KR102428531B1

KR102428531B1 - 드론

Info

Publication number: KR102428531B1
Application number: KR1020220022805A
Authority: KR
Inventors: 김혜숙
Original assignee: 김혜숙
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-08-03
Also published as: KR102597932B1; KR20230126156A

Abstract

본 발명은 드론에 관한 것으로, 배터리에 의해 발생하는 열을 외부로 배출하기 용이하고, 비행 중 미세먼지를 제거할 수 있으며, 방제 및 비료 살포가 가능한 드론에 관한 것이다. 본 발명에 따른 드론은, 드론몸체부 및 상기 드론몸체부 외측에 결합되며, 구동(驅動)되어 상기 드론몸체부를 비행시키는 복수개의 구동부를 포함하고, 상기 드론몸체부의 내부에는, 지상통제장비와 무선통신이 가능한 무선통신부를 포함하며, 상기 지상통제장비가 송신한 정보를 기반으로 상기 구동부를 동작시키는 제어부 및 상기 구동부 및 상기 제어부로 전력을 공급하는 배터리가 실장되고, 상기 제어부는, 상기 배터리의 전력을 이용하여 구동되는 하나 이상의 회로 소자들을 포함하는 회로기판을 포함한다.

Description

드론{DRONE}

본 발명은 드론에 관한 것으로, 배터리에 의해 발생하는 열을 외부로 배출하기 용이하고, 비행 중 미세먼지를 제거할 수 있으며, 방제 및 비료 살포가 가능한 드론에 관한 것이다.

무선통신 방식을 통해 원격 제어되는 드론(Drone)은 무인 항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)로 처음에는 군사용으로 개발되어 단순한 사격 연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용뿐만 아니라 촬영용 또는 운송용 등 다양한 분야로 확대 보급되고 있다.

일반적으로 드론은 양력을 출력하는 복수의 구동부, 구동부에 전력을 공급하는 배터리, 지상의 원격조정자와 데이터를 주고받는 무선통신부를 포함하여 수신한 데이터에 따라 구동부를 제어하는 제어부로 이루어질 수 있다. 여기서 구동부는 배터리로부터 공급된 전력에 의해 회전력을 제공하는 모터와, 모터의 구동축에 연결되는 프로펠러를 포함한다.

드론에 사용되는 배터리는 고출력을 필요로 함에 따라 높은 온도의 열이 발생하고, 배터리에 의해 발생하는 열은 드론이 포함하는 회로기판에 영향을 줄 수 있어, 드론의 제작 시 드론 몸체에 기공 등을 포함하는 방열이 가능한 구조의 설계가 요구된다. 따라서 배터리의 발열을 배출하기 위한 설계에 따라 방수가 가능한 드론은 제작하기 어렵다.

한편, 농업기술(agricultural technology)은 꾸준히 발전되어 왔다. 작물 재배를 위해 자동화가 많이 발전되어 있으나, 농촌의 노동 인력들이 고령화됨에 따라 자동화의 중요성이 더욱 강조되고 있다. 특히 농업에 큰 비중을 차지하는 방제 및 비료 살포 작업의 경우, 작업의 난이도 뿐만 아니라 작업자의 건강에도 위협을 주는 요인이 있어 자동화에 대한 연구개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 통상적으로 방제 및 비료 살포 작업은 작물에 따라서 연간 10회 이상 필요한 것으로 작업자에게 큰 부담이 되고 있다. 특히, 작업자에 의한 동력분무기를 이용한 노동집약적인 방제 및 비료 살포 작업은 생산비의 절감이 어렵고, 고압용 노즐에서 발생된 미세입자의 비산으로 인한 손실은 물론 근접 작업자의 중독사고가 우려되며, 불균일한 살포로 인하여 방제 및 비료 살포의 효과 감소를 초래할 수 있다. 이처럼, 과도한 노동력투하와 더불어 전술한 각종 문제점 발생에 따른 방제 및 비료 살포 작업의 기피현상 등이 심화되고 있어, 새로운 작업 체계의 도입이 필요하다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 원격으로 드론을 조종하면서 농약 및 비료를 살포하는 기술이 연구되고 있다. 드론을 활용한 농지 방제 및 비료 작업은 작업 면적에 따라 드론의 이동 경로를 설정하거나 수동으로 조종한다.

또한 농업용 드론이 개발되고 있기는 하나, 전술한 바와 같이 방열 구조를 위해 방수 기능이 도입되는 드론은 개발되기 어려워 드론을 이용한 방제 및 비료 살포 시 그 방제 및 비료가 드론 내부로 침투되어 드론의 유지 및 관리가 어려운 실정이다.

대한민국 등록특허공보 제10-2235998호 (2021년04월05일 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-2151147호 (2020년09월02일 공고) 대한민국 공개특허공보 제10-2021-0033104호 (2021년03월26일 공개)

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 배터리에 의해 발생하는 열을 외부로 배출하기 용이하고, 비행 중 미세먼지를 제거할 수 있으며, 방제 및 비료 살포가 가능한 드론을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론은, 비행 가능한 드론(Drone)에 있어서, 상기 드론은, 드론몸체부 및 상기 드론몸체부 외측에 결합되며, 구동(驅動)되어 상기 드론몸체부를 비행시키는 복수개의 구동부를 포함하고, 상기 드론몸체부의 내부에는, 지상통제장비와 무선통신이 가능한 무선통신부를 포함하며, 상기 지상통제장비가 송신한 정보를 기반으로 상기 구동부를 동작시키는 제어부 및 상기 구동부 및 상기 제어부로 전력을 공급하는 배터리가 실장되고, 상기 제어부는, 상기 배터리의 전력을 이용하여 구동되는 하나 이상의 회로 소자들을 포함하는 회로기판을 포함한다.

상기 드론몸체부의 내부에는, 상기 배터리가 실장되는 제1 영역 및 상기 회로기판이 실장되는 제2 영역이 형성되고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 각각, 상기 배터리 및 상기 회로기판에 의해 발생한 열을 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 밖으로 전달하기 위한 방열판을 포함하고, 상기 제1 영역이 포함하는 방열판의 일단은, 상기 배터리와 접하는 위치에 형성되고, 상기 제2 영역이 포함하는 방열판의 일단은, 상기 회로기판과 접하는 위치에 형성되고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역이 포함하는 방열판의 타단은, 상기 드론몸체부의 측벽을 관통하여 외부로 노출되도록 형성되고, 상기 방열판은, 상기 열의 전달을 위한 제1 열전도도(Thermal conductance)를 갖는 재료로 이루어지며, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 경계에는, 상기 배터리 및 상기 회로기판 간 열 전달을 감소시키기 위한 슬릿이 형성되며, 상기 슬릿은, 상기 열의 전달을 감소시키기 위한 제2 열전도도를 갖는 재료로 이루어진다.

상기 드론은, 상기 구동부 간 위치되도록 상기 드론몸체부의 측면에 결합되며, 공기에 포함된 먼지를 제거하는 정화부를 더 포함하고, 상기 정화부는, 일단이 상기 드론몸체부의 일측면에 결합되는 정화지지대, 상기 정화지지대의 타단에 결합되며, 회전하여 공기의 흐름을 발생시키는 정화프로펠러부 및 상기 정화프로펠러부의 상부와 하부에 각각 이격되어 설치되는 정화필터를 포함하고, 상기 방열판의 타단은, 상기 구동부 간 위치하도록 형성되며, 상기 방열판의 타단은, 상기 정화부의 하부에 위치하도록 형성된다.

