KR102340763B1 - 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법 - Google Patents
다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 수동 제어 모드(조종사의 수동 조작), 소프트웨어 제어 모드(소프트웨어에 의한 자율 제어), Teaming 모드(조종사의 수동 조작과 소프트웨어 제어가 동시에 되는 모드)로 구분하되, 제어 모드 전환 시, 즉각적인 안정적으로 모드 전환이 이루어지도로 구성됨으로써 비행 안전성을 높임과 동시에 안전사과 위험성을 절감시킬 수 있으며, 수동 조작인 매뉴얼모드(Manual Mode)로 동작 시, RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크, 드론 상태 체크를 수행한 후 비행 컨트롤러로 전달하도록 구성됨으로써 비행의 정밀성 및 신뢰도를 높일 수 있는 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법에 관한 것으로서, 상세하게로는 수동 제어 모드(조종사의 수동 조작), 소프트웨어 제어 모드(소프트웨어에 의한 자율 제어), Teaming 모드(조종사의 수동 조작과 소프트웨어 제어가 동시에 되는 모드)로 구분하고, 제어 모드를 안전하고 신속하게 변환하도록 구성됨으로써 비행안전성을 높임과 동시에 안전사고를 효율적으로 방지할 수 있는 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법에 관한 것이다.
드론(Drone)은 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나, 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 개인적인 용도로도 활용되고 있는 실정이다.
일반적으로, 드론은 RC 컨트롤러를 사용하여 조종사가 수동으로 조작하거나 설정된 경로대로 자율 비행하는 모드로 운용되고 있다. 그러나 수동 조작과 자율 비행 모드 사이의 전환이 자유롭지 않으며, 자율 비행 모드로 비행 중에 조종사의 즉각적인 개입이 어려운 문제점이 있다.
다시 말하면, 드론이 자율 비행 중에 수동 조작 제어가 이루어지더라도, 즉각적으로 모드 전환이 이루어지지 않아 비행안정성이 떨어지는 문제점이 발생한다.
국내등록특허 제10-1933402호(발명의 명칭 : 장시간 비행이 가능하며 무선통신을 수행하는 유선 드론 시스템)에는 전선릴(1031)과 모터(미도시)를 구비하여 드론(101)의 위치에 따라 전선릴(1031)과 모터(미도시)를 통해 전선(102)의 길이를 조절함으로써 드론(101)이 전선(102)을 통해 지속적으로 전원을 공급받으면서 원활한 비행이 가능하도록 하는 유선 드론 시스템이 개시되어 있으나, 상기 유선 드론 시스템은 비행 모드 전환이 즉각적이고 안정적으로 이루어지도록 하기 위한 기술 및 방법이 전혀 기재되어 있지 않기 때문에 모드 전환 시, 반응이 지체되어 비행 안전성이 떨어질 뿐만 아니라 안전사고 위험성이 높은 문제점이 발생한다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 수동 제어 모드(조종사의 수동 조작), 소프트웨어 제어 모드(소프트웨어에 의한 자율 제어), Teaming 모드(조종사의 수동 조작과 소프트웨어 제어가 동시에 되는 모드)로 구분하되, 제어 모드 전환 시, 즉각적인 안정적으로 모드 전환이 이루어지도로 구성됨으로써 비행 안전성을 높임과 동시에 안전사과 위험성을 절감시킬 수 있는 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명의 다른 해결과제는 수동 조작인 매뉴얼모드(Manual Mode)로 동작 시, RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크, 드론 상태 체크를 수행한 후 비행 컨트롤러로 전달하도록 구성됨으로써 비행의 정밀성 및 신뢰도를 높일 수 있는 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 해결수단은 드론의 RC 조작기인 RC 컨트롤러; 상기 드론의 메인 비행 제어기인 비행 컨트롤러; 단순 경로 비행이 아닌 임무 수행을 위한 복작한 임무를 제어하기 위한 소프트웨어 컨트롤러; 3개의 비행 제어 모드인 수동 조작, 소프트웨어 조작, 그리고 조종자의 즉각적인 개입이 가능한 Teaming 모드 사이의 안전한 전환을 위한 드론 단말의 조종 데이터를 관리하는 안전모드 컨트롤러; 상기 안전모드 컨트롤러를 제어하기 위한 조종자 인터페이스 수단인 터치패널을 포함하고, 상기 안전모드 컨트롤러는 비행 제어 모드의 전환을 관리하는 제어 모드 관리부와, 조종 데이터의 유효성을 체크하는 검사부와, 모드 변환 시 발생할 수 있는 제어 오차를 보정하는 보정부와, 드론 상태 체크를 안전 검사부를 더 포함하며, 상기 소프트웨어 컨트롤러에 내장되거나 또는 연결된 터치 패널의 인터페이스를 통해 조종자의 모드 변경 입력을 받을 수 있으며, 수신된 모드에 따라 내부 동작을 달리하여 최종적으로 보정된 조종 데이터를 상기 비행 컨트롤러로 전달하며, 1)수동 조작인 매뉴얼 모드로 동작 시, 상기 RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크 및 드론 상태 체크를 수행한 후 상기 비행 컨트롤러로 전달하며, 2)소프트웨어 모드로 동작 시, 상기 RC 컨트롤러의 조종 데이터는 반영하지 않고 상기 소프트웨어 컨트롤러에서 전달된 조종 데이터를 검사한 후 상기 비행 컨트롤러로 전달하는 것이다.
상기 과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면 수동 제어 모드(조종사의 수동 조작), 소프트웨어 제어 모드(소프트웨어에 의한 자율 제어), Teaming 모드(조종사의 수동 조작과 소프트웨어 제어가 동시에 되는 모드)로 구분하되, 제어 모드 전환 시, 즉각적인 안정적으로 모드 전환이 이루어지도로 구성됨으로써 비행 안전성을 높임과 동시에 안전사과 위험성을 절감시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 수동 조작인 매뉴얼모드(Manual Mode)로 동작 시, RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크, 드론 상태 체크를 수행한 후 비행 Controller로 전달하도록 구성됨으로써 비행의 정밀성 및 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 다중 제어모드를 갖는 드론을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 제어모드를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1의 안전모드 컨트롤러의 매뉴얼 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 소프트웨어 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 티밍 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명에 적용되는 제어모드를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 도 1의 안전모드 컨트롤러의 매뉴얼 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 소프트웨어 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 티밍 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 다중 제어모드를 갖는 드론을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 적용되는 제어모드를 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일실시예인 드론(1)은 도 1에 도시된 바와 같이, 안전모드 컨트롤러(3)와, 소프트웨어 컨트롤러(5), RC 컨트롤러(7), 비행 컨트롤러(8), 터치패널(9)로 이루어진다.
RC 컨트롤러(7)는 드론의 RC 조작기이고, 비행 컨트롤러(8)는 드론의 메인 비행 제어기이다.
소프트웨어 컨트롤러(5)는 단순 경로 비행이 아닌 임무 수행을 위한 복작한 임무를 제어하기 위한 드론 비행 소프트웨어 제어기이다.
터치패널(9)은 안전모드 컨트롤러(3)를 제어하기 위한 조종자 인터페이스 수단이다.
안전모드 컨트롤러(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 비행 제어 모드인 수동 조작, 소프트웨어 조작, 그리고 조종자의 즉각적인 개입이 가능한 Teaming 모드 사이의 안전한 전환을 위한 드론 단말의 조종 데이터를 관리한다.
또한 안전모드 컨트롤러(3)는 비행 제어 모드의 전환을 관리하는 제어 모드 관리부와, 조종 데이터의 유효성을 체크하는 검사부와, 모드 변환 시 발생할 수 있는 제어 오차를 보정하는 보정부와, 드론 상태 체크를 안전 검사부를 포함할 수 있다.
또한 안전모드 컨트롤러(3)는 소프트웨어 컨트롤러(5)에 내장되거나 혹은 연결된 터치 패널(9)과 같은 인터페이스를 통해 조종자의 모드 변경 입력을 받을 수 있으며, 수신된 모드에 따라 내부 동작을 달리하여 최종적으로 보정된 조종 데이터를 비행 컨트롤러(8)에 전달한다.
도 3은 도 1의 안전모드 컨트롤러의 매뉴얼 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
안전모드 컨트롤러(3)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수동 조작인 매뉴얼 모드로 동작 시, RC 컨트롤러(7)의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크 및 드론 상태 체크를 수행한 후 비행 컨트롤러(8)로 전달하여, 조종자가 수동으로 조작하도록 한다.
도 4는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 소프트웨어 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
안전모드 컨트롤러(3)는 도 4에 도시된 바와 같이, 자율 비행 방법인 소프트웨어 모드로 동작 시, RC 컨트롤러(7)의 조종 데이터는 반영하지 않고, 소프트웨어 컨트롤러(5)에서 전달된 조종 데이터를 검사한 후 비행 컨트롤러(8)로 전달하여 자율 비행 모드로 동작하도록 한다.
도 5는 도 1의 안전모드 컨트롤러의 티밍 모드 시, 동작과정을 설명하기 위한 예시도이다.
