KR20180120289A - 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템 - Google Patents

단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템 Download PDF

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KR20180120289A
KR20180120289A KR1020170053321A KR20170053321A KR20180120289A KR 20180120289 A KR20180120289 A KR 20180120289A KR 1020170053321 A KR1020170053321 A KR 1020170053321A KR 20170053321 A KR20170053321 A KR 20170053321A KR 20180120289 A KR20180120289 A KR 20180120289A
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Abstract

본 발명은 조작신호를 무선으로 수신받아 조작신호에 상응하도록 비행하는 마스터공중드론; 상기 마스터공중드론을 통해서 상기 조작신호를 무선으로 수신받아 상기 조작신호에 상응하도록 비행하되, 상기 마스터공중드론을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 비행하는 슬레이브공중드론; 및 상기 마스터공중드론에 조작신호를 무선으로 송신하여 상기 마스터공중드론을 조정하는 드론지상제어장치;를 포함하도록 한 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 마스터공중드론의 비행 조정만으로도 다수의 슬레이브공중드론이 마스터공중드론에 대하여 일정한 위치를 유지하도록 마스터공중드론과 동일하게 기동하도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 공중 드론에 대한 편대 비행을 가능하도록 할 수 있으며, 이러한 편대 비행의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있고, 다수의 공중 드론이 다양한 형태의 편대로 전환되도록 용이하게 변경 내지 설정할 수 있으며, 공중 드론의 카메라 촬영 방위를 계산하여 원하는 영역에 대하여 다양한 방향의 촬영을 가능하도록 함으로써, 촬영 효과 및 효율을 높일 수 있고, 예컨대 공중 드론을 수직으로 배열시 고압선 또는 높은 빌딩에 대한 넓은 시야각의 확보를 가능하도록 한다.

Description

단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템{Multi-vehicle control system using single regulator}
본 발명은 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마스터 드론의 비행 조정만으로도 다수의 슬레이브 드론이 마스터 드론에 대하여 일정한 위치를 유지하도록 마스터 드론과 동일하게 기동하도록 하ㄴ는 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 드론은 무선통신 방식을 통해 원격 제어되고, 군사용으로 개발되어 단순한 사격연습에 사용되었으나, 전자 통신기술의 지속적 발전에 따라 군사용 뿐만 아니라, 그 이외의 다양한 분야로 확대 보급되고 있다. 예컨대 드론은 사람이 쉽게 접근할 수 없는 각종 재해나 사고지역 또는 정글이나 오지 또는 화산지역 등으로 투입되어, 현장의 상황파악이나 인명구조 또는 방송용 영상을 얻기 위하여 사용되기도 하고, 배송회사에서 물품수송의 상업적 목적으로 운용하거나, 감시카메라를 대신하는 보안 및 관제서비스에 적용되기도 한다.
최근에는 드론의 일반화에 따라 개인들도 취미생활을 목적으로 드론을 구입하기도 한다.
이와 같은 드론의 일반적인 구성은, 양력을 출력하는 다수의 팬과, 상기 팬에 전력을 공급하는 배터리와 제어부로 이루어진다. 상기 팬은 배터리로부터 공급된 전력에 의해 회전력을 발생하는 모터와, 상기 모터의 구동축에 고정되는 프로펠러로 구성되는데, 필요에 따라 다수의 드론 비행이 요구되기도 한다.
종래에서 다수의 드론을 제어하는 기술로서, 한국공개특허 제10-2016-0142686호의 "다수의 무인 비행체의 비행 스케줄 정보 생성 장치, 다수의 무인 비행체의 비행 제어 방법 및 무인 비행체"가 제시된 바 있는데, 이는 소정의 비행 영역내에 구비된 하나 이상의 측위 장치를 이용하여 현재 위치를 측정하는 측위부; 상기 측위부에 의하여 측정한 현재 위치 정보를 다수의 무인 비행체의 비행 스케줄 정보 생성 장치로 전송하는 측위 정보 송신부; 상기 다수의 무인 비행체의 비행 스케줄 정보 생성 장치로부터 비행 스케줄 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신부에 의하여 수신한 비행 스케줄 정보에 따라 비행하도록 제어하는 비행 제어부; 및 상기 비행 스케줄 정보에 따라 비행하지 않는 경우 비행 이상 정보를 다수의 무인 비행체의 비행 스케줄 정보 생성 장치로 전송하는 이상 정보 송신부;를 포함하는 무인 비행체가 제시된 바 있다.
