KR20150121573A - 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트기기를 소지한 사람이라면 누구든지 무선조종비행기의 조종 연습을 할 수 있게 하고, 서로간 조종 실력을 겨루는 대회를 개최하는 데도 적용 가능하며, 무선조종비행기의 조종 실력을 곧바로 채점받아 실력 향상을 위한 자료로 활용할 수 있으며, 공간상에 설정한 정확한 경로를 따라 조종하는 연습을 하게 하여 무선조종비행기의 정밀한 조종 능력 향상에 기여하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템에 관한 것으로서, 스마트기기의 모션 감지 신호를 중계하여 무선조종비행기를 조종하게 하고, 미리 지정된 비행경로가 사이를 지나가도록 서로 마주하는 2개의 폴대(11)를 수직으로 지면에 세우고, 사전 약속된 신호를 무선주파수 신호로 발신하는 위치신호 발신기(12)를 2개의 폴대(11)에 각각 하나씩 설치한 임무수행대(10)를 이용하여서 무선조종비행기의 비행에 대해 채점하며, 채점 결과를 스마트기기에 통보한다.

Description

스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템{RADIO-CONTROLLED AIRPLANE CONTROL ABILITY TEST SYSTEM}

본 발명은 스마트기기를 소지한 사람이라면 누구든지 무선조종비행기의 조종 연습을 할 수 있게 하고, 서로간 조종 실력을 겨루는 대회를 개최하는 데도 적용 가능하며, 무선조종비행기의 조종 실력을 곧바로 채점받아 실력 향상을 위한 자료로 활용할 수 있으며, 공간상에 설정한 정확한 경로를 따라 조종하는 연습을 하게 하여 무선조종비행기의 정밀한 조종 능력 향상에 기여하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템에 관한 것이다.

무선조종비행기는 무선 전파를 통하여 원격 조종하는 비행기로서, 군사용으로 개발되었으나 최근에는 민간인도 소위 RC비행기라고 불려지는 소형 무선조종비행기를 쉽게 제작할 수 있는 환경이 조성되어 동호회까지 결성하는 등의 활성화 추세에 있다.

이러한 무선조종비행기는 지상의 조종사가 원격조종장치로 조종하게 되어 있으며, 최근, 스마트폰에 관련 어플리케이션을 설치하여 원격조종하게 제작되기도 한다.

하지만, 무선조종비행기는 공중을 나는 비행체인만큼, 주변에 장애물이 없는 넓은 들판이나 공원에서 연습하여 실력이 충분히 향상된 이후에나 비교적 좁은 공간이나 장애물이 있는 지역에서 이용할 수 있게 된다.

여기서, 조종 실력은 이착륙 기술도 중요하지만 무선조종비행기를 원하는 비행경로를 따라 궤적을 그리며 비행시키는 능력이 더욱 요구된다. 이는, 높은 고도로 자동항법장치를 이용하여 조종하는 일반 항공기와는 다르게, 주변에 나무, 건물, 다리 등의 장애물과 충돌할 수 있는 저고도에서 수동으로 조종하여야 하기 때문이다.

그렇지만, 종래에는 이런 무선조종비행기의 조종 능력을 향상시킬 수 있는 시설 또는 장치를 찾아볼 수 없어서, 원하는 비행경로를 마음속으로 허공에 그리며 조종 연습하거나 아니면 특정 장애물의 주변을 지나가게 하는 등을 연습방법을 주로 사용하였다.

한편, 자동차 운전연습 시스템 또는 완구 제어 시스템에 관련된 기술은 예를 들어, 공개특허 제10-2005-0057817호 및 등록특허 제10-0687110호 등에서 개시되었다. 하지만, 무선조종비행기는 허공을 나는 것으로서, 지상을 달리는 자동차나 완구와는 다르게 정밀한 조종을 요구하여서, 상기 종래기술들로는 연습하기 어렵다.

또한, 비행 코스에 가상 장애물을 출현시켜 비행연습하게 하는 공개특허 제10-2010-0137413호가 개시되었으나, 가상 장애물을 조종사에게 보여주기 위한 고가의 장비가 필요하고, 장애물이 가상현실로 구현되어 무선조종비행기를 공중에 날리는 실제 환경과 괴리감이 있다. 이에, 실제 환경에서 추가 연습하여야 하였다.

KR 10-2005-0057817 A 2005.06.16. KR 10-0687110 B1 2007.02.20. KR 10-2010-0137413 A 2010.12.30.

