KR102267840B1 - 드론 모니터링 시스템 - Google Patents

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KR102267840B1
KR102267840B1 KR1020190178057A KR20190178057A KR102267840B1 KR 102267840 B1 KR102267840 B1 KR 102267840B1 KR 1020190178057 A KR1020190178057 A KR 1020190178057A KR 20190178057 A KR20190178057 A KR 20190178057A KR 102267840 B1 KR102267840 B1 KR 102267840B1
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KR
South Korea
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drone
vibrator
controller
vibrator module
monitoring system
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KR1020190178057A
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Inventor
류제하
김영호
김창현
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광주과학기술원
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Abstract

본 발명은 드론 모니터링 시스템에 관한 것이다. 본 시스템은 동작제어 신호가 포함된 RF 무선 신호를 드론 장치로 전송하는 드론 컨트롤러, 드론 컨트롤러로부터 전송받은 동작제어 신호에 따라 동작하는 드론 장치 및 신체의 일부에 부착되어 있으며, 드론 장치에 포함된 하나 이상의 센서들이 측정한 상기 드론 장치의 동작 상태에 대한 센싱값을 전송받아, 전송받은 센싱값을 분석하여, 내장된 진동자를 진동시키는 컨트롤러 보조장치를 포함할 수 있다.

Description

드론 모니터링 시스템{Drone Monitoring System}
본 발명은 드론 모니터링 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론의 동작 상태에 대한 피드백을 통해 드론을 모니터링하는 드론 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근 드론에 대한 관심이 높아지면서 이를 활용하는 사례가 차츰 늘어나고 있다. 드론을 활용하는 분야도 점점 많아짐에 따라 드론 시장은 매우 빠르게 성장하고 있고 대중의 관심도 점점 높아지고 있어 실생활에서 드론을 사용할 기회는 점점 늘어날 것이라고 예상된다.
하지만 드론 사용의 대중화 및 보편화를 위해 고민하고 보완해야 할 부분이 있으며, 또한 드론을 능숙하게 다루기에는 많은 연습이 필요하다. 예를 들어 드론 비행 중 조작 미숙이나 돌발 상황에 의해 인구 밀집지역에 추락할 경우 많은 인명사고가 일어날 수 있고, 예기치 못한 강풍 등으로 사용자의 의도에 맞지 않게 제어되거나 드론의 분실 또는 파손 될 우려도 있다.
실제로 빌딩풍 같은 벤추리 효과로 바람이 소용돌이처럼 위로 솟구치거나 건물 사이를 지나며 초속 20~30m로 강해져 조종사가 예상치 못한 기상환경으로 기체를 제어하기 어렵게 되는 경우가 있다. 또한, 도심에서의 드론 사용은 건물 외벽의 유리가 전파의 난반사를 일으켜서 GPS신호 수신 오류로 드론을 제어하는데 어려움이 생길 수 있다.
또한, 숙달된 드론 조종자도 주로 조종자 시각에 의존하여 드론의 움직임을 조종하는데, 조종자 시야에서 벗어날 경우, 조종자의 감에 의존할 수밖에 없다. 또한, 드론에 부착된 카메라를 사용하더라도 상공에 참조할만한 지점이 없어 카메라를 통해 전송된 영상만으로 드론 비행의 방향감각이 혼동되어 조작이 원활하지 않게 될 수 있다.
이러한 문제점 등으로 현재 각종 교육 기관을 통해 수만 명 이상이 드론 인재 육성 과정을 거지고 있으나, 긴 시간과 비싼 수강료를 들여 교육을 수료한 이들 중 실제로 드론을 운용하는 공공기관이나 기업체에서 활약한 이들을 찾기는 어려운 실정이다. 고작 수십 시간에 그치는 강의로는 드론을 능숙하게 조정하는 것은 불가능하며 대부분의 드론 교육 과정이 단순 비행 기술 교육에 불과하고 교육시간도 절대적으로 부족한 실정이다. 또한, 시뮬레이터를 이용하여 훈련 환경과 시간 및 위험을 감소시킬 수 있어도 앞서 언급한 문제는 근본적으로 해결하기 어렵다.
