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WO2017164666A1 - 무인 비행체 - Google Patents

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Publication number
WO2017164666A1
WO2017164666A1 PCT/KR2017/003128 KR2017003128W WO2017164666A1 WO 2017164666 A1 WO2017164666 A1 WO 2017164666A1 KR 2017003128 W KR2017003128 W KR 2017003128W WO 2017164666 A1 WO2017164666 A1 WO 2017164666A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
airbag
sensor
main body
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/003128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최재훈
김성훈
김세진
홍승권
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
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 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to CN201790000711.6U priority Critical patent/CN209037850U/zh
Publication of WO2017164666A1 publication Critical patent/WO2017164666A1/ko

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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/54—Floats
    • B64C25/56—Floats inflatable
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00—Alighting gear
    • B64C25/32—Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/58—Arrangements or adaptations of shock-absorbers or springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
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    • B64D17/62—Deployment
    • B64D17/72—Deployment by explosive or inflatable means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D17/00—Parachutes
    • B64D17/80—Parachutes in association with aircraft, e.g. for braking thereof
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
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    • B64U70/80—Vertical take-off or landing, e.g. using rockets
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    • B64U70/80—Vertical take-off or landing, e.g. using rockets
    • B64U70/87—Vertical take-off or landing, e.g. using rockets using inflatable cushions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]

Definitions

  • Embodiments relate to drones that are unmanned aerial vehicles.
  • unmanned aerial vehicles such as drones
  • unmanned aerial vehicles have been used in various fields such as logistics, disaster relief, broadcasting and leisure, in addition to military use because of various advantages such as simplicity, speed, and economics. Accordingly, the demand for unmanned aerial vehicles is exploding.
  • the unmanned aerial vehicle has many advantages, but there is a high risk of falling due to changes in the external environment such as wind and inexperience of driving operation.
  • unmanned aerial vehicle In the case of the fall of such an unmanned aerial vehicle, the immature operation or the immature operation of the unmanned aerial vehicle occupies the largest share.
  • unmanned vehicles crash because of an electronic error of the unmanned aerial vehicle.
  • unmanned aerial vehicles fall due to wind speed or weather.
  • unmanned aerial vehicles capable of preventing the safety of aircraft and personal and object damages in uncontrolled or emergency situations.
  • mapping by the imaging device to grasp the safe position that can safely land in emergency landing or crash, and provides an unmanned aerial vehicle guided to the safe position.
  • the present invention also provides an unmanned aerial vehicle capable of delaying the falling speed in order to secure the evacuation time of the person, and to secure time for controlling the unmanned aerial vehicle to be guided to a safe position.
  • an unmanned aerial vehicle having a safety device to prevent damage to the unmanned aerial vehicle itself, and to prevent secondary damage to persons or objects.
  • Embodiments to be solved by the embodiments are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
  • the object according to the embodiment the main body; An imaging device mounted to the main body; A sensing unit for sensing a current state of the main body; And a controller in communication with the imaging device and the sensing unit, wherein the controller selects at least one safe position using the ground image acquired by the imaging device when determining an abnormal state of the main body, and sets the main body to the safety. Achieved by unmanned aerial vehicles moving to position.
  • the controller may calculate a movable distance using the information of the sensing unit.
  • the controller may select, as the landing point, the highest landing safety point within the movable distance when there are a plurality of safety positions.
  • the landing stability may include at least one, or a combination of two or more of the presence of the object on the ground, the concentration of the object, the movement of the object, and the flatness of the ground by the imaging device.
  • the sensing unit may include at least one or a combination of at least one of an acceleration sensor, a gyro sensor, a direction sensor, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a vibration sensor, an impact sensor, an altitude sensor, a wind direction sensor, a wind speed sensor, and a power sensor.
  • an acceleration sensor e.g., a Bosch Sensortec BMA150 accelerometer
  • a gyro sensor e.gyro sensor
  • the unmanned aerial vehicle may further include a parachute unit detachably disposed on an upper portion of the main body.
  • the parachute unit includes a tubular parachute body in which gas is supplied and deployed therein, and a plurality of ropes disposed between the main body and the tubular parachute body, and the controller controls the length of each of the ropes to adjust the body. Can be led to the safe position.
  • the gas may be provided as an inert gas of lower mass than nitrogen.
  • the main body the body; A plurality of arms arranged to protrude from the body; A propellant disposed at the end of the arm; And a skid disposed under the body.
  • the unmanned aerial vehicle may further include a plurality of airbag units detachably installed on the skid.
  • the airbag unit an airbag; An airbag capsule supplying gas to the airbag; And a plurality of discharge holes disposed in the airbag.
  • the gas may be provided as an inert gas having a lower mass than nitrogen.
  • a plurality of discharge ports may be disposed on the side surface of the deployed air bag.
  • a plurality of discharge ports may be disposed on a lower surface of the deployed air bag.
  • the discharge port may be provided in a diaphragm type.
  • the controller may control the posture of the main body by discharging the gas inside the airbag through the discharge port disposed in at least one of the airbag units.
  • the unmanned aerial vehicle may be disposed between the body and the skid shock absorbing suspension to mitigate the impact.
  • the unmanned aerial vehicle may further include a recognition unit that recognizes the abnormal state when the main body is in an abnormal state.
  • the recognition unit may be provided as a pico projector or a laser pointer.
  • the recognition unit may be provided as a directional speaker.
  • the unmanned aerial vehicle may further include a microphone configured to detect ambient noise and determine a loudness of the directional speaker.
  • the unmanned aerial vehicle may identify the safe position to safely land through the mapping by the imaging device and land at the safe position, thereby preventing the safety of the unmanned aerial vehicle and the damage to persons and objects.
  • the unmanned aerial vehicle continuously selects a plurality of safety positions (S) by using a sensing unit and an imaging device, deploys a parachute body and an airbag in an abnormal state of the unmanned aerial vehicle, and based on the selected safety positions (S). Can reselect the safe position (S) to be landed.
  • the unmanned aerial vehicle may be guided to a safe position while delaying a falling speed by using a parachute unit.
  • the unmanned aerial vehicle may delay the falling speed by using an airbag unit and guide it to a safe position, and at the same time prevent damage to persons and objects and gas damage.
  • the unmanned aerial vehicle may be guided to a safe position S to be landed by adjusting the amount of gas injected through the discharge port of the airbag unit.
  • the airbag unit of the unmanned aerial vehicle is deployed under the unmanned aerial vehicle, it is possible to prevent the safety of the unmanned aerial vehicle and the damage to persons and objects.
  • the main body of the unmanned aerial vehicle is located at the lower side of the parachute by the deployed state of the parachute body, and thus the deployed airbag is disposed at the bottom of the main body.
  • the controller may control the attitude by discharging the gas supplied into the airbag through the discharge port based on the information through the sensing unit.
  • the deployed airbag collides with an object located on the ground or the ground first, thereby minimizing damage caused by the collision.
  • the unmanned aerial vehicle may recognize a driver that the unmanned aerial vehicle is in an abnormal state by using a recognition unit, and may prevent a person from entering a landing path or a landing point for landing by the unmanned aerial vehicle.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment
  • FIG. 2 is a bottom view showing an unmanned aerial vehicle according to the embodiment
  • FIG. 3 is a front view showing the unmanned aerial vehicle according to the embodiment
  • FIG. 4 is a block diagram showing a control relationship of the controller of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a view showing a safe position selected to land the unmanned aerial vehicle according to the embodiment
  • FIG. 6 is a view showing a parachute unit of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the deployed airbag unit of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view showing the deployed airbag unit of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • FIGS. 9 and 10 are views showing the operation of the discharge port of the airbag unit according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a view showing light irradiation of the recognition unit of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment
  • FIG. 12 is a view showing a travel distance calculated in a state where the parachute body and the airbag of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment are deployed;
  • FIG. 13 is a view showing the landing point selection of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • 15 is a block diagram showing the operation of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component.
  • the upper (up) or lower (down) (on or under) includes both the two components are in direct contact with each other (directly) or one or more other components are formed indirectly formed between the two (component).
  • the upper (up) or lower (down) (on or under) includes both the two components are in direct contact with each other (directly) or one or more other components are formed indirectly formed between the two (component).
  • 'on' or 'under' it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
  • the unmanned aerial vehicle 1 includes a sensing unit 300 and an imaging device 400 that detect a state of the main body 100, the power supply 200, and the main body 100. ), A parachute unit 500, an airbag unit 600, a recognition unit 700, and a controller 800.
  • the controller 800 may communicate with the sensing unit 300 and the imaging device 400.
  • the main body 100 may form an outer shape of the unmanned aerial vehicle 1.
  • each of the sensing unit 300, the imaging apparatus 400, the parachute unit 500, the airbag unit 600, the recognition unit 700, and the controller 800 may be disposed on one side or the inside of the main body 100. have.
  • the body 100 may include a body 110, an arm 120, a plurality of propellants 130, and a skid 140.
  • a rotary blade can be used, it will be described as a rotary blade 130 hereinafter.
  • the rotor blade 130 may be installed at an end portion of the arm 120 protruding from one side of the body 110.
  • a plurality of arms 120 protruding from the body 110 may be provided.
