KR20160126650A - System and method for non-contact charging of unmanned air vehicle - Google Patents

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Abstract

A contactless charging system of an unmanned aerial vehicle comprises: a battery installed in the unmanned aerial vehicle, and supplying power; and a charging station including at least one receiving coil connected to the battery and at least one transmitting coil for wirelessly transmitting alternating current power by using resonance with the receiving coil, and transferring the alternating current power to the transmitting coil. The charging station includes: a base board including at least one transmitting coil; and an outer frame having a side surface unit and an upper surface unit for protecting the base board. The upper surface unit forms a groove unit corresponding to each position of the at least one transmitting coil.

Description

무인 비행체의 무접점 충전 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR NON-CONTACT CHARGING OF UNMANNED AIR VEHICLE} BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a system and method for charging a non-

본 발명은 무인 비행체의 무접점 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a non-contact charging system and method for an unmanned aerial vehicle.

오늘날 카메라를 이용한 영상 감시 시스템은 교통, 운송, 도난, 화재 등 다양한 분야에서 사용되고 있다. 영상 감시 시스템은 실내와 실외 환경으로 구분된다. 실외 환경의 경우 설치된 대부분의 카메라의 위치와 높이가 고정되어 있으므로, 지속적으로 이동하는 객체의 원활한 영상 정보 획득과 지형지물에 대한 환경적인 요소로 인하여 유효한 영상 정보를 획득하기에는 한계가 발생한다.Today, video surveillance systems using cameras are used in various fields such as transportation, transportation, theft and fire. Video surveillance system is divided into indoor and outdoor environment. Since most cameras installed in the outdoor environment are fixed in position and height, there are limitations in acquiring effective image information due to the smooth acquisition of image information of the moving objects and the environmental factors of the feature information.

이러한 문제점을 보완하기 위해 지상이 아닌 상공에서 무인 비행체(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)에 카메라를 장착하여 위치와 높이에 따른 한계를 극복하고 원하는 지역을 촬영할 수 있는 기술의 연구 개발 및 시장이 확산되고 있다.In order to overcome these problems, research and development of a technology to overcome limitations of position and height and to shoot a desired area by installing a camera on an unmanned aerial vehicle (UAV) .

무인 비행체는 고속 비행하면서 영상을 촬영하기 위해 많은 전력이 소모된다. 일반적으로 무인 비행체는 내장된 배터리를 통해 전력을 공급 받으며, 배터리 잔량이 부족한 경우 배터리를 충전하거나 교체해야 한다. 이 경우 관리자가 비행 중인 무인 비행체의 착륙을 지시하여 무인 비행체의 배터리를 충전시키거나 교체해야 하므로, 비효율적이고 불편함이 있다. The unmanned aerial vehicle consumes a lot of power to shoot images while flying at high speed. Generally, the unmanned aerial vehicle is powered by the built-in battery, and the battery must be charged or replaced when the battery is low. In this case, the manager instructs the landing of the unmanned air vehicle in flight to charge or replace the battery of the unmanned air vehicle, which is inefficient and inconvenient.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무인 비행체가 자율적으로 배터리를 충전할 수 있는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a non-contact charging system and method of an unmanned aerial vehicle in which an unmanned aerial vehicle can autonomously charge a battery.

본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무인 비행체의 무접점 충전 시스템이 제공된다. 무인 비행체의 무접점 충전 시스템은 상기 무인 비행체에 장착되어 전력을 공급하는 배터리, 상기 배터리에 연결되어 있는 적어도 하나의 수신 코일, 그리고 상기 수신 코일과 공진을 이용하여 교류 전력을 무선 전송하는 적어도 하나의 송신 코일을 포함하고, 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 전달하는 충전 스테이션을 포함하고, 상기 충전 스테이션은 상기 적어도 하나의 송신 코일을 포함하는 베이스보드, 그리고 상기 베이스보드를 보호하는 측면부와 상면부를 가지는 외곽 프레임을 포함하고, 상기 외곽 프레임의 상면부는 상기 적어도 하나의 송신 코일의 위치에 각각 대응하여 홈부를 형성하고 있다. According to an embodiment of the present invention, a non-contact charging system of an unmanned aerial vehicle is provided. The non-contact charging system of the unmanned aerial vehicle includes a battery mounted on the unmanned aerial vehicle to supply electric power, at least one receiving coil connected to the battery, and at least one And a charging station for transmitting the AC power to the transmission coil, wherein the charging station includes a base board including the at least one transmission coil, and a side surface for protecting the base board, And an upper surface portion of the outer frame forms a groove portion corresponding to a position of the at least one transmission coil.

