KR20180078468A - 무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 하고 이상 발생시에 귀환이 용이한 무인 항공기시스템과 그 무인 항공기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 사용자의 조작에 의해 제어 신호를 생성하여 무선으로 전송하는 무선 조종기; 및 다수의 통신기를 구비하여 상기 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하여 이동 방향 기준을 설정하는 무인 항공기를 포함하는 무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법을 제공하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 하며, 이상 발생시에 무선 조종기가 위치한 지역으로 귀환이 용이하도록 한다.

Description

무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법{A hybrid drone and a control method for it}
본 발명은 무인 항공기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 하고 이상 발생시에 귀환이 용이한 무인 항공기시스템과 그 무인 항공기를 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인 항공기는 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 비행체로서 드론(drone)이라고도 한다.
처음에는 공군기나 고사포, 미사일의 연습사격에 적기 대신 표적 구실로 사용되었으나, 점차 무선기술의 발달과 함께 정찰기로 개발되어 적의 내륙 깊숙이 침투하여 정찰, 감시의 용도로도 운용되었다.
근래에 들어 드론에 미사일 등 각종 무기를 장착하여 공격기로도 활용되고 있다.
드론의 활용목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있는데 대형 비행체의 군사용뿐만 아니라, 초소형 드론도 활발하게 개발 연구되고 있다.
또한 개인의 취미활동으로 개발되어 상품화된 것도 많이 있다. 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 드론을 투입하여 운용한다.
최근에는 드론을 활용하여 수송목적에도 활용하는 등 드론의 활용 범위가 점차 넓어지고 있다.
드론이 개발되던 초기에는 표적드론(target drone), 정찰드론(reconnaissance drone), 감시드론(surveillance drone)으로 분류하였지만 현재는 활용 목적에 따라 더욱 세분화된 분류가 가능하다.
이러한 무인 항공기의 비행 제어에 있어, 일반적으로 사용자가 무선 통신을 이용해 원격조종장치인 무선 조종기로 무인 항공기의 비행을 제어하며, 사용자가 무인 항공기의 비행 상태를 파악하여 무인 조종기로 제어하기 위해 사용자의 가시범위 내에서 무인 항공기를 운용하는 방식을 택하고 있다.
그러나 이와 같은 방식의 경우, 무인 조종기에서 설정된 방향 설정과 무인 항공기의 방향 설정이 다르게 되는 경우에 무선 조종기를 통한 무인 항공기의 제어에 어려움이 있었다.
특히, 무인 항공기가 일시적으로 사용자의 가시범위에서 벗어나는 경우에 무인 항공기가 향하고 있는 방향을 알 수 없어 무인 조종기상의 진행 방향 지시와 이에 따른 항공기의 진행 방향이 상이하여 원하는 방향으로 무인 항공기를 진행시키기 어려운 문제점이 있었다.
국내공개특허공보 10-2007-0082408호 국내공개특허공보 10-2011-0029607호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 하고 이상 발생시에 귀환이 용이하도록 한 무인 항공기 시스템과 그 무인 항공기 시스템을 제어하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 무인 항공기 시스템은 사용자의 조작에 의해 제어 신호를 생성하여 무선으로 전송하는 무선 조종기; 및 다수의 통신기를 구비하여 상기 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하여 이동 방향 기준을 설정하는 무인 항공기를 포함한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템의 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템의 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정한다.
한편, 본 발명의 다른 무인 항공기 시스템은 다수의 통신기를 구비하여 상기 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하는 통신부; 및 상기 통신부의 각각의 통신기로부터 산출된 무선 조종기로부터 거리를 입력받아 상기 다수의 통신기의 위치를 이용하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하여 이동 방향 기준을 설정하는 제어부로 이루어진 무인 항공기를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 무인 항공기 시스템의 상기 무인 항공기의 제어부는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템의 상기 통신부는 제1 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 제어부로 전달하며, 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 주통신기; 제2 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제1 보조 통신기; 제3 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제2 보조 통신기; 및 제4 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제3 보조 통신기를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 무인 항공기 시스템의 상기 통신부는 일정 주기로 상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기를 웨이트업시키는 웨이크업기를 더 포함하며, 상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 슬립 상태를 유지하고 있으며 상기 웨이크업기에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달한다.
또한, 본 발명의 다른 무인 항공기 시스템의 상기 제어부는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정한다.
또한, 본 발명의 다른 무인 항공기 시스템의 상기 제어부는, 상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 롤링(Rolling) 명령인 경우, 상기 무인 항공기가 상승하는 비행 또는 하강하는 비행을 수행하기 위해 롤링 제어기; 상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 피칭(Pitching) 명령인 경우, 상기 무인 항공기를 가상선에 수직인 일방향에 따라 좌로 기울여 비행하거나 또는 가상선에 수직인 다른 방향에 따라 우로 기울여 비행하도록 하기 위한 피칭 제어기; 및 상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 요잉 명령인 경우, 상기 제어부는 가상선에 평행한 일방향에 따라 전진 비행하거나 또는 가상선에 평행한 다른 방향에 따라 후진 비행하도록 하기 위한 요잉(Yawing) 제어기를 포함한다.
