KR20170132923A - 드론의 무인 임무 제어 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론의 무인 임무 제어 시스템에 관한 것으로서, 드론이 무인 이착륙가능하고 드론의 배터리를 충전시킬 수 있는 랜딩 스테이션을 필요로하는 장소에 설치하고, 자율 임무로서 정해진 시간에 자동으로 이륙하여 자율 비행으로 현장 영상을 관제센터로 전송하고, 수동 임무로서 관제센터에서 관리자가 해당 드론을 출동시켜 임무 수행을 하도록 제어하며, 관제센터에서 원격으로 드론을 조종하여 임무를 수행하게 할 수 있도록 함으로써, 관리자가 상주하기 어려운 장소에 드론을 배치하여 원격지에서 정기적인 자율 임무로, 또는 관리자의 입력에 따른 수동 임무로서 비행하여 원하는 임무수행이 가능하므로 원격 무인 감시가 용이하고 도심과 같은 곳에서도 사고 현장에 즉각 출동하여 현장 영상을 확보할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 드론의 무인 임무 제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 드론을 무인 이착륙시킬 수 있는 무인 랜딩 스테이션을 원격지에 설치하고, 관제 센터에서 랜딩 스테이션과 랜딩 스테이션에 이착륙되는 드론과 통신하여 드론에서 촬영하는 영상을 모니터링 함과 아울러 드론으로 임무 명령을 내려 제어할 수 있도록 하는 드론의 무인 임무 제어 시스템에 관한 것이다.
드론(Dron)은, 원격조종에 의해서 또는 자율비행제어에 의해 비행을 하는 무인 비행기(UAV; Unmanned Aerical Vehicle)를 말하는데, 최근 들어 회전익을 이용하는 드론의 활용도가 다양해지면서 항공 촬영이나, 택배, 농사용, 감시용, 레저용 등등으로도 그 이용 용도가 확대되고 있는 추세이다.
그런데 드론의 가장 큰 약점 중 하나는 배터리 수명으로 인하여 비행시간 및 활동 반경이 제한된다는 점인데, 이로 인해 직접 드론을 운반 이동한 후, 현장에서 드론을 띄워 촬영을 하거나 근거리 물건 운반 등의 임무를 수행하도록 운영하고 있다.
이와 같이 드론의 배터리 용량의 한계를 감안하여 선행기술로서 한국공개특허 10-2013-0122715호 "수직무인이착륙 비행체의 충전 및 격납을 위한 운송체 및 그 방법"이 제안되어 있다. 이 선행기술에는 이동형 충전 및 격납 수송차량으로 이동 컨테이너 차량을 구비하고, 복수의 비행체를 이착륙 가능하고, 충전상태를 모니터링 가능하도록 구성하여 기동성 있는 이동 차량식 충전 및 격납 기능을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
그러나, 상기와 같은 선행기술은 이동식 충전 격납 차량을 제공하는 것이므로, 임무 현장에 이동식 차량이 이동하여 비행체를 운반해야 한다는 점에서 신속성이 떨어진다는 단점이 있다.
따라서 관리자가 상주하기 어려운 원격지의 영상을 촬영하여 감시하는 용도나, 사고 발생 현장의 영상을 긴급 확보할 필요가 있거나, 비상 구조품 운반 전달 등등의 긴급 상황에서 현장에 근접하여 대기하지 않으면 드론을 긴급 출동시킬 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 필요로하는 원격지의 요소요소에 드론의 이착륙 및 자동 충전이 가능한 랜딩 스테이션을 설치하고, 원격지의 관제 센터에서 드론 및 랜딩 스테이션과 통신하여 드론의 임무 명령과 드론의 감시 영상을 모니터링 할 수 있도록 하는 드론의 무인 임무 제어 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 랜딩 스테이션에 격납시킨 드론이 미리 정해진 임무에 따라 주기적으로 자동 출동하여 임무를 수행하면서 임무 영상을 관제센터로 실시간 전송하고, 임무 완료 후 자동으로 랜딩 스테이션으로 복귀하여 자동 충전모드로 격납시켜 대기하도록 함으로써 관리자가 상주하지 못하는 원격지의 감시 임무를 자동 수행할 수 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 랜딩 스테이션에 착륙한 드론의 배터리를 랜딩 스테이션에서 충전시켜둔 배터리로 자동 교체할 수 있도록 드론의 배터리 모듈과 랜딩 스테이션의 배터리 교체 및 자동 충전 모듈을 구비함으로써 드론의 배터리 충전 부족으로 출동이 지연되는 문제를 해결하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 도심이나 도로 또는 강변이나 산악 지역 등등, 사고 발생시 긴급 영상 확보가 필요한 장소에 랜딩 스테이션을 설치해두고, 사고 신고 접수시 관제센터의 임무 명령에 의거하여 근접 위치의 드론을 출동시켜 신속하게 현장 영상을 확보하여 현장 상황을 파악 할 수 있도록 하기 위한 것이다.
