KR20190016841A - 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템 - Google Patents

10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시스템은 조종자의 교육 훈련 또는 취미 오락에 대한 목적 및 훈련 과정에 맞는 시나리오를 제공하는 시나리오부, 시나리오부로부터 목적 및 훈련 과정에 대한 시나리오를 전달받아 조종자의 조종에 따른 조종 신호를 생성 및 전달하는 조종부, 시나리오부로부터 시나리오를 전달받고, 조종부로부터 조종 신호를 전달받아 교육 훈련 장소와 동일한 장면을 그래픽 영상으로 제공하고 멀티콥터 무인비행장치의 발생 소리를 제공하는 영상소리부, 조종부와 병렬로 설치되고, 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 표출하여 멀티콥터 무인비행장치의 움직임에 따른 데이터를 제공하는 10축 표출부, 조종자의 조종에 따른 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 비행 장소의 그래픽 영상과 소리를 보관하는 데이터베이스 및 서버부, 그리고 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관재생부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 멀티콥터 무인비행장치의 10축에 대한 실제 운동 성능을 적용하고 이를 조종자가 인지할 수 있도록 표출하여 멀티콥터 무인비행장치 조종자의 훈련 효과를 높일 수 있다.

Description

10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템{Multi-copter UAV Simulator System using 10-axis sensor}
본 발명은 조종자 훈련을 위한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 현실적인 3D 시뮬레이션 영상을 배경으로 멀티콥터 무인비행장치의 10축 성능을 적용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템에 관한 것이다.
일반적인 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템은 영상의 표출 화면, 속도, 고도, 비행 자세 또는 조종용 RC로 취미 오락용 무인비행장치의 조종 연습에 주로 개발이 이루어져 있다.
특히, 무인비행장치 교육기관에서는 취미 오락용 무인비행장치 시뮬레이터를 조종자 훈련에 활용하고 있기 때문에 실제 비행 훈련에 활용되는 무인비행장치와는 운동 성능에 차이가 있었다.
그리고 운동 성능에 대한 정확한 정보를 인지하지 못하고 모의 비행을 시행하고 있기 때문에 실제 조종과는 차이가 있었다.
이에 농업, 감시 또는 택배 등과 같이 다양한 상업용 멀티콥터 무인비행장치의 운영 증가에 따라서 상업용 멀티콥터 무인비행장치의 10축에 대한 실제 운동 성능을 적용하고 이를 조종자가 인지할 수 있도록 표출하여 멀티콥터 무인비행장치 조종자의 훈련 효과를 높이기 위한 필요성이 대두되었다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 멀티콥터 무인비행장치의 10축에 대한 실제 운동 성능을 적용하고 이를 조종자가 인지할 수 있도록 표출하여 멀티콥터 무인비행장치 조종자의 훈련 효과를 높일 수 있는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템은 조종자의 교육 훈련 또는 취미 오락에 대한 목적 및 훈련 과정에 맞는 시나리오를 제공하는 시나리오부, 상기 시나리오부로부터 목적 및 훈련 과정에 대한 시나리오를 전달받아 조종자의 조종에 따른 조종 신호를 생성하고 전달하는 조종부, 상기 시나리오부로부터 시나리오를 전달받고, 상기 조종부로부터 상기 조종 신호를 전달받아 교육 훈련 장소와 동일한 장면을 그래픽 영상으로 제공하고 상기 멀티콥터 무인비행장치의 발생 소리를 제공하는 영상소리부, 상기 조종부와 병렬로 설치되고, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 표출하여 상기 멀티콥터 무인비행장치의 움직임에 따른 데이터를 제공하는 10축 표출부, 상기 조종자의 조종에 따른 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 비행 장소의 그래픽 영상과 소리를 보관하는 데이터베이스 및 서버부, 그리고 상기 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관재생부를 포함한다.
상기 조종부는 상기 시나리오에 따라 조종자가 조종하는 움직임에 따른 조종 신호를 입력받아 상기 영상소리부, 상기 10축 표출부, 상기 데이터베이스 및 서버부 및 상기 보관재생부에 제공하고, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 속도, 방향, 고도에 대한 상태 메세지, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 이륙, 호버링, 웨이포인트 자동 비행, 출발지로 복귀, 착륙, 드론 모델 검색, 비행 이력 데이터의 재생 및 저장, 비행 시나리오 검색, 생성 및 삭제가 가능한 웨어포인트 정보 및 리스트, 비행 패턴 데이터 및 정보 중 적어도 하나를 생성하여 전달할 수 있다.
상기 조종부는 상기 적어도 하나의 정보가 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 저장되고 상기 조종자로부터 선택받을 수 있다.
상기 10축 표출부는 상기 시나리오에 따라 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 3축 자이로, 3축 가속도계, 3축 지자계, 기압계로 10축 운동 성능을 수치, 그래프 및 시뮬레이션 영상을 상기 조종부에 제공할 수 있다.
상기 데이터베이스 및 서버부는 상기 조종자의 조종에 따른 상기 멀티콥터 무인비행장치의 움직임 변화를 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 제공할 수 있다.
상기 보관재생부는 상기 조종자의 조종에 따른 상기 데이터베이스 및 서버부의 멀티콥터 무인비행장치의 움직임 변화와 소리를 보관된 데이터 중에서 운영자의 요구에 따라서 선택된 데이터, 영상, 그래프 및 수치를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템에 따르면, 멀티콥터 무인비행장치의 실제 운동 성능을 반영하여 현실적인 3D 시뮬레이션 영상을 배경으로 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 적용하고 이를 조종자가 인지 및 활용할 수 있도록 영상을 표출할 수 있다.
이와 같이, 다양한 모델의 실제 운동 성능에 반영하여 선택한 멀티콥터 무인비행장치 조종자의 훈련 효과를 높일 수 있고 이를 통해서 멀티콥터 무인비행장치 조종 능력을 효율적으로 개선 및 향상하고 조종자의 안전 사고를 예방하는데 기여할 수 있다.
