KR20230157261A - 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 영상 정보 획득부, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 정렬 여부 판단부 및 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 상태 점검부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치.
Description
본 발명은 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점에 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
무인 비행체(unmanned aerial vehicle; UAV)는 조종사가 탑승하지 않고 원격으로 통제되는 비행체를 말한다. 일반적인 의미에서의 무인 비행체는 사람이 타지 않은 기체로서, 지상에 원격으로 조종하는 조종사가 존재하고 있다는 점을 강조해 uninhabited aerial vehicle의 약어로 지칭하는 경우도 있다. 국내에서는 '드론(drone)'이라는 명칭으로 많이 알려져 있다.
무인 비행체는 전쟁터, 재난지역과 같은 위험환경에서도 효율적으로 다양한 임무를 수행할 수 있어, 감시, 정찰, 탐사, 운송, 재난 원조 등과 같은 임무는 물론, 무인 택배 서비스 등의 실생활과 밀접한 분야에서도 광범위하게 사용되고 있다.
일례로, 아마존(Amazon)은 '아마존 프라임 에어(Amazon Prime Air)'라는 무인 비행체를 이용한 주문 배송 서비스를 개발하고 있다. 이 주문 배송 서비스는, 고객이 주문을 하면 30분 이내로 물건을 받아볼 수 있도록 하는 서비스로서, 배송 수단이 무인 비행체가 아니면 현실적으로 불가능한 서비스이다.
최근에는 쿼드콥터(quadcopter) 및 옥타콥터(octacopter)와 같이 가격이 저렴하고 조작이 쉬운 형태의 무인 비행체가 개발되어 취미용으로도 각광받고 있다.
취미로 운용되는 무인 비행체라고 하더라도, 언제 어디서나 날릴 수 있는 것은 아니다. 무인 비행체는 여객기와 같은 다른 무인 비행체와 충돌할 위험이 있으며, 도심에서 추락할 경우 자칫 사람이 다치는 큰 사고로 이어질 수 있기 때문이다. 따라서 무인 비행체의 안정적인 비행을 위해 무인 비행체의 비행과 관련된 전기적 및 기계적 장치는 다양한 안전장치를 필요로 한다.
한편, 과전류, 과열, 전압이상, 조절판 이상, 단락회로, 위상 브레이크, 연기 등의 기능이 적용된 무인 비행체용 모터 구동 드라이버는 실시간으로 모터의 상태를 모니터링하고 비이상적인 상황이 발생하면, 이에 대응할 수 있는 보호 메커니즘을 갖추고 있어야 하며, 통신 이상이 발생한 경우에는 사고를 최소화하고 안정성을 높이기 위해 자동으로 회귀할 수 있는 기능을 포함하고 있어야 한다.
무인 비행체용 모터에 고장이 발생한 경우, 무인 비행체 전체 시스템의 제어성 및 신뢰성에 치명적인 오류를 발생시킬 수 있다. 무인 비행체를 이용한 항공촬영이나 택배 등 수송 등에 핵심적인 역할을 하고 있는 무인 비행체의 모터 고장은 연결된 전체 또는 일부 프로세서의 마비로 이어져 막대한 경제적 손실을 유발할 수 있다. 따라서 무인 비행체용 모터에 발생할 수 있는 고장의 유형을 파악하고 이를 해결해야 한다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2021-0059543호는 "드론의 이상 진단장치 및 그 방법"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점에 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치는 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 영상 정보 획득부; 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 정렬 여부 판단부; 및 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 상태 점검부;를 포함하고, 상기 상태 점검부는, 내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 제1 센서 정보 수집부; 내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 제2 센서 정보 수집부; 및 내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 제3 센서 정보 수집부 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 영상 정보 획득부는 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정렬 여부 판단부는 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 점검부는, 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 제1 센서 정보 분석부; 및 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 제1 상태 파악부;를 포함하여 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져 불균형적으로 회전하는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 점검부는, 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 제2 센서 정보 분석부; 및 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 고장인 것으로 판단하는 제2 상태 파악부;를 포함하여 모터에 권선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 그리고 모터 드라이브가 고장인 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상태 점검부는, 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 제3 센서 정보 분석부; 및 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 제3 상태 파악부;를 포함하여 모터 내부의 베어링이 마모되거나 블레이드의 불균형 및 노후화에 의해 떨리는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하는 재정렬 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법은 영상 정보 획득부에 의해, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 단계; 정렬 여부 판단부에 의해, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계; 및 상태 점검부에 의해, 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 단계;를 포함하고, 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 단계는, 내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 단계; 내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 단계; 및 내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 단계 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 단계는, 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계는, 