KR102013358B1 - Unmanned aerial vehicles flight control system of BVLOS - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 무인이동체(10)에 탑재되어, 외부로부터 전달되는 조종 입력 신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 구동신호를 생성하여 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하고, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태에 따른 상태 정보를 센싱하는 비행조종컴퓨터(FLCC, Flight Control Computer)를 포함하는 비행제어부(100), 상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 기입력된 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 저장 및 관리하는 메모리부(200) 및 상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 상기 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 상태 정보와 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터를 분석하여, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달하는 충돌회피분석부(300)를 포함하며, 상기 비행제어부(100)는 상기 충돌회피분석부(300)로부터 상기 추가 구동신호가 전달될 경우, 상기 추가 구동신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 추가 제어하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned vehicle flight control system in the invisible zone, and more particularly, mounted on the unmanned vehicle (10), and controls the driving state of the unmanned vehicle (10) in accordance with a control input signal transmitted from the outside. A flight including a flight control computer (FLCC) for generating a driving signal to control the driving state of the unmanned vehicle 10 and sensing state information according to the driving state of the unmanned vehicle 10. It is mounted on the control unit 100, the unmanned vehicle 10, mounted on the memory unit 200 and the unmanned vehicle 10 for storing and managing the previously input terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data), Analyzing the state information received from the flight control unit 100 and the terrain altitude data stored in the memory unit 200, the weight for controlling the driving state of the unmanned vehicle (10) Includes a collision avoidance analysis unit 300 which generates a driving signal and transmits it to the flight control unit 100, wherein the flight control unit 100 receives the additional driving signal from the collision avoidance analysis unit 300; The present invention relates to an unmanned vehicle flight control system in a non-visible region, characterized in that for further controlling the driving state of the unmanned vehicle (10) according to the additional drive signal.

Description

비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템 {Unmanned aerial vehicles flight control system of BVLOS}Unmanned aerial vehicles flight control system of BVLOS}

본 발명은 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인이동체에 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 탑재하여, 지상통제장비의 지원없이도 무인이동체 자체적으로 지형충돌분석과 회피기동을 수행할 수 있는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned vehicle flight control system in the invisible region, more specifically, by mounting terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data) on the unmanned vehicle, terrain collision itself without the support of ground control equipment The present invention relates to an unmanned vehicle flight control system in the invisible region that can perform analysis and avoidance maneuvers.

국내 국토교통부 항공법 상 무인이동체(무인비행장치)는 육안으로 확인할 수 있는 범위(LOS, Line Of Sight), 일명 가시선 내 고도가 150m 이하에서 조종할 수 있다.Under the Ministry of Land, Infrastructure and Transport Aviation Law, an unmanned aerial vehicle can be controlled within the visible range (LOS, Line of Sight), or so-called altitude of 150m or less.

그렇지만, 취미용이 아닌 정찰, 수색, 구조 운송 등의 주어진 임무를 수행하는 목적으로 무인이동체를 활용하기 위해서는, 육안으로 확인할 수 없는 범위((BVLOS, beyond visual line of sight), 즉, 야간 또는 비가시권에서의 비행성능이 요구된다. 이에 따라, 최근 국토교통부에서는 무인이동체(드론 등)의 급진적인 발전추세에 맞춰 야간 및 비가시권에서도 제한적으로 비행할 수 있도록 일부 규제를 완화하였다.However, the use of unmanned aerial vehicles for the purpose of performing a given task, such as reconnaissance, search, or rescue transport, which is not a hobby, is beyond the visual line of sight (BVLOS, ie night or invisible). As a result, the Ministry of Land, Infrastructure and Transport has recently loosened some regulations to allow limited flight in nighttime and invisible areas in line with the radical development of drones (drones, etc.).

야간 및 비가시권 비행을 위해선 무엇보다도 비행안정성을 우선 고려하여야 한다.For night and invisible flights, flight stability should be considered first.

상세하게는, 비가시권(야간 등)에서의 비행 시 조종사는 무인이동체(드론, 무인기, 비행체 등)로부터 수신받은 무인이동체의 상태정보만을 이용하여 비행해야 하기 때문에, 사전에 비행지역에 대한 가시선 분석과 지형분석이 반드시 이루어져야만 한다.Specifically, when flying in the invisible region (nighttime, etc.), the pilot must fly using only the state information of the unmanned vehicle received from the unmanned vehicle (drone, drone, aircraft, etc.), so that the line of sight analysis of the flight area in advance And terrain analysis must be done.

