KR20140061184A - 부메랑 제어 장치, 그 제어 방법 및 부메랑 제어 시스템 - Google Patents

부메랑 제어 장치, 그 제어 방법 및 부메랑 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부메랑 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 장치는, 복수의 날개로 구성되는 부메랑의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 이동 예측부와, 상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 제어부를 포함한다.
이에 따라, 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 부메랑의 비행을 제어함으로써 부메랑을 목표 지점에 정확하게 이동시킬 수 있다.

Description

부메랑 제어 장치, 그 제어 방법 및 부메랑 제어 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING OF BOOMERANG, AND BOOMERANG CONTROL SYSTEM}
본 발명은 부메랑 제어 장치, 그 제어 방법 및 부메랑 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자체 비행이 가능한 부메랑을 제어하는 기술이 개시된다.
일반적으로 부메랑은 방향이 다른 복수의 날개로 구성되어 전방으로 던지게 되면 목표물로 날아갔다가 다시 제자리로 돌아오도록 되어 있어 예전에는 이를 사냥을 위한 도구로 사용하였으나 지금은 스포츠용으로 사용하고 있다. 부메랑은 사용자가 부메랑을 던질 때의 물리적 힘에 의해 비행하게 되므로 비행 거리에 한계가 있으며 공기 중의 바람의 영향에 의해 그 방향이 변경될 수 있으므로 사용자마다 부메랑을 던지는 힘과 기술에 따라 부메랑의 비행 경로가 달라지게 된다.
종래에는 부메랑과 관련하여 부메랑의 비행 거리를 연장하기 위하여 부메랑의 구조를 변경하거나, 외부 장치를 이용하여 부메랑에 일정한 물리적 힘을 가하는 기술이 개발되었다. 그러나, 부메랑에 대한 종래의 기술은 사용자의 힘과 기술에 의존하는 경우보다 부메랑의 비행 거리는 연장시켰으나 부메랑을 이동시키고자 하는 목적지가 달라지는 경우에 능동적으로 비행 거리를 연장시킬 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1054275호(2011. 07. 29 등록)에 개시되어 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적인 과제는 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 부메랑의 비행을 제어하는 부메랑 제어 장치, 그 제어 방법 및 부메랑 제어 시스템을 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 장치는, 복수의 날개로 구성되는 부메랑의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 이동 예측부와, 상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개와 연결된 회전축의 각속도 또는 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 감지부는 상기 부메랑의 기울기, 위치, 비행속도 및 각속도 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 속도, 비행 방향 및 비행 자세 중 적어도 하나와 다른 경우 상기 부메랑의 날개와 연결된 회전축의 각속도를 제어하고, 상기 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 방향과 다른 경우 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하고, 상기 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 자세와 다른 경우 상기 부메랑의 날개와 연결된 회전축의 각속도 및 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어할 수 있다.
또한, 네트워크를 통해 상기 부메랑의 이동 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 수신된 이동 정보에 따라 상기 부메랑의 움직임을 제어할 수 있다.
또한, 상기 부메랑에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 처리하는 영상 처리부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 획득한 영상 중 목적지 영상이 추출되면 상기 부메랑을 상기 출발지 방향으로 이동하도록 제어하고, 상기 획득한 영상 중 출발지 영상이 추출되면 상기 부메랑의 움직임을 정지시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부메랑 제어 방법은, 복수의 날개로 구성되는 부메랑의 움직임을 감지하는 단계와, 상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 단계와, 상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개와 연결된 회전축의 각속도 또는 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부메랑 제어 시스템은, 네트워크를 통해 복수의 날개로 구성되는 부메랑에 기 설정된 이동 정보를 송신하는 조정 장치와, 상기 이동 정보를 수신하는 통신부와, 상기 부메랑의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 이동 예측부와, 상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개와 연결된 회전축의 각속도 또는 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 부메랑 제어 장치를 포함한다.
