KR20220053897A - Drone performance test system using gps signals - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템에 관한 것으로서, 외력에 의하여 이동된 드론의 이동거리를 좌표값으로 생성하여 송신함으로써, 드론의 호버링 성능을 테스트하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a drone performance test system using a GPS signal, and by generating and transmitting the moving distance of a drone moved by an external force as a coordinate value and transmitting it, a drone performance test system using a GPS signal for testing the hovering performance of the drone. it's about
드론(Drone)은 조종사 없이 무선전파의 유도에 의하여 비행 및 조종이 가능한 비행기 또는 헬리콥터 모양의 무인항공기를 의미한다.A drone refers to an unmanned aerial vehicle in the shape of an airplane or helicopter that can fly and be controlled by radio wave guidance without a pilot.
최근에는, 사진 또는 동영상 촬영을 하거나, 농약을 살포하거나, 택배 배송을 실시하는 등 다양한 분야에서 드론이 이용되고 있다.Recently, drones are being used in various fields, such as taking photos or videos, spraying pesticides, or delivering parcels.
그러나, 드론을 이용하여 사진, 동영상 촬영을 하거나 택배를 배송하기 위해서는 드론은 정확하게 자신의 위치를 파악할 수 있어야 하며, 외부 기상변화에도 정확하게 비행을 실시할 수 있어야 한다. However, in order to use a drone to take photos, videos, or deliver parcels, the drone must be able to accurately identify its location, and it must be able to accurately fly even when external weather changes.
이를 위해서, 드론에는 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신 모듈이 설치되고, GPS를 기반으로 비행 또는 호버링을 실시하고 있다.To this end, a GPS receiving module for receiving a GPS signal is installed in the drone, and flying or hovering is performed based on the GPS.
따라서, 드론이 제조된 후에는, 드론이 GPS 신호를 수신 받아 정확하게 비행할 수 있는가에 대한 검증과, 외부 기상변화에도 정확하게 비행을 실시할 수 있는지에 대한 검증이 필수적으로 필요한 실정이다.Therefore, after the drone is manufactured, it is essential to verify whether the drone can accurately fly by receiving a GPS signal and whether it can accurately fly even in external weather changes.
한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 10-2020-0028749호에 개시된다.On the other hand, the technology that is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2020-0028749.
본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 외력에 의하여 이동된 드론의 이동거리를 좌표값으로 생성하여 송신함으로써 드론의 호버링 성능을 테스트하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템을 제공한다.The present invention was created to solve the above problems, and provides a drone performance test system using a GPS signal for testing the hovering performance of the drone by generating and transmitting the moving distance of the drone moved by an external force as a coordinate value. .
상기 목적은 본 발명에 따라, 시험체가 비행 할 수 있는 내부공간이 형성되는 컨테이너부; 상기 컨테이너부의 외부에 설치되고, 인공위성으로부터 수신된 GPS 신호인 제1 신호를 수신받는 수신부; 상기 시험체에 외력을 인가하는 조건제공부; 상기 조건제공부에 의해 상기 시험체가 이동되는 경우, 상기 시험체의 이동을 감지하여 이동정보를 생성하는 센서부; 상기 이동정보를 좌표값으로 변환하여 제2 신호를 생성하는 연산부 및 상기 컨테이너부의 내부 천장 부분에 설치되고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 상기 컨테이너부의 내부로 송신하는 송신부를 포함하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템에 의해 달성된다.The above object according to the present invention, the container unit in which the internal space in which the test body can fly; a receiving unit installed outside the container unit and receiving a first signal that is a GPS signal received from an artificial satellite; a condition providing unit for applying an external force to the test body; a sensor unit that detects the movement of the test object and generates movement information when the test object is moved by the condition providing unit; A GPS signal comprising: a calculator configured to convert the movement information into coordinate values to generate a second signal; and a transmitter installed on an inner ceiling of the container unit and configured to transmit the first signal and the second signal to the interior of the container unit; This is achieved by using a drone performance test system.
또한, 상기 제1 신호와, 상기 제2 신호를 수신받고 상기 제1 신호와, 상기 제2 신호의 감도를 측정하는 감도측정부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a sensitivity measuring unit configured to receive the first signal and the second signal and measure sensitivities of the first signal and the second signal.
또한, 상기 센서부는, 레이더 방식으로 구현되고, 상기 시험체가 이동되는 경우 상기 시험체의 이동을 감지하여 이동정보를 생성하고, 상기 이동정보는, 상기 시험체의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 포함할 수 있다.In addition, the sensor unit is implemented in a radar method, and generates movement information by sensing the movement of the test object when the test object is moved, and the movement information includes a movement direction, a movement distance, and a movement speed of the test object. can
또한, 상기 연산부는, 상기 시험체의 이동정보를 수신받아 상기 시험체의 위치를 좌표값으로 생성하는 제1 변환부와, 상기 좌표값을 GPS 신호로 재 생성하는 신호생성부와, 상기 신호생성부에서 생성된 GPS 신호의 주파수를 변환하여 상기 제2 신호를 생성하는 제2 변환부을 포함할 수 있다.In addition, the operation unit includes a first conversion unit for receiving the movement information of the test object and generating the position of the test object as a coordinate value, a signal generator for regenerating the coordinate value into a GPS signal, and in the signal generator and a second converter configured to convert the frequency of the generated GPS signal to generate the second signal.
