에 의하여 무선-전력 송신부(102t)를 제어하여 무선 전력의 전송을 종료한다(단계 S615). 다음에, 제어부(503)는 지지 장치(102m 및 102s)를 제어하여 무인 비행체(101)를 해제한다(단계 S617). 여기에서, 리니어 모터(102m)가 역회전함에 따라 지지축(102s)이 무인 비행체(101)의 지지용 슬롯(도 1의 101j)으로부터 빠져 나간다.
상기 단계들 S601 내지 S617은 종료 신호가 발생될 때까지 반복적으로 수행된다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시예의 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 무인 비행체가 이착륙장에 착륙하면, 이착륙장의 무선-전력 송신부가 무인 비행체의 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송함에 의하여, 무인 비행체의 배터리가 충전될 수 있다.
따라서, 종래의 지그-접촉식 충전 방식에 비하여, 무인 비행체의 유형에 따라 전용 이착륙장이 설치될 필요가 없는 효과가 있다. 즉, 무인 비행체의 유형과 무관하게 이착륙장들이 호환성을 가질 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예의 무인-비행 정찰 시스템에 의하면, 무인 비행체의 이착륙장들이 호환성을 가지지 못한다는 종래의 비효율성의 문제점이 개선될 수 있다.
추가적으로, 이착륙장에 설치되어 있는 센서는 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 감지한다. 또한, 이착륙장에 설치되어 있는 지지 장치는 무인 비행체가 착륙하면 무인 비행체를 지지한다.
이에 따라, 지휘 통제 센터 내의 제어 장치가 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 판단할 필요가 없고, 지휘 통제 센터 내의 제어 장치가 무인 비행체를 지지하기 위하여 제어할 필요가 없다.
따라서, 지휘 통제 센터 내의 제어 장치와 통신을 하기 위한 장치가 이착륙장에 설치될 필요가 없다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다.
그러므로 상기 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 특허청구범위에 의해 청구된 발명 및 청구된 발명과 균등한 발명들은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
무인-비행 정찰 시스템 뿐만 아니라 다양한 비행 정찰 시스템들에도 이용될 가능성이 높다.
101 : 무인 비행체, 101j : 지지용 슬롯,
101r : 무선-전력 수신부, 102 : 이착륙장,
102m : 리니어 모터, 102s : 지지축,
102t : 무선-전력 송신부, 103 : 지휘 통제 센터,
103h : 제어 장치, 104 : 인터넷,
105a 내지 105k : 무선 접속 장치(또는 기지국),
101b : 배터리, 505 : 센서,
501 : 교류/직류 변환부, 502 : 직류/직류 변환부,
503 : 제어부, 504 : 릴레이,
506 : 교류 전원.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 무인 비행체, 상기 무인 비행체의 이착륙장, 및 상기 무인 비행체의 제어 장치를 포함한 무인-비행 정찰 시스템에 있어서,
    상기 무인 비행체에는 무선-전력 수신부가 설치되어 있고,
    상기 무인 비행체의 이착륙장에는 무선-전력 송신부가 설치되어 있으며,
    상기 무인 비행체가 상기 이착륙장에 착륙하면, 상기 무선-전력 송신부가 상기 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송하고,
    상기 이착륙장에는,
    제어부;
    상기 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 감지하기 위한 센서; 및
    상기 무인 비행체가 착륙하면 상기 무인 비행체를 지지하는 지지 장치;가 더 설치되어 있으며,
    상기 제어부는,
    상기 센서로부터의 신호에 따라 상기 무인 비행체의 착륙 및 이륙을 판단하고,
    상기 무인 비행체가 착륙되었다고 판단되면, 상기 무선-전력 송신부를 제어하여 상기 무선-전력 수신부에게 무선 전력을 전송하고, 상기 지지 장치를 제어하여 상기 무인 비행체를 지지하며,
    상기 무인 비행체가 이륙을 시작한다고 판단되면, 상기 무선-전력 송신부를 제어하여 무선 전력의 전송을 종료하고, 상기 지지 장치를 제어하여 상기 무인 비행체를 해제하는, 무인-비행 정찰 시스템.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 센서는,
    상기 무인 비행체의 무게를 감지하기 위한 무게 센서이고,
    상기 제어부는,
    상기 무게 센서에 의하여 감지된 무게가 설정 범위 안에 들면, 상기 무인 비행체가 착륙되었다고 판단하고,
    상기 무게 센서에 의하여 감지된 무게가 상기 설정 범위를 벗어나면, 상기 무인 비행체가 이륙을 시작하거나 이륙되었다고 판단하는, 무인-비행 정찰 시스템.
  6. 삭제
KR1020140167819A 2014-11-27 2014-11-27 무인-비행 정찰 시스템 KR102016546B1 (ko)

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