WO2022030673A1 - 드론 조종기 및 그 제어방법 - Google Patents

드론 조종기 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022030673A1
WO2022030673A1 PCT/KR2020/010959 KR2020010959W WO2022030673A1 WO 2022030673 A1 WO2022030673 A1 WO 2022030673A1 KR 2020010959 W KR2020010959 W KR 2020010959W WO 2022030673 A1 WO2022030673 A1 WO 2022030673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
drone
manipulator
unit
command
controller
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/010959
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김항래
Original Assignee
김항래
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김항래 filed Critical 김항래
Publication of WO2022030673A1 publication Critical patent/WO2022030673A1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0016—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the operator's input device
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0022—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the communication link
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G7/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof
    • G05G7/02—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof characterised by special provisions for conveying or converting motion, or for acting at a distance
    • G05G7/04—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with one single controlled member; Details thereof characterised by special provisions for conveying or converting motion, or for acting at a distance altering the ratio of motion or force between controlling member and controlled member as a function of the position of the controlling member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Definitions

  • the present invention relates to a drone controller and a method for controlling the same, and more particularly, since a user can control a drone using the drone controller with only one hand, the user can take pictures and take pictures with the other hand, and a smart phone It is also possible to select various menus on the screen by connecting to the like, and since the drone is controlled by identifying the three-dimensional position of the drone controller, users can intuitively understand drone operation and learn to control the drone quickly and easily. It relates to a drone manipulator and its control method that can intuitively understand and learn how to control a drone quickly and easily without the investment of time and effort to learn and become familiar with the conventional drone operation mode.
  • a drone or unmanned aerial vehicle is an air vehicle that is operated wirelessly without a person on board.
  • multicopter drones were first developed for military use, they are often used for shooting in broadcasting, etc. due to their convenience of transport and storage, and recently drones (unmanned aerial vehicles) are being commercialized.
  • drones are used for aerial photography, low-altitude reconnaissance and search, etc. due to their light weight, easy portability, speed, and excellent economic feasibility.
  • drones are being used in various fields, such as for taking pictures in locations that are difficult for humans to access with a camera, or for transporting objects by loading them on the drone and moving them to another place.
  • many studies are being conducted to use drones for disaster monitoring and logistics transport.
  • drones have been spotlighted as leisure sports, such as being carried by general users and taking aerial photography using a camera. These drones are lighter and smaller than the prior art, and are sometimes equipped with high-performance small cameras.
  • a drone Since a drone is an unmanned aerial vehicle without a human on board, it is usually operated by receiving a manipulation signal from a user on the ground wirelessly. Until now, most drones are operated by manual operation that requires human operation.
  • drones sold are also divided into introductory, intermediate, and high-end models.
  • drone users have a problem in that they have to invest a lot of time in controlling the drone in order to control the drone skillfully.
  • the present invention has been devised to solve the above conventional problems
  • the user can use the drone controller with only one hand to control the drone, the other hand can be used for taking pictures and shooting, etc. Because the drone is controlled by identifying the dimensional position, the user can intuitively understand the operation of the drone and learn to control the drone quickly and easily.
  • the purpose is to provide a drone controller and its control method that can be intuitively understood and quickly and easily learned how to control a drone without the investment of time and effort.
  • the drone when the operation command input unit is not pressed or disassembled, the drone performs a hovering command to prevent the drone from falling, crashing, malfunctioning, etc.
  • the purpose is to provide a drone manipulator and a control method therefor that secures safety.
  • the present invention is a drone manipulator for controlling the drone
  • a sensor unit located inside the body unit to identify a three-dimensional position of the drone manipulator
  • a driving command input unit formed on the body to drive the drone controller
  • an ascending and descending command input unit formed in the body portion and responsible for ascending and descending commands of the drone
  • a movement and rotation command input unit formed in the body portion and in charge of movement and rotation commands of the drone
  • control unit that interprets the position of the drone manipulator from the data transmitted from the sensor unit
  • a wireless transceiver for transmitting a drone control signal of a control unit to the drone and receiving drone information
  • connection part formed in the body part for connection to an external device and connection to a conventional drone controller
  • a display unit formed in the body portion to display status information of the drone transmitted from the drone, status information of the drone controller, user setting information, flight mode, and the remaining battery capacity of the drone and the drone controller;
  • a function command input unit formed in the body portion to change the position of a camera located on the drone or to take commands, such as taking a picture, taking a picture, automatic take-off, automatic landing, returning, picking up an object, raising an object, spraying, etc.;
  • It relates to a drone controller, characterized in that it is configured to include a.
  • control unit of the present invention controls the drone manipulator to the driving state by pressing the driving command input unit
  • the driving state of the drone controller is dismantled and the operating drone continues to perform a hovering command or a previous command, or to perform a user setting command, a return command, etc. It is characterized in that it is controlled It's about drone controllers.
  • the signal generated through the sensor unit relates to a drone manipulator, characterized in that transmitted to the control unit.
  • the connecting portion of the present invention the external device connecting portion connected to the external device
  • the external device connecting part and the conventional drone manipulator connecting part relate to a drone manipulator, characterized in that it is connected to an external device or a conventional drone manipulator by wire or wirelessly.
  • the user can control the drone using the drone controller with only one hand, the user can take pictures and take pictures with the other hand, and the smart phone It is also possible to select various menus on the screen by connecting to the like, and since the drone is controlled by identifying the three-dimensional position of the drone controller, users can intuitively understand drone operation and learn to control the drone quickly and easily. Even those who have not received training in drone operation from the company can intuitively understand and learn how to operate a drone quickly and easily without investing time and effort to learn and become familiar with the conventional drone operation mode.
  • the drone when the operation command input unit is not pressed or disassembled, the drone performs a hovering command, etc. to prevent the drone from falling, crashing, malfunctioning, etc., thereby securing safety.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a drone manipulator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing a drone manipulator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a drone manipulator according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the drone manipulator pressing the move rotation command input unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the drone manipulator pressing the ascending and descending command input unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the connection of a drone manipulator according to an embodiment of the present invention and a conventional drone manipulator;
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a control unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a wireless communication protocol according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a drone manipulator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing a drone manipulator according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a drone manipulator according to another embodiment of the present invention.
  • 4 is a schematic diagram showing the operation of the drone manipulator by pressing the move rotation command input unit according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a schematic diagram showing the operation
  • Fig. 6 is a schematic diagram showing the connection of a drone manipulator according to an embodiment of the present invention and a conventional drone manipulator
  • Fig. 7 is a flowchart showing a control unit according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 8 is a schematic diagram showing a wireless communication protocol according to an embodiment of the present invention.
  • the drone manipulator 200 of the present invention includes a body portion 10; a sensor unit 20 positioned inside the body unit 10 to identify a three-dimensional position of the drone manipulator 200; a driving command input unit 30 formed in the body unit 10 to drive the drone manipulator 200; an ascending and descending command input unit 40 formed in the body portion 10 and responsible for ascending and descending commands of the drone; a movement rotation command input unit 50 formed in the body portion 10 and responsible for movement and rotation commands of the drone; a control unit 60 for analyzing the position of the drone manipulator 200 from the data transmitted from the sensor unit 20; a wireless transceiver 70 for transmitting a drone control signal of the control unit 60 to the drone and receiving drone information; a connection part 80 formed on the body part 10 for connection with an external device 2 made of a smart phone and the like and for connection with a conventional drone controller 1; a display unit formed in the body unit 10 and configured to display status information of the drone transmitted from the drone, status information of the drone controller, user setting information, flight mode, the remaining battery
  • control unit 60 is generated from the sensor unit 20, the drive command input unit 30, the rise/fall command input unit 40, the movement rotation command input unit 50, and the function command input unit 100.
