KR20230115436A - 5g 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템에 관한 것으로, 그 목적은 원격지에 위치한 조종사가 드론의 안전한 착륙을 유도할 수 있게 한 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 자이로스코프와 가속도계 및 지자계가 통합된 것으로 구성되며 드론에 설치되어 드론의 자세와 속도 및 비행방향에 관한 정보를 검출하는 관성측정장치; 드론의 위치정보를 검출하도록 드론에 설치된 GPS 모듈; 드론의 고도를 검출하도록 드론에 설치된 라이다 센서; 드론의 착륙 시 착륙지점의 고해상도(Full HD) 영상을 촬영하도록 드론에 설치된 카메라; 및 5G 통신망을 이용하여 드론 조종기와 통신을 수행하되, 상기 관성측정장치와 GPS 모듈 및 라이다 센서에서 검출된 정보와 상기 카메라에서 촬영된 고해상도 영상을 5G 통신망을 통해 드론 조정기와 연계된 디스플레이장치로 전송하는 통신모듈;로 이루어진 것을 특징으로 하는 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 드론이 보이지 않은 원거리에서 드론을 안전하게 착륙시킬 수 있게 하는 착륙 보조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고해상도(Full HD)의 영상 촬영을 위한 카메라와, 상기 카메라에서 촬영된 고해상도 영상의 원활한 전송을 위하여 5G 통신망을 이용하는 통신모듈을 포함하여 착류지점에 대한 고해상도 영상과 드론의 상태 정보(기울기, 고도, 속도 등)를 실시간으로 조종사에게 제공하여 원거리에서 드론의 안전한 착륙을 유도할 수 있게 한 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 드론은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인기를 총칭하며, 높은 고도에서 각종 정보를 안전하고 용이하게 수집할 수 있고 지상의 교통흐름에 상관없이 신속한 이동이 가능한 이점으로 인하여 군사, 산업, 레저 등 다양한 분야에서 각광 받고 있다.
한편 드론은 전기 모터에 의해 회전하면서 양력을 발생시키는 다수의 프로펠러가 구비되며, 부여되는 임무의 수행을 위한 각종 부가장비가 선택적으로 탑재된다.
예컨대 드론에는 고층 건축물의 안전진단이나 산불감시 등을 위해 항공영상을 촬영하기 위한 카메라가 탑재되거나, 배달 물품을 기체에 안전하게 고정하는 물품파지장비가 탑재될 수 있다.
이와 같이 공중을 비행하면서 주어진 임무를 수행하는 드론은 임무 수행을 마친 후 지상에 착륙하게 되는데, 드론의 착륙과정에서 주로 문제가 발생하게 된다.
즉 지상에는 공중과 달리 다양한 구조의 장애물이 있으므로 드론의 착륙과정에서 드론과 장애물의 충돌로 인한 사고가 발생할 수 있고, 또한 착륙지점의 지형이 평탄하지 못하고 급격히 기울어진 경우 드론이 전복되면서 프로펠러의 파손이 발생될 수 있다.
이러한 문제는 조종사가 드론 및 착륙지점을 육안으로 확인할 수 없는 원거리 조정 시 더욱 빈번히 발생하게 된다.
한편 종래에는 착륙지점의 영상을 촬영하기 위한 카메라를 드론에 장착하고, 드론에 장착된 카메라에서 촬영된 영상을 LTE 통신망을 통해 원격지의 조종사에게 제공하는 방식이 사용되고 있지만, LTE 통신망을 기반으로 한 방식은 고해상도의 선명한 영상을 제공하기 어려울 뿐만 아니라 전송시간의 지연으로 인하여 드론이 장애물에 매우 근접하였음에도 불구하고 조종사가 드론의 현재 상황을 정확히 인지하기 어렵고, 이에 따라 신속한 대처가 이루어지지 못하여 사고가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 원격지에 위치한 조종사가 드론의 안전한 착륙을 유도할 수 있게 한 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 조종사에게 제공되는 영상 내에 드론의 위치와 상태를 더욱 정확하고 세밀하여 나타내어 보다 안전한 착륙을 유도할 수 있게 한 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 자이로스코프와 가속도계 및 지자계가 통합된 것으로 구성되며 드론에 설치되어 드론의 자세와 속도 및 비행방향에 관한 정보를 검출하는 관성측정장치; 드론의 위치정보를 검출하도록 드론에 설치된 GPS 모듈; 드론의 고도를 검출하도록 드론에 설치된 라이다 센서; 드론의 착륙 시 착륙지점의 고해상도(Full HD) 영상을 촬영하도록 드론에 설치된 카메라; 및 5G 통신망을 이용하여 드론 조종기와 통신을 수행하되, 상기 관성측정장치와 GPS 모듈 및 라이다 센서에서 검출된 정보와 상기 카메라에서 촬영된 고해상도 영상을 5G 통신망을 통해 드론 조정기와 연계된 디스플레이장치로 전송하는 통신모듈;로 이루어진 것을 특징으로 하는 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템을 제공한다.
