KR101483058B1 - Ground control system for UAV anticollision - Google Patents

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이강인
승대범
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엘아이지넥스원 주식회사
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Abstract

Disclosed is a ground control system for preventing a collision of unmanned aerial vehicles, comprising: at least one unmanned aerial vehicle to transmit flight information generated by multiple sensors and to receive a control signal for flying according to the control signal; and a ground control office to compare the flight information transmitted from at least one unmanned aerial vehicle and pre-stored geographic feature information to obtain a collision prediction value for at least one unmanned aerial vehicle in a predetermined manner and to generate the control signal to control at least one unmanned aerial vehicle according to the obtained collision prediction value to be transmitted to the unmanned aerial vehicle. According to the present invention, the ground control system is capable of ensuring price competitiveness and space as a ground collision prevention device is not required to be mounted in the unmanned aerial vehicle. Furthermore, multiple unmanned aerial vehicles can be operated by a single ground control office and, therefore, the ground collision prevention functions can be simultaneously performed for the multiple unmanned aerial vehicles.

Description

무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템{Ground control system for UAV anticollision}Background Art [0002] Ground control systems for UAV anticollision

본 발명은 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템에 관한 것으로, 특히 지상충돌방지 장치를 구비한 지상통제소에서 비행정보와 기 저장된 지형 및 지물정보를 통해 지상충돌 가능성이 예측되면 지도 시현기를 통하여 경고하고 무인항공기를 제어하여 지상충돌을 방지하는 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a ground control system for preventing collision of an unmanned aerial vehicle, and in particular, a ground control station equipped with an anti-collision apparatus warns the possibility of ground collision through flight information and pre- stored terrain information, The present invention relates to a ground control system for preventing collision of an unmanned airplane, which prevents ground collision by controlling an unmanned airplane.

군(감시정찰, 전투 등) 및 민간(감시, 측정, 방제 등)의 다양한 분야에서 무인항공기의 수요가 증가하고 있다. 또한 이런 무인항공기의 제어를 위한 지상통제소 기술 또한 다양하게 연구되고 있다. 다양한 분야에 대한 무인항공기의 적용을 확산시키기 위해서는 항공기 무게, 사이즈, 가격 및 운용비용을 낮추고, 무인항공기의 안전을 위한 조종이 용이하도록 해야 한다.Demand for unmanned aerial vehicles is increasing in a variety of areas, including military (surveillance, combat, etc.) and civilian (surveillance, measurement, control, etc.). Also, various ground control technology for control of such unmanned aerial vehicles is being studied. In order to spread the application of UAVs in various fields, it is necessary to lower the aircraft weight, size, price and operation cost, and to facilitate the maneuvering for the safety of UAVs.

지상충돌방지장치는 항공기의 안전운항을 위한 장치로 항공기가 지표 및 산악 등의 지형에 접근할 경우 음성 및 화면을 통해 조종사에게 이상 접근을 경고 함으로써 항공 사고를 예방하는 장치이다. 유인 항공기는 조종사가 탑승하여 제어하고, 크기가 크다는 특성에 따라 일반적으로 지상충돌방지장치가 항공기에 포함되도록 구성되었다. 그에 비해 무인항공기는 조종사가 탑승하지 않을 뿐만 아니라 대부분 소형으로 제작되기 때문에 지상충돌방지장치를 무인항공기에 직접 장착하여 운용하는 경우, 장착 공간을 확보하는데 어려움이 있고, 무게가 증가하여 무인항공기의 운용 효율이 떨어진다. 또한 복수개의 무인항공기가 운용되는 경우에, 복수개의 무인항공기 각각에 지상충돌방지장치가 장착되어야 하므로 비용 부담이 크다.Ground collision avoidance system is a device for safe operation of aircraft. It is a device to prevent air accidents by alerting the pilots to abnormal approach through voice and screen when the aircraft approaches terrain such as land surface and mountain. The manned aircraft was configured so that pilots would ride and control the aircraft, and the aircraft would normally be equipped with an anti-ground collision device, depending on the size of the aircraft. On the other hand, unmanned airplanes are not small enough to be piled, and most of them are manufactured in small size. Therefore, it is difficult to secure a space for mounting a ground collision preventing device directly on an unmanned airplane, The efficiency drops. In addition, when a plurality of UAVs are operated, a ground collision preventing device must be mounted on each of the plurality of UAVs, which increases the cost.

