KR20180073849A

KR20180073849A - 원격 조종 장치

Info

Publication number: KR20180073849A
Application number: KR1020160177321A
Authority: KR
Inventors: 조형규
Original assignee: 주식회사 조이드론
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-07-03
Also published as: KR101980601B1

Abstract

본 발명은 드론의 원격 조종 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 한 손으로 다양한 조작이 가능하며 조종의 편의성을 향상시키는데 있다.
일례로, 스틱 형태로 이루어지고, 상기 스틱의 중심축을 기준으로 틸팅, 회전 및 상하 이동이 각각 가능하게 조작되는 입력부; 및 상기 입력부의 틸팅 방향에 따라 피칭 제어 명령 신호를 생성하고, 상기 입력부의 회전 방향에 따라 요잉 제어 명령 신호를 생성하며, 상기 입력부의 상하 이동에 따라 고도 제어 명령 신호를 생성하여 상기 드론으로 각각 전송하는 제어부를 포함하는 원격 조종 장치를 개시한다.

Description

원격 조종 장치{REMOTE CONTROL DEVICE}

본 발명의 실시예는 원격 조종 장치에 관한 것이다.

드론 또는 무인비행기(UAV: unmanned aerial vehicle)는 사람이 승선하지 않고, 무선으로 조작하여 비행하는 비행체를 말한다. 멀티콥터 드론은 최초로 군사용으로 개발되었으나, 운반 및 보관의 편리성으로 방송 등에서 촬영으로 많이 사용되며 최근 드론(무인 비행체)가 상용화되고 있다.

드론은 기체가 가벼워 휴대가 간편하고, 신속하며, 경제성이 뛰어나 항공촬영, 저고도 정찰수색 등의 용도로 활용되고 있다.

또한, 드론은 카메라로 사람이 접근하기 어려운 위치에서 촬영을 하거나, 드론에 물건을 싣고 다른 곳으로 이동하여 물건을 운반하는 용도 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한, 드론을 재난 재해 모니터링, 물류 운반에서도 사용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.

최근에는 드론은 일반 사용자들이 휴대하고, 카메라를 이용하여 항공 촬영을 하는 등의 레저 스포츠로도 각광받고 있다. 이러한 드론은 종래보다 가볍고, 소형화되며, 고성능의 소형 카메라가 장착되기도 한다.

드론은 사람이 승선하지 않는 무인 비행체 이므로, 보통 지상에 있는 사용자의 조작 신호를 무선으로 받아 운용된다. 현재까지 대부분의 드론은 사람의 조작이 필요한 수동운전에 의해 조작된다.

그러나, 종래의 드론을 조작하는 컨트롤러는 사용자가 두 손으로 파지(Grab) 한 상태에서 조종하는 것이 일반적이다. 또한, 드론의 조종은 그 조작의 난이성 때문에 드론을 사용함에 있어서 높은 진입장벽이 되고 있다. 이러한 이유로 판매되는 드론의 종류도 입문용, 중급용, 고급용으로 나뉘어 판매되고 있다. 또한, 드론 유저들은 드론의 능숙한 조종을 위해 드론 조종에 많은 시간을 투자하고 있다.

그런데, 드론이 레저 스포츠 등으로까지 그 활용분야가 확대됨에 따라, 드론 조작의 교육을 받지 않은 사람들도 보다 간편하게 조작할 수 있으며, 직관적으로 조작할 수 있는 드론 컨트롤러에 대한 필요성이 대두되고 있다.

등록특허 제10-1653146호(등록일자: 2016년08월26일)

