KR20190000771A - AHRS flight control device based on mobile platform - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an AHRS flight controller based on a mobile platform. The AHRS flight controller of an unmanned flight vehicle including a motor, a motor controller for driving the motor, propellers rotated by rotational power generated by the motor, and a drone frame (10) equipped with a power supply for supplying power to each component comprises: a mobile terminal-based flight control unit (100) mounted to the drone frame (10) to calculate current posture information of the drone frame (10) and posture control information based on the calculated current posture information; and an interface unit (200) interfacing with a mobile terminal-based flight control unit (10) through USB-OTG to transmit or receive data.

Description

모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치 {AHRS flight control device based on mobile platform}AHRS flight control device based on mobile platform [

본 발명은 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모바일 단말에 포함되어 있는 다양한 센서로부터 산출되는 데이터를 보완 융합하여 무인비행체(드론 등)에 탑재됨으로써 비행제어 장치로 활용되어 종래의 무인비행체의 물리적 구성의 복잡성을 줄이고 모바일 단말에서 이용할 수 있는 통신망을 통해서 무인비행체의 운영과 활용을 획기적으로 개선시킬 수 있는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a mobile platform-based AHRS flight control device, and more particularly, to an AHRS flight control device based on a mobile platform, in which data calculated from various sensors included in a mobile terminal are supplemented and fused and mounted on a unmanned air vehicle (drone or the like) The present invention relates to a mobile platform based AHRS flight control device capable of dramatically improving the operation and utilization of an unmanned aerial vehicle through a communication network that can be used in a mobile terminal.

무인비행체(드론 등)는 한 개의 모터 또는 엔진을 이용하여 4방향의 로터 회전부(프로펠러 등)를 동시에 회전시키는 것이 일반적이다.Unmanned aerial vehicles (drone, etc.) generally rotate the rotor rotating parts (propellers, etc.) in four directions simultaneously using a single motor or an engine.

무인비행체가 원활한 비행을 제어하기 위한 핵심모듈로는 자세측정장치(AHRS, Attitude and Heading Reference System)와 비행제어장치(FC, Flight Controller)이며, 자세측정장치는 가속도계 센서(accelerometer), 자이로스코프(gyroscope), 자력 센서(magnetometer) 등을 이용하여, 무인비행체의 기체의 자세를 유지할 수 있는 3차원(6축 또는 9축) 자세 제어정보 데이터를 산출하고, 비행제어장치는 산출한 데이터를 통해서 무인비행체의 모터 컨트롤러의 추력 정보를 제어하여 무인비행체가 비행을 유지할 수 있도록 한다.Attitude and Heading Reference System (AHRS) and Flight Controller (FC) are the key modules for controlling smooth flight of unmanned aerial vehicles. Accelerometer, gyroscope (6-axis or 9-axis) attitude control information data capable of maintaining the attitude of the body of the unmanned aerial vehicle using a gyroscope, a magnetometer, and the like, Controls the thrust information of the motor controller of the aircraft so that the unmanned aerial vehicle can maintain the flight.

자세측정장치, 비행제어장치 외에도 무인비행체는 GPS, Barometer, 초음파 센서, 텔레메트리, RC수신기, 무선통신모듈 등의 장치들을 포함하여, 정보들을 융합 이용하여 기본적인 비행 유지 외에 장애물을 피하고, 안전하게 이/착륙을 수행하고, 이륙 지점으로 원점 복귀하거나, 원격제어의 기능을 구현하게 된다.In addition to the attitude measuring device and the flight control device, the unmanned aerial vehicle also includes devices such as GPS, barometer, ultrasonic sensor, telemetry, RC receiver and wireless communication module. / Landing, home return to take-off point, or remote control function.

이러한 종래의 무인비행체의 구성은 상술한 다양한 장치/모듈들이 복합적으로 이루어지기 때문에, 물리적 구성의 복잡성은 피할 수 없는 문제점이며, 각각의 무인비행체가 이용하는 무선통신망이나, RC수신기를 통한 통신채널이 상이하게 구성될 수 있어, 다수의 무인비행체를 동시에 통합 관제/제어하는데 어려움이 있다.The complexity of the physical configuration is inevitable because the above-described various devices / modules are combined, and the communication channel through the wireless communication network or the RC receiver used by each unmanned aerial vehicle is different from that of the conventional unmanned aerial vehicle So that it is difficult to simultaneously control / control a plurality of unmanned aerial vehicles simultaneously.

이와 관련해서, 국내등록특허공보 제10-1436555호(“무인비행로봇의 인터넷 기반 원격제어 시스템”)에서는 무인비행로봇이 추종하는 가상점과 장애물 사이에 잠재함수를 사용하여 충돌을 회피하고, 인터넷 통신 환경에서 수반되는 패킷손실과 지연문제를 해결하여 안정적인 햅틱장치의 운용을 가능하게 함으로써, 무인비행로봇을 원격지에서도 제어할 수 있는 시스템을 개시하고 있다.In this regard, in Korean Patent Registration No. 10-1436555 (" Internet-based remote control system for unmanned aerial robot "), collisions are avoided by using latent functions between virtual points and obstacles followed by the unmanned aerial robot, A system in which a unmanned aerial robot can be controlled from a remote place by solving the packet loss and delay problems involved in a communication environment and enabling a stable haptic device to be operated.

국내등록특허공보 제10-1436555호(등록일 2014.08.26.)Korean Patent Registration No. 10-1436555 (Registered on Apr. 26, 2014)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 모바일 단말에 포함되어 있는 다양한 센서로부터 산출되는 데이터를 보완 융합하여 무인비행체(드론 등)에 탑재됨으로써 비행제어 장치로 활용되어 종래의 무인비행체의 물리적 구성의 복잡성을 줄이고 모바일 단말에서 이용할 수 있는 통신망을 통해서 무인비행체의 운영과 활용을 획기적으로 개선하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide a mobile terminal which is equipped with an unmanned aerial vehicle The present invention provides a mobile platform-based AHRS flight control device that reduces the complexity of the physical configuration of a conventional unmanned aerial vehicle and dramatically improves the operation and utilization of the unmanned aerial vehicle through a communication network that can be used in a mobile terminal.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는, 모터와, 상기 모터를 구동하는 모터 컨트롤러와, 상기 모터의 구동에 의해 회전동력을 전달받아 회전하는 프로펠러와, 각 구성에 동작 전원을 공급하는 전원수단이 탑재된 드론 프레임(10)을 포함하는 무인비행체의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에 있어서, 상기 드론 프레임(10)에 탑재되어, 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출하고, 산출한 현재 자세 정보를 기반으로 자세 제어 정보를 산출하는 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 및 상기 드론 프레임(10)에 탑재되어, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 USB-OTG 인터페이싱하여 데이터 송수신을 수행하는 인터페이스부(200)를 포함하는 것을 특징으로 한다.A mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a motor, a motor controller for driving the motor, a propeller for receiving rotation power by rotation of the motor, (10) mounted on a drones frame (10), wherein the current position information of the drones (10) is stored in the drones (10) Based flight control unit 100 for calculating the attitude control information on the basis of the calculated current attitude information and a control unit 100 mounted on the drones 10 for interfacing with the mobile terminal based flight control unit 100 and USB- And an interface unit 200 for transmitting and receiving data.