  • Control by transmitting a command to the drone, the display unit 90, the external device 2, and the conventional drone manipulator 1 by receiving a signal, and at this time, when the driving command input unit 30 is pressed, the drone manipulator of the present invention ( 200) is a driving state and is in a state to perform a command, and when the press of the driving command input unit 30 is released, the driving state of the drone manipulator 200 is dismantled and the operating drone is a hovering command or a previous command
  • the control unit controls the drone to continue to perform the operation, or to execute user-set commands and return commands, thereby securing safety by preventing the drone from falling, crashing, and malfunctioning.
  • various sensors such as a human body detection sensor, a pressure-sensitive touch sensor, and a capacitive touch sensor are mounted on the handle portion (not shown) of the body portion 10 so that the drone controller falls from the user's hand.
  • a fingerprint recognition function may also be included.
  • the present invention is not limited thereto.
  • control unit 60 is connected to the conventional drone manipulator 1 through a wireless or wired connection unit 80 to transmit control commands such as ascending, descending, rotating, and moving the drone of the present invention to the drone manipulator 200 of the present invention. can be used to control the drone.
  • the wireless transmission/reception unit 70, the power supply unit 110, the function command input unit 100 responsible for the function command, the connection unit 80 connected to the display unit 90, etc. are the communication unit of the conventional drone controller 1, the power unit , function command unit, display connection unit, etc. can be used.
  • the sensors of the sensor unit 20 are displacement sensors, acceleration sensors, gyroscope sensors, inclination sensors, geomagnetic sensors for rising, falling, moving in the east, west, north, south, east, west, and north directions, clockwise rotation in place, and counterclockwise rotation in place of the drone.
  • a gravity sensor, a direction sensor, etc. are applied, and the drone manipulator 200 of the present invention to which the sensor unit 20 is applied may use any axis of the X, Y, and Z axes, and one or more axes and one or more sensors may be used. .
  • the drone manipulator 200 of the present invention has a data value sensed from a sensor unit (accelerometer, gyroscope sensor, gravity sensor, inclination sensor, etc.) capable of identifying a position, and the drone manipulator 200 is a three-dimensional space Identifies which axis is tilted on the X, Y, and Z axes, and which axis the rotation is generated from the data value sensed from the sensor unit (geomagnetic sensor, gravity sensor, direction sensor, etc.) that can identify the direction .
  • a sensor unit accelerometer, gyroscope sensor, gravity sensor, inclination sensor, etc.
  • the drone manipulator 200 is a three-dimensional space Identifies which axis is tilted on the X, Y, and Z axes, and which axis the rotation is generated from the data value sensed from the sensor unit (geomagnetic sensor, gravity sensor, direction sensor, etc.) that can identify the direction .
  • one or more sensors of the sensor unit 20 may be used to identify the inclination and rotation of the drone manipulator 200, and position and orientation data may be mixed and used, and it does not matter which axis is selected and used. However, it is not limited to the specified sensor.
  • the sensor unit 20 presses the movement rotation command input unit 50 and then tilts the drone manipulator 200 in the east-west, north-south direction to generate a movement command signal of the drone in the east-west, north-south direction.
  • a command signal to rotate in place of the drone is generated in the clockwise or counterclockwise direction.
  • various sensor devices such as a pressure-sensitive touch sensor, a capacitive touch sensor, etc. may be applied instead of the movement rotation command input unit 50, the ascending/descending command input unit 40, and the function command input unit 100, and a fingerprint recognition function may be included.
  • a command such as a driving command, a rising/falling command, a movement rotation command, and a function command may be touched on the display unit 90 to select it.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the command to ascend and descend from the data sensed by the sensor (displacement sensor, position sensor, barometric pressure sensor, gravity sensor, etc.) of the sensor unit 20 that can identify the altitude change of the drone manipulator 200
  • the sensor displacement sensor, position sensor, barometric pressure sensor, gravity sensor, etc.
  • the sensor displacement sensor, position sensor, barometric pressure sensor, gravity sensor, etc.
  • the present invention is not limited to the specified sensor.
  • the connection part 80 includes an external device connection part 81 connected to the external device 2 as shown in FIG. 1 or FIGS. 6 to 8 ; It consists of a conventional drone manipulator connecting part 82 connected to the conventional drone manipulator 1, and the external device connecting part 81 and the conventional drone manipulator connecting part 82 are connected to an external device 2 or a conventional drone manipulator 1 ) and wired or wireless.
  • the external device connection part 81 is composed of a wired external device connection part 83 and a wireless type external device connection part 85, and the wired external device connection part 83 is connected to the external device 2 by a connector method, and The wireless type external device connection unit 85 is connected to the external device 2 through a wireless communication method.
  • the conventional drone manipulator connection unit 82 is composed of a wired conventional drone manipulator connecting unit 84 and a wireless conventional drone manipulator connecting unit 86
  • the streamlined conventional drone manipulator connecting unit 84 is a connector type conventional drone manipulator ( 1) and the wireless conventional drone manipulator connection unit 86 is connected to the conventional drone manipulator 1 in a wireless communication method.
  • communication between the drone and the drone controller 200, the drone controller 200 and an external external device 2 such as a smart phone, and the drone controller 200 and the conventional drone controller 1 is a wireless communication method (Bluetooth, ZigBee, UWB, Beacon, Xbee communication, Wifi or RC (Radio Control) communication are also available) and error detection and correction codes can be used to solve communication errors caused by communication interference, noise, etc.
  • a wireless communication method Bluetooth, ZigBee, UWB, Beacon, Xbee communication, Wifi or RC (Radio Control) communication are also available
  • error detection and correction codes can be used to solve communication errors caused by communication interference, noise, etc.
  • the wireless communication protocol frame consists of a command, a request, and a response frame.
  • the command frame is a command message transmitted from the drone controller 200 to the drone and the drone controller 200 to the conventional drone controller 1, and is composed of a header, data size, data type, data, and error detection and correction.
  • the header consists of SYN for synchronization, ID for mutual recognition between the drone controller 200 and the conventional drone controller 1, and FW indicating the direction of data sent from the drone controller 200 to the conventional drone controller 1 do.
  • the request frame is a request message transmitted from the drone controller 200 to the drone and the drone controller 200 to the conventional drone controller 1, and is composed of a header, size, type, error detection and correction.
  • the header is SYN for synchronization, ID for mutual recognition between the drone and the drone controller 200 and the conventional drone controller 1 in the drone controller 200, and the drone and the drone controller 200 in the drone controller 200 It is composed of FW indicating the direction of data sent to the drone controller (1).
  • the response frame is a response message transmitted from the drone to the drone controller 200 and from the conventional drone controller 1 to the drone controller 200, and is composed of a header, size, type, data, error detection and correction.
