KR102371287B1 - 무인기에 사용되는 스테이션 시스템 - Google Patents

Abstract

실시예는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템에 관한 것이다.
구체적으로, 이러한 시스템은 기본적으로는 기존과 같이, 비행과 관련된 작업을 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이륙과 착륙을 수행해서 비행에 따른 작업결과를 제공하고 복귀하는 FCC(Flight Control Computer) 장치를 포함한다.
그리고, FCC 장치의 이륙과 착륙 동작을 제어해서 상기 작업을 비행제어에 따라 처리하고, 작업결과를 제공받아서 등록, 관리하는 MCC(Mobile landing station Control Computer) 장치를 포함한다.
그래서, 이러한 FCC 장치와 MCC 장치가 이렇게 이착륙 제어를 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 정밀한 이착륙을 유도해서, 보다 안전하고 편리하게 시스템을 운영한다.
구체적으로는, 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙이 이루어진다.

Description

무인기에 사용되는 스테이션 시스템{System for station employing manless plane}

본 명세서에 개시된 내용은 무인 비행체 기술 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인기와 랜딩 스테이션의 상호 연동으로 무인기를 자가 운영으로 이착륙할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 무인 비행체는 원격조종 또는 자율비행 등의 제어로 비행을 하는 무인 비행기를 말한다.

이러한 무인 비행체는 여러 가지의 작업 예를 들어, 대기를 감시하는 일 등을 수행할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이착륙을 수행해서 격납고를 기초로 들어오고 나가는 동작을 반복한다.

그래서, 이와 관련된 이착륙을 제어하는 기술이 나오게 되었는데, 최근에는 상황상 정밀한 이착륙이 있어야 되는 경우 등이 발생한다.

이와 관련해서, 기존의 무인 비행체 자동비행 기술은 GPS 위치 기반으로 비행 전에 비행경로를 좌표로 입력하여, 입력된 좌표를 차례로 비행하는 형태로서, GPS 신호가 미약하거나 수신되지 않는 곳에서는 실행이 어렵다는 단점이 있다.

특히 GPS의 좌표 오차는 Min. 2m에서 Max. 10m 범위의 오차가 있으므로 GPS만으로는 랜딩 스테이션의 홈 포지션에 시스템적으로 정밀하게 착륙을 하기가 쉽지 않은 문제점도 있다.

이와 관련된 선행기술로는 아래의 문헌 정도에 나오는 편이다.

(특허문헌 1) KR102714581 Y1

참고적으로, 특허문헌 1의 기술은 정밀 위치 보정을 이용한 자동 정밀 착륙 유도 시스템에 관한 것이고, 본 명세서와 관련된 기술은 이러한 기술 정도가 검색되었다.

부가적으로, 또한 이러한 자동비행을 위해서 각 무인 비행체 기업은 GCS(Ground Control System)를 개발하여 스마트폰 어플리케이션, 컴퓨터 소프트웨어 등으로 보급하여 자동비행을 실현하고 있다. 그런데, 기존의 GCS는 대부분 폐쇄적인 형태로 각 기업이 사용하는 FC(Flight Controller)만 호환이 가능하여 다른 기업의 무인 비행체와는 호환되지 않는 것도 여러개가 있다.

특히, 이러한 자동비행과 관련하여, 전술한 문제점 등은 대기 중으로 쉽게 증발되고, 광화학스모그를 유발하는 휘발성 유기화합물(VOCs)의 실시간 감지 및 처리하는 분야 등에서 더욱 요구된다.

개시된 내용은, 이들과 관련하여 GPS만으로 하는 기존방식에 더하여, 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 맞게 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙을 할 수 있도록 하는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템을 제공하고자 한다.

실시예에 따른 무인기에 사용되는 스테이션 시스템은,

기본적으로는 기존과 같이, 비행과 관련된 작업을 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이륙과 착륙을 수행해서 비행에 따른 작업결과를 제공하고 복귀하는 FCC(Flight Control Computer) 장치를 포함한다.

그리고, FCC 장치의 이륙과 착륙 동작을 제어해서 상기 작업을 비행제어에 따라 처리하고, 작업결과를 제공받아서 등록, 관리하는 MCC(Mobile landing station Control Computer) 장치를 포함한다.

