KR20190050464A

KR20190050464A - 무인 비행체 및 그를 진단하기 위한 시스템

Info

Publication number: KR20190050464A
Application number: KR1020170145884A
Authority: KR
Inventors: 이흥신; 김태희
Original assignee: 드로젠(주)
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2019-05-13

Abstract

본 발명은 전자 변속기로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리에 기록하고 상기 기록된 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기로 제공하며, 로그 데이터에 기반하여 모터와 전자 변속기 및 프로펠러 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 메카니즘을 제공한다.
이에, 본 발명은 효율 증감과 프로펠러 및 모터의 회전 상태와 관련한 이상 상태를 관리함으로써, 무인 비행체의 고장 등을 사전에 예방할 수 있다.

Description

무인 비행체 및 그를 진단하기 위한 시스템{UNMANNED AERIAL VEHICLE AND SYSTEM DIAGNOSING THE SAME}

본 발명은 무인 비행체 및 그를 진단하기 위한 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비행중인 무인 비행체에 구비된 모터 및 전자 변속기를 능동적으로 관리하기 위한 무인 비행체 및 그를 진단하기 위한 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 드론(drone)은 조종사가 필요치 않는 무인 비행체의 한 종류로서, 국제 분쟁 지역에서 적진을 정찰하고, 파괴하는 군사용 목적으로 개발 및 사용되었으나, 최근 들어서는 운반 및 보관의 편리성과 조작의 용이성 때문에 그 사용 범위가 점차 확대되고 있다.

예를 들면, 드론은 비교적 가볍고 조작이 용이하기 때문에 방송 촬영용으로 많이 사용되고 있을 뿐만 아니라, 광범위한 지역에서 야생 동물을 관찰하고 택배를 배달하며, 도심지에서의 순찰 비행을 하는 등, 그 사용 범위를 점차 확대하여 가고 있다.

이러한 드론은 비행 추력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 전자 변속기를 필수적으로 구비한다. 이때, 전자 변속기는 단순히 모터에서 발생하는 회전수를 제어하는 역할을 한다.

따라서, 모터 및 전자 변속기의 상태를 능동적으로 알아낼 수 있는 방법이 전무하다. 사용자는 직접 모터 및 전자 변속기의 이력 관리를 해줘야 하는데, 이 또한 단순히 사용 시간을 누적하는 방식만으로는 모터와 전자 변속기의 상태를 효과적으로 관리하기 어렵다.

이에 대한 대안으로서, 기존에는 드론의 비행 로그를 분석함으로써 간접적으로도 모터와 전자 변속기의 상태를 알 수는 있지만, 그 과정이 복잡하고 숙련된 기술을 필요로 하는 바, 실제 운용에 적용하기란 쉽지 않았다.

한국등록특허 : 제1568143호, 등록일자 : 2015년 11월 05일, 발명의 명칭 : 비행체 자세 제어 장치.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 모터 및 전자 변속기를 능동적 이상 상태를 관리하기 위한 무인 비행체 및 그를 진단하기 위한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비행 추력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 전자 변속기와, 상기 전자 변속기를 제어하여 상기 전자 변속기로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리에 기록하고 상기 기록된 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기로 제공하는 제어기를 포함하는 무인 비행체; 및 상기 무인 비행체로부터 수신된 로그 데이터에 기반하여 상기 모터와 전자 변속기 및 프로펠러 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 이동 단말기를 포함하는 무인 비행체 진단 시스템을 제공한다.

상기 전자 변속기는 상기 모터에 장착된 엔코더를 통해 상기 모터로부터 가동 시간별 모터 회전수를 측정하는 회전수 측정부; 온도 센서를 통해 모터 회전수 측정시의 모터에서 발생되는 온도를 측정하는 온도 측정부; 및 전류 및 전압 센서를 통해 가동 시간별 상기 모터에서 발생되는 전압과 전류의 변동폭을 측정하는 전압 및 전류 측정부를 포함할 수 있다.

상기 제어기는 상기 측정된 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭을 포함한 로그 데이터를 상기 이동 단말기로 제공하는 데이터 제공부를 포함할 수 있다.

상기 이동 단말기는 상기 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 상기 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태를 체크하는 모터 체크부를 포함할 수 있다.

