KR101751864B1 - 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 - Google Patents

무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인이동체를 조종하는데 있어서, 무인이동체의 기준(무인 이동체가 바라보는 방향 기준)에 따른 제어가 아닌 사용자 관점(조종기가 바라보는 방향 기준)에서 무인이동체를 조종하는 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공한다.

Description

무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 {SMART DEVICE FOR CONTROLING UNMANNED MOVING OBJECT AND METHOD FOR CONTROLING UNMANNED MOVING OBJECT AND RECORDING MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE SAME, AND RECORDING MEDIUM STORING PROGRAM FOR EXECUTING THE SAME}
본 발명은 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인이동체를 조종하는데 있어서, 무인이동체의 기준(무인 이동체가 바라보는 방향 기준)에 따른 제어가 아닌 사용자 관점(조종기가 바라보는 방향 기준)에서 무인이동체를 조종하는 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 관한 것이다.
일반적으로 무인이동체(자동차, 배, 비행기, 드론 등)의 조종은 무인이동체의 전방을 기준으로 조종하게 된다. 예를 들어, 자동차의 앞부분 쪽을 전방으로 하여 조종을 하게 된고, 배의 경우 이물 쪽을 전방으로 하여 조종을 하게 되며, 비행기의 경우 기수를 전방으로 하여 조종하게 된다.
그러나, 무인이동체의 움직임에 따라 무인이동체가 향하는 전방이 시시각각 변화하게 되어, 조종자가 바라보는 전방과 일치하지 않는 경우가 많이 발생되므로 조종에 숙달되지 않으면 무인이동체를 조종하는 것이 어려운 문제점이 있다.
이는, 무인이동체가 무인이동체의 관점에서 움직이기 때문이다.
카메라가 장착된 드론의 경우, 카메라가 바라보는 방향을 전방으로 하는 경우가 많으며, 촬영하고자 하는 곳을 카메라가 항상 바라보며 드론이 이동하도록 조종하는 것은 더욱 어려운 문제점이 있다.
더구나, 조종자를 상시 촬영하고 싶을 경우 사용자가 이동하게 되면 카메라가 상시 조종자를 바라보도록 하여 조종하는 것은 더더욱 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허 [10-2013-0086192]에서는 스마트안경을 이용한 무인항공기 제어와 조종시스템이 개시되어 있다.
한국공개특허 [10-2013-0086192](공개일자: 2013.07.31)
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무인이동체를 조종하는데 있어서, 무인이동체의 기준(무인 이동체가 바라보는 방향 기준)에 따른 제어가 아닌 사용자 관점(조종기가 바라보는 방향 기준)에서 무인이동체를 조종하는 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명의 실 시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법은, 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 무인이동체 조종 방법에 있어서, 조종기(10)와 무인이동체(20)상의 미리 결정된 포인트간 거리를 측정하는 거리측정 단계(S21); 상기 거리측정 단계(S21)에서 측정된 거리 및 무인이동체(20)에 내장된 센서로 측정된 무인이동체(20)의 자세정보(방향, 각도)를 근거로 기준좌표계 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 무인이동체좌표산정 단계(S22); 및 상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)에서 산정된 무인이동체(20)의 좌표를 상기 조종기(10)를 중심에 둔 조종기좌표계로 변환하는 조종기좌표계변환 단계(S23);를 포함하며, 조종기좌표계 상의 좌표를 근거로 무인이동체를 조종하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인이동체 조종 방법의 무인이동체는 무인비행체인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 거리측정 단계(S21)는 무인이동체(20)의 미리 결정된 포인트를 3 이상으로 하고, 조종기(10)와 포인트간 거리를 적어도 3 포인트 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)는 조종기(10)를 중심에 둔 기준좌표 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 조종기좌표계변환 단계(S23)는 조종기(10)가 향하는 방향을 어느 한 기준 축으로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인이동체 조종 방법은 조종기(10)로부터 무인이동체(20)이 제어명령을 수신받는 제어명령수신 단계(S10); 상기 거리측정 단계(S21)부터 조종기좌표계변환 단계(S23)를 포함하며, 상기 조종기좌표계변환 단계(S23)에서 조종기좌표계로 변환된 무인이동체(20)의 