KR102018591B1 - 무인 비행체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다수의 렌즈들을 구비하며, 대상체에 영상이 출력되게 하도록 상기 대상체를 향해 영상을 송출하는 영상 출력부; 빛이나 초음파를 이용하여 상기 대상체와의 거리를 측정하도록 형성되는 거리 측정 센서; 및 상기 렌즈들 중 적어도 하나의 위치를 조절하여 상기 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 크기를 제어하고, 무인 비행체의 이동에 의해 상기 대상체와의 거리가 변경되더라도 상기 대상체에 출력되는 영상의 크기를 유지되게 하도록 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 근거하여 상기 제어를 실행하는 제어부를 포함하는 무인 비행체를 제공한다.

Description

무인 비행체{UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명은 이른바 드론이라고 불리는 무인 비행체에 관한 것이다.
드론이란 무인 비행체의 한 종류로, 사람이 탑승하지 않고 무선 전파의 유도에 의해 비행하는 비행체를 의미한다. 드론은 군사용으로 처음 개발되었지만 무인 배달, 농약 살포, 공기질 측정, 안전 진단 등의 산업용을 넘어 취미 생활용으로 발전하였다.
드론에는 동력을 제공하기 위한 배터리, 위치 정보를 제공하기 위한 GPS(Global Positioning System) 등의 센서, 컨트롤러로부터 전송되는 무선 전파를 수신하기 위한 통신 시스템 등이 기본적으로 탑재된다. 또한 드론에는 목적에 따라 카메라, GPS 외의 다양한 센서 등이 추가로 탑재된다.
비행 중인 드론의 카메라로 피사체를 촬영하는 경우, 지상에서 고정된 카메라로 피사체를 촬영하는 경우보다 높은 품질의 영상을 얻기 어렵다. 비행 중인 드론은 기류(air current)의 영향을 받기 때문이다. 마찬가지로 드론의 영상 출력부에서 대상체(예컨대 스크린)를 향해 영상을 송출하는 경우, 지상에서 고정된 상태로 영상을 송출하는 경우보다 대상체에 고해상도 영상을 비추기 어렵다.
특히 드론에서 대상체를 향해 영상을 송출하는 경우에는, 일반적으로 평면의 대상체를 향해 영상을 송출하게 된다. 그러나 평면의 대상체에 비추어지는 영상은 드론의 영상 출력부와 평면 간의 각도에 의해서도 영향을 받게 된다.
따라서 드론과 대상체와의 거리 또는 각도의 변화에도 상기 대상체에 비추어지는 영상을 변화 전과 같이 유지할 수 있는 기술 개발이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 무인 비행체와 대상체와의 상대적인 위치가 변경되더라도, 상대적인 위치의 변경 전후에 무인 비행체에서 송출되는 영상의 크기가 유지될 수 있도록 하는 구성을 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 무인 비행체의 비행에 의해 저해상도 영상이 송출되는 경우 화질을 고해상도로 조정할 수 있도록 구성되는 무인 비행체를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 무인 비행체의 비행에 의해 무인 비행체와 대상체와의 상대적인 각도가 변경되더라도, 이를 감지하여 상대적인 각도를 조정할 수 있도록 구성되는 무인 비행체를 제시하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 무인 비행체는, 다수의 렌즈들을 구비하며, 대상체에 영상이 출력되게 하도록 상기 대상체를 향해 영상을 송출하는 영상 출력부; 빛이나 초음파를 이용하여 상기 대상체와의 거리를 측정하도록 형성되는 거리 측정 센서; 및 상기 렌즈들 중 적어도 하나의 위치를 조절하여 상기 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 크기를 제어하고, 무인 비행체의 이동에 의해 상기 대상체와의 거리가 변경되더라도 상기 대상체에 출력되는 영상의 크기를 유지되게 하도록 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 근거하여 상기 제어를 실행하는 제어부를 포함한다.
상기 영상 출력부는 상기 렌즈들을 이동 가능하게 지지하도록 형성되는 액추에이터를 구비하고, 상기 제어부는 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 제어를 실행한다.
상기 제어부의 제어는 상기 거리 측정 센서에 의해 실시간으로 측정되는 거리에 근거하여 상기 무인 비행체의 이동 과정 동안 연속적으로 이루어진다.