  • the rotor blade 130 is rotated by a drive motor (not shown) to enable takeoff, landing or moving (horizontal direction: x, vertical direction: y) of the unmanned aerial vehicle 1.
  • the drive motor is driven by the power supplied from the power supply source 200.
  • the main body 100 may include four rotary blades 130, but is not limited thereto.
  • the rotor blades 130 may be arranged in various numbers to be able to fly and may be mounted at various positions. In addition, any configuration that can move the main body 100 may be modified into various structures.
  • At least one pair of skids 140 may be disposed below the body 110. And, the skid 140 is first touched the ground when landing so that the body 110 can prevent a direct collision with the ground.
  • the skid 140 may include a support frame 141 and a landing frame 142 formed to be inclined at a predetermined angle ⁇ toward the outside, as shown in FIGS. 1 to 3.
  • Landing frame 142 is formed in a rod shape, it may be formed to be curved inward to have a predetermined curvature (R) at the end of the support frame 141.
  • 'outside' means the outside based on the body 110
  • 'inside' means the inside on the basis of the body (110).
  • the support frame 141 formed to be inclined at a predetermined angle ⁇ may mitigate an impact applied directly to the body 110 by changing a direction of an impact applied when the unmanned aerial vehicle 1 lands.
  • the landing frame 142 formed to be curved inwardly may protect the body 110 from external force or impact that may be applied to the lower portion of the body 110.
  • the skid 140 formed of the support frame 141 and the landing frame 142 may protect the body 110 while alleviating the shock received by the body 110.
  • the skid 140 is seated on the ground during landing of the main body 100 as an example, but is not necessarily limited thereto, and the configuration of the skid 140 may be omitted or replaced by another landing means as necessary. Can be.
  • the body 100 may further include an impact relief suspension 150 disposed between the body 110 and the skid 140.
  • the shock absorbing suspension 150 may include a structure of a shock absorber or a damper and may mitigate an impact applied to the main body 100 when landing.
  • the power source 200 is controlled by the controller 800 to detect the sensing unit 300, the imaging device 400, the parachute unit 500, the airbag unit 600, and the like in addition to the driving motor. It may be electrically connected to supply power to the unit 700 and the controller 800.
  • the power supply 200 may include a main battery 210 and an auxiliary battery 220.
  • the main battery 210 supplies power in the general operating state of the unmanned aerial vehicle 1.
  • the auxiliary battery 220 supplies power to each component of the unmanned aerial vehicle 1 when the main battery 210 is discharged or the main battery 210 cannot supply power.
  • the controller 800 supplies power instead of the main battery 210 using the auxiliary battery 220. Can be controlled to supply.
  • the sensing unit 300 may detect a current state of the unmanned aerial vehicle 1 and transmit a signal to the controller 800.
  • the sensing unit 300 may be installed in the main body 100.
  • the sensing unit 300 may include an acceleration sensor measuring acceleration of the unmanned aerial vehicle 1, a gyro sensor measuring rotation angle, a direction sensor, an infrared sensor, an ultrasonic sensor, a vibration sensor, an impact sensor, an altitude sensor measuring altitude, At least one or a combination of two or more of the wind direction sensor for detecting the direction of the wind, the wind speed sensor for detecting the wind speed, the power sensor for sensing the power.
  • Accelerometers, gyro sensors, direction sensors, and altitude sensors sense measured values and the amount of change in values.
  • the infrared sensor can measure the distance from the high temperature portion.
  • the ultrasonic sensor may measure the distance to the object.
  • the vibration sensor detects a case in which the operation is disturbed when vibrating more than a predetermined frequency.
  • the shock sensor detects an impact with any object during flight.
  • the controller 800 receives a signal transmitted from the sensing unit 300 to determine whether the current state of the unmanned aerial vehicle 1 is a normal state in which the unmanned aerial vehicle 1 can operate or an abnormal state in which a problem occurs in the unmanned aerial vehicle 1. I can understand it.
  • the imaging apparatus 400 may be installed under the main body 100 to capture an image or an image of an object (person, object) on the ground.
  • a 360 degree camera may be provided to the imaging device 400, and the camera may photograph a building shape, a road shape, a tree shape, a person, and the like on the ground and transmit image information including the same to the controller 800. .
  • the controller 800 receiving the image information may include mapping software, by using an acceleration sensor, a gyro sensor, a direction sensor, an altitude sensor, an ultrasonic sensor, and the like, and the amount of change of the value, and the image information. Mapping of 3D terrain and features can be performed.
  • the controller 800 identifies the state of the unmanned aerial vehicle 1 and a plurality of safe positions where the unmanned aerial vehicle 1 can safely land through the image analysis. Select (S).
  • the controller 800 selects the safety positions S1, S2, S3... Sn according to the ranking in consideration of the landing safety degree of the imaging device 400.
  • the safe position (S) is based on the range (moving distance (d1)) that the unmanned aerial vehicle 1 can move, whether there are no people or a few places or on the ground, the degree of concentration of the object, the imaging It can be continuously updated based on the landing stability considering at least one or two or more combinations in the movement of the object, the flatness of the ground and the state of the unmanned aerial vehicle (1).
  • the controller 800 of the unmanned aerial vehicle 1 detects the state of the unmanned aerial vehicle 1 in an abnormal state when the abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1 occurs, and selects a safe position S selected in the normal state.
  • the safety positions (S1, S2, S3 ... Sn) are reselected according to their ranks.
  • the controller 800 selects the landing point H having the highest landing stability in consideration of landing safety among the selected safety positions S1, S2, S3... Sn, and the unmanned aerial vehicle 1. ) To the landing point (H) can prevent the safety of the unmanned aerial vehicle (1) and the damage to people, objects.
  • the unmanned aerial vehicle 1 since the unmanned aerial vehicle 1 continuously updates the safety position S at predetermined time intervals, the unmanned aerial vehicle 1 can respond quickly by shortening the time required for mapping when an abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1 occurs. Accordingly, the unmanned aerial vehicle 1 can be guided quickly to the landing point H selected in the safe position S even in an abnormal state.
  • the safe position S is continuously updated by mapping from the normal state, but is not limited thereto.
  • the controller 800 selects a plurality of safety positions S by using the monitoring unit 300 and the imaging device 400, and the unmanned aerial vehicle 1. ) May be quickly guided to the selected landing point (H) of the safety position (S).
  • the unmanned aerial vehicle 1 may further include a parachute unit 500.
  • the parachute unit 500 may be detachably installed on the upper portion of the main body 100. Accordingly, replacement due to use or damage to the parachute unit 500 can be facilitated.
  • the parachute unit 500 may control the unmanned aerial vehicle 1 to be guided to a predetermined safety position S by delaying the falling speed of the unmanned aerial vehicle 1. Allow time.
  • the parachute unit 500 may be disposed above the main body 100.
  • the controller 800 operates the parachute unit 500 to expand the parachute.
  • the parachute unit 500 may include a tubular parachute body 510, a plurality of ropes 520, and a rope adjusting unit (not shown) for adjusting the length of each of the ropes 520.
  • the tubular parachute body 510 may be provided with a capsule (not shown) capable of supplying gas therein. Therefore, in the abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1, the capsule supplies a gas to the tubular parachute body 510 to perform a role as a parachute.
  • a gas having a lower mass than nitrogen may be injected into the gas.
  • helium may be supplied in an inert gas that is not compatible with other elements to satisfy stability and drop rate delay.
  • the tubular parachute body 510 supplied with the helium delays the falling speed of the body 100. Accordingly, the tubular parachute body 510 allows more time than the normal parachute to control the unmanned aerial vehicle 1 to be guided to the safe position (S).
  • the plurality of ropes 520 may be installed between the body 110 and the tubular parachute body 510 of the body 100.
  • each of the plurality of ropes 520 may be adjusted by the rope adjusting unit controlled by the controller 800.
  • the controller 800 individually controls the length of each of the ropes 520 by using the rope adjusting unit so that the unmanned aerial vehicle 1 is selected at a safe position S To be derived.
  • the parachute unit 500 is provided as a gliding method that can adjust the direction, for example, but is not necessarily limited to this, of course, a general parachute that can delay the falling speed may be used. .
  • the unmanned aerial vehicle 1 may further include a safety device that prevents damage to the main body 100 itself and prevents secondary damage to persons or objects.
  • the airbag unit 600 may be provided as the safety device.
  • the airbag unit 600 may be detachably installed on the skid 140. That is, the airbag unit 600 may be detachably disposed at both ends of each of the landing frames 142.
  • the airbag unit 600 may include an airbag 610, a plurality of discharge ports 620 disposed at one side of the airbag 610, and an airbag capsule 630 capable of supplying gas therein.
  • the airbag capsule 630 supplies gas to the airbag 610 to prevent breakage of the main body 100 itself, and to prevent secondary damage to persons or objects. Can be.
  • a gas having a lower mass than nitrogen may be injected into the gas.
  • helium in an inert gas that is not compatible with other elements may be supplied to the airbag 610 to satisfy stability and drop rate delay.
  • the tubular airbag 610 to which helium is supplied delays the falling speed of the main body 100. Accordingly, the airbag 610 may further secure a time that can be controlled to guide the unmanned aerial vehicle 1 to the safe position (S).
