KR20170004407A - 무인정찰시스템 및 무인정찰방법 - Google Patents

무인정찰시스템 및 무인정찰방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인정찰시스템 및 이를 이용한 무인정찰방법에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 촬영 및 운행을 위한 카메라와 구동부 포함의 무인정찰유닛, 상기 무인정찰유닛을 원격 조정하는 콘트롤러 유닛, 상기 카메라의 촬영영상을 표시하는 표시부 포함의 디스플레이 유닛을 포함하는 무인정찰시스템으로서, 상기 디스플레이 유닛은, 촬영지점의 전환을 위한 물리적인 모션을 감지하는 모션센서; 상기 디스플레이 유닛의 위치를 감지하는 제 1 GPS 모듈; 상기 모션센서와 제 1 GPS 모듈의 감지결과를 무선전송하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선수신하는 제 1 무선통신모듈을 포함하고, 상기 무인정찰유닛은, 상기 모션센서와 상기 제 1 GPS 감지결과를 무선수신하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선전송하는 제 2 무선통신모듈; 상기 무인정찰유닛의 위치를 감지하는 제 2 GPS 모듈; 상기 제 1,2 GPS 모듈의 감지결과로 상기 디스플레이 유닛과 상기 무인정찰유닛의 상대적인 위치관계를 산출하고, 상기 모션센서의 감지결과에 상기 상대적인 위치관계를 반영하여 상기 촬영지점의 전환을 위한 상기 카메라의 이동각도를 산출하는 유닛제어부; 상기 유닛제어부의 산출결과에 따라 상기 카메라의 촬영각도를 전환하는 촬영제어부를 포함하는 무인정찰시스템 및 무인정찰방법을 제공한다.

Description

무인정찰시스템 및 무인정찰방법{system and method for automated reconnaissance}
본 발명은 무인정찰(automated reconnaissance)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 정찰영상을 표시하는 디스플레이 유닛의 물리적 모션과 무인정찰유닛에 탑재된 카메라의 촬영각도 전환을 연동시켜 원하는 시점에 원하는 지점의 정찰영상을 신속하고 정확하게 획득 및 표시할 수 있는 무인정찰시스템 및 무인정찰방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인정찰(automated reconnaissance)은 전자장치로 원격조정이 가능한 무인정찰유닛을 사용하여 원격지의 정찰결과를 무인으로 획득하는 기술을 총칭한다. 대표적인 예로는 소위 드론(drone)이라 불리는 무인정찰기(Unmanned Aerial Vechicle)를 이용해서 원격지의 정찰영상을 획득하는 경우를 들 수 있다.
이 같은 무인정찰은 초기에는 주로 군사적 목적으로 개발되었지만, 현재 상업용, 공공용, 과학용 등으로 그 활용분야를 넓혀 가고 있다. 예컨대, 상업용으로는 어군, 광물, 유전 등의 탐지/탐사 부문, 농장감시, 경비 등의 관리/감시 부문, 기상관측, 광역 통신망, 통신중계 등의 기상/통신 부문에, 공공용으로는 수색, 구조 등의 비상/재난 부문, 해양, 국경, 불법어로, 불법수렵 등의 감시부문에, 과학용으로는 태풍, 화산 연구 등의 환경/지구과학 부문에서 이미 널리 활용되고 있다.
이 같은 추세에 부응해서 무인정찰유닛의 종류와 형태 역시 다양하게 개발되고 있다. 최근의 무인정찰유닛은 전통적인 방식의 무인정찰기를 비롯해서 목적 내지는 고유의 정찰환경에 따라 무인지상차량(Unmanned Ground Vehicle, UGV), 무인잠수정(Unmanned Undersea Vehicle, UUV), 무인수상함(Unmanned Surface Vehicle, USV) 등 다양한 플랫폼을 매개로 자동화 또는 자율화된 이동수단의 형태, 즉 "로봇"의 개념으로 진화하고 있다. 참고로, 이하에서 무인정찰유닛은 특별한 제한이 없는 한 이들 모두를 포괄하는 광의(廣義)의 개념을 갖는다.