모바일 기기와 원격제어 기기에 햅틱 피드백을 이용하여 직관적이고 사실적인 정보 전달로 장치와 사용자 간의 상호작용을 돕도록 하는 기술이 상기 언급한 문제를 해결하는데 도움을 줄 수 있다.
하지만 제한된 공간으로 인해 필요한 만큼의 엑추에이터를 포함하기 어려운 경우가 많고 한정된 엑추이터로는 햅틱 렌더링의 한계가 있다. 또한, 사람은 진동의 시간적인 변화에 대한 인지능력이 뛰어 나지 못하여 이를 해결하려면 더 큰 전력소모, 공간차지, 비용 등의 부작용이 있을 수 있다. 또한, 원격제어에 특화된 햅틱 기술을 이용하여도 드론의 주된 3축 움직임을 직관적으로 알 수 있는 기구가 없고 단지 6가지 모션(위, 아래, 앞, 뒤, 좌회전, 우회전)시 사용자가 장착한 밴드형 기구의 특정한 위치의 진동자가 울리거나 촉각 착각 햅틱 기술로 드론의 움직임에 가이던스(장애물 피하기, 목표지점 이동 등)를 주는 것에 대한 기술만 존재하는 실정이다.
[특허문헌 1] 한국등록특허 제10-1948569호. 2019.02.11. 등록.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 드론 모니터링 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템이 개시된다. 상기 시스템은 동작제어 신호가 포함된 RF 무선 신호를 드론 장치로 전송하는 드론 컨트롤러, 드론 컨트롤러로부터 전송받은 동작제어 신호에 따라 동작하는 드론 장치 및 신체의 일부에 부착되어 있으며, 드론 장치에 포함된 하나 이상의 센서들이 측정한 상기 드론 장치의 동작 상태에 대한 센싱값을 전송받아, 전송받은 센싱값을 분석하여, 내장된 진동자를 진동시키는 컨트롤러 보조장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 드론 장치는 드론 장치의 동작 상태를 측정하는 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 센서와 IMU(Inertial Measurement Unit: IMU) 센서를 포함하는 센서부 및 드론 장치의 외부에 부착되어, 드론 장치의 전방을 촬영하는 영상 촬영장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 라이다 센서는 광학 펄스를 이용하여 전방 물체를 탐지하고, IMU 센서는 3축 방향으로의 이동을 감지하는 가속도 센서 및 3축 방향으로 회전을 감지하는 자이로스코프 센서를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러 보조장치는 컨트롤러 보조장치의 상단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하고, 드론 장치의 전방을 인지시키는 제1 진동자 모듈, 컨트롤러 보조장치의 하단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하고, 드론 장치의 전방에 위치한 물체와 충돌여부에 대한 피드백을 주는 제2 진동자 모듈 및 전송받은 센싱값을 분석하여, 제1 진동자 모듈 또는 제2 진동자 모듈에 포함된 진동자들 중 적어도 하나의 진동여부를 판단하고, 진동 주파수 또는 진동크기 중 적어도 하나를 연산하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부는 분석한 센싱값에 따라 제1 진동자 모듈의 진동자들을 진동시키는 진동 신호를 제1 진동자 모듈로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부는 분석한 센싱값에 따라 드론 장치의 전방에 위치한 물체와의 거리가 기설정된 거리보다 가까워진 경우, 전방에 위치한 물체의 위치에 대응되는 제2 진동자 모듈의 진동자들을 진동시키는 진동 신호를 제2 진동자 모듈로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부는 드론 장치의 전방에서 탐지된 물체와의 거리가 가까워짐에 따라, 제2 진동자 모듈에 포함된 진동자들의 진동크기를 조절하는 신호를 제2 진동자 모듈로 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 컨트롤러 보조장치는 양쪽 끝단에 각각 마련된 한 쌍의 제3 진동자 모듈을 더 포함하고, 제3 진동자 모듈은 신체를 감싸도록 배열된 진동자들을 포함하고, 제3 진동자 모듈의 진동자들의 진동을 통해 상기 드론 장치의 기울기를 인지시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제어부는 측정된 드론 장치의 기울기와 대응되는 제3 진동자 모듈의 진동자를 진동시키는 진동 신호를 상기 제3 진동자 모듈로 전송할 수 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 컨트롤러 보조장치를 통해 현재 드론 장치의 동작 상태를 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 컨트롤러 보조장치에 진동자를 포함하여, 드론 장치의 동작 상태에 대응하는 위치에 있는 진동자를 진동시킴으로써 사용자가 현재 드론의 동작 상태에 대해 직관적으로 파악할 수 있어, 사용자가 육안으로 보이지 않아도 직관적으로 대처가 가능할 수 있다.