또한, 상기 조건제공부는, 상기 송신부가 상기 시험체에 상기 제1 신호를 송신 한 이후, 상기 시험체가 이동될 수 있도록, 상기 시험체에 외력을 인가할 수 있다.In addition, the condition providing unit may apply an external force to the test object so that the test object can be moved after the transmitter transmits the first signal to the test object.
본 발명에 따르면, 실내에서도 외력에 의하여 이동된 드론의 이동거리를 좌표값으로 생성하여 송신함으로써, 실내에서 정확하게 드론의 호버링 성능을 테스트할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to accurately test the hovering performance of a drone indoors by generating and transmitting the movement distance of the drone moved by an external force as a coordinate value even indoors.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템의 개념도이고,
도 2는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제1 신호가 생성되어 이동되는 과정을 나타낸 것이고,
도 3은 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제2 신호가 생성되어 이동되는 과정을 나타낸 것이고,
도 4는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제1 신호와 제2 신호의 감도를 측정하는 것을 나타낸 것이고,
도 5는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 연산부의 구성을 나타낸 것이고,
도 6은 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 드론 인증 과정을 간략하게 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram of a drone performance test system using a GPS signal according to an embodiment of the present invention;
2 shows a process in which a first signal of the drone performance test system of FIG. 1 is generated and moved;
3 shows a process in which a second signal of the drone performance test system of FIG. 1 is generated and moved;
4 shows measuring the sensitivity of the first signal and the second signal of the drone performance test system of FIG. 1;
Figure 5 shows the configuration of the operation unit of the drone performance test system of Figure 1,
6 is a schematic diagram illustrating a drone certification process of the drone performance test system of FIG. 1 .
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings.
그리고 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 성능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. In the description of the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or performance interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템을 설명한다.Hereinafter, a drone performance test system using a GPS signal according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템의 개념도이고, 도 2는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제1 신호가 생성되어 이동되는 과정을 나타낸 것이고, 도 3은 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제2 신호가 생성되어 이동되는 과정을 나타낸 것이고, 도 4는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 제1 신호와 제2 신호의 감도를 측정하는 것을 나타낸 것이고, 도 5는 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 연산부의 구성을 나타낸 것이고, 도 6은 도 1의 드론 성능 테스트 시스템의 드론 인증 과정을 간략하게 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram of a drone performance test system using a GPS signal according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a process in which a first signal of the drone performance test system of FIG. 1 is generated and moved, and FIG. 3 FIG. 1 shows a process in which a second signal of the drone performance test system is generated and moved, FIG. 4 shows the measurement of the sensitivity of the first signal and the second signal of the drone performance test system of FIG. 1 , and FIG. 5 1 shows the configuration of the operation unit of the drone performance test system of FIG. 1 , and FIG. 6 briefly shows the drone certification process of the drone performance test system of FIG. 1 .
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템(100)은 컨테이너부(110), 수신부(120), 조건제공부(130), 센서부(140), 연산부(150), 송신부(160), 감도측정부(170)를 포함한다.1 to 6 , the drone
상기 컨테이너부(110)는 바닥과 측벽 그리고 천장으로 구성될 수 있고, 후술하는 시험체(D)가 비행할 수 있는 내부공간(S)이 형성될 수 있다.The
여기서 상기 시험체(D)는 상기 컨테이너부(110)의 내부공간(S)에서 비행 또는 호버링 하는 것으로서, 드론(Drone)으로 구현될 수 있다.Here, the test object (D) is flying or hovering in the inner space (S) of the
상기 시험체(D)는 GPS 신호를 수신받을 수 있고, GPS 신호를 기반으로 현재 자신의 위치를 파악하여 호버링을 실시할 수 있다.The test subject D may receive a GPS signal, and may perform hovering by identifying its current location based on the GPS signal.
그러나 상기 시험체(D)는 상술한 드론에 제한되지 않고, GPS 신호를 수신받아 호버링을 실시할 수 있는 비행체라면 어떠한 것이라도 무방하다.However, the test object D is not limited to the above-described drone, and any aircraft capable of hovering by receiving a GPS signal may be used.