이에, 본 발명은 누구나 쉽게 무선조종비행기를 조종하며 연습할 수 있고, 정확한 비행 경로를 따라 조종하는 능력을 향상시킬 수 있는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템에 있어서, 미리 지정된 비행경로가 사이를 지나가도록 서로 마주하는 2개의 폴대(11)를 수직으로 지면에 세우고, 사전 약속된 신호를 무선주파수 신호로 발신하는 위치신호 발신기(12)를 2개의 폴대(11)에 각각 하나씩 설치한 임무수행대(10); 중계기(20)와 근거리 무선통신으로 연결되게 하고 스마트기기(10)에 구비된 모션감지센서로 감지한 모션정보를 중계기(20)에게 전송하는 어플리케이션이 탑재되어 실행되는 스마트기기(50); 중계기(20)와 무선통신으로 연결되며, 중계기(20)의 중계로 수신하는 모션정보에 따라 비행하고, 임무수행대(10)를 지날 시에 위치신호 발신기(12)로부터 수신하는 사전 약속된 신호에 근거한 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 중계기(20)에게 송신하는 무선조종비행기(30); 스마트기기(50)와 무선조종비행기(30) 간의 모션정보를 중계하며, 무선조종비행기(30)로부터 수신받는 위치정보에 근거하여 무선조종비행기(30)가 2개의 폴대(11) 사이를 통과하였는지 여부를 판단하여 채점하며, 채점 결과를 스마트기기(50)에 송신하는 중계기(20); 를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 사전 약속된 신호는 사전 약속된 신호를 발신할 시의 시각과 위치신호 발신기(12)에 부여된 식별 아이디를 포함하고, 상기 무선조종비행기(30)는 위치신호 발신기(12)로부터 수신하는 상기 사전 약속된 신호의 시각과 상기 사전 약속된 신호를 수신한 시각 사이의 시간 차이에 근거하여 각각의 위치신호 발신기(12)와의 거리를 산출하고, 산출한 거리와 식별 아이디를 포함하는 위치정보를 중계기(20)에 송신하며, 상기 중계기(20)는 수신한 위치정보의 거리 값 및 복수의 위치신호 발신기(12)의 배치정보에 근거하여 무선조종비행기(30)가 2개의 폴대(11) 사이를 통과하였는지 여부를 판단하여 채점함을 특징으로 한다.

상기 2개의 폴대(11)에는 최저 비행높이와 최고 비행높이 사이를 육안으로 식별가능하게 표시한 통과 대역 표시부(13)가 구비되며, 상기 중계기(20)는 상기 통과 대역 표시부(13)로 표시된 높이로 무선조종비행기(30)가 통과할 시에 통과한 것으로 채점함을 특징으로 한다.

상기 임무수행대(10)는 미리 지정된 비행경로 상에 간격을 두고 복수개로 설치되되, 각각의 임무수행대(10)에 있어서, 위치신호 발신기(12)는 각 폴대(11)의 하단에 1개씩 설치되고 각 폴대(11)의 하단에 설치한 것과 3각 배열되도록 지면에 1개가 추가 설치되며, 상기 중계기(20)는 복수 위치신호 발신기(12)로부터의 거리에 근거한 무선조종비행기(30)의 위치 및 위치 변동에 따른 궤적에 따라 2개의 폴대(11) 사이를 통과하는지 여부, 통과 대역 표시부(13)로 표시된 높이로 통과하는지 여부 및 통과 대역 표시부(13)에서 벗어나 정도를 평가항목으로 하여 상기 임무수행대(10) 별로 채점하고 합산함을 특징으로 한다.

상기 위치신호 발신기(12)는 2개의 폴대(11) 상부측에 각각 하나씩 설치하되, 서로 마주하는 방향을 향한 미리 설정된 방위각 내로 지향하여 상기 사전 약속된 신호를 방사하고, 상기 무선조종비행기(30)는 상기 사전 약속된 신호의 수신 여부로 위치를 파악한 위치정보를 중계기(20)에 송신하며, 상기 중계기(20)는 상기 무선조종비행기(30)로부터 수신한 위치정보에 근거하여 2개의 위치신호 발신기(12)로부터 각각 사전 약속된 신호를 수신한 경우에 폴대 사이를 통과한 것으로 채점함을 특징으로 한다.