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 언급된 본 발명 내용의 특징들이 상세하게, 보다 구체화된 설명으로, 이하의 실시예들을 참조하여 이해될 수 있도록, 실시예들 중 일부는 첨부되는 도면에서 도시된다. 또한, 도면과의 유사한 참조번호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나 첨부된 도면들은 단지 본 발명 내용의 특정한 전형적인 실시예들만을 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지는 않으며, 동일한 효과를 갖는 다른 실시예들이 충분히 인식될 수 있다는 점을 유의하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템의 드론 컨트롤러 보조장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제1 진동자 모듈을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제2 진동자 모듈을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제3 진동자 모듈을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템의 블록도를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 드론 모니터링 시스템(10)은 드론 장치(100), 드론 컨트롤러(200) 및 컨트롤러 보조장치(300)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 드론 장치(100)는 드론 컨트롤러(200)로부터 전송받은 동작제어 신호에 따라 동작할 수 있다. 드론 장치(100)는 드론 컨트롤러(200)로부터 동작 제어 신호가 포함된 RF 무선 신호를 수신하여 프로펠러를 동작하여 드론 장치를 동작시키는 프로펠러부(110), 드론 장치에 포함되어 있으며 드론 장치의 동작 상태를 측정하는 센서부(120), 드론 장치의 외부에 부착되어 있으며, 드론 장치의 전방을 촬영하는 영상 촬영장치(130) 및 센서부(120)로부터 측정된 센싱값은 컨트롤러 보조장치(300)로 전송하고, 영상 촬영장치(130)에서 촬영한 영상은 드론 컨트롤러(200)와 결합된 디스플레이로 전송하는 통신부(140)를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 프로펠러부(110)는 사용자가 드론 컨트롤러(200)를 통해 신호를 입력하면, 드론 장치(100)는 드론 컨트롤러(200)로부터 동작제어 신호를 수신할 수 있다.
또한, 센서부(120)는 드론 장치(10)의 동작 상태를 측정하는 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 센서와 IMU(Inertial Measurement Unit: IMU) 센서를 포함할 수 있다. 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 센서는 광학 펄스를 이용하여 전방 물체를 탐지할 수 있다. 드론 장치(100)는 라이다(Lidar) 센서를 통해 측정된 센싱값을 컨트롤러 보조장치(300)로 전송할 수 있다. 라이다 센서는 초음파 또는 레이저를 발산한 후 돌아오는 시간을 측정하여 장애물과의 거리, 위치, 높이를 입체감 있게 측정할 수 있다. 센싱값을 전송받은 컨트롤러 보조장치(300)의 제어부(340)는 전송받은 센싱값을 분석하여 드론 장치(100)와 전방 물체와의 거리를 계산할 수 있고, 또한 전방 물체와의 충돌 시간을 계산할 수 있다.
또한, IMU 센서는 3축 방향으로의 이동을 감지하는 가속도 센서 및 3축 방향으로 회전을 감지하는 자이로스코프 센서를 포함할 수 있다. IMU 센서는 드론 장치(100)의 3축 방향으로 회전을 기울기를 감지하는 자이로스코프 센서 및 3축 방향으로의 이동을 감지하는 가속도 센서로부터 측정한 센싱값을 컨트롤러 보조장치(300)로 전송할 수 있다. 컨트롤러 보조장치(300)의 제어부(340)는 전송받은 센싱값을 분석하여 드론 장치(100)의 상하방향을 향한 축회전의 진동인 요잉(yawing), 드론 장치(100)의 전후방향의 흔들림인 피칭(pitching) 및 드론 장치(100)의 비행 방향을 중심축으로 회전하는 것인 롤링(rolling)을 파악할 수 있다.
