KR20040039117A - Autonomous Take-Off and Landing System for Large-Class Unmanned Airship - Google Patents

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KR20040039117A
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Abstract

PURPOSE: An automatic take-off and landing system for a large-class unmanned airship is provided to easily perform a takeoff and a landing under the self decision. CONSTITUTION: An elevator(102), a rudder(103), and flight control surface actuators(104,107) for handling the large-class unmanned airship over 40m in size are mounted to a vertical tail(105) and a horizontal tail(106). An automatic take-off and landing system for a large-class unmanned airship comprises a propeller(108) generating a thrust; a tilting system for handling the thrust direction; a speedometer for measuring the speed; a GPS(Global Positioning System) receiver(110), a GPS antenna(111), and a laser altimeter(112) for taking the position and height information; and an inertial navigation sensor(113).

Description

대형 무인비행선의 자동 이·착륙 비행장치{Autonomous Take-Off and Landing System for Large-Class Unmanned Airship}Autonomous Take-Off and Landing System for Large-Class Unmanned Airship}

본 발명은 고도 20Km 이상까지 상승하여 운영되는 길이 40m 이상의 대형 무인비행선에 장치되는 조종시스템에 관한 것으로, 지상에서의 무선조종명령 없이 대형비행선이 자체적인 판단아래 이륙과 착륙을 자율적으로 용이하게 할 수 있는 자동 이·착륙 비행장치에 관한 것이다.The present invention relates to a steering system installed on a large unmanned aerial vehicle having a length of 40m or more that operates up to an altitude of 20 km or more, and a large-scale airship can autonomously easily take off and land under its own judgment without a radio control command from the ground. The present invention relates to an automatic takeoff and landing flight device.

여기서 대형 무인비행선이란 비행선에 탑승하는 조종사가 없고, 지상에서 무인비행선을 무선으로 조종하는 무선조종사가 필요 없는 길이 40m 이상의 대형 비행선을 말한다.Here, a large unmanned aerial vehicle means a large airship of 40m or more in length without a pilot on board an airship and without a radio pilot operating a wireless drone on the ground.

무인 비행선에서의 자동 이·착륙 비행장치는 가장 필수적인 장치로서 현재 광고용으로 운영되는 무인 비행선이란 비행선을 조종하는 조종사가 탑승하지 않고, 지상에서 무인조종기를 사용하여 비행선을 원격 조종하는 비행선을 의미하는 것에 비하여, 대형 무인 비행선은 자체적인 비행조종 컴퓨터와 각종 센서를 구비하여 조종사 없이 자율적으로 비행하는 비행선을 말하는 것이다.The automatic take-off and landing aircraft on an unmanned airship is the most essential device. Currently, the unmanned airship operated for advertising is an airship that uses a drone to remotely control an airship on the ground without a pilot operating the airship. In other words, a large unmanned airship refers to an airship that has its own flight control computer and various sensors and is flying autonomously without a pilot.

따라서 현재 운영되고 있는 광고용 무인 비행선에는 자동 이·착륙 비행장치가 설치되어 있지 않으며, 순전히 지상 조종사의 육안감시와 관찰 및 판단에 의해 무선 조종되고 운영되기 때문에 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.Therefore, the autonomous take-off and landing flight is not installed in the currently operated unmanned aerial vehicle, and is operated and operated wirelessly by visual observation, observation, and judgment of purely ground pilots, and has the following problems.

첫째, 지상에는 무선조종기를 조종할 수 있는 조종사가 꼭 필요하며, 비행선의 안전한 이착륙을 위해서는 숙련된 기술과 경험을 갖추고 있어야 하므로 숙련된 전문 무선조종사를 훈련시키기 위한 비용과 시간이 많이 소요된다.First, a pilot who can control a radio controller is necessary on the ground, and a safe takeoff and landing of an airship requires skilled skills and experience, so it takes a lot of money and time to train a skilled radio operator.

둘째, 고정익 항공기와 마찬가지로 비행선도 이륙과 착륙시에 가장 많은 사고가 발생하게 되나, 순전히 조종사의 판단에 의해 비행선이 조종되어지기 때문에위험한 비상상황이 발생할 경우 이에 대처하는 조종사의 경험과 기술에 따라 위험 대처능력이 좌우된다.Second, like fixed-wing aircraft, airships cause the most accidents during takeoff and landing.However, since the airship is controlled by the pilot's judgment, it is dangerous according to the pilot's experience and skills to deal with dangerous emergencies. Coping ability depends.

