KR20240059400A - Unmanned aerial vehicles and operation method of the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치는, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하기 위한 비행 구동부; 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부; 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부; 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 한다. An unmanned flying device according to an embodiment of the present invention includes a flight drive unit for driving a plurality of propellers of the unmanned flying device; A detection unit for detecting the front and generating sensing data; A rotation support part coupled to the lower end of the main body of the unmanned flying device and rotatably supporting the detection unit; a control unit for controlling the flight drive unit and the rotation support unit; And a state measuring unit for measuring the flight state of the unmanned flying device and the rotational state of the rotation support, wherein the control unit rotates the rotation support so that the detection unit is oriented in the flight direction of the unmanned flying device. Do it as
Description
본 발명의 실시예는 감지 장치의 지향각을 비행 방향에 따라 정렬할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법, 특히 감지 장치가 설치된 지지부를 360도 회전시켜 무인 비행 장치의 비행 방향을 따라 정렬하고, 장애물이 나타난 경우 장애물을 추적할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an unmanned flying device capable of aligning the beam angle of a sensing device according to the flight direction and a method of operating the same, in particular, rotating the support on which the sensing device is installed by 360 degrees to align it along the flight direction of the unmanned flying device, This relates to an unmanned flying device that can track an obstacle when an obstacle appears and a method of operating the same.
무인 항공기 시스템(Unmanned Aircraft systems, UAS)은 무인 비행 장치(Unmanned Aerial Vehicles, UAV), 지상 조종 시스템(Ground Control System, GCS), 지상 지원 시스템(Ground Support System, GCS)으로 구성된다. Unmanned Aircraft systems (UAS) consist of Unmanned Aerial Vehicles (UAV), Ground Control System (GCS), and Ground Support System (GCS).
무인 비행 장치는 실제 조종사가 직접 탑승하지 않고, 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동으로 날아가는 비행체로서, 통칭 드론(drone)이라 한다. 드론의 비행 목적은 페이로드(payload)를 탑재하고 기설정된 비행경로 또는 목표물을 향하여 비행하는 것이다.An unmanned flying device is an aircraft that flies automatically or semi-automatically according to a pre-programmed route without an actual pilot directly riding it, and is commonly referred to as a drone. The purpose of drone flight is to load a payload and fly toward a preset flight path or target.
페이로드(payload)는 드론의 목적에 따라서 다양한 종류의 장비를 포함할 수 있다. 예컨대, 드론이 원격 탐사 및 사진측량을 목적으로 하는 경우, 페이로드는 비디오카메라, 다중분광센서(multispectral sensor), 초분광센서(hyperspectral sensor), 적외선 카메라, 초음파 센서, 라이다(Lidar), 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 등의 감지 장치들을 포함할 수 있다. Payload may include various types of equipment depending on the purpose of the drone. For example, if the drone is intended for remote sensing and photogrammetry, the payload may include a video camera, multispectral sensor, hyperspectral sensor, infrared camera, ultrasonic sensor, Lidar, and synthesis. It may include sensing devices such as aperture radar (Synthetic Aperture Radar, SAR).
종래의 무인 비행 장치는 운용 목적을 달성하기 위한 감지 장치가 장착될 때, 다수의 감지 장치들을 동시에 결합할 수 없는 문제가 있었다.When conventional unmanned flying devices are equipped with sensing devices to achieve operational purposes, there is a problem in that multiple sensing devices cannot be combined simultaneously.
또한, 종래의 무인 비행 장치는, 탑재된 감지 장치가 짐벌 장치에 의해 고정되어 자유롭게 회전할 수 없는 문제가 있었다.In addition, the conventional unmanned flying device had a problem in that the mounted sensing device was fixed by a gimbal device and could not rotate freely.
또한, 종래의 무인 비행 장치는, 감지 장치에 의해 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동으로 인하여 감지 장치를 이용하여 장애물을 원활하게 추적할 수 없는 문제가 있었다. In addition, when an obstacle is detected by a sensing device, the conventional unmanned flying device has a problem in that it cannot smoothly track the obstacle using the sensing device due to avoidance drive for the obstacle.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide an unmanned flying device and a method of operating the same that can improve convenience of use in order to solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned flying device and a method of operating the same that can easily orient the sensing device in the flight direction of the unmanned flying device by mounting the sensing device in a 360-degree rotatable state.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치에 용이하게 탈부착할 수 있는 회전 지지부를 포함하는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned flying device and a method of operating the same, including a rotation support unit that can easily attach and detach a plurality of gimbal devices for fixing a plurality of sensing devices to the unmanned flying device.
본 발명의 또 다른 목적은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle and a method of operating the same that can stably mount a plurality of sensing devices on a rotation support coupled to the lower portion of the unmanned aerial vehicle.
본 발명의 또 다른 목적은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned flying device that can easily detect obstacles using a plurality of sensing devices that can freely change the beam angle, and a method of operating the same.
본 발명의 또 다른 목적은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned flying device that can simultaneously avoid an obstacle and track the obstacle when an obstacle is detected, and a method of operating the same.
본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치는, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하기 위한 비행 구동부; 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부; 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부; 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 한다. An unmanned flying device according to an embodiment of the present invention includes a flight drive unit for driving a plurality of propellers of the unmanned flying device; A detection unit for detecting the front and generating sensing data; A rotation support part coupled to the lower end of the main body of the unmanned flying device and rotatably supporting the detection unit; a control unit for controlling the flight drive unit and the rotation support unit; And a state measuring unit for measuring the flight state of the unmanned flying device and the rotational state of the rotation support, wherein the control unit rotates the rotation support so that the detection unit is oriented in the flight direction of the unmanned flying device. Do it as
또한, 상기 감지부는, 상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및 상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the detection unit includes a plurality of detection devices for searching the surroundings of the unmanned flying device; and a plurality of gimbal devices mounted on the rotation supporter and maintaining each of the plurality of sensing devices horizontally from vibrations generated by flight of the unmanned flying device.
또한, 상기 제어부는, 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하기 위한 장애물 검출부; 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하기 위한 비행 방향 결정부; 복수의 기준 방향들을 결정하기 위한 기준 방향 결정부; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하기 위한 비교부; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하기 위한 선정부; 및 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하기 위한 제1 정보 생성부를 포함하고, 상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 한다. Additionally, the control unit may include an obstacle detection unit configured to detect an obstacle based on the sensed data; a flight direction determination unit for determining the flight direction based on the flight state when the obstacle is not detected by the obstacle detection unit; a reference direction determination unit for determining a plurality of reference directions; a comparison unit for comparing the flight direction and the plurality of reference directions; When the flight direction and the plurality of reference directions are all different, a selection unit for selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction; And a first information generation unit for generating first rotation information about the rotation support unit and transmitting it to the rotation support unit based on the difference between the flight direction and any reference direction selected by the selection unit, The plurality of reference directions may indicate directions from the center of the rotation support unit to device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.
