KR102333350B1 - Vertical takeoff and landing system of UAV and its operation method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인비행체 수직이착륙 시스템 및 그의 작동방법에 대한 것으로, 보다 상세히 설명하면 임무지역으로 비행하여 임무를 수행하는 무인비행체가 비가시권 내에서 수직이착륙 수행 시 임무지역의 지형이나 장애물을 보다 정확하게 식별하여 안정성이 향상된 수직이착륙을 제어하기 위한 무인비행체 수직이착륙 시스템 및 그의 작동방법에 관한 것이다. The present invention relates to an unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system and an operating method thereof. More specifically, when an unmanned aerial vehicle performing a mission by flying to a mission area performs vertical take-off and landing within the invisible area, the terrain or obstacles of the mission area are more accurately identified Thus, it relates to an unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system for controlling vertical take-off and landing with improved stability and an operating method thereof.
일반적으로 무인비행체는 사람이 직접 탑승하여 운전을 수행하지 않고, 외부의 조종이나 어떠한 프로그램에 의하여 자율 주행하는 비행체로, 무인비행체는 사람이 직접 비행하여 임무를 수행하기 어려운 재난, 전쟁 등의 위험 지역을 방문하여 조사하거나, 태풍추적, 대기오염탐지 등의 기상관측, 또는 행성 탐사나 항공 촬영 등의 일을 수행할 수 있으며, 군사용 목적으로 해양 경비나 등을 수행하는 무인 정찰기 또는 무기가 부착되어 공격을 수행할 수 있는 등, 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 무인비행체의 적용분야는 더욱 확대될 전망이다.In general, an unmanned aerial vehicle is an airplane that operates autonomously by external control or some program, without a person directly boarding and driving. It can visit and investigate, conduct meteorological observation such as typhoon tracking, air pollution detection, planetary exploration or aerial photography, etc. It is being used in various fields, such as being able to perform
무인비행체는 사람이 직접 갈 수 없는 장소를 비행하여 대신 임무를 수행할 수 있어 다양한 분야에 사용되고 있지만, 무인비행체는 자체의 프로그램에 의해 주행이 수행되기 때문에 급격한 주변 환경 변화 및 장애물에 따른 상황판단을 자체적으로 수행하기 어려운 문제점이 있으며, 주행 중 프로그램에 이상이 발생하는 경우 주변 건물이나 장애물과 충돌하여 다른 피해를 유발할 수 있는 문제점이 있다.Unmanned aerial vehicles are used in various fields because they can perform missions instead of flying in places that humans cannot go directly. There is a problem that it is difficult to carry out on its own, and when an abnormality occurs in the program while driving, there is a problem that it collides with nearby buildings or obstacles and causes other damage.
기존 무인비행체들은 저가의 GPS 및 고도계에서 제공하는 위치 값을 통해 무인비행체의 착륙을 제어하기 때문에 장비의 제한된 자체 성능으로 인한 정확성이 부족하고, 장착된 센서 및 장치로 무인비행체 자체의 프로그램이 날씨나, 주변 환경 및 장애물을 정확하기 판단하여 수직이착륙을 수행하는 것에는 한계가 있으며, 지면에 형성된 경사나, 주변 장애물을 인식하지 못해 무인비행체가 오작동 되거나 파손되는 문제점이 발생될 수 있다.Existing unmanned aerial vehicles control the landing of the unmanned aerial vehicle through the location value provided by low-cost GPS and altimeter, so the accuracy due to the limited self-performance of the equipment is insufficient, and the program of the unmanned aerial vehicle itself is not affected by the weather or the weather with the installed sensors and devices. , there is a limit to performing vertical take-off and landing by accurately determining the surrounding environment and obstacles, and the unmanned aerial vehicle may malfunction or be damaged due to inability to recognize the slope formed on the ground or surrounding obstacles.
이에, 무인비행체의 실시간 상태를 지상 운용자가 수신하고 주변 상황에 따라 무인비행체의 작동을 제어시키도록 하여 주변 환경 및 장애물에 따른 수직이착륙의 정확성을 향상시키도록 구성할 수 있지만, 무인항공기의 경우 무선통신에 의해 제어되기 때문에 지상관제시스템으로부터 일정 반경 이상 멀어질 경우, 지상제어시스템과 무인항공기와의 통신이 원활하게 수행되지 않아 제어가 어렵다는 문제점이 있다.Accordingly, it can be configured to improve the accuracy of vertical take-off and landing according to the surrounding environment and obstacles by allowing the ground operator to receive the real-time status of the unmanned aerial vehicle and control the operation of the unmanned aerial vehicle according to the surrounding conditions. Since it is controlled by communication, when it is farther away from the ground control system by a certain radius or more, communication between the ground control system and the unmanned aerial vehicle is not performed smoothly, so that it is difficult to control.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 무인비행체의 수직이착륙시의 제어를 보다 정확하고 용이하게 수행할 수 있는 시스템을 제공하기 위한 것으로, 이착륙 하고자 하는 지역의 지형이나 장애물을 정확하게 분석하여 이착륙 시의 항공기 고장 또는 사고를 예방하고, 분석된 지형이나 장애물이나, 착륙 지점까지의 안내를 운용자가 쉽게 인지할 수 있도록 출력하는 것으로 긴급한 환경 변화 또는 응급상황에 빠르게 판단하여 대처할 수 있도록 하여, 안정성이 향상된 무인비행체 수직이착륙 시스템 및 그의 작동방법을 제공함에 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a system capable of more accurately and easily performing control during vertical take-off and landing of an unmanned aerial vehicle. By accurately analyzing the terrain or obstacles, aircraft failure or accidents during take-off and landing are prevented, and the analyzed terrain, obstacles, or guidance to the landing point are printed out so that the operator can easily recognize them. It is to provide an unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system with improved stability and an operating method thereof.
본 발명의 무인비행체와 통신 가능한 거리에서 비행하는 유인비행체의 제어에 의해, 무인비행체의 비가시권 착륙을 수행하는 무인비행체 수직이착륙 시스템에 있어서, 상기 무인비행체에 구비되며, 상기 무인비행체에 구비되는 복수의 측정장치로부터 상기 무인비행체와 지면의 수직거리를 포함하는 비행환경정보를 상기 무인비행체의 수직이착륙 준비정보로 수집하여 선택적으로 외부에 전송 및 수신하는 정보수집모듈; 상기 유인비행체에 구비되고, 상기 정보수집모듈이 전송하는 상기 준비정보를 수신하여, 수신한 정보를 통해 상기 무인비행체의 수직이착륙 가능 여부의 판단을 보조하는 결과값으로 처리하여 외부에 전송하고, 상기 무인비행체의 위치 및 고도에 대해 입력된 명령어를 외부에 전송하는 관제모듈; 상기 유인비행체에 구비되고, 상기 관제모듈이 전송한 상기 결과값을 수신하고, 상기 결과값을, 시각, 청각, 촉각 중 어느 하나 이상을 포함하는 방법으로 관찰자에게 알림하는 알림기기; 및 상기 무인비행체에 구비되고, 상기 관제모듈이 전송한 상기 명령어를 수신하여, 상기 명령어에 따라 상기 무인비행체의 위치 및 고도를 이동시키는 운전제어모듈;을 포함하고, 상기 관제모듈은 상기 관찰자의 음성을 인식하고, 인식한 상기 관찰자의 음성 명령을 상기 명령어로 상기 운전제어모듈에 전송하는 음성인식센서;를 더 포함하고, 상기 관제모듈은, 상기 측정장치가 측정한 정보 중 상기 무인비행체와 지면의 수직거리를 상기 준비정보로 먼저 수신하고, 상기 무인비행체가 지면으로부터 일정 이내인 거리에 위치하면, 상기 측정장치가 측정한 다른 준비정보를 모두 수신하여 상기 결과값으로 처리하는 것을 특징으로 한다.In the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system for performing invisible landing of an unmanned aerial vehicle by controlling the unmanned aerial vehicle flying at a distance capable of communicating with the unmanned aerial vehicle of the present invention, a plurality of units provided in the unmanned aerial vehicle and provided in the unmanned aerial vehicle an information collection module for selectively transmitting and receiving flight environment information including the vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground from the measurement device of the unmanned aerial vehicle as vertical take-off and landing preparation information of the unmanned aerial vehicle; It is provided in the manned vehicle and receives the preparation information transmitted by the information collection module, processes it as a result value that assists in determining whether the vertical takeoff and landing of the unmanned aerial vehicle is possible through the received information, and transmits it to the outside; a control module for transmitting an input command for the position and altitude of the unmanned aerial vehicle to the outside; a notification device provided in the manned vehicle, receiving the result value transmitted by the control module, and notifying an observer of the result value in a method including any one or more of visual, auditory, and tactile; and a driving control module provided in the unmanned aerial vehicle, receiving the command transmitted from the control module, and moving the position and altitude of the unmanned aerial vehicle according to the command; the control module includes the voice of the observer and a voice recognition sensor that recognizes and transmits the recognized voice command of the observer to the driving control module as the command. The vertical distance is first received as the preparation information, and when the unmanned aerial vehicle is located within a predetermined distance from the ground, all other preparation information measured by the measuring device is received and processed as the result value.