상기 홈부는 상기 상면부에서 해당 송신 코일에 가까워질수록 홈 직경이 좁아질 수 있다. The groove portion may have a narrower groove diameter as it approaches the corresponding transmission coil from the upper surface portion.

상기 홈부는 역원뿔 또는 역다각형뿔 모양일 수 있다. The groove may be an inverted cone or an inverted polygonal cone.

상기 충전 스테이션은 직류 전력을 상기 교류 전력으로 변환하는 인버터, 그리고 상기 인버터와 상기 적어도 하나의 송신 코일 사이에 연결되어 있는 적어도 하나의 커패시터를 더 포함할 수 있다.The charging station may further include an inverter for converting direct current power into the alternating current power, and at least one capacitor connected between the inverter and the at least one transmission coil.

상기 무인 비행체는 착륙 시 사용되며 내부가 비어 있는 적어도 하나의 다리부를 포함하며, 상기 적어도 하나의 수신 코일은 각각 상기 적어도 하나의 다리부의 일 끝 단부에 위치하며 상기 내부의 전선을 통해 상기 배터리에 연결되어 있을 수 있다. Wherein the at least one receiving coil is located at one end of each of the at least one leg and connected to the battery through an inner wire of the at least one leg, .

상기 충전 스테이션은 차량 또는 건물의 지붕 위에 장착될 수 있다. The charging station may be mounted on the roof of a vehicle or a building.

본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무인 비행체의 무접점 충전 방법이 제공된다. 무인 비행체의 무접점 충전 방법은 충전 스테이션에 자율 착륙하는 단계, 그리고 상기 충전 스테이션의 3개의 송신 코일과 상기 무인 비행체의 3개의 수신 코일 사이의 공진을 통해서 상기 충전 스테이션으로부터 3상 교류 전력을 무선 수신하여 배터리를 충전하는 단계를 포함하고, 상기 충전 스테이션은 상기 3개의 송신 코일을 포함하는 베이스보드, 그리고 상기 베이스보드를 보호하는 측면부와 상면부를 가지는 외곽 프레임을 포함하고, 상기 외곽 프레임의 상면부는 상기 3개의 송신 코일의 위치에 대응하여 상기 무인 비행체의 3개의 다리부가 각각 삽입되도록 홈부를 형성하고 있다. According to another embodiment of the present invention, a non-contact charging method of an unmanned aerial vehicle is provided. A method for non-contact charging of an unmanned aerial vehicle, comprising the steps of: autonomously landing at a charging station, and receiving three-phase alternating current power from the charging station via resonance between the three transmitting coils of the charging station and the three receiving coils of the unmanned air vehicle Wherein the charging station includes a base board including the three transmission coils, and an outer frame having a side surface for protecting the base board and an upper surface portion, The groove is formed so that three legs of the unmanned aerial vehicle are respectively inserted corresponding to the positions of the three transmission coils.

상기 착륙하는 단계는 상기 배터리의 전력 잔량을 임계값과 비교하는 단계, 상기 배터리의 전력 잔량이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 무인 비행체의 위치 정보를 토대로 착륙할 충전 스테이션을 검색하는 단계, 그리고 검색된 충전 스테이션에 자율 착륙하는 단계를 포함할 수 있다. The landing step may include comparing the remaining power of the battery with a threshold value, searching the charging station for landing based on the position information of the unmanned air vehicle when the remaining power of the battery is smaller than the threshold value, And autonomously landing at a charging station.

