WO2019168258A1 - 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템 및 방법과 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템 - Google Patents

동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템 및 방법과 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템 Download PDF

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WO2019168258A1
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module
wearable device
animal
wearable
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김선중
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(주)호모미미쿠스
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    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture

Definitions

  • the present invention relates to a remote control system and method for supporting an independent task of an animal, and an animal wearable multipurpose modular platform system that can be used for various purposes by being mounted on a dog harness.
  • Dogs are the oldest livestock of mammals and are most familiar to humans. These dogs not only serve as dogs, but also carry out blind guidance and detection (explosives detection, investigator detection, suspect search, behavior winner tracking, enemy hideout search, etc.).
  • a guide dog is a dog that has been specially trained to lead a blind person safely.
  • the way in which a blind dog delivers a dangerous situation to a user (blind) is that the dog takes an action such as stopping in the middle of the dog, physically guiding the user, or biting a device such as a dog's mouth-to-mouth gagged bite. It's very primitive, like
  • Search and detection tasks often performed by dogs, are often performed in a space that is very narrow for human users to access. Or human users often have to give commands from a remote location because it is very dangerous for human users to access. Therefore, there is a great need for a human user to remotely check a dog's situation in a safe area, and to give a command appropriate to the situation at that time.
  • harnesses worn on dogs are usually made of soft cloth.
  • the necessary items are combined in the harness, they can be put in a pouch that can be stored using velcro, belts, buckles, etc., which have limitations in shape, weight, and use that can be combined due to the characteristics of these structures and materials.
  • the present invention provides a remote support system that remotely supports an animal (particularly a dog), which is a task performing subject, to perform an independent task (separation operation) in an environment independent of a user (human) using a drone, and It is to provide a method.
  • the present invention is to provide a wearable animal wearable multi-purpose modular platform system that is firmly fixed to the body of an animal such as a dog to be used for various purposes by mounting various types of objects, special purpose devices, etc. in a modular form.
  • a drone performing an independent task
  • a wearable device of the type wearable by an animal wherein the drone is dockable
  • a server configured to communicate with at least one of the drone and the wearable device to collect information collected by the drone and the wearable device, and to transmit a user command to at least one of the drone and the wearable device
  • a user terminal receiving and outputting the collected information in communication with the server and receiving the user command for the drone and the wearable device.
  • the wearable device may have a wearable vest shape that may be coated and peeled off to fit the body of the animal, and the wearable device may further include a docking module formed on the back portion of the wearable vest to dock the drone.
  • the docking module may include an electromagnet that is activated or deactivated, and a lower portion of the drone may include a docking part made of a magnetic object, and the drone may be docked or undocked according to whether the electromagnet is activated.
  • the docking module may be manufactured as a self-contained object, and a lower portion of the drone may include an electromagnet activated or deactivated, and the drone may be docked or undocked depending on whether the electromagnet is activated.
  • the wearable vest is equipped with a rechargeable battery, and the docking module is provided with a power transmission terminal connected to the rechargeable battery.
  • the power receiving terminal installed under the drone is in contact with the dock, the power of the rechargeable battery is transferred to the drone. To charge the drone.
  • the wearable device includes: a photographing module configured to photograph an image that is vertically long by two or more cameras arranged vertically;
  • the WD communication module for transmitting the image to the server may be further included.
  • the drone may include a photographing module including at least one of an infrared image photographing unit and a general image photographing unit to collect surrounding images; A sensor module for detecting hazardous chemicals; It may include a drone communication module for transmitting the surrounding image and the sensing information of the sensor module to the server or the wearable device.
  • the drone may further include a laser pointer module for instructing a laser pointer to indicate a specific object based on a result of analyzing the surrounding image.
  • the server may include an image processing engine configured to process an image collected by the wearable device or the drone according to a predetermined image processing algorithm; And a server control module for transmitting the image processed image to the user terminal.
  • the image processing engine When the image collected by the wearable device is an image captured by a plurality of vertically arranged cameras, the image processing engine combines the collected image into vertical long images, and based on a learned result, Extracts an object, selects an object to be tracked from the plurality of objects, trims the long vertical image around the object to be tracked, and then corrects left and right movements of the trimmed image due to left and right movements of the animal. Can be.
  • the server may further include a determination engine that interprets sensing information collected by the sensor module to determine the type of the chemical substance and whether a dangerous substance is present. .
  • a remote support method for the drone to support the independent task performance of the animal wearing the dockable wearable device moving the animal wearing the wearable device docked by the drone near the mission area ; Undocking and launching the drone in the wearable device; Performing a predetermined mission when the drone glides to reach the mission area; And after performing the mission is provided a remote support method for supporting the performance of the independent task of the animal comprising the step of charging the docking the wearable device after the return of the drone.
  • a wearable device wearable by an animal; And a module mounting unit installed on an upper surface of the wearable device to fix the module, wherein the module mounting unit includes: a base fixed to the upper surface of the wearable device; A module fixing part fixing the module to an upper surface thereof; There is provided an animal wearable multi-purpose modular platform system disposed between the base and the module fixing portion comprising a link portion for adjusting the height of the module fixing portion.
  • a wearable device wearable by an animal
  • a modular platform in which a plurality of holes are drilled in the surface to fasten and mount various modules to the holes
  • a platform support disposed between the wearable device and the modular platform to support the modular platform in a horizontal state and to adjust a height of the modular platform.
  • the platform support includes a front support and a rear support composed of a pair of left and right, the front support, the front lower support is fixed to the wearable device; A rear upper support which is coupled to extend upwardly relative to the lower front support, wherein the rear support comprises: a rear lower support fixed to the wearable device; It may include a rear upper support coupled to extend upward with respect to the rear lower support.
  • an animal which is a task performing subject using a drone, may remotely support an independent task by itself in an environment independent of a user (human).
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a remote control system supporting an independent task of an animal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a remote control method performed in a remote control system supporting an independent task of an animal
  • FIG. 3 is a block diagram of a remote control system for supporting an animal to perform an independent task according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing an animal wearing a wearable device
  • FIG. 5 is a view showing a drone docked to a wearable device worn by an animal
  • FIG. 6 is a view showing the wearable device worn by an animal in a vertical cross section
  • FIG. 8 is a view showing the drone docked in place with respect to the wearable device
  • FIG. 9 is a view showing a user terminal transmitting and receiving with the animal wearable multi-purpose modular platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of an animal wearable multipurpose modular platform system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a front and rear perspective view of an animal wearable multipurpose modular platform system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view showing a height adjustment process of the animal wearable multi-purpose modular platform system according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a view showing the installation process of the module mounting unit for module installation
  • 16, 17 and 18 are side, top, and enlarged perspective views of an animal wearable multipurpose modular platform system according to another embodiment of the present invention.
  • 19 is a view showing an extension process of the platform support
  • 21 is a perspective view of a battery module and a mounting structure
  • 22 is another exemplary diagram of a modularization platform on which a camera module is mounted
  • 25 is another illustration of a battery module.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • ... unit means a unit that processes at least one function or operation, which means hardware or software or hardware and software. It can be implemented as a combination of.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a remote control system for supporting independent task execution of an animal according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a remote control method performed in a remote control system supporting an independent task performance of the animal
  • 3 is a block diagram illustrating a remote control system for supporting an independent task of an animal according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an animal wearing a wearable device
  • FIG. 5 is an animal
  • FIG. 6 is a view showing a drone docked to the worn wearable device
  • FIG. 6 is a view showing a wearable device worn by an animal in a vertical cross section
  • FIG. 7 is a perspective view of a drone
  • FIG. 8 is a drone with respect to the wearable device.
  • the figure shows the docking position.
  • the remote control system for supporting an independent task of an animal enables a long distance interaction between an animal, which is a task performing subject, and a user by using a drone, so that the task may be smoothly performed.
  • Drones are devices that can be used in a variety of search and detection tasks because of their smooth remote control and the freedom to perform independent tasks. However, it is difficult to carry out tasks in the mission area by moving away from the distance independently. Miniaturized drones require miniaturized drones to travel remotely without being discovered, but miniaturized drones have limited battery capacity and only a few devices can be mounted on them. In this case, trained animals (eg dogs) can be used to move drones to the mission area at high speed, and then use the drones and dogs in the mission area to detect and search. In addition, it is essential to move the battery's mission area for continuous power supply during the drone's mission.
  • trained animals eg dogs
  • the battery When the battery is transported by using a highly equipped military dog and waiting in a safe area, it is a hub for drone management in the mission area. Can assume a role In addition, the user in charge of the system manages the information gathered from the remote safety zones, thus greatly protecting the troops as the troops shrink.
  • the remote control system 1 includes a wearable device 10 including a vest type wearable device worn by an animal, one or more drones 20, and a user (human) to check information and remotely.
  • FIG. 2 an example of performing an independent task using the remote control system 1 is illustrated.
  • the animal wearing the wearable device 10 to which the drone 20 is docked moves near the mission area. Since it is difficult to proceed due to obstacles, etc., the docking of the drone 20 is released and the drone 20 starts (1). After the drone 20 gliding (2) to enter the mission area over the obstacle (3). Since the mission area using the information collecting devices (shooting module, sensor module, etc.) installed in the drone 20 performs the reconnaissance and collects various information (4). After returning to the animal position (5) docked to the wearable device 10, and then charge the battery consumed in the process of performing the task (6) to prepare for the next mission.
  • the information collecting devices shooting module, sensor module, etc.
  • the wearable device 10 is a wearable device that can be worn and peeled to fit the body of an animal (hereinafter, referred to as a 'dog'), which is a task performer. For example, it can be manufactured in a vest type.
  • the wearable device 10 may be combined with equipment to be transported or equipment to be mounted by a dog. That is, the wearable device 10 performs the same role as the basic platform.
  • the wearable vest 11 made of sheath and the equipment coupled thereto constitute one wearable system.
  • the wearable vest 11 is a cloth worn by a dog, and various equipments of the wearable device 10 are coupled thereto.
  • the outer surface 111 is made of a large elastic coating, the lining may be used in the form of a net material to facilitate ventilation.
  • a flexible material eg, sponge 112
  • sponge 112 can be applied to prevent the vest from becoming uncomfortable to the dog's activity, and can cushion the dog's body and the equipment attached to the face.
  • Wearable vest 11 has a structure that can be peeled off, can be used with a number of dogs with one vest.
  • the subject to be worn is an animal such as a dog
  • a design for a cold season may be applied depending on the activity time.
  • the docking module 104 is a piece of equipment that allows the drone 20 to interact with the wearable system worn by the dog.
  • the drone 20 is docked to the wearable vest 11 to receive insufficient power.
  • the drone 20 When the drone 20 is docked (attached) to the wearable device 10, the drone 20 may be used to transfer the drone 20 to a specific region with the force of the dog.
  • the docking module 104 may also be designed in the same number as the number of the corresponding drones and may be provided in the wearable device 10.
  • the docking module 104 may also be a plurality of dogs in the same number as the number of drones. Alternatively, the docking module 104 may be alternately used by two or more drones, so that fewer docking modules 104 are provided than the number of drones.
  • Docking module 104 includes an electromagnet 13 and a current transfer unit (not shown).
  • the docking portion of the drone 20 positioned below the drone may be manufactured of a magnetic object that is a material having a property that can be attached to a magnet having magnetic force (eg, iron plate, etc.). Therefore, when the electromagnet 13 belonging to the docking module 104 of the wearable device 10 is activated, the docking module 104 of the wearable device 10 and the docking unit of the drone 20 may be bonded to each other.
  • a magnetic object that is a material having a property that can be attached to a magnet having magnetic force (eg, iron plate, etc.). Therefore, when the electromagnet 13 belonging to the docking module 104 of the wearable device 10 is activated, the docking module 104 of the wearable device 10 and the docking unit of the drone 20 may be bonded to each other.
  • an electromagnet is mounted on the docking part of the drone 20 and the docking module of the wearable device 10 is used.
  • the material 104 for example, iron plate or the like having a property of sticking well to the magnet by magnetic force may be mounted on the 104.
  • the docking module 104 is provided with a terminal (transmission terminal) for transmitting a current.
  • a terminal transmission terminal
  • the drone is equipped with a terminal (receiver terminal) to receive the current.
  • the current transfer by the terminal contact is only an embodiment, and the drone may be charged without contact by applying a wireless charging method (contactless near-field remote charging).
  • the electromagnet 13 is activated. At this time, a magnetic force is generated, and the drone 20 can be docked to the wearable device 10 by the magnetic force.
  • the drone 20 may be attached without being separated by magnetic force.
  • the drone 20 Since the magnetic force of the electromagnet is large enough, it can be easily attached by the magnetic force when the drone 20 is close to the contact surface.
  • the drone 20 is supplied with charging power in a docked state.
  • the electromagnet 13 is deactivated. At this time, the magnetic force is disappeared, the drone 20 is separated from the wearable device 10, when the contact is released and the charging current is cut off, the drone 20 may start to glide.
