KR102679978B1

KR102679978B1 - 드론 스테이션 및 드론 시스템

Info

Publication number: KR102679978B1
Application number: KR1020210179972A
Authority: KR
Inventors: 장종태
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2024-07-03
Also published as: KR20230090851A

Abstract

본 발명의 일 실시예는 드론 및 상기 드론을 수용하고 관리하는 드론 스테이션을 포함하고, 상기 드론 스테이션은, 일측이 개방되어 상기 드론을 수용할 수 있는 하우징, 상기 하우징의 개방되는 일측을 개폐하는 도어, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 드론이 안착되는 안착부 및 상기 안착부를 이동시키는 구동부를 포함하고, 상기 안착부가 상기 하우징의 내부에서 상기 하우징의 개방되는 일측을 향해 이동함에 따라 상기 안착부와 상기 도어를 연결하는 링크에 의해 상기 도어가 개방되는, 드론 시스템을 개시한다.

Description

드론 스테이션 및 드론 시스템{DRON STATION AND DRON SYSTEM}

본 발명은 드론 스테이션 및 이를 포함하는 드론 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 방식으로 도어를 개방하여 드론을 수용할 수 있는 드론 스테이션 및 드론 시스템에 관한 것이다.

드론과 같은 무인 비행체는 2000년대 초반에 등장하여 군사용 무인 항공기로 개발되었다. 초창기의 드론은 군사용으로 주로 사용되었으나, 그 용도가 점차 확장되어 현재는 군사용뿐 아니라, 개인, 미디어, 기업을 위한 용도로 활용되고 있다.

구체적으로 드론은 정찰 등의 군사용 목적뿐 아니라, 원격탐지, 위성제어, 무인택배, 건설, 소방, 농업 등의 다양한 분야에서 다양한 목적으로 그 사용이 확대되고 있다.

드론 스테이션은 이러한 드론의 비행 중 또는 비행이 완료된 후, 드론을 보관하고 충전할 수 있다. 종래의 드론 스테이션은 작동 방식이 복잡하여, 비용이 고가이고, 특히 도어의 개폐 시에 잦은 고장 등의 문제가 있었다.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.

본 발명은 상술한 문제점들을 포함하여 여러 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 실시예들은 간단한 방식에 의해 작동되는 드론 스테이션 및 이를 포함하는 드론 시스템을 제공하고자 한다.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부가 직선 운동함에 따라 상기 도어는 회전축을 중심으로 회전 운동하여 개방될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부의 직선 운동 방향과 상기 도어의 회전축의 방향은 서로 수직일 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 도어는 복수 개로 구비되고, 상기 하우징의 개방되는 일측의 둘레에 배치된 회전축을 중심으로 회전하여 각각 개방될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부는 일면에 상기 드론이 인식할 수 있는 표식부를 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부는 일면에 개구를 더 포함하고, 상기 드론 스테이션은 상기 개구에 배치되어 상기 드론에 전력을 공급하는 전력공급부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 표식부와 상기 전력공급부는 평면 상에서 중첩되도록 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부는 공기가 유동할 수 있는 복수 개의 관통홀을 포함하고, 상기 하우징은 상기 하우징의 측벽에 배치되는 복수 개의 슬릿을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 안착부가 상기 하우징의 개방되는 일측을 향해 이동함에 따라 상기 복수 개의 슬릿을 개방하고, 상기 안착부가 상기 하우징의 개방되는 일측과 멀어지도록 이동함에 따라 상기 복수 개의 슬릿을 폐쇄하는 차폐부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 차폐부는 일단이 상기 하우징에 고정되고, 타단이 상기 안착부에 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 하우징을 지지하는 지지기둥 및 상기 지지기둥에 연결되는 중량부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 지지기둥에 배치되어, 상기 지지기둥의 길이방향을 회전축으로 하여 360도 회전이 가능한 카메라부를 더 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 안착부가 상승함에 따라 링크에 의해 동시에 도어가 개방될 수 있는 드론 스테이션을 제공할 수 있다. 이와 같이 간단한 방식으로 작동되는 드론 스테이션을 제공할 수 있다.

또한, 안착부에는 표식부가 구비되어 드론의 착륙을 용이하게 하며, 이와 중첩되도록 배치된 충전장치에 의해 드론의 충전 또한 용이하게 할 수 있다.

또한, 안착부와 하우징에 각각 구비되는 관통홀 및 슬릿을 통해 드론의 착륙 시 발생하는 공기 유동이 드론의 착륙에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션을 나타내는 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 개폐 동작을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 스테이션을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안착부를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징 및 차폐부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 하부를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션(10), 드론(20), 사용자 컴퓨터(30) 및 이들을 포함하는 드론 시스템(1)에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션을 나타내는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 드론 스테이션(10)은 하우징(110), 도어(120), 안착부(130), 구동부(140) 및 링크(150)를 포함할 수 있다.

