KR20180060783A - 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템 - Google Patents

드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180060783A
KR20180060783A KR1020160160676A KR20160160676A KR20180060783A KR 20180060783 A KR20180060783 A KR 20180060783A KR 1020160160676 A KR1020160160676 A KR 1020160160676A KR 20160160676 A KR20160160676 A KR 20160160676A KR 20180060783 A KR20180060783 A KR 20180060783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
power transmission
unit
drones
wireless power
Prior art date
Application number
KR1020160160676A
Other languages
English (en)
Inventor
서동환
박동국
이삼녕
이승현
Original Assignee
한국해양대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양대학교 산학협력단 filed Critical 한국해양대학교 산학협력단
Priority to KR1020160160676A priority Critical patent/KR20180060783A/ko
Publication of KR20180060783A publication Critical patent/KR20180060783A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • G01S17/023—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • B64C2201/12—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템이 제시된다. 본 발명에서 제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템은 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인하는 전력 확인부, 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 통신부, LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 거리 확인부, 상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 전력 전송부, 상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 전력 수신부, 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 접촉부를 포함한다.

Description

드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템{Method and System for Wireless Power Transmission using Drone}
본 발명은 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해상환경에서 사람이 항시 도달할 수 없는 지역에 있는 전기적인 장치 또는 배터리가 필요한 모든 장치에 대하여 전력공급이 어렵거나 배터리의 잔량이 부족할 시 인근에 무선전력전송시스템을 보유하고 있는 드론이 신호를 받아 전력공급이 필요한 위치에 도달한 후 안착하여 무선으로 부족한 전력을 충전시켜주는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
근래에 육상 및 해상환경에서 드론을 운용하기 위한 많은 연구들이 이루어지고 있다. 전력공급이 필요한 부분, 예를 들어 해상 부이에 전력을 공급하기 위하여 소형선박 또는 태양열로 충전을 한다. 그러나 소형선박 등을 운용하기 위해서는 기름과 같은 자원을 소모해야 한다. 또한, 태양열을 이용한 충전의 경우에는 기상의 변화 또는 악화로 인하여 충전이 되지 않은 경우가 있다. 육상에서 역시 사람이 실제 도달하기 쉽지 않은 곳에 전력을 공급하는데 한계가 있다. 예를 들어 자동차의 배터리 혹은 전기자동차의 경우 방전이 되거나 충전이 필요할 시 시간 그리고 장소에 따라 쉽게 전력을 공급받을 수 없는 상황이 발생할 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 해상환경에서 사람이 항시 도달할 수 없는 지역에 있는 전기적인 장치 또는 배터리가 필요한 모든 장치에 대하여 전력공급이 필요한 경우 무선전력전송시스템을 보유하고 있는 드론을 이용하여 전력을 공급하는 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. 또한, 드론이 전력공급이 필요한 장치에 안착할 시 정확한 위치를 확인 후 착륙하도록 하며, 전력공급의 효율을 최대로 하기 위해 전력 전송부와 전력 수신부의 밀접한 접촉을 위한 장치 및 시스템을 개발하여 전력공급의 한계를 극복하고자 한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템은 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인하는 전력 확인부, 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 통신부, LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 거리 확인부, 상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 전력 전송부, 상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 전력 수신부, 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 접촉부를 포함한다.
상기 통신부는 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 기지국에 충분하지 않음에 대한 경고신호를 전송하고, 상기 장치의 위치 주변에 대기하고 있는 드론을 출격시키도록 명령을 전송한다.
상기 거리 확인부는 드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 이용하여 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인한다.
상기 거리 확인부는 상기 드론이 상기 장치의 위치에 도달할 경우, GPS를 통해 기지국에서 수신 받은 상기 장치의 위치 정보와 상기 LiDAR 및 상기 영상을 비교하고, LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시킨다.
상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료한다.
상기 접촉부는 전력공급에 방해가 되는 요인을 방지하기 위한 기계적 장치 또는 자석을 포함한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 방법은 전력 확인부가 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인하는 단계, 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 통신부가 GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 단계, 거리 확인부가 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 단계, 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 단계, 상기 드론에 부착된 전력 전송부가 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 단계, 상기 장치에 부착된 전력 수신부가 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 단계를 포함한다.