특히, 안전한 비행을 위해서는 무인이동체와 지형과의 충돌분석이 수반되어야 한다. 지형과의 충돌을 방지하는 일반적인 방법은 조종사가 무인이동체로부터 획득되는 카메라 영상을 통해 확인하여 회피 기동을 입력하는 방법과, 지상통제장비에 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 탑재하여 지형과의 충돌여부를 분석한 후, 회피 기동을 입력하는 방법이 있다. 그렇지만, 두가지 방법 모두 무인이동체와 지상통제장비 간의 통신두절 시에는 지형충돌분석이 제한되는 문제점이 있다.In particular, a safe flight must be accompanied by collision analysis between the unmanned vehicle and the terrain. The general method of preventing collision with the terrain is that the pilot checks through the camera image obtained from the unmanned vehicle and inputs the avoidance maneuver, and the terrain control equipment is equipped with terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data) There is a method of inputting a avoidance maneuver after analyzing whether the collision with the. However, both methods have a problem that terrain collision analysis is limited when communication between the unmanned vehicle and ground control equipment is lost.

이와 관련해서, 국내 공개 특허 제10-2017-0101776호("무인 비행체 항로 구축 방법 및 시스템")에서는 스캐닝 데이터를 이용하여 표고 및 장애물의 높이 정보를 추출하고, 지표 영상 데이터의 영상 해상도 변화를 분석하여 추출된 지상물 높이 정보를 활용하여 캘리브레이션 검증과 무인 비행체의 전파 고도 센서의 측정값을 보정함으로써, 무인 비행체의 안전 자율비행 항로를 구축하는 무인 비행체 항로 구척 방법 및 시스템을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Publication No. 10-2017-0101776 ("Unmanned aerial vehicle route construction method and system") extracts elevation information and obstacle height information using scanning data, and analyzes the image resolution change of the surface image data. By using the ground height information extracted from the above-mentioned information, a method and system for unmanned air vehicle route evacuation are constructed to construct a safe autonomous flight path of an unmanned aerial vehicle by calibrating a calibration verification and a measured value of an air vehicle altitude sensor of an unmanned aerial vehicle.

국내 공개 특허 제10-2017-0101776호(공개일 2017.09.06.)Korean Patent Publication No. 10-2017-0101776 (published 2017.09.06.)

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 무인이동체에 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 탑재하여, 지상통제장비의 지원없이도 무인이동체 자체적으로 지형충돌분석과 회피기동을 수행할 수 있는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to mount the terrain altitude data (DTED, Digital Terrain Elevation Data) on the unmanned mobile, unmanned mobile without the support of ground control equipment It is to provide an unmanned aerial vehicle flight control system in the invisible region that can perform terrain collision analysis and avoidance maneuver on its own.

본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은, 무인이동체(10)에 탑재되어, 외부로부터 전달되는 조종 입력 신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 구동신호를 생성하여 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하고, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태에 따른 상태 정보를 센싱하는 비행조종컴퓨터(FLCC, Flight Control Computer)를 포함하는 비행제어부(100), 상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 기입력된 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 저장 및 관리하는 메모리부(200) 및 상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 상기 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 상태 정보와 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터를 분석하여, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달하는 충돌회피분석부(300)를 포함하며, 상기 비행제어부(100)는 상기 충돌회피분석부(300)로부터 상기 추가 구동신호가 전달될 경우, 상기 추가 구동신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 추가 제어하는 것을 특징으로 한다.The unmanned vehicle flight control system in the non-visible region according to an embodiment of the present invention, mounted on the unmanned vehicle 10, for controlling the driving state of the unmanned vehicle 10 in accordance with a control input signal transmitted from the outside. A flight control unit including a flight control computer (FLCC) generating a driving signal to control a driving state of the unmanned vehicle 10 and sensing state information according to the driving state of the unmanned vehicle 10 ( 100) mounted on the unmanned vehicle 10, mounted on the memory unit 200 and the unmanned vehicle 10 for storing and managing previously input terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data), the flight Analyzing the state information received from the control unit 100 and the topographical elevation data stored in the memory unit 200, an additional driving signal for controlling the driving state of the unmanned moving object 10 The collision avoidance analysis unit 300 generates and transmits the flight control unit 100 to the flight control unit 100. When the additional drive signal is transmitted from the collision avoidance analysis unit 300, the additional drive is performed. According to the signal is characterized in that the additional control of the driving state of the unmanned moving body (10).

