KR20210074789A - 드론 착륙 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템은 드론의 배터리를 충전하는 충전판; 상기 드론을 감지하고 위치를 파악하기 위한 레이저를 방출하는 레이저 방출 모듈; 상기 레이저 방출 모듈을 통해 방출된 레이저를 이용하여 상기 드론의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈; 상기 드론의 식별 정보를 취득하는 식별 모듈; 상기 드론의 움직임을 제어하는 제어 모듈; 및 상기 드론과 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함한다.

Description

드론 착륙 제어 시스템{SYSTEM FOR DRONE LANDING CONTROL}
본 발명은 드론 착륙 제어 시스템에 관한 것이다.
무선 전파로 조종이 가능한 무인 항공기를 뜻하는 드론은 군사용 또는 특수 산업용과 같은 분야를 넘어 다양한 분야로의 활용성이 가능성이 높아지고 있으며, 하드웨어의 최적화 및 소프트웨어의 보편화를 통해 산업 및 민간 시장에 빠르게 확산되고 있다. 특히, 차세대 드론 산업은 제조·서비스 융합 모델로 주목받고 있으며, IT 기술 및 다양한 서비스 등과 융합하면서 시너지 창출이 가능하다.
이러한 드론의 활용성을 높이기 위해서는 드론의 충전에 관한 문제를 먼저 해결해야 할 필요성이 높다. 즉, 드론 충전을 위해 드론 충전 정류장을 활용하고자 하는 시도가 계속되고 있는데, 드론 충전 정류장의 원활한 사용을 위해서는 충전 정류장 근처에서 드론의 움직임이 감지되었을 때 해당 드론을 제어하여 무선 충전판 위로 정확하게 이동하는 기술이 요구된다.
보통 드론은 GPS를 이용하여 자신이 움직이고자 하는 지역으로 이동을 하게 되는데 도심 지역은 GPS 음영 지역이 많고 반사, 왜곡 등의 문제로 GPS 좌표를 통한 이동은 해당 좌표부터 최소 수 센티부터 최대 +10m 이내에 오차가 존재하게 되고 내장된 GPS 센서의 품질에 따라 해당 센서의 성능도 5 -10m 사이의 오차가 생기는 등 다양한 위치 편차가 존재하게 된다.
따라서, GPS를 통한 드론의 제어는 무선 충전판 위로 드론을 정확하게 안착시키는데 어려움 따르므로 이를 해결하기 위한 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 레이저를 통해 드론을 감지하고 위치를 파악하며, 드론의 제어권을 이양받아 움직임을 제어함으로써 착륙시키고자 하는 충전판 위에 정확히 착륙시킬 수 있는 드론 착륙 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템은 드론의 배터리를 충전하는 충전판; 상기 드론을 감지하고 위치를 파악하기 위한 레이저를 방출하는 레이저 방출 모듈; 상기 레이저 방출 모듈을 통해 방출된 레이저를 이용하여 상기 드론의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈; 상기 드론의 식별 정보를 취득하는 식별 모듈; 상기 드론의 움직임을 제어하는 제어 모듈; 및 상기 드론과 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함한다.
상기 충전판은: 상기 드론이 착륙하여 배터리를 충전시킬 수 있는 복수의 충전구역; 및 상기 드론이 상기 충전판에 접근할 수 있도록 GPS 신호를 발생시키는 GPS신호 발생부를 포함할 수 있다.
상기 시스템은 상기 충전구역 중 상기 드론이 착륙할 수 있는 착륙구역을 탐지하고 상기 드론에 할당하는 착륙구역 할당 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 착륙구역 할당 모듈은: 상기 충전구역 중 기 사용중인 충전구역을 탐지하는 기 사용 충전구역 탐지부; 상기 기 사용중인 충전구역까지의 이격거리 및 상기 기 사용중인 충전구역 상의 드론이 완충되는데 요구되는 잔여시간을 기초로, 상기 충전구역 중 상기 기 사용중인 충전구역을 제외한 미 사용 충전구역 중 어느 하나를 착륙구역으로 할당하는 착륙구역 할당부를 포함할 수 있다.
상기 레이저 방출 모듈은 복수의 레이저 방출장치를 포함하고, 상기 레이저 방출장치는 도달 거리가 기 설정된 값 이내인 레이저를 방출할 수 있다.