또한, 영상 촬영장치(130)는 드론 장치(100)의 외부에 부착되어 있으며, 드론 장치(100)의 움직임에 따라 전방을 촬영할 수 있다. 영상 촬영장치(130)를 통해 촬영된 영상 데이터는 드론 컨트롤러(200)와 결합된 디스플레이로 전송하여, 사용자가 드론 장치(100)의 움직임을 육안으로 판단할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 드론 컨트롤러(200)는 동작제어 신호가 포함된 RF 무선 신호를 드론 장치(100)로 전송할 수 있다. 드론 컨트롤러(200)는 드론 장치(100)의 움직임을 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 모니터링 시스템의 드론 컨트롤러 보조장치의 일 실시예를 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제1 진동자 모듈을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제2 진동자 모듈을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 컨트롤러 보조장치의 제3 진동자 모듈을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 컨트롤러 보조장치(300)는 신체의 일부에 부착되어 있으며, 드론 장치(100)에 포함된 하나 이상의 센서들이 측정한 드론 장치(100) 동작 상태에 대한 센싱값을 전송받아, 전송받은 센싱값을 분석하여, 컨트롤러 보조장치(300)에 내장된 진동자를 진동시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 컨트롤러 보조장치(300)는 드론 컨트롤러(200)에 의해 동작제어 신호를 전송받아 움직이는 드론 장치(100)가 강풍 등의 외란으로 예상하지 못한 움직임으로 사용자의 지시대로 움직이지 못한 경우에 드론 장치(100)의 현재 상태를 직관적으로 확인할 수 있는 장치이다. 컨트롤러 보조장치(300)는 제1 내지 제3 진동자 모듈을 포함하고 있어서 드론 장치(100)의 현재 상태를 각각의 모듈에 포함된 진동자의 진동을 통해 직관적으로 확인할 수 있다. 이렇게 직관적으로 현재의 드론 장치(100)의 상태를 사용자가 확인을 할 수 있으므로, 드론 장치(100)의 예상하지 못한 움직임을 빠르게 인지할 수 있고, 빠르고, 유연하게 대처할 수 있다.
예를 들어, 컨트롤러 보조장치(300)는 사용자의 왼팔 하박부에 고정시킬 수 있다. 사용자는 드론 장치(100)의 움직임을 사용자의 왼팔 하박부에 고정한 컨트롤러 보조장치(300)에 포함된 진동자의 진동을 통해 직관적으로 파악할 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 컨트롤러 보조장치(300)는 드론 장치(100)의 전방을 확인할 수 있는 제1 진동자 모듈(310), 드론 장치(100)와 전방에 위치한 물체와의 충돌여부를 확인할 수 있는 제2 진동자 모듈(320), 드론 장치(100)의 기울기를 확인할 수 있는 제3 진동자 모듈(340) 및 드론 장치(100)의 센서부(120)에서 측정한 센싱값을 계산하여 제1 내지 제3 진동자 모듈에 포함된 진동자에 진동 신호를 각각의 진동자 모듈로 전송하는 제어부(340)를 포함할 수 있다.
