KR102411724B1

KR102411724B1 - 드론 실기 평가 시스템

Info

Publication number: KR102411724B1
Application number: KR1020210163713A
Authority: KR
Inventors: 이재학; 오오열; 이재범; 임희준; 이정재; 공원대; 채지웅; 이승희; 신대희
Original assignee: 주식회사 씨엔테크
Priority date: 2021-11-24
Filing date: 2021-11-24
Publication date: 2022-06-22

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실기 평가 시스템은 주행 코스를 구비하는 테스트 공간에서 주행되는 드론의 위치 이동을 평가하는 드론 실기 평가 시스템에 관한 것으로서, 드론에 설치되며, GPS(Global Positioning System)가 탑재되어 드론의 현재 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제1 위치 정보를 생성하는 센서부; 상기 테스트 공간 내의 특정 위치에 설치되며, 특정 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제2 위치 정보를 생성하는 RTK(Real Time Kinematic) GPS부; 상기 특정 위치의 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 특정 위치 정보를 저장하며, 상기 제2 위치 정보로부터 상기 특정 위치 정보를 차감한 제1 오차 정보를 산출하고, 상기 제1 위치 정보에서 상기 제1 오차 정보를 차감한 제3 위치 정보를 생성하는 연산부; 및 제4 위치 정보를 가지는 주행 코스의 위도, 경도, 고도에 대한 주행 코스의 임계 라인을 기준으로 상기 제3 위치 정보를 이용하여 주행 평가 결과를 산출하는 제어부;를 포함하는, 드론 실기 평가 시스템일 수 있다.

Description

드론 실기 평가 시스템{Drone practical evaluation system}

본 발명은 드론 실기 평가 시스템에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 주행 코스를 구비하는 테스트 공간에서 주행되는 드론의 위치 이동을 평가하는 드론 실기 평가 시스템에 관한 것이다.

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[이 발명을 지원한 연구개발사업]
　 [과제고유번호] D2121023
　 [부처명] 경기도
　 [연구관리전문기관] (재)경기도경제과학진흥원
　 [연구사업명] 기업주도 일반
　 [연구과제명] 5G통신 융합 RTK기반의 초경량비행장치 실기시험 및 교육용 평가시스템 개발
　 [기여율] 1/1
　 [주관연구기관] 주식회사 씨엔테크
　 [연구기간] 2021. 8. 1. ~ 2022. 7. 31.
드론(drone)은 2차 대전 직후 수명을 다한 낡은 유인 항공기를 공중 표적용 무인기로 재활용하는 과정에서 기획 개발되었으며, 초기에는 각종 미사일 사격 연습에서 표적물의 역할을 수행하다 냉전시대에는 적진에 투입되어 정찰 및 정보 수집 임무를 수행하였다.
이후 원격탐지장치, 위성 제어장치 등 최첨단 장비를 갖추고 사람이 접근하기 힘든 곳이나 위험지역 등에 투입되어 정보를 수집하거나 특수 임무를 수행하고 있다.

이러한 드론은 활용 목적에 따라 대형 비행체부터 초소형 비행체까지 다양한 모델들이 개발되어, 위험한 재난 지역이나 화산지역, 원전 사고지역 등 사람들이 접근하기 어려운 곳에 투입하여 유용한 활동을 펼치고 있다.

또한, 개인의 취미활동용으로 개발된 드론도 큰 인기를 모으고 있으며 점차 대중화되어 주변에서 초등생들이 조작하는 것도 쉽게 볼 수 있는 정도에 이르고 있다.

그러나, 초보자의 미숙한 드론의 운용 시, 조작 미숙으로 인해 멀리 날아가 충돌, 추락과 같은 사고가 발생할 수 있으며, 드론의 추락은 파손 자체로 인한 경제적 피해 만 아니라 대인 및 대물의 충돌에 의한 사회적 피해의 위험성도 크게 된다.