본 발명의 실시예는, 한 손으로 다양한 조작이 가능하며 조종의 편의성이 향상된 드론의 원격 조종 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치는, 스틱 형태로 이루어지고, 상기 스틱의 중심축을 기준으로 틸팅, 회전 및 상하 이동이 각각 가능하게 조작되는 입력부; 및 상기 입력부의 틸팅 방향에 따라 피칭 제어 명령 신호를 생성하고, 상기 입력부의 회전 방향에 따라 요잉 제어 명령 신호를 생성하며, 상기 입력부의 상하 이동에 따라 고도 제어 명령 신호를 생성하여 상기 드론으로 각각 전송하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 입력부는, 내부로부터 연장되어 상기 제어부의 내부로 삽입되는 중심 관을 갖는 조종 스틱; 상기 조종 스틱과 상기 제어부의 상면 사이에 설치되어 상기 조종 스틱이 상하 방향으로 이동할 때 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 탄성부; 상기 제어부의 내부에 위치하고, 상기 중심 관에 대하여 각각 직교하며 십자 방향으로 상기 중심 관으로부터 각각 돌출 연장된 4개의 피칭 입력 핀; 상기 중심 관 중 상기 피칭 입력 핀의 사이로부터 돌출 연장된 적어도 하나의 고도 입력 핀; 및 상기 피칭 입력 핀 중 적어도 하나로 이루어진 요잉 입력 핀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 상기 피칭 입력 핀과 수평 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 4개의 수평 접촉 센서를 포함하고, 상기 피칭 입력 핀이 상기 수평 접촉 센서에 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 피칭 제어 센서부; 상기 고도 입력 핀의 상하 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 상부 접촉 센서와 하부 접촉 센서를 포함하고, 상기 고도 입력 핀이 상기 상부 접촉 센서 또는 상기 하부 접촉 센서에 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 고도 제어 센서부; 상기 수평 접촉 센서 중 어느 하나의 양측에 각각 배치되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 좌측 접촉 센서와 우측 접촉 센서를 포함하고, 상기 조종 스틱의 회전 시 상기 요잉 입력 핀과 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 요잉 제어 센서부; 상기 피칭 제어 센서부, 상기 고도 제어 센서부 및 상기 요잉 제어 센서부로부터 출력되는 전기적 신호를 각각 입력 받고, 입력되는 전기적 신호에 포함된 고유 식별 정보를 구분하여 피칭 제어 명령 신호, 요잉 제어 명령 신호 및 고도 제어 명령 신호로 각각 생성하는 신호 생성부; 및 상기 신호 생성부를 통해 생성된 제어 명령 신호를 상기 드론으로 전송하기 위한 무선 통신부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부는, 케이스; 상기 케이스 중 상기 중심 관이 관통하는 관통 홀의 둘레 부분에 상기 중심 관을 기준으로 방사형으로 배치되어 상기 조종 스틱의 틸팅 시 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 다수의 제1 탄성 부재; 및 상기 케이스 바닥에 고정되며 상기 중심 관과 대향하도록 배치되어 상기 조종 스틱이 상하 방향으로 이동할 때 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 제2 탄성 부재; 및 상기 중심 관과 상기 제2 탄성 부재 사이에 연결되고, 상기 중심 관과 상기 무선 통신부와 각각 전기적으로 접촉되는 접촉부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 입력부는, 상기 조종 스틱의 상부에 형성되고, 사용자 조작에 따라 상기 드론에 설치된 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 동작 제어 신호를 생성하는 카메라 조작 버튼부를 더 포함하고, 상기 중심 관은, 상기 카메라 조작 버튼부에서 상기 제어부로 상기 카메라 동작 제어 신호를 전송하기 위한 신호 전송부를 포함하고, 상기 신호 전송부와 상기 접촉부는, 상기 중심 관과 상기 접촉부가 서로 접촉하는 제1 접점을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 무선 통신부와 상기 접촉부는, 상기 접촉부와 상기 무선 통신부의 신호입력단자 서로 접촉하는 제2 접점을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 한 손으로 다양한 조작이 가능하며 조종의 편의성이 향상된 드론의 원격 조종 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 I-I'선을 따라 절취한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 조작 버튼부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치를 제1 거치부에 거치시킨 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치를 제2 거치부에 거치시킨 모습을 나타낸 도면이다.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

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.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 I-I'선을 따라 절취한 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ'을 따라 절취한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 조작 버튼부를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 드론의 원격 조종 장치(1000)는 입력부(1100)와 제어부(1200)를 포함한다.

상기 입력부(1100)는, 조종자가 한 손으로 파지(grab)할 수 있도록 스틱 형태로 이루어지고, 해당 스틱의 중심축을 기준으로 틸팅, 회전 및 상하 이동이 각각 가능하게 조작될 수 있다. 이를 위해 입력부(1100)는 조종 스틱(1110), 탄성부(1120), 제1 내지 제4 피칭 입력 핀(1130, 1140, 1150, 1160), 고도 입력 핀(1170) 및 요잉 입력 핀(1180) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 조종 스틱(1110)의 상부에는 드론의 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 조작 버튼부(1111)가 형성되고, 중간 외측 부분에는 조종자의 손이 조종 스틱(1110)을 파지한 상태에서 미끄러지지 않도록 고무 재질로 이루어진 미끄럼 방지 밴드(1114)가 형성되며, 하부는 조종 스틱(1110)의 내부로부터 연장되어 제어부(1200)의 내부로 삽입되도록 이루어질 수 있다.

상기 카메라 조작 버튼부(1111)는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 조종 스틱(1110)의 상단 경사면에 형성되며, 전원 버튼(1111a)과 제1 내지 제4 모드 버튼(1111b, 1111c, 1111d, 1111e)을 포함할 수 있다.

