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KR102812603B1 - Unmanned aerial vehicles and operation method of the same - Google Patents

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KR102812603B1
KR102812603B1 KR1020220140606A KR20220140606A KR102812603B1 KR 102812603 B1 KR102812603 B1 KR 102812603B1 KR 1020220140606 A KR1020220140606 A KR 1020220140606A KR 20220140606 A KR20220140606 A KR 20220140606A KR 102812603 B1 KR102812603 B1 KR 102812603B1
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South Korea
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unit
unmanned aerial
flight
aerial vehicle
rotation
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고범진
곽호선
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주식회사 페타브루
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치는, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하기 위한 비행 구동부; 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부; 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부; 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an unmanned aerial vehicle includes: a flight driving unit for driving a plurality of propellers of the unmanned aerial vehicle; a sensing unit for sensing the front and generating sensing data; a rotational support unit coupled to a lower portion of a main body of the unmanned aerial vehicle and for rotatably supporting the sensing unit; a control unit for controlling the flight driving unit and the rotational support unit; and a state measuring unit for measuring a flight state of the unmanned aerial vehicle and a rotational state of the rotational support unit, wherein the control unit is characterized in that it rotates the rotational support unit such that the sensing unit faces a flight direction of the unmanned aerial vehicle.

Description

무인 비행 장치 및 이의 동작 방법{UNMANNED AERIAL VEHICLES AND OPERATION METHOD OF THE SAME}{UNMANNED AERIAL VEHICLES AND OPERATION METHOD OF THE SAME}

본 발명의 실시예는 감지 장치의 지향각을 비행 방향에 따라 정렬할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법, 특히 감지 장치가 설치된 지지부를 360도 회전시켜 무인 비행 장치의 비행 방향을 따라 정렬하고, 장애물이 나타난 경우 장애물을 추적할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to an unmanned aerial vehicle capable of aligning the orientation angle of a detection device according to a flight direction, and an operating method thereof, and more particularly, to an unmanned aerial vehicle capable of aligning a support portion on which a detection device is installed along the flight direction of the unmanned aerial vehicle by rotating it by 360 degrees, and tracking an obstacle when an obstacle appears, and an operating method thereof.

무인 항공기 시스템(Unmanned Aircraft systems, UAS)은 무인 비행 장치(Unmanned Aerial Vehicles, UAV), 지상 조종 시스템(Ground Control System, GCS), 지상 지원 시스템(Ground Support System, GCS)으로 구성된다. Unmanned aircraft systems (UAS) consist of unmanned aerial vehicles (UAVs), ground control systems (GCS), and ground support systems (GCS).

무인 비행 장치는 실제 조종사가 직접 탑승하지 않고, 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동으로 날아가는 비행체로서, 통칭 드론(drone)이라 한다. 드론의 비행 목적은 페이로드(payload)를 탑재하고 기설정된 비행경로 또는 목표물을 향하여 비행하는 것이다.An unmanned aerial vehicle is an aircraft that flies automatically or semi-automatically along a pre-programmed route without an actual pilot on board, and is collectively called a drone. The purpose of a drone's flight is to carry a payload and fly along a preset flight path or toward a target.

페이로드(payload)는 드론의 목적에 따라서 다양한 종류의 장비를 포함할 수 있다. 예컨대, 드론이 원격 탐사 및 사진측량을 목적으로 하는 경우, 페이로드는 비디오카메라, 다중분광센서(multispectral sensor), 초분광센서(hyperspectral sensor), 적외선 카메라, 초음파 센서, 라이다(Lidar), 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 등의 감지 장치들을 포함할 수 있다. The payload may include various types of equipment depending on the purpose of the drone. For example, if the drone is for remote sensing and photogrammetry, the payload may include sensing devices such as a video camera, a multispectral sensor, a hyperspectral sensor, an infrared camera, an ultrasonic sensor, Lidar, and a synthetic aperture radar (SAR).

종래의 무인 비행 장치는 운용 목적을 달성하기 위한 감지 장치가 장착될 때, 다수의 감지 장치들을 동시에 결합할 수 없는 문제가 있었다.Conventional unmanned aerial vehicles have had the problem of not being able to simultaneously combine multiple sensing devices when equipped with sensing devices to achieve operational purposes.

또한, 종래의 무인 비행 장치는, 탑재된 감지 장치가 짐벌 장치에 의해 고정되어 자유롭게 회전할 수 없는 문제가 있었다.In addition, conventional unmanned aerial vehicles had a problem in that the mounted sensing device was fixed by a gimbal device and could not rotate freely.

또한, 종래의 무인 비행 장치는, 감지 장치에 의해 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동으로 인하여 감지 장치를 이용하여 장애물을 원활하게 추적할 수 없는 문제가 있었다. In addition, conventional unmanned aerial vehicles have a problem in that they cannot smoothly track obstacles using the detection device due to obstacle avoidance drive when the obstacle is detected by the detection device.

한국공개특허 제2020-0089110호 '드론용 레이더장치법'(2020.07.24. 공개)Korean Patent Publication No. 2020-0089110 'Radar Device Method for Drones' (Published on July 24, 2020) 한국공개특허 제2020-0105012호 '라이다 기반 자율 충돌회피 기능을 포함하는 드론 및 그 제어 방법'(2020.09.07. 공개)Korean Patent Publication No. 2020-0105012 'Drone including autonomous collision avoidance function based on lidar and its control method' (Published on September 7, 2020)

본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.The purpose of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle and an operating method thereof capable of improving usability in order to solve the above problems.

본 발명의 다른 목적은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle and an operating method thereof, which can easily direct the sensing device in the flight direction of the unmanned aerial vehicle by mounting the sensing device in a state where the sensing device can rotate 360 degrees.

본 발명의 또 다른 목적은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치에 용이하게 탈부착할 수 있는 회전 지지부를 포함하는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle including a rotating support member capable of easily attaching and detaching a plurality of gimbal devices for fixing a plurality of sensing devices to the unmanned aerial vehicle, and an operating method thereof.

본 발명의 또 다른 목적은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle and an operating method thereof capable of stably mounting a plurality of sensing devices on a rotating support member coupled to the lower portion of the unmanned aerial vehicle.

본 발명의 또 다른 목적은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle and an operating method thereof that can easily detect obstacles by using a plurality of sensing devices capable of freely changing the orientation angle.

본 발명의 또 다른 목적은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an unmanned aerial vehicle capable of simultaneously performing obstacle avoidance and obstacle tracking when an obstacle is detected, and an operating method thereof.

본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치는, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하기 위한 비행 구동부; 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부; 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부; 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, an unmanned aerial vehicle includes: a flight driving unit for driving a plurality of propellers of the unmanned aerial vehicle; a sensing unit for sensing the front and generating sensing data; a rotational support unit coupled to a lower portion of a main body of the unmanned aerial vehicle and for rotatably supporting the sensing unit; a control unit for controlling the flight driving unit and the rotational support unit; and a state measuring unit for measuring a flight state of the unmanned aerial vehicle and a rotational state of the rotational support unit, wherein the control unit is characterized in that it rotates the rotational support unit such that the sensing unit faces a flight direction of the unmanned aerial vehicle.

또한, 상기 감지부는, 상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및 상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the detection unit is characterized by including a plurality of detection devices for searching the surroundings of the unmanned aerial vehicle; and a plurality of gimbal devices mounted on the rotating support member for maintaining the horizontality of each of the plurality of detection devices from vibrations generated by the flight of the unmanned aerial vehicle.

또한, 상기 제어부는, 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하기 위한 장애물 검출부; 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하기 위한 비행 방향 결정부; 복수의 기준 방향들을 결정하기 위한 기준 방향 결정부; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하기 위한 비교부; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하기 위한 선정부; 및 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하기 위한 제1 정보 생성부를 포함하고, 상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 한다. In addition, the control unit includes an obstacle detection unit for detecting an obstacle based on the detection data; a flight direction determination unit for determining the flight direction based on the flight state when the obstacle is not detected by the obstacle detection unit; a reference direction determination unit for determining a plurality of reference directions; a comparison unit for comparing the flight direction and the plurality of reference directions; a selection unit for selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction when the flight direction and the plurality of reference directions are all different; and a first information generation unit for generating first rotation information for the rotation support unit and transmitting the same to the rotation support unit based on a difference between the one of the reference directions selected by the selection unit and the flight direction, wherein the plurality of reference directions are characterized in that they represent directions from the center of the rotation support unit to the device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.

또한, 상기 제어부는, 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하기 위한 모드 전환부; 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 상기 짐벌 장치에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하기 위한 제2 정보 생성부; 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하기 위한 충돌 판단부; 및 상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키기 위한 회피 제어부를 더 포함하고, 상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 완료된 경우, 상기 모드 전환부는 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 것을 특징으로 한다. In addition, the control unit further includes a mode switching unit for executing an obstacle detection mode when the obstacle is detected by the obstacle detection unit; a second information generating unit for generating second rotation information about the rotating support unit and transmitting it to the rotating support unit based on the position of the unmanned aerial vehicle and the position of the obstacle, and for generating third rotation information about the gimbal device and transmitting it to the gimbal device; a collision determination unit for calculating a collision probability between the unmanned aerial vehicle and the obstacle based on the flight state and the detection data; and an avoidance control unit for controlling the flight driving unit to perform an avoidance drive of the unmanned aerial vehicle when the collision probability is equal to or greater than a reference value, and when the avoidance drive of the unmanned aerial vehicle is completed, the mode switching unit is characterized in that it terminates the obstacle detection mode.

또한, 상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고, 상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotation support member is characterized in that it yaws with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and the gimbal device pitches with respect to the flight direction based on the third rotation information.