본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템은,
원격 조종에 의한 비행 또는 미리 정해진 자율비행이 가능하고, 영상촬영 수단과 임의의 임무 수행 장치 탈부착이 가능하도록 이루어지고, 자동 이착륙이 가능한 드론과;
상기 드론의 무인 이착륙을 유도하여 이착륙시켜 격납시킴과 아울러 드론의 배터리를 자동 충전시킬 수 있도록 이루어진 랜딩 스테이션과;
복수의 장소에 각각 설치된 다수의 랜딩 스테이션과, 각 랜딩 스테이션을 이착륙장으로 이용하는 다수의 드론과 통신하면서 드론과 랜딩 스테이션의 상태를 모니터링하고, 드론의 임무명령을 내림과 아울러 드론으로부터 취득된 영상 및 임무 정보를 수신받아 모니터링 하기 위한 관제센터를 포함하는 드론의 무인 임무 제어시스템을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어시스템은,
원격지에 설치된 랜딩 스테이션에 각각 드론을 격납시켜두고, 관제센터에서 각각의 드론별 자율 임무와, 관리자에 의해 입력되는 수동 임무를 부여하여 드론의 자율비행에 의해 임무를 수행하게 하고, 필요시에는 관리자가 영상정보에 의거하여 관제센터에서 원격으로 드론을 수종 조작하여 임무를 수행할 수 있도록 한다.
이를 위해서 상기 관제센터는,
상기 각 드론 및 랜딩 스테이션들과 통신하기 위한 통신부와;
상기 통신부를 통해 각 드론과 랜딩 스테이션의 상태정보를 수신받아 비행가능 여부와 이착륙 및 드론의 배터리 충전 상태를 모니터링하기 위한 상태 감시부와;
상기 랜딩 스테이션별로 격납된 드론 자율 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 설정하여 저장 관리함과 아울러 각 드론으로 해당 자율 임무 명령을 내리고, 관리자에 의해 입력되는 수동 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 저장하여 해당 드론으로 수동 임무 명령을 내리는 드론 임무 명령부와;
상기 드론의 각각의 임무 수행에 따른 영상정보와 임무 수행정보를 수신받아 모니터링 화면으로 출력함과 아울러 저장 관리하고, 상기 상태 감시부의 모니터링 정보를 출력하는 모니터링부와;
관리자가 수동으로 상기 랜딩 스테이션과 드론을 원격 제어하여 수동 비행을 제어하여 임무를 수행하게 하기 위한 수동 제어부와;
상기 통신부, 상태 감시부, 드론 임무 명령부, 모니터링부, 수동 제어부를 상호 연동제어를 함과 아울러 관리자 인터페이스를 제공하는 관제센터 메인 관리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제센터는, 미리 설정된 관계 기관들의 시스템과 통신연결되어 미리 정해진 상황이 발생되었을때 각각 해당되는 기관으로 해당 상황정보와 모니터링 정보를 제공하여 상황을 전파하기 위한 상황 전파부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 각 드론 별로 자율 임무에 의해 설정된 비행정보에 따라 자율 임무 시간마다 자동으로 비행하여 자율 임무를 수행할 수 있고, 관리자가 특별 출동이 필요할때 수동 임무 명령으로 출동시킬 수 있으며, 관리자가 직접 수동 조작으로 드론을 원격 제어할 수도 있으며, 모니터링부를 통해서 드론의 임무에 따른 영상과 임무 수행정보를 모니터링 할 수 있고, 드론과 랜딩 스테이션의 상태를 감시할 수 있다.
