KR101945986B1 - Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board - Google Patents

Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board Download PDF

Info

Publication number
KR101945986B1
KR101945986B1 KR1020160125414A KR20160125414A KR101945986B1 KR 101945986 B1 KR101945986 B1 KR 101945986B1 KR 1020160125414 A KR1020160125414 A KR 1020160125414A KR 20160125414 A KR20160125414 A KR 20160125414A KR 101945986 B1 KR101945986 B1 KR 101945986B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connector
flight control
control computer
expansion board
pwm
Prior art date
Application number
KR1020160125414A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180035401A (en
Inventor
홍재영
이희우
Original Assignee
주식회사 케바드론
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 주식회사 케바드론 filed Critical 주식회사 케바드론
Priority to KR1020160125414A priority Critical patent/KR101945986B1/en
Publication of KR20180035401A publication Critical patent/KR20180035401A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101945986B1 publication Critical patent/KR101945986B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/18—Packaging or power distribution
    • G06F1/183—Internal mounting support structures, e.g. for printed circuit boards, internal connecting means
    • G06F1/185—Mounting of expansion boards
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1632—External expansion units, e.g. docking stations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1656—Details related to functional adaptations of the enclosure, e.g. to provide protection against EMI, shock, water, or to host detachable peripherals like a mouse or removable expansions units like PCMCIA cards, or to provide access to internal components for maintenance or to removable storage supports like CDs or DVDs, or to mechanically mount accessories
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/003—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units having an integrally preformed housing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Toys (AREA)

Abstract

본 발명은 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인항공기의 사용 목적에 따라 필요한 부품들을 하나의 확장보드에 집적시켜 이를 상용 비행 제어 컴퓨터의 보드와 연결시킴으로써, 사용 목적에 따라 확장보드를 쉽게 교체하여 상기 무인항공기를 다목적으로 사용할 수 있도록 해주는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터를 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flight control computer having a replacement expansion board, and more particularly, There is provided a flight control computer having a replacement expansion board for easily replacing an expansion board according to purposes and using the unmanned airplane as a multipurpose.

Description

교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터{Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board}[0001] Flight control computer having a replacement expansion board [0002]

본 발명은 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인항공기의 사용 목적에 따라 필요한 부품들을 하나의 확장보드에 집적시켜 이를 상용 비행 제어 컴퓨터와 연결시킴으로써, 사용 목적에 따라 확장보드를 쉽게 교체하여 상기 무인항공기를 다목적으로 사용할 수 있도록 해주는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a flight control computer having an expansion board for replacement, and more particularly, And more particularly, to a flight control computer having a replaceable expansion board for easily replacing an extension board and using the unmanned aircraft as a multipurpose.

무인항공기(UAV : Unmanned Aerial Vehicle)란 일반적으로 조종사가 탑승하지 않은 상태에서 지상에서의 원격 조종에 의해 또는 사전에 입력된 프로그램에 따라 또는 항공기 스스로 주위 환경(장애물, 항로)을 인식하고 판단하여 자율 비행(Autonomous Flying)하여 주어진 임무를 수행할 수 있도록 설계된 항공기를 말한다.Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is a system that recognizes and judges the environment (obstacle, route) by a remote control on the ground without pilots, An aircraft designed to perform a given mission by autonomous flying.

최근 드론이라 불리는 무인항공기가 군사적 목적을 넘어 방송, 레저, 배달 서비스 등에 사용됨에 따라 무인항공기에 대한 관심이 큰 폭으로 증가하고 있으며, 이에 힘입어 무인항공기 산업 규모도 해마다 증가하고 있다. 영국의 방위산업 컨설팅 기업 틸그룹에 의하면 세계 무인항공기 시장은 2014년 64억 달러(약 7조원)에서 2024년 115억 달러(약 12조원)로 증가할 것으로 전망했다.Recently, drone, which is called drone, has been used for broadcasting, leisure, and delivery service beyond military purpose. Therefore, interest in unmanned airplane has been increasing so much, and the scale of unmanned airplane industry is increasing year by year. The global unmanned aerial vehicle market is expected to grow from $ 6.4 billion in 2014 to about $ 11.5 billion in 2024, according to the UK defense industry consulting firm Till Group.

드론은 사전적으로 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도로 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인기를 총칭한다. 드론은 하드웨어와 소프트웨어로 구성돼 있으며, 하드웨어 요소는 비행체와 비행체 내부에 탑재되는 비행통제컴퓨터(FCC), 항법장비, 송수신기, 가시광선 및 적외선 센서 등의 장비로 구성돼 있고, 소프트웨어 요소는 지상통제시스템(GCS: Ground Control System or Station), 임무탑재체, 데이터링크모듈, 이착륙보조제어 소프트웨어(S/W), S/W융합형 임베디드시스템 등으로 구성된다. 드론은 비행 높이에 따라 3㎞ 이하의 저고도, 3∼10㎞의 중고도, 10㎞ 이상의 고고도로 나뉘며, 운용 목적에 따라 취미용ㅇ민수용ㅇ 군사용으로 구분한다.Drones are collectively referred to as planes or helicopter-like UAVs that can fly and steer by radio wave induction without piloting the pilot. The hardware consists of hardware and software. The hardware components consist of flight control computer (FCC), navigation equipment, transceiver, visible light and infrared sensor, which are mounted inside the aircraft and the vehicle. (GCS), mission payload, data link module, takeoff and landing assistance control software (S / W), and S / W convergence embedded system. The drones are divided into low-altitude less than 3 km, mid-range between 3 and 10 km, high-altitude more than 10 km depending on the flight height.

드론의 자율 비행은 비행 제어 컴퓨터(Flight Control Computer)라고 하는 핵심 모듈에서 대부분 이루어진다. 비행 제어 컴퓨터는 위성항법시스템(GPS : Global Positioning System, 이하, GPS)나 센서로부터 기체의 위치, 자세, 속도 등을 받고, 지상으로부터 임무와 항로를 받아 무인항공기의 구동 장치를 제어하여 항공기를 조종하는 역할을 한다.The autonomous flight of a drones is mostly done in a core module called Flight Control Computer. The flight control computer receives the position, posture, and speed of the aircraft from the Global Positioning System (GPS) or sensor and controls the driving device of the unmanned airplane by receiving mission and route from the ground, .

비록 사람이 항로와 임무를 입력하긴 하지만 주변 상황과 기체 상태를 실시간으로 파악하여 항공기를 제어하는 비행 제어 컴퓨터(FCC)는 무인항공기에 있어 신뢰성이 최우선적으로 확보되어야 하는 모듈이라 할 수 있다.Although a man enters the route and mission, the flight control computer (FCC) that controls the aircraft in real time by grasping the surrounding situation and the gas condition is a module that reliability must be secured for the unmanned airplane first.

최근에는 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있다. 아마존과 DHL경우 멀티콥터를 이용한 운송 서비스를 구축해 시험운행 중이고, 구글은 50m급 태양광 무인기를 인수해 인터넷 중계기로 활용, 전 세계에서 인터넷을 사용할 수 있도록 한다는 야심찬 계획을 발표했다. 국제 가전 전시회인 'CES 2015'에서는 다수의 드론을 제어하는 모습을 시연함으로써 군집 비행의 가능성 및 활용성을 선보였다.Recently, drones have been used in various fields. Amazon and DHL are working on a multi-copter shipping service, and Google has announced an ambitious plan to acquire a 50m-class solar unmanned aerial vehicle and use it as an Internet repeater to make the Internet available globally. CES 2015, an international appliance exhibition, demonstrated the possibilities and usefulness of cluster flight by demonstrating control of multiple drones.

드론은 이제 일반인에게도 레저용 혹은 촬영용으로도 사용되고 있어 운동하는 모습을 추적하며 촬영하거나 드론을 통해 단체 사진을 촬영할 수 있다. 한편, 국내에서도 드론을 활용한 다양한 연구개발(R&D) 사업이 진행되고 있다. 특히 재난 환경에서 드론을 활용해 빠른 정찰 및 실종자 수색을 통해 골든타임 안에 인명구조를 하겠다는 계획을 내놨다. 사실 이렇게 다양한 분야에서 드론이 활용될 수 있었던 것은 기존 로봇의 2차원 공간의 제한을 3차원 공간으로 넓힘으로써 다양한 미션을 수행할 수 있는 계기를 마련했기 때문이다.
The drones are now used either for leisure or for photography, so you can keep track of your workouts and take group shots through the drones. On the other hand, various research and development (R & D) projects using drone are being carried out in Korea. In particular, he plans to utilize drones in a disaster environment to rescue people in Golden Time through quick reconnaissance and search for missing persons. In fact, the use of drones in such a variety of fields has enabled the opportunity to perform various missions by broadening the limitation of the two-dimensional space of the robot to the three-dimensional space.