한편, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법은 (A) 무인 항공기가 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하는 단계; 및 (B) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법은 (C) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법의 상기 (A) 단계는 (A-1) 상기 통신부의 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 거리에 따라 달라지는 제어 신호의 통신감도를 이용하여 상기 무선 조종기의 거리를 계산하는 단계; 및 (A-2) 상기 제어부는 서로 다른 위치에 있는 각각의 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기로부터 수신한 거리를 이용하여 위치를 파악하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법의 상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 슬립 상태를 유지하고 있으며 상기 웨이크업기에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법은 (C) 상기 무선 조종기가 상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어명령을 생성하여 상기 무인 항공기로 송신하는 단계; (D) 상기 무인 항공기의 통신부는 제어 신호를 수신하여 제어부로 전달하는 단계; 및 (E) 상기 무인 항공기의 제어부는 제어 신호에 따라 무인 항공기를 비행시키는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 무인 항공기 시스템 제어 방법은 (F) 상기 무선 조종기는 상기 무인 항공기에 대해 비행상태 정보에 대한 요청을 송신하는 단계; (G) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기로부터 비행상태 정보에 대한 요청이 있는 경우 비행 상태 정보을 전송하는 단계; 및 (H) 상기 무선 조종기는 상기 무인 항공기로부터 비행상태 정보를 수신하여 표시하는 단계를 더 포함한다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능함에 따라 이상 발생시에 무선 조종기가 위치한 지역으로 귀환이 용이하도록 한다.
그 결과, 무인 항공기가 납치등으로부터 용이하게 보호할 수 있으며 예상하지 못한 이상 상태로 인한 분실등을 방지하여 사용자의 재산상의 손실을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 시스템의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 조종기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4a는 도 2의 제어부가 주통신기와 제1 보조 통신기 및 제2 보조 통신기를 사용한 위치 추적예를 도시한 도면이고, 도 4b는 도 2의 제어부가 주통신기와 제2 보조 통신기 및 제3 보조 통신기를 사용한 위치 추적예를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 있어서 해킹에 의한 제어권 강탈의 경우에 귀환 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 조종기의 내부 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 시스템(300)은 복수의 프로펠러 각각에 연결된 모터의 구동력을 기반으로 비행하는 무인 항공기(100)와 무인 항공기(100)를 조종하는 무선 조종기(200)를 구비하고 있다.
그리고, 도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기(100)는 전원부(110), 센서부(120), 부하단(130), 통신부(140) 및 제어부(150)를 구비하고 있다.
상기 전원부(110)는 센서부(120), 부하단(130), 통신부(140) 및 제어부(150)에 전원을 공급하는 것으로 배터리(battery)로 구현할 수 있다.
그리고, 센서부(120)는 압력 고도계, 대기 속력계, 각속도 자이로, 가속도계, 온도센서 등을 포함하며, 무인 항공기(100)의 비행과 관련하여 필요한 센싱 정보를 획득하기 위한 장치이다.
상기 센서부(120)에 포함되는 하나 이상의 센서는 무인 항공기(100) 바디 전반에 장착되고, 각 센서에서 획득한 센싱 정보는 제어부(150)로 전달된다.
다음으로, 부하단(130)은 무인 항공기(100)에서 전압의 소모를 필요로 하는 장치 또는 부품으로, 전원부(110)에서 공급되는 전원을 인가받아 구동하게 된다.
부하단(130)은 무인 항공기에 장착되는 복수의 프로펠러(132-1~132-4)로 구동력을 제공하기 위한 복수의 모터(131-1~131-4)를 포함한다. 예를 들어, 무인 항공기(100)는 비행시 방향, 속도/가속도 조절을 위해 전방의 좌우측 프로펠러(132-1, 132-2) 한 쌍과 후방의 좌우측 프로펠러(132-3, 132-4) 한 쌍을 포함하며, 각각의 프로펠러(132-1~132-4)는 수직, 수평의 회전방향 및 회전속도가 개별적으로 제어된다.
무인 항공기가 4개의 프로펠러(132-1~132-4)의 회전력을 이용하여 비행하는 경우, 각각의 프로펠러(132-1~132-4)는 구동력을 제공하는 총 4개의 제1 모터(131-1), 제2 모터(131-2), 제3 모터(131-3) 및 제4 모터(131-4)를 포함한다.
다음으로, 통신부(140)는 주통신기(141), 제1 보조 통신기(142), 제2 보조 통신기(143), 제3 보조 통신기(144) 및 웨이크업기(145)를 포함하고 있다.
여기에서, 주통신기(141)는 전방 좌측 프로펠라(132-1)의 아래 바디에 설치될 수 있으며, 제1 보조 통신기(142)는 전방 우측 프로펠라(132-2)의 아래 바디에 설치될 수 있으며, 제2 보조 통신기(143)은 후방 좌측 프로펠라(132-3)의 아래 바디에 설치될 수 있으며, 제3 보조 통신기(144)는 후방 우측 프로펠라(132-4)에 설치될 수 있다.