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이때, 상기 비행환경정보는, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보, 지상과의 수직높이 정보, 장애물과의 수평거리 정보, 주변 장애물 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.In this case, the flight environment information is characterized in that it includes position and posture information of the unmanned aerial vehicle, vertical height information with respect to the ground, horizontal distance information with an obstacle, and surrounding obstacle information.
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또한, 상기 측정장치는, 상기 무인비행체와 지면과의 수직거리를 측정하는 제1 측정장치; 상기 무인비행체와 주변 장애물과의 수평거리를 측정하는 제2 측정장치; 상기 무인비행체의 실시간 위치 및 자세를 측정하는 제3 측정장치; 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 수직이착륙 시스템.In addition, the measuring device may include: a first measuring device for measuring a vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground; a second measuring device for measuring a horizontal distance between the unmanned aerial vehicle and surrounding obstacles; a third measuring device for measuring the real-time position and posture of the unmanned aerial vehicle; A vertical take-off and landing system, characterized in that it includes any one or more.
이때, 상기 제1 측정장치는, 복수개로 형성되되, 서로 인접하며 상기 무인비행체의 배면에 위치되고, 각각 인접한 다른 위치의 지면과의 수직거리를 측정하여, 지면의 경사도를 파악하는 것을 특징으로 한다.At this time, the first measuring device is formed in plurality, adjacent to each other, located on the rear surface of the unmanned aerial vehicle, and measuring the vertical distance from the ground at other adjacent positions to determine the inclination of the ground. .
또한, 상기 측정장치는, 상기 무인비행체의 주변 모습을 고화질로 촬영하는 제4 측정장치;를 더 포함하며, 상기 제4 측정장치는, 상기 정보수집모듈을 통해, 촬영하는 영상을 상기 알림기기에 실시간으로 송출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the measuring device further includes a fourth measuring device for photographing the surroundings of the unmanned aerial vehicle in high quality, and the fourth measuring device, through the information collection module, transmits the captured image to the notification device. It is characterized in that it is transmitted in real time.
또한, 상기 관제모듈은, 상기 무인비행체와 지면 및 장애물과의 거리 정도를 포함하는 상기 준비정보를, 지형 및 장애물과의 거리 정도에 따라 복수의 색상으로 구분하는 상기 결과값으로 계산하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control module, the preparation information including the degree of distance between the unmanned aerial vehicle and the ground and obstacles is calculated as the result value of classifying into a plurality of colors according to the distance between the terrain and obstacles do.
또한, 상기 관제모듈은, 상기 무인비행체와 지면 및 장애물과의 거리 정도를 포함하는 상기 준비정보를, 지형 및 장애물과의 거리 정도에 따라 복수의 음향 세기로 구분하는 상기 결과값으로 계산하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control module is characterized in that the preparation information including the distance between the unmanned aerial vehicle and the ground and obstacles is calculated as the result value divided into a plurality of sound intensities according to the distance between the terrain and the obstacle. do it with
또한, 상기 정보수집모듈은, 상기 무인비행체와 지면의 수직 거리가 15m 이내일 때, 상기 준비정보를 상기 관제모듈에 송신하는 것을 특징으로 한다.In addition, when the vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground is within 15 m, the information collection module transmits the preparation information to the control module.
본 발명의 무인비행체 수직이착륙 시스템의 작동방법에 있어서, 착륙해야하는 위치에 대한 정보를 관제모듈에 입력받고, 상기 관제모듈이 상기 명령어로 운전제어모듈에 전달하여, 상기 운전제어모듈에 의해 상기 무인비행체가 해당 위치 및 고도에 위치되는 무인비행체 위치조정 단계; 측정창치가 무인비행체의 수직이착륙 준비정보를 정보수집모듈에 전송하고, 상기 정보수집모듈은 상기 무인비행체의 상기 준비정보 중 지상과의 수직높이 정보를 상기 관제모듈에 먼저 전송하는 무인비행체 정보수집 단계; 상기 관제모듈이, 상기 준비정보 중 상기 무인비행체의 지상과의 수직높이 정보를 통해 상기 무인비행체의 고도가 일정 높이 이내에 위치하는지 판단하는 무인비행체 고도판단 단계; 상기 무인비행체가 일정 높이 이내에 위치하면, 상기 관제모듈은 상기 정보수집모듈로부터 상기 준비정보를 모두 수신하고, 수신된 상기 준비정보를 시각, 청각 및 촉각 중 어느 하나 이상을 포함하는 결과값으로 처리하여 알람기기에 송신하여, 상기 알림기기가 상기 결과값을 출력하는 정보출력 단계; 유인비행체에 탑승한 관찰자가 상기 알림기기에 출력된 자료를 통해 상기 무인비행체의 착륙 여부를 판단하는 착륙판단 단계; 및 상기 관찰자가 상기 무인비행체가 착륙 가능하다 판단하면, 상기 관제모듈에 착륙 명령어를 입력하는 착륙 단계;를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 한다.In the operating method of the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system of the present invention, information on a location to be landed is input to a control module, the control module transmits the command to the operation control module as the command, and the operation control module causes the unmanned aerial vehicle to an unmanned aerial vehicle position adjustment step in which is located at the corresponding position and altitude; An unmanned aerial vehicle information collection step in which the measurement device transmits vertical take-off and landing preparation information of the unmanned aerial vehicle to the information collection module, and the information collection module first transmits vertical height information with the ground among the preparation information of the unmanned aerial vehicle to the control module ; an unmanned aerial vehicle altitude determination step in which the control module determines whether the altitude of the unmanned aerial vehicle is located within a predetermined height through vertical height information of the unmanned aerial vehicle with the ground among the preparation information; When the unmanned aerial vehicle is located within a certain height, the control module receives all the preparation information from the information collection module, and processes the received preparation information as a result value including any one or more of visual, auditory, and tactile sense. an information output step of transmitting to an alarm device and outputting the result value by the notification device; a landing determination step in which an observer aboard the manned vehicle determines whether the unmanned aerial vehicle has landed through the data output to the notification device; and a landing step of inputting a landing command to the control module when the observer determines that the unmanned aerial vehicle can land.
이때, 상기 무인비행체 고도판단 단계에서, 상기 무인비행체가 일정 높이 보다 높게 위치하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.At this time, in the step of determining the height of the unmanned aerial vehicle, if the unmanned aerial vehicle is positioned higher than a predetermined height, the unmanned aerial vehicle position adjustment step is performed.