드론으로 할 수 있는 대표적인 임무인 운송을 예로 들어 설명하기로 한다. 우선 운송할 물품을 탑재한 드론이 도착지로 이동하기 위해 안정적인 이륙을 수행해야 한다. 이때 바람이 불어도 정해진 위치를 유지하며 비행할 수 있는 제자리 비행 기술이 필요하다. 이륙을 하면 GPS와 같은 정보를 활용해 정해진 목적지까지 이동하게 되는데, 이동 중에 직면할 수 있는 다양한 장애물을 탐지하고 회피해야 한다. 그리고 도착지에 다가가면 운송 물품을 정해진 위치에 안전하게 내려놓아야 한다. 하지만 GPS의 경우 이동 시 오차가 5m 이상 발생하기 때문에 보다 정밀한 위치 인식기술이 필요하다. 특히 GPS 신호 수신이 취약한 지역에 물품을 전달하기 위해서는 영상 기반 위치인식 방법도 고려해야 한다. Let's take an example of transportation, which is a representative task that can be done with drones. First, the drones carrying the goods to be transported must perform a stable takeoff to move to the destination. At this time, even if the wind is blowing, it is necessary to use in-flight technology to maintain the predetermined position. When taking off, you will use information such as GPS to move to a defined destination. You must detect and avoid the various obstacles you may encounter while on the move. When you reach the destination, you must safely place the goods in the designated location. However, GPS requires more precise location recognition technology because error occurs more than 5m when moving. In particular, image-based location recognition methods should be considered to deliver goods to areas where reception of GPS signals is poor.

한편, 지상통제시스템(GCS, Ground Control System or Station)에서는 드론 운용 상태를 실시간으로 파악하기 위해 드론과의 강건한 통신 시스템이 구축돼야 한다.On the other hand, in the ground control system (GCS), a robust communication system with the drone should be established in order to grasp the state of the drone operation in real time.

이제 상기 임무 수행을 위해 필요한 기술에 대해 자세히 살펴보기로 한다.We will now take a closer look at the technologies needed to accomplish these tasks.

(1) 제자리 비행 기술(1) in-flight technology

드론이 안정적으로 이륙하기 위해서는 자신의 자세를 수평하게 유지하면서 정해진 고도까지 올라가야 한다. 기본적으로 드론이 제자리 비행을 수행하기 위해 주로 관성 측정 센서인 아이엠유(IMU : Inertial Measurement Unit, 이하, IMU)를 활용한다. 특히 전자부품이 초소형화 되면서 멤스 (MEMS : Micro Electro Mechanical System) 기반의 IMU가 드론에 주로 탑재되며, 칼만 필터와 같은 필터 기술을 활용해 보다 정확한 자세 데이터를 확보하고 있다. 하지만 드론에 사용되는 IMU가 저가다 보니 시간이 지날수록 오차가 누적돼 정밀한 제자리 비행이 불가능하다. In order for the drones to take off steadily, they must climb up to a certain altitude while keeping their posture level. Basically, the drone uses an inertial measurement unit (IMU), which is an inertial measurement sensor, to perform the in-flight. In particular, with the miniaturization of electronic components, IMUs based on MEMS (Micro Electro Mechanical System) are mainly installed on drones, and more precise attitude data is secured by using filter technology such as Kalman filter. However, IMU used for drones is cheap, and as time goes by, errors accumulate, making it impossible to fly precisely.

따라서 또 다른 센서 정보들을 융합해 제자리 비행을 수행해야 한다. 일반적으로는 GPS 정보와 융합해 제자리 비행을 수행하지만, GPS가 수신되지 않은 건물 사이와 같은 경우 문제가 발생하고 정밀도가 낮아 정확한 제자리 비행이 힘들다. 최근에는 바닥면에 고속 카메라 센서를 부착하고 고속 카메라를 통해 획득한 영상 프레임 간 비교를 통해 이동을 감지하는 옵티컬 플로 기술을 활용해 실내에서도 제자리 비행을 할 수 있도록 도와준다.Therefore, it is necessary to fuse another sensor information to perform the in-situ flight. Generally, it fuses with GPS information to perform in-situ flight, but when GPS is not received between buildings, problems arise and accuracy is low, so it is difficult to fly accurately. Recently, high-speed camera sensor is attached to the floor, and optical flight technology that detects movement through comparison of image frames acquired through a high-speed camera is used to help the user to fly in the room indoors.

(2) 장애물 탐지 및 회피(2) Obstacle detection and avoidance

드론으로 자율 비행을 수행하기 위해 반드시 필요한 요소 기술은 장애물을 인지하고 피하는 기술이다. 사실 GPS만을 가지고 정해진 위치까지 이동하는 데는 현재 상용 제품으로도 충분하다. 하지만 갑작스런 장애물 혹은 지도 데이터 갱신이 늦어 발생한 장애물들이 존재하기 때문에 장애물을 피하도록 실시간 비행경로를 재조정해야 한다. 우선 장애물 인지를 위해 장애물과의 거리 정보 획득이 필요하다. 거리 정보를 획득하기 위해 스테레오 카메라, 라이더(LiDAR), 프라임센스(PrimeSense)와 같은 센서들이 사용된다. The essential element skill to perform autonomous flight with a drones is to recognize and avoid obstacles. In fact, commercial products are enough to move to a defined location with only GPS. However, because of the sudden obstacles or obstacles in which the map data update is delayed, the real-time flight path should be readjusted to avoid obstacles. First, it is necessary to acquire the distance information with the obstacle in order to recognize the obstacle. Sensors such as stereo cameras, riders (LiDAR), and PrimeSense are used to obtain distance information.

스테레오 카메라는 사람처럼 두 대의 카메라를 사용해 획득한 영상을 비교해 거리를 측정하는 방법으로 실내외 모두 가능하지만, 거리에 따라 정확도가 급격히 떨어지는 문제가 있다. 프라임센스는 패턴 조명을 활용한 구조형 광(structured light) 방식을 사용해 거리 정보를 획득한다. 저가이고 7m 이내에서는 빠르게 인지할 수 있는 반면, 빛이 있는 경우 활용이 어려운 문제가 있다. Stereo cameras can be used both indoors and outdoors to measure distances by comparing images acquired using two cameras, like a human being. The prime sense acquires distance information using a structured light method using pattern lighting. While it is low price and can be recognized rapidly within 7m, there is a problem that it is difficult to utilize when there is light.

마지막으로 라이더는 티오에프(TOF : Time Of Flight, 이하, TOF) 방식으로 빛이 물체에 반사돼 돌아오는 시간을 분석해 거리를 측정하는 방식으로 먼 거리에 대해서도 측정할 수 있고, 실내외에서도 사용이 가능하다. 하지만 2차원 평면에 대해서만 측정이 가능하다는 단점이 있다. 최근에는 3차원 공간에 대해 TOF 방식으로 거리 측정이 가능한 제품들이 나오고 있지만, 아직까지는 고가다보니 드론에 탑재하기는 어렵다. Finally, the rider measures distance by analyzing the time that the light is reflected from the object in TOF (Time Of Flight: TOF) method, so it can be measured at a long distance and can be used indoors and outdoors Do. However, there is a disadvantage that it is possible to measure only the 2D plane. In recent years, there have been products that can measure distance by TOF method in three-dimensional space, but it is difficult to mount it on the Kogabonidron yet.

(3)정밀 위치 인식 기술(3) Precision position recognition technology

일반적으로 GPS를 활용해 정해진 목적지까지 이동하는 것은 문제가 없다. 하지만 특정 위치에 정확하게 착륙하기 위해서는 GPS보다 정밀한 위치 인식 기술이 필요하다. 특히 실내와 같이 GPS 정보를 수신할 수 없는 지역은 별도의 위치 인식 시스템이 요구된다. 따라서 정밀 위치 인식은 실외와 실내로 구분해 설명할 수 있다. Generally, there is no problem moving to a fixed destination by using GPS. However, accurate landing on a specific location requires more precise location technology than GPS. Particularly, in a region where GPS information can not be received, such as indoors, a separate location recognition system is required. Therefore, the precise position recognition can be divided into outdoor and indoor.

실외의 경우 정밀 위치 인식을 위해 다양한 기술이 연구되고 있다. 기본적으로 영상 센서를 활용해 바닥면의 마커를 보고 정밀하게 착륙하는 기법이 있다. 이 경우 마커가 붙어있는 지역만 가능하고, 시간에 따라 인식률이 다르다는 단점이 있다.A variety of techniques have been studied for accurate location recognition in outdoor environments. Basically, there is a technique of landing accurately using the image sensor to see the markers on the floor. In this case, only the area with the marker is available, and the recognition rate differs with time.