좌표를 근거로 무인이동체의 조종명령을 생성하는 무인이동체조종명령생성 단계(S20); 및 상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)에서 생성된 조종명령을 근거로 상기 무인이동체(20)를 조종하는 무인이동체조종 단계(S30);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어명령수신 단계(S10)의 제어명령은 상기 조종기(10)의 모션, 클릭 또는 터치 패턴에 따라 미리 결정된 모션 또는 터치 패턴에 해당되는 제어명령인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어명령은 상기 조종기(10)가 향하는 방향으로 일정 거리를 유지하며, 상기 무인이동체(20)를 이동시키는 위치이동명령 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 조종하기위한 거리이동명령을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어명령은 상기 조종기(10)에 탑재된 카메라의 촬영을 지시하는 촬영명령을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어명령을 받은 무인이동체(20)는 상기 카메라가 상시 상기 조종기(10)를 향하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 조종기(10)에 표시되는 화면은 구면좌표계를 적용한 정보로 표시되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)의 조종명령은 상기 조종기(10)의 방향과 기울기 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 근거로 한 조종기좌표계의 좌표값을 기준으로 생성되는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위해, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램이 제공되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기는, 카메라가 장착된 무인이동체(20)를 조종하는 무인이동체 조종 스마트기기에 있어서, 상기 스마트기기를 중심으로 상기 스마트기기와 상기 무인이동체(20) 사이의 거리를 일정하게 유지하되, 상기 스마트기기가 향하는 방향으로 상기 무인이동체(20)를 이동시키는 이동명령부(100); 상기 스마트기기와 무인이동체(20)의 거리를 조종하기 위한 거리조절부(200); 및 상기 스마트기기에 탑재된 카메라의 촬영을 지시하는 촬영명령부(300);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동명령부는 상기 무인이동체(20)에 이동할 방위각과 천정각을 전달하되, 상기 방위각은 상기 스마트기기에 내장된 지자기 센서를 근거로 획득하고, 상기 천정각은 상기 스마트기기에 내장된 자이로센서를 근거로 획득하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이동명령부(100)는 상기 무인이동체(20)의 이동 명령을 전달하는 이동 인터페이스(110)를 포함하고, 상기 이동 인터페이스(110)를 사용자가 누르면 상기 무인이동체(20)는 스마트기기가 향하는 방향으로 일정 거리를 유지하면서 이동하고, 상기 이동 인터페이스(110)를 누른 상태에서 상기 스마트기기를 원하는 방향으로 움직이면, 상기 무인이동체(20)는 상기 스마트기기와 일정거리를 유지하면서 상기 스마트기기가 향하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 이동명령부(100)의 명령에 따라 무인이동체(20)가 이동 시
상기 카메라가 상시 상기 스마트기기를 향하도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기 및 무인이동체 조종 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램에 의하면, 무인이동체를 이동시키고자 하는 방향과 거리 정보 만으로 무인이동체를 이동시킬 수 있고, 보다 직관적인 조종(조종자의 시점에서의 조종)이 가능하게 함으로써, 무인이동체 조종의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 조종기와 포인트간 거리를 3 포인트 이상 측정하여 3각층량이 가능함으로써, 무인이동체를 보다 정확하게 제어할 수 있는 효과가 있다.
또, 조종기를 중심에 둔 기준좌표를 이용함으로써, 조종자에게 불필요한 좌표에 대한 연산을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 조종기가 향하는 방향을 어느 한 기준축으로 함으로써, 더욱 간단하고 직관적인 연산이 가능한 효과가 있다.
또, 모션, 클릭, 터치 패턴 등의 다양한 입력이 가능함으로써, 조종자에게 보다 직관적이고 편리한 조작이 가능하게 하는 효과가 있다.
또한, 위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)과 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리) 만으로 무인이동체를 이동시킬 수 있는 명령체계를 사용함으로써, 수행해야 하는 연산도 줄어들고 더욱 정밀한 제어가 가능(GPS에 비해 오차가 상당히 줄어듬)한 효과가 있다.
또, 촬영하고자 하는 목표를 항상 카메라가 향하도록 자동제어함으로써, 조작의 편리성을 높일 수 있는 효과가 있다.
