KR102351747B1 - Drone surveying system according to terrain change - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 드론을 이용하여 지형을 측량하는 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 드론을 이용하여 지상지형의 높낮이에 대한 측량을 수행하되, 과거의 지형과 현재의 지형 변화를 비교하면서 측량할 수 있는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system for surveying terrain using a drone, and more specifically, to perform a survey on the height of the ground topography using a drone, but can be surveyed while comparing the past topography with the current topography change It is related to the drone survey system according to the change of the terrain.
일반적으로 지상지형의 높낮이를 측량할 때에는 측량기를 이용하여 측량을 수행하는 데, 근래에는 기술이 발전하면서, 측량기를 이용하지 않고 측량을 수행할 수 있는 기술들이 많이 개발되었다.In general, when measuring the height of the ground topography, the survey is performed using a surveying machine. In recent years, with the development of technology, many techniques for performing surveying without using a surveying machine have been developed.
이러한 측량 기술의 일예로 한국등록특허공보 제10-1782039호(2017.09.26. 공고)에는, 드론을 이용한 하천 및 하천 시설물 측량장치 및 위치 측정방법이 개시되어 있다. 상기 특허에 의하면, 드론을 이용한 하천 및 하천 시설물 측량장치는 측량의 기준점 정보를 제공하는 기준 드론 및 상기 기준 드론에서 제공되는 기준점을 중심으로 측량점으로 이동하여 측량을 수행하는 측량 드론을 포함하되, 상기 기준 드론은 기준점에서 측량점을 향해 수평한 방향으로 기준 레이저를 발신하고, 상기 측량 드론은 상기 기준 레이저를 기준으로 공중에서 위치를 조절함으로써, 보다 정확한 측량과 촬영을 수행할 수 있도록 구성되었다.As an example of such a surveying technique, Korean Patent Publication No. 10-1782039 (2017.09.26. Announcement) discloses a device for surveying rivers and river facilities using a drone and a method for measuring their location. According to the patent, the device for surveying rivers and river facilities using a drone includes a reference drone that provides information on the reference point of the survey, and a survey drone that moves to a survey point based on the reference point provided by the reference drone and performs the survey, The reference drone transmits a reference laser in a horizontal direction from a reference point to a survey point, and the survey drone is configured to perform more accurate surveying and shooting by adjusting its position in the air based on the reference laser.
하지만, 상기한 종래의 측량장치는 기준 드론과 측량 드론과의 거리가 제한적이어서, 광범위한 지역의 지형을 측량할 수 없는 문제가 있었다. 또한, 과거의 지형과 현재의 지형 변화를 실시간으로 비교하면서 측량을 할 수 없는 문제가 있었다.However, in the conventional surveying apparatus described above, the distance between the reference drone and the surveying drone is limited, and thus there is a problem in that the topography of a wide area cannot be surveyed. In addition, there was a problem in that it was not possible to perform a survey while comparing the past topography with the current topography change in real time.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다수의 드론들이 일렬로 정렬되어, 측량하고자 하는 지면의 상공을 편대 비행함으로써, 광범위한 지역의 지형을 빠르게 측량할 수 있도록 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템을 제공하고자 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and a plurality of drones are arranged in a line and fly in formation over the ground to be surveyed, so that the topography of a wide area can be quickly surveyed. We want to provide a survey system.
또한, 본 발명은 편대 비행하는 다수의 드론들 중 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔을 발사하고, 상기 레이저빔이 약속된 위치에 수신될 경우에만 편대 비행을 지속하도록 함으로써, 상기 다수의 드론들이 정렬을 유지하면서 편대 비행할 수 있도록 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템을 제공하고자 한다. In addition, the present invention fires a plurality of laser beams having the same elevation above sea level between adjacent drones among a plurality of drones flying in a formation, and continues flight in formation only when the laser beams are received at a promised position. It is intended to provide a drone survey system according to terrain changes that allows multiple drones to fly in formation while maintaining alignment.
