KR101914179B1 - Apparatus of detecting charging position for unmanned air vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인비행체의 충전위치 탐지 기술에 있어서, 특히 무인비행체의 배터리 충전을 위해 빠르고 정밀하게 충전위치를 탐지해주는 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에 관한 것으로, 충전위치가 지정된 충전용 플랫폼에 착륙하여 충전하는 무인비행체에 장착되며, 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼을 촬영하는 카메라; 상기 무인비행체에 장착되어 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼으로 레이더신호를 송출하고, 상기 충전용 플랫폼에서 반사된 반사신호를 수신하는 레이더; 그리고 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 적어도 하나의 마커를 식별하여 상기 식별된 마커의 위치에 기준하는 상기 충전위치의 좌표 값을 산출하고, 상기 레이더신호의 송출시간에 기준한 상기 반사신호의 수신시간으로부터 상기 충전용 플랫폼까지의 거리 값을 산출하는 제어기를 포함하는 것이 특징인 발명이다.The present invention relates to a charging position detecting apparatus for an unmanned aerial vehicle which detects a charging position quickly and precisely for charging a battery of an unmanned aerial vehicle, A camera mounted on a unmanned flying vehicle for photographing the charging platform at the time of landing for charging; A radar mounted on the unmanned aerial vehicle for transmitting a radar signal to the charging platform upon landing for charging and receiving a reflected signal reflected from the charging platform; And calculating coordinate values of the charging position based on the position of the identified marker by identifying at least one marker in the image photographed by the camera, calculating a coordinate value of the charging position based on a reception time of the reflection signal based on the transmission time of the radar signal And a controller for calculating a distance value from the charging platform to the charging platform.

Figure 112016087320359-pat00001
Figure 112016087320359-pat00001

Description

무인비행체의 충전위치 탐지 장치{Apparatus of detecting charging position for unmanned air vehicle}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a charging position detecting apparatus for an unmanned aerial vehicle,

본 발명은 무인비행체의 충전위치 탐지 기술에 관한 것으로, 특히 무인비행체의 배터리 충전을 위해 빠르고 정밀하게 충전위치를 탐지해주는 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에 관한 것이다.In particular, the present invention relates to a charging position detection apparatus for a unmanned aerial vehicle that detects a charging position quickly and precisely for charging a battery of an unmanned air vehicle.

무인비행체는 군사용, 화재 및 재난구조용, 촬영용 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 최근에는 개인 취미용으로 널리 보급되면서 그 수요도 지속적으로 증가하고 있다. Unmanned aerial vehicles are used in various fields such as military, fire and disaster rescue, and photographing. In recent years, the demand for personal hobby has been steadily increasing.

무인비행체인 드론은 배터리의 전력을 이용하여 다수 개의 프로펠러를 회전시킴으로써 하늘을 비행하는 비행유닛의 일종이다.A drone, a unmanned aerial vehicle, is a type of flying unit flying through the sky by rotating a number of propellers using the power of a battery.

드론을 비행시키기 위해서는 다수 개의 프로펠러가 매우 빠르게 회전되어야 하므로 배터리 소모량이 매우 많아지고, 이에 따라 배터리를 지속적으로 교체해 주어야 한다는 단점이 있다. In order to fly the drone, many propellers must be rotated very quickly, resulting in very high battery consumption, which means that the battery must be constantly replaced.

일반적으로 일회용 배터리를 드론에 장착시키는 경우, 약 10분 내외의 시간 동안 드론을 비행시킬 수 있으므로, 드론을 장시간 비행시키기 위해서는 일회용 배터리 사용량이 매우 많아져 비용이 많이 소모된다는 단점이 있다. Generally, when the disposable battery is mounted on the drones, the drones can be flown for about 10 minutes or less. Therefore, the disposable battery is very expensive to consume the drones for a long time.

이와 같은 배터리 교체비용문제를 해결하기 위하여 드론에 충전 배터리를 사용할 수 있는데, 충전 배터리를 사용할 때에는 주기적으로 배터리를 충전시켜야 한다는 번거로움이 있다. 또한, 드론의 배터리 충전 시에는 사용자가 배터리 충전위치를 정확하게 맞추는 작업이 필수적이어서 번거로움이 있다.In order to solve such a battery replacement cost problem, a rechargeable battery can be used in a drones. However, it is troublesome to charge the battery periodically when using a rechargeable battery. In addition, when charging the battery of the drones, it is troublesome that the user needs to precisely match the battery charging position.