상기 컨테이너부(110)는 직육면체형의 금속 용기로 구현될 수 있다.The
그러나 상기 컨테이너부(110) 금속 용기로 제한되지 않고, GPS 신호 등 외부의 신호를 차단할 수 있는 것이라면, 어떠한 재료로 만들어지더라도 무방하다.However, the
한편, 상기 컨테이너부(110)의 바닥면에는 길이방향으로 연장된 연결줄이 설치될 수 있다.Meanwhile, a connecting line extending in the longitudinal direction may be installed on the bottom surface of the
이러한 상기 연결줄의 일단은 상기 컨테이너부(110)의 바닥면에 설치되고, 상기 연결줄의 타단은 상기 시험체(D)의 하측부분에 고정될 수 있다.One end of the connecting line may be installed on the bottom surface of the
이때, 상기 연결줄의 길이는 상기 시험체(D)가 비행할 때에 후술하는 상기 조건제공부(130), 상기 센서부(140), 상기 연산부(150) 및/또는 상기 송신부(160)에 닿을 수 없을 정도의 길이인 것이 바람직하다.At this time, the length of the connecting line cannot reach the
이러한 상기 연결줄에 의하면, 상기 시험체(D)가 오작동 하는 경우, 상기 조건제공부(130), 상기 센서부(140), 상기 연산부(150) 및/또는 상기 송신부(160)에 부딪혀 서로 파손되는 것이 방지될 수 있다.According to this connection line, when the test body D malfunctions, it collides with the
상기 수신부(120)는 상기 컨테이너부(110)의 외부에 설치되고, 복수의 인공위성으로부터 각각 GPS 신호를 수신받을 수 있다. 재료로 만들어지더라도 무방하다.The
이때, 상기 수신부(120)는 4개 이상의 인공위성으로부터 GPS 신호를 수신받는 것이 바람직하다. 3개 이하의 인공위성으로부터 GPS 신호를 받는 경우, 전파 송수신 시간에 의하여 오차가 발생될 수 있고, 4개 이상의 인공위성으로부터 GPS 신호를 수신 받을수록 상기 수신부(120)에 의해서 생성되는 좌표값의 정확도가 향상되기 때문이다.In this case, it is preferable that the
상기 수신부(120)는 복수의 인공위성으로부터 수신받은 각 GPS 신호(이하, "제1 신호"라고 함)를 상기 송신부(160)에 송신할 수 있다.The
상기 송신부(160)는 상기 컨테이너부(110)의 내부에 설치될 수 있다. 구체적으로 상기 송신부(160)는 내부 천장 부분에 설치될 수 있다. The
상기 송신부(160)는 상기 수신부(120)로부터 상기 제1 신호를 수신받는 경우 상기 컨테이너부(110)의 내부로 상기 제1 신호를 송신할 수 있다.When receiving the first signal from the
상기 수신부(120)와 상기 송신부(160)의해, GPS 신호가 통과되지 않는 상기 컨테이너부(110) 내부에 GPS 신호가 송신될 수 있다.A GPS signal may be transmitted inside the
상기 컨테이너부(110)의 내부에 위치한 상기 시험체(D)는, 상기 송신부(160)로부터 상기 제1 신호를 수신 받을 수 있으므로, 상기 제1 신호를 기초로 현재 상기 시험체(D)의 좌표값을 생성할 수 있다.Since the test object D located inside the
더 상세히 설명하면, 상기 시험체(D)에는 GPS 신호를 수신할 수 있는 GPS 수신모듈을 구비할 수 있다.In more detail, the test body D may include a GPS receiving module capable of receiving a GPS signal.
상기 시험체(D)에 설치된 GPS 수신모듈은, 상기 송신부(160)로부터 수신받은 상기 제1 신호를 분석하여 각각의 인공위성과 상기 시험체(D)간의 의사거리를 측정한다. 그리고 측정된 의사거리를 기초로 현재 상기 시험체(D)의 위치에 관한 좌표값을 생성할 수 있다.The GPS receiving module installed on the test object D analyzes the first signal received from the
여기서 좌표값은, 상기 시험체(D)가 위치한 위도, 경도, 고도를 포함하는 3차원 위치 좌표값을 의미한다.Here, the coordinate value means a three-dimensional position coordinate value including the latitude, longitude, and altitude at which the test object D is located.
상기 시험체(D)는 생성된 좌표값을 기초로하여 상기 컨테이너부(110)의 내부에서 호버링을 실시할 수 있다.The test object D may hover inside the
상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)가 이동될 수 있도록 상기 시험체(D)에 외부 환경과 유사한 외력을 인가할 수 있다.The
예컨대, 상기 조건제공부(130)는 온도조절장치, 습도조절장치, 팬 및/또는 분무장치로 구성되어 상기 컨테이너부(110) 내부의 바람, 온도, 습도, 강우 등을 조절할 수 있다.For example, the
한편, 상기 컨테이너부(110)는 상기 조건제공부(130)에서 제공하는 바람, 습도, 온도, 강우 등이 상기 컨테이너부(110)의 외부 환경조건에 영향을 받지 않도록 외벽부와 내벽부로 구성될 수 있다.On the other hand, the
상기 외벽부와 상기 내벽부는, 상기 외벽부와 상기 내벽부 사이에 공기층이 형성되도록 배치될 수 있다. The outer wall portion and the inner wall portion may be disposed such that an air layer is formed between the outer wall portion and the inner wall portion.