또한, 컨트롤러 보조장치(300)는 사용자의 팔의 하박에 사용자 맞춤형으로 부착할 수 있는 기구부를 포함할 수 있다. 또한, 기구부는 힌지, 볼 조인트에 연결된 곡률 형태의 판과 곁의 4개의 작은 판을 경첩으로 연결하여, 위, 아래 6개씩 총 12개의 조인트와 16개의 진동자를 부착할 수 있다. 기구부는 선형 베어링과 압축스프링으로 구성되며, 사용자의 팔 하박의 두께에 따라 조절이 가능하며, 사용자 팔 하박을 감싸듯이 연결되어 사용자의 피부에 밀착할 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 진동자 모듈(310)은 컨트롤러 보조장치(300)의 상단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하여, 드론 장치(100)의 전방을 인지시킬 수 있다. 제1 진동자 모듈(310)은 4개의 진동자를 일정한 간격의 원형으로 배열할 수 있다. 즉, 제1 진동자 모듈(310)은 제1 진동자를 12시 방향에 두면 3시, 6시 및 9시 방향에 다른 진동자들을 배열하는 방법으로, 4개의 진동자를 일정한 간격으로 배열할 수 있다.
또한, 제1 진동자 모듈(310)에 배열된 4개의 진동자는 드론 장치(100)의 전방이 향하는 곳에 따라 대응되는 진동자가 진동을 하므로, 드론 장치(100)의 전방을 직관적으로 알 수 있다. 또한, 드론 장치(100)가 오른쪽 방향으로 회전을 하고 있는 경우, 제1 진동자 모듈(310)의 진동자의 진동도 드론 장치(100)의 회전방향과 대응되는 방향으로 진동을 함으로써, 컨트롤러 보조장치(300)를 착용한 사용자가 직관적으로 드론 장치(100)의 전방을 파악할 수 있다.
예를 들어, 드론 장치(100)의 전방이 12시 방향을 향해 있으면, 컨트롤러 보조장치(300)의 상단부분 중앙에 마련된 제1 진동자 모듈(310)의 12시 방향에 위치한 진동자가 진동을 함으로써, 사용자는 직관적으로 드론 장치(100)의 전방을 확인할 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
또한, 드론 장치(100)의 요잉(yawing)값이 변화하는 경우, 요잉값의 변화에 따라 대응되는 진동자인 12시 방향의 진동자에서 3시 방향의 진동자로 진동의 진폭이 변화할 수 있다. 요잉값의 변화에 따라 진동자의 진폭의 변화하는 양은 아래와 같은 식에 의해 계산될 수 있다. 12시 방향의 진동자와 3시 방향의 진동자에 진동의 크기의 총합은 일정할 수 있다. 아래의 식에 의해 각각의 진동자에 배분되는 크기의 변화를 통해 이동방향을 파악할 수 있다.
Figure 112019135570443-pat00001
도 4를 참조하면, 제2 진동자 모듈(320)은 컨트롤러 보조장치(300)의 하단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하여, 드론 장치(100)의 전방에 위치한 물체와 충돌여부에 대한 피드백을 줄 수 있다. 제2 진동자 모듈(320)은 4개의 진동자를 일정한 간격의 원형으로 배열할 수 있다. 배열에 대한 기준은 제1 진동자 모듈(310)의 배열방식과 동일할 수 있다.
또한, 드론 장치(100)의 라이다 센서로부터 측정된 센싱값에 따라 전방에 위치한 물체가 탐지되고, 전방에 위치한 물체와의 거리가 기설정된 거리보다 가까워지면, 제2 진동자 모듈(320)의 전방에 위치한 물체와 대응되는 위치에 있는 진동자를 진동시켜 전방에 위치한 물체의 위치를 인지할 수 있다. 또한, 전방에 위치한 물체와의 거리가 점점 가까워지고 있는 경우, 진동 주파수를 높여서 전방 물체와의 거리가 가까워지고 있음을 인지할 수 있다. 진동 주파수는 라이다 센서로부터 측정된 센싱값의 분석에 의해 탐지된 거리를 현재의 드론 장치(100)의 속도를 이용하여 충돌예상 시간을 구할 수 있으며, 이 충돌예상 시간을 이용하여 진동 주파수를 계산할 수 있다.
또한, 드론 장치(100)의 속도 벡터와 현재 위치에서 가장 가까운 전방에 위치한 물체에 대한 거리 벡터와 내적하여 그 사잇각에 대해 사용자가 느끼는 진동의 실제 위치를 맞추고, 그 크기에 비례하는 값에 따라 제2 진동자 모듈(320)의 진동자를 진동시킬 수 있다.