본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법은, 비행 구동부가 제어부의 제어에 따라, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하는 단계; 회전 지지부가 상기 제어부의 제어에 따라, 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 회전하는 단계; 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 상기 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성하는 단계; 상태 측정부가, 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 비행 상태 및 상기 회전 상태를 기초로 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 회전 지지부가, 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 한다. A method for operating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a step in which a flight driving unit drives a plurality of propellers of the unmanned aerial vehicle under the control of a control unit; a step in which a rotational support unit rotates under the control of the control unit so that a detection unit may face a flight direction of the unmanned aerial vehicle; a step in which the detection unit faces the flight direction of the unmanned aerial vehicle and generates detection data; a step in which a state measuring unit measures a flight state of the unmanned aerial vehicle and a rotational state of the rotational support unit; and a step in which the control unit controls the flight driving unit and the rotational support unit based on the flight state and the rotational state, wherein the rotational support unit is coupled to a lower portion of a main body of the unmanned aerial device and rotatably supports the detection unit.

또한, 상기 감지부는, 상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the detection unit is characterized by including a plurality of detection devices for searching the surroundings of the unmanned aerial vehicle; and a plurality of gimbal devices mounted on the rotating support member for maintaining the horizontality of each of the plurality of detection devices from vibrations generated by the flight of the unmanned aerial vehicle.

또한, 상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는, 장애물 검출부가 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하는 단계; 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부가 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하는 단계; 기준 방향 결정부가 복수의 기준 방향들을 결정하는 단계; 비교부가 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하는 단계; 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 선정부가 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하는 단계; 및 제1 정보 생성부가 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of the control unit controlling the flight driving unit and the rotational support unit includes the step of the obstacle detection unit detecting an obstacle based on the detection data; the step of the flight direction determination unit determining the flight direction based on the flight state when the obstacle detection unit does not detect the obstacle; the step of the reference direction determination unit determining a plurality of reference directions; the step of the comparison unit comparing the flight direction and the plurality of reference directions; the step of the selection unit selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction when the flight direction and the plurality of reference directions are all different; and the step of the first information generation unit generating first rotation information for the rotational support unit based on the difference between the one of the reference directions selected by the selection unit and the flight direction and transmitting the same to the rotational support unit, wherein the plurality of reference directions are characterized in that they represent directions from the center of the rotational support unit to the device fixing units to which the plurality of gimbal devices are coupled.

또한, 상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는, 모드 전환부가 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하는 단계; 제2 정보 생성부가 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 상기 짐벌 장치로 전송하는 단계; 충돌 판단부가 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하는 단계; 상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 회피 제어부가 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키는 단계; 및 상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 종료된 경우, 상기 모드 전환부가 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of controlling the flight drive unit and the rotation support unit is characterized in that it further includes a step of the mode switching unit executing an obstacle detection mode when the obstacle is detected by the obstacle detection unit; a step of the second information generating unit generating second rotation information based on the position of the unmanned aerial vehicle and the position of the obstacle and transmitting it to the rotation support unit, and generating third rotation information and transmitting it to the gimbal device; a step of the collision determination unit calculating a collision probability between the unmanned aerial vehicle and the obstacle based on the flight state and the detection data; a step of the avoidance control unit controlling the flight drive unit to perform avoidance operation of the unmanned aerial vehicle when the collision probability is greater than or equal to a reference value; and a step of the mode switching unit terminating the obstacle detection mode when the avoidance operation of the unmanned aerial vehicle is terminated.

또한, 상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고, 상기 짐벌 장치는, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 한다. In addition, the rotation support member is characterized in that it yaws with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information, and the gimbal device pitches with respect to the flight direction based on the third rotation information.

본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of improving usability.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of easily directing the sensing device in the flight direction of the unmanned aerial vehicle by mounting the sensing device in a state in which the sensing device can rotate 360 degrees.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치의 회전 지지부에 용이하게 탈부착할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of allowing a plurality of gimbal devices fixing a plurality of sensing devices to be easily attached and detached from a rotating support member of the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of stably mounting a plurality of sensing devices on a rotating support member coupled to the lower portion of the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of easily detecting obstacles by using a plurality of detection devices whose aiming angles can be freely changed.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of simultaneously performing obstacle avoidance operation and obstacle tracking when an obstacle is detected.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 상세하게 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 회전 지지부를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전 프레임을 나타내는 도면이다.
FIG. 1 is a drawing showing an unmanned aerial device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a flowchart showing an operation method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a control unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart showing in detail an operation method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a drawing showing a rotation support according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a drawing showing a rotating frame according to an embodiment of the present invention.

본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail.

이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention and other matters necessary for those skilled in the art to easily understand the contents of the present invention will be described in detail. However, since the present invention can be implemented in various different forms within the scope described in the claims, the embodiments described below are merely exemplary, regardless of whether they are expressed.

동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함할 수 있다.Identical drawing reference numerals refer to identical components. Also, in the drawings, the thicknesses, proportions, and dimensions of the components are exaggerated for the purpose of effectively explaining the technical contents. "And/or" may include one or more combinations that the associated configurations can define.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. The singular expression may include the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.Additionally, terms such as "below," "lower," "above," and "upper," are used to describe the relationships between components depicted in the drawings. These terms are relative concepts and are described based on the directions depicted in the drawings.

"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "include" or "have" are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. That is, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and when it is said that a part is connected to another part in the following description, this may include not only cases where they are directly connected, but also cases where they are electrically connected with another element in between. In addition, it should be noted that in the drawings, the same components are indicated with the same reference numbers and symbols as much as possible, even if they are shown in different drawings.

본 명세서에서, 드론의 비행상태는 회전운동상 태와 병진운동상태로 정의되며, 회전운동상태는 요(Yaw 혹은 Rudder, 드론의 수평을 유지한 상태에 서 동체를 회전시킴, z축 회전), 피치(Pitch 혹은 Elevator, 드론 기수를 상하로 움직여 전진하거나 후진, x축 회전), 롤(Roll 혹은 Aileron, 동체를 좌우로 기울임에 따라 드론이 좌우로 이동, y축 회전)을 의미하며, 병진운동상태는 경도, 위도, 고도, 속도를 의미한다.In this specification, the flight state of the drone is defined as a rotational motion state and a translational motion state. The rotational motion state means yaw (or rudder, rotating the body while maintaining the drone's horizontal position, z-axis rotation), pitch (pitch or elevator, moving the drone's nose up and down to move forward or backward, x-axis rotation), and roll (roll or aileron, the drone moves left and right by tilting the body left and right, y-axis rotation). The translational motion state means longitude, latitude, altitude, and speed.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)를 나타내는 블록도이다.Fig. 1 is a drawing showing an unmanned flying device (10) according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a block diagram showing an unmanned flying device (10) according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 무인 비행 장치(10)는 비행 구동부(100), 감지부(200), 회전 지지부(300), 제어부(400), 상태 측정부(500) 및 통신부(600)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2, the unmanned aerial vehicle (10) may include a flight driving unit (100), a sensing unit (200), a rotation support unit (300), a control unit (400), a status measuring unit (500), and a communication unit (600).

비행 구동부(100)는 제어부(400)의 제어에 따라 복수의 프로펠러(PP)들을 구동할 수 있다. 그리고, 비행 구동부(100)는 무인 비행 장치(10)를 비행할 수 있는 항력을 생성할 수 있다. 예컨대, 비행 구동부(100)는 모터, 프로펠러(PP), 모터 변속기 및 배터리 등을 포함할 수 있다. 모터 변속기는 제어부(400)로부터 신호를 받아 모터를 구동시킬 수 있다. 또한, 모터 변속기는 배터리의 직류 전원을 교류로 변환하여 모터로 제공할 수 있다. 실시예에 따라, 배터리는 다양한 종류의 배터리가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 리튬 폴리머 배터리가 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The flight drive unit (100) can drive a plurality of propellers (PP) under the control of the control unit (400). In addition, the flight drive unit (100) can generate drag that can fly the unmanned aerial device (10). For example, the flight drive unit (100) can include a motor, a propeller (PP), a motor transmission, a battery, etc. The motor transmission can receive a signal from the control unit (400) and drive the motor. In addition, the motor transmission can convert the direct current of the battery into alternating current and provide it to the motor. Depending on the embodiment, various types of batteries can be used, and preferably, a lithium polymer battery can be used. However, the present invention is not limited thereto.

감지부(200)는 전방을 감지하여 감지 데이터를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 감지부(200)는 복수의 감지 장치(SD)들 및 복수의 짐벌 장치(GD)들을 포함할 수 있다.The detection unit (200) can detect the front and generate detection data. To this end, the detection unit (200) can include a plurality of detection devices (SD) and a plurality of gimbal devices (GD).

감지 장치(SD)는 무인 비행 장치(10)의 운용 목적에 따라 무인 비행 장치(10)의 주변을 탐색할 수 있다. 감지 장치(SD)는 회전 지지부(300) 및 짐벌 장치(GD)에 의해 지향된 영역을 감지할 수 있다. 실시예에 따라, 감지 장치(SD)는 원격 탐사 및 사진측량을 위한 비디오카메라, 다중분광센서(multispectral sensor), 초분광센서(hyperspectral sensor), 적외선 카메라, 초음파 센서, 라이다(Lidar), SAR 등의 각종 센서들로 구현될 수 있다. The detection device (SD) can search the surroundings of the unmanned aerial vehicle (10) according to the operational purpose of the unmanned aerial vehicle (10). The detection device (SD) can detect an area directed by the rotating support (300) and the gimbal device (GD). According to an embodiment, the detection device (SD) can be implemented with various sensors such as a video camera for remote sensing and photogrammetry, a multispectral sensor, a hyperspectral sensor, an infrared camera, an ultrasonic sensor, a Lidar, and SAR.

짐벌 장치(GD)는 회전 지지부(300) 상에 탑재되며, 무인 비행 장치(10)의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지할 수 있다. 예컨대, 짐벌 장치(GD)는 결합 돌기가 회전 지지부(300) 상에 형성된 결합 홈에 삽입 결합되는 방식으로, 회전 지지부(300) 상에 설치될 수 있다. 짐벌 장치(GD)는 하나의 축을 중심으로 물체가 회전할 수 있도록 만들어진 구조물로서, 감지 장치(SD)를 고정할 수 있다. 예컨대, 무인 비행 장치(10)의 비행에 따른 진동 및 충격에 의해 감지 장치(SD)의 지향각이 변경되는 것을 교정할 수 있다. 실시예에 따라, 짐벌 장치(GD)는 2축 짐벌 또는 3축 짐벌로 구현될 수 있다.The gimbal device (GD) is mounted on the rotating support (300) and can maintain the horizontality of each of the plurality of sensing devices from vibrations generated by the flight of the unmanned aerial vehicle (10). For example, the gimbal device (GD) can be installed on the rotating support (300) in a manner in which a coupling protrusion is inserted and coupled into a coupling groove formed on the rotating support (300). The gimbal device (GD) is a structure that is made so that an object can rotate around one axis and can fix the sensing device (SD). For example, it can correct a change in the orientation angle of the sensing device (SD) due to vibration and shock caused by the flight of the unmanned aerial vehicle (10). Depending on the embodiment, the gimbal device (GD) can be implemented as a two-axis gimbal or a three-axis gimbal.

