KR20190092787A - 무인 비행체용 이상상태 감지 장치 - Google Patents

무인 비행체용 이상상태 감지 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조종사가 비행체에 탑승하지 않고, 지상에서 무선 조종기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지는 무인 비행체의 유지보수를 위한 이상상태 감지 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 무인 비행체를 구성하는 주요부품에 대한 작동 감시 기록의 패턴 분석을 통해 이상상태 발생 여부를 정밀하게 조사 판단할 수 있고, 이상상태가 발생한 부품을 확인하고 이를 즉시 교체함으로써, 오류 누적에 의한 부품의 심각한 고장 발생을 방지하고, 상기 부품의 고장 발생에 의한 무인 비행체의 추락 사고를 미연에 방지할 수 있는 무인 비행체용 이상상태 감지장치에 관한 것으로,
본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지장치는, 조종사가 비행체에 탑승하지 않고 지상에서 무선 조정기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지도록, 비행체 본체부의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리와, 상기 본체부의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터와, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동 제어부 및, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 상기 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동 제어부로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 무인 비행체의, 상기 충전용 밧데리, 다수의 구동모터, 구동모터 작동 제어부 및, 주 제어부의 이상상태 발생을 감지하고, 이상상태 발생이 감지된 부품을 교체 및 유지보수하기 위한 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 상기 충전용 밧데리로부터 외부로 출력되는 전원의 전압값 또는 전류값을 측정하는 충전용 밧데리 측정부; 상기 구동모터 작동 제어부로부터 상기 다수의 구동모터로 각각 출력되는 구동신호를 측정하는 모터 구동신호 측정부; 상기 주 제어부로부터 상기 구동모터 작동 제어부로 출력되는 제어신호를 측정하는 제어신호 측정부; 상기 다수의 구동모터 각각의 모터 전압값 또는 전류값을 측정하는 모터 측정부; 및, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 입력받아 저장하는 신호 데이터 저장부를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무인 비행체용 이상상태 감지 장치{The Unusual Condition Monitoring Device for Remotely Piloted Vehicle}
본 발명은 조종사가 비행체에 탑승하지 않고, 지상에서 무선 조종기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지는 무인 비행체의 유지보수를 위한 이상상태 감지 장치에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는, 무인 비행체를 구성하는 주요부품에 대한 작동 감시 기록의 패턴 분석을 통해 이상상태 발생 여부를 정밀하게 조사 판단할 수 있고, 이상상태가 발생한 부품을 확인하고 이를 즉시 교체함으로써, 오류 누적에 의한 부품의 심각한 고장 발생을 방지하고, 상기 부품의 고장 발생에 의한 무인 비행체의 추락 사고를 미연에 방지할 수 있는 무인 비행체용 이상상태 감지장치에 관한 것이다.
통상 조종사가 직접 탑승하지 않고 무선전파를 이용해 원격 조종이 가능한 무인 비행체로는 드론(drone)이 대표적이다. 드론은 일반 비행체와는 달리 조종사를 위한 공간과 안전장치를 별도로 구비하지 않기 때문에 소형화, 경량화가 가능하며, 사람의 접근이 어려운 곳의 정보 수집과 정찰을 위한 정찰용이나, 여러 다양한 용도로의 산업용으로 활용되고 있으며, 특히, 요즘은 작의 소형 드론들이 보급되면서 일반인들의 취미생활 도구로도 활용되고 있는 실정이다.
종래 드론과 같은 무인 비행체의 경우, 추락사고 이후에 추락의 원인이나 추락 상황에서의 각 주요부품에 대한 작동 상태 등을 분석할 수 있는 기능장치가 탑재되지 않아 추락원인을 분석하기 어려운 문제점이 있으며, 무인 비행체를 구성하는 각 주요부품의 정상 작동 여부에 대한 전문 분석 툴이 없어 각각의 주요부품들을 육안이나 간단한 계측기를 통해 계측하는 정도로 정상 작동 여부를 검사하고 있어 사용연한에 따른 정확한 부품교체시기 및 유지 보수가 어려운 문제점이 있으며,
또한, 비행 도중 이상상태 발생을 감지하고 이를 지상의 사용자에게 즉시 알려 비행 중인 무인 비행체를 지상으로 신속하게 복귀시킴으로써, 무인 비행체의 추락을 사전에 예방할 수 있는 무인 비행체용 이상상태 감지 장치의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
특허등록 제10-0794375호(발명의 명칭:'소형 항공기의 비행데이터 분석 시스템')
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 드론과 같은 무인 비행체를 구성하는 주요부품에 대한 작동 감시 기록의 패턴 분석을 통해 이상상태 발생 여부를 정밀하게 조사 판단할 수 있도록 하고, 사용자가 이상상태가 발생한 주요 부품을 확인하고 이를 즉시 교체하도록 함으로써, 장시간 비행으로 오류 누적에 의한 부품의 심각한 고장 발생을 방지할 수 있도록 하며,
또한, 비행 도중 이상상태 발생을 실시간으로 감지하고, 이를 지상의 사용자에게 즉시 알려 비행 중인 무인 비행체를 지상으로 신속하게 복귀시키고, 복귀한 무인 비행체에 대해 수리 및 유지보수 작업을 용이하게 실시할 수 있도록 하며, 무인 비행체의 추락을 사전에 예방할 수 있도록 한다.
