KR20180020512A - Failure Recovery System of Drone and its Control Method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system for recovering a failure of a drone to cope with a failure occurring in a main part, such as a flight control computer and a servo motor, of a drone and, more specifically, to a system for recovering a failure of a drone, which includes a preliminary flight control computer or a preliminary corresponding program, and automatically switches to the preliminary flight control computer or corresponds to the preliminary corresponding program when a drone detects a failure, so that a user′s control state is maintained and an emergency landing can be performed. The system of the present invention comprises: a control signal input module (120) for receiving information from a GPS and an inertial measurement device (IMU) and a user′s RF steering signal; and a main FCC (110) for automatically controlling a drone (1) according to a set program. The information is received from the control signal input module (120) when the user transmits the RF steering signal, and the information is applied to a drone control system (100) which controls the flight of the drone (1). The system of the present invention includes a subsidiary preliminary FCC (210), and includes an FCC failure response module (200) for switching the flight control right of the drone (1) to the preliminary FCC (210) when a problem occurs in the main FCC (110).

Description

드론의 고장복구 시스템 및 이를 이용한 제어방법{Failure Recovery System of Drone and its Control Method}Technical Field [0001] The present invention relates to a failure recovery system for a drone,

본 발명은 드론의 비행제어컴퓨터 및 서보모터등 주요부가 고장을 일으켰을 때 대응하기 위한 드론의 고장복구 시스템에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 예비적인 비행제어컴퓨터 또는 예비대응프로그램을 구비하여 드론이 고장을 감지하였을 때 예비 비행제어컴퓨터로 자동 절환되거나 예비대응프로그램으로 대응하도록 함으로써 사용자의 제어상태가 지속되어 비상착륙 할 수 있도록 한 드론의 고장복구 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a failure recovery system for a drone to cope with a major additional failure such as a flight control computer and a servo motor of a drone and more particularly to a failure control system for a drone, And to enable the emergency landing by allowing the control state of the user to continue when the vehicle is detected by automatically switching to the preliminary flight control computer or responding to the preliminary countermeasure program, and a control method thereof.

무인항공기는 조종사가 탑승하여 조종하는 일반 항공기와는 달리 지상국, 항공, 선박 등의 이동국에서 사용자가 보내는 무선신호에 의해 제어되는 항공기를 지칭한다.Unmanned aircraft refers to an aircraft controlled by a radio signal transmitted by a user in a mobile station such as a ground station, an airplane, or a ship, unlike a general airplane piloted and operated by a pilot.

무인항공기는 조종사에게 위험하거나, 인간의 능력으로는 한계가 있거나, 오염으로 인해 접근이 어렵거나, 오랜 시간 지속적으로 지루하게 해야 하는 임무를 편리하고 빠르고 안전하게 수행할 수 있다는 장점으로 매우 빠르게 발전하고 있다.Unmanned aerial vehicles are advancing very quickly with the advantage of being able to perform tasks that are dangerous to pilots, limited by human capabilities, difficult to access due to pollution, or tedious and time consuming for long periods of time, conveniently, quickly, and safely .

이에 더해, 무인항공기의 일종인 헬리콥터 형태의 드론(drone)이 대중화되면서 무인항공기에 대한 관심과 연구개발이 활발해 지고 있다.In addition, as the helicopter type drone, which is a kind of unmanned airplane, has become popular, interest and research and development of unmanned airplane have become active.

종래의 일반적인 드론(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 전형적인 형태를 띠고 있다. 복수 개의 소형 로터(2)가 개별적인 또는 일체형의 모터(3)나 엔진(미도시)에 의해 구동력을 받아 회전하면서 하방으로 바람을 일으키고 그 반작용에 의해 드론(1)이 수직력 또는 추력을 받아 비행한다.The conventional general drones 1 take a typical form as shown in Fig. A plurality of small rotors 2 are driven by an individual or integral motor 3 or an engine (not shown) to rotate downward to generate wind, and the drones 1 are subjected to vertical force or thrust by the reaction thereof .

드론(1)의 하부에는 카메라(4)와 같은 작업장비가 부착되어 다양한 형태의 임무를 수행한다.Work equipment such as the camera 4 is attached to the lower part of the drone 1 to perform various types of tasks.

드론(1)의 제어는 비행제어컴퓨터(FCC, 미도시, 이하 "FCC"라 지칭한다)에 의한다. FCC는 드론(1)에 탑재된 가속도센서(미도시), 지자기센서(미도시), GPS(미도시) 등의 각종 센서들로부터 비행관련 정보들을 수집하고, 이를 기초로 미리 프로그램된 내용에 따라 드론(1)을 자동 조종하며, 사용자가 RF신호를 통해 조종신호를 보내면 그에 대응해 서보모터(3)등을 제어함으로써 사용자의 요구에 응하게 된다.The control of the drone 1 is effected by a flight control computer (FCC) (not shown) (hereinafter referred to as "FCC"). The FCC collects flight related information from various sensors such as an acceleration sensor (not shown), a geomagnetic sensor (not shown), and a GPS (not shown) mounted on the drone 1, The drone 1 is controlled automatically. When the user sends a control signal through the RF signal, the servo motor 3 is controlled in response to the RF signal, thereby meeting the user's demand.

드론(1)은 전자장비의 일종인 만큼 고장을 일으킬 수 있는 가능성이 상존한다. 무인항공기의 고장은 기체가 민가로 떨어져 인명 피해를 유발하거나, 고가의 드론(1)을 폐기해야 하거나, 임무수행의 실패로 이어질 수 있는바, 이에 대한 대책이 필요하다.The drone 1 is a kind of electronic equipment, so there is a possibility that it can cause a failure. Failure of an unmanned aerial vehicle may cause the gas to fall into the private sector causing damage to the person, disposing of the expensive drones (1), or failure to carry out the mission.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0050023호에는 자동비행조종컴퓨터(FCC)로 주수신기(7)의 조종신호를 받아 제어하다가, 전파방해와 같은 비상시에는 비상수신기(8)를 통하여 지상의 조종자로부터 전송되는 비상비행제어신호를 제어 대상인 서보모터(11)로 전달할 수 있도록 비행제어신호원을 전환할 수 있게 하는 무인/모형 항공기에서의 비행제어신호원 전환 장치가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2005-0050023 discloses an automatic flight control computer (FCC) that receives a control signal from a main receiver 7 and controls it from an on-ground controller There is disclosed a flight control signal source switching device in an unmanned / model aircraft in which the flight control signal source can be switched so that the emergency flight control signal to be transmitted can be transmitted to the servomotor 11 to be controlled.

상기 무인/모형 항공기에서의 비행제어신호원 전환 장치는 도 2에 도시한 바와 같이 비상비행제어신호전환 제어부를 구비한다.The flight control signal source switching device in the unmanned / model aircraft has an emergency flight control signal switching control section as shown in FIG.

그러나, 상기 무인/모형 항공기에서의 비행제어신호원 전환 장치는 전파방해가 있는 경우 주수신기(7)에서 비상수신기(8)로 조종신호 수신을 전환을 할 뿐, 자동비행조종컴퓨터 즉, FCC가 이상 작동을 할 때에 대한 대책은 마련하고 있지 않다.However, the flight control signal source switching device in the unmanned / model aircraft only switches the reception of the steering signal from the main receiver 7 to the emergency receiver 8 when there is radio interference, No countermeasures are taken for abnormal operation.