그러나, 이러한 종래 기술은 다수의 무인 비행체를 손쉽게 조종하는데 한계를 가지고, 많은 불편을 야기하므로 이를 개선할 필요가 있었다.
상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 마스터 드론의 비행 조정만으로도 다수의 슬레이브 드론이 마스터 드론에 대하여 일정한 위치를 유지하도록 마스터 드론과 동일하게 기동하도록 하고, 이로 인해 다수의 드론에 대한 편대 비행을 용이하도록 하며, 이러한 편대 비행의 신뢰성을 높이고, 다수의 드론이 다양한 형태의 편대로 전환되도록 용이하게 변경 내지 설정할 수 있도록 하며, 드론의 카메라 촬영 방위를 계산하여 원하는 영역에 대하여, 다양한 방향의 촬영을 가능하도록 하여 촬영 효과 및 효율을 높이도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시례에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일측면에 따르면, 조작신호를 무선으로 수신받아 조작신호에 상응하도록 비행하는 마스터공중드론; 상기 마스터공중드론을 통해서 상기 조작신호를 무선으로 수신받아 상기 조작신호에 상응하도록 비행하되, 상기 마스터공중드론을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 비행하는 슬레이브공중드론; 및 상기 마스터공중드론에 조작신호를 무선으로 송신하여 상기 마스터공중드론을 조정하는 드론지상제어장치;를 포함하는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템이 제공된다.
상기 마스터공중드론은, 비행에 필요한 데이터를 제 1 운항센서부로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 1 카메라에 의해 획득하며, 상기 제 1 운항센서부로부터 비행 데이터를 제공받아 제 1 무선통신부에 의해 수신되는 상기 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 1 비행제어부가 상기 제 1 카메라를 통해서 획득되는 영상을 상기 제 1 무선통신부를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 상기 제 1 무선통신부에 의해 상기 조작신호와 제 1 위치감지부에 의해 획득되는 자신의 위치 데이터를 송신하도록 제어하고, 상기 제 1 비행제어부의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 1 구동부 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 1 전원공급부에 의해 동작에 필요한 전원이 공급되고, 상기 슬레이브공중드론은, 비행에 필요한 데이터를 제 2 운항센서부로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 2 카메라에 의해 획득하며, 상기 제 2 운항센서부로부터 비행 데이터를 제공받아 상기 제 1 무선통신부로부터 제 2 무선통신부에 수신되는 상기 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 2 비행제어부가 상기 제 2 카메라를 통해서 획득되는 영상을 상기 제 2 무선통신부를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 상기 제 1 무선통신부로부터 상기 제 2 무선통신부에 수신되는 상기 위치 데이터로부터 상기 마스터공중드론을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 제어신호를 출력하고, 상기 제어부의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 2 구동부 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 2 전원공급부에 의해 동작에 필요한 전원이 공급될 수 있다.
상기 마스터공중드론 또는 상기 슬레이브공중드론 각각은, 상기 제 1 또는 상기 제 2 비행제어부가 상기 제 1 또는 제 2 운항센서부를 통해서 정해진 비행 경로 범위에 장애물 위치시, 연동 비행을 해제하고, 독립적으로 장애물을 회피하는 경로를 따라 비행을 수행하도록 상기 제 1 또는 제 2 구동부를 제어하고, 상기 회피 비행을 마치면, 정해진 위치로 복귀하도록 상기 제 1 또는 제 2 구동부를 제어하고, 상기 드론지상제어장치에 의해 마스터공중드론과 슬레이브공중드론의 역할을 변경하도록 설정시, 이에 따라 정해진 역할을 수행하도록 상기 제 1 또는 제 2 무선통신부와 상기 제 1 또는 제 2 구동부의 동작을 제어할 수 있다.