드론 스테이션(10)은 드론(20)이 임무를 수행한 후 정착되는 스테이션으로 드론(20)을 수용하고 보관하며 충전 등의 작업을 수행할 수 있다.

하우징(110)은 내부에 공간을 구비하여 드론(20)을 수용할 수 있다. 하우징(110)은 일측이 개방될 수 있으며, 이 개방된 측을 통해 외부와 통하고 드론(20)이 출입할 수 있다. 하우징(110)은 예를 들어 육면체의 형상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 원기둥, 다각기둥과 같은 형상일 수 있다.

일 실시예에서 하우징(110)은 뼈대를 이루는 프레임 및 프레임과 연결되어 하우징(110)의 면(surface)을 형성하는 시트(sheet)를 포함할 수 있다. 시트는 예를 들어 투명하여 내부를 시인하도록 할 수 있다.

다른 실시예에서 하우징(110)은 일체로 형성될 수 있으며, 이때 하우징(110)은 투명하게 형성될 수 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니며 하우징(110)은 불투명한 재료로 형성될 수 있다.

하우징(110)의 내부 공간에는 안착부(130)가 배치될 수 있다. 안착부(130)에는 드론(20)이 착륙하여 안착될 수 있다. 일 실시예에서 안착부(130)는 하우징(110)의 내부 공간의 평면 상의 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어 하우징(110)이 평면 상에서 사각형의 내부 공간을 갖는 경우, 안착부(130)는 이 내부 공간의 크기에 대응하는 사각형의 플레이트일 수 있다.

일 실시예에서 안착부(130)는 하우징(110)의 내부 공간에서 슬라이딩 이동할 수 있다. 구체적으로, 안착부(130)는 하우징(110)의 내부에서 일 방향(예를 들어 도 1의 z 방향)을 따라 이동할 수 있다. 안착부(130)는 하우징(110)의 개방된 측을 향해 이동하고 또한 그 반대방향으로 이동할 수 있다.

구동부(140)는 상기 안착부(130)가 일 방향(예를 들어 도 1의 z 방향)으로 이동하도록 안착부(130)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서 구동부(140)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1지지대(141), 제2지지대(142) 및 가이드레일(143)을 포함할 수 있다. 제1지지대(141)는 일단부가 가이드레일(143) 상에 고정되고 타단부는 안착부(130)의 하부에서 슬라이딩 이동가능하도록 연결될 수 있다. 제2지지대(142)는 일단부가 가이드레일(143) 상에서 슬라이딩 가능하도록 연결되고 타단부는 안착부(130)의 하부에 고정될 수 있다. 제1지지대(141)와 제2지지대(142)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다.

도면에 도시되지 않은 실린더 또는 모터가 구비되어 제2지지대(142)를 가이드레일(143) 상에서 슬라이딩 이동시킬 수 있다. 즉, 예를 들어 실린더가 제2지지대(142)의 가이드레일(143) 측 단부를 밀어 가이드레일(143) 상에서 슬라이딩 이동시키면 이에 따라 안착부(130)가 상부로 이동하거나 하부로 이동할 수 있다.

다른 실시예에서 구동부(140)는 랙-피니언 구조 및 모터를 포함할 수 있다. 즉 도면에 도시되지는 않았으나 모터가 구동되어 피니언을 회전시키고 피니언은 랙을 따라 상하로 이동할 수 있다. 랙은 일 방향(예를 들어 도 1의 z 방향)으로 연장될 수 있다. 피니언의 축에는 안착부(130)가 연결되어, 피니언이 랙에서 맞물려 이동함에 따라 이에 연결된 안착부(130)가 상하로 이동할 수 있다.

이와 같이 구동부(140)는 안착부(130)를 이동시키기 위한 발명의 사상 내에서 다양한 수단이 채택될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 1과 같은 구조를 중심으로 설명하도록 한다.

도어(120)는 하우징(110)의 개방된 일측을 개폐할 수 있다. 도어(120)는 개방되어 하우징(110)의 내부 공간에 드론(20)이 출입하도록 할 수 있다. 도어(120)는 일 실시예에서 하우징(110)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어 도어(120)는 뼈대를 이루는 프레임과 프레임과 연결되어 도어(120)의 면(surface)을 이루는 시트를 포함할 수 있다. 이때 시트는 투명한 재료를 포함하여 내부를 시인하도록 할 수 있다.

일 실시예에서 도어(120)는 일단이 안착부(130)에 연결되고 타단이 도어(120)에 연결되는 링크(150)에 의해 안착부(130)의 이동과 연동되어 개폐될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 개폐 동작을 나타내는 도면이다. 구체적으로 도 2a는 드론 스테이션(10)이 폐쇄된 상태를 나타내고, 도 2b는 드론 스테이션(10)이 개방된 상태를 나타낸다.