상기 드론몸체부의 하부에는 액체수용부가 포함되고, 상기 액체수용부는, 액체를 수용하는 탱크부, 상기 액체를 가압하는 실린더부, 상기 가압된 액체가 저장되는 가압용기부, 상기 가압된 액체의 배출을 조절하는 밸브부 및 상기 밸브부에 의해 가압된 액체가 배출되는 복수개의 노즐을 포함하는 배출부를 포함하고, 상기 노즐의 일단에는 무게추가 포함되어 상기 가압된 액체의 배출 범위를 넓힌다.

상기 액체수용부는, 상기 탱크부에 수용된 액체의 중량을 감지하는 중량센서를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 중량센서에 의해 감지된 상기 액체의 중량이 기 설정된 중량 이하인 경우, 상기 구동부를 제어하여 상기 드론을 상기 액체가 보관되어 있는 위치 상으로 비행시킨다.

본 발명인 드론에 따르면, 배터리에 의해 발생하는 열을 외부로 배출하기 용이하고, 비행 중 미세먼지를 제거할 수 있으며, 방제 및 비료 살포가 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 드론의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 드론의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액체수용부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 실린더부의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 배출부를 보여주기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함한다” 및/또는 “포함하는” 은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 발명에 따른 드론(1000)은, 지상통제장비로부터 구동 정보를 무선통신을 통해 수신하여 비행하는 것이 가능하다. 지상통제장비는 컨트롤러 또는 스마트 폰 등을 포함하는 사용자단말기를 포함하며 또는 지상관제센터의 별도 서버, 별도 장치를 포함한다.

본 발명에 따른 드론(1000)은 회전익 방식의 멀티콥터 드론일 수 있으며, 구동부(200)의 프로펠러를 회전시켜 양력을 발생시킨다. 드론(1000)은 일반적으로 프로펠러의 개수에 따라 트윈(2개), 트라이(3개), 쿼드(4개), 헥사(6개), 옥타(8개), 도데카(12개) 등으로 구분되며, 본 발명에 따른 드론(1000)은 구동부(200)가 쿼드방식인 드론(쿼드콥터(quadcopter) 또는 쿼드로터(quadrotor))으로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드론(1000)의 사시도이다.

본 발명에 따른 드론(1000)은, 도 1을 참조하면, 드론몸체부(100) 및 드론몸체부(100)의 외측에 결합되며, 구동(驅動)되어 드론몸체부(100)를 비행시키는 복수개의 구동부(200)를 포함한다.

복수개의 구동부(200)는 드론몸체부(100) 외측에 각각 방사형으로 결합된다. 구동부(200)는, 일단이 드론몸체부(100) 외측에 결합되는 구동지지대(201)를 포함한다. 구동지지대(201)의 타단은 구동프로펠러부와 결합된다. 구동프로펠러부는, 구동프로펠러(203) 및 구동모터를 포함한다.

구동프로펠러(203)는 구동되어 양력 또는 추력을 발생시켜 드론몸체부(100)를 비행시킨다. 구동모터는 구동프로펠러(203)의 구동축에 연결되고, 드론몸체부(100) 내부에 실장된 배터리(102)로부터 전력을 공급받아 구동프로펠러(203)로 회전력을 제공한다. 구동모터는 구동변속기(ESC)를 포함할 수 있다. 구동모터는, 후술하게 될, 제어부에 의해 구동되어 구동프로펠러(203)로 회전력을 제공할 수 있다. 또는 제어부로부터 신호를 받은 구동변속기가 구동모터를 구동할 수 있다.

본 발명에 따른 드론몸체부(100)의 내부에는 제어부 및 배터리(102)가 실장된다.

제어부는, 지상통제장비와 무선통신이 가능한 무선통신부(미도시)를 포함한다. 무선통신부는, 지상통제장비와 Wi-Fi, 위성통신 또는 셀룰러 방식으로 통신이 가능하다. 셀룰러 통신은 LTE 및 5G 통신을 포함한다.

제어부는 배터리(102)의 전력을 이용하여 구동되는 하나 이상의 회로 소자들, 데이터의 연산을 위한 CPU 등 연산모듈 및 데이터가 저장되는 메모리 등을 포함하는 회로기판(104)을 더 포함한다. 회로기판(104)은, 종래 드론(1000)들과 같이, 무선통신부와 전기적으로 연결되고 회로 소자는 지상통제장비로부터 수신한 정보를 연산하여, 연산된 정보를 기반으로 구동부(200), 상세하게는 구동모터 또는 구동변속기를 동작시킨다.

제어부는 비행제어기, 센서융합기 등 각종 센서를 포함하여 기본적인 자세제어가 가능하며, GPS 모듈이 탑재되어 위치데이터를 주고받을 수 있다. 비행제어기는 수신한 원격 비행명령어를 센서 융합기에서 보내온 상태 추정치와 비교, 그 차이 값으로 회전속도를 계산하고, 계산된 결과들을 PWM 신호로 변환해 구동부(200)로 전달한다. 회전운동은 3축 자이로센서, 3축 가속도센서, 3축 지자기센서를 이용하고, 병진운동은 GPS수신기와 기압센서를 이용한다. 기압센서는 안정적인 고도제어를 가능하게 해주며, 지자기 센서는 방향에 대한 데이터를 기록함으로써 드론(1000)의 방향성을 제어한다. 또한 제어부는, 후술하게 될, 중량센서를 더 포함한다.

배터리(102)는 구동부(200)(더 정확히는, 구동프로펠러부) 및 제어부로 전력을 공급한다. 제어부 및 배터리(102)는 드론몸체부(100) 내부에 실장된다. 드론몸체부(100) 내부의 공간이 한정되어, 용량이 큰 배터리(102)가 실장되기 어렵다. 이에 따라 드론(1000)에 실장되는 배터리(102)의 크기가 제한되고 이는 드론(1000)의 운용시간을 단축시킨다. 또한 한정된 드론몸체부(100)의 내부 공간에 용량이 큰 배터리(102)를 실장하기 위해 배터리(102)와 회로기판(104)은 인접할 수밖에 없다.

드론(1000)에 사용되는 배터리(102)는 고출력을 발휘함에 따라 발열이 생기고, 이 때 발생하는 발열은 제어부, 상세하게는 회로기판(104)에 영항을 줄 수 있다. 배터리(102)의 발열이 회로기판(104)에 영향을 줌에 따라 회로기판(104)에 포함된 회로 소자 등에도 영향을 줄 수 있고, 이는 드론(1000)의 비행에도 영향을 줄 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 드론의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 드론의 측면도이다.

본 발명에 따른 드론몸체부(100)의 내부에는, 도 2를 참조하면, 배터리(102)가 실장되는 제1 영역(101)과 회로기판(104)이 실장되는 제2 영역(103)이 형성된다. 제1 영역(101)과 제2 영역(103)은 각각 배터리(102) 및 회로기판(104)에 의해 발생한 열을 제1 영역(101) 및 제2 영역(103) 밖으로 전달하기 위한 방열판(110)을 포함한다.

본 발명에 따른 방열판(110) 각각은, 도 3을 참조하면, 일단은 제1 영역(101) 또는 제2 영역(103)에 위치하고, 타단은 드론몸체부(100)의 측벽을 관통하여 드론몸체부(100)의 외부로 노출되도록 형성된다. 이때 방열판(110)의 타단은 두 개의 구동프로펠러부 간 위치하여 구동프로펠러부의 구동에 의한 드론(1000)의 비행을 방해하지 않도록 한다.