상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 통신부가 GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 단계는 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 기지국에 충분하지 않음에 대한 경고신호를 전송하고, 상기 장치의 위치 주변에 대기하고 있는 드론을 출격시키도록 명령을 전송한다.
상기 거리 확인부가 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 단계는 드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 통해 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인한다.
상기 드론이 상기 장치의 위치에 도달할 경우, 상기 거리 확인부는 GPS를 통해 기지국에서 수신 받은 상기 장치의 위치 정보와 상기 LiDAR 및 상기 영상을 비교하고, LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시킨다.
상기 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 단계는 상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 해상환경에서 사람이 항시 도달할 수 없는 지역에 있는 전기적인 장치 또는 배터리가 필요한 모든 장치에 대하여 전력공급이 어렵거나 배터리의 잔량이 부족할 시 인근에 무선전력전송시스템을 보유하고 있는 드론이 신호를 받아 전력공급이 필요한 위치에 도달한 후 안착하여 무선으로 부족한 전력을 충전시킬 수 있다. 또한, 드론이 안착 시 안정적으로 전력을 공급할 수 있도록 드론의 몸체 또는 다리부분과 전력충전이 필요한 장치에 밀접하게 접촉이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템이 탑재된 드론을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 전송부, 전력 수신부 및 접속부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유도방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공명방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)은 프로세서(110), 버스(120), 네트워크 인터페이스(130), 메모리(140) 및 데이터베이스(150)를 포함할 수 있다. 메모리(140)는 운영체제(141) 및 해양환경에서의 무선전력 전송 루틴(142)을 포함할 수 있다. 프로세서(110)는 전력 확인부(111), 통신부(112), 거리 확인부(113), 전력 전송부(114), 전력 수신부(115), 접촉부(116)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)은 도 1의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)은 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.
메모리(140)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(140)에는 운영체제(141)와 해양환경에서의 무선전력 전송 루틴(142)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(140)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(130)를 통해 메모리(140)에 로딩될 수도 있다.
버스(120)는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(120)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.
네트워크 인터페이스(130)는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(130)는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)을 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.
데이터베이스(150)는 해양환경에서의 무선전력 전송을 위해 필요한 모든 정보를 저장 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 도 1에서는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)의 내부에 데이터베이스(150)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 시스템 상에 구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한 가능하다.
프로세서(110)는 기본적인 산술, 로직 및 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(140) 또는 네트워크 인터페이스(130)에 의해, 그리고 버스(120)를 통해 프로세서(110)로 제공될 수 있다. 프로세서(110)는 전력 확인부(111), 통신부(112), 거리 확인부(113), 전력 전송부(114), 전력 수신부(115), 접촉부(116)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리(140)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.
전력 확인부(111), 통신부(112), 거리 확인부(113), 전력 전송부(114), 전력 수신부(115), 접촉부(116)는 도 4의 단계들(410~460)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.
드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)은 전력 확인부(111), 통신부(112), 거리 확인부(113), 전력 전송부(114), 전력 수신부(115), 접촉부(116)를 포함할 수 있다.
전력 확인부(111)는 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인한다. 전력 확인부(111)는 전기적인 장치, 예를 들어 기상악화에 따라 태양열의 충전에 한계가 있는 해상 부이 및 외진 곳에서 방전된 전기자동차 등 배터리의 현재 상태를 확인한다. 그리고, 일정 수준 다시 말해, 배터리가 현재의 전기적인 동작이 가능한지에 대해 판단을 하고 전기적인 동작을 수행 가능할 정도의 배터리가 남아있을 경우 계속 진행을 하고, 수행 가능하지 못한 경우 기지국과의 통신을 시작한다.
통신부(112)는 상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 한다.
해상환경에서 사람이 항시 도달할 수 없는 지역에 있는 전기적인 장치, 예를 들어 기상 악화에 따라 태양열의 충전에 한계가 있는 해상 부이 또는 외진 곳에서 방전된 전기자동차 등 배터리에 전력이 충분하지 않은 상태일 경우 통신부(112)를 통해 장치의 전력이 충분하지 않음을 기지국에서 확인을 하고, 상기 장치 인근에 위치한 무선전력전송시스템을 갖는 드론을 운용하도록 한다.