무인항공기의 주처리장치에 해당하는 FCC에 고장이 발생하는 경우 비행 불능상태에 빠져 비상착륙도 어렵게 될 수 있고, 무인항공기 비행자세의 급격한 변화에 따라 사용자가 손을 쓸 새도 없이 추락할 수 있는 등 수신기의 이상보다 오히려 위험성이 더 커 대책 마련이 시급하다.If a failure occurs in the FCC corresponding to the main processing unit of the unmanned airplane, it may become impossible to perform an emergency landing due to the failure of the flight, and the sudden change of the unmanned airplane flight position may cause the user to fall It is more urgent to prepare countermeasures.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0050023호Korean Patent Publication No. 10-2005-0050023 대한민국 등록특허공보 제10-0697886호Korean Registered Patent No. 10-0697886

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비행제어컴퓨터(FCC)가 오동작하는 경우 예비적인 비행제어컴퓨터(FCC)로 자동 절환되도록 함으로써 사용자의 제어상태가 지속돼 최소한 비상착륙 할 수 있도록 하는 드론의 고장복구 시스템과 이를 채용한 드론 및 이의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems and it is an object of the present invention to provide a system and method for automatically switching to a preliminary flight control computer (FCC) when a flight control computer (FCC) malfunctions, A failure recovery system for a drones, a drones employing the recovery system, and a control method thereof.

또한, 본 발명은 드론의 서보모터 중 일부가 고장을 일으켜 추력이 감소되는 경우 주변의 다른 서모모터가 추력을 보상하도록 자동으로 회전수를 변경함으로써 추락을 방지하고 비상착륙할 수 있도록 한 드론의 고장복구 시스템과 이를 채용한 드론 및 이의 제어방법을 제공하고자 하는 것이다.Further, according to the present invention, when the thrust is reduced due to a failure of a part of the servo motor of the drone, the rotation speed is automatically changed so as to compensate the thrust by the other thermo-motors in the vicinity, A recovery system, a drones employing the same, and a control method thereof.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 정보를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 드론의 고장복구 시스템으로, 상기 고장복구 시스템은 부수적인 예비FCC(210)를 구비하고, 메인FCC(110)에 문제가 발생하면 상기 예비FCC(210)로 드론(1)의 비행 제어권을 절환하는 FCC고장대응모듈(200)을 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a radio communication system including a control signal input module 120 for receiving a user's RF control signal and information from a GPS and an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits an RF control signal, the control module 120 receives the information from the control signal input module 120, The failure recovery system includes an auxiliary spare FCC 210 that is associated with the main FCC 110. When a failure occurs in the main FCC 110, And a FCC failure countermeasure module 200 for switching the flight control right of the drone 1 to the drones.

여기서, 상기 예비FCC(210)는 메인FCC(110)와 동일한 제어기로 구성되며 동일한 입력신호를 받아 동작하는 것으로, 전원공급시 메인FCC(110)와 동일하게 동작을 시작하여 메인FCC(110)의 고장에 따라 비행 제어권이 절환되어 올 때 중단 없이 비행제어를 수행하는 것이 바람직한다.Here, the spare FCC 210 is configured by the same controller as the main FCC 110 and operates in response to the same input signal. When the power is supplied, the spare FCC 210 starts operating in the same manner as the main FCC 110, It is desirable to perform the flight control without interruption when the flight control right is switched according to the failure.

또는, 상기 FCC고장대응모듈(200)은 메인FCC(110)에서 예비FCC(210)로 비행 제어 권한을 절환하는 FCC전환모듈(220)을 포함하고, 상기 FCC전환모듈(220)은 메인FCC(110)의 비정상 유무를 판별하는 판별기준을 별도로 구비하여 자세 및 유도제어 정보로부터 메인FCC(110)가 비정상이라고 판단되는 경우 비행제어 절환을 요구하는 신호(221)를 발생하는 것이 바람직하다.Alternatively, the FCC failure response module 200 includes an FCC switching module 220 for switching the flight control right from the main FCC 110 to the spare FCC 210, 110), and generates a signal 221 requesting flight control switching when the main FCC 110 determines that the main FCC 110 is abnormal based on the attitude and guidance control information.

또한, 상기 FCC고장대응모듈(200)이 예비FCC(210)로 비행 제어권한을 절환한 경우 안전하게 드론(1)을 착륙시키도록 하는 비상비행제어모드로 변경하여 제어하는 것이 유리하다.It is also advantageous to change and control the emergency flight control mode in which the drones 1 are safely landed when the FCC failure response module 200 switches the flight control authority to the spare FCC 210.

이에 더해, 상기 FCC고장대응모듈(200)은 상기 FCC전환모듈(220)의 비행 제어권 절환신호(221)에 따라 메인FCC(110)로부터의 구동부 명령신호(111)를 예비FCC(210)의 구동부 명령신호(211)로 절환하여 서보모터(400)로 보내는 구동부선택모듈(230)을 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다.The FCC failure response module 200 transmits the driving unit command signal 111 from the main FCC 110 to the driving part of the spare FCC 210 according to the flight control right switching signal 221 of the FCC switching module 220. [ And a drive selection module 230 for switching to the command signal 211 and sending the command signal 211 to the servo motor 400.

또한, 상기 FCC고장대응모듈(200)은 서보모터(400) 들의 회전을 감지하는 모터동작감지부(240)을 더 포함하는 것이 바람직하다.The FCC failure response module 200 may further include a motor operation sensing unit 240 for sensing the rotation of the servomotors 400.

본 발명은 다른 일면으로, 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 정보를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어방법에 있어서, 메인FCC(110)로 드론(1)을 제어하는 제1단계(S300); 모터동작감지부(240)로부터 입력되는 서보모터(400)의 동작신호와 드론(1)의 자세 및 유도정보를 기초로 기체동작 상황을 감지하는 제2단계(S400); 상기 상황 감지를 기초로 미리 설정된 판단기준에 따라 메인FCC(110)의 고장여부를 판단하는 제3단계(S500); 및 메인FCC(110)에 이상이 없다고 판단된 경우라면 사용자로부터 비행제어신호를 계속 입력받아 메인FCC(110)가 계속 비행제어를 수행하도록 하고, 메인FCC(110)가 고장이라고 판단된 경우 비행 제어권을 메인FCC(110)에서 메인FCC(110)와 동일하게 동작중인 예비FCC(210)로 절환하는 제4단계(S600);를 포함하는 것이 특징인 드론의 제어방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an information processing apparatus including a control signal input module (120) for receiving a user's RF control signal and information from a GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits an RF control signal, the control module 120 receives the information from the control signal input module 120, A method of controlling a drone, the method comprising: a first step (S300) of controlling a drone (1) with a main FCC (110); A second step (S400) of detecting the gas operation state based on the operation signal of the servo motor 400 input from the motor operation sensing unit 240 and the posture and guidance information of the drone 1; A third step (S500) of determining whether the main FCC (110) is faulty according to a predetermined judgment criterion based on the detection of the situation; And if it is determined that there is no abnormality in the main FCC 110, the main FCC 110 continues to perform the flight control by continuously receiving the flight control signal from the user, and when the main FCC 110 is determined as malfunctioning, And a fourth step (S600) of switching the main FCC 110 from the main FCC 110 to the spare FCC 210 operating in the same manner as the main FCC 110.

여기서, 상기 제4단계 이후에 사용자에게 메인FCC(210)의 고장 사실을 통보하고 비상착륙을 할 수 있도록 유도하는 제5단계(S700, S800)가 더 포함되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to further include a fifth step (S700, S800) of notifying the user of the failure of the main FCC 210 and inducing the user to make an emergency landing after the fourth step.

