KR-20260061610-A - Drone having NightVision with Photographing at night

Abstract

본 발명은 나이트 비전를 장착한 드론에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 나이트 비전를 장착한 드론은 단말기로부터 수신된 무선통신신호에 기초하여 구동하는 드론과, 상기 드론의 하부에 장착되어 LED광을 조사하는 나이트 비전와, 상기 드론과 상기 나이트 비전 사이에 배치되며, 상기 나이트 비전가 360도 회동이 가능하도록 회전 동작하는 회전부를 포함한다.

Inventors

• 장상용

Assignees

• 장상용

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20241028

Claims (3)

1. 단말기로부터 무선신호를 수신하는 통신부, 비행위치 및 속도 정보를 지속적으로 확인할 수 있는 GPS부, 상기 통신부를 통해 수신된 무선신호에 따라 제어신호를 출력하는 제어부, 동력을 발생시키는 구동부 및 전원을 공급하는 전원 공급부 및 상기 제어부의 제어에 따라 비행의 추진력을 발생시키는 프로펠러를 포함하는 드론에 있어서, 상기 드론의 하부에 장착되어 영상 또는 이미지를 촬영하는 나이트 비전; 상기 드론과 상기 나이트 비전 사이에 배치되며, 상기 나이트 비전이 360도 회동이 가능하도록 회전 동작하는 회전부; 및 상기 드론의 수평 상태 또는 기울기를 감지하는 자이로 센서 및 상기 드론으로부터 대상물의 거리를 측정할 수 있는 거리 센서를 포함하는 센서부를 포함하는 야간 촬영이 가능한 나이트 비전을 갖는 드론.
2. 제1항에 있어서, 상기 거리 센서는, 초음파를 방사하는 방사부; 상기 방사부에서 방사된 초음파가 대상물에 반사되어 돌아오는 초음파를 감지하는 감지부; 및 상기 방사부에서 방사된 초음파가 대상물에 반사되어 상기 감지부에 감지되기까지 시간을 측정하는 카운터부를 포함하는 야간 촬영이 가능한 나이트 비전을 갖는 드론.
3. 제1항에 있어서, 상기 드론으로부터 발생되는 광이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위해 상기 드론의 표면에 배치되는 광 노출 방지부를 더 포함하는 야간 촬영이 가능한 나이트 비전을 갖는 드론.