이에 따라, 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 부메랑의 비행을 제어함으로써 부메랑을 목표 지점에 정확하게 이동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 시스템의 구성도,
도 2는 도 1에 포함되는 부메랑 제어 장치의 구성도,
도 3은 도 2에 따른 부메랑 제어 장치를 이용한 제어 방법의 흐름도,
도 4a는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치가 탑재되는 부메랑의 평면도,
도 4b는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치가 탑재되는 부메랑의 단면도,
도 5는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치를 이용한 부메랑의 비행 경로를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 시스템은 조정 장치(10) 및 부메랑 제어 장치(30)를 포함한다. 여기서, 부메랑(20)은 복수의 날개로 구성되어 사용자가 손으로 투척하면 회전력에 의해 날개에 양력이 발생하여 공기 중을 비행하는 비행체를 포함하는 의미로 사용된다. 부메랑 제어 장치(30)는 부메랑(20)에 탑재되어 부메랑(20)의 비행을 제어하는 장치를 의미한다.
조정 장치(10)는 네트워크를 통해 부메랑(20)에 기 설정된 이동 정보를 송신한다. 여기서 기 설정된 이동 정보는 부메랑(20)의 비행 경로, 비행 자세, 비행 속도 등의 움직임 정보를 포괄하는 의미하며, 예를 들어 비행 중인 부메랑(20)에 이동 정보를 송신하면 부메랑(20)이 다시 원위치로 회귀하게 할 수 있다. 또한, 이동 정보는 부메랑(20)이 출발점으로부터 30 미터 비행 후 회귀하게 하거나, 특정 위치 좌표에서 회귀하도록 하는 제어 명령을 포함하나, 이는 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다. 이러한, 조정 장치(10)는 스마트폰, PDA, 태블릿 PC와 같은 휴대용 단말로 구현하는 것이 가능하다.
부메랑 제어 장치(30)는 앞서 설명한 바와 같이 부메랑(20)에 탑재되어 부메랑(20)의 비행을 제어하는 장치이다. 또한, 부메랑 제어 장치(30)는 조정 장치(10)를 통해 이동 정보를 수신하여 부메랑(20)의 비행을 제어하거나, 기 설정된 이동 정보를 저장하여 부메랑(20)의 비행을 자체 제어하는 것도 가능하다. 부메랑 제어 장치(30)에 관한 보다 구체적인 사항은 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 포함되는 부메랑 제어 장치의 구성도이고, 도 3은 도 2에 따른 부메랑 제어 장치를 이용한 제어 방법의 흐름도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 부메랑 제어 장치(200)는 감지부(210), 이동 예측부(220), 제어부(230), 통신부(240) 및 영상 처리부(250)를 포함한다.
감지부(210)는 부메랑의 기울기, 위치, 비행속도 및 각속도 중 적어도 하나를 감지하여 부메랑의 움직임을 감지한다(S310). 예를 들어, 감지부(210)는 가속도 센서, 자이로(gyro) 센서, 기울기 센서, 속도 센서 및 GPS(Global Positioning System) 중 적어도 하나를 포함한다.
다음으로, 이동 예측부(220)는 감지부(210)에서 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 부메랑의 이동 예측 정보를 생성한다(S320). 예를 들어, 이동 예측부(220)는 부메랑의 기울기 정보, 위치 정보 및 속도 정보를 이용하여 부메랑의 비행 속도, 비행 방향 및 비행 자세 중 적어도 하나를 예측할 수 있다. 또한, 이동 예측부(220)는 부메랑의 각속도 정보를 이용하여 부메랑의 날개에서 발생하는 양력을 예측하여 무동력 비행 가능 시간을 예측할 수 있다.
다음으로, 제어부(230)는 이동 예측부(220)에서 생성된 이동 예측 정보에 따라 부메랑의 날개를 제어한다(S330). 즉, 제어부(230)는 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 속도와 다른 경우에는 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어한다. 또한, 제어부(230)는 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 방향과 다른 경우에는 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 자세와 다른 경우에는 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어할 수 있다.
