KR102532348B1 - 드론 물류 배송 시스템 - Google Patents

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김용석
신동우
이재현
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신성대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 드론 물류 배송 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 상호 무선 통신 가능한 물류 배송용 드론과 조종기를 포함한다. 물류 배송용 드론은 몸체의 하부에 피자 박스 탑재부와 음료 캐리어 탑재부를 구비한다. 물류 배송용 드론은 몸체의 하부에 카메라 모듈을 구비하고, 몸체의 상부에 GPS 모듈을 구비한다. 피자 박스 탑재부는 피자 박스 양측을 홀딩 및 홀딩 해제하는 피자 박스 홀더를 포함하고, 음료 캐리어 탑재부는 음료 캐리어 상부를 홀딩 및 홀딩 해제하는 음료 캐리어 홀더를 포함한다. 조종기는 무선 통신망을 통해 물류 배송용 드론의 이착륙, 이동, 홀딩 및 홀딩 해제를 원격 제어하고, 영상과 위치 정보를 받아서 배송 상황을 모니터링하도록 표시한다. 본 발명에 의하면, 근거리 지역의 목적지에 피자와 음료를 신속하게 배송할 수 있다.

Description

드론 물류 배송 시스템{DRONE DELIVERY SYSTEM}
본 발명은 드론 물류 배송 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 물류 배송용 드론을 이용하여 근거리 지역에서 피자, 음료 등을 신속하게 배송하기 위하여, 랜딩 기어의 내측에 피자 박스 탑재부를 구비하고, 랜딩 기어의 외측 각각에 음료 캐리어 탑재부를 구비하고, 조종기를 이용하여 피자 박스, 음료 캐리어가 탑재된 물류 배송용 드론을 목적지로 이동 및 착륙시켜서 피자, 음료를 배송하도록 원격 제어하는 드론 물류 배송 시스템에 관한 것이다.
인터넷과 스마트폰의 보급으로 인해 온라인 쇼핑 및 모바일 마켓 등이 계속해서 성장하고 있다. 이러한 성장은 배송 물량을 급속도로 늘어나게 하고 있다. 이에 배송 업체는 급증하는 물량을 처리함과 동시에 빠른 배송을 통해 경쟁력을 확보할 필요가 있음을 인식하고 다양한 배송 방법을 연구 및 개발하고 있다. 그러나 현재 사용하고 있는 차량을 이용한 택배 등의 육로 배송의 경우, 제한된 도로 여건과 차량의 증가로 인한 정체 현상으로 인해 배송 속도가 지연되고, 배송 물량의 증가로 인해 인력을 확충해야 하는 등 미래 경쟁력을 확보하기가 어려운 상황이다.
최근에 드론이 국제적 관심사로 대두되고, 4 차 산업 혁명 시대의 대표적인 성장 산업으로 주목되면서, 각국이 제도 정비, 기반 시설 투자 등을 경쟁적으로 추진하고 있다. 예를 들어, 미국, 유럽 등을 비롯한 드론 선진국에서는 드론을 활용한 택배 서비스 상용화에 중점을 두고 있다.
우리나라에서도 무인 항공기 예컨대, 드론 시대 진입을 위해 국토교통부에서는 드론 등록 관리부터 원격 자율, 군집 비행까지 지원하는 한국형 드론 교통(K-Drone) 시스템의 개발 및 구축을 추진 중에 있다. 이에 국토교통부는 수송, 정찰 및 감시 등 장거리, 고속 비행 드론을 위해 전용 이동로(Drone-Highway)를 조성할 예정으로, 비행 수요가 높고 실증, 운영이 용이한 거점 지역(Hub, 권역별)을 우선 선정하고, 이동로를 선정하여 관리할 계획이다. 따라서 장거리, 고속 비행 드론을 위해 전용 이동로를 조성할 예정으로 향후 드론을 활용한 물류 배송 사업이 확대될 것으로 예상되며, 미래 신성장 동력 사업으로 육성할 필요가 있다.
따라서 향후 국내 및 해외 물류 배송 사업 추진이 타당한 드론 물류 배송 시스템의 개발 및 물류 배송 사업 운영을 위한 전문 인력 육성이 필요하며, 물류 배송 인프라 구축과 교육 및 드론 산업 안전과 연계하여 드론 전문 기술 인력 양성을 통해 드론 분야의 일자리 창출에 기여할 것으로 기대된다.
물류 배송용 드론은 예를 들어, 피자 배달부터 중요한 의료 용품 배달에 이르기까지 다양한 분야에서 배송에 사용되고 있다. 그러나 물류 배송용 드론의 혁신 원동력은 배송 시간을 최소화하는 것이다. 많은 배송 기업들이 가능한 빠른 시간 이내에 배송하겠다고 약속하고 있지만 여전히 배송 시간이 지연되는 경우가 빈번하다. 이에 보다 신속하고 정확하게 물류를 배송하는 드론 물류 배송 시스템의 개발 및 제품화가 절실하다.