또한, 본 발명은 드론의 몸통을 관통하여 형성된 중앙홀을 가로 지르는 투명 LCD를 구비하고, 상기 투명 LCD 상부의 소정 위치에서, 상기 투명 LCD를 관통하여 보여지는 현재 지형을 촬영하되, 상기 투명 LCD에 과거 지형정보를 표시하고, 상기 과거지형정보와 현재 지형을 겹쳐서 촬영함으로써, 과거의 지형과 현재의 지형 변화를 실시간으로 비교하면서 측량할 수 있도록 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is provided with a transparent LCD that crosses the central hole formed through the body of the drone, and at a predetermined position above the transparent LCD, the current topography seen through the transparent LCD is photographed, but on the transparent LCD An object of the present invention is to provide a drone surveying system according to changes in topography that displays historical topographic information and superimposes the past topographic information and current topography, thereby allowing the survey to be performed while comparing the past topography with the current topography changes in real time.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템은 지상 지형 측량을 위한 제어 명령을 전송하고, 상기 지상 지형 측량 결과를 수신하여 통합 관리하는 지상제어장치; 및 상기 지상제어장치로부터 수신된 제어 명령에 의해 지상 지형을 측량하되, 다수의 드론들이 일렬로 정렬되어, 측량하고자 하는 지면의 상공을 편대 비행하는 드론편대를 포함하되, 상기 드론편대는 편대 비행시 정렬을 유지하기 위해, 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔을 발사한 후, 수신측에서의 수신정보를 상기 지상제어장치로 전달하고, 상기 지상제어장치는 상기 레이저빔이 약속된 소정 위치에 수신된 경우에만 편대비행을 지속하도록 상기 드론편대를 제어하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the drone survey system according to the terrain change provided by the present invention includes a ground control device that transmits a control command for ground topography survey, receives the ground topography survey result, and manages it in an integrated manner; and a drone squadron that surveys the ground terrain according to the control command received from the ground control device, a plurality of drones are aligned in a line, and flies in formation over the ground to be surveyed, wherein the drone squadron is flying in formation In order to maintain alignment, a plurality of laser beams having the same elevation above sea level are fired between adjacent drones, and then received information from the receiving side is transmitted to the ground control device, and the ground control device is located at a predetermined position where the laser beam is promised. It is characterized in that the drone squadron is controlled to continue the formation flight only when it is received.
바람직하게, 상기 드론은 상기 지상제어장치와의 통신 인터페이스를 제공하는 제1 통신부; 상기 드론간 통신 인터페이스를 제공하는 제2 통신부; 임의의 제1 방향으로 인접한, 제1 드론으로 상기 복수의 레이저빔을 발사하기 위한 레이저 발사부; 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 인접한, 제2 드론에서 발사된 복수의 레이저빔을 수신하는 레이저 수신판; 및 상기 드론의 정렬 상태를 확인하기 위해 미리 설정된 상기 레이저 수신판 내의 기준좌표를 저장하고, 상기 레이저 수신판에 수신된 레이저빔의 수신좌표를 감지하여, 상기 기준좌표와 상기 수신좌표가 일치하는지 여부를 결정하는 제어부를 포함하고, 상기 제1 통신부는 상기 제어부의 결정 결과를 상기 지상제어장치로 전달할 수 있다.Preferably, the drone includes: a first communication unit that provides a communication interface with the ground control device; a second communication unit providing the communication interface between the drones; a laser emitting unit for emitting the plurality of laser beams to a first drone, adjacent in any first direction; a laser receiving plate for receiving a plurality of laser beams emitted from a second drone adjacent to a second direction opposite to the first direction; and storing the reference coordinates in the laser reception plate set in advance to check the alignment state of the drone, and detecting the reception coordinates of the laser beam received on the laser reception plate, whether the reference coordinates and the reception coordinates match and a control unit for determining , and the first communication unit may transmit a result of the determination of the control unit to the ground control device.
바람직하게, 상기 드론은 상기 드론의 위치를 수신하는 GPS 수신기; 상기 드론 몸체의 상/하부를 관통하여 형성된 중앙홀; 상기 중앙홀을 가로 지르는 투명 LCD; 측량 대상 지형에 대한 과거 지형정보를 저장하되, 상기 측량 대상 지형에 포함된 임의의 기준 지점을 중심으로 미리 설정된 반경 거리 이내의 지형을 포함하는 단위 영역별로, 상기 기준 지점과 대응된 영역의 과거 지형정보를 매칭시켜 저장하는 메모리부; 상기 투명 LCD의 정중앙에서 지면을 향해 수직으로 연장된 가상의 선이 상기 기준 지점과 만날 경우, 상기 메모리로부터 대응된 과거 지형정보를 도출하여 상기 투명 LCD에 표시하는 영상 표시부; 상기 투명 LCD 상부의 소정 위치에서, 상기 투명 LCD를 관통하여 보여지는 현재 지형을 촬영하되, 상기 투명 LCD에 표시된 과거 지형정보와 상기 현재 지형을 겹쳐서 촬영하는 카메라; 및 상기 카메라를 지지하되, 상기 카메라가 상기 LCD 상부의 소정 위치에서 상기 드론의 해발 고도에 따라 상하 이동하도록 지지하는 지지수단을 더 포함할 수 있다.Preferably, the drone includes a GPS receiver for receiving the location of the drone; a central hole formed through the upper / lower portion of the drone body; a transparent LCD crossing the central hall; Storing the past topographic information on the terrain to be surveyed, the past topography of the area corresponding to the reference point for each unit area including the terrain within a preset radius distance centered on an arbitrary reference point included in the terrain to be surveyed a memory unit for matching and storing information; When an imaginary line extending vertically from the center of the transparent LCD toward the ground meets the reference point, an image display unit for deriving the corresponding past geographic information from the memory and displaying it on the transparent LCD; a camera for photographing the current terrain shown through the transparent LCD at a predetermined position above the transparent LCD, and superimposing the current terrain information and the past terrain information displayed on the transparent LCD; and supporting means for supporting the camera, but supporting the camera to move up and down according to the altitude of the drone from a predetermined position above the LCD.
