KR102125259B1

KR102125259B1 - Apparatus and method for multi-copter drive control

Info

Publication number: KR102125259B1
Application number: KR1020180105102A
Authority: KR
Inventors: 고상호; 이영호
Original assignee: 한국항공대학교산학협력단
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2020-06-22
Also published as: KR20200027154A

Abstract

본원은 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 본원의 일 실시예에 따른 복수의 구동기를 갖는 멀티콥터의 구동을 제어하는 방법에 있어서, (a) 상기 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 상기 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집하는 단계, (b) 수집된 상기 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 상기 멀티콥터의 제어정보를 생성하는 단계 및 (c) 생성된 상기 제어정보에 따라 상기 멀티콥터의 구동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 고장 감내 알고리즘은, 전체 구동기의 개수와 대비한 상기 고장 구동기의 개수에 기초하여 상기 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하여 결정될 수 있다.The present invention relates to a multicopter driving control apparatus and method, in a method for controlling the driving of a multicopter having a plurality of actuators according to an embodiment of the present application, (a) when the failure of one or more of the plurality of actuators, the multi Collecting fault information including information on the number of fault drivers from the copter, (b) generating control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information; and (c) And controlling the operation of the multicopter according to the generated control information, wherein the fault tolerance algorithm is based on the number of the faulty drivers compared to the total number of drivers, and the multicopter is capable of full control and It can be determined by determining which of the states in which partial control power is possible.

Description

Multicopter drive control device and method{APPARATUS AND METHOD FOR MULTI-COPTER DRIVE CONTROL}

본원은 멀티콥터 구동 제어 장치(시스템) 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multicopter drive control device (system) and method.

일반적으로 멀티콥터(Multi-Copter)는 사람이 직접 탑승하여 조종하지 않고 무선을 비행하는 항공기를 의미하며, 최근 들어 항공 촬영이나 물건 운반 등 다양한 용도로 멀티콥터가 활용되고 있어, 그 시장이 급증하고 있다. 이러한 수요와 함께 멀티콥터 사고도 증가하면서 안전 운용에 대한 요구가 높아지고 있다.In general, multi-copter (Multi-Copter) refers to an aircraft that does not maneuver in person and fly wirelessly. Recently, multi-copters have been used for various purposes such as aerial photography or transporting objects, and the market is rapidly increasing. have. Along with these demands, multicopter accidents are increasing, and the demand for safe operation is increasing.

이에 발맞추어 멀티콥터의 안전운용을 위한 연구들도 많이 이루어진 반면, 대다수가 영상센서 등을 활용한 장애물 탐지 및 충돌 회피 기술이고, 비행 중에 고장이 발생하는 것과 같은 대처하기 힘들고 큰 사고가 발생할 수 있는 상황에 대비한 기술은 그 중요성에 비하여 상대적으로 주목을 받지 못하고 있다. In response to this, many studies have been conducted for safe operation of multicopters, while the majority are obstacle detection and collision avoidance technologies using image sensors, etc. Technology prepared for the situation has received relatively little attention compared to its importance.

또한, 기존 멀티콥터에 적용되는 일반적인 제어 알고리즘의 경우, 구동기 3개 이하에서 멀티콥터를 운영할 경우, 기체의 모든 상태량을 제어할 수 없어, 추락이 발생되고, 이에 따라 안전사고가 발생될 수 있는 문제점이 있다.In addition, in the case of a general control algorithm applied to an existing multicopter, when operating a multicopter with 3 or fewer actuators, all state quantities of the aircraft cannot be controlled, resulting in a fall, and thus a safety accident. There is a problem.

본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제1호에 개시되어 있다.The background technology of this application is disclosed in Korean Registered Patent Publication No. 1.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고장 감내 알고리즘을 적용함으로써 요축을 포기한 채 나머지 상태량을 제어할 수 있어 안전지대로 착륙이 가능하고 안전사고를 방지할 수 있는 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것으로 목적으로 한다.The present application is to solve the problems of the prior art described above, by applying a fault-tolerant algorithm, it is possible to control the rest of the state while abandoning the yaw axis, so that a multicopter-driven control device capable of landing in a safety zone and preventing a safety accident It is an object to provide a method and.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical problems to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 방법은, 복수의 구동기를 갖는 멀티콥터의 구동을 제어하는 방법에 있어서, (a) 상기 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 상기 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집하는 단계, (b) 수집된 상기 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 상기 멀티콥터의 제어정보를 생성하는 단계 및 (c) 생성된 상기 제어정보에 따라 상기 멀티콥터의 구동을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 고장 감내 알고리즘은, 전체 구동기의 개수와 대비한 상기 고장 구동기의 개수에 기초하여 상기 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하여 결정될 수 있다As a technical means for achieving the above technical problem, a multicopter driving control method according to an embodiment of the present application is a method for controlling driving of a multicopter having a plurality of drivers, (a) among the plurality of drivers Collecting fault information including information on the number of fault drivers from the multicopter when one or more faults occur, (b) generating control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information And (c) controlling the operation of the multicopter according to the generated control information, wherein the fault tolerant algorithm is based on the number of the faulty drivers compared to the total number of drivers. Can be determined by judging which of the fully controllable and partially controllable states

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 부분적 제어력 가능 상태는, 상기 완전 제어력 가능 상태보다 구동기의 고장이 확산되어 고장 구동기의 개수가 증가된 상태일 수 있다.According to the exemplary embodiment of the present application, the partial controllable state may be a state in which the failure of the driver is diffused and the number of faulty drivers is increased than the fully controllable state.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계 내지 상기 (c) 단계는 반복적으로 수행되고, 상기 (b) 단계에서, 상기 고장 구동기의 개수가 제1 개수에 도달하면, 상기 멀티콥터가 상기 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단하고, 상기 고장 구동기의 개수가 상기 제1 개수보다 큰 제2 개수에 도달하면, 상기 멀티콥터가 상기 완전 제어력 가능 상태에서 상기 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present application, steps (a) to (c) are repeatedly performed, and in step (b), when the number of the faulty drivers reaches a first number, the multicopter is When it is determined that the controllability is possible, and when the number of the faulty drivers reaches the second number greater than the first number, it may be determined that the multicopter is changed from the controllable state to the partial controllable state. .

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 상기 (a) 단계에서 수집된 상기 고장 구동기의 개수가 증가되면, 상기 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하여 상기 제어정보를 업데이트할 수 있다.According to an embodiment of the present application, in step (b), when the number of the fault drivers collected in step (a) is increased, the control information may be updated in response to the increased number of fault drivers. .