한국 등록특허공보 제10-1807698호(공고일 2017년 12월 12일) 한국 등록특허공보 제10-2100437호(공고일 2020년 05월 15일) 한국 등록특허공보 제10-1923699호(공고일 2018년 11월 29일) 한국 공개특허공보 제10-2021-0010719호(공개일 2021년 01월 28일)
본 발명의 목적은 드론을 이용한 근거리 지역에서의 물류 배송을 위한 드론 물류 배송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 드론을 이용하여 적어도 피자와 음료를 배송하기 위한 드론 물류 배송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 드론에 피자 박스와 음료 캐리어를 탑재 가능하게 구비하여 근거리에서 신속하게 배송하도록 하는 드론 물류 배송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 교육 현장에서 학생들에게 드론을 활용한 택배, 물류 배송 시스템의 설계, 제작 및 테스트 과정을 통해 다양한 부품의 이해를 돕고, 드론 물류 배송 운용 능력을 향상을 위한 드론 물류 배송 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 물류 배송용 드론에 피자 박스 탑재부와 음료 캐리어 탑재부를 구비하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 물류 배송용 드론에 피자 박스와 복수 개의 음료 캐리어를 탑재하고, 물류 배송용 드론을 목적지로 이동 및 착륙하여 피자와 음료를 배송 가능하게 구비함으로써, 근거리 지역 내에서 피자나 음료를 신속하게 배송할 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은, 몸체의 하부에 장착된 한 쌍의 랜딩 기어의 내측 하부에 설치되어 피자 박스의 양측을 홀딩하여 탑재하는 피자 박스 탑재부와, 상기 랜딩 기어들 각각의 외측에 설치되어 음료 캐리어의 상부를 홀딩하여 탑재하는 음료 캐리어 탑재부와, 상기 몸체의 하부에 장착되어 이동 중 영상을 획득하는 카메라 모듈 및, 상기 몸체의 상부에 장착되어 이동 중 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈을 적어도 포함하는 물류 배송용 드론; 및 무선 통신망을 통해 상기 물류 배송용 드론로부터 상기 카메라 모듈로부터 획득된 영상과 상기 GPS 모듈로부터 획득된 위치 정보를 전송받아서 모니터링하도록 표시하고, 피자 박스와 음료 캐리어를 목적지로 배송하도록 무선 통신망을 통해 상기 물류 배송용 드론을 목적지로 이동시키고, 목적지의 바닥면에 착륙시켜서 상기 피자 박스 탑재부와 상기 음료 캐리어 탑재부에 탑재된 피자 박스와 음료 캐리어 각각을 홀딩 해제하도록 조종하는 조종기를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 피자 박스 탑재부는, 상기 랜딩 기어의 내측 하부의 양측 각각에 상호 평행하게 장착되고, 피자 박스 양측을 각각 홀딩하여 피자 박스를 탑재하고 피자 박스를 홀딩 해제하는 피자 박스 홀더; 및 상기 랜딩 기어의 하부 중앙에 각각 설치되어 상기 피자 박스 홀더와 결합되고, 상기 조종기의 제어를 받아서 피자 박스가 홀딩 및 홀딩 해제되도록 상기 피자 박스 홀더를 좌우 직선 이동시키는 제1 홀더 구동부를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 음료 캐리어 탑재부는, 상기 랜딩 기어의 상부에 가로 방향으로 장착되는 홀더 지지대; 상기 랜딩 기어의 외측에 위치되는 상기 홀더 지지대의 일측에 장착되어 하부 방향으로 음료 캐리어의 상부를 홀딩 및 홀딩 해제하는 음료 캐리어 홀더; 상기 홀더 지지대의 일측에 장착되고, 상기 조종기의 제어를 받아서 상기 음료 캐리어 홀더가 음료 캐리어의 상부를 홀딩 및 홀딩 해제하도록 구동하는 제2 홀더 구동부; 및 상기 랜딩 기어의 하부 외측에 장착되어 상기 음료 캐리어 홀더에 의해 홀딩된 음료 캐리어의 하단 측면을 지지하는 음료 캐리어 지지대를 포함한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 피자 박스 탑재부와 음료 캐리어 탑재부가 구비된 물류 배송용 드론과, 물류 배송용 드론을 원격 제어하는 조종기를 이용하여 피자 박스와 음료 캐리어를 탑재, 이동 및 배송함으로써, 근거리 지역의 목적지에 피자와 음료를 신속하게 배송할 수 있다.