도 2a를 참조하면, 드론 스테이션(10)의 폐쇄 상태에서, 안착부(130)는 하우징(110)의 일면, 예를 들어 바닥면에 인접하게 위치할 수 있다. 안착부(130)의 하부에는 구동부(140)가 배치될 수 있다. 안착부(130)의 일면에는 링크(150)의 일단이 연결될 수 있다. 링크(150)는 강성이 있는 바(bar) 형태로 일단이 안착부(130)의 일면(예를 들어, 도 2a에서 상부면)에 연결되고 타단이 도어(120)의 일면(예를 들어, 도 2a의 하부면)에 연결될 수 있다.

도 2b를 참조하면, 구동부(140)가 안착부(130)를 상부로 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 실린더 또는 모터가 제2지지대(142)의 일 단부, 예를 들어 가이드레일(143)에 위치된 단부를 가이드레일(143)에 위치된 제1지지대(141)의 단부를 향해 밀어 이동시킬 수 있다. 이에 따라 제1지지대(141)와 제2지지대(142)의 교차하는 교차각(θ)이 점차 작아지면서 안착부(130)는 상부로 하우징(110)의 개방면을 향해 이동할 수 있다. 이때 일 실시예에서 안착부(130)는 하우징(110)의 개방면까지 이동할 수 있다. 또는 안착부(130)는 하우징(110)의 개방면을 넘어설 때까지 이동할 수 있다.

안착부(130)는 이와 같이 이동함에 따라 드론(20)이 하우징(110)의 내부 공간의 외부에서 착륙 또는 이륙하도록 할 수 있다. 드론(20)이 하우징(110)의 내부 공간 내에서 착륙 또는 이륙하려는 경우 드론(20)이 만들어내는 공기 유동이 하우징(110)의 측벽에 의해 반사되어 되돌아옴으로써 드론(20)의 이륙 및 착륙을 어렵게 할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 안착부(130)가 간단한 구동에 의해 하우징(110)의 내부 공간을 벗어나 외부로 이동하여 드론(20)의 이착륙을 용이하게 할 수 있다.

한편, 이때 안착부(130)에 연결된 링크(150)는 도어(120)를 밀어 올릴 수 있다. 도어(120)는 하우징(110), 구체적으로 하우징(110)의 개방면을 형성하는 하우징(110)의 둘레에 연결될 수 있다. 또한 도어(120)는 하우징(110)과 연결되는 부분을 회전축으로 하여 회전될 수 있다. 예를 들어 도 2b에 도시된 바와 같이 도어(120)는 개방면을 형성하는 하우징(110)의 둘레 중 하나의 변(이하, 제1변)에 연결될 수 있다. 또한 도어(120)는 링크(150)에 의해 밀어 올려질 때 상기 제1변을 회전축으로 하여 회전하며 하우징(110)을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 일 실시예에서 도어(120)는 마주보는 2개의 도어, 즉 제1도어(121) 및 제2도어(122)를 포함할 수 있다. 제1도어(121)와 제2도어(122)는 각각 하우징(110)의 둘레의 제1변 및 제1변과 마주보는 제2변과 연결되며, 각각 제1변 및 제2변을 회전축으로 하여 회전하며 하우징(110)을 개방하거나 폐쇄할 수 있다.

이때 안착부(130)가 이동하는 방향(예를 들어 도 2b의 z 방향)과 이에 따라 개방되는 도어(120)의 회전축의 방향(예를 들어 도 2b의 y 방향)은 서로 교차하는 방향, 예를 들어 수직으로 교차하는 방향일 수 있다. 이에 따라 안착부(130)와 도어(120)를 개별적으로 제어할 필요 없이 안착부(130)의 이동만으로 도어(120)를 간단한 방식으로 개방할 수 있다.

일 실시예에서 도어(120)는 150˚ 내지 180˚ 사이의 각도(δ)로 회전하여 개방될 수 있다. 이에 따라 드론(20, 도 1 참조)이 안착부(130)에 안착할 때 도어(120)는 완전히 펼쳐진 상태(예를 들어 180˚로 개방된 경우)이거나 실질적으로 완전히 펼쳐진 상태(예를 들어 150˚ 내지 180˚로 개방된 경우)일 수 있다. 이는 안착부(130)에 드론(20)이 안착할 때 또는 이륙할 때 도어(120)가 완전히 펼쳐지지 않은 상태로 있음에 따라 발생할 수 있는 도어(120)에 반사되는 공기 유동을 방지할 수 있다. 이에 따라 드론(20)의 이착륙을 보다 용이하게 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 스테이션을 나타내는 도 1과 유사한 도면이다.