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계는, 상기 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 1개 적은 개수의 정상 구동기에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 상기 멀티콥터의 무게를 비교하고, 상기 최대추력의 합이 상기 멀티콥터의 무게보다 클 경우 상기 (a) 단계에서 수집된 상기 고장 구동기의 개수가 1개 더 증가되더라도 상기 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 상기 제어정보를 업데이트하고, 상기 최대추력의 합이 상기 멀티콥터의 무게보다 작을 경우 상기 (a) 단계에서 수집된 상기 고장 구동기의 개수가 1개 더 증가되기 전에 상기 고장 구동기의 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 안전착륙을 수행할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the step (b) is the sum of the maximum thrust and the weight of the multicopter that can be generated in one less number of normal drivers than the number of remaining normal drivers among the plurality of drivers. In comparison, when the sum of the maximum thrust is greater than the weight of the multicopter, even if the number of the faulty drivers collected in step (a) is increased by one more, to the fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of the faulty drivers. Accordingly, when the control information is updated, and the sum of the maximum thrust is less than the weight of the multicopter, the number of the failed drivers collected in step (a) is increased to the number before the increase of the failed drivers. Safe landing can be performed according to the corresponding fault tolerance algorithm.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 전체 구동기의 개수가 6개 이상이면, 상기 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 상기 고장 구동기의 개수에 기초하여 상기 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하고, 상기 전체 구동기의 개수가 6개 미만이면, 상기 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 상기 고장 구동기의 개수와 무관하게 상기 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present application, in the step (b), if the total number of drivers is 6 or more, the multicopter is capable of full control based on the number of the faulty drivers when one or more of the plurality of drivers fail. It is determined which of the states and the partial controllability is possible, and if the total number of actuators is less than six, the multicopter is in a partial controllable state regardless of the number of faulty drivers when one or more of the plurality of actuators fail. You can judge that.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 멀티콥터가 상기 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 PI Method(Pseudo Inverse Method)를 적용할 수 있다.According to an embodiment of the present application, in the step (b), if it is determined that the multicopter is in the state of full control, it is possible to apply a PI Method (Pseudo Inverse Method) as a fault tolerance algorithm.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 PI Method는, 상기 멀티콥터의 추락 방지를 위해 상기 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 요구 회전속도를 상기 멀티콥터의 추력 및 회전 병렬 관계식을 통해 유도하여 적용하는 알고리즘일 수 있다.According to an embodiment of the present application, the PI Method, by applying the required rotational speed of the normal driver remaining among the plurality of actuators to prevent the multicopter from falling through the multi-copter thrust and rotation parallel relation to apply It can be an algorithm.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계에서, 상기 멀티콥터가 상기 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다.According to one embodiment of the present application, in step (b), if it is determined that the multicopter is in the state capable of partially controlling, a periodic solution may be applied as a fault tolerance algorithm.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 Periodic Solution은, 상기 멀티콥터의 요축 제어를 포기하면서 기체방향 벡터, 각속도 및 위치를 제어함으로써 상기 멀티콥터의 추락을 방지하면서 안전착륙을 수행하는 알고리즘일 수 있다.According to one embodiment of the present application, the Periodic Solution may be an algorithm that performs safe landing while preventing the multicopter from falling by controlling the gas direction vector, angular velocity, and position while giving up control of the yaw axis of the multicopter.

한편, 본원의 일 실시예에 따른 복수의 구동기를 갖는 멀티콥터의 구동을 제어하는 장치에 있어서, 상기 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 상기 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집하는 정보 수집부, 수집된 상기 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 상기 멀티콥터의 제어정보를 생성하는 제어정보 생성부 및 생성된 상기 제어정보에 따라 상기 멀티콥터의 구동을 제어하는 구동 제어부를 포함하고, 상기 고장 감내 알고리즘은, 전체 구동기의 개수와 대비한 상기 고장 구동기의 개수에 기초하여 상기 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하여 결정될 수 있다.On the other hand, in the apparatus for controlling the driving of a multicopter having a plurality of actuators according to an embodiment of the present application, the failure information including information on the number of the failure driver from the multicopter when one or more of the plurality of actuators fails The information collection unit for collecting, the control information generating unit for generating control information of the multicopter based on the fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information, and controlling the operation of the multicopter according to the generated control information A driving control unit, and the fault tolerant algorithm may be determined by determining whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers compared to the total number of drivers.

본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 방법은 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터에서 판독 가능한 기록매체에 저장될 수 있다.The multi-copter driving control method according to an embodiment of the present application may be stored in a computer-readable recording medium recording a program for execution on a computer.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may exist in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 고장 감내 알고리즘을 적용함으로써 요축을 포기한 채 나머지 상태량을 제어할 수 있어 안전지대로 착륙이 가능하고 안전사고를 방지할 수 있는 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다. According to the above-described problem solving means of the present application, a multicopter driving control device and method are provided that can land on a safety zone and prevent safety accidents by applying a fault-tolerance algorithm to control the remaining state amount while abandoning the yaw axis. Can be.

다만, 본원에서 얻을 수 있는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable herein are not limited to the above-described effects, and other effects may exist.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 쿼드콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 헥사콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 제어정보를 업데이트 하기 위한 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 옥타콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 멀티콥터의 전체적인 동작 흐름을 나타낸 도면이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.1 is a schematic configuration diagram of a multicopter driving control apparatus according to an embodiment of the present application.
2 is a view showing an operation flow of a quadcopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.
3 is a view showing an operation flow of a hexacopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram illustrating an operation flow for updating control information in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.
5 is a view showing an operation flow of an octacopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.
6 is a view showing the overall operation flow of a multicopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.
7 is an operation flowchart for a multicopter driving control method according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present application pertains may easily practice. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present application in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and like reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is "connected" to another part, it is not only "directly connected", but also "electrically connected" or "indirectly connected" with another element in between. "It also includes the case where it is.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the present specification, when a member is positioned on another member “on”, “on the top”, “top”, “bottom”, “bottom”, “bottom”, this means that one member is attached to another member. This includes cases where there is another member between the two members as well as when in contact.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

본원은 멀티콥터의 구동을 제어하는 장치(시스템) 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본원은 고장 감내 알고리즘에 의해 멀티콥터의 구동을 제어하는 장치(시스템) 및 방법에 관한 것이다. 여기서 멀티콥터는, 무인항공기 또는 드론(Drone)과 같은 의미로, 3개 이상의 구동기(모터) 및 프로펠러를 가진 비행체를 의미할 수 있다.The present invention relates to an apparatus (system) and method for controlling the operation of a multicopter. More specifically, the present disclosure relates to an apparatus (system) and method for controlling the operation of a multicopter by a fault tolerance algorithm. Here, the multicopter may mean an unmanned aerial vehicle or a drone and a vehicle having three or more actuators (motors) and propellers.

본원에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법은, 멀티콥터의 복수의 프로펠러를 구동시키는 각각의 구동기 중 고장 구동기가 하나 이상일 경우, 고장 감내 알고리즘을 통해 멀티콥터의 제어 상태를 판단함으로써, 멀티콥터의 추락을 방지하고, 안전지대로 안전하게 착륙할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. Multi-copter driving control apparatus and method according to the present application, when the failure of one or more of the actuators driving each of a plurality of propellers of the multicopter, by determining the control state of the multicopter through a fault tolerance algorithm, the multicopter crash It relates to a device and method for preventing, and allowing a safe landing in a safe zone.

본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에 의하면, 멀티콥터의 안전사고를 미연에 방지할 수 있으므로, 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법은 군수 및 국방 분야에서 넓은 지역에 대한 감시, 정찰, 수색 등의 작전에 적용될 수 있으며, 또한 민간에서도 멀티콥터를 이용한 조난자 수색, 물류 운송사업 등의 분야에서 활용될 수 있다. 다만, 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법의 적용 분야는 이에만 한정되는 것은 아니다.According to the multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application, since a safety accident of the multicopter can be prevented in advance, the multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application may be used in the military and defense fields. It can be applied to operations such as surveillance, reconnaissance, and search for large areas, and it can also be used in the fields of multi-copter search for distressed persons and logistics transportation. However, the application fields of the multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application are not limited thereto.