더 나아가, 상기 상태 정보는 상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보, 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the state information may include at least one of current GPS information, current posture information, current altitude information, and current speed information of the unmanned vehicle 10.

더 나아가, 상기 충돌회피분석부(300)는 상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보를 기반으로 상기 지형고도데이터에서 매칭되는 지형 정보를 추출하고, 추출한 상기 지형 정보에 상기 무인이동체(10)의 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보를 반영하여 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험을 분석하여, 상기 추가 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the collision avoidance analysis unit 300 extracts terrain information matched from the terrain elevation data based on the current GPS information of the unmanned vehicle 10, and extracts the terrain information of the unmanned vehicle 10 from the extracted terrain information. The additional driving signal may be generated by analyzing a collision risk between the unmanned vehicle 10 and the terrain by reflecting current posture information, current altitude information, and current speed information.

더 나아가, 상기 충돌회피분석부(300)는 기입력받은 제어변수들을 반영하여 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험을 분석하되, 상기 제어변수는 여유거리 정보, 분석각도 정보, 여유고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the collision avoidance analysis unit 300 analyzes the risk of collision between the unmanned vehicle 10 and the terrain by reflecting previously input control variables, wherein the control variable is a distance information, analysis angle information, and clearance altitude information. It characterized in that it comprises at least one of.

더 나아가, 상기 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은 통신 네트워크를 통해 상기 무인이동체(10)와 연결되어, 지상에서 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하는 지상국(20)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the unmanned vehicle flight control system in the invisible zone further includes a ground station 20 connected to the unmanned vehicle 10 through a communication network to control a driving state of the unmanned vehicle 10 on the ground. It is characterized in that the configuration.

더 나아가, 상기 충돌회피분석부(300)는 생성한 상기 추가 구동신호를 상기 지상국(20)으로 전달하는 것을 특징으로 한다.Further, the collision avoidance analysis unit 300 is characterized in that for transmitting the generated additional drive signal to the ground station (20).

더 나아가, 상기 무인이동체(10)와 상기 지상국(20)은 적어도 2종류 이상의 통신을 적용하여 통신 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 한다.Further, the unmanned mobile body 10 and the ground station 20 is characterized by forming at least two types of communication to form a communication network.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은 무인이동체에 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 탑재하여, 지상통제장비의 지원없이도 무인이동체 자체적으로 지형충돌분석과 회피기동을 수행할 수 있는 장점이 있다.The unmanned vehicle flight control system in the non-visible region of the present invention by the above configuration is equipped with terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data) on the unmanned vehicle, the terrain collision analysis by the unmanned vehicle itself without the support of ground control equipment It has the advantage of being able to perform avoidance and overshooting.

상세하게는, 무인이동체의 내부 저장장치에 지형고도데이터를 탑재하여, 주기적으로 지형충돌분석을 수행하고, 수행한 결과를 비행조종컴퓨터로 전송함으로써, 지형과의 충돌을 회피할 수 있어, 지상통제장비의 지원 없이 무인이동체 자체적으로 지형충돌분석과 회피기동을 수행할 수 있을 뿐 아니라, 정찰영상의 표적위치 연산시 발생하는 통신지연에 의한 표적위치 정확도를 향상시킬 수 있다.In detail, the terrain elevation data is mounted in the internal storage of the unmanned vehicle, and the terrain collision analysis is periodically performed, and the result is transmitted to the flight control computer, thereby avoiding collision with the terrain. It can not only perform terrain collision analysis and avoidance maneuver on its own, but also improve the accuracy of target position due to communication delay that occurs when calculating target position of reconnaissance image.

또한, 추가 구성없이, 이미 구비되어 있는 내부 저장장치에 지형고도데이터를 탑재시킴으로써, 저렴한 비용으로 비행 중 지형에 대한 충돌회피가 가능하여, 충돌사고를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.In addition, by mounting the terrain altitude data in the internal storage device provided without additional configuration, it is possible to avoid collisions to the terrain during the flight at a low cost, there is an advantage that can prevent the accident in advance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템의 충돌회피분석부(300)에 적용된 분석 알고리즘을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an unmanned vehicle flight control system in an invisible zone according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are diagrams illustrating an analysis algorithm applied to the collision avoidance analysis unit 300 of the unmanned vehicle flight control system in the invisible region according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the unmanned vehicle flight control system in the invisible region of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals denote like elements throughout the specification.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless there is another definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the invention belongs, and the gist of the invention in the following description and the accompanying drawings The description of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure them will be omitted.