전력 확인부(111)에서 일정 수준 이하의 배터리의 상태가 확인될 경우 신호를 받아 기지국에 알리며 기지국에서는 배터리가 부족한 목적지, 다시 말해 장치의 위치의 인근에 대기하고 있는 무선전력전송시스템을 보유한 드론에게 목적지까지 최단경로로 명령을 주어 드론을 출격시킨다.
드론은 통신부(112)를 통해 기지국으로부터 GPS와 같은 위치를 확인하는 신호를 받고 목적지, 다시 말해 상기 장치의 위치를 확인한 후 최단경로로 도달하도록 한다.
거리 확인부(113)는 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인한다.
거리 확인부(113)는 드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 이용하여 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인한다.
GPS신호만으로는 장애물의 높이정보 또는 장치의 정확한 위치를 확인하는데 한계가 있다. 따라서, 드론이 최단경로로 이동 시 GPS 신호와 드론에 탑재 되어있는 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치 등으로부터 산, 건물 등을 포함한 모든 장애물을 파악하여 최적의 방법으로 장애물을 회피하도록 하고, 가장 빠른 시간 내에 목적지에 도착하게 한다. 목적지에 도달하여 착륙 시 GPS로부터 수신 받은 목적지와 영상을 비교확인 후 LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시킨다.
전력 전송부(114)는 상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송한다. 전력 전송부(114)는 드론이 최종목적지에 안착하여 전력 수신부(115)에 접촉 시 전력 수신부(115)에 전력을 공급한다.
전력 수신부(115)는 상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는다. 상기 드론에 부착된 전력 전송부(114)와 상기 장치에 부착된 전력 수신부(115) 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 접촉부(116)를 통해 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료한다. 전력 전송부(114)와 전력 수신부(115)는 밀접한 접촉을 하여 전력을 공급한다. 전력 수신부(115)는 전력 전송부(114)로부터 받은 무선전력을 충전하며, 전력 수신을 위해 적절한 코일과 코어를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 무선전력전송 방식뿐만 아니라 유선전력전송 방식으로도 전력을 공급할 수 있다. 드론에 탑재된 전력 전송부(114)를 통해 무선전력전송 방식으로 장치에 전력을 공급할 경우, 드론이 이동하면서 전력을 소모하므로 공급할 수 있는 전력 용량은 한정된다. 그러므로, 전력 공급을 필요로 하는 장치에 선박으로 접근할 수 있는 만큼 가까이 접근한 후, 선박과 유선으로 연결된 드론을 이용하여 상기 장치에 전력을 공급할 수도 있다. 이와 같이 유선전력전송 방식을 이용하여 전력을 공급할 경우, 무선전력전송 방식보다 더 많은 양의 전력을 공급할 수 있다.
접촉부(116)는 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정한다. 접촉부(116)는 전력 전송부(114)와 전력 수신부(115)의 접촉 시 전력공급에 방해가 되는 요인을 최대한 방지하기 위하여 기계적인 장치 또는 자석과 같은 물질로 고정시킨다.
접촉부(116)는 무선전력송수신간 주변의 바람, 파도, 기상변화 등 여러 가지 요인과 환경에 대하여 손실을 최대한 방지하고 효율을 최대한 높이는 조건으로 설계를 하여, 안정적인 무선전력전송이 가능하도록 드론의 부착된 전력 전송부와 목적지의 전력 수신부를 1:1로 밀접하게 접촉시킬 수 있다. 접촉 시 드론의 다리부분과 목적지의 지면부분에 전기적인 장치 또는 자석 등을 이용하여 고정하며, 드론이 외부의 환경적인 요인으로부터 방해가 없도록 드론의 몸체 전체가 들어갈 수 있는 장치를 설계할 수 있다.
제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)은 해상환경뿐만 아니라, 육상환경에서도 사람이 실제 도달하기 쉽지 않은 곳에 위치한 장치에 전력을 공급하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어 자동차의 배터리 또는 전기자동차의 경우 방전이 되거나 충전이 필요할 때, 시간 및 장소에 따라 쉽게 전력을 공급받을 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이때, 제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템(100)을 통해 전력을 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
드론을 이용한 무선전력전송 시스템의 전력 확인부는 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치(220)의 전력(221)이 충분한지 여부를 확인한다. 확인 결과, 전력(221)이 일정 수준 다시 말해, 배터리(221)가 현재의 전기적인 동작이 가능한지에 대해 판단을 하고 전기적인 동작을 수행 가능할 정도의 배터리(221)가 남아있지 않을 경우 기지국(210)과의 통신을 시작한다.