상기 사전 약속된 신호는 사전 약속된 신호를 방사할 시의 시각과 위치신호 발신기(12)에 부여된 식별 아이디를 포함하고, 상기 무선조종비행기(30)는 상기 사전 약속된 신호의 시각과 상기 사전 약속된 신호를 수신한 시각 사이의 차이에 근거하여 각각의 위치신호 발신기(12)와의 거리를 산출하고, 산출한 거리를 위치정보에 포함시켜 중계기(20)에 송신하며, 상기 중계기(20)는 거리에 따른 점수를 추가하여 채점함을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 스마크기기 소지자라면 누구나 쉽게 무선조종비행기를 조종 연습할 수 있게 구성되고, 조종한 상황을 곧바로 평가받아 실력 향상에 유용하게 활용될 수 있으며, 폴대로 비행 경로를 지정하여 정확한 비행경로를 따라 조종하는 환경을 제공하고, 위치신호 발신기로 정확히 비행 경로를 체크함으로써 정밀한 모션제어를 필요로 하는 무선조종비행기의 조종 연습에 적합하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템의 설치 상태도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템의 데이터 통신 및 그에 따른 시스템 운용을 설명하기 위한 무선조종비행기(30), 중계기(20) 및 스마트기기(50)의 블록구성도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템에 있어서, 임무수행대(10)를 확대 도시한 도면.
도 4는 도 3에 도시한 임무수행대(10)를 통과 방향에서 바라본 상부측 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템의 설치 상태도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템은 미리 지정된 비행경로(c) 상에 간격을 두고 복수개로 지면에 설치되는 임무수행대(10), 무선신호로 제어되는 무선조종비행기(30, radio control airplane), 원격 조종사가 무선조종비행기(30)를 조종하기 위한 조종신호를 입력하도록 구성되는 스마트기기(50), 스마트기기(50)에 입력된 조종신호를 중계하여 무선조종비행기(30)를 원격 조종하게 하고 무선조종비행기(30)가 임무수행대(10)를 지날 때의 비행경로를 판단하여 채점하고 채점결과를 스마트기기(50)에게 통보하는 중계기(20), 스마트기기(50)에 의해 접속되며 원격 조종사별로 개인 채점결과를 수집하는 서버(40)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 원격 조종사가 무선조종비행기(30)를 스마트기기(50)로 원격 조종하게 하여 임무수행대(10)를 순차적으로 통과시키게 하고, 이를 평가하여 채점한 결과를 원격 조종사에게 통보함으로써, 무선조종비행기에 대한 조종 연습, 조종 대회 개최, 조종 능력 평가 등의 다양한 용도로 활용할 수 있다.

이를 위한 임무수행대(10), 중계기(20), 무선조종비행기(30), 서버(40) 및 스마트기기(50)에 대해서, 상기 도 1과, 무선조종비행기(30), 중계기(20) 및 스마트기기(50)의 블록구성도를 도시한 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 임무수행대(10)는 서로 마주하도록 지면에 수직으로 세운 2개의 폴대(11)와, 사전 약속된 신호를 각각 무선주파수 신호로 발신하는 복수의 위치신호 발신기(12)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 제1 실시예에 있어서, 상기 사전 약속된 신호는 시각 및 식별 아이디를 포함한 시각정보로 이루어진다.

여기서, 상기 미리 지정된 비행경로는 2개의 폴대(11) 사이를 지나가도록 함으로써, 역으로, 2개의 폴대(11) 사이를 통과하면 상기 미리 지정된 비행경로를 따라 비행한 것이 된다.

그리고, 상기 위치신호 발신기(12)는 각각 시각정보를 주기적으로 발신함으로써, 임무수행대(10)를 지나가는 무선조종비행기(30)가 시각정보를 수신하여 위치신호 발신기(12)까지를 거리를 산출할 수 있게 한다. 그리고, 복수의 위치신호 발신기(12)는 고정된 위치에 있으므로, 위치신호 발신기(12) 별로 산출한 거리에 근거하여 무선조종비행기(30)의 위치를 획득할 수 있게 한다.

일반적으로 3차원 공간 상의 비행체 위치를 측정하기 위해서는 상호 이격되게 설치한 적어도 4개 이상의 위치신호 발신기(12)가 필요하지만, 도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 지면 상에 설치되므로 3개만 설치하여도 된다. 즉, 각 폴대(11)의 하단에 1개씩의 위치신호 발신기를 설치하여 지면 상에 있게 하고, 각 폴대(11)의 하단에 설치한 것과 3각 배열되도록 지면에 1개의 위치신호 발신기를 설치하는 것이다. 그렇지만, 시각의 오차 등을 보정하기 위해서는 위치신호 발신기(12)의 개수가 많을수록 좋다.

상기 시각정보로 이루어지는 사전 약속된 신호에 대해 부연 설명하면, 시각정보에 포함된 시각은 시각정보를 송신할 때의 시각이고, 식별 아이디는 임무수행대의 식별자와 임무수행대에 복수개로 구비된 각 위치신호 발신기의 식별자를 포함하여서 어느 임무수행대에서 어느 위치신호 발신기로부터 발신한 시각정보인지를 알 수 있게 하는 아이디이다.

한편, 임무수행대(10)에서 서로 마주하는 2개의 폴대(11)에는 각각 최저 비행높이와 최고 비행높이 사이를 육안으로 식별가능하게 표시한 통과 대역 표시부(13)가 구비된다. 도 1에 따르면 상기 통과 대역 표시부(13)는 상기 미리 지정된 경로의 고도를 원격 조종사가 육안으로 식별할 수 있도록 2개의 폴대(11)에 도색하였으며, 이에, 원격 조종사는 무선조종비행기(30)를 도색 범위의 고도로 2개의 폴대(11) 사이를 통과하도록 조종하게 되고, 폴대 사이를 통과시킬 시에 상기 미리 지정된 경로로 비행하였는지 그 여부는 인지할 수 있게 된다.

