KR102503835B1 - System of controlling with trainning dron flight by chasing simulation and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 드론조정자가 드론을 운항(비행)시키기 위한 드론조정의 숙련도를 높이기 위하여 현장 또는 훈련장에서 실제 드론을 조정하여 운항하고 드론이 운항되는 해당 제어신호를 모두 추적 기록하여 시물레이션 가능하도록 관리하며, 숙련도 향상과 분석을 위하여 현장에서 드론을 다시 자동으로 반복 운항시켜 드론조정자가 드론운항의 정확도를 직접 확인하도록 하므로 드론 운향의 숙력도를 높이는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 경로로 비행하면서 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출하고 선택적 산술평균연산하여 자세를 제어하며 지정된 목적물을 자외선과 적외선과 백색광선으로 각각 스테레오 촬영하고 촬영시의 해당 자세 정보에 연계시켜 할당된 영역에 기록 저장하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 외부와 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용을 송수신 처리하여 통신오류를 제거하는 스마트 드론; 스마트 드론과 무선 접속하여 비행의 방향과 자세가 포함되는 비행 제어신호를 출력하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용의 신호를 송수신하는 스마트드론조정수단; 스마트 드론과 스마트통신망을 경유하여 접속하고 패킷 프레임으로 변환된 정보를 수신하고 할당된 영역에 저장 관리하며 검색에 의하여 패킷 프레임으로 제공하는 스마트드론서버를 포함하는 특징에 의하여 드론조정자가 특정 현장에서 드론운항을 위하여 입력하는 해당 제어신호를 추적하여 할당된 영역에 기록 관리하고 드론조정자의 숙련도를 높이는 시물레이션을 위하여 해당 현장에서 동일한 조건으로 다시 자동 운항(비행)하도록 자동 제어하므로 드론조정자가 자신이 제어한 상태를 직접 확인과 평가하도록 하여 드론조정의 숙련도를 높이는 효과가 있다In the present invention, in order to increase the proficiency of drone control to operate (fly) the drone, the drone operator adjusts and operates the actual drone at the field or training ground, tracks and records all the control signals in which the drone is operated, and manages it so that it can be simulated, It is related to a drone operation control training tracking simulation system and its operation method that increase the proficiency of drone operation by allowing drone operators to directly check the accuracy of drone operation by automatically and repeatedly operating drones in the field for skill improvement and analysis. While flying along the designated path by the flight control signal, GPS coordinate information, LBS coordinate information, and inertial navigation coordinate information are detected, respectively, and the attitude is controlled through selective arithmetic average operation. Smart that records and stores in the allocated area in connection with the corresponding posture information at the time of shooting, and transmits and receives the same contents converted into packet frames by simultaneously wirelessly connecting to the outside using two or more of the self-equipped communication means to eliminate communication errors. drone; Smart drone coordination that outputs flight control signals including the direction and attitude of flight through wireless connection with smart drones and transmits and receives signals with the same contents converted into packet frames through simultaneous wireless access to two or more of the self-equipped communication means method; It is connected to the smart drone via the smart communication network, receives the information converted into packet frames, stores and manages it in the assigned area, and provides it as packet frames by search. The corresponding control signal input for operation is tracked, recorded and managed in the assigned area, and automatically controlled to operate (flight) again under the same conditions at the site for simulation to increase the proficiency of the drone operator. It has the effect of increasing the proficiency of drone control by directly checking and evaluating the condition.
Description
본 발명은 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 드론조정자가 드론을 운항(비행)시키기 위한 드론조정의 숙련도를 높이기 위하여 현장 또는 훈련장에서 실제 드론을 조정하여 운항하고 드론이 운항되는 해당 제어신호를 모두 추적 기록하여 시물레이션 가능하도록 관리하며, 숙련도 향상과 분석을 위하여 현장에서 드론을 다시 자동으로 반복 운항시켜 드론조정자가 드론운항의 정확도를 직접 확인하도록 하므로 드론 운향의 숙력도를 높이는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다. The present invention relates to a drone operation control training tracking simulation system and its operation method. All the control signals in which the drone is operated are tracked and recorded and managed so that the simulation is possible. In order to improve proficiency and analyze, the drone is automatically and repeatedly operated in the field again so that the drone operator directly checks the accuracy of drone operation, so the skill of drone operation It relates to a drone operation control training tracking simulation system and its operation method that increase the degree.
다수 사람이 사용하는 특정 대상물의 운영과 유지관리를 하는 주체 또는 해당 관리자는 해당 대상물의 현재 상태를 정확하게 파악하여 보수할 필요가 있는지 또는 안전에 문제가 있는지 등을 감시하거나 확인할 필요가 있고, 이러한 이유로 해당 시설물의 현재 상태를 주기적으로 그리고 필요에 의하여 수시로 정확하게 파악하는 점검행위를 진행할 필요가 있다. The entity or the manager responsible for the operation and maintenance of a specific object used by a large number of people needs to accurately grasp the current state of the object and monitor or check whether it needs to be repaired or has a safety problem, and for this reason It is necessary to carry out inspection activities to accurately grasp the current state of the facility periodically and from time to time as needed.
한편, 이러한 대상물이 규모가 큰 건축물, 장대교량, 넓은 지역 등의 경우에는 감시와 확인을 위하여 많은 시간과 노동력이 소요되고 또한, 접근을 위한 특수한 장치 또는 장비를 사용하며 시간과 많은 노동력이 소요되는 문제가 있다. On the other hand, if these objects are large-scale buildings, long-span bridges, large areas, etc., a lot of time and labor is required for monitoring and confirmation, and special devices or equipment for access are used, which takes time and a lot of labor. there is a problem.
이러한 문제를 일부 해소하는 기술로 드론을 이용할 수 있으나 드론은 운항(비행)을 위한 제어자 또는 조정자(이하, ‘드론조정자’라 한다.)의 숙력도에 의하여 드론이 추락하여 파손되거나 주변에 다양한 상태로 피해를 입히는 안전사고를 발생시키는 등의 문제가 있다. Drones can be used as a technology that partially solves these problems, but drones can be crashed and damaged depending on the skill level of the controller or coordinator (hereinafter referred to as 'drone coordinator') for operation (flight). There are problems such as causing safety accidents that cause damage to the state.
도 1 은 국토교통부에서 2018년도에 집계한 드론 사고 추락 분실 현황과 일 실시 예에 의하여 드론이 파손된 상태도 이다. 1 is a diagram showing the status of drone accidents, crashes, and losses aggregated in 2018 by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, and a state in which drones are damaged according to an embodiment.
첨부된 도 1 을 참조하면 2018년도에 발생되고 국토교통부에 의하여 집계된 드론 사고는 총 454 건이고, 기체결함과 원인불명은 25 건으로 약 6 %에 해당하며 나머지 94 % 의 사고는 모두 드론조종자의 과실(실수)로 집계와 분석되고 있다. Referring to the attached figure 1, a total of 454 drone accidents occurred in 2018 and were counted by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, and 25 aircraft defects and unknown causes accounted for about 6%, and the remaining 94% of accidents were all caused by drone operators. It is being counted and analyzed by negligence (mistake).