상기 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 형태에서는, 조종사가 비행체에 탑승하지 않고 지상에서 무선 조정기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지도록, 비행체 본체부의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리와, 상기 본체부의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터와, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동 제어부 및, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 상기 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동 제어부로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 무인 비행체의, 상기 충전용 밧데리, 다수의 구동모터, 구동모터 작동 제어부 및, 주 제어부의 이상상태 발생을 감지하고, 이상상태 발생이 감지된 부품을 교체 및 유지보수하기 위한 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 상기 충전용 밧데리로부터 외부로 출력되는 전원의 전압값 또는 전류값을 측정하는 충전용 밧데리 측정부; 상기 구동모터 작동 제어부로부터 상기 다수의 구동모터로 각각 출력되는 구동신호를 측정하는 모터 구동신호 측정부; 상기 주 제어부로부터 상기 구동모터 작동 제어부로 출력되는 제어신호를 측정하는 제어신호 측정부; 상기 다수의 구동모터 각각의 모터 전압값 또는 전류값을 측정하는 모터 측정부; 및, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 입력받아 저장하는 신호 데이터 저장부를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체용 이상상태 감지 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치는, 상기 무인 비행체의 외부에 별도로 구비되어 상기 신호 데이터 저장부와 탈착가능하게 신호 연결되며, 상기 신호 데이터 저장부와 신호 연결되는 경우에, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 입력받아, 상기 충전용 밧데리 측정부의 측정 전압값, 상기 모터 구동신호 측정부의 측정 전압값, 상기 제어신호 측정부의 측정 전류값 및 모터 측정부의 측정 전압값 각각에 대해 소정시간 동안의 패턴을 분석하고, 상기 각각의 측정값들이 상기 분석된 소정 시간 동안의 패턴에서 소정범위 밖으로 벗어나는 경우, 이상상태 발생으로 판단하고, 이상상태 발생신호 및 상기 신호 데이터 저장부로부터 입력받은 각각의 측정 신호값을 외부로 출력하는 지상 이상상태 검출부; 및, 상기 지상 이상상태 검출부로부터 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 입력받아 외부로 표시하며, 상기 지상 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생 신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부를; 포함하여 구성될 수 있고,
바람직하게는, 상기 무인 비행체의 본체부 내부에 구비되고, 사용자로부터 상기 충전용 밧데리, 구동모터 작동 제어부, 주 제어부 및, 다수의 구동모터 각각에 대한 정상작동상태의 기준값을 설정받아 저장하며, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각 측정 신호값이 설정 저장된 상기 각각의 기준값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하고, 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선 송신하며, 상기 무선 조종기는 상기 주 제어부로부터 이상상태 발생신호를 무선 수신하여 외부로 경고음을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치는, 드론과 같은 무인 비행체를 구성하는 주요부품에 대한 작동 감시 기록의 패턴 분석을 통해 이상상태 발생 여부를 정밀하게 조사 판단할 수 있고, 사용자가 이상상태가 발생한 주요 부품을 확인하고 이를 즉시 교체 가능함으로써, 장시간 비행으로 오류 누적에 의한 부품의 심각한 고장 발생을 방지할 수 있으며,
또한, 비행 도중 이상상태 발생을 실시간으로 감지하고, 이를 지상의 사용자에게 즉시 알려 비행 중인 무인 비행체를 지상으로 신속하게 복귀시키고, 복귀한 무인 비행체에 대해 수리 및 유지보수 작업을 용이하게 실시할 수 있으며, 무인 비행체의 추락을 사전에 예방할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치를 나타내는 시스템 구성도;
도 2는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 충전용 밧데리 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 충전용 밧데리 출력 전압 그래프;
도 3은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 제어신호 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 모터 전압 그래프;
도 4는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 이상상태가 발생된 충전용 밧데리 출력 전압을 나타내는 그래프;
도 5는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 이상상태가 발생된 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 전압 그래프; 및,
도 6은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 다른 실시예에 따라 본체부 이상상태 검출부에서 검출된 이상상태 발생 모터 전압 그래프 및 정상상태 주 제어부 출력 전류 그래프; 이다.