상기 통신부(140)의 주통신기(141)는 사용자의 무선 조종기(200) 또는 무선 항공기 통제 시스템(미도시)과의 무선 통신을 주로 수행하며, 수신하는 제어 신호를 제어부(150)로 전달하여 제어부(150)가 수신하는 제어 신호에 따라 무인 항공기를 구성하는 각 구성의 동작을 제어할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명에 통신부(140)는 주통신기(141)이외에 다수의 보조 통신기(142~144)를 포함하여 수신된 제어 신호들을 이용하여 삼각 측량법을 사용하여 무선 조종기(200) 또는 무선 항공기 통제 시스템(300)의 위치를 파악할 수 있다.
또한, 통신부(140)는 구비된 웨이크업기(145)를 이용하여 보조 통신기(142~144)를 슬립상태(sleep state) 중에서 어느 하나를 구동하여 제어 신호를 수신하도록 하여 전원을 절약할 수 있도록 한다.
이와 같은 통신부(140)는 RF(Radio Frequency) 방식, 지그비(Zigbee) 방식 및 블루투스(Bluetooth) 방식 중 어느 하나를 사용하여 통신한다.
한편, 제어부(150)는 롤링 제어기(151), 피칭 제어기(152), 요잉 제어기(153) 및 위치 추적기(154)를 포함한다.
이러한 제어부(150)는 센서부(120)로부터 수집한 고도, 온도, 속도, 기상정보 등에 기초하여 전원부(110)에서 복수의 모터 각각에 대해 출력하는 전력량을 조절한다.
무인 항공기(100)는 비행하는 시점이나 위치에서의 기상환경상태가 비행에 영향을 미치게 되고, 기상환경상태에 따른 영향은 무인 항공기(100)의 비행 속도, 비행 거리, 배터리 소모량 등에도 영향을 미치게 된다. 예컨대, 무인 항공기(100)의 비행 경로와 바람의 풍향과의 관계에 따라 각 모터의 속도를 개별적으로 가변시킬 수 있다.
그리고, 제어부(150)는 무선 조종기(200)에서 송신된 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호에 따라 부하단(130)의 모터들을 제어하여 원하는 방향으로 비행하도록 한다.
상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 롤링(Rolling) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 상승하는 비행 또는 상기 무인 항공기(100)가 하강하는 비행에 해당하는 롤링 운동을 수행하기 위해 롤링 제어기(151)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 피칭(Pitching) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)를 좌로 기울여 비행하거나 또는 상기 무인 항공기(100)를 우로 기울여 비행하는 피칭(Pitching) 운동을 수행하기 위해 피칭(Pitching) 제어기(152)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 요잉(Yawing) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 좌로 선회하여 비행하거나 또는 우로 선회하여 비행하는 요잉(Yawing) 운동을 수행하기 위해 요잉(Yawing) 제어기(153)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 호버링(Hovering) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(UAV)의 정지 비행인 호버링(Hovering)을 수행하기 위해 상기 롤링(Rolling) 제어기(151), 피칭(Pitching) 제어기(152) 및 요잉(Yawing) 제어기(153)를 구동한다.
또한, 상기 제어부(150)는, 상기 무선 조종기(200)로부터 제어명령에 대한 수신확인 요청을 수신한 경우, 상기 무선 조종기(200)로부터 제어명령에 수신된 경우에 있어 수신확인 정보를 생성한 후, 상기 수신확인 정보를 통신부(140)의 주통신기(141)를 통해 상기 무선 조종기(200)로 송신하는 송신명령을 생성하는 기능을 수행한다.
좀 더 자세히 설명하면, 상기 무선 조종기(200)는 상기 무인 항공기(100)에 대해 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령에 대한 제어명령의 수신여부에 관한 확인 요청을 하게 되며, 상기 제어부(150)에서 상기 확인 요청에 따라 제어명령의 수신이 확인된 경우, 상기 확인 요청에 대한 응답으로 수신확인 정보를 상기 무선 조종기(200)로 송신한다.
또한, 상기 제어부(150)는, 상기 무선 조종기(200)로부터 무인 항공기(100)의 비행상태에 관한 정보인 비행상태 정보에 대한 확인요청을 수신한 경우, 상기 확인요청에 따라 상기 무인 항공기(100)의 비행상태에 관한 정보인 비행 상태 정보를 생성한 후, 상기 무선 조종기(200)로 상기 비행 상태 정보를 통신부(140)의 주통신기(141)를 통해 송신하는 송신명령을 생성하는 기능을 수행한다.
좀 더 자세히 설명하면, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 상승하는 비행 또는 하강하는 비행에 해당하는 롤링(Rolling) 운동을 수행하는지 여부, 상기 무인 항공기(100)를 좌로 기울여 비행하거나 또는 상기 무인 항공기(100)를 우로 기울여 비행하는 피칭(Pitching) 운동을 수행하는지 여부, 상기 무인 항공기(100)가 좌로 선회하여 비행하거나 또는 우로 선회하여 비행하는 요잉(Yawing) 운동에 해당하는지 여부 및 상기 무인 항공기(100)가 정지비행을 하는 호버링(Hovering)을 수행하는지 여부에 따라 각각 비행상태 정보를 생성한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무선 조종기(200)로 생성한 비행상태 정보를 송신하기 위해 송신명령을 생성한다.
