KR20230017972A - Unmanned aerial vehicle station - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight, and more particularly, in order to enable continuous flight of various types of unmanned aerial vehicles, the residual state of batteries of the unmanned aerial vehicles is monitored in real time and, if charging is required, the station unit replaces them in advance. An unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight capable of preparing a battery to return the UAV and replacing a replacement battery.
통상 다양한 종류의 무인항공기(드론, Drone)가 개발되어 출시되고 있다. 이러한 무인항공기는 군용 또는 민간용으로 널리 사용되고 있으며, 인명구조, 감시정찰, 화물운송 등 특정 작업을 수행할 수 있다.In general, various types of unmanned aerial vehicles (drones, Drones) have been developed and released. These unmanned aerial vehicles are widely used for military or civilian purposes, and can perform specific tasks such as lifesaving, surveillance and reconnaissance, and cargo transportation.
이러한 무인 항공기는 그 특성에 맞추어 다양한 연료를 통하여 기동된다.These unmanned aerial vehicles are operated through various fuels according to their characteristics.
일반적으로 현재의 무인항공기는 충전이 가능한 이차전지인 배터리에서 동력을 얻고 있다. 무인항공기가 임무를 수행 중에 충전배터리가 방전된 경우에 사용자가 배터리를 교체하거나 충전을 해야 재사용이 가능하다.In general, current unmanned aerial vehicles obtain power from batteries, which are rechargeable secondary batteries. If the rechargeable battery is discharged while the unmanned aerial vehicle is performing its mission, it can be reused only when the user replaces or recharges the battery.
그러나 방전된 배터리를 충전하는 경우에는 지정된 장소에서 배터리를 충전해야 하므로, 배터리의 충전시간 동안 무인항공기의 본래의 임무를 수행할 수 없어 활용성이 제한되고 있다.However, when charging a discharged battery, the battery must be charged at a designated place, so that the unmanned aerial vehicle cannot perform its original mission during the charging time of the battery, limiting its usefulness.
또한 사용자가 배터리를 교체하거나 충전하는 경우 일일이 분해하여 제거하고 별도의 충전 장치가 필요하며, 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.In addition, when a user replaces or recharges a battery, it is necessary to disassemble and remove the battery one by one, and a separate charging device is required, which takes a lot of time.
이에 따라 무인항공기의 지속적인 임무 수행과 무인화를 위해서는 배터리의 교체 작업을 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 새로운 배터리 자동 교환 시스템의 개발이 필요한 실정에 있다.Accordingly, there is a need to develop a new automatic battery exchange system capable of quickly and accurately replacing batteries in order to continuously perform missions and unmanned aerial vehicles.
상술한 문제들을 해결하기 위하여, 본 발명은 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공함을 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention monitors the residual state of the batteries of the UAVs in real time to enable the continuous flight of various types of UAVs, and prepares replacement batteries in advance at the station unit when charging is required, so that the UAVs can fly. It is an object of the present invention to provide an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight capable of returning and replacing a replacement battery.
또한 본 발명은 배터리 교체가 요구되는 무인기가 스테이션 부에 마련되는 배터리 교체 안착부에 안정적으로 정확하게 안착을 유도하여 안착 불량으로 인한 배터리 교체 실패들의 사고를 미연에 방지할 수 있는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공함을 다른 목적으로 한다.In addition, the present invention is a UAV station capable of continuous flight that can prevent accidents of battery replacement failures due to poor seating by inducing the UAV requiring battery replacement to stably and accurately land on the battery replacement seat provided in the station. To provide a different purpose.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned above can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. It will also be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by means of the instrumentalities and combinations indicated in the claims.
상기의 목적들을 달성하기 위해 본 발명은 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight.