더 나아가, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 기구비된 센서들로부터 센싱된 정보들을 이용하여, 실시간으로 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the mobile terminal based flight control unit 100 calculates the current attitude information of the drones frame 10 in real time using the sensed information from the non-instrumented sensors.

더 나아가, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 외부로부터 조종신호를 입력받아, 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하는 것을 특징으로 한다.Further, the mobile terminal-based flight control unit 100 receives the steering signal from the outside, and calculates the posture control information of the drones frame 10 by applying the calculated current position information to the predetermined algorithm .

더 나아가, 상기 인터페이스부(200)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 자세 제어 정보에 의해, PWM 제어 신호를 생성하여 상기 모터 컨트롤러의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.Further, the interface unit 200 generates a PWM control signal according to the posture control information received from the mobile terminal-based flight control unit 100, and controls the operation of the motor controller.

더 나아가, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호 및 현재 비행 자세정보를 저장하는 비행 정보 저장부(110), 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신 장애 유무를 판단하는 신호 판단부(120) 및 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신 장애가 있을 경우, 상기 비행 정보 저장부(110)에 저장된 비행경로 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하는 비상 비행부(130)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The mobile terminal based flight control unit 100 further includes a flight information storage unit 110 for storing the control signal received from the mobile terminal based flight control unit 100 and current flight attitude information, A signal judging unit 120 for judging whether or not there is a communication error of a steering signal inputted from the outside by the control unit 100 and a control unit 100 for judging whether or not there is a communication error of a steering signal inputted from outside, And an emergency flight unit 130 for calculating posture control information of the drones 10 by applying flight path information stored in the storage unit 110. [

더 나아가, 상기 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결되어, 원거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 조종신호를 입력하는 원거리 관제수단(300)을 더 포함하여 구성되며, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 원거리 관제수단(300)과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 한다.Further, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus is connected to the mobile terminal-based flight control unit 100 using a predetermined wireless communication network, and inputs a control signal to the mobile terminal-based flight control unit 100 at a long distance And a remote control means 300. The mobile terminal based flight control unit 100 transmits and receives data to and from the remote control means 300 using the wireless communication network.

더 나아가, 상기 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 모바일 단말로 구성되며, 기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결되어, 근거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 조종신호를 입력하는 근거리 관제수단(400)를 더 포함하여 구성되며, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 근거리 관제수단(400)과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 한다.In addition, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus is configured as a mobile terminal, and is connected to the mobile terminal-based flight control unit 100 using a predetermined wireless communication network, The mobile terminal based flight control unit 100 transmits and receives data to and from the near point control means 400 using the wireless communication network .

더 나아가, 상기 인터페이스부(200)는 특정 센서 모듈을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 특정 센서 모듈로부터 센싱된 정보를 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 전달하는 것을 특징으로 한다.In addition, the interface unit 200 may include a specific sensor module, and transmits the sensed information from the specific sensor module to the mobile terminal-based flight control unit 100. [

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 모바일 단말에 기본적으로 포함되어 있는 다양한 센서로부터 산출되는 데이터를 보완 융합하여 무인비행체(드론 등)에 탑재됨으로써, 비행제어 장치로 활용할 수 있는 장점이 있다.The AHRS flight control apparatus based on the mobile platform of the present invention constructed as described above is installed in an unmanned air vehicle (drone or the like) by complementing and merging data calculated from various sensors basically included in a mobile terminal, There are advantages to be able to.

이에 따라, 종래의 무인비행체의 물리적 구성의 복잡성을 줄이고 모바일 단말에서 이용할 수 있는 통신망을 통해서 무인비행체의 운영과 활용을 획기적으로 개선할 수 있는 장점이 있다.Accordingly, there is an advantage that the complexity of the physical configuration of the conventional unmanned aerial vehicle can be reduced, and the operation and utilization of the unmanned aerial vehicle can be dramatically improved through the communication network available in the mobile terminal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 동작을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 모바일 단말 기반 비행제어부(100)의 동작을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에서 모바일 단말 기반 비행제어부(100)를 통해서 산출되는 현재 자세 정보, 자세 제어 정보를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 비상시 비행이 일어나는 비상 비행 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 비상시 비행이 일어나는 비상 비행 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 원거리 관제수단(300) 또는 근거리 관제수단(400)에서의 무인비행체의 관제 예시 화면이다.1 is a block diagram illustrating an AHRS flight control apparatus based on a mobile platform according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an operation of an AHRS flight control apparatus based on a mobile platform according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an operation of a mobile terminal-based flight control unit 100 of an AHRS flight control apparatus based on a mobile platform according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view illustrating current position information and attitude control information calculated through the mobile terminal-based flight control unit 100 in the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is an emergency flight configuration diagram of an AHRS flight control system based on a mobile platform according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of an emergency flight of an AHRS flight control system based on a mobile platform according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exemplary screen for the control of the unmanned aerial vehicle in the remote control means 300 or the near-point control means 400 of the AHRS flight control apparatus based on the mobile platform according to the embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a mobile platform-based AHRS flight control apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the following description and the accompanying drawings, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the description of the present invention will be omitted.

일반적으로 무인비행체인 드론 등을 구성하기 위한 구성물들은 드론 프레임(기체), 모터와 모터 컨트롤러, 프로펠러, 배터리, 비행제어장치, GPS 수신기, Barometer, 초음파 센서, 텔레메트리 수단, RC 송/수신기, 통신모듈(CDMA, LTE 등), 카메라 모듈 등으로 구성되며, 무인비행체가 비행을 하기 위한 핵심모듈로는 자세측정장치(AHRS, Attitude and Heading Reference System)와 비행제어장치(FCC, Flight Control Computer)를 들 수 있다.Generally, the components for constructing the drone such as a drone are a dron frame, a motor and a motor controller, a propeller, a battery, a flight control device, a GPS receiver, a barometer, an ultrasonic sensor, a telemetry device, (AHRS), Flight Control Computer (FCC) and flight control system (FCC), which are the core modules for the flight of unmanned aerial vehicles. .

