KR102088347B1

KR102088347B1 - 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템

Info

Publication number: KR102088347B1
Application number: KR1020190178082A
Authority: KR
Inventors: 김보나; 조성준
Original assignee: 한국지질자원연구원
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-05-15
Also published as: AU2020294298A1; AU2020294298B2

Abstract

본 발명은 무인비행이 가능한 리드 비행선과 팔로우 드론으로 구성되며 리드 비행선에는 기낭을 이용해 송신 코일을 배치하고 팔로우 드론은 하측에 3축 전자탐사 수신기를 견인하도록 하여 안정적인 항공 탐사가 가능하게 되는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템에 관한 것으로, 송신 코일이 기낭 둘레를 따라 설치되어 1차 자기장을 형성하고, 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하며 현재 위치좌표 및 고도 정보를 송신하는 리드 비행선; 수신 탐사장치를 하부에 매달아 2차 자기장을 검출하며, 상기 리드 비행선의 현재 위치좌표 및 고도 정보를 수신하여 리드 비행선과 설정된 간격만큼 이격되어 상기 리드 비행선과 동일하게 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하는 팔로우 드론; 및 상기 팔로우 드론의 수신 탐사장치로부터 검출된 2차 자기장의 측정값을 분석하여 공중 전자탐사를 수행하는 측정 제어 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템{HYBRID TYPE UNMANNED ELECTROMAGNETIC EXPLORATION SYSTEM}

본 발명은 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인비행이 가능한 리드 비행선과 팔로우 드론으로 구성되며 리드 비행선에는 기낭을 이용해 송신 코일을 배치하고 팔로우 드론은 하측에 3축 전자탐사 수신기를 견인하도록 하여 안정적인 항공 탐사가 가능하게 되는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템에 관한 것이다.

전자탐사는 송신코일(Transmitter loop)에 교류 전류를 흘려 발생되는 일차 자기장이 땅속의 전도체를 절단할 때 유도되는 이차전류에 발생된 이차 자기장을 수신코일(Receiver loop)를 이용해 측정하여 땅속의 전도체 또는 광체를 찾는 탐사 방법이다.

다양한 전자탐사법들 중 작은코일 전자탐사법(small loop EM, loop-loop EM)은 송신코일로부터 송신한 교류자기장에 의한 지하의 반응을 수신 코일로 수신하여 지하구조를 조사하는 전자탐사법으로 도 1의 (a)와 같이 송신코일와 수신코일가 분리된 코일 분리형과 (b)와 같이 송신코일와 수신코일가 일체화된 코일 일체형으로 측정이 이루어질 수 있으며 대상 지역을 이동하면서 측정을 진행하여 간편하고 신속하게 측정을 할 수 있다. 작은코일 전자탐사법의 가탐심도를 증가시키는 방법은 송신코일과 수신코일의 이격거리를 증가시켜 탐사하는 일명 Geometric Sounding이 일반적이다.

이와 같은 작은코일 전자탐사법은 사람이 코일을 갖고 이동하면서 측정이 이루어지기 때문에 낮은 비용으로 손쉽게 지중탐사를 진행할 수 있다는 장점이 있지만 광범위한 지중탐사를 실시하는 데에는 그다지 적합하지 않다.

이에 본 출원인은 송신 코일과 수신 코일이 설치되는 비행체를 통해 공중 탐사를 수행하여 넓은 지역에 대한 전자탐사가 쉽게 이루어지도록 하는 비행선 기반의 전자탐사 장치(특허출원 제2014-0025679호)를 제안한 바 있다. 비행선 기반의 전자탐사 장치는 비행선 기낭 둘레를 따라 송신코일을 설치해 송신코일의 단면적을 넓힐 수 있어 송신세기로 표현되는 자기모멘트의 크기를 증가시켜 가탐심도를 높일 수 있는 장점이 있다.

또한 두 대의 개별 비행선에 각각 송신 코일과 수신 코일을 배치하고 비행하도록 함으로써 지면과 멀어진 공중 탐사임에도 불구하고 깊은 가탐심도의 탐사가 가능하게 되는 비행선 기반의 전자탐사 시스템(특허출원 제2018-0172488호)도 제안한 바 있다(도 2 참조).

하지만 두 대의 비행선을 운영하는 방식은 다양한 장점에도 불구하고 정밀한 위치 제어나 자세 제어가 어려운 비행선의 특성상 두 대의 비행선을 동시에 운영하는데 이착륙 과정이나 미세 위치조작 등에서 기술적 어려움이 크다는 단점이 노출되었다. 특히 장시간의 탐사비행 과정에서 두 대의 비행선이 설정된 간격을 그대로 유지하도록 하는 것이 중요한데 기낭의 부양력과 곤도라의 추진력을 이용해 비행하는 비행선의 러프한 비행방식은 다양한 지형 및 환경 변수를 가진 현장에서 정밀한 위치 조작 및 비행선 간 간격 제어를 어렵게 만들어 탐사자료의 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 되고 있다.

1. 한국특허출원 제2014-0025679호 2. 한국특허출원 제2018-0172488호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 무인비행이 가능한 리드 비행선과 팔로우 드론으로 구성되며 리드 비행선에는 기낭을 이용해 송신 코일을 배치하고 팔로우 드론은 하측에 3축 전자탐사 수신기를 견인하도록 하여 안정적인 항공 탐사가 가능하게 되는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명에 따르면, 송신 코일이 기낭 둘레를 따라 설치되어 1차 자기장을 형성하고, 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하며 현재 위치좌표 및 고도 정보를 송신하는 리드 비행선; 수신 탐사장치를 하부에 매달아 2차 자기장을 검출하며, 상기 리드 비행선의 현재 위치좌표 및 고도 정보를 수신하여 리드 비행선과 설정된 간격만큼 이격되어 상기 리드 비행선과 동일하게 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하는 팔로우 드론; 및 상기 팔로우 드론의 수신 탐사장치로부터 검출된 2차 자기장의 측정값을 분석하여 공중 전자탐사를 수행하는 측정 제어 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 리드 비행선은, 상기 송신 코일에 교류 전류를 인가하여 1차 자기장을 발생시키는 자기장 발생부; 위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 리드 비행선의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치; 리드 비행선의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계; 지상의 측정 제어 장치 및 팔로우 비행하는 팔로우 드론과 데이터를 주고 받기 위한 통신부; 비행하는 리드 비행선 주변의 돌발체를 감지하는 돌발 센서부; 정해진 비행경로에 따라 리드 비행선을 비행시키는 추진 장치; 리드 비행선의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치; 리드 비행선의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부; 및 리드 비행선의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 통신부는, 상기 측정 제어 장치로부터 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 측정 정보와 공중 전자탐사시 리드 비행선이 비행하는 경로에 대한 비행경로 정보와 공중 전자탐사시 리드 비행선이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함하는 탐사 정보를 수신하며, 상기 측정 제어 장치로 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 상기 관성 측정장치로부터 측정된 리드 비행선의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 운행 정보를 송신하며, 상기 팔로우 드론으로 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치좌표 및 고도 정보와 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선에서 실행된 측정 수행 정보와, 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 비행 상태 정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 돌발 센서부는 리드 비행선의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 나타나는 돌발체의 출현 방향과 거리를 검출하며, 상기 추진 장치는 경로 설정부의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 돌발체의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지를 포함하는 회피 기동을 실시하며, 상기 통신부는 실시간으로 팔로우 비행선에 전달되는 비행 상태 정보에 돌발체 인식 및 회피 정보를 포함시켜 전달하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 팔로우 드론은 적어도 하나 이상이 운용될 수 있으며, 각각의 팔로우 드론은, 상기 수신 탐사장치로부터 2차 자기장을 검출하는 자기장 검출부; 위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 팔로우 드론의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치; 팔로우 드론의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계; 지상의 측정 제어 장치 및 리드 비행하는 리드 비행선과 데이터를 주고 받기 위한 통신부; 비행하는 팔로우 드론 주변의 돌발체를 감지하는 돌발 센서부; 정해진 비행경로에 따라 팔로우 드론을 비행시키는 추진 장치; 팔로우 드론의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치; 팔로우 드론의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부; 상기 리드 비행선으로부터 무선전달되는 리드 비행선의 현재 위치좌표 정보와 상기 GPS 장치로부터 검출되는 팔로우 드론의 현재 위치좌표 정보를 비교하여 리드 비행선과 팔로우 드론 사이의 이격거리를 감지하는 이격거리 감지부; 상기 이격거리 감지부의 감지결과 이격거리가 미리 설정된 간격을 벗어나면 리드 비행선과 팔로우 드론 사이가 설정된 간격으로 유지되도록 비행속도 보정값을 계산해 상기 추진 장치로 전달하는 비행속도 보정부; 팔로우 드론의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부; 및 상기 리드 비행선으로부터 무선전달되는 리드 비행선의 위치좌표별 고도 정보를 미리 설정된 비행경로 내 비행고도 정보와 비교해 오차가 있을 경우 리드 비행선의 위치좌표별 고도 정보와 같게 팔로우 드론의 고도가 유지되도록 비행고도를 보정해 상기 추진 장치로 전달하는 비행고도 보정부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 수신 탐사장치는 케이블에 의해 하부에 매달려 견인되는 안착대에 설치되고, 서로 직교하는 X 성분 측정센서, Y 성분 측정센서 및 Z 성분 측정센서로 구성되며, 상기 X 성분 측정센서, Y 성분 측정센서 및 Z 성분 측정센서의 조합배치는 상부에서 바라볼 때 마름모 형상의 배치를 가지게 되고 측부에서 바라볼 때 삼각 형상의 배치를 가지게 되며, 수신 탐사장치를 측부에서 바라볼 때, 그 중심에는 X 성분 측정센서를 배치하고, 이 X 성분 측정센서의 일 측부에는 X 성분 측정센서와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서의 타 측부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서의 X 성분 측정센서와 면하지 않는 측부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 높이와 같은 높이를 갖는 평형균형추를 배치하여 수신 탐사장치를 구성하며, 수신 탐사장치를 상부에서 바라볼 때, 그 중심에는 X 성분 측정센서를 배치하고, 이 X 성분 측정센서의 상부에는 X 성분 측정센서와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서의 하부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서의 X 성분 측정센서와 면하지 않는 하부에는 Z 성분 측정센서와의 길이 합이 Y 성분 측정센서와 같은 길이를 갖게 하는 평형균형추를 배치하며, 상기 X 성분 측정센서의 좌우에는 X 성분 측정센서의 좌우 길이를 연장하는 연장부를 형성해 수신 탐사장치의 상하 방향 수직열과 좌우 방향 수평열이 동일한 길이를 갖도록 수신 탐사장치를 구성하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 평형균형추의 무게는 중심에 있는 X 성분 측정센서를 기준으로 양 측부가 무게 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되며, 상기 연장부의 무게는 마름모를 구성하는 네 귀퉁이의 무게가 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 통신부는, 상기 측정 제어 장치로부터 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 측정 정보와 공중 전자탐사시 팔로우 드론이 비행하는 경로 및 리드 비행선과의 이격 거리에 대한 비행경로 정보와 공중 전자탐사시 팔로우 드론이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함하는 탐사 정보를 수신하며, 상기 측정 제어 장치로 공중 전자탐사 중 팔로우 드론의 위치를 좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 상기 관성 측정장치로부터 측정된 팔로우 드론의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 운행 정보를 송신하며, 상기 리드 비행선으로부터 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선에서 실행된 자기장의 측정 수행 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 비행 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 돌발 센서부는 팔로우 드론의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 나타나는 돌발체의 출현 방향과 거리를 검출하며, 상기 추진 장치는 경로 설정부의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 돌발체의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지를 포함하는 회피 기동을 실시하며, 상기 통신부는 회피 기동에 따라 이루어진 팔로우 드론의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화를 측정 제어 장치로 보고하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 하나의 리드 비행선과 복수의 팔로우 드론들을 동시에 비행시키고 팔로우 드론들 각각이 리드 비행선과 서로 다른 비행 간격을 가지도록 하는 멀티 탐사를 위해, 상기 측정 제어 장치는 팔로우 드론들 모두에 동일한 비행경로 정보 및 비행경로 내 비행고도 정보를 전달하되 팔로우 드론들 각각에 서로 다른 이격 거리 정보를 전달하며, 돌발체 감지시 해당 팔로우 드론은 실시간으로 해당 경로에 다음 순서로 도착하게 될 팔로우 드론에 전달되는 비행 상태 정보에 이 같은 돌발체 인식 및 회피 기동 정보를 포함시켜 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 무인비행이 가능한 리드 비행선과 팔로우 드론으로 구성되며 리드 비행선에는 기낭을 이용해 송신 코일을 배치하고 팔로우 드론은 하측에 3축 전자탐사 수신기를 견인하도록 하여 안정적인 항공 탐사가 가능하게 되는 효과가 있다.