  • the determination of when the drone 20 glides may be set by the user through the user terminal 30. If the dog wearing the wearable device 10 is not trained, the drone 20 may be scared of starting and gliding, so that the user does not start until a separate user command is received after the contact of the drone 20 is released. It may be set in the terminal 30. In the case of highly trained dogs, they are not afraid to get used to the maneuvering and gliding of the drone 20. In this case, the user terminal 30 may be set to start as soon as the contact of the drone 20 is released.
  • the most effective part is that the drone can continue to receive power from a battery that the dog carries over long distances.
  • a rechargeable battery 12 of sufficient capacity may be mounted in each pocket of the wearable vest 11 of the wearable device 10. It can be removed and recharged after returning to a predetermined area.
  • the rechargeable battery 12 may not be detached from the wearable vest 11 but may be integrally inserted into the coating. In this case, the rechargeable battery may be recharged by connecting an external charging cable through one charging terminal to which all of the battery packs are connected in the wearable vest 11.
  • the rechargeable battery 12 may be disposed to balance an equal weight on the left and right sides of the wearable vest 11. It may also be designed in a shape that will not interfere with posture when the dog is running or resting. Alternatively, a plurality of thin batteries may be pre-inserted into the coating during the manufacturing process in the form of the wearable vest 11.
  • the dog's activity can be well arranged and installed with sufficient capacity without interfering with the dog's movement, and the battery placement method can be implemented in various ways.
  • the rechargeable battery 12 since the rechargeable battery 12 is connected to the charging terminal of the docking module 104, the rechargeable battery 12 may perform drone charging when the drone 20 is docked.
  • the components of the wearable device 10 may be electrically connected to each other so as to provide power.
  • the WD communication module 105 transmits photographed image information to the server 40 when the wearable device 10 includes the photographing module 101 to be described later.
  • the photographing module 101 provided in the drone 20 may not have a high resolution of the photographed image due to the size limitation and the weight limitation of the mounting systems according to the specification of the drone.
  • the wearable device 10 may be equipped with a high-resolution imaging module 101 to collect an image captured by a dog as a high-quality image.
  • High-quality collected images may be absolutely necessary while dogs are tasked with detecting dangerous situations (explosive exploration, missing persons search, exploring enemy sites, finding suspects, tracking behavior winners, finding enemy infiltration areas, detecting enemy hideouts, etc.).
  • the wearable device 10 may be provided with a photographing module 101, and the WD communication module 105 may transmit an image collected by the photographing module 101 to the server 40.
  • the WD communication module 105 to be built in the wearable device 10 may be medium equipment. That is, the drone of the drone 20 may exceed the size and weight that can be transported. In this case, since the output of the drone communication module 207 of the drone 20 is not high, it may be difficult to directly transmit and receive the server 40.
  • the drone's drone communication module 207 communicates with the WD communication module 105 of the wearable device 10, and transmits the transmitted information to the WD communication module 105 of the wearable device 10 with high output. Can be transmitted to the server 40.
  • the photographing module 101 is a camera for photographing the situation around the dog wearing the wearable vest 11. This equipment is needed while the dog is performing a dangerous situation detection task.
  • the photographing module 101 may include a device in which two or more lenses (or cameras) arranged vertically for photographing long vertical images.
  • two or more lenses (or cameras) arranged vertically for capturing images that are vertically long may be arranged so that a total of two sets are arranged on the left and right sides of the dog, one pair on the left and right.
  • GPS module 102 is a GPS tracking device for identifying the dog's current position. Information about the current dog's location may be obtained from the GPS module 102.
  • the WD control module 103 collects the information (image data) collected by the imaging module 101 and transfers the information to the WD communication module 105. In addition, it corresponds to an operation command corresponding to the wearable device 10 among the contents commanded by the user through the user terminal 30.
  • the error report may be transmitted to the user terminal 30.
  • the drone 20 includes a drone dockable to the wearable device 10.
  • drones may be used. Depending on the breed, size, and purpose of the dog, the size and type of drone can be variously applied.
  • the lower part of the drone may be made of a material (eg, iron plate, etc.) having a property of sticking to a magnet by magnetic force.
  • the site may be provided with a terminal (a power receiving terminal) for receiving a current.
  • a current may be received.
  • the current delivered charges the drone (especially the battery) and becomes the power source for the drone to operate.
  • a current may be supplied from the wearable device 10 through a wireless charging method.
  • the drone 20 is a drone that can be adjusted by radio waves.
  • the imaging module 201 an infrared imaging unit and / or a general imaging unit and a microphone
  • a laser pointer module 202 for instructions for instructions
  • a drone communication module 207 for instructions
  • a small folding machine according to a task type to be performed
  • the display module 203, the sensor module 205, and the like can be mounted (see FIG. 7).
  • the module to be mounted can be flexibly detached according to the drone's structure, output and operating conditions.
  • Receiving a command of a user (human) located at a remote location may operate the mounted equipment (module), display information received from the user or transmit the collected information to the user terminal (30).
  • the drone 20 may vary in size and type depending on one or more of a dog's breed, size, and purpose of use. Various equipment of the drone system is coupled to the drone 20.
  • the docking part may be provided at a lower portion of the drone 20, and may be manufactured as a magnetizing object, which is a material having a property of sticking well to a magnet by magnetic force.
  • the electromagnet may be provided in the drone 20 according to an embodiment.
  • the docking unit is provided with a power receiving terminal for receiving a current, and when the drone 20 is docked to the wearable device 10, the docking unit may be in contact with the power transmission terminal to receive a current. Alternatively, the drone 20 may be charged by a wireless charging method.
  • the electromagnet 131 may be distributed in all directions in the docking module 104 of the wearable device 10 in the docking area of the drone 20.
  • the drone 20 may be adjusted by the four electromagnets 131 in the docking process so that the drone 20 may be seated in the correct position.
  • the photographing module 201 is a device for photographing the surrounding environment of the drone 20.
  • the photographing module 201 may include at least one of an infrared image photographing unit and a general image photographing unit. Additionally, the apparatus may further include a microphone for collecting an audio signal.
  • the specification of the imaging module 201 may be adjusted according to the size of the drone 20, the maximum allowable weight, and the like.
  • the infrared image capturing unit is an infrared camera for capturing infrared images, and makes it easy to perform a night or no light task.
  • the general image capturing unit is a camera for capturing a general image, and when the user operates the drone 20 at a long distance, the general image capturing unit is an auxiliary device that makes it easy to avoid obstacles in the field of view of the drone or to recognize the situation in which the drone is placed.
  • the imaging module 201 installed in the drone 20 may not have a high resolution due to restrictions due to the maximum allowable weight limit.
  • the high quality image may be collected through the photographing module 101 installed in the wearable device 10.
  • the collected image may be transmitted to the server 40 through the drone communication module 207.
  • the wearable device 10 may be transferred to the server 40 through the WD communication module 105.
  • the laser pointer module 202 is a device that can instruct the object with a laser pointer so that the dog can recognize when an instruction for a particular object is needed.
  • the user may manipulate the instruction position of the laser pointer through the user terminal 30.
  • the user command may be processed by the drone control module 206 to control the laser pointer module 202.
  • the laser pointer module 202 may be installed in the drone 20 through a spherical joint mechanism, so that the laser pointer module 202 may be freely directed in all directions in a manner of controlling the spherical joint.
  • the display module 203 may be a small display device made of folding.
  • the display module 203 is a facility that can be used when communicating with an object (eg, a human) that has been contacted through the drone 20.
  • an object eg, a human
  • the drone communication module 207 may receive an image sent by the user through the user terminal 30, and output the image to the display module 203 through the drone control module 206.
  • the sensor module 205 may be a detection sensor capable of detecting hazardous chemicals.
  • the detection of chemical agents can confirm whether or not a chemical war has occurred.
  • the sensor module 205 may encrypt only the content of the collected information and finally deliver it to the server 40, and allow the server 40 to perform a result determination (diagnosis). This makes it possible to prevent the judgment system of the internal system from being exposed when the drone 20 is lost to others.
  • the drone communication module 207 includes information collected from the drone 20 (images, sounds, locations, sensor detection results, etc.) and contents indicated by the user (images sent by the user to the display module 203 of the drone, and laser pointer instructions). Location, etc.).
  • the drone communication module 207 installed in the drone 20 may directly communicate with the server 40 through obstacles.
  • the WD communication module 105 of the wearable device 10 may be a device capable of transmitting and receiving in accordance with a special environment made of a high output communication equipment.
  • the GPS module 204 is a GPS tracking device for identifying the current position of the drone 20. Information about the location of the current drone 20 may be obtained from the GPS module 204.
  • the drone control module 206 includes information collected by the drone 20 (images, sounds, locations, sensor detection results, etc.) and contents indicated by the user (images sent by the user to the display module 203 of the drone, and laser pointer instructions). Location, etc.), and delivers them to the drone communication module 207.
  • the user command 30 corresponds to the operation command corresponding to the drone 20 among the contents commanded by the user terminal 30.
  • the user terminal 30 is a user device that remotely operates both the wearable device 10 worn by a dog and the drone 20 (in particular, the drone 20) in operation or non-operation.
  • the UI and UX design and function of the user terminal 30 are tailored to the situation in which the equipment is operated (playing with a dog, checking the emergency situation of the elderly living alone, blind guidance, explosives detection, enemy infiltration area detection, enemy hideout detection, etc.). Can be implemented.
  • the server 40 controls the movement of information between the wearable device 10, the drone 20, and the user terminal 30. All information passing through the server 40 may be recorded in a time series and stored in a separate storage unit.
  • the image captured by the plurality of lenses (cameras) may be collected and finally corrected by the image processing engine 401 into an image without shaking. have.
  • the image processing engine 401 may combine images captured by a plurality of vertically arranged lenses (cameras) into vertical images. Through this, it is possible to exclude the shaking effect due to the large movement in the vertical direction.
  • the object is extracted from the image, the object to be tracked is selected from the multiple objects, the image is trimmed around the object to be tracked, and the trimmed image By correcting the left and right fine movements, the final correction to the shake-free image is made.
  • the final corrected image is transmitted to the user terminal 30.
  • the image processing engine 401 may also process the image collected by the imaging module 201 of the drone 20 and transmit it to the user terminal 30.
  • the determination engine 402 interprets sensing information collected and transmitted by the sensor module 205 of the drone 20, and determines what kind of chemical is detected chemical. And it is transmitted to the user terminal 30 whether the dangerous substance and the type of chemical.
  • the server control module 403 controls the exchange of information between the wearable device 10, the drone 20, and the user terminal 30.
  • the server control module 403 receives the image information transmitted by the wearable device 10 and transmits the image information to the user terminal 30.
  • the wearable device 10 transmits the information collected by the drone 20 on behalf of the drone 20 to the user terminal 30 (under a special environment such as military use)
  • the drone 20 collects and transmits the information.
  • the server control module 403 receives and delivers the same to the user terminal 30.
  • the server control module 403 receives and transfers the collected information to the user terminal 30.
  • the determination engine 402 determines the sensing information collected by the drone 20, and the server control module 403 transmits the result to the user terminal 30.
  • the plurality of image information captured by the wearable device 10 is corrected by the image processing engine 401, and the server control module 403 transmits the final corrected image to the user terminal 30.
  • the command transmitted by the user terminal 30 is received by the server control module 403 and transmitted to the wearable device 10 or the drone 20 according to the command target.
  • the wearable device 10 When the wearable device 10 receives the command issued by the user terminal 30 to the drone 20 from the server control module 403 on behalf of the wearable device 10, the user terminal 30 transmits the command to the wearable device 10. To pass.
  • the server control module 403 may record and store all such information exchange history in time series. In addition, the server control module 403 may record and store all the various error reports.
  • the remote support method for supporting the independent task execution of the animal may be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium.
  • Computer-readable recording media include all kinds of recording media having data stored thereon that can be decrypted by a computer system. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, and the like.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the computer readable recording medium can also be distributed over computer systems connected over a computer network, stored and executed as readable code in a distributed fashion.
  • the dog not only the situation of using a drone in the play of the owner located in the same space as the dog, but also the dog and drone left alone without the owner play by the remote control of the leader (distant owner), the elderly living alone
  • the situation of reconnaissance of the house by remote operation of a leader authorized by the drone in the life of a dog and a companion dog the situation of a drone gliding around to collect the surrounding information among the guide dog and the leader (blind) interaction
  • the drones to indicate the direction of movement of the dog and to collect surrounding information in the independent operation of the military, and to carry out the drone's long-range operation
  • the dog carries the battery needed to charge the drone and moves it to the safety zone (drone concentration station)
  • drones can quickly move medium-sized drones into the area of operation for long-range operations. It can encompass both the situation and the like.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a user terminal transmitting and receiving with an animal wearable multipurpose modular platform system according to an embodiment of the present invention.
  • the animal wearable versatile modular platform system includes a vest type wearable device (eg, a harness) worn by the animal, and allows various equipments such as drones, cameras, and batteries to be installed with high degrees of freedom.
