KR20230117131A - 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법 - Google Patents
샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230117131A KR20230117131A KR1020237018863A KR20237018863A KR20230117131A KR 20230117131 A KR20230117131 A KR 20230117131A KR 1020237018863 A KR1020237018863 A KR 1020237018863A KR 20237018863 A KR20237018863 A KR 20237018863A KR 20230117131 A KR20230117131 A KR 20230117131A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- drone
- shaft
- actual
- target
- sensor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 18
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
- G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
- G05D1/102—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft specially adapted for vertical take-off of aircraft
-
- 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
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U20/00—Constructional aspects of UAVs
- B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/0055—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots with safety arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U10/00—Type of UAV
- B64U10/10—Rotorcrafts
- B64U10/13—Flying platforms
- B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
-
- 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
- B64U2101/25—UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing
- B64U2101/26—UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing for manufacturing, inspections or repairs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
- B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법에 관한 것이고, 샤프트 (106) 는 적어도 제 1 샤프트 벽 (118) 및 제 1 샤프트 벽 (118) 에 인접한 제 2 샤프트 벽 (120) 을 갖고, 드론 (104) 은 드론 (104) 의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304), 드론 (104) 을 제어하기 위한 액추에이터 시스템 (102), 및 액추에이터 시스템 (102) 을 제어하기 위한 제어 디바이스 (110) 를 갖는다. 그 방법은, 제어 디바이스 (110) 에서, 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304) 에 의해 생성된 센서 데이터 (112) 를 수신하는 단계; 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 제 1 샤프트 벽 (118) 및 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대한 드론 (104) 의 실제 거리들 (lx, lx2, ly) 을 결정하는 단계; 및 샤프트 (106) 에서의 타겟 포지션에 도달할 때까지 드론 (104) 이 커버할 타겟 비행 루트 (s'z) 및 타겟 거리들 (l'x, l'y) 로부터의 실제 거리들 (lx, ly) 의 편차에 기초하여, 드론 (104) 이 샤프트 (106) 를 따라 비행하도록 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 제어 신호 (128) 를 생성하는 단계를 포함한다. 드론 (104) 의 실제 비행 루트 (sz) 는 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 결정되고, 제어 신호 (128) 는 타겟 비행 루트 (s'z) 로부터의 실제 비행 루트 (sz) 의 편차에 기초하여 생성된다. 본 발명에 따르면, 샤프트 (106) 에서의 도어 영역들 (204) 및/또는 높이 마킹들 (205) 은 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 인식되고, 실제 비행 루트 (sz) 는 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 인식된 도어 영역들 (204) 및/또는 높이 마킹들 (205) 에 기초하여 결정된다.
Description
본 발명은 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 언급된 방법을 수행하기 위한 제어 디바이스, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 이러한 종류의 제어 디바이스를 포함하는 드론 제어 시스템 및 그러한 드론 제어 시스템이 장비된 적어도 하나의 드론을 포함하는 엘리베이터 설비에 관한 것이다.
예를 들어, 쿼드로콥터 형태의 드론에는, 예를 들어, 드론의 부분적으로 또는 완전히 자동화된 제어를 가능케 하는 위성 기반 내비게이션 시스템이 장비될 수 있다. 하지만, 특정 조건들 하에서, 예를 들어 드론이 건물들 내에서 비행하고 있을 때 위성 신호의 수신은 제한될 수도 있다. 따라서, 건물들에서 사용하기에 특히 적합한 실내 드론들에는, 그들의 환경을 검출하기 위한 이미지 센서 시스템이 장비될 수 있다. 종종, 그러한 실내 드론이 비행해야 하는 환경은 미리 알려지지 않는다. 따라서, 네비게이션을 위해, 예를 들어, 이미지 센서 시스템의 이미지들로부터 디지털 맵이 생성될 수 있다. 이를 위해, 상대적으로 복잡한 이미지 프로세싱 알고리즘이 일반적으로 요구된다.
드론들은, 예를 들어, 산업 플랜트들 또는 샤프트들의 카메라 보조 검사를 위해 사용될 수 있다. 샤프트를 검사하기 위한 카메라가 장비된 드론의 예가 EP 3 489 184 A1 에 기술되어 있다. 이 경우, 드론은, 샤프트를 따라 수직으로 연장된 기계식 가이드 디바이스에 의해 샤프트를 따라 비행할 때 기계식으로 가이드된다.
JP 2017 226259 A 및 EP 3 739 420 A1 은 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법들을 기술하며, 여기서, 드론들은 샤프트 벽으로부터 정의가능한 거리에서 비행한다.
JP 2017 128440 A 는 엘리베이터 샤프트를 검사하기 위해 엘리베이터 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법을 기술한다.
샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법에 대한 필요성이 있을 수도 있으며, 이에 의해, 드론은 추가적인 기계식 가이드들 없이 및/또는 비교적 간단한 제어 전자기기를 사용하여 샤프트를 따라 부분적으로 또는 완전히 자동화된 방식으로 제어될 수 있다. 결과적으로, 그러한 드론을 제공하기 위한 비용들이 현저히 감소될 수 있다. 이러한 방식으로 단순화된 제어 전자기기는 또한, 증가된 강인성의 이점을 제공한다. 더욱이, 그 방법을 수행하기 위한 제어 디바이스, 컴퓨터 프로그램 제품 및 컴퓨터 판독가능 매체, 그러한 제어 디바이스로 구성된 드론 제어 시스템, 및 그러한 드론 제어 시스템으로 구성된 엘리베이터 설비에 대한 필요성이 있을 수도 있다.
그러한 필요성은 독립항들 중 임의의 독립항의 청구물에 의해 충족될 수 있다. 유리한 실시형태들이 종속항들에서 그리고 다음의 설명에서 정의된다.
본 발명의 제 1 양태는 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 샤프트는 적어도 제 1 샤프트 벽, 및 제 1 샤프트 벽에 인접한 제 2 샤프트 벽을 갖는다. 드론은 드론의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템, 드론을 제어하기 위한 액추에이터 시스템, 및 액추에이터 시스템을 제어하기 위한 제어 디바이스를 갖는다. 그 방법은 적어도, 제어 디바이스에서, 센서 시스템에 의해 생성된 센서 데이터를 수신하는 단계; 센서 데이터를 프로세싱함으로써 제 1 샤프트 벽 및 제 2 샤프트 벽에 대한 드론의 실제 거리들을 결정하는 단계; 및 샤프트에서의 타겟 포지션에 도달할 때까지 드론이 커버할 타겟 비행 루트 및 타겟 거리들로부터의 실제 거리들의 편차에 기초하여, 드론이 샤프트를 따라 비행하도록 액추에이터 시스템을 작동시키기 위한 제어 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 드론의 실제 비행 루트는 센서 데이터를 프로세싱함으로써 결정된다. 제어 신호는, 타겟 비행 루트로부터 실제 비행 루트의 편차에 기초하여 생성된다.
본 발명에 따르면, 샤프트에서의 도어 영역들 및/또는 높이 마킹들이 센서 데이터를 프로세싱함으로써 인식된다. 실제 비행 루트는 센서 데이터를 프로세싱함으로써 인식된 도어 영역들 및/또는 높이 마킹들에 기초하여 결정된다.
