KR20160073473A - 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템 - Google Patents

스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예는 무인 비행체가 비행 시 그 배터리의 잔여 량을 실시간으로 확인하면서 사전 설정된 충전 시기 도래 시 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 비행하여 충전 후 비행을 계속할 수 있어 무인 비행체의 비행 범위 확대 및 이를 통한 무인 비행체의 역할 다양화 그리고 무인 비행체가 보다 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템은, 분산 설치되는 복수의 충전 스테이션과, 배터리 충전량을 실시간 감지하며 배터리 충전량이 사전 설정된 임계값의 미만 상태가 되는 경우 가장 가깝게 위치한 상기 충전 스테이션으로 이동하여 충전이 이루어지는 비행체와, 상기 충전 스테이션별로 전송되는 상기 비행체의 충전 정보를 수신하며 수신된 충전 정보의 표시 기능을 갖는 중앙 관리 서버를 포함할 수 있고, 또한 상기 비행체는 배터리 충전량이 상기 임계값 미만인 경우 충전 요청 신호를 송출하고 상기 충전 요청 신호에 따른 상기 충전 스테이션별 회신 신호를 통해 해당 충전 스테이션의 위치정보를 검출하여 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션으로 이동하여 충전하는 것일 수 있다.

Description

스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템{Flight management system using smart charge about UAV}
본 발명의 실시 예는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에 관한 것으로서, 예컨대, 무인 비행체가 비행 시 그 배터리의 잔여 량을 실시간으로 확인하면서 사전 설정된 충전 시기 도래 시 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 비행하여 충전 후 비행을 계속할 수 있어 무인 비행체의 비행 범위 확대 및 이를 통한 무인 비행체의 역할 다양화 그리고 무인 비행체가 보다 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 무인 비행체(or 무인 항공기, UAV: unmanned aerial vehicle, 이하 ‘무인 비행체’라 함)는 조종사의 탑승 없이 자율적인 비행을 하거나 원거리에서의 원격 조정을 통해 비행하는 비행체를 말하며, 드론(drone)이라 불리기도 한다.
이러한 무인 비행체는 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용으로 널리 이용된다. 일례로 무인 비행체가 접근이 어려운 재난 및 재해 지역의 공중 영상획득 및 전력선 검사 등의 역할을 수행한다.
그리고 무인 비행체는 미니 폭탄을 지닌 공격용, 생화학 감지기를 장착한 화생방용, 적군의 통신을 마비시키는 전자전용 등 군사적인 용도로 다양하게 연구 및 개발되고 있으며, 최근에는 방송 및 공연, 농약 살포나 화재 진압 등 민간 부분에서도 그 사용이 확산되는 추세이다.
그러나 무인 비행체는 배터리의 한계로 인하여 활동범위가 제한적이고, 이는 무인 비행체의 역할 확대 및 이에 따른 보다 다양한 분야로의 사용 확산을 막는 요인이 되고 있다.
한국 등록특허 제10-1262968호(2013.05.09.공고), “구형 탑재부를 구비한 무인항공기 및 무인항공기 탑재를 위한 무인지상차량을 포함하는 무인 항공 장치” 한국 공개특허 제10-2012-0133885호(2012.12.11.공개), “소형 공중 무인로봇을 위한 지상전원 공급시스템”
본 발명의 실시 예는 무인 비행체가 비행 과정에서 배터리의 잔여 량을 실시간으로 확인하면서 사전 설정된 충전 시기가 되면 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 비행하여 충전 후 다시 비행을 계속할 수 있어 무인 비행체의 비행 범위 확대 및 이를 통한 무인 비행체의 역할 다양화 그리고 무인 비행체가 보다 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 실시 예는 무인 비행체가 비행 중 배터리의 충전 시기가 될 때마다 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 자동 비행하여 충전을 하는 과정에서 비행체별 충전이 진행될 때마다 해당 충전 스테이션을 통해 비행체의 여러 구성 부분별 고장 및 이상 여부가 체크되는 점검 과정이 자동 진행될 수 있게 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 제공한다.
