KR20190087031A - 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템 - Google Patents

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KR20190087031A
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김영형
안영준
전수현
이수빈
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금오공과대학교 산학협력단
전수현
이수빈
안영준
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Abstract

터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템은, 손가락의 움직임 및 자신의 삼차원 움직임을 감지하는 웨어러블 장갑; 상기 웨어러블 장갑이 감지하는 각 손가락의 움직임 및 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하여 이동방향이 조절되는 복수의 드론; 상기 복수의 드론의 위치를 실시간으로 모니터링하며 어느 하나의 드론을 선택하여 제어하기 위한 터치 스크린; 및 상기 웨어러블 장갑은 상기 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템{Drone system for controlling a plurality of drones}
본 발명은 드론 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템에 관한 것이다.
사람이 기체에 타지 않고 원격으로 조종 가능한 무인항공기(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)는 드론(drone)으로 대표되며, 현재 군사용 뿐만 아니라 민간 시장에서 널리 활용되고 있다.
드론은 사람의 접근이 어려운 특정 지역을 관리, 감시하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 드론은 자유롭고 신속하게 이동하여, 탑재된 카메라나 센서를 통해 특정 지역에 대한 원격 감시를 진행 할 수 있다. 즉, 드론은 조난자 수색, 산불 감시, 교통 위반 단속, 우범 지역 및 국경 지역 감시 같은 공공 목적으로 활용될 수 있다.
드론은 공중으로 이동하므로 이동성이 뛰어나다. 즉, 심각한 교통 체증, 험난한 도로 사정에도 드론은 공중을 통해 신속하게 이동할 수 있다.
한편, 한국공개특허 제10-2016-0048737호는 "간편운전기능을 가지는 인명구조, 환경감시용 드론"에 관한 것으로서, 원격 및 간편조정기능을 이용하여 신속하고 안전하게 익수자를 구조할 수 있는 드론을 개시하고 있다.
도 1은 종래의 드론 조절용 조이스틱의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 사용자는 좌측 조절스틱(11) 및 우측 조절스틱(12)을 이용하여 드론의 이동방향을 조절한다.
일반적으로 좌측 조절스틱(11)을 앞뒤로 움직일 경우(스로틀, Throttle), 드론은 수직방향(지면-공중)으로 상하이동한다.
또한, 좌측 조절스틱(11)을 좌우로 움직일 경우(요우, Yaw), 드론은 시계방향 또는 반시계방향으로 회전한다.
또한, 우측 조절스틱(12)을 앞뒤로 움직일 경우(피치, Pitch), 드론은 수평방향으로 전진이동 및 후진이동한다.
또한, 우측 조절스틱(12)을 좌우로 움직일 경우(롤, Roll), 드론은 수평방향으로 좌측이동 및 우측이동한다.
이와 같이 종래의 드론은 조이스틱을 이용하여 이동을 제어하였으나 조이스틱만으로는 드론의 동작을 정밀하게 제어하기 힘들었다. 또한, 조이스틱만으로는 지정된 하나의 드론만을 조정할 수 있는 단점이 있다.
KR 10-2016-0048737 A
본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 제안된 것으로, 웨어러블 장갑을 이용하여 드론의 이동방향을 조절할 수 있으며, 복수의 드론을 동시에 조절할 수 있는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 손가락의 움직임 및 자신의 삼차원 움직임을 감지하는 웨어러블 장갑; 상기 웨어러블 장갑이 감지하는 각 손가락의 움직임 및 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하여 이동방향이 조절되는 복수의 드론; 상기 복수의 드론의 위치를 실시간으로 모니터링하며 어느 하나의 드론을 선택하여 제어하기 위한 터치 스크린; 및 상기 웨어러블 장갑은 상기 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템이 제공된다.