본 발명에 이용되는 드론은, 통상의 자동비행과 무선 조정이 가능한 비행장치를 구비한 드론 메인 장치와, 드론에 설치되는 촬영장치와, 관제센터와 직접 원격 통신하여 드론에 설치된 촬영장치에서 촬영한 영상을 원격지의 관제센터로 전송하고, 드론의 원격 비행제어정보를 송수신하기 위한 LTE 통신모듈 또는 CDMA통신 모듈과, 음성 입출력을 위한 음성 입출력장치, 랜딩 스테이션에 자동 이착륙하기 위한 이착륙 유도모듈과, 랜딩 스테이션에 착륙 격납된 드론의 배터리를 자동충전시키기 위한 배터리 충전모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 랜딩 스테이션은,
드론의 이착륙 및 격납을 위한 이착륙 플레이트가 설치되는 랜딩 타워와;
상기 랜딩 타워의 이착륙 플레이트에 돔 형태로 설치되어 열고 닫을 수 있도록 이루어진 타워 캡과;
드론 및 관제센터와 통신하기 위한 랜딩 스테이션 통신부와;
드론과 통신하면서 드론의 정위치 정방향 착륙을 유도하기 위한 랜딩 유도장치와;
랜딩 스테이션의 주변 환경을 검출하여 드론의 이착륙 및 비행 가능여부를 검출하기 위한 주변 환경 검출장치와;
이착륙 플레이트에 착륙된 드론의 배터리 충전모듈과 도킹하여 드론의 배터리를 충전시키기 위한 충전모듈과;
드론 및 관제센터와의 통신에 의거하여 드론의 이착륙을 위한 타워캡 개폐와 드론의 랜딩 유도장치 및 충전 모듈을 자동 제어하고, 랜딩 스테이션의 작동상태 및 주변 환경정보를 관제센터로 전송하는 랜딩 스테이션 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 다른 실시예로서,
상기 드론에는, 배터리를 자동으로 착탈 시킬 수 있는 배터리 착탈모듈이 설치되고,
상기 랜딩 스테이션에는 배터리를 충전시키기 위한 배터리 충전 모듈과; 상기 드론의 배터리 착탈모듈과 도킹하여 드론의 배터리를 탈착시키고, 충전된 배터리를 상기 드론의 배터리 착탈모듈로 이송하여 장착하는 배터리 교환모듈과, 상기 배터리 교환모듈에 의해 탈착된 드론의 배터리를 상기 배터리 충전모듈로 이송시키고, 상기 배터리 충전모듈에서 충전된 배터리를 상기 배터리 교환모듈로 이송시켜주는 배터리 이송 장치을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 드론의 무인 이착륙이 가능하고 배터리를 충전시키기 위한 랜딩스테이션을 설치하고, 랜딩스테이션에 격납된 드론을 관제센터의 임무 명령에의해 자율 출동 또는 관리자에 의한 수동출동으로 이륙하여 임무 장소를 비행하면서 촬영영상을 실시간으로 관제센터에 전송하고, 랜딩 스테이션에 복귀된 드론의 배터리를 자동 충전하도록 함으로써, 드론을 현장 근처로 운반 이송하지 않고도 미리 현장 근처의 랜딩 스테이션에 대기중인 드론을 출동시켜 현장 영상을 실시간으로 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 개요도.
도 2는은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템에 이용되는 드론의개요도.
도 3은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 관제센터 개요도.
도 4는 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 랜딩 스테이션 개요도.
도 2는은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템에 이용되는 드론의개요도.
도 3은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 관제센터 개요도.
도 4는 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 랜딩 스테이션 개요도.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템의 개요도이다.
이에 도시된 바와 같이,
원격 조종에 의한 비행 또는 미리 정해진 자율비행이 가능하고, 영상촬영 수단과 임의의 임무 수행 장치의 탈부착이 가능하도록 이루어지고, 자동 이착륙이 가능한 드론(100)과;
상기 드론(100)의 이착륙장을 제공하여 자동으로 이착륙을 유도 제어함과 아울러 착륙된 드론(100)을 격납시켜 대기시키고, 격납된 드론의 배터리를 자동 충전시킬 수 있도록 이루어진 랜딩 스테이션(200)과;
복수의 장소에 설치된 다수의 랜딩 스테이션(200)과, 각 랜딩 스테이션(200)을 이착륙장으로 이용하는 다수의 드론(100)과 통신하면서 드론(100)과 랜딩 스테이션(200)의 상태를 모니터링하고, 드론(100)의 임무명령을 내려 해당 드론(100)이 자동으로 랜딩 스테이션(200)에서 이륙하여 임무 수행 후 해당 랜딩 스테이션(200)으로 복귀하도록 제어하고, 드론(100)으로부터 취득된 영상 및 임무 정보를 수신받아 모니터링 하기 위한 관제센터(300)를 포함하는 드론의 무인 임무 제어시스템이 구성된다.
도 2는 본 발명에 의한 드론의 무인 제어 시스템의 관제센터 개요도이다.