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계 이후에, 무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에, 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져 불균형적으로 회전하는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에, 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터에 권선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 그리고 모터 드라이브가 고장인 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에, 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터 내부의 베어링이 마모되거나 블레이드의 불균형 및 노후화에 의해 떨리는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점에 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 다수개의 센서를 통해 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 정상 여부를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석함으로써, 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져 불균형적으로 회전하는 경우에 따른 이상상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석함으로써, 모터에 권선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 그리고 모터 드라이브가 고장인 경우에 따른 이상상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석함으로써, 모터 내부의 베어링이 마모되거나 블레이드의 불균형 및 노후화에 의해 떨리는 경우에 따른 이상상태를 파악할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치에 적용되는 무인 비행체와 스테이션의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 상태 점검부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 상태 점검부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치에 적용되는 무인 비행체와 스테이션의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 무인 비행체는 모터, 블레이드, 모터 드라이브(ESC)와 같은 구동 수단을 포함하고 있으며, 무인 비행체가 이착륙하는 스테이션(10)은 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서(11), 레이다 센서로 구성되는 제1 센서(12), 자기장 센서로 구성되는 제2 센서(13) 및 음파 센서로 구성되는 제3 센서(14) 그리고 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치(100)를 포함하고 있다.
이를 통해, 본 발명은 스테이션에 이착륙 과정 중 및 이착륙을 완료하는 시점에 비접촉식으로 일정 거리에 위치한 구동 수단의 물리적 상태를 측정할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치(100)는 크게 영상 정보 획득부(110), 정렬 여부 판단무(120), 재정렬 알림부(130) 및 상태 점검부(140)를 포함할 수 있다.
영상 정보 획득부(110)는 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득한다.
영상 정보 획득부(110)는 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득한다. 즉, 영상 정보 획득부(110)는 카메라로 영상 이미지를 촬영하거나 라이다 센서로 스캔을 수행하여 영상 정보를 획득하고, 여기서 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체의 자세와 위치를 확인할 수 있다.
정렬 여부 판단부(120)는 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단한다.
정렬 여부 판단부(120)는 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단한다. 즉, 획득된 영상 정보를 토대로 해당 영역의 이미지가 특정 픽셀 열에 대응하여 정렬되어 있는지를 통해 확인할 수 있다. 그러나, 영상 정보를 토대로 정렬 여부를 판단하는 기법은 상기에 한정되지 않고 다양한 기법이 적용될 수 있다.
재정렬 알림부(130)는 무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체를 운용하는 제어 서버에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하여 무인 비행체가 정렬되도록 한다.
이때, 재정렬 알림부(130)가 무인 비행체를 운용하는 제어 서버에 전송하는 재정렬을 요청하는 알림에는 앞서 설명된 정렬 여부 판단부(120)의 판단 결과를 반영하여 현재 스테이션 상에 이착륙한 무인 비행체의 위치 및 자세와 기 설정된 기준점과의 차이 정보를 포함될 수 있다. 이를 통해, 무인 비행체의 정렬을 정확하고 신속하게 수정할 수 있도록 한다.
상태 점검부(140)는 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 다수개의 센서를 토대로 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태 즉, 이상 현상을 점검한다.
보다 자세하게, 상태 점검부(140)는 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하여 무인 비행체의 모터 및 블레이드의 상태를 점검할 수 있다.
그리고 상태 점검부(140)는 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하여 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브의 상태를 점검할 수 있다.
그리고 상태 점검부(140)는 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하여 모터 및 블레이드의 상태를 점검할 수 있다.
이처럼, 상태 점검부(140)는 다수개의 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브의 수신 신호 정보를 활용하여 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브의 이상 현상 발생 여부를 파악할 수 있으며 이에 따른 구성 및 기능은 이후 설명되는 도 3에서 자세하게 설명하기로 한다.
또한, 도면에 도시하지는 않았으나 구동 수단의 상태 점검에서 고장인 것으로 판단되면 무인 비행체를 운용하는 제어 서버에 이상 현상 발생을 알림하는 이상 발생 알림부를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치의 상태 점검부의 세부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 상태 점검부(140)는 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 다수개의 센서를 토대로 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태 즉, 이상 현상을 점검한다.