본원의 실시예를 설명하기에 앞서, 용이한 이해를 위해 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치를 먼저 설명한 후, 멀티콥터 구동 제어 방법을 설명하기로 한다.Prior to describing the embodiments of the present application, for ease of understanding, a multicopter driving control device according to an embodiment of the present application will be first described, and then a multicopter driving control method will be described.

도 1은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a multi-copter drive control apparatus according to an embodiment of the present application.

도 1을 참조하면, 멀티콥터 구동 제어 장치(100)는, 정보 수집부(110), 제어정보 생성부(120) 및 구동 제어부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the multicopter driving control device 100 may include an information collection unit 110, a control information generation unit 120, and a driving control unit 130.

정보 수집부(110)는, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집할 수 있다.The information collecting unit 110 may collect failure information including information on the number of failure drivers from the multicopter when one or more of the plurality of drivers fails.

여기서 구동기는, 멀티콥터의 프로펠러를 제어하는 모터를 포함한 구동 장치를 의미할 수 있으며, 구동기는 배터리(battery)나 컨트롤러를 포함한 멀티콥터가 비행하기 위해 필요한 부품의 작동에 의해 구동될 수 있다. 여기서, 멀티콥터(Multi-Copter)는, 드론을 포함한 무인 비행체(UAV; Unmanned Aerial Vehicle)를 지칭하는 넓은 개념으로 이해될 수 있다. 복수의 구동기는, 멀티콥터에 구비된 복수의 프로펠러를 제어하는 구동 장치의 전체를 의미할 수 있다. 일 예로, 4개의 프로펠러가 구비된 쿼드콥터(Quad-Copter)는 4개의 구동기를 가질 수 있고, 6개의 프로펠러가 구비된 헥사콥터(Hexa-Copter)는 6개의 구동기를 가질 수 있으며, 8개의 프로펠러가 구비된 옥타콥터(Octa-Copter)는 8개의 구동기를 가질 수 있다.Here, the driver may mean a driving device including a motor that controls a propeller of a multicopter, and the driver may be driven by operation of a component required for a multicopter including a battery or a controller to fly. Here, the multi-copter (Multi-Copter) can be understood as a broad concept referring to an unmanned aerial vehicle (UAV) including a drone. The plurality of drivers may mean the entire driving device for controlling the plurality of propellers provided in the multicopter. For example, a quad-copter equipped with four propellers may have four drivers, and a hexacopter equipped with six propellers may have six drivers, and eight propellers Octa-Copter equipped with may have eight actuators.

복수의 구동기가 구동되면, 멀티콥터의 프로펠러가 회전하면서 추력이 발생되고, 멀티콥터는 xyz 좌표계에서 3축으로 운동할 수 있다. 이때, x축을 중심으로 멀티콥터가 좌우로 회전하는 것을 롤링(rolling) 운동이라 하고, y축을 중심으로 멀티콥터가 앞뒤로 회전하는 것을 피칭(pitching) 운동이라 하며, z축을 중심으로 멀티콥터가 회전하는 것을 요잉(yawing) 운동이라 할 수 있다.When a plurality of drivers are driven, thrust is generated while the propeller of the multicopter rotates, and the multicopter can move in three axes in the xyz coordinate system. At this time, the rotation of the multicopter around the x-axis from side to side is called a rolling motion, and the rotation of the multicopter back and forth around the y-axis is called a pitching motion, and the multicopter rotates around the z-axis. This can be called a yawing exercise.

정보 수집부(110)는, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집할 수 있으며, 여기서 정보 수집부(110)는, 멀티콥터와 네트워크를 통해 통신할 수 있다. 상기 네트워크의 일 예에는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), 블루투스(Bluetooth) 네트워크, Wi-fi네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크, 적외선 통신 등이 포함되나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The information collecting unit 110 may collect failure information including information regarding the number of the failure drivers from the multicopter when one or more of the plurality of drivers fails, where the information collection unit 110 is a multicopter and a network. You can communicate through. Examples of the network include 3GPP (3rd Generation Partnership Project) network, LTE (Long Term Evolution) network, 5G network, WIMAX (World Interoperability for Microwave Access) network, Internet (Internet), LAN (Local Area Network), Wireless LAN (Wireless Local Area Network), WAN (Wide Area Network), PAN (Personal Area Network), Bluetooth (Bluetooth) network, Wi-fi network, satellite broadcasting network, analog broadcasting network, DMB (Digital Multimedia Broadcasting) network, infrared communication And the like, but is not limited thereto.

여기서 고장 정보는, 고장 구동기의 개수에 관한 정보와 함께, 고장 구동기가 구비된 멀티콥터의 전체 구동기의 개수에 관한 정보 및 고장이 발생한 구동기 부품의 종류에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 따라서 정보 수집부(110)는 고장 구동기의 개수에 관한 정보 및 고장 구동기가 구비된 멀티콥터의 전체 구동기 개수에 관한 정보를 포함한 고장 정보를 수집할 수 있다. Here, the failure information may further include information on the number of actuators of the multicopter equipped with the failure driver, and information on the type of the actuator component where the failure has occurred, along with information on the number of failure drivers. Accordingly, the information collecting unit 110 may collect failure information including information on the number of faulty drivers and information on the total number of drivers of the multicopter provided with the faulty driver.

제어정보 생성부(120)는, 수집된 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다. 여기서 고장 감내 알고리즘은, 전체 구동기의 개수와 대비한 고장 구동기의 개수에 기초하여 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하여 결정될 수 있다.The control information generation unit 120 may generate control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information. Here, the fault tolerance algorithm may be determined by determining whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers compared to the total number of drivers.

도 2는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 쿼드콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.2 is a view showing an operation flow of a quadcopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.

도 2를 참조하면, 전체 구동기의 개수가 제4 개수인 쿼드콥터(Quad-Copter)가 비행 도중 구동기 고장이 발생되면, 정보 수집부(110)는 해당 쿼드콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함한 고장 정보를 수집할 수 있다.Referring to FIG. 2, when a quad-copter having a total number of drivers is a fourth number, a driver failure occurs during flight, the information collecting unit 110 receives information on the number of failed drivers from the corresponding quadcopter. Failure information can be collected.

이때, 정보 수집부(110)가 수집한 고장 구동기의 개수가 제1 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 쿼드콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단 할 수 있다. 여기서 부분적 제어력 가능 상태는, 완전 제어력 가능 상태보다 구동기의 고장이 확산되어 고장 구동기의 개수가 증가된 상태일 수 있다.At this time, when the number of fault drivers collected by the information collecting unit 110 is greater than or equal to the first number, the control information generating unit 120 may determine that the quadcopter is in a state in which partial control power is available. Here, the partial controllable state may be a state in which the failure of the driver is diffused and the number of faulty drivers is increased than the fully controllable state.