셋째, 고정익 항공기와는 달리 이·착륙시에 조종해야 하는 비행선의 조종요소가 7개(방향키1개, 승강키1개, 틸팅 추력시스템 2개, 엔진제어1개, 방향제어용 추력시스템 2개)로서 조종사가 비행선을 육안으로 보며 개개의 명령을 조종기로 조작하여 명령을 내리는 일이 어려운 것이다.Third, unlike fixed-wing aircraft, there are seven control elements of an airship that must be controlled during takeoff and landing (1 direction key, 1 lift key, 2 tilting thrust system, 1 engine control, 2 direction control thrust system) As a result, it is difficult for a pilot to visually view an airship and to control individual commands with a remote controller.

넷째, 일반 광고용 무인비행선은 소형이며, 비행선 길이가 짧기 때문에 지상에서 육안으로 비행선의 상태를 보고 조종할 수 있지만 길이가 40m 이상이 되는 비행선은 이륙후에 임무를 수행하는 비행고도가 지상에서는 보이지 않는 고도 3km이상이고 임무반경이 30km 이상이기 때문에 지상에서의 육안관찰에 의한 조종은 불가능하다.Fourth, the drone for general advertising is small and the length of the airship is short, so it is possible to see and control the state of the airship from the ground.However, an airship with a length of 40m or more cannot be seen from the ground. Since it is more than 3km and the mission radius is more than 30km, it is impossible to control it by visual observation from the ground.

본 발명은 사람이 타지 않고 지상에서 조종사가 무인조종을 하지 않는 대형 무인비행선의 자동 이·착륙 비행조종장치에 관한 것으로, 대형 무인비행선 자체가 이·착륙 조건을 인식하고 자동으로 판단하여 명령을 내림으로써 안전한 이·착륙이 가능토록 하는 것이다.The present invention relates to an automatic take-off and landing flight control apparatus of a large unmanned aerial vehicle without a person riding and pilots not operating on the ground, and the large unmanned aerial vehicle itself recognizes the landing and landing conditions and automatically gives orders. This will allow safe landing and landing.

이러한 본 발명은 길이 40m 이상의 대형 무인비행선과 대형비행선 조종을 위한 승강키, 방향키, 조종면엑추에이터를 수직꼬리날개 및 수평꼬리날개에 장치하고, 추력을 내는 프로펠러와 추력방향조종을 위한 틸팅시스템 및 속도측정을 위한 속도계, 위치 및 고도정보 획득을 위한 GPS 수신기, GPS 안테나 및 레이져 고도계,비행선의 동운동 비행값 측정을 위한 관성항법센서로 구성되며, 자동 이륙과 착륙을 위한 자동이착륙프로그램이 곤돌라내부에 장착된 비행조종컴퓨터내에 설치됨으로써 이루어진다.The present invention is equipped with a lift key, a direction key, a control plane actuator for the control of a large unmanned aerial vehicle and a large airship more than 40m in length on the vertical tail and horizontal tail wings, tilting system and speed measurement for thrust propeller and thrust direction control It consists of a speedometer for GPS, GPS receiver for acquisition of position and altitude information, GPS antenna and laser altimeter, and an inertial navigation sensor for measuring the dynamic flight value of the airship, and an automatic takeoff and landing program for automatic takeoff and landing. By installation in a pre-piloted flight control computer.

도 1 은 본 발명의 자동 이·착륙비행장치가 구비된 대형 무인비행선의 사시도1 is a perspective view of a large unmanned aerial vehicle equipped with an automatic landing and landing apparatus of the present invention;

도 2 는 본 발명의 자동 이·착륙비행장치 블럭도2 is a block diagram of the automatic landing and landing apparatus of the present invention.

도 3 은 본 발명 자동 이륙·착륙 제어 흐름도Figure 3 is a flow chart of the automatic takeoff and landing control of the present invention

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명][Description of Symbols for Main Parts of Drawing]

101 : 대형 무인비행선102 : 승강키101: large unmanned aerial vehicle 102: lifting key

103 : 방향키104,107 : 조종면 엑추에이터103: direction keys 104,107: control surface actuator

105 : 수직꼬리날개106 : 수평꼬리날개105: vertical tail wing 106: horizontal tail wing

108 : 프로펠러 109 : 속도계108: propeller 109: speedometer

110 : GPS 수신기111 : GPS 안테나110: GPS receiver 111: GPS antenna

112 : 레이져 고도계113 : 관성항법센서112: laser altimeter 113: inertial navigation sensor

200 : 비행조종컴퓨터210 : 자동 이착륙프로그램200: flight control computer 210: automatic takeoff and landing program