한편, 일반적인 무인정찰유닛은 운행 및 정찰을 위해 각종 하드웨어와 소프트웨어를 필요로 하며, 이들은 상호 연동하는 시스템의 형태를 나타낸다.
간략하게 살펴보면, 일반적인 무인정찰시스템은 운행 및 정찰을 수행하는 무인정찰유닛, 무인정찰유닛을 원격 컨트롤하는 컨트롤유닛, 무인정찰유닛의 정찰 결과를 사용자에게 표시하는 디스플레이 유닛을 포함한다. 무인정찰유닛으로 원격지의 정찰 영상을 획득 및 표시하는 경우를 가정하면, 무인정찰유닛에는 카메라가 탑재되어 운행 중에 원하는 지점의 정찰영상을 촬영하고, 컨트롤 유닛은 무인정찰유닛의 운행을 무선 컨트롤하며, 무인정찰유닛의 카메라로 획득된 정찰영상은 디스플레이 유닛으로 전송 및 표시된다.
하지만, 일반적인 무인정찰시스템은 몇 가지 단점을 나타내는데, 그중 하나가 원하는 지점에 대해 정확하고 신속한 정찰영상을 얻기 어렵다는 점이다.
이에 대해 좀더 구체적으로 살펴보면, 일반적인 무인정찰유닛은 운행 중에 정찰영상을 획득하는 경우가 대부분이고, 카메라의 촬영각도에는 한계가 있으므로 자칫 원하는 지점의 정찰영상을 촬영하지 못한 경우에는 다시 해당 지역으로 선회해서 재촬영을 해야 한다. 따라서 원하는 지점에 대한 정확하고 신속한 촬영능력이 떨어진다.
이를 보완하기 위해 카메라의 물리적인 이동과 같이 카메라의 촬영방향을 전환하는 구성을 생각해 볼 수 있지만, 무인정찰유닛의 카메라가 획득한 정찰영상이 디스플레이 유닛으로 무선전송되어 사용자가 이를 확인한 후 컨트롤 유닛을 이용해서 카메라의 촬영각도를 전환하는데에는 일정 정도의 시차가 존재하고, 이로 인해 운행중인 무인정찰유닛이 촬영지점을 벗어나는 경우가 빈번한바, 여전히 원하는 시점에 원하는 지역에 대한 정확하고 신속한 촬영능력이 떨어지는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출된 것으로서, 사용자가 원하는 시점에 원하는 지역의 정찰영상을 신속하고 정확하게 획득 및 표시할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이를 위해 구체적으로 본 발명은 디스플레이 유닛의 물리적인 모션과 무인정찰유닛에 탑재된 카메라의 촬영각도 전환을 연동시켜 최소의 시차로 보다 정확하고 신속하게 촬영각도를 전환할 수 있고, 이를 통해 사용자가 원하는 시점에 원하는 지역의 정찰영상을 획득 및 표시할 수 있는 무인정찰시스템 및 무인정찰방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 촬영 및 운행을 위한 카메라와 구동부 포함의 무인정찰유닛, 상기 무인정찰유닛을 원격 조정하는 콘트롤러 유닛, 상기 카메라의 촬영영상을 표시하는 표시부 포함의 디스플레이 유닛을 포함하는 무인정찰시스템으로서, 상기 디스플레이 유닛은, 촬영지점의 전환을 위한 물리적인 모션을 감지하는 모션센서; 상기 디스플레이 유닛의 위치를 감지하는 제 1 GPS 모듈; 상기 모션센서와 제 1 GPS 모듈의 감지결과를 무선전송하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선수신하는 제 1 무선통신모듈을 포함하고, 상기 무인정찰유닛은, 상기 모션센서와 상기 제 1 GPS 감지결과를 무선수신하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선전송하는 제 2 무선통신모듈; 상기 무인정찰유닛의 위치를 감지하는 제 2 GPS 모듈; 상기 제 1,2 GPS 모듈의 감지결과로 상기 디스플레이 유닛과 상기 무인정찰유닛의 상대적인 위치관계를 산출하고, 상기 모션센서의 감지결과에 상기 상대적인 위치관계를 반영하여 상기 촬영지점 전환을 위한 상기 카메라의 이동각도를 산출하는 제어모듈; 상기 제어부의 산출결과에 따라 상기 카메라의 각도를 전환하는 카메라 촬영제어부를 포함하는 무인정찰시스템을 제공한다.