상기 식별 모듈은: 상기 레이저 방출 모듈에서 방출된 레이저를 통해 드론을 감지한 경우, 상기 드론의 식별ID를 요청하는 식별ID 요청부; 상기 식별ID를 이용하여 제어 가능한 드론인지 여부를 식별하는 식별부를 포함할 수 있다.
상기 제어 모듈은: 상기 식별 모듈을 통해 제어 가능한 드론으로 식별된 경우, 상기 드론의 제어권 이양을 요청하는 제어권 요청부; 기 제어권을 이양받아 상기 드론의 움직임을 제어하여 상기 드론을 특정 착륙구역으로 이동시키는 제어부; 상기 특정 착륙구역으로 이동한 상기 드론의 충전이 완료된 경우, 상기 제어부를 통해 상기 드론이 상기 충전판으로부터 기 설정된 거리 이상 이격 되면 상기 드론의 제어권을 상기 드론에게 반환하는 제어권 반환부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 위치 측정 모듈을 통해 측정된 위치에서 기 설정된 고도로 상기 드론을 수직 하강시키고 상기 기 설정된 고도를 유지한 채 상기 특정 착륙구역으로 수평 이동시키고 상기 특정 착륙구역에서 저속 수직 하강시켜 상기 드론이 상기 특정 착륙구역에 착륙하도록 상기 드론의 움직임을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템은 레이저를 통해 드론을 감지하고 위치를 파악하며, 드론의 제어권을 이양받아 움직임을 제어함으로써 착륙시키고자 하는 충전판 위에 정확히 착륙시킬 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론과 드론 착륙 제어 시스템 간의 드론 감지, 드론 식별, 정당성 검사 및 제어권 이양 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙구역 할당 유닛을 통해 드론의 착륙구역을 할당하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템을 통한 드론 착륙 제어 과정을 개락적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 드론이 레이저 신호를 수신하기 위해 원형으로 선회하는 모습을 개력적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 드론이 레이저 신호를 수신하기 위해 나선형으로 회전하며 GPS를 통해 수신된 위치를 중심으로 점차 접근해 나가는 모습을 개력적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
이하, 본 명세서의 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명은 레이저 방출 모듈(200)을 통해 방출된 레이저를 이용하여 드론의 위치를 파악한 후 식별 모듈(400)을 통해 드론을 식별하며, 제어 모듈(500)을 통해 드론의 제어권을 이양받아 움직임을 제어함으로써 착륙시키고자 하는 착륙판(100) 위로 드론을 정확히 착륙시킬 수 있는 드론 착륙 제어 시스템(10)을 제공한다.
이하에서는 본 발명의 각 구성 및 기능에 대해 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템(10)의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 드론 착륙 제어 시스템(10)은 충전판(100), 레이저 방출 모듈(200), 위치 측정 모듈(300), 식별 모듈(400), 제어 모듈(500), 통신 모듈(600) 및 착륙구역 할당 모듈(700)을 포함한다.
충전판(100)은 복수의 충전구역(110) 및 GPS신호 발생부(120)를 포함한다.
복수의 충전구역(110) 각각은 드론의 배터리를 무선 충전시킬 수 있는 충전장치를 포함한다.
예를 들어, 충전장치는 자기유도 또는 자기공진 방식으로 드론의 배터리를 충전시킬 수 있다. 자기 유도 방식은 드론이 충전구역(110)에 근접되었을 때 무선 충전할 수 있는 방식이며, 자기 공진 방식은 드론과 충전구역(110) 간의 거리가 4-5m 정도 떨어져도 무선 충전할 수 있는 방식이다.
이 외에도 무선 충전이 가능한 공지의 방식이라면 제한 없이 적용 가능하다.
GPS신호 발생부(120)는 충전판(100)의 위치를 드론에 알릴 수 있도록 GPS 신호를 발생한다. 이를 통해 원거리의 드론이 충전판(100)과 근접한 거리까지 접근할 수 있다.
레이저 방출 모듈(200)은 드론을 감지하고 위치를 파악하기 위한 레이저를 방출한다.
레이저 방출 모듈(200)은 복수의 레이저 방출장치(210)를 포함한다.
예를 들어, 레이저 방출장치(210)는 충전판(100) 주위로 가로, 세로 1미터 간격으로 배치될 수 있다.
