KR20210044389A - Drone stadium system capable of transmitting wireless power using camera - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 카메라 영상을 이용하여 경기에 참여하고 있는 드론에 무선전력을 송신할 수 있는 카메라 영상을 이용한 드론 경기장 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a drone stadium system capable of wireless power transmission, and more particularly, to a drone stadium system using a camera image capable of transmitting wireless power to a drone participating in a game using a camera image.
최근 정보 통신 기술의 발전에 따라 언제 어디서나 정보통신 기기를 통하여 다양한 서비스를 제공하고, 이러한 서비스를 구현하는 장치로 스마트폰, 노트북 컴퓨터 등 휴대기기의 보급이 늘어나면서 자연적으로 상기 휴대기기의 장시간 사용을 위한 전원공급의 요구가 있다. 이러한 휴대기기의 전원공급을 함에 있어 사용자는 상용전원에 의한 배터리를 매번 충전하여야 하는 불편함이 있다. 특히 4차산업으로 IoT발전과 스마트팩토리에서 스마트센서의 사용증가에 따라 IT 기술과 에너지 기술을 융합한 무선전력전송을 이용하여 휴대기기, 스마트센서 등에 전원을 공급하고자는 기술이 대두되고 있다. With the recent development of information and communication technology, various services are provided through information and communication devices anytime, anywhere, and as devices that implement these services, the spread of portable devices such as smartphones and notebook computers is increasing, and the use of the mobile devices for a long time is naturally avoided. There is a demand for power supply for this. In supplying power to such a portable device, the user is inconvenient in having to charge the battery using a commercial power source every time. In particular, with the development of IoT as the fourth industry and the increasing use of smart sensors in smart factories, technologies are emerging to supply power to portable devices and smart sensors using wireless power transmission that combines IT and energy technologies.
무선전력전송기술은 자기유도방식, 자기공진방식, 자기장 센서방식 및 전파수신방식 등으로 분류된다. 상기 전파수신방식은 송신기 안테나를 통하여 방사된 전파를 수신기 안테나를 통하여 수신한 전파를 정류회로를 이용하여 직류로 변환하여 전력을 수신하는 방식으로 비교적 원거리 전력 전송에 이용될 수 있다. Wireless power transmission technology is classified into magnetic induction method, magnetic resonance method, magnetic field sensor method, and radio wave reception method. The radio wave reception method is a method of receiving power by converting radio waves radiated through a transmitter antenna into direct current using a rectifier circuit, and may be used for relatively long-distance power transmission.
드론은 지상의 원격조정장치에 의하여 무선전파로 조정할 수 있으며 카메라, 센서, 통신시스템을 포함하며 레져용, 감시용, 산업용 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. Drones can be controlled by radio waves by remote control devices on the ground, and include cameras, sensors, and communication systems, and are used in various fields such as leisure, surveillance, and industrial use.
한편 드론은 최근 스포츠 오락 분야로 확대되어 드론축구가 활성화되어 있다. 드론축구는 지상에서 3m 정도 위치한 원형골대를 드론이 통과하면 득점이 인정되고, 경기 시간은 일반적으로 한세트에 3분씩 3세트로 이루어 진다. 드론축구에 이용되는 드론볼은 드론 외부를 감싸는 보호프레임으로 둘러싸여져 있어야 하므로 드론 자체보다 더 무거운 상태에서 축구 경기에 사용됨에 따라 전력 소모가 심하여 세트당 3분의 시간동안 충전되어 있는 전력이 소모되어 다른 드론으로 교체해야 하는 불편함이 있다. Meanwhile, drones have recently expanded into the field of sports and entertainment, and drone soccer is active. In drone soccer, a goal is recognized when the drone passes through a circular goal located about 3m from the ground, and the game time is generally composed of 3 sets of 3 minutes each. Since the drone ball used for drone soccer must be surrounded by a protective frame surrounding the outside of the drone, it is used in a soccer game in a heavier state than the drone itself. There is an inconvenience of having to replace it with a drone.