이를 위해, 상태 점검부(140)는 제1 센서 정보 수집부(141), 제1 센서 정보 분석부(142), 제1 상태 파악부(143), 제2 센서 정보 수집부(144), 제2 센서 정보 분석부(145), 제2 상태 파악부(146), 제3 센서 정보 수집부(147), 제3 센서 정보 분석부(148) 및 제3 상태 파악부(149)를 포함할 수 있다.
제1 센서 정보 수집부(141)는 내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집한다.
제1 센서 정보 수집부(141)는 회전 중인 모터 및 블레이드에 특정 파형 모양의 RF 신호를 송신하여 되돌아온 신호의 형태인 레이다 수신 신호 정보를 수신한다.
제1 센서 정보 분석부(142)는 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석한다.
제1 센서 정보 분석부(142)는 수집된 레이다 수신 신호 정보에서 FFT 분석을 통해 회전과 관련된 주파수 성분을 도출하여 회전수 및 파형 패턴을 분석할 수 있다.
여기서, 모터의 회전이나 블레이드의 상태가 정상인 경우 파형 패턴은비교적 매끈한 반복 패턴을 보인다. 그러나 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져서 불균형적으로 회전하는 경우 파형 패턴에 노이즈가 낑있으면 크고 작은 불규칙한 패턴이 발생하게 된다.
제1 상태 파악부(143) 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단한다.
제2 센서 정보 수집부(144)는 내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집한다.
제2 센서 정보 수집부(144)는 모터가 회전하면서 발생하는 영구 자기장과 유도 자기장 신호 그리고 모터 드라이브에 의해 발생하는 모터 제어 신호를 포함하는 자기장 수신 신호 정보를 수집한다.
제2 센서 정보 분석부(145)는 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석한다.
여기서, 정상 모터인 경우 이상적으로 회전하기 때문에 수신된 자기장의 파형 패턴은 대칭이고 규칙적이며 매끄럽게 이어진다. 그러나 모터에 원선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 파형 패턴이 대칭적이지 않고 불규칙하며 중간중간 크고 노이즈와 같은 파형 패턴들이 발생하게 된다. 그리고 정상적인 모터 드라이브의 경우 모터 제어를 위한 PWM(pulse width modulation) 파형의 폭이나 크기가 달라진다. 이를 통해 모터의 진동여부와 파형의 패턴들이 도출되게 된다.
제2 상태 파악부(146)는 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 고장인 것으로 판단한다.
제3 센서 정보 수집부(147)는 내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집한다.
제3 센서 정보 수집부(1470)는 블레이드의 회전에 의한 공력 현상과 모터의 베어링 마모에 의해 발생하는 소리에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집한다.
제3 센서 정보 분석부(148)는 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석한다.
여기서, 블레이드가 이상적으로 회전하는 경우 공력에 의한 tornal noise 가 균형적으로 발생한다. 그러나 블레이드가 불균형하거나 노후화에 의해 떨리는 경우 공력현상에 노이즈가 발생하며 이는 수신된 음파에 묻어져있다. 그리고 모터 내부의 베이링이 마모된 경우 고주파음이 발생된다.
제3 상태 파악부(149)는 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단한다.
상기와 같이 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브의 정상 또는 비정상을 판단하기 위해 기 설정되는 범위들은 과거 실험을 통해 획득된 모터의 균형 및 노후화에 대한 결과 값이 반영된 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법은 앞서 설명한 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치를 이용하는 것으로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
먼저, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득한다(S100).
S100 단계는 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득한다. 즉, 카메라로 영상 이미지를 촬영하거나 라이다 센서로 스캔을 수행하여 영상 정보를 획득하고, 여기서 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체의 자세와 위치를 확인할 수 있다.
다음, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단한다(S110).
S110 단계는 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단한다. 즉, 획득된 영상 정보를 토대로 해당 영역의 이미지가 특정 픽셀 열에 대응하여 정렬되어 있는지를 통해 확인할 수 있다.
S110 단계에서, 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태 즉, 이상 현상을 점검한다(S120).
S120 단계는 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하여 무인 비행체의 모터 및 블레이드의 상태를 점검할 수 있다.
그리고 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하여 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브의 상태를 점검할 수 있다.