상기 드론지상제어장치는, 상기 조작신호를 입력하기 위하여 마련되는 조작부; 상기 조작부에 의해 입력된 조작신호를 상기 제 1 무선통신부에 송신하는 제 3 무선통신부; 상기 제 3 무선통신부로부터 상기 제 1 무선통신부로 상기 조작신호가 송신되도록 제어하고, 상기 제 3 무선통신부가 상기 제 1 무선통신부를 통해서 상기 제 2 무선통신부와 통신이 이루어지도록 함으로써, 상기 제 2 비행제어부에 상기 마스터공중드론을 기준으로 한 상기 슬레이브공중드론의 비행 위치를 설정할 수 있도록 제어하는 지상제어부; 상기 제 3 무선통신부에 의해 수신되는 상기 마스터공중드론과 상기 슬레이브공중드론의 영상을 디스플레이하도록 마련되는 디스플레이부; 및 상기 제 3 무선통신부에 의해 수신되는 상기 마스터공중드론과 상기 슬레이브공중드론의 영상을 데이터로서 저장하는 메모리부;를 포함할 수 있다.
상기 슬레이브공중드론은, 상기 제 2 비행제어부가 상기 드론지상제어장치에 의해 상기 마스터공중드론을 기준으로 한 상기 슬레이브공중드론의 비행 위치를 다수로 설정받아 데이터로서 제 2 저장부에 저장되도록 제어하고, 비행시 상기 드론지상제어장치가 상기 다수의 비행 위치 중 어느 하나를 선택시, 선택한 비행 위치에 해당하도록 상기 제 2 구동부를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템에 의하면, 마스터공중드론의 비행 조정만으로도 다수의 슬레이브공중드론이 마스터공중드론에 대하여 일정한 위치를 유지하도록 마스터공중드론과 동일하게 기동하도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 공중 드론에 대한 편대 비행을 가능하도록 할 수 있으며, 이러한 편대 비행의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있고, 다수의 공중 드론이 다양한 형태의 편대로 전환되도록 용이하게 변경 내지 설정할 수 있으며, 공중 드론의 카메라 촬영 방위를 계산하여 원하는 영역에 대하여 다양한 방향의 촬영을 가능하도록 함으로써, 촬영 효과 및 효율을 높일 수 있고, 예컨대 공중 드론을 수직으로 배열시 고압선 또는 높은 빌딩에 대한 넓은 시야각의 확보를 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 비행 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 마스터공중드론을 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 슬레이브공중드론을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 드론지상제어장치를 도시한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 다른 비행 형태를 도시한 도면이다
도 6은 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 또 다른 비행 형태를 도시한 도면이다
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시례를 가질 수 있는 바, 특정 실시례들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시례에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시례를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 비행 상태를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템은 조작신호를 무선으로 수신받아 조작신호에 상응하도록 비행하는 마스터공중드론(100)과, 마스터공중드론(100)을 통해서 조작신호를 무선으로 수신받아 조작신호에 상응하도록 비행하되, 마스터공중드론(100)을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 비행하는 슬레이브공중드론(300)과, 마스터공중드론(100)에 조작신호를 무선으로 송신하여 마스터공중드론(100)을 조정하는 드론지상제어장치(300)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 마스터공중드론(100)은 슬레이브공중드론(300)과 함께 다중 비행체를 이루게 되고, 비행에 필요한 데이터를 제 1 운항센서부(120)로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 1 카메라(130)에 의해 획득하며, 제 1 운항센서부(120)로부터 비행 데이터를 제공받아 제 1 무선통신부(110)에 의해 수신되는 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 1 비행제어부(170)가 제 1 카메라(130)를 통해서 획득되는 영상을 제 1 무선통신부(110)를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 제 1 무선통신부(110)에 의해 조작신호와 제 1 위치감지부(160)에 의해 획득되는 자신의 위치 데이터를 송신하도록 제어하고, 제 1 비행제어부(170)의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 1 구동부(210) 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 1 전원공급부(190)에 의해 동작에 필요한 전원이 공급되도록 한다. 여기서, 제 1 운항센서부(120)는 비행의 제어에 필요한 속도, 자세나 기울기, 주변 장애물 등을 검출하기 위한 단일 또는 다수의 센서를 포함할 수 있다. 제 1 무선통신부(110)는 Wi-Fi나 블루투스 또는 각종 RF 신호를 비롯하여 무선 통신을 가능하도록 하는 다양한 통신 방식이 사용될 수 있다. 제 1 위치감지부(160)는 마스터공중드론(100)의 현재 위치에 대한 데이터 획득을 위하여, 인공위성에서 발생되는 전파를 수신하여 자신의 위치를 산출하는 GPS, 고도 측정을 위한 고도계 등이 포함될 수 있으며, 나아가서, 3차원 위치센서 등이 사용될 수도 있다. 제 1 구동부(210)는 프로펠러가 축에 고정되는 모터를 포함할 수 있다. 제 1 전원공급부(190)는 충전이 가능한 충전지가 사용될 수 있음은 물론 일반적인 건전지가 사용될 수도 있다.