특히 리드 비행선의 커다란 기낭을 이용해 송신 코일을 설치함으로써 충분한 크기의 자기 모멘트를 확보하고 안정성을 획득할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한 팔로우 드론은 비행체인 멀티콥터와 수신 코일을 이격시켜 멀티콥터로부터 발생하는 전자기적 노이즈를 제어할 수 있고, 비행선에 비해 정밀한 비행 조작이 가능하고 민첩한 비행 움직임이 가능해 안정적이고 신뢰도 높은 분석결과를 얻을 수 있게 되는 효과도 가지고 있다.

또한 팔로우 드론에 설치되는 수신 코일이 정확하고 안정적으로 3축 성분의 자기장을 검출할 수 있도록 평형균형추를 통해 비행 중 코일의 공중균형을 일정하게 유지시키며, 각 축의 성분 측정센서의 배치를 최적화하여 바람의 영향을 최소화해 신뢰도 높은 분석결과를 얻을 수 있게 된다.

또한 리드 비행선 중심의 실시간 거리 제어를 통해 다수의 팔로우 드론을 동시에 운용할 수 있으며, 팔로우 드론들과의 간격값을 서로 다르게 조정하여 가탐심도에 변화를 줘 탐사지역에 대해 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 한번에 얻을 수 있게 되는 효과도 가지고 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 작은코일 전자탐사법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 기술에 따른 비행선 기반의 전자탐사 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팔로우 드론에 설치되는 수신 탐사장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리드 비행선을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 팔로우 드론을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 측정 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 두 대의 팔로우 드론이 운용되는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 세 대의 팔로우 드론이 산악 지형에서 운용되는 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 리드 비행선에 돌발체가 감지되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 팔로우 드론에 돌발체가 감지되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템은 송신 코일(110)이 설치되어 1차 자기장을 형성하며 설정된 비행경로를 따라 비행하는 리드 비행선(100)과, 수신 탐사장치(270)가 설치되어 2차 자기장을 검출하며 상기 리드 비행선(100)과 설정된 간격만큼 이격되어 설정된 비행경로에 따라 비행하는 팔로우 드론(200)과, 그리고 상기 팔로우 드론(200)의 수신 탐사장치(270)로부터 검출된 2차 자기장의 측정값을 분석하여 공중 전자탐사를 수행하는 측정 제어 장치(300)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기에서 상기 리드 비행선(100)은 공기보다 비중이 작은 기체를 주머니에 담아 부양시키는 구조를 가져 공중을 비행하게 된다. 본 발명에서 상기 리드 비행선(100)은 사람이 직접 탑승해 조종하는 유인 비행선이나 사람이 탑승하지 않고 지상에서 무선 조종장치(R/C: Radio control)로 조종하는 무선 조종 무인비행선이 모두 가능하다. 바람직하게는 상기 리드 비행선(100)은 비행경로나 비행속도 등의 비행정보가 미리 설정되어 셋팅된 비행정보에 따라 정해진 경로를 비행하는 무인 비행선의 형태를 가질 것이다.

상기 리드 비행선(100)은 부양력을 지닌 기체(예컨데 헬륨, 수소 등)가 충진되는 큰 부피의 기낭(120)을 가지며, 기낭(120) 아래에는 곤도라(140)가 부착되는 구조로, 유인비행선인 경우 곤도라(140)에 조종실 및 탑승실을 갖게 되며, 무인비행선일 경우에는 곤도라에 방향조종장치를 포함하는 추진 장치(155) 그리고 지상의 측정 제어 장치(300)나 팔로우 드론(200)으로부터 발신되는 전파를 수신하는 통신부(153) 등을 갖게 된다.

이 리드 비행선(100)은 일정한 고도와 속도를 유지하면서 탐사지역을 비행하게 된다.

여기에서 상기 기낭(120)은 대부분 공기 저항이 작은 유선형의 형태로 이루어지게 되며 구성에 따라 연식과 경식으로 구분될 수 있다. 연식은 뼈대 없는 방추형 주머니만으로 이루어진 것이고, 경식은 기낭을 경금속 뼈대와 외판으로 조립하여 기낭 안에 별도의 많은 기체주머니 또는 용기가 설치되는 것을 말한다. 경식의 경우에는 기낭에 직접 추진장치 등을 장착할 수도 있다. 또한 연식의 경우에도 도시되지 아니하였으나 기낭 내부가 다수의 공기주머니로 구획되어 각 구획된 공기주머니에 부상기체가 채워지도록 구성될 수도 있다.

이러한 리드 비행선(100)은 고정익 항공기나 회전익 항공기와 같은 비행기에 비해 항속력이 우수하며, 비행기보다 상대적으로 저렴한 가격으로 운영할 수 있어 전자탐사에 있어 실용적이다.

상기 기낭(120)은 대체로 전후 방향으로 유선형을 가지게 형성되어 항력을 줄이며, 기낭(120)의 후미에는 비행방향을 조절하기 위한 조작타(130)가 결합될 수 있다. 이때, 조작타(130)는 수직안정판과 수평안정판이 상하 좌우에 각각 결합되어 십자 형태를 가질 수 있으며 용도에 따라 십자형 외에 “Y”자 형상 등 일반적으로 널리 사용되는 다양한 형상을 가질 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 전자탐사에 비행선을 활용함으로써 고가의 고정익 항공기나 회전익 항공기를 기반으로 이루어지는 종래 기술에 비해 탐사에 소요되는 비용이 대단히 낮다는 장점을 가지고 있으며, 추락시 위험도가 낮아져 안전한 공중탐사가 이루어질 수 있게 될 것이다.

한편, 상기 리드 비행선(100)의 기낭(120)에는 전자탐사를 위해 송신 코일(110)이 설치된다. 즉 리드 비행선(100)에는 기낭(120)의 둘레를 따라 송신 코일(110)이 설치되어 1차 자기장을 형성하게 된다.

상기 송신 코일(110)은 기낭(120)의 외피 내외부에 부착시키는 형태로 설치될 수 있다. 여기에서 부착이라 함은 상기 송신 코일(110)이 전자기파 송수신의 기능을 발휘할 수 있으면서 기낭(120)에 견고하게 장착된 것을 포함하는 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 송신 코일(110)은 접착, 스테이플, 재봉, 용접 등에 의해 기낭(120)에 부착될 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 기낭(120)에 직접 송신 코일(110)을 부착시키는 구조에 의해 전자기파의 송수신 과정에서 비행 기체를 구성하는 금속체나 각종 전자부품으로 인한 신호 간섭이 최소화되어 측정결과의 신뢰도를 높일 수 있게 된다.

또한 송신 코일(110)이 기낭(120)에 견고하게 부착되어 있기 때문에 분석시 송신 코일(110)의 지오메트리, 상대적인 위치와 경사각 등을 정확히 알 수 있어 자료 해석시 매우 정확한 해석이 가능하게 된다.

송신 코일(110)의 배치 방법을 코일 배열이라고 한다.

본 발명이 적용되는 작은코일 전자탐사 방식에서 탐사의 가탐심도는 통상 코일 사이의 간격의 1/2이다. 또한 송신 코일(110)의 면적이 넓어지면 송신 1차 자기장의 세기가 커져 수신감도가 상승하게 되며, 이 또한 가탐심도를 증가시키게 된다.

이러한 원리에 따라 본 발명에서는 서로 다른 두 대의 비행체에 각각 송신 코일(110)과 수신 탐사장치(270)을 설치하게 된다. 즉 리드 비행선(100)에는 송신 코일(210)이 설치되어 1차 자기장을 형성하게 되고, 팔로우 드론(200)에는 수신 탐사장치(270)가 설치되어 1차 자기장에 의해 유도되는 2차 자기장을 검출하게 되며, 이 두 비행체 사이의 간격, 보다 정확하게는 두 비행체에 설치된 송신 코일(110)과 수신 탐사장치(270)의 간격 D에 의해 가탐심도가 결정되게 되는 것이다.