이때, 상기 모션센서는, 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 디스플레이 유닛은 상기 표시부가 사용자의 안구 전방에 배치되도록 그 전부 또는 일부가 상기 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입으로서, 상기 물리적인 모션은 상기 두부의 움직임에 의해 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 촬영 및 운행을 위한 카메라와 구동부 포함의 무인정찰유닛, 상기 무인정찰유닛을 원격 조정하는 콘트롤러 유닛, 상기 카메라의 촬영영상을 표시하는 표시부 포함의 디스플레이 유닛을 이용한 무인정찰방법으로서, (a) 촬영지점 전환을 위해 상기 디스플레이 유닛에 물리적인 모션이 가해지는 단계; (b) 상기 디스플레이 유닛에서 상기 모션이 감지되고, 상기 디스플레유닛의 위치 및 상기 모션의 감지결과가 상기 무인정찰유닛으로 무선전송되는 단계; (c) 상기 무인정찰유닛에서 상기 무인정찰유닛과 상기 디스플레이 유닛의 상대적인 위치관계가 산출되고, 상기 모션의 감지결과에 상기 상대적인 위치관계가 반영되어 상기 촬영지점 전환을 위한 상기 카메라의 이동각도가 산출되는 단계; (d) 상기 이동각도에 따라 상기 카메라의 각도가 전환되는 단계를 포함하는 무인정찰방법을 제공한다.
이때, 상기 디스플레이 유닛은 상기 표시부가 사용자의 안구 전방에 배치되도록 그 전부 또는 일부가 상기 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입이고, 상기 (a) 단계 전, 상기 디스플레이 유닛의 전부 또는 일부를 상기 사용자가 두부에 거치하는 단계를 더 포함하여, 상기 물리적인 모션은 상기 두부의 움직임에 의해 상기 디스플레이 유닛으로 가해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 디스플레이 유닛의 물리적인 모션과 무인정찰유닛에 탑재된 카메라의 촬영각도 전환을 연동시켜 최소의 시차로 보다 정확하고 신속하게 촬영각도를 전환할 수 있는 구체적인 방도를 제시한다. 따라서 진속하고 정확한 정찰영상의 촬영 및 표시가 가능한 장점을 나타낸다.
더 나아가 본 발명은 디스플레이 유닛의 일부 또는 전부가 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입을 제공한다. 그 결과 두부의 움직임에 의한 물리적인 모션으로 카메라의 촬영각도를 전환할 수 있어 마치 사용자가 무인정찰유닛에 탑승해서 직접 정찰하는 것과 유사한 효과를 창출한다.
그 결과 사용자는 원하는 시점에 원하는 지역의 정찰영상을 신속 정확하게 획득 및 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인정찰시스템을 나타낸 개요도.
도 2는 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 디스플레이 유닛을 나타낸 모식도.
도 3은 발명에 따른 무인정찰시스템의 무인정찰유닛을 나타낸 모식도.
도 4는 본 발명에 따른 무인정찰방법을 나타낸 순서도.
