KR20230157676A - 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템 - Google Patents

Abstract

전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템이 개시된다. 본 발명은 전력 저장 장치를 포함하는 차량, 상기 차량의 주차 위치 및 차량 번호를 인식하는 인식부, 상기 주차 위치로 이동하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 이동형 충전 장치 및 상기 주차 위치를 수신하고, 상기 주차 위치로 상기 이동형 충전 장치를 이동하도록 제어하는 서버를 포함하되, 상기 서버는 주차장 관리 서버로서, 상기 차량 번호를 기초로 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 충전 요청에 기초하여 상기 이동형 충전 장치를 제어함으로써 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있다.

Description

전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템{PARKING SYSTEM FOR CHARGING AUTOMATICALLY ELECTRIC VEHICLES}

본 발명은 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템에 관한 것이다.

최근 들어, 화석 연료의 고갈과 환경 오염의 문제 때문에 전기 자동차의 수요가 점차 늘어가고 있다. 전기 자동차는 한번의 충전으로 수십 내지 수백 킬로미터를 운행할 수 있는 대용량의 전지 팩을 포함한다.

전기 자동차는, 전지 팩의 충전상태가 낮아지면 전기 충전소에 들러 충전을 해야 한다. 하지만 전지 팩의 잔여 용량으로 운행할 수 있는 거리보다 인접하는 전기 충전소까지의 거리가 더 멀면 전기 자동차의 충전은 불가능하다.

위와 같은 비상 상황을 해결하기 위한 방법으로는, 전문 엔지니어가 새로운 전지 팩을 가지고 전기 자동차가 있는 위치까지 이동하여 완전히 방전된 전지 팩을 새로운 전지 팩으로 교체해 주는 방법이 있다.

하지만, 전기 자동차마다 전지 팩의 설계 사양이 다르고 전지 팩을 교환하기 위해서는 전기 자동차를 리프팅시키는 장비가 필요하므로 현실적으로 적용될 수 있는 방법이 아니다. 또한, 전지 팩의 교체에는 복잡한 전기 배선 작업이 수반되므로 전지 팩의 교체에 많은 시간이 소요된다.

다른 방법으로는, 비상 충전이 가능한 설비를 갖춘 비상 충전 자동차를 운행하여 전기 자동차가 있는 위치까지 이동한 후 가까운 전기 충전소까지 충분히 이동할 수 있을 정도의 용량만큼 전지 팩을 충전해 주는 방법이 있다.

하지만, 이 방법은 비상 충전 자동차를 운용함에 있어서 인적, 물적 비용이 많이 소요되고 지리적 접근이 어려운 곳에 전기 자동차가 위치한 경우, 예를 들어 산간 오지의 좁은 도로에서 전기 자동차의 전지 팩이 완전히 방전된 경우 현실적인 적용이 어렵다는 한계가 있다.

이에, 드론 등의 이동형 충전 장치를 이용하여 주차장에 주차 또는 정차 중인 차량에 미리 전력을 공급하여 충전시킴으로서, 차량의 충전 시간을 효율화하기 위한 기술이 필요하다.

공개특허공보 제10-2013-0018180호 (2013. 02. 20 공개)

본 발명의 목적은 주차장 관리 시스템을 활용하여 전기차를 자동으로 충전할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 주차 위치를 인식하고, 드론 등 이동형 충전 장치를 주차 위치로 이동시켜 자동으로 차량에 전력을 공급하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전력 저장 장치를 포함하는 차량, 상기 차량의 차량 번호를 인식하는 인식부, 상기 차량의 주차 위치 주변으로 이동하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 이동형 충전 장치 및 상기 주차 위치 주변으로 상기 이동형 충전 장치를 이동하도록 제어하는 서버를 포함하되, 상기 서버는 주차장 관리 서버로서, 상기 차량 번호를 기초로 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 충전 요청에 기초하여 상기 이동형 충전 장치를 제어함으로써 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하고, 상기 주차 정보는 상기 차량의 주차 위치에 대한 정보를 포함하고, 주차장에 기설치된 차량 번호 인식 장치로부터 생성될 수 있다.

또한, 상기 차량은 상기 전력 저장 장치에 연결된 무선 충전용 코일을 포함하고, 상기 전력 저장 장치에 저장된 전력 정보를 기초로 상기 이동형 충전 장치를 호출하며, 상기 이동형 충전 장치는 상기 충전 요청에 따라 상기 무선 충전용 코일의 주변으로 이동하고, 상기 무선 충전용 코일을 통하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 드론일 수 있다.

또한, 상기 주차장 시스템은 상기 차량으로부터 충전 정보를 수신하고, 상기 충전 정보에 기초하여 상기 차량에 대한 충전 요청을 생성하는 사용자 단말;을 더 포함하고, 상기 서버는 상기 사용자 단말로부터 상기 차량에 대한 충전 요청을 수신할 수 있다.

또한, 상기 차량은 상기 서버가 관리하는 주차장에 진입시 상기 서버로 충전 정보를 전송하고, 상기 차량에 대한 충전 요청은 상기 충전 정보에 포함된 배터리 잔량을 나타내는 수치가 미리 정해진 수치보다 작은 경우 상기 서버에서 자동으로 생성될 수 있다.

또한, 상기 이동형 충전 장치는 비행 이동이 가능한 드론으로서, 주차장 상공으로 비행 이동 후 풀스캐닝(Full-scanning)을 통하여 상기 차량의 상기 주차 위치를 획득할 수 있다.

또한, 상기 이동형 충전 장치는 상기 주차 위치로 이동 후 상기 인식부를 통하여 상기 차량 번호를 인식하고, 상기 차량 번호와 상기 충전 요청을 매칭할 수 있다.

또한, 상기 이동형 충전 장치는 상기 매칭의 결과값에 기초하여 상기 차량을 검증하고, 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있다.

또한, 상기 이동형 충전 장치는 비행 이동이 가능한 드론으로서, 드론 스테이션에 보관되고, 상기 드론은 미리 저장된 주차장 지도 정보에 기초하여, 상기 주차 위치까지 이동하기 위한 이동 경로 정보를 생성하고, 상기 이동 경로 정보에 기초하여 상기 주차 위치로 이동할 수 있다.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템의 서버에 있어서, 명령어를 저장하는 메모리, 상기 명령어에 기초하여 연산을 수행하는 프로세서 및 상기 프로세서의 제어에 따라 외부 장치와 통신하는 통신 모듈을 포함하고, 상기 프로세서는 인식부로부터 차량의 주차 위치를 수신하고, 상기 주차 위치로 이동형 충전 장치를 이동하여 상기 차량의 전력 저장 장치에 전력을 공급하도록 제어하는 제어 명령을 생성하고 상기 인식부로부터 상기 차량의 차량 번호를 수신하고, 상기 차량 번호에 기초하여 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성할 수 있다.

또한, 상기 주차 위치는 상기 이동형 충전 장치에 설치된 상기 인식부로부터 풀스캐닝(Full-scanning)에 의하여 획득될 수 있다.

본 발명은 주차장 관리 시스템을 활용하여 전기차를 자동으로 충전할 수 있는 시스템을 제공하는 효과를 가진다.

또한, 본 발명은 주차 위치를 인식하고, 드론 등 이동형 충전 장치를 주차 위치로 이동시켜 자동으로 차량에 전력을 공급하기 위한 시스템을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템을 간략히 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 인식부가 차량 진입로에 설치된 예시를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량을 간략히 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 드론을 이용하여 전기차를 충전하는 실시예를 간략히 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 이동형 충전 장치를 이용하여 전기차를 충전하는 다른 실시예를 간략히 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 드론을 간략히 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량의 제어부를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 서버를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 주차장에서 차량의 주차 위치를 인식하는 예시를 나타낸 것이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 드론을 통하여 차량의 주차 위치를 인식하는 또 다른 예시를 간략히 나타낸 것이다.
도 12은 본 발명에 따른 미리 정해진 경로의 예시를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 복수의 이동형 충전 장치가 동작하는 과정을 나타낸 예시이다.
도 14는 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 HSV 그래프를 나타낸 것이다.
도 16 내지 18은 지상 드론을 활용한 전기차 무선 충전 방법에 대하여 간략히 나타낸 것이다.
도 19는 일 개시에 의하여 충전 가능 영역 내에서 최적의 효율로 무선 전력을 송신할 수 있는 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 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, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템을 간략히 나타낸 것이다. 도 1에 따르면, 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템(이하, 시스템)은 서버(10), 이동형 충전 장치(100), 차량(200) 및 인식부(300)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량(200)은 전력 저장 장치를 포함하는 전기차일 수 있다. 차량(200)은 주차장에 주차 또는 정차된 차량(200)일 수 있다. 차량(200)은 주차장에서 주차 구역으로 정해진 위치에 주차 또는 정차할 수 있다.

본 발명에 따르면 인식부(300)는 차량(200)의 차량 번호를 인식하기 위한 구성일 수 있다. 인식부(300)는 주차장의 차량 출입 구역에 설치되어, 주차장에 출입하는 차량(200)의 차량 번호를 인식할 수 있다. 인식부(300)는 광학 카메라, 적외선 카메라 등을 포함할 수 있고, 차량(200)의 번호판을 촬영하여 번호판에 기재된 차량 번호를 인식할 수 있다.

본 발명에 따른 서버는 차량(200), 인식부(300) 및 이동형 충전 장치(100)와 통신하여 데이터를 송수신하기 위한 구성일 수 있다. 서버는 주차 위치로 이동형 충전 장치(100)를 이동하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 서버는 주차장 관리 서버로서, 차량 번호를 기초로 차량(200)의 주차 정보 및 요금 정보를 생성할 수 있다. 또한, 서버는 차량(200)에 대한 충전 요청에 기초하여 이동형 충전 장치(100)를 제어함으로써 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있다.

