KR102274911B1 - 비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법 - Google Patents

비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리장치는, 비행장치 및 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장하는 저장부, 및 비행장치의 비행정보와 배터리의 상태정보를 비행장치로부터 수신하며, 수신한 비행정보 및 상태정보와 (기)저장한 상세정보를 근거로 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법{Apparatus for Managing Battery of Flight Device and Driving Method Thereof}
본 발명은 비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가령 드론교육원 등에서 다수의 드론에 대한 배터리를 체계적으로 관리하는 비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법에 관한 것이다.
최근 들어 드론에 대한 많은 관심이 집중되면서, 드론에 대한 보급률이 증대되고 , 관련 업체 중 드론교육원도 많이 생기고 있다. 통상 드론교육원에는 다수개의 드론이 있으며, 각 드론별도 고유한 배터리가 장착되며 배터리 1개를 장착하는 드론에서부터 배터리 2~6개가 각각 1세트(set)로 구성되어 장착되는 드론도 있다. 2개 이상 장착하는 배터리 경우는 각 배터리의 전압이 일정해야만 그 성능이 발휘되며 유지된다.
드론용 배터리는 드론의 비행시간과 매우 밀접한 관계가 있으므로 그 관리가 중요하다. 드론에 사용되는 배터리는 대부분 리튬폴리머 배터리이다. 리튬배터리는 통상 충전시 4.2V가 넘지 않게 주의하고, 사용에 적합한 전압은 셀당 4.2 ~ 4.3 V이다. 완전 충전시키면 내부에서 방전이 일어나 배터리 수명이 줄어든다. 비행이나 보관 중 완전 방전 또는 3V 이하로 전압이 떨어지면, 충전이 불가능할 수 있고, 충전이 되더라도 성능이 떨어지고, 수명이 줄어들게 된다. 따라서 비행중 3.5V 정도가 되면 기체를 착륙시켜, 배터리를 재충전해야 한다.
장시간 사용하지 않을 경우는 셀당 3.7 ~ 3.8 V 전압으로 보관해야 하며, 충전 사용 가능 횟수는 일반적으로 300회 정도이다. 또한, 배터리의 리튬은 폭발 위험 물질이라 고온다습한 곳은 반드시 피해 보관해야 하며, 사용시에도 온도를 잘 맞추어야 한다. 기온이 내려가는 겨울철에는 효율이 떨어지게 되고, 비행시간이 눈에 띄게 줄어들기 때문에 비행 전에 충전해서 따뜻하게 한 상태에서 비행을 하는 게 유리한 것으로 알려져 있다.
만약 배터리의 전압 관리가 제대로 시행되지 않았거나, 300회 이상 충.방전을 하면 배터리 가운데가 부풀어 오르는 스웰링(swelling) 현상이 나타난다. 스웰링 현상이 나타나면, 폐기하고 교체해야 한다. 사용할 경우 자칫 비행 중에 추락의 원인이 된다.
이러한 드론용 배터리는 그 관리에 있어서 매우 중요한 것이어서 일반적으로 드론용 컨트롤러 또는 스마트 장치를 이용해서 장착된 배터리에 대한 성능이 표시되도록 하여 사용자에게 정보를 제공하고 있다. 하지만, 이러한 정보는 반드시 드론에 배터리가 장착된 상태에서만 정보를 볼 수 있어 체크가 가능하여, 현재의 상태에 대한 정보만을 제공하므로 누적된 과거 사용 경력 등을 확인할 수 없는 문제가 있다.
드론을 사용하고 있는 업체, 기관, 교육원 등에서는 각 드론 장치에 대한 관리뿐만 아니라 드론 배터리에 대한 관리도 매우 중요하지만, 이러한 드론 배터리에 대한 관리는 전혀 이루어지고 있지 않은 상태이며 현재로서는 드론에 연결된 상태에서만 확인할 수 있는 정도여서 체계적인 드론용 배터리 관리 시스템에 대한 필요성이 제기되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1816803호(2018.01.03) 한국등록특허공보 제10-1983986호(2019.05.24) 한국등록특허공보 제10-1837739호(2018.03.06)
본 발명의 실시예는, 가령 드론교육원 등에서 다수의 드론에 대한 배터리를 체계적으로 관리하는 비행장치의 배터리관리장치 및 그 장치의 구동방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리장치는, 비행장치 및 상기 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장하는 저장부, 및 상기 비행장치의 비행정보와 상기 배터리의 상태정보를 상기 비행장치로부터 수신하며, 상기 수신한 비행정보 및 상기 상태정보와 상기 저장한 상세정보를 근거로 상기 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지하는 제어부를 포함한다.
상기 저장부는, 상기 상세정보로서 상기 비행장치 및 상기 배터리의 제조일자와 관련한 상세사항을 적어도 포함하며 저장하며, 상기 제어부는 상기 저장한 제조일자의 상세정보 및 상기 비행장치의 총비행시간을 근거로 상기 배터리의 교체 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 교체 여부를 판단하기 위하여 상기 배터리의 상태정보를 근거로 측정되는 충전횟수 및 방전횟수를 더 고려할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 배터리의 상태정보를 근거로 배터리 온도상승, 충전시 전압강하 또는 충전시 충전속도의 감소가 감지될 때 상기 배터리의 불량, 교체 또는 수리 여부를 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 비행장치의 비행 완료시 상기 배터리의 방전이 필요할 때 방전지시명령을 상기 관리자에게 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리장치의 구동방법은, 비행장치 및 상기 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장부에 저장하는 단계, 및 제어부가, 상기 비행장치의 비행정보와 상기 배터리의 상태정보를 상기 비행장치로부터 수신하며, 상기 수신한 비행정보 및 상기 상태정보와 상기 저장한 상세정보를 근거로 상기 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지하는 단계를 포함한다.
상기 저장하는 단계는, 상기 상세정보로서 상기 비행장치 및 상기 배터리의 제조일자와 관련한 상세사항을 적어도 포함하며 저장하며, 상기 구동방법은, 상기 저장한 제조일자의 상세정보 및 상기 비행장치의 총비행시간을 근거로 상기 배터리의 교체 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 배터리의 교체 여부를 판단하기 위하여 상기 배터리의 상태정보를 근거로 측정되는 충전횟수 및 방전횟수를 더 고려할 수 있다.
상기 구동방법은, 상기 배터리의 상태정보를 근거로 배터리 온도상승, 충전시 전압강하 또는 충전시 충전속도의 감소가 감지될 때 상기 배터리의 불량, 교체 또는 수리 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 구동방법은, 상기 비행장치의 비행 완료시 상기 배터리의 방전이 필요할 때 방전지시명령을 상기 관리자에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 가령 드론의 경우 비행시간, 비행횟수, 외부 기온 등을 종합적으로 고려하여 배터리를 관리하여 최적의 환경에서 드론 운행이 이루어지도록 할 수 있을 것이다.
또한, 드론 교육을 실시하는 드론교육원의 경우 다수의 드론에 장착되는 배터리를 체계적으로 관리할 수 있게 될 것이다.