그래서, 이러한 FCC 장치와 MCC 장치가 이렇게 이착륙 제어를 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 정밀한 이착륙을 유도해서, 보다 안전하고 편리하게 시스템을 운영한다.

구체적으로는, 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 맞게 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, GPS만으로 하는 기존 이착륙방식에 더하여, 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙을 제공한다.

그리고, 또한 FCC 장치가 통신을 통해 스테이션으로 유도비행하여 충전이 가능하도록 하면서, 간단히 무인기와 스테이션의 상호 간에 접촉만으로 쉽게 충전을 하기도 한다.

도 1은 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템을 설명하기 위한 개념도
도 2는 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템을 전체적으로 도시한 도면
도 3은 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템에 적용된 FCC 장치 구성을 도시한 블록도
도 4는 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도
도 5는 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템에 착륙된 무인기를 중앙으로 정렬하기 위한 동작을 설명하기 위한 도면
도 6은 일실시예에 따른 무인기에 사용되는 스테이션 시스템에 적용된 충전 동작을 설명하기 위한 도면

도 1은 일실시예에 따른 무인기에 사용되는 스테이션 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 스테이션 시스템은 기본적으로, 비행하며 특정 작업을 수행하는 FCC 장치(100)와, FCC 장치(100)의 비행 제어와 이착륙을 전체적으로 제어하는 MCC 장치(200)를 포함한다(a 참조).

이러한 상태에서, 일실시예에 따른 스테이션 시스템은 이렇게 이착륙 제어가 될 경우, 랜딩 스테이션에서 정밀한 이착륙을 유도해서, 보다 안전하고 편리하게 시스템을 운영하도록 한다.

이를 위해, 이러한 스테이션 시스템은 이때 자가 운용방식으로서 이착륙을 유도하고, 충전을 유도하기도 해서, 통합적으로 여러 형태의 이착륙을 서비스할 수 있도록 한다.

구체적으로는, 이러한 스테이션 시스템은 아래와 같이 이루어진다.

먼저, MCC 장치(200)는 이러한 경우에, 랜딩 스테이션에서 일정 거리만큼 비교적 멀리 떨어진 GPS영역에서는 FCC 장치(100)의 이착륙 유도동작을 GPS 좌표로(FCC 장치 포함) 수행한다. 즉, MCC 장치(200)의 제어를 받는 동작에 비해 상대적으로 FCC 장치(100)에서 액티브형으로 동작해서 이착륙유도가 된다.

그리고, 이렇게 FCC 장치(100)가 유도되면서 랜딩 스테이션에 점점 가까이 가서 근접된 비콘영역에 위치하게 되면, FCC 장치(100)와 비콘 관련정보를 송수신해서, 비콘영역에 설치한 카메라와 레이저로 FCC 장치(100)를 객체검출, 추적해서 이착륙을 유도한다.

그리고 나서, 격납될 랜딩영역에 도착하게 되면, FCC 장치(100)로부터 제어권을 받아서 아래의 정밀 착륙모드를 수행해서, 지정한 이착륙위치에 정밀하게 위치하도록 유도한다.

구체적으로는, 이러한 정밀 착륙모드는 먼저 FCC 장치(100)로 측위용 신호를 송출해서 FCC 장치의 현재 위치값을 회신받는다.

그리고, 상기 FCC 장치(!00)의 현재 위치값과 랜딩 스테이션의 홈 포지션과의 오차(Coordinate Value to move)를 산출한다.

그래서, 이러한 오차를 FCC 장치(100)로 제공하는 동작을 FCC 장치(100)의 현재 위치값이 미리 설정된 이착륙위치값이 될 때까지 반복적으로 수행하여, 이착륙을 유도한다.

따라서, 이를 통해 일실시예는 FCC 장치(100)와 MCC 장치(200)가 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙이 이루어진다.

추가적으로, 이러한 경우 상기 랜딩 스테이션은 예를 들어, 위치를 고정 상태와 비고정 상태로 나누어 구비한다.

그리고, 이때 고정 상태의 스테이션 홈 포지션은 이륙 지점으로 설정한다.

또한, 비고정 및 이동중인 통신 즉, MCC 장치(200)와 FCC 장치(100)의 통신은 RF 통신으로 직접통신하는 방식과 ISP(Internet Service Provider) 사업자의 이동통신망 서비스를 사용하여 통신하는 방식이 있다.