상기 전자 변속기는 가속도 센서를 통해 상기 모터에서 발생되는 진동을 측정하는 진동 측정부를 더 포함할 수 있고, 상기 데이터 제공부는 상기 측정된 진동 데이터를 상기 상기 이동 단말기로 더 제공할 수 있다.

상기 이동 단말기는 상기 제어기의 데이터 제공부로부터 수신된 진동의 크기를 체크하고, 상기 체크된 진동의 크기를 통해 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크하는 진동 체크부를 더 포함할 수 있다.

상기 이동 단말기는 상기 모터의 효율과 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 포함하여 상기 체크된 이상 상태를 근거리 통신을 통해 상기 무인 비행체의 제어기로 제공하는 정보 제공부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어기는 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태에 따라 상기 모터의 부하를 조절하는 부하 조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어기는 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태와 관련한 이상 상태에 따라 프로펠러 및 상기 모터의 회전을 조절하는 회전 조절부를 더 포함할 수 있다.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비행 추력을 발생시키는 모터; 상기 모터를 제어하는 전자 변속기; 및 상기 전자 변속기를 제어하여 상기 전자 변속기로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리에 기록하고, 상기 기록된 로그 데이터에 기반하여 상기 모터와 전자 변속기 및 프로펠러 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 제어기를 포함하는 무인 비행체를 제공한다.

상기 전자 변속기는 상기 모터에 장착된 엔코더를 통해 상기 모터로부터 가동 시간별 모터 회전수를 측정하는 회전수 측정부; 온도 센서를 통해 모터 회전수 측정시의 모터에서 발생되는 온도를 측정하는 온도 측정부; 및 전류 및 전압 센서를 통해 가동 시간별 상기 모터에서 발생되는 전압과 전류의 변동폭을 측정하는 전압 및 전류 측정부를 포함할 수 있고, 상기 제어기는 상기 측정된 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 상기 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태를 체크하는 모터 체크부를 포함할 수 있다.

상기 전자 변속기는 가속도 센서를 통해 상기 모터에서 발생되는 진동을 측정하는 진동 측정부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어기는 상기 측정된 진동에 대한 진동 크기를 통해 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크하는 진동 체크부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어기는 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태에 따라 상기 모터의 부하를 조절하는 부하 조절부; 및 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태와 관련한 이상 상태에 따라 프로펠러 및 상기 모터의 회전을 조절하는 회전 조절부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 로그 데이터 분석을 통해 모터의 효율 증감과 관련한 이상 상태를 가늠할 수 있고, 이를 통해 모터를 보다 안전하게 구동시켜 관리할 수 있다. 예를 들면 이상이 발생한 모터의 부하를 줄이고, 이를 다른 모터들에 배분하는 등, 모터의 안전한 구동이 가능하다.

본 발명은 또한, 로그 데이터 분석을 통해 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 가늠할 수 있고, 이를 통해 모터, 전자 변속기 및 프로펠러의 손상 여부를 사전에 예방할 수 있다.

본 발명은 또한, 이상 상태에 따라 모터의 부하 및 프로펠러와 모터의 회전을 적절히 조절하여, 모터, 프로펠러 등의 수명을 연장시키고, 비행 물체가 추락되는 위험을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 좋은 효과들은 위에 언급한 것으로만 제한되지 않으며, 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 다른 다양한 효과들을 포함한다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 발명들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 발명으로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 비행체 진단 시스템을 예시적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무인 비행체의 구성을 보다 구체적으로 예시한 블럭 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기의 구성을 보다 구체적으로 예시한 블럭 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자체적으로 진단이 이루어지는 무인 비행체를 예시적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 도 4의 무인 비행체의 제어기 구성을 다른 구성과 연관지어 보다 구체적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

이하의 설명과 특허청구범위에서, '포함하다' 또는 '이루어지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소를 여러 구성요소 중의 하나로 갖추고 있음을 의미하는 것으로, 다른 구성 요소를 배제하고자 하는 것이 아니다.

또한, ' ~부'라는 용어는, 하드웨어 또는 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합하여 수행하는 기능을 구분하여 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미할 수 있다.

이하의 설명과 특허청구범위에서 개시되는 무인 비행체는 드론, 무인 헬리콥터, 무인 항공기 등을 포함하는 보다 넓은 개념으로 인용되고 있음을 미리 밝혀둔다.

이하, 본 발명의 무인 비행체 및 그를 포함한 무인 비행체 진단 시스템을 관련 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무인 비행체 진단 시스템을 예시적으로 나타낸 구성도이다.