주차 위치는 차량(200)에 대응하여 미리 할당된 주차 구역으로서, 서버에 미리 저장될 수 있다. 또한, 주차 위치는 이동형 충전 장치(100)에 의하여 획득된 정보이거나, 별도의 주차 위치 획득 장치에 의하여 획득된 정보일 수 있다.

주차 정보는 차량(200)이 주차된 주차 위치, 주차 시간(주차장 출입 시간) 및 미리 정해진 시간당 금액에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 요금 정보는 차량(200)의 주차 시간에 따라 산출되는 주차 요금에 대한 정보일 수 있다.

충전 요청은 차량(200)에 의하여 자동으로 생성되는 정보이거나, 차량(200)의 사용자로부터 수신한 사용자 입력에 의하여 생성되는 정보일 수 있다. 또한, 충전 요청은 서버에서 자동으로 생성될 수도 있다. 서버는 충전 요청 없이도, 차량(200)의 배터리 잔량에 대한 정보에 기초하여 충전을 위한 동작을 수행할 수 있다. 또한, 충전 요청은 해당 차량(200)의 사용자로부터 주차 전에 미리 받아둘 수도 있다.

본 발명에 따른 이동형 충전 장치(100)는 전력을 저장하는 배터리를 포함하고, 차량(200)의 주차 위치 주변으로 이동하여 차량(200)의 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있다. 이동형 충전 장치(100)는 바퀴를 통하여 지면으로 이동할 수 있을 뿐만 아니라, 비행 이동이 가능한 드론일 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)는 지상 드론으로서 지면을 따라 이동할 수 있다.

본 발명에 따른 차량(200)은 전력 저장 장치에 연결된 무선 충전용 코일을 포함하고, 전력 저장 장치에 저장된 전력 정보를 기초로 이동형 충전 장치(100)를 호출할 수 있다. 즉, 차량(200)의 전력 저장 장치의 전력 정보(배터리 잔량 정보)가 미리 정해진 수치보다 작으면, 차량(200)은 이동형 충전 장치(100)를 호출하기 위하여 서버와 통신할 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)의 충전 요청에 따라 무선 충전용 코일의 주변으로 이동하고, 무선 충전용 코일을 통하여 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 드론일 수 있다. 이때, 충전 요청은 차량(200)에서 자동으로 생성되거나, 차량(200)에 탑승한 사용자의 사용자 입력에 의하여 생성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시스템은 사용자 단말을 더 포함할 수 있다. 사용자 단말은 차량(200)으로부터 충전 정보(배터리 잔량 정보, 배터리 상태 정보, 배터리 온도 정보 등)을 수신하고, 충전 정보에 기초하여 차량(200)에 대한 충전 요청을 생성할 수 있다. 사용자 단말은 사용자 입력에 기초하여 충전 요청을 생성하거나, 자동으로 충전 요청을 생성할 수 있다. 사용자 단말은 서버와 통신하여 충전 요청을 서버로 송신할 수 있다.

이처럼, 충전 요청을 수신하고, 수신한 충전 요청에 기초하여 차량(200)에 전력을 공급하는 것은 하나의 명시적 방법일 수 있다. 반대로, 묵시적 방법으로서, 차량(200)의 전력 저장 장치의 배터리 잔량 정보의 수치가 미리 설정한 수치보다 작으면 충전 요청에 있는 것으로 보고, 서버는 충전을 위한 동작을 수행할 수 있고, 이를 위하여 서버는 미리 차량(200)의 소유자 또는 사용자로부터 해당 서비스 요청을 받아 차량 명단을 저장해둘 수 있다.

서비스 요청시, 사용자는 차량(200)에 대하여 충전이 시작될 수 있는 조건을 입력할 수 있다. 일 예로, 사용자는 충전 시작을 위한 트리거 조건으로서, 차량(200)의 주차 완료 후에 충전을 시작할 것을 입력하고, 서버는 입력 조건에 따라 이동형 충전 장치(100)를 구동하도록 제어할 수 있다. 다른 예로, 사용자는 특정 시간에 충전을 시작할 것을 트리거 조건으로서 입력하고, 서버는 특정 시간이 되면 이동형 충전 장치(100)를 구동하도록 제어할 수 있다. 이러한 입력은 서버와 통신할 수 있는 어플리케이션이 설치된 사용자 단말에서 이루어질 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 자체 전력을 충전하기 위한 스테이션에 보관될 수 있다. 이동형 충전 장치(100)가 드론인 경우, 보관되는 스테이션은 드론 스테이션이 될 수 있다. 이동형 충전 장치(100)의 잔류 전력량이 미리 설정된 전력량보다 작은 경우, 이동형 충전 장치(100)는 스테이션으로 복귀하여 충전을 진행할 수 있다.

추가로, 스테이션에 보관되는 복수의 이동형 충전 장치(100)가 모두 사용 중인 경우 등의 미리 정해신 상황이 발생하면, 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)으로부터 자체 전력을 보충할 수 있다. 이때, 자체 전력의 보충을 위하여 이동형 충전 장치(100)가 전력을 공급받는 차량(200)은 미리 사용자의 동의를 받은 것일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 인식부가 차량 진입로에 설치된 예시를 나타낸 것이다.

도 2에 따르면, 차량 진입로의 일측에는 인식부(300)가 설치될 수 있다. 또한, 차량 진입로에는 차량 차단 장치가 설치되어, 인식부(300)에서 차량 번호의 인식이 완료되기 전까지 진입로를 차단할 수 있다. 차량 차단 장치는 인식부(300)에서 차량 번호의 인식이 완료되었다는 메시지를 수신하면, 진입로의 차단을 해제할 수 있다. 또한, 차량 차단 장치는 서버와 연결되어, 인식한 차량 번호를 서버로 전송할 수 있다.

또한, 일 예로 차량(200)은 주차장 진입로로 진입시 서버로 충전 정보를 전송할 수 있다. 즉, 차량(200)은 주차장 진입로로 진입시 충전이 필요하다는 메시지를 서버로 전송하고, 서버는 수신한 메시지와 인식된 차량 번호를 기초로, 이동형 충전 장치(100)를 구동할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 차량을 간략히 나타낸 것이다.

도 3에 따르면, 본 발명에 따른 차량(200)은 보닛(202)에 드론(100)이 착륙할 수 있는 착륙 부분(240)을 포함할 수 있다. 착륙 부분(240)은 드론(100) 착륙시 정확한 위치에 착륙할 수 있도록 하는 유도 표시부(241) 및 드론(100) 착륙시 드론(100)을 고정할 수 있는 고정부(242)를 포함할 수 있다. 또한, 차량(200)은 천장부(203)를 포함하며, 착륙 부분(240)은 천장부(203)에 위치할 수도 있다.

유도 표시부(241)는 무선 충전용 코일(도 8의 230, 이하 동일)의 상부에 위치할 수 있고, 특정 표시를 통하여 드론(100)으로 하여금 착륙 위치를 인식할 수 있도록 할 수 있다. 일 예로, 유도 표시부(241)는 제어부(220)에 의하여 동작하도록 제어될 수 있다. 유도 표시부(241)는 미리 약속된 표시를 포함하며, 드론(100)이 차량(200) 주변을 비행시 유도 표시부(241)의 미리 약속된 표시를 인식하면, 드론(100)은 유도 표시부(241)를 기준으로 착륙할 수 있다.

고정부(242)는 드론(100)이 착륙하는 경우 차량(200)과 드론(100)을 고정하기 위한 구성일 수 있다. 고정부(242)는 자성체를 이용하여 드론(100)을 고정하거나, 고리 형태 등 형태적 특징을 이용하여 드론(100)을 고정할 수도 있을 것이다. 고정부(242)가 전자석인 경우, 제어부(220)에 의하여 제어될 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 드론을 이용하여 전기차를 충전하는 실시예를 간략히 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명에 따른 이동형 충전 장치를 이용하여 전기차를 충전하는 다른 실시예를 간략히 나타낸 것이다.

도 4에 따르면, 본 발명에 따른 차량(200)은 전력 저장 장치(210), 제어부(220) 및 무선 충전용 코일(230)을 포함할 수 있다. 제어부(220)는 전력 저장 장치(210)의 상태 정보를 생성하고, 상태 정보에 따라 드론(100)으로부터 공급되는 전력을 조절할 수 있다.

제어부(220)는 전력 저장 장치(210)를 관리하는 BMS(Battery Management System)를 포함하거나, 차량(200)의 위치를 측정하는 모듈을 포함하거나, 전력 저장 장치(210)의 상태 정보에 기초하여 드론(100)을 호출하고, 드론(100)이 적절한 위치에 착륙할 수 있도록 유도하는 기능을 포함할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 드론(100)과 직접 통신하거나 서버(10)와 통신하기 위한 기능을 더 포함할 수 있다. 또한, 제어부(220)는 무선 충전용 코일(230)의 온/오프(on/off)를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 차량(200) 또는 제어부(220)는 2단계의 통신 알고리즘을 수행할 수 있다. 2단계의 통신 알고리즘은 차량(200) 또는 제어부(220)와 서버(10)가 통신하는 제1 단계 및 차량(200) 또는 제어부(220)와 드론(100)이 직접 통신하는 제2 단계를 포함할 수 있다. 이때, 제1 단계의 데이터 송수신 주기는 제2 단계의 데이터 송수신 주기보다 큰 주기일 수 있다. 제2 단계의 통신 프로토콜은 실시간 통신용 프로토콜일 수 있다.