부메랑은 초기에 사용자가 작용한 물리적 힘에 의해 일정 거리를 무동력을 비행할 수 있다. 그러나, 일정 거리를 지나면 바람의 저항 등에 의해 양력이 감소하여 더 이상 비행을 지속할 수 없게 된다. 이 경우, 제어부(230)는 부메랑 내부의 전원 또는 부메랑 날개에 장착된 태양전지 모듈로부터 생성된 전원을 이용하여 부메랑의 날개에 형성된 플랩(flap)의 각도를 변경시켜 비행 속도, 비행 방향 및 비행 자세 등을 제어할 수 있다. 이에 따라, 부메랑을 목표점에 정확히 이동시킬 수 있으며, 무동력인 경우에 비하여 비행 거리를 연장시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부메랑 제어 장치(200)는 통신부(240)를 더 포함할 수 있다. 통신부(240)는 네트워크를 통해 조정 장치부터 부메랑의 이동 정보를 수신한다. 여기서, 이동 정보는 부메랑의 움직임 정보를 포괄하는 의미로 사용된다. 또한, 통신부(240)는 감지부(210)에서 감지된 부메랑의 비행 자세, 비행 속도. 위치에 관한 정보를 조정 장치로 전송할 수 있으며, 이동 예측부(220)에서 예측된 이동 예측 정보를 조정 장치로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(240)는 부메랑의 이동 경로 상의 기지국 또는 단말 등과 데이터 통신이 가능하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부메랑 제어 장치(200)는 영상 처리부(250)를 더 포함할 수 있다. 영상 처리부(250)는 부메랑에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 처리한다. 구체적으로, 부메랑이 회전하면서 이동함에 따라 부메랑에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상은 시점에 따라 촬영 방향이 달라질 수 있다. 이 경우, 영상 처리부(250)는 기 설정된 시간 간격으로 획득된 복수의 영상 중 부메랑이 특정 각도일 때 획득한 영상만을 저장할 수 있다. 또한, 영상 처리부(250)는 감지부(210)를 통해 부메랑의 회전 각도를 감지하여 기 설정된 각도에서만 카메라를 통해 영상을 획득하도록 할 수 있다.
또한, 영상 처리부(250)는 카메라를 통해 획득한 영상 중 기 설정된 출발지 영상 또는 목적지 영상을 추출할 수 있다. 이 경우, 제어부(230)는 목적지 영상이 추출되면 부메랑을 출발지 방향으로 이동하도록 제어하고, 출발지 영상이 추출되면 부메랑의 움직임을 정지시킬 수 있다.
예를 들어, 부메랑이 출발지에서 비행을 시작하여 목적지로 이동하는 경우, 영상 처리부(250)는 카메라를 통해 획득한 영상 중 목적지에 해당하는 특성이 있는 영상을 목적지 영상으로 판단하고, 제어부(230)는 목적지 영상이 추출되면 부메랑이 목적지에 도착했다고 판단하여 출발지로 회귀시킬 수 있다. 또한, 부메랑이 목적지에서 출발지로 이동하는 경우, 영상 처리부(250)는 카메라를 통해 획득한 영상 중 출발지에 해당하는 특성이 있는 영상을 출발지 영상으로 판단하고, 제어부(230)는 출발지 영상이 추출되면 부메랑이 출발지에 도착했다고 판단하여 비행을 정지시킬 수 있다.
도 4a는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치가 탑재되는 부메랑의 평면도이고, 도 4b는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치가 탑재되는 부메랑의 단면도이다.
먼저, 도 4a를 참조하면 부메랑(400)은 본체(410)에 복수의 날개(420)가 연결되며, 본체(410)에는 본 발명의 부메랑 제어 장치가 탑재된다. 이 경우, 본체(410)와 연결된 날개(420)는 복수의 날개(420)는 사용자의 설정에 의해 그 개수와 형상이 달라질 수 있다. 또한, 날개(420)는 플랩(flap)(421)이 형성되어 날개(420)에 발생하는 양력을 조절할 수 있다. 또한, 날개(420)에는 태양전지가 부착될 수도 있다.
도 4b를 참조하면 부메랑(400)은 본체(410)의 하부에 중심축(430)이 연결되어 있으며, 중심축(430) 하부에는 카메라(440)가 형성된다. 부메랑(400)이 무동력으로 비행 중 양력이 감소하는 경우 본체(410)와 연결된 날개(420)의 플랩(421)의 각도를 제어하게 된다. 이에 따라, 부메랑(400)의 날개(420)에는 양력이 발생하여 비행을 할 수 있게 된다. 이 경우, 본체(410) 내부에는 본 발명의 부메랑 제어 장치 외에 배터리를 포함할 수 있으며, 배터리는 부메랑(400)의 제어 신호를 생성하는 전원을 공급하거나, 부메랑(400)의 날개(420) 중 플랩(421)을 구동시키는 전원을 공급할 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 4b에서는 부메랑(400)이 4개의 날개(420)가 원점 대칭형으로 형성된 것을 예로 들었으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 당업자의 설계 변경에 의하여 2개의 날개(420)가 축 대칭형으로 형성되는 것도 가능하다.
