KR20220031845A - 드론 스테이션 - Google Patents

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KR20220031845A
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안진섭
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주식회사 피스퀘어
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Abstract

본 발명은 드론 스테이션에 관한 것으로, 본 발명은 상면에 드론이 착륙 가능하도록 착륙면이 구비되는 베이스부와, 착륙면 둘레를 따라 배치되어 착륙면과 착륙면 상측의 착륙 공간을 둘러싸고 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 하나 이상의 측벽, 그리고 착륙 공간 상측을 덮도록 배치되고 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 커버를 포함한다. 이에 의해 측벽과 커버가 드론의 이착륙시에는 베이스부 내측으로 삽입되어 착륙면에 드론의 이착륙에 방해되는 간섭물이 배치되지 않으므로 드론의 이착륙이 용이할 수 있고, 착륙 공간에 드론이 보관되거나 또는 사용되지 않을 때에는 측벽과 커버가 베이스부로부터 상향 돌출되어 착륙 공간을 덮어 착륙면 또는 보관된 드론을 외부로부터 보호할 수 있다.

Description

드론 스테이션{DRONE STATION}
본 발명은 드론 스테이션에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론의 착륙이 용이하도록, 개방되고 드론의 착륙에 방해되는 간섭물이 배치되지 않는 착륙면을 형성하되 드론이 보관되거나 또는 사용되지 않을 때에는 착륙면과 착륙면 상측의 착륙 공간을 덮어 착륙면과 착륙 공간에 보관된 드론을 외부로부터 보호하는 드론 스테이션에 관한 것이다.
조종사를 탑승하지 않고 지정된 임무를 수행할 수 있도록 제작한 비행체를 일컬어 무인항공기(UAV; Unmanned Aerial Vehicle) 또는 단순히 드론(Drone)이라 하는데, 일반적으로 드론은 배터리의 전력을 이용하여 다수 개의 프로펠러를 회전시킴으로써 하늘을 비행하면서, 운용자의 지상관제장비(GCS; Ground Control System) 조작에 따라 제어 명령을 받아 다양한 패턴의 비행 및 기능을 수행 가능하도록 구성된다.
이러한 드론은 초기에 국제 분쟁 지역에서 적진을 정찰하고 파괴하는 군사용 목적으로 개발 및 사용되었으나, 운반 및 보관의 편리성과 조작의 용이성 때문에 그 사용범위가 점차 확대되고 있다. 예를 들어, 드론은 비교적 가볍고 조작이 용이하기 때문에 방송 촬영용으로 많이 사용되고 있으며, 또한, 광범위한 지역에서 야생동물을 관찰하고 밀렵을 감시하는 용도로 사용되고 있고, 재해 및 재난 지역에 날아가 그곳 상황을 정찰하는 위험한 임무에까지 그 사용범위를 넓히고 있다.
드론의 운항을 위한 동력은 주로 전기 배터리에서 발생된다. 따라서, 드론의 운항 가능 거리는 배터리의 용량에 직결되는데, 일반적으로 드론은 2차 전지를 동력원으로 하여 작동하기 때문에, 운용시간이 짧아 활용성이 제한되는 문제점이 있었다.
일반적으로 드론의 운용시간은 대략 15분 내지 20분 정도로, 드론을 이용하여 수화물을 수송하는 경우, 수화물의 무게나 기상 환경에 따라 비행 시간이 달라질 수 있다. 그렇기 때문에 드론에 내장된 배터리를 충전하기 위해 약 15분 정도마다 착륙할 필요가 있다. 이를 위해 최근에는 드론의 착륙을 유도하는 착륙면이 구비되고 착륙면에 착륙한 드론의 배터리를 충전할 수 있는 드론 스테이션을 설치하여, 드론의 운용시간을 증대시키는 기술이 연구되고 있다.
하지만, 종래의 드론 스테이션은 드론의 착륙을 용이하게 하기 위해 착륙면이 개방 형성되어 있는데 이처럼 개방 형성된 착륙면은 외부 요인에 의해 오염 또는 파손될 우려가 있으며 드론 스테이션에 드론이 보관되는 경우에는 드론의 파손, 분실 등의 위험 또한 존재한다.
