KR102217918B1 - 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치는 드론의 착륙면을 구성하는 플레이트의 하측에 장착되어 기설정된 주기마다 상기 드론의 주변영상을 수집하는 카메라 센서부; T자 형상으로 마련되되, 수직 방향의 제1 프레임은 길이가 가변적으로 조절되고, 상기 제1 프레임의 일단은 수평 방향의 제2 프레임의 중심부에 결합되며, 상기 제1 프레임과 상기 드론을 결합시키는 연결부재가 마련되는 복수개의 랜딩기어; 상기 드론의 비행 및 이착륙 상태를 제어하되, 착륙시 상기 카메라 센서부로부터 촬영된 영상을 전달받아 상기 드론이 착륙할 지형 정보를 생성하고, 상기 생성된 지형 정보에 기초하여 상기 랜딩기어를 제어하는 랜딩기어 제어신호를 생성하는 데이터 처리부; 상기 데이터 처리부에서 생성된 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 랜딩기어의 각도 및 길이 중 적어도 어느 하나를 제어하는 랜딩기어 제어모듈; 및 기설정된 사용자 단말기로부터 입력된 상기 드론의 제어모드에 대응되는 신호를 상기 데이터 처리부로 전달하고, 비상상황 발생시 상기 사용자 단말기에 경고 신호를 전송하는 통신 모듈;을 포함한다.
Description
본 발명은 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산악지형이나 착지가 어려운 경사지형에서 드론의 랜딩기어를 제어하여 드론의 이륙 및 착륙을 제어하는 드론 이착륙 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
드론(Drone)은 무인 항공기라고도 불리며, 높은 고도에서 지상, 공중의 정보를 사용자의 위험 부담이 없고, 타인에게 노출될 위험 없이 용이하게 수집할 수 있다는 점에서 군사, 산업 등 다양한 면에서 각광 받고 있다.
최근에는 플랫폼 위주의 의미를 갖은 무인항공기 대신 동합된 체계임을 강조하기 위해 무인항공기체계(Unmanned Aircraft System, UAS)로도 표현되는데, 이는 목적과 용도에 따라 상이할 수 있으나 일반적으로 항공기의 기체에서 통신장비와 감지기 등의 임무장비를 탑재시킬 수 있는 비행체와, 통신에 의하여 비행체를 조종 및 통제할 수 있도록 설계된 통제장비, 감지기와 같이 임무를 위해 무인항공기에 탑재되는 임무장비, 무인항공기의 운용에 필요한 분석, 정비 등에 활용되는 지원 장비로 구성되어 하나의 시스템에 운용되는 장비이다.
오늘날의 무인항공기는 자신의 위치, 속도, 자세를 측정하고 주어진 임무에 맞는 최적의 경로를 스스로 생성하고, 이를 따라서 비행하며 자체적으로 고장을 진단하고 대응하는 매우 수준 높은 자유성을 가지고 있다.
이에 따라 무인항공기에 대한 세계적인 관심이 집중되고 있으며, 물자소송, 교통관제, 보안 등의 분야로 이용범위가 확대되고 있으나, 무인항공기에 대한 조종 교육이 미흡한 실정이며, 비상상황에 대해서 적절한 대응을 하지 못해 사고가 발생할 위험이 높다.
특히, 무인항공기가 이착륙할 때, 공중에서와 달리 지상에서는 위험요인이 더욱 많으며, 산악 지형이나 장애물이 많은 지상 상황과 같이 착륙면이 고르지 못한 경우, 그에 대응하여 신속히 대처하지 못해 무인항공기가 이착륙 도중 추락하는 사고가 발생할 수 있다.
또한, 무인항공기의 운영에 있어서 정확한 착륙 지점을 포착하지 못하여 무인항공기가 적절한 임무를 수행하지 못하거나 또는 분실, 파손되는 경우 또한 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 종래기술인 한국등록특허공보 제10-2152954호는 초음파 센서를 이용하여 드론이 수신부까지의 거리와 도달 시간을 산출하여 드론과 착륙패드 간의 위치간계가 실시간으로 산출되는 드록 착륙 제어방법 및 제어 시스템에 대하여 개시하고 있고, 한국공개특허공보 제10-2010-0133809호는 공중을 비행하는 무인 항공기를 네트를 이용하여 포획하거나 무선통신모듈을 이용하여 무인 항공기를 안전지대로 유인하는 무인항공기의 착륙 유도 장치 및 방법에 대하여 개시하고 있다.
