KR102562599B1 - How to set the optimal landing path for an unmanned aerial vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인항공기 최적착륙경로 설정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍속, 풍향 및 주변지형을 고려한 고정익형 무인항공기의 최적 착륙경로를 설정하는 방안에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 착륙경로를 산출하는 무인 항공기는 착륙할 지점의 지형 정보를 입력받는 입력모듈; 무인 항공기에 창작되며, 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 측정하는 에어스피드 센서; 및 상기 입력모듈로 제공받은 지형 정보와 상기 에어스피드 센서로부터 제공받은 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 이용하여 착륙경로를 산출하는 착륙경로 제어모듈을 포함한다.The present invention relates to a method for setting an optimal landing path for an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to a method for setting an optimal landing path for a fixed-wing unmanned aerial vehicle in consideration of wind speed, wind direction, and surrounding terrain.
To this end, the unmanned aerial vehicle for calculating the landing route of the present invention includes an input module for receiving terrain information of a landing point; An air speed sensor created in an unmanned aerial vehicle and measuring wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle; and a landing path control module that calculates a landing path using the terrain information provided by the input module and the wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle provided by the air speed sensor.
Description
본 발명은 무인항공기 최적 착륙경로 설정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풍속, 풍향 및 주변지형을 고려한 고정익형 무인항공기의 최적의 착륙경로를 설정하는 방안에 관한 것이다. The present invention relates to a method for setting an optimal landing path for an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to a method for setting an optimal landing path for a fixed-wing unmanned aerial vehicle in consideration of wind speed, wind direction, and surrounding terrain.
일반적으로 무인 항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사가 탑승하지 않고 원격조종에 의해서 또는 자율비행제어 장치에 의해서 비행을 하여 정찰, 폭격, 화물 수송, 산불 감시, 방사능 감시 등 사람이 직접 수행하기가 힘들거나 직접 수행하기에 위험한 임무를 수행하는 비행기를 의미한다.In general, unmanned aerial vehicles (UAVs) fly by remote control or by autonomous flight control devices without a pilot on board, making it difficult for people to directly perform reconnaissance, bombing, cargo transportation, forest fire monitoring, and radiation monitoring. An airplane that performs missions that are difficult or dangerous to perform.
드론(drone)은 무인 비행기의 하나로 자체 동력을 갖추고 있지만 조종사가 탑승하지 않는 헬리콥터 모양의 무인 항공기를 말한다. 아직은 주로 군사용 목적으로 이용되고 있지만, 최근 들어 상업적 활용가치가 부각되면서 여러 업체들이 드론 사업에 뛰어들고 있다. 드론의 활용 목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있는데, 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 드론을 투입하여 운용하거나, 물류 배송 등 상업적 분야에도 이용되고 있다.A drone is a helicopter-like unmanned aerial vehicle that is self-powered but does not have a pilot on board. Although it is still mainly used for military purposes, several companies are entering the drone business as the value of commercial use has recently emerged. Depending on the purpose of drone use, a variety of drones with various sizes and performance are being developed. It is also used in commercial fields such as logistics and delivery.
이러한, 무인 항공기의 자율 운행에서 가장 중요한 요소는 무인 항공기가 자율적으로 운행할 수 있는 경로를 설정하는 것이다. 일반적으로, 무인 항공기의 자율 운행을 위한 비행경로는 GPS(Global Positioning System)을 이용하여 설정되며, 비행의 안전성을 위해 지형의 등고선 정보를 반영한다.The most important factor in the autonomous operation of the unmanned aerial vehicle is to set a path for the autonomous aerial vehicle to operate. In general, a flight path for autonomous operation of an unmanned aerial vehicle is set using a global positioning system (GPS), and contour information of the terrain is reflected for flight safety.
