KR102442261B1

KR102442261B1 - 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102442261B1
Application number: KR1020200147824A
Authority: KR
Inventors: 신홍기; 이승호; 박두경; 임승용
Original assignee: 주식회사 문화방송
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2022-09-13
Also published as: KR20220061633A

Abstract

본 발명은 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 드론을 운행할 때, RTK(Real Time Kinematic) 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 각각 측정하도록 하이브리드로 구성하고, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정하여, 그 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각 중 어느 하나를 선택하여 상기 드론의 최종 방위각으로 적용함으로써, 상기 드론을 자기장의 장애나 GNSS 위성에 대한 음영지역에도 불구하고 안정적으로 운행할 수 있도록 하는 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

Description

드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF HYBRID TYPE AZIMUTH MEASUREMENTS FOR DRONE}

본 발명은 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론을 운행할 때, RTK(Real Time Kinematic) 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 각각 측정하도록 하이브리드로 구성하고, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정하여, 그 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각 중 어느 하나를 선택하여 상기 드론의 최종 방위각으로 적용함으로써, 상기 드론을 자기장의 장애나 GNSS 위성에 대한 음영지역에도 불구하고 안정적으로 운행할 수 있도록 하는 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 산업기술과 정보통신기술의 급속한 발전으로 인해, 드론과 같은 무인비행체에 대한 기술적인 발전이 가속화되고 있다.

일반적으로 드론은, 특정 지역을 원격에서 정찰하기 위한 군사용으로 개발되었으나, 최근에는 사람이 접근하기 어려운 장소를 탐색하거나, 고압 전력선 등과 같이 다양한 장소에 설치된 위험한 설비의 상태를 모니터링하거나, 특정 물품을 배송하는 것과 같이 사회 전반에 걸쳐 그 활용범위가 점차 확대되고 있다.

이러한 드론에 대한 안정적인 운행(비행)을 위해서는, 상기 드론의 방위각을 측정하는 것이 매우 중요하다. 이러한 방위각을 제대로 측정하지 못하는 경우, 상기 드론이 잘못된 방향으로 이동하거나, 심지어 지면에 추락하는 문제점이 발생할 수 있다.

일반적으로 상기 드론은, 지구의 자기장(지자기)을 감지하는 지자기 센서를 포함하여 드론의 방위각을 측정하는 컴파스(Compass)가 탑재된다.

상기 컴파스는, 상기 지자기 센서를 통해 3축 방향의 자기장 세기를 감지하여, 자기장의 방향을 측정함으로써, 북쪽 방향에 대한 드론의 방위각을 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있으나, 상기 드론이 근처의 전력선이나 고압선 등에 의해 강력한 자기장이 형성된 곳에 근접하는 경우, 해당 자기장에 쉽게 영향을 받아 매우 부정확한 방위각이 측정될 수 있는 문제가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는, 2개의 안테나를 통해 정밀 측위를 수행하는 RTK를 이용하여, 2개의 안테나에서 수신되는 GNSS 위성신호를 토대로 각 안테나의 위치정보를 산출하고, 정밀한 위치가 미리 측정된 기준국으로부터 수신되는 보정정보를 상기 산출한 위치정보에 적용함으로써, 상기 위치정보에 포함된 오차를 제거하여, 생성한 측위정보로 상기 드론의 방위각을 측정하는 RTK 기술이 이용되고 있다.

상기 RTK 기술은, 주변의 자기장으로부터 자유롭고, 정확한 방위각을 측정할 수 있는 장점이 있으나, 최소 4개 이상의 GNSS 위성신호와 상기 보정정보를 동시에 수신해야 하기 때문에, 상기 드론이 GNSS 위성신호나 상기 보정정보를 제대로 수신하지 못하는 음영구역(사각지대)에 위치하는 경우에는 정확한 방위각을 측정할 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 발명에서는, RTK 모듈과 지자기 모듈을 상기 드론에 탑재하여, 상기 RTK 모듈과 상기 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 각각 측정하도록 하이브리드로 구성하고, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정하여, 상기 신뢰성 측정 결과에 따라 상기 측정한 각 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 선택하여, 상기 드론에 대한 최종 방위각으로 적용함으로써, 상기 드론이 상기 사각지대에 위치하거나, 또는 외부 자기장의 영향에 불구하고 항상 드론의 안정적인 운행을 도모할 수 있도록 하는 방안을 제안하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간단하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비해서 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해서 기술하고자 한다.

먼저 한국공개특허 제2016-0078123호(2016.07.04.)는 이동방향 식별장치를 갖는 멀티콥터에 관한 것으로, GPS 또는 나침반을 이용하여 멀티콥터의 이동방위를 측정하고, 상기 측정한 이동방위에 따라 멀티콥터에 장착된 복수의 LED 중 어느 하나를 켜지도록 하는 이동방향 식별 장치를 갖는 멀티콥터에 관한 것이다.

상기 선행기술은, 단순히 GPS 또는 나침반 중 어느 하나를 이용하여 멀티콥터의 이동방위를 결정하는 것만 기재되어 있을 뿐, GPS 위성신호가 수신되지 않거나, 상기 GPS 가시위성수가 부족한 사각지역 또는 강한 자기장이 형성되어 있는 지역에 멀티콥터가 위치하는 경우에는 정확한 방위각을 측정하지 못하는 문제점이 있다.