대형 무인비행선은 도 1 에 도시된 바와 같이 구성되며, 상기 대형 무인비행선에 장치되는 자동이착륙 비행장치는 비행선을 구성하는 하드웨어부와, 속도 와 고도 등을 센싱하여 자동 이·착륙을 위한 자료로 사용하도록 하는 센서부와, 상기 센서부의 입력과 미리 설정된 내용대로 하드웨어부를 제어하여 이륙과 착륙이 자동적으로 이루어지게 하는 소프트웨어부로 구성된다.The large unmanned aerial vehicle is configured as shown in FIG. 1, and the automatic takeoff and landing flight device installed in the large unmanned aerial vehicle is configured to use the data for automatic takeoff and landing by sensing a hardware unit constituting the airship, speed and altitude, and the like. It consists of a sensor unit, and a software unit for taking off and landing automatically by controlling the hardware unit according to the input and the preset content of the sensor unit.

본 발명의 하드웨어부는 대형 무인비행선(101)의 꼬리쪽에 수직꼬리날개(105)가 수직으로 설치되는 한편 양측으로 수평꼬리날개(106)가 설치되며, 상기 수직꼬리날개(105)에는 조종면 엑추에이터(104)가 장치되어 방향키(103)와 연결되고, 좌/우 수평꼬리날개(106)에도 조종면 엑추에이터(107)가 장치되어 각각의 승강키(102)와 연결되게 설치된다.In the hardware part of the present invention, the vertical tail wing 105 is vertically installed at the tail side of the large unmanned aerial vehicle 101, while the horizontal tail wing 106 is installed at both sides, and the vertical tail wing 105 has a control surface actuator 104. ) Is installed and connected to the direction key 103, the control plane actuator 107 is also installed in the left and right horizontal tail wing 106 is installed to be connected to each lifting key (102).

대형 무인비행선(101)의 중앙 좌/우측에는 프로펠러로 구성되어 추진력을 낼 수 있는 추력시스템인 프로펠러(108)가 장착되며, 상기된 프로펠러(108)를 상,하로 회동시켜 추력 방향을 조절할 수 있도록 하는 틸팅시스템(201)이 설치되고, 대형 무인비행선(101)의 하부에는 곤돌라(115)가 장치된다.The central left / right side of the large unmanned aerial vehicle 101 is equipped with a propeller 108, which is a thrust system that is configured as a propeller to generate propulsion, and rotates the propeller 108 above and below to adjust the thrust direction. A tilting system 201 is installed, and a gondola 115 is installed below the large unmanned aerial vehicle 101.

대형 무인비행선(101)의 이·착륙과 비행을 위하여 각종 조건을 검출하는 센서부는 비행선 기수에 속도계(109)가 장치되며, GPS 안테나(111)는 비행선 상부에장치되고 GPS 수신기(110)와 연결되고, 레이져 고도계(112), 관성항법센서(113) 및 비행조종컴퓨터(200)는 비행선의 곤돌라(115) 내부에 안전하게 장치된다.Sensor unit for detecting various conditions for takeoff, landing and flight of large unmanned aerial vehicle 101 is equipped with a speedometer 109 in the airship nose, GPS antenna 111 is installed on the airship and connected to the GPS receiver 110 The laser altimeter 112, the inertial navigation sensor 113, and the flight control computer 200 are safely installed inside the gondola 115 of the airship.

상기 센서부로 부터의 입력과 사용자가 미리 설정한 이·착륙 정보를 읽어내어 자동 이·착륙이 가능하도록 하드웨어부를 콘트롤 하는 소프트웨어부는 자동 이·착륙 프로그램이 내장된 비행조종컴퓨터(200)에 의하여 이루어지게 된다.The software unit for controlling the hardware unit to read the input from the sensor unit and the preset landing and landing information set by the user to enable automatic landing and landing is made by the flight control computer 200 with the automatic take-off and landing program embedded therein. do.

본 발명의 자동 이·착륙 비행장치가 구비된 대형 무인비행선(101)을 도 2 의 블럭도를 참고로 하여 각 구성품의 기능을 설명한다.The function of each component will be described with reference to the block diagram of FIG. 2 for a large drone 101 equipped with an automatic takeoff and landing flight apparatus of the present invention.

속도계(109), GPS 수신기(110), 관성항법센서(113), 레이져 고도계(112)는 비행조종컴퓨터(200)와 연결되어 단방향으로 센서에서 감지된 신호를 전송 받는다.The speedometer 109, the GPS receiver 110, the inertial navigation sensor 113, and the laser altimeter 112 are connected to the flight control computer 200 to receive a signal detected by the sensor in one direction.

