KR102616394B1 - 선체 착륙 동기화 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선체 착륙 동기화 제어장치에 관한 것으로서, 특히 선체에 착륙하는 비행체가 선상 착륙면 상태 정보 확인장치의 정보를 무선통신으로 수신받음으로써, 선체의 위치, 자세, 이동정보에 동기화되어 비행체를 안정되게 착륙시킬 수 있는 선체 착륙 동기화 제어장치에 관한 것이다. 구성은 선체 착륙 동기화 제어장치에 있어서, 선체에 탑재되며, 선체 위치정보를 확인하는 인공위성을 기반으로 선체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 선체 착륙면 상태 정보를 확인할 수 있도록, 선체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 선체의 이동정보를 수집하는 MRU모듈과, 상기 GPS모듈과, INS모듈 및 MRU모듈로부터 선체의 위치정보, 자세정보, 이동 정보를 수집하여 저장하는 신호처리부와, 선체의 위치정보, 자세정보, 이동정보와 안내부에 저장된 선체의 착륙지점에 대한 데이터 정보를 통합하고, 비행체로 데이터가 송신될 수 있도록 무선송신기로 데이터를 전송하는 통합부와, 선체에 탑재된 GPS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보, 선체에 탑재된 MRU모듈 및 INS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보와 같은 착륙지점에 대한 데이터를 저장하고, 비행체에 제공하여 활용할 수 있도록 하는 안내부로 구성되는 제어기와, 무선 주파수의 전자파로서 송신하는 데 적합한 모양으로 변조하여 송출하는 무선송신기를 포함하는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치와; 비행체에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 비행체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 비행체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 무선통신에 사용하는 수신장치인 무선수신기와, 무선수신기로부터 수신된 선체의 위치정보, 자세정보 및 이동정보를 활용하여, 비행체의 목표 위치 및 자세로 운용하는 안정화 제어를 실시하도록 선체의 착륙면상태 정보와 실제 착륙지점 위치 정보간 오차를 보상할 수 있도록 하는 착륙 연동 알고리즘(Guidance algorithms)을 운용하는 착륙 연동부와, 수집한 비행체의 자세정보를 적용하여 안정화 제어(Stabilization controler)를 실시하는 안정화 제어부와, 산출된 비행체의 자세 및 이동 명령을 통해 비행체의 구동을 제어하는 구동 제어부로 이루어지는 제어기를 포함하는 착륙제어장치; 로 구성되어, 상기 착륙제어장치와 선체 착륙면 상태 정보 확인장치를 통해 비행체와 선체의 위치, 자세, 이동을 동기화하여 착륙지점의 실시간 이동 및 자세변화에도 안정적인 착륙이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 선체 착륙 동기화 제어장치에 관한 것으로서, 특히 선체에 착륙하는 비행체가 선상 착륙면 상태 정보 확인장치의 정보를 무선통신으로 수신받음으로써, 선체의 위치, 자세, 이동정보에 동기화되어 비행체를 안정되게 착륙시킬 수 있는 선체 착륙 동기화 제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 무인비행체(Unmanned Aerial Vehicle)를 포함하여, 수직이착륙비행체(Vertical Take-off/Landing Aerial Vehicle:Vtol)는 ,활주로를 활용하지 않고, 헬기와 같이, 특정 착륙지점에 이착륙이 가능한 비행체를 지칭한다.
종래에는 비행체와 착륙지점의 GPS 위치정보를 이용하여 착륙지점에 가까이 다다르고, 영상장치 및 근접센서 등을 활용하여 지상에 착륙하는 방식을 적용하였으며, 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 비행체를 지상 혹은 선체에 착륙시키기 위하여, 선체에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 선박이나 함선과 같은 선체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈(11)과, 착륙지점에 대한 데이터정보를 통합하는 제어부(12)와, 선체의 위치정보를 무선 송신이 가능하게 신호를 변조하여 송출하는 무선송신기(13)를 포함하는 착륙유도장치(10)와, 비행체에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 비행체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈(21)과, 무선통신에 사용하는 수신장치인 무선수신기(23)와, 비행체의 위치를 제어하는 제어부(22)와, 운용자가 착륙지점 상태를 확인하기 위한 영상장치(24) 및 근접센서(25)를 포함하는 착륙제어장치(20)로 구성된다.