이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치를 나타내는 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 충전용 밧데리 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 충전용 밧데리 출력 전압 그래프이며, 도 3은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 제어신호 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 모터 전압 그래프이다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 이상상태가 발생된 충전용 밧데리 출력 전압을 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 이상상태가 발생된 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 전압 그래프이며, 도 6은 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 다른 실시예에 따라 본체부 이상상태 검출부에서 검출된 이상상태 발생 모터 전압 그래프 및 정상상태 주 제어부 출력 전류 그래프이다.
본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치는, 조종사가 비행체에 탑승하지 않고, 지상에서 무선 조종기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지도록, 비행체 본체부의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리와, 상기 본체부의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전 구동시키는 다수의 구동모터와, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동 제어부와, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 상기 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동 제어부로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 무인 비행체의, 상기 충전용 밧데리, 다수의 구동모터, 구동모터 작동제어부 및, 주 제어부의 이상상태 발생을 감지하고, 이상상태 발생이 감지된 부품을 교체 및 유지보수하기 위한 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게, 상기 충전용 밧데리로부터 외부로 출력되는 전원의 전압값 또는 전류값을 측정하는 충전용 밧데리 측정부와, 상기 구동모터 작동 제어부로부터 상기 다수의 구동모터로 각각 출력되는 구동신호를 측정하는 모터 구동신호 측정부와, 상기 주 제어부로부터 상기 구동모터 작동 제어부로 출력되는 제어신호를 측정하는 제어신호 측정부와, 상기 다수의 구동모터 각각의 모터 전압값 또는 전류값을 측정하는 모터 측정부 및, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 입력받아 저장하는 신호 데이터 저장부를, 포함하여 구성된다.
무인 비행체의 전체 작동전원으로 이용되는 충전용 밧데리의 경우, 장시간 사용시 잦은 충, 방전에 따라 충전용량이 점차 감소하게 되어 주기적으로 교체가 필요하며, 사용자가 충전용 밧데리의 교체시기를 놓치는 경우에는 비행 중 비행체가 추락할 위험이 있다. 또한, 불량 충전용 밧데리의 경우에도 비행체의 추락과 직접 관련되므로, 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에서는, 충전용 밧데리의 이상상태 발생 여부를 감지하는데 활용하기 위해 상기 충전용 밧데리 측정부를 구비하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 밧데리에서 출력되는 공급전원의 전압값 또는 전류값을 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 신호 데이터 저장부로 출력하며, 상기 신호 데이터 저장부는 입력받은 측정값을 저장하게 된다.
통상 무인 비행체의 본체부 내부에는 지상의 무선 조정기와 무선전파를 송수신하여 무인 비행체의 각 기기들의 작동을 제어하는 주 제어부가 구비되며, 상기 주 제어부의 경우, 지상의 무선 조정기와 무선전파를 송수신하는 과정에서 외부의 다른 무선통신 장비에 의해 전파 방해를 받거나 외부로부터 유입되는 노이즈 신호의 영향을 받아 오작동할 수 있으며, 상기 주 제어부의 오작동 발생시 지상의 사용자가 무인 비행체의 비행을 통제하지 못하고 결국 무인 비행체가 충돌 또는 추락할 위험이 있다. 이에 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에서는, 상기 주 제어부의 오류 신호를 감지하는데 활용하기 위해 제어신호 측정부를 구비하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 주 제어부로부터 출력되는 제어신호를 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 신호 데이터 저장부로 출력하며, 상기 신호 데이터 저장부는 입력받은 측정값을 저장하게 된다.