또한, 상기 폴대(11)는 상하로 높이 조절하여 상기 통과 대역 표시부(13)의 높이를 조절하게 하는 것이 좋다. 이때, 폴대(11)의 하단에 설치하는 위치신호 발신기(12)는 지면에 닿거나 또는 지면에 가깝게 되도록 상기 통과 대역 표시부(13)가 형성된 상부만 올리거나 낮추게 하는 것이 좋다.

상기 무선조종비행기(30)는 상기 임무수행대(10)의 위치신호 발신기(12)에서 발신하는 시각정보(즉, 사전 약속된 신호)를 수신하는 RF수신기(31), 중계기(20)와 중장거리 무선통신하는 중장거리 통신모듈(33) 및 중장거리 통신모듈(33)로부터 수신하는 모션정보에 따라 비행하도록 자세제어 및 동력 제어를 수행하고 RF수신기(31)로 수신하는 시각정보에 근거하여 위치신호 발신기(12)와의 거리를 획득한 후 위치신호 발신기(12)와의 거리 값과 시각정보에 포함된 식별 아이디를 포함하는 위치정보를 중장거리 통신모듈(33)을 통해 중계기(20)에 송신하는 컨트롤러(32)를 포함하여 구성된다. 물론, 상기 무선조종비행기(30)는 공중을 비행하여야 하므로, 비행에 필요한 동력장치 및 비행자세를 제어하는 자세제어수단을 포함한다.

여기서, 상기 위치신호 발신기(12)는 시각정보를 초음파로 발신하도록 구성하여도 되며, 이경우에, 상기 RF수신기(31)는 초음파 수신기로 구성한다.

상기 중장거리 통신모듈(33)은 비행경로와 중계기(20)의 위치에 따라 적절한 통신거리를 확보할 수 있는 통신모듈로 채용하면 된다. 후술하는 스마트기기(50)와 중계기(20) 간의 근거리 무선통신보다 통신거리가 상대적으로 크다는 의미에서 중장거리 무선통신으로 기술하였으며, 예를 들어, 중계기(20)를 중심으로 1Km 반경 내의 통신범위가 가능한 지그비 통신모듈를 채용할 수 있다.

상기 컨트롤러(32)에 의해 획득하는 위치정보의 거리 값은 중계기(20)로부터 수신한 모션정보에 따라 비행하여 임무수행대(10)를 지날 때에 임무수행대(10)의 복수 위치신호 발신기(12)로부터 각각 수신하는 시각정보의 시각(시각정보를 발신한 시점의 시각)과 시각정보를 수신한 시점의 시각의 시간 차에 근거하여 산출한 거리 값으로서, 시각정보에 포함된 식별 아이디로 구분한다. 즉, 위치신호 발신로부터 무선조종비행기(30)까지의 전파 도달 시간과 전파속도에 근거하여 위치신호 발신기(12)와의 거리를 획득할 수 있다. 여기서, 시각정보에는 임무수행대의 식별자와 위치신호 발신기의 식별자를 포함하므로, 시각정보에 따라 획득하는 위치정보는 임무수행대별로 구분함은 물론이고 임무수행대에 포함된 복수의 위치신호 발신기별로 구분하여 생성된다.

여기서, 위치정보라 함은 거리 값으로부터 위치를 파악할 수 있다는 점에서 거리정보의 의미로 사용된다.

이때, 상기 컨트롤러(32)는 임무수행대(10)마다 시각정보를 수신하여 획득하는 위치정보의 거리 값이 미리 설정된 거리 미만인 경우에만 획득한 위치정보를 중계기(20)에 전송한다. 즉, 임무수행대(10)의 위치신호 발신기(12)에서 발신한 신호의 전파 가능거리(또는 통신범위)가 임무수행대(10) 간격의 1/2보다 클 경우에 이미 지나간 임무수행대(10)에서 발신한 시각정도에 대해서도 위치정보를 불필요하게 획득하기 때문이다. 이에, 상기 컨트롤러(32)는 무선조종비행기(30)가 임무수행대(10)의 근방에서 미리 설정된 거리 미만으로 비행할 때에 획득한 위치정보만 선별하여 중계기(20)에 전송하도록 프로그램적으로 구성된다.

다른 방편으로, 임무수행대(10)의 위치신호 발신기(12)에서 발신하는 신호의 통신범위(또는 전파 거리)가 상기 미리 설정된 거리 미만으로 되도록 설정하여도 된다.