상기 제5단계에서, 메인FCC(110)나 예비FCC(210) 각각 또는 모두가 필요에 따라 두 개 FCC(110, 210)의 기체 상태에 관한 신호를 지상국으로 송신하는 것이 더욱 바람직하다.In the fifth step, it is more preferable that each or both of the main FCC 110 and the spare FCC 210 transmit a signal related to the gaseous state of the two FCCs 110 and 210 to the ground station as necessary.

본 발명은 또 다른 일면으로서, 복수의 서보모터(400); 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 무선 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 신호를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 드론의 고장복구 시스템으로, 상기 고장복구 시스템은 상기 서보모터(400) 중 일부가 고장으로 판명되는 경우 나머지 정상적인 서보모터(400)의 회전수를 가변하여 자세를 제어하는 모터고장대응모듈(300)을 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a servo control apparatus comprising: a plurality of servo motors (400); A control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits a radio RF control signal, the control module 120 receives the signal from the control signal input module 120, The failure recovery system of the drones applied to the control system 100 of the drone that controls the flight controls the rotation speed of the remaining normal servomotors 400 when some of the servomotors 400 are found to be faulty And a motor fault handling module (300) for controlling the attitude by varying the position of the drones.

여기서, 상기 모터고장대응모듈(300)은 각 서보모터(400)별로 해당 서보모터(400)가 고장으로 판명되었을 때 회전수를 가변할 타 서보모터(400)를 대응시킨 모터대응DB(310)를 더 구비한 것이 더욱 바람직하다.The motor malfunction response module 300 includes a motor correspondence DB 310 corresponding to the other servo motors 400 for varying the rotation speed when the corresponding servo motor 400 is determined to be faulty for each servo motor 400, It is further preferable to further comprise

본 발명은 특이하게도, 상기 고장복구 시스템을 채용한 드론을 제공한다.The present invention uniquely provides a drones employing the fault recovery system.

본 발명에서 드론의 고장복구 시스템과 이를 채용한 드론을 제공함으로써, 드론의 주요 부품인 FCC가 고장을 일으키더라도 최소한 비상착륙이 가능하게 되는 바, 드론의 급격한 추락에 따른 인명피해와 물적 피해를 방지할 수 있게 된다.In the present invention, by providing the drones fault recovery system and the drones employing the drones, even if the FCC, which is a main part of the dron, fails, emergency landing can be minimized. .

또한, 본 발명에서 드론의 고장복구 시스템과 이를 채용한 드론을 제공함으로써 드론의 서보모터 중 일부가 고장을 일으키더라도 다른 서모모터가 그에 보상해 회전수를 변경하므로 최소한 비상착륙이 가능하게 되는 바, 이 또한 드론의 급격한 추락에 따른 인명피해와 물적 피해를 방지할 수 있게 된다.In addition, in the present invention, even if some of the drones servomotors fail due to the provision of the drones fault recovery system and the drones employing the drones, the other thermo-motors compensate for them and change the number of revolutions, This can also prevent damage to people and material damage caused by drastic fall of the drone.

도 1은 일반적인 드론 형태를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 종래의 무인/모형 항공기에서의 비행제어신호원 전환 장치를 설명하기 위한 구성도.
도 3은 본 발명의 드론의 고장복구 시스템 중 FCC고장대응모듈을 설명하기 위한 블록도.
도 4는 본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도.
도 5는 본 발명의 드론의 고장복구 시스템 중 모터고장대응모듈을 설명하기 위한 블록도.
도 6은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 쿼드구조 드론 개략도.
도 7은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 헥사구조 드론 개략도.
도 8은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 옥토구조 드론 개략도.1 is a perspective view for explaining a general dron shape;
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]
3 is a block diagram for explaining an FCC failure response module among the drones fault recovery system of the present invention.
4 is a flowchart for explaining the operation of the drones fault recovery system of the present invention;
5 is a block diagram for explaining a motor failure response module of the drones fault recovery system of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view of a quad-structure drone for explaining the operation of the motor fault handling module of the present invention. FIG.
7 is a schematic diagram of a hexahedral drone to illustrate the operation of the motor fault handling module of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view of an octopod drone for explaining the operation of the motor failure response module of the present invention. FIG.

본 발명의 구체적 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 드론의 고장복구 시스템 중 FCC고장대응모듈을 설명하기 위한 블록도이고, 도 4는 본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 동작을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 3 is a block diagram for explaining an FCC failure response module of the drone fault recovery system of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the drone fault recovery system of the present invention.

또한, 도 5는 본 발명의 드론의 고장복구 시스템 중 모터고장대응모듈을 설명하기 위한 블록도이고, 도 6은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 쿼드구조 드론 개략도이며, 도 7은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 헥사구조 드론 개략도이다. 이에 더해, 도 8은 본 발명의 모터고장대응모듈의 작동을 설명하기 위한 옥토구조 드론 개략도이다.6 is a schematic diagram of a quad-structure drone for explaining the operation of the motor fault-dealing module of the present invention, and FIG. 7 Is a schematic diagram of a hexahedral drones for explaining the operation of the motor fault handling module of the present invention. In addition, FIG. 8 is a schematic diagram of the octopod drone for explaining the operation of the motor failure response module of the present invention.

종래 기술과 다르지 않은 부분으로서 발명의 기술적 사상을 이해하는데 필요하지 않은 사항은 설명에서 제외하나, 본 발명의 기술적 사상과 그 보호범위가 이에 제한되는 것은 아니다.Although not necessary to understand the technical idea of the invention as a part that is not different from the prior art, it is excluded from the description, but the technical idea and the scope of protection of the present invention are not limited thereto.

(제1실시예)(Embodiment 1)

먼저 도 3을 이용하여 본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 제1실시예를 자세히 설명한다.First, the first embodiment of the fault recovery system of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 드론의 고장복구 시스템은 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 무선 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 정보를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 것으로, 상기 드론의 고장복구 시스템은 부수적인 예비FCC(210)를 구비하고, 메인FCC(110)에 문제가 발생하면 상기 예비FCC(210)로 드론(1)의 비행 제어권을 절환하는 FCC고장대응모듈(200)을 포함한다.The drones fault recovery system of the present invention includes a control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 in accordance with a set program. When a user transmits a radio RF control signal, the main FCC 110 receives the information from the control signal input module 120, The failure recovery system of the drone has an auxiliary spare FCC 210 which is connected to the spare FCC 210 when a failure occurs in the main FCC 110 And an FCC failure response module 200 for switching the flight control right of the drone 1.

메인FCC(110)는 드론(1)제어와 관련된 가장 핵심 장비로서, 드론(1) 위치 및 자세 정보들을 이용하여 미리 설정된 프로그램에 따라 드론(1) 자세 및 유도 제어 명령을 생성하여 드론(1)을 제어하게 된다.The main FCC 110 is a core device related to the control of the drone 1 and generates a dron 1 posture and an induction control command according to a preset program using the dron 1 position and posture information, .

메인FCC(110)가 발하는 제어신호(111)에 따라 서보모터(400)가 제어되고, 서보모터(400)에 의해 회전하는 로터는 추력을 발생시켜 드론(1)을 비행하게 한다.The servo motor 400 is controlled in accordance with the control signal 111 issued by the main FCC 110 and the rotor rotated by the servo motor 400 generates a thrust to cause the drones 1 to fly.

상기 서보모터(400)는 PWM 제너레이터(미도시)를 더 포함할 수 있다.The servo motor 400 may further include a PWM generator (not shown).