회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 결합되며, 감지부(200)를 회전 가능하도록 지지할 수 있다. 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)에 탑재될 수 있다. 예컨대, 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 위치한 페이로드(payload) 결합부에 결합될 수 있다. 회전 지지부(300)는 감지부(200)를 고정하고, 제어부(400)의 제어에 따라 이동시킬 수 있다. 예컨대, 회전 지지부(300)는 고정된 감지부(200)를 요 방향으로 자유롭게 회전시킬 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 진행 방향에 따라 감지부(200)를 지향시킬 수 있다. The rotation support member (300) is coupled to the lower end of the main body (MB) of the unmanned aerial vehicle (10) and can support the sensing unit (200) so as to be rotatable. The rotation support member (300) can be mounted on the unmanned aerial vehicle (10). For example, the rotation support member (300) can be coupled to a payload coupling member located at the lower end of the main body (MB) of the unmanned aerial vehicle (10). The rotation support member (300) can fix the sensing unit (200) and move it under the control of the control unit (400). For example, the rotation support member (300) can freely rotate the fixed sensing unit (200) in the direction of travel. Through this, the rotation support member (300) of the present invention can direct the sensing unit (200) according to the traveling direction of the unmanned aerial device (10).

제어부(400)는 무인 비행 장치(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(400)는 비행 구동부(100), 감지부(200) 및 회전 지지부(300)를 제어할 수 있다. 실시예에 따라, 제어부(400)는 비행제어기 및 센서 융합부를 이용하여 비행을 제어할 수 있다. The control unit (400) can control the overall operation of the unmanned aerial vehicle (10). For example, the control unit (400) can control the flight drive unit (100), the sensing unit (200), and the rotation support unit (300). According to an embodiment, the control unit (400) can control the flight using a flight controller and a sensor fusion unit.

상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 비행 상태 및 회전 지지부(300)의 회전 상태를 측정할 수 있다. 예컨대, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 운동 상태 또는 병진 원동 상태를 측정할 수 있다. 또한, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 위치, 이동 속도, 자세 등을 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 상태 측정부(500)는 회전운동상태를 측정하기 위해 3축 자이로센서, 3축 가속도센서 및 3축 지자기센서를 이용하고, 병진운동상태를 측정하기 위해 GNSS(Global Navigation Satellite System)(예컨대, GPS(Global Positioning System)) 수신기와 기압센서를 이용할 수 있다. 이를 통해, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)가 안정적으로 비행하기 위해 각종 센서를 이용해 비행상태를 실시간으로 감지할 수 있다.The state measuring unit (500) can measure the flight state of the unmanned aerial vehicle (10) and the rotational state of the rotational support unit (300). For example, the state measuring unit (500) can measure the motion state or the translational motion state of the unmanned aerial vehicle (10). In addition, the state measuring unit (500) can measure the position, movement speed, attitude, etc. of the unmanned aerial vehicle (10). According to an embodiment, the state measuring unit (500) can use a three-axis gyro sensor, a three-axis acceleration sensor, and a three-axis geomagnetic sensor to measure the rotational motion state, and can use a GNSS (Global Navigation Satellite System) (e.g., GPS (Global Positioning System)) receiver and a barometric pressure sensor to measure the translational motion state. Through this, the state measuring unit (500) can detect the flight state in real time using various sensors so that the unmanned aerial device (10) can fly stably.

통신부(600)는 지상의 관리자와 데이터 및 신호를 송수신할 수 있다. 예컨대, 통신부(600)는 지상의 중앙 제어 장치로부터 비행 명령을 수신하고, 감지 데이터를 중앙 제어 장치로 전송할 수 있다. The communication unit (600) can transmit and receive data and signals with the ground controller. For example, the communication unit (600) can receive flight commands from the ground central control unit and transmit sensing data to the central control unit.

실시예에 따라, 통신부(600)는 수신기 및 송신기를 포함할 수 있다. 수신기는 지상의 중앙 제어 장치로부터 비행 명령어를 수신할 수 있다. 송신기는 감지 장치(SD)에 의해 감지된 데이터를 지상으로 송신할 수 있다. 또한, 송신기는 무인 비행 장치(10)의 위치, 속도, 배터리 잔량 등의 비행 상태 정보를 지상으로 송신할 수 있다. 실시예에 따라, 통신부(600)는 텔레메트리(Telemetry), 와이파이(WiFi), 무선 이동통신 기술(예컨대, 3세대 내지 5세대 또는 그 이상 등) 중 적어도 하나를 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 통신부(600)는 본 발명의 목적을 달성하는 범위에서 다양한 종류의 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. According to an embodiment, the communication unit (600) may include a receiver and a transmitter. The receiver may receive a flight command from a central control unit on the ground. The transmitter may transmit data sensed by the detection device (SD) to the ground. In addition, the transmitter may transmit flight status information such as the position, speed, and remaining battery level of the unmanned aerial vehicle (10) to the ground. According to an embodiment, the communication unit (600) may perform communication using at least one of telemetry, WiFi, and wireless mobile communication technology (e.g., 3rd generation to 5th generation or later). However, the present invention is not limited thereto, and according to an embodiment, the communication unit (600) may perform communication using various types of communication methods within the scope of achieving the purpose of the present invention.

실시예에 따라, 본체부(MB)는 무인 비행 장치(10)의 본체를 나타내는 구성으로서, 제어부(400), 상태 측정부(500) 및 통신부(600)를 포함할 수 있다. 본체부(MB)의 하단부에는 페이로드(payload)를 탑재하기 위한 결합 구조와 다리가 형성될 수 있다. According to an embodiment, the main body (MB) is a configuration representing the main body of the unmanned aerial device (10) and may include a control unit (400), a status measurement unit (500), and a communication unit (600). A connecting structure and legs for loading a payload may be formed at the lower part of the main body (MB).

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 나타내는 순서도이다. 이하에서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)의 동작 방법이 설명된다. FIG. 3 is a flowchart showing an operation method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, an operation method of an unmanned aerial vehicle (10) according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 비행 구동부(100)는 제어부(400)의 제어에 따라, 무인 비행 장치(10)의 복수의 프로펠러(PP)들을 구동할 수 있다(S10). 예컨대, 제어부(400)는 중앙 제어 장치로부터 수신한 비행 명령에 따라 비행 제어 신호를 생성하고, 비행 구동부(100)로 전송할 수 있다. 비행 구동부(100)는 비행 제어 신호에 따라 비행을 개시할 수 있다. First, the flight drive unit (100) can drive multiple propellers (PP) of the unmanned aerial vehicle (10) according to the control of the control unit (400) (S10). For example, the control unit (400) can generate a flight control signal according to a flight command received from a central control unit and transmit it to the flight drive unit (100). The flight drive unit (100) can initiate a flight according to the flight control signal.

회전 지지부(300)는 제어부(400)의 제어에 따라, 감지부(200)가 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하도록 회전할 수 있다(S20). 예컨대, 회전 지지부(300)의 적어도 일부는 비행 방향에 대하여 요(yaw) 방향으로 회전할 수 있다. 이를 통해, 회전 지지부(300)는 감지부(200)의 지향 방향을 비행 방향과 동일하게 되도록 조절할 수 있다. 이때, 회전 지지부(300)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단부에 결합되며, 감지부(200)를 회전 가능하도록 지지할 수 있다.The rotation support member (300) can rotate so that the detection member (200) faces the flight direction of the unmanned aerial vehicle (10) under the control of the control member (400) (S20). For example, at least a part of the rotation support member (300) can rotate in the yaw direction with respect to the flight direction. Through this, the rotation support member (300) can adjust the orientation of the detection member (200) to be the same as the flight direction. At this time, the rotation support member (300) is coupled to the lower part of the main body (MB) of the unmanned aerial vehicle (10) and can support the detection member (200) so as to be able to rotate.

감지부(200)는 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성할 수 있다(S30). 예컨대, 감지부(200)는 복수의 감지 장치(SD)들을 포함하며, 복수의 감지 장치(SD)들 중 적어도 하나는 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향하여, 감지 데이터를 생성할 수 있다. The sensing unit (200) can direct the flight direction of the unmanned aerial vehicle (10) and generate sensing data (S30). For example, the sensing unit (200) includes a plurality of sensing devices (SD), and at least one of the plurality of sensing devices (SD) can direct the flight direction of the unmanned aerial vehicle (10) and generate sensing data.

상태 측정부(500)는, 무인 비행 장치(10)의 비행 상태 및 회전 지지부(300)의 회전 상태를 측정할 수 있다(S40). 예컨대, 상태 측정부(500)는 무인 비행 장치(10)의 위치, 운동 상태 및 자세를 측정할 수 있다. 또한, 상태 측정부(500)는 회전 지지부(300)의 회전 각도, 회전 속도 및 회전 방향을 측정할 수 있다. The state measurement unit (500) can measure the flight state of the unmanned aerial device (10) and the rotation state of the rotation support unit (300) (S40). For example, the state measurement unit (500) can measure the position, movement state, and attitude of the unmanned aerial device (10). In addition, the state measurement unit (500) can measure the rotation angle, rotation speed, and rotation direction of the rotation support unit (300).