본 발명은 카메라 센서를 이용하여 드론이 착륙할 지형을 촬영하고, 촬영된 지형 영상에 기초하여 드론이 이착륙 가능한지 여부를 판단함으로써, 드론의 이착륙면이 평지가 아닌 지형에서도 드론의 안전한 이착륙이 가능한 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 드론은 복수개의 랜딩기어를 포함하고, 랜딩기어 각각의 길이와 방향을 제어함으로써, 드론의 아밍각도를 일정하게 유지시킬 수 있는 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치는 드론의 착륙면을 구성하는 플레이트의 하측에 장착되어 기설정된 주기마다 드론의 주변영상을 수집하는 카메라 센서부, T자 형상으로 마련되되, 수직 방향의 제1 프레임은 길이가 가변적으로 조절되고, 제1 프레임의 일단은 수평 방향의 제2 프레임의 중심부에 결합되며, 제1 프레임과 드론을 결합시키는 연결부재가 마련되는 복수개의 랜딩기어, 드론의 비행 및 이착륙 상태를 제어하되, 착륙시 카메라 센서부로부터 촬영된 영상을 전달받아 드론이 착륙할 지형 정보를 생성하고, 생성된 지형 정보에 기초하여 랜딩기어를 제어하는 랜딩기어 제어신호를 생성하는 데이터 처리부, 데이터 처리부에서 생성된 랜딩기어 제어신호에 기초하여 랜딩기어의 각도 및 길이 중 적어도 어느 하나를 제어하는 랜딩기어 제어모듈 및 기설정된 사용자 단말기로부터 입력된 드론의 제어모드에 대응되는 신호를 데이터 처리부로 전달하고, 비상상황 발생시 사용자 단말기에 경고 신호를 전송하는 통신 모듈을 포함한다.
또한, 데이터 처리부는, 카메라 센서부로부터 수신된 영상에 기초하여, 드론이 착륙 가능 여부를 판단하되, 드론의 착륙 가능 여부 판단은 드론에 부여된 임무에 기초하여 결정되며, 드론이 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우와 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우로 구분되고, 드론이 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우, 카메라 센서부에서 수집된 영상을 사용자 단말기로 전송한 후, 사용자 단말기로부터 착륙 허가 신호가 수신된 경우에만 드론의 착륙 작업이 수행되며, 드론이 착륙할 위치는 탐색 임무에서 수집된 정보에 기초하여 결정되며, 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우, 드론이 착륙할 위치는 기설정된 명령에 포함되고, 드론이 착륙 가능한 지형으로 판단된 경우, 드론의 비행 모드를 착륙 모드로 변경시키고, 드론이 수직 방향으로 기설정된 기준고도까지 하강하면 드론을 호버링 상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 랜딩기어 제어모듈은, 데이터 처리부에서 생성된 랜딩기어 제어신호에 기초하여 랜딩기어의 길이 및 방향을 조절하고, 랜딩기어와 지면의 접촉 여부를 판단하며, 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 접하는 경우, 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하고, 산출된 각도가 기설정된 범위 내에 속하는 경우, 드론의 엔진을 정지시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 통신 모듈은, 사용자 단말기로부터 입력된 드론의 제어모드를 데이터 처리부로 전달하되, 제어모드는 카메라 센서부에서 수집된 영상에 기초하여 드론을 자동으로 제어하는 자동제어모드 및 사용자 단말기로부터 입력된 신호에 기초하여 드론을 제어하는 수동제어모드 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 난기류, 추락, 충돌, 방전 및 오작동 중 적어도 어느 하나에 대응되는 비상상황이 발생한 경우, 사용자 단말기에 비상상황의 정보를 포함하는 경고 신호를 전송하고, 드론의 제어모드를 수동제어모드로 즉시 변경시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법은 기설정된 사용자 단말기로부터 드론의 착륙 신호를 수신하는 단계, 카메라 센서부에서 기설정된 주기마다 수집된 영상에 기초하여 드론의 착륙 가능 여부를 판단하는 단계, 드론이 착륙 가능하다고 판단된 경우, 드론을 기설정된 기준 고도까지 수직 하강시킨 후 호버링 상태로 유지시키는 단계, 호버링 상태를 유지 중인 드론에 마련된 복수개의 