드론 경기장과 관련된 선행기술로 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0025792호의 드론을 이용한 경기시스템이 있다. 상기 선행기술은 경기장구조물과, 상기 경기장구조물의 내부에 비행가능하게 구비되는 기준짐볼드론과, 상기 기준짐볼드론을 기준으로 상기 경기장 구조물의 내부 일측과 내부 타측에 각각 비행가능하게 구비되어 상기 기준짐볼드론과 충돌하여 상기 기준짐볼 드론을 이동시키는 일측 짐볼드론 및 타측짐볼드론으로 구성되는 짐볼드론과, 상기 경기장구조물의 일측과 타측에 각각 구비되고, 내측에 상기 기준짐볼드론이 통과하는 관통구가 형성되는 골대프레임과, 상기 골대프레임을 통과하는 상기 기준짐볼드론을 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 감지신호를 근거로 상기 기준짐볼드론이 상기 골대프레임의 관통구를 통과하는데 따른 점수를 산출하는 제어부를 포함하여 이루어진다. As a prior art related to the drone stadium, there is a game system using a drone of Korean Patent Publication No. 10-2018-0025792. The prior art includes a stadium structure, a reference gymbold drone provided to be able to fly inside the stadium structure, and the reference gymball drone provided to be able to fly on one side and the other side of the stadium structure, respectively, based on the reference gymbold drone. A gimbal drone consisting of a gimbol drone and a gimbol drone on the other side that collides with a drone and moves the reference gimbol drone, and a through hole through which the reference gimbol drone passes are formed on one side and the other side of the stadium A control unit that calculates a score for passing the reference gymbold drone through the through hole of the goalpost frame based on the detection signal of the goal post frame that is the goal post frame, and It is made including.
그러나 상기 선행기술은 기준짐볼드론이 스크린부에 접촉 또는 골대 프레임을 통과함에 따른 점수 획득과 관련된 구성이 개시되어 있을 뿐 축구 경기중 드론의 전력 소모에 따른 문제점을 해결하는 구성에 대하여는 개시하고 있지 않는다. However, the prior art only discloses a configuration related to score acquisition when the reference gymbold drone touches the screen or passes through the goal frame, but does not disclose a configuration that solves the problem caused by the power consumption of the drone during a soccer game. .
따라서 경기에 참가하고 있는 드론에 무선 전력을 전송함으로써 경기 중에 배터리 소모에 따른 운용불능 또는 교체에 따른 불편함을 해결하기 위한 드론 경기장 시스템의 개발이 필요하다 할 것이다. Therefore, it is necessary to develop a drone stadium system to solve the inconvenience of replacement or inoperability due to battery consumption during the game by transmitting wireless power to drones participating in the game.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 경기에 참가하고 있는 드론에 무선 전력을 전송함으로써 경기 중에 배터리 소모에 따른 운용불능 또는 교체에 따른 불편함을 해결하기 위하여 경기에 참여하고 있는 드론에 무선전력을 송신할 수 있는 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템을 제공하기 위한 것이다. The present invention was conceived to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to solve the inoperability due to battery consumption during the game or inconvenience caused by replacement by transmitting wireless power to the drone participating in the game. It is to provide a drone stadium system capable of transmitting wireless power that can transmit wireless power to drones participating in the program.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일실시예인 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템은 경기장 바닥까지의 거리를 측정하기 위한 거리센서, 다수의 패치 안테나로 이루어져 전력전송파를 발생시키는 안테나 어레이 및 경기장 내에 있는 드론(200)에 전력을 전송하도록 상기 거리센서로부터 측정된 거리에 따라 기준 전력전송파의 발생을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. In order to solve the above problems, a drone stadium system capable of wireless power transmission using a camera image according to an embodiment of the present invention comprises a distance sensor for measuring the distance to the stadium floor, and an antenna that generates power transmission waves. It may include a control unit that controls the generation of the reference power transmission wave according to the distance measured from the distance sensor so as to transmit power to the array and the