즉, 종래에는 안정적 착륙을 위해 영상장치를 이용하여 운용자가 직접 보면서 착륙지점 상태를 확인하거나, 영상처리를 통해 이미지화된 착륙지점 상태를 확인하고 보조장치로 근접센서의 신호를 확인하여 착륙하였다.
착륙지점이 선체(군함,선박)와 같은 이동체의 경우, 악천후 발생시 영상장치 및 근접센서 성능이 저하되어 선체의 움직임에 대한 실시간 확인이 어려운 문제점이 있었다.
이로 힌해 종래의 착륙유도 방식은 악천후에 의해 성능이 저히된 상태에서 선체가 파도의 변화에 의해 기울기 및 높이 이동량이 클 경우, 비행체 착륙 시, 큰 충격이 비행체와 선체에 전달되어, 충격완화 장치가 별도로 필요하고 동체 손상을 유발하는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 관성항법장치(Inertial Navigation System) 및 자세계측장치(Motion Reference Unit)를 구비함으로써, 안정화 제어를 통해 비행체가 선체에 착륙시 비행체와 선체의 자세를 동기화하여 안정적인 착륙을 이루는 선체 착륙 동기화 제어장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 선체 착륙 동기화 제어장치에 있어서, 선체에 탑재되며, 선체 위치정보를 확인하는 인공위성을 기반으로 선체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 선체 착륙면 상태 정보를 확인할 수 있도록, 선체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 선체의 이동정보를 수집하는 MRU모듈과, 상기 GPS모듈과, INS모듈 및 MRU모듈로부터 선체의 위치정보, 자세정보, 이동 정보를 수집하여 저장하는 신호처리부와, 선체의 위치정보, 자세정보, 이동정보와 안내부에 저장된 선체의 착륙지점에 대한 데이터 정보를 통합하고, 비행체로 데이터가 송신될 수 있도록 무선송신기로 데이터를 전송하는 통합부와, 선체에 탑재된 GPS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보, 선체에 탑재된 MRU모듈 및 INS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보와 같은 착륙지점에 대한 데이터를 저장하고, 비행체에 제공하여 활용할 수 있도록 하는 안내부로 구성되는 제어기와, 무선 주파수의 전자파로서 송신하는 데 적합한 모양으로 변조하여 송출하는 무선송신기를 포함하는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치와; 비행체에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 비행체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 비행체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 무선통신에 사용하는 수신장치인 무선수신기와, 무선수신기로부터 수신된 선체의 위치정보, 자세정보 및 이동정보를 활용하여, 비행체의 목표 위치 및 자세로 운용하는 안정화 제어를 실시하도록 선체의 착륙면상태 정보와 실제 착륙지점 위치 정보간 오차를 보상할 수 있도록 하는 착륙 연동 알고리즘(Guidance algorithms)을 운용하는 착륙 연동부와, 수집한 비행체의 자세정보를 적용하여 안정화 제어(Stabilization controler)를 실시하는 안정화 제어부와, 산출된 비행체의 자세 및 이동 명령을 통해 비행체의 구동을 제어하는 구동 제어부로 이루어지는 제어기를 포함하는 착륙제어장치; 로 구성되어, 상기 착륙제어장치와 선체 착륙면 상태 정보 확인장치를 통해 비행체와 선체의 위치, 자세, 이동을 동기화하여 착륙지점의 실시간 이동 및 자세변화에도 안정적인 착륙이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
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이상에서와 같은 본 발명은 비행체에 탑재되는 착륙제어장치의 INS와 선체에 탑재되는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치의 INS 정보를 동기화하고 MRU모듈을 사용하여, 선체의 상,하,좌,우 움직임을 확인함으로써 비행체 착륙시 선체와의 충돌을 방지하고, 정밀한 자세변화로 안정적인 착륙이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또, 본 발명은 악천후 기상상태에 따른 영상장치 기능저하 등의 영향이 없으며, 착륙지점의 이동 및 자세 변화가 크게 발생되는 선체 및 착륙지점의 이동이 발생하는 차량 상부, 컨테이너선 컨테이너 상부 등에도 착륙이 가능한 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 종래의 착륙제어장치와 착륙유도장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 2의 상세 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치가 탑재된 비행체가 선체상부 또는 선체위의 특정 위치(컨테이너 상부)에 착륙하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치가 탑재된 비행체가 차량에 착륙하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 3은 도 2의 상세 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치가 탑재된 비행체가 선체상부 또는 선체위의 특정 위치(컨테이너 상부)에 착륙하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치가 탑재된 비행체가 차량에 착륙하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 선체 착륙 동기화 제어장치(100)는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)와, 착륙제어장치(120)로 대별되어 이루어진다.