상기 전원 버튼(1111a)은 드론에 설치된 카메라의 전원을 온/오프하기 위한 조작 수단으로, 드론의 전원이 동시에 입력되도록 설정될 수 있다. 즉, 전원 버튼(1111a)을 누를 경우(턴온 시) 드론의 카메라의 전원이 켜질 뿐만 아니라 드론의 동작이 개시될 수 있으며, 전원 버튼(1111a)을 다시 누를 경우(턴오프 시), 드론이 미리 설정된 위치로 복귀하면서 전원이 꺼질 수 있다.

상기 제1 내지 제4 모드 버튼(1111b, 1111c, 1111d, 1111e)은 드론에 설치된 카메라의 다양한 촬영 모드를 설정할 수 있는 조작 수단으로, 동영상이나 사진 촬영, 줌 인(Zoom-In) 또는 줌 아웃(Zoom-Out) 등 다양한 촬영 모드로의 제어가 가능하다. 본 실시예에서는 제1 내지 제4 모드 버튼(1111b, 1111c, 1111d, 1111e)에 대한 구체적인 기능을 한정하는 것은 아니며, 드론에 설치된 카메라의 동작에 대한 다양한 제어가 가능하도록 이루어질 수 있다.

한편, 조종 스틱(1110)의 내부에는 중심 관(1112)이 형성될 수 있다. 중심 관(1112)은 조종 스틱(1110)의 상부에 형성된 카메라 조작 버튼부(1111)에서부터 조종 스틱(1110)의 하부로 이어지며, 조종 스틱(1110)의 하부를 지나 제어부(1200)의 내부까지 연장될 수 있다. 이러한 중심 관(1112)에는 카메라 조작 버튼부(1111)를 통해 입력되는 다양한 카메라 동작 제어 신호를 제어부(1200)로 전달하기 위한 신호 전송부(1113)가 형성될 수 있다.

또한, 중심 관(1112)의 하부에는 조종 스틱(1110)의 하부로부터 돌출 연장된 원뿔 형상의 지지부(1112A)가 형성될 수 있다. 지지부(1112A)의 꼭지점 부분은 제어부(1200)의 내부에 마련된 접촉부(1292)에 접촉 지지될 수 있다. 여기서, 접촉부(1292)의 상면은 중심 관(1112)의 꼭지점 부분에 접촉될 수 있는데, 이 접촉 부분은 신호 전송부(1113)와 접촉부(1292) 간의 전기적 연결을 위한 제1 접점(C1)을 형성할 수 있다. 또한, 접촉부(1292)의 측부는 무선 통신부(1250)의 신호입력단자(미도시)와 접촉될 수 있는데, 이 접촉 부분은 접촉부(1292)와 무선 통신부(1250) 간의 전기적 연결을 위한 제2 접점(C2)을 형성할 수 있다. 이로 인해 신호 전송부(1113)는 접촉부(1292)의 제1 및 제2 접점(C1, C2)을 통해 무선 통신부(1250)로 카메라 동작 제어 신호를 전달할 수 있다.

상기 탄성부(1120)는 조종 스틱(1110)과 제어부(1200)의 상면 사이에 설치되어 조종 스틱(1110)이 상하 방향으로 움직일 때 조종 스틱(1110)에 복원력을 제공할 수 있다. 이를 위해 탄성부(1120)는 제1 탄성 부재(1121)와 튜브(1122)를 포함할 수 있다.

상기 1 탄성 부재(1121)는 조종 스틱(1110)과 제어부(1200)의 상면 사이를 연결하며, 조종 스틱(1110)에게 상하 방향으로의 복원력을 제공할 수 있다. 이러한 제1탄성 부재(1121)는 스프링을 포함할 수 있고, 스프링의 내부에는 중심 관(1112)이 관통될 수 있다.

상기 튜브(1122)는 스프링(11121)의 외측과 조종 스틱(1110)의 외측 일부를 감싸도록 이루어져 조종 스틱(1110)의 틸팅 시 조종 스틱(1110)으로 복원력을 제공할 수 있다. 이러한 튜브(1122)는 고무재질로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 튜브(1122)의 재질을 한정하는 것은 아니며, 탄성을 가진 재질이면 무방하다.

상기 제1 내지 제4 피칭 입력 핀(1130, 1140, 1150, 1160)은 제어부(1200)의 내부에 위치하고, 중심 관(1112)에 대하여 각각 직교하도록 형성되며, 중심 관(1112)으로부터 각각 돌출 연장되도록 이루어질 수 있다.

상기 제1 피칭 입력 핀(1130)은 조종 스틱(1110)이 전방을 향해 틸팅되는 경우 전방을 향해 이동하여 제1 수평 접촉 센서(1211)와 접촉할 수 있다.