대한민국 등록특허 제10-2143497호
본 발명은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명이 이루고자 하는 목적은, 드론의 착륙이 용이하도록 개방되고 드론의 착륙에 방해되는 간섭물이 배치되지 않는 착륙면을 형성하되 드론이 보관되거나 또는 사용되지 않을 때에는 착륙면과 착륙면 상측의 착륙 공간을 덮어 착륙면과 착륙 공간에 보관된 드론을 외부로부터 보호하는 드론 스테이션을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은, 태양광을 이용하여 착륙 공간에 착륙한 드론을 충전시키되 태양광을 집광하는 집광판이 아치형 커버에 부착하여 태양의 위치와 상관없이 집광 효율을 향상시킬 수 있는 드론 스테이션을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은, 드론 스테이션에 착륙하거나 또는 드론 스테이션으로부터 이륙하는 드론으로부터 이륙 및 착륙 신호를 수신하면 드론이 이륙 또는 착륙 가능하도록 자동으로 착륙 공간이 개방되도록 하고, 드론 스테이션에 착륙한 드론이 드론 스테이션에 보관되는 드론인 경우 드론이 착륙하면 자동으로 착륙 공간이 폐쇄되도록 하여 상황에 맞게 자동으로 착륙 공간의 개폐가 이루어지는 드론 스테이션을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션은, 상면에 드론이 착륙 가능하도록 착륙면이 구비되는 베이스부와, 착륙면 둘레를 따라 배치되어 착륙면과 착륙면 상측의 착륙 공간을 둘러싸고 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 하나 이상의 측벽, 그리고 착륙 공간 상측을 덮도록 배치되고 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 커버를 포함한다.
이때, 커버는 착륙 공간 상측을 덮은 상태에서 아치형의 곡면을 형성할 수 있다.
또한, 하나 이상의 측벽 중 서로 대면하도록 배치되는 한 쌍의 측벽 내측면에는 커버의 개폐 경로를 가이드하는 가이드 레일이 형성되고, 가이드 레일은 아치형 곡선 구간을 포함하며, 커버는 양측단이 가이드 레일에 삽입된 상태로 개폐 경로를 따라 이동할 수 있다.
또한, 커버는 다수개의 패널이 결합하여 형성될 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 착륙면에 착륙한 드론을 유선 또는 무선 충전 가능하도록 구비되는 충전 배터리와, 충전 배터리를 충전하는 태양광 충전 모듈을 더 포함하고, 태양광 충전 모듈은 패널의 외측면에 부착되는 집광판을 포함할 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 착륙 공간이 개방되거나 폐쇄되도록 측벽과 커버를 이동시키는 구동부와, 드론으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하면 착륙 공간이 개방되도록 하는 개방 신호를 생성하여 구동부를 작동 제어하는 신호 생성부를 더 포함할 수 있다.
또한, 구동부는 커버와 밀착되게 배치되고 회전 구동하여 커버를 상하 이동시키는 구동 롤러를 포함할 수 있다.
또한, 신호 생성부는 착륙 공간이 개방된 상태에서 드론으로부터 착륙 신호가 수신되면 대기 신호를 생성하여 착륙 신호를 전송한 드론이 드론 스테이션 상공에서 대기하도록 할 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 착륙 공간상의 객체를 감지하여 객체 감지 정보를 생성하는 객체 감지 센서를 포함하고, 신호 생성부는 객체 감지 센서에서 생성한 객체 감지 정보에 기초하여 착륙 공간이 폐쇄되도록 하는 폐쇄 신호를 생성하여 구동부를 작동 제어할 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 수신한 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 보관 등록된 드론을 식별하는 드론 식별부를 더 포함하고, 신호 생성부는 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록되지 않은 드론인 경우, 착륙 공간상에 객체가 감지되었다가 감지되지 않으면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 수신한 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 보관 등록된 드론을 식별하는 드론 식별부를 더 포함하고, 신호 생성부는 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록된 드론인 경우, 착륙 공간상에 객체가 감지되면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다.
또한, 드론 스테이션은 착륙 공간의 온도를 낮추는 온도 조절부를 더 포함하고, 온도 조절부는 착륙 공간상에 객체가 감지되고 착륙 공간이 폐쇄된 상태에서 착륙 공간의 온도를 낮출 수 있다.