또한 본 발명의 실시 예는 무인 비행체가 군집 비행을 하는 과정에서 비행체 간 거리가 항시 적정 거리가 유지될 수 있게 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템은, 분산 설치되는 복수의 충전 스테이션과, 배터리 충전량을 실시간 감지하며 배터리 충전량이 사전 설정된 임계값의 미만 상태가 되는 경우 가장 가깝게 위치한 상기 충전 스테이션으로 이동하여 충전이 이루어지는 비행체와, 상기 충전 스테이션별로 전송되는 상기 비행체의 충전 정보를 수신하며 수신된 충전 정보의 표시 기능을 갖는 중앙 관리 서버를 포함할 수 있다.
또한 상기 비행체는 배터리 충전량이 상기 임계값 미만인 경우 충전 요청 신호를 송출하고 상기 충전 요청 신호에 따른 상기 충전 스테이션별 회신 신호를 통해 해당 충전 스테이션의 위치정보를 검출하여 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션으로 이동하여 충전하는 것일 수 있다.
또한 상기 비행체는 현재 위치정보의 검출을 위한 GPS 모듈을 포함하고 상기 충전 스테이션별 GPS 좌표정보가 해당 충전 스테이션의 식별정보와 매핑된 상태로 저장되며, 상기 충전 스테이션은 상기 비행체의 충전 요청 신호에 따른 회신 신호에 식별정보를 포함시켜 전송하는 것일 수 있다.
또한 상기 충전 스테이션은 사전 설정된 송출 주기에 따라 식별정보가 포함된 신호를 주기적으로 송출하고, 상기 비행체는 현재 위치정보의 검출을 위한 GPS 모듈을 포함하며 상기 충전 스테이션별 GPS 좌표정보가 해당 충전 스테이션의 식별정보와 매핑된 상태로 저장되어 상기 충전 스테이션의 신호로부터 해당 충전 스테이션의 식별정보를 검출 후 검출된 식별정보에 따른 해당 충전 스테이션별 GPS 좌표정보를 토대로 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 판별하는 것일 수 있다.
또한 상기 충전 스테이션은 상기 비행체의 착륙을 위한 일면에 각각 설치되는 양극부 및 음극부 그리고 상기 양극부 및 음극부에 전원 공급을 하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 비행체는 상기 충전 스테이션의 일면에 착륙 시 상기 양극부 및 음극부에 각각 접속되는 양극 접속단자 및 음극 접속단자를 포함할 수 있다.
또한 상기 양극부 및 음극부는 상기 충전 스테이션의 일면에 양분되는 형태로 형성되며, 상기 양극 접속단자 및 음극 접속단자는 상기 양극부 및 음극부에 대한 접촉 시 상호 간격이 상기 양극부 및 음극부 간 선접촉 지점으로부터 상기 양극부 또는 음극부의 반대쪽 단부를 직선 연결한 거리보다 큰 형태로 형성되는 것일 수 있다.
또한 상기 충전 스테이션은 충전 중인 상기 비행체에 점검용 신호를 생성하여 출력 후 상기 점검용 신호에 대한 상기 비행체의 피드백 신호를 통해 해당 비행체를 점검할 수 있다.
또한 상기 충전 스테이션은 상기 중앙 관리 서버의 제어에 따라 상기 점검용 신호를 상기 비행체에 출력하며 상기 비행체에 대한 점검 데이터를 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 것일 수 있다.
또한 상기 충전 스테이션 또는 중앙 관리 서버는 상기 점검용 신호를 입력받는 상기 비행체의 해당 부분별 피드백 신호의 전송 유무에 따라 해당 부분의 전선 단락 여부를 판단하는 것일 수 있다.
또한 상기 비행체는 군집 비행 시 상호 간의 거리 감지를 위한 상호 간 통신 기능을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 무인 비행체가 비행 과정에서 배터리의 잔여 량을 실시간으로 확인하고 이를 통해 사전 설정된 충전 시기가 되면 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 비행하여 충전 후 다시 비행을 계속할 수 있으므로, 무인 비행체의 비행 범위 확대 및 이를 통한 무인 비행체의 역할 다양화 그리고 무인 비행체가 보다 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 된다.
또한 무인 비행체가 비행 중 배터리의 충전 시기가 될 때마다 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 자동 비행하여 충전을 하는 과정에서 비행체별 충전이 진행될 때마다 해당 충전 스테이션을 통해 비행체의 여러 구성 부분별 고장 및 이상 여부가 체크되는 점검 과정이 자동 진행되므로, 비행체가 이상이 있는 상태에서 계속 비행하는데 따른 지상 추락이나 타 비행체와의 충돌 현상 등이 방지될 수 있고, 또한 비행체의 고장 점검이 비행 간에도 수시로 이루어져 비행체별 고장이나 이상 여부가 신속히 발견 및 조치될 수 있으므로 비행체의 수명 연장이 가능케 된다.