본 발명의 실시 예에 의하면, 무인 비행체가 자율적으로 충전할 수 있으므로, 장시간 임무를 효율적으로 수행할 수 있다. 또한 무인 비행체의 효율적인 운용이 가능하고, 효율적인 무인기 서비스로 신규 무인기 서비스 창출이 가능해진다. According to the embodiments of the present invention, since the unmanned aerial vehicle can be autonomously charged, the long term mission can be efficiently performed. In addition, efficient operation of unmanned aerial vehicles is possible, and new unmanned aerial vehicles can be created with efficient UAV services.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 무접점 충전 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 스테이션의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 홈부의 형상의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 자율 충전 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 자율 충전 방법을 설명한 흐름도이다. 1 is a diagram illustrating a non-contact charging system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an example of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a charging station according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an example of the shape of the groove portion shown in FIG.
FIG. 5 is a view showing an autonomous charging state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an autonomous charging method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification and claims, when a section is referred to as "including " an element, it is understood that it does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 무접점 충전 시스템 및 방법에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Now, a non-contact charging system and method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 무접점 충전 시스템을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a non-contact charging system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 무인 비행체의 무접점 충전 시스템(100)은 충전 스테이션(110), 수신부(120) 및 배터리(130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the non-contact charging system 100 of the unmanned aerial vehicle includes a charging station 110, a receiving unit 120, and a battery 130.

충전 스테이션(110)은 차량의 지붕 위나 건물의 지붕 위에 설치된다. The charging station 110 is installed on the roof of the vehicle or on the roof of the building.

수신부(120) 및 배터리(130)는 무인 비행체(도 2의 200)에 장착된다. The receiving unit 120 and the battery 130 are mounted on an unmanned aerial vehicle (200 of FIG. 2).

충전 스테이션(110)은 인버터(112) 및 송신부(114)를 포함하며, 송신부(114)는 커패시터(Cx) 및 송신 코일(Tx)을 포함한다. 커패시터(Cx)의 한 단자는 인버터(112)의 출력 단자에 연결되며, 커패시터(Cx)의 다른 단자는 송신 코일(Tx)에 연결된다. The charging station 110 includes an inverter 112 and a transmitting unit 114 and the transmitting unit 114 includes a capacitor Cx and a transmitting coil Tx. One terminal of the capacitor Cx is connected to the output terminal of the inverter 112 and the other terminal of the capacitor Cx is connected to the transmission coil Tx.

송신 코일(Tx)과 수신 코일(Rx)는 각각 자성 매질인 페라이트(ferrite)(도시하지 않음)를 포함하여 형성될 수 있다. The transmission coil Tx and the reception coil Rx may be formed of ferrite (not shown), which is a magnetic medium, respectively.

수신부(120)는 수신 코일(Rx)을 포함한다. 수신 코일(Rx)은 배터리(130)에 연결된다. The receiving unit 120 includes a receiving coil Rx. The receiving coil Rx is connected to the battery 130. [

인버터(112)는 3상 인버터일 수 있으며, 직류원을 3상 교류 전원으로 변환하여 3상 출력 단자를 통해 출력한다. 이 경우, 송신부(114)는 인버터(112)의 3상 출력 단자에 각각 연결되어 있는 3개의 커패시터(Cx)와 3개의 커패시터(Cx)에 각각 연결되어 있는 3개의 송신 코일(Tx)을 포함할 수 있다. The inverter 112 may be a three-phase inverter, which converts a direct current source into a three-phase alternating current power source and outputs it through a three-phase output terminal. In this case, the transmitting unit 114 includes three capacitors Cx connected to the three-phase output terminals of the inverter 112 and three transmitting coils Tx connected to the three capacitors Cx, respectively .

송신 코일(Tx)은 고유의 공진 주파수로 자기 공진을 일으켜 교류 전력을 무선 전송한다. 송신 코일(Tx)은 공진 주파수로 자기 공진을 일으켜 교류 전력을 저장하고 있다가 송신 코일(Tx)과 같은 공진 주파수로 수신부(120)의 수신 코일(Rx)이 공진할 때 공진 결합 방식을 통해 저장하고 있는 교류 전력을 수신부(120)의 수신 코일(Rx)로 전달한다. The transmission coil Tx generates self resonance at a specific resonance frequency and wirelessly transmits AC power. The transmitting coil Tx stores the AC power by causing a self resonance at a resonance frequency and stores the AC power when the receiving coil Rx of the receiving unit 120 resonates at the same resonance frequency as the transmitting coil Tx And transmits the AC power to the receiving coil Rx of the receiving unit 120.