상기 제2 피칭 입력 핀(1140)은 조종 스틱(1110)이 후방을 향해 틸팅되는 경우 후방을 향해 이동하여 제2 수평 접촉 센서(1212)와 접촉할 수 있다.

상기 제3 피칭 입력 핀(1150)은 조종 스틱(1110)이 좌측을 향해 틸팅되는 경우 좌측을 향해 이동하여 제3 수평 접촉 센서(1213)와 접촉할 수 있다.

상기 제4 피칭 입력 핀(1160)은 조종 스틱(1110)이 우측을 향해 틸팅되는 경우 우측을 향해 이동하여 제4 수평 접촉 센서(1214)와 접촉할 수 있다.

상기 고도 입력 핀(1170)은 중심 관(1112)의 외측면 중 제1 내지 제4 피칭 입력 핀(1130, 1140, 1150, 1160)의 사이로부터 돌출 연장되어 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 고도 입력 핀(1170)은 제1 및 제3 피칭 입력 핀(1130, 1150) 사이, 제1 및 제4 피칭 입력 핀(1130, 1160) 사이, 제2 및 제3 피칭 입력 핀(1140, 1150) 사이, 및 제2 및 제4 피칭 입력 핀(1140, 1160) 사이 중 적어도 한 곳으로부터 돌출 연장될 수 있다. 이러한 고도 입력 핀(1170)은 조종 스틱(1110)이 상하 방향으로 이동할 때 중심 관(1112)을 따라 함께 상하 방향으로 이동하여 고도 제어 센서부(1220)에 접촉할 수 있다. 예를 들어, 조종 스틱(1110)이 상부 방향으로 움직일 경우 고도 입력 핀(1170)은 상부 접촉 센서(1221)에 접촉될 수 있다. 또한, 조종 스틱(1110)이 상부 방향으로 움직일 경우 고도 입력 핀(1170)은 하부 접촉 센서(1222)에 접촉될 수 있다.

상기 요잉 입력 핀(1180)은 별도의 구성으로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 제1 피칭 입력 핀(1130)이 요잉 입력 핀(1180)으로서 활용될 수 있다. 이러한 요잉 입력 핀(1180)은 조종 스틱(1110)이 중심 관(1112)을 기준으로 회전할 경우 요잉 제어 센서부(1230)에 접촉될 수 있다. 예를 들어, 조종 스틱(1110)이 반시계 방향으로 회전하는 경우 요잉 입력 핀(1180)은 좌측 접촉 센서(1231)에 접촉될 수 있다. 또한, 조종 스틱(1110)이 시계 방향으로 회전하는 경우 요잉 입력 핀(1180)은 우측 접촉 센서(1232)에 접촉할 수 있다.

상기 제어부(1200)는 입력부(1100)의 틸팅 방향에 따라 피칭 제어 명령 신호를 생성하고, 입력부(1100)의 회전 방향에 따라 요잉 제어 명령 신호를 생성하며, 입력부(1100)의 상하 이동에 따라 고도 제어 명령 신호를 생성하여 드론으로 각각 무선 전송할 수 있다. 이를 위해 제어부(1200)는 피칭 제어 센서부(1210), 고도 제어 센서부(1220), 요잉 제어 센서부(1230), 신호 생성부(1240), 무선 통신부(1250), 케이스(1260), 제1 탄성 부재(1270), 외부 단자부(1280), 제2 탄성 부재(1291) 및 접촉부(1292)를 포함할 수 있다.

상기 피칭 제어 센서부(1210)는 피칭 입력 핀과 수평 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 제1 내지 제4 수평 접촉 센서(1211, 1212, 1213, 1214)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조종자가 조종 스틱(1110)을 전방으로 틸팅시키면, 제1 피칭 입력 핀(1130)이 전방을 향해 이동하여 제1 수평 접촉 센서(1211)에 접촉될 수 있다. 이때, 제1 수평 접촉 센서(1211)는 제1 피칭 입력 핀(1130)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 또한, 조종 스틱(1110)을 후방으로 틸팅시키면, 제2 피칭 입력 핀(1140)이 후방을 향해 이동하여 제2 수평 접촉 센서(1212)에 접촉될 수 있다. 이때, 제2 수평 접촉 센서(1212)는 제2 피칭 입력 핀(1140)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 또한, 조종 스틱(1110)을 좌측으로 틸팅시키면, 제3 피칭 입력 핀(1150)이 전방을 향해 이동하여 제3 수평 접촉 센서(1213)에 접촉될 수 있다. 이때, 제3 수평 접촉 센서(1213)는 제3 피칭 입력 핀(1150)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 또한, 조종 스틱(1110)을 우측으로 틸팅시키면, 제4 피칭 입력 핀(1160)이 전방을 향해 이동하여 제4 수평 접촉 센서(1214)에 접촉될 수 있다. 이때, 제4 수평 접촉 센서(1214)는 제4 피칭 입력 핀(1160)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 여기서 제1 내지 제4 수평 접촉 센서(1211, 1212, 1213, 1214)에 미리 부여된 고유 식별 정보는 각 센서를 식별할 수 있는 고유 정보로서 이러한 정보에 기초하여 신호 생성부(1240)에서 드론을 전, 후, 좌, 우로 이동시킬 수 있는 제어 명령 신호를 생성할 수 있다.