도 1를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 비행체 진단 시스템은 무인 비행체(100) 및 이동 단말기(200)를 포함할 수 있다.

먼저, 무인 비행체(100)는 비행 추력을 발생시키는 모터(110), 상기 모터를 제어하는 전자 변속기(120), 상기 전자 변속기(120)를 제어하는 제어기(130) 및 메모리(140)를 포함한다. 언급된 모터(110)와 전자 변속기(120) 및 제어기(130) 간에는 통상적으로 널리 알려진 유선 통신 또는 내부 통신을 통해 연결될 수 있다.

언급된 모터(110)는 BLDC(Brushless DC) 모터일 수 있지만, 이에 한정되지 않으며, 제어기(130)는 전자 변속기(120)로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리(140)에 기록시킬 수 있다. 로그 데이터의 획득은 모터(110)에 장착된 엔코더(111) 및/또는 전자 변속기(120)에 장착된 여러 유형의 감지 센서(120-1)를 활용하여 가능하다.

이러한 로그 데이터는 모터 회전수, 모터 온도 및 모터의 전압과 전류의 변동폭 및 모터의 진동 등과 관련한 측정 데이터로서, 모터(110) 및 전자 변속기(120)에서 취득되는 이력 데이터일 수도 있다. 그러나, 이에 반드시 한정되지는 않는다. 한편, 언급된 메모리(140)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 적어도 하나일 수 있다.

이에 따라, 제어기(130)는 메모리(140)에 기록된 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기(200)로 제공할 수 있다. 로그 데이터를 이동 단말기(200)로 제공하는 이유는 이동 단말기(200)에서 사용자가 모터 및 전자 변속기 등을 능동적으로 관리하기 위함이다.

한편, 무인 비행체(100) 및 이동 단말기(200) 사이에 연결된 근거리 통신은 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE(Bluetooth Low Energy) 및 NFC(Near Field Communication) 중 적어도 하나일 수 있다. 그러나, 근거리 통신에 한정되지 않고 무선 네트워크로 대체될 수도 있다.

본 실시예에서, 이동 단말기(200)는 근거리 통신을 통해 무인 비행체(110)로부터 수신된 로그 데이터에 기반하여 모터(110)와 전자 변속기(120) 및 프로펠러(125) 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크할 수 있다.

체크된 이상 상태는 모터(110)와 전자 변속기(120) 및 프로펠러(125)의 비정상적으로 동작하는 상태로서, 예컨대, 모터(110)의 효율과 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전과 관련한 비정상적인 동작일 수 있다. 그러나, 이에 반드시 한정되지는 않는다.

이에 따라, 이동 단말기(200)는 체크된 이상 상태 결과를 표시 화면에 표시하면, 사용자는 이상 상태를 확인하여 무인 비행체에 구비된 모터(110), 프로펠러(125) 및 전자 변속기(120) 등을 물리적 또는 회로적으로 수리할 수 있거나, 또는 해당 소프트웨어를 업그레이드시키거나, 또는 이상 상태에 따른 대처 알고리즘을 근거리 통신을 통해 무인 비행체(110)로 제공함으로써, 무인 비행체(110)의 제어기(130)가 대처 알고리즘을 통해 해당 모터(110), 전자 변속기(120) 및 프로펠러(125) 중 적어도 하나에 반영시킬 수 있다. 언급된 대처 알고리즘은 예컨대, 모터(110)의 부하를 줄이거나, 임의의 모터(110)에서 발생한 부하를 다른 모터들에게 배분하는 것과 같은 알고리즘일 수 있다.

이하에서는, 전술한 무인 비행체(100) 및 이동 단말기(200)에 대해 보다 구체적으로 논의한다.

도 2는 본 발명에 따른 무인 비행체의 구성을 보다 구체적으로 예시한 블럭 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 비행체(100)는 모터(110), 전자 변속기(120) 및 제어기(130)를 포함하는 경우, 상기 전자 변속기(120)는 회전수 측정부(121), 온도 측정부(122), 전압 및 전류 측정부(123) 및 진동 측정부(124)를 포함할 수 있고, 상기 제어기(130)는 데이터 획득부(131) 및 데이터 제공부(132)를 포함할 수 있다.

먼저, 전자 변속기(120)에서, 회전수 측정부(121)는 모터(110)에 장착된 엔코더(111)를 통해 모터(110)로부터 소정의 가동 시간별 모터 회전수를 측정할 수 있다.