또한, 상기 복수의 드론은, 상기 웨어러블 장갑으로부터 전달되는 신호를 이웃하는 드론을 경유하여 상호간에 전달하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 웨어러블 장갑 및 상기 복수의 드론은 무선통신방식을 이용하여 상호간에 데이터를 교환하며, 각 손가락의 움직임에 대응하는 제1 제어신호와 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하는 제2 제어신호는, 무선통신방식을 통해 상기 복수의 드론에게 전달되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 웨어러블 장갑은, 각각의 손가락의 독립적인 움직임을 감지하는 복수의 움직임 감지센서; 및 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임을 감지하는 자세방위센서;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템은 웨어러블 장갑을 이용하여 드론의 이동방향을 조절할 수 있으므로, 드론의 이동방향을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 웨어러블 장갑은, 복수의 드론 중에서 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절할 수 있으므로, 하나의 웨어러블 장갑을 이용하여 복수의 드론의 이동방향을 제어할 수 있다.
또한, 웨어러블 장갑을 이용하여 드론의 이동방향을 조절할 수 있으며, 복수의 드론을 동시에 조절할 수 있고, 복수의 드론은 상호간에 제어신호를 경유하여 전달할 수 있다.
도 1은 종래의 드론 조절용 조이스틱의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템의 구성도
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 시스템의 구성도
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론 시스템의 구성도
도 4는 복수의 드론의 제어과정을 도시한 도면
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템(1)의 구성도이다.
본 실시예에 따른 드론 시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 2를 참조하면, 드론 시스템(1)은 드론(100) 및 웨어러블 장갑(200)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 드론 시스템(1)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
- 웨어러블 장갑(200)의 제1 실시예 -
웨어러블 장갑(200)은 사용자가 한손에 착용하거나, 양손에 각각 착용할 수 있도록 구성되며, 각각의 손가락의 움직임을 감지할 수 있도록 구성된다.
이때, 웨어러블 장갑(200)은 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)와, 동작 제어부(220)를 포함하여 구성된다.
각 감지센서는 손가락이 펴진 상태인지, 구부러진 상태인지를, 턴온(TURN ON) 또는 턴오프(TURN OFF)로 구분하는 스위칭 소자로 구성될 수 있다.
예를 들면 사용자가 제1 손가락(201)을 구부리는 경우, 전원이 턴온(TURN ON)되도록 동작한다. 이때, 턴온(TURN ON)의 오동작을 방지하게 위해, 제1 손가락(201)을 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴온(TURN ON)되고, 다시 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴오프(TURN OFF) 되도록 설정될 수 있다.
한편, 제2 손가락(202)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와,
제3 손가락(203)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와,
제4 손가락(204)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와,
제5 손가락(205)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)의 경우의 수를 각가 조합할 경우, 모두 16가지 상태를 지시할 수 있으므로, 16가지 상태에 각각 대응하여 드론이 이동하도록 지시할 수 있다.
즉, 손가락의 16가지 상태에 각각 대응하여 드론의 동작(스로틀, 요우, 피치, 롤)을 지시할 수 있다.
- 웨어러블 장갑(200)의 제2 실시예 -
웨어러블 장갑(200)은 사용자가 한손에 착용하거나, 양손에 각각 착용할 수 있도록 구성되며, 각각의 손가락의 움직임 및 장갑을 착용한 손의 3차원 움직임을 감지할 수 있도록 구성된다.
이때, 웨어러블 장갑(200)은 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)와, 자세방위센서(210)와, 동작 제어부(220)를 포함하여 구성된다.
각 감지센서는 손가락이 펴진 상태인지, 구부러진 상태인지를, 턴온(TURN ON) 또는 턴오프(TURN OFF)로 구분하는 스위칭 소자로 구성될 수 있다.
예를 들면 사용자가 제1 손가락(201)을 구부리는 경우, 전원이 턴온(TURN ON)되도록 동작한다. 이때, 턴온(TURN ON)의 오동작을 방지하게 위해, 제1 손가락(201)을 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴온(TURN ON)되고, 다시 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴오프(TURN OFF) 되도록 설정될 수 있다.
또한, 웨어러블 장갑(200)의 자세방위센서(210)는 삼차원적 움직임을 감지한다.
즉, 자세방위센서(210)는 3차원 공간에서 동작들을 감지할 수 있는 센서 중 가장 대중화된 센서이며, 9축 센서라고 지칭되기도 한다. 9축이라 함은 가속도 3축, 관성 3축, 지자기 3축으로 총 9축의 값이 측정되기 때문에 9축 센서라고 지칭되며, 온도값에 대한 보정을 위해 온도센서가 추가로 구비될 수 있다.