  • a vest type wearable device eg, a harness
  • the user terminal 1150 receives data sensed from various devices of the animal wearable multipurpose modular platform system and outputs it to a screen.
  • the user input input through various buttons or a touch screen may be transmitted to various devices mounted on the animal wearable multipurpose modular platform system to perform an operation according to the user input.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of an animal wearable multipurpose modular platform system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a conceptual view illustrating an operation of a module mounting unit
  • FIG. 12 is a configuration diagram of a battery module.
  • Animal wearable multi-purpose modular platform system 1100 is a wearable device 1110 that can be worn and peeled to fit the body of the animal that is the task performing subject (hereinafter referred to as a 'dog' center) ) As the default configuration.
  • the wearable device 1110 may be manufactured in a type such as a vest or a harness.
  • the animal wearable multipurpose modular platform system 1100 uses the wearable device 1110 as a base platform, and can combine equipment that a dog needs to be transported or mounted.
  • the module mounting unit 1120 may allow a module to be installed to be mounted, and adjust a height, a front and rear position, and the like of the module.
  • the module mounting unit 1120 may be made integral with the wearable device 1110.
  • the camera module 1130 is installed in the wearable device 1110 through the module mounting unit 1120.
  • the module mounting unit 1120 may include a base 1121 fixed on the wearable device 1110, a module fixing unit 1125 fixing the camera module 1130, and a base 1121 between the module fixing unit 1125. It includes a link portion consisting of two links (1123, 1124) arranged to adjust the height of the module fixing portion (1125).
  • a plurality of fastening protrusions 1122 are installed on the top surface of the base 1121, and each lower end of the two links 1123 and 1124 may be coupled to each other.
  • the first link 1123 is hinged to the foremost fastening protrusion.
  • the lower end of the second link 1124 may be coupled to any one of the rear fastening protrusions.
  • An upper end of the second link 1124 may be hinged to a central portion of the first link 1123.
  • the height and the front and rear positions of the camera module 1130 may be adjusted according to the coupling position of the lower end of the second link 1124.
  • the camera module 1130 may be fixedly coupled to a desired position in the front and rear direction also on the module fixing part 1125.
  • the battery module 1140 is mounted behind the top surface of the base 1121.
  • the battery module 1140 may be connected to equipment requiring power through a cable 1141.
  • the battery module 1140 is connected through a cable 1141. ) Can be powered.
  • FIG 13 is a front and rear perspective view of the animal wearable multipurpose modular platform system according to another embodiment of the present invention
  • Figure 14 is a side view showing a height adjustment process of the animal wearable multipurpose modular platform system according to another embodiment of the present invention
  • Figure 15 Is a view showing the installation process of the module mounting unit for module installation.
  • Animal wearable multi-purpose modular platform system 1200 has a multi-purpose modular platform 1220 spaced apart from the wearable device 1210 worn by the animal, to freely mount the desired module according to the task performed It can be, and characterized in that it can be adjusted to the desired height without disturbing the movement of the animal.
  • the animal wearable multipurpose modular platform system 1200 includes a wearable device 1210, a modularization platform 1220, and a platform support 1230.
  • the wearable device 1210 is a wearable device worn on an animal that is a task performer and may be a type such as a vest or a harness. However, the wearable device 1210 is made of a material of a soft material in order to facilitate wearing or detaching from the animal.
  • the present embodiment includes a modular platform 1220 corresponding to a frame capable of maintaining a rigid shape.
  • the modularization platform 1220 may be made of a metal such as aluminum or a material such as ABS resin.
  • the modularization platform 1220 has a plate shape in which various types of holes are perforated, and a module suitable for a task may be mounted through the perforated holes.
  • the module mounted on the modularization platform 1220 may be easily mounted at a desired position among the modularization platform 1220 by having a fastening part adapted to a shape, an interval, and the like of the perforated hole in the modularization platform 1220. It may be desirable to balance left and right when mounting the module so that the entire center of gravity lies on the vertebral line of the animal for balance when the animal is moving. In this embodiment, it is assumed that the camera module 1240 is mounted.
  • a basic skeleton 1221 is installed on the modularized platform 1220, which is coupled to the perforated hole.
  • An extension arm 1222 may be additionally installed on the base arm 1221 for smooth installation of the module.
  • Expansion arm 1222 may have an arc shape.
  • a module holder 1223 for easy mounting of various modules may be installed on the expansion skeleton (1222).
  • a module that performs a function required for a target task may be mounted in a groove formed on the module holder 1223.
  • the camera module 1240 may be installed directly on the extension skeleton 1222.
  • the modularization platform 1220 may be adjusted in height according to the size, use, etc. of the module to be mounted. To adjust the height of the modular platform 1220, a platform support 1230 for supporting the modular platform 1220 is disposed between the wearable device 1210 and the modular platform 1220 (see FIGS. 13 and 14).
  • the platform support part 1230 is divided into a front support part and a rear support part provided by a pair of left and right.
  • the anterior support includes an anterior top support 1232 and anterior lower support 1231.
  • the posterior support includes a posterior upper support 1234 and posterior lower support 1233.
  • the front upper support 1232 and the front lower support 1231 are perforated with a plurality of screw holes having equal intervals, so that the front upper support 1232 and the front lower support 1231 can be bolted by bolts. have.
  • the anterior upper support 1232 may vary the height of the modularization platform 1220 by engaging in an elevated position relative to the anterior lower support 1231 by a desired height.
  • the front lower support 1231 may have a curved shape in which the lower portion thereof is inclined outward. This is to reduce the interference to the movement of the animal, since the anterior support is disposed in the portion close to the forelimbs of the animal that is the task performer.
  • the rear upper support 1234 and the rear lower support 1233 are provided with a plurality of screw holes having equal intervals, the rear upper support 1234 and the rear lower support 1233 may be bolted by bolts. have.
  • the rear upper support 1234 may be fastened to the rear lower support 1233 by a desired height, thereby varying the height of the modularization platform 1220.
  • the lower end of the anterior support and the lower end of the posterior support are supported by the horizontal support 1235.
  • the front and rear ends of the horizontal support 1235 are provided with protrusions protruding inward, so that the degree of protrusion in the horizontal direction can be adjusted according to the body shape of the animal. Accordingly, the platform support 1230 can be more firmly and stably mounted to the animal.
  • a battery module may be installed on the bottom surface of the modularization platform 1220. Through the battery module, it is possible to supply power to an animal command module for commanding various equipment or animals mounted on the upper surface of the modularization platform 1220.
  • FIG 16, 17 and 18 is a side view, plan view, enlarged perspective view of an animal wearable multi-purpose modular platform system according to another embodiment of the present invention
  • Figure 19 is a view showing an extension process of the platform support
  • Figure 20 is an animal 21 is a perspective view and a mounting structure of a battery module
  • FIG. 22 is another exemplary view of a modular platform on which a camera module is mounted
  • FIGS. 23 and 24 are various views of a modular platform. 25 shows an example of a battery module.
  • Animal wearable multi-purpose modular platform system 1300 also has a multi-purpose modular platform 1320 spaced apart from the wearable device 1310 worn by the animal, to freely mount the desired module according to the task performed It can be, and characterized in that it can be adjusted to the desired height without disturbing the movement of the animal.
  • the animal wearable multipurpose modular platform system 1300 includes a wearable device 1310, a modularization platform 1320, and a platform support 1330.
  • the animal command module 1350 may be further included.
  • the modular platform 1320 has a plate shape in which left and right sides are bent, and various surfaces of the modular platform 1320 may be perforated.
  • the shape of the perforated hole may be, for example, a cross shape (see FIGS. 17-10) and a triangle shape (see FIGS. 22-17).
  • the hole shape of the main surface and the hole shape of the side surface can be made the same or different. This is because the holes perforated on the side are for extension of the platform.
  • the module can be easily removable.
  • the modularized platform 1320, 1410, 1420 can expand and engage extension platforms 1325, 1412, 1422 downward. This may increase the number of modules that can be mounted on the modularization platform. Alternatively, the various modules can be installed by easing the size limitation of the mountable module.
  • Platform support 1330 includes an anterior support and an anterior support.
  • the front support may be provided with a pair of left and right, and the left and right spacing may be wider than the rear support. This is because the anterior supports are located closer to the forelimbs of the animal and require a wider width than the posterior supports located at the waist.
  • a protrusion corresponding to a wider width than the rear support part may be provided between the front support part and the modular platform 1320 to stably support the modular platform 1320.
  • the anterior support includes an anterior top support 1332 and an anterior lower support 1331, and the anterior support includes an anterior upper support 1334 and an anterior lower support 1333.
  • the front upper support 1332 has a structure extending upward with respect to the front lower support 1331
  • the rear upper support 1334 also has a structure extending upward with respect to the rear lower support 1333.
  • the front upper support 1332 and the rear upper support 1334 may have a shape in which the top is bent inclined backward. This may reduce the weight burden on the animal by moving the point where the platform support 1330 is installed on the wearable device 1310 to the front of the animal.
  • a battery module 1360 may be installed on the bottom surface of the modularization platform 1320.
  • the battery module 1360 includes a housing into which the long rod-shaped battery 1362 is inserted in the longitudinal direction.
  • the front of the housing is provided with a groove into which the battery 1362 may be inserted, and a cover 1344 for detaching the battery 1332 may be installed in the opening of the groove.
  • a charging terminal 1366 is provided at the rear of the housing to charge the internal battery 1362 by connecting a charging cable.
  • the housing can be easily fastened to the bottom surface of the modularization platform 1320 through the fastening bracket 1348.
  • a battery module 1430 having a rod shape having a length that is the same as that of a battery may be installed.
  • the fastening bracket 1440 for fixing the battery module 1430 may have a fastener of a gripper structure to which each battery module 1430 may be fitted.
  • Batteries accommodated in the battery modules 1360 and 1430 may be taken out of the housing if necessary and mounted in the module requiring the battery.
  • an animal command module 1350 using a battery is shown in FIG. 20.
  • the animal command module 1350 includes a communication unit and a speaker. When receiving a command from the user terminal 1150 through the communication unit, the animal can be trained behavior by outputting a sound that is recognizable and pre-trained through the speaker.
  • the animal command module 1350 also includes a vibrator.
  • the vibrator is mounted on the left shoulder and the right shoulder of the animal, respectively, and when the vibrator corresponding to the direction in which the animal should move according to the command received from the user terminal 1150 moves the animal to look in the direction or proceed in the corresponding direction. This can enable smooth execution of tasks.
  • the camera module 1340 may be installed in the modularization platform 1320. In the case of the camera module 1340, the camera module 1340 may be installed together with a gimbal structure for shaking correction according to animal movement. When the user issues a command through the user terminal 1150 located at a remote location, the user may issue a command while checking the scene from the first-person view through the camera module 1340.
  • the animal wearable multipurpose modular platform system according to the present embodiments is intended to be used for various purposes while the animal performing the task is worn.
  • various types of holes can be drilled, and the perforated holes can be used by mounting modules suitable for the purpose in the modular platform. For example, it can use according to the standards of military use.
  • the camera module can be mounted and used together to check the site from the first-person view.
  • a gimbal structure or the like may be used to correct camera shake.
  • a modular platform For military use, it may be equipped with night vision device, X-ray device, and surveillance equipment. In addition, it is possible to install surveillance equipment in the operation area by attaching or detaching the modular platform. In addition, animals can be entered into areas that are difficult for humans to enter and can be monitored from a distance, and a modular platform can be used as a drone take-off and landing station for carrying out operations.
  • rescue dogs When used for rescue purposes, rescue dogs, battery packs, emergency foods, etc. may be installed on the modular platform of rescue dogs to send rescue dogs to areas where rescue personnel cannot enter.
  • the versatility when the modularized platform is configured to be separate from the wearable device, the versatility may be increased by adopting a standardized coupling method such as Molly.
  • a standardized coupling method such as Molly.
  • Through the perforated holes of the modular platform it is possible to firmly secure various standardized equipment or objects such as military equipment.

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Abstract

동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템은, 독립 태스크를 수행하는 드론; 동물이 착용 가능한 타입으로, 상기 드론이 도킹 가능한 웨어러블 디바이스; 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상과 통신을 수행하여 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스에서 수집한 정보를 취합하고, 사용자 명령을 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상으로 전송하는 서버; 및 상기 서버와 통신하여 상기 취합된 정보를 수신하여 출력하고, 상기 드론 및 웨어러블 디바이스에 대한 상기 사용자 명령을 입력받는 사용자 단말을 포함할 수 있다.

Description

동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템 및 방법과 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템
본 발명은 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템 및 방법과, 개의 하네스 등에 장착하여 다양한 용도로 사용할 수 있는 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템에 관한 것이다.
개는 포유류 중에서 가장 오래된 가축으로 사람과 가장 친숙한 동물이다. 이러한 개는 반려견으로서의 역할뿐만 아니라 맹인 안내, 각종 탐지(폭발물 탐지, 매몰자 탐색, 용의자 탐색, 거동수상자 추적, 적의 은신처 탐색 등) 태스크를 수행하고 있다.