또한 무인 비행체가 군집 비행을 하는 과정에서 비행체 간 거리가 항시 적정 거리가 유지될 수 있어, 군집 비행 과정에서의 비행체 간 충돌이나 접촉 사고 등이 매우 잘 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 개념적으로 보인 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 비행체의 구성을 보인 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 충전 스테이션의 구성을 보인 블록도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 충전 스테이션에 대한 비행체의 충전용 구성 일례를 보인 사시도
도 5는 도 4에서 충전 스테이션에 대한 비행체의 충전용 구성을 다른 각도에서 보인 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템의 작동 예를 보인 도면
이하의 본 발명에 대한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예에 대한 예시로써 첨부된 도면을 참조한다.
본 발명의 실시 예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한 본 발명의 실시 예들에 포함된 각 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절한 설명이 이루어지는 전제하에 특허청구범위의 청구항들이 주장하는 내용 및 이러한 청구항들의 주장 내용과 균등한 범위를 통해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 “...부”, “...모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템을 개념적으로 보인 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템은 충전 스테이션(200), 비행체(100), 중앙 관리 서버(300)포함하여 구성된다.
충전 스테이션(200)은 비행체(100)의 충전을 위해 분산 설치되는 것으로서, 비행체(100)의 착륙이 이루어지는 일면에 양극부(210) 및 음극부(220)로 이루어지는 충전부를 구비한다.
비행체(100)는 그 배터리의 충전량을 감지하는 기능을 가져 비행 중에 실시간으로 배터리 충전량을 감지하며, 배터리의 충전량이 사전 설정된 임계값 미만 상태가 되면 현재 위치에서 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션(200)으로 비행하여 충전을 한다.
그리고 비행체(100)는 배터리 충전량이 상기 임계값 미만인 경우 충전 요청 신호를 생성하여 송출한 다음, 상기 충전 요청 신호에 따른 충전 스테이션(200)별 회신 신호를 통해 해당 충전 스테이션(200)별 위치정보를 검출하여 이렇게 검출되는 충전 스테이션(200)별 위치정보를 토대로 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션(200)으로 이동하여 충전하는 것일 수 있다. 이를 위해 비행체(100)는 비행 간 현재 위치정보의 검출을 위한 GPS 모듈(미도시, 도 2 참조)을 포함하며, 또한 비행체(100)는 충전 스테이션(200)별 GPS 좌표정보가 해당 충전 스테이션(200)의 식별정보와 매핑되어 저장될 수 있다. 그리고 충전 스테이션(200)은 비행체의 충전 요청 신호에 따른 회신 신호에 식별정보를 포함시켜 전송한다.
이와 다른 형태로써, 충전 스테이션(200)은 사전 설정된 송출 주기에 따라 식별정보가 포함된 신호를 주기적으로 송출하는 것일 수 있다. 이에 따라, 비행체(100)는 배터리 충전량이 상기 임계값 미만인 경우 GPS 모듈(미도시, 도 2 참조)을 통해 현재 위치정보를 검출하고, 충전 스테이션(200)의 신호로부터 충전 스테이션(200)별 식별정보를 검출 후 이렇게 검출되는 식별정보에 따른 충전 스테이션(200)별 GPS 좌표정보를 토대로 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션(200)을 판별하는 것일 수 있다.
중앙 관리 서버(300)는 충전 스테이션(200)별로 전송되는 비행체(100)의 충전 정보를 수신 후 이렇게 수신되는 충전 스테이션(200)별, 다시 말해 비행체(100)별 충전 정보를 표시한다.
도 2 및 도 3을 참조하여 비행체(100) 및 충전 스테이션(200)의 구체적인 구성에 대해 차례로 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 비행체의 구성을 보인 블록도이다.
도시된 바와 같이, 비행체(100)는 배터리(110), 충전량 감지부,(120) 통신부(130), 제어부(140), GPS 모듈(150), 데이터베이스부(160), 거리감지부(170), 양극 접속단자(181), 음극 접속단자(182)를 포함하여 구성된다.
