KR20230075540A - 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론 - Google Patents

멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론 Download PDF

Info

Publication number
KR20230075540A
KR20230075540A KR1020210161818A KR20210161818A KR20230075540A KR 20230075540 A KR20230075540 A KR 20230075540A KR 1020210161818 A KR1020210161818 A KR 1020210161818A KR 20210161818 A KR20210161818 A KR 20210161818A KR 20230075540 A KR20230075540 A KR 20230075540A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drone
magnetic
camera
electromagnet
vegetation information
Prior art date
Application number
KR1020210161818A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102583857B1 (ko
Inventor
김용석
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
주식회사 엠지아이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아대학교 산학협력단, 주식회사 엠지아이티 filed Critical 동아대학교 산학협력단
Priority to KR1020210161818A priority Critical patent/KR102583857B1/ko
Publication of KR20230075540A publication Critical patent/KR20230075540A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102583857B1 publication Critical patent/KR102583857B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B64D47/08—Arrangements of cameras
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/006—Apparatus mounted on flying objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/56—Accessories
    • G03B17/561—Support related camera accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론에 관한 것이다. 이는, 촬영 대상 지역의 상공을 비행하는 드론본체와; 드론본체에 장착되며 자기부상력을 출력하는 자기부상모듈과; 자기부상모듈에서 출력되는 자기력을 받아 부상된 상태를 유지하고, 수직으로 하향 연장되며 하단부에 멀티스펙트럴 카메라를 갖는 카메라지지체와; 드론본체의 롤링 또는 피칭운동 시 작동하여, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 자세유지수단을 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론은, 흔들림 방지장치의 기능이 양호하여, 비행 중의 피칭이나 롤링 시에도, 카메라를 안정적으로 유지시켜 선명한 해상도의 영상을 얻을 수 있게 한다. 또한, 드론 자체에서 발생하는 기계적 진동이 카메라로 전달되지 않으므로, 진동피로에 따른 카메라의 손상이 없다.

Description

멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론{Drone for obtaining vegetation information with multi-spectral camera shake prevention function}
본 발명은 지표면 상의 다양한 식생정보를 파악하기 위한 식생정보 파악용 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 드론에 탑재된 카메라의 흔들림이 거의 없어 정확하고 선명한 영상을 얻을 수 있는, 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론에 관한 것이다.
산림이나 녹지 생태계 등의 훼손을 막고 보존하기 위해서는, 산림과 녹지에 대한 실태 파악과 환경 조사가 선행되어야 한다. 정확한 조사와 분석이 뒷받침 되어야 합리적이고 세부적인 식생관리가 가능하기 때문이다.
기존에는 산림이나 녹지 등의 실태 파악이 주로 인력에 의해 이루어져왔다. 이를테면, 관리자가 직접 산림이나 녹지로 이동하여 식생을 일일이 육안으로 파악하고 필요한 조치를 했던 것이다. 그런데 이러한 인력 방식으로, 넓은 지역을 모두 조사하고 관리하는 것은 물리적 한계가 있을 수밖에 없다.
이에, 근래 들어, 농업분야와 산림분야에도 드론이 사용되기 시작하고 있다. 산림분야에서의 드론은 식생정보 취득의 많은 어려움을 해소해 주고 있다. 가령, 관리자가 들어갈 수 없는 험준하고 넓은 지역의 식생정보를 정확히 그것도 빠른 시간에 파악할 수 있게 하는 것이다. 드론을 이용해, 보다 넓은 지역의 식생지수(NDVI)를 손쉽게 파악할 수 있게 되었다.
알려진 바와 같이, 식생지수는, 식물 군락의 밀도와 빛의 파장대에 따른 반사 특성에 기초를 두고, 각 파장대 간의 특성을 조합하여 식생의 활력도를 나타내는 지수로서, 식생의 시공간 변화특성을 감시하거나 이해하는데 도움을 주는 자료이다.
식생지수를 파악하는 이유는, 식생지수를 분석함으로서 식물의 생육상태나 작물의 변화 등을 시각화 및 데이터화 할 수 있고, 이러한 기초 데이터를 이용해, 작물 성장 기간 동안 농작물에 필요한 조치를 더 빠르고 정확하게 할 수 있기 때문이다.