전자 변속기(120)에서, 온도 측정부(122)는 측정된 모터 회전수가 모터(110)에서 발생하면, 장착된 온도 센서(120A)를 통해 그 모터 회전수가 발생한 당시의 모터(110)에서 발생되는 온도를 측정할 수 있다.

전자 변속기(120)에서, 전압 및 전류 측정부(123)는 장착된 전류 및 전압 센서(120B)를 통해 가동 시간별 모터(110)에서 발생되는 전압과 전류의 변동폭을 측정할 수 있다.

이러면, 제어기(130)에서, 데이터 획득부(131)는 전자 변속기(120)의 해당 구성(121, 122, 123)으로부터 측정된 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭을 포함한 로그 데이터를 획득할 수 있고, 이 획득된 로그 데이터를 메모리(140)에 저장시킬 수 있다.

제어기(130)에서, 데이터 제공부(132)는 메모리(140)에 저장된 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭을 포함한 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기(200)로 제공할 수 있다.

전자 변속기(120)에서, 진동 측정부(124)는 장착된 가속도 센서(120C)를 통해 모터(110)에서 발생되는 진동을 측정할 수 있다.

제이기(130)에서, 데이터 획득부(131)는 전자 변속기(120)의 진동 측정부(124)로부터 측정된 진동을 획득하여 메모리(140)에 저장시킬 수 있다. 메모리(140)에 저장된 로그 데이터는 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭 및 진동을 서로 맵핑한 결과일 수 있다.

이런 경우, 제이기(130)의 데이터 제공부(132)는 메모리(140)에 더 저장된 진동 데이터를 포함한 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기(200)로 더 제공할 수 있다. 이러한 데이터 제공부(132)는 실질적으로 데이터를 송수신하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다.

한편, 언급된 온도 센서(120A), 전압/전류 센서(120B) 및 가속도 센서(120C)는 통상적으로 널리 알려진 센서일 수 있으며, 전자 변속기(120)에 내부 또는 외부에 장착됨으로써, 전자 변속기(120)는 온도 센서(120A), 전압/전류 센서(120B) 및 가속도 센서(120C)를 이용하여 모터(110)로부터 해당 데이터를 쉽게 측정할 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기의 구성을 보다 구체적으로 예시한 블럭 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 이동 단말기(200)는 정보 수신부(210), 메모리(220), 모터 체크부(230), 진동 체크부(240) 및 정보 제공부(250)를 포함할 수 있다.

먼저, 정보 수신부(210)는 근거리 통신, 예컨대 NFC 통신을 통해 무인 비행체(100)로부터 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭 및 진동을 포함한 로그 데이터를 수신할 수 있다.

메모리(220)는 수신된 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭 및 진동을 포함한 로그 데이터를 저장할 수 있다. 이러한 메모리(220)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리일 수 있다.

모터 체크부(230)는 메모리(220)에 저장된 로그 데이터 중 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 모터(110)의 효율과 관련한 이상 상태를 체크할 수 있다. 체크되는 이상 상태는 해당 로그 데이터의 분석을 통해 모터(110)의 효율을 가늠할 수 있다.

예를 들어, 모터 체크부(230)는 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 모터 회전수 대비 온도가 기준치의 범위 안에 있으면 정상적인 이상 상태로 간주하고, 기준치의 범위를 벗어나면 비정상적인 이상 상태로 간주할 수 있다.

게다가, 모터 체크부(230)는 전술한 대비 데이터와 메모리(220)에 기저장된 과거의 로그 데이터를 비교하여 모터의 효율 증감과 관련한 이상 상태를 체크할 수도 있다.

진동 체크부(240)는 메모리(220)에 저장된 로그 데이터 중 진동의 크기를 체크하고, 체크된 진동의 크기를 통해 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크할 수 있다.

예를 들어, 진동 체크부(240)는 진동의 크기가 기설정된 진동 크기보다 크면 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전 상태가 비정상적인 이상 상태인 것으로 간주하고, 진동의 크기가 기설정된 진동 크기보다 작으면, 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전 상태가 정상적인 이상 상태인 것으로 간주할 수 있다. 이러한 이상 상태 비교는 소정의 가동 시간을 더 반영하여 판단할 수도 있다.