제어부(400)는 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100) 및 회전 지지부(300)를 제어할 수 있다(S50). 예컨대, 제어부(400)는 측정된 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치(10)가 의도된 비행을 수행하도록 할 수 있다. 여기서, 제어부(400)는 회전 지지부(300)의 회전력을 보상하도록, 비행 구동부(100)를 제어할 수 있다. The control unit (400) can control the flight drive unit (100) and the rotation support unit (300) based on the flight state and rotation state (S50). For example, the control unit (400) can control the flight drive unit (100) based on the measured flight state and rotation state so that the unmanned aerial vehicle (10) can perform the intended flight. Here, the control unit (400) can control the flight drive unit (100) to compensate for the rotational force of the rotation support unit (300).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(400)를 나타내는 블록도이다.Figure 4 is a block diagram showing a control unit (400) according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제어부(400)는 장애물 검출부(405), 비행 방향 결정부(410), 기준 방향 결정부(420), 비교부(430), 선정부(440), 제1 정보 생성부(450), 모드 전환부(460), 제2 정보 생성부(470), 충돌 판단부(480) 및 회피 제어부(490)를 포함할 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 4, the control unit (400) of the present invention may include an obstacle detection unit (405), a flight direction determination unit (410), a reference direction determination unit (420), a comparison unit (430), a selection unit (440), a first information generation unit (450), a mode switching unit (460), a second information generation unit (470), a collision determination unit (480), and an avoidance control unit (490).

장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출할 수 있다. 예컨대, 장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하고, 장애물의 형상, 위치, 이동 속도 및 자세를 포함하는 정보를 생성할 수 있다. The obstacle detection unit (405) can detect an obstacle based on the detection data. For example, the obstacle detection unit (405) can detect an obstacle based on the detection data and generate information including the shape, location, movement speed, and posture of the obstacle.

장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부(410)는 비행 상태를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다. 예컨대, 비행 방향 결정부(410)는 상태 측정부(500)에 의해 측정된 비행 상태로부터 비행 방향을 결정할 수 있다. 실시예에 따라, 비행 방향은 수평면 상의 2차원 벡터 데이터 또는 수직 성분을 포함하는 3차원 벡터 데이터일 수 있다. If an obstacle is not detected by the obstacle detection unit (405), the flight direction determination unit (410) can determine the flight direction based on the flight status. For example, the flight direction determination unit (410) can determine the flight direction from the flight status measured by the status measurement unit (500). According to an embodiment, the flight direction can be two-dimensional vector data on a horizontal plane or three-dimensional vector data including a vertical component.

기준 방향 결정부(420)는 복수의 기준 방향들을 결정할 수 있다. 여기서, 복수의 기준 방향들은, 도 7을 참조하면, 회전 지지부(300)의 중심부로부터 복수의 짐벌 장치(GD)들이 결합된 장치 고정부(355)들로의 방향들을 나타낼 수 있다.The reference direction determining unit (420) can determine a plurality of reference directions. Here, the plurality of reference directions can represent directions from the center of the rotation support unit (300) to the device fixing units (355) to which the plurality of gimbal devices (GDs) are coupled, as shown in FIG. 7.

비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들을 비교할 수 있다. 예컨대, 비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들 각각을 비교할 수 있다. 그리고, 비교부(430)는 비행 방향과 동일한 기준 방향들이 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. The comparison unit (430) can compare the flight direction and a plurality of reference directions. For example, the comparison unit (430) can compare each of the flight direction and a plurality of reference directions. In addition, the comparison unit (430) can determine whether there are reference directions that are the same as the flight direction.

선정부(440)는, 비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정할 수 있다. 즉, 비행 방향과 동일한 기준 방향이 없는 경우, 무인 비행 장치(10)의 비행 방향과 감지 장치(SD)의 감지 방향이 서로 다른 것을 의미할 수 있다.The selection unit (440) can select one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction when the flight direction and the plurality of reference directions are all different. That is, when there is no reference direction that is the same as the flight direction, it can mean that the flight direction of the unmanned aerial vehicle (10) and the detection direction of the detection device (SD) are different from each other.

이를 통해, 본 발명의 선정부(440)는 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하여, 회전 지지부(300)의 회전 각도를 최소화할 수 있다.Through this, the selection unit (440) of the present invention can select one of the multiple reference directions that is closest to the flight direction, thereby minimizing the rotation angle of the rotation support unit (300).

제1 정보 생성부(450)는 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 회전 지지부로 전송할 수 있다. 예컨대, 제1 정보 생성부(450)는 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 각도 및 회전 방향을 산출하고, 회전 각도 및 회전 방향을 포함하는 제1 회전 정보를 생성할 수 있다. 그리고, 회전 지지부(300)는 제1 회전 정보에 따라 감지부(200)를 회전시키고, 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하도록 할 수 있다. The first information generating unit (450) can generate first rotation information for the rotating support unit (300) based on the difference between any one of the reference directions selected by the selecting unit and the flight direction, and transmit the same to the rotating support unit. For example, the first information generating unit (450) can calculate a rotation angle and a rotation direction based on the difference between the reference direction and the flight direction, and generate first rotation information including the rotation angle and the rotation direction. In addition, the rotating support unit (300) can rotate the sensing unit (200) according to the first rotation information, and cause the sensing device (SD) to face the flight direction.

장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 검출된 경우, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 실행할 수 있다. 본 명세서에서, 장애물 감지 모드는 무인 비행 장치(10)의 주변에 위치한 장애물을 추적하고 회피하기 위한 모드를 의미한다. 이때, 무인 비행 장치(10)의 감지부(200)는 비행 방향을 지향하지 않고, 장애물을 추적할 수 있다. When an obstacle is detected by the obstacle detection unit (405), the mode switching unit (460) can execute the obstacle detection mode. In this specification, the obstacle detection mode means a mode for tracking and avoiding obstacles located around the unmanned aerial vehicle (10). At this time, the detection unit (200) of the unmanned aerial vehicle (10) can track the obstacle without aiming at the flight direction.

제2 정보 생성부(470)는 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 회전 지지부로 전송하고, 짐벌 장치(GD)에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 짐벌 장치(GD)로 전송할 수 있다.The second information generation unit (470) can generate second rotation information for the rotation support unit (300) based on the position of the unmanned aerial device (10) and the position of the obstacle and transmit it to the rotation support unit, and generate third rotation information for the gimbal device (GD) and transmit it to the gimbal device (GD).

예컨대, 제2 정보 생성부(470)는 감지 장치(SD)가 수평 방향을 따라 장애물을 추적할 수 있도록, 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 회전 각도 및 회전 방향을 산출하여, 제2 회전 정보를 생성할 수 있다. 또한, 제2 정보 생성부(470)는 감지 장치(SD)가 수직 방향을 따라 장애물을 추적할 수 있도록, 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 짐벌 장치(GD)에 대한 회전 각도 및 회전 방향을 산출하여, 제3 회전 정보를 생성할 수 있다.For example, the second information generating unit (470) can generate second rotation information by calculating a rotation angle and a rotation direction for the rotation support unit (300) based on the position of the unmanned aerial device (10) and the position of the obstacle so that the detection device (SD) can track the obstacle along the horizontal direction. In addition, the second information generating unit (470) can generate third rotation information by calculating a rotation angle and a rotation direction for the gimbal device (GD) based on the position of the unmanned aerial device (10) and the position of the obstacle so that the detection device (SD) can track the obstacle along the vertical direction.

충돌 판단부(480)는 비행 상태 및 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)와 장애물의 충돌 가능성을 산출할 수 있다. 예컨대, 충돌 판단부(480)는 무인 비행 장치(10) 및 장애물 각각의 위치, 이동 속도 및 자세를 기초로, 무인 비행 장치(10) 및 장애물의 예상 위치를 추정하고, 이를 기초로 충돌 가능성을 산출할 수 있다. The collision determination unit (480) can calculate the possibility of collision between the unmanned aerial vehicle (10) and the obstacle based on the flight status and detection data. For example, the collision determination unit (480) can estimate the expected positions of the unmanned aerial vehicle (10) and the obstacle based on the positions, movement speeds, and attitudes of each of the unmanned aerial vehicle (10) and the obstacle, and calculate the possibility of collision based on this.

회피 제어부(490)는 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치(10)를 회피 구동시킬 수 있다. 예컨대, 기준값은 기설정된 값(예컨대, 50%) 또는 사용자에 의해 입력된 값일 수 있다. 회피 제어부(490)는 비행 구동부(100)로 비행 제어 신호를 전송하여, 충돌 가능성이 기준값이 이하로 떨어질 때까지 무인 비행 장치(10)를 회피 구동시킬 수 있다. The avoidance control unit (490) can control the flight drive unit (100) to drive the unmanned aerial vehicle (10) to avoid collisions when the collision probability is higher than the reference value. For example, the reference value can be a preset value (e.g., 50%) or a value input by the user. The avoidance control unit (490) can transmit a flight control signal to the flight drive unit (100) to drive the unmanned aerial vehicle (10) to avoid collisions until the collision probability falls below the reference value.

무인 비행 장치(10)의 회피 구동이 완료된 경우, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다. 즉, 충돌 가능성이 기준값 이하로 내려간 경우, 무인 비행 장치(10)는 회피 구동을 종료하고, 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다. 이때, 감지 장치(SD)는 다시 무인 비행 장치(10)의 비행 방향을 지향할 수 있다. When the avoidance drive of the unmanned aerial vehicle (10) is completed, the mode switching unit (460) can terminate the obstacle detection mode. That is, when the possibility of collision falls below a reference value, the unmanned aerial vehicle (10) can terminate the avoidance drive, and the mode switching unit (460) can terminate the obstacle detection mode. At this time, the detection device (SD) can again direct the flight direction of the unmanned aerial vehicle (10).

즉, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)는 장애물이 없는 일반 비행 상황에서, 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하도록 함으로써, 안정적으로 감지 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 무인 비행 장치(10)는 장애물이 발견된 경우, 감지 장치(SD)가 장애물을 추척하도록 제어함으로써, 회피 구동을 용이하고 신속하게 수행할 수 있다. That is, the unmanned aerial vehicle (10) according to the embodiment of the present invention can stably generate detection data by directing the detection device (SD) toward the flight direction in a normal flight situation without obstacles. In addition, when an obstacle is detected, the unmanned aerial vehicle (10) can easily and quickly perform an avoidance operation by controlling the detection device (SD) to track the obstacle.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 동작 방법을 상세하게 나타내는 순서도이다. 이하에서는, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 제어부(400)가 비행 상태 및 회전 상태를 기초로 비행 구동부(100) 및 회전 지지부(300)를 제어하는 단계(S50)가 상세하게 설명된다. FIG. 5 is a flowchart showing in detail the operating method of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 5, the step (S50) in which the control unit (400) controls the flight drive unit (100) and the rotation support unit (300) based on the flight state and the rotation state is described in detail.