한편, 식생정보의 파악은, 스펙트럴 카메라를 장착한 드론을 관심지역의 상공에 띄워 자율 비행시키며 대상지역을 촬영하는 방식으로 진행된다. 즉, 도 1에 간략히 도시한 바와 같이, 카메라가 탑재된 드론을 띄워 설정된 촬영 밴드를 따라 매핑 비행시켰던 것이다.
그런데 분광카메라 라는 것이, 본래, 시야각이 좁기 때문에 촬영 시 흔들리면, 원하는 해상도의 영상을 얻을 수 없고, 장치의 흔들림 보정 및 자세 제어에 따른 왜곡이 발생되는 문제점이 있었다. 이러한 이유로 종래에는 드론에 짐벌 등의 흔들림 방지장치를 장착하고 있다. 즉 드론의 하부에 짐벌을 설치하고 짐벌에 카메라를 지지시킨 것이다.
그런데 종래의 짐벌은, 가격이 비싸고, 가격 대비 흔들림 흡수능력이 떨어져 효율성이 그다지 좋지 않다는 단점이 있었다. 흔들림이 제대로 흡수되지 않는다면 촬영된 영상의 선명도가 떨어짐은 물론이다.
국내 등록특허공보 제10-1689197호 (드론용 짐벌 어셈블리)
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 흔들림 방지장치의 기능이 양호하여 카메라를 안정적으로 유지시켜 선명한 해상도의 영상을 얻을 수 있게 하고, 드론 자체에서 발생하는 기계적 진동이 카메라로 전달되지 않는, 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론을 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론은, 촬영 대상 지역의 상공을 비행하는 드론본체와; 드론본체에 장착되며 자기부상력을 출력하는 자기부상모듈과; 자기부상모듈에서 출력되는 자기력을 받아 부상된 상태를 유지하고, 수직으로 하향 연장되며 하단부에 멀티스펙트럴 카메라를 갖는 카메라지지체와; 드론본체의 롤링 또는 피칭운동 시 작동하여, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 자세유지수단을 포함한다.
또한, 상기 자기부상모듈은; 관통구멍을 통해 하부로 개방된 내부공간을 갖는 밀폐케이싱 및 밀폐케이싱에 내장되는 전자석부로 이루어진 마그네틱서포터와, 상기 전자석부를 착자 또는 탈자시키는 전자석제어기를 포함하며, 카메라지지체는; 밀폐케이싱의 내부공간에 수용되되 전자석의 출력 자기력에 의해 내부공간 내에서 떠 있는 승강판과, 승강판에 고정되고 관통구멍을 통해 수직하부로 연장되며, 연장단부에 상기 멀티스펙트럴 카메라를 갖는 비자성수직로드를 구비한다.
아울러, 상기 승강판은 일정두께를 갖는 비자성플레이트이고, 상기 자기부상모듈에는, 승강판의 상면에 고정되는 제1영구자석과 저면에 고정되는 제2영구자석을 더 포함하고, 전자석부는; 제1영구자석의 상부에 위치한 상태로 제1영구자석에 대향하는 상부전자석과, 제2영구자석의 하부에 설치되고 제2영구자석에 대향하는 하부전자석을 구비한다.
그리고, 상기 밀폐케이싱의 관통구멍의 내주면에는, 내주면에 대한 비자성수직로드의 충돌을 방지하는 완충링이 설치된다.
또한, 상기 자세유지수단은; 링의 형상을 취하고, 밀폐케이싱을 감싸며 외주면에 베어링접촉곡면부를 갖는 서라운드링과, 서라운드링을 수용하며, 내주면에, 상기 베어링접촉곡면부와 동일한 곡률을 갖는 대응곡면부가 형성되어 있는 홀딩블록과, 베어링접촉곡면부와 대응곡면부의 사이에 위치하며 서라운드링을 회전 가능하게 지지하는 다수의 베어링과, 밀폐케이스의 상부에 고정되고 상부로 연장된 종동컬럼과, 홀딩블록에 지지되되 종동컬럼을 중심에 두고 대칭을 이루며, 드론본체의 롤링 또는 피칭 운동 시, 종동컬럼을 수평면에 대해 수직으로 유지시켜, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 다수의 액츄에이터를 구비한다.