아울러, 구면좌표계를 적용한 정보가 표시되게 함으로써, 조종자의 직관적인 판단(어느 방향, 어느 거리)이 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법의 흐름도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법의 개념도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기의 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기의 블록도.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
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.
본 명세서에서 사용되는 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, 공정, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 공정, 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 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법의 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기의 블록도이다.
설명에 앞서, 본 명세서( 및 특허청구범위)에서 사용되는 용어에 대해 간단히 설명하도록 한다.
'무인이동체'란 사람이 탑승하지 않고 원격(유선 또는 무선)으로 조종이 가능한 이동 수단을 말한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법은 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 무인이동체 조종 방법에 있어서, 거리측정 단계(S21), 무인이동체좌표산정 단계(S22) 및 조종기좌표계변환 단계(S23)를 포함하며, 조종기좌표계 상의 좌표를 근거로 무인이동체를 조종하는 것을 특징으로 한다.
이때, 무인이동체는 무인비행체인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서 무인비행체는 무인비행기, 무인헬기, 드론 등 공중을 비행할 수 있는 기기를 말한다.
거리측정 단계(S21)는 조종기(10)와 무인이동체(20)상의 미리 결정된 포인트간 거리를 측정한다.
무인이동체(20)상의 미리 결정된 포인트는 무인이동체(20) 상에 특정 포인트를 지정한 것을 말한다. 예를 들어, 배의 경우, 무게중심을 포인트로 지정할 수 있다. 이렇게 지정된 포인트에 거리를 측정하기 위한 센서 등을 장착하여, 조종기(10)와 무인이동체(20)상의 미리 결정된 포인트간 거리를 측정할 수 있다.
무인이동체좌표산정 단계(S22)는 상기 거리측정 단계(S21)에서 측정된 거리 및 무인이동체(20)에 내장된 센서로 측정된 무인이동체(20)의 자세정보(방향, 각도)를 근거로 기준좌표계 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정한다. 여기서 자세정보는 무인이동체(20)에 내장된 지자기센서와 자이로센서 등으로 측정이 가능하다.
이때, 상기 거리측정 단계(S21)는 무인이동체(20)의 미리 결정된 포인트를 3 이상으로 하고, 조종기(10)와 포인트간 거리를 적어도 3 포인트 측정하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 쿼드콥터의 경우, 4 개의 모터 각각을 포인트로 지정할 수 있으며, 이 중 최소 3 포인트 이상에 대한 조종기(10)와의 거리를 측정하는 것이 바람직하다. 이는 3각 측량 등을 이용하기 위함이다.
여기서, 3 포인트 만으로는 2 개의 값이 나오기 때문에 추가로 1 포인트(총 4 포인트)에 대한 거리를 측정할 수 있고, 또는 조종기와 비행체간의 높이차를 측정할 수도 있는 등 다양한 방법을 사용할 수 있다.
또한, 상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)는 조종기(10)를 중심에 둔 기준좌표 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 사용하는 기준좌표계는 지평좌표계, 직교좌표계, 원통좌표계, 구면좌표계 등을 사용할 수 있으며, 이하 직교좌표계를 이용하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
기준좌표계에서 쿼드콥터 각 모터의 좌표값 계산의 예는 다음과 같다.
각각의 모터는 직사각형 형태로 배열되고, 1, 2, 3, 4 라고 하며, 드론 중심의 좌표를 (x*, y*, z*)라 하면,
(모터)1을 가리키는 vector
Figure 112015087785027-pat00001
은
Figure 112015087785027-pat00002
Figure 112015087785027-pat00003
(여기서, a는 y축과 평행선상에 놓인 모터 간의 거리, b는 x축과 평행선상에 놓인 모터간의 거리)
Figure 112015087785027-pat00004
는 쿼드콥터 상의 지자기센서와 자이로센서로 측정이 가능하다.
마찬가지 방법으로 (모터)2, (모터)3에 대하여
Figure 112015087785027-pat00005
조종기좌표계변환 단계(S23)는 상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)에서 산정된 무인이동체(20)의 좌표를 상기 조종기(10)를 중심에 둔 조종기좌표계로 변환한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법에 대한 연산처리는 조종기(10) 또는 무인이동체(20)에 설치될 수 있다. 즉, 무인이동체(10)는 기존의 명령체계에 따라 이동하되 조종기(10)에서 해당 연산을 수행하여 무인이동체(10)가 해당 연산에 따라 제어되도록 하는 것도 가능하고, 조종기(10)를 기존의 조종기를 사용하되 무인이동체(10)가 해당 연산을 수행하여 무인이동체를 제어하는 것도 가능하다.