또한, 제2 단계가 불능인 경우, 즉, 드론(100)과 차량(200) 또는 제어부(220)의 직접 통신이 어렵거나 불가능한 경우, 드론(100)은 제1 단계의 통신만으로 착륙을 시도할 수 있다. 이를 위하여 제1 단계는 다음의 단계를 더 포함할 수 있다.

제1 단계는 드론(100)과 차량(200) 또는 제어부(220)의 직접 통신을 위한 통신 연결이 이루어지는지 검증하는 제1-1 단계, 일정 시간 동안 직접 통신을 위한 통신 연결이 이루어지지 않은 경우 서버(100)와 실시간 통신을 수행하여 차량(200)의 위치 데이터를 수신하는 제1-2 단계. 실시간 통신을 통하여 수신한 위치 데이터(및 드론(100)에서 촬영한 이미지 데이터)에 기초하여 착륙 부분(240)을 인식하는 제1-3 단계 및 인식된 착륙 부분(240)에 착륙을 시도하는 제1-4 단계를 수행할 수 있다. 이때, 제1-3 단계는 드론(100)에서 촬영한 이미지 데이터에서 비전 인식을 이용하여 착륙 부분(240)를 인식할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량(200) 또는 제어부(220)는 서버(10)를 통하여 드론 스테이션 또는 드론(100)과 통신하고, 위치 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 드론(100)이 차량(200)으로부터 미리 정해진 반경 이내에 위치하는 경우, 차량(200) 또는 제어부(220)는 서버(10)를 통해서 드론(100)과 통신하지 않고, 드론(100)과 직접 통신하도록 통신 프로토콜을 변경할 수 있다.

또한, 일 예로, 블루투스 통신 등 근거리 통신을 이용하여 제어부(220)와 드론(100)이 직접 통신할 수 있다. 블루투스 통신의 경우 일반적으로 반경 10m 내라면 원활히 통신 가능하다. 따라서, 제어부(220)가 반경 10m 내에 드론(100)이 위치하는 것을 감지하면, 제어부(220)는 드론(100)과 근거리 통신 방식을 이용하여 직접 통신할 수 있다. 직접 통신을 통하여, 제어부(220)는 드론(100)을 보다 정확하게 컨트롤하여 착륙시킬 수 있다.

또한, 일 예로, 제어부(220)는 영상 데이터 또는 이미지 데이터에 촬영된 드론(100)의 이미지를 인식하고, 인식 결과 제어부(220)는 드론(100)이 차량(200)으로부터 반경 10m 이내에 위치하는지 여부를 감지할 수 있다. 이를 기초로 블루투스 통신 등 근거리 통신을 이용하여 제어부(220)와 드론(100)이 직접 통신할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량(200)은 카메라 장치(250)를 더 포함할 수 있다. 카메라 장치(250)는 차량(200)의 자율주행에 필요한 ADAS이거나, 블랙박스 용 카메라일 수도 있다. 카메라 장치(250)는 차량(200) 주변의 드론(100)을 포함하는 이미지 데이터(영상 데이터를 포함)를 생성하기 위한 구성일 수 있다. 카메라 장치(250)는 드론(100)을 포함하는 이미지 데이터를 생성하여 제어부(220)로 전달할 수 있다. 제어부(220)는 이미지 데이터에서 드론(100)을 인식하면, 드론(100)과 직접 통신을 연결하도록 동작할 수 있다.

무선 충전용 코일(230)은 차량(200)의 보닛 하부에 위치할 수 있다. 또한, 무선 충전용 코일(230)은 차량(200)의 천장부에 위치할 수도 있다. 도면에 도시된 무선 충전용 코일(230)의 위치는 하나의 예시이며, 다양하게 변경될 수 있다.

도 5에 따르면, 무선 충전용 코일(230)은 차량(200)의 바닥면에 위치할 수 있다. 이때, 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)의 하부로 이동하여, 바닥면에 위치한 무선 충전용 코일을 이용하여 차량(200)의 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)의 충전이 끝나면, 이동형 충전 장치(100) 또는 차량(200)은 서버(10)에 대하여 현재까지의 충전 정보를 전송할 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)가 차량(200)의 전력 저장 장치에 충전 중이더라도, 전력 송수신 인터페이스에 따른 전류, 전압을 고려하여 예측된 충전 예상 정보가 생성될 수 있으며, 서버(10)로 전송될 수 있다. 서버(10)는 현재까지의 충전 정보 또는 충전 예상 정보를 수신하고, 차량(200)의 전력 저장 장치에 남아있는 배터리 잔량 수치를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 서버(10)는 충전 정보 또는 충전 예상 정보를 기초로 다른 이동형 충전 장치의 구동을 위한 명령 데이터를 생성하고, 명령 데이터를 통하여 다른 이동형 충전 장치를 제어하여 차량(200)의 전력 저장 장치를 충전할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 드론을 간략히 나타낸 것이다.

도 6에 따르변, 본 발명에 따른 드론(100)은 대용량의 이차 전지(150)를 장착하고 있으며 정차 중이거나 주행 중인 차량(도 1의 200, 이하 동일)이 있는 지점으로 무인 비행하여 차량(200)의 전력 저장 장치(210)를 충전하는데 이용될 수 있다.

드론(100)은 지역적으로 분산된 드론 스테이션에 배치되어 관리될 수 있다. 드론 스테이션은 복수의 드론을 각각 충전할 수 있도록 충전 단자(미도시)를 포함할 수 있다. 드론(100)은 드론 스테이션의 충전 단자(미도시)에 대응하는 충전 커넥터(142)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 드론(100)에 탑재된 이차 전지(150)는 드론 스테이션의 충전 단자(미도시) 및 드론(100)의 충전 커넥터(142)를 통하여 충전될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 드론(100)은 차량(200)에 무선으로 전력을 공급할 수 있으므로, 동일하게 드론 스테이션으로부터 무선으로 전력을 공급받을 수도 있다. 따라서, 드론(100)은 경우에 따라 유선 충전 및 무선 충전을 모두 수행할 수 있거나, 유선 충전 및 무선 충전 중 어느 하나를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 드론(100)은, 4개 이상의 프로펠러부(160), 바디부(110) 및 3개 이상의 지지 다리부(120)를 포함할 수 있다. 바디부(110)의 상부에는 복수의 프로펠러부(160)를 설치하기 위한 프레임 구조가 구비될 수 있다. 프레임 구조(170)는 판형의 프레임일 수 있다. 프레임 구조(170)의 하부에는, 드론(100)의 이륙 및 착륙시 바디부(110)를 지지하는 복수의 지지 다리부(120)가 구비될 수 있다.

바디부(110)의 내부에는 이차 전지(150)가 포함될 수 있으며, 이차 전지(150)는 전기적으로 연결된 복수의 단위 셀들을 포함할 수 있다. 이차 전지(150)는 2개 이상의 단위 셀이 병렬 연결되어 셀 뱅크를 구성하고, 복수의 셀 뱅크들이 직렬 연결된 구조를 가질 수 있다. 이때, 단위 셀은 각형 또는 파우치 타입의 리튬 폴리머 셀일 수 있다.

바디부(110)의 하부에는 드론 스테이션의 충전 단자(미도시)에 대응하는 충전 커넥터(142)가 구비될 수 있으며, 충전 커넥터(142)는 차량(200)의 전력 저장 장치(210)와도 연결될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명에 따른 드론(100)은 무선 충전을 통하여 전력 저장 장치(210)에 전력을 공급하는 것을 중심으로 설명된다. 따라서, 충전 커넥터(142)는 무선 충전을 위한 코일을 내장할 수 있다.

프로펠러부(160)는 비행 동력 유닛과 연결되어, 비행 동력 유닛으로부터 동력을 전달받을 수 있다. 비행 동력 유닛은 드론(100)에 포함된 프로펠러부(160) 각각의 회전 RPM을 독립적으로 제어함으로써 드론(100)의 이륙, 착륙 및 수평 비행을 가능하게 할 수 있다.

본 발명에 따른 드론(100)은 카메라 장치(도 8의 250, 이하 동일)를 더 포함할 수 있다. 카메라 장치(130)는 드론(100)이 이륙 또는 착륙하는 지점의 영상이나 비행 방향 전방의 영상을 촬영하여 제어 유닛(180)으로 제공한다. 카메라 장치(130)는 일 예로 디지털 이미지 신호를 생성할 수 있는 CCD 카메라일 수 있다.

본 발명에 따른 드론(100)은 지지 다리부(120)의 하부에 고정 유닛(121)을 더 포함할 수 있다. 고정 유닛(121)은 차량(200)의 착륙 부분(도 3의 240, 이하 동일)의 고정부(도 3의 242, 이하 동일)와 연결되거나 고정될 수 있다. 고정 유닛(121)은 자성체 또는 구리 형태의 특징을 포함할 수 있다. 고정 유닛은 차량(200)의 착륙 부분(240)의 고정부(242)에 대응하는 특징을 포함할 수 있다.

다만, 본 발명에 따른 드론(100)은 비행을 통하여 이동할 뿐만 아니라, 바퀴 등의 수단을 이용하여 지면으로 이동하는 장치를 더 포함할 수도 있으며, 도 6에 도시된 드론은 하나의 예시로서 이해될 수 있다. 드론(100)이 바퀴 등의 수단을 이용하여 지면으로 이동하는 장치인 경우, 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)은 차량(200)의 하부면에 위치할 수 있다.