도어 영역들 및/또는 높이 마킹들은, 예를 들어, 센서 시스템에 의해 생성된 드론의 환경의 이미지 데이터를 프로세싱함으로써 인식될 수 있다. 이 실시형태는, 예를 들어, 변동하는 주변 압력의 경우에도 드론의 실제 비행 고도를 신뢰성있게 검출하는 것을 가능하게 한다.
그 방법은, 예를 들어, 드론의 제어 디바이스의 프로세서에 의해 자동으로 실행될 수 있다.
여기서 및 하기에서 언급되는 제어 디바이스의 모듈들은 소프트웨어 및/또는 하드웨어로서 구현될 수 있다.
드론은, 예를 들어, 멀티콥터 형태의 무인 항공기를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 하지만, 드론의 다른 설계들이 또한 가능하다. 드론에는, 센서 데이터에 기초하여 액추에이터 시스템의 부분적으로 또는 완전히 자동화된 작동을 위한 제어 소프트웨어가 장비될 수 있다. 제어 소프트웨어는 제어 디바이스의 메모리에 저장되고 제어 디바이스의 프로세서에 의해 실행될 수 있다.
샤프트는, 예를 들어, 엘리베이터 샤프트, 환기 샤프트 또는 케이블 샤프트일 수 있다. 샤프트는 수직으로, 수평으로 및/또는 경사지게 연장될 수 있다. 센서 시스템의 배열 또는 배향은 샤프트의 코스에 적응된다. 타겟 비행 루트는, 드론에 의해 타겟 포지션까지 이동될 경로의 길이를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 타겟 포지션은, 예를 들어, 드론을 초기 포지션으로 다시 이동시키기 위해 드론의 움직임의 방향이 반전될 반전 포지션일 수 있다. 수직 샤프트의 경우, 타겟 비행 루트는, 예를 들어, 드론이 최대로서 도달하거나 마킹에 도달하도록 의도되는 타겟 비행 고도일 수 있다.
제 1 샤프트 벽 및 제 2 샤프트 벽은 그들의 개별 세로방향 에지에서 함께 모이는 샤프트의 세장형 측벽들로서 간주될 수 있다. 예를 들어, 제 1 샤프트 벽 및 제 2 샤프트 벽은 서로 직교하게 배향될 수 있다. 부가적으로, 샤프트는 바닥, 천장, 제 3 샤프트 벽 및/또는 제 4 샤프트 벽을 가질 수 있다. 샤프트 벽들 중 적어도 하나가 하나 이상의 개구들, 예를 들어, 환기 또는 도어 개구들 또는 다른 액세스 개구들을 갖는 것이 가능하다.
센서 시스템은 카메라, LIDAR, 초음파 또는 레이더 센서와 같은 적어도 하나의 환경 센서, 및/또는 예를 들어 관성 측정 유닛의 형태인 가속도 또는 회전율 센서와 같은 적어도 하나의 비행 역학 센서를 가질 수 있다. 더욱이, 센서 시스템은 고도 측정을 위한 기압 센서를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 실행을 위해 필요하지 않더라도, 센서 시스템은 GPS, GLONASS 등의 글로벌 내비게이션 위성 시스템을 이용하여 드론의 지리적 포지션을 결정하기 위한 위치 센서를 추가로 가질 수 있다.
비행 역학 센서에 의해 생성된 비행 역학 데이터는, 예를 들어, 드론의 비행 상태를 안정화시키기 위한 안정성 제어를 위한 입력 데이터로서 사용될 수 있다. 드론의 거리 기반 또는 비행 루트 기반 제어는 안정성 제어에 의해 오버레이될 수 있다.
예를 들어, 실제 거리들을 결정하기 위한 센서 시스템은 LIDAR 센서의 형태인 2D 거리 센서를 포함할 수 있다. LIDAR 센서는, 예를 들어, 드론의 환경을 스캐닝하기 위해 약 360도 회전가능한 레이저 광학기기를 포함할 수 있다. 이 경우, 레이저 광학기기의 회전 평면은 제 1 샤프트 벽 및/또는 제 2 샤프트 벽의 벽 표면에 수직으로 또는 경사지게 배향될 수 있다. 경사진 배향은, 제 1 및 제 2 샤프트 벽에 대한 실제 거리들에 추가하여, 샤프트의 바닥 및/또는 천장에 대한 실제 거리가 이러한 목적으로 요구되는 복수의 센서들 없이 센서 데이터로부터 결정될 수 있다는 이점을 갖는다.
대안적으로, 실제 거리들을 결정하기 위한 센서 시스템은, 예를 들어, 초음파 센서들 또는 LIDAR 센서들의 형태인 복수의 1D 거리 센서들을 포함할 수 있다. 하지만, 2D 거리 센서와 하나 이상의 1D 거리 센서들의 조합이 또한 가능하다.
타겟 거리들은, 예를 들어, 샤프트의 주어진 폭 및/또는 깊이를 고려하여 선택되었을 수도 있다. 마찬가지로, 예를 들어, 타겟 비행 루트는 샤프트의 주어진 높이 또는 길이를 고려하여 선택되었을 수도 있다. 타겟 거리들 또는 타겟 비행 루트는 드론의 사용자에 의해, 대응하는 사용자 인터페이스를 통해 드론의 제어 소프트웨어에 입력되는 것이 가능하다. 하지만, 예를 들어, 드론의 지리적 포지션에 기초하여 타겟 거리들 또는 타겟 비행 루트의 자동 설정이 또한 가능하다. 타겟 비행 루트는 또한, 샤프트에서의 마킹에 의해 표시될 수 있으며, 특히, 언급된 마킹은 타겟 또는 반전 포지션일 수 있다. 마킹은, 예를 들어, 센서 시스템에 의해 광학적으로 인식될 수 있다.
예를 들어, 샤프트의 주어진 지오메트리, 예를 들어 샤프트의 폭, 깊이 및/또는 길이를 정의하는 지오메트리 데이터에 기초하여 타겟 거리들 또는 타겟 비행 루트가 결정되는 것이 가능하다.
지오메트리 데이터는, 예를 들어, 상이한 샤프트들에 대해 상이한 지오메트리 데이터를 저장하기 위한 외부 데이터 저장 디바이스로부터 제어 디바이스에서 수신될 수 있다. 외부 데이터 저장 디바이스는, 예를 들어, 중앙 서버, PC, 랩탑, 스마트폰, 태블릿 또는 다른 모바일 단말기일 수 있다. 이 경우, 지오메트리 데이터는 유선 또는 무선 데이터 커넥션을 통해, 예를 들어, WLAN, 블루투스 또는 모바일 무선 커넥션을 통해 제어 디바이스에 제공될 수 있다. 대안적으로, 상이한 지오메트리 데이터가 또한, 제어 디바이스의 메모리에 저장될 수 있다.