한편, GPS 정보를 활용한 알티케이(RTK : Real-Time Kinematic, 이하, RTK) 방식은 코드 처리 방식인 정밀위성항법시스템(DGPS : Differential GPS)과 달리 반송파 신호를 사용하는 방식으로 반송파보정위성항법시스템 (CDGPS : Carrier phase DGPS, 이하, CDGPS)라고 한다. RTK는 기본적으로 지상국에 고정된 GPS 수신기를 설치해 지상국 위치 좌표와 위성에 의한 좌표 차이값(위치 보정 데이터)을 취득해 드론에 탑재된 GPS 수신기에 전달한다. 드론에 탑재된 GPS 수신기는 위성에 의해 취득한 좌표에 지상국으로부터 송신되는 위치보정 데이터(correction data)를 합성해 현 지점의 정확한 좌표를 실시간으로 결정할 수 있다. On the other hand, RTK (Real-Time Kinematic) method using GPS information is different from DGPS (Differential GPS), which is a code processing method, by using a carrier signal, System (CDGPS: Carrier phase DGPS, hereinafter referred to as CDGPS). RTK basically installs a fixed GPS receiver on the ground station to acquire ground station position coordinates and coordinate difference value (position correction data) by satellite and transmit it to the GPS receiver mounted on the drone. The GPS receiver mounted on the drone can synthesize the correction data transmitted from the ground station to the coordinates acquired by the satellite to determine the exact coordinates of the current point in real time.

그 결과 RTK는 5㎝ 정도의 오차로 측정이 가능하다. 하지만 대부분 고가의 제품이다 보니 드론에 탑재하기 어렵다. 다행스럽게도 최근 스타트업 업계에서 오픈소스를 활용한 저가의 RTK 제품이 개발되고 있다. 실내의 경우 GPS 정보를 수신할 수 없기 때문에 위치를 파악하기가 어렵다. 따라서 실내에서는 상대 위치를 주로 파악한다. 상대 위치를 확인하는 방법으로 널리 사용이 되는 것은 모션 캡처 방식이다. As a result, the RTK can be measured with an error of about 5 cm. However, most of them are expensive and it is difficult to install on Bonn drone. Fortunately, in recent startups, low-cost RTK products using open source are being developed. In the case of indoor, it is difficult to know the location because GPS information can not be received. Therefore, the relative position is mainly determined in the room. The motion capture method is widely used as a method of confirming the relative position.

모션 캡처는 측정하고자 하는 객체에 마커를 부착하고 IR 카메라를 통해 인식하는 방법으로 초당 1000번 이상 데이터를 측정하고, 1㎜ 이하의 정밀도를 가질 수 있다. 따라서 매우 정밀하게 제어할 수 있기 때문에 제어기술 연구에 주로 활용되고 있다. 고가의 제품이고, 제한된 영역만 측정할 수 있다는 한계가 있다. Motion capture is a method of attaching a marker to an object to be measured and recognizing it through an IR camera. It can measure data more than 1000 times per second, and can have a precision of less than 1 mm. Therefore, it can be controlled very precisely, so it is mainly used for control technology research. It is an expensive product and has a limitation that it can measure only a limited area.

(4) 통신(4) Communication

드론이 임무를 수행하는 동안 실시간으로 상태 및 임무 수행 영상 등을 지상국에 전달해야 한다. 드론과 지상국 간 통신 프로토콜은 아직까지 표준화 되지 않았지만, 스위스 취리히대학에서 개발한 MAVLink 프로토콜을 주로 활용하고 있다. 한편, 지상국과의 통신을 위해 기본적으로 ISM 밴드인 2.4GHz 혹은 5GHz를 사용한다. While the drones are performing their duties, they must transmit status and mission-related images to the ground station in real time. The communication protocol between the drone and the ground station has not yet been standardized yet, but the MAVLink protocol developed by Zurich University in Switzerland is mainly used. On the other hand, ISM band 2.4GHz or 5GHz is basically used for communication with the ground station.

하지만 통신 범위가 2㎞를 넘지 못하기 때문에 장거리 이동시에는 롱텀에볼류션(LTE : Long Term Evolution, 이하, LTE)망을 활용해야 한다. 다행스럽게도 드론에 탑재할 수 있을 정도의 경량의 LTE 라우터가 판매되고 있기 때문에 상용 드론에 활용될 수 있다. 하지만 드론이 이동 시에는 네트워크 상태가 일정하게 유지되지 못하기 때문에 실시간 비디오 스트리밍의 경우 데이터 손실 혹은 지연이 발생할 수 있다. 따라서 비디오 스트리밍을 위한 에러 제어 기술이 필요하다.
However, since the communication range does not exceed 2 km, Long Term Evolution (LTE) network should be used in long-term movements. Fortunately, lightweight LTE routers are available for mounting on drones, which can be used in commercial drones. However, in the case of real time video streaming, data loss or delay may occur because the network state can not be maintained constant when the drones are moving. Therefore, error control technology for video streaming is needed.

상기 설명한 바와 같이, 무인항공기(드론)의 사용목적 및 임무에 따라서, 드론에 탑재되는 하드웨어 및 소프트웨어의 기능이 최적화되어 설계되어야 하는데, 시간과 비용적인 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 것이 비행 제어 컴퓨터(FCC)이다.As described above, the functions of the hardware and software installed in the drones must be optimized and designed depending on the purpose and the mission of the unmanned airplane (drones). The most important portion in terms of time and cost is the flight control computer FCC).

한국공개특허 10-2014-0052978은 무인 항공 운송체의 비행 제어 컴퓨터에 대하여 개시하고 있다.Korean Patent Publication No. 10-2014-0052978 discloses a flight control computer of an unmanned air vehicle.

따라서, 시간과 비용을 감소하고 신뢰성 검증을 위한 노력을 최소화하여 비행 제어 컴퓨터(FCC)를 설계하는 방법이 요구되고 있다.
Therefore, there is a need for a method of designing a flight control computer (FCC) with reduced time and cost and minimizing effort for reliability verification.

한국공개특허 [10-2014-0052978](공개일자: 2014. 05. 07)Korean Patent Publication [10-2014-0052978] (Published date: 2014. 05. 07)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 무인항공기의 사용 목적에 따라 필요한 부품들을 하나의 확장보드에 집적시켜 이를 상용 비행 제어 컴퓨터와 연결시킴으로써, 사용 목적에 따라 확장보드를 쉽게 교체하여 상기 무인항공기를 다목적으로 사용할 수 있도록 해주는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a flight control system and a flight control system for an aircraft, And a replaceable expansion board for easily replacing the extension board according to the present invention, so that the unmanned airplane can be used for various purposes.

본 발명의 실시예들의 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.
The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 있어서, 상용 비행 제어 컴퓨터(610); 상기 상용 비행 제어 컴퓨터 및 무인항공기의 각 구성요소와 데이터 통신가능하며, 사용목적 및 임무에 따라 필요한 부품들이 배치된 목적별 확장보드(620); 및 상기 상용 비행 제어 컴퓨터 하부에 일정 간격 이격되도록 상기 목적별 확장보드를 부착하기 위한 연결부재(630)를 포함하고, 상기 목적별 확장보드는 상기 연결부재를 통해 상기 무인항공기의 사용목적에 따라 교체가 가능한 것을 특징으로 한다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a flight control computer having a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention, including: a commercial flight control computer; An expansion board 620 that is capable of communicating data with the components of the commercial flight control computer and the unmanned airplane and includes the necessary components according to the purpose and mission of use; And a connection member (630) for attaching the objective-specific expansion board so as to be spaced apart from the commercial flight control computer at a predetermined interval, wherein the objective-specific expansion board is interchanged with the purpose of use of the unmanned airplane .

본 발명에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 의하면, 이를 상용 비행 제어 컴퓨터(비행제어보드)와 연결시킴으로써, 사용 목적에 따라 확장보드를 쉽게 교체하여 상기 무인항공기를 다목적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.According to the flight control computer having the replacement expansion board according to the present invention, it is connected to the commercial flight control computer (flight control board), so that the extension board can be easily replaced according to the purpose of use and the multi- It is effective.

또한, 본 발명에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 의하면, 무인항공기의 사용 목적에 따라 필요한 부품들을 하나의 확장보드에 집적시킴으로써, 다수개의 동일한 기능을 가지는 보드를 추가함에 따라 비행 제어 컴퓨터의 크기가 너무 커지는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the flight control computer provided with the replacement expansion board according to the present invention, since a plurality of boards having the same function are added by integrating the necessary components in one expansion board according to the purpose of use of the UAV, It is possible to prevent the size of the computer from becoming too large.

또한, 본 발명에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 의하면, 비행 제어 컴퓨터(FCC)의 개발에 있어서, 시간과 비용을 감소하고 신뢰성 검증을 위한 노력을 최소할 할 수 있는 효과가 있다.
Further, according to the flight control computer provided with the replacement expansion board according to the present invention, in the development of the flight control computer (FCC), it is possible to reduce time and cost and to minimize the effort for reliability verification .