하지만, GPS 및 등고선 정보를 이용하여 비행경로를 설정할 경우, UAV가 비행할 경로에 대한 등고선 정보를 별도로 수집해야 하는 불편함이 있으며, 지도에 나타나지 않는 다양한 장애물들에 대한 정보도 별도로 수집해야 하는 문제점이 발생한다.However, when setting a flight path using GPS and contour information, there is the inconvenience of having to separately collect contour information for the route the UAV will fly on, and also separately collecting information on various obstacles that do not appear on the map. this happens
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 풍속, 풍향 및 착륙지점의 지형을 고려하여 착륙경로를 산출하는 방안을 제안함에 있다.An object to be solved by the present invention is to propose a method of calculating a landing route in consideration of wind speed, wind direction, and topography of a landing point.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 적정한 착륙속도와 짧은 착륙거리를 확보하는 방안을 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose a method of securing an appropriate landing speed and a short landing distance.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 착륙거리를 고려한 착륙속도를 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose a landing speed considering the landing distance.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 착륙고도, 착륙속도 및 착륙방향을 자동으로 산출하는 무인항공기를 제안함에 있다.Another problem to be solved by the present invention is to propose an unmanned aerial vehicle that automatically calculates landing altitude, landing speed and landing direction.
이를 위해 본 발명의 착륙경로를 산출하는 무인 항공기는 착륙할 지점의 지형 정보를 입력받는 입력모듈; 무인 항공기에 창작되며, 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 측정하는 에어스피드 센서; 및 상기 입력모듈로 제공받은 지형 정보와 상기 에어스피드 센서로부터 제공받은 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 이용하여 착륙경로를 산출하는 착륙경로 제어모듈을 포함한다.To this end, the unmanned aerial vehicle for calculating the landing route of the present invention includes an input module for receiving terrain information of a landing point; An air speed sensor created in an unmanned aerial vehicle and measuring wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle; and a landing path control module that calculates a landing path using the terrain information provided by the input module and the wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle provided by the air speed sensor.
본 발명에 따른 착륙경로를 산출하는 무인 항공기는 착륙지점의 풍향과 풍속에 따라 착륙경로와 착륙고도를 결정한다. 부연하여 설명하면 고정익 무인 항공기의 경우 랜딩 시 다양한 주변 환경으로 인해 어려움이 있으나, 본 발명은 입력받은 착륙 지점의 영상, 풍향 및 풍속 등을 이용하여 무인 항공기의 착륙 경로를 산출함으로서 무인 항공기를 안전하게 착륙시킬 수 있다.An unmanned aerial vehicle that calculates a landing route according to the present invention determines a landing route and landing altitude according to the wind direction and speed of a landing site. To elaborate, in the case of a fixed-wing unmanned aerial vehicle, it is difficult due to various surrounding environments during landing, but the present invention safely lands the unmanned aerial vehicle by calculating the landing path of the unmanned aerial vehicle using the image of the input landing point, wind direction and wind speed, etc. can make it
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 최적착륙경로를 결정하는 구성을 도시한 블록도를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 템플릿 정합 기법을 수행하는 순서를 도시한 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 비행과정과 제2 비행과정을 도시한 흐름도이다. 1 is a block diagram showing a configuration for determining an optimal landing path according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a sequence of performing a template matching technique according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a first flight process and a second flight process according to an embodiment of the present invention.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 예들을 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 이러한 실시 예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The foregoing and additional aspects of the present invention will become more apparent through preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, these embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce them.
고정익형 무인항공기의 착륙은 무인항공기의 양력, 추력 및 항력의 상관관계로 수직고도와 랜딩거리를 좌우한다. 너무 빠른 추력은 랜딩거리를 길게 하고, 너무 많은 양력은 랜딩 하강 속도를 떨어뜨려 랜딩고도를 적정하게 낮출 수 없다.The landing of a fixed-wing unmanned aerial vehicle depends on the vertical altitude and landing distance due to the correlation between lift, thrust, and drag of the unmanned aerial vehicle. Too fast thrust lengthens the landing distance, and too much lift slows down the landing descent, making it impossible to properly lower the landing altitude.
안전한 랜딩은 착륙장에 안정적인 경사로도 진입하여 랜딩거리를 짧게 하는 것이 중요하다. 이를 위해 바람을 맞고 착륙을 하는 바람 방향의 180도 반대 방향에서 착륙경로가 형성되는 것이 바람직하다.For safe landing, it is important to shorten the landing distance by entering the landing pad with a stable slope. For this purpose, it is preferable that the landing path is formed in the direction opposite to the wind direction of 180 degrees in which the aircraft lands against the wind.
