KR102559909B1 - 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션 - Google Patents

연속 비행이 가능한 무인기 스테이션 Download PDF

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Abstract

본 발명의 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 다수의 배터리가 탈착가능하게 구비된 무인기가 안착되는 안착 영역이 형성된 스테이션 본체부; 상기 무인기에 설치되며, 상기 다수의 배터리의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부에 구비된 송신기에 전송하는 배터리 측정부; 상기 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하는 복귀 지시부; 상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 배터리 공급부; 상기 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 배터리 교체부; 및, 상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

연속 비행이 가능한 무인기 스테이션{Unmanned aerial vehicle station}
본 발명은 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션에 관한 것이다.
통상 다양한 종류의 무인항공기(드론, Drone)가 개발되어 출시되고 있다. 이러한 무인항공기는 군용 또는 민간용으로 널리 사용되고 있으며, 인명구조, 감시정찰, 화물운송 등 특정 작업을 수행할 수 있다.
이러한 무인 항공기는 그 특성에 맞추어 다양한 연료를 통하여 기동된다.
일반적으로 현재의 무인항공기는 충전이 가능한 이차전지인 배터리에서 동력을 얻고 있다. 무인항공기가 임무를 수행 중에 충전배터리가 방전된 경우에 사용자가 배터리를 교체하거나 충전을 해야 재사용이 가능하다.
그러나 방전된 배터리를 충전하는 경우에는 지정된 장소에서 배터리를 충전해야 하므로, 배터리의 충전시간 동안 무인항공기의 본래의 임무를 수행할 수 없어 활용성이 제한되고 있다.
또한 사용자가 배터리를 교체하거나 충전하는 경우 일일이 분해하여 제거하고 별도의 충전 장치가 필요하며, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이에 따라 무인항공기의 지속적인 임무 수행과 무인화를 위해서는 배터리의 교체 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 새로운 배터리 자동 교환 시스템의 개발이 필요한 실정에 있다.
대한민국 공개특허 제10-2019-0055925호(공개일자: 2019년 05월 24일)
상술한 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 배터리 교체가 요구되는 무인기가 스테이션 부에 마련되는 배터리 교체 안착부에 안정적으로 정확하게 안착을 유도하여 안착 불량으로 인한 배터리 교체 실패들의 사고를 미연에 방지할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공함을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적들을 달성하기 위해 본 발명은 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공한다.
상기 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 다수의 배터리가 탈착가능하게 구비된 무인기가 안착되는 안착 영역이 형성된 스테이션 본체부; 상기 무인기에 설치되며, 상기 다수의 배터리의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부에 구비된 송신기에 전송하는 배터리 측정부; 상기 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하는 복귀 지시부; 상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 배터리 공급부; 상기 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 배터리 교체부; 및, 상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
여기서 상기 스테이션 본체부는,
배터리 충전부를 더 구비하고,
상기 배터리 충전부는,
상기 안착 영역에 구비되는 충전부와, 상기 충전부에 전류를 제공하는 전류 제공기를 구비하되,
상기 제어부는,
상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면,
상기 배터리 교체부의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부의 구동을 제어하여,
상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리에 구비된 부선 충전부에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 무인기들은 다수로 구비되고,
상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는,
상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아, 저장하는 것이 바람직하다.
또한 상기 스테이션 본체부는,
상기 안착 영역 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와,
상기 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비하고,
상기 무인기는 상기 무인기의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 상기 제어 모듈에 전송하는 비행 조건 센서를 구비하고,
상기 제어 모듈은,
상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기를 상기 안착 영역에 안착되도록 유도시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 스테이션 본체부에는,
상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기를 구비하되,
상기 제어부는,
상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우,
상기 무인기의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 안착 영역은,