  • the header is SYN for synchronization, ID for mutual recognition between the drone controller 200 and the drone controller 200 and the conventional drone controller (1) in the drone, the drone controller 200 and the conventional drone controller (1) It consists of BW indicating the direction of data sent from the to the drone controller.
  • SYN only one SYN is used to synchronize the wireless data, but in a poor wireless environment and when mutual interference between drone devices is large, more than one SYN may be used to synchronize synchronization and solve a malfunction problem due to an error.
  • a checksum is used to detect errors in the wireless data, but a cyclic redundancy check (CRC) can be used for error detection and a forward error correction code (FECC) can be used for real-time error correction.
  • CRC cyclic redundancy check
  • FECC forward error correction code
  • the wireless communication protocol can be used in all products for connection with a drone and a conventional drone controller.
  • the external device connector 81 and the conventional drone controller connector 82 can be connected to the conventional drone controller 1 with a wired cable, and for this purpose, connectors such as micro 5-pin, Type C, and Apple 8-pin are provided. .
  • a bracket 120 capable of fixing an external external device 2 such as a smartphone is formed in the body 10, and the bracket 120 is the drone. It can be mounted inside and outside the body portion 10 of the manipulator 200, and the bracket 120 includes a connector for connection with a smart phone or a separate body portion 10 of the drone manipulator 200. It may include a connector, and connection with an external device other than a smartphone is also possible.
  • connection between the drone controller 200 and the smart phone can be connected using wireless communication.
  • wireless communication Bluetooth, ZigBee, UWB, Beacon, Xbee communication, Wifi or RC (Radio Control) communication, etc.
  • the wireless transmitter/receiver (antenna) of the drone controller 200 may consist of one or more, and the body portion 10 may be subjected to anti-slip treatment or include an anti-slip band, and the body portion 10 You can use a wrist hanger or a way to hang it around your neck so that it doesn't fall to the floor.
  • connection between the drone manipulator 200 of the present invention and the conventional drone manipulator 1 is as shown in FIG. 6, an interface for connection with the drone manipulator 200 of the present invention inside or outside the conventional drone manipulator 1, a wireless transceiver, A device such as a connector is required.
  • wireless in the case of wireless, it consists of a communication unit for connection with the drone controller 200 of the present invention, and an interface unit that transmits data received from the communication unit to the control unit of the conventional drone controller 1, and uses a unique ID. Recognize the drone controller of the invention.
  • a wireless communication method Bluetooth, ZigBee, UWB, beacon, Xbee communication, Wifi or RC (Radio Control) communication, etc. can also be used
  • the connection method is not limited thereto.
  • connection unit for connection with the drone controller 200 of the present invention, and an interface unit that transmits data received from the connection unit to the control unit of the conventional drone controller 1, and is connected immediately by a plug-in method. Recognize the drone controller of the present invention.
  • the connection method is not limited thereto.
  • the interface unit is composed of an API (Application Programming Interface), ABI (Application Binary Interface), etc., and can be provided to a conventional drone manipulator manufacturer.
  • API Application Programming Interface
  • ABI Application Binary Interface
  • the user can intuitively understand the control method of the drone manipulator 200 , so users are more easily and quickly familiar with the drone control method.
  • the user can control the drone easily, quickly, conveniently and safely because simply pressing the movement and rotation command input unit 50 of the drone controller 200 and moving it by tilting up, down, left and right, clockwise and counterclockwise, etc.
  • the control method of the drone controller described at this time may use any axis of X, Y, and Z as an embodiment, and may be configured by assigning or combining other commands.
  • the user's other hand can perform function commands such as taking a picture, shooting, picking up, putting down an object, spraying pesticide of the drone controller 200 with the other hand, and selecting a menu on the screen linked to a smartphone, etc. to take a picture
  • function commands such as , shooting, picking up, putting down objects, and spraying pesticides can be performed simultaneously with the drone control.
  • the functional command is not limited thereto.
  • the drone manipulator 200 sends function commands to the drone to move the drone in four directions, from the three-dimensional position value of the drone manipulator 200, to the rising and falling of the drone, clockwise and counterclockwise rotation in place, and east, west, south, north, and north directions. Drones do this.
  • the drone performs a hovering command.
  • a hovering command is performed.
  • the drone performs an immediate command in real time to the command of the drone controller 200 .
  • the sensor unit 20 may identify the position of the drone manipulator 200 and simultaneously perform a rotation command and a movement command. For example, it is possible to move forward while rotating in a clockwise direction. At this time, it is possible to simultaneously execute the command to rotate while ascending, any combination is possible, and two or more commands can be combined to perform simultaneously.
  • one command can be canceled and changed immediately with only one command.
  • a forward movement while performing a forward movement while rotating in a clockwise direction, only a forward movement may be performed while stopping the rotation command during movement. That is, any combination is possible, such as ascending while moving to the right and only moving to the right, and two or more commands can be combined and executed at the same time.
  • the rotation command and the movement command can be simultaneously performed at the time of rising and falling commands, and any combination of commands is possible.
  • the drone manipulator 200 increases, descends, rotates clockwise in place, rotates counterclockwise in place, moves east, west, north, south, etc. Rotation and movement speed can be controlled slowly or quickly.
  • the drone manipulator 200 is not limited to the movement of the drone in four directions, east, west, north, south, and east, and can move in any direction of 360 degrees by controlling the use and ascend, descend, rotate, and the like.
  • the sensor (vibration sensor, displacement sensor, position Sensor, acceleration sensor, gyroscope sensor, etc.) to identify the state change of the drone manipulator 200 and correct the corresponding data to secure the transparency and stability of the sensed data.
  • the sensor vibration sensor, displacement sensor, position Sensor, acceleration sensor, gyroscope sensor, etc.
  • it is not limited to the specified sensor.
  • body part 20 sensor part
  • connection part 81 external device connection part
  • connection part 85 wireless type external device connection part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 드론 조종기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 한손만으로도 드론 조종기를 사용하여 드론 조종이 가능하기에 나머지 한손으로는 사진찍기, 촬영 등의 작업을 할 수 있으며, 스마트 폰 등과도 연결하여 화면상의 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 드론 조종기의 3차원 위치를 식별하여 드론을 조종하기 때문에 사용자는 직관적으로 드론 조종을 이해할 수 있어 드론 조종을 쉽고 빠르게 습득할 수 있으며, 그로 인해 별도의 드론 조작 교육을 받지 않은 사람들도 종래의 드론 조종 모드를 익히고 익숙해져야 하는 시간과 노력의 투자없이 직관적으로 이해하여 쉽고 빠르게 드론 조종법을 익힐 수 있고, 동작명력 입력부를 누르지 않거나 해체했을 경우에는 드론은 호버링 명령 등을 수행하여 드론의 추락, 충돌, 오동작 등을 방지하여 안전성을 확보하는 특징이 있다.