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 경기장 내 드론을 촬영할 수 있는 카메라를 더 포함하며, 상기 제어부는 카메라로부터 촬영된 영상을 경기장 바닥의 크기와 매칭시킨 영상 매트릭스를 통하여 드론의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of an embodiment of the present invention, a camera capable of photographing a drone in a stadium is further included, and the control unit determines the location of the drone through an image matrix in which an image photographed from the camera is matched with the size of the stadium floor. It is characterized by that.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는 드론의 원격조정장치로부터 수신한 드론 위치정보를 전송받아 드론의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다. According to one aspect of an embodiment of the present invention, the control unit is characterized in that the control unit determines the location of the drone by receiving the drone location information received from the remote control device of the drone.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 제어부는 상기 드론 위치를 이용하여 소정의 영역에 미리 설정한 갯수 이상의 드론이 존재하였을 경우 드론 그룹이라고 판단하고, 상기 드론 그룹이 포함되는 영역에 그룹 전력전송파를 생성하여 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of an embodiment of the present invention, the control unit determines that a drone group is a drone group when there are more than a preset number of drones in a predetermined area using the drone location, and the group power is in the area containing the drone group. It is characterized in that the control to generate and radiate a transmission wave.
본 발명의 일실시예의 일태양에 의하면, 상기 안테나 어레이는 경기장 크기에 따라 다수개가 경기장 상부에 설치될 수 있으며, 상기 제어부는 각각의 안테나 어레이가 경기장의 공간을 나누어 기준 전력전송파를 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of an embodiment of the present invention, a plurality of antenna arrays may be installed on the top of the stadium according to the size of the stadium, and the control unit controls each antenna array to divide the space of the stadium and radiate a reference power transmission wave. Characterized in that.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 경기에 참가하고 있는 드론에 무선전력을 전송함으로서 경기 중에도 계속적인 충전을 수행하여 정해진 경기 시간 동안 배터리 소모에 따른 운용불능 및 교체를 원천적으로 방지할 수 있다. According to the present invention as described above, by transmitting wireless power to a drone participating in a game, it is possible to fundamentally prevent inoperability and replacement due to battery consumption during a predetermined game time by continuously charging during the game.
따라서 드론 축구에 참여하는 선수들이 배터리 소모에 대한 불안 없이 자유자재로 드론 축구를 즐길 수 있으며, 배터리 문제가 없어짐에 따라 현행 드론 축구 경기 시간을 늘려 관전자들도 경기가 끊이지 않는 생생한 드론 축구 경기를 관람할 수 있다. Therefore, players who participate in drone soccer can freely enjoy drone soccer without anxiety about battery consumption, and as the battery problem disappears, the current drone soccer game time is increased so that spectators can also watch the vivid drone soccer game where the game is not ending. I can.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신장치의 송수신처리부를 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론용 무선 전력 송신장치, 드론및 조정장치의 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 그룹 감지에 따른 무선 전력 전송을 도시한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경기장에 무선 전력 전송 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상 매트릭스를 통하여 드론의 위치를 판단하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 1A and 1B are schematic diagrams of a drone stadium system capable of transmitting wireless power according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a transmission/reception processing unit of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus for a drone, a drone, and a control apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating wireless power transmission according to a drone group detection according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a wireless power transmission process to a drone stadium according to an embodiment of the present invention.
6 is a conceptual diagram illustrating a process of determining a location of a drone through a camera image matrix according to an embodiment of the present invention.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The detailed description below is merely an example, and merely illustrates an embodiment of the present invention. In addition, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of being most useful and easy to explain.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.Accordingly, it is not intended to provide a detailed structure more than necessary for a basic understanding of the present invention, as well as various forms that can be implemented in the substance of the present invention by those of ordinary skill in the drawings are exemplified through the drawings.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템의 개략도이다. 1A and 1B are schematic diagrams of a drone stadium system capable of transmitting wireless power according to an embodiment of the present invention.