레이저 방출장치(210)는 기 설정된 값 이내의 도달 거리를 갖는 레이저를 방출한다.
예를 들어, 레이저 방출장치(210)는 단파 레이저 발생 장치를 이용하여 도달 거리가 1.5미터 내지 2미터인 레이저를 수직 상방으로 방출할 수 있다.
위치 측정 모듈(300)은 레이저 방출 모듈(200)에서 방출된 레이저를 이용하여 드론의 위치를 측정한다.
이때, 드론의 위치는 3D 좌표 상의 한 지점으로 측정될 수 있다.
예를 들어, 위치 측정 모듈(300)은 레이저가 드론에 반사되어 되돌아 오는 시간을 측정하여 드론의 위치를 파악할 수 있다. 하지만 드론 위치 측정 방법은 이에 한정되지 않으며 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 공지의 기술이 제한없이 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론과 드론 착륙 제어 시스템(10) 간의 드론 감지, 드론 식별, 정당성 검사 및 제어권 이양 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 식별 모듈(400)은 드론의 식별 정보를 취득하고 이를 이용해 각각의 드론을 식별한다.
식별 모듈(400)은 식별ID 요청부(410) 및 식별부(420)를 포함한다.
식별ID 요청부(410)는 레이저 방출 모듈(200)에서 방출된 레이저를 통해 드론을 감지한 경우 드론의 식별ID를 요청한다.
각각의 드론은 저마다 고유한 식별ID를 갖고 있다. 따라서, 이러한 식별ID를 통해 드론을 식별할 수 있다.
식별ID 요청부(410)로부터 식별ID를 반환할 것을 요청받은 드론은 식별ID 반환 요청이 정당한 것인지를 판단하는 정당성 검사를 실시한다. 식별ID 반환 요청이 정당한 경우 드론은 식별부(420)로 식별ID를 반환한다.
식별부(420)는 드론으로부터 반환받은 식별ID를 이용하여 각각의 드론이 본 발명의 드론 착륙 제어 시스템(10)으로 제어 가능한 드론인지 여부를 식별한다.
각각의 드론은 드론 착륙 제어 시스템(10)의 제어를 받을지 여부가 미리 설정되며 이러한 설정 정보는 식별ID를 통해 드론 착륙 제어 시스템(10)으로 전달된다.
예를 들어, 드론에는 드론 착륙 제어 시스템(10)에서의 배터리 충전을 위해 예약된 스케쥴이 설정되어 있거나, 레이저 방출 모듈(200)을 통해 드론이 감지되면 배터리 충전 프로세스를 진행할 수 있는 허가 정보가 저장되어 있을 수 있다.
제어 모듈(500)은 드론의 움직임을 제어한다.
예를 들어, 제어 모듈(500)은 RF 통신을 포함한 드론 조종 프로토콜을 통해 드론의 움직임을 제어할 수 있다.
이 외에도 드론의 움직임을 제어할 수 있는 방식이라면 공지된 제어 기술들이 제한 없이 적용될 수 있다.
제어 모듈(500)은 제어권 요청부(510), 제어부(520) 및 제어권 반환부(530)을 포함한다.
제어권 요청부(510)은 드론의 제어권 이양을 요청한다. 제어 모듈(500)을 통해 드론의 움직임을 제어하기 위해서는 우선적으로 드론의 움직임을 제어할 수 있는 제어권을 드론 착륙 제어 시스템(10)이 이양받아야 한다.
즉, 제어권 요청부(510)는 이러한 드론 움직임 제어권을 드론 착륙 제어 시스템(10)으로 이양하도록 드론에 제어권 이양 요청 신호를 보낸다.
제어권 요청부(510)로부터 제어권 이양 요청을 받은 드론은 제어권 이양 요청이 정당한 것인지를 판단하는 정당성 검사를 실시한다. 제어권 이양 요청이 정당한 경우 제어부(520)로 제어권을 이양한다.
제어부(520)는 드론으로부터 이양받은 제어권을 이용하여 드론의 움직임을 제어한다.
즉, 제어부(520)는 위치 측정 모듈(300)을 통해 위치가 확인된 드론을 착륙구역 할당 모듈(700)을 통해 할당된 착륙구역으로 이동시킨다.