통신부는 상기 장치(220)의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치(220)의 위치 정보를 기지국(210)으로 전송하고, 상기 장치(221)의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론들(231, 232, 233)을 운용하도록 한다.
다시 말해, 해상환경에서 사람이 항시 도달할 수 없는 지역에 있는 전기적인 장치, 예를 들어 기상 악화에 따라 태양열의 충전에 한계가 있는 해상 부이 또는 외진 곳에서 방전된 전기자동차 등 배터리에 전력이 충분하지 않은 상태일 경우 통신부를 통해 장치의 전력이 충분하지 않음을 기지국(210)에서 확인을 하고, 상기 장치 인근에 위치한 무선전력전송시스템을 갖는 드론들(231, 232, 233)을 운용하도록 한다.
전력 확인부에서 일정 수준 이하의 배터리(221)의 상태가 확인될 경우 신호를 받아 기지국(210)에 알리며 기지국(210)에서는 배터리(221)가 부족한 목적지, 다시 말해 장치(220)의 위치의 인근에 대기하고 있는 무선전력전송시스템을 보유한 드론들(231, 232, 233) 중 가장 가까이에 있는 드론을 선택하여 목적지까지 최단경로로 이동하도록 출격 명령을 준다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력전송 시스템이 탑재된 드론을 나타내는 도면이다.
드론을 이용한 무선전력전송 시스템은 전력 확인부, 통신부, 거리 확인부, 전력 전송부, 전력 수신부, 접촉부를 포함할 수 있다.
이러한 구성들 중 통신부(311), 거리 확인부(312), 전력 전송부(314), 접촉부(315)는 드론에 탑재될 수 있다.
통신부(311)는 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하도록 드론을 운용할 수 있다.
드론은 통신부(311)를 통해 기지국으로부터 GPS와 같은 위치를 확인하는 신호를 받고 목적지, 다시 말해 상기 장치의 위치를 확인한 후 최단경로로 도달할 수 있다.
거리 확인부(312)는 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위해 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인한다. 거리 확인부(312)는 드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 이용하여 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 이동 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인한다.
GPS신호만으로는 장애물의 높이정보 또는 장치의 정확한 위치를 확인하는데 한계가 있다. 따라서, 드론이 최단경로로 이동 시 GPS 신호와 드론에 탑재 되어있는 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치 등으로부터 산, 건물 등을 포함한 모든 장애물을 파악하여 최적의 방법으로 장애물을 회피하도록 하고, 가장 빠른 시간 내에 목적지에 도착하게 한다. 목적지에 도달하여 착륙 시 GPS로부터 수신 받은 목적지와 영상을 비교확인 후 LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시킨다.
전력 전송부(314)는 상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송한다. 전력 전송부(314)는 드론이 최종목적지에 안착하여 전력 수신부에 접촉 시 전력 수신부에 전력을 공급한다.
접촉부(315)는 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부(314)와 상기 전력 수신부를 고정한다. 접촉부(315)는 전력 전송부(314)와 전력 수신부의 접촉 시 전력공급에 방해가 되는 요인을 최대한 방지하기 위하여 기계적인 장치 또는 자석과 같은 물질로 고정시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 무선전력전송 방법을 설명하기 위한 도면이다.
드론을 이용한 무선전력전송 방법은 현재 전력 상태를 확인하는 단계(410), 현재 전력 상태가 일정 수준 이하인지 판단하는 단계(420), 인근 드론 및 목적지까지의 최단거리를 검색하는 단계(430), 드론을 고정할 준비가 되었는지 판단하는 단계(440), 접촉 후 무선충전하는 단계(450)를 포함할 수 있다.