샤프트를 따라 드론을 제어하기 위해, 드론의 실제 비행 루트, 예를 들어, 실제 비행 고도를 결정하는 것이 절대적으로 필요한 것은 아님을 유의한다. 타겟 비행 루트에 대한 준수는 또한, 예를 들어, 타겟 비행 루트에 의존하여 미리정의된 속도 프로파일에 따라 샤프트를 따라 드론을 제어함으로써 보장될 수 있다. 예를 들어, 상이한 타겟 비행 루트들에 대한 상이한 미리정의된 속도 프로파일들이 제어 디바이스에 저장될 수 있다. 대안적으로, 속도 프로파일은 대응하는 수학적 함수를 사용하여 타겟 비행 루트에 의존하여 계산될 수 있다. 또한, 드론은 비행 고도, 드론의 속도 및/또는 배향, 및 자동으로 설정될 샤프트 벽들로부터의 거리들만을 조정하는 인간 조작자에 의해 원격 제어되는 것이 가능하다. 부가적으로, 샤프트의 바닥 및 천장과의 충돌들이 자동으로 방지될 수 있다. 이는 반자동 동작으로서 지칭될 수 있다.
액추에이터 시스템은 3차원 공간에서 드론의 포지션 및/또는 배향을 변경하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 액추에이터 시스템은 하나 이상의 로터(rotor)들 및 로터 또는 로터들을 구동하기 위한 하나 이상의 구동 모터들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 액추에이터 시스템은, 예를 들어, 로터들의 배향을 변경하기 위한 하나 이상의 서보모터들을 포함할 수 있다. 로터들은, 예를 들어, 동일한 회전 평면에 배열될 수 있다. 하지만, 다른 구동 구성들이 또한 가능하다.
실제 비행 루트는, 예를 들어, 샤프트의 바닥 및/또는 천장에 대한 드론의 실제 거리에 기초하여 실제 비행 고도로서 결정될 수 있다. 하지만, 실제 비행 고도는 또한, 드론의 기압 센서의 센서 데이터로부터 결정될 수 있다. 본 실시형태는 또한, 드론이 샤프트를 따라 비행할 때 타겟 포지션을 넘어 비행하는 것을 신뢰성있게 방지할 수 있게 한다.
요컨대, 본 명세서에서 제시된 접근법은, 드론의 주어진 타겟 포지션에서, 2개의 인접한 샤프트 벽들로부터의 그 거리만이 검출 및 평가될 필요가 있다는 점에서, 최소의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 복잡도를 갖는 샤프트를 따른 드론의 제어를 가능케 한다. 따라서, 비행 동작 동안 드론의 환경의 디지털 맵의 복잡한 생성은 생략될 수 있거나 온보드 측정 시스템에 의해 완료될 수 있다. 일반적으로 광범위한 센서 시스템 및 대응하게 복잡한 제어 전자기기가 장비되는 일반적인 실내 드론들과 대조적으로, 이러한 방식으로 단순화된 드론의 비용들은 현저히 낮아질 수 있다.
본 발명의 제 2 양태는 본 발명의 제 1 양태의 실시형태에 따른 방법을 수행하도록 구성된 프로세서를 갖는 제어 디바이스에 관한 것이다. 상기에서 추가로 언급된 바와 같이, 제어 디바이스는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈들을 포함할 수 있다. 프로세서에 추가하여, 제어 디바이스는 메모리 및 주변 디바이스들과의 데이터 통신을 위한 데이터 통신 인터페이스들을 포함할 수도 있다. 본 발명의 제 1 양태의 실시형태에 따른 방법의 특징들은 또한, 제어 디바이스의 특징들일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
본 발명의 제 3 양태는 드론의 액추에이터 시스템을 작동시키기 위한 드론 제어 시스템에 관한 것이다. 드론 제어 시스템은 드론의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템, 및 본 발명의 제 2 양태의 실시형태에 따른 제어 디바이스를 포함한다. 본 발명의 제 1 양태의 실시형태에 따른 방법의 특징들은 또한, 드론 제어 시스템의 특징들일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
본 발명의 제 4 양태는 엘리베이터 설비, 예를 들어, 화물 또는 승객 엘리베이터에 관한 것이다. 엘리베이터 설비는 적어도 제 1 샤프트 벽 및 제 1 샤프트 벽에 인접한 제 2 샤프트 벽을 갖는 적어도 하나의 엘리베이터 샤프트, 및 엘리베이터 샤프트를 따라 제어되는 적어도 하나의 드론을 포함하고, 그 드론에는, 드론을 제어하기 위한 액추에이터 시스템, 및 본 발명의 제 3 양태의 실시형태에 따른 드론을 작동시키기 위한 드론 제어 시스템이 장비된다. 드론 또는 드론들에 의해, 특히, 엘리베이터 샤프트에서의 엘리베이터 설비의 엘리먼트들, 예를 들어, 가이드 레일 또는 엘리베이터 카의 설치 전에 엘리베이터 샤프트를 측정 및/또는 검사하는 것이 가능하다. 더욱이, 드론 또는 드론들은, 예를 들어, 엘리베이터 샤프트에서 자동화된 방식으로 화물들을 수용 및/또는 적재하기 위해 엘리베이터 샤프트를 통해 화물들을 이송하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 컴퓨터 프로그램은, 프로세서로 하여금 컴퓨터 프로그램이 프로세서에 의해 실행될 때 본 발명의 제 1 양태의 실시형태에 따른 방법을 수행하게 하는 명령들을 포함한다.
본 발명의 제 6 양태는, 본 발명의 제 5 양태의 실시형태에 따른 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 컴퓨터 판독가능 매체는 휘발성 또는 비휘발성 데이터 메모리일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체는 하드 디스크, USB 메모리 디바이스, RAM, ROM, EPROM, 또는 플래시 메모리일 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한, 프로그램 코드가 인터넷 또는 데이터 클라우드와 같이 다운로드될 수 있게 하는 데이터 통신 네트워크일 수 있다.
본 발명의 제 1 양태의 실시형태에 따른 방법의 특징들은 또한, 컴퓨터 프로그램 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체의 특징들일 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
본 발명의 실시형태들의 가능한 특징들 및 이점들은, 그 중에서도 그리고 본 발명을 한정하지 않고, 하기에서 설명되는 개념들 및 발견들에 기초하는 것으로 고려될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 실제 거리들은 제 1 공간 방향으로의 제 1 샤프트 벽에 대한 드론의 제 1 실제 거리, 및 제 1 공간 방향에 직교하는 제 2 공간 방향으로의 제 2 샤프트 벽에 대한 드론의 제 2 실제 거리를 포함한다. 이 경우, 제어 신호는 제 1 타겟 거리로부터의 제 1 실제 거리의 편차 및 제 2 타겟 거리로부터의 제 2 실제 거리의 편차에 기초하여 생성된다.
