KR102018503B1 - Apparatus of controlling drone using distance measuring sensor and method thereof - Google Patents

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황정선
이은하
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Abstract

본 발명은 거리측정센서를 이용한 드론 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 에 따르면, 드론 제어 장치를 이용한 드론 제어 방법에 있어서, 드론 제어 방법은 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 상기 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신하는 단계, 기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링하는 단계, 상기 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 상기 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어하는 단계를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, TOF 센서를 통해 측정된 거리데이터의 필터링을 통해 드론 자동 제어에 정확도를 향상시킬 수 있으며, 순차 센싱 알고리즘에 따라 센싱 정보를 처리하여 딜레이를 해결함으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있다. The present invention relates to a drone control apparatus using a distance measuring sensor and a method thereof.
According to the present invention, in the drone control method using a drone control device, the drone control method measures the distance between the drone and the surrounding object from the distance sensor attached to the front, rear, left and right sides of the drone Receiving distance data, counting the state value for each set interval of the distance data by comparing the distance variation calculated for each cell of the distance data set at a predetermined time interval with a preset threshold value, the counted state value Filtering the distance data by setting some section of the distance data to a preset maximum value, determining whether a collision risk with the surrounding object is determined using at least two distance data of the filtered distance data, and If it is determined that the drone is at risk of collision with the surrounding object, A roll of drone (roll) angle value and a pitch (pitch) and a step of controlling the angle value.
Thus, according to the present invention, the accuracy of the drone automatic control can be improved by filtering the distance data measured by the TOF sensor, and the sensing performance can be improved by processing the sensing information according to the sequential sensing algorithm to improve the control performance. have.

Description

거리측정센서를 이용한 드론 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS OF CONTROLLING DRONE USING DISTANCE MEASURING SENSOR AND METHOD THEREOF}Drone control device using distance measuring sensor and its method {APPARATUS OF CONTROLLING DRONE USING DISTANCE MEASURING SENSOR AND METHOD THEREOF}

본 발명은 거리측정센서를 이용한 드론 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TOF 센싱 데이터를 통해 드론 자동 제어의 정확성 및 제어 성능을 향상시키기 위한 거리측정센서를 이용한 드론 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drone control apparatus and method using a distance measuring sensor, and more particularly, to a drone control apparatus and method using a distance measuring sensor for improving accuracy and control performance of automatic drone control through TOF sensing data. It is about.

드론은 카메라, 센서, 통신 시스템 등이 탑재되는 무인 항공기로 고공 촬영이나 배달, 농약 살포나 공기 질을 측정하는 등의 다방면에서 활용되고 있으며, 최근에는 일반 사람들도 취미 생활로 드론을 이용하고 있다. 이와 같은 드론의 활용도 증가와 무인항공기 드론 보급이 확대되면서 드론과 관련된 사고 사고가 빈번이 일어나고 있어 안전 비행에 대한 사회적 요구가 높아지고 있다.Drones are unmanned aerial vehicles equipped with cameras, sensors, and communication systems. They are used in various fields, such as shooting altitude, delivering food, spraying pesticides, and measuring air quality. As the utilization of drones and the spread of drone drones are expanded, accidents related to drones are frequently occurring, and social demand for safe flights is increasing.

현재 드론과의 상호 작용 방법은 크게 두 가지가 있다. 하나는 정찰 장비나 무기를 탑재하는 군용 드론에서 사용하는 원격 조정 비행 방식이고, 다른 하나는 일반용 드론에서 사용하는 근거리 조정 비행 방식이다.There are currently two ways to interact with drones. One is a remote-controlled flight method used by military drones equipped with reconnaissance equipment or weapons, and the other is a near-field flight method used by general-use drones.

원격 조정 비행 방식은 비행기 조정 시뮬레이터에 앉아서 조종하는 것과 같은 방식인데, 전문적이며 고가의 비용이 소요된다. 더욱이 특수 목적용으로 제작되기 때문에 일반용으로는 허가되지 않고 있다. 반면에 근거리 조정 비행 방식은 근거리에서 사용자가 드론을 눈으로 확인하면서 조종하는 방식으로 배터리의 제약도 있지만, 일반용 드론의 조종 방식이 상당히 어렵기 때문에 사고 발생 위험이 높다.The remote control flight method is the same as sitting and maneuvering in an airplane control simulator, which is professional and expensive. Moreover, because it is made for a special purpose, it is not licensed for general use. On the other hand, the close-range flight method is a method of controlling the user while visually checking the drone at a close range, but there are battery limitations, but the general drone is very difficult to control, which increases the risk of an accident.

이러한 드론과 관련된 사고 발생률을 줄이기 위해서는 보다 정교한 추가 장비와 데이터 분석이 필요하고 도시 지역에서는 고층 빌딩, 굴둑, 전신주 등 비행 장애물을 충돌하지 않도록 방지하는 센서 기술 또한 필요하다.To reduce the incidence of drone related accidents, more sophisticated additional equipment and data analysis are needed, and sensor technology is needed in urban areas to prevent collisions with flying obstacles such as skyscrapers, dikes, and telephone poles.