이때, 상기 착륙판단 단계에서, 상기 관찰자가 주변 장애물에 의해 상기 무인비행체가 착륙 불가능하다 판단하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.In this case, in the landing determination step, if the observer determines that the unmanned aerial vehicle cannot land due to a surrounding obstacle, the unmanned aerial vehicle position adjustment step is performed.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 무인비행체 수직이착륙 시스템 및 그의 작동방법은 복수의 측정장치를 통해 수집한 무인비행체의 주변 환경에 대한 다양한 데이터를 복합적으로 적용하여 분석함으로써 보다 정확한 정보를 수신할 수 있으며, 이를 통해 무인비행체의 수직이착륙을 수행할 수 있어 작업 수행의 안정성, 정확성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 유인항공기가 무인항공기의 근방을 유지하며 무인항공기를 제어하기 때문에 무인항공기의 업무수행 지역 범위가 광범위해지며, 시각, 청각 및 촉각 등의 다양한 효과를 통해 운용자가 위험 상황을 쉽게 식별할 수 있으며, 무선항공기의 제어 방법 또한 단순하여 운용자가 유인비행체 비행 중에도 운용할 수 있어 긴급상황에 즉각적으로 대처할 수 있으므로, 외부환경 또는 시스템 운용 오류에 의해 발생할 수 있는 고장 및 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.The system for vertical take-off and landing of the unmanned aerial vehicle according to the present invention and the method of operation thereof according to the above configuration can receive more accurate information by complexly applying and analyzing various data about the surrounding environment of the unmanned aerial vehicle collected through a plurality of measurement devices. Through this, vertical take-off and landing of unmanned aerial vehicles can be performed, thereby improving the stability, accuracy, and reliability of operation. In addition, since the manned aircraft maintains the vicinity of the unmanned aerial vehicle and controls the unmanned aerial vehicle, the scope of the operation area of the unmanned aerial vehicle expands, and the operator can easily identify dangerous situations through various effects such as visual, auditory and tactile senses. In addition, the control method of the wireless aircraft is also simple, so that the operator can operate it during the flight of the manned aircraft, so that the operator can respond immediately to emergency situations, thereby preventing failures and accidents that may occur due to external environment or system operation errors. .
도 1은 본 발명의 기본 블록도
도 2는 무인비행체 구성 블록도
도 3은 다축 회전 방지 장치가 적용된 측정장치의 일실시예
도 4는 복수의 측정장치를 이용해 지면의 경사도를 파악하는 일실시예
도 5는 본 발명의 구성 블록도
도 6은 본 발명의 통신 개념도
도 7은 본 발명의 전체 구성 및 통신 블록도
도 8은 알림기기에 출력되는 결과값의 일실시예
도 9는 복수의 색깔 및 음향의 세기에 따른 결과값의 일실시예
도 10은 본 발명의 작동방법 흐름도1 is a basic block diagram of the present invention;
2 is a block diagram of an unmanned aerial vehicle;
3 is an embodiment of a measuring device to which a multi-axis rotation prevention device is applied;
4 is an embodiment of determining the inclination of the ground using a plurality of measuring devices;
5 is a block diagram of the present invention;
6 is a communication conceptual diagram of the present invention;
7 is an overall configuration and communication block diagram of the present invention;
8 is an example of a result value output to a notification device;
9 is an example of a result value according to the intensity of a plurality of colors and sounds;
10 is a flowchart of an operation method of the present invention;
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 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. Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be variations.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the technical idea of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Since the accompanying drawings are merely examples shown to explain the technical idea of the present invention in more detail, the technical idea of the present invention is not limited to the form of the accompanying drawings.
본 발명은 외부의 제어로 인해 비행되는 무인비행체를 수직이착륙 시킬 때, 이착륙 시키고자 하는 장소의 조명 및 날씨나 주변 환경, 장애물의 유무, 경사 또는 굴곡이 형성된 지형 등의 정보를 실시간으로 수집하고, 수집된 정보를 관찰자가 쉽게 분별할 수 있도록 바로 출력하여 이착륙 상황에 따른 대처를 빠르게 수행하도록 하여 안정성 및 신뢰성이 향상된 수직이착륙 무인비행체 비가시권 착륙을 위한 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention collects information such as lighting, weather, surrounding environment, presence of obstacles, and terrain with slopes or curves in real time when vertical take-off and landing of an unmanned aerial vehicle flying due to external control is performed. The purpose of this is to provide a system for non-visible landing of unmanned aerial vehicles with improved stability and reliability by outputting the collected information so that observers can easily identify it and quickly responding to take-off and landing situations.
도 1을 참고하여 설명하면, 본 발명은 무인비행체(1000)의 비가시권 착륙을 위한 수직이착륙 시스템에 관한 것으로, 상기 무인비행체(1000)에 구비되는 복수의 측정장치로부터 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 자세 정보, 지상과의 수직높이 정보, 장애물과의 수평거리 정보, 주변 장애물 정보를 포함하는 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙 준비정보(A)를 수집하여 외부에 전송 및 수신하는 정보수집모듈(200), 상기 정보수집모듈(200)이 전송하는 상기 수직이착륙 준비정보(A)를 수신하여, 수신한 정보를 통해 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙 가능 여부의 판단을 보조하는 결과값(B)으로 처리하여 외부에 전송하고, 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 고도에 대한 명령어(C)를 외부에 전송하는 관제모듈(300), 상기 관제모듈(300)이 전송한 상기 결과값(B)을, 시각, 청각, 촉각 중 어느 하나 이상을 포함하는 방법으로 관찰자에게 알림하는 알림기기(400) 및, 상기 관제모듈(300)에서 전송한 상기 명령어(C)를 수신하여, 상기 명령어(C)에 따라 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 고도를 이동시키는 운전제어모듈(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1 , the present invention relates to a vertical take-off and landing system for non-visible landing of an unmanned