도 1a을 참고하면, 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템(1000)은 경기장 바닥까지의 거리를 측정하기 위한 거리센서(150) 및 드론 축구를 위한 경기 공간(1) 및 상기 경기 공간(1)에서 경기중인 드론에 무선 전력을 송신할 수 있는 무선 전력 송신장치(100)를 포함한다. Referring to FIG. 1A, a
상기 무선 전력 송신장치(100)는 경기 공간(1) 상부 중앙에 위치하고, 초기 설정 시 무선 전력 송신장치와 바닥과의 고도 정보를 측정할 수 있다. 무선 전력 송신장치(100)는 고도 정보에 따라 무선 전력을 전송하기 위한 충전 영역(CA1)을 설정함으로써 상기 충전 영역(CA1)상에서 이동중인 드론(200)에 무선 전력을 공급할 수 있다. 무선 전력 송신장치(100)의 구성에 대하여는 도 2에서 상세히 설명한다. 무선 전력 송신장치(100)는 빔 포밍을 이용하여 드론 그룹이 감지되는 경우, 해당 드론 그룹이 있는 그룹 공간(CA2)에 무선 전력을 전송할 수 있다. The
도 1b를 참고하면, 무선 전력 송신장치(100)는 경기장 중심을 기준으로 두 부분으로 나누어 구성하고, 각각의 안테나 어레이는 측정된 고도 정보에 따라 충전영역을 2개의 영역(CA1a, CA1b)으로 구분하여 드론에 무선 전력을 전송할 수 있다. 상기 2개의 영역(CA1a, CA1b)은 중심 영역에서는 드론이 이동 빈도가 낮은 지역이므로 원형의 골대가 있는 지역에 집중적으로 무선 전력 전송을 위한 충전영역으로 설정함에 따라 효율적인 무선 전력 전송을 할 수 있다. 여기서 상기 충전 영역(CA1,CA1a, CA1b) 및 드론 그룹이 있는 그룹 공간(CA2)은 무선 전력 송신장치(100)에서 드론에 무선 전력을 전송하기 하기 위한 전력전송파의 방사 범위로도 이해될 수 있다. 도 1a 및 도 1b에서는 경기 공간에 하나 또는 2개의 안테나 어레이를 무선 송신 장치(100)로 설명하였으나 이에 한정하지 않고 경기장 상부에 배치되어 경기 공간에 무선 전력을 송신할 수 있는 다수의 안테나 어레이를 갖는 무선 송신 장치가 배치될 수 있음은 당연하다 할 것이다. Referring to FIG. 1B, the
이하 무선 전력 송신장치(100)에 대하여 설명하고 드론 그룹 감지에 따라 무선 전력 전송 효율을 최대화할 수 있는 무선전력 전송에 대하여 설명한다. Hereinafter, the wireless
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신장치의 송수신처리부를 설명하기 위한 블록구성도이다. 2 is a block diagram illustrating a transmission/reception processing unit of a wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 송수신처리부(120)는 증폭부(124), 감쇠기(123), 위상쉬프터(122) 및 제1 제어부(121)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the transmission/
송수신처리부(120)는 각각의 패치(131 ~ 131n)에 공급되는 신호의 위상 및 크기를 제어하기 위하여 복수개로 이루어 질 수 있으며, 제어부(110)는 각각의 송수신처리부(120)를 각각 제어하기 위한 제1 제어부(121) 내지 제n 제어부(121n)을 포함할 수 있다. 제어부(110)는 거리센서(150)에 의한 경기장 바닥과의 거리(고도)및 수직방향에 대하여 미리 설정되어 있는 안테나 제어정보에 따라 각각의 패치에 대한 크기 및/또는 위상 정보를 제1 제어부(121) 내지 제n 제어부(121n)로 전송하여 충전영역(CA1)에 무선전력 전송을 위한 전력전송파를 생성할 수 있다. The transmission/
전력소스(101)는 신호의 주파수를 일정하게 유지하기 위한 위상고정루프(PLL:phase locked loop), 전력증폭기, 인버터 및 전력분배기 등을 포함하여 이루어져 각각의 송수신처리부(120)에 소정의 주파수, 위상 및 크기를 갖는 전력을 공급할 수 있다. The