국내공개특허 제10-2013-0058242호는 비행체가 벽과 같은 장애물과 충돌하지 않도록 사용자의 제어 신호를 보정하는 충돌 방지 장치에 관한 발명으로, 비행체의 정보와 환경 정보를 기초로 충돌을 방지하기 위한 제어 제한 영역을 설정하는 영역 설정부; 및 제어 제한 영역에 진입한 비행체가 충돌 가능성이 있는 방향으로 이동하는 경우, 비행체의 이동 속도를 변경하는 이동 속도 변경부를 포함하는 것을 구성하여 항공기의 충돌을 방지한다. 그러나 지상충돌방지장치가 항공기에 포함되어 구현되므로 상기한 종래 기술의 문제를 극복하기에는 한계가 있다.Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0058242 discloses an anti-collision device for correcting a control signal of a user so that a flying object does not collide with an obstacle such as a wall. An area setting unit for setting a control restriction area; And a moving speed changing unit for changing the moving speed of the flying object when the flying object that has entered the control limiting area moves in a direction where there is a possibility of collision, thereby preventing collision of the aircraft. However, there is a limit to overcome the problems of the prior art because the ground collision prevention device is incorporated in the aircraft.

본 발명의 목적은 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a ground control system for preventing collision of an unmanned aerial vehicle.

목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템은 복수개의 센서로부터 생성되는 비행정보를 전송하고, 제어신호를 수신하여 상기 제어 신호에 따라 비행하는 적어도 하나의 무인항공기; 및 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각으로부터 전송되는 상기 비행정보와 기 저장된 지형지물정보를 비교하여, 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하고, 획득된 상기 충돌 예측값에 따라 상기 적어도 하나의 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하여 상기 무인항공기로 전송하는 지상통제소;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a ground control system for preventing collision of an unmanned airplane, comprising: a controller for transmitting flight information generated from a plurality of sensors, receiving control signals, aircraft; And comparing the flight information transmitted from each of the at least one unmanned aircraft with previously stored feature information to obtain a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle, And a ground control station for generating the control signal for controlling the at least one unmanned airplane and transmitting the control signal to the unmanned airplane.

상기 지상통제소는 상기 비행정보와 상기 제어신호를 통신시키는 통신부;Wherein the ground control station comprises: a communication unit for communicating the control information with the flight information;

상기 비행정보와 기 저장된 지형지물 정보를 비교하여 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하는 지상충돌방지장치; 및 상기 비행정보를 상기 지상충돌방지장치에 전송하고 상기 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하는 통제부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A ground collision avoidance device for comparing the flight information with previously stored feature information to acquire a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle; And a control unit for transmitting the flight information to the ground collision avoidance apparatus and generating the control signal for controlling the unmanned airplane.

상기 통제부는 상기 지상충돌방지장치에서 상기 충돌 예측값이 기설정된 충돌 기준값 이상이면 상기 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Wherein the control unit generates the control signal for controlling the UAV if the collision prediction value is equal to or greater than a predetermined collision reference value in the ground collision avoidance apparatus.

상기 지상통제소는 상기 지상충돌방지장치에서 상기 충돌 예측값이 기설정된 충돌 기준값 이상면 상기 무인항공기의 위치영상을 보여주고, 음성으로 상기 무인항공기의 지상충돌을 경고하는 지도 시현부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the ground control station further comprises a map display unit for displaying the position image of the UAV when the collision prediction value is equal to or greater than a predetermined collision reference value and warning the ground collision of the UAV by voice .

상기 지상통제소는 상기 비행정보를 영상으로 나타내는 무인항공기 상태 시현부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The ground control station may further include an unmanned aerial vehicle status display unit that displays the flight information as an image.

상기 지상충돌방지장치는 상기 비행정보를 전송하는 인터페이스부; 상기 지형지물정보를 제공하는 지도데이터베이스부; 및 상기 비행정보와 상기 지형지물정보를 비교하여 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하는 지상충돌예측부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ground collision avoidance apparatus includes an interface unit for transmitting the flight information; A map database unit for providing the feature information; And a terrestrial collision prediction unit for comparing the flight information with the feature information to obtain a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle.

상기 비행정보는 상기 무인항공기의 위치정보, 속도정보, 방향정보 및 고도정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.The flight information includes position information, speed information, direction information, and altitude information of the unmanned aerial vehicle.

상기 지형지물정보는 상기 무인항공기의 상기 위치정보에 대응되는 위치의 지형지물정보인 것을 특징으로 한다.And the feature information is feature information at a position corresponding to the position information of the UAV.

상기 무인항공기는 상기 비행정보와 상기 제어신호를 통신시키는 통신부;Wherein the unmanned aircraft comprises: a communication unit for communicating the flight information and the control signal;

상기 비행정보를 생성하는 복수개의 센서부; 상기 제어신호에 따라 상기 무인항공기를 구동하는 구동부; 및 상기 제어신호에 따라 상기 구동부를 제어하고, 상기 센서에서 생성되는 상기 비행정보를 상기 통신부에 전송하는 비행제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A plurality of sensor units for generating the flight information; A driving unit for driving the UAV according to the control signal; And a flight control unit for controlling the driving unit according to the control signal and transmitting the flight information generated by the sensor to the communication unit.