본 발명은 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙을 제어하기 위해 구비되는 것으로, 상기 무인비행체(1000)의 제어를 보다 용이하기 위해 상기 무인비행체(1000)와 통신이 원활한 거리 이내에 위치되는 상기 유인비행체(2000)가 제어하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예로, 상기 정보수집모듈(200) 및 운전제어모듈(500)은 상기 무인비행체(1000)에 구비되며, 상기 관제모듈(300) 및 알림기기(400)는 상기 관찰자가 탑승하고 있는 상기 유인비행체(2000)에 구비되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 관찰자가 탑승하고 있는 상기 유인비행체(2000)가 외부의 상황에 따라 상기 무인비행체(1000)가 착륙해야하는 위치를 조정할 수 있으며, 상기 무인비행체(1000)의 정보를 실시간으로 제공받고 이를 판단하여 상기 무인비행체(1000)의 이착륙을 결정하는 것을 특징으로 한다.The present invention is provided to control the vertical take-off and landing of the unmanned
본 발명의 상기 무인비행체(1000)는 조종사가 탑승하지 않고, 외부의 조종 또는 자체 프로그램 등을 통해 비행할 수 있는 드론, 쿼드콥터, 멀티콥터 등의 항공기를 모두 포함하는 것을 말한다. The unmanned
상기 무인비행체(1000)는 복수의 상기 측정장치(100)를 구비하고 있으며, 상기 측정장치(100)는, 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 자세, 고도, 주변 장애물 및 환경, 날씨, 비행 영상 등의 상기 무인비행체(1000)의 상태를 측정할 수 있는 장치를 모두 포함하는 것을 말한다. 이때 상기 측정장치(100)가 측정한 정보들은 상기 측정장치(100)와 유/무선 통신으로 연결되어 있는 상기 정보수집모듈(200)에 수집되며, 상기 정보수집모듈(200)은, 상기 측정장치(100)가 측정한 정보들을 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙 준비 정보로 수집해 외부에 전송하는 것을 특징으로 한다. 상기 측정장치(100)는 보다 정확한 값을 계산하기 위해 측정 방법이 각각 다른 복수의 장비를 구비하는 것이 바람직하며, 상기 무인비행체(1000)의 비행을 위해 구비되는 장치 또한 상기 측정장치(100)로 사용될 수 있다. The unmanned
상기 측정장치(100)는 상기 무인비행체(1000)에 구비되어 상기 무인비행체(1000)의 주변 환경을 측정할 수 있는 장치이면 상관없이 사용될 수 있으나, 도 2를 참고하여 본 발명의 일실시예로, 상기 측정장치(100)는 상기 무인비행체(1000)와 지면과의 수직거리를 파악할 수 있는 정보를 측정하는 제1 측정장치, 상기 무인비행체(1000)와 주변 장애물과의 수평거리를 파악할 수 있는 정보를 측정하는 제2 측정장치, 상기 무인비행체(1000)의 실시간 위치 및 자세를 파악할 수 있는 정보를 측정하는 제3 측정장치, 상기 무인비행체(1000)의 주변 모습을 고화질로 촬영하는 제4 측정장치 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.The measuring
상기 제1 측정장치(110)는, 상기 무인비행체(1000)로부터 지면의 수직거리를 파악하는 측정장치로, 상기 무인비행체(1000)가 비행하고 있는 고도를 측정하기 위한 장치인 것을 특징으로 한다. 상기 제1 측정장치(110)는 상기 무인체로부터 지면까지의 거리를 레이저 도달 시간 및 강도나, 파장을 이용한 특성 분석을 통해 수직 거리 정보를 생성할 수 있으며, 상기 제1 측정장치(110)는 상기 무인비행체(1000)의 고도를 파악할 수 있는 장치를 모두 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예로, 상기 제1 측정장치(110)는 초음파 센서 및 레이저 고도계일 수 있으며, 서로 다른 측정 방법을 통해 보다 정확한 수직거리를 측정하여 상기 정보수집모듈(200)에 전송할 수 있는 것을 특징으로 한다. 복수의 상기 측정장치(100)가 상기 무인비행체(1000)의 주변 정보를 파악할 때, 보다 정확한 정보를 수집하기 위해 상기 무인비행체(1000)가 일정 높이 이내에 위치되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 제1 측정장치(110)가 상기 무인비행체(1000)의 고도를 측정하기 위해 먼저 사용될 수 있다. 상세히 설명하면 상기 무인비행체(1000)가 착륙하고자하는 위치로 이동된 후, 먼저 상기 제1 측정장치(110)가 상기 무인비행체(1000)와 지면과의 수직높이에 대한 정보를 파악하고 측정한 수직 높이를 상기 관제모듈(300)에 전송하여, 상기 제1 측정장치(110)가 측정한 수직높이에 따라서 상기 운전제어모듈(500)을 통해 상기 무인비행체(1000)의 고도가 일정 높이 이내에 위치되도록 상기 무인비행체(1000)의 고도가 조정되는 것을 특징으로 한다. 이때 상기 무인비행체(1000)가 지면으로부터 15m이내에 위치되도록 상기 무인비행체(1000)의 고도를 조정하는 것이 바람직하다.The
도 3을 참고하여 설명하면, 외풍과 같은 주변 환경이나 비행 자세에 따라서 상기 무인비행체(1000)가 일정 각도로 틀어져 비행하며 상기 제1 측정장치(110)가 측정하려는 지면의 초점 변경될 수 있으며, 이에 따라 상기 무인비행체(1000)의 자세에 따라 상기 제1 측정장치(110)가 측정하려는 지면의 위치가 변경되어, 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직거리에 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 측정장치(110)의 초음파 센서 및 레이저 고도계는 상기 무인비행체(1000)의 각도에 따라 센서 또는 레이저가 측정하려는 지면의 위치가 일정할 수 있도록, 상기 무인비행체(1000)의 각도 및 자세에 따라서 상기 제1 측정장치(110)의 각도가 변경되는 다축 회전 방지 장치를 포함하여 형성될 수 있다. 상기 다축 회전 방지 장치는, 상기 무인비행체(1000)의 자세와 상관없이 상기 제1 측정장치(110)가 상기 무인비행체(1000)가 위치한 곳의 수직 하방의 지면을 가리키도록 그 방향 및 각도를 유지시켜주는 장치인 것을 특징으로 한다. 이를 통해 상기 제1 측정장치(110)는 상기 무인비행체(1000)의 자세에 따라서 자동으로 각도가 변경되어 지면을 측정하게 되므로, 상기 무인비행체(1000)의 자세가 변경되어도 상기 무인비행체(1000)가 위치한 고도와 수직한 지면의 수직높이를 측정할 수 있어 보다 정확한 고도 측정이 가능하다는 장점이 있다. 상기 다축 회전 방지 장치는 짐벌과 같은 장치의 구성을 통해 흔들림이 방지되도록 형성되거나, 상기 무인비행체(1000)의 자세를 인식하여, 이에 따른 상기 제1 측정장치(110)의 각도를 조정하는 프로그램으로 형성될 수 있다. 3, the unmanned
또한, 도 4를 참고하여 설명하면, 상기 제1 측정장치(110)는 복수개로 형성될 수 있으며, 복수개로 형성된 상기 제1 측정장치(110)는 상기 무인비행체(1000)에 서로 소정 거리 이격되어 위치되어, 서로 소정거리 이격된 위치의 지면과의 수직 거리를 파악하도록 형성될 수 있다. 상기 무인비행체(1000)의 지면이 경사가 있거나 굴곡이 형성된 경우, 복수개로 형성된 상기 제1 측정장치(110)가 측정하는 서로 인접한 지면의 수직거리는 서로 다른 값을 가지게 될 수 있으며, 이러한 복수의 상기 제1 측정장치(110)가 측정한 복수의 값을 통해 지면에 형성된 경사의 각도나, 굴곡의 정도를 보다 상세하게 파악할 수 있는 것을 특징으로 한다. 일례로, 상기 제1 측정장치(110)가 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직거리를 레이저 도달시간으로 분석하고, 지면에 경사가 형성된 경우, 복수의 상기 제1 측정장치(110)는 각각 다른 레이저 도달시간의 값을 가질 수 있으며 이러한 정보가 상기 관제모듈(300)에 전송되어, 수신한 복수의 도달시간 정보를 통해 상기 관제모듈(300)이 지면에 형성된 경사의 각도를 파악할 수 있다.In addition, referring to FIG. 4 , the
도 2를 참고하면, 상기 제2 측정장치(120)는 상기 무인비행체(1000)와 수평한 위치에 위치하고 있는 장애물들을 검색하고, 그 장애물과의 수평 거리를 측정하기 위한 장치인 것을 특징으로 한다. 상기 제2 측정장치(120)는 상기 제2 측정장치(120)가 가리키는 방향에 위치되는 장애물을 구별하고, 그 장애물과의 거리를 측정할 수 있는 장치를 모두 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 무인비행체(1000)와 수평하게 위치하는 장애물을 검색하기 위해 상기 무인비행체(1000)의 전후측에 각각 위치되거나, 또는 중앙측에 위치되어 사방을 검색하도록 돌출되어 형성될 수 있다. 본 발명의 일실시예로, 상기 제2 측정장치(120)는 라이다 센서로 형성될 수 있으며, 상기 라이다 센서는 상기 무인비행체(1000)의 주변에 위치하고 있는 장애물에 레이저 펄스를 발사하고 그 빛이 주위의 대상 물체에 반사되어 돌아오는 것에 대한 정보를 통해 장애물과의 거리 정보를 생성하여 상기 정보수집모듈(200)에 전송하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 라이다 센서는 상기 무인비행체(1000)로부터 40m 이내의 장애물을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 2 , the second measuring device 120 is a device for searching for obstacles positioned in a horizontal position with the unmanned
도 2를 참고하면, 상기 제3 측정장치(130)는, 상기 무인비행체(1000)의 실시간 자세 및 위치를 파악하기 위해 구비되는 것으로, 비행체의 비행을 위해 구비되는 GPS와 같은 비행체 자체에 구비되는 비행 장비일 수 있다. 상기 제3 측정장치(130)는 상기 무인비행체(1000)가 비행하는 비행로나 또는 외풍과 같은 외부 요인에 의해 변경되는 비행체 자체의 자세를 파악하거나, 상기 무인비행체(1000)의 실시간 위치를 파악할 수 있는 장치를 모두 포함하여 구성될 수 있다. 본 발명의 일실시예로, 상기 제3 측정장치(130)는 관성측정장치(IMU) 및 위성항법장치(GPS)로 형성될 수 있으며, 상기 무인비행체(1000) 내에 구비되는 관성측정장치 및 위성항법장치일 수 있고, 상기 제3 측정장치(130)는 관성측정장치(IMU) 및 위성항법장치(GPS)가 측정하는 정보를 상기 정보수집모듈(200)에 전송하도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 제3 측정장치(130)는, 상기 제1 측정장치(110)가 수직거리의 정보를 측정할 때 상기 제3 측정장치(130)를 통해 상기 무인비행체(1000)의 자세를 측정하도록 형성될 수 있으며, 상기 제3 측정장치(130)가 측정한 값에 따라서 상기 제1 측정장치(110)의 각도가 변경되도록 형성될 수 있다. 상기 제3 측정장치(130)를 통해 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 자세를 파악하도록 하여, 상기 무인비행체(1000)의 움직임을 파악할 수 있으며, 외풍과 같은 외부 환경 요인으로 인한 상기 무인비행기의 움직임 정도를 파악하여 대처할 수 있어 상기 무인비행체(1000)를 안정적으로 착륙시킬 수 있는 효과가 있다.Referring to FIG. 2 , the third measuring device 130 is provided to determine the real-time attitude and position of the unmanned