송수신처리부(120)는 패치 안테나(131~131n)에 공급되는 전력전송파의 크기 및 위상을 검출할 수 있는 수신전력검출부(125)를 더 포함할 수 있다. 수신전력검출부(125)는 커플러(coupler)로 이루어질 수 있으며, 검출된 전력전송파는 제1 제어부(121)를 통하여 제어부(110)로 입력될 수 있다. The transmission/
따라서 전력송신장치(100)는 거리센서를 통하여 경기장 고도에 따른 충전영역에 방사하기 위한 전력전송파를 형성하거나 드론의 위치를 판단하고 드론 그룹을 형성하는지 판단하여 미리 설정된 안테나 제어정보에 따른 빔포밍을 제어함으로써 드론에 최대전력을 효율적으로 전송할 수 있다.Therefore, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 송신장치, 드론 및 조정장치의 블록구성도이다. 3 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus, a drone, and a control apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 보는 바와 같이, 무선 전력 송신장치(100)는 경기장 바닥까지의 거리를 측정하기 위한 거리센서(150), 다수의 패치 안테나로 이루어져 전력전송파를 발생시키는 안테나 어레이(130), 경기장 내에 있는 드론(200)에 전력을 전송하도록 상기 전력전송파의 발생을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the
안테나 어레이(130)는 복수개의 패치가 다양한 방향으로 배열되는 형태로 전자파를 방사하기 위한 다양한 안테나 구조 및 형태로 이루어 질 수 있다. 송수신처리부(120)는 상기 안테나 어레이(130)의 각각의 패치에 공급되는 신호의 크기, 위상 및 동작여부 중 적어도 어느 하나 또는 둘 이상을 제어부(110)의 제어에 의하여 조정함으로써 소정의 크기, 방향 및 빔폭을 갖는 전력전송파를 생성할 수 있다. 여기서 전력전송파는 경기장 내에 있는 드론(200)에 전력을 전송하기 위한 전자파로 정의한다. The
상기 전력전송파는 거리센서(150)에 의하여 무선 전력 송신장치가 세팅될 때의 기준 거리에 따라 경기장 내의 드론의 이동 범위 전체에 무선 전력을 송신할 수 있는 기준 전력전송파(CA1, CA1a, CA1b)와 상기 드론의 위치를 판단하고, 해당 위치에 드론이 미리 설정된 드론수 이상일 경우, 상기 드론 그룹이 위치한 지역에 무선 전력을 전송할 수 있는 그룹 전력전송파(CA2)로 구분될 수 있다.The power transmission wave is a reference power transmission wave (CA1, CA1a, CA1b) capable of transmitting wireless power to the entire moving range of the drone in the stadium according to the reference distance when the wireless power transmission device is set by the
경기장내 드론의 위치판단과 관련하여, 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템(1000)은 경기장 내 드론을 촬영할 수 있는 카메라(50)를 더 포함할 수 있다. 무선 전력 송신 장치(100)의 제어부(110)는 카메라(50)로부터 촬영된 영상을 경기장 바닥의 크기와 매칭시킨 영상 매트릭스를 통하여 드론의 위치를 판단할 수 있다. 카메라 영상을 통하여 드론의 위치 판단과 관련하여 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 영상 매트릭스를 통하여 드론의 위치를 판단하는 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 도 6을 참고하면, 전력송신장치(100)의 방사범위(X)와 카메라(50)의 영상범위(X)는 일치되도록 조정될 수 있다. 예를 들어 전력송신장치(100)의 방사범위(X)는 안테나 어레이를 통하여 방사되는 전자파의 크기 및 위상을 제어하여 미리 설정된 상태에서 카메라(50)를 상하좌우 이동한 상태에서 줌인 또는 줌아웃을 통하여 상기 방사범위(X)와 동일한 영상범위(X)를 갖도록 조정될 수 있다. 상기 영상범위(X)는 실내에 위치한 전자장치 전부에 대한 영상을 획득할 수 있도록 지면으로부터 소정의 높이를 가지고 설정될 수 있다. 