KR102149658B1 - 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템, 이의 방법, 및 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체 - Google Patents

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Abstract

전력설비를 활용한 드론 충전 시스템이 제공된다. 상기 드론 충전 시스템은, 드론(110), 상기 드론(110)의 안착 및 충전을 위한 충전 스테이션(230)이 설치되는 전력 설비(130), 및 통신망(130)을 통하여 상기 전력 설비(130)와 연결되며, 상기 드론(110)의 충전 요청 신호의 전송에 따라, 상기 드론(110)에 대한 인증을 수행하고, 상기 인증후 충전량에 따라 충전요금 정보를 생성하는 충전 관리 통합 서버(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전력설비를 활용한 드론 충전 시스템, 이의 방법, 및 이 방법을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체{System for charging Drone using power utilities, Method thereof, and Computer readable storage medium having the same}
본 발명은 드론 충전 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 이미 설치되어 있는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템 및 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 드론의 충전 인프라를 확충하기 위하여 발전 설비로부터 전력을 공급받아 드론을 충전하고 사용한 전력만큼 결제 시스템을 이용하여 요금을 부과하는 드론 충전 시스템 및 방법에 대한 것이다.
일반적으로 드론은 배터리의 전력을 이용하여 다수 개의 프로펠러를 회전시킴으로써 하늘을 비행하는 비행유닛의 일종으로서, 사용자의 리모콘 조작에 따라 다양한 패턴의 비행이 가능하도록 구성된다. 이때, 드론을 비행시키기 위해서는 상기 다수 개의 프로펠러가 매우 빠르게 회전되어야 하므로 배터리 소모량이 매우 많아지고, 이에 따라 배터리를 지속적으로 교체해 주어야 한다는 단점이 있다.
일반적으로 일회용 배터리를 드론에 장착시키는 경우, 약 10분 내외의 시간 동안 드론을 비행시킬 수 있으므로, 드론을 장시간 비행시키기 위해서는 일회용 배터리 사용량이 매우 많아져 많은 비용이 소모된다는 단점이 있다.
이와 같은 배터리 교체 비용문제를 해결하기 위하여 드론에 충전 배터리를 사용할 수 있는데, 충전 배터리를 사용할 때에는 주기적으로 배터리를 충전시켜야 한다는 번거로움이 있다.
한편, 현재까지 개발된 드론은 장시간 비행이 가능하기 위해서는, 사용자가 지속적으로 배터리를 교체하거나 충전해야 하는바, 사용자 주변에서만 드론 비행이 가능할 뿐 멀리까지 드론을 비행시킬 수 없다는 문제점이 있다.
한편, 드론을 충전시키는 장비가 개시되어 있으나, 별도로 설치해야 되는 문제점이 있다. 또한, 정당한 권한을 갖지 못한 사용자가 충전을 시도하는 경우, 이를 제한할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 지리적으로 익숙하지 못한 경우, 충전 장소를 찾지 못해 충전이 불가능할 수 있다는 단점이 있다.
또한, 충전 비용에 대한 정확한 정보가 없으므로, 과대한 결재가 이루어지거나, 전력 사용이 과다할 수 있다는 단점이 있다.
1. 한국등록특허번호 제10-1599423호(등록일자: 2016.02.25) 2. 한국등록특허번호 제10-1808330호(등록일자: 2017.12.06)
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 이미 설치되어 있는 전력설비를 활용하여 드론을 충전할 수 있는 드론 충전 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 드론의 충전 인프라를 확충하기 위하여 발전 설비로부터 전력을 공급받아 드론을 충전하고 사용한 전력만큼 결제 시스템을 이용하여 요금을 부과할 수 있는 드론 충전 시스템 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전에 사용이 허락된 드론만이 드론 충전 시스템을 사용할 수 있고, 보다 안정적으로 드론의 배터리를 충전시켜 거리에 관계없이 드론이 장거리도 이동이 가능하도록 하는 드론 충전 시스템 및 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위하여, 이미 설치되어 있는 전력설비를 활용하여 드론을 충전할 수 있는 드론 충전 시스템을 제공한다.