본 발명에 의하면, 착륙 공간을 폐쇄하도록 형성되는 측벽과 커버가 드론의 이착륙시에는 베이스부 내측으로 삽입되어 착륙면에 드론의 이착륙에 방해되는 간섭물이 배치되지 않으므로 드론의 이착륙이 용이할 수 있고, 착륙 공간에 드론이 보관되거나 또는 사용되지 않을 때에는 측벽과 커버가 베이스부로부터 상향 돌출되어 착륙 공간을 덮어 착륙면 또는 보관된 드론을 외부로부터 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은, 태양광을 이용하여 착륙 공간에 착륙한 드론을 충전시키되 태양광을 집광하는 집광판이 아치형 커버에 부착함으로써, 태양의 위치와 상관없이 집광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 드론으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하면 착륙 공간이 자동으로 개방되도록 하고, 착륙 신호를 통해 드론을 식별하여 보관 등록되지 않은 드론이 착륙시에는 착륙 공간의 개방 상태를 유지하다 착륙한 드론인 이륙하였을 때 착륙 공간이 폐쇄되도록 하되 보관 등록된 드론이 착륙시에는 착륙이 감지되면 착륙 공간이 폐쇄되도록 하여, 상황에 맞게 자동으로 착륙 공간의 개폐가 이루어져 착륙 공간 개폐를 위한 별도의 관리자가 요구되지 않는 운영이 용이한 드론 스테이션을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 개략적인 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방되는 모습을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측벽이 상하 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 상하 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션과 드론 간의 통신을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 기능 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방 또는 폐쇄되는 과정을 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 개략적인 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방되는 모습을 순차적으로 도시한 도면이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 드론이 착륙 가능하도록 상면에 착륙면을 구비하는 베이스부(100)와, 착륙면 둘레를 따라 배치되어 착륙면과 착륙면 상측의 착륙 공간을 둘러싸는 하나 이상의 측벽(200), 그리고 착륙 공간 상측을 덮도록 배치되는 커버(300) 포함한다. 즉, 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙 공간이 측벽(200)과 커버(300)에 의해 폐쇄될 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 측벽(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 착륙 공간을 4면에서 둘러싸도록 4개가 구비될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
이때, 4개의 측벽(200)과 커버(300)는 드론의 이륙 또는 착륙시에 착륙 공간을 개방하기 위해 베이스부(100) 내측으로 삽입 가능하게 형성될 수 있다.
도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 4개의 측벽(200)과 커버(300)가 착륙 공간을 폐쇄한 상태에서 착륙 공간을 개방하기 위해, 우선 커버(300)가 개방되며 베이스부(100) 내측으로 삽입될 수 있다. 그리고 커버(300)의 삽입이 완료되면 4개의 측벽(200)이 하향 이동하여 베이스부(100) 내측으로 삽입되어, 도 3에 도시된 바와 같이 착륙면(110)에 드론의 이착륙을 방해하는 간섭물이 배치되지 않도록 한다. 이때, 측벽(200) 및 커버(300)가 베이스부(100) 내측으로 삽입되기 위해 베이스부(100)에 형성되는 홈은 도 3에 도시된 바와 같이 측벽(200) 및 커버(300)가 베이스부(100) 내측으로 완전히 삽입된 후 홈 커버(c)에 의해 덮임으로써 이착륙하는 드론의 몸체가 홈에 끼이는 것을 방지할 수 있다.
착륙 공간을 다시 폐쇄할 때에는 개방할 때와 반대로 베이스부(100) 내측에 배치된 4개의 측벽(200)이 상향 이동하여 착륙 공간 둘레를 감싸도록 배치된 후 커버(300)가 베이스부(100)에서 돌출되어 착륙 공간 상측을 덮음으로써 착륙 공간이 폐쇄되도록 할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙 공간에 드론이 보관되어 있거나 또는 사용되지 않을 때에는 측벽(200)과 커버(300)가 착륙 공간을 폐쇄하도록 형성되어 착륙면(110) 또는 보관된 드론을 외부로부터 보호할 수 있으며, 드론의 이착륙시에는 착륙 공간이 개방되되 착륙 공간을 폐쇄하던 측벽(200)과 커버(300)가 베이스부(100) 내측으로 삽입되어 착륙면(110)에 드론의 이착륙에 방해되는 간섭물이 배치되지 않으므로 드론의 이착륙이 용이할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 측벽이 상하 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)에는 착륙 공간이 개방되거나 폐쇄되도록 측벽(200)과 커버(300)를 이동시키는 구동부(400)가 구비될 수 있다.