상기 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)는 선체(300)의 선체 착륙면 상태 정보를 확인할 수 있도록, 인공위성을 기반으로 선체(300)의 위치정보를 수집하는 GPS(Global Positioning System)모듈(111)과, 선체(300)의 자세정보(Roll, Yaw, Pitch)를 수집하는 INS(Inertial Navigation System)모듈(112)과, 선체(300)의 이동정보를 수집하는 MRU(Motion Reference Unit)모듈(113)과, 선체(300)의 착륙지점에 대한 데이터를 저장하고, 선체(300)의 위치정보, 자세정보, 이동정보를 신호처리하고 착륙지점에 대한 데이터정보와 통합하여 비행체(200)로 송신할 수 있도록 하는 제어기(114)와, 음이나 빛 등에 의한 정보 신호를 포착하고, 이것을 무선 주파수의 전자파로서 송신하는 데 적합한 모양으로 변조하여 송출하는 무선송신기(115)를 포함하여 구성된다.
상기 GPS모듈(111)은 인공위성에서 보내는 신호를 이용하여 선체(300)의 현재 위치를 정확히 알 수 있도록 계산하는 위성항법장치(Global Positioning System)이다.
상기 INS모듈(112)은 관성항법장치(Inertial Navigation System)로서, 비행체·선박·자동차 등과 같이 움직이는 물체의 자세정보를 제공하는 센서로, 인가되는 가속도에 의해 관성체인 선체(300)에 작용하는 관성력을 검출하여 선체(300)의 자세정보를 정확히 알 수 있도록 하는 구성요소이다. INS모듈은 자이로센서 및 가속도센서 등의 복합센서로 자세측정이 가능한 센서로 대체 사용될 수 있다.
상기 MRU모듈(113)은 자세계측장치(Motion Reference Unit)로서, 한마디로 물체의 좌,우,상,하 이동량을 측정하는 센서이다.
여기서, 상기 MRU모듈(113)은 Heave, Sway, Surge, Heading 등의 요소들을 측정할 수 있으며, MRU는 INS의 기능을 포함할 수도 있다.
즉, 상기 MRU는 센서 내부의 가속도계, 각속도계, 지자기계 및 고도계를 이용하여, 선체의 움직임(상하좌우 및 기울기)에 의해 변화되는 착륙지점의 이동량을 측정하게 된다.
이와 같이, 상기 INS모듈(112)과 상기 MRU모듈(113)은 움직이는 선체(300)의 가속도, 속도, 방향, 거리 등, 선체(300)의 자세정보를 정확히 알 수 있도록 하여 비행체(200)의 착륙제어를 위해 사용된다.
상기 제어기(114)는 각 모듈의 동작을 제어하고 처리된 데이터를 저장하는 구성요소이다.
이를 위해 상기 제어기(114)는, 신호처리부(114a)와, 통합부(114b)와, 안내부(114c)로 구성된다.
상기 신호처리부(114a)는 신호처리 소프트웨어(signal processing software)로서, 상기 GPS모듈(111)과, INS모듈(112) 및 MRU모듈(113)로부터 선체(300)의 위치, 자세, 이동 정보를 수집하여 저장한다.
상기 통합부(114b)는 통합 소프트웨어(integration software)로서, 선체(300)의 위치, 자세, 이동정보와 상기 안내부(114c)에 저장된 선체(300)의 착륙지점에 대한 데이터 정보를 통합하고, 비행체(200)로 데이터가 송신될 수 있도록 무선송신기로 데이터를 전송한다.