상기 드론 충전 시스템은,
드론;
상기 드론의 안착 및 충전을 위한 충전 스테이션이 설치되는 전력 설비; 및
통신망을 통하여 상기 전력 설비와 연결되며, 상기 드론의 충전 요청 신호의 전송에 따라, 상기 드론에 대한 인증을 수행하고, 상기 인증후 충전량에 따라 충전요금 정보를 생성하는 충전 관리 통합 서버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 드론은 상기 전력 설비의 위치를 알려주는 전력 설비 위치 정보를 상기 충전 관리 통합 서버로부터 전송받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 설비 위치 정보는 상기 드론의 현재 위치 정보에 가장 근접한 전력 설비의 위치 정보인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 설비는, 상기 충전 스테이션에 전원을 공급하는 분전반; 및 상기 드론의 안착을 확인하고 상기 드론에의 충전이 정상적으로 이루어지는 지를 나타내는 충전 상태 정보 및 충전이 수행됨에 따라 적산되는 충전량 정보를 포함하는 충전 정보를 생성하는 통신 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분전반은, 공급되는 전력량을 측정하여 충전량 정보를 생성하는 계량기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분전반은, 상기 충전 스테이션에 공급되는 전력을 차단하는 차단기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전력 설비는 상기 드론이 상기 충전 스테이션의 특정 위치에 안착되는 지를 감지하기 위한 측정 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전은 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인증은 상기 드론에 대한 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버에 미리 저장한 후 상기 드론이 상기 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버에 제공함으로써 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 충전 스테이션은, 상기 전력 설비의 상단면에 설치되는 충전 스테이지; 및 상기 충전 스테이지상에서 X 또는 Y축으로 이동되며 중심에 충전을 위한 충전선이 배치되는 충전 베이스;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 드론이 충전 요청 신호를 통신망을 통하여 전력 설비와 연결되는 충전 관리 통합 서버에 전송하는 단계; (b) 상기 충전 관리 통합 서버가 상기 충전 요청 신호의 전송에 따라, 상기 드론에 대한 인증을 수행하는 단계; (c) 상기 인증후, 상기 드론이 상기 전력 설비에 설치되는 충전 스테이션에 안착하고 충전되는 단계; 및 (d) 상기 충전 관리 통합 서버가 상기 충전에 의한 충전량에 따라 충전요금 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 전력설비를 활용한 드론 충전 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 전력설비를 통한 드론의 자동 충전시스템을 통해 드론 사용자가 빈번히 배터리를 교체하는 수고를 덜 수 있고 안정적으로 장시간 드론 비행을 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 지리적으로 익숙하지 못한 경우라도, 위치정보를 이용하여 근접한 곳에 위치하는 충전 장소를 파악할 수 있어 충전이 용이하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 등록된 데이터베이스를 통해 충전 요금을 부과하게 되므로 결제 비용 및 전력 사용량을 효율적으로 관리할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템의 구성 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 설비의 세부 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 드론의 세부 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 충전 스테이션의 구성을 보여주는 일예시로서 유선 충전 방식의 개념도이다.
도 5는 도 2에 도시된 충전 스테이션의 구성을 보여주는 다른 일예시로서 무선 충전 방식의 개념도이다.