상기 제어부는 상기 무인 비행체의 이동 전에 송출된 제1 영상과 상기 무인 비행체의 이동 후에 송출된 제2 영상을 상호 비교하여, 상기 비교로부터 획득되는 피드백에 따라 상기 렌즈들의 위치를 재차 제어한다.
상기 거리 측정 센서는 상기 대상체와의 거리를 측정하도록 상기 무인 비행체의 전방과 하방 사이의 범위에서 빛이나 초음파를 송출하며, 상기 제어부는 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 근거하여 상기 제어를 실행한다.
상기 제어부는 사용자에 조작에 의하지 않은 상기 무인 비행체의 이동 시 상기 제어를 실행한다.
상기 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 해상도가 기설정된 기준에 미도달 시 상기 제어부는 상기 렌즈들의 위치를 조절한다.
상기 거리 측정 센서는 서로 이격된 다수의 지점과의 거리들을 각각 감지 가능하도록 형성되고, 상기 제어부는 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리들에 근거하여 상기 대상체의 영상 출력면과 상기 영상 출력부의 상대적인 각도를 산출하며, 산출된 상기 각도에 근거하여 상기 영상 출력부의 송출 각도, 상기 무인 비행체의 비행 각도, 및 상기 부인 비행체의 고도 중 적어도 하나를 조정한다.
상기 제어부는 상기 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리들을 모두 같은 값으로 변경되게 하는 방향으로 상기 영상 출력부의 송출 각도, 상기 무인 비행체의 비행 각도, 및 상기 부인 비행체의 고도 중 적어도 하나를 조정한다.
상기 다수의 지점은 상기 대상체에서 높이 방향을 따라 서로 이격된 제1 지점 내지 제3 지점으로 구성되며, 상기 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리는 상기 제1 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제1 거리, 상기 제2 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제2 거리, 그리고 상기 제3 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제3 거리로 구성되고, 상기 상대적인 각도는 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차이, 상기 제2 거리와 상기 제3 거리의 차이에 근거하여 산출된다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 거리 측정 센서에 의해 감지되는 대상체와의 거리에 근거하여 영상 출력부에 구비되는 렌즈들의 위치를 이동시키므로, 대상체에 비추어지는 영상의 크기가 계속해서 유지될 수 있다.
또한 본 발명은, 무인 비행체가 비행함에 따라 저해상도 영상이 대상체에 비추어지면, 렌즈들의 위치를 이동시켜 해상도를 고화질로 조정할 수 있다.
또한 본 발명은, 거리 측정 센서에 의해 감지되는 거리를 기반으로, 영상 출력부와 대상체를 정면으로 바라보게 제어하여 상기 대상체에 출력되는 영상의 왜곡 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 무인 비행체를 도시한 개념도다.
도 2는 비디오 모듈에 구비되는 영상 출력부의 개념도다.
도 3a와 도 3b는 무인 비행체의 이동 전후 영상의 크기를 유지하는 제어를 보인 개념도다.
도 4a 내지 도 4b는 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 해상도(선명도)를 조정하는 제어를 보인 개념도다.
도 5a와 도 5b는 대상체에 출력되는 영상의 왜곡 발생을 해결할 수 있는 제어를 보인 개념도다.
이하, 본 발명에 관련된 무인 비행체에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일, 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 무인 비행체(100)를 도시한 개념도다.
무인 비행체(100)는 본체(110), 아암(arm)(120), 프로펠러(propeller)(130), 랜딩 기어(landing gear)(150), 비디오 모듈(160) 등을 포함한다.
본체(110)는 내부에 배터리, 각종 센서, 통신 시스템 등을 수용하도록 형성된다. 각종 센서란 GPS를 비롯하여, 자이로스코프, 가속도 센서, 지자기 센서, 기압 센서 등을 포함한다.
아암(120)은 본체(110)로부터 방사 방향(radial direction)으로 돌출되며, 복수로 형성된다. 각 아암(120)의 단부에는 회전 가능한 프로펠러(130)와 상기 프로펠터의 회전에 필요한 동력을 제공하는 모터(140)가 적어도 하나씩 설치된다. 프로펠러(130)의 수에 따라 무인 비행체(100)의 종류를 구분하기도 하며, 프로펠러(130)가 3개인 경우에는 트라이콥터, 프로펠터가 4개인 경우에는 쿼드롭터라고 명명될 수 있다.