또 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 물류 배송용 드론을 이용하여 근거리 지역에서 피자나 음료 등을 신속하게 배송할 수 있으므로, 물류 배송에 따른 비용 절감과, 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 카메라 모듈과 GPS 모듈을 이용하여 영상과 위치 정보를 획득하고, 이를 조종기로 제공하여 조종자가 물류 배송용 드론의 비행, 이착륙 및 목적지 도착 등에 따른 정보를 모니터링하도록 제공함으로써, 물류 배송 상황을 실시간으로 파악할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 교육 현장에서 학생들이 드론을 활용한 물류 배송 시스템을 제작 및 테스트하게 함으로써, 드론 물류 배송 운용 능력 향상 및 취업 진로 탐색의 기반을 조성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 드론 물류 배송 시스템의 네트워크 구성을 도시한 블록도,
도 2는 도 1에 도시된 물류 배송용 드론의 구성을 나타내는 블록도,
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 물류 배송용 드론의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 사진 도면들,
도 5는 도 1에 도시된 조종기의 구성을 나타내는 블록도, 그리고
도 6은 도 5에 도시된 조종기의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 사진 도면이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
본 발명에 따른 드론 물류 배송 시스템은 하나의 피자 박스 탑재부와 적어도 하나의 음료 캐리어 탑재부를 구비하는 물류 배송용 드론과, 물류 배송용 드론의 이착륙과 이동 및 배송 박스의 홀딩 해제를 조종하는 조종기를 포함한다. 피자 박스 탑재부는 몸체의 하부에 설치된 랜딩 기어의 내측에 설치되고, 음료 캐리어 탑재부는 랜딩 기어의 좌우 외측 중 적어도 하나에 설치된다.
본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 조종기를 이용하여 물류 배송용 드론을 이륙하여 목적지로 이동 및 착륙시키고, 피자 박스 탑재부와 음료 캐리어 탑재부에 탑재된 피자 박스와 음료 캐리어를 목적지의 바닥면에 내려 놓아서 피자와 음료 등을 배송할 수 있다.
따라서 본 발명의 드론 물류 배송 시스템은 근거리 지역에서 피자나 음료 등을 신속하게 배송할 수 있다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 드론 물류 배송 시스템의 네트워크 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 물류 배송용 드론의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 물류 배송용 드론의 구성을 나타내는 사진 도면들이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 드론 물류 배송 시스템(2)은 물류 배송용 드론(100)을 이용하여 근거리 지역의 목적지로 피자, 음료 등의 물류를 신속하게 배송하기 위하여, 물류 배송용 드론(100)의 몸체(110) 하부에 배송 박스 즉, 피자 박스(10), 음료 캐리어(20)를 탑재 및 홀딩하기 위한 하나의 피자 박스 탑재부(140)와 적어도 하나의 음료 캐리어 탑재부(150)가 구비된다. 피자 박스 탑재부(140)는 한 쌍의 피자 박스 홀더(142)를 포함하고, 음료 캐리어 탑재부(150)는 하나의 음료 캐리어 홀더(152)를 포함한다.
이러한 본 발명의 드론 물류 배송 시스템(2)은 피자 박스 탑재부(140)와 음료 캐리어 탑재부(150)에 피자 박스(10)와 음료 캐리어(20)를 각각 탑재하고, 조종기(200)를 이용하여 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)로 배송 박스(10, 20)를 홀딩시켜서 배송 준비가 완료되면, 조종기(200)를 이용하여 근거리 지역의 목적지까지 이동하도록 물류 배송용 드론(100)을 이륙, 비행 및 목적지에 착륙시키고, 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)를 홀딩 해제시켜서 목적지의 바닥면에 피자 박스(10)와 음료 캐리어(20)를 내려 놓음으로써, 피자, 음료 등을 목적지에 배송한다.
따라서 본 발명의 드론 물류 배송 시스템(2)은 물류 배송용 드론(100)을 이용하여 근거리 지역(예를 들어, 직경 약 30 Km 범위 이내의 영역)에 위치하는 목적지로 피자나 음료 등을 신속하게 배송할 수 있으므로, 물류 배송에 따른 비용 절감, 편의성 향상 및 신속한 배송이 가능하게 한다.
이를 위해 본 발명의 드론 물류 배송 시스템(2)은 물류 배송용 드론(100)과 조종기(200)를 포함한다. 물류 배송용 드론(100)과 조종기(200)는 무선 통신망(4)을 통해 연결된다.
구체적으로, 무선 통신망(4)은 예를 들어, 3G, 4G, 4G LTE, 5G 등의 이동 통신망으로 구비된다. 무선 통신망(4)은 물류 배송용 드론(100)과 조종기(200)들 간에 상호 데이터 통신이 가능하도록 연결된다.