상술한 상기 외벽부와 상기 내벽부에 의해서 형성되는 공기층에 따르면, 상기 컨테이너부(110)의 측벽에 단열공간이 형성될 수 있으므로, 상기 컨테이너부(110)의 내부환경이 상기 컨테이너부(110)의 외부환경에 의해 변화되는 것이 방지될 수 있다.According to the above-described air layer formed by the outer wall portion and the inner wall portion, an insulating space may be formed on the sidewall of the
상기 조건제공부(130)가 상기 시험체(D)에 인가하는 외력은 상기 시험체(D)가 호버링을 유지할 수 없을 정도의 크기일 수 있다.The external force applied by the
더 상세히 설명하면, 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)에 바람을 제공할 수 있다. 이때, 상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)에 제공되는 바람의 풍속, 풍량, 풍향 등을 제어할 수 있다.In more detail, the
상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)가 상기 제1 신호를 수신 받고 호버링을 시작한 후 기 설정된 시간이 지나면 상기 시험체(D)에 바람을 제공할 수 있다. 예컨대 상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)가 호버링을 시작한 후, 5초가 지나면 상기 시험체(D)에 바람을 제공할 수 있다. The
이때, 상기 조건제공부(130)는 바람의 풍속을 1m/s, 풍량을 10㎥/min으로 제어하여 상기 시험체(D)의 정면에 제공할 수 있다.In this case, the
이후 상기 시험체(D)가 이동되지 않고 지속적으로 호버링 상태를 유지하면, 상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)에 제공되는 바람의 풍속을 2m/s으로 조절하거나, 또는 바람의 풍량을 15㎥/min으로 조절하여 제공할 수 있다.Afterwards, if the test object (D) does not move and maintains a hovering state continuously, the
상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)가 이동될 때까지 상기 시험체(D)에 풍량과 풍속을 조절할 수 있다.The
이러한 상기 조건제공부(130)에 의하면, 상기 시험체(D)의 풍량, 풍속에 따른 호버링 유지 성능을 알 수 있는 효과가 있다.According to the
한편, 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람은, 상기 컨테이너부(110)의 벽면에 간섭되어 이동방향 및 이동속도가 변경될 수 있다. 그리고, 상기 컨테이너부(110)의 벽면에 간섭된 바람은 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람의 이동방향 및 이동속도에 영향을 끼칠 수 있다.Meanwhile, the wind provided by the
즉, 상기 조건제공부(130)에서 상기 시험체(D)에 제공하는 바람의 이동방향 및 이동속도가, 상기 컨테이너부(110)의 벽면에 간섭된 바람에 의하여 왜곡될 수 있으므로 상기 시험체(D)의 풍량, 풍속에 따른 호버링 유지 성능이 정확하게 측정될 수 없는 문제점이 있다.That is, since the moving direction and moving speed of the wind provided to the test body D by the
이러한 문제점을 해결하기 위해, 상기 컨테이너부(110)의 내부에는 흡입구가 형성될 수 있다.In order to solve this problem, a suction port may be formed inside the
상기 흡입구는, 상기 컨테이너부(110)의 내부에 설치되고, 상기 조건제공부(130)와 마주하는 곳에 형성될 수 있다.The suction port may be installed inside the
이때, 상기 흡입구의 흡입력은, 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람의 풍량, 풍속, 풍향에 영향을 미치지 않는 정도인 것이 바람직하다.In this case, the suction power of the suction port is preferably such that it does not affect the wind volume, wind speed, and wind direction provided by the
상기 흡입구는, 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람을 흡입하여, 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람이 상기 컨테이너부(110)의 벽면에 간섭되는 것을 방지할 수 있다.The suction port may absorb the wind provided from the
이에 따르면, 상기 조건제공부(130)에서 제공되는 바람의 풍속, 풍량, 풍향이 상기 시험체(D)에 정확하게 제공될 수 있으므로, 상기 시험체(D)의 호버링 유지 성능이 정확하게 측정될 수 있다.According to this, since the wind speed, air volume, and wind direction of the wind provided by the
한편, 상기 컨테이너부(110)에는 연통관이 설치될 수 있고, 상기 연통관은 상기 흡입구과 연결될 수 있다.Meanwhile, a communication pipe may be installed in the
그리고, 상기 연통관은 일단이 상기 흡입구에 연결되고, 타단은 상기 조건제공부(130)에 연결될 수 있다.In addition, one end of the communication pipe may be connected to the suction port, and the other end may be connected to the
즉, 상기 흡입구를 통해 흡입된 바람은, 상기 연통관을 경유하여 상기 조건제공부(130)로 이동될 수 있다.That is, the wind sucked through the suction port may be moved to the
상기 조건제공부(130)는 상기 연통관으로부터 이동된 바람을 다시 상기 시험체(D)에 제공할 수 있다.The
상기 센서부(140)는 상기 시험체(D)의 이동을 감지하여, 상기 시험체(D)의 이동정보를 생성할 수 있다.The
더 상세히 설명하면, 상기 센서부(140)는 주파수 변조 연속 방식을 이용하는 레이더로 구현될 수 있다.In more detail, the
주파수 변조 연속 방식의 레이더는 안개, 눈, 비, 먼지, 온도 등의 영향을 받지 않으므로 상기 시험체(D)를 보다 정확하게 감지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 다른 주파수에 비하여 인체에 미치는 영향이 적기 때문에 전자파 위험 또한 적다는 이점이 있다.Since the frequency modulation continuous radar is not affected by fog, snow, rain, dust, temperature, etc., it has the advantage of more accurately detecting the test object (D). In addition, since the effect on the human body is small compared to other frequencies, there is an advantage in that the risk of electromagnetic waves is also small.