  • the deployed airbag 610 may prevent damage to the main body 100 itself even in an emergency landing or a fall, and may prevent secondary damage to persons or objects.
  • an airbag deployed in a donut shape may be formed at a lower portion of the main body 100.
  • the airbag 610 may be implemented in four divided forms.
  • the controller 800 may control the amount of gas in each of the airbags 610 by opening and closing the discharge holes 620 provided in each of the airbags 610. . Therefore, the controller 800 may adjust the flight balance (posture control) of the unmanned aerial vehicle 1 by adjusting the amount of gas inside each of the airbags 610. Accordingly, the unmanned aerial vehicle 1 may prevent collisions with persons or objects by using the captured image of the imaging device 400, and adjust the amount of gas inside the airbag 610 even when a collision occurs. Damage can be minimized.
  • an incompletely inflated airbag 610 rather than a fully inflated airbag 610 may reduce the impact.
  • the airbag 610 but the four divided shape as an example, it is not necessarily limited to this, it is a matter of course that three or a plurality of airbags 610 can be used while maintaining the donut shape.
  • the discharge holes 620 may be disposed on the bottom and side surfaces of the airbag 610, respectively.
  • the opening and closing degree of the discharge port 620 is controlled by the controller 800.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may rise or further delay the falling speed.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may adjust the balance of the unmanned aerial vehicle 1 by adjusting the amount of gas discharged through the discharge port 620 disposed on the lower surface.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may adjust the moving direction and the moving distance. In addition, the unmanned aerial vehicle 1 may adjust the flight balance of the unmanned aerial vehicle 1 by adjusting the amount of gas discharged through the discharge port 620 disposed on the side surface.
  • the discharge port 620 is disposed on the side and bottom surfaces of the airbag 610, respectively, but is not necessarily limited thereto, the movement direction and the distance and the balance and fall speed delay In consideration of this, the discharge port 620 may be disposed at various positions of the airbag 610.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may separately control discharge direction 620 and drop speed delay by separately disposing outlets 620 on the side and bottom of the airbag 610. Accordingly, the controller 800 can precisely control the movement and flight balance of the unmanned aerial vehicle 1.
  • the discharge port 620 through which the gas inside the airbag 610 is discharged may be provided in a diaphragm type.
  • the discharge port 620 may include a support plate 621, a plurality of wings 622, and an adjusting gear 623.
  • a plurality of streamlined wings 622 on the plate may be arranged to be rotated in a swirl shape.
  • the adjusting gear 623 may be formed in an annular shape such as the support plate 621.
  • a plurality of wings 622 connected to the support plate 621 is disposed between the support plate 621 and the adjustment gear 623, the support plate 621 is installed in the air bag 610 to form the discharge port 620 do.
  • a gear tooth may be formed on the outer circumference of the adjusting gear 623, and the gear tooth may adjust the rotation control of the adjusting gear 623 accurately.
  • the gear teeth can be matched with the gear connected to the shaft of the motor used as the drive source.
  • the adjusting gear 623 rotates by the motor, the plurality of blades 622 may rotate in a vortex shape. Thus, the amount of gas discharged can be adjusted.
  • the vanes 622 are swirled in a centrifugal direction to reduce the flow rate in the airbag 610, and the plurality of vanes 622 is rotated. Protrudes in the centrifugal direction to move with the aperture of the camera lens to reduce the discharge area. If necessary, the flow path can be completely blocked by maximizing the radius of rotation of the blade 622.
  • the discharge port 620 can be opened by moving the adjusting gear 623 in the other direction and rotating the blade 622 in the centrifugal direction.
  • the plurality of wings 622 connected to the support plate 621 operate in an aperture type, a portion where the gas and the wing 622 contact each other is uniform, and the amount of gas is uniformly discharged.
  • the discharge unit 620 since the discharge unit 620 operates like an aperture of a camera lens, the gas is uniformly discharged while controlling the discharge amount of the gas.
  • the airbag unit 600 deployed at the bottom of the main body 100 together with the parachute main body 510 deployed at the upper part of the main body 100 maintains the flight balance (posture control) of the unmanned aerial vehicle 1. .
  • the main body 100 is located at the lower side of the parachute main body 510 by the state where the parachute main body 510 is deployed. Accordingly, since the airbag 610 is deployed in the lower portion of the main body 100, it is possible to prevent damage to the gas safety of the unmanned aerial vehicle, and to people and objects.
  • the main body 100 of the unmanned aerial vehicle 1 is located at the lower side of the parachute by the state where the parachute body 510 is deployed, and the airbag 610 deployed accordingly is located at the bottom of the main body 100. Is placed. Even if the attitude of the unmanned aerial vehicle 1 moves unevenly, the controller 800 may externally supply the gas supplied to the inside of the airbag 610 through the discharge port 620 based on the information through the sensing unit 300. It is possible to control the posture by discharging. Accordingly, the deployed airbag 610 preferentially collides with an object located on the ground or the ground, thereby minimizing damage due to the collision.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may include a recognition unit 700 that recognizes that the unmanned aerial vehicle 1 is an emergency landing, a fall, or the like according to an abnormal state.
  • the unmanned aerial vehicle 1 is based on a plurality of safety positions S selected in a normal state, and considers landing safety after deployment of the parachute body 510 and the airbag 610 in an abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1.
  • the safety position S can be reselected.
  • the safety position S may be selected in consideration of landing safety after deployment of the parachute body 510 and the airbag 610 without the plurality of safety positions S selected in the normal state.
  • the recognition unit 700 of the unmanned aerial vehicle 1 recognizes that the unmanned aerial vehicle 1 is in an abnormal state to a person located in the vicinity of the landing point H to be landed in the safe position S.
  • the recognition unit 700 of the unmanned aerial vehicle 1 may be provided as a pico projector or a laser pointer that irradiates light to allow a person to recognize the selected landing point H.
  • the laser pointer In the case of the laser pointer by displaying the landing point (H) on the ground to recognize the person, it prevents the person from moving to the landing point (H) that the unmanned aerial vehicle 1 is to land.
  • the landing point (H) is displayed on the ground and the unmanned aerial vehicle (S) recognizes the movement path from the movement to the landing by the human being, so that the adult moves the path of the unmanned aerial vehicle (S) or It can be prevented from entering the landing point (H).
  • the recognition unit 700 may be provided as a directional speaker.
  • the directional speaker recognizes an abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1 by using a sound to a person located below the unmanned aerial vehicle 1, so that the directed speaker can evacuate below the unmanned aerial vehicle 1. .
  • the unmanned aerial vehicle 1 may further include a microphone for detecting ambient noise.
  • the controller 800 may determine the loudness of the directional speaker by analyzing the noise sensed through the microphone.
  • the pico projector, the laser pointer, or the directional speaker is provided as an example, but is not limited thereto.
  • the recognition unit 700 may be provided as at least one or a combination thereof.
  • the controller 800 of the unmanned aerial vehicle 1 is obtained by the sensing unit 300 and the imaging device 400.
  • the distance d2 at which the unmanned aerial vehicle 1 can move is calculated using the ground image.
  • the controller 800 may determine a distance d2 at which the unmanned aerial vehicle 1 may move by using a falling speed, a wind direction, a wind speed, and a dischargeable amount discharged through the discharge port 620. Calculate.
  • the controller 800 selects a plurality of safety positions S within a movable distance d2, and selects the selected safety positions S by ranking in consideration of landing stability. Select the landing point (H). That is, the controller 800 selects the first priority among the safety positions S selected by the landing stability as the landing point H.
  • a plurality of safety positions S may be selected in consideration of the presence of an object on the ground, the flatness of the ground, and the like.
  • the controller 800 may select safety positions S1, S2, S3... According to the ranking in consideration of concentration of the person and the movement path of the person, and select the landing point H.
  • the landing point H may be quickly selected by reselecting the safety position S using the plurality of safety positions S selected in the normal state.
  • the movement path of the adult may be predicted by comparing images acquired at predetermined time intervals through the imaging apparatus 400.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may recognize that the unmanned aerial vehicle 1 is in an abnormal state by using the recognition unit 700.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may move to the landing point H to prevent gas safety and damage to people and objects.
  • the unmanned vehicle control method (S1) is a step (S10) of recognizing the operation of the unmanned vehicle (1), the step of checking the state of the unmanned vehicle (S20) Image capture using the imaging device (S30), selecting the landing point (S40), detecting the abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1 (S50), operating the safety system (S60) and landing It may include (S70).
  • step S10 of recognizing the operation of the unmanned aerial vehicle 1 the sensing unit 300 may be used to recognize whether the unmanned aerial vehicle 1 operates.
  • step S20 of checking the state of the unmanned aerial vehicle 1 the state of the unmanned aerial vehicle 1 may be checked using the sensing unit 300. For example, by using the sensing unit 300 to continuously check the altitude, tilt, speed, acceleration, etc. of the unmanned aerial vehicle 1, the current state of the unmanned aerial vehicle 1 can be checked.
  • the imaging device 400 may capture an image or an image of an object (person, object) on the ground.