더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.In addition, a system is a set of components including devices, instruments, means, and the like that are organized and regularly interact to perform the necessary functions.

본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은 조종사의 비가시권에서 무인이동체와 지상국 간의 통신이상 발생시에도 용이하게 지형과 무인이동체 간의 충돌을 방지할 수 있도록 하는 무인이동체 비행제어 시스템에 관한 것이다.The unmanned vehicle flight control system in the invisible zone according to an embodiment of the present invention is an unmanned vehicle flight control to easily prevent a collision between the terrain and the unmanned vehicle even when a communication failure between the unmanned vehicle and the ground station occurs in the invisible zone of the pilot. It's about the system.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 무인이동체(10)에 비행제어부(100), 메모리부(200) 및 충돌회피분석부(300)가 탑재되어, 상기 무인이동체(10)와 지상국(20) 간의 통신두절 등의 통신이상 발생시에도, 조종사의 비가시권에서 비행하는 상기 무인이동체(10)가 지형과의 충돌없이 안전한 비행이 가능하도록 회피기동을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 1, the unmanned vehicle flight control system in the non-visible region according to an embodiment of the present invention includes a flight control unit 100, a memory unit 200, and a collision avoidance analysis unit in the unmanned vehicle 10. 300, the unmanned vehicle 10 and the unmanned vehicle 10 flying in the invisible zone of the pilot even in the event of a communication failure between the unmanned vehicle 10 and the ground station 20 can be safely flying without collision with the terrain. The evasive start can be performed.

특히, 상기 무인이동체(10)가 정찰기능을 수행할 경우, 정찰영상의 표적위치 연산시, 종래에는 상기 무인이동체(10)와 지상국(20) 간의 통신을 통해 상태정보와 조종명령이 송수신되어야 하기 때문에, 통신지연이 발생할 수 있는 문제점이 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은 상기 무인이동체(10) 자체적으로 상기 지상국(20)의 지원없이도 자체적적으로 표적위치를 판단할 수 있어, 정확도를 효과적으로 향상시킬 수 있다.In particular, when the unmanned vehicle 10 performs the reconnaissance function, when calculating the target position of the reconnaissance image, conventionally the state information and the control command must be transmitted and received through communication between the unmanned vehicle 10 and the ground station 20 Therefore, there is a problem that communication delay may occur, but the unmanned vehicle flight control system in the invisible zone according to an embodiment of the present invention targets itself without the support of the ground station 20 by the unmanned vehicle 10 itself. The position can be determined, and the accuracy can be effectively improved.

상기 비행제어부(100)는 상기 무인이동체(10)에 탑재되는 비행조종컴퓨터(FLCC, Flight Control Computer)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며,The flight control unit 100 is preferably configured to include a flight control computer (FLCC, mounted on the unmanned mobile body 10,

상기 비행제어부(100)는 상기 비행조종컴퓨터에 포함되어 있는 동작 알고리즘을 이용하여 동작을 수행하는 것이 바람직하다.The flight control unit 100 preferably performs an operation using an operation algorithm included in the flight control computer.

상기 비행제어부(100)는 외부 조종사로부터 전달되는 조종 입력 신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 구동신호를 생성하여, 상기 구동신호에 맞춰 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어할 수 있다.The flight control unit 100 generates a drive signal for controlling the driving state of the unmanned vehicle 10 according to a steering input signal transmitted from an external pilot, driving state of the unmanned vehicle 10 in accordance with the drive signal. Can be controlled.

뿐만 아니라, 상기 비행제어부(100)는 상기 무인이동체(10)의 현재 구동 상태에 따른 상태 정보를 센싱하여 저장 및 관리할 수 있다.In addition, the flight control unit 100 may sense and store state information according to a current driving state of the unmanned vehicle 10.

상기 상태 정보로는 현재 GPS 정보, 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.The state information may include at least one of current GPS information, current attitude information, current altitude information, and current speed information.