배터리(110)는 비행체(100)의 비행 시를 포함한 동력을 공급하는 것으로서, 이러한 배터리(110)는 비행체(100)의 크기 및 기능 등을 고려하여 통상의 배터리 중 적합한 것이 선택되어 사용되면 될 것이다.
충전량 감지부(120)는 배터리(110)의 충전량을 실시간 감지하는 것으로서, 이러한 충전량 감지부(120)는 실시간 감지되는 배터리(110)의 충전량에 대한 정보를 제어부(140)에 입력한다.
통신부(130)는 비행체(100)가 충전 스테이션(200) 및 중앙 관리 서버(300)와 다양한 신호들을 송수신할 수 있게 하는 기능을 한다. 즉, 비행체(100)는 통신부(130)를 통해 배터리(110)의 충전을 위한 충전 요청 신호를 송출하고 충전 스테이션(200)으로부터 송출되는 신호를 수신한다.
제어부(140)는 충전량 감지부(120)를 통해 비행체(100)의 배터리 충전량을 실시간으로 파악하며, 이러한 제어부(140)는 비행체(100)의 배터리 충전량에 대한 사전 설정된 임계값을 설정하고 있어, 충전량 감지부(120)를 통해 입력되는 비행체(100)의 실시간 배터리 충전량이 상기 임계값의 미만 상태가 될 때 충전 요청 신호를 생성하여 통신부(130)를 통해 외부 송출한다. 또한 제어부(140)는 상기 충전 요청 신호의 외부 송출에 따라 통신부(130)를 통해 수신되는 충전 스테이션(200)별 회신 신호로부터 해당 충전 스테이션(200)의 식별정보를 검출하고, 이렇게 검출된 식별정보에 따라 비행체(100)의 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션(200)을 찾아 비행체(100)를 해당 충전 스테이션(200)으로 비행시켜 착륙시키는 기능을 한다.
그리고 제어부(140)는 이를 위해 충전 스테이션(200)의 전송 신호로부터 검출되는 식별정보에 따라 해당 충전 스테이션(200)의 GPS 좌표정보를 데이터베이스부(160)로부터 검출한다.
또한 이와 다른 형태로써, 제어부(140)는 충전량 감지부(120)를 통해 입력되는 비행체(100)의 실시간 배터리 충전량이 상기 임계값의 미만 상태가 될 때, 충전 스테이션(200)으로부터 주기적으로 송출되는 신호를 통신부(130)를 통해 수신 후 이렇게 수신되는 충전 스테이션(200)의 전송 신호로부터 해당 충전 스테이션(200)의 식별정보를 검출하는 것일 수 있다. 이후의 과정은 상술한 제어부(140)가 충전 요청 신호를 전송하는 형태와 동일하게 진행된다.
GPS 모듈(150)은 비행체(100)에 설치되며, 이러한 GPS 모듈(150)은 비행체(100)의 비행 시를 포함하여 해당 비행체(100)의 현재 GPS 위치정보를 획득하는 기능을 한다.
거리감지부(170)는 비행체(100)의 군집 비행 시 비행체(100) 상호 간에 거리가 감지될 수 있도록 하는 기능을 한다. 이러한 거리감지부(170)에 의해서, 비행체(100)는 군집 비행 시 타 비행체와의 실시간 거리 감지를 통해 타 비행체와 항시 적정 거리를 유지하면서 비행할 수 있고, 이에 따라 비행체(100)의 군집 비행 시 비행체(100) 간의 충돌 현상이 매우 잘 방지될 수 있다. 부연 설명하면, 거리감지부(170)는 비행체(100)의 비행 과정에서 해당 비행체(100)의 주변에서 함께 비행하고 있는 타 비행체에 대한 거리를 감지 후 이렇게 감지되는 거리 값을 제어부(140)에 입력하며, 제어부(140)는 이렇게 거리감지부(170)를 통해 입력되는 거리 값에 따라 비행체(100)의 동작을 제어하여 타 비행체와의 거리가 적정 거리로 항시 유지되게 한다.
데이터베이스부(160)는 충전 스테이션(200)별 GPS 좌표정보를 해당 충전 스테이션(200)의 식별정보와 매핑시켜 저장하고 있으며, 또한 데이터베이스부(160)는 비행체(100)의 비행 과정을 포함한 동작정보 및 그밖에 해당 비행체(100)와 관련된 다양한 정보들을 저장한다.