단계(410)에서, 전력 확인부가 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력 상태를 확인한다. 전력 확인부는 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인한다. 전력 확인부는 전기적인 장치, 예를 들어 기상악화에 따라 태양열의 충전에 한계가 있는 해상 부이 및 외진 곳에서 방전된 전기자동차 등 배터리의 현재 상태를 확인한다.
단계(420)에서 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인한다. 장치의 전력이 충분한 경우, 장치의 운용을 계속 유지(460)한다. 일정 수준 다시 말해, 배터리가 현재의 전기적인 동작이 가능한지에 대해 판단을 하고 전기적인 동작을 수행 가능할 정도의 배터리가 남아있을 경우 계속 진행을 하고, 수행 가능하지 못한 경우 기지국과의 통신을 시작한다.
장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 단계(430)에서 인근 드론 및 목적지까지의 최단거리를 검색하여 검색을 완료한 후 통신부가 GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 한다. 기지국에 충분하지 않음에 대한 경고신호를 전송하고, 상기 장치의 위치 주변에 대기하고 있는 드론을 출격시키도록 명령을 전송한다. 인근 드론 및 목적지까지의 최단거리를 검색하지 못한 경우, 인근 드론 및 목적지까지의 최단거리를 재검색(431)한다. 재검색 완료 후 단계(430)을 다시 수행한다.
단계(440)에서, 거리 확인부가 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하고, 드론을 고정할 준비가 되었는지 판단한다. 이후 단계(450)로 이동한다. 드론을 고정할 준비가 완료되지 않은 경우, 접촉을 위해 대기(441)한 후, 단계(440)을 다시 수행한다.
거리 확인부는 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인한다. 드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 이용하여 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인한다.
GPS신호만으로는 장애물의 높이정보 또는 장치의 정확한 위치를 확인하는데 한계가 있다. 따라서, 드론이 최단경로로 이동 시 GPS 신호와 드론에 탑재 되어있는 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치 등으로부터 산, 건물 등을 포함한 모든 장애물을 파악하여 최적의 방법으로 장애물을 회피하도록 하고, 가장 빠른 시간 내에 목적지에 도착하게 한다. 이후 단계(440)로 이동한다. 목적지에 도달하여 착륙 시 GPS로부터 수신 받은 목적지와 영상을 비교확인 후 LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시킨다.
단계(450)에서, 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하고 무선충전을 시작한다. 무선충전 완료 후, 장치의 운용을 계속(460)할 수 있다.
이때, 드론에 부착된 전력 전송부가 자기유도방식, 자기공명방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 단계 및 상기 장치에 부착된 전력 수신부가 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 단계를 포함할 수 있다.
접촉부는 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정한다. 접촉부는 전력 전송부와 전력 수신부의 접촉 시 전력공급에 방해가 되는 요인을 최대한 방지하기 위하여 기계적인 장치 또는 자석과 같은 물질로 고정시킨다.
접촉부는 무선전력송수신간 주변의 바람, 파도, 기상변화 등 여러 가지 요인과 환경에 대하여 손실을 최대한 방지하고 효율을 최대한 높이는 조건으로 설계를 하여, 안정적인 무선전력전송이 가능하도록 드론의 부착된 전력 전송부와 목적지의 전력 수신부를 1:1로 밀접하게 접촉시킬 수 있다. 접촉 시 드론의 다리부분과 목적지의 지면부분에 전기적인 장치 또는 자석 등을 이용하여 고정하며, 드론이 외부의 환경적인 요인으로부터 방해가 없도록 드론의 몸체 전체가 들어갈 수 있는 장치를 설계할 수 있다.
전력 전송부는 상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공진방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송한다. 전력 전송부는 드론이 최종목적지에 안착하여 전력 수신부에 접촉 시 전력 수신부에 전력을 공급한다.
전력 수신부는 상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는다. 상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 접촉부를 통해 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료한다. 전력 전송부와 전력 수신부는 밀접한 접촉을 하여 전력을 공급한다. 전력 수신부는 전력 전송부로부터 받은 무선전력을 충전하며, 전력 수신을 위해 적절한 코일과 코어를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 무선전력전송 방식뿐만 아니라 유선전력전송 방식으로도 전력을 공급할 수 있다. 드론에 탑재된 전력 전송부를 통해 무선전력전송 방식으로 장치에 전력을 공급할 경우, 드론이 이동하면서 전력을 소모하므로 공급할 수 있는 전력 용량은 한정된다. 그러므로, 전력 공급을 필요로 하는 장치에 선박으로 접근할 수 있는 만큼 가까이 접근한 후, 선박과 유선으로 연결된 드론을 이용하여 상기 장치에 전력을 공급할 수도 있다. 이와 같이 유선전력전송 방식을 이용하여 전력을 공급할 경우, 무선전력전송 방식보다 더 많은 양의 전력을 공급할 수 있다.