이에 도시된 바와 같이,
상기 각 드론(100) 및 랜딩 스테이션(200)들과 통신하기 위한 통신부(310)와;
상기 통신부(310)를 통해 각 드론(100)과 랜딩 스테이션(200)의 상태정보를 수신받아 비행가능 여부와 이착륙 및 드론(100)의 배터리 충전 상태를 모니터링하기 위한 상태 감시부(320)와;
상기 랜딩 스테이션(200)별로 격납된 드론(100) 자율 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 설정하여 저장 관리함과 아울러 각 드론(100)으로 해당 자율 임무 명령을 내리고, 관리자에 의해 입력되는 수동 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 저장하여 해당 드론(100)으로 수동 임무 명령을 내리는 드론 임무 명령부(330)와;
상기 드론(100)의 각각의 임무 수행에 따른 영상정보와 임무 수행정보를 수신받아 모니터링 화면으로 출력함과 아울러 저장 관리하고, 상기 상태 감시부(320)의 모니터링 정보를 출력하는 모니터링부(340)와;
관리자가 수동으로 상기 랜딩 스테이션(200)과 드론(100)을 원격 제어하고, 드론(100)의 원격조종으로 수동 비행을 제어하여 임무를 수행하게 하기 위한 수동 제어부(350)와;
상기 통신부(310), 상태 감시부(320), 드론 임무 명령부(330), 모니터링부(340), 수동 제어부(350)를 상호 연동제어를 함과 아울러 관리자 인터페이스를 제공하는 관제센터 메인 관리부(360)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제센터(300)는, 미리 설정된 관계 기관들의 시스템과 통신연결되어 미리 정해진 상황이 발생 되었을 때 각각 해당되는 기관으로 해당 상황정보와 모니터링 정보를 제공하여 상황을 전파하기 위한 상황 전파부(370)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어시스템에 이용되는 드론의 개요도이다. 이에 도시된 바와 같이,
본 발명에 이용되는 드론(100)은, 통상의 자동비행과 무선 조정이 가능한 비행장치를 구비한 드론 메인 장치(110)와; 드론(100)을 랜딩 스테이션(200)에 착륙시킬때 위치 및 자세 검출하여 드론 메인 장치(110)의 자동 착륙을 유도 제어하기 위한 랜딩 유도 모듈(120)과; 드론(100)에 설치되는 촬영장치(160)와, 관제센터(300)와 직접 원격 통신하여 드론(100)에 설치된 촬영장치(160)에서 촬영한 영상을 원격지의 관제센터(300)로 전송하고, 드론(100)의 원격조종을 위한 제어정보를 송수신하기 위한 LTE 또는 CDMA 통신 모듈(130)과, 음성 입출력을 위한 음성 입출력장치(140), 랜딩 스테이션(200)에 착륙 격납된 드론(100)의 배터리를 자동 충전시키기 위한 배터리 충전모듈(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 4는 본 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어시스템의 랜딩 스테이션의 개요도이다. 이에 도시된 바와 같이,
본 발명에 의한 랜딩 스테이션(200)은,
드론(100)의 이착륙 및 격납을 위한 이착륙 플레이트(211)가 설치되는 랜딩 타워(210)와;
상기 랜딩 타워(210)의 이착륙 플레이트(211)에 돔 형태로 설치되어 열고 닫을 수 있도록 이루어진 타워 캡(220)과;
드론(100) 및 관제센터(300)와 통신하기 위한 랜딩 스테이션 통신부(230)와;
드론(100)과 통신하면서 드론(100)의 정위치 정방향 착륙을 유도하기 위한 랜딩 유도장치(240)와;
랜딩 스테이션(200)의 주변 환경을 검출하여 드론(100)의 이착륙 및 비행 가능 여부를 검출하기 위한 주변 환경 검출장치(250)와;
이착륙 플레이트(211)에 착륙된 드론(100)의 배터리 충전모듈과 도킹하여 드론의 배터리를 충전시키기 위한 배터리 충전장치(260)과;
드론(100) 및 관제센터(300)와의 통신에 의거하여 드론(100)의 이착륙을 위한 타워캡(220) 개폐와 랜딩 유도장치(240) 및 배터리 충전 장치(260)을 자동 제어하고, 랜딩 스테이션(200)의 작동상태 및 주변 환경정보를 관제센터(300)로 전송하는 랜딩 스테이션 메인 제어부(270)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 발명에 의한 드론의 무인 임무 제어 시스템은,
관리자가 상주하기 어려운 상시 감시가 필요한 지역 및 긴급 출동이 필요한 지역에 각각 랜딩 스테이션(200)을 설치한다. 랜딩 스테이션(200)은 유무선 통신망을 통해서 관제센터(300)와 통신하도록 이루어지고, 드론(100)은 관제센터(300)와 직접 LTE통신 또는 CDMA통신으로 통신하여 취득된 영상정보를 전송하고 드론의 상태 및 임무 수행에 따른 정보를 관제센터(300)로 전송한다. 랜딩 스테이션(200)에는 드론이 자동 이착륙할 수 있도록 유도하는 랜딩 유도장치를 설치하고, 드론(100)이 무인으로 자동 이착륙이 가능하도록 한다.