드론 조정실수로 드론 자체가 추락하여 드론이 파손되는 것도 나름대로 큰 손실에 해당하지만, 드론이 추락하면서 주변의 건출물, 재산, 가축을 포함하여 사람과 충돌하는 등의 안전사고가 발생하지 않도록 하여야 하므로 드론조정자의 숙력도를 높일 필요가 있고, 특히 주변의 해당 건축물과 재산 등이 민족의 고유한 문화유산에 해당하는 경우 발생된 손실을 원상으로 복구할 방법이 없으므로 드론조정자의 숙련도 제고를 위한 기술 개발이 비교적 매우 절실한 편이다. Although the drone itself crashes due to a drone adjustment error and the drone is damaged, it is a big loss in its own way. It is necessary to increase the proficiency of the coordinator, and especially if the surrounding buildings and properties are unique cultural heritage of the nation, there is no way to restore the damage caused, so it is necessary to develop technology to improve the proficiency of the drone coordinator. Relatively very urgent.
이러한 문제를 일부 해소한 종래기술로 대한민국 특허 등록번호 제10-1765235호(2017. 07. 31.) "사물인터넷 기반 센서와 무인비행체를 이용한 시설물 유지관리 시스템 및 그 방법"이 있다. As a prior art that partially solves these problems, there is Korean Patent Registration No. 10-1765235 (2017. 07. 31.) "Facility maintenance management system using IoT-based sensor and unmanned aerial vehicle and its method".
도 2 는 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 드론을 이용한 대상물 점검 시스템의 구성 설명도 이다. 2 is a configuration explanatory diagram of an object inspection system using a drone according to an embodiment of the prior art.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래기술을 상세히 설명하면 사물인터넷(IoT) 기반 센서유닛(81), 계측결과 분석 및 조치 단말(82), 무인비행체 비행 및 조종 단말(83), 무인비행체(84) 및 무인비행체 스테이션(85)을 포함한다. Hereinafter, the prior art will be described in detail with reference to the accompanying drawings, an Internet of Things (IoT)-based
사물인터넷(IoT) 기반 센서유닛(81)은 하나 이상의 계측센서와 전원공급장치와 IoT네트워크 통신장치로 구성되고 고유식별번호가 부여되며 위치신호를 발생 시키고 관측 대상물인 시설물(70)에 설치되어 상태를 계측하고 IoT통신네트워크를 통해 송신한다.The Internet of Things (IoT)-based
계측결과 분석 및 조치 단말(82)은 수신된 계측값에 따라 시설물(70)의 이상 상태를 분석하고, 분석 결과를 능동형 유지관리 시스템(86)에 통보하며 시설물(70)의 정밀점검이 필요한지 여부를 자체 판단하여 비정상 상태로 판단되면 관리자에게 통보하여 대응하도록 한다. The measurement result analysis and
무인비행체 비행 및 조종 단말(83)은 무인비행체 스테이션(85)에 격납된 무인비행체(84) 또는 드론을 원격 조종하여 IoT 기반 센서유닛(81)이 설치된 위치로 자동 근접하도록 조정하며 카메라를 원격 제어하여 이상 부위를 촬영한다. The unmanned aerial vehicle flight and control terminal 83 remotely controls the unmanned
이러한 종래기술은 이중 점검에 의하여 해당 시설물을 원격으로 자동 유지관리하는 장점이 있으나 적은 숫자의 시설물 유지관리에 적합하고, 다수이면서 불특정한 시설물의 유지관리를 위하여는 시스템 구성이 매우 커지면서 복잡해지고 운용유지에 비용과 시간이 많이 소요되는 문제를 여전히 해결하지 못하고 있으며, 이러한 문제의 해결을 위하여 숙련된 드론조정자를 양성할 수 있다. This prior art has the advantage of remotely and automatically maintaining the facility by double inspection, but is suitable for maintenance of a small number of facilities, and for the maintenance and management of many and unspecified facilities, the system configuration becomes very large and complex, and operation and maintenance However, it is still not able to solve the costly and time-consuming problem, and skilled drone pilots can be trained to solve this problem.
따라서 드론조정자가 드론을 숙련된 상태로 조정하여 안정된 비행이 가능하도록 연습하므로 불특정 다수의 건축물, 시설물 등을 안전하게 관측 및 유지 관리하도록 하는 기술을 개발할 필요가 있다. Therefore, it is necessary to develop a technology that safely observes and maintains an unspecified number of buildings and facilities, as drone pilots practice to adjust drones in a skilled state to enable stable flight.
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 드론조정자가 특정 현장에서 드론운항을 위하여 입력하는 해당 제어신호를 추적하여 할당된 메모리 영역에 기록 관리하고 드론조정자의 숙련도를 높이기 위한 시물레이션을 위하여 해당 현장에서 동일한 조건으로 다시 자동 운항(비행)하도록 드론을 제어하므로 드론조정자가 자신이 제어한 드론의 비행상태를 직접 확인하고 검토하도록 하여 드론조정의 숙련도를 높이는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 및 그 운용방법을 제공하는 것이 그 목적이다. The present invention, which was devised to solve the problems and necessity of the prior art as described above, tracks the control signal input by the drone operator for drone operation at a specific site, records and manages it in an allocated memory area, and increases the drone operator's proficiency. Tracking drone operation control training to increase proficiency in drone coordination by allowing the drone operator to directly check and review the flight status of the drone controlled by him or her by controlling the drone to automatically operate (fly) again under the same conditions at the site for simulation for Its purpose is to provide a simulation system and its operating method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템은 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 경로로 비행하면서 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출하고 선택적 산술평균연산하여 자세를 제어하며 지정된 목적물을 자외선과 적외선과 백색광선으로 각각 스테레오 촬영하고 촬영시의 해당 자세 정보에 연계시켜 할당된 영역에 기록 저장하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 외부와 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용을 송수신 처리하여 통신오류를 제거하는 스마트 드론(1000); 상기 스마트 드론(1000)과 무선 접속하여 비행의 방향과 자세가 포함되는 비행 제어신호를 출력하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용의 신호를 송수신하는 스마트드론조정수단(2000); 상기 스마트 드론(1000)과 스마트통신망(3000)을 경유하여 접속하고 패킷 프레임으로 변환된 정보를 수신하고 할당된 영역에 저장 관리하며 검색에 의하여 패킷 프레임으로 제공하는 스마트드론서버(4000); 를 포함할 수 있다. The drone operation control training tracking simulation system of the present invention, which was devised to achieve the above object, detects GPS coordinate information, LBS coordinate information, and inertial navigation coordinate information respectively while flying along a path designated by the corresponding flight control signal, and selectively The posture is controlled by arithmetic mean operation, and the designated target is photographed in stereo with ultraviolet rays, infrared rays, and white rays, respectively, and recorded and stored in the allocated area in connection with the corresponding posture information at the time of shooting. A smart drone (1000) that transmits and receives the same contents converted into packet frames through simultaneous wireless access and eliminates communication errors; By wirelessly connecting to the