상기 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 다수의 배터리가 탈착가능하게 구비된 무인기가 안착되는 안착 영역이 형성된 스테이션 본체부; 상기 무인기에 설치되며, 상기 다수의 배터리의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부에 구비된 송신기에 전송하는 배터리 측정부; 상기 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하는 복귀 지시부; 상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 배터리 공급부; 상기 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 배터리 교체부; 및, 상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어하는 제어부를 포함한다.The UAV station capable of continuous flight includes a station main body having a seating area in which a UAV equipped with a plurality of detachable batteries is seated; a battery measurement unit installed in the UAV, measuring the remaining amount of the plurality of batteries, and transmitting the measured remaining amount of the plurality of batteries to the transmitter provided in the station main body through a wireless communication method; It is installed in the station main body, receives the remaining amount of the battery measured through the transmitter, and transmits a return signal to the UAV in a wireless communication method when the received remaining amount of the battery is less than a preset reference remaining amount. directive; a battery supply unit supplying replacement batteries to be sequentially positioned in the seating area of the station main body; a battery replacement unit installed in the seating area, removing a plurality of batteries of the UAV seated in the seating area, and mounting the replacement batteries to the UAV; and a control unit that controls driving of the battery measurement unit, the return instruction unit, the battery supply unit, and the battery replacement unit, and controls the UAV to fly from the landing area when the replacement batteries are installed in the UAV.
여기서 상기 스테이션 본체부는,Here, the station body part,
배터리 충전부를 더 구비하고,A battery charging unit is further provided;
상기 배터리 충전부는,The battery charger,
상기 안착 영역에 구비되는 충전부와, 상기 충전부에 전류를 제공하는 전류 제공기를 구비하되,A charging unit provided in the seating area and a current provider providing current to the charging unit,
상기 제어부는,The control unit,
상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면,When the number of replacement batteries is less than a certain number,
상기 배터리 교체부의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부의 구동을 제어하여,By stopping the driving of the battery replacement unit and controlling the driving of the battery charging unit,
상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리에 구비된 부선 충전부에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 하는 것이 바람직하다.It is preferable to charge a certain amount by transferring a current to a charging unit provided in a plurality of batteries of the unmanned aerial vehicle seated in the seating area.
그리고 상기 무인기들은 다수로 구비되고,And the drones are provided in large numbers,
상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는,The unique identification number of each of the plurality of unmanned aerial vehicles,
상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아, 저장하는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit receives and stores flight information including flight paths and mission information of each of the UAVs according to the unique identification number.
또한 상기 스테이션 본체부는,In addition, the station body portion,
상기 안착 영역 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와, A meteorological sensor for detecting wind direction and speed around the seating area;
상기 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비하고,A first imager for obtaining an image of the UAV approaching the landing area and calculating a distance to the UAV through the acquired image;
상기 무인기는 상기 무인기의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 상기 제어 모듈에 전송하는 비행 조건 센서를 구비하고,The UAV includes a flight condition sensor that transmits information on flight speed and flight direction according to the flight of the UAV to the control module,
상기 제어 모듈은,The control module,
상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기를 상기 안착 영역에 안착되도록 유도시키는 것이 바람직하다.It is preferable to apply the detected wind speed and wind direction to the flight speed and flight direction information to vary the flight speed and flight direction to form a reference flight speed and a reference flight direction, thereby inducing the UAV to land in the landing area. .
또한 상기 스테이션 본체부에는,In addition, in the station body,
상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기를 구비하되,A second imager for acquiring an opposing image around the seating area,
상기 제어부는,The control unit,
상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우,If there is an image of a certain obstacle in the acquired image against the seating area,
상기 무인기의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시키는 것이 바람직하다.It is preferable to change the reference flight speed and reference flight direction in real time so that the flight path of the UAV escapes from the obstacle.
또한 상기 안착 영역은,In addition, the seating area,
상기 스테이션 본체부의 외부에 노출되거나,Exposed to the outside of the station main body,
상기 스테이션 본체부로부터 인입출 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.It is preferable to be configured to be able to withdraw from the station main body.
그리고 상기 안착 영역의 둘레에서 상방을 따라 에어를 분사하거나, 구조물 커튼이 돌출되어 상기 무인기가 상기 안착 영역으로 안착되는 경우 외란을 차단하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to block disturbance when air is blown upward from the periphery of the seating area or when the unmanned aerial vehicle is seated in the seating area by protruding a structure curtain.
