KR20200100891A - 드론 추락방지용 안전시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템에 있어서, 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단한 경우에 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 드론의 추락방지용 안전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정속도를 초과하여 하강하는 경우에 드론의 급격한 추락을 방지하기 위한 드론 추락방지용 안전시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 드론(drone)은 무선전파의 유도에 의해서 비행하는 무인 비행체를 일컫는 것으로, 초기에는 표적드론(target drone), 정찰드론(reconnaissance drone, RQ) 또는 감시드론(surveillance drone), 다목적 드론(multi-roles drone, MQ) 등과 같이 군사적 목적으로 개발되어 해당 용도에 맞춰 운용되었으나, 최근에는 군사적 목적 이외에 원격탐지장치, 위성제어장치 등을 비롯하여 인터넷 쇼핑몰의 무인(無人) 택배 서비스 등으로 그 사용이 확대되고 있는 실정이다.
도 1은 종래 기술에 의한 '가변피치 프로펠러를 이용한 드론의 추락방지 시스템'의 주요 구성을 도시한 구성도이다.
이러한 상기 드론은 로터의 개수에 따라, 4개로 이루어진 쿼드콥터, 6개로 이루어진 헥사콥터, 8개로 이루어진 옥터콥터 등으로 구분된다
그런데, 최근 드론의 개발이 활성화되면서 운행상 문제점으로 인한 추락사고등이 빈발하는 우려가 발생하고 있다.
구체적으로는 운행 또는 조종 중인 드론이 조종 상의 오류가 발생하거나 건물 또는 장애물에 충돌하는 경우, 또는 드론 자체의 고장 발생등으로 인한 정상 운상이 되지 못할 경우에는 추락이 발생하여 고가의 드론이 훼손하는 문제점이 있었다.
또, 업무용 또는 군사용 드론의 경우에는 악의를 가진 경쟁사 또는 적군 등의 공격으로 인해 드론이 공격당했을 때 추락할 때 자유낙하를 하게 된다면 그 수리 및 정비에 시간이 많이 걸리고 경제적 낭비가 크게 된다는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 운행 또는 조종 중인 드론이 조종 상의 오류가 발생하거나 건물 또는 장애물에 충돌하는 경우, 또는 드론 자체의 고장 발생등으로 인한 정상 운상이 되지 못할 경우에는 추락이 발생하여 고가의 드론이 훼손되는 것을 방지하기 위한 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 업무용 또는 군사용 드론의 경우에는 악의를 가진 경쟁사 또는 적군 등의 공격으로 인해 드론이 공격 당해 추락할 때 자유낙하를 방지하여 그 수리 및 정비 시간을 감소하고 경제적 낭비를 방지할 수 있는 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템은, 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템에 있어서, 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단한 경우에 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 추가로 구비함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 안전장치부(100)는, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부에 하나 이상 복수개 장착되는 에어백(air bag) 로 구비하는 것이 바람직하다.
또, 상기 드론의 하강속도가 한계속도인 5m/s 를 초과하게 되면, 상기 드론은 추락 상태인 것으로 판단하여 상기 안전장치부(100)의 작동을 개시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법은, 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어 방법으로서, 드론의 정상 운행 상태를 확인하기 위한 정상운행 상태 확인단계(S10)와; 상기 정상운행 상태 확인단계(S10)에서 운항중인 것으로 확인된 후, 상기 드론이 고도를 변경하는 상태인가를 확인하는 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)와; 상기 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)에서 상기 드론의 고도가 변경될 때, 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은지의 여부를 판단하는 상·하강속도 판단단계(S30)와; 상기 상·하강속도 판단단계(S30)에서 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은 경우(Y)이면, 상기 드론의 제어부(50)에서 속도를 제어할 수 있는 지를 판단하는 하강속도 제어판단단계(S40)와; 상기 하강속도 제어판단단계(S40)에서 상기 드론의 하강속도를 제어할 수 없다면 추락 중인 상태로 확인하는 드론추락 확인단계(S50)와; 상기 드론추락 확인단계(S50)에서 상기 드론이 추락중인 것으로 확인되면, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부 중 적어도 한 곳 이상에 장착된 에어백(air bag)을 팽창하도록 작동시키는 에어백 작동단계(S60) 및 ; 상기 에어백 작동단계(S60)에서 에어백이 작동하여 팽창 한 후 착지한 상기 드론을 회수 및 상태를 점검하는 드론 회수 및 점검단계(S70);를 순차적으로 구비함으로써 달성할 수 있다.