하지만, 자동경로를 사전에 무인항공기에 입력시 착륙지의 바람의 미리 예측할 수 없어 착륙지점의 풍향과 풍속에 따라 착륙경로와 착륙고도를 결정하는 것이 자동 착륙 프로세스에 있어 중요한 요소이다.However, when the automatic route is entered into the UAV in advance, the wind at the landing site cannot be predicted in advance, so determining the landing route and landing altitude according to the wind direction and speed at the landing site is an important factor in the automatic landing process.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 최적 착륙경로를 결정하는 시스템을 도시한 블록도를 도시하고 있다. 이하 도 1을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 최적 착륙경로를 결정하는 시스템에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.1 is a block diagram illustrating a system for determining an optimal landing path according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a system for determining an optimal landing path according to an embodiment of the present invention will be described in detail using FIG. 1 .
도 1에 의하면, 최적 착륙경로를 결정하는 시스템(100)은 제어모듈(110), 내부 센서모듈(120), 외부 센서모듈(130) 및 입력모듈(140)을 포함한다. 제어모듈(110)은 비행경로 제어모듈(110a) 및 착륙경로 제어모듈(110b)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , the system 100 for determining the optimal landing path includes a control module 110, an internal sensor module 120, an external sensor module 130, and an input module 140. The control module 110 includes a flight path control module 110a and a landing path control module 110b.
입력모듈(140)은 착륙지점의 지형정보를 입력받는다. 착륙지점의 지형정보는 무인항공기에 장착된 카메라로부터 제공받거나, 착륙지점에 대한 지형정보를 미리 제공받아 저장할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명은 착륙지점의 바람 또는 지형을 이용하여 최적의 착륙경로를 설정하는 방안을 제안한다.The input module 140 receives terrain information of a landing point. The topographical information of the landing site may be provided from a camera mounted on the unmanned aerial vehicle, or topographical information on the landing site may be previously provided and stored. As described above, the present invention proposes a method of setting an optimal landing path using the wind or topography of a landing site.
외부 센서모듈(130)은 GPS 센서(130a), 거리 측정기(130b) 또는 에어스피드 센서(130c)를 포함한다. GPS 센서(130a)는 GPS 통신을 수행하며, GPS로부터 오는 신호를 이용하여 무인항공기의 위치정보를 산출한다. 거리 측정기(130b)는 무인항공기의 방향 산출하기 위한 정보를 측정한다. 에어스피드 센서(130c)는 공기압의 변화를 통해 공기의 속도를 측정하며, 무인항공기의 속도, 바람의 방향 및 바람의 세기를 측정한다.The external sensor module 130 includes a GPS sensor 130a, a distance measuring device 130b or an air speed sensor 130c. The GPS sensor 130a performs GPS communication and calculates location information of the unmanned aerial vehicle using a signal from the GPS. The distance measuring device 130b measures information for calculating the direction of the unmanned aerial vehicle. The air speed sensor 130c measures air speed through a change in air pressure, and measures the speed of the unmanned aerial vehicle, wind direction, and wind strength.
내부 센서모듈(120)은 기압계(120a), 자이로스코프(120b), 가속도계(120c) 또는 온도센서(120d)를 포함한다. 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 내부 센서모듈에 포함될 수 있다. 기압계(120a)는 무인항공기가 위치하고 있는 지점의 기압을 측정한다. 자이로스코프(120b)는 무인항공기가 진행하는 방향에 대한 정보를 획득하며, 가속도계(10c)는 무인항공기의 가속도 및 속도 정보를 획득한다. 온도센서(120d)는 무인항공기가 위치하는 지점의 온도를 산출한다.The internal sensor module 120 includes a barometer 120a, a gyroscope 120b, an accelerometer 120c or a temperature sensor 120d. In addition to the above configuration, other configurations may be included in the internal sensor module proposed in the present invention. The barometer 120a measures air pressure at a point where the unmanned aerial vehicle is located. The gyroscope 120b obtains information about the direction the UAV moves, and the accelerometer 10c obtains acceleration and speed information of the UAV. The temperature sensor 120d calculates the temperature of the point where the unmanned aerial vehicle is located.
비행경로 제어부(110a)는 무인항공기의 자세와 위치정보를 입력받으며, 입력받은 무인항공기의 자세와 위치정보를 이용하여 설정된 비행경로로 비행을 수행하도록 제어한다.The flight path control unit 110a receives the position and position information of the unmanned aerial vehicle and controls the flight to be performed along the set flight path using the received position and position information of the unmanned aerial vehicle.