즉, 드론 조종이 미숙한 어린이 또는 어른이 드론을 조정할 때 장애물에 충돌하지 않도록 하는 장애물 회피 센서와 자동 착륙 기술을 적용하여 누구나 손쉽고 안전하게 드론을 조종할 수 있도록 하는 기술이 필요하다.In other words, there is a need for a technology that enables an easy-to-use and safe drone control by applying an obstacle avoidance sensor and automatic landing technology that prevents drones from colliding with obstacles when an inexperienced child or adult controls the drone.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2015-0134591(2015.12.02.공개)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015-0134591 (December 02, 2015).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 TOF 센싱 데이터를 통해 드론 자동 제어의 정확성 및 제어 성능을 향상시키기 위한 거리측정센서를 이용한 드론 제어 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a drone control apparatus and method using a distance measuring sensor for improving the accuracy and control performance of automatic drone control through TOF sensing data.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 드론 제어 장치를 이용한 드론 제어 방법에 있어서, 드론 제어 방법은 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 상기 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신하는 단계, 기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링하는 단계, 상기 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 상기 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어하는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving the above technical problem, in the drone control method using a drone control device, the drone control method is the drone and the surrounding object from the distance measuring sensors attached to the front, rear, left and right sides of the drone Receiving the distance data measuring the distance between the distance, the distance variation calculated for each cell (cell) of the distance data set at a predetermined time interval and counting the state value for each set interval of the distance data by comparing with the predetermined threshold value And filtering the distance data by setting some section of the distance data to a preset maximum value according to the counted state value, whether or not there is a risk of collision with the surrounding object using at least two distance data of the filtered distance data. And determining that the drone is at risk of collision with the surrounding object. And controlling a roll angle value and a pitch angle value of the drone using the distance data.

상기 거리데이터를 수신하는 단계는, 4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 측정한 거리데이터를 상기 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 수신하되, 상기 기 설정된 순서는 상기 드론의 비행 방향과 상기 드론에 거리측정센서의 방향이 형성하는 각도가 작은 순서대로 설정될 수 있다. In the receiving of the distance data, the four distance measuring sensors operate according to a preset order to sequentially receive the measured distance data according to the preset order, wherein the preset order is the flight direction of the drone and the The angle formed by the direction of the distance measuring sensor in the drone may be set in a small order.

상기 거리데이터를 필터링하는 단계는, 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 거리 변동량을 산출하는 단계, 상기 셀의 거리 변동량이 기 설정된 임계값보다 작으면 해당 셀을 제1 상태로 판단하고 기 설정된 임계값보다 크거나 같으면 제2 상태로 판단하는 단계, 복수의 셀이 포함된 상기 거리데이터의 설정 구간별로 셀이 제1 상태로 판단되면 구간 상태값에 +1을 카운팅하고, 제2 상태로 판단되면 구간 상태값에 -1을 카운팅하는 단계, 그리고 상기 설정 구간별로 카운팅 된 구간 상태값이 기 설정된 기준값보다 크면 거리데이터에서 해당 설정 구간의 현재값을 필터링된 값으로 설정하고, 기준값보다 작거나 같으면 기 저장된 최대값을 필터링된 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다. The filtering of the distance data may include calculating a distance variation amount for each cell of the distance data, and if the distance variation amount of the cell is smaller than a preset threshold value, determine the corresponding cell as a first state and set the threshold value. If the value is greater than or equal to the value, determining the second state; counting +1 to a section state value when the cell is determined to be the first state for each of the set sections of the distance data including a plurality of cells; Counting -1 to the section state value, and if the section state value counted for each set section is larger than a preset reference value, set the current value of the corresponding set section as the filtered value in the distance data, and if the section state value is smaller than or equal to the reference value, And setting the stored maximum value to the filtered value.

상기 카운팅하는 단계는, 상기 셀의 거리 변동량이 포함되는 레벨링 구간에 대응하는 가중치를 상기 +1 또는 -1에 곱하여 구간 상태값을 카운팅하고, 상기 레벨링 구간은 기 설정된 임계값을 기준으로 기 설정된 간격별로 형성되며, 상기 가중치는 상기 레벨링 구간이 상기 기 설정된 임계값으로부터 멀어질수록 커질 수 있다. The counting may include counting a section state value by multiplying a weight corresponding to a leveling section including a distance variation amount of the cell by +1 or -1, and the leveling section based on a preset threshold value. The weighting value may be increased as the leveling section moves away from the preset threshold.

상기 충돌위험 여부를 판단하는 단계는, 상기 드론의 전면 및 후면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 전방 또는 후방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하거나, 상기 드론의 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 좌측방 또는 우측방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단할 수 있다. The determining of the collision risk may include determining a collision risk with an object located in front of or behind the drone by using distance data received from a distance measuring sensor attached to the front and rear of the drone, or the drone. By using the distance data received from the distance sensor attached to the left and right sides of the can determine whether the risk of collision with the object located in the left or right side of the drone.

상기 드론의 롤 각도값 및 피치 각도값 중 적어도 하나를 제어하는 단계는, 상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 사용자의 상기 드론에 대한 롤 각도값 및 피치 각도값 제어를 차단할 수 있다. Controlling at least one of the roll angle value and the pitch angle value of the drone may block the user from controlling the roll angle value and the pitch angle value of the drone if it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object. have.

상기 거리데이터를 수신하는 단계는, 상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 거리데이터를 더 수신하며, 상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터와 목표 고도 값을 PID 제어기에 입력하여 이착륙제어신호를 생성하고 상기 이착륙제어신호에 따라 상기 드론의 이륙 또는 착륙을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. In the receiving of the distance data, the distance data is further received from a distance measuring sensor attached to a lower surface of the drone, and PID data is obtained from the distance data received from the distance measuring sensor attached to the lower surface of the drone. The method may further include generating a takeoff and landing control signal by inputting to a controller and controlling takeoff or landing of the drone according to the takeoff and landing control signal.

