KR102044416B1 - Unmanned Aerial Vehicle and Control System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체 및 이의 제어시스템에 관한 것으로, 본 발명의 실시예들에 따른 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체는 하단에 추진력을 발생하는 제1 프로펠러부가 구비된 동체부, 상기 동체부의 중심부에 상기 동체부와 수직방향으로 구비된 메인 날개부, 상기 각각의 메인 날개부에 구비되며 상기 동체부를 부양하는 부양력을 발생하는 제2 프로펠러부가 구비되는 제 2프로펠러 지지부, 상기 제 2프로펠러 지지부의 양단 하측에 상기 각각의 제 2프로펠러부를 상호 연결시키면서 형성되는 보조 날개부 및 상기 메인 날개부 하단에 형성되어 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부간의 거리를 조절하는 제 2프로펠러 거리 조절부를 포함한다.The present invention relates to a hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the shape and a control system thereof, the hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the shape according to the embodiments of the present invention, the fuselage unit is provided with a first propeller portion for generating a propulsion force at the bottom, A second propeller support part provided with a main wing part provided in a direction perpendicular to the fuselage part in the center of the fuselage part, a second propeller part provided on each main wing part and generating a flotation force for supporting the fuselage part, and the second propeller An auxiliary wing formed while connecting the respective second propeller portion at both ends below the support portion, and a second propeller distance adjuster formed at the bottom of the main wing portion to adjust the distance between the respective second propeller support.
Description
본 발명은 무인비행체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체 및 이의 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to a hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing a shape and a control system thereof.
무인 비행체(UAV; Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사를 탑승하지 않고 지정된 임무를 수행할 수 있도록 제작한 비행체이다. 무인 비행체는 벌이 윙윙거리는 소리와 유사한 프로펠러의 소리때문에 "드론(Drone)"이라고도 불리기도 한다.Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) are crafted to perform a given mission without a pilot. Unmanned vehicles are also called "drones" because of the sound of propellers that resemble buzzing bees.
기존의 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)는 실물 기체를 소정 스케일로 축소 설계하거나 독자적인 형태로 설계하여 제작한 소형 기체로써, 레저용이나 교육용은 물론, 항공 촬영이나 농약 살포와 같은 산업용 등의 다양한 목적으로 이용되고 있다. Existing UAV (Unmanned Aerial Vehicle) is a small gas produced by reducing the actual gas to a predetermined scale or designed in its own form, and is used for various purposes, such as for industrial purposes such as aerial photography or pesticide spraying, as well as for leisure and education. It is becoming.
이와 같이 무인 비행체가 레저용이나 교육용은 물론 항공 촬영이나 농약 살포와 같은 다양한 산업용으로 사용됨에 따라 무인 비행체에 대한 비행 성능 요구가 높아지고 있으며 이로 인해 무인비행체의 크기 및 부피가 증가되고 있다.As the unmanned aerial vehicle is used for various industries such as aerial photography or pesticide spraying as well as for recreational or educational purposes, flight performance requirements for the unmanned aerial vehicle are increasing, thereby increasing the size and volume of the unmanned aerial vehicle.
그러나 레저용이나 교육용은 물론 항공 촬영이나 농약 살포와 같은 다양한 산업용에 맞추에 성능에 따라 개별적으로 무인 비행체를 제작하기에는 어려움이 있으며, 비행 성능 요구 증가에 따라 크기 또는 부피가 증가된 무인비행체는 운반 및 보관에 어려움이 있다.However, it is difficult to manufacture an unmanned aerial vehicle individually according to its performance for a variety of industries such as aerial photography or pesticide spraying as well as for leisure and educational use. Difficult to store
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사항을 고려하여 제안된 것으로, 본 발명은 레저용이나 교육용은 물론 항공 촬영이나 농약 살포와 같은 다양한 산업용에 맞추에 성능을 변경할 수 있는 무인 비행체를 제공하고자한다.Therefore, the present invention has been proposed in consideration of the above-described matters, and the present invention is intended to provide an unmanned aerial vehicle capable of changing performance for various industries such as aerial photography or pesticide spraying, as well as leisure and educational use.
또한 본 발명은 비행 성능 요구에 따라 무인 비행체의 형태 또는 크기를 변경시키면서도 운반 및 보관이 용이한 무인 비행체를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle that is easy to transport and storage while changing the shape or size of the unmanned aerial vehicle according to the flight performance requirements.