속도계(109)는 비행선의 비행속도를 측정하며, GPS수신기(110)는 비행선의 비행위치와 지면에서의 수직 고도값을 측정하며, 레이져 고도계(112)는 지면으로부터의 실제고도를 GPS수신기(110)보다 정밀하게 측정하며, 관성항법센서(113)는 비행선의 각속도와 가속도를 측정하여 비행조종 컴퓨터(200)에 전달한다.The speedometer 109 measures the flight speed of the airship, the GPS receiver 110 measures the flight position of the airship and the vertical altitude value on the ground, and the laser altimeter 112 measures the actual altitude from the ground. Measure more precisely), the inertial navigation sensor 113 measures the angular velocity and acceleration of the airship and transmits to the flight control computer (200).

추력시스템(108), 틸팅시스템(201), 조종면 엑추에이터(104)(107)는 비행조종컴퓨터(200)와 연결되어 비행조종컴퓨터(200)로부터 조종명령을 전송 받아 전송명령 대로 작동하게 되며, 상기 작동 상태신호는 비행조종컴퓨터(200)로 궤환시키는 것으로, 양방향으로 신호를 전송하고 전송받게 된다.The thrust system 108, the tilting system 201, and the control surface actuators 104 and 107 are connected to the flight control computer 200 to receive a control command from the flight control computer 200 and operate as a transmission command. The operation status signal is fed back to the flight control computer 200, and the signal is transmitted and received in both directions.

조종면 엑추에이터(104)(107)는 비행조종컴퓨터(200)의 명령에 의해 승강키(102)와 방향키(103)를 작동시키며, 승강키(102)와 방향키(103) 및 조종면 엑추에이터(104)(107)는 각각 작동 후 그 변위 신호를 비행조종컴퓨터(200)로 궤환시켜 자동 이·착륙이 원활히 이루어지는지 검증할 수 있도록 한다.The control plane actuators 104 and 107 operate the lift key 102 and the direction key 103 by the command of the flight control computer 200, and the lift key 102 and the direction key 103 and the control plane actuator 104 ( 107), after each operation, the displacement signal is fed back to the flight control computer 200 so as to verify whether automatic takeoff and landing are performed smoothly.

비행조종 컴퓨터(200)에 탑재된 자동이착륙 프로그램(210)은 상기의 감지된 신호를 바탕으로 자동으로 비행선의 이륙과 착륙을 제어할 수 있는 조종명령을 생성하여 실시간으로 추력시스템(108), 틸팅시스템(201) 및 조종면 엑추에이터(104)(107)로 전송하여 자동 이·착륙이 가능하도록 한다.Automatic take-off and landing program 210 mounted on the flight control computer 200 generates a control command that can automatically control the take-off and landing of the airship based on the detected signal thrust system 108, tilting in real time Transfer to system 201 and control surface actuators 104 and 107 to enable automatic takeoff and landing.

이같이 자동 이·착륙이 가능하도록 제어하는 자동 이착륙 프로그램(210)을 도 3 의 흐름도에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The automatic takeoff and landing program 210 for controlling the automatic takeoff and landing as described above will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 3.

비행조종컴퓨터(200)에 탑재된 자동 이착륙 프로그램(210)이 가동되면 사전에 설정된 자동 이륙 및 착륙 경로를 도시되지 아니한 메모리에서 읽어오게 되며(301), 속도계(109)와 GPS수신기(110) 또는 관성항법센서(113) 및 레이져고도계(112)등의 장착센서를 초기화하고(302), 틸팅시스템(201)과 추력시스템(108)을 초기화 한 후(303) 조종면 엑추에이터(104)(107)를 초기화 한다(304).When the automatic takeoff and landing program 210 mounted in the flight control computer 200 is operated, a preset automatic takeoff and landing path is read from a memory (not shown) (301), the speedometer 109 and the GPS receiver 110 or Initialize the mounting sensors such as the inertial navigation sensor 113 and the laser altimeter 112 (302), initialize the tilting system 201 and the thrust system 108 (303) and then control the actuator (104) (107) Initialize (304).

그리고 상기된 초기화 과정에서 에러가 존재하지 않으면 다음 과정으로 넘어가며 에러가 존재하면 다시 장착센서 초기화 단계(302)로 돌아가 조종면 엑추에이터(104)(107)를 초기화시키는 과정(304)까지 재수행 하게 된다.And if the error does not exist in the above-described initialization process, go to the next process and if there is an error, go back to the mounting sensor initialization step 302 again to the process 304 to initialize the control plane actuators 104, 107. .