이때, 상기 조종기좌표계변환 단계(S23)는 조종기(10)가 향하는 방향을 어느 한 기준 축으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
예를 들어, 직교좌표계의 경우 조종기(10)가 향하는 방향을 Y축으로 설정할 수 있다.
위에서 직교좌표계를 예로 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 아니고, 지평좌표계, 직교좌표계, 원통좌표계, 구면좌표계 등 모든 좌표계의 적용이 가능함은 물론이다.
직교좌표계를 예로 조종기좌표계로의 변환을 설명하면,
원점이 조종기의 (mic-speaker set)중심에 있고 Z축은 지면에 수직하게, Y축은 나침반의 북쪽을 가리키는 직교좌표계로 가정하면,
이 직교좌표계를 Z 축을 기준으로
Figure 112015087785027-pat00006
만큼, X축을 기준으로
Figure 112015087785027-pat00007
만큼 회전시키면 조종기가 향하는 방향을 Y축으로 하는 조종기좌표계를 만들 수 있다.
좌표계 회전 매트릭스(Matrix)의 예는
Z축을 기준으로 반시계 방향으로
Figure 112015087785027-pat00008
만큼 회전할 경우,
Figure 112015087785027-pat00009
Figure 112015087785027-pat00010
Figure 112015087785027-pat00011
Figure 112015087785027-pat00012
마찬가지 방법으로 X축을 기준으로 반시계
Figure 112015087785027-pat00013
만큼 회전할 경우,
Figure 112015087785027-pat00014
Figure 112015087785027-pat00015
Figure 112015087785027-pat00016
Figure 112015087785027-pat00017
,
Figure 112015087785027-pat00018
Figure 112015087785027-pat00019
즉, 직교좌표계에서 쿼드콥터의 좌표를 알면 조종기좌표계에서 쿼드콥터의 좌표를 알 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법은 제어명령수신 단계(S10), 무인이동체조종명령생성 단계(S20), 무인이동체조종 단계(S30)를 포함할 수 있다.
제어명령수신 단계(S10)는 조종기(10)로부터 무인이동체(20)이 제어명령을 수신받는다.
이때, 상기 제어명령은 상기 조종기(10)의 모션, 클릭 또는 터치 패턴에 따라 미리 결정된 모션 또는 터치 패턴에 해당되는 제어명령인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 조종기(10)의 모션은 조종기 내의 지자기센서와 자이로센서로 확인이 가능하며, 특정 모션을 취할 때 해당 모션에 따른 명령을 수행하도록 할 수 있다. 예를 들어, 조종기(10)를 원형의 궤적을 그리도록 움직였을 때, 조정기(10) 주위를 무인이동체(20)가 돌도록 움직이는 명령을 생성할 수 있다.
또한, 클릭은 한 번 (1초 이내에)눌렀다 떼는 것을 말한다. 예를 들어, 한번 클릭 할 경우, 위치는 고정하고(호버링) 조종기(10)를 무인이동체(20)가 바라보도록 제어하는 명령을 생성할 수 있으며, 두 번 클릭 할 경우, 조종기(10)쪽으로 무인이동체(20)가 돌아오도록 제어하는 명령을 생성할 수 있다.
또, 터치 패턴은 드래그를 말하는 것으로 누른 상태에서 일정 궤적을 그린 후 떼는 것을 말한다. 예를 들어, 원하는 동선으로 무인이동체(20)를 움직이도록 제어하는 명령을 생성할 수 있다.
상기에서 터치스크린에 명령을 하는 예를 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정된 것은 아니며, 입력 수단으로 터치스크린을 더 활용할 수 있음을 예로 든 것으로, 특정 버튼을 이용한 제어명령을 생성하는 것도 가능함은 물론이다. 예를 들어, 시동버튼을 이용할 경우, 시동버튼을 한 번 누르면 시동이 걸리는 제어명령을 생성할 수 있고, 시동버튼을 다시 한 번 누르면 시동이 꺼지는 제어명령을 생성할 수 있다. 또, 날개버튼을 이용할 경우, 날개버튼을 한 번 누르면 날개가 방출되고, 날개버튼을 다시 한 번 누르면 날개가 삽입되는 명령을 생성할 수 있다.