이때, ISP 사업자의 이동통신망 서비스를 사용하는 경우에는 대부분 유동IP 방식이므로 스테이션의 좌표를 FCC 장치(100)에 직접 전달하기 위한 DRS(Data Relay Server)가 필요하다.

추가적으로 이러한 경우에, 상기 MCC 장치(200)와 FCC 장치(!00)가 통신을 할 경우에, 미리 설정된 와이파이망에 연결된 경우에는 와이파이망의 개별 IP 주소로 통신을 수행한다. 그리고, 반면에 와이파이망에 연결되지 않은 경우에는 근접된 관리자 모바일단말기에 이동통신데이터 망의 단말기 식별 번호로 통신을 수행함으로써, 실시간으로 연결을 확보해서 통신을 하도록 한다.

부가하여, 이와 관련된 FCC 장치는 이러한 통신을 활용해서 충전을 수행할 때, 주변에 있는 관리자에게 충전 중임을 알려, 충전 관리를 원활하게 한다.

이를 위해, FCC 장치는 충전포지션으로 이착륙될 경우에, 상기 MCC 장치와의 통신으로부터 나온 RF 전력을 통해서 전자기에너지를 저장한다.

그리고, 이 전자기에너지에 따른 전압값과 미리 설정된 충전 개시전압값을 비교한다.

상기 비교 결과, 상기 저장된 전자기에너지에 따른 전압값이 상기 충전 개시전압값보다 이상인 경우에 상기 전자기에너지로 램프의 동작을 온하여 충전중임을 알리고, 미만인 경우에는 자체 전원으로 상기 램프의 동작을 온해서 충전중임을 알린다.

부가적으로, 이러한 일실시예에 따른 정밀 이착륙을 구체적으로 조금 더 설명하면 아래와 같다(b 참조).

먼저, 전술한 GPS 영역인 경우에는, FCC 장치(100)에서 RTH로 GPS 좌표를 이용하여 MLS로 즉, MCC 장치(200)의 제어에 의해 MLS로 복귀한다.

이때, RTH 액션을 수정하고, MLS에 랜딩 준비를 요청해서 ACK를 수신한다. 이러한 경우에, MLS는 랜딩준비를 하고 준비 ACK를 송신한다.

그리고 나서, FCC 장치(100)는 MLS 근처의 비콘을 찾는 동작을 수행하며, 예를 들어 10m 원형 비행 모드로 비행을 하고 선회해서 비콘을 찾는다.

다음, 비콘 영역에서는 MLS와 연결을 유지하고, 이때 MLS에 랜딩준비 여부를 체크요청하여 ACK를 수신한다.

그리고, 여기에서 MLS는 기체와 연결을 유지하고, 랜딩준비여부를 체크해서 ACK를 송신한다.

그리고 나서, FCC 장치(100)가 고도를 8m 정도까지 하강하고, 카메라가 찾을 때까지 원형 비행을 한다. 이때 녹색 레이저 등을 켜기도 한다.

또한, 이 경우에 MLS에 기체 추적을 요청하여 ACK를 수신하고, MLS는 기체(녹색레이저) 추적을 시작하며, 시작 ACK를 송신한다.

그래서, 예를 들어 5m 원형 비행 모드로 비행하고, 선회해서 MLS로부터 추적 상태를 수신한다. 이때 MLS는 기체를 발견한 경우에 관련된 사실을 통보한다.

다음으로, FCC 장치(100)가 이를 통해 랜딩 영역에 도착을 하게 되면, 제어권을 이관한다.

즉, MLS의 제어권이관을 요청 승인하고, ACK를 송신한다. 이때, MLS는 제어권을 취득하며, 기체에 제어권을 요청하여 ACK를 수신한다.

그러면, FCC 장치(100)는 오토렌딩이 이루어지고, 기체가 중앙에 위치되면 기체에 랜딩을 요청하고 ACK를 수신한다. 그리고, MLS의 컨트롤 명령어를 수신하여 ACK를 송신한다.