반면에 본 발명은, RTK 모듈과 지자기 모듈을 동시에 이용하여 드론의 방위각을 측정할 수 있도록 하이브리드로 구성하고, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정하여, 상기 측정한 결과에 따라 신뢰성이 높은 방위각을 선택함으로써, RTK 모듈이 정확하게 동작하지 않거나, 상기 지자기 모듈이 제대로 동작하지 않는 환경에서도 적응적으로 신뢰성이 보장된 드론의 방위각을 출력할 수 있도록 하는 것으로, 상기 선행기술은 이러한 본 발명의 기술적 특징을 기재하거나 시사 혹은 암시도 없다.

또한 한국공개특허 제2019-0050191호(2019.05.10.)는 드론을 이용한 서비스시 사용자 인식 방법에 관한 것으로, 드론에서, 드론 자체의 위치좌표 및 방위각과 사용자의 스마트 기기로부터 수신된 상기 드론을 촬영한 촬영방위각을 비교하여, 상기 스마트 기기의 방향을 인식하는 드론을 이용한 서비스시 사용자 인식 방법에 관한 것이다.

즉, 상기 선행기술은 드론의 방위각과 스마트 기기가 드론을 촬영한 촬영방위각을 이용하여, 상기 드론이 상기 사용자가 위치한 방향을 인식하도록 하는 것일 뿐, 드론의 방위각을 측정하기 위해 RTK 모듈과 지자기 모듈을 동시에 이용하여 하이브리드로 구성하는 것도 아니며, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 것도 아니며, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 측정한 방위각 중 어느 하나를 선택함으로써, 상기 드론이 위치한 주변 환경에 적응하여 상기 드론에 대한 신뢰성 높은 방위각을 출력하는 방법 또한 전혀 기재되어 있지 않아 양 발명은 현저한 차이점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, RTK 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 신뢰성이 보장된 드론의 방위각을 출력할 수 있도록 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하여, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 신뢰성이 높은 상기 RTK 모듈 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각을 실제 드론의 최종 방위각으로 스위칭하여 출력함으로써, 신뢰성 높은 방위각을 상기 드론에 적용할 수 있도록 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 두개의 RTK 안테나를 통해 각각 수신한 GNSS 위성신호가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만이거나, 또는 상기 측위정보를 생성하기 위한 보정정보가 수신되지 않는 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은, 지자기 모듈에서 측정한 x축 방향, y축 방향, z축 또는 이들의 조합에 대한 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치는, RTK(Real Time Kinematic) 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정부, 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정부, 상기 측정한 드론의 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정부 및 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각을 상기 드론에 대한 실제 방위각으로 선택하여 출력하는 제1 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 방위각 측정부는, 상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 통해 각각 수신되는 복수의 GNSS 위성신호를 이용하여 상기 각 RTK 안테나에 대한 위치정보를 산출하거나, 또는 특정 기준국으로부터 수신한 보정정보를 상기 산출한 위치정보에 적용하여 오차를 제거한 측위정보를 각각 생성하고, 상기 산출한 각 위치정보 또는 상기 생성한 각 측위정보를 직선으로 연결한 중앙지점에서 상기 직선에 대해 사전에 설정한 방향으로의 직각방향과 북쪽 사이의 각도를 계산함으로써, 상기 드론의 방위각을 측정하며, 상기 두개의 RTK 안테나에 대한 간격은, 25cm 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 측정부는, 상기 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 수가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 또는 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만인 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 측정부는, 상기 지자기 모듈에서 측정되는 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 스위칭부는, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하며, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 모두 신뢰성이 있는 것으로 측정되면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각 및 상기 지자기 모듈을 측정한 방위각 중 어느 하나를 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 방위각 측정 장치는, 상기 신뢰성을 측정한 결과 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성보다 높은 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 3축 자기장 세기 변환부 및 상기 드론을 원격에서 제어하는 사용자의 선택 또는 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각 또는 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제2 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법은, RTK(Real Time Kinematic) 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정 단계, 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정 단계, 상기 측정한 드론의 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정 단계 및 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각을 상기 드론에 대한 실제 방위각으로 선택하여 출력하는 제1 스위칭 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 방위각 측정 단계는, 상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 통해 각각 수신되는 복수의 GNSS 위성신호를 이용하여 상기 각 RTK 안테나에 대한 위치정보를 산출하거나, 또는 특정 기준국으로부터 수신한 보정정보를 상기 산출한 위치정보에 적용하여 오차를 제거한 측위정보를 각각 생성하고, 상기 산출한 각 위치정보 또는 상기 생성한 각 측위정보를 직선으로 연결한 중앙지점에서 상기 직선에 대해 사전에 설정한 방향으로의 직각방향과 북쪽 사이의 각도를 계산함으로써, 상기 드론의 방위각을 측정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 측정 단계는, 상기 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 수가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 또는 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만인 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 신뢰성 측정 단계는, 상기 지자기 모듈에서 측정되는 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 스위칭 단계는, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하며, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각 모두 신뢰성이 있는 것으로 측정되면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각 및 상기 지자기 모듈을 측정한 방위각 중 어느 하나를 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 방위각 측정 방법은, 상기 신뢰성을 측정한 결과 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성보다 높은 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 3축 자기장 변환 단계 및 상기 드론을 원격에서 제어하는 사용자의 선택 또는 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각 또는 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제2 스위칭 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법은, RTK 모듈을 통해 측정한 드론의 방위각 및 지자기 모듈을 통해 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정하여, 상기 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 통해 측정한 드론의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 통해 측정한 드론의 방위각을 선택적으로 적용하여, 상기 드론이 통신 사각지대에 위치하거나, 강한 자기장이 형성된 영역에 위치하는 것에 상관없이 항상 정밀한 방위각을 출력하여 상기 드론에 대한 안정적인 운행을 수행할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성 측정하여 드론의 실제 방위각을 측정하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 데이터는 디지털 정보로 해석할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법을 설명하기 위해 나타낸 개념도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치(100)(이하 방위각 측정 장치라 칭함)는, 상기 드론(10)을 운행할 때, RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각과, 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 각각 측정하도록 하이브리드로 구성하고, 상기 측정한 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하여, 상기 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 통해 측정한 상기 드론(10)의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 통해 측정한 상기 드론(10)의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각(즉, 최종 방위각)으로 선택하여 출력함으로써, 상기 드론(10)이 위치한 주변 환경에 대한 영향 없이 항상 신뢰성이 보장된 방위각을 상기 드론(10)에 적용하여 상기 드론(10)을 안정적으로 운행할 수 있도록 한다.