예를 들어, 전방에 위치한 물체가 1시 방향에 있는 경우, 제2 진동자 모듈(320)의 12시 방향과 3시 방향에 있는 진동자가 동시에 진동하며, 12시 방향의 진동자의 진동의 크기를 크게 하여 1시 방향에 전방 물체가 있음을 인지할 수 있다. 또한, 전방에 물체가 있음을 알리는 진동을 하였음에도, 전방의 물체를 향해 드론 장치(100)가 계속 가까워지고 있는 경우, 진동 주파수의 세기를 높여서 드론 장치(100)가 전방의 물체와 가까워지고 있음을 알릴 수 있다. 또한, 드론 장치(100)의 속도가 상승하면서 가까워지고 있는 경우, 진동자의 진폭의 크기를 크게 하여 진동함으로써 사용자에게 인지시킬 수 있다. 상기 예시는 본 개시를 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.
도 5를 참조하면, 제3 진동자 모듈(330)은 컨트롤러 보조장치(300)의 양쪽 끝단에 각각 마련되며, 한 쌍으로 존재할 수 있다. 또한, 제3 진동자 모듈(330)은 신체를 감싸도록 배열된 진동자들을 포함하고, 드론 장치(100)의 기울기를 측정한 센싱값에 따라 진동자를 진동시켜 드론 장치(100)의 기울기를 인식시킬 수 있다.
또한, 제3 진동자 모듈(330)은 컨트롤러 보조장치(300) 양쪽 끝단에 마련될 수 있으며, 한 쌍(331, 333)으로 구성될 수 있다. 제3 진동자 모듈(330)은 4개의 진동자를 컨트롤러 보조장치(300)의 한 쪽 끝단에 신체를 밴드처럼 감쌀 수 있게 배열하고, 다른 쪽 끝단도 동일하게 신체를 감쌀 수 있도록 구성하여, 양쪽 끝단에 위치한 각각의 모듈의 진동자를 통해 드론 장치(100)의 기울기를 인지시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 제3 진동자 모듈(330)은 4개의 진동자가 일정한 간격으로 배열되어 사용자 팔을 감싸도록 구성되어 있으며, 컨트롤러 보조장치(300)의 일단에 위치하고 있는 상단 밴드 모듈(331) 및 상단 밴드 모듈(331)과 대응되게 구성되며, 4개의 진동자가 일정한 간격으로 배열되어 사용자 팔을 감싸도록 구성되어 있으며, 컨트롤러 보조장치(300)의 다른 끝단에 위치하고 있는 하단 밴드 모듈(333)을 포함할 수 있다.
또한, 제3 진동자 모듈(330)은 상단 밴드 모듈(331)과 하단 밴드 모듈(333)에 포함된 진동자의 진동을 통해 드론 장치(100)의 기울기를 확인할 수 있다. 드론 장치(100)가 전방을 향해 기울어 진, 피칭 상태의 경우, 상단 밴드 모듈(331)의 하단에 위치한 2개의 진동자가 진동을 하고, 하단 밴드 모듈(333)의 상단에 위치한 2개의 진동자가 진동을 할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러 보조장치(300)를 착용한 사용자는 진동하는 진동자의 방향으로 팔의 위치를 이동하면 현재 드론 장치(100)의 기울기를 사용자 팔의 기울기를 통해 직관적으로 확인할 수 있다.
또한, 드론 장치(100)가 왼쪽 측면으로 기울어 진, 롤링 상태의 경우, 상단 밴드 모듈(331)의 상단에 위치한 2개의 진동자가 진동을 하고, 하단 밴드 모듈(333)의 하단에 위치한 2개의 진동자가 진동을 할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러 보조장치(300)를 착용한 사용자는 진동하는 진동자의 방향으로 팔의 위치를 이동하면 현재 드론 장치(100)의 기울기를 사용자 팔의 기울기를 통해 직관적으로 확인할 수 있다.