정보 제공부(250)는 전술한 모터 체크부(230) 및 진동 체크부(240)에 의해 판단된 모터(110)의 효율과 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전 상태를 포함한 이상 상태 결과를 근거리 통신을 통해 무인 비행체(100)의 제어기(130)로 제공할 수 있다. 이때, 비정상적인 이상 상태 만이 무인 비행체(100)의 제어기(130)로 제공되는 것이 바람직하다.

이러면, 무인 비행체(100)의 제어기(130)는 이동 단말기(200)로부터 피드백받은 이상 상태를 메모리(140)에 저장시키고 난 후, 메모리(140)에 저장된 비정상적인 이상 상태를 통해 해당 모터(110), 프로펠러(125) 및 전자 변속기(120)에 대해 적절한 조치를 취할 수 있다.

적절한 조치를 위해, 무인 비행체(100)의 제어기(130)는 부하 조절부(133) 및 회전 조절부(134)를 더 포함할 수 있다.

부하 조절부(133)는 메모리(140)에 저장된 모터(110)의 효율과 관련한 비정상적인 이상 상태에 따라 비행중인 무인 비행체(100)에 구비된 모터(110)의 부하를 조절할 수 있고, 더 나아가 조절된 부하를 다른 모터들에게 배분할 수 있다. 따라서, 모터(110)의 과도한 부하로 인한 무인 비행체(100)의 오작동 및 비행 중지와 같은 사고 등을 미연해 방지함으로써, 무인 비행체(100)의 안전한 비행을 보장해 줄 수 있다.

회전 조절부(134)는 메모리(140)에 저장된 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전 상태와 관련한 비정상적인 이상 상태에 따라 비행중인 무인 비행체(100)에 구비된 프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전을 조절할 수 있다.

프로펠러(125) 및 모터(110)의 회전이 조절되면, 비행중인 무인 비행체(110)의 모터(110) 및 프로펠러(125)가 손상되는 것을 방지함으로써, 무인 비행체(100)의 안전한 비행을 보장해 줄 수 있다.

이하, 전술한 무인 비행체 진단 시스템의 무인 비행체와 다른 메카니즘을 갖는 무인 비행체에 대해 논의한다.

도 4는 본 발명에 따른 자체적으로 진단이 이루어지는 무인 비행체를 예시적으로 나타낸 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 도 4의 무인 비행체의 제어기 구성을 다른 구성과 연관지어 보다 구체적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 비행체(300)는 비행 추력을 발생시키는 모터(310), 상기 모터(310)를 제어하는 전자 변속기(320) 및 상기 전자 변속기(320)를 제어하여 전자 변속기(320)로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리(330)에 기록하고, 기록된 로그 데이터에 기반하여 모터(310)와 전자 변속기(320) 및 프로펠러(340) 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 제어기(350)를 포함한다.

여기서, 전자 변속기(320)는 회전수 측정부(321), 온도 측정부(322), 전압 및 전류 측정부(323) 및 진동 측정부(324)를 포함할 수 있다.

회전수 측정부(321)는 모터(310)에 장착된 엔코더(311)를 통해 모터(310)로부터 소정의 가동 시간별 모터 회전수를 측정할 수 있다.

온도 측정부(322)는 측정된 모터 회전수가 모터(310)에서 발생하면, 장착된 온도 센서(320A)를 통해 그 모터 회전수가 발생한 당시의 모터(310)에서 발생되는 온도를 측정할 수 있다.

전압 및 전류 측정부(323)는 장착된 전류 및 전압 센서(320B)를 통해 가동 시간별 모터(310)에서 발생되는 전압과 전류의 변동폭을 측정할 수 있다.

진동 측정부(324)는 장착된 가속도 센서(320C)를 통해 모터(310)에서 발생되는 진동을 측정할 수 있다.

전술한 온도 센서(320A), 전압/전류 센서(320B) 및 가속도 센서(320C)는 통상적으로 널리 알려진 센서일 수 있으며, 전자 변속기(320)에 내부 또는 외부에 장착됨으로써, 전자 변속기(320)는 온도 센서(320A), 전압/전류 센서(320B) 및 가속도 센서(320C)를 이용하여 모터(310)로부터 해당 데이터를 쉽게 측정할 수 있을 것이다.