또한, 상기 제어부는, 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하기 위한 모드 전환부; 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 상기 짐벌 장치에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하기 위한 제2 정보 생성부; 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하기 위한 충돌 판단부; 및 상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키기 위한 회피 제어부를 더 포함하고, 상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 완료된 경우, 상기 모드 전환부는 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 것을 특징으로 한다. Additionally, the control unit may include a mode switching unit for executing an obstacle detection mode when the obstacle is detected by the obstacle detection unit; Based on the position of the unmanned flying device and the position of the obstacle, second rotation information about the rotation support is generated and transmitted to the rotation support, and third rotation information about the gimbal device is generated and transmitted to the gimbal device. a second information generator for transmission; a collision determination unit for calculating a possibility of collision between the unmanned flying device and the obstacle based on the flight state and the sensing data; And when the possibility of collision is greater than the reference value, it further includes an avoidance control unit for controlling the flight drive unit to avoid driving the unmanned flying device, and when the avoidance driving of the unmanned flying device is completed, the mode switching unit sets the obstacle detection mode. It is characterized by ending.
또한, 상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고, 상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotation support unit yaws and rotates with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and the gimbal device rotates the flight direction based on the third rotation information. It is characterized by pitch rotation with respect to.
본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법은, 비행 구동부가 제어부의 제어에 따라, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하는 단계; 회전 지지부가 상기 제어부의 제어에 따라, 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 회전하는 단계; 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 상기 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성하는 단계; 상태 측정부가, 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 비행 상태 및 상기 회전 상태를 기초로 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 회전 지지부가, 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 한다. A method of operating an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention includes the steps of a flight driving unit driving a plurality of propellers of the unmanned flying device under the control of a control unit; Rotating the rotation support unit to point the detection unit in the flight direction of the unmanned flying device under the control of the control unit; The sensing unit orients the flight direction of the unmanned flying device and generates sensing data; A state measuring unit measuring a flight state of the unmanned flying device and a rotational state of the rotation support unit; And the control unit includes controlling the flight drive unit and the rotation support unit based on the flight state and the rotation state, wherein the rotation support unit is coupled to the lower end of the main body of the unmanned flying device, and the detection unit. It is characterized by being supported so that it can rotate.
또한, 상기 감지부는, 상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the detection unit includes a plurality of detection devices for searching the surroundings of the unmanned flying device; and a plurality of gimbal devices mounted on the rotation support unit and maintaining each of the plurality of sensing devices horizontally from vibrations generated by flight of the unmanned flying device.
또한, 상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는, 장애물 검출부가 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하는 단계; 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부가 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하는 단계; 기준 방향 결정부가 복수의 기준 방향들을 결정하는 단계; 비교부가 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하는 단계; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 선정부가 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하는 단계; 및 제1 정보 생성부가 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 한다. In addition, the control unit controlling the flight drive unit and the rotation support unit includes: an obstacle detection unit detecting an obstacle based on the sensing data; When the obstacle is not detected by the obstacle detection unit, a flight direction determination unit determining the flight direction based on the flight state; A reference direction determination unit determining a plurality of reference directions; A comparison unit comparing the flight direction and the plurality of reference directions; When the flight direction and the plurality of reference directions are all different, a selection unit selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction; And a first information generating unit generating first rotation information about the rotation support unit based on the difference between any reference direction selected by the selection unit and the flight direction and transmitting the first rotation information to the rotation support unit. , the plurality of reference directions represent directions from the center of the rotation support unit to the device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.
또한, 상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는, 모드 전환부가 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하는 단계; 제2 정보 생성부가 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하는 단계; 충돌 판단부가 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하는 단계; 상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 회피 제어부가 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키는 단계; 및 상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 종료된 경우, 상기 모드 전환부가 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the control unit controlling the flight drive unit and the rotation support unit includes: executing an obstacle detection mode when the mode switching unit detects the obstacle by the obstacle detection unit; A second information generator generating second rotation information based on the location of the unmanned flying device and the location of the obstacle and transmitting it to the rotation support unit, and generating and transmitting third rotation information to the gimbal device; A collision determination unit calculating a possibility of collision between the unmanned flying device and the obstacle based on the flight state and the sensed data; When the possibility of collision is greater than a reference value, the avoidance control unit controls the flight driving unit to avoid driving the unmanned flying device; And when the avoidance drive of the unmanned flying device is terminated, the mode switching unit terminates the obstacle detection mode.
또한, 상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고, 상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotation support unit yaws and rotates with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and the gimbal device rotates the flight direction based on the third rotation information. It is characterized by pitch rotation with respect to.
본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of improving convenience of use.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of allowing the sensing device to be easily oriented in the flight direction of the unmanned flying device by mounting the sensing device in a 360-degree rotatable state.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치의 회전 지지부에 용이하게 탈부착할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of allowing a plurality of gimbal devices that fix a plurality of sensing devices to be easily attached and detached to the rotation support of the unmanned flying device.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of stably mounting a plurality of sensing devices on a rotation support coupled to the lower part of the unmanned flying device.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of easily detecting obstacles using a plurality of sensing devices that can freely change the beam angle.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of simultaneously driving to avoid the obstacle and tracking the obstacle when detecting an obstacle.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 지지부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전 프레임을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing a method of operating an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing in detail the operation method of the unmanned flying device according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a diagram showing a rotation support unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a diagram showing a rotating frame according to an embodiment of the present invention.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention and other matters necessary for those skilled in the art to easily understand the contents of the present invention will be described in detail. However, since the present invention can be implemented in various different forms within the scope described in the claims, the embodiments described below are merely illustrative regardless of whether they are expressed or not.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함할 수 있다.Like reference numerals refer to like elements. Additionally, in the drawings, the thickness, proportions, and dimensions of components are exaggerated for effective explanation of technical content. “And/or” may include any one or more combinations that the associated configurations may define.
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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component. Singular expressions may include plural expressions, unless the context clearly indicates otherwise.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.Additionally, terms such as “below,” “on the lower side,” “above,” and “on the upper side” are used to describe the relationship between the components shown in the drawings. The above terms are relative concepts and are explained based on the direction indicated in the drawings.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms such as “include” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but do not include one or more other features, numbers, or steps. , it should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of operations, components, parts, or combinations thereof.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. In other words, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. In the description below, when a part is connected to another part, it is directly connected. In addition, it may also include cases where they are electrically connected with another element in between. In addition, it should be noted that the same components in the drawings are indicated with the same reference numbers and symbols as much as possible, even if they are shown in different drawings.