도 1은 무인항공기(드론)의 일반적인 6 자유도 운동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 및 도2b는 본 발명에 이용되는 상용 비행 제어 컴퓨터의 일실시예 도면.
도 3a 내지 3h는 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드의 회로를 도시한 도면.
도 4a 내지 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드의 배치도를 도시한 도면.
도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드를 나타내는 사진.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터를 나타내는 사진.1 is a view for explaining a general six-degree-of-freedom motion of a drone (a drone).
Figures 2A and 2B are diagrams of one embodiment of a commercial flight control computer used in the present invention.
3A to 3H are circuit diagrams of a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.
4A to 4E are diagrams showing a layout of a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are photographs showing a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.
6 is a photograph showing a flight control computer having a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention;

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 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, .

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

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.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprises " or " having ", etc. is intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

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.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the relevant art and are to be construed as ideal or overly formal in meaning unless explicitly defined in the present application Do not.

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.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly interpret the concept of the term to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. Further, it is to be understood that, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be noted that the same elements among the drawings are denoted by the same reference numerals whenever possible.

도 1은 무인항공기(드론)의 일반적인 6 자유도 운동을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a general six-degree-of-freedom motion of a drone (a drone).

6 자유도(Six degrees of freedom)는 항공기 또는 선박과 같은 이동체의 여섯 가지 운동 방향을 말하는데, x축, y축 및 z축의 수평 이동과 각 축마다 이루어지는 회전에 의한 움직임인 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)를 포함한다.Six degrees of freedom refers to the six directions of motion of a moving object such as an aircraft or a ship. The six degrees of freedom include roll, pitch, and the like, which are horizontal movements of the x, y, and z axes, (pitch) and yaw.

도 1에 도시된 바와 같이, x축은 전후 이동(전진/후진), y축은 좌우 이동, z축은 상하 이동(고도)에 해당하며, 롤(roll), 피치(pitch) 및 요(yaw)는 각 축에서의 회전이동을 말한다.As shown in FIG. 1, the x-axis corresponds to the forward / backward movement (forward / backward), the y-axis corresponds to the left / right movement and the z-axis corresponds to the up / down movement (altitude), and the roll, pitch, Rotational movement in the axis.

상기 6 자유도 이동을 위한 조정 신호는 무인항공기(드론)(100)에 탑재되는 비행 제어 컴퓨터(FCC)에서 출력하여 제어하게 된다.
The adjustment signal for the six-degree-of-freedom movement is output from the flight control computer (FCC) mounted on the unmanned airplane (drone) 100 and controlled.

비행 제어 컴퓨터(FCC)는 각종 센서로부터 수집한 정보를 통해 드론의 비행 상태를 감지하고, 원하는 비행 상태로부터 어느 정도 오차가 발생했는가를 측정해 오차를 줄이는 방향으로 자세를 제어하는 프로세싱을 수행하는 임베디드 시스템이다. The flight control computer (FCC) senses the flight state of the drone through information collected from various sensors, measures the degree of error from the desired flight state, and performs processing to control the attitude in a direction of reducing the error. System.

비행 제어 컴퓨터의 전체 동작 방식을 살펴보면, 우선 비행 제어를 위해 각종 센서로부터 위치정보를 받고 센서 퓨전을 통해 위치를 추정한다. 위치 정보를 통해 다음 위치로 이동하기 위해서는 어느 방향으로 이동해야 하는가를 GPS 기반으로 전체 좌표계에서 확인하고, 다시 드론 동체 좌표계로 변환하여 확인한다. The overall operation of the flight control computer will be described. First, the position information is received from various sensors for flight control and the position is estimated through the sensor fusion. In order to move to the next location through the location information, it is confirmed on the basis of the GPS by the global coordinate system in which direction the movement should be performed, and converted into the dragon body coordinate system again.

이 과정이 끝나면 이동해야 하는 방향에 따라 드론 자세(roll, pitch, yaw)를 계산하고, 어느 정도 속도로 이동할지를 계산해 자세를 변화시키는 속도를 계산한다. 변환된 정보를 바탕으로 드론에 있는 로터 속도량을 계산하게 되고, 원하는 위치로 이동하도록 제어한다.
At the end of this process, calculate the roll, pitch, and yaw according to the direction in which you should move, and calculate the rate at which you change your posture by calculating how fast you move. Based on the converted information, the rotor speed in the drone is calculated and controlled to move to the desired position.

도 2a 및 도2b는 본 발명에 이용되는 상용 비행 제어 컴퓨터의 일실시예 도면이다.2A and 2B are diagrams of an embodiment of a commercial flight control computer used in the present invention.

본 발명에서는 상용 비행 제어 컴퓨터로서, 픽스호크(Pixhawk)를 사용하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.In the present invention, as a commercial flight control computer, the use of a Pixhawk will be described as an example.

도 2a는, 픽스호크(Pixhawk)는 현재 여러가지 종류가 있고, 많은 벤더(vender)들이 이를 활용하여 새로운 제품을 개발하고 있지만, 표준은 px4fmu-v1과 px4fmu-v2(Pixhawk)가 있다. 도 2a는 px4fmu-v2(Pixhawk)(201)를 도시하고 있고, 도 2b는 px4fmu-v1(202)을 도시하고 있다.In Figure 2a, Pixhawk is currently available in many varieties and many vendors utilize it to develop new products, but standards are px4fmu-v1 and px4fmu-v2 (Pixhawk). FIG. 2A shows px4fmu-v2 (Pixhawk) 201, and FIG. 2B shows px4fmu-v1 202. FIG.

최근 리눅스 기반의 협업 개발 및 발전을 지원하는 비영리단체인 리눅스재단이 지난해 10월에 발표한 '드론코드 프로젝트'는 오픈소스 기반으로 비행 제어 시스템 개발하고 있다. 드론코드 프로젝트의 핵심 시스템인 '픽스호크(Pixhawk)'는 현재 스위스 취리히대학에서 오픈소스 및 오픈하드웨어로 개발 중이다.Recently, the Linux Foundation, a nonprofit organization that supports collaborative development and development based on Linux, announced in October that it is developing an open source based flight control system. Pixhawk, the core system for the Drones project, is currently being developed at Zurich University in Switzerland as open source and open hardware.

픽스호크는 노드 기반 방식으로 동작하기 때문에 필요한 부분에 대해 독립적으로 개발이 가능하다. 특히 네트워크 기반으로 정보를 전달해 임무 컴퓨터와도 연동을 쉽게 할 수 있다. 최근에는 로봇운영체제(ROS : Robot Operating System)과 연동을 통해 기존에 개발된 임무 시스템을 쉽게 픽스호크에 연동시킴으로써 포팅을 위한 개발기간을 대폭 단축할 수 있게 되었다.Because the fix-hawk operates in a node-based fashion, it can be developed independently as needed. Especially, it is easy to interwork with mission computers by transmitting information based on network. Recently, by linking with the robot operating system (ROS: Robot Operating System), the existing mission system can be easily linked to the FixHawk, which can dramatically shorten the development period for porting.

본 발명은, 무인항공기의 개발에서 시간과 비용적인 측면에서 가장 큰 비중을 차지하는 비행 제어 컴퓨터(FCC)의 개발에 있어서, 시간과 비용을 감소하고 신뢰성 검증을 위한 노력을 최소화하기 위하여 전세계적으로 가장 많이 사용되는 상용 비행 제어 컴퓨터(FCC)인 픽스호크(Pixhawk)를 사용하고, 무인항공기의 운용목적과 임무(예를 들어, 지도 제작, 짐벌 제어 등)에 맞는 확장 보드를 교체하여 사용하고자 하는데 그 목적이 있다.
In the development of a flight control computer (FCC), which occupies the largest portion in terms of time and cost in the development of UAVs, the present invention has been developed to reduce the time and cost, We use Pixhawk, a widely used commercial flight control computer (FCC), and want to replace the expansion board for the purpose and task of unmanned aerial vehicles (for example, mapping, gimbal control, etc.) There is a purpose.

도 3a 내지 3h는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기의 사용목적에 따른 교체용 확장보드의 회로를 도시한 도면이다. 도 3a 내지 3h에서는, 무인항공기의 사용목적이 매핑인 경우에 사용되는 교체용 확장보드에 대하여 개시하고 있다.3A to 3H are diagrams showing a circuit of a replacement expansion board according to the purpose of use of the UAV according to an embodiment of the present invention. 3A to 3H disclose a replacement expansion board to be used in a case where the purpose of use of the UAV is a mapping.