따라서, 드론의 착륙장치에 충전장치를 구비하여 착륙 시마다 충전이 자동으로 이루어질 수 있도록 하는 것이 요구된다. 한편, 착륙 시 자동 충전이 이루어지기 위해서는 충전위치를 정확하고 빠르게 탐지하는 기술이 필요한 실정이다.Therefore, it is required that the landing gear of the drone is equipped with a charging device so that charging can be performed automatically every landing. On the other hand, in order to perform automatic charging at landing, a technique for accurately and quickly detecting a charging position is required.

한편, 종래에는 드론의 충전 위치를 자동으로 탐지하는 기술은 소개된 바 없으며, 단지 전기버스의 배터리 교환 위치를 보정해 주는 장치(대한민국 특허공보 제10-1483294호)가 소개된 바 있으나 그 기술은 배터리 교환장비의 x축 이동위치를 촬영하는 제1카메라와 배터리 교환장비의 y축 이동위치를 촬영하는 제2카메라를 사용해야 하기 때문에 장비 구축 비용이 많이 소요된다. In the past, a technique for automatically detecting the charging position of the drones has not been introduced, and a device (Korean Patent Publication No. 10-1483294) for correcting the battery replacement position of the electric bus has been introduced, The first camera for photographing the x-axis movement position of the battery exchange device and the second camera for photographing the y-axis movement position of the battery exchange device are required to be used.

본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 무인비행체의 배터리를 충전하는 설비에서 간단한 구조로 충전위치를 정밀하고 신속하게 탐지해주는 무인비행체의 충전위치 탐지 장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a charging position detecting device for an unmanned aerial vehicle which accurately and quickly detects a charging position with a simple structure in a facility for charging a battery of an unmanned air vehicle.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치의 특징은, 충전위치가 지정된 충전용 플랫폼에 착륙하여 충전하는 무인비행체에 장착되며, 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼을 촬영하는 카메라; 상기 무인비행체에 장착되어 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼으로 레이더신호를 송출하고, 상기 충전용 플랫폼에서 반사된 반사신호를 수신하는 레이더; 그리고 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 적어도 하나의 마커를 식별하여 상기 식별된 마커의 위치에 기준하는 상기 충전위치의 좌표 값을 산출하고, 상기 레이더신호의 송출시간에 기준한 상기 반사신호의 수신시간으로부터 상기 충전용 플랫폼까지의 거리 값을 산출하는 제어기를 포함하는 것이다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a charged position of an unmanned air vehicle, the apparatus comprising: an unmanned aerial vehicle for landing on a charging platform, ; A radar mounted on the unmanned aerial vehicle for transmitting a radar signal to the charging platform upon landing for charging and receiving a reflected signal reflected from the charging platform; And calculating coordinate values of the charging position based on the position of the identified marker by identifying at least one marker in the image photographed by the camera, calculating a coordinate value of the charging position based on a reception time of the reflection signal based on the transmission time of the radar signal And a controller for calculating a distance value from the charging platform to the charging platform.

바람직하게, 상기 제어기는 상기 산출된 좌표 값과 거리 값을 조합하여 상기 무인비행체를 상기 충전위치에 자동으로 유도하기 위한 비행명령신호를 생성할 수 있다.Preferably, the controller may generate a flight command signal for automatically guiding the unmanned air vehicle to the charging position by combining the calculated coordinate value and the distance value.

바람직하게, 상기 마커는 상기 충전용 플랫폼 또는 상기 충전용 플랫폼에 지정된 상기 충전위치에 표시될 수 있다.Preferably, the marker may be displayed at the charging platform or at the charging location designated for the charging platform.

바람직하게, 상기 마커는 상기 충전용 플랫폼 또는 상기 충전용 플랫폼에 지정된 상기 충전위치에 배치되는 발광표시소자일 수 있다.Preferably, the marker may be a light emitting display element disposed at the charging platform specified by the charging platform or the charging platform.