도 6에 따른 카메라 장치(130)는 드론의 회피 기동을 위하여 존재하는 구성일 수 있다. 카메라 장치(130)는 드론의 주변의 영상 데이터를 생성할 수 있다. 제어 유닛(180)은 영상 데이터를 수신하고, 빅데이터를 이용하여 미리 학습된 자율주행 모듈을 이용하여 드론의 회피 기동을 수행할 수 있다.

또한, 드론은 서버와 통신하며, 서버는 주차장에 설치된 복수의 센서(카메라, 라이더 등)를 활용하여 드론의 안전 운전을 보조할 수 있다. 일 예로, 서버는 복수의 센서로부터 움직이는 물체가 감지되지 않은 경우에만 드론을 움직이도록 제어할 수 있다. 또한, 서버는 복수의 센서 중 적어도 하나에서 움직이는 물체가 감지되는 경우, 드론의 움직임을 중단하고, 대기하도록 제어할 수 있다. 이처럼, 드론은 서버의 제어와 제어 유닛(180)의 판단을 종합하여 자율주행을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 차량의 제어부를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7에 따르면, 본 발명에 따른 차량(200)의 제어부(220)는 배터리 관리 모듈, 위치 측정 모듈, 드론 유도 모듈, 통신 모듈 및 비전 인식 모듈을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배터리 관리 모듈(221)은 BMS(Battery Management System)로서 차량(200)의 전력 저장 장치(210를 컨트롤하고, 전력 저장 장치의 상태 정보를 생성할 수 있다. 배터리 관리 모듈(221)은 전력 저장 장치의 충전률(%)을 감지하고, 충전률이 일정 수준 이하로 떨어지면 충전을 위한 드론 호출 메시지를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 위치 측정 모듈(222)은 정차 중이거나 주행 중인 차량(200)의 위치 데이터를 생성하는 구성으로서, GPS 위치 좌표 등의 위치를 나타내는 데이터를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 드론 유도 모듈(223)은 카메라 장치(250) 및 비전 인식 모듈에 의하여 드론(100)이 인식된 경우, 드론(100)과 직접 통신하여 드론(100)의 착륙을 도울 수 있다. 즉, 드론(100)과 직접 통신이 연결되는 경우, 유도 표시부(도 3의 241, 이하 동일)를 구동하여 미리 약속된 표시가 나타나도록 제어할 수 있다.

일 예로, 유도 표시부(도 3의 241, 이하 동일)는 LED를 이용하여 미리 약속된 표시를 나타내고, 드론 유도 모듈(223)은 LED를 동작하도록 제거하여 미리 약속된 표시를 나타내며, 드론(100)은 미리 약속된 표시에 따라 착륙 부분(240)에 착륙하여 고정될 수 있다. LED와 같이, 온/오프 가능한 구성을 이용하여 미리 약속된 표시를 나타냄으로써, 디자인이 중요시되는 자동차 산업의 특징상 차량(200)의 외관의 미감에 영향을 최소화하도록 유도 표시부(241)가 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 통신 모듈(224)은 상술한 서버(10)의 통신 모듈(13)과 동일하거나 비슷한 구성으로서, 서버(10) 또는 드론(100)과 통신하기 위한 구성일 수 있다. 차량(200)의 통신 모듈에 대한 설명은 상술한 서버(10)의 통신 모듈에 대한 설명으로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 비전 인식 모듈(225)은 카메라 장치(250)에서 생성된 이미지 데이터에서 드론(100)의 이미지를 인식하기 위한 구성일 수 있다. 드론(100)을 인식하기 위하여 비전 인식 알고리즘이 사용될 수 있으며, 비전 인식 알고리즘으로서 후술할 CNN 알고리즘이 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 서버를 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 서버(10)는 프로세서, 메모리 및 통신 모듈을 포함할 수 있다.

프로세서(11)는 메모리(12)에 저장된 명령어를 실행하여 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(11)는 메모리(12)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다.

프로세서(11)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.

프로세서(11)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(12)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

메모리(12)는 서버(10)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(12)는 서버(10)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 서버(10)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(12)에 저장되고, 서버(10)에 설치되어, 프로세서(11)에 의하여 상기 서버(10)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

메모리(12)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(12)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.

통신 모듈(13)은 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 카메라와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(13)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신 모듈(13)은 유선 통신 기능을 수행할 수 있다.

무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(13)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(13)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.

또한, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

이때, 통신 모듈(13)은 무선 통신 또는 근거리 통신을 통하여 드론(100)과 직접 통신하여 실시간으로 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 드론(100) 역시 통신 모듈(13)에 대응하는 구성을 더 포함하여, 서버(10)의 통신 모듈(13)과 통신할 수 있다.

도 9는 주차장에서 차량의 주차 위치를 인식하는 예시를 나타낸 것이다.

도 9에 따르면, 주차장 시스템은 주차장에서 주차 구역별로 할당된 차량 번호 인식 장치(410)를 더 포함할 수 있다. 차량 번호 인식 장치(410)는 복수개의 장치로서, 복수개의 주차 구역 각각에 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 서버는 복수개의 주차 구역 각각에 해당하는 고유 번호 또는 고유 ID를 저장하고, 고유 번호 또는 고유 ID에 대응하는 각각의 차량 번호 인식 장치(410)의 고유 번호 또는 고유 ID를 매칭하여 저장할 수 있다.

일 예로, 차량(200)의 차량 번호는 주차장의 진입로에서 인식부(300)에 의하여 인식되어 서버에 저장될 수 있다. 해당 차량(200)은 주차장 내부의 복수의 주차 구역 중 하나의 주차 구역에 랜덤하게 주차될 수 있다. 해당 차량(200)이 주차된 주차 구역에 설치된 차량 번호 인식 장치(410)는 주차된 차량(200)의 차량 번호를 인식하고, 인식된 차량 번호를 서버로 전송할 수 있다. 서버는 차량 번호가 인식된 차량 번호 인식 장치(410)의 고유 번호 또는 고유 ID에 기초하여, 해당 차량(200)의 주차 위치를 획득할 수 있다. 서버는 획득된 주차 위치로 이동형 충전 장치(100)를 이동하도록 제어할 수 있다.

또한, 주차장 시스템은 복합측위시스템을 통하여 실내에서의 차량의 위치 측정을 시도할 수도 있을 것이다. 복합측위시스템은 GPS와 와이파이 무선망, 이동통신 기지국 모두를 활용한 기술을 복합적으로 적용, 실내와 실외 제약 없이 위치 측정이 가능하다는 장점이 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 드론을 통하여 차량의 주차 위치를 인식하는 또 다른 예시를 간략히 나타낸 것이고, 도 12는 본 발명에 따른 미리 정해진 경로의 예시를 나타낸 것이다.

도 10은 차량(200)마다 정해진 주차 구역이 존재하는 주차장에 대한 예시로서, 드론은 주차장 상공으로 비행 이동 후 풀스캐닝(Full-scanning)을 통하여 충전을 요청한 차량(200)의 주차 위치를 획득할 수 있다.

일 예로, 드론은 주차장 전체를 상공에서 촬영한 이미지 데이터를 생성하고, 생성된 이미지 데이터는 서버로 전송될 수 있다. 서버는 이미지 데이터로부터 차량(200)이 주차된 주차 구역을 인식하고, 인식된 주차 구역에 대응하는 등록된 차량 번호를 도출할 수 있다. 서버는 미리 등록된 차량 번호와, 충전 요청을 보낸 차량(200)의 차량 번호를 매칭한 후, 매칭된 차량 번호에 대응하는 주차 구역으로 드론(또는 이동형 충전 장치)를 이동시키도록 제어할 수 있다.

도 11은 차량(200)마다 정해진 주차 구역이 없는 주차장에 대한 예시로서, 충전 요청을 보낸 차량(200)의 차량 번호는 서버에 전송되었으나, 해당 차량(200)의 주차 위치를 별도로 획득해야 하는 경우를 나타낸 것이다.

일 예로, 드론은 주차장에서 미리 정해진 경로를 따라 이동하며, 주차된 차량(200)의 차량 번호를 인식할 수 있다. 서버는 드론으로부터 인식된 차량 번호와 충전 요청을 전송한 차량 번호를 매칭한 후 매칭의 결과값에 기초하여 충전 요청을 보낸 차량(200)이 주차된 것을 검증 또는 확인하고, 드론(또는 이동형 충전 장치)를 통하여 차량(200)의 전력 저장 장치에 전력을 공급할 수 있도록 제어할 수 있다.

도 12에 따르면, 미리 정해진 경로는 주차장 내의 모든 차량(200)의 차량 번호를 인식하기 위한 경로로서, 주차장 사이의 도로를 모두 지나가기 위한 경로일 수 있다. 본 발명에 따른 드론(또는 이동형 충전 장치)는 미리 정해진 경로를 주행 중 장애물을 만날 수 있으며, 이 경우 회피 기동을 통하여 잠시 미리 정해진 경로를 이탈하였다가, 장애물이 지나가거나 장애물을 지나간 후 다시 미리 정해진 경로로 돌아올 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 드론은 주차장 상공으로 비행 이동 후 풀스캐닝(Full-scanning)을 통하여 충전을 요청한 차량(200)의 주차 위치를 검증 또는 확인할 수 있다. 이때, 검증 또는 확인한다는 것은 도 9의 차량 번호 인식 장치(도 9의 410) 또는 복합측위시스템에 의하여 측정된 차량의 위치를 다시 한번 측정하는 것을 의미할 수 있다. 1차 측정된 차량 위치 정보와 2차 측정된 차량 위치 정보가 미리 정해진 수치 범위 이내에서 동일성을 가진다면(즉, 허용된 오차 범위 내라면), 차량의 위치 정보는 검증 또는 확인된 정보라고 정의될 수 있다. 풀스캐닝 과정은 상술한 도 10 내지 도 12에 설명된 내용과 동일하다.