보다 깊은 가탐심도가 필요한 지형에서는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)의 간격 D를 늘려 탐사가 이루어지도록 하고, 낮은 가탐심도만이 필요한 지형에서는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)의 간격 D를 좁혀 탐사를 할 수 있어 지면과 멀어진 공중 탐사임에도 불구하고 깊은 가탐심도의 탐사가 가능하게 된다. 또한 두 비행체의 비행 간격을 측정회차마다 다르게 조정함으로써 가탐심도에 변화를 줘 탐사지역에 대해 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 얻을 수 있게 될 것이다.

여기에서 송신코일 역할을 하는 송신 코일(110)은 2 개로 구성되며 수평방향 배열의 수평방향 송신 코일(110a)과 수직방향 배열의 수직방향 송신 코일(110b)로 장착될 수 있다. 즉 2개의 직교하는 수평방향 송신 코일(110a)과 수직방향 송신 코일(110b)이 기낭(120)을 이용해 리드 비행선(100)에 설치되는 것이다. 수평방향 배열시 수평방향 송신 코일(110a)은 기낭의 수평축 방향의 둘레를 따라 설치되며, 수직방향 배열시 수직방향 송신 코일(110b)은 기낭의 수직축 방향의 둘레를 따라 설치될 수 있다. 여기에서 도면에서는 코일이 기낭의 중심 부위에서 수평축 방향의 둘레 혹은 수직축 방향의 둘레를 따라 설치된 것으로 도시되었지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아닌 바 기낭의 중심 부위 외 다른 부위에서도 수평축 혹은 수직축 방향의 둘레를 따라 설치될 수 있다. 또한 코일의 기낭 배열 형태는 본 출원인의 특허(특허출원 제2014-0025679호)를 참고할 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템에서는 상기 리드 비행선(100)과 함께 멀티콥터 기반의 팔로우 드론(200)이 함께 운용된다.

이 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)은 일정한 고도와 속도를 유지하면서 탐사지역을 비행하게 되며, 두 비행체는 비행 중 일정한 간격을 유지하게 될 것이다.

상기 팔로우 드론(200)은 공중 비행이 가능한 멀티콥터(210)와, 상기 멀티콥터(10)의 하부에 결합되며 멀티콥터(210)의 비행에 따른 자세 변화를 감지해 수평 상태를 유지시키는 자세제어 짐벌(220)과, 상기 자세제어 짐벌(220)의 하부에 케이블(230)에 의해 견인되는 탈착 장치(240)와, 상기 탈착 장치(240)의 하부에 탈착 가능한 케이블에 의해 견인되는 상측 말단이 탈착 가능하게 연결되는 스페이서(250)와, 상기 스페이서(250)의 하부에 케이블(230)에 의해 견인되는 안착대(260)와, 상기 안착대(260)에 고정되는 수신 탐사장치(270)를 포함하여 구성된다.

이 같은 팔로우 드론(200)의 세부적인 구성과 형태는 본 출원인의 특허(특허출원 제2016-0126038호)를 참고할 수 있다.

이 같은 구성을 갖는 팔로우 드론(200)은 멀티콥터(210)가 수신 탐사장치(270)를 하부에 매단 상태로 원하는 방향으로 비행할 수 있으며, 비행 중 수신 탐사장치(270)는 상기 리드 비행선(100)의 송신 코일(110)에 의해 형성된 자기장을 검출하면서 전자탐사를 수행하게 된다.

상기 멀티콥터(210)는 회전날개를 구비한 무인기이며, 상기 리드 비행선(100)을 따라 자동 설정된 비행경로를 비행하며 본체에 내장된 비행 콘트롤러에서 각 회전날개를 담당하는 모터 및 변속기에 구동신호를 인가하여 공중 비행이 이루어지게 된다.

이 같은 멀티콥터(210)는 날개의 개수에 따라 듀얼콥터, 트리콥터, 쿼터콥터, 헥사콥터, 옥토콥터 등을 포함할 수 있고, 내부에 모터 회전을 위한 배터리를 포함할 수 있다.

이 같은 멀티콥터(210)의 하부에는 상기 자세제어 짐벌(20)을 결합할 수 있도록 프레임으로 짜여진 하부 설치대가 결합된다.

상기 자세제어 짐벌(220)은 상기 하부 설치대에 안착되어 결합되며, 멀티콥터(210)의 비행 중 발생하는 다양한 자세 변화를 내부 방위 센서로 감지해 멀티콥터(210)의 수평 자세에 변화가 발생하더라도 하부에 매달린 수신 탐사장치(270)가 수평 자세를 유지하도록 한다. 여기에서 상기 방위 센서는 물체의 방위 변화를 측정하는 자이로 센서(Gyro Sensor)일 수 있다.

상기 자세제어 짐벌(220)은 좌우측에 형성된 견인바의 양측 말단에 케이블을 내리 연결해 모두 4 개의 케이블이 자세제어 짐벌(220)의 하부에 위치되게 할 것이며, 자세제어 짐벌(220)에 의해 견인바의 수평 자세가 유지되기 때문에 이 케이블의 아래에 매달리는 수신 탐사장치(270)의 수평 자세 역시 유지될 것이다.

상기 케이블(230)을 통해 상부의 멀티콥터(210) 및 자세제어 짐벌(220)과 하부의 수신 탐사장치(270)를 이격시키게 되는데, 이는 멀티콥터(210)나 자세제어 짐벌(220)에서 발생되는 전자기 잡음으로부터 수신 탐사장치(270)가 영향을 받지 않도록 하기 위해서이다. 이를 위해 상기 케이블(230)의 총 길이는 2m 이상인 것이 바람직하다.

상기 탈착 장치(240)는 상부의 자세제어 짐벌(220)과 연결되는 케이블(230)이 고정결합되고 하부의 스페이서(250)와 연결되는 케이블(230)이 착탈 가능하게 결합된다. 따라서 상기 탈착 장치(240)는 외부 제어에 따라 하부의 스페이서(250)와 연결되는 케이블(230)과의 결합을 해제시켜서 수신 탐사장치(270)가 멀티콥터(210) 및 자세제어 짐벌(220)과 자동으로 분리되도록 하는 구성이다.

실제 멀티콥터(210)가 공중탐사를 위해 이륙할 때에는 멀티콥터(210)의 하부에 장착되어 있는 수신 탐사장치(270)를 공중으로 끌고 올라가게 되므로 수신 탐사장치(270)에 별다른 물리적 영향이 없지만, 멀티콥터(210)가 공중탐사를 마치고 착륙할 때에는 수신 탐사장치(270)가 먼저 지면에 내려앉고 그 위로 멀티콥터(210)가 내려앉는 구조이기 때문에 수신 탐사장치(270)에 원치않는 물리적 영향을 미치게 된다. 또한 지면이 경사지거나 굴곡이 있을 경우 멀티콥터(210) 보다 먼저 내려앉은 수신 탐사장치(270)가 구르거나 이동할 수 있어 착륙시 상당히 위험한 상황에 처할 수 있다. 이러한 상황을 방지하기 위해서는 공중에서 멀티콥터(210)와 수신 탐사장치(270)를 분리하는 수단이 필요하다. 이 분리 수단을 통해 착륙시 수신 탐사장치(270)를 먼저 안전한 장소에 내려 놓은 후 멀티콥터(210)는 따로 안전하게 착륙시킬 수 있을 것이다.

이 같은 자동 분리 수단으로서 탈착 장치(240)를 자세제어 짐벌(220)과 수신 탐사장치(270)의 사이에 구비시킨다.

상기 스페이서(250)는 상기 케이블(230)의 중간 부위에 장착되어 여러 가닥인 케이블(230)이 비행 중 서로 엉키거나 꼬이지 않도록 구비된다. 즉 스페이서(250)는 상기 케이블(230)에 장착되어 여러 가닥인 케이블(230)들을 서로 이격유지시키게 된다.

실제 상기 스페이서(250)의 용도는 기체의 회전시 관성력으로 인해 기체는 회전하였음에도 불구하고 수신 탐사장치(270)가 제때 회전하지 못함에 따라 케이블(230)이 꼬이는 현상을 방지하기 위하여 구비된다. 또한 비행 시 비행 방향과 장비의 방향이 어긋나게 되면 비행성 및 짐벌의 동작에도 영향을 주게 되므로 이 같은 스페이서(250)는 꼭 필요한 장치이다.

상기 스페이서(250)는 가벼운 재질의 얇은 판으로 구성되며, 무게를 줄이면서 동시에 견고한 구조력을 주기 위해 면상으로 형성된 다수의 천공 부위를 가지고 있다. 그리고 외곽의 4 방향으로 돌출 형성된 4 개의 연결부를 가지며, 이 연결부의 상하면에는 상기 케이블(230)이 결합된다.

도면에서는 이 같은 스페이서(250)가 케이블(230)에 2 개 장착되는 것으로 도시되어 있지만, 이 같은 스페이서(250)의 개수와 스페이서(250) 간의 거리는 장착되는 장비의 무게와 공기저항력, 편향력 및 기체와의 거리에 따라 다르게 셋팅될 수 있다.

상기 안착대(260)는 상기 스페이서(250)의 하부에 케이블(230)에 의해 연결되며 상부에 수신 탐사장치(270)를 안착시킬 수 있는 평면이 형성된다.

상기 수신 탐사장치(270)는 자기장의 양을 측정하기 위한 자기장 센서로서, 서로 직교하는 3 개의 측정 센서들(271, 272, 273)과 이 측정 센서들의 공중균형을 위한 평형균형추(274) 및 연장부(275)를 포함하여 구성된다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 팔로우 드론에 설치되는 수신 탐사장치를 설명하기 위한 도면이으로, 도 4는 측부에서 바라 본 수신 탐사장치이고, 도 5는 상부에서 바라 본 수신 탐사장치를 묘사하고 있다.

리드 비행선(100)의 송신 코일(110)에 교류를 흐르게 하여 1차 자장을 발생시키고 이에 따라 지중에 발생하는 맴돌이전류에 의해 형성되는 2차 자장을 상기 수신 탐사장치(270)의 3 개의 측정 센서들(271, 272, 273)이 관측하게 된다.

이 3 개의 측정 센서들(271, 272, 273)에 포함된 코어(Core)들 각각은 X축, Y축, Z축 방향으로 각각 배치될 수 있다. X축 방향과 Y축 방향은 서로 직교하고, Z축 방향은 X축과 Y축이 형성하는 평면에 수직한 방향이다. 따라서 3 개의 측정 센서들(271, 272, 273)은 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)로 이루어진다.