수신 코일(Rx)은 송신 코일(Tx)과 동일한 공진 주파수로 자기 공진을 일으켜 송신 코일(Tx)로부터 교류 전력을 수신하고, 이를 배터리(130)로 전달한다. The receiving coil Rx generates magnetic resonance at the same resonance frequency as the transmitting coil Tx and receives AC power from the transmitting coil Tx and transfers it to the battery 130. [

배터리(130)는 수신 코일(Rx)로부터 전달된 교류 전력으로부터 충전이 이루어진다. The battery 130 is charged from AC power delivered from the receiving coil Rx.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 일 예를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing an example of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 무인 비행체(200)는 몸체(210) 및 착륙 시 사용되는 랜딩 기어(220)를 포함하고, 랜딩 기어(220)는 3상의 교류 전력을 수신하기 위해 3개의 다리부(222, 224, 226)를 포함할 수 있다. 2, the unmanned aerial vehicle 200 includes a body 210 and a landing gear 220 used for landing, and the landing gear 220 includes three legs 222 , 224, 226).

몸체(210)는 무인 비행체(200)에 전력을 공급하기 위한 배터리(도시하지 않음)를 포함한다. The body 210 includes a battery (not shown) for supplying electric power to the unmanned aerial vehicle 200.

다리부(222, 224, 226)는 내부가 빈 파이프 형태로 형성되어 있으며, 다리부(222, 224, 226)의 내부 공간 상의 끝 부분에는 수신 코일(Rx)이 위치할 수 있다. 다리부(222, 224, 226)의 수신 코일(Rx)은 다리부(222, 224, 226)의 내부 공간을 따라서 위치한 전선(도면 미도시)을 통하여 배터리(130)에 연결될 수 있다. 3개의 수신 코일(Rx)은 3상 교류 전력을 수신하여 전선을 통하여 배터리(130)로 전달함으로써, 배터리(130)를 충전시킨다. The legs 222, 224 and 226 are formed in the shape of an empty pipe and the receiving coil Rx may be positioned at an end of the legs 222, 224 and 226 on the inner space. The receiving coil Rx of the legs 222, 224 and 226 may be connected to the battery 130 through a wire (not shown) located along the inner space of the legs 222, 224 and 226. The three reception coils Rx receive the three-phase AC power and transmit the three-phase AC power to the battery 130 through the electric wire, thereby charging the battery 130. [

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 충전 스테이션의 일 예를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 홈부의 형상의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 3에서는 인버터(112) 및 커패시터(Cx)를 도시하지 않았다. FIG. 3 is a view showing an example of a filling station according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view showing an example of the shape of the groove shown in FIG. In FIG. 3, the inverter 112 and the capacitor Cx are not shown.

도 3을 참고하면, 충전 스테이션(110)은 인버터(112)의 3상 출력 단자에 각각 전기적으로 연결되는 3개의 송신 코일(Tx)을 포함하는 베이스보드(111)와 베이스보드(111)를 보호하는 외곽 프레임(113)을 포함한다. 3, the charging station 110 includes a base board 111 including three transmission coils Tx electrically connected to the three-phase output terminals of the inverter 112, And an outer frame 113 which is formed on the outer frame 113.

외곽 프레임(113)은 베이스보드(111)의 측면을 소정 높이를 가지고 둘러싸고 있는 측면부와 수직 방향으로 베이스보드(111)와 소정 간격을 두고 형성되어 있는 상면부를 포함한다. 소정 높이는 다리부(222, 224, 226)의 길이에 따라 결정될 수 있다. The outer frame 113 includes a side surface surrounding a side surface of the base board 111 at a predetermined height and a top surface portion formed at a predetermined distance from the base board 111 in a vertical direction. The predetermined height may be determined according to the length of the legs 222, 224, and 226.

외곽 프레임(113)의 상면부는 베이스보드(111)에 형성된 3개의 송신 코일(Tx)에 접근할 수 있도록, 3개의 송신 코일(Tx)의 위치에 대응하여 홈부(113a, 113b, 113c)를 형성하고 있다.  The upper surface of the outer frame 113 is formed with grooves 113a, 113b and 113c corresponding to the positions of the three transmission coils Tx so as to be able to approach the three transmission coils Tx formed on the base board 111 .