카메라(50)로부터 획득된 영상은 가로(X) 및 세로(Y)의 영상범위내에서 구획되고, 구획된 영역은 각각의 좌표값(X1Y1,X1Y2,......X8Y8)을 갖는 영상 매트릭스로 이루어질 수 있다. 한편 상기 영상 매트릭스의 각각의 좌표값(X1Y1,X1Y2,......X8Y8)은 해당 좌표값에 따라 미리 설정되어 있는 그룹 전력전송파(510)를 발생시킬 수 있도록 안테나 어레이의 각각의 패치 안테나(131) 또는 다수의 패치 안테나로 이루어진 안테나그룹(A1,A2,A3,A4)과 매칭 될 수 있다. 제어부(110)는 경기장 내 드론(200)이 영상 매트릭스(500)에서 X2Y3,X4Y4,X3Y4 및 X3Y6이 드론 그룹이라고 판단하고, 상기 드론 그룹에 그룹 전력전송파를 생성하여 방사하도록 무선 전력 송신장치를 제어할 수 있다. Regarding the position determination of the drone in the stadium, the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 그룹 감지에 따른 무선 전력 전송을 도시한 개략도로 도 4를 참고하면, 경기장 내 골대(2) 주위는 공격수 드론이 상기 골대(2)를 통과하지 못하도록 방어하는 수비수 드론들(200)이 위치하며 경기가 진행되는 경우가 많다. 따라서 카메라(50)로 부터 획득된 드론(200)의 위치를 영상 매트릭스(도 6참조)를 통하여 경기장 내 드론 위치를 확인한 무선 전력 전송장치(100)는 3개의 드론이 모여 있음으로 드론 그룹이라고 판단하고, 해당 위치에 그룹 전력전송파(CA2)를 생성하여 방사함으로써 무선 전력 효율을 높일 수 있다. 이는 그룹 전력전송파(CA2)가 기준 전력전송파(CA1)보다 방사범위가 좁음으로 더 큰 에너지를 갖는 무선 전력을 전송할 수 있다. 4 is a schematic diagram showing wireless power transmission according to the detection of a drone group according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the attacker's drone around the goal post 2 in the stadium is prevented from passing through the goal post 2. Defender drones 200 are located and the game is often played. Therefore, the
제어부(110)는 기준 전력전송파 및 그룹 전력전송파에 의하여 무선 전력을 전송할 수 있도록 메모리에 미리 저장되어 있는 안테나 제어정보를 이용할 수 있다. 안테나 제어정보는 각각의 안테나 어레이의 각각의 패치에 공급되는 신호의 크기, 위상 및 동작여부에 대한 제어정보로 각 패치 안테나로부터 방사되는 전자파의 간섭 및 보강에 의하여 전력전송파를 발생시키기 위한 빔포밍 정보로 이해될 수 있다. 무선 전력 송신장치(100)는 기준 전력전송파 및 그룹 전력전송파는 안테나 어레이(130)의 각각의 패치로부터 방사되는 전자파의 상호 보강 및 간섭에 의하여 생성되도록 제어하는 빔포밍 기술에 의하여 이루어질 수 있다. 다양한 형태의 안테나 구조 및 임피던스의 변화에 따른 빔포밍기술은 공지된 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 특정한 빔포밍기술로 제한하지 않는다. The
다시 도 3를 참고하면, 드론(200)은 전력전송파를 수신하는 전력수신안테나(230), 수신된 스캐닝파 또는 전력전송파를 정류한 후 직류로 변환하는 전력변환부(220), 변환된 직류를 충전하는 충전부(201) 및 충전을 제어하고, 전력전송파의 수신전력정보를 생성한 후 통신부(240)를 통하여 전력송신장치(100)로 전송하도록 제어하는 제어부(210)를 포함한다. Referring back to FIG. 3, the
제어부(210)는 충전부(201)에 충전되어 있는 전력정보를 감시하고, 충전전력이 미리 설정된 최소 전력 이하인 경우, 충전이 필요하다고 판단하고 충전요청정보를 통신부(240)를 통하여 전력송신장치(100)로 전송할 수 있다. The