랜딩 기어(150)는 무인 비행체(100)의 안정적인 착륙을 위한 구성이다. 랜딩 기어(150)는 본체(110)의 하측으로 돌출되며, 복수로 형성된다. 도 1과 같이 본체(110)의 하측에 비디오 모듈(160)이 설치되는 경우에는 랜딩 기어(150)의 하단이 비디오 모듈(160)의 하단보다 낮은 위치에 형성될 수 있다.
비디오 모듈(160)은 무인 비행체(100)가 비행하면서 대상체를 향해 영상을 송출하기 위해 필요한 구성이다. 비디오 모듈(160)은 도 1에 도시된 바와 같이 본체(110)의 하측에 배치되며, 본체(110)의 하부와 연결될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 대상체란 일반적으로 스크린과 같은 평면을 의미하나, 반드시 평면인 것은 아니다.
비디오 모듈(160)은 하나 이상의 렌즈(161a)와 광원(161b)을 구비하는 영상 출력부(161)를 구비한다. 필요에 따라 비디오 모듈(160)에는 카메라(162)가 구비될 수도 있다.
비디오 모듈(160)은 본체(110)의 하부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예컨대 무인 비행체(100)를 정면에서 바라봤을 때 무인 비행체(100)의 좌우 방향을 향해 연장되는 수평 중심축을 기준으로 비디오 모듈(160)이 회전될 수 있다. 상기 수평 중심축을 기준으로 비디오 모듈(160)이 회전되면 영상 출력부(161)로부터 영상이 송출되는 영역은 무인 비행체(100)의 상하 또는 앞뒤로 변경된다.
또는 무인 비행체(100)의 상하 방향을 향해 연장되는 수직 중심축을 기준으로 비디오 모듈(160)이 회전될 수 있다. 상기 수직 중심축을 기준으로 비디오 모듈(160)이 회전되면 영상 출력부(161)로부터 영상이 송출되는 영역은 무인 비행체(100)의 좌우로 변경된다.
본 발명에서의 비디오 모듈(160)은 상기 대상체와의 거리를 측정하기 위한 거리 측정 센서(163)를 포함한다. 다만, 거리 측정 센서(163)는 본체(110), 아암(120), 랜딩 기어(150) 등에 위치하는 것도 가능하다.
비디오 모듈(160)에 구비되는 영상 출력부(161)는 대상체를 향해 영상을 송출하도록 형성된다. 무인 비행체(100)가 비행하게 된다면 영상 출력부(161)로부터 영상을 송출받는 대상체는 무인 비행체(100)의 항로에 따라 달라지게 된다. 다만, 회전익으로 구성되는 프로펠러(130)를 구비하는 무인 비행체(100)는 제자리 비행(hovering)이 가능하므로, 한 장소에 머물면서 하나의 대상체를 향해 장시간 영상 송출이 가능하다.
영상 출력부(161)에 의해 송출되는 영상은 대상체에 출력된다. 예컨대 영상 출력부(161)로부터 빛을 이용하여 영상이 송출되면 스크린과 같은 대상체에 빛이 비추어지게 되면서 상기 대상체에 영상이 출력된다.
거리 측정 센서(163)는 빛이나 초음파를 이용하여 대상체와의 거리를 측정하도록 형성된다. 예컨대 적외선 센서나 초음파 센서 등은 본 발명에서 가리키는 거리 측정 센서(163)의 개념에 포함된다.
거리 측정 센서(163)는 영상 출력부(161)를 이용한 영상 송출의 제어에 이용된다. 이하에서는 먼저 영상 출력부(161)의 구조에 대하여 설명하고, 이어서 거리 측정 센서(163)에서 측정되는 대상체와의 거리를 이용하는 무인 비행체(100)의 제어에 대하여 설명한다.
도 2는 비디오 모듈(160)에 구비되는 영상 출력부(161)의 개념도다.
영상 출력부(161)는 다수의 렌즈(lens)(161a), 광원(161b) 및 액추에이터(161c)를 포함할 수 있다.
광원(161b)은 스크린과 같은 대상체를 향해 조사될 빛을 발생시킨다.