또한 마스터공중드론(100)은 제 1 카메라(130)의 촬영 영역에 광을 조사하도록 하는 제 1 조명(140)과, 외부의 오디오를 수집하여 이를 영상과 함께 또는 별도의 데이터로 제공하도록 하는 제 1 마이크로폰(150)과, 획득되는 각종 데이터, 설정값, 동작에 필요한 데이터나 프로그램 등이 저장되는 제 1 저장부(180) 등이 마련될 수 있다.
도 3을 참조하면, 슬레이브공중드론(300)은 비행에 필요한 데이터를 제 2 운항센서부(320)로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 2 카메라(330)에 의해 획득하며, 제 2 운항센서부(320)로부터 비행 데이터를 제공받아 제 1 무선통신부(110)로부터 제 2 무선통신부(310)에 수신되는 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 2 비행제어부(370)가 제 2 카메라(330)를 통해서 획득되는 영상을 제 2 무선통신부(310)를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 제 1 무선통신부(110)로부터 제 2 무선통신부(310)에 수신되는 위치 데이터로부터 마스터공중드론(100)을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 제어신호를 출력하고, 제 2 비행제어부(370)의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 2 구동부(410) 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 2 전원공급부(390)에 의해 동작에 필요한 전원이 공급되도록 한다. 여기서, 제 2 운항센서부(320)는 비행의 제어에 필요한 속도, 자세나 기울기, 주변 장애물 등을 검출하기 위한 단일 또는 다수의 센서를 포함할 수 있다. 제 2 무선통신부(310)는 Wi-Fi나 블루투스 또는 각종 RF 신호를 비롯하여 무선 통신을 가능하도록 하는 다양한 통신 방식이 사용될 수 있다. 제 2 위치감지부(360)는 슬레이브공중드론(300)의 현재 위치에 대한 데이터 획득을 위하여, 인공위성에서 발생되는 전파를 수신하여 자신의 위치를 산출하는 GPS, 고도 측정을 위한 고도계 등이 포함될 수 있으며, 나아가서, 3차원 위치센서 등이 사용될 수도 있다. 제 2 구동부(410)는 프로펠러가 축에 고정되는 모터를 포함할 수 있다. 제 2 전원공급부(390)는 충전이 가능한 충전지가 사용될 수 있음은 물론 일반적인 건전지가 사용될 수도 있다.
슬레이브공중드론(300)은 제 2 카메라(330)의 촬영 영역에 광을 조사하도록 하는 제 2 조명(340)과, 외부의 오디오를 수집하여 이를 영상과 함께 또는 별도의 데이터로 제공하도록 하는 제 2 마이크로폰(350)과, 획득되는 각종 데이터, 설정값, 동작에 필요한 데이터나 프로그램 등이 저장되는 제 2 저장부(380) 등이 마련될 수 있다.
