KR20220087339A - Dual-sensor structure system and method for unmanned aerial vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론 등의 무인항공기에 2개 이상의 센서를 상-하 대칭구조로 장착하여 비행장애물을 감지하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치 및 방법으로, 보다 상세하게는 드론 등의 무인항공기에 각각의 센서가 3차원 구동이 가능하도록 2개 이상의 센서를 상-하 대칭구조로 장착하여 각각의 센서가 함께 또는 개별적으로 비행장애물을 감지하여 감지성능을 향상시킨 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention is a dual structure sensor device and method for an unmanned aerial vehicle, such as a drone, which detects a flight obstacle by mounting two or more sensors in a vertical-bottom symmetrical structure, and more specifically, to each unmanned aerial vehicle such as a drone. A dual structure sensor device and method for an unmanned aerial vehicle in which two or more sensors are mounted in a top-bottom symmetrical structure to enable three-dimensional operation of the sensor, and each sensor detects flying obstacles together or individually to improve detection performance is to provide
Description
본 발명은 드론 등의 무인항공기에 2개 이상의 센서를 상하 대칭구조로 장착하여 비행장애물을 감지하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치 및 방법으로, 보다 상세하게는 각각의 센서부를 3차원 구동이 가능하도록 구성하고 하나의 센서부는 무인항공기의 상부에 설치하고 다른 센서부는 무인항공기의 하부에 설치하여 각각의 센서가 함께 또는 개별적으로 비행장애물을 감지하여 감지성능을 향상시킨 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention is a dual structure sensor device and method for an unmanned aerial vehicle that detects flying obstacles by mounting two or more sensors in a vertical symmetric structure on an unmanned aerial vehicle such as a drone, and more specifically, three-dimensional driving of each sensor unit is possible A dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle in which one sensor part is installed on the upper part of the unmanned aerial vehicle and the other sensor part is installed on the lower part of the unmanned aerial vehicle so that each sensor detects flying obstacles together or individually to improve detection performance and methods.
드론으로 대표되는 무인기(UAV : Unmanned Aerial Vehicle)는 군수용뿐만 아니라 민간용으로도 다양한 분야에서 그 활용도가 높은데, 무인기의 가장 큰 장점으로는 무선으로 사용자가 용이하게 조정할 수 있다는 것과 종래의 비행기와 달리 별도의 방향 전환없이 전-후, 좌-우, 상-하의 6방향으로 별도의 회전 동작없이 바로 이동할 수 있는 것이다.Unmanned Aerial Vehicle (UAV), represented by drones, has high utility in various fields not only for military use but also for civilian use. It can move directly in six directions, forward-backward, left-right, and up-down, without changing the direction of the .
드론은 다양한 용도로 활용되는데 대부분의 경우 지상에서 수미터 또는 십여미터 이내의 높이에서 비행을 하고 이륙 또는 착륙을 위해 필연적으로 낮게 비행하는 경우가 많고, 그럴 경우 빌딩 등의 큰 구조물뿐만 아니라 전선, 나뭇가지, 새 등 미세 장애물도 드론에는 큰 위험요소로 작용한다.Drones are used for a variety of purposes, and in most cases, they fly at a height of several meters or more than a dozen meters above the ground and inevitably fly low for take-off or landing. Small obstacles such as branches and birds also act as a big risk to drones.
최근 AI 기술과 회피 기술이 접목되면서 드론의 자율주행에 대한 기술적 발전이 비약적인데 이러한 드론의 자율주행에서 가장 중요한 요소가 바로 장애물 회피이며, 이를 위해 드론에 광학 기반의 카메라나 레이저 기반의 라이다(LiDAR : Light Detection And Ranging) 그리고 종래 비행기에 사용되던 레이더(RADAR : Radio Detection And Ranging)가 탐지 센서로 드론에 장착되어 장애물을 식별하는 데에 사용되고 있다.Recently, as AI technology and avoidance technology are combined, technological development for autonomous driving of drones has made a leap forward. The most important factor in autonomous driving of drones is obstacle avoidance. LiDAR: Light Detection And Ranging) and radar (RADAR: Radio Detection And Ranging) used in conventional airplanes are mounted on drones as detection sensors and are used to identify obstacles.