도 3a에는 교체용 확장보드의 전압 레귤레이팅부(310)가 도시되어 있으며, 도 3b에는 교체용 확장보드의 보조 전원공급부(320)가 도시되어 있으며, 도 3c에는 교체용 확장보드의 레벨쉬프팅부(330)가 도시되어 있으며, 도 3d에는 교체용 확장보드의 아이투씨(I2C : Inter Integrated Circuit, 이하, I2C) 스플리터(340) 및 센서(390)가 도시되어 있으며, 도 3e에는 교체용 확장보드의 에일러론 신호 연결부(350)가 도시되어 있으며, 도 3f에는 교체용 확장보드의 ESC 신호 연결부(360)가 도시되어 있으며, 도 3g에는 교체용 확장보드의 러더 신호 연결부(370)가 도시되어 있으며, 도 3h에는 교체용 확장보드의 엘리베이터 신호 연결부(380)가 도시되어 있다.
FIG. 3A shows the voltage regulating unit 310 of the replacement expansion board, FIG. 3B shows the auxiliary power supply unit 320 of the replacement expansion board, and FIG. 3C shows the level shifting unit 310 of the replacement expansion board. (I2C) splitter 340 and a sensor 390 of a replacement expansion board are shown in FIG. 3C. In FIG. 3E, The aileron signal connection unit 350 of the board is shown in FIG. 3f, the ESC signal connection unit 360 of the replacement expansion board is shown in FIG. 3f, the rudder signal connection unit 370 of the replacement expansion board is shown in FIG. 3H, the elevator signal connection unit 380 of the replacement expansion board is shown.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 전압 레귤레이팅부(310)는 상기 제1 레벨(7~40 V)의 전압을 공급하는 전원공급부(DC IN)(313), 상기 제1 레벨의 전압을 입력받아 상기 제2 레벨(예: 5 V)의 전압을 출력하기 위한 제1 전압조정기(311), 및 상기 제2 레벨(예: 5 V)의 전압을 입력받아 상기 제3 레벨(예: 3.3 V)의 전압을 출력하기 위한 제2 전압조정기(312)를 포함한다.3A, the voltage regulating unit 310 of the replacement expansion board according to the present invention includes a power supply unit (DC IN) 313 for supplying a voltage of the first level (7 to 40 V) A first voltage regulator 311 for receiving the voltage of the first level and outputting a voltage of the second level (for example, 5 V), and a second voltage regulator 311 for receiving the voltage of the second level And a second voltage regulator 312 for outputting a voltage of a third level (e.g., 3.3 V).

도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 보조 전원공급부(320)의 출력 포트(5V OUT)은, 추가적인 전원공급이 필요한 상기 무인항공기의 구성요소(임무 장비)에 전원이 공급될 수 있도록 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 보조(AUX : Auxiliary) 포트에 연결되는 것을 특징으로 한다. 본 일실시예에서는, 지도제작 임무를 수행하는데 있어서, 카메라 셔터링 장비에 전원을 공급하도록 하는 것을 특징으로 한다.3B, the output port 5V OUT of the auxiliary power supply unit 320 of the replacement expansion board according to the present invention is connected to the component (mission equipment) of the unmanned aerial vehicle requiring additional power supply (AUX) port of the commercial flight control computer so that it can be supplied to the commercial flight control computer. In the present embodiment, the camera shuttering equipment is supplied with electric power in performing the mapping task.

상기 상용 비행 제어 컴퓨터(FCC)에는 임무장비(예 : 카메라, 카메라 서텨링 보드)를 위한 전원 출력이 없으며, FCC 외부에 전원 공급을 위한 모듈을 추가로 장착하여야 한다. 본 발명에서는, 확장보드에 구비된 상기 전압 레귤레이팅부(310)에서 필요한 보조 전압을 생성하여, 상기 보조 전원공급부(320)를 통해 임무 장비에 전원을 공급할 수 있다.
The commercial flight control computer (FCC) does not have a power output for mission equipment (eg camera, camera steering board), and an additional module for power supply outside the FCC should be installed. In the present invention, the voltage regulating unit 310 provided in the expansion board generates an auxiliary voltage required to supply power to the mission equipment through the auxiliary power supply unit 320. [

도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 레벨쉬프팅부(330)는, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 통신 모듈(TELEMETRY1)과 연결되는 제1 커넥터(332), 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 데이터 통신 주파수와 다른 주파수 대역의 통신 모뎀(RF MODEM)과 상기 상용 비행 제어 컴퓨터와 통신이 가능하도록 하기 위한 레벨쉬프터(331), 및 상기 다른 주파수 대역의 통신 모뎀(RF MODEM)과 연결되는 제2 커넥터(333)를 포함한다.3C, the level shifting unit 330 of the replacement expansion board according to the present invention includes a first connector 332 connected to a communication module TELEMETRY1 of the commercial flight control computer, A level shifter 331 for enabling communication with a communication modem (RF MODEM) of a frequency band different from a data communication frequency of the computer and the commercial flight control computer, and a level shifter 331 connected to a communication modem (RF MODEM) And a second connector 333.

상기 레벨쉬프터(331)의 제2 및 제3 포트는 상기 제1 커넥터(332)와 연결되고, 상기 레벨쉬프터(331)의 제13 및 제12 포트는 상기 제2 커넥터(333)와 연결되는 것을 특징으로 한다.The second and third ports of the level shifter 331 are connected to the first connector 332 and the thirteenth and twelfth ports of the level shifter 331 are connected to the second connector 333 .

한편, 상기 레벨쉬프팅부(330)는, 상기 제2 커넥터(333)의 제6포트(RX_LED 포트)와 연결되며, 상기 다른 주파수 대역의 통신 모뎀이 신호를 수신하는 경우를 표시해주기 위한 발광부(334)를 더 포함한다.The level shifting unit 330 is connected to a sixth port (RX_LED port) of the second connector 333 and is connected to a light emitting unit (not shown) for displaying a signal when the communication modem of the different frequency band receives a signal 334).

상용 픽스호크(Pixhawk) 는 GCS와의 무선데이터 통신을 위하여 사용하는 모뎀의 출력이 약 100mW 이하로 약하고 통신거리가 1 km로 짧으며, 다양한 주파수 대역을 제공하지 않고 대부분 433MHz를 사용한다. 5 km 이상의 장거리 통신을 위해서는 고이득(high gain) 안테나를 사용하여야 하는데, 무인항공기의 적재공간 및 탑재중량의 문제로 불가능하다. 따라서, 다양한 주파수 대역을 지원하는 통신 모뎀을 사용 가능하도록 하기 위해 레벨 쉬프팅부가 필요하다. 예를 들어, 지도 제작 임무를 수행하는 무인항공기(드론)의 경우, 운용 반경이 넓을수록 한 번의 비행으로 넓은 범위의 지형 정보를 획득할 수 있는 이점이 있다.
The commercial Pixhawk uses a modem output of less than about 100mW for communication with GCS for wireless data communication, the communication distance is as short as 1km, and it does not provide various frequency bands and uses mostly 433MHz. High-gain antennas must be used for long-distance communications of more than 5 km, which is not possible due to the mounting space and weight of unmanned aerial vehicles. Therefore, a level shifting unit is required to enable a communication modem supporting various frequency bands. For example, in the case of an unmanned aerial vehicle (drone) that performs a mapping task, the wider the operating radius, the more advantageous is the ability to acquire a wide range of terrain information in a single flight.

도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드에는 상기 확장보드 상에 실장되는 압력 센서(390)을 포함하고, I2C 스플리터(340)는 상기 상용 비행 제어 컴퓨터와 연결되는 I2C 출력 커넥터(341), 및 GPS(Global Positioning System)와 연결되는 GPS I2C 입력 커넥터(342)를 포함한다.As shown in FIG. 3D, the replacement expansion board according to the present invention includes a pressure sensor 390 mounted on the expansion board, and the I2C splitter 340 includes an I2C output connector A GPS 341, and a GPS I2C input connector 342 connected to a Global Positioning System (GPS).

상기 I2C 출력 커넥터(341)의 제1 내지 제4 포트는, 상기 GPS I2C 입력 커넥터(342)의 제1 내지 제4 포트와 각각 연결되고, 동시에 I2C 출력 커넥터(341)의 제1 내지 제4 포트는 상기 압력 센서(390)의 제2, 제4, 제3 및 제1 포트와 각각 연결된다.The first to fourth ports of the I2C output connector 341 are respectively connected to the first to fourth ports of the GPS I2C input connector 342 and the first to fourth ports of the I2C output connector 341, Fourth, third and first ports of the pressure sensor 390, respectively.

한편, 지도제작 임무를 위해서는 압력 센서와 GPS의 콤파스(Compass, 이하, Compass) 출력이 필요하므로, GPS I2C 입력은 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 Compass 출력에 연결을 한다. 참고로, GPS는 위치 정보 포트 및 Compass 정보 포트를 가지고 있다.On the other hand, the GPS I2C input is connected to the Compass output of the commercial flight control computer, since a pressure sensor and a GPS compass are required for the mapping task. For reference, the GPS has a location information port and a Compass information port.