착륙경로 제어부(110b)는 착륙이 요구되는 경우, 지형정보 및 무인항공기의 정보를 통해 착륙을 위한 착륙경로를 생성하며, 생성한 착륙경로에 따라 착륙이 진행될 수 있도록 제어한다.When landing is requested, the landing route controller 110b creates a landing route for landing through terrain information and unmanned aerial vehicle information, and controls the landing to proceed according to the created landing route.
무인항공기에 적용된 착륙 기술은 GPS 센서로부터 제공되는 위도 데이터/경도 데이터로부터 계산된 위치정보를 목표 지점으로 설정하고, 무인항공기를 유도하여 착륙시키는 방법이 있다 The landing technology applied to the unmanned aerial vehicle is a method of setting the location information calculated from the latitude/longitude data provided from the GPS sensor as a target point, and inducing the unmanned aerial vehicle to land.
GPS 기반 자동 착륙 방법 이외에 영상을 이용한 자동 착륙하는 방안이 있다. 영상을 이용한 자동 착륙 방안은 상술한 바와 카메라로부터 수집된 영상과 기 저장된 영상의 비교 분석을 통해 진행된다.In addition to the GPS-based automatic landing method, there is an automatic landing method using images. As described above, the automatic landing method using the image is performed through comparative analysis of the image collected from the camera and the previously stored image.
이를 위해 무인항공기는 물체 인식 기술이 필요하며, 카메라로부터 입력된 영상 또는 비디오로부터 원하는 물체가 어느 지점에 있는지 탐색하는 과정이다. 이러한 기법은 특징점 기반의 물체 추출 기법으로 물체의 크기 및 방향에 적응적으로 인식할 수 있는 장점이 있다. 이에 비해 템플릿 정합 기법은 입력 영상에 대해서 템플릿 영상과 SAD(Sum of Absolute Difference) 연산을 수행하여 입력 영상 내에서 가장 유사한 영역을 찾아내는 정합 기법이다.To this end, an unmanned aerial vehicle requires object recognition technology, and it is a process of searching for a location of a desired object from an image or video input from a camera. This technique is a feature point-based object extraction technique and has the advantage of adaptively recognizing the size and direction of an object. On the other hand, the template matching technique is a matching technique that finds the most similar region in the input image by performing a SAD (Sum of Absolute Difference) operation with the template image on the input image.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 템플릿 정합 기법을 수행하는 순서를 도시한 흐름도이다. 이하 도 2를 이용하여 본 발명의 템플릿 정합 기법을 수행하는 순서에 대해 상세하게 알아보기로 한다. 특히 도 2 내지 도 3은 착륙경로 제어모듈에서 수행될 수 있다.2 is a flowchart illustrating a sequence of performing a template matching technique according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the procedure for performing the template matching technique of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2 . In particular, FIGS. 2 and 3 may be performed in the landing path control module.
S200단계에서 카메라로부터 영상을 입력받는다.In step S200, an image is received from the camera.
S202단계에서 입력 영상의 한 픽셀에 대해 저장된 템플릿 영상과의 밝기 차이 값의 합(SAD)을 산출한다.In step S202, a sum of brightness difference values (SAD) of one pixel of the input image and the stored template image is calculated.
S204단계에서 산출한 SAD 값이 설정치보다 작거나 같으면 두 영상이 서로 일치하는 것으로 판단하고, S206단계로 이동하여 산출한 SAD 값을 저장하며, 크다면 S208단계로 이동하여 다른 픽셀에 대해서 상술한 S202단계를 수행한다.If the SAD value calculated in step S204 is smaller than or equal to the set value, it is determined that the two images match each other, and the SAD value calculated in step S206 is stored. do the steps
S210단계에서 입력 영상의 모든 픽셀에 대해 SAD를 산출하였는지 판단하며, 모두 산출하였다면 S212단계로 이동하며, 모두 산출하지 않았다면 S208단계로 이동하여 다른 픽셀에 대해 상술한 S202단계를 수행한다.In step S210, it is determined whether the SAD has been calculated for all pixels of the input image. If all pixels have been calculated, the process proceeds to step S212.