따라서 자세방위센서(210)는 웨어러블 장갑(200)을 착용한 손의 3차원적인 움직임을 감지할 수 있다.
이때, 제2 손가락(202)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와, 제3 손가락(203)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와, 제4 손가락(204)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)와, 제5 손가락(205)의 턴온(TURN ON)/턴오프(TURN OFF)의 각각 4가지 턴온(TURN ON) 상태와,
자세방위센서(210)에서 감지하는 웨어러블 장갑(200)의 3차원적인 움직임을 각각 조합하여, 드론의 동작(스로틀, 요우, 피치, 롤)을 지시할 수 있다.
- 웨어러블 장갑(200)의 제3 실시예 -
웨어러블 장갑(200)은 사용자가 한손에 착용하거나, 양손에 각각 착용할 수 있도록 구성되며, 각각의 손가락의 움직임 및 장갑을 착용한 손의 3차원 움직임을 감지할 수 있도록 구성된다.
이때, 웨어러블 장갑(200)은 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)와, 자세방위센서(210)와, 동작 제어부(220)를 포함하여 구성된다.
복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)는 각각의 손가락의 독립적인 움직임을 감지할 수 있도록 각 손가락이 위치한 장갑의 내부에 배치된다. 참고적으로, 각 감지센서는 장갑 외부에 부착될 수도 있으며, 각 손가락의 표면을 입체적으로 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 각 감지센서는 탄성력을 가지도록 구성되어 담당하는 손가락의 구부러진 정도를 파악할 수 있도록 구성된다. 감지센서는 손가락의 구부러진 정도에 따라 저항값이 변하는 소자로 구성될 수 있으며, 2차원적인 움직임에 대응하여 저항값이 변화하는 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서 감지센서는 손가락이 펴진 상태인지, 구부러진 상태인지, 얼마나 구부러진 상태인지를 파악할 수 있도록 구성된다.
예를 들면 사용자가 제1 손가락(201)을 구부리는 경우, 전원이 턴온(TURN ON)되도록 동작한다. 이때, 턴온(TURN ON)의 오동작을 방지하게 위해, 제1 손가락(201)을 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴온(TURN ON)되고, 다시 미리 설정된 횟수만큼 구부렸을 때 전원이 턴오프(TURN OFF) 되도록 설정될 수 있다.
또한, 제2 손가락(202)의 구부리는 동작에 대응하여 스로틀(Throttle) 동작 즉, 드론이 수직방향(지면-공중)으로 상하이동하도록 설정된다.
또한, 제3 손가락(203)의 구부리는 동작에 대응하여 요우(Yaw) 동작, 즉 드론이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하도록 설정된다.
또한, 제4 손가락(204)의 구부리는 동작에 대응하여 피치(Pitch) 동작, 즉 드론이 수평방향으로 전진이동 및 후진이동 하도록 설정된다.
또한, 제5 손가락(205)의 구부리는 동작에 대응하여 롤(Roll) 동작, 즉 드론이 수평방향으로 좌측이동 및 우측이동 하도록 설정된다.
이때, 사용자의 세부설정에 따라 각 손가락에 대응하는 동작(스로틀, 요우, 피치, 롤)의 설정위치는 각각 변경될 수 있다.
참고적으로, 사용자는 좌측 손 및 우측 손에 각각 웨어러블 장갑(200)을 동시에 착용할 수 있다. 이와 같이 사용자가 양손에 웨어러블 장갑을 착용했을 경우,
우측 손의 제2 손가락(202)의 구부리는 동작에 대응하여 스로틀(Throttle)의 상승 동작이 진행되고, 좌측 손의 제2 손가락의 구부리는 동작에 대응하여 스로틀(Throttle)의 하강 동작이 진행될 수 있다.
또한, 우측 손의 제3 손가락(203)의 구부리는 동작에 대응하여 요우(Yaw)의 시계방향회전 동작이 진행되고, 좌측 손의 제3 손가락의 구부리는 동작에 대응하여 요우(Yaw)의 반시계방향회전 동작이 진행될 수 있다.