또한, 상기 제어명령은 상기 조종기(10)가 향하는 방향으로 일정 거리를 유지하며, 상기 무인이동체(20)를 이동시키는 위치이동명령 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 조종하기위한 거리이동명령을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 전방으로 이동, 후방으로 이동, 좌방으로 이동, 우방으로 이동, 상방으로 이동, 하방으로 이동, 시게방향으로 회전, 반시계방향으로 회전 등의 복잡한 명령체계를 사용하지 않고, 상기 위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)과 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리) 만으로 무인이동체를 이동시킬 수 있는 명령체계를 사용할 수 있다.
상기 위치이동명령 및 거리이동명령을 동시에 입력하는 것도 가능함은 물론이다.
또, 상기 제어명령은 상기 조종기(10)에 탑재된 카메라의 촬영을 지시하는 촬영명령을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 무인이동체(20)에 카메라가 탑재 되었을 경우, 카메라의 조작에 필요한 명령이 제어명령에 포함될 수 있다. 예를 들어, 카메라 조작버튼을 한 번 클릭하면 사진촬영, 더블 클릭하면 연속 사진촬영, 누른 상태로 1초 이상 유지하면 동영상 촬영 등을 명령할 수 있다.
무인이동체조종명령생성 단계(S20)는 상기 거리측정 단계(S21)부터 조종기좌표계변환 단계(S23)를 포함하며, 상기 조종기좌표계변환 단계(S23)에서 조종기좌표계로 변환된 무인이동체(20)의 좌표를 근거로 무인이동체의 조종명령을 생성한다.
이때, 상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)의 조종명령은 상기 조종기(10)의 방향과 기울기 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 근거로 한 조종기좌표계의 좌표값을 기준으로 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때에도 상기 위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)과 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리) 만으로 무인이동체를 이동시킬 수 있는 명령체계를 사용할 수 있다. 즉, 어느 방향으로 조종기(10)와 얼마만큼 떨어진 위치에 무인이동체(20)를 이동시킬 수 있는 명령을 생성할 수 있다.
이는, 일반적인 좌표계 상에서 좌표에 해당하는 명령을 내리는 것 보다 정확도 및 제어의 편리성 면에서 탁월하다. 즉, 일반적인 GPS 등을 이용하여 해당 좌표 및 이동되어야 할 좌표를 확인하고 이를 정밀하게 제어하기 위해서는 오차가 적어야 하는데 통상적인 GPS는 오차가 발생할 수밖에 없기 때문에 정확하게 의도한 위치로 이동시키는 것에 한계가 있으나, 어느 방향으로 조종기(10)와 얼마만큼 떨어진 위치에 무인이동체(20)를 이동시키기 위해 위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)과 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리)을 사용하게 되면 수행해야 하는 연산도 줄어들고 더욱 정밀한 제어가 가능(GPS에 비해 오차가 상당히 줄어듬)하기 때문이다.
무인이동체조종 단계(S30)는 상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)에서 생성된 조종명령을 근거로 상기 무인이동체(20)를 조종한다.
다시 말해, 무인이동체(20)의 이동 방향 및 거리가 나오면 무인이동체(20)의 이동을 위한 각각의 모터 출력값(모터의 회전수) 및 모터가 향해야 할 방향 등이 정지게 되며, 이를 이용하여 무인이동체(20)의 정밀제어가 가능해 진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법에서 상기 제어명령을 받은 무인이동체(20)는 상기 카메라가 상시 상기 조종기(10)를 향하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 무인이동체(20)가 어디로 이동하더라도 카메라가 향하는 방향이 상시 조종기(10)를 향하도록 자동 제어할 수 있다.
이는, 무인이동체(20)의 위치를 조종함과 더불어 카메라가 향하는 방향까지 조종하는 것은 무인이동체(20)의 조작을 어렵게 하는 것이기 때문에, 촬영하고자 하는 목표를 항상 카메라가 향하도록 자동제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법에서 상기 조종기(10)에 표시되는 화면은 구면좌표계를 적용한 정보로 표시되는 것을 특징으로 할 수 있다.