한편, 상기 컨트롤러(32)는 상기 미리 설정된 거리에 따라 위치정보를 선별함과 아울러, 동일한 임무수행대(10)에 속한 복수 위치신호 발신기(12)에서 주기적으로 시각정보를 발신함에 따라 위치정보를 반복하여 생성하더라도 복수의 위치신호 발신기(12)에 대해 획득한 거리의 평균을 산출하여 최소가 되는 위치정보를 추가로 선별함으로써, 하나의 임무수행대(10)를 지나갈 때마다 하나의 위치정보만 중계기(20)에게 전송하도록 프로그램적으로 구성하여도 된다. 하지만, 임무수행대(10)를 지나가는 비행 궤적에 대해서도 채점하기 위해, 본 발명의 실시예에는 복수 위치신호 발신기(12)에서 주기적으로 발신함에 따라 반복하여 획득한 위치정보를 모두 중계기(20)에 전송한다.

이와 같이 제어동작하는 상기 컨트롤러(32)는 무선조종비행기에서 일반적으로 많이 사용하는 아두이노 키트(Arduino Kit)로 구성할 수 있다. 아두이노 키트는 하드웨어를 용도에 따라 사용자가 직접 제작할 수 있고 프로그래밍을 위한 소프트웨어의 제작도 무료로 제공받을 수 있어서, 비행 연습, 조종 대회 개최, 조종 능력 평가 등을 위한 본 발명을 저렴한 비용으로 용이하게 구현하는 데 적합하다고 하겠다. 하지만, 상기 컨트롤러(32)는 아두이노 키트만으로 제작하는 것에 한정되는 것은 아니며, 다른 종류의 마이크로 프로세서를 이용하여 구성 가능하다.

상기 스마트기기(50)는 중계기(20)와 근거리 무선통신으로 연결할 수 있는 근거리 통신모듈(51), 스마트기기(50)의 움직임을 감지하는 모션감지센서(53), 이동통신망을 통해 서버(40)와 데이터통신이 가능한 이동통신모듈(52) 및 터치스크린(55)를 구비하고, 어플리케이션을 탑재(설치)하여 실행할 수 있는 어플리케이션 실행부(54)도 구비하는 구성요소로서, 이동통신단말기로 사용되는 스마트폰이나 또는 테블릿으로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 어플리케이션은 스마트기기(50)에 장착된 구성요소들을 활용하여 실행되며, 구체적으로는, 근거리 무선통신으로 중계기(20)와 통신하도록 동작하고, 스마트기기(50)에 구비된 모션감지센서(53)로 감지한 모션정보를 취득하여 중계기(20)에 전송하며, 중계기(20)로부터 전송받는 정보(채점결과)를 터치스크린(55)에 출력하여 스마트기기(50) 사용자인 원격 조종사에게 보여주고, 이동통신모듈(52)을 통해 서버(40)에 접속하여 정보(채점결과)를 업로드한다.

상기 근거리 통신모듈(51)은 일반적으로 스마트기기(50)에 장착되는 블루투스(Bluetooth) 통신모듈로 이루어질 수 있으며, 이에, 후술하는 중계기(20)의 근거리 통신모듈(51)도 블루투스 통신모듈로 구성된다.

상기 모션감지센서(53)는 스마트기기(50)에 구비된 자이로센서, 또는 가속도센서로 이루어질 수 있으며, 상기 어플리케이션은 원격 조종사가 스마트기기(50)를 전후 좌우로 기울기는 모션을 무선조종비행기(30)의 자세제어신호로 받아들인다.

한편, 모션감지센서(53)로 자세제어신호를 입력하는 것이 아니라, 터치스크린(55)에 제어키를 출력하고 제어키를 입력하게 하는 것도 가능하다.

이와 같이 스마트기기(50)에 상기 어플리케이션을 설치한 후 중계기(20)에서 블루투스 통신에 의해 스마트기기(50)를 인식하게 함으로써, 후술하는 중계기(20)의 중계에 의해 무선조종비행기(30)를 스마트기기(50)로 원격 조정할 수 있다.

상기 중계기(20)는 무선조종비행기(30)와 무선통신하기 위한 중장거리 통신모듈(21), 스마트기기(50)와 근거리 무선통신하기 위한 근거리 통신모듈(23) 및 스마트기기(50)와 무선조종비행기(30) 간의 모션정보를 중계하고 무선조종비행기(30)로부터 수신받는 위치정보(또는 거리정보)에 근거하여 무선조종비행기(30)의 비행경로를 파악하고 비행경로에 따라 채점하며, 채점결과를 스마트기기(50)에 통보하는 컨트롤러(22)를 포함한다.