상기 통신부(140)의 주통신기(141)는 상기 제어부(150)에서 생성한 수신확인 정보를 상기 무선 조종기(200)로 송신하는 송신명령에 따라 수신확인 정보를 상기 무선 조종기(200)로 기 설정된 통신방식에 의해 송신하고, 비행상태 정보를 송신하는 송신명령에 따라 상기 비행상태 정보를 상기 무선 조종기(200)로 기 설정된 통신방식에 의해 송신하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 제어기(150)에 있어서 위치 추적기(154)는 무선 조종기(200)에서 송신되는 제어 신호를 통신부(140)의 다수의 통신기(141~144)를 통하여 수신하여 이에 따라 무선 조종기(200)의 위치를 파악한다.
한편, 무선 조종기(200)는 자세 측정부(210), 비행 제어부(220), 통신부(230) 및 상태 표시부(240)를 더 포함한다.
상기 자세 측정부(210)는 스틱의 움직임을 측정하여 상하이동요청인지, 전후이동요청인지, 좌우이동요청인지, 정지요청인지를 파악한다.
상기 비행 제어부(220)는, 상기 자세 측정부(210)로부터 전달받은 상기 무인항공기(100)의 제어를 위한 정보인 상하이동요청, 전후이동요청, 좌우이동요청, 정지요청을 파악하여, 이에 근거하여 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하고, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령을 통신부(230)를 통해 무인 항공기(100)로 송신하는 송신명령을 생성하는 기능을 수행한다.
상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령은 롤링(Rolling) 명령, 피칭(Pitching) 명령, 요잉(Yawing)명령 및 호버링(Hovering) 명령을 포함한다.
이때, 상기 피칭(Pitching) 명령은, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 우측 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)를 우측으로 기울여 비행하도록 하고, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 좌측 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)를 좌측으로 기울여 비행하도록 한다.
그리고, 상기 롤링(Rolling) 명령은, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 상승 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)가 고도를 상승하는 비행을 하도록 하고, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 하강 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)가 고도를 하강하는 비행을 하도록 한다.
그리고, 상기 요잉(Yawing) 명령은, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 전진 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)가 우측으로 방향을 선회하는 비행을 하도록 하고, 스틱의 움직임에 의해 파악된 사용자의 요청이 후진 비행 요청인 경우에 상기 무인 항공기(100)가 좌측으로 방향을 선회하는 비행을 하도록 한다.
그리고, 상기 호버링(Hovering) 명령은, 상기 무인 항공기(100)가 상승 또는하강 , 좌측 또는 우측 기울임 및 좌측 또는 우측 방향 선회 없이 현재 위치에서 정지비행을 하도록 하는 명령이다.
또한, 상기 비행 제어부(220)는, 상기 무인 항공기(100)에 대해 기 송신한 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령에 대한 수신확인 정보 또는 상기 무인 항공기(100)의 비행상태에 관한 정보인 비행상태 정보를 요청하는 기능 및 상기 무인 항공기(100)로부터 상기 수신확인 정보 또는 비행상태 정보를 수신한 경우, 상기 수신 확인 정보 및 비행상태 정보를 표시하도록 표시명령을 생성하는 기능을 더 포함하여 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 통신부(230)는, 상기 비행 제어부(220)에서 생성한 송신명령에 따라 상기 무인 항공기(100)에 대해 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령을 기 설정된 통신방식에 따라 송신하는 기능을 수행하는 데, 상기 기 설정된 통신방식은 RF(Radio Frequency) 방식, 지그비(Zigbee) 방식 및 블루투스(Bluetooth) 방식 중 어느 하나 이상을 포함한다.
상기 상태 표시부(240)는, 상기 비행 제어부(220)에서 생성한 상기 수신확인 정보 또는 비행상태 정보를 표시하는 표시명령에 따라, 상기 수신확인정보 또는 비행상태정보의 수신을 표시하는 기능을 수행한다.
이때, 상기 상태표시부(240)에서 상기 수신확인 정보 또는 비행상태 정보의 수신을 표시하는 기능은 상기 무선 조종기(200)에 부착된 상태표시용 LED의 점멸을 이용해 시각적으로 표시하여 사용자가 인지하도록 하거나, 또는 상기 무선 조종기(200)에 부착된 상태표시용 버저(Buzzor)를 이용해 청각적으로 표시하여 사용자가 인지하도록 할 수도 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 무인 항공기 시스템의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
무선 조종기(100)의 자세 측정부(210)가 스틱의 움직임을 측정하여 사용자의 요청을 파악한다.
이때, 자세 측정부(210)가 파악하는 사용자의 요청은 상하이동요청, 전후이동요청, 좌우이동요청, 정지요청 등이 있다.
상기 비행 제어부(220)는, 상기 자세 측정부(210)로부터 전달받은 상기 무인항공기(100)의 제어를 위한 정보인 상하이동요청, 전후이동요청, 좌우이동요청, 정지요청을 파악하여, 이에 근거하여 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하고, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령을 통신부(230)를 통해 무인 항공기(100)로 송신한다.