한편, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터인 픽스호크(Pixhawk)는 한 개의 I2C 포트만 가지고 있어, 다수의 I2C 기기를 추가하기 위해서는 별도의 I2C 스플리터 보드를 연결하여 확장하여야 하는데, 별도의 I2C 스플리터 보드는 5개의 커넥터를 가지는 것으로 설계되어 있으므로, 불필요하게 부피, 무게 및 배선이 복잡해지는 단점이 있다. 따라서, 본 발명과 같이 확장보드에 필요한 개수의 I2C 스플리터만을 형성함으로써, 부피, 무게 및 배선의 복잡성을 감소시킬 수 있다.Meanwhile, the Pixhawk, which is a commercial flight control computer, has only one I 2 C port. To add a plurality of I 2 C devices, a separate I 2 C splitter board must be connected to extend the I 2 C splitter board. So that there is a disadvantage that the volume, weight, and wiring become unnecessarily complicated. Therefore, by forming only the required number of I2C splitters in the expansion board as in the present invention, the complexity of the volume, weight, and wiring can be reduced.

상기 압력 센서(390)는 고정익 무인항공기의 속도와 고도를 측정하는데 사용되며, 확장보드에 통합함으로써, 따로 압력 센서의 모듈을 구매하여 연결하는 방법에 비하여 부피, 무게, 배선의 복잡성 들을 감소시킬 수 있다.
The pressure sensor 390 is used to measure the speed and altitude of the fixed wing unmanned airplane. By integrating the pressure sensor 390 with the expansion board, the complexity of volume, weight, and wiring can be reduced have.

도 3e에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 에일러론 신호 연결부(350)는, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 에일러론 출력(Aileron out)과 연결되어 에일러온 조정명령 신호를 수신하는 에일러론 펄스폭변조(PWM : Pulse Width Modulation, 이하, PWM) IN 커넥터(351), 상기 에일러론 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 왼쪽 에일러론 서보에 연결하기 위한 에일러론 PWM OUT-LEFT 커넥터(352), 및 상기 에일러론 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 오른쪽 에일러론 서보에 연결하기 위한 에일러론 PWM OUT-RIGHT 커넥터(353)를 포함한다.3E, the aileron signal connection unit 350 of the expansion expansion board according to the present invention includes an aileron signal output unit 350 connected to the aileron output of the commercial flight control computer, An aileron PWM OUT-LEFT connector 352 for connecting a signal output from the aileron PWM IN connector to the left aileron servo of the unmanned airplane, a pulse width modulation (PWM) IN connector 351, And an aileron PWM OUT-RIGHT connector 353 for connecting the signal output from the aileron PWM IN connector to the right aileron servo of the unmanned airplane.

도 3f에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 ESC 신호 연결부(360)는, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 변속기(ESC: Electronic Speed Controller, 이하, ESC) 출력 (ESC out)과 연결되어 상기 무인항공기의 모터의 조정명령 신호를 수신하는 ESC PWM IN 커넥터(361), 상기 ESC PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 왼쪽 ESC 서보에 연결하기 위한 ESC PWM OUT-LEFT 커넥터(362), 및 상기 ESC PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 오른쪽 ESC 서보에 연결하기 위한 ESC PWM OUT-RIGHT 커넥터(363)를 포함한다.
3F, the ESC signal connection unit 360 of the replacement expansion board according to the present invention connects the ESC output of the commercial flight control computer (ESC) An ESC PWM IN connector 361 for receiving an adjustment command signal of the motor of the UAV; an ESC PWM OUT-LEFT connector 362 for connecting the signal output from the ESC PWM IN connector to the left ESC servo of the unmanned airplane; And an ESC PWM OUT-RIGHT connector 363 for connecting the signal output from the ESC PWM IN connector to the right ESC servo of the unmanned airplane.

도 3g에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 러더 신호 연결부(370)는, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 러더 출력(Rudder out)과 연결되어 상기 무인항공기의 러더의 조정명령 신호를 수신하는 러더 PWM IN 커넥터(371), 및 상기 러더 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 러더 서보에 연결하기 위한 러더 PWM OUT 커넥터(372)를 포함한다.3G, the rudder signal connection unit 370 of the expansion expansion board according to the present invention is connected to a rudder output of the commercial flight control computer, and receives an adjustment command signal of the rudder of the unmanned airplane And a rudder PWM OUT connector 372 for connecting the signal output from the rudder PWM IN connector to the rudder servo of the unmanned airplane.

도 3h에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 엘리베이터 신호 연결부(380)는, 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 엘리베이터(Elevator) 출력과 연결되어 상기 무인항공기의 엘리베이터의 조정명령 신호를 수신하는 엘리베이터 PWM IN 커넥터(381), 및 상기 엘리베이터 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 엘리베이터 서보에 연결하기 위한 엘리베이터 PWM OUT 커넥터(382)를 포함한다.
3H, the elevator signal connection unit 380 of the expansion expansion board according to the present invention is connected to an elevator output of the commercial flight control computer and receives an adjustment command signal of the elevator of the unmanned airplane And an elevator PWM OUT connector 382 for connecting the signal output from the elevator PWM IN connector to the elevator servo of the unmanned aerial vehicle.

도 4a 내지 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드의 배치도를 도시한 도면이다.4A to 4E are diagrams showing a layout of a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.

도 4a는 교체용 확장보드(400)의 상면도(top view)가 도시되어 있고, 도 4b는 교체용 확장보드(400)의 A면에서 바라본 측면도(side view)가 도시되어 있고, 도 4c는 교체용 확장보드(400)의 B면에서 바라본 측면도(side view)가 도시되어 있고, 도 4d는 교체용 확장보드(400)의 C면에서 바라본 측면도(side view)가 도시되어 있고, 도 4e는 교체용 확장보드(400)의 D면에서 바라본 측면도(side view)가 도시되어 있다.4A is a top view of the replacement expansion board 400, FIG. 4B is a side view of the replacement expansion board 400 viewed from the A side, and FIG. 4C is a side view of the replacement expansion board 400. FIG. A side view of the replacement expansion board 400 is shown on the B side, FIG. 4D is a side view of the replacement expansion board 400 seen from the C side, and FIG. 4E is a side view of the replacement expansion board 400, A side view of the replacement expansion board 400 viewed from the D side is shown.

도 4a에 도시된 바와 같이, 교체용 확장보드(400)의 크기는 가로 49.5 mm 이고, 세로 82 mm 이다. 가로로 11.25 mm 세로로 19.5 mm 의 위치에 직경 3 mm인 제 1 홀(401)이 형성되어 있고, 상기 제 1 홀(401)의 중심으로부터 가로로 30 mm 떨어진 위치에 직경 3mm인 제 2 홀(402)이 형성되어 있다. 상기 제 1 홀(401) 및 상기 제 2 홀(402)의 중심으로부터 각각 세로로 30 mm 떨어진 위치에 직경 3mm인 제 3 홀(403) 및 제 4 홀(404)이 형성되어 있다.As shown in Fig. 4A, the size of the replacement expansion board 400 is 49.5 mm in width and 82 mm in length. A first hole 401 having a diameter of 11.5 mm and a length of 19.5 mm and a diameter of 3 mm is formed at a position 30 mm apart from the center of the first hole 401, 402 are formed. A third hole 403 and a fourth hole 404 having a diameter of 3 mm are formed at positions 30 mm apart from the center of the first hole 401 and the second hole 402, respectively.

상기 제1 내지 제4 홀(401 내지 404)은 상용 비행 제어 컴퓨터의 보드와 물리적으로 연결하기 위하여 형성된다.
The first to fourth holes 401 to 404 are formed for physically connecting to a board of a commercial flight control computer.

도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 교체용 확장보드(400)의 A면에서 바라본 측면도에는 RF MODEM과 연결되는 제2 커넥터(J4)(333)가 실장되어 있고, 7 내지 40 V의 전압을 입력받는 DC IN 전원입력부(313) 및 접지(GND)가 솔더링되어 형성된다.4B, a second connector J4 333 connected to the RF MODEM is mounted on the side view of the replacement expansion board 400 viewed from the A side, and a voltage of 7 to 40 V is input The receiving DC IN power source input 313 and the ground GND are formed by soldering.

도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 교체용 확장보드(400)의 B면에서 바라본 측면도에는 GPS(Global Positioning System)와 연결되는 GPS I2C 입력 커넥터(J6)(342) 및 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 I2C 포트와 연결되는 I2C 출력 커넥터(J5)(341)가 실장되어 있다.4C, a side view of the replacement expansion board 400 viewed from the B side shows a GPS I2C input connector J6 342 connected to a GPS (Global Positioning System) and an I2C And an I2C output connector (J5) 341 connected to the port.

도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 교체용 확장보드(400)의 C면에서 바라본 측면도에는 As shown in FIG. 4D, the side view of the replacement expansion board 400 viewed from the C side

상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 통신 모듈과 연결되는 제1 커넥터(J3)(332) 및 고정익 무인항공기의 속도와 고도를 측정하는데 사용되는 압력 센서(390)가 실장되어 있다.A first connector J3 332 connected to the communication module of the commercial flight control computer and a pressure sensor 390 used to measure the speed and altitude of the fixed wing unmanned airplane.