도 3을 참조하면, 다른 실시예로 도어(120)는 단일한 도어(120)로 구비될 수 있다. 즉, 도 2a 및 도 2b에서는 도어(120)가 제1도어(121) 및 제2도어(122)로 구비되는 것을 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며 도 3과 같이 도어(120)는 하우징(110)의 둘레의 제1변과 연결되며 제1변을 중심으로 회전하는 단일한 도어(120)일 수 있다. 이때에도 전술한 바와 같이 구동부(140)가 안착부(130)를 상부로 이동시키고 이에 따라 링크(150)가 도어(120)를 밀어 올림에 따라 도어(120)는 회전하며 개방될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 간단한 방식에 의해 안착부(130)가 상부로 이동하고 또한 안착부(130)의 이동으로 동시에 도어(120)를 개방할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안착부를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

도 4를 참조하면, 안착부(130)는 본체(131) 및 커버(132)를 포함할 수 있다. 본체(131)는 안착부(130)의 바디를 형성하는 플레이트로 강성을 갖는 재료를 포함하여 드론(20, 도 1 참조) 등을 지지할 수 있다. 일 실시예로 본체(131)는 개구(133)를 포함할 수 있다. 개구(133)는 일 실시예에서 본체(131)의 중앙에 배치될 수 있다.

개구(133)에는 드론(20)에 충전을 위한 전력을 공급할 수 있는 전력공급부(160)가 배치될 수 있다. 일 실시예에서 전력공급부(160)는 개구(133)의 크기 및 형상에 대응하는 크기 및 형상으로 형성될 수 있다.

전력공급부(160)는 후술할 드론(20)에 배치된 전력수신부(240, 도 10 참조)에 전력을 송신할 수 있다. 일 실시예로 전력공급부(160)는 무선으로 전력을 송신하여 드론(20)을 충전할 수 있다. 이를 위해 전력공급부(160)는 송신코일을 포함하고, 전력수신부(240)는 수신코일을 포함할 수 있다.

일 실시예에서 전력공급부(160)는 자기유도방식으로 전력을 송신할 수 있다. 전력공급부(160)는 송신코일을 통해 자기장을 발생시키고 수신코일은 이로부터 유도전류가 흘러 전력을 수신할 수 있다.

다른 실시예에서 전력공급부(160)는 자기공진방식으로 전력을 송신할 수 있다. 송신코일은 공진주파수로 진동하는 자기장을 발생시키고 수신코일은 동일한 공진주파수로 설계되어 전력을 수신할 수 있다. 자기유도방식 또는 자기공진방식의 무선전력 송수신은 일반적으로 알려진 방식이 채택될 수 있으며 상세한 설명은 생략하도록 한다.

또한 도면에 도시되지는 않았으나 일 실시예에서 전력공급부(160)는 태양전지판과 연결될 수 있다. 즉 전력공급부(160)는 태양열을 이용하여 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어 태양전지판은 도어(120, 도 1 참조)의 외측면에 배치되어 도어(120)가 폐쇄된 상태에서 태양열을 통해 전력을 축적하여, 전력을 공급할 수 있다.

이와 같이 드론(20)이 안착부(130)에 안착되는 경우 드론(20)은 전력공급부(160)를 통해 충전될 수 있다. 이때 전력공급부(160)는 개구(133)에 배치되어 매립되고, 본체(131)의 상부에는 커버(132)가 배치되어 개구(133) 및 전력공급부(160)를 덮을 수 있다.

이때 표식부(170)가 커버(132) 상에 배치될 수 있다. 표식부(170)는 커버(132)의 일면, 예를 들어 하우징(110)의 개방면을 향하는 면에 배치될 수 있다. 표식부(170)는 드론(20)이 인식할 수 있는 표식을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 표식부(170)는 QR코드(quick response code)를 포함할 수 있다. 표식부(170)는 커버(132)에 프린트되어 형성되거나 접착에 의해 부착되는 방식으로 형성될 수 있다. 다른 실시예로 표식부(170)는 드론(20)이 감지할 수 있는 적외선을 방출하는 장치일 수 있다. 이하에서는 표식부(170)가 QR코드를 포함하는 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션(10)은 드론(20)이 인지할 수 있는 표식부(170)를 통해 드론(20)의 착륙 지점을 결정하고 드론(20)의 착륙을 도울 수 있다.

이때 일 실시예에서 전술한 개구(133)에 배치된 전력공급부(160)와 표식부(170)는 평면 상에서 중첩되도록 배치될 수 있다. 즉, 도 4에서와 같이 표식부(170)는 전력공급부(160)의 상부(예를 들어 도 4의 +z 방향)에 배치될 수 있다. 이에 따라 드론(20)은 표식부(170)에 의해 유도되어 착륙 지점을 선정하여 착륙하여 안착부(130)에 안착되고, 표식부(170)와 중첩되어 하부(예를 들어 도 4의 -z 방향)에 배치된 전력공급부(160)에 의해 충전될 수 있다. 이는 드론(20)이 전력공급부(160)의 바로 위에 배치되도록 하여 충전 효율을 증가시킬 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 안착부를 나타내는 사시도이다.