상기 센서부(140)는 선형적으로 변조된 신호 즉, 전파를 연속적으로 상기 시험체(D)에 송신한다. 이후, 상기 시험체(D)로부터 반사되는 신호를 수신하여 상기 시험체(D)의 동작, 이동거리, 이동방향, 이동속도 등을 산출함으로서써 상기 시험체(D)의 상기 이동정보를 생성할 수 있다.The
한편, 상기 센서부(140)는 상기 시험체(D)의 이동을 정확하게 감지할 수 있도록 상기 컨테이너부(110)의 내부에 3개 이상 설치되는 것이 바람직하다. Meanwhile, it is preferable that three or
상기 센서부(140)에서 생성된 상기 이동정보는 후술하는 상기 연산부(150)로 송신될 수 있다.The movement information generated by the
상기 연산부(150)는 상기 시험체(D)의 상기 이동정보를 수신받아 좌표값으로 변환하여 상기 제2 신호를 생성할 수 있다. 이러한 상기 연산부(150)는 GPS 시뮬레이터에 의하여 구현될 수 있다.The
상기 연산부(150)는 제1변환부(151)와 신호생성부(152)와 제2 변환부(153)를 포함할 수 있다.The
상기 제1변환부(151)는 상기 시험체(D)의 상기 이동정보를 수신받고, 상기 이동정보를 분석하여 현재 상기 시험체(D)의 위치에 관한 좌표값을 생성할 수 있다. The
이때, 좌표값은 상기 시험체(D)가 위치한 위도, 경도, 고도를 포함하는 3차원 위치 좌표값을 의미한다.In this case, the coordinate value means a three-dimensional position coordinate value including the latitude, longitude, and altitude at which the test object D is located.
상기 제1변환부(151)에 의해 생성된 좌표값은 후술하는 상기 신호생성부(152)로 송신된다.The coordinate values generated by the first transforming
상기 신호생성부(152)는 상기 제1변환부(151)로부터 좌표값을 수신받고, 좌표값을 GPS 신호로 재 생성할 수 있다.The
이때, 상기 신호생성부(152)는 수신된 좌표값을 기초로 IF 주파수의 GPS 신호를 생성할 수 있다.In this case, the
더 상세히 설명하면, 상기 신호생성부(152)는 먼저 수신된 좌표값에서 항법 메시지를 생성하는데 필요한 변수들인 항법 데이터를 추출하고, 추출된 항법 데이터를 이용하여 IF 주파수의 GPS신호를 생성하기 위한 항법메시지 프레임을 생성한다. 그리고 항법 데이터와 항법메세지 프레임을 계산하여 IF 주파수의 GPS 신호를 생성할 수 있다.In more detail, the
상기 제2 변환부(153)는 상기 신호생성부(152)에서 생성된 GPS 신호의 주파수를 RF 주파수로 변환하여 상기 제2 신호를 생성할 수 있다.The
그러나 상술한 상기 연산부(150)의 GPS 신호 생성 방법은 상술한 방법에 제한되지 않고, 상기 시험체(D)의 상기 이동정보를 좌표값으로 변환하여 GPS 신호로 생성할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법으로 구현되더라도 무방하다.However, the above-described method of generating a GPS signal of the
한편, 상기 제2 신호는, 상기 시험체(D)가 이동되는 동안에 지속적으로 생성될 수 있다. 즉, 상기 제2 신호는 상기 시험체(D)의 위치에 따라 좌표값이 달라질 수 있다.Meanwhile, the second signal may be continuously generated while the test object D is moved. That is, the second signal may have a different coordinate value depending on the position of the test object D. As shown in FIG.
상기 송신부(160)는 상기 연산부(150)에 의해 생성된 상기 제2 신호를 수신받는 경우, 상기 컨테이너부(110)의 내부로 송신할 수 있다.When receiving the second signal generated by the
즉, 상기 송신부(160)는 상기 수신부(120)로부터 상기 제1 신호를 수신받는 경우에는 상기 컨테이너부(110)에 상기 제1 신호를 송신하고, 상기 연산부(150)로부터 상기 제2 신호를 수신받는 경우에는 상기 컨테이너부(110)에 상기 제2 신호를 송신할 수 있다.That is, when receiving the first signal from the receiving
상기 송신부(160)가 상기 제2 신호를 송신하면, 상기 컨테이너부(110)의 내부에 위치한 상기 시험체(D)는 상기 제2 신호를 수신받는다. 그리고 상기 시험체(D)는 상기 제2 신호를 기초로 현재 상기 시험체(D)의 좌표값을 생성할 수 있다.When the
이때, 생성된 좌표값은 상기 시험체(D)가 이동된 위치에 대한 좌표값 정보일 수 있다.In this case, the generated coordinate value may be coordinate value information on the position to which the test object D is moved.