드론에 장착되는 센서들인 카메라와 라이다 그리고 레이더의 경우 드론이라는 특수성에 따라 작고 가벼우며 6방향으로 모두 탐지가 가능해야 하지만, 현재까지 드론에는 드론의 전면 또는 하방에 설치된 단일 탐지 센서가 주로 전방 비행방향을 지향하도록 고정되거나 상-하, 좌-우로 120도의 각도 이내에서 움직일 수 있도록 구성되어 전방의 장애물 인식을 중심으로 구성되어 있어 좌-우 내지 후방 및 상방에 위치한 비행장애물에 대한 감지는 제한되어 급선회하는 경우 또는 호버링(Hovering : 드론을 공중에서 움직이지 않고 제자리에 머물게 하는 것) 후 전방 이외의 방향으로 이동하는 경우 장애물 확인을 못해 장애물과의 충돌로 드론이 파손되는 문제점이 있다.In the case of cameras, lidar, and radar, which are sensors mounted on drones, they should be small, light, and capable of detecting in all six directions according to the specificity of the drone. It is fixed to face the direction or it is configured to move within an angle of 120 degrees up-down, left-right, and it is composed mainly of obstacle recognition in the front. When making a sharp turn or moving in a direction other than forward after hovering (holding the drone in place without moving in the air), there is a problem in that the drone is damaged due to collision with an obstacle because it cannot check the obstacle.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 드론에 장착되는 탐지 센서를 3차원으로 움직일 수 있도록 구성하여 전-후, 좌-우 방향을 탐지할 수 있도록 하지만, 회전을 통한 탐지 범위를 넓힐수록 회전으로 인한 감지속도 저하 및 인식율 저하가 발생하는 문제점이 있고, 탐지센서를 3차원으로 구동한다고 하더라도 하나의 탐지 센서로는 전-후, 좌-우, 상-하의 6방향을 모두 탐지할 수 없거나 지연시간이 발생하여 실질적인 효과가 떨어지는 문제점이 있다.To solve this problem, recently, the detection sensor mounted on the drone is configured to move in three dimensions so that it can detect the forward-backward, left-right directions. There is a problem in that speed and recognition rate decrease, and even if the detection sensor is driven in three dimensions, a single detection sensor cannot detect all 6 directions of front-back, left-right, top-bottom, or delay time occurs. Therefore, there is a problem that the practical effect is reduced.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 드론 등의 무인항공기에 각각의 센서부가 3차원 구동이 가능하도록 2개 이상의 센서부를 상-하 대칭구조로 장착하여 각각의 센서부가 함께 또는 개별적으로 전-후, 좌-우, 상-하의 6방향에 대해 지연시간없이 무인항공기의 비행장애물을 감지하여 감지성능을 향상시킨 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치 및 방법을 제공하는 것에 있다.The present invention was created to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to mount two or more sensor units in an up-down symmetrical structure to enable three-dimensional driving of each sensor unit in an unmanned aerial vehicle such as a drone. To provide a dual structure sensor device and method for an unmanned aerial vehicle in which the sensor unit detects flight obstacles of the unmanned aerial vehicle without delay in six directions, forward-backward, left-right, up-down, together or individually, and improving the detection performance it is in
본 발명의 목적을 달성하기 위한 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치는 드론 등 무인항공기의 본체를 중심으로 상부에 장착되어 2축의 3차원 동작이 가능한 상부센서부와 드론의 본체를 중심으로 하부에 장착되어 2축의 3차원 동작이 가능한 하부센서부로 구성되는데, 상기 하부센서부는 드론의 순방향 전진 이동을 중심으로 드론의 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부의 비행장애물을 감지하고, 상기 상부센서부는 드론의 순방향 전진 이동을 중심으로 드론의 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부의 비행장애물을 감지한다.A dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle for achieving the object of the present invention is mounted on the upper part centering on the main body of an unmanned aerial vehicle such as a drone, and is mounted on the lower part centering on the upper sensor unit capable of two-axis three-dimensional operation and the drone's main body It is composed of a lower sensor unit capable of two-axis three-dimensional operation, and the lower sensor unit detects the flight obstacles of the front, front right, front left, right, left and lower parts of the drone based on the forward forward movement of the drone. The upper sensor unit detects the rear part, the rear right side, the rear left side, and the flight obstacle of the upper part of the drone centering on the forward forward movement of the drone.