양극 접속단자(181)와 음극 접속단자(182)는 충전 스테이션(200)을 통한 비행체(100)의 충전 시 사용되는 것으로서, 이러한 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)에 대해서는 이어지는 충전 스테이션(200)의 설명에서 더 설명키로 한다.
다음은 도 3을 참조하여 충전 스테이션(200)에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 충전 스테이션의 구성을 보인 블록도이다.
도시된 바와 같이, 충전 스테이션(200)은 통신부(210), 제어부(220), 저장부(230), 양극부(240) 및 음극부(250)로 이루어지는 충전부를 포함하여 구성된다.
통신부(210)는 비행체(100)와의 데이터 및 신호 송수신 그리고 중앙 관리 서버(300)와의 데이터 및 신호 송수신이 이루어지는 하는 기능을 한다. 즉, 충전 스테이션(200)은 비행체(100)로부터 충전 요청 신호 수신 시의 회신 신호 또는 사전 설정된 주기에 따라 주기적으로 식별정보가 포함된 신호를 통신부(210)를 통해 송출한다.
제어부(220)는 통신부(210)를 통해 비행체(100)의 충전 요청 신호를 수신 시 저장부(230)에 저장된 식별정보를 검출 후 이렇게 검출된 식별정보를 포함한 회신 신호를 생성하여 통신부(210)를 통해 송출한다. 또한 제어부(220)는 식별정보가 포함된 신호의 송신 주기가 사전 설정되어 있어, 이렇게 설정된 송신 주기에 따라 식별정보가 포함된 신호를 통신부(210)를 통해 주기적으로 송출하는 것일 수 있다.
저장부(230)는 충전 스테이션(200)의 식별정보 및 충전 스테이션(200)의 비행체(100)에 대한 충전 정보 그리고 충전 스테이션(200)의 비행체(100)에 대한 충전 동작을 포함한 여러 동작 정보 등 충전 스테이션(200)과 관련된 다양한 정보들을 저장한다.
양극부(240) 및 음극부(250)는 충전 스테이션(200)의 비행체(100) 착륙이 이루어지는 일면에 설치되는 것으로서, 양극부(240) 및 음극부(250)에는 전원 공급부(260)가 전기적으로 연결되어 이러한 전원 공급부(260)를 통해 양극부(240) 및 음극부(250)에 전원이 공급된다. 그리고 비행체(100)의 충전 스테이션(200)에 대한 착륙 시, 양극부(240)에 비행체(100)의 양극 접속단자(181)가 접촉되고 음극부(250)에 비행체(100)의 음극 접속단자(182) 접촉됨으로써, 전원 공급부(260)가 양극부(240) 및 양극 접속단자(181) 그리고 음극부(250) 및 음극 접속단자(182)를 통해 비행체(100)의 배터리에 전기적으로 접속되면서, 전원 공급부(260)의 전원이 비행체(100)의 배터리에 충전된다.
도 4 및 도 5는 이를 도시한 것으로서, 이를 참조하여 더 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 충전 스테이션에 대한 비행체의 충전용 구성 일례를 보인 사시도이고, 도 5는 도 4에서 충전 스테이션에 대한 비행체의 충전용 구성을 다른 각도에서 보인 사시도이다.
도시된 바와 같이, 양극부(240) 및 음극부(250)는 비행체(100)의 착륙이 이루어지는 충전 스테이션(200)의 일면에 양분되는 형태로 형성된다. 그리고 비행체(100)의 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)는 양극부(240) 및 음극부(250)에 대한 접촉 시 상호 간격이 양극부(240) 및 음극부(250) 간 선접촉 지점으로부터 양극부(240) 또는 음극부(250)의 반대쪽 단부를 직선 연결한 거리보다 큰 형태로 형성된다.
부연 설명하면, 양극부(240) 및 음극부(250)는 양분되는 형태이므로, 양극부(240) 및 음극부(250) 간의 선접촉 지점으로부터 양극부(240)의 반대쪽 단부까지 거리(도면의 a) 그리고 양극부(240) 및 음극부(250) 간의 선접촉 지점으로부터 음극부(250)의 반대쪽 단부까지 거리(도면의 b)는 동일한 거리를 나타낸다. 그리고 비행체(100)가 충전 스테이션(200)의 일면에 착륙된 상태를 기준으로, 비행체(100)의 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)가 양극부(240) 및 음극부(250)에 각각 접촉된 상태에서의 상호 간 거리(도면의 c)가 상기 a 또는 b의 거리보다 길게 형성된다.