바람직하게, 상기 투명 LCD는 적어도 하나의 색상을 표출하는 LED를 구비하고, 모터에 의해 회전되는 힌지축에 의해, 외주면 일부가 상기 중앙홀의 내주면 일측에 힌지 가능하게 설치되고, 상기 제어부는 상기 모터를 제어하여 상기 투명 LCD를 상기 드론 몸체와 수직방향으로 회전시키고, 상기 적어도 하나의 색상의 빛을 표출하도록 상기 LED를 제어하되, 상기 지상제어장치와 사전에 약속된 정보에 의거하여, 해당 드론의 비행 상태, 해당 드론이 포함된 드론 편대의 비행 상태, 또는 측량 대상 지역에 발생한 긴급상황 정보를 외부로 알리도록 상기 LED를 제어할 수 있다.Preferably, the transparent LCD is provided with an LED that displays at least one color, and an outer circumferential part is hingeably installed on one inner circumferential side of the central hole by a hinge shaft rotated by a motor, and the control unit operates the motor Control to rotate the transparent LCD in the vertical direction to the drone body, and control the LED to display the light of the at least one color, but based on the information agreed in advance with the ground control device, the flight of the drone The LED may be controlled to inform the outside of the status, the flight status of the drone squadron including the corresponding drone, or emergency information occurring in the area to be surveyed.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템은 다수의 드론들이 일렬로 정렬되어, 측량하고자 하는 지면의 상공을 편대 비행함으로써, 광범위한 지역의 지형을 빠르게 측량할 수 있는 장점이 있다.As described above, the drone surveying system according to the change of the topography of the present invention has the advantage of being able to quickly survey the topography of a wide area by arranging a plurality of drones in a line and flying in formation over the ground to be surveyed.
또한, 본 발명은 편대 비행하는 다수의 드론들 중 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔을 발사하고, 상기 레이저빔이 약속된 위치에 수신될 경우에만 편대 비행을 지속하도록 함으로써, 상기 다수의 드론들이 정렬을 유지하면서 편대 비행할 수 있고, 이로 인해 정확한 정보를 수집할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention fires a plurality of laser beams having the same elevation above sea level between adjacent drones among a plurality of drones flying in a formation, and continues flight in formation only when the laser beams are received at a promised position. Multiple drones can fly in formation while maintaining alignment, which has the advantage of collecting accurate information.
또한, 본 발명은 드론의 몸통을 관통하여 형성된 중앙홀을 가로 지르는 투명 LCD를 구비하고, 상기 투명 LCD 상부의 소정 위치에서, 상기 투명 LCD를 관통하여 보여지는 현재 지형을 촬영하되, 상기 투명 LCD에 과거 지형정보를 표시하고, 상기 과거지형정보와 현재 지형을 겹쳐서 촬영함으로써, 과거의 지형과 현재의 지형 변화를 실시간으로 비교하면서 측량할 수 있으며, 이로 인해, 지상제어 시스템 관리자는 지형 변화를 빠르고 정확하게 인지할 수 있도록 하는 장점이 있다.In addition, the present invention is provided with a transparent LCD that crosses the central hole formed through the body of the drone, and at a predetermined position above the transparent LCD, the current topography seen through the transparent LCD is photographed, but on the transparent LCD By displaying the past topographic information and superimposing the past topographic information and the current topography, it is possible to survey while comparing the past topographical information and the current topographical change in real time. It has the advantage of being recognizable.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템의 시스템 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템에 포함된 드론에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템에 포함된 드론에 대한 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 드론에 포함된 카메라부의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 드론에 포함된 투명 LCD의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system configuration of a drone surveying system according to a terrain change according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a drone included in a drone survey system according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of a drone included in a drone surveying system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an operating state of a camera unit included in a drone according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an operating state of a transparent LCD included in a drone according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but it will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. On the other hand, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. In addition, even if the detailed description is omitted, descriptions of parts that can be easily understood by those skilled in the art are omitted.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a part includes a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템의 시스템 구성을 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템에 포함된 드론에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템에 포함된 드론에 대한 개략적인 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 드론에 포함된 카메라부의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 드론에 포함된 투명 LCD의 동작 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating a system configuration of a drone surveying system according to a terrain change according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a drone included in the drone surveying system according to an embodiment of the present invention, 3 is a schematic block diagram of a drone included in a drone surveying system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining an operating state of a camera unit included in the drone according to an embodiment of the present invention , and FIG. 5 is a view for explaining an operating state of a transparent LCD included in a drone according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템을 설명하면 다음과 같다.A drone surveying system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 .