드론 장치(100)의 기울기 변화와 그 각가속도를 측정한 센싱값의 분석을 통해 컨트롤러 보조장치(300)의 상단 밴드 모듈(331)과 하단 밴드 모듈(333)의 진동자의 진동크기 조절을 통해 드론 장치(100)의 기울기 변화를 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(340)는 컨트롤러 보조장치(300) 내에 존재하며, 드론 장치(100)에 포함된 센서들로부터 전송받는 센싱값을 분석할 수 있다. 또한, 제어부(340)는 분석한 센싱값에 따라 제1 진동자 모듈(310), 제2 진동자 모듈(320) 및 제3 진동자 모듈(330) 중 적어도 하나의 모듈에 해당하는 진동자에 진동 신호를 전달할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 드론 장치(100)의 센서들로부터 전송받은 센싱값을 분석하여, 분석한 센싱값에 따라 제1 진동자 모듈(310), 제2 진동자 모듈(320) 및 제3 진동자 모듈(330)에 포함된 적어도 하나의 진동여부를 판단하고, 진동 주파수 또는 진동크기 중 적어도 하나를 연산할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 분석하여 판단한 센싱값에 따라 드론 장치(100)의 전방과 대응되는 제1 진동자 모듈(310)의 진동자를 진동시키는 진동 신호를 제1 진동자 모듈(310)로 전송할 수 있다. 제어부(340)의 판단에 따라 진동 신호를 전송받은 제1 진동자 모듈(310)의 해당 진동자를 진동시킴으로써, 사용자는 제1 진동자 모듈(310)의 특정 진동자가 진동하면, 그 방향이 드론 장치(100)의 전방임을 직관적으로 확인할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 분석하여 판단한 센싱값에 따라 드론 장치(100)의 전방에 위치한 물체와의 거리가 기설정된 거리보다 가까워진 경우, 전방에 위치한 물체 위치에 대응되는 제2 진동자 모듈(320)의 진동자를 진동시키는 진동 신호를 제2 진동자 모듈(320)로 전송할 수 있다. 또한, 제어부(340)는 드론 장치(100)가 탐지된 전방 물체와의 거리가 점점 가까워짐에 따라, 해당하는 진동자의 진동주파수를 크게 하여 신호를 전달함으로써, 사용자는 드론 장치(100)와 전방 물체와의 거리가 가까워지고 있음을 확인할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 드론 장치(100)의 속도가 증가하면서 전방 물체와의 거리가 가까워지는 경우, 드론 장치(100)의 속도 증가는 해당 진동자의 진동크기를 크게 조절을 통해서 인지시킬 수 있고, 드론 장치(100)가 전방에 위치한 물체와의 거리가 점점 가까워지고 있는 것은 진동 주파수를 증가하는 조절을 통해 인지시킬 수 있다. 사용자는 진동 주파수가 증가, 진폭의 크기가 증가하고 있음을 통해, 드론 장치(100)의 속도가 증가하면서 전방에 위치한 물체와 가까워지고 있음을 확인할 수 있다.