도 2를 참고하면, 상기 제4 측정장치(140)는, 상기 무인비행체(1000)의 주변 환경을 영상으로 관찰할 수 있는 카메라인 것을 특징으로 한다. 상기 제4 측정장치(140)는 상기 제1, 2 및 3 측정장치가 측정한 수직거리 및 수평거리에 대한 정보를 영상으로 확인하거나, 실시간 비행정보를 파악할 수 있도록 구비되는 것이다. 상기 제4 측정장치(140)는 고화질 사양의 카메라로 형성되어, 상기 무인비행체(1000)의 수직한 방향에 위치하는 지면의 형태나, 주변에 위치하는 장애물의 형태를 분명하게 구분할 수 있는 것이 바람직하다. 상기 제4 측정장치(140)는 상기 무인비행체(1000)에 복수로 구비되어 다각도의 주변 영상을 촬영할 수 있고, 상기 제4 측정장치(140)을 통해 촬영한 영상은 상기 정보수집모듈(200)로 전송되며, 상기 정보수집모듈(200)은 이 영상을 곧바로 상기 알림기기(400)를 통해 촬영하는 영상을 송출함으로써, 상기 관찰자가 실시간으로 상기 무인비행체(1000)의 주변을 확인할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 제4 측정장치(140)는 나이트비전 또는 적외선 카메라를 더 포함하여 형성되어, 날씨가 어둡거나 야간 비행 시에도 상기 무인비행체(1000)의 주변 지형을 확인할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 제4 측정장치(140)를 통해 송출되는 영상으로 상기 관찰자가 보다 빠르게 착륙 가능 여부를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다. Referring to FIG. 2 , the fourth measuring device 140 is a camera capable of observing the surrounding environment of the unmanned
도 5를 참고하면, 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보는 상기 정보수집모듈(200)에 전송되는 것을 특징으로 하며, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 측정장치(100)로부터 수집된 정보를 수직이착륙 준비정보(A)로 외부에 전송하는 것을 특징으로 한다. 상기 정보수집모듈(200)은 상기 무인비행체(1000)와 외부의 기기와 정보를 송수신하기 위해 구비되는 것으로, 외부가 전송하는 정보를 수신할 수 있는 통신모듈로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 정보수집모듈(200)은 상기 준비정보(A)를 상기 유인비행체(2000)에 구비된 상기 관제모듈(300)로 전송하는 것을 특징으로 하고, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 관제모듈(300)에 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보를 선택적으로 송신하도록 형성될 수 있으며, 상기 유인비행체(2000)가 전송한 정보를 수신하여 수신한 정보를 필요로 하는 상기 무인비행체(1000)의 시스템에 선택적으로 전송하도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the information measured by the plurality of
본 발명의 일실시예로, 상기 정보수집모듈(200)은 복수의 상기 측정장치(100)로부터 수신한 정보 중 상기 제1 측정장치(110)가 측정한 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직거리의 정보를 상기 관제모듈(300)에 선택적으로 전송할 수 있는 것을 특징으로 한다. 보다 상세히 설명하면, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 제1 측정장치(110)의 상기 무인비행체(1000)가 착륙하고자 하는 위치에 위치되면 상기 제1 내지 4 측정장치가 송신한 정보를 모두 수신하되, 상기 정보수집모듈(200)은 먼저 상기 제1 측정장치(110)가 송신한 상기 무인비행체(1000)의 고도에 대한 정보를 상기 관제모듈(300)에 먼저 송신하고, 상기 제2 내지 4 측정장치의 정보는 송신하지 않는다. 이후, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 제1 측정장치(110)로부터 수신한 정보를 통해 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직거리가 15m 이내에 위치된 것을 파악하면, 상기 제2 내지 4 측정장치의 정보를 상기 관제모듈(300)에 송신하도록 형성될 수 있다. 또한 상기 정보수집모듈(200)은, 상기 제4 측정장치(140)가 촬영하는 영상은 실시간으로 계속 상기 관제모듈(300)에 송신할 수 있으며, 상기 관제모듈(300)은 영상을 상기 알림기기(400)에 직접적으로 출력하여, 상기 관찰자가 상기 무인비행체(1000)의 주변 영상을 실시간으로 확인하도록 형성될 수 있으며, 이와 같이 상기 정보수집모듈(200)은 상기 측정장치(100)의 정보를 선택적으로 상기 관제모듈(300)에 송신하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해, 상기 정보수집모듈(200)은 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보를 선택적으로 상기 관제모듈(300)에 송신하기 때문에 상기 관제모듈(300)이 처리해야 하는 정보의 양을 최소화하도록 할 수 있으며 따라서 상기 관제모듈(300)의 데이터 관리가 용이하게 되며, 원활한 정보 처리를 수행할 수 있는 효과가 있다. In one embodiment of the present invention, the
도 6을 참고하면, 상기 관제모듈(300)은 상기 정보수집모듈(200)이 전송하는 상기 준비정보(A)를 수신하고, 수신한 상기 준비정보(A)를 상기 결과값(B)으로 변환하여 외부에 전송하는 것을 특징으로 하며, 외부의 기기와 정보를 송수신할 수 있는 통신모듈을 포함하여 구성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 관찰자로부터 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 고도에 대한 명령어(C)가 입력될 수 있으며, 입력된 상기 명령어(C)를 외부에 전송하는 것을 특징으로 한다. 상기 결과값(B)은 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙 가능 여부의 판단을 보조하기 위해 계산되는 것이며, 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보를 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예로, 상기 관제모듈(300)은 상기 결과값(B)을 상기 알림기기(400)에 전송하는 것을 특징으로 하며, 상기 관제모듈(300)에 입력된 상기 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하는 것을 특징으로 한다. 6, the
보다 상세히 설명하면, 상기 결과값(B)은 상기 관찰자가 상기 무인비행체(1000)의 이착륙 여부를 판단을 보조하기 위한 정보이며, 상기 관제모듈(300)은 상기 관찰자가 상기 알림기기(400)를 통해 식별할 수 있도록 상기 준비정보(A)를 상기 결과값(B)으로 변환하여 상기 알림기기(400)에 송신하는 것을 특징으로 한다. 일례로, 상기 관제모듈(300)은 상기 제1 측정장치(110)인 초음파센서 및 레이저 고도계가 각각 다른 방법으로 측정한 정보를 수신하고, 이를 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직 거리의 수치, 복수의 색상 및 음향 세기 등으로 변환한 상기 결과값(B)으로 상기 알림기기(400)에 송신 할 수 있다. 또한, 상기 제2 측정장치(120)인 라이다 센서로부터 수신한 정보를 통해 상기 무인비행체(1000)와 수평한 거리에 위치한 장애물과의 거리를 수치, 복수의 색상 및 음향 세기 등으로 변환한 상기 결과값(B)으로 상기 알림기기(400)에 송신할 수 있다. 더불어, 상기 관제모듈(300)은 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보를 하나 이상 결합하여 상기 결과값(B)으로 계산할 수 있으며, 상기 결과값(B)은 상기 관찰자가 인식할 수 있는 텍스트나 복수의 색상 및 음향의 세기 중 어느 하나 이상의 상기 결과값(B)으로 변환될 수 있고, 이를 상기 무인비행체(1000)가 이착륙하기에 위험지역 또는 안전지역으로 구분되는 종합적인 주변 지형 정보로 상기 알림기기(400)에 송신할 수 있는 것을 특징으로 한다.More specifically, the result value (B) is information for assisting the observer in determining whether the unmanned
또한, 도 7을 참고하면, 상기 관제모듈(300)은 상기 관찰자가 탑승하고 있는 상기 유인비행체(2000)에 구비되는 것으로, 상기 관찰자가 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 고도를 변경하고자 할 때, 상기 관찰자는 상기 명령어(C)를 상기 관제모듈(300)에 입력할 수 있으며, 입력된 상기 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 관제모듈(300)은 상기 관찰자의 음성을 인식하는 음성인식센서(310)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 음성인식센서(310)는 상기 관찰자의 음성을 인식하고, 상기 관찰자가 입력한 음성 명령을 상기 명령어(C)로 변환하여 상기 운전제어모듈(500)로 전송할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 관제모듈(300)이 상기 관찰자의 음성 명령을 상기 명령어(C)로 인식 할 수 있는 상기 음성인식센서(310)를 구비함으로써, 상기 관찰자가 상기 유인비행체(2000)를 조종하는 조종사일 경우, 상기 유인비행체(2000)를 조정하는 동시에 음성으로 상기 무인비행체(1000)를 조정할 수 있어 상기 관찰자는 상기 무인비행체(1000)의 조종을 보다 용이하고 안전하게 게 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, referring to FIG. 7 , the