이는 비행체(100)의 충전 스테이션(200)의 일면에 대한 착륙 시 비행체(100)의 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)가 충전 스테이션(200)의 양극부(240) 또는 음극부(250)에 편중되어 위치되는 것을 방지하기 위한 것이다. 그리고 이를 위해 c의 길이가 a 또는 b의 길이에 대해 1.5배 이상이 되도록 할 수 있다.
그리고 비행체(100)의 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)는 비행체(100)의 비행 시에는 해당 비행체(100)의 내부로 수용되고, 충전을 위해 충전 스테이션(200)의 일면에 착륙 시에만 해당 비행체(100)의 몸체로부터 인출되어 충전 스테이션(200)의 양극부(240) 및 음극부(250)에 접촉되는 형태일 수 있다. 또한 이렇게 비행체(100)의 양극 접속단자(181) 및 음극 접속단자(182)가 충전을 위해 충전 스테이션(200)의 일면에 대한 착륙 시에만 해당 비행체(100)의 몸체로부터 인출되는 구성은 공지된 다양한 기술을 통해 다양한 형태로 구현될 수 있는바 본 실시 예에서 이에 대한 구체적인 도시 및 설명은 생략한다.
그리고 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템에서 비행체가 충전 과정에서 일부 구성의 이상 여부 등 점검을 함께 받게 되는 구성에 대해 설명한다.
충전 스테이션(200)은 충전 중인 비행체(100)에 점검용 신호를 생성하여 출력하며, 이렇게 비행체(100)로 출력된 점검용 신호에 대한 해당 비행체(100)의 피드백 신호를 통해 해당 비행체(100)의 고장이나 이상 여부 등을 점검한다.
그리고 충전 스테이션(200)은 중앙 관리 서버(300)의 제어에 따라 점검용 신호를 생성하여 이렇게 생성한 점검용 신호를 비행체(100)에 출력하는 것일 수 있고, 또한 충전 스테이션(200)이 비행체(100)에 대한 점검 데이터를 중앙 관리 서버(300)에 전송하는 것일 수 있다. 다시 말해, 중앙 관리 서버(300)에서 충전 스테이션(200)을 매개로 비행체(100)에 대한 점검을 진행할 수 있다.
그리고 이렇게 충전 스테이션(200) 또는 중앙 관리 서버(300)를 통해 이루어지는 비행체(100)에 대한 점검은, 충전 스테이션(200)으로부터 점검용 신호를 입력받은 비행체(100)의 해당 부분별 피드백 신호의 전송 유무에 따라 해당 부분의 전선 단락 여부를 판단하는 과정일 수 있다.
상술한 도 1 내지 도 6의 실시 예들을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템은, 무인 비행체가 비행 과정에서 배터리의 잔여 량을 실시간으로 확인하고 이를 통해 사전 설정된 충전 시기가 되면 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 비행하여 충전 후 다시 비행을 계속할 수 있게 하므로, 무인 비행체의 비행 범위 확대 및 이를 통한 무인 비행체의 역할 다양화 그리고 무인 비행체가 보다 다양한 분야에 적용되어 활용될 수 있게 한다.
또한 무인 비행체가 비행 중 배터리의 충전 시기가 될 때마다 분산된 충전 스테이션 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션으로 자동 비행하여 충전을 하는 과정에서 비행체별 충전이 진행될 때마다 해당 충전 스테이션을 통해 비행체의 여러 구성 부분별 고장 및 이상 여부가 체크되는 점검 과정이 자동 진행될 수 있게 하므로, 비행체가 이상이 있는 상태에서 계속 비행하는데 따른 지상 추락이나 타 비행체와의 충돌 현상 등을 방지시키고, 또한 비행체의 고장 점검이 비행 간에도 수시로 이루어져 비행체별 고장이나 이상 여부가 신속히 발견 및 조치될 수 있어 비행체의 수명 연장을 가능케 한다.