상기 스마트 드론(1000)은 해당 제어신호에 의하여 다수의 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 무선 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 지피에스 좌표정보를 출력하는 지피에스부(1010); 상기 지피에스부(1010)에 접속하고 입력된 지피에스 좌표정보와 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 비행경로로 비행하도록 해당 제어신호를 출력하고 감시하며 구비된 각 기능부의 운용을 각각 제어하고 감시하며 할당된 영역에 기록 저장하는 스마트드론제어부(1020); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 주변의 이동통신 기지국으로부터 위치기반서비스 신호를 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 엘비에스 좌표정보를 출력하는 엘비에스부(1030); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 검출된 관성항법 좌표정보를 출력하는 아이엔에스부(1040); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 상기 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보 중 선택된 어느 하나 이상을 입력하고 입력된 값의 산술평균을 연산하여 출력하는 분석산술평균연산부(1050); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 자외선으로 촬영하는 자외선카메라를 구비한 스테레오자외선촬영부(1060); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 적외선으로 촬영하는 적외선 카메라를 구비한 스테레오적외선촬영부(1070); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 백색광선으로 촬영하는 백색광 카메라를 구비한 스테레오백색광촬영부(1080); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 검출된 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보, 목적물의 촬영된 자외선 스테레오 이미지와 적외선 스테레오 이미지와 백색광선 스테레오 이미지와 각 카메라의 회전각도와 해당 각 시간정보, 운항정보와 운용정보를 포함하여 지정된 크기의 패킷 프레임으로 변환하고 하나 이상 다수의 패킷 프레임에 순차 기록하여 암호화 하거나 복호화하는 패킷 프레임 암복호부(1090); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 패킷 프레임으로 변환된 정보를 할당된 영역에 기록 저장하는 드론데이터베이스부(1100); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 드론이 운항하는 비행동력을 출력하는 비행엔진부(1110); 상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 구비된 와이파이통신부와 블루투스통신부와 이동통신부와 FM 통신부를 동시에 활성화 상태로 구동하고 지정된 상대방과 무선접속하여 동일한 내용의 신호를 송신과 수신하는 멀티통신부(1120); 를 포함할 수 있다. The
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 운용방법은 스마트 드론(1000)과 스마트드론조정수단(2000)과 스마트통신망(3000)과 스마트드론서버(4000)를 포함하는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 운용방법에 있어서, 상기 스마트드론(1000)에 의하여 운항을 시작하는 제어신호가 입력되면 비행엔진부를 활성화 제어하고 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출하는 준비단계; 상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 모두 허용된 범위에 포함되는지를 판단하고 상호 편차 값이 모두 허용된 범위에 포함되는 것으로 판단되면 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 모두 선택하는 제 1 선택단계; 상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 어느 하나의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면 허용된 상호 편차 값 범위에 있는 나머지 2 개의 좌표정보 값을 선택하는 제 2 선택단계; 상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 각각의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면 관성항법 좌표정보 값을 선택하는 제 3 선택단계; 상기 제 1 선택단계와 제 2 선택단계와 제 3 선택단계 중 어느 하나로부터 입력된 좌표정보를 분석산술평균연산부에 입력하여 좌표정보를 산술평균연산 출력하고 운항정보로 활용하여 비행하고 목적물의 상공에서 지정된 목적물을 자외선과 적외선과 백색광선의 스테레오 이미지로 촬영하는 운항촬영단계; 상기 운항촬영단계에서 촬영된 각 이미지와 운항정보와 운용정보를 포함하여 패킷프레임으로 변환하고 할당된 영역에 기록하며 스마트드론조정수단과 지정된 상태방에 접속하고 패킷 프레임의 송수신을 위하여 멀티통신하는 드론운용단계; 를 포함할 수 있다. The drone operation control training tracking simulation system operating method of the present invention devised to achieve the above object is a
상기와 같은 구성의 본 발명은 드론조정자가 특정 현장에서 드론운항을 위하여 입력하는 해당 제어신호를 추적하여 할당된 영역에 기록 관리하고 드론조정자의 숙련도를 높이는 시물레이션을 위하여 해당 현장에서 동일한 조건으로 다시 자동 운항(비행)하도록 자동 제어하므로 드론조정자가 자신이 제어한 상태를 직접 확인과 평가하도록 하여 드론조정의 숙련도를 높이는 장점이 있다. The present invention with the above configuration tracks the control signal input by the drone operator for drone operation at a specific site, records and manages it in an assigned area, and automatically re-creates the drone operator under the same conditions at the site for a simulation to increase the proficiency of the drone operator. Since it is automatically controlled to operate (flight), it has the advantage of increasing the proficiency of drone control by allowing the drone operator to directly check and evaluate the controlled state.
도 1 은 국토교통부에서 2018년도에 집계한 드론 사고 추락 분실 현황과 일 실시 예에 의하여 드론이 파손된 상태도,
도 2 는 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 드론을 이용한 대상물 점검 시스템의 구성 설명도, 1 is a diagram showing the status of drone accidents, crashes, and loss collected by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport in 2018 and the state of drones being damaged according to an embodiment;
Figure 2 is according to an embodiment of the prior art, and is an explanatory diagram of the configuration of an object inspection system using a drone;
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 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. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
이하의 설명에서 운항과 비행은 같은 의미이고 가시광선과 백색광선은 같은 의미이며 각각 문맥에 적합하게 선택적으로 사용하기로 한다. In the following description, flight and flight have the same meaning, and visible light and white light have the same meaning, and each will be selectively used according to the context.
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템의 기능 구성도 이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 스마트드론의 세부 기능 구성도 이며, 도 5 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 멀티통신부의 상세 기능 구성도 이고, 도 6 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 패킷프레임의 구성 도시도 이다. 3 is a functional configuration diagram of a drone operation control training tracking simulation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed functional configuration diagram of a smart drone according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, it is a detailed functional configuration diagram of a multi-communication unit, and FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a packet frame according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템(900)은 스마트 드론(1000)과 스마트드론조정수단(2000)과 스마트통신망(3000)과 스마트드론서버(4000)를 포함하는 구성이다. Hereinafter, if described in detail with reference to all attached drawings, the drone operation control training
스마트 드론(1000)은 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 경로로 비행하면서 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출하고 선택적 산술평균연산하여 자세를 제어하며 지정된 목적물을 자외선과 적외선과 백색광선으로 각각 스테레오 촬영하고 촬영시의 해당 자세 정보에 연계시켜 할당된 영역에 기록 저장하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 외부와 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용을 송수신 처리하여 통신오류를 제거한다. 해당 비행제어신호는 스마트드론조정수단(2000)으로부터 무선으로 수신되는 비행제어신호와 프로그램에 의하여 자동으로 입력되되 드론제어부(1020) 또는 스마트드론조정수단(2000) 또는 스마트드론서버(4000)로부터 각각 입력될 수 있고 해당 주변의 통신환경에 따라 스마트통신망(3000)을 경유하거나 또는 경유하지 않을 수 있다. The
스마트드론(1000)은 지피에스부(1010)와 스마트드론제어부(1020)와 엘비에스부(1030)와 아이엔에스부(1040)와 분석산술평균연산부(1050)와 스테레오자외선촬영부(1060)와 스테레오적외선촬영부(1070)와 스테레오백색광촬영부(1080)와 패킷 프레임 암복호부(1090)와 드론데이터베이스부(1100)와 비행엔진부(1110)와 멀티통신부(1120)를 포함할 수 있다. The
지피에스부(1010)는 스마트드론제어부(1020)로부터 인가되는 해당 제어신호에 의하여 다수의 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 무선 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 지피에스 좌표정보를 출력한다. The
지피에스 좌표정보에는 지구의 저궤도를 다수 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 수신하되 최소 3 개 이상으로부터 신호를 수신하고 삼각측량의 원리를 이용하여 수신부에서 현재의 위치에 대한 좌표정보를 확인할 수 있는 GPS(global position system) 위치확인시스템 기술이다.In the GPS coordinate information, GPS signals are received from multiple GPS satellites in low Earth orbit, but signals are received from at least three satellites, and GPS (global position system) that can check the coordinate information on the current position in the receiving unit using the principle of triangulation. ) positioning system technology.