상기 고도 제어 센서부(1220)는 고도 입력 핀(1170)의 상하 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 상부 접촉 센서(1221)와 하부 접촉 센서(1222)를 포함할 수 있다. 또한, 고도 제어 센서부(1220)는 고도 입력 핀(1170)이 상부 접촉 센서(1221) 또는 하부 접촉 센서(1222)에 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 조종자가 조종 스틱(1110)을 위로 잡아 당기면, 고도 입력 핀(1170)이 위로 이동하여 상부 접촉 센서(1221)에 접촉될 수 있다. 이때, 상부 접촉 센서(1221)는 고도 입력 핀(1170)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 또한, 조종자가 조종 스틱(1110)을 아래로 누르면, 고도 입력 핀(1170)이 아래로 이동하여 하부 접촉 센서(1222)에 접촉될 수 있다. 이때, 하부 접촉 센서(1222)는 고도 입력 핀(1170)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 여기서 상부 접촉 센서(1221) 및 하부 접촉 센서(1222)에 미리 부여된 고유 식별 정보는 각 센서를 식별할 수 있는 고유 정보로서 이러한 정보에 기초하여 신호 생성부(1240)에서 드론을 상승 및 하강시킬 수 있는 제어 명령 신호를 생성할 수 있다.

상기 요잉 제어 센서부(1230)는 수평 접촉 센서(1211, 1212, 1213, 1214) 중 어느 한 센서의 양측에 각각 배치되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 좌측 접촉 센서(1231)와 우측 접촉 센서(1232)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 좌, 우측 접촉 센서(1231, 1232)는 제1 수평 접촉 센서(1211)의 양측에 각각 설치될 수 있는데, 이러한 경우 요잉 입력 핀(1180)은 제1 피칭 입력 핀(1130)을 이용할 수 있다.

상기 요잉 제어 센서부(1230)는 조종 스틱(1110)의 회전 시 요잉 입력 핀(1180)과 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 조종자가 조종 스틱(1110)을 반시계 방향으로 회전시키면, 요잉 입력 핀(1180)이 좌측 접촉 센서(1231)에 접촉될 수 있다. 이때, 좌측 접촉 센서(1231)는 요잉 입력 핀(1180)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 또한, 조종자가 조종 스틱(1110)을 시계 방향으로 회전시키면, 요잉 입력 핀(1180)이 우측 접촉 센서(1232)에 접촉될 수 있다. 이때, 우측 접촉 센서(1232)는 요잉 입력 핀(1180)의 접촉을 감지하여 미리 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 신호 생성부(1240)로 전송할 수 있다. 여기서 좌측 접촉 센서(1231) 및 우측 접촉 센서(1232)에 미리 부여된 고유 식별 정보는 각 센서를 식별할 수 있는 고유 정보로서 이러한 정보에 기초하여 신호 생성부(1240)에서 드론을 좌측 및 우측으로 회전 이동시킬 수 있는 제어 명령 신호를 생성할 수 있다.

상기 신호 생성부(1240)는 피칭 제어 센서부(1210), 고도 제어 센서부(1220) 및 요잉 제어 센서부(1230)로부터 출력되는 전기적 신호를 각각 입력 받고, 입력되는 전기적 신호에 포함된 고유 식별 정보를 구분하여 피칭 제어 명령 신호, 요잉 제어 명령 신호 및 고도 제어 명령 신호로 각각 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다.

예를 들어, 신호 생성부(1240)는 제1 수평 접촉 센서(1211)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 전방 이동 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다. 또한, 신호 생성부(1240)는 제2 수평 접촉 센서(1212)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 후방 이동 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다. 또한, 신호 생성부(1240)는 제3 수평 접촉 센서(1213)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 좌측 이동 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다. 또한, 신호 생성부(1240)는 제4 수평 접촉 센서(1214)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 우측 이동 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다.

또한, 신호 생성부(1240)는 상부 접촉 센서(1221)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 상승 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다. 또한, 신호 생성부(1240)는 하부 접촉 센서(1222)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 하강 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다.