예를 들어, 맹인 안내견은 맹인을 안전하게 인도하도록 특별한 훈련을 받은 개이다. 이러한 맹인 안내견이 사용자(맹인)에게 위험 상황을 전달하는 방법은 개가 도중에 정지하는 것과 같은 행동을 취해 사용자에게 물리적으로 안내해 주거나 개가 입에 물려있는 재갈과 같은 장치를 세게 물어 전기적 신호로 바뀐 자극을 사용자에게 전달해주는 것과 같이 매우 원시적이다.
또한, 개를 활용한 각종 탐지 태스크에서 인간 사용자와 태스크 수행 주체(개)간의 원거리 상호작용의 필요성이 매우 높아지고 있다.
주로 개가 수행하는 탐색 및 탐지 태스크는, 인간 사용자가 접근하기에 매우 비좁은 공간에서 수행되는 경우가 많다. 혹은 인간 사용자가 접근하기에 매우 위험한 상황이기 때문에 인간 사용자는 원거리에서 지령을 내려야 할 경우가 많다. 따라서 개가 처한 상황을 인간 사용자가 원격으로 안전지역에서 확인하고, 상황에 맞는 지령을 그 때 그 때 내려야 할 필요성이 매우 높아지고 있다.
지금까지는 별도의 영상 촬영 장비를 개의 몸에 갖춤으로 해서, 원격으로 송수신된 영상을 확인하는 등의 솔루션이 제안되었다. 그러나 그러한 고정 장비들은 수집한 정보의 종류가 매우 제한적이고, 정보의 양 또한 상황문맥을 인지해내기에 턱없이 부족하며, 원거리에서 독립 태스크를 수행하고 있는 개에게 청각 혹은 촉각적 정보 등 개의 몸에 접촉된 형태로 제공되는 자극을 이용하지 않고는 어떠한 물리적인 지령도 전달하기 어려웠던 한계가 있다.
미국 및 이스라엘에서는 개의 몸에 씌우는 조끼 형의 갖춤을 개발하고, 여기에 촬영장치, 배터리 및 송수신장치를 장착하여, 원격으로 정보를 수집하는 시스템을 개발하였다. 그러나 원격으로 촬영된 영상을 수집하는 수준에 그치고 있으며, 개가 독립적으로 태스크를 수행하는 시스템을 개발하는 수준에는 아직 미치지 못하고 있다.
또한, 최근 독거노인의 용태를 촬영할 수 있는 장비의 필요성이 커지고, 반려견과 함께 하는 스포츠에 대한 수요 또한 커지고 있어 이를 위한 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
그리고 개에게 착용하여 사용하는 하네스의 경우 일반적으로 부드러운 천을 재질로 한다. 하네스에 필요한 물건을 결합할 경우 담을 수 있는 파우치에 넣어 벨크로, 벨트, 버클 등을 이용하여 결합을 하게 되는데 이러한 구조 및 재질의 특성상 결합할 수 있는 모양, 무게, 용도에 있어 한계를 가지게 된다.
부드럽고 고정이 잘 되지 않는 천 재질의 하네스 특성 상 흔들림에 취약한 카메라, 전자장비 등을 장착하고 사용하는데 제약이 많다.
본 발명은 드론을 활용하여 태스크 수행 주체인 동물(특히, 개)로 하여금 사용자(인간)와 독립된 환경에서 스스로 독립 태스크(separation operation, 독립 작전)를 수행할 수 있도록 원격에서 지원하는 원격 지원 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 개와 같은 동물의 몸체에 튼튼하게 고정되어 다양한 형태의 물건, 특수 목적 장치 등을 모듈 형태로 장착하여 다양한 목적으로 사용할 수 있게 하는 동물 착용 가능한 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 독립 태스크를 수행하는 드론; 동물이 착용 가능한 타입으로, 상기 드론이 도킹 가능한 웨어러블 디바이스; 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상과 통신을 수행하여 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스에서 수집한 정보를 취합하고, 사용자 명령을 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상으로 전송하는 서버; 및 상기 서버와 통신하여 상기 취합된 정보를 수신하여 출력하고, 상기 드론 및 웨어러블 디바이스에 대한 상기 사용자 명령을 입력받는 사용자 단말을 포함하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템이 제공된다.
상기 웨어러블 디바이스는 상기 동물의 몸에 맞도록 입히고 벗길 수 있는 웨어러블 조끼 형상을 가지되, 상기 웨어러블 디바이스는 상기 웨어러블 조끼의 등부분에 형성되어 상기 드론이 도킹되는 도킹 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 도킹 모듈은 활성화 혹은 비활성화되는 전자석을 포함하고, 상기 드론의 하부는 자착 대상물로 제작된 도킹부를 포함하여, 상기 전자석의 활성화 여부에 따라 상기 드론이 도킹 혹은 도킹 해제될 수 있다.
상기 도킹 모듈은 자착 대상물로 제작되며, 상기 드론의 하부에는 활성화 혹은 비활성화되는 전자석을 포함하고, 상기 전자석의 활성화 여부에 따라 상기 드론이 도킹 혹은 도킹 해제될 수 있다.
상기 웨어러블 조끼에는 충전식 배터리가 장착되고, 상기 도킹 모듈에는 상기 충전식 배터리에 연결된 송전 단자가 설치되어 있어, 도킹 상태에서 상기 드론의 하부에 설치된 수전 단자가 접촉하면 상기 충전식 배터리의 전력이 상기 드론으로 전달되어 상기 드론을 충전시킬 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스는, 수직 배열된 2개 이상의 카메라를 통해 상하로 긴 이미지를 촬영하는 촬영 모듈과; 상기 이미지를 상기 서버로 전송하는 WD 통신 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 드론은, 적외선 영상 촬영 유닛 및 일반 영상 촬영 유닛 중 적어도 하나를 포함하여 주변 영상을 수집하는 촬영 모듈과; 유해 화학 물질을 감지하는 센서 모듈과; 상기 주변 영상 및 상기 센서 모듈의 센싱 정보를 상기 서버 혹은 상기 웨어러블 디바이스로 전송하는 드론 통신 모듈을 포함할 수 있다.
상기 드론은 상기 주변 영상을 분석한 결과에 기초하여 특정 사물에 대한 지시를 위해 레이저포인터로 지시하는 레이저포인터 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 서버는, 상기 웨어러블 디바이스 혹은 상기 드론에서 수집한 영상을 미리 정해진 영상 처리 알고리즘에 따라 영상 처리하는 영상 처리 엔진; 및 영상 처리된 이미지를 상기 사용자 단말로 전송하는 서버 제어 모듈을 포함할 수 있다.
상기 웨어러블 디바이스에서 수집한 영상이 복수의 수직 배열된 카메라가 촬영한 영상인 경우, 상기 영상 처리 엔진은 상기 수집 영상을 상하 긴 이미지로 조합하고, 학습된 결과를 바탕으로 상기 상하 긴 이미지에서 다수의 객체를 추출해내고, 상기 다수의 객체 중에서 추적할 객체를 선별해내며, 추척할 객체를 중심으로 상기 상하 긴 이미지를 트리밍한 후 상기 동물의 보행 시 나타나는 좌우 미동으로 인한 트리밍된 이미지의 좌우 미동을 수정할 수 있다.
상기 드론이 화학 물질을 감지한 센서 모듈을 포함하는 경우, 상기 서버는 상기 센서 모듈에서 수집한 센싱 정보를 해석하여, 상기 화학 물질의 종류와 위험 물질 여부를 판단하는 판단 엔진을 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명의 다른 측면에 따르면, 드론이 도킹 가능한 웨어러블 디바이스를 착용한 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 지원 방법으로서, 상기 드론이 도킹된 웨어러블 디바이스를 착용한 동물을 임무지역 부근으로 이동시키는 단계; 상기 드론을 상기 웨어러블 디바이스에서 도킹 해제하여 기동시키는 단계; 상기 드론이 활공하여 상기 임무지역에 도달하면 미리 정해진 임무를 수행하는 단계; 및 상기 임무을 수행한 후 상기 드론이 귀환하여 상기 웨어러블 디바이스에 도킹한 후 충전하는 단계를 포함하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 지원 방법이 제공된다.
한편 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동물이 착용 가능한 웨어러블 디바이스; 및 상기 웨어러블 디바이스의 상면에 설치되어, 모듈을 고정시키는 모듈 장착부를 포함하되, 상기 모듈 장착부는, 상기 웨어러블 디바이스의 상면에 고정되는 베이스와; 상면에 상기 모듈을 고정시키는 모듈 고정부와; 상기 베이스와 상기 모듈 고정부 사이에 배치되어 상기 모듈 고정부의 높이를 조절하는 링크부를 포함하는 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템이 제공된다.
한편 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동물이 착용 가능한 웨어러블 디바이스; 표면에 복수의 구멍이 타공되어, 각종 모듈이 상기 구멍에 체결 장착되는 모듈화 플랫폼; 및 상기 웨어러블 디바이스와 상기 모듈화 플랫폼 사이에 배치되어 상기 모듈화 플랫폼을 수평 상태로 지지하며, 상기 모듈화 플랫폼의 높이를 조절하는 플랫폼 지지부를 포함하는 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템이 제공된다.
상기 플랫폼 지지부는 좌우 한쌍씩으로 구성된 전방 지지부와 후방 지지부를 포함하며, 상기 전방 지지부는, 상기 웨어러블 디바이스에 고정되는 전방 하부 지지대와; 상기 전방 하부 지지대에 대해 상방으로 연장 가능하게 결합되는 전방 상부 지지대를 포함하고, 상기 후방 지지부는, 상기 웨어러블 디바이스에 고정되는 후방 하부 지지대와; 상기 후방 하부 지지대에 대해 상방으로 연장 가능하게 결합되는 후방 상부 지지대를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드론을 활용하여 태스크 수행 주체인 동물(특히, 개)로 하여금 사용자(인간)와 독립된 환경에서 스스로 독립 태스크를 수행할 수 있도록 원격에서 지원하는 효과가 있다.
또한, 개와 같은 동물의 몸체에 튼튼하게 고정되어 다양한 형태의 물건, 특수 목적 장치 등을 모듈 형태로 장착하여 다양한 목적으로 사용할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도,
도 2는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템에서 수행되는 원격 제어 방법을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템의 구성 블록도,
도 4는 웨어러블 디바이스를 착용한 동물을 나타낸 도면,
도 5는 동물이 착용한 웨어러블 디바이스에 드론이 도킹한 모습을 나타낸 도면,
도 6은 동물이 착용한 웨어러블 디바이스를 상하 단면으로 나타낸 도면,
도 7은 드론의 사시도,
도 8은 드론이 웨어러블 디바이스에 대해 정위치에 도킹하는 모습을 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템과 송수신하는 사용자 단말을 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 개념도,
도 11은 모듈 장착부의 동작 개념도,
도 12는 배터리 모듈의 구성도,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 전후 사시도,
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 다른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 높이 조정 과정을 나타낸 측면도,
도 15는 모듈 설치를 위한 모듈 장착부의 설치 과정을 나타낸 도면,
도 16, 도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 측면도, 평면도, 확대 사시도,
도 19는 플랫폼 지지대의 연장 과정을 나타낸 도면,
도 20은 동물 명령 모듈의 장착 모습 및 사시도,
도 21은 배터리 모듈의 사시도 및 장착 구조물을 나타낸 도면,
도 22는 카메라 모듈이 장착된 모듈화 플랫폼의 다른 예시도,
도 23 및 도 24는 모듈화 플랫폼의 다양한 예시도,
도 25는 배터리 모듈의 다른 예시도.
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.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서 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 명세서에서, "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.
또한, 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예의 구성 요소가 해당 실시예에만 제한적으로 적용되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상이 유지되는 범위 내에서 다른 실시예에 포함되도록 구현될 수 있으며, 또한 별도의 설명이 생략될지라도 복수의 실시예가 통합된 하나의 실시예로 다시 구현될 수도 있음은 당연하다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일하거나 관련된 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈", "…기" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 2는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템에서 수행되는 원격 제어 방법을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템의 구성 블록도이고, 도 4는 웨어러블 디바이스를 착용한 동물을 나타낸 도면이며, 도 5는 동물이 착용한 웨어러블 디바이스에 드론이 도킹한 모습을 나타낸 도면이고, 도 6은 동물이 착용한 웨어러블 디바이스를 상하 단면으로 나타낸 도면이며, 도 7은 드론의 사시도이고, 도 8은 드론이 웨어러블 디바이스에 대해 정위치에 도킹하는 모습을 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템은 드론을 활용하여 태스크 수행 주체인 동물과 사용자 간의 원거리 상호작용이 가능하도록 하여 태스크 수행이 원활히 진행되도록 한다.