렌즈는 광원에서 발생되는 빛의 광경로를 기준으로 광원과 대상체의 사이에 배치된다. 렌즈는 종류에 따라 컨뎅싱 렌즈(condensing lens), 쉐이핑 렌즈(shaping lens) 등 다양하게 구분될 수 있으며, 영상 출력부에는 다수의 렌즈가 구비된다.
상기 렌즈들은 광원으로부터 제공되는 빛을 조리개의 한 점으로 모아 확대된 영상을 대상체에 비추어지게 한다. 상기 광원과 렌즈(161a)들 간의 거리, 렌즈(161a)들의 상대적인 위치에 따라 대상체에 비추어지는 영상의 크기나 선명도(해상도) 등이 달라질 수 있다.
액추에이터(161c)는 렌즈(161a)들을 이동 가능하게 지지하도록 형성된다. 액추에이터(161c)는 각 렌즈(161a)들을 서로 독립적으로 이동 가능하게 지지할 수 있다. 예컨대 액추에이터(161c)는 각 렌즈(161a)들을 상하 방향 또는 좌우방향 또는 대각선 방향으로 이동시킬 수 있으며, 광원(161b)에 가까워지게 하거나 멀어지게 하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
액추에이터(161c)는 렌즈(161a)들을 통과하는 광경로에 간섭을 일으키지 않도록 상기 렌즈(161a)들의 테두리에 결합될 수 있다. 액추에이터(161c)는 렌즈(161a)들을 탄성적으로 지지할 수 있다.
이상에서 설명된 무인 비행체(100)의 구성은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 예에 해당하며, 다양한 구성이을 통해 본 발명의 영상 출력 제어가 이루어질 수 있다.
이하에서는 본 발명에서 제안하는 무인 비행체(100)의 영상 출력 제어에 대하여 설명한다.
도 3a와 도 3b는 무인 비행체(100)의 이동 전후 영상의 크기를 유지하는 제어를 보인 개념도다.
무인 비행체(100)의 본체(110)에는 제어부가 구비된다. 제어부는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 실장되는 소자들로 구성된다. 제어부는 렌즈(161a)들 중 적어도 하나의 위치를 조절하여 영상 출력부(161)에 의해 송출되는 영상을 제어한다.
예컨대 제어부가 액추에이터(161c)를 작동시키면, 렌즈(161a)들의 위치가 조절될 수 있다. 그리고 렌즈(161a)들의 위치가 조절되면 영상 출력부(161)에 의해 송출되는 영상의 크기나 해상도 등이 조절될 수 있으며, 영상 송출 대상 영역이 변경될 수 있다.
특히 본 발명에서는 제어부에 의해 대상체에 비추어지는 영상의 크기가 제어될 수 있다. 예컨대 도 3a와 도 3b를 비교하면 무인 비행체(100)의 고도가 변경됨에 따라 대상체와 영상 출력부(161)와의 거리(D1, D2)가 달라지게 된다. 만약 무인 비행체(100)의 고도가 변경되었음에도 렌즈들(161a)의 위치는 고정되어 있다면, 대상체에 비추어지는 영상의 크기는 달라지게 될 것이다.
사용자가 대상체에 더 큰 크기 또는 더 작은 크기로 영상을 출력하기 위해 컨트롤러를 의도적으로 조작하고, 이에 따라 무인 비행체(100)의 위치가 달라져 영상 출력부(161)로부터 대상체에 출력되는 영상의 크기도 달라지는 경우가 있을 수 있다. 이 경우는 사용자의 의도에 의한 조작이므로, 영상의 크기가 달라지는 것이 자연스럽다.
그러나 사용자는 대상체에 계속해서 같은 크기로 영상을 출력하고자 하지만, 기류의 영향 등으로 인해 무인 비행체(100)의 위치가 달라지고, 이에 따라 영상 출력부(161)로부터 대상체에 출력되는 영상의 크기도 달라지는 경우가 있을 수 있다. 이 경우는 사용자의 의도에 의하지 않은 조작이므로, 영상의 크기는 무인 비행체(100)의 이동 전후에 동일하게 유지되는 것이 자연스럽다.
본 발명에서는 사용자의 조작에 의하지 않은 무인 비행체(100)의 이동에 따라 무인 비행체(100)와 대상체와의 거리가 변경되면, 영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상의 크기를 유지되게 하기 위해 제어부가 액추에이터(161c)를 작동시켜 렌즈(161a)들의 위치를 조절한다. 특히 제어부는 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 거리에 근거하여 제어를 실행한다.