물류 배송용 드론(100)은 몸체(110), 복수 개의 랜딩 기어(112), 복수 개의 프로펠러(120), 복수 개의 비행 구동부(122), 통신부(104), GPS 모듈(106), 배터리(108) 및 제어부(102)를 포함한다. 또 물류 배송용 드론(100)은 카메라 모듈(130), 피자 박스 탑재부(140), 음료 캐리어 탑재부(150) 및 위치 확인 표시부(160)를 더 포함한다. 이러한 물류 배송용 드론(100)은 도면에는 도시되지 않았으나, 전형적인 드론의 구성 요소들 예를 들어, 센서, 조명 장치 등의 전자 장치와, 드론 몸체를 구성하고 비행을 위한 다양한 종류의 기구물 등을 더 포함할 수 있다. 물류 배송용 드론(100)은 통신부(104)나 제어부(102)에 조종기(200)가 식별하기 위한 식별 정보가 구비된다.
몸체(110)는 다양한 형태 예컨대, 다면체, 원통형 등으로 구비되어 물류 배송용 드론(100)의 프레임을 형성하고, 내부에 통신부(104), 배터리(108) 및 제어부(102) 등이 설치된다. 몸체(110)는 하부에 한 쌍의 랜딩 기어(112)가 장착된다. 몸체(110)는 외측 방향으로 결합되는 프로펠러 지지대(124)를 통해 복수 개의 프로펠러(120)가 장착된다. 몸체(110)는 외측면에 프로펠러(120)들 각각을 정회전 및 역회전시키는 복수 개의 비행 구동부(122)가 장착된다. 몸체(110)는 상부에 복수 개의 GPS 모듈(106)을 장착한다.
랜딩 기어(112)는 정면이 대체로 사다리꼴 형상으로 상호 마주보게 몸체(110)의 하부에 장착되어 물류 배송용 드론(100)을 이착륙하도록 지지한다. 랜딩 기어(112)는 예컨대, 몸체(110)의 하부 가장자리를 따라 좌우 한 쌍이 장착되어 물류 배송용 드론(100)을 지지한다. 이 실시예에서 랜딩 기어(112)들 각각은 몸체(110)의 하부에 결합되어 일정 길이로 하향 연장되는 2 개의 다리(112a)와, 다리(112a)들의 상단을 각각 연결 결합하는 수평 지지대(112b) 및 다리(112a)들의 하단을 각각 연결 결합하는 랜딩 스키드(112c)로 구성된다. 랜딩 기어(112)들은 내측에 피자 박스 탑재부(140)가 장착되고, 좌우 외측 각각에 음료 캐리어 탑재부(150)가 장착된다.
피자 박스 탑재부(140)는 한 쌍의 랜딩 스키드(112c)의 내측 각각에 피자 박스 홀더(142)가 장착된다. 즉, 피자 박스 탑재부(140)는 랜딩 기어(112)의 내측 하부에 설치되어 피자 박스(10)의 양측을 홀딩하여 탑재하고, 피자 박스(10)를 홀딩 해제하여 바닥면에 내려 놓는다. 피자 박스 탑재부(140)는 한 쌍의 랜딩 기어(112)의 랜딩 스키드(112c) 각각에 장착되어 피자 박스(10)를 양측에서 홀딩 및 홀딩 해제하는 한 쌍의 피자 박스 홀더(142)와, 한 쌍의 피자 박스 홀더(142)를 각각 구동하는 한 쌍의 제1 홀더 구동부(144)를 포함한다.
피자 박스 홀더(142)는 피자 박스(10)의 일측면에 대응하는 직사각형의 플레이트 형상으로 구비되고, 브라켓, 결합 나사 등을 이용하여 제1 홀더 구동부(144)와 결합된다. 피자 박스 홀더(142)는 양단이 피자 박스(10)의 모서리에 대응하여 직각으로 절곡되어 일정 길이 연장되고, 절곡된 부분의 하부가 피자 박스(10)의 모서리 부분의 일측을 지지하도록 형성된다. 피자 박스 홀더(142)는 중앙부에 결합된 제1 홀더 구동부(144)에 의해 좌우로 이동된다. 피자 박스 홀더(142)는 한 쌍이 랜딩 스키드(112c) 각각에 상호 평행하게 설치되어 피자 박스(10)의 양측면을 파지한다. 이 때, 피자 박스 홀더(142)에는 피자 박스(10)의 손상을 방지하기 위해 피자 박스(10)의 일측면을 감지하는 접촉 센서(미도시됨) 등이 더 구비될 수 있다.
제1 홀더 구동부(144)는 예컨대, 서보 모터 등으로 구비되어 브라켓, 결합 나사 등을 이용하여 랜딩 스키드(112c) 각각의 중앙부에 고정 설치되고, 피자 박스 홀더(142)의 중앙부에 결합된다. 제1 홀더 구동부(144)는 제어부(102)의 제어를 받아서 피자 박스 홀더(142)를 좌우 방향으로 직선 이동되게 구동시킨다.