랜딩기어의 길이 및 방향 중 적어도 어느 하나를 제어하되, 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 닿도록 순차적으로 제어하는 단계, 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 닿는 경우, 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하는 단계 및 산출된 각도가 기설정된 범위 내에 속하는 경우, 드론의 엔진을 정지시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어방법은 카메라 센서를 이용하여 드론이 착륙할 지형을 촬영하고, 촬영된 지형 영상에 기초하여 드론이 이착륙 가능한지 여부를 판단함으로써, 드론의 이착륙면이 평지가 아닌 지형에서도 드론의 안전한 이착륙이 가능한 효과가 있다.
또한, 드론은 복수개의 랜딩기어를 포함하고, 랜딩기어 각각의 길이와 방향을 제어함으로써, 드론의 아밍각도를 일정하게 유지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시례 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시례들을 참조하면 명확해질 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어를 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 장치의 랜딩기어의 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법의 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일실시례에 따른 드론 이착륙 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
<실시례 1>
도 1 내지 도 4를 참고하면, 드론 이착륙 제어 장치(100)는 카메라 센서부(110), 랜딩기어(120), 데이터처리부(130), 랜딩기어 제어모듈(140) 및 통신모듈(150)을 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 카메라 센서부(110)는 드론의 착륙면을 구성하는 플레이트의 하측에 장착되어 기설정된 주기마다 상기 드론의 주변영상을 수집하고, 상기 랜딩기어(120)는 T자 형상으로 마련되되, 수직 방향의 제1 프레임(121)은 길이가 가변적으로 조절되고, 상기 제1 프레임(121)의 일단은 수평 방향의 제2 프레임(122)의 중심부에 결합되며, 상기 제1 프레임(121)과 상기 드론을 결합시키는 연결부재(123)가 마련되고, 상기 데이터 처리부(130)는 상기 드론의 비행 및 이착륙 상태를 제어하되, 착륙시 상기 카메라 센서부(110)로부터 촬영된 영상을 전달받아 상기 드론이 착륙할 지형 정보를 생성하고, 상기 생성된 지형 정보에 기초하여 상기 랜딩기어(120)를 제어하는 랜딩기어 제어신호를 생성하고, 상기 랜딩기어 제어모듈(140)은 상기 데이터 처리부(130)에서 생성된 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 랜딩기어(120)의 각도 및 길이 중 적어도 어느 하나를 제어하며, 상기 통신모듈(150)은 기설정된 사용자 단말기로부터 입력된 상기 드론의 제어모드에 대응되는 신호를 상기 데이터 처리부(130)로 전달하고, 비상상황 발생시 상기 사용자 단말기에 경고 신호를 전송할 수 있다.
일례로, 상기 카메라 센서부(110)는 초음파 센서를 더 포함하여, 촬영 사각지대에 위치하는 장애물을 감지하고, 상기 초음파 센서에서 감지된 신호를 상기 데이터 처리부(130)로 전달하여 상기 드론이 장애물 회피하여 비행하도록 유도할 수 있다.
상기 데이터 처리부(130)는 카메라 센서부(110)로부터 수신된 영상에 기초하여, 상기 드론이 착륙 가능 여부를 판단하되, 상기 드론이 착륙 가능한 지형으로 판단된 경우, 상기 드론의 비행 모드를 착륙 모드로 변경시키고, 상기 드론이 수직 방향으로 기설정된 기준고도까지 하강하면 상기 드론을 제자리에서 비행하는 호버링 상태로 전환시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 데이터 처리부(130)에서 상기 드론의 착륙 가능 여부를 판단하여, 상기 드론이 착륙할 위치가 결정된 경우, 상기 드론은 상기 결정된 착륙 위치까지 이동한 후, 상기 기준고도인 0.3M까지 수직 하강하여 호버링 상태를 유지할 수 있다.