이러한 드론의 충돌, 추락에 의한 경제적, 사회적 피해를 최소화하기 위해서는 안정적인 운용 방안이 필요하고, 운용자의 조작 기술을 능숙하게 높이기 위한 교육과 시험이 더욱 중요해진다.

하지만, 이러한 교육과 시험도 무선으로 조작되는 무선비행체인 드론을 초보자인 교육생들이 능숙하게 조작하기 어렵기에 여전히 조작 미숙 등으로 비행 범위에서 이탈하여 멀리 날아가 사람이나 물체에 충돌하거나 추락하여 피해를 입히게 되는 문제점이 있고, 특히, 드론 시험의 경우에는 감독관의 육안으로만 진행되어 시험 정확도가 떨어지는 것은 물론, 관리자 또는 감독관이 드론 관리 및 교육생 관리를 데이터 기반으로 제공하는 기술이 미비한 실정이다

한편, 대한민국 등록특허 제10-2200784 B1호(2021.01.05.)에서는 드론 비행 테스트 시스템을 개시하고 있다.

그러나, 이 또한 교육생의 드론 조종기 조종신호가 감독관용 드론 조종기 조종신호를 경유하여 교육생에 의해 드론이 조작되어 조종의 미숙함을 보완하는 문제점을 해결 할 수 있지만, 드론 실기 시험의 경우에는 여전히 감독관의 육안으로만 진행되어 실기 시험 평가의 정확도가 떨어지며 객관성을 담보할 수 없는 문제점이 여전히 존재하고, 이에 따라 실기 시험 평가에 대한 민원이 지속적으로 제기되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 테스트 공간에서 시험자가 드론을 조종하는 실기 시험을 치를 경우, GPS 및 RTK GPS를 구비한 테스트 공간에서 위도, 고도, 경도, 속도 정보를 통해 감독관의 육안이 아닌, 시험자의 드론 조종 능력을 시스템적으로 평가하는 드론 실기 평가 시스템을 제공하고자 함이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실기 평가 시스템에 의하면, 테스트 공간에서 시험자가 드론을 조종하는 실기 시험을 치를 경우, GPS 및 RTK GPS를 구비한 테스트 공간에서 위도, 고도, 경도, 속도 정보를 통해 감독관의 육안이 아닌, 시험자의 드론 조종 능력을 시스템적으로 평가하여 보다 정확하고 객관적으로 평가할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 개략 사시도.
도 2는 기존의 드론 실시 평가 시스템이 감독관의 육안으로 평가되는 것을 설명하기 위한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 개략도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템을 구성하는 센서부를 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 예시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 개략도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 순서도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 상기 드론 실기 평가 시스템은, 디스플레이부;를 더 구비하며, 상기 디스플레이부는, 상기 제어부에 의해 현재 시점을 기준으로 드론이 위치 이동 되는 주행 코스, 상기 주행 코스에 대한 임계 라인 및 주행 코스 내의 드론의 상기 제3 위치 정보에 따른 위치가 출력되도록 제어되며, 상기 드론 실기 평가 시스템은, 상기 테스트 공간 내에 설치되며, 풍속을 측정하고 상기 제어부로 풍속에 대한 정보인 풍속 정보를 송신하는 풍속측정부;를 더 구비하며, 상기 제어부는, 상기 풍속측정부로부터 수신된 상기 풍속 정보가 기 설정된 풍속보다 큰 경우, 상기 임계 라인을 변경하는, 드론 실기 평가 시스템일 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 임계 라인을 변경할 경우, 상기 디스플레이부가 기준 임계 라인인 제1 임계 라인과 풍속에 의해 변경된 후인 제2 임계 라인이 동시에 출력되도록 하되, 출력되는 색상이 다르도록 제어하는, 드론 실기 평가 시스템일 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 제1 오차 정보가 기 설정된 오차보다 큰 경우, 상기 임계 라인을 변경하는, 드론 실기 평가 시스템일 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 디스플레이부가 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 오차에 의해 상기 제2 임계 라인이 변경된 후인 제3 임계 라인이 동시에 출력되도록 하되, 출력되는 색상이 다르도록 제어하며, 상기 제어부는, 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 상기 제3 임계 라인 중 적어도 어느 하나가 선택된 경우, 상기 제4 위치 정보를 기준으로 상기 제4 위치 정보와 직교하는 방향에서 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 상기 제3 임계 라인 중 최 외각 임계 라인만 표시되도록 제어하는, 드론 실기 평가 시스템일 수 있다.