음료 캐리어 탑재부(150)는 각각의 랜딩 기어(112)의 외측에 설치되어 각각이 음료 캐리어(20)의 상부를 홀딩하여 탑재하고, 음료 캐리어(20)를 홀딩 해제하여 바닥면에 내려 놓는다. 음료 캐리어 탑재부(150)는 랜딩 기어(112)의 상부에 가로 방향으로 장착되는 홀더 지지대(154)와, 홀더 지지대(154)의 양측 각각에 장착되는 음료 캐리어 홀더(152)와, 음료 캐리어 홀더(152)를 구동하는 제2 홀더 구동부(156) 및, 음료 캐리어(20)의 하부 측면을 지지하는 음료 캐리어 지지대(158)를 포함한다.
홀더 지지대(154)는 예컨대, 알루미늄, 카본 등의 재질로 구비되고, 일정 길이를 갖는 파이프 형상으로 구비되어 한 쌍의 랜딩 기어(112)의 상단 각각에 결합된 수평 지지대(112b)에 장착된다. 홀더 지지대(154)는 수평 지지대(112b)들의 중앙부에 브라켓, 클램프, 결합 나사 등을 이용하여 수평 지지대(112b)들과 상호 수직하게 결합된다. 홀더 지지대(154)는 양단 각각에 음료 캐리어 홀더(152)와 제2 홀더 구동부(156)가 장착된다.
음료 캐리어 홀더(152)는 랜딩 기어(112)의 외측에 위치되도록 브라켓, 결합 나사 등을 이용하여 홀더 지지대(154)의 양측 각각에 장착된다. 음료 캐리어 홀더(152)는 하부에 음료 캐리어(20)가 위치된다. 음료 캐리어 홀더(152)는 제2 홀더 구동부(156)에 의해 하부 방향으로 음료 캐리어(20)의 상단부를 홀딩 및 홀딩 해제한다.
제2 홀더 구동부(156)는 예컨대, 서보 모터 등으로 구비되어 브라켓, 결합 나사 등을 이용하여 홀더 지지대(154)의 양측 각각에 설치되고, 음료 캐리어 홀더(152)와 결합된다. 제2 홀더 구동부(156)는 제어부(102)의 제어를 받아서 음료 캐리어 홀더(152)의 홀딩 및 홀딩 해제를 구동한다.
음료 캐리어 지지대(158)는 예컨대, 'ㄷ' 자의 봉 형상이나 막대 형상 등으로 구비되어, 양단이 랜딩 스키드(112c)의 외측에 결합된다. 음료 캐리어 지지대(158)는 양단으로부터 외측 방향으로 갈수록 상향 경사지게 랜딩 스키드(112c)와 결합된다. 랜딩 스키드(112c)와 음료 캐리어 지지대(158) 사이에는 음료 캐리어(20)의 하부가 삽입되어 랜딩 스키드(112c)와 음료 캐리어 지지대(158)에 의해 음료 캐리어(20)의 하부 외측이 지지된다. 음료 캐리어 지지대(158)는 음료 캐리어 홀더(152)에 의해 상단부가 홀딩된 음료 캐리어(20)의 하부가 전후 좌우로 흔들리지 않도록 하부 측면을 지지한다.
프로펠러(120)는 복수 개 예를 들어, 3 개 내지 8 개로 구비되어 몸체(110)의 외측 방향으로 일정 간격 이격되게 설치되고, 상호 균등한 간격으로 배치된다. 프로펠러(120)는 프로펠러 지지대(124)를 통해 몸체(110)에 장착된다. 프로펠러(120)들 각각은 비행 구동부(122)를 통해 회전된다. 비행 구동부(122)는 프로펠러(120)의 갯수에 대응하여 복수 개가 구비되고, 몸체(110)의 외측에 장착되어 프로펠러(120)들 각각을 구동한다. 비행 구동부(122)는 제어부(102)의 제어를 받아서 물류 배송용 드론(100)을 목적지로 이동하도록 프로펠러(120)들 각각을 정회전 또는 역회전되게 구동한다. 비행 구동부(122)는 물류 배송용 드론(100)이 이착륙되도록 프로펠러(120)들 각각을 구동한다. 프로펠러 지지대(124)는 물류 배송용 드론(100)이 휴대, 보관 및 이동이 용이하도록 각각이 폴딩 방식으로 몸체(110)에 접히거나 펼쳐지게 구비된다.
통신부(104)는 예컨대, 이동 통신 모듈 등으로 구비되고, 무선 통신망(4)을 통해 조종기(200)와 연결된다. 통신부(104)는 조종기(200)로부터 물류 배송용 드론(100)의 비행, 이착륙, 배송 박스(10, 20)의 홀딩 및 홀딩 해제 등에 대응하는 원격 제어 신호를 수신하여 제어부(102)로 전달한다. 통신부(104)는 제어부(102)의 제어를 받아서 GPS 모듈(106)로부터 획득된 위치 정보와, 카메라(130)로부터 획득된 영상을 무선 통신망(4)을 통해 조종기(200)로 전송한다.