여기서, 상기 컨트롤러(22)는 무선조종비행기(30)로부터 수신받는 위치정보, 임무수행대(10) 별로 구비된 복수의 위치신호 발신기(12)의 배치정보, 및 폴대(11)의 높이(상기 통과 대역 표시부의 높이)에 근거하여 2개의 폴대(11)를 기준으로 무선조종비행기(30)의 실제 비행궤적를 획득하고, 실제 비행궤적에 따라 채점한다.

이때, 채점은 임무수행대(10) 별로 채점한 후 합산하는 방식으로 이루어진다.

각각 임무수행대(10) 별로 채점하기 위해서, 먼저, 소정의 간격으로 배치된 복수 위치신호 발신기(12)를 기준점으로 하여 각각의 위치신호 발신기(12)로부터 무선조종비행기(30)까지의 거리에 의해 무선조종비행기(30)의 위치를 산출하고, 주기적 시각정보에 따라 반복하여 위치정보 별로 산출한 무선조종비행기(30)의 위치에 근거하여 비행궤적을 획득한다. 복수의 위치신호 발신기(12)와 무선조종비행기(30) 사이의 거리에 근거하여 위치신호 발신기(12)를 기준점으로 한 무선조종비행기(30)의 위치는 예를 들어 GPS에 적용된 공지된 기술에 의해서 획득할 수 있으므로, 상세 설명을 생략한다.

이에, 2개의 폴대(11) 높이 및 통과 대역 표시부(13)의 높이도 적용하여 2개의 폴대(11) 사이를 통과하였는지 여부, 통과 대역 표시부(13)로 표시된 높이로 통과하였는지 여부 및 통과 대역 표시부(13)에서 벗어난 정도에 따라 채점하고, 임무수행대(10) 간의 이동 소요 시간 크기에 따라 채점하여서, 항목별 점수를 합산함으로써 임무수행대(10) 별로 채점결과를 얻는다.

이와 같이 얻은 채점결과는 근거리 통신모듈을 통해 스마트기기(50)에 통보되어서, 스마트기기(50)로 원격 조종한 사람이 인지하게 되며, 스마트기기(50)는 통보받은 채점결과를 상기 서버(40)에 업로드하게 된다.

그리고, 상기 서버(40)는 채점 결과를 데이터베이스화하고, 개인별 채절결과, 개인별 채점결과에 따른 순위, 개인별 채점결과 이력을 상기 어플리케이션을 설치한 스마트기기로 조회할 수 있게 한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템에 있어서, 임무수행대(10)를 확대 도시한 도면이고, 도 4는 임무수행대(10)를 통과 방향에서 바라본 상부측 정면도이다.

본 발명의 제2 실시예는 본 발명의 제1 실시예처럼 복수 임무수행대(10), 중계기(20), 무선조종비행기(30), 서버(40) 및 스마트기기(50)를 포함하여 구성되며, 이하, 본 발명의 제1 실시예와 차이나는 부분만 설명한다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 임무수행대(10)는 미리 지정된 비행경로가 사이를 지나가도록 지면에 수직으로 세운 서로 마주하는 2개의 폴대(11) 및 2개의 폴대(11) 상부측에에 각각 하나씩 설치되되 서로 마주하는 방향을 지향하여 시각정보(시각 및 식별 아이디를 포함하는 정보)를 무선주파수로 방사하는 위치신호 발신기(12)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 위치신호 발신기(12)는 시각정보를 발신하기 위한 안테나를 지향성 안테나(directional antenna)로 구비하고, 마주하는 상대측 위치신호 발신기를 지향하여 시각정보를 방사한다. 여기서, 지향성 안테나라고 하여도, 소정의 방위각(A) 범위 내에서 신호를 수신할 수 있도록 그 방사하는 범위가 미리 설정되어 있다.

이와 같이 2개의 폴대(11)에 지향성 안테나를 구비한 위치신호 발신기(12)를 설치함에 따라, 중계기(20)의 중계에 의해 무선 조종되는 무선조종비행기(30)는 위치신호 발신기(12) 사이를 지나가면 2개의 위치신호 발신기(12)에서 각각 발신한 시각정보를 모두 수신할 수 있고, 무선조종비행기(30)는 위치신호 발신기(12) 사이를 지나가지 아니하면 2개의 위치신호 발신기(12) 중에 어느 하나로부터 시각정보를 수신할 수 있다. 또한, 수신 거리가 너무 먼 경우, 비해 고도가 신호를 수신할 수 있는 범위를 벗어난 경우에는 2개의 위치신호 발신기(12)에서 각각 발신한 시각정보를 하나도 수신하지 못할 수 있다.

이에, 무선조종비행기(30)는 시각정보를 수신하여 산출할 수 있게 된 거리 값을 포함하는 위치정보를 중계기(20)에 전송하게 된다. 즉, 시각정보를 수신한다는 것은 거리값을 1개나 아니면 2개를 획득하게 된다는 것이므로, 1개의 거리값이나 아니면 2개의 거리값을 포함한 거리 값을 포함하는 위치정보를 중계기(20)에 전송하게 된다. 이때 위치정보는 거리 값 이외에도 제1 실시예처럼 식별 아이디를 포함한다.