본 발명의 설명에서 자율 임무는, 정해진 시간에 정해진 비행 정보에 따라 자율비행으로 자율적으로 임무를 수행하는 것을 말하며, 수동 임무는 관리자에 의해 드론의 출동과 비행 정보 및 임무수행 정보를 입력받아 수동으로 출동하여 임무를 수행하는 것을 말하며, 자율 임무와 수동 임무는, 주어진 정보에 의해 자동비행모드로 비행하는 것을 의미하고, 수동 제어는, 자율비행이 아니라 수동으로 원격 조정하는 것으로 구분하여 설명한다.
먼저, 자율 임무는, 각 랜딩 스테이션(200)에 격납시킨 드론(100) 별로 각각의 활동 반경 즉, 비행 정보를 정해두고, 임무 시간이나 임무 수행 이벤트를 정하여 설정하고 이를 저장관리한다. 예를 들어, 자율 임무가 설정되어 있으면 관제센터(300)의 드론 임무 명령부(330)는, 해당 자율 임무의 시간을 체크하여 자율 임무 시간이 되면, 해당되는 드론(100)으로 해당 자율 비행 정보와 자율 임무 정보를 전송한다. 이에 따라 해당 드론(100)은, 자율 임무 수행을 위하여 이륙 준비를 하게 되고, 드론(100)과 랜딩 스테이션(200)이 통신하면서 륙 준비를 하고, 랜딩 스테이션(200)은 드론(100)의 이륙을 위하여 배터리 충전장치(260)과 드론(100)의 배터리 충전모듈(150)의 도킹을 해제하고, 타워캡(220)을 열어준다. 여기서 타워캡(220)은 예를 들어 중앙에서 좌우로 슬라이드 되면서 열리고 닫히는 다단 슬라이드 캡으로 돔을 형성하여 구성하고, 방수기능이 있도록 구성한다.
타워캡(220)이 열린 후, 드론(100)은 미리 설정된 이륙 제어정보에 의거해서 랜딩 스테이션(200)으로부터 이륙하고, 자율 비행정보 즉, 활동 반경에 대한 좌표정보에 따라 자율 비행을 하면서 장착된 촬영장치(160)에서 촬영한 영상을 관제센터(300)로 직접 전송한다. 원거리의 드론(100)과 관제센터(300)간에 영상정보 송수신을 위하여 LTE 또는 CDMA통신을 이용하여 실시간으로 전송하고, 관제센터(300)에서 실시간 모니터링 및 영상 저장 관리를 수행한다.
드론(100)의 자율 임무 수행후, 랜딩 스테이션(200)으로 복귀하면, 랜딩 스테이션(200)의 랜딩 유도장치(240)와 드론(100)의 랜딩 유도 모듈(120)의 상호 연동 정보에 의해 드론 메인 장치(110)는 정자세로 정위치에 랜딩 스테이션(200)의 이착륙 플레이트(211)에 자동으로 착륙된다. 정자세 정위치란 배터리 충전모듈의 도킹에 의해 자동 충전이 이루어질 수 있도록 방향 및 위치를 제어하는 것이다.
따라서, 상기와 같은 자율 임무 수행은, 미리 설정된 시간에 자동으로 드론이 출동하여 촬영 영상을 송신하게 되므로 관리자가 특별히 수동 조작하지 않아도 자동으로 감시 임무를 수행할 수 있게 된다.
한편, 수동 임무는, 긴급 상황이나 사고 발생시 관리자가 임의로 드론(100)의 출동 임무를 부여하는 것으로서, 이때에는 드론(100)의 비행정보 즉, 출동 위치 정보와 임무에 대한 정보를 입력하면 드론 임무 명령부(330)를 통해 드론(100)으로 수동 임무 명령이 전송되고, 이에 따라 랜딩 스테이션(200)의 타워캡(220)이 열리면서 드론(100)이 이륙하여 주어진 비행정보에 따라 해당 위치로 비행하여 촬영정보를 실시간 전송한다. 따라서 사고나 긴급 상황 발생시 원격지에서 관리자의 제어로 드론을 출격시켜 현장 영상을 모니터링 할 수 있어서 현장상황을 파악하고 이에 맞는 대응을 관계기관이나 출동 기관으로 전파시킬 수 있다. 또한, 수동 임무에서는 미리 정해진 위치로 출동하여 비상 의약품이나 구조물품을 탑재 받을 수 있도록 하고, 비상 의약품이나 구조물품을 탑재가 완료되면, 현장으로 드론을 출동시켜 현장에 전달하게 한다.