본 명세서에서, 드론의 비행상태는 회전운동상 태와 병진운동상태로 정의되며, 회전운동상태는 요(Yaw 혹은 Rudder, 드론의 수평을 유지한 상태에 서 동체를 회전시킴, z축 회전), 피치(Pitch 혹은 Elevator, 드론 기수를 상하로 움직여 전진하거나 후진, x축 회전), 롤(Roll 혹은 Aileron, 동체를 좌우로 기울임에 따라 드론이 좌우로 이동, y축 회전)을 의미하며, 병진운동상태는 경도, 위도, 고도, 속도를 의미한다.In this specification, the flight state of the drone is defined as a rotational motion state and a translational motion state, and the rotational motion state is yaw (or rudder, rotating the body while maintaining the drone horizontal, z-axis rotation), Pitch (Pitch or Elevator, moving the nose of the drone up and down to move forward or backward, rotating on the State means longitude, latitude, altitude, and speed.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)를 나타내는 블록도이다.Figure 1 is a diagram showing an
도 1 및 도 2를 참조하면, 무인 비행 장치(10)는 비행 구동부(100), 감지부(200), 회전 지지부(300), 제어부(400), 상태 측정부(500) 및 통신부(600)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the
비행 구동부(100)는 제어부(400)의 제어에 따라 복수의 프로펠러(PP)들을 구동할 수 있다. 그리고, 비행 구동부(100)는 무인 비행 장치(10)를 비행할 수 있는 항력을 생성할 수 있다. 예컨대, 비행 구동부(100)는 모터, 프로펠러(PP), 모터 변속기 및 배터리 등을 포함할 수 있다. 모터 변속기는 제어부(400)로부터 신호를 받아 모터를 구동시킬 수 있다. 또한, 모터 변속기는 배터리의 직류 전원을 교류로 변환하여 모터로 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 배터리는 다양한 종류의 배터리가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 리튬 폴리머 배터리가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The flight driver 100 may drive a plurality of propellers PP under the control of the controller 400. And, the flight driver 100 can generate a drag force that allows the
감지부(200)는 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 감지부(200)는 복수의 감지 장치(SD)들 및 복수의 짐벌 장치(GD)들을 포함할 수 있다.The
감지 장치(SD)는 무인 비행 장치(10)의 운용 목적에 따라 무인 비행 장치(10)의 주변을 탐색할 수 있다. 감지 장치(SD)는 회전 지지부(300) 및 짐벌 장치(GD)에 의해 지향된 영역을 감지할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 장치(SD)는 원격 탐사 및 사진측량을 위한 비디오카메라, 다중분광센서(multispectral sensor), 초분광센서(hyperspectral sensor), 적외선 카메라, 초음파 센서, 라이다(Lidar), SAR 등의 각종 센서들로 구현될 수 있다. The sensing device (SD) can search the surroundings of the
짐벌 장치(GD)는 회전 지지부(300) 상에 탑재되며, 무인 비행 장치(10)의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지할 수 있다. 예컨대, 짐벌 장치(GD)는 결합 돌기가 회전 지지부(300) 상에 형성된 결합 홈에 삽입 결합되는 방식으로, 회전 지지부(300) 상에 설치될 수 있다. 짐벌 장치(GD)는 하나의 축을 중심으로 물체가 회전할 수 있도록 만들어진 구조물로서, 감지 장치(SD)를 고정할 수 있다. 예컨대, 무인 비행 장치(10)의 비행에 따른 진동 및 충격에 의해 감지 장치(SD)의 지향각이 변경되는 것을 교정할 수 있다. 실시예에 따라, 짐벌 장치(GD)는 2축 짐벌 또는 3축 짐벌로 구현될 수 있다.The gimbal device (GD) is mounted on the
회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 결합되며, 감지부(200)를 회전 가능하도록 지지할 수 있다. 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)에 탑재될 수 있다. 예컨대, 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 위치한 페이로드(payload) 결합부에 결합될 수 있다. 회전 지지부(300)는 감지부(200)를 고정하고, 제어부(400)의 제어에 따라 이동시킬 수 있다. 예컨대, 회전 지지부(300)는 고정된 감지부(200)를 요 방향으로 자유롭게 회전시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 진행 방향에 따라 감지부(200)를 지향시킬 수 있다. The
제어부(400)는 무인 비행 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 비행 구동부(100), 감지부(200) 및 회전 지지부(300)를 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 제어부(400)는 비행제어기 및 센서 융합부를 이용하여 비행을 제어할 수 있다. The control unit 400 may control the overall operation of the
상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 비행 상태 및 회전 지지부(300)의 회전 상태를 측정할 수 있다. 예컨대, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 운동 상태 또는 병진 원동 상태를 측정할 수 있다. 또한, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 위치, 이동 속도, 자세 등을 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 상태 측정부(500)는 회전운동상태를 측정하기 위해 3축 자이로센서, 3축 가속도센서 및 3축 지자기센서를 이용하고, 병진운동상태를 측정하기 위해 GNSS(Global Navigation Satellite System)(예컨대, GPS(Global Positioning System)) 수신기와 기압센서를 이용할 수 있다. 이를 통해, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)가 안정적으로 비행하기 위해 각종 센서를 이용해 비행상태를 실시간으로 감지할 수 있다.The state measurement unit 500 may measure the flight state of the
통신부(600)는 지상의 관리자와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(600)는 지상의 중앙 제어 장치로부터 비행 명령을 수신하고, 감지 데이터를 중앙 제어 장치로 전송할 수 있다. The communication unit 600 can transmit and receive data and signals with a manager on the ground. For example, the communication unit 600 may receive flight commands from a central control device on the ground and transmit sensing data to the central control device.