상기 스테이션 본체부의 외부에 노출되거나,
상기 스테이션 본체부로부터 인입출 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 안착 영역의 둘레에서 상방을 따라 에어를 분사하거나, 구조물 커튼이 돌출되어 상기 무인기가 상기 안착 영역으로 안착되는 경우 외란을 차단하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제어부에는,
상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정되고,
상기 제어부는,
상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 안착 영역 상에는, 안착판이 설치되고,
상기 안착 영역에는, 상기 안착판의 하단 다수 위치를 지지 및 승강시키는 승강 실린더들이 설치된다. 상기 승강 실린더들은 승강축을 갖는다. 상기 승강축의 상단은 상기 안착판의 하단에 힌지 방식으로 연결된다.
상기 승강 실린더들 하단은 상기 안착 영역 상에 설치된다.
상기 안착판에는 수평 센서가 설치된다.
상기 제어부는 상기 무인기가 상기 안착판 상에 안착되면, 상기 수평 센서에 의해 수평 신호를 받을 때까지 상기 승강 실린더들의 상기 승강축의 승강 동작을 제어한다.
또한 상기 안착판에는 상기 무인기가 안착됨에 따라 발생되는 진동값을 측정하는 진동 센서와, 상기 진동값을 감쇄시키는 진동을 발생하는 진동 발생기가 구비된다.
상기 제어부는 상기 진동값을 감쇄시키는 진동이 발생되도록 상기 진동 발생기의 구동을 제어한다.
상기의 과제에 따라 본 발명은 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명은 배터리 교체가 요구되는 무인기가 스테이션 부에 마련되는 배터리 교체 안착부에 안정적으로 정확하게 안착을 유도하여 안착 불량으로 인한 배터리 교체 실패들의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 스테이션 본체부 및 무인기의 예를 보여주는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 무인기의 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인기의 배터리들의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션 본체부에 배터리 충전부가 더 구비되는 예를 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스테이션의 다양한 예를 보여주는 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2a는 본 발명에 따른 스테이션 본체부 및 무인기의 예를 보여주는 도면이다. 도 2b는 본 발명에 따른 무인기의 예를 보여주는 도면이다.
본 발명의 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 스테이션 본체부(100)와, 배터리 측정부(200)와, 복귀 지시부(300)와, 배터리 공급부(400)와, 배터리 교체부(500)와, 제어부(600)를 포함한다.
상기 구성들을 설명한다.
도 1 내지 도 2b를 참조 하면, 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 다수의 배터리(950)가 탈착가능하게 구비된 무인기(900)가 안착되는 안착 영역(110)이 형성된 스테이션 본체부(100)를 갖는다.
상기 스테이션 본체부(100)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 안착 영역(110)의 구성 역시 다르게 구성될 수 있다. 상기 스테이션 본체부(100)의 예들은 후술하기로 한다.
상기 스테이션 본체부(100)에는 안착 영역(110)이 형성된다.
상기 안착 영역(110)은 드론과 같은 무인기(10)가 안착되는 영역을 제공한다.
여기서 무인기(10)의 예를 설명한다.
도 2a 및 도 2b를 참조 하면, 본 발명에 따른 무인기(900)는 본체(910)와, 본체(910)의 상단부에 구비되며 비행을 가능하게 하도록 동력을 통해 회전되는 프로펠러들(920)과, 상기 본체(910)의 하단에 구비되는 지지 레그들(930)을 가진다. 상기 지지 레그들(930)은 안착 영역(110)에 안착되는 경우 지지하는 역할을 한다. 상기 본체(910)에는 상기 동력을 제공하는 동력부(940)가 설치된다. 상기 동력부(940)는 다수의 배터리(950)로부터 전원을 통해 프로펠러들(920)을 회전시킨다.
그리고 상기 본체(910)에는 다수의 배터리(950)가 서로 전기적으로 연결된다.
상기 다수의 배터리(950), 상기 배터리 측정부(200), 동력부(940)는 제어 모듈(960)과 진기적으로 연결되고, 제어 모듈(960)은 제 2통신 모듈(970)과 전기적으로 연결된다.
도 3은 본 발명에 따른 무인기의 배터리들의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 무인기(900)는 다수의 배터리(950)를 가진다. 상기 다수의 배터리(950)는 서로 스위치들(980)을 단락이 가능하도록 연결된다.
상기 배터리 측정부(200)는 배터리 1,2,3(950) 각각의 잔량을 측정하고, 이를 제어 모듈(960)로 전송한다.
상기 제어 모듈(960)은 배터리 1(950)이 잔량이 일정의 기준 이하를 이루면, 배터리 2(950)가 동력부(940)와 연결되어 전원을 제공하도록 스위치들(980)의 온오프 동작을 제어한ㄴ다.
이와 같은 방식으로 제어 모듈(960)은 배터리 1,2,3(950)을 순차적으로 사용하여 동력부(940)를 구동시켜 무인기(900)의 구동 시간을 일정 시간 이상 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 배터리 측정부(200)는 무인기(900)에 설치되며, 상기 다수의 배터리(950)의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리(950)의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부(100)에 구비된 제 1통신 모듈(101)로 전송한다.
본 발명에 따른 복귀 지시부는 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하도록 한다.
상기 배터리 공급부는 상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 역할을 한다.
상기 배터리 교체부는 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 역할을 한다.