  • step S40 of selecting the landing point the plurality of safety positions S are selected using the images obtained through the sensing unit 300 and the imaging device 400. Then, the landing point H to be landing may be selected in consideration of the landing safety degree based on the selected safety position S.
  • FIG. 1 the plurality of safety positions S are selected using the images obtained through the sensing unit 300 and the imaging device 400. Then, the landing point H to be landing may be selected in consideration of the landing safety degree based on the selected safety position S.
  • step S50 of detecting an abnormal state of the unmanned aerial vehicle 1 the sensing unit 300 may be used to determine whether the unmanned aerial vehicle 1 is in a normal state or an abnormal state.
  • steps S20 to S50 are repeated.
  • the safety position is considered in consideration of landing safety based on the plurality of safety positions S selected in the normal state after performing the operation of operating the safety system (S60).
  • (S) may be reselected.
  • the abnormal state may refer to a state in which an abnormal state such as battery discharge, rotor blade 130 failure, free fall detection, communication error, collision, or the like is detected.
  • the parachute body 510 and the airbag 610 may be deployed to delay the falling speed of the unmanned aerial vehicle 1.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may be guided to the landing point H to be landed by adjusting the amount of gas injected through the discharge port 620 of the airbag unit 600.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may be guided to a landing point H to be landed by individually controlling the length of each of the ropes 520.
  • the recognition unit 700 uses the recognition unit 700 to inform the person that the unmanned aerial vehicle 1 is in an abnormal state, the person entering the landing path or landing point (H) for the unmanned aerial vehicle 1 to land You can prevent it.
  • the unmanned aerial vehicle 1 grasps the driving rotor blades 130 and drives the driving rotor blades 130 to delay the falling speed. You can land at the landing point (H) while.
  • the unmanned aerial vehicle 1 may safely land at the landing point H (S70).
  • the unmanned aerial vehicle 1 uses the parachute unit 500 or the airbag unit 600 to drive the unmanned aerial vehicle 1 as an example. It is not limited. That is, it may be provided with a separate auxiliary propellant to safely land the unmanned aerial vehicle 1 to the landing point (H).
  • Reference Signs List 1 unmanned aerial vehicle, 100: main body, 200: power source, 300: sensing unit, 400: imaging device, 500: parachute unit, 600: airbag unit, 700: recognition unit, 800: controller, S: safe position, H: Landing point

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Abstract

실시예는 본체; 상기 본체에 장착되는 촬상 장치; 상기 본체의 현재 상태를 감지하는 감지 유닛; 및 상기 촬상 장치 및 감지 유닛과 통신하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 본체의 이상 상태 판단시 상기 촬상 장치에서 획득한 지상 이미지를 이용하여 적어도 하나의 안전 위치를 선정하고, 상기 본체를 상기 안전 위치로 이동시키는 무인 비행체에 관한 것이다. 이에 따라, 무인 비행체는 촬상장치에 의한 매핑을 통해 안전하게 착륙할 수 있는 안전 위치를 파악하고 안전 위치에 착륙함으로써, 무인 비행체의 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.

Description

무인 비행체
실시 예는 무인 비행체인 드론에 관한 것이다.
근래 들어, 무인 비행체(예: 드론)는, 간편성, 신속성, 경제성 등 여러 이점 때문에, 군사용 외에도 물류 배송, 재난 구조, 방송 레저 등과 같은 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그에 따라, 무인 비행체의 수요는 폭발적으로 늘어나고 있다.
무인 비행체는 여러 많은 장점들을 구비하고 있지만, 바람 등 외부 환경의 변화와 운전 조작의 미숙으로 인해 추락의 우려가 높다.
예컨대, 이러한 무인 비행체의 추락의 경우 무인 비행체의 조작 미숙이나 운용 미숙이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 다음으로는 무인 비행체의 전자적인 오류로 통제불능 상태인 경우가 발생하여 무인 비행체가 추락한다. 그리고, 풍속이나 기상적 원인에 의하여 무인 비행체가 추락하는 경우가 발생한다.
그에 따라, 무인 비행체 및 무인 비행체에 설치되는 다양한 부품들이 고가이기 때문에, 무인 비행체의 추락에 따른 파손으로 인한 경제적 피해는 심각할 수밖에 없다.
더욱이, 무인 비행체가 추락하는 경우, 무인 비행체 자체의 파손으로 인한 엄청난 경제적 피해뿐만 아니라, 대인 및 대물에 대한 2차 피해의 위험성 또한 심각하다.
이처럼 무인 비행체의 추락으로 발생하는 피해를 최소화하고 무인 비행체를 상용화하기 위해서는 비행체의 안정적인 운용방안이 필요하고, 무인 비행체의 통제가 불가능하여 자유낙하시 안정적인 착륙을 도모할 수 있는 안전장치가 요구되고 있는 실정이다.
통제불능 또는 긴급상황에 따른 무인 비행체의 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있는 무인 비행체를 제공한다.
또한, 촬상장치에 의한 매핑을 통해 긴급 착륙 또는 추락시 안전하게 착륙할 수 있는 안전 위치를 파악하고, 안전 위치로 유도되는 무인 비행체를 제공한다.
또한, 대인의 대피 시간을 확보하고, 안전 위치로 무인 비행체가 유도되도록 제어할 수 있는 시간을 확보하기 위해 낙하 속도를 지연시킬 수 있는 무인 비행체를 제공한다.
또한, 무인 비행체 자체의 파손을 방지하고, 대인 또는 대물에 대한 2차 피해를 방지하도록 안전 장치를 구비하는 무인 비행체를 제공한다.
실시예가 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제는 실시예에 따라, 본체; 상기 본체에 장착되는 촬상 장치; 상기 본체의 현재 상태를 감지하는 감지 유닛; 및 상기 촬상 장치 및 감지 유닛과 통신하는 컨트롤러를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 본체의 이상 상태 판단시 상기 촬상 장치에서 획득한 지상 이미지를 이용하여 적어도 하나의 안전 위치를 선정하고, 상기 본체를 상기 안전 위치로 이동시키는 무인 비행체에 의하여 달성된다.
상기 컨트롤러는 상기 감지 유닛의 정보를 이용하여 이동 가능한 거리를 산출할 수 있다.
그리고, 상기 컨트롤러는 상기 안전 위치가 복수 개인 경우, 상기 이동 가능한 거리 내에서 착륙 안전도가 가장 높은 지점을 착륙 지점으로 선택할 수 있다.
여기서, 상기 착륙 안정도는 상기 촬상 장치에 의한 상기 지상의 물체 존재 여부, 상기 물체의 집중도, 상기 물체의 움직임 여부 및 상기 지상의 평탄도 중 적어도 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
또한, 상기 감지 유닛은 가속도 센서, 자이로 센서, 방향 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 진동 센서, 충격 센서, 고도 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 전원감지센서 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
한편, 상기 무인 비행체는 상기 본체의 상부에 탈착 가능하게 배치되는 낙하산 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 낙하산 유닛은, 내부에 기체가 공급되어 전개되는 튜브형 낙하산 본체와, 상기 본체와 상기 튜브형 낙하산 본체 사이에 배치되는 복수 개의 로프를 포함하며, 상기 컨트롤러는 상기 로프의 각각의 길이를 조절하여 상기 본체가 상기 안전 위치로 유도되게 할 수 있다.
상기 기체는 질소보다 질량이 낮은 불활성 가스로 제공될 수 있다.
또한, 상기 본체는, 몸체; 상기 몸체에서 돌출되게 배치되는 복수 개의 아암; 상기 아암의 단부에 배치되는 추진체; 및 상기 몸체의 하부에 배치되는 스키드를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체는 상기 스키드에 탈착 가능하게 설치되는 복수 개의 에어백 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 에어백 유닛은, 에어백; 상기 에어백에 기체를 공급하는 에어백 캡슐; 및 상기 에어백에 배치되는 복수 개의 토출구를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 기체는 질소보다 질량이 낮은 불활성 가스로 제공될 수 있다.
또한, 상기 토출구는 전개된 상기 에어백의 측면에 복수 개가 배치될 수 있다.
또한, 상기 토출구는 전개된 상기 에어백의 하면에 복수 개가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 토출구는 조리개 타입(diaphragm type)으로 제공될 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러는 상기 에어백 유닛 중 적어도 어느 하나에 배치되는 상기 토출구를 통해 상기 에어백 내부의 기체를 토출하여 상기 본체의 자세를 제어할 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체는 상기 몸체와 상기 스키드 사이에는 충격을 완화하는 충격 완화 서스펜션이 배치될 수 있다.
한편, 상기 무인 비행체는 상기 본체의 이상 상태시, 상기 이상 상태를 인지시키는 인지 유닛을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 인지 유닛은 피코 프로젝터 또는 레이저 포인터로 제공될 수 있다.
또한, 상기 인지 유닛은 지향성 스피커로 제공될 수 있다.