공간에 형성되는 자기장은 임의의 방향을 가진다. 따라서, 서로 직교하는 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)들이 각각의 자속밀도를 측정한 후 세 방향들의 자속밀도들을 합산하여 공간에 형성되는 자기장은 계산될 수 있다.

X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)는 자기장의 양을 측정하기 위해 구리와 같은 전도성이 높은 도선으로 코일을 형성할 수 있다. 변화하는 자기장에 의해 코일의 도선 양단에는 페라이트 법칙에 따라 전압(Vsx)이 발생하게 되며 센서는 코일의 도선 양단에 발생하는 전압을 이용하여 자기장을 측정할 수 있다.

여기에서 이 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)로 이루어진 수신 탐사장치(270)는 상술한 바와 같이 팔로우 드론(200)의 하부에서 4 가닥 케이블(230)에 의해 견인되는 안착대(260) 상에 놓이는 구조이기 때문에 비행 중 수평 및 수직 균형을 잃기 쉽고 바람과 같은 자연적인 요소에 의해 공중자세가 많은 영향을 받게 된다.

본 발명에서는 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)의 안정적인 공중균형과 정확한 성분별 자기장측정을 위해 그 조합배치를 상부에서 바라볼 때 마름모 형상의 배치를 가지게 하면서 측부에서 바라볼 때 삼각 형상의 배치를 가지게 하였다.

먼저 수신 탐사장치를 측부에서 바라 본 도 4를 참조하면, 중심에는 X 성분 측정센서(271)를 배치하고, 이 X 성분 측정센서(271)의 일 측부에는 X 성분 측정센서(271)와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서(272)를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서(271)의 타 측부에는 X 성분 측정센서(271) 및 Y 성분 측정센서(272)가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서(273)를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서(273)의 X 성분 측정센서(271)와 면하지 않는 측부에는 X 성분 측정센서(271) 및 Y 성분 측정센서(272)가 형성하는 높이와 같은 높이를 갖는 평형균형추(274)를 배치하여 수신 탐사장치(270)를 구성할 수 있다.

이를 통해 측부에서 바라 본 수신 탐사장치(270)는 전체적으로 안정적인 삼각형(점선)의 구조를 가지게 될 것이다.

이때 상기 평형균형추(274)의 무게는 중심에 있는 X 성분 측정센서(271)를 기준으로 양 측부가 무게 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되어야 한다.

다음으로 수신 탐사장치를 상부에서 바라 본 도 5를 참조하면, 중심에는 X 성분 측정센서(271)를 배치하고, 이 X 성분 측정센서(271)의 상부에는 X 성분 측정센서(271)와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서(272)를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서(271)의 하부에는 X 성분 측정센서(271) 및 Y 성분 측정센서(272)가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서(273)를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서(273)의 X 성분 측정센서(271)와 면하지 않는 하부에는 Z 성분 측정센서(273)와의 길이 합이 Y 성분 측정센서(272)와 같은 길이를 갖게 하는 평형균형추(274)를 배치하며, 상기 X 성분 측정센서(271)의 좌우에는 X 성분 측정센서(271)의 좌우 길이를 연장하는 연장부(275)를 형성해 수신 탐사장치(270)의 상하 방향 수직열과 좌우 방향 수평열이 동일한 길이를 갖도록 수신 탐사장치(270)를 구성할 수 있다.

이를 통해 상부에서 바라 본 수신 탐사장치(270)는 전체적으로 안정적인 마름모(점선)의 구조를 가지게 될 것이다.

이때 상기 연장부(275)는 속이 빈 관 형태로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 마름모를 구성하는 네 귀퉁이의 무게가 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되어야 한다.

이러한 구조의 수신 탐사장치(270)는 정확하고 안정적으로 3축 성분의 자기장을 검출할 수 있도록 각 측정센서를 구성하는 코일의 공중균형을 일정하게 유지시키며, 각 축의 성분 측정센서의 배치를 최적화하여 바람의 영향을 최소화해 신뢰도 높은 분석결과를 얻을 수 있게 만들 것이다.

이제 도 6을 참조하여 리드 비행선의 상세한 구성과 그 동작을 살펴본다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 리드 비행선을 설명하기 위한 도면이다.

송신 코일(110)이 기낭(120)에 배치되는 리드 비행선(100)은, 상기 송신 코일(110)에 교류 전류를 인가하여 1차 자기장을 발생시키는 자기장 발생부(111)와, 위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 리드 비행선(100)의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치(151)와, 리드 비행선(100)의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계(152)와, 지상의 측정 제어 장치(300) 및 팔로우 비행하는 팔로우 드론(200)과 데이터를 주고 받기 위한 통신부(153)와, 비행하는 리드 비행선(100) 주변의 돌발체(U)를 감지하는 돌발 센서부(154)와, 정해진 비행경로에 따라 리드 비행선(100)을 비행시키는 추진 장치(155)와, 리드 비행선(100)의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치(156)와, 리드 비행선(100)의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부(157)와, 리드 비행선(100)의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부(158)를 포함하여 구성될 수 있으며, 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(150a)와 상기 각 구성을 제어하기 위한 비행 제어부(150)가 포함될 수 있다.

상기 자기장 발생부(111)는 송신 코일(110)에 교류를 흐르게 하여 1차 자기장을 발생시키게 된다. 이때 송신원으로 사용되는 1차 자기장의 크기는 송신 코일(110)의 턴수와 면적에 비례하게 되므로 송신원의 출력 강화를 위해 송신 코일(110)의 턴수를 늘릴 수 있으며, 해당 송신 코일(110)이 부양력을 지닌 기체가 충진되는 큰 부피의 기낭(120)에 수평 방향 둘레 또는 수직 방향 둘레를 따라 설치되기 때문에 자연스럽게 송신 코일(110)의 표면적을 넓힐 수 있게 된다.

상기 GPS 장치(151)는 위성위치확인시스템에서 보내는 GPS 정보를 포함하는 신호를 수신해 리드 비행선(100)의 현재 위치를 계산하게 된다.

상기 고도계(152)는 지표를 기준으로 측정되는 리드 비행선(100)의 현재 고도를 측정하게 된다. 실제 금속광이 위치하는 지역은 대부분 산악 지형인 경우가 많아 이 같은 고도 측정은 지형 추적 비행(Terrain Following)에 필수적이다.

상기 고도계(152)는 기압계나 레이저 거리 측정기로 이루어질 수 있으며, 리드 비행선(100)은 상기 측정 제어 장치(300)로부터 전달된 정밀 지형 고도 정보(탐사 이전에 사진 촬영 드론 등을 이용해 얻은 3차원 사진측량 자료로부터 고도정보를 획득)에 포함된 위치별 고도 정보를 이용해 기본적인 지형 추적 비행을 실시하며 상기 고도계(152)를 이용해 얻은 고도 자료로 정해진 고도를 유지하게 된다.

상기 통신부(153)는 지상의 측정 제어 장치(300) 및 팔로우 비행하는 팔로우 드론(200)과 데이터를 주고 받게 된다.

먼저 상기 통신부(153)는 상기 측정 제어 장치(300)로부터 탐사 정보를 수신한다. 상기 탐사 정보는 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 세기, 방향, 발생 타이밍 정보를 포함하는 측정 정보와, 공중 전자탐사시 리드 비행선(100)이 비행하는 경로에 대한 비행경로 정보와, 공중 전자탐사시 리드 비행선(100)이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함한다. 여기에서 상기 비행경로 정보는 공중 전자탐사시 리드 비행선(100)이 비행하는 경로의 상세한 경로 위치좌표와 구간별 비행 속도를 포함할 것이다.

또한 상기 통신부(153)는 상기 측정 제어 장치(300)로 운행 정보를 송신하게 된다. 상기 운행 정보는 공중 전자탐사 중 리드 비행선(100)의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와, 상기 관성 측정장치(156)로부터 측정된 리드 비행선(100)의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와, 돌발 센서부(154)에서 감지한 돌발체(U)에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체(U) 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함한다.

또한 상기 통신부(153)는 상기 팔로우 드론(200)으로 비행 상태 정보를 송신하게 된다. 상기 비행 상태 정보는 공중 전자탐사 중 리드 비행선(100)의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치좌표 및 고도 정보와, 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선(100)에서 실행된 자기장의 세기, 방향, 발생 타이밍 정보를 포함하는 측정 수행 정보와, 돌발 센서부(154)에서 감지한 돌발체(U)에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체(U) 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함한다.

즉 리드 비행선(100)은 측정 제어 장치(300)로부터 공중 전자탐사를 실시하기 위한 기반 정보를 받을 뿐만 아니라 공중 전자탐사 중 발생되는 각종 정보를 측정 제어 장치(300) 및 팔로우 드론(200)과 공유함으로써 현장의 탐사환경 변화에 민감하게 적응할 수 있는 공중 전자탐사가 이루어지게 된다.

상기 돌발 센서부(154)는 비행하는 리드 비행선(100) 주변의 돌발체(U)를 감지하게 된다. 상기 돌발체(U)는 정해진 공중 비행에 방해가 되는 새와 같은 야생의 동물이나 다른 비행체일 수 있다. 상기 돌발 센서부(154)는 초음파를 짧은 단속음으로 발사한 후 돌발체(U)에 부딪혀 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 방식의 초음파 센서나 레이저 빔을 조사한 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 시간차를 이용하는 방식의 레이저 센서로 이루어질 수 있으며, 리드 비행선(100)의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 예상치 않게 나타나는 돌발체(U)의 출현 방향과 거리를 검출할 수 있도록 구성된다.

상기 추진 장치(155)는 곤도라(140)에 설치되어 비행선 본체에 추진력을 제공하게 된다. 상기 추진 장치(155)는 상기 경로 설정부(157)의 비행경로 정보에 따라 리드 비행선(100)이 자동비행하도록 할 것이다. 이 같은 추진 장치(155)는 프로펠러와 이 프로펠러에 회전력을 제공하기 위한 내연 엔진으로 이루어질 수 있다. 이때 상기 추진 장치(155)는 자력 탐사시 자기 간섭을 최소화할 수 있도록 알루미늄이나 FRP 등의 비자성 재질로 마련되는 것이 바람직하며, 내연 엔진을 구성하는 부품이나 프로펠러 등이 비자성재질로 제작될 수 있다. 상기 추진 장치(155)는 가솔린 등을 연소시켜서 구동하는 내연 엔진 방식으로 전기 배터리를 동력원으로 하는 방식이 비해 자기장 발생을 현저히 줄일 수 있게 되지만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 동력원이 전기 배터리일 수도 있음은 물론이다.

