KR101640189B1 - 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법 - Google Patents

지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지형 데이터를 활용하여 경로를 설정하기 위함이다.
이를 위해 본 발명은 사용자가 특정 좌표계에 따른 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점들을 지정하는 단계; 상기 사용자가 지정한 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하는 단계; 상기 요청된 지형 데이터의 x좌표 및 y좌표로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 전송된 지형 데이터를 활용하여 상기 사용자에 의해 지정된 지형 데이터 상의 x좌표 및 y좌표를 갖는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정하는 단계; 를 포함한다.

Description

지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법{appratus and method for setting path by using geographical information}
본 발명은 지형 데이터에 대해 원격 접속을 통해 직관적으로 비행경로 또는 관측경로를 설정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무인 항공기는 인간이 직접 탑승을 행하지 않고 무인으로 비행이 이루어져 인명피해의 우려가 없고 탐사나 정찰 등을 행할 때 매우 유용하게 사용된다. 이 경우 비행체의 고도 제어가 매우 중요하다. 종래 무인 항공기는 메모리에 지형정보 등의 데이터를 입력하고 카메라에 의해 현재위치의 영상을 취득한 후 지형정보와 맵핑하여 현재위치의 지형과 고도 등을 계산하면서 비행을 행하게 된다. 그런데 상기와 같은 종래 무인 항공기는 지형정보, 비행경로, 각종 데이터 등을 입력할 수 있는 대용량의 메모리 및 이를 처리할 수 있는 고속 프로세서, 영상처리장치 등이 탑재되므로 제작비용 및 중량이 증가한다. 따라서 메모리에 입력되는 데이터용량을 최대한 낮추고 데이터를 간편하게 처리하는 것에 의하여 제작비용 및 탑재시의 중량을 감소시킴과 더불어 비행체의 고도가 정확하게 제어가능한 저가용이나 소형의 무인 항공기에 대한 연구개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 지형 데이터에 대해 원격 접속을 통해 직관적으로 비행경로 또는 관측경로를 설정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 제 1 측면에 따르면, 본 발명에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법은 고도정보를 포함한 지형데이터를 저장하고 있는 서버; 특정 좌표계에 따른 좌표값을 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 신호를 입력받는 입력모듈; 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하기 위해 상기 서버에게 신호를 전송하는 전송모듈; 상기 요청한 신호에 따라 상기 좌표계의 좌표값으로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 상기 서버로부터 수신하는 수신모듈; 및 상기 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정하는 설정모듈;을 포함한다.
또한 본 발명의 제 2 측면에 따르면, 입력모듈에서 특정 좌표계에 따른 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 신호를 입력받는 단계; 전송모듈에서 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하기 위한 신호를 고도정보를 포함한 지형데이터를 저장하고 있는 서버에게 전송하는 단계; 수신모듈에서 상기 요청한 신호에 따라 상기 좌표계의 따른 좌표값으로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 상기 서버로부터 수신하는 단계; 및 설정모듈에서 상기 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법에 따르면 수치고도모델을 활용하여 비행체 고도의 정확한 제어가 가능하다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치 및 방법에 따르면 비행경로와 관측경로가 동시적 제어가 가능하여 헬기를 활용한 방송촬영에 있어 대체 기술로 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치를 설명하기 위한 모듈 구성도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용하여 비행 경로 및 관측 경로 설정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용하여 비행 경로 및 관측 경로 설정 시뮬레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치를 설명하기 위한 모듈 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치는 클라이언트(10), 고도 데이터를 포함한 지형 데이터를 저장하고 있는 서버(14)로 구성되어 있다. 전술한 클라이언트는 입력모듈(100), 전송모듈(110), 수신모듈(120), 설정모듈(130)로 구성될 수 있다. 서버(14)는 마스터노드(11), 서브노드(12), 전술한 지형 데이터를 저장하는 파일서버(13)로 구성될 수 있다.