도 13은 본 발명에 따른 복수의 이동형 충전 장치가 동작하는 과정을 나타낸 예시이다.

도 13에 따르면, 1개의 이동형 충전 장치(100)로 차량(200)의 전력 저장 장치의 충전이 완료되지 않은 경우, 다른 이동형 충전 장치(100)를 통하여 차량(200)의 전력 저장 장치의 충전을 완료하도록 서버는 복수의 이동형 충전 장치(100)를 제어할 수 있다.

도 13에서는 무선 충전용 코일이 보닛 하부에 위치하는 것으로 그려져 있으나, 이는 하나의 예시이며 무선 충전용 코일이 차량 바닥면에 위치하는 경우에도 동일한 기술 사상이 적용될 수 있다.

일 예로, 도 13에 따르면, 제1 드론은 차량(200)의 무선 충전용 코일을 통하여 전력 저장 장치에 전력을 공급하고, 제2 드론은 제1 드론의 주변으로 이동하여 대기할 수 있다. 제1 드론은 충전을 종료하고 드론 스테이션으로 돌아가기 위한 기동을 수행할 수 있고, 제2 드론은 제1 드론의 이륙이 완료된 후 무선 충전용 코일의 위치로 이동하여 착륙할 수 있다.

제1 드론과 제2 드론의 스위칭을 위하여, 제1 드론과 제2 드론은 직접 통신할 수 있다. 제1 드론은 후술할 도 16 내지 도 19의 내용과 같이, 최적의 충전 위치를 찾아 저장해 둔 상태일 수 있다. 제1 드론은 최적의 충전 위치에 대한 3차원 좌표값(x, y, z)을 제2 드론으로 전송할 수 있다. 제2 드론은 수신한 최적의 충전 위치에 착륙하여, 충전을 연속적으로 수행할 수 있다. 위 예시는 2개의 드론으로 설명되었으나, 더 많은 수의 드론에도 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 제1 드론 또는 차량은 1차 충전 종료 후 서버로 충전 정보를 전송할 수 있다. 또한, 제1 드론 또는 차량은 1차 충전 중 충전 종료 예상 시점의 충전 예상 정보를 서버로 전송할 수 있다. 이때, 충전 예상 정보를 생성하기 위한 알고리즘은 종래 공지된 알고리즘이 사용될 수 있다.

서버는 1차 충전 종료에 대한 충전 정보 또는 충전 예상 정보를 차량 또는 제1 드론으로부터 수신하고, 수신한 충전 정보 또는 충전 예상 정보에 기초하여 제2 드론의 구동을 제어할 수 있다. 즉, 서버는 1차 충전 종료 이후 차량의 전력 저장 장치의 배터리 잔량이 일정 수치보다 작은 경우, 제2 드론을 통하여 2차 충전을 수행하도록 제어할 수 있다. 동일한 취지로, 서버는 제3 드론, 제4 드론 등을 통하여 충전을 수행할 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이고, 도 15는 본 발명에 따른 HSV 그래프를 나타낸 것이다.

또한, 후술할 CNN 알고리즘은 본 발명에서 영상 데이터 또는 이미지 데이터 속 타겟이 되는 모든 물체를 인식하기 위하여 적용되거나 응용될 수 있다.

도 14에 따르면, 필터의 종류와 기능이 나타나 있다. 즉, CNN 알고리즘은 복수의 레이어를 사용하는 학습 알고리즘일 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 이미지 분류 정확도를 최대화하는 필터를 자동으로 학습할 수 있으며, 합성곱 계층과 폴링 계층이라고 하는 새로운 층을 풀리 커넥티드 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미지에 대해 분류 연산을 수행할 수 있다. CNN 알고리즘은 합성곱 계층 (convolutional layer)과 풀링 계층 (pooling layer)이라고 하는 새로운 층을 fully-connected 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미에 대해 분류 연산이 수행되도록 구성될 수 있다.

이때, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 1과 같다.

[수학식 1]

(단,

: 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀,

: 필터,

: 이미지,

: 필터의 높이 (행의 수),

: 필터의 너비 (열의 수)이다. )

바람직하게는, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 2와 같다.

[수학식 2]

(단,

: 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀,

: 응용 필터

: 이미지,

: 응용 필터의 높이 (행의 수),

: 응용 필터의 너비 (열의 수)이다.)

바람직하게는, 는 응용 필터로서 드론(100)이 포함된 이미지 데이터를 학습하고, 이미지 데이터에 포함된 드론(100)의 특징점을 인식하기 위하여, 상기 이미지 데이터에 적용되는 필터일 수 있다. 특히, 드론(100)의 특징점을 인식하는 경우 형태 및 색감의 차이를 기초로 분류될 수 있으므로, 형태 및 색감 등을 효과적으로 인지하기 위한 응용 필터가 필요할 수 있다. 이러한 필요성을 충족하기 위하여 응용 필터 는 아래의 수학식 3에 의하여 연산될 수 있다.

[수학식 3]

(단, : 필터, : 계수, : 응용 필터)

이때, 각 에 따른 필터는 도 15에 따른 엣지 인식 필터(Edge detection), 샤픈 필터(sharpen) 및 박스 블러 필터(Box blur) 중 어느 하나의 행렬일 수 있다.

바람직하게, 를 구하는 연산식은 아래의 수학식 4와 같다. 이때, 는 필터의 효율을 높이기 위하여 사용되는 하나의 변수로서 해석될 수 있으며, 그 단위는 무시될 수 있다.

[수학식 4]

단, 이미지 촬영에 사용된 카메라 장치(250)의 렌즈의 직경(지름)은 mm 단위이고, 렌즈의 f값은 렌즈의 조리개값(F number)이며, HSV평균값은 이미지에 따른 색좌표를 HSV 그래프를 통하여 크기값으로 변환한 값을 평균한 값을 의미할 수 있다. HSV값에 대한 구체적인 내용은 아래와 같다.

도 15에 따르면, 본 발명에 따른 HSV 그래프는 지각적인 특성이 반영된 색 공간을 의미할 수 있다. H(Hue, 0~360°)는 색조를 의미할 수 있고, S(Saturation, 0~100%)는 채도를 의미할 수 있으며, V(Value, 0~100%)는 명도를 의미할 수 있다. 색조, 채도 및 명도 값을 HSV 값이라고 할 수 있으며, 이는 Adobe illustrator cc 2019 등 그래픽 툴을 이용하여 쉽게 추출될 수 있다.

본 발명에 따른 HSV 평균값은 도 15의 HSV 3차원 좌표를 통하여 획득될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 HSV 평균값은 그래픽 툴을 통하여 획득된 HSV 값을 기초로 계산될 수 있다. HSV 3차원 좌표상의 원점좌표를 기준점으로 측정된 HSV 좌표의 거리값은 상술한 HSV 평균값을 구성할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 이미지는 드론(100)에 대한 이미지를 포함하고, 이미지의 HSV 색상좌표는 HSV 3차원 좌표 중 일정 영역에서 분포될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 HSV 평균값은 일정 영역의 색상에 대한 HSV 좌표들의 평균을 이용한 평균 좌표를 기초로 계산된 원점좌표와의 거리값을 의미할 수 있다.

[실험예]

본 발명에 따른 이미지 데이터에 대하여, 본 발명의 응용 필터 F'를 적용하는 경우에 있어서 드론(100)에 대한 인식 정확도를 살펴보면 아래와 같다. 아래 표는 해당 기술분야 전문가 10명에게 의뢰하여, 필터 적용 여부 등에 따라 인식 결과의 정확도를 수치로서 나타낸 것이다.

	필터 적용 없음	필터 F 적용	필터 F' 적용
평균 정확도 (점수)	75	90	97

상기 표 1은 전문가로부터 평가된 정확도에 대한 점수를 각 케이스별로 나타낸 것이다. 본 실험예는 동일한 빅데이터를 통하여 미리 학습된 학습 모듈에 대하여, 필터 적용 여부에 따른 정확도를 조사한 것이다.

또한, 본 실험예는 120가지의 서로 다른 드론(100)을 포함하는 이미지 데이터로 실험된 것이며, 인식 결과값에 대하여 영상 데이터에 포함된 강아지 인식의 정확도를 전문가 10명으로부터 설문 조사한 것이다.

표 1에서 확인할 수 있는 것과 같이, 필터 적용 없는 경우, 이미지에 대한 인식에 오류가 발생할 확률이 존재하여 상대적으로 낮은 정확도로 평가되었다. 이에 비하여, 일반 CNN 필터 F를 적용한 경우 다소 정확도가 높았으나, 응용 필터 F'를 적용하는 경우의 정확도가 현저하게 향상되는 것이 확인된다.

지상 드론의 구동

본 발명에 따른 이동형 충전 장치(100)는 지상형 드론으로서 지면으로 이동할 수 있다. 이 경우, 충전을 위한 무선 충전용 코일은 차량(200)의 바닥면에 설치되는 것으로 가정할 수 있다.

도 16 내지 18은 지상 드론을 활용한 전기차 무선 충전 방법에 대하여 간략히 나타낸 것이다.

도 16은 일 실시예에 의한 최적의 무선 전력 전송 위치를 자동으로 탐색하는 방법을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.