또한, 상기 자세유지수단은; 링의 형상을 취하고, 밀폐케이싱을 감싸며 외주면에 베어링접촉곡면부를 갖는 서라운드링과, 서라운드링을 수용하며, 내주면에, 상기 베어링접촉곡면부와 동일한 곡률을 갖는 대응곡면부가 형성되어 있는 홀딩블록과, 베어링접촉곡면부와 대응곡면부의 사이에 위치하며 서라운드링을 회전 가능하게 지지하는 다수의 베어링과, 밀폐케이스의 상부에 고정되고 상부로 연장된 종동컬럼과, 홀딩블록에 지지되되 종동컬럼을 중심에 두고 대칭을 이루며, 드론본체의 롤링 또는 피칭 운동 시, 종동컬럼을 수평면에 대해 수직으로 유지시켜, 카메라지지체가 측방향으로 기울어지는 것을 방지하는 다수의 액츄에이터를 구비한다.
아울러, 상기 드론본체에 설치되는 것으로서, 드론본체의 롤링이나 피칭 운동 시, 신호를 출력하는 메인센서부와, 메인센서부의 신호를 전달받아 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러가 더 설치된다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론은, 흔들림 방지장치의 기능이 양호하여, 비행 중의 피칭이나 롤링 시에도, 카메라를 안정적으로 유지시켜 선명한 해상도의 영상을 얻을 수 있게 한다.
또한, 드론 자체에서 발생하는 기계적 진동이 카메라로 전달되지 않으므로, 진동피로에 따른 카메라의 손상이 없다.
도 1은 종래의 식생정보 취득 방식의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론이, 산지의 상공을 통과하며 식생정보를 취득하는 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 드론의 개략적 구성을 나타내 보인 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 하우징의 내부 구성과 작동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시한 마그네틱서포터의 내부 구성을 나타내 보인 일부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 식생정보 취득용 드론의 전체 구성을 나타내 보인 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 드론은 식생정보를 취득하기 위한 목적의 드론이다. 특히, 자기부상력을 이용해 멀티스펙트럴 카메라를 흔들리지 않도록 지지함으로서, 보다 선명한 고해상도의 촬영 결과물을 얻을 수 있게 한다. 즉 드론이 비행 중 전후좌우로 흔들리더라도 드론의 흔들림이나 진동이 카메라로 전달되지 않아 그만큼 양호한 영상을 얻을 수 있는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론(20)이, 산지(10)의 상공을 비행하며 식생식물(12)을 촬영하는 모습을 개념적으로 도시한 도면이다.
드론(20)은 미리 입력된 촬영밴드를 따라 비행하며 멀티스펙트럴 카메라(25)를 이용해 식생식물의 상태를 분광 촬영한다. 멀티스펙트럴 카메라(25)는, 전자기 스펙트럼의 특정 파장 범위에 속한 다중 분광 영상을 얻기 위한 일반적인 장비이다. 다중 분광 영상은 동일한 장면의 여러 단색 영상을 모아 놓은 것으로 서로 다른 센서로 찍은 것이다. 멀티스펙트럴 카메라는, 인간의 눈이 적색과 녹색 및 청색에 대한 수용체로 포획하지 못하는 추가 정보를 추출할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시한 드론(20)의 개략적 구성을 나타내 보인 도면이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 하우징 내부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6은 도 4에 도시한 마그네틱서포터(41)의 내부 구성을 나타내 보인 일부 단면도이다. 그리고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 식생정보 취득용 드론의 전체 구성을 나타내 보인 블록도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론(20)은, 드론본체(21), 자기부상모듈(40), 카메라지지체(47), 자세유지수단(70), 하우징(31)에 수용되는 메인센서부(34) 및 컨트롤러(33)를 포함한다.