완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태의 일 예로, 정보 수집부(110)가 수집한 고장 구동기의 개수가 제0 개수일 경우, 즉, 해당 쿼드콥터의 정상 구동기의 개수가 제 4개수일 경우, 쿼드콥터는 지속운용이 가능한 상태이므로, 제어정보 생성부(120)는 해당 쿼트콥터가 완전 제어력 가능 상태로 판단 할 수 있다. 또한, 정보 수집부(110)가 수집한 고장 구동기의 개수가 제1 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 쿼드콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단 할 수 있다.As an example of a fully controllable state and a partial controllable state, when the number of faulty drivers collected by the information collecting unit 110 is the zero number, that is, when the number of normal drivers of the quadcopter is the fourth number, Since the quadcopter is in a state in which continuous operation is possible, the control information generation unit 120 may determine that the corresponding quadcopter is capable of full control. In addition, when the number of fault drivers collected by the information collecting unit 110 is greater than or equal to the first number, the control information generating unit 120 may determine that the quadcopter is in a state where partial control power is available.

즉, 정보 수집부(110)가 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제4 개수이고, 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제1 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있는데, 이때, 해당 멀티콥터는 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단될 수 있고, 부분적 제어력 가능 상태에 해당하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 해당 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다. That is, when the information on the total number of drivers collected by the information collecting unit 110 is the fourth number, and the information on the number of the failed drivers is greater than or equal to the first number, the control information generating unit 120 uses the fault tolerance algorithm. Control information of the multicopter may be generated based on this. At this time, the multicopter may be determined to be partially controllable, and the control information of the multicopter may be based on the fault tolerance algorithm corresponding to the partial controllable state. Can be created.

구체적으로 제어정보 생성부(120)는, 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다. Periodic Solution은, LQR(Linear Quadratic Regulator Method) 제어 알고리즘으로, 멀티콥터의 요(yaw)축 제어를 포기하면서, 기체방향 백터, 각속도 및 위치를 제어함으로써, 멀티콥터의 추락을 방지하면서 안전착륙을 수행하는 알고리즘일 수 있다.In detail, if it is determined that the multicopter is capable of partially controlling power, the control information generation unit 120 may apply a periodic solution as a fault tolerance algorithm. Periodic Solution is a LQR (Linear Quadratic Regulator Method) control algorithm, while giving up control of the yaw axis of the multicopter, while controlling the aircraft's direction vector, angular velocity, and position, performing safe landing while preventing the multicopter from falling. It may be an algorithm.

따라서, 제어정보 생성부(120)는, 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 해당 멀티콥터의 추락을 방지하면서 안전착륙을 수행하는 Periodic Solution을 고장 감내 알고리즘으로 적용함으로써, 멀티콥터가 안전하게 착륙할 수 있도록 한다.Therefore, when it is determined that the multicopter is capable of partially controlling power, the control information generation unit 120 applies the Periodic Solution, which performs safe landing while preventing the multicopter from falling, as a fault-tolerance algorithm, so that the multicopter is safely Make it available for landing.

제어정보 생성부(120)는 고장 구동기의 개수가 제1 개수에 도달하면, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있고, 고장 구동기의 개수가 제1 개수보다 큰 제2 개수에 도달하면, 제어정보 생성부(120)는 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있다. When the number of faulty drivers reaches the first number, the control information generation unit 120 may determine that the multicopter is in a fully controllable state, and when the number of faulty drivers reaches the second number greater than the first number , The control information generation unit 120 may determine that the multicopter is changed from a fully controllable state to a partial controllable state.

이때, 제어정보 생성부(120)는 정보 수집부(110)에서 수집된 고장 구동기의 개수가 증가되면, 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하여 제어정보를 업데이트할 수 있다.At this time, the control information generating unit 120 may update the control information in response to the increased number of the fault driver when the number of fault drivers collected by the information collection unit 110 is increased.

도 3은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 헥사콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이고, 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 제어정보를 업데이트 하기 위한 동작 흐름을 나타낸 도면이다.3 is a view showing an operation flow of a hexacopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application, and FIG. 4 is updating control information in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application It is a view showing the operation flow for.

도 3 및 도 4를 참조하면, 전체 구동기의 개수가 제6 개수인 헥사콥터(Hexa-Copter)가 비행 도중 구동기 고장이 발생되면, 정보 수집부(110)는 해당 헥사콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함한 고장 정보를 수집할 수 있고, 제어정보 생성부(120)는 수집된 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 해당 헥사콥터의 제어정보를 생성할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, when a driver failure occurs during a flight of a six-number Hexa-Copter, the information collecting unit 110 determines the number of failed drivers from the corresponding hexacopter. The failure information including the information may be collected, and the control information generation unit 120 may generate control information of the corresponding hexacopter based on the failure tolerance algorithm corresponding to the collected failure information.

일 예로, 정보 수집부(110)가 헥사콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제1 개수일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 헥사콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단 할 수 있다. 전체 구동기의 개수가 제6 개수인 헥사콥터가 비행 도중 제1 개수의 구동기가 고장날 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 헥사콥터가 지속 운용이 가능한 상태로 판단함에 따라, 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.For example, when the information on the number of fault drivers collected by the information collecting unit 110 from the hexacopter is the first number, the control information generating unit 120 may determine that the corresponding hexacopter is in a state of full controllability. have. When the first number of actuators fails during the flight of the sixth number of hexacopters, the control information generator 120 determines that the corresponding hexacopter is capable of continuous operation. You can judge that.

즉, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제 6 개수이고, 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제1 개수일 경우, 제어정보 생성부(120)는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있는데, 이때, 해당 멀티콥터는 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단될 수 있고, 완전 제어력 가능 상태에 해당하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 해당 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다.That is, when the information collection unit 110 is the sixth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and the information on the number of faulty drivers is the first number, the control information generation unit 120 fails Control information of the multicopter may be generated based on the endurance algorithm. At this time, the multicopter may be determined to be in a fully controllable state. Control information can be generated.

구체적으로 제어정보 생성부(120)는, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 PI Method(Pseudo Inverse Method)를 적용할 수 있다. PI Method는, 단계적 일반화 역변환 기법(Cascaded Generalized Inverse)으로, 멀티콥터의 추락 방지를 위해 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 요구 회전속도를 멀티콥터의 추력 및 회전 병렬 관계식을 통해 유도하여 적용하는 알고리즘일 수 있다. Specifically, if it is determined that the multicopter is in a state capable of full control, the control information generation unit 120 may apply a PI Inverse Method (PI Method) as a fault tolerance algorithm. The PI method is a cascaded generalized inverse, an algorithm that derives and applies the required rotational speed of the normal actuator remaining among a plurality of actuators through the multicopter thrust and rotation parallel relation to prevent the multicopter from falling. Can be

따라서, 제어정보 생성부(120)는, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 해당 멀티콥터의 추락을 방지하면서 안전비행을 수행하는 PI Method를 고장 감내 알고리즘으로 적용함으로써, 해당 멀티콥터가 안전하게 비행할 수 있도록 한다.Therefore, when it is determined that the multicopter is in a fully controllable state, the control information generation unit 120 applies the PI method that performs a safe flight while preventing the multicopter from falling, as a failure-tolerance algorithm, thereby allowing the multicopter to Make sure to fly safely.