구체적으로, 구동부(400)에는 측벽(200)을 이동시켜 베이스부(100) 내측으로 수용 배치시키거나 또는 베이스부(100)로부터 상측으로 돌출 배치시키기 위한 구동 모터(410), 회전 기둥(420) 및 링크 플레이트(430)가 구비되며, 커버(300)를 이동시켜 베이스부(100) 내측으로 수용 배치시키거나 또는 베이스부(100)로부터 배출되어 착륙 공간 상측을 덮도록 배치시키기 위한 구동 롤러(440)가 구비될 수 있다.
우선, 도 4를 참조하여 측벽(200)을 이동시키기 위한 구동부(400)의 구성을 보다 상세하게 살펴보면, 구동 모터(410)는 베이스부(100)의 내측 공간에 배치되고 전원을 공급받아 회전 구동력을 발생시키며, 회전 기둥(420)은 구동 모터(410)와 연결되어 구동 모터(410)에 의해 회전될 수 있다. 이때, 구동 모터(410)에 공급되는 전원은 후술될 보조 배터리로부터 공급될 수 있다.
회전 기둥(420)은 베이스부(100) 내측 공간 바닥면과 수직하게 배치되며 링크 플레이트(430)를 관통하도록 배치되는데, 회전 기둥(420)은 길이 방향을 따라 나사선이 형성될 수 있다. 따라서 회전 기둥(420)이 회전하면 회전 기둥(420)이 관통된 링크 플레이트(430)가 나사선에 의해 회전 기둥(420)의 길이 방향을 따라 상하 이동할 수 있다. 링크 플레이트(430)는 4개의 측벽(200) 하단에 결합하여 링크 플레이트(430)가 상하 이동하면 링크 플레이트(430)와 함께 4개의 측벽(200)도 상하 이동하게 된다.
이와 같이 4개의 측벽(200)은 링크 플레이트(430)에 링크 연결되어 서로 함께 상하 이동할 수 있으며, 측벽(200) 및 링크 플레이트(430)의 무게 및 크기에 따라서는 다수개의 구동 모터(410)와 회전 기둥(420)이 구비될 수 있다. 이 경우 각각의 구동 모터(410)의 회전 수는 서로 간에 동일하도록 서로 링크 연결될 수 있다.
구동 모터(410)는 후술될 신호 생성부에서 생성된 신호에 의해 작동 제어되며 이에 관한 구체적인 설명은 도 7 내지 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버가 상하 이동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 커버를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하여, 측벽(200)을 이동시키기 위한 구동부(400)의 구성을 보다 상세하게 살펴보면, 구동 롤러(440)는 베이스부(100) 내측에서 커버(300)와 밀착되게 배치되고 전원을 공급받아 회전하여 커버(300)를 상하 이동시킬 수 있다. 이때, 구동 롤러(440)에 공급되는 전원은 후술될 보조 배터리로부터 공급될 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 구동 롤러(440)는 베이스부(100) 내측에서 4개의 측벽 중 하나의 측벽(200)과 상기 커버(300)의 두께 길이 정도 이격 배치되고 커버(300)는 구동 롤러(440)와 측벽(200) 사이에 개재되어 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 보관 또는 착륙 상태의 드론의 배터리를 충전하는 역할을 수행하는데, 도면에 도시하지는 않았지만 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)에는 착륙면에 착륙한 드론을 유선 또는 무선 충전 가능하도록 구비되는 충전 배터리와, 충전 배터리를 충전하는 태양광 충전 모듈이 구비될 수 있다.