또한 상기 제어부에는,In addition, in the control unit,
상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정되고,When the UAV is provided with a plurality, a flight path of each of the plurality of UAVs is set, respectively,
상기 제어부는,The control unit,
상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable to provide a flight control device for remotely controlling the flight of the UAV so that the respective flight paths do not overlap each other.
특히, 상기 안착 영역 상에는, 안착판이 설치되고,In particular, on the seating area, a seating plate is installed,
상기 안착 영역에는, 상기 안착판의 하단 다수 위치를 지지 및 승강시키는 승강 실린더들이 설치된다. 상기 승강 실린더들은 승강축을 갖는다. 상기 승강축의 상단은 상기 안착판의 하단에 힌지 방식으로 연결된다.Lifting cylinders are installed in the seating area to support and lift multiple lower ends of the seating plate. The lifting cylinders have lifting shafts. An upper end of the lifting shaft is hingedly connected to a lower end of the seating plate.
상기 승강 실린더들 하단은 상기 안착 영역 상에 설치된다.Lower ends of the lifting cylinders are installed on the seating area.
상기 안착판에는 수평 센서가 설치된다.A horizontal sensor is installed on the seating plate.
상기 제어부는 상기 무인기가 상기 안착판 상에 안착되면, 상기 수평 센서에 의해 수평 신호를 받을 때까지 상기 승강 실린더들의 상기 승강축의 승강 동작을 제어한다.When the UAV is seated on the landing plate, the control unit controls the lifting operation of the lifting shafts of the lifting cylinders until a level signal is received by the level sensor.
또한 상기 안착판에는 상기 무인기가 안착됨에 따라 발생되는 진동값을 측정하는 진동 센서와, 상기 진동값을 감쇄시키는 진동을 발생하는 진동 발생기가 구비된다.In addition, a vibration sensor for measuring a vibration value generated as the unmanned aerial vehicle is seated on the seating plate and a vibration generator for generating vibration for damping the vibration value are provided.
상기 제어부는 상기 진동값을 감쇄시키는 진동이 발생되도록 상기 진동 발생기의 구동을 제어한다.The control unit controls driving of the vibration generator to generate vibration attenuating the vibration value.
상기의 과제에 따라 본 발명은 다양한 종류의 무인기들의 연속 비행을 가능하게 하기 위하여 무인기들의 배터리들의 잔량 상태를 실시간으로 감시하여 충전이 요구되는 경우 스테이션 부에서 미리 교체 배터리를 준비하여 해당 무인기를 복귀하도록 하고, 교체 배터리를 교체하도록 할 수 있는 효과를 갖는다.In order to enable continuous flight of various types of UAVs, the present invention monitors the residual state of batteries of UAVs in real time and prepares replacement batteries in advance at the station unit to return to the UAV when charging is required. and has the effect of allowing replacement batteries to be replaced.
또한 본 발명은 배터리 교체가 요구되는 무인기가 스테이션 부에 마련되는 배터리 교체 안착부에 안정적으로 정확하게 안착을 유도하여 안착 불량으로 인한 배터리 교체 실패들의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention has an effect of preventing accidents of battery replacement failures due to poor seating by inducing the unmanned aerial vehicle requiring battery replacement to stably and accurately land on the battery replacement seat provided in the station unit.
상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the effects described above, specific effects of the present invention will be described together while explaining specific details for carrying out the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 스테이션 본체부 및 무인기의 예를 보여주는 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 무인기의 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인기의 배터리들의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스테이션 본체부에 배터리 충전부가 더 구비되는 예를 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스테이션의 다양한 예를 보여주는 도면이다.1 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight according to the present invention.
2A is a diagram showing an example of a station main body and an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
2b is a diagram showing an example of an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
Figure 3 is a block diagram showing the connection state of the batteries of the UAV according to the present invention.
4 is a block diagram showing an example in which a battery charging unit is further provided in a station main body according to the present invention.
5 is a block diagram showing another example of a station according to the present invention.
6 is a diagram showing various examples of stations according to the present invention.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features and advantages will be described later in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those skilled in the art to which the present invention belongs will be able to easily implement the technical spirit of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. Hereinafter, the arrangement of an arbitrary element on the "upper (or lower)" or "upper (or lower)" of a component means that an arbitrary element is placed in contact with the upper (or lower) surface of the component. In addition, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. In addition, when a component is described as "connected", "coupled" or "connected" to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components may be "interposed" between each component. ", or each component may be "connected", "coupled" or "connected" through other components.