자세측정장치는 구비되어 있는 센서(가속도계, 자이로스코프, 자속계 등)들을 이용하여 드론 프레임의 자세를 유지할 수 있는 3차원 자세 제어 정보 데이터를 산출하고, 비행제어장치에서는 산출한 자세 제어 정보 데이터를 기반으로 무인비행체의 모터 컨트롤러에 추력 정보를 전달하여 무인비행체가 비행 상태를 유지할 수 있도록 한다.The attitude measuring device calculates three-dimensional attitude control information data capable of maintaining the attitude of the drones frame using the sensors (accelerometer, gyroscope, magnetic flux meter, etc.) provided, and the attitude control information data calculated by the flight control device And transmits the thrust information to the motor controller of the unmanned aerial vehicle so that the unmanned aerial vehicle can maintain the flight state.

그 외에 GPS, Barometer, 초음파 센서, 텔레메트리 수단, RC 송/수신기, 통신모듈 등의 장치들로부터 다양한 정보들을 전달받아, 기본적인 비행 상태 유지 외에 장애물을 피하거나, 안전하게 이/착륙을 하거나, 원격 제어 등의 기능을 구현하게 된다.In addition, various information is received from devices such as GPS, barometer, ultrasonic sensor, telemetry device, RC transmitter / receiver, and communication module, and it is possible to avoid obstacles, Control and so on.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 안드로이드 스마트폰과 같은 모바일 플랫폼을 이용하여 무인비행체인 드론 등을 구성하기 위한 핵심 모듈인 자세측정장치와 비행제어장치를 동시에 구현하여 드론을 구성하고 제어하는 장치에 관한 것이다.The AHRS flight control device based on the mobile platform according to the embodiment of the present invention can realize a flight control device which is a core module for constructing a drone such as an unmanned aerial vehicle using a mobile platform such as an Android smartphone, And to an apparatus for constructing and controlling the same.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 무인비행체의 핵심 모듈인 자세측정장치와 비행제어장치를 모바일 단말 기반으로 동시 구현함으로써, 종래 무인비행체의 구성보다 물리적 구성의 복잡성을 감소시킬 수 있으며, 모바일 단말이 갖고 있는 다양한 이점을 통해서 무인비행체의 운영과 활용을 광범위하게 넓힐 수 있는 장점이 있다.In other words, the AHRS flight control device based on the mobile platform according to the embodiment of the present invention can realize simultaneous implementation of the attitude measuring device and the flight control device, which are core modules of the unmanned aerial vehicle, And it is advantageous to broaden the operation and utilization of the unmanned aerial vehicle through various advantages of the mobile terminal.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치를 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 동작을 나타낸 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치를 상세히 설명한다.FIG. 1 is a block diagram of an AHRS flight control apparatus based on a mobile platform according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of an AHRS flight control apparatus based on a mobile platform according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, a mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는, 모터와, 상기 모터를 구동하는 모터 컨트롤러와, 상기 모터의 구동에 의해 회전동력을 전달받아 회전하는 프로펠러와, 각 구성에 동작 전원을 공급하는 전원수단이 탑재된 드론 프레임(10)을 포함하는 무인비행체의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에 관한 것이다.A mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention includes a motor, a motor controller for driving the motor, a propeller for receiving rotation power by rotation of the motor, And a drones (10) on which a power supply unit for supplying power to the AHRSs is mounted.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는, 상기 드론 프레임(10)에 탑재되는 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 및 인터페이스부(200)를 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 및 인터페이스부(200)를 통해서 무인비행체를 구성함으로써, 종래의 무인비행체에 비해 그 구성품의 개수를 획기적으로 줄일 수 있어 구성의 복잡성을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.The mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention may include a mobile terminal-based flight control unit 100 and an interface unit 200 mounted on the drones 10, The configuration of the unmanned aerial vehicle through the terminal-based flight control unit 100 and the interface unit 200 can remarkably reduce the number of the components compared to the conventional unmanned aerial vehicle, thereby reducing the complexity of the configuration.

상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 드론 프레임(10)에 탑재되며, 상용되는 안드로이드 스마트폰에 AHRS 비행제어 장치에 적용시키기 위한 별도의 어플리케이션을 구동시켜 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)의 동작을 수행시킬 수 있다.The mobile terminal based flight control unit 100 is mounted on the drones 10 and drives a separate application to be applied to an AHRS flight control device in a commonly used Android smartphone, Operation can be performed.

즉, 무인비행체를 구성하기 위한 별도의 특별한 스마트폰을 구비해야하는 것이 아니라, 사용자가 소지하고 있는 스마트폰에 특정 어플리케이션을 구동시켜, 상기 드론 프레임(10)에 탑재시킬 경우, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)의 동작을 수행시킬 수 있다.That is, instead of having a special special smart phone for constructing the unmanned aerial vehicle, when a specific application is mounted on the smartphone owned by the user and mounted on the drones 10, (100). ≪ / RTI >

상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 드론 프레임(10), 즉, 무인비행체의 기체의 현재 자세 정보를 산출할 수 있으며, 산출한 현재 자세 정보를 기반으로 자세 제어 정보를 산출할 수 있다.4, the mobile terminal-based flight control unit 100 can calculate the current attitude information of the drones 10, that is, the body of the unmanned aerial vehicle, The control information can be calculated.

상세하게는, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)의 특정 어플리케이션을 구동시켜 동작을 수행할 경우, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)에 이미 내장되어 있는 다양한 센서들(Accelerometer, Gyroscope, Magnetometer)을 이용하여, 센싱 정보를 전달받아 특정 어플리케이션에 의한 칼만필터, 상보필터 등을 이용하여 실시간으로 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보(Roll, Pitch, Yaw)를 산출할 수 있다.In detail, when an operation is performed by driving a specific application of the mobile terminal based flight control unit 100, various sensors (Accelerometer, Gyroscope, Magnetometer) built in the mobile terminal based flight control unit 100 (Roll, Pitch, Yaw) of the drones 10 can be calculated in real time using a Kalman filter, a complementary filter, or the like by a specific application.