상기 구동모터 작동 제어부는 상기 주 제어부의 제어신호를 입력받아 각 구동 모터로 작동신호를 출력하여 상기 구동 모터의 회전수 등의 작동을 제어하게 된다. 상기 구동모터 작동 제어부의 경우, 상기 주 제어부나 상기 구동 모터 등과 연결된 신호선을 통해 써지나 노이즈 등의 외란을 받아 고장이 발생할 수 있으며, 상기 구동모터 작동 제어부의 고장 발생시 각 구동 모터의 원활한 회전 구동을 제어할 수 없어 무인 비행체의 비행 조종이 불가능하게 된다. 이에 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에서는, 상기 구동모터 작동 제어부의 오류 신호를 감지하는데 활용하기 위해 모터 구동신호 측정부를 구비하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터 작동 제어부로부터 상기 다수의 구동모터로 각각 출력되는 구동신호를 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 신호 데이터 저장부로 출력하며, 상기 신호 데이터 저장부는 입력받은 측정값을 저장하게 된다.
상기 각각의 구동모터는 상기 구동모터 작동 제어부의 작동신호를 입력받아 회전구동하며, 각각의 구동모터의 회전구동을 통해 무인 비행체는 전진, 후진 및, 방향전환하여 비행할 수 있게 된다. 상기 구동모터의 경우, 회전 구동 중 연결된 신호선을 통한 써지나 노이즈 등의 외란 또는 회전 구동 중 외부 충돌 등의 충격을 받아 고장이 발생할 수 있으며, 고장 발생시 사용자가 원하는 방향으로의 비행 조종이 불가능하게 된다. 이에 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에서는, 상기 구동모터의 오류 작동을 감지하는데 활용하기 위해 모터 측정부를 구비하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 구동모터로부터 모터 전압값 또는 전류값을 측정하고, 상기 측정된 값을 상기 신호 데이터 저장부로 출력하며, 상기 신호 데이터 저장부는 입력받은 측정값을 저장하게 된다.
상기 각각의 측정값을 입력받아 저장하는 상기 신호 데이터 저장부는, 보드 상에 신호전달가능하게 탈착 연결되는 통상의 메모리 카드로 구성될 수 있으며, 바람직하게는, 보드 상에 구비되는 USB(Universal Serial Bus) 연결단자에 탈착가능하게 연결되는 USB 방식의 메모리 저장장치를 활용할 수도 있다.
바람직하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 무인 비행체의 외부에 별도로 구비되어 상기 신호 데이터 저장부와 탈착가능하게 신호 연결되는 지상 이상상태 검출부를 구비하고, 상기 신호 데이터 저장부와 신호 연결되는 경우에, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 입력받아, 상기 충전용 밧데리 측정부의 측정 전압값, 상기 모터 구동신호 측정부의 측정 전압값, 상기 제어신호 측정부의 측정 전류값 및 모터 측정부의 측정 전압값 각각에 대해 소정시간 동안의 패턴을 분석하고, 상기 각각의 측정값들이 상기 분석된 소정 시간 동안의 패턴에서 소정범위 밖으로 벗어나는 경우, 이상상태 발생으로 판단하고, 이상상태 발생신호를 외부로 출력한다.
또한, 상기 지상 이상상태 검출부와 함께 무인 비행체의 외부에 별도로 구비되는 디스플레이부는, 상기 지상 이상상태 검출부로부터 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 전달 입력받아 외부로 표시하며, 상기 지상 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생 신호를 입력받아 외부로 표시하게 된다.
본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서, 상기 지상 이상상태 검출부 및 디스플레이부의 작동을 좀 더 상세하게 설명하면, 도 2는 상기 충전용 밧데리 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 충전용 밧데리 출력 전압값을 전달받아 상기 디스플레이부를 통해 표시된 출력 전압 그래프로, 정상작동상태에서 측정된 출력 전압값이 5.09 ~ 5.11 V 사이에서 일정하게 수평 패턴을 보임을 알 수 있으며, 이와 달리, 도 4는 상기 지상 이상상태 검출부에서 검출해낸 이상상태 발생 신호에 따라 상기 디스플레이부를 통해 출력된 전압 그래프로, 1.6 ~ 2.5 초에서 수평 패턴의 정상작동상태 그래프에서 벗어나 하락하는 패턴의 그래프를 보이고 있으며, 이를 통해 상기 충전용 밧데리에 오류가 발생됨을 사용자가 확인할 수 있게 되고, 상기 충전용 밧데리 오류를 확인한 사용자는 즉시 충전용 밧데리를 교체 장착함으로써, 비행 중 무인 비행체의 추락 등의 사고를 예방할 수 있게 된다.