본격적인 설명에 앞서, 이하의 설명 및 도면은 본 발명의 일 실시예를 살펴보기 위한 것으로서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 통해 본 발명의 기술사상을 용이하게 이해, 실시, 응용할 수 있으며, 본 발명의 목적 및 효과는 본 발명의 일 실시예를 통해 도출 내지는 확장될 수 있다.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기술의 구체적인 설명이 불필요하게 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "전기적 또는 간접적으로 연결"되어 있는 경우를 포함한다. 아울러, 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 그 밖의 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다. 또한 명세서 전체의 기재에 있어서 일부 구성요소들을 편의상 단수형으로 기재하였다고 해서 본 발명이 그에 국한되는 것은 아니며, 해당 구성요소는 복수 개가 될 수 있음은 물론이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 일례를 나타낸 개요도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 디스플레이 유닛을 나타낸 모식도이며, 도 3은 발명에 따른 무인정찰시스템의 무인정찰유닛을 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 무인정찰시스템은 운행을 위한 구동부(12)와 정찰을 위한 카메라(16)가 구비되어 운행 및 정찰을 수행하는 무인정찰유닛(10), 무인정찰유닛(10)을 원격 컨트롤하는 컨트롤유닛(40), 디스플레이 장치 등의 표시부(86)가 구비되어 무인정찰유닛(10)의 카메라(16)가 촬영한 정찰영상을 사용자에게 표시하는 디스플레이 유닛(70)을 포함한다.
각각을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 2는 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 디스플레이 유닛(70)을 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 디스플레이 유닛(70)은 무인정찰유닛(10)의 카메라(16)가 촬영한 정찰영상을 무선 수신하는 제 1 무선통신모듈(74) 포함의 제 1 무선통신부(72), 제 1 무선통신모듈(74)이 수신한 정찰영상을 사용자에게 시각적으로 표시하는 표시부(86) 포함의 영상표시부(82), 촬영지점의 전환을 위한 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션을 감지하는 모션센서(80), 디스플레이 유닛(70)의 위치를 감지하는 제 1 GPS 모듈(76)을 필수 구성요소로 하며, 그 외에도 디스플레이 유닛(70)의 전체 동작을 제어하는 디스플레이제어부(88)를 포함한다.
이때, 바람직하게는 제 1 GPS 모듈(76)은 제 1 무선통신모듈(74)과 함께 제 1 무선통신부(72)를 구성할 수 있다. 다시 말해, 제 1 무선통신부(72)는 제 1 무선통신모듈(74)과 제 1 GPS 모듈(76)을 포함할 수 있다.
제 1 무선통신모듈(74)은 위성 또는 주파수 통신을 지원하는 무선 통신망(T1)을 통해 무인정찰유닛(10)과 양방향 통신이 가능하고, 이를 통해 무인정찰유닛(10)으로부터 전송되는 정찰영상을 무선수신한다. 그리고 제 1 GPS 모듈(76)은 위성을 포함하는 GPS 망(T2)을 통해 디스플레이 유닛(70)의 위치를 실시간 감지하며, 그 감지결과는 제 1 무선통신모듈(74)을 통해 무인정찰유닛(10)으로 무선 전송된다.
또한 바람직하게는 표시부(86)는 제 1 영상처리모듈(84)과 함께 영상표시부(82)를 구성할 수 있다. 다시 말해, 영상표시부(82)는 표시부(86)와 제 1 영상처리모듈(84)을 포함할 수 있다.
제 1 영상처리모듈(84)은 제 1 무선통신모듈(74)을 통해 무선 수신된 무인정찰유닛(10)의 정찰영상을 적절히 처리함으로써 표시부(86)를 통해 사용자에게 표시되도록 하고, 이를 통해 무인정찰유닛(10)의 카메라(16)가 촬영한 정찰영상은 표시부(86)를 통해 사용자에게 표시된다.
모션센서(80)는 촬영지점의 전환을 위한 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션을 감지하고, 그 감지결과는 제 1 무선통신부(72)의 제 1 무선통신모듈(74)을 통해 무인정찰유닛(10)으로 무선 전송된다. 즉, 본 발명에 따른 무인정찰시스템에서 디스플레이 유닛(70)은 정찰영상을 표시하는 역할과 더불어 촬영지점의 전환을 위한 물리적인 모션을 감지해서 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보와 함께 무인정찰유닛(10)에 전송하는 기능을 함께 수행한다.
그 결과 사용자는 디스플레이 유닛(70)을 통해 실시간의 정찰영상을 볼수 있는 한편, 촬영지점의 전환을 원할 경우에 원하는 지역을 향해 디스플레이 유닛(70)을 이동 및/또는 회전시킴으로서 무인정찰유닛(10)의 카메라(16)가 해당 지역을 촬영하도록 한다.