상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어명령은 롤링(Rolling) 명령, 피칭(Pitching) 명령, 요잉(Yawing)명령 및 호버링(Hovering) 명령을 포함한다.
한편, 무인 항공기(100)의 통신부(140)의 주 통신기(141)는 상기 무선 조종기(200)의 비행 제어부(220)가 전송한 제어 명령을 수신하여 제어부(150)로 전송한다.
그러면 제어부(150)는 수신된 제어 신호에 따라 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 롤링(Rolling) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 상승하는 비행 또는 상기 무인 항공기(100)가 하강하는 비행에 해당하는 롤링 운동을 수행하기 위해 롤링 제어기(151)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 피칭(Pitching) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)를 좌로 기울여 비행하거나 또는 상기 무인 항공기(100)를 우로 기울여 비행하는 피칭(Pitching) 운동을 수행하기 위해 피칭(Pitching) 제어기(152)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 요잉(Yawing) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 좌로 선회하여 비행하거나 또는 우로 선회하여 비행하는 요잉(Yawing) 운동을 수행하기 위해 요잉(Yawing) 제어기(153)를 구동한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 제어 명령이 호버링(Hovering) 명령인 경우, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(UAV)의 정지 비행인 호버링(Hovering)을 수행하기 위해 상기 롤링(Rolling) 제어기(151), 피칭(Pitching) 제어기(152) 및 요잉(Yawing) 제어기(153)를 구동한다.
한편, 무선 조종기(200)의 비행 제어부(220)는 무인 항공기(100)에 수신 확인을 요청하여 제어 명령이 수신 여부를 확인할 수 있다.
이때, 무인 항공기(100)의 상기 제어부(150)는, 상기 무선 조종기(200)로부터 제어명령에 대한 수신확인 요청을 수신한 경우, 상기 무선 조종기(200)로부터 제어명령에 수신된 경우에 있어 수신확인 정보를 생성한 후, 상기 수신확인 정보를 통신부(140)의 주통신기(141)를 통해 상기 무선 조종기(200)로 송신한다.
이와 같은 과정을 수행할 때에 제어부(150)는 무인 항공기(100)의 상하 이동의 경우에는 방향 설정에 어려움이 없다.
하지만, 제어부(150)가 좌우 이동이나 전후 이동의 경우에 어느 방향이 좌우이고 전후인지 결정하기가 어렵다.
따라서, 본 발명에서는 제어부(150)의 위치 추적기(154)가 통신부(140)의 주통신기(141), 제1 보조 통신기(142) 내지 제3 보조 통신기(143)를 이용하여 삼각측량법으로 무선 조종기(200)의 위치를 파악한 후에 무선 조종기(200)와 무인 항공기(100)의 중심을 연결한 가상선을 기준으로 좌우는 가상선의 직각방향으로 설정하고 전후는 가상선과 같은 방향으로 설정하여 비행 제어를 수행하도록 할 수 있다.
이를 좀더 상세히 살펴보면, 무선 조종기(100)의 통신부(230)가 제어 신호를 전송하면 주통신기(141)와, 제1 보조 통신기(142), 제2 보조 통신기(143) 및 제3 보조 통신기(144)는 제어 신호를 수신한다.
이때, 제1 보조 통신기(142) 내지 제3 보조 통신기(144)는 슬립 상태에 있다가 웨이크업기(145)의 웨이크업 동작에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하도록 할 수 있다. 이렇게 되면 제1 보조 통신기(142) 내지 제3 보조 통신기(144)에 있어서 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
한편, 상기 주통신기(141)와 제1 보조 통신기(142) 내지 제3 보조 통신기(144)는 거리에 따라 달라지는 제어 신호의 통신감도를 이용하여 상기 무선 조종기(200)의 거리를 계산한 후 그 결과값을 상기 위치 추적부(154)로 전송한다.
상기 위치 추적기(154)는 서로 다른 위치에 있는 각각의 주통신기(141)와 제1 보조 통신기(142) 내지 제3 보조 통신기(144)로부터 수신한 거리를 이용하여 위치를 계산하게 되는데, 상기 위치계산은 그 정확도를 높이기 위해 최소 3개의 위치측정용 통신기(141~144)로부터 수신한 거리를 이용하여 삼각측량법에 의한 위치계산을 수행하게 된다.
이때, 위치 추적기(154)가 3개의 통신기를 선택할 때에 무선 조종기(200)의 위치를 파악하는데 정밀도를 높일 수 있는 위치에 있는 통신기를 선택한다.
이를 도 4a를 예로 들어 설명하면, 주통신기(141)과 제3 보조 통신기(144)는 무선 조종기(200)와 가상선으로 연결했을 때 2개의 가상선이 거의 겹치게 나타나 있다. 따라서, 이와 같이 2개의 가상선이 겹치는 경우에는 정밀도가 떨어지게 된다.