슬레이브공중드론(300)은 제 2 비행제어부(370)가 드론지상제어장치(500)에 의해 마스터공중드론(100)을 기준으로 한 슬레이브공중드론(300)의 비행 위치를 다수로 설정받아 데이터로서 제 2 저장부(380)에 저장되도록 제어하고, 비행시 드론지상제어장치(500)가 다수의 비행 위치 중 어느 하나를 선택시, 선택한 비행 위치에 해당하도록 제 2 구동부(410)를 제어할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 마스터공중드론(100) 또는 슬레이브공중드론(300) 각각은, 제 1 또는 제 2 비행제어부(170,370)가 제 1 또는 제 2 운항센서부(120,320)를 통해서 정해진 비행 경로 범위에 장애물 위치시, 연동 비행을 해제하고, 독립적으로 장애물을 회피하는 경로를 따라 비행을 수행하도록 제 1 또는 제 2 구동부(190,390)를 제어하고, 회피 비행을 마치면, 정해진 위치로 복귀하도록 제 1 또는 제 2 구동부(190,390)를 제어하고, 드론지상제어장치(500)에 의해 마스터공중드론(100)과 슬레이브공중드론(300)의 역할을 변경하도록 설정시, 이에 따라 정해진 역할을 수행하도록 제 1 또는 제 2 무선통신부(110,310)와 제 1 또는 제 2 구동부(190,390)의 동작을 제어할 수 있다.
도 4를 참조하면, 드론지상제어장치(500)는 단일의 조정기에 해당하는데, 조작신호를 입력하기 위하여 마련되는 조작부(520)와, 조작부(520)에 의해 입력된 조작신호를 제 1 무선통신부(110)에 송신하는 제 3 무선통신부(510)와, 제 3 무선통신부(510)로부터 제 1 무선통신부(110)로 조작신호가 송신되도록 제어하고, 제 3 무선통신부(510)가 제 1 무선통신부(110)를 통해서 제 2 무선통신부(310)와 통신이 이루어지도록 함으로써, 제 2 비행제어부(370)에 마스터공중드론(100)을 기준으로 한 슬레이브공중드론(300)의 비행 위치를 설정할 수 있도록 제어하는 지상제어부(530)와, 제 3 무선통신부(510)에 의해 수신되는 마스터공중드론(100)과 슬레이브공중드론(300)의 영상을 디스플레이하도록 마련되는 디스플레이부(540)와, 제 3 무선통신부(510)에 의해 수신되는 마스터공중드론(100)과 슬레이브공중드론(300)의 영상을 데이터로서 저장하는 메모리부(550)를 포함할 수 있고, 나아가서 동작에 필요한 전원을 제공하는 배터리 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 제 3 무선통신부(510)는 Wi-Fi나 블루투스 또는 각종 RF 신호를 비롯하여 무선 통신을 가능하도록 하는 다양한 통신 방식이 사용될 수 있다. 조작부(520)는 핸들, 키, 레버 또는 자판 등을 비롯하여 다양한 입력장치가 사용될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템의 작동을 일례로서 설명하기로 한다.
마스터공중드론(100)과 드론지상제어장치(500)간의 통신을 연결하고, 마스터공중드론(100)이 이륙하지 않은 대기 상태가 유지하도록 조정하며, 슬레이브공중드론(300)을 마스터공중드론(100)과 통신이 연결되도록 함으로써 마스터공중드론(100)에서 슬레이브공중드론(300)의 연결상태를 드론지상제어장치(500)에 전달한다.
그런 다음, 드론지상제어장치(500)에서 슬레이브공중드론(300)의 위치를 설정하고, 다른 슬레이브공중드론(300)을 마스터공중드론(100)에 의해 드론지상제어장치(500)와 통신이 연결되도록 하고, 다른 슬레이브공중드론(300)의 연결 상태를 드론지상제어장치(500)에 수신하고, 드론지상제어장치(500)에서 다른 슬레이브공중드론(300)의 위치를 설정하며, 이러한 과정을 슬레이브공중드론(300) 각각에 대하여 반복적으로 실행한다.