이를 위한 모션센서(80)는 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 3축 자이로센서, 3축 가속도센서, 3축 지자기센서를 포함하는 9축 센서가 사용될 수 있다.
아울러, 이 같은 디스플레이 유닛(70)의 모든 동작은 디스플레이제어부(88)에 의해 제어되며, 이를 위해 디스플레이제어부(88)에는 일정알고리즘을 수행하는 논리회로가 탑재될 수 있다.
한편, 발명에 따른 디스플레이 유닛(10)은 사용자가 정찰을 원하는 지역을 보다 직관적이고 편리하게 가리킬 수 있도록 그 전부 또는 일부가 사용자의 두부에 거치되어 표시부(86)가 사용자의 안구 전방에 배치되는 아이글라스 타입일 수 있다.
그 결과 사용자는 안구 전방의 표시부를 통해 실시간의 정찰영상을 보면서 원하는 정찰지역을 향해 두부를 회전 및/또는 이동시키는 자연스러운 동작을 취하는 것만으로 촬영지점의 전환을 위한 디스플레이 유닛(70)의 모션을 발생시키게 된다. 그러면 모션센서(80)는 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션을 감지하고, 제 1 무선통신모듈(74)은 제 1 GPS 모듈(76)에 의한 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보와 모션센서(80)의 감지결과를 무인정찰유닛(10)으로 무선 전송한다.
계속해서 도 3은 본 발명에 따른 무인정찰유닛(10)을 나타낸 모식도이다.
보이는 것처럼, 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 무인정찰유닛(10)은 목적 내지는 정찰환경에 부합되는 플랫폼으로 직접 운행하면서 정찰영상을 촬영하여 디스플레이 유닛(70)에 전송하고, 이를 위한 구동부(12), 촬영부(14), 제2무선통신부(24), 유닛제어부(30), 전원부(32)를 포함한다.
구동부(12)는 엔진 등의 동력원과 휠, 회전익(프로펠러), 고정익 등 무인정찰유닛의 운행을 위한 다양한 플랫폼의 구동수단을 포괄한다. 즉, 본 발명에 따른 무인정찰유닛(10)은 목적 내지는 정찰환경에 적합한 각종 플랫폼으로 공중, 지상, 수면, 수중에서 운행하며, 구동부(12)는 이를 위한 각종 하드웨어 및 소프트웨어를 제공한다.
촬영부(14)는 정찰지역의 정찰영상을 획득하는 카메라(16), 카메라(16)의 정찰영상을 디스플레이 유닛(70)으로 전송 가능하도록 적절히 처리하는 영상처리부(20), 카메라(16)의 촬영각도를 전환하는 촬영제어부(18)를 포함한다.
여기서 카메라(16)는 정찰지역의 정찰영상을 획득할 수 있는 한 특별한 제한은 없고, 정찰영상은 카메라(16)의 종류 내지는 목적에 따라 동영상, 정지영상, 적외선 영상 등 적절한 형태를 나타낼 수 있다. 그리고 이 같은 카메라(16)의 정찰영상은 영상처리부(20)에서 적절히 처리되어 제 2 무선통신부(24)를 통해 디스플레이 유닛(70)으로 무선 전송된다.
또한 본 발명에 따른 무인정찰유닛(10)의 촬영부(14)는 카메라(16)의 촬영각도를 전환하는 촬영제어부(18)를 포함하며, 촬영제어부(18)는 카메라(16)의 일부 또는 전부에 대한 물리적 이동 내지는 회전을 통해 카메라(16)의 촬영각도를 전환할 수 있는 모든 구성을 포괄한다.
즉, 촬영제어부(18)는 카메라의 촬영각도를 전환할 수 있다면 그 구성에 있어 특별한 제한은 없고, 일례로 모터 등의 구동원, 구동원의 동력으로 카메라(16)의 일부 또는 전부를 물리적으로 이동 내지는 회전시키는 방향전환장치를 포함할 수 있다. 참고로, 촬영제어부(18)는 카메라(16)의 촬영각도 전환을 위해 3축 구동이 가능한 자이로스코프 또는 이와 유사한 구성을 포함할 수 있다.