제 1 공간 방향은, 예를 들어, 샤프트의 폭 방향에 대응할 수 있다. 제 2 공간 방향은, 예를 들어, 샤프트의 깊이 방향에 대응할 수 있다. 이 경우, 제어 신호는, 드론을 샤프트의 수직 또는 세로방향으로 제어하기 위하여 생성될 수 있다. 제 1 실제 거리 및 제 2 실제 거리는, 예를 들어, 초음파 센서 형태의, 예를 들어, 1D 거리 센서에 의해 검출되었을 수도 있다. 하지만, 상기에서 이미 언급된 바와 같이, 예를 들어, LIDAR 센서의 형태인 2D 거리 센서의 사용이 또한, 제 1 및 제 2 실제 거리를 검출하기 위해 가능하다. 제어 신호는, 타겟 거리들로부터의 실제 거리들의 편차가 가능한 한 작고 및/또는 실제 거리들이 가능한 한 일정한 방식으로 생성될 수 있다. 제 1 타겟 거리 및 제 2 타겟 거리는 동일하거나 상이할 수도 있다. 이 실시형태에 의하면, 간단한 수단에 의해, 드론이 샤프트를 따라 비행할 때 샤프트 벽들과 접촉하는 것을 방지하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제 1 타겟 거리 및 제 2 타겟 거리는, 드론이 샤프트에서 가능한 한 중앙으로 비행하도록 선택될 수 있다. 하지만, 제 1 타겟 거리 및 제 2 타겟 거리는 또한, 소망에 따라 상이하게 선택될 수 있다. 드론의 비행 동안 타겟 거리들이 변경되는 것이 또한 가능하다. 이는, 예를 들어, 비행 고도, 샤프트에서의 마킹들의 검출에 의존하여, 또는 인간 조작자에 의해 수동으로 발생할 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 실제 거리들은 제 1 공간 방향으로의 제 1 샤프트 벽에 대한 드론의 추가적인 제 1 실제 거리를 포함한다. 이 경우, 제 1 실제 거리 및 추가적인 제 1 실제 거리는 제 1 샤프트 벽의 상이한 포인트들과 연관된다. 제 1 실제 거리 및 추가적인 제 1 실제 거리에 기초하여, 드론의 실제 배향이 결정된다. 이 경우, 제어 신호는 추가로, 타겟 배향으로부터의 실제 배향의 편차에 기초하여 생성된다. 예를 들어, 제 1 실제 거리 및 추가적인 제 1 실제 거리를 검출하기 위해, 드론은 정의된 간격으로 서로 옆에 배열된 2개의 1D 거리 센서들을 가질 수 있다. 이 실시형태에 의하면, 드론의 실제 배향, 예를 들어, 드론의 요 (yaw) 각도는 제 1 실제 거리와 추가적인 제 1 실제 거리 사이의 차이를 계산함으로써 매우 쉽게 결정될 수 있다. 드론의 실제 배향의 설명된 결정은 2D 센서의 측정 데이터로부터 유사하게 결정될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 샤프트의 천장에 대한 드론의 제 3 실제 거리는 추가로, 센서 데이터를 프로세싱함으로써 결정된다. 이 경우, 제어 신호는 추가로, 제 3 타겟 거리로부터의 제 3 실제 거리의 편차에 기초하여 생성된다. 타겟 비행 루트는, 예를 들어, 제 3 타겟 거리에 의해 정의될 수 있다. 제 3 실제 거리는, 예를 들어, 가능하게는 천장에 경사지게 배향되는 1D 거리 센서 또는 2D 거리 센서에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 간단한 수단에 의해, 드론이 타겟 포지션을 넘어 비행하지 않음을 보장하는 것이 가능하다. 제 3 타겟 거리는, 드론이 천장과 접촉하는 것 또는 천장에 너무 가깝게 접근하는 것을 방지하도록 선택될 수 있다. 따라서, 샤프트를 따라 비행하는 동안 드론에 대한 손상이 회피될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 샤프트의 바닥에 대한 드론의 제 4 실제 거리는 추가로, 센서 데이터를 프로세싱함으로써 결정된다. 이 경우, 제어 신호는 추가로, 제 4 타겟 거리로부터의 제 4 실제 거리의 편차에 기초하여 생성된다. 타겟 비행 루트는, 예를 들어, 제 4 타겟 거리에 의해 정의될 수 있다. 제 4 실제 거리는, 예를 들어, 가능하게는 지면에 경사지게 배향되는 1D 거리 센서 또는 2D 거리 센서에 의해 검출될 수 있다. 따라서, 간단한 수단에 의해, 드론이 타겟 포지션을 넘어 비행하지 않음을 보장하는 것이 가능하다. 따라서, 샤프트의 바닥 상으로의 드론의 안전한 착륙이 또한 보장될 수 있다.
드론은, 예를 들어, 초기 포지션에서 샤프트의 바닥 상에 위치될 수 있다. 예를 들어, 드론은, 초기 포지션에서, 샤프트의 바닥 상에서, 제 1 샤프트 벽과 제 2 샤프트 벽 사이의 중심에 대해 오프셋되거나 제 1 샤프트 벽과 제 2 샤프트 벽 사이의 중앙에 배치될 수 있다. 제어 신호는, 예를 들어, 초기 포지션에 위치된 드론이 샤프트의 바닥으로부터 상승하고, 타겟 포지션만큼 멀리 비행하고, 그곳으로부터 샤프트의 바닥으로 다시 비행하고, 마지막으로 샤프트의 바닥 상에 착륙하는 방식으로 생성될 수 있다. 샤프트의 바닥 상으로의 드론의 설명된 포지셔닝에 의하면, 샤프트 벽들로부터의 타겟 거리들 및 드론의 타겟 배향이 결정되거나 고정된다.
일 실시형태에 따르면, 그 방법은, 센서 데이터로부터 샤프트의 측정된 폭, 깊이 및/또는 길이를 포함하는 측정 데이터를 생성하는 단계를 더 포함한다. 이를 위해, 센서 데이터는 제어 디바이스에 의해 적합한 방식으로 필터링 및/또는 변환될 수 있다. 측정 데이터는, 예를 들어, 3차원 좌표계에서 샤프트의 지오메트리를 맵핑하는 복수의 측정 포인트들의 좌표들을 포함할 수 있다. 따라서, 이 실시형태는 샤프트의 자동화된 측정을 가능케 한다.
일 실시형태에 따르면, 그 방법은 센서 데이터 및/또는 센서 데이터로부터 생성된 데이터를 제어 디바이스로부터 외부 데이터 프로세싱 디바이스로 송신하는 단계를 더 포함한다. 제어 디바이스에 의해 송신된 센서 데이터는, 예를 들어, 샤프트의 이미지 데이터를 포함할 수 있다. 센서 데이터로부터 생성된 데이터는, 예를 들어, 센서 데이터의 필터링 및/또는 변환에 의해 생성된 데이터, 예를 들어, 측정 데이터일 수 있다. 송신은, 예를 들어, 드론의 비행 동작 동안 발생할 수 있다. 따라서, 센서 데이터 및/또는 센서 데이터로부터 생성된 데이터의 외부 평가가 가능하게 된다. 이는, 제어 유닛의 하드웨어 및/또는 소프트웨어가 매우 간단하게 유지될 수 있다는 이점을 갖는다. 예를 들어, 외부 데이터 프로세싱 디바이스는 센서 데이터 및/또는 센서 데이터로부터 생성된 데이터로부터 지오메트리 데이터 (상기 추가 참조) 를 생성하도록 구성될 수 있다.
일 실시형태에 따르면, 센서 시스템은 드론의 환경을 검출하기 위한 초음파 센서 시스템 및/또는 레이저 센서 시스템을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 센서 시스템은 드론의 비행 상태를 검출하기 위한 가속도 센서 시스템을 포함할 수 있다. 가속도 센서 시스템은, 예를 들어, 관성 측정 유닛 또는 자이로스코프 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 드론의 생산 비용들은, 드론의 위성 기반 로케이팅 및 카메라들의 생략에 의해 크게 감소될 수 있다.
본 발명의 실시형태들은 첨부 도면들을 참조하여 하기에서 설명될 것이며, 도면들이나 설명은 본 발명을 한정하는 것으로서 해석되도록 의도되지 않는다.