도 6은 도 2에 도시된 충전 스테이션에 드론을 안착시키는 개념을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템 및 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템(100)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 드론 충전 시스템(100)은, 드론(110), 드론(110)과 통신을 실시간으로 주고받는 기지국(120), 드론(110)을 충전하는 전력 설비(130), 전력 설비(130)와 충전 관리 통합 서버(150)를 연결하는 통신망(140), 드론(110)에 대하여 인증하고 충전에 따른 충전 요금 정보를 생성하는 충전 관리 통합 서버(150) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
기지국(120)은 충전 관리 통합 서버(150), 전력 설비(130), 드론(110) 등을 무선 네트워크로 연결하는 기능을 한다. 특히, 기지국(120)은 드론(110)이 현재 위치정보에 따라 현재 위치에서 가장 근접한 전력 설비(130)를 검색하는 경우, 드론(110)의 요청을 충전 관리 통합 서버(150)에 전송한다. 또한, 기지국(120)은 드론(110)의 요청에 따라 드론(110)의 현재 위치에 속하는 전력 설비의 위치를 알려주는 전력 설비 위치 정보를 충전 관리 통합 서버(150)로부터 받아 드론(110)에 전송한다.
전력 설비(130)는 지상 변압기, 주상 변압기, 지상 개폐기 등을 들 수 있다. 따라서, 전력 설비(130)는 전력을 공급하기 위해 이미 설치되어 있는 장치가 된다.
통신망(140)은 전력 설비(130)와 충전 관리 통합 서버(150)를 통신으로 연결하는 기능을 수행한다. 따라서, 통신망(140)은 공중교환 전화망(PSTN), 공중교환 데이터망(PSDN), 종합정보통신망(ISDN: Integrated Services Digital Networks), 광대역 종합 정보 통신망(BISDN: Broadband ISDN), 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 대도시 지역망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WLAN: Wide LAN) 등이 될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 무선 통신망인 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망 , 블루투쓰(bluetooth) 등이 될 수 있다. 또는, 이들 유선 통신망 및 무선 통신망의 조합일 수 있다.
한편, 도면에서는 이해의 편의를 위해 통신망(140)과 기지국(120)을 별도로 표시하였으나, 통신망(140)은 상위 개념으로서 기지국(120)을 포함할 수 있다.
충전 관리 통합 서버(150)는 기지국(120)을 통해 드론(110)과 통신을 수행하며, 통신망(140)을 통해 전력 설비(130)와 통신을 수행한다. 또한, 충전 관리 통합 서버(150)는 드론(110)의 요청에 따라 전력 설비 위치 정보를 제공한다. 부연하면, 드론(110)의 충전량이 기준치 이하가 되면, 충전 요청 신호를 한전 충전 관리 통합 서버(150)에 전송하고 충전 관리 통합 서버(150)는 수신된 신호가 있을 시 드론(110)의 비행경로상 중 가장 가까운 사용가능한 전력 설비(130)의 위치 정보를 드론 조종용 컨트롤러(미도시)에 전송한다. 비행경로 상 가까운 전력 설비(130)에 도달하지 못하는 충전량이면 비행경로와 무관하게 가장 가깝고 도착시 바로 사용가능한 전력 설비(130)의 위치 정보를 전송한다. 드론(110)이 자율주행모드일 경우 조종용 컨드롤러가 아닌 드론에게 바로 위치 정조를 전송할 수 있다.
또한, 충전 관리 통합 서버(150)는 드론(110)에 대해 정당 권한이 있는 지를 확인하는 인증 절차를 수행한다. 물론, 이를 위해서는 드론(110)에 대한 고유정보(Identification 정보, 드론 식별 코드 등을 들 수 있음)를 미리 저장하는 데이터베이스가 구성된다. 이를 통합 모니터링 서버(151)가 구성된다.
통합 모니터링 서버(151)는 드론(110)에 충전이 이루어지면 충전을 위해 사용된 전력량을 산출하고 이 전력량에 대한 결제를 결제 서버(152)에 요청한다. 결제 서버(152)는 은행, 카드사 등의 금융 시스템에서 운용중인 서버(미도시)와 연결되어, 결제 절차를 수행한다.
도 1에서는 이해의 편의를 위해, 충전 관리 통합 서버(150)가 통합 모니터링 서버(151)와 결제 서버(152)로 구성되어 있으나, 이를 하나의 서버로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 충전 관리 통합 서버(150)에 구성되는 데이터베이스(미도시)는 데이터베이스 관리 서버를 이용하여 별도로 관리하는 것도 가능하다.
위치 정보 위성(160)은 드론(110)의 요청에 따라 현재 위치 정보를 제공하는 기능을 수행한다. 위치 정보 위성(160)은 GPS(Global Positioning System), DGPS(Differential Global Positioning System), CDGPS(Carrier phase Differential Global Positioning System) 등이 될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 전력 설비(130)의 세부 구성도이다. 특히, 도 2는 전력 설비(130) 중 지상 변압기의 세부 구성도이다. 물론, 이외에도 주상 변압기, 지상 개폐기 등에도 변경, 개조 등을 통해 적용될 수 있다. 도 2를 참조하면, 드론(110)이 안착하고 충전할 수 있는 충전 스테이션(230), 충전 스테이션(230)에 전원을 공급하는 분전반(210), 충전 스테이션(230) 및 센서(240)에 연결되어 드론(110)이 정확한 위치에 안착되어 있는 지를 확인하고 드론(110)에 충전이 정상적으로 이루어지는 확인하여 충전 정보를 생성하는 통신 유닛(220) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 충전 정보는 충전이 정상적으로 수행되는 지를 나타내는 충전 상태 정보, 충전이 수행됨에 따라 적산되는 충전량 정보 등을 들 수 있다.
분전반(210)은, 공급되는 전력량을 측정하여 충전량 정보를 생성하는 계량기(211), 상기 충전 스테이션(230)에 공급되는 전력을 차단하는 차단기(212) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 차단기(212)는 전자식 차단기로 충전 관리 통합 서버(150)의 제어 신호에 따라 온 또는 오프되어 충전 패드 전원선(212-1)을 토해 충전 스테이션(230)측으로 유입되는 전력의 공급을 차단하거나 도통하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 차단기(212)에는 릴레이 등의 스위치 소자, 집적 회로 등이 구성될 수 있다.
계량기(211)는 분전반 전원선(211-1)에 연결되며, 분전반(210)에 흐르는 전력을 산출하는 하는 기능을 수행한다. 일반적으로, 전자식 계량기가 사용된다. 따라서, 적산 전력량을 산출하여 이를 통신 유닛 전원선(221)을 통해 통신 유닛(220)에 전송할 수 있다.
통신 유닛(220)은 충전 패드 통신선(222)을 통해 충전 스테이션(230)과 연결되며, 드론(110)이 충전을 위한 정확한 위치에 안착되었는지를 확인한다. 이를 위해, 측정 센서(240)가 구성될 수 있다. 측정 센서(240)는 위치 압력 센서, 레이저 스캐너, 비디오 카메라, 적외선 카메라 등이 될 수 있다. 부연하면, 충전 스테이션(230)에 위치 압력 센서가 설치되어, 드론(110)의 하강시 압력을 센싱하여 작동하면 안착이 성공적으로 이루어진 것으로 판단한다. 이와 달리, 측정 센서(240)가 일측면에 설치되어 드론(110)의 이미지 정보를 생성하고, 이를 통신 유닛(220)을 통해 충전 관리 통합 서버(150)에 전송하면, 충전 관리 통합 서버(150)가 미리 저장되어 있는 충전 스테이션(230)의 이미지 정보를 비교하여 드론(110)의 안착 여부를 확인할 수 있다.
통신 유닛(220)에는 안테나(223)가 구성되어 있어 무선 통신으로도 정보를 전송하거나 수신하는 것이 가능하다.
도 3은 도 1에 도시된 드론(110)의 세부 구성도이다. 도 3을 참조하면, 드론(110)은, 구성품들과 신호, 데이터를 주고받으며 제어를 하는 제어기(310), 통신을 위한 통신부(320), 비행을 위한 날개를 회전시키는 모터(331)를 구동하는 구동부(330), 비행, 충전 등을 위한 알고리즘을 갖는 프로그램, 데이터를 저장하는 저장부(340), 전원부(350)에 대한 충전을 실행하는 충전부(360), 이미지 등을 촬영하는 촬영부(370) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제어기(310)는 전원부(350)의 충전량이 기준치 이하가 되면, 통신부(320)를 통해 충전 요청 신호를 한전 충전 관리 통합 서버(150)에 전송하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 제어기(310)는 마이크로프로세스, 전자 회로, 마이콤 등으로 구성될 수 있다.
통신부(320)는 외부와 통신을 위해 전자 회로, 마이크로프로세스 등으로 구성된다. 따라서, 전력 설비(130), 기지국(120), 사용자 콘트롤러(미도시) 등과 통신을 수행한다.
구동부(330)는 모터(331)를 구동시키기 위해 전원부(350)의 전원을 공급하거나 차단하는 기능을 수행한다. 또한 제어기(310)의 제어에 따라 속도 및 방향을 조절하는 기능을 수행한다.
저장부(340)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ReadOnly Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory), PROM(Programmable ReadOnly Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
전원부(350)는 충전 가능한 배터리셀들로 구성된다. 배터리 셀은 원통형 셀(cylindrical cell), 각형 셀(prismatic cell), 파우치형 셀 등으로 설계될 수 있다. 파우치형 셀들은 박막으로 구성된 유연한 커버를 포함하고, 상기 커버 내에는 배터리 셀의 전기적 구성 요소들이 배치되어 있다.
하나의 배터리 셀 내에서 최적의 공간 이용을 구현하기 위해서는 특히 파우치형 셀들이 사용된다. 상기 파우치형 셀들은 또한 높은 용량과 더불어 적은 중량을 특징으로 한다.
충전부(360)는 충전기를 포함하여 구성되며, 교류(AC)를 직류(DC)로 변환해 전원부(350)를 충전하는 기능을 한다. 이를 위해, 충전부(360)는 입력전원인 교류 전원의 노이즈를 제거하는 입력필터, 에너지 효율을 높여주는 PFC(Power Factor Corrector) 회로, 배터리에 전력을 안정적으로 공급하기 위한 DC/DC 컨버터 등을 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 충전 스테이션의 구성을 보여주는 일예시로서 유선 충전 방식의 개념도이다. 도 4를 참조하면, 유선 충전 방식의 경우, 전력 설비(130)의 외관 하우징(410)의 상단 표면에 충전 스테이지(420)가 배치되며, 이 충전 스테이지(420)에 충전 단자(미도시)가 설치되는 형태이다. 물론, 이 경우, 드론(110)의 하단에도 충전 단자(미도시)가 설치된다. 따라서 이들 충전 단자가 접촉됨으로써 충전이 이루어질 수 있다. 물론, 이와 달리, 충전 단자를 콘센트 또는 플러그로 구성하여, 사용자가 직접 연결하는 것도 가능하다.
도 5는 도 2에 도시된 충전 스테이션의 구성을 보여주는 다른 일예시로서 무선 충전 방식의 개념도이다. 도 5를 참조하면, 무선 충전 방식의 경우, 전력 설비(130)의 외관 하우징(510)의 상단 표면에 충전 스테이지(520)가 배치되며, 이 충전 스테이지(520)에 전기 코일(미도시)이 설치되는 형태이다. 물론, 이 경우, 드론(110)의 다리에도 전기 코일(미도시)이 설치된다.
무선 충전은 일반적으로 자기공명 방식을 통해 충전이 이루어지나, 이에 한정되지는 않으며 자기유도 방식 등도 가능하다. 자기 공명 방식은 특정 주파수에서 큰 진폭으로 진동하는 공명 현상을 이용하며, 두 개의 코일 중 어느 하나에 전원을 연결하고 나머지 하나는 전자 기기에 연결하여 공명에 의해 발생되는 전류를 이용하여 충전하는 방식이다.
자기유도 방식은 송신기로 1차 코일을 사용하고, 수신기로 2차 코일을 사용하며, 송신기의 1차 코일에서 발생한 자기장이 수신기의 2차 코일에 유도돼 전류를 공급하게 된다. 이러한 무선 충전 방식에 대해서는 널리 알려져 있으므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 도 2에 도시된 충전 스테이션(230)에 드론(110)을 안착시키는 개념을 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 충전 스테이션(230)은, 충전 스테이지(420), 충전 스테이지(420)상에서 X 또는 Y축으로 이동되며 중심에 충전을 위한 충전선(620)이 배치되는 충전 베이스(610) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
충전 스테이지(420)의 표면상에는 X축 레일과, Y축 레일이 배치되며, 이 레일상을 이동하도록 액츄에이터 및 기어가 구성된다.
물론, 드론(110)과 충전 스테이지(420)간의 위치 관계는 측정 센서(도 2의 240)를 통하여 파악하여 충전 관리 통합 서버(150)에서 충전 스테이지(420)를 자동 조정하여 드론(110)이 안착할 수 있게 한다. 물론, 드론(110)의 촬영부(370)로 드론측에서도 조정이 가능하다. 즉, 자율 비행 드론이면 그에 따른 알고리즘을 이용하여 조정하고, 사용자 콘트롤러이면 이 콘트롤러를 통해 조정이 가능하다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 충전 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 드론(도 1의 110)이 비행중 충전량이 일정 수준 이하로 떨어지면, 드론(110)이 충전 관리 통합 서버(150)에 충전 요청 신호를 보낸다(단계 S710).
이후, 충전 관리 통합 서버(150)는 충전 요청 신호에 따라 등록된 드론인지를 확인한다(단계 S720). 부연하면, 충전 요청 신호에 드론의 고유 식별 정보가 포함될 수도 있고, 별도로 전송할 수도 있다. 이러한 고유 식별 정보를 이용하여 충전 관리 통합 서버(150)는 충전을 요청하는 드론(110)이 등록된 정당한 권한이 있는 드론인지를 판단한다.
단계 S720에서, 판단 결과, 등록되지 않은 드론이면 도킹을 거부한다(단계 S721). 즉, 충전 스테이션(230)으로의 안착을 거부한다. 이는 메시지를 송부하여 이루어질 수도 있고, 전력 설비의 위치를 나타내는 전력 설비 위치 정보를 보내지 않을 수도 있다.
이와 달리, 단계 S720에서, 판단 결과, 등록된 드론이면 도킹을 승인하고 충전을 진행한다(단계 S740). 부연하면, 전력 설비의 위치를 나타내는 전력 설비 위치 정보를 송부하고, 이 위치 정보에 따라 드론이 도착하면 충전을 실행한다.
이후, 충전 완료가 확인되는지를 판단한다(단계 S740). 판단결과, 충전 완료 상태이면, 공급된 충전량을 적산한 적산 충전량을 바탕으로 결제 금액을 안내하고, 결제가 이루어지면 도킹을 해제한다(단계 S750,S760). 따라서, 드론은 이륙이 가능한 상태가 된다.
결제는 사전 설정되어 인가된 방식, 드론에 내장된 카드를 이용하는 방식, 사용자 직접 신용카드로 결제하는 방식등이 사용될 수 있다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 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) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 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 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 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.