또한, 신호 생성부(1240)는 좌측 접촉 센서(1231)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 반시계 방향 요잉 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다. 또한, 신호 생성부(1240)는 우측 접촉 센서(1232)로부터 전기적 신호를 입력 받으면, 입력된 전기적 신호에 포함되어 있는 고유 식별 정보에 기초하여 시계 방향 요잉 제어 명령 신호를 생성하여 무선 통신부(1250)로 출력할 수 있다.

상기 무선 통신부(1250)는 신호 생성부(1240)로부터 제어 명령 신호를 입력 받고, 입력된 제어 명령 신호를 통상의 무선 데이터 처리(예를 들어 주파수 호핑(frequency hopping: FFSS)) 후 드론으로 전송할 수 있다.

한편, 무선 통신부(1250)는 카메라 조작 버튼부(1111)로부터 카메라 동작 제어 신호를 직접 입력 받아 통상의 무선 데이터 처리 후 드론으로 전송할 수 있다. 여기서, 카메라 동작 제어 신호는, 상술한 바와 같이 카메라 조작 버튼부(1111)로부터 신호 전송부(1113), 제1 접점(C1) 및 제2 접점(C2)으로 이루어진 신호 전달 루트를 통하여 무선 통신부(1250)로 입력될 수 있다.

상기 케이스(1260)는 제어부(1200)의 외관을 형성하며, 내부에는 피칭 제어 센서부(1210), 고도 제어 센서부(1220), 요잉 제어 센서부(1230), 신호 생성부(1240), 무선 통신부(1250), 제1 탄성 부재(1270), 제2 탄성 부재(1291), 접촉부(1292), 제1 내지 제4 피칭 입력 핀(1130, 1140, 1150, 1160), 고도 입력 핀(1170), 요잉 입력 핀(1180) 등의 구성 요소를 수용할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서는 케이스(1260)가 직육면체 형상으로 이루어진 것으로 도시되어 있으나, 구체적인 형상을 한정하는 것은 아니며, 다른 거치 수단에 거치가 용이한 형태로 이루어지거나, 조종 스틱(1110)을 잡지 않은 다른 손의 파지가 용이한 기하학적인 형태로 이루어질 수 있다.

상기 제1 탄성 부재(1270)는 케이스(1260)의 상부 내부에 설치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 탄성 부재(1270)는 중심 관(1112)이 관통되는 관통홀의 둘레 부분에 설치될 수 있으며, 중심 관(1112)을 기준으로 방사형으로 배치된 다수의 스프링을 포함할 수 있다. 이러한 제1 탄성 부재(1270)는 조종 스틱(1110)이 전, 후, 좌, 우 방향으로 틸팅될 때 조종 스틱(1110)이 본래의 위치로 복귀시킬 수 있도록 복원력을 제공할 수 있다. 이러한 복원력은 제1 탄성 부재(1270)뿐만 아니라, 튜브(1122)에 의해서도 제공될 수 있다.

상기 외부 단자부(1280)는 케이스(1260)의 외측에 형성되어 외부 전원으로부터 제어부(1200)로 직접 전력을 전달하거나 내부 배터리(미도시)에 전력이 충전되도록 할 수 있다. 또한, 외부 단자부(1280)는 제어부(1200)를 외부 컴퓨터에 접속시켜 데이터 통신을 할 수 있도록 한다. 예를 들어, 외부 컴퓨터에 설치된 드론 설정 프로그램을 통하여 드론의 이동 속도나 거리, 회전 속도나 거리, 상승 및 하강 속도나 거리 등 기본 동작에 대하여 설정할 수 있으며, 설정된 정보는 외부 단자부(1280)를 통해 신호 생성부(1240)로 전송될 수 있다.

상기 제2 탄성 부재(1291)는 접촉부(1292)를 사이에 두고 중심 관(1112)과 대향하는 위치에 고정되며, 조종 스틱(1110)이 아래로 눌리는 경우 조종 스틱(1110)을 원래 위치로 복귀시킬 수 있도록 복원력을 제공할 수 있다. 이때, 제1 탄성 부재(1121)도 조종 스틱(1110)이 아래로 눌리는 경우 조종 스틱(1110)을 원래 위치로 복귀시킬 수 있도록 복원력을 제공할 수 있다. 다만, 제1 탄성 부재(1121)는 조종 스틱(1110)이 위로 당겨질 경우 조종 스틱(1110)을 원래 위치로 복귀시킬 수 있도록 복원력을 더 제공할 수 있다.

상기 접촉부(1292)는 인쇄 회로 기판 형태로 이루어질 수 있으며, 제1 접점(C1)을 통해 신호 전송부(1113)와 전기적으로 연결되고, 제2 접점(C2)을 통해 무선 통신부(1250)와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 접점(C1)은 중심 관(1112)과 접촉부(1292)가 접촉되는 부분으로서 신호 전송부(1113)로부터 카메라 동작 제어 신호가 접촉부(1292)로 전달되는 통신 루트를 형성할 수 있다. 그리고, 제2 접점(C2)은 접촉부(1292)와 무선 통신부(1250)의 입력 단자와 접촉되는 부분으로서 접촉부(1292)로부터 무선 통신부(1250)로 카메라 제어 신호가 전달되는 통신 루트를 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치를 제1 거치부에 거치시킨 모습을 나타낸 도면이다.