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론 측량 시스템은 다수의 드론(200)들이 일렬로 정렬되어, 편대 비행하는 드론편대(20)와, 지상에서 드론편대(20)를 제어하는 지상제어 시스템(10)을 포함한다.First, the drone surveying system according to an embodiment of the present invention is a ground control system ( 10) is included.
지상제어 시스템(10)은 드론편대(20)로 지상 지형 측량을 위한 제어명령을 전송하고, 드론편대(20)로부터 지상 지형 측량 결과를 수신한다. 이를 위해, 지상제어 시스템(10)은 드론편대(20)를 구성하는 다수의 드론(200)들 각각과 통신을 하거나, 상기 다수의 드론(200)들 중 임의의 하나(예컨대, 리더 드론)와 통신을 할 수 있다. The
전자의 경우, 상기 다수의 드론(200)들 각각은 지상제어 시스템(10)과 통신하기 위한 지상시스템 통신부(215)를 포함하고, 지상제어 시스템(10)으로부터 직접 제어명령을 수신할 수 있다. 또한, 상기 다수의 드론(200)들 각각의 측량 결과를 지상제어 시스템(10)으로 직접 전달할 수 있다.In the former case, each of the plurality of
후자의 경우, 드론편대(20)는 지상제어 시스템(10)과 통신하여, 지상제어 시스템(10)으로부터 직접 제어명령을 수신하는 리더 드론, 및 상기 리더 드론을 통해 제어 명령을 수신하는 다수의 멤버 드론을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 리더 드론은 지상시스템 통신부(215) 및 드론간 통신부(225)를 포함하고, 상기 다수의 멤버 드론들 각각은 드론간 통신부(225)만을 포함하여, 상기 리더 드론이 지상제어 시스템(10)으로부터 수신한 제어명령을 다수의 멤버 드론들에게 전송하고, 멤버 드론들 각각의 측량결과를 취합하여 지상제어 시스템(10)으로 전송할 수 있다.In the latter case, the
또는, 드론(200)들 각각이 지상시스템 통신부(215) 및 드론간 통신부(225)를 모두 포함하고, 모든 드론(200)들이 지상제어 시스템(10) 및 다른 드론들과 상호 통신할 수 있도록 구현할 수도 있다. 본 발명의 예에서는, 드론(200)들 각각이 지상시스템 통신부(215) 및 드론간 통신부(225)를 모두 포함하는 경우를 예로 들어 설명할 것이다.Alternatively, each of the
드론편대(20)는 지상제어 시스템(10)으로부터 수신된 제어명령에 의해 지상 지형을 측량한다. 이 때, 제어명령은 지상 지형 측량 범위, 편대드론의 비행속도 및 높이, 편대드론들 각각의 측량 주기 등을 포함할 수 있다. 이 밖에도, 상기 제어 명령은 드론을 이용한 측량시 필요한 각종 정보를 더 포함할 수 있다. The
한편, 드론편대(20)를 구성하는 다수의 드론(200)들 각각은, 초기에는 상기 제어 명령에 의해, 동일한 비행속도 및 높이로 비행 조건이 제어되지만, 국지적인 기후 변화(예컨대, 비, 바람 등)에 의해 상기 비행 조건이 수시로 달라질 수 있다. On the other hand, each of the plurality of
따라서 드론편대(20)는 편대 비행시 드론(200)들이 정렬을 유지할 수 있도록, 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔(A)을 발사한 후, 수신측에서의 수신정보(즉, 수신위치가 정확한지 여부를 알리기 위한 정보)를 지상제어 시스템(10)으로 전달하고, 지상제어 시스템(10)은 상기 레이저빔(A)이 약속된 소정 위치(B)에 수신된 경우에만 편대 비행을 지속하도록 드론편대(20)를 제어할 수 있다. 이 때, 상기 레이저빔(A)을 복수개 발사하는 이유는, 드론(200)의 이동 거리 뿐만 아니라, 기울기의 변경을 함께 감지하기 위한 것이다.Therefore, the
즉, 지상제어 시스템(10)은 모든 드론(200)들로부터 약속된 소정 위치(B)에 상기 레이저빔(A)이 정상 수신되었음을 알리는 정보를 수신한 경우, 편대 비행을 지속하도록 드론편대(20)를 제어하지만, 어느 하나의 드론(200)이라도 그렇지 않은 경우, 해당 드론(200)의 위치 및 기울기를 정렬한 후에 편대 비행을 지속하도록 할 수 있다. 예를 들어, 지상제어 시스템(10)은 상기 레이저빔(A) 수신 정보에 의거하여, 다른 드론들과 비교하여, 이동 거리가 길거나 짧은 드론, 또는 수평이 맞지 않은 드론을 식별하고, 레이저빔(A)이 상기 소정 위치(B)를 벗어난 정도에 따라 해당 드론의 위치 및 기울기를 정렬할 수 있다.That is, when the
또한, 본 발명의 드론(200)은 과거의 지형과 현재의 지형 변화를 실시간으로 비교하면서 측량하기 위해, 과거의 지형 정보와 현재 지형을 겹쳐서 촬영하도록 할 수 있다.In addition, the