한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이션 시스템의 시나리오, 2D 영상, 훈련 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이션 시스템의 3D 영상 및 10축 운동성능 표출도를 보여주는 도면이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템의 구성도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이션 시스템의 시나리오, 2D 영상, 훈련 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관도를 보여주는 도면 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이션 시스템의 3D 영상 및 10축 운동성능 표출도를 보여주는 도면을 나타낸다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템은 시나리오부(100), 조종부(110), 영상소리부(120), 10축 표출부(130), 데이터베이스 및 서버부(140) 및 보관재생부(150)를 포함하여 구성된다.
시나리오부(100)는 조종자의 교육 훈련 또는 취미 오락의 목적, 및 훈련 과정에 맞는 시나리오를 제공할 수 있다.
조종부(110)는 시나리오부(100)로부터 목적 및 훈련 과정에 대한 시나리오를 전달받아 교육 훈련에 임하는 조종자가 실제 조종기와 동일하게 제작되어 작동될 수 있도록 하고, 10축 표출부(130)와 병렬로 설치되어 조종자가 동시에 인지하고, 조종 신호를 전달할 수 있다.
조종부(110)는 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출할 수 있다.
보다 자세하게는, 조종부(110)는 실제 멀티콥터 무인비행장치의 속도, 2D 영상 자료, 고도, 방향과 이륙, 호버링, 웨이포인트 자동 비행, 출발지(홈)로의 복귀, 착륙, 드론 모델 검색, 비행 이력 데이터의 재생과 저장, 비행 시나리오 검색, 생성 및 삭제가 가능한 웨어포인트 정보 및 리스트, 비행 패턴 등의 데이터 및 정보를 생성하고 표출할 수 있다. 여기서 비행 이력 데이터와 비행 패턴은 출력도 지원할 수 있고, 영상 자료는 동일한 장소에 대해서 조종부(110)에서 2D 영상과 Unreal 엔진을 사용하여 3D 영상을 보여주게 되는데, 이러한 3D 영상 자료는 50fps(flame per second)로 제공되며, 개발 언어는 JAVA와 C++ 등이 사용될 수 있다.
조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관 자료는 날짜 디렉터리를 생성하여 보관하고 보관한 자료를 재생하게 되면 조종 및 비행 데이터를 동일한 속도부터 30배속 속도까지 재생이 가능하며, 10축 운동 성능 표출 및 전체 비행 데이터의 출력이 가능하게 할 수 있다.
조종자와 운영자는 2D와 3D 영상과 10축 운동 성능에 대해서 특정 비행 훈련 날짜와 시간으로 이동, 비행 훈련 내용을 재생, 시청 및 분석할 수 있고, 운동 성능에 대해서는 수치 데이터로 확인할 수 있으며, 필요한 영상과 운동 성능은 출력하여 살펴볼 수 있게 된다.
조종부(110)는 시나리오부(100)로부터 제공되는 시나리오에 따라 조종자가 조종하는 움직임에 따른 조종 신호를 입력받아 영상소리부(120), 10축 표출부(130), 데이터베이스 및 서버부(140), 보관재생부(150)에 제공하고, 멀티콥터 무인비행장치의 속도, 방향, 고도에 대한 상태 메세지, 멀티콥터 무인비행장치의 이륙, 호버링, 웨이포인트 자동 비행, 출발지로 이동, 비행 이력 데이터 재생 및 저장 모듈을 더 포함할 수 있다.
조종부(110)는 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 저장하고 조종자가 선택할 수 있다.
영상소리부(120)는 시나리오부(100)로부터 시나리오가 제공되어 조종자의 조종에 따른 조종 신호를 조종부(110)로부터 데이터를 전달받아 교육 훈련에 임하는 장소와 동일한 장면을 2차원, 3차원 그래픽 영상으로 표출하는 모니터를 통해서 제공하고, 실제 장소에서 멀티콥터 무인비행장치에서 발생하는 동일한 소리를 제공할 수 있다.
10축 표출부(130)는 실제 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 나타내며, 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 표출하는 조종부(110)와 병렬로 설치되어 조종자가 동시에 인지하고, 조종자의 조종에 따라 비행장소를 배경으로 멀티콥터 무인비행장치의 움직임에 따른 데이터를 제공할 수 있다.
10축 표출부(130)는 사전에 프로그램된 시나리오에 따라 무인비행장치의 종류별로 3축 자이로, 3축 가속도계, 3축 지자계, 기압계로 10축 운동 성능을 수치, 그래프 및 2D, 3D 시뮬레이션 영상을 조종부(110)에 제공할 수 있다.
데이터베이스 및 서버부(140)는 멀티콥터 무인비행장치 운동 성능과 비행 장소의 2차원과 3차원 영상을 보관 및 표출할 수 있다. 데이터베이스 및 서버부(140)는 조종자의 조종에 따른 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 비행 장소의 2차원과 3차원 영상과 소리가 저장되어 영상소리부(120)를 통해 표출할 수 있다.
데이터베이스 및 서버부(140)는 조종자의 조종에 따른 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화를 무인비행장치의 종류별로 제공할 수 있다.
보관재생부(150)는 훈련 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출할 수 있다. 즉 보관재생부(150)는 조종자의 조종에 따른 데이터베이스 및 서버부(140)의 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 소리를 보관 및 표출할 수 있다.
보관재생부(150)는 조종자의 조종에 따른 데이터베이스 및 서버부(140)의 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 소리를 보관된 데이터 중에서 운영자의 요구에 따라서 선택된 데이터, 영상, 그래프 및 수치를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 조종자의 교육훈련에 활용되는 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템에 관한 것으로, 특정 멀티콥터 무인비행장치의 실제 운동 성능을 반영한 조종자 훈련용 멀티콥터 무인비행장치로 실제와 같은 조종 교육 훈련을 할 수 있으며, 실시한 교육 훈련에 대해서 영상과 자료를 제시 및 분석하여 조종 기술의 문제점을 파악하고 개선할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 시나리오부
110: 조종부
120: 영상소리부
130: 10축 표출부
140: 데이터베이스 및 서버부
150: 보관재생부