도 1 은 샤프트에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 드론 제어 시스템을 포함한 드론의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 드론 제어 시스템의 확대 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘리베이터 설비의 개략도이다.
도 4 는 도 3 으로부터의 엘리베이터 샤프트의 단면도이다.
도면들은 단지 개략적인 것이고 스케일링하기 위한 것은 아니다. 상이한 도면들에서, 동일한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 특징부들을 나타낸다.
도 1 은 샤프트에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 드론 제어 시스템을 포함한 드론의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 드론 제어 시스템의 확대 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 엘리베이터 설비의 개략도이다.
도 4 는 도 3 으로부터의 엘리베이터 샤프트의 단면도이다.
도면들은 단지 개략적인 것이고 스케일링하기 위한 것은 아니다. 상이한 도면들에서, 동일한 참조 부호들은 동일하거나 유사한 특징부들을 나타낸다.
도 1 및 도 2 는, 본 명세서에서 쿼드로콥터의 예로서 드론 (104) 의 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 드론 제어 시스템 (100) 을 도시하며, 그 액추에이터 시스템 (102) 은 서로 별도로 작동될 수 있는 4개의 프로펠러 유닛들을 포함한다. 드론 (104) 은 샤프트 (106), 예를 들어, 엘리베이터, 환기 또는 케이블 샤프트에 위치된다. 드론 제어 시스템 (100) 은, 드론 (104) 이 샤프트 (106) 를 따라, 즉, 샤프트 (106) 의 세로 방향으로 비행하도록 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키도록 구성된다.
이를 위해, 드론 제어 시스템 (100) 은 드론 (104) 의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템 (108) 뿐만 아니라, 드론 (104) 의 환경 및/또는 비행 상태의 검출 동안 센서 시스템 (108) 에 의해 생성되는 센서 데이터 (112) 에 기초하여 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 제어 디바이스 (110) 를 포함한다.
하기에서 설명되는 제어 디바이스 (110) 의 모듈들은 대응하는 컴퓨터 프로그램의 형태로 제어 디바이스 (110) 의 메모리 (114) 에 저장될 수도 있고, 제어 디바이스 (110) 의 프로세서 (116) 에 의해 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써 실행될 수도 있다 (도 1 참조). 하지만, 모듈들이 하드웨어로서 구현되는 것이 또한 가능하다.
이 예에서, 샤프트 (106) 는 제 1 샤프트 벽 (118) 및 제 2 샤프트 벽 (120) 형태의 2개의 측벽들을 포함하며, 이들은 이들의 세로방향 에지들에서 서로 인접한다. 여기서, 제 1 샤프트 벽 (118) 및 제 2 샤프트 벽 (120) 은, 예로서, 서로 수직으로 배향된다. 샤프트 (106) 가 추가의 측벽들, 바닥 및/또는 천장을 포함하는 것이 가능하다 (또한 도 3 및 도 4 참조).
샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위하여, 센서 데이터 (112) 는, 센서 데이터 (112) 로부터, 제 1 샤프트 벽 (118) 및 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대한 드론 (104) 의 실제 거리들을 결정하도록 구성되는 제어 디바이스 (110) (도 2 참조) 의 거리 결정 모듈 (122) 에 입력된다. 이 예에서, 거리 결정 모듈 (122) 은 3차원 (x, y, z) 좌표계 (124) 에서 실제 거리들을 결정한다. 이 경우, 좌표계 (124) 의 x축 방향으로의 제 1 샤프트 벽 (118) 에 대한 제 1 실제 거리 (l x ), 및 좌표계 (124) 의 y축 방향으로의 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대한 제 2 실제 거리 (l y ) 가 결정된다.
실제 거리들 (l x , l y ) 은, 타겟 포지션에 도달할 때까지, 샤프트 (106) 를 따라, 즉, z 방향으로 비행하는 동안, 실제 거리들 (l x , l y ), 실제 거리들 (l x , l y ) 과 연관된 타겟 거리들 (l' x , l' y ), 및 드론 (104) 이 이동하도록 의도되는 타겟 비행 루트 (s' z ) 로부터, 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 제어 신호 (128) 를 생성하도록 구성되는 제어 디바이스 (110) 의 제어 신호 생성 모듈 (126) 에 후속적으로 입력된다. 제어 신호 (128) 는 액추에이터 시스템 (102) 으로 하여금 타겟 비행 루트 (s' z ) 및 타겟 거리들 (l' x , l' y ) 을 고려하여 샤프트 (106) 에서 z 방향으로 이동하는 방식으로 드론 (104) 을 제어하게 한다. 이를 위해, 제어 신호 생성 모듈 (126) 은 제 1 타겟 거리 (l' x ) 로부터의 제 1 실제 거리 (l x ) 의 편차 및 제 2 타겟 거리 (l' y ) 로부터의 제 2 실제 거리 (l y ) 의 편차를 결정하고, 이들 편차들에 기초하여 제어 신호 (128) 를 생성한다.
부가적으로, 거리 결정 모듈 (122) 은 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써, 좌표계 (124) 의 z축 방향으로, 샤프트 (106) 의 천장 (206) (도 3 참조) 에 대한 제 3 실제 거리 (l z1 ) 및/또는 샤프트 (106) 의 바닥 (208) (도 3 및 도 4 참조) 에 대한 제 4 실제 거리 (l z2 ) 를 결정하도록 구성될 수도 있다. 이에 따라, 제어 신호 생성 모듈 (126) 은 제 3 실제 거리 (l z1 ) 및/또는 제 4 실제 거리 (l z2 ) 에 기초하여, 예를 들어, 제 3 타겟 거리 (l' z1 ) 로부터의 제 3 실제 거리 (l z1 ) 의 편차 및/또는 제 4 타겟 거리 (l' z2 ) 로부터의 제 4 실제 거리 (l z2 ) 의 편차에 기초하여, 제어 신호 (128) 를 추가로 생성하도록 구성될 수도 있다.
또한, 예를 들어, 거리 결정 모듈 (122) 에서 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써, 드론 (104) 의 실제 비행 루트 (s z ), 즉, 드론 (104) 에 의해 z 방향으로 이동된 경로, 또는 샤프트 (106) 에서의 드론 (104) 의 현재 고도가 결정되는 것이 가능하다. 이 경우, 제어 신호 생성 모듈 (126) 은, 실제 비행 루트 (s z ) 에 기초하여, 더 정확하게는, 타겟 비행 루트 (s' z ) 로부터 실제 비행 루트 (s z ) 의 편차에 기초하여, 제어 신호 (128) 를 추가로 생성하도록 구성될 수도 있다.
부가적으로, 제어 디바이스 (110) 는, 예를 들어, 센서 데이터 (112) 의 대응하는 필터링 및/또는 변환에 의해, 센서 데이터 (112) 를 측정 데이터 (132) 로 변환하기 위한 측정 모듈 (130) 을 포함할 수 있다. 측정 데이터 (132) 는 좌표계 (124) 에서 샤프트 (106) 의 측정된 지오메트리, 예를 들어, 그 폭, 깊이 및/또는 길이 또는 높이를 나타낼 수 있다.