본 발명의 실시예들에 따른 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체는 하단에 추진력을 발생하는 제1 프로펠러부가 구비된 동체부, 상기 동체부의 중심부에 상기 동체부와 수직방향으로 구비된 메인 날개부, 상기 각각의 메인 날개부에 구비되며 상기 동체부를 부양하는 부양력을 발생하는 제2 프로펠러부가 구비되는 제 2프로펠러 지지부, 상기 제 2프로펠러 지지부의 양단 하측에 상기 각각의 제 2프로펠러부를 상호 연결시키면서 형성되는 보조 날개부 및 상기 메인 날개부 하단에 형성되어 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부간의 거리를 조절하는 제 2프로펠러 거리 조절부를 포함한다.Hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the shape according to the embodiments of the present invention is a fuselage having a first propeller portion for generating a propulsion force at the bottom, the main wing portion provided in the direction perpendicular to the fuselage in the center of the fuselage, A second propeller support portion provided on each main wing portion and having a second propeller portion for generating a flotation force for supporting the fuselage portion, and an auxiliary portion formed while interconnecting the respective second propeller portions under both ends of the second propeller support portion. It is formed on the wing and the lower end of the main wing comprises a second propeller distance adjuster for adjusting the distance between the respective second propeller support.
본 발명에 의한 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체는 프로펠러 간의 간격 및 보조 날개부의 형상을 변경하여 무인 비행체의 비행 성능을 조절함으로써 레저용이나 교육용은 물론 항공 촬영이나 농약 살포와 같은 다양한 용도에 맞는 비행 성능을 가지는 무인비행체를 제공할 수 있다.Hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the shape according to the present invention by controlling the flight performance of the unmanned aerial vehicle by changing the spacing between the propeller and the shape of the auxiliary wing, flying performance for a variety of uses, such as aerial photography or pesticide spraying, as well as leisure or educational use It can provide an unmanned aerial vehicle having a.
그리고 본 발명에 의한 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체는 프로펠러 간의 간격을 줄이거나 보조 날개부의 형상 또는 크기를 축소하여 무인 비행체의 운반 및 보관 효과를 높일 수 있다.In addition, the hybrid drone capable of changing the shape according to the present invention can increase the carrying and storage effect of the drone by reducing the spacing between the propellers or reducing the shape or size of the auxiliary wing.
도 1는 본 발명의 실시예에 따른 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체의 모습을 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 따른 무인비행체의 제 2프로펠러 지지부간의 거리 조절 모습을 나타낸 작동도이다.
도 3은 도 1에 따른 무인비행체의 모습을 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 1에 따른 무인비행체의 제 2프로펠러 거리 조절부 세부 구성 및 작동을 나타낸 평면도이다.
도 5내지 도 7은 도 1에 따른 무인비행체의 보조날개부 형상 및 넓이 변경을 나타낸 참조도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체의 제어시스템을 나타낸 참조도이다.1 is a plan view showing a state of the hybrid drone capable of changing the shape according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an operation diagram illustrating a distance control between second propeller supports of the unmanned aerial vehicle according to FIG. 1.
3 is a front view showing a state of the unmanned aerial vehicle according to FIG.
4 is a plan view showing the detailed configuration and operation of the second propeller distance control unit of the unmanned aerial vehicle according to FIG.
5 to 7 are reference views showing the shape and width of the auxiliary wing portion of the unmanned aerial vehicle according to FIG.
8 is a reference diagram showing a control system of a hybrid drone capable of changing a shape according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 이하의 상세한 설명 또는 첨부 도면에 도시된 구성에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 사용되거나 수행될 수 있다. Before describing the embodiments according to the present invention in detail, the present invention is not limited to the configuration shown in the following detailed description or the accompanying drawings, and may be used or performed in various ways.
또한, 본 명세서에 사용되는 표현이나 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 한정을 위한 것으로 간주되어서는 안 된다는 것을 알아야 한다. Also, it is to be understood that the phraseology and terminology used herein is for the purpose of description and should not be regarded as limiting.