나아가, 드론의 배터리에 대한 관리 유형을 판단하여 비정상 동작이 감지되는 경우 비정상 동작을 알리고, 또한 사유도 함께 제공할 수 있게 됨으로써 배터리 관리가 매우 수월해질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리시스템을 나타내는 도면,
도 2는 비행장치의 배터리 관리 화면을 예시한 도면,
도 3은 도 1의 드론비행체의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 4는 도 1의 배터리관리장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램,
도 5는 도 4의 배터리관리부의 세부구조를 예시한 블록다이어그램, 그리고
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 구동과정에 대한 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리시스템을 나타내는 도면이며, 도 2는 비행장치의 배터리 관리 화면을 예시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 배터리관리시스템(90)은 드론비행체(혹은 비행장치)(100), 통신망(110), 배터리관리장치(120) 및 관리자 단말장치(130)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 통신망(110)과 같은 일부 구성요소가 생략되어 드론비행체(100)와 배터리관리장치(120)가 다이렉트 통신(예: P2P 통신)을 수행하거나 배터리관리장치(120)의 일부 또는 전부가 통신망(110)을 구성하는 네트워크장치(예: 무선교환장치 등)에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
드론비행체(100)는 가령 드론교육원에 구비되는 다수의 드론을 포함할 수 있다. 드론비행체(100)는 본 발명의 실시예에 따라 비행장치 또는 무인비행체 등 다양하게 명명될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에서는 드론에 특별히 한정하지는 않을 것이며, 설명의 편의상 드론을 가정하여 설명한다. 최근 드론에 대한 많은 관심이 집중되면서 드론에 대한 보급률이 증가하고 있으며, 시중에 출시되는 드론의 종류 또한 다양하다. 각 드론은 제조사 등에 따라 고유한 배터리가 장착되며, 장착되는 배터리의 종류나 개수에 있어서도 많은 차이가 있다. 따라서, 드론교육원과 같이 많은 드론을 취급하는 곳에서는 이러한 배터리의 관리가 곧 드론의 성능이나 교육의 품질 측면에서 매우 중요하게 평가될 수 있을 것이다.
또한, 시중에 판매되는 드론은 그 기능이나 성능 등에 있어서도 다양할 수 있기 때문에 드론교육원은 교육생들이 다양한 드론을 취급할 수 있도록 교육하게 되며, 이를 위하여 드론교육원은 서로 다른 종류의 드론을 비치할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 드론비행체(100)는 본 발명의 실시예에 따라 초기 동작시에 배터리관리장치(120)와 동작을 수행하기 위한 일종의 페어링(pairing) 동작을 수행할 수 있다. 서로 장치를 등록시키기 위한 동작을 수행하는 것이다. 이를 위하여 드론비행체(100)는 본 발명의 실시예에 따른 서비스를 진행하기 위하여 별도의 프로그램을 제공받아 실행하거나 동작 초기에 관련 프로그램 또는 어플리케이션(이하, 앱)을 다운로드받아 설치한 후 동작할 수 있다. 예를 들어, 교육원에서는 드론비행체(100)의 초기 구입시 컴퓨터 등의 관리자단말장치(130)에 연결하여 관련 프로그램을 이이피롬(EEPROM)의 형태로 저장한 후 실행시킬 수 있다. 물론 저장매체(예: USB 등)를 사용하여도 무관하다.
상기의 동작에 따라 드론비행체(100)는 최초 운행시 또는 전원이 온되는 시점에 통신망(110)을 통해 드론비행체(100)에 대한 상세정보를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있다. 여기서, 상세정보는 관리자가 일일이 컴퓨터에 접속하여 배터리관리장치(120)에 저장시키는 것도 가능하고, 또 포털업체의 서버에 접속하여, 또는 해당 드론비행체(100)의 제조사가 운영하는 홈페이지 등에 접속하여 상세정보를 제공받을 수도 있지만, 본 발명의 실시예에서는 번거로움을 줄이기 위해 드론비행체(100)에서 초기 동작시에 제공하는 것이 바람직하다.
물론 드론비행체(100)는 배터리가 교체되는 경우, 내부에 저장되어 있는 배터리의 식별정보 등과 비교하여 배터리가 교체되었다는 것을 인식하게 되고, 따라서, 이러한 배터리의 교체가 있는 경우에도 배터리의 관련 정보를 배터리관리장치(120)로 전송해 주게 된다. 앞서 언급한 바 있는 상세정보는 드론이나 배터리와 관련한 구매일자, 생산일자, 생산자, 구매처 등과 같은 정보를 포함한다. 이외에도 제품과 관련되는 데이터시트(data sheet)와 같은 상세사항을 포함할 수도 있다. 이러한 상세정보는 배터리의 비정상 동작, 더 정확하게는 관리유형을 판단하거나 예측하기 위해 사용될 수 있다. 다시 말해, 배터리의 불량, 교체, 수리 등을 판단하기 위하여 상세정보가 활용될 수 있는 것이다. 제조일자를 근거로 배터리의 수명이 오래된 경우에는 배터리의 교체를 관리자에게 요청할 수 있는 것이다.
드론비행체(100)는 내부적으로 특정 이벤트가 발생할 때, 관련 정보를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있다. 여기서, 특정 이벤트는 배터리의 관리 측면에서 필요한 정보는 모두 포함할 수 있다. 다시 말해, 배터리의 동작에서부터 배터리의 수명에 이르기까지 많은 정보를 포함할 수 있다. 대표적으로 드론비행체(100)는 드론의 비행과 관련한 비행정보를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있고, 배터리의 충전이나 방전과 관련한 정보를 전송할 수 있으며, 충전이나 방전시에 감지되는 센싱정보가 배터리관리장치(120)로 전송될 수 있다.
드론비행체(100)는 단순히 배터리관리를 위해서만 관련 정보를 전송하는 것이 아니라, 드론비행체(100)의 불량, 교체 및 수리와 관련한 정보도 전송할 수 있다. 예를 들어, 드론비행체(100)와 관련해서는 배터리의 문제도 발생할 수 있지만, 비행체 자체의 문제가 발생할 수도 있기 때문이다. 따라서, 배터리관리장치(120)는 배터리의 문제를 먼저 진단하고, 배터리 문제로 판단되지 않을 때, 드론비행체(100)의 문제인지 판단하거나 판단하라도 관리자에게 통지할 수 있는 것이다.
이러한 의미에서 드론비행체(100)에서 제공하는 정보는 다양할 수 있으며, 특히 주변 사물(예: 새)과의 충돌이 있는 경우에는 충격센서를 통해 이를 감지하여 센싱정보를 제공할 수 있다. 또는 드론비행체(100)가 운행하는 고도의 온도를 측정하여 온도정보를 전송할 수도 있다. 이외에도 드론비행체(100)는 운행기록 데이터를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있으며, 이의 과정에서 발생하는 이벤트에 대한 정보를 전송할 수도 있는 것이다.