추가로, 센서 데이터 (112) 및/또는 측정 데이터 (132) 와 같은 센서 데이터 (112) 로부터 생성된 데이터가, 본 명세서에서 예로서, WLAN, 블루투스, 모바일 라디오 등과 같은 무선 데이터 통신 커넥션을 통해, 외부 저장 및/또는 추가 프로세싱을 위해 제어 디바이스 (110) 의 통신 모듈 (134) 을 통해 외부 데이터 프로세싱 디바이스 (136) 로 전송되는 것이 가능하다. 외부 데이터 프로세싱 디바이스 (136) 는, 예를 들어, 서버, PC, 랩탑, 스마트폰, 태블릿 등일 수도 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 통신 모듈 (134) 이 외부 데이터 프로세싱 디바이스 (136) 로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 상기 데이터는, 예를 들어, 타겟 거리들 (l' x , l' y , l' z1 , 및/또는 l' z2 ), 및/또는 타겟 비행 루트 (s' z ) 에 대한 값들, 또는 이들 값들이 생성될 샤프트 (106) 에 관한 지오메트리 데이터일 수 있다.
도 3 은 엘리베이터 설비 (200) 의 부분들을 도시한다. 이 예에서, 샤프트 (106) 는 엘리베이터 설비 (200) 의 수직 엘리베이터 샤프트 (106) 이다. 이 경우, 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대향하는 엘리베이터 샤프트 (106) 의 제 3 샤프트 벽 (202) 은, 엘리베이터 샤프트 (106) 가 예를 들어 건물의 상이한 층들로부터 외부에서 액세스가능한 도어 개구를 각각 갖는 복수의 도어 영역들 (204) 을 갖는다. 예를 들어, 거리 결정 모듈 (122) 은, 센서 데이터 (112) 에서 도어 영역들 (204) 을 인식함으로써, 본 명세서에서 드론 (104) 의 실제 비행 고도에 대응하는 실제 비행 루트 (s z ) 를 결정하도록 구성될 수도 있다. 엘리베이터 샤프트 (106) 의 천장 (206) 및 바닥 (208) 이 또한 도시된다.
엘리베이터 샤프트 (106) 에서의 정의된 포지션들 또는 높이들을 표시하는 높이 마킹들 (205) 이 엘리베이터 샤프트 (106) 에서 또는 그 상에서 배열될 수 있다. 이들은, 예를 들어, 커팅 체크들로서 알려진 것일 수 있다. 예를 들어, 거리 결정 모듈 (122) 은, 센서 데이터 (112) 에서 높이 마킹들 (205) 을 인식함으로써, 본 명세서에서 드론 (104) 의 실제 비행 고도에 대응하는 실제 비행 루트 (s z ) 를 결정하도록 구성될 수도 있다.
엘리베이터 설비 (200) 는, 드론 제어 시스템 (100) 및 액추에이터 시스템 (102) 이 장비된 드론 (104) 또는 또한 복수의 드론들을 더 포함한다. 예를 들어, 드론 (104) 은, 상기에서 이미 추가로 언급된 바와 같이, 엘리베이터 샤프트 (106) 의 자동화된 측정을 수행하기 위해 및/또는 엘리베이터 샤프트 (106) 의 내부를 검사하기 위하여 엘리베이터 샤프트 (106) 를 따라 상하로 이동될 수 있다.
부가적으로, 도 3 은, 예로서, 드론 (104) 의 환경을 검출하기 위한 센서 시스템 (108) 의 2개의 구성들을 도시한다.
2개의 구성들 중 상위 구성은 2D 거리 센서로서 LIDAR 센서 시스템 (210) 을 포함한다. LIDAR 센서 시스템 (210) 은, 이 예에서, 하나 이상의 경사 평면들에서 거리들을 검출하도록 구성된다. 이 경우, "경사 평면" 은 좌표계 (124) 의 모든 3개의 평면들과 교차하는 평면을 의미한다. 예를 들어, LIDAR 센서 시스템 (210) 은, 드론 (104) 의 비행 동작 동안, 수직에 대해, 이 경우, z축에 대해 대각선으로 배향되는 방식으로 드론 (104) 상에 배열될 수 있다. LIDAR 센서 시스템 (210) 의 검출 각도는, 예를 들어, 90 내지 360도일 수 있다. 따라서, 샤프트 벽들 (118, 120, 202) 로부터 천장 (206) 까지의 및 바닥 (208) 까지의 거리들을 동시에 검출하는 것이 가능하다.
2개의 구성들 중 하위 구성은, 2D 거리 센서로서의 LIDAR 센서 시스템 (210) 에 부가하여, 천장 (206) 으로부터의 또는 바닥 (208) 으로부터의 거리들을 검출하기 위해 반대 방향들을 포인팅하는 2개의 1D 거리 센서들을 갖는 초음파 센서 시스템 (212) 을 포함한다. 이 구성에서, LIDAR 센서 시스템 (210) 은, x, y 평면과 평행한 하나 이상의 평면들에서의 거리들을 검출하도록 구성된다.
초음파 센서 시스템 (212) 의 다른 가능한 구성이 도 4 에 도시된다. 이 예에서, 초음파 센서 시스템 (212) 은 제 1 실제 거리 (l x ) 를 검출하기 위한 제 1 1D 거리 센서 (300), x 방향으로 제 1 샤프트 벽 (118) 에 대해 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 를 검출하기 위한 제 2 1D 거리 센서 (302), 및 제 2 실제 거리 (l y ) 를 검출하기 위한 제 3 1D 거리 센서 (304) 를 포함한다. 도 4 에서 볼 수 있는 바와 같이, 제 1 실제 거리 (l x ) 및 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 는 제 1 샤프트 벽 (118) 의 상이한 포인트들과 연관된다. 이에 따라, 제어 신호 생성 모듈 (126) 은 제 1 실제 거리 (l x ) 및 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 에 기초하여, z축에 대한 요 각도와 같은, 드론 (104) 의 실제 배향을 결정하고, 그리고 대응하는 타겟 배향으로부터의 실제 배향의 편차에 기초하여 제어 신호 (128) 를 생성하도록 구성될 수 있다.
엘리베이터 샤프트 (106) 에서 드론 (104) 을 제어하기 위해, 제어 디바이스 (110) 는, 예를 들어, 2개의 샤프트 벽들 (118, 120) 로부터의 드론 (104) 의 거리를 제어하기 위한 수평 제어기, 및 타겟 비행 루트 (s' z ) 를 고려하여 드론 (104) 의 수직 속도를 제어하기 위한 속도 제어기를 포함할 수 있다. 이 경우, 수직 속도는 초기에 일정하게 유지될 수 있고, 타겟 포지션에 도달하기 직전에, 즉, 엘리베이터 샤프트 (106) 의 단부에 도달하기 직전에, 감소될 수 있다.
수직 속도는, 예를 들어, 고정된 전진으로서 정의될 수 있다. 드론 (104) 의 실제 속도는, 예를 들어, 가속도 센서 시스템의 가속도 값들을 적분함으로써, 예를 들어 기압 센서의 형태로 고도 센서의 고도 값들을 도출함으로써, 또는 센서 데이터 (112) 에 포함된 카메라 이미지들을 평가함으로써 증분적으로, 결정될 수 있다.
예로서, 드론 (104) 의 비행 기동의 시퀀스가 하기에 기술된다.
1. 드론 (104) 은 바닥 (208) 상에 포지셔닝되고 배향된다.