즉, 본 명세서에 사용되는, "장착된", "설치된", "접속된", "연결된", "지지된", "결합된" 등의 표현은, 다른 것을 나타내는 것으로 지시하거나 한정하고 있는 않는 한, 직접적인 그리고 간접적인 장착, 설치, 접속, 연결, 지지, 및 결합을 모두 포함하는 광범위한 표현으로 사용되고 있다. "접속된", "연결된", "결합된"이라고 하는 표현은, 물리적인 또는 기계적인 접속, 연결 또는 결합에 한정되지 않는다.That is, as used herein, the expressions "mounted", "installed", "connected", "connected", "supported", "coupled", and the like, do not indicate or limit the other. It is used in a wide variety of terms, including both direct and indirect mounting, installation, connection, connection, support, and coupling. The expressions "connected", "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections, connections or couplings.
그리고 본 명세서에서, 상부, 하부, 하향, 상향, 후방, 바닥, 전방, 후부 등과 같이 방향을 나타내는 용어는 도면을 설명하기 위해 사용되고 있지만, 이러한 용어는, 편의를 위해 도면에 대해 상대적인 방향(정상적으로 봤을 때)을 나타내는 것이다. 이러한 방향을 나타내는 용어는, 어떠한 형태로든 본 발명을 그 문자대로 한정하거나 제한하는 것으로 받아들여져서는 안 된다. In the present specification, terms indicating directions, such as top, bottom, downward, upward, rearward, bottom, front, rear, and the like, are used to describe the drawings, but these terms are referred to relative to the drawings for convenience (normally viewed). When). Terms indicating this direction should not be taken as limiting or limiting the present invention in any form.
또한, 본 명세서에서 사용되는 "제1", "제2", "제3" 등의 용어는, 단지 설명을 위한 것이며, 상대적인 중요도를 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다. In addition, the terms "first", "second", "third", and the like as used herein are for illustrative purposes only and should not be considered as meaning relative importance.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조로 하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 무인 비행체(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 하단에 추진력을 발생하는 제1 프로펠러부(320)가 구비된 동체부(110), 동체부(110)의 중심부에 상기 동체부와 수직방향으로 구비된 메인 날개부(200), 각각의 메인 날개부(210, 212)에 구비되며 동체부(110)를 부양하는 부양력을 발생하는 제2 프로펠러부(310)가 구비되는 제 2프로펠러 지지부(302, 304), 제 2프로펠러 지지부(302, 304)의 양단 하측에 상기 각각의 제 2프로펠러부 지지부(302, 304)를 상호 연결시키면서 형성되는 보조 날개부(330) 및 메인 날개부 하단(210, 212)에 형성되어 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리를 조절하는 제 2프로펠러 거리 조절부(230)를 포함한다.First, the unmanned
제 2프로펠러 거리 조절부(230)는 동체부(110) 양단 메인 날개부에 각각 형성된 슬라이딩 레일(220, 221), 슬라이딩 레일(220, 221) 상에 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304), 모터(250) 및 모터(250) 회전축(240)상에 회전 가능하게 구비되며 양단은 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304)와 링크부재(232)를 통해 결합된 회전부(260)로 구비된다.The second propeller
다음으로 보조날개부(330)는 제 2프로펠러 거리 조절부(230)의 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리 조절에 연동하여 날개 형상 또는 넓이가 변동하도록 구성된다.Next, the
즉, 도 5는 보조날개부(330)가 복수의 지지축(350)과 복수의 지지축(350)을 연결하는 링크부재(354, 356)로 형성되어 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 변함에 따라 연동되어 보조 날개부(330)가 가파른 사다리꼴 형상을 가지거나 긴 사다리꼴 형상을 가지도록 변동된다.That is, in FIG. 5, the
이와 같츤 형태를 위해 보조날개부(330)의 외측면은 탄성을 가지는 재질로 형성하여 줄 수 있다.For this form, the outer surface of the
그리고 도 6과 같이 보조날개부(330)가 중단이 슬라이딩 레일 형태로 구비되는 경우 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 변함에 따라 연동되어 보조 날개부(330)의 넓이 및 길이가 변동되도록 구성된다.And when the