제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 방법은 해상환경뿐만 아니라, 육상환경에서도 사람이 실제 도달하기 쉽지 않은 곳에 위치한 장치에 전력을 공급하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어 자동차의 배터리 또는 전기자동차의 경우 방전이 되거나 충전이 필요할 때, 시간 및 장소에 따라 쉽게 전력을 공급받을 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이때, 제안하는 드론을 이용한 무선전력전송 방법을 통해 전력을 공급할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 전송부, 전력 수신부 및 접속부에 대해 설명하기 위한 도면이다.
접촉부(530)는 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 전력 전송부(510)와 전력 수신부(520)를 고정한다. 접촉부(530)는 전력 전송부(510)와 전력 수신부(520)의 접촉 시 전력공급에 방해가 되는 요인을 최대한 방지하기 위하여 기계적인 장치 또는 자석과 같은 물질로 고정시킨다.
전력 전송부(510)는 상기 드론에 부착되어 자기유도방식(511), 자기공명방식(512), 마이크로파방식(513)을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송한다. 전력 전송부(510)는 드론이 최종목적지에 안착하여 전력 수신부(520)에 접촉 시 전력 수신부(520)에 전력을 공급한다.
전력 수신부는 상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는다. 상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 접촉부를 통해 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료한다.
전력 수신부(520) 또한 자기유도방식(511), 자기공진방식(512), 마이크로파방식(513)을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 전송부로부터 전력을 공급 받는다.
전력 전송부(510)와 전력 수신부(520)는 접촉부(530)를 통해 밀접한 접촉을 하여 전력을 공급한다. 전력 수신부(520)는 전력 전송부(510)로부터 받은 무선전력을 충전하며, 전력 수신을 위해 적절한 코일과 코어를 포함한다. 도 6내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 무선전력전송 방식에 대해 더욱 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기유도방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
자기유도방식은 전력 전송부(610) 코일(630)에서 자기장을 발생시켜 그 자기장의 영향으로 전력 수신부 코일(630)에서 전기가 유도되는 전자기유도 원리를 이용하여 충전하는 기술이다. 다시 말해, 전력 전송부(610)가 교류 전압(640)을 입력으로 받아, 정류회로(611) 및 고주파스위칭 회로(612)를 거쳐 1개의 코일(630)에 교류전류가 흐르도록 한다. 이때, 자력선이 발생하게 되는데 이 자력선이 근접한 전력 수신부(620) 코일에 전압을 유기하는 원리를 이용한 것이다. 현재 전력기기에서 전압을 높이거나 낮출 때 쓰는 변압기와 같은 원리이다. 전력 수신부(620)는 유기된 전압을 전류회로2(621), 충전제어회로(622)를 통해 부하(623)로 전달한다. 이러한, 자기유도방식의 무선전력전송 방식은 전력의 송수신 시 각 코일을 수cm 정도로 근접시킨다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기공진방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
자기공진방식은 전력 전송부(710) 코일(711)에서 공진주파수로 진동하는 자기장을 생성하여 동일한 공진주파수로 설계된 전력 수신부(720) 코일(712)에만 에너지가 집중적으로 전달되는 방식을 이용하여 충전하는 기술이다. 자기유도방식과 비슷하나 1~2m거리 범위에서 무선전력전송을 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이크로파방식의 무선전력전송 방식을 설명하기 위한 도면이다.