본 발명에 따른 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치는 드론 등의 무인항공기에 각각의 센서부가 3차원 구동이 가능하도록 2개 이상의 센서부를 상-하 대칭구조로 장착하여 각각의 센서가 함께 또는 개별적으로 비행장애물을 감지하므로 전-후, 좌-우, 상-하의 6방향에 대해 지연시간없이 감지성능을 향상시켜 장애물과의 충돌 등으로 인한 무인항공기의 파손을 줄일 수 있다.The dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle according to the present invention mounts two or more sensor units in an up-down symmetrical structure to enable three-dimensional driving of each sensor unit in an unmanned aerial vehicle such as a drone, so that each sensor is installed together or individually Because it detects flying obstacles, it is possible to reduce damage to the unmanned aerial vehicle due to collisions with obstacles by improving the detection performance without delay in six directions: front-rear, left-right, and up-down.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치를 구비한 무인항공기의 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 2축의 3차원 동작이 가능한 구조의 상부센서부와 하부센서부에 대한 도면.
도 3는 본 발명의 일실시예에 따라 상부센서부와 하부센서부를 모두 레이더 센서로 구성한 개념 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중구조 센서 장치의 구동 방법에 대한 흐름도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 호버링 및 고속 운행 시 이중구조 센서 장치의 구동 방법에 대한 흐름도.1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle having a dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention;
2 is a view of an upper sensor unit and a lower sensor unit having a structure capable of two-axis three-dimensional operation according to an embodiment of the present invention;
3 is a conceptual diagram in which both an upper sensor unit and a lower sensor unit are configured as radar sensors according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart for a method of driving a dual structure sensor device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart for a method of driving a dual structure sensor device during hovering and high-speed operation according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 설명에 앞서, 이하에서 설명하는 실시예는 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 본 실시예에 한정되지 않고 이하의 특허청구의 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 포함한다고 할 것이다.Prior to the description of the present invention, the embodiments described below are merely one embodiment in which the present invention is embodied, and the present invention is not limited to the present embodiment, and as claimed in the claims below, the present invention Without departing from the gist of the invention, it will be said that anyone with ordinary knowledge in the field to which the invention pertains can implement various modifications to the extent possible.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치를 구비한 무인항공기의 사시도로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치는 무인항공기(100)의 본체(10)를 중심으로 본체의 상부에 하나 이상 장착되는 상부센서부(20)와 본체의 하부에 하나 이상 장착되는 하부센서부(30)로 구성되는데, 상기 하부센서부(30)는 무인항공기의 순방향 전진 이동을 중심으로 무인항공기의 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부의 비행장애물을 감지하고, 상기 상부센서부는 무인항공기의 순방향 전진 이동을 중심으로 무인항공기의 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부의 비행장애물을 감지한다.1 is a perspective view of an unmanned aerial vehicle having a dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. It is composed of an