Description

드론 조종기 및 그 제어방법
본 발명은 드론 조종기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자가 한손만으로도 드론 조종기를 사용하여 드론 조종이 가능하기에 나머지 한손으로는 사진찍기, 촬영 등의 작업을 할 수 있으며, 스마트 폰 등과도 연결하여 화면상의 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 드론 조종기의 3차원 위치를 식별하여 드론을 조종하기 때문에 사용자는 직관적으로 드론 조종을 이해할 수 있어 드론 조종을 쉽고 빠르게 습득할 수 있으며, 그로 인해 별도의 드론 조작 교육을 받지 않은 사람들도 종래의 드론 조종 모드를 익히고 익숙해져야 하는 시간과 노력의 투자없이 직관적으로 이해하여 쉽고 빠르게 드론 조종법을 익힐 수 있는 드론 조종기 및 그 제어방법에 관한 것이다.
드론 또는 무인비행기(UAV: unmanned aerial vehicle)는 사람이 승선하지 않고, 무선으로 조작하여 비행하는 비행체를 말한다. 멀티콥터 드론은 최초로 군사용으로 개발되었으나, 운반 및 보관의 편리성으로 방송 등에서 촬영으로 많이 사용되며 최근 드론(무인 비행체)가 상용화되고 있다.
특히, 드론은 기체가 가벼워 휴대가 간편하고, 신속하며, 경제성이 뛰어나 항공촬영, 저고도 정찰수색 등의 용도로 활용되고 있다. 또한, 드론은 카메라로 사람이 접근하기 어려운 위치에서 촬영을 하거나, 드론에 물건을 싣고 다른 곳으로 이동하여 물건을 운반하는 용도 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 또한, 드론을 재난 재해 모니터링, 물류 운반에서도 사용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다.
최근에는 드론은 일반 사용자들이 휴대하고, 카메라를 이용하여 항공 촬영을 하는 등의 레저 스포츠로도 각광받고 있다. 이러한 드론은 종래보다 가볍고, 소형화되며, 고성능의 소형 카메라가 장착되기도 한다.
드론은 사람이 승선하지 않는 무인 비행체이므로, 보통 지상에 있는 사용자의 조작 신호를 무선으로 받아 운용된다. 현재까지 대부분의 드론은 사람의 조작이 필요한 수동운전에 의해 조작된다.
그러나, 종래의 대한민국 등록특허공보 제10-2104309호와 같이, 드론을 조작하는 컨트롤러는 사용자가 두 손으로 파지(Grab) 한 상태에서 조종하는 것이 일반적이다. 이와 같은, 컨트롤러는 조작의 난이성 때문에 드론을 조종하는데 높은 진입장벽이 되고 있고, 드론 조종 중에는 사진찍기, 촬영 등 다른 작업을 동시에 수행하기에 어려움이 있다.
이러한 이유로 판매되는 드론의 종류도 입문용, 중급용, 고급용으로 나뉘어 판매되고 있다. 또한, 드론 유저들은 드론의 능숙한 조종을 위해 드론 조종에 많은 시간을 투자해야 하는 문제가 있다.
드론이 레저 스포츠 등으로까지 그 활용분야가 확대됨에 따라, 드론 조작의 교육을 받지 않은 사람들도 보다 간편하게 조작할 수 있으며, 직관적으로 조작할 수 있는 드론 컨트롤러에 대한 필요성이 대두되고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
사용자가 한손만으로도 드론 조종기를 사용하여 드론 조종이 가능하기에 나머지 한손으로는 사진찍기, 촬영 등의 작업을 할 수 있으며, 스마트 폰 등과도 연결하여 화면상의 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 드론 조종기의 3차원 위치를 식별하여 드론을 조종하기 때문에 사용자는 직관적으로 드론 조종을 이해할 수 있어 드론 조종을 쉽고 빠르게 습득할 수 있으며, 그로 인해 별도의 드론 조작 교육을 받지 않은 사람들도 종래의 드론 조종 모드를 익히고 익숙해져야 하는 시간과 노력의 투자없이 직관적으로 이해하여 쉽고 빠르게 드론 조종법을 익힐 수 있는 드론 조종기 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 동작명력 입력부를 누르지 않거나 해체했을 경우에는 드론은 호버링 명령 등을 수행하여 드론의 추락, 충돌, 오동작 등을 방지하여 안전성을 확보하는 드론 조종기 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 드론을 제어하는 드론 조종기에 있어서,
몸체부와;
상기 몸체부의 내부에 위치하여 드론 조종기의 3차원 위치를 식별하는 센서부와;
상기 몸체부에 형성되어 드론 조종기를 구동시키는 구동명령 입력부와;
상기 몸체부에 형성되어 드론의 상승과 하강 명령을 담당하는 상승하강명령 입력부와;
상기 몸체부에 형성되어 드론의 이동과 회전 명령을 담당하는 이동회전명령 입력부와;
상기 센서부로부터 전송된 데이터로부터 드론 조종기의 위치를 해석하는 제어부와;
상기 드론으로 제어부의 드론 제어신호를 전송하고 드론의 정보를 수신하는 무선송수신부와;
상기 몸체부에 형성되어 외부 장치 연결 및 종래의 드론 조종기와의 연결을 위한 연결부와;
상기 몸체부에 형성되어 드론으로부터 전송된 드론의 상태 정보, 드론 조종기의 상태 정보, 사용자 설정 정보, 비행모드, 드론 및 드론 조종기의 배터리 잔량 등을 표시하는 디스플레이부와;
상기 몸체부에 형성되어 드론에 위치한 카메라의 위치를 변경하거나 사진찍기, 촬영, 자동 이륙, 자동 착륙, 복귀, 물건 집기, 물건 높기, 살포 등의 명령을 담당하는 기능명령 입력부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 제어부는, 상기 구동명령 입력부를 누름으로써 드론 조종기를 구동상태로 제어하고,
상기 구동명령 입력부의 눌림을 해체하면 드론 조종기의 구동상태가 해체되는 동시에 작동 중인 드론은 호버링(hovering) 명령 또는 이전 명령을 계속 수행하거나 사용자 설정 명령, 복귀 명령 등을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 드론 조종기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 센서부는, 상기 이동회전명령 입력부를 누른 뒤,
상기 드론 조종기를 동서남북 방향으로 기우리면 동서남북 방향으로 드론의 이동명령 신호가 생성되고, 상기 드론 조종기를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 시계방향 또는 반시계방향으로 드론의 제자리 회전명령 신호가 생성되며,
상기 상승하강명령 입력부를 누른 뒤,
상기 드론 조종기를 상하로 움직이면 드론의 고도변경명령 신호가 생성되고,
상기 센서부를 통해 생성된 신호는 제어부에 전달되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 연결부는, 상기 외부 장치와 연결되는 외부장치 연결부와;
상기 종래의 드론 조종기와 연결되는 종래 드론 조종기 연결부로 구성되고,
상기 외부장치 연결부와 종래 드론 조종기 연결부는 외부 장치 또는 종래의 드론 조종기와 유선 또는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 드론 조종기 및 그 제어방법은 사용자가 한손만으로도 드론 조종기를 사용하여 드론 조종이 가능하기에 나머지 한손으로는 사진찍기, 촬영 등의 작업을 할 수 있으며, 스마트 폰 등과도 연결하여 화면상의 다양한 메뉴를 선택할 수 있고, 드론 조종기의 3차원 위치를 식별하여 드론을 조종하기 때문에 사용자는 직관적으로 드론 조종을 이해할 수 있어 드론 조종을 쉽고 빠르게 습득할 수 있으며, 그로 인해 별도의 드론 조작 교육을 받지 않은 사람들도 종래의 드론 조종 모드를 익히고 익숙해져야 하는 시간과 노력의 투자없이 직관적으로 이해하여 쉽고 빠르게 드론 조종법을 익힐 수 있는 효과가 있다.