그 결과 본 발명에 따른 무인정찰유닛(10)의 촬영부(14)는 촬영제어부(18)를 통해 카메라(16)의 촬영각도를 전환하면서 정찰영상을 카메라(16)로 촬영하고, 촬영영상은 영상처리부(20)와 제 2 무선통신부(24)의 제 2 무선통신모듈(26)을 통해 디스플레이 유닛(70)으로 무선 전송된다.
전원부(32)는 무인정찰유닛(10)의 운행 및 정찰에 필요한 동력을 제공하며, 배터리 등의 충전수단 그리고 바람직하게는 태양광 발전 등의 자가발전수단을 포함한다. 여기서 충전수단, 자가발전수단은 전원부(32)의 일례이며, 그외에도 무인정찰유닛(10)의 운행 및 정찰에 필요한 동력을 제공할 수 있는 한 그 구성에 있어서 특별한 제한은 없다.
제 2 무선통신부(24)는 위성 또는 주파수 통신을 지원하는 무선통신망(T1)을 매개로 컨트롤러(40) 및 디스플레이 유닛(70)과 무선통신을 수행한다.
이때, 특히 본 발명에 따른 무인정찰유닛의 제 2 무선통신부(24)에는 위성 또는 주파수 통신을 통해 컨트롤러(40)의 원격 조정신호를 수신하고, 무인정찰유닛(10)의 상태정보를 컨트롤러(40)로 전송하며, 촬영부(14)의 정찰영상을 위성 또는 주파수 통신을 통해 디스플레이 유닛(70)에 전송하고, 디스플레이 유닛(70)으로부터 전송되는 제 1 GPS 모듈(76)의 감지결과로서 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보 그리고 디스플레이 유닛(70)으로부터 전달되는 모션센서(80)의 감지결과로서 디스플레이 유닛(70)의 모션 감지결과를 무선 수신하는 제 1 무선통신모듈(74), 위성통신을 지원하는 GPS 망(T2)을 통해 무인정찰유닛(10)의 위치를 실시간 감지하는 제 2 GPS 모듈(76)을 포함한다.
유닛제어부(30)는 컨트롤러(40)의 원격 조정신호에 따라 전원부(32), 구동부(12), 제 2 무선통신부(24)를 제어해서 무인정찰유닛의 안정적인 운행을 가능케 한다. 그리고 특히 유닛제어부(30)는 제 1 GPS 모듈(76)의 감지결과인 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보와 제 2 GPS 모듈(28)의 감지결과인 무인정찰유닛(10)의 실시간 위치정보로 디스플레이 유닛(70)과 무인정찰유닛(10)의 상대적인 위치관계를 산출하고, 모션센서(80)의 감지결과에 상대적인 위치관계를 반영하여 카메라(16)의 이동각도를 산출하며, 산출된 이동각도에 따라 카메라가 물리적으로 이동하도록 촬영제어부(18)를 제어해서 카메라(16)의 촬영방향을 전환한다.
그 결과 본 발명에 따른 무인정찰시스템은 정찰영상을 표시하는 디스플레이 유닛(70)의 물리적 모션과 무인정찰유닛(10)에 탑재된 카메라(16)의 촬영각도 전환을 연동키는바, 이를 통해 원하는 시점에 원하는 지점의 정찰영상을 신속하고 정확하게 획득 및 표시할 수 있도록 한다.
이때, 특히 디스플레이 유닛(70)은 그 일부 또는 전부가 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입일 수 있다. 따라서 사용자는 두부의 움직임으로 카메라(16)의 촬영각도를 전환할 수 있고, 이로써 마치 무인정찰유닛(10)에 직접 탑승해서 눈으로 정찰하는 것과 유사한 작용효과를 기대할 수 있다.
그 결과 사용자는 원하는 시점에 원하는 지역의 정찰영상을 보다 신속 정확하게 획득 및 확인할 수 있다.
