KR102100111B1 - 고공 촬영 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고공 촬영 장치에 관한 것으로, 위치에 따라 촬영부가 조절되는 고공 촬영 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예는 공기보다 가벼운 기체가 주입되는 벌룬 및 벌룬에 결합되어 공기의 흐름을 안내하는 카이트를 포함하는 비행부, 카메라가 구비된 촬영 모듈 및 촬영 모듈과 비행부 사이에 결합되고, 카메라에서 촬영한 영상을 제어부로 송신하며, 수신한 제어 신호에 따라 촬영 모듈을 제어하는 촬영 컨트롤러를 포함하는 촬영부, 촬영부와 결합되어 촬영부에 전력을 공급하는 케이블, 회전에 따라 케이블이 권취되는 윈치, 윈치에 권취된 케이블에 전력을 공급하는 슬립링 및 수신한 제어 신호에 따라 윈치의 회전을 제어하는 윈치 컨트롤러를 포함하는 본체부 및 윈치 컨트롤러 및 촬영 컨트롤러로 제어 신호를 송신하는 제어부를 포함하는 고공 촬영 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 고공 촬영 장치에 관한 것으로, 고도 및 위치에 따라 제어되는 고공 촬영 장치에 관한 것이다.
일반적으로 산, 바다, 건설현장 등은 그 범위가 매우 넓어, 사람이 직접 감시 또는 관리하기에 한계가 있기 때문에, 감시 카메라를 설치하거나, 카메라가 결합된 드론을 이용해 원격으로 감시를 진행한다.
그러나, 감시 카메라를 이용해 감시를 진행하기 위해서는 감시 카메라가 결합될 수 있는 상당한 높이의 지지대가 필요하며, 카메라는 지지대에 고정 결합되기 때문에, 촬영할 수 있는 범위가 한정적인 문제점이 있었다.
또한, 카메라가 결합된 드론은 기상의 영향을 많이 받으며, 비행 시간이 한정적이기 때문에 장시간 운용할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자, 공기보다 가벼운 기체가 주입된 무인 공중 비행체에 카메라를 결합하여, 해당 지역을 감시하는 고공 촬영 장치가 개발되었다.
그러나, 종래의 고공 촬영 장치는 공중 비행체에 카메라가 고정 설치되어 위치 변경이 불가함으로, 촬영 지점을 변경하기 위해서는 공중 비행체의 방향을 조절해야 했다. 또한, 종래의 고공 촬영 장치는 원하는 지점을 촬영하기 위해 사용자가 직접 고공 촬영 장치를 제어해야 하는 불편함이 있었다.
따라서, 촬영 지점 전환이 자유로우며, 자동으로 촬영 지점이 조정될 수 있는 고공 촬영 장치에 대한 요구가 생기게 되었다.
그러나, 감시 카메라를 이용해 감시를 진행하기 위해서는 감시 카메라가 결합될 수 있는 상당한 높이의 지지대가 필요하며, 카메라는 지지대에 고정 결합되기 때문에, 촬영할 수 있는 범위가 한정적인 문제점이 있었다.
또한, 카메라가 결합된 드론은 기상의 영향을 많이 받으며, 비행 시간이 한정적이기 때문에 장시간 운용할 수 없는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자, 공기보다 가벼운 기체가 주입된 무인 공중 비행체에 카메라를 결합하여, 해당 지역을 감시하는 고공 촬영 장치가 개발되었다.
그러나, 종래의 고공 촬영 장치는 공중 비행체에 카메라가 고정 설치되어 위치 변경이 불가함으로, 촬영 지점을 변경하기 위해서는 공중 비행체의 방향을 조절해야 했다. 또한, 종래의 고공 촬영 장치는 원하는 지점을 촬영하기 위해 사용자가 직접 고공 촬영 장치를 제어해야 하는 불편함이 있었다.
따라서, 촬영 지점 전환이 자유로우며, 자동으로 촬영 지점이 조정될 수 있는 고공 촬영 장치에 대한 요구가 생기게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 촬영 지점 전환이 자유로우며, 자동으로 촬영 지점이 조정될 수 있는 고공 촬영 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 공기보다 가벼운 기체가 주입되는 벌룬 및 벌룬에 결합되어 공기의 흐름을 안내하는 카이트를 포함하는 비행부와, 카메라가 구비된 촬영 모듈 및 촬영 모듈과 비행부 사이에 결합되고, 카메라에서 촬영한 영상을 제어부로 송신하며, 수신한 제어 신호에 따라 촬영 모듈을 제어하는 촬영 컨트롤러를 포함하는 촬영부와, 촬영부와 결합되어, 촬영부에 전력을 공급하며, 비행부의 이착륙을 안내하는 케이블과, 회전에 따라 케이블이 권취되거나 해권되는 윈치, 윈치에 결합되어 윈치에 권취된 케이블에 전력을 공급하는 슬립링 및 윈치에 결합되어 수신한 제어 신호에 따라 윈치의 회전을 제어하는 윈치 컨트롤러를 포함하는 본체부와, 윈치 컨트롤러 및 촬영 컨트롤러로 제어 신호를 송신하는 제어부를 포함하고, 윈치의 회전에 따라, 비행부가 상승되거나 하강되는 고공 촬영 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영 컨트롤러는 브라켓에 의해 비행부와 결합되고, 완충부재를 사이에 두고 촬영 모듈과 결합되며, 브라켓은 중심바디 및 중심바디를 기준으로 방사상으로 대칭 배치되며, 중심바디와 힌지 결합되는 복수의 레그를 포함하고, 완충부재는 탄성력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영 모듈은 촬영 컨트롤러의 하측에 제1방향으로 회전 가능하게 결합되는 제1링크와, 제1링크에 상기 제1방향과 수직인 제2방향으로 회전 가능하게 결합되는 제2링크와, 제2링크에 제1방향 및 제2방향과 수직인 제3방향으로 회전 가능하게 결합되는 카메라와, 제1링크를 제1방향으로 회전시키는 제1모터와, 상기 제2링크를 제2방향으로 회전시키는 제2모터와, 카메라를 제3방향으로 회전시키는 제3모터를 포함하고, 제1모터 내지 제3모터는 촬영 컨트롤러를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부는 윈치를 좌우 방향으로 반복 이동시키며, 윈치를 회전시키는 윈치모터가 형성되고, 윈치모터는 윈치 컨트롤러를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영부는 카메라에 결합되어, 카메라의 위치 정보를 측정하여 출력하는 위치 측정 센서와, 카메라에 결합되어, 카메라의 자세 정보를 측정하여 출력하는 자세 측정 센서를 더 포함하고, 제어부는 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로, 카메라의 촬영 지점을 파악하며, 파악된 촬영 지점이 기설정된 지점인지 판단하고, 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 경우, 기설정된 지점을 촬영하도록 촬영 컨트롤러로 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기설정된 지점은 복수개이며, 시간에 매칭되어 제어부에 저장되며, 제어부는 현재 시간 정보에 따라 기설정된 지점을 추출하여, 상기 촬영 지점과 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 있는지 판단하고, 기설정된 범위 내에 있지 않은 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부는 윈치에 