위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)과 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리)을 사용할 경우, 구면좌표계의 정보만 있으면 간단하게 연산이 가능하며, 조종자의 직관적인 판단도 가능하다.
즉, 구면좌표계를 이용하는 것이 조종자에게도 편리하고, 연산에도 효율적이다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 방법에 대하여 설명하였지만, 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체 및 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램 역시 구현 가능함은 물론이다.
즉, 상술한 무인이동체 조종 방법은 이를 구현하기 위한 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현됨으로써, 컴퓨터를 통해 판독될 수 있는 기록매체에 포함되어 제공될 수도 있음을 당업자들이 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 다시 말해, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어, 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, USB 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인이동체 조종 스마트기기는 카메라가 장착된 무인이동체(20)를 조종하는 무인이동체 조종 스마트기기에 있어서, 이동명령부(100), 거리조절부(200) 및 촬영명령부(300)를 포함한다.
이동명령부(100)는 상기 스마트기기를 중심으로 상기 스마트기기와 상기 무인이동체(20) 사이의 거리를 일정하게 유지하되, 상기 스마트기기가 향하는 방향으로 상기 무인이동체(20)를 이동시키기 위한 명령을 생성하여 상기 무인이동체(20)를 조정한다.
다시 말해, 상기 이동명령부(100)는 위치이동명령(방향 및 지면과의 각도)을 생성할 수 있다. 이때, 이동명령부(100)로부터 명령이 내려지는 순간의 스마트기기의 자세(방위각 및 천정각 등)를 근거로 위치이동명령이 생성될 수 있다.
이때, 상기 이동명령부(100)는 상기 무인이동체(20)에 이동할 방위각과 천정각을 전달하되, 상기 방위각은 상기 스마트기기에 내장된 지자기 센서를 근거로 획득하고, 상기 천정각은 상기 스마트기기에 내장된 자이로센서를 근거로 획득하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 방향을 확인할 수 있는 정보를 스마트기기에 내장된 지자기 센서 및 자이로센서를 통해 획득할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이동명령부(100)는 상기 무인이동체(20)의 이동 명령을 전달하는 이동 인터페이스(110)를 포함하고, 상기 이동 인터페이스(110)를 사용자가 누르면 상기 무인이동체(20)는 스마트기기가 향하는 방향으로 일정 거리를 유지하면서 이동하고, 상기 이동 인터페이스(110)를 누른 상태에서 상기 스마트기기를 원하는 방향으로 움직이면, 상기 무인이동체(20)는 상기 스마트기기와 일정거리를 유지하면서 상기 스마트기기가 향하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 이동 인터페이스(110)는 버튼 식, 조이스틱 식, 터치 식 등으로 구성할 수 있다. 즉, 스마트기기의 모션 만으로 무인이동체(20)를 조종하는 것은 어렵기 때문에, 이를 보조하는 수단으로 상기 이동 인터페이스(110)를 구비하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 이동명령부(100)의 명령에 따라 무인이동체(20)가 이동 시, 상기 카메라가 상시 상기 스마트기기를 향하도록 제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 무인이동체(20)가 어디로 이동하더라도 카메라가 향하는 방향이 상시 스마트기기를 향하도록 자동 제어할 수 있다.
이는, 무인이동체(20)의 위치를 조종함과 더불어 카메라가 향하는 방향까지 조종하는 것은 무인이동체(20)의 조작을 어렵게 하는 것이기 때문에, 촬영하고자 하는 목표를 항상 카메라가 향하도록 자동제어하는 것이 바람직하다.
거리조절부(200)는 상기 스마트기기와 무인이동체(20)의 거리를 조종하기 위한 명령을 생성하여 상기 무인이동체(20)를 조정한다.
다시 말해, 상기 거리조절부(00)는 거리이동명령(조종기와 무인이동체 간의 거리)을 생성할 수 있다.
촬영명령부(300)는 상기 스마트기기에 탑재된 카메라의 촬영을 지시한다.