도 3은 상기 제어신호 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 측정부에서 측정된 정상 작동 상태의 모터 전압 그래프가 상기 디스플레이부를 통해 표시된 것으로, 상기 주 제어부의 출력 전류 및 모터 전압이 각각 소정의 곡선 패턴을 형성하고 있음을 알 수 있으나, 도 5는 상기 지상 이상상태 검출부에서 검출해낸 이상상태 발생 신호에 따라 상기 디스플레이부를 통해 출력된 주 제어부의 출력 전류 그래프 및 모터 전압 그래프로, 소정 곡선 패턴에서 벗어나 원으로 표시된 피크값 부분이 각각의 오류 발생 부분이며, 상기 디스플레이부에 표시되는 상기 오류 발생 부분을 통해 구동모터 및 주 제어부의 이상상태 발생을 확인하고, 오류 발생 원인을 찾아 수리 및 교체 등의 유지 보수 작업을 용이하게 행할 수 있으며, 지속적인 비행에 따른 오류 누적 및 고장 발생으로 인한 무인 비행체 추락과 같은 더 큰 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기 지상 이상상태 검출부가 외부 지상에 구비되는 것과 별도로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 무인 비행체 본체부에는 본체부 이상상태 검출부를 구비시키고, 상기 본체부 이상상태 검출부는 비행 전 미리 사용자로부터 상기 충전용 밧데리, 구동모터 작동 제어부, 주 제어부 및, 다수의 구동모터 각각에 대한 정상작동상태의 기준값을 입력받아 저장하며, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고, 실시간으로 입력받은 상기 각 측정 신호값이 설정 저장된 상기 각각의 기준값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하며, 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선 송신하고, 상기 무선 조종기는 상기 주 제어부로부터 이상상태 발생신호를 무선 수신하여 외부로 경고음을 발생시킴으로써, 비행 중 이상상태 발생을 사용자에게 즉시 알리고, 이상상태 발생을 알게 된 사용자는 신속히 지상으로 무인 비행체를 복귀시킨 후, 지상에 구비되는 상기 지상 이상상태 검출부 및 디스플레이부를 통해 보다 정밀하게 데이터에 따른 그래프를 분석하여 이상상태가 발생한 부품을 확인하고 이를 교체함으로써, 오류 누적에 의한 부품의 보다 심각한 고장 발생을 방지하고, 상기 부품의 고장 발생에 의한 무인 비행체의 추락 사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.
즉, 무인 비행체에 내부에 구비되는 상기 본체부 이상상태 검출부의 경우, 무인 비행체의 외부에 별도로 구비되는 상기 지상 이상상태 검출부와 같이 상기 신호 데이터 저장부로부터 저장된 신호값을 통해 이상상태를 감지하는 것이 아니라, 상기 각 측정부로부터 실시간으로 각각의 측정값을 입력받고, 비행 전 미리 사용자로부터 상기 각 주요부품의 정상동작상태에서의 기준값을 입력받아 상기 실시간으로 입력받은 측정값과 비교하여, 도 6과 같이, 상기 기준값을 벗어나는 경우에 이상상태 발생으로 판단하고, 이를 무선 조종기의 경고음을 통해 사용자에게 알림으로써, 조종자가 보다 신속하게 이상상태가 발생된 비행체를 지상으로 복귀시키도록 하여 오류 누적에 따른 더 큰 고장 발생으로 무인 비행체가 추락하는 것을 사전에 방지하고, 지상으로 복귀시킨 후에는, 상기 신호 데이터 저장부, 지상 이상상태 검출부 및, 디스플레이부를 통해 보다 정밀하게 이상상태 발생원인 및 발생위치를 분석하여 후속 조치를 용이하게 취할 수 있도록 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 무인 비행체용 이상상태 감지 장치는, 드론과 같은 무인 비행체를 구성하는 주요부품에 대한 작동 감시 기록의 패턴 분석을 통해 이상상태 발생 여부를 정밀하게 조사 판단할 수 있고, 사용자가 이상상태가 발생한 주요 부품을 확인하고 이를 즉시 교체 가능함으로써, 장시간 비행으로 오류 누적에 의한 부품의 심각한 고장 발생을 방지할 수 있으며,
또한, 비행 도중 이상상태 발생을 실시간으로 감지하고, 이를 지상의 사용자에게 즉시 알려 비행 중인 무인 비행체를 지상으로 신속하게 복귀시키고, 복귀한 무인 비행체에 대해 수리 및 유지보수 작업을 용이하게 실시할 수 있으며, 무인 비행체의 추락을 사전에 예방할 수 있게 된다.