제1 거치부(1300)는 원격 조종 장치(1000)와 테블릿 PC(10) 등을 거치시킬 수 있는 수단으로써, 도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 대략 판상으로 이루어진 보드형 거치대(1310)과 거치 손잡이(1320)를 포함할 수 있다. 보드형 거치대(1310)에는 원격 조종 장치(1000)와 테블릿 PC(10)를 각각 안착할 수 있는 안착 홈이 각각 형성될 수 있다.

상기 원격 조종 장치(1000)의 안착 홈에는 단자부(미도시)가 형성될 수 있으며, 단자부(미도시)는 원격 조종 장치(1000)의 외부 단자부(1280)과 연결되어 제1 거치부(1300)에 내장된 배터리로부터 원격 조종 장치(1000)로 전력을 공급하거나, 테블릿 PC(10)가 거치된 경우 테블릿 PC(10)와 통신할 수 있도록 한다. 이때, 테블릿 PC(10)의 안착 홈 또한 단자부가 형성되어 원격 조종 장치(1000)와의 통신이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 거치 손잡이(1320)는 보드형 거치대(1310)의 뒷면에 형성되어 원격 조종 장치(1000)를 파지(grab)하지 않은 손을 끼워 넣을 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 원격 조종 장치를 제2 거치부에 거치시킨 모습을 나타낸 도면이다.

상기 제2 거치부(1400)는 도 6에 도시된 바와 같이 팔 거치대(1410), 장치 거치대(1420), 제1 결속 밴드(1430) 및 제2 결속 밴드(1440)를 포함할 수 있다.

상기 팔 거치대(1410)는 플라스틱 재질 등으로 이루어진 팔 보호대와 유사하게 형성된 것으로 원격 조종 장치(1000)를 조종하고자 하는 팔이 끼워질 수 있다.

상기 장치 거치대(1420)는 원격 조종 장치(1000)가 거치되는 부분으로서 대략 판상으로 이루어질 수 있으며, 팔 거치대(1410)의 팔목 부분과 견고히 결합되어 있다.

상기 제1 결속 밴드(1430)는 장치 거치대(1420)에 거치된 원격 조종 장치(1000)를 장치 거치대(1420)에 결속시키기 위한 수단으로 탄성력을 가진 밴드 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 원격 조종 장치(1000)를 장치 거치대(1420)에 결속시키기 위한 수단으로서 밴드 형태가 아닌 후크 앤드 루프 패스너(hook-and-loop　fastener)를 적용할 수도 있다.

상기 제2 결속 밴드(1440)는 팔 거치대(1410)에 거치된 조종자의 팔을 팔 거치대(1410)에 결속시키기 위한 수단으로서 탄성력을 가진 밴드 형태로 이루어질 수 있다.

상술한 제1 및 제2 거치부(1300, 1400)는 원격 조종 장치(1000)의 조종을 돕기 위한 보조 수단으로서 다양한 형태로 변경하여 구현 가능하다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 원격 조종 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1000: 원격 조정 장치 1100: 입력부
1110: 조종 스틱 1111: 카메라 조작 버튼부
1111a: 전원 버튼 1111b: 제1 모드 버튼
1111c: 제2 모드 버튼 1111d: 제3 모드 버튼
1111e: 제4 모드 버튼 1112: 중심 관
1112A: 지지부 1113: 신호 전송부
1114: 미끄럼 방지 밴드 1120: 탄성부
1121: 스프링 1122: 튜브
1130: 제1 피칭 입력 핀 1140: 제2 피칭 입력 핀
1150: 제3 피칭 입력 핀 1160: 제4 피칭 입력 핀
1170: 고도 입력 핀 1180: 요잉 입력 핀
1200: 제어부 1210: 피칭 제어 센서부
1211: 제1 수평 접촉 센서 1212: 제2 수평 접촉 센서
1213: 제3 수평 접촉 센서 1214: 제4 수평 접촉 센서
1220: 고도 제어 센서부 1221: 상부 접촉 센서
1222: 하부 접촉 센서 1230: 요잉 제어 센서부
1231: 좌측 접촉 센서 1232: 우측 접촉 센서
1240: 신호 생성부 1250: 무선 통신부
1260: 케이스 1270: 제1 탄성 부재
1280: 외부 단자부 1291: 제2 탄성 부재
1292: 접촉부 1300: 제1 거치부
1310: 보드형 거치대 1320: 거치 손잡이
1400: 제2 거치부 1410: 팔 거치대
1420: 장치 거치대 1430: 제1 결속 밴드
1440: 제2 결속 밴드 C1: 제1 접점
C2: 제2 접점 10: 테블릿 PC