지피에스(GPS) 인공위성에서 발사하는 전파에는 전파를 발사하는 순간 지피에스(GPS) 인공위성의 위치와 시간 정보가 포함되어 있고, 전파를 발사하는 순간과 GPS 수신기로 전파를 수신하는 순간의 시간차로부터 인공위성까지 거리를 알아낸다. 옛날 사람들은 북극성이나 해, 달과 같은 천체를 관측한 후 관측값과 관측한 시간에 따라 미리 계산된 표와 비교하여 자신의 위치를 파악하고 가고자 하는 방향을 수정했다. Radio waves emitted from a GPS satellite include the position and time information of the GPS satellite at the moment the radio wave is launched, and the distance from the time difference between the moment the radio wave is launched and the moment the radio wave is received by the GPS receiver to the satellite find out In the past, people observed celestial bodies such as the Polaris, the sun, and the moon, compared them with a table calculated in advance according to the observation values and the observation time, and corrected the direction they wanted to go after figuring out their location.
지구 궤도를 돌고 있는 지피에스(GPS) 인공위성은 깊은 산이나 바다 한가운데, 황량한 사막 등 어떤 곳에서든 최소 3 개 이상의 지피에스(GPS) 인공위성이 항상 보이게 배치되어 있으며, 전파 수신기만 있다면 날씨와 상관없이 정확한 위치 정보를 전달받을 수 있다. 인공위성에는 매우 정밀한 원자시계가 탑재되어 있어 인공위성에서 수신기까지 전파가 이동하는 시간을 정밀하게 측정한다. 차동 지피에스 기술 방식을 이용하면 오차를 매우 적게 할 수 있다. At least three GPS satellites orbiting the earth are always visible in any place, such as deep mountains, the middle of the sea, or desolate deserts, and if there is a radio receiver, accurate location information regardless of the weather can be delivered. The satellite is equipped with a very precise atomic clock, which precisely measures the time it takes for radio waves to travel from the satellite to the receiver. Using the differential GPS technology method, the error can be very small.
지피에스 좌표정보에는 경도 값, 위도 값, 해발 값, 각속도 값, 진행방향 값, 시간 값이 포함된다. GPS coordinate information includes longitude values, latitude values, sea level values, angular velocity values, heading values, and time values.
스마트드론제어부(1020)는 지피에스부(1010)를 포함하여 스마트드론(1000)에 구비되는 모든 기능부에 각각 접속하고 입력된 지피에스 좌표정보와 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 비행경로로 비행하도록 해당 제어신호를 출력하고 감시하며 구비된 각 기능부의 운용을 각각 제어하고 감시하며 필요한 처리가 완료되면 드론데이터베이스부(1100)의 할당된 영역에 기록 저장하도록 갱신 관리하도록 제어하고 감시한다. The smart
엘비에스부(1030)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 주변의 CDMA 방식 이동통신 기지국으로부터 위치기반서비스(LBS : location based service)에 의한 좌표정보 신호를 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 엘비에스 좌표정보를 출력한다. The
위치기반서비스(LBS)는 이동통신망이나 위성항법장치(GPS) 등을 통해 얻은 비교적 매우 정확한 기지국의 위치정보를 활용하여 이용자에게 여러가지 서비스를 제공하는 시스템 서비스를 말한다.Location-based service (LBS) refers to a system service that provides various services to users by utilizing relatively very accurate location information of a base station obtained through a mobile communication network or a global positioning system (GPS).
LBS 기술은 휴대단말의 위치를 파악하는 측위기술과 서비스를 위한 핵심 기반기술을 제공하는 LBS 플랫폼 기술, 그리고 다양한 LBS 서비스를 제공하기 위한 LBS 서비스 공동기술과 LBS 단말 및 응용 서비스가 포함될 수 있다. 측위기술은 이동통신용 모바일 단말의 위치를 측정하기 위한 기술로서, 이동통신망의 기지국 수신신호를 이용하는 네트워크 신호 기반(network-signal based) 측위방식, GPS 등 위성신호를 이용하는 위성신호 기반 측위방식, 유비쿼터스 컴퓨팅 장치를 이용한 유비쿼터스 측위방식, 그리고 이런 방식이 혼합된 혼합 측위방식으로 분류될 수 있다. LBS로 얻을 수 있는 정보에는 위치 확인, 물류, 관제, 주변정보(날씨·생활정보 등), 엔터테인먼트, 교통, 항법, 안전 및 구난, 광고 서비스 등이 있고, LBS의 활용사례는 버스운행 안내 시스템, 해양안전 종합정보 시스템, 119 이동전화 위치정보 시스템, 감염성 폐기물 실시간 관리 시스템 등이 있다. 현재 LBS는 내비게이션과 같은 교통·항법 분야에서 많이 사용되고 향후 실시간 추적 등 기업용 서비스에서 많이 사용될 전망이다. LBS technology may include positioning technology to determine the location of a mobile terminal, LBS platform technology to provide core base technology for services, LBS service joint technology to provide various LBS services, and LBS terminal and application services. Positioning technology is a technology for measuring the position of a mobile terminal for mobile communication. It is a network-signal based positioning method using a base station reception signal of a mobile communication network, a satellite signal-based positioning method using satellite signals such as GPS, and ubiquitous computing. It can be classified into a ubiquitous positioning method using a device and a mixed positioning method in which these methods are mixed. Information that can be obtained through LBS includes location check, logistics, control, surrounding information (weather, life information, etc.), entertainment, transportation, navigation, safety and rescue, and advertising services. There is a comprehensive marine safety information system, a 119 mobile phone location information system, and a real-time infectious waste management system. Currently, LBS is widely used in transportation and navigation fields such as navigation and is expected to be widely used in corporate services such as real-time tracking in the future.
엘비에스 좌표정보는 지피에스 좌표정보 보다 매우 정확한 것으로 알려져 있고, 일반적이므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. LBS coordinate information is known to be more accurate than GPS coordinate information, and since it is general, further detailed description will be omitted.
아이엔에스부(1040)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 검출된 관성항법(INS) 좌표정보를 출력한다. The
관성항법장치(INS : Inertial Navigation System)는 잠수함, 항공기, 미사일 등에 장착하여 자기의 위치를 감지하여 목적지까지 유도하는 장치이며, 동작원리는 자이로스코프에서 방위 기준을 정하고, 가속도계를 이용하여 이동 변위를 구하는 방식이다. 처음 있던 위치를 입력하면 이동해도 자기의 위치와 속도를 항상 계산해 파악할 수 있다. 악천후나 전파 방해의 영향을 받지 않는다고 하는 장점을 가지지만 긴 거리를 이동하면 오차가 누적되어 커지므로 GPS나 능동 레이다 유도 등에 의한 보정을 더해 사용하는 것이 보통이다. The Inertial Navigation System (INS) is a device mounted on a submarine, aircraft, missile, etc. to detect its position and guide it to its destination. method of salvation. If you enter the location you were at first, you can always calculate and figure out your location and speed even if you move. Although it has the advantage of being unaffected by bad weather or radio interference, the error accumulates and increases when moving a long distance, so it is common to use it with correction by GPS or active radar guidance.
관성항법(INS) 좌표정보는 전파가 도달하지 않는 터널 등의 지역에서도 사용할 수 있고, 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보는 전파가 도달하는 지역에서만 검출하여 사용할 수 있다. Inertial navigation (INS) coordinate information can be used even in areas such as tunnels where radio waves do not reach, and GPS coordinate information and LBS coordinate information can be detected and used only in areas where radio waves reach.