이때, 태양광을 집광하기 위한 집광판(S)은 커버(300)의 외측면에 배치될 수 있는데, 바람직하게, 본 실시예에 따른 커버(300)는 착륙 공간 상측을 덮은 상태에서 아치형의 곡면을 형성하며, 이에 따라 커버(300)의 외측면에 배치되는 집광판(S) 역시 커버(300)가 착륙 공간 상측을 덮은 상태에서 아치형의 곡면을 형성하므로 태양의 위치와 상관없이 집광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 구동 롤러(440)와 함께 커버(300)를 개재하는 측벽(200)과 이웃하게 배치되는 한 쌍의 측벽(200) 내측면에는 커버(300)의 개폐 경로를 가이드하는 가이드 레일(210)이 형성되고, 가이드 레일(210)은 아치형의 곡선 구간을 포함하여 커버(300)가 아치형의 곡면을 형성하도록 할 수 있다. 즉, 가이드 레일(210)에 의해 가이드되는 개폐 경로는 아치형의 곡면 구간을 포함할 수 있다.
커버(300)는 양측 끝단이 가이드 레일(210)에 삽입된 상태로, 구동 롤러(440)가 회전 구동되면 개폐 경로를 따라 이동할 수 있다. 그리고 커버(300)는 개폐 경로를 따라 이동하면서 자연스럽게 아치형의 곡면을 형성할 수 있다. 이를 위해 커버(300)는 플렉시블 소재로 구성될 수 있으나, 플렉시블한 소재의 특성에 의해 휨 현상이 발생하여 커버(300)의 양측 끝단이 가이드 레일(210)로부터 이탈할 수 있다.
이를 방지하기 위해 커버(300)는 강성 소재로 형성되되, 다수개의 패널(310)이 결합하여 형성됨으로써 곡면 형성이 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 커버(300)가 형성하는 곡면은 불연속적인 곡면일 수 있다. 이때, 커버(300)는 패널(310)의 양측 끝단이 직접 가이드 레일(210)에 삽입될 수 있지만, 강성의 패널(310)이 곡선 구간이 포함된 개폐 경로를 따라 이동하기 위해서는 그 폭이 매우 짧게 형성되어야 하는 문제점이 있으므로, 커버(300)의 양 측단에는 다수개의 패널(310)로부터 돌출되도록 배치되는 가이드 날개(320)가 구비될 수 있다. 이때, 가이드 날개(320)는 각 패널(310)마다 개별적으로 돌출 형성되는 것이 아닌 일체형으로 형성되며 플렉시블한 소재로 구성될 수 있다. 가이드 날개(320)가 일체형으로 형성되는 이유는, 도 5에 도시된 바와 같이 커버(300)의 개폐 상태에 따라서는 일부 패널(310)이 가이드 레일(210)로부터 벗어난 위치에 배치될 수 있으며 따라서 가이드 레일(210)로부터 벗어난 위치에서 돌출된 가이드 날개(320) 부분 역시 가이드 레일(210)로부터 이탈한 상태가 되게 된다. 이때, 가이드 날개(320)가 불연속 적으로 형성되는 경우 가이드 레일(210)로부터 이탈된 가이드 날개(320) 부분이 상향 이동하며 가이드 레일(210)에 다시 삽입될 때 걸림이 발생할 우려가 있으므로, 가이드 날개(320)를 일체형으로 형성함으로써 이와 같은 걸림을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션과 드론 간의 통신을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 기능 블록도이다.
본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 별도의 관리자가 측벽(200)과 커버(300)를 이동 조작하여 착륙 공간의 개폐가 수동으로 이루어지도록 할 수 있지만, 운영의 용이성을 위해 상황에 따라 착륙 공간이 자동으로 개폐되도록 할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 도 7에 도시된 바와 같이 드론(d)과 통신 연결되어 드론(d)으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하고, 수신한 이륙 신호 또는 착륙 신호에 기초하여 착륙 공간이 개폐되도록 할 수 있다.