상기 지상충돌방지장치는 상기 제어신호를 보정하여 상기 충돌이 예상되는 무인항공기의 비행 경로를 제어하기 위한 보정값을 획득하고, 상기 보정값에 의해 보정된 상기 제어신호에 의해 비행경로가 변경된 상기 무인항공기의 지속적인 충돌 방지를 위한 충돌 예측값을 더 획득하는 것을 특징으로 한다.Wherein the ground collision avoidance apparatus corrects the control signal to obtain a correction value for controlling the flight path of the unmanned air vehicle in which the collision is expected, And further obtains a collision prediction value for preventing continual collision of the aircraft.

따라서, 본 발명의 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템은 지상충돌방지장치가 지상통제소에 구비되어 무인항공기에 지상충돌방지장치의 장착이 필요가 없으므로 가격 경쟁력 및 공간 확보에 효과가 있다. 또한, 하나의 지상통제소에서 다수의 무인항공기를 조종할 수 있으므로, 동시에 다수의 무인항공기에 대하여 지상충돌방지 기능을 수행할 수 있다.Therefore, the ground control system for preventing the collision of the UAV of the present invention is effective in providing cost competitiveness and space because the ground collision avoidance device is provided in the ground control station, so that it is not necessary to install the ground collision preventing device in the UAV. In addition, since a plurality of UAVs can be controlled at a single ground control station, it is possible to perform a ground collision avoidance function for a plurality of UAVs at the same time.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 운용방법에 대해 간단히 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지상통제소와 무인항공기의 내부 블록도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지상충돌방지장치의 내부 블록도를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a view illustrating a method for operating an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an internal structure of a ground control station and an unmanned aerial vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
3 is a block diagram of an internal structure of a ground collision avoidance apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다. In order to fully understand the present invention, operational advantages of the present invention, and objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described. In order to clearly describe the present invention, parts that are not related to the description are omitted, and the same reference numerals in the drawings denote the same members.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “...부”, “...기”, “모듈”, “블록” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated to the contrary. The terms "part", "unit", "module", "block", and the like described in the specification mean units for processing at least one function or operation, And a combination of software.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법에서 지상충돌방지장치(330)를 장착한 복수개의 무인항공기(PL1~PL3)를 보여주는 도 1의 (a)와 지상충돌방지장치(330)를 지상통제소(BS)에 장착하여 복수개의 무인항공기(PL1~PL3)를 제어하는 본 발명을 보여주는 도 1의 (b)를 나타내어 종래기술과 본 발명의 차이점을 명확하게 보여준다.FIG. 1 is a view showing a ground control method for preventing collision of an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 (a) showing a plurality of unmanned air vehicles PL1 to PL3 equipped with an anti- FIG. 1 (b) shows the present invention in which a plurality of unmanned airplanes PL1 to PL3 are controlled by mounting the collision avoidance apparatus 330 on a ground control station (BS), thereby clearly showing the difference between the prior art and the present invention .

도 1의 (a)는 종래의 지상충돌방지장치(330)를 장착한 복수개의 무인항공기(PL1~PL3)를 보여준다. 종래에는 지상충돌방지장치(330)를 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 각각에 장착하여 가격 효율성 및 공간 확보에 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 도 1의 (b)에 나타나 있다. 도 1의 (a)는 본 발명 도 1의 (b)와 비교되어 차이점을 보여주기 위한 도면이다.FIG. 1 (a) shows a plurality of unmanned airplanes PL1 to PL3 equipped with a conventional ground collision avoidance device 330. FIG. Conventionally, the ground collision avoidance device 330 is mounted on each of the plurality of unmanned airplanes PL1 to PL3, which makes it difficult to achieve cost efficiency and space. The present invention for overcoming such a problem is shown in Fig. 1 (b). FIG. 1 (a) is a view for showing the difference compared to FIG. 1 (b) of the present invention.

도 1의 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법에서 복수개의 무인항공기(PL1~PL3)와 지상충돌방지장치(330)를 구비한 지상통제소(BS)를 나타낸다. 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 각각은 복수개의 센서를 구비하여 무인항공기의 자세, 고도, 위치 및 속도 등의 비행정보들을 센서들로부터 획득하여 지상통제소(BS)의 지상충돌방지장치(330)로 전송한다. 지상충돌방지장치(330)는 수신한 비행정보와 기 저장된 지형 및 지물정보를 기반으로 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 각각의 지상충돌 가능성을 예측한다. 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 중 적어도 어느 하나의 지상충돌 가능성이 예측되면 지상통제소(BS)는 무인 항공기의 운용자가 무인항공기가 지상에 충돌하지 않게 제어할 수 있도록 경고하는 화면 및 음성을 출력하여 운영자에게 알려준다.1B illustrates a ground control method for preventing collision of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1B, a ground control station (BS) having a plurality of unmanned air vehicles PL1 to PL3 and a ground collision avoidance device 330, . Each of the plurality of UAVs PL1 to PL3 includes a plurality of sensors to acquire flight information such as the attitude, altitude, position, and speed of the UAV from the sensors and transmit it to the ground collision avoiding device 330 of the ground control station (BS) Lt; / RTI > The ground collision avoidance device 330 predicts the ground collision probability of each of the plurality of unmanned air vehicles PL1 to PL3 based on the received flight information and pre-stored terrain and ground information. When the possibility of ground collision of at least one of the plurality of unmanned airplanes PL1 to PL3 is predicted, the ground control station (BS) outputs a screen and a voice warning that the operator of the unmanned airplane can control the unmanned airplane not to collide with the ground To the operator.