이때, 비전카메라로 기체 X, Y축/YAW 컨트롤을 하고, 레이저거리측정으로 기체 Z축 컨트롤을 수행한다. 그리고, 기체로부터 렌딩완료 여부를 수신해서 ACK를 송신한다.

그래서, 이에 따라 MLS에 컨트롤 명령어를 수신하여 ACK를 송신하고, 기체 랜딩을 완료한다.

도 2는 일실시예에 따른 무인기에 사용되는 스테이션 시스템을 전체적으로 도시한 도면이다

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 스테이션 시스템은 기체인 FCC 장치(100)와, 기지국, 랜딩 스테이션 시스템을 위한 MCC 장치(200)를 포함한다(a 참조).

상기 FCC 장치(100)는 기존과 같이, 우선 비행과 관련된 작업을 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이륙과 착륙을 수행해서 비행에 따른 작업결과를 제공하고 복귀한다. 이때, FCC 장치(100)는 이착륙을 위한 여러 형태의 통신 모듈을 구비하며, 예를 들어 RF 모듈과, LTE 모듈을 통합적으로 구비한다.

상기 기지국은 FCC 장치(100)와 MCC 장치(200)를 연결해서 데이터중계하고, 이를 위해 예를 들어 MQTT 브로커 TCP 서비스 포트를 가진다.

상기 MCC 장치(200)는 FCC 장치(100)의 이륙과 착륙 동작을 제어해서 상기 작업을 비행제어에 따라 처리하고, 작업결과를 제공받아서 등록, 관리한다. 그리고, 이러한 경우 MCC 장치(200)는 이착륙 유도를 위해서, 카메라와, 비콘 단말기, 레이저, 객체 검출/추적과 관련된 장치 등을 구비한다. 그래서, 이러한 FCC 장치(100)와 MCC 장치(200)는 예컨대, RF 통신을 통해 랜딩 스테이션의 도어 개폐동작 등을 제어하여 이착륙을 수행하고, LTE 통신으로는 위치정보 등을 송수신해서 정밀한 이착륙 유도를 한다.

이러한 경우에, 부가적으로 스테이션 시스템은 예를 들어 아래와 같은 실제 상황에서 운용이 된다(b 참조).

먼저, 이러한 시스템은 다수의 특수목적형 소형 FCC 장치(100-1, 100-2,…, 100-n)와, 이들과 통신하며 어느 하나 이상을 선택하여 비행을 조절하고, 운행현황을 모니터링하는 MCC 장치(200)를 포함한다.

즉, 구체적으로는 이러한 시스템은 대기 중으로 쉽게 증발되고, 광화학스모그를 유발하는 휘발성 유기화합물의 실시간 감지 및 처리를 할 수 있도록 하기 위해, 자율비행을 기반으로 하는 소형 무인항공기를 유해물질(가스) 감지 및 처리 목적에 맞게 제공한다. 그래서, 이를 통해 산업현장이나 재난현장에서 유해가스나 대기오염물질의 감지 및 제거와, 모니터링 공정을 구현한다.

도 3은 일실시예에 따른 스테이션 시스템에 적용된 FCC 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 FCC 장치(100)는 녹색LED 및 비콘리더 모듈(110)과, 제어부(120)를 포함한다.

이러한 경우, 상기 제어부(120)는 상기 비콘리더(110)의 결과를 기반으로 MLS와 통신하며, 녹색LED를 점등한다.

참고적으로, 이러한 제어부는(120)는 아래와 같이 구체적으로 이루어지기도 한다.

예를 들어, 비콘리더의 신호 입출력을 위한 부분과 신호 처리를 위한 부분, MCC 장치(또는, GCS)와의 통신을 위한 부분을 모두 포함하도록 이루어진다.

이를 위해, 전원모듈과, 시리얼통신모듈, MCC 장치와의 통신을 위한 IoT모듈 및, 상기 각 모듈을 제어하는 CPU모듈을 모두 포함하기도 한다.

도 4는 일실시예에 따른 무인기에 사용되는 스테이션 시스템의 동작을 순서대로 도시한 절차 흐름도이다(도 2 참조).

도 4에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 스테이션 시스템은 기본적으로 기존과 같이, FCC 장치(100)에서 비행과 관련된 작업을 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이륙과 착륙을 수행해서 비행에 따른 작업결과를 제공하고 복귀한다.