입력 영상 전체에 대한 각 픽셀에 대해 SAD 값이 저장되는 경우 최적의 정합으로 판단한다. 즉, 입력된 영상의 모든 픽셀이 템블릿 영상의 밝기가 설정치보다 작거나 같은 경우에 최적의 정합(입력 영상과 템블릿 영상이 정합된 상태임)이라 판단한다.When the SAD value is stored for each pixel of the entire input image, it is determined to be the best match. That is, when the brightness of all pixels of the input image is less than or equal to the set value of the template image, it is determined that the best match (the state in which the input image and the template image are matched) is determined.
S212단계에서 영상 전체에 대해 정합조건이 만족되지 않으면 해당 영상에는 템플릿 정합 지점이 없는 것으로 판단하며, 새로운 영상을 입력받아, 입력된 영상에 대해서 상술한 절차를 진행한다.In step S212, if the matching condition is not satisfied for the entire image, it is determined that the corresponding image does not have a template matching point, a new image is received, and the above-described procedure is performed for the input image.
일반적으로 자동 착륙 기법은 두 단계의 착륙 프로세스로 구성된다. 무인항공기가 설정된 착륙 지점으로 이동하는 제1 착륙 프로세스와 고도를 낮추는 제2 착륙 프로세스이다.In general, automatic landing techniques consist of a two-step landing process. A first landing process in which the unmanned aerial vehicle moves to a set landing point and a second landing process in which an altitude is lowered.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 착륙 프로세스와 제2 착륙 프로세스를 도시한 흐름도이다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명의 일실시 예에 따른 제1 착륙 프로세스와 제2 착륙 프로세스에 대해 상세하게 알아보기로 한다.3 is a flowchart illustrating a first landing process and a second landing process according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a first landing process and a second landing process according to an embodiment of the present invention will be described in detail using FIG. 3 .
S300단계에서 카메라로부터 영상을 입력받는다.In step S300, an image is received from the camera.
S302단계에서 입력 영상의 마지막 픽셀까지 영상과 템플릿 영상 사이의 정합 여부를 판별한다.In step S302, it is determined whether the image up to the last pixel of the input image and the template image are matched.
S304단계에서 마지막 픽셀까지 정합이 일어나지 않으면 새로운 영상을 입력받는다.If matching does not occur until the last pixel in step S304, a new image is input.
S306단계에서 정합이 일어나고, 정합영역이 착륙영역 내에 존재하면 제2 비행 과정을 수행하며, 정합이 일어나도 착륙영역 내에 존재하지 않으면 정합 영역의 중심 방향으로 무인항공기를 이동시킨다.If matching occurs in step S306 and the matching area exists within the landing area, a second flight process is performed. If matching occurs but does not exist within the landing area, the unmanned aerial vehicle is moved toward the center of the matching area.
S308단계에서 제2 비행이 진행되어 고도가 제1 설정치에 도달하면 별도의 보정절차 없이 제2 설정치(제2 설정치는 제1 설정치보다 상대적으로 작은 값)로 하강한다.In step S308, when the second flight proceeds and the altitude reaches the first set point, it descends to the second set value (the second set value is a relatively smaller value than the first set value) without a separate correction procedure.
S310단계에서 고도가 제2 설정치가 되면 모터의 출력을 차단하고, 지상으로 착륙한다.When the altitude reaches the second set value in step S310, the output of the motor is cut off and lands on the ground.
상술한 바와 같이 본 발명은 무인항공기의 착륙경로를 산출하는데 있어 풍속과 풍향을 포함한 바람의 영향을 감안한다. 특히 무인항공기는 바람 관련 정보를 에어스피드 센서로부터 측정된 정보로부터 산출된다. 즉, 상술한 바와 착륙 경로를 산출하는 있어 지형 정보는 실시간으로 제공받지 않더라도 미리 저장된 정보를 이용할 수 있는 반면, 수시로 풍향과 풍속이 변하는 바람에 대한 정보는 실시간으로 산출하여 착륙경로를 산출하는 것이 바람직하다.As described above, the present invention considers the influence of wind including wind speed and wind direction in calculating the landing path of the unmanned aerial vehicle. In particular, in an unmanned aerial vehicle, wind-related information is calculated from information measured by an air speed sensor. That is, as described above, since the landing route is calculated, it is possible to use pre-stored information even if the topographical information is not provided in real time, but it is preferable to calculate the landing route by calculating the wind information, which frequently changes wind direction and speed, in real time. do.