그리고, 상기 무인 비행체는 주변 소음을 감지하여 상기 지향성 스피커의 소리 크기를 결정하는 마이크를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 무인 비행체는 촬상장치에 의한 매핑을 통해 안전하게 착륙할 수 있는 안전 위치를 파악하고 안전 위치에 착륙함으로써, 무인 비행체의 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체는 감지 유닛과 촬상 장치를 이용하여 복수 개의 안전 위치(S)를 지속적으로 선별하고, 상기 무인 비행체의 이상 상태시 낙하산 본체와 에어백을 전개하고 선별된 안전 위치(S)를 기반으로 착륙하고자 하는 안전 위치(S)를 재선정할 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체의 이상 상태 발생시, 상기 무인 비행체는 낙하산 유닛을 이용하여 낙하 속도를 지연시키면서 안전 위치로 유도될 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체의 이상 상태 발생시, 상기 무인 비행체는 에어백 유닛을 이용하여 낙하 속도를 지연시키고 안전 위치로 유도함과 동시에 대인, 대물에 대한 피해 및 기체 손상을 방지할 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체는 에어백 유닛의 토출구를 통해 분사되는 기체의 양을 조절하여 착륙하고자 하는 안전 위치(S)로 유도될 수 있다.
특히, 상기 무인 비행체의 에어백 유닛은 상기 무인 비행체의 하부에서 전개되기 때문에, 무인 비행체의 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.
이를 위해, 낙하산 본체의 전개 상태에 의하여 상기 무인 비행체의 본체는 낙하산의 하부측에 위치하게 되며, 그에 따라 전개된 에어백은 본체의 하부에 배치된다. 설사, 상기 무인 비행체의 이동시 자세가 불균형하게 되더라도, 감지 유닛을 통한 정보를 기반으로 하여 컨트롤러는 토출구를 통해 에어백 내부에 공급된 기체를 토출하여 자세를 제어할 수 있다. 이에, 전개된 에어백이 우선적으로 지면 또는 지상에 위치하는 물체와 충돌하게 되어 충돌에 따른 피해를 최소화할 수 있다.
그리고, 상기 무인 비행체는 인지 유닛을 이용하여 대인에게 상기 무인 비행체가 이상 상태임을 인지시키고, 상기 무인 비행체가 착륙하기 위한 이동 경로상 또는 착륙 지점으로 대인이 진입하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 무인 비행체를 나타내는 사시도이고,
도 2는 실시예에 따른 무인 비행체를 나타내는 저면도이고,
도 3은 실시예에 따른 무인 비행체를 나타내는 정면도이고,
도 4는 실시예에 따른 무인 비행체의 컨트롤러의 제어 관계를 나타내는 블럭도이고,
도 5는 실시예에 따른 무인 비행체가 착륙하도록 선별된 안전 위치를 나타내는 도면이고,
도 6은 실시예에 따른 무인 비행체의 낙하산 유닛을 나타내는 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 무인 비행체의 전개된 에어백 유닛을 나타내는 사시도이고,
도 8은 실시예에 따른 무인 비행체의 전개된 에어백 유닛을 나타내는 저면도이고,
도 9 및 10은 실시예에 따른 에어백 유닛의 토출구의 동작을 나타내는 도면이고,
도 11는 실시예에 따른 무인 비행체의 인지 유닛의 광 조사를 나타내는 도면이고,
도 12은 실시예에 따른 무인 비행체의 낙하산 본체와 에어백이 전개된 상태에서 산출된 이동 거리를 나타내는 도면이고,
도 13는 실시예에 따른 무인 비행체의 착륙 지점 선정을 나타내는 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 무인 비행체가 착륙 지점으로 이동하는 도면이고,
도 15는 실시예에 따른 무인 비행체의 동작을 나타내는 블럭도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 구성요소가 다른 구성요소의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소가 상기 두 구성요소 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 '상(위) 또는 하(아래)(on or under)'로 표현되는 경우 하나의 구성요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지게 된다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 14를 참조하여 살펴보면, 실시예에 따른 무인 비행체(1)는 본체(100), 동력공급원(200), 본체(100)의 상태를 감지하는 감지 유닛(300), 촬상 장치(400), 낙하산 유닛(500), 에어백 유닛(600), 인지 유닛(700) 및 컨트롤러(800)를 포함할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(800)는 감지 유닛(300) 및 촬상 장치(400)와 통신할 수 있다.
본체(100)는 상기 무인 비행체(1)의 외형을 형성할 수 있다. 그리고, 감지 유닛(300), 촬상 장치(400), 낙하산 유닛(500), 에어백 유닛(600), 인지 유닛(700) 및 컨트롤러(800) 각각이 본체(100)의 일측 또는 내부에 배치될 수 있다.
본체(100)는 몸체(110), 아암(120), 복수 개의 추진체(130) 및 스키드(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 추진체(130)로는, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 회전익이 이용될 수 있는바, 이하 회전익(130)으로 설명하기로 한다.
몸체(110)의 일측에서 돌출되게 배치되는 아암(120)의 단부에는 회전익(130)이 설치될 수 있다. 그리고, 몸체(110)에서 돌출되게 배치되는 아암(120)은 복수 개가 구비될 수 있다.
회전익(130)은 구동 모터(미도시)에 의해 회전하여 상기 무인 비행체(1)의 이륙, 착륙 또는 이동(수평 방향: x, 수직 방향: y)을 가능하게 한다. 여기서, 상기 구동 모터는 동력공급원(200)에서 공급되는 전원에 의해 구동된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본체(100)는 4개의 회전익(130)을 구비할 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
회전익(130)은 비행이 가능하도록 다양한 개수로 배치될 수 있고, 다양한 위치에 장착될 수 있다. 또한, 본체(100)를 이동시킬 수 있는 구성이라면 다양한 구조로 변형될 수도 있다.
스키드(140)는 적어도 한 쌍이 몸체(110)의 하부에 배치될 수 있다. 그리고, 스키드(140)는 착륙시 지면에 먼저 닿게 되어 몸체(110)가 지면과의 직접적인 충돌을 방지할 수 있다.
스키드(140)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 외측을 향하여 소정의 각도(θ)로 경사지게 형성된 지지 프레임(141)과 착륙 프레임(142)을 포함할 수 있다.
착륙 프레임(142)은 봉 형상으로 형성되되, 지지 프레임(141)의 단부에서 소정의 곡률(R)을 갖도록 내측을 향하여 만곡되게 형성될 수 있다.
여기서 '외측'이라 함은 몸체(110)를 기준으로 바깥쪽을 의미하며, '내측'이라 함은 몸체(110)를 기준으로 안쪽을 의미한다.
소정의 각도(θ)로 경사지게 형성된 지지 프레임(141)은 상기 무인 비행체(1)의 착륙시 가해지는 충격의 방향을 전환하여 몸체(110)에 직접적으로 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.
또한, 내측으로 만곡되게 형성된 착륙 프레임(142)은 몸체(110)의 하부에 가해질 수 있는 외력 또는 충격으로부터 몸체(110)를 보호할 수 있다.
즉, 지지 프레임(141)과 착륙 프레임(142)으로 이루어지는 스키드(140)는, 상술 된 바와 같이, 몸체(110)가 받는 충격을 완화하면서도 몸체(110)를 보호할 수 있다.
본 실시예는 본체(100)의 착륙시 스키드(140)가 지면에 안착하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 스키드(140)의 구성은 필요에 따라 생략되거나 다른 착지 수단으로 대체될 수 있다.
한편, 본체(100)는 몸체(110)와 스키드(140) 사이에 배치되는 충격 완화 서스펜션(150)을 더 포함할 수 있다.
충격 완화 서스펜션(150)은 쇽업소버 또는 댐퍼의 구조를 포함하며, 착륙시 본체(100)에 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 동력공급원(200)은 컨트롤러(800)에 의해 제어되어 상기 구동 모터 이외에 감지 유닛(300), 촬상 장치(400), 낙하산 유닛(500), 에어백 유닛(600), 인지 유닛(700) 및 컨트롤러(800)에 전원을 공급할 수 있도록 전기적으로 연결될 수 있다.
동력공급원(200)은 주 배터리(210)와 보조 배터리(220)를 포함할 수 있다.
주 배터리(210)는 상기 무인 비행체(1)의 일반적인 동작 상태에서 전원을 공급한다.
보조 배터리(220)는 주 배터리(210)가 방전되거나 주 배터리(210)가 전원을 공급할 수 없는 상태일 때 상기 무인 비행체(1)의 각 구성 요소에 전원을 공급한다.
따라서, 감지 유닛(300) 중 전원감지센서에 의해 주 배터리(210)가 전원을 공급할 수 없다고 감지되는 경우, 컨트롤러(800)는 보조 배터리(220)를 이용하여 주 배터리(210) 대신에 전원을 공급하도록 제어할 수 있다.
도 4를 참조하여 살펴보면, 감지 유닛(300)은 상기 무인 비행체(1)의 현재 상태를 감지하여 컨트롤러(800)에 신호를 송출할 수 있다. 여기서, 감지 유닛(300)은 본체(100)에 설치될 수 있다.
감지 유닛(300)은 상기 무인 비행체(1)의 가속도를 측정하는 가속도 센서, 회전각을 측정하는 자이로 센서, 방향센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 진동 센서, 충격 센서, 고도를 측정하는 고도 센서, 바람의 방향을 감지하는 풍향 센서, 바람의 속도를 감지하는 풍속 센서, 전원을 감지하는 전원감지센서 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
가속도 센서, 자이로 센서, 방향 센서 및 고도 센서는 측정된 값 및 값의 변화량를 감지한다. 또한, 적외선 센서는 고온부와의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 초음파 센서는 물체와의 거리를 측정할 수 있다. 또한, 진동 센서는 일정 진동수 이상으로 진동시 운항에 장애가될 경우를 감지한다.