본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 제어 장치는 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 상기 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신하는 수신부, 기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링하는 필터링부, 상기 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 판단부, 그리고 상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 상기 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어하는 제어부를 포함한다. Drone control apparatus according to another embodiment of the present invention is a receiver for receiving distance data measuring the distance between the drone and the surrounding object from the distance sensor attached to the front, rear, left and right sides of the drone, a predetermined time The distance value calculated for each cell of the distance data set as the interval is compared with a preset threshold value, and a state value is counted for each set section of the distance data, and a predetermined section of the distance data is set according to the counted state value. A filtering unit configured to filter the distance data by setting the maximum value, a determination unit determining whether the collision risk with the surrounding object is at least two of the filtered distance data, and the drone is connected with the surrounding object. If it is determined that there is a risk of collision, the roll angle value and pitch of the drone are determined using the distance data. A control unit for controlling the dogap.

이와 같이 본 발명에 따르면, TOF 센서를 통해 측정된 거리데이터의 필터링을 통해 드론 자동 제어에 정확도를 향상시킬 수 있으며, 순차 센싱 알고리즘에 따라 센싱 정보를 처리하여 딜레이를 해결함으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있다.Thus, according to the present invention, the accuracy of the drone automatic control can be improved by filtering the distance data measured by the TOF sensor, and the sensing performance can be improved by processing the sensing information according to the sequential sensing algorithm to improve the control performance. have.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 도 2의 S220 단계를 상세하게 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리데이터를 수신하는 순서를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a block diagram of a drone control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart of a drone control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a detailed flowchart illustrating step S220 of FIG. 2.
4 is a diagram for describing a method of setting an order of receiving distance data according to an exemplary embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 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.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

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 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it may further include other components, except to exclude other components unless specifically stated otherwise.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

우선 도 1을 통해 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치에 대해 살펴보도록 한다. First, a drone control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 구성도이다. 1 is a block diagram of a drone control device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치(100)는 수신부(110), 필터링부(120), 판단부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the drone control apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a receiver 110, a filter 120, a determiner 130, and a controller 140.

우선 수신부(110)는 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신한다. First, the receiving unit 110 receives distance data measuring the distance between the drone and the surrounding object from the distance sensor attached to the front, rear, left and right sides of the drone.

이때 수신부(110)는 4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 측정한 거리데이터를 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 수신하되, 기 설정된 순서는 드론의 비행 방향과 드론에 거리측정센서의 방향이 형성하는 각도가 작은 순서대로 설정된다. At this time, the receiving unit 110 receives the distance data measured in accordance with a predetermined order by operating the four distance measuring sensors in a preset order, the preset order is the flight direction of the drone and the direction of the distance sensor in the drone This forming angle is set in small order.

한편 수신부(110)는 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 거리데이터를 더 수신할 수 있다. Meanwhile, the receiver 110 may further receive distance data from a distance sensor attached to the bottom surface of the drone.

다음으로 필터링부(120)는 기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링한다. Next, the filtering unit 120 compares the distance variation calculated for each cell of the distance data set at predetermined time intervals with a preset threshold value, and counts a state value for each setting period of the distance data, and counts the counted state. The distance data is filtered by setting some section of the distance data to a preset maximum value according to the value.

구체적으로 필터링부(120)는 거리데이터의 셀(cell)별로 거리 변동량을 산출하고, 셀의 거리 변동량이 기 설정된 임계값보다 작으면 해당 셀을 제1 상태로 판단하고 기 설정된 임계값보다 크거나 같으면 제2 상태로 판단한다. In detail, the filtering unit 120 calculates a distance variation amount for each cell of the distance data, and if the distance variation amount of the cell is smaller than a preset threshold value, the filtering unit 120 determines that the cell is in a first state and is larger than the preset threshold value. If it is the same, it is determined as the second state.

그러면 필터링부(120)는 복수의 셀이 포함된 거리데이터의 설정 구간별로 셀이 제1 상태로 판단되면 구간 상태값에 +1을 카운팅하고, 제2 상태로 판단되면 구간 상태값에 -1을 카운팅한다. 이때 필터링부(120)는 셀의 거리 변동량이 포함되는 레벨링 구간에 대응하는 가중치를 +1 또는 -1에 곱하여 구간 상태값을 카운팅한다. Then, the filtering unit 120 counts +1 to the interval state value when the cell is determined to be the first state for each section of the distance data including the plurality of cells, and sets -1 to the interval state value when the cell is determined to be the second state. Counting. At this time, the filtering unit 120 counts the interval state value by multiplying the weight corresponding to the leveling interval including the distance variation of the cell by +1 or -1.

그리고 필터링부(120)는 설정 구간별로 카운팅 된 구간 상태값이 기 설정된 기준값보다 크면 거리데이터에서 해당 설정 구간의 현재값을 필터링된 값으로 설정하고, 기준값보다 작거나 같으면 기 저장된 최대값을 필터링된 값으로 설정한다. If the section state counted for each set section is greater than the preset reference value, the filtering unit 120 sets the current value of the corresponding set section in the distance data as a filtered value. Set to a value.

다음으로 판단부(130)는 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단한다. Next, the determination unit 130 determines whether the collision with the surrounding object using the at least two distance data of the filtered distance data.

구체적으로 판단부(130)는 드론의 전면 및 후면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 드론의 전방 또는 후방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하거나, 드론의 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 드론의 좌측방 또는 우측방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단한다. Specifically, the determination unit 130 determines whether the collision risk with the object located in front or rear of the drone by using the distance data received from the distance measuring sensors attached to the front and rear of the drone, or the left and right sides of the drone The distance data received from the distance sensor attached to the battery is used to determine the risk of collision with an object located in the left or right side of the drone.

다음으로 제어부(140)는 드론이 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어한다. Next, when it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object, the controller 140 controls the roll angle value and the pitch angle value of the drone using distance data.