다른 예로, 정보 수신부(110)가 헥사콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제2 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 헥사콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있다.As another example, when the information on the number of fault drivers collected by the information receiving unit 110 from the hexacopter is greater than or equal to a second number, the control information generating unit 120 is in a state where the hexacopter is fully controllable and partially controllable. It can be judged as changed.

정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제6 개수이고, 구동기 1개 고장 발생 이후 1개가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있는데, 여기서 고장 감내 알고리즘은, 앞서 언급한 쿼드콥터에 적용된 Periodic Solution이 적용될 수 있다. If the information collection unit 110 is the sixth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and one additional failure occurs after one driver failure, the control information generation unit 120 is the corresponding multicopter It can be judged that A has been changed from a fully controllable state to a partial controllable state, where the fault tolerance algorithm can be applied with the Periodic Solution applied to the aforementioned quadcopter.

또 다른 예로, 정보 수신부(110)가 헥사콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제3 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 헥사콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.As another example, when the information on the number of fault drivers collected by the information receiving unit 110 from the hexacopter is greater than or equal to a third number, the control information generating unit 120 may determine that the corresponding hexacopter is in a state of partial control. have.

즉, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제6 개수이고, 구동기 2개 고장 발생 이후 1개가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있는데, 여기서 고장 감내 알고리즘은, 앞서 언급한 Periodic Solution이 적용될 수 있다.That is, if the information collection unit 110 is the sixth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and one additional failure occurs after two driver failures, the control information generation unit 120 is applicable It can be judged that the multicopter is in a state where partial control power is available, where the periodic solution mentioned above can be applied to the fault tolerance algorithm.

이때, 제어정보 생성부(120)는, 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 1개 적은 개수의 정상 구동기에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 상기 멀티콥터의 무게를 비교할 수 있다. 만약, 상기 최대추력의 합이 멀티콥터의 무게보다 클 경우, 제어정보 생성부(120)에서 수집된 고장 구동기의 개수가 1개 더 증가되더라도 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 제어정보를 업데이트하고, 최대추력의 합이 멀티콥터의 무게보다 작거나 같을 경우, 제어정보 생성부(120)에서 수집된 고장 구동기의 개수가 1개 더 증가되기 전에 고장 구동기의 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 안전착륙을 수행할 수 있다.At this time, the control information generation unit 120 may compare the weight of the multicopter with the sum of the maximum thrust that can be generated in one less number of normal drivers than the number of remaining normal drivers among the plurality of drivers. If, if the sum of the maximum thrust is greater than the weight of the multicopter, even if the number of fault drivers collected by the control information generating unit 120 increases by one more, according to the fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of fault drivers When the control information is updated, and the sum of the maximum thrust is less than or equal to the weight of the multicopter, it corresponds to the number before the increase in the number of faulty drivers before the number of faulty drivers collected by the control information generator 120 is increased by one more. Safe landing can be performed according to the fault tolerance algorithm.

일 예로, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 대한 정보가 제6 개수이고, 구동기 제2 개수 고장 발생 이후 제1 개수가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는, 해당 멀티콥터에 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 제1 개수 적은 개수인 제2 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 해당 멀티콥터의 무게를 비교할 수 있다.For example, if the information collection unit 110 is the sixth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and the first number of additional failures occurs after the second number of failures, the control information generation unit ( 120) may compare the sum of the maximum thrust that can be generated in the second number, which is the first number less than the number of normal drivers remaining in the multicopter, and the weight of the multicopter.

만약, 정상 구동기 제2 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합이 해당 멀티콥터의 무게보다 클 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터로부터 수집된 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 제어정보를 업데이트할 수 있다. 이때, 제어정보 생성부(120)는 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다.If, when the sum of the maximum thrust that can be generated in the second number of normal drivers is greater than the weight of the multi-copter, the control information generation unit 120 has a failure corresponding to the increased number of the fault drivers collected from the multi-copter The control information can be updated according to the intrinsic algorithm. At this time, the control information generation unit 120 may apply the Periodic Solution as a fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of fault drivers.

만약, 정상 구동기 제2 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합이 해당 멀티콥터의 무게보다 작거나 같을 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터로부터 수집된 고장 구동기의 개수가 제1 개수 더 증가되기 전에 고장 구동기 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 안전착륙을 수행할 수 있다. 이때, 제어정보 생성부(120)는 고장 구동기 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다.If, when the sum of the maximum thrust that can be generated from the second number of normal drivers is less than or equal to the weight of the multi-copter, the control information generating unit 120 has the first number of fault drivers collected from the multi-copter. Before further increase, it is possible to perform safe landing according to the fault tolerance algorithm corresponding to the number before the increase in the number of failure drivers. At this time, the control information generating unit 120 may apply the Periodic Solution as a fault tolerance algorithm corresponding to the number before the number of fault drivers increases.

도 5는 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 옥타콥터의 동작 흐름을 나타낸 도면이다.5 is a view showing an operation flow of an octacopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.

도 5를 참조하면, 전체 구동기의 개수가 제8 개수인 옥타콥터(Octa-Copter)가 비행 도중 구동기 고장이 발생되면, 정보 수집부(110)는 해당 옥타콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함한 고장 정보를 수집할 수 있고, 제어정보 생성부(120)는 수집된 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 해당 옥타콥터의 제어정보를 생성할 수 있다.Referring to FIG. 5, when an octa-copter having an eighth number of total actuators has a driver failure during flight, the information collecting unit 110 receives information regarding the number of failure drivers from the corresponding octacopter. The included fault information may be collected, and the control information generation unit 120 may generate control information of the corresponding octacopter based on the fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information.

일 예로, 정보 수집부(110)가 옥타콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제1 개수 내지 제2 개수일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 옥타콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다. 즉, 전체 구동기의 개수가 제8 개수인 옥타콥터가 비행 도중 제1 개수 내지 제2 개수의 구동기가 고장날 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 옥타콥터가 지속 운용이 가능한 상태로 판단함에 따라, 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.For example, when the information on the number of fault drivers collected from the octacopter by the information collecting unit 110 is the first to second number, the control information generating unit 120 is in a state where the octacopter is in full controllability. You can judge that. That is, when the number of the first or second number of actuators of the octacopter in which the total number of actuators is eight is broken during flight, the control information generating unit 120 determines that the corresponding octacopter is capable of continuous operation. , It can be judged that it is in a state capable of full control.

즉, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제8 개수이고, 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제1 개수 내지 제2 개수일 경우, 제어정보 생성부(120)는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있는데, 이때, 해당 멀티콥터는 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단될 수 있고, 완전 제어력 가능 상태에 해당하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 해당 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다. 여기서 제어정보 생성부(120)는, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면 고장 감내 알고리즘으로 PI Method 를 적용할 수 있다.That is, when the information collection unit 110 is the eighth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and the information on the number of faulty drivers is the first to second numbers, the control information generation unit ( 120) may generate control information of the multicopter based on the fault tolerance algorithm, wherein the multicopter may be determined to be in a fully controllable state, and based on the fault tolerance algorithm corresponding to a fully controllable state. Control information of the multicopter can be generated. Here, if it is determined that the multicopter is in a state capable of full control, the control information generation unit 120 may apply the PI method as a fault tolerance algorithm.