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 2축의 3차원 동작이 가능한 구조의 상부센서부와 하부센서부에 대한 도면으로, 상부센서부(20)는 상기 본체(10)의 상부에 회전이 가능하게 부착되고 수평면 상에서 상기 무인항공기에 대한 회전 자유도를 가지는 상부수평회동부(21)와 상기 상부수평회동부에 회전 가능하게 부착되고 상기 수평면과 직교하는 수직면 상에서 상기 상부수평회동부에 대한 회전 자유도를 갖는 상부수직회동부(22)로 구성되고, 하부센서부(30)는 상기 본체(10)의 하부에 회전이 가능하게 부착되고 수평면 상에서 상기 무인항공기에 대한 회전 자유도를 가지는 하부수평회동부(31)와 상기 하부수평회동부에 회전 가능하게 부착되고 상기 수평면과 직교하는 수직면 상에서 상기 하부수평회동부에 대한 회전 자유도를 갖는 하부수직회동부(32)로 구성된다.2 is a view of an upper sensor unit and a lower sensor unit having a structure capable of two-axis three-dimensional operation according to an embodiment of the present invention, wherein the
무인항공기(100)의 운행에 따라 운행 방향을 확인하고, 확인된 무인항공기의 운행 방향이 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부일 경우 상기 하부수평회동부(31)와 하부수직회동부(32)를 회동시켜 무인항공기의 운행방향과 동일한 방향으로 하부센서모듈(33)을 위치시켜 무인항공기의 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지한다.Check the operation direction according to the operation of the unmanned
동일한 방법으로 확인된 무인항공기의 운행 방향이 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부일 경우 상기 상부수평회동부(21)와 상부수직회동부(22)를 회동시켜 무인항공기의 운행방향과 동일한 방향으로 상부센서모듈(23)을 위치시켜 무인항공기의 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지한다.When the operation direction of the unmanned aerial vehicle confirmed in the same way is the rear part, the rear right side, the rear left side, and the upper part, the upper
도 3는 본 발명의 일실시예에 따라 상부센서부와 하부센서부를 모두 레이더 센서로 구성한 개념도면으로, 상기 상부센서모듈(23)은 레이더 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 상부레이더안테나모듈(24)을 포함하고, 상기 하부센서모듈(33)은 레이더 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 하부레이더안테나모듈(34)을 포함하여 2개의 레이더안테나모듈이 사용되지만, 본체(10) 내부에는 하나의 신호처리모듈(40)에서 상기 상부레이더안테나모듈과 하부레이더안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 선택적으로 받아 처리하게 구성할 수도 있어 무인항공기의 중량을 제한할 수 있다.3 is a conceptual diagram in which both an upper sensor unit and a lower sensor unit are configured as radar sensors according to an embodiment of the present invention. The
상부센서부(20)와 하부센서부(30)에 장착되는 센서는 현재 무인항공기에 주로 사용되는 카메라와 라이다 그리고 레이더 센서들 중 어떤 종류든 가능하고, 각각의 센서 특성이 다르므로 상부센서부와 하부센서부를 이종 센서로 구성하는 것은 물론 상부센서부와 하부센서부를 각각 2개 이상의 동종 또는 이종 센서로 구성할 수도 있어, 비행 상황과 날씨 등 환경에 따라 선택적으로 감지 성능이 우수한 센서를 사용할 수 있다.The sensor mounted on the
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이중구조 센서 장치의 구동 방법에 대한 흐름도로 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치에 있어서, 상기 무인항공기의 운행 방향을 감지하는 운행방향확인단계(S1-1), 상기 무인항공기의 운행 방향이 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부일 경우 상기 하부센서부(30)를 무인항공기의 진행방향으로 회동하는 하부센서부운행정렬단계(S1-2), 상기 무인항공기의 운행 방향이 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부일 경우 상기 상부센서부(20)를 무인항공기의 진행방향으로 회동하는 상부센서부운행정렬단계(S1-3), 상기 하부센서부 또는 상부센서부가 상기 하부센서부운행정렬단계 또는 상부센서부운행정렬단계에 따라 상기 무인항공기의 진행방향으로 정렬되면 상기 무인항공기의 진행방향으로 정렬된 센서부가 작동하여 상기 무인항공기의 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는 장애물감지단계(S1-4)를 포함하고, 추가적으로 상기 장애물감지단계에 의해 구동되지 않는 센서부의 전원을 차단하는 전원절약단계(S2)를 포함할 수 있다.4 is a flowchart for a method of driving a dual structure