이때, 상기 에어백 작동단계(S60)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와; 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또, 상기 드론 회수 및 점검단계(S70)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와; 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 운행 또는 조종 중인 드론이 조종 상의 오류가 발생하거나 건물 또는 장애물에 충돌하는 경우, 또는 드론 자체의 고장 발생등으로 인한 정상 운상이 되지 못할 경우에는 추락이 발생하여 고가의 드론이 훼손되는 것을 방지하기 위한 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하는 효과를 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 업무용 또는 군사용 드론의 경우에는 악의를 가진 경쟁사 또는 적군 등의 공격으로 인해 드론이 공격 당해 추락할 때 자유낙하를 방지하여 그 수리 및 정비 시간을 감소하고 경제적 낭비를 방지할 수 있는 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하는 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 가변피치 프로펠러를 이용한 드론의 추락방지 시스템의 주요 구성을 도시한 구성도,
도 2는 드론을 조정하기 위한 제어부의 주요 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어부의 구성 및 작용을 설명하기 위한 블록도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템에 안전장치부를 설치한 상태를 예시하는 예시 구성도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 추가로 설명하기 위한 흐름도.
도 2는 드론을 조정하기 위한 제어부의 주요 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어부의 구성 및 작용을 설명하기 위한 블록도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템에 안전장치부를 설치한 상태를 예시하는 예시 구성도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 추가로 설명하기 위한 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하기로 한다.
(실시 예)
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템은, 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템에 있어서, 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단한 경우에 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템을 도 3 내지 도 4를 참조하면서 부호를 중심으로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어부의 구성 및 작용을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템에 안전장치부를 설치한 상태를 예시하는 예시 구성도를 각각 도시한다.
본 발명에서의 드론 추락방지용 안전시스템은, 전원부(42)와, 통신부(44)와, 각각 6개씩의 구동모터(22) 및 서버모터(24)와, 센싱부(46)와, 연산부(48) 및, 제어부(50) 등을 포함하여 구성된다.
상기 전원부(42)는 상기 드론몸체(10)에 내장되는 충전 배터리로서, 해당 드론의 동작을 위한 소정 전원을 장치의 각 부에 공급하도록 구성되며, 상기 통신부(44)는 원격지에 구비되는 무선조정장치(도시안됨)와 소정 주파수를 매개로 상호 간에 무선통신을 수행하면서 해당 드론의 비행을 위한 각종 데이터를 송.수신 하는 기능을 수행하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예에서는 종래의 구성에 비하여 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단한 경우에 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 추가로 구비하여 이루어진다.
즉, 드론에 구비된 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단되면, 상기 드론이 추락중인 상태로 판단하고, 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 작동하도록 상기 제어부(50)에서 제어한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템에서는 운항중인 드론의 상승 하강 및 속도의 상태를 감시하면서 상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단되면, 상기 드론의 하부 또는 로터(12)의 하부에 하나 이상의 안전장치부(100)를 작동시킴으로써 안전하게 드론을 하강 및 착지할 수 있는 구성을 제공한다.
다음으로, 상기 안전장치부(100)는, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부에 하나 이상 복수개 장착되는 에어백(air bag) 로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 상기 안전장치부(100)는 에어백(air bag)으로 구성하였으며, 하강속도가 상승속도에 비해 큰 것으로 판단할 때 에어백을 터트려서 추락시 본체를 보호하는 기능을 수행하도록 한다.