도 5a를 참조하면, 안착부(130)는 복수 개의 관통홀(134)을 더 포함할 수 있다. 복수 개의 관통홀(134)은 전술한 본체(131) 및 커버(132)를 모두 관통하여 형성되는 홀일 수 있다. 일 실시예에서 복수 개의 관통홀(134)은 제1방향(예를 들어 도 5a의 x 방향) 및 제1방향과 교차하는 제2방향(예를 들어 도 5a의 y 방향)으로 이격되고 정렬되어 배치될 수 있다. 이에 따라 드론(20)의 이착륙 시 발생하는 공기 유동에서, 안착부(130)의 근처의 공기는 복수 개의 관통홀(134)을 통해 안착부(130)의 하부로 유동할 수 있다. 특히 안착부(130)에 배치된 복수 개의 관통홀(134)은 도어(120)가 180˚로 펼쳐지지 않은 경우에 보다 유용한 효과를 발휘할 수 있다. 즉, 도어(120)가 180˚로 펼쳐지지 않아 도어(12)에 반사되어 유동되는 공기가 안착부(130)의 상부에 머물러있지 않도록 안착부(130)의 하부로 유동시킬 수 있다.

일 실시예에서 관통홀(134)은 직경이 1cm인 원형으로 형성될 수 있다. 또한 복수 개의 관통홀(134)의 중심과 중심 사이의 간격은 2cm일 수 있다. 즉 복수 개의 관통홀(134)의 중심과 중심 사이의 이격된 간격은 관통홀(134)의 직경의 두배 이상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 안착부(130)에 관통홀(134)이 구비됨에 따른 안착부(130)의 강성의 약화를 고려하여, 안착부(130)의 강성을 유지하면서도 공기의 유동이 원활하도록 할 수 있다.

일 실시예에서 복수 개의 관통홀(134)은 전력공급부(160) 및 이와 중첩되는 표식부(170)에 인접하도록 배치될 수 있다. 관통홀(134)들은 전력공급부(160) 및 이와 중첩되는 표식부(170) 상에는 배치되지 않을 수 있다.

도 5b를 참조하면, 다른 실시예에서 복수 개의 관통홀(134)은 평면 상에서 표식부(170)를 중심으로 하는 복수 개의 동심원 상에 배치될 수 있다. 드론(20)은 전술한 바와 같이 표식부(170)를 안착 지점으로 하여 착륙 또는 이륙될 수 있다. 본 실시예에서 복수 개의 관통홀(134)은 표식부(170)를 중심으로 하는 복수 개의 동심원으로 배치됨에 따라 표식부(170)를 중심으로 발생되는 공기 유동을 보다 효과적으로 안착부(130)의 하부로 유도할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징을 개략적으로 나타내는 측면도이다. 구체적으로 도 6은 하우징(110)의 측면들 중 하나를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 하우징(110)은 슬릿(111)을 포함할 수 있다. 구체적으로 하우징(110)의 개구면을 형성하는 둘레면들 중 적어도 하나의 면에 슬릿(111)이 구비될 수 있다. 일 실시예에서 슬릿(111)은 하우징(110)의 둘레면, 즉 측면들 각각에 구비될 수 있다.

슬릿(111)은 하우징(110)을 관통하는 개구로서, 이를 통해 공기를 유동시킬 수 있다. 일 실시예에서 슬릿(111)은 가로(예를 들어, 도 6의 y 방향)로 길게 연장될 수 있다. 다른 실시예에서 슬릿(111)은 세로(예를 들어, 도 6의 z 방향)로 길게 연장될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 슬릿(111)이 가로로 길게 연장되는 경우를 중심으로 설명하도록 한다.

슬릿(111)은 복수 개로 구비될 수 있으며, 복수 개의 슬릿(111)은 연장되는 방향과 교차하는 방향, 예를 들어 수직인 방향을 따라 이격되도록 배치될 수 있다.

이에 따라 전술한 복수 개의 관통홀(134)을 통해 안착부(130)의 하부로 유동된 공기는 다시 복수 개의 슬릿(111)을 통해 외부로 유동될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 하우징 및 차폐부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 7a를 참조하면, 드론 스테이션(10)은 차폐부(180)를 더 포함할 수 있다. 차폐부(180)는 하우징(110)의 일 측면에 배치되는 복수 개의 슬릿(111)을 차폐하도록 하우징(110)의 일 측면을 덮을 수 있다.

일 실시예에서 차폐부(180)는 일 단부(예를 들어 도 7a의 +z 방향 단부)는 하우징(110)에 고정되고, 타 단부(예를 들어 도 7a의 -z 방향 단부)는 안착부(130)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 도 7a와 같이 도어(120)가 폐쇄 상태에 있을 때, 안착부(130)는 하우징(110)의 바닥면에 인접하게 위치하고 차폐부(180)는 복수 개의 슬릿(111)을 차폐할 수 있다. 이는 복수 개의 슬릿(111)을 통해 하우징(110)의 내부 공간으로 유입될 수 있는 이물질 등을 차폐할 수 있다.