지상통제소에서 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 중 어느 하나의 지상충돌 경고를 감지하면, 지상통제소에 기 저장된 행동패턴에 따라 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 각각은 현재 행동을 변경하여 지상충돌을 방지한다. 기 저장된 행동패턴은 지형 및 지물에 충돌하는 것을 회피하기 위한 행동패턴이다. 또한, 지상통제소(BS)에서 운영자에 의해 복수개의 무인항공기(PL1~PL3) 각각은 직접 제어되어 지상충돌을 회피할 수도 있다.When a ground control station detects a ground collision warning of any one of a plurality of unmanned airplanes (PL1 to PL3), each of the plurality of unmanned airplanes (PL1 to PL3) changes its current behavior according to a behavior pattern previously stored in the ground control station, . Pre-stored behavior patterns are behavior patterns to avoid conflicts with terrain and objects. In addition, each of the plurality of unmanned aircraft PL1 to PL3 may be directly controlled by the operator at the ground control station (BS) to avoid ground collision.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템(20)에서 무인항공기(PL)와 지상통제소(BS)의 내부 블록도를 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a block diagram showing an internal block diagram of an unmanned airplane (PL) and a ground control station (BS) in the ground control system 20 for preventing collision of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템(20)에서 무인항공기(PL)는 내부에 지상충돌방지장치(330)를 제외하고 비행제어부(210), 구동부(220), 센서부(230) 및 통신부(240)를 장착하여 운행된다. 무인항공기(PL)에 장착되지 않은 지상충돌방지장치(330)는 지상통제소(BS)에 장착된다. 지상통제소(BS)는 지상충돌방지장치(330) 외에도 통제부(320), 지도 시현부(340), 통신부(310) 및 무인항공기 상태 시현부(350)를 구비하여 운행된다. 지상통제소(BS)에 장착된 지상충돌방지장치(330)는 무인항공기(PL)에서 보내오는 정보와 지상통제소(BS)에 기 저장된 지형 및 지물정보를 바탕으로 무인항공기(PL)의 지상충돌 가능성을 예측한다. 따라서, 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템(20)은 무인항공기가 지상충돌방지장치(330)를 구비하지 않아도 되어 가격 경쟁력 및 공간 확보 측면에서 뛰어난 효과를 보일 수 있다.Referring to FIG. 2, in the ground control system 20 for preventing collision of an unmanned airplane according to an embodiment of the present invention, the unmanned airplane PL includes a ground control unit 210, A driving unit 220, a sensor unit 230, and a communication unit 240, as shown in FIG. The ground collision avoidance device 330 not mounted on the unmanned airplane (PL) is mounted on a ground control station (BS). The ground control station BS is provided with a control unit 320, a map display unit 340, a communication unit 310, and an unmanned aerial vehicle status display unit 350 in addition to the ground collision avoidance device 330. The ground collision avoidance device 330 mounted on the ground control station (BS) is a device for colliding the ground collision of the unmanned airplane (PL) based on the information sent from the unmanned airplane (PL) and the terrain and the ground information stored in the ground control station . Therefore, the ground control system 20 for preventing the collision of the UAV can be advantageous in terms of cost competitiveness and space because the UAV does not need the ground collision preventing device 330.

본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템(20)에서 무인항공기의 센서부(230)를 통해 얻은 비행정보는 비행제어부(210)가 전달받아 통신부(240)를 통해 지상통제소(BS)에 전송된다. 지상통제소(BS)에 전송된 비행정보는 지상통제소(BS)의 통신부(310)를 통해 통제부(320)에 전달된다. 통제부(320)는 지상충돌방지장치(330)에 비행정보를 전송하고, 지상충돌방지장치(330)는 무인항공기(PL)의 지상충돌 가능성을 예측한다.The flight information obtained through the sensor unit 230 of the unmanned aerial vehicle in the ground control system 20 for preventing collision of the UAV according to an embodiment of the present invention is received by the flight control unit 210, And transmitted to the control station (BS). The flight information transmitted to the ground control station (BS) is transmitted to the control unit (320) through the communication unit (310) of the ground control station (BS). The control unit 320 transmits the flight information to the ground collision avoidance apparatus 330 and the ground collision avoidance apparatus 330 predicts the ground collision possibility of the unmanned airplane PL.