또한, 충격 센서는 비행 중 어떠한 물체와의 충격을 감지한다.
그에 따라, 컨트롤러(800)는 감지 유닛(300)에서 송출되는 신호를 수신하여 상기 무인 비행체(1)의 현재 상태가 동작할 수 있는 정상 상태인지 아니면 상기 무인 비행체(1)에 문제가 발생한 이상 상태인지를 파악할 수 있다.
촬상 장치(400)는 본체(100)의 하부에 설치되어 지상의 물체(대인, 대물)에 대한 영상 또는 이미지를 촬상할 수 있다.
예컨대, 촬상 장치(400)로 360도 카메라가 제공될 수 있으며, 상기 카메라는 지상의 건물형상, 도로형상, 나무형상, 사람 등을 촬상하고 이를 포함하는 이미지 정보를 컨트롤러(800)로 전송할 수 있다.
상기 이미지 정보를 수신한 컨트롤러(800)는 매핑 소프트웨어를 구비할 수 있는바, 가속도 센서, 자이로 센서, 방향센서, 고도 센서, 초음파 센서 등에서 측정된 값 및 값의 변화량과, 상기 이미지 정보를 이용하여 3차원 지형, 지물에 대한 매핑을 수행할 수 있다.
그에 따라, 컨트롤러(800)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 무인 비행체(1)의 상태를 파악하고, 상기 이미지 분석을 통해 상기 무인 비행체(1)가 안전하게 착륙할 수 있는 복수 개의 안전 위치(S)를 선정한다. 그리고, 컨트롤러(800)는 촬상 장치(400)에 의한 착륙 안전도를 고려하여 안전 위치(S1, S2, S3 ... Sn)를 순위별로 선정한다.
여기서, 상기 안전 위치(S)는 상기 무인 비행체(1)가 이동할 수 있는 범위(이동 거리(d1))를 기반으로 사람이 없는 곳이나 적은 곳 또는 지상의 물체 존재 여부, 상기 물체의 집중도, 촬상된 물체의 움직임 여부, 지상의 평탄도 및 상기 무인 비행체(1)의 상태 등에서 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 고려한 착륙 안정도를 기반으로 지속적으로 업데이트될 수 있다.
따라서, 상기 무인 비행체(1)의 컨트롤러(800)는, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태 발생시, 이상 상태의 상기 무인 비행체(1)의 상태를 파악하고 정상 상태에서 선정된 안전 위치(S)의 순위별로 안전 위치(S1, S2, S3 ... Sn)를 재선별하게 된다.
그리고, 컨트롤러(800)는 재선별되어 선정된 안전 위치(S1, S2, S3 ... Sn) 중 착륙 안전도를 고려하여 착륙 안정도가 가장 높은 착륙 지점(H)을 선정하고, 상기 무인 비행체(1)를 상기 착륙 지점(H)으로 유도하여 상기 무인 비행체(1)의 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.
즉, 상기 무인 비행체(1)는 기 설정된 시간마다 지속적으로 안전 위치(S)를 업데이트 하기 때문에, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태 발생시 맵핑(Mapping)에 걸리는 시간을 단축하여 빠르게 대처할 수 있다. 그에 따라, 상기 무인 비행체(1)는 이상 상태시에도 안전 위치(S) 중 선정된 착륙 지점(H)으로 빠르게 유도될 수 있다.
촬상 장치(500)를 이용하여 안전 위치(S)를 선정하는 실시예에 있어서, 정상 상태에서 맵핑으로 안전 위치(S)를 지속적으로 업데이트 하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨데, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태를 발견함과 동시에 컨트롤러(800)는 감시 유닛(300)과 촬상 장치(400)를 이용하여 복수 개의 안전 위치(S)를 선정하고 상기 무인 비행체(1)를 안전 위치(S) 중 선정된 착륙 지점(H)으로 빠르게 유도되게 할 수도 있다.
한편, 상기 무인 비행체(1)는 낙하산 유닛(500)을 더 포함할 수 있다.
낙하산 유닛(500)은 본체(100)의 상부에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 그에 따라, 낙하산 유닛(500)의 사용 또는 손상 등에 따른 교체를 용이하게 할 수 있다.
상기 무인 비행체(1)의 이상 상태시, 낙하산 유닛(500)은 상기 무인 비행체(1)의 낙하 속도를 지연시켜 선정된 안전 위치(S)로 상기 무인 비행체(1)가 유도되도록 제어할 수 있는 시간을 확보케 한다.
낙하산 유닛(500)은 본체(100)의 상부에 배치될 수 있다.
상기 무인 비행체(1)의 이상 상태시, 컨트롤러(800)는 낙하산 유닛(500)을 작동시켜 낙하산을 펼친다.
낙하산 유닛(500)은 튜브형 낙하산 본체(510), 복수 개의 로프(520) 및 로프(520) 각각의 길이를 조절하는 로프 조절부(미도시)를 포함할 수 있다.
튜브형 낙하산 본체(510)에는 내부에 기체를 공급할 수 있는 캡슐(미도시)이 설치될 수 있다. 따라서, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태시, 상기 캡슐은 튜브형 낙하산 본체(510)에 기체를 공급하여 낙하산으로서의 역할을 수행케 한다.
여기서, 상기 기체로는 질소보다 질량이 낮은 기체가 주입될 수 있다. 예를 들어, 안정성과 낙하 속도 지연을 만족하도록 다른 원소와 화합하지 않는 불활성 가스 중 헬륨이 공급될 수 있다.
따라서, 상기 헬륨이 공급된 튜브형 낙하산 본체(510)는 본체(100)의 낙하 속도를 지연시킨다. 그에 따라, 튜브형 낙하산 본체(510)는 안전 위치(S)로 상기 무인 비행체(1)가 유도되도록 제어할 수 있는 시간을 일반 낙하산보다 더 확보할 수 있게 한다.
복수 개의 로프(520)는 본체(100)의 몸체(110)와 튜브형 낙하산 본체(510) 사이에 설치될 수 있다.
그리고, 복수 개의 로프(520) 각각의 길이는 컨트롤러(800)에 의해 제어되는 상기 로프 조절부에 의해 조절될 수 있다.
그에 따라, 상기 무인 비행체(1)의 비상 착륙시, 컨트롤러(800)는 상기 로프 조절부를 이용하여 로프(520) 각각의 길이를 개별적으로 제어함으로써 상기 무인 비행체(1)가 선정된 안전 위치(S)로 유도될 수 있게 한다.
실시예에 있어서, 낙하산 유닛(500)이 방향을 조절할 수 있는 글라이딩 방식으로 제공되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 낙하 속도를 지연시킬 수 있는 일반적인 낙하산이 이용될 수 있음은 물론이다.
상기 무인 비행체(1)는 본체(100) 자체의 파손을 방지하고, 대인 또는 대물에 대한 2차 피해를 방지하는 안전 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 안전 장치로 에어백 유닛(600)이 제공될 수 있다.
도 2 및 도 7을 참조하여 살펴보면, 에어백 유닛(600)은 스키드(140)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 에어백 유닛(600)은 착륙 프레임(142) 각각의 양 단부에 각각 탈착 가능하게 배치될 수 있다.
에어백 유닛(600)은 에어백(610), 에어백(610)의 일측에 배치되는 복수 개의 토출구(620) 및 내부에 기체를 공급할 수 있는 에어백 캡슐(630)을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태시, 에어백 캡슐(630)은 에어백(610)에 기체를 공급하여 본체(100) 자체의 파손을 방지하고, 대인 또는 대물에 대한 2차 피해를 방지할 수 있다.
여기서, 상기 기체로는 질소보다 질량이 낮은 기체가 주입될 수 있다. 예를 들어, 안정성과 낙하 속도 지연을 만족하도록 다른 원소와 화합하지 않는 불활성 가스 중 헬륨이 에어백(610)에 공급될 수 있다.
따라서, 상기 헬륨이 공급된 튜브형 에어백(610)은 본체(100)의 낙하 속도를 지연시킨다. 그에 따라, 상기 에어백(610)은 안전 위치(S)로 상기 무인 비행체(1)가 유도되도록 제어할 수 있는 시간을 더 확보할 수 있다.
또한, 전개된 에어백(610)은 긴급 착륙 또는 추락시에도 본체(100) 자체의 파손을 방지하고, 대인 또는 대물에 대한 2차 피해를 방지할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 에어백(610)의 전개시, 본체(100)의 하부에는 도넛 형상으로 전개되는 에어백이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 에어백(610)은 네 개로 분할된 형태로 구현될 수 있다.