종래에는 이러한 드론 프레임의 현재 자세 정보를 산출하기 위하여, 드론 프레임에 각각의 센서들을 탑재하고 있어야 하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)를 통해서, 별도의 추가 구성 없이 내장되어 있는 다양한 센서들을 이용하여, 센싱 정보를 전달받아 실시간으로 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출할 수 있다.Conventionally, in order to calculate the current attitude information of the drones frame, each of the sensors must be mounted on the drones frame. However, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention may include the mobile terminal- ), It is possible to calculate the current attitude information of the drones frame 10 in real time by receiving the sensing information using various built-in sensors without additional configuration.

또한, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 외부 관제수단(원거리 관제수단(300) 또는 근거리 관제수단(400))을 통해서 조종신호가 입력될 경우, 특정 어플리케이션에 의한 미리 설정되어 있는 알고리즘을 이용하여, 산출한 상기 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출할 수 있다.When the control signal is inputted through the external control means (remote control means 300 or near point control means 400), the mobile terminal based flight control unit 100 uses a predetermined algorithm by a specific application And the posture control information of the drones 10 can be calculated by applying the calculated current posture information.

즉, 외부로부터 상기 드론 프레임(10)의 원격 조종신호(Roll, Pitch, Yaw, Throttle 등)가 수신될 경우, 산출한 현재 자세 정보를 기반으로 이중 PID 또는 Loop 컨트롤 알고리즘을 적용시켜, 요구되는 원격 조종신호에 대응하는 각도의 자세 제어 정보를 실시간으로 산출할 수 있다.That is, when a remote control signal (Roll, Pitch, Yaw, Throttle, etc.) of the drone frame 10 is received from the outside, a double PID or loop control algorithm is applied based on the calculated current posture information, The posture control information of the angle corresponding to the control signal can be calculated in real time.

이 때, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 이미 내장되어 있는 통신 모듈을 통해서 외부로부터 상기 드론 프레임(10)의 원격 조종신호를 수신받을 수 있다. 상세하게는, 블루투스, Wifi, LTE, 4G, 5G 등 다양한 통신모듈을 외부 관제수단의 형태에 따라서 선택적으로 이용할 수 있다.At this time, the mobile terminal-based flight control unit 100 can receive a remote control signal of the drones frame 10 from an outside through a communication module already built therein. In detail, various communication modules such as Bluetooth, Wifi, LTE, 4G, and 5G can be selectively used according to the type of external control means.

이를 통해서, 통신간 데이터 안정성 및 해킹으로부터 안전한 장점이 있다.This has the advantage of being safe from data security and hacking between communications.

즉, 다시 말하자면, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 도 3에 도시된 바와 같이, 이미 내장되어 있는 센서들을 이용하여 상기 현재 자세 정보, 상기 자세 제어 정보를 산출할 수 있으며, 이미 내장되어 있는 통신 모듈을 이용하여 외부 관제수단으로부터 원격 조종신호를 입력받을 수 있다. 또한, 상기 인터페이스부(200)와 USB-OTG 통신을 수행하여 상기 자세 제어 정보를 송신하거나, 다양한 센싱 정보를 수신받을 수도 있다. 이에 대해서 자세히 후술하도록 한다.That is, as shown in FIG. 3, the mobile terminal-based flight control unit 100 can calculate the current attitude information and the attitude control information using the built-in sensors, The remote control signal can be received from the external control means by using the communication module. In addition, it may perform USB-OTG communication with the interface unit 200 to transmit the posture control information or receive various sensing information. This will be described in detail later.

상기 인터페이스부(200)는 상기 드론 프레임(10)에 탑재되며, Micom 보드 형태로 구성되는 가장 바람직하다. 상기 인터페이스부(200)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 USB-OTG 인터페이싱하여 데이터 송수신을 수행할 수 있다.The interface unit 200 is mounted on the drones 10 and is most preferably formed in the form of a Micom board. The interface unit 200 may perform data transmission / reception by interfacing with the mobile terminal based flight control unit 100 through USB-OTG.

상세하게는, 상기 인터페이스부(200)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 USB-OTG 통신을 통해서 산출한 상기 자세 제어 정보를 전달받아, 전달받은 상기 자세 제어 정보를 기반으로 PWM 제어 신호를 생성하여 상기 모터 컨트롤러의 동작 상태를 제어할 수 있다.In detail, the interface unit 200 receives the posture control information calculated through the USB-OTG communication from the mobile terminal-based flight control unit 100 and transmits a PWM control signal based on the received posture control information So that the operating state of the motor controller can be controlled.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 인터페이스부(200)를 Micom 보드 형태로 구성함으로써, I/O를 이용하여 센서 허브 형태로 이용할 수 있어, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)에 이미 내장되어 있는 센서 외에 사용자의 요구에 따라 추가적으로 필요로 하는 센서들을 용이하게 구성하여 확장시킬 수 있다.In addition, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention can be used as a sensor hub by using the I / O by configuring the interface unit 200 as a Micom board, In addition to the sensors already incorporated in the flight control unit 100, additional sensors may be easily configured and extended according to the user's request.

즉, 상기 인터페이스부(200)에 기체 제어정보와 기타 외부정보들을 센싱할 수 있는 센서들을 확장 I/O로 장착할 수 있어 다양한 센싱 정보를 획득할 수 있으며, 상기 인터페이스부(200)는 획득한 다양한 센싱 정보를 USB-OTG 통신을 통해서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 전달하고 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 전달받은 다양한 센싱 정보들을 외부 관제수단으로 전달하여 용이하게 이용될 수 있다.That is, sensors capable of sensing the gas control information and other external information can be installed in the interface unit 200 as an expansion I / O, so that various sensing information can be obtained. The interface unit 200 can acquire The various sensing information is transmitted to the mobile terminal-based flight control unit 100 via the USB-OTG communication, and the mobile terminal-based flight control unit 100 transmits the received sensing information to the external control means and can be easily used .

일 예를 들자면, 무인비행체가 이용되는 분야에 따라서, Co2 센서, 온/습도 센서, 연기감지센서, 방사능감지센서, 미세먼지감지센서, 유해가스감지센서 등을 확장 장착하여, 실제 사람이 정보 획득을 직접 수행하기 어려운 환경에 대한 다양한 센싱 정보를 획득할 수 있다.For example, depending on the field in which the unmanned aerial vehicle is used, a Co2 sensor, a temperature / humidity sensor, a smoke detection sensor, a radiation detection sensor, a fine dust detection sensor, a noxious gas detection sensor, It is possible to acquire various sensing information about an environment in which it is difficult to directly perform the operation.