상기 안내부(114c)는 선체(300)에 탑재된 GPS모듈(111)와 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보, 선체(300)에 탑재된 MRU모듈(113) 및 INS모듈(112)과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보 등 착륙지점에 대한 데이터(Guidance Data)를 저장하고, 비행체(200)에 제공하여 활용할 수 있도록 한다.
상기 무선송신기(115)는 안테나 ·고주파증폭회로 ·동조회로 ·검파회로 ·송신기로 이루어지며, 비행체(200)와 무선으로 데이터를 송출하는 구성요소이다.
즉, 음이나 빛 등에 의한 정보 신호를 포착하고, 이것을 무선 주파수의 전자파로서 송신하는 데 적합한 모양으로 변조하여 송출하는 구성요소이다.
상기 착륙제어장치(120)는 비행체(200)에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 비행체(200)의 위치정보를 수집하는 GPS(Global Positioning System)모듈(121)과, 비행체(200)의 자세정보(Roll, Yaw, Pitch)를 수집하는 INS(Inertial Navigation System)모듈(122)과, 무선통신에 사용하는 수신장치인 무선수신기(123)와, 무선 수신기로 부터 수신된 함선의 자세정보와 이동정보를 활용하고, 수집한 비행체의 자세정보를 적용하여 안정화 제어(Stabilization control)를 실시하는 제어기(124)를 포함하여 구성된다.
상기 GPS모듈(121)은 인공위성에서 보내는 신호를 이용하여 자신의 현재 위치를 정확히 알 수 있도록 계산하는 위성항법장치(Global Positioning System) 모듈로서 비행체·선박·자동차 등의 위치정보를 정확히 알 수 있도록 하는 구성요소이다.
따라서, 본 발명에 따른 착륙제어장치(120)의 GPS모듈(121)은 비행체(200)의 위치정보를 정확히 제공하는 역할을 한다.
상기 INS모듈(122)은 관성항법장치로서, 비행체·선박·자동차 등과 같이 움직이는 물체의 자세정보를 제공하는 센서로, 인가되는 가속도에 의해 관성체인 비행체(200)에 작용하는 관성력을 검출하여 비행체(200)의 자세정보를 정확히 알 수 있도록 하는 구성요소이다.
즉, 상기 INS모듈(122)은 운동의 관성력을 검출하여 측정 대상인 움직이는 물체의 Roll, Yaw, Pitch등 방향에 대해 가속도 및 기울기 정보를 제공하는 센서로, 인가되는 가속도에 의해 관성체인 비행체(200)에 작용하는 관성력을 검출하는 것이 기본원리로 가속도계(Accelerometer)와 자이로스코프(Gyroscope)로 구성된다.
상기 가속도계는 선방향 가속도를 측정하여 내보내주고 자이로스코프는 각속도를 측정하여 내보내주는 역할을 한다.
여기서, 상기 가속도센서는 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 감지하여 관성력, 전기변형, 자이로 등의 응용원리를 이용한 것으로서, 물체의 운동 상태를 순시적으로 감지할 수 있다.
그리고, 각속도센서는 물체의 각속도를 검출하는 자이로스코프(Gyroscope)로서, 방향의 측정 또는 유지에 사용되며, 각운동량 보존법칙에 근거하는 것이다.
이에 따라, 초기 위치 정보로부터 가속도를 측정하여 적분을 함으로써 항체의 각속도와 기울기 자세정보를 정확히 알 수 있게 된다.
상기 무선수신기(123)는 안테나 ·고주파증폭회로 ·동조회로 ·검파회로 ·수신기 또는 기록기로 이루어지며, 선체(300)와 무선으로 데이터를 교환하는 구성요소이다.
상기 제어기(124)는 주변센서의 데이터 정보를 수집하고 착륙지점 데이터를 저장하여 비행체에 송신이 가능하도록 데이터를 통합하는 구성요소이다.
이를 위해 상기 제어기(124)는 착륙 연동부(Guidance)(124a)와, 자세 안정화 제어부(Stabilization controler)(124b)와, 구동 제어부(Driving Control)(124c)를 포함하여 구성된다.