그리고, 중계기(20)는 무선조종비행기(30)로부터 전송받은 위치정보가 1개의 거리값만 포함되는 경우 통과하지 못하고 2개의 거리값을 모두 포함하는 경우에만 통과한 것으로 채점한다.

이에 대해서 도 4를 참조하면, 2개의 폴대(11)에 각각 1개씩 설치한 2개의 위치신호 발신기(12)는 서로 마주하는 방향으로 시각정보를 방사하되, 소정의 방위각(A)을 갖는 방사 범위 내에서 시각정보를 수신하도록 방사하므로, 2개의 위치신호 발신기(12)로부터 동시에 시각정보를 받을 수 있는 동시 수신 영역(Z)은 2개의 폴대(11) 사이에 형성된다.

상기 도 4에 방위각(A)으로 표시한 수신 가능 방향은 원뿔 형상으로 가정하였으며, 이에, 동시 수신 영역(Z)은 2개의 폴대(11)를 동시에 수직으로 절단하는 단면도 상에 마름모 형태로 나타난다.

이와 같이 통과한 것으로 채점하기 위해 형성되는 통과 면이 마름포 형태로 나타나므로, 비행 고도가 위치신호 발신기(12)의 높이와 비교적 차이가 있더라도 중앙에 가깝게 통과하면 통과한 것으로 간주하고, 비행 고도가 위치신호 발신기(12)의 설치 높이와 비교적 차이가 적더라도 폴대(11)에 너무 가깝게 통과하면 페널티를 주어 통과하지 아니한 것으로 간주한다. 그리고, 고도가 거의 정확하면 폴대에 가깝더라도 통과한 것으로 간주하게 된다. 즉, 폴대 사이를 통과할 시에 고도의 정확성과 폴대와 근접 여부에 따라 채점한다.

그런데, 무선조종비행기(30)는 위치신호 발신기(12)에서 주기적으로 발신하는 시각정보를 수신할 때마다 위치정보를 생성하여 중계기(20)에 전송하므로, 상기 중계기(20)는 위치정보 중에서 거리값이 최소인 위치정보를 선별한 후, 선별한 위치정보에 대해서 상기 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 통과여부를 판단한다.

한편, 상기 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 동시 수신 영역(Z)의 통과 여부만으로 채점한다면 위치신호 발신기(12)는 사전 약속된 신호, 즉, 예를 들면 발신기의 식별 아이디만을 포함한 신호를 발신하고, 무선조종비행기(30)는 수신한 신호의 개수만 채크함으로써 상기 동시 수신 영역(Z)에 들었는지 아니면 벗어났는지를 나타내는 위치정보를 알 수 있다. 그리고, 중계기(20)는 수신받는 위치정보에 따라 상기 동시 수신 영역(Z)의 통과여부를 판단하여 채점할 수 있다.

그렇지만, 통과 여부 외에도 통과하지 못하였지만 통과할 시에 폴대와의 거리에 따라 점수를 다르게 책정하거나 또는 통과할 시에도 위치신호 발신기(12) 사이의 중앙점에서 벗어난 정도에 따라 점수를 다르게 책정한다면, 상술한 바와 같이 위치신호 발신기(12)는 신호를 방사할 때의 시각을 포함한 신호를 발신하고, 중계기(20)는 통과할 시의 위치에 따른 점수와 통과하지 못할 시의 위치에 따른 점수를 부여하는 것이 좋다.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에서도, 제1 실시예처럼 중계기(20)는 임무수행대별로 구분된 위치정보, 즉, 식별 아이디로 구분된 위치정보를 수신하여 채점하므로, 임무수행대별로 채점한 결과를 합산하여서 미리 지정된 비행경로 전체에 대해서 채점한다.

또한, 상기 도 3 및 도 4에는 도시하지 아니하였지만, 상기 동시 수신 영역(Z)의 높이를 육안을 알아볼 수 있도록 제1 실시예처럼 통과 대역 표시부(13)를 구비하는 것이 좋다.

한편, 상기 도 4에 방위각(A)으로 표시한 수신 가능 방향은 원뿔 형상의 입체각으로 가정하였으나, 실제 지향성 안테나는 성능에 따라서는 정확한 원뿔 형상이 되지 아니한다. 이에 따라, 통과면에 형성되는 동시 수신 영역(Z)도 정확한 마름모 형태가 되지 아니할 수 있지만, 통과 여부를 판단하기 위한 동시 수신 영역(Z)으로 사용하기에 무리는 없다.