또한, 동작명력 입력부를 누르지 않거나 해체했을 경우에는 드론은 호버링 명령 등을 수행하여 드론의 추락, 충돌, 오동작 등을 방지하여 안전성을 확보하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 사시도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 평면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동회전명령 입력부를 누른 드론 조종기의 작동을 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상승하강명령 입력부를 누른 드론 조종기의 작동을 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기와 종래의 드론 조종기의 연결을 나타낸 개략도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 나타낸 순서도이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신프로토콜을 나타낸 개략도이다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 평면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 조종기를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이동회전명령 입력부를 누른 드론 조종기의 작동을 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 상승하강명령 입력부를 누른 드론 조종기의 작동을 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 드론 조종기와 종래의 드론 조종기의 연결을 나타낸 개략도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 나타낸 순서도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선통신프로토콜을 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 드론 조종기(200)는 몸체부(10)와; 상기 몸체부(10)의 내부에 위치하여 드론 조종기(200)의 3차원 위치를 식별하는 센서부(20)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 드론 조종기(200)를 구동시키는 구동명령 입력부(30)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 드론의 상승과 하강 명령을 담당하는 상승하강명령 입력부(40)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 드론의 이동과 회전 명령을 담당하는 이동회전명령 입력부(50)와; 상기 센서부(20)로부터 전송된 데이터로부터 드론 조종기(200)의 위치를 해석하는 제어부(60)와; 상기 드론으로 제어부(60)의 드론 제어신호를 전송하고 드론의 정보를 수신하는 무선송수신부(70)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 스마트 폰 등으로 이루어진 외부 장치(2) 연결 및 종래의 드론 조종기(1)와의 연결을 위한 연결부(80)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 드론으로부터 전송된 드론의 상태 정보, 드론 조종기의 상태 정보, 사용자 설정 정보, 비행모드, 드론 및 드론 조종기의 배터리 잔량 등을 표시하는 디스플레이부(90)와; 상기 몸체부(10)에 형성되어 드론에 위치한 카메라의 위치를 변경하거나 사진찍기, 촬영, 자동 이륙, 자동 착륙, 복귀, 물건 집기, 물건 놓기, 살포 등의 명령을 담당하는 기능명령 입력부(100)와; 상기 몸체부(10)의 내부에 위치하여 전원을 공급하는 전원부(110)로 구성된다.
여기서, 상기 제어부(60)는 도 7에서처럼, 센서부(20), 구동명령 입력부(30), 상승하강명령 입력부(40), 이동회전명령 입력부(50), 기능명령 입력부(100)에서 발생하는 신호를 전달받아 드론, 디스플레이부(90), 외부 장치(2) , 종래의 드론 조종기(1)에 명령을 전달하여 제어하고, 이때, 상기 구동명령 입력부(30)를 누르면 본 발명의 드론 조종기(200)는 구동상태로써 명령을 수행할 상태가 되고, 상기 구동명령 입력부(30)의 눌림을 해체하면 드론 조종기(200)의 구동상태가 해체되는 동시에 작동 중인 드론은 호버링(hovering) 명령 또는 이전 명령을 계속 수행하거나 사용자 설정 명령, 복귀 명령 등을 수행하도록 제어부에서 제어하여 드론의 추락, 충돌, 오동작 등을 방지하여 안전성을 확보한다. 이때, 상기 구동명령 입력부(30) 대신에 몸체부(10)의 손잡이부(미도시)에 인체감지센서, 감압식 터치센서, 정전식 터치센서 등 다양한 센서를 장착하여 사용자의 손에서 드론 조종기가 떨어지면 구동명령 입력부의 누름 해체와 동일한 기능이 발행하며 지문 인식 기능도 포함될 수 있다. 다만 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 상기 제어부(60)는 종래의 드론 조종기(1)와 무선이나 유선으로 연결부(80)를 통해 연결하여 드론의 상승, 하강, 회전, 이동 등의 제어명령을 본 발명의 드론 조종기(200)를 사용하여 드론을 제어할 수 있다. 이때 무선송수신부(70), 전원부(110), 기능 명령을 담당하는 기능명령 입력부(100), 디스플레이부(90)에 연결하는 연결부(80) 등은 종래의 드론 조종기(1)의 통신부, 전원부, 기능명령부, 디스플레이 연결부 등을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 드론의 상승, 하강, 동서남북 방향으로의 이동, 제자리 시계방향 회전, 제자리 반시계방향 회전을 위해 센서부(20)의 센서는 변위센서, 가속도 센서, 자이로스코프 센서, 기울기 센서, 지자기센서, 중력센서, 방향센서 등이 적용되고, 상기 센서부(20)를 적용한 본 발명의 드론 조종기(200)는 X, Y, Z 축의 어느 축을 사용해도 되며 하나 이상의 축과 하나 이상의 센서들을 사용할 수 있다.
즉, 본 발명의 드론 조종기(200)는 위치를 식별할 수 있는 센서부(가속도 센서, 자이로스코프 센서, 중력센서, 기울기 센서 등)로부터 센싱된 데이터 값을 가지고 드론 조종기(200)가 3차원 공간 X, Y, Z 축 상에서 어느 축으로 기울어졌는지를 식별하고, 방위를 식별할 수 있는 센서부(지자기 센서, 중력센서, 방향 센서 등)로부터 센싱된 데이터 값으로부터 어느 축으로 회전이 발생됐는지를 식별한다.
또한, 상기 드론 조종기(200)의 기울기와 회전을 식별하기 위해 하나 이상의 센서부(20)의 센서를 사용할 수 있으며 위치와 방위 데이터를 혼합해서 사용 가능하고 어느 축을 선택하여 사용해도 상관없다. 다만, 명시된 센서에 한정된 것은 아니다.
여기서, 상기 센서부(20)는 도 4에서처럼, 이동회전명령 입력부(50)를 누른 뒤, 상기 드론 조종기(200)를 동서남북 방향으로 기우리면 동서남북 방향으로 드론의 이동명령 신호가 생성되고, 상기 드론 조종기(200)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 시계방향 또는 반시계방향으로 드론의 제자리 회전명령 신호가 생성된다.
또한, 상기 센서부(20)는 도 5에서처럼, 상승하강명령 입력부(40)를 누른 뒤, 상기 드론 조종기(200)를 상하로 움직이면 드론의 고도변경명령 신호가 생성되고, 회전명령은 상승하강명령 입력부를 누를 경우에도 수행할 수 있다.
한편, 상기 이동회전명령 입력부(50), 상승하강명령 입력부(40), 기능명령 입력부(100) 대신에 감압식 터치센서, 정전식 터치센서 등 다양한 센서장치가 적용될 수 있고 지문 인식 기능도 포함될 수 있다. 다만 이에 한정된 것은 아니다. 또한 상기 디스플레이부(90)에서 구동명령, 상승하강명령, 이동회전 명령, 기능명령 등의 명령을 터치하여 선택할 수 있다. 다만 이에 한정된 것은 아니다.