보다 바람직하게, 상기 카메라는 상기 발광표시소자에서 방출되는 광의 산란을 필터링하는 필터를 구비할 수 있다.More preferably, the camera may include a filter for filtering scattering of light emitted from the light emitting display device.

바람직하게, 상기 제어기는 상기 카메라의 촬영 영역에서 상기 충전위치의 중심점을 가상으로 지정하고, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 식별된 하나의 마커를 상기 중심점으로 이동시키는 상기 좌표 값을 산출할 수 있다.Preferably, the controller can virtually designate the center point of the charging position in the photographing area of the camera, and calculate the coordinate value that moves the one marker identified in the image photographed by the camera to the center point .

바람직하게, 상기 제어기는 상기 카메라의 촬영 영역에서 상기 충전위치의 중심점과 외곽 경계지점을 가상으로 지정하고, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 식별된 제1마커를 상기 중심점으로 이동시키면서 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 식별된 제2마커를 상기 외곽 경계지점으로 이동시키는 상기 좌표 값을 산출할 수 있다.Preferably, the controller is configured to virtually designate a center point and an outline boundary point of the charging position in the photographing area of the camera, and move the first marker identified in the image photographed by the camera to the center point, The coordinate values for moving the second marker identified in the photographed image to the outer boundary point can be calculated.

바람직하게, 상기 카메라는 상기 무인비행체가 충전을 위해 상기 충전용 플랫폼에 착륙하는 충전모드에서 온(on)되어 상기 충전용 플랫폼을 촬영할 수 있다.Preferably, the camera may photograph the charging platform by turning on the charging mode in which the unmanned air vehicle landing on the charging platform for charging.

바람직하게, 상기 레이더는 상기 충전모드에서 상기 카메라와 동기되어 온(on)될 수 있다.Preferably, the radar may be turned on in synchronization with the camera in the charging mode.

본 발명에 따르면, 저가의 카메라만으로 착륙 시 배터리 충전을 위해 빠르고 정확하게 충전용 플랫폼에 지정된 충전위치를 탐지할 수 있다. 즉, 단 1대의 카메라를 이용하여 착륙지점 및 배터리 충전위치에 표시 또는 배치되는 마커(발광표시소자)를 촬영하여 무인비행체의 이동 방향을 제어하고, 또한 레이더를 이용하여 배터리 충전이 이루어질 위치까지의 거리를 산출할 수 있기 때문에, 보다 정밀한 배터리 충전위치를 탐지해 준다.According to the present invention, it is possible to quickly and accurately detect the charging position assigned to the charging platform for battery charging at landing with only a low-cost camera. That is, a single camera is used to photograph the marker (light emitting display element) displayed or disposed at the landing spot and the battery charging position to control the moving direction of the unmanned aerial vehicle, Since the distance can be calculated, the battery charging position can be detected more precisely.

또한, 보다 간단한 구조로 착륙지점과 배터리 충전위치를 탐지하기 때문에, 과도한 비용 추가 없이 실현 가능하다.In addition, because it detects the landing point and the battery charging position with a simpler structure, it can be realized without adding excessive cost.

도 1은 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치의 구성을 나타낸 블록다이어그램,
도 2는 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에서 무인비행체의 이동 방향을 제어하는 일 예를 나타낸 다이어그램,
도 3은 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에서 무인비행체의 이동 방향을 제어하는 다른 예를 나타낸 다이어그램이다.1 is a block diagram showing a configuration of a charging position detecting apparatus for an unmanned air vehicle according to the present invention,
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of controlling the moving direction of the unmanned aerial vehicle in the charging position detecting apparatus of the unmanned air vehicle according to the present invention,
FIG. 3 is a diagram illustrating another example of controlling the movement direction of the unmanned aerial vehicle in the apparatus for detecting a charged position of an unmanned air vehicle according to the present invention.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration and an operation of an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and the configuration and operation of the present invention shown in and described by the drawings will be described as at least one embodiment, The technical idea of the present invention and its essential structure and action are not limited.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a preferred embodiment of a charging position detecting apparatus for an unmanned air vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus for detecting a charged position of an unmanned air vehicle according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 장치는 무인비행체의 충전을 위한 충전용 플랫폼(2)에 무인비행체를 유도하기 위한 거리 및 좌표를 산출하는 것으로, 카메라(10)와 레이더(20)와 제어기(30)로 구성된다.Referring to FIG. 1, the apparatus of the present invention calculates the distance and coordinates for guiding the unmanned air vehicle to the charging platform 2 for charging the unmanned air vehicle. The camera 10, the radar 20, 30).