한편 상기 드론 착륙 보조시스템에 있어서, 상기 디스플레이장치는 드론의 기울기와 속도 및 고도 그리고 카메라에서 촬영된 영상을 화면으로 표시하여 주도록 이루어지되, 드론의 윤곽과 동일한 형상의 가이드 마크를 영상 내의 착륙지점에 표시해주도록 이루어질 수 있다.
한편 상기 드론 착륙 보조시스템에 있어서, 상기 가이드 마크는 드론의 고도에 반비례하여 크기가 조절되는 것이 바람직하다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 착륙지점에 대한 고해상도의 영상을 원격지의 조종사에게 실시간으로 제공하여 줌으로써 드론 조종사의 착륙에 대한 부담을 경감시킬 수 있고, 드론의 착륙과정에서 드론이 주변의 장애물이나 사람과 충돌하는 사고를 현저히 줄일 수 있다.
더욱이 드론의 윤곽과 동일한 형상의 가이드 마크를 영상에 함께 표시하여 줌으로써 착륙지점 주변의 구조물에 드론이 충돌하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 착륙 보조시스템의 구조도,
도 2 는 본 발명에 따른 영상에 가이드 마크가 표시된 상태를 보인 예시도.
도 2 는 본 발명에 따른 영상에 가이드 마크가 표시된 상태를 보인 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론 착륙 보조시스템의 구조도를, 도 2는 본 발명에 따른 영상에 가이드 마크가 표시된 상태를 보인 예시도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템은 드론의 착륙 시 착륙 지점에 대한 영상과 드론의 상태정보를 5G 통신망을 이용하여 원격지에 위치한 조종사에게 신속히 전송하여 보다 안전하고 원활하게 드론을 착륙시킬 수 있게 하는 것으로, 관성측정장치(110), GPS 모듈(120), 라이다 센서(130), 카메라(140), 통신모듈(150)로 구성된다.
상기 관성측정장치(110)는 자이로스코프와 가속도계 및 지자계가 하나의 유닛으로 통합된 것으로 구성되며, 드론에 설치되어 드론의 자세와 비행속도 및 비행방향에 관한 정보를 검출하도록 이루어진다.
상기 GPS 모듈(120)은 드론에 설치되어 GPS 위성에서 보내는 신호를 수신하여 드론의 현재 위치를 검출하도록 이루어진다.
상기 라이다 센서(130)는 드론의 하부로 레이저 펄스를 발사하고 그 빛이 지면에 반사되어 되돌아오는 것을 받아 지면까지의 거리 즉 고도를 검출하도록 이루어진다.
상기 카메라(140)는 드론의 착륙 과정에서 착륙지점에 대한 영상을 촬영하도록 드론에 설치되며, Full HD급 이상의 영상 촬영이 가능한 고해상도 카메라로 구성된다.
한편 카메라(140)에서 촬영되는 고해상도 영상은 H.264 포맷으로 압축되며, 실시간 스트리밍 프로토콜(RTSP:Real-Time Streaming Protocol)을 이용하는 통신모듈(150)에 의해 실시간으로 전송된다.
상기 통신모듈(150)은 5G 통신망을 이용하여 드론 조종기(10) 및 디스플레이장치(20)와 통신을 수행하는 것으로, 드론 조종기(10)에서 발생되는 제어신호를 5G 통신망을 통해 수신하고, 관성측정장치(110)와 GPS 모듈(120) 및 라이다 센서(130)에서 검출된 정보 그리고 카메라(140)에서 촬영된 고해상도 영상을 5G 통신망을 통해 드론 조종기(10)와 연계된 디스플레이장치(20)로 송신하도록 구성된다.