이때 제어부(140)는 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 사용자의 드론에 대한 롤 각도값 및 피치 각도값 제어를 차단한다. At this time, if it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object, the controller 140 blocks the control of the roll angle value and the pitch angle value of the drone.

한편 제어부(140)는 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터와 목표 고도 값을 PID 제어기에 입력하여 이착륙제어신호를 생성하고 이착륙제어신호에 따라 드론의 이륙 또는 착륙을 제어할 수 있다. Meanwhile, the controller 140 generates a takeoff and landing control signal by inputting distance data and a target altitude value received from the distance measuring sensor attached to the lower surface of the drone to the PID controller, and controls the takeoff or landing of the drone according to the takeoff and landing control signal. Can be.

이하에서는 도 2 내지 도 4를 통해 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치(100)를 이용한 드론 제어 방법에 대해 살펴보도록 한다. Hereinafter, a drone control method using the drone control apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 방법의 순서도이다. 2 is a flow chart of a drone control method according to an embodiment of the present invention.

먼저 수신부(110)는 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신한다(S210). First, the receiving unit 110 receives distance data measuring the distance between the drone and the surrounding object from the distance measuring sensors attached to the front, rear, left and right sides of the drone (S210).

이때 수신부(110)는 4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 측정한 거리데이터를 순차적으로 수신한다. In this case, the receiver 110 sequentially receives the measured distance data by operating the four distance measuring sensors in a predetermined order.

구체적으로 수신부(110)는 드론의 비행 방향에 대응하여 순서를 설정한 후, 설정된 순서에 따라 거리데이터를 순차적으로 수신한다. In detail, the receiver 110 sets an order corresponding to the flight direction of the drone and sequentially receives the distance data according to the set order.

예를 들어 드론이 전방으로 비행하는 경우, 수신부(110)는 드론의 전면, 좌측면 및 우측면, 후면의 순서에 따라 거리측정센서로부터 거리데이터를 수신한다.For example, when the drone is flying forward, the receiver 110 receives the distance data from the distance measuring sensor in the order of the front, left and right sides, the rear of the drone.

다른 예로, 드론이 좌측으로 비행하는 경우, 수신부(110)는 드론의 좌측면, 전면, 후면, 우측면의 순서에 따라 거리측정센서로부터 거리데이터를 수신한다. As another example, when the drone flies to the left, the receiver 110 receives distance data from the distance measuring sensor in the order of the left side, the front side, the rear side, and the right side of the drone.

다음으로 필터링부(120)는 거리데이터의 셀(cell)별 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링한다(S220). Next, the filtering unit 120 compares the calculated distance variation for each cell of the distance data with a preset threshold value and counts a state value for each section of the distance data, and sets a part of the distance data according to the counted state value. The distance data is filtered by setting the section to a preset maximum value (S220).

도 3은 도 2의 S220 단계를 상세하게 나타낸 순서도이다. FIG. 3 is a detailed flowchart illustrating step S220 of FIG. 2.

먼저 필터링부(120)는 거리데이터의 거리 변동량을 기 설정된 시간 간격으로 설정된 셀(cell)별로 산출한다(S221). 예를 들어, 필터링부(120)는 거리데이터에서 0.1ms 간격별로 거리 값을 추출한 후, 연속된 거리 값 사이의 차이값을 계산함으로써 각 셀의 거리 변동량을 산출할 수 있다. First, the filtering unit 120 calculates the distance variation of the distance data for each cell set at a predetermined time interval (S221). For example, the filtering unit 120 may calculate a distance variation of each cell by extracting distance values at intervals of 0.1 ms from the distance data and then calculating difference values between successive distance values.

다음으로 필터링부(120)는 셀의 거리 변동량이 기 설정된 임계값보다 작으면 해당 셀을 제1 상태로 판단하고 기 설정된 임계값보다 크거나 같으면 제2 상태로 판단한다(S222). Next, the filtering unit 120 determines that the corresponding cell is in the first state when the distance variation of the cell is smaller than the preset threshold, and determines the second state when it is greater than or equal to the preset threshold (S222).

다음으로 필터링부(120)는 복수의 셀이 포함된 각 구간별로 셀이 제1 상태로 판단되면 구간 상태값에 +1을 카운팅하고, 제2 상태로 판단되면 구간 상태값에 -1을 카운팅한다(S223). 여기서 각 구간은 임의설계가 가능하다. 예를 들어 거리데이터가 700개의 셀로 구성된다고 가정한다. 이때 각 구간이 100개의 셀을 포함하도록 설정하는 경우, 거리데이터에는 7개의 구간이 형성된다. Next, the filtering unit 120 counts +1 to the interval state value when it is determined that the cell is in the first state for each section including a plurality of cells, and counts -1 to the interval state value when it is determined to be the second state. (S223). Each section can be any design. For example, suppose the distance data consists of 700 cells. In this case, when each section is configured to include 100 cells, seven sections are formed in the distance data.