이를 위해 먼저, 드론의 최초 위치에서 기 설정된 고도로 드론을 수직 하강시킨다. 이는 RF 통신의 신호 수신 강도 및 레이저의 수신 강도를 높이기 위한 것이다.
이때 기 설정된 고도는 RF 신호 발생부의 성능 또는 레이저 방출장치(210)의 성능에 따라 조절될 수 있다.
다음으로 할당된 착륙구역으로 고도를 유지한체 수평 이동시킨다.
마지막으로 할당된 착륙구역으로 저속 수직 하강시켜 착륙을 유도한다.
제어권 반환부(530)은 충전이 완료된 드론의 제어권을 다시 드론으로 반환한다.
제어권 반환부(530)는 충전판(100)으로 착륙 중인 다른 드론과의 충돌을 방지하기 위해 드론의 충전이 완료된 후에도 드론의 제어권을 계속 유지하며, 드론이 충전판(10)으로부터 기 설정된 거리 이상 떨어진 후 제어권을 반환할 수 있다.
통신 모듈(600)은 드론과 데이터를 송수신한다.
드론 착륙 제어 시스템(10)과 드론과의 데이터 송수신은 모두 통신 모듈(600)을 통해 이루어진다.
착륙구역 할당 모듈(700)은 충전판(100)에 포함된 충전구역(110) 중 충전을 위해 드론이 착륙할 수 있는 착륙구역을 탐지하고 이를 드론에 할당한다.
착륙구역 할당 모듈(700)은 기 사용 충전구역 탐지부(710) 및 착륙구역 할당부(720)를 포함한다.
기 사용 충전구역 탐지부(710)는 충전구역(110) 중 이미 다른 드론이 충전을 위해 사용하고 있는 충전구역인 기 사용중인 충전구역을 탐지한다.
착륙구역 할당부(720)는 전체 충전구역(110) 중 기 사용 충전구역 탐지부(710)를 통해 탐지된 기 사용중인 충전구역을 제외한 미 사용 충전구역을 탐지하며, 그 중 어느 하나를 착륙구역으로 할당한다.
착륙구역 할당부(720)는 이격거리 측정 유닛(721), 잔여시간 측정 유닛(722) 및 착륙구역 할당 유닛(723)을 포함한다.
이격거리 측정 유닛(721)은 미 사용 충전구역으로부터 각각의 기 사용중인 충전구역까지의 평균거리인 이격거리를 측정한다.
잔여시간 측정 유닛(722)은 기 사용중인 충전구역 상의 드론이 완충되는데 요구되는 시간인 잔여시간을 측정한다.
착륙구역 할당 유닛(723)은 이격거리가 가장 긴 미 사용 충전구역을 착륙구역으로 할당하되, 이격거리가 동일한 착륙구역이 복수로 존재할 경우에는 복수의 착륙구역 중 잔여시간이 가장 짧은 드론과 가장 인접한 미 사용 충전구역을 착륙구역으로 할당한다.
즉, 최초 착륙구역은 이격거리만을 고려하여 설정된다.
이는 드론의 이착륙 시 다른 드론과의 충돌 위험을 최소화하기 위한 것으로, 가능한 한 멀리 떨어진 충전구역(110)으로 이착륙 하는 것이 드론 간의 충돌을 방지하기에 유리하기 때문이다.
또한, 이격거리가 동일한 착륙구역이 복수로 존재할 경우에는 충전까지 걸리는 시간인 잔여시간이 가장 짧은 드론과 인접한 착륙구역을 최종 착륙구역으로 설정한다.
잔여시간이 짧은 드론 일수록 충전구역(110)을 빨리 떠나게 되므로 해당 드론 근처로 새로이 도착한 드론을 착륙시킬 경우 드론 착륙 지점을 최대한 분산시킬 수 있기 때문이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착륙구역 할당 유닛(723)을 통해 드론의 착륙구역을 할당하는 모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 예에 따르면, 충전판(100)에는 총 9개의 충전구역(110a 내지 110i)이 제공된다. 9개의 충전구역 중 6개의 충전구역에 드론이 착륙해 있으며, 드론의 착륙 순서는 110g, 110f, 110a, 110e, 110c, 110h라고 가정한다. 또한, 각각의 충전구역 간의 거리는 1m라고 가정한다.