이를테면 도 3a와 도 3b에서와 같이 무인 비행체(100)의 고도가 낮아지면, 거리 측정 센서(163)에서 측정되는 대상체와의 거리가 짧아진다. 대상체와의 거리 변화가 감지되면, 제어부는 액추에이터(161c)를 작동시켜 렌즈(161a)들의 위치를 조절하고, 영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상(A)을 무인 비행체(100)의 이동 전과 같은 크기로 유지되게 한다.
반대로 무인 비행체(100)의 고도가 높아지면 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 대상체와의 거리가 멀어진다. 제어부는 액추에이터(161c)를 작동시켜 렌즈(161a)들의 위치를 조절하고, 영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상(A)을 무인 비행체(100)의 이동 전과 같은 크기로 유지시킨다.
거리 측정 센서(163)는 대상체와의 거리를 측정하기 위해 무인 비행체(100)의 전방과 하방 사이의 범위에서 대상체를 향해 빛이나 초음파를 송출할 수 있다. 이 경우 제어부는 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 대상체와 의 거리에 근거하여 상기 제어를 실행하게 된다.
만일 대상체가 지면 또는 수면이라면 제어부는 무인 비행체(100)의 고도에 근거하여 상기 제어를 실행한다. 그러나 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 대상체와의 거리는 단순히 고도에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 거리 측정 센서(163)는 전방이나 후방, 전방과 하방 사이의 대각선 방향, 후방과 하방 사이의 대각선 방향으로 빛이나 초음파를 송출할 수도 있다. 이 경우 사용자의 조작에 의하지 않은 무인 비행체(100)의 전진이나 후진에 의해 대상체와의 거리가 달라지면 제어부는 상기 제어를 실행한다.
제어부에 의한 영상 크기 제어는 무인 비행체(100)의 이동을 완료한 후에 실행되는 것이 아니라 무인 비행체(100)의 이동 과정 동안 연속적으로 이루어진다. 거리 측정 센서(163)는 대상체와의 거리를 실시간으로 측정하고, 제어부는 실시간으로 측정되는 거리에 근거하여 무인 비행체(100)의 이동 과정 동안 연속적으로 영상 크기 제어를 실행한다.
또한 제어부에 의한 영상 크기 제어는 피드백에 근거하여 교정이 이루어질 수 있다. 예컨대 무인 비행체(100)의 이동 전에 송출된 영상을 제1 영상이라고 하고, 이동 후에 송출된 영상을 제2 영상이라고 할 때, 상기 제어의 실행 결과 제1 영상과 제2 영상의 크기는 같아야 한다. 그러나 만일 제1 영상과 제2 영상을 상호 비교하여 그 크기가 서로 다르다면, 제어부는 두 영상 간의 비교로부터 획득되는 피드백에 근거하여 렌즈(161a)들의 위치를 재차 제어한다. 피드백에 근거한 영상 크기의 교정은 무인 비행체(100)의 이동 과정 동안 연속적으로 이루어지는 영상 크기 제어를 보완하는 성격을 갖는다.
다음으로는 제어부가 렌즈(161a)들의 위치를 조절하여 영상의 해상도를 조정하는 구성에 대하여 설명한다.
도 4a 내지 도 4b는 영상 출력부(161)에 의해 송출되는 영상의 해상도(선명도)를 조정하는 제어를 보인 개념도다.
앞서 설명된 바와 같이 렌즈(161a)들의 위치가 조절되면 영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상의 크기나 해상도 등이 조절될 수 있다. 예를 들어 도 4a에서 대상체에 출력되는 영상의 해상도는 가장 낮고, 도 4c에서 대상체에 출력되는 영상의 해상도는 가장 높으며, 도 4b에서 대상체에 출력되는 영상의 해상도는 도 4a와 도 4c의 중간이다.
영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상의 해상도가 기설정된 기준에 도달하지 못하는 것으로 감지되면, 제어부는 렌즈(161a)들의 위치를 조절하여 해상도를 높일 수 있다. 대상체에 출력되는 영상의 해상도는 카메라(162)에 의해 감지될 수 있다. 그리고 렌즈(161a)들의 위치는 앞서와 마찬가지로 제어부가 액추에이터(161c)를 작동시켜 조절될 수 있다.