각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 개략 사시도이다.

도 2는 기존의 드론 실시 평가 시스템이 감독관의 육안으로 평가되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 개략도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템을 구성하는 센서부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 6의 (a) 내지 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 예시도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템의 임계 라인이 변경되는 것을 설명하기 위한 개략도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실시 평가 시스템이 구현되는 것을 설명하기 위한 순서도이다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 보다 명확하게 표현하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상과 관련성이 떨어지거나 당업자로부터 용이하게 도출될 수 있는 부분은 간략화 하거나 생략하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.

본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.

이하에서는, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실기 평가 시스템에 대해 자세히 설명하겠다.

드론(무인멀티콥터)의 실기 평가는 시험장에서 이륙 비행, 공중 정지 비행, 직진 및 후진 수평 비행, 삼각 비행, 원주 비행, 비상 조작 드론에 대한 시험자의 드론 조종 능력을 감독관의 육안으로 평가하고 있으며, 도 2에서 볼 수 있듯이, 감독관은 시험자의 시험 항목별 채점 기준에 대해 육안으로 시험자의 드론 조종 능력을 평가하고 채점하여 시험자의 실기 시험 합격 여부를 판단한다.

이에 반해, 본 발명에 따른 드론 실기 평가 시스템(10)은 도 1에서 볼 수 있듯이, 주행 코스(S2)를 구비하는 테스트 공간(S1)에서 주행되는 드론(20)의 위치 이동을 평가한다.

여기서, 위치 이동이라 함은, 도 1에서 볼 수 있듯이 x방향, y방향, z방향을 포함한 3차원적 방향으로의 이동을 의미할 수 있으며, 또한 드론(20)의 공중 정지 비행을 평가하기 위해 드론(20)이 3차원적 방향으로의 이동이 없는 상태에서 프로펠러의 각속도 변화를 포함하는 의미 일 수 있다.

다만, 설명의 편의상 주행 코스(S2)는 직진 비행이라 가정하고 설명하겠다.

상기 드론 실기 평가 시스템(10)은 도 1에서 볼 수 있듯이, 드론(20)에 장착되는 센서부(200)를 포함한다.

상기 센서부(200)는 내부에 GPS(Global Positioning System)가 탑재되어 위성(500)으로부터 드론(20)의 현재 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제1 위치 정보를 수신한다.

또한, 상기 센서부(200)는 속도 센서(240) 및 자이로스코프부(260)를 구비하여 상기 드론(20)의 현재 속도 정보를 생성한다.

속도 센서(240) 및 자이로스코프부(260)는 공지된 센서 중 어느 것을 사용해도 무방하며, 속도와 가속도 및 방향을 탐지하는 센서이면 모두 가능하다.

상기 센서부(200)는 또한, 센서통신부(230)를 구비하여, 후술될 중앙 서버(100) 및 RTK GPS부(300)와 통신 가능하며, 상기 센서통신부(230)는 5G 무선 통신 및/또는 LORA(Long Range)무선 통신 등을 이용하여 구현된다.

상기 드론 실기 평가 시스템(10)은 RTK((Real Time Kinematic) GPS(Global Positioning System)부(300, 이하 RTK GPS부라 함)을 포함한다.

RTK GPS부(300)는 상기 테스트 공간(S1)의 위도, 경도, 고도에 대한 정확한 좌표를 알고 있는 특정 위치에 설치되며, RTK GPS부(300) 또한 위성(500)으로부터 RTK GPS부(300)가 설치된 특정 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제2 위치 정보를 수신한다.