또한, 수동제어는 수동 임무 명령을 한 경우, 관리자가 직접 드론의 영상을 보면서 원격지에서 수동 조작으로 드론의 비행을 제어할 수 있도록 한 것으로서, 수동 제어부(350)를 통해 드론(100)의 비행 제어신호를 발생시켜 드론을 수동으로 제어하도록 할 수 있다.
그리고 상태 감시부(320)는 각 드론(100)의 배터리 상태나 드론(100)이 랜딩 스테이션(200)에 착륙해 있는지 비행중인지 등의 정보를 파악하고, 랜딩 스테이션(200)의 작동 상태나 주변 환경 정보를 모니터링하여 드론의 비행이 가능한지 아니면 qlgoid이 불가능한 상태인지를 파악한다. 이는 미리 정해진 비교 판단 정보를 이용해 비행 여부를 자동 판단할 수도 있고, 감시하는 상태정보에 의해 관리자가 수동으로 판단할 수도 있다. 예를 들어, 랜딩 스테이션(200)의 주변의 풍속이나 풍향 및 눈비 여부 등등을 센서 등을 등해 검출하고 아울러 카메라를 이용하여 랜딩 스테이션 주변 영상을 촬영하여 관제센터(300)에 전송하면 관제센터(300)의 상태 감시부(320)가 정해진 판단정보에 의해 자동 판단하거나 관리자가 모니터링부에 표시되는 정보를 보고 상황 판단을 하여 드론의 임무명령에 대한 제어를 하게 된다. 즉, 미리 설정된 풍속 이상이면, 드론(100)의 해당되는 시간의 자율 임무 명령을 취소시켜 드론의 비행을 취소하게 한다.
이와 같이 미리 정해진 자율 임무에 따라 자동으로 드론(100)이 이륙하여 자율 임무를 수행 할 수 있고, 관리자에 의해 드론의 수동 임무를 부여받아 수동 임무를 수행할 수 있으며, 관제센터(300)에서 관리자가 직접 드론을 수동 비행모드로 비행을 제어할 수도 있다.
그리고, 랜딩 스테이션(200)에 드론(100)이 착륙하면, 타워캡(220)을 닫아 격납시키고, 랜딩 스테이션(200)의 배터리 충전 장치(260)가 작동되어 드론(100)의 배터리 충전모듈과 도킹하여 드론의 배터리를 충전시키게 된다. 예를들어, 드론의 배터리 충전모듈(150)을 드론의 하면에 위치되게 설치하고, 배터리 충전회로의 충전 단자가 하면으로 노출되게 형성하며, 랜딩 스테이션(200)의 배터리 충전장치(260)는 충전 전원을 공급하는 전원 출력 노드를 승하강시켜 드론(100)의 충전모듈(150)의 충전단자와 접촉되어 배터리 충전이 이루어지도록 구성할 수 있다.
따라서, 드론(100)이 랜딩 스테이션(200)에 격납되어 있는 상태에서는 자동으로 드론의 배터리 충전이 이루어지므로, 비상 출동에 대응할 수 있게 된다.
이와 같이 각 드론(100) 별로 미리 정해진 자율 임무가 주어지면, 해당 자율 임무의 정해진 시간에 자동으로 해당 드론(100)이 이륙하여 정해진 비행정보에 따라 자율 비행하면서 영상촬영 등의 자율 임무를 수행하고, 촬영된 영상은 실시간으로 관제센터(300)로 전송하여 모니터링할 수 있도록 한다. 그리고 정해진 비행정보에 따라 자율 임무 수행을 완료하면 해당 랜딩 스테이션(200)으로 복귀하여 자동 착륙을 하게 되고, 해당 랜딩 스테이션(200)은 착륙된 드론의 배터리를 자동 충전시킨다.
따라서 관리자가 상주하기 어려운 원격지의 랜딩 스테이션(200)에 드론(100)을 격납 시켜두고, 관제센터(300)에서 원격 제어로 드론을 자동 이륙시켜 자율 비행에 의해 영상촬영 등의 임무를 수행한 후 랜딩 스테이션에 복귀하여 배터리 충전모드로 격납시켜 대기시킬 수 있어서, 드론의 비행을 위해 현장으로 드론을 직접 운반할 필요가 없고, 정해진 시간마다 자율 임무를 수행하거나 필요시 관제센터의 원격제어에 의해 드론을 이륙시켜 영상촬영 등의 수동 임무를 수행할 수 있게 된다.