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론(200)은 GPS 수신기(205), 메모리(210), 지상시스템 통신부(215), 레이저 수신판(220), 드론간 통신부(225), 측량장치(230), 레이저 발사부(235), 영상 표시부(240), 카메라부(245), 제어부(250), 중앙홀(255), 및 투명 LCD(260)를 포함할 수 있다.2 and 3 , a
GPS 수신기(205)는 드론(200)의 위치를 수신한다. The
메모리(210)는 드론(200)의 동작 제어를 위해 필요한 정보, 및 측량 정보를 임시 저장할 수 있다. 또한, 메모리(210)는 측량 대상 지형에 대한 과거 지형정보를 저장할 수 있다. 이 때, 상기 과거 지형정보는 통신망을 통해 지상제어 시스템(10) 또는 별도의 지형정보 관리 서버로부터 제공받거나, 별도의 저장수단(예컨대, 이동식 하드디스크 등)을 이용하여 오프라인으로 저장될 수 있다. 또한, 상기 과거 지형정보는 측량 대상이 되는 지형에 대하여 과거 시점에 촬영된 이미지, 또는 상기 측량 대상이 되는 지형에 대한 일반 정보를 제공하기 위한 텍스트일 수 있다.The
메모리(210)는 상기 측량 대상 지형에 포함된 임의의 기준 지점을 중심으로, 미리 설정된 반경 거리 이내의 지형을 포함하는 단위 영역별로, 상기 기준 지점과 대응된 영역의 과거 지형정보를 매칭시켜 저장할 수 있다. 이는 후술될 영상 표시부(240)가 투명 LCD(260)에 과거 지형정보를 표시하기 위한 기준점을 잡기 위함이다. 즉, 투명 LCD(260)의 정중앙에서 지면을 향해 수직으로 연장된 가상의 선이 상기 기준 지점과 만나는 경우, 대응된 과거 지형정보를 도출하여 투명 LCD(260)에 표시하도록 제어하기 위한 기준을 정하기 위함이다. 다시 말해, 상기 기준 지점은 대응된 과거 지형정보를 식별하기 위한 정보인 것이다.The
지상시스템 통신부(215)는 지상제어 시스템(10)과의 통신 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 지상시스템 통신부(215)는 지상제어 시스템(10)에서 전송된 제어명령을 수신하여 제어부(250)로 전달하고, 측량장치(230)에서 측량된 결과값을 지상제어 시스템(10)으로 전달할 수 있다. 또한, 지상시스템 통신부(215)는 후술될 레이저 수신판(220)의 수신 결과를 지상제어 시스템(10)으로 전달할 수 있다. 즉, 지상시스템 통신부(215)는 인접한 다른 드론에서 발사된 복수의 레이저빔(A)이 미리 약속된 소정 위치(B)에 정확하게 수신되었는지 여부를 결정하고, 그 결과를 지상제어 시스템(10)으로 전달할 수 있다. 이 때, 지상시스템 통신부(215)와의 통신 방식은, 통상의 드론과 지상제어 시스템 간에 이루어지는, 공지된 다양한 통신 기술을 이용할 수 있다.The ground
레이저 수신판(220)은 일렬로 정렬된 다수의 드론들 중 임의의 제1 방향(예컨대, 도면 기준 좌측 방향)으로 인접한 다른 드론(N_D1)에서 발사된 복수의 레이저빔을 수신한다. The
드론간 통신부(225)는 상기 일렬로 정렬된 다수의 드론들 간의 통신 인터페이스를 제공한다. 상기 예에서 언급한 바와 같이, 드론 편대(20)를 구성하는 다수의 드론들 중 대표격인 리더 드론이 지상제어 시스템(10)과 통신을 수행하고, 그 정보를 멤버 드론끼리 주고 받는 경우, 드론간 통신부(225)가 사용될 수 있다. 또는, 상기 다수의 드론들 간에 임의의 다른 정보의 교환이 필요한 경우, 드론간 통신부(225)가 사용될 수도 있다. 이 때, 드론간 통신부(225)의 통신 방식은 공지된 다양한 통신 방식(예컨대, 블루투스, Zigbee, 무선 랜 등)을 이용할 수 있다.The
측량장치(230)는 드론의 하부면과의 거리를 계산함으로써, 지형 정보를 측량한다. 예를 들어, 측량장치(230)는 드론의 하부에서 지면으로 레이저를 조사하고, 반사되는 레이저의 도달시간에 따라 드론의 높이로부터 지면까지의 거리를 계산함으로써, 지형 정보를 측량한다.The
레이저 발사부(235)는 일렬로 정렬된 다수의 드론들 중 상기 제1 방향과 다른 제2 방향(예컨대, 도면 기준 우측 방향)으로 인접한 다른 드론(N_D2)으로 상기 복수의 레이저빔(즉, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저 빔)을 발사한다. 이 때, 상기 복수의 레이저빔은 소정 간격 이격되어 발사되는 것이 바람직하다. 이는 상기 다른 드론(N_D2)과의 이동 거리 차이뿐만 아니라, 기울기 차이도 감지하기 위함이다.The
영상 표시부(240)는 메모리(210)로부터 과거 지형정보를 도출하여 투명 LCD에 표시하되, 투명 LCD(260)의 정중앙에서 지면을 향해 수직으로 연장된 가상의 선(예컨대, 레이저에 의해 형성된 선 등)이 메모리(210)에 저장된 과거 지형정보를 식별하기 위해 상기 과거 지형정보와 매칭된 기준 정보인, 임의의 기준 지점과 만날 경우, 메모리(210)로부터 대응된 과거 지형정보를 도출하여 투명 LCD(260)에 표시한다. 이 때, 투명 LCD(260)에 표시된 과거 지형정보는 이미지, 또는 텍스트 정보일 수 있으며, 하부의 현재 지형 정보를 가리지 않도록 반투명하게 표시하는 것이 바람직하다.The