드론비행체(100)는 운행이 완료된 이후에도 가령 교육관이나 교육생이 드론비행체(100)의 전원을 오프시키는 경우, 바로 전원을 오프시키는 것이 아니라 배터리 등의 상태를 진단한 후 관련 정보를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있다. 대표적으로 비행시간이나 배터리 등과 같은 정보를 전송할 수 있을 것이다. 배터리관리장치(120)로 상시적인 상태를 확인해 주기 위하여 드론비행체(100)는 대기(standby) 전력 상태로 전환하여 통신모듈이나, 보조 CPU와 같은 최소한의 자원만 동작시킬 수도 있다. 이를 통해 드론비행체(100)의 상시적인 관리가 이루어질 수 있을 것이다.
드론비행체(100)는 운행 초기나 운행이 완료되면, 배터리의 잔량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 센서를 통해 단위 구간을 통과하는 전하량 즉 전류를 측정하여 배터리의 잔량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 전류의 속도나 전위를 측정하게 되면 배터리의 잔량을 측정할 수도 있다.
또한, 드론비행체(100)는 충전부를 통해 충전기가 꽂히거나 방전부를 통해 방전을 위한 수단(예: 스위칭소자)이 접속하는 경우 이를 감지하여 충전 중이라는 것과 방전 중이라는 것을 감지할 수 있다. 물론 이러한 동작은 드론비행체(100)에 구성되는 CPU나 MPU와 같은 제어부에서 이를 전반적으로 관리할 수 있다.
드론비행체(100)는 물론 리모트컨트롤러 즉 원격제어장치와 같은 제어장치를 포함한다. 드론 교육을 수행하기 위해 드론교육원의 교육생들은 제어장치를 이용하여 드론비행체(100)의 동작 및 비행을 제어한다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 드론비행체(100)는 제어장치에 의해 운행되는 운행기록 데이터를 생성하고, 관련 기록 데이터는 가령 비행 완료 후 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있다.
통신망(110)은 유무선 통신망을 모두 포함한다. 가령 통신망(110)으로서 유무선 인터넷망이 이용되거나 연동될 수 있다. 여기서 유선망은 케이블망이나 공중 전화망(PSTN)과 같은 인터넷망을 포함하는 것이고, 무선 통신망은 CDMA, WCDMA, GSM, EPC(Evolved Packet Core), LTE(Long Term Evolution), 와이브로(Wibro) 망 등을 포함하는 의미이다. 물론 본 발명의 실시예에 따른 통신망(110)은 이에 한정되는 것이 아니며, 차세대 이동통신 시스템의 접속망으로서 가령 클라우드 컴퓨팅 환경하의 클라우드 컴퓨팅망, 5G망 등에도 사용될 수 있다. 가령, 통신망(110)이 유선 통신망인 경우 통신망(110) 내의 액세스포인트는 전화국의 교환국 등에 접속할 수 있지만, 무선 통신망인 경우에는 통신사에서 운용하는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)에 접속하여 데이터를 처리하거나, BTS(Base Station Transmission), NodeB, e-NodeB 등의 다양한 중계기에 접속하여 데이터를 처리할 수 있다.
통신망(110)은 액세스포인트를 포함할 수 있다. 액세스포인트는 건물 내에 많이 설치되는 펨토(femto) 또는 피코(pico) 기지국과 같은 소형 기지국을 포함한다. 여기서, 펨토 또는 피코 기지국은 소형 기지국의 분류상 드론비행체(100)를 최대 몇 대까지 접속할 수 있느냐에 따라 구분된다. 물론 액세스포인트는 드론비행체(100)와 지그비 및 와이파이 등의 근거리 통신을 수행하기 위한 근거리 통신 모듈을 포함한다. 액세스포인트는 무선통신을 위하여 TCP/IP 혹은 RTSP(Real-Time Streaming Protocol)를 이용할 수 있다. 여기서, 근거리 통신은 와이파이 이외에 블루투스, 지그비, 적외선(IrDA), UHF(Ultra High Frequency) 및 VHF(Very High Frequency)와 같은 RF(Radio Frequency) 및 초광대역 통신(UWB) 등의 다양한 규격으로 수행될 수 있다. 이에 따라 액세스포인트는 데이터 패킷의 위치를 추출하고, 추출된 위치에 대한 최상의 통신 경로를 지정하며, 지정된 통신 경로를 따라 데이터 패킷을 다음 장치, 예컨대 배터리관리장치(120)나 관리자 단말장치(130)로 전달할 수 있다. 액세스포인트는 일반적인 네트워크 환경에서 여러 회선을 공유할 수 있으며, 예컨대 라우터(router), 리피터(repeater) 및 중계기 등이 포함된다.
배터리관리장치(120)는 드론교육원에서 운영되는 다수의 드론비행체(100)뿐 아니라, 개인이 관리하는 드론에 대한 배터리 관리도 수행할 수 있다. 다시 말해, 전국의 드론에 대한 배터리 등의 관리를 위한 서비스를 제공하되, 그 일환으로서 드론교육원에 대한 드론을 관리할 수도 있다. 이를 위하여, 배터리관리장치(120)는 서비스를 제공하기 위해 개인회원과 기업회원으로 구분한 후, 이에 따라 회원가입을 받아 서비스를 제공할 수도 있다. 다시 말해, 본 발명의 실시예에 따른 배터리관리장치(120)는 드론교육원에 국한하여 서비스를 제공할 수도 있지만, 범용적으로 서비스를 제공할 수도 있는 것이다. 이에 따라 가입자별로 도 2에서와 같은 배터리관리화면을 제공할 수도 있을 것이다.
배터리관리장치(120)는 드론비행체(100)에 대한 배터리관리서비스 물론 그것에 한정하는 것은 아니지만, 이를 위하여 배터리를 포함하는 드론비행체(100)와 관련한 상세정보를 DB(120a)에 저장한 후, 저장한 상세정보와 드론비행체(100)에서 비행 운행시 제공하는 운행기록 데이터를 근거로 배터리의 비정상 동작, 더 정확하게는 관리 유형으로서 가령 불량, 교체 및 수리 등을 판단하여 이를 관리자 단말장치(130)를 통해 관리자에게 통지할 수 있다. 물론 개인 소유자의 경우에는 개인 소유자의 메일이나 스마트폰 등을 통해 통지해 줄 수도 있을 것이다. 앱을 이용한 알림 형태이어도 무관하다.
서비스를 제공하기 위한 드론비행체(100)와 관련한 상세정보를 수집하기 위하여 배터리관리장치(120)는 다양한 방법을 사용할 수 있다. 물론 이러한 상세정보의 수집은 시스템 설계자가 어떠한 방식으로 동작하도록 설계하였는지에 따라 상이하게 동작할 수 있다. 가령, 배터리관리장치(120)가 드론비행체(100)를 제조하는 제조사의 운영서버와 연계되어 있는 경우, 또는 해당 제품을 판매하는 판매사의 운영서버나, 포털 업체의 운영서버와 연동되어 있는 경우, 고객별로 소유하는 드론비행체(100)를 등록하는 경우, 해당 상세정보가 자동으로 수집되어 DB(120a)에 저장될 수 있다. 물론 수집된 상세정보의 데이터는 본 발명의 실시예에 따른 목적에 맞게 가공, 가령 필터링되어 저장 및 관리될 수 있을 것이다.