또, 상기 드론의 하강속도가 한계속도인 5m/s 를 초과하게 되면, 상기 드론은 추락 상태인 것으로 판단하여 상기 안전장치부(100)의 작동을 개시하는 기능을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 상기 드론의 하강속도를 한계속도인 5m/s 를 초과하면 추락하는 것으로 설정하였으나, 풍량 또는 드론의 상태에 따라 추락으로 간주하는 드론의 하강속도는 조정하여 설정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법은, 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어 방법으로서, 드론의 정상 운행 상태를 확인하기 위한 정상운행 상태 확인단계(S10)와; 상기 정상운행 상태 확인단계(S10)에서 운항중인 것으로 확인된 후, 상기 드론이 고도를 변경하는 상태인가를 확인하는 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)와; 상기 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)에서 상기 드론의 고도가 변경될 때, 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은지의 여부를 판단하는 상·하강속도 판단단계(S30)와; 상기 상·하강속도 판단단계(S30)에서 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은 경우(Y)이면, 상기 드론의 제어부(50)에서 속도를 제어할 수 있는 지를 판단하는 하강속도 제어판단단계(S40)와; 상기 하강속도 제어판단단계(S40)에서 상기 드론의 하강속도를 제어할 수 없다면 추락 중인 상태로 확인하는 드론추락 확인단계(S50)와; 상기 드론추락 확인단계(S50)에서 상기 드론이 추락중인 것으로 확인되면, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부 중 적어도 한 곳 이상에 장착된 에어백(air bag)을 팽창하도록 작동시키는 에어백 작동단계(S60) 및 ; 상기 에어백 작동단계(S60)에서 에어백이 작동하여 팽창 한 후 착지한 상기 드론을 회수 및 상태를 점검하는 드론 회수 및 점검단계(S70);를 순차적으로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성으로 되는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 도 5 내지 도 6을 참조하면서 부호를 중심으로 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법을 추가로 설명하기 위한 흐름도를 각각 도시한다.
상기 정상운행 상태 확인단계(S10)는 드론의 정상 운행 상태를 확인하기 위한 정상운행 상태 확인단계(S10)를 지시한다. 이는 드론이 작동되어 상승 또는 하강 및 속도를 확보한 채 운행하는 상태를 확인하기 위한 단계이다.
단계 S20은 상기 정상운행 상태 확인단계(S10)에서 운항중인 것으로 확인된 후, 상기 드론이 고도를 변경하는 상태인가를 확인하는 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)를 지시한다.
운항중인 드론은 상승 및 하강의 통상적인 이동시에도 발생할 수 있다. 따라서 운항중인 드론이 고도를 변경하는 상태를 실시간으로 확인하는 것이 중요하다.
단계 S30은 상기 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)에서 상기 드론의 고도가 변경될 때, 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은지의 여부를 판단하는 상·하강속도 판단단계(S30)를 나타낸다.
드론이 추락되면 필수적으로 하강속도가 종전의 상승속도보다 커진다. 따라서, 정상적인 운항에 비하여 하강속도가 상승속도보다 커지는 지점 또는 위치를 판단하여야 한다.
단계S40은 상기 상·하강속도 판단단계(S30)에서 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은 경우(Y)이면, 상기 드론의 제어부(50)에서 속도를 제어할 수 있는 지를 판단하는 하강속도 제어판단단계(S40)를 나타낸다.
상기 하강속도 제어판단단계(S40)는 일단 하강속도가 커진 드론이라고 할 경우에도, 상기 드론의 본체 또는 원격지에서 상기 드론의 제어부(50)를 제어할 수 있으면 추락상태는 아닌 것으로 간주한다. 이때, 상기 드론의 본체 또는 원격지에서 상기 드론의 제어부(50)를 제어할 수 없는 경우에는 추락 중인 상태로 간주할 수 있다.
상기 단계 S50은 상기 하강속도 제어판단단계(S40)에서 상기 드론의 하강속도를 제어할 수 없다면 추락 중인 상태로 확인하는 드론추락 확인단계(S50)를 나타낸다.
즉, 추락으로 의심되는 드론의 경우에 상기 하강속도 제어판단단계(S40)에서 상기 드론의 하강속도를 제어할 수 없다면 추락 중인 상태로 확인하고 다음 단계를 준비하게 된다.
상기 단계 S60은 상기 드론추락 확인단계(S50)에서 상기 드론이 추락중인 것으로 확인되면, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부 중 적어도 한 곳 이상에 장착된 에어백(air bag)을 팽창하도록 작동시키는 에어백 작동단계(S60) 를 나타낸다.