여기서, 상기 센서부(200)를 구성하는 연산부(220)는 상기 특정 위치의 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 특정 위치 정보를 미리 저장할 수 있다.

따라서, RTK GPS부(300)가 생성한 상기 제2 위치 정보는 센서통신부(230)를 통해 센서부(200)가 수신하고, 상기 연산부(220)는 상기 제2 위치 정보로부터 상기 특정 위치 정보를 차감한 제1 오차 정보를 산출한다.

이 후, 상기 연산부(220)는 상기 센서부(200)가 생성한 상기 제1 위치 정보에서 상기 제1 오차 정보를 차감한 제3 위치 정보를 생성한다.

이를 보다 자세히 설명하자면, 예를 들어, 상기 RTK GPS부(300)의 상기 특정 위치 정보는 위도, 경도, 고도 순으로 (10°, 10°, 10m)라 하면, 상기 제2 위치 정보는 위성으로부터 수신되기 때문에 오차가 발생하여 위도, 경도, 고도 순으로 (10.00001°, 10.00001°, 12m)로 생성될 수 있다.

따라서, 상기 연산부(220)는 위도, 경도, 고도 순으로 상기 제2 위치 정보에서 상기 특정 위치 정보를 차감한 상기 제1 오차 정보(0.00001°, 0.00001°, 2m)를 생성한다.

이 후, 상기 제1 위치 정보가 (10.000011°, 10.000011°, 14m) 라 한다면, 상기 연산부(220)는 위도, 경도, 고도 순으로 상기 제1 위치 정보에서 상기 제1 오차 정보를 차감한 상기 제3 위치 정보를(10.000001°, 10.000001°, 2m)를 생성한다.

즉, 상기 드론 실기 시험 평가 시스템(10)은 GPS의 오차 범위(일반적으로 10~30m)를 최대한 없애기 위해, 특정 지역의 정확한 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 측정하여 이를 미리 저장하고, 특정 지역에 설치된 RTK GPS부(300)가 위성으로부터 수신한 위치 정보인 상기 제2 위1치 정보에서 특정 지역의 정확한 위치 정보인 특정 위치 정보를 차감한다.

이후, 상기 드론 실기 시험 평가 시스템(10)은 드론(20)에 설치된 센서부(200)가 수신한 드론의 현재 위치에 대한 정보인 상기 제1 위치 정보에서 상기 제1 오차 정보를 차감하여, 드론의 위치를 보다 정확하게 파악한다.

이는, GPS가 위성으로부터 위치 정보를 수신하기 때문에 GPS가 생성한 위치 정보에 대해 오차를 최대한 줄여서 드론의 위치를 보다 정확하게 구현하기 위함이다.

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 실기 평가 시스템(10)은 GPS 의 오차 범위(일반적으로10~30m)를 수 Cm (대략 1~50Cm) 의 오차 범위로 줄이게 되며, 상기 수 Cm (대략 1~50Cm) 의 오차 범위는 후술 될 임계라인(L)에 의해 보정된다.

다만, 상술한 연산부(220)는 센서부(200)에 구비된다고 기재하였으나, RTK GPS부(300)가 상기 제1 오차 정보를 산출하고, 센서부(200)가 상기 제1 오차 정보를 수신하여 상기 제3 위치 정보를 산출할 수도 있을 것이며, 또한, 중앙 서버(100)가 상기 제1 오차 정보를 수신하고, 상기 제1 위치 정보를 수신하여, 상기 제3 위치 정보를 산출 할 수도 있을 것이며, 이와 같은 변경은 당업자의 입장에서 자명하다.

또한, 이해를 돕기 위해 상술한 예시에서는 위도 및 경도를 °(도)의 단위로 설명하였으나 길이의 단위(미터 또는 센티미터)로 환산될 수 있다.

한편, 상기 드론 평가 시스템(10)은 중앙 서버(100)를 더 포함 할 수 있고, 중앙 서버(100)를 구성하는 메모리부는 테스트 공간(S1) 상에 구비된 주행 코스(S2)각각의 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제4 위치 정보를 미리 저장한다.