이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

10 : 임무수행대 11 : 폴대 12 : 위치신호 발신기
13 : 통과 대역 표시부
20 : 중계기
30 : 무선조종비행기
40 : 서버
50 : 스마트기기

Claims (6)

1. 미리 지정된 비행경로가 사이를 지나가도록 서로 마주하는 2개의 폴대(11)를 수직으로 지면에 세우고, 사전 약속된 신호를 무선주파수 신호로 발신하는 위치신호 발신기(12)를 2개의 폴대(11)에 각각 하나씩 설치한 임무수행대(10);
   중계기(20)와 근거리 무선통신으로 연결되게 하고 스마트기기(10)에 구비된 모션감지센서로 감지한 모션정보를 중계기(20)에게 전송하는 어플리케이션이 탑재되어 실행되는 스마트기기(50);
   중계기(20)와 무선통신으로 연결되며, 중계기(20)의 중계로 수신하는 모션정보에 따라 비행하고, 임무수행대(10)를 지날 시에 위치신호 발신기(12)로부터 수신하는 사전 약속된 신호에 근거한 위치정보를 획득하고, 획득한 위치정보를 중계기(20)에게 송신하는 무선조종비행기(30);
   스마트기기(50)와 무선조종비행기(30) 간의 모션정보를 중계하며, 무선조종비행기(30)로부터 수신받는 위치정보에 근거하여 무선조종비행기(30)가 2개의 폴대(11) 사이를 통과하였는지 여부를 판단하여 채점하며, 채점 결과를 스마트기기(50)에 송신하는 중계기(20);
   를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 사전 약속된 신호는 사전 약속된 신호를 발신할 시의 시각과 위치신호 발신기(12)에 부여된 식별 아이디를 포함하고,
   상기 무선조종비행기(30)는 위치신호 발신기(12)로부터 수신하는 상기 사전 약속된 신호의 시각과 상기 사전 약속된 신호를 수신한 시각 사이의 시간 차이에 근거하여 각각의 위치신호 발신기(12)와의 거리를 산출하고, 산출한 거리와 식별 아이디를 포함하는 위치정보를 중계기(20)에 송신하며,
   상기 중계기(20)는 수신한 위치정보의 거리 값 및 복수의 위치신호 발신기(12)의 배치정보에 근거하여 무선조종비행기(30)가 2개의 폴대(11) 사이를 통과하였는지 여부를 판단하여 채점함을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 2개의 폴대(11)에는 최저 비행높이와 최고 비행높이 사이를 육안으로 식별가능하게 표시한 통과 대역 표시부(13)가 구비되며,
   상기 중계기(20)는 상기 통과 대역 표시부(13)로 표시된 높이로 무선조종비행기(30)가 통과할 시에 통과한 것으로 채점함을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 임무수행대(10)는 미리 지정된 비행경로 상에 간격을 두고 복수개로 설치되되, 각각의 임무수행대(10)에 있어서, 위치신호 발신기(12)는 각 폴대(11)의 하단에 1개씩 설치되고 각 폴대(11)의 하단에 설치한 것과 3각 배열되도록 지면에 1개가 추가 설치되며,
   상기 중계기(20)는 복수 위치신호 발신기(12)로부터의 거리에 근거한 무선조종비행기(30)의 위치 및 위치 변동에 따른 궤적에 따라 2개의 폴대(11) 사이를 통과하는지 여부, 통과 대역 표시부(13)로 표시된 높이로 통과하는지 여부 및 통과 대역 표시부(13)에서 벗어나 정도를 평가항목으로 하여 상기 임무수행대(10) 별로 채점하고 합산함을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 위치신호 발신기(12)는 2개의 폴대(11) 상부측에 각각 하나씩 설치하되, 서로 마주하는 방향을 향한 미리 설정된 방위각 내로 지향하여 상기 사전 약속된 신호를 방사하고,
   상기 무선조종비행기(30)는 상기 사전 약속된 신호의 수신 여부로 위치를 파악한 위치정보를 중계기(20)에 송신하며,
   상기 중계기(20)는 상기 무선조종비행기(30)로부터 수신한 위치정보에 근거하여 2개의 위치신호 발신기(12)로부터 각각 사전 약속된 신호를 수신한 경우에 폴대 사이를 통과한 것으로 채점함을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 사전 약속된 신호는 사전 약속된 신호를 방사할 시의 시각과 위치신호 발신기(12)에 부여된 식별 아이디를 포함하고,
   상기 무선조종비행기(30)는 상기 사전 약속된 신호의 시각과 상기 사전 약속된 신호를 수신한 시각 사이의 차이에 근거하여 각각의 위치신호 발신기(12)와의 거리를 산출하고, 산출한 거리를 위치정보에 포함시켜 중계기(20)에 송신하며,
   상기 중계기(20)는 거리에 따른 점수를 추가하여 채점함을 특징으로 하는 스마트기기를 이용한 무선조종비행기 조종평가 시스템.

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