다른 예로, 정보 수신부(110)가 옥타콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제3 개수 이상일 경우, 제어정보 수신부(120)는 해당 옥타콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있다.As another example, when the information on the number of fault drivers collected from the octacopter by the information receiving unit 110 is greater than or equal to a third number, the control information receiving unit 120 is changed from the full controllable state to the partial controllable state. You can judge that.

정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제8 개수이고, 구동기 2개 고장 발생 이후 1개가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있는데, 여기서 고장 감내 알고리즘은, 앞서 언급한 Periodic Solution이 적용될 수 있다.If the information collection unit 110 is the eighth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and one additional failure occurs after two failures of the driver, the control information generation unit 120 includes the corresponding multicopter It can be judged that A has changed from a fully controllable state to a partially controllable state, where the periodic solution mentioned above can be applied to the fault tolerance algorithm.

또 다른 예로, 정보 수신부(110)가 옥타콥터로부터 수집한 고장 구동기의 개수에 관한 정보가 제4 개수 이상일 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 옥타콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.As another example, when the information on the number of fault drivers collected from the octacopter by the information receiving unit 110 is greater than or equal to the fourth number, the control information generating unit 120 may determine that the corresponding octacopter is in a state in which partial control power is available. have.

즉, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 관한 정보가 제8 개수이고, 구동기 3개 고장 발생 이후 1개가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있는데, 여기서 고장 감내 알고리즘은, 앞서 언급한 Periodic Solution이 적용될 수 있다.That is, when the information collection unit 110 is the eighth number of information on the total number of drivers collected from the multicopter, and one additional failure occurs after three driver failures, the control information generation unit 120 is applicable It can be judged that the multicopter is in a state where partial control power is available, where the periodic solution mentioned above can be applied to the fault tolerance algorithm.

이때, 제어정보 생성부(120)는, 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 1개 적은 개수의 정상 구동기에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 상기 멀티콥터의 무게를 비교할 수 있다. At this time, the control information generation unit 120 may compare the weight of the multicopter with the sum of the maximum thrust that can be generated in one less number of normal drivers than the number of remaining normal drivers among the plurality of drivers.

일 예로, 정보 수집부(110)가 멀티콥터로부터 수집한 전체 구동기의 개수에 대한 정보가 제8 개수이고, 구동기 제3 개수 고장 발생 이후에 제1 개수가 추가적으로 고장이 발생한 경우, 제어정보 생성부(120)는, 해당 멀티콥터에 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 제1 개수 적은 개수인 제3 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 해당 멀티콥터의 무게를 비교할 수 있다.For example, if the information collection unit 110 is the eighth number of information about the total number of drivers collected from the multicopter, and the third number of failures occurs after the third number of failures, the control information generation unit The 120 may compare the sum of the maximum thrust that can be generated in the third number, which is the first number less than the number of normal drivers remaining in the multicopter, and the weight of the multicopter.

만약, 정상 구동기 제3 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합이 해당 멀티콥터의 무게보다 클 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터로부터 수집된 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 제어정보를 업데이트 할 수 있다. 이때, 제어정보 생성부(120)는 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다.If the sum of the maximum thrust that can be generated in the third number of normal drivers is greater than the weight of the multi-copter, the control information generating unit 120 has a failure corresponding to the increased number of fault drivers collected from the multi-copter. The control information can be updated according to the intrinsic algorithm. At this time, the control information generation unit 120 may apply the Periodic Solution as a fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of fault drivers.

만약, 정상 구동기 제3 개수에서 발생될 수 있는 최대추력의 합이 해당 멀티콥터의 무게보다 작거나 같을 경우, 제어정보 생성부(120)는 해당 멀티콥터로부터 수집된 고장 구동기의 개수가 제1 개수 더 증가되기 전에 고장 구동기 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 안전착륙을 수행할 수 있다. 이때, 제어정보 생성부(120)는 고장 구동기 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다.If, when the sum of the maximum thrust that can be generated in the third number of normal drivers is less than or equal to the weight of the multi-copter, the control information generating unit 120 has the first number of fault drivers collected from the multi-copter. Before further increase, it is possible to perform safe landing according to the fault tolerance algorithm corresponding to the number before the increase in the number of failure drivers. At this time, the control information generating unit 120 may apply the Periodic Solution as a fault tolerance algorithm corresponding to the number before the number of fault drivers increases.

구동 제어부(130)는 생성된 제어정보에 따라 멀티콥터의 구동을 제어할 수 있다.The driving control unit 130 may control driving of the multicopter according to the generated control information.

구동 제어부(130)는 제어정보 생성부(120)에서 생성된 멀티콥터의 제어정보에 따라 해당 멀티콥터의 구동을 제어할 수 있다.The driving control unit 130 may control the driving of the multicopter according to the control information of the multicopter generated by the control information generating unit 120.

본원의 일 실시예에 따른 정보 수집부(110), 제어정보 생성부(120) 및 구동 제어부(130)는 반복적으로 수행될 수 있다. 본원의 정보 수집부(110), 제어정보 생성부(120) 및 구동 제어부(130)가 반복적으로 수행됨에 따라, 멀티콥터의 비행 상황을 실시간으로 확인할 수 있고, 멀티콥터의 구동기의 고장으로 인해 발생될 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.The information collection unit 110, the control information generation unit 120, and the driving control unit 130 according to an embodiment of the present application may be repeatedly performed. As the information collection unit 110, the control information generation unit 120, and the driving control unit 130 of the present application are repeatedly performed, it is possible to check the flight status of the multicopter in real time and occurs due to the failure of the multicopter driver. It can prevent possible safety accidents.

도 6은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 장치 및 방법에서 멀티콥터의 전체적인 동작 흐름을 나타낸 도면이다.6 is a view showing the overall operation flow of a multicopter in a multicopter driving control apparatus and method according to an embodiment of the present application.

도 6을 참조하면, 정보 수집부(110)는 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집할 수 있다. 고장 정보로는 고장 구동기가 구비된 멀티콥터의 전체 구동기의 개수에 관한 정보 및 고장이 발생한 구동기 부품의 종류에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the information collection unit 110 may collect failure information including information on the number of failure drivers from the multicopter. The failure information may further include information on the total number of actuators of the multicopter provided with the failure driver and information on the type of the actuator component where the failure has occurred.

제어정보 생성부(120)는 수집된 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다.The control information generation unit 120 may generate control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information.

제어정보 생성부(120)는, 전체 구동기의 개수가 6개 이상이면, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 고장 구동기의 개수에 기초하여 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하고, 전체 구동기의 개수가 6개 미만이면, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 고장 구동기의 개수와 무관하게 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.If the total number of drivers is 6 or more, the control information generating unit 120 determines whether the multicopter is in a full controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers when one or more of the plurality of drivers fail. If it is determined and the total number of actuators is less than 6, when one or more of the plurality of actuators fail, it can be determined that the multicopter is in a partial control capable state regardless of the number of faulty drivers.