또한 상기 추진 장치(155)는 경로 설정부(157)의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부(154)로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 별도의 회피 기동을 실시하게 된다. 이 같은 회피 기동은 돌발체(U)의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지일 수 있으며, 정해진 비행경로를 벗어나는 방식의 비행방향 및 비행고도의 전환일 수 있다. 이때 정해진 비행경로나 고도를 벗어나는 방식은 측정 결과에 영향을 미치게 되므로 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 회피 기동이 바람직하다. 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동은 돌발 센서부(154)로부터 돌발체(U)가 감지되지 않을 때까지 유지되게 된다.

이 같은 리드 비행선(100)의 회피 기동에 따라 이루어진 리드 비행선(100)의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화는 계획된 비행경로 정보의 즉각적인 수정을 요구하게 된다. 따라서 리드 비행선(100)은 실시간으로 팔로우 비행선(200)에 전달되는 비행 상태 정보에 이 같은 돌발체 인식 및 회피 정보를 포함시켜 전달함으로써 팔로우 비행선(200)이 돌발체에 대비하고 리드 비행선(100)의 회피 기동에 따른 비행경로 변화에 자체적으로 대응하도록 한다. 여기에서 팔로우 비행선(200)은 리드 비행선(100)이 돌발체에 출현에 의해 실시한 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동을 동일하게 실시하는 것이 바람직하다.

상기 관성측정 장치(156)는 자이로센서와 가속도센서를 포함하며, 해당 리드 비행선(100)의 자세 정보를 출력하게 된다. 리드 비행선(100)은 비행 중 다양한 요소에 의해 피치(Pitch)와 롤(Roll)이 발생하게 된다. 이 같은 비행선의 자세 변화는 상술한 바와 같이 비행선의 기낭에 장착된 수평방향 송신 코일(100a)과 수직방향 송신 코일(100b)의 배열을 왜곡시키게 될 것이다. 따라서 비행선의 관성측정 장치(160)는 리드 비행선(100)의 비행자세를 실시간으로 측정하게 되며 이 같은 비행자세 정보는 운행 정보로서 측정 제어 장치(300)로 수집되어 자료처리시 이를 이용해 측정값을 보정하게 된다.

상기 경로 설정부(157)는 리드 비행선(100)의 공중 전자탐사를 위한 비행경로 정보를 관리하게 된다. 이러한 비행경로는 탐사가 이루어지는 지역의 지형과 특성을 반영해 설정될 수 있으며, 이 비행경로를 따라 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 비행선(200)이 비행하면서 탐사를 진행하게 될 것이다. 여기에서 상기 비행경로 정보는 공중 전자탐사시 리드 비행선(100)이 비행하는 경로의 상세한 경로 좌표와 구간별 비행 속도를 포함할 것이다.

상기 고도 설정부(158)는 리드 비행선(100)의 공중 전자탐사를 위한 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하게 된다. 이러한 비행고도는 탐사가 이루어지는 지역의 지형과 특성을 반영해 설정될 수 있으며, 각 비행 위치좌표별로 셋팅된 고도값으로 구성되어 이 비행고도를 따라 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 비행선(200)이 비행하면서 탐사를 진행하게 될 것이다. 여기에서 리드 비행선(100)은 상기 측정 제어 장치(300)로부터 전달된 비행고도 정보의 정밀 지형 고도 정보(탐사 이전에 사진 촬영 드론 등을 이용해 얻은 3차원 사진측량 자료로부터 고도정보를 획득)에 포함된 위치별 고도 정보를 이용해 기본적인 지형 추적 비행을 실시하며 상기 고도계(152)를 이용해 얻은 고도 자료로 정해진 고도를 유지하게 된다.

상기 비행 제어부(150)는 리드 비행선(100)이 정해진 경로를 비행하면서 송신 코일(110)을 통해 1차 자기장을 발생시키게 제어하게 된다. 즉 상기 비행 제어부(150)는 경로 설정부(157)에서 비행에 필요한 비행경로를 추출해 상기 GPS 장치(151)의 GPS 정보를 이용해 자동 비행하게 된다. 또한 비행 중 상기 통신부(153)를 통해 지상의 측정 제어 장치(300)로 리드 비행선(100)의 현재 위치 정보를 전송하며 팔로우 드론(200)으로 리드 비행선(100)의 현재 위치좌표 및 고도 정보를 전송하여 팔로우 드론(200)과 비행 상태를 공유하게 될 것이다.

다음으로 도 7을 참조하여 팔로우 드론의 상세한 구성과 그 동작을 살펴본다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 팔로우 드론을 설명하기 위한 도면이다.

수신 탐사장치(270)가 케이블(230)에 의해 하부에 견인되는 팔로우 드론(200)은, 상기 수신 탐사장치(270)로부터 2차 자기장을 검출하는 자기장 검출부(271)와, 위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 팔로우 드론(200)의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치(281)와, 팔로우 드론(200)의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계(282)와, 지상의 측정 제어 장치(300) 및 리드 비행하는 리드 비행선(100)과 데이터를 주고 받기 위한 통신부(283)와, 비행하는 팔로우 드론(200) 주변의 돌발체(U)를 감지하는 돌발 센서부(284)와, 정해진 비행경로에 따라 팔로우 드론(200)을 비행시키는 추진 장치(285)와, 팔로우 드론(200)의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치(286)와, 팔로우 드론(200)의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부(287)와, 상기 리드 비행선(100)으로부터 무선전달되는 리드 비행선(100)의 현재 위치좌표 정보와 상기 GPS 장치(281)로부터 검출되는 팔로우 드론(200)의 현재 위치좌표 정보를 비교하여 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200) 사이의 이격거리를 감지하는 이격거리 감지부(289)와, 상기 이격거리 감지부(289)의 감지결과 이격거리가 미리 설정된 간격을 벗어나면 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200) 사이가 설정된 간격으로 유지되도록 비행속도 보정값을 계산해 상기 추진 장치(285)로 전달하는 비행속도 보정부(287a)와, 팔로우 드론(200)의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부(288)와, 상기 리드 비행선(100)으로부터 무선전달되는 리드 비행선(100)의 위치좌표별 고도 정보를 미리 설정된 비행경로 내 비행고도 정보와 비교해 오차가 있을 경우 리드 비행선(100)의 위치좌표별 고도 정보와 같게 팔로우 드론(200)의 고도가 유지되도록 비행고도를 보정해 상기 추진 장치(285)로 전달하는 비행고도 보정부(288a)를 포함하여 구성될 수 있으며, 동작에 필요한 전원을 공급하는 전원부(280a)와 상기 각 구성을 제어하기 위한 비행 제어부(280)가 포함될 수 있다.

상기 자기장 검출부(271)는 수신 탐사장치(270)에서 2차 자기장을 검출하게 된다. 상기 리드 비행선(100)의 1차 송신 코일(110)을 통해 발생된 1차 자기장에 따라 지중에 발생하는 맴돌이전류에 의해 2차 자기장이 형성되는데 이 2차 자기장을 상기 수신 탐사장치(270) 및 자기장 검출부(271)가 검출하게 되는 것이다. 여기에서 상기 수신 탐사장치(270)는 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)를 포함하여 이루어진다.

상기 GPS 장치(281)는 위성위치확인시스템에서 보내는 GPS 정보를 포함하는 신호를 수신해 팔로우 드론(200)의 현재 위치를 계산하게 된다.

상기 고도계(282)는 지표를 기준으로 측정되는 팔로우 드론(200)의 현재 고도를 측정하게 된다. 실제 금속광이 위치하는 지역은 대부분 산악 지형인 경우가 많아 이 같은 고도 측정은 지형 추적 비행(Terrain Following)에 필수적이다.

상기 고도계(282)는 기압계나 레이저 거리 측정기로 이루어질 수 있으며, 팔로우 드론(200)은 상기 측정 제어 장치(300)로부터 전달된 정밀 지형 고도 정보(탐사 이전에 사진 촬영 드론 등을 이용해 얻은 3차원 사진측량 자료로부터 고도정보를 획득)에 포함된 위치별 고도 정보를 이용해 기본적인 지형 추적 비행을 실시하며 상기 고도계(282)를 이용해 얻은 고도 자료로 정해진 고도를 유지하게 된다.

상기 통신부(283)는 지상의 측정 제어 장치(300) 및 리드 비행하는 리드 비행선(100)과 데이터를 주고 받게 된다.

먼저 상기 통신부(283)는 상기 측정 제어 장치(300)로부터 탐사 정보를 수신한다. 상기 탐사 정보는 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 세기, 방향, 발생 타이밍 정보를 포함하는 측정 정보와, 공중 전자탐사시 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로에 대한 비행경로 정보와, 공중 전자탐사시 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함한다. 여기에서 상기 비행경로 정보는 공중 전자탐사시 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로의 상세한 경로 위치좌표와 구간별 비행 속도를 포함할 것이다. 특히 상기 비행경로 정보에는 해당 팔로우 드론(200)이 리드 비행선(100)과 비행 중 유지해야 할 이격 거리에 대한 정보가 포함될 것이다.

또한 상기 통신부(283)는 상기 측정 제어 장치(300)로 운행 정보를 송신하게 된다. 상기 운행 정보는 공중 전자탐사 중 팔로우 드론(200)의 위치를 좌표로 나타내는 현재 위치 정보와, 상기 관성 측정장치(286)로부터 측정된 팔로우 드론(200)의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와, 돌발 센서부(284)에서 감지한 돌발체(U)에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체(U) 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함한다.

또한 상기 통신부(283)는 상기 리드 비행선(100)으로부터 리드 비행선의 비행 상태 정보를 수신하게 된다. 상기 비행 상태 정보는 공중 전자탐사 중 리드 비행선(100)의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와, 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선(100)에서 실행된 자기장의 세기, 방향, 발생 타이밍 정보를 포함하는 측정 수행 정보와, 돌발 센서부(154)에서 감지한 돌발체(U)에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체(U) 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함한다. 여기에서 팔로우 비행선(200)은 리드 비행선(100)이 돌발체에 출현에 의해 실시한 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동을 동일하게 실시하는 것이 바람직하다.