그리고 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하여 모터 및 블레이드의 상태를 점검할 수 있다.
이처럼, S120 단계는 다수개의 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브의 수신 신호 정보를 활용하여 의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브의 이상 현상 발생 여부를 파악할 수 있다.
한편, S110 단계에서, 무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하여 무인 비행체가 정렬되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제1 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집한다(S200).
S200 단계는 회전 중인 모터 및 블레이드에 특정 파형 모양의 RF 신호를 송신하여 되돌아온 신호의 형태인 레이다 수신 신호 정보를 수신한다.
다음, 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석한다(S210).
S210 단계는 수집된 레이다 수신 신호 정보에서 FFT 분석을 통해 회전과 관련된 주파수 성분을 도출하여 회전수 및 파형 패턴을 분석할 수 있다.
여기서, 모터의 회전이나 블레이드의 상태가 정상인 경우 파형 패턴은 비교적 매끈한 반복 패턴을 보인다. 그러나 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져서 불균형적으로 회전하는 경우 파형 패턴에 노이즈가 끼어 있으면 크고 작은 불규칙한 패턴이 발생하게 된다.
다음, 분석된 회전수와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위를 비교한다(S220).
S220 단계에서, 분석된 회전수가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, S230 단계로 이동한다.
한편, 분석된 회전수가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 비정상(고장)인 것으로 판단한다(S250).
다음, 분석된 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 패턴 범위를 비교한다(S230).
S230 단계에서, 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단한다(S240). 한편 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 비정상인 것으로 판단한다(S250).
도 6은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제2 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 먼저, 내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집한다(S300).
S300 단계는 모터가 회전하면서 발생하는 영구 자기장과 유도 자기장 신호 그리고 모터 드라이브에 의해 발생하는 모터 제어 신호를 포함하는 자기장 수신 신호 정보를 수집한다.
다음, 수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석한다(S310).
여기서, 정상 모터인 경우 이상적으로 회전하기 때문에 수신된 자기장의 파형 패턴은 대칭이고 규칙적이며 매끄럽게 이어진다. 그러나 모터에 원선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 파형 패턴이 대칭적이지 않고 불규칙하며 중간중간 크고 노이즈와 같은 파형 패턴들이 발생하게 된다. 그리고 정상적인 모터 드라이브의 경우 모터 제어를 위한 PWM(pulse width modulation) 파형의 폭이나 크기가 달라진다. 이를 통해 모터의 진동여부와 파형의 패턴들이 도출되게 된다.
다음, 분석된 진동과 기 설정된 정상 기준 진동 범위를 비교한다(S320).
S320 단계에서, 분석된 진동이 기 설정된 정상 기준 진동 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, S330 단계로 이동한다.
한편, 분석된 진동이 기 설정된 정상 기준 진동 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 비정상인 것으로 판단한다(S350).
다음, 분석된 파형 패턴과 기 설정된 정상 기준 패턴 범위를 비교한다(S330).
S330 단계에서, 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단한다(S340).
한편 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 비정상인 것으로 판단한다(S350).
*도 7은 본 발명에 따른 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법에서 내부에 구비되는 제3 센서로부터 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 먼저 내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집한다(S400).
S400 단계는 블레이드의 회전에 의한 공력 현상과 모터의 베어링 마모에 의해 발생하는 소리에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집한다.
다음, 수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석한다(S410).
여기서, 블레이드가 이상적으로 회전하는 경우 공력에 의한 tornal noise 가 균형적으로 발생한다. 그러나 블레이드가 불균형하거나 노후화에 의해 떨리는 경우 공력현상에 노이즈가 발생하며 이는 수신된 음파에 묻어져있다. 그리고 모터 내부의 베이링이 마모된 경우 고주파음이 발생된다.
다음, 분석된 고주파음과 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위를 비교한다(S420).
S420 단계에서 분석된 고주파음이 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, S430 단계로 이동한다.
한편, 분석된 고주파음이 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 비정상인 것으로 판단한다(S350).
다음, 분석된 파형 패턴과 기 설정된 정상 기준 패턴 범위를 비교한다(S340).
S340 단계에서 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단한다(S440).
한편, 분석된 파형 패턴이 기 설정된 정상 기준 패턴 범위에 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 비정상인 것으로 판단한다(S350).
이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다.
본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.
부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 구축하는 데에도 사용 가능하다.