실시예에 따라, 통신부(600)는 수신기 및 송신기를 포함할 수 있다. 수신기는 지상의 중앙 제어 장치로부터 비행 명령어를 수신할 수 있다. 송신기는 감지 장치(SD)에 의해 감지된 데이터를 지상으로 송신할 수 있다. 또한, 송신기는 무인 비행 장치(10)의 위치, 속도, 배터리 잔량 등의 비행 상태 정보를 지상으로 송신할 수 있다. 실시예에 따라, 통신부(600)는 텔레메트리(Telemetry), 와이파이(WiFi), 무선 이동통신 기술(예컨대, 3세대 내지 5세대 또는 그 이상 등) 중 적어도 하나를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 통신부(600)는 본 발명의 목적을 달성하는 범위에서 다양한 종류의 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. Depending on the embodiment, the communication unit 600 may include a receiver and a transmitter. The receiver can receive flight commands from a central control device on the ground. The transmitter may transmit data detected by the sensing device (SD) to the ground. Additionally, the transmitter can transmit flight status information such as the location, speed, and remaining battery capacity of the
실시예에 따라, 본체부(MB)는 무인 비행 장치(10)의 본체를 나타내는 구성으로서, 제어부(400), 상태 측정부(500) 및 통신부(600)를 포함할 수 있다. 본체부(MB)의 하단부에는 페이로드(payload)를 탑재하기 위한 결합 구조와 다리가 형성될 수 있다. Depending on the embodiment, the main body MB is a component representing the main body of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다. 이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)의 동작 방법이 설명된다. Figure 3 is a flowchart showing a method of operating an unmanned flying device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, a method of operating the
먼저, 비행 구동부(100)는 제어부(400)의 제어에 따라, 무인 비행 장치(10)의 복수의 프로펠러(PP)들을 구동할 수 있다(S10). 예컨대, 제어부(400)는 중앙 제어 장치로부터 수신한 비행 명령에 따라 비행 제어 신호를 생성하고, 비행 구동부(100)로 전송할 수 있다. 비행 구동부(100)는 비행 제어 신호에 따라 비행을 개시할 수 있다. First, the flight driver 100 may drive a plurality of propellers PP of the
회전 지지부(300)는 제어부(400)의 제어에 따라, 감지부(200)가 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하도록 회전할 수 있다(S20). 예컨대, 회전 지지부(300)의 적어도 일부는 비행 방향에 대하여 요(yaw) 방향으로 회전할 수 있다. 이를 통해, 회전 지지부(300)는 감지부(200)의 지향 방향을 비행 방향과 동일하게 되도록 조절할 수 있다. 이때, 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 결합되며, 감지부(200)를 회전 가능하도록 지지할 수 있다.The
감지부(200)는 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성할 수 있다(S30). 예컨대, 감지부(200)는 복수의 감지 장치(SD)들을 포함하며, 복수의 감지 장치(SD)들 중 적어도 하나는 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하여, 감지 데이터를 생성할 수 있다. The
상태 측정부(500)는, 무인 비행 장치(10)의 비행 상태 및 회전 지지부(300)의 회전 상태를 측정할 수 있다(S40). 예컨대, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 위치, 운동 상태 및 자세를 측정할 수 있다. 또한, 상태 측정부(500)는 회전 지지부(300)의 회전 각도, 회전 속도 및 회전 방향을 측정할 수 있다. The state measurement unit 500 can measure the flight state of the
제어부(400)는 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100) 및 회전 지지부(300)를 제어할 수 있다(S50). 예컨대, 제어부(400)는 측정된 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치(10)가 의도된 비행을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 제어부(400)는 회전 지지부(300)의 회전력을 보상하도록, 비행 구동부(100)를 제어할 수 있다. The control unit 400 may control the flight driver 100 and the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)를 나타내는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing the control unit 400 according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제어부(400)는 장애물 검출부(405), 비행 방향 결정부(410), 기준 방향 결정부(420), 비교부(430), 선정부(440), 제1 정보 생성부(450), 모드 전환부(460), 제2 정보 생성부(470), 충돌 판단부(480) 및 회피 제어부(490)를 포함할 수 있다. Referring to Figures 1 and 4, the control unit 400 of the present invention includes an obstacle detection unit 405, a flight direction determination unit 410, a reference direction determination unit 420, a comparison unit 430, and a selection unit 440. , It may include a first information generation unit 450, a mode switching unit 460, a second information generation unit 470, a collision determination unit 480, and an avoidance control unit 490.
장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출할 수 있다. 예컨대, 장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하고, 장애물의 형상, 위치, 이동 속도 및 자세를 포함하는 정보를 생성할 수 있다. The obstacle detection unit 405 may detect an obstacle based on the sensed data. For example, the obstacle detection unit 405 may detect an obstacle based on sensing data and generate information including the shape, location, movement speed, and posture of the obstacle.
장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부(410)는 비행 상태를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다. 예컨대, 비행 방향 결정부(410)는 상태 측정부(500)에 의해 측정된 비행 상태로부터 비행 방향을 결정할 수 있다. 실시예에 따라, 비행 방향은 수평면 상의 2차원 벡터 데이터 또는 수직 성분을 포함하는 3차원 벡터 데이터일 수 있다. If an obstacle is not detected by the obstacle detection unit 405, the flight direction determination unit 410 may determine the flight direction based on the flight state. For example, the flight direction determination unit 410 may determine the flight direction from the flight state measured by the state measurement unit 500. Depending on the embodiment, the flight direction may be two-dimensional vector data on a horizontal plane or three-dimensional vector data including a vertical component.
기준 방향 결정부(420)는 복수의 기준 방향들을 결정할 수 있다. 여기서, 복수의 기준 방향들은, 도 7을 참조하면, 회전 지지부(300)의 중심부로부터 복수의 짐벌 장치(GD)들이 결합된 장치 고정부(355)들로의 방향들을 나타낼 수 있다.The reference direction determination unit 420 may determine a plurality of reference directions. Here, referring to FIG. 7 , the plurality of reference directions may represent directions from the center of the
비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들을 비교할 수 있다. 예컨대, 비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들 각각을 비교할 수 있다. 그리고, 비교부(430)는 비행 방향과 동일한 기준 방향들이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. The comparison unit 430 may compare the flight direction and a plurality of reference directions. For example, the comparison unit 430 may compare the flight direction and each of a plurality of reference directions. Additionally, the comparison unit 430 may determine whether reference directions that are the same as the flight direction exist.
선정부(440)는, 비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정할 수 있다. 즉, 비행 방향과 동일한 기준 방향이 없는 경우, 무인 비행 장치(10)의 비행 방향과 감지 장치(SD)의 감지 방향이 서로 다른 것을 의미할 수 있다.When the flight direction and the plurality of reference directions are all different, the selection unit 440 may select one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction. That is, if there is no reference direction that is the same as the flight direction, this may mean that the flight direction of the
이를 통해, 본 발명의 선정부(440)는 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하여, 회전 지지부(300)의 회전 각도를 최소화할 수 있다.Through this, the selection unit 440 of the present invention can minimize the rotation angle of the
제1 정보 생성부(450)는 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 회전 지지부로 전송할 수 있다. 예컨대, 제1 정보 생성부(450)는 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 각도 및 회전 방향을 산출하고, 회전 각도 및 회전 방향을 포함하는 제1 회전 정보를 생성할 수 있다. 그리고, 회전 지지부(300)는 제1 회전 정보에 따라 감지부(200)를 회전시키고, 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하도록 할 수 있다. The first information generation unit 450 may generate first rotation information about the
장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 검출된 경우, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 실행할 수 있다. 본 명세서에서, 장애물 감지 모드는 무인 비행 장치(10)의 주변에 위치한 장애물을 추적하고 회피하기 위한 모드를 의미한다. 이때, 무인 비행 장치(10)의 감지부(200)는 비행 방향을 지향하지 않고, 장애물을 추적할 수 있다. When an obstacle is detected by the obstacle detection unit 405, the mode switching unit 460 may execute the obstacle detection mode. In this specification, the obstacle detection mode refers to a mode for tracking and avoiding obstacles located around the