결합되며, 윈치의 회전수를 카운팅하여 출력하는 엔코더를 더 포함하고, 제어부는 회전수를 바탕으로 케이블의 풀린 길이를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는 본체부의 위치, 상기 케이블의 풀린 길이 및 상기 위치 정보를 바탕으로 비행부의 높이를 산출하고, 비행부의 높이가 기설정된 높이 이하인 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 비행부는 벌룬에 결합되며, 벌룬 내의 기체의 압력을 측정하여 출력하는 압력 측정 센서를 더 포함하고, 제어부는 측정된 압력값이 기설정된 압력값 이하인 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영 컨트롤러는 브라켓에 의해 비행부와 결합되고, 완충부재를 사이에 두고 촬영 모듈과 결합되며, 브라켓은 중심바디 및 중심바디를 기준으로 방사상으로 대칭 배치되며, 중심바디와 힌지 결합되는 복수의 레그를 포함하고, 완충부재는 탄성력을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영 모듈은 촬영 컨트롤러의 하측에 제1방향으로 회전 가능하게 결합되는 제1링크와, 제1링크에 상기 제1방향과 수직인 제2방향으로 회전 가능하게 결합되는 제2링크와, 제2링크에 제1방향 및 제2방향과 수직인 제3방향으로 회전 가능하게 결합되는 카메라와, 제1링크를 제1방향으로 회전시키는 제1모터와, 상기 제2링크를 제2방향으로 회전시키는 제2모터와, 카메라를 제3방향으로 회전시키는 제3모터를 포함하고, 제1모터 내지 제3모터는 촬영 컨트롤러를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부는 윈치를 좌우 방향으로 반복 이동시키며, 윈치를 회전시키는 윈치모터가 형성되고, 윈치모터는 윈치 컨트롤러를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 촬영부는 카메라에 결합되어, 카메라의 위치 정보를 측정하여 출력하는 위치 측정 센서와, 카메라에 결합되어, 카메라의 자세 정보를 측정하여 출력하는 자세 측정 센서를 더 포함하고, 제어부는 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로, 카메라의 촬영 지점을 파악하며, 파악된 촬영 지점이 기설정된 지점인지 판단하고, 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 경우, 기설정된 지점을 촬영하도록 촬영 컨트롤러로 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기설정된 지점은 복수개이며, 시간에 매칭되어 제어부에 저장되며, 제어부는 현재 시간 정보에 따라 기설정된 지점을 추출하여, 상기 촬영 지점과 비교할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 있는지 판단하고, 기설정된 범위 내에 있지 않은 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부는 윈치에 결합되며, 윈치의 회전수를 카운팅하여 출력하는 엔코더를 더 포함하고, 제어부는 회전수를 바탕으로 케이블의 풀린 길이를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부는 본체부의 위치, 상기 케이블의 풀린 길이 및 상기 위치 정보를 바탕으로 비행부의 높이를 산출하고, 비행부의 높이가 기설정된 높이 이하인 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 비행부는 벌룬에 결합되며, 벌룬 내의 기체의 압력을 측정하여 출력하는 압력 측정 센서를 더 포함하고, 제어부는 측정된 압력값이 기설정된 압력값 이하인 경우, 케이블이 권취되도록 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 벌룬에 결합된 카메라가 3축으로 회전 가능하기 때문에, 축회전으로 촬영 지점을 용이하게 변화하여 모든 방면을 촬영할 수 있다.
또한, 본 발명은 카메라의 위치와 자세를 바탕으로 촬영 지점을 파악하고, 카메라가 기설정된 지점을 촬영하도록 자동으로 제어할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 벌룬 내부의 기체의 압력 및 벌룬의 위치에 따라 벌룬을 착륙시킴으로써, 기체 부족으로 인해 예상치 못한 곳에 벌룬이 착륙하거나, 비행 불가 지역에서 벌룬이 비행하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 카메라의 위치와 자세를 바탕으로 촬영 지점을 파악하고, 카메라가 기설정된 지점을 촬영하도록 자동으로 제어할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 벌룬 내부의 기체의 압력 및 벌룬의 위치에 따라 벌룬을 착륙시킴으로써, 기체 부족으로 인해 예상치 못한 곳에 벌룬이 착륙하거나, 비행 불가 지역에서 벌룬이 비행하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치의 구성도를 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치의 제어 방법을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치의 구성도를 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치의 제어 방법을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)를 도시하는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)의 구성도를 도시하는 도면이다.
고공 촬영 장치(1)는 비행부(10), 촬영부(20), 케이블(30), 본체부(40) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
비행부(10)는 고공을 비행하는 구성요소로서, 내부에 공기보다 가벼운 기체가 주입되는 벌룬(100) 및 벌룬(100)에 결합되어 공기의 흐름을 안내하는 카이트(110)를 포함할 수 있다. 이때, 벌룬(100)은 내부에 기체가 주입 가능한 공간이 형성될 수 있으며, 내부에 기체가 충진됨으로써 부력을 가질 수 있다. 벌룬(100)은 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
카이트(110)는 글라이더 형상으로 형성되어, 벌룬(100)의 하부에 결합될 수 있다. 본 발명은 공기의 흐름을 안내하는 카이트(110)가 형성됨으로써, 공기 저항이 적기 때문에 강풍에도 본래의 비행 위치에서 크게 벗어나지 않는다.
한편, 카이트(110)는 벌룬(100)에 경사지게 결합되는 메인바디(111) 및 메인바디(111)에 수직하게 결합되며, 메인바디(111)와 벌룬(100)을 연결하는 연결바디(112)를 포함할 수 있다. 이때, 메인바디(111)의 내부는 벌룬(100)의 내부와 연통되는 구조로 내부에 기체가 충진될 수 있으며, 이로 인해 메인바디(111)는 바람에도 모양이 변형되지 않으며, 공기의 흐름을 안내할 수 있다.