도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 드론 스테이션(10)은 개방 신호를 생성하여 착륙 공간이 개방되도록 구동부(400)를 작동 제어하거나 또는 폐쇄 신호를 생성하여 착륙 공간이 폐쇄되도록 구동부(400)를 작동 제어하는 신호 생성부(500)와, 드론과 통신 연결되어 드론으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하는 통신부(600)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 신호 생성부(500)는 통신부(600)를 통해 드론으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하면 개방 신호를 생성하여 착륙 공간이 개방되도록 구동부의 구동 모터(410)와 구동 롤러(440)를 작동 제어할 수 있다. 따라서, 착륙 공간이 폐쇄된 상태에서 보관 중인 드론이 드론 스테이션(10)으로부터 이륙하거나 외부의 드론이 착륙을 시도할 때 착륙 공간이 개방되도록 하여 드론의 이륙 또는 착륙을 가능하게 할 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)에는 드론의 정밀 착륙을 가이드하는 위해 정밀 착륙 센서가 구비될 수 있는데, 이와 같은 정밀 착륙 센서는 착륙 신호를 수신하였을 때에만 일시적으로 전원을 공급됨으로써 전력 소모를 낮출 수 있다.
드론 스테이션(10)에 드론이 이륙 중이거나 착륙 중일 때 다른 드론이 동일한 드론 스테이션(10)에 착륙을 시도한다면 드론 간의 충돌이 발생할 수 있는데, 이를 방지하기 위해 신호 생성부(500)는 착륙 공간이 개방된 상태에서 드론으로부터 착륙 신호가 수신되면 대기 신호를 생성하여 착륙 신호를 전송한 드론이 드론 스테이션(10) 상공에서 대기하도록 할 수 있다. 이는 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙면 또는 보관된 드론이 외부 요인으로부터 오염되거나 파손되는 것을 방지하기 위해 평소에는 착륙 공간을 폐쇠된 상태로 유지하기 때문에 착륙 신호를 수신하였을 때 이미 착륙 공간이 개방된 상태라면 다른 드론이 이륙 또는 착륙 중일 확률이 높기 때문이다.
드론 스테이션(10)에서 드론이 이륙을 완료하였다면 상술한 바와 같이 착륙 공간을 폐쇄하여 착륙면을 외부로부터 보호해야 하는데, 이와 같이 드론의 이륙이 완료되었는지 여부를 판단하기 위해서 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙 공간상의 객체를 감지하여 객체 감지 정보를 생성하는 객체 감지 센서(700)를 포함할 수 있다. 이때, 신호 생성부(500)는 객체 감지 센서(700)에서 생성한 객체 감지 정보에 기초하여 착륙 공간이 폐쇄되도록 하는 폐쇄 신호를 생성할 수 있다.
바람직하게, 신호 생성부(500)는 드론으로부터 이륙 신호를 수신하여 개방 신호를 생성하였다면, 수신한 객체 감지 정보에 기초하여 객체가 감지되는지 판단하고 객체가 감지되지 않는 경우에 폐쇄 신호를 생성할 수 있다. 더욱 바람직하게는 객체가 감지되지 않은 시점으로부터 소정 시간 이후에 폐쇄 신호를 생성함으로써 이륙한 드론이 드론 스테이션(10)으로부터 여유있게 이탈하기까지의 충분한 시간을 제공할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙 공간에 드론이 임시로 착륙하였다가 소정의 목적(배송, 충전 등)을 달성 후 다시 이륙할 수 있지만, 보관 등록된 드론이 착륙하여 보관될 수도 있다. 일반적으로 이처럼 보관 등록된 드론은 해당 드론 스테이션(10)을 거점으로 하는 드론으로, 예를 들면 드론을 이용한 배달 시스템을 갖춘 매장에 설치된 드론 스테이션(10)에 보관 등록되어 해당 매장의 제품을 배송하는데 사용되는 드론이 이에 해당한다.
본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 착륙 공간에 드론이 착륙하였을 때 개방된 착륙 공간의 폐쇄 결정 여부를, 착륙한 드론이 보관 목적으로 착륙한 것인지 또는 임시 착륙한 것인지에 따라 다르게 결정할 수 있다.
이를 위해, 드론 스테이션(10)은 수신한 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 보관 등록된 드론을 식별하는 드론 식별부(800)를 더 포함하고, 신호 생성부(500)는 착륙 신호로부터 식별된 드론이 보관 등록된 드론이지 또는 보관 등록되지 않은 드론인지에 따라 폐쇄 신호 생성 과정을 다르게 할 수 있다.