즉 팔로우 드론(200)은 측정 제어 장치(300)로부터 공중 전자탐사를 실시하기 위한 기반 정보를 받을 뿐만 아니라 공중 전자탐사 중 발생되는 각종 정보를 측정 제어 장치(300) 및 리드 비행선(100)과 공유함으로써 현장의 탐사환경 변화에 민감하게 적응할 수 있는 공중 전자탐사가 이루어지게 된다.

상기 돌발 센서부(284)는 비행하는 팔로우 드론(200) 주변의 돌발체(U)를 감지하게 된다. 상기 돌발체(U)는 정해진 공중 비행에 방해가 되는 새와 같은 야생의 동물이나 다른 비행체일 수 있다. 상기 돌발 센서부(284)는 초음파를 짧은 단속음으로 발사한 후 돌발체(U)에 부딪혀 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 방식의 초음파 센서나 레이저 빔을 조사한 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 시간차를 이용하는 방식의 레이저 센서로 이루어질 수 있으며, 팔로우 드론(200)의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 예상치 않게 나타나는 돌발체(U)의 출현 방향과 거리를 검출할 수 있도록 구성된다.

상기 추진 장치(285)는 멀티콥터(210)에 설치되어 드론 본체에 추진력을 제공하게 된다. 상기 추진 장치(285)는 상기 경로 설정부(287)의 비행경로 정보에 따라 팔로우 드론(200)이 자동비행하도록 할 것이다. 이 같은 추진 장치(285)가 설치되는 멀티콥터(10)는 회전날개를 구비한 무인기이며 본체에 내장된 비행 콘트롤러에서 각 회전날개를 담당하는 모터 및 변속기에 구동신호를 인가하여 공중 비행이 이루어지게 된다. 이 같은 멀티콥터(10)는 날개의 개수에 따라 듀얼콥터, 트리콥터, 쿼터콥터, 헥사콥터, 옥토콥터 등을 포함할 수 있고, 내부에 모터 회전을 위한 배터리를 포함할 수 있다. 이때 상기 멀티콥터(210)는 자력 탐사시 자기 간섭을 최소화할 수 있도록 케이블(230)에 의해 수신 탐사장치(270)와 일정 간격 이격되게 된다.

또한 상기 추진 장치(285)는 경로 설정부(287)의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부(284)로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 별도의 회피 기동을 실시하게 된다. 이 같은 회피 기동은 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지일 수 있으며, 정해진 비행경로를 벗어나는 방식의 비행방향 및 비행고도의 전환일 수 있다. 이때 정해진 비행경로나 고도를 벗어나는 방식은 측정 결과에 영향을 미치게 되므로 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 회피 기동이 바람직하다. 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동은 돌발 센서부(284)로부터 돌발체(U)가 감지되지 않을 때까지 유지되게 된다.

이 같은 팔로우 드론(200)의 회피 기동에 따라 이루어진 팔로우 드론(200)의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화는 기록으로서 통신부(283)를 통해 측정 제어 장치(300)로 보고되며 이 같은 팔로우 드론(200)의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화가 측정 제어 장치(300)로 수집되어 자료처리시 이를 이용해 측정값을 보정하게 된다.

상기 관성측정 장치(286)는 자이로센서와 가속도센서를 포함하며, 해당 팔로우 드론(200)의 자세 정보를 출력하게 된다. 팔로우 드론(200)은 비행 중 다양한 요소에 의해 피치(Pitch)와 롤(Roll)이 발생하게 된다. 이 같은 비행선의 자세 변화는 상술한 바와 같이 정교하게 배치된 X 성분 측정센서(271), Y 성분 측정센서(272) 및 Z 성분 측정센서(273)를 가진 수신 탐사장치(270)의 측정치를 왜곡시키게 될 것이다. 따라서 팔로우 드론(200)의 관성측정 장치(286)는 팔로우 드론(200)의 비행자세를 실시간으로 측정하게 되며 이 같은 비행자세 정보는 운행 정보로서 측정 제어 장치(300)로 수집되어 자료처리시 이를 이용해 측정값을 보정하게 된다.

상기 경로 설정부(287)는 팔로우 드론(200)의 공중 전자탐사를 위한 비행경로 정보를 관리하게 된다. 이러한 비행경로는 탐사가 이루어지는 지역의 지형과 특성을 반영해 설정될 수 있으며, 이 비행경로를 따라 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 비행선(200)이 비행하면서 탐사를 진행하게 될 것이다. 여기에서 상기 비행경로 정보는 공중 전자탐사시 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로의 상세한 경로 좌표와 구간별 비행 속도를 포함할 것이다.

상기 이격거리 감지부(289)는 상기 리드 비행선(100)으로부터 무선전달되는 리드 비행선(100)의 현재 위치좌표 정보와 상기 GPS 장치(281)로부터 검출되는 팔로우 드론(200)의 현재 위치좌표 정보를 비교하여 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200) 사이의 현재 이격거리를 도출하게 되며 도출된 값을 이 공중 전자탐사에 대해 설정된 이격 거리인 비행 간격과 비교해 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200) 사이의 실제 비행 간격이 설정된 비행 간격을 벗어났는지 여부를 감지하게 된다.

이 비행 간격 D는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)에 설치된 송신 코일(110)과 수신 탐사장치(270)의 간격이며, 이 간격에 의해 가탐심도가 결정되게 된다. 보다 깊은 가탐심도가 필요한 지형에서는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)의 간격 D를 늘려 탐사가 이루어지도록 하고, 낮은 가탐심도만이 필요한 지형에서는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)의 간격 D를 좁혀 탐사를 할 수 있어 지면과 멀어진 공중 탐사임에도 불구하고 깊은 가탐심도의 탐사가 가능하게 된다. 또한 두 비행체의 비행 간격을 측정회차마다 다르게 조정함으로써 가탐심도에 변화를 줘 탐사지역에 대해 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 얻을 수 있게 될 것이다.

상기 비행속도 보정부(287a)는 상기 이격거리 감지부(289)의 감지결과 이격거리가 미리 설정된 간격을 벗어나면 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200) 사이가 설정된 간격으로 유지되도록 비행속도 보정값을 계산해 상기 추진 장치(285)로 전달하게 된다. 이를 통해 현장 여건과 다양한 환경 요인에 의해 발생될 수 있는 두 비행체의 비행 간격은 설정된 거리로 일정하게 유지될 수 있게 된다.

상기 고도 설정부(288)는 팔로우 드론(200)의 공중 전자탐사를 위한 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하게 된다. 이러한 비행고도는 탐사가 이루어지는 지역의 지형과 특성을 반영해 설정될 수 있으며, 각 비행 위치좌표별로 셋팅된 고도값으로 구성되어 이 비행고도를 따라 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 비행선(200)이 비행하면서 탐사를 진행하게 될 것이다. 여기에서 팔로우 드론(200)은 상기 측정 제어 장치(300)로부터 전달된 비행고도 정보의 정밀 지형 고도 정보(탐사 이전에 사진 촬영 드론 등을 이용해 얻은 3차원 사진측량 자료로부터 고도정보를 획득)에 포함된 위치별 고도 정보를 이용해 기본적인 지형 추적 비행을 실시하며 상기 고도계(152)를 이용해 얻은 고도 자료로 정해진 고도를 유지하게 된다.

상기 비행고도 보정부(287a)는 상기 리드 비행선(100)으로부터 무선전달되는 리드 비행선(100)의 위치좌표별 고도 정보를 미리 설정된 비행경로 내 비행고도 정보와 비교해 오차가 있을 경우 리드 비행선(100)의 위치좌표별 고도 정보와 같게 팔로우 드론(200)의 고도가 유지되도록 비행고도를 보정해 상기 추진 장치(285)로 전달하게 된다. 이를 통해 현장 여건과 다양한 환경 요인에 의해 발생될 수 있는 두 비행체의 비행위치별 고도는 같게 이루어질 것이다.

상기 비행 제어부(280)는 팔로우 드론(200)이 리드 비행선(100)과 일정 간격 이격된 상태로 정해진 경로를 비행하면서 수신 탐사장치(270)을 통해 2차 자기장을 검출하게 제어하게 된다. 즉 상기 비행 제어부(280)는 경로 설정부(287)에서 비행에 필요한 비행경로를 추출해 상기 GPS 장치(221)의 GPS 정보를 이용해 자동 비행하게 된다. 또한 비행 중 상기 통신부(283)를 통해 지상의 측정 제어 장치(300)로 팔로우 드론(200)의 현재 위치 정보를 전송하며 리드 비행선(100)으로부터 리드 비행선(100)의 현재 위치좌표 및 고도 정보를 전송받아 리드 비행선(100)과 비행 상태를 공유하며 이격 간격을 일정하게 유지시키게 될 것이다. 또한 상기 비행 제어부(280)는 상기 수신 탐사장치(270)을 통해 자기장 검출부(271)가 검출한 2차 자기장을 상기 통신부(283)를 통해 지상의 측정 제어 장치(300)로 전송하여 탐사 분석이 이루어질 수 있도록 한다.

여기에서 상기 리드 비행선(100)의 송신 코일(110)의 1차 자기장 발생과 상기 팔로우 드론(200)의 수신 탐사장치(270)의 2차 자기장 검출은 각 GPS 장치(151, 281)에서 제공되는 시간 자료를 트리거링 신호로 사용함으로써 정확히 동기화될 것이다.

다음으로 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 측정 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.

지상에서 운영되는 측정 제어 장치(300)는, 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)과 데이터를 주고 받기 위한 통신부(311)와, 상기 통신부(311)를 통해 전달되는 팔로우 드론(200)의 2차 자기장을 분석하는 분석부(312)와, 상기 분석부(312)의 분석 결과를 저장하는 저장부(313)와, 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)으로 전달할 비행경로 정보를 설정 및 관리하는 비행경로 관리부(314)와, 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)으로 전달할 비행고도 정보를 설정 및 관리하는 비행고도 관리부(315)와, 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)으로 전달할 비행간격 정보를 설정 및 관리하는 비행간격 관리부(316)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 각 구성을 제어하기 위한 측정 제어부(310)가 포함될 수 있다.

상기 통신부(320)는 공중의 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)과 데이터를 주고 받게 된다.