일례로, 상기 데이터 처리부(130)에서 상기 랜딩기어 제어신호가 생성되더라도 즉시 제어신호가 수행되지 않고, 상기 드론이 호버링 상태를 기설정된 시간(ex. 3초)동안 유지된 후에 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 드론의 착륙 작업이 수행될 수 있다.
한편, 상기 드론의 착륙 가능 여부 판단은 상기 드론에 부여된 임무에 기초하여 결정되되, 상기 드론이 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우와 상기 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우로 구분될 수 있으며, 상기 드론이 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우, 상기 카메라 센서부(110)에서 수집된 영상을 상기 사용자 단말기로 전송한 후, 상기 사용자 단말기로부터 착륙 허가 신호가 수신된 경우에만 상기 드론의 착륙 작업이 수행되며, 상기 드론이 착륙할 위치는 상기 탐색 임무에서 수집된 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
반면, 상기 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우, 상기 드론이 착륙할 위치는 상기 기설정된 명령에 포함될 수 있다.
보다 상게하게는, 호버링 상태를 유지하는 상기 드론은 상기 랜딩기어 제어모듈(140)에 의해 상기 드론의 착륙 작업이 수행되되, 상기 랜딩기어 제어모듈(140)은 상기 데이터 처리부(130)에서 생성된 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 랜딩기어(120)의 길이 및 방향을 조절할 수 있다.
일례로, 상기 랜딩기어(120)의 제1 프레임(121)은 내부가 비어있는 원통 형상으로 마련되어 내부에 보조 수직 프레임(124)이 삽입될 수 있고, 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 보조 수직 프레임(124)이 외부로 인출되어 상기 제1 프레임(121)의 길이가 연장될 수 있다.
또한, 상기 연결부재(123)는 내부를 관통하는 관통홀이 마련되고, 상기 제1 프레임(121)의 일단과 결합되는 보조 수평 프레임(125)을 더 포함하며, 상기 보조 수평 프레임(125)이 상기 연결부재(123)의 관통홀을 좌우로 이동하여 상기 드론의 랜딩 각도 및 방향을 조절할 수 있다.
일례로, 상기 연결부재(123)는 상면에 회전부재를 더 포함하여, 상기 연결부재의 상측에 결합되는 상기 드론을 회전시킬 수도 있다.
한편, 상기 랜딩기어 제어모듈(140)은 상기 랜딩기어(120)와 지면의 접촉 여부를 판단하며, 상기 복수개의 랜딩기어(120)가 모두 지면에 접하는 경우, 상기 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하고 상기 산출된 각도가 기설정된 범위 내에 속하는 경우 상기 드론의 엔진을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 4개의 상기 랜딩기어(120)를 이용하여 상기 드론이 착륙하는 경우, 기설정된 위치의 제1 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어하여 지면에 고정시킬 수 있다. 이후, 상기 제1 랜딩기어의 대각선 방향에 위치하는 제2 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어하여 지면에 고정시켜 상기 드론과 지면 사이의 각도변화를 최소한으로 유지시키고, 상기 제1 랜딩기어를 기준으로 시계 방향에 위치하는 제3 랜딩기어 및 상기 제3 랜딩기어의 대각선 방향에 위치하는 제4 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어하여 상기 드론을 지면에 고정시킬 수 있다.
이때, 상기 4개의 랜딩기어(120)가 모두 지면에 접촉하고, 상기 랜딩기어(120)가 움직임이 없는 상태로 유지되는 경우, 상기 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하고, 상기 산출된 각도가 0°이상 25°이하인 범위를 만족할 때, 상기 드론의 엔진을 정지시킬 수 있다.
한편, 통신 모듈(150)은 상기 사용자 단말기로부터 입력된 상기 드론의 제어모드를 상기 데이터 처리부(130)로 전달하되, 상기 제어모드는 상기 카메라 센서부(110)에서 수집된 영상에 기초하여 상기 드론을 자동으로 제어하는 자동제어모드 및 상기 사용자 단말기로부터 입력된 신호에 기초하여 상기 드론을 제어하는 수동제어모드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 자동제어모드는 상기 드론의 이착륙 위치, 비행 경로가 일정한 경우, 상기 이착륙 위치 및 상기 비행 경로를 포함하는 비행 정보가 기저장되어 상기 드론은 상기 비행 정보에 기초하여 자동비행을 수행하되, 상기 카메라 센서부(110)에서 수집된 영상 정보에 기초하여 비행 중 발생하는 급작스러운 장애물을 회피하고, 상기 이착륙 위치의 착륙면이 불안정한 경우, 상기 데이터 처리부(130)에서 판단된 상기 드론의 착륙 가능 지점 중 기저장된 상기 이착륙 위치와 가장 가까운 위치에서 착륙 작업이 수행될 수 있다.
반면, 상기 수동제어모드는 상기 드론의 이착륙 지점 및 비행 경로에 대한 모든 정보를 상기 사용자 단말기로부터 입력받고, 상기 입력된 신호에 기초하여 상기 드론이 제어될 수 있다.
한편, 이착륙 및 비행중인 상기 드론에 난기류, 추락, 충돌, 방전 및 오작동 중 적어도 어느 하나에 대응되는 비상상황이 발생한 경우, 상기 사용자 단말기에 상기 비상상황의 정보를 포함하는 경고 신호를 전송하고, 상기 드론의 제어모드를 상기 수동제어모드로 즉시 변경시킬 수 있다.
일례로, 상기 수동제어모드로 비행중인 드론이 장애물과의 충돌로 인한 비상상황이 발생한 경우, 상기 통신모듈(150)은 상기 사용자 단말기에 상기 경고 신호를 전송하되, 상기 드론의 현재 위치 정보 및 상기 충돌 영상을 함께 전송할 수 있다.
또한, 상기 드론에 발생한 비상상황이 해소된 경우, 상기 통신모듈(150)은 상기 사용자 단말기에 상기 드론에 발생한 비상상황이 해소되었다는 알림 신호를 전송할 수도 있다.
<실시례 2>
도 5 및 도 6을 참고하면, 드론 이착륙 장치의 제어 방법은 기설정된 사용자 단말기로부터 드론의 착륙 신호를 수신하는 단계(S100), 상기 드론의 착륙면을 구성하는 플레이트의 하측에 장착되어 기설정된 주기마다 상기 드론의 주변영상을 촬영하는 카메라 센서부에서 수집된 영상에 기초하여 상기 드론의 착륙 가능 여부를 판단하는 단계(S200), 상기 드론이 착륙 가능하다고 판단된 경우, 상기 드론을 기설정된 기준 고도까지 수직 하강시킨 후 호버링 상태로 유지시키는 단계(S300), 상기 호버링 상태를 유지 중인 드론에 마련된 복수개의 랜딩기어의 길이 및 방향 중 적어도 어느 하나를 제어하되, 상기 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 닿도록 순차적으로 제어하는 단계(S400) 상기 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 닿는 경우, 상기 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하는 단계(S500) 및 상기 산출된 각도가 기설정된 범위 내에 속하는 경우, 상기 드론의 엔진을 정지시키는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 드론이 착륙할 지점에 도착할 경우, 상기 드론의 착륙 신호를 대기(S110)하는 상태를 유지하고, 상기 드론 착륙 신호가 수신된 경우, 상기 카메라 센서부로부터 상기 드론이 착륙할 지점의 주변 영상을 촬영(S210)하고, 상기 촬영된 영상에 기초하여 상기 드론의 착륙 가능 여부를 판단(S220)하고, 상기 드론이 착륙 가능하다고 판단된 경우, 상기 드론을 착륙할 지점으로 수직 하강 비행(S310)시키되, 하강 비행한 상기 드론이 기설정된 기준고도(ex. 0.3M)를 만족하는지 여부를 판단(S320)하고, 상기 드론이 상기 기준고도까지 하강한 경우, 상기 드론을 호버링 상태로 3초 유지(S330)시킬 수 있다. 이후, 상기 드론의 착륙을 위해 기설정된 제1 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어(S410)하여 상기 제1 랜딩기어가 지면에 접촉하는 지 여부를 판단(S420)하고, 상기 제1 랜딩기어가 지면에 접촉하는 경우, 제2 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어(S430)하여 상기 제2 랜딩기어가 지면에 접촉하는지 여부를 판단(S440)하고, 상기 제2 랜딩기어가 지면에 접촉하는 경우, 제3 랜딩 기어의 길이 및 방향을 제어(S450)할 수 있다. 마찬가지로 상기 제3 랜깅 기어가 지면에 접촉하는지 여부를 판단(S460)하여 제4 랜딩기어의 길이 및 방향을 제어(S470)하고, 상기 제4 랜딩기어가 지면에 접촉하는지 여부를 판단(S480)할 수 있다.
따라서, 모든 랜딩기어가 지면에 접촉하는 경우, 상기 드론과 지면이 이루는 각도를 산출(S510)하고, 상기 드론과 지면이 이루는 각도가 0°이상 25°이하인 범위를 만족하는지 여부를 판단(S610)하여 만족하는 경우, 상기 드론의 엔진을 정지(S630)시켜 착륙 작업을 완료할 수 있다.
그러나, 상기 드론과 지면이 이루는 각도가 기설정된 범위를 만족하지 못하는 경우, 상기 랜딩기어 중 지면과 랜딩기어가 이루는 각도가 가장 높은 랜딩기어부터 길이 및 방향을 순차적으로 제어(S620)하여 상기 드론과 지면이 이루는 각도가 기설정된 범위를 만족하도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 효과에 따르면, 카메라 센서를 이용하여 드론이 착륙할 지형을 촬영하고, 촬영된 지형 영상에 기초하여 드론이 이착륙 가능한지 여부를 판단함으로써, 드론의 이착륙면이 평지가 아닌 지형에서도 드론의 안전한 이착륙이 가능한 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어방법이 제공될 수 있다.
또한, 드론은 복수개의 랜딩기어를 포함하고, 랜딩기어 각각의 길이와 방향을 제어함으로써, 드론의 아밍각도를 일정하게 유지시킬 수 있는 드론 이착륙 제어 장치 및 그 제어방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시례에 따른, 드론 이착륙 제어 방법은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 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 매체는 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.
이상과 같이 본 발명의 일실시례는 비록 한정된 실시례와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시례는 상기 설명된 실시례에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 일실시례는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110 : 카메라 센서부
120 : 랜딩기어 121 : 제1 프레임
122 : 제2 프레임
123 : 연결부재
124 : 보조 수직 프레임
125 : 보조 수평 프레임
130 : 데이터 처리부
140 : 랜딩기어 제어모듈
150 : 통신모듈
120 : 랜딩기어 121 : 제1 프레임
122 : 제2 프레임
123 : 연결부재
124 : 보조 수직 프레임
125 : 보조 수평 프레임
130 : 데이터 처리부
140 : 랜딩기어 제어모듈
150 : 통신모듈
Claims (5)
- 드론의 착륙면을 구성하는 플레이트의 하측에 장착되어 기설정된 주기마다 상기 드론의 주변영상을 수집하는 카메라 센서부;
T자 형상으로 마련되되, 수직 방향의 제1 프레임은 길이가 가변적으로 조절되고, 상기 제1 프레임의 일단은 수평 방향의 제2 프레임의 중심부에 결합되며, 상기 제1 프레임과 상기 드론을 결합시키는 연결부재가 마련되는 복수개의 랜딩기어;
상기 드론의 비행 및 이착륙 상태를 제어하되, 착륙시 상기 카메라 센서부로부터 촬영된 영상을 전달받아 상기 드론이 착륙할 지형 정보를 생성하고, 상기 생성된 지형 정보에 기초하여 상기 랜딩기어를 제어하는 랜딩기어 제어신호를 생성하는 데이터 처리부;
상기 데이터 처리부에서 생성된 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 랜딩기어의 각도 및 길이 중 적어도 어느 하나를 제어하는 랜딩기어 제어모듈; 및
기설정된 사용자 단말기로부터 입력된 상기 드론의 제어모드에 대응되는 신호를 상기 데이터 처리부로 전달하고, 비상상황 발생시 상기 사용자 단말기에 경고 신호를 전송하는 통신 모듈;을 포함하되,
상기 랜딩기어는,
상기 제1 프레임의 내부에 삽입되어 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 외부로 인출되는 보조 수직 프레임;
상기 제1 프레임의 타단과 결합되며 상기 연결부재의 내부에 마련된 관통홀을 좌우로 이동하는 보조 수평 프레임; 및
상기 연결부재의 상면에 마련되는 회전부재;를 더 포함하며,
상기 데이터 처리부는,
상기 카메라 센서부로부터 수신된 영상에 기초하여, 상기 드론이 착륙 가능 여부를 판단하되,
드론의 착륙 가능 여부 판단은 상기 드론에 부여된 임무에 기초하여 결정되며, 상기 드론이 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우와 상기 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우로 구분되고,
상기 드론이 상기 탐색 임무를 수행하고 착륙하는 경우, 상기 카메라 센서부에서 수집된 영상을 상기 사용자 단말기로 전송한 후, 상기 사용자 단말기로부터 착륙 허가 신호가 수신된 경우에만 상기 드론의 착륙 작업이 수행되며, 상기 드론이 착륙할 위치는 상기 탐색 임무에서 수집된 정보에 기초하여 결정되며,
상기 드론이 기설정된 명령에 따라 착륙하는 경우, 상기 드론이 착륙할 위치는 상기 기설정된 명령에 포함되고,
상기 드론이 착륙 가능한 지형으로 판단된 경우, 상기 드론의 비행 모드를 착륙 모드로 변경시키고, 상기 드론이 수직 방향으로 기설정된 기준고도까지 하강하면 상기 드론을 호버링 상태로 전환시키며,
상기 랜딩기어 제어모듈은,
상기 데이터 처리부에서 생성된 상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 상기 복수개의 랜딩기어의 길이 및 방향을 조절하되,
상기 랜딩기어 제어신호에 기초하여 기설정된 위치의 제1 랜딩기어가 지면에 고정된 경우, 상기 제1 랜딩기어의 대각선 방향에 위치하는 제2 랜딩기어의 길이 및 방향을 조절하고, 상기 제2 랜딩기어가 지면에 고정된 경우, 상기 제1 랜딩기어를 기준으로 시계방향에 위치하는 제3 랜딩기어의 길이 및 방향을 조절하고, 상기 제3 랜딩기어가 지면에 고정된 경우, 상기 제3 랜딩기어의 대각선 방향에 위치하는 제4 랜딩기어의 길이 및 방향을 조절하고,
상기 랜딩기어와 지면의 접촉 여부를 판단하며, 상기 복수개의 랜딩기어가 모두 지면에 접하는 경우, 상기 드론과 지면이 이루는 각도를 산출하고 상기 산출된 각도가 기설정된 범위 내에 속하는 경우 상기 드론의 엔진을 정지시키며,
상기 통신 모듈은,
상기 사용자 단말기로부터 입력된 상기 드론의 제어모드를 상기 데이터 처리부로 전달하되,
상기 제어모드는 상기 카메라 센서부에서 수집된 영상에 기초하여 상기 드론을 자동으로 제어하는 자동제어모드 및 상기 사용자 단말기로부터 입력된 신호에 기초하여 상기 드론을 제어하는 수동제어모드 중 적어도 어느 하나를 포함하고,
난기류, 추락, 충돌, 방전 및 오작동 중 적어도 어느 하나에 대응되는 비상상황이 발생한 경우, 상기 사용자 단말기에 상기 비상상황의 영상 정보 및 상기 드론의 위치 정보를 포함하는 경고 신호를 전송하고, 상기 드론의 제어모드를 상기 수동제어모드로 즉시 변경시키는 것을 특징으로 하는 드론 이착륙 제어 장치. - 삭제
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102321351B1 (ko) * | 2021-05-28 | 2021-11-04 | 주식회사 하나로티앤에스 | 드론용 통합 제어 시스템 |
| US20230013444A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-19 | Ford Global Technologies, Llc | Systems And Methods For Operating Drones In Proximity To Objects |
| CN116048113A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 内蒙古易飞航空科技有限公司 | 基于多传感器融合的无人机编队自主动态着陆回收系统 |
| KR20230072243A (ko) | 2021-11-17 | 2023-05-24 | ㈜시스테크 | 무인항공기 최적 착륙경로 설정 방법 |
| CN117163342A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-05 | 天津云圣智能科技有限责任公司 | 无人机起落架控制方法、装置及计算机存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013044399A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Swisscom Ag | Automatic flight mode |
| WO2014055269A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | The Boeing Company | Configuring landing supports for landing on uneven terrain |
| US8960600B2 (en) * | 2010-02-08 | 2015-02-24 | Raymond George Carreker | Variable surface landing platform (VARSLAP) |
| WO2016149545A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Amazon Technologies, Inc. | Adjustable landing gear assembly for unmanned aerial vehicles |
| KR20170044832A (ko) * | 2015-10-16 | 2017-04-26 | 주식회사 숨비 | 균형유지 기능이 구비된 드론용 이착륙 시스템 |
| KR20170120500A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 숭실대학교산학협력단 | 초음파 신호를 이용한 무인 항공기, 이의 착륙 유도 방법 및 그 기록매체 |
-
2020
- 2020-10-22 KR KR1020200137497A patent/KR102217918B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8960600B2 (en) * | 2010-02-08 | 2015-02-24 | Raymond George Carreker | Variable surface landing platform (VARSLAP) |
| WO2013044399A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Swisscom Ag | Automatic flight mode |
| WO2014055269A1 (en) * | 2012-10-04 | 2014-04-10 | The Boeing Company | Configuring landing supports for landing on uneven terrain |
| WO2016149545A1 (en) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | Amazon Technologies, Inc. | Adjustable landing gear assembly for unmanned aerial vehicles |
| KR20170044832A (ko) * | 2015-10-16 | 2017-04-26 | 주식회사 숨비 | 균형유지 기능이 구비된 드론용 이착륙 시스템 |
| KR20170120500A (ko) * | 2016-04-21 | 2017-10-31 | 숭실대학교산학협력단 | 초음파 신호를 이용한 무인 항공기, 이의 착륙 유도 방법 및 그 기록매체 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102321351B1 (ko) * | 2021-05-28 | 2021-11-04 | 주식회사 하나로티앤에스 | 드론용 통합 제어 시스템 |
| US20230013444A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-19 | Ford Global Technologies, Llc | Systems And Methods For Operating Drones In Proximity To Objects |
| US11797029B2 (en) * | 2021-07-19 | 2023-10-24 | Ford Global Technologies, Llc | Systems and methods for operating drones in proximity to objects |
| KR20230072243A (ko) | 2021-11-17 | 2023-05-24 | ㈜시스테크 | 무인항공기 최적 착륙경로 설정 방법 |
| CN116048113A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 内蒙古易飞航空科技有限公司 | 基于多传感器融合的无人机编队自主动态着陆回收系统 |
| CN116048113B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-08-18 | 内蒙古易飞航空科技有限公司 | 基于多传感器融合的无人机编队自主动态着陆回收系统 |
| CN117163342A (zh) * | 2023-10-27 | 2023-12-05 | 天津云圣智能科技有限责任公司 | 无人机起落架控制方法、装置及计算机存储介质 |
| CN117163342B (zh) * | 2023-10-27 | 2024-01-19 | 天津云圣智能科技有限责任公司 | 无人机起落架控制方法、装置及计算机存储介质 |
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