상술한 바와 같이 드론이 추락하면 이를 보호하기 위하여 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부 중 적어도 한 곳 이상에 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 안전장치부를 작동시키며, 구체적으로는 하나 이상의 에어백을 팽창하도록 구성한다.
상기 단계 S70은 상기 에어백 작동단계(S60)에서 에어백이 작동하여 팽창 한 후 착지한 상기 드론을 회수 및 상태를 점검하는 드론 회수 및 점검단계(S70)를 지시한다.
상기 에어백 작동단계(S60)에서 에어백이 작동하여 팽창 한 후 착지하면 이를 확인하고 드론을 회수하고 상태를 점검한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법에 있어서, 상기 에어백 작동단계(S60)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와; 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 단계 S80은, 상기 에어백 작동단계(S60)에 있어서, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)를 지시한다.
일단 드론이 추락한 경우에는 해당 드론을 신속하게 발견하여 그 상태를 점검하고, 재사용 및 수리가 가능한지의 여부를 판단하여 수행하게 된다.
상기 단계 S90은, 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90)를 지시한다.
본 발명에서는 신속하고 정확하게 추락된 드론의 위치를 발견하기 위하여 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 것이다.
단계 S100은, 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100)를 지시한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법에 있어서, 상기 드론 회수 및 점검단계(S70)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와; 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 상기 드론 회수 및 점검단계(S70)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와; 상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및 상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어진다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 운행 또는 조종 중인 드론이 조종 상의 오류가 발생하거나 건물 또는 장애물에 충돌하는 경우, 또는 드론 자체의 고장 발생등으로 인한 정상 운상이 되지 못할 경우에는 추락이 발생하여 고가의 드론이 훼손되는 것을 방지하기 위한 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하는 효과를 달성할 수 있다.
또, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면, 업무용 또는 군사용 드론의 경우에는 악의를 가진 경쟁사 또는 적군 등의 공격으로 인해 드론이 공격 당해 추락할 때 자유낙하를 방지하여 그 수리 및 정비 시간을 감소하고 경제적 낭비를 방지할 수 있는 드론 추락방지용 안전시스템을 제공하는 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 그 일실시예를 들어 설명하였지만 해당분야에 통상의 지식을 가진 사람이라면 그 기술적인 사상이 동일한 범위 내에서 다양한 수정, 변형, 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 것들은 모두 본원의 권리범위에 속한다고 간주할 수 있다.
10: 드론몸체,
12: 연결부재,
20: 로터,
구동모터(22)
서보모터(24)
42: 전원부
44: 통신부
46: 센싱부
48: 연산부
50: 제어부
100: 안전장치부
12: 연결부재,
20: 로터,
구동모터(22)
서보모터(24)
42: 전원부
44: 통신부
46: 센싱부
48: 연산부
50: 제어부
100: 안전장치부
Claims (6)
- 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템에 있어서,
상기 센싱부(46)와 상기 연산부(48)의 검출 및 연산결과에 따라 상기 드론의 하강속도가 상승속도 보다 작고, 상기 드론이 상기 제어부(50)의 원격조종 및 통제가 수행되지 못하는 것으로 판단한 경우에 상기 드론의 추락을 방지하기 위하여 물리적인 보호를 실시할 수 있는 안전장치부(100)를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템. - 제2항에 있어서, 상기 안전장치부(100)는, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부에 하나 이상 복수개 장착되는 에어백(air bag) 인 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 드론의 하강속도가 한계속도인 5m/s 를 초과하게 되면, 상기 드론은 추락 상태인 것으로 판단하여 상기 안전장치부(100)의 작동을 개시하는 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템.
