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드론이 비행하기 위한 동력을 제공하는 복수개의 로터; 드론의 전방을 촬영하는 카메라의 영상 정보를 처리하며, 전방 영상 이미지에서 GPS 음영 구간 검출 및 GPS 음영 구역의 구조를 분석하는 이미지 처리부; 영상 이미지를 통해 전방에 터널이 검출되어 초기 엣지와 소실점을 설정할 때, 상기 영상 미지지를 통해 검출된 터널의 단면과 드론 사이와의 거리를 라이다 센서를 통해 측정하고, 측정된 거리를 통해 단면의 중앙 위치의 중심 좌표를 계산하는 라이다 처리부; 자율 비행 중 GPS 음영 구역이 검출되면, 상기 GPS 음영 구역의 중앙지점 에서 호버링(hovering)이 되도록 상기 자율 비행 드론본체에 위치 정보를 제공하는 위치 제어부; 및 기 저장된 비행 경로를 따라 자율 비행을 수행하고, GPS 정보가 수신되지 않는 영역에서는 상기 엣지와 소실점을 이용하여 자율 비행을 수행하는 비행 제어부를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 1항에 있어서, 상기 GPS 음영 구역은, 터널, 통신구, 공동구 중 어느 하나인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 1항에 있어서, 상기 위치 제어부는, 상기 전방 영상으로부터 상기 GPS 음영 구역의 길이방향 엣지를 추출하고, 상기 추출된 상기 다수 엣지의 교차점으로 두번째 특징인 소실점을 추출하며, 상기 추출된 소실점과 엣지를 이용하여 드론의 수평상태에서의 경로상의 안전위치를 유지하기 위한 비행 이동량을 계산하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 1항에 있어서, 상기 위치 제어부는, 상기 GPS 음영 구간 단면 중앙위치에 호버링된 드론에서 촬영된 영상 이미지의 엣지와 소실점을 소실점 초기 설정 정보로 설정하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 1항에 있어서, 상기 위치 제어부는, 상기 GPS 음영 구역의 길이방향으로 비행 시, 상기 소실점 초기 설정을 유지시키는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 5항에 있어서, 초기 세팅 시 안전위치는, 상기 GPS 음영 구역의 단면적이 적은 경우, 중앙 위치인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 5항에 있어서, 초기 세팅시 안전위치는, 터널과 같이 비교적 단면이 크고, 지면위로 차량이 진행하는 GPS 음영 구역의 경우 천장으로부터 안전한 거리를 유지하면서 최대한 높은 위치인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 5항에 있어서, 상기 위치 제어부는, 초기 설정값에 따라 상기 GPS 음영 구역의 길이 방향으로 비행시키되, 상기 GPS 음영 구역내 기류변화, 로터에 연결된 각각의 모터 gain 값의 미세한 차이에 따른 경로 이탈, 자세 변화 시, 소실점과 길이방향 엣지의 각도 변화에 따라, heading 조정, Yaw 운동 제어, 모든 로터의 회전속도 제어, pitch 운동 제어 및 roll 운동 제어 중 하나 이상을 수행하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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제 1항에 있어서, 상기 GPS 음영 구간은, 별도의 자율주행 경로 지정 시, 자율주행경로에 GPS 음영 구간을 미리 설정하는 GSP 음영 구간 설정부를 더 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 장치
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GPS 정보를 이용한 자율 비행 드론 제어방법에 있어서,GPS 위치 정보를 기반으로 자율 비행 중 전방 카메라를 통해 전방 영상 이미지를 촬영하는 단계; 촬영된 전방 영상 이미지로부터 자율 비행 구간 중 GPS 정보 수신 불가 구간이 검출되는지를 판단하는 단계; 상기 판단 단계에서 GPS 정보 수신 불가 구간이 검출되면, 전방 카메라와 라이다를 통해 산출된 절대 위치를 이용하여 자율 비행을 수행하는 단계; GPS 위성신호가 수신되는지를 판단하는 단계; 및 상기 GPS 위성 신호가 수신되면, GPS 위성 신호를 기반으로 절대 위치를 판단하고 그 절대 위치를 기반으로 비행경로를 따라 자율 비행을 수행하는 단계를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 10항에 있어서, 상기 산출된 