한편 필터링부(120)는 기 설정된 임계값보다 크거나 같은 범위에서 레벨링을 통해 카운팅하는 값에 가중치를 설정할 수 있다. 예를 들어 임계값이 2000mm라고 가정한다. 그러면 필터링부(120)는 거리2000mm에서 4000mm까지는 카운팅값 +1에 0.5의 가중치를 곱하고, 4000mm에서 6000mm 구간에는 1의 가중치를 곱하고, 6000mm에서 8000mm 구간에는 2의 가중치를 곱하여 구간 상태값을 카운팅 할 수 있다. 또한 필터링부(120)는 거리 2000mm에서 거리 1500mm까지는 상태값 -1에 0.5의 가중치를 곱하고, 1500mm에서 1000mm 구간에는 1의 가중치를 곱하여 구간 상태값을 카운팅 할 수 있다. Meanwhile, the filtering unit 120 may set a weight to a value counting through leveling in a range greater than or equal to a preset threshold. For example, suppose the threshold is 2000 mm. Then, the filtering unit 120 counts the interval state value by multiplying the counting value +1 by the weight of 0.5 to the distance 2000mm to 4000mm, by the weight of 1 in the 4000mm to 6000mm section, and by the weight of 2 in the 6000mm to 8000mm section. Can be. In addition, the filtering unit 120 may count the interval state value by multiplying the weight of the state value -1 by 0.5 and the weight of 1 in the 1500mm to 1000mm distance from the distance 2000mm to the distance 1500mm.

즉 레벨링 구간은 기 설정된 임계값을 기준으로 기 설정된 간격별로 형성되며, 가중치는 레벨링 구간이 상기 기 설정된 임계값으로부터 멀어질수록 커질 수 있다. That is, the leveling section is formed for each predetermined interval on the basis of the preset threshold value, and the weight may increase as the leveling section becomes farther from the preset threshold value.

필터링부(120)는 설정 구간별로 카운팅 된 구간 상태값이 기 설정된 기준값보다 크면 거리데이터에서 해당 설정 구간의 현재값을 필터링된 값으로 설정하고, 기준값보다 작거나 같으면 기 저장된 최대값을 필터링된 값으로 설정한다(S224). If the section state counted for each section is greater than the preset reference value, the filtering unit 120 sets the current value of the corresponding section in the distance data as a filtered value, and if the section value is less than or equal to the reference value, the filtered maximum value is stored. Set to (S224).

TOF 센서에서 측정된 거리데이터는 측정거리 밖의 물체에 대한 데이터의 경우 거리데이터가 급격히 변동하는 부분이 많아 드론 자동 제어에 이용하기 어려우나, 본 발명의 실시예에 따른 필터링부(120)에 의해 필터링된 거리데이터는 급격한 변동이 발생하는 데이터 구간을 데이터 상태에 따라 필터링함으로써 드론 자동 제어에 정확한 정보를 제공한다. The distance data measured by the TOF sensor is difficult to use for drone automatic control because the distance data varies rapidly in the case of data about an object outside the measurement distance, but is filtered by the filtering unit 120 according to an embodiment of the present invention. The distance data provides accurate information to the drone automatic control by filtering the data section in which the sudden change occurs according to the data state.

다음으로 판단부(130)는 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단한다(S230). Next, the determination unit 130 determines whether the collision with the surrounding object using the at least two distance data of the filtered distance data (S230).

일 실시예로 판단부(130)는 드론의 전면 및 후면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 드론의 전방 또는 후방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단한다. In one embodiment, the determination unit 130 determines whether the collision risk with the object located in front or rear of the drone by using the distance data received from the distance measuring sensors attached to the front and rear of the drone.

구체적으로 판단부(130)는 전면 거리데이터 및 후면 거리데이터를 비교하여 측정된 거리가 짧은 거리데이터를 선택한다. 그러면 판단부(130)는 선택된 거리데이터의 측정 거리와 기 설정된 기준값과 비교한 후, 측정 거리가 기준값보다 크면 선택된 거리데이터(전면 또는 후면 거리데이터)를 측정한 센서의 방향에서 충돌위험이 있다고 판단한다. 반면 기준값보다 작거나 같으면 충돌위험이 없다고 판단하며, 다음 거리데이터를 이용하여 주변 물체와의 충돌위험 여부를 계속 판단한다. In detail, the determination unit 130 compares the front distance data and the rear distance data and selects distance data having a short measured distance. Then, the determination unit 130 compares the measured distance of the selected distance data with a preset reference value, and determines that there is a risk of collision in the direction of the sensor measuring the selected distance data (front or rear distance data) if the measured distance is larger than the reference value. do. On the other hand, if it is less than or equal to the reference value, it is determined that there is no collision risk, and the next distance data is used to continuously determine whether there is a collision risk with surrounding objects.

다른 실시예로 판단부(130)는 드론의 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 드론의 좌측방 또는 우측방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단한다. In another embodiment, the determination unit 130 determines whether the collision risk with the object located in the left or right side of the drone by using the distance data received from the distance sensor attached to the left and right sides of the drone.

구체적으로 판단부(130)는 좌측면 거리데이터와 우측면 거리데이터를 비교하여 측정된 거리가 짧은 거리데이터를 선택한다. 그러면 판단부(130)는 선택된 거리데이터의 측정 거리와 기 설정된 기준값과 비교한 후, 측정 거리가 기준값보다 크면 선택된 거리데이터(좌측면 또는 우측면 거리데이터)를 측정한 센서의 방향에서 충돌위험이 있다고 판단한다. 반면 기준값보다 작거나 같으면 충돌위험이 없다고 판단하며, 다음 거리데이터를 이용하여 주변 물체와의 충돌위험 여부를 계속 판단한다. In detail, the determination unit 130 compares the left side distance data with the right side distance data and selects the distance data having the shortest measured distance. Then, the determination unit 130 compares the measured distance of the selected distance data with a preset reference value, and if the measured distance is larger than the reference value, there is a risk of collision in the direction of the sensor measuring the selected distance data (left or right distance data). To judge. On the other hand, if it is less than or equal to the reference value, it is determined that there is no collision risk, and the next distance data is used to continuously determine whether there is a collision risk with surrounding objects.

다음으로 제어부(140)는 드론이 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 거리데이터를 이용하여 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어한다(S240). Next, when it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object, the controller 140 controls the roll angle value and the pitch angle value of the drone using the distance data (S240).