여기서, 상기 제4 위치 정보는 GPS로부터 수신한 위치 정보가 아닌 드론 실기 시험 평가 각각에 대응하는 주행 코스의 미리 측정된 정확한 위치 정보이다.

따라서, 상기 중앙 서버(100)를 구성하는 제어부는 상기 제4 위치 정보를 기초로 하여, 상술 된 오차범위(대략 1~50Cm)를 포함한 임계 라인(L)을 설정한다.

한편, 실제 실기 평가에서는 드론이 직진 주행을 하기 위해, 스키드 기준 고도(3~5m)까지 상승한 후, 직진 비행에서 시작점부터 종점(50m, 5m까지 초과하는 것은 허용)까지 고도를 일정(z방향인 상하방향으로 0.5m까지 허용)하게 하고, 경로 이탈이 없이(드론 중심축 기준 좌우 1m) 속도를 일정하게 유지해야 한다.

여기서, 상기 임계 라인(L)은 일례로, 도 1에서 볼 수 있듯이 드론의 직진 주행에서 z방향으로 3~5m 상승한 후, 드론의 중심축을 기준으로 x방향으로 1m의 간격을 두고 드론의 주행 방향인 y방향으로 50m로 설정된 것에 더하여, 초과 허용 범위(일례로, y방향으로 5m)를 포함하되, 상기 수 Cm (대략 1~50Cm) 의 오차 범위에 대한 최대치(50Cm)를 더 포함한 3차원의 경계 라인이다.

즉, 상기 임계 라인(L)은 z방향으로 2.5m~5.5m 이내이며, 드론의 중심축을 기준으로 x방향의 좌측 우측으로 1.5m이내이며, y방향으로 55m이내인 3차원 공간의 경계면을 의미한다.

상기 중앙 서버(100)를 구성하는 메모리부는 상기 임계 라인(L)을 포함하는 경계면 내의 정확한 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 미리 저장할 수 있으며, 상기 중앙 서버(100)를 구성하는 제어부는, 상기 제3 위치 정보가 상기 제4 위치 정보 내에 포함되는지 여부를 판단하여, 상기 드론의 실기 평가가 시스템적으로 구현된다.

즉, 상기 드론 실기 평가 시스템(10)은 드론의 실기 평가에 대응 하는 주행 코스(S2) 각각, 상기 임계라인(L)을 설정하고 임계라인(L)을 포함하는 모든 구역의 위치 정보(위도, 경도, 고도)를 미리 저장하며, 실기 평가를 위한 드론(20)의 주행에 따른 드론(20)의 오차가 상대적으로 작은 제3 위치 정보를 임계라인(L) 내의 위치 정보인 상기 제4 위치 정보와 비교하여, 임계라인(L)에 포함되는지 여부를 판단하여, 드론(20)의 실기 평가가 구현된다.

따라서, 상기 제어부는 상기 제4 위치 정보를 기준으로 상기 제3 위치 정보를 이용하여 드론(20)의 주행 평가 결과를 산출한다.

한편, 상기 드론 실기 평가 시스템(10)를 구성하는 중앙 서버(100)는 디스플레이부(140)를 더 구비한다.

도 3에서 볼 수 있듯이, 상기 디스플레이부(140)는 상기 제어부에 의해 xy평면을 기준으로 상기 제어부에 의해 현재 시점을 기준으로 드론(20)이 위치 이동 되는 주행 코스, 상기 주행 코스에 대한 임계 라인 및 주행 코스 내의 드론(20)의 상기 제3 위치 정보에 따른 위치가 출력되도록 제어될 수 있으며, 또한 주행 코스에 대응하여 드론이 주행한 위치, 고도, 방향 및 속도에 대한 정보를 출력한다. (S100 단계)

또한, 상기 제어부는 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 디스플레이부(140)에 출력되는 정보를 감독관이나 시험자의 스마트 기기로 전송하도록 제어할 수도 있다.