또한, 배터리관리장치(120)는 다른 방법으로서, 관리자가 본 발명의 실시예에 따른 드론비행체(100)에 상세정보를 수집하기 위한 프로그램을 저장시킨 후 해당 프로그램을 실행시켜서, 또는 배터리관리장치(120)에 드론비행체(100)가 등록되면 배터리관리장치(120)가 해당 드론비행체(100)와 통신을 수행하여 드론비행체(100)로부터 내부 메모리에 저장되어 있는 상세정보를 제공받아 DB(120a)에 저장시키는 것이다. 앞서의 방법과 비교해 보면, 상세정보를 드론비행체(100)가 직접 제공한다는 점에서 차이가 있다고 볼 수 있다. 드론비행체(100)는 최초 운행을 시작할 때, 다시 말해 제품을 오픈한 후 처음 비행을 시작하게 될 때, 배터리관리장치(120)와 정보를 서로 등록시키는 페어링 동작, 혹은 동기화 동작 등을 수행하면서 상세정보를 전송해 줄 수 있을 것이다.
물론 이러한 과정에서 배터리관리장치(120)는 다수의 개인이나 특정 기업을 구분하기 위하여 별도의 식별코드 즉 고유관리코드를 부여할 수 있으며, 이는 드론교육원과 같은 고객을 식별하기 위한 정보라 볼 수 있다. 물론 그러한 정보는 아이디 정보가 될 수도 있다. 이러한 아이디와 같은 고유관리코드를 통해 각 개인이나 기업에서 소유하는 드론비행체(100)를 분류하여 체계적으로 관리할 수 있다. 가령, 드론교육원에 aaaabbb라는 코드가 부여되거나 아이디정보가 사용되는 경우, 해당 정보에 드론교육원에서 취득하는 드론비행체(100)를 가령 식별정보에 근거하여 분류하고 분류된 드론비행체(100)의 식별정보를 근거로 상세정보 등을 매칭시켜 저장할 수 있을 것이다. 즉 고객정보, 드론비행체(100)의 식별정보, 또 드론비행체(100)의 상세정보나 비행기록 데이터 등을 매칭시켜 저장할 수 있을 것이다.
배터리관리장치(120)는 드론비행체(100)가 운행하고 운행을 종료할 때, 또 배터리 충전이나 방전이 이루어질 때, 이에 관련되는 데이터를 수신하여, 상세정보나 기설정된 값을 근거로 배터리의 관리 유형 혹은 비정상 상태를 판단할 수 있다. 예를 들어, 충전횟수가 500회 정도가 되면 배터리 교체를 관리자에게 요청하는 것이다. 또한, 온도센서 등을 통해 배터리의 온도를 측정한 결과 온도가 상승하거나 충전시 전압이 떨어지거나 충전이 느려지거나 하는 동작을 감지해 배터리의 비정상을 판단하고, 방전이 필요한 시점에서는 배터리의 방전이 필요하다는 사실을 관리자에게 통지한다. 또한, 비행횟수나 시간도 점검하여 배터리의 교체 등을 통지해 줄 수 있다.
또한, 배터리관리장치(120)는 좀더 정확한 측정을 위하여, 다시 말해 드론비행체(100)에 사용되는 배터리의 종류에 따라 비정상의 통지는 달라질 수 있으므로, 배터리관리장치(120)는 이를 위해 상세정보를 활용할 수 있다. 다시 말해, 똑같은 비행횟수와 비행시간을 갖는다 하더라도 배터리의 종류나 배터리의 개수에 따라 즉 드론비행체(100)의 종류에 따라 그 기준은 상이할 수 있다. 따라서, 배터리관리장치(120)는 드론비행체(100)의 특성을 고려하여 비정상 여부를 판단하는 것이다.
배터리관리장치(120)는 서비스 화면을 통해 도 2에서와 같은 화면을 제공할 수 있다. 물론 도 2는 교육원의 배터리 관리를 예시한 것이다. 화면의 구성은 다양한 형태로 제공될 수 있으며, 배터리관리장치(120)는 서비스화면을 통해 드론비행체(100)의 배터리 관리가 한눈에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 배터리관리장치(120)는 가령 배터리의 비정상 동작이 감지될 때, 도 2에서와 같이 말풍선 등의 형태로 특정 배터리, 더 정확하게는 드론비행체(100)에 대하여 배터리를 교체해 줄 것을 요청하고, 교체 사유에 따라 판단 결과를 보여줄 수도 있다.
예를 들어, 배터리관리장치(120)는 드론교육원에서 사용하는 드론비행체(100)가 리튬폴리머 배터리를 사용하는 것으로 판단되고, 현재 기온이 내려가는 겨울철이라 판단되면 배터리의 효율이 떨어지므로 이를 감안하여 비행전에 충전 등을 통해 비행체나 배터리를 따뜻하게 한 상태에서 비행을 하도록 하는 것이다. 물론 이를 위하여 배터리관리장치(120)는 해당 드론비행체(100)가 동작을 시작할 때, 원격제어하거나 관련 사실을 관리자에게 통지할 수 있다.
또한, 어떠한 드론비행체(100)의 경우에는 가령 충전시 4.2V가 넘지 않아야 하고, 또 3V 이하로도 전압이 떨어지지 않아야 하는 경우도 있다. 따라서, 배터리관리장치(120)는 현재 운행하려는 드론비행체(100)의 배터리 잔량이나 노후 상태 등을 종합적으로 고려하여 관리 유형이나 비정상 동작에 대비하여 적절히 대처할 수 있다. 예를 들어, 해당 드론비행체(100)와 관련한 데이터는 주기적으로 수집하거나 또는 그동안 수집된 데이터를 근거로 해당 기종의 드론비행체(100)에 대한 예측 동작을 수행할 수 있다. 가령, 인공지능(Al) 프로그램의 딥러닝 동작을 통해 미래에 발생할 수 있는 비정상 동작에 대한 예측을 수행할 수 있기 때문에, 예측되는 정보를 관리자에게 통지해 줄 수도 있을 것이다.
뿐만 아니라, 배터리관리장치(120)는 드론비행체(100)를 관리하기 위한 앱을 연동함으로써 특정 이벤트가 발생할 때마다 수시로 알림을 줄 수 있으며, 관리자는 해당 정보를 근거로 배터리관리장치(120)에 접속하여 관련 통지에 따른 대처를 수행할 수 있을 것이다.