sensor device according to an embodiment of the present invention. ), when the driving direction of the unmanned aerial vehicle is the front part, the front right side, the front left side, the right side, the left side, and the lower part, the lower sensor unit operation alignment for rotating the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 호버링 및 고속 운행 시 이중구조 센서 장치의 구동 방법에 대한 흐름도로, 무인항공기의 경우 공중에 띄워져 움직이지 않고 제자리에 머물게 하는 호버링(Hovering)을 하는 경우가 있는데, 상기 운행방향확인단계(S1-1) 이전에 상기 무인항공기의 운행 속도를 확인하는 운행속도확인단계(S3-1)에서 상기 무인항공기가 운행하지 않고 공중에서 제자리에 머물러 있어 속도가 0(Zero)인 경우 상기 하부센서부(30)는 상기 무인항공기의 중앙을 기준으로 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부에서 접촉하는 비행장애물을 감지하고, 상기 상부센서부(20)는 상기 무인항공기의 중앙을 기준으로 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부에서 접촉하는 비행장애물을 감지하는 호버링감시단계(S3-2)를 실시하는데, 상기 하부센서부(30)는 무인항공기의 정위치를 기준으로 전방, 전방우측, 전방좌측, 우측, 좌측 그리고 하방을 감지하여 무인항공기가 갑자기 전방, 전방우측, 전방좌측, 우측, 좌측 그리고 하방으로 이동하는 경우 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는데 필요한 기초데이터를 획득하는 감지수단으로 사용하여, 무인항공기가 호버링 이후 전방, 전방우측, 전방좌측, 우측, 좌측 그리고 하방으로 이동하는 경우에 보다 정밀하고 원거리까지 비행장애물을 감지할 수 있고, 상기 상부센서부(20)는 무인항공기의 정위치를 기준으로 후방과 후방우측 및 후방좌측 그리고 상방을 감지하여 무인항공기가 갑자기 후방과 후방우측 및 후방좌측 그리고 상방으로 이동하는 경우 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는데 필요한 기초데이터를 획득하는 감지수단으로 사용하여 무인항공기가 호버링 이후 후방과 후방우측 및 후방좌측 그리고 상방으로 이동하는 경우에 보다 정밀하고 원거리까지 비행장애물을 감지할 수 있으며, 호버링 중에 외부에서 비행장애물이 접근하는 경우 회피 기동을 하거나 다른 무인항공기와의 간격을 유지하는 등의 동작을 할 수 있다.5 is a flowchart for a method of driving a dual-structure sensor device during hovering and high-speed operation according to an embodiment of the present invention. In the operation speed confirmation step (S3-1) of confirming the operation speed of the unmanned aerial vehicle before the operation direction confirmation step (S1-1), the unmanned aerial vehicle does not operate and stays in place in the air, so the speed is 0 In the case of (Zero), the
또한 본 발명의 일실시예에 의하면 상기 무인항공기의 운행 속도를 감지하는 상기 운행속도확인단계(S3-1)에서 상기 무인항공기가 정해진 속도 이상으로 고속 운행하는 경우, 상기 전원절약단계(S2)에서 전원을 차단한 센서부가 상기 하부센서부(30)인 경우 상기 하부센서부의 전원을 인가한 후 상기 하부센서부를 상기 상부센서부(20) 및 상기 무인항공기(100)의 운행 방향과 동일하게 정렬하고, 상기 전원절약단계(S2)에서 전원을 차단한 센서부가 상기 상부센서부(20)인 경우 상기 상부센서부의 전원을 인가한 후 상기 상부센서부를 상기 하부센서부(30) 및 상기 무인항공기(100)의 운행 방향과 동일하게 정렬하는 고속정렬단계(S3-3); 상기 고속정렬단계에서 정렬한 센서부가 상기 하부센서부인 경우 상기 하부센서부는 상기 무인항공기의 원거리 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하고, 상기 고속정렬단계에서 정렬한 센서부가 상기 상부센서부인 경우 상기 상부센서부는 상기 무인항공기의 원거리 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는 고속감시단계(S3-4);를 실시하는데, 고속감시단계(S3-4)의 경우 하나의 센서부는 통상적인 운행 거리를 중심으로 비행장애물을 감지하지만 다른 센서부는 통상 감지 범위보다 원거리를 탐지할 수 있도록 구성하고 빠른 속도로 운행하더라도 무인항공기의 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는데 필요한 기초데이터를 획득하는 감지수단으로 사용하여 무인항공기가 고속으로 이동하는 경우에 보다 정밀하게 원거리까지 비행장애물을 감지할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the unmanned aerial vehicle operates at a higher speed than a predetermined speed in the operation speed checking step (S3-1) of detecting the operation speed of the unmanned aerial vehicle, in the power saving step (S2) When the power-off sensor unit is the