제2 정보 생성부(470)는 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 회전 지지부로 전송하고, 짐벌 장치(GD)에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 짐벌 장치(GD)로 전송할 수 있다.The second information generator 470 generates second rotation information about the
예컨대, 제2 정보 생성부(470)는 감지 장치(SD)가 수평 방향을 따라 장애물을 추적할 수 있도록, 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 회전 각도 및 회전 방향을 산출하여, 제2 회전 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제2 정보 생성부(470)는 감지 장치(SD)가 수직 방향을 따라 장애물을 추적할 수 있도록, 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 짐벌 장치(GD)에 대한 회전 각도 및 회전 방향을 산출하여, 제3 회전 정보를 생성할 수 있다.For example, the second information generation unit 470 is configured to operate the
충돌 판단부(480)는 비행 상태 및 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)와 장애물의 충돌 가능성을 산출할 수 있다. 예컨대, 충돌 판단부(480)는 무인 비행 장치(10) 및 장애물 각각의 위치, 이동 속도 및 자세를 기초로, 무인 비행 장치(10) 및 장애물의 예상 위치를 추정하고, 이를 기초로 충돌 가능성을 산출할 수 있다. The collision determination unit 480 may calculate the possibility of collision between the
회피 제어부(490)는 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치(10)를 회피 구동시킬 수 있다. 예컨대, 기준값은 기설정된 값(예컨대, 50%) 또는 사용자에 의해 입력된 값일 수 있다. 회피 제어부(490)는 비행 구동부(100)로 비행 제어 신호를 전송하여, 충돌 가능성이 기준값이 이하로 떨어질 때까지 무인 비행 장치(10)를 회피 구동시킬 수 있다. If the possibility of collision is greater than a reference value, the avoidance control unit 490 may control the flight drive unit 100 to avoid driving the
무인 비행 장치(10)의 회피 구동이 완료된 경우, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다. 즉, 충돌 가능성이 기준값 이하로 내려간 경우, 무인 비행 장치(10)는 회피 구동을 종료하고, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다. 이때, 감지 장치(SD)는 다시 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향할 수 있다. When the avoidance drive of the
즉, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)는 장애물이 없는 일반 비행 상황에서, 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하도록 함으로써, 안정적으로 감지 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 무인 비행 장치(10)는 장애물이 발견된 경우, 감지 장치(SD)가 장애물을 추척하도록 제어함으로써, 회피 구동을 용이하고 신속하게 수행할 수 있다. That is, the
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 상세하게 나타내는 순서도이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 제어부(400)가 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100) 및 회전 지지부(300)를 제어하는 단계(S50)가 상세하게 설명된다. Figure 5 is a flowchart showing in detail the operation method of the unmanned flying device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5, a step (S50) in which the controller 400 controls the flight drive unit 100 and the
먼저, 장애물 검출부(405)가 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출할 수 있다(S51). 예컨대, 장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)의 주변을 탐지하고, 장애물을 검출할 수 있다. First, the obstacle detection unit 405 may detect an obstacle based on the sensed data (S51). For example, the obstacle detection unit 405 may detect the surroundings of the
장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 미검출된 경우(S52의 YES), 비행 방향 결정부(410)가 비행 상태를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다(S53). 예컨대, 비행 방향 결정부(410)는 비행 상태에 포함된 무인 비행 장치(10)의 위치를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다. If the obstacle is not detected by the obstacle detection unit 405 (YES in S52), the flight direction determination unit 410 may determine the flight direction based on the flight state (S53). For example, the flight direction determination unit 410 may determine the flight direction based on the position of the
기준 방향 결정부(420)가 복수의 기준 방향들을 결정할 수 있다(S54). 여기서, 복수의 기준 방향들은, 회전 지지부(300)의 중심부로부터 복수의 짐벌 장치(GD)들이 결합된 장치 고정부(355)들로의 방향들을 나타낼 수 있다. The reference direction determination unit 420 may determine a plurality of reference directions (S54). Here, the plurality of reference directions may represent directions from the center of the
비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들을 비교할 수 있다(S55). 예컨대, 비교부(430)는 복수의 기준 방향들이 나타내는 감지 장치(SD)의 지향 방향과 비행 방향을 비교할 수 있다. The comparison unit 430 may compare the flight direction and a plurality of reference directions (S55). For example, the comparison unit 430 may compare the orientation direction and flight direction of the sensing device SD indicated by a plurality of reference directions.
비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우(S56의 YES), 선정부(440)가 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정할 수 있다(S57). 즉, 감지 장치(SD)의 지향 방향과 비행 방향이 상이한 경우, 선정부(440)는 회전 지지부(300)의 회전량을 최소화하기 위해, 기준 방향들 중 어느 하나를 선정할 수 있다. If the flight direction and the plurality of reference directions are all different (YES in S56), the selection unit 440 may select one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction (S57). That is, when the orientation direction and flight direction of the sensing device SD are different, the selection unit 440 may select one of the reference directions in order to minimize the amount of rotation of the
비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 일치하는 경우(S56의 NO), 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하고 있는 것으로서, 비행 방향을 결정하는 단계(S52)로 진행할 수 있다. If the flight direction and the plurality of reference directions match (NO in S56), the sensing device (SD) is oriented in the flight direction, and the process can proceed to the step of determining the flight direction (S52).
제1 정보 생성부(450)가 선정부(440)에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 회전 지지부(300)로 전송할 수 있다(S58). 회전 지지부(300)는 제1 회전 정보에 포함된 회전 각도 및 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 그리고, 회전 지지부(300)에 설치된 감지부(200)는 비행 방향을 지향할 수 있다. The first information generation unit 450 generates first rotation information about the
장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 검출된 경우(S52의 NO), 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 실행할 수 있다(S60). 장애물 감지 모드에서 감지 장치(SD)는 장애물을 추적할 수 있다. When an obstacle is detected by the obstacle detection unit 405 (NO in S52), the mode switching unit 460 may execute the obstacle detection mode (S60). In obstacle detection mode, the sensing device (SD) can track obstacles.
제2 정보 생성부(470)는 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 회전 지지부(300)로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 짐벌 장치(GD)로 전송할 수 있다(S61). 회전 지지부(300)는 제2 회전 정보를 바탕으로 요(yaw) 회전하고, 짐벌 장치(GD)는 제3 회전 정보를 기초로 피치(pitch) 회전할 수 있다. The second information generator 470 generates second rotation information based on the position of the
충돌 판단부(480)는 비행 상태 및 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)와 장애물의 충돌 가능성을 산출할 수 있다(S62).The collision determination unit 480 may calculate the possibility of collision between the
충돌 가능성이 기준값 이상인 경우(S63의 YES), 회피 제어부(490)는 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치를 회피 구동시킬 수 있다(S64).If the possibility of collision is greater than the reference value (YES in S63), the avoidance control unit 490 can control the flight driver 100 to avoid driving the unmanned flying device (S64).
충돌 가능성이 기준값 미만인 경우(S63의 NO), 모드 전환부(460)가 장애물 감지 모드를 종료하는 단계(S65)로 진행할 수 있다. If the possibility of collision is less than the reference value (NO in S63), the mode switching unit 460 may proceed to step S65 in which the obstacle detection mode is terminated.