홈부(113a, 113b, 113c)는 무인 비행체(200)의 다리부(222, 224, 226)를 수용할 수 있는 크기를 가지며, 송신 코일(Tx)에 가까워질수록 홈 직경이 좁아지도록 형성될 수 있다. 그리고 홈부(113a, 113b, 113c)의 하면은 베이스보드(111)에 형성된 3개의 송신 코일(Tx)이 외부로 노출되지 않도록 막혀 있다. 예를 들어, 홈부(113a, 113b, 113c)는 역원뿔형 구조일 수 있다. The grooves 113a, 113b and 113c have a size capable of accommodating the legs 222, 224 and 226 of the unmanned air vehicle 200 and can be formed so that the groove diameter becomes narrower toward the transmission coil Tx have. The bottom surfaces of the grooves 113a, 113b and 113c are closed so that the three transmission coils Tx formed on the base board 111 are not exposed to the outside. For example, the grooves 113a, 113b, and 113c may have an inverted conical shape.

이때 우천 시를 대비하여 홈부(113a, 113b, 113c)의 하면에는 비를 충전 스테이션(110)의 외부로 배출할 수 있는 관통공이 형성되어 있을 수 있다. At this time, a through hole may be formed on the lower surfaces of the grooves 113a, 113b, and 113c to allow the rain to be discharged to the outside of the filling station 110 in preparation for rainfall.

이와 달리, 도 4에 도시한 바와 같이, 홈부(113a, 113b, 113c)는 역사각형뿔과 같이 역다각형뿔 구조로 형성될 수 있다. 홈부(113a, 113b, 113c)가 역다각형뿔 구조로 형성되어 있는 경우, 무인 비행체(200)의 다리부(222, 224, 226)가 충전 스테이션(110)의 홈부(113a, 113b, 113c)의 모서리를 타고 착륙을 시도할 수 있으므로, 무인 비행체(200)의 착륙 오차를 줄일 수 있다. Alternatively, as shown in FIG. 4, the trenches 113a, 113b, and 113c may be formed with an inverted polygonal cone structure such as a polygonal pyramid. When the leg portions 222, 224 and 226 of the unmanned flying body 200 are connected to the grooves 113a, 113b and 113c of the charging station 110, Landing can be attempted by riding on the corner, so that the landing error of the unmanned aerial vehicle 200 can be reduced.

무인 비행체(200)는 배터리(130)의 전력 잔량을 토대로 충전 스테이션(110)의 위치 정보와 무인 비행체(200)의 현재 위치 정보를 토대로 최적 위치의 충전 스테이션(110)을 검색하고, 검색된 충전 스테이션(110)에 일시 착륙하여 홈부(113a, 113b, 113c)를 통해서 충전 스테이션(110)으로부터 3상 교류 전력을 무선으로 전송 받아 배터리(130)를 충전시킨다. The unmanned air vehicle 200 searches for the charging station 110 at the optimum position based on the location information of the charging station 110 and the current location information of the unmanned airplane 200 based on the remaining power of the battery 130, Phase AC power is wirelessly received from the charging station 110 through the grooves 113a, 113b and 113c to charge the battery 130. [

이와 같이 함으로써, 무인 비행체(200)는 배터리(130)의 전력 잔량을 토대로 최적의 충전 스테이션(110)에 자율 착륙하여 무선으로 전력을 공급 받아 배터리(130)를 충전할 수 있다. In this way, the unmanned aerial vehicle 200 can autonomously land on the charging station 110 based on the remaining power of the battery 130, supply power wirelessly, and charge the battery 130.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 자율 충전 모습을 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a view showing an autonomous charging state of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시한 바와 같이, 충전 스테이션(110)은 예를 들어, 차량의 지붕에 장착될 수 있다. 이 경우, 충전 스테이션(110)의 인버터(112)는 차량 내 전원과 연결되어 있다. As shown in Fig. 5, the charging station 110 may be mounted on the roof of a vehicle, for example. In this case, the inverter 112 of the charging station 110 is connected to the in-vehicle power source.