2. 수평 제어기가 제로로 리셋되거나 초기화된다.
3. 드론 (104) 은 일정한 수직 속도로 엘리베이터 샤프트 (106) 를 따라 위로, 즉, 천장 (206) 방향으로 비행한다.
4. 천장 (206) 이 센서 시스템 (108) 에 의해 검출된다. 이에 따라, 수직 속도는, 드론 (104) 이 공중에서 정지상태에 도달할 때까지 감소된다. 후속하여, 드론 (104) 은 바닥 (208) 방향으로 다시 비행한다.
5. 바닥 (208) 이 센서 시스템 (108) 에 의해 검출된다. 이에 따라, 수직 속도는 공중에서의 드론 (104) 의 정지상태까지 감소되거나 또는 적어도 드론 (104) 이 바닥 (208) 으로 매우 느리게 이동하는 정도까지 감소된다. 후속하여, 드론 (104) 은 바닥 (208) 상에 부드럽게 착륙한다.
거리 측정을 위해, 스테레오 카메라들, 심도 카메라들, 추적 센서들 및/또는 비행 시간 센서들이 대안적으로 또는 부가적으로 사용될 수 있다.
엘리베이터 샤프트 (106) 에서의 드론 (104) 의 포지션이, 옵션적으로 관성 측정 유닛에 의해 보조되는 시각적 오도메트리 (odometry) 에 기초하여 결정되는 것이 가능하다. 그 다음, 드론 (104) 의 레퍼런스 포지션, 예를 들어, 바닥 (208) 상의 그 초기 포지션에 대한 포지션의 변경이, 센서 데이터 (112) 에서 인식된 특징부들, 예를 들어, 엘리베이터 샤프트 (106) 에서의 도어 영역들 (204) 또는 특별한 높이 마킹들 (205) 의 시간적 추적에 의해, 또는 광학 플로우에 기초하여 계산될 수 있다.
드론 (104) 의 (자동화된) 제어를 위해 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명된 방법에 추가적으로 또는 대안으로서, 드론 (104) 은 인간 조작자에 의해 원격으로 제어가능할 수 있다. 이 경우, 인간 조작자는 드론의 비행 고도, 속도 및/또는 배향을 조정하고, 샤프트 벽들까지의 거리들이 자동으로 설정된다. 부가적으로, 샤프트의 바닥 및 천장과의 충돌들이 자동으로 방지될 수 있다. 이는 반자동 동작으로서 지칭될 수 있다.
마지막으로, "구비하는 것", "포함하는 것" 등과 같은 용어들은 다른 엘리먼트들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "a" 또는 "an" 과 같은 용어들은 복수를 배제하지 않음을 유의해야 한다. 더욱이, 상기 실시형태들 중 하나를 참조하여 설명된 특징들 또는 단계들이 상기 설명된 다른 실시형태들의 다른 특징들 또는 단계들과 결합하여 또한 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 청구항들에서의 참조부호들은 한정하는 것으로 간주되지 않아야 한다.
Claims (13)
- 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법으로서,
상기 샤프트 (106) 는 적어도 제 1 샤프트 벽 (118) 및 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 에 인접한 제 2 샤프트 벽 (120) 을 갖고, 상기 드론 (104) 은 상기 드론 (104) 의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304), 상기 드론 (104) 을 제어하기 위한 액추에이터 시스템 (102), 및 상기 액추에이터 시스템 (102) 을 제어하기 위한 제어 디바이스 (110) 를 갖고,
상기 방법은:
상기 제어 디바이스 (110) 에서, 상기 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304) 에 의해 생성된 센서 데이터 (112) 를 수신하는 단계;
상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 및 상기 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대한 상기 드론 (104) 의 실제 거리들 (l x , l x2 , l y ) 을 결정하는 단계; 및
상기 샤프트 (106) 에서의 타겟 포지션에 도달할 때까지 상기 드론 (104) 이 커버할 타겟 비행 루트 (s' z ) 및 타겟 거리들 (l' x , l' y ) 로부터의 실제 거리들 (l x , l y ) 의 편차에 기초하여, 상기 드론 (104) 이 상기 샤프트 (106) 를 따라 비행하도록 상기 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 제어 신호 (128) 를 생성하는 단계를 포함하고,
상기 드론 (104) 의 실제 비행 루트 (s z ) 는 상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 결정되고, 상기 제어 신호 (128) 는 상기 타겟 비행 루트 (s' z ) 로부터의 상기 실제 비행 루트 (s z ) 의 편차에 기초하여 생성되고,
상기 샤프트 (106) 에서의 도어 영역들 (204) 및/또는 높이 마킹들 (205) 은 상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 인식되고, 상기 실제 비행 루트 (s z ) 는 상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 인식된 상기 도어 영역들 (204) 및/또는 상기 높이 마킹들 (205) 에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 실제 거리들 (l x , l x2 , l y ) 은 제 1 공간 방향 (x) 으로의 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 에 대한 상기 드론 (104) 의 제 1 실제 거리 (l x ) 및 상기 제 1 공간 방향 (x) 에 직교하는 제 2 공간 방향 (y) 으로의 상기 제 2 샤프트 벽 (120) 에 대한 상기 드론 (104) 의 제 2 실제 거리 (l y ) 를 포함하고;
상기 제어 신호 (128) 는 제 1 타겟 거리 (l' x ) 로부터의 상기 제 1 실제 거리 (l x ) 의 편차 및 제 2 타겟 거리 (l' y ) 로부터의 상기 제 2 실제 거리 (l y ) 의 편차에 기초하여 생성되는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 실제 거리들 (l x , l x2 , l y ) 은 상기 제 1 공간 방향 (x) 으로의 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 에 대한 상기 드론 (104) 의 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 를 포함하고, 상기 제 1 실제 거리 (l x ) 및 상기 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 는 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 의 상이한 포인트들과 연관되고;
상기 드론 (104) 의 실제 배향은 상기 제 1 실제 거리 (l x ) 및 상기 추가적인 제 1 실제 거리 (l x2 ) 에 기초하여 결정되고;
상기 제어 신호 (128) 는 추가로, 타겟 배향으로부터의 실제 배향의 편차에 기초하여 생성되는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 샤프트 (106) 의 천장 (206) 에 대한 상기 드론 (104) 의 제 3 실제 거리 (l z1 ) 는 상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 결정되고;
상기 제어 신호 (128) 는 추가로, 제 3 타겟 거리 (l' z1) 로부터의 상기 제 3 실제 거리 (l z1 ) 의 편차에 기초하여 생성되는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 어느 한 항에 있어서,
또한, 상기 샤프트 (106) 의 바닥 (208) 에 대한 상기 드론 (104) 의 제 4 실제 거리 (l z2 ) 는 상기 센서 데이터 (112) 를 프로세싱함으로써 결정되고;
상기 제어 신호 (128) 는 추가로, 제 4 타겟 거리 (l' z2 ) 로부터의 상기 제 4 실제 거리 (l z2 ) 의 편차에 기초하여 생성되는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 데이터 (112) 로부터 상기 샤프트 (106) 의 측정된 폭, 깊이 및/또는 길이를 포함하는 측정 데이터 (132) 를 생성하는 단계를 더 포함하는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 6 항 어느 한 항에 있어서,
상기 센서 데이터 (112) 및/또는 상기 센서 데이터 (112) 로부터 생성된 데이터 (132) 를 상기 제어 디바이스 (110) 로부터 외부 데이터 프로세싱 디바이스 (136) 로 송신하는 단계를 더 포함하는, 샤프트 (106) 를 따라 드론 (104) 을 제어하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하도록 구성된 프로세서 (116) 를 포함하는 제어 디바이스 (110).