먼저, 장애물 검출부(405)가 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출할 수 있다(S51). 예컨대, 장애물 검출부(405)는 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)의 주변을 탐지하고, 장애물을 검출할 수 있다. First, the obstacle detection unit (405) can detect an obstacle based on the detection data (S51). For example, the obstacle detection unit (405) can detect the surroundings of the unmanned aerial vehicle (10) and detect an obstacle based on the detection data.

장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 미검출된 경우(S52의 YES), 비행 방향 결정부(410)가 비행 상태를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다(S53). 예컨대, 비행 방향 결정부(410)는 비행 상태에 포함된 무인 비행 장치(10)의 위치를 기초로 비행 방향을 결정할 수 있다. If an obstacle is not detected by the obstacle detection unit (405) (YES of S52), the flight direction determination unit (410) can determine the flight direction based on the flight state (S53). For example, the flight direction determination unit (410) can determine the flight direction based on the position of the unmanned aerial vehicle (10) included in the flight state.

기준 방향 결정부(420)가 복수의 기준 방향들을 결정할 수 있다(S54). 여기서, 복수의 기준 방향들은, 회전 지지부(300)의 중심부로부터 복수의 짐벌 장치(GD)들이 결합된 장치 고정부(355)들로의 방향들을 나타낼 수 있다. The reference direction determining unit (420) can determine a plurality of reference directions (S54). Here, the plurality of reference directions can represent directions from the center of the rotating support unit (300) to the device fixing units (355) to which the plurality of gimbal devices (GDs) are coupled.

비교부(430)는 비행 방향 및 복수의 기준 방향들을 비교할 수 있다(S55). 예컨대, 비교부(430)는 복수의 기준 방향들이 나타내는 감지 장치(SD)의 지향 방향과 비행 방향을 비교할 수 있다. The comparison unit (430) can compare the flight direction and a plurality of reference directions (S55). For example, the comparison unit (430) can compare the orientation of the detection device (SD) indicated by the plurality of reference directions with the flight direction.

비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우(S56의 YES), 선정부(440)가 복수의 기준 방향들 중에서 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정할 수 있다(S57). 즉, 감지 장치(SD)의 지향 방향과 비행 방향이 상이한 경우, 선정부(440)는 회전 지지부(300)의 회전량을 최소화하기 위해, 기준 방향들 중 어느 하나를 선정할 수 있다. If the flight direction and multiple reference directions are all different (YES of S56), the selection unit (440) can select one of the multiple reference directions that is closest to the flight direction (S57). That is, if the orientation direction of the detection device (SD) and the flight direction are different, the selection unit (440) can select one of the reference directions in order to minimize the amount of rotation of the rotation support unit (300).

비행 방향 및 복수의 기준 방향들이 일치하는 경우(S56의 NO), 감지 장치(SD)가 비행 방향을 지향하고 있는 것으로서, 비행 방향을 결정하는 단계(S52)로 진행할 수 있다. If the flight direction and the multiple reference directions match (NO of S56), the detection device (SD) is considered to be facing the flight direction, and the process can proceed to the step of determining the flight direction (S52).

제1 정보 생성부(450)가 선정부(440)에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 비행 방향의 차이를 기초로, 회전 지지부(300)에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 회전 지지부(300)로 전송할 수 있다(S58). 회전 지지부(300)는 제1 회전 정보에 포함된 회전 각도 및 회전 방향을 따라 회전할 수 있다. 그리고, 회전 지지부(300)에 설치된 감지부(200)는 비행 방향을 지향할 수 있다. The first information generating unit (450) can generate first rotation information for the rotating support unit (300) based on the difference between one of the reference directions selected by the selecting unit (440) and the flight direction and transmit it to the rotating support unit (300) (S58). The rotating support unit (300) can rotate along the rotation angle and rotation direction included in the first rotation information. In addition, the sensing unit (200) installed in the rotating support unit (300) can direct the flight direction.

장애물 검출부(405)에 의해 장애물이 검출된 경우(S52의 NO), 모드 전환부(460)는 장애물 감지 모드를 실행할 수 있다(S60). 장애물 감지 모드에서 감지 장치(SD)는 장애물을 추적할 수 있다. When an obstacle is detected by the obstacle detection unit (405) (NO of S52), the mode switching unit (460) can execute the obstacle detection mode (S60). In the obstacle detection mode, the detection device (SD) can track the obstacle.

제2 정보 생성부(470)는 무인 비행 장치(10)의 위치 및 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 회전 지지부(300)로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 짐벌 장치(GD)로 전송할 수 있다(S61). 회전 지지부(300)는 제2 회전 정보를 바탕으로 요(yaw) 회전하고, 짐벌 장치(GD)는 제3 회전 정보를 기초로 피치(pitch) 회전할 수 있다. The second information generating unit (470) can generate second rotation information based on the position of the unmanned aerial device (10) and the position of the obstacle and transmit it to the rotation support unit (300), and generate third rotation information and transmit it to the gimbal device (GD) (S61). The rotation support unit (300) can yaw rotate based on the second rotation information, and the gimbal device (GD) can pitch rotate based on the third rotation information.

충돌 판단부(480)는 비행 상태 및 감지 데이터를 기초로 무인 비행 장치(10)와 장애물의 충돌 가능성을 산출할 수 있다(S62).The collision judgment unit (480) can calculate the possibility of collision between the unmanned aerial vehicle (10) and an obstacle based on flight status and detection data (S62).

충돌 가능성이 기준값 이상인 경우(S63의 YES), 회피 제어부(490)는 비행 구동부(100)를 제어하여 무인 비행 장치를 회피 구동시킬 수 있다(S64).If the possibility of collision is greater than the reference value (YES of S63), the avoidance control unit (490) can control the flight drive unit (100) to drive the unmanned aerial vehicle to avoid collision (S64).

충돌 가능성이 기준값 미만인 경우(S63의 NO), 모드 전환부(460)가 장애물 감지 모드를 종료하는 단계(S65)로 진행할 수 있다. If the collision probability is less than the reference value (NO of S63), the mode switching unit (460) can proceed to the step (S65) of terminating the obstacle detection mode.

무인 비행 장치(10)의 회피 구동이 종료된 경우, 모드 전환부(460)가 장애물 감지 모드를 종료할 수 있다(S65).When the avoidance operation of the unmanned aerial vehicle (10) is terminated, the mode switching unit (460) can terminate the obstacle detection mode (S65).

회전 지지부(300)는, 제1 회전 정보 및 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 비행 방향에 대하여 요(yaw) 회전할 수 있다. 짐벌 장치(GD)는, 제3 회전 정보를 기초로 비행 방향에 대하여 피치(pitch) 회전할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치(10)는 비행에 따른 진동으로부터 감지 장치(SD)의 수평을 유지하면서, 장애물을 용이하게 추적할 수 있다. The rotation support member (300) can yaw with respect to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information. The gimbal device (GD) can pitch rotate with respect to the flight direction based on the third rotation information. Through this, the unmanned aerial vehicle (10) according to the embodiment of the present invention can easily track an obstacle while maintaining the horizontality of the detection device (SD) from vibrations due to flight.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 감지 플랫폼 장치를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a drawing showing a detection platform device according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 6을 참조하면, 회전 지지부(300)는 본체 결합부(310), 구동 모터(320), 중심 회전축(330), 제1 회전 전달부(340), 회전 프레임(350), 제2 회전 전달부(360), 고정판(370), 회전형 커넥터(380) 및 배터리부(390)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 6, the rotation support member (300) may include a main body coupling member (310), a driving motor (320), a central rotation shaft (330), a first rotation transmission member (340), a rotation frame (350), a second rotation transmission member (360), a fixed plate (370), a rotational connector (380), and a battery member (390).

본체 결합부(310)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)의 하단에 결합될 수 있다. 예컨대, 본체 결합부(310)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB) 하단에 위치한 결합 구조와 결합될 수 있다. 실시예에 따라, 본체 결합부(310)는 본체부(MB)와 원터치 결합되어 탈부착이 용이한 효과를 가질 수 있다. 또한, 본체 결합부(310)는 보호 브라켓 구조를 통해 구동 모터(320), 중심 회전축(330) 및 배터리부(390)를 외부로부터 보호할 수 있다. The main body coupling part (310) can be coupled to the lower part of the main body (MB) of the unmanned aerial device (10). For example, the main body coupling part (310) can be coupled to a coupling structure located at the lower part of the main body (MB) of the unmanned aerial device (10). According to an embodiment, the main body coupling part (310) can be easily coupled to the main body (MB) with one touch, thereby providing an effect of easy attachment and detachment. In addition, the main body coupling part (310) can protect the drive motor (320), the central rotation shaft (330), and the battery part (390) from the outside through a protection bracket structure.

구동 모터(320)는 본체 결합부(310)의 내부에 위치하며, 전기 에너지로부터 회전 운동 에너지를 생성할 수 있다. 예컨대, 구동 모터(320)는 배터리부(390) 및 본체부(MB) 중 적어도 하나로부터 전기 에너지를 공급받을 수 있다. 구동 모터(320)는 실시 가능한 다양한 방식을 통해 회전 운동 에너지를 생성할 수 있다. 구동 모터(320)는 본체 결합부(310) 내측에 결합되어 고정될 수 있다. The driving motor (320) is located inside the main body coupling portion (310) and can generate rotational kinetic energy from electric energy. For example, the driving motor (320) can receive electric energy from at least one of the battery portion (390) and the main body portion (MB). The driving motor (320) can generate rotational kinetic energy through various possible methods. The driving motor (320) can be coupled and fixed inside the main body coupling portion (310).