도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 교체용 확장보드(400)의 C면에서 바라본 측면도에는, 다수의 신호 연결부(350, 360, 370, 380)를 구현하기 위한 다수의 3-헤더핀이 실장되어 있다.
4D, a plurality of 3-header pins for implementing the plurality of signal connections 350, 360, 370 and 380 are mounted on the side view of the replacement expansion board 400 as viewed from the C side thereof have.

도 5a 및 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드를 나타내는 사진이다.5A and 5B are photographs showing a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.

도 5a는 본 발명에 따른 교체용 확장보드의 PCB 기판을 도시하고 있으며, 도5b는 본 발명에 따른 교체용 확장보드에 필요한 부품들이 모두 실장되어 있는 모습을 도시하고 있다.
FIG. 5A shows a PCB substrate of a replacement expansion board according to the present invention, and FIG. 5B shows a state in which all the components necessary for a replacement expansion board according to the present invention are mounted.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터를 나타내는 사진이다.6 is a photograph showing a flight control computer having a replacement expansion board according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터는, 상용 비행 제어 컴퓨터(610), 상기 상용 비행 제어 컴퓨터(610) 및 무인항공기(100)의 각 구성요소와 데이터 통신가능하며, 사용목적 및 임무에 따라 필요한 부품들이 배치된 목적별 확장보드(620), 및 상기 상용 비행 제어 컴퓨터(610)의 하부에 일정 간격 이격되도록 상기 목적별 확장보드(620)를 부착하기 위한 연결부재(630)를 포함한다.6, the flight control computer having the replacement expansion board according to the present invention includes a commercial flight control computer 610, the commercial flight control computer 610, and components of the UAV 100 An expansion board 620 for each purpose in which necessary components are arranged according to the purpose and the mission of the aircraft and an expansion board 620 for a purpose separated at a predetermined interval below the commercial flight control computer 610 And a connecting member 630 for attachment.

상기 연결부재(630)는 다수 구비되며, 제 1 내지 제4 홀(401 내지 404)과 상기 상용 비행 제어 컴퓨터(610)에서 상기 제 1 내지 제4 홀(401 내지 404)의 위치에 대응하여 형성된 다수의 홀을 서로 물리적으로 연결하는 것을 특징으로 한다.The connection members 630 are formed in a number corresponding to the positions of the first to fourth holes 401 to 404 in the first to fourth holes 401 to 404 and the commercial flight control computer 610, And a plurality of holes are physically connected to each other.

상기 목적별 확장보드(620)는 상기 연결부재(630)를 통해 상기 무인항공기의 사용목적에 따라 교체가 가능한 것을 특징으로 한다.The objective-specific expansion board 620 can be replaced through the connection member 630 according to the purpose of use of the UAV.

상기 목적별 확장보드(620)의 일실시예로 지도제작에 필요한 확장보드(400)에 대해서는 도 3a 내지 도 3h의 회도로 및 도 4a 내지 도 4e의 배치도를 참고하여 상세히 설명하였으므로, 중복하여 설명하지 않기로 한다.
Since the expansion board 400 required for map production according to one embodiment of the object-specific expansion board 620 has been described in detail with reference to the circuit diagrams of FIGS. 3A to 3H and the layout diagrams of FIGS. 4A to 4E, I will not.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100: 무인항공기(드론) 610: 상용 비행 제어 컴퓨터
620: 목적별 확장보드 630: 연결부재
310: 전압 레귤레이팅부 320: 보조 전원공급부
330: 레벨쉬프팅부 340: I2C 스플리터
390: 압력 센서 350: 에일러론 신호 연결부
360: ESC 신호 연결부 370: 러더 신호 연결부
380: 엘리베이터 신호 연결부100: unmanned aircraft (drone) 610: commercial flight control computer
620: expansion board for each purpose 630: connection member
310: voltage regulating unit 320: auxiliary power supply unit
330: level shifting unit 340: I2C splitter
390: pressure sensor 350: aileron signal connection
360: ESC signal connection part 370: Rudder signal connection part
380: Elevator signal connection

Claims (10)

