안녕하세요, 쇠곡괭이입니다. 지난번 ‘드론용 전손방지 프로펠러’와 연계하여 방법 특허가 등록 결정되어 게시글에 작성해 보겠습니다.이전 게시물을 보시는 게 이해하기 쉬울 것 같아요.
[특허] ‘드론용 전손방지 프로펠러’ 등록 리뷰 안녕하세요 쇠 곡괭이입니다. 지난번 박스핸들 펀치장치에 이어 2차 특허가 최종 ……blog.naver.com
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[특허] ‘드론용 전손방지 프로펠러’ 등록 리뷰 안녕하세요 쇠 곡괭이입니다. 지난번 박스핸들 펀치장치에 이어 2차 특허가 최종 ……blog.naver.com
<특허등록증>
특허 제10-2298107호 출원번호 제10-2020-0067078호 한글:드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도 제어방법, 드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도를 위한 드론 운행제어장치 및 그 장치를 포함하는 드론.영문: Method and Drone Flight Control Device for Propeller Damage Detection and Landing Guidance and Drone with the Device 이전에 출원한 ‘드론용 전손 방지 프로펠러’는 프로펠러 충돌 상황에 하드웨어적으로 대응하기 위한 장비였습니다.이번에 출원한 방법 특허는 보다 일반론적으로 ‘프로펠러 파손 상황’에 대응한 드론의 페일 세이프 시스템 구축에 중점을 두었습니다.
특허 제10-2298107호 출원번호 제10-2020-0067078호 한글:드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도 제어방법, 드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도를 위한 드론 운행제어장치 및 그 장치를 포함하는 드론.영문: Method and Drone Flight Control Device for Propeller Damage Detection and Landing Guidance and Drone with the Device 이전에 출원한 ‘드론용 전손 방지 프로펠러’는 프로펠러 충돌 상황에 하드웨어적으로 대응하기 위한 장비였습니다.이번에 출원한 방법 특허는 보다 일반론적으로 ‘프로펠러 파손 상황’에 대응한 드론의 페일 세이프 시스템 구축에 중점을 두었습니다.
<드론구성>
선행기술 드론은 기체의 수평을 자이로스코프 장치를 이용해 매 순간 판단하고 수평이 흐트러지지 않도록 기울어지는 방향으로 모터 출력 가중치를 보정합니다. 이 기능은 현재 시판되고 있는 거의 모든 드론이 가지고 있는 기능으로 드론 운용의 핵심 기술입니다. 또한 이 기능은 부수적으로 프로펠러 파손 시에도 출력을 보정하여 드론이 운행을 계속할 수 있도록 도와줍니다. 작동 방식은 아래와 같습니다.1. 프로펠러 파손 2. 파손된 프로펠러 출력 감소, 해당 방향으로 기체 기울기 3. 자이로스코프 기울기 감지 4. 파손된 프로펠러에 출력 증가 5. 수평 회복위와 동일한 방식으로 모든 드론은 프로펠러 파손 시에도 어느 정도 파손될 때까지는 수평 비행을 지속할 수 있습니다.
선행기술 드론은 기체의 수평을 자이로스코프 장치를 이용해 매 순간 판단하고 수평이 흐트러지지 않도록 기울어지는 방향으로 모터 출력 가중치를 보정합니다. 이 기능은 현재 시판되고 있는 거의 모든 드론이 가지고 있는 기능으로 드론 운용의 핵심 기술입니다. 또한 이 기능은 부수적으로 프로펠러 파손 시에도 출력을 보정하여 드론이 운행을 계속할 수 있도록 도와줍니다. 작동 방식은 아래와 같습니다.1. 프로펠러 파손 2. 파손된 프로펠러 출력 감소, 해당 방향으로 기체 기울기 3. 자이로스코프 기울기 감지 4. 파손된 프로펠러에 출력 증가 5. 수평 회복위와 동일한 방식으로 모든 드론은 프로펠러 파손 시에도 어느 정도 파손될 때까지는 수평 비행을 지속할 수 있습니다.