즉, 무인이동체(20)에 카메라가 탑재되었을 경우, 카메라의 조작에 필요한 명령이 제어명령에 포함될 수 있다. 예를 들어, 카메라 조작버튼을 한 번 클릭하면 사진촬영, 더블 클릭하면 연속 사진촬영, 누른 상태로 1초 이상 유지하면 동영상 촬영 등을 명령할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10: 조종기
20: 무인이동체
100: 이동명령부
110: 이동 인터페이스
200: 거리조종부
300: 촬영명령부
S10: 제어명령수신 단계
S20: 무인이동체조종명령생성 단계
S21: 거리측정 단계
S22: 무인이동체좌표산정 단계
S23: 조종기좌표계변환 단계
S30: 무인이동체조종 단계

Claims (18)

  1. 연산처리수단에 의하여 실행되는 프로그램 형태로 이루어지는 무인이동체 조종 방법에 있어서,
    조종기(10)로부터 무인이동체(20)의 제어명령을 수신받는 제어명령수신 단계(S10);
    조종기(10)와 무인이동체(20)상의 미리 결정된 포인트간 거리를 측정하는 거리측정 단계(S21); 상기 거리측정 단계(S21)에서 측정된 거리 및 무인이동체(20)에 내장된 센서로 측정된 무인이동체(20)의 자세정보(방향, 각도)를 근거로 기준좌표계 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 무인이동체좌표산정 단계(S22); 및 상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)에서 산정된 무인이동체(20)의 좌표를 상기 조종기(10)를 중심에 둔 조종기좌표계로 변환하는 조종기좌표계변환 단계(S23);를 포함하며, 상기 조종기좌표계변환 단계(S23)에서 조종기좌표계로 변환된 무인이동체(20)의 좌표를 근거로 무인이동체의 조종명령을 생성하는 무인이동체조종명령생성 단계(S20); 및
    상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)에서 생성된 조종명령을 근거로 상기 무인이동체(20)를 조종하는 무인이동체조종 단계(S30);
    를 포함하고,
    조종기좌표계 상의 좌표를 근거로 무인이동체를 조종하는 것을 특징으로 하되,
    상기 무인이동체는 무인비행체인 것을 특징으로 하며,
    상기 제어명령은
    상기 조종기(10)가 향하는 방향으로 상기 조종기(10)와 상기 무인이동체(20) 사이의 거리를 일정하게 유지하며, 상기 무인이동체(20)를 이동시키는 위치이동명령 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 조종하기위한 거리이동명령을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 거리측정 단계(S21)는
    무인이동체(20)의 미리 결정된 포인트를 3 이상으로 하고, 조종기(10)와 포인트간 거리를 적어도 3 포인트 측정하는 것을 특징으로 하며,
    무인이동체좌표산정 단계(S22)는 상기 거리측정 단계(S21)에서 측정된 거리 및 무인이동체(20)에 내장된 센서로 측정된 무인이동체(20)의 자세정보를 근거로 기준좌표계 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무인이동체좌표산정 단계(S22)는
    조종기(10)를 중심에 둔 기준좌표 상에서 무인이동체(20)의 좌표를 산정하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조종기좌표계변환 단계(S23)는
    조종기(10)가 향하는 방향을 어느 한 기준 축으로 하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어명령수신 단계(S10)의 제어명령은
    상기 조종기(10)의 모션, 클릭 또는 터치 패턴에 따라 미리 결정된 모션 또는 터치 패턴에 해당되는 제어명령인 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어명령은
    상기 조종기(10)에 탑재된 카메라의 촬영을 지시하는 촬영명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어명령을 받은 무인이동체(20)는
    상기 카메라가 상시 상기 조종기(10)를 향하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 조종기(10)에 표시되는 화면은
    구면좌표계를 적용한 정보로 표시되는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 무인이동체조종명령생성 단계(S20)의 조종명령은
    상기 조종기(10)의 방향과 기울기 및 상기 조종기(10)와 무인이동체(20)의 거리를 근거로 한 조종기좌표계의 좌표값을 기준으로 생성되는 것을 특징으로 하는 무인이동체 조종 방법.
  13. 제 1항, 제 4항, 제 5항, 제 7항, 제 9항 내지 제 12항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  14. 제 1항, 제 4항, 제 5항, 제 7항, 제 9항 내지 제 12항 중 선택되는 어느 한 항에 기재된 무인이동체 조종 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장된 프로그램.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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