지상충돌방지장치(330)는 비행정보와 기 저장된 지형지물정보를 비교하여 기설정된 방식으로 무인항공기(PL)의 지상 충돌 예측값을 획득한다. 여기서, 지상 충돌 예측값은 무인항공기의 현재 속도, 고도 및 방향과 무인항공기가 위치한 지역의 지형지물의 높이 및 거리에 대비하여 기설정된 방식으로 계산하여 나타낸 값이다. The ground collision avoidance device 330 compares the flight information and the stored feature information to obtain a ground collision prediction value of the unmanned airplane (PL) in a predetermined manner. Here, the ground collision prediction value is a value calculated in a predetermined manner in comparison with the current speed, altitude and direction of the UAV, and the height and distance of the UAV in the area where the UAV is located.

본 실시예에서, 지상충돌방지장치(330)는 무인항공기 각각으로부터 획득된 속도정보, 고도정보 및 방향정보와, 지형지물에 대한 정보를 이용하여 충돌 예측값을 계산할 수 있다. 이때 타 무인항공기에 대한 정보를 더욱 고려하여 충돌 예측값을 계산할 수 있으며, 충돌 예측값은 무인항공기 별로 각각 계산된다.In the present embodiment, the ground collision avoidance apparatus 330 can calculate the collision prediction value using the velocity information, the altitude information and the direction information obtained from each of the unmanned aerial vehicles, and the information about the feature. In this case, the collision prediction value can be calculated considering the information about the unmanned airplane, and the collision prediction value is calculated for each unmanned airplane.

이때 무인항공기(PL)의 충돌 예측값이 기설정된 충돌 기준값 이상이면 지상통제소(BS)의 지도 시현부(340)는 경고 영상 및 음성을 운용자에게 출력하여 알려준다. 충돌 기준값은 무인항공기의 안전한 운행을 위하여 충돌 확률이 0에 가까워지도록 정해지는 것이 바람직하다. 통제부(320)는 무인항공기의 충돌 예측값이 충돌 기준값 이상이면, 무인항공기의 충돌방지를 위한 제어신호를 생성하여 통신부(310)를 통해 무인항공기(PL)에 전송한다.At this time, if the collision predicted value of the unmanned aerial vehicle PL is equal to or greater than a predetermined collision reference value, the map display unit 340 of the ground control station (BS) outputs the warning image and voice to the operator. It is desirable that the crash reference value is set so that the collision probability approaches zero for safe operation of the UAV. If the collision prediction value of the UAV is equal to or greater than the collision reference value, the control unit 320 generates a control signal for preventing the collision of the UAV and transmits the control signal to the UAV through the communication unit 310.

여기서 지상통제소의 지상충돌방지장치는 어떤 무인항공기의 충돌 예측값이 충돌 기준값 이상이면, 그 무인항공기의 비행 경로를 제어하기 위한 제어 신호의 보정값을 계산하는 동작을 더욱 수행할 수 있다. 제어 신호의 보정은 미리 결정된 알고리즘에 따라 무인항공기의 속도를 낮추거나, 방향을 수정하거나, 고도를 변경하는 방법으로 수행될 수 있다. 본 실시예에서의 비행중인 무인항공기가 여러대인 경우, 제어신호의 보정값에 따라 비행을 할 경우 타 무인항공기와의 충돌가능성도 있으므로, 지상충돌방지장치는 제어신호의 보정값에 따른 충돌 예측값을 추가로 계산하고, 필요한 경우 추가적인 경로 보정을 수행할 수 있다.Here, the ground collision avoidance device of the ground control station may further calculate the correction value of the control signal for controlling the flight path of the unmanned airplane if the collision predicted value of the unmanned airplane is equal to or greater than the collision reference value. The correction of the control signal may be performed in such a manner that the speed of the UAV is lowered, the direction is corrected, or the altitude is changed according to a predetermined algorithm. In the case where the number of unmanned aerial vehicles in the present embodiment is several, there is a possibility of collision with another unmanned airplane when flying according to the correction value of the control signal. Therefore, the ground collision avoidance device calculates the collision predicted value according to the correction value of the control signal Additional calculations can be made, and additional path correction can be performed if necessary.

전송된 제어신호는 무인항공기(PL)의 통신부(240)를 통해 비행제어부(210)에 전달되고 비행제어부(210)는 제어신호에 따라 구동부(220)를 제어하여 무인항공기(PL)의 운행을 통제한다. 여기서 무인항공기(PL)는 지상통제소(BS)에서 운용자에 의해 직접 조종되어 운행이 가능할 수도 있다.The transmitted control signal is transmitted to the flight control unit 210 through the communication unit 240 of the unmanned airplane PL and the flight control unit 210 controls the drive unit 220 according to the control signal to control the operation of the unmanned airplane Control. In this case, the unmanned airplane (PL) may be directly operated by the operator at the ground control station (BS) and may be operated.