또한, 무인비행체를 좀 더 안정적으로 비행시키기 위하여, 초음파센서, 적외선센서, 이미지센서 등을 확장 장착하여, 센싱 정보들을 기반으로 충돌방지 등 안정적으로 무인비행체를 구현하고 운영하기 위해 활용할 수도 있다.In addition, an ultrasound sensor, an infrared sensor, and an image sensor may be extended to allow the unmanned aerial vehicle to more steadily fly, and may be utilized to implement and operate a stable unmanned aerial vehicle such as collision avoidance based on sensing information.

특히, 이러한 상기 인터페이스부(200)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 USB-OTG 통신을 통해서 상기 자세 제어 정보를 전달받아, 이를 기반으로 상기 모터 컨트롤러에 PWM 제어 신호를 생성하여 출력하고, 센서가 확장 장착될 경우, 센싱된 정보를 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 전달하게 된다. 무인비행체의 개발과 운영의 활용성을 고려할 경우, 비교적 단순한 동작을 수행하는 상기 인터페이스부(200)의 Micom 보드는 비교적 저렴한 오픈소스 플랫폼을 활용하여 구성되는 것이 바람직하다. 그렇지만, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며, 무인비행체가 이용되는 분야에 따라 다양하게 구성할 수 있다.In particular, the interface unit 200 receives the posture control information through the USB-OTG communication from the mobile terminal-based flight control unit 100, generates and outputs a PWM control signal to the motor controller based on the received posture control information, When the sensor is expanded and mounted, the sensed information is transmitted to the mobile terminal based flight control unit 100. Considering the utility of development and operation of the unmanned aerial vehicle, it is preferable that the Micom board of the interface unit 200, which performs a relatively simple operation, is configured using a relatively inexpensive open source platform. However, this is merely an embodiment of the present invention, and can be variously configured according to the field in which the unmanned aerial vehicle is used.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치의 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 비행 정보 저장부(110), 신호 판단부(120) 및 비상 비행부(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.5, the mobile terminal-based flight control unit 100 of the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to another embodiment of the present invention includes a flight information storage unit 110, a signal determination unit 120, And may further comprise a flight unit 130.

상기 비행 정보 저장부(110)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호와 현재 비행 자세정보를 저장하는 구성으로, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호를 입력받아 기설정되어 있는 알고리즘을 이용하여 상기 드론 프레임(10)의 위치 및 고도를 계산하여 저장하는 것을 특징으로 한다. 상기 비행 정보 저장부(110)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받은 상, 하, 좌, 우와 같은 자세 정보 신호 및 GPS를 통하여 상기 드론 프레임(10)의 위치 및 고도를 파악할 수 있다.The flight information storage unit 110 stores the control signal received from the mobile terminal-based flight control unit 100 and the current flight attitude information. The mobile terminal-based flight control unit 100 receives input signals from outside And the position and the altitude of the drones 10 are calculated and stored by using a predetermined algorithm by receiving the control signal. The flight information storage unit 110 stores position information and an altitude of the drones frame 10 through an up-down, left, and right posture information signals received from the mobile terminal-based flight control unit 100 and GPS .

상기 신호 판단부(120)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 주파수를 측정하여 통신 장애 유무를 판단한다. The signal determination unit 120 measures the frequency of the steering signal received from the mobile terminal-based flight control unit 100 to determine whether there is a communication failure.

상기 비상 비행부(130)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신장애가 있을 경우, 상기 비행 정보 저장부(110)에 저장된 비행경로 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하도록 한다. The emergency flight unit 130 applies the flight path information stored in the flight information storage unit 110 when the mobile terminal based flight control unit 100 has a communication failure of a steering signal input from the outside, 10) is calculated.

상기 비행 정보 저장부(110)와 상기 신호 판단부(120) 및 상기 비상 비행부(130)를 통하여, 본 발명의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신장애로 인하여 정확한 조종신호의 수신 오류가 발생한 경우, 상기 드론 프레임(10)의 비상 비행이 가능하도록 한다.The AHRS flight control apparatus based on the mobile platform of the present invention may be configured such that the mobile terminal based flight control unit 100 receives information from the outside through the flight information storage unit 110, the signal determination unit 120 and the emergency flight unit 130 The emergency flight of the drone frame 10 is enabled when a reception error of a correct control signal occurs due to a communication failure of a control signal to be received.

상세하게는, 상기 신호 판단부(120)에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신 장애가 판단된 경우, 상기 비행 정보 저장부(110)의 데이터가 상기 비상 비행부(130)에 전달되고, 상기 비상 비행부(130)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호 없이 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 데이터를 송신한다.In more detail, when the signal determination unit 120 determines that the mobile terminal-based flight control unit 100 has failed to communicate with the control signal received from the outside, the data of the flight information storage unit 110 may be transmitted to the emergency- The flight control unit 100 calculates the posture control information of the drones 10 without the control signal received from the outside and transmits the control information to the interface unit 200 ).

상기 드론 프레임(10)의 비상 비행은 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신장애로 인하여 정확한 조종신호의 수신 오류가 발생한 경우 외에도 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보의 산출신호를 상기 인터페이스부(200)로 송신할 때, 송신에 오류가 발생한 경우에도 가능할 수 있다.The emergency flight of the drones 10 is not limited to the case where an error occurs in receiving a correct control signal due to a communication failure of the steering signal received from the outside by the mobile terminal based flight control unit 100, May be possible even when an error occurs in transmission when transmitting the calculation signal of the current attitude information of the drones frame 10 to the interface unit 200. [

도 6을 참조하여 상기 드론 프레임(10)의 비상 비행에 대해 더 자세히 살펴보면, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 무선제어 명령인 외부로부터 조종신호를 입력받으면, 상기 비행 정보 저장부(110)가 외부로부터 입력받은 신호를 상, 하, 좌, 우를 포함하는 제어명령과 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)에 내재된 GPS를 통해 기체정보를 저장하고, 제어명령 및 기체정보를 통해 상기 드론 프레임(10)의 위치 및 고도를 파악하게 된다. Referring to FIG. 6, when the mobile terminal-based flight control unit 100 receives a control signal from the outside, which is a wireless control command, the flight information storage unit 110 stores an emergency flight of the drones 10, A control command including up, down, left, and right signals input from the outside and gas information via GPS embedded in the mobile terminal-based flight control unit 100, The position and the altitude of the frame 10 are grasped.