또한, 우측 손의 제4 손가락(204)의 구부리는 동작에 대응하여 피치(Pitch)의 수평전진 동작이 진행되고, 좌측 손의 제4 손가락의 구부리는 동작에 대응하여 피치(Pitch)의 수평후진 동작이 진행될 수 있다.
또한, 우측 손의 제5 손가락(205)의 구부리는 동작에 대응하여 롤(Roll) 동작의 수평 우측이동 동작이 진행되고, 좌측 손의 제5 손가락의 구부리는 동작에 대응하여 롤(Roll) 동작의 수평 좌측이동 동작이 진행될 수 있다.
한편, 웨어러블 장갑(200)의 자세방위센서(210)는 삼차원적 움직임을 감지한다.
즉, 자세방위센서(210)는 3차원 공간에서 동작들을 감지할 수 있는 센서 중 가장 대중화된 센서이며, 9축 센서라고 지칭되기도 한다. 9축이라 함은 가속도 3축, 관성 3축, 지자기 3축으로 총 9축의 값이 측정되기 때문에 9축 센서라고 지칭되며, 온도값에 대한 보정을 위해 온도센서가 추가로 구비될 수 있다.
따라서 자세방위센서(210)는 가속도 센서와, 관성 센서(자이로 센서)와, 지자기 센서를 포함하여 구성된다.
가속도 센서는 중력 가속도(g=9.8㎨)가 포함된 정보를 나타내며, 가속도 센서에서 3개의 축이라 함은 센서가 3차원에서 움직일 때 x축,y축,z축 방향의 가속도를 감지한다.
또한, 관성 센서(자이로 센서)는 각속도를 측정하는데, 각속도는 시간당 회전하는 각도를 의미한다.
또한, 지자기 센서는 가속도를 이용하여 절대적인 방향을 측정하기 위해 사용된다.
따라서 자세방위센서(210)는 웨어러블 장갑(200)을 착용한 손의 3차원적인 움직임을 감지한 후, 그 움직임에 대응하여 드론(100)의 스로틀(Throttle), 요우(Yaw), 피치(Pitch) 및 롤(Roll) 동작을 설정한다.
예를 들면 사용자가 웨어러블 장갑(200)의 손바닥이 지면을 향하고, 손등은 공중을 향하도록 움직인 후, 제1 손가락(201)을 소정의 횟수 구부리면 전원이 턴온(TURN ON) 되면서, 현재의 3차원 위치를 디폴트값으로 설정하며, 드론(100)은 현재의 위치에서 호버링 동작을 진행한다.
이때, 사용자가 손을 수평으로 앞으로 밀거나 뒤로 당기면 그 동작에 대응하여 드론(100)은 피치동작을 진행한다.
또한, 사용자가 손을 수평방향으로 좌우로 이동시키면 그 동작에 대응하여 드론(100)은 롤동작을 진행한다.
또한, 사용자가 손을 수직방향으로 상승 및 하강 시키면 그 동작에 대응하여 드론(100)은 스로틀 동작을 진행한다.
또한, 사용자가 손가락이 우측 또는 좌측을 향하도록 손을 회전시키면 그 동작에 대응하여 드론(100)은 요우동작을 진행한다.
또한, 사용자가 손바닥이 공중을 향하도록 빠르게 회전시키면 그 동작에 대응하여 드론(100)이 뒤집어지는 동작을 진행한다.
또한, 사용자의 손을 움직이는 속도에 비례하여 스로틀(Throttle), 요우(Yaw), 피치(Pitch) 및 롤(Roll)의 진행속도가 조절된다.
즉, 자세방위센서(210)가 감지하는 3차원 움직임에 대응하여 드론(100)의 이동방향이 조절된다.
기본적으로 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205) 및 자세방위센서(210) 중 어느 하나만이 드론(100)의 이동방향을 조절하도록 설정된다.
이때, 사용자의 세부설정에 의해 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205) 및 자세방위센서(210)가 복합적으로 드론(100)의 이동방향을 조절할 수 있다.