무인항공기(PL)의 센서부(230)는 항공기 자세 센서, GPS/INS(위성항법장치/관성항법장치), 고도 센서 및 AirData센서를 포함할 수 있다. 항공기자세 센서는 무인항공기(PL)가 올바른 비행을 하기 위해서 필요한 자세를 확보하고 무인항공기(PL)의 방위각 및 자세정보를 생성한다. GPS/INS는 현재의 무인항공기(PL)의 위치를 결정하는 역할을 하며 위치정보를 포함하는 항법정보를 생성한다. 고도 센서(214)는 무인항공기(PL)의 지면으로부터의 고도정보를 생성한다. AirData센서는 무인항공기(PL) 주변의 바람정보 및 무인항공기(PL)의 속도정보를 생성한다. The sensor unit 230 of the unmanned aerial vehicle PL may include an aircraft attitude sensor, a GPS / INS (satellite navigation device / inertial navigation device), an altitude sensor, and an AirData sensor. The aircraft attitude sensor secures the posture required for the unmanned airplane (PL) to make a correct flight and generates azimuth and attitude information of the unmanned airplane (PL). The GPS / INS serves to determine the location of the current unmanned aerial vehicle (PL) and generates navigation information including location information. The altitude sensor 214 generates altitude information from the ground of the unmanned aerial vehicle PL. The AirData sensor generates wind information around the unmanned airplane (PL) and velocity information of the unmanned airplane (PL).

이렇게 각종 센서들로부터 얻은 무인항공기(PL) 정보들은 무인항공기(PL)의 비행정보로 통합되어 비행제어부(210)에 전달된다. 센서부(230)로부터 비행제어부(210)에 전달된 비행정보는 무인항공기(PL)의 통신부(240)를 통해 지상통제소(BS)에 전송된다. 지상통제소(BS)에 전송된 비행정보는 지상통제소(BS)의 통신부(310)를 통해 통제부(320)에 전달되고 통제부(320)는 비행정보를 지상충돌방지장치(330)에 전송한다. 최종적으로 전송된 비행정보는 기 저장된 지형 및 지물 정보와 같이 지상충돌방지장치(330)가 분석하여 무인항공기(PL)의 지상충돌 가능성을 예측하는데 쓰여진다.The unmanned airplane (PL) information obtained from various sensors is integrated into the flight information of the unmanned airplane (PL) and transmitted to the flight control unit 210. The flight information transmitted from the sensor unit 230 to the flight control unit 210 is transmitted to the ground control station (BS) through the communication unit 240 of the unmanned airplane (PL). The flight information transmitted to the ground control station BS is transmitted to the control unit 320 through the communication unit 310 of the ground control station BS and the control unit 320 transmits the flight information to the ground collision avoidance apparatus 330 . The final flight information is analyzed by the ground collision avoidance device 330 such as the previously stored terrain and the ground information, and is used to predict the ground collision probability of the unmanned airplane (PL).

지상통제소(BS)의 지도 시현부(340)는 지상충돌방지장치(330)가 무인항공기(PL)의 지상충돌 가능성을 예측하면 무인항공기(PL)의 위치영상 및 음성을 통해 무인항공기 지상충돌 가능성을 지상통제소(BS)의 운용자에게 경고한다. 지상통제소(BS)의 통제부(320)는 지상충돌방지장치(330)가 무인항공기(PL)의 지상충돌 가능성을 예측하면 기 설정된 제어신호를 생성하여 무인항공기(PL)에 통신부(310)를 통해 전송한다. 무인항공기(PL)의 비행제어부(210)는 지상통제소(BS)의 통제부(320)에서 생성한 제어신호를 무인항공기(PL)의 통신부(240)를 통해 전달받는다. 전달받은 통제부(320)의 제어신호에 따라 비행제어부(210)는 무인항공기의 구동부(220)를 제어하여 무인항공기(PL)의 비행을 조종한다. 기 설정된 제어신호는 무인항공기(PL)가 현재 비행하는 것과 다른 형태로 비행할 것을 지시하는 것으로서, 이를 통해 무인항공기(PL)의 지상충돌을 방지할 수 있다.When the ground collision avoidance device 330 predicts the possibility of ground collision of an unmanned airplane (PL), the map display unit 340 of the ground control station (BS) predicts the possibility of ground collision of the unmanned airplane To the operator of the ground control station (BS). The control unit 320 of the ground control station BS generates a predetermined control signal when the ground collision avoidance apparatus 330 predicts the possibility of ground collision of the unmanned airplane PL to transmit the communication unit 310 to the unmanned airplane PL Lt; / RTI > The flight control unit 210 of the unmanned airplane PL receives the control signal generated by the control unit 320 of the ground control station BS through the communication unit 240 of the unmanned airplane PL. The flight control unit 210 controls the driving unit 220 of the UAV to control the flight of the UAV according to the control signal of the control unit 320. The preset control signal indicates that the unmanned airplane (PL) should fly in a different form from the current flight, thereby preventing ground collision of the unmanned airplane (PL).