한편, 상기 드론 실기 평가 시스템(10)은 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 테스트 공간(S1) 내에 설치되며, 드론(20)의 실기 평가 중, 실시간으로 풍속을 측정하고 상기 제어부로 풍속에 대한 정보인 풍속 정보를 송신하는 풍속측정부(400)를 더 구비한다.

상기 풍속측정부(400)는 일례로 초음파 풍속기 일 수 있으며, 공지된 풍속을 측정하는 장치는 모두 활용 가능하다.

상기 풍속측정부(400)는 내부에 5G 무선 통신 장치나 LORA(Long Range)무선 통신 장치 또는 시리얼 통신 장치가 탑재되어, 테스트 공간(S1)에서 측정된 풍속 정보를 상기 제어부로 송신한다.

여기서, 상기 제어부는 상기 풍속측정부(400)로부터 수신된 상기 풍속 정보가 기 설정된 풍속보다 큰 경우, (S110 단계) 상기 임계 라인(L)을 변경한다.

상기 임계 라인(L)은 일례로 풍속이 기 설정된 0~5m/s 이내 일 경우 풍속의 영향을 상대적으로 적게 받아서, 상기 제어부에 의해 설정되는 임계 라인 일 수 있으며, 상기 풍속측정부(400)로부터 기 설정된 풍속보다 큰 5m/s 를 초과한 풍속 정보를 수신하는 경우, 상기 제어부는 상기 임계 라인(L)을 변경한다.

이를 보다 자세히 설명하자면, 일례로 도 6의 (a)에서 볼 수 있듯이, P₁포인트 이전에서는 상기 제어부가 기 설정된 0~5m/s 이내인 풍속 정보를 수신하고, P₁포인트에서 기 설정된 풍속보다 큰 5m/s 를 초과한 풍속 정보를 수신하는 경우, 상기 제어부는 기 설정된 기준 임계 라인인 제1 임계라인(L1)에서 풍속 정보를 반영하여 상기 제1 임계라인(L1)보다 확장된 제2 임계라인(L1)을 설정한다.

상기 제1 임계라인(L1)은 상술한 임계라인(L)과 동일하며, 직진 주행 코스 기준 z방향으로 2.5m~5.5m 이내이며, 드론의 중심축을 기준으로 x방향의 좌측 우측으로 1.5m 이내이며, y방향으로 55m 이내인 3차원 공간의 경계면을 의미하며, 디스플레이부(140)에서는 xy 평면으로 출력된다.

또한, 상기 제2 임계라인(L2)은 풍속 정보에 따라 기 설정된 상기 제1 임계라인보다 x, y, z 방향을 기준으로 확장되어 설정될 수 있으며, 이는 주행 코스에 따라 변경 될 수 있다.

설명의 편의를 위해 상술한 예시인 직진 코스에서는, x 방향을 기준으로 풍향 정보에 비례하여 기 설정된 길이 만큼(x 방향으로 좌측 우측 0.5m) 확장될 수 있으며, 이는 시스템 관리자에 의해 변경 가능하며, 또한 시스템 관리자에 의해 풍속의 증가에 따른 각각의 등급을 나누어 이에 비례하게 확장되는 길이를 설정할 수 있도록 구현 할 수 있다.

이는, 드론의 조종 능력을 평가하는 시스템에 있어서, 조종 능력에 변수가 되는 풍속이라는 요인을 최대한 보정하여, 시험자가 상기 드론 실기 평가 시스템(10)을 통해 보다 정확하고 객관적으로 평가 받는 것을 구현하기 위함은 물론이다.

또한, 상기 제어부는 도 6의 (a)에서 볼 수 있듯이, 상기 임계 라인을 변경할 경우, 상기 디스플레이부가 기준 임계 라인인 제1 임계 라인(L1)과 풍속에 의해 변경된 후인 제2 임계 라인(L2)이 동시에 출력되도록 한다.

이는, 시험자 및 감독관이 드론 실기 평가에 대하여 시각적으로 보다 명확히 확인 하도록 하기 위함이다.