- 드론의 동작을 위한 소정 전원을 공급하는 전원부(42)와, 원격조정장치와 소정 주파수를 통해 드론의 운용을 위한 무선통신을 수행하는 통신부(44)와, 상기 드론에 구비된 프로펠러의 회전을 위한 구동력을 발생시키는 구동모터(22)와, 상기 프로펠러의 피치 가변을 위한 동력을 제공하는 서보모터(24)와, 상기 구동모터의 이상발생 여부를 검출하는 센싱부(46), 상기 구동모터들에 대한 회전방향 및 각 프로펠러의 피치 가변 여부를 산출하는 연산부(48) 및 상기 센싱부로부터 임의의 구동모터의 이상발생에 따른 검출신호가 입력되면, 상기 연산부로부터 산출된 데이터를 기초로 각각의 로터에 구비된 구동모터를 선택적으로 정지시키거나 정방향 또는 역방향으로 회전되도록 제어를 행함과 아울러, 피치 가변이 필요한 프로펠러의 동작을 위해 해당 서보모터가 동작되도록 제어를 행하는 제어부(50)를 포함하여 구성되는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어 방법에 있어서,
드론의 정상 운행 상태를 확인하기 위한 정상운행 상태 확인단계(S10)와;
상기 정상운행 상태 확인단계(S10)에서 운항중인 것으로 확인된 후, 상기 드론이 고도를 변경하는 상태인가를 확인하는 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)와;
상기 고도변경 운항여부 확인 단계(S20)에서 상기 드론의 고도가 변경될 때, 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은지의 여부를 판단하는 상·하강속도 판단단계(S30)와;
상기 상·하강속도 판단단계(S30)에서 상기 드론의 하강속도가 상기 드론의 상승속도보다 크거나 같은 경우(Y)이면, 상기 드론의 제어부(50)에서 속도를 제어할 수 있는 지를 판단하는 하강속도 제어판단단계(S40)와;
상기 하강속도 제어판단단계(S40)에서 상기 드론의 하강속도를 제어할 수 없다면 추락 중인 상태로 확인하는 드론추락 확인단계(S50)와;
상기 드론추락 확인단계(S50)에서 상기 드론이 추락중인 것으로 확인되면, 상기 드론의 본체 또는 로터의 하부 중 적어도 한 곳 이상에 장착된 에어백(air bag)을 팽창하도록 작동시키는 에어백 작동단계(S60) 및 ;
상기 에어백 작동단계(S60)에서 에어백이 작동하여 팽창 한 후 착지한 상기 드론을 회수 및 상태를 점검하는 드론 회수 및 점검단계(S70);를 순차적으로 구비한 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법. - 제4항에 있어서, 상기 에어백 작동단계(S60)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와;
상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및
상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법. - 제4항에 있어서, 상기 드론 회수 및 점검단계(S70)는, 상기 에어백이 작동 된 후, 상기 드론에 설치된 상기 통신부(44)가 원격지에서 통신 및 제어가능한 지의 여부를 점검하는 통신부작동여부 점검단계(S80)와;
상기 통신부작동여부 점검단계(S80)에서, 상기 통신부(44)와 통신 및 제어가 가능한 경우에는 GPS 통신을 이용하여 추락한 드론의 위치를 파악하는 드론위치 확인단계(S90); 및
상기 드론의 위치에 접근하여 추락한 드론을 회수하는 드론 회수 단계(S100);를 추가로 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론 추락방지용 안전시스템의 제어방법.
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| KR1020190018523A KR20200100891A (ko) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | 드론 추락방지용 안전시스템 및 그 제어방법 |
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| KR1020190018523A KR20200100891A (ko) | 2019-02-18 | 2019-02-18 | 드론 추락방지용 안전시스템 및 그 제어방법 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220074647A (ko) | 2020-11-27 | 2022-06-03 | 주식회사 헥사팩토리 | 충돌 저감 외부 장치를 가지는 자이로볼드론 |
| KR20230033079A (ko) * | 2021-08-26 | 2023-03-08 | 한국항공우주연구원 | 추락방지 멀티콥터 및 멀티콥터 제어방법 |
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| KR101772570B1 (ko) | 2017-02-13 | 2017-09-12 | 이명근 | 가변피치 프로펠러를 이용한 드론의 추락방지 시스템 |
| KR20180064155A (ko) | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 주식회사 헥사팩토리 | 드론의 추락사고 방지 장치 및 그 제어 방법 |
-
2019
- 2019-02-18 KR KR1020190018523A patent/KR20200100891A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20230033079A (ko) * | 2021-08-26 | 2023-03-08 | 한국항공우주연구원 | 추락방지 멀티콥터 및 멀티콥터 제어방법 |
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