본 발명에서 지상통제소(BS)에 구비된 무인항공기 상태 시현부(350)는 센서부(230)에서 보내온 무인항공기(PL)의 비행정보를 화면을 통해 보여준다. 무인항공기 상태 시현부(350)는 무인항공기(PL)의 비행정보를 지상통제소(BS)의 운용자가 무인항공기의 상태를 시각적으로 확인할 수 있게 한다.In the present invention, the unmanned airplane state display unit 350 provided in the ground control station (BS) displays the flight information of the unmanned airplane (PL) sent from the sensor unit 230 on the screen. The unmanned aircraft status display unit 350 allows the operator of the ground control station (BS) to visually check the status of the unmanned airplane by using the flight information of the unmanned airplane (PL).

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지상충돌방지장치(330)의 내부 블록도를 나타낸 도면이다. 본 발명의 일실시예에 따른 지상충돌방지장치(330)는 무인항공기의 충돌을 예측하여 방지하는 장치로서 지상충돌예측부(334), 지도데이터베이스부(336) 및 인터페이스부(332)를 포함할 수 있다.3 is a block diagram illustrating an internal structure of the ground collision avoidance apparatus 330 according to an embodiment of the present invention. The ground collision avoidance apparatus 330 according to an embodiment of the present invention includes a ground collision predicting unit 334, a map database unit 336, and an interface unit 332 for predicting and preventing collision of an unmanned aerial vehicle .

지상충돌방지장치(330)는 통제부(320)로부터의 무인항공기의 비행정보를 인터페이스부(332)를 통해 전달받는다. 지상충돌방지장치(330)는 전달받은 무인항공기의 비행정보와 지도데이터베이스부(336)에 기 저장된 지형 및 지물 정보를 이용하여 지상충돌예측부(334)를 통해 무인항공기의 지상충돌 가능성을 예측한다. 무인항공기의 지상충돌 가능성이 예측되면 지상충돌예측부(334)는 통제부(320)에 인터페이스부(332)를 통해 예측정보를 전송한다. 또한, 지상충돌예측부(334)는 지상통제소의 지도 시현부(340)에 예측정보를 전송하여 지도 시현부(340)를 통해 지상통제소의 운용자에게 영상 및 음성으로 경고한다. 지도 시현부(340)는 지도데이터베이스부(336)를 통해 무인항공기의 위치영상을 받아 보여줄 수 있다. The ground collision avoidance apparatus 330 receives the flight information of the unmanned airplane from the control unit 320 through the interface unit 332. The ground collision avoidance apparatus 330 predicts the ground collision probability of the unmanned airplane through the ground collision prediction unit 334 using the flight information of the received unmanned airplane and the terrain and the ground information previously stored in the map database unit 336 . If the ground collision probability of the UAV is predicted, the ground collision prediction unit 334 transmits the prediction information to the control unit 320 through the interface unit 332. [ The ground collision predicting unit 334 transmits the prediction information to the map display unit 340 of the ground control station and warns the operator of the ground control station through the map display unit 340 by video and audio. The map display unit 340 can receive and display the location image of the unmanned aerial vehicle through the map database unit 336.

여기서, 지도데이터베이스부(336)는 통제부(320)로부터 무인항공기의 비행정보를 인터페이스부(332)와 지상충돌예측부(334)를 통해 전달받는다. 전달받은 비행정보는 무인항공기의 GPS/INS를 통해 생성된 위치정보를 포함하고 있다. 지도데이터베이스부(336)의 지형 및 지물 정보는 무인항공기의 위치정보에 따른 지역의 지형 및 지물 정보인 것이다. 지도데이터베이스부(336)는 이러한 지형 및 지물 정보를 지상충돌예측부(334)에 전달하여 지상충돌예측부(334)에서 실시하는 무인항공기 지상충돌 가능성 예측을 도울 수 있다.Here, the map database unit 336 receives the flight information of the unmanned airplane from the control unit 320 through the interface unit 332 and the ground collision prediction unit 334. The received flight information includes position information generated by the GPS / INS of the unmanned aerial vehicle. The topography and the geographical information of the map database unit 336 are geographical information and geographical information of the area according to the position information of the UAV. The map database unit 336 transmits the terrain and the ground information to the terrestrial collision prediction unit 334 to help the terrestrial collision prediction unit 334 predict the terrestrial collision of the unmanned aerial vehicle.