본 발명의 일실시예에 의하면 무인항공기가 일정 고도 이상에서 호버링을 하거나 저속으로 한 방향으로 일정 거리 이상을 이동하는 등의 하나의 센서부로 비행장애물을 충분히 감지할 수 있는 경우 비행 상황에 따라 상기 상부센서부(20)와 상기 하부센서부(30) 중 하나를 동작시키지 않아 배터리를 효율적으로 사용할 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, when an unmanned aerial vehicle can sufficiently detect a flight obstacle with one sensor unit, such as hovering at a certain altitude or higher or moving over a certain distance in one direction at low speed, the upper part of the Since one of the
100 : 무인항공기
10 : 본체
20 : 상부센서부
21 : 상부수평회동부
22 : 상부수직회동부
23 : 상부센서모듈
24 : 상부레이더안테나모듈
30 : 하부센서부
31 : 하부수평회동부
32 : 하부수직회동부
33 : 하부센서모듈
34 : 하부레이터안테나모듈
40 : 신호처리모듈100: unmanned aerial vehicle 10: body
20: upper sensor unit 21: upper horizontal rotating unit 22: upper vertical rotating unit
23: upper sensor module 24: upper radar antenna module
30: lower sensor part 31: lower horizontal rotation part 32: lower vertical rotation part
33: lower sensor module 34: lower rate antenna module
40: signal processing module
Claims (7)
상기 본체의 상부에 하나 이상 장착되는 상부센서부;
상기 본체의 하부에 하나 이상 장착되는 하부센서부;를 포함하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치.
the body of the unmanned aerial vehicle;
At least one upper sensor unit mounted on the upper portion of the body;
A dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle comprising a; at least one lower sensor unit mounted on the lower portion of the main body.
상기 상부센서부는 상기 본체의 상부에 회전이 가능하게 부착되고, 수평면 상에서 상기 무인항공기에 대한 회전 자유도를 가지는 상부수평회동부;와
상기 상부수평회동부에 회전 가능하게 부착되고, 상기 수평면과 직교하는 수직면 상에서 상기 상부수평회동부에 대한 회전 자유도를 갖는 상부수직회동부;와
상기 상부수직회동부의 일측에는 신호를 센싱하는 상부센서모듈;을 포함하고,
상기 하부센서부는 상기 본체의 하부에 회전이 가능하게 부착되고, 수평면 상에서 상기 무인항공기에 대한 회전 자유도를 가지는 하부수평회동부;와
상기 하부수평회동부에 회전 가능하게 부착되고, 상기 수평면과 직교하는 수직면 상에서 상기 하부수평회동부에 대한 회전 자유도를 갖는 하부수직회동부;와
상기 하부수직회동부의 일측에는 신호를 센싱하는 하부센서모듈;을 포함하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치.
According to claim 1,
The upper sensor unit is rotatably attached to the upper portion of the main body, the upper horizontal rotating unit having a degree of freedom of rotation with respect to the unmanned aerial vehicle on a horizontal plane; and
An upper vertical rotation part rotatably attached to the upper horizontal rotation part and having a degree of freedom of rotation with respect to the upper horizontal rotation part on a vertical plane orthogonal to the horizontal plane; and
Including; an upper sensor module for sensing a signal at one side of the upper vertical rotation part;
The lower sensor unit is rotatably attached to a lower portion of the main body, and a lower horizontal rotation unit having a degree of freedom of rotation with respect to the unmanned aerial vehicle on a horizontal plane; and
A lower vertical rotation part rotatably attached to the lower horizontal rotation part and having a degree of freedom of rotation with respect to the lower horizontal rotation part on a vertical plane orthogonal to the horizontal plane; and
A dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle comprising a; a lower sensor module for sensing a signal at one side of the lower vertical rotation part.