무인 비행체(200)는 배터리(130)의 전력 잔량을 토대로 자율 착륙을 결정하고, 차량의 지붕 위에 장착된 충전 스테이션(110)에 임시적으로 자율 착륙한다. 이때 무인 비행체(200)는 무인 비행체(200)의 3개의 다리부(222, 224, 226)가 충전 스테이션(110)에 형성된 홈부(113a, 113b, 113c)에 진입하도록 착륙한다. 그러면, 충전 스테이션(110)의 베이스보드(111)에 형성된 3개의 송신 코일(Tx)과 무인 비행체(200)의 3개의 다리부(222, 224, 226)에 형성된 3개의 수신 코일(Rx)간 공진을 통해서 충전 스테이션(110)의 3상 교류 전력이 3개의 수신 코일(Rx)로 전달되어 배터리(130)가 충전된다. The unmanned aerial vehicle 200 determines an autonomous landing based on the remaining power of the battery 130 and temporarily autonomously lands on the charging station 110 mounted on the roof of the vehicle. At this time, the unmanned aerial vehicle 200 is landed so that the three legs 222, 224, and 226 of the unmanned aerial vehicle 200 enter the grooves 113a, 113b, and 113c formed in the charging station 110, respectively. The three transmitting coils Tx formed on the base board 111 of the charging station 110 and the three receiving coils Rx formed on the three legs 222, 224 and 226 of the unmanned air vehicle 200 The three-phase alternating-current power of the charging station 110 is transmitted to the three receiving coils Rx through the resonance so that the battery 130 is charged.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무인 비행체의 자율 충전 방법을 설명한 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating an autonomous charging method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참고하면, 무인 비행체(200)는 감시 경로를 설정하고(S610), 자율 이륙한다(S620). Referring to FIG. 6, the unmanned aerial vehicle 200 sets a monitoring route (S610), and autonomously takes off (S620).

무인 비행체(200)는 감시 경로에 따라서 비행하면서 영상을 촬영하고(S630), 촬영된 영상을 원거리의 서버로 무선 전송한다(S640). The unmanned object 200 captures an image while flying along a monitoring path (S630), and wirelessly transmits the captured image to a remote server (S640).

무인 비행체(200)는 배터리(130)의 전력 잔량이 임계값보다 작으면(S650), 무인 비행체(200)의 현재 위치와 저장되어 있는 충전 스테이션(110)의 위치 정보를 토대로 착륙할 충전 스테이션(110)의 위치를 검색한다(S660). When the remaining power of the battery 130 is less than the threshold value in step S650, the unmanned aerial vehicle 200 moves the charging station 110 to land on the basis of the current position of the unmanned object 200 and the stored location information of the charging station 110 110) (S660).

무인 비행체(200)는 검색된 충전 스테이션(110)에 자율 착륙하고(S670), 앞에서 설명한 방법과 같이 충전 스테이션(110)으로부터 전력을 무선으로 공급 받아 배터리(130)를 충전한다(S680). The unmanned aerial vehicle 200 autonomously lands on the searched charging station 110 in step S670 and receives power from the charging station 110 wirelessly to charge the battery 130 in step S680.

무인 비행체(200)는 배터리(130)의 충전이 완료되면, 자율 이륙하여 감시 경로에 따라 비행한다. When the charging of the battery 130 is completed, the unmanned air vehicle 200 will take off autonomously and fly along the monitoring path.

본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention are not limited to the above-described apparatuses and / or methods, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, Such an embodiment can be readily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (10)