일단이 제1 영역(101)에 위치한 방열판(110)은 배터리(102)에서 발생하는 열을 회로기판(104)이 아닌 드론(1000)의 외부로 배출하여 배터리(102)의 발열이 회로기판(104)에 영향을 주지 않는다. 또한 제2 영역(103)에 위치한 방열판(110)도 회로기판(104)에서 발생하는 열을 배터리(102)가 아닌 드론(1000)의 외부로 배출하여 회로기판(104)의 발열이 배터리(102)에 영향을 주지 않도록 한다.

본 발명에 따른 방열판(110)은 열의 전도도가 높은 재료로 제작된다. 방열판(110)은 배터리(102) 및 회로기판(104)에 의해 발생한 열을 전달시키기 위한 제1 열전도도(Thermal conductance)를 갖는 재료로 이루어진다. 방열판(110)의 제1 열전도도는, 후술하게 될, 슬릿(120)의 제2 열전도도보다 열전도도가 높은 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 드론몸체부(100)의 내부에 형성되는 제1 영역(101)과 제2 영역(103)의 경계에는 배터리(102) 및 회로기판(104) 간 열 전달을 방지 또는 감소시키기 위한 슬릿(120)이 형성된다. 슬릿(120)은 열의 전달을 감소시키기 위한 제2 열전도도를 갖는 재료로 이루어진다. 예를 들어, 방열판(110)이 구리, 알루미늄, 철 또는 그들의 합금으로 이루어진 경우, 슬릿(120)은 유리, 석면 또는 나무 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 물질에 따른 열전도도는, 그래핀 4800~5300W/mK, 다이아몬드 900~2300W/mK, 은 429W/mK, 구리 400W/mK, 금 318W/mK, 알루미늄 237W/mK, 철 80W/mK, 납 35W/mK, 스테인리스 스틸 12~45W/mK, 콘크리트 1.7W/mK, 유리 1.1W/mK, 석면 0.16W/mK, 나무 0.04~0.4W/mK, 공기 0.025W/mK, 에어로젤 0.004~0.04W/mK 등이다.

본 발명에 따른 드론(1000)은, 공기에 포함된 먼지를 제거하는 정화부(300)를 더 포함한다. 정화부(300)는 정화지지대(301) 및 정화프로펠러부를 포함한다. 정화지지대(301)는 일단이 드론몸체부(100)의 일측면에 결합된다. 정화지지대(301)의 타단에는 정화프로펠러부가 결합된다. 한편, 도시의 편의 상 본 발명에 따른 정화부(300)는 도 1 및 도 2에는 도시하지 않았다.

정화프로펠러부는, 정화프로펠러(303), 정화프로펠러(303)의 중심축에 결합되어 정화프로펠러(303)를 동작시키는 정화모터 및 정화모터의 구동속도를 변화시키는 정화변속기(ESC)를 포함한다. 정화모터 또는 정화변속기는 배터리(102)로부터 전원을 인가받으며, 제어부에 의해 구동된다.

정화부(300)는, 내부에 정화프로펠러부를 포함하는 정화관(310)을 더 포함한다. 정화관(310)은 내부에 공간이 구비된 원기둥, 원뿔 또는 수직단면이 사다리꼴의 형태를 가지도록 윗면과 아랫면의 넓이가 다른 원기둥의 형태일 수 있다.

정화관(310)의 중심에는 정화프로펠러부가 위치하고, 정화프로펠러부의 상부 및 하부, 즉 정화관(310)의 상측 및 하측에는 각각 이격되어 설치되는 정화필터(311)가 결합된다. 정화필터(311)는 공지의 공기청정기 용 헤파 필터 또는 카본 필터 등을 포함한다.

정화지지대(301)는 정화프로펠러부가 방사형으로 결합된 구동부(200) 간 위치되도록 드론몸체부(100)의 측면에 결합된다. 이때, 정화지지대(301)는, 정화프로펠러부가 전술한 방열판(110)의 타단과 동일선상에 위치하도록 결합되며, 바람직하게는 방열판(110)의 타단 상측에 정화프로펠러부가 위치하도록 결합된다.

전술한 바와 같이 방열판(110)은, 구동프로펠러부에 의한 드론(1000)의 비행을 방해하지 않도록 타단이 양 구동부(200) 간 위치하도록 형성된다. 따라서 정화부(300)도 양 구동부(200) 간 위치하도록 형성되어 구동프로펠러부에 의한 드론(1000)의 비행을 방해하지 않는다.

정화프로펠러(303)는, 정화모터의 동작에 의해 회전 구동한다. 구동하는 정화프로펠러(303)는 회전하여 공기의 흐름을 발생시킨다. 바람직하게는, 정화프로펠러(303)는 상측의 공기를 하측으로 이동시킨다. 정화필터(311)는 정화프로펠러(303)의 상부 및 하부에 각각 이격되어 설치되며, 따라서 정화필터(311)는 정화프로펠러(303)에 의해 이동하는 공기의 미세먼지를 제거할 수 있다. 또한 정화프로펠러(303)에 의해 상측에서 하측으로 이동하는 공기는 최종적으로 정화프로펠러부의 하부에 위치한 방열판(110)의 타단에 접한다. 따라서 정화프로펠러(303)에 의해 이동하는 공기는 정화필터(311)에 의해 미세먼지가 제거되고, 미세먼지가 제거된 공기는 방열판(110)의 타단으로 이동하여 드론몸체부(100) 내부에서 생긴 열이 전달된 방열판(110) 타단을 냉각시킬 수 있어, 드론(1000)이 비행함에 따라 방열판(110)의 타단을 냉각시키는 것보다 더 빠르게 방열판(110)의 타단을 냉각시킬 수 있다.

한편 정화관(310)이 윗면과 아랫면의 넓이가 다른 원기둥의 형태일 경우, 윗면의 넓이가 아랫면의 넓이보다 더 크도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 정화관(310)의 상부에서 하부로 공기가 이동할 때의 공기 흡입이 더 용이하다.

한편, 방열판(110)은 드론몸체부(100)에서 발생한 열이 전달되고, 방열판(110)의 타단에서 냉각됨에 따라 발열판의 면에 물 등 액체가 발생할 수 있다. 또는 후술하게 될, 액체수용부(400)가 배출하는 액체가 방열판(110)에 묻을 수도 있다. 따라서 방열판(110)이 냉각됨에 따라 발생한 액체 또는 액체수용부(400)가 배출할 때 묻은 액체를 흐르도록 하기 위해 방열판(110)은 드론몸체부(100) 외부에서 타단까지 일정 각도를 갖도록 형성될 수 있다. 또한 방열판(110)의 상면에는 발생한 액체가 흐를 수 있도록 복수개의 홈이 파여질 수 있다.

본 발명에 따른 드론(1000)은 액체수용부(400)를 더 포함한다. 액체수용부(400)는 드론몸체부(100) 하부에 결합된다. 드론몸체부(100)와 액체수용부(400) 간에는 액체수용부(400)의 흔들림을 방지하는 공지의 드론(1000) 용 짐벌(401, Gimbal)이 더 포함될 수 있다. 따라서 짐벌(401)의 상부는 드론몸체부(100)의 하부와 결합되고, 짐벌(401)의 하부는 액체수용부(400)의 상부와 결합될 수 있다.