또한 무인 비행체가 군집 비행을 하는 과정에서 비행체 간 거리가 항시 적정 거리가 유지될 수 있게 하여 비행체의 군집 비행 시 비행체 간 충돌이나 접촉 사고 등이 매우 잘 방지될 수 있게 한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라, 비행체가 비행 중 가장 가깝게 위치한 충전 스테이션을 판별 후 해당 충전 스테이션으로 이동하게 되는 상태를 예시적으로 보인 도면이다. 도면을 참조하면, 비행체(100)는 다른 충전 스테이션(200)에 비해 상대적으로 가까운 번의 거리만큼 떨어진 충전 스테이션(200)으로 비행되어 충전을 하게 된다.
이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소를 포함한 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명이 이루어졌으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술되는 특허청구범위 및 이 특허청구범위와 균등하거나 등가의 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 비행체 110 : 배터리
120 : 충전량 감지부 130 : 통신부
140 : 제어부 150 : GPS 모듈
160 : 데이터베이스부 170 : 거리감지부
181 : 양극 접속단자 182 : 음극 접속단자
200 : 충전 스테이션 210 : 통신부
220 : 제어부 230 : 저장부
240 : 양극부 250 : 음극부
260 : 전원 공급부 300 : 중앙 관리 서버

Claims (10)

  1. 분산 설치되는 복수의 충전 스테이션;
    배터리 충전량을 실시간 감지하며 배터리 충전량이 사전 설정된 임계값의 미만 상태가 되는 경우 가장 가깝게 위치한 상기 충전 스테이션으로 이동하여 충전이 이루어지는 비행체;
    상기 충전 스테이션별로 전송되는 상기 비행체의 충전 정보를 수신하며 수신된 충전 정보의 표시 기능을 갖는 중앙 관리 서버를 포함하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행체는 배터리 충전량이 상기 임계값 미만인 경우 충전 요청 신호를 송출하고 상기 충전 요청 신호에 따른 상기 충전 스테이션별 회신 신호를 통해 해당 충전 스테이션의 위치정보를 검출하여 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션으로 이동하여 충전하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 비행체는 현재 위치정보의 검출을 위한 GPS 모듈을 포함하고 상기 충전 스테이션별 GPS 좌표정보가 해당 충전 스테이션의 식별정보와 매핑된 상태로 저장되며,
    상기 충전 스테이션은 상기 비행체의 충전 요청 신호에 따른 회신 신호에 식별정보를 포함시켜 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 사전 설정된 송출 주기에 따라 식별정보가 포함된 신호를 주기적으로 송출하고,
    상기 비행체는 현재 위치정보의 검출을 위한 GPS 모듈을 포함하며 상기 충전 스테이션별 GPS 좌표정보가 해당 충전 스테이션의 식별정보와 매핑된 상태로 저장되어 상기 충전 스테이션의 신호로부터 해당 충전 스테이션의 식별정보를 검출 후 검출된 식별정보에 따른 해당 충전 스테이션별 GPS 좌표정보를 토대로 현재 위치에서 가장 가까운 충전 스테이션을 판별하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 상기 비행체의 착륙을 위한 일면에 각각 설치되는 양극부 및 음극부 그리고 상기 양극부 및 음극부에 전원 공급을 하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 비행체는 상기 충전 스테이션의 일면에 착륙 시 상기 양극부 및 음극부에 각각 접속되는 양극 접속단자 및 음극 접속단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 양극부 및 음극부는 상기 충전 스테이션의 일면에 양분되는 형태로 형성되며,
    상기 양극 접속단자 및 음극 접속단자는 상기 양극부 및 음극부에 대한 접촉 시 상호 간격이 상기 양극부 및 음극부 간 선접촉 지점으로부터 상기 양극부 또는 음극부의 반대쪽 단부를 직선 연결한 거리보다 큰 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 충전 중인 상기 비행체에 점검용 신호를 생성하여 출력 후 상기 점검용 신호에 대한 상기 비행체의 피드백 신호를 통해 해당 비행체를 점검하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션은 상기 중앙 관리 서버의 제어에 따라 상기 점검용 신호를 상기 비행체에 출력하며 상기 비행체에 대한 점검 데이터를 상기 중앙 관리 서버에 전송하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 충전 스테이션 또는 중앙 관리 서버는 상기 점검용 신호를 입력받는 상기 비행체의 해당 부분별 피드백 신호의 전송 유무에 따라 해당 부분의 전선 단락 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행체는 군집 비행 시 상호 간의 거리 감지를 위한 상호 간 통신 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 충전 기능을 구비한 비행 관리 시스템.
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