중심 회전축(330)은 본체 결합부(310)에 의해 회전 가능하도록 지지되며, 회전 운동 에너지를 제공받을 수 있다. 예컨대, 중심 회전축(330)은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 중심 회전축(330)은 본체부의 하측 방향을 향하여 연장되는 구조일 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 중심 회전축(330)은 본체 결합부(310)에 의해 회전 가능하도록 지지되며, 일부분이 본체 결합부(310) 외부로 나와 하측 방향으로 연장될 수 있다. 중심 회전축(330)은 제2 회전 전달부(360)를 통해 구동 모터(320)에 의해 생성된 회전 운동 에너지를 제공받을 수 있다. 즉, 중심 회전축(330)은 구동 모터(320)가 동작함에 따라 회전할 수 있다. The central rotation shaft (330) is rotatably supported by the main body coupling portion (310) and can receive rotational kinetic energy. For example, the central rotation shaft (330) can have a cylindrical shape. The central rotation shaft (330) can have a structure that extends toward the downward direction of the main body. As illustrated in FIG. 6, the central rotation shaft (330) is rotatably supported by the main body coupling portion (310) and a portion thereof can extend downwardly outside the main body coupling portion (310). The central rotation shaft (330) can receive rotational kinetic energy generated by the driving motor (320) through the second rotation transmission portion (360). That is, the central rotation shaft (330) can rotate as the driving motor (320) operates.

제1 회전 전달부(340)는 중심 회전축(330)에 연결되며, 회전 운동 에너지를 외측면으로 전달할 수 있다. 예컨대, 제1 회전 전달부(340)는 구동 모터(320)에 의해 회전된 중심 회전축(330)이 중앙부에 삽입되는 구조를 가지며, 중심 회전축(330)을 통해 전달받은 회전 운동 에너지를 제1 회전 전달부(340)의 외측면으로 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제1 회전 전달부(340)는 기어 또는 벨트 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 제1 회전 전달부(340)와 관련된 상세한 내용은 도 3에서 설명된다. The first rotation transmission unit (340) is connected to the central rotation shaft (330) and can transmit rotational kinetic energy to the outer surface. For example, the first rotation transmission unit (340) has a structure in which a central rotation shaft (330) rotated by a driving motor (320) is inserted into the central portion, and rotational kinetic energy received through the central rotation shaft (330) can be transmitted to the outer surface of the first rotation transmission unit (340). Depending on the embodiment, the first rotation transmission unit (340) can be implemented in various ways, such as a gear or a belt. Details related to the first rotation transmission unit (340) are described in FIG. 3.

회전 프레임(350)은 제1 회전 전달부(340)의 외측면에 결합되며, 회전 운동 에너지에 의해 회전할 수 있다. 예컨대, 회전 프레임(350)은 제1 회전 전달부(340)의 외측면에 접촉 고정되며, 접촉면이 회전됨에 따라 회전될 수 있다. The rotating frame (350) is coupled to the outer surface of the first rotating transmission unit (340) and can rotate by rotational kinetic energy. For example, the rotating frame (350) is fixed in contact with the outer surface of the first rotating transmission unit (340) and can rotate as the contact surface rotates.

이때, 회전 프레임(350)에는, 감지 장치(SD)를 고정하기 위한 적어도 하나의 장치 고정부(355)가 형성될 수 있다. 장치 고정부(355)는 감지 장치(SD) 및 감지 장치(SD)가 고정된 짐벌 장치(GD)가 삽입되어 결합될 수 있는 구멍으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD)를 고정하기 위한 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 회전 프레임(350)과 관련된 상세한 내용은 도 7에서 설명된다. At this time, at least one device fixing part (355) for fixing the detection device (SD) may be formed in the rotating frame (350). The device fixing part (355) may be implemented as a hole into which the detection device (SD) and the gimbal device (GD) to which the detection device (SD) is fixed may be inserted and coupled. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various ways to fix the detection device (SD) and the gimbal device (GD). Details related to the rotating frame (350) are described in FIG. 7.

제2 회전 전달부(360)는 구동 모터(320)에 의해 생성된 회전 운동 에너지를 중심 회전축(330)으로 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 회전 전달부(360)는 기어 또는 벨트 등의 다양한 방식으로 구현될 수 있다.The second rotation transmission unit (360) can transmit the rotational kinetic energy generated by the driving motor (320) to the central rotation shaft (330). Depending on the embodiment, the second rotation transmission unit (360) can be implemented in various ways, such as a gear or a belt.

고정판(370)은 무인 비행 장치(10)의 다리(LG)에 결합될 수 있다. 예컨대, 고정판(370)은 다리(LG)에 결합되어 회전되지 않으며, 제1 회전 전달부(340)에 포함된 적어도 하나의 기어에 대한 중심축을 고정할 수 있다. The fixed plate (370) can be coupled to the leg (LG) of the unmanned aerial vehicle (10). For example, the fixed plate (370) is coupled to the leg (LG) and does not rotate, and can fix the central axis for at least one gear included in the first rotation transmission unit (340).

이때, 무인 비행 장치(10)의 다리(LG)는 제1 회전 전달부(340) 및 고정판(370)을 관통할 수 있다. 구체적으로, 다리(LG)는 제1 회전 전달부(340)를 별도의 접촉없이 관통할 수 있다. 다리(LG)는 고정판(370)과 연결되어 고정된 상태로 고정판(370)을 관통할 수 있다. At this time, the leg (LG) of the unmanned aerial vehicle (10) can penetrate the first rotation transmission unit (340) and the fixed plate (370). Specifically, the leg (LG) can penetrate the first rotation transmission unit (340) without separate contact. The leg (LG) can penetrate the fixed plate (370) while being connected to and fixed to the fixed plate (370).

회전형 커넥터(380)는 무인 비행 장치(10) 및 장치 고정부(355)를 전기적으로 연결할 수 있다. 예컨대, 회전형 커넥터(380)는 무인 비행 장치(10)의 본체부(MB)에 포함된 실시예에 따라, 회전형 커넥터(380)는 슬립 링(slip ring) 및 브러시(brush)를 포함할 수 있다. 슬립 링은 중심 회전축(330)에 연결되어, 회전되더라도 브러시와의 전기적 연결을 유지할 수 있다. 브러시는 무인 비행 장치(10)에 연결되며, 슬립 링과의 전기적 연결을 통해 장치 고정부(355)로 전기적 신호 및 데이터를 전달할 수 있다. The rotary connector (380) can electrically connect the drone (10) and the device fixture (355). For example, the rotary connector (380) may include a slip ring and a brush, depending on the embodiment in which the rotary connector (380) is included in the main body (MB) of the drone (10). The slip ring is connected to the central rotation shaft (330) and can maintain an electrical connection with the brush even when rotated. The brush is connected to the drone (10) and can transmit electrical signals and data to the device fixture (355) through an electrical connection with the slip ring.

배터리부(390)는 감지 장치(SD)로 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 배터리부(390)는 감지 장치(SD)를 운용하기 위한 전원을 제공할 수 있다. 또한, 배터리부(390)는 무인 비행 장치(10)의 비상 전원으로 활용되거나, 무인 비행 장치(10)에 포함된 배터리로부터 전원을 공급받아 저장할 수 있다. The battery unit (390) can supply power to the detection device (SD). For example, the battery unit (390) can provide power for operating the detection device (SD). In addition, the battery unit (390) can be used as an emergency power source for the unmanned aerial vehicle (10), or can be supplied and stored from a battery included in the unmanned aerial vehicle (10).

실시예에 따라, 회전 지지부(300)는 적어도 하나의 베어링(BR)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 베어링(BR)은 회전축과 축의 지지대 사이의 마찰을 줄여주는 기계요소를 의미한다. 예컨대, 중심 회전축(330)에 위치한 베어링(BR)은 축의 지지대(즉, 본체 결합부(310)) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한, 회전 프레임(350) 및 고정판(370) 사이에 위치한 베어링(BR)은 회전 프레임(350) 및 고정판(370) 사이의 마찰을 감소시킬 수 있다. According to an embodiment, the rotation support member (300) may further include at least one bearing (BR). In the present specification, the bearing (BR) means a mechanical element that reduces friction between the rotation shaft and the support member of the shaft. For example, the bearing (BR) located at the central rotation shaft (330) may reduce friction between the support member of the shaft (i.e., the main body coupling member (310)). In addition, the bearing (BR) located between the rotation frame (350) and the fixed plate (370) may reduce friction between the rotation frame (350) and the fixed plate (370).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 회전 프레임(350)을 나타내는 도면이다. 도 7에서는 도 6에 도시된 회전 프레임(350)의 선분 L1에 따른 단면이 도시된다.Fig. 7 is a drawing showing a rotation frame (350) according to an embodiment of the present invention. Fig. 7 shows a cross-section along line segment L1 of the rotation frame (350) shown in Fig. 6.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 회전 프레임(350)은 내부에 제1 회전 전달부(340)의 크기에 대응하는 구멍이 형성된 원판 형상을 가질 수 있다. 즉, 제1 회전 전달부(340)는 회전 프레임(350)의 내부 공간에 삽입되어, 중심 회전축(330)으로 제공되는 회전 운동 에너지를 회전 프레임(350)으로 전달할 수 있다. 그리고, 회전 프레임(350)은 회전 운동 에너지에 따라 회전할 수 있다. Referring to FIGS. 1 to 7, the rotation frame (350) may have a disk shape having a hole formed therein corresponding to the size of the first rotation transmission unit (340). That is, the first rotation transmission unit (340) may be inserted into the internal space of the rotation frame (350) and may transmit rotational kinetic energy provided to the central rotation axis (330) to the rotation frame (350). In addition, the rotation frame (350) may rotate according to the rotational kinetic energy.

회전 프레임(350)에는, 감지 장치(SD)를 고정하기 위한 적어도 하나의 장치 고정부(355)가 형성될 수 있다. 도 5에서는 4개의 장치 고정부(355)가 도시되나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라 다양한 수의 장치 고정부(355)가 회전 프레임(350)에 형성될 수 있다. At least one device fixing part (355) for fixing a detection device (SD) may be formed on the rotating frame (350). In FIG. 5, four device fixing parts (355) are illustrated, but the present invention is not limited thereto. Depending on the embodiment, a variety of device fixing parts (355) may be formed on the rotating frame (350).