그리고 보조 날개부(330)는 도 7에 도시된 바와 같이 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304) 후단에 형성된 링크부(309)를 통해 회동가능하거나, Y 방향으로 슬라이딩 이동 가능하거나, 또는 별도의 상하 이동 수단을 구비하여 줌으로써 Z 방향으로 이동가능하게 구비될 수 있다.And the
따라서 보조 날개부(330)는 보관시에는 동체부(110) 전방 방향으로 슬라이딩 이동하여 무인비행체(100)의 부피 및 크기를 줄이면서 보관 및 이동이 용이하도록 하고, 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 증가함에 따라 연동되어 동체부(110) 전방 방향으로 이동하여 비행안정성 및 비행성능을 향상시킬 수 있도록 구성하여 줄 수 있다.Therefore, the
또한 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리 변동에 따라 연동되어 보조 날개부(330)의 형상 및 크기가 변동되면서 위치도 제 2프로펠러 지지부(302, 304)를 중심으로 일정 각도 회전하거나 상하로(Z)로 이동하여 무인비행체(100)의 비용 요구 성능 조건에 따라 비행 성능을 제어할 수 있도록 하기 위함이다.In addition, as the shape and size of the
즉, 무인비행체(100)의 동체부(110)와 제 2프로펠러(310)를 지지하는 제 2프로펠러 지지부(302, 304)의 길이가 길어질 수록 무인 비행체(100) 전체의 관성모멘트가 증가하여 외란에 대한 자세 안정도가 증가하게 되고, 지렛대 원리에 의해 제 2프로펠러(310)의 부상력에 대한 토크(T=L*F)가 증가하여 무인 비행체(100)의 회전 및 기능성이 향상된다.That is, as the length of the second propeller support
그런데, 제 2프로펠러 지지부(302, 304) 길이가 증가하게되면 무인 비행체(100) 전체 부피가 증가하게되어 보관하는데 있어서 많은 공간이 필요한 문제점을 야기하며, 또한 이동 또는 휴대시에 외부 충격에 의한 파손의 위험도가 증가하는 문제점이 있다.However, when the length of the second propeller support
그러나 본 발명과 같이 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 변하게 함으로써 무인 비행체(100)의 기능성 및 휴대와 보관 편의성을 향상시킬 수 있다.However, by changing the distance between the second propeller support (302, 304) as in the present invention, it is possible to improve the functionality of the unmanned
그리고 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 변함에 따라 연동되어 보조 날개부(330)의 넓이 및 길이가 변동되면 무인 비행체(100)의 비행 특성이 변동되게 된다. 즉 좀더 빠른 비행을 위해서는 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리를 좁게하여 주는 것이 바람직하며 안정적인 비행을 위해서는 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리를 넓게 하여 주는 것이 바람직하다.In addition, when the distance between the second propeller support
따라서 사용자는 무거운 운반물 이송과 같은 안정적인 비행을 위해서는 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리를 넓게 하여 주며, 긴 비행시에는 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리를 짧게 해주는 것이 바람직하다.
Therefore, the user may widen the distance between the second
그리고 이와 같이 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리에 따라 무인 비행체(100)의 비행제어시 출력등도 서로 다르게 제어해주는 것이 바람직하다.In addition, according to the distance between the second propeller support (302, 304), it is preferable to control the output, etc. differently during flight control of the unmanned aerial vehicle (100).
그런데 복수의 무인 비행체(100)가 비행하는 경우 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관제시스템(10)은 제 2프로펠러 거리 조절부(230)가 조절한 각각의 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리 간격에 따라 복수의 무인 비행체(100)들을 별도의 그룹군으로 분류하며 분류된 그룹군을 식별하기 위한 그룹식별코드를 부여하여 복수의 무인 비행체(100)들의 비행제어를 더욱 용이하게 할 수 있다.However, when the plurality of unmanned
즉, 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 좁게 형성된 그룹군과 제 2프로펠러 지지부(302, 304)간의 거리가 넓게 형성된 그룹군을 별도로 그룹식별코드를 부여하여 이에 맞추어 비행제어를 하여 준다.That is, the group group having a narrow distance between the second
이럼으로써 복수의 무인 비행체(100)의 관제 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.This has the effect of further improving the control effect of the plurality of unmanned aerial vehicles (100).