우선 제어부(140)는 드론이 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 사용자의 드론에 대한 롤 각도값 및 피치 각도값 제어를 차단한다. 이때 제어부(140)는 사용자의 요(yaw) 각도값 제어를 차단하지 않는다. First, when it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object, the controller 140 blocks the control of the roll angle value and the pitch angle value of the drone. At this time, the controller 140 does not block the yaw angle control of the user.

그러면 제어부(140)는 충돌위험이 있다고 판단된 방향과 반대 방향으로 드론이 비행하도록 거리데이터를 이용하여 롤 각도값 및 피치 각도값을 제어한다. 예를 들어, 전방에 위치한 물체와 충돌위험이 있다고 판단되면, 제어부(140)는 거리데이터를 이용하여 롤 각도값 및 피치 각도값을 제어함으로써 드론이 후방으로 비행하도록 한다. Then, the controller 140 controls the roll angle value and the pitch angle value by using the distance data so that the drone flies in the direction opposite to the direction determined to be the collision risk. For example, if it is determined that there is a risk of collision with an object located in front of the controller, the controller 140 controls the roll angle value and the pitch angle value by using the distance data to allow the drone to fly backwards.

한편 S210 단계에서 수신부(110)는 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 거리데이터를 수신할 수 있다. Meanwhile, in operation S210, the receiver 110 may receive distance data from a distance measuring sensor attached to a lower surface of the drone.

그러면 제어부(140)는 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터와 목표 고도 값을 PID 제어기에 입력하여 이착륙제어신호를 생성하고 이착륙제어신호에 따라 드론의 이륙 또는 착륙을 제어한다. 이때 하부면 거리데이터는 S220 단계의 필터링 단계를 거친 후 제어부(140)로 입력된다. Then, the controller 140 generates a takeoff and landing control signal by inputting distance data and a target altitude value received from the distance measuring sensor attached to the lower surface of the drone to the PID controller, and controls the takeoff or landing of the drone according to the takeoff and landing control signal. . At this time, the bottom surface distance data is input to the controller 140 after the filtering step of step S220.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리데이터를 수신하는 순서를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for describing a method of setting an order of receiving distance data according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2의 S210 단계에서, 4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 물체와의 거리를 측정하면, 수신부(110)는 거리데이터를 순차적으로 수신한다.In operation S210 of FIG. 2, when the four distance measuring sensors operate in a preset order to measure a distance to an object, the receiver 110 sequentially receives the distance data.

이때 기 설정된 순서는 드론에 부착된 거리측정센서의 방향과 드론의 비행 방향이 이루는 각도가 작은 순서대로 설정된다. At this time, the preset order is set in the order in which the angle between the direction of the distance sensor attached to the drone and the flight direction of the drone is small.

도 4에서와 같이, 거리측정센서의 방향은 드론의 중심에서 거리측정센서의 중심을 이은 방향을 의미한다. 그러면 드론의 비행 방향과 거리측정센서의 방향 사이의 각도가 산출될 수 있다. As shown in Figure 4, the direction of the distance sensor means a direction from the center of the drone to the center of the distance sensor. The angle between the flight direction of the drone and the direction of the distance sensor can then be calculated.

본 발명의 실시예에 따르면 4개의 거리측정센서가 드론에 부착되어 있으므로, 도 4에서와 같이 4개의 각도(θ1 내지 θ4)가 산출된다.According to an embodiment of the present invention, since four distance measuring sensors are attached to the drone, four angles θ 1 to θ 4 are calculated as shown in FIG. 4 .

도 4에서 4개의 각도는 θ1<θ2<θ3<θ4의 관계를 가지므로, 각도가 가장 작은 전면, 좌측면, 우측면, 후면의 순서대로 거리측정센서가 동작한다. 그리고 수신부(110)는 전면, 좌측면, 우측면, 후면의 순서대로 거리측정센서로부터 거리데이터를 수신한다. In FIG. 4, since four angles have a relationship of θ 1 <θ 2 <θ 3 <θ 4 , the distance measuring sensor operates in the order of the front, left, right, and rear surfaces having the smallest angle. The receiver 110 receives the distance data from the distance measuring sensor in the order of the front, left, right, and rear surfaces.

본 발명의 실시예에 따르면, TOF 센서를 통해 측정된 거리데이터의 필터링을 통해 드론 자동 제어에 정확도를 향상시킬 수 있으며, 순차 센싱 알고리즘에 따라 센싱 정보를 처리하여 딜레이를 해결함으로써 제어 성능을 향상시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the accuracy of drone automatic control can be improved by filtering the distance data measured by the TOF sensor, and the sensing information is processed according to the sequential sensing algorithm to solve the delay to improve the control performance. Can be.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 드론 제어 장치 110 : 수신부
120 : 필터링부 130 : 판단부
140 : 제어부 100 drone control device 110 receiver
120: filtering unit 130: determination unit
140: control unit

Claims (14)