도 7b를 참조하면, 도어(120)가 개방되는 경우, 안착부(130)는 하우징(110)의 바닥면으로부터 개방면을 향해 상부로 이동하고, 차폐부(180)는 단부가 안착부(130)에 연결되어 있으므로 안착부(130)의 상승으로 복수 개의 슬릿(111)을 점차적으로 개방할 수 있다. 따라서 차폐부(180)는 도어(120)가 개방될 때, 즉 드론(20)의 이착륙 시에만 복수 개의 슬릿(111)을 개방하여 드론(20)으로부터 발생한 공기 유동을 안착부(130)의 관통홀(134)을 통해, 그리고 복수 개의 슬릿(111)을 통해 외부로 배출할 수 있도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐부를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 차폐부(180)는 복수 개의 바디(181)를 포함하고, 복수 개의 바디(181)는 일방향, 예를 들어 안착부(130)의 이동방향과 동일한 방향으로 나란히 배치되어 연결될 수 있다. 일 실시예로 복수 개의 바디(181)는 서로 끼워지는 방식으로 연결될 수 있다. 도 8에서와 같이 복수 개의 바디(181)는 안착부(130)에 연결된 최하단 바디(181)를 시작으로 이와 인접한 바디(181)에 끼워지며 복수 개의 슬릿(111, 도 7 참조)을 개방할 수 있다.

그러나 차폐부(180)는 이와 같은 방식에 제한되는 것은 아니며 모터를 구동하여 롤링되어 개방 및 폐쇄가 가능한 방식 등으로 구현가능함이 이해될 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 스테이션의 하부를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 드론 스테이션(10)은 지지기둥(191) 및 중량부(192)를 더 포함할 수 있다. 지지기둥(191)은 하우징(110) 및 하우징(110) 내부의 구성들을 지지하며, 지지기둥(191)에는 중량부(192)가 연결되어 하우징(110) 및 하우징(110) 내부의 구성들을 설치지점에 단단히 유지시킬 수 있다.

일 실시예에서 지지기둥(191)에는 카메라부(193)가 배치될 수 있다. 카메라부(193)는 드론 스테이션(10) 주변의 상황을 모니터링하도록 영상을 촬영할 수 있다. 카메라부(193)는 하우징(110)과 중량부(192) 사이에서 지지기둥(191) 상에 배치되고, 지지기둥(191)의 길이방향(예를 들어 도 9의 z 방향)을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 카메라부(193)는 예를 들어 360˚ 회전이 가능하여 주변의 상황을 모니터링할 수 있다.

일 실시예에서 지지기둥(191)에는 조명부(194)가 더 배치될 수 있다. 조명부(194)는 드론 스테이션(10) 주변에 빛을 조사하여 시인성을 확보하거나 또는 드론 스테이션(10)에 접근하는 동물 등을 몰아내기 위해 이용될 수 있다. 조명부(194)는 하우징(110)과 중량부(192) 사이에서 지지기둥(191) 상에 배치되고, 지지기둥(191)의 길이방향을 회전축으로 하여 회전할 수 있다. 조명부(194)도 또한 360˚ 회전이 가능할 수 있다.

이와 유사하게, 일 실시예에서 지지기둥(191)에는 음향부, 또는 분사부 등이 더 구비될 수 있다. 음향부는 동물 등이 접근하는 경우 접근을 방지하기 위해 특정 소리를 출력할 수 있다. 분사부는 동물 등이 접근하는 경우 접근을 방지하기 위해 인체에 무해한 스펀지와 같은 경고성 물체를 분사할 수 있다. 전술한 조명부(194), 음향부 및 분사부는 전술한 카메라부(193)와 협력하여 작동될 수 있다. 예를 들어 카메라부(193)를 통해 동물 등의 접근이 감지되는 경우 조명부, 음향부, 또는 분사부가 작동되어 동물 등의 접근을 방지할 수 있다.

이밖에도, 하우징(110)의 내부 또는 외부에는, 드론 스테이션(10)에서 수집된 데이터를 송신하거나 또는 사용자 컴퓨터(30)로부터 데이터를 수신하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, 드론(20)은 기체에 로터(회전날개 또는 프로펠러)를 2개 이상 이용하여 이착륙, 추진 그리고 회전하는 항공기를 포함하는, 소위 멀티콥터를 포함할 수 있다. 드론(20)은 로터가 3개인 트리콥터, 4개인 쿼드콥터, 6개인 헥사콥터 등일 수 있다.

일 실시예에서 드론(20)은 본체(210), 본체(210)에 연결되는 복수 개의 로터(220)를 포함할 수 있다.

