KR20170059853A - 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술 - Google Patents

Abstract

본 발명 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술 방법은 본 발명에 따른 단일 초음파 센서를 사용하여 운용되는 드론의 초음파 센서가 부착된 회전축 하단 구성 도 1과, 도 2는 단일 초음파 센서를 사용하는 드론의 측면 구성도, 도 3은 비행시 단일 초음파 센서의 이동에 따른 구성도로서, 드론의 비행방향에 따라 초음파센서의 위치가 비행방향으로 자동으로 이동되게 하는 회전축을 구성하는 것으로 이루어지며, 이러한 기술을 통하여 다수의 초음파 센서를 사용하지 않고, 1개의 초음파 센서만을 사용하여 비행과정의 4방향을 모두 감지할 수 있는 각별한 장점이 있는 유용한 발명이다.

Description

단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술{A DRONE COLLISION AVOIDANCE TECHNOLOGY USING A SINGLE ULTRA-SONIC SENSOR}

본 발명은 단일 초음파 센서를 사용하여 드론의 비행시 발생할 수 있는 충돌을 방지하기 위한 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드론의 하단의 중력에 따라 움직이는 회전축을 부착하여 비행시 4방향에서 확인되는 물체를 회피하는 기술에 관한 것이다.

택배에서부터 시작하여 다양한 분야에서 활용되고 있는 드론이 아직 활성화 되기까지는 발생되는 몇가지 문제가 있다. 먼저 도심지 운행을 위해서는 드론과 관련된 보험 상품이 많아야 한다. 이는 드론이 비행도중에 의도치 않은 충돌이 발생할 수 있고 이런 충돌은 인적 물적 손성을 일으킨다. 특히나, 10Kg 이상의 물체를 들고 이송할 수 있는 대형 기체의 경우에는 프로펠러의 크기나 모터의 회전수가 매우 크고 날카로우며 빠르기 때문에 사람에 대한 피해로 이어진다면 최악의 경우 사망에 이르는 심각한 상황이 연출될 수 있다. 또한 물체에 대한 파손역시도 심각하다. 물체 이송과정에서 발생하는 1차적인 파손은 드론을 운행하는 운행자가 책임을 진다지만, 정상적인 비행을 수행하는 도중에 외부로부터 의도한 간섭 또는 의도하지 않은 실수에 의해서 정상적인 비행을 방해 받는다면, 그리고 그로 인해서 물체의 발생할 수도 있다. 이러한 경우에 해당 드론이 발생시킨 손해에 대한 책임소재가 명확하지 않을 수도 있다. 왜냐하면, 드론 자체가 무인 비행체이므로 사람의 육안으로 관리되지 않는 영역에 존재할 수 있기 때문이다. 이와 같은 이유로 오늘날의 기술을 가진 드론이 도심지 운행과 복잡한 지형에 운행에 있어서는 사람의 육안 내에서 운행하는 것이 바람직하다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 본 발명에서는 단일 초음파 센서를 사용하여 물체를 인식하고 회피하는 기동을 수행한다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 기존의 드론이 가지지 못하는 충돌 회피 기동을 위해 단일 초음파 센서를 사용하여 물체를 인식하고 충돌회피 기동이 가능한 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술은 충돌회피용 센서인 초음파센서 1개를 드론의 하단부 회전축에 부착하고, 초음파 센서로부터 획득된 정보를 처리하는 충돌회피 알고리즘을 비행제어보드(Flight Control Board)에 탑재하여 물체를 인식하고 충돌을 회피하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술 방법에 따르면, 드론이 단일 초음파 센서를 통해 물체를 인식하고 이동 중 물체가 식별되면 회피 기동을 수행할 수 있으므로 도심지 운행이 가능하며, 이로인해서 인적 물적 손상이 가능한 가시거리 밖의 운행에서도 안전한 비행이 가능해지는 큰 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 단일 초음파 센서가 부착된 회전축 하단 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 단일 초음파 센서가 부착된 측면 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 비행시 초음파 센서 이동 구성도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 단일 초음파 센서를 사용하여 운용되는 드론의 초음파 센서가 부착된 회전축 하단 구성도, 도 2는 단일 초음파 센서를 사용하는 드론의 측면 구성도, 도 3은 비행시 단일 초음파 센서의 이동에 따른 구성도로서, 드론의 비행방향에 따라 초음파센서의 위치가 비행방향으로 자동으로 이동하게 하는 회전축을 구성하는 것으로 이루어진다.

상기 도 1에서 보는 것 처럼, 드론은 FC(Flight Controller)를포함하고 있는 드론 몸체와 회전을 통해서 비행을 수행하는 프로펠러 그리고 비행방향에 따라 초음파 센서의 위치를 이동시키게 되는 회전축과 초음파센서 그리고 초음파 센서와 회전축을 이어주는 고정지그로 구성되는 것이 바람직하다. 회전축은 드론의 몸체에 고정되는 부분과 회전되는 부분으로 나뉘는 것이 바람직하다. 회전축이 회전되는 부분에 초음파 센서를 부착하는 고정지그가 부착되고 이 고정지그에 초음파 센서가 부착되는 것이 바람직하다.

상기 도 2에서 보는 것처럼 드론의 몸체에 회전축의 회전부 보다 넓은 회전축의 고정부가 부착되어 있고 이 고정부를 하단에 회전축의 회전을 담당하는 회전부가 부착되는 것이 바람직하다. 그리고 초음파센서는 해당 회전부에 부착이 되고, 랜딩기어 사이에 부착되어 초음파센서가 움직일 때 랜딩기어에 의해 발생하는 오작동이 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기 도 3에서 보는 것처럼 드론의 하단부에 부착된 초음파 센서의 경우에는 드론의 비행방향쪽으로 항상 이동하는 것이 바람직하다. 이는 드론이 비행할 때는 해당 방향으로 기울어져 비행하게 되는데 이때 기울기에 따라 자동으로 초음파센서는 중력에 의해 비행방향으로 방향을 잡고 물체를 인식하게 된다. 이때 초음파 센서는 기본적으로 드론의 몸체와 수평으로 설치되는 것이 아니라, 드론의 몸체 쪽으로 약 10도 정도 높은 방향을 가리키도록 설치되는 것이 바람직하다.

GCS : Ground Control Station
US : Ultra Sonic

Claims (2)

1. 드론의 회전축에 부착된 초음파센서의 부착위치 및 방법을 포함하는 단일 초음파 센서를 사용한 드론 충돌 회피 기술.
2. 제 1항에 있어서, 초음파 센서의 10도 상향 부착방법.

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