한편 상기 디스플레이장치(20)에는 드론의 통신모듈(150)로부터 5G 통신망을 통해 전송되는 정보를 수신하기 위한 통신모듈과, 전송되는 정보를 저장하는 위한 메모리와, 전송된 정보에 포함된 드론의 기울기와 속도 및 고도 그리고 영상을 나타내기기 위한 화면을 포함한다.
상기 디스플레이장치(20)는 전송된 영상을 화면으로 표시함에 있어서, 드론의 윤곽과 동일한 형상의 가이드 마크(21)를 영상에 오버레이(Overlay) 시켜 영상 내의 착륙지점에 드론을 표시하여 주도록 구성될 수 있다.
이때 상기 가이드 마크(21)는 드론의 고도에 반비례하여 크기가 조절되게 하는 것이 바람직하다.
이를 위하여 상기 디스플레이장치(20)에는 드론으로 전송되는 고도에 따라 가이드 마크(21)의 크기를 미리 설정된 비율로 조절하는 프로그램이 내장된 회로가 포함된다.
이와 같은 구조에 의하면, 드론의 고도가 높은 경우에는 가이드 마크(21)를 작게 표시하여 조종사가 가이드 마크(21)의 방해를 받지 않고 착륙지점의 전체적인 상황을 화면을 통해 확인하면서 드론을 하강시킬 수 있으며, 드론의 고도가 낮아 착륙지점에 근접한 경우에는 가이드 마크(21)를 실제 크기에 맞추어 크게 표시하여 줌으로써 조종사는 주변 장애물과 드론의 충돌을 용이하게 회피할 수 있게 된다.
상기와 같이 구성된 드론 착륙 보조시스템에 의하면, 조종사가 드론의 상태를 육안으로 확인할 수 없는 먼 곳(ex:다른 지역, 다른 나라)에서 주어진 임무를 마친 드론을 착륙시키는 조작을 실시함에 있어서, 조종사는 디스플레이장치(20)의 화면을 통해 드론의 기울기와 속도 및 고도 그리고 착륙지점에 대한 고해상도 영상을 확인하면서 드론의 착륙을 제어하게 되므로, 보이지 않은 곳에서 드론을 착륙시키는 조종사의 부담을 경감시킬 수 있고, 드론을 착륙시키는 과정에서 드론이 주변의 구조물이나 사람과 충돌함으로써 발생되는 사고를 줄일 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 드론 조종기 20: 디스플레이장치
21: 가이드 마크 110: 관성측정장치
120: GPS 모듈 130: 라이다 센서
140: 카메라 150: 통신모듈
10: 드론 조종기 20: 디스플레이장치
21: 가이드 마크 110: 관성측정장치
120: GPS 모듈 130: 라이다 센서
140: 카메라 150: 통신모듈
Claims (3)
- 자이로스코프와 가속도계 및 지자계가 통합된 것으로 구성되며 드론에 설치되어 드론의 자세와 속도 및 비행방향에 관한 정보를 검출하는 관성측정장치(110);
드론의 위치정보를 검출하도록 드론에 설치된 GPS 모듈(120);
드론의 고도를 검출하도록 드론에 설치된 라이다 센서(130);
드론의 착륙 시 착륙지점의 고해상도(Full HD) 영상을 촬영하도록 드론에 설치된 카메라(140); 및
5G 통신망을 이용하여 드론 조종기(10)와 통신을 수행하되, 상기 관성측정장치(110)와 GPS 모듈(120) 및 라이다 센서(130)에서 검출된 정보와 상기 카메라(140)에서 촬영된 고해상도 영상을 5G 통신망을 통해 드론 조정기(10)와 연계된 디스플레이장치(20)로 전송하는 통신모듈(150);로 이루어진 것을 특징으로 하는 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 디스플레이장치(20)는 드론의 기울기와 속도 및 고도 그리고 카메라(140)에서 촬영된 영상을 화면으로 표시하여 주도록 이루어지되, 드론의 윤곽과 동일한 형상의 가이드 마크(21)를 영상 내의 착륙지점에 표시해주도록 이루어진 것을 특징으로 하는 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 가이드 마크(21)는 드론의 고도에 반비례하여 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 5G 통신을 이용한 드론 착륙 보조시스템.
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| KR102259622B1 (ko) | 2020-12-08 | 2021-06-02 | 주식회사 누리온 | 드론 제어 시스템 및 그 방법 |
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2022
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Patent Citations (1)
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| KR102259622B1 (ko) | 2020-12-08 | 2021-06-02 | 주식회사 누리온 | 드론 제어 시스템 및 그 방법 |
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