교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터에 있어서,
상용 비행 제어 컴퓨터(610);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터 및 무인항공기의 각 구성요소와 데이터 통신가능하며, 사용목적 및 임무에 따라 필요한 부품들이 배치된 목적별 확장보드(620); 및
상기 상용 비행 제어 컴퓨터 하부에 일정 간격 이격되도록 상기 목적별 확장보드를 부착하기 위한 연결부재(630)
를 포함하고,
상기 목적별 확장보드는 상기 연결부재를 통해 상기 무인항공기의 사용목적에 따라 교체가 가능한 것을 특징으로 하고,
상기 목적별 확장보드는,
지도 제작 임무를 수행하기 위한 제1 확장보드(400)를 포함하고,
상기 제1 확장보드는,
제1 레벨의 전압을 공급받아, 제2 레벨의 전압 및 제3 레벨의 전압으로 변환된 전압을 출력하기 위한 전압 레귤레이팅부(310);
상기 무인항공기의 각 구성요소에 필요한 상기 제2 레벨 또는 상기 제3 레벨의 전압을 공급하는 보조 전원공급부(320);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 데이터 통신 주파수와 다른 주파수 대역의 통신 모뎀과 상기 상용 비행 제어 컴퓨터와 통신이 가능하도록 하기 위한 레벨쉬프팅부(330);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 보드 외부에 장착되는 다수의 센서부(390);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 보드와 상기 다수의 센서와의 I2C(Inter Integrated circuit) 통신 기능을 제공하기 위한 I2C 스플리터(340); 및
상기 상용 비행 제어 컴퓨터와의 데이터 통신을 위한 다수의 신호 연결부(350, 360, 370, 380)
를 포함하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
A flight control computer having a replacement expansion board,
A commercial flight control computer 610;
An expansion board 620 that is capable of communicating data with the components of the commercial flight control computer and the unmanned airplane and includes the necessary components according to the purpose and mission of use; And
A connection member 630 for attaching the target expansion board to the lower portion of the commercial flight control computer at a predetermined interval,
Lt; / RTI >
Wherein the expansion board according to the object is replaceable according to a purpose of use of the UAV through the connection member,
The target-specific extension board includes:
Includes a first expansion board (400) for performing a mapping task,
The first expansion board includes:
A voltage regulating unit 310 for receiving a voltage of a first level and outputting a voltage of a second level and a voltage of a third level;
An auxiliary power supply unit (320) for supplying the second level or the third level voltage required for each component of the UAV;
A level shifter 330 for enabling communication with a commercial modem of a frequency band different from the data communication frequency of the commercial flight control computer and the commercial flight control computer;
A plurality of sensor units 390 mounted outside the board of the commercial flight control computer;
An I2C splitter 340 for providing an I2C (Inter Integrated Circuit) communication function between the board of the commercial flight control computer and the plurality of sensors; And
A plurality of signal connections 350, 360, 370 and 380 for data communication with the commercial flight control computer,
And a replacement expansion board including a replacement expansion board.
삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 전압 레귤레이팅부(310)는,
상기 제1 레벨의 전압을 공급하는 제1 전원공급부(313);
상기 제1 레벨의 전압을 입력받아 상기 제2 레벨의 전압을 출력하기 위한 제1 전압조정기(311); 및
상기 제2 레벨의 전압을 입력받아 상기 제3 레벨의 전압을 출력하기 위한 제2 전압조정기(312)
를 포함하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The voltage regulating unit 310,
A first power supply unit (313) for supplying the first level voltage;
A first voltage regulator (311) for receiving the first level voltage and outputting the second level voltage; And
A second voltage regulator 312 for receiving the second level voltage and outputting the third level voltage,
And a replacement expansion board including a replacement expansion board.
제 1항에 있어서,
상기 레벨쉬프팅부(330)는,
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 통신 모듈과 연결되는 제1 커넥터(332);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 데이터 통신 주파수와 다른 주파수 대역의 통신 모뎀과 상기 상용 비행 제어 컴퓨터와 통신이 가능하도록 하기 위한 레벨쉬프터(331); 및
상기 다른 주파수 대역의 통신 모뎀과 연결되는 제2 커넥터(333)를 포함하고,
상기 레벨쉬프터의 제2 및 제3 포트는 상기 제1 커넥터와 연결되고, 상기 레벨쉬프터의 제13 및 제12 포트는 상기 제2 커넥터와 연결되는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The level shifting unit 330,
A first connector (332) connected to a communication module of the commercial flight control computer;
A level shifter (331) for communicating with a communication modem of a frequency band different from the data communication frequency of the commercial flight control computer and the commercial flight control computer; And
And a second connector (333) connected to the communication modem of the other frequency band,
Wherein the second and third ports of the level shifter are connected to the first connector and the thirteenth and twelfth ports of the level shifter are connected to the second connector. computer.
제 4항에 있어서,
상기 레벨쉬프팅부(330)는,
상기 제2 커넥터의 제6포트(RX_LED 포트)와 연결되며, 상기 다른 주파수 대역의 통신 모뎀이 신호를 수신하는 경우 이를 표시해주기 위한 발광부(334)
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
5. The method of claim 4,
The level shifting unit 330,
A light emitting unit 334 connected to the sixth port (RX_LED port) of the second connector, for displaying the signal when the communication modem of the other frequency band receives the signal,
Further comprising an expansion board for replacement.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 센서는,
상기 무인항공기의 속도와 고도를 측정하는데 사용하기 위해 상기 확장보드 상에 실장되는 압력 센서(390)를 포함하고,
상기 I2C 스플리터(340)는,
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 I2C 포트와 연결되는 I2C 출력 커넥터(341); 및
GPS(Global Positioning System)와 연결되는 GPS I2C 입력 커넥터(342);를 포함하고,
상기 I2C 출력 커넥터(341)의 제1 내지 제4 포트는, 상기 GPS I2C 입력 커넥터(342)의 제1 내지 제4 포트와 각각 연결되고, 동시에 I2C 출력 커넥터(341)의 제1 내지 제4 포트는 상기 압력 센서의 제2, 제4, 제3 및 제1 포트와 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The plurality of sensors include:
And a pressure sensor (390) mounted on the expansion board for use in measuring the speed and altitude of the unmanned aerial vehicle,
The I2C splitter 340,
An I2C output connector 341 connected to the I2C port of the commercial flight control computer; And
And a GPS I2C input connector 342 connected to a GPS (Global Positioning System)
The first to fourth ports of the I2C output connector 341 are respectively connected to the first to fourth ports of the GPS I2C input connector 342 and the first to fourth ports of the I2C output connector 341, Is connected to the second, fourth, third, and first ports of the pressure sensor, respectively.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 연결부는,
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 에일러론 출력(Aileron out)과 연결되어 에일러온 조정명령 신호를 수신하는 에일러론 PWM IN 커넥터(351);
상기 에일러론 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 왼쪽 에일러론 서보에 연결하기 위한 에일러론 PWM OUT-LEFT 커넥터(352); 및
상기 에일러론 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 오른쪽 에일러론 서보에 연결하기 위한 에일러론 PWM OUT-RIGHT 커넥터(353)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The plurality of connection portions may include:
An aileron PWM IN connector 351 coupled to the aileron output of the commercial flight control computer to receive an overrun command signal;
An aileron PWM OUT-LEFT connector 352 for connecting the signal output from the aileron PWM IN connector to the left aileron servo of the unmanned aerial vehicle; And
An aileron PWM OUT-RIGHT connector 353 for connecting the signal output from the aileron PWM IN connector to the right aileron servo of the unmanned airplane,
And an expansion board for replacement.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 연결부는,
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 변속기(ESC : Electronic Speed Controller)의 출력(ESC out)과 연결되어 상기 무인항공기의 모터의 조정명령 신호를 수신하는 ESC PWM IN 커넥터(361);
상기 ESC PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 왼쪽 ESC 서보에 연결하기 위한 ESC PWM OUT-LEFT 커넥터(362); 및
상기 ESC PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 오른쪽 ESC서보에 연결하기 위한 ESC PWM OUT-RIGHT 커넥터(363)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The plurality of connection portions may include:
An ESC PWM IN connector 361 connected to an output (ESC out) of an electronic speed controller (ESC) of the commercial flight control computer to receive an adjustment command signal of the motor of the UAV;
An ESC PWM OUT-LEFT connector 362 for connecting the signal output from the ESC PWM IN connector to the left ESC servo of the unmanned airplane; And
An ESC PWM OUT-RIGHT connector 363 for connecting the signal output from the ESC PWM IN connector to the right ESC servo of the unmanned airplane,
And an expansion board for replacement.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 연결부는,
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 러더(Rudder) 출력과 연결되어 상기 무인항공기의 러더의 조정명령 신호를 수신하는 러더 PWM IN 커넥터(371);
상기 러더 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 러더 서보에 연결하기 위한 러더 PWM OUT 커넥터(372);
상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 엘리베이터(Elevator) 출력과 연결되어 상기 무인항공기의 엘리베이터의 조정명령 신호를 수신하는 엘리베이터 PWM IN 커넥터(381); 및
상기 엘리베이터 PWM IN 커넥터로부터의 신호 출력을 상기 무인항공기의 엘리베이터 서보에 연결하기 위한 엘리베이터 PWM OUT 커넥터(382)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.
The method according to claim 1,
The plurality of connection portions may include:
A rudder PWM IN connector (371) connected to a rudder output of the commercial flight control computer and receiving an adjustment command signal of a rudder of the unmanned airplane;
A rudder PWM OUT connector (372) for connecting a signal output from the rudder PWM IN connector to a rudder servo of the unmanned airplane;
An elevator PWM IN connector 381 connected to an elevator output of the commercial flight control computer and receiving an adjustment command signal of an elevator of the unmanned aerial vehicle; And
An elevator PWM OUT connector 382 for connecting the signal output from the elevator PWM IN connector to the elevator servo of the unmanned airplane,
And an expansion board for replacement.
제 1항에 있어서,
상기 보조 전원공급부의 출력 전압은,
추가적인 전원공급이 필요한 상기 무인항공기의 구성요소에 전원이 공급될 수 있도록 상기 상용 비행 제어 컴퓨터의 AUX (Auxiliary) 포트에 연결되는 것을 특징으로 하는 교체용 확장보드를 구비한 비행 제어 컴퓨터.The method according to claim 1,
The output voltage of the auxiliary power supply unit
(AUX) port of the commercial flight control computer so that power can be supplied to a component of the UAV that requires additional power supply.
KR1020160125414A 2016-09-29 2016-09-29 Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board KR101945986B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160125414A KR101945986B1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160125414A KR101945986B1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180035401A KR20180035401A (en) 2018-04-06
KR101945986B1 true KR101945986B1 (en) 2019-02-08

Family

ID=61973924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160125414A KR101945986B1 (en) 2016-09-29 2016-09-29 Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101945986B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114310727B (en) * 2022-01-27 2024-03-26 萧锦苑 RTK/PPK positioning module capable of rapidly replacing expansion function board and manufacturing process thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101084527B1 (en) * 2011-04-28 2011-11-18 단암시스템즈 주식회사 Flying data storage apparatus for aerial vehicle
KR101552560B1 (en) * 2014-03-26 2015-09-11 씨에이이 인크. A configurable simulator with a plurality of configurable modular cards

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101084527B1 (en) * 2011-04-28 2011-11-18 단암시스템즈 주식회사 Flying data storage apparatus for aerial vehicle
KR101552560B1 (en) * 2014-03-26 2015-09-11 씨에이이 인크. A configurable simulator with a plurality of configurable modular cards

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180035401A (en) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ebeid et al. A survey on open-source flight control platforms of unmanned aerial vehicle
US11866198B2 (en) Long-duration, fully autonomous operation of rotorcraft unmanned aerial systems including energy replenishment
CN108615346B (en) Relay unmanned aerial vehicle system
US10281930B2 (en) Gimbaled universal drone controller
Quigley et al. Target acquisition, localization, and surveillance using a fixed-wing mini-UAV and gimbaled camera
Schmid et al. Stereo vision based indoor/outdoor navigation for flying robots
Lim et al. Build your own quadrotor: Open-source projects on unmanned aerial vehicles
Wenzel et al. Low-cost visual tracking of a landing place and hovering flight control with a microcontroller
CN113196084A (en) Positioning system, vehicle control system and method thereof
CN103853156A (en) Small four-rotor aircraft control system and method based on airborne sensor
US11417223B2 (en) Flight altitude estimation systems and methods
Montenegro et al. A review on distributed control of cooperating mini UAVs
Nguyen et al. Post-mission autonomous return and precision landing of uav
EP4173947A1 (en) Landing systems and methods for unmanned aerial vehicles
Hui et al. Trajectory tracking and formation flight of autonomous UAVs in GPS-denied environments using onboard sensing
CN108445900A (en) A kind of unmanned plane vision positioning replacement differential technique
US11307583B2 (en) Drone with wide frontal field of view
Jones et al. Reducing size, weight, and power (SWaP) of perception systems in small autonomous aerial systems
KR101945986B1 (en) Flight control computer having a purpose-specific replacement expansion board
Chen et al. System integration of a vision-guided UAV for autonomous tracking on moving platform in low illumination condition
Bhandari et al. UAV collision detection and avoidance using ADS-B sensor and custom ADS-B like solution
US20220390965A1 (en) Mobile platform vision sensor systems and methods
CN211554750U (en) Visual guide miniature indoor unmanned aerial vehicle
Mac et al. Detection and Estimation of Moving obstacles for a UAV
Huang et al. Integration of MEMS inertial sensor-based GNC of a UAV

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant