KR102152033B1 - 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법, 장치 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법, 장치 및 시스템을 개시한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 단계; 광원부에서 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 적외선 유도 신호는 제 1 위치 정보를 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 단계; 광원부에서 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 적외선 유도 신호는 제 1 위치 정보를 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
무인 비행기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사가 탑승하지 않고 원격 조종 또는 자율 비행 제어 장치에 의해서 비행하며 정찰, 폭격, 재난 방지, 응급 수색 및 방사능 감시 등 사람이 직접 수행하기 힘든 업무를 대신 수행하거나 화물 수송과 같이 사람의 업무를 조금 더 편리하게 만들어주는 비행기를 의미한다.
이에 따라, 무인 비행기는 업무를 수행할 때는 정확한 목적지에 도달해야 하며, 업무가 종료된 이후에는 원하는 지점에 안전하게 착륙되어야 한다.
일반적으로 무인 비행기를 유도하는 시스템은 무인 비행기의 기종마다 다양하게 구현되고 있으나, 보안, 외부 환경, 공기의 흐름 및 날씨 등의 요소에 따라 무인 비행기의 비행 경로 유도 또는 착륙의 유도를 방해 받을 수 있다.
이에 본 발명은, 보안, 외부 환경, 공기의 흐름 및 날씨에 영향을 받지 않으면서 정확한 목적지에 안전하게 착륙을 유도할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법, 장치 및 시스템을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 단계; 광원부에서 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 적외선 유도 신호는 제 1 위치 정보를 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계는, 상기 광원부에 포함된 반사체가 상기 광원부에 포함된 광원과 제 1 구조를 형성하는 단계; 및 상기 제 1 구조에 따라, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원부는 상기 반사체 또는 상기 광원 중 하나와 결합하여 상기 반사체와 상기 광원과의 거리를 조절하는 제 1 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계는, 상기 광원부에 포함된 렌즈가 상기 광원부에 포함된 광원과 제 2 구조를 형성하는 단계; 및 상기 제 2 구조에 따라, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광원부는 상기 렌즈 또는 상기 광원 중 하나와 결합하여 상기 렌즈와 상기 광원과의 거리를 조절하는 제 2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법은 상기 제 1 신호에 포함된 상기 무인 비행기의 식별 정보를 분석하는 단계; 및 상기 무인 비행기의 식별 정보가 기 설정된 식별 정보와 일치하는 경우, 상기 무인 비행기에게 상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법은 상기 무인 비행기로부터 제 2 신호를 수신하는 단계; 상기 제 2 신호에 따라, 상기 광원부에서 제 2 적외선 유도 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제 2 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 제 2 적외선 유도 신호는 제 2 위치 정보를 포함하고, 상기 제 2 위치 정보는 상기 제 1 위치 정보보다 짧은 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법은 상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 무인 비행기에 포함된 센서부의 기 설정된 위치로부터 기 설정된 범위 밖에서 수신되는 경우, 상기 제 2 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법은 상기 무인 비행기는 상기 제 1 적외선 유도 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 위치 정보를 기준으로 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 단계는, 상기 무인 비행기에 포함된 센서부가 상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 센서부의 기 설정된 위치로 수신되도록 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제 1 적외선 유도 신호는 2μm 내지 2.4μm 또는 3.4μm 내지 4.1μm의 범위의 파장인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무인 비행기로부터 신호를 송수신하는 통신부; 적외선 신호를 출력하는 광원 및 상기 광원을 둘러싸는 반사체를 포함하는 광원부; 상기 광원과 상기 반사체의 구조를 결정하는 구동부; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 상기 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 경우, 상기 구동부를 통해 상기 광원과 상기 반사체가 제 1 구조를 형성하도록 제어하고, 상기 제 1 구조에 따라 상기 광원부를 통해 제 1 적외선 유도 신호를 생성하고 출력하도록 제어하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 적외선 신호를 수신하는 센서부 및 모터와 결합하여 회전할 수 있는 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 무인 비행기; 및 상기 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하고, 상기 제 1 신호에 따라 상기 무인 비행기에게 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 유도 장치를 포함하되, 상기 무인 비행기는 상기 제 1 적외선 유도 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 센서부의 기 설정된 위치로 수신되도록 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기존의 주파수 신호를 이용하여 무인 비행기를 착륙지로 유도하는 방식이 갖는 간섭에 의한 문제점을 방지하는 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 적외선 파장 중에서도 대기에 흡수도가 낮은 영역을 사용함으로써 외부 환경에 의한 신호 전달의 문제점을 최소화하는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 일 측면에 따르면, 적외선 파장을 사용하면 기사광선을 사용하는 것에 비해 태양광에 대한 영향을 최소화하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 무인 비행기로 출력하는 적외선 신호에 주소 정보를 포함하여 보안을 높일 뿐만 아니라 주소 정보가 일치하는 경우에만 무인 비행기를 유도하기 때문에 다른 신호에 대한 착륙 유도 방해를 저지하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 다주택, 아파트, 밀집 주택 지역에서 여러 신호가 동시에 발생할 경우에도 무인 비행기를 특정 착륙지에 정확하게 도착할 수 있도록 유도하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법의 구성을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 비행 경로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기와 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치 사이의 통신 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 센서부에서 적외선 신호를 수신하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 적외선 신호를 출력하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에 따라 무인 비행기의 위치를 조종하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 대기 투과율 그래프를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 광원 및 밴드갭 에너지 그래프를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법의 구성을 도시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 비행 경로를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기와 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치 사이의 통신 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 센서부에서 적외선 신호를 수신하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 적외선 신호를 출력하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에 따라 무인 비행기의 위치를 조종하는 방법을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 대기 투과율 그래프를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 광원 및 밴드갭 에너지 그래프를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 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 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 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 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
본 발명은 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템(10) 및 이를 구성하는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)와 무인 비행기(200)를 도시한다.
적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템(10)은 무인 비행기(200)가 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)의 유도 방법에 따라 기 설정된 목표 지점에 착륙하는 시스템이다. 이에 대하여는 도 2 내지 도 4에서 상세히 설명하도록 한다.
적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 제 1 통신부(110), 광원부(120), 구동부(130) 및 제 1 제어부(140)를 포함할 수 있다. 여기에서, 제 1 통신부(110) 및 제 1 제어부(140)는 후술하는 무인 비행기(200)의 제 2 통신부(210) 및 제 2 제어부(240)와 구분하기 위하여 지칭된 순서일 뿐이다.
제 1 통신부(110)는 무인 비행기(200)와 무선 통신을 수행한다. 보다 상세하게는, 제 1 통신부(110)는 제 1 제어부(140)의 제어를 받아 무인 비행기(200)로 원격 제어 신호를 전송하거나 다양한 신호를 수신한다.
이때, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)와 무인 비행기(200) 사이의 통신 방식은 주파수(Radio Frequency, 이하 RF) 통신 방식을 사용하나 이 외에도 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-fi) 또는 지그비(Zigbee) 등의 통신 방식이 사용된다. 또한, 블루투스, 와이파이 또는 지그비 이외의 통신 방식이 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치와 무인 비행기 사이의 통신에 이용될 수 있음은 물론이다.
다만, 설명의 편의를 위해, 후술되는 실시예들에서는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 제 1 통신부(110)와 무인 비행기의 제 2 통신부(210) 사이의 통신 방식은 RF 통신인 것으로 가정하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 통신부(110)는 무인 비행기(200)로부터 제 1 신호를 수신한다. 이때, 제 1 통신부(110)는 RF 통신을 이용해 제 1 신호를 수신할 수 있다. 여기에서, 제 1 신호는 착륙 유도 개시 신호일 수 있다. 보다 상세하게는, 무인 비행기(200)는 무인 비행기(200)가 착륙 목표지로부터 기 설정된 범위 이내에 도달하는 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 착륙 유도 개시 신호를 전송할 수 있다.
광원부(120)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100) 내에서 제 1 제어부(140)의 제어를 받아 적외선 신호를 생성하고, 생성된 적외선 신호를 외부로 출력한다. 보다 상세하게는, 광원부(120)는 광원을 이용하여 적외선 대역의 파장을 갖는 신호를 외부로 출력한다. 여기에서, 광원은 적외선 신호를 출력할 수 있는 모든 매체가 사용될 수 있다. 예를 들어, 광원은 적외선 파장을 출력할 수 있는 LED가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 광원부(120)는 반사체 또는 렌즈를 포함한다. 광원부(120)는 제 1 제어부(140)의 제어에 따라, 반사체 또는 렌즈를 이용하여 광원이 출력하는 적외선 신호의 방사 특성을 조절한다. 이때, 광원부(120)는 광원과 반사체가 형성하는 구조에 따라 다른 방사 특성을 갖는 적외선 신호를 출력할 수 있다. 마찬가지로, 광원부(120)는 광원과 렌즈가 형성하는 구조에 따라 다른 방사 특성을 갖는 적외선 신호를 특성할 수 있다. 이에 대하여는, 도 5 내지 도 7에서 자세히 설명하도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 광원으로 적외선 신호를 사용하는 것을 특징으로 하는데, 이에 대하여는 도 13 및 도 14에서 자세히 설명하도록 한다.
구동부(130)는 제 1 제어부(140)의 제어에 따라 광원부(120)에 포함된 광원, 반사체 또는 렌즈 중 적어도 하나와 결합하여 광원부(120)의 구조를 형성한다. 보다 상세하게는, 구동부(130)는 반사체와 결합하여 반사체와 광원과의 거리를 조절한다. 또한, 구동부(130)는 광원과 결합하여 반사체와 광원과의 거리를 조절한다. 마찬가지로, 구동부(130)는 렌즈와 결합하여 렌즈와 광원과의 거리를 조절한다. 또한, 구동부(130)는 광원과 결합하여 렌즈와 광원과의 거리를 조절한다.
본 발명의 일 실시예에서, 구동부(130)는 회전축 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 구동부(130)는 반사체와 결합된 나사선 및 나사선을 회전하는 모터를 포함할 수 있다. 이에 따라, 구동부(130)는 제 1 제어부(140)의 제어에 따라, 나사선을 회전하여 반사체의 높이를 조절할 수 있다. 이에 대하여는, 도 8 및 도 9에서 자세히 설명하도록 한다.
제 1 제어부(140)는 상술한 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제 1 제어부(140)는 위에서 살펴본 구성 요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 기 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리한다. 또한, 제 1 제어부(140)는 기 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 상술한 구성 요소들 중 적어도 일부를 제어하고, 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제 1 제어부(140)는 무인 비행기(200)로부터 제 1 통신부(110)가 신호를 수신하도록 제어한다. 또한, 제 1 제어부(140)는 광원부(120)에서 적외선 유도 신호를 생성하도록 제어한다. 이후, 제 1 제어부(140)는 광원부(120)에서 적외선 유도 신호를 출력하도록 제어한다. 이때, 제 1 제어부(140)는 광원부(120)가 기 설정된 위치 정보를 갖는 적외선 유도 신호를 출력하도록 구동부(130)를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 제어부(140)는 무인 비행기(200)로부터 수신한 신호에 포함된 무인 비행기(200)의 식별 정보를 분석할 수 있다. 즉, 제 1 제어부(140)는 무인 비행기(200)의 식별 정보가 기 설정된 식별 정보와 일치하는 경우, 무인 비행기(200)에게 적외선 유도 신호를 출력할 수 있다.
무인 비행기(200)는 제 2 통신부(210), 센서부(220), 비행부(230) 및 제 2 제어부(240)를 포함할 수 있다.
제 2 통신부(210)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)와 무선 통신을 수행한다. 보다 상세하게는, 제 2 통신부(210)는 제 2 제어부(240)의 제어를 받아 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로 원격 제어 신호를 전송하거나 다양한 신호를 수신한다. 이때, 제 2 통신부(210) 역시 다양한 통신 방식을 이용할 수 있으나, 후술되는 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 제 2 통신부(210)는 RF 통신을 사용하는 것으로 가정하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 2 통신부(210)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 제 1 신호를 전송할 수 있다. 여기에서, 제 1 신호는 유도 개시 신호에 대응할 수 있다. 보다 상세하게는, 무인 비행기(200)는 무인 비행기(200)가 목표로 하는 착륙 지점으로부터 기 설정된 거리 이내에 위치하는 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 무인 비행기(200)의 착륙을 도와주는 신호를 출력하도록 요청하는 신호를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 통신부(210)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 무인 비행기(200)의 식별 정보, 무인 비행기(200)의 위치 정보 및 무인 비행기(200)의 비행 정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 통신부(210)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로부터 적외선 신호를 수신한 이후에도 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 기 설정된 시간 간격으로 무인 비행기(200)의 식별 정보, 무인 비행기(200)의 위치 정보 및 무인 비행기(200)의 비행 정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 통신부(210)는 무인 비행기(200)에 포함된 센서부(220)의 기 설정된 위치 밖에서 적외선 신호가 수신되는 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 무인 비행기(200)의 착륙을 도와주는 신호를 출력하도록 재요청하는 신호를 전송할 수 있다. 이에 대하여는 도 4에서 자세히 설명하도록 한다.
센서부(220)는 무인 비행기(200)의 상태 및 주변 환경을 감지하는 역할을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센서부(220)는 무인 비행기(200)가 수신하는 다양한 신호를 감지할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서, 센서부(220)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로부터 수신된 적외선 신호를 감지할 수 있다. 이에 대하여는 도 10, 도 12 및 도 13에서 자세히 설명하도록 한다.
이후, 제 2 제어부(240)는 센서부(220)에서 감지한 적외선 신호에 따라 무인 비행기(200)의 위치를 조종하거나 제 2 통신부(210)를 통해 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 다른 적외선 신호를 개시하도록 요청하는 신호를 전송할 수 있다.
비행부(230)는 무인 비행기(200)가 비행하기 위한 양력을 발생시킨다. 비행부(230)는 모터와 결합하여 회전할 수 있는 적어도 하나의 프로펠러를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 비행부(230)는 제 2 제어부(240)의 제어에 따라, 무인 비행기(200)의 위치를 조종할 수 있다. 보다 상세하게는, 비행부(230)는 센서부(220)가 감지한 적외선 유도 신호가 센서부(220)의 기 설정된 위치로 수신되도록 무인 비행기(230)의 위치를 조종할 수 있다. 이에 대하여는 이하 도 12에서 자세히 설명하도록 한다.
제 2 제어부(240)는 무인 비행기(200)를 전박적으로 제어하는 역할을 수행한다. 보다 상세하게는, 제 2 제어부(240)는 무인 비행기(200)가 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 유도 개시 신호를 전송하도록 제 어한다. 이후, 제 2 제어부(240)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로부터 센서부(220)를 통해 적외선 유도 신호를 감지한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 2 제어부(240)는 감지된 적외선 유도 신호에 따라 적외선 유도 신호의 위치를 추적하여 무인 비행기(200)의 위치를 조종한다. 이후, 제 2 제어부(240)는 센서부(220)에 감지된 적외선 유도 신호의 위치 좌표와 무인 비행기(200)의 위치 좌표가 기 설정된 오차 범위 이내인 경우, 무인 비행기(200)를 착륙하도록 제어한다. 반면, 제 2 제어부(240)는 센서부(220)에 감지된 적외선 유도 신호의 위치 좌표와 무인 비행기(200)의 위치 좌표가 기 설정된 오차 범위 밖인 경우, 오차를 줄이기 위해 무인 비행기(200)의 위치를 조종한다. 이에 대하여는 도 4에서 자세히 설명하도록 한다.
이하 도 2 내지 도 14에서 후술하는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치 및 무인 비행기와 관련된 실시예들을 설명 및 이해함에 있어서, 도 1과 관련하여 상술한 내용이 참고될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법을 도시한 순서도이다.
도 2를 참조하면, 단계(S201)에서, 무인 비행기는 목표하는 착륙 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 진입하는 경우, 외부로 제 1 신호를 출력한다. 여기에서, 제 1 신호는 유도 개시 신호에 대응할 수 있다. 또한, 제 1 신호는 RF 통신을 통하여 송수신되는 신호에 대응할 수 있다. 보다 상세하게는, 무인 비행기는 목표하는 착륙 지점에 대한 정보를 미리 설정 받을 수 있을 뿐만 아니라 RF 통신을 통하여 비행 도중 수신할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 목표하는 착륙 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 진입하는 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치로 유도 개시 신호를 출력할 수 있다. 또한, 발명의 일 실시예에서, 제 1 신호는 무인 비행기의 식별 정보를 포함할 수 있다.
단계(S202)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신한다. 여기에서, 제 1 신호는 유도 개시 신호에 대응할 수 있다.
단계(S203)에서 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 수신한 제 1 신호에 포함된 무인 비행기의 식별 정보를 분석한다. 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기의 식별 정보와 기 설정된 식별 정보가 일치하는지 여부를 판단한다. 이때, 기 설정된 식별 정보는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치 내에 기 저장된 정보에 대응할 수 있다. 예를 들어, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 제 1 신호를 전송한 무인 비행기가 사용자가 기 등록한 무인 비행기가 맞는지 식별 정보를 통해 확인할 수 있다.
단계(S204)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기의 식별 정보와 기 설정된 식별 정보가 일치하는 경우, 제 1 적외선 유도 신호를 출력한다. 보다 상세하게는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 제 1 신호를 전송한 무인 비행기가 사용자가 기 등록한 무인 비행기인 경우, 무인 비행기를 목표 지점으로 유도하기 위한 제 1 적외선 유도 신호를 무인 비행기에게 출력한다. 즉, 제 1 적외선 유도 신호는 기 설정된 위치 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 제 1 적외선 유도 신호는 2μm 내지 2.4μm 또는 3.4μm 내지 4.1μm의 범위의 파장에 대응할 수 있다. 이에 대하여는 이하 도 13 및 도 14에서 자세히 설명하도록 한다.
또한, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기의 식별 정보와 기 설정된 식별 정보가 일치하지 않는 경우 대기할 수 있다. 즉, 제 1 신호를 전송한 무인 비행기가 사용자가 기 등록한 무인 비행기가 아닌 경우, 무인 비행기에게 적외선 신호를 출력하지 않을 수 있다.
단계(S205)에서, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호를 수신한다. 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 센서부를 통해 제 1 적외선 유도 신호를 감지할 수 있다. 이때, 무인 비행기는 센서부를 통해 감지된 제 1 적외선 유도 신호를 기준으로 무인 비행기의 위치를 조종할 수 있다. 이에 대하여는 도 12에서 자세히 설명하도록 한다.
단계(S206)에서, 무인 비행기는 센서부를 통해 감지된 제 1 적외선 유도 신호에 포함된 위치 정보와 현재 무인 비행기의 위치 정보가 일치하는지 여부를 판단한다.
단계(S207)에서, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호에 포함된 위치 정보와 현재 무인 비행기의 위치 정보가 일치하는 경우, 무인 비행기를 착륙시킬 수 있다. 즉, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호에 포함된 위치 정보와 현재 무인 비행기의 위치 정보가 일치하는 경우, 무인 비행기가 목표하는 지점에 도달한 것으로 판단하여, 현재 위치에서 수직으로 하강하여 무인 비행기를 착륙시킬 수 있다.
도 3a는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법의 구성을 도시한 도면이다. 이하, 도 3a의 실시예에서 상술한 내용과 중복되는 부분은 생략하도록 한다.
도 3a를 참조하면, 단계(S301)에서, 무인 비행기는 목표하는 착륙 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 진입하는 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에게 제 1 신호를 전송한다. 여기에서, 제 1 신호는 유도 개시 신호에 대응할 수 있다.
단계(S302)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신한다. 즉, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 유도 개시 신호를 수신할 수 있다.
단계(S303)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 수신한 제 1 신호에 포함된 무인 비행기의 식별 정보를 분석한다.
단계(S304)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기의 식별 정보와 기 설정된 식별 정보가 일치하는 경우, 제 1 적외선 유도 신호를 출력한다. 보다 상세하게는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기에게 제 1 적외선 유도 신호를 출력한다. 여기에서, 제 1 적외선 유도 신호는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부가 제 1 구조인 상태에서 출력되는 적외선 신호에 대응할 수 있다. 이에 대하여는, 도 8 및 도 9에서 자세히 설명하도록 한다.
단계(S305)에서, 무인 비행기는 제 1 비행 경로로 비행하는 도중 제 1 적외선 유도 신호를 감지한다. 이때, 제 1 비행 경로는 제 1 적외선 유도 신호에 대응하는 비행이며, 제 1 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 한다. 이에 대하여는 도 3b에서 자세히 설명하도록 한다.
단계(S306)에서, 무인 비행기는 제 1 비행 경로로 비행하는 도중 제 1 적외선 유도 신호를 감지했는지 여부를 판단한다. 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 제 1 비행 경로로 비행하는 도중 제 1 적외선 유도 신호가 오차 범위 이내에서 감지되는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 제 1 비행 경로로 비행하는 도중 제 1 적외선 유도 신호가 기 설정된 횟수 이상으로 감지되는지 여부를 판단할 수 있다.
단계(S307)에서, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호를 감지한 경우, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에게 제 2 신호를 전송한다. 여기에서, 제 2 신호는 제 2 적외선 유도 신호를 요청하는 신호에 대응할 수 있다.
단계(S308)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인기로부터 수신한 제 2 신호에 따라, 무인 비행기에게 제 2 적외선 유도 신호를 출력한다. 여기에서, 제 2 적외선 유도 신호는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부가 제 2 구조인 상태에서 출력되는 적외선 신호에 대응할 수 있다. 이에 대하여는, 도 8 및 도 9에서 자세히 설명하도록 한다.
단계(S309)에서, 무인 비행기는 제 2 비행 경로로 비행하는 도중 제 2 적외선 유도 신호를 감지한다. 이때, 제 2 비행 경로는 제 2 적외선 유도 신호에 대응하는 비행이며, 제 2 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 한다. 여기에서, 제 2 유도 거리는 제 1 유도 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다. 이에 대하여는 역시 도 3b에서 자세히 설명하도록 한다.
단계(S310)에서, 무인 비행기는 제 2 비행 경로로 비행하는 도중 제 2 적외선 유도 신호를 감지했는지 여부를 판단한다.
단계(S311)에서, 무인 비행기는 제 2 적외선 유도 신호를 감지한 경우, 무인 비행기를 착륙시킬 수 있다.
즉, 도 2와 달리 도 3a의 실시예에서는, 무인 비행기가 목표하는 착륙 지점으로부터 기 설정된 범위 이내에 진입하는 경우, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호를 기준으로 비행하는 제 1 비행 경로로 비행하는 도중 제 1 적외선 유도 신호를 반복적으로 감지할 수 있다.
이후, 무인 비행기는 제 1 적외선 유도 신호가 제 1 비행 경로 도중 정확하게 감지되는 경우, 제 2 적외선 유도 신호를 요청할 수 있다. 즉, 무인 비행기는 제 1 비행 경로보다 유도 거리가 더 짧은 제 2 비행 경로를 위한 제 2 적외선 유도 신호를 요청할 수 있고, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 더욱 정확하게 무인 비행기를 목표하는 지점에 착륙시킬 수 있다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 비행 경로를 도시한 도면이다. 이하, 도 3b의 내용은 도 3a의 내용을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3b의 (a)는 무인 비행기(200)가 제 1 비행 경로(320)로 비행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3b의 (a)를 참조하면, 상술한 바와 같이 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 제 1 적외선 유도 신호(321)를 출력할 수 있다. 이에 따라, 무인 비행기(200)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로부터 제 1 적외선 유도 신호(321)를 감지하며 제 1 비행 경로(320)로 비행할 수 있다. 여기에서, 제 1 비행 경로(320)는 제 1 적외선 유도 신호(321)에 대응하는 비행이며, 제 1 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 무인 비행기(200)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)가 출력하는 제 1 적외선 유도 신호(321)가 센서부의 기 설정된 위치로 수신되도록 무인 비행기(200)를 조종하며 제 1 비행 경로(320)로 비행할 수 있다.
반면, 도 3b의 (b)는 무인 비행기가 제 2 비행 경로(330)로 비행하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3b의 (b)를 참조하면, 무인 비행기(200)는 제 1 비행 경로(320)로 비행 중 제 1 적외선 유도 신호가 오차 범위 이내에서 판단되거나 제 1 적외선 유도 신호가 기 설정된 횟수 이상으로 감지되는 경우, 무인 비행기(200)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)에게 제 2 비행 경로(330)를 위한 제 2 적외선 유도 신호(331)를 요청하는 신호를 전송할 수 있다.
이에 따라, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)로부터 제 2 적외선 유도 신호(331)를 출력하고, 무인 비행기(200)는 제 2 적외선 유도 신호(331)를 감지하며 제 2 비행 경로(330)로 비행할 수 있다. 여기에서, 제 2 비행 경로(330)는 제 2 적외선 유도 신호(331)에 대응하는 비행이며, 제 2 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 한다. 특히, 본 발명의 일 실시예에서, 제 2 유도 거리는 제 1 유도 거리보다 짧은 것을 특징으로 한다.
즉, 무인 비행기(200)는 목표하는 지점까지 제 1 유도 거리를 가진 제 1 비행 경로(320)로 비행을 하는 도중, 제 2 적외선 유도 신호(331)를 통해 제 1 유도 거리보다 목표 지점까지의 거리가 더 짧은 제 2 비행 경로(330)로 비행할 수 있다.
이에 따라, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 더욱 정확하게 무인 비행기(200)를 목표하는 지점에 착륙시킬 수 있다.
또한, 도 3a 및 도 3b에서는 제 1 적외선 유도 신호 및 제 2 적외선 유도 신호를 이용하여 무인 비행기를 목표하는 지점에 착륙시키는 실시예를 설명하였으나 상술한 방법을 토대로 제 3 적외선 유도 신호 및 그 이상의 적외선 유도 신호를 사용하여 무인 비행기를 목표하는 지점에 착륙시키는 실시예 역시 수행 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기와 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치 사이의 통신 방법을 도시한 순서도이다.
상술한 바와 같이 무인 비행기와 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 RF 통신 방식과 적외선 신호를 송수신하는 방식을 동시에 사용할 수 있다. 이하, 상술한 내용은 생략하며 설명하도록 한다.
단계(S401)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기에게 제 1 적외선 신호를 출력할 수 있다. 여기에서, 제 1 적외선 신호는 목표 지점에 대한 식별 정보를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 착륙 유도 개시 신호를 수신할 수 있고, 이에 따라 제 1 적외선 신호를 무인 비행기에게 출력하여 무인 비행기가 목표 지점에 착륙하도록 유도할 수 있다.
단계(S402)에서, 무인 비행기는 제 1 적외선 신호에 포함된 목표 지점에 대한 식별 정보가 무인 비행기에 기 설정된 목표 지점과 일치하는지 여부를 확인할 수 있다. 이후, 목표 지점이 일치하는 경우, 무인 비행기는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에게 무인 비행기의 식별 정보, 무인 비행기의 위치 정보 및 무인 비행기의 제 1 비행 정보를 포함하는 제 1 신호를 전송할 수 있다. 여기에서, 제 1 비행 정보는 현재 무인 비행기가 비행하는 경로를 포함하는 정보에 대응할 수 있다. 또한, 무인 비행기는 무인 비행기 유도 장치에게 RF 통신 방식으로 신호를 전송할 수 있다.
단계(S403)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기에게 제 2 적외선 신호를 출력할 수 있다. 여기에서, 제 2 적외선 신호는 목표 지점에 대한 식별 정보 및 위치 정보를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기로부터 무인 비행기의 식별 정보, 무인 비행기의 위치 정보 및 무인 비행기의 제 1 비행 정보를 수신하였기 때문에, 이를 기준으로 무인 비행기가 목표 지점에 착륙하도록 유도하는 제 2 적외선 신호를 출력할 수 있다.
단계(S404)에서, 무인 비행기는 제 2 적외선 신호에 포함된 목표 지점에 대한 위치 정보를 기준으로 제 2 적외선 신호의 위치를 추적할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 제 2 적외선 신호의 위치를 추적하면서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에게 무인 비행기의 식별 정보, 무인 비행기의 위치 정보 및 무인 비행기의 제 2 비행 정보를 포함하는 제 2 신호를 전송할 수 있다. 여기에서, 제 2 비행 정보는 현재 무인 비행기가 비행하는 경로를 포함하는 정보에 대응할 수 있다. 또한, 무인 비행기는 무인 비행기 유도 장치에게 RF 통신 방식으로 신호를 전송할 수 있다.
단계(S405)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행기에게 제 3 적외선 신호를 출력할 수 있다. 여기에서, 제 3 적외선 신호는 목표 지점에 대한 식별 정보 및 위치 정보를 포함할 수 있다. 이때, 제 3 적외선 신호는 제 2 적외선 신호보다 상세한 목표 지점에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 제 3 적외선 신호는 제 2 적외선 신호보다 목표 지점까지의 유도 거리가 짧은 비행 경로를 포함하는 신호일 수 있다.
단계(S406)에서, 무인 비행기는 제 3 적외선 신호를 감지할 수 있다. 보다 상세하게는, 무인 비행기는 센서부를 통해 제 3 적외선 신호를 감지할 수 있다. 여기에서, 센서부는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이에 대하여는 도 10에서 자세히 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기는 감지된 제 3 적외선 신호의 좌표 값과 센서부의 기 설정된 좌표 값과의 오차를 계산할 수 있다.
단계(S407)에서, 무인 비행기는 감지된 제 3 적외선 신호의 좌표 값과 센서부의 기 설정된 좌표 값과의 오차 범위가 기 설정된 오차 범위 이내인지 여부를 판단할 수 있다.
단계(S408)에서, 단계(S407)을 통해, 오차 범위가 기 설정된 오차 범위 이내가 아닌 경우, 무인 비행기는 좌표 오차에 따른 무인 비행기의 위치를 조정할 수 있다.
단계(S409)에서, 단계(S407)을 통해, 오차 범위가 기 설정된 오차 범위 이내인 경우, 무인 비행기는 현재 위치가 목표하는 지점에 도달한 것으로 판단하여, 수직으로 하강하여 무인 비행기를 착륙시킬 수 있다.
단계(S410)에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 무인 비행의 착륙 여부를 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 반사체를 구비한 광원과 반사체를 구비하지 않은 광원의 방사 특성을 도시한 도면이다. 또한, 도 5의 (a)의 도면에서는 광원으로 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED)를 예시로 들어 설명하나 적외선 대역의 파장을 출력할 수 있는 다른 광원 역시 사용될 수 있음은 물론이다. 또한, 도 5의 (a)의 도면에서는 포물선 모양의 반사체(parabolic reflector)를 예로 들어 설명하나, 광원을 둘러싸고 있고, 발광하는 빛을 반사시킬 수 있는 다른 구조체 역시 사용될 수 있음은 물론이다.
도 5의 (a)의 그래프는 빛이 출력되는 각도에 따라 수직 축에 감지되는 빛의 정규화 세기(Normalized Intensity)를 데이터화한 그래프에 대응할 수 있다.
도 5의 (a)를 참조하면, 제 1 데이터(510)는 반사체를 구비하지 않은 LED의 각도에 따른 정규화 세기를 나타낸다. 보다 상세하게는, 제 1 데이터(510)는 반사체를 구비하지 않은 LED가 발광할 때, 빛이 출력되는 각도가 넓은 영역(-90도에서부터 +90도까지)에서 정규화 세기가 감지될 수 있다.
반면, 제 2 데이터(520)는 반사체를 구비한 LED의 각도에 따른 정규화 세기를 나타낸다. 이 경우, 제 1 데이터(510)와 달리, 반사체를 구비한 LED가 발광할 때, 빛이 출력되는 각도가 좁은 영역(-10도에서부터 +10도까지)에서만 정규화 세기가 감지될 수 있다.
즉, 도 5의 (a) 그래프를 본 발명의 일 실시예에 적용하면, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 광원부에 반사체를 구비함으로써 LED에서 출력하는 적외선 신호의 각도를 결정할 수 있다.
도 5의 (b)는 반사체를 구비한 광원부의 구조를 도시한 도면이다.
도 5의 (b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부는 광원(530) 및 반사체(540)를 포함할 수 있다. 여기에서, 광원(530)은 상술한 바와 같이 LED(530)를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서, 광원부는 반사체(540)를 이용하여 LED(530)가 방출하는 빛의 방향을 집중하여 조사하게 할 수 있다. 또한, 반사체(540)와 LED(530)가 형성하는 구조에 따라 출력되는 빛의 산란도를 다양하게 선택할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다. 이하, 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 도 6의 (a)는 반사체(610)와 LED(620)가 제 1 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 1 데이터(630)를 나타내는 그래프이며, 도 6의 (b)는 반사체(610)와 LED(620)가 제 2 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 2 데이터(640)를 나타내는 그래프이며, 도 6의 (c)는 반사체(610)와 LED(620)가 제 3 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 3 데이터(650)를 나타내는 그래프이다.
보다 상세하게는, 도 6의 (a)를 참조하면, 반사체(610)가 LED(620)와 기 설정된 거리 이상이 떨어져 있는 경우, LED(620)에서 방출된 빛이 반사체에 반사되지 않기 때문에, 반사체가 없는 경우와 마찬가지의 제 1 데이터(630) 값을 가질 수 있다.
또한, 도 6의 (b)를 참조하면, 반사체(610)가 LED(620)와 제 1 기 설정된 거리 범위 내의 구조를 갖는 경우, LED(620)에서 방출된 빛 중 일부 각도만이 반사체에 반사될 수 있기 때문에, 제 2 데이터(640) 값을 가질 수 있다.
마지막으로, 도 6의 (c)를 참조하면, 반사체(610)가 LED(620)와 제 2 기 설정된 거리 범위 내의 구조를 갖는 경우, LED(620)에서 방출된 모든 빛이 반사체에 반사되어, 제 3 데이터(650) 값을 가질 수 있다. 특히, 제 2 기 설정된 거리는 제 1 기 설정된 거리와 비교하여 더 짧을 수 있다.
즉, 반사체(610)와 LED(620)와의 구조에 따라 방출되는 빛의 각도가 달라짐에 따라 이를 수신할 수 있는 영역 역시 결정되게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이를 이용하여 다른 유도 거리를 갖는 적외선 신호 및 적외선 유도 신호 등을 생성할 수 있다.
또한, 반사체(610)와 LED(620)와의 구조를 변경하는 방법에 대하여는 이하 도 8에서 자세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 방사 특성을 도시한 도면이다. 여기에서, 도 7은 도 6과 달리 반사체가 아닌 렌즈를 사용하여 광원의 방사 특성을 설명하는 도면이다. 이하, 상술한 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 도 7의 (a)는 렌즈(710)와 LED(720)와의 거리가 h1인 제 1 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 1 데이터(730)를 나타내는 그래프이며, 도 7의 (b)는 렌즈(710)와 LED(720)와의 거리가 h2인 제 2 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 2 데이터(740)를 나타내는 그래프이며, 도 7의 (c)는 렌즈(710)와 LED(720)가 제 3 구조를 형성하는 경우에 대한 방사 특성 제 3 데이터(750)를 나타내는 그래프이다.
보다 상세하게는, 도 7의 (a)를 참조하면, 렌즈(710)가 LED(720)와 h1만큼의 거리를 유지하고 있는 경우, LED(720)에서 방출된 빛이 넓은 각도의 방향(-90도에서 +90도까지)으로 출력될 수 있기 때문에, 반사체가 없는 경우와 마찬가지의 제 1 데이터(730) 값을 가질 수 있다.
또한, 도 7의 (b)를 참조하면, 렌즈(710)가 LED(720)와 h2만큼의 거리를 유지하고 있는 경우, LED(720)에서 방출된 빛 중 일부 각도만이 출력될 수 있기 때문에, 제 2 데이터(740) 값을 가질 수 있다.
마지막으로, 도 7의 (c)를 참조하면, 렌즈(710)가 LED(720)와 h3만큼의 거리를 유지하고 있는 경우, LED(720)에서 방출된 빛이 일부 각도 방향보다 좁은 각도의 방향(-10도에서 +10도 사이의 각도)에서만 출력될 수 있기 때문에, 제 3 데이터(750) 값을 가질 수 있다. 특히, h3은 h2보다 길고, h2는 h1보다 긴 거리에 대응할 수 있다.
즉, 렌즈(710)와 LED(720)와의 구조에 따라 출력되는 빛의 각도가 달라짐에 따라 이를 수신할 수 있는 영역 역시 결정되게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 이를 이용하여 다른 유도 거리를 갖는 적외선 신호 및 적외선 유도 신호 등을 생성할 수 있다.
또한, 렌즈(710)와 LED(720)와의 구조를 변경하는 방법에 대하여는 이하 도 8에서 자세히 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다. 이하, 도 8의 실시예는 도 6의 실시예를 참조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 반사체(810) 또는 광원(820) 중 하나와 결합하여 반사체(810)와 광원(820)과의 거리를 조절하는 구동부(830)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 8의 (a) 내지 (c)는 구동부(830)가 광원(820)을 감싸고 있는 구조체(840)에 결합한 실시예를 설명하는 도면이고, 도 8의 (d) 내지 (f)는 구동부(830)가 반사체(810)에 결합한 실시예를 설명하는 도면이다. 이하, 광원(820)은 LED(820)를 예시로 들어 설명하도록 한다.
먼저, 도 8의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 도 8의 (a) 내지 (c)는 LED(820)를 둘러싸는 구조체(840)에 구동부(830)가 결합하여 반사체(810)와 특정 구조를 형성하는 광원부를 도시한다.
보다 상세하게는, 구동부(830)는 돌출 형성된 나선형의 형태로, LED(820)를 둘러싸는 구조체(840)에 나선 홈을 형성시켜 돌려서 끼울 수 있도록 한 것이다. 이에 따라, 구동부(830)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 LED(820)를 둘러싸는 구조체(840)가 상승 또는 하강함으로써 반사체(810)와 LED(820)가 형성하는 구조를 변화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 구동부(830)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 제어부의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 즉, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 광원부가 갖는 구조를 변형시켜 다른 유도 거리를 갖는 적외선 신호를 출력할 수 있다.
도 8의 (a)는 LED(820)를 둘러싼 구조체(840)가 구동부(830)의 상단에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 1 구조를 형성하며, 도 8의 (b)는 LED(820)를 둘러싼 구조체(840)가 구동부(830)의 중간에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 2 구조를 형성하며, 도 8의 (c)는 LED(820)를 둘러싼 구조체(840)가 구동부(830)의 하단에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 3 구조를 형성할 수 있다. 여기에서, 반사체(810)와 LED(820)가 상술한 구조를 형성할 때 갖는 방사 특성은 도 6에서 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 8의 (d) 내지 (f)를 참조하면, 도 8의 (d) 내지 (f)는 반사체(810)에 구동부(830)가 결합하여 LED(820)와 특정 구조를 형성하는 광원부를 도시한다.
보다 상세하게는, 구동부(830)는 돌출 형성된 나선형의 형태로, 반사체(810)에 나선 홈을 형성시켜 돌려서 끼울 수 있도록 한 것이다. 이에 따라, 구동부(830)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 반사체(810)가 상승 또는 하강함으로써 반사체(810)와 LED(820)가 형성하는 구조를 변화시킬 수 있다. 즉, 도 8의 (a) 내지 (c)에서 구동부(830)가 LED(820)를 둘러싼 구조체(840)에 결합하여 LED(820)와 반사체(810)의 구조를 변화시키는 반면, 도 8의 (d) 내지 (f)에서는 구동부(830)가 반사체(810)에 직접 결합하여 LED(820)와 반사체(810)의 구조를 변화시킬 수 있다.
도 8의 (d)는 반사체(810)가 구동부(830)의 상단에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 1 구조를 형성하며, 도 8의 (e)는 반사체(810)가 구동부(830)의 중간에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 2 구조를 형성하며, 도 8의 (f)는 반사체(810)가 구동부(830)의 하단에 위치하여 LED(820)와 반사체(810)의 거리가 도 6의 제 3 구조를 형성할 수 있다. 여기에서, 반사체(810)와 LED(820)가 상술한 구조를 형성할 때 갖는 방사 특성은 도 6에서 설명한 바와 동일하다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 광원부의 구조를 도시한 도면이다. 이하, 도 9의 실시예는 도 7 및 도 8의 실시예를 참조할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 렌즈(910) 또는 광원(920) 중 하나를 둘러싸는 구조체(940, 950)에 결합하여 렌즈(910)와 광원(920)과의 거리를 조절하는 구동부(930)를 더 포함할 수 있다. 이하, 도 9의 (a) 내지 (c)는 구동부(930)가 광원(920)을 감싸고 있는 제 1 구조체(940)에 결합한 실시예를 설명하는 도면이고, 도 9의 (d) 내지 (f)는 구동부(930)가 렌즈(910)를 감싸고 있는 제 2 구조체(950)에 결합한 실시예를 설명하는 도면이다. 이하, 광원(920)은 LED(920)를 예시로 들어 설명하도록 한다.
먼저, 도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 도 9의 (a) 내지 (c)는 LED(920)를 둘러싸는 제 1 구조체(940)에 구동부(930)가 결합하여 렌즈(910)와 특정 구조를 형성하는 광원부를 도시한다.
보다 상세하게는, 구동부(930)는 돌출 형성된 나선형의 형태로, LED(920)를 둘러싸는 제 1 구조체(940)에 나선 홈을 형성시켜 돌려서 끼울 수 있도록 한 것이다. 이에 따라, 구동부(930)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 LED(920)를 둘러싸는 제 1 구조체(940)가 상승 또는 하강함으로써 렌즈(910)와 LED(920)가 형성하는 구조를 변화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 구동부(930)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치의 제어부의 제어에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 즉, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 광원부가 갖는 구조를 변형시켜 다른 유도 거리를 갖는 적외선 신호를 출력할 수 있다.
도 9의 (a)는 LED(920)를 둘러싼 제 1 구조체(940)가 구동부(930)의 상단에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 1 구조를 형성하며, 도 9의 (b)는 LED(920)를 둘러싼 제 1 구조체(940)가 구동부(930)의 중간에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 2 구조를 형성하며, 도 9의 (c)는 LED(920)를 둘러싼 제 1 구조체(940)가 구동부(930)의 하단에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 3 구조를 형성할 수 있다. 여기에서, 렌즈(910)와 LED(920)가 상술한 구조를 형성할 때 갖는 방사 특성은 도 7에서 설명한 바와 동일하다.
또한, 도 9의 (d) 내지 (f)를 참조하면, 도 9의 (d) 내지 (f)는 렌즈(910)를 둘러싸는 제 2 구조체(950)에 구동부(930)가 결합하여 LED(920)와 특정 구조를 형성하는 광원부를 도시한다.
보다 상세하게는, 구동부(930)는 돌출 형성된 나선형의 형태로, 렌즈(910)를 둘러싸는 제 2 구조체(950)에 나선 홈을 형성시켜 돌려서 끼울 수 있도록 한 것이다. 이에 따라, 구동부(930)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴에 따라 렌즈(910)가 상승 또는 하강함으로써 렌즈(910)와 LED(920)가 형성하는 구조를 변화시킬 수 있다. 즉, 도 9의 (a) 내지 (c)에서 구동부(930)가 LED(920)를 둘러싼 제 1 구조체(940)에 결합하여 LED(920)와 렌즈(910)의 구조를 변화시키는 반면, 도 9의 (d) 내지 (f)에서는 구동부(930)가 렌즈를 둘러싼 제 2 구조체(950)에 결합하여 LED(920)와 렌즈(910)의 구조를 변화시킬 수 있다.