드론(200)은 GPS정보, 고도정보, 각속도정보 및 가속도 정보를 생성하는 센서부(250)를 더 포함하며, 상기 센서부(250)는 GPS센서, 고도센서, 자이로 센서, 리니어 센서, 가속도센서 등의 적어도 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 드론(200)의 제어부(210)는 상기 GPS정보, 고도정보, 각속도정보 및 가속도 정보를 처리하여 현재 공간에서의 드론의 속도, 방향, 기울기 등을 포함하는 위치정보를 통신부(240)를 통하여 지상의 원격 조정장치(300)에 전송할 수 있다. The
원격 조정장치(300)는 조이스틱 또는 네비게이션 스틱을 통하여 드론(200)를 상승, 하강, 회전, 이동 등의 조작명령을 입력받는 조작부(330), 상기 조작부(330)의 조작에 따라 드론 조작정보를 생성하고, 드론 조작정보를 드론(200)로 전송하도록 제어하는 제어부(310)를 포함할 수 있다. 원격 조정장치(300)의 제어부(310)는 상기 드론 조작정보를 실시간으로 전력송신장치(100)로 전송하도록 제어할 수 있으며, 전력송신장치(100)는 수신한 드론 조작정보의 드론(200)의 위치정보를 이용하여 현재 경기장 내에서 드론이 어디에 위치하였는지 판단하고 미리 설정된 드론의 갯수이상이 모여 그룹을 이룬다고 판단한 경우, 해당 위치에 그룹 전력전송파를 생성하여 방사할 수 있다. 예를 들어 전력송신장치(100)는 드론의 위치정보를 포함한 드론 조작정보를 이용하여 계속적으로 드론이 그룹을 이루고 있는지에 대하여 실시간 판단하여 그룹 전력전송파를 생성하여 해당 위치에 방사함으로써 드론에 무선 전력 전송효율을 높일 수 있다. The
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경기장에 무선 전력 전송 과정을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a wireless power transmission process to a drone stadium according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면 무선전력 송신장치는 거리 센서에 의하여 경기장 바닥까지의 거리를 측정하고(S51), 수직 방향으로 측정된 거리에 따른 충전 영역 정보를 생성하여(S53), 상기 충전 영역에 무선 전력을 전송할 수 있는 기준 전력전송파를 생성하여 방사한다(S55). 이후 계속적으로 경기장 내 드론을 촬영한 영상을 이용하거나, 드론의 원격조정장치로부터 수신한 드론 위치정보를 전송 받아 경기중 드론이 미리 설정한 갯수 이상 모여있을 경우, 이를 드론 그룹으로 판단하고(S57), 상기 드론 그룹에 포함된 드론들의 위치에 따른 그룹 전력전송파 생성하여 방사한다(S59).Referring to FIG. 5, the wireless power transmitter measures the distance to the stadium floor by a distance sensor (S51), generates charging area information according to the distance measured in the vertical direction (S53), and provides wireless power to the charging area. Generates and radiates a reference power transmission wave capable of transmitting (S55). Subsequently, if the drones are gathered more than a preset number during the game by continuously using images of drones in the stadium or receiving drone location information received from the drone's remote control device, it is determined as a drone group (S57). , The group power transmission wave is generated and radiated according to the positions of the drones included in the drone group (S59).