연결바디(112)는 외력에 의해 변형 가능하게 형성될 수 있다. 이와 같이 연결바디(112)가 외력에 의해 변형이 가능한 경우, 바람의 힘에 따라 벌룬(100)과 메인바디(111) 간의 경사도가 달라질 수 있다. 즉, 강풍이 불 때 메인바디(111)는 바람의 힘에 의해 벌룬(100)과의 경사도가 줄어들며 연결바디(112)측으로 이동하여, 바람과의 저항의 줄어들 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 비행부(10)는 압력 측정 센서(120)를 더 포함할 수 있다. 압력 측정 센서(120)는 벌룬(100)의 내부에 형성되어, 벌룬(100) 내부의 기체의 압력값을 측정하는 것으로, 촬영 컨트롤러(210)와 연결될 수 있으며, 측정된 압력값을 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
촬영부(20)는 벌룬(100)에 결합되어, 기설정된 지점을 고공 촬영을 진행하는 구성요소로서, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
촬영부(20)는 촬영 모듈(200) 및 촬영 모듈(200)과 벌룬(100) 사이에 결합되는 촬영 컨트롤러(210)를 포함할 수 있다.
촬영 모듈(200)은 제1방향 내지 제3방향으로 회전 가능한 카메라(201)가 형성될 수 있다. 이때, 카메라(201)는 촬영 컨트롤러(210)로 촬영된 영상을 송신할 수 있으며, 줌 기능이 구비되어 있다. 즉, 사용자는 비행부(10)의 위치 또는 고도를 조절하지 않고도, 촬영지점을 용이하게 전환할 수 있으며, 원거리에 있는 촬영 지점을 정밀하게 촬영할 수 있다.
더욱 상세하게, 촬영 모듈(200)은 촬영 컨트롤러(210)의 하측에 제1방향으로 회전 가능하게 결합되는 ㄱ자 형상의 제1링크(202), 제1링크(202)의 일영역에 제2방향으로 회전 가능하게 결합되는 ㄱ자 형상의 제2링크(203), 제2링크(203)에 제3방향으로 회전 가능하게 결합되는 카메라(201), 촬영 컨트롤러(210) 또는 제1링크(202)의 내부에 결합되어, 제1링크(202)를 제1방향으로 회전시키는 제1모터(204), 제1링크(202)의 또는 제2링크(203)의 내부에 결합되어 제2링크(203)를 제2방향으로 회전시키는 제2모터(205) 및 카메라(201) 또는 제2링크(203)의 내부에 결합되어 카메라(201)를 제3방향으로 회전시키는 제3모터(206)를 포함할 수 있다. 이때, 제2방향은 제1방향과 수직인 방향이고, 제3방향은 제1방향 및 제2방향과 수직인 방향일 수 있고, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 촬영 컨트롤러(210)를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다. 한편, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)는 내부에 위치함으로, 외부환경에 노출됨에 따른 고장 발생률을 낮출 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 카메라가 3축으로 회전 가능하기 때문에, 축회전으로 촬영 지점을 용이하게 변화하여 모든 방면을 촬영할 수 있다. 또한, 본 발명은 제1링크(202) 및 제2링크(203)가 일영역이 절곡된 ㄱ자 형상으로 형성되기 때문에, 촬영 모듈(200)이 컴팩트한 사이즈를 이루면서도, 카메라(201)가 자유자재로 회전할 수 있다.
촬영 컨트롤러(210)는 제어부(50)와 연결되며, 카메라(201)로부터 수신한 영상을 제어부(50)로 송신할 수 있다. 또한, 촬영 컨트롤러(210)는 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신할 수 있으며, 제어 신호에 따라, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)을 구동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 촬영 컨트롤러(210)는 브라켓(211)에 의해 벌룬(100)과 결합될 수 있다. 브라켓(211)은 촬영 컨트롤러(210)를 벌룬(100)에 고정하는 것으로, 벌룬(100)과 탈부착될 수 있다.
브라켓(211)은 촬영 컨트롤러(210)가 결합되는 중심바디(212) 및 중심바디(212)를 기준으로 방사상으로 대칭 배치되며, 중심바디(212)와 힌지 결합되는 복수의 레그(213)를 포함할 수 있다.
이때, 레그(213)는 일영역이 벌룬(100)에 탈부착되는 것으로, 사용자는 벌룬(100)의 모양에 맞게 레그(213)를 회동하여, 벌룬(100)에 결합시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 벌룬(100)의 모양에 맞게 브라켓(211)의 형태가 변화 가능하기 때문에, 벌룬(100)의 모양에 맞는 다양한 브라켓(211)을 구비할 필요가 없다. 또한, 본 발명은 비행 중에 유실되는 기체에 의해 벌룬(100)의 형태가 변하여도 레그(213)가 회동되기 때문에, 브라켓(211)은 벌룬(100)과의 결합 상태가 유지될 수 있다.
한편, 촬영 컨트롤러(210)와 촬영 모듈(200) 사이에는 탄성력을 갖는 완충부재(214)가 형성될 수 있다. 완충부재(214)는 촬영 모듈(200)에 발생하는 충격 에너지를 흡수하여, 촬영 모듈(200)에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 촬영부(20)는 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)를 더 포함할 수 있다.
위치 측정 센서(220)는 카메라(201)에 결합되어, 카메라(201)의 위치 정보를 측정하는 것으로, GPS일 수 있으며, 위치 정보는 GPS좌표일 수 있다. 위치 측정 센서(220)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 측정된 위치 정보를 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
자세 측정 센서(230)는 카메라(201)에 결합되어, 카메라(201)의 자세 정보를 측정하는 것으로, 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서 중 어느 하나 이상일 수 있다. 자세 측정 센서(230)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 측정된 자세 정보를 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
한편, 촬영 컨트롤러(210)는 위치 정보, 자세 정보, 압력값 등의 각종 정보를 제어부(50)로 송신할 수 있으며, 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신하여, 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 및 카메라(201)의 구동을 제어할 수 있다.
케이블(30)은 촬영부(20)에 전력을 공급하며, 비행부(10)의 이착륙을 유도하는 구성요소이다. 케이블(30)은 촬영 컨트롤러(210) 및 본체부(40)에 결합될 수 있다. 이때, 촬영 컨트롤러(210)는 외주면에 케이블(31)이 탈부착 가능하게 결합되는 결합구(215)가 형성될 수 있으며, 본체부(40)는 케이블(31)이 결합되는 슬립링(430, 도 5 참조)이 형성될 수 있다. 케이블(30)은 일반적으로 사용되는 케이블(30)로 자세한 설명은 생략한다.