본 발명에서, 메모리(330)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 적어도 하나로 구성되며, 전술한 회전수 측정부(321), 온도 측정부(322), 전압 및 전류 측정부(323) 및 진동 측정부(324)에 의해 측정도니 모터 회전수, 모터 온도 및 모터의 전압과 전류의 변동폭 및 모터(310)의 진동을 포함한 로그 데이터를 저장할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 제어기(350)는 이상 상태를 체크하고, 진단하기 위하여 모터 체크부(351), 진동 체크부(352), 부하 조절부(353) 및 회전 조절부(354)를 포함할 수 있다.

먼저, 모터 체크부(351)는 메모리(330)에 저장된 로그 데이터 중 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 모터(310)의 효율과 관련한 이상 상태를 체크할 수 있다. 체크되는 이상 상태는 해당 로그 데이터의 분석을 통해 모터(310)의 효율을 가늠할 수 있다.

예를 들어, 모터 체크부(351)는 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 모터 회전수 대비 온도가 기준치의 범위 안에 있으면 정상적인 이상 상태로 간주하고, 기준치의 범위를 벗어나면 비정상적인 이상 상태로 간주할 수 있다.

게다가, 모터 체크부(351)는 전술한 대비 데이터와 메모리(330)에 기저장된 과거의 로그 데이터를 비교하여 모터의 효율 증감과 관련한 이상 상태를 체크할 수도 있다.

다음으로, 진동 체크부(352)는 메모리(330)에 저장된 로그 데이터 중 진동의 크기를 체크하고, 체크된 진동의 크기를 통해 프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크할 수 있다.

예를 들어, 진동 체크부(352)는 진동의 크기가 기설정된 진동 크기보다 크면 프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전 상태가 비정상적인 이상 상태인 것으로 간주하고, 진동의 크기가 기설정된 진동 크기보다 작으면, 프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전 상태가 정상적인 이상 상태인 것으로 간주할 수 있다. 이러한 이상 상태 비교는 소정의 가동 시간을 더 반영하여 판단할 수도 있다.

다음으로, 부하 조절부(353)는 메모리(330)에 저장된 모터(310)의 효율과 관련한 비정상적인 이상 상태에 따라 비행중인 무인 비행체(300)에 구비된 모터(310)의 부하를 조절할 수 있고, 더 나아가 조절된 부하를 다른 모터들에게 배분할 수 있다. 따라서, 모터(310)의 과도한 부하로 인한 무인 비행체(300)의 오작동 및 비행 중지와 같은 사고 등을 미연해 방지함으로써, 무인 비행체(300)의 안전한 비행을 보장해 줄 수 있다.

마지막으로, 회전 조절부(354)는 메모리(330)에 저장된 프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전 상태와 관련한 비정상적인 이상 상태에 따라 비행중인 무인 비행체(300)에 구비된 프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전을 조절할 수 있다.

프로펠러(340) 및 모터(310)의 회전이 조절되면, 비행중인 무인 비행체(300)의 모터(310) 및 프로펠러(340)가 손상되는 것을 방지함으로써, 무인 비행체(300)의 안전한 비행을 보장해 줄 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상과 필수적 특징을 유지한 채로 다른 형태로도 실시될 수 있음을 인지할 수 있을 것이다.

따라서 이상에서 기술한 실시예들은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 앞의 실시예들로만 제한하고자 하는 것이 아니다. 또한, 도면에 도시된 순서도들은 본 발명을 실시함에 있어서 가장 바람직한 결과를 얻기 위해 예시적으로 도시한 순서에 불과하며, 다른 단계들이 더 추가되거나 일부 단계들이 삭제될 수 있음은 물론이다.

본 발명의 범위는 특허청구범위에 의하여 규정되어질 것이지만, 특허청구범위 기재사항으로부터 직접적으로 도출되는 구성은 물론 그와 등가인 구성으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 300 : 무인 비행체 110, 310 : 모터
111,311 : 엔코더 120, 320 : 전자 변속기
121,321 : 회전수 측정부 122,322 : 온도 측정부
123,323 : 전압/전류 측정부 124,324 : 진동 측정부
130, 350 : 제어기 131 : 데이터 획득부
132 : 데이터 제공부 133,353 : 부하 조절부
134,354 : 회전 조절부 120-1 : 감지 센서
120A, 320A: 온도 센서 120B, 320B: 전압/전류 센서
120C, 320C: 가속도 센서 200 : 이동 단말기
210 : 정보 수신부 220 : 메모리
230,351 : 모터 체크부 240,352 : 진동 체크부
250 : 정보 제공부