그리고 본 발명에 따른 제어부는 상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어한다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션 본체부에 배터리 충전부가 더 구비되는 예를 보여주는 블록도이다.
도 4를 참조 하면, 스테이션 본체부(100)는 배터리 충전부(700)를 더 구비한다.
상기 배터리 충전부(700)는 상기 안착 영역(110)에 구비되는 충전부(710)과, 상기 충전부(710)에 전류를 제공하는 전류 제공기(720)를 구비한다. 상기 충전부(710)는 충전 코일일 수 있다.
상기 제어부(600)는 상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면, 상기 배터리 교체부(500)의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부(700)의 구동을 제어한다.
이어 상기 제어부(600)는 상기 안착 영역(110)에 안착되는 상기 무인기(900)의 다수의 배터리(950)에 구비된 무선 충전 코일(901)에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 한다.
더하여 상기 무인기들은 다수로 구비될 수 있다.
상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는 상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아, 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조 하면, 상기 스테이션 본체부(100)는 상기 안착 영역(110) 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와, 상기 안착 영역에 근접되는 무인기(900)에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 이미지 처리함을 통해 상기 무인기 (900)까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비한다.
상기 무인기(900)는 상기 무인기(900)의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 상기 제어부(600)에 전송하는 비행 조건 센서를 구비한다.
상기 제어부(600)는 상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기(900)를 상기 안착 영역(110)에 안착되도록 유도시킬 수 있다.
또한 상기 스테이션 본체부(100)에는 상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기가 구비된다.
상기 제어부(600)는 상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우, 상기 무인기(900)의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시킬 수 있다.
또한 상기 제어부(600)에는 상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정된다.
상기 제어부(600)는 상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 스테이션의 다양한 예를 보여주는 도면이다.
도 6에서 보여지는 바와 같이 안착 영역은 상기 스테이션 본체부(100)의 외부에 노출되거나, 상기 스테이션 본체부(100)로부터 인입출 가능하게 구성될 수 있다.
특히, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 안착 영역 상에는, 안착판이 설치된다.
상기 안착 영역에는, 상기 안착판의 하단 다수 위치를 지지 및 승강시키는 승강 실린더들이 설치된다. 상기 승강 실린더들은 승강축을 갖는다. 상기 승강축의 상단은 상기 안착판의 하단에 힌지 방식으로 연결된다.
상기 승강 실린더들 하단은 상기 안착 영역 상에 설치된다.
상기 안착판에는 수평 센서가 설치된다. 상기 제어부는 상기 무인기가 상기 안착판 상에 안착되면, 상기 수평 센서에 의해 수평 신호를 받을 때까지 상기 승강 실린더들의 상기 승강축의 승강 동작을 제어한다.
또한 상기 안착판에는 상기 무인기가 안착됨에 따라 발생되는 진동값을 측정하는 진동 센서와, 상기 진동값을 감쇄시키는 진동을 발생하는 진동 발생기가 구비된다. 상기 제어부는 상기 진동값을 감쇄시키는 진동이 발생되도록 상기 진동 발생기의 구동을 제어한다.
도 7은 본 발명에 따른 안착 영역에서 에어 커튼 형성이 가능 한 예를 보여주는 도면이다.
도 7을 참조 하면, 본 발명에 따른 안착 영역(110)에는 안착 영역(110)의 둘레를 따라 에어 분사기(150)가 배치된다.
상기 에어 분사기(150)는 에어를 분사하는 분사 노즐(151)을 갖고, 상기 분사 노즐(151)은 안착 영역(110)의 둘레를 따르는 형상으로 형성되며, 상방을 따라 벌어지는 경사를 이룬다.
상기 에어 분사기(150)는 에어 공급 라인(191)과 연결된다.
상기 에어 공급 라인(191)은 에어를 공급하는 에어 블로우어(190)와 연결된다.
상기 에어 블로우어(190)는 제어부(600)의 제어에 의해 구동된다.
상기 구성을 통해 제 1영상기는 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출한다.
이때 상기 제 1영상기는 상기 제 2통신 모듈(970)을 통해 제 1통신 모듈(101)로 무인기가 안착 영역(110)으로 근접됨에 대한 신호를 전송한다.
이어 상기 제어기(600)는 에어 블로우어(190)를 사용하여 일정 압력의 에어를 에어 공급 라인(191)을 통해 에어 분사기(150)로 공급한다.
상기 에어 분사기(150)는 벌어지도록 경사진 분사 노즐(151)을 통해 에어를 분사한다.
이에 따라 안착 영역(110)의 상부에는 일정의 테두리를 이루는 에어 커튼이 형성되어, 무인기가 안착 영역(110)으로 안정적으로 안착될 수 있도록 안내할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 무인기의 이착륙시 안전성확보를 위해 에어 커튼 또는 구조물 커튼을 사용하여 외란(바람, 강우, 강설 등)을 저감할 수 있다.
후자의 경우, 도면에 도시되지는 않았지만 안착 영역(110)의 둘레로부터 상방을 따라 돌출되는 링 형상의 구조물 커튼일 수 있다. 여기서, 상기 링 형상은 하단에서 상단을 따라 점진적으로 벌어지는 형상일 수 있고, 상기 구조물 커튼은 투명의 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 스테이션 본체부
200 : 배터리 측정부
300 : 복귀 지시부
400 : 배터리 공급부
500 : 배터리 교체부
600 : 제어부