분석산술평균연산부(1050)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보 중 선택된 어느 하나 이상을 입력하고 입력된 값의 산술평균을 연산하여 운항정보로 출력한다. The analysis arithmetic
스테레오자외선촬영부(1060)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 구비된 자외선카메라를 지정된 각도로 회전하여 지정된 방향을 향하도록 설정한다. 방향 제어는 180 도 범위에서 전후좌우 원하는 방향을 해당 제어에 의하여 선택 설정하는 것으로 설명하고 이해하며 구성은 일반적이므로 구체적인 설명을 생락하며 이하에서 동일하게 적용하기로 한다. The stereo
스테레오자외선촬영부(1060)는 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 자외선(UV)으로 촬영하는 구성이다. 이하에서 스테레오 이미지는 사람의 눈으로 관찰하는 경우 입체감을 느끼는 이미지이며, 깊이를 느낄 수 있는 이미지로 설명하고 이해하며 일반적이므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다. The stereo
스테레오적외선촬영부(1070)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 적외선(IR)으로 촬영하는 적외선 카메라를 구비한다. The stereo infrared photographing
스테레오백색광촬영부(1080)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 백색광선 또는 가시광선으로 촬영하는 백색광 카메라를 구비한다. The stereo white
패킷 프레임 암복호부(1090); 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 현재 위치에서 검출된 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보, 목적물의 촬영된 자외선 스테레오 이미지와 적외선 스테레오 이미지와 백색광선 스테레오 이미지와 각 카메라의 회전각도와 촬영된 해당 각 시간정보, 각 좌표정보, 운항정보와 운용정보를 포함하여 지정된 크기의 패킷 프레임으로 변환하고 하나 이상 다수의 패킷 프레임(5000)에 순차 기록하여 암호화 하거나 복호화하는 구성이다. packet frame encryption/
패킷 프레임 암복호부(1090)와 같은 기능의 구성은 스마트드론조정수단(2000), 스마트드론서버(4000)에 각각 구비한 것으로 설명하고 이해하기로 한다. The configuration of functions such as the packet frame encryption/
패킷 프레임(5000)에 대하여는 이하에서 상세히 다시 설명하기로 한다. The packet frame 5000 will be described in detail below.
드론데이터베이스부(1100)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 패킷 프레임(5000)으로 변환된 정보를 할당된 영역에 기록 저장하는 검색에 의하여 출력한다. The
비행엔진부(1110)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 드론이 운항하는 비행동력을 출력하는 구성이며, 일반적으로 다수의 프로펠러와 모터로 이루어지되 전후좌우로의 신속한 이동을 위하여 각각 4 개씩으로 이루어질 수 있다. The
멀티통신부(1120)는 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 구비된 와이파이통신부(1121)와 블루투스통신부(1122)와 이동통신부(1123)와 FM 통신부(1124)를 모두 동시에 구비하며 동시에 활성화 상태로 구동하고 지정된 상대방과 무선접속하여 동일한 내용의 신호를 동시에 송신과 수신한다. The
와이파이통신부(1121)는 와아파이(WiFi) 방식으로 송신과 수신하여 쌍방향 통신하는 무선통신부 구성이며, 일반적으로 잘 알 수 있으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The Wi-
블루투스통신부(1122)는 블루투스(BT : Blue tooth) 방식으로 송신과 수신하여 쌍방향 통신하는 무선통신부 구성이며, 일반적으로 잘 알 수 있으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The
이동통신부(1123)는 CDMA 방식 또는 W-CDMA 방식으로 송신과 수신하여 쌍방향 통신하는 무선통신부 구성이며, 일반적으로 이동통신이란 명칭으로 잘 알려져 있으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The
FM 통신부(1124)는 에프엠(FM : frequency modulation) 방식으로 송신과 수신하여 쌍방향 통신하는 무선통신부 구성이며, 일반적으로 잘 알 수 있으므로 더 이상의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. The
스마트드론조정수단(2000)은 스마트 드론(1000)과 각각의 해당 멀티통신부를 통하여 다중 채널로 동시에 무선 접속하고 비행의 방향과 자세가 포함되는 비행 제어신호를 출력하며 자체 구비된 다수 통신수단 즉, 멀티통신 수단 중 2 가지 이상을 통신부를 경유하여 동시에 무선 접속하고 패킷 프레임(5000)으로 변환된 동일한 내용의 신호를 이용하여 동시에 송수신한다. 스마트드론조정수단(2000)은 전용 조정수단 또는 데이터 단말기로 이루어지거나 또는 이동통신용 휴대단말기에 필요한 프로그램을 설치하여 대체 사용될 수도 있다. The smart drone control means 2000 simultaneously wirelessly connects to the
스마트통신망(3000)은 스마트 드론(1000)과 스마트드론조정수단(2000)과 스마트드론서버(4000)를 각각 또는 개별적으로 연결되어 패킷 프레임이 전송되는 통신경로를 스위칭으로 제공하며 필요에 의하여 지정된 상대방 또는 원거리에 위치하는 관리자와도 접속하는 스위칭 기능이 구비된 것으로 설명한다. The
스마트드론서버(4000)는 스마트 드론(1000) 또는 스마트드론조정수단(2000)과 스마트통신망(3000)을 경유하여 접속하고 패킷 프레임으로 변환된 정보를 수신하여 할당된 영역에 저장 관리하며 검색에 의하여 패킷 프레임(5000)으로 제공한다. The
드론제어부(1020)는 비행제어정보, 운항정보, 운용정보가 포함되는 정보를 드론데이터베이스부(1100)에 기록 저장하므로 나중에 필요에 의하여 운항한 비행 코스를 자동으로 반복하는 시물레이션을 할 수 있다. 이러한 시물레이션을 통하여 드론조정자는 자신이 조정한 드론이 정상적으로 또는 안전하게 비행하였는지 또는 어느 부분을 더 조심하여야 되는지 등을 학습하여 숙련된 드론조정자가 될 수 있다. Since the
한편, 비행제어정보, 운항정보, 운용정보가 포함되는 정보는 스마트드론서버(4000)에 기록되며 필요에 의하여 스마트드론조정수단(2000)의 할당된 메모리 영역에 기록되도록 할 수 있다. On the other hand, information including flight control information, operation information, and operation information is recorded in the
따라서 해당 명령신호 또는 제어신호를 입력한 스마트드론서버(4000)와 스마트드론조정수단(2000)은 과거에 운항된 비행 코스를 자동으로 반복하는 시물레이션하도록 해당 신호를 출력할 수 있고, 이러한 신호는 스마트통신망(3000)을 경유하여 스마트드론(1000)에 전송되거나 직접 전송 될 수도 있다. Therefore, the
패킷프레임(5000)은 총 185 바이트(byte)로 이루어지고 오버헤드(OVHD) 필드와 제 1 데이터 필드와 제 2 데이터 필드와 제 3 데이터 필드와 체크데이터(CHK) 필드와 엔드(END) 필드를 포함하는 구성이다. The packet frame 5000 consists of a total of 185 bytes and includes an overhead (OVHD) field, a first data field, a second data field, a third data field, a check data (CHK) field, and an end (END) field. It is a composition that includes
드론제어부(1020)는 기록할 특정 데이터의 용량이 비교적 커서 하나의 패킷프레임(5000)의 할당된 해당 필드 영역에 다 기록하지 못하는 경우, 다음 순서로 추가하여 패킷프레임(5000)을 할당하고 해당 데이터를 기록하며, 각각의 해당 프레임 일련번호를 부여하여 데이터가 연결 기록되어 있다는 표시를 오버헤드 필드 영역과 엔드 필드 영역에 각각 기록하도록 제어하므로 수신측에서 필요한 데이터 복원 처리를 할 수 있도록 한다. When the capacity of specific data to be recorded is relatively large and cannot be recorded in the corresponding field area allocated to one packet frame 5000, the
바이트(byte)는 디지털 신호에서 하나의 펄스신호에 대한 유무를 기록하는 최소 단위인 비트(bit)가 8 개 단위로 모인 것을 의미하며, 필요에 의하여 8 비트(bit) 이상을 하나의 바이트로 정의할 수도 있으나 이하의 설명에서는 허가받지 않은 제 3 자가 무단 접속 및 귀중한 정보의 도용을 방지하는 암호화를 위하여 10 비트(bit)가 하나의 바이트(byte)를 구성하는 것으로 정의한다. A byte means a collection of eight bits, the minimum unit for recording the presence or absence of one pulse signal in a digital signal. If necessary, more than eight bits are defined as one byte. However, in the following description, 10 bits are defined as constituting one byte for encryption to prevent unauthorized access and theft of valuable information by an unauthorized third party.