그리고, MCC 장치(200)에서 상기 FCC 장치(100)의 이륙과 착륙 동작을 제어해서 상기 작업을 비행제어에 따라 처리하고, 작업결과를 제공받아서 등록, 관리한다.

이러한 상태에서, 상기 MCC 장치(200)는 아래의 동작을 일실시예에 따라 수행한다.

a) 먼저, FCC 장치(100)의 이륙과 착륙 동작이 제어될 때, 랜딩 스테이션에서 제 1 거리만큼 떨어진 미리 설정된 GPS영역에서는 상기 제어 동작을 FCC 장치(100)의 GPS 좌표로 제 1 이착륙유도한다.

예를 들어, FCC 장치(100)의 이륙과 착륙 동작이 제어될 때, 랜딩 스테이션에서 제 1 거리만큼 떨어진 미리 설정된 GPS영역에서는 상기 제어 동작을 FCC 장치(100) GPS 좌표와 상기 제 1 주변영역 임계 GPS 좌표를 비교해서, 일치 시점까지는 FCC 장치(100)에서 액티브형으로 GPS 좌표로 이착륙한다.

b) 그리고, 이러한 제 1 거리보다 작은 제 2 거리만큼 떨어진 근접된 미리 설정된 비콘영역에서는 FCC 장치(100)와 비콘 관련정보를 송수신해서, 상기 비콘영역의 카메라 촬영동작과 레이저의 동작을 개시 수행하여 FCC장치(100)를 객체검출, 추적함으로써, 제 2 이착륙유도를 한다.

c-1) 다음으로, 비콘영역보다도 근접된 미리 설정된 랜딩영역에서는 FCC 장치(100)로부터 제어권을 받아서 미리 설정된 정밀 이착륙모드를 개시 수행한다.

c-2) 이러한 정밀 이착륙모드는 1차적으로는, 먼저 상기 FCC 장치(100)로 측위용 신호를 송출해서 FCC 장치(100)의 현재 위치값을 회신받는다.

이때, TX의 종류는 비콘 신호와 적외선 신호를 송신하는 방식, QR코드 등의 특수한 이미지를 사용하는 컴퓨터 비전(Computer Vision) 장치 등이 있다.

또한, 이때 RX는 TX와 상호 호환되는 장치로 구성된다.

부가적으로, 이러한 정밀 충전 착륙 유도 시스템은 비콘 신호와 적외선 신호를 송수신하는 단일 방식, 컴퓨터 비전을 사용하는 단일 방식 또는 비콘+적외선+컴퓨터 비전 등 혼합 방식도 가능하다.

c-3) 그리고, 이러한 FCC 장치(100)의 현재 위치값과 즉, 예를 들어, X, Y 포지션 값과 랜딩 스테이션의 홈 포지션과의 오차를 산출한다.

c-4) 그래서, 이러한 오차를 FCC 장치(100)로 제공하는 동작을 FCC 장치(100)의 현재 위치값이 미리 설정된 이착륙위치값이 될 때까지 반복적으로 수행하여, 제 3 이착륙 유도를 한다.

예를 들어, 전(+Y), 후(-Y), 좌(-X), 우(+X) 방향 및 고도를 제어하면서 제 3 이착륙 유도가 이루어진다.

이상과 같이, 일실시예는 FCC 장치와 MCC 장치가 랜딩 스테이션으로부터 떨어진 거리별로 적합한 여러 가지의 객체(FCC 장치) 추출방식을 종합적으로 사용해서, 여러 개의 상이한 영역별로 스테이션에 유도비행을 하여 정밀한 이착륙이 이루어진다.

추가적으로, 이러한 스테이션 시스템은 이러한 경우에, 사물인식센서를 활용하는 방식으로 간단하고 쉽게 MCC 장치(200) 내부에서 비행체를 시스템적으로 인식함으로써, 보다 더 효과적으로 비행체의 인식이 이루어진다.

이를 위해, 상기 MCC 장치(200)는 아래와 같이 이루어진다.

a) 먼저, MCC 장치(200)는 랜딩 스테이션의 이착륙위치에 설치한 포토 센서에 의해 FCC 장치 기체 유/무를 판단한다.

b) 상기 판단 결과, 상기 랜딩 스테이션의 이착륙위치에 FCC 장치(100) 기체가 있는 경우에 다수의 상이한 스키드 지점을 근접 센서로 확인하여 정위치 여부를 판단한다.