사용자는 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)의 움직임의 가중치(0 ~ 100%)와, 자세방위센서(210)의 움직임의 가중치(0 ~ 100%)를 각각 설정함으로써, 드론(100)의 동작제어를 사용자의 신체조건에 적합하게 설정할 수 있다. 참고적으로 감지센서 및 자세방위센서(210)가 서로 상반되는 동작을 동시에 지시할 경우, 가중치가 높게 설정된 어느 하나의 센서만이 동작한다.
한편, 하나의 드론을 제어할 때, 사용자의 오른손에 착용한 웨어러블 장갑(200)은 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205)에 대응하는 제1 제어신호를 출력하고, 사용자의 왼손에 착용한 웨어러블 장갑(200)은 자세방위센서(210)에 대응하는 제2 제어신호를 출력하여, 드론(100)을 더욱 다이나믹하게 제어할 수 있다. 즉 오른손으로는 손가락의 움직임으로 드론(100)의 동작을 제어하고, 왼손으로는 손의 3차원적인 움직임으로 드론(100)의 동작을 동시에 제어하도록 구성될 수 있다.
동작 제어부(220)는 복수의 움직임 감지센서(201,202,203,204,205) 및 자세방위센서(210)의 감지신호(제1 제어신호 및 제2 제어신호)를 드론 자세제어신호로 변환하고, 무선통신방식을 이용하여 드론(100)에게 전달한다. 여기에서 무선통신방식은 와이파이(WIFI) 방식 등의 로컬 무선네트워크 방식과, 2G, 3G, LTE 방식 등의 광대역 무선네트워크 방식이 사용될 수 있다.
즉, 웨어러블 장갑(200) 및 드론(100)은 무선통신방식을 이용하여 상호간에 데이터를 교환하는데, 각 손가락의 움직임에 대응하는 제1 제어신호와 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하는 제2 제어신호는, 무선통신방식을 통해 드론(100)에게 전달된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 시스템(2)의 구성도이고, 도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론 시스템(3)의 구성도이고, 도 4는 복수의 드론의 제어과정을 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 드론 시스템(1)은 제안하고자 하는 기술적인 사상을 명확하게 설명하기 위한 간략한 구성만을 포함하고 있다.
도 3, 3a 및 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 드론 시스템(2)은 복수의 드론(101,102,103), 웨어러블 장갑(200), 휴대용 단말기(300)를 포함하여 구성된다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 드론 시스템(3)은 복수의 드론(101,102,103), 웨어러블 장갑(200), 터치 스크린(230)을 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 드론 시스템(2)의 세부구성과 주요동작을 살펴보면 다음과 같다.
웨어러블 장갑(200)은 도 2를 통해 상세히 설명한 바와 같이, 손가락의 움직임 및 자신의 삼차원 움직임을 감지한다.
복수의 드론(101,102,103)은 웨어러블 장갑(200)이 감지하는 각 손가락의 움직임 및 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하여 이동방향이 조절된다.
휴대용 단말기(300)는 복수의 드론(101,102,103)의 위치를 실시간으로 모니터링하며 터치 스크린을 이용하여 어느 하나의 드론을 선택하여 제어한다.
즉, 웨어러블 장갑(200)은 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절한다.
여기에서 휴대용 단말기(300)는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 본 실시예에서는 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
휴대용 단말기(300)의 터치 스크린에는 복수의 드론(101,102,103)의 위치가 동시에 표시된다. 따라서 사용자가 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린을 터치하여 복수의 드론(101,102,103) 중 어느 하나를 선택하면, 그 선택된 드론이 웨어러블 장갑(200)의 움직임에 대응하여 동작한다.
기본적으로 휴대용 단말기(300)와 웨어러블 장갑(200)은 드론을 제어하기 전에 사용자 인증 및 동기화 작업을 진행해야 하며, 휴대용 단말기(300)와 웨어러블 장갑(200)은 와이파이(WIFI) 등과 같은 로컬 무선통신방식으로 연결된다. 따라서 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린을 통해 드론을 선택할 경우, 드론 선택신호는 웨어러블 장갑(200)을 경유하여 해당 드론에게 전달된다.
이때, 사용자의 세부설정에 의해 휴대용 단말기(300)의 드론 선택신호는 웨어러블 장갑(200)을 경유하지 않고, 해당 드론에게 직접 전달될 수 있다. 이때 휴대용 단말기(300)와 드론은 무로컬 무선통신방식 또는 광대역 무선통신방식으로 연결되는 것이 바람직하다.