이 때, 상기 신호 판단부(120)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 무선제어 명령인 외부로부터 입력받은 조종신호의 주파수를 측정하여 통신 신호의 이상이 있는지 판단한다. 상기 신호 판단부(120)는 도 6과 같이 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 무선제어 명령인 외부로부터 입력받은 조종신호가 50Hz 이상일 경우, 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 전달한다. 또한, 상기 신호 판단부(120)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 무선제어 명령인 외부로부터 입력받은 조종신호가 50Hz 미만일 경우, 즉시 상기 드론 프레임(10)이 고도 및 위치를 변경하지 않고, 제자리 비행을 하도록 호버링 신호를 생성하여 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 전달한다. 호버링 신호는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)에 기설정된 호버링 제어 알고리즘에 의해 생성될 수 있다. At this time, the signal determination unit 120 measures the frequency of the steering signal received from the outside, which is the wireless control command, by the mobile terminal based flight control unit 100 to determine whether there is an abnormality in the communication signal. 6, when the control signal received from the outside, which is a wireless control command, is greater than or equal to 50 Hz, the signal determination unit 120 applies current position information calculated in a predetermined algorithm And transmits the calculated posture control information to the interface unit 200. When the control signal received from the outside, which is a wireless control command, is less than 50 Hz, the signal determining unit 120 immediately determines that the drones frame 10 does not change altitude and position , Generates a hovering signal to fly in situ, calculates posture control information of the drones frame 10 by applying the calculated current posture information, and transmits the posture control information to the interface unit 200. The hovering signal may be generated by a hovering control algorithm preset in the mobile terminal-based flight control unit 100.

이 때, 상기 드론 프레임(10)이 제자리 비행을 하는 동안 상기 신호 판단부(120)는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 무선제어 명령인 외부로부터 입력받은 조종신호의 주파수를 측정하여 통신 신호의 이상이 있는지를 지속적으로 판단하고, 통신이 복구되는 경우, 외부로부터 입력받아 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 전달한다.During the flight of the drones 10, the signal determination unit 120 measures the frequency of the steering signal received from the outside, which is the wireless control command, If the communication is restored, the control unit 20 calculates posture control information of the drones 10 by applying the current posture information calculated by an algorithm input from the outside and set in a predetermined algorithm, (200).

또한, 통신 장애가 기설정된 호버링 제어 알고리즘에 지정된 시간 이상 지속될 경우, 상기 비상 비행부(130)는 상기 비행 정보 저장부(110)에 저장된 제어명령 및 기체정보를 통해 상기 드론 프레임(10)의 위치 및 고도 데이터로 상기 드론 프레임(10)의 복귀 명령을 생성하여 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 전달하여 상기 드론 프레임(10)을 복귀 시킬 수 있다. 이 때, 상기 비상 비행부(130)는 통신 장애가 발생한 경우 상기 드론 프레임(10)의 복귀 명령 외에도 착지 명령을 생성하여 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하여 상기 인터페이스부(200)에 전달하여 상기 드론 프레임(10)을 착지 시킬 수 있다.When the communication failure is continued for a time period specified by the hovering control algorithm set in advance, the emergency flight unit 130 controls the position and the position of the drones 10 through the control command and the gas information stored in the flight information storage unit 110, Generates a return command of the dragon frame 10 by using altitude data, calculates posture control information of the dragon frame 10 by applying the calculated current posture information to a predetermined algorithm, and transmits the posture control information to the interface unit 200 So that the drones 10 can be returned. At this time, the emergency flight unit 130 generates a landing command in addition to the return command of the drone frame 10 in case of a communication failure, and applies the calculated current attitude information to the previously set algorithm, And transmits the generated posture control information to the interface unit 200 so that the drones 10 can be landed.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 원거리 관제수단(300)과 근거리 관제수단(400)을 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a remote control means 300 and a near distance control means 400.

상기 원거리 관제수단(300)과 근거리 관제수단(400)은 미리 설정되어 있는 어플리케이션을 통해서, 도 5와 같은 화면을 통해서 무인비행체의 관제를 수행할 수 있다.The remote control means 300 and the local control means 400 can perform the control of the unmanned aerial vehicle through the screen shown in FIG. 5 through a predetermined application.

상기 원거리 관제수단(300)과 근거리 관제수단(400)은 미리 설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결되어 전달받은 데이터 송수신 결과에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 무인비행체의 배터리 잔량, 현재 자세 정보, 이동 경로 등의 정보를 실시간으로 확인할 수 있다.The remote control means 300 and the near distance control means 400 are connected to the mobile terminal based flight control unit 100 using a predetermined wireless communication network, , Remaining amount of battery in unmanned aerial vehicle, current attitude information, movement route, and the like can be confirmed in real time.

상세하게는, 상기 원거리 관제수단(300)은 미리 설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결될 수 있으며, 상기 원거리 관제수단(300)에 설정된 무선 통신망으로는 LTE, 4G, 5G 등으로 설정하는 것이 바람직하다.The remote control means 300 may be connected to the mobile terminal based flight control unit 100 through a predetermined wireless communication network. The remote control means 300 may be connected to the LTE, 4G , 5G, and the like.

상기 원거리 관제수단(300)은 무인비행체를 관제하기 위한 어플리케이션을 설치할 수 있는 단말기를 의미하며, 원거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 원격 조종신호를 입력할 수 있으며, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 원거리 관제수단(300)으로부터 상기 원격 조종신호를 입력받아, 상기 자세 제어 정보를 산출할 수 있다.The remote control means 300 means a terminal capable of installing an application for controlling an unmanned air vehicle and can input a remote control signal to the mobile terminal based flight control unit 100 at a remote location, The control unit 100 may receive the remote control signal from the remote control means 300 and calculate the posture control information.

또한, 상기 원거리 관제수단(300)은 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 무인비행체의 비행정보(기체 제어정보), 각종 센싱 정보들을 전달받아 용이하게 관제를 수행할 수 있다.In addition, the remote control means 300 can receive the flight information (gas control information) and various sensing information of the unmanned aerial vehicle from the mobile terminal based flight control unit 100 and can easily perform the control.

이 때, 원거리의 기준은 근거리 무선통신의 이용이 불가능한 거리를 의미한다.In this case, the distance criterion means a distance in which short-range wireless communication is not available.