하지만, 에어스피드 센서에 장애가 발생한 경우에도 무인항공기는 현재 지점에서의 바람에 대한 정보를 정확하게 산출해야 한다. 이를 위해 에어스피드 센서에 장애가 발생한 무인항공기는 현재 지점에서의 바람의 영향을 산출하고, 산출한 바람의 영향을 감안하여 로터를 제어하여 착륙경로를 산출한다. However, even if the air speed sensor fails, the unmanned aerial vehicle must accurately calculate wind information at the current point. To this end, the unmanned aerial vehicle with a failure in the air speed sensor calculates the wind effect at the current point, and calculates the landing path by controlling the rotor in consideration of the calculated wind effect.
특정 방향으로 바람이 부는 경우, 무인항공기는 바람에 의해 현 위치에서 다른 위치를 이동하게 되며, GPS 시스템과의 통신을 통해 이동거리 및 이동속도를 산출하며, 산출된 이동 거리와 이동속도를 이용하여 풍속 및 풍향을 산출한다. 무인항공기는 에어스피드 센서로부터 바람의 정보를 제공받지 않더라도 산출된 풍속과 풍향으로부터 임시로 착륙경로를 산출하고, 산출된 착륙경로에 의해 착륙을 시도한다.When the wind blows in a specific direction, the unmanned aerial vehicle moves from the current location to another location due to the wind, calculates the movement distance and movement speed through communication with the GPS system, and uses the calculated movement distance and movement speed Calculate wind speed and direction. Even if wind information is not provided from the air speed sensor, the unmanned aerial vehicle temporarily calculates a landing route from the calculated wind speed and direction, and attempts to land based on the calculated landing route.
특히, 본 발명은 무인항공기에서 산출한 바람의 풍향 및 풍속이 정확한지 여부를 판단할 필요가 있다. 이를 위해 본 발명에서 제안하는 무인항공기는 산출한 풍속과 풍향에 의해 무인항공기가 고정된 위치를 유지할 로터의 제어 정보를 산출한다. 무인항공기는 산출한 제어 정보에 따라 로터의 구동을 제어하며, 로터의 구동을 제어한 상태에서 무인항공기는 고정된 상태를 유지하는 지 여부를 판단한다. 무인항공기는 고정된 상태를 유지하는 경우에는 산출한 풍속과 풍향이 올바른 상태이므로 이를 기준으로 착륙경로를 산출한다.In particular, the present invention needs to determine whether the wind direction and wind speed calculated by the unmanned aerial vehicle are correct. To this end, the unmanned aerial vehicle proposed in the present invention calculates rotor control information to maintain the fixed position of the unmanned aerial vehicle by the calculated wind speed and wind direction. The UAV controls the driving of the rotor according to the calculated control information, and it is determined whether or not the UAV maintains a fixed state in a state in which the driving of the rotor is controlled. When the unmanned aerial vehicle maintains a fixed state, the calculated wind speed and wind direction are in a correct state, so a landing route is calculated based on these.
만약 무인항공기는 고정된 상태를 유지하지 않는 경우에는 산출한 풍속과 풍향이 오류가 발생한 경우이므로 상술한 풍속과 풍향을 재산출하는 과정을 수행한다.If the unmanned aerial vehicle does not maintain a fixed state, the calculated wind speed and wind direction are errors, so the process of re-calculating the wind speed and direction described above is performed.
이외에도 본 발명에서 제안하는 무인항공기는 풍속과 풍향이 올바른 상태인지 여부를 판단하기 위해 무인항공기를 고정된 상태로 유지하는 것이 아니라, 산출된 풍속과 풍향을 고려하여 무인항공기를 원래 위치로 이동하도록 로터를 제어할 수 있다. 만약 무인항공기는 원래 위치로 이동하지 않는다면 산출한 풍속과 풍향이 오류가 발생한 경우이므로 상술한 풍속과 풍향을 재산출하는 과정을 수행한다. 이와 같이 본 발명은 산출한 무인항공기의 풍속과 풍향이 정상적으로 판단한 것인지 확인하는 절차를 수행한다.In addition, the UAV proposed in the present invention does not maintain the UAV in a fixed state to determine whether the wind speed and direction are correct, but moves the UAV to its original position in consideration of the calculated wind speed and direction. can control. If the unmanned aerial vehicle does not move to its original position, the calculated wind speed and direction are in error, and thus the process of re-calculating the wind speed and direction is performed. As such, the present invention performs a procedure for confirming whether the calculated wind speed and wind direction of the unmanned aerial vehicle are normally determined.