상기 착륙 연동부(124a)는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)의 착륙지점의 위치 및 자세정보와 착륙지점에 대한 데이터(Guidance DATA) 정보를 적용하여 착륙 연동 알고리즘(Guidance Algorithm)을 운용한다.
즉, 상기 착륙 연동부(124a)는 수집한 착륙지점의 정보 적용하여 비행체(200)를, 움직이는 선체(300)에 주어진 목적(조우각도, 최소유도 오차)을 달성하면서 착륙시키기 위하여, 요구되는 비행체(200)의 목표 위치 및 목표 자세를 보상한다.
보다 상세히는, 상기 착륙 연동부(124a)는 선체(300)의 GPS모듈(111)에서 측지된 선체(300)의 위치정보와 선체(300)의 INS모듈(112) 및 MRU모듈(113)에서 측정된 실시간 착륙면 변화상태 확인하여 비행체(200)의 목표 위치와 목표 기울기를 설정하고, 선체(300)의 움직임에 의해 발생되는 실시간 변화되는 기울기 및 위치변화 값을 활용하여, 비행체(200)의 목표 위치와 목표 자세 오차를 보상할 수 있도록 하는 착륙 연동 알고리즘(Guidance algorithms)을 운용한다.
상기 안정화 제어부(124b)는, 착륙 연동부(124a)에서 산출되는 보상된 목표 위치와 목표 기울기값을 기준으로, 실시간 수집한 비행체(200)의 위치정보와 자세정보를 적용 활용 하여, 비행체 위치 및 자세 제어를 실시하는 안정화 제어(Stabilization controler)를 실시한다.
즉, 상기 안정화 제어부(124b)는 비행체(200)의 목표 위치 및 목표 자세와 실제 위치 및 실제 자세 사이의 오차를 확인하고, 비행 구동에 필요한 비행체(200)의 자세 및 이동 명령을 생성한다.
상기 구동 제어부(124c)는 상기 안정화 제어부(124b)에서 생성된 비행체(200)의 자세 및 이동명령을 기반으로 비행체(200)의 구동(Driving Control)을 실시한다.
즉, 상기 구동 제어부(124c)의 구동을 통해 비행체(200)가 목표하는 위치 및 자세로 구동한다.
여기서, 상기 비행 구동 소프트웨어는 비행체(200)의 구동에 대한 소프트웨어로 통상적으로 채용될 수 있는 것이므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명은 상기 착륙 동기화 제어장치(100)를 구비하는 비행체(200), 선체(300), 차량(400) 등을 더 제공할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 선상 착륙 동기화 제어장치를 이용하여 비행체(200)를 선체(300)에 착륙시키고자 할 경우,
먼저, 선체(300)에 탑재된 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)는 GPS모듈(111)로부터 선체(300)의 위치정보(LATITUDE, LONGITUDE, ALTITUDE)를 수집한다.
즉, 비행체(200)가 착륙하고자 하는 선체(300)의 지구상의 위치를 표시하는 좌표인 위도(latitude)와, 경도(longitude) 및 지평선을 기준으로 하여 측정한 천체의 높이를 각도로 나타낸 고도(altitude)를 실시간으로 수집한다.
동시에, 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)는 INS모듈(112)로부터 비행체(200)가 착륙하고자 하는 선체(300)의 자세정보(Roll, Yaw, Pitch)를 수집한다.
그리고, 상기 MRU모듈(113)로부터 선체(300)의 이동정보인 Heave, Surge, Sway를 수집한다.
즉, 선체(300)의 진행방향, 횡방향, 높이방향의 가속도와 롤링(roll), 피칭(pitch), 요(yaw) 각속도의 측정과, INS로부터 얻어지는 가속도와 각속도를 적분하여 이동 물체인 선체(300)의 각속도와 자세각을 산출한다.
그리고, 수집된 상기 선체(300)의 위치정보와, 자세정보 및 이동정보는 제어기(114)의 신호처리부(114a)를 통해 신호처리되어 통합부(integration)(114b)로 전달되고, 선체(300)의 착륙지점에 대한 데이터는 안내부(Guidance DATA)(114c)에 저장되어 통합부(114b)로 전달된다.