따라서, 위치 추적기(154)는 제1 보조 통신기(142)와 제2 보조 통신기(143)를 선택하고, 주통신기(141)와 제3 보조 통신기(144) 중에서 어느 하나를 선택한다. 이와 같이 선택하게 되면 좀더 정확한 위치 추적이 가능하다.
이와 같은 선택방법을 도 4b를 참조하여 설명하면, 이 경우에는 주통신기(141)과 제1 보조 통신기(142)는 무선 조종기(200)와 가상선으로 연결했을 때 2개의 가상선이 거의 겹치게 나타나 있다. 따라서, 이와 같이 2개의 가상선이 겹치는 경우에는 정밀도가 떨어지게 된다.
따라서, 위치 추적기(154)는 제2 보조 통신기(143)와 제3 보조 통신기(144)를 선택하고, 주통신기(141)와 제2 보조 통신기(142) 중에서 어느 하나를 선택한다. 이와 같이 선택하게 되면 좀더 정확한 위치 추적이 가능하다.
이와 같이 위치 추적기(154)에 의해 무인 조종기(200)의 위치가 확인되면 제어부(150)는 무인 조종기(200)와 무인 항공기(100)의 중심을 연결한 가상선을 설정한 다음 가상선을 기준으로 좌우와 전후의 이동 방향을 결정하여 결정된 방향에 따라 무인 항공기(100)가 이동하도록 한다.
한편, 상기 비행 제어부(220)는 사용자가 상기 스틱을 사용하여 상기 무인 항공기(100)의 비행을 제어하는 과정에서, 사용자가 상기 무인 항공기(100)의 비행상태를 인지할 수 있도록, 상기 비행 제어부(220)는 상기 무인 항공기(100)에 대해 비행상태에 관한 정보인 비행상태 정보를 요청한다.
상기 제어부(150)는, 상기 무인 조종기(200)로부터 무인 항공기(100)의 비행상태에 관한 정보인 비행상태 정보에 대한 확인요청을 수신한 경우, 상기 확인요청에 따라 상기 무인 항공기(100)의 비행상태에 관한 정보인 비행상태 정보를 생성한 후, 상기 무선 조종기(200)로 상기 비행상태 정보를 통신부(140)의 주통신기(141)를 통해 송신한다.
좀 더 자세히 설명하면, 상기 제어부(150)는 상기 무인 항공기(100)가 상승하는 비행 또는 하강하는 비행에 해당하는 롤링(Rolling) 운동을 수행하는지 여부, 상기 무인 항공기(100)를 좌로 기울여 비행하거나 또는 상기 무인 항공기(100)를 우로 기울여 비행하는 피칭(Pitching) 운동을 수행하는지 여부, 상기 무인 항공기(100)가 좌로 선회하여 비행하거나 또는 우로 선회하여 비행하는 요잉(Yawing) 운동에 해당하는지 여부 및 상기 무인 항공기(100)가 정지비행을 하는 호버링(Hovering)을 수행하는지 여부에 따라 각각 비행상태 정보를 생성한다.
그리고, 상기 제어부(150)는, 상기 무선 조종기(200)로 생성한 비행상태 정보를 송신하기 위해 송신명령을 생성한다.
상기 통신부(140)는, 상기 제어부(310)에서 생성한 비행상태 정보를 상기 무선 조종기(200)로 기 설정된 통신방식에 의해 송신한다.
이에 따라, 상기 무선 조종기(200) 내 비행 제어부(220)는 상기 무인 항공기(100)로부터 상기 무인 항공기(100)에 대해 비행상태 정보에 대한 요청에 대한 응답으로 비행상태 정보를 수신한 후, 수신한 비행상태 정보를 상태 표시부(240)를 통해 표시한다.
한편, 본 발명에 따른 제어부(150)는 위치가 파악된 무선 조종기(200)가 이전에 파악된 위치보다 일정 거리 이동된 지역에 위치하는 경우에 악성코드에 의한 무인 항공기(100)의 제어권 강탈로 파악하여 이전에 파악된 무선 조종기(200)가 위치하는 지역으로 귀환하여 무인 항공기(100)가 해킹에 의해 강탈되는 것을 방지한다.
즉, 도 5를 참조하면, 무인 항공기(100)가 정당한 사용자의 무인 조종기(200)에 의해 조종을 받고 있는 과정에서 부당한 사용자의 무인 조정기(400)에 의해 악성 코드에 의핸 해킹에 의해 제어권이 강탈된 경우에 제어부(150)가 파악하는 무선 조종기(200)의 위치가 A라는 지역에서 갑자기 B라는 지역으로 변경되게 된다.
이때 A 지역과 B 지역이 무인 항공기(100)의 제어부(150)가 무인 조정기(200)의 위치를 파악하는 시간 간격안에서 이동 가능한 거리라면 문제가 없지만 이동이 불가능한 거리라면 해킹에 의해 무인 항공기(100)의 제어권이 강탈된 것이다.
따라서, 무인 항공기(100)의 제어부(150)는 이전에 파악된 무인 조종기(200)가 위치하는 지역 A로 무인 항공기(100)가 귀환하도록 제어하여 해킹으로 부터 무인 항공기(100)를 보호하여 사용자의 재산상의 손실을 방지할 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기 시스템의 제어 방법의 흐름도이다.