한편, 다른 실시예로 상승과 하강 명령은 드론 조종기(200)의 고도 변화를 식별할 수 있는 센서부(20)의 센서(변위센서, 위치센서, 기압센서, 중력센서 등)에서 센싱된 데이터로부터 무선 드론 조종기의 고도를 식별하여 별도의 상승하강명령 입력부(40) 없이 드론 조종기의 윗쪽과 아랫쪽으로의 이동만으로도 수행될 수 있으며 이때 이동, 회전 명령은 이동회전명령 입력부(50)가 필요없이 드론 조종기의 상,하,좌,우 움직임과 회전만으로 제어할 수도 있다. 이때 상기 드론 조종기(200)의 변위를 식별하기 위해 하나 이상의 센서를 사용할 수 있으며 명시된 센서에 한정된 것은 아니다.
상기 연결부(80)는 도 1 또는 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 외부 장치(2)와 연결되는 외부장치 연결부(81)와; 상기 종래의 드론 조종기(1)와 연결되는 종래 드론 조종기 연결부(82)로 구성되고, 상기 외부장치 연결부(81)와 종래 드론 조종기 연결부(82)는 외부 장치(2) 또는 종래의 드론 조종기(1)와 유선 또는 무선으로 연결된다.
여기서, 상기 외부장치 연결부(81)는 유선형 외부장치 연결부(83)과 무선형 외부장치 연결부(85)로 이루어지고, 상기 유선형 외부장치 연결부(83)는 커넥터 방식으로 외부장치(2)와 연결되고 무선형 외부장치 연결부(85)는 무선통신 방식으로 외부장치(2)와 연결된다.
그리고, 상기 종래 드론 조종기 연결부(82)는 유선형 종래 드론 조종기 연결부(84)와 무선형 종래 드론 조종기 연결부(86)로 이루어지며, 상기 유선형 종래 드론 조종기 연결부(84)는 커넥터 방식으로 종래 드론 조종기(1)와 연결되고 무선형 종래 드론 조종기 연결부(86)는 무선통신 방식으로 종래 드론 조종기(1)와 연결되는 것이다.
또한, 상기 드론과 드론 조종기(200), 드론 조종기(200)와 스마트 폰 등의 외부외부 장치(2) 및 드론 조종기(200)와 종래의 드론 조종기(1) 간의 통신은 무선통신 방식(블루투스, ZigBee, UWB, 비콘, Xbee 통신, Wifi 또는 RC(Radio Control) 통신 등도 사용 가능함) 사용이 가능하며 통신 간섭, 잡음 등으로 인한 통신 오류를 해결하기 위해 오류 검출 및 정정 코드를 사용할 수 있다.
그리고 무선 통신프로토콜 프레임은 도 8에서처럼, 명령(command), 요청(request), 응답(response) 프레임으로 구성된다.
상기 명령 프레임은 드론 조종기(200)에서 드론 및 드론 조종기(200)에서 종래의 드론 조종기(1)로 전달되는 명령 메시지로 헤더, 데이터 크기, 데이터 타입, 데이터, 오류 검출 및 정정으로 구성된다. 헤더는 동기를 맞추기 위한 SYN, 드론 조종기(200)와 종래의 드론 조종기(1) 상호간 인식을 위한 ID, 드론 조종기(200)에서 종래의 드론 조종기(1)로 보내는 데이터의 방향을 나타내는 FW로 구성된다.
상기 요청 프레임은 드론 조종기(200)에서 드론 및 드론 조종기(200)에서 종래의 드론 조종기(1)로 전달되는 요청 메시지로 헤더, 크기, 타입, 에러 검출 및 정정으로 구성된다. 헤더는 동기를 맞추기 위한 SYN, 드론 조종기(200)에서 드론 및 드론 조종기(200)와 종래의 드론 조종기(1) 상호간 인식을 위한 ID, 드론 조종기(200)에서 드론 및 드론 조종기(200)에서 종래의 드론 조종기(1)로 보내는 데이터의 방향을 나타내는 FW로 구성된다.
상기 응답 프레임은 드론에서 드론 조종기(200) 및 종래의 드론 조종기(1)에서 드론 조종기(200)로 전달되는 응답 메시지로 헤더, 크기, 타입, 데이터, 오류 검출 및 정정으로 구성된다. 헤더는 동기를 맞추기 위한 SYN, 드론에서 드론 조종기(200) 및 드론 조종기(200)와 종래의 드론 조종기(1) 상호간 인식을 위한 ID, 드론에서 드론 조종기(200) 및 종래의 드론 조종기(1)에서 드론 조종기로 보내는 데이터의 방향을 나타내는 BW로 구성된다.
여기서, 상기 무선 데이터의 동기를 맞추기 위해 SYN는 하나만 사용하나 열악한 무선환경 및 드론기기간 상호 간섭이 클 경우에는 동기를 맞추고 오류로 인한 오동작 문제를 해결하기 위해 하나 이상의 SYN를 사용할 수 있다.
또한, 상기 무선 데이터의 오류를 검출하기 위해 Checksum을 사용하나 오류 검출을 위해 CRC(Cyclic Redundancy Check)를 사용할 수 있고 실시간 오류 정정을 위해 FECC(Forward Error Corrections Code)를 사용할 수 있다.
그리고, 상기 무선 통신 프로토콜은 드론 및 종래의 드론 조종기와의 연결을 위한 모든 제품에 사용 가능하다.
한편, 상기 외부장치 연결부(81)와 종래 드론 조종기 연결부(82)는 유선 케이블로 종래의 드론 조종기(1)와 연결할 수 있으며 이를 위해 마이크로 5핀, Type C, 애플 8핀 등의 커넥터를 제공한다.
그리고, 상기 드론의 카메라로부터 송신되는 영상을 확인하기 위해 스마트폰 등의 외부 외부 장치(2)를 고정할 수 있는 브라켓(120)이 몸체부(10)에 형성되고, 상기 브라켓(120)은 드론 조종기(200)의 몸체부(10) 내,외부에 장착이 가능하며, 상기 브라켓(120)은 스마트 폰과의 연결을 위한 커넥터를 포함하거나 드론 조종기(200)의 몸체부(10)에 별도의 커넥터를 포함할 수 있으며 스마트 폰 이외의 외부 장치와의 연결도 가능하다.
또한, 상기 드론 조종기(200)와 스마트 폰과의 연결은 무선통신을 이용하여 연결할 수 있다.(블루투스, ZigBee, UWB, 비콘, Xbee 통신, Wifi 또는 RC (Radio Control) 통신 등)
그리고, 상기 드론 조종기(200)의 무선송수신부(안테나)는 1개 이상으로 구성할 수 있고, 상기 몸체부(10)는 미끄럼 방지 처리를 하거나 미끄럼 방지 밴드를 포함할 수 있으며 몸체부(10)가 바닥에 떨어지지 않도록 손목 걸이나 목에 거는 방식을 적용할 수 있다.