본체(210)에는 드론카메라부(230)가 배치될 수 있고, 드론카메라부(230)는 전방카메라(231) 및 하방카메라(232)를 포함할 수 있다. 전방카메라(231)는 드론(20)의 임무수행을 위해 드론(20)이 비행하는 동안 주변을 촬영할 수 있다. 이렇게 촬영된 영상은 사용자 컴퓨터(30)로 전송될 수 있다. 하방카메라(232)는 전술한 표식부(170, 도 4 참조)를 인식하기 위해 이용될 수 있다.

또한 본체(210)에는 전술한 전력공급부(160, 도 4 참조)로부터 전력을 수신하기 위한 전력수신부(240)가 배치될 수 있다. 이에 따라 드론(20)은 하방카메라(232)를 통해 표식부(170)를 인식하여 안착부(130, 도 4 참조)에 안착되고, 전력공급부(160)로부터 전력을 수신하여 충전될 수 있다. 드론(20)에는 전력수신부(240)를 통한 전력이 저장되는 배터리(250)가 구비될 수 있다.

이밖에도 드론(20)의 비행을 제어하기 위한 제어부(260) 및 위성항법시스템(270, global positioning system, GPS)과 같은 드론(20)의 일반적인 구성들이 더 구비될 수 있다. 이러한 구성은 일반적인 기술 방식으로 구현될 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 11을 참조하면, 드론 시스템(1)은 전술한 드론 스테이션(10), 드론(20) 및 사용자 컴퓨터(30)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 시스템(1)은 다양한 감시 시스템, 특히 농지 감시를 위해 이용될 수 있다.

농지의 일 지점에는 드론 스테이션(10)이 설치될 수 있다. 다음, 드론 스테이션(10)의 도어가 개방되어 드론(20)이 감지를 시작할 수 있다. 구체적으로, 전술한 바와 같이 드론(20)은 안착부(130)에 안착된 상태에 있으며 구동부(140)가 구동됨에 따라 안착부(130)가 하우징(110)을 따라 상부로 이동하며 링크(150)에 의해 도어(120)가 개방될 수 있다. 이때 차폐부(180)는 하우징(110)의 측면의 슬릿(111)을 개방할 수 있다. 도어(120)가 완전히 개방된 후, 드론(20)은 이륙하여 농지 감시를 시작할 수 있다. 드론(20)이 이륙한 후에는, 안착부(130)는 다시 하우징(110)을 따라 하부로 이동하며 링크(150)에 의해 도어(120)가 폐쇄될 수 있다. 이때 차폐부(180)는 다시 하우징(110)의 측면의 슬릿(111)을 폐쇄할 수 있다.

드론(20)은 기 설정된 경로를 따라 농지를 이동하며 드론카메라부(230)를 통해 주변을 촬영할 수 있다. 도 11에서는 농지를 지그재그로 이동하는 드론(20)을 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 경로를 지정할 수 있다.

이렇게 촬영된 영상은 예를 들어 드론 스테이션(10)에 전송되어 다시 사용자 컴퓨터(30)로 전송되거나 또는 직접적으로 사용자 컴퓨터(30)로 전송될 수 있다. 이때 촬영된 영상은 LTE와 같은 무선 통신망을 통해 전송될 수 있다. 드론(20)은 또한 사용자 컴퓨터(30)로부터 명령을 수신받아 수행할 수 있다. 예를 들어 사용자 컴퓨터(30)는 드론(20)으로부터 수신된 영상을 확인하고 추가적인 촬영을 명령하거나, 동물 등을 몰아내기 위한 특정작동을 명령할 수 있다. 드론(20)은 명령을 수신하여 특정작동, 예를 들면 동물 등을 몰아내기 위해 특정 소리를 발산하거나 근접이동할 수 있다.

이러한 작동을 포함한 임무 수행을 마친 후 드론(20)은 다시 드론 스테이션(10)으로 이동하여 전술한 절차에 따라 드론 스테이션(10)에 수용될 수 있다. 구체적으로, 드론(20)을 수용하기 위해 드론 스테이션(10)의 도어(120)가 개방될 수 있다. 즉 구동부(140)가 구동됨에 따라 안착부(130)가 하우징(110)을 따라 상부로 이동하며 링크(150)에 의해 도어(120)가 개방될 수 있다. 이때 차폐부(180)는 하우징(110)의 측면의 슬릿(111)을 개방할 수 있다. 드론(20)의 하방카메라(232)는 안착부(130)에 배치된 표식부(170)를 인식할 수 있다. 드론(20)은 표식부(170)를 향해 이동하여 착륙 지점을 결정하고 착륙할 수 있다. 이때 안착부(130)에는 관통홀(134)이 배치되어 드론(20)의 착륙 시 발생하는 하방 기류를 반사하지 않고 안착부(130)의 하부로 이동시킬 수 있다. 또한 안착부(130)의 하부로 이동된 공기 유동은 하우징(110)의 슬릿(111)을 통해 외부로 연통될 수 있다. 이에 따라 드론(20)의 착륙은 공기 유동의 영향을 최소화할 수 있다.