카메라부(245)는 투명 LCD(260) 상부의 소정 위치에서, 투명 LCD(260)를 관통하여 보여지는 현재 지형을 촬영하되, 투명 LCD(260)에 표시된 과거 지형정보와 상기 현재 지형을 겹쳐서 촬영하는 카메라(31), 및 카메라(31)가 투명 LCD(260) 상부의 소정 위치에 위치하도록 지지하는 지지수단을 포함한다. The
이 때, 상기 지지수단은 드론을 관통하여 상하 이동하는 랙 기어(32)와, 랙 기어(32)가 상하 이동하도록 모터의 회전력을 랙 기어(32)로 전달하는 피니언(33)으로 구성되어, 카메라(31)가 투명 LCD(260) 상부의 소정 위치에서 드론의 해발 고도에 따라 상하 이동하도록 지지한다.At this time, the support means includes a
즉, 도 4의 (a)에 예시된 바와 같이 지면으로부터 제1 높이(H1)를 비행하던 드론(200)이, 도 4의 (b)에 예시된 바와 같이 지면으로부터 제2 높이(H2)로 하강하여 비행하게 되는 경우, 투명 LCD(260)를 관통하여 보여지는 지면의 면적을 동일하게 하기 위해서는(즉, 카메라(31)를 통해 촬영되는 면적을 동일하게 하기 위해서는), 카메라(31)의 높이를 변경해야 한다. 즉, 도 4의 (b)에 예시된 바와 같이, 드론의 비행 고도가 낮아진 경우, 카메라(31)의 높이도 낮춤으로써, 그 촬영 면적을 동일하게 할 수 있다. 이는 메모리(210)에 저장된 과거 지형정보의 넓이와 동일 넓이의 지면을 촬영함으로써, 과거 지형정보와 현재 지형을 효과적으로 비교할 수 있도록 하기 위함이다.That is, as illustrated in (a) of FIG. 4 , the
제어부(250)는 미리 설정된 제어 알고리즘 또는 지상제어 시스템(10)으로부 수신된 제어 명령에 의거하여, 드론(200)의 동작을 제어한다. 특히, 제어부(250)는 편대 드론 내에서, 일렬로 정렬된 드론들의 정렬 상태를 확인하기 위해 미리 설정된 레이저 수신판(220) 내의 소정 위치(B)에 대한 좌표를 기준좌표로 저장하고, 레이저 수신판(220)에 수신된 레이저빔의 위치인 수신좌표를 감지하여, 상기 기준좌표와 상기 수신좌표가 일치하는지 여부를 결정한다. 그리고 그 결과를 지상시스템 통신부(215)를 통해 지상제어 시스템(10)으로 전달한다. The
중앙홀(255)은 드론(200) 몸체의 상/하부를 관통하여 형성된 홀이고, 투명 LCD(260)는 중앙홀(225)을 가로 지르도록 설치된 표시 장치로서, 카메라(31)가 중앙홀(225)을 관통하여 표여지는 현재 지형을 촬영할 수 있도록 한다.The
이 때, 투명 LCD(260)는 적어도 하나의 색상을 표출하는 LED(미도시)를 구비하고, 모터에 의해 회전되는 힌지축에 의해, 외주면 일부가 상기 중앙홀의 내주면 일측에 힌지 가능하게 설치되고, 제어부(250)의 제어에 의해, 도 5에 예시된 바와 같이, 지면을 향해 회전되어, 적어도 하나의 색상의 빛을 표출할 수 있다.At this time, the
이를 위해, 제어부(250)는 상기 모터를 제어하여, 투명 LCD(260)를 드론(200) 몸체와 수직방향으로 회전시키고, 상기 적어도 하나의 색상을 표출하도록 상기 LED를 제어할 수 있다.To this end, the
특히, 제어부(260)는 지상제어 시스템(10)과 사전에 약속된 정보에 의거하여, 해당 드론의 비행 상태, 해당 드론이 포함된 드론 편대의 비행 상태, 또는 측량 대상 지역에 발생한 긴급상황 정보를 외부로 알리도록 상기 LED를 제어할 수 있다. 예를 들어, 일렬로 정렬된 다수의 드론들 각각에 설치된 투명 LCD를 미리 약속된 정보에 의해 다르게(즉, 각기 다른 색상을 표출하도록) 제어함으로써, 지상제어 시스템(10) 관리자, 또는 상기 측량 대상 지역 부근에 위치한 보행자 등이 그 상태를 파악할 수 있도록 할 수 있다. In particular, the
이와 같이, 본 발명은 다수의 드론들이 일렬로 정렬되어, 측량하고자 하는 지면의 상공을 편대 비행함으로써, 광범위한 지역의 지형을 빠르게 측량할 수 있으며, 편대 비행하는 다수의 드론들 중 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔을 발사하고, 상기 레이저빔이 약속된 위치에 수신될 경우에만 편대 비행을 지속하도록 함으로써, 상기 다수의 드론들이 정렬을 유지하면서 편대 비행할 수 있는 효과가 있다. As such, in the present invention, a plurality of drones are arranged in a line, and by flying in formation over the ground to be measured, the topography of a wide area can be quickly surveyed, and between adjacent drones among a plurality of drones flying in formation, By emitting a plurality of laser beams having the same altitude above sea level and allowing the formation to continue only when the laser beams are received at a promised position, there is an effect that the plurality of drones can fly in formation while maintaining alignment.