바람직하게, 신호 생성부(500)는 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록되지 않은 드론인 경우, 착륙 공간상에 객체가 감지되었다가 감지되지 않으면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다. 즉, 착륙 공간에 보관 등록되지 않은 드론이 착륙 시에는 착륙 중에는 폐쇄 신호를 생성하지 않고 착륙 후 다시 이륙하였을 때 착륙 공간을 폐쇄할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 드론 스테이션은 임시 착륙한 드론이 착륙하였을 때에는 착륙 공간의 개방 상태를 유지하여 임시 착륙한 드론이 다시 이륙할 때 착륙 공간을 개방하기 위한 시간을 절감하며, 불필요한 개폐 과정에서 발생하는 에너지 소모를 줄일 수 있다.
바람직하게, 신호 생성부(500)는 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록된 드론인 경우, 착륙 공간상에 객체가 감지되면 폐쇄 신호를 생성할 수 있다. 따라서 보관 등록된 드론이 착륙하였을 때에는 착륙 공간이 폐쇄되도록 하여 보관된 드론과 착륙면을 외부로부터 보호할 수 있다. 바람직하게 착륙신호를 발신한 드론이 보관 등록된 드론이고 착륙 공간상에 객체가 감지되면 소정 시간 이후에 폐쇄 신호를 생성하여 드론이 착륙하는데 충분한 시간을 제공함으로써 드론이 착륙 중에 착륙 공간이 폐쇄되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 드론 스테이션(10)에는 착륙 공간의 온도를 낮추는 온도 조절부(900)가 더 포함될 수 있다. 온도 조절부(900)는 착륙 공간을 향하여 차가운 공기를 배출하여 착륙 공간의 온도를 낮춤으로써 착륙 공간에 보관된 드론이 과열되는 것을 방지할 수 있다.
바람직하게, 온도 조절부(900)는 착륙 공간상에 객체가 감지되고 착륙 공간이 폐쇄된 상태에서 구동되어 착륙 공간의 온도를 낮출 수 있다. 따라서, 착륙 공간이 개방된 상태 또는 착륙 공간에 드론이 보관되지 않은 상태에서의 무의미한 에너지 낭비를 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 착륙 공간이 개방 또는 폐쇄되는 과정을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하여 본 실시예에 따른 드론 스테이션(10)의 착륙 공간이 개방 또는 폐쇄되는 과정을 정리하여 살펴보면, 우선 드론으로부터 착륙 신호가 수신되면(S11), 신호 생성부(500)는 착륙 공간이 개방되었는지 판단할 수 있다(S12). 만약, 착륙 공간이 이미 개방된 상태라면(S12-Y), 신호 생성부(500)는 대기 신호를 생성하여 착륙 신호를 발신한 드론이 상공에서 대기하도록 할 수 있다(S13).
반면에, 착륙 공간이 폐쇄된 상태라면(S12-N), 신호 생성부(500)는 개방 신호를 생성하여 착륙 공간이 개방되도록 구동부(400)를 작동 제어할 수 있다(S14).
이때, 드론 식별부(800)는 수신한 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록된 드론인지 식별할 수 있다(S15). 신호 생성부(500)는 드론 식별()부의 식별 결과에 기초하여 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록된 드론인지 판단할 수 있다(S16).
만약, 보관 등록된 드론이라면(S16-Y), 신호 생성부(500)는 객체 감지 센서(700)를 통해 객체가 감지되는지 판단하고(S17), 객체가 감지되지 않으면(S17-N), 객체가 감지될 때까지 대기하되, 객체가 감지되면(S17-Y), 착륙 공간이 폐쇄되도록 폐쇄 신호를 생성할 수 있다(S20).
반면, 착륙 신호를 발신한 드론이 보관 등록되지 않은 드론이라면(S16-N), 신호 생성부(500)는 객체 감지 센서(700)를 통해 객체가 1차 감지되는지 판단하고(S18), 객체가 1차 감지되지 않으면(S18-N), 객체가 1차 감지될 때까지 대기하되, 객체가 1차 감지되면(S18-Y), 소정 시간 이후에 객체 감지 센서(700)를 통해 객체가 2차 감지되는지 판단할 수 있다(S19).