여기서 상기 드론(10)의 방위각은, 상기 드론(10)이 진행하는 동서남북 방향에 대한 정보를 의미하며, 더욱 자세하게는 북쪽을 기준으로 시계방향의 각도이다.

또한 상기 드론(10)은, 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하기 위해 상기 드론(10)의 상부에 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)로 구성된 2개의 RTK 안테나가 탑재된다.

상기 제1 RTK 안테나(11) 및 상기 제2 RTK 안테나(12)는, GPS 위성 등과 같이 동일한 복수(4개 이상)의 GNSS 위성을 동시에 관측하여, 상기 GNSS 위성으로부터 GNSS 위성신호를 수신한다.

이때, 상기 각 RTK 안테나는, 상기 각 RTK 안테나를 연결한 직선성분이 상기 드론(10)의 진행방향인 전방(사전에 설정됨)과 직각을 이루도록 설치되며, 동일선상에서 동일한 높이로 각각 설치된다. 다만, 상기 각 RTK 안테나가 상기 드론(10)의 전방과 직각을 이루도로 설치되는 것이 바람직하지만 임의의 각도로 설치될 수 있으며, 이 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정할 때, 상기 임의의 각도가 반영되어야함은 자명하다. 또한 상기 각 RTK 안테나가 매우 근접하게 탑재되어, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각과 실제 방위각에 대한 오차가 발생되는 것을 방지하기 위해 최소 25cm 이상의 간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 각 RTK 안테나를 통해 각각 수신한 복수의 GNSS 위성신호와, 정밀한 위치가 사전에 측정된 기준국(500)(미도시)으로부터 수신되는 보정정보를 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다. 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은 도 2를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 지자기 모듈을 이용하여, 지구 자기장에 따른 드론(10)의 방위각을 측정한다. 상기 지자기 모듈은, 드론(10)의 현재 위치에서 지구 자기장을 포함하여 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 측정하고, 상기 측정한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 토대로 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다. 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

한편, 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정할 때, 상기 드론(10)이 상기 GNSS 위성신호나 상기 보정정보가 수신되지 않는 사각지대(음역지역)에 위치하는 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 보장할 수 없다.

또한 상기 드론(10)이 강한 자기장이 형성된 장소에 위치하는 경우, 상기 강한 자기장에 의해 정확한 지자기의 세기를 측정할 수 없으므로(이하 지자기 장애라 칭함), 상기 지자기 모듈을 통해 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 보장할 수 없다.

따라서 본 발명의 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 드론(10)이 사각지대에 위치하거나, 또는 강한 자기장이 형성된 장소에 위치하는 경우를 판단하여, 상기 RTK 모듈 및 상기 지자기 모듈을 통해 측정한 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하고, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 선택하여 출력함으로써, 상기 강한 자기장이 형성된 장소나, 상기 사각지대에 상기 드론(10)이 위치하더라도 신뢰성이 보장된 정밀한 방위각으로 상기 드론(10)을 안정적으로 운행할 수 있도록 한다.

상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 경우, 우선 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 각 RTK 안테나를 통해 수신한 GNSS 위성신호의 수가 사전에 설정한 개수 미만(즉, 가시위성수가 사전에 설정한 개수 미만인 경우)이거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만이거나, 또는 상기 기준국(500)으로부터 보정정보가 수신되지 않는 경우, 상기 드론(10)이 상기 사각지대에 위치하는 것으로 판단한다.

이후, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 드론(10)이 상기 사각지대에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단함으로써, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정한다.

또한 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 경우, 우선 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 지자기 모듈에서 측정한 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 드론(10)이 지구 자기장(지자기)이외의 강한 자기장이 형성된 장소에 위치하는 것으로 판단한다.

즉, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 드론(10)이 상기 강한 자기장이 형성된 장소에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단함으로써, 상기 지자기 모듈을 통해 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정한다.

이때, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 선택하여, 상기 선택한 방위각을 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력한다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈에서 측정한 드론(10)의 방위각과 실제 스위칭하여 출력한 드론(10)의 방위각 및 상기 측정한 3축 방향의 자기장의 세기를 상기 드론(10)을 원격에서 제어하기 위한 드론 제어 단말(300)로 제공하여 확인할 수 있도록 하며, 상기 출력한 드론(10)의 실제 방위각과 상기 드론 제어 단말(300)로부터 수신되는 드론 제어 신호에 따라 상기 드론(10)을 운행한다. 상기 드론 제어 단말(300)은, 상기 드론(10)을 원격에서 제어하는 사용자가 구비한 단말을 의미한다.