모든 편대에 해당하는 공중드론(100,300)을 편성한 상태에서, 드론지상제어장치(500)의 조작에 의해 마스터공중드론(100)을 이륙시키면, 마스터공중드론(100)과 슬레이브공중드론(300)에 대한 이륙 메시지 전송을 통해서 모든 편대에 해당하는 공중드론(100,300)이 이륙하게 된다.
편대를 구성하는 공중드론(100,300)이 이륙한 상태에서 드론지상제어장치(500)의 조작에 의해 마스터공중드론(100)의 비행을 조정하면, 마스터공중드론(100)의 비행 방향이나 속도 등이 조절될 때마다, 슬레이브공중드론(300) 역시 마스터공중드론(100)의 위치 정보와 비행 명령을 전달받아 정해진 간격으로 다른 공중드론(100,300)과 함께 비행하도록 한다.
이러한 비행 도중, 드론지상제어장치(500)에 의해 편대를 변경하여 설정시, 마스터공중드론(100)을 기준으로 슬레이브공중드론(300)의 위치가 변경된다. 예컨대, 도 1에서와 같이, 공중드론(100,300) 편대가 A형 편대를 구성하도록 하여 상방의 영상 획득을 가능하도록 할 수 있고, 도 5에서와 같이, 십자 형태의 편대를 구성하도록 하여 4방향 영상 획득을 가능하도록 할 수 있으며, 수직형 편대를 구성하도록 하여 수직방향의 영상 획득을 가능하도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 마스터공중드론의 비행 조정만으로도 다수의 슬레이브공중드론이 마스터공중드론에 대하여 일정한 위치를 유지하도록 마스터공중드론과 동일하게 기동하도록 할 수 있고, 이로 인해 다수의 공중 드론에 대한 편대 비행을 가능하도록 할 수 있으며, 이러한 편대 비행의 신뢰성 및 정확성을 높일 수 있고, 다수의 공중 드론이 다양한 형태의 편대로 전환되도록 용이하게 변경 내지 설정할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 공중 드론의 카메라 촬영 방위를 계산하여 원하는 영역에 대하여 다양한 방향의 촬영을 가능하도록 함으로써, 촬영 효과 및 효율을 높일 수 있고, 예컨대 공중 드론을 수직으로 배열시 고압선 또는 높은 빌딩에 대한 넓은 시야각의 확보를 가능하도록 한다.
이와 같이 본 발명에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시례에 한정되어서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 마스터공중드론 110 : 제 1 무선통신부
120 : 제 1 운항센서부 130 : 제 1 카메라
140 : 제 1 조명 150 : 제 1 마이크로폰
160 : 제 1 위치감지부 170 : 제 1 비행제어부
180 : 제 1 저장부 190 : 제 1 전원공급부
210 : 제 1 구동부 300 : 슬레이브공중드론
310 : 제 2 무선통신부 320 : 제 2 운항센서부
330 : 제 2 카메라 340 : 제 2 조명
350 : 제 2 마이크로폰 360 : 제 2 위치감지부
370 : 제 2 비행제어부 380 : 제 2 저장부
390 : 제 2 전원공급부 410 : 제 2 구동부
500 : 드론지상제어장치 510 : 제 3 무선통신부
520 : 조작부 530 : 지상제어부
540 : 디스플레이부 550 : 메모리부

Claims (5)

  1. 조작신호를 무선으로 수신받아 조작신호에 상응하도록 비행하는 마스터공중드론;
    상기 마스터공중드론을 통해서 상기 조작신호를 무선으로 수신받아 상기 조작신호에 상응하도록 비행하되, 상기 마스터공중드론을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 비행하는 슬레이브공중드론; 및
    상기 마스터공중드론에 조작신호를 무선으로 송신하여 상기 마스터공중드론을 조정하는 드론지상제어장치;
    를 포함하는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 마스터공중드론은,