상기 PWM 제너레이터는 메인FCC(110)에서 발생하는 디지털신호를 서보모터(400)에서 사용할 수 있는 PWM 파형 형식으로 변환시켜주는 장비이다.The PWM generator is a device that converts a digital signal generated in the main FCC 110 into a PWM waveform format that can be used in the servo motor 400.

또한, 드론(1)에 탑재된 관성측정장치(IMU)와 GPS와 같은 센서 장비에서 수신한 자세 정보 및 위치 정보들을 통신모뎀(미도시)을 사용하여 지상으로 실시간으로 송신하며, 동시에 내부 저장매체(미도시)에 필요 데이터들을 저장한다.In addition, attitude information and positional information received from an inertial measurement device (IMU) and a sensor device such as GPS mounted on the drone 1 are transmitted to the ground in real time using a communication modem (not shown) (Not shown).

또한, 지상으로부터 수동 조종 RF신호를 수신하여 저장하며, 동시에 사용자가 전송하는 임무 번호를 수신하여 메인FCC(110)에 설정된 임무에 반영하여 다양한 설정에 따른 드론(1)의 반응을 사용자가 실시간으로 확인할 수 있도록 한다.In addition, it receives and saves the manual control RF signal from the ground, and at the same time receives the mission number transmitted by the user and reflects it to the mission set in the main FCC 110 so that the reaction of the drone 1 So that it can be confirmed.

상기 제어신호입력모듈(120)은 도 3에 도시한 바와 같이 사용자의 RF 조종신호와 GPS신호 및 관성측정장치(IMU)로부터의 자세 정보 등을 수신하여 메인FCC(110)에 전달한다.As shown in FIG. 3, the control signal input module 120 receives the RF control signal of the user, the GPS signal, the attitude information from the IMU, and transmits the RF control signal to the main FCC 110.

GPS는 비행 중 무인항공기의 위도, 경도, 고도, 속도, Heading 정보를 출력하는 장비이다.GPS is a device that outputs the latitude, longitude, altitude, speed, and heading information of an unmanned airplane in flight.

관성측정장치(IMU)는 자이로센서와 가속도센서를 포함한다.The inertial measurement device (IMU) includes a gyro sensor and an acceleration sensor.

본 발명에서 드론(1)의 제어시스템(100)은 실시간 비행상태 확인과 조종성 확보를 위해 통신모뎀(미도시)을 사용할 수 있다.In the present invention, the control system 100 of the drones 1 can use a communication modem (not shown) to confirm the real-time flying state and secure the maneuverability.

상기 통신모뎀은 통상적으로 사용하는 40~70 MHz의 모형항공기용 R/C 송수신기일 수 있으나, 1~2km 정도의 좁은 조종 범위와 잦은 혼선이 일어날 수 있으므로 모형항공기용 조종기에서 출력되는 PPM(Pulse Position Modulation)신호를DCS(Digital Control Signal)로 변환하여 통신 Modem으로 전송하는 방식을 사용할 수 있다.The communication modem may be a typical 40-70 MHz model aircraft R / C transceiver, but it may have a narrow steering range of 1 to 2 km and frequent crosstalk. Therefore, the PPM (Pulse Position Modulation) signal to DCS (Digital Control Signal) and transmit it to the communication modem.

본 발명의 FCC고장대응모듈(200)의 예비FCC(210)는 메인FCC(110)와 동일한 구성으로 메인FCC(110)의 고장 발생 시 중단 없이 즉시 정상적인 비행제어를 수행하는 비행제어컴퓨터이다.The spare FCC 210 of the FCC failure handling module 200 of the present invention is a flight control computer that performs normal flight control immediately without interruption in the event of failure of the main FCC 110 in the same configuration as the main FCC 110. [

상기 예비FCC(210)는 필요에 따라 메인FCC(110)와 동일한 제어기를 구성하여 동일한 입력신호를 받아 동작할 수 있다.The preliminary FCC 210 may configure the same controller as the main FCC 110 according to need and operate by receiving the same input signal.

또한, 상기 예비FCC(210)는 메인FCC(110)로부터 데이터를 가져오거나 또는 데이터를 제공하는 통신체널(222)을 더 구비할 수 있다.In addition, the spare FCC 210 may further include a communication channel 222 for fetching data or providing data from the main FCC 110.

상기 예비FCC(210)는 전원공급시 메인FCC(110)와 동일하게 동작을 시작하여 메인FCC(110)의 고장에 따라 비행 제어권이 절환되어 올 때 중단 없이 비행제어를 수행할 수 있다.The spare FCC 210 starts operating in the same manner as the main FCC 110 when power is supplied and can perform flight control without interruption when the flight control right is switched according to the failure of the main FCC 110. [

본 발명에서 FCC고장대응모듈(200)은 메인FCC(110)에서 예비FCC(210)로 비행 제어 권한을 절환하는 FCC전환모듈(220)을 포함한다.In the present invention, the FCC failure response module 200 includes an FCC switching module 220 for switching a flight control right from the main FCC 110 to the spare FCC 210. [

상기 FCC전환모듈(220)은 별도로 구비될 수도 있으나, 메인FCC(110)의 일부로 마련될 수도 있다.The FCC switching module 220 may be separately provided, or may be provided as a part of the main FCC 110.

FCC전환모듈(220)은 메인FCC(110)의 비정상 유무를 판별하는 판별기준을 구비하고 있다가, 자세 및 유도제어 정보로부터 메인FCC(110)가 비정상이라고 판단되는 경우 비행제어 절환을 요구하는 신호(221)를 발생한다.The FCC switching module 220 has a discrimination criterion for discriminating an abnormality of the main FCC 110. If it is determined that the main FCC 110 is abnormal based on the attitude and guidance control information, (221).

상기 FCC전환모듈(220)의 판별기준은 기본적으로 메인FCC(110)의 이상 유무를 판별하고자 하는 것으로 다양하게 마련될 수 있으나, 바람직하게 가속도 변화, 각속도 변화, 지자기 센서값 변화 등을 기초로 할 수 있다.The discrimination criteria of the FCC switching module 220 may be basically provided to discriminate the abnormality of the main FCC 110, but it is preferable that the criterion is based on acceleration, angular velocity, geomagnetic sensor value, .

예를 들어, 사용자가 조종 명령을 발하지 않았음에도 각 축방향으로 3g 이상의 급격한 가속도 변화를 감지하거나 각 축을 중심으로 초당 20도 이상의 급격한 회전속도 변화를 감지하는 경우 메인FCC(110)가 비정상이라고 판단할 수 있다.For example, when the user does not issue a steering command but detects a sudden acceleration change of 3 g or more in each axis direction or detects a sudden change in rotational speed of more than 20 degrees per second around each axis, the main FCC 110 determines that it is abnormal .

또는, 상기 판단기준은 동작에 따른 자세의 기준값을 가지고 비교하여 결정하거나, 가속도, 각속도, 지자기 헤딩, 입력명령값 등을 종합하여 비교값으로 사용할 수 있다.Alternatively, the determination criterion may be determined by comparing with a reference value of an attitude according to an operation, or may be used as a comparison value by integrating an acceleration, an angular velocity, a geomagnetic heading, and an input command value.

본 발명에서 FCC고장대응모듈(200)이 예비FCC(210)로 비행 제어권한을 절환한 경우 안전하게 드론(1)을 착륙시키도록 하는 비상비행제어모드로 변경하여 제어할 수도 있다.In the present invention, when the FCC failure responding module 200 switches the flight control authority to the spare FCC 210, the emergency flight control mode may be changed to an emergency flight control mode in which the drones 1 are safely landed.