이하 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션을 설명한다.Hereinafter, an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 2a는 본 발명에 따른 스테이션 본체부 및 무인기의 예를 보여주는 도면이다. 도 2b는 본 발명에 따른 무인기의 예를 보여주는 도면이다. 1 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight according to the present invention. 2A is a diagram showing an example of a station main body and an unmanned aerial vehicle according to the present invention. 2b is a diagram showing an example of an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
본 발명의 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 스테이션 본체부(100)와, 배터리 측정부(200)와, 복귀 지시부(300)와, 배터리 공급부(400)와, 배터리 교체부(500)와, 제어부(600)를 포함한다.An unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight according to the present invention includes a
상기 구성들을 설명한다.The above configurations are described.
도 1 내지 도 2b를 참조 하면, 본 발명에 따른 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션은 다수의 배터리(950)가 탈착가능하게 구비된 무인기(900)가 안착되는 안착 영역(110)이 형성된 스테이션 본체부(100)를 갖는다.Referring to FIGS. 1 to 2B, the UAV station capable of continuous flight according to the present invention has a station main body portion having a
상기 스테이션 본체부(100)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라 안착 영역(110)의 구성 역시 다르게 구성될 수 있다. 상기 스테이션 본체부(100)의 예들은 후술하기로 한다.The station
상기 스테이션 본체부(100)에는 안착 영역(110)이 형성된다.A
상기 안착 영역(110)은 드론과 같은 무인기(10)가 안착되는 영역을 제공한다.The
여기서 무인기(10)의 예를 설명한다.An example of the unmanned aerial vehicle 10 is described here.
도 2a 및 도 2b를 참조 하면, 본 발명에 따른 무인기(900)는 본체(910)와, 본체(910)의 상단부에 구비되며 비행을 가능하게 하도록 동력을 통해 회전되는 프로펠러들(920)과, 상기 본체(910)의 하단에 구비되는 지지 레그들(930)을 가진다. 상기 지지 레그들(930)은 안착 영역(110)에 안착되는 경우 지지하는 역할을 한다. 상기 본체(910)에는 상기 동력을 제공하는 동력부(940)가 설치된다. 상기 동력부(940)는 다수의 배터리(950)로부터 전원을 통해 프로펠러들(920)을 회전시킨다.2A and 2B, the unmanned
그리고 상기 본체(910)에는 다수의 배터리(950)가 서로 전기적으로 연결된다.In addition, a plurality of
상기 다수의 배터리(950), 상기 배터리 측정부(200), 동력부(940)는 제어 모듈(960)과 진기적으로 연결되고, 제어 모듈(960)은 제 2통신 모듈(970)과 전기적으로 연결된다.The plurality of
도 3은 본 발명에 따른 무인기의 배터리들의 연결 상태를 보여주는 블록도이다.Figure 3 is a block diagram showing the connection state of the batteries of the UAV according to the present invention.
도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 무인기(900)는 다수의 배터리(950)를 가진다. 상기 다수의 배터리(950)는 서로 스위치들(980)을 단락이 가능하도록 연결된다.Referring to FIG. 3, the
상기 배터리 측정부(200)는 배터리 1,2,3(950) 각각의 잔량을 측정하고, 이를 제어 모듈(960)로 전송한다.The
상기 제어 모듈(960)은 배터리 1(950)이 잔량이 일정의 기준 이하를 이루면, 배터리 2(950)가 동력부(940)와 연결되어 전원을 제공하도록 스위치들(980)의 온오프 동작을 제어한ㄴ다.The
이와 같은 방식으로 제어 모듈(960)은 배터리 1,2,3(950)을 순차적으로 사용하여 동력부(940)를 구동시켜 무인기(900)의 구동 시간을 일정 시간 이상 유지할 수 있다.In this way, the
도 1 내지 도 3을 참조 하면, 본 발명에 따른 배터리 측정부(200)는 무인기(900)에 설치되며, 상기 다수의 배터리(950)의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리(950)의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부(100)에 구비된 제 1통신 모듈(101)로 전송한다.1 to 3, the
본 발명에 따른 복귀 지시부는 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하도록 한다.The return instruction unit according to the present invention is installed in the station main body, receives the remaining amount of the battery measured through the transmitter, and transmits the received remaining amount of the battery to the unmanned aerial vehicle in a wireless communication method when the received remaining amount of the battery is less than or equal to a preset reference remaining amount. send a return signal.
상기 배터리 공급부는 상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 역할을 한다.The battery supply unit serves to supply replacement batteries to be sequentially positioned in the seating area of the station main body.
상기 배터리 교체부는 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 역할을 한다.The battery replacement unit is installed in the seating area, serves to remove a plurality of batteries of the UAV mounted in the seating area, and mounts the replacement batteries to the UAV.
그리고 본 발명에 따른 제어부는 상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어한다.The control unit according to the present invention controls driving of the battery measurement unit, the return instruction unit, the battery supply unit, and the battery replacement unit, and controls the UAV to fly from the seating area when the replacement batteries are installed in the UAV. .
도 4는 본 발명에 따른 스테이션 본체부에 배터리 충전부가 더 구비되는 예를 보여주는 블록도이다.4 is a block diagram showing an example in which a battery charging unit is further provided in a station main body according to the present invention.
도 4를 참조 하면, 스테이션 본체부(100)는 배터리 충전부(700)를 더 구비한다.Referring to FIG. 4 , the station
상기 배터리 충전부(700)는 상기 안착 영역(110)에 구비되는 충전부(710)과, 상기 충전부(710)에 전류를 제공하는 전류 제공기(720)를 구비한다. 상기 충전부(710)는 충전 코일일 수 있다.The
상기 제어부(600)는 상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면, 상기 배터리 교체부(500)의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부(700)의 구동을 제어한다.The
이어 상기 제어부(600)는 상기 안착 영역(110)에 안착되는 상기 무인기(900)의 다수의 배터리(950)에 구비된 무선 충전 코일(901)에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 한다.Subsequently, the
더하여 상기 무인기들은 다수로 구비될 수 있다.In addition, the UAVs may be equipped with a plurality.
상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는 상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아, 저장할 수 있다.As for the unique identification number of each of the plurality of UAVs, the control unit may receive and store flight information including flight path and mission information of each UAV according to the unique identification number.
도 5는 본 발명에 따른 스테이션의 다른 예를 보여주는 블록도이다.5 is a block diagram showing another example of a station according to the present invention.
도 5를 참조 하면, 상기 스테이션 본체부(100)는 상기 안착 영역(110) 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와, 상기 안착 영역에 근접되는 무인기(900)에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 이미지 처리함을 통해 상기 무인기 (900)까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비한다.Referring to FIG. 5 , the station
상기 무인기(900)는 상기 무인기(900)의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 상기 제어부(600)에 전송하는 비행 조건 센서를 구비한다.The unmanned
상기 제어부(600)는 상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기(900)를 상기 안착 영역(110)에 안착되도록 유도시킬 수 있다.The
또한 상기 스테이션 본체부(100)에는 상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기가 구비된다.In addition, the station
상기 제어부(600)는 상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우, 상기 무인기(900)의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시킬 수 있다.The
또한 상기 제어부(600)에는 상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정된다.In addition, when a plurality of the UAVs are provided in the
상기 제어부(600)는 상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비할 수 있다.The
도 6은 본 발명에 따른 스테이션의 다양한 예를 보여주는 도면이다.6 is a diagram showing various examples of stations according to the present invention.
도 6에서 보여지는 바와 같이 안착 영역은 상기 스테이션 본체부(100)의 외부에 노출되거나, 상기 스테이션 본체부(100)로부터 인입출 가능하게 구성될 수 있다.As shown in FIG. 6 , the seating area may be exposed to the outside of the station
특히, 도면에 도시되지는 않았으나, 상기 안착 영역 상에는, 안착판이 설치된다.In particular, although not shown in the drawings, a seating plate is installed on the seating area.
상기 안착 영역에는, 상기 안착판의 하단 다수 위치를 지지 및 승강시키는 승강 실린더들이 설치된다. 상기 승강 실린더들은 승강축을 갖는다. 상기 승강축의 상단은 상기 안착판의 하단에 힌지 방식으로 연결된다.Lifting cylinders are installed in the seating area to support and lift multiple lower ends of the seating plate. The lifting cylinders have lifting shafts. An upper end of the lifting shaft is hingedly connected to a lower end of the seating plate.
상기 승강 실린더들 하단은 상기 안착 영역 상에 설치된다.Lower ends of the lifting cylinders are installed on the seating area.
상기 안착판에는 수평 센서가 설치된다. 상기 제어부는 상기 무인기가 상기 안착판 상에 안착되면, 상기 수평 센서에 의해 수평 신호를 받을 때까지 상기 승강 실린더들의 상기 승강축의 승강 동작을 제어한다.A horizontal sensor is installed on the seating plate. When the UAV is seated on the landing plate, the control unit controls the lifting operation of the lifting shafts of the lifting cylinders until a level signal is received by the level sensor.
또한 상기 안착판에는 상기 무인기가 안착됨에 따라 발생되는 진동값을 측정하는 진동 센서와, 상기 진동값을 감쇄시키는 진동을 발생하는 진동 발생기가 구비된다. 상기 제어부는 상기 진동값을 감쇄시키는 진동이 발생되도록 상기 진동 발생기의 구동을 제어한다.In addition, a vibration sensor for measuring a vibration value generated as the unmanned aerial vehicle is seated on the seating plate and a vibration generator for generating vibration for damping the vibration value are provided. The control unit controls driving of the vibration generator to generate vibration attenuating the vibration value.
도 7은 본 발명에 따른 안착 영역에서 에어 커튼 형성이 가능 한 예를 보여주는 도면이다.7 is a view showing an example in which an air curtain can be formed in a seating area according to the present invention.
도 7을 참조 하면, 본 발명에 따른 안착 영역(110)에는 안착 영역(110)의 둘레를 따라 에어 분사기(150)가 배치된다.Referring to FIG. 7 , an
상기 에어 분사기(150)는 에어를 분사하는 분사 노즐(151)을 갖고, 상기 분사 노즐(151)은 안착 영역(110)의 둘레를 따르는 형상으로 형성되며, 상방을 따라 벌어지는 경사를 이룬다.The
상기 에어 분사기(150)는 에어 공급 라인(191)과 연결된다.The
상기 에어 공급 라인(191)은 에어를 공급하는 에어 블로우어(190)와 연결된다.The
상기 에어 블로우어(190)는 제어부(600)의 제어에 의해 구동된다.The
상기 구성을 통해 제 1영상기는 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출한다.Through the above configuration, the first imager acquires an image of the UAV approaching the landing area, and calculates the distance to the UAV through the acquired image.
이때 상기 제 1영상기는 상기 제 2통신 모듈(970)을 통해 제 1통신 모듈(101)로 무인기가 안착 영역(110)으로 근접됨에 대한 신호를 전송한다.At this time, the first imager transmits a signal indicating that the UAV approaches the
이어 상기 제어기(600)는 에어 블로우어(190)를 사용하여 일정 압력의 에어를 에어 공급 라인(191)을 통해 에어 분사기(150)로 공급한다.Subsequently, the
상기 에어 분사기(150)는 벌어지도록 경사진 분사 노즐(151)을 통해 에어를 분사한다.The
이에 따라 안착 영역(110)의 상부에는 일정의 테두리를 이루는 에어 커튼이 형성되어, 무인기가 안착 영역(110)으로 안정적으로 안착될 수 있도록 안내할 수 있다.Accordingly, an air curtain forming a predetermined rim is formed on the upper portion of the
즉, 본 발명에서는 무인기의 이착륙시 안전성확보를 위해 에어 커튼 또는 구조물 커튼을 사용하여 외란(바람, 강우, 강설 등)을 저감할 수 있다.That is, in the present invention, it is possible to reduce disturbance (wind, rain, snowfall, etc.) by using an air curtain or a structure curtain to ensure safety during takeoff and landing of an unmanned aerial vehicle.