이 상태에서 이격거리 측정 유닛(721)은 충전구역 110b, 110d 및 110i에서의 이격거리를 측정한다.
110b에서의 이격거리는
Figure pat00001
Figure pat00002
이고,
110d에서의 이격거리는
Figure pat00003
Figure pat00004
이고,
110i에서의 이격거리는
Figure pat00005
Figure pat00006
이다.
즉, 착륙구역 할당 유닛(723)은 충전구역 110b, 110d 및 110i 중 이격거리가 가장 긴 충전구역 110i를 착륙지점으로 할당하여 드론으로 전달한다.
만약, 충전구역 110i에 7번째 드론이 착륙한다면 그 다음 드론은 이격거리가 동일한 충전구역 110b 또는 110d 중 어느 하나에 착륙하게 된다.
잔여시간 측정 유닛(722)은 이때 각 충전지점에서의 드론이 완충되는데 요구되는 시간인 잔여시간을 측정한다.
만약, 드론이 첫번째로 착륙한 110g 상의 드론이 완충되는데 요구되는 시간인 잔여시간이 가장 짧다면, 착륙구역 할당 유닛(723)은 드론이 첫번째로 착륙한 110g와 거리가 더 가까운 110d를 착륙지점으로 할당하여 드론에 전달한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 착륙 제어 시스템(10)을 통한 드론 착륙 제어 과정을 개락적으로 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 최초 드론은 GPS를 통해 충전판(100) 근처로 접근한다(S10).
도 5는 드론이 레이저 신호를 수신하기 위해 원형으로 선회하는 모습을 개력적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 드론이 레이저 신호를 수신하기 위해 나선형으로 회전하며 GPS를 통해 수신된 위치를 중심으로 점차 접근해 나가는 모습을 개력적으로 나타낸 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 다수의 드론이 레이저 신호를 수신하기 위해 원형으로 선회할 수 있다. 또한, 나선형으로 회전하며 GPS를 통해 수신된 위치를 중심으로 점차 접근해 나가거나 GPS를 통해 수신된 위치로부터 점차 멀어질 수 있다. 다만, 도 6의 경우 나선형으로 회전하며 중심으로 점차 접근해 나가는 모습으로 표현되었으나 그 반대로 방향인 나선형으로 회전하며 중심으로부터 점차 멀어지는 동작 역시 가능하다.
해당 동작은 각각의 드론이 속도가 일정하고 시간에 따르는 선형 방정식을 사용할 수 있기에 가능하다.
보다 자세히 말하면, 해당 드론들은 속도와 시간에 따른 선형 행렬식이 가능하고, 이를 통해 라퓨노프 선형 함수 f(x(t))를 설정했을 때 이 함수가 x가 0이 아닌 지점에서는 Positive definite(양의 정부호)이며 도함수는 Negative definite(음의 정부호)이면 점근적으로 안정하다고 볼 수 있기에 가능하다.
충전판(100) 근처로 접근한 드론은 레이저 방출 모듈(200)을 통해 방출된 레이저 신호가 수신되었는지 여부를 판단한다(S20).
만약, 레이저 신호가 수신되지 않는 경우 GPS 좌표 근처에서 원형으로 선회하거나, 나선형으로 회전하며 회전 반경을 점차 늘려 레이저 신호가 수신될 확률을 증가시킨다(S30).
원형 선회 또는 나선형으로 회전하며 회전 반경을 늘린 드론은 다시 레이저 신호 수신 여부를 파악한다(S20).
만약, 레이저 신호가 수신되었다면 위치 측정 모듈(300)은 드론의 3차원 좌표 상의 위치를 측정하여 드론의 정확한 위치를 파악한다(S40).
식별 모듈(400)의 식별ID 요청부(410)는 드론 식별을 위한 식별ID를 요청한다.
드론은 식별ID 요청의 정당성 검사를 실시한 후, 해당 요청이 정당하다고 판단되면 식별ID를 식별부(420)로 전송한다.
식별부(420)는 식별ID를 이용하여 본 드론 착륙 제어 시스템(10)을 통해 제어가 가능한 드론인지 여부를 식별한다(S50).
해당 드론이 제어 가능한 드론일 경우, 제어 모듈(500)의 제어권 요청부(510)는 드론의 제어권 이양을 요청한다(S60).