또한, 제어부(340)는 분석하여 판단한 센싱값에 따라 드론 장치(100)의 기울기(예컨대, 드론 장치의 피칭 및 롤링)와 대응되는 제3 진동자 모듈(330)의 진동자를 진동시키는 진동 신호를 제3 진동자 모듈(330)로 전송할 수 있다. 제어부(340)는 드론 장치(100)에서 측정하여 전송한 센싱값의 분석을 통해 상단 밴드 모듈(331)과 하단 밴드 모듈(333)의 해당 진동자에 진동 신호를 전송할 수 있다. 상단 밴드 모듈(331)과 하단 밴드 모듈(333)은 서로 대응되게 구성되어 있어서, 각각의 상단 밴드 모듈(331)과 하단 밴드 모듈(333)에 있는 진동자의 진동하는 방향으로 착용자의 팔을 이동시키면, 사용자의 팔의 기울기가 드론 장치(100)의 현재 기울기를 나타내는 것으로, 사용자의 팔의 기울기를 통해 드론 장치(100)의 기울기를 직관적으로 확인할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
100: 드론 장치
110: 프로펠러부
120: 센서부
130: 영상 촬영장치
140: 통신부
200: 드론 컨트롤러
300: 컨트롤러 보조장치
310: 제1 진동자 모듈
320: 제2 진동자 모듈
330: 제3 진동자 모듈
331: 상단 밴드 모듈
333: 하단 밴드 모듈
340: 제어부

Claims (9)

  1. 동작제어 신호가 포함된 RF 무선 신호를 드론 장치로 전송하는 드론 컨트롤러;
    상기 드론 컨트롤러로부터 전송받은 동작제어 신호에 따라 동작하는 드론 장치; 및
    신체의 일부에 부착되어 있으며, 상기 드론 장치에 포함된 하나 이상의 센서들이 측정한 상기 드론 장치의 동작 상태에 대한 센싱값을 전송받아, 상기 전송받은 센싱값을 분석하여, 컨트롤러 보조장치의 상단과 하단에 각각 원형으로 배열된 진동자들을 진동시켜 상기 드론 장치의 전방을 인지시키거나 또는 전방에 위치한 물체와 충돌여부에 대한 피드백을 주는 컨트롤러 보조장치를 포함하는,
    드론 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드론 장치는,
    상기 드론 장치의 동작 상태를 측정하는 라이다(Light Detection And Ranging: LiDAR) 센서와 IMU(Inertial Measurement Unit: IMU) 센서를 포함하는 센서부; 및
    상기 드론 장치의 외부에 부착되어, 상기 드론 장치의 전방을 촬영하는 영상 촬영장치를 포함하는,
    드론 모니터링 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 라이다 센서는,
    광학 펄스를 이용하여 전방 물체를 탐지하고,
    상기 IMU 센서는,
    3축 방향으로의 이동을 감지하는 가속도 센서; 및
    3축 방향으로 회전을 감지하는 자이로스코프 센서를 포함하는,
    드론 모니터링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러 보조장치는,
    상기 컨트롤러 보조장치의 상단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하고, 상기 드론 장치의 전방을 인지시키는 제1 진동자 모듈;
    상기 컨트롤러 보조장치의 하단부분 중앙에 마련되며, 원형으로 배열된 진동자들을 포함하고, 상기 드론 장치의 전방에 위치한 물체와 충돌여부에 대한 피드백을 주는 제2 진동자 모듈; 및
    상기 전송받은 센싱값을 분석하여, 상기 제1 진동자 모듈 또는 제2 진동자 모듈에 포함된 진동자들 중 적어도 하나의 진동여부를 판단하고, 진동 주파수 또는 진동크기 중 적어도 하나를 연산하는 제어부를 포함하는,
    드론 모니터링 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분석한 센싱값에 따라 상기 제1 진동자 모듈의 진동자들을 진동시키는 진동 신호를 상기 제1 진동자 모듈로 전송하는,
    드론 모니터링 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 분석한 센싱값에 따라 상기 드론 장치의 전방에 위치한 물체와의 거리가 기설정된 거리보다 가까워진 경우, 전방에 위치한 물체의 위치에 대응되는 제2 진동자 모듈의 진동자들을 진동시키는 진동 신호를 상기 제2 진동자 모듈로 전송하는,
    드론 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 드론 장치의 전방에서 탐지된 물체와의 거리가 가까워짐에 따라, 상기 제2 진동자 모듈에 포함된 진동자들의 진동크기를 조절하는 신호를 상기 제2 진동자 모듈로 전송하는,
    드론 모니터링 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러 보조장치는,
    양쪽 끝단에 각각 마련된 한 쌍의 제3 진동자 모듈을 더 포함하고,
    상기 제3 진동자 모듈은 신체를 감싸도록 배열된 진동자들을 포함하고, 상기 제3 진동자 모듈의 진동자들의 진동을 통해 상기 드론 장치의 기울기를 인지시키는,
    드론 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 측정된 드론 장치의 기울기와 대응되는 제3 진동자 모듈의 진동자를 진동시키는 진동 신호를 상기 제3 진동자 모듈로 전송하는,
    드론 모니터링 시스템.
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