본 발명의 드론 조종기(200)와 종래의 드론 조종기(1) 연결은 도 6에서처럼, 종래의 드론 조종기(1) 내부나 외부에 본 발명의 드론 조종기(200)와의 연결을 위한 인터페이스, 무선송수신기, 커넥터 등의 장치가 필요하다.
여기서, 무선의 경우에는 본 발명의 드론 조종기(200)와의 연결을 위한 통신부, 통신부로부터 수신한 데이터를 종래의 드론 조종기(1)의 제어부로 전송하는 인터페이스부로 구성되며 고유의 ID 등을 사용하여 본 발명의 드론 조종기를 인식한다. 이때, 무선통신 방식(블루투스, ZigBee, UWB, 비콘, Xbee 통신, Wifi 또는 RC (Radio Control) 통신 등도 사용 가능함) 사용이 가능하며 연결방법은 이에 한정된 것은 아니다.
또한, 유선의 경우에는 본 발명의 드론 조종기(200)와의 연결을 위한 연결부, 연결부로부터 수신한 데이터를 종래의 드론 조종기(1)의 제어부로 전송하는 인터페이스부로 구성되며 플러그 인 등의 방식으로 연결 즉시 본 발명의 드론 조종기를 인식한다. 다만, 연결방법은 이에 한정된 것은 아니다.
그리고, 상기 인터페이스부는 API(Application Programming Interface), ABI(Application Binary Interface) 등으로 구성하며 종래의 드론 조종기 제조사에 제공할 수 있다.
이하에서는 상기에서 기술한 드론 조종기의 제어방법에 대해 기술한다.
도 4 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 드론 조종기(200)의 제어방법은 사용자가 드론 조종기(200)의 제어방법을 직관적으로 이해 가능하기 때문에 사용자들은 보다 쉽고 빠르게 드론 제어방법에 익숙해 질 수 있으며 간단히 드론 조종기(200)의 이동회전명령 입력부(50)를 누루고 상하좌우로 기울임과 시계방향과 반시계방향 회전 등으로 움직이면 되기때문에 사용자는 쉽고 빠르며 편리하고 안전하게 드론 제어를 할 수 있다. 이때 기술되는 드론 조종기의 제어방법은 하나의 실시예로 X, Y, Z의 어느 축을 사용해도 되며 다른 명령을 할당하거나 조합하여 구성될 수 있다.
그리고, 사용자의 다른 한손으로는 드론 조종기(200)의 사진찍기, 촬영, 물건집기, 물건 내려놓기, 농약 살포 등의 기능 명령을 수행할 수 있으며 스마트 폰 등과 연동된 화면의 메뉴를 선택하여 사진찍기, 촬영, 물건집기, 물건 내려놓기, 농약 살포 등의 동일한 기능 명령을 드론 제어와 동시에 수행할 수 있다. 다만, 기능명령은 이에 한정된 것은 아니다.
여기서, 상기 드론 조종기(200)는 드론 조종기(200)의 3차원 위치 값으로부터 드론의 상승과 하강, 제자리에서 시계 방향과 반시계 방향으로 회전, 동서남북 4방향으로 이동시키는 기능 명령을 드론으로 송신하며 드론은 이를 수행한다.
또한, 상기 드론 조종기(200)의 구동 명령 후 이동, 회전, 상승, 하강 명령을 수행하지 않을 시 드론은 호버링 명령을 수행한다. 이때, 상기 드론 조종기(200)가 상승하강이나 이동회전 명령 중 3차원 공간에서 평형상태일때는 호버링 명령을 수행한다.
이렇듯, 드론은 드론 조종기(200)의 명령에 실시간으로 즉각적인 명령을 수행한다.
그리고, 상기 센서부(20)는 드론 조종기(200)의 위치를 식별하여 회전 명령과 이동 명령을 동시에 수행할 수 있다. 일례로 시계 방향으로 회전하면서 전진 이동이 가능하다. 이때, 상승하면서 회전하는 명령을 동시에 수행 가능하며 어떠한 조합도 가능하며 2개 이상의 명령을 조합하여 동시에 수행 가능하다.
한편, 회전 명령과 이동 명령을 동시에 수행 중에도 하나의 명령을 취소하고 하나의 명령만으로 바로 변경할 수 있다. 일례로 시계 방향으로 회전하면서 전진 이동을 수행하다 이동 중에 회전 명령을 멈추면서 전진 이동만을 수행할 수 있다. 즉, 우측으로 이동하면서 상승하다 우측 이동만 수행하는 등 어떠한 조합도 가능하며 2개 이상의 명령을 조합하여 동시에 수행 가능하다.
그리고, 상승과 하강 명령시에도 회전명령 및 이동명령을 동시에 수행할 수 있으며 어떠한 조합의 명령도 가능하다.
여기서, 상기 드론 조종기(200)는 드론 조종기(200)의 기울어진 크기 및 회전의 크기값으로부터 드론의 상승, 하강, 제자리 시계 방향 회전, 제자리 반시계 방향 회전, 동서남북 이동 등 드론의 상승, 하강, 회전 및 이동 속도를 천천히 또는 빠르게 제어할 수 있다.
한편, 상기 드론 조종기(200)는 드론의 이동을 동서남북 4방위에 국한되지 않고 사용의 제어에 의해 360도 각도 중 어느 방향으로도 이동하며 상승과 하강, 회전 등을 할 수 있다.
한편, 사용자의 이동 등으로 드론 조종기의 위치 상태변화가 발생했을 경우에는 자체 알고리즘으로 오류값을 보정하거나 사용자의 상태변화를 식별할 수 있는 센서부(20)의 센서(진동센서, 변위센서, 위치센서, 가속도 센서, 자이로스코프 센서 등)로부터 드론 조종기(200)의 상태변화를 식별하고 그에 해당하는 데이터를 보정함으로써 센싱 데이터의 투명성과 안정성을 확보한다. 다만, 명시된 센서에 한정된 것은 아니다.