GPS 모듈(106)은 예컨대, 적어도 하나의 GNSS 모듈을 구비하여 몸체(110)의 상부에 설치된다. GPS 모듈(106)은 물류 배송용 드론(100)의 이동 중 실시간으로 위치 정보를 획득한다. GPS 모듈(106)은 제어부(102)의 제어를 받아서 획득된 위치 정보를 통신부(104)로 전달한다. GPS 모듈(106) 또한 휴대, 보관 및 이동이 용이하도록 폴딩 방식으로 몸체(110)에 접히거나 펼쳐지게 구비된다.
배터리(108)는 예컨대, 재충전 가능한 2 차 전지로 구비되고, 제어부(102)의 제어를 받아서 물류 배송용 드론(100)의 전원을 공급한다. 즉, 배터리(108)는 제어부(102), 비행 구동부(122), 통신부(104), GPS 모듈(106), 카메라 모듈(130), 위치 확인 표시부(160), 제1 및 제2 홀더 구동부(142, 152) 등으로 전원을 공급한다.
카메라 모듈(130)은 몸체(110)의 하부에 설치된다. 카메라 모듈(130)은 카메라 고정용 지지대(132)와 브라켓(134) 및 결합 나사 등을 이용하여 몸체(110)의 하부면과 일정 간격 이격되게 장착된다. 카메라 모듈(130)은 물류 배송용 드론(100)의 이동에 따라 실시간으로 영상을 획득한다. 카메라 모듈(130)은 조종자가 물류 배송용 드론(100)의 위치나 비행 및 이착륙 상황을 모니터링할 수 있도록 획득된 영상을 통신부(104)를 통해 조종기(200)로 제공한다. 이 실시예에서 카메라 모듈(130)은 영상을 획득하는 PTZ 카메라와, PTZ 카메라의 영상 촬영 시, 흔들림을 방지하기 위한 3축 짐벌 등을 포함한다.
위치 확인 표시부(160)는 예컨대, 발광다이오드 등으로 구비되어 랜딩 기어(112)의 다리(112a) 각각의 일측에 설치된다. 위치 확인 표시부(160)는 제어부(102)의 제어를 받아서 지속적으로 점등되거나 반복적으로 점멸 표시되어 외부에서 이동 중인 물류 배송용 드론(100)의 위치를 확인할 수 있도록 표시한다.
그리고 제어부(102)는 예컨대, 컨트롤러, 컨트롤 유닛 등으로 구비되어 몸체(110)의 내부에 설치된다. 제어부(102)는 물류 배송용 드론(100)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(102)는 통신부(104), GPS 모듈(106), 배터리(108), 비행 구동부(122), 제1 및 제2 홀더 구동부(142, 152), 카메라 모듈(130) 그리고 위치 확인 표시부(160)들의 기능이 상호 유기적으로 처리되도록 제어한다. 제어부(102)는 배터리(108)로부터 전원을 공급하여 물류 배송용 드론(100)을 작동시키고, 조종기(200)의 원격 제어 신호에 대응하여 물류 배송용 드론(100)의 비행, 이착륙, 배송 박스 홀딩 및 홀딩 해제 등의 기능을 제어한다.
이러한 본 발명의 물류 배송용 드론(100)은 몸체(110)의 하부에 피자 박스 탑재부(140)와 음료 캐리어 탑재부(150)를 구비하여 목적지로 피자, 음료 등을 배송할 수 있다.
그리고 도 5는 도 1에 도시된 조종기의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 6은 도 5에 도시된 조종기의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 사진 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 조종기(200)는 물류 배송용 드론(100)과 무선 통신망(4)을 통해 연결되어 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)에 피자 박스(10)와 음료 캐리어(20)를 홀딩하도록 조종하고, 물류 배송용 드론(100)의 비행 및 이착륙을 조종하여 목적지에 이동하도록 원격 제어 신호를 전송하고, 물류 배송용 드론(100)이 목적지에 착륙되면, 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)를 홀딩 해제되도록 조종하는 원격 제어 신호를 전송한다.
또 조종기(200)는 물류 배송용 드론(100)의 이동 중에 비행 상황, 목적지 도착 여부 등을 실시간 모니터링할 수 있도록 물류 배송용 드론(100)의 카메라 모듈(130)의 동작을 원격 제어한다.
구체적으로, 조종기(200)는 통신부(204), 조종부(206), 표시부(208), 배터리(209) 및 제어부(202)를 포함한다. 이러한 조종기(200)는 도면에는 표시되지 않았으나, 전형적인 드론 조종기의 구성 요소들을 포함할 수 있다. 이 실시예에서 조종기(200)는 본체(210)와, 본체(210)에 분리된 조종 모듈(220)로 구성된다. 물론 조종기(200)는 본체(210)와 조종 모듈(220)이 일체형으로 구비될 수도 있다.