마이크로파(전자파)방식은 태양발전위성으로부터 무선전력전송을 목적으로 비교적 오래 전부터 연구 개발되고 있는 기술로, 전자파를 빔 형태로 안테나를 통해 직접 송수신하는 방식을 이용하여 충전하는 기술이다. 전력 전송부(810)에서 발진회로(811) 및 송신안테나(812)를 통해 파장이 짧은 마이크로파(830)로 변환해서 송전하면, 전력 수신부(820) 측에서 수신안테나(821) 및 정류회로(822)를 통해 마이크로파(830)를 원래의 직류나 교류로 변환하여 이용하는 방법으로 무선전력전송을 수행할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인하는 전력 확인부;
    상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 통신부;
    LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 거리 확인부;
    상기 드론에 부착되어 자기유도방식, 자기공명방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 전력 전송부;
    상기 장치에 부착되어 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 전력 수신부; 및
    해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 접촉부
    를 포함하는 드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 기지국에 충분하지 않음에 대한 경고신호를 전송하고, 상기 장치의 위치 주변에 대기하고 있는 드론을 출격시키도록 명령을 전송하는
    드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거리 확인부는,
    드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 이용하여 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인하는
    드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 거리 확인부는,
    상기 드론이 상기 장치의 위치에 도달할 경우, GPS를 통해 기지국에서 수신 받은 상기 장치의 위치 정보와 상기 LiDAR 및 상기 영상을 비교하고, LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시키는
    드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료하는
    드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접촉부는,
    전력공급에 방해가 되는 요인을 방지하기 위한 기계적 장치 또는 자석을 포함하는
    드론을 이용한 무선전력전송 시스템.
  7. 전력 확인부가 해상환경에 위치하여 전력 공급에 한계가 있는 장치의 전력이 충분한지 여부를 확인하는 단계;
    상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 통신부가 GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 단계;
    거리 확인부가 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 단계;
    해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 단계;
    상기 드론에 부착된 전력 전송부가 자기유도방식, 자기공명방식, 마이크로파방식을 포함하는 무선전력전송 방식으로 전력 수신부에 전력을 전송하는 단계; 및
    상기 장치에 부착된 전력 수신부가 상기 전력 전송부로부터 전력을 수신 받는 단계
    를 포함하는 드론을 이용한 무선전력전송 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 통신부가 GPS를 통한 상기 장치의 위치 정보를 기지국으로 전송하고, 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론을 운용하도록 하는 단계는,
    상기 장치의 전력이 충분하지 않은 경우, 기지국에 충분하지 않음에 대한 경고신호를 전송하고, 상기 장치의 위치 주변에 대기하고 있는 드론을 출격시키도록 명령을 전송하는
    드론을 이용한 무선전력전송 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 거리 확인부가 LiDAR 및 영상을 이용하여 최단거리로 도달하기 위한 드론으로부터 상기 장치의 위치까지의 거리를 확인하는 단계는,
    드론에 탑재 된 LiDAR센서, 영상을 확인하기 위한 장치로부터 수신 받은 LiDAR 및 영상을 통해 상기 장치의 위치까지 최단거리로 도달하기 위한 드론이 이동하는 경로에 존재하는 장애물의 높이정보 또는 상기 장치의 정확한 위치를 확인하는
    드론을 이용한 무선전력전송 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 드론이 상기 장치의 위치에 도달할 경우, 상기 거리 확인부는 GPS를 통해 기지국에서 수신 받은 상기 장치의 위치 정보와 상기 LiDAR 및 상기 영상을 비교하고, LiDAR센서의 거리값 계산으로 정확한 위치를 확인한 후 상기 드론을 상기 장치에 착륙시키는
    드론을 이용한 무선전력전송 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 해상환경에서 고정된 위치에 있지 않은 상기 장치에 대해 최대 효율로 무선전력전송을 수행하기 위해 상기 전력 전송부와 상기 전력 수신부를 고정하는 단계는,
    상기 드론에 부착된 전력 전송부와 상기 장치에 부착된 전력 수신부 간에 무선전력전송 방식이 일치하는 경우 상기 드론과 상기 장치의 접촉을 완료하는
    드론을 이용한 무선전력전송 방법.