먼저 상기 통신부(320)는 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)으로 탐사 정보를 송신한다. 상기 탐사 정보는 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 세기, 방향, 발생 타이밍 정보를 포함하는 측정 정보와, 공중 전자탐사시 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로에 대한 비행경로 정보와, 공중 전자탐사시 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함한다. 여기에서 상기 비행경로 정보는 공중 전자탐사시 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)이 비행하는 경로의 상세한 경로 위치좌표와 구간별 비행 속도를 포함할 것이다. 특히 상기 비행경로 정보에는 해당 팔로우 드론(200)이 리드 비행선(100)과 비행 중 유지해야 할 이격 거리에 대한 정보가 포함되어 팔로우 드론(200)으로 전달될 것이다.

또한 상기 통신부(320)는 상기 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)로부터 운행 정보를 수신하게 된다. 상기 운행 정보는 공중 전자탐사 중 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와, 상기 관성 측정장치(156, 286)로부터 측정된 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와, 돌발 센서부(154, 284)에서 감지한 돌발체(U)에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체(U) 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함한다.

즉 측정 제어 장치(300)은 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)으로 공중 전자탐사를 실시하기 위한 기반 정보를 송신할 뿐만 아니라 공중 전자탐사 중 발생되는 각종 정보를 리드 비행선(100) 및 팔로우 드론(200)과 공유함으로써 현장의 탐사환경 변화에 민감하게 적응할 수 있는 공중 전자탐사가 이루어지게 된다.

또한 통신부(311)는 상기 팔로우 드론(200)으로부터 팔로우 드론(200)에서 측정된 2차 자기장을 수신하게 된다.

상술한 설명과 도면에서 상기 측정 제어 장치(300)는 지상에 설치되어 운영되는 것으로 기술되고 도시되었지만, 이 측정 제어 장치(300)를 리드 비행선(100) 또는 팔로우 드론(200)에 설치하여 운영하는 것도 가능하다.

전자 탐사에서는 리드 비행선(100)과 팔로우 드론(200)이 정해진 경로를 일정한 간격을 두고 비행하게 한다. 또한 가탐심도를 변화시키기 위해 동일한 측선에서 비행 간격 D를 달리하며 수회 측정하게 된다. 예를 들어 첫 번째 비행에서는 비행 간격 D를 20m로 해서 측정하게 되며 이후 동일한 측선에서 비행 간격 D를 40m, 60m, 80m, 100m로 늘려가며 측정하는 방식이다. 이를 통해 동일한 탐사 지역에서 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 얻을 수 있게 될 것이다.

또한 한 번의 비행 중 지형 특성에 따라 가탐심도를 달리해야 하는 경우 지상의 측정 제어 장치(300)는 새로운 비행간격 D를 설정해 팔로우 드론(200)에 전달할 수 있다. 이를 통해 한번의 탐사 비행에서 단일의 가탐심도로 측정하지 않고 지역과 지형에 따라 다른 가탐심도로 측정이 이루어지도록 함으로써 비행 횟수를 최소화하면서도 지형 특색에 맞는 탐사 결과를 획득할 수 있게 될 것이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 두 대의 팔로우 드론이 운용되는 형태를 설명하기 위한 도면이다.

실제 야외 현장에서의 공중 탐사는 일기, 기압, 풍속 등 많은 제반 조건들이 충족된 상태에서만 진행할 수 있기 때문에 최적의 조건에서 적은 횟수의 비행만으로 공중 전자탐사를 마치는 것이 대단히 중요하다.

이때 상술한 바와 같이 두 비행체에 설치된 송신 코일(110)과 수신 탐사장치(270)의 간격 D에 의해 가탐심도가 결정되기 때문에 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 얻기 위해서는 다수회의 비행이 필수적이다.

이에 본 발명에서는 도 9에 도시된 바와 같이 하나의 리드 비행선(100)과 복수의 팔로우 드론들(200a, 200b)을 동시에 비행시키고 팔로우 드론들(200a, 200b) 각각이 리드 비행선(100)과 서로 다른 비행 간격을 가지도록 함으로써 한 번의 비행만으로 다양한 깊이의 지중 탐사자료를 얻도록 하는 전자탐사 방법을 제안한다.

이를 위해 상기 측정 제어 장치(300)는 팔로우 드론들(200a, 200b) 모두에 동일한 비행경로 정보 및 비행경로 내 비행고도 정보를 전달하되 팔로우 드론들(200a, 200b) 각각에 서로 다른 이격 거리(비행 간격) 정보를 전달함으로써 이 같은 멀티 탐사가 가능하게 된다.

예컨데 첫 번째 팔로우 드론(200a)에게는 비행 간격 D를 50m로 설정하여 전달하고 두 번째 팔로우 드론(200b)에게는 비행 간격 D를 100m로 설정하여 전달하는 방식이다. 이때 이 첫 번째 팔로우 드론(200a)과 두 번째 팔로우 드론(200b)은 모두 동일한 비행경로 정보 및 비행경로 내 비행고도 정보를 전달받게 된다.

따라서 첫 번째 팔로우 드론(200a)과 두 번째 팔로우 드론(200b)은 리드 비행선(100)과의 서로 다른 비행 간격을 가지기 때문에 서로 충돌없이 멀티 탐사를 마칠 수 있게 될 것이다. 더군다나 첫 번째 팔로우 드론(200a)과 두 번째 팔로우 드론(200b)은 서로 다른 비행 간격만이 설정될 뿐 모두 동일한 비행경로 정보 및 비행경로 내 비행고도 정보를 전달받게 되므로 도 10에 도시된 바와 같이 평지 지형 뿐만 아니라 산악 지형에서도 완벽한 지형 추적 비행이 가능하게 된다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 리드 비행선에 돌발체가 감지되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이 리드 비행선(100)의 돌발 센서부(154)는 비행하는 리드 비행선(100) 주변의 돌발체(U)를 감지하게 된다. 여기에서 상기 돌발체(U)는 정해진 공중 비행에 방해가 되는 새와 같은 야생의 동물이나 다른 비행체일 수 있다.

정해진 비행경로에서 이 같은 돌발체(U)의 출현은 저속 비행하는 공중 전자탐사의 특성상 야외 현장에서 빈번히 발생되고 있다. 이로 인해 자기장을 발생 중인 리드 비행선(100)이 추락할 수도 있으며, 정해진 비행경로를 이탈하게 될 시 해당 구간의 측정 자료를 폐기하는 상황까지 발생하고 있다.

본 발명에서는 리드 비행선(100)에서 이 같은 돌발체(U)를 적절히 검출하고 회피 기동함으로써 공중 전자탐사의 성공 확률을 높이기 위해 리드 비행선(100)에 돌발 센서부(154)를 구비시켜 돌발체(U)를 검출하도록 하고 또한 돌발체(U)의 검출에 따라 리드 비행선(100) 및 이에 따르는 팔로우 드론(200)이 회피 기동을 하도록 한다.

상기 돌발 센서부(154)는 초음파를 짧은 단속음으로 발사한 후 돌발체(U)에 부딪혀 반사되어 되돌아오는 시간을 측정하는 방식의 초음파 센서나 레이저 빔을 조사한 후 반사되어 되돌아오는 레이저 빔의 시간차를 이용하는 방식의 레이저 센서로 이루어질 수 있으며, 리드 비행선(100)의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 예상치 않게 나타나는 돌발체(U)의 출현 방향과 거리를 검출할 수 있도록 구성된다.

이렇게 돌발체(U)가 검출되면, 상기 추진 장치(155)는 별도의 회피 기동을 실시하게 된다. 이 같은 회피 기동은 돌발체(U)의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지일 수 있으며, 정해진 비행경로를 벗어나는 방식의 비행방향 및 비행고도의 전환일 수 있다. 이때 정해진 비행경로나 고도를 벗어나는 방식은 측정 결과에 영향을 미치게 되므로 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 회피 기동이 바람직하다. 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동은 돌발 센서부(154)로부터 돌발체(U)가 감지되지 않을 때까지 유지되게 된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드형 무인항공 전자탐사에서 팔로우 드론에 돌발체가 감지되는 상황을 설명하기 위한 도면이다.

이 같은 돌발체(U)는 리드 비행선(100) 뿐만 아니라 팔로우 비행선(200)의 비행경로에 먼저 출현할 수도 있다.

이 경우 상기 팔로우 비행선(200)의 돌발 센서부(284)는 비행하는 팔로우 드론(200) 주변의 돌발체(U)를 감지하게 된다. 상기 돌발 센서부(284)는 팔로우 드론(200)의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 예상치 않게 나타나는 돌발체(U)의 출현 방향과 거리를 검출할 수 있도록 구성된다.

이렇게 돌발체(U)가 검출되면, 상기 추진 장치(285)는 상기 돌발 센서부(284)로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 별도의 회피 기동을 실시하게 된다. 이 같은 회피 기동은 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지일 수 있으며, 정해진 비행경로를 벗어나는 방식의 비행방향 및 비행고도의 전환일 수 있다. 이때 정해진 비행경로나 고도를 벗어나는 방식은 측정 결과에 영향을 미치게 되므로 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 회피 기동이 바람직하다. 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동은 돌발 센서부(284)로부터 돌발체(U)가 감지되지 않을 때까지 유지되게 된다.

여기에서 이 같은 팔로우 드론(200a)의 회피 기동에 따라 이루어진 팔로우 드론(200a)의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화는 계획된 비행경로 정보의 즉각적인 수정을 요구하게 된다. 따라서 팔로우 드론(200a)은 실시간으로 해당 경로에 다음 순서로 도착하게 될 팔로우 드론(200b)에 전달되는 비행 상태 정보에 이 같은 돌발체 인식 및 회피 정보를 포함시켜 전달함으로써 팔로우 드론(200b)이 돌발체에 대비하고 팔로우 드론(200a)의 회피 기동에 따른 비행경로 변화에 자체적으로 대응하도록 한다. 여기에서 팔로우 드론(200b)은 팔로우 드론(200a)이 돌발체에 출현에 의해 실시한 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지의 회피 기동을 동일하게 실시하는 것이 바람직하다.