초기화가 진행되고 에러가 검출되지 않을 경우 고도가 100m보다 낮은가를 비교하여(306), 고도가 100m 보다 낮으면 자동 이륙모드가 가동되고(307), 그보다 높으면 자동 착륙모드가 작동하게 된다(321).If the initialization is in progress and no error is detected, the altitude is lower than 100 m (306). If the altitude is lower than 100 m, the automatic takeoff mode is activated (307). If the altitude is lower than 100 m, the automatic landing mode is activated (321). .

본 발명의 자동 이륙모드는 다음과 같은 순서로 가동된다.The automatic takeoff mode of the present invention operates in the following order.

우선 고도신호를 GPS수신기(110)와 레이져고도계(112)로부터 센싱한 후(308)고도가 200m보다 낮은가를 비교하여(309) 고도가 200m 보다 낮으면 오차가 GPS수신기(110)보다 작은 레이져고도계(112)의 자료를 사용하고(310), 고도가 200m 보다 높으면 GPS수신기(110)에서 감지된 고도값을 사용한다(311).First, when the altitude signal is sensed from the GPS receiver 110 and the laser altimeter 112 (308) and the altitude is lower than 200 m (309), if the altitude is lower than 200 m, the error is smaller than the GPS receiver 110 If the altitude is higher than 200 m, the altitude value detected by the GPS receiver 110 is used (311).

이는 GPS수신기(110)의 고도 오차가 30m 정도이기 때문에 지면 가까운 고도에서는 보다 정밀한 고도자료를 사용하는 레이져고도계(112)를 사용하여 보다 정확한 자동 이륙을 수행토록 하는 것이다.This is because the altitude error of the GPS receiver 110 is about 30m to perform more accurate automatic takeoff using the laser altimeter 112 that uses more accurate altitude data at near altitude.

속도계(109)로부터 속도를 센싱한 후(312) 속도를 8m/s와 비교하여(313) 속도가 8m/s 보다 낮으면 틸팅시스템(201) 조종을 통하여 비행선을 조종하고(314), 반대로 높으면 승강키(102)와 방향키(103)를 사용하여 비행선을 조종하게 된다(315).After sensing the speed from the speedometer 109 (312) and comparing the speed with 8m / s (313), if the speed is lower than 8m / s, the airship is controlled by the tilting system 201 (314). Using the lift key 102 and the direction key 103 to control the airship (315).

이는 속도 8m/s 아래의 저속영역에서는 승강키(102)와 방향키(103)와 같은 비행선의 공력 조종면이 실제적인 조종력을 제공하지 못하기 때문으로 틸팅시스템(201)을 사용하여 추력선 조종을 수행함으로써 효율적인 조종력을 제공토록 하기 위한 것이다.This is because the aerodynamic control surface of the airship such as the lift key 102 and the direction key 103 does not provide actual control in the low speed region below the speed of 8 m / s. This is to provide efficient control by performing.

그리고 추력시스템(108) 조종을 통해 적절한 추력을 비행선에 제공한 후(316), 관성항법센서(113)로부터 자세각과 이륙경로를 측정하여(317) 비행선 조종을 위해 입력된 상기의 조종명령들이 유효한지를 판단하게 된다(318).And after providing the appropriate thrust to the airship through the steering of the thrust system 108 (316), by measuring the attitude angle and takeoff route from the inertial navigation sensor 113 (317), the above control commands input for the airship control is valid It is determined (318).

즉, 위에서 입력된 틸팅시스템(201) 조종명령(314), 승강키(102) / 방향키(103) 조종명령(315) 및 추력시스템(108) 조종명령(316)이 비행선의 이륙 자세각과 지정된 이륙경로를 만족시키는 명령이면 다음 순서로 넘어가고 만족치 못하면 속도센싱 블록(312)으로 순환하여 조건을 만족시키는 명령을 생성토록 하는 동일한 과정을 재수행 하도록 한다.That is, the tilting system 201 steering command 314, lifting key 102 / direction key 103 / steering command 315 and the thrust system 108 control command 316 inputted from the above take-off attitude angle and designated takeoff of the airship If the command satisfies the path, the process proceeds to the next order, and if it is not satisfied, the process is repeated to the speed sensing block 312 so as to perform the same process of generating a command satisfying the condition.