네 개로 분할된 에어백(610) 각각에는 토출구(620)가 마련되기 때문에, 컨트롤러(800)는 에어백(610) 각각에 마련된 토출구(620)를 개폐하여 에어백(610) 각각의 기체량을 조절할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(800)는 에어백(610) 각각의 내부에 기체량을 조절하여 상기 무인 비행체(1)의 비행 균형(자세 제어)을 조절할 수 있다. 그에 따라, 상기 무인 비행체(1)는 촬상 장치(400)의 촬상 이미지를 이용하여 대인 또는 대물에 대한 충돌을 방지할 수도 있으며, 충돌시에도 에어백(610) 내부의 기체량을 조절하여 충돌에 따른 피해를 최소화할 수 있다.
예컨대, 물체와의 충돌시, 완전히 팽창된 에어백(610) 보다 불완전 팽창된 에어백(610)은 충격을 감소시킬 수 있다.
에어백(610)의 실시예에 있어서, 네 개로 분할된 형상을 그 예로 하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 도넛 형상을 유지하되 세 개 또는 다수 개의 에어백(610)이 사용될 수 있음은 물론이다.
토출구(620)는 에어백(610)의 하면과 측면에 각각 배치될 수 있다. 여기서, 토출구(620)의 개폐 및 개폐 정도는 컨트롤러(800)에 의해 제어된다.
하면에 배치된 토출구(620)를 통해 에어백(610) 내부의 기체를 토출함으로써, 상기 무인 비행체(1)는 상승하거나 또는 낙하 속도를 더욱 지연시킬 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체(1)는 하면에 배치된 토출구(620)를 통해 배출되는 기체량을 조절하여 상기 무인 비행체(1)의 균형을 조절할 수 있다.
측면에 배치된 토출구(620)를 통해 에어백(610) 내부의 기체를 토출함으로써, 상기 무인 비행체(1)는 이동 방향 및 이동 거리를 조절할 수 있다. 또한, 상기 무인 비행체(1)는 측면에 배치된 토출구(620)를 통해 배출되는 기체량을 조절하여 상기 무인 비행체(1)의 비행 균형을 조절할 수 있다.
토출구(620)의 실시예에 있어서, 에어백(610)의 측면과 하면에 각각 토출구(620)가 배치된 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이동 방향 및 이동 거리와 균형 및 낙하 속도 지연을 고려하여 에어백(610)의 다양한 위치에 토출구(620)가 배치될 수 있음은 물론이다.
다만, 상기 무인 비행체(1)는 에어백(610)의 측면과 하면에 각각 별도의 토출구(620)를 배치하여 이동 방향 및 이동 거리의 조절과 낙하 속도 지연을 각각 개별적으로 제어할 수 있다. 그에 따라, 컨트롤러(800)는 정밀하게 상기 무인 비행체(1)의 이동 및 비행 균형을 제어할 수 있다.
에어백(610) 내부의 기체가 토출되는 토출구(620)는 조리개 타입(diaphragm type)으로 제공될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하여 살펴보면, 토출구(620)는 받침판(621), 복수 개의 날개(622) 및 조절 기어(623)를 포함할 수 있다.
환형의 받침판(621)에는 판상에 다수의 유선형의 날개(622)가 소용돌이 형상으로 회전이 가능하도록 배치될 수 있다.
그리고, 조절 기어(623)는 받침판(621)와 같은 환형으로 형성될 수 있다.
그에 따라, 받침판(621)에 연결된 다수의 날개(622)가 받침판(621)과 조절 기어(623) 사이에 배치되고, 받침판(621)이 에어백(610)에 설치됨으로써 토출구(620)를 형성하게 된다.
여기서, 조절 기어(623)의 외측 둘레에는 기어치가 형성될 수 있으며, 상기 기어치는 조절 기어(623)의 회동 조절을 정확하게 조절되게 한다. 그리고, 상기 기어치는 상기 구동원으로 이용되는 모터의 축에 연결된 기어와 형합할 수 있다.
따라서, 상기 모터에 의해 조절 기어(623)가 회전함에 따라 복수 개의 날개(622)는 소용돌이 형상으로 회전할 수 있다. 그에 따라, 토출되는 기체의 양은 조절될 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여 상기와 같은 구조로 되어 있는 토출구(620)의 작동원리를 설명한다.
조절 기어(623)가 일 방향으로 움직이게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 에어백(610) 내의 유량을 감소시키기 위해 날개(622)가 원심방향으로 소용돌이처럼 회전하게 되고, 다수의 날개(622)가 원심방향으로 돌출되어 카메라 렌즈의 조리개와 같이 움직임으로써 토출 면적을 줄일 수 있게 된다. 필요에 따라서는 날개(622)의 회전 반경을 최대로 하여 유로를 완전히 차단할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 반대로 유량의 증가하기 위해서는 조절 기어(623)를 타 방향으로 움직여 날개(622)를 원심방향의 반대로 회전시킴으로써, 토출구(620)를 개방할 수 있게 된다.
상기와 같이 받침판(621)에 연결된 다수의 날개(622)는 조리개 타입으로 동작을 하기 때문에 기체와 날개(622)가 접촉하는 부분이 전체적으로 균일하게 되어 기체의 양은 균일하게 토출이 된다.
상기와 같은 작동원리에 따라, 토출부(620)는 카메라 렌즈의 조리개처럼 작동하기 때문에 기체의 토출량을 조절하면서도 기체가 균일하게 토출되게 한다.
한편, 본체(100)의 상부에서 전개된 낙하산 본체(510)와 함께 본체(100)의 하부에서 전개된 에어백 유닛(600)은 상기 무인 비행체(1)의 비행 균형(자세 제어)을 유지케 한다.
예컨대, 낙하산 본체(510)가 전개된 상태에 의하여 본체(100)는 낙하산 본체(510)의 하부측에 위치하게 된다. 그에 따라, 에어백(610)은 본체(100)의 하부에서 전개되기 때문에, 무인 비행체의 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.
즉, 낙하산 본체(510)가 전개된 상태에 의하여 상기 무인 비행체(1)의 본체(100)는 낙하산의 하부측에 위치하게 되며, 그에 따라 전개된 에어백(610)은 본체(100)의 하부에 배치된다. 설사, 상기 무인 비행체(1)의 이동시 자세가 불균형하게 되더라도, 감지 유닛(300)을 통한 정보를 기반으로 하여 컨트롤러(800)는 토출구(620)를 통해 에어백(610) 내부에 공급된 기체를 외부로 토출하여 자세를 제어할 수 있다. 이에, 전개된 에어백(610)이 우선적으로 지면 또는 지상에 위치하는 물체와 충돌하게 되어 충돌에 따른 피해를 최소화할 수 있다.
도 2 및 도 11를 참조하여 살펴보면, 상기 무인 비행체(1)는 상기 무인 비행체(1)가 이상 상태에 따라 비상 착륙, 추락 등임을 인지시키는 인지 유닛(700)을 포함할 수 있다.
상기 무인 비행체(1)는 정상 상태에서 선별된 복수 개의 안전 위치(S)를 기반으로, 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태시 낙하산 본체(510)와 에어백(610)의 전개 후 착륙 안전도를 고려하여 안전 위치(S)를 재선정할 수 있다.
물론, 정상 상태에서 선별된 복수 개의 안전 위치(S) 없이 낙하산 본체(510)와 에어백(610)의 전개 후 착륙 안전도를 고려하여 안전 위치(S)를 선정할 수도 있다.
그에 따라, 상기 무인 비행체(1)의 인지 유닛(700)은 안전 위치(S) 중 착륙하고자 하는 착륙 지점(H)의 주변에 위치하는 대인에게 상기 무인 비행체(1)가 이상 상태임을 인지시킨다.
상기 무인 비행체(1)의 인지 유닛(700)은 선정된 착륙 지점(H)을 대인이 인지할 수 있도록 광을 조사하는 피코 프로젝터 또는 레이저 포인터로 제공될 수 있다.
상기 레이저 포인터의 경우 지면에 착륙 지점(H)을 표시하여 대인에게 인지시킴으로써, 대인이 상기 무인 비행체(1)가 착륙하고자 하는 착륙 지점(H)으로 이동하는 것을 방지한다.
또한, 상기 피코 프로젝터의 경우 지면에 착륙 지점(H)을 표시함과 동시에 상기 무인 비행체(S)가 이동부터 착륙까지의 이동 경로를 대인에게 인지시킴으로써 대인이 상기 무인 비행체(S)의 이동 경로 또는 착륙 지점(H)으로 진입하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 인지 유닛(700)은 지향성 스피커로 제공될 수 있다.
상기 지향성 스피커는 상기 무인 비행체(1)의 하방에 위치하는 대인에게 소리를 이용하여 상기 무인 비행체(1)의 이상 상태를 인지시킴으로써, 대인이 상기 무인 비행체(1)의 하방에서 대피할 수 있게 한다.
이때, 상기 무인 비행체(1)는 주변 소음을 감지하는 마이크를 더 포함할 수 있다.
따라서, 컨트롤러(800)는 상기 마이크를 통해 감지된 소음을 분석하여 상기 지향성 스피커의 소리 크기를 결정할 수 있다.
인지 유닛(700)을 설명함에 있어서, 피코 프로젝터, 레이저 포인터 또는 지향성 스피커로 제공되는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 중 적어도 하나 또는 이들의 조합으로 제공될 수도 있다.