이와 같이 본 발명에서 제안하는 무인항공기는 다양한 방식으로 풍속 및 풍향을 산출하여 착륙경로를 산출한다.As such, the unmanned aerial vehicle proposed in the present invention calculates the landing path by calculating the wind speed and direction in various ways.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is only exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. .
100: 착륙경로 결정 시스템 110: 제어모듈
120: 내부 센서모듈 130: 외부 센서모듈
140: 입력모듈 110a: 비행경로 제어모듈
110b: 착륙경로 제어모듈 120a: 기압계
120b: 자이로스코프 120c: 가속도계
120d: 온도센서 130:a GPS 센서
130b: 거리 측정기 130c: 에어스피드 센서100: landing path determination system 110: control module
120: internal sensor module 130: external sensor module
140: input module 110a: flight path control module
110b: landing path control module 120a: barometer
120b: gyroscope 120c: accelerometer
120d: temperature sensor 130:a GPS sensor
130b: distance meter 130c: air speed sensor
Claims (7)
무인 항공기에 창작되며, 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 측정하는 에어스피드 센서; 및
상기 입력모듈로 제공받은 지형 정보와 상기 에어스피드 센서로부터 제공받은 풍속, 풍향 및 무인 항공기의 속도를 이용하여 착륙경로를 산출하는 착륙경로 제어모듈;을 포함하며,
상기 착륙경로 제어모듈은,
카메라로부터 입력받은 영상의 밝기값과 저장된 착륙기점에 대한 영상의 밝기값을 이용하여 무인 항공기가 착륙할 지점을 설정함을 특징으로 하는 착륙경로를 산출하는 무인 항공기.
an input module for receiving terrain information of a landing point;
An air speed sensor created in an unmanned aerial vehicle and measuring wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle; and
A landing route control module for calculating a landing route using the topographical information provided by the input module and the wind speed, wind direction, and speed of the unmanned aerial vehicle provided by the air speed sensor; includes,
The landing path control module,
An unmanned aerial vehicle that calculates a landing route, characterized in that the point where the unmanned aerial vehicle lands is set using the brightness value of the image input from the camera and the brightness value of the image for the stored landing origin.
입력받은 무인 항공기의 자세 및 위치정보에 의해 설정된 비행경로로 비행하도록 제어하는 비행경로 제어모듈을 포함함을 특징으로 하는 착륙경로를 산출하는 무인 항공기.
The method of claim 1, comprising a GPS sensor for measuring location information of the unmanned aerial vehicle,
An unmanned aerial vehicle that calculates a landing path, characterized in that it includes a flight path control module that controls to fly along a flight path set by the attitude and location information of the unmanned aerial vehicle that has been input.
The unmanned aerial vehicle for calculating a landing route according to claim 1, wherein the topographical information is input from an image captured by a camera or topographical information is received from an image of a stored landing point.
무인 항공기가 설정한 착륙지점으로 이동하는 제1 착륙 프로세스와 무인 항공기의 고도를 낮추는 제2 착륙 프로세스를 반복해서 수행함을 특징으로 하는 착륙경로를 산출하는 무인 항공기.
The method of claim 1, wherein the landing path control module,
An unmanned aerial vehicle that calculates a landing path, characterized in that the first landing process of moving to the landing point set by the unmanned aerial vehicle and the second landing process of lowering the altitude of the unmanned aerial vehicle are repeatedly performed.
상기 무인 항공기의 고도가 설정된 고도에 도달하면, 상기 무인 항공기를 구성하는 로터로 공급되는 전원을 차단함을 특징으로 하는 착륙경로를 산출하는 무인 항공기.
The method of claim 5, wherein the landing path control module,
When the altitude of the unmanned aerial vehicle reaches the set altitude, the unmanned aerial vehicle for calculating the landing path, characterized in that to cut off the power supplied to the rotor constituting the unmanned aerial vehicle.
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