즉, 제어정보 생성부(120)는, 전체 구동기의 개수가 6개 또는 8개인 핵사콥터 또는 옥타콥터인 경우, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시, 고장 구동기의 개수에 기초하여 멀티콥터가 완전 제어력 가능상태 및 부분 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단할 수 있다.That is, the control information generation unit 120, when the number of the total number of actuators 6 or 8 nuclear helicopter or octacopter, when one or more of the plurality of actuators fail, multi-copter based on the number of faulty actuators full control It is possible to determine whether it is a possible state or a partial control force enabled state.

또한, 제어정보 생성부(120)는, 전체 구동기의 개수가 6개 미만인 쿼터콥터인 경우, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 고장 구동기의 개수와 무관하게 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.In addition, the control information generation unit 120, if the total number of actuators is less than six quartercopters, when one or more of the plurality of actuators fail, it is determined that the multicopter is partially controllable regardless of the number of faulty drivers. Can be.

이때, 앞서 언급한 바와 같이, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 제어정보 생성부(120)는 고장 감내 알고리즘으로 PI Method를 적용할 수 있고, 멀티콥터가 부분 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 제어정보 생성부(120)는 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있다. 만약, 헥사콥터의 고장 구동기의 개수가 1개이고, 옥타콥터의 고장 구동기의 개수가 1개 내지 2개일 경우, 완전 제어력 가능 상태로 판단되어, 고장 감내 알고리즘으로 PI Method가 적용될 수 있다. 또한, 고장이 지속적으로 확산되어 쿼드콥터의 고장 구동기의 개수가 1개 내지 3개이고, 헥사콥터의 고장 구동기의 개수가 2개 내지 6개이고, 옥타콥터의 고장 구동기의 개수가 3개 내지 7개인 경우, 부분적 제어력 가능 상태로 판단되어, 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution이 적용될 수 있다. 고장 감내 알고리즘이 적용된 후에는 사용자의 결정에 따라 지속 운용할지, 안전 착륙할지에 대한 여부가 결정될 수 있다.At this time, as described above, if it is determined that the multicopter is in a state in which complete control is possible, the control information generating unit 120 may apply a PI method as a fault-tolerant algorithm, and it is determined that the multicopter is in a state of partial control. When it does, the control information generation unit 120 may apply the Periodic Solution as a fault tolerance algorithm. If the number of failure drivers of a hexacopter is 1 and the number of failure drivers of an octacopter is 1 to 2, it is determined as a state capable of full control, and a PI method can be applied as a fault tolerance algorithm. In addition, when the number of failure drivers of the quadcopter is 1 to 3, the number of failure drivers of the hexacopter is 2 to 6, and the number of failure drivers of the octacopter is 3 to 7 due to the continuous spread of failures. , It is judged that partial control power is available, and Periodic Solution can be applied as a fault tolerance algorithm. After the fault tolerance algorithm is applied, it may be determined whether to continuously operate or safely land according to a user's decision.

이하에서는 상기에 자세히 설명된 내용을 기반으로, 본원의 동작 흐름을 간단히 살펴보기로 한다.Hereinafter, based on the details described above, the operation flow of the present application will be briefly described.

도 7은 본원의 일 실시예에 따른 멀티콥터 구동 제어 방법에 대한 동작 흐름도이다.7 is an operation flowchart for a multicopter driving control method according to an embodiment of the present application.

도 7에 도시된 멀티콥터 구동 제어 방법은 앞서 설명된 멀티콥터 구동 제어 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 멀티콥터 구동 제어 장치(100)에 대하여 설명된 내용은 멀티콥터 구동 제어 방법에 대한 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.The multicopter driving control method illustrated in FIG. 7 may be performed by the multicopter driving control device 100 described above. Therefore, even if omitted, the contents described with respect to the multicopter driving control apparatus 100 may be applied to the description of the multicopter driving control method.

도 7을 참조하면, 멀티콥터 구동 제어 장치(100)는 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 멀티콥터로부터 고장 구동기의 개수에 관한 정보를 포함하는 고장 정보를 수집할 수 있다(S710). Referring to FIG. 7, the multicopter driving control device 100 may collect failure information including information on the number of failure drivers from the multicopter when one or more of the plurality of drivers fails (S710).

다음으로, 수집된 고장 정보에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 기초하여 멀티콥터의 제어정보를 생성할 수 있다(S720).Next, the control information of the multicopter may be generated based on the fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information (S720).

여기서 고장 감내 알고리즘은, 전체 구동기의 개수와 대비한 고장 구동기의 개수에 기초하여 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하여 결정될 수 있다.Here, the fault tolerance algorithm may be determined by determining whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers compared to the total number of drivers.

이때, 부분적 제어력 가능 상태는, 완전 제어력 가능 상태보다 구동기의 고장이 확산되어 고장 구동기의 개수가 증가된 상태일 수 있다.At this time, the partial control force enabled state may be a state in which the number of faulty drivers is increased due to the failure of the driver spreading over the full controllable state.

단계 S720에서, 고장 구동기의 개수가 제1 개수에 도달하면, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태인 것으로 판단하고, 고장 구동기의 개수가 제1 개수보다 큰 제2 개수에 도달하면, 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태에서 부분적 제어력 가능 상태로 변경된 것으로 판단할 수 있다.In step S720, when the number of faulty drivers reaches the first number, it is determined that the multicopter is in full controllability, and when the number of faulty drivers reaches the second number greater than the first number, the multicopter fully controls It can be judged that the control state has been changed from the possible state to the partially controllable state.

단계 S720은, 단계 S710에서 수집된 고장 구동기의 개수가 증가되면, 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하여 제어정보를 업데이트할 수 있다.In step S720, when the number of fault drivers collected in step S710 is increased, control information may be updated in response to the increased number of fault drivers.

단계 S720은, 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 개수보다 1개 적은 개수의 정상 구동기에서 발생될 수 있는 최대추력의 합과 멀티콥터의 무게를 비교하고, 최대추력의 합이 멀티콥터의 무게보다 클 경우, 단계 S710에서 수집된 고장 구동기의 개수가 1개 도 증가되더라도 고장 구동기의 증가된 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 제어정보를 업데이트 하고, 최대추력의 합이 멀티콥터의 무게보다 작을 경우, 단계 S710에서 수집된 고장 구동기의 개수가 1개 더 증가되기 전에 고장 구동기의 증가 전 개수에 대응하는 고장 감내 알고리즘에 따라 안전착륙을 수행할 수 있다.In step S720, the sum of the maximum thrust and the multicopter weight that can be generated in one less number of normal drivers than the number of remaining normal drivers among the plurality of drivers is compared, and the sum of the maximum thrust is greater than the weight of the multicopter. If large, the control information is updated according to the fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of faulty drivers even if the number of faulty drivers collected in step S710 is increased by one degree, and the sum of the maximum thrust is less than the weight of the multicopter , Before the number of the faulty drivers collected in step S710 is increased by one more, a safe landing may be performed according to a fault tolerance algorithm corresponding to the number before the increase of the faulty drivers.

단계 S720에서, 전체 구동기의 개수가 6개 이상이면, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 고장 구동기의 개수에 기초하여 멀티콥터가 완전 제어력 가능 상태 및 부분적 제어력 가능 상태 중 어느 상태인지 판단하고, 전체 구동기의 개수가 6개 미만이면, 복수의 구동기 중 하나 이상의 고장 발생시 고장 구동기의 개수와 무관하게 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단할 수 있다.In step S720, if the total number of drivers is 6 or more, it is determined whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state, based on the number of faulty drivers when one or more of the plurality of actuators fail. If the number of is less than 6, when one or more of the plurality of actuators fail, it can be determined that the multicopter is partially controllable regardless of the number of faulty drivers.