드론은 제어권 이양 요청의 정당성 검사를 실시한 후, 해당 요청이 정당하다고 판단되면 제어권을 제어부(520)로 이양한다.
드론의 제어권을 이양받게 되면 제어부(520)를 통해 드론을 충전구역(110) 상에 착륙시킨다(S70).
마지막으로, 제어권 반환부(530)는 드론의 충전이 완료된 경우 드론의 제어권을 다시 드론에 반환한다(S80).
이상에서 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 위 실시예는 단지 본 발명의 사상을 설명하기 위한 것으로 이에 한정되지 않는다. 통상의 기술자는 전술한 실시예에 다양한 변형이 가해질 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위의 해석을 통해서만 정해진다.
10: 드론 착륙 제어 시스템 100: 충전판
110: 충전구역 120: GPS신호 발생부
200: 레이저 방출 모듈 210: 레이저 방출장치
300: 위치 측정 모듈 400: 식별 모듈
410: 식별ID 요청부 420: 식별부
500: 제어 모듈 510: 제어권 요청부
520: 제어부 530: 제어권 반환부
600: 통신 모듈 700: 착륙구역 할당 모듈
710: 기 사용 충전구역 탐지부 720: 착륙구역 할당부

Claims (8)

  1. 드론의 배터리를 충전하는 충전판;
    상기 드론을 감지하고 위치를 파악하기 위한 레이저를 방출하는 레이저 방출 모듈;
    상기 레이저 방출 모듈을 통해 방출된 레이저를 이용하여 상기 드론의 위치를 측정하는 위치 측정 모듈;
    상기 드론의 식별 정보를 취득하는 식별 모듈;
    상기 드론의 움직임을 제어하는 제어 모듈; 및
    상기 드론과 데이터를 송수신하는 통신 모듈을 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 충전판은:
    상기 드론이 착륙하여 배터리를 충전시킬 수 있는 복수의 충전구역; 및
    상기 드론이 상기 충전판에 접근할 수 있도록 GPS 신호를 발생시키는 GPS신호 발생부를 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 충전구역 중 상기 드론이 착륙할 수 있는 착륙구역을 탐지하고 상기 드론에 할당하는 착륙구역 할당 모듈을 더 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 착륙구역 할당 모듈은:
    상기 충전구역 중 기 사용중인 충전구역을 탐지하는 기 사용 충전구역 탐지부;
    상기 기 사용중인 충전구역까지의 이격거리 및 상기 기 사용중인 충전구역 상의 드론이 완충되는데 요구되는 잔여시간을 기초로, 상기 충전구역 중 상기 기 사용중인 충전구역을 제외한 미 사용 충전구역 중 어느 하나를 착륙구역으로 할당하는 착륙구역 할당부를 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 방출 모듈은 복수의 레이저 방출장치를 포함하고,
    상기 레이저 방출장치는 도달 거리가 기 설정된 값 이내인 레이저를 방출하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 식별 모듈은:
    상기 레이저 방출 모듈에서 방출된 레이저를 통해 드론을 감지한 경우, 상기 드론의 식별ID를 요청하는 식별ID 요청부;
    상기 식별ID를 이용하여 제어 가능한 드론인지 여부를 식별하는 식별부를 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 모듈은:
    상기 식별 모듈을 통해 제어 가능한 드론으로 식별된 경우, 상기 드론의 제어권 이양을 요청하는 제어권 요청부;
    상기 제어권을 이양받아 상기 드론의 움직임을 제어하여 상기 드론을 특정 착륙구역으로 이동시키는 제어부;
    상기 특정 착륙구역으로 이동한 상기 드론의 충전이 완료된 경우, 상기 제어부를 통해 상기 드론이 상기 충전판으로부터 기 설정된 거리 이상 이격 되면 상기 드론의 제어권을 상기 드론에게 반환하는 제어권 반환부를 포함하는
    드론 착륙 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 위치 측정 모듈을 통해 측정된 위치에서 기 설정된 고도로 상기 드론을 수직 하강시키고 상기 기 설정된 고도를 유지한 채 상기 특정 착륙구역으로 수평 이동시키고 상기 특정 착륙구역에서 저속 수직 하강시켜 상기 드론이 상기 특정 착륙구역에 착륙하도록 상기 드론의 움직임을 제어하는
    드론 착륙 제어 시스템.
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