일 개시에 의하여, 최적의 무선 전력 전송 위치를 자동으로 탐색하는 장치(100)는 이동형 충전 장치(100)로 간략하게 칭하도록 한다. 일 개시에 의하여 본원발명에서 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차를 충전하기 위한 장치로서 설명되어 있지만, 무선 전력 수신기를 포함하는 다른 장치를 충전시키기 위하여 사용될 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 전력의 손실이 적은 위치를 탐색하고, 탐색된 위치로 이동하여 전력을 전송함으로써, 기존의 고정된 무선 전력 전송 장치의 낮은 전송 효율 및 느린 전송 시간을 개선할 수 있는 장점이 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 최적 효율로 전력을 전송할 수 있는 위치를 찾을 수 있도록 차량(200)의 주변을 이동할 수 있는 바퀴, 레일등의 구동장치를 포함할 수 있다. 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)의 하부를 통과하면서 전력을 충전할 수 있는 크기로 형성될 수 있으며, 장치의 크기는 충전할 차량의 종류, 배터리 충전량, 이동 방법, 이동 속도 등에 따라 결정될 수 있다. 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 종류가 다양한 만큼 이동형 충전 장치(100)도 다양한 크기 및 형태를 지닐 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 사용자가 원하는 장소로 이동하여 차량(200)를 충전시킬 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)는 사용자에 의하여 이동될 수 있으며, 자율 주행을 통해 스스로 이동할 수도 있다.

일 개시에 의한 차량(200)는 전기 모터에 의하여 구동되는 자동차로서, 전기 모터 및 무선 충전용 코일(230)를 포함하고 온-보드 충전기(OBC; On Board Charger)를 탑재한 자동차라면 얼마든지 본 발명에 따른 차량(200)으로서 채택될 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)에 포함된 충전 장치의 위치를 고려하여 가장 효율적인 무선 충전 위치를 탐색할 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)는 충전 장치의 위치를 일차적으로 결정한 후, 이동형 충전 장치(100)에 포함된 전력부의 유도 코일의 방향 및 위치를 변경함으로써 최적의 효율로 무선 충전을 수행할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 저장된 에너지를 이용하여 충전 전력을 생성하거나, 외부 전력과 결합함으로써 충전 전력을 생성할 수 있다. 또한, 생성된 충전 전력을 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)으로 무선 송신할 수 있다. 이 때, 차량(200)의 무선 충전을 위하여는 최대의 효율로 무선 충전을 하기 위한 정합 위치가 중요하다.

이동형 충전 장치(100)는 인버터의 Tx 패드를 이용하여 무선 전력 전송을 수행할 수 있다. 이동형 충전 장치(100)는 AV전원과 연결되거나 자체 배터리를 통해 무선 전력을 생성할 수 있다.

본 발명의 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)에 포함된 전원 장치를 능동적으로 탐색하여 충전이 가능한 영역을 1차적으로 판단할 수 있으며, 2차적으로 충전 가능 영역 내의 최적의 충전 위치를 결정할 수 있다. 이때, 이동형 충전 장치(100)는 최적의 충전 위치에서 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)로 무선 전력을 효율적으로 송신할 수 있다.

도 16에서와 같이, 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)는 이동형 충전 장치(100)로부터 무선 전력을 수신하여 내장된 배터리로 충전 전력을 공급하기 위한 Rx 패드를 포함할 수 있다. 차량(200)는 차의 종류, 배터리의 크기, 배터리의 종류, 충전 방식 등에 따라 다양한 위치에 무선으로 전력을 공급받는 무선 충전용 코일(230)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 무선 충전용 코일(230)는 차량(200)의 후면부, 바닥면, 전면부 옆면 등에 위치할 수 있으다. 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)의 크기, 위치 등이 일률적이지 않으며, 차량(200)의 크기 또한 일률적이지 않으므로, 무선으로 전력을 전달하기가 쉽지 않다. 따라서, 차량(200)의 무선 충전용 코일(230)의 정확한 위치를 판단하고, 그 중에서도 최소의 손실로 전력을 전달할 수 있는 최적 무선 전력 전송 위치를 결정하는 것은 중요한 일이다.

본 발명의 이동형 충전 장치(100)는 1차적으로 차량(200)에 포함된 무선 충전용 코일(230)가 어디있는 지를 결정한 이후, 탐색된 무선 충전용 코일(230)에 전력을 전송할 수 있는 충전 가능 영역으로 이동함으로써 우선적으로 충전 영역을 결정할 수 있으며, 나아가 2차적으로 충전 가능 영역 내에서 충전 장치로 임계치 이상의 효율로 전력을 전송할 수 있는 최적 효울 충전 위치를 결정하고, 이동할 수 있어, 최소의 비용으로 효율적인 전력 전달이 가능해진다. 이하에서 상세한 특징에 대하여 설명하도록 한다.

도 17은 일 실시예에 의한 최적의 무선 전력 전송 위치를 자동으로 탐색하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

블록 201에서 이동형 충전 장치(100)는 충전을 요청한 전기 자동차의 위치 정보를 이용하여 차량의 주변지역으로 이동할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전 서비스를 이용하는 사용자 단말과 데이터를 송수신할 수 있다. 사용자 단말은 전기 자동차의 사용자가 소지한 단말일 수 있으며, 또는 전기 자동차의 소유자의 계정을 이용하여 로그인할 수 있는 모든 단말을 의미할 수 있다. 사용자 단말은 일반적으로 사용되는 PC, 스마트폰, 랩탑, 노트북 등을 포함할 수 있으며, 네트워크를 이용할 수 있는 모든 사용자 장치를 포함할 수 있다.

또한, 경우에 따라 사용자 단말은 전기 자동차에 포함되어 있는 장치이거나, 전기 자동차와 통신하는 모든 장치를 포함할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 사용자가 충전을 요청한 자동차의 위치를 GPS 정보를 통해 획득할 수 있으며, 사용자가 충전을 요청한 시간 전에 전기 자동차의 주변지역으로 이동할 수 있다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 주변 지역으로 이동하는 도중 장애물을 자동으로 센싱하고, 센싱된 장애물을 회피하는 경로를 생성함으로써, 차량(200)의 주변지역으로 이동할 수 있다.

블록 202에서 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 자동차의 차종, 번호판, 전자태그 및 차량(200)이 주차된 위치 식별 정보 중 어느 하나를 이용하여 전기 자동차를 인증할 수 있다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 카메라를 통해 획득한 자동차의 영상을 통해 차량(200)의 종류를 식별할 수 있으며, 카메라를 통해 획득한 번호판 영상을 분석함으로써 차량(200)의 고유 식별정보인 번호판 정보를 획득할 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전 서비스를 이용하는 자동차에게 미리 발급된 전자 태그를 인식하고, 인식한 전자 태그로부터 자동차 식별 정보를 획득함으로써 전기 자동차를 인증할 수 있다. 예를 들어 전자 태그는 전기 충전 서비스를 이용하기 위한 정보를 포함하는 바코드, QR 코드 등의 태그를 포함할 수 있다

또한, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차를 식별할 수 있는 모든 정보를 이용하여 사용자가 충전을 요청한 전기 자동차 인지 여부를 인증할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차가 주차된 위치 식별 정보를 이용하여 전기 자동차를 인증할 수 있다. 예를 들어, 주차 공간마다 식별번호가 새겨진 주차장에 차가 주차되어있는 경우, 주차 공간의 식별 정보를 통해 전기 자동차가 주차된 위치를 확인할 수 있다. 이때, 주차 공간의 식별 정보를 이용하여 전기 자동차를 인증하는 경우, 2차적으로 번호판 인식을 하거나 사용자 단말로 진위 확인 요청 메시지를 보내 확인함으로써 이중적으로 전기 자동차를 인증할 수 있다.

블록 203에서 이동형 충전 장치(100)는 1차적으로 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 위치를 탐색하고, 탐색된 충전 장치에 전력을 전송할 수 있는 영역인 충전 가능 영역으로 이동할 수 있다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 주변을 이동하면서 자기장 에너지를 생성할 수 있다. 예를 들어, 이동형 충전 장치(100)는 소량의 무선 전력 전송 신호를 생성함으로써, 무선 전력 신호를 수신할 수 있는 장치를 획득할 수 있다. 이때, 자기장 에너지 또는 무선 전력 신호는 전기 자동차의 전력을 충전하기에 충분한 에너지가 아닌, 전기 자동차의 위치를 탐색할 수 있는 정도의 소량의 에너지를 의미한다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 자기장 에너지를 수신한 전기 자동차의 충전 장치로부터 무선 전력 수신 신호를 수신함으로써, 전기 자동차의 충전 장치가 위치한 곳을 확인할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 무선 전력 수신 신호를 모니터링하면서, 무선 전력 수신 신호의 크기가 증가하는 방향으로 이동할 수 있다.즉, 전기 자동차의 충전 장치와 가까워질수록 무선 전력 수신 신호의 수신강도가 증가하므로, 이동형 충전 장치(100)는 서서히 이동하면서 무선 전력 수신 신호의 강도를 체크할 수 있다.

블록 204에서 이동형 충전 장치(100)는 2차적으로 충전 가능 영역 내에서 충전 장치로 임계치 이상의 효율로 전력을 전송할 수 있는 최적 효율 충전 위치를 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여 임계치 이상의 효율이란, 사용자가 전기 자동차로 충전을 요청한 충전량을 최소의 시간으로 손실없이 전달하기 위하여 미리 정해진 값으로서, 전기 자동차의 종류, 배터리의 종류, 충전 용량, 충전 요청 시간 등의 변수값에 따라 달라질 수 있다. 또한, 임계치 이상의 효율은 전기 자동차의 충전 장치의 위치와 이동형 충전 장치(100)의 위치를 고려하여 미리 정해진 효율값을 의미한다. 즉, 최소한의 전력 손실로 전력을 무선 전송할 수 있는 기준 값을 의미하며, 사용자 또는 실험값에 의한 오차범위를 포함할 수 있다.