먼저, 제어부의 위치 추적기가 통신부의 주통신기, 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기를 이용하여 삼각측량법으로 무선 조종기의 위치를 파악한다(S100).
이때, 제어부는 위치가 파악된 무선 조종기가 이전에 파악된 위치보다 일정 거리 이동되어 이동이 불가능한 지역에 위치하는 경우에(S101) 악성코드에 의한 무인 항공기의 제어권 강탈로 파악하여 이전에 파악된 무선 조종기가 위치하는 지역으로 귀환하여 무인 항공기가 해킹에 의해 강탈되는 것을 방지한다(S102).
한편, 제어부는 위치가 파악된 무선 조종기가 이전에 파악된 위치보다 일정 거리 이동되어 이동이 가능한 지역에 위치하는 경우에(S101) 무선 조종기와 무인 항공기의 중심을 연결한 가상선을 기준으로 좌우는 가상선의 직각방향으로 설정하고 전후는 가상선과 같은 방향으로 설정한다(S104).
이를 좀더 상세히 살펴보면, 무선 조종기의 통신부가 제어 신호를 전송하면 주통신기와, 제1 보조 통신기, 제2 보조 통신기 및 제3 보조 통신기는 제어 신호를 수신한다.
이때, 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 슬립 상태에 있다가 웨이크업기의 웨이크업 동작에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하도록 할 수 있다. 이렇게 되면 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기에 있어서 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있다.
한편, 상기 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 거리에 따라 달라지는 제어 신호의 통신감도를 이용하여 상기 무선 조종기의 거리를 계산한 후 그 결과값을 상기 위치 추적부로 전송한다.
상기 위치 추적기는 서로 다른 위치에 있는 각각의 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기로부터 수신한 거리를 이용하여 위치를 계산하게 되는데, 상기 위치계산은 그 정확도를 높이기 위해 최소 3개의 위치측정용 통신기로부터 수신한 거리를 이용하여 삼각측량법에 의한 위치계산을 수행하게 된다.
이때, 위치 추적기가 3개의 통신기를 선택할 때에 무선 조종기의 위치를 파악하는데 정밀도를 높일 수 있는 위치에 있는 통신기를 선택한다.
이와 같이 위치 추적기에 의해 무인 조종기의 위치가 확인되면 제어부는 무인 조종기와 무인 항공기의 중심을 연결한 가상선을 설정한 다음 가상선을 기준으로 좌우와 전후의 이동 방향을 결정하여 결정된 방향에 따라 무인 항공기가 이동하도록 한다.
다음으로, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기 제어를 위한 정보를 기반으로 하여 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어명령을 생성한 후, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 제어명령을 상기 무선 조정기 내 통신부를 통해 상기 무인 항공기로 송신한다(S106).
다음으로, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기로 송신한 제어명령의 수신여부를 확인하는 요청을 상기 무인 항공기로 송신한다.
상기 무선 조정기 내 비행 제어부에서 송신한 제어명령이 상기 무인 항공기에 수신된 경우, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기로 송신한 제어명령의 수신여부를 확인하는 요청에 대한 응답으로 상기 무인 항공기로부터 수신확인 정보를 수신하고(S108, S112) 수신한 수신확인 정보를 상기 무선 조종기 내 상태표시부를 통해 표시한다.
한편, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부에서 송신한 제어명령이 상기 무인 항공기에 수신되지 않은 경우, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기로 송신한 제어명령을 재송신하고, 상기 무인 항공기로 송신한 제어명령의 수신여부를 재확인하는 요청을 상기 무인 항공기로 송신한다(S110).
이에 따라, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부가 상기 무인 항공기로부터 제어명령의 수신여부를 재확인하는 요청에 대한 응답으로 상기 무인 항공기로부터 수신확인 정보를 수신한 경우, S112 단계로 진입하여, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 수신한 수신확인 정보를 상기 무선 조종기 내 상태표시부를 통해 표시한
다.
다음으로, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기에 대해 비행상태 정보에 대한 요청을 송신한다(S114).
마지막으로, 상기 무선 조종기 내 비행 제어부는 상기 무인 항공기로부터 상기 무인 항공기에 대해 비행상태 정보에 대한 요청에 대한 응답으로 비행상태 정보를 수신한 후, 수신한 비행상태 정보를 상태표시부를 통해 표시한다(S116).
이와 같은 본 발명에 따르면, 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능하여 방향 설정이 용이하도록 한다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기의 위치 파악이 가능함에 따라 이상 발생시에 무선 조종기가 위치한 지역으로 귀환이 용이하도록 한다.