안전모드 컨트롤러(3)는 도 5에 도시된 바와 같이, 조종자가 즉각적인 개입이 가능한 Teaming 모드 동작 시, 기본적으로 소프트웨어 컨트롤러(5)의 자율 비행 모드를 수행한다. 이때 조종자의 개입이 필요할 때는 조종자가 RC 컨트롤러(7)를 통해 입력한 조종 데이터와 소프트웨어 컨트롤러(5)의 조종 데이터가 안전모드 컨트롤러(3)에서 합쳐져서 비행 컨트롤러(8)로 출력된다.
즉 본 발명은 이러한 방식을 이용하여 조종자의 개입이 필요할 때, 수동/자율 비행의 모드 변경 없이 즉각적으로 조종자의 조종 데이터가 반영되어 드론을 조종할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일실시예인 다중 제어모드를 갖는 드론(1)은 수동 제어 모드(조종사의 수동 조작), 소프트웨어 제어 모드(소프트웨어에 의한 자율 제어), Teaming 모드(조종사의 수동 조작과 소프트웨어 제어가 동시에 되는 모드)로 구분하되, 제어 모드 전환 시, 즉각적인 안정적으로 모드 전환이 이루어지도로 구성됨으로써 비행 안전성을 높임과 동시에 안전사과 위험성을 절감시킬 수 있다.
또한 본 발명의 다중 제어모드를 갖는 드론(1)은 수동 조작인 매뉴얼모드(Manual Mode)로 동작 시, RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크, 드론 상태 체크를 수행한 비행 컨트롤러로 전달하도록 구성됨으로써 비행의 정밀성 및 신뢰도를 높일 수 있게 된다.
1:드론 3:안전모드 컨트롤러
5:소프트웨어 컨트롤러 7:RC 컨트롤러
8:비행 컨트롤러 9:터치패널
5:소프트웨어 컨트롤러 7:RC 컨트롤러
8:비행 컨트롤러 9:터치패널
Claims (1)
- 드론의 RC 조작기인 RC 컨트롤러;
상기 드론의 메인 비행 제어기인 비행 컨트롤러;
단순 경로 비행이 아닌 임무 수행을 위한 복잡한 임무를 제어하기 위한 소프트웨어 컨트롤러;
3개의 비행 제어 모드인 수동 조작, 소프트웨어 조작, 그리고 조종자의 즉각적인 개입이 가능한 Teaming 모드 사이의 안전한 전환을 위한 드론 단말의 조종 데이터를 관리하는 안전모드 컨트롤러;
상기 안전모드 컨트롤러를 제어하기 위한 조종자 인터페이스 수단인 터치패널을 포함하고,
상기 안전모드 컨트롤러는
비행 제어 모드의 전환을 관리하는 제어 모드 관리부와, 조종 데이터의 유효성을 체크하는 검사부와, 모드 변환 시 발생할 수 있는 제어 오차를 보정하는 보정부와, 드론 상태 체크를 안전 검사부를 더 포함하며, 상기 소프트웨어 컨트롤러에 내장되거나 또는 연결된 터치 패널의 인터페이스를 통해 조종자의 모드 변경 입력을 받을 수 있으며, 수신된 모드에 따라 내부 동작을 달리하여 최종적으로 보정된 조종 데이터를 상기 비행 컨트롤러로 전달하며, 1)수동 조작인 매뉴얼 모드로 동작 시, 상기 RC 컨트롤러의 조종 데이터를 수신 받아 데이터 유효성 검사, 제어 오차 체크 및 드론 상태 체크를 수행한 후 상기 비행 컨트롤러로 전달하며, 2)소프트웨어 모드로 동작 시, 상기 RC 컨트롤러의 조종 데이터는 반영하지 않고 상기 소프트웨어 컨트롤러에서 전달된 조종 데이터를 검사한 후 상기 비행 컨트롤러로 전달하는 것을 특징으로 하는 드론.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200078403A KR102340763B1 (ko) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020200078403A KR102340763B1 (ko) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102340763B1 true KR102340763B1 (ko) | 2021-12-17 |
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ID=79033441
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| KR1020200078403A KR102340763B1 (ko) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | 다중 제어모드를 갖는 드론 제어구조 및 운용방법 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100818640B1 (ko) * | 2003-11-25 | 2008-04-01 | 국방과학연구소 | 항공기 비행 데이터 기록 장치 |
| US20170269609A1 (en) * | 2014-05-23 | 2017-09-21 | Lily Robotics, Inc. | Launching unmanned aerial copter from mid-air |
| JP2019010968A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | 飛行装置 |
-
2020
- 2020-06-26 KR KR1020200078403A patent/KR102340763B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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