일 개시에 의하여 최적으로 무선 충전을 수행할 수 있는 위치란, 이동형 충전 장치(100)에서 전송되는 무선 전력을 전기 자동차에서 가장 손실없이 수신할 수 있는 위치를 의미한다

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 충전 장치로부터 전력 송신 요청 신호를 수 신할 수 있다. 전력 송신 요청 신호는 전기 자동차의 충전 장치에서 전송될 수 있다. 일 개시에 의하여 전력 송신 요청 신호는 이동형 충전 장치(100)의 공진 주파수 검출 회로를 통해 감지될 수 있다. 무선 전력 위치 탐색 장치(100)는 공진 주파수 검출 회로를 통해 전력 송신 요청 신호를 대역 필터(BPF Filter)를 통해 프로세서로 전송할 수 있다. 이동형 충전 장치(100)의 프로세서에서는 수신한 신호의 주파수를 분석함으로써, 전기 자동차의 충전 장치의 위치를 판단할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 공진 주파수가 미리 설정된 주파수 범위 내에 포함되어 있는지를 확인하여 대략적인 전기 자동차의 충전 장치의 위치를 확인할 수 있으며, 그 다음으로 전기 자동차의 충전 장치의 주변을 일정 속도로 이동하면서, 전력 송신 요청 신호의 공진 주파수가 효율적 충전을 위해 미리 설정된 목표 주파수 범위로 검출되는 위치를 탐색할 수 있다. 여기서 미리 설정된 목표 주파수 범위는 무선 충전을 위하여 설정되고, 실험적으로 검증된 주파수 범위로서 전기 자동차의 종류, 이동형 충전 장치(100)의 종류에 따라서 각각 설정될 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 전력 송신 요청 신호의 공진 주파수가 목표 주파수 범위내로 확인되는 위치가 결정될 때까지 이동할 수 있다. 즉, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 하부 공간을 서서히 이동하면서, 최적의 무선 충전 위치를 결정할 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 1차적으로 결정된 최적의 무선 충전 위치에서 2차적으로 효율적인 충전을 수행하기 위한 조정을 수행할 수 있다. 일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 최적 효율 충전 위치에서 이동식 무선 충전 장치에 포함된 유도 전류 코일을 통해 생성된 제 1 자속을 전송할 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 제 1 자속을 수신하는 전기 자동차의 충전 장치의 전력을 모니터링하여, 전기 자동차의 충전 효율을 검출하고, 전기 자동차의 충전 장치의 충전 효율이 임계치 미만인 경우, 충전 장치에 포함된 유도 전류 코일과 정렬을 맞추기 위하여 이동식 무선 충전 장치에 포함된 유도 전류 코일의 각도 또는 위치를 변경할 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)는 각도 또는 위치가 변경된 유도 전류 코일을 통해 생성된 제 2 자속을 전송할 수 있다.

이때, 제 1 자속과 제 2 자속은 서로 다른 크기 및 방향의 자속일 수 있으며, 제 2 자속은 제 1 자속보다 무선 전력 충전 효율이 향상된 것일 수 있다. 즉, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 유도 코일과 정합 또는 정렬을 이루기 위해 이동형 충전 장치(100)에 포함된 유도 코일의 자속을 변경하여 2차적으로 충전 위치를 결정할 수 있다.

블록 205에서 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 충전 장치로 무선 전력을 전송하기 위하여 최적 효율 충전 위치로 이동할 수 있다.

일 개시에 의하여 무선 전력 전송은 물리적 전기 전도체를 사용하지 않고, 전기장, 자기장, 전자기장 또는 다른 방식과 관련된 임의의 형태의 에너지를 송신기로부터 수신기로 전달하는 것으로써, 예를 들어, 이동형 총전 장치(100)의 유도 코일에서 생성된 전자기장을 통해 무선으로 송신된 에너지를 전기 자동차의 충전 장치에 포함된 유도 코일로 전송할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 충전이 시작되는 경우, 사용자 단말로 충전이 시작되었음을 알리는 메시지를 전송할 수 있다. 또한, 예상 충전 시간에 따른 충전 완료 시간에 대한 정보, 충전 요금에 대한 정보를 알리는 메시지를 전송할 수 있다.

또한, 이동형 충전 장치(100)는 자체적으로 충전된 전력의 잔량을 모니터링할 수 있다. 즉, 이동형 충전 장치(100)는 전력의 잔량이 전기 자동차를 충전하기에 충분한지 여부를 판단할 수 있고, 또한, 현재의 남은 전력을 이용하여 충전 스테이션까지 이동할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 충전 이동형 충전 장치(100)에 전력을 공급하는 장소로서, 이동형 충전 장치(100)에 유무선으로 전력을 공급해주는 장치를 갖춘 곳이다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 충전이 완료되기 전에, 잔류된 전력이 이동 임계치에 도달하는 경우 전기 자동차의 충전을 일시중단할 수 있다. 즉, 이동형 충전 장치(100)가 차량(200)을 충전시킨 후, 충전 스테이션까지 무사히 이동함으로써, 전력 부족으로 도태되지 않도록 관리할 수 있다.

다음으로, 이동식 무선 충전 장치를 충전 스테이션으로 이동시키고, 다른 이동식 무선 충전 장치를 이용하여 차량(200)의 충전을 재개할 수 있다. 예를 들어, 이동형 충전 장치(100)에 충전된 전력이 50%이하로 내려가는 경우, 주차 장소 주변에 위치한 적어도 하나의 다른 이동식 무선 장치를 검색할 수 있다.

이 때, 이동형 충전 장치(100)는 적어도 하나의 다른 이동식 무선 장치가 현재 무선 전력 위치 탐색 장치(100)를 대체할만한 조건을 갖추었는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 다른 이동식 무선 장치 중 잔여 충전에 필요한 전력량이 충분한지를 나타내는 충전량 조건, 충전을 재개할 시간 전에 도착할 수 있는 지 여부를 나타내는 시간 조건 및 전기 자동차의 하부 공간에 들어갈 수 있는지를 나타내는 크기 조건을 만족하는 추가 이동식 무선 장치를 결정할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 결정된 추가 이동식 무선 장치로 이동 요청 신호를 전송할 수 있으며, 추가 이동식 무선 장치로부터 이동 요청 수락 신호를 수신함에 따라, 무선 충전을 중단할 시간을 결정할 수 있다.

그런 다음 이동형 충전 장치(100)는 사용자 단말로 전기 자동차의 현재 충전 상태, 충전기 교체에 대한 정보 및 잔여 충전 시간에 대한 정보를 포함하는 알림 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 이동형 충전 장치(100)는 현재 상태에 대한 정보를 사용자 단말로 전송함으로써, 신뢰도 높은 충전 정보를 전송할 수 있다.

도 18은 일 개시에 의하여 이동형 충전 장치가 전기 자동차의 충전 장치를 찾고 충전 가능 영역을 결정하기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 차량(200)의 바닥면에 위치한 무선 충전용 코일(230)를 탐색할 수 있다. 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전용 코일(230)의 주변을 서서히 이동하면서 무선 충전용 코일(230)로 손실없이 전력을 전송할 수 있는 위치를 탐색할 수 있다. 먼저, 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전용 코일(230)로 전력을 송신할 수 있는 위치를 결정할 수 있다. 그 다음, 효율적으로 최대 전력을 전송할 수 있는 위치를 다시 한번 결정할 수 있다.

도 19는 일 개시에 의하여 충전 가능 영역 내에서 최적의 효율로 무선 전력을 송신할 수 있는 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전용 코일(230)로 전력을 전송할 수 있는 위치인 충전 가능 영역으로서의 제 1 영역(401)을 결정할 수 있다. 또한, 이동형 충전 장치(100)는 무선 충전용 코일(230)에 포함된 유도코일과 정합을 이루는 영역을 판단하여 제 2 영역(402)으로 결정할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 충전 장치로부터 발생되는 통신 신호를 검출할 수 있다. 이때, 통신 신호는 무선 전력 수신 신호를 의미하거나, 근거리 통신 신호, 원거리 통신 신호, 전력 충전을 요청하는 비콘 신호 등을 포함할 수 있으며, 통신 신호의 종류를 제한하지 않으며, 통신 신호의 강도만을 이용하여 충전 장치를 검색한다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 통신 신호의 수신 강도를 모니터링하여, 통신 신호의 수신 강도가 임계치보다 커지는 영역으로 제 1 속도로 이동할 수 있다. 통신 신호가 전력 수신 신호를 의미하는 경우, 전력의 수신 강도 값을 임계치로 설정할 수 있다. 예를 들어, 통신 신호의 수신 강도의 임계치는 통신 신호를 연속적으로 수신할 수 있는 정도의 임계값을 나타낸다.