드론본체(21)는 관리자에 의해 무선 제어되는 무인비행체로서 그 동작이나 구조는 일반적인 드론과 같다. 드론본체(21)에는 배터리(21a)와 자율비행제어부(21c)와 통신모듈(21e)이 구비된다. 배터리(21a)는 드론본체(21)의 동작에 필요한 전력을 공급하고, 자율비행제어부(21c)는 드론(20)의 비행 중의 비행과 관련된 제어신호를 출력한다. 통신모듈(21e)은 지상으로부터 무선 제어신호를 전달받는다.
자기부상모듈(40)과 자세유지수단(70)은, 멀티스펙트럴 카메라(25)의 흔들림을 최대한 방지하는 것이다. 이를테면, 비행 중의 롤링이나 피칭 운동 시 드론본체(21)의 움직임이 카메라(25)에 그대로 반영되거나, 드론본체에서 발생하는 기계적 진동이 카메라(25)로 전달되는 것을 막는 것이다.
이러한 자기부상모듈(40)은, 마그네틱서포터(41), 전자석제어기(37), 제1영구자석(48a), 제2영구자석(48b)을 포함한다.
마그네틱서포터(41)는, 밀폐케이싱(41a)과 전자석부를 갖는다. 밀폐케이싱(41a)은, 육면체 형태의 박스형 케이스로서 도 6에 도시한 바와 같이, 하부 중앙에 관통구멍(41b)을 갖는다. 관통구멍(41b)은 후술할 비자성수직로드(47c)을 통과시키는 통로이다. 밀폐케이싱(41a)은 비자성금속이나 강화플라스틱으로 제작 가능하다.
관통구멍(41b)에는 미끄럼베어링(42)과 완충링(67)이 장착된다.
완충링(67)은 속이 비어 있는 고무재질의 시일로서, 비자성수직로드(47c)로부터 전달되는 진동을 흡수한다. 미끄럼베어링(42)은 비자성수직로드(47c)의 길이방향 왕복운동을 가이드하는 역할을 한다.
전자석부는, 상부전자석(45)과 하부전자석(46)을 포함한다. 상부전자석(45)은 밀폐케이싱(41a)의 천장부(41c)에, 하부전자석(46)은 밀폐케이싱(41a)의 바닥부(41e)에 고정된다. 상부전자석(45)과 하부전자석(46)은 전자석제어기(37)에 의해 착자(着磁) 또는 탈자(脫磁) 된다. 상부전자석(45)은 하부로 자기력을 출력하고, 하부전자석(46)은 상부로 자기력을 출력한다. 상하부전자석(45)의 출력자기력의 극성이나 자기력의 세기는 전자식제어기(37)를 통해 조절 가능하다.
전자석제어기(37)는 전자석전원(36)과 연결되며 전자석전원(36)의 전력을 상하부전자석(45,46)에 인가한다. 전자석제어기(37)의 작동 방식은 일반적인 것으로서 그에 관한 설명은 생략한다.
아울러 밀폐케이싱(41a)의 측벽부(41d)에는 측부자석판(43)이 고정된다. 측부자석판(43)은 영구자석으로서 비자성승강판(47a)의 외곽부에 고정되어 있는 승강자석(49)에 대응한다. 측부자석판(43)과 승강자석(49)은 서로에 대해 밀어내는 척력을 출력한다. 승강자석(49)이 측부자석판(43)에 부딪히지 않는 것이다.
제1영구자석(48a)는 후술할 비자성승강판(47a)의 상면에 고정되며 상부전자석(45)에 대응한다. 제1영구자석(48a)은 상부로 N극 또는 S극의 자기력을 출력한다. 상부전자석(45)은 제1영구자석(48a)을 향해 N극 또는 S극의 자력을 출력한다. 상부전자석(45)의 출력자기력의 극성에 따라 비자성승강판(47a)을 상부로 당겨 올리거나 하향 가압할 수 있는 것이다.
제2영구자석(48b)은 비자성승강판(47a)의 저면에 고정되고, 하부전자석(46)에 대응한다. 제2영구자석(48b)은 하부로 N극 또는 S극의 자기력을 출력한다. 또한, 하부전자석(46)은 제2영구자석(48b)을 향해 N극 또는 S극의 자력을 출력한다. 하부전자석(46)의 출력자기력의 극성에 따라 비자성승강판(47a)을 상부로 당겨 올리거나 하향 가압할 수 있는 것이다.