본 발명에서 예비FCC(210)가 메인FCC(110)와 동일하게 동작하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이 제어신호입력모듈(120)에서 수집되는 RF신호, GPS신호, IMU센서신호 등이 예비FCC(210)에도 동일하게 입력된다.3, in order to operate the spare FCC 210 in the same manner as the main FCC 110, the RF signal, the GPS signal, the IMU sensor signal, and the like collected by the control signal input module 120 are transmitted to the spare FCC 110, (210).

예비FCC(210)는 비행 제어권이 절환된 경우 별도의 제어신호(211)를 발생시켜 서보모터(400)를 제어한다.The spare FCC 210 generates a separate control signal 211 to control the servo motor 400 when the flight control right is switched.

본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 FCC고장대응모듈(200)은 상기 FCC전환모듈(220)의 비행 제어권 절환신호(221)에 따라 메인FCC(110)로부터의 구동부 명령신호(111)를 서보모터(400)로 보내던 것을 예비FCC(210)의 구동부 명령신호(211)로 절환하여 서보모터(400)로 보내는 구동부선택모듈(230)을 포함한다.The FCC failure response module 200 of the failure recovery system of the present invention transmits the drive command signal 111 from the main FCC 110 to the servo motor 110 in accordance with the flight control right switch signal 221 of the FCC switching module 220. [ And a driving unit selection module 230 for switching to a driving unit command signal 211 of the spare FCC 210 and sending the signal to the servo motor 400.

상기 구동부선택모듈(230)은 복수의 스위치(도 3 참조)를 구비하여 메인FCC(110)의 명령신호(111)와 예비FCC(210)의 명령신호(211)를 선택적으로 통과시켜 서보모터(400)로 보낸다.3) to selectively pass the command signal 111 of the main FCC 110 and the command signal 211 of the spare FCC 210 to the servo motor 400).

상기 구동부선택모듈(230)의 스위치는 릴레이스위치이거나 여러 입력 전기신호 중 하나를 선택할 수 있는 MUX(멀티플렉서)일 수 있다.The switch of the driving unit selection module 230 may be a relay switch or a multiplexer (MUX) capable of selecting one of a plurality of input electrical signals.

또한, 상기 예비FCC(210), 메인FCC(110), 구동부 센싱 모듈(250) 및 제어신호입력모듈(120)간의 통신은 모두 양방향 통신으로, 서로 각각 데이터를 제공하거나 수신하는것이 가능하다.The communication between the spare FCC 210, the main FCC 110, the driving unit sensing module 250, and the control signal input module 120 is both bidirectional communication and can provide or receive data with respect to each other.

본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 FCC고장대응모듈(200)은 서보모터(400) 들의 회전수를 감지하는 모터동작감지부(240)을 더 포함한다.The FCC failure countermeasure module 200 of the drone fault recovery system of the present invention further includes a motor operation detection unit 240 for sensing the number of revolutions of the servo motors 400. [

상기 모터동작감지부(240)는 각각의 서보모터(400)에 구비되는 RPM센서일 수 있다.The motor motion sensing unit 240 may be an RPM sensor provided in each servo motor 400.

본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 FCC고장대응모듈(200)은 모터동작감지부(240)의 동작신호를 받아 각 서보모터(400)의 동작신호를 처리하여 메인FCC(110) 및 예비FCC(210)에 송신하는 구동부센싱모듈(250)을 포함한다. 구동부센싱모듈(250)로부터 송신되는 처리신호는 메인FCC(110)와 예비FCC(210)로 동일하게 전송되는바, 메인FCC(110)와 예비FCC(210)는 동일한 정보를 기초로 동작 가능하다.The FCC failure response module 200 of the drone fault recovery system of the present invention processes the operation signals of the respective servo motors 400 in response to the operation signals of the motor operation detection unit 240 and outputs the signals to the main FCC 110 and the spare FCC 210). The driving unit sensing module (250) The processing signal transmitted from the driving unit sensing module 250 is transmitted to the main FCC 110 and the spare FCC 210 in the same manner so that the main FCC 110 and the spare FCC 210 can operate based on the same information .

구동부센싱모듈(250)은 추가적으로 제어신호입력모듈(120)에 입력되는 기울기센서(131)신호, 가속도센서(132)신호 등이 추가로 입력되어 각 서보모터(400)의 동작신호 처리에 활용될 수 있다.The driving unit sensing module 250 further receives a tilt sensor 131 signal and an acceleration sensor 132 signal input to the control signal input module 120 to be utilized in the operation signal processing of each servo motor 400 .

본 발명에서 FCC고장대응모듈(200)은 사용자가 일상적인 조종을 하거나 조종명령을 발하지 않았는데도 급격한 가속도 변화나 각속도 변화 등이 발생하는 경우 메인FCC(110)가 비정상적으로 작동하고 있다고 판단하고 예비FCC(210)로 비행 제어권을 넘겨 제어하겠다는 것으로, 서보모터(400)의 동작신호와 더불어 가속도값, 각속도값 등을 구동부센싱모듈(250)을 통해 일괄적으로 FCC전환모듈(220)로 전송하게 된다.The FCC failure response module 200 determines that the main FCC 110 is operating abnormally when a sudden change in acceleration or a change in angular velocity occurs even though the user does not normally manipulate or issue a steering command, 210 to transmit the operation control signal to the FCC switching module 220 through the driving unit sensing module 250, together with the operation signal of the servomotor 400, in addition to the acceleration signal, the angular velocity signal, and the like.

다음으로 도 4를 이용하여 본 발명의 드론의 고장복구 시스템 제1실시예의 제어방법을 자세히 설명한다.Next, the control method of the first embodiment of the failure recovery system of the drone of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 드론(1)에 전원이 공급되면 메인FCC(110)가 작동하여 미리 설정된 프로그램에 따라 제어명령을 수행한다. 이때, 제어신호입력모듈(120)을 통해 사용자의 RF 비행제어신호가 입력된다(S100). 본 발명의 FCC고장대응모듈(200)에는 예비FCC(210)가 추가로 구비되어 전원공급에 따라 메인FCC(110)와 동일한 제어방식으로 구동한다.First, when power is supplied to the drone 1, the main FCC 110 operates to execute a control command according to a preset program. At this time, the user's RF flight control signal is inputted through the control signal input module 120 (S100). The FCC failure response module 200 of the present invention is additionally provided with a spare FCC 210 and is driven in the same control manner as the main FCC 110 according to the power supply.

상기 메인FCC(110)는 드론(1)의 비행제어컴퓨터로서 사용자의 제어 지시가 있는 경우 자율비행으로 자동으로 호밍하는 기능도 포함한다. 상기 예비FCC(210)는 메인FCC(110)와 동일하게 동작할 수 있는바, 상기 호밍기능도 동일하게 수행 가능하다.The main FCC 110 is a flight control computer of the drones 1 and includes a function of automatically homing by autonomous flight when there is a user's control instruction. The spare FCC 210 can operate in the same manner as the main FCC 110, and the same homing function can be performed.

한편, 드론(1)에 구비되는 GPS, 관성측정장치(IMU) 등의 센서로부터 자세 및 유도정보가 제어신호입력모듈(120)을 통해 메인FCC(110) 및 예비FCC(210)로 입력된다(S200).On the other hand, attitude and guidance information from sensors such as a GPS and an inertial measurement unit (IMU) provided in the drone 1 are input to the main FCC 110 and the spare FCC 210 through the control signal input module 120 S200).