특히, 본 발명의 장치는 거리 및 좌표를 산출한 결과로부터 무인비행체의 비행을 수행하는 모터(1)에 비행명령신호를 출력함으로써, 무인비행체를 비행명령신호에 의해 상하좌우 이동비행시켜서 충전용 플랫폼(2)에 구비되는 충전위치로 착륙을 유도하기 위한 것이다.In particular, the apparatus of the present invention outputs a flight command signal to the motor 1 that performs the flight of the unmanned air vehicle from the result of calculation of the distance and the coordinates, thereby causing the unmanned air vehicle to fly up, To a charging position provided in the vehicle (2).

본 발명의 무인비행체의 충전위치 탐지 장치는 무인비행체를 충전용 플랫폼(2)에 구비되는 충전위치로 정확하고 빠르게 이동하도록 제어하기 위한 것이다. 여기서, 충전용 플랫폼(2)은 무선 충전을 위한 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하나 그로만 한정하지는 않는다. 즉, 본 발명의 장치에 의해 정밀 탐지가 가능하기 때문에, 충전용 플랫폼(2)에 유선 충전을 위한 도킹 수단이 마련되는 경우에도 용이하게 적용 가능하다.The apparatus for detecting the charged position of the unmanned aerial vehicle of the present invention is for controlling the unmanned aerial vehicle to move accurately and quickly to the charging position provided in the charging platform 2. [ Here, although the charging platform 2 is preferably provided with means for wireless charging, it is not limited thereto. That is, since the device of the present invention enables precision detection, it is easily applicable even when docking means for wired charging is provided in the charging platform 2.

카메라(10)와 레이더(20)는 충전용 플랫폼(2)에 착륙하여 충전하는 무인비행체에 장착될 수 있다. The camera 10 and the radar 20 can be mounted on a unmanned aerial vehicle that lands and charges the charging platform 2. [

카메라(10)는 충전을 위한 착륙 시에 충전용 플랫폼(2)을 촬영한다. 카메라(10)의 촬영 영역은 고정되는 것이 바람직하다.The camera 10 photographs the charging platform 2 at the time of landing for charging. It is preferable that the photographing area of the camera 10 is fixed.

특히, 카메라(10)의 촬영 영역에서 일 지점을 충전위치의 중심점으로 지정할 수 있는데, 이를 위해 카메라(10)의 광학계에 가늠자와 같은 표시를 구비하거나 촬영 영상의 일 지점을 논리적인 표시자로서 가상으로 지정할 수 있다.In particular, one point in the photographing area of the camera 10 can be designated as the center point of the charging position. For this purpose, the camera 10 may be provided with an indication such as a scale, or a virtual point .

상기한 카메라(10)는 무인비행체를 평면상의 전후좌우 방향으로 이동시키기 위한 영상데이터를 생성하는 수단이다.The camera 10 is a means for generating image data for moving the unmanned air vehicle in the forward, backward, left and right directions on the plane.

관련하여, 레이더(20)는 무인비행체를 평면상의 전후좌우 방향에 대해 수직방향으로 이동시키기 위한 거리 값을 생성하는 수단이다. 레이더(20)는 임펄스 레이더를 사용하는 것이 바람직하나 그로만 한정하지는 않는다.In this regard, the radar 20 is a means for generating a distance value for moving the unmanned flying vehicle in the vertical direction with respect to the front, rear, left, and right directions on the plane. The radar 20 preferably uses an impulse radar, but is not limited thereto.

즉, 레이더(20)는 충전을 위한 착륙 시에 충전용 플랫폼(2)으로 레이더신호를 송출하고, 그 충전용 플랫폼(2)에서 반사된 반사신호를 수신한다. That is, the radar 20 transmits a radar signal to the charging platform 2 at the time of landing for charging, and receives the reflected signal reflected from the charging platform 2.