오버헤드(OVHD, over head) 필드는 10 바이트(byte)로 이루어지며 프레임(frame)을 구성하는 데이터의 기록이 시작되는 시작위치, 전송목적지, 송신시간, 패킷 프레임이 생성된 위치정보, 비트에 의한 전체데이터의 크기, 데이터의 양이 많은 경우 다수의 프레임으로 이루어 질 수 있으므로 연결된 상태를 표시하는 프레임 일련번호정보가 포함되어 기록된다. The overhead (OVHD) field consists of 10 bytes and includes the start position at which data constituting the frame starts to be recorded, transmission destination, transmission time, location information where the packet frame was created, and bits. If the size of the entire data and the amount of data are large, it can be composed of multiple frames, so the frame serial number information indicating the connected state is included and recorded.
제 1 데이터 필드는 오버헤드 필드와 1 바이트의 간격을 두고 50 바이트로 이루어지며 검출된 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보 및 산술평균 연산된 좌표정보가 포함되는 운항정보, 운용정보, 비행제어신호 그리고 적외선과 자외선과 가시광선(백색광)으로 각각 스테레오 촬영된 해당 목적물의 이미지 신호와 해당 카메라의 자세 제어신호 등이 포함되어 스마트드론(1000)에서 사용되거나 운용된 기록하고자 하는 필요한 모든 신호가 기록 된다. The first data field consists of 50 bytes with an interval of 1 byte from the overhead field, and includes navigation information and operation information including detected GPS coordinate information, LBS coordinate information, inertial navigation coordinate information, and arithmetic averaged coordinate information. , Flight control signals, image signals of the target image stereoscopically photographed with infrared rays, ultraviolet rays, and visible rays (white light), and attitude control signals of the camera, etc. signal is recorded.
제 2 데이터 필드는 제 1 데이터 필드와 1 바이트의 간격을 두고 50 바이트로 이루어지며 제 1 데이터 필드에 기록된 정보와 동일한 정보의 신호가 기록 된다. The second data field is composed of 50 bytes with an interval of 1 byte from the first data field, and a signal of the same information as that recorded in the first data field is recorded.
제 3 데이터 필드는 제 2 데이터 필드와 1 바이트의 간격을 두고 50 바이트로 이루어지며 제 1 데이터 필드에 기록된 정보와 동일한 정보의 신호가 기록 된다. The third data field is composed of 50 bytes with an interval of 1 byte from the second data field, and a signal of the same information as that recorded in the first data field is recorded.
제 1 데이터 필드와 제 2 데이터 필드와 제 3 데이터 필드에 각각 동일한 정보가 기록되는 것은 전송 과정에서 발생할 수 있는 전송오류를 극복하기 위한 것이다. The same information is recorded in the first data field, the second data field, and the third data field to overcome a transmission error that may occur during transmission.
체크(CHK, check) 데이터 필드는 제 3 데이터 필드와 1 바이트의 간격을 두고 10 바이트로 이루어지며 제 1 데이터 필드와 제 2 데이터 필드와 제 3 데이터 필드에 각각 기록된 데이터를 각각 분석하여 오류가 포함된 것으로 판단되면 사이클릭리던던시체크(CRC) 방식과 해밍코드 방식을 순차 운용하여 오류를 중복 검출하고 중복 복구 처리한다. The check (CHK) data field consists of 10 bytes at a 1-byte interval from the third data field, and analyzes the data recorded in the first data field, the second data field, and the third data field, respectively, so that an error is detected. If it is determined that it is included, the Cyclic Redundancy Check (CRC) method and the Hamming code method are sequentially operated to detect errors and perform redundant recovery processing.
엔드(END) 필드는 체크데이터 필드와 1 바이트의 간격을 두고 10 바이트로 이루어지며 오류 검출과 복구 여부, 재전송요청 여부, 기록된 데이터를 생성한 장비 또는 위치정보, 패팃 프레임의 데이터가 종료되는 위치, 패킷 프레임의 일련번호정보가 포함되어 기록된다. The END field is composed of 10 bytes with an interval of 1 byte from the check data field, whether error detection and recovery, whether retransmission is requested, information on the device or location that generated the recorded data, and the location where the data of the patch frame ends. , the serial number information of the packet frame is included and recorded.
각 데이터 필드 사이에 간격을 두는 1 바이트는 도면에 도시하는 경우 도면이 복잡해 지므로 도면에 도시하지 않았다. 1 byte spaced between each data field is not shown in the drawing because it makes the drawing complicated.
도 7 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 운용방법의 순서도 이다. 7 is a flowchart of a drone operation control training tracking simulation system operating method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 모든 도면을 참조하여 상세히 설명하면 스마트 드론(1000)과 스마트드론조정수단(2000)과 스마트통신망(3000)과 스마트드론서버(4000)를 포함하는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템(900) 운용방법은 스마트드론(1000)에 의하여 운항을 시작하는 비행제어신호가 입력되는지를 판단하고(S100), 입력되는 것으로 판단되면 비행엔진부(1110)를 활성화 제어하며 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출한다(S110). 여기서 운항을 시작하는 비행제어신호 스마트드론조정수단(2000)으로부터 수신되는 것으로 하되, 필요에 의하여 시물레이션을 하는 헤당 명령신호에 의하여 경우 자체적으로 비행제어신호를 출력하거나 또는 스마트통신망(3000)을 경유한 스마트드론서버(4000)로부터 수신될 수 있다. Hereinafter, referring to all attached drawings, a drone operation control training tracking simulation system (900) including a smart drone (1000), a smart drone control unit (2000), a smart communication network (3000), and a smart drone server (4000) ) The operation method determines whether a flight control signal for starting operation is input by the smart drone 1000 (S100), and if it is determined that it is input, the
준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 모두 허용된 범위에 포함되는지를 판단하고(S120) 각각의 상호 편차 값이 모두 허용된 범위에 포함되는 것으로 판단되면 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 모두 선택한다(S130). 허용편차는 연산된 직선거리 값에 의한 것으로 1 미터(m) 이내의 값으로 설정하되 필요에 의하여 가감할 수 있으나 2 미터 거리를 초과하지 않도록 하는 것이 안전한 비행을 위하여 바람직하며 이하에서 동일하게 적용한다. The mutual deviation values of each coordinate information value detected in the preparation step are analyzed to determine whether all are within the permitted range (S120), and when it is determined that each mutual deviation value is within the permitted range, the GPS coordinate information and LB Both S coordinate information and inertial navigation coordinate information are selected (S130). The allowable deviation is based on the calculated straight-line distance value and is set to a value within 1 meter (m). It can be increased or subtracted as needed, but it is desirable not to exceed 2 meters for safe flight, and the same applies below. .