그 결과, 무인 항공기가 납치등으로부터 용이하게 보호할 수 있으며 예상하지 못한 이상 상태로 인한 분실등을 방지하여 사용자의 재산상의 손실을 미연에 방지할 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 무인 항공기 110: 전원부
120 : 센서부 130: 부하단
140 : 통신부 150 : 제어부
200 : 무선 조종기 210 : 자세 측정부
220 : 비행 제어부 230 : 통신부
240 : 상태 표시부 300 : 무인 항공기 시스템
400 : 무선 조종기

Claims (15)

  1. 사용자의 조작에 의해 제어 신호를 생성하여 무선으로 전송하는 무선 조종기; 및
    다수의 통신기를 구비하여 상기 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하여 이동 방향 기준을 설정하는 무인 항공기를 포함하는 무인 항공기 시스템.
  2. 청구항 1항에 있어서,
    상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환하는 무인 항공기 시스템.
  3. 청구항 1항에 있어서,
    상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정하는 무인 항공기 시스템.
  4. 다수의 통신기를 구비하여 상기 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하는 통신부; 및
    상기 통신부의 각각의 통신기로부터 산출된 무선 조종기로부터 거리를 입력받아 상기 다수의 통신기의 위치를 이용하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하여 이동 방향 기준을 설정하는 제어부로 이루어진 무인 항공기를 포함하는 무인 항공기 시스템.
  5. 청구항 4항에 있어서,
    상기 무인 항공기의 제어부는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환하는 무인 항공기 시스템.
  6. 청구항 4항에 있어서,
    상기 통신부는
    제1 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 제어부로 전달하며, 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 주통신기;
    제2 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제1 보조 통신기;
    제3 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제2 보조 통신기; 및
    제4 프로펠라가 설치된 바디의 하부에 위치하며 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 제3 보조 통신기를 포함하는 무인 항공기 시스템.
  7. 청구항 6항에 있어서,
    상기 통신부는 일정 주기로 상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기를 웨이트업시키는 웨이크업기를 더 포함하며,
    상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 슬립 상태를 유지하고 있으며 상기 웨이크업기에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 무인 항공기 시스템.
  8. 청구항 4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정하는 무인 항공기 시스템.
  9. 청구항 8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 롤링(Rolling) 명령인 경우, 상기 무인 항공기가 상승하는 비행 또는 하강하는 비행을 수행하기 위해 롤링 제어기;
    상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 피칭(Pitching) 명령인 경우, 상기 무인 항공기를 가상선에 수직인 일방향에 따라 좌로 기울여 비행하거나 또는 가상선에 수직인 다른 방향에 따라 우로 기울여 비행하도록 하기 위한 피칭 제어기; 및
    상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어 명령이 요잉 명령인 경우, 상기 제어부는 가상선에 평행한 일방향에 따라 전진 비행하거나 또는 가상선에 평행한 다른 방향에 따라 후진 비행하도록 하기 위한 요잉(Yawing) 제어기를 포함하는 무인 항공기 시스템.
  10. (A) 무인 항공기가 다수의 통신기를 구비하여 무선 조종기에서 전송하는 제어 신호를 수신하여 상기 무선 조종기의 위치를 파악하는 단계; 및
    (B) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 파악되면 무선 조종기의 위치와 상기 무인 항공기의 위치를 연결한 가상선을 이용하여 좌우 방향 기준과 전후 방향 기준을 설정하는 단계를 포함하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
  11. 청구항 10항에 있어서,
    (C) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기의 위치가 이전 위치로부터 일정 거리 이상 이격되어 있는 경우에 이전 무선 조종기 위치로 귀환하는 단계를 더 포함하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
  12. 청구항 10항에 있어서,
    상기 (A) 단계는
    (A-1) 상기 통신부의 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 거리에 따라 달라지는 제어 신호의 통신감도를 이용하여 상기 무선 조종기의 거리를 계산하는 단계; 및
    (A-2) 상기 제어부는 서로 다른 위치에 있는 각각의 주통신기와 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기로부터 수신한 거리를 이용하여 위치를 파악하는 단계를 포함하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
  13. 청구항 12항에 있어서,
    상기 제1 보조 통신기 내지 제3 보조 통신기는 슬립 상태를 유지하고 있으며 상기 웨이크업기에 의해 웨이크업되어 제어 신호를 수신하여 수신된 제어 신호의 통신 감도를 이용하여 무선 조종기로부터 거리를 산출하여 전달하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
  14. 청구항 12항에 있어서,
    (C) 상기 무선 조종기가 상기 무인 항공기의 비행을 제어하는 제어명령을 생성하여 상기 무인 항공기로 송신하는 단계;
    (D) 상기 무인 항공기의 통신부는 제어 신호를 수신하여 제어부로 전달하는 단계; 및
    (E) 상기 무인 항공기의 제어부는 제어 신호에 따라 무인 항공기를 비행시키는 단계를 더 포함하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
  15. 청구항 12항에 있어서,
    (F) 상기 무선 조종기는 상기 무인 항공기에 대해 비행상태 정보에 대한 요청을 송신하는 단계;
    (G) 상기 무인 항공기는 상기 무선 조종기로부터 비행상태 정보에 대한 요청이 있는 경우 비행 상태 정보을 전송하는 단계; 및
    (H) 상기 무선 조종기는 상기 무인 항공기로부터 비행상태 정보를 수신하여 표시하는 단계를 더 포함하는 무인 항공기 시스템 제어 방법.
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