통신부(204)는 예를 들어, 물류 배송용 드론(100)의 통신부(104)와 통신 가능한 이동 통신 모듈로 구비된다. 통신부(204)는 본체(210)에 구비되고, 무선 통신망(4)에 연결되어 물류 배송용 드론(100)과 상호 데이터 통신이 이루어지도록 처리한다. 즉, 통신부(204)는 무선 통신망(4)을 통해 물류 배송용 드론(100)으로 비행 및 이착륙, 배송 박스(10, 20)를 싣거나 내리는데에 따른 원격 제어 신호를 전송한다. 통신부(204)는 물류 배송용 드론(100)으로부터 위치 정보와 영상을 실시간으로 수신한다.
조종부(206)는 예컨대, 물류 배송용 드론(100)으로 비행 및 이착륙, 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)의 홀딩 및 홀딩 해제를 위한 복수 개의 조종 레버(222, 224)들을 구비하고, 이를 통해 물류 배송용 드론(100)의 이착륙과 비행 및 배송 박스(10, 20)의 탑재 여부 등을 조종한다. 조종부(206)는 예컨대, 탈착 가능한 모듈 형태 즉, 조종 모듈(220)로 구비되고, 본체(210)에 결합되어 USB, RS-422 등의 인터페이스 커넥터(230)를 통해 조종기(200)의 본체(210)와 전기적으로 연결된다.
표시부(208)는 예를 들어, 액정 디스플레이 패널, LED 디스플레이 패널, 터치 패널 등으로 구비되고, 물류 배송용 드론(100)으로부터 실시간으로 수신된 위치 정보와 영상을 조종자가 모니터링하도록 표시한다. 또 표시부(208)는 전자 지도 상에 물류 배송용 드론(100)의 비행 중, 목적지 도착 등에 따른 위치를 표시할 수도 있다. 표시부(208)는 조종기(200)의 본체(210) 또는 조종 모듈(220) 중 어느 하나에 구비될 수 있다.
배터리(209)는 예컨대, 재충전 가능한 2 차 전지로 구비되고, 조종기(200)의 본체(210) 내부에 구비된다. 배터리(209)는 제어부(202)의 제어를 받아서 조종기(200)의 전원을 공급한다. 즉, 배터리(209)는 제어부(202), 통신부(204), 조종부(206) 및 표시부(208)로 전원을 공급한다.
그리고 제어부(202)는 예를 들어, 컨트롤러, 컨트롤 유닛 등으로 구비되고, 본체(210)에 구비된다. 제어부(202)는 조종기(200)의 제반 동작을 처리하도록 제어한다. 즉, 제어부(202)는 통신부(204), 조종부(206), 표시부(208) 및 배터리(209)들의 기능이 상호 유기적으로 처리되도록 제어한다. 이러한 제어부(202)는 무선 통신망(4)을 통해 물류 배송용 드론(100)의 식별 정보를 인식하고, 물류 배송용 드론(100)으로 비행, 이착륙, 배송 박스(10, 20)의 홀딩 및 홀딩 해제 등에 대응하는 각각의 원격 제어 신호를 출력한다. 또 제어부(202)는 피자, 음료 등의 배송 박스(10, 20)를 목적지로 배송하기 위해 목적지의 위치 정보를 설정, 입력하여 물류 배송용 드론(100)으로 전송할 수도 있다. 이에 조종기(200)는 물류 배송용 드론(100)이 설정된 목적지의 위치 정보에 대응하여 자율 비행으로 이동하도록 처리할 수도 있다.
이러한 조종기(200)는 무선 통신망(4)을 통해 물류 배송용 드론(100)과 연결되고, 피자 박스 탑재부(140)와 음료 캐리어 탑재부(150) 중 적어도 하나에 피자 박스(10) 및/또는 음료 캐리어(20)가 탑재되면, 조종부(206)로 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)가 탑재된 피자 박스(10) 및/또는 음료 캐리어(20)를 홀딩하도록 조종하고, 물류 배송용 드론(100)을 이륙시켜 목적지로 비행하도록 조종한다.
또 조종기(200)는 물류 배송용 드론(100)이 비행 중 GPS 모듈(106)로부터 획득된 위치 정보와 카메라 모듈(130)로부터 획득된 영상을 모니터링하도록 표시부(208)에 표시하여, 조종자가 실시간으로 물류 배송용 드론(100)의 이착륙, 이동 및 목적지 도착 상황 등을 파악할 수 있도록 한다.
또 조종기(200)는 물류 배송용 드론(100)이 목적지에 이동하면, 목적지의 바닥면에 착륙시켜 피자 박스 홀더(142)와 음료 캐리어 홀더(152)를 홀딩 해제하도록 조종하여, 목적지에 피자와 음료를 배송하도록 한다.