예를 들어, 특정 스키드 지점 모두가 미리 설정된 반경 내로 근접된 경우에 FCC 장치(100) 기체가 정위치에 안착된 것으로 판단한다.

c) 다음, 상기 FCC 장치(100)가 정위치된 경우에는 FCC 장치(100)에 부착한 코드로 기체정보를 확인한다.

d) 상기 확인 결과, 상기 기체정보가 등록된 경우에 무게센서로 FCC 장치(100) 유/무를 판단한다.

e) 상기 판단 결과, FCC 장치(100)가 있는 경우에는 레이저 센서로 회전수를 확인하여 프로펠러의 동작 여/부를 판별한다.

f) 상기 판별 결과, 상기 프로펠러의 동작이 되지 않는 경우 즉, 회전수가 0인 경우에는 적외선 센서로 FCC 장치의 정위치 유/무를 판별함으로써, FCC 장치(100)를 인식한다.

따라서, 이를 통해 FCC 장치가 이착륙될 경우에, 착륙지점에서 사물인식센서를 활용하는 방식 등으로 간단하고 쉽게 MCC 내부 장치에서 비행체를 시스템적으로 인식함으로써, 보다 더 효과적으로 비행체의 인식이 이루어진다.

도 5는 일실시예에 따른 무인기에 사용된 스테이션 시스템에 착륙된 무인기를 중앙으로 정렬하기 위한 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예의 스테이션 시스템은 FCC 장치가 이착륙될 경우에, 착륙지점에서 전술한 유도비행과, 사물인식센서를 활용하는 방식 등으로 MCC 내부 장치에서 비행체를 중앙에 정렬함으로써, 보다 더 효과적으로 비행체를 정위치에 안착한다.

도 6은 일실시예에 따른 스테이션 시스템에 적용된 충전 동작을 보여주는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 충전 동작은 전술한 바와 같이, FCC 장치가 충전용 이착륙 지점에 위치될 때에, FCC 장치의 랜딩 스키드 충전 단자(F)와 스테이션의 충전 단자(M)를 접촉할 때까지 반복적으로 수행해서 정위치에 안착을 한다.

이러한 정위치 안착 동작은 예를 들어, 전(+Y), 후(-Y), 좌(-X), 우(+X) 방향 및 고도를 제어하면서 충전용 이착륙 지점에 안착이 이루어진다.

추가적으로, 이러한 스테이션 시스템은 이러한 경우에, 전술한 유도비행을 수행해서 정밀한 이착륙이 이루어지고 쉽게 충전을 하도록 한다.

이를 위해, 이러한 스테이션 시스템은 일실시예에 따른 충전 동작을 수행하도록 또한 아래와 같이 이루어진다.

a) 즉, 상기 MCC 장치는 전술한 바와 같이, FCC 장치가 착륙되기 전에 정위치를 잡기위해 스키드 바를 펼친다.

b) FCC 장치가 착륙확인 되면, 스키드바를 이용하여 FCC 장치를 중앙으로 밀쳐서 충전 포지션에 정위치 시킨다.

c) 그런 후, 스키드 바를 가장자리로 다시 펼쳐서 다음 랜딩을 준비한다.

따라서, 이를 통해 무인기가 통신을 통해 스테이션으로 유도비행하여 충전이 가능하도록 하면서 간단히 무인기와 스테이션의 상호 간에 접촉만으로 쉽게 충전을 한다.

100 : FCC 장치 200 : MCC 장치
110 : 비콘리터+적색LED 120 : 제어부

Claims (5)

1. 비행과 관련된 작업을 할 경우에, 랜딩 스테이션에서 이륙과 착륙을 수행해서 비행에 따른 작업결과를 제공하고 복귀하는 FCC(Flight Control Computer) 장치와;
   상기 FCC 장치의 이륙과 착륙 동작을 제어해서 상기 작업을 비행제어에 따라 처리하고, 작업결과를 제공받아서 등록, 관리하는 MCC(Mobile landing station Control Computer) 장치; 를 포함하고 있으며,
   