드론(20)이 착륙한 후에는, 안착부(130)는 다시 하우징(110)을 따라 하부로 이동하며 링크(150)에 의해 도어(120)가 폐쇄될 수 있다. 이때 차폐부(180)는 다시 하우징(110)의 측면의 슬릿(111)을 폐쇄하여 외부 이물질의 유입을 방지할 수 있다. 드론(20)은 드론 스테이션(10)의 내부 공간에서 전력공급부(160)로부터 전력을 공급받아 충전될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 드론 시스템(1)은 이와 같이, 간단한 방식에 의해 드론 스테이션(10)이 개방 및 폐쇄될 수 있다. 또한 하우징(110)의 내부 공간에 직접 드론(20)이 이착륙할 때 하우징(110)의 측벽에 의해 반사되는 공기 유동이 발생하지 않도록 안착부(130)가 상승하고 도어(120)가 완전히 펼쳐짐에 따라 드론(20)이 보다 안전성을 가지고 이착륙할 수 있다.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

1: 드론 시스템
10: 드론 스테이션
20: 드론
30: 사용자 컴퓨터
110: 하우징
120: 도어
130: 안착부
140: 구동부
150: 링크
160: 전력공급부
170: 표식부
180: 차폐부
210: 본체
220: 로터
230: 드론카메라부
240: 전력수신부

Claims

드론; 및
상기 드론을 수용하고 관리하는 드론 스테이션;을 포함하고,
상기 드론 스테이션은,
일측이 개방되어 상기 드론을 수용할 수 있는 하우징;
상기 하우징의 개방되는 일측을 개폐하는 도어;
상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 드론이 안착되는 안착부; 및
상기 안착부를 이동시키는 구동부;를 포함하고,
상기 안착부가 상기 하우징의 내부에서 상기 하우징의 개방되는 일측을 향해 이동함에 따라 상기 안착부와 상기 도어를 연결하는 링크에 의해 상기 도어가 개방되고,
상기 구동부는,
상기 안착부와 마주보도록 하부에 배치되는 가이드레일,
일단부가 상기 가이드레일 상에 고정되고 타단부가 상기 안착부의 하부에서 슬라이딩 이동가능하도록 연결되는 제1지지대 및
일단부가 상기 가이드레일 상에서 슬라이딩 이동가능하도록 연결되고 타단부가 상기 안착부의 하부에 고정되는 제2지지대를 포함하고,
상기 안착부는 공기가 유동할 수 있는 복수 개의 관통홀을 포함하고,
상기 하우징은 상기 하우징의 측벽에 배치되는 복수 개의 슬릿을 포함하는, 드론 시스템.
제1항에 있어서,
상기 안착부가 직선 운동함에 따라 상기 도어는 회전축을 중심으로 회전 운동하여 개방되는, 드론 시스템.
제2항에 있어서,
상기 안착부의 직선 운동 방향과 상기 도어의 회전축의 방향은 서로 수직인, 드론 시스템.
제2항에 있어서,
상기 도어는 복수 개로 구비되고, 상기 하우징의 개방되는 일측의 둘레에 배치된 회전축을 중심으로 회전하여 각각 개방되는, 드론 시스템.
제1항에 있어서,
상기 안착부는 일면에 상기 드론이 인식할 수 있는 표식부를 포함하는, 드론 시스템.
제5항에 있어서,
상기 안착부는 일면에 개구를 더 포함하고,
상기 드론 스테이션은 상기 개구에 배치되어 상기 드론에 전력을 공급하는 전력공급부;를 더 포함하는, 드론 시스템.
제6항에 있어서,
상기 표식부와 상기 전력공급부는 평면 상에서 중첩되도록 배치되는, 드론 시스템.
삭제
제1항에 있어서,
상기 안착부가 상기 하우징의 개방되는 일측을 향해 이동함에 따라 상기 복수 개의 슬릿을 개방하고, 상기 안착부가 상기 하우징의 개방되는 일측과 멀어지도록 이동함에 따라 상기 복수 개의 슬릿을 폐쇄하는 차폐부;를 더 포함하는, 드론 시스템.
제9항에 있어서,
상기 차폐부는 일단이 상기 하우징에 고정되고, 타단이 상기 안착부에 연결되는, 드론 시스템.
제1항에 있어서,
상기 하우징을 지지하는 지지기둥 및 상기 지지기둥에 연결되는 중량부;를 더 포함하는, 드론 시스템.
제11항에 있어서,
상기 지지기둥에 배치되어, 상기 지지기둥의 길이방향을 회전축으로 하여 360도 회전이 가능한 카메라부;를 더 포함하는, 드론 시스템.