이어서, 통합부(integration)(114b)의 모든 정보는 무선송신기(115)를 통해 비행체(200)에 탑재된 착륙제어장치(120)로 실시간으로 송신된다.
그리고, 상기 무선송신기(115)를 통해 착륙제어장치(120)로 송신된 선체(300)의 위치정보, 자세정보, 이동정보, 착륙지점에 대한 데이터 등은 무선수신기(123)를 통해 착륙제어장치(120)의 제어기(124)의 착륙 연동부(124a)로 전달된다.
이때, 상기 착륙 연동부(124a)는 수신된 선체(300)의 위치정보, 자세정보, 이동정보, 착륙지점에 대한 데이터를 적용하여 착륙 연동 알고리즘을 운용한다.
여기서, 상기 착륙 연동 알고리즘에 의해 착륙지점에 대한 정확한 위치 및 자세정보 확인이 가능하다.
즉, 선체 착륙면 상태 정보 확인장치(110)로부터 전송받은 선체(300)의 위치정보와 선체(300)의 자세정보(Roll, Yaw, Pitch), 이동정보(Heave, Surge, Sway) 즉, 선체(300)의 상,하,좌,우 움직임과 착륙지점 데이터를 확인함으로써 비행체(200)는 목표 착륙지점 상태정보를 산출할 수 있다.
위의 비행체 목표 착륙지점 상태정보와 비행체(200)에 탑재된 GPS모듈(121)로 획득한 비행체(200)의 위치정보를 적용하여 비행체(200)와 선체(300)의 위치를 동기화시킴으로써, 이동 중인 선체(300)의 착륙지점으로 추적이 가능하게 된다.
동시에, 자세변화 및 착륙지점 위치변화가 발생하는 선체(300)와 비행체(200)의 위치, 자세, 이동정보를 동기화하기 위해 비행체(200)의 자세정보를 비행체(200)의 INS모듈(122)로 부터 획득하고, 비행체(200)는 원하는 방향을 유지할 수 있도록 하는 자세 안정화 제어부(124b)를 통해 수신된 선체(300)의 위치, 자세, 이동정보를 활용하여, 안정화제어(Stabilization control)를 실시한다.
이어서, 안정화 제어부(124b)에서 산출되는 비행체(200)의 자세 및 이동명령을 기반으로 비행체(200)의 구동제어부(124c)에서 구동을 제어하여 비행체(200)가 선체(300)의 소정 위치에 착륙될 수 있도록 한다.
이와 같이, 선체(300)와 비행체(200) 간에 위치, 자세, 이동량이 동기화 됨으로써, 비행체(200)에 대한 선체(300)의 상면(착륙면)이 동기화 되어 착륙면 상태의 변화가 발생하여도 어느 곳이나 안전하고 쉬우며 정확하게 착륙을 진행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 착륙 동기화 제어장치(100)는 착륙환경이 지상일 경우, 지상에서 이동중인 차량(400)에 상기 착륙면 상태 정보 확인장치(110)를 탑재하여 비행체(200)와 차량(400) 간의 위치, 자세, 이동정보를 송,수신하고, 비행체(200)와 차량(400)의 위치, 자세, 이동정보를 동기화 함으로써, 경사면, 오프로드 등과 같이 다양한 이동로를 이동중인 차량(400)에 비행체(200)를 안정적으로 착륙시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 이와 같은 동작을 통해 비행체와 선체 또는 비행체와 차량의 착륙면을 동기화시킴으로써, 착륙면의 상태 변화가 발생하더라도 안정되고 쉽고 정확하게 착륙이 가능할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 선체 착륙 동기화 제어장치
110 : 선체 착륙면 상태 정보 확인장치
111 : GPS(Global Positioning System)모듈
112 : INS(Inertial Navigation System)모듈
113 : MRU(Motion Reference Unit)모듈
114 : 제어기
114a : 신호처리부 114b : 통합부
114c : 안내부 115 : 무선송신기
120 : 착륙제어장치
121 : GPS(Global Positioning System)모듈
122 : INS(Inertial Navigation System)모듈
123 : 무선수신기 124 : 제어기
124a : 착륙 연동부 124b : 안정화 제어부
124c : 구동 제어부 200 : 비행체
300 : 선체 400 : 차량
110 : 선체 착륙면 상태 정보 확인장치
111 : GPS(Global Positioning System)모듈
112 : INS(Inertial Navigation System)모듈
113 : MRU(Motion Reference Unit)모듈
114 : 제어기
114a : 신호처리부 114b : 통합부
114c : 안내부 115 : 무선송신기
120 : 착륙제어장치
121 : GPS(Global Positioning System)모듈