무인 비행 장치(10)의 회피 구동이 종료된 경우, 모드 전환부(460)가 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다(S65).When the avoidance drive of the
회전 지지부(300)는, 제1 회전 정보 및 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 비행 방향에 대하여 요(yaw) 회전할 수 있다. 짐벌 장치(GD)는, 제3 회전 정보를 기초로 비행 방향에 대하여 피치(pitch) 회전할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)는 비행에 따른 진동으로부터 감지 장치(SD)의 수평을 유지하면서, 장애물을 용이하게 추적할 수 있다. The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 감지 플랫폼 장치를 나타내는 도면이다.Figure 6 is a diagram showing a sensing platform device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 6을 참조하면, 회전 지지부(300)는 본체 결합부(310), 구동 모터(320), 중심 회전축(330), 제1 회전 전달부(340), 회전 프레임(350), 제2 회전 전달부(360), 고정판(370), 회전형 커넥터(380) 및 배터리부(390)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 6, the
본체 결합부(310)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단에 결합될 수 있다. 예컨대, 본체 결합부(310)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB) 하단에 위치한 결합 구조와 결합될 수 있다. 실시예에 따라, 본체 결합부(310)는 본체부(MB)와 원터치 결합되어 탈부착이 용이한 효과를 가질 수 있다. 또한, 본체 결합부(310)는 보호 브라켓 구조를 통해 구동 모터(320), 중심 회전축(330) 및 배터리부(390)를 외부로부터 보호할 수 있다. The
구동 모터(320)는 본체 결합부(310)의 내부에 위치하며, 전기 에너지로부터 회전 운동 에너지를 생성할 수 있다. 예컨대, 구동 모터(320)는 배터리부(390) 및 본체부(MB) 중 적어도 하나로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 구동 모터(320)는 실시 가능한 다양한 방식을 통해 회전 운동 에너지를 생성할 수 있다. 구동 모터(320)는 본체 결합부(310) 내측에 결합되어 고정될 수 있다. The
중심 회전축(330)은 본체 결합부(310)에 의해 회전 가능하도록 지지되며, 회전 운동 에너지를 제공받을 수 있다. 예컨대, 중심 회전축(330)은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 중심 회전축(330)은 본체부의 하측 방향을 향하여 연장되는 구조일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 중심 회전축(330)은 본체 결합부(310)에 의해 회전 가능하도록 지지되며, 일부분이 본체 결합부(310) 외부로 나와 하측 방향으로 연장될 수 있다. 중심 회전축(330)은 제2 회전 전달부(360)를 통해 구동 모터(320)에 의해 생성된 회전 운동 에너지를 제공받을 수 있다. 즉, 중심 회전축(330)은 구동 모터(320)가 동작함에 따라 회전할 수 있다. The
제1 회전 전달부(340)는 중심 회전축(330)에 연결되며, 회전 운동 에너지를 외측면으로 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 회전 전달부(340)는 구동 모터(320)에 의해 회전된 중심 회전축(330)이 중앙부에 삽입되는 구조를 가지며, 중심 회전축(330)을 통해 전달받은 회전 운동 에너지를 제1 회전 전달부(340)의 외측면으로 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 회전 전달부(340)는 기어 또는 벨트 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 제1 회전 전달부(340)와 관련된 상세한 내용은 도 3에서 설명된다. The first
회전 프레임(350)은 제1 회전 전달부(340)의 외측면에 결합되며, 회전 운동 에너지에 의해 회전할 수 있다. 예컨대, 회전 프레임(350)은 제1 회전 전달부(340)의 외측면에 접촉 고정되며, 접촉면이 회전됨에 따라 회전될 수 있다. The
이때, 회전 프레임(350)에는, 감지 장치(SD)를 고정하기 위한 적어도 하나의 장치 고정부(355)가 형성될 수 있다. 장치 고정부(355)는 감지 장치(SD) 및 감지 장치(SD)가 고정된 짐벌 장치(GD)가 삽입되어 결합될 수 있는 구멍으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD)를 고정하기 위한 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 회전 프레임(350)과 관련된 상세한 내용은 도 7에서 설명된다. At this time, at least one
제2 회전 전달부(360)는 구동 모터(320)에 의해 생성된 회전 운동 에너지를 중심 회전축(330)으로 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 회전 전달부(360)는 기어 또는 벨트 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The second
고정판(370)은 무인 비행 장치(10)의 다리(LG)에 결합될 수 있다. 예컨대, 고정판(370)은 다리(LG)에 결합되어 회전되지 않으며, 제1 회전 전달부(340)에 포함된 적어도 하나의 기어에 대한 중심축을 고정할 수 있다. The fixing
이때, 무인 비행 장치(10)의 다리(LG)는 제1 회전 전달부(340) 및 고정판(370)을 관통할 수 있다. 구체적으로, 다리(LG)는 제1 회전 전달부(340)를 별도의 접촉없이 관통할 수 있다. 다리(LG)는 고정판(370)과 연결되어 고정된 상태로 고정판(370)을 관통할 수 있다. At this time, the leg LG of the
회전형 커넥터(380)는 무인 비행 장치(10) 및 장치 고정부(355)를 전기적으로 연결할 수 있다. 예컨대, 회전형 커넥터(380)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)에 포함된 실시예에 따라, 회전형 커넥터(380)는 슬립 링(slip ring) 및 브러시(brush)를 포함할 수 있다. 슬립 링은 중심 회전축(330)에 연결되어, 회전되더라도 브러시와의 전기적 연결을 유지할 수 있다. 브러시는 무인 비행 장치(10)에 연결되며, 슬립 링과의 전기적 연결을 통해 장치 고정부(355)로 전기적 신호 및 데이터를 전달할 수 있다. The
배터리부(390)는 감지 장치(SD)로 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 배터리부(390)는 감지 장치(SD)를 운용하기 위한 전원을 제공할 수 있다. 또한, 배터리부(390)는 무인 비행 장치(10)의 비상 전원으로 활용되거나, 무인 비행 장치(10)에 포함된 배터리로부터 전원을 공급받아 저장할 수 있다. The
실시예에 따라, 회전 지지부(300)는 적어도 하나의 베어링(BR)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 베어링(BR)은 회전축과 축의 지지대 사이의 마찰을 줄여주는 기계요소를 의미한다. 예컨대, 중심 회전축(330)에 위치한 베어링(BR)은 축의 지지대(즉, 본체 결합부(310)) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한, 회전 프레임(350) 및 고정판(370) 사이에 위치한 베어링(BR)은 회전 프레임(350) 및 고정판(370) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. Depending on the embodiment, the
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전 프레임(350)을 나타내는 도면이다. 도 7에서는 도 6에 도시된 회전 프레임(350)의 선분 L1에 따른 단면이 도시된다.Figure 7 is a diagram showing a
도 1 내지 도 7을 참조하면, 회전 프레임(350)은 내부에 제1 회전 전달부(340)의 크기에 대응하는 구멍이 형성된 원판 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1 회전 전달부(340)는 회전 프레임(350)의 내부 공간에 삽입되어, 중심 회전축(330)으로 제공되는 회전 운동 에너지를 회전 프레임(350)으로 전달할 수 있다. 그리고, 회전 프레임(350)은 회전 운동 에너지에 따라 회전할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 7 , the
회전 프레임(350)에는, 감지 장치(SD)를 고정하기 위한 적어도 하나의 장치 고정부(355)가 형성될 수 있다. 도 5에서는 4개의 장치 고정부(355)가 도시되나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라 다양한 수의 장치 고정부(355)가 회전 프레임(350)에 형성될 수 있다. At least one
실시예에 따라, 장치 고정부(355)는 마그네틱 커넥터(magnetic connector)를 포함할 수 있다. 장치 고정부(355)는 자성을 이용하여 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD) 중 하나와 결합하고 전원을 공급할 수 있다. Depending on the embodiment, the
장치 고정부(355)는 감지 장치(SD) 및 감지 장치(SD)가 고정된 짐벌 장치(GD) 중 적어도 하나가 삽입 및 결합될 수 있는 구멍으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD)를 고정하기 위한 다양한 방식으로 구현될 수 있다. The
즉, 회전 프레임(350)이 회전하게 되면 장치 고정부(355)에 고정된 감지 장치(SD)도 회전할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 감지 장치(SD)는 무인 비행 장치(10)의 진행 방향에 따라 용이하게 감지 장치(SD)의 지향각을 설정할 수 있다. 또한, 짐벌 장치(GD)가 추가로 결합되는 경우, 짐벌 장치(GD)는 진동 및 충격을 저감하여 감지 장치(SD)의 지향각을 효과적으로 유지할 수 있다. That is, when the
기준 방향(RD)은 회전 프레임(350)의 중심으로부터 장치 고정부(355)로의 방향을 나타낼 수 있다. 즉, 장치 고정부(355)의 수와 배치가 달라짐에 따라, 기준 방향(RD)의 수와 지향점이 달라질 수 있다. The reference direction RD may represent the direction from the center of the
상술한 방식을 통하여, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Through the above-described method, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of improving convenience of use.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of allowing the sensing device to be easily oriented in the flight direction of the unmanned flying device by mounting the sensing device in a 360-degree rotatable state.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치의 회전 지지부에 용이하게 탈부착할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of allowing a plurality of gimbal devices that fix a plurality of sensing devices to be easily attached and detached to the rotation support of the unmanned flying device.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of stably mounting a plurality of sensing devices on a rotation support coupled to the lower part of the unmanned flying device.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of easily detecting obstacles using a plurality of sensing devices that can freely change the beam angle.