복수의 드론(101,102,103)은, 휴대용 단말기(300) 및 웨어러블 장갑(200)으로부터 전달되는 신호를 이웃하는 드론을 경유하여 상호간에 전달하도록 동작한다.
즉, 웨어러블 장갑(200)이 제3 드론(103)을 제어할 때, 제어신호를 유효하게 전달할 수 있는 유효거리 이내에 제3 드론(103)이 위치할 경우에는 제어에 문제가 발생하지 않는다. 하지만, 제3 드론(103)과 웨어러블 장갑(200)의 이격거리가 유효거리를 초과할 경우 드론(100)을 제어할 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템(2)은, 복수의 드론(101,102,103)이 상호간에 신호를 경유하여 전달하도록 구성되므로, 가장 가까운 거리에 있는 제1 드론(101)이 제어신호를 수신한 후, 제2 드론(102)에게 제어신호를 전달하고, 제2 드론(102)은 가장 멀리 떨어져 있는 제3 드론(103)에게 제어신호를 전달할 수 있다.
결과적으로 제3 드론(103)이 유효거리를 초과하더라도 다른 드론에 의해서 제어신호를 전달 받을 수 있으므로, 실질적으로 휴대용 단말기(300)가 제어할 수 있는 유효거리가 증가한다.
한편, 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린과 웨어러블 장갑(200)을 이용하여 복수의 드론(101,102,103)을 제어하는 동작을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1 드론(101), 제2 드론(102) 및 제3 드론(103)이 소정의 거리를 유지한 상태에서 호버링 - 공중에서 현재 위치를 유지하는 상태- 하고 있다고 가정한다.
우선, 사용자가 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린을 이용하여 제1 드론(101) 선택한 후, 제1 드론(101)의 동작을 제어하는 도중에 제2 드론(102)을 선택했을 경우, 제1 드론(101)은 마지막 제어신호에 따른 동작을 미리 설정된 기본거리 또는 기본각도만큼 수행한 후 호버링 동작을 진행한다.
예를 들면 제1 드론(101)의 마지막 제어신호가 수평 전진이동 동작이고 기본거리가 3m 일 경우, 제1 드론(101)은 3m 수평전진 한 후 그 위치에서 호버링 동작을 진행한다.
다음으로, 사용자가 선택한 제2 드론(102)의 동작을 제어하는 도중에 "정렬모드"를 선택한 경우, 제1 드론(101)과 제3 드론(103)은 각각 현재 고도를 유지한 상태에서, 제2 드론(102)과의 간격을 각각 최대 유효거리 만큼 유지하도록 이동한다.
이때, 정렬모드를 유지한 상태에서 사용자가 제2 드론(102)을 이동시키는 경우, 제1 드론(101) 및 제3 드론(103)도 제2 드론(102)과의 간격을 유지한 채 동시에 이동한다. 즉, 사용자가 제2 드론(102)을 제어하는 동작과 동일하게 제1 드론(101) 및 제3 드론(103)도 동시에 이동한다.
참고적으로, 정렬모드에서 복수의 드론(101,102,103) 중 어느 하나의 드론이 지면과 충돌할 수 있는 위험거리에 근접할 경우, 해당 드론의 정렬동작은 해제되고 그 위치에서 호버링 동작을 진행한다. 또한, 정렬모드는 휴대용 단말기(300) 또는 웨어러블 장갑(200)에서 선택할 수 있도록 구성된다.
한편, 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린에서는 각 드론의 관점, 즉 선택된 드론의 1인칭 시점에서의 영상을 표시할 수 있어서 사용자는 선택된 드론의 시야를 참고하여 드론을 조정할 수 있다.
또한, 도 3의 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린에 도시된 바와 같이, 복수의 드론(101,102,103) 간에 제어신호를 경유하여 전달할 때, 각 드론 사이의 통신상태가 선의 굵기에 대응하여 표시될 수 있다.