상기 근거리 관제수단(400)은 상기 원거리 관제수단(300)과 마찬가지로 미리 설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결될 수 있으나, 상기 근거리 관제수단(400)에 설정된 무선 통신망으로는 근거리 무선통신망인 Bluetooth, Wifi 등으로 설정하는 것이 바람직하다.The short distance control means 400 may be connected to the mobile terminal based flight control unit 100 through a predetermined wireless communication network in the same manner as the long distance control means 300, It is preferable to set it as Bluetooth, Wifi, or the like, which is a short-range wireless communication network.

즉, 상기 근거리 관제수단(400)은 관제 관리자가 직접 무인비행체를 직접 보면서 관제를 수행하는 것이 바람직하기 때문에, 모바일 단말로 구성되는 것이 가장 바람직하다.That is, it is preferable that the near-point control means (400) is configured as a mobile terminal because it is preferable that the control manager directly conduct monitoring while watching the unmanned aerial vehicle directly.

상기 근거리 관제수단(400)은 근거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 원격 조종신호를 입력할 수 있으며, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 근거리 관제수단(400)으로부터 상기 원격 조종신호를 입력받아, 상기 자세 제어 정보를 산출할 수 있다.The short distance control means 400 may input a remote control signal to the mobile terminal based flight control unit 100 at a short distance and the mobile terminal based flight control unit 100 may receive the remote control signal from the near distance control means 400, And the posture control information can be calculated by receiving the signal.

또한, 상기 근거리 관제수단(400)은 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 무인비행체의 비행정보(기체 제어정보), 각종 센싱 정보들을 전달받아 용이하게 관제를 수행할 수 있다.In addition, the short range control means 400 may receive the flight information (gas control information) and various sensing information of the unmanned aerial vehicle from the mobile terminal based flight control unit 100 and perform the control easily.

이 때, 상기 원거리 관제수단(300)은 중앙 통합 관제 역할을 수행할 수 있어, 상기 근거리 관제수단(400)과 상기 원거리 관제수단(300)이 네트워크 연결될 수 있다. 즉, 상기 근거리 관제수단(400)에서 근거리 무선 통신망을 이용하여 현장에서 상기 무인비행체를 관제하는 동시에, 일반 이동통신 통신망을 이용하여 상기 원거리 관제수단(300)과 네트워크 연결되어 상기 원거리 관제수단(300)이 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)를 통해서 수신받는 정보와는 별도로 무인비행체의 정보를 전송할 수도 있다.At this time, the remote control means 300 can perform a central integrated control function, so that the near distance control means 400 and the remote control means 300 can be network-connected. That is, the near-point control means 400 controls the unmanned aerial vehicle on-site using a short-range wireless communication network and is connected to the remote control means 300 through the general mobile communication network, May transmit information of the unmanned aerial vehicle separately from the information received through the mobile terminal based flight control unit 100. [

이를 통해서 원거리 중앙 관제의 정확도를 향상시킬 수 있다.This can improve the accuracy of remote central control.

더 나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)에 이미 내장되어 있는 GPS를 이용하여 상기 무인비행체(100)의 위치를 추적하거나, 이미 내장되어 있는 카메라 모듈을 이용하여 상기 무인비행체(100) 주변 영상 정보를 획득할 수도 있다.Further, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention can track the position of the UAV 100 using the GPS already built in the mobile terminal-based flight control unit 100, The image information around the unmanned air vehicle 100 can be acquired using the built-in camera module.

이와 같이, 기본의 무인비행체의 경우, 하나하나 요구되는 모든 구성을 상기 드론 프레임(10)에 직접 탑재시켜야 하나, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)를 통해서, 이미 내장되어 있는 다양한 모듈들을 이용하여 무인비행체를 단순히 구성할 수 있으며, 무인비행체의 개발과 운영의 활용성을 효과적으로 높일 수 있다.In this way, in the case of the basic unmanned aerial vehicle, it is necessary to mount all the required configurations directly to the drones 10, but it is also possible to use the various built-in modules through the mobile terminal based flight control unit 100 It is possible to simply construct an unmanned aerial vehicle and effectively improve the utility of the development and operation of the unmanned aerial vehicle.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 및 인터페이스부(200)를 통해서 무인비행체를 구성함으로써, 종래의 무인비행체에 비해 그 구성품의 개수를 획기적으로 줄일 수 있어 구성의 복잡성을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.That is, in other words, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention configures an unmanned aerial vehicle through the mobile terminal-based flight control unit 100 and the interface unit 200, The number of components can be drastically reduced and the complexity of the configuration can be reduced.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 상기 드론 프레임에 탑재되어, 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출할 때, 상기 드론 프레임(10)의 움직임에 의한 진동으로 인하여 부정확한 정보를 산출하는 것을 방지하도록 상기 드론 프레임(10)과 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 사이에 완충 구조물 구성을 추가화여, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 보다 정확한 정보를 산출할 수 있도록 구조적 구성이 추가될 수 있다. 일 예로, 상기 드론 프레임(10)과 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 사이에 고무와 같이 탄성력이 있는 재질의 완충재가 설치되어, 상기 드론 프레임(10)에서 발생하는 진동이 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 전달되는 것을 방지할 수 있다.In the mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an embodiment of the present invention, when the mobile terminal-based flight control unit 100 is mounted on the drones frame and calculates current posture information of the drones frame 10, The damping structure may be additionally provided between the drones 10 and the mobile terminal based flight control unit 100 to prevent inaccurate information from being generated due to the vibration of the drones 10, Based flight control unit 100 can calculate more accurate information. For example, a cushioning material having elasticity such as rubber is installed between the drones 10 and the mobile terminal-based flight control unit 100, and vibration generated in the drones 10 is transmitted to the mobile terminal- It can be prevented from being transmitted to the control unit 100.