또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned flying device and its operating method of the present invention have the effect of simultaneously driving to avoid the obstacle and tracking the obstacle when detecting an obstacle.
이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다. The functional operations described herein and embodiments of the subject matter described above may be implemented in digital electronic circuits, computer software, firmware or hardware, including the structures disclosed herein and their structural equivalents, or in a combination of one or more of these. possible.
본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.Embodiments of the subject matter described herein may relate to one or more computer program products, that is, computer program instructions encoded on a tangible program medium for execution by or to control the operation of a data processing device. It can be implemented as a module. The tangible program medium may be a radio signal or a computer-readable medium. A radio signal is an artificially generated signal, such as a machine-generated electrical, optical or electromagnetic signal, that is generated to encode information for transmission to a suitable receiver device for execution by a computer. The computer-readable medium may be a machine-readable storage device, a machine-readable storage substrate, a memory device, a combination of materials that affect a machine-readable radio wave signal, or a combination of one or more of these.
컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 또는 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. A computer program (also known as a program, software, software application, script, or code) may be written in any form of a programming language, including a compiled or interpreted language, or an a priori or procedural language, as a stand-alone program or module; It can be deployed in any form, including components, subroutines, or other units suitable for use in a computer environment.
컴퓨터 프로그램은 파일 장치의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 또는 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상이 모듈, 하위 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 또는 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상이 스크립트) 내에 저장될 수 있다. Computer programs do not necessarily correspond to files on a file device. A program may be stored within a single file that serves the requested program, or within multiple interacting files (e.g., one or more of which store modules, subprograms, or portions of code), or within files holding other programs or data. Some (e.g., one or more scripts stored within a markup language document) may be stored.
컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.The computer program may be deployed to run on a single computer or multiple computers located at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.
부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 구축하는 데에도 사용 가능하다. Additionally, the logic flow and structural block diagram described in this patent document describe corresponding actions and/or specific methods supported by corresponding functions and steps supported by the disclosed structural means, It can also be used to build software structures and algorithms and their equivalents.
본 명세서에서 기술하는 프로세스와 논리 흐름은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 하나 이상이 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상이 프로그래머블 프로세서에 의하여 수행 가능하다.The processes and logic flows described herein can be performed by one or more programmable processors, each of which executes one or more computer programs to perform functions by operating on input data and generating output.
컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서 양자 및 어떤 형태의 디지털 컴퓨터의 어떠한 하나 이상이 프로세서라도 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 또는 양자로부터 명령어와 데이터를 수신할 것이다. Processors suitable for executing computer programs include, for example, any one or more processors of both general-purpose and special-purpose microprocessors and any type of digital computer. Typically, the processor will receive instructions and data from read-only memory, random access memory, or both.
컴퓨터의 핵심적인 요소는 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 메모리 장치 및 명령을 수행하기 위한 프로세서이다. 또한, 컴퓨터는 일반적으로 예컨대 자기, 자기 광학 디스크나 광학 디스크와 같은 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 대량 저장 장치로부터 데이터를 수신하거나 그것으로 데이터를 전송하거나 또는 그러한 동작 둘 다를 수행하기 위하여 동작가능 하도록 결합되거나 이를 포함할 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 장치를 가질 필요가 없다.The core elements of a computer are one or more memory devices for storing instructions and data and a processor for executing instructions. Additionally, a computer generally includes one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic, magneto-optical or optical disks, operable to receive data from, transfer data to, or perform both such operations. It may be combined with or include these. However, a computer does not need to have such a device.
본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. The present description sets forth the best mode of the invention and provides examples to illustrate the invention and to enable any person skilled in the art to make or use the invention. The specification prepared in this way does not limit the present invention to the specific terms presented.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art or have ordinary knowledge in the relevant technical field should not deviate from the spirit and technical scope of the present invention as set forth in the claims to be described later. It will be understood that the present invention can be modified and changed in various ways within the scope of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to what is described in the detailed description of the specification, but should be defined by the scope of the patent claims.
10: 무인 비행 장치
100: 비행구동부
200: 감지부
300: 회전 지지부
400: 제어부
500: 상태 측정부
600: 통신부
MB: 본체부
PP: 프로펠러
SD: 감지 장치
GD: 짐벌 장치
LG: 다리10: Unmanned flying device
100: Flight drive eastern part
200: detection unit
300: rotation support
400: Control unit
500: Status measurement unit
600: Department of Communications
MB: main body
PP: propeller
SD: Sensing device
GD: Gimbal Device
LG: legs
Claims (10)
전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부;
상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부;
상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및
상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.A flight drive unit for driving a plurality of propellers of the unmanned flying device;
A detection unit for detecting the front and generating sensing data;
A rotation support part coupled to the lower end of the main body of the unmanned flying device and rotatably supporting the detection unit;
a control unit for controlling the flight drive unit and the rotation support unit; and
It includes a state measuring unit for measuring the flight state of the unmanned flying device and the rotation state of the rotation support,
The control unit is characterized in that it rotates the rotation support so that the detection unit points in the flight direction of the unmanned flying device.
Unmanned flying device.