결국 상부전자석(45)과 하부전자석(46)의 출력극성과 출력자기력의 세기를 조절함으로써, 비자성승강판(47a)을, 밀폐케이싱(41a) 내부에 띄운 상태로 고정시키거나 상하로 움직이거나 높이를 조절할 수 있는 것이다. 비자성승강판(47a은 밀폐케이싱(41a) 내에서 자기 부상한 상태로 대기한다.
전자석제어기(37)는 위에 설명한 바와 같이, 상부전자석(45)과 하부전자석(46)을 제어하는 것으로서, 상위 컨트롤러(33)의 제어를 받는다. 컨트롤러(33)는, 말하자면, 마스터 컨트롤러로서, 드론의 비행 중 필요할 때에 전자석제어기(37)에 작동 신호를 보낸다.
즉, 드론이 비행 중 갑자기 하강할 때 비자성승간판(47a)을 (드론의 하강 속도와 같은 속도로) 상승시킨 후 감속 및 정지 후 제자리로 복원되도록 하고, 반대로 갑자기 상승할 때 비자성승강판(47a)을 (드론의 상승 속도외 같은 속도로) 하강 시킨 후 감속 및 정지 후 제자리로 복원시키는 것이다. 이러한 일련의 과정은 멀티스펙트럴 카메라(25)가 갑자기 움직이는 것을 막기 위해서이다. 카메라(25)가 갑자기 움직이면 촬영 영상이 크게 흔들리게 된다.
카메라지지체(47)는, 비자성금속이나 합성수지로 제작되며, 비자성승강판(47a)과 비자성수직로드(47c)를 갖는다. 비자성승강판(47a)은 일정두께를 갖는 사각판으로서, 위에 설명한 바와 같이, 자기력에 의해 밀폐케이싱(41a) 내에 떠 있는 상태를 유지한다. 비자성수직로드(47c)는 비자성승강판(47a)의 저면에 고정되고 관통구멍(41b)을 통해 수직하부로 연장되는 직선 막대형 부재로서 하단부에 멀티스펙트럴 카메라(25)를 갖는다.
한편, 자세유지수단(32)은, 드론본체의 롤링 또는 피칭운동 시 작동하여, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 것으로서, 서라운드링(51), 홀딩블록(38), 베어링(39), 종동컬럼(61), 다수의 액츄에이터(65)를 포함한다.
서라운드링(51)은, 위에서 내려다 봤을 때, 일정직경을 갖는 링 또는 휠의 형상을 취하는 부재로서 외주면에 베어링접촉곡면부(51a)를 갖는다. 베어링접촉곡면부(51a)는 다수의 베어링(39)이 점접촉하는 면이다. 베어링접촉곡면부(51a)는, 서라운드링(51)의 원주방향에 대해 직교하는 방향으로 일정 곡률을 진다. 즉, 서라운드링(51)의 중심점 (도 4의 S)을 기준으로 하는 반지름이 r인 원의 원호의 곡률을 갖는다.
서라운드링(51)은 중앙부에 마그네틱서포터(41)를 수용한다. 마그네틱서포터(41)를 감싼 상태로, 마그네틱서포터(41)와 한 몸체로서 함께 움직이는 것이다. 서라운드링(51)도 비자성금속이나 합성수지로 제작 가능하다.
홀딩블록(38)은, 하우징(31)의 하부에 고정되는 블록형 부재로서 중앙부에 지지공간(38a)을 갖는다. 지지공간(38a)은, 상하로 개방되고 서라운드링(51)과 마그네틱서포터(41) 조립체를 수용하는 공간으로서 대응곡면부(38c)를 제공한다.
대응곡면부(38c)는, 베어링접촉곡면부(51a)와 평행한 수용홈으로서 다수의 베어링(39)을 갖는다. 베어링(39)은 대응곡면부(38c)에 고정된 상태로 베어링접촉곡면부(51a)에 점접촉한다. 서라운드링(51)은 베어링(39)에 지지된 상태로 화살표 g방향이나 그 반대 방향으로 회전 가능하다.