정리해 보면, 가령 배터리관리시스템(90)에서 메인서버로서의 배터리관리장치(120)는 각 드론 및 드론 배터리에 대한 구매일자/생산일자/생산자/구매처 등과 같은 정보를 포함한 고유 관리 코드를 부여 및 저장하고, 배터리가 드론에 장착되는 경우 각 드론의 컨트롤러 및 스마트장치용 앱에 표시하기 위한 배터리 정보를 제공받아 각 배터리별로 충전전류/전압/온도/드론장착(비행)횟수를 제공받아 저장한다. 또한, 배터리관리장치(120)는 비행이 완료된 후 각 드론의 컨트롤러 및 스마트장치용 앱에 표시하기 위한 배터리 정보를 제공받아 저장한다. 뿐만 아니라, 배터리관리장치(120)는 각 배터리가 충전기에 충전시 충전기로부터 수신된 각각의 배터리에 대한 충전횟수를 제공받아 저장한다. 통상 충전횟수는 500회 정도가 되면 교체가 필요하다. 물론 배터리관리장치(120)는 충전이 있다는 사실을 통지받아 직접 카운팅을 수행할 수도 있다. 배터리관리장치(120)는 각 배터리가 방전기에 방전시에도 방전기로부터 수신된 각각의 배터리에 대한 방전횟수를 제공받아 저장하고, 각각의 드론의 컨트롤러 및 스마트장치용 앱에 표시하기 위한 배터리 정보/충전횟수/방전횟수를 각 배터리별로 일별/월별/년별로 데이터를 저장하며, 각각의 배터리에 대한 저장된 정보를 통해 각 배터리의 불량/교체/수리 등을 판단하여 표시한다(예를 들어 온도상승/전압이 떨어지거나 충전이 느려지는 정보가 입수되는 경우). 이외에도 배터리관리장치(120)는 비행완료 후 수신된 정보를 통해 배터리의 방전이 필요한 경우 해당 배터리의 방전이 필요하다는 것을 표시할 수 있다. 방전이 필요한 경우는 배터리 전압의 셀밸런스를 유지하기 위해서이다. 가령 배터리(예: 리튬이온배터리)가 세트로 구성되어 사용되는 경우 각각의 배터리가 평균, 즉 전압의 평균을 유지하는 것이 성능 유지에 이로울 수 있기 때문이다.
관리자 단말장치(130)는 드론교육원 등에서 드론비행체(100)를 관리하는 관리자, 또는 개인의 경우에는 개인 관리자의 데스크탑컴퓨터, 랩탑컴퓨터, 태블릿PC, 스마트폰 및 국내 S사의 갤럭시*어와 같은 웨어러블장치를 포함한다. 즉 관리자 단말장치(130)는 엄격히 말해 본 발명의 실시예에 따른 서비스를 운영하는 운영사의 단말장치인 것이 바람직하지만, 이에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 가령, 특별히 구분해야 할 필요가 있는 경우, 서비스를 이용하는 고객의 단말장치는 사용자 단말장치라 명명할 수 있다. 따라서, 서비스의 운영자인 관리자 단말장치(130)를 사용하는 관리자는 서비스 운영을 위하여 별도의 관리자 메뉴화면에 접속하여 공지사항 등 본 발명의 실시예에 따른 서비스를 운영하기 위한 다양한 정보를 등록하고, 등록한 정보를 수정하는 등 다양한 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 배터리관리장치(120)를 특정 기업의 운영 서비스에 국한하는 것이 아니라, 서비스가 전국으로 범용화되는 경우, 서비스의 화면에 광고가 노출되도록 광고를 등록시킬 수 있는 등 관리자 단말장치(130)는 이외에도 다양한 동작을 수행할 수 있을 것이다.
도 3은 도 1의 드론비행체의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 드론비행체(100), 더 정확하게는 비행장치는 통신 인터페이스부(300, 제어부(310), 충전부(320) 및 방전부(330)의 일부 또는 전부를 포함하고, 저장부를 더 포함할 수 있으며, 여기서 "일부 또는 전부를 포함"한다는 것은 앞서서의 의미와 크게 다르지 않다.
통신 인터페이스부(300)는 도 1의 배터리관리장치(120)와 통신을 수행한다. 드론비행체(100)는 배터리관리장치(120)와의 통신에 의해 드론비행체(100)의 비행운행 기록 데이터 및 배터리의 상태와 관련한 다양한 데이터를 제공할 수 있다. 운행기록과 관련해서는 운행을 언제 시작하여 언제 종료했는지와 관련한 시간정보를 제공할 수 있다. 또한 배터리의 상태와 관련해서는 배터리가 충전중인지 방전중인지, 또 충전전압이나 전류는 얼마이고, 충전속도는 얼마이며, 가령 온도센서를 통해 측정된 배터리의 온도 즉 배터리의 주변 온도에 대한 온도 정보를 전송할 수 있다. 운행 중인 경우에도 운행 고도의 온도에 대한 정보를 제공할 수도 있다.
무엇보다, 통신 인터페이스부(300)는 시스템 설계자의 의도에 따라 동작이 변경될 수는 있지만, 드론비행체(100)의 초기 동작시 배터리관리장치(120)로 드론비행체(100)를 등록시키기 위한 페어링 동작을 수행할 수 있으며, 이의 과정에서 드론비행체(100)와 관련한 상세정보를 전송할 수 있다. 물론 이러한 동작은 배터리관리장치(120)의 요청에 의해 제공될 수도 있다. 상세정보로서, 드론비행체(100)의 식별정보나 배터리의 식별정보를 포함하여, 가령 배터리의 제조일자, 생산자, 구매처 등과 관련한 정보를 제공할 수 있다.
뿐만 아니라, 통신 인터페이스부(300)는 제어부(310)의 제어하에 배터리가 교체되는 경우, 교체 사실과 함께 교체된 배터리에 대한 정보를 추후에 제공할 수 있다. 예를 들어, 배터리관리장치(120)에서 배터리의 교체를 통지한 이후, 드론비행체(100)에서 배터리의 분리가 감지되면 배터리의 교체가 있다고 판단하고, 제어부(410)는 통신 인터페이스부(300)를 제어하여 교체된 배터리에 대한 정보를 전송하거나 할 수 있다. 물론, 이러한 교체되는 배터리와 관련한 정보는 배터리관리장치(120)에서 관리자가 입력하는 것도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다.
이외에도 통신 인터페이스부(300)는 제어부(310)의 제어하에 다양한 정보나 데이터를 배터리관리장치(120)로 전송할 수 있으며, 대표적으로 충격센서에 의해 측정된 센싱 데이터와 주변 온도에 대한 온도 데이터이다. 특히 드론이 창고 등에서 보관되어 관리되는 경우에는 겨울철과 같은 경우에는 온도가 배터리의 관리에 지대한 영향을 미칠 수 있으므로, 온도 데이터를 근거로 드론비행체(100)의 동작 상태를 변경시킬 수 있기 때문이다.
제어부(310)는 드론비행체(100)를 구성하는 통신 인터페이스부(300), 충전부(320) 및 방전부(330)의 전반적인 동작을 제어한다. 가령, 제어부(310)는 위의 온도 데이터를 배터리관리장치(120)로 제공함으로써 이에 따른 별도의 동작이 이루어질 수 있다. 제어부(310)는 가령 교육생의 원격제어명령에 따라 동작을 수행하며, 이러한 제어명령은 통신 인터페이스부(300)를 통해 수신할 수 있다. 또한, 제어부(310)는 드론비행체(100)에 대한 충전 및 방전이 수행되는지를 감지한다. 예를 들어, 충전부(320)에 충전기가 연결되고, 방전부(330)에 방전수단이 접속한 것으로 감지되면, 이에 대한 사실을 배터리관리장치(120)로 전송한다. 물론 이의 과정에서 직접 카운팅하여 카운팅된 정보를 제공할 수도 있다.