상기 RF 비행제어신호 및 센서신호를 기초로 메인FCC(110)가 서보모터(400) 제어를 위한 신호(111)를 발생시키며, 구동부선택모듈(230)은 메인FCC(110)로부터의 신호(111)가 서보모터(400)로 전달되도록 선택한다(S300).The main FCC 110 generates a signal 111 for controlling the servo motor 400 based on the RF flight control signal and the sensor signal and the driver selection module 230 generates a signal 111 Is transmitted to the servo motor 400 (S300).

한편, 본 발명의 FCC고장대응모듈(200)의 구동부센싱모듈(250)은 모터동작감지부(240)로부터 입력되는 서보모터(400)의 동작신호와 기울기센서(131), 가속도센서(132)로부터 입력되는 자세 및 유도정보를 기초로 기체동작 상황을 감지한다(S400). 상기 기체동작 상황은 FCC전환모듈(220)로 입력된다.The driving unit sensing module 250 of the FCC fault deactivation module 200 of the present invention receives the operation signals of the servo motor 400 input from the motor motion sensing unit 240 and the operation signals of the tilt sensor 131, (S400), based on the posture and guidance information input from the control unit. The gas operation status is input to the FCC switching module 220.

본 발명의 FCC전환모듈(220)은 미리 설정된 판단기준에 따라 메인FCC(110)의 고장여부를 판단한다(S500).The FCC switching module 220 of the present invention determines whether the main FCC 110 is malfunctioning according to a preset criteria (S500).

메인FCC(110)에 이상이 없다고 판단된 경우라면 사용자로부터 비행제어신호를 입력받아 메인FCC(110)가 계속 비행제어를 수행하게 된다(S100).If it is determined that there is no abnormality in the main FCC 110, the main FCC 110 continues the flight control by receiving the flight control signal from the user (S100).

만약, 메인FCC(110)가 고장이라고 판단된 경우 FCC전환모듈(220)은 비행 제어 권한을 메인FCC(110)에서 예비FCC(210)로 절환하도록 하는 전환신호(221)를 발생한다(S600). 이에 따라, 구동부선택모듈(230)은 메인FCC(110)의 비행제어신호(111)가 서보모터(400)로 전달되도록 선택되었던 상태를 예비FCC(210)의 비행제어신호(211)가 서보모터(400)로 전환되도록 선택을 변경한다.If it is determined that the main FCC 110 has failed, the FCC switching module 220 generates a switching signal 221 for switching the flight control right from the main FCC 110 to the spare FCC 210 (S600) . The driver selection module 230 determines that the flight control signal 211 of the spare FCC 210 has been selected to be transmitted to the servo motor 400 from the servo motor 400, (400).

예비FCC(210)로 비행 제어권이 변경됨으로써 고장을 일으킨 메인FCC(110)는 더 이상 드론(1)의 제어에 관여하지 않게 되며 드론(1)이 추락하거나 제어 불능상태에 빠지는 등의 사태는 더 이상 발생하지 않게 된다.The main FCC 110 which has failed due to the change of the flight control right to the spare FCC 210 is no longer involved in the control of the drones 1 and the situation such as the drones 1 falling or being out of control No abnormality occurs.

한편, 본 발명의 드론의 고장복구 시스템은 상기와 같이 예비FCC(210)로 비행제어가 변경된 경우 통신모듈(미도시)를 통해 사용자에게 메인FCC(210)의 고장 사실을 통보하여 비상착륙을 유도하도록 지원한다(S700).Meanwhile, when the flight control is changed to the spare FCC 210 as described above, the failure recovery system of the present invention notifies the user of the failure of the main FCC 210 through a communication module (not shown) (S700).

예비FCC(210)는 필요에 따라 비상사태의 경우 사용자의 지시없이 자동으로 비상착륙 프로토콜을 시행하여 비상착륙할 수 있다(S800).The spare FCC 210 can perform an emergency landing protocol by automatically executing the emergency landing protocol in the case of emergency in the absence of the user's instruction (S800).

(제2실시예)(Second Embodiment)

다음으로 도 5를 이용하여 본 발명의 드론의 고장복구시스템의 제2실시예를 자세히 설명한다.Next, a second embodiment of the drones fault recovery system of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 제2실시예는 복수의 서보모터(400); 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 무선 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 신호를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 것으로, 상기 드론의 고장복구 시스템은 상기 서보모터(400) 중 일부가 고장으로 판명되는 경우 나머지 정상적인 서보모터(400)의 회전수를 가변하여 자세를 제어함으로써 비상착륙이 가능하게 하는 모터고장대응모듈(300)을 포함한다.A second embodiment of the drones fault recovery system of the present invention comprises a plurality of servomotors (400); A control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits a radio RF control signal, the control module 120 receives the signal from the control signal input module 120, The failure recovery system of the drone is applied to a control system 100 of a dragon which controls the flight. When the failure of the servo motor 400 is recognized as a failure, the number of rotations of the remaining normal servomotor 400 varies, And a motor fault-handling module 300 that enables emergency landing by controlling the motor-fault-handling module 300.

도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 제2실시예는 서보모터(400)의 회전을 감지하는 모터동작감지부(340)을 더 포함한다.As shown in FIG. 5, the second embodiment of the present invention further includes a motor operation sensing unit 340 that senses the rotation of the servo motor 400.

상기 모터동작감지부(340)는 각각의 서보모터(400)에 구비되는 RPM센서일 수 있다.The motor motion sensing unit 340 may be an RPM sensor provided in each servo motor 400.

본 발명의 제2실시예의 모터고장대응모듈(300)은 모터동작감지부(340)의 동작신호를 받아 각 서보모터(400)의 동작신호를 처리하여 메인FCC(110)에 송신하는 구동부센싱모듈(350)을 포함한다.The motor fault countermeasure module 300 of the second embodiment of the present invention receives the operation signal of the motor operation sensing unit 340 and processes the operation signal of each servo motor 400 to transmit the operation signal to the main FCC 110 (350).

구동부센싱모듈(350)은 추가적으로 제어신호입력모듈(120)에 입력되는 기울기센서(131)신호, 가속도센서(132)신호 등이 추가로 입력되어 각 서보모터(400)의 동작신호 처리에 활용될 수 있다.The driving unit sensing module 350 further receives a tilt sensor 131 signal and an acceleration sensor 132 signal input to the control signal input module 120 to be utilized in the operation signal processing of each servo motor 400 .

본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 제2실시예에서 메인FCC(110)는 각 서보모터(400)별로 해당 서보모터(400)가 고장으로 판명되었을 때 회전수를 가변할 타 서보모터(400)를 대응시킨 모터대응DB(310)를 별도로 구비할 수 있다.In the second embodiment of the drone failure recovery system of the present invention, the main FCC 110 controls the other servo motors 400, which change the rotation speed when the corresponding servo motors 400 are determined to be faulty, Corresponding DB 310 may be separately provided.

도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 모터고장대응모듈(300)의 동작과 모터대응DB(310)의 형태를 구체적으로 설명한다.5 and 6, the operation of the motor fault handling module 300 of the present invention and the form of the motor correspondence DB 310 will be described in detail.

도 6은 4개의 로터와 서보모터(400)를 갖는 쿼드구조 드론(1)을 간략하게 도시하고 있다.Fig. 6 schematically shows a quad structure drone 1 having four rotors and a servo motor 400. Fig.

4개의 서보모터(400)를 채용하는 이유는 그 중 1개의 고장발생 시 추력제어와 토크제어를 동시에 수행할 수 있도록 하기 위함이다.The reason why the four servo motors 400 are employed is to perform the thrust control and the torque control at the same time in the event of occurrence of one of them.