상기 상부센서모듈은 레이더 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 상부레이더안테나모듈;을 포함하고
상기 하부센서모듈은 레이더 빔을 송신하고 그 송신된 빔이 반사되는 것을 수신하는 하부레이더안테나모듈;을 포함하고
본체 내부에 상기 상부레이더안테나모듈과 하부레이더안테나모듈에서 송신하고 수신하는 신호들을 처리하는 하나 이상의 신호처리모듈;을 포함하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치.
3. The method of claim 2,
The upper sensor module includes an upper radar antenna module that transmits a radar beam and receives a reflection of the transmitted beam.
The lower sensor module includes a; and a lower radar antenna module that transmits a radar beam and receives the transmitted beam is reflected.
Dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle comprising a; one or more signal processing modules for processing signals transmitted and received by the upper radar antenna module and the lower radar antenna module inside the main body.
상기 상부센서부와 상기 하부센서부는 각각 2개 이상의 동종 또는 이종 센서로 구성되는 것을 포함하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 장치.
3. The method according to claim 1 and 2,
The dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle comprising the upper sensor unit and the lower sensor unit each comprising two or more same or heterogeneous sensors.
상기 무인항공기의 운행 방향을 감지하는 운행방향확인단계;
상기 무인항공기의 운행 방향이 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부일 경우 상기 하부센서부를 무인항공기의 진행방향으로 회동하는 하부센서부운행정렬단계;
상기 무인항공기의 운행 방향이 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부일 경우 상기 상부센서부를 무인항공기의 진행방향으로 회동하는 상부센서부운행정렬단계;
상기 하부센서부 또는 상부센서부가 상기 하부센서부운행정렬단계 또는 상부센서부운행정렬단계에 따라 상기 무인항공기의 진행방향으로 정렬되면 상기 무인항공기의 진행방향으로 정렬된 센서부가 작동하여 상기 무인항공기의 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는 장애물감지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 방법.
In the dual structure sensor device for an unmanned aerial vehicle,
a driving direction checking step of detecting the driving direction of the unmanned aerial vehicle;
a lower sensor unit operation alignment step of rotating the lower sensor unit in the traveling direction of the unmanned aerial vehicle when the operating directions of the unmanned aerial vehicle are the front part, the front right side, the front left side, the right side, the left side, and the lower part;
an upper sensor unit operation alignment step of rotating the upper sensor unit in the traveling direction of the unmanned aerial vehicle when the operating directions of the unmanned aerial vehicle are a rear portion, a rear right side, a rear left side, and an upper portion;
When the lower sensor unit or the upper sensor unit is aligned in the traveling direction of the unmanned aerial vehicle according to the lower sensor unit operation alignment step or the upper sensor unit operation alignment step, the sensor unit aligned in the traveling direction of the unmanned aerial vehicle operates and An obstacle sensing step of detecting a flight obstacle located on a movement path or moving within a predetermined distance based on the movement path; a dual structure sensor method for an unmanned aerial vehicle comprising: a.
상기 운행방향확인단계 이전에 상기 무인항공기의 운행 속도를 확인하는 운행속도확인단계;
상기 운행속도확인단계에서 상기 무인항공기가 운행하지 않고 공중에서 제자리에 머물러 있어 속도가 0(Zero)인 경우 상기 하부센서부는 상기 무인항공기의 중앙을 기준으로 전방부, 전방우측편, 전방좌측편, 우측편, 좌측편 그리고 하방부에서 접촉하는 비행장애물을 감지하고, 상기 상부센서부는 상기 무인항공기의 중앙을 기준으로 후방부와 후방우측편 및 후방좌측편 그리고 상방부에서 접촉하는 비행장애물을 감지하는 호버링감시단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 방법.