이에 의하면, 상기 시험체(D)는 좌표값을 통하여 현재 자신의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 상기 시험체(D)는 좌표값을 통하여 자신이 호버링을 시작했던 위치에서 얼마만큼 이동했는지 파악하고, 최초에 호버링을 시작한 위치로 복귀하여 지속적으로 호버링 상태를 유지할 수 있다.According to this, the test object D can determine its current location through the coordinate values. In addition, the test object D can determine how much it has moved from the position where it started hovering through the coordinate values, and return to the position where it initially started hovering to continuously maintain the hovering state.
한편, 상기 시험체(D)가 최초로 호버링을 시작한 위치로 복귀하면, 상기 시험체(D)는 더 이상 이동되지 않고 일정한 위치에서 호버링을 실시하게 된다.On the other hand, when the test object D returns to the position where it first started hovering, the test object D does not move any more and hovering is performed at a fixed position.
상기 센서부(140)는 상기 시험체(D)가 일정한 위치만큼 이동되었다가 복귀하는 동안, 지속적으로 상기 시험체(D)의 위치를 감지하여 상기 연산부(150)로 송신한다.The
구체적으로 설명하면, 상기 연산부(150)는 상기 센서부(140)로부터 상기 시험체(D)의 위치를 수신받아 지속적으로 제3 신호를 생성할 수 있다.Specifically, the
이후, 제3 신호가 제1 신호와 동일해지면 즉, 상기 시험체(D)가 최초로 호버링을 시작한 위치와 현재 상기 시험체(D)의 위치가 동일해지면, 상기 시험체(D)는 더 이상 이동하지 않고, 최초로 호버링을 시작한 위치에서 호버링을 유지할 수 있다.Thereafter, when the third signal becomes the same as the first signal, that is, when the position where the first hovering started of the test object D and the current position of the test object D become the same, the test object D does not move any more, You can keep hovering from the position where you first started hovering.
그리고 상기 송신부(160)는 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 송신할 때, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 송신 세기를 제어할 수 있다.In addition, when transmitting the first signal and the second signal, the
한편, 지상에 위치한 물체가 복수의 인공위성에서 송신하는 각 GPS 신호를 인식할 수 있는 반경은 물체를 기준으로 최대 1.5m 이다.Meanwhile, the radius at which an object located on the ground can recognize each GPS signal transmitted from a plurality of satellites is up to 1.5 m from the object.
즉, 상기 시험체(D) 또한 복수의 인공위성으로부터 수신받은 각 GPS 신호를 인식하는 반경이 1.5m이므로, 상기 시험체(D)가 제1 신호를 수신받을 때 최대 3m의 오차범위가 발생될 수 있다.That is, since the test object D also has a radius of 1.5 m for recognizing each GPS signal received from a plurality of satellites, an error range of up to 3 m may occur when the test object D receives the first signal.
예컨대, 상기 시험체(D)가 인공위성으로부터 수신받은 각 GPS 신호의 좌표의 값이 (1,1,1)일 때 (이하 원점 X), 상기 시험체(D)는 GPS 신호의 좌표값을 (1,4,1) 또는 (-2,1,1) 등의 오차값 X1로 인식할 수 있다.For example, when the coordinate value of each GPS signal received by the test object D from the satellite is (1,1,1) (hereinafter referred to as the origin X), the test object D sets the coordinate value of the GPS signal to (1, It can be recognized as an error value X1 such as 4,1) or (-2,1,1).
따라서, 원점X 와 오차값X1의 차이가 적을수록 정확한 상기 시험체(D)의 위치 좌표값이 생성될 수 있다.Therefore, the smaller the difference between the origin X and the error value X1, the more accurate the position coordinate value of the test object D can be generated.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 상기 송신부(160)는 상기 제1 신호, 상기 제2 신호 및/또는 상기 제3 신호를 송신할 때, 오차 범위를 최소화 할 수 있는 알고리즘이 적용될 수 있다.In order to solve this problem, when the
상술한 알고리즘은 하기와 같은 cost 최소화 알고리즘 수학식을 사용할 수 있다.The above-described algorithm may use the following cost minimization algorithm equation.
여기서 W는 X1-X의 절대값이다.where W is the absolute value of X1-X.
이후, 상술한 수학식을 이용하여 계산된 값을 그래프로 나타내고, 그래프에서의 최소값을 구한다. 그래프에서의 최소값을 구하는 수학식은 아래와 같다.Thereafter, a value calculated using the above-described equation is expressed as a graph, and a minimum value in the graph is obtained. The formula to find the minimum value in the graph is as follows.