Description

야간 촬영이 가능한 나이트 비전을 갖는 드론{Drone having NightVision with Photographing at night} 본 발명은 야간 촬영 및 활동이 가능한 드론에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빛이 미약한 야간에도 촬영 및 비행이 가능하도록 나이트 비전을 갖는 드론에 에 관한 것이다. 드론은 무인 비행체로서 드론의 몸체에는 카메라 등이 장착되어 무인으로 비행하며 환경 감시, 방송 중계, 농약 살포, 도로 감시, 군사 활동 등 다양한 용도로 널리 활용되고 있다. 기존의 드론은 카메라와 같은 촬영 장치를 장착하여 환경, 산불, 재난 구조 및 군사 활동 등에 활용될 수 있으나, 빛이 미약한 저녁 또는 야간에는 드론을 비행하거나 드론의 장착된 카메라를 이용하여 영상 또는 이미지를 촬영하기가 어려운 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 대한민국 공개특허 제10-2017-0093579호 "LED램프를 구비한 조명모듈용 드론"이 개시되어 있는데, 상기 드론에는 광원을 조사하는 LED 램프를 장착하여 작업지역의 조명기구 또는 영상 촬영용 조명으로 활용할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 상기 대한민국 공개특허는 직접적인 조명을 비추기 때문에 드론이 노출되면 안되는 군사작전 등에는 사용할 수 없으며, 드론 본체에 조명을 추가로 장착해야하기 때문에 드론의 무게가 무거워지고 조명에 많은 양에 전력을 사용해야하기 때문에 드론을 비행할 수 있는 시간이 단축되는 문제점이 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전를 구비한 드론을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전를 구비한 드론을 도시한 블럭도이다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전을 구비한 드론의 거리 센서를 도시한 블럭도이다. 도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전을 구비한 드론의 나이트 비전을 도시한 블럭도이다. 도 5는 일실시예에 따른 나이트 비전 시스템의 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 도 6은 도 5에 도시된 출력 영상을 생성하는 단계를 구체적으로 나타낸 플로우 차트이다. 이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 특허에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 특허에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 또한 본 특허에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전를 구비한 드론을 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전를 구비한 드론을 도시한 블럭도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 나이트 비전를 구비한 드론(10)은 프로펠러부(20), 나이트 비전(30), 날개부(40), 회전부(50), 본체(60)를 포함한다. 본 발명의 일실시예에서 드론(10)의 날개부(40) 및 본체(60)는 비행 중인 드론(10)이 레이더 망에 포착되지 않도록 스텔스(stealth) 기능을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 지상에서 악의적으로 기만 신호나 재밍 신호를 송출하려는 공격자의 레이더 포착을 방해한다. 이를 위해 드론(10)의 날개부(40) 및 본체(60)의 표면에 다수의 편평면(FL) 및 샤프 에지(sharp edge)(ED)를 형성한 타입이 구현될 수 있다. 따라서, 지상이나 공중에서 송출된 레이더 전파의 반사 각도를 왜곡하여 스텔스 기능을 구현한다. 예를 들어, 드론(10)의 본체(60)의 외형을 구성하는 평면과 평면 사이의 경계를 기준으로 각 평면이 꺽이게 하여, 샤프 에지(ED)를 기준으로 연접한 평면이 일정 각도로 굽어진 형상을 한 개소 이상 구비하여 레이다 전파가 송신측(전파원)과 다른 방향으로 반사되게 한다. 따라서, 레이다 시스템으로부터 송출된 전파가 드론(10)의 본체(60)에서 반사된 후, 그 전파의 경로가 왜곡됨에 따라 레이더로 회귀(즉, 레이더에서 수신)하지 못하고 공기중으로 분산된다. 또는, 스텔스 기능을 제공하기 위해, 드론(10)의 본체(60)는 전파원으로부터 드론 (10)으로 송출된 레이더신호를 흡수하는 탄소섬유 재질로 구성된다. 