한편, 별도의 도면으로 나타내지는 않았지만, 컨트롤 유닛(40)은 원거리 무선통신으로 무인정찰유닛(10)을 원격 컨트롤하며, 이를 위한 인터페이스모듈, 통신모듈, 컨트롤부를 포함한다.
여기서 인터페이스모듈은 사용자의 지시입력과 무인정찰유닛(10)의 상태표시를 위한 모든 계기 및 장치구성을 포괄하고, 통신모듈은 위성 통신 또는 주파수 통신을 지원하는 무선통신망(T1)을 통해 무인정찰유닛(10)과 무선 통신 가능한 모든 소프트웨어 및 하드웨어적 구성을 포괄한다. 그리고 컨트롤부는 인터페이스모듈에 의한 사용자의 지시에 따라 무인정찰유닛의 운행을 원격 컨트롤 하며, 무인정찰유닛(10)의 상태를 사용자에게 인지시켜 안정적인 운행이 가능하도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 무인정찰시스템의 무인정찰방법을 나타낸 순서도로서, 앞서 도 1 내지 도 3과 함께 참조하여 디스플레이 유닛(70)의 물리적 모션과 무인정찰유닛(10)에 탑재된 카메라(16)의 촬영각도 전환 사이의 연동관계를 다시 한번 자세히 살펴본다.
먼저, 본 발명에 따른 무인정찰방법을 위해서 사용자는 바람직하게는 아이글라스 타입의 디스플레이 유닛(70)의 일부 또는 전부를 두부에 거치하게 된다. 이로써 사용자는 안구 전방에 놓인 표시부(86)를 통해 무인정찰유닛(10)의 카메라(16)가 촬영한 정찰영상을 실시간 확인할 수 있다.
한편, 이와 같이 디스플레이 유닛(10)의 표시부(16)를 통해 정찰영상을 실시간 확인하는 과정 중에 사용자가 촬영지점의 전환을 원할 경우, 사용자는 두부를 회전 또는 이동시켜 원하는 촬영지점을 향해 시선을 돌리게 된다.
그러면 디스플레이 유닛(70)의 모션센서(80)는 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션을 감지하고, 그 감지결과는 제 1 GPS 모듈(76)에 의한 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보와 함께 무인정찰유닛(10)으로 무선 전송된다.(st10, st20)
그리고 이와 같이 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션 감지결과와 실시간 위치정보가 무인정찰유닛(10)으로 무선 전송되면, 무인정찰유닛(10)의 유닛제어부(30)는 디스플레이 유닛(70)의 실시간 위치정보와 제 2 GPS 모듈(28)에 의한 무인정찰유닛(10)의 실시간 위치정보를 통해 디스플레이 유닛(70)과 무인정찰유닛(10) 간 상대적인 위치관계를 산출한다.(st30, st40)
그리고 디스플레이 유닛(70)의 물리적인 모션 감지결과에 산출된 상대적인 위치관계를 반영해서 사용자가 원하는 지점을 촬영하기 위한 카메라(16)의 이동각도를 산출한다.(st50, st60)
그리고 유닛제어부(30)는 산출된 이동각도에 따라 촬영제어부(18)를 통해 카메라(16)의 촬영방향을 전환시킨다.(st70)
그 결과 사용자가 원하는 지점의 정찰영상이 디스플레이 유닛(70)으로 전송된다.
이때, 사용자는 두부의 움직임에 의한 물리적인 모션으로 카메라(16)의 촬영각도를 전환해서 원하는 지역의 정찰영상을 확인할 수 있게 되므로 마치 무인정찰유닛(10)에 탑승해서 직접 정찰하는 것과 유사한 경험을 하게 되며, 이를 통해 원하는 시점에 원하는 지역의 정찰영상을 보다 신속 정확하게 획득 및 확인할 수 있게 된다.