후자의 경우, 도면에 도시되지는 않았지만 안착 영역(110)의 둘레로부터 상방을 따라 돌출되는 링 형상의 구조물 커튼일 수 있다. 여기서, 상기 링 형상은 하단에서 상단을 따라 점진적으로 벌어지는 형상일 수 있고, 상기 구조물 커튼은 투명의 플라스틱 재질로 형성될 수도 있다.In the case of the latter, although not shown in the drawings, it may be a ring-shaped structural curtain protruding along the upper side from the circumference of the
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The above-described present invention, since various substitutions, modifications, and changes are possible to those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention, the above-described embodiments and accompanying drawings is not limited by
100 : 스테이션 본체부
200 : 배터리 측정부
300 : 복귀 지시부
400 : 배터리 공급부
500 : 배터리 교체부
600 : 제어부100: station body part
200: battery measuring unit
300: return instruction unit
400: battery supply unit
500: battery replacement part
600: control unit
Claims (7)
상기 무인기에 설치되며, 상기 다수의 배터리의 잔량을 측정하고, 측정된 상기 다수의 배터리의 잔량을 무선 통신 방식을 통해 상기 스테이션 본체부에 구비된 송신기에 전송하는 배터리 측정부;
상기 스테이션 본체부에 설치되며, 상기 송신기를 통해 측정된 상기 배터리의 잔량을 전송 받고, 전송 받은 상기 배터리의 잔량이 기설정된 기준 잔량 이하를 이루는 경우 무선통신 방식으로 상기 무인기로 복귀 신호를 전송하는 복귀 지시부;
상기 스테이션 본체부의 상기 안착 영역에 교체 배터리들이 순차적으로 위치되도록 공급하는 배터리 공급부;
상기 안착 영역에 설치되며, 상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리를 탈거하고, 상기 교체 배터리들을 상기 무인기에 장착시키는 배터리 교체부; 및,
상기 배터리 측정부, 상기 복귀 지시부, 상기 배터리 공급부, 상기 배터리 교체부의 구동을 제어하고, 상기 교체 배터리들이 상기 무인기에 장착되면, 상기 무인기를 상기 안착 영역으로부터 비행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
A station main body having a seating area where a UAV equipped with a plurality of detachable batteries is installed;
a battery measurement unit installed in the UAV, measuring the remaining amount of the plurality of batteries, and transmitting the measured remaining amount of the plurality of batteries to the transmitter provided in the station main body through a wireless communication method;
It is installed in the station main body, receives the remaining amount of the battery measured through the transmitter, and transmits a return signal to the UAV in a wireless communication method when the received remaining amount of the battery is less than a preset reference remaining amount. directive;
a battery supply unit supplying replacement batteries to be sequentially positioned in the seating area of the station main body;
a battery replacement unit installed in the seating area, removing a plurality of batteries of the UAV seated in the seating area, and mounting the replacement batteries to the UAV; and,
and a control unit that controls driving of the battery measurement unit, the return instruction unit, the battery supply unit, and the battery replacement unit, and controls the UAV to fly from the seating area when the replacement batteries are installed in the UAV. Unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight.
상기 스테이션 본체부는,
배터리 충전부를 더 구비하고,
상기 배터리 충전부는,
상기 안착 영역에 구비되는 충전부와, 상기 충전부에 전류를 제공하는 전류 제공기를 구비하되,
상기 제어부는,
상기 교체 배터리들의 개수가 일정 개수 이하를 이루면,
상기 배터리 교체부의 구동을 중지하고, 상기 배터리 충전부의 구동을 제어하여,
상기 안착 영역에 안착되는 상기 무인기의 다수의 배터리에 구비된 충전부에 전류를 전달하여 일정량으로 충전을 실시하도록 하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 1,
The station body part,
A battery charging unit is further provided;
The battery charger,
A charging unit provided in the seating area and a current provider providing current to the charging unit,
The control unit,
When the number of replacement batteries is less than a certain number,
By stopping the driving of the battery replacement unit and controlling the driving of the battery charging unit,
The UAV station capable of continuous flight, characterized in that for carrying out charging in a certain amount by transferring current to charging units provided in a plurality of batteries of the UAV seated in the seating area.