이러한 경우 드론 본체(60)는 상술한 샤프 에지(ED) 대신 둥근 외표면으로 구성할 수 있다. 이때, 드론 본체(60)의 형상 및 재질은 공기역학적 효율을 극대화하여 측풍이나 상대풍 등의 풍력, 강수나 공기 중 습기는 물론 지상의 환경에서도 견딜 수 있는 방수 성능을 제공하며, 그 밖에 오물, 화재(열) 등의 극한 환경에 저항력을 갖추도록 설계한다. 따라서, 극한 환경에 노출되는 상업용이나 군용으로도 적용이 가능하다. 드론의 크기는 소형 드론의 경우 비행시 소음이 적고 시야 확보가 어려워 스텔스 군용에 적합하나 바람에 대한 저항력이 약하여 비행 경로가 쉽게 이탈되는 문제가 있으므로 소형을 지향하면서도 바람 저항력을 고려한 적정 크기로 설계된다. 나이트 비전(30)은 드론(10)의 하부에 장착되어 빛이 미약한 야간에서도 조명 없이 대상물 또는 일정 지역을 촬영한다. 도 4은 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전을 구비한 드론의 나이트 비전을 도시한 블럭도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 나이트 비전(30)은 단일 4 컬러 영상 센서(510) 및 처리 프로세서(520)를 포함한다. 단일 4 컬러 영상 센서(510)는 RGB 광 신호들 및 IR 광 신호를 파장 별로 처리하여 RGB 영상 및 IR 영상을 획득한다. 처리 프로세서(520)는 RGB 영상의 밝기 분포를 분석하여 RGB 영상의 노출 상태를 판단하고, 판단 결과에 기초하여RGB 영상의 노출 보정 정도, RGB 영상의 잡음 제거 정도 또는 RGB 영상과 IR 영상의 합성 비율 중 적어도 어느 하나를 결정하며, RGB 영상 및 IR 영상을 기반으로 결정 결과에 따라 출력 영상을 생성한다. 이 때, RGB 영상의 밝기 분포를 분석하는 것은 RGB 영상의 밝기 히스토그램을 이용한 휘도 분포 분석을 포함할 수 있다. 또한, RGB 영상의 밝기 분포를 분석하는 것은 미리 설정된 임계값들을 기준으로 RGB 영상의 밝기 분포를 비교분석하여, RGB 영상이 출력 영상을 생성하기 위한 얼만큼의 정보를 포함하고 있는지를 확인하는 과정과 부족한 정보를 복원할 수 있는지를 판단 분석하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, RGB 영상의 밝기 분포를 분석하는 것은 IR 영상의 밝기 분포를 기준으로 RGB 영상의 밝기 분포를 비교 분석하는 과정일 수 있다. 이러한 경우, 처리 프로세서(520)는 추가적으로 IR 영상의 밝기 분포를 획득할 수 있고, RGB 영상의 밝기 분포를 분석하는 것은 IR 영상의 밝기 분포 및 RGB 영상의 밝기 분포를 비교하여, RGB 영상이 출력 영상을 생성하기 위한 얼만큼의 정보를 포함하고 있는지를 확인하는 과정과 부족한 정보를 복원할 수 있는 지를 판단 분석하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 처리 프로세서(520)는 결정 결과에 따라, 출력 영상으로 RGB 영상, IR 영상 또는 RGB 영상과 IR 영상의 합성 영상 중 적어도 어느 하나의 영상을 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, RGB 영상의 노출 상태가 정상 상태로 판단되는 경우, 처리 프로세서(520)는 출력 영상으로 RGB 영상 그대로를 사용할 수 있다. 다른 예를 들면, RGB 영상의 노출 상태가 부족 상태이고, RGB 영상의 노출 상태가 노출 보정으로 복원 가능하다고 판단되는 경우, 처리 프로세서(520)는 결정된 노출 보정 정도에 기초하여 RGB 영상에 대한 노출 보정을 수행한 뒤, 출력 영상으로 노출 보정이 수행된 RGB 영상을 사용할 수 있다. 또 다른 예를 들면, RGB 영상의 노출 상태가 부족 상태이고, RGB 영상의 노출 상태가 노출 보정으로 복원 불가능하지만, RGB 영상에 출력 영상을 생성하기 위한 일부 정보가 남아 있다고 판단되는 경우, 처리 프로세서(520)는 결정된 합성 비율에 기초하여 RGB 영상과 IR 영상의 합성을 수행한 뒤, 출력 영상으로 합성이 수행된 합성 영상을 사용할 수 있다. 이러한 경우, 처리 프로세서(520)는 결정된 합성 비율을 기반으로 RGB 영상 및 IR 영상을 가중 평균하여 RGB 영상과 IR 영상의 합성을 수행할 수 있다. 또 다른 예를 들면, RGB 영상의 노출 상태가 암흑 상태라고 판단되는 경우, 처리 프로세서(520)는 출력 영상으로 IR 영상 그대로를 사용할 수도 있다. 또한, 처리 프로세서(520)는 RGB 영상이 저조도 환경에서 획득된 경우(RGB 영상의 노출 상태가 부족 상태로 판단되는 경우), RGB 영상에 대한 노출 보정 및 잡음 제거를 포함하는 전처리를 수행할 수도 있다. 이러한 경우, 처리 프로세서(520)는 결정된 노출 보정 정도 및 잡음 제거 정도에 기초하여 전처리를