Claims

비행 추력을 발생시키는 모터와, 상기 모터를 제어하는 전자 변속기와, 상기 전자 변속기를 제어하여 상기 전자 변속기로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리에 기록하고 상기 기록된 로그 데이터를 근거리 통신을 통해 이동 단말기로 제공하는 제어기를 포함하는 무인 비행체; 및
상기 무인 비행체로부터 수신된 로그 데이터에 기반하여 상기 모터와 전자 변속기 및 프로펠러 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 이동 단말기;
를 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제1항에 있어서,
상기 전자 변속기는,
상기 모터에 장착된 엔코더를 통해 상기 모터로부터 가동 시간별 모터 회전수를 측정하는 회전수 측정부;
온도 센서를 통해 모터 회전수 측정시의 모터에서 발생되는 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
전류 및 전압 센서를 통해 가동 시간별 상기 모터에서 발생되는 전압과 전류 의 변동폭을 측정하는 전압 및 전류 측정부;
를 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 측정된 가동 시간별 모터 회전수, 온도 및 전압과 전류의 변동폭을 포함한 로그 데이터를 상기 이동 단말기로 제공하는 데이터 제공부;
를 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제3항에 있어서,
상기 이동 단말기는,
상기 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 상기 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태를 체크하는 모터 체크부;
를 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제4항에 있어서,
상기 전자 변속기는,
가속도 센서를 통해 상기 모터에서 발생되는 진동을 측정하는 진동 측정부;
를 더 포함하고,
상기 제어기의 데이터 제공부는,
상기 측정된 진동 데이터를 상기 상기 이동 단말기로 제공하는 것을 특징으로 하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제5항에 있어서,
상기 이동 단말기는,
상기 데이터 제공부로부터 수신된 진동의 크기를 체크하고, 상기 체크된 진동의 크기를 통해 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크하는 진동 체크부;
를 더 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제6항에 있어서,
상기 이동 단말기는,
상기 모터의 효율과 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 포함한 상기 체크된 이상 상태를 근거리 통신을 통해 상기 무인 비행체의 제어기로 제공하는 정보 제공부;
를 더 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태에 따라 상기 모터의 부하를 조절하는 부하 조절부;
를 더 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태와 관련한 이상 상태에 따라 프로펠러 및 상기 모터의 회전을 조절하는 회전 조절부;
를 더 포함하는, 무인 비행체 진단 시스템.
비행 추력을 발생시키는 모터;
상기 모터를 제어하는 전자 변속기; 및
상기 전자 변속기를 제어하여 상기 전자 변속기로부터 측정된 로그 데이터를 획득하여 메모리에 기록하고, 상기 기록된 로그 데이터에 기반하여 상기 모터와 전자 변속기 및 프로펠러 중 적어도 하나에 대한 이상 상태를 체크하는 제어기;
를 포함하는, 무인 비행체.
제10항에 있어서,
상기 전자 변속기는,
상기 모터에 장착된 엔코더를 통해 상기 모터로부터 가동 시간별 모터 회전수를 측정하는 회전수 측정부;
온도 센서를 통해 모터 회전수 측정시의 모터에서 발생되는 온도를 측정하는 온도 측정부; 및
전류 및 전압 센서를 통해 가동 시간별 상기 모터에서 발생되는 전압과 전류의 변동폭을 측정하는 전압 및 전류 측정부;
를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 측정된 모터 회전수 대비 전압/전류 변동폭과 상기 모터 회전수 대비 온도를 각각 분석하여 상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태를 체크하는 모터 체크부;
를 포함하는, 무인 비행체.
제11항에 있어서,
상기 전자 변속기는,
가속도 센서를 통해 상기 모터에서 발생되는 진동을 측정하는 진동 측정부;
를 더 포함하고,
상기 제어기는,
상기 측정된 진동에 대한 진동 크기를 통해 상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태를 관련한 이상 상태를 체크하는 진동 체크부;
를 더 포함하는, 무인 비행체.
제12항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 모터의 효율과 관련한 이상 상태에 따라 상기 모터의 부하를 조절하는 부하 조절부; 및
상기 프로펠러 및 모터의 회전 상태와 관련한 이상 상태에 따라 프로펠러 및 상기 모터의 회전을 조절하는 회전 조절부;
를 더 포함하는, 무인 비행체.