위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 여러 다른 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.
따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.
1 : 무인 비행체 100 : 무인 비행체용 이상상태 감지 장치

Claims (3)

  1. 조종사가 비행체에 탑승하지 않고 지상에서 무선 조정기의 조작을 통해 비행체의 조종이 이뤄지도록, 비행체 본체부의 내부에 구비되어 작동전원을 공급하는 충전용 밧데리와, 상기 본체부의 둘레에 소정간격을 두고 돌출 형성되는 다수의 구동부 지지대의 단부에 각각 구비되고 외부로부터 작동신호를 입력받아 프로펠러를 회전구동시키는 다수의 구동모터와, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 외부로부터 제어신호를 입력받아 상기 다수의 구동모터로 작동신호를 출력하는 구동모터 작동 제어부 및, 상기 충전용 밧데리로부터 작동전원을 입력받으며 상기 무선 조종기와 무선전파를 송수신하여 상기 구동모터 작동 제어부로 제어신호를 출력하는 주 제어부를 포함하여 구성되는 무인 비행체의, 상기 충전용 밧데리, 다수의 구동모터, 구동모터 작동 제어부 및, 주 제어부의 이상상태 발생을 감지하고, 이상상태 발생이 감지된 부품을 교체 및 유지보수하기 위한 무인 비행체용 이상상태 감지 장치에 있어서,
    상기 충전용 밧데리로부터 외부로 출력되는 전원의 전압값 또는 전류값을 측정하는 충전용 밧데리 측정부;
    상기 구동모터 작동 제어부로부터 상기 다수의 구동모터로 각각 출력되는 구동신호를 측정하는 모터 구동신호 측정부;
    상기 주 제어부로부터 상기 구동모터 작동 제어부로 출력되는 제어신호를 측정하는 제어신호 측정부;
    상기 다수의 구동모터 각각의 모터 전압값 또는 전류값을 측정하는 모터 측정부; 및,
    상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 입력받아 저장하는 신호 데이터 저장부를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체용 이상상태 감지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무인 비행체의 외부에 별도로 구비되어 상기 신호 데이터 저장부와 탈착가능하게 신호 연결되며, 상기 신호 데이터 저장부와 신호 연결되는 경우에, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 입력받아, 상기 충전용 밧데리 측정부의 측정 전압값, 상기 모터 구동신호 측정부의 측정 전압값, 상기 제어신호 측정부의 측정 전류값 및 모터 측정부의 측정 전압값 각각에 대해 소정시간 동안의 패턴을 분석하고, 상기 각각의 측정값들이 상기 분석된 소정 시간 동안의 패턴에서 소정범위 밖으로 벗어나는 경우, 이상상태 발생으로 판단하고, 이상상태 발생신호 및 상기 신호 데이터 저장부로부터 입력받은 각각의 측정 신호값을 외부로 출력하는 지상 이상상태 검출부; 및,
    상기 지상 이상상태 검출부로부터 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부 각각의 측정 신호값을 입력받아 외부로 표시하며, 상기 지상 이상상태 검출부로부터 이상상태 발생 신호를 입력받아 외부로 표시하는 디스플레이부를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인 비행체용 이상상태 감지 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무인 비행체의 본체부 내부에 구비되고, 사용자로부터 상기 충전용 밧데리, 구동모터 작동 제어부, 주 제어부 및, 다수의 구동모터 각각에 대한 정상작동상태의 기준값을 설정받아 저장하며, 상기 충전용 밧데리 측정부, 모터 구동신호 측정부, 제어신호 측정부 및, 모터 측정부로부터 각각의 측정 신호값을 실시간으로 입력받고,
    실시간으로 입력받은 상기 각 측정 신호값이 설정 저장된 상기 각각의 기준값 보다 높은 경우에 이상상태 발생으로 판단하여 이상상태 발생신호를 상기 주 제어부로 출력하고, 상기 주 제어부는 입력받은 이상상태 발생신호를 상기 무선 조종기로 무선 송신하며, 상기 무선 조종기는 상기 주 제어부로부터 이상상태 발생신호를 무선 수신하여 외부로 경고음을 발생시키는 것을 특징으로 하는 무인 비행체용 이상상태 감지 장치.



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