10 : 무인정찰유닛 12 : 구동부
14 : 촬영부 16 : 카메라
18 : 촬영제어부 20 : 영상처리부
24 : 제 2 무선통신부 26 : 제 2 무선통신모듈
28 : 제 2 GPS 모듈 30 : 유닛제어부
32 : 전원부 40 : 컨트롤 유닛
70 : 디스플레이 유닛 72 : 제 1 무선통신부
74 : 제 1 무선통신모듈 76 : 제 1 GPS 모듈
80 : 모션센서 82 : 영상표시부
84 : 제 1 영상처리모듈 86 : 표시부
88 : 디스플레이제어부

Claims (5)

  1. 촬영 및 운행을 위한 카메라와 구동부 포함의 무인정찰유닛, 상기 무인정찰유닛을 원격 조정하는 콘트롤러 유닛, 상기 카메라의 촬영영상을 표시하는 표시부 포함의 디스플레이 유닛을 포함하는 무인정찰시스템으로서,
    상기 디스플레이 유닛은,
    촬영지점의 전환을 위한 물리적인 모션을 감지하는 모션센서;
    상기 디스플레이 유닛의 위치를 감지하는 제 1 GPS 모듈;
    상기 모션센서와 제 1 GPS 모듈의 감지결과를 무선전송하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선수신하는 제 1 무선통신모듈을 포함하고,
    상기 무인정찰유닛은,
    상기 모션센서와 상기 제 1 GPS 감지결과를 무선수신하고 상기 카메라의 촬영영상을 무선전송하는 제 2 무선통신모듈;
    상기 무인정찰유닛의 위치를 감지하는 제 2 GPS 모듈;
    상기 제 1,2 GPS 모듈의 감지결과로 상기 디스플레이 유닛과 상기 무인정찰유닛의 상대적인 위치관계를 산출하고, 상기 모션센서의 감지결과에 상기 상대적인 위치관계를 반영하여 상기 촬영지점의 전환을 위한 상기 카메라의 이동각도를 산출하는 유닛제어부;
    상기 유닛제어부의 산출결과에 따라 상기 카메라의 촬영각도를 전환하는 촬영제어부를 포함하는 무인정찰시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모션센서는, 자이로 센서, 지자기 센서, 가속도 센서 중 적어도 하나를 포함하는 무인정찰시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은 상기 표시부가 사용자의 안구 전방에 배치되도록 그 전부 또는 일부가 상기 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입으로서,
    상기 물리적인 모션은 상기 두부의 움직임에 의해 발생되는 무인정찰시스템.
  4. 촬영 및 운행을 위한 카메라와 구동부 포함의 무인정찰유닛, 상기 무인정찰유닛을 원격 조정하는 콘트롤러 유닛, 상기 카메라의 촬영영상을 표시하는 표시부 포함의 디스플레이 유닛을 이용한 무인정찰방법으로서,
    (a) 촬영지점의 전환을 위해 상기 디스플레이 유닛에 물리적인 모션이 가해지는 단계;
    (b) 상기 디스플레이 유닛에서 상기 모션이 감지되고, 상기 디스플레유닛의 위치 및 상기 모션의 감지결과가 상기 무인정찰유닛으로 무선전송되는 단계;
    (c) 상기 무인정찰유닛에서 상기 무인정찰유닛과 상기 디스플레이 유닛의 상대적인 위치관계가 산출되고, 상기 모션의 감지결과에 상기 상대적인 위치관계가 반영되어 상기 촬영지점의 전환을 위한 상기 카메라의 이동각도가 산출되는 단계;
    (d) 상기 이동각도에 따라 상기 카메라의 각도가 전환되는 단계를 포함하는 무인정찰방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 디스플레이 유닛은 상기 표시부가 사용자의 안구 전방에 배치되도록 그 전부 또는 일부가 상기 사용자의 두부에 거치되는 아이글라스 타입이고,
    상기 (a) 단계 전, 상기 디스플레이 유닛의 전부 또는 일부를 상기 사용자가 두부에 거치하는 단계를 더 포함하여, 상기 물리적인 모션은 상기 두부의 움직임에 의해 발생되는 무인정찰방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN108681321A (zh) * 2018-04-10 2018-10-19 华南理工大学 一种无人船协同编队的水下探测方法
WO2019095210A1 (zh) * 2017-11-16 2019-05-23 深圳市大疆创新科技有限公司 智能眼镜及其控制云台的方法、云台、控制方法和无人机

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