본 발명은 도심이나 강변, 공원이나 등산로, 도서 산간지역 등등 고정형 CCTV만으로 감시가 어려운 지역에 랜딩 스테이션(200)을 설치하고, 각각 드론을 격납시켜둔 경우, 위와 같이 자율 임무나 수동 임무를 수행할 수 있고, 특히나 사고 발생시 현장까지 드론을 운반하지 않고서 원격지의 관제센터(300)에서 수동 임무 명령을 내려 사고 현장으로 드론(100)을 비행시켜 현장 영상을 취득할 수 있다. 즉, 도심에서의 화재나 고속도로의 사고현장, 수상 사고현장, 산불 사고현장 등등의 사고 현장에 드론을 출격시켜 현장의 드론 촬영 영상을 취득할 수 있는 것이다. 그리고, 현장 출동시 음성 입출력장치를 통해 관제소의 현장 안내 음성을 출력하거나 현장의 음성을 수신받아 들을 수 있어서 안전사고 관리에 이용할 수 있는 것이다.
한편 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 트론(100)에는 드론의 배터리를 탈착시키기 위한 배터리 탈착수단을 설치하고, 상기 랜딩 스테이션(200)에 드론(100)의 배터리 탈착수단에 도킹하여 드론의 배터리를 분리하여 이송시키고, 랜딩 스테이션에서 충전된 예비 배터리를 상기 배터리 탈착수단으로 이송시켜 장착하여 드론의 배터리를 교환하는 배터리 교환장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 드론의 배터리를 랜딩 스테이션에서 교환하도록 배터리 교환장치를 설치하게 되면, 드론의 배터리 미 충전으로 인한 출동 지연을 방지할 수 있다.
100 : 드론 110 : 드론 메인장치
120 : 랜딩 유도 모듈 130 : LTE 또는 CDMA 통신모듈
140 : 음성 입력/출력장치 150 : 배터리 충전모듈
160 : 촬영장치 200 : 랜딩 스테이션
210 : 랜딩 타워 211 : 이착륙 플레이트
220 : 타워 캡 230 : 랜딩스테이션 통신부
240 : 랜딩 유도장치 250 : 주변환경 검출장치
260 : 배터리 충전장치 270 : 랜딩 스테이션 메인 제어부
300 : 관제센터 310 : 통신부
320 : 상태 감시부 330 : 드론 임무 명령부
340 : 모니터링부 350 : 수동 제어부
360 : 관제센터 메인 관리부 370 : 상황 전파부
120 : 랜딩 유도 모듈 130 : LTE 또는 CDMA 통신모듈
140 : 음성 입력/출력장치 150 : 배터리 충전모듈
160 : 촬영장치 200 : 랜딩 스테이션
210 : 랜딩 타워 211 : 이착륙 플레이트
220 : 타워 캡 230 : 랜딩스테이션 통신부
240 : 랜딩 유도장치 250 : 주변환경 검출장치
260 : 배터리 충전장치 270 : 랜딩 스테이션 메인 제어부
300 : 관제센터 310 : 통신부
320 : 상태 감시부 330 : 드론 임무 명령부
340 : 모니터링부 350 : 수동 제어부
360 : 관제센터 메인 관리부 370 : 상황 전파부
Claims (9)
- 원격 조종에 의한 비행 또는 미리 정해진 자율비행이 가능하고, 영상촬영 수단과 임의의 임무 수행 장치의 탈부착이 가능하도록 이루어지고, 자동 이착륙이 가능한 드론(100)과;
상기 드론(100)의 이착륙장을 제공하여 드론의 이착륙을 자동으로 유도 제어함과 아울러 착륙된 드론(100)의 배터리를 자동 충전시킬 수 있도록 이루어져 드론(100)을 대기시키기 위한 랜딩 스테이션(200)과;
복수의 장소에 설치된 다수의 랜딩 스테이션(200)과, 각 랜딩 스테이션(200)을 이착륙장으로 이용하는 다수의 드론(100)과 통신하면서 드론(100)과 랜딩 스테이션(200)의 상태를 모니터링하고, 드론(100)의 임무명령을 내려 해당 드론(100)이 자동으로 랜딩 스테이션(200)에서 이륙하여 임무 수행 후 해당 랜딩 스테이션(200)으로 복귀하도록 제어하고, 드론(100)으로부터 취득된 영상 및 임무 정보를 수신받아 모니터링 하기 위한 관제센터(300)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 관제센터(300)는,
상기 각 드론(100) 및 랜딩 스테이션(200)들과 통신하기 위한 통신부(310)와;
상기 통신부(310)를 통해 각 드론(100)과 랜딩 스테이션(200)의 상태정보를 수신받아 비행가능 여부와 이착륙 및 드론(100)의 배터리 충전 상태를 모니터링하기 위한 상태 감시부(320)와;
상기 랜딩 스테이션(200)별로 격납된 드론(100) 자율 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 설정하여 저장 관리함과 아울러 각 드론(100)으로 해당 자율 임무 명령을 내리고, 관리자에 의해 입력되는 수동 임무에 대한 비행정보 및 임무 정보를 저장하여 해당 드론(100)으로 수동 임무 명령을 내리는 드론 임무 명령부(330)와;