상기 감도측정부(170)는, 상기 송신부(160)에서 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호가 송신될 때, 상기 제1 신호 또는 상기 제2 신호의 수신 감도를 측정할 수 있다.The
이러한 상기 감도측정부(170)는, 상기 송신부(160)에서 송신되는 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 세기에 따른 상기 시험체(D)의 수신감도를 측정할 수 있다.The
예를 들면, 상기 송신부(160)에서 상기 제1 신호의 송신 세기를 달리하여 송신했을 때, 상기 감도측정부(170)는 상기 제1 신호를 수신받아 상기 제1 신호의 수신감도를 측정한다.For example, when the
이에 따르면, 상기 시험체(D)가 동작될 수 있는 최소 신호 세기를 알수 있으므로, 상기 시험체(D)의 GPS 신호 수신 감도를 측정할 수 있다.According to this, since the minimum signal strength at which the test object D can be operated can be known, the GPS signal reception sensitivity of the test object D can be measured.
상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템(100)에 따르면, 실내에서도 외력에 의하여 이동된 드론의 이동거리를 GPS 좌표값으로 생성하여 송신함으로써, 실내에서 정확하게 드론의 호버링 성능을 테스트할 수 있다는 효과가 있다According to the drone
이하에서는, GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템을 이용하여 드론 성능을 테스트하는 동작을 간략하게 설명한다.Hereinafter, an operation of testing drone performance using a drone performance test system using a GPS signal will be briefly described.
도 6은 도 1의 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템의 드론 인증 과정을 간략하게 나타낸 것이다.6 is a schematic diagram illustrating a drone certification process of the drone performance test system using the GPS signal of FIG. 1 .
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 상기 수신부(120)는 복수의 인공위성으로부터 각 GPS 신호를 수신 받는다. 그리고 수신 받은 GPS 신호인 상기 제1 신호를 상기 송신부(160)로 송신한다.As shown in FIG. 6 , first, the
상기 송신부(160)는 상기 제1 신호를 수신받고, 상기 컨테이너부(110)의 내부공간(S)으로 상기 제1 신호를 송신할 수 있다.The
이때, 상기 컨테이너부(110) 내부의 상기 시험체(D)는 상기 제1 신호를 수신 받고, 상기 제1 신호를 기초로하여 상기 컨테이너부(110)의 내부공간(S)에서 호버링을 실시할 수 있다.At this time, the test object D inside the
상기 시험체(D)가 호버링을 실시하고 기 설정된 시간이 초과되면, 상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)에 외력을 인가할 수 있다.When the test object (D) performs hovering and a preset time is exceeded, the
상기 조건제공부(130)는 상기 시험체(D)의 위치가 이동될 때까지 상기 시험체(D)에 외력을 지속적으로 인가할 수 있다.The
상기 조건제공부(130)가 인가하는 외력의 크기보다 상기 시험체(D)가 호버링을 유지하는 힘보다 작을 경우, 상기 시험체(D)는 호버링 상태를 유지할 수 있다. When the magnitude of the external force applied by the
반대로 상기 조건제공부(130)가 인가하는 외력의 크기보다 상기 시험체(D)가 호버링을 유지하는 힘보다 클 경우, 상기 시험체(D)는 상기 조건제공부(130)가 인가하는 외력의 크기, 방향만큼 이동될 수 있다.Conversely, when the test body D is greater than the force for maintaining hovering than the magnitude of the external force applied by the
상기 센서부(140)는 상기 시험체(D)가 이동되는 경우, 상기 시험체(D)의 이동을 감지하여 상기 시험체(D)의 상기 이동정보를 생성할 수 있다.When the test object D is moved, the
상기 센서부(140)에 의해 생성된 상기 이동정보는 상기 연산부(150)로 송신되고, 상기 연산부(150)는 상기 이동정보를 좌표값으로 변환한 상기 제2 신호를 생성할 수 있다.The movement information generated by the
상기 제2 신호는 송신부(160)로 송신되고, 이후 송신부(160)에 의해서 상기 컨테이너부(110)의 내부공간(S)으로 송신된다.The second signal is transmitted to the transmitting
이때, 상기 컨테이너부(110) 내부에서 호버링 상태를 유지하고 있던 상기 시험체(D)는 상기 제2 신호를 수신받고, 상기 제2 신호를 기초로 현재 위치의 좌표값을 파악할 수 있다.At this time, the test object D maintaining the hovering state inside the
이후, 상기 시험체(D)는 상기 제2 신호를 기초로, 최초에 호버링을 시작한 위치로 복귀할 수 있다.Thereafter, the test object D may return to a position where it initially started hovering based on the second signal.
한편, 상기 시험체(D)가 최초로 호버링을 시작했던 위치로 복귀하면, 상기 시험체(D)는 더 이상 이동되지 않고 일정한 위치에서 호버링을 실시하게 된다.On the other hand, when the test object D returns to the position where it first started hovering, the test object D does not move any more and hovering is performed at a fixed position.