본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 드론 프레임(10)의 전원수단과 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)의 전원수단이 전원을 공유할 수 있도록 연결될 수 있다. 이 때, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 인터페이스부(200)와 USB-OTG 통신 연결되는 포트와 상기 드론 프레임(10)의 전원수단과 전원을 공유할 수 있도록 연결되는 포트 두 가지의 포트가 연결될 수 있도록 멀티 USB 커넥터와 연결될 수 있다. 이를 통해, 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는 상기 드론 프레임(10) 또는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 중 어느 하나의 전원만으로도 상기 드론 프레임(10)의 비행이 가능하여, 상기 드론 프레임(10) 또는 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100) 중 어느 하나의 전원 부족으로 상기 드론 프레임(10)의 제어가 불가능해지는 상황을 방지할 수 있다.The mobile platform-based AHRS flight control apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may be connected to a power source of the drones 10 and a power source of the mobile terminal-based flight control unit 100 so that they can share power. At this time, the mobile terminal-based flight control unit 100 includes two ports connected to the interface unit 200 in order to share a power source with a power source of the drones 10, It can be connected to a multi-USB connector so that the port can be connected. Accordingly, the mobile platform-based AHRS flight control apparatus can fly the drones 10 only by power of either the drones 10 or the mobile terminal-based flight control unit 100, ) Or the mobile terminal-based flight control unit 100 can be prevented from being disabled due to a power shortage.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100 : 모바일 단말 기반 비행제어부
110 : 비행 정보 저장부
120 : 신호 판단부
130 : 비상 비행부
200 : 인터페이스부
300 : 원거리 관제수단
400 : 근거리 관제수단100: mobile terminal based flight control unit
110: flight information storage unit
120:
130: Emergency Flight Department
200:
300: Remote control means
400: Short-range control means

Claims (8)

모터와, 상기 모터를 구동하는 모터 컨트롤러와, 상기 모터의 구동에 의해 회전동력을 전달받아 회전하는 프로펠러와, 각 구성에 동작 전원을 공급하는 전원수단이 탑재된 드론 프레임(10)을 포함하는 무인비행체의 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치에 있어서,
상기 드론 프레임(10)에 탑재되어, 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출하고, 산출한 현재 자세 정보를 기반으로 자세 제어 정보를 산출하는 모바일 단말 기반 비행제어부(100); 및
상기 드론 프레임(10)에 탑재되어, 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 USB-OTG 인터페이싱하여 데이터 송수신을 수행하는 인터페이스부(200);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
A drones (10) comprising a motor, a motor controller for driving the motor, a propeller for receiving rotation power by driving the motor, and a power supply for supplying operation power to each component In an AHRS flight control system based on a mobile platform of an aircraft,
A mobile terminal based flight control unit (100) mounted on the drones (10) for calculating current position information of the drones (10) and calculating posture control information based on the calculated current position information; And
An interface unit (200) mounted on the drones (10) for performing data transmission / reception by interfacing with the mobile terminal based flight control unit (100) through USB-OTG;
And a mobile platform-based AHRS flight control device.
제 1항에 있어서,
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는
기구비된 센서들로부터 센싱된 정보들을 이용하여, 실시간으로 상기 드론 프레임(10)의 현재 자세 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
The method according to claim 1,
The mobile terminal-based flight control unit (100)
And the current position information of the drones (10) is calculated in real time using information sensed from the non-instrumented sensors.
제 2항에 있어서,
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는
외부로부터 조종신호를 입력받아, 기설정되어 있는 알고리즘에 산출한 현재 자세 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
3. The method of claim 2,
The mobile terminal-based flight control unit (100)
Wherein the controller is configured to receive the control signal from outside and calculate the posture control information of the drones (10) by applying the current posture information calculated in the predetermined algorithm.
제 3항에 있어서,
상기 인터페이스부(200)는
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 자세 제어 정보에 의해, PWM 제어 신호를 생성하여 상기 모터 컨트롤러의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
The method of claim 3,
The interface unit 200
Based on the attitude control information received from the mobile terminal based flight control unit (100), generates a PWM control signal to control the operation of the motor controller.
제 4항에 있어서,
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호 및 현재 비행 자세정보를 저장하는 비행 정보 저장부(110);
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신 장애 유무를 판단하는 신호 판단부(120); 및
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)가 외부로부터 입력받는 조종신호의 통신 장애가 있을 경우, 상기 비행 정보 저장부(110)에 저장된 비행경로 정보를 적용시켜 상기 드론 프레임(10)의 자세 제어 정보를 산출하는 비상 비행부(130);
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
5. The method of claim 4,
The mobile terminal-based flight control unit (100)
A flight information storage unit 110 for storing a steering signal and current flight attitude information received from the mobile terminal based flight control unit 100;
A signal determination unit 120 for determining whether or not the mobile terminal based flight control unit 100 has a communication failure of a steering signal input from the outside; And
When the mobile terminal-based flight control unit 100 has a communication error of a steering signal input from the outside, it calculates the posture control information of the drones frame 10 by applying the flight path information stored in the flight information storage unit 110 An emergency flight unit 130;
Further comprising a mobile platform-based AHRS flight control device.
제 3항에 있어서,
상기 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는
기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결되어, 원거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 조종신호를 입력하는 원거리 관제수단(300);
을 더 포함하여 구성되며,
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 원거리 관제수단(300)과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
The method of claim 3,
The mobile platform-based AHRS flight control device
Remote control means (300) connected to the mobile terminal based flight control unit (100) through a predetermined wireless communication network and inputting a control signal to the mobile terminal based flight control unit (100) at a long distance;
Further comprising:
Wherein the mobile terminal-based flight control unit (100) transmits and receives data to and from the remote control means (300) using the wireless communication network.
제 3항에 있어서,
상기 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치는
모바일 단말로 구성되며, 기설정된 무선 통신망을 이용하여 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)와 네트워크 연결되어, 근거리에서 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 조종신호를 입력하는 근거리 관제수단(400);
를 더 포함하여 구성되며,
상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)는 상기 근거리 관제수단(400)과 상기 무선 통신망을 이용하여 데이터 송수신하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.The method of claim 3,
The mobile platform-based AHRS flight control device
A short distance control means 400 configured as a mobile terminal and connected to the mobile terminal based flight control unit 100 using a predetermined wireless communication network and inputting a control signal to the mobile terminal based flight control unit 100 at a short distance, ;
Further comprising:
And the mobile terminal based flight control unit 100 transmits and receives data to and from the near point control means 400 using the wireless communication network. 제 1항에 있어서,
상기 인터페이스부(200)는
특정 센서 모듈을 포함하여 구성될 수 있으며,
상기 특정 센서 모듈로부터 센싱된 정보를 상기 모바일 단말 기반 비행제어부(100)로 전달하는 것을 특징으로 하는 모바일 플랫폼 기반 AHRS 비행제어 장치.
The method according to claim 1,
The interface unit 200
And may include a specific sensor module,
And transmits the sensed information from the specific sensor module to the mobile terminal based flight control unit (100).
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