준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 어느 하나의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면(S140), 허용된 상호 편차 값 범위에 있는 나머지 2 개의 좌표정보 값을 선택한다(S150). If the mutual deviation value of each coordinate information value detected in the preparation step is analyzed and it is determined that any one coordinate information value exceeds the allowed mutual deviation value (S140), the remaining two coordinates in the allowed mutual deviation value range An information value is selected (S150).
준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 각각의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면(S160) 관성항법(INS) 좌표정보 값을 선택한다(S170). If the mutual deviation value of each coordinate information value detected in the preparation step is analyzed and it is determined that each coordinate information value exceeds the allowed mutual deviation value (S160), an inertial navigation (INS) coordinate information value is selected (S170) .
여기서 각 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 경우는 드론이 전파가 잘 도달하지 않는 음영지역 또는 터널 지역 등에 위치하므로 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보가 검출되지 않은 상태이며 이러한 경우에는 관성항법(INS)에 의한 좌표정보를 선택하는 것이 가장 바람직하기 때문이다. Here, if each coordinate information value exceeds the allowed mutual deviation value, GPS coordinate information and LBS coordinate information are not detected because the drone is located in a shaded area or tunnel area where radio waves do not reach well. This is because it is most desirable to select coordinate information based on navigation (INS).
제 1 선택단계(S130)와 제 2 선택단계(S150)와 제 3 선택단계(S170) 중 어느 하나로부터 입력된 좌표정보를 분석산술평균연산부(1080)에 입력하여 좌표정보를 산술평균연산 출력하고 운항정보로 활용하여 비행하며(S180), 목적물의 상공에서 각각의 해당 카메라가 지정된 목적물을 향하도록 자세제어를 한 후, 자외선과 적외선과 백색광선(가시광선)의 스테레오 이미지로 각각 촬영한다(S190). The coordinate information input from any one of the first selection step (S130), the second selection step (S150), and the third selection step (S170) is input to the analysis arithmetic
운항촬영단계(S190)에서 촬영된 각 이미지와 운항정보와 운용정보를 포함하여 패킷프레임(5000)으로 변환하고 할당된 영역에 기록하며 스마트드론조정수단(2000)과 지정된 상태방 또는 스마트드론서버(4000)에 접속하여 다수의 통신채널을 이용하여 송수신하는 멀티통신을 진행한다(S210). Each image captured in the flight photographing step (S190), including flight information and operation information, is converted into a packet frame (5000) and recorded in the allocated area, and the smart drone control means (2000) and the designated status room or smart drone server ( 4000) to perform multi-communication using multiple communication channels (S210).
한편, 해당 명령신호를 입력한 스마트드론이 자체적으로 이전에 비행한 비행코스를 시물레이션을 위한 비행을 하거나 스마트드론조정수단(2000) 또는 스마트드론서버(4000)의 해당 명령신호에 의하여 이전에 비행한 비행코스를 시물레이션 비행하는 시물레이션 비행과정이 더 포함된다. On the other hand, the smart drone that inputs the command signal flies for simulation of the previously flown flight course by itself or the previous flight by the corresponding command signal of the smart drone control means (2000) or smart drone server (4000). A simulation flight process for simulating a flight course is further included.
이러한 과정을 계속할 것인지 판단하고(S220), 계속하는 경우에는 준비단계로 궤환하며, 계속하지 않는 경우에는 종료로 진행한다. It is determined whether to continue this process (S220), and if it continues, it returns to the preparation step, and if it does not continue, it proceeds to the end.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다. Although the present invention has been described in detail with respect to the specific examples described above, it is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention, and it is natural that these changes and modifications fall within the scope of the appended claims.
900 : 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템
1000 : 스마트드론 1010 : 지피에스부
1020 : 스마트드론제어부 1030 : 엘비에스부
1040 : 아이엔에스부 1050 : 분석산술평균연산부
1060 : 스테레오자외선촬영부 1070 : 스테레오적외선촬영부
1080 : 스테레오백색광촬영부 1090 : 패킷 프레임 암복호부
1100 : 드론데이터베이스부 1110 : 비행엔진부
1120 : 멀티통신부 2000 : 스마트드론조정수단
3000 : 스마트통신망 4000 : 스마트드론서버900: Drone operation control training tracking simulation system
1000: smart drone 1010: GPS unit
1020: smart drone control unit 1030: LBS unit
1040: INS part 1050: Analysis arithmetic average operation part
1060: stereo ultraviolet imaging unit 1070: stereo infrared imaging unit
1080: stereo white light imaging unit 1090: packet frame encryption/decryption unit
1100: drone database unit 1110: flight engine unit
1120: multi-communication unit 2000: smart drone control means
3000: smart communication network 4000: smart drone server
Claims (3)
상기 스마트 드론(1000)과 무선 접속하여 비행의 방향과 자세가 포함되는 비행 제어신호를 출력하며 자체 구비된 다수 통신수단 중 2 가지 이상으로 동시 무선 접속하여 패킷 프레임으로 변환된 동일한 내용의 신호를 송수신하는 스마트드론조정수단(2000);
상기 스마트 드론(1000)과 스마트통신망(3000)을 경유하여 접속하고 패킷 프레임으로 변환된 정보를 수신하고 할당된 영역에 저장 관리하며 검색에 의하여 패킷 프레임으로 제공하는 스마트드론서버(4000); 를 포함하는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템에 있어서,
상기 스마트 드론(1000)은
해당 제어신호에 의하여 다수의 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 신호를 무선 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 지피에스 좌표정보를 출력하는 지피에스부(1010);
상기 지피에스부(1010)에 접속하고 입력된 지피에스 좌표정보와 해당 비행제어신호에 의하여 지정된 비행경로로 비행하도록 해당 제어신호를 출력하고 감시하며 구비된 각 기능부의 운용을 각각 제어하고 감시하며 할당된 영역에 기록 저장하는 스마트드론제어부(1020);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 주변의 이동통신 기지국으로부터 위치기반서비스 신호를 수신하고 분석하여 현재 위치에서의 엘비에스 좌표정보를 출력하는 엘비에스부(1030);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 검출된 관성항법 좌표정보를 출력하는 아이엔에스부(1040);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 상기 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보 중 선택된 어느 하나 이상을 입력하고 입력된 값의 산술평균을 연산하여 출력하는 분석산술평균연산부(1050);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 자외선으로 촬영하는 자외선카메라를 구비한 스테레오자외선촬영부(1060);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 적외선으로 촬영하는 적외선 카메라를 구비한 스테레오적외선촬영부(1070);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 지정된 각도로 회전하고 지정된 목적물의 스테레오 이미지를 백색광선으로 촬영하는 백색광 카메라를 구비한 스테레오백색광촬영부(1080);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 검출된 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보, 목적물의 촬영된 자외선 스테레오 이미지와 적외선 스테레오 이미지와 백색광선 스테레오 이미지와 각 카메라의 회전각도와 해당 각 시간정보, 운항정보와 운용정보를 포함하여 지정된 크기의 패킷 프레임으로 변환하고 하나 이상 다수의 패킷 프레임에 순차 기록하여 암호화 하거나 복호화하는 패킷 프레임 암복호부(1090);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 패킷 프레임으로 변환된 정보를 할당된 영역에 기록 저장하는 드론데이터베이스부(1100);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 드론이 운항하는 비행동력을 출력하는 비행엔진부(1110);
상기 스마트드론제어부(1020)의 해당 제어신호에 의하여 구비된 와이파이통신부와 블루투스통신부와 이동통신부와 FM 통신부를 동시에 활성화 상태로 구동하고 지정된 상대방과 무선접속하여 동일한 내용의 신호를 송신과 수신하는 멀티통신부(1120); 를 포함하는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템.