도 8을 참고하여 설명하면, 상기 알림기기(400)는 상기 관제모듈(300)이 송신한 상기 결과값(B)을 수신하는 것을 특징으로 하며, 상기 알림기기(400)는 상기 관찰자가 상기 결과값(B)을 시각, 청각, 촉각 중 어느 하나 이상의 방법으로 출력하여 상기 관찰자가 상기 무인비행체(1000)의 주변 정보를 확인할 수 있는 기기인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예로 상기 알림기기(400)는 상기 관찰자가 시각 및 청각으로 정보를 수신할 수 있는 오디오 장치가 포함된 디스플레이로 구성되어 상기 관찰자가 식별할 수 있는 위치에 구비되며, 상기 알림기기(400)는 상기 관제모듈(300)이 계산한 상기 결과값(B)을 시각 및 청각의 방법으로 출력하는 것을 특징으로 한다.8, the
도 9에 도시된 바와 같이, 보다 상세히 설명하면, 상기 알림기기(400)는 상기 무인비행체(1000)를 주변 지형 및 장애물의 거리에 따라 색상이 구분되어 표기할 수 있으며, 상기 무인비행체(1000)의 착륙 거리에 따른 경고음의 세기를 구분하여 출력하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 알림기기(400)는 상기 제4 측정장치(140)가 촬영 하는 영상을 수신하여 송출할 수 있으며, 촬영 영상을 실시간으로 관찰할 수 있는 디스플레이를 더 포함하도록 형성될 수 있다. 본 발명은 상기 유인비행체(2000)에 탑승하고 있는 상기 관찰자가 보다 용이하게 상기 무인비행체(1000)의 주변 지형 및 장애물을 파악하여 상기 무인비행체(1000)의 수직이착륙을 결정할 수 있는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 상기 알림기기(400)는 복수의 상기 측정장치(100)의 정보에 대한 상기 결과값(B)을 출력할 수 있는 것을 특징으로 하며, 상기 관찰자는 상기 알림기기(400)에 출력되는 지도 및 상기 무인비행체(1000)의 색상 및 경고음을 통해 보다 상기 무인비행체(1000)의 안전도를 직관적으로 파악할 수 있으며, 상기 제4 측정장치(140)가 촬영하는 영상을 실시간으로 확인하며 보다 정확한 지형 및 장애물을 분간할 수 있는 정보를 제공받음으로써, 착륙 가능 여부를 정확하고 신속하게 결정 할 수 있는 효과가 있다. As shown in FIG. 9 , in more detail, the
상기 운전제어모듈(500)은 상기 무인비행체(1000)를 상기 명령어(C)에 따라 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 고도를 변경시키기 위해 구비되는 것으로, 상기 관제모듈(300)에서 전송한 상기 명령어(C)를 수신하여, 상기 명령어(C)에 따라 상기 무인비행체(1000)를 이동시키는 것을 특징으로 한다. 상기 운전제어모듈(500)은, 기설정된 비행 루트를 입력시켜 상기 무인비행체(1000)가 기설정된 비행로를 따라 자동으로 비행되는 모듈일 수 있으며, 이에 상기 관제모듈(300)에 입력되는 상기 명령어(C)를 추가로 수신하여 상기 명령어(C)에 포함된 정보를 따라 비행로를 변경하거나 고도를 변경하도록 형성될 수 있다. The
도 10을 참고하여, 본 발명의 상기 수직이착륙 시스템의 작동방법에 대해 설명하면, 상기 수직이착륙 시스템은, 무인비행체 위치조정 단계(S1), 무인비행체 정보수집 단계(S2), 무인비행체 고도판단 단계(S3), 정보출력 단계(S4), 착륙판단 단계(S5) 및 착륙 단계(S6)를 수행하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 10, the operation method of the vertical take-off and landing system of the present invention will be described. The vertical take-off and landing system includes an unmanned aerial vehicle position adjustment step (S1), an unmanned aerial vehicle information collection step (S2), and an unmanned aerial vehicle altitude determination step. (S3), the information output step (S4), the landing determination step (S5) and the landing step (S6) is characterized in that it is performed.
먼저, 상기 무인비행체 위치조정 단계(S1)는, 상기 관제모듈(300)에 입력된 상기 무인비행체(1000)의 위치정보를 상기 운전제어모듈(500)로 전송받아 상기 무인비행체(1000)가 해당 위치 및 고도에 위치되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일실시예로, 상기 무인비행체 위치조정 단계(S1)는, 상기 유인비행체(2000)에 탑승한 상기 관찰자가 상기 관제모듈(300)에 명령어(C)를 입력하고 상기 관제모듈(300)이 상기 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하여, 상기 운전제어모듈(500)이 상기 무인비행체(1000)가 착륙해야하는 위치로 이동되는 단계로 수행될 수 있다. 상기 관찰자는 상기 무인비행체(1000)가 착륙 가능한 위치를 주변 환경을 고려하여 임의로 선택하거나 기설정된 위치에 대해, 상기 관제모듈(300)에 상기 무인비행체(1000)의 착륙 위치 및 고도에 대한 명령어(C)를 입력하고, 상기 관제모듈(300)이 상기 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하여, 상기 운전제어모듈(500)이 입력된 상기 명령어(C)를 따라 상기 무인비행체(1000)를 착륙 위치 및 고도에 위치시키는 것이 바람직하다. 이때 상기 명령어(C)는 별도의 상기 관제모듈(300)의 프로그램에 상기 관찰자가 직접 명령어(C)를 입력하는 것으로 상기 관제모듈(300)에 입력될 수 있으며, 또는 상기 작업자의 음성 명령을 인식하는 상기 음성인식센서(310)를 통해 입력되도록 형성될 수 있다.First, in the unmanned aerial vehicle position adjustment step (S1), the location information of the unmanned
이후, 상기 무인비행체 정보수집 단계(S2)가 수행된다. 상기 무인비행체 정보수집 단계(S2)는 상기 무인비행체(1000)의 상기 무인비행체(1000)의 위치 및 자세 정보, 지상과의 수직높이 정보, 장애물과의 수평거리 정보, 주변 장애물 정보를 포함하는 비행환경정보를 상기 정보수집모듈(200)로 전송받고, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 지상과의 수직높이 정보를 상기 관제모듈(300)에 먼저 전송하는 것을 특징으로 한다. 보다 상세히 설명하면, 상기 무인비행체 정보수집 단계(S2)는, 상기 무인비행체(1000)에 구비되는 복수의 상기 측정장치(100)가 작동하며 정보를 수집하고, 수집한 정보들을 상기 정보수집모듈(200)에 전송하는 단계인 것을 특징으로 한다. 이는 기설정되거나 또는 상기 관찰자에 의해 결정된 착륙위치에 상기 무인비행체(1000)가 위치되면, 착륙하고자 하는 위치의 지형 및 주변 장애물의 정보를 수집하여 상기 정보수집모듈(200)에 전송하는데, 이때, 상기 정보수집모듈(200)은 복수의 상기 측정장치(100)가 측정한 정보를 선택적으로 상기 관제모듈(300)에 먼저 송신하도록 설정될 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 상기 정보수집모듈(200)은 먼저 상기 제1 측정 장치가 수집한 상기 무인비행체(1000)와 지면의 수직거리를 먼저 송신하도록 설정될 수 있으며, 상기 관찰자의 설정에 의해 상기 제4 측정장치(140)가 촬영하는 영상은 실시간으로 상기 관제모듈(300)을 통해 상기 알림장치에 송출하도록 설정될 수 있다. 본 발명의 일실시예로, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 준비정보(A) 중 상기 제1 측정장치(110)가 수집한 상기 무인비행체(1000)의 고도 정보를 상기 관제모듈(300)에 전송하는 것을 특징으로 한다.Thereafter, the unmanned aerial vehicle information collection step (S2) is performed. The unmanned aerial vehicle information collection step (S2) includes the location and posture information of the unmanned
이후, 상기 무인비행체 고도판단 단계(S3)가 수행된다. 상기 무인비행체 고도판단 단계(S3)는, 상기 수직이착륙 준비정보(A) 중 상기 제1 측정장치(110)가 측정하는 수직거리의 정보를 통해, 상기 무인비행체(1000)의 고도가 일정 거리 이내에 위치하는지 판단하는 단계인 것을 특징으로 한다. 상기 정보수집모듈(200)은 수직거리 기준값을 포함하고 있을 수 있으며, 상기 제1 측정장치(110)로부터 수신한 정보가 상기 수직거리 기준값보다 크거나 작거나 또는 같은지 판단하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 정보수집모듈(200)은 상기 무인비행체(1000)가 지면으로부터 15m 이내의 거리에 위치하는지에 대해 판단하는 것이 바람직하다.Thereafter, the unmanned aerial vehicle altitude determination step (S3) is performed. In the step of determining the altitude of the unmanned aerial vehicle (S3), the altitude of the unmanned
상기 무인비행체(1000)가 일정 높이 이내에 위치하면, 상기 정보출력 단계(S4)가 수행된다. 상기 정보출력 단계(S4)는 상기 정보수집모듈(200)을 통해 상기 무인비행체(1000)가 일정 높이 이내에 위치된 것을 확인하면, 상기 정보수집모듈(200)이 상기 수직 이착륙 준비정보(A)를 모두 상기 관제모듈(300)에 송신하며, 상기 관제모듈(300)은 상기 수직이착륙 준비정보(A)를 상기 결과값(B)으로 처리하고, 상기 알림기기(400)에 전송하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 관제모듈(300)은 상기 관찰자에 의해 상기 준비정보(A)에 포함된 정보 중 상기 관찰자가 얻고자 하는 정보를 선택적으로 수신하도록 형성될 수 있으며, 하나 이상의 정보를 결합하여 하나의 상기 결과값(B)으로 계산할 수 있다. 또한, 상기 결과값(B)은 상기 관찰자가 식별하기 용이한 시각, 청각, 촉각 중 어느 하나의 방법으로 계산되는 것이 바람직하다.When the unmanned
상기 무인비행체 고도판단 단계(S3)에서, 상기 무인비행체(1000)가 일정 높이보다 높은 위치에 위치하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계(S1)가 다시 수행되며, 상기 관찰자는 상기 관제모듈(300)에 상기 무인비행체(1000)의 고도를 낮추는 상기 명령어(C)를 입력하고, 상기 관제모듈(300)이 상기 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하여, 상기 운전제어모듈(500)이 상기 무인비행체(1000)를 이동시킬 수 있다.In the unmanned aerial vehicle altitude determination step (S3), if the unmanned