이하, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 상기 무인 비행체(1)의 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 낙하산 본체(510)와 에어백(610)이 전개된 상태에서, 상기 무인 비행체(1)의 컨트롤러(800)는 감지 유닛(300)과 촬상 장치(400)에서 획득한 지상 이미지를 이용하여 상기 무인 비행체(1)가 이동할 수 있는 거리(d2)를 산출한다.
예컨대, 상기 무인 비행체(1)의 낙하 속도, 풍향, 풍속, 토출구(620)를 통해 토출되는 토출 가능량 등을 이용하여 컨트롤러(800)는 상기 무인 비행체(1)가 이동할 수 있는 거리(d2)를 산출한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(800)는 이동할 수 있는 거리(d2) 내에서 복수 개의 안전 위치(S)를 선정하고, 착륙 안정도를 고려하여 선정된 안전 위치(S)를 순위별로 선별하여 착륙 지점(H)을 선정한다. 즉, 컨트롤러(800)는 착륙 안정도에 의해 선정된 안전 위치(S) 중 일순위를 착륙 지점(H)으로 선정한다.
이때, 안전 위치(S)는 지상의 물체 존재 여부, 지상의 평탄도 등을 고려하여 복수 개가 선정될 수 있다. 그리고, 컨트롤러(800)는 대인의 집중도와 대인의 이동 경로 등을 고려하여 순위별로 안전 위치(S1, S2, S3 ...)를 선별하고 착륙 지점(H)을 선정할 수 있다.
이때, 정상 상태에서 선정된 복수 개의 안전 위치(S)를 이용하여 안전 위치(S)를 재선정함으로써 착륙 지점(H)을 빠르게 선정할 수도 있다.
여기서, 대인의 이동 경로는 촬상 장치(400)를 통해 기 설정된 시간 간격으로 획득되는 이미지를 비교하여 예측될 수 있다.
도 14를 참조하여 살펴보면, 상기 무인 비행체(1)는 인지 유닛(700)을 이용하여 상기 무인 비행체(1)가 이상 상태임을 인지시킬 수 있다.
특히, 레이저 포인터 또는 피코 프로젝터를 이용하여 착륙 지점(H)으로 대인이 진입하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 무인 비행체(1)는 착륙 지점(H)으로 이동하여 기체 안전과 대인, 대물에 대한 피해를 방지할 수 있다.
도 15를 참조하여 무인 비행체 제어방법을 살펴보면, 상기 무인 비행체 제어방법(S1)은 무인 비행체(1)의 동작을 인지하는 단계(S10), 무인 비행체(1)의 상태를 확인하는 단계(S20), 촬상 장치를 이용하여 촬상하는 단계(S30), 착륙 지점을 선정하는 단계(S40), 무인 비행체(1)의 이상 상태를 감지하는 단계(S50), 안전 시스템을 가동하는 단계(S60) 및 착륙(S70)을 포함할 수 있다.
무인 비행체(1)의 동작을 인지하는 단계(S10)에서는 감지 유닛(300)을 이용하여 무인 비행체(1)가 동작하는지 여부를 인지할 수 있다.
무인 비행체(1)의 상태를 확인하는 단계(S20)에서는 감지 유닛(300)을 이용하여 무인 비행체(1)의 상태를 확인할 수 있다. 예를 들어, 감지 유닛(300)을 이용하여 무인 비행체(1)의 고도, 기울기, 속도, 가속도 등을 지속적으로 확인함으로써, 무인 비행체(1)의 현재 상태를 확인할 수 있다.
촬상 장치를 이용하여 촬상하는 단계(S30)에서는 촬상 장치(400)를 이용하여, 지상의 물체(대인, 대물)에 대한 영상 또는 이미지를 촬상할 수 있다.
착륙 지점을 선정하는 단계(S40)에서는 감지 유닛(300)과 촬상 장치(400)를 통해 얻은 이미지를 이용하여 복수 개의 안전 위치(S)를 선별한다. 그리고, 선정된 안전 위치(S)를 기반으로 착륙 안전도를 고려하여 착륙하고자 하는 착륙 지점(H)을 선정할 수 있다.
무인 비행체(1)의 이상 상태를 감지하는 단계(S50)에서는 감지 유닛(300)을 이용하여 무인 비행체(1)가 정상 상태 인지 아니면 이상 상태인지를 확인할 수 있다.
무인 비행체(1)가 정상 상태라면 S20 단계부터 S50 단계를 반복하여 수행하게 된다.
만일, 상기 무인 비행체(1)가 이상 상태라고 확인되면, 안전 시스템을 가동(S60)하는 단계를 수행한 후 정상 상태에서 선별된 복수 개의 안전 위치(S)를 기반으로 착륙 안전도를 고려하여 안전 위치(S)를 재선정할 수 있다. 여기서, 이상 상태로는 배터리 방전, 회전익(130) 고장, 자유낙하감지, 통신 에러, 충돌 등과 같은 이상 상황이 감지된 상태를 의미할 수 있다.
안전 시스템을 가동하는 단계(S60)에서는 낙하산 본체(510)와 에어백(610)을 전개하여 무인 비행체(1)의 낙하 속도를 지연시킬 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체(1)는 에어백 유닛(600)의 토출구(620)를 통해 분사되는 기체의 양을 조절하여 착륙하고자 하는 착륙 지점(H)으로 유도될 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체(1)는 로프(520) 각각의 길이를 개별적으로 제어하여 착륙하고자 하는 착륙 지점(H)으로 유도될 수 있다.
또한, 인지 유닛(700)을 이용하여 대인에게 상기 무인 비행체(1)가 이상 상태임을 인지시키고, 상기 무인 비행체(1)가 착륙하기 위한 이동 경로상 또는 착륙 지점(H)으로 대인이 진입하는 것을 방지할 수 있다.
만일, 상기 무인 비행체(1)의 회전익(130) 중 일부가 구동 가능한 상태라면 상기 무인 비행체(1)는 구동 가능한 회전익(130)을 파악하고, 구동 가능한 회전익(130)을 구동하여 낙하 속도를 지연시키면서 착륙 지점(H)에 착륙할 수 있다.
그에 따라, 상기 무인 비행체(1)는 안전하게 착륙 지점(H)으로 착륙할 수 있다(S70).
한편, 상기 무인 비행체(1)는 회전익(130)이 구동될 수 없을 때, 낙하산 유닛(500) 또는 에어백 유닛(600)을 이용하여 상기 무인 비행체(1)를 구동하는 것을 그 예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다. 즉, 별도의 보조 추진체를 구비하여 상기 무인 비행체(1)를 착륙 지점(H)으로 안전하게 착륙시킬 수도 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 수정과 변경에 관계된 차이점들을 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
<부호의 설명>
1: 무인 비행체, 100: 본체, 200: 동력공급원, 300: 감지 유닛, 400: 촬상 장치, 500: 낙하산 유닛, 600: 에어백 유닛, 700: 인지 유닛, 800: 컨트롤러, S: 안전 위치, H: 착륙 지점

Claims (10)

  1. 본체;
    상기 본체에 장착되는 촬상 장치;
    상기 본체의 현재 상태를 감지하는 감지 유닛; 및
    상기 촬상 장치 및 감지 유닛과 통신하는 컨트롤러를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 본체의 이상 상태 판단시 상기 촬상 장치에서 획득한 지상 이미지를 이용하여 적어도 하나의 안전 위치를 선정하고, 상기 본체를 상기 안전 위치로 이동시키는 무인 비행체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 감지 유닛의 정보를 이용하여 이동 가능한 거리를 산출하는 무인 비행체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 안전 위치가 복수 개인 경우, 상기 이동 가능한 거리 내에서 착륙 안전도가 가장 높은 지점을 착륙 지점으로 선택하는 무인 비행체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 착륙 안정도는,
    상기 촬상 장치에 의한 지상의 물체 존재 여부, 상기 물체의 집중도, 상기 물체의 움직임 여부 및 상기 지상의 평탄도 중 적어도 어느 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 무인 비행체.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 감지 유닛은
    가속도 센서, 자이로 센서, 방향 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 진동 센서, 충격 센서, 고도 센서, 풍향 센서, 풍속 센서, 전원감지센서 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합을 포함하는 무인 비행체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 상부에 탈착 가능하게 배치되는 낙하산 유닛을 더 포함하는 무인 비행체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 낙하산 유닛은,
    내부에 기체가 공급되어 전개되는 튜브형 낙하산 본체와,
    상기 본체와 상기 튜브형 낙하산 본체 사이에 배치되는 복수 개의 로프를 포함하며,
    상기 컨트롤러는 상기 로프의 각각의 길이를 조절하여 상기 본체가 상기 안전 위치로 유도되게 하는 무인 비행체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본체는,
    몸체;
    상기 몸체에서 돌출되게 배치되는 복수 개의 아암;
    상기 아암의 단부에 배치되는 추진체; 및
    상기 몸체의 하부에 배치되는 스키드를 포함하는 무인 비행체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스키드에 탈착 가능하게 설치되는 복수 개의 에어백 유닛을 더 포함하는 무인 비행체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에어백 유닛은,
    에어백;
    상기 에어백에 기체를 공급하는 에어백 캡슐; 및
    상기 에어백에 배치되는 복수 개의 토출구를 포함하는 무인 비행체.
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