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, preferred embodiments of the present invention have been presented and described, but the present invention is not necessarily limited thereto, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. It will be readily appreciated that many substitutions, modifications, and alterations are possible.
10: 지상제어 시스템 20: 편대드론
200: 드론 205: GPS 수신기
210: 메모리 215: 지상시스템 통신부
220: 레이저 수신판 225: 드론간 통신부
230: 측량장치 235: 레이저 발사부
240: 영상 표시부 245: 카메라부
250: 제어부 255: 중앙홀
260: 투명 LCD10: ground control system 20: squadron drones
200: drone 205: GPS receiver
210: memory 215: ground system communication unit
220: laser receiving plate 225: drone communication unit
230: survey device 235: laser emitter
240: video display unit 245: camera unit
250: control unit 255: central hall
260: transparent LCD
Claims (4)
지상 지형 측량을 위한 제어 명령을 전송하고, 상기 지상 지형 측량 결과를 수신하여 통합 관리하는 지상제어장치; 및
상기 지상제어장치로부터 수신된 제어 명령에 의해 지상 지형을 측량하되, 다수의 드론들이 일렬로 정렬되어, 측량하고자 하는 지면의 상공을 편대 비행하는 드론편대를 포함하되,
상기 드론편대는
편대 비행시 정렬을 유지하기 위해, 인접한 드론들 간에, 해발 고도가 동일한 복수의 레이저빔을 발사한 후, 수신측에서의 수신정보를 상기 지상제어장치로 전달하고,
상기 지상제어장치는
상기 레이저빔이 약속된 소정 위치에 수신된 경우에만 편대비행을 지속하도록 상기 드론편대를 제어하는 것을 특징으로 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템.In the drone survey system according to the terrain change,
a ground control device for transmitting a control command for terrestrial topography surveying and receiving and integrated management of the terrestrial topographical survey result; and
Including a drone squadron that surveys the ground topography according to the control command received from the ground control device, a plurality of drones are aligned in a line, and flies in formation over the ground to be surveyed,
The drone squadron
In order to maintain alignment during flight in formation, a plurality of laser beams having the same elevation above sea level are fired between adjacent drones, and then the reception information from the receiving side is transmitted to the ground control device,
The ground control device is
Drone surveying system according to terrain change, characterized in that the drone squadron is controlled to continue the formation flight only when the laser beam is received at a promised predetermined location.