드론은 원격 조종이 원활하고 독립 태스크 수행이 자유롭기 때문에, 다양한 탐색 및 탐지 태스크에서 활용 가능한 장치이다. 하지만, 독자적으로 원거리를 발각되지 않고 이동하여 임무 지역에서 태스크를 수행한다는 것이 현실적으로 어려운 점이 있다. 원거리를 발각되지 않은 채 이동하기 위해서는 소형화된 드론이 필요하지만, 소형화된 드론은 배터리 용량의 제약이 있고 드론에 탑재할 수 있는 장비도 소수에 불과하다. 이 경우 훈련받은 동물(예컨대, 개(군견))를 활용하여 빠른 속도로 임무 지역까지 드론을 이동시킨 뒤, 임무 지역에서 드론 및 군견을 이용해 탐지 및 탐색 작업을 수행하도록 할 수 있다. 또한 드론의 임무 중에 지속적인 전력공급을 위해서도 배터리의 임무지역 이동이 필수적인데, 탑재 능력이 뛰어난 군견을 활용하여 배터리 등을 수송하도록 하고 안전 지역에서 대기하도록 하면, 임무 지역에서의 드론 관리를 위한 허브로서의 역할을 맡길 수 있다. 또한 이 시스템을 관장하는 사용자는 원거리 안전 지대에서 수집된 정보들을 관장하므로, 군 병력 축소가 진행되는 상황에서 병력을 보호하는 효과 또한 크게 누릴 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 원격 제어 시스템(1)에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 원격 제어 시스템(1)은 동물이 착용하는 조끼형 웨어러블 장비를 포함하는 웨어러블 디바이스(10), 1대 혹은 복수 대의 드론(20), 사용자(인간)가 정보를 확인하고 원격 명령을 내리는 사용자 단말(30), 정보의 처리 및 송수신을 중개하는 서버(40)를 포함한다.
도 2를 참조하면, 원격 제어 시스템(1)을 이용한 독립 태스크 수행의 일 례가 도시되어 있다.
드론(20)이 도킹된 웨어러블 디바이스(10)를 착용한 동물이 임무지역 근방으로 이동한다. 이후 장애물 등으로 인해 진행이 어려울 경우, 드론(20)의 도킹이 해제되고 드론(20)이 기동한다(①). 이후 드론(20)이 활공하여(②) 장애물을 넘어서서 임무지역으로 진입한다(③). 이후 임무지역에 대해 드론(20)에 설치된 정보 수집 장치들(촬영 모듈, 센서 모듈 등)을 이용하여 정찰을 수행하고 각종 정보를 수집한다(④). 이후 동물 위치로 귀환하면(⑤) 웨어러블 디바이스(10)에 도킹한 후 임무 수행 과정에서 소모된 배터리를 충전하여(⑥) 다음 임무에 대비한다.
이러한 독립 태스크를 수행하도록 원격에서 지원하는 원격 제어 시스템(1)의 각 구성에 대해 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
웨어러블 디바이스(10)는 태스크 수행 주체인 동물(이하에서는 '개'를 중심으로 설명하기로 함)의 몸에 맞도록 입히고 벗길 수 있는 웨어러블(wearable) 장비이다. 예를 들어, 조끼 타입으로 제작될 수 있다.
웨어러블 디바이스(10)에는 개가 이송해야 하는 장비 혹은 장착해야 하는 장비가 결합될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스(10)는 기초 플랫폼과 같은 역할을 수행한다. 따라서, 피복으로 이루어진 웨어러블 조끼(11) 및 여기에 결합된 장비들이 하나의 웨어러블 시스템을 구성한다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 웨어러블 조끼(11)는 개가 착용하는 피복으로, 웨어러블 디바이스(10)의 각종 장비가 여기에 결합된다.
겉면(111)은 신축성이 큰 피복으로 되어 있으며, 안감은 통풍이 원활하도록 망 형태의 소재를 사용할 수 있다. 속에는 개가 활동하는데 조끼가 불편하지 않도록, 신축성이 큰 재질(예컨대, 스폰지(112))이 적용될 수 있으며, 개의 몸과 겉면에 부착된 장비들 사이를 완충하도록 할 수 있다.
웨어러블 조끼(11)는 입히고 벗길 수 있는 구조를 가져, 하나의 조끼를 가지고 다수의 개에게 활용할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 착용 대상이 개와 같은 동물이기에, 활동 시기에 따라 혹서기를 대비한 디자인이 적용될 수도 있다.
도킹 모듈(104)은 개가 착용한 웨어러블 시스템과 드론(20)이 상호작용을 수행할 수 있게 하는 장비이다. 웨어러블 조끼(11)에 드론(20)이 도킹하여 부족한 전력을 수급할 수 있게 한다.
웨어러블 디바이스(10)에 드론(20)이 도킹(부착)되면, 개의 힘으로 드론(20)을 특정 지역으로 이송하는데 사용될 수 있다.
1대의 드론이 아닌 복수 대의 드론을 동시에 운용하는 경우, 도킹 모듈(104)도 해당 드론의 대수와 동일한 개수로 설계되어 웨어러블 디바이스(10)에 구비될 수 있다.
복수 대의 드론과 1마리의 개가 함께 운용되는 상황에서, 도킹 모듈(104)도 드론의 수와 동일하게 복수 개가 될 수 있다. 혹은 도킹 모듈(104)을 둘 이상의 드론이 번갈아가며 이용하도록 함으로써, 드론의 대수보다는 적은 수의 도킹 모듈(104)이 구비되게 할 수도 있을 것이다.
도킹 모듈(104)은 전자석(13)과 전류 전달 유닛(미도시)을 포함한다.
드론의 하부에 위치한 드론(20)의 도킹부는 자력을 가지는 자석에 부착될 수 있는 성질을 가진 재질(예컨대 철판 등)인 자착 대상물로 제작될 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스(10)의 도킹 모듈(104)에 속하는 전자석(13)이 활성화될 경우, 웨어러블 디바이스(10)의 도킹 모듈(104)과 드론(20)의 도킹부가 서로 접합될 수 있다.
혹은 특수 용도(예컨대, 군용)로 사용될 경우 자력을 이용하여 드론의 포획을 시도할 수도 있는 바, 이를 방지하기 위해 드론(20)의 도킹부에 전자석을 장착하고, 웨어러블 디바이스(10)의 도킹 모듈(104)에는 자력에 의해 자석에 잘 붙는 성질을 가진 재질(예컨대, 철판 등)을 장착할 수도 있다.
도킹 모듈(104)에는 전류를 전달하는 단자(송전 단자)가 설치되어 있다. 드론이 도킹한 경우, 전류를 드론 측에 전달한다. 드론에는 해당 전류를 전달받을 수 있는 단자(수전 단자)가 설치되어 있다. 여기서, 단자 접촉에 의한 전류 전달은 일 실시예에 불과하며, 무선 충전 방식(비접촉식 근거리 원격 충전)을 적용하여 접촉하지 않고도 드론을 충전할 수도 있다.
드론(20)이 웨어러블 디바이스(10)에 도킹해야 할 때, 전자석(13)이 활성화된다. 이 때 자력이 발생하며, 자력에 의해 드론(20)은 웨어러블 디바이스(10)에 도킹할 수 있게 된다. 자력에 의해 드론(20)이 분리되지 않고 부착되어 있을 수 있다.
전자석의 자력이 충분이 크므로, 드론(20)이 접촉면에 근접하였을 때 자력에 의해 쉽게 부착될 수 있다. 드론(20)은 도킹된 상태에서 충전용 전력을 공급받는다.
드론(20)이 웨어러블 디바이스(10)로부터 도킹 상태를 해제해야 할 때, 전자석(13)이 비활성화된다. 이 때 자력이 사라지며, 드론(20)은 웨어러블 디바이스(10)로부터 분리되고, 접촉이 해제되면서 충전용 전류가 끊길 때 드론(20)이 기동하여 활공을 시작할 수 있다.
드론(20)이 활공할 시점의 결정은 사용자가 사용자 단말(30)를 통해 설정할 수 있다. 웨어러블 디바이스(10)를 착용한 개가 훈련을 받지 못한 경우 드론(20)의 기동 및 활공에 겁 먹을 수 있으므로, 드론(20)의 접촉이 해제된 이후 별도의 사용자 명령이 있을 때까지 기동하지 않도록 사용자 단말(30)에서 설정할 수 있다. 고등 훈련을 받은 개의 경우에는 드론(20)의 기동 및 활공에 익숙해지면 겁을 먹지 않으므로, 이 경우에는 드론(20)의 접촉이 해제되자마자 기동하도록 사용자 단말(30)에서 설정할 수도 있다.
개와 드론이 공동 태스크를 수행할 때 가장 효과적인 부분은 드론이 원거리에서 개가 이송하는 배터리로부터 전력을 지속적으로 공급받을 수 있다는 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 웨어러블 디바이스(10)의 웨어러블 조끼(11)의 각 포켓에는 충분한 용량의 충전식 배터리(12)가 장착될 수 있다. 이는 미리 정해진 지역에 귀환한 뒤에 꺼내어 재충전이 가능하다.
충전식 배터리(12)는 웨어러블 조끼(11)와 탈착되지 않고, 일체형으로 피복 내에 삽입되어 구현될 수도 있다. 이 경우 웨어러블 조끼(11)의 내부에서 배터리팩이 모두 연결된 하나의 충전 단자를 통해 외부 충전 케이블을 연결함으로써 충전식 배터리를 재충전할 수 있다.
충전식 배터리(12)는 웨어러블 조끼(11)의 좌우에 균등한 무게가 배분되어 균형을 맞추도록 배치될 수 있다. 또한, 개가 달리거나 휴식을 취할 때 자세를 방해하지 않을 형상으로 설계될 수 있다. 또는 여러 장의 얇은 배터리들을 웨어러블 조끼(11)에 두르는 형태로 제작 과정에서 피복 내에 미리 삽입하여 구현할 수도 있다.
이처럼 개의 활동성이 잘 유지되도록 개의 움직임을 간섭하지 않으면서도 용량은 충분하도록 배열 및 설치가 가능하며, 배터리의 배치 방법은 다양하게 구현될 수 있다.
또한, 충전식 배터리(12)는 도킹 모듈(104)의 충전용 단자와 연결되어 있어, 드론(20)의 도킹 시 드론 충전을 수행할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(10)의 각 구성요소와 전기적으로 연결되어 제 기능을 발휘하도록 전력을 공급할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, WD 통신 모듈(105)은 웨어러블 디바이스(10)에 후술할 촬영 모듈(101)이 구비되는 경우 촬영된 영상 정보를 서버(40)로 전송한다.
드론(20)에 구비된 촬영 모듈(101)은 드론의 스펙에 따른 탑재 시스템들의 크기 제한 및 중량 제한으로 인해 촬영 영상의 해상도가 높지 못할 수 있다. 이 경우 웨어러블 디바이스(10)에 고해상도의 촬영 모듈(101)을 장착하여 개가 촬영한 영상을 고화질의 영상으로 수집할 수 있다.
개가 위험 상황 탐지(폭발물 탐색, 실종자 수색, 적지 탐색, 용의자 색출, 거동수상자 추적, 적 침투지역 탐색, 적 은신처 탐지 등) 태스크를 수행하는 중에는 고화질의 수집 영상이 절대적으로 필요할 수 있다. 이 경우 웨어러블 디바이스(10)에는 촬영 모듈(101)이 구비될 수 있고, WD 통신 모듈(105)은 촬영 모듈(101)에서 수집된 영상을 서버(40)로 전송할 수 있다.
본 시스템이 특수 용도(예컨대, 군용)로 활용될 경우, 정보 송신 및 수신의 출력이 기타 다른 활용 상황에 비하여 매우 높을 필요가 있다. 이는 밀리터리 스펙 혹은 군용 표준을 맞춰야 하기 때문이다. 이 경우 웨어러블 디바이스(10)에 구축될 WD 통신 모듈(105)은 중형 장비가 될 가능성이 있다. 즉, 드론(20)의 드론이 이송할 수 있는 크기 및 중량을 넘어설 수 있다. 이 경우 드론(20)의 드론 통신 모듈(207)은 출력이 높지 못하므로, 직접 서버(40)와 송수신하기 어려울 수 있다. 따라서, 특수 용도의 경우 드론의 드론 통신 모듈(207)은 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)과 통신하고, 전달된 정보를 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)에서 높은 출력으로 서버(40)로 전송하게 할 수 있다.
촬영 모듈(101)은 웨어러블 조끼(11)를 착용한 개 주변의 상황을 영상으로 촬영하는 카메라이다. 개가 위험 상황 탐지 태스크를 수행하는 중에 필요한 장비이다.
촬영 모듈(101)은 상하로 긴 이미지를 촬영하기 위해 수직 배열된 2개 이상의 렌즈(혹은 카메라)가 배치된 장비를 포함할 수 있다. 또한, 상하로 긴 이미지를 촬영하기 위해 수직 배열된 2개 이상의 렌즈(혹은 카메라)가 좌우에 1개조씩 총 2개조가 개의 좌측 및 우측에 배치되게 할 수 있다.
상하로 긴 이미지를 촬영하는 것은 개의 보행 및 주행 특성을 반영한 것으로, 큰 폭으로 움직이는 상하 흔들림을 보정하기 위한 것이다. 상하 흔들림이 심한 개의 동작 패턴을 보정하여 이미지의 특정 객체만을 추적함으로써, 촬영된 이미지를 보는 사용자에게 흔들림이 적은 이미지를 제공할 수 있게 된다.
GPS 모듈(102)은 개의 현재 위치 확인을 위한 GPS 추적 장비이다. GPS 모듈(102)로부터 현재 개의 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
WD 제어 모듈(103)은 촬영 모듈(101)이 수집한 정보(영상 데이터)를 모아 WD 통신 모듈(105)에 전달한다. 또한, 사용자가 사용자 단말(30)을 통해 명령한 내용 중 웨어러블 디바이스(10)에 해당하는 조작 명령에 대해 대응한다.
특수 용도로 활용될 경우, 드론(20)이 수집한 정보를 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)을 통하여 서버(40)로 전달할 수 있도록 정보의 원활한 송수신을 제어한다.
또한, 오류가 발생한 경우에는 오류 리포트를 사용자 단말(30)에 전달할 수 있다.
드론(20)은 웨어러블 디바이스(10)에 도킹 가능한 드론을 포함한다.
여기서, 드론은 여러 타입이 사용될 수 있다. 개의 품종, 크기, 사용 목적 등에 따라 드론의 크기 및 종류를 다양하게 적용할 수 있다.
드론의 하부는 자력에 의해 자석에 잘 붙는 성질을 가진 재질(예컨대, 철판 등)로 제작될 수 있다. 해당 부위에는 전류를 받아들이는 단자(수전 단자)가 설치될 수 있다. 수전 단자가 웨어러블 디바이스(10)의 도킹 모듈(104)에 구비된 송전 단자가 접촉한 경우 전류를 전달받을 수 있다. 전달받은 전류는 드론(특히, 배터리)을 충전하고, 드론이 활동하는데 필요한 각종 동력원이 된다. 접촉 방식 이외에 무선 충전 방식을 통해 웨어러블 디바이스(10)로부터 전류를 공급받을 수도 있음은 물론이다.
드론(20)은 무선 전파로 조정 가능한 무인 비행기이다. 본 실시예에서는 수행할 태스크 종류에 따라 촬영 모듈(201)(적외선 영상 촬영 유닛 및/또는 일반 영상 촬영 유닛과 마이크), 지시를 위한 레이저포인터 모듈(202), 드론 통신 모듈(207), 소형 접이식 디스플레이 모듈(203), 센서 모듈(205) 등을 탑재할 수 있다(도 7 참조). 탑재되는 모듈은 드론의 구조, 출력 및 운용 상황 등에 따라 유연하게 탈착될 수 있다.
원거리에 위치하는 사용자(인간)의 명령을 수신하여 탑재된 장비(모듈)를 운용하고, 사용자로부터 수신된 정보를 디스플레이하거나 수집된 정보를 사용자 단말(30)로 전송할 수 있다.
드론(20)은 개의 품종, 크기, 사용 목적 중 하나 이상에 따라 그 크기 및 종류가 달라질 수 있다. 드론 시스템의 각종 장비가 드론(20)에 결합된다.
도킹부는 드론(20)의 하부에 구비되며, 자력에 의해 자석에 잘 붙는 성질을 가진 재료인 자착 대상물로 제작될 수 있다. 또는 실시예에 따라 드론(20)에 전자석이 구비될 수도 있다.
도킹부에는 전류를 받아들이는 수전 단자가 설치되어 있어, 드론(20)이 웨어러블 디바이스(10)에 도킹한 경우 송전 단자와 접촉하여 전류를 전달받을 수 있다. 또는 무선 충전 방식으로 드론(20)이 충전되게 할 수도 있다.
여기서, 도 8을 참조하면, 웨어러블 디바이스(10)의 도킹 모듈(104)에는 드론(20)의 도킹 영역 내에서 전자석(131)이 사방으로 분산되어 설치될 수 있다. 이 경우 드론(20)이 도킹 과정에서 4개의 전자석(131)에 의해 자세가 조절되어 정확한 자세로 정위치에 안착되게 할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 촬영 모듈(201)은 드론(20)의 주변 환경을 촬영하는 장비이다.
촬영 모듈(201)은 적외선 영상 촬영 유닛, 일반 영상 촬영 유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 추가적으로 오디오 신호 수집을 위한 마이크를 더 포함할 수 있다.
드론(20)의 크기, 최대 허용 중량 등에 따라 촬영 모듈(201)의 스펙은 조정될 수 있다.
적외선 영상 촬영 유닛은 적외선 영상을 촬영하는 적외선 카메라로서, 빛이 없거나 어두운 야간 태스크 수행이 용이하게 한다.
일반 영상 촬영 유닛은 일반 영상을 촬영하는 카메라로서, 사용자가 원거리에서 드론(20)을 조작하는 경우 드론의 시야에서 장애물을 피하거나 드론이 처한 상황을 쉽게 인지할 수 있게 하는 보조 장비이다.
드론(20)에 설치되는 촬영 모듈(201)은 최대 허용 중량 제한으로 인한 제약 때문에 해상도가 높지 않을 수 있다. 태스크 성격에 따라 영상의 촬영 및 분석이 필수적인 경우, 전술한 것과 같이 고화질 영상은 웨어러블 디바이스(10)에 설치되는 촬영 모듈(101)을 통해 수집되게 할 수 있다.
수집된 영상은 드론 통신 모듈(207)을 통해 서버(40)로 전달할 수 있다. 또는 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)을 통해 서버(40)로 전달되게 할 수도 있다.
레이저포인터 모듈(202)은 특정 사물에 대한 지시가 필요할 때 개가 인지할 수 있도록 해당 사물에 레이저포인터로 지시할 수 있는 장비이다.
개와 같은 동물은 지시대명사를 학습할 수 없으므로, 특정 사물에 대한 정확한 지시를 위해서는 레이저포인터가 필요하게 된다.
드론이 촬영한 촬영 모듈(201)이 보낸 영상을 기초로 하여, 사용자가 사용자 단말(30)를 통해 레이저포인터의 지시 위치를 조작할 수 있다. 사용자 명령을 드론 제어 모듈(206)에서 처리하여 레이저포인터 모듈(202)을 제어할 수 있다.
레이저포인터 모듈(202)은 드론(20)에 구형관절(spherical joint) 매커니즘을 통해 설치되어, 구형관절을 제어하는 방식으로 모든 방향으로 자유롭게 지시가 가능하게 할 수 있다.
디스플레이 모듈(203)은 접이식으로 이루어진 소형 디스플레이 장비일 수 있다.
디스플레이 모듈(203)은 드론(20)을 통해 접촉한 대상(예컨대, 인간)과 소통할 때 사용할 수 있는 설비이다.
사용자가 사용자 단말(30)을 통해 보낸 영상을 드론 통신 모듈(207)이 수신해, 드론 제어 모듈(206)을 통해 디스플레이 모듈(203)에 출력할 수 있다.
센서 모듈(205)은 유해 화학 물질을 감지할 수 있는 탐지 센서일 수 있다. 화학 작용제 탐지를 통해 화학전 발생여부 등을 확인할 수 있다.
생물체인 개 대신 무생물인 드론(20)을 위험지대로 보내 먼저 탐사하게 함으로써, 유해 화학 물질을 미리 탐지해 낼 수 있게 된다.
센서 모듈(205)은 수집한 정보의 내용만을 암호화하여 최종적으로 서버(40)로 전달하고, 서버(40)에서 결과 판단(진단)을 수행하게 할 수도 있다. 이는 타인에게 드론(20)가 유실되었을 때, 내부 시스템의 판단 준거가 노출되는 것을 방지할 수 있게 한다.
드론 통신 모듈(207)은 드론(20)에서 수집된 정보(영상, 소리, 위치, 센서 탐지 결과 등) 및 사용자가 지시한 내용(사용자가 드론의 디스플레이 모듈(203)로 보내는 영상, 레이저포인터 지시 위치 등)을 송수신하는 장비이다.
특수 환경 하에서는 드론(20)에 설치된 드론 통신 모듈(207)이 장애물들을 뚫고 서버(40)와 직접 통신하기 어려울 수 있다. 이 경우 보다 정보 교환이 원활한 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)과 통신할 수 있다. 이 경우 웨어러블 디바이스(10)의 WD 통신 모듈(105)은 고출력 통신 장비로 이루어져 특수 환경에 맞춰 송수신이 가능한 장비일 수 있다.
GPS 모듈(204)은 드론(20)의 현재 위치 확인을 위한 GPS 추적 장비이다. GPS 모듈(204)로부터 현재 드론(20)의 위치에 관한 정보를 획득할 수 있다.
드론 제어 모듈(206)은 드론(20)이 수집한 정보(영상, 소리, 위치, 센서 탐지 결과 등) 및 사용자가 지시한 내용(사용자가 드론의 디스플레이 모듈(203)로 보내는 영상, 레이저포인터 지시 위치 등)을 모아 드론 통신 모듈(207)로 전달한다.
그리고 사용자 단말(30)이 명령한 내용 중 드론(20)에 해당하는 조작 명령에 대하여 대응한다.
사용자 단말(30)은 개가 착용한 웨어러블 디바이스(10)와 운용 중 혹은 비운용 중인 드론(20)(특히, 드론(20))을 모두 원격 조작하는 사용자 장치이다.
사용자 단말(30)의 UI 및 UX 디자인 및 기능은 본 장비를 운용하는 상황(반려견과의 놀이, 독거노인 위급 상황 확인, 맹인 안내, 폭발물 탐지, 적 침투지역 탐지, 적 은신처 탐지 등)에 맞게 맞춤 구현할 수 있다.
서버(40)는 웨어러블 디바이스(10), 드론(20), 사용자 단말(30) 사이의 정보 이동을 주관한다. 서버(40)를 거치는 정보는 모두 시계열로 기록되어 별도의 저장부에 저장될 수 있다.
웨어러블 디바이스(10)가 수집한 정보 중에서 촬영 모듈(101)이 수집한 영상의 경우, 복수개의 렌즈(카메라)가 촬영한 영상을 취합하여 영상 처리 엔진(401)에서 흔들림 없는 영상으로 최종 보정할 수 있다.
영상 처리 엔진(401)은 복수의 수직 배열된 렌즈(카메라)가 촬영한 영상을 상하 긴 이미지로 조합할 수 있다. 이를 통해 상하 방향의 큰 움직임에 의한 흔들림 효과를 배제시킬 수 있다.
그리고 학습된 결과를 바탕으로 해당 이미지에서 객체를 추출해내고, 다수의 객체 중에서 추적할 객체를 선별해내며, 추적할 객체를 중심으로 이미지를 트리밍한 후 개의 보행 시 나타나는 좌우 미동으로 인한 트리밍된 이미지의 좌우 미동을 수정함으로써 흔들림 없는 영상으로의 최종 보정이 이루어지게 한다. 그리고 최종 보정된 영상을 사용자 단말(30)에 전송한다.
영상 처리 엔진(401)은 또한 드론(20)의 촬영 모듈(201)에서 수집한 영상을 가공하여 사용자 단말(30)에 전송할 수도 있다.
판단 엔진(402)은 드론(20)의 센서 모듈(205)에서 수집하여 전송한 센싱 정보를 해석하는 부분으로, 감지된 화학 물질이 어떤 종류의 화학 물질인지를 판단한다. 그리고 위험 물질인지 여부와 화학 물질의 종류를 사용자 단말(30)에 전송한다.
서버 제어 모듈(403)은 웨어러블 디바이스(10), 드론(20), 사용자 단말(30)의 정보 교환을 제어한다. 웨어러블 디바이스(10)가 전송해온 영상 정보를 서버 제어 모듈(403)이 수신하여 사용자 단말(30)에 전달한다. 웨어러블 디바이스(10)가 드론(20)를 대신하여 드론(20)이 수집한 정보를 사용자 단말(30)로 전송하는 경우(군용 등 특수 환경 하), 드론(20)이 수집하여 전송해온 정보를 서버 제어 모듈(403)이 수신하여 사용자 단말(30)에 전달한다.
드론(20)이 수집한 정보를 사용자 단말(30)에 직접 전달하는 경우, 서버 제어 모듈(403)이 수신하여 사용자 단말(30)에 전달한다. 드론(20)이 수집한 센싱 정보는 판단 엔진(402)이 판단하고, 그 결과를 서버 제어 모듈(403)이 사용자 단말(30)에 전달한다.
웨어러블 디바이스(10)가 촬영한 복수 개의 영상 정보는 영상 처리 엔진(401)에서 보정 처리하며, 최종 보정된 영상을 서버 제어 모듈(403)이 사용자 단말(30)에 전달한다.
사용자 단말(30)이 전송해온 명령은 서버 제어 모듈(403)이 수신하고, 명령 대상에 맞춰 웨어러블 디바이스(10) 혹은 드론(20)에 각각 전달한다.
사용자 단말(30)이 드론(20)에 내린 명령을, 웨어러블 디바이스(10)가 대신하여 서버 제어 모듈(403)로부터 수신하고, 이를 다시 드론(20)으로 전달하는 경우에는 웨어러블 디바이스(10)로 전달한다.
서버 제어 모듈(403)은 이러한 정보 교환 히스토리를 시계열로 모두 기록하여 저장할 수 있다. 또한, 서버 제어 모듈(403)은 각종 오류 리포트를 모두 기록하여 저장할 수도 있다.
상술한 본 실시예에 따른 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 지원 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 반려견과 같은 공간 내에 위치한 주인의 놀이에서 드론을 이용하는 상황 뿐 아니라, 주인 없이 홀로 남겨진 반려견과 드론이 지도자(원거리에 있는 주인)의 원격 조작에 의해 놀이를 하는 상황, 독거노인과 반려견의 생활에 드론이 승인된 지도자의 원격 조작에 의해 집안의 상황을 정찰하는 상황, 맹인 안내견과 지도자(맹인)의 상호작용 중에서 드론이 주위의 정보를 수집하기 위해 주변을 활공하는 상황, 군견의 독립 작전 수행에서 군견의 이동 방향 지시 및 주위 정보 수집을 위해 드론을 운용하는 상황, 드론의 원거리 작전 수행을 위해서 군견이 드론 충전에 필요한 배터리를 지고 이동하여 작전지역 내 안전지대(드론 집결소)에 대기하는 상황, 드론의 원거리 작전 수행을 위해서 중형 드론을 빠르게 작전지역 내로 지고 이동하는 상황 등을 모두 포괄할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템과 송수신하는 사용자 단말을 나타낸 도면이다.
본 실시예에서 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템은 동물이 착용하는 조끼형 웨어러블 장비(예컨대, 하네스)를 포함하며, 드론, 카메라, 배터리와 같은 각종 장비들이 높은 자유도로 설치될 수 있게 한다.
도 9를 참조하면, 사용자 단말(1150)은 이러한 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 각종 장비들로부터 센싱된 데이터를 수신하여 화면에 출력한다. 그리고 각종 버튼 혹은 터치 화면을 통해 입력된 사용자 입력을 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템에 장착된 각종 장치들에 전송하여 사용자 입력에 따른 동작을 수행하게 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 개념도이고, 도 11은 모듈 장착부의 동작 개념도이며, 도 12는 배터리 모듈의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1100)은 태스크 수행 주체인 동물(이하에서는 '개'를 중심으로 설명하기로 함)의 몸에 맞도록 입히고 벗길 수 있는 웨어러블 디바이스(1110)를 기본 구성으로 포함한다. 웨어러블 디바이스(1110)는 조끼 혹은 하네스와 같은 타입으로 제작될 수 있다.
본 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1100)은 웨어러블 디바이스(1110)를 기초 플랫폼으로 하고, 개가 이송해야 하거나 장착해야 하는 장비를 결합시킬 수 있다.
모듈 장착부(1120)는 설치를 원하는 모듈이 장착될 수 있게 하고, 해당 모듈의 높이, 전후 위치 등을 조정할 수 있게 한다. 본 실시예에서 모듈 장착부(1120)는 웨어러블 디바이스(1110)와 일체형으로 만들어질 수 있다.
본 실시예에서는 카메라 모듈(1130)과 배터리 모듈(1140)이 웨어러블 디바이스(1110)에 설치된 경우를 가정하여 설명하기로 한다.
카메라 모듈(1130)은 모듈 장착부(1120)를 통해 웨어러블 디바이스(1110)에 설치된다. 모듈 장착부(1120)는 웨어러블 디바이스(1110) 상에 고정되는 베이스(1121)와, 카메라 모듈(1130)을 고정시키는 모듈 고정부(1125)와, 베이스(1121)와 모듈 고정부(1125) 사이에 배치되어 모듈 고정부(1125)의 높이를 조정하는 2개의 링크(1123, 1124)로 이루어진 링크부를 포함한다. 베이스(1121)의 상면에는 다수의 체결돌기(1122)가 설치되어 있어, 2개 링크(1123, 1124)의 각 하단부가 결합될 수 있다.
제1 링크(1123)는 최전방의 체결돌기에 힌지 결합된다. 제2 링크(1124)의 하단은 후방의 체결돌기 중 어느 하나에 결합될 수 있다. 제2 링크(1124)의 상단은 제1 링크(1123)의 중심부에 힌지 결합할 수 있다.
제2 링크(1124) 하단의 결합 위치에 따라 카메라 모듈(1130)은 그 높이 및 전후 위치가 조정될 수 있다.
또한, 모듈 고정부(1125)는 전후 방향으로 길이가 긴 구조를 가지고 있어, 카메라 모듈(1130)은 모듈 고정부(1125) 상에서도 전후 방향으로 원하는 위치에 고정 결합될 수 있다.
베이스(1121)의 상면 후방에는 배터리 모듈(1140)이 장착된다. 배터리 모듈(1140)은 케이블(1141)을 통해 전원을 필요로 하는 장비들에 연결될 수 있다. 예컨대, 원격에 있는 사용자 단말과 통신을 수행하고, 사용자 입력에 따라 동물에게 각종 명령을 출력하는 동물 명령 모듈이 웨어러블 디바이스(1110)에 장착된 경우, 케이블(1141)을 통해 연결되어 배터리 모듈(1140)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
도 13는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 전후 사시도이고, 도 14은 본 발명의 다른 실시예에 다른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 높이 조정 과정을 나타낸 측면도이며, 도 15은 모듈 설치를 위한 모듈 장착부의 설치 과정을 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1200)은 동물이 착용하는 웨어러블 디바이스(1210)로부터 이격된 다용도 모듈화 플랫폼(1220)을 가지고 있어, 수행 태스크에 따라 원하는 모듈을 자유롭게 장착할 수 있고, 동물의 움직임을 방해하지 않으면서도 원하는 높이로 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1200)은 웨어러블 디바이스(1210), 모듈화 플랫폼(1220), 플랫폼 지지부(1230)를 포함한다.
웨어러블 디바이스(1210)는 태스크 수행 주체인 동물에 착용되는 웨어러블 장비로서, 조끼, 하네스와 같은 타입일 수 있다. 다만, 웨어러블 디바이스(1210)는 동물에게의 착용 혹은 동물로부터의 분리를 용이하게 하기 위해 부드러운 재질의 소재로 만들어진다.
이러한 재질적 특성에 따른 한계를 극복하기 위해, 본 실시예에서는 단단한 형상을 유지할 수 있는 프레임에 해당하는 모듈화 플랫폼(1220)을 구비한다. 모듈화 플랫폼(1220)은 알루미늄과 같은 금속, 혹은 ABS 수지 등의 재질로 제작될 수 있다.
모듈화 플랫폼(1220)은 여러 형태의 구멍이 타공된 판재 형상으로, 타공된 구멍을 통해 태스크에 적합한 모듈이 장착될 수 있다. 모듈화 플랫폼(1220)에 장착되는 모듈은 모듈화 플랫폼(1220)에 타공된 구멍의 형상, 간격 등에 맞춘 체결부를 가짐으로써, 모듈화 플랫폼(1220) 중 원하는 위치에 손쉽게 장착될 수 있다. 동물이 움직일 때 밸런스를 위해 전체 무게중심이 동물의 척추선 상에 놓여지도록 모듈 장착 시 좌우 균형을 맞추는 것이 바람직할 것이다. 본 실시예에서는 카메라 모듈(1240)이 탑재된 경우를 가정하기로 한다.
도 15을 참조하면, 모듈화 플랫폼(1220) 상에는 타공된 구멍에 결합되는 기본 뼈대(1221)가 설치된다. 기본 뼈대(1221) 상에는 모듈의 원활한 설치를 위한 확장 뼈대(1222)가 추가 설치될 수 있다. 확장 뼈대(1222)는 아치 형상을 가질 수 있다.
확장 뼈대(1222) 상에 각종 모듈의 손쉬운 장착을 위한 모듈 거치부(1223)가 설치될 수 있다. 모듈 거치부(1223) 상에 형성된 홈에 목적 태스크에 필요로 하는 기능을 수행하는 모듈이 거치될 수 있다.
혹은 확장 뼈대(1222) 상에 직접 카메라 모듈(1240)이 설치될 수도 있다.
모듈화 플랫폼(1220)은 장착되는 모듈의 크기, 용도 등에 따라 그 높이가 조절될 수 있다. 모듈화 플랫폼(1220)의 높이 조절을 위해, 웨어러블 디바이스(1210)와 모듈화 플랫폼(1220) 사이에는 모듈화 플랫폼(1220)을 지지하기 위한 플랫폼 지지부(1230)가 배치된다(도 13 및 도 14 참조).
플랫폼 지지부(1230)는 좌우 한 쌍씩 구비되는 전방 지지부와 후방 지지부로 구분된다. 전방 지지부는 전방 상부 지지대(1232)와 전방 하부 지지대(1231)를 포함한다. 후방 지지부는 후방 상부 지지대(1234)와 후방 하부 지지대(1233)를 포함한다.
전방 상부 지지대(1232)와 전방 하부 지지대(1231)에는 등간격을 가지는 다수의 나사구멍이 타공되어 있어, 전방 상부 지지대(1232)와 전방 하부 지지대(1231)가 볼트에 의해 볼팅 방식으로 체결될 수 있다. 전방 상부 지지대(1232)는 전방 하부 지지대(1231)에 대해 원하는 높이만큼 상승된 상태에서 체결함으로써, 모듈화 플랫폼(1220)의 높이를 가변시킬 수 있다.
여기서, 전방 하부 지지대(1231)는 그 하부가 외측으로 경사지게 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 이는 전방 지지부가 태스크 수행 주체인 동물의 앞다리와 가까운 부분에 배치되는 바, 동물의 움직임에 대한 간섭을 줄이기 위함이다.
후방 상부 지지대(1234)와 후방 하부 지지대(1233)에도 등간격을 가지는 다수의 나사구멍이 타공되어 있어, 후방 상부 지지대(1234)와 후방 하부 지지대(1233)가 볼트에 의해 볼팅 방식으로 체결될 수 있다. 후방 상부 지지대(1234)는 후방 하부 지지대(1233)에 대해 원하는 높이만큼 상승된 상태에서 체결함으로써, 모듈화 플랫폼(1220)의 높이를 가변시킬 수 있다.
전방 지지부의 하단과 후방 지지부의 하단은 수평 지지대(1235)에 의해 지지된다. 수평 지지대(1235)의 전단과 후단에는 내측으로 돌출된 돌출부가 구비되어, 동물의 체형에 맞춰 수평 방향으로의 돌출 정도가 조절될 수 있다. 따라서, 플랫폼 지지부(1230)가 동물에 보다 견고하고 안정되게 장착되게 할 수 있다.
본 실시예에서는 모듈화 플랫폼(1220)의 하면에 배터리 모듈이 설치될 수 있다. 배터리 모듈을 통해 모듈화 플랫폼(1220)의 상면에 장착되는 각종 장비 혹은 동물에 명령을 내리기 위한 동물 명령 모듈에 대해 전원을 공급해 줄 수 있게 된다.
도 16, 도 17 및 도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템의 측면도, 평면도, 확대 사시도이며, 도 19은 플랫폼 지지대의 연장 과정을 나타낸 도면이고, 도 20는 동물 명령 모듈의 장착 모습 및 사시도이고, 도 21은 배터리 모듈의 사시도 및 장착 구조물을 나타낸 도면이며, 도 22는 카메라 모듈이 장착된 모듈화 플랫폼의 다른 예시도이고, 도 23 및 도 24은 모듈화 플랫폼의 다양한 예시도이며, 도 25은 배터리 모듈의 다른 예시도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1300) 역시 동물이 착용하는 웨어러블 디바이스(1310)로부터 이격된 다용도 모듈화 플랫폼(1320)을 가지고 있어, 수행 태스크에 따라 원하는 모듈을 자유롭게 장착할 수 있고, 동물의 움직임을 방해하지 않으면서도 원하는 높이로 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.
본 실시예에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템(1300)은 웨어러블 디바이스(1310), 모듈화 플랫폼(1320), 플랫폼 지지부(1330)를 포함한다. 또한, 동물 명령 모듈(1350)을 더 포함할 수 있다.
모듈화 플랫폼(1320)은 좌우 측면이 절곡된 판재 형상으로, 그 표면에는 다양한 형태의 구멍이 타공될 수 있다. 타공된 구멍의 형상은 예를 들어 십(十)자 형상(도 17-10 참조), 삼각형 형상(도 22-17 참조)일 수 있다. 이 때 주 표면의 구멍 형상과 측면의 구멍 형상을 동일하게 혹은 다르게 할 수 있다. 측면에 타공된 구멍의 경우 플랫폼의 연장을 위한 것이기 때문이다.