122 : INS(Inertial Navigation System)모듈
123 : 무선수신기 124 : 제어기
124a : 착륙 연동부 124b : 안정화 제어부
124c : 구동 제어부 200 : 비행체
300 : 선체 400 : 차량
Claims (4)
- 선체 착륙 동기화 제어장치에 있어서,
선체에 탑재되며, 선체 위치정보를 확인하는 인공위성을 기반으로 선체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 선체 착륙면 상태 정보를 확인할 수 있도록, 선체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 선체의 이동정보를 수집하는 MRU모듈과, 상기 GPS모듈과, INS모듈 및 MRU모듈로부터 선체의 위치정보, 자세정보, 이동 정보를 수집하여 저장하는 신호처리부와, 선체의 위치정보, 자세정보, 이동정보와 안내부에 저장된 선체의 착륙지점에 대한 데이터 정보를 통합하고, 비행체로 데이터가 송신될 수 있도록 무선송신기로 데이터를 전송하는 통합부와, 선체에 탑재된 GPS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보, 선체에 탑재된 MRU모듈 및 INS모듈과 실제 착륙지점 간의 이격거리 정보와 같은 착륙지점에 대한 데이터를 저장하고, 비행체에 제공하여 활용할 수 있도록 하는 안내부로 구성되는 제어기와, 무선 주파수의 전자파로서 송신하는 데 적합한 모양으로 변조하여 송출하는 무선송신기를 포함하는 선체 착륙면 상태 정보 확인장치와;
비행체에 탑재되며, 인공위성을 기반으로 비행체의 위치정보를 수집하는 GPS모듈과, 비행체의 자세정보를 수집하는 INS모듈과, 무선통신에 사용하는 수신장치인 무선수신기와, 무선수신기로부터 수신된 선체의 위치정보, 자세정보 및 이동정보를 활용하여, 비행체의 목표 위치 및 자세로 운용하는 안정화 제어를 실시하도록 선체의 착륙면상태 정보와 실제 착륙지점 위치 정보간 오차를 보상할 수 있도록 하는 착륙 연동 알고리즘(Guidance algorithms)을 운용하는 착륙 연동부와, 수집한 비행체의 자세정보를 적용하여 안정화 제어(Stabilization controler)를 실시하는 안정화 제어부와, 산출된 비행체의 자세 및 이동 명령을 통해 비행체의 구동을 제어하는 구동 제어부로 이루어지는 제어기를 포함하는 착륙제어장치; 로 구성되어,
상기 착륙제어장치와 선체 착륙면 상태 정보 확인장치를 통해 비행체와 선체의 위치, 자세, 이동을 동기화하여 착륙지점의 실시간 이동 및 자세변화에도 안정적인 착륙이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 선체 착륙 동기화 제어장치. - 삭제
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|---|---|---|---|
| KR1020210100022A KR102616394B1 (ko) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 선체 착륙 동기화 제어장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210100022A KR102616394B1 (ko) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 선체 착륙 동기화 제어장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230018175A KR20230018175A (ko) | 2023-02-07 |
| KR102616394B1 true KR102616394B1 (ko) | 2023-12-20 |
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| KR1020210100022A KR102616394B1 (ko) | 2021-07-29 | 2021-07-29 | 선체 착륙 동기화 제어장치 |
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| KR (1) | KR102616394B1 (ko) |
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- 2021-07-29 KR KR1020210100022A patent/KR102616394B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|
| KR20230018175A (ko) | 2023-02-07 |
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