Claims (6)

  1. 조종자의 교육 훈련 또는 취미 오락에 대한 목적 및 훈련 과정에 맞는 시나리오를 제공하는 시나리오부,
    상기 시나리오부로부터 목적 및 훈련 과정에 대한 시나리오를 전달받아 조종자의 조종에 따른 조종 신호를 생성하고 전달하는 조종부,
    상기 시나리오부로부터 시나리오를 전달받고, 상기 조종부로부터 상기 조종 신호를 전달받아 교육 훈련 장소와 동일한 장면을 그래픽 영상으로 제공하고 상기 멀티콥터 무인비행장치의 발생 소리를 제공하는 영상소리부,
    상기 조종부와 병렬로 설치되고, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 10축 운동 성능을 표출하여 상기 멀티콥터 무인비행장치의 움직임에 따른 데이터를 제공하는 10축 표출부,
    상기 조종자의 조종에 따른 멀티콥터 무인비행장치의 움직임의 변화와 비행 장소의 그래픽 영상과 소리를 보관하는 데이터베이스 및 서버부, 그리고
    상기 조종자의 조종 및 비행 데이터를 보관 및 표출하는 보관재생부
    를 포함하는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
  2. 제 1 항에서,
    상기 조종부는,
    상기 시나리오에 따라 조종자가 조종하는 움직임에 따른 조종 신호를 입력받아 상기 영상소리부, 상기 10축 표출부, 상기 데이터베이스 및 서버부 및 상기 보관재생부에 제공하고, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 속도, 방향, 고도에 대한 상태 메세지, 상기 멀티콥터 무인비행장치의 이륙, 호버링, 웨이포인트 자동 비행, 출발지로 복귀, 착륙, 드론 모델 검색, 비행 이력 데이터의 재생 및 저장, 비행 시나리오 검색, 생성 및 삭제가 가능한 웨어포인트 정보 및 리스트, 비행 패턴 데이터 및 정보 중 적어도 하나를 생성하여 전달하는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
  3. 제 2 항에서,
    상기 조종부는,
    상기 적어도 하나의 정보가 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 저장되고 상기 조종자로부터 선택받는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
  4. 제 1 항에서,
    상기 10축 표출부는,
    상기 시나리오에 따라 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 3축 자이로, 3축 가속도계, 3축 지자계, 기압계로 10축 운동 성능을 수치, 그래프 및 시뮬레이션 영상을 상기 조종부에 제공하는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
  5. 제 1 항에서,
    상기 데이터베이스 및 서버부는,
    상기 조종자의 조종에 따른 상기 멀티콥터 무인비행장치의 움직임 변화를 상기 멀티콥터 무인비행장치의 종류별로 제공하는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
  6. 제 1 항에서,
    상기 보관재생부는,
    상기 조종자의 조종에 따른 상기 데이터베이스 및 서버부의 멀티콥터 무인비행장치의 움직임 변화와 소리를 보관된 데이터 중에서 운영자의 요구에 따라서 선택된 데이터, 영상, 그래프 및 수치를 제공하는 10축 센서를 이용한 멀티콥터 무인비행장치 시뮬레이터 시스템.
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