절대 위치를 이용하여 자율 비행을 수행하는 단계는, 전방 카메라에 의해, 촬영한 영상 이미지로부터 상기 GPS 음영 구간의 단면을 검출하는 단계; 라이다에 의해, 상기 GPS 음영 구간의 단면의 중심으로부터 상기 GPS 음영 구역의 길이방향 엣지를 검출하는 단계; 상기 검출된 상기 다수 엣지의 교차점으로 소실점을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 소실점과 엣지를 이용하여 드론의 수평상태에서의 경로상의 안전 위치를 유지하기 위한 비행 이동량을 계산하는 단계;를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 11항에 있어서, 상기 전방 카메라에 의해, 촬영된 전방 영상을 통해 소실점의 상하좌우 이동 및 엣지의 회전 이동이 검출되면, 위치 제어부에 의해, 현재 엣지의 각도와 소실점의 좌표를 초기 세팅에 맞도록 드론의 pose를 제어하는 단계를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 10항에 있어서, 별도의 자율주행 경로 지정 시, 자율주행경로에 GPS 음영 구간을 미리 설정하는 단계를 더 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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자율 비행 중, 전방 카메라를 통해 GPS 정보 수신 불가 구간을 식별하는 단계; GPS 정보 수신 불가 구간이 식별되면, 자율 비행 속도를 줄여 호버링 상태를 유지하는 단계; 상기 안전 비행 고도가 결정된 상태에서 길이방향의 엣지 각도 정보, 이에 기반한 소실점 좌표를 계산하여 소실점 초기 설정 정보를 검출하는 단계; 상기 호버링 상태에서 GPS 정보 수신 불가 구간 단면의 안전 비행 고도를 결정하는 단계; 및 안전 비행 고도에서 상기 GPS 정보 수신 불가 구간의 길이방향으로 전진시키는 단계를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 14항에 있어서,상기 안전 비행 고도에서 상기 GPS 정보 수신 불가 구간의 길이방향으로 전진시키는 단계는, 상기 소실점 초기 설정 정보를 기반으로 상기 GPS 정보 수신 불가 구간의 길이방향으로 전진하는 단계; 자율 비행 중 카메라를 통해 촬영되는 영상 이미지로부터 엣지 각도 정보, 이에 기반한 소실점 좌표를 추출하여 비행 중 소실점 정보를 검출하는 단계; 상기 영상 이미지를 통해 검출한 소실점 설정 정보와 상기 소실점 초기 설정 정보를 비교하여 드론의 소실점 초기 설정이 변경되는지의 여부를 판단하는 단계; 및 상기 비행 설정 변경 여부를 판단하는 단계에서 소실점 초기 설정이 변경되면, 변경된 소실점 초기 설정 정보로 복원되도록, 비행 설정을 조정하는 단계를 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 15항에 있어서, 상기 비행 설정을 조정하는 단계는, 비행 설정 변경 원인 중 상기 추출된 소실점이 좌, 우로 변경되면, 반대"？향으？ heading을 조정하여 Yaw 운동을 수행하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 15항에 있어서, 상기 비행 설정을 조정하는 단계는, 상기 추출된 소실점이 상하로 이동하면, 단채널 라이다 센서로 드론과 천장사이, 드론과 바닥사이 고도를 계산하여 드론의 고도 변화를 이중으로 확인한 후 모든 로터의 회전속도를 가감시켜 상승/하강 운동을 수행하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 15항에 있어서, 상기 비행 설정을 조정하는 단계는, 상기 추출된 소실점이 상하로 이동하면, 드론의 pitch 운동을 반대방향으로 제어하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 15항에 있어서, 상기 비행 설정을 조정하는 단계는, 엣지 각도가 초기 설정값과 이격되는 경우, Roll 각도가 변화하는 것으로 판단하여, 초기 설정값과 일치하도록 반대방향으로 roll 운동을 수행하는 것인 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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제 14항에 있어서, 상기 자율 비행 중, 전방 카메라를 통해 GPS 정보 수신 불가 구간을 식별하는 단계는, 별도의 자율주행 경로 지정 시, 자율주행경로에 GPS 음영 구간을 미리 설정하는 단계를 더 포함하는 비전 기반 드론의 자율 비행 방법
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