즉, 제1 드론(101, D1)과 제2 드론(102, D2) 사이의 통신상태 표시선은, 제2 드론(102, D2)과 제3 드론(103, D3) 사이의 통신상태 표시선보다 굵게 표시되는데, 통신상태 표시선이 굵을수록 통신상태가 원활한 것이며, 이러한 통신상태 표시선을 통해 조절가능한 유효거리를 간접적으로 확인할 수 있다.
한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 또 다른 실시예에 따른 드론 시스템(3)은, 복수의 드론(101,102,103), 웨어러블 장갑(200) 및 터치 스크린(230)을 포함하여 구성된다.
또 다른 실시예에 따른 드론 시스템(3)은, 웨어러블 장갑(200)에 터치 스크린(230)이 부착되어 있으며, 사용자가 터치 스크린(230)을 터치하여 복수의 드론(101,102,103) 중 어느 하나를 선택하면, 그 선택된 드론이 웨어러블 장갑(200)의 움직임에 대응하여 동작한다.
상기와 같이 구성되는 드론 시스템(3)의 웨어러블 장갑(200)은, 도 2를 통해 상세히 설명한 바와 같이, 손가락의 움직임 및 자신의 삼차원 움직임을 감지한다. 또한, 도 3을 통해 상세히 설명한 바와 같이, 사용자가 휴대용 단말기의 터치 스크린을 터치하여 복수의 드론(101,102,103) 중 어느 하나를 선택하면, 그 선택된 드론이 웨어러블 장갑(200)의 움직임에 대응하여 동작하도록 구성된다.
즉, 도 3a의 드론 시스템(3)은, 도 3의 드론 시스템(2)의 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린이 웨어러블 장갑(200)에 부착되어, 웨어러블 장갑(200)과 터치 스크린(230)이 일체형으로 이루어진 예시가 도시된 것이다.
웨어러블 장갑(200)에 부착되는 터치 스크린(230)은, 플렉서블 재질의 디스플레이가 사용되는 것이 바람직하며, 웨어러블 장갑(200)의 손등 또는 손바닥 부위에 부착될 수 있다.
터치 스크린(230)의 동작은, 휴대용 단말기(300)의 터치 스크린의 동작과 동일하므로, 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예에 따른 드론 시스템은 웨어러블 장갑을 이용하여 드론의 이동방향을 조절할 수 있으므로, 드론의 이동방향을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 웨어러블 장갑은, 복수의 드론 중에서 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절할 수 있으므로, 하나의 웨어러블 장갑을 이용하여 복수의 드론의 이동방향을 제어할 수 있다.
또한, 웨어러블 장갑을 이용하여 드론의 이동방향을 조절할 수 있으며, 복수의 드론을 동시에 조절할 수 있고, 복수의 드론은 상호간에 제어신호를 경유하여 전달할 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 드론
200 : 웨어러블 장갑
300 : 휴대용 단말기

Claims (3)

  1. 손가락의 움직임 및 자신의 삼차원 움직임을 감지하는 웨어러블 장갑;
    상기 웨어러블 장갑이 감지하는 각 손가락의 움직임 및 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하여 이동방향이 조절되는 복수의 드론;
    상기 복수의 드론의 위치를 실시간으로 모니터링하며 어느 하나의 드론을 선택하여 제어하기 위한 터치 스크린; 및
    상기 웨어러블 장갑은 상기 터치 스크린에 의해 선택된 적어도 어느 하나 이상의 드론의 이동방향을 조절하고,
    상기 복수의 드론은, 상기 웨어러블 장갑으로부터 전달되는 신호를 이웃하는 드론을 경유하여 상호간에 전달하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨어러블 장갑 및 상기 복수의 드론은 무선통신방식을 이용하여 상호간에 데이터를 교환하며,
    각 손가락의 움직임에 대응하는 제1 제어신호와 상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임에 대응하는 제2 제어신호는, 무선통신방식을 통해 상기 복수의 드론에게 전달되는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 웨어러블 장갑은,
    각각의 손가락의 독립적인 움직임을 감지하는 복수의 움직임 감지센서; 및
    상기 웨어러블 장갑의 삼차원 움직임을 감지하는 자세방위센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 터치 스크린을 이용하여 복수의 드론을 연동 제어하는 드론 시스템.
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