카메라(10)는 무인비행체가 충전을 위해 충전용 플랫폼(2)에 착륙하는 충전모드에서 온(on)되어 충전용 플랫폼(2)을 촬영할 수 있고, 또한 레이더(20)도 무인비행체가 충전을 위해 충전용 플랫폼(2)에 착륙하는 충전모드에서 온(on)되어 충전용 플랫폼(2)으로 레이더신호를 송출하고 또한 반사신호를 수신할 수 있다. 즉, 레이더(20)는 충전모드에서 카메라(10)와 동기되어 온(on)되는 것이 바람직하다.The camera 10 can be turned on in the charging mode in which the unmanned aerial vehicle is landed on the charging platform 2 for charging and the charging platform 2 can be photographed and the radar 20 can also charge the unmanned air vehicle It can be turned on in the charging mode for landing on the charging platform 2 to transmit the radar signal to the charging platform 2 and receive the reflected signal. That is, it is preferable that the radar 20 is turned on in synchronization with the camera 10 in the charging mode.

제어기(30)는 카메라(10) 및/또는 레이더(20)에서 생성된 데이터를 사용하여 무인비행체의 비행을 제어하기 위한 비행명령신호를 생성한다. 즉, 제어기(30)는 레이더신호의 송출시간에 기준한 반사신호의 수신시간으로부터 충전용 플랫폼(2)까지의 거리 값을 산출한다. 제어기(30)는 카메라(10)에 의해 촬영된 영상에서 적어도 하나의 마커(50)를 식별하고, 그 마커(50)의 위치에 기준하여 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치의 좌표 값을 산출한다.The controller 30 generates a flight command signal for controlling the flight of the unmanned aerial vehicle using the data generated by the camera 10 and / or the radar 20. That is, the controller 30 calculates the distance value from the reception time of the reflection signal based on the transmission time of the radar signal to the charging platform 2. The controller 30 identifies at least one marker 50 in the image photographed by the camera 10 and calculates the coordinate value of the charging position designated in the charging platform 2 based on the position of the marker 50 .

제어기(30)는 카메라(10)에 의해 촬영된 영상으로부터 산출한 좌표 값에 레이더(20)에 의해 측정된 거리 값을 더 사용하여 무인비행체를 충전위치에 자동으로 유도할 수 있다. 즉, 제어기(30)는 상하 이동 즉, 상승이나 하강을 위한 거리 값과 전후좌우 이동을 위한 좌표 값을 조합하여 무인비행체의 이동 비행을 위한 비행명령신호를 생성한다.The controller 30 can automatically derive the unmanned aerial vehicle to the charging position by further using the distance value measured by the radar 20 to the coordinate value calculated from the image photographed by the camera 10. [ That is, the controller 30 generates a flight command signal for moving flight of the unmanned aerial vehicle by combining up and down movement, that is, a distance value for up and down movement and a coordinate value for moving forward and backward.

제어기(30)가 카메라(10)에 의해 촬영된 영상에서 식별하는 적어도 하나의 마커(50)는 충전용 플랫폼(2) 또는 그 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치에 표시될 수 있다. 여기서, 충전용 플랫폼(2)에 표시되는 마커와 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치에 표시되는 마커는 서로 구분될 수 있도록 다른 형상을 가질 수 있다.At least one marker 50 which the controller 30 identifies in an image photographed by the camera 10 can be displayed at the charging position designated in the charging platform 2 or the charging platform 2 thereof. Here, the marker displayed on the charging platform 2 and the marker displayed on the charging position designated on the charging platform 2 may have different shapes so that they can be distinguished from each other.

특히, 마커(50)는 충전용 플랫폼(2) 또는 그 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치에 배치되는 발광표시소자일 수 있다. 여기서, 충전용 플랫폼(2)에 배치되는 발광표시소자와 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치에 배치되는 발광표시소자는 서로 구분될 수 있도록 다른 색의 광을 발광하는 소자일 수 있다. In particular, the marker 50 may be a light emitting display element disposed at a charging position designated in the charging platform 2 or the charging platform 2 thereof. Here, the light-emitting display element disposed in the charging platform 2 and the light-emitting display element disposed in the charging position designated in the charging platform 2 may be elements that emit light of different colors so that they can be distinguished from each other.