최종적으로 자동 이륙고도의 한계고도인 고도 500m 이상으로 비행선이 이륙하면(319) 자동 이륙모드는 종료하게 되고(320), 그 이하의 고도에서는 동일한 (309)에서 (319)과정을 재수행 하며 이륙 한계고도인 500m까지 상승하도록 자동 이륙모드가 계속해서 작동하게 된다.Finally, if the ship takes off at an altitude of 500m or higher, which is the maximum altitude of the automatic takeoff altitude (319), the automatic takeoff mode is terminated (320), and at a lower altitude, the same process (309) to (319) is retaken. The automatic takeoff mode will continue to work up to the limit altitude of 500m.

한편 자동 착륙모드의 경우(321)는 자동 이륙모드의 (308)에서 (318)까지의 과정을 (322)에서 (342)까지 동일한 과정으로 수행하게 한 후, 고도가 50m 보다 작은 고도까지 착륙이 진행되면(342) 추력시스템(108)을 정지시키고(343), 50m 보다 높은 고도에서는 계속적으로 (323)과정으로 순환하여 자동 착륙모드가 계속적으로 작동하게 함으로써 자동 착륙이 이루어지도록 한다.On the other hand, in the automatic landing mode (321) to perform the process from (308) to (318) in the automatic take-off mode in the same process from (322) to (342), and landed to an altitude of less than 50m As it proceeds (342) and stops the thrust system 108 (343), and at an altitude higher than 50m it continues to cycle to the process (323) to enable automatic landing mode by continuously operating the automatic landing.

본 발명의 자동 이·착륙 비행장치는 구성된 동일한 시스템을 바탕으로 비행조종컴퓨터(200)에 자동상승 프로그램 및 정정 체공 프로그램을 탑재하여 연계시킴으로써 대형 무인 비행선의 자동비행 기능을 구성하는데 효과적으로 이용될 수 있다.The automatic take-off and landing flight apparatus of the present invention can be effectively used to configure the automatic flight function of a large unmanned airship by connecting and mounting an automatic ascent program and a correction flight program in the flight control computer 200 based on the same system configured.

본 발명은 고도 20Km 이상까지 상승하여 운영되는 길이 40m 이상의 대형 무인비행선에 장치되는 자동 이·착륙 비행장치로서 지상에서의 인간조종사의 무선조종명령 없이 대형 무인 비행선이 탑재한 자동 이착륙 프로그램을 통해 이륙과 착륙이 가능하게 하여 비용과 시간을 절약할 수 있으며, 고성능 센서와 비행조종컴퓨터를 적용함으로써 보다 정밀하고 안전한 이착륙을 제공할 수 있다.The present invention is an automatic take-off and landing flight device installed on a large unmanned airship of 40m in length and operated up to an altitude of 20 km or more. Landing can save cost and time, and high-performance sensors and flight control computers can provide more precise and safe takeoffs and landings.