<기능도면>
문제 제기하지만, 프로펠러를 사용자가 직접 확인할 수 없다는 점에서 문제가 발생합니다.프로펠러는 고속으로 회전하고 있으며, 그나마도 조종자가 육안으로 확인하기 힘든 거리로 기능합니다.만약 모터가 견딜 수 있는 파손이 발생하더라도 조종자는 그것을 확인할 수 없기 때문에 파손을 인지하지 못한 채 비행을 계속하게 됩니다.단기적으로는 상기의 순서로 정상 비행을 계속할 수 있지만 장기적으로는 모터 손상, 배터리의 급속한 소모 등의 이상 현상과 파손된 프로펠러가 더 손상하고 추락할 수도 있습니다.즉, 파손이 발생하더라도 단기적으로는 비행을 계속할 수 있는데 이를 빨리 인지하고 빨리 착륙해야 기체의 손상을 막을 수 있습니다.그래서 드론 자체에서 프로펠러 파손을 확인하고 이를 조종자에게 피드백, 혹은 독자의 페일 세이프를 작동시키는 시스템이 필요했습니다.이는 프로펠러에 센서를 장착하여 하드웨어적으로 해결할 수도 있었지만 위의 소프트웨어를 보완하고 자주적으로 판단할 수도 있습니다.
문제 제기하지만 프로펠러를 사용자가 직접 확인할 수 없다는 점에서 문제가 발생합니다.프로펠러는 고속으로 회전하고 있으며, 그마저도 조종자가 육안으로 확인하기 어려운 거리에서 기능합니다. 만약 모터가 견딜 수 있는 파손이 발생하더라도 조종자는 그것을 확인할 수 없기 때문에 파손을 인지하지 못한 채 비행을 계속하게 됩니다. 단기적으로는 위 절차로 정상비행을 계속할 수 있지만 장기적으로는 모터 손상, 배터리 급속한 소모 등의 이상현상과 더불어 파손된 프로펠러가 더 손상되어 추락할 수도 있습니다. 즉 파손이 발생하더라도 단기적으로는 비행을 계속할 수 있지만 이를 빨리 인지하고 빨리 착륙해야 기체 손상을 막을 수 있습니다.따라서 드론 자체로 프로펠러 파손을 확인하고 이를 조종자에게 피드백 혹은 자체 페일세이프를 작동시키는 시스템이 필요했습니다. 이는 프로펠러에 센서를 장착하여 하드웨어적으로 해결할 수도 있지만 위 소프트웨어를 보완하여 자체적으로 판단할 수도 있습니다.<작동방식 도면>해결책 제시, 이를 통해 제시된 해결책은 위도식 그림과 같습니다. 정상 상태에서는; 1. 외력(바람, GPS 등)에 의해 기체 수평 교란 2. 자이로스코프 감지 3. 기울어지는 방향으로 모터 회전수 증가(N=N+1) 4. 기체가 수평으로 보정될 때까지 2, 3 반복 5. 수평 복원, 회전수 감소 및 회복; 절차를 거쳐 수평 복원이 이루어집니다. 이는 모든 드론이 일반적으로 거치는 소프트웨어적 절차로 비정상적인 상황이 아닌 일반적인 상황입니다.한편 프로펠러가 파손된 이상 상태에서는 1. 프로펠러 파손 감지, 파손된 프로펠러 회전수 유지 7. 페일 세이프 조작 시행 절차를 거쳐 프로펠러 이상 상황 확인, 페일 세이프에 돌입합니다. 즉, 프로펠러에 별도로 장착된 센서 없이도 기본 자이로스코프 센서의 정보만으로 프로펠러의 파손을 판단, 감지하는 것이 본 기술의 핵심입니다.아무래도 방법특허는 처음이라 이번 특허는 등록이 가능할까 조금 걱정됐던 특허입니다. 특히 두 번째 특허와 같은 시기에 출원했는데 등록 결정이 몇 달 늦어지지 않을지도 모른다는 생각에 편하게 기다리고 있었습니다. 이렇게 좋은 결과가 나와서 너무 만족해요.< 등록특허공보 >지원서 전문은 아래 파일에서 확인하실 수 있습니다. 첨부파일특허 제10-2298107. 드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도 제어방법, 드론 프로펠러 파손감지와 착륙유도를 위한 드론 운행제어장치 및 그 장치를 .pdf 파일 다운로드 내 컴퓨터 저장네이버 MYBOX에 저장특허청이 발행한 등록결정서는 아래 파일에서 확인할 수 있습니다. 첨부파일특허 제10-2298107등록결정서.pdf파일다운로드내 컴퓨터저장네이버 MYBOX에 저장마지막으로 특허청 Kipris 시스템의 특허 정보는 아래 링크에서 확인할 수 있습니다. https://doi.org/10.8080/1020200067078키프리 특허실용신안 상세표시 특허정보 넷키 플리스(KIPRIS) 특허. 실용신안 1020200067078 상세표시 doi.org키프리 특허실용신안 상세표시 특허정보 넷키 플리스(KIPRIS) 특허. 실용신안 1020200067078 상세표시 doi.org키프리 특허실용신안 상세표시 특허정보 넷키 플리스(KIPRIS) 특허. 실용신안 1020200067078 상세표시 doi.org