도 9의 (d)는 렌즈(910)를 둘러싼 제 2 구조체(950)가 구동부(930)의 상단에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 1 구조를 형성하며, 도 9의 (e)는 렌즈(910)를 둘러싼 제 2 구조체(950)가 구동부(930)의 중간에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 2 구조를 형성하며, 도 9의 (f)는 렌즈(910)를 둘러싼 제 2 구조체(950)가 구동부(930)의 하단에 위치하여 LED(920)와 렌즈(910)의 거리가 도 7의 제 3 구조를 형성할 수 있다. 여기에서, 렌즈(910)와 LED(920)가 상술한 구조를 형성할 때 갖는 방사 특성은 도 7에서 설명한 바와 동일하다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행기의 센서부에서 적외선 신호를 수신하는 방법을 도시한 도면이다. 이하, 도 10은 도 1을 참조하여 설명한다.
도 10을 참조하면, 무인 비행기(200)는 센서부(220)를 통해 외부의 다양한 신호를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기(200)는 센서부(220)를 통해 적외선 유도 신호를 감지한다. 여기에서, 센서부(220)는 이미지 센서(1000)를 포함하며, 이미지 센서(1000)는 신호를 수신하는 픽셀이 어레이되어 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서부(220)는 외부의 다양한 신호 중 적외선을 이용한 무인기 유도 장치가 출력한 적외선 신호를 감지한다. 이때, 센서부(220)는 모든 신호를 감지할 수 있으나 불필요한 신호라고 판단되는 경우 이를 무시한다. 예를 들어, 센서부(220)는 적외선 신호뿐만 아니라 태양광, 가시광선 또는 가로등 불빛 등 다양한 신호를 감지할 수 있으나, 적외선 신호를 제외한 나머지 신호는 노이즈(noise)로 판단하여 무시할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서부(220)는 적외선을 이용한 무인기 유도 장치로부터 감지한 적외선 신호(1010, 1020)를 다른 노이즈(noise)와 분리하여 수신한다. 보다 상세하게는, 적외선 신호(1010, 1020)가 이미지 센서(1000)를 통과하면 센서부(220)는 이를 신호(signal)로써 수신한다. 예를 들어, 적외선을 이용한 무인기 유도 장치로부터 출력된 적외선 신호(1010, 1020)는 외부에서는 단지 적외선 파장을 갖는 빛에 불과하지만, 이미지 센서(1000)를 통과하면서 식별 정보 및 위치 정보를 포함하는 신호가 될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 적외선 신호를 출력하는 방법을 도시한 도면이다. 이하, 도 11은 도 1을 참조하여 설명한다.
도 11을 참조하면, 무인 비행기(200)는 목표하는 착륙 지점(1100)으로부터 기 설정된 범위(1110) 이내로 진입하는 경우, 외부로 유도 개시 신호를 출력한다. 여기에서, 무인 비행기(200)는 목표하는 착륙 지점(1100)으로부터 기 설정된 범위(1110) 이내로 진입하는지 여부를 GPS 정보를 통해 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 무인 비행기(200)로부터 유도 개시 신호를 감지하면, 목표하는 착륙 지점(1100)을 나타내는 적외선 신호를 출력한다.
보다 상세하게는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(100)는 제 1 제어부(140)를 통해 광원부(120)가 적외선 신호(1120)를 출력하도록 제어한다. 이때, 광원부(120)는 적외선 신호(1120)를 출력할 수 있는 광원(예를 들어, 적외선 레이저 또는 LED 등)을 포함한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에 따라 무인 비행기의 위치를 조종하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 무인 비행기(200)는 적외선 신호(1200)를 수신하는 경우, 무인 비행기(200)의 위치를 조종한다.
보다 상세하게는, 무인 비행기(200)는 센서부(220)의 이미지 센서(1000)를 통해 제 1 신호(1200)를 감지한다. 이때, 제 1 신호(1200)는 적외선 신호인 것을 특징으로 한다. 또한, 제 1 신호(1200)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(미도시)로부터 출력된 적외선 유도 신호에 대응하며, 위치 정보를 포함한다. 또한, 제 1 신호(1200)는 무인 비행기(200)가 확인할 수 있는 식별 정보를 포함한다. 예를 들어, 무인 비행기(200)가 확인할 수 있는 식별 정보는 무인 비행기(200)의 식별 정보 또는 무인 비행기(200)의 목적지 정보 등에 대응한다.
본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기(200)는 감지한 제 1 신호(1200)가 무인 비행기(200)가 확인할 수 있고 올바른 식별 정보를 포함하는 경우, 제 1 신호(1200)를 유효한 신호로 판단한다.
무인 비행기(200)가 제 1 신호(1200)를 유효한 신호로 판단한 이후, 본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기(200)는 이미지 센서(1000)를 통해 감지된 제 1 신호(1200)가 이미지 센서(1000)의 기 설정된 위치(1210)로 수신되도록 무인 비행기(200)의 위치를 조종한다. 예를 들어, 기 설정된 위치(1210)는 이미지 센서(1000)의 정중앙에 대응한다. 즉, 무인 비행기(200)의 제 2 제어부(미도시)는 이미지 센서(1000)에서 감지된 제 1 신호(1200)가 이미지 센서(1000)의 기 설정된 위치(1210)에 수신되도록 무인 비행기(200)의 위치를 조종한다. 이를 통해, 무인 비행기(200)는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치(미도시)가 유도하는 목표 지점으로 움직이게 된다.
반면, 무인 비행기(200)는 제 2 신호(1220)를 감지할 수 있다. 이때, 제 2 신호(1220)는 무인 비행기(200)가 확인할 수 있는 식별 정보를 포함하고 있지 않거나 잘못된 식별 정보를 포함한다. 예를 들어, 제 2 신호(1220)는 의미 없는 광 신호에 대응하거나 다른 장치로부터 출력된 신호에 대응할 수 있다. 여기에서, 제 2 신호(1220)가 다른 장치로부터 출력된 신호인 경우, 제 2 신호(1220)는 무인 비행기(200)의 식별 정보 또는 무인 비행기(200)의 목적지 정보 등을 포함하지 않는다. 따라서, 무인 비행기(200)는 제 2 신호(1220)를 감지하더라도, 제 2 신호(1220) 내에 무인 비행기(200)의 식별 정보 또는 무인 비행기(200)의 목적지 정보 등이 포함되어 있지 않기 때문에 제 2 신호(1220)를 유효하지 않은 신호로 판단한다.
본 발명의 일 실시예에서, 무인 비행기(200)는 감지한 제 2 신호(1220)가 무인 비행기(200)가 확인할 수 없거나 잘못된 식별 정보를 포함하는 경우, 제 2 신호(1220)를 무시한다. 따라서, 무인 비행기(200)는 제 2 신호(1220)를 감지하더라도 제 2 신호(1220)를 기준으로 무인 비행기(200)를 조종하지 않는다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 대기 투과율 그래프를 도시한 도면이다.
적외선은 파장에 따라 근적외선, 단파장 적외선, 중파장 적외선, 장파장 적외선 및 원적외선으로 분류한다. 구체적으로, 근적외선(Near-infrared, NIR)은 파장 범위가 0.7~1.4μm이며, 단파장 적외선(Short-wavelength infrared, SWIR)은 파장 범위가 1.4~3μm이며, 중파장 적외선(Mid-wavelength infrared, MWIR)은 파장 범위가 3~5μm이며, 장파장 적외선(Long-wavelength infrared, LWIR)은 파장 범위가 8~14μm이며, 원적외선(Far-infrared, FIR) 15~1000μm으로 구분 가능하다.