도 5는 도 2에 따른 부메랑 제어 장치를 이용한 부메랑의 비행 경로를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 부메랑은 초기에 사용자에 의해 투척되는 위치인 출발지로부터 목적지로 이동하는 제1 경로(①)와 목적지에서 출발지로 회귀하는 제2 경로(②)를 포함한다. 이 경우, 사용자의 설정에 의해 제1 경로(①)만으로 비행 경로가 설정될 수 있다. 또한, 부메랑은 카메라(440)를 통해 출발지의 표식(X)과 목적지의 표식(O)을 촬영할 수 있으며, 제1 경로(①)에서는 목적지 표식(O)이 추출되면 제2 경로(②)로 비행하기 위해 방향을 전환하며, 제2 경로(②)에서는 출발지 표식(O)이 추출되면 비행을 완료하게 된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 부메랑의 비행을 제어함으로써 부메랑을 목표 지점에 정확하게 이동시킬 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
10 : 조정 장치
20 : 부메랑
30 : 부메랑 제어 장치
200 : 부메랑 제어 장치
210 : 감지부
220 : 이동 예측부
230 : 제어부
240 : 통신부
250 : 영상 처리부
400 : 부메랑
410 ; 본체
420 : 날개
421 : 플랩
430 : 중심축
440 : 카메라

Claims (11)

  1. 복수의 날개로 구성되는 부메랑의 움직임을 감지하는 감지부;
    상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 이동 예측부; 및
    상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 부메랑 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지부는,
    상기 부메랑의 기울기, 위치, 비행속도 및 각속도 중 적어도 하나를 감지하는 부메랑 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 속도, 비행 방향 및 비행 자세 중 적어도 하나와 다른 경우 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 부메랑 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    네트워크를 통해 상기 부메랑의 이동 정보를 수신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 이동 정보에 따라 상기 부메랑의 움직임을 제어하는 부메랑 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부메랑에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 처리하는 영상 처리부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 획득한 영상 중 목적지 영상이 추출되면 상기 부메랑을 상기 출발지 방향으로 이동하도록 제어하고, 상기 획득한 영상 중 출발지 영상이 추출되면 상기 부메랑의 움직임을 정지시키는 부메랑 제어 장치.
  6. 부메랑 제어 장치를 이용한 부메랑 제어 방법에 있어서,
    복수의 날개로 구성되는 부메랑의 움직임을 감지하는 단계;
    상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 단계를 포함하는 부메랑 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 부메랑의 움직임을 감지하는 단계는,
    상기 부메랑의 기울기, 위치, 비행속도 및 각속도 중 적어도 하나를 감지하는 부메랑 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 이동 예측 정보가 기 설정된 비행 속도, 비행 방향 및 비행 자세 중 적어도 하나와 다른 경우 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 부메랑 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    네트워크를 통해 상기 부메랑의 이동 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 수신된 이동 정보에 따라 상기 부메랑의 움직임을 제어하는 부메랑 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 부메랑에 탑재된 카메라를 통해 획득한 영상을 처리하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 획득한 영상 중 목적지 영상이 추출되면 상기 부메랑을 상기 출발지 방향으로 이동하도록 제어하고, 상기 획득한 영상 중 출발지 영상이 추출되면 상기 부메랑의 움직임을 정지시키는 부메랑 제어 방법.
  11. 네트워크를 통해 복수의 날개로 구성되는 부메랑에 기 설정된 이동 정보를 송신하는 조정 장치; 및
    상기 이동 정보를 수신하는 통신부와, 상기 부메랑의 움직임을 감지하는 감지부와, 상기 감지된 부메랑의 움직임 정보를 이용하여 상기 부메랑의 이동 예측 정보를 생성하는 이동 예측부와, 상기 생성된 이동 예측 정보에 따라 상기 부메랑의 날개 중 플랩의 각도를 제어하는 제어부를 포함하는 부메랑 제어 장치를 포함하는 부메랑 제어 시스템.
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