상기 센서부(140)는 상기 시험체(D)가 일정한 위치만큼 이동되었다가 복귀하는 동안, 지속적으로 상기 시험체(D)의 위치를 감지하여 상기 연산부(150)로 송신한다.The
구체적으로 설명하면, 상기 연산부(150)는 상기 센서부(140)로부터 상기 시험체(D)의 위치를 수신받아 지속적으로 제3 신호를 생성할 수 있다.Specifically, the
이후, 제3 신호가 제1 신호와 동일해지면 즉, 상기 시험체(D)가 최초로 호버링을 시작한 위치와 현재 상기 시험체(D)의 위치가 동일해지면, 상기 시험체(D)는 더 이상 이동하지 않고, 최초로 호버링을 시작한 위치에서 호버링을 유지할 수 있다.Thereafter, when the third signal becomes the same as the first signal, that is, when the position where the first hovering started of the test object D and the current position of the test object D become the same, the test object D does not move any more, You can keep hovering from the position where you first started hovering.
이러한 본 발명의 일 실시 예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템(100)의 동작에 따르면, 실내에서도 외력에 의하여 이동된 드론의 이동거리를 GPS 좌표값으로 생성하여 송신함으로써, 실내에서 정확하게 드론의 호버링 성능을 테스트할 수 있다는 효과가 있다According to the operation of the drone
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.In the above, even though it has been described that all the components constituting the embodiment of the present invention operate by being combined or combined into one, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, terms such as "comprises", "comprises" or "have" described above mean that the corresponding component may be inherent, unless otherwise specified, excluding other components. Rather, it should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the contextual meaning of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.
그리고 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.And, the above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 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.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템
110: 컨테이너부
120: 수신부
130: 조건제공부
140: 센서부
150: 연산부
160: 송신부
170: 감도측정부100: Drone performance test system using a GPS signal according to an embodiment of the present invention
110: container unit
120: receiver
130: conditional provision
140: sensor unit
150: arithmetic unit
160: transmitter
170: sensitivity measurement unit
Claims (5)
상기 컨테이너부의 외부에 설치되고, 인공위성으로부터 수신된 GPS 신호인 제1 신호를 수신받는 수신부;
상기 시험체에 외력을 인가하는 조건제공부;
상기 조건제공부에 의해 상기 시험체가 이동되는 경우, 상기 시험체의 이동을 감지하여 이동정보를 생성하는 센서부;
상기 이동정보를 좌표값으로 변환하여 제2 신호를 생성하는 연산부 및
상기 컨테이너부의 내부 천장 부분에 설치되고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 상기 컨테이너부의 내부로 송신하는 송신부를 포함하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템.
A container part in which an internal space in which a test object can fly is formed;
a receiving unit installed outside the container unit and receiving a first signal that is a GPS signal received from an artificial satellite;
a condition providing unit for applying an external force to the test body;
a sensor unit that detects the movement of the test object and generates movement information when the test object is moved by the condition providing unit;
a calculator for converting the movement information into coordinate values to generate a second signal; and
Drone performance test system using a GPS signal installed on the inner ceiling portion of the container unit and including a transmitter configured to transmit the first signal and the second signal to the inside of the container unit.
상기 제1 신호와, 상기 제2 신호를 수신받고 상기 제1 신호와, 상기 제2 신호의 감도를 측정하는 감도측정부를 더 포함하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템.
The method according to claim 1,
Drone performance test system using a GPS signal further comprising a sensitivity measuring unit receiving the first signal and the second signal and measuring the sensitivities of the first signal and the second signal.
상기 센서부는,
레이더 방식으로 구현되고, 상기 시험체가 이동되는 경우 상기 시험체의 이동을 감지하여 이동정보를 생성하고,
상기 이동정보는,
상기 시험체의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템.
The method according to claim 1,
The sensor unit,
It is implemented in a radar method, and when the test object is moved, it detects the movement of the test object and generates movement information,
The movement information is
Drone performance test system using a GPS signal, characterized in that it includes the moving direction, moving distance, and moving speed of the test object.
상기 연산부는,
상기 시험체의 이동정보를 수신받아 상기 시험체의 위치를 좌표값으로 생성하는 제1 변환부와,
상기 좌표값을 GPS 신호로 재 생성하는 신호생성부와,
상기 신호생성부에서 생성된 GPS 신호의 주파수를 변환하여 상기 제2 신호를 생성하는 제2 변환부을 포함하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템.
4. The method according to claim 3,
The calculation unit,
a first conversion unit receiving the movement information of the test object and generating the position of the test object as a coordinate value;
a signal generator for regenerating the coordinate values into a GPS signal;
Drone performance test system using a GPS signal including a second converter that converts the frequency of the GPS signal generated by the signal generator to generate the second signal.
상기 조건제공부는,
상기 송신부가 상기 시험체에 상기 제1 신호를 송신 한 이후, 상기 시험체가 이동될 수 있도록, 상기 시험체에 외력을 인가하는 것을 특징으로 하는 GPS 신호를 이용한 드론 성능 테스트 시스템.5. The method according to claim 4,
The condition providing unit,
After the transmitter transmits the first signal to the test object, the drone performance test system using a GPS signal, characterized in that applying an external force to the test object so that the test object can be moved.
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2020
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