영상 출력부(161)에 의해 대상체에 출력되는 영상의 해상도는 무인 비행체(100)와 대상체와의 거리에 따라 달라질 수 있다. 예컨대 무인 비행체(100)와 대상체와의 거리가 멀어지면 자연스럽게 영상의 해상도가 낮아진다. 따라서 제어부에서 해상도를 조절하는 제어는 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 무인 비행체(100)와 대상체와의 거리에 근거하여 실행될 수 있다.
마지막으로는 무인 비행체(100)의 이동에 의해 대상체에 출력되는 영상의 왜곡이 발생하는 경우, 이를 조정하는 구성에 대하여 설명한다.
도 5a와 도 5b는 대상체에 출력되는 영상의 왜곡 발생을 해결할 수 있는 제어를 보인 개념도다.
앞서 설명된 제어는 무인 비행체(100)와 대상체의 직선 거리가 변경되었을 경우에 이를 조정하는 것에 해당한다. 이와 달리 도 5a와 도 5b는 무인 비행체(100)와 대상체의 직선 거리를 비롯하여 상대적인 위치가 달라졌을 때 이를 조정하는 것에 대한 것이다.
거리 측정 센서(163)는 어느 한 지점과의 거리를 측정하는 것은 물론, 서로 이격된 다수의 지점과의 거리들을 각각 감지 가능하도록 형성될 수 있다. 예컨대 상기 다수의 지점은 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이 대상체의 높이 방향을 따라 아래에서부터 위로 서로 이격된 제1 지점 내지 제3 지점으로 구성될 수 있다. 다만, 여기서 다수란 3 이상일 수 있다.
제1 지점과 거리 측정 센서(163) 간의 거리를 제1 거리, 제2 지점과 거리 측정 센서(163) 간의 거리를 제2 거리, 제3 지점과 거리 측정 센서(163) 간의 거리를 제3 거리라고 할 때, 대상체의 영상 출력면과 무인 비행체(100)의 상대적인 위치와 각도는 상기 제1 내지 제3 거리 간의 차이에 근거하여 산출될 수 있다. 여기서 영상 출력면이란 영상 출력부(161)에 의해 영상이 비추어져 상기 영상이 출력되는 면을 가리킨다.
예컨대 제1 거리, 제2 거리, 제3 거리가 모두 동일하다면 무인 비행체(100)의 비디오 모듈(160)은 대상체의 영상 출력면을 정면으로 바라보고 있는 것으로 이해될 수 있다. 반면, 제1 거리, 제2 거리, 제3 거리가 서로 다르다면 무인 비행체(100)의 비디오 모듈(160)은 대상체의 영상 출력면을 기울어진 방향으로 바라보고 있다고 이해될 수 있다.
영상 출력면에 영상이 왜곡 없이 출력되기 위해서는 비디오 모듈(160)의 영상 출력부(161)가 상기 영상 출력면을 정면으로 바라보는 것이 바람직하다. 본 발명에서 제어부는 거리 측정 센서(163)에 의해 측정되는 다수의 지점과의 거리들에 근거하여 영상 출력면과 영상 출력부(161)의 상대적인 각도를 산출한다. 그리고 제어부는 이렇게 산출된 각도에 근거하여 영상 출력부(161)의 송출 각도, 무인 비행체(100)의 비행 각도(비행 궤적). 또는 무인 비행체(100)의 고도를 조정한다.
영상 출력부(161)의 송출 각도는 비디오 모듈(160)과 본체(110)의 상대적인 각도 변경을 통해 조정될 수 있다. 무인 비행체(100)의 비행 각도와 고도는 모터(140)와 프로펠러(130)를 제어하여 조정될 수 있다. 영상 출력부(161)의 송출 각도, 무인 비행체(100)의 비행 각도, 무인 비행체(100)의 고도는 다수의 지점과 거리 측정 센서(163) 간의 거리들을 모두 같은 값으로 변경되게 하는 방향으로 조정된다.