Claims

드론을 원격에서 조종하기 위한 장치에 관한 것으로,
스틱 형태로 이루어지고, 상기 스틱의 중심축을 기준으로 틸팅, 회전 및 상하 이동이 각각 가능하게 조작되는 입력부; 및
상기 입력부의 틸팅 방향에 따라 피칭 제어 명령 신호를 생성하고, 상기 입력부의 회전 방향에 따라 요잉 제어 명령 신호를 생성하며, 상기 입력부의 상하 이동에 따라 고도 제어 명령 신호를 생성하여 상기 드론으로 각각 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 장치.
제1 항에 있어서,
상기 입력부는,
내부로부터 연장되어 상기 제어부의 내부로 삽입되는 중심 관을 갖는 조종 스틱;
상기 조종 스틱과 상기 제어부의 상면 사이에 설치되어 상기 조종 스틱이 상하 방향으로 이동할 때 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 탄성부;
상기 제어부의 내부에 위치하고, 상기 중심 관에 대하여 각각 직교하며 십자 방향으로 상기 중심 관으로부터 각각 돌출 연장된 4개의 피칭 입력 핀;
상기 중심 관 중 상기 피칭 입력 핀의 사이로부터 돌출 연장된 적어도 하나의 고도 입력 핀; 및
상기 피칭 입력 핀 중 적어도 하나로 이루어진 요잉 입력 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 피칭 입력 핀과 수평 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 4개의 수평 접촉 센서를 포함하고, 상기 피칭 입력 핀이 상기 수평 접촉 센서에 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 피칭 제어 센서부;
상기 고도 입력 핀의 상하 방향으로 각각 대향 이격되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 상부 접촉 센서와 하부 접촉 센서를 포함하고, 상기 고도 입력 핀이 상기 상부 접촉 센서 또는 상기 하부 접촉 센서에 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 고도 제어 센서부;
상기 수평 접촉 센서 중 어느 하나의 양측에 각각 배치되며 각기 다른 고유 식별 정보가 부여된 좌측 접촉 센서와 우측 접촉 센서를 포함하고, 상기 조종 스틱의 회전 시 상기 요잉 입력 핀과 접촉되는 경우 해당 접촉 센서에 부여된 고유 식별 정보를 포함하는 전기적 신호를 출력하는 요잉 제어 센서부;
상기 피칭 제어 센서부, 상기 고도 제어 센서부 및 상기 요잉 제어 센서부로부터 출력되는 전기적 신호를 각각 입력 받고, 입력되는 전기적 신호에 포함된 고유 식별 정보를 구분하여 피칭 제어 명령 신호, 요잉 제어 명령 신호 및 고도 제어 명령 신호로 각각 생성하는 신호 생성부; 및
상기 신호 생성부를 통해 생성된 제어 명령 신호를 상기 드론으로 전송하기 위한 무선 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제어부는,
케이스;
상기 케이스 중 상기 중심 관이 관통하는 관통 홀의 둘레 부분에 상기 중심 관을 기준으로 방사형으로 배치되어 상기 조종 스틱의 틸팅 시 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 다수의 제1 탄성 부재; 및
상기 케이스 바닥에 고정되며 상기 중심 관과 대향하도록 배치되어 상기 조종 스틱이 상하 방향으로 이동할 때 상기 조종 스틱에 복원력을 제공하기 위한 제2 탄성 부재; 및
상기 중심 관과 상기 제2 탄성 부재 사이에 연결되고, 상기 중심 관과 상기 무선 통신부와 각각 전기적으로 접촉되는 접촉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원격 조종 장치.
제4 항에 있어서,
상기 입력부는,
상기 조종 스틱의 상부에 형성되고, 사용자 조작에 따라 상기 드론에 설치된 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 동작 제어 신호를 생성하는 카메라 조작 버튼부를 더 포함하고,
상기 중심 관은,
상기 카메라 조작 버튼부에서 상기 제어부로 상기 카메라 동작 제어 신호를 전송하기 위한 신호 전송부를 포함하고,
상기 신호 전송부와 상기 접촉부는,
상기 중심 관과 상기 접촉부가 서로 접촉하는 제1 접점을 통해 전기적으로 연결되고,
상기 무선 통신부와 상기 접촉부는,
상기 접촉부와 상기 무선 통신부의 신호입력단자 서로 접촉하는 제2 접점을 통해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 원격 조종 장치.