따라서 본 발명은 경기중에도 드론은 무선 전력을 통하여 충전할 수 있음으로 더 오랜 시간 동안 경기를 진행할 수 있음으로 관람자는 경기가 끊이지 않는 박진감있는 경기를 관람할 수 있다. Accordingly, in the present invention, the drone can be charged through wireless power even during the game, so that the game can be played for a longer time, so that the spectator can watch the exciting game in which the game is not stopped.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail through exemplary embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains have found that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. I will understand.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and should not be determined by the claims to be described later, but also by those equivalents to the claims.
1:경기 공간
50:카메라
100:전력송신장치
101:전력소스
110,210:제어부
120:송수신처리부
122:위상쉬프터
123:감쇠기
124:증폭부
125:수신전력검출부
130:안테나 어레이
131:패치 안테나
140,240,340:통신부
200:드론
230:전력수신안테나
250:센서부
201:충전부
300:원격 조정장치
330:조작부
500:영상매트릭스
1000: 드론 경기장 시스템1: Match space 50: Camera
100: power transmission device 101: power source
110,210: control unit 120: transmission/reception processing unit
122: phase shifter 123: attenuator
124: amplification unit 125: received power detection unit
130: antenna array 131: patch antenna
140,240,340: Ministry of Communications
200: drone 230: power receiving antenna
250: sensor unit 201: charging unit
300: remote control device 330: control unit
500: Video Matrix 1000: Drone Arena System
Claims (5)
다수의 패치 안테나로 이루어져 전력전송파를 발생시키는 안테나 어레이 및
경기장 내에 있는 드론에 전력을 전송하도록 상기 거리센서로부터 측정된 거리에 따라 기준 전력전송파의 발생을 제어하는 제어부를 포함하는 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템.
Distance sensor to measure the distance to the stadium floor,
An antenna array consisting of a plurality of patch antennas and generating power transmission waves
A drone stadium system capable of wireless power transmission using a camera image comprising a control unit for controlling generation of a reference power transmission wave according to a distance measured from the distance sensor to transmit power to a drone in the stadium.
경기장 내 드론을 촬영할 수 있는 카메라를 더 포함하며,
상기 제어부는 카메라로부터 촬영된 영상을 경기장 바닥의 크기와 매칭시킨 영상 매트릭스를 통하여 드론의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템.
The method of claim 1,
It further includes a camera that can shoot drones in the stadium,
The controller is a drone stadium system capable of transmitting wireless power using a camera image, characterized in that the control unit determines the location of the drone through an image matrix obtained by matching the image captured from the camera with the size of the stadium floor.
상기 제어부는 드론의 원격조정장치로부터 수신한 드론 위치정보를 전송받아 드론의 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템.
The method of claim 1,
The controller is a drone stadium system capable of transmitting wireless power using a camera image, characterized in that the control unit determines the location of the drone by receiving the drone location information received from a remote control device of the drone.
상기 제어부는 상기 드론 위치를 이용하여 소정의 영역에 미리 설정한 갯수 이상의 드론이 존재하였을 경우 드론 그룹이라고 판단하고, 상기 드론 그룹이 포함되는 영역에 그룹 전력전송파를 생성하여 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템.
The method according to claim 2 or 3,
The controller determines that a drone group is a drone group when there are more than a preset number of drones in a predetermined area using the drone location, and controls to generate and radiate a group power transmission wave in the area including the drone group. A drone stadium system capable of wireless power transmission using camera images.
상기 안테나 어레이는 경기장 크기에 따라 다수개가 경기장 상부에 설치될 수 있으며,
상기 제어부는 각각의 안테나 어레이가 경기장의 공간을 나누어 기준 전력전송파를 방사하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 무선전력 전송 가능한 드론 경기장 시스템.The method of claim 1,
A plurality of antenna arrays may be installed on the top of the stadium according to the size of the stadium,
The controller is a drone stadium system capable of transmitting wireless power using a camera image, characterized in that the control unit controls each antenna array to divide the space of the stadium to emit a reference power transmission wave.
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