또한, 상기 제어부는 제1 임계 라인(L1)과 풍속에 의해 변경된 후인 제2 임계 라인(L2)의 출력되는 색상이 다르도록 제어한다. (S130 단계)

예를 들어, 상기 제어부는 상기 제1 임계 라인(L1) 및 상기 제2 임계 라인(L2)이 출력 되는 색상을 보색인 관계가 되도록 제어할 수 있으며, 이 또한, 시험자 및 감독관이 드론 실기 평가에 대하여 시각적으로 보다 명확히 확인 하도록 하기 위함이다.

한편 상기 제어부는, 상기 제1 오차 정보가 기 설정된 오차보다 크게 측정 경우, (S140 단계) 상기 임계 라인(L)을 변경할 수 있다.

이는, GPS가 위성과의 통신을 통해 현재 위치(위도, 경도, 고도)에 대한 정보를 수신하기 때문에 오차가 발생할 수 있다.

이를 보다 자세히 설명하자면, 상기 제2 위치 정보는 RTK GPS부(300)가 위성으로부터 수신한 위치 정보이며, 따라서 오차가 발생하게 된다.

RTK GPS부(300)가 설치된 특정 지역에 대한 정확한 위치 정보인 특정 위치 정보를 미리 알고 있다고 하더라도, RTK GPS부(300)가 수신한 상기 제2 위치 정보에서의 오차가 상대적으로 크게 발생하면, 상기 제2 위치 정보에서 상기 특정 위치 정보를 차감한 상기 제1 오차 정보 또한 오차가 상대적으로 크게 발생하게 된다.

따라서, RTK GPS부(300)가 위성(500)으로부터 수신하는 상기 제2 위치 정보의 오차가 기 설정된 범위 보다 커지게 되면 이와 연계되어 상기 제1 오차 정보가 커지게 되고, 이에 따라, 드론(20)의 위치 정보인 상기 제3 위치 정보 또한 오차가 발생하게 된다.

따라서, 상기 제어부는 이를 방지 하기 위해 상기 제1 오차 정보가 기 설정된 범위 내 포함되지 않고 기 설정된 오차 범위보다 크게 발생하는 경우, 상기 임계라인(L)을 변경한다.

도 6의 (b)에서 볼 수 있듯이, 상기 제어부는 P₂포인트에서 상기 제1 오차 정보가 기 설정된 범위 내 포함되지 않고 기 설정된 오차 범위보다 크게 발생하는 경우, 기존의 임계 라인인 제2 임계 라인(L2)에서 변경된 임계 라인(L)인 제3 임계 라인(L3)으로 확장한다.

상기 제3 임계 라인(L3)은 x, y, z 방향으로 확장 될 수 있으며, 주행 코스에 따라 시스템 관리자에 의해 변경 가능할 수 있다.

예를 들어, 도 6의 (b)에서 볼 수 있듯이, 주행 코스 중 직진 코스에서는 상기 제1 오차 정보가 기 설정된 오차보다 큰 경우, 설명의 편의를 위해 x 방향을 기준으로 좌 우측으로 기 설정된 크기만큼 길이가 확장된 것을 도시하였으나, 이는 시스템 관리자에 설정되는 방향이 변경 가능하며, 또한 시스템 관리자에 의해 오차의 증가에 따른 각각의 등급을 나누어 이에 비례하게 확장되는 길이를 설정할 수 있도록 구현 할 수 있다.

이는, 드론의 조종 능력을 평가하는 시스템에 있어서, 드론의 위치에 대한 오차를 최대한 보정하여, 시험자가 상기 드론 실기 평가 시스템(10)을 통해 보다 정확하고 객관적으로 평가 받는 것을 구현하기 위함은 물론이다.

상기 제어부는 도 7에서 볼 수 있듯이, 상기 디스플레이부(140)가 상기 제1 임계 라인(L1), 상기 제2 임계 라인(L2) 및 오차에 의해 상기 제2 임계 라인이 변경된 후인 제3 임계 라인(L3)이 동시에 출력되도록 제어한다.