만약에, 객체가 2차 감지되면(S19-Y), 객체가 감지되지 않을 때까지 지속하여 객체가 감지되는지 판단하고, 객체가 2차 감지되지 않으면(S19-N), 착륙 공간이 폐쇄되도록 폐쇄 신호를 생성할 수 있다(S20).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 드론 스테이션
100: 베이스부
110: 착륙면
200: 측벽
210: 가이드 레일
300: 커버
310: 패널
320: 가이드 날개
400: 구동부
410: 구동 모터
420: 회전 기둥
430: 링크 플레이트
440: 구동 롤러
500: 신호 생성부
600: 통신부
700: 객체 감지 센서
800: 드론 식별부
900: 온도 조절부

Claims (12)

  1. 상면에 드론이 착륙 가능하도록 착륙면이 구비되는 베이스부;
    상기 착륙면 둘레를 따라 배치되어 상기 착륙면과 상기 착륙면 상측의 착륙 공간을 둘러싸고, 상기 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 하나 이상의 측벽; 및
    상기 착륙 공간 상측을 덮도록 배치되고 상기 베이스부 내측으로 삽입 가능하게 형성되는 커버를 포함하는 드론 스테이션.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커버는 상기 착륙 공간 상측을 덮은 상태에서 아치형의 곡면을 형성하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  3. 제 2 항에 있어서,
    하나 이상의 상기 측벽 중 서로 대면하도록 배치되는 한 쌍의 측벽 내측면에는 상기 커버의 개폐 경로를 가이드하는 가이드 레일이 형성되고, 상기 가이드 레일은 아치형 곡선 구간을 포함하며,
    상기 커버는 양측단이 상기 가이드 레일에 삽입된 상태로 상기 개폐 경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 커버는 다수개의 패널이 결합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    상기 착륙면에 착륙한 드론을 유선 또는 무선 충전 가능하도록 구비되는 충전 배터리; 및
    상기 충전 배터리를 충전하는 태양광 충전 모듈을 더 포함하고,
    상기 태양광 충전 모듈은 상기 패널의 외측면에 부착되는 집광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    상기 착륙 공간이 개방되거나 폐쇄되도록 상기 측벽과 상기 커버를 이동시키는 구동부; 및
    드론으로부터 이륙 신호 또는 착륙 신호를 수신하면 상기 착륙 공간이 개방되도록 하는 개방 신호를 생성하여 상기 구동부를 작동 제어하는 신호 생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 커버와 밀착되게 배치되고 회전 구동하여 상기 커버를 상하 이동시키는 구동 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 신호 생성부는 상기 착륙 공간이 개방된 상태에서 드론으로부터 상기 착륙 신호가 수신되면 대기 신호를 생성하여 상기 착륙 신호를 전송한 드론이 상기 드론 스테이션 상공에서 대기하도록 하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    상기 착륙 공간상의 객체를 감지하여 객체 감지 정보를 생성하는 객체 감지 센서를 포함하고,
    상기 신호 생성부는 상기 객체 감지 센서에서 생성한 상기 객체 감지 정보에 기초하여 상기 착륙 공간이 폐쇄되도록 하는 폐쇄 신호를 생성하여 상기 구동부를 작동 제어하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    수신한 상기 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 보관 등록된 드론을 식별하는 드론 식별부를 더 포함하고,
    상기 신호 생성부는 상기 착륙 신호를 발신한 드론이 상기 보관 등록되지 않은 드론인 경우, 상기 착륙 공간상에 객체가 감지되었다가 감지되지 않으면 상기 폐쇄 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    수신한 상기 착륙 신호에서 식별자를 추출하여 보관 등록된 드론을 식별하는 드론 식별부를 더 포함하고,
    상기 신호 생성부는 상기 착륙 신호를 발신한 드론이 상기 보관 등록된 드론인 경우, 상기 착륙 공간상에 객체가 감지되면 상기 폐쇄 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
  12. 제 9 항에 있어서, 상기 드론 스테이션은
    상기 착륙 공간의 온도를 낮추는 온도 조절부를 더 포함하고,
    상기 온도 조절부는 상기 착륙 공간상에 객체가 감지되고 상기 착륙 공간이 폐쇄된 상태에서 상기 착륙 공간의 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 드론 스테이션.
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KR102143497B1 (ko) 2019-08-14 2020-08-12 크린팩토메이션 주식회사 드론용 스테이션, 드론 충전을 위한 시스템, 그리고 그에 사용되는 드론

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