이때 제 1 속도는 이동형 충전 장치(100)가 차량의 주변을 이동하면서 통신 장치의 위치를 판단하기 위한 속도인 바, 5km/h이하의 속도일 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 제 1 속도로 이동을 계속 하면서 전기 자동차의 충전 장치로 제 1 무선 전력을 송신할 수 있다. 이때, 제 1 무선 전력은 전기 자동차의 충전 장치와의 정합을 판단하기 위한 전력값으로서, 전기 자동차를 충전하기 위한 충분값보다는 작은 값일 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 제 1 무선 전력의 전송 효율이 미리 정해진 임계값보다 높아지는 영역의 경계를 판단하고, 판단된 경계 안을 충전 가능 영역인 제 1 영역(401)으로 결정할 수 있다. 제 1 영역(401)은 통신이 가능한 영역으로서, 전력을 전송할 수 있는 지를 나타내는 영역을 의미한다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 충전 가능 영역에서 제 2 속도로 이동하면서, 충전 가능 영역 중 제 1 무선 전력의 전송 효율이 임계치 보다 높은 영역을 제 2 영역(402)을 결정할 수 있다. 여기서 임계치는 정해진 시간 내에 최소한의 손실로 전력을 전달할 수 있는 효율 값을 나타낸다. 예를 들어, 전송 효율을 85% 이상인 지역을 제 2 영역으로 결정하기로 하였다면, 전송 효율이 85%이상으로 검출되는 영역을 제 2 영역으로 결정할 수 있다.

이때, 이동형 충전 장치(100)는 충전 가능 영역을 선택한 후이기 때문에 충전 가능 영역을 선택하기 위한 제 1 속도보다 느린 속도로 이동하며 무선 전력의 전송 효율을 판단할 수 있다. 따라서, 제 2 속도는 제 1 속도 보다 느린 속도일 수 있으며, 실시예에 따라 3km/h의 속도를 가질 수 있다.

일 개시에 의하여, 이동형 충전 장치(100)는 제 2 영역(402)에서 전기 자동차의 종류, 전기 자동차에 포함된 충전 장치의 정보, 충전 장치의 배터리 타입, 충전 장치의 충전 방식, 충전 장치의 사용 주파수 대역에 대한 정보 및 전기 자동차의 충전 장치에서의 수신 전력량을 기초로, 제 1 무선 전력을 제 2 무선 전력으로 조정할 수 있다. 이때, 제 2 무선 전력은 사용자가 요청한 충전 전력을 가장 효율적으로 전달할 수 있는 값을 나타내며, 전기 자동차로부터 획득한 정보, 사용자 단말로부터 획득한 정보, 이동형 충전 장치(100)내의 잔류 전력량 등에 따라 달라질 수 있다. 제 2 무선 전력은 제 1 무선 전력보다 큰 값일 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 제 2 무선 전력을 전기 자동차의 충전 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 이동형 충전 장치(100)는 제 2 영역을 이동하면서 제 2 무선 전력의 전송 효율을 모니터링할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 제 2 무선 전력의 전송 효율을 모니터링하여, 제 2 무선 전력의 전송 효율이 최고치에 해당하는 위치를 최적 효율 충전 위치로 다시 한번 결정할 수 있다. 이때, 최적 효율 충전 위치는 제 2 영역에서 변경되지 않을 수도 있으며, 제 2 영역에서 미세하게 위치가 변경될 수 있다.

이때, 이동형 충전 장치(100)는 최적 효율 충전 위치에서 이동을 중단할 수 있으며, 중단된 위치에서 최종적으로 전력을 전달할 수 있다. 즉, 결과적으로 세 번의 위치 결정 알고리즘을 통해 최적의 효율로 전력을 전달할 수 있는 위치를 결정할 수 있다.

추가적으로 이동형 충전 장치(100)는 좌측 상단 및 우측 상단에 발광부 및 수광부를 포함할 수 있다.

발광부 및 수광부는 빛을 전송하고 수신하는 광센서를 의미할 수 있다. 일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 최적 효율 충전 위치에서 좌/우 한 쌍의 발광부를 이용하여 전기 자동차의 충전 장치로 광신호를 전송할 수 있다.

이동형 충전 장치(100)는 전기 자동차의 충전 장치로부터 반사된 광신호를 좌/우 한 쌍의 수광부를 이용하여 수신할 수 있다. 이 때, 이동형 충전 장치(100)는 좌/우 한 쌍의 수광부에서 수신한 신호값의 차이를 이용하여 전기 자동차의 충전 장치와의 정렬 여부를 결정할 수 있다. 즉, 충전 장치와의 오정렬에 따라서 다르게 수신되는 신호값의 크기를 이용하여 전기 자동차의 충전 장치와의 정렬 여부를 판단할 수 있다.

일 개시에 의하여 이동형 충전 장치(100)는 좌 수광부에서 수신한 광신호의 세기가 우 수광부에서 수신한 광신호의 세기보다 크면 반시계방향으로 회전, 상기 좌 수광부에서 수신한 광신호의 세기가 우 수광부에서 수신한 광신호의 세기보다 작으면 시계방향으로 회전하여 전기 자동차의 충전 장치와 정렬을 맞출 수 있다. 이에 따라, 이동형 충전 장치(100)는 더욱 효과적으로 최적 효율 충전 위치를 찾을 수 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

10: 서버
100: 이동형 충전 장치
200: 차량
300: 인식부

Claims (11)

1. 전력 저장 장치를 포함하는 차량;
   상기 차량의 차량 번호를 인식하는 인식부;
   상기 차량의 주차 위치 주변으로 이동하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 이동형 충전 장치; 및
   상기 주차 위치 주변으로 상기 이동형 충전 장치를 이동하도록 제어하는 서버;를 포함하되,
   상기 서버는,
   주차장 관리 서버로서, 상기 차량 번호를 기초로 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 충전 요청에 기초하여 상기 이동형 충전 장치를 제어함으로써 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하고,
   상기 주차 정보는 상기 차량의 주차 위치에 대한 정보를 포함하고, 주차장에 기설치된 차량 번호 인식 장치로부터 생성되는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 차량은,
   상기 전력 저장 장치에 연결된 무선 충전용 코일을 포함하고, 상기 전력 저장 장치에 저장된 전력 정보를 기초로 상기 이동형 충전 장치를 호출하며,
   상기 이동형 충전 장치는,
   상기 충전 요청에 따라 상기 무선 충전용 코일의 주변으로 이동하고, 상기 무선 충전용 코일을 통하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 드론인 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 주차장 시스템은,
   상기 차량으로부터 충전 정보를 수신하고, 상기 충전 정보에 기초하여 상기 차량에 대한 충전 요청을 생성하는 사용자 단말;을 더 포함하고,
   상기 서버는,
   상기 사용자 단말로부터 상기 차량에 대한 충전 요청을 수신하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 차량은,
   상기 서버가 관리하는 주차장에 진입시 상기 서버로 충전 정보를 전송하고,
   상기 차량에 대한 충전 요청은,
   상기 충전 정보에 포함된 배터리 잔량을 나타내는 수치가 미리 정해진 수치보다 작은 경우 상기 서버에서 자동으로 생성되는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 차량은,
   상기 이동형 충전 장치에 의한 충전 종료시 상기 서버로 충전 정보를 전송하거나, 상기 이동형 충전 장치에 의한 충전 진행시 상기 서버로 충전 예상 정보를 전송하고,
   상기 서버는,
   상기 충전 정보 또는 상기 충전 예상 정보를 기초로 다른 이동형 충전 장치의 구동 명령 데이터를 생성하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
6. 전력 저장 장치를 포함하는 차량;
   상기 차량의 차량 번호를 인식하는 인식부;
   상기 차량의 주차 위치 주변으로 이동하여 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 이동형 충전 장치; 및
   상기 주차 위치 주변으로 상기 이동형 충전 장치를 이동하도록 제어하는 서버;를 포함하되,
   상기 서버는,
   주차장 관리 서버로서, 상기 차량 번호를 기초로 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성하고, 상기 차량에 대한 충전 요청에 기초하여 상기 이동형 충전 장치를 제어함으로써 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하고, 상기 이동형 충전 장치는,
   비행 이동이 가능한 드론으로서, 주차장 상공으로 비행 이동 후 풀스캐닝(Full-scanning)을 통하여 상기 차량의 상기 주차 위치를 획득하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 이동형 충전 장치는,
   상기 주차 위치로 이동 후 상기 인식부를 통하여 상기 차량 번호를 인식하고, 상기 차량 번호와 상기 충전 요청을 매칭하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 이동형 충전 장치는,
   상기 매칭의 결과값에 기초하여 상기 차량을 검증하고, 상기 전력 저장 장치에 전력을 공급하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
9. 제1항 또는 제6항에 있어서,
   상기 이동형 충전 장치는 비행 이동이 가능한 드론으로서, 드론 스테이션에 보관되고,
   상기 드론은,
   미리 저장된 주차장 지도 정보에 기초하여, 상기 주차 위치까지 이동하기 위한 이동 경로 정보를 생성하고, 상기 이동 경로 정보에 기초하여 상기 주차 위치로 이동하는 것인,
   전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템.
   
10. 전기차 자동 충전이 가능한 주차장 시스템의 서버에 있어서,
    명령어를 저장하는 메모리;
    상기 명령어에 기초하여 연산을 수행하는 프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어에 따라 외부 장치와 통신하는 통신 모듈;을 포함하고,
    상기 프로세서는,
    인식부로부터 차량의 주차 위치를 수신하고, 상기 주차 위치로 이동형 충전 장치를 이동하여 상기 차량의 전력 저장 장치에 전력을 공급하도록 제어하는 제어 명령을 생성하고,
    상기 인식부로부터 상기 차량의 차량 번호를 수신하고, 상기 차량 번호에 기초하여 상기 차량의 주차 정보 및 요금 정보를 생성하는 것인,
    서버.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 주차 위치는 상기 이동형 충전 장치에 설치된 상기 인식부로부터 풀스캐닝(Full-scanning)에 의하여 획득되는 것인,
    서버.