상기 드론(100)의 각각의 임무 수행에 따른 영상정보와 임무 수행정보를 수신받아 모니터링 화면으로 출력함과 아울러 저장 관리하고, 상기 상태 감시부(320)의 모니터링 정보를 출력하는 모니터링부(340)와;
관리자가 수동으로 상기 랜딩 스테이션(200)과 드론(100)을 원격 제어하고, 드론(100)의 원격조종으로 수동 비행을 제어하여 임무를 수행하게 하기 위한 수동 제어부(350)와;
상기 통신부(310), 상태 감시부(320), 드론 임무 명령부(330), 모니터링부(340), 수동 제어부(350)를 상호 연동제어를 함과 아울러 관리자 인터페이스를 제공하는 관제센터 메인 관리부(360)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 2 항에 있어서, 상기 관제센터(300)는,
미리 설정된 관계 기관들의 시스템과 통신연결되어 미리 정해진 상황이 발생 되었을 때 각각 해당되는 기관으로 해당 상황정보와 모니터링 정보를 제공하여 상황을 전파하기 위한 상황 전파부(370)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 드론(100)은,
통상의 자동비행과 무선 조정이 가능한 비행장치를 구비한 드론 메인 장치(110)와;
드론(100)을 랜딩 스테이션(200)에 착륙시킬때 위치 및 자세 검출하여 드론 메인 장치(110)의 자동 착륙을 유도 제어하기 위한 랜딩 유도 모듈(120)과;
드론(100)에 설치되는 촬영장치(160)와;
관제센터(300)와 직접 원격 통신하여 드론(100)에 설치된 촬영장치(160)에서 촬영한 영상을 원격지의 관제센터(300)로 전송하고, 드론(100)의 원격조종을 위한 제어정보를 송수신하기 위한 LTE 또는 CDMA 통신 모듈(130)과;
랜딩 스테이션(200)에 착륙 격납된 드론(100)의 배터리를 자동 충전시키기 위한 배터리 충전모듈(150)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 드론(100)은,
관제센터(300)로부터의 음성 메시지를 수신받아 출력하거나 현장의 음성을 입력받아 관제센터(300)로 전송하기 위한 음성 입출력장치(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 랜딩 스테이션(200)은,
드론(100)의 이착륙 및 격납을 위한 이착륙 플레이트(211)가 설치되는 랜딩 타워(210)와;
드론(100) 및 관제센터(300)와 통신하기 위한 랜딩 스테이션 통신부(230)와;
드론(100)과 통신하면서 드론(100)의 착륙을 유도하기 위한 랜딩 유도장치(240)와;
이착륙 플레이트(211)에 착륙된 드론(100)의 배터리 충전모듈과 도킹하여 드론의 배터리를 충전시키기 위한 배터리 충전장치(260)과;
드론(100) 및 관제센터(300)와의 통신에 의거하여 드론(100)의 이착륙을 위한 랜딩 유도장치(240) 및 배터리 충전 장치(260)를 자동 제어하고, 랜딩 스테이션(200)의 상태정보를 관제센터(300)로 전송하는 랜딩 스테이션 메인 제어부(270)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 랜딩 스테이션(200)은,
상기 랜딩 타워(210)의 이착륙 플레이트(211)에 돔 형태로 설치되어 열고 닫을 수 있도록 이루어진 타워 캡(220)을 더 포함하고, 상기 랜딩 스테이션 메인 제어부(270)의 제어에 의해 타워 캡(220)을 개폐할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 랜딩 스테이션(220)은,
랜딩 스테이션(200)의 주변 환경을 검출하여 드론(100)의 이착륙 및 비행 가능 여부를 검출하기 위한 주변 환경 검출장치(250)를 더 포함하고, 주변환경 검출장치(250)에서 검출된 주변 환경 정보를 상기 랜딩 스테이션 메인 제어부(270)의 제어에 의해 상기 관제센터(300)로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 드론(100)에는 배터리 탈착장치가 구비되고,
상기 랜딩 스테이션(200)에는 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전모듈과, 상기 드론의 배터리 탈착장치에 도킹하여 드론의 배터리를 분리하여 랜딩 스테이션내의 배터리 충전모듈로 이송하고, 랜딩 스테이션 내의 배터리 충전모듈에서 충전된 배터리를 상기 드론의 배터리 탈착장치를 통해 드론에 장착하여 드론의 배터리를 교환하는 배터리 교환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 무인 임무 제어시스템.
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