상기 정보출력 단계(S4) 이후, 상기 착륙판단 단계(S5)가 수행된다. 상기 착륙판단 단계(S5)는, 상기 알림기기(400)에 출력된 상기 무인비행체(1000)의 주변 정보를 상기 관찰자가 제공받고, 상기 관찰자가 상기 알림기기(400)에 출력된 자료를 통해 상기 무인비행체(1000)의 착륙 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다. 상기 무인비행체(1000)는 상기 유인기에 탑승하고 있는 상기 관찰자에 의해 착륙 여부가 결정되는 것을 특징으로 하며, 상기 관찰자는 상기 알림기기(400)에 출력되는 정보를 통해 상기 무인 비행체가 착륙하고자 하는 위치의 지면 및 장애물 여부를 파악하여 상기 무인 비행체의 착륙이 가능한지, 또는 불가능한지 결정하는 것이다.After the information output step (S4), the landing determination step (S5) is performed. In the landing determination step (S5), the observer receives the surrounding information of the unmanned
이후, 상기 관찰자가 상기 무인비행체(1000)가 착륙하고자 하는 위치가 안전하여 착륙이 가능하다 판단하면, 상기 착륙 단계(S6)가 수행되며, 상기 착륙 단계(S6)는 상기 무인비행체(1000)가 결정된 착륙 지점으로 착륙을 수행하는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 착륙 단계는 상기 관찰자의 상기 무인비행체(1000)의 착륙 결정에 의해서 상기 관제모듈(300)에 착륙 지시 명령어(C)를 입력하는 것으로 수행될 수 있으며, 상기 관제모듈(300)이 상기 착륙 지시 명령어(C)를 상기 운전제어모듈(500)에 전송하고, 상기 운전제어모듈(500)을 통해 상기 무인비행체(1000)가 지면으로 착륙하도록 수행될 수 있다.Thereafter, if the observer determines that the landing is possible because the location where the unmanned
상기 착륙판단 단계(S5)에서, 상기 관찰자가 주변 장애물에 의해 상기 무인비행체(1000)의 착륙이 불가능 하다고 판단하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계(S1)가 수행되어, 상기 관찰자가 상기 관제모듈(300)에 상기 무인비행체(1000) 위치조정 단계를 수행하는 명령어(C)를 입력하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 상기 무인비행체(1000)는 다른 착륙위치로 이동되어 착륙을 준비하거나, 또는 상기 무인비행체(1000)의 고도를 재조정하여 상기 수직이착륙 준비 정보를 재 수집하고, 재 수집된 정보를 통해 착륙 여부를 결정할 수 있도록 구성 될 수 있다.In the landing determination step (S5), if the observer determines that the landing of the unmanned
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like and limited embodiment drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all those with equivalent or equivalent modifications to the claims will be said to belong to the scope of the spirit of the present invention. .
1000 : 무인비행체
100 : 측정장치
110 : 제1 측정장치 120 : 제2 측정장치
130 : 제3 측정장치 140 : 제4 측정장치
200 : 정보수집모듈 A : 준비정보
300 : 운전제어모듈
2000 : 유인비행체
300 : 관제모듈 B : 결과값
310 : 음성인식센서 C : 명령어
400 : 알림기기1000: unmanned aerial vehicle
100: measuring device
110: first measuring device 120: second measuring device
130: third measuring device 140: fourth measuring device
200: information collection module A: preparation information
300: operation control module
2000 : manned vehicle
300: control module B: result value
310: voice recognition sensor C: command
400: notification device
Claims (13)
상기 무인비행체에 구비되며, 상기 무인비행체에 구비되는 복수의 측정장치로부터 상기 무인비행체와 지면의 수직거리를 포함하는 비행환경정보를 상기 무인비행체의 수직이착륙 준비정보로 수집하여 선택적으로 외부에 전송 및 수신하는 정보수집모듈;
상기 유인비행체에 구비되고, 상기 정보수집모듈이 전송하는 상기 준비정보를 수신하여, 수신한 정보를 통해 상기 무인비행체의 수직이착륙 가능 여부의 판단을 보조하는 결과값으로 처리하여 외부에 전송하고, 상기 무인비행체의 위치 및 고도에 대해 입력된 명령어를 외부에 전송하는 관제모듈;
상기 유인비행체에 구비되고, 상기 관제모듈이 전송한 상기 결과값을 수신하고, 상기 결과값을, 시각, 청각, 촉각 중 어느 하나 이상을 포함하는 방법으로 관찰자에게 알림하는 알림기기; 및
상기 무인비행체에 구비되고, 상기 관제모듈이 전송한 상기 명령어를 수신하여, 상기 명령어에 따라 상기 무인비행체의 위치 및 고도를 이동시키는 운전제어모듈;을 포함하고,
상기 관제모듈은
상기 관찰자의 음성을 인식하고, 인식한 상기 관찰자의 음성 명령을 상기 명령어로 상기 운전제어모듈에 전송하는 음성인식센서;를 더 포함하고,
상기 관제모듈은, 상기 측정장치가 측정한 정보 중 상기 무인비행체와 지면의 수직거리를 상기 준비정보로 먼저 수신하고, 상기 무인비행체가 지면으로부터 일정 이내인 거리에 위치하면, 상기 측정장치가 측정한 다른 준비정보를 모두 수신하여 상기 결과값으로 처리하는 것
을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
In the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system for performing invisible landing of the unmanned aerial vehicle by controlling the unmanned aerial vehicle flying at a distance capable of communicating with the unmanned aerial vehicle,
It is provided in the unmanned aerial vehicle and collects flight environment information including the vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground from a plurality of measurement devices provided in the unmanned aerial vehicle as vertical take-off and landing preparation information of the unmanned aerial vehicle and selectively transmits it to the outside and an information collection module for receiving;
It is provided in the manned vehicle and receives the preparation information transmitted by the information collection module, processes it as a result value that assists in determining whether vertical takeoff and landing of the unmanned aerial vehicle is possible through the received information, and transmits it to the outside; a control module for transmitting an input command for the position and altitude of the unmanned aerial vehicle to the outside;
a notification device provided in the manned vehicle, receiving the result value transmitted by the control module, and notifying an observer of the result value in a method including any one or more of visual, auditory, and tactile; and
a driving control module provided in the unmanned aerial vehicle, receiving the command transmitted from the control module, and moving the position and altitude of the unmanned aerial vehicle according to the command;
The control module is
A voice recognition sensor for recognizing the voice of the observer and transmitting the recognized voice command of the observer to the driving control module as the command; further comprising,
The control module first receives the vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground as the preparation information among the information measured by the measurement device, and when the unmanned aerial vehicle is located within a certain distance from the ground, the measurement device measures Receive all other preparation information and process it as the result value
An unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that.