이외에도 제어부(310)는 충전시 충전상황을 점검하고, 충전시 온도상승이 있거나 전압이 떨어지거나 즉 불안전하거나 충전이 느려지는 경우 이에 관련되는 정보를 배터리관리장치(120)로 제공하여 배터리의 상태를 판단하도록 한다. 또한, 제어부(310)는 비행을 시작하고 비행을 종료하는 경우, 시간정보를 기록하고 운행기록 데이터를 생성하여 배터리관리장치(120)로 제공할 수 있다.
또한, 제어부(310)는 앞서 언급한 대로 드론비행체(100)의 주변 온도를 근거로 제공되는 배터리관리장치(120)의 요청에 따라 동작 상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 여름철의 경우 충전시간을 5분으로 설정하였다면, 겨울철에는 충전시간을 7분으로 변경하고, 물론 이는 배터리의 종류에 따라 달라질 수 있다. 이의 경우에도 관리자가 해당 정보를 확인하여 직접 충전을 수행하기보다는 배터리관리장치(120)와의 연동에 의해 비행드론체(100)에 전원이 인가되는 경우 이를 확인하여 배터리관리장치(120)의 요청에 따라 자동 제어가 이루어지도록 할 수 있을 것이다.
충전부(320)는 충전회로 즉 충전기와 배터리를 포함한다. 충전회로는 외부에서 상용전압이 제공될 때, 이를 직류전압으로 변환하여 배터리에 충전하는 동작을 수행한다. 이와 같이 전압을 충전하는 과정에서 초당 전류량을 측정하여 전류의 속도를 측정할 수 있고, 저항을 통해서는 충전되는 전압의 크기를 측정할 수도 있다. 저항 양단의 전압이나 전류를 검출함으로써 전압이나 전류의 안정상태를 확인할 수도 있을 것이다. 이와 같이, 배터리 충전시 취득되는 배터리 충전 상태 관련 데이터를 제어부(310)에서 취득하여 배터리관리장치(120)로 제공할 수 있다.
방전부(330)는 충전부(320)의 배터리에 충전되어 있는 전압을 방전시키는 동작을 수행한다. 예를 들어, 방전부(330)는 제어부(310)의 제어하에 스위칭소자를 제어하여 충전부(320)의 배터리가 접지(혹은 샤시)에 연결되도록 함으로써 충전 전하를 방전시키되, 완전 방전보다는 기설정된 레벨을 유지하는 방전 동작을 수행할 수 있다. 물론 이러한 동작은 배터리의 종류에 따라 상이할 수 있지만, 가령 3V까지만 전압을 유지할 수 있도록 한다. 다시 말해, 드론비행체(100)는 가령 3V~4.2V의 범위에서 동작할 수 있으며, 더 정확하게는 3.5V~4.2V의 범위에서 동작할 수 있다. 따라서, 현재의 배터리 잔량이 3.5V로 감지되면 3V로 방전시킨 후 풀 충전을 다시 수행할 수 있다. 이러한 방전은 배터리의 수명과도 관련이 있기 때문에 방전횟수가 배터리 관리에 요구될 수 있는 것이다. 물론 이러한 전압은 대기(standby) 전압(혹은 전력)과도 관계될 수 있기 때문에 위의 내용에 특별히 한정하지는 않을 것이다.
이와 같이 방전부(330)를 통해 방전이 이루어지는 것으로 감지되면, 제어부(310)는 해당 드론비행체(100)에 대한 식별정보와 함께 방전 사실을 배터리관리장치(120)로 제공함으로써 배터리관리장치(120)는 해당 드론비행체(100)의 방전횟수를 카운팅할 수 있게 되는 것이다. 물론 이러한 카운팅은 드론비행체(100)에서 이루어질 수도 있으므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 형태에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 배터리관리장치(120)가 고가이므로 고성능의 자원을 가질 개연성이 높으므로 이를 통해 드론비행체(100)의 가격은 절약될 수 있기 때문이다. 물론 둘 다 해당 동작을 수행하되, 주변 환경에 따라 선택적으로 동작하는 것도 얼마든지 가능할 수 있을 것이다. 가령, 도 1의 통신망(110)에 부하가 있는 경우에는 드론비행체(100)에서 해당 동작을 수행하여 처리 결과를 전송하는 것이다.
이외에도 드론비행체(100)는 배터리의 잔량을 외부로 표시하기 위한 상태표시부 등 다양한 구성요소를 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서는 드론비행체(100)의 배터리 관리의 관점에서 기술한 것이므로, 기타 자세한 내용은 편의상 생략하도록 한다.
도 4는 도 1의 배터리관리장치의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이며, 도 5는 도 4의 배터리관리부의 세부구조를 예시한 블록다이어그램이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 배터리관리장치(120)는 통신 인터페이스부(400), 제어부(410), 배터리관리부(420) 및 저장부(430)의 일부 또는 전부를 포함한다.
여기서, "일부 또는 전부를 포함한다"는 것은 저장부(430)와 같은 일부 구성요소가 생략되어 구성되거나, 배터리관리부(420)와 같은 구성요소가 제어부(410)와 같은 다른 구성요소에 통합되어 구성될 수 있는 것 등을 의미하는 것으로서, 발명의 충분한 이해를 돕기 위하여 전부 포함하는 것으로 설명한다.
통신 인터페이스부(400)는 도 1의 통신망(110)을 경유하여 드론비행체(100) 및 관리자 단말장치(130)와 통신을 수행한다. 통신을 수행하는 과정에서, 변/복조, 인코딩/디코딩, 먹싱/디먹싱, 스케일링 등의 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 이는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 설명은 생략한다.
통신 인터페이스부(400)는 드론비행체(100)와 통신을 수행하여 드론비행체(100) 및 그에 장착되는 배터리와 관련한 정보를 수신한다. 통신 인터페이스부(400)의 드론비행체(100)와 배터리의 제품과 관련한 상세정보를 수신할 수 있으며, 드론의 운행과 관련한 운행기록 데이터 및 드론비행체(100)에 장착된 후 관리되는 배터리의 상태와 관련한 배터리 정보를 수신할 수 있다. 운행기록을 통해서는 운행한 날짜 및 운행시간 등을 통해 드론비행체(100)가 총 얼마의 시간을 운행했는지를 판단할 수 있다. 물론 그러한 운행시간은 배터리의 교체 여부나 교체 주기를 판단할 때 사용될 수 있지만, 드론비행체(100)의 교체 주기에 관계될 수도 있다.
통신 인터페이스부(400)는 앞서 언급한 바와 같이, 시스템 설계자의 의도에 따라 다양한 방식으로 동작할 수 있다. 대표적으로 드론비행체(100) 및 그에 장착되는 배터리의 상세정보를 어떠한 방식으로 수집하는가이다. 이와 관련해서는 앞서 충분히 설명한 바 있고, 무엇보다 본 발명의 실시예에서는 그러한 상세정보를 이용한다는 사실이다. 특히 배터리의 교체나 불량, 또는 수리와 같은 관리 유형 또는 비정상 상태를 판단하기 위해 활용될 수 있다는 것이다.