즉 돌발체(U)의 출현을 검출한 비행체는 그 이후에 따라오는 비행체들 모두에게 이 같은 돌발체(U)의 출현 및 이에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 전달해 공유함으로써 돌발체(U)의 출현을 검출한 비행체는 물론 그 이후에 따라오는 비행체들 모두가 정해진 탐사 경로를 크게 벗어나지 않도록 유도하게 된다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 리드 비행선 110 : 송신 코일
110a : 수평방향 송신 코일 110b : 수직방향 송신 코일
120 : 기낭 130 : 조작타
140 : 곤도라 150 : 비행 제어부
151 : GPS 장치 152 : 고도계
111 : 자기장 발생부 153 : 통신부
154 : 돌발 센서부 155 : 추진 장치
156 : 관성 측정장치 157 : 경로 설정부
158 : 고도 설정부 150a : 전원부
200 : 팔로우 드론 210 : 멀티콥터
220 : 자세제어 짐벌 230 : 케이블
240 : 탈착 장치 250 : 스페이서
260 : 안착대 270 : 수신 탐사장치
271 : X 성분 측정센서 272 : Y 성분 측정센서
273 : Z 성분 측정센서 274 : 평형균형추
275 : 연장부 281 : GPS 장치
282 : 고도계 271 : 자기장 검출부
283 : 통신부 284 : 돌발 센서부
285 : 추진 장치 286 : 관성 측정장치
287 : 경로 설정부 287a : 비행속도 보정부
288 : 고도 설정부 288a : 비행고도 보정부
289 : 이격거리 감지부 280a : 전원부
300 : 측정 제어 장치 310 : 측정 제어부
311 : 통신부 312 : 분석부
313 : 저장부 314 : 비행경로 관리부
315 : 비행고도 관리부 316 : 비행간격 관리부

Claims

송신 코일이 기낭 둘레를 따라 설치되어 1차 자기장을 형성하고, 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하며 현재 위치좌표 및 고도 정보를 송신하는 리드 비행선;
수신 탐사장치를 하부에 매달아 2차 자기장을 검출하며, 상기 리드 비행선의 현재 위치좌표 및 고도 정보를 수신하여 리드 비행선과 설정된 간격만큼 이격되어 상기 리드 비행선과 동일하게 설정된 비행경로 및 비행고도에 따라 비행하는 팔로우 드론; 및
상기 팔로우 드론의 수신 탐사장치로부터 검출된 2차 자기장의 측정값을 분석하여 공중 전자탐사를 수행하는 측정 제어 장치; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 리드 비행선은,
상기 송신 코일에 교류 전류를 인가하여 1차 자기장을 발생시키는 자기장 발생부;
위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 리드 비행선의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치;
리드 비행선의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계;
지상의 측정 제어 장치 및 팔로우 비행하는 팔로우 드론과 데이터를 주고 받기 위한 통신부;
비행하는 리드 비행선 주변의 돌발체를 감지하는 돌발 센서부;
정해진 비행경로에 따라 리드 비행선을 비행시키는 추진 장치;
리드 비행선의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치;
리드 비행선의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부; 및
리드 비행선의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 측정 제어 장치로부터 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 측정 정보와 공중 전자탐사시 리드 비행선이 비행하는 경로에 대한 비행경로 정보와 공중 전자탐사시 리드 비행선이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함하는 탐사 정보를 수신하며,
상기 측정 제어 장치로 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 상기 관성 측정장치로부터 측정된 리드 비행선의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 운행 정보를 송신하며,
상기 팔로우 드론으로 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치좌표 및 고도 정보와 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선에서 실행된 측정 수행 정보와, 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 비행 상태 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 2항에 있어서,
상기 돌발 센서부는 리드 비행선의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 나타나는 돌발체의 출현 방향과 거리를 검출하며,
상기 추진 장치는 경로 설정부의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 돌발체의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지를 포함하는 회피 기동을 실시하며,
상기 통신부는 실시간으로 팔로우 비행선에 전달되는 비행 상태 정보에 돌발체 인식 및 회피 정보를 포함시켜 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 팔로우 드론은 적어도 하나 이상이 운용될 수 있으며,
각각의 팔로우 드론은,
상기 수신 탐사장치로부터 2차 자기장을 검출하는 자기장 검출부;
위성위치확인시스템으로부터 비행 및 탐사를 위한 팔로우 드론의 GPS 정보를 실시간으로 수신하는 GPS 장치;
팔로우 드론의 현재 고도 정보를 측정하는 고도계;
지상의 측정 제어 장치 및 리드 비행하는 리드 비행선과 데이터를 주고 받기 위한 통신부;
비행하는 팔로우 드론 주변의 돌발체를 감지하는 돌발 센서부;
정해진 비행경로에 따라 팔로우 드론을 비행시키는 추진 장치;
팔로우 드론의 비행자세를 측정하는 관성측정 장치;
팔로우 드론의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 정보를 관리하는 경로 설정부;
상기 리드 비행선으로부터 무선전달되는 리드 비행선의 현재 위치좌표 정보와 상기 GPS 장치로부터 검출되는 팔로우 드론의 현재 위치좌표 정보를 비교하여 리드 비행선과 팔로우 드론 사이의 이격거리를 감지하는 이격거리 감지부;
상기 이격거리 감지부의 감지결과 이격거리가 미리 설정된 간격을 벗어나면 리드 비행선과 팔로우 드론 사이가 설정된 간격으로 유지되도록 비행속도 보정값을 계산해 상기 추진 장치로 전달하는 비행속도 보정부;
팔로우 드론의 전자탐사를 위해 설정된 비행경로 내 비행고도 정보를 관리하는 고도 설정부; 및
상기 리드 비행선으로부터 무선전달되는 리드 비행선의 위치좌표별 고도 정보를 미리 설정된 비행경로 내 비행고도 정보와 비교해 오차가 있을 경우 리드 비행선의 위치좌표별 고도 정보와 같게 팔로우 드론의 고도가 유지되도록 비행고도를 보정해 상기 추진 장치로 전달하는 비행고도 보정부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 1항 또는 제 5항에 있어서,
상기 수신 탐사장치는 케이블에 의해 하부에 매달려 견인되는 안착대에 설치되고, 서로 직교하는 X 성분 측정센서, Y 성분 측정센서 및 Z 성분 측정센서로 구성되며,
상기 X 성분 측정센서, Y 성분 측정센서 및 Z 성분 측정센서의 조합배치는 상부에서 바라볼 때 마름모 형상의 배치를 가지게 되고 측부에서 바라볼 때 삼각 형상의 배치를 가지게 되며,
수신 탐사장치를 측부에서 바라볼 때, 그 중심에는 X 성분 측정센서를 배치하고, 이 X 성분 측정센서의 일 측부에는 X 성분 측정센서와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서의 타 측부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서의 X 성분 측정센서와 면하지 않는 측부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 높이와 같은 높이를 갖는 평형균형추를 배치하여 수신 탐사장치를 구성하며,
수신 탐사장치를 상부에서 바라볼 때, 그 중심에는 X 성분 측정센서를 배치하고, 이 X 성분 측정센서의 상부에는 X 성분 측정센서와 직교하는 형태로 Y 성분 측정센서를 배치하며, 또한 이 X 성분 측정센서의 하부에는 X 성분 측정센서 및 Y 성분 측정센서가 형성하는 평면에 수직하는 형태로 Z 성분 측정센서를 배치하고, 또한 이 Z 성분 측정센서의 X 성분 측정센서와 면하지 않는 하부에는 Z 성분 측정센서와의 길이 합이 Y 성분 측정센서와 같은 길이를 갖게 하는 평형균형추를 배치하며, 상기 X 성분 측정센서의 좌우에는 X 성분 측정센서의 좌우 길이를 연장하는 연장부를 형성해 수신 탐사장치의 상하 방향 수직열과 좌우 방향 수평열이 동일한 길이를 갖도록 수신 탐사장치를 구성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 6항에 있어서,
상기 평형균형추의 무게는 중심에 있는 X 성분 측정센서를 기준으로 양 측부가 무게 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되며,
상기 연장부의 무게는 마름모를 구성하는 네 귀퉁이의 무게가 균형을 이룰 수 있는 무게로 선택되는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 통신부는,
상기 측정 제어 장치로부터 공중 전자탐사에 필요한 자기장의 측정 정보와 공중 전자탐사시 팔로우 드론이 비행하는 경로 및 리드 비행선과의 이격 거리에 대한 비행경로 정보와 공중 전자탐사시 팔로우 드론이 비행하는 경로 내 각 위치좌표별 운행 고도에 대한 비행고도 정보를 포함하는 탐사 정보를 수신하며,
상기 측정 제어 장치로 공중 전자탐사 중 팔로우 드론의 위치를 좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 상기 관성 측정장치로부터 측정된 팔로우 드론의 비행자세를 위치좌표별로 나타내는 비행 자세 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 운행 정보를 송신하며,
상기 리드 비행선으로부터 공중 전자탐사 중 리드 비행선의 위치를 위치좌표로 나타내는 현재 위치 정보와 공중 전자탐사에 따라 리드 비행선에서 실행된 자기장의 측정 수행 정보와 돌발 센서부에서 감지한 돌발체에 대한 인식 정보 그리고 이 돌발체 인식에 따라 이루어진 회피 기동에 관한 정보를 포함하는 비행 상태 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 5항에 있어서,
상기 돌발 센서부는 팔로우 드론의 비행 방향으로 다수 개가 설치되어 비행 방향에서 나타나는 돌발체의 출현 방향과 거리를 검출하며,
상기 추진 장치는 경로 설정부의 비행경로 정보에 따른 비행 중 상기 돌발 센서부로부터 돌발체 인식 신호가 전달되면 돌발체의 출현 방향과 거리에 따라 정해진 비행경로를 벗어나지 않는 방식의 비행속도 감속, 가속 및 정지를 포함하는 회피 기동을 실시하며,
상기 통신부는 회피 기동에 따라 이루어진 팔로우 드론의 속도 변화나 위치좌표 변화 또는 고도 변화를 측정 제어 장치로 보고하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.
제 9항에 있어서,
하나의 리드 비행선과 복수의 팔로우 드론들을 동시에 비행시키고 팔로우 드론들 각각이 리드 비행선과 서로 다른 비행 간격을 가지도록 하는 멀티 탐사를 위해, 상기 측정 제어 장치는 팔로우 드론들 모두에 동일한 비행경로 정보 및 비행경로 내 비행고도 정보를 전달하되 팔로우 드론들 각각에 서로 다른 이격 거리 정보를 전달하며,
돌발체 감지시 해당 팔로우 드론은 실시간으로 해당 경로에 다음 순서로 도착하게 될 팔로우 드론에 전달되는 비행 상태 정보에 이 같은 돌발체 인식 및 회피 기동 정보를 포함시켜 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드형 무인항공 전자탐사 시스템.