본체부(40)는 케이블(30)에 전력을 공급하며, 케이블(30)을 권취하거나 해권하는 구성요소이다. 이때, 비행부(10)는 케이블(30) 권취 정도에 의해 고도가 조절될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본체부(40)는 윈치(400), 윈치모터(410), 윈치 컨트롤러(420) 및 슬립링(430)를 포함할 수 있으며, 하우징(440)을 더 포함할 수 있다. 윈치(400)는 지상에 회전 가능하게 설치되며, 윈치(400)를 회전시키는 윈치모터(410)가 일단에 결합될 수 있다. 윈치 컨트롤러(420)는 윈치모터(410)와 연결되어, 윈치모터(410)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 윈치 컨트롤러(420)에 의해 윈치(400)가 회전할 수 있다.
슬립링(430)은 윈치(400)에 권취된 케이블(30)에 전력을 공급하는 것으로, 윈치(400)의 회전 중심에 형성되며, 배터리(460)와 결합된 전력케이블(미도시)이 연결될 수 있다. 이와 같이 본 발명은 슬립링(430)이 형성됨으로써, 케이블의 꼬임을 방지하면서 촬영부(20)에 전력을 공급할 수 있다.
하우징(440)은 윈치(400), 윈치모터(410) 및 윈치 컨트롤러(420)를 보호하며, 이들의 이동을 손쉽게 하는 것으로서, 바퀴(441) 및 손잡이(442)가 형성될 수 있다. 따라서, 사용자는 용이하게 본체부(40)의 위치를 변경할 수 있다.
한편, 윈치모터(410)는 윈치(400)를 회전시키는 동시에 윈치(400)를 좌우방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. 이와 같이 윈치(400)가 좌우 왕복 운동을 하는 경우, 윈치(400) 전반에 케이블(30)이 고르게 권취될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본체부(40)는 엔코더(450)를 더 포함할 수 있다. 엔코더(450)는 윈치(400) 또는 윈치모터(410)에 결합되어, 윈치(400)의 회전수를 카운팅하는 것으로, 윈치 컨트롤러(420)와 연결되어, 카운팅된 회전수를 윈치 컨트롤러(420)로 송신할 수 있다.
윈치 컨트롤러(420)는 회전수를 제어부(50)로 송신할 수 있으며, 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신하여, 윈치모터(410)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 도면에는 도시되어 있지 않지만 윈치 컨트롤러(420)는 입력부 및 표시부를 구비하여, 배터리(460)의 잔량을 표시하거나, 배터리(460)의 구동 명령을 입력받을 수 있다.
제어부(50)는 각 구성 요소에 대한 전반적인 동작을 제어하고, 데이터 처리 기능을 수행하는 구성요소이다. 본 발명의 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)로부터 송신된 영상을 표시하는 표시부가 구비될 수 있으며, 사용자의 명령을 입력받는 입력부가 구비될 수 있다.
또한, 제어부(50)는 입력부를 통해 실시간으로 입력되는 사용자의 명령에 따라 구성 요소의 동작을 제어하거나, 윈치 컨트롤러(420) 및 촬영 컨트롤러(210)로부터 정보를 수신하여, 미리 설정된 제어 로직에 따라 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(50)는 송신된 영상 이외에도, 윈치 컨트롤러(420) 및 촬영 컨트롤러(210)로부터 수신한 정보를 바탕으로 비행부(10)의 위치 및 고도, 카메라(201)의 자세, 벌룬(100) 내부의 기체의 압력 등을 추출하여 실시간으로 표시할 수 있다.
더욱 상세하게, 본 발명에서 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)가 측정한 위치 정보 및 자세 정보를 수신하고, 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로 카메라(201)가 현재 촬영하고 있는 지점(이하, 촬영 지점)을 파악하며, 파악된 촬영 지점이 기설정된 지점 인지를 판단할 수 있다. 즉, 카메라가 기설정된 지점을 촬영하는지 판단할 수 있다.
제어부(50)는 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 것으로 판단하면, 카메라(201)가 기설정된 지점이 되도록 촬영 컨트롤러(210)로 제어 신호를 송신할 수 있다. 이때, 제어 신호는 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 중 어느 하나 이상의 구동을 제어하는 신호일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 제어부(50)는 카메라(201)의 시선각이 기설정된 지점을 향하도록 하는 제어 신호를 송신할 수 있다.
이때, 기설정된 지점은 사용자가 미리 설정한 지점으로 복수개일 수 있으며, 시간에 매칭되어 저장될 수 있다. 이 경우, 제어부(50)는 현재 시간 정보에 따라 그에 맞는 기설정된 지점을 추출한 후, 촬영 지점과의 일치 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)로부터 위치 측정 센서(220)가 측정한 위치 정보를 수신하고, 수신한 위치 정보를 바탕으로 비행부(10)가 기설정된 범위 내에 있는지 판단할 수 있다. 제어부(50)는 비행부(10)가 기설정된 범위 내에 있지 않은 것으로 판단하면, 케이블(30)이 권취되도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 비행이 허용되는 상공에서만 비행부(10)가 비행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(50)는 윈치 컨트롤러(420)로부터 엔코더(450)가 측정한 윈치의 회전수를 수신하고, 수신한 윈치의 회전수를 바탕으로, 케이블(30)의 풀린 길이를 산출하여 표시할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 케이블(30)의 풀린 길이가 자동으로 제어되도록 사용자에 의해 설정된 경우, 산출된 풀린 길이를 기설정된 풀린 길이가 일치하는지 판단하고, 산출된 풀린 길이와 기설정된 풀린 길이가 일치하지 않는 경우, 케이블(30)이 기설정된 길이만큼 풀리도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다.
예를 들어, 산출된 풀린 길이가 기설정된 풀린 길이보다 긴 경우, 윈치(400)를 정회전 시키는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있으며, 산출된 풀린 길이가 기설정된 풀린 길이보가 짧은 경우, 윈치(400)를 역회전 시키는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있다. 이때, 제어 신호는 윈치(400)가 회전방향 및 윈치(400)의 회전수를 포함하고 있다.
또한, 제어부(50)는 본체부(40)의 위치 정보, 케이블(30)의 풀린 길이, 비행부(10)의 위치 정보를 바탕으로 비행부(10)의 비행 높이를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 본체부(40)의 위치 정보를 사용자로부터 입력받거나, 본체부(40)에 형성된 위치 측정 센서(미도시)로부터 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 제어부(50)는 아래와 같은 수학식을 통해 비행부(10)의 높이를 산출할 수 있다.
여기서 a는 케이블(30)의 풀린 길이 이며, b는 비행부(10)의 위치 정보이고, c는 본체부(40)의 위치 정보일 수 있다. 이와 같이 본 발명은 별도의 고도 측정 센서를 구비하지 않고, 비행부(10)의 높이를 산출할 수 있다.