본 발명에서는 마커(50)로서 발광표시소자 이외에 카메라(10)를 통해 인식될 수 있는 능동소자를 사용할 수 있다. 일 예로는, LED나 IR이나 레이저일 수 있다.In the present invention, as the marker 50, an active element which can be recognized through the camera 10 in addition to the light emitting display element can be used. An example would be LED, IR, or laser.

한편, 마커(50)로서 발광표시소자를 사용할 경우에 방출 광의 산란에 의해 식별이 어려울 수 있으므로, 카메라(10)가 발광표시소자에서 방출되는 광의 산란을 필터링하는 필터를 더 구비할 수 있다. 필터는 광의 산란을 제거함으로써 마커(50)의 선명도를 높일 수 있도록 해준다.On the other hand, when the light-emitting display device is used as the marker 50, it may be difficult to identify the light due to scattering of the emitted light. Therefore, the camera 10 may further include a filter for filtering scattering of light emitted from the light- The filter allows the sharpness of the marker 50 to be increased by removing light scattering.

이상의 본 발명의 장치에서는 제어기(30)가 촬영된 영상에서 식별하는 마커(50)를 하나만 사용할 수도 있고, 2개 이상을 사용할 수도 있다.In the apparatus of the present invention as described above, the controller 30 may use only one marker 50 or two or more markers to be identified in the photographed image.

도 2는 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에서 무인비행체의 이동 방향을 제어하는 일 예를 나타낸 다이어그램으로, 제어기(30)가 하나의 마커(50)를 사용하여 제어하는 예를 도시한 것이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an example of controlling the moving direction of the unmanned aerial vehicle in the charging position detecting apparatus for an unmanned air vehicle according to the present invention, wherein an example in which the controller 30 is controlled using one marker 50 will be.

도 2를 참조하면, 제어기(30)는 카메라(10)의 촬영 영역에서 충전용 플랫폼(2)에 지정된 충전위치의 중심점을 가상으로 지정한다.Referring to FIG. 2, the controller 30 virtually designates the center point of the charging position designated in the charging platform 2 in the photographing area of the camera 10. FIG.

이후에, 카메라(10)에서 촬영된 영상에서 마커(50)가 식별되면, 가상으로 지정된 충전위치의 중심점으로부터 그 식별된 마커(50)가 어느 정도 이격된 거리에 위치할 수 있다. Thereafter, when the marker 50 is identified in the image photographed by the camera 10, the identified marker 50 may be located at a distance from the center point of the virtually designated charging position.

그에 따라, 제어기(30)는 카메라(10)의 촬영 영상에서 식별된 마커(50)를 가상으로 지정된 중심점으로 이동시키기 위한 좌표 값을 산출한다.Accordingly, the controller 30 calculates a coordinate value for moving the marker 50 identified in the photographed image of the camera 10 virtually to the designated center point.

도 2의 예라면, 식별된 마커(50)를 A 방향으로 이동시켜 가상 중심점에 일치시키기 위한 좌표 값을 산출한다. 그 산출된 좌표 값으로 무인비행체를 이동시키기 위한 비행명령신호를 생성한다.In the example of Fig. 2, the identified marker 50 is moved in the A direction to calculate coordinate values for matching with the virtual center point. And generates a flight command signal for moving the unmanned aerial vehicle using the calculated coordinate values.

도 2의 예는 충전위치의 영역크기를 미리 제어기(30)가 알고 있는 경우와 무인비행체가 틀어짐 없이 충전위치로 착륙하는 경우에 해당하는 것으로서, 가상으로 지정된 중심점에 마커(50)만을 일치시키는 좌표 값으로 무인비행체의 착륙위치를 제어하는 것이다. The example shown in FIG. 2 corresponds to the case where the controller 30 knows the area size of the charging position in advance and the unmanned aerial vehicle landed at the charging position without being distorted. Value to control the landing position of the unmanned aerial vehicle.