도 6에 도시한 드론(1)에서 1번 서보모터(400)가 고장나면 토크 불균형으로 기체가 우회전하고 1번 서보모터(400)의 추력감소로 좌측으로 회전력이 발생한다.When the No. 1 servo motor 400 fails in the drone 1 shown in Fig. 6, the gas turns rightward due to the torque unbalance, and the rotational force is generated to the left due to the reduction in the thrust of the No. 1 servo motor 400. [

본 발명의 제2실시예에서 구동부센싱모듈(350)은 모터동작감지부(340)에서 센싱한 회전수를 기초로 1번 서보모터(400)가 고장난 것으로 확인하고 메인FCC(110)의 모터고장대응모듈(300)로 정보를 전달한다.In the second embodiment of the present invention, the driving unit sensing module 350 determines that the No. 1 servo motor 400 has failed based on the number of rotations sensed by the motor motion sensing unit 340, To the corresponding module (300).

모터고장대응모듈(300)은 토크 불균형과 추력 감소를 보상하기 위해 2번 서보모터(400)의 회전수를 감소시키고 3번 및 4번 서보모터(400)의 회전수를 50%로 서서히 줄이면서 토크를 균형있게 하고 낙하를 방지한다.The motor malfunction response module 300 decreases the number of rotations of the No. 2 servo motor 400 and the number of rotations of the No. 3 and No. 4 servo motors 400 to 50% in order to compensate for torque unbalance and thrust reduction Balance torque and prevent falling.

이 때, 3번 및 4번의 회전력이 크기 때문에 기체는 불균형하게 되는바, 우회전하면서 착륙시키는 것이 바람직하다.At this time, since the rotational forces of No. 3 and No. 4 are large, the gas becomes unbalanced, and it is preferable to make a landing while turning right.

필요에 따라 상기 2번 모터의 회전속도를 조절할 때 3번 및 4번 모터의 회전수에 따라 연동하여 회전수를 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable that the number of revolutions is controlled in accordance with the number of revolutions of the third and fourth motors when adjusting the revolving speed of the second motor.

한편, 드론(1)의 무게와 작업체(예를 들어 카메라)의 무게 등을 고려하여 제어 파라미터를 결정한다.On the other hand, the control parameters are determined in consideration of the weight of the drone 1 and the weight of the manufacturer (for example, a camera).

도 6에 도시한 드론(1)의 경우 모터대응DB(310)는 다음과 같이 구성될 수 있다.In the case of the drones 1 shown in Fig. 6, the motor correspondence DB 310 may be configured as follows.

고장 모터Fault motor 추력보상용 모터Motor for thrust compensation 토크보상용 모터Motor for Torque Compensation 1One 22 3, 43, 4 22 1One 3, 43, 4 33 44 1, 21, 2 44 33 1, 21, 2

도 7을 이용하여 본 발명의 드론의 고장복구 시스템의 제2실시예를 좀 더 자세히 설명한다.A second embodiment of the drones fault recovery system of the present invention will be described in more detail with reference to Fig.

도 7에 도시한 드론(1)은 6개의 로터와 서보모터(400)를 채용한 헥사구조 드론(1)을 표시한다.The drones 1 shown in Fig. 7 represent hexahedral drones 1 employing six rotors and servomotors 400. Fig.

도 7과 같이 회전방향이 정해지는 경우 모터대응DB(310)는 다음과 같이 구성된다.When the rotation direction is determined as shown in FIG. 7, the motor correspondence DB 310 is configured as follows.

고장 모터Fault motor 추력보상용 모터Motor for thrust compensation 토크보상용 모터Motor for Torque Compensation 1One 55 -- 22 3, 63, 6 1, 51, 5 33 2, 52, 5 4, 64, 6 44 66 -- 55 1One -- 66 44 --

예를 들어, 1번 서보모터(400)가 고장인 경우 5번 서보모터(400)의 회전수를 2배 증가시키면 추력보상이 가능하며 토크도 균형을 맞출 수 있다. 좀 더 나아가, 2번 서보모터(400)가 고장인 경우 3번 및 6번 서보모터(400)의 회전을 1.5배 증가시키면서 1번 및 5번 모터의 회전속도를 1.5배 증가시키면 추력과 토크 제어가 가능하다.For example, when the No. 1 servo motor 400 is in failure, the number of rotations of the No. 5 servo motor 400 is increased twice, so that the thrust compensation can be performed and the torque can be balanced. Further, if the No. 2 servomotor 400 is failed, the rotation speeds of the No. 1 and No. 5 motors are increased 1.5 times while the No. 3 and No. 6 servomotors 400 are increased by 1.5 times, Is possible.

상기 동작의 설명은 기본 원리를 개시하고자 하는 것으로 정확하게 이에 따라 제어해야 하는 것은 아니며, 상기 기본 원리로부터 그 기술적 요지가 달라지지 않는 한도에서 변형되어 적용될 수 있다.The description of the operation is intended to disclose the basic principle and does not have to be precisely controlled according to the principle, and can be applied in a modified manner without departing from the basic principle thereof.

도 8에 도시한 바와 같은 옥토구조의 드론(1)은 다음과 같이 모터대응DB(310)를 구성할 수 있다.The drone 1 having the octa structure as shown in Fig. 8 can constitute the motor corresponding DB 310 as follows.

고장 모터Fault motor 추력보상용 모터Motor for thrust compensation 토크보상용 모터Motor for Torque Compensation 1One 22 -- 22 1One -- 33 44 -- 44 33 -- 55 66 -- 66 55 -- 77 88 -- 88 77 --

예를 들어, 1번 서보모터(400)가 고장인 경우 2번 서보모터(400)의 회전수를 2배 증가시켜 추력과 토크 제어가 가능하다.For example, when the No. 1 servo motor 400 fails, the number of revolutions of the No. 2 servo motor 400 is doubled to enable thrust and torque control.

상기 동작 설명은 예비 모터 역활을 수행하는 구조로써, 기체의 동작 상태에 따라 적용이 되지 않을 수 있다. 즉, 고도가 높은 상태에서 모터의 회전수가 최고속도가 되면 포화된 상태이므로 위의 제어방법이 적용될 수 없고, 모터의 회전수가 최고속도의 50%이하에서 동작할 때만 가능하다. 쿼드구조, 헥사구조 및 옥토구조도 마찬가지로 적용된다.The above description of the operation is for a spare motor, and may not be applied depending on the operation state of the gas. That is, when the rotation speed of the motor reaches the maximum speed in a high altitude state, the above control method can not be applied because it is saturated and it is possible only when the rotation speed of the motor is less than 50% of the maximum speed. The quad structure, the hexa structure and the octa structure also apply.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용 범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

110 : 메인FCC 120 : 제어신호입력모듈
200 : FCC고장대응모듈 210 : 예비FCC
220 : FCC전환모듈 230 : 구동부선택모듈
240 : 모터동작감지부 250 : 구동부센싱모듈
300 : 모터고장대응모듈 310 : 모터대응DB
340 : 모터동작감지부 350 : 구동부센싱모듈
400 : 서보모터110: Main FCC 120: Control signal input module
200: FCC failure response module 210: Reserved FCC
220: FCC conversion module 230: drive selection module
240: motor motion sensing unit 250: drive sensing module
300: Motor failure response module 310: Motor correspondence DB
340: motor motion sensing unit 350: driving sensing module
400: Servo motor

Claims (11)