실시예에 따라, 장치 고정부(355)는 마그네틱 커넥터(magnetic connector)를 포함할 수 있다. 장치 고정부(355)는 자성을 이용하여 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD) 중 하나와 결합하고 전원을 공급할 수 있다. In some embodiments, the device fixture (355) may include a magnetic connector. The device fixture (355) may be capable of using magnetism to couple with and power one of the sensing device (SD) and the gimbal device (GD).

장치 고정부(355)는 감지 장치(SD) 및 감지 장치(SD)가 고정된 짐벌 장치(GD) 중 적어도 하나가 삽입 및 결합될 수 있는 구멍으로 구현될 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 감지 장치(SD) 및 짐벌 장치(GD)를 고정하기 위한 다양한 방식으로 구현될 수 있다. The device fixing portion (355) may be implemented as a hole into which at least one of the detection device (SD) and the gimbal device (GD) to which the detection device (SD) is fixed may be inserted and coupled. However, the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various ways to fix the detection device (SD) and the gimbal device (GD).

즉, 회전 프레임(350)이 회전하게 되면 장치 고정부(355)에 고정된 감지 장치(SD)도 회전할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 감지 장치(SD)는 무인 비행 장치(10)의 진행 방향에 따라 용이하게 감지 장치(SD)의 지향각을 설정할 수 있다. 또한, 짐벌 장치(GD)가 추가로 결합되는 경우, 짐벌 장치(GD)는 진동 및 충격을 저감하여 감지 장치(SD)의 지향각을 효과적으로 유지할 수 있다. That is, when the rotating frame (350) rotates, the detection device (SD) fixed to the device fixing part (355) can also rotate. Accordingly, the detection device (SD) according to the embodiment of the present invention can easily set the orientation angle of the detection device (SD) according to the direction of travel of the unmanned aerial device (10). In addition, when a gimbal device (GD) is additionally connected, the gimbal device (GD) can effectively maintain the orientation angle of the detection device (SD) by reducing vibration and shock.

기준 방향(RD)은 회전 프레임(350)의 중심으로부터 장치 고정부(355)로의 방향을 나타낼 수 있다. 즉, 장치 고정부(355)의 수와 배치가 달라짐에 따라, 기준 방향(RD)의 수와 지향점이 달라질 수 있다. The reference direction (RD) can represent the direction from the center of the rotation frame (350) to the device fixing part (355). That is, the number and orientation point of the reference direction (RD) can change as the number and arrangement of the device fixing parts (355) change.

상술한 방식을 통하여, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 사용 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Through the above-described method, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of improving the convenience of use.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 감지 장치를 360도 회전 가능한 상태로 탑재함으로써, 무인 비행 장치의 비행 방향으로 감지 장치를 용이하게 지향시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of easily directing the sensing device in the flight direction of the unmanned aerial vehicle by mounting the sensing device in a state in which the sensing device can rotate 360 degrees.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 고정하는 복수의 짐벌 장치들을 무인 비행 장치의 회전 지지부에 용이하게 탈부착할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of allowing a plurality of gimbal devices fixing a plurality of sensing devices to be easily attached and detached from a rotating support member of the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 복수의 감지 장치들을 무인 비행 장치 하부에 결합된 회전 지지부에 안정적으로 탑재할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of stably mounting a plurality of sensing devices on a rotating support member coupled to the lower portion of the unmanned aerial vehicle.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 자유롭게 지향각을 변경할 수 있는 복수의 감지 장치들을 이용하여 장애물을 용이하게 탐지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of easily detecting obstacles by using a plurality of detection devices whose aiming angles can be freely changed.

또한, 본 발명의 무인 비행 장치 및 이의 동작 방법은 장애물을 탐지한 경우, 장애물에 대한 회피 구동 및 장애물 추적을 동시에 할 수 있는 효과가 있다. In addition, the unmanned aerial vehicle of the present invention and its operating method have the effect of simultaneously performing obstacle avoidance operation and obstacle tracking when an obstacle is detected.

이상 본 명세서에서 설명한 기능적 동작과 본 주제에 관한 실시형태들은 본 명세서에서 개시한 구조들 및 그들의 구조적인 등가물을 포함하여 디지털 전자 회로나 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 또는 하드웨어에서 또는 이들 중 하나 이상이 조합에서 구현 가능하다. The functional operations described in this specification and the embodiments relating to the subject matter herein may be implemented in digital electronic circuits or in computer software, firmware or hardware, or in a combination of one or more of these, including the structures disclosed herein and their structural equivalents.

본 명세서에서 기술하는 주제의 실시형태는 하나 이상이 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 데이터 처리 장치에 의한 실행을 위하여 또는 그 동작을 제어하기 위하여 유형의 프로그램 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상이 모듈로서 구현될 수 있다. 유형의 프로그램 매체는 전파형 신호이거나 컴퓨터로 판독 가능한 매체일 수 있다. 전파형 신호는 컴퓨터에 의한 실행을 위하여 적절한 수신기 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위하여 생성되는 예컨대 기계가 생성한 전기적, 광학적 또는 전자기 신호와 같은 인공적으로 생성된 신호이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조합 또는 이들 중 하나 이상이 조합일 수 있다.Embodiments of the subject matter described in this specification may be implemented as one or more modules relating to computer program products, i.e., computer program instructions encoded on a tangible program medium for execution by or to control the operation of a data processing device. The tangible program medium may be a radio signal or a computer-readable medium. A radio signal is an artificially generated signal, such as a machine-generated electrical, optical, or electromagnetic signal, that is generated to encode information for transmission to a suitable receiver device for execution by a computer. The computer-readable medium may be a machine-readable storage device, a machine-readable storage substrate, a memory device, a combination of materials that affect a machine-readable radio signal, or a combination of one or more of these.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 또는 코드로도 알려져 있음)은 컴파일되거나 해석된 언어나 선험적 또는 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. A computer program (also known as a program, software, software application, script or code) may be written in any programming language, including compiled or interpreted languages, a priori or procedural languages, and may be deployed in any form, including as a standalone program, a module, a component, a subroutine or other unit suitable for use in a computing environment.

컴퓨터 프로그램은 파일 장치의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 또는 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상이 모듈, 하위 프로그램 또는 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 또는 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상이 스크립트) 내에 저장될 수 있다. A computer program does not necessarily correspond to a file on a file device. A program may be stored within a single file provided to the requested program, within multiple interacting files (e.g., one or more files storing modules, subprograms, or portions of code), or within a portion of a file containing other programs or data (e.g., one or more scripts stored within a markup language document).

컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.A computer program may be deployed to run on a single computer or on multiple computers located at a single site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

부가적으로, 본 특허문헌에서 기술하는 논리 흐름과 구조적인 블록도는 개시된 구조적인 수단의 지원을 받는 대응하는 기능과 단계의 지원을 받는 대응하는 행위 및/또는 특정한 방법을 기술하는 것으로, 대응하는 소프트웨어 구조와 알고리즘과 그 등가물을 구축하는 데에도 사용 가능하다. Additionally, the logical flow and structural block diagrams described in this patent document describe corresponding functions and corresponding acts and/or specific methods supported by the steps and supported by the disclosed structural means, and can also be used to construct corresponding software structures and algorithms and their equivalents.

본 명세서에서 기술하는 프로세스와 논리 흐름은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행하기 위하여 하나 이상이 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상이 프로그래머블 프로세서에 의하여 수행 가능하다.The processes and logic flows described herein are executable by one or more programmable processors executing one or more computer programs to perform functions by operating on input data and generating output.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 프로세서는, 예컨대 범용 및 특수 목적의 마이크로프로세서 양자 및 어떤 형태의 디지털 컴퓨터의 어떠한 하나 이상이 프로세서라도 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리나 랜덤 액세스 메모리 또는 양자로부터 명령어와 데이터를 수신할 것이다. Processors suitable for executing a computer program include, for example, both general-purpose and special-purpose microprocessors, and any one or more processors of any type of digital computer. Typically, the processor will receive instructions and data from a read-only memory or a random access memory or both.

컴퓨터의 핵심적인 요소는 명령어와 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 메모리 장치 및 명령을 수행하기 위한 프로세서이다. 또한, 컴퓨터는 일반적으로 예컨대 자기, 자기 광학 디스크나 광학 디스크와 같은 데이터를 저장하기 위한 하나 이상이 대량 저장 장치로부터 데이터를 수신하거나 그것으로 데이터를 전송하거나 또는 그러한 동작 둘 다를 수행하기 위하여 동작가능 하도록 결합되거나 이를 포함할 것이다. 그러나, 컴퓨터는 그러한 장치를 가질 필요가 없다.The central elements of a computer are one or more memory devices for storing instructions and data and a processor for executing instructions. Additionally, the computer will typically be coupled to or include one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic, magneto-optical, or optical disks, which are operable to receive data from or transfer data to or perform both of these operations. However, a computer need not have such devices.

본 기술한 설명은 본 발명의 최상의 모드를 제시하고 있으며, 본 발명을 설명하기 위하여, 그리고 당업자가 본 발명을 제작 및 이용할 수 있도록 하기 위한 예를 제공하고 있다. 이렇게 작성된 명세서는 그 제시된 구체적인 용어에 본 발명을 제한하는 것이 아니다. The present description sets forth the best mode of the invention and provides examples to explain the invention and to enable those skilled in the art to make and use the invention. The specification so written is not intended to limit the invention to the specific terms set forth.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art or having ordinary knowledge in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the spirit and technical scope of the present invention as set forth in the claims below.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the scope of the patent claims.