[부호의 설명]
1 : 종래의 드론 조종기 2 : 외부 장치
10 : 몸체부 20 : 센서부
30 : 구동명령 입력부 40 : 상승하강명령 입력부
50 : 이동회전명령 입력부 60 : 제어부
70 : 무선송수신부
80 : 연결부 81 : 외부장치 연결부
82 : 종래 드론 조종기 연결부 83 : 유선형 외부장치 연결부
84 : 유선형 종래 드론 조종기 연결부 85 : 무선형 외부장치 연결부
86 : 무선형 종래 드론 조종기 연결부
90 : 디스플레이부 100 : 기능명령 입력부
110 : 전원부 120 : 브라켓
200 : 드론 조종기

Claims (4)

  1. 드론을 제어하는 드론 조종기(200)에 있어서,
    몸체부(10)와;
    상기 몸체부(10)의 내부에 위치하여 드론 조종기(200)의 3차원 위치를 식별하는 센서부(20)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 드론 조종기(200)를 구동시키는 구동명령 입력부(30)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 드론의 상승과 하강 명령을 담당하는 상승하강명령 입력부(40)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 드론의 이동과 회전 명령을 담당하는 이동회전명령 입력부(50)와;
    상기 센서부(20)로부터 전송된 데이터로부터 드론 조종기(200)의 위치를 해석하는 제어부(60)와;
    상기 드론으로 제어부(60)의 드론 제어신호를 전송하고 드론의 정보를 수신하는 무선송수신부(70)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 외부 장치(2) 연결 및 종래의 드론 조종기(1)와의 연결을 위한 연결부(80)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 드론으로부터 전송된 드론의 상태 정보, 드론 조종기(200)의 상태 정보, 사용자 설정 정보, 비행모드, 드론 및 드론 조종기(200)의 배터리 잔량을 표시하는 디스플레이부(90)와;
    상기 몸체부(10)에 형성되어 드론에 위치한 카메라의 위치를 변경하거나 사진찍기, 촬영, 자동 이륙, 자동 착륙, 복귀, 물건 집기, 물건 놓기, 살포의 명령을 담당하는 기능명령 입력부(100);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부(60)는,
    상기 구동명령 입력부(30)를 누름으로써 드론 조종기(200)를 구동상태로 제어하고,
    상기 구동명령 입력부(30)의 눌림을 해체하면 드론 조종기(200)의 구동상태가 해체되는 동시에 작동 중인 드론은 호버링(hovering) 명령 또는 이전 명령을 계속 수행하거나 사용자 설정 명령, 복귀 명령을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 드론 조종기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 센서부(20)는,
    상기 이동회전명령 입력부(50)를 누른 뒤,
    상기 드론 조종기(200)를 동서남북 방향으로 기우리면 동서남북 방향으로 드론의 이동명령 신호가 생성되고, 상기 드론 조종기(200)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면 시계방향 또는 반시계방향으로 드론의 제자리 회전명령 신호가 생성되며,
    상기 상승하강명령 입력부(40)를 누른 뒤,
    상기 드론 조종기(200)를 상하로 움직이면 드론의 고도변경명령 신호가 생성되고,
    상기 센서부(20)를 통해 생성된 신호는 제어부(60)에 전달되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연결부(80)는,
    상기 외부 장치(2)와 연결되는 외부장치 연결부(81)와;
    상기 종래의 드론 조종기(1)와 연결되는 종래 드론 조종기 연결부(82)로 구성되고,
    상기 외부장치 연결부(81)와 종래 드론 조종기 연결부(82)는 외부 장치(2) 또는 종래의 드론 조종기(1)와 유선 또는 무선으로 연결되는 것을 특징으로 하는 드론 조종기.
PCT/KR2020/010959 2020-08-06 2020-08-18 드론 조종기 및 그 제어방법 WO2022030673A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2020-0098603 2020-08-06
KR1020200098603A KR102380694B1 (ko) 2020-08-06 2020-08-06 드론 조종기 및 그 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022030673A1 true WO2022030673A1 (ko) 2022-02-10

Family

ID=80118224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/010959 WO2022030673A1 (ko) 2020-08-06 2020-08-18 드론 조종기 및 그 제어방법

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR102380694B1 (ko)
WO (1) WO2022030673A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220008810A1 (en) * 2018-11-29 2022-01-13 Hang Rae Kim Drifting electric scooter
CN117173875A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 泉州云卓科技有限公司 一种无人机分体式遥控器及路径自动识别方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102446806B1 (ko) * 2022-04-08 2022-09-26 (주)네온테크 건 타입 드론 컨트롤러 및 이를 이용한 드론 제어 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140010263A (ko) * 2012-07-16 2014-01-24 전북대학교산학협력단 무선 조종 컨트롤러
KR20170019896A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 임은석 무인 비행체 및 그 무인 비행체 조종을 위한 원격 조종기
KR20180073849A (ko) * 2016-12-23 2018-07-03 주식회사 조이드론 원격 조종 장치
WO2019156264A1 (ko) * 2018-02-06 2019-08-15 조형규 드론을 제어하는 원핸드 원격 조종 장치
KR20200041142A (ko) * 2018-10-11 2020-04-21 한국항공우주연구원 무인 비행체의 피드백 제어가 가능한 원격 조종 장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101956694B1 (ko) * 2017-09-11 2019-03-11 윤태기 드론 컨트롤러 및 그 제어 방법
KR20190042821A (ko) * 2017-10-17 2019-04-25 권형진 조종 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140010263A (ko) * 2012-07-16 2014-01-24 전북대학교산학협력단 무선 조종 컨트롤러
KR20170019896A (ko) * 2015-08-13 2017-02-22 임은석 무인 비행체 및 그 무인 비행체 조종을 위한 원격 조종기
KR20180073849A (ko) * 2016-12-23 2018-07-03 주식회사 조이드론 원격 조종 장치
WO2019156264A1 (ko) * 2018-02-06 2019-08-15 조형규 드론을 제어하는 원핸드 원격 조종 장치
KR20200041142A (ko) * 2018-10-11 2020-04-21 한국항공우주연구원 무인 비행체의 피드백 제어가 가능한 원격 조종 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220008810A1 (en) * 2018-11-29 2022-01-13 Hang Rae Kim Drifting electric scooter
CN117173875A (zh) * 2023-11-03 2023-12-05 泉州云卓科技有限公司 一种无人机分体式遥控器及路径自动识别方法
CN117173875B (zh) * 2023-11-03 2024-01-16 泉州云卓科技有限公司 一种无人机分体式遥控器及路径自动识别方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220018286A (ko) 2022-02-15
KR20220043095A (ko) 2022-04-05
KR102380694B1 (ko) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022030673A1 (ko) 드론 조종기 및 그 제어방법
US11630457B2 (en) Multi-purposed self-propelled device
US11454963B2 (en) Self-propelled device with center of mass drive system
US9939913B2 (en) Smart home control using modular sensing device
EP3137848B1 (en) Interchangeable mounting platform
TWI459234B (zh) 手持裝置及利用其控制無人飛行載具的方法
WO2016078056A1 (en) Addressing method for functional modules of a movable object
WO2016049922A1 (zh) 拨轮组件、遥控器以及无人机控制方法
WO2014182730A1 (en) Multi-purposed self-propelled device
WO2018119820A1 (zh) 一种控制方法、装置、设备及无人机
US20170269590A1 (en) Controlled device and communication system and method utilizing the same
WO2020241933A1 (ko) 슬레이브 로봇을 제어하는 마스터 로봇 및 그의 구동 방법
WO2015080339A1 (en) Display device and method of controlling the same
WO2015176248A1 (zh) 一种遥控装置、控制系统以及控制方法
WO2022075817A1 (ko) 원격 로봇 코딩 교육 시스템
WO2018066902A1 (en) Consistent spherical photo and video orientation correction
US10354519B2 (en) Communication system, apparatus and method
WO2018092947A1 (ko) 스마트 로봇 게임 시스템
WO2019156264A1 (ko) 드론을 제어하는 원핸드 원격 조종 장치
EP2994804B1 (en) Multi-purposed self-propelled device
WO2010134758A2 (ko) 사용자 명령 입력 장치
WO2020171489A1 (ko) 센서를 포함하는 회전 이동형 전자 장치
WO2018236181A1 (ko) 모바일 플랫폼 기반 ahrs 비행제어 장치
WO2023055071A1 (ko) 로봇 및 그 제어 방법
KR20200104023A (ko) 장갑형 웨어러블 드론조종장치를 이용한 드론 제어 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20948507

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 23.05.2023)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20948507

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1