KR1020160160676A 2016-11-29 2016-11-29 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템 KR20180060783A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160160676A KR20180060783A (ko) 2016-11-29 2016-11-29 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160160676A KR20180060783A (ko) 2016-11-29 2016-11-29 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20180060783A true KR20180060783A (ko) 2018-06-07

Family

ID=62621573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160160676A KR20180060783A (ko) 2016-11-29 2016-11-29 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20180060783A (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327269A (zh) * 2018-06-08 2021-02-05 上海禾赛科技股份有限公司 一种激光雷达
KR102253488B1 (ko) 2020-01-14 2021-05-18 성균관대학교산학협력단 무선 기반의 정보 송수신 방법 및 통신 시스템
WO2022092953A1 (ko) * 2020-11-02 2022-05-05 고려대학교 산학협력단 드론 기반 네트워크 통신서비스 시스템 및 이를 이용한 통신서비스 확장방법
KR20220094946A (ko) 2020-12-29 2022-07-06 안동대학교 산학협력단 드론을 이용한 무선 전력 에너지 공급 장치

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150336669A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Verizon Patent And Licensing Inc. Unmanned aerial vehicle network-based recharging
WO2016022646A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 Qualcomm Incorporated Piggybacking unmanned aerial vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150336669A1 (en) * 2014-05-20 2015-11-26 Verizon Patent And Licensing Inc. Unmanned aerial vehicle network-based recharging
WO2016022646A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 Qualcomm Incorporated Piggybacking unmanned aerial vehicle

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112327269A (zh) * 2018-06-08 2021-02-05 上海禾赛科技股份有限公司 一种激光雷达
KR102253488B1 (ko) 2020-01-14 2021-05-18 성균관대학교산학협력단 무선 기반의 정보 송수신 방법 및 통신 시스템
WO2022092953A1 (ko) * 2020-11-02 2022-05-05 고려대학교 산학협력단 드론 기반 네트워크 통신서비스 시스템 및 이를 이용한 통신서비스 확장방법
KR20220094946A (ko) 2020-12-29 2022-07-06 안동대학교 산학협력단 드론을 이용한 무선 전력 에너지 공급 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10029577B2 (en) Methods and apparatus for positioning a vehicle
KR20180060783A (ko) 드론을 이용한 무선전력전송 방법 및 시스템
EP3426517B1 (en) Method and apparatus for positioning a vehicle
CN107148368B (zh) 用于充电线圈结构中的集成调谐电容器的系统、方法和装置
EP3234639B1 (en) Radar system with several transceivers for monitoring and detecting targets within a surveillance area
CN102834292B (zh) 用于车辆的无线电力天线对准调整系统
EP3216105B1 (en) Systems, methods, and apparatus for controlling the amount of charge provided to a charge-receiving element in a series-tuned resonant system
US9409490B2 (en) Device alignment in inductive power transfer systems
EP3157128A1 (en) Method and apparatus for magnetic field alignment in wireless power charging system for electric vehicles using the smart key system
US11177702B2 (en) Position alignment apparatus and method for wireless power transfer
US20150202970A1 (en) Systems and methods for electric vehicle induction coil alignment
US20130038282A1 (en) Power reception apparatus and power receiving method
KR102120255B1 (ko) 최적의 무선 전력 전송 위치를 자동으로 탐색하는 장치 및 방법
WO2012137691A1 (ja) 送電装置、受電装置、送電装置の送電方法、及び受電装置の受電方法
CN103647137A (zh) 包括干涉增强的无线能量传输
KR20150038050A (ko) 유도성 전력 전달 시스템들에서의 디바이스 정렬 및 식별
CN104870236A (zh) 安全系统,操作安全系统的方法和构建安全系统的方法
KR20170040961A (ko) 무인비행체 무선충전 시스템 및 이의 구동 방법
KR20170039356A (ko) 무인비행체 무선충전 시스템 및 이의 구동 방법
KR101350309B1 (ko) 특정 무선 충전기기로 송신전력을 집중할 수 있는 무선 전력전송 장치 및 방법
KR101867424B1 (ko) 비행 중인 드론에 무선으로 전력을 전송하는 무선충전장치
US10903697B2 (en) Methods and systems for multi-phase coil control
CN104769453A (zh) 用于确定接收器的位置的方法和用于接收器的定位系统
KR20140095348A (ko) 고정 주파수를 이용하는 ｌｃ공진 발진기의 이득을 조절하는 무선 전력 전송 장치 및 이득 조절 방법
JP2014183715A (ja) 受電装置

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
AMND Amendment