드론 제어 장치를 이용한 드론 제어 방법에 있어서,
드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 상기 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신하는 단계,
기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링하는 단계,
상기 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 단계, 그리고
상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 상기 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어하는 단계를 포함하는 드론 제어 방법. In the drone control method using a drone control device,
Receiving distance data measuring the distance between the drone and the surrounding object from the distance sensor attached to the front, rear, left and right sides of the drone,
A state value is counted for each section of the distance data by comparing the distance variation calculated for each cell of the distance data set at a predetermined time interval with a preset threshold value, and a partial section of the distance data according to the counted state value. Filtering the distance data by setting to a preset maximum value,
Determining whether there is a risk of collision with the surrounding object using at least two distance data of the filtered distance data, and
And controlling a roll angle value and a pitch angle value of the drone using the distance data when it is determined that the drone is in danger of colliding with the surrounding object. 제1항에 있어서,
상기 거리데이터를 수신하는 단계는,
4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 측정한 거리데이터를 상기 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 수신하되,
상기 기 설정된 순서는 상기 드론의 비행 방향과 상기 드론에 거리측정센서의 방향이 형성하는 각도가 작은 순서대로 설정되는 드론 제어 방법. The method of claim 1,
Receiving the distance data,
The four distance measuring sensors operate in a preset order to sequentially receive the measured distance data according to the preset order.
The preset order is a drone control method in which the angle formed by the flight direction of the drone and the direction of the distance measuring sensor in the drone is set in the order of the smallest. 제1항에 있어서,
상기 거리데이터를 필터링하는 단계는,
상기 거리데이터의 셀(cell)별로 거리 변동량을 산출하는 단계,
상기 셀의 거리 변동량이 기 설정된 임계값보다 작으면 해당 셀을 제1 상태로 판단하고 기 설정된 임계값보다 크거나 같으면 제2 상태로 판단하는 단계,
복수의 셀이 포함된 상기 거리데이터의 설정 구간별로 셀이 제1 상태로 판단되면 구간 상태값에 +1을 카운팅하고, 제2 상태로 판단되면 구간 상태값에 -1을 카운팅하는 단계, 그리고
상기 설정 구간별로 카운팅 된 구간 상태값이 기 설정된 기준값보다 크면 거리데이터에서 해당 설정 구간의 현재값을 필터링된 값으로 설정하고, 기준값보다 작거나 같으면 기 저장된 최대값을 필터링된 값으로 설정하는 단계를 포함하는 드론 제어 방법. The method of claim 1,
Filtering the distance data,
Calculating a distance variation amount for each cell of the distance data;
Determining that the cell is in a first state when the distance variation of the cell is less than a preset threshold, and determining the second state by being greater than or equal to a preset threshold;
Counting +1 to an interval state value if it is determined that the cell is in the first state for each set interval of the distance data including a plurality of cells; counting -1 to the interval state value if it is determined to be the second state; and
Setting the current value of the corresponding setting section as the filtered value in the distance data if the section state value counted for each setting section is larger than the preset reference value, and setting the pre-stored maximum value as the filtered value if the section value is smaller than or equal to the reference value. Including drone control method. 제3항에 있어서,
상기 카운팅하는 단계는,
상기 셀의 거리 변동량이 포함되는 레벨링 구간에 대응하는 가중치를 상기 +1 또는 -1에 곱하여 구간 상태값을 카운팅하고,
상기 레벨링 구간은 기 설정된 임계값을 기준으로 기 설정된 간격별로 형성되며,
상기 가중치는 상기 레벨링 구간이 상기 기 설정된 임계값으로부터 멀어질수록 커지는 드론 제어 방법. The method of claim 3,
The counting step,
The interval state value is counted by multiplying the weight corresponding to the leveling interval including the distance variation of the cell by +1 or -1,
The leveling section is formed at predetermined intervals based on a predetermined threshold value.
And the weight increases as the leveling section moves away from the preset threshold. 제1항에 있어서,
상기 충돌위험 여부를 판단하는 단계는,
상기 드론의 전면 및 후면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 전방 또는 후방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하거나,
상기 드론의 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 좌측방 또는 우측방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 드론 제어 방법. The method of claim 1,
Determining whether the collision risk,
Determining whether there is a risk of collision with an object located in front or rear of the drone by using distance data received from the distance measuring sensors attached to the front and rear of the drone,
The drone control method for determining the risk of collision with the object located in the left or right side of the drone by using the distance data received from the distance measuring sensors attached to the left and right sides of the drone. 제5항에 있어서,
상기 드론의 롤 각도값 및 피치 각도값 중 적어도 하나를 제어하는 단계는,
상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 사용자의 상기 드론에 대한 롤 각도값 및 피치 각도값 제어를 차단하는 드론 제어 방법. The method of claim 5,
Controlling at least one of the roll angle value and the pitch angle value of the drone,
And controlling the roll angle value and the pitch angle value control of the drone when the drone determines that there is a risk of collision with the surrounding object. 제1항에 있어서,
상기 거리데이터를 수신하는 단계는,
상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 거리데이터를 더 수신하며,
상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터와 목표 고도 값을 PID 제어기에 입력하여 이착륙제어신호를 생성하고 상기 이착륙제어신호에 따라 상기 드론의 이륙 또는 착륙을 제어하는 단계를 더 포함하는 드론 제어 방법. The method of claim 1,
Receiving the distance data,
Further receiving distance data from a distance sensor attached to a lower surface of the drone,
Inputting distance data and a target altitude value received from the distance sensor attached to the lower surface of the drone to the PID controller to generate a takeoff and landing control signal, and controlling takeoff or landing of the drone according to the takeoff and landing control signal; Including drone control method. 드론의 전면, 후면, 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 상기 드론과 주변 물체 사이의 거리를 측정한 거리데이터를 수신하는 수신부,