이러한 본 발명은 첫째, 현재까지 비행선분야에서 발명되어 운영되고 있지 않은 자동 이·착륙 비행장치를 제공하고, 둘째, 비행선의 탑승하거나 지상에서 조종하는 조종사를 필요로 하지 않음으로써 숙련된 기술과 경험을 가진 조종사를 양성하기 위한 비용과 시간을 절약할 수 있는 장점을 가지며, 셋째, 고정밀의 센서와 마이크로프로세서를 장착한 비행조종컴퓨터를 사용하여 인간조종사에 의한 판단에 비해 정밀하고 신뢰성 있는 비행을 가능토록 함으로써 비행조종컴퓨터가 인간 조종사의 눈과 손을 대신할 수 있도록 비행선의 속도측정을 위한 속도계와 고도 및 위치측정을 위한 GPS 및 레이져 고도계를 장착하며, 비행선의 자세 및 각속도를 측정하는 관성항법센서를 사용함으로써 정확한 비행자료를 통해 비행선의 이착륙을 수행하며, 자동 이착륙 프로그램을 통해 위험시에 보다 효율적으로 대처할 수 있고, 넷째, 대형 비행선을 조종하기 위해 지상에서 인간 조종사가 다수의 조종입력을 모두 제어하는 불가능한 문제점을 개선하여 비행조종컴퓨터가 자동으로 다수의 조종입력을 제어함으로써 육안으로 조종이 불가능한 이·착륙 고도까지 대형 무인 비행선을 효율적으로 상승시키고 하강시킬 수 있으며, 위험시에 비행조종컴퓨터에 여러 가지 사전 대처 시나리오를 입력하여 비상상태에 대한 효율적인 대처를 할 수 있으며, 다섯째, 자동 이·착륙비행장치를 구성하게 되면 부가적으로 대형 무인비행선의 임무를 위한 정점체공 비행 및 자동비행기능 등 추가적인 확장성을 갖게 되고, 하드웨어적으로는 각종센서와 엑추에이터 및 비행조종컴퓨터 등 모든 기구를 갖추게 되므로 부가적인 기능은 비행조종컴퓨터에 이를 위한 프로그램밍만 추가하면 되므로 확장성이 우수한 효과가 있는 것이다.The present invention firstly provides an automatic takeoff and landing flight apparatus which has not been invented and operated in the field of airships up to now, and secondly, it does not require a pilot to board or land on a ship. It has the advantage of saving the cost and time to train pilots who have, and third, to use the flight control computer equipped with high precision sensor and microprocessor to enable precise and reliable flight compared to the judgment by human pilots. It is equipped with a speedometer for measuring the speed of an airship, a GPS and a laser altimeter for altitude and position measurement so that the flight control computer can replace the eyes and hands of a human pilot, and an inertial navigation sensor that measures the attitude and angular velocity of the airship. Use to perform takeoffs and landings of airships with accurate flight data. The landing program allows for more efficient response in case of danger. Fourth, the flight control computer automatically manages multiple control inputs by improving the impossible problem of human pilots controlling all the control inputs on the ground to control large airships. It can effectively raise and lower large unmanned airships to take off and landing altitudes that cannot be controlled with the naked eye, and can effectively respond to emergency situations by entering various precautionary scenarios into the flight control computer in case of danger. Fifth, if the automatic take-off and landing flight device is configured, additionally, there will be additional scalability such as peak flight and automatic flight function for the mission of a large unmanned aerial vehicle, and in terms of hardware, various sensors, actuators and flight pilots will be provided. Additional features as all equipment including computers Adding to the flight control computer for programming only because it is in an excellent scalable effects.

Claims (3)