상기 메모리부(200)는 상기 무인이동체(10)에 탑재되어 미리 입력되는 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 저장 및 관리할 수 있다.The memory unit 200 may store and manage terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data), which is mounted on the unmanned moving body 10 and input in advance.

즉, 상기 무인이동체(10)가 설계될 때, 상기 메모리부(200)에 상기 지형고도데이터가 미리 입력되는 것이 바람직하나, 상기 지형고도데이터는 상기 무인이동체(10)와 상기 지상국(20) 간의 통신이 원활하게 이루어질 경우, 실시간 업데이트가 이루어짐으로써, 변화하는 지형에 효과적으로 적응하여 비행 제어가 가능하도록 할 수 있다.That is, when the unmanned vehicle 10 is designed, the terrain altitude data is preferably input to the memory unit 200 in advance, but the terrain altitude data is between the unmanned vehicle 10 and the ground station 20. When the communication is performed smoothly, the real-time update is made, so that the flight control can be enabled by effectively adapting to the changing terrain.

또한, 상기 메모리부(200)는 상기 무인이동체(10)와 상기 지상국(20) 간의 통신 없이도 별도의 입력장치를 이용하여, 상기 무인이동체(10)를 조종하는 조종사 또는, 관리자가 상기 메모리부(200)에 업데이트된 지형고도데이터를 직접 입력할 수 있다.In addition, the memory unit 200 is a pilot or a manager for manipulating the unmanned movable body 10 using a separate input device without the communication between the unmanned mobile body 10 and the ground station 20, the manager is the memory unit ( The updated topographical elevation data can be directly inputted in step 200).

상기 충돌회피분석부(300)는 상기 무인이동체(10)에 탑재되어 상기 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 상태 정보와 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터를 분석하여, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달할 수 있다.The collision avoidance analysis unit 300 is mounted on the unmanned moving object 10 to analyze the state information received from the flight control unit 100 and the terrain altitude data stored in the memory unit 200, An additional driving signal for controlling the driving state of the unmanned moving body 10 may be generated and transmitted to the flight control unit 100.

이러한 상기 충돌회피분석부(300)는 상기 비행조종컴퓨터에 포함되어 있는 특정 알고리즘을 통해서 동작을 수행하는 것이 바람직하며, 상기 비행조종컴퓨터가 아닌 별도의 MCU 수단을 구비하여, 상기 MCU 수단에 설정되어 있는 특정 알고리즘을 통해서 동작을 수행하는 것 또한 바람직하다.The collision avoidance analysis unit 300 preferably performs an operation through a specific algorithm included in the flight control computer, and is provided in the MCU means by having a separate MCU means, not the flight control computer. It is also desirable to perform the operation through certain algorithms.

이 때, 상기 비행제어부(100)는 상기 충돌회피분석부(300)로부터 상기 추가 구동신호가 전달될 경우, 상기 추가 구동신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 추가 제어할 수 있다.At this time, the flight control unit 100 may further control the driving state of the unmanned moving object 10 according to the additional driving signal, when the additional driving signal is transmitted from the collision avoidance analysis unit 300.

이와 같이, 상기 무인이동체(10)는 상기 지상국(20)과의 통신 없이도, 다시 말하자면, 상기 지상국(20)의 지원없이도 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터와 상기 비행제어부(100)에서 센싱한 상기 무인이동체(10)의 현재 상태 정보를 자체적으로 비교 분석하여 지형과의 충돌을 회피할 수 있다.In this way, the unmanned vehicle 10 is the terrain altitude data stored in the memory unit 200 without the communication with the ground station 20, that is, without the support of the ground station 20 and the flight control unit ( The current state information of the unmanned mobile body 10 sensed by 100 may be compared and analyzed by itself to avoid collision with the terrain.

상세하게는, 상기 충돌회피분석부(300)는 상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보를 기반으로 상기 지형고도데이터에 매칭되는 지형 정보를 추출하고, 추출한 상기 지형 정보에 상기 무인이동체(10)의 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보를 반영하여, 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험을 분석할 수 있다.In detail, the collision avoidance analysis unit 300 extracts terrain information matching the terrain elevation data based on current GPS information of the unmanned vehicle 10, and extracts the terrain information from the unmanned vehicle 10. By reflecting the current attitude information, the current altitude information, the current speed information of, the risk of collision between the unmanned vehicle 10 and the terrain can be analyzed.