상기 무인기들은 다수로 구비되고,
상기 다수로 구비되는 무인기들 각각의 고유 식별 번호는,
상기 제어부는 상기 고유 식별 번호에 따른 상기 무인기들 각각의 비행 경로, 임무 정보를 포함하는 비행 정보를 전송 받아, 저장하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 1,
The drones are provided in large numbers,
The unique identification number of each of the plurality of unmanned aerial vehicles,
The control unit receives and stores flight information including flight paths and mission information of each of the UAVs according to the unique identification number.
상기 스테이션 본체부는,
상기 안착 영역 주변의 풍향 및 풍속을 감지하는 기상 센서와,
상기 안착 영역에 근접되는 무인기에 대한 영상을 취득하고, 취득된 상기 영상을 통해 상기 무인기 까지의 거리를 산출하는 제 1영상기를 구비하고,
상기 무인기는 상기 무인기의 비행에 따른 비행 속도, 비행 방향의 정보를 상기 제어 모듈에 전송하는 비행 조건 센서를 구비하고,
상기 제어 모듈은,
상기 비행 속도, 비행 방향의 정보에 상기 감지된 풍속 및 풍향을 적용하여 상기 비행 속도, 비행 방향이 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 이루도록 가변시켜 상기 무인기를 상기 안착 영역에 안착되도록 유도시키는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 1,
The station body part,
A meteorological sensor for detecting wind direction and speed around the seating area;
A first imager for obtaining an image of the UAV approaching the landing area and calculating a distance to the UAV through the acquired image;
The UAV includes a flight condition sensor that transmits information on flight speed and flight direction according to the flight of the UAV to the control module,
The control module,
Applying the detected wind speed and wind direction to the flight speed and flight direction information to vary the flight speed and flight direction to form a reference flight speed and a reference flight direction, thereby inducing the UAV to land in the landing area. Unmanned aerial vehicle station capable of continuous flight.
상기 스테이션 본체부에는,
상기 안착 영역 주변에 대항 영상을 취득하는 제 2영상기를 구비하되,
상기 제어부는,
상기 취득된 상기 안착 영역 주변에 대항 영상에 일정의 장애물에 대한 영상이 존재하는 경우,
상기 무인기의 비행 경로가 상기 장애물로부터 벗어나도록 상기 기준 비행 속도, 기준 비행 방향을 실시간으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 4,
In the station body,
A second imager for acquiring an opposing image around the seating area,
The control unit,
If there is an image of a certain obstacle in the acquired image against the seating area,
The UAV station capable of continuous flight, characterized in that the reference flight speed and the reference flight direction are changed in real time so that the flight path of the UAV escapes from the obstacle.
상기 안착 영역은,
상기 스테이션 본체부의 외부에 노출되거나,
상기 스테이션 본체부로부터 인입출 가능하게 구성되되,
상기 안착 영역의 둘레에서 상방을 따라 에어를 분사하거나, 구조물 커튼이 돌출되어 상기 무인기가 상기 안착 영역으로 안착되는 경우 외란을 차단하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 1,
The seating area is
Exposed to the outside of the station main body,
It is configured to be drawn in and out from the station main body,
The UAV station capable of continuous flight, characterized in that to block disturbance when air is blown upward from the periphery of the seating area or the structure curtain protrudes and the UAV is seated in the seating area.
상기 제어부에는,
상기 무인기가 다수로 구비되는 경우, 다수의 상기 무인기 각각의 비행 경로가 각각 설정되고,
상기 제어부는,
상기 각각의 비행 경로가 서로 중첩되지 않도록 상기 무인기의 비행을 원격으로 제어하는 비행 조정 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 연속 비행이 가능한 무인기 스테이션.
According to claim 1,
In the control unit,
When the UAV is provided with a plurality, a flight path of each of the plurality of UAVs is set, respectively,
The control unit,
The UAV station capable of continuous flight, characterized in that it comprises a flight control device for remotely controlling the flight of the UAV so that the respective flight paths do not overlap each other.
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2021
- 2021-07-28 KR KR1020210099478A patent/KR102559909B1/en active IP Right Grant
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