그러나, 무인비행체가 다양한 방향에서 충전위치로 착륙할 수 있는 점을 감안하여, 적어도 2개 이상의 마커(51,52)를 사용하는 것이 바람직하다.However, it is preferable to use at least two markers 51 and 52 in consideration of the fact that the unmanned air vehicle can land in the charging position in various directions.

도 3은 본 발명에 따른 무인비행체의 충전위치 탐지 장치에서 무인비행체의 이동 방향을 제어하는 다른 예를 나타낸 다이어그램으로, 제어기(30)가 2개의 마커(51,52)를 사용하여 무인비행체의 이동을 제어하는 예를 도시한 것이다.FIG. 3 is a diagram illustrating another example of controlling the moving direction of the unmanned air vehicle in the apparatus for detecting a charged position of the unmanned air vehicle according to the present invention, wherein the controller 30 uses two markers 51 and 52, As shown in FIG.

도 3을 참조하면, 제어기(30)는 카메라(10)의 촬영 영역에서 충전용 플랫폼(2)에 저정된 충전위치의 중심점과 외곽 경계지점을 가상으로 지정한다. 여기서, 가상으로 지정되는 외곽 경계지점이 아닌 가상 중심점과 상이한 지점을 임의대로 정할 수도 있다. Referring to FIG. 3, the controller 30 virtually designates a center point and an outline boundary point of the charging position stored in the charging platform 2 in the photographing area of the camera 10. Here, it is also possible to arbitrarily set a point different from the virtual center point, which is not the virtual boundary point.

이후에, 카메라(10)에서 촬영된 영상에서 제1마커(51)와 제2마커(52)가 식별되면, 가상으로 지정된 중심점으로부터 그 식별된 제1마커(51)가 어느 정도 이격된 거리에 위치할 수 있고, 또한 가상으로 지정된 외곽 경계지점으로부터 그 식별된 제2마커(52)가 어느 정도 이격된 거리에 위치할 수 있다. Thereafter, when the first marker 51 and the second marker 52 are identified in the image photographed by the camera 10, a distance from the virtually designated center point to the identified first marker 51 at a certain distance And the identified second marker 52 from a virtually designated outer boundary point can be located at some distance apart.

그에 따라, 제어기(30)는 카메라(10)의 촬영 영상에서 식별된 제1마커(51)를 가상으로 지정된 중심점으로 이동시키면서 카메라(10)의 촬영 영상에서 식별된 제2마커(52)를 가상으로 지정된 외곽 경계지점으로 이동시키기 위한 좌표 값을 산출한다.The controller 30 moves the first marker 51 identified in the photographed image of the camera 10 to a virtually designated center point and recognizes the second marker 52 identified in the photographed image of the camera 10 as virtual To the outer boundary point designated by the coordinate value.

도 3의 예라면, 식별된 제1마커(51)를 B 방향으로 이동시켜 가상 중심점에 일치시키면서 식별된 제2마커(52)를 C 방향으로 이동시켜 가상 외곽 경계지점에 일치시키기 위한 좌표 값을 산출한다. 그 산출된 좌표 값으로 무인비행체를 이동시키기 위한 비행명령신호를 생성한다. 도 3의 예에서는 제1마커(51)와 제2마커(52)를 가상 중심점과 가상 외곽 경계지점에 일치시킴에 따라 소정 각도만큼 틀어진 경우에도 정확하게 충전위치를 탐지할 수 있다.In the example of FIG. 3, the identified first marker 51 is moved in the B direction to match the virtual center point, and the identified second marker 52 is moved in the C direction to obtain a coordinate value for matching the virtual outer boundary point . And generates a flight command signal for moving the unmanned aerial vehicle using the calculated coordinate values. In the example of FIG. 3, even when the first marker 51 and the second marker 52 are matched with the virtual center point and the virtual boundary boundary point, the charging position can be detected accurately.

이상의 본 발명의 장치는 드론과 같은 무인비행체가 자동으로 배터리 충전위치에 복귀할 때 착륙위치를 정확하게 탐지하는데도 적용 가능하다.The apparatus of the present invention is also applicable to accurately detecting the landing position when the unmanned aerial vehicle such as a drone is automatically returned to the battery charging position.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the embodiments of the invention described herein are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the invention is indicated by the appended claims rather than by the foregoing description, Should be interpreted as being included in.