상기 지상제어장치와의 통신 인터페이스를 제공하는 제1 통신부;
상기 드론간 통신 인터페이스를 제공하는 제2 통신부;
임의의 제1 방향으로 인접한, 제1 드론으로 상기 복수의 레이저빔을 발사하기 위한 레이저 발사부;
상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 인접한, 제2 드론에서 발사된 복수의 레이저빔을 수신하는 레이저 수신판; 및
상기 드론의 정렬 상태를 확인하기 위해 미리 설정된 상기 레이저 수신판 내의 기준좌표를 저장하고, 상기 레이저 수신판에 수신된 레이저빔의 수신좌표를 감지하여, 상기 기준좌표와 상기 수신좌표가 일치하는지 여부를 결정하는 제어부를 포함하고,
상기 제1 통신부는
상기 제어부의 결정 결과를 상기 지상제어장치로 전달하는 것을 특징으로 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템.According to claim 1, wherein the drone
a first communication unit providing a communication interface with the ground control device;
a second communication unit providing the communication interface between the drones;
a laser emitting unit for emitting the plurality of laser beams to a first drone, adjacent in any first direction;
a laser receiving plate for receiving a plurality of laser beams emitted from a second drone adjacent to a second direction opposite to the first direction; and
Storing the reference coordinates in the laser receiving plate set in advance to check the alignment state of the drone, detecting the receiving coordinates of the laser beam received on the laser receiving plate, whether the reference coordinates and the receiving coordinates match comprising a control unit to determine
The first communication unit
Drone surveying system according to terrain change, characterized in that transmitting the determination result of the control unit to the ground control device.
상기 드론 몸체의 상/하부를 관통하여 형성된 중앙홀;
상기 중앙홀을 가로 지르는 투명 LCD;
측량 대상 지형에 대한 과거 지형정보를 저장하되, 상기 측량 대상 지형에 포함된 임의의 기준 지점을 중심으로 미리 설정된 반경 거리 이내의 지형을 포함하는 단위 영역별로, 상기 기준 지점과 대응된 영역의 과거 지형정보를 매칭시켜 저장하는 메모리부;
상기 투명 LCD의 정중앙에서 지면을 향해 수직으로 연장된 가상의 선이 상기 기준 지점과 만날 경우, 상기 메모리로부터 대응된 과거 지형정보를 도출하여 상기 투명 LCD에 표시하는 영상 표시부;
상기 투명 LCD 상부의 소정 위치에서, 상기 투명 LCD를 관통하여 보여지는 현재 지형을 촬영하되, 상기 투명 LCD에 표시된 과거 지형정보와 상기 현재 지형을 겹쳐서 촬영하는 카메라; 및
상기 카메라를 지지하되, 상기 카메라가 상기 투명 LCD 상부의 소정 위치에서 상기 드론의 해발 고도에 따라 상하 이동하도록 지지하는 지지수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템.According to claim 1 or 2, wherein the drone
a central hole formed through the upper / lower portion of the drone body;
a transparent LCD crossing the central hall;
Storing the past topographic information on the terrain to be surveyed, the past topography of the area corresponding to the reference point for each unit area including the terrain within a preset radius distance centered on an arbitrary reference point included in the terrain to be surveyed a memory unit for matching and storing information;
When an imaginary line extending vertically from the center of the transparent LCD toward the ground meets the reference point, an image display unit for deriving the corresponding past geographic information from the memory and displaying it on the transparent LCD;
a camera for photographing the current topography seen through the transparent LCD at a predetermined position above the transparent LCD, and superimposing the past topographic information displayed on the transparent LCD and the current topography; and
But supporting the camera, the drone survey system according to terrain change, characterized in that it further comprises supporting means for supporting the camera to move up and down according to the elevation of the drone at a predetermined position above the transparent LCD.
적어도 하나의 색상을 표출하는 LED를 구비하고, 모터에 의해 회전되는 힌지축에 의해, 외주면 일부가 상기 중앙홀의 내주면 일측에 힌지 가능하게 설치되고,
상기 제어부는
상기 모터를 제어하여 상기 투명 LCD를 상기 드론 몸체와 수직방향으로 회전시키고, 상기 적어도 하나의 색상의 빛을 표출하도록 상기 LED를 제어하되, 상기 지상제어장치와 사전에 약속된 정보에 의거하여, 해당 드론의 비행 상태, 해당 드론이 포함된 드론 편대의 비행 상태, 또는 측량 대상 지역에 발생한 긴급상황 정보를 외부로 알리도록 상기 LED를 제어하는 것을 특징으로 하는 지형 변화에 따른 드론 측량 시스템.The method of claim 3, wherein the transparent LCD
Equipped with an LED that displays at least one color, and by a hinge shaft rotated by a motor, a part of the outer circumferential surface is hingedly installed on one side of the inner circumferential surface of the central hole,
the control unit
Control the motor to rotate the transparent LCD in a vertical direction to the drone body, and control the LED to display the light of the at least one color, but based on information agreed in advance with the ground control device, the corresponding A drone surveying system according to a terrain change, characterized in that the LED is controlled to inform the outside of the flight status of the drone, the flight status of the drone squadron including the drone, or emergency information occurring in the area to be surveyed.
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---|---|---|---|
KR1020210137848A KR102351747B1 (en) | 2021-10-15 | 2021-10-15 | Drone surveying system according to terrain change |
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- 2021-10-15 KR KR1020210137848A patent/KR102351747B1/en active IP Right Grant
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