무인 비행체의 무접점 충전 시스템에서,
상기 무인 비행체에 장착되어 전력을 공급하는 배터리,
상기 배터리에 연결되어 있는 적어도 하나의 수신 코일, 그리고
상기 수신 코일과 공진을 이용하여 교류 전력을 무선 전송하는 적어도 하나의 송신 코일을 포함하고, 상기 교류 전력을 상기 송신 코일로 전달하는 충전 스테이션
을 포함하고,
상기 충전 스테이션은
상기 적어도 하나의 송신 코일을 포함하는 베이스보드, 그리고
상기 베이스보드를 보호하는 측면부와 상면부를 가지는 외곽 프레임을 포함하고,
상기 외곽 프레임의 상면부는 상기 적어도 하나의 송신 코일의 위치에 각각 대응하여 홈부를 형성하고 있는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템. In the solid state charging system of the unmanned aerial vehicle,
A battery mounted on the unmanned aerial vehicle for supplying electric power,
At least one receiving coil connected to the battery, and
At least one transmission coil for wirelessly transmitting AC power using the reception coil and resonance, and a charging station for transmitting the AC power to the transmission coil
/ RTI >
The charging station
A base board including the at least one transmission coil, and
And an outer frame having a side surface and an upper surface portion for protecting the base board,
Wherein the upper surface portion of the outer frame forms a groove portion corresponding to a position of the at least one transmission coil. 제1항에서,
상기 홈부는 상기 상면부에서 해당 송신 코일에 가까워질수록 홈 직경이 좁아지는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템.The method of claim 1,
Wherein the groove portion has a smaller groove diameter in the upper surface portion as the transmission coil is closer to the transmission coil. 제1항에서,
상기 홈부는 역원뿔 또는 역다각형뿔 모양인 무인 비행체의 무접점 충전 시스템. The method of claim 1,
Wherein the groove is an inverted cone or an inverted polygonal cone. 제1항에서,
상기 충전 스테이션은
직류 전력을 상기 교류 전력으로 변환하는 인버터, 그리고
상기 인버터와 상기 적어도 하나의 송신 코일 사이에 연결되어 있는 적어도 하나의 커패시터를 더 포함하는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템. The method of claim 1,
The charging station
An inverter for converting the DC power into the AC power, and
Further comprising: at least one capacitor coupled between the inverter and the at least one transmission coil. 제1항에서,
상기 무인 비행체는 착륙 시 사용되며 내부가 비어 있는 적어도 하나의 다리부를 포함하며,
상기 적어도 하나의 수신 코일은 각각 상기 적어도 하나의 다리부의 일 끝 단부에 위치하며 상기 내부의 전선을 통해 상기 배터리에 연결되어 있는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템.The method of claim 1,
The unmanned aerial vehicle includes at least one leg portion used for landing and having an empty interior,
Wherein the at least one receiving coil is located at one end of each of the at least one leg and is connected to the battery through an internal wire. 제1항에서,
상기 충전 스테이션은 차량 또는 건물의 지붕 위에 장착되는 무인 비행체의 무접점 충전 시스템.The method of claim 1,
Wherein the charging station is mounted on a roof of a vehicle or a building. 무인 비행체의 무접점 충전 방법으로서,
충전 스테이션에 자율 착륙하는 단계, 그리고
상기 충전 스테이션의 3개의 송신 코일과 상기 무인 비행체의 3개의 수신 코일 사이의 공진을 통해서 상기 충전 스테이션으로부터 3상 교류 전력을 무선 수신하여 배터리를 충전하는 단계
를 포함하고,
상기 충전 스테이션은
상기 3개의 송신 코일을 포함하는 베이스보드, 그리고
상기 베이스보드를 보호하는 측면부와 상면부를 가지는 외곽 프레임을 포함하고,
상기 외곽 프레임의 상면부는 상기 3개의 송신 코일의 위치에 대응하여 상기 무인 비행체의 3개의 다리부가 각각 삽입되도록 홈부를 형성하고 있는 무인 비행체의 무접점 충전 방법. As a non-contact charging method of an unmanned aerial vehicle,
Autonomously landing at a charging station, and
Phase AC power from the charging station through resonance between the three transmitting coils of the charging station and the three receiving coils of the unmanned air vehicle to charge the battery
Lt; / RTI >
The charging station
A base board including the three transmission coils, and
And an outer frame having a side surface and an upper surface portion for protecting the base board,
Wherein the upper surface portion of the outer frame forms a groove portion so that three leg portions of the unmanned air vehicle are respectively inserted corresponding to the positions of the three transmitting coils. 제7항에서,
상기 홈부는 상기 상면부에서 해당 송신 코일에 가까워질수록 홈 직경이 좁아지는 무인 비행체의 무접점 충전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the groove portion has a smaller groove diameter in the upper surface portion as it approaches the transmission coil. 제7항에서,
상기 홈부는 역원뿔 또는 역다각형뿔 모양인 무인 비행체의 무접점 충전 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the groove is an inverted cone or an inverted polygonal cone. 제7항에서,
상기 착륙하는 단계는
상기 배터리의 전력 잔량을 임계값과 비교하는 단계,
상기 배터리의 전력 잔량이 상기 임계값보다 작은 경우, 상기 무인 비행체의 위치 정보를 토대로 착륙할 충전 스테이션을 검색하는 단계, 그리고
검색된 충전 스테이션에 자율 착륙하는 단계를 포함하는 무접점 충전 방법.8. The method of claim 7,
The step of landing
Comparing the remaining power of the battery with a threshold value,
Searching for a charging station to land on the basis of the position information of the unmanned aerial vehicle when the remaining power of the battery is less than the threshold value,
And autonomously landing on the searched charging stations.
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