1: 모터 2: 충전용 플랫폼
10: 카메라
20: 레이더
30: 제어기1: Motor 2: Charging platform
10: Camera
20: Radar
30: Controller

Claims (9)

충전위치가 지정된 충전용 플랫폼에 착륙하여 충전하는 무인비행체에 장착되며, 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼을 촬영하는 카메라;
상기 무인비행체에 장착되어 충전을 위한 착륙 시에 상기 충전용 플랫폼으로 레이더신호를 송출하고, 상기 충전용 플랫폼에서 반사된 반사신호를 수신하는 레이더; 그리고
상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 적어도 하나의 마커를 식별하여 상기 식별된 마커의 위치에 기준하는 상기 충전위치의 좌표 값을 산출하고, 상기 레이더신호의 송출시간에 기준한 상기 반사신호의 수신시간으로부터 상기 충전용 플랫폼까지의 거리 값을 산출하고, 상기 산출된 좌표 값과 거리 값을 조합하여 상기 무인비행체를 상기 충전위치에 자동으로 유도하기 위한 비행명령신호를 생성하는 제어기를 포함하되,
상기 마커는,
상기 충전용 플랫폼에 배치되어 발광하는 발광표시소자와, 상기 충전용 플랫폼에 지정된 상기 충전위치에 배치되어 발광하는 발광표시소자이며,
상기 충전용 플랫폼에 배치되는 발광표시소자와 상기 충전용 플랫폼에 지정된 상기 충전위치에 배치되는 발광표시소자는 서로 구분될 수 있도록 다른 색의 광을 발광하는 소자이고,
상기 카메라는 상기 발광표시소자에서 방출되는 광의 산란을 필터링하는 필터를 구비하고,
상기 제어기는 상기 카메라의 촬영 영역에서 상기 충전위치의 중심점과 외곽 경계지점을 가상으로 지정하고, 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 식별된 제1마커를 상기 중심점으로 이동시키면서 상기 카메라에 의해 촬영된 영상에서 식별된 제2마커를 상기 외곽 경계지점으로 이동시키는 상기 좌표 값을 산출하고,
상기 카메라는 상기 무인비행체가 충전을 위해 상기 충전용 플랫폼에 착륙하는 충전모드에서 온(on)되어 상기 충전용 플랫폼을 촬영하고, 상기 레이더는 상기 충전모드에서 상기 카메라와 동기되어 온(on)되는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 충전위치 탐지 장치.A camera mounted on a unmanned flying vehicle for landing and charging on a charging platform assigned a charging position and photographing the charging platform when landing for charging;
A radar mounted on the unmanned aerial vehicle for transmitting a radar signal to the charging platform upon landing for charging and receiving a reflected signal reflected from the charging platform; And
The method comprising the steps of: calculating coordinates of the charging position based on the position of the identified marker by identifying at least one marker in the image photographed by the camera; calculating a coordinate value of the charging position based on the reception time of the reflection signal based on the transmission time of the radar signal And a controller for calculating a distance value to the charging platform and generating a flight command signal for automatically guiding the unmanned air vehicle to the charging position by combining the calculated coordinate value and the distance value,
The marker
A light emitting display element disposed on the charging platform and emitting light; and a light emitting display element disposed in the charging position designated by the charging platform and emitting light,
Wherein the light emitting display element disposed in the charging platform and the light emitting display element disposed in the charging position specified in the charging platform emit light of different colors so that they can be distinguished from each other,
Wherein the camera has a filter for filtering scattering of light emitted from the light emitting display element,
Wherein the controller is configured to virtually designate a center point and an outline boundary point of the charging position in the photographing area of the camera, move the first marker identified in the image photographed by the camera to the center point, Calculates the coordinate value for moving the second marker identified at the outer boundary point to the outer boundary point,
The camera captures the charging platform in a charging mode in which the unmanned air vehicle is landing on the charging platform for charging, and the radar is turned on in synchronization with the camera in the charging mode Wherein the charging position detecting unit detects the charging position of the unmanned aerial vehicle. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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