- 드론 (104) 의 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 드론 제어 시스템 (100) 으로서,
상기 드론 제어 시스템 (100) 은,
드론 (104) 의 환경 및/또는 비행 상태를 검출하기 위한 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304); 및
제 8 항에 기재된 제어 디바이스 (110) 를 포함하는, 드론 제어 시스템 (100). - 제 9 항에 있어서,
상기 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304) 은 상기 드론 (104) 의 환경을 검출하기 위한 초음파 센서 시스템 (212; 300, 302, 304) 및/또는 레이저 센서 시스템 (210) 을 포함하고; 및/또는
상기 센서 시스템 (108; 210, 212; 300, 302, 304) 은 상기 드론 (104) 의 비행 상태를 검출하기 위한 가속도 센서 시스템을 포함하는, 드론 제어 시스템 (100). - 엘리베이터 설비 (200) 로서,
적어도 제 1 샤프트 벽 (118) 및 상기 제 1 샤프트 벽 (118) 에 인접한 제 2 샤프트 벽 (120) 을 갖는 엘리베이터 샤프트 (106); 및
상기 엘리베이터 샤프트 (106) 를 따라 제어되는 적어도 하나의 드론 (104) 을 포함하고, 상기 드론에는 상기 드론 (104) 을 제어하기 위한 액추에이터 시스템 (102) 및 상기 액추에이터 시스템 (102) 을 작동시키기 위한 제 9 항 또는 제 10 항에 기재된 드론 제어 시스템 (100) 이 장비되는, 엘리베이터 설비 (200). - 명령들을 포함하는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 명령들은 상기 컴퓨터 프로그램이 프로세서 (116) 에 의해 실행될 경우 상기 프로세서 (116) 로 하여금 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 수행하게 하는, 명령을 포함하는 컴퓨터 프로그램. - 제 12 항에 기재된 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독가능 매체.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20211465 | 2020-12-03 | ||
| EP20211465.8 | 2020-12-03 | ||
| PCT/EP2021/082813 WO2022117411A1 (de) | 2020-12-03 | 2021-11-24 | Verfahren zum steuern einer drohne entlang eines schachts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230117131A true KR20230117131A (ko) | 2023-08-07 |
Family
ID=73698587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237018863A KR20230117131A (ko) | 2020-12-03 | 2021-11-24 | 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240045449A1 (ko) |
| EP (1) | EP4256415B1 (ko) |
| JP (1) | JP2023551948A (ko) |
| KR (1) | KR20230117131A (ko) |
| CN (1) | CN116547627A (ko) |
| AU (1) | AU2021391392A1 (ko) |
| WO (1) | WO2022117411A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116659419B (zh) * | 2023-07-28 | 2023-10-20 | 成都市特种设备检验检测研究院(成都市特种设备应急处置中心) | 一种电梯导轨参数测量装置及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017128440A (ja) | 2016-01-22 | 2017-07-27 | 株式会社日立ビルシステム | エレベーター用点検装置及びエレベーター用点検システム |
| JP6710114B2 (ja) | 2016-06-21 | 2020-06-17 | 株式会社日立製作所 | 管路施設点検飛行体と、それを用いた管路施設点検システム |
| US20190161319A1 (en) | 2017-11-28 | 2019-05-30 | Otis Elevator Company | Hoistway inspection device |
| EP3739420A4 (en) | 2018-01-15 | 2021-03-10 | Hongo Aerospace Inc. | INFORMATION PROCESSING SYSTEM |
-
2021
- 2021-11-24 AU AU2021391392A patent/AU2021391392A1/en active Pending
- 2021-11-24 EP EP21819810.9A patent/EP4256415B1/de active Active
- 2021-11-24 KR KR1020237018863A patent/KR20230117131A/ko unknown
- 2021-11-24 WO PCT/EP2021/082813 patent/WO2022117411A1/de active Application Filing
- 2021-11-24 US US18/254,886 patent/US20240045449A1/en active Pending
- 2021-11-24 CN CN202180081488.3A patent/CN116547627A/zh active Pending
- 2021-11-24 JP JP2023533913A patent/JP2023551948A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116547627A (zh) | 2023-08-04 |
| EP4256415B1 (de) | 2024-08-07 |
| EP4256415A1 (de) | 2023-10-11 |
| WO2022117411A1 (de) | 2022-06-09 |
| JP2023551948A (ja) | 2023-12-13 |
| AU2021391392A1 (en) | 2023-06-29 |
| US20240045449A1 (en) | 2024-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20210358315A1 (en) | Unmanned aerial vehicle visual point cloud navigation | |
| CN109669468B (zh) | 测量装置、无人机及其控制装置、控制方法及存储介质 | |
| EP2818958B1 (en) | Flying vehicle guiding system and associated guiding method | |
| CN110192122B (zh) | 用于无人可移动平台上的雷达控制的系统和方法 | |
| US20180003161A1 (en) | Unmanned aerial vehicle wind turbine inspection systems and methods | |
| WO2018023556A1 (en) | Methods and systems for obstacle identification and avoidance | |
| EP3759561B1 (en) | Drone control system | |
| WO2017116841A1 (en) | Unmanned aerial vehicle inspection system | |
| CN112335190B (zh) | 无线电链路覆盖图和减损系统及方法 | |
| US11922819B2 (en) | System and method for autonomously landing a vertical take-off and landing (VTOL) aircraft | |
| JP7049101B2 (ja) | ビークルが追うターゲットに隣接したフライトパターンを確立するシステム及び方法 | |
| CN109564434B (zh) | 用于定位可移动物体的系统和方法 | |
| EP3594112B1 (en) | Control system for a flying object, control device therefor, and marker thereof | |
| RU195749U1 (ru) | Интеллектуальная система технического зрения беспилотного летательного аппарата для решения задач навигации, построения трехмерной карты окружающего пространства и препятствий и автономного патрулирования | |
| US12024276B2 (en) | Control device and control method for controlling flight of aerial vehicle | |
| JP2019016197A (ja) | 移動体誘導システム | |
| Perez et al. | Autonomous collision avoidance system for a multicopter using stereoscopic vision | |
| KR20230117131A (ko) | 샤프트를 따라 드론을 제어하기 위한 방법 | |
| US20190035144A1 (en) | Method for creating a 3d model of an object | |
| US20230073120A1 (en) | Method for Controlling an Unmanned Aerial Vehicle for an Inspection Flight to Inspect an Object and Inspection Unmanned Aerial Vehicle | |
| EP4095036A1 (en) | An autonomous unmanned aerial vehicle for inspection of a vertical building passageway | |
| JP7031997B2 (ja) | 飛行体システム、飛行体、位置測定方法、プログラム | |
| KR20160103353A (ko) | 학습 기반의 무인 항공기 제어 장치 및 그것을 이용한 경로 설정 방법 | |
| US20220230550A1 (en) | 3d localization and mapping systems and methods | |
| EP3331758B1 (en) | An autonomous vehicle control system |