따라서 본 발명의 물류 배송용 드론(100)은 조종기(200)를 이용하여 피자 박스 탑재부(140)와 음료 캐리어 탑재부(150)에 피자 박스(10)와 음료 캐리어(20)를 탑재 및 홀딩하고, 조종기(200)의 원격 제어를 받아서 목적지로 비행한다. 이 때, 물류 배송용 드론(100)은 실시간으로 자신의 위치 정보와 영상을 획득하여 조종기(200)로 전송한다. 이에 조종기(200)는 위치 정보와 영상을 표시하여 조종자가 비행 상태를 모니터링하도록 제공한다. 조종자가 모니터링 중 물류 배송용 드론(100)이 목적지에 도착되면, 목적지의 바닥면에 착륙시키고, 피자 박스 탑재부(140)와 음료 캐리어 탑재부(150)에 홀딩 및 탑재된 피자 박스(10)와 음료 캐리어(20)를 홀딩 해제시켜서 내려 놓는다.
이상에서, 본 발명에 따른 드론 물류 배송 시스템의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
2 : 드론 물류 배송 시스템 4 : 무선 통신망
10 : 피자 박스 20 : 음료 캐리어
100 : 물류 배송용 드론 112 : 랜딩 기어
130 : 카메라 모듈 140 : 피자 박스 탑재부
142 : 피자 박스 홀더 150 : 음료 캐리어 탑재부
152 : 음료 캐리어 홀더 160 : GPS 모듈
200 : 조종기 210 : 본체
220 : 조종 모듈 230 : 커넥터

Claims (3)

  1. 드론 물류 배송 시스템에 있어서:
    몸체의 하부에 상호 마주보게 장착된 한 쌍의 랜딩 기어의 내측 하부에 설치되어 피자 박스의 양측을 홀딩하여 탑재하는 피자 박스 탑재부와, 상기 랜딩 기어들 각각의 외측에 설치되어 음료 캐리어의 상부를 홀딩하여 탑재하는 음료 캐리어 탑재부와, 상기 몸체의 하부에 장착되어 이동 중 영상을 획득하는 카메라 모듈 및, 상기 몸체의 상부에 장착되어 이동 중 위치 정보를 획득하는 GPS 모듈을 적어도 포함하여 목적지까지 피자 박스와 음료 캐리어를 배송하는 물류 배송용 드론; 및
    무선 통신망을 통해 상기 물류 배송용 드론을 원격 제어하여 피자 박스 홀더와 음료 캐리어 홀더 각각이 피자 박스와 음료 캐리어 각각을 홀딩시켜서 상기 피자 박스 탑재부와 상기 음료 캐리어 탑재부 각각에 피자 박스와 음료 캐리어 각각을 탑재하고, 상기 물류 배송용 드론의 이동 중 상기 카메라 모듈로부터 획득된 영상과 상기 GPS 모듈로부터 획득된 위치 정보를 전송받아서 모니터링하도록 표시하고, 피자 박스와 음료 캐리어를 목적지로 배송하도록 상기 물류 배송용 드론을 목적지로 이동시키고, 목적지의 바닥면에 착륙시켜서 상기 피자 박스 탑재부와 상기 음료 캐리어 탑재부에 탑재된 피자 박스와 음료 캐리어 각각을 홀딩 해제하도록 조종하는 조종기;를 포함하되,
    상기 피자 박스 탑재부는,
    상기 랜딩 기어의 내측 하부의 양측 각각에 상호 평행하게 장착되고, 피자 박스 양측을 각각 홀딩하여 피자 박스를 탑재하고 피자 박스를 홀딩 해제하는 피자 박스 홀더; 및
    상기 랜딩 기어의 하부 중앙에 각각 설치되어 상기 피자 박스 홀더와 결합되고, 상기 조종기의 제어를 받아서 피자 박스가 홀딩 및 홀딩 해제되도록 상기 피자 박스 홀더를 좌우 직선 이동시키는 제1 홀더 구동부를 포함하고,
    상기 음료 캐리어 탑재부는,
    상기 랜딩 기어의 상부에 가로 방향으로 장착되는 홀더 지지대;
    상기 랜딩 기어의 외측에 위치되는 상기 홀더 지지대의 양측 각각에 장착되어 하부 방향으로 음료 캐리어의 상부를 홀딩 및 홀딩 해제하는 음료 캐리어 홀더;
    상기 홀더 지지대의 양측 각각에 장착되고, 상기 조종기의 제어를 받아서 상기 음료 캐리어 홀더가 음료 캐리어의 상부를 홀딩 및 홀딩 해제하도록 구동하는 제2 홀더 구동부; 및
    상기 랜딩 기어의 하부 외측 각각에 장착되어 상기 음료 캐리어 홀더에 의해 홀딩된 음료 캐리어의 하단 측면을 지지하는 음료 캐리어 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 물류 배송 시스템.
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