제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)를 통해 압력 측정 센서(120)가 측정한 압력값을 수신하고, 수신한 압력값이 기설정된 압력값 이하인지 판단할 수 있다. 제어부(50)는 수신한 압력값이 기설정된 압력값 이하인 것으로 판단하면, 케이블(30)이 권취되도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 벌룬(100) 내에 기체가 충분치 않은 경우, 비행부(10)의 착륙을 유도할 수 있다.
한편, 본 발명의 도면은 촬영 컨트롤러(210)가 제어부(50)와 연결되는 모습을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 촬영 컨트롤러(210)가 윈치 컨트롤러(420)와 연결되어 윈치 컨트롤러(420)를 통해 제어부(50)와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)의 제어 방법을 도시하는 도면이다.
제어부(50)는 S100단계에서 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220)가 측정한 위치 정보를 수신하고, S110 단계에서 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하지 않는 경우, 제어부(50)는 S120단계에서 비행부(10)가 하강되도록 윈치모터(410)를 구동하는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있다. 이때, 윈치는 윈치모터(410)에 의해 좌우로 왕복 이동하며 회전될 수 있다.
한편, 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하는 경우, 제어부(50)는 S130단계에서 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)가 측정한 위치 정보 및 자세 정보를 수신하고, 제어부(50)는 S140 단계에서 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로 카메라(201)의 촬영 지점을 파악하며, 현재 시간 정보에 매칭되는 기설정된 지점을 추출하고, S150단계에서 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌지를 판단할 수 있다. 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 것으로 판단하면, 제어부(50)는 S160단계에서 카메라(201)가 기설정된 지점을 촬영하도록 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 중 어느 하나의 모터를 구동하는 제어 신호를 촬영 컨트롤러(210)에 송신할 수 있다. 한편, 촬영 지점이 기설정된 지점인 것으로 판단하면, 제어부(50)는 S130단계로 돌아가, 촬영 지점과 기설정된 지점의 비교를 계속적으로 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 카메라(201)의 위치와 자세를 바탕으로 촬영 지점을 파악하고, 카메라(201)가 기설정된 지점을 촬영하도록 자동으로 제어할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 벌룬(100) 내부의 기체의 압력 및 벌룬(100)의 위치에 따라 벌룬(100)을 착륙시킴으로써, 기체 부족으로 인해 예상치 못한 곳에 벌룬(100)이 착륙하거나, 비행 불가 지역에서 벌룬(100)이 비행하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)를 도시하는 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)의 구성도를 도시하는 도면이다.
고공 촬영 장치(1)는 비행부(10), 촬영부(20), 케이블(30), 본체부(40) 및 제어부(50)를 포함할 수 있다.
비행부(10)는 고공을 비행하는 구성요소로서, 내부에 공기보다 가벼운 기체가 주입되는 벌룬(100) 및 벌룬(100)에 결합되어 공기의 흐름을 안내하는 카이트(110)를 포함할 수 있다. 이때, 벌룬(100)은 내부에 기체가 주입 가능한 공간이 형성될 수 있으며, 내부에 기체가 충진됨으로써 부력을 가질 수 있다. 벌룬(100)은 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
카이트(110)는 글라이더 형상으로 형성되어, 벌룬(100)의 하부에 결합될 수 있다. 본 발명은 공기의 흐름을 안내하는 카이트(110)가 형성됨으로써, 공기 저항이 적기 때문에 강풍에도 본래의 비행 위치에서 크게 벗어나지 않는다.
한편, 카이트(110)는 벌룬(100)에 경사지게 결합되는 메인바디(111) 및 메인바디(111)에 수직하게 결합되며, 메인바디(111)와 벌룬(100)을 연결하는 연결바디(112)를 포함할 수 있다. 이때, 메인바디(111)의 내부는 벌룬(100)의 내부와 연통되는 구조로 내부에 기체가 충진될 수 있으며, 이로 인해 메인바디(111)는 바람에도 모양이 변형되지 않으며, 공기의 흐름을 안내할 수 있다.
연결바디(112)는 외력에 의해 변형 가능하게 형성될 수 있다. 이와 같이 연결바디(112)가 외력에 의해 변형이 가능한 경우, 바람의 힘에 따라 벌룬(100)과 메인바디(111) 간의 경사도가 달라질 수 있다. 즉, 강풍이 불 때 메인바디(111)는 바람의 힘에 의해 벌룬(100)과의 경사도가 줄어들며 연결바디(112)측으로 이동하여, 바람과의 저항의 줄어들 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 비행부(10)는 압력 측정 센서(120)를 더 포함할 수 있다. 압력 측정 센서(120)는 벌룬(100)의 내부에 형성되어, 벌룬(100) 내부의 기체의 압력값을 측정하는 것으로, 촬영 컨트롤러(210)와 연결될 수 있으며, 측정된 압력값을 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
촬영부(20)는 벌룬(100)에 결합되어, 기설정된 지점을 고공 촬영을 진행하는 구성요소로서, 도 3 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
촬영부(20)는 촬영 모듈(200) 및 촬영 모듈(200)과 벌룬(100) 사이에 결합되는 촬영 컨트롤러(210)를 포함할 수 있다.
촬영 모듈(200)은 제1방향 내지 제3방향으로 회전 가능한 카메라(201)가 형성될 수 있다. 이때, 카메라(201)는 촬영 컨트롤러(210)로 촬영된 영상을 송신할 수 있으며, 줌 기능이 구비되어 있다. 즉, 사용자는 비행부(10)의 위치 또는 고도를 조절하지 않고도, 촬영지점을 용이하게 전환할 수 있으며, 원거리에 있는 촬영 지점을 정밀하게 촬영할 수 있다.
더욱 상세하게, 촬영 모듈(200)은 촬영 컨트롤러(210)의 하측에 제1방향으로 회전 가능하게 결합되는 ㄱ자 형상의 제1링크(202), 제1링크(202)의 일영역에 제2방향으로 회전 가능하게 결합되는 ㄱ자 형상의 제2링크(203), 제2링크(203)에 제3방향으로 회전 가능하게 결합되는 카메라(201), 촬영 컨트롤러(210) 또는 제1링크(202)의 내부에 결합되어, 제1링크(202)를 제1방향으로 회전시키는 제1모터(204), 제1링크(202)의 또는 제2링크(203)의 내부에 결합되어 제2링크(203)를 제2방향으로 회전시키는 제2모터(205) 및 카메라(201) 또는 제2링크(203)의 내부에 결합되어 카메라(201)를 제3방향으로 회전시키는 제3모터(206)를 포함할 수 있다. 이때, 제2방향은 제1방향과 수직인 방향이고, 제3방향은 제1방향 및 제2방향과 수직인 방향일 수 있고, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 촬영 컨트롤러(210)를 통해 입력되는 제어 신호에 의해 구동될 수 있다. 한편, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)는 내부에 위치함으로, 외부환경에 노출됨에 따른 고장 발생률을 낮출 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 카메라가 3축으로 회전 가능하기 때문에, 축회전으로 촬영 지점을 용이하게 변화하여 모든 방면을 촬영할 수 있다. 또한, 본 발명은 제1링크(202) 및 제2링크(203)가 일영역이 절곡된 ㄱ자 형상으로 형성되기 때문에, 촬영 모듈(200)이 컴팩트한 사이즈를 이루면서도, 카메라(201)가 자유자재로 회전할 수 있다.