분석한 결과를 토대로 상기 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달함으로써, 상기 비행제어부(100)에서 실시간으로 이를 반영하여 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하여 충동 회피기동을 수행할 수 있다.By generating the additional driving signal based on the analysis result and passing it to the flight control unit 100, the flight control unit 100 reflects this in real time to control the driving state of the unmanned vehicle (10) impulse avoidance starting Can be done.

상기 충돌회피분석부(300)에서 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험 분석은 외부로부터 입력되는 제어변수들을 반영하여 수행할 수 있다.In the collision avoidance analysis unit 300, the collision risk analysis between the unmanned moving object 10 and the terrain may be performed by reflecting control variables input from the outside.

이 때, 상기 제어변수들은 상기 무인이동체(10)의 속도를 고려하여 분석하고자 하는 전방 여유거리 정보, 상기 무인이동체(10)에 탑재되어 있는 센서의 오차를 고려하여 분석하고자 하는 각도를 반영한 분석각도 정보, 상기 지형정보에 포함되어 있는 지형지물 정보를 고려한 여유고도 정보를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 무인이동체(10)의 실제 비행이 이루어지기 전에 외부 조종사 또는 관리자로부터 입력받을 수 있다.At this time, the control variables are the analysis angle reflecting the angle to be analyzed in consideration of the front clearance information to be analyzed in consideration of the speed of the unmanned vehicle (10), the error of the sensor mounted on the unmanned vehicle (10). Information, it is preferable to include the marginal altitude information considering the feature information included in the terrain information, it may be input from an external pilot or manager before the actual flight of the unmanned vehicle (10).

물론, 상기 충돌회피분석부(300)는 외부로부터 상기 제어변수들의 입력이 이루어지지 않을 경우, 미리 설정되어 있는 기본값을 기준으로 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험 분석을 수행할 수 있다.Of course, the collision avoidance analysis unit 300 may analyze the collision risk between the unmanned vehicle 10 and the terrain based on a preset default value when the control variables are not input from the outside.

일 실시예를 들자면, 상기 충돌회피분석부(300)는 상기 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보를 기반으로 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터에서 상기 무인이동체(10)의 현재 위치정보를 판단하여 현재 위치정보에 매칭되는 지형 정보를 추출할 수 있다.For example, the collision avoidance analysis unit 300 is the terrain altitude stored in the memory unit 200 based on the current GPS information of the unmanned vehicle (10) received from the flight control unit 100. The current location information of the unmanned moving object 10 may be determined from the data to extract terrain information matching the current location information.

추출한 상기 지형 정보를 기준으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 여유거리 정보(r)에 해당하는 지점들 중 상기 분석각도 정보(a)를 반영하여, 선택되는 특정 위치에 대한 고도정보를 분석할 수 있다.Based on the extracted terrain information, as shown in FIG. 2, the altitude information of the selected specific position is analyzed by reflecting the analysis angle information (a) among the points corresponding to the clearance distance information r. can do.

특정 위치에 대한 고도정보를 분석하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 가장 큰 고도정보를 갖는 위치와 상기 여유고도 정보를 더한 값을 연산한 후, 상기 무인이동체(10)의 현재 고도 정보와 비교할 수 있다.By analyzing the altitude information for a specific location, as shown in Figure 3, after calculating the value of the position with the highest altitude information plus the marginal altitude information, it is compared with the current altitude information of the unmanned vehicle (10) Can be.

비교 결과, 상기 무인이동체(10)의 현재 고도 정보가 연산한 값보다 낮을 경우, 충돌 경고와 함께 편차값을 기반으로 상기 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달하여, 상기 무인이동체(10)의 현재 고도 정보가 연산한 값 이상을 갖도록 구동 상태를 상승 제어할 수 있다.As a result of comparison, when the current altitude information of the unmanned vehicle 10 is lower than the calculated value, the additional driving signal is generated based on the deviation value along with the collision warning, and transmitted to the flight control unit 100. The driving state may be controlled to be raised so that the current altitude information of (10) is equal to or larger than the calculated value.

이 때, 상기 충돌회피분석부(300)는 연산한 상기 추가 구동신호를 상기 지상국(20)으로 전달함으로써, 상기 무인이동체(10)의 현재 상태를 상기 지상국(20)으로 알릴 수 있다.In this case, the collision avoidance analysis unit 300 may inform the ground station 20 of the current state of the unmanned moving object 10 by transmitting the calculated additional driving signal to the ground station 20.