타공된 구멍이 많거나 클수록 모듈화 플랫폼(1320)의 무게가 가벼워지는 효과가 있어, 태스크 수행 주체인 동물에게 가해지는 무게 부담을 완화시킬 수 있다. 또한, 임무 수행을 위한 각종 모듈이 다양한 체결수단을 통해 체결될 수 있게 함으로써, 모듈 착탈이 용이하게 할 수 있다.
또한, 모듈화 플랫폼(1320, 1410, 1420)은 하방으로 연장 플랫폼(1325, 1412, 1422)을 확장 결합할 수 있다. 이는 모듈화 플랫폼 상에 장착 가능한 모듈의 수를 증가시킬 수 있다. 또는 장착 가능한 모듈의 크기 제한을 완화시킴으로써 다양한 모듈이 설치되게 할 수 있다.
플랫폼 지지부(1330)는 전방 지지부와 후방 지지부를 포함한다.
전방 지지부는 좌우 한 쌍이 구비될 수 있으며, 후방 지지부에 비해 그 좌우 간격이 넓을 수 있다. 이는 전방 지지부가 동물의 앞다리에 근접하여 위치함에 따라 허리에 위치하는 후방 지지부에 비해 넓은 폭을 필요로 하기 때문이다.
이 경우 전방 지지부와 모듈화 플랫폼(1320) 사이에는 후방 지지부에 비해 넓어진 폭에 상응하는 돌출부가 마련되어, 모듈화 플랫폼(1320)을 안정적으로 지지하게 할 수 있다.
전방 지지부는 전방 상부 지지대(1332)와 전방 하부 지지대(1331)를 포함하고, 후방 지지부는 후방 상부 지지대(1334)와 후방 하부 지지대(1333)를 포함한다. 전방 상부 지지대(1332)는 전방 하부 지지대(1331)에 대해 상방으로 연장되는 구조를 가지며, 후방 상부 지지대(1334) 역시 후방 하부 지지대(1333)에 대해 상방으로 연장되는 구조를 가진다.
여기서, 전방 상부 지지대(1332)와 후방 상부 지지대(1334)는 그 상부가 후방으로 경사지게 절곡된 형상을 가질 수 있다. 이는 플랫폼 지지부(1330)가 웨어러블 디바이스(1310)에 설치되는 지점을 동물의 앞쪽으로 이동시켜 보다 동물에게 가해지는 무게 부담을 완화시킬 수 있다.
도 21을 참조하면, 모듈화 플랫폼(1320)의 하면에는 배터리 모듈(1360)이 설치될 수 있다. 배터리 모듈(1360)은 길이가 긴 막대 형상의 배터리(1362)가 길이 방향으로 삽입되는 하우징을 포함한다. 하우징의 전방에는 배터리(1362)가 삽입될 수 있는 홈이 마련되고, 홈의 개구에는 배터리(1362)의 탈착을 위한 커버(1364)가 설치될 수 있다. 하우징의 후방에는 충전단자(1366)가 마련되어 있어, 충전케이블을 연결함으로써 내부의 배터리(1362)를 충전시킬 수 있다. 하우징은 체결 브라켓(1368)을 통해 모듈화 플랫폼(1320)의 하면에 용이하게 체결될 수 있다.
또는 도 25에 도시된 것과 같이 하우징의 형상이 배터리와 동일하게 길이가 긴 막대 형상을 가지는 배터리 모듈(1430)이 설치될 수도 있다. 이 경우 배터리 모듈(1430)의 고정을 위한 체결 브라켓(1440)은 각각의 배터리 모듈(1430)이 끼움 결합할 수 있는 그립퍼 구조의 체결구를 가질 수 있다.
배터리 모듈(1360, 1430)에 수용된 배터리는 필요 시 하우징에서 꺼내 배터리가 필요한 모듈에 장착할 수 있다. 예를 들어, 배터리를 이용하는 동물 명령 모듈(1350)이 도 20에 도시되어 있다.
동물 명령 모듈(1350)은 통신부 및 스피커를 포함한다. 통신부를 통해 사용자 단말(1150)로부터 명령을 수신하면, 스피커를 통해 동물이 인지 가능하고 사전에 훈련된 소리를 출력함으로써 동물이 훈련받은 행동을 하게 할 수 있다.
또한, 동물 명령 모듈(1350)은 진동부를 포함한다. 진동부는 동물의 좌측 어깨와 우측 어깨에 각각 장착되며, 사용자 단말(1150)로부터 수신된 명령에 따라 동물이 움직여야 할 방향에 상응하는 진동부가 동작하면 동물이 해당 방향을 바라보거나 해당 방향으로 진행하게 함으로써 태스크의 원활한 수행이 가능하게 할 수 있다.
모듈화 플랫폼(1320)에는 카메라 모듈(1340)이 설치될 수 있다. 카메라 모듈(1340)의 경우, 동물 움직임에 따른 흔들림 보정을 위한 짐벌 구조물과 함께 설치될 수 있다. 사용자는 원격에 위치하는 사용자 단말(1150)을 통해 명령을 내릴 때, 카메라 모듈(1340)을 통해 1인칭 시점으로 현장을 확인하면서 명령을 내릴 수 있게 된다.
본 실시예들에 따른 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템은 태스크를 수행하는 동물이 착용한 상태로 다양한 용도로 사용할 수 있게 하는데 목적이 있다.
모듈화 플랫폼에는 여러 형태의 구멍을 타공하고, 타공된 구멍을 통해 모듈화 플랫폼에 목적에 맞는 모듈을 장착하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 군용 등의 규격에 맞추어 사용 가능하다.
원격 명령 장치인 사용자 단말을 사용할 때 카메라 모듈을 장착하여 함께 사용하면 1인칭 시점으로 현장을 확인하면서 명령할 수 있다. 이 경우 카메라의 흔들림 보정을 위해 짐벌 구조물 등을 이용할 수 있다.
군용으로는 야간시야장치, 엑스레이 장치, 감시장비 등을 장착하여 사용할 수도 있다. 또한, 모듈화 플랫폼에 장착하거나 탈착하는 방법을 통해 작전지역에 감시장비 등을 설치할 수도 있다. 또한, 사람이 진입하기 힘든 지역에 대해 동물을 진입시켜 원거리까지 감시가 가능하고, 작전 수행을 위해 모듈화 플랫폼을 드론의 이착륙, 충전 스테이션으로 이용할 수도 있다.
인명구조의 용도로 사용할 경우에는 구조견의 모듈화 플랫폼에 인명구조키트, 배터리팩, 비상식량 등을 장착하여 구조 인원이 진입하기 못하는 지역에 구조견을 보내어 구조 활동을 할 수도 있다.
본 실시예들에서 모듈화 플랫폼이 웨어러블 디바이스와 분리형으로 구성된 경우, 몰리 등의 규격화된 결합 방식을 채택하여 범용성을 높일 수 있다. 또한, 모듈화 플랫폼의 타공된 구멍을 통해 군 장비 등의 각종 규격화된 장비 혹은 물건을 견고히 고정할 수 있다. 또한, 특수 목적에 맞는 다양한 모듈을 제작하여 모듈화 플랫폼에 고정할 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 독립 태스크를 수행하는 드론;
    동물이 착용 가능한 타입으로, 상기 드론이 도킹 가능한 웨어러블 디바이스;
    상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상과 통신을 수행하여 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스에서 수집한 정보를 취합하고, 사용자 명령을 상기 드론 및 상기 웨어러블 디바이스 중 하나 이상으로 전송하는 서버; 및
    상기 서버와 통신하여 상기 취합된 정보를 수신하여 출력하고, 상기 드론 및 웨어러블 디바이스에 대한 상기 사용자 명령을 입력받는 사용자 단말을 포함하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는 상기 동물의 몸에 맞도록 입히고 벗길 수 있는 웨어러블 조끼 형상을 가지되,
    상기 웨어러블 디바이스는 상기 웨어러블 조끼의 등부분에 형성되어 상기 드론이 도킹되는 도킹 모듈을 더 포함하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도킹 모듈은 활성화 혹은 비활성화되는 전자석을 포함하고,
    상기 드론의 하부는 자착 대상물로 제작된 도킹부를 포함하여,
    상기 전자석의 활성화 여부에 따라 상기 드론이 도킹 혹은 도킹 해제되는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 도킹 모듈은 자착 대상물로 제작되며,
    상기 드론의 하부에는 활성화 혹은 비활성화되는 전자석을 포함하고,
    상기 전자석의 활성화 여부에 따라 상기 드론이 도킹 혹은 도킹 해제되는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 웨어러블 조끼에는 충전식 배터리가 장착되고,
    상기 도킹 모듈에는 상기 충전식 배터리에 연결된 송전 단자가 설치되어 있어,
    도킹 상태에서 상기 드론의 하부에 설치된 수전 단자가 접촉하면 상기 충전식 배터리의 전력이 상기 드론으로 전달되어 상기 드론을 충전시키는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스는,
    수직 배열된 2개 이상의 카메라를 통해 상하로 긴 이미지를 촬영하는 촬영 모듈과;
    상기 이미지를 상기 서버로 전송하는 WD 통신 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 드론은,
    적외선 영상 촬영 유닛 및 일반 영상 촬영 유닛 중 적어도 하나를 포함하여 주변 영상을 수집하는 촬영 모듈과;
    유해 화학 물질을 감지하는 센서 모듈과;
    상기 주변 영상 및 상기 센서 모듈의 센싱 정보를 상기 서버 혹은 상기 웨어러블 디바이스로 전송하는 드론 통신 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 드론은 상기 주변 영상을 분석한 결과에 기초하여 특정 사물에 대한 지시를 위해 레이저포인터로 지시하는 레이저포인터 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 웨어러블 디바이스 혹은 상기 드론에서 수집한 영상을 미리 정해진 영상 처리 알고리즘에 따라 영상 처리하는 영상 처리 엔진; 및
    영상 처리된 이미지를 상기 사용자 단말로 전송하는 서버 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨어러블 디바이스에서 수집한 영상이 복수의 수직 배열된 카메라가 촬영한 영상인 경우,
    상기 영상 처리 엔진은 상기 수집 영상을 상하 긴 이미지로 조합하고, 학습된 결과를 바탕으로 상기 상하 긴 이미지에서 다수의 객체를 추출해내고, 상기 다수의 객체 중에서 추적할 객체를 선별해내며, 추척할 객체를 중심으로 상기 상하 긴 이미지를 트리밍한 후 상기 동물의 보행 시 나타나는 좌우 미동으로 인한 트리밍된 이미지의 좌우 미동을 수정하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 드론이 화학 물질을 감지한 센서 모듈을 포함하는 경우,
    상기 서버는 상기 센서 모듈에서 수집한 센싱 정보를 해석하여, 상기 화학 물질의 종류와 위험 물질 여부를 판단하는 판단 엔진을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 제어 시스템.
  12. 드론이 도킹 가능한 웨어러블 디바이스를 착용한 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 지원 방법으로서,
    상기 드론이 도킹된 웨어러블 디바이스를 착용한 동물을 임무지역 부근으로 이동시키는 단계;
    상기 드론을 상기 웨어러블 디바이스에서 도킹 해제하여 기동시키는 단계;
    상기 드론이 활공하여 상기 임무지역에 도달하면 미리 정해진 임무를 수행하는 단계; 및
    상기 임무을 수행한 후 상기 드론이 귀환하여 상기 웨어러블 디바이스에 도킹한 후 충전하는 단계를 포함하는 동물의 독립 태스크 수행을 지원하는 원격 지원 방법.
  13. 동물이 착용 가능한 웨어러블 디바이스; 및
    상기 웨어러블 디바이스의 상면에 설치되어, 모듈을 고정시키는 모듈 장착부를 포함하되,
    상기 모듈 장착부는,
    상기 웨어러블 디바이스의 상면에 고정되는 베이스와;
    상면에 상기 모듈을 고정시키는 모듈 고정부와;
    상기 베이스와 상기 모듈 고정부 사이에 배치되어 상기 모듈 고정부의 높이를 조절하는 링크부를 포함하는 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템.
  14. 동물이 착용 가능한 웨어러블 디바이스;
    표면에 복수의 구멍이 타공되어, 각종 모듈이 상기 구멍에 체결 장착되는 모듈화 플랫폼; 및
    상기 웨어러블 디바이스와 상기 모듈화 플랫폼 사이에 배치되어 상기 모듈화 플랫폼을 수평 상태로 지지하며, 상기 모듈화 플랫폼의 높이를 조절하는 플랫폼 지지부를 포함하는 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 플랫폼 지지부는 좌우 한쌍씩으로 구성된 전방 지지부와 후방 지지부를 포함하며,
    상기 전방 지지부는, 상기 웨어러블 디바이스에 고정되는 전방 하부 지지대와; 상기 전방 하부 지지대에 대해 상방으로 연장 가능하게 결합되는 전방 상부 지지대를 포함하고,
    상기 후방 지지부는, 상기 웨어러블 디바이스에 고정되는 후방 하부 지지대와; 상기 후방 하부 지지대에 대해 상방으로 연장 가능하게 결합되는 후방 상부 지지대를 포함하는, 동물 웨어러블 다용도 모듈화 플랫폼 시스템.
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