단계 S720에서, 멀티콥터가 완전 제어 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 PI Method(Pseudo Inverse Method)를 적용할 수 있는데, PI Method는, 멀티콥터의 추락 방지를 위해 복수의 구동기 중 잔여하는 정상 구동기의 요구 회전속도를 멀티콥터의 추력 및 회전 병렬 관계식을 통해 유도하여 적용하는 알고리즘일 수 있다.In step S720, if it is determined that the multicopter is in a fully controllable state, a PI method (Pseudo Inverse Method) may be applied as a fault-tolerance algorithm, and the PI method remains among a plurality of drivers to prevent the multicopter from falling. It may be an algorithm that derives and applies the required rotational speed of a normal actuator through a parallel relationship of thrust and rotation of a multicopter.

또한, 단계 S720에서, 멀티콥터가 부분적 제어력 가능 상태인 것으로 판단되면, 고장 감내 알고리즘으로 Periodic Solution을 적용할 수 있는데, Periodic Solution은, 멀티콥터의 요축 제어를 포기하면서 기체방향 벡터, 각속도 및 위치를 제어함으로써 멀티콥터의 추락을 방지하면서 안전착륙을 수행하는 알고리즘일 수 있다.In addition, in step S720, if it is determined that the multicopter is in a partially controllable state, a periodic solution can be applied as a fault tolerance algorithm, while the periodic solution abandons control of the multicopter's yaw axis and sets the gas direction vector, angular velocity and position. By controlling, it can be an algorithm that performs safe landing while preventing the multicopter from falling.

다음으로, 생성된 제어정보에 따라 멀티콥터의 구동을 제어할 수 있다(S730). 단계 S710 내지 단계 S730은 반복적으로 수행될 수 있다.Next, it is possible to control the operation of the multicopter according to the generated control information (S730). Steps S710 to S730 may be repeatedly performed.

상술한 설명에서, 단계 S710 내지 S730은 본원의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.In the above description, steps S710 to S730 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, depending on the implementation of the present application. Also, some steps may be omitted if necessary, and the order between the steps may be changed.

본원의 일 실시 예에 따른 멀티콥터 구동 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The multi-copter driving control method according to an embodiment of the present application may be implemented in a form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable by those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -Hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the present invention, and vice versa.

또한, 전술한 멀티콥터 구동 제어 방법은 기록 매체에 저장되는 컴퓨터에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션의 형태로도 구현될 수 있다.In addition, the above-described multicopter driving control method may also be implemented in the form of a computer program or application executed by a computer stored in a recording medium.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 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.The above description of the present application is for illustrative purposes, and those skilled in the art to which the present application pertains will understand that it is possible to easily modify to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present application. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims below, rather than the detailed description, and it should be interpreted that all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims and equivalent concepts thereof are included in the scope of the present application.

100: 멀티콥터 구동 제어 장치
110: 정보 수집부
120: 제어정보 생성부
130: 구동 제어부100: multicopter drive control device
110: information collection department
120: control information generation unit
130: drive control

Claims

In the method of controlling the driving of a multicopter having a plurality of drivers,
(a) collecting failure information including information on the number of failure drivers from the multicopter when one or more of the plurality of drivers fails;
(b) generating control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information; And
(c) controlling the operation of the multicopter according to the generated control information,
The fault tolerance algorithm is determined by determining whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers compared to the total number of drivers,
The partial control force enabled state is a state in which the number of faulty drivers is increased due to the failure of the driver spreading over the full controllable state,
Steps (a) to (c) are repeatedly performed,
In step (b),
When the number of the faulty drivers reaches the first number, it is determined that the multicopter is in the state of full controllability,
When the number of the faulty driver reaches a second number greater than the first number, it is determined that the multicopter is changed from the fully controllable state to the partially controllable state.

delete

According to claim 1,
In the step (b), when the number of the fault drivers collected in the step (a) is increased, updating the control information corresponding to the increased number of fault drivers, the multicopter driving control method.

According to claim 1,
Step (b) is,
Comparing the weight of the multicopter with the sum of the maximum thrust that can be generated in one less number of normal drivers than the number of remaining normal ones among the plurality of drivers,
When the sum of the maximum thrust is greater than the weight of the multicopter, the control according to the fault tolerance algorithm corresponding to the increased number of the faulty drivers even if the number of the faulty drivers collected in step (a) is increased by one more Update information,
If the sum of the maximum thrust is less than the weight of the multicopter, it is safe according to the fault tolerance algorithm corresponding to the number before the increase in the number of faulty drivers before the number of the faulty drivers collected in step (a) is increased by one more. A method of controlling a multicopter driving by performing landing.

According to claim 1,
In step (b),
If the total number of actuators is 6 or more, it is determined whether the multicopter is in a state of full controllability or partial controllability based on the number of faulty drivers when one or more of the plurality of actuators fail,
If the total number of actuators is less than 6, when one or more of the plurality of actuators fail, it is determined that the multicopter is in a state capable of partially controlling regardless of the number of the faulty drivers.

According to claim 1,
In the step (b), if it is determined that the multicopter is in a state in which the full control power is available, a multi-copter driving control method is applied by applying a PI Inverse Method (PI Method) as a fault tolerance algorithm.

The method of claim 7,
The PI Method is a multicopter driving algorithm that derives and applies the required rotational speed of the normal driver remaining among the plurality of actuators through the parallel relation of thrust and rotation of the multicopter to prevent the multicopter from falling. Control method.

The method of claim 7,
In step (b), if it is determined that the multicopter is in a state capable of partially controlling, applying a periodic solution with a fault tolerance algorithm, the multicopter driving control method.

The method of claim 9,
The Periodic Solution is an algorithm that performs a safe landing while preventing a fall of the multicopter by controlling a gas direction vector, an angular velocity, and a position while abandoning the yaw axis control of the multicopter.

A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of any one of claims 1 and 4 to 10 on a computer.

In the apparatus for controlling the driving of a multicopter having a plurality of drivers,
An information collecting unit that collects failure information including information on the number of failure drivers from the multicopter when one or more of the plurality of drivers fails;
A control information generating unit generating control information of the multicopter based on a fault tolerance algorithm corresponding to the collected fault information; And
It includes a driving control unit for controlling the operation of the multi-copter according to the generated control information,
The fault tolerance algorithm is determined by determining whether the multicopter is in a fully controllable state or a partial controllable state based on the number of faulty drivers compared to the total number of drivers,
The partial control force enabled state is a state in which the number of faulty drivers is increased due to the failure of the driver spreading over the full controllable state,
The process of collecting fault information by the information collection unit, the process of generating control information by the control information generation unit, and the process of controlling driving by the drive control unit are repeatedly performed,
The control information generation unit,
When the number of the faulty drivers reaches the first number, it is determined that the multicopter is in the state of full controllability,
When the number of the faulty drivers reaches a second number greater than the first number, it is determined that the multicopter is changed from the fully controllable state to the partially controllable state.