While flying along the designated path by the corresponding flight control signal, GPS coordinate information, LBS coordinate information, and inertial navigation coordinate information are detected, respectively, and the attitude is controlled through selective arithmetic average operation, and the designated target is photographed in stereo with ultraviolet rays, infrared rays, and white rays, respectively. It records and stores in the allocated area in association with the corresponding posture information at the time of shooting, and transmits and receives the same contents converted into packet frames by simultaneously wirelessly connecting to the outside with two or more of the self-equipped communication means to eliminate communication errors. smart drone (1000);
By wirelessly connecting to the smart drone 1000, a flight control signal including the direction and posture of flight is output, and by simultaneously wirelessly connecting to two or more of a plurality of self-equipped communication means, the signal of the same content converted into a packet frame is transmitted and received. a smart drone control means (2000);
A smart drone server 4000 that connects to the smart drone 1000 via the smart communication network 3000, receives information converted into packet frames, stores and manages information in an assigned area, and provides packet frames by search; In the drone operation control training tracking simulation system comprising a,
The smart drone 1000
a GPS unit 1010 that wirelessly receives and analyzes GPS signals from a plurality of GPS satellites in response to corresponding control signals and outputs GPS coordinate information at a current location;
Connects to the GPS unit 1010, outputs and monitors the corresponding control signal to fly along the flight path designated by the input GPS coordinate information and the corresponding flight control signal, and controls and monitors the operation of each functional unit provided, respectively, and allocates an area Smart drone control unit 1020 to record and store in;
An LBS unit 1030 that receives and analyzes a location-based service signal from a nearby mobile communication base station according to a corresponding control signal of the smart drone control unit 1020 and outputs LBS coordinate information at the current location;
an INS unit 1040 that outputs inertial navigation coordinate information detected by a corresponding control signal of the smart drone control unit 1020;
Analysis arithmetic mean operation unit for inputting at least one selected from among the GPS coordinate information, LBS coordinate information, and inertial navigation coordinate information according to the corresponding control signal of the smart drone control unit 1020, and calculating and outputting the arithmetic average of the input values. (1050);
A stereo ultraviolet photographing unit 1060 having an ultraviolet camera that rotates at a designated angle by a corresponding control signal of the smart drone controller 1020 and captures a stereo image of a designated object in ultraviolet light;
a stereo infrared photographing unit 1070 having an infrared camera that rotates at a designated angle in response to a corresponding control signal of the smart drone controller 1020 and captures a stereo image of a designated target in infrared light;
A stereo white light photographing unit 1080 having a white light camera that rotates at a designated angle by a corresponding control signal of the smart drone control unit 1020 and captures a stereo image of a designated target in white light;
GPS coordinate information, LBS coordinate information, inertial navigation coordinate information, UV stereo image, infrared stereo image, white ray stereo image, and rotation of each camera detected by the control signal of the smart drone control unit 1020 A packet frame encryption/decryption unit (1090) for encrypting or decrypting packet frames by converting them into packet frames of a designated size, including angle, corresponding time information, operation information, and operation information, and sequentially recording them in one or more packet frames;
a drone database unit 1100 for recording and storing information converted into packet frames by a corresponding control signal of the smart drone control unit 1020 in an allocated area;
A flight engine unit 1110 outputting flight power for the drone to operate according to a corresponding control signal of the smart drone control unit 1020;
The smart drone control unit 1020 is a multi-communication unit that operates the Wi-Fi communication unit, the Bluetooth communication unit, the mobile communication unit, and the FM communication unit provided by the corresponding control signal in an active state at the same time, and wirelessly connects to the designated counterpart to transmit and receive signals of the same content. (1120); A drone flight control training tracking simulation system that includes a.
상기 스마트드론(1000)에 의하여 운항을 시작하는 제어신호가 입력되면 비행엔진부를 활성화 제어하고 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 각각 검출하는 준비단계;
상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 모두 허용된 범위에 포함되는지를 판단하고 상호 편차 값이 모두 허용된 범위에 포함되는 것으로 판단되면 지피에스 좌표정보와 엘비에스 좌표정보와 관성항법 좌표정보를 모두 선택하는 제 1 선택단계;
상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 어느 하나의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면 허용된 상호 편차 값 범위에 있는 나머지 2 개의 좌표정보 값을 선택하는 제 2 선택단계;
상기 준비단계에서 검출된 각 좌표정보 값의 상호 편차 값을 분석하여 각각의 좌표정보 값이 허용된 상호 편차 값을 초과하는 것으로 판단되면 관성항법 좌표정보 값을 선택하는 제 3 선택단계;
상기 제 1 선택단계와 제 2 선택단계와 제 3 선택단계 중 어느 하나로부터 입력된 좌표정보를 분석산술평균연산부에 입력하여 좌표정보를 산술평균연산 출력하고 운항정보로 활용하여 비행하고 목적물의 상공에서 지정된 목적물을 자외선과 적외선과 백색광선의 스테레오 이미지로 촬영하는 운항촬영단계;
상기 운항촬영단계에서 촬영된 각 이미지와 운항정보와 운용정보를 포함하여 패킷프레임으로 변환하고 할당된 영역에 기록하며 스마트드론조정수단과 지정된 상태방에 접속하고 패킷 프레임의 송수신을 위하여 멀티통신하는 드론운용단계; 를 포함하는 드론 운항 제어훈련 추적 시물레이션 시스템 운용방법.
In the method of operating a drone operation control training tracking simulation system including a smart drone (1000), a smart drone control means (2000), a smart communication network (3000), and a smart drone server (4000),
A preparation step of activating and controlling the flight engine unit when a control signal for starting navigation is input by the smart drone 1000 and detecting GPS coordinate information, LBS coordinate information, and inertial navigation coordinate information, respectively;
By analyzing the mutual deviation values of each coordinate information value detected in the preparation step, it is determined whether all mutual deviation values are within the permitted range, and if it is determined that all mutual deviation values are within the permitted range, the GPS coordinate information and the LBS coordinate information and a first selection step of selecting all inertial navigation coordinate information;
By analyzing the mutual deviation value of each coordinate information value detected in the preparation step, if it is determined that any one coordinate information value exceeds the allowed mutual deviation value, the other two coordinate information values within the allowed mutual deviation value range are calculated. a second selection step of selecting;
A third selection step of selecting an inertial navigation coordinate information value when it is determined that each coordinate information value exceeds the allowed mutual deviation value by analyzing the mutual deviation value of each coordinate information value detected in the preparation step;
The coordinate information input from any one of the first selection step, the second selection step, and the third selection step is input to the analysis arithmetic mean operation unit, the coordinate information is calculated and outputted, and the coordinate information is used as flight information to fly and fly over the target. A navigational photographing step of photographing a designated target as a stereo image of ultraviolet rays, infrared rays, and white rays;
A drone that converts each image captured in the operation shooting step into a packet frame including operation information and operation information, records it in an allocated area, connects to the smart drone control unit and a designated status room, and multi-communicates for transmission and reception of packet frames. operating stage; Drone operation control training tracking simulation system operating method including a.
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