또한 상기 제어부는 상기 제1 임계 라인(L1), 상기 제2 임계 라인(L2) 및 상기 제3 임계 라인(L3)의 색상이 다르도록 제어한다. (S160 단계)

나아가, 상기 제어부는 도 8에서 볼 수 있듯이, 상기 제1 임계 라인(L1), 상기2 임계 라인(L2) 및 상기 제3 임계 라인(L3) 중 적어도 어느 하나가 마우스의 클릭이나 터치에 의해 상기 디스플레이부(140)에서 선택된 경우, (S170 단계) 상기 제4 위치 정보를 기준으로 상기 제4 위치 정보와 직교하는 방향에서 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 상기 제3 임계 라인 중 최 외각 임계 라인만 표시되도록 제어한다. (S190 단계)

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

10: 드론 실기 평가 시스템
20: 드론
100: 중앙 서버, 200: 센서부, 300: RTK GPS부
400: 풍속측정부, 500: 위성
S1: 테스트 공간, S2: 주행 코스

Claims

주행 코스를 구비하는 테스트 공간에서 주행되는 드론의 위치 이동을 평가하는 드론 실기 평가 시스템에 있어서,
드론에 설치되며, GPS(Global Positioning System)가 탑재되어 드론의 현재 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제1 위치 정보를 생성하는 센서부;
상기 테스트 공간 내의 특정 위치에 설치되며, 특정 위치에 대한 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 제2 위치 정보를 생성하는 RTK(Real Time Kinematic) GPS부;
상기 특정 위치의 위도, 경도, 고도에 대한 정보인 특정 위치 정보를 저장하며, 상기 제2 위치 정보로부터 상기 특정 위치 정보를 차감한 제1 오차 정보를 산출하고, 상기 제1 위치 정보에서 상기 제1 오차 정보를 차감한 제3 위치 정보를 생성하는 연산부; 및
제4 위치 정보를 가지는 주행 코스의 위도, 경도, 고도에 대한 주행 코스의 임계 라인을 기준으로 상기 제3 위치 정보를 이용하여 주행 평가 결과를 산출하는 제어부;를 포함하며,
상기 드론 실기 평가 시스템은,
디스플레이부;를 더 구비하며,
상기 디스플레이부는,
상기 제어부에 의해 현재 시점을 기준으로 드론이 위치 이동 되는 주행 코스, 상기 주행 코스에 대한 임계 라인 및 주행 코스 내의 드론의 상기 제3 위치 정보에 따른 위치가 출력되도록 제어되며,
상기 드론 실기 평가 시스템은,
상기 테스트 공간 내에 설치되며, 풍속을 측정하고 상기 제어부로 풍속에 대한 정보인 풍속 정보를 송신하는 풍속측정부;를 더 구비하며,
상기 제어부는,
상기 풍속측정부로부터 수신된 상기 풍속 정보가 기 설정된 풍속보다 큰 경우,
상기 임계 라인을 변경하며,
상기 제어부는,
상기 임계 라인을 변경할 경우,
상기 디스플레이부가 기준 임계 라인인 제1 임계 라인과 풍속에 의해 변경된 후인 제2 임계 라인이 동시에 출력되도록 하되, 출력되는 색상이 다르도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 제1 오차 정보가 기 설정된 오차보다 큰 경우,
상기 임계 라인을 변경하며,
상기 제어부는,
상기 디스플레이부가 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 오차에 의해 상기 제2 임계 라인이 변경된 후인 제3 임계 라인이 동시에 출력되도록 하되, 출력되는 색상이 다르도록 제어하며,
상기 제어부는,
상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 상기 제3 임계 라인 중 적어도 어느 하나가 선택된 경우,
상기 제4 위치 정보를 기준으로 상기 제4 위치 정보와 직교하는 방향에서 상기 제1 임계 라인, 상기 제2 임계 라인 및 상기 제3 임계 라인 중 최 외각 임계 라인만 표시되도록 제어하는,
드론 실기 평가 시스템.
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