도 13을 참조하면, 적외선의 파장에 따른 대기창(Atmospheric window, 지구 대기층에서 투과율이 큰 영역) 대역의 스펙트럼 분포를 나타낸다. 이를 참고하면, 적외선 신호가 대기의 영향을 최소로 받으며 무인 비행기에 도달하기 위하여는 대기창을 고려하여 투과율이 높은 적외선 광원이 필요하다.
이에 따라, 적외선의 파장이 2~2.4μm 또는 3.4~4.1μm일 때, 대기창의 투과율이 가장 높은 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호는 2~2.4μm 또는 3.4~4.1μm의 범위의 파장인 것을 특징으로 한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 출력하는 적외선 신호가 갖는 파장의 광원 및 밴드갭 에너지 그래프를 도시한 도면이다.
도 14의 (a)는 화합물 반도체의 발광 파장을 나타내는 도면이며, 도 14의 (b)는 다양한 화합물 반도체의 밴드갭 에너지를 나타내는 도면이다.
도 14의 (a)를 참조하면, 반도체 화합물의 종류에 따라 발광 파장의 범위가 다르게 나타난다. 예를 들어, 안티몬(Sb)을 기반으로 하는 반도체의 경우 중적외선의 파장을 발광하게 된다. 이러한 발광 파장은 밴드갭 에너지(Band gap energy)에 의해 결정된다.
도 13에서 상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치는 대기창을 고려할 때, 2~2.4μm 또는 3.4~4.1μm의 파장을 갖는 광원을 사용하는 것이 적합하다. 이하, 도 14의 (b)에서 밴드갭 에너지에 따라 다른 발광 파장을 갖는 화합물 반도체를 살펴본다.
도 14의 (b)를 참조하면, 갈륨-안티몬(GaSb)의 밴드갭 에너지는 약 1.7㎛의 발광 파장에 해당하며, 2~3㎛의 발광 파장을 얻기 위해서는 인듐갈륨비소안티모나이드(InGaAsSb)계 물질이 필요하다.
또한, 인듐비소(InAs)의 밴드갭 에너지는 약 3.4㎛의 발광 파장에 해당하며, 3~5㎛의 발광 파장을 얻기 위해서는 인듐비소안티모나이드(InAsSb)계 물질이 사용된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치에서 사용되는 광원은 인듐갈륨비소안티모나이드(InGaAsSb)계 물질 또는 인듐비소안티모나이드(InAsSb)계 물질이 사용될 수 있다.
한편, 상술한 도 2 내지 4에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2 내지 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 2 내지 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 2 내지 4에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템
100: 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치
110: 제 1 통신부
120: 광원부
130: 구동부
140: 제 1 제어부
200: 무인 비행기
210: 제 2 통신부
220: 센서부
230: 비행부
240: 제 2 제어부
100: 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치
110: 제 1 통신부
120: 광원부
130: 구동부
140: 제 1 제어부
200: 무인 비행기
210: 제 2 통신부
220: 센서부
230: 비행부
240: 제 2 제어부
Claims (13)
- 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 단계;
광원부에서 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계;
상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계;
상기 무인 비행기로부터 제 2 신호를 수신하는 단계;
상기 제 2 신호에 따라, 상기 광원부에서 제 2 적외선 유도 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제 2 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 적외선 유도 신호는 제 1 위치 정보를 포함하고, 상기 제 2 적외선 유도 신호는 제 2 위치 정보를 포함하며,
상기 제 2 위치 정보는 상기 제 1 위치 정보보다 짧은 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계는,
상기 광원부에 포함된 반사체가 상기 광원부에 포함된 광원과 제 1 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제 1 구조에 따라, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 결정하는 단계를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 광원부는 상기 반사체 또는 상기 광원 중 하나와 결합하여 상기 반사체와 상기 광원과의 거리를 조절하는 제 1 구동부를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 적외선 유도 신호를 생성하는 단계는,
상기 광원부에 포함된 렌즈가 상기 광원부에 포함된 광원과 제 2 구조를 형성하는 단계; 및
상기 제 2 구조에 따라, 상기 제 1 적외선 유도 신호를 결정하는 단계를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 광원부는 상기 렌즈 또는 상기 광원 중 하나와 결합하여 상기 렌즈와 상기 광원과의 거리를 조절하는 제 2 구동부를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 신호에 포함된 상기 무인 비행기의 식별 정보를 분석하는 단계; 및
상기 무인 비행기의 식별 정보가 기 설정된 식별 정보와 일치하는 경우, 상기 무인 비행기에게 상기 제 1 적외선 유도 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 무인 비행기에 포함된 센서부의 기 설정된 위치로부터 기 설정된 범위 밖에서 수신되는 경우, 상기 제 2 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 무인 비행기는 상기 제 1 적외선 유도 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 위치 정보를 기준으로 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 단계를 더 포함하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 단계는,
상기 무인 비행기에 포함된 센서부가 상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 센서부의 기 설정된 위치로 수신되도록 상기 무인 비행기의 위치를 조종하는 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 적외선 유도 신호는 2μm 내지 2.4μm 또는 3.4μm 내지 4.1μm의 범위의 파장인 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 방법. - 무인 비행기로부터 신호를 송수신하는 통신부;
적외선 신호를 출력하는 광원 및 상기 광원을 둘러싸는 반사체를 포함하는 광원부;
상기 광원과 상기 반사체의 구조를 결정하는 구동부; 및
제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 통신부를 통해 상기 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하는 경우, 상기 구동부를 통해 상기 광원과 상기 반사체가 제 1 구조를 형성하도록 제어하고,
상기 제 1 구조에 따라 상기 광원부를 통해 제 1 적외선 유도 신호를 생성하고 출력하도록 제어하고,
상기 통신부를 통해 상기 무인 비행기로부터 제 2 신호를 수신하는 경우, 상기 구동부를 통해 상기 광원과 상기 반사체가 제 2 구조를 형성하도록 제어하고,
상기 제 2 구조에 따라 상기 광원부를 통해 제 2 적외선 유도 신호를 생성하고 출력하도록 제어하며,
상기 제 2 적외선 유도 신호에 대응하는 비행경로는 상기 제 1 적외선 유도 신호에 대응하는 비행경로보다 짧은 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 장치. - 적외선 신호를 수신하는 센서부 및 모터와 결합하여 회전할 수 있는 적어도 하나의 프로펠러를 포함하는 무인 비행기; 및
상기 무인 비행기로부터 제 1 신호를 수신하고 상기 제 1 신호에 따라 상기 무인 비행기에게 제 1 적외선 유도 신호를 출력하며, 상기 무인 비행기로부터 제 2 신호를 수신하고 상기 제 2 신호에 따라 상기 무인 비행기에게 제 2 적외선 유도 신호를 출력하는 유도 장치를 포함하되,
상기 무인 비행기는 상기 제 1 적외선 유도 신호를 수신하는 경우, 상기 제 1 적외선 유도 신호가 상기 센서부의 기 설정된 위치로 수신되도록 상기 무인 비행기의 위치를 조종하며,
상기 무인 비행기는 상기 제 2 적외선 유도 신호를 수신하는 경우, 상기 제 2 적외선 유도 신호에 대응하는 비행경로로 비행하며,
상기 제 2 적외선 유도 신호에 대응하는 비행경로는 상기 제 1 적외선 유도 신호에 대응하는 비행경로보다 짧은 유도 거리를 갖는 것을 특징으로 하는, 적외선을 이용한 무인 비행기 유도 시스템.
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