110: 드론
120: 기지국
130: 전력 설비
140: 통신망
150: 충전 관리 통합 서버
160: 위치 정보 위성

Claims (16)

  1. 드론(110);
    상기 드론(110)의 안착 및 충전을 위한 충전 스테이션(230)이 설치되는 전력 설비(130); 및
    통신망(130)을 통하여 상기 전력 설비(130)와 연결되며, 상기 드론(110)의 충전 요청 신호의 전송에 따라, 상기 드론(110)에 대한 인증을 수행하고, 상기 인증후 충전량에 따라 충전요금 정보를 생성하는 충전 관리 통합 서버(150);를 포함하고,
    상기 전력 설비(130)는 상기 드론(110)이 상기 충전 스테이션(230)의 특정 위치에 안착되는 지를 감지하기 위한 측정 센서(240);를 더 포함하고,
    상기 충전 스테이션(230)은,
    상기 전력 설비(130)의 상단면에 설치되는 충전 스테이지(420); 및
    상기 충전 스테이지(420)상에서 X 또는 Y축으로 이동되며 중심에 충전을 위한 충전선(620)이 배치되는 충전 베이스(610);를 포함하며,
    상기 충전 관리 통합 서버(150)에서 상기 충전 스테이지(420)를 자동 조정하여 상기 드론(110)이 안착할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론(110)은 상기 전력 설비(130)의 위치를 알려주는 전력 설비 위치 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)로부터 전송받는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 설비 위치 정보는 상기 드론(110)의 현재 위치 정보에 가장 근접한 전력 설비의 위치 정보인 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 설비(130)는,
    상기 충전 스테이션(230)에 전원을 공급하는 분전반(210); 및
    상기 드론(110)의 안착을 확인하고 상기 드론(110)에의 충전이 정상적으로 이루어지는 지를 나타내는 충전 상태 정보 및 충전이 수행됨에 따라 적산되는 충전량 정보를 포함하는 충전 정보를 생성하는 통신 유닛(220);을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 분전반(210)은, 공급되는 전력량을 측정하여 충전량 정보를 생성하는 계량기(211);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션(230)에 공급되는 전력을 차단하는 차단기(212);를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전은 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 인증은 상기 드론(110)에 대한 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)에 미리 저장한 후 상기 드론(110)이 상기 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)에 제공함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 시스템.
  10. 삭제
  11. (a) 드론(110)이 충전 요청 신호를 통신망(130)을 통하여 전력 설비(130)와 연결되는 충전 관리 통합 서버(150)에 전송하는 단계;
    (b) 상기 충전 관리 통합 서버(150)가 상기 충전 요청 신호의 전송에 따라, 상기 드론(110)에 대한 인증을 수행하는 단계;
    (c) 상기 인증후, 상기 드론(110)이 상기 전력 설비(130)에 설치되는 충전 스테이션(230)에 안착하고 충전되는 단계; 및
    (d) 상기 충전 관리 통합 서버(150)가 상기 충전에 의한 충전량에 따라 충전요금 정보를 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 전력 설비(130)는 상기 드론(110)이 상기 충전 스테이션(230)의 특정 위치에 안착되는 지를 감지하기 위한 측정 센서(240);를 더 포함하고,
    상기 충전 스테이션(230)은,
    상기 전력 설비(130)의 상단면에 설치되는 충전 스테이지(420); 및
    상기 충전 스테이지(420)상에서 X 또는 Y축으로 이동되며 중심에 충전을 위한 충전선(620)이 배치되는 충전 베이스(610);를 포함하며,
    상기 충전 관리 통합 서버(150)에서 상기 충전 스테이지(420)를 자동 조정하여 상기 드론(110)이 안착할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 드론(110)은 상기 전력 설비(130)의 위치를 알려주는 전력 설비 위치 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)로부터 전송받는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 전력 설비 위치 정보는 상기 드론(110)의 현재 위치 정보에 가장 근접한 전력 설비의 위치 정보인 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 충전은 무선 충전 방식 또는 유선 충전 방식을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 인증은 상기 드론(110)에 대한 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)에 미리 저장한 후 상기 드론(110)이 상기 고유 식별 정보를 상기 충전 관리 통합 서버(150)에 제공함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 전력설비를 활용한 드론 충전 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 전력설비를 활용한 드론 충전 방법을 실행하는 프로그램 코드를 저장한 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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