종동컬럼(61)은 밀폐케이싱(41a)의 상부 중앙에 고정되고 하우징(31)의 공간부(31a) 내부로 연장된 부재로서 상단부 외측면에 다수의 힌지부(61a)를 갖는다. 힌지부(61a)는 액츄에이터(65)의 일단부가 핀 연결되는 부분이다.
또한 종동컬럼(61)의 상단부 중앙에는 피감지부(63)가 설치된다. 피감지부(63)는 광센서(35)가 감지하는 감지 대상으로서 비자성수직로드(47c)의 중심축선 Z의 연장선에 위치한다. 광센서(35)는 하우징(31)의 천장면 하부에 고정되며 피감지부(63)를 감지하고, 감지 내용을 컨트롤러(33)로 전달한다.
광센서(35)는 피감지부(63)가 감지될 때, 피감지부(63)와 카메라(25)가 일직선상에 있는 것으로 인식한다. 또한 피감지부(63)가 감지되지 않을 때에는 중심축선(Z)이 가령 도 4의 화살표 a방향으로 돌아갔음으로 인식한다.
액츄에이터(65)는 전기식 액츄에이터로서, 일단부는 힌지부(61a)에, 타단부는 홀딩블록(38)의 상면에 링크된다. 홀딩블록(38)의 상면에는 액츄에이터의 하단부를 지지하는 고정힌지(38e)가 마련되어 있다.
액츄에이터(65)는, 종동컬럼(61)을 중심에 두고 대칭을 이루며, 드론본체의 롤링 또는 피칭 운동 시, 종동컬럼을 수평면에 대해 수직으로 유지시켜, 카메라지지체가 측방향으로 기울어지는 것을 억제한다. 즉, 비자성수직로드(47c)가 수평면에 대해 수직의 상태를 유지하게 하는 것이다.
도 4는 드론본체(21)가 수평을 유지하고 있는 상태에서 비자성수직로드(47c)가 수직을 유지하고 있는 모습이다. 또한 도 5는 드론본체(21)가 기울어졌음에도 불구하고 비자성수직로드(47c)가 그대로 수직의 상태를 유지하고 있는 모습이다. 이러한 작동 특성은 메인센서부(34), 컨트롤러(33), 액츄에이터(65)에 의해 구현되는 것이다.
하우징(31)은 공간부(31a)를 제공하는 박스형 부재로서, 드론본체(21)의 중앙부에 고정된다. 공간부(31a)에는, 위에 설명한 컨트롤러(33), 메인센서부(34), 광센서(35), 전자석전원(36), 전자석제어기(37)가 수용된다.
컨트롤러(33)는 메인센서부(34)로부터 신호를 받아, 액츄에이터(65)와 전자석제어기(37)를 제어한다. 메인센서부(34)는, 드론본체(21)의 비행 중의 수평면에 대한 각도 변화 시 신호를 출력한다. 이를테면, 일정한 자세를 유지하며 전진하던 드론(20)이, 방향전환이나 감속 또는 가속을 위해 옆이나 앞뒤 방향으로 기울어질 때 신호를 출력하는 것이다.