상기 지상국(20)은 상기 무인이동체(10)와 통신 네트워크를 이용하여 연결될 수 있으며, 지상에서 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어할 수 있다.The ground station 20 may be connected to the unmanned mobile body 10 using a communication network, and may control a driving state of the unmanned mobile body 10 on the ground.

즉, 상술한 바와 같이, 상기 무인이동체(10) 자체적으로 충돌회피분석을 통해서 회피기동을 수행할 수 있지만, 상기 무인이동체(10)와 상기 지상국(20)이 정상적으로 통신이 가능할 경우, 상기 지상국(20)에서 상기 무인이동체(10)로부터 전달받은 정보들을 이용하여 충돌회피분석을 수행한 후, 회피기동을 위한 조종명령을 전달할 수도 있다.That is, as described above, when the unmanned mobile body 10 itself can perform the evasion starting through the collision avoidance analysis, when the unmanned mobile body 10 and the ground station 20 can normally communicate, the ground station ( In 20), after performing collision avoidance analysis using the information received from the unmanned vehicle 10, a control command for avoidance start may be transmitted.

이 때, 상기 무인이동체(10)와 지상국(20)은 적어도 2종류 이상의 통신을 적용하여 가능한 한 안정적으로 통신 네트워크를 형성하고자 하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템에서는 주통신으로 UHF 통신 네트워크를 이용하며, 주통신 이상 발생을 대비하여 LTE 통신을 보조통신으로 적용하는 것이 바람직하다.At this time, the unmanned vehicle 10 and the ground station 20 is to form a communication network as stable as possible by applying at least two or more types of communication, unmanned vehicle flight control in the invisible zone according to an embodiment of the present invention In the system, the UHF communication network is used as the main communication, and it is preferable to apply the LTE communication as the auxiliary communication in preparation for a main communication error.

즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은, 상기 무인이동체(10)와 지상국(20) 간의 통신 상태와는 무관하게 상기 무인이동체(10) 자체적으로 상기 무인이동체(10)의 현재 상태 정보와 상기 지형고도데이터, 입력받은 제어변수들을 이용하여 충돌회피분석을 수행하여, 충돌 위험시 신속하게 회피기동을 수행할 수 있다.That is, in other words, the unmanned vehicle flight control system in the invisible zone according to an embodiment of the present invention, regardless of the communication state between the unmanned vehicle 10 and the ground station 20 by itself the unmanned vehicle (10) By performing collision avoidance analysis using the current state information of the unmanned vehicle 10, the terrain elevation data, and the received control variables, it is possible to quickly avoid the collision in the event of a collision risk.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by specific embodiments such as specific components and the like. However, this is merely provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiment. However, various modifications and variations are possible to those skilled in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all the things equivalent to or equivalent to the claims as well as the following claims will fall within the scope of the present invention. .

10 : 무인이동체
100 : 비행제어부
200 : 메모리부
300 : 충돌회피분석부
20 : 지상국10: unmanned moving body
100: flight control unit
200: memory
300: collision avoidance analysis unit
20: ground station

Claims (7)