기 설정된 시간 간격으로 설정된 상기 거리데이터의 셀(cell)별로 산출된 거리 변동량을 기 설정된 임계값과 비교하여 거리데이터의 설정 구간별로 상태값을 카운팅하고, 카운팅된 상태값에 따라 거리데이터의 일부 구간을 기 설정된 최대값으로 설정하여 거리데이터를 필터링하는 필터링부,
상기 필터링 된 거리데이터 중 적어도 2개의 거리데이터를 이용하여 상기 주변 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 판단부, 그리고
상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 상기 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 롤(roll) 각도값 및 피치(pitch) 각도값을 제어하는 제어부를 포함하는 드론 제어 장치. Receiving unit for receiving the distance data measured the distance between the drone and the surrounding object from the distance sensor attached to the front, rear, left and right sides of the drone,
A state value is counted for each section of the distance data by comparing the distance variation calculated for each cell of the distance data set at a predetermined time interval with a preset threshold value, and a partial section of the distance data according to the counted state value. Filtering unit for filtering the distance data by setting to the preset maximum value,
Determination unit for determining the risk of collision with the surrounding object using at least two distance data of the filtered distance data, And
And a controller configured to control a roll angle value and a pitch angle value of the drone using the distance data when it is determined that the drone is at risk of collision with the surrounding object. 제8항에 있어서,
상기 수신부는,
4개의 거리측정센서가 기 설정된 순서에 따라 동작하여 측정한 거리데이터를 상기 기 설정된 순서에 따라 순차적으로 수신하되,
상기 기 설정된 순서는 상기 드론의 비행 방향과 상기 드론에 거리측정센서의 방향이 형성하는 각도가 작은 순서대로 설정되는 드론 제어 장치. The method of claim 8,
The receiving unit,
The four distance measuring sensors operate in a preset order to sequentially receive the measured distance data according to the preset order.
The preset order is a drone control device is set in the order of the angle formed by the flight direction of the drone and the direction of the distance measuring sensor to the drone. 제8항에 있어서,
상기 필터링부는,
상기 거리데이터의 셀(cell)별로 거리 변동량을 산출하고, 상기 셀의 거리 변동량이 기 설정된 임계값보다 작으면 해당 셀을 제1 상태로 판단하고 기 설정된 임계값보다 크거나 같으면 제2 상태로 판단하고, 복수의 셀이 포함된 상기 거리데이터의 설정 구간별로 셀이 제1 상태로 판단되면 구간 상태값에 +1을 카운팅하고, 제2 상태로 판단되면 구간 상태값에 -1을 카운팅하고, 상기 설정 구간별로 카운팅 된 구간 상태값이 기 설정된 기준값보다 크면 거리데이터에서 해당 설정 구간의 현재값을 필터링된 값으로 설정하고, 기준값보다 작거나 같으면 기 저장된 최대값을 필터링된 값으로 설정하는 드론 제어 장치. The method of claim 8,
The filtering unit,
A distance variation amount is calculated for each cell of the distance data, and if the distance variation amount of the cell is smaller than a preset threshold value, the corresponding cell is determined to be a first state, and if it is greater than or equal to the preset threshold value, it is determined to be a second state. And counting +1 to a section state value when the cell is determined to be the first state for each set section of the distance data including a plurality of cells, counting -1 to the section state value when the second state is determined. Drone control device that sets the current value of the setting section as the filtered value in the distance data if the section state value counted by the setting section is larger than the preset reference value, and sets the maximum stored value as the filtered value if it is smaller than or equal to the reference value. . 제10항에 있어서,
상기 필터링부는,
상기 셀의 거리 변동량이 포함되는 레벨링 구간에 대응하는 가중치를 상기 +1 또는 -1에 곱하여 구간 상태값을 카운팅하고,
상기 레벨링 구간은 기 설정된 임계값을 기준으로 기 설정된 간격별로 형성되며,
상기 가중치는 상기 레벨링 구간이 상기 기 설정된 임계값으로부터 멀어질수록 커지는 드론 제어 장치. The method of claim 10,
The filtering unit,
The interval state value is counted by multiplying the weight corresponding to the leveling interval including the distance variation of the cell by +1 or -1,
The leveling section is formed at predetermined intervals based on a predetermined threshold value.
And the weight increases as the leveling section moves away from the preset threshold. 제8항에 있어서,
상기 판단부는,
상기 드론의 전면 및 후면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 전방 또는 후방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하거나,
상기 드론의 좌측면 및 우측면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터를 이용하여 상기 드론의 좌측방 또는 우측방에 위치한 물체와의 충돌위험 여부를 판단하는 드론 제어 장치. The method of claim 8,
The determination unit,
Determining whether there is a risk of collision with an object located in front or rear of the drone by using distance data received from the distance measuring sensors attached to the front and rear of the drone,
And a drone control device for determining a risk of collision with an object located in a left side or a right side of the drone by using distance data received from a distance measuring sensor attached to the left and right sides of the drone. 제12항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 드론이 상기 주변 물체와의 충돌위험이 있다고 판단되면 사용자의 상기 드론에 대한 롤 각도값 및 피치 각도값 제어를 차단하는 드론 제어 장치. The method of claim 12,
The control unit,
And a drone control device to block a roll angle value and a pitch angle value control of the drone when the drone determines that there is a risk of collision with the surrounding object. 제8항에 있어서,
상기 수신부는,
상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 거리데이터를 더 수신하며,
상기 제어부는,
상기 드론의 하부면에 부착된 거리측정센서로부터 수신된 거리데이터와 목표 고도 값을 PID 제어기에 입력하여 이착륙제어신호를 생성하고 상기 이착륙제어신호에 따라 상기 드론의 이륙 또는 착륙을 제어하는 드론 제어 장치.
The method of claim 8,
The receiving unit,
Further receiving distance data from a distance sensor attached to a lower surface of the drone,
The control unit,
A drone control device for generating a takeoff and landing control signal by inputting distance data and a target altitude value received from a distance measuring sensor attached to a lower surface of the drone to a PID controller and controlling takeoff or landing of the drone according to the takeoff and landing control signal. .
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