액체수용부(400)는 액체를 수용하며, 드론(1000)이 비행할 때 지면을 향해 수용한 액체를 배출할 수 있다. 제어부는 액체수용부(400)의 각 구성을 제어하고, 배터리(102)는 액체수용부(400)의 각 구성으로 전원을 인가한다. 액체수용부(400)가 수용하는 액체는 농업에 이용되는 방제용 액체 또는 비료용 액체 등일 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 액체수용부의 구성을 보여주는 블록도이다.

본 발명에 따른 액체수용부(400)는, 도 4를 참조하면, 탱크부(410), 실린더부(420), 가압용기부(430), 밸브부(440) 및 배출부(450)를 포함한다.

탱크부(410)는 방제용 또는 비료용 액체가 수용되는 탱크를 포함한다. 탱크부(410)와 실린더부(420) 간에는 탱크부(410)에 수용된 액체가 실린더부(420)로 이동하는 액체관(411)을 포함한다. 탱크부(410)에 수용된 액체는 실린더부(420)로 이동하며, 실린더부(420)는 이동된 액체를 가압한다.

도 5는 본 발명에 따른 실린더부(420)의 구성을 보여주는 블록도이다.

실린더부(420)는, 도 5를 참조하면, 드론(1000)의 외부에서 공기가 유입되는 공기관(413)을 더 포함한다. 실린더부(420)는 공기관(413)과 액체관(411)에서 유입된 액체 및 공기를 혼합하여 가압할 수 있다. 액체 및 공기가 함께 혼합 및 가압됨에 따라 액체의 압력이 더 높아질 수 있다. 한편, 공기관(413)의 일단은 실린더부(420)와 결합되고, 공기관(413)의 타단은 전술한 정화프로펠러부 및 방열판(110)의 타단에 위치하도록 형성될 수 있다. 따라서 공기관(413)을 통해 실린더부(420)로 유입되는 공기는 미세번지가 제거된 공기의 비중이 높다.

실린더부(420)는, 흡입된 공기 및 물을 가압하는 실린더(423)와 그 실린더(423)를 동작시키는 동력장치부(421)를 포함한다. 동력장치부(421)는 공지된 모터일 수 있다. 동력장치부(421)는 실린더(423) 내 실린더 로드 등을 왕복운동 동작시킨다.

본 발명에 따른 실린더(423)의 내부는 공기가 유입되는 공기관(413) 및 액체가 유입되는 액체관(411)과 연결되어 공기 및 액체를 흡입한다. 공기관(413) 및 액체관(411)은, 도 5에 도시된 바와 같이 실린더부(420) 내에서 만나 공기 및 액체가 함께 실린더(423)의 내부로 흡입될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고 공기관(413) 및 액체관(411)이 각각 실린더(423)의 내부와 연결될 수도 있다.

한편, 공기관(413) 및 액체관(411)과, 실린더(423)의 연결부는 공지된 체크밸브(check valve, 415)와 결합되어 공기 및 액체가 단방향으로 실린더(423)의 내부로 진입만 가능하고 실린더(423)의 내부에 흡입된 공기 및 액체가 다시 공기관(413) 및 액체관(411)으로 역류되는 것을 막는다.

본 발명에 따른 실린더(423)의 내부로 흡입된 공기 및 액체는 왕복운동(피스톤 운동)하는 실린더(423)에 의해 가압되어 액체의 압력이 높아진다.

본 발명에 다른 실린더부(420)는 가압용기부(430)를 향해 가압된 액체를 배출하는 실린더관(427)을 더 포함한다. 실린더(423)와 실린더관(427)의 일단은 공지된 체크밸브(425)로 결합되어 가압된 액체가가 다시 실린더(423)의 내부로 진입하는 것을 막아 실린더(423) 내에서 가압된 액체는 가압용기부(430)를 향해서만 이동한다. 실린더부(420)에서 가압된 액체는 가압용기부(430)로 이동하여 저장된다. 실린더부(420)와 가압용기부(430) 간에는 가압된 액체가 이동하는 실린더관(427)이 포함된다.

가압용기부(430)에 저장된 액체는 밸브부(440)에 의해 배출이 조절될 수 있다. 가압용기부(430)와 밸브부(440) 간에는 가압된 액체가 밸브부(440)의 동작에 의해 이동하는 가압관(431)이 포함된다.

도 6은 본 발명에 따른 배출부를 보여주기 위한 도면이다.

밸브부(440)의 동작에 의해 이동한 가압된 액체는 배출부(450)를 통해 배출된다. 배출부(450)는 하부를 향해 연장되며 복수개의 연질 노즐(451)을 포함한다. 밸브부(440)와 배출부(450) 간에는 밸브관(441)으로 연결되고, 밸브관(441)은 복수개의 노즐(451)들과 연결된다. 복수개의 노즐(451)은 각각 외부로 노출되도록 형성된다. 복수개의 노즐(451)은 각각 일단에 일정 중량을 가진 무게추(453)를 포함한다. 복수개의 노즐(451)을 통해 외부로 배출되는 가압된 액체는 노즐(451)이 포함하는 무게추(453)에 의해 노즐(451)이 자유롭게 운동함에 따라, 가압된 액체의 배출 시 그 배출의 범위를 넓힐 수 있다.

한편, 액체수용부(400)는 탱크부(410)에 수용된 액체의 중량을 감지할 수 있는 중량센서(미도시)를 포함한다. 중량센서는 제어부와 전기적으로 연결된다. 중량센서는 탱크부(410)에 수용된 액체의 중량이 기 설정된 일정 중량 이하로 감소한 경우(예를 들어 탱크부(410)에 수용 가능한 전체 액체 중량의 1/5 등), 그 정보를 제어부로 송신한다.

제어부는 중량센서로부터 액체의 중량이 일정 중량 이하로 감소한 정보를 수신하면, 드론(1000)이 액체가 보관되어 있는 위치 상으로 비행하도록 구동부(200)를 제어한다. 제어부는 전술한 바와 같이 GPS 모듈을 포함하여 비행중인 드론(1000)의 위치데이터를 생성하고 지상통제장비와 송수신할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 액체가 보관되어 있는 위치에도 GPS모듈을 포함하는 위치데이터생성장치가 포함된다. 이 때, 이 위치는 드론(1000)의 최초 비행 시작 위치일 수도 있다. 제어부는 현재 비행중인 드론(1000)의 위치데이터와 액체가 보관되어 있는 위치의 위치데이터를 비교하여 비행중인 드론(1000)을 액체가 보관되어 있는 위치 상으로 복귀하도록 구동부(200)를 제어한다.

전술한 바와 같이, 종래 농업용 드론(1000)을 활용한 농지 방제 및 비료 작업은 지상통제장비를 통해 수동으로 비행 경로를 조작하거나, 또는 작업 면적에 따라 드론(1000)의 비행 경로를 기 설정할 수 있다. 드론(1000)의 이동 경로가 기 설정된 경우, 드론(1000)이 이륙하는 위치(즉, 드론 스테이션)에서 드론(1000)이 이륙하여 드론(1000) 스테이션에서 일정거리 비행할 때까지는 지상통제장비를 통해 드론(1000)의 비행을 조작하고, 일정거리 이상 멀어진 경우 드론(1000)의 비행 경로는 기 설정된 비행 경로를 따른다. 또한 제어부는 수신한 액체의 중량이 일정 중량 이하로 감소한 정보를 지상통제장비로 송신할 수 있다. 지상통제장비는 드론(1000)과의 거리가 일정 거리 이하인 경우, 드론(1000)의 비행 경로를 조작할 수도 있다.

본 발명에 따른 드론(1000)에 의한 방제 및 비료 작업을 하는 면적이 큰 경우 본 발명에 따른 드론(1000)은 복수개가 동시에 운용될 수도 있다. 이처럼 작업하는 면적이 큰 경우, 복수개의 드론(1000)은 각각 서로 다른 구역에 방제 및 비료 작업을 수행한다. 복수개의 드론(1000)은 각각 기 설정된 비행 경로를 따라 비행하며, 방제 및 비료 작업을 수행한다. 한편, 각 드론(1000)은 구비한 중량센서에 의해 액체수용부(400)에 수용된 액체의 중량이 일정 중량 이하로 감소한 경우, 그 정보를 지상통제장비로 송신할 때 다른 인근의 드론(1000)으로 그 정보를 함께 송신할 수 있다. 그 정보를 수신한 다른 드론(1000)은 자신의 비행 경로를 수정할 수 있다. 즉 그 정보를 수신한 다른 드론(1000)은, 그 정보를 송신한 드론(1000)의 비행 경로를 합하여 다른 드론(1000)의 비행 경로를 수정한다. 따라서 액체의 중량이 일정 중량 이하로 감소하여 드론(1000) 스테이션으로 복귀한 드론(1000)의 작업 구역은 액체가 충분한 다른 드론(1000)이 맡아 계속 작업할 수 있다.

본 발명에 따른 무선통신부는, V2X 통신 방식에 따라 데이터를 송수신하는 것이 가능한 V2X 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 드론(1000)은, 노변기지국(RSU) 또는 차량(OBU)과 V2X 통신하여, V2X 통신 성능을 테스트할 수 있다.

일반적으로, V2X 통신 성능을 시험하기 위한 시스템에서는, 데이터를 V2X 통신 규격에 따라 송수신하는 피계측장치 및 그 피계측장치와 V2X 통신 규격에 따라 데이터를 송수신하며 송수신한 데이터를 계측, 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트하는 계측장치를 포함한다. 계측장치 및 피계측장치는 각각 V2X 모듈을 구비하여 V2X 통신 규격을 이용한 무선 통신이 가능하다. 시험의 여건 상 계측장치 및 피계측장치는 실내에서 무선으로 연결되어 시험장치 및 피시험장치의 데이터 송수신 성능이 시험되거나, 실제 차량에 V2X 모듈이 포함된 계측장치가 탑재되고, 그 차량을 도로 상에서 주행하여 통신 성능을 테스트해왔다.

본 발명에 따른 드론(1000)에는 종래 실내 또는 차량에 탑재되던 V2X 통신 모듈이 탑재되어 노변기지국 또는 다른 차량과 V2X 통신하는 것이 가능하고, 그 통신 데이터를 지상통제장비로 송신하며, 그 통신 데이터를 수신한 지상통제장비에는 통신 성능을 테스트하는 프로그램이 설치되어 그 통신 데이터를 분석하여 노변기지국 또는 차량의 V2X 통신 성능을 테스트할 수 있다.

본 발명에 따른 노변기지국 또는 차량을 포함하는 피계측장치(미도시)는, 도로 상 데이터를 수집하며, V2X(Vehicle to Everything) 통신 규격에 따라 수집한 도로 상 데이터의 송수신이 가능하다.

본 발명에 따른 드론(1000)은, 피계측장치와 V2X 통신 규격에 따라 도로 상 데이터의 송수신이 가능하다. 본 발명에 따른 지상통제장비는, 드론(1000)으로부터 도로 상 데이터를 수신하며, 도로 상 데이터를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트한다. 본 발명에 따른 피계측장치는, RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 정보를 이용하여 피계측장치의 위치를 측정하는 RTK 모듈 및 V2X 통신 규격에 따라 도로 상 데이터 및 측정된 피계측장치의 위치를 드론(1000)으로 송수신하는 V2X 모듈을 포함한다.

드론(1000)과 피계측장치는 V2X 통신 규격에 따라 서로 통신하며, 데이터를 송수신한다. 드론(1000)은 피계측장치와 송수신한 데이터를 지상통제장비로 송신한다. 드론(1000)과 피계측장치가 통신하여 송수신하는 데이터는 BSM(Basic Safety Message) 메시지에 포함될 수 있다. 또한 드론(1000)과 피계측장치가 통신하여 송수신하는 데이터는 BSM 메시지 외에 다른 V2X 통신 방식에 의해 생성 및 송수신되는 메시지에도 포함될 수 있다.

지상통제장비는 드론(1000)으로부터 수신한 데이터를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트한다. 지상통제장비는 데이터를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트한 결과를 디스플레이할 수 있는 디스플레이모듈을 포함한다. 지상통제장비는, 드론(1000)과 피계측장치가 송수신한 데이터를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트한 결과를 디스플레이모듈에 표출하여 사용자가 확인할 수 있도록 한다. 지상통제장비가 분석하는 데이터는 피계측장치 및 드론(1000)이 포함하는, 센서모듈, 위치측정 모듈, 주행정보를 수집하는 CAN 모듈 등에 의해 수집된 도로 상 데이터를 포함한다. 도로 상 데이터는 예를 들어, 차량 주행 정보, 차량 추돌 경고, 차량 고장 경고, 작업 구간 알림, 실시간 교통정보, 낙하물 정보제공, 노면 기상정보제공과 관련한 데이터를 포함한다.

본 발명에 따른 피계측장치는 도로 상 데이터를 수집한다. 피계측장치는 드론(1000)과 V2X 통신 규격에 따라 통신하는 것이 가능하다. 피계측장치는 수집한 도로 상 데이터를 V2X 통신 규격에 따라 드론(1000)으로 송수신한다.

본 발명에 따른 피계측장치는, 노변기지국(RSU, Road Side Unit) 및/또는 테스트 차량에 설치된다. 노변기지국은 노변(路邊)에 설치되는 ITS 인프라 장치로, 도로 상 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 V2X 통신 규격에 따라 V2X 통신 모듈이 탑재된 차량과 송수신한다.

본 발명에 따른 드론(1000)은, 노변기지국 및/또는 테스트 차량에 설치된 피계측장치와 V2X 통신 규격에 따라 데이터를 송수신한다. 드론(1000)이 송수신한 데이터에 대한 정보는 드론(1000)과 무선 연결된 지상통제장비로 송신되고, 지상통제장비는 그 정보를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트하며, 테스트한 결과는 지상통제장비의 디스플레이모듈에 표출되어 사용자는 V2X 통신 성능 테스트의 결과를 확인할 수 있다.

피계측장치는, 도로 상 데이터를 수집하는 센서모듈, RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 정보를 이용하여 피계측장치의 위치를 측정하는 RTK 모듈, V2X 통신 규격에 따라 수집된 도로 상 데이터 및 측정된 피계측장치의 위치를 드론(1000)으로 송수신하는 V2X 모듈을 포함한다. 테스트 차량에 설치된 피계측장치는, CAN 프로토콜을 이용하여 테스트 차량의 주행 정보를 수집하는 CAN 모듈을 더 포함한다.

피계측장치가 포함하는 센서모듈은, 도로 상 데이터를 수집하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 센서모듈은, 영상감시장치(映像監視裝置), 레이더(Radar), 라이다(Lidar), 신호제어기(信號制御機), 기상센서(Meteorological Sensor)를 포함할 수 있다.

RTK(Real Time Kinematic)는 실시간 이동 정밀 측정 기술로 주로 위성 항법 시스템에서 수 센티미터 정도의 오차를 유지하기 위한 초정밀, 첨단 기술이다.

피계측장치가 포함하는 RTK 모듈은 RTCM(Radio Technical Commission for Maritime Services) 정보를 이용하여 피계측장치의 위치를 측정할 수 있다. RTK 모듈은 피계측장치의 변화되는 위치를 측정하여 피계측장치의 위치 정보를 생성하고, 생성한 위치 정보는 도로 상 데이터로서 V2X 모듈에 의해 드론(1000)으로 송신된다. RTK 모듈은 위치 보정을 위한 RTCM 정보를 수신하는 RF부, 수신된 RTCM 정보를 이용하여 1cm 및 1ppm 정확도로 위치를 측정하는 RTK부 및 RF부와 RTK부를 제어하는 V2X제어부를 포함하고, RTK부는 GPS, GNSS, GLONASS, QZSS 및 Beidou를 지원할 수 있다.

피계측장치가 포함하는 V2X 모듈은, 드론(1000)과 V2X 통신 규격에 따라 피계측장치가 생성하거나 수신한 도로 상 데이터를 송수신한다. V2X 모듈은 V2X 통신 규격에 따른 RF(Radio Frequency) 신호를 수신하고 상기 수신된 RF 신호를 아날로그 I/Q 신호로 변환하는 RF부, 상기 변환된 아날로그 I/Q 신호를 디지털 I/Q 신호로 변환하는 데이터 변환부, 상기 변환된 디지털 I/Q 신호를 V2X 통신 규격에 따라 디코딩하고 상기 디코딩된 신호의 V2X 통신 성능을 측정하는 모뎀부 및 상기 RF부, 상기 데이터 변환부 및 상기 모뎀부의 동작을 제어하는 V2X제어부를 포함할 수 있다.

피계측장치가 테스트 차량에 설치될 때 포함하는 CAN 모듈은, 차량의 주행 정보를 수집한다. 주행 정보는, 차량의 가속, 감속, 제동 등 정보를 포함한다. 주행 정보는 피계측장치가 드론(1000)으로 송신하는 도로 상 데이터에 포함된다. CAN 모듈은 CAN 프로토콜을 이용하여 차량의 주행 정보를 수집할 수 있다. CAN 모듈은 WIFI(Wireless Fidelity)를 통해 데이터를 송수신하는 WIFI 모듈 및 BT(Bluetooth)를 통해 데이터를 송수신하는 BT 모듈을 포함할 수 있다.

피계측장치가 수집한 도로 상 정보는, V2X 모듈에 의해 드론(1000)으로 송신된다. 드론(1000)은, 피계측장치의 V2X 통신 규격에 따른 송수신 성능을 계측한다.

지상통제장비는 드론(1000)의 V2X 모듈이 송수신한 데이터를 분석하여 V2X 통신 성능을 테스트하는 연산부를 포함한다. 지상통제장비는 V2X 통신 성능을 테스트하기 위한 소프트웨어 및 디스플레이모듈을 포함한다. 연산부는 소프트웨어를 실행하여 V2X 통신 성능을 평가한다. 지상통제장비는 사용자 인터페이스를 통해 V2X 통신 성능의 테스트 결과를 디스플레이모듈을 통해 표출한다. 사용자가 사용자 인터페이스를 실행하면, 지상통제장비는 수신한 도로 상 데이터, 피계측장치의 위치 정보, 주행 정보, V2X 통신 성능, 계측 장치의 위치 정보 및 계측 장치의 주행 정보를 디스플레이 모듈을 통해 실시간으로 표출할 수 있다.

한편, 연산부는 소프트웨어에 의해 데이터를 분석할 때, 평가항목에 따라 데이터를 분석한다. 이때의 평가항목은 패킷오류율(PER), 지연시간(Latency), 최대통신거리(MCD), 수신신호강도(RSSI), Heading Error, Jitter, Distance를 포함한다.

지상통제장비는 주행 화면 표시부, 성능 항목 표시부, 주행 정보 표시부, 지도 표시부 및 그래프 표시부를 포함한다, 주행 화면 표시부는 계측 장치의 주행 화면을 실시간 스트리밍하고, 성능 항목 표시부는 계측된 V2X 통신 성능을 실시간으로 표시하고, 주행 정보 표시부는 계측 장치의 주행 정보를 실시간으로 표시하고, 지도 표시부는 드론(1000) 및 피계측장치의 위치를 지도상에 실시간으로 표시하고, 그래프 표시부는 계측된 V2X 통신 성능을 그래프로 표시할 수 있다.

지도 표시부는, 드론(1000) 및 피계측장치가 각각 측정한 위치를 지도에 표시하여 디스플레이모듈에 표출한다. 이때의 지도는 Google Map을 이용할 수 있어 지도 상 실시간 트래킹이 가능하도록 한다. 지도 표시부는 사용자의 선택에 따라 드론(1000) 및 피계측장치의 위치를 도로 기반의 지도, 위성 사진 기반의 지도, 지형 기반의 지도 또는 도로, 위성 및 지형이 조합된 지도 상에 표시한다. 지도 표시부는 테스트 차량에 설치된 피계측장치와 드론(1000) 사이의 V2V 통신 또는 노변기지국에 설치된 피계측장치와 계측 장치 사이의 V2I 통신이 성공한 구간과 실패한 구간을 구분하여 실시간으로 지도상에 표시할 수 있다.

그래프 표시부는 V2X 통신 성능을 그래프로 표시하여 디스플레이모듈에 표출한다. 그래프 표시부는, 연산부가 평가항목에 따라 V2X 통신 성능을 테스트한 결과를 실시간으로 생성하고 그래프화 하여 디스플레이모듈에 표출한다. 그래프 표시부는 설정한 입력 및 출력 정보에 따라 그래프를 실시간으로 생성하여 표시할 수 있다.

지상통제장비는, 로그 표시부 및 오차비교부를 더 포함한다.

로그 표시부는 드론(1000)으로부터 무선통신을 통해 통신 로그(Log)를 수집한다. 로그 표시부가 수집한 통신 로그는 드론(1000) 및 피계측장치의 데이터 송수신 로그를 포함한다. 즉, 로그 표시부가 수집한 통신 로그는 드론(1000)이 피계측장치로부터 수신한 데이터 로그, 드론(1000)이 피계측장치로 송신한 데이터 로그, 피계측장치가 드론(1000)으로 송신한 데이터 로그 및 피계측장치가 드론(1000)으로부터 수신한 데이터 로그를 수집한다. 로그 표시부는 V2X 통신에 따른 데이터의 송수신 로그를 수집하여 디스플레이모듈에 표출할 수 있다. 로그 표시부는 피계측장치 및 드론(1000)의 통신 로그를 연산하여 디스플레이모듈에 표출할 수 있다.

오차비교부는 드론(1000)이 송신한 송신 로그와 피계측장치가 수신한 수신 로그를 비교한다. 오차비교부는 송신 로그와 수신 로그를 비교한 후, 피계측장치가 데이터를 오차 없이 수신한 경우 ACK(ACKnowledge) 응답을 디스플레이모듈로 표출하여 데이터가 오차 없이 수신되었다라는 내용을 전달한다.

지상통제장비는, 피계측장치 및/또는 드론(1000)으로부터 수신한 데이터를 고유의 하드웨어 주소(MAC Address)로 구분하여 DB(Data Base)파일을 저장할 수 있다.

피계측장치 및 드론(1000)은, WAVE와 C-V2X의 V2X 통신 규격을 지원할 수 있다. WAVE와 C-V2X는 프로토콜 스택 자체가 다르고, 데이터 변조 방법에 차이가 있다. C-V2X와 WAVE는 사용주파수가 서로 다른 경우에는 동시에 사용하여도 상호 영향이 없다. 따라서 본 발명에 따른 피계측장치 및 드론(1000)이 포함하는 V2X 모듈 및 제2 V2X 모듈은, C-V2X 모듈과 WAVE 모듈을 포함하고, C-V2X와 WAVE가 서로 다른 사용주파수를 동시에 사용하여 피계측장치와 드론(1000)이 통신함에 따라 C-V2X 방식 및 WAVE 방식의 V2X 통신이 모두 가능하다.

V2X 통신 성능의 평가를 위한 사용자 인터페이스는 기능 메뉴, 주행화면 스트리밍, 2D 오차 평가 결과, 성능 평가 결과 그래프, 항목 별 실시간 정보, 웹 기반 지도 분석 창 및/또는 실시간 DUT 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 사용자 인터페이스의 각 구성은 순서대로 주행 화면 표시부, 2D 오차 평가 결과 표시부, 그래프 표시부, (성능 항목 표시부 및 위치 정확도 표시부), 지도 표시부 및/또는 주행 정보 표시부와 같이 명명될 수 있다.

사용자 인터페이스의 기능 메뉴는, 로드 데이터베이스 항목, 세이브 데이터베이스 항목, 세이브 로그 항목, 선호도 세팅 항목, 시뮬레이션 시작 항목, 평가 테스트 정보 항목, 평가 시작 항목, 리포트 출력 항목 및/또는 프로그램 정보 항목을 포함할 수 있다. 로드 데이터베이스 항목 또는 시뮬레이션 시작 항목은 데이터베이스에 저장되어 있는 시뮬레이션 동영상(평가 결과)을 불러와 실행시킬 수 있다. 이 때, V2X 성능 평가 시스템은 저장된 데이터베이스를 이용하여 과거에 진행했던 평가 시험을 분석할 수 있다. 그리고 시뮬레이션이 시작되면 지도 표시부에는 테스트에 사용된 장비(차량 단말기 및/또는 기지국) 및/또는 계측 장치의 위치가 마커로 표시되고 평가 결과 그래프 표시부에는 설정된 평가 항목에 대한 시험 데이터 값이 그래프로 표출되고, 주행 정보 표시부, 성능 항목 표시부 및/또는 위치 정확도 표시부에는 각 구성에 해당하는 값들이 표출될 수 있다. 세이브 데이터베이스 항목은 현재 평가하고 있는 데이터를 데이터베이스에 저장시킬 수 있다. 세이브 로그 항목은 성능 평가 중 발생한 로그를 저장할 수 있다. 선호도 세팅 항목은 사용자 인터페이스의 구성 등을 설정할 수 있고, 일반 설정 항목, 스트리밍 설정 항목, 지도 설정 항목, 그래프 설정 항목, 모니터 설정 항목 및/또는 평가 필요 조건 설정 항목을 포함할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. 시뮬레이션 시작 항목은 데이터베이스로부터 불러온 시뮬레이션 동영상을 실행시킬 수 있다. 평가 테스트 정보 항목은 해당 평가 시험에 대한 정보를 입력하여 데이터베이스에 저장할 수 있고, 이에 대한 상세한 설명은 후술한다. 평가 시작 항목은 평가를 시작시킬 수 있다. 리포트 출력 항목은 평가 결과를 리포트로 출력할 수 있다. 프로그램 정보 항목은 본 평가 프로그램에 대한 정보를 출력할 수 있다.

주행 화면 표시부는 차량 단말기가 탑재된 차량의 카메라를 통해 입력된 주행 영상을 스트리밍으로 수신하고 이를 출력할 수 있다.

2D 오차 평가 결과 표시부는 드론(1000) 또는 피계측장치의 위치 정보의 정확도를 2차원 그래프로 표시할 수 있다.

성능 항목 표시부는 성능 항목(시험 항목)을 표시할 수 있다. 시험 항목은 PER, 최대 유효 통신 거리, 지연시간(Latency) 및/또는 데이터 전송률(Throughput)을 포함할 수 있다.

주행 정보 표시부는 차량 단말기 또는 기지국의 GPS 정보를 표시할 수 있다. GPS 정보는 위도, 경도, 고도, 속도, 방향, 요 레이트 값 등의 정보를 포함할 수 있다.

위치 정확도 표시부는 계측 장치 또는 피시험 장치가 계측한 위치 정보의 정확도를 표시할 수 있다.

지도 표시부는 차량 단말기, 계측 장치 및/또는 기지국의 위치를 지도에 표시할 수 있다. 지도 표시부는 구글맵을 사용할 수 있고, 구글맵에서 지원하는 하이브리드, 도로, 위성 및/또는 지형 지도를 표시할 수 있다.

그래프 표시부는 설정한 입력 및 출력 정보에 따라 그래프를 실시간으로 생성하여 표시할 수 있다. 이 때, 표시할 정보는 그래프 오른쪽의 X축값, Y1축값 및/또는 Y2축값을 입력함으로써 정해질 수 있다.

본 발명에 따른 영상감시장치는, 도로 상을 촬영하여 영상데이터를 생성하는 CCTV(closed circuit television) 또는 카메라일 수 있다. 영상감시장치는 복수개의 서로 다른 용도를 갖는 CCTV일 수 있으며, 각 CCTV는 서로 다른 소정 구역의 영상을 포함하는 도로 상 데이터를 수집할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 도로 상(道路上)은 도로변(道路邊)을 포함한다.

레이더는 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치로서, 전파의 직진성을 이용하여 반사파를 수신한 시각까지의 시간을 측정하여 물체의 방향과 거리를 측정하는 장치이다.

라이다는 레이저 펄스를 발사하고, 그 빛이 주위의 대상 물체에서 반사되어 돌아오는 것을 받아 물체까지의 거리 등을 측정함으로써 주변의 모습을 정밀하게 그려내는 장치로서, 라이다는 전통적인 레이다와 원리가 같으나 그 사용하는 전자기파의 파장이 다르다. 라이다는 대상 물체까지의 거리 뿐 아니라 움직이는 속도와 방향도 함께 측정할 수 있다. 라이다는 3차원 영상을 구현하기 위해 필요한 정보를 습득하는 센서로 사용된다.

신호제어기는 교통신호를 제어하는 장치를 의미하며, 교통신호의 제어뿐만 아니라 교통신호에 대한 정보도 함께 수집할 수 있다.

기상센서는 기상을 감지하는 센서이며, 도로 상 자율주행하는 차량에 제공하는 기상 정보를 수집 및 생성할 수 있다.

GNSS(Global　Navigation　Satellite　System)는 요약　인공위성을 이용하여 지상물의 위치·고도·속도 등에 관한 정보를 제공하는 시스템이다.

GLONASS는 러시아 우주국 무선항법 시스템은 3축 위치, 속도결정 및 시간 스템프까지 전 세계 기지국에 분산 보급 운영하는　GLONASS는 미국의　GPS와 많은 점에서 닮았고 다른 점은 24개 위성이 3개 궤도에 8개씩 배치된 것뿐이다.

QZSS　또는　준텐초는　일본이 개발한 지역용　GNSS　시스템이다. 미국의　GPS가 전 세계용인데 비해, QZSS는 일본 전용이다. 일본 상공에 8시간 머무는　미치비키 위성　4기로 24시간을 커버한다.　

베이더우는 중국이 개발한 지구측위시스템(GPS:　Global　Positioning　System) 용 인공위성 또는 중국의　GPS　체계 자체를 일컫기도 한다.

갈릴레오 시스템은 미국의　GPS　독점에 대항해 유럽 연합(EU)과　유럽 우주 기관(ESA)이 공동으로 추진하고 있는 세계 최초의 민간용　위성 위치 확인 시스템(GPS)이다.

지상통제장비는, 소프트웨어가 탑재되어 데이터의 분석이 가능한, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personalcomputer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 데스크탑 PC(desktoppersonal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등) 또는 스마트 와치(smart watch)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디스플레이모듈은, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 사용자단말기는 키보드, 마우스, 터치패드, 터치 스크린 등의 입력수단과, 디스플레이 화면을 구비한 데스크탑 PC, 노트북 PC, 태블릿 PC, 스마트폰 등의 단말기로서, 이에 한정되는 것은 아니고, 통신망을 통해 드론(1000) 또는 지상관제센터의 별도 서버에 접속할 수 있으며, 검색 정보 및 선택 정보의 입력과, 검색된 결과 정보를 디스플레이할 수 있는 애플리케이션 프로그램의 설치가 가능한 디지털 정보의 처리가 가능한 구성이면 모두 포함될 수 있다. 본 발명에 따른 사용자단말기는 서버에 통신망을 통해 접속하여 정보를 송수신하는 구성요소로서, 예를 들면 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personalcomputer), 이동 전화기(mobile phone), 영상 전화기, 데스크탑 PC(desktoppersonal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD) 등), 무인단말기(kiosk) 또는 스마트 와치(smart watch)) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 사용자단말기와 지상관제센터의 별도 서버는 각각이 구비한 통신부 및 통신망을 통해 통신할 수 있다. 통신망은 단말들 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호간에 정보 교환이 가능한 연결구조를 의미하는 것으로, 이러한 통신망의 일 예에는, 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 5G 네트워크, WIMAX(World Interoperability for Microwave Access) 네트워크, 인터넷(Internet), LAN(Local Area Network), Wireless LAN(Wireless Local Area Network), WAN(Wide Area Network), PAN(Personal Area Network), wifi 네트워크, 블루투스(Bluetooth) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 포함되나 이에 한정되지는 않는다. 사용자단말기와 서버가 각각 구비한 통신부는, 전술한 통신망을 통한 유무선 데이터 통신을 수행할 수 있도록 상기 통신망을 위해 구비된 전자 부품을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 제어부는 메모리에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서들일 수 있다. 또는, 프로세서에 의해 구동되고 제어되는 소프트웨어 모듈들로서 동작할 수 있다. 나아가, 프로세서는 하드웨어 장치일 수 있다.

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

본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.

100 : 드론몸체부 101 : 제1 영역
102 : 배터리 103 : 제2 영역
104 : 회로기판 110 : 방열판
120 : 슬릿 200 : 구동부
201 : 구동지지대 203 : 구동프로펠러
300 : 정화부 301 : 정화지지대
303 : 정화프로펠러 310 : 정화관
311 : 정화필터 400 : 액체수용부
401 : 짐벌 410 : 탱크부
411 : 액체관 413 : 공기관
415 : 체크밸브 420 : 실린더부
421 : 동력장치부 423 : 실린더
425 : 체크밸브 427 : 실린더관
430 : 가압용기부 431 : 가압관
440 : 밸브부 441 : 밸브관
450 : 배출부 451 : 노즐
453 : 무게추 1000 : 드론

Claims

비행 가능한 드론(Drone)에 있어서, 상기 드론은,
드론몸체부; 및
상기 드론몸체부 외측에 결합되며, 구동(驅動)되어 상기 드론몸체부를 비행시키는 복수개의 구동부;
를 포함하고,
상기 드론몸체부의 내부에는,
지상통제장비와 무선통신이 가능한 무선통신부를 포함하며, 상기 지상통제장비가 송신한 정보를 기반으로 상기 구동부를 동작시키는 제어부; 및
상기 구동부 및 상기 제어부로 전력을 공급하는 배터리가 실장되고,
상기 제어부는,
상기 배터리의 전력을 이용하여 구동되는 하나 이상의 회로 소자들을 포함하는 회로기판을 포함하며,
상기 드론몸체부의 내부에는, 상기 배터리가 실장되는 제1 영역 및 상기 회로기판이 실장되는 제2 영역이 형성되고,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 각각, 상기 배터리 및 상기 회로기판에 의해 발생한 열을 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역 밖으로 전달하기 위한 방열판을 포함하고,
상기 제1 영역이 포함하는 방열판의 일단은, 상기 배터리와 접하는 위치에 형성되고,
상기 제2 영역이 포함하는 방열판의 일단은, 상기 회로기판과 접하는 위치에 형성되고,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역이 포함하는 방열판의 타단은, 상기 드론몸체부의 측벽을 관통하여 외부로 노출되도록 형성되고,
상기 방열판은, 상기 열의 전달을 위한 제1 열전도도(Thermal conductance)를 갖는 재료로 이루어지며,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역의 경계에는, 상기 배터리 및 상기 회로기판 간 열 전달을 감소시키기 위한 슬릿이 형성되며,
상기 슬릿은, 상기 열의 전달을 감소시키기 위한 제2 열전도도를 갖는 재료로 이루어지되,
상기 드론은,
상기 구동부 간 위치되도록 상기 드론몸체부의 측면에 결합되며, 공기에 포함된 먼지를 제거하는 정화부;
를 더 포함하고,
상기 정화부는,
일단이 상기 드론몸체부의 일측면에 결합되는 정화지지대;
상기 정화지지대의 타단에 결합되며, 회전하여 공기의 흐름을 발생시키는 정화프로펠러부; 및
상기 정화프로펠러부의 상부와 하부에 각각 이격되어 설치되는 정화필터;
를 포함하고,
상기 방열판의 타단은, 상기 구동부 간 위치하도록 형성되며,
상기 방열판의 타단은, 상기 정화부의 하부에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는, 드론.
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청구항 1에 있어서,
상기 드론몸체부의 하부에는 액체수용부가 포함되고,
상기 액체수용부는,
액체를 수용하는 탱크부;
상기 액체를 가압하는 실린더부;
상기 가압된 액체가 저장되는 가압용기부;
상기 가압된 액체의 배출을 조절하는 밸브부; 및
상기 밸브부에 의해 가압된 액체가 배출되는 복수개의 노즐을 포함하는 배출부;
를 포함하고,
상기 노즐의 일단에는 무게추가 포함되어 상기 가압된 액체의 배출 범위를 넓히는 것을 특징으로 하는, 드론.
청구항 4에 있어서,
상기 액체수용부는,
상기 탱크부에 수용된 액체의 중량을 감지하는 중량센서를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 중량센서에 의해 감지된 상기 액체의 중량이 기 설정된 중량 이하인 경우, 상기 구동부를 제어하여 상기 드론을 상기 액체가 보관되어 있는 위치 상으로 비행시키는 것을 특징으로 하는, 드론.