제어부(410)는 배터리관리장치(120)를 구성하는 통신 인터페이스부(400), 배터리관리부(420) 및 저장부(430)의 전반적인 제어 동작을 담당한다. 예를 들어, 제어부(410)는 드론비행체(100) 및 그에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 수집하여 배터리관리부(420)로 제공해 가공되는 데이터를 제공받아 도 1의 DB(120a)에 저장시킬 수 있을 것이다.
이와 같이 제어부(410)는 배터리관리부(420)와 연계하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 드론교육원의 관리자가 관리자 단말장치(130)를 통해 도 2에서와 같은 배터리 관리화면에 접속하는 경우, 해당 화면이 제공될 수 있도록 배터리관리부(420)를 제어하여 관련 프로그램을 실행시킬 수 있을 것이다.
배터리관리부(420)는 드론비행체(100)의 배터리관리 동작을 수행한다. 이를 위하여 배터리관리부(420)는 드론비행체(100) 및 배터리의 상세정보와 드론비행체(100)의 운행기록 데이터, 그리고 배터리의 상태정보를 근거로 배터리를 관리하여 드론비행체(100)가 가장 안정된 상태에서 비행이 이루어지도록 한다. 물론 본 발명의 실시예에서는 이러한 관리를 통해 배터리의 수명을 관리할 수도 있다.
배터리관리부(420)는 위의 데이터를 활용하여, 비행횟수나 비행시간, 또 충전횟수나 방전횟수 등을 점검하여 가령 배터리의 교체 여부를 관리자에게 통지할 수 있다. 또는 충전시의 전압이나 전류의 상태를 점검하고 비정상 상태가 감지되면 배터리의 불량이나 수리 등을 관리자에게 통지할 수 있다. 예를 들어, 충전시에 배터리나 배터리의 주변 온도가 상승하거나 충전시의 전압이 갑자기 떨어지거나 할 때 비정상 상태로 감지하여 관련 사실을 관리자에게 통지하는 것이다. 물론 비정상이 감지되는 드론비행체(100)를 특정하여 사실을 통지할 것이다.
이와 같은 배터리의 불량, 교체, 수리, 그 중에서도 특히 교체는 배터리의 종류나 세트로 구성되는지의 여부에 따라 관리 동작은 상이할 수 있다. 따라서, 배터리관리부(420)는 드론의 종류, 특히 해당 드론에 장착되는 배터리의 종류와 그에 관련되는 상세정보를 근거로 정확한 관리가 이루어지도록 한다. 예를 들어, 리튬폴리머 배터리로 감지되면, 해당 배터리는 주변 온도에 따라 드론비행체(100)의 충전 등과 관련한 동작을 변경할 수 있다. 배터리 내의 전하의 움직임도 결국은 온도에 영향을 받게 되는 것이므로, 이러한 특성을 고려하여 드론비행체(100)를 충분히 예열, 즉 예비동작을 수행한 후 최적의 상태에서 운행이 이루어지도록 하는 것이다. 자세한 내용은 앞서 충분히 설명한 바 있으므로 그 내용들로 대신한다.
배터리관리부(420)는 드론관리부와 배터리관리부로 구분하여 동작할 수도 있다. 드론관리부는 드론비행체(100)의 비행시간, 수명이나 교체 주기를 관리한다면 배터리관리부(420)는 해당 드론비행체(100)에 장착되어 사용되는 배터리의 상태정보나 동작상태를 관리하는 것이다. 드론비행체(100)나 배터리의 제조일자는 제품의 수명에 관련될 수 있다. 물론 제조일자에 더하여, 드론비행체(100)의 총 운행시간은 제품의 수명에 관련될 수도 있다. 더욱이 충전이나 방전을 제대로 수행하지 못하는 경우에는 배터리의 수명에도 영향을 미칠 수 있다. 이와 같이 드론비행체(100)와 그에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보 및 사용 중 측정되는 다양한 데이터를 근거로 최적의 환경에서 배터리가 관리될 수 있도록 한다. 배터리관리부(420)는 드론비행체(100)와 그에 장착되는 배터리의 일종의 빅데이터를 활용한다고도 볼 수 있을 것이다.
물론 본 발명의 실시예는 빅데이터를 활용하는 것은 아니라 하더라도, 빅데이터를 활용하는 경우, 인공지능 프로그램의 딥러닝을 활용하는 경우, 예측하지 못한 상황을 예측하는 것도 얼마든지 가능하므로, 예를 들어 드론비행체(100)로부터 충격 신호가 입력되었고 또 그 충격이 얼마의 충격량을 갖는지에 따라 드론비행체(100)의 수명과 배터리의 수명을 예측하여 관리하는 것이다. 이와 같이 인공지능의 딥러닝은 새로운 변수가 입력될 때, 룰(rule) 기반의 정보가 없다 하더라도 예측이 가능하므로 이에 근거한 좀더 정확한 관리가 이루어질 수 있을 것이다.
배터리관리부(420)는 도 5에서와 같은 배터리관리부(420')의 구성을 가질 수도 있다. 도 5의 배터리관리부(420')는 배터리상태관리부(500), 충전관리부(510), 방전관리부(520) 및 전압관리부(530)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소들은 S/W모듈, H/W모듈, 및 그 조합에 의해 구성될 수 있다. 배터리상태관리부(500)는 배터리의 비정상 상태 등의 관리 유형을 판단하기 위해 동작할 수 있다. 이를 근거로 배터리의 불량, 교체, 수리 등이 판단될 때, 관련 사실을 관리자에게 통지할 수 있다. 충전관리부(510)는 드론비행체(100)로부터 충전과 관련한 데이터를 수신하여 이를 분석해 결과를 배터리상태관리부(500) 등에 제공할 수 있다. 또한, 방전관리부(520)는 드론비행체(100)의 방전 관련 데이터를 처리하거나 동작을 담당할 수 있다. 방전횟수를 카운팅하는 동작이 대표적이다. 전압관리부(530)는 배터리의 전압, 온도 등에 대한 데이터를 분석하여 전압 이상이 감지될 때, 이를 배터리상태관리부(500)로 알릴 수 있다.
도 5에서는 설명의 편의를 위하여 기능이나 동작별로 구분하여 배터리관리부(420')를 나타내었지만, 이는 필요에 따라 적절히 통합되어 동작할 수 있다. 예를 들어, 배터리상태관리부(500)는 충전관리부(510), 방전관리부(520) 및 전압관리부(530)로부터 분석 데이터를 제공받아 도 2에서와 같은 화면에 삽입하여 사용자의 단말장치로 제공할 수 있다. 물론, 해당 화면은 앱을 이용하여 모바일 기반으로 제공할 수 있으며, 웹을 이용한 PC 기반으로 제공할 수도 있다. 이러한 화면의 생성에도 배터리상태관리부(500)가 관여할 수 있을 것이다.
도 4의 저장부(430)는 제어부(410)의 제어하에 처리되는 정보나 데이터의 임시 저장에 관여할 수 있다. 정보는 간단한 제어명령이라면 데이터는 실질적인 데이터로서, 센싱데이터 등이 될 수 있다. 제어부(410)는 도 1의 DB(120a)로부터 데이터를 가져와 저장부(430)에 임시 저장한 후 저장한 데이터를 불러내어 배터리관리부(420)에 제공하며 데이터의 활용이 완료되면 다시 갱신된 데이터를 제어부(410)의 제어하에 DB(120a)에 저장되도록 할 수 있을 것이다.