본 발명에 따른 관제시스템(10)은 이와 같은 복수의 무인 비행체(100) 그룹화 및 그룹식별코드 부여에 있어서, 복수의 무인 비행체(100)의 형상, 무게, 활용 형태, 비행가능거리, 고도, 시간 등에 따라 그룹화하며 그룹화한 그룹에 대하여 그룹식별코드를 부여하고 그룹식별코드별로 무인 비행체(100)의 프로펠러 출력 조건등을 각각 다르게 설정한 후 그룹식별코드별로 설정된 조건에 맞게 무인 비행체(100)의 비행을 제어할 수 있다.
In the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
100: 무인 비행체 200: 메인 날개부 300: 보조 날개부
302, 304: 제 2프로펠러 지지부100: unmanned aerial vehicle 200: main wing 300: auxiliary wing
302 and 304: second propeller support
Claims (5)
상기 동체부 중심부에 상기 동체부와 수직방향으로 구비된 메인 날개부;
상기 각각의 메인 날개부에 구비되며 상기 동체부를 부양하는 부양력을 발생하는 제2 프로펠러부가 구비되는 제 2프로펠러 지지부;
상기 제 2프로펠러 지지부의 양단 하측에 상기 각각의 제 2프로펠러부를 상호 연결시키면서 형성되는 보조 날개부; 및
상기 메인 날개부 하단에 형성되어 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부간의 거리를 조절하는 제 2프로펠러 거리 조절부;를 포함하고,
상기 제 2프로펠러 거리 조절부는,
상기 동체부 양단 메인 날개부에 각각 형성된 슬라이딩 레일, 상기 슬라이딩 레일 상에 슬라이딩 이동 가능하게 구비되는 각각의 제 2프로펠러 지지부, 회전 가능하며 양단은 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부와 링크 결합된 회전부;로 구비되고,
상기 보조날개부는 상기 제 2프로펠러 거리 조절부의 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부간의 거리 조절에 연동하여 날개 형상 또는 넓이가 변동되는 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체.A fuselage portion having a first propeller portion generating a propulsion force at a lower end thereof;
A main wing part provided in the center of the fuselage part in a direction perpendicular to the fuselage part;
A second propeller support part provided on each of the main wing parts and provided with a second propeller part generating flotation force for supporting the fuselage part;
Auxiliary wings formed on both ends of the second propeller support while interconnecting the respective second propellers; And
And a second propeller distance adjuster formed at a lower end of the main wing to adjust the distance between the respective second propeller supports.
The second propeller distance adjusting unit,
A sliding rail formed at each of the main wing parts of the fuselage part, each of the second propeller support parts provided to be slidably movable on the sliding rail, and rotatable parts rotatably connected to the respective second propeller support parts; Equipped,
The auxiliary wing unit is a hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the shape of the wing shape or the width is changed in conjunction with the distance control between the second propeller support portion of the second propeller distance adjuster.
상기 복수의 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체들과 통신 모듈을 통해 상기 복수의 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체를 제어하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는 상기 복수의 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체의 형상, 무게, 비행가능거리, 비행고도, 비행시간 및 비행 목적 중 어느 하나에 따라 그룹화하며 그룹화한 그룹에 대하여 그룹식별코드를 부여하는 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체 제어시스템.Hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing a plurality of shapes according to claim 1; And
And a controller configured to control the plurality of shapeless hybrid drones through a communication module and the plurality of shapeless hybrid planes.
The control unit changes according to any one of the shape, weight, flight distance, flight altitude, flight time and flight purpose of the hybrid unmanned aerial vehicle capable of changing the plurality of shapes, and gives a group identification code to the grouped group. This hybrid drone control system is available.
상기 제어부는;
상기 제 2프로펠러 거리 조절부가 조절한 상기 각각의 제 2프로펠러 지지부간의 거리 간격에 따라 복수의 무인 비행체들을 별도의 그룹군으로 분류하며 분류된 그룹군을 식별하기 위한 그룹식별코드를 부여하는 형상 변경이 가능한 하이브리드 무인 비행체 제어시스템.The method of claim 4, wherein
The control unit;
According to the distance between each of the second propeller support adjusted by the second propeller distance adjuster classifies a plurality of unmanned vehicles into a separate group group and the shape change to give a group identification code for identifying the classified group group Possible hybrid unmanned aerial vehicle control system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020170163265A KR102044416B1 (en) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | Unmanned Aerial Vehicle and Control System |
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