상기 감지부는,
상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및
상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.According to paragraph 1,
The sensing unit,
a plurality of sensing devices for searching the surroundings of the unmanned flying device; and
It is mounted on the rotation support unit and includes a plurality of gimbal devices for maintaining each of the plurality of sensing devices horizontally from vibrations generated by the flight of the unmanned flying device,
Unmanned flying device.
상기 제어부는,
상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하기 위한 장애물 검출부;
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하기 위한 비행 방향 결정부;
복수의 기준 방향들을 결정하기 위한 기준 방향 결정부;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하기 위한 비교부;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하기 위한 선정부; 및
상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하기 위한 제1 정보 생성부를 포함하고,
상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.According to paragraph 2,
The control unit,
an obstacle detection unit configured to detect an obstacle based on the sensed data;
a flight direction determination unit for determining the flight direction based on the flight state when the obstacle is not detected by the obstacle detection unit;
a reference direction determination unit for determining a plurality of reference directions;
a comparison unit for comparing the flight direction and the plurality of reference directions;
When the flight direction and the plurality of reference directions are all different, a selection unit for selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction; and
A first information generator for generating first rotation information about the rotation support unit and transmitting it to the rotation support unit based on the difference between the flight direction and any reference direction selected by the selection unit,
Characterized in that the plurality of reference directions indicate directions from the center of the rotation support unit to the device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.
Unmanned flying device.
상기 제어부는,
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하기 위한 모드 전환부;
상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 상기 짐벌 장치에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하기 위한 제2 정보 생성부;
상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하기 위한 충돌 판단부; 및
상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키기 위한 회피 제어부를 더 포함하고,
상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 완료된 경우, 상기 모드 전환부는 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.According to paragraph 3,
The control unit,
a mode switching unit for executing an obstacle detection mode when the obstacle is detected by the obstacle detection unit;
Based on the position of the unmanned flying device and the position of the obstacle, second rotation information about the rotation support is generated and transmitted to the rotation support, and third rotation information about the gimbal device is generated and transmitted to the gimbal device. a second information generator for transmission;
a collision determination unit for calculating a possibility of collision between the unmanned flying device and the obstacle based on the flight state and the sensing data; and
When the possibility of collision is greater than the reference value, it further includes an avoidance control unit for controlling the flight drive unit to avoid driving the unmanned flight device,
When the avoidance drive of the unmanned flying device is completed, the mode switching unit terminates the obstacle detection mode,
Unmanned flying device.
상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고,
상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.According to paragraph 4,
The rotation support unit yaws and rotates with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information,
The gimbal device is characterized in that it rotates pitch with respect to the flight direction based on the third rotation information,
Unmanned flying device.
회전 지지부가 상기 제어부의 제어에 따라, 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 회전하는 단계;
상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 상기 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성하는 단계;
상태 측정부가, 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 비행 상태 및 상기 회전 상태를 기초로 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 회전 지지부가, 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.A flight driver driving a plurality of propellers of the unmanned flight device according to the control of the controller;
Rotating the rotation support unit to point the detection unit in the flight direction of the unmanned flying device under the control of the control unit;
The sensing unit orients the flight direction of the unmanned flying device and generates sensing data;
A state measuring unit measuring a flight state of the unmanned flying device and a rotational state of the rotation support unit; and
The control unit includes controlling the flight drive unit and the rotation support unit based on the flight state and the rotation state,
The rotation support part is coupled to the lower part of the main body of the unmanned flying device, and supports the sensing part to be rotatable.
How the unmanned flying device operates.
상기 감지부는,
상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및
상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.According to clause 6,
The sensing unit,
a plurality of sensing devices for searching the surroundings of the unmanned flying device; and
It is mounted on the rotation support unit and includes a plurality of gimbal devices for maintaining each of the plurality of sensing devices horizontally from vibrations generated by the flight of the unmanned flying device,
How the unmanned flying device operates.
상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는,
장애물 검출부가 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하는 단계;
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부가 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하는 단계;
기준 방향 결정부가 복수의 기준 방향들을 결정하는 단계;
비교부가 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하는 단계;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 선정부가 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하는 단계; 및
제1 정보 생성부가 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.In clause 7,
The step of the control unit controlling the flight drive unit and the rotation support unit,
An obstacle detection unit detecting an obstacle based on the sensed data;
When the obstacle is not detected by the obstacle detection unit, a flight direction determination unit determining the flight direction based on the flight state;
A reference direction determination unit determining a plurality of reference directions;
A comparison unit comparing the flight direction and the plurality of reference directions;
When the flight direction and the plurality of reference directions are all different, a selection unit selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction; and
A first information generating unit generating first rotation information about the rotation support unit based on the difference between the flight direction and any reference direction selected by the selection unit and transmitting the first rotation information to the rotation support unit,
Characterized in that the plurality of reference directions indicate directions from the center of the rotation support unit to the device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.
How the unmanned flying device operates.
상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는,
모드 전환부가 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하는 단계;
제2 정보 생성부가 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하는 단계;
충돌 판단부가 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하는 단계;
상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 회피 제어부가 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키는 단계; 및
상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 종료된 경우, 상기 모드 전환부가 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.According to clause 8,
The step of the control unit controlling the flight drive unit and the rotation support unit,
A mode switching unit executing an obstacle detection mode when the obstacle is detected by the obstacle detection unit;
A second information generator generating second rotation information based on the location of the unmanned flying device and the location of the obstacle and transmitting it to the rotation support unit, and generating and transmitting third rotation information to the gimbal device;
A collision determination unit calculating a possibility of collision between the unmanned flying device and the obstacle based on the flight state and the sensed data;
When the possibility of collision is greater than a reference value, the avoidance control unit controls the flight driving unit to avoid driving the unmanned flying device; and
When the avoidance drive of the unmanned flying device is terminated, the mode switching unit further comprises terminating the obstacle detection mode.
How the unmanned flying device operates.
상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고,
상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.According to clause 9,
The rotation support unit yaws and rotates with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information,
The gimbal device is characterized in that it rotates pitch with respect to the flight direction based on the third rotation information,
How the unmanned flying device operates.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220140606A KR20240059400A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Unmanned aerial vehicles and operation method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020220140606A KR20240059400A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Unmanned aerial vehicles and operation method of the same |
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KR1020220140606A KR20240059400A (en) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | Unmanned aerial vehicles and operation method of the same |
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KR (1) | KR20240059400A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200089110A (en) | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 한국도로공사 | Radar apparatus for drone |
KR20200105012A (en) | 2019-02-28 | 2020-09-07 | 주식회사 켐에쎈 | Drone with autonomous collision avoidance function and the method thereof |
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- 2022-10-27 KR KR1020220140606A patent/KR20240059400A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
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KR20200089110A (en) | 2019-01-16 | 2020-07-24 | 한국도로공사 | Radar apparatus for drone |
KR20200105012A (en) | 2019-02-28 | 2020-09-07 | 주식회사 켐에쎈 | Drone with autonomous collision avoidance function and the method thereof |
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