길이 40m 이상의 대형 무인비행선에 있어서,For large unmanned drones with a length of 40m or more, 대형 무인비행선(101)의 꼬리쪽에 수직꼬리날개(105)와 수평꼬리날개(106)를 설치하고,Install the vertical tail wing 105 and the horizontal tail wing 106 on the tail side of the large unmanned aerial vehicle 101, 수직꼬리날개(105)에 방향키(103)와 연결된 조종면 엑추에이터(104)가 설치되며,The control surface actuator 104 connected to the direction key 103 is installed on the vertical tail wing 105, 좌/우 수평꼬리날개(106)에도 승강키(102)와 연결된 조종면 엑추에이터(105)가 설치되고,Left and right horizontal tail wing 106 is also provided with a control surface actuator 105 connected to the lifting key 102, 비행선(101)의 중앙 좌/우측에는 프로펠러로 구성되어 추진력을 낼 수 있는 추력시스템인 프로펠러(108)가 장착되는 한편 상기 프로펠러(108)를 상하로 회동시키는 틸팅시스템(201)이 설치되며,At the center left / right side of the airship 101 is equipped with a propeller 108, which is a thrust system that is configured as a propeller capable of generating a propulsion force, while a tilting system 201 is installed to rotate the propeller 108 up and down, 비행선(101)의 하부에는 곤돌라(115)가 설치되고,The gondola 115 is installed below the airship 101, 비행선 기수에는 속도계(109)를 설치하고 상부에는 GPS수신기(110)와 연결된 GPS 안테나(111)를 설치하는 한편 비행선의 곤돌라(115)에는 레이져 고도계(112)와 관성항법센서(113) 및 비행조종컴퓨터(200)를 설치하며,A speedometer 109 is installed on the airship nose and a GPS antenna 111 connected to the GPS receiver 110 is installed on the top of the airship, while the laser altimeter 112 and the inertial navigation sensor 113 and flight control are installed on the gondola 115 of the airship. Install the computer 200, 각 센서 및 프로펠러(108), 틸팅시스템(201) 및 조종면 엑추에이터(104)(107)의 상태를 입력받아 적절한 비행조종 명령을 생성하여 비행선을 조종하는 자동이착륙 프로그램(210)이 탑재된 비행조종컴퓨터(200)를 설치한 것을 특징으로 하는 대형 무인 비행선.A flight control computer equipped with an automatic take-off and landing program 210 for inputting the state of each sensor and propeller 108, tilting system 201, and control surface actuators 104, 107 to generate an appropriate flight control command to steer the airship. Large unmanned airship, characterized in that 200 is installed. 대형 무인비행선(101)의 비행조정 컴퓨터(200)에 탑재되는 자동이착륙 프로그램(210)에 있어서,In the automatic takeoff and landing program 210 mounted on the flight control computer 200 of the large unmanned aerial vehicle 101, 사전에 설정한 자동 이착륙 경로를 메모리에서 읽어내고,Read the preset auto takeoff and landing route from memory, 속도계, GPS수신기, 관성항법센서, 레이져고도계, 틸팅시스템,추력시스템,조종면 액튜에이터를 초기화하고,Initialize speedometer, GPS receiver, inertial navigation sensor, laser altimeter, tilting system, thrust system, pilot plane actuator, 비행선의 고도가 100m 이내이면 자동이륙모드를 수행하고 그 이상이면 자동착륙모드를 수행하게 하고,If the airship's altitude is within 100m, the auto take-off mode will be performed. 비행선의 속도를 센싱하여 8m/s보다 낮으면 틸팅시스템을 작동하고 그 보다 높으면 추력시스템을 작동시키며,It senses the speed of the airship and operates the tilting system if it is lower than 8m / s, and if it is higher, it operates the thrust system. 관성항법센서에서 자세각과 이륙 또는 착륙경로를 센싱하여 자세각과 경로가 유지되는 가를 체크하고,The inertial navigation sensor senses the attitude angle and takeoff or landing path to check whether the attitude angle and route are maintained. 자세각과 경로가 유지되고 고도가 500m이상이면 자동이륙모드를 종료하고 그 이하이면 추력시스템을 정지하여 자동착륙모드를 종료하는 것을 특징으로 하는 대형 무인비행선의 자동 이·착륙 비행장치.An automatic takeoff and landing flight apparatus for a large unmanned aerial vehicle, characterized by terminating the automatic takeoff mode when the attitude angle and the path are maintained and the altitude is 500 m or more, and stopping the thrust system when the altitude is less than or equal to 500 m. 제2항에 있어서, 자동이착륙의 고도신호 사용시 고도가 200m이내이면 레이져고도계의 출력을 사용하고, 고도가 200m이상이면 GPS수신기의 출력신호를 사용 하는 것을 특징으로 하는 대형 무인비행선의 자동 이·착륙 비행장치.3. The automatic takeoff and landing of a large unmanned aerial vehicle according to claim 2, wherein when the altitude signal of the automatic takeoff and landing is used, the laser altimeter is used when the altitude is within 200 m, and the output signal of the GPS receiver is used when the altitude is 200 m or more. Flight device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105573339A (en) * 2016-01-16 2016-05-11 深圳先进技术研究院 Navigation flight system based on rotor airship
CN105607644A (en) * 2016-01-16 2016-05-25 深圳先进技术研究院 Non-obstacle flight system
WO2017214861A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 SZ DJI Technology Co., Ltd. Supporting protocol independent movable object application development
CN107839867A (en) * 2017-12-08 2018-03-27 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 The types of JF 2 transmission of electricity line walking dirigible empennage

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103809600B (en) * 2014-03-04 2016-08-17 北京航空航天大学 A kind of human-computer interactive control system of unmanned airship
KR102106893B1 (en) 2015-03-17 2020-05-06 한국생산기술연구원 Autonomous Flight Control System for Unmanned Micro Aerial Vehicle and Method thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01244997A (en) * 1988-03-25 1989-09-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Automatic landing and guiding device for pilotless aircraft
JPH06247393A (en) * 1993-02-22 1994-09-06 Sky Pia:Kk Automatic airship control device with automated obstacle avoidance device
JP2001175329A (en) * 1999-12-17 2001-06-29 Futaba Corp Radio control system of unmanned flying body utilizing gps
KR100342530B1 (en) * 2000-01-15 2002-06-28 윤종용 Multi-purpose navigation apparatus which operates as dead reckoning navigation and satellite navigation system
KR20020015404A (en) * 2000-08-22 2002-02-28 사태형 Propelling equipment and balloon of airship

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105573339A (en) * 2016-01-16 2016-05-11 深圳先进技术研究院 Navigation flight system based on rotor airship
CN105607644A (en) * 2016-01-16 2016-05-25 深圳先进技术研究院 Non-obstacle flight system
CN105573339B (en) * 2016-01-16 2019-01-11 深圳先进技术研究院 A kind of navigation flight system based on rotor dirigible
WO2017214861A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-21 SZ DJI Technology Co., Ltd. Supporting protocol independent movable object application development
CN107839867A (en) * 2017-12-08 2018-03-27 国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司 The types of JF 2 transmission of electricity line walking dirigible empennage

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