촬영 컨트롤러(210)는 제어부(50)와 연결되며, 카메라(201)로부터 수신한 영상을 제어부(50)로 송신할 수 있다. 또한, 촬영 컨트롤러(210)는 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신할 수 있으며, 제어 신호에 따라, 제1모터(204) 내지 제3모터(206)을 구동할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 촬영 컨트롤러(210)는 브라켓(211)에 의해 벌룬(100)과 결합될 수 있다. 브라켓(211)은 촬영 컨트롤러(210)를 벌룬(100)에 고정하는 것으로, 벌룬(100)과 탈부착될 수 있다.
브라켓(211)은 촬영 컨트롤러(210)가 결합되는 중심바디(212) 및 중심바디(212)를 기준으로 방사상으로 대칭 배치되며, 중심바디(212)와 힌지 결합되는 복수의 레그(213)를 포함할 수 있다.
이때, 레그(213)는 일영역이 벌룬(100)에 탈부착되는 것으로, 사용자는 벌룬(100)의 모양에 맞게 레그(213)를 회동하여, 벌룬(100)에 결합시킬 수 있다. 즉, 본 발명은 벌룬(100)의 모양에 맞게 브라켓(211)의 형태가 변화 가능하기 때문에, 벌룬(100)의 모양에 맞는 다양한 브라켓(211)을 구비할 필요가 없다. 또한, 본 발명은 비행 중에 유실되는 기체에 의해 벌룬(100)의 형태가 변하여도 레그(213)가 회동되기 때문에, 브라켓(211)은 벌룬(100)과의 결합 상태가 유지될 수 있다.
한편, 촬영 컨트롤러(210)와 촬영 모듈(200) 사이에는 탄성력을 갖는 완충부재(214)가 형성될 수 있다. 완충부재(214)는 촬영 모듈(200)에 발생하는 충격 에너지를 흡수하여, 촬영 모듈(200)에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 촬영부(20)는 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)를 더 포함할 수 있다.
위치 측정 센서(220)는 카메라(201)에 결합되어, 카메라(201)의 위치 정보를 측정하는 것으로, GPS일 수 있으며, 위치 정보는 GPS좌표일 수 있다. 위치 측정 센서(220)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 측정된 위치 정보를 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
자세 측정 센서(230)는 카메라(201)에 결합되어, 카메라(201)의 자세 정보를 측정하는 것으로, 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서 중 어느 하나 이상일 수 있다. 자세 측정 센서(230)는 촬영 컨트롤러(210)와 연결되어, 측정된 자세 정보를 촬영 컨트롤러(210)로 송신할 수 있다.
한편, 촬영 컨트롤러(210)는 위치 정보, 자세 정보, 압력값 등의 각종 정보를 제어부(50)로 송신할 수 있으며, 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신하여, 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 및 카메라(201)의 구동을 제어할 수 있다.
케이블(30)은 촬영부(20)에 전력을 공급하며, 비행부(10)의 이착륙을 유도하는 구성요소이다. 케이블(30)은 촬영 컨트롤러(210) 및 본체부(40)에 결합될 수 있다. 이때, 촬영 컨트롤러(210)는 외주면에 케이블(31)이 탈부착 가능하게 결합되는 결합구(215)가 형성될 수 있으며, 본체부(40)는 케이블(31)이 결합되는 슬립링(430, 도 5 참조)이 형성될 수 있다. 케이블(30)은 일반적으로 사용되는 케이블(30)로 자세한 설명은 생략한다.
본체부(40)는 케이블(30)에 전력을 공급하며, 케이블(30)을 권취하거나 해권하는 구성요소이다. 이때, 비행부(10)는 케이블(30) 권취 정도에 의해 고도가 조절될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본체부(40)는 윈치(400), 윈치모터(410), 윈치 컨트롤러(420) 및 슬립링(430)를 포함할 수 있으며, 하우징(440)을 더 포함할 수 있다. 윈치(400)는 지상에 회전 가능하게 설치되며, 윈치(400)를 회전시키는 윈치모터(410)가 일단에 결합될 수 있다. 윈치 컨트롤러(420)는 윈치모터(410)와 연결되어, 윈치모터(410)의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 윈치 컨트롤러(420)에 의해 윈치(400)가 회전할 수 있다.
슬립링(430)은 윈치(400)에 권취된 케이블(30)에 전력을 공급하는 것으로, 윈치(400)의 회전 중심에 형성되며, 배터리(460)와 결합된 전력케이블(미도시)이 연결될 수 있다. 이와 같이 본 발명은 슬립링(430)이 형성됨으로써, 케이블의 꼬임을 방지하면서 촬영부(20)에 전력을 공급할 수 있다.
하우징(440)은 윈치(400), 윈치모터(410) 및 윈치 컨트롤러(420)를 보호하며, 이들의 이동을 손쉽게 하는 것으로서, 바퀴(441) 및 손잡이(442)가 형성될 수 있다. 따라서, 사용자는 용이하게 본체부(40)의 위치를 변경할 수 있다.
한편, 윈치모터(410)는 윈치(400)를 회전시키는 동시에 윈치(400)를 좌우방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. 이와 같이 윈치(400)가 좌우 왕복 운동을 하는 경우, 윈치(400) 전반에 케이블(30)이 고르게 권취될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본체부(40)는 엔코더(450)를 더 포함할 수 있다. 엔코더(450)는 윈치(400) 또는 윈치모터(410)에 결합되어, 윈치(400)의 회전수를 카운팅하는 것으로, 윈치 컨트롤러(420)와 연결되어, 카운팅된 회전수를 윈치 컨트롤러(420)로 송신할 수 있다.
윈치 컨트롤러(420)는 회전수를 제어부(50)로 송신할 수 있으며, 제어부(50)로부터 제어 신호를 수신하여, 윈치모터(410)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 도면에는 도시되어 있지 않지만 윈치 컨트롤러(420)는 입력부 및 표시부를 구비하여, 배터리(460)의 잔량을 표시하거나, 배터리(460)의 구동 명령을 입력받을 수 있다.