도 5a를 참조하여 상기 제어를 설명하면, 먼저 대상체의 영상 출력면에 나타나는 세 지점과 거리 측정 센서(163) 간의 세 거리(가장 아래의 제1 거리, 가장 위의 제3 거리, 그리고 그 중간의 제2 거리)를 서로 비교한다. 영상 출력부(161)는 수평 방향을 향하고 있는 반면 대상체의 영상 출력면은 기울어져 있으므로, 제1 거리는 제2 거리에 비해 짧고, 제2 거리는 제3 거리에 비해 짧을 것이다.
이 경우 도 5b와 같이 비디오 모듈(160)의 각도를 조절하면 영상 출력부(161)가 대상체의 영상 출력면을 정면으로 향하게 되므로, 제1 거리, 제2 거리, 제3 거리가 모두 같아지게 되고, 영상 출력부(161)에 의해 대상체의 영상 출력면에 출력되는 영상의 왜곡도 자연스럽게 없어진다.
이상에서 설명된 무인 비행체는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (10)

  1. 다수의 렌즈들을 구비하며, 대상체에 영상이 출력되게 하도록 상기 대상체를 향해 영상을 송출하는 영상 출력부;
    빛이나 초음파를 이용하여 상기 대상체와의 거리를 측정하도록 형성되는 거리 측정 센서; 및
    상기 렌즈들 중 적어도 하나의 위치를 조절하여 상기 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 크기를 제어하고, 무인 비행체의 이동에 의해 상기 대상체와의 거리가 변경되더라도 상기 대상체에 출력되는 영상의 크기를 유지되게 하도록 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 근거하여 상기 제어를 실행하는 제어부를 포함하며,
    상기 거리 측정 센서는 서로 이격된 다수의 지점과의 거리들을 각각 감지 가능하도록 형성되고,
    상기 제어부는 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리들에 근거하여 상기 대상체의 영상 출력면과 상기 영상 출력부의 상대적인 각도를 산출하며, 산출된 상기 각도에 근거하여 상기 영상 출력부의 송출 각도, 상기 무인 비행체의 비행 각도, 및 상기 무인 비행체의 고도 중 적어도 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 영상 출력부는 상기 렌즈들을 이동 가능하게 지지하도록 형성되는 액추에이터를 구비하고,
    상기 제어부는 상기 액추에이터를 작동시켜 상기 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 제어는 상기 거리 측정 센서에 의해 실시간으로 측정되는 거리에 근거하여 상기 무인 비행체의 이동 과정 동안 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 무인 비행체의 이동 전에 송출된 제1 영상과 상기 무인 비행체의 이동 후에 송출된 제2 영상을 상호 비교하여, 상기 비교로부터 획득되는 피드백에 따라 상기 렌즈들의 위치를 재차 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거리 측정 센서는 상기 대상체와의 거리를 측정하도록 상기 무인 비행체의 전방과 하방 사이의 범위에서 빛이나 초음파를 송출하며,
    상기 제어부는 상기 거리 측정 센서에 의해 측정되는 거리에 근거하여 상기 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 사용자에 조작에 의하지 않은 상기 무인 비행체의 이동 시 상기 제어를 실행하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 영상 출력부에 의해 송출되는 영상의 해상도가 기설정된 기준에 미도달 시 상기 제어부는 상기 렌즈들의 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리들을 모두 같은 값으로 변경되게 하는 방향으로 상기 영상 출력부의 송출 각도, 상기 무인 비행체의 비행 각도, 및 상기 무인 비행체의 고도 중 적어도 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 지점은 상기 대상체에서 높이 방향을 따라 서로 이격된 제1 지점, 제2 지점 및 제3 지점으로 구성되며,
    상기 다수의 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 거리는 상기 제1 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제1 거리, 상기 제2 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제2 거리, 그리고 상기 제3 지점과 상기 거리 측정 센서 간의 제3 거리로 구성되고,
    상기 상대적인 각도는 상기 제1 거리와 상기 제2 거리의 차이, 상기 제2 거리와 상기 제3 거리의 차이에 근거하여 산출되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20020180727A1 (en) * 2000-11-22 2002-12-05 Guckenberger Ronald James Shadow buffer control module method and software construct for adjusting per pixel raster images attributes to screen space and projector features for digital warp, intensity transforms, color matching, soft-edge blending, and filtering for multiple projectors and laser projectors
JP2006027448A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Chugoku Electric Power Co Inc:The 無人飛行体を利用した空撮方法及びその装置

Patent Citations (2)

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