무인이동체(10)에 탑재되어, 외부 조종사로부터 입력되는 조종 입력 신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하기 위한 구동신호를 생성하여 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하고, 상기 무인이동체(10)의 구동 상태에 따른 현재 상태 정보를 센싱하는 비행조종컴퓨터(FLCC, Flight Control Computer)를 포함하는 비행제어부(100);
상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 기입력된 지형고도데이터(DTED, Digital Terrain Elevation Data)를 저장 및 관리하는 메모리부(200); 및
상기 무인이동체(10)에 탑재되어, 상기 비행제어부(100)로부터 전달받은 상기 무인이동체(10)의 현재 상태 정보와 상기 메모리부(200)에 저장되어 있는 상기 지형고도데이터를 전달받아 상기 무인이동체(10)의 충돌 위험을 분석하여, 분석 결과를 이용하여 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 추가 제어하기 위한 추가 구동신호를 생성하여 상기 비행제어부(100)로 전달하는 충돌회피분석부(300);
를 포함하며,
상기 비행제어부(100)는
상기 충돌회피분석부(300)로부터 상기 추가 구동신호가 전달될 경우,
상기 추가 구동신호를 실시간으로 반영하여 상기 추가 구동신호에 따라 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 변경 제어하여, 상기 외부 조종사의 입력 없이도 상기 무인이동체(10) 자체적으로 충돌 회피기동을 실시간 수행하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
Mounted on the unmanned mobile body 10, generates a drive signal for controlling the driving state of the unmanned mobile body 10 in accordance with a control input signal input from an external pilot to control the driving state of the unmanned mobile body 10, A flight control unit (100) including a flight control computer (FLCC) for sensing current state information according to a driving state of the unmanned vehicle (10);
A memory unit 200 mounted on the unmanned moving body 10 to store and manage previously input terrain elevation data (DTED, Digital Terrain Elevation Data); And
Mounted on the unmanned vehicle 10, receiving the current state information of the unmanned vehicle (10) received from the flight control unit 100 and the terrain altitude data stored in the memory unit 200, the unmanned vehicle Analyze the collision risk of (10), the collision avoidance analysis unit 300 for generating an additional drive signal for additional control of the driving state of the unmanned vehicle (10) using the analysis result and transmits to the flight control unit (100) );
Including;
The flight control unit 100
When the additional driving signal is transmitted from the collision avoidance analysis unit 300,
Reflecting the additional driving signal in real time to change and control the driving state of the unmanned vehicle 10 according to the additional driving signal, and perform the collision avoidance start by the unmanned vehicle 10 itself in real time without input of the external pilot. Unmanned vehicle flight control system in the invisible region, characterized in that.
제 1항에 있어서,
상기 상태 정보는
상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보, 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
The method of claim 1,
The state information is
The unmanned vehicle flight control system in the non-visible region, characterized in that it comprises at least one of the current GPS information, current attitude information, current altitude information, current speed information of the unmanned vehicle (10).
제 2항에 있어서,
상기 충돌회피분석부(300)는
상기 무인이동체(10)의 현재 GPS 정보를 기반으로 상기 지형고도데이터에서 매칭되는 지형 정보를 추출하고,
추출한 상기 지형 정보에 상기 무인이동체(10)의 현재 자세 정보, 현재 고도 정보, 현재 속도 정보를 반영하여 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험을 분석하여, 상기 추가 구동신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
The method of claim 2,
The collision avoidance analysis unit 300
Extracting the matching terrain information from the terrain elevation data based on the current GPS information of the unmanned vehicle (10),
Reflecting the current attitude information, the current altitude information, the current speed information of the unmanned vehicle 10 to the extracted terrain information to analyze the risk of collision between the unmanned vehicle 10 and the terrain, and generates the additional drive signal Unmanned Vehicle Flight Control System in the Invisible Zone.
제 3항에 있어서,
상기 충돌회피분석부(300)는
기입력받은 제어변수들을 반영하여 상기 무인이동체(10)와 지형 간의 충돌 위험을 분석하되,
상기 제어변수는 여유거리 정보, 분석각도 정보, 여유고도 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
The method of claim 3, wherein
The collision avoidance analysis unit 300
Analyzing the risk of collision between the unmanned vehicle 10 and the terrain by reflecting the control variables received previously,
The control variable is an unmanned aerial vehicle flight control system in the non-visible region, characterized in that at least one of the distance information, analysis angle information, the marginal altitude information.
제 1항에 있어서,
상기 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템은
통신 네트워크를 통해 상기 무인이동체(10)와 연결되어, 지상에서 상기 무인이동체(10)의 구동 상태를 제어하는 지상국(20);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
The method of claim 1,
The unmanned vehicle flight control system in the invisible region
A ground station 20 connected to the unmanned vehicle 10 through a communication network to control a driving state of the unmanned vehicle 10 from the ground;
The unmanned vehicle flight control system in the invisible region further comprising a.
제 5항에 있어서,
상기 충돌회피분석부(300)는
생성한 상기 추가 구동신호를 상기 지상국(20)으로 전달하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.
The method of claim 5,
The collision avoidance analysis unit 300
The unmanned vehicle flight control system in the invisible region, characterized in that for transmitting the generated additional drive signal to the ground station (20).
제 5항에 있어서,
상기 무인이동체(10)와 상기 지상국(20)은
적어도 2종류 이상의 통신을 적용하여 통신 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 비가시권에서의 무인이동체 비행제어 시스템.The method of claim 5,
The unmanned mobile body 10 and the ground station 20
An unmanned aerial vehicle flight control system in a non-visible region, characterized by forming at least two types of communication to form a communication network.
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