본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The method according to the present invention can be implemented as a computer-readable code on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and a carrier wave (for example, transmission via the Internet). The computer-readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

PL: 무인항공기
BS: 지상통제소
330: 지상충돌방지장치PL: unmanned aircraft
BS: Ground control station
330: Ground collision preventing device

Claims (10)

복수개의 센서로부터 생성되는 비행정보를 전송하고, 제어신호를 수신하여 상기 제어 신호에 따라 비행하는 적어도 하나의 무인항공기; 및
상기 적어도 하나의 무인항공기 각각으로부터 전송되는 상기 비행정보와 기 저장된 지형지물정보를 비교하여, 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하고, 획득된 상기 충돌 예측값에 따라 상기 적어도 하나의 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하여 상기 무인항공기로 전송하는 지상통제소; 를 포함하고,
상기 무인항공기는
상기 비행정보와 상기 제어신호를 통신시키는 통신부;
상기 비행정보를 생성하는 복수개의 센서부;
상기 제어신호에 따라 상기 무인항공기를 구동하는 구동부; 및
상기 제어신호에 따라 상기 구동부를 제어하고, 상기 센서에서 생성되는 상기 비행정보를 상기 통신부에 전송하는 비행제어부; 를 포함하며,
상기 지상통제소는
상기 비행정보와 상기 제어신호를 통신시키는 통신부;
상기 비행정보와 기 저장된 지형지물 정보를 비교하여 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하는 지상충돌방지장치;
상기 비행정보를 상기 지상충돌방지장치에 전송하고 상기 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하는 통제부;
상기 지상충돌방지장치에서 상기 충돌 예측값이 기설정된 충돌 기준값 이상이면 상기 무인항공기의 위치영상을 보여주고, 음성으로 상기 무인항공기의 지상충돌을 경고하는 지도 시현부; 및
상기 비행정보를 영상으로 나타내는 무인항공기 상태 시현부; 를 포함하고,
상기 지상충돌방지장치는
상기 비행정보를 전송하는 인터페이스부;
상기 지형지물정보를 제공하는 지도데이터베이스부; 및
상기 비행정보와 상기 지형지물정보를 비교하여 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하는 지상충돌예측부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템.At least one unmanned air vehicle for transmitting flight information generated from a plurality of sensors, receiving control signals and flying according to the control signals; And
Comparing the flight information transmitted from each of the at least one unmanned aerial vehicle with previously stored feature information to obtain a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle, A ground control station for generating the control signal for controlling at least one unmanned airplane and transmitting the control signal to the unmanned airplane; Lt; / RTI >
The unmanned aerial vehicle
A communication unit for communicating the flight information and the control signal;
A plurality of sensor units for generating the flight information;
A driving unit for driving the UAV according to the control signal; And
A flight control unit for controlling the driving unit according to the control signal and transmitting the flight information generated by the sensor to the communication unit; / RTI >
The Ground Control Center
A communication unit for communicating the flight information and the control signal;
A ground collision avoidance device for comparing the flight information with previously stored feature information to acquire a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle;
A control unit for transmitting the flight information to the ground collision avoidance apparatus and generating the control signal for controlling the unmanned airplane;
Wherein the ground collision avoidance apparatus displays a position image of the UAV if the collision predicted value is greater than or equal to a predetermined collision reference value and alerts a ground collision of the UAV with voice. And
An unmanned aerial vehicle state display unit for displaying the flight information as an image; Lt; / RTI >
The ground collision avoidance device
An interface unit for transmitting the flight information;
A map database unit for providing the feature information; And
A ground collision prediction unit for comparing the flight information with the feature information to acquire a collision prediction value in a predetermined manner for each of the at least one unmanned aerial vehicle;
And a ground control system for preventing collision of an unmanned airplane. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 통제부는 상기 지상충돌방지장치에서 상기 충돌 예측값이 기설정된 충돌 기준값 이상이면 상기 무인항공기를 제어하기 위한 상기 제어신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템.2. The method according to claim 1, wherein the control unit generates the control signal for controlling the unmanned airplane when the collision prediction value is equal to or greater than a predetermined collision reference value in the ground collision avoidance apparatus. system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 비행정보는
상기 무인항공기의 위치정보, 속도정보, 방향정보 및 고도정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌방지를 위한 무인항공기 지상통제 시스템.2. The method of claim 1,
Wherein the controller includes position information, speed information, direction information, and altitude information of the unmanned aerial vehicle. 제 7항에 있어서, 상기 지형지물정보는 상기 무인항공기의 상기 위치정보에 대응되는 위치의 지형지물정보인 것을 특징으로 하는 충돌방지를 위한 무인항공기 지상통제 시스템.[8] The system of claim 7, wherein the feature information is feature information of a position corresponding to the position information of the UAV. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 지상충돌방지장치는 상기 제어신호를 보정하여 상기 충돌이 예상되는 무인항공기의 비행 경로를 제어하기 위한 보정값을 획득하고, 상기 보정값에 의해 보정된 상기 제어신호에 의해 비행경로가 변경된 상기 무인항공기의 지속적인 충돌 방지를 위한 충돌 예측값을 더 획득하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 시스템.The ground collision avoidance apparatus according to claim 1, wherein the ground collision avoidance apparatus corrects the control signal to obtain a correction value for controlling a flight path of the unmanned airplane in which the collision is expected, And the collision prediction value for preventing the continuous collision of the UAV with the changed flight path is further obtained.
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