    비행에 필요한 데이터를 제 1 운항센서부로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 1 카메라에 의해 획득하며, 상기 제 1 운항센서부로부터 비행 데이터를 제공받아 제 1 무선통신부에 의해 수신되는 상기 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 1 비행제어부가 상기 제 1 카메라를 통해서 획득되는 영상을 상기 제 1 무선통신부를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 상기 제 1 무선통신부에 의해 상기 조작신호와 제 1 위치감지부에 의해 획득되는 자신의 위치 데이터를 송신하도록 제어하고, 상기 제 1 비행제어부의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 1 구동부 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 1 전원공급부에 의해 동작에 필요한 전원이 공급되고,
    상기 슬레이브공중드론은,
    비행에 필요한 데이터를 제 2 운항센서부로부터 획득하고, 외부의 영상을 제 2 카메라에 의해 획득하며, 상기 제 2 운항센서부로부터 비행 데이터를 제공받아 상기 제 1 무선통신부로부터 제 2 무선통신부에 수신되는 상기 조작신호에 상응하는 제어신호를 출력하는 제 2 비행제어부가 상기 제 2 카메라를 통해서 획득되는 영상을 상기 제 2 무선통신부를 통해 송신하도록 제어함과 아울러, 상기 제 1 무선통신부로부터 상기 제 2 무선통신부에 수신되는 상기 위치 데이터로부터 상기 마스터공중드론을 기준으로 설정된 위치를 유지하도록 제어신호를 출력하고, 상기 제어부의 제어신호에 의해 각각 제어되는 다수의 제 2 구동부 각각이 프로펠러의 회전에 의해 비행 및 방향전환에 필요한 추진력을 각각 발생시키며, 제 2 전원공급부에 의해 동작에 필요한 전원이 공급되는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 마스터공중드론 또는 상기 슬레이브공중드론 각각은,
    상기 제 1 또는 상기 제 2 비행제어부가 상기 제 1 또는 제 2 운항센서부를 통해서 정해진 비행 경로 범위에 장애물 위치시, 연동 비행을 해제하고, 독립적으로 장애물을 회피하는 경로를 따라 비행을 수행하도록 상기 제 1 또는 제 2 구동부를 제어하고, 상기 회피 비행을 마치면, 정해진 위치로 복귀하도록 상기 제 1 또는 제 2 구동부를 제어하고, 상기 드론지상제어장치에 의해 마스터공중드론과 슬레이브공중드론의 역할을 변경하도록 설정시, 이에 따라 정해진 역할을 수행하도록 상기 제 1 또는 제 2 무선통신부와 상기 제 1 또는 제 2 구동부의 동작을 제어하는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 드론지상제어장치는,
    상기 조작신호를 입력하기 위하여 마련되는 조작부;
    상기 조작부에 의해 입력된 조작신호를 상기 제 1 무선통신부에 송신하는 제 3 무선통신부;
    상기 제 3 무선통신부로부터 상기 제 1 무선통신부로 상기 조작신호가 송신되도록 제어하고, 상기 제 3 무선통신부가 상기 제 1 무선통신부를 통해서 상기 제 2 무선통신부와 통신이 이루어지도록 함으로써, 상기 제 2 비행제어부에 상기 마스터공중드론을 기준으로 한 상기 슬레이브공중드론의 비행 위치를 설정할 수 있도록 제어하는 지상제어부;
    상기 제 3 무선통신부에 의해 수신되는 상기 마스터공중드론과 상기 슬레이브공중드론의 영상을 디스플레이하도록 마련되는 디스플레이부; 및
    상기 제 3 무선통신부에 의해 수신되는 상기 마스터공중드론과 상기 슬레이브공중드론의 영상을 데이터로서 저장하는 메모리부;
    를 포함하는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 슬레이브공중드론은,
    상기 제 2 비행제어부가 상기 드론지상제어장치에 의해 상기 마스터공중드론을 기준으로 한 상기 슬레이브공중드론의 비행 위치를 다수로 설정받아 데이터로서 제 2 저장부에 저장되도록 제어하고, 비행시 상기 드론지상제어장치가 상기 다수의 비행 위치 중 어느 하나를 선택시, 선택한 비행 위치에 해당하도록 상기 제 2 구동부를 제어하는, 단일 조정기를 이용한 다중 비행체 제어 시스템.
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