6. The method of claim 5,
a driving speed checking step of confirming the operating speed of the unmanned aerial vehicle before the driving direction checking step;
In the operation speed checking step, when the unmanned aerial vehicle does not operate and stays in place in the air and the speed is 0 (zero), the lower sensor unit includes a front part, a front right side, a front left side, Detects flight obstacles in contact with the right side, the left side and the lower part, and the upper sensor unit detects the flight obstacles in contact with the rear part, the rear right side and the rear left side, and the upper part based on the center of the unmanned aerial vehicle A dual structure sensor method for an unmanned aerial vehicle comprising a; hovering monitoring step.
상기 운행속도확인단계에서 상기 무인항공기가 정해진 속도 이상으로 고속 운행하는 경우 상기 전원절약단계에서 전원을 차단한 센서부가 상기 하부센서부인 경우 상기 하부센서부의 전원을 인가한 후 상기 하부센서부를 상기 상부센서부 및 상기 무인항공기의 운행 방향과 동일하게 정렬하고, 상기 전원절약단계에서 전원을 차단한 센서부가 상기 상부센서부인 경우 상기 상부센서부의 전원을 인가한 후 상기 상부센서부를 상기 하부센서부 및 상기 무인항공기의 운행 방향과 동일하게 정렬하는 고속정렬단계;
상기 고속정렬단계에서 정렬한 센서부가 상기 하부센서부인 경우 상기 하부센서부는 상기 무인항공기의 원거리 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하고, 상기 고속정렬단계에서 정렬한 센서부가 상기 상부센서부인 경우 상기 상센서부는 상기 무인항공기의 원거리 이동경로상에 위치하거나 이동경로를 중심으로 일정 거리 내에서 이동하는 비행장애물을 감지하는 고속감시단계;를 가지는 것을 특징으로 하는 무인항공기를 위한 이중구조 센서 방법.6. The method of claim 5,
When the unmanned aerial vehicle operates at a high speed above a predetermined speed in the operation speed checking step, if the sensor unit that cut off power in the power saving step is the lower sensor unit, after applying power to the lower sensor unit, the lower sensor unit is the upper sensor In the case where the upper sensor unit is the upper sensor unit aligned in the same direction as the operation direction of the unit and the unmanned aerial vehicle, and the power is cut off in the power saving step, the upper sensor unit is connected to the lower sensor unit and the unmanned aerial vehicle after applying power to the upper sensor unit. A high-speed alignment step of aligning the same with the direction of flight of the aircraft;
When the sensor unit aligned in the high-speed alignment step is the lower sensor unit, the lower sensor unit detects a flight obstacle located on the long-distance movement path of the unmanned aerial vehicle or moving within a predetermined distance based on the movement path, and the high-speed alignment step When the sensor unit aligned in the upper sensor unit is the upper sensor unit, the image sensor unit has a high-speed monitoring step of detecting a flight obstacle located on the long-distance movement path of the unmanned aerial vehicle or moving within a predetermined distance based on the movement path; characterized in that it has a Dual structure sensor method for unmanned aerial vehicles.
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| KR20160148383A (en) * | 2015-06-16 | 2016-12-26 | 엘지전자 주식회사 | Unmanned aerial vehicle and flying method of the same |
| JP2019505806A (en) * | 2016-02-05 | 2019-02-28 | 日本電産株式会社 | Multicopter with radar system |
| KR102021041B1 (en) | 2018-10-31 | 2019-09-11 | 주식회사 숨비 | Flight obstacle 3d sensing apparatus for drone |
| KR102116031B1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-05-27 | 주식회사 에이엠오토노미 | 3D lidar pitch control device and method for safe take-off and landing of unmanned aerial vehicle |
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2021
- 2021-01-29 KR KR1020210012748A patent/KR102482749B1/en active IP Right Grant
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