10: 무인 비행 장치
100: 비행구동부
200: 감지부
300: 회전 지지부
400: 제어부
500: 상태 측정부
600: 통신부
MB: 본체부
PP: 프로펠러
SD: 감지 장치
GD: 짐벌 장치
LG: 다리
10: Unmanned Aerial Vehicle
100: Flight Drive Unit
200: Detection Unit
300: Rotating support
400: Control Unit
500: Status measurement unit
600: Communication Department
MB: Main body
PP: Propeller
SD: Detection Device
GD: Gimbal device
LG: Bridge

Claims (10)

무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하기 위한 비행 구동부;
전방을 감지하여 감지 데이터를 생성하기 위한 감지부;
상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하기 위한 회전 지지부;
상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하기 위한 제어부; 및
상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하기 위한 상태 측정부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 상기 회전 지지부를 회전시키고,
상기 제어부는,
상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하기 위한 장애물 검출부;
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하기 위한 비행 방향 결정부;
복수의 기준 방향들을 결정하기 위한 기준 방향 결정부;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하기 위한 비교부;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하기 위한 선정부;
상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하기 위한 제1 정보 생성부;
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하기 위한 모드 전환부;
상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 복수의 짐벌 장치들에 대한 제3 회전 정보를 생성하여 상기 복수의 짐벌 장치들로 전송하기 위한 제2 정보 생성부;
상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하기 위한 충돌 판단부; 및
상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키기 위한 회피 제어부를 더 포함하고,
상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내고,
상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 완료된 경우, 상기 모드 전환부는 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.
A flight drive unit for driving multiple propellers of an unmanned aerial vehicle;
A sensing unit for sensing the front and generating sensing data;
A rotation support unit coupled to the lower part of the main body of the above unmanned aerial device and configured to support the sensing unit so as to be rotatable;
A control unit for controlling the above flight driving unit and the above rotation support unit; and
Including a state measuring unit for measuring the flight state of the above unmanned aerial device and the rotation state of the above rotating support unit,
The control unit rotates the rotating support unit so that the sensing unit points in the flight direction of the unmanned aerial vehicle,
The above control unit,
An obstacle detection unit for detecting an obstacle based on the above detection data;
A flight direction determining unit for determining the flight direction based on the flight status when the obstacle is not detected by the obstacle detection unit;
A reference direction determining unit for determining multiple reference directions;
A comparison unit for comparing the above flight direction and the plurality of reference directions;
A selection unit for selecting one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction when the above flight direction and the plurality of reference directions are all different;
A first information generating unit for generating first rotation information for the rotation support unit based on a difference between one of the reference directions selected by the above selection unit and the flight direction and transmitting the same to the rotation support unit;
A mode switching unit for executing an obstacle detection mode when an obstacle is detected by the obstacle detection unit;
A second information generating unit for generating second rotation information for the rotating support unit based on the position of the unmanned aerial device and the position of the obstacle and transmitting the second rotation information to the rotating support unit, and generating third rotation information for a plurality of gimbal devices and transmitting the third rotation information to the plurality of gimbal devices;
A collision determination unit for calculating the possibility of collision between the unmanned aerial vehicle and the obstacle based on the above flight status and the above detection data; and
If the probability of the above collision is greater than the reference value, the avoidance control unit is further included to control the flight drive unit to avoid driving the unmanned aerial vehicle.
The above plurality of reference directions represent directions from the center of the rotating support to the device fixing parts to which the plurality of gimbal devices are coupled,
When the avoidance operation of the above unmanned aerial device is completed, the mode switching unit is characterized in that it terminates the obstacle detection mode.
Unmanned aerial vehicle.
제1항에 있어서,
상기 감지부는,
상기 무인 비행 장치의 주변을 탐색하기 위한 복수의 감지 장치들; 및
상기 회전 지지부 상에 탑재되며, 상기 무인 비행 장치의 비행에 의해 발생된 진동으로부터 상기 복수의 감지 장치들 각각의 수평을 유지하기 위한 상기 복수의 짐벌 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.
In the first paragraph,
The above detection unit,
A plurality of sensing devices for exploring the surroundings of the unmanned aerial vehicle; and
A device characterized by including a plurality of gimbal devices mounted on the rotating support and for maintaining the horizontality of each of the plurality of sensing devices from vibrations generated by the flight of the unmanned aerial vehicle.
Unmanned aerial vehicle.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고,
상기 복수의 짐벌 장치들은, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치.
In the first paragraph,
The above rotation support member rotates yaw relative to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information,
The above plurality of gimbal devices are characterized in that they rotate pitch with respect to the flight direction based on the third rotation information.
Unmanned aerial vehicle.
비행 구동부가 제어부의 제어에 따라, 무인 비행 장치의 복수의 프로펠러들을 구동하는 단계;
회전 지지부가 상기 제어부의 제어에 따라, 감지부가 상기 무인 비행 장치의 비행 방향을 지향하도록 회전하는 단계;
상기 감지부가 상기 무인 비행 장치의 상기 비행 방향을 지향하고, 감지 데이터를 생성하는 단계;
상태 측정부가, 상기 무인 비행 장치의 비행 상태 및 상기 회전 지지부의 회전 상태를 측정하는 단계; 및
상기 제어부가, 상기 비행 상태 및 상기 회전 상태를 기초로 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 제어부가 상기 비행 구동부 및 상기 회전 지지부를 제어하는 단계는,
장애물 검출부가 상기 감지 데이터를 기초로 장애물을 검출하는 단계;
상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 미검출된 경우, 비행 방향 결정부가 상기 비행 상태를 기초로 상기 비행 방향을 결정하는 단계;
기준 방향 결정부가 복수의 기준 방향들을 결정하는 단계;
비교부가 상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들을 비교하는 단계;
상기 비행 방향 및 상기 복수의 기준 방향들이 전부 상이한 경우, 선정부가 상기 복수의 기준 방향들 중에서 상기 비행 방향과 가장 근접한 어느 하나를 선정하는 단계;
제1 정보 생성부가 상기 선정부에 의해 선정된 어느 하나의 기준 방향 및 상기 비행 방향의 차이를 기초로, 상기 회전 지지부에 대한 제1 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하는 단계;
모드 전환부가 상기 장애물 검출부에 의해 상기 장애물이 검출된 경우, 장애물 감지 모드를 실행하는 단계;
제2 정보 생성부가 상기 무인 비행 장치의 위치 및 상기 장애물의 위치를 기초로, 제2 회전 정보를 생성하여 상기 회전 지지부로 전송하고, 제3 회전 정보를 생성하여 복수의 짐벌 장치들로 전송하는 단계;
충돌 판단부가 상기 비행 상태 및 상기 감지 데이터를 기초로 상기 무인 비행 장치와 상기 장애물의 충돌 가능성을 산출하는 단계;
상기 충돌 가능성이 기준값 이상인 경우, 회피 제어부가 상기 비행 구동부를 제어하여 상기 무인 비행 장치를 회피 구동시키는 단계; 및
상기 무인 비행 장치의 회피 구동이 종료된 경우, 상기 모드 전환부가 상기 장애물 감지 모드를 종료하는 단계를 포함하고,
상기 회전 지지부는 상기 무인 비행 장치의 본체부의 하단부에 결합되며, 상기 감지부를 회전 가능하도록 지지하고,
상기 복수의 기준 방향들은, 상기 회전 지지부의 중심부로부터 상기 복수의 짐벌 장치들이 결합된 장치 고정부들로의 방향들을 나타내는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.
A step for driving a plurality of propellers of an unmanned aerial vehicle by a flight driving unit under the control of a control unit;
A step in which the rotating support member rotates so that the sensing member points in the flight direction of the unmanned aerial vehicle according to the control of the control member;
A step for the sensing unit to direct the flight direction of the unmanned aerial vehicle and generate sensing data;
A step for measuring the flight status of the unmanned aerial vehicle and the rotation status of the rotation support unit; and
The above control unit includes a step of controlling the flight driving unit and the rotation support unit based on the flight state and the rotation state,
The step of controlling the flight drive unit and the rotation support unit by the above control unit is:
A step in which an obstacle detection unit detects an obstacle based on the detection data;
A step in which, when the obstacle is not detected by the obstacle detection unit, the flight direction determination unit determines the flight direction based on the flight status;
A step for determining a plurality of reference directions by a reference direction determining unit;
A step of comparing the flight direction and the plurality of reference directions;
A step in which the selection unit selects one of the plurality of reference directions that is closest to the flight direction when the above flight direction and the plurality of reference directions are all different;
A step in which a first information generating unit generates first rotation information for the rotation support unit based on a difference between one of the reference directions selected by the selecting unit and the flight direction, and transmits the generated first rotation information to the rotation support unit;
A step of executing an obstacle detection mode when an obstacle is detected by the obstacle detection unit in the mode switching unit;
A step of the second information generating unit generating second rotation information based on the position of the unmanned aerial device and the position of the obstacle and transmitting the second rotation information to the rotating support unit, and generating third rotation information and transmitting the third rotation information to a plurality of gimbal devices;
A step in which a collision judgment unit calculates the possibility of collision between the unmanned aerial vehicle and the obstacle based on the flight status and the detection data;
When the probability of the collision is greater than the reference value, a step of the avoidance control unit controlling the flight drive unit to drive the unmanned aerial vehicle to avoidance; and
When the avoidance operation of the above unmanned aerial device is terminated, the mode switching unit includes a step of terminating the obstacle detection mode,
The above-mentioned rotating support member is coupled to the lower part of the main body of the unmanned aerial device and supports the sensing member so as to be rotatable.
The above plurality of reference directions are characterized in that they represent directions from the center of the rotating support to the device fixing parts to which the plurality of gimbal devices are coupled.
A method of operating an unmanned aerial vehicle.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제6항에 있어서,
상기 회전 지지부는, 상기 제1 회전 정보 및 상기 제2 회전 정보 중 적어도 하나를 기초로, 상기 비행 방향에 대하여 요 회전하고,
상기 복수의 짐벌 장치들은, 상기 제3 회전 정보를 기초로 상기 비행 방향에 대하여 피치 회전하는 것을 특징으로 하는,
무인 비행 장치의 동작 방법.
In Article 6,
The above rotation support member rotates yaw relative to the flight direction based on at least one of the first rotation information and the second rotation information,
The above plurality of gimbal devices are characterized in that they rotate pitch with respect to the flight direction based on the third rotation information.
A method of operating an unmanned aerial vehicle.
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