물론 저장부(430)는 제어부(410)나 배터리관리부(420)의 동작을 용이하게 하기 위해 룩업테이블(LUT) 형태로 데이터를 저장하여 사용할 수도 있다. LUT 데이터는 제어부(410)의 제어동작을 위해 용이하게 사용될 수 있을 것이다. 다시 말해, 제어부(410)는 LUT의 좌측과 우측에 서로 매칭되어 있는 데이터를 활용하여 좌측 정보를 근거로 우측 정보의 데이터를 찾아 관련 동작을 수행할 수 있다.
한편, 도 4의 제어부(410)는, 물론 도 3의 제어부(310)도 마찬가지지만, CPU 및 메모리를 포함하여 구성될 수 있으며, 원칩화하여 구성될 수 있다. 메모리는 램(RAM)을 포함할 수 있다. 이에 따라 배터리관리장치(120)의 초기 구동시, 또는 필요에 따라 선택적으로 배터리관리부(420)에 저장되어 있는 프로그램을 복사하여 메모리에 로딩한 후 이를 실행시킴으로써 데이터 연산 처리 속도를 빠르게 증가시킬 수 있을 것이다. 여기서, CPU는 제어회로, 연산부(ALU), 명령어해석부 및 레지스트리로 구성될 수 있으며, 제어회로는 제어동작을, 연산부는 2진비트정보의 연산동작을, 그리고 명령어해석부는 인터프리터나 컴파일러와 같이 고급언어를 기계어로 그리고 기계어를 고급언어로 변환하는 등의 동작을 수행할 수 있으며, 레지스트리는 소프트웨어적인 데이터 저장에 관여할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행장치의 구동과정에 대한 흐름도이다.
설명의 편의상 도 6을 도 1과 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 배터리관리장치(120)는 비행장치 및 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장부에 저장한다(S600). 여기서, 상세정보는 드론비행체(100)나 그에 장착되는 배터리와 관련한 가령 제조일자, 생산자, 구매일자 등과 관련한 정보를 포함할 수 있다. 물론 배터리의 종류와 관련한 정보도 포함할 수 있다.
또한, 배터리관리장치(120)는 비행장치의 비행정보와 배터리의 상태정보를 비행장치로부터 수신하며, 수신한 비행정보 및 상태정보와 (기)저장한 상세정보를 근거로 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지한다(S610).
배터리관리장치(120)는 물론 배터리의 상태정보를 이용하여 배터리의 충전시 전류나 전압, 또는 온도를 측정하여 배터리의 이상 여부를 판단할 수 있다. 그러나, 이상 여부를 판단할 때에는 배터리의 정격이나 기타 비정상임을 판단하기 위한 기준값이 존재해야 하는 것이며, 이러한 의미에서 상세정보는 이러한 기준값이 될 수 있을 것이다.
무엇보다 상세정보에서 배터리 등의 제조일자는 충전횟수나 방전횟수에 밀접하게 관련될 수 있다. 다시 말해, 연식이 얼마되지 않은 경우에는 충전이나 방전횟수가 크게 고려사항이 아닐 수 있지만, 연식이 오래된 경우에는 이러한 충전횟수나 방전횟수가 배터리의 교체 주기, 불량 등에 관련이 있을 수 있다. 따라서, 배터리관리장치(120)는 상세정보, 가령 데이터 시트(data sheet)상의 데이터를 이용하여 배터리 관리를 수행할 수 있을 것이다.
상기한 내용 이외에도 배터리관리장치(120)는 다양한 동작을 수행할 수 있으며, 기타 자세한 내용은 앞서 충분히 설명하였으므로 그 내용들로 대신한다.
한편, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 비일시적 저장매체(non-transitory computer readable media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시 예를 구현할 수 있다.
여기서 비일시적 판독 가능 기록매체란, 레지스터, 캐시(cache), 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라, 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로, 상술한 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리 카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독가능 기록매체에 저장되어 제공될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 드론비행체 110: 통신망
120: 배터리관리장치 130: 관리자 단말장치
300, 400: 통신 인터페이스부 310, 410: 제어부
320: 충전부 330: 방전부
420, 420': 배터리관리부 430: 저장부
500: 배터리상태관리부 510: 충전관리부
520: 방전관리부 530: 전압관리부

Claims (6)

  1. 비행장치 및 상기 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장하는 저장부; 및
    상기 비행장치의 비행정보와 상기 배터리의 상태정보를 상기 비행장치로부터 수신하며, 상기 수신한 비행정보 및 상기 상태정보와 상기 저장한 상세정보를 근거로 상기 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지하는 제어부;를 포함하되,
    상기 저장부는, 상기 상세정보로서 상기 비행장치 및 상기 배터리의 제조일자와 관련한 상세사항을 적어도 포함하며 저장하고,
    상기 제어부는 상기 저장한 제조일자의 상세정보 및 상기 비행장치의 총비행시간을 근거로 상기 배터리의 교체 여부를 판단하며,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 교체 여부를 판단하기 위하여 상기 배터리의 상태정보를 근거로 측정되는 충전횟수 및 방전횟수를 더 고려하고,
    상기 제어부는, 상기 배터리의 상태정보를 근거로 배터리 온도상승, 충전시 전압강하 또는 충전시 충전속도의 감소가 감지될 때 상기 배터리의 불량, 교체 및 수리 여부 중 하나를 판단하며,
    상기 제어부는, 상기 비행장치의 비행 완료시 상기 배터리의 방전이 필요할 때 방전지시명령을 상기 관리자에게 전송하는 비행장치의 배터리관리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 비행장치 및 상기 비행장치에 장착되는 배터리와 관련한 상세정보를 서로 매칭시켜 저장부에 저장하는 단계; 및
    제어부가, 상기 비행장치의 비행정보와 상기 배터리의 상태정보를 상기 비행장치로부터 수신하며, 상기 수신한 비행정보 및 상기 상태정보와 상기 저장한 상세정보를 근거로 상기 배터리의 관리 유형을 판단하여 관리자에게 통지하는 단계;를 포함하되,
    상기 저장부가, 상기 상세정보로서 상기 비행장치 및 상기 배터리의 제조일자와 관련한 상세사항을 적어도 포함하며 저장하는 단계;
    상기 제어부가 상기 저장한 제조일자의 상세정보 및 상기 비행장치의 총비행시간을 근거로 상기 배터리의 교체 여부를 판단하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 배터리의 교체 여부를 판단하기 위하여 상기 배터리의 상태정보를 근거로 측정되는 충전횟수 및 방전횟수를 더 고려하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 배터리의 상태정보를 근거로 배터리 온도상승, 충전시 전압강하 또는 충전시 충전속도의 감소가 감지될 때 상기 배터리의 불량, 교체 및 수리 여부 중 하나를 판단하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 비행장치의 비행 완료시 상기 배터리의 방전이 필요할 때 방전지시명령을 상기 관리자에게 전송하는 단계;를
    더 포함하는 비행장치의 배터리관리장치의 구동방법.
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