그리고 본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다. 요컨대 본 발명이 의도하는 효과를 달성하기 위해 도면에 도시된 모든 기능 블록을 별도로 포함하거나 도면에 도시된 모든 순서를 도시된 순서 그대로 따라야만 하는 것은 아니며, 그렇지 않더라도 얼마든지 청구항에 기재된 본 발명의 기술적 범위에 속할 수 있음에 주의한다.
100 : 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치
110 : 영상 정보 획득부
120 : 정렬 여부 판단부
130 : 재정렬 알림부
140 : 상태 점검부
110 : 영상 정보 획득부
120 : 정렬 여부 판단부
130 : 재정렬 알림부
140 : 상태 점검부
Claims (14)
- 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 영상 정보 획득부;
획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 정렬 여부 판단부; 및
무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 상태 점검부;를 포함하고,
상기 상태 점검부는,
내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 제1 센서 정보 수집부;
내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 제2 센서 정보 수집부; 및
내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 제3 센서 정보 수집부 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 영상 정보 획득부는 내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 정렬 여부 판단부는 획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상태 점검부는,
수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 제1 센서 정보 분석부; 및
분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 제1 상태 파악부;를 포함하여 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져 불균형적으로 회전하는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상태 점검부는,
수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 제2 센서 정보 분석부; 및
분석된 진동 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 고장인 것으로 판단하는 제2 상태 파악부;를 포함하여 모터에 권선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 그리고 모터 드라이브가 고장인 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
상기 상태 점검부는,
수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 제3 센서 정보 분석부; 및
분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 제3 상태 파악부;를 포함하여 모터 내부의 베어링이 마모되거나 블레이드의 불균형 및 노후화에 의해 떨리는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 제1항에 있어서,
무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하는 재정렬 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 장치. - 영상 정보 획득부에 의해, 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 단계;
정렬 여부 판단부에 의해, 획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계; 및
상태 점검부에 의해, 무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 단계;를 포함하고,
무인 비행체가 정렬이 되었다고 판단되면, 내부에 구비되는 적어도 하나 이상의 센서를 토대로 비행체의 모터, 블레이드 및 모터 드라이브 중 적어도 하나를 포함하는 구동 수단의 상태를 점검하는 단계는,
내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 단계;
내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 단계; 및
내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 단계 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 단계는,
내부에 구비되는 카메라 및 라이다 센서 중 적어도 어느 하나로부터 무인 비행체가 스테이션에 이착륙을 완료하는 시점의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계는,
획득된 영상 정보를 토대로 무인 비행체가 스테이션의 기 설정된 기준점에 대응되어 정렬되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
획득된 영상 정보를 토대로 스테이션 상의 무인 비행체 정렬 여부를 판단하는 단계 이후에,
무인 비행체가 정렬이 되지 않았다고 판단되면, 무인 비행체에 재정렬을 요청하는 알림을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
내부에 구비되는 제1 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에,
수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 레이다 수신 신호 정보를 토대로 회전수 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및
분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 회전수 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 회전수 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하지 않는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터에 진동이 끼어 있거나 블레이드의 날이 깨져 불균형적으로 회전하는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
내부에 구비되는 제2 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에,
수집된 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브에 대한 자기장 수신 신호 정보를 토대로 진동 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및
분석된 진동 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 진동 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 모터 드라이브는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터에 권선이 끊어지거나 축이 기울어진 경우 그리고 모터 드라이브가 고장인 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법. - 제8항에 있어서,
내부에 구비되는 제3 센서로부터 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 수집하는 단계 이후에,
수집된 무인 비행체의 모터 및 블레이드에 대한 음파 수신 신호 정보를 토대로 고주파음 및 파형 패턴을 분석하는 단계; 및
분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과와 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위를 비교하여, 분석된 진동 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 모두 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 정상인 것으로 판단하고, 분석된 고주파음 및 파형 패턴의 결과가 기 설정된 정상 기준 노이즈 범위 및 정상 기준 패턴 범위에 적어도 하나가 속하는 경우 무인 비행체의 모터 및 블레이드는 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하여 모터 내부의 베어링이 마모되거나 블레이드의 불균형 및 노후화에 의해 떨리는 경우에 따른 이상상태를 파악하는 것을 특징으로 하는 스테이션에 이착륙하는 무인 비행체를 점검하기 위한 제어 방법.
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