   상기 MCC 장치는,
   a) 상기 FCC 장치의 이륙과 착륙 동작이 제어될 때, 랜딩 스테이션에서 제 1 거리만큼 떨어진 미리 설정된 GPS영역에서는 상기 FCC 장치의 이륙과 착륙 동작에 대한 제어를 GPS 좌표로 제 1 이착륙유도하고,
   b) 상기 제 1 거리보다 작은 제 2 거리만큼 떨어진 근접된 미리 설정된 비콘영역에서는 FCC 장치와 비콘 관련정보를 송수신해서, 상기 비콘영역의 카메라 촬영동작과 레이저의 동작을 개시 수행하여 FCC장치를 객체검출, 추적함으로써, 제 2 이착륙유도하고,
   c-1) 상기 비콘영역보다도 근접된 미리 설정된 랜딩영역에서는 FCC장치로부터 제어권을 받아서 미리 설정된 정밀 이착륙모드를 개시 수행하여,
   c-2) 상기 정밀 이착륙모드에 따라 상기 FCC 장치로 측위용 신호를 송출해서 FCC 장치의 현재 위치값을 회신받고,
   c-3) 상기 FCC 장치의 현재 위치값과 랜딩 스테이션의 홈 포지션과의 오차(Coordinate Value to move)를 산출해서,
   c-4) 상기 산출된 오차를 FCC 장치로 제공하는 동작을 FCC 장치의 현재 위치값이 미리 설정된 이착륙위치값이 될 때까지 반복적으로 수행하여, 제 3 이착륙유도를 하고,
   
   상기 MCC 장치는
   a) 상기 랜딩 스테이션의 이착륙위치에 설치한 포토 센서에 의해 FCC 장치 기체 유/무를 판단하고,
   b) 상기 판단 결과, 상기 랜딩 스테이션의 이착륙위치에 FCC 장치 기체가 있는 경우에 다수의 상이한 스키드 지점을 근접 센서로 확인하여 정위치 여부를 판단하고,
   c) 상기 FCC 장치가 정위치된 경우에는 FCC 장치에 부착한 코드로 기체정보를 확인하며,
   d) 상기 확인 결과, 상기 기체정보가 등록된 경우에 무게센서로 FCC 장치 유/무를 판단하고,
   e) 상기 판단 결과, FCC 장치가 있는 경우에는 레이저 센서로 회전수를 확인하여 프로펠러의 동작 여/부를 판별하고,
   f) 상기 판별 결과, 상기 프로펠러의 동작이 되지 않는 경우 적외선 센서로 FCC 장치의 정위치 유/무를 판별함으로써, FCC 장치를 인식하는 것; 을 특징으로 하는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 MCC 장치는
   a) 스키드바를 가장자리로 펼치고,
   b) 상기 FCC 장치를 충전포지션에 위치시키도록 유도하고,
   c) FCC 장치의 랜딩 스키드(Landing Skid) 충전 단자(Female)와 스테이션의 충전 단자(Male)를 접촉시켜 시스템적으로 충전하는 것; 을 특징으로 하는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 FCC 장치는
   a) 상기 충전포지션으로 이착륙될 경우에, 상기 MCC 장치와의 통신으로부터 나온 RF 전력을 통해서 전자기에너지를 저장하고,
   b) 상기 저장된 전자기에너지에 따른 전압값과 미리 설정된 충전 개시전압값을 비교해서,
   c) 상기 비교 결과, 상기 저장된 전자기에너지에 따른 전압값이 상기 충전 개시전압값보다 이상인 경우에 상기 전자기에너지로 램프의 동작을 온하여 충전중임을 알리고, 미만인 경우에는 자체 전원으로 상기 램프의 동작을 온해서 충전중임을 알리는 것; 을 특징으로 하는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 MCC 장치는
   상기 FCC 장치와 통신을 할 경우에, 미리 설정된 와이파이망에 연결된 경우에는 와이파이망의 개별 IP 주소로 통신을 수행하고, 와이파이망에 연결되지 않은 경우에는 근접된 관리자 모바일단말기에 이동통신데이터 망의 단말기 식별 번호로 통신을 수행함으로써, 실시간으로 통신하는 것; 을 특징으로 하는 무인기에 사용되는 스테이션 시스템.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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