결국 상기한 바와 같이 구성되는 본 실시예의 식생정보 취득용 드론은, 비행 중 드론본체가 갑작스럽게 움직인다 하더라도, 드론본체의 움직임이 멀티스펙트럴 카메라(25)에 그대로 전달되는 것을 방지하여 양호한 영상을 취득할 수 있다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10:산지(山地) 12:식생식물 20:드론
21:드론본체 21a:배터리 21c:자율비행제어부
21e:통신모듈 25:카메라 31:하우징
31a:공간부 32:자세유지수단 33:컨트롤러
34:메인센서부 35:광센서 36:전자석전원
37:전자석제어기 38:홀딩블록 38a:지지공간
38c:대응곡면부 38e:고정힌지 39:베어링
40:자기부상모듈 41:마그네틱서포터 41a:밀폐케이싱
41b:관통구멍 41c:천장부 41d:측벽부
41e:바닥부 42:미끄럼베어링 43:측부자석판
45:상부전자석 46:하부전자석 47:카메라지지체
47a:비자성승강판 47c:비자성수직로드 48a:제1영구자석
48b:제2영구자석 49:승강자석 51:서라운드링
51a:베어링접촉곡면부 61:종동컬럼 61a:힌지부
63:피감지부 65:액츄에이터 67:완충링

Claims (6)

  1. 촬영 대상 지역의 상공을 비행하는 드론본체와;
    드론본체에 장착되며 자기부상력을 출력하는 자기부상모듈과;
    자기부상모듈에서 출력되는 자기력을 받아 부상된 상태를 유지하고, 수직으로 하향 연장되며 하단부에 멀티스펙트럴 카메라를 갖는 카메라지지체와;
    드론본체의 롤링 또는 피칭운동 시 작동하여, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 자세유지수단이 포함되는,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기부상모듈은;
    관통구멍을 통해 하부로 개방된 내부공간을 갖는 밀폐케이싱 및 밀폐케이싱에 내장되는 전자석부로 이루어진 마그네틱서포터와,
    상기 전자석부를 착자 또는 탈자시키는 전자석제어기를 포함하며,
    카메라지지체는;
    밀폐케이싱의 내부공간에 수용되되 전자석의 출력 자기력에 의해 내부공간 내에서 떠 있는 승강판과,
    승강판에 고정되고 관통구멍을 통해 수직하부로 연장되며, 연장단부에 상기 멀티스펙트럴 카메라를 갖는 비자성수직로드를 구비하는,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 승강판은 일정두께를 갖는 비자성플레이트이고,
    상기 자기부상모듈에는, 승강판의 상면에 고정되는 제1영구자석과 저면에 고정되는 제2영구자석을 더 포함하고,
    전자석부는;
    제1영구자석의 상부에 위치한 상태로 제1영구자석에 대향하는 상부전자석과,
    제2영구자석의 하부에 설치되고 제2영구자석에 대향하는 하부전자석을 구비하는,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 밀폐케이싱의 관통구멍의 내주면에는, 비자성수직로드 로부터의 진동을 흡수하는 완충링이 설치된,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 자세유지수단은;
    링의 형상을 취하고, 밀폐케이싱을 감싸며 외주면에 베어링접촉곡면부를 갖는 서라운드링과,
    서라운드링을 수용하며, 내주면에, 상기 베어링접촉곡면부와 동일한 곡률을 갖는 대응곡면부가 형성되어 있는 홀딩블록과,
    베어링접촉곡면부와 대응곡면부의 사이에 위치하며 서라운드링을 회전 가능하게 지지하는 다수의 베어링과,
    밀폐케이스의 상부에 고정되고 상부로 연장된 종동컬럼과,
    홀딩블록에 지지되되 종동컬럼을 중심에 두고 대칭을 이루며, 드론본체의 롤링 또는 피칭 운동 시, 종동컬럼을 수평면에 대해 수직으로 유지시켜, 카메라지지체가 수직의 상태를 유지하게 하는 다수의 액츄에이터를 구비하는,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 드론본체에 설치되는 것으로서, 드론본체의 롤링이나 피칭 운동 시, 신호를 출력하는 메인센서부와, 메인센서부의 신호를 전달받아 액츄에이터를 제어하는 컨트롤러가 더 설치되는,
    멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론.