사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 정보를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 드론의 고장복구 시스템으로,
상기 고장복구 시스템은 부수적인 예비FCC(210)를 구비하고, 메인FCC(110)에 문제가 발생하면 상기 예비FCC(210)로 드론(1)의 비행 제어권을 절환하는 FCC고장대응모듈(200)을 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
A control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits an RF control signal, the control module 120 receives the information from the control signal input module 120, As a drones failure recovery system applied to a control system 100 of a dron to be controlled,
The failure recovery system includes an auxiliary FCC 210 and an FCC failure response module 200 for switching a flight control right of the drone 1 to the spare FCC 210 when a problem occurs in the main FCC 110. [ Wherein the drones are connected to the drones.
제 1 항에 있어서, 상기 예비FCC(210)는
메인FCC(110)와 동일한 제어기로 구성되며 동일한 입력신호를 받아 동작하는 것으로, 전원공급시 메인FCC(110)와 동일하게 동작을 시작하여 메인FCC(110)의 고장에 따라 비행 제어권이 절환되어 올 때 중단 없이 비행제어를 수행하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
The method of claim 1, wherein the spare FCC (210)
The main FCC 110 operates in the same manner as the main FCC 110 and operates by receiving the same input signal. When the main FCC 110 is powered on, A drones fault recovery system characterized by performing flight control without interruption.
제 1 항에 있어서, 상기 FCC고장대응모듈(200)은
메인FCC(110)에서 예비FCC(210)로 비행 제어 권한을 절환하는 FCC전환모듈(220)을 포함하고, 상기 FCC전환모듈(220)은 메인FCC(110)의 비정상 유무를 판별하는 판별기준을 별도로 구비하여 자세 및 유도제어 정보로부터 메인FCC(110)가 비정상이라고 판단되는 경우 비행제어 절환을 요구하는 신호(221)를 발생하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
The method of claim 1, wherein the FCC failure response module (200)
And an FCC switching module 220 for switching a flight control right from the main FCC 110 to the spare FCC 210. The FCC switching module 220 determines whether or not the main FCC 110 is abnormal And generates a signal (221) requesting flight control switching when it is determined that the main FCC (110) is abnormal based on the attitude and guidance control information.
제 1 항에 있어서, 상기 FCC고장대응모듈(200)이 예비FCC(210)로 비행 제어권한을 절환한 경우 안전하게 드론(1)을 착륙시키도록 하는 비상비행제어모드로 변경하여 제어하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
2. The method according to claim 1, characterized in that when the FCC failure response module (200) switches the flight control right to the spare FCC (210), the emergency flight control mode is changed to an emergency flight control mode in which the drones Drones fault recovery system.
제 3 항에 있어서, 상기 FCC고장대응모듈(200)은 상기 FCC전환모듈(220)의 비행 제어권 절환신호(221)에 따라 메인FCC(110)로부터의 구동부 명령신호(111)를 예비FCC(210)의 구동부 명령신호(211)로 절환하여 서보모터(400)로 보내는 구동부선택모듈(230)을 더 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
The system of claim 3, wherein the FCC failure response module (200) is adapted to receive a drive command signal (111) from the main FCC (110) according to a flight control right switch signal (221) of the FCC switching module And a drive unit selection module (230) for switching the drive command signal (211) to the servo motor (400).
제 1 항에 있어서, 상기 FCC고장대응모듈(200)은 서보모터(400) 들의 회전을 감지하는 모터동작감지부(240)을 더 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
The drones fault recovery system of claim 1, wherein the FCC fault handling module (200) further comprises a motor operation sensing unit (240) for sensing rotation of the servomotors (400).
사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 정보를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어방법에 있어서,
메인FCC(110)로 드론(1)을 제어하는 제1단계(S300);
모터동작감지부(240)로부터 입력되는 서보모터(400)의 동작신호와 드론(1)의 자세 및 유도정보를 기초로 기체동작 상황을 감지하는 제2단계(S400);
상기 상황 감지를 기초로 미리 설정된 판단기준에 따라 메인FCC(110)의 고장여부를 판단하는 제3단계(S500); 및
메인FCC(110)에 이상이 없다고 판단된 경우라면 사용자로부터 비행제어신호를 계속 입력받아 메인FCC(110)가 계속 비행제어를 수행하도록 하고, 메인FCC(110)가 고장이라고 판단된 경우 비행 제어권을 메인FCC(110)에서 메인FCC(110)와 동일하게 동작중인 예비FCC(210)로 절환하는 제4단계(S600);를 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템을 이용한 제어방법.
A control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits an RF control signal, the control module 120 receives the information from the control signal input module 120, A control method for a drones to be controlled,
A first step S300 of controlling the drone 1 with the main FCC 110;
A second step (S400) of detecting the gas operation state based on the operation signal of the servo motor 400 input from the motor operation sensing unit 240 and the posture and guidance information of the drone 1;
A third step (S500) of determining whether the main FCC (110) is faulty according to a predetermined judgment criterion based on the detection of the situation; And
If it is determined that there is no abnormality in the main FCC 110, the main FCC 110 continuously controls the flight control by continuously receiving the flight control signal from the user. If the main FCC 110 is determined to be malfunctioning, And a fourth step (S600) of switching from the main FCC (110) to the spare FCC (210) operating in the same manner as the main FCC (110).
제 7 항에 있어서, 상기 제4단계 이후에 사용자에게 메인FCC(210)의 고장 사실을 통보하고 비상착륙을 할 수 있도록 유도하는 제5단계(S700, S800)가 더 포함된 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템을 이용한 제어방법.
The method as claimed in claim 7, further comprising a fifth step (S700, S800) of notifying the user of the failure of the main FCC (210) and inducing the user to make an emergency landing after the fourth step Control method using fault recovery system.
복수의 서보모터(400); 사용자의 RF 조종신호와 GPS, 관성측정장치(IMU)로부터의 정보를 수신하는 제어신호입력모듈(120); 및 설정된 프로그램에 따라 드론(1)을 자동 조종하는 메인FCC(110)를 포함하되 사용자가 무선 RF 조종신호를 송신하는 경우 상기 제어신호입력모듈(120)로부터 그 신호를 입력받아 드론(1)을 비행 제어하는 드론의 제어시스템(100)에 적용되는 드론의 고장복구 시스템으로, 상기 고장복구 시스템은 상기 서보모터(400) 중 일부가 고장으로 판명되는 경우 나머지 정상적인 서보모터(400)의 회전수를 가변하여 자세를 제어하는 모터고장대응모듈(300)을 포함하는 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
A plurality of servo motors (400); A control signal input module 120 for receiving information from a user's RF steering signal and GPS, an inertial measurement unit (IMU); And a main FCC 110 for automatically controlling the drone 1 according to a set program. When the user transmits a radio RF control signal, the control module 120 receives the signal from the control signal input module 120, The failure recovery system of the drones applied to the control system 100 of the drone that controls the flight controls the rotation speed of the remaining normal servomotors 400 when some of the servomotors 400 are found to be faulty And a motor fault handling module (300) for controlling the posture by varying the posture of the drones.
제 9 항에 있어서, 상기 모터고장대응모듈(300)은 각 서보모터(400)별로 해당 서보모터(400)가 고장으로 판명되었을 때 회전수를 가변할 타 서보모터(400)를 대응시킨 모터대응DB(310)를 더 구비한 것이 특징인 드론의 고장복구 시스템.
The motor control apparatus according to claim 9, wherein the motor malfunction response module (300) comprises: a servo motor (400) corresponding to another servomotor (400) that varies the number of revolutions when the servomotor (400) And a DB (310).
제 1 항 내지 제 6 항 또는 제 9 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 고장복구 시스템을 채용한 드론.A drones employing the failure recovery system according to any one of claims 1 to 6 or 9 to 10.
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