제어부(50)는 각 구성 요소에 대한 전반적인 동작을 제어하고, 데이터 처리 기능을 수행하는 구성요소이다. 본 발명의 도면에는 도시되어 있지 않지만, 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)로부터 송신된 영상을 표시하는 표시부가 구비될 수 있으며, 사용자의 명령을 입력받는 입력부가 구비될 수 있다.
또한, 제어부(50)는 입력부를 통해 실시간으로 입력되는 사용자의 명령에 따라 구성 요소의 동작을 제어하거나, 윈치 컨트롤러(420) 및 촬영 컨트롤러(210)로부터 정보를 수신하여, 미리 설정된 제어 로직에 따라 구성 요소의 동작을 제어할 수 있다. 한편, 제어부(50)는 송신된 영상 이외에도, 윈치 컨트롤러(420) 및 촬영 컨트롤러(210)로부터 수신한 정보를 바탕으로 비행부(10)의 위치 및 고도, 카메라(201)의 자세, 벌룬(100) 내부의 기체의 압력 등을 추출하여 실시간으로 표시할 수 있다.
더욱 상세하게, 본 발명에서 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)가 측정한 위치 정보 및 자세 정보를 수신하고, 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로 카메라(201)가 현재 촬영하고 있는 지점(이하, 촬영 지점)을 파악하며, 파악된 촬영 지점이 기설정된 지점 인지를 판단할 수 있다. 즉, 카메라가 기설정된 지점을 촬영하는지 판단할 수 있다.
제어부(50)는 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 것으로 판단하면, 카메라(201)가 기설정된 지점이 되도록 촬영 컨트롤러(210)로 제어 신호를 송신할 수 있다. 이때, 제어 신호는 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 중 어느 하나 이상의 구동을 제어하는 신호일 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 제어부(50)는 카메라(201)의 시선각이 기설정된 지점을 향하도록 하는 제어 신호를 송신할 수 있다.
이때, 기설정된 지점은 사용자가 미리 설정한 지점으로 복수개일 수 있으며, 시간에 매칭되어 저장될 수 있다. 이 경우, 제어부(50)는 현재 시간 정보에 따라 그에 맞는 기설정된 지점을 추출한 후, 촬영 지점과의 일치 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)로부터 위치 측정 센서(220)가 측정한 위치 정보를 수신하고, 수신한 위치 정보를 바탕으로 비행부(10)가 기설정된 범위 내에 있는지 판단할 수 있다. 제어부(50)는 비행부(10)가 기설정된 범위 내에 있지 않은 것으로 판단하면, 케이블(30)이 권취되도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 이로 인해, 본 발명은 비행이 허용되는 상공에서만 비행부(10)가 비행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(50)는 윈치 컨트롤러(420)로부터 엔코더(450)가 측정한 윈치의 회전수를 수신하고, 수신한 윈치의 회전수를 바탕으로, 케이블(30)의 풀린 길이를 산출하여 표시할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 케이블(30)의 풀린 길이가 자동으로 제어되도록 사용자에 의해 설정된 경우, 산출된 풀린 길이를 기설정된 풀린 길이가 일치하는지 판단하고, 산출된 풀린 길이와 기설정된 풀린 길이가 일치하지 않는 경우, 케이블(30)이 기설정된 길이만큼 풀리도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다.
예를 들어, 산출된 풀린 길이가 기설정된 풀린 길이보다 긴 경우, 윈치(400)를 정회전 시키는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있으며, 산출된 풀린 길이가 기설정된 풀린 길이보가 짧은 경우, 윈치(400)를 역회전 시키는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있다. 이때, 제어 신호는 윈치(400)가 회전방향 및 윈치(400)의 회전수를 포함하고 있다.
또한, 제어부(50)는 본체부(40)의 위치 정보, 케이블(30)의 풀린 길이, 비행부(10)의 위치 정보를 바탕으로 비행부(10)의 비행 높이를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(50)는 본체부(40)의 위치 정보를 사용자로부터 입력받거나, 본체부(40)에 형성된 위치 측정 센서(미도시)로부터 수신할 수 있다.
더욱 상세하게, 제어부(50)는 아래와 같은 수학식을 통해 비행부(10)의 높이를 산출할 수 있다.
여기서 a는 케이블(30)의 풀린 길이 이며, b는 비행부(10)의 위치 정보이고, c는 본체부(40)의 위치 정보일 수 있다. 이와 같이 본 발명은 별도의 고도 측정 센서를 구비하지 않고, 비행부(10)의 높이를 산출할 수 있다.
제어부(50)는 촬영 컨트롤러(210)를 통해 압력 측정 센서(120)가 측정한 압력값을 수신하고, 수신한 압력값이 기설정된 압력값 이하인지 판단할 수 있다. 제어부(50)는 수신한 압력값이 기설정된 압력값 이하인 것으로 판단하면, 케이블(30)이 권취되도록 윈치 컨트롤러(420)에 제어 신호를 송신할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 벌룬(100) 내에 기체가 충분치 않은 경우, 비행부(10)의 착륙을 유도할 수 있다.
한편, 본 발명의 도면은 촬영 컨트롤러(210)가 제어부(50)와 연결되는 모습을 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 촬영 컨트롤러(210)가 윈치 컨트롤러(420)와 연결되어 윈치 컨트롤러(420)를 통해 제어부(50)와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고공 촬영 장치(1)의 제어 방법을 도시하는 도면이다.
제어부(50)는 S100단계에서 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220)가 측정한 위치 정보를 수신하고, S110 단계에서 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하는 지를 판단할 수 있다. 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하지 않는 경우, 제어부(50)는 S120단계에서 비행부(10)가 하강되도록 윈치모터(410)를 구동하는 제어 신호를 윈치 컨트롤러(420)에 송신할 수 있다. 이때, 윈치는 윈치모터(410)에 의해 좌우로 왕복 이동하며 회전될 수 있다.