상기 비행환경정보는,
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보, 지상과의 수직높이 정보, 장애물과의 수평거리 정보, 주변 장애물 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The flight environment information is
An unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that it includes position and posture information of the unmanned aerial vehicle, vertical height information with respect to the ground, horizontal distance information with an obstacle, and surrounding obstacle information.
상기 측정장치는,
상기 무인비행체와 지면과의 수직거리를 측정하는 제1 측정장치;
상기 무인비행체와 주변 장애물과의 수평거리를 측정하는 제2 측정장치;
상기 무인비행체의 실시간 위치 및 자세를 측정하는 제3 측정장치;
중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The measuring device is
a first measuring device for measuring a vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground;
a second measuring device for measuring a horizontal distance between the unmanned aerial vehicle and surrounding obstacles;
a third measuring device for measuring the real-time position and posture of the unmanned aerial vehicle;
An unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that it includes any one or more.
상기 제1 측정장치는,
복수개로 형성되되, 서로 인접하며 상기 무인비행체의 배면에 위치되고, 각각 인접한 다른 위치의 지면과의 수직거리를 측정하여, 지면의 경사도를 파악하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
6. The method of claim 5,
The first measuring device,
An unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, which is formed in plurality, is adjacent to each other, is located on the rear surface of the unmanned aerial vehicle, and measures the vertical distance from the ground at another adjacent location to determine the inclination of the ground.
상기 측정장치는, 상기 무인비행체의 주변 모습을 고화질로 촬영하는 제4 측정장치;를 더 포함하며,
상기 제4 측정장치는,
상기 정보수집모듈을 통해, 촬영하는 영상을 상기 알림기기에 실시간으로 송출하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The measuring device further comprises;
The fourth measuring device,
Through the information collection module, the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that for transmitting the captured image to the notification device in real time.
상기 관제모듈은,
상기 무인비행체와 지면 및 장애물과의 거리 정도를 포함하는 상기 준비정보를, 지형 및 장애물과의 거리 정도에 따라 복수의 색상으로 구분하는 상기 결과값으로 계산하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The control module is
The unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that the preparation information including the degree of distance between the unmanned aerial vehicle and the ground and obstacles is calculated as the result value divided into a plurality of colors according to the terrain and the distance to the obstacle. .
상기 관제모듈은,
상기 무인비행체와 지면 및 장애물과의 거리 정도를 포함하는 상기 준비정보를, 지형 및 장애물과의 거리 정도에 따라 복수의 음향 세기로 구분하는 상기 결과값으로 계산하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The control module is
The preparation information including the degree of distance between the unmanned aerial vehicle and the ground and obstacles is calculated as the result value divided into a plurality of sound intensities according to the distance between the terrain and the obstacle, characterized in that the vertical take-off and landing of the unmanned aerial vehicle system.
상기 정보수집모듈은,
상기 무인비행체와 지면의 수직 거리가 15m 이내일 때, 상기 준비정보를 상기 관제모듈에 송신하는 것을 특징으로 하는, 무인비행체 수직이착륙 시스템.
The method of claim 1,
The information collection module,
When the vertical distance between the unmanned aerial vehicle and the ground is within 15 m, the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that it transmits the preparation information to the control module.
착륙해야하는 위치에 대한 정보를 관제모듈에 입력받고, 상기 관제모듈이 상기 명령어로 운전제어모듈에 전달하여, 상기 운전제어모듈에 의해 상기 무인비행체가 해당 위치 및 고도에 위치되는 무인비행체 위치조정 단계;
측정창치가 무인비행체의 수직이착륙 준비정보를 정보수집모듈에 전송하고, 상기 정보수집모듈은 상기 무인비행체의 상기 준비정보 중 지상과의 수직높이 정보를 상기 관제모듈에 먼저 전송하는 무인비행체 정보수집 단계;
상기 관제모듈이, 상기 준비정보 중 상기 무인비행체의 지상과의 수직높이 정보를 통해 상기 무인비행체의 고도가 일정 높이 이내에 위치하는지 판단하는 무인비행체 고도판단 단계;
상기 무인비행체가 일정 높이 이내에 위치하면, 상기 관제모듈은 상기 정보수집모듈로부터 상기 준비정보를 모두 수신하고, 수신된 상기 준비정보를 시각, 청각 및 촉각 중 어느 하나 이상을 포함하는 결과값으로 처리하여 알람기기에 송신하여, 상기 알림기기가 상기 결과값을 출력하는 정보출력 단계;
유인비행체에 탑승한 관찰자가 상기 알림기기에 출력된 자료를 통해 상기 무인비행체의 착륙 여부를 판단하는 착륙판단 단계; 및
상기 관찰자가 상기 무인비행체가 착륙 가능하다 판단하면, 상기 관제모듈에 착륙 명령어를 입력하는 착륙 단계;
를 포함하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무인비행체 수직이착륙 시스템 작동방법.
In the operating method of the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system of claim 1,
an unmanned aerial vehicle position adjustment step in which information on a location to be landed is input to a control module, the control module transmits the command to the operation control module, and the operation control module positions the unmanned aerial vehicle at the corresponding position and altitude;
An unmanned aerial vehicle information collection step in which the measurement device transmits vertical take-off and landing preparation information of the unmanned aerial vehicle to the information collection module, and the information collection module first transmits vertical height information with the ground among the preparation information of the unmanned aerial vehicle to the control module ;
an unmanned aerial vehicle altitude determination step in which the control module determines whether the altitude of the unmanned aerial vehicle is located within a predetermined height through vertical height information of the unmanned aerial vehicle with the ground among the preparation information;
When the unmanned aerial vehicle is located within a certain height, the control module receives all the preparation information from the information collection module, and processes the received preparation information as a result value including any one or more of visual, auditory, and tactile sense. an information output step of transmitting to an alarm device and outputting the result value by the notification device;
a landing determination step in which an observer aboard the manned vehicle determines whether the unmanned aerial vehicle has landed through the data output to the notification device; and
a landing step of inputting a landing command to the control module when the observer determines that the unmanned aerial vehicle can land;
A method of operating an unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system, characterized in that it is carried out including a.
상기 무인비행체 고도판단 단계에서, 상기 무인비행체가 일정 높이 보다 높게 위치하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 수직이착륙 시스템 작동방법.
12. The method of claim 11,
In the step of determining the altitude of the unmanned aerial vehicle, if the unmanned aerial vehicle is positioned higher than a predetermined height, the unmanned aerial vehicle vertical take-off and landing system operating method, characterized in that the step of adjusting the position of the unmanned aerial vehicle is performed.
상기 착륙판단 단계에서, 상기 관찰자가 주변 장애물에 의해 상기 무인비행체가 착륙 불가능하다 판단하면, 상기 무인비행체 위치조정 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 수직이착륙 시스템 작동방법.12. The method of claim 11,
In the landing determination step, if the observer determines that the unmanned aerial vehicle cannot be landed due to surrounding obstacles, the unmanned aerial vehicle position adjustment step is performed.
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