Claims (7)

  1. 다수, 다종의 배터리가 탈착가능하게 구비된 무인기가 안착되는 안착 영역이 형성된 스테이션 본체부;
    상기 무인기에 설치되며, 상기 다수의 배터리의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부에 구비된 송신기에 전송하는 배터리 측정부;
    상기 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하는 복귀 지시부;
    상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 배터리 공급부;
    상기 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 배터리 교체부; 및,
    상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 스테이션 본체부는,
    배터리 충전부를 더 구비하고,
    상기 배터리 충전부는,
    상기 안착 영역에 구비되는 충전부와, 상기 충전부에 전류를 제공하는 전류 제공기를 구비하되,
    상기 제어부는,
    상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면,
    상기 배터리 교체부의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부의 구동을 제어하여,
    상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리에 구비된 충전부에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 하고,
    상기 무인기들은 다수로 구비되고,
    상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는,
    상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아 저장하고,
    상기 스테이션 본체부는,
    상기 안착 영역 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와,
    상기 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비하고,
    상기 무인기는 상기 무인기의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 제어 모듈에 전송하는 비행 조건 센서를 구비하고,
    상기 제어 모듈은,
    상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기를 상기 안착 영역에 안착되도록 유도시키고,
    상기 스테이션 본체부에는,
    상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기를 구비하되,
    상기 제어부는,
    상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우,
    상기 무인기의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시키되,
    상기 안착 영역 상에는, 안착판이 설치되고,
    상기 안착 영역에는, 상기 안착판의 하단 다수 위치를 지지 및 승강시키는 승강 실린더들이 설치되고,
    상기 승강 실린더들은 승강축을 갖고, 상기 승강축의 상단은 상기 안착판의 하단에 힌지 방식으로 연결되고,
    상기 승강 실린더들 하단은 상기 안착 영역 상에 설치되고,
    상기 안착판에는 수평 센서가 설치되고,
    상기 제어부는 상기 무인기가 상기 안착판 상에 안착되면, 상기 수평 센서에 의해 수평 신호를 받을 때까지 상기 승강 실린더들의 상기 승강축의 승강 동작을 제어하고,
    상기 안착판에는 상기 무인기가 안착됨에 따라 발생되는 진동값을 측정하는 진동 센서와, 상기 진동값을 감쇄시키는 진동을 발생하는 진동 발생기가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 진동값을 감쇄시키는 진동이 발생되도록 상기 진동 발생기의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 안착 영역은,
    상기 스테이션 본체부의 외부에 노출되거나,
    상기 스테이션 본체부로부터 인입출 가능하게 구성되되,
    상기 안착 영역의 둘레에서 상방을 따라 에어를 분사하거나, 구조물 커튼이 돌출되어 상기 무인기가 상기 안착 영역으로 안착되는 경우 외란을 차단하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부에는,
    상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정되고,
    상기 제어부는,
    상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.




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