또한 상기 드론(10)은, 이미지 센서, 온도 센서, 습도 센서, 기압 센서, 초음파 센서 등과 센서 데이터를 수집하기 위한 다양한 센서들이 탑재되며, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 각 센서를 통해 수집한 이미지, 온도, 습도, 기압 등을 포함하는 센서 데이터를 관제서버(200)로 제공할 수 있다. 상기 관제서버(200)는 상기 제공받은 센서 데이터를 이용하여 특정 장소를 모니터링하거나, 상기 특정 장소에 설치된 설비 등의 상태를 모니터링할 수 있도록 한다.

한편, 상기 드론(10)에는, 자이로 센서, 가속도 센서, 모터, 변속기 등과 같이 상기 드론(10)의 운행에 필요한 각종 센서 및 장치가 구비됨은 자명하다.

또한 도 1에 도시한 데이터베이스(400)는, 상기 관제서버(200)에 의해 관리되는 것으로, 상기 드론(10)으로부터 제공받은 각각의 센서 데이터 등을 저장하는 기능을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방위각 측정 장치(100)는, 상기 드론(10)에 설치된 제1 RTK 안테나(11)와 제2 RTK 안테나(12)로부터 각각 수신되는 복수의 GNSS 위성신호를 토대로 상기 제1 RTK 안테나(11) 및 상기 제2 RTK 안테나(12)에 대한 위치정보를 산출한다.

이때, 상기 산출한 각 RTK 안테나에 대한 위치정보는, GNSS 위성신호의 대기권 통과에 따른 GNSS 위성신호의 지연에 의한 오차, GNSS 위성의 시각(time)에 따른 오차, 다중경로에 따른 오차 등과 같이 다양한 오차가 포함되어 있다.

따라서 상기 방위각 측정 장치(100)는, 위치가 사전에 정밀하게 측정된 적어도 하나 이상의 특정 기준국(500)으로부터 상기 오차가 제거된 보정정보를 실시간으로 수신하여, 상기 산출한 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)의 위치정보에 상기 수신한 보정정보를 각각 적용하여, 상기 오차를 제거함으로써, 상기 각 RTK 안테나에 대한 정밀한 측위정보를 각각 생성한다. 이때, 상기 위치정보 또는 측정정보는, 위도, 경도 및 고도를 포함한다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 생성한 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)의 측정위보를 직선으로 연결한 중앙지점에서 상기 직선에 대해 사전에 설정한 방향(예: 제1 RTK 안테나에서 제2 RTK 안테나로 사이의 중앙지점에서 드론의 전면 쪽으로의 직각 방향)으로의 직각방향인 상기 드론(10)의 전면과 북쪽 사이의 각도를 계산함으로서, 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다.

한편, 상기 RTK 모듈은, 충분한 수의 GNSS 위성신호가 수신되지 않거나, 상기 GNSS 위성신호의 세기가 충분하지 않거나, 또는 상기 보정정보가 수신되지 않는 경우에도, 상기 수신한 GNSS 위성신호를 이용하여 대략적인 위치정보를 산출할 수 있으므로, 이러한 경우에도, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)에 대한 대략적인 위치정보를 각각 산출하여, 상기 산출한 각 위치정보에 따라 상기 드론(10)의 방위각을 측정하여 출력한다. 이 경우, 도 1을 참조하여 설명한 것과 같이 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정한 결과에 따라 신뢰성이 없는 것으로 측정될 것임은 자명하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 방법을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방위 측정 장치(100)는, 지구 자기장을 포함하여 x축, y축 및 z축 방향(즉, 3축 방향)의 자기장의 세기를 측정하고, 상기 측정한 3축 방향의 자기장의 세기를 토대로 자기장의 방향을 계산함으로써, 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다. 이때, 상기 측정된 자기장의 세기는, 상기 각 x축, y축 및 z축에 대한 방향을 포함하므로 벡터이다.

즉, 상기 지자기 모듈은, 상기 드론(10)의 방위각을 계산하기 위한 사전에 설정한 특정 함수(예: 삼각함수)에 상기 측정한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 적용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신뢰성 측정하여 드론의 실제 방위각을 측정하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 실제 드론(10)의 방위각을 측정하기 위한 상기 방위각 측정 장치(100)는, RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정(①)하고, 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다(②).

상기 RTK 모듈 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 방위각을 측정하는 것은, 동시에 수행됨은 당연하다.

상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은, 상기 드론(10)에 장착된 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)를 통해 수신한 복수의 GNSS 위성신호와, 기준국(500)으로부터 수신되는 보정정보를 이용하여 상기 각 RTK 안테나에 대한 측위정보를 생성하고, 상기 생성한 각 RTK 안테나에 대한 측위정보에 따라 상기 드론(10)의 전면부와 북쪽사이의 시계방향으로의 각도를 계산함으로써, 측정된다.

다만, 상기 RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정할 때, 충분한 수의 GNSS 위성신호가 수신되지 않거나, 상기 보정정보가 수신되지 않는 경우에도 상기 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)에 대해 산출한 대략적인 위치정보를 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정함은 상술한 바와 같다.

또한 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은, 3축 방향에 대해 측정한 자기장의 세기를 방위각으로 변환하는 특정 함수에 적용함으로써, 수행됨은 상술한 바와 같다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각과, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정한다(③).

한편, GNSS 위성신호가 전혀 수신되지 않아, 상기 드론(10)의 방위각을 RTK 모듈을 이용하여 측정하지 못하는 경우에는, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대해서만 신뢰성을 측정하게 된다.

도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방위각 측정 장치(100)는, 신뢰성 측정부(140)와 제1 스위칭부(151)를 포함하여 구성되며, 상기 방위각 측정 장치(100)의 상세한 구성은 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.

또한 상기 신뢰성 측정부(140)는, 상기 드론(10)이 GNSS 위성신호나 상기 보정정보를 제대로 수신하지 못하는 사각지대에 위치하거나, 지구 자기장 이외의 자기장이 형성된 장소에 위치하여 지자기 장애가 발생한 것을 판단함으로써, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 각각 측정한다.

보다 자세히 설명하면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 경우, 상기 신뢰성 측정부(140)는, 상기 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)를 통해 각각 수신한 GNSS 위성신호가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만이거나, 또는 상기 보정정보가 수신되지 않는 경우, 상기 드론(10)이 상기 사각지대에 위치하는 것으로 판단함으로써, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단한다.

또한 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 것은, 상기 지자기 모듈에서 측정한 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합에 대한 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 지자기 장애의 발생을 판단함으로써, 지자기 모듈을 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 판단함으로써, 수행된다.

이후, 상기 제1 스위칭부(151)는, 상기 신뢰성 측정부(140)에서 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 선택하여 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하게 된다.

즉, 다시 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 신뢰성이 높은 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 중 어느 하나를 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 선택하여 출력(④)함으로써, 상기 출력한 드론(10)의 운행에 적용(⑤)하는 것이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 방위각 측정 장치(100)는, 도 5에 도시한 신뢰성 측정부(140)와 제1 스위칭부(151) 이외에, 제2 스위칭부(152) 및 3축 자기장 세기 변환부(180)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 신뢰성 측정부(140)와 상기 제1 스위칭부(151)는 상기 도 5를 참조하여 설명한 것과 동일한 기능을 수행한다.

또한 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하기 위한 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성 측정부(140)에서 상기 RTK 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정한 결과 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성보다 높은 경우에 사용자의 선택이나 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 실제 방위각으로 출력하거나, 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 방위각을 재측정하여 재측정한 방위각을 실제 방위각으로 출력할하도록 구성되는 것으로, 상기 신뢰성 측정부(140)에서, RTK 모듈 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 높은 경우, 상기 제1 스위칭부(151)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 실제 방위각으로 스위칭하여 상기 제2 스위칭부(152)로 출력한다.

이때, 상기 3축 자기장 세기 변환부(180)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 역변환하여, 상기 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하여 상기 제2 스위칭부(152)로 출력한다.

또한 상기 제2 스위칭부(152)는, 상기 드론(10)을 원격에서 제어하는 사용자의 선택 또는 상기 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 제1 스위칭부(151)에서 출력한 실제 방위각 또는 상기 3축 자기장 세기 변환부(180)에서 출력한 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.

이후, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 제2 스위칭부(152)에서 상기 실제 방위각을 선택하여 출력하는 경우, 상기 출력한 실제 방위각을 상기 드론(10)의 운행에 적용한다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 제2 스위칭부(152)에서 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 선택하여 출력하는 경우, 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 상기 지자기 모듈에 입력하여, 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 토대로 재측정한 후, 상기 재측정한 결과를 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 출력함으로써, 상기 드론(10)의 운행에 적용한다.

이때, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 상기 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 것은, 상기 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 방위각으로 변환하기 위해 사전에 저장한 특정 함수에 대한 역함수에 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 적용하여, 역으로 상기 x축, y축 및 z축 방향에 대한 자기장의 세기를 계산함으로써, 수행된다.

즉, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 특정 함수에 대한 역함수에 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 적용함으로써, 상기 RTK모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 상기 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 것이다.

한편, 상기 신뢰성을 측정한 결과, RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 모두가 신뢰성이 있는 것으로 측정되면, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 실제 드론(10)의 방위각으로 출력한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치(100)는, 기준국(500)으로부터 보정정보를 수신하는 보정정보 수신부(110), 드론(10)에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 통해 GNSS 위성신호를 각각 수신하는 GNSS 위성신호 수신부(120), RTK 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 각각 측정하는 방위각 측정부(130), 상기 RTK 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 각각 측정한 상기 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정부(140), 스위칭부(150), 드론 제어부(160), 센서 데이터 제공부(170) 및 3축 자기장 게기 변환부(180)를 포함하여 구성된다.

상기 보정정보 수신부(110)는, 기준국(500)으로부터 보정정보를 수신하는 기능을 수행한다. 여기서, 상기 기준국(500)은, 해당 기준국(500)에 대해 사전에 정밀하게 측정한 위치정보를 가지고 있으며, 실제 GNSS 위성신호를 수신하여 산출한 위치정보와 상기 사전에 측정한 위치정보를 비교하여 상기 산출한 위치정보에 포함된 오차를 제거한 보정정보를 전송한다.

또한 상기 GNSS 위성신호 수신부(120)는, 상기 각 RTK 안테나를 통해 GNSS 위성신호를 수신하여, 상기 방위각 측정부(130)로 제공하는 기능을 수행한다.

또한 상기 방위각 측정부(130)는, RTK 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정부(131) 및 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정부(132)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 방위각 측정부(130)는, 상기 RTK 모듈과 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 각각 측정하도록 하이브리드로 구성되는 것이다.

상기 제1 방위각 측정부(131)는, RTK 모듈을 이용하여, 상기 수신한 GNSS 위성신호와 상기 수신한 보정정보를 토대로 상기 드론(10)의 방위각을 측정하여 출력하고, 상기 수신한 각 RTK 안테나를 통해 수신한 GNSS 위성신호와 상기 보정정보를 상기 신뢰성 측정부(140)로 제공한다.

또한 상기 제2 방위각 측정부(132)는, 지자기 모듈을 이용하여 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 측정하여 상기 측정한 자기장 세기를 토대로 상기 드론(10)의 방위각을 측정하여 출력하고, 상기 측정한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 상기 신뢰성 측정부(140)로 제공한다. 한편 상기 RTK 모듈 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

또한 상기 신뢰성 측정부(140)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각과 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정한다.

상기 신뢰성을 측정하는 것은, 상기 보정정보의 수신여부, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 개수 또는 GNSS 위성신호의 세기 및 상기 측정한 3축 방향의 자기장의 세기에 따라 상기 드론(10)이 사각지대에 위치하거나 지자기의 장애가 발생한 것을 판단함으로써, 수행됨은 상술한 바와 같다.

또한 상기 스위칭부(150)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각(즉, 최종 방위각)으로 선택하여 출력하는 제1 스위칭부(151) 및 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 3축 자기장 세기 변환부(180)에 의해 계산한 3축 방향에 의한 자기장의 세기와 상기 제1 방위각 측정부(131)에서 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각 중 어느 하나를 스위칭하여 출력하는 제2 스위칭부(152)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 스위칭부(151)는, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각 중 신뢰성 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력한다.

한편, 상기 제1 스위칭부(151)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각 모두가 신뢰성이 있는 것이면, 지자기 모듈 보다 신뢰성이 더 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력한다. 다만 이에 한정하지 않으며 상기 RTK 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각 중 어느 하나의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력할 수 있다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 방위각이 모두 신뢰성이 없는 경우에는, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 다시 방위각을 측정하고 상기 신뢰성을 측정하거나, 상기 지자기 모듈보다 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 방위각을 실제 드론(10)의 방위각으로 선택하여 출력할 수도 있다.

또한 상기 드론 제어부(160)는, 상기 스위칭하여 출력한 방위각과 드론 제어 단말(300)로부터 수신되는 드론 제어 신호에 따라 상기 드론(10)의 운행을 제어하는 기능을 수행한다.

또한 상기 센서 데이터 제공부(170)는, 상기 드론(10)에 탑재된 이미지 센서, 온도 센서, 습도 센서, 기압 센서 등과 같은 복수의 센서로부터 수집되는 센서 데이터를 관제서버(200)로 제공하는 기능을 수행한다.

한편, 상기 3축 자기장 세기 변환부(180) 및 상기 제2 스위칭부(152)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 높은 경우에, 사용자의 선택 또는 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 실제 방위각으로 출력하거나, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하여 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 토대로 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 재측정하여, 재측정한 결과를 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 이용하도록 상기 방위각 측정 장치(100)를 구성한 경우에 동작한다.

이때, 상기 3축 자기장 세기 변환부(180)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성 보다 높은 경우에, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 3축 방향의 자기장 세기로 변환하여 출력하는 기능을 수행한다.

또한 상기 제2 스위칭부(152)는, 상기 사용자의 선택 또는 상기 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 제1 스위칭부(151)에서 실제 방위각으로 출력한 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 또는 상기 3축 자기장 세기 변환부(180)에서 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 스위칭하여 출력함은 상술한 바와 같다.

상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 것은, 3축 자기장의 세기를 방위각으로 변환하기 위해 사전에 저장한 특정 함수의 역함수를 이용함으로써, 수행됨은 상술한 바와 같다.

상기 제2 방위각 측정부(132)는, 상기 제2 스위칭부(152)에서 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 출력하는 경우, 상기 출력한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 토대로 상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 재측정하여 출력하며, 상기 드론 제어부(160)는, 상기 재측정하여 출력한 드론(10)의 방위각을 드론(10)의 실제 방위각으로 적용하여 상기 드론(10)을 운행하게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론의 실제 방위각을 측정하는 절차는, 우선 상기 방위각 측정 장치(100)는, RTK 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정 단계(S110) 및 지자기 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정 단계(S111)를 수행한다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론(10)의 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정 단계를 수행한다(S120).

한편, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하는 것과, 상기 측정한 드론(10)의 각 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 것은 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 중 어느 하나를 실제 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하는 제1 스위칭 단계를 수행한다(S130).

상기 스위칭은, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 선택함으로써, 수행된다.

또한 상기 제1 스위칭 단계는, 상기 신뢰성을 측정한 결과 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 모두가 신뢰성이 있는 것으로 측정되는 경우에는 사전에 설정한 RTK 모듈 및 지자기 모듈 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 중 어느 하나를 선택함으로써, 상기 스위칭을 수행한다.

다만, 정밀도가 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 선택하여 출력하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 모두가 신뢰성이 없는 것으로 측정되는 경우에는, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 각각 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한 후, 상기 신뢰성 측정을 다시 수행하거나, 지자기 모듈보다 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력할 수 있다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 스위칭 단계를 통해 출력한 상기 드론(10)의 실제 방위각으로 상기 드론(10)의 운행을 제어하는 드론 제어 단계를 수행한다(S140).

이때, 상기 제어는, 드론 제어 단말(300)로부터 수신되는 드론 제어 신호에 따라 수행된다.

또한 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 드론(10)에 탑재된 이미지 센서, 온도 센서 등의 다양한 센서를 통해 수집한 센서 데이터를 관제서버(200)로 제공하는 센서 데이터 제공 단계를 수행하는 것을 더 포함한다.

한편, 상기 드론의 실제 방위각을 측정하는 절차는, 상기 신뢰성 측정한 결과, 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 3축 자기장 세기 변환 단계 및 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 실제 방위각으로 스위칭하거나, 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 스위칭하여 출력하는 제2 스위칭 단계를 더 포함하여 구성되며, 상기 3축 자기장 세기를 변환하는 것과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각 또는 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기를 스위칭하여 출력하는 것은 도 6을 참조하여 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RTK 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하고, 이에 대한 신뢰성을 측정하는 절차는 우선 상기 방위각 측정 장치(100)는, 드론(10)에 탑재된 제1 RTK 안테나(11) 및 제2 RTK 안테나(12)를 통해 GNSS 위성신호를 수신하는 GNSS 위성신호 수신 단계를 수행한다(S210).

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 기준국(500)으로부터 보정정보를 수신하는 보정정보 수신 단계를 수행한다(S220).

도 9에는 상기 GNSS 위성신호 수신 단계와 상기 보정정보 수신 단계를 순차적으로 수행되는 것으로 도시되어 있으나, 동시에 수행됨은 자명한 사항이다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, RTK 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정 단계를 수행한다. 상기 제1 방위각 측정 단계는, 상기 기준국(500)으로부터 보정정보가 수신되는 경우(S230), 상기 수신한 GNSS 위성신호를 이용하여 각 RTK 안테나에 대한 위치정보를 산출하고, 상기 산출한 위치정보에 상기 수신한 보정정보를 적용하여, 상기 산출한 위치정보에 포함된 오차를 제거함으로써, 상기 각 RTK 안테나에 대한 측위정보를 생성하고, 상기 생성한 측위정보를 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다(S240).

한편, 상기 제1 방위각 측정 단계는, 상기 보정정보가 수신되지 않는 경우, 상기 수신한 GNSS 위성신호를 이용하여 각 RTK 안테나에 대한 위치정보를 산출하고, 상기 산출한 위치정보를 이용하여 상기 드론(10)의 방위각을 측정한다(S250).

상기 RTK 안테나에 대해 생성한 측위정보나 상기 산출한 위치정보를 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하는 것은, 도 2를 참조하여 설명하였으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대해 상기 보정정보의 수신여부, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 개수와 세기에 따라 신뢰성을 측정하여 측정결과를 출력하는 신뢰성 측정 단계를 수행한다(S250).

즉, 상기 신뢰성 측정 단계는, 상기 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 개수가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만인 경우, 상기 드론(10)이 통신 사각지대에 위치하는 것으로 판단하여, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 측정함은 상술한 바와 같다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지자기 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하고, 이에 대한 신뢰성을 측정하는 절차는 우선, 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 지자기 모듈을 이용하여 지구 자기장의 세기를 포함하는 3축 방향의 자기장의 세기를 측정(S310)하고, 상기 측정한 3축 방향에 대한 자기장의 세기에 따라 드론(10)의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정 단계를 수행한다(S310).

상기 지자기 모듈을 이용하여 상기 드론(10)의 방위각은, 상기 측정한 x축, y축 및 z축에 대한 방향을 가지는 벡터인 상기 3축 방향의 자기장 세기를 방위각으로 변환하기 위한 사전에 설정한 특정 함수를 이용하여 측정함은 상술한 바와 같다.

다음으로 상기 방위각 측정 장치(100)는, 상기 측정한 3축 방향의 자기장 세기가 사전에 설정한 임계값 초과여부에 따라 상기 드론(10)이 지자기 이외의 자기장이 형성된 장소에 위치하여 지자기 장애가 발생한 것을 판단함으로써, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하여 출력하는 신뢰성 측정 단계를 수행한다(S330).

즉, 상기 신뢰성 측정 단계는, 상기 측정한 3축 방향의 자기장 세기에 대해 상기 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하는 경우, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론(10)의 방위각에 대한 신뢰성이 없는 것으로 측정한다.

한편, RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 드론(10)의 방위각을 측정하고 이에 대한 신뢰성을 측정하는 것을 상기 도 9 및 도 10을 참조하여 각각 설명하였으나, 동시에 수행됨은 상술한 바와 같다.

이상에서 설명하였듯이, 본 발명인 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치 및 그 방법은, RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 각각 측정하고, 상기 RTK 모듈 및 지자기 모듈을 이용하여 측정한 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하여, 신뢰성을 측정한 결과 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 드론의 실제 최종 방위각으로 적용하도록 함으로써, 상기 드론의 주변 환경에 적응하여 상기 드론의 운행을 안정적으로 도모할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 위주로 상술하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 각 구성요소는 동일한 목적 및 효과의 달성을 위하여 본 발명의 기술적 범위 내에서 변경 또는 수정될 수 있을 것이다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10: 드론 100: 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치
110: 보정정보 수신부 120: GNSS 위성신호 수신부
130: 방위각 측정부 131: 제1 방위각 측정부
132: 제2 방위각 측정부 140: 신뢰성 측정부
150: 스위칭부 151: 제1 스위칭부
152: 제2 스위칭부 160: 드론 제어부
170: 센서 데이터 제공부 180: 3축 자기장 세기 변환부
200: 관제서버 300: 드론 제어 단말
400: 데이터베이스

Claims

RTK(Real Time Kinematic) 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정부;
지자기 모듈을 이용하여 상기 드론의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정부;
상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정부; 및
상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각을 상기 드론에 대한 실제 방위각으로 선택하여 출력하는 제1 스위칭부;를 포함하며,
상기 제1 방위각 측정부는,
상기 RTK 모듈을 이용하여, 상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 대해산출한 위치정보를 직선으로 연결하거나, 상기 두개의 RTK 안테나에 대해 생성한 측위정보를 직선으로 연결한 중앙지점에서 상기 직선에 대해 사전에 설정한 방향으로의 직각방향과 북쪽 사이의 각도를 계산함으로써, 상기 드론의 방위각을 측정하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 방위각 측정부는,
상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 통해 각각 수신되는 복수의 GNSS 위성신호를 이용하여 각 상기 RTK 안테나의 위치정보를 산출하거나, 상기 드론에 탑재된 상기 두개의 RTK 안테나에 대해, 특정 기준국으로부터 수신한 보정정보를 상기 산출한 위치정보에 적용하여 오차를 제거한 각 상기 RTK 안테나의 측위정보를 생성하며,
상기 두개의 RTK 안테나에 대한 간격은, 25cm 이상인 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 신뢰성 측정부는,
상기 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 수가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 또는 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만이면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 신뢰성 측정부는,
상기 지자기 모듈에서 측정되는 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하면, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 스위칭부는,
상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하며,
상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 모두 신뢰성이 있는 것으로 측정되면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 중 어느 하나를 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 방위각 측정 장치는,
상기 신뢰성을 측정한 결과, RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성보다 높은 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 3축 자기장 세기 변환부; 및
상기 드론을 원격에서 제어하는 사용자의 선택 또는 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 또는 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제2 스위칭부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 장치.
RTK(Real Time Kinematic) 모듈을 이용하여 드론의 방위각을 측정하는 제1 방위각 측정 단계;
지자기 모듈을 이용하여 상기 드론의 방위각을 측정하는 제2 방위각 측정 단계;
상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성을 측정하는 신뢰성 측정 단계; 및
상기 신뢰성을 측정한 결과에 따라, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 또는 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각을 상기 드론에 대한 실제 방위각으로 선택하여 출력하는 제1 스위칭 단계;를 포함하며,
상기 제1 방위각 측정 단계는,
상기 RTK 모듈을 이용하여, 상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 대해산출한 위치정보를 직선으로 연결하거나, 상기 두개의 RTK 안테나에 대해 생성한 측위정보를 직선으로 연결한 중앙지점에서 상기 직선에 대해 사전에 설정한 방향으로의 직각방향과 북쪽 사이의 각도를 계산함으로써, 상기 드론의 방위각을 측정하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 방위각 측정 단계는,
상기 드론에 탑재된 두개의 RTK 안테나를 통해 각각 수신되는 복수의 GNSS 위성신호를 이용하여 각 상기 RTK 안테나의 위치정보를 산출하거나, 상기 드론에 탑재된 상기 두개의 RTK 안테나에 대해, 특정 기준국으로부터 수신한 보정정보를 상기 산출한 위치정보에 적용하여 오차를 제거한 각 상기 RTK 안테나의 측위정보를 생성하며,
상기 두개의 RTK 안테나에 대한 간격은, 25cm 이상인 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 신뢰성 측정 단계는,
상기 보정정보가 수신되지 않거나, 상기 수신한 GNSS 위성신호의 수가 사전에 설정한 개수 미만이거나, 또는 상기 수신한 GNSS 위성신호의 세기가 사전에 설정한 임계값 미만이면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 신뢰성 측정 단계는,
상기 지자기 모듈에서 측정되는 x축 방향, y축 방향, z축 방향 또는 이들의 조합을 포함하는 자기장의 세기가 사전에 설정한 임계값을 초과하면, 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대해 신뢰성이 없는 것으로 판단하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 스위칭 단계는,
상기 신뢰성을 측정한 결과, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 중 신뢰성이 높은 어느 하나의 방위각을 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하며,
상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 모두 신뢰성이 있는 것으로 측정되면, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 및 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 중 어느 하나를 상기 드론의 실제 방위각으로 스위칭하여 출력하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 방위각 측정 방법은,
상기 신뢰성을 측정한 결과, RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성이 상기 지자기 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각에 대한 신뢰성보다 높은 경우, 상기 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각을 3축 방향에 대한 자기장의 세기로 변환하는 3축 자기장 세기 변환 단계; 및
상기 드론을 원격에서 제어하는 사용자의 선택 또는 사전에 설정한 선택모드에 따라 상기 신뢰성이 높은 RTK 모듈을 이용하여 측정한 상기 드론의 방위각 또는 상기 변환한 3축 방향에 대한 자기장의 세기 중 어느 하나를 선택하여 출력하는 제2 스위칭 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론에 대한 하이브리드형 방위각 측정 방법.