KR1020210161818A 2021-11-23 2021-11-23 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론 KR102583857B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210161818A KR102583857B1 (ko) 2021-11-23 2021-11-23 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210161818A KR102583857B1 (ko) 2021-11-23 2021-11-23 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230075540A true KR20230075540A (ko) 2023-05-31
KR102583857B1 KR102583857B1 (ko) 2023-10-04

Family

ID=86543895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210161818A KR102583857B1 (ko) 2021-11-23 2021-11-23 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102583857B1 (ko)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2772725A2 (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Kabushiki Kaisha Topcon Aerial Photographing System
KR101689197B1 (ko) 2016-06-20 2016-12-23 주식회사 엠지아이티 드론용 짐벌 어셈블리
KR20170100775A (ko) * 2016-02-26 2017-09-05 송기준 드론을 이용한 가상현실 촬영용 카메라 짐벌
JP2017193331A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 インダストリーネットワーク株式会社 ドローン飛行体
WO2018048774A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 X Development Llc Methods and systems for damping oscillations of a payload
CN109533329A (zh) * 2018-10-16 2019-03-29 同济大学 用于无人机充电的磁悬浮定位装置及无人机和充电方法
US20200279682A1 (en) * 2016-01-04 2020-09-03 Renjith THOMAS Magnetic levitation mounted and controlled payload on a curved surface
JP6796975B2 (ja) * 2016-09-16 2020-12-09 株式会社トプコン Ｕａｖ測定装置及びｕａｖ測定システム
KR20210042926A (ko) * 2018-09-05 2021-04-20 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2772725A2 (en) * 2013-02-28 2014-09-03 Kabushiki Kaisha Topcon Aerial Photographing System
US20200279682A1 (en) * 2016-01-04 2020-09-03 Renjith THOMAS Magnetic levitation mounted and controlled payload on a curved surface
KR20170100775A (ko) * 2016-02-26 2017-09-05 송기준 드론을 이용한 가상현실 촬영용 카메라 짐벌
JP2017193331A (ja) * 2016-04-19 2017-10-26 インダストリーネットワーク株式会社 ドローン飛行体
KR101689197B1 (ko) 2016-06-20 2016-12-23 주식회사 엠지아이티 드론용 짐벌 어셈블리
WO2018048774A1 (en) * 2016-09-09 2018-03-15 X Development Llc Methods and systems for damping oscillations of a payload
JP6796975B2 (ja) * 2016-09-16 2020-12-09 株式会社トプコン Ｕａｖ測定装置及びｕａｖ測定システム
KR20210042926A (ko) * 2018-09-05 2021-04-20 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈
CN109533329A (zh) * 2018-10-16 2019-03-29 同济大学 用于无人机充电的磁悬浮定位装置及无人机和充电方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102583857B1 (ko) 2023-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10650235B2 (en) Systems and methods for detecting and tracking movable objects
JP6930616B2 (ja) 制御装置、制御方法および飛行体デバイス
US11017228B2 (en) Method and arrangement for condition monitoring of an installation with operating means
US20180352144A1 (en) Systems and methods for multi-target tracking and autofocusing based on deep machine learning and laser radar
US10436642B2 (en) Lens scanning mode hyperspectral imaging system and rotor unmanned aerial vehicle
CN109843726B (zh) 飞行体、生物体探测系统、生物体探测方法、程序和记录介质
CN108351654A (zh) 用于视觉目标跟踪的系统和方法
KR101759130B1 (ko) 무인항공기를 이용한 농작물 데이터베이스화 구축시스템
KR102129502B1 (ko) 드론을 이용한 지적 측량 시스템 및 방법
JP6670789B2 (ja) Ｇｎｓｓ基地局システム
JP2019211257A (ja) 検査システム
JP2018070010A (ja) 無人航空機制御システム、その制御方法、及びプログラム
JP2016208065A (ja) 動物個体数調査システム
CN114604773A (zh) 用于智能塔吊的安全性警示辅助系统及方法
KR20230075540A (ko) 멀티스펙트럴 카메라 흔들림 방지 기능을 갖는 식생정보 취득용 드론
CN114572845A (zh) 用于智能塔吊工况检测的智能辅助机器人及其控制方法
WO2021166845A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、及びプログラム
JP6555226B2 (ja) 無人航空機制御システム、その制御方法、及びプログラム
WO2016068354A1 (ko) 무인비행기, 타겟 자동 촬영 장치 및 방법
JP2019211486A (ja) 検査システム
CN109213189A (zh) 一种无人机巡线系统及动作判定方法
WO2018158820A1 (ja) 距離算出システム、方法及びプログラム
CN113447486B (zh) 无人机载线性工程病害双目及红外联合诊断系统及方法
WO2022137461A1 (ja) 格納装置、無人飛行体及びシステム
CN212695608U (zh) 一种架空输电线路巡检作业系统及飞行作业平台

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right