한편, 위치 정보가 기설정된 범위 내에 위치하는 경우, 제어부(50)는 S130단계에서 촬영 컨트롤러(210)를 통해 위치 측정 센서(220) 및 자세 측정 센서(230)가 측정한 위치 정보 및 자세 정보를 수신하고, 제어부(50)는 S140 단계에서 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로 카메라(201)의 촬영 지점을 파악하며, 현재 시간 정보에 매칭되는 기설정된 지점을 추출하고, S150단계에서 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌지를 판단할 수 있다. 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 것으로 판단하면, 제어부(50)는 S160단계에서 카메라(201)가 기설정된 지점을 촬영하도록 제1모터(204) 내지 제3모터(206) 중 어느 하나의 모터를 구동하는 제어 신호를 촬영 컨트롤러(210)에 송신할 수 있다. 한편, 촬영 지점이 기설정된 지점인 것으로 판단하면, 제어부(50)는 S130단계로 돌아가, 촬영 지점과 기설정된 지점의 비교를 계속적으로 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 카메라(201)의 위치와 자세를 바탕으로 촬영 지점을 파악하고, 카메라(201)가 기설정된 지점을 촬영하도록 자동으로 제어할 수 있기 때문에, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명은 벌룬(100) 내부의 기체의 압력 및 벌룬(100)의 위치에 따라 벌룬(100)을 착륙시킴으로써, 기체 부족으로 인해 예상치 못한 곳에 벌룬(100)이 착륙하거나, 비행 불가 지역에서 벌룬(100)이 비행하는 것을 방지할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 고공 촬영 장치
10 : 비행부
20 : 촬영부
30 : 케이블
40 : 본체부
50 : 제어부
10 : 비행부
20 : 촬영부
30 : 케이블
40 : 본체부
50 : 제어부
Claims (10)
- 공기 보다 가벼운 기체가 주입되는 벌룬;
상기 벌룬에 결합되며, 글라이더 형상의 카이트;
상기 벌룬의 하면에 부착되는 브라켓;
상기 브라켓의 하면에 결합되는 촬영 컨트롤러;
상기 촬영 컨트롤러의 하면에 결합되되 상기 촬영 컨트롤러에 의해 제어되며, 카메라를 구비하는, 촬영 모듈;
일단(一端)이 상기 촬영 컨트롤러에 결합되며, 상기 촬영 컨트롤러에 전력을 제공하는, 케이블;
상기 케이블의 타단(他端)에 결합되어 상기 케이블을 권취하거나 해권하는, 윈치;
상기 윈치의 회전을 제어하는, 윈치 컨트롤러;
상기 윈치 컨트롤러와 상기 촬영 컨트롤러에 제어 신호를 송신하는, 제어부;
상기 카메라의 위치 정보를 측정하는, 위치 측정센서;
상기 카메라의 자세 정보를 측정하는, 자세 측정센서;
상기 윈치에 결합되어 상기 윈치의 회전수를 측정하는, 엔코더; 그리고
상기 벌룬에 결합되어 상기 벌룬 내의 기체의 압력을 측정하는, 압력 측정센서를 포함하고,
상기 브라켓은,
상기 촬영 컨트롤러에 결합되는 중심바디; 그리고
상기 중심바디에 힌지 결합되며 상기 벌룬에 탈부착되는 복수의 레그를 포함하며,
상기 촬영 모듈은,
상기 촬영 컨트롤러의 하부에 위치하여 상기 촬영 컨트롤러에 대하여 제1방향으로 회전 가능하게 결합되고, 상기 촬영 컨트롤러에 결합된 위치에서 후방으로 연장되되 하부로 절곡되어 형성되는, 제1링크; 그리고
상기 제1링크의 단부에 결합되되 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 회전 가능하게 결합되고, 상기 제1링크에 결합된 위치에서 측방향으로 연장되되 전방으로 절곡되어 형성되는, 제2링크를 더 포함하고,
상기 카메라는 상기 제2링크에 결합되되 상기 제1방향 및 상기 제2방향과 수직인 제3방향으로 회전 가능하게 결합되며,
상기 벌룬은 상기 윈치의 회전에 따라 상승하거나 하강하며,
상기 복수의 레그는 상기 중심바디의 가장자리에 힌지 결합되며,
상기 제어부는, 상기 위치 정보 및 자세 정보를 바탕으로, 상기 카메라의 촬영 지점을 파악하며, 파악된 상기 촬영 지점이 기설정된 지점인지 판단하고, 상기 촬영 지점이 기설정된 지점이 아닌 경우, 상기 카메라가 기설정된 지점을 촬영하도록 촬영 컨트롤러로 제어 신호를 송신하며,
상기 기설정된 지점은 복수개이며, 시간에 매칭되어 상기 제어부에 저장되며,
상기 제어부는, 현재 시간 정보에 따라 기설정된 지점을 추출하고, 상기 촬영 지점의 일치 여부를 판단하고,
상기 제어부는, 수신한 위치 정보가 기설정된 범위 내에 있는지 판단하고, 기설정된 범위 내에 있지 않은 경우, 상기 케이블이 권취되도록 상기 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신하며,
상기 케이블은, 상기 촬영 컨트롤러에 전력을 제공함과 동시에, 상기 벌룬과 상기 카이트를 포함하는 비행부의 이착륙을 유도하며,
상기 윈치의 회전 중심에 마련되어 상기 윈치에 권취된 상기 케이블에 전력을 공급하는 슬립링을 더 포함하며, 상기 슬립링이 마련됨으로써 상기 케이블의 꼬임을 방지하면서 상기 촬영 컨트롤러에 전력을 공급하고,
상기 윈치의 일단에 마련되어 상기 윈치를 회전시키는 윈치모터를 더 포함하며, 상기 윈치모터는 상기 윈치를 회전시키는 동시에 상기 윈치를 좌우방향으로 왕복 이동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는,
고공 촬영 장치. - 제1항에 있어서,
상기 촬영 컨트롤러와 상기 촬영 모듈의 사이에 위치하며, 탄성력을 가지는, 완충부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
고공 촬영 장치. - 제1항에 있어서,
상기 촬영 모듈은,
상기 제1링크를 상기 제1방향으로 회전시키는 제1모터와,
상기 제2링크를 상기 제2방향으로 회전시키는 제2모터와,
상기 카메라를 상기 제3방향으로 회전시키는 제3모터를 포함하고,
상기 제1모터 내지 제3모터는 상기 제어 신호에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 고공 촬영 장치. - 제1항에 있어서,
상기 윈치모터는, 상기 제어 신호에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 고공 촬영 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 회전수를 바탕으로 케이블의 풀린 길이를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고공 촬영 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 윈치의 위치, 상기 케이블의 풀린 길이 및 상기 위치 정보를 바탕으로 비행부의 높이를 산출하고,
상기 벌룬의 높이가 기설정된 높이 이하인 경우, 상기 케이블이 권취되도록 상기 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는, 고공 촬영 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 측정된 압력값이 기설정된 압력값 이하인 경우, 상기 케이블이 권취되도록 상기 윈치 컨트롤러에 제어 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는, 고공 촬영 장치.
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