클라이언트(10)는 다양한 형태의 클라이언트 프로그램을 통해 유무선 네트워크를 통해 원격 접속할 수 있는 환경을 구축할 수 있다. 클라이언트(10)는 특정 위치와 범위를 선택하여 서버(14)에게 해당 지역에 대한 지형 데이터를 요청할 수 있다. 구체적으로는 입력모듈(100)은 지형 데이터 상의 x좌표 및 y좌표를 갖는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 신호를 입력받을 수 있다. 전송모듈(110)은 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하기 위해 상기 서버에게 신호를 전송할 수 있다. 수신모듈(120)은 요청한 신호에 따라 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 전술한 서버(14)로부터 수신할 수 있다. 설정모듈(130)은 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정할 수 있다. 전술한 특정 좌표계에 따른 좌표값이란 2 차원상에서 X축 좌표 및 Y축 좌표로 표현되는 지점의 값을 의미한다. 하지만 사용자 또는 설계자의 의도에 따라 변경이 가능하므로 전술한 것과 같이 2차원 상의 좌표값에 한정되지 않는다.
서버는 전송모듈(110)이 요청한 지형 데이터를 수신모듈(120)에 전송하고 이를 수신한 수신모듈(120)은 설정모듈(130)을 통해 위도, 경도, 위치, 해발고도를 기반으로 3차원으로 구성된 지형 데이터를 표출할 수 있다. 또한 전송모듈(110)은 지형 데이터 요청 시 데이터 샘플링 간격 또는 해상도를 포함하여 지형데이터에 대한 다양한 조건을 지정하여 데이터를 요청할 수 있다. 전술한 조건은 설계자의 의도에 따라 변경이 가능하므로 전술한 것에 한정되지 않는다.
서버(14)는 마스터 노드 및 복수의 서브 노드로 구성되고 전술한 노드들을 통해 병렬 분산처리를 할 수 있다. 또한 파일서버(13)는 위도 또는 경도에 따라 타일 형태로 나뉜 파일 단위의 지형 데이터를 저장할 수 있다
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용하여 비행 경로 및 관측 경로를 설정하는 시뮬레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 전술한 바와 같이 서버(14)는 클라이언트(10)가 요청한 지형 데이터를 클라이언트에게 전송하고 이를 수신한 클라이언트는 위도, 경도, 위치, 해발고도 등의 위치정보를 기반으로 3차원으로 구성된 지형 데이터를 표출할 수 있다. 이를 위한 구체적인 방법으로 사용자가 지형 데이터 상에 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들을 지정하는 신호를 입력하면 클라이언트는 사용자가 입력한 신호에 대응하는 고도 정보를 포함한 구체적인 지형 데이터를 서버에게 요청할 수 있다. 서버는 클라이언트로부터 수신한 지형 데이터의 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지표상 지점들을 지정하는 신호로부터 고도 정보를 포함한 지형 데이터에 대한 구체적인 추가정보를 클라이언트에게 전송한다.
클라이언트는 서버로부터 수신한 지형 데이터를 활용하여 사용자에 의해 지정된 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h를 갖는 지점들을 연결하여 스플라인 곡선을 설정할 수 있다. 전술한 고도 h는 현재의 클라이언트에 의해서 샘플링된 지형 정보의 특정 좌표계에 따른 좌표값에서의 해발고도 z값과 비행 고도 p를 합하여 결정된다. 전술한 비행 고도 p의 값은 설계자의 의도에 따라 변경이 가능하므로 전술한 것에 한정되지 않는다. 사용자는 클라이언트를 통해 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정할 수 있다. 구체적으로 사용자는 클라이언트를 통해 제 1의 스플라인 곡선으로 가상 비행기의 비행경로(21), 제 2의 스플라인 곡선으로 가상 비행기에 부착된 카메라(20)가 바라보는 관측경로(23)를 동시적으로 설정할 수 있다. 전술한 제 1의 스플라인 곡선의 경우 비행고도는 z+p로 결정되기 때문에 지형 높이에 따라 지상으로부터 일정한 높이에서 형성될 수 있다. 또한 전술한 제 2의 스플라인 곡선의 경우 관측지점이 하나로 설정되면 가상 비행기는 자동으로 비행경로를 따라 이동하며, 비행경로에서 하나로 지정된 관측지점에 대응하는 좌표를 바라보게 되어 클라이언트는 특정 관측지점에 대한 여러 각도의 영상을 제공할 수 있다. 이렇게 설정된 비행경로와 관측경로는 사용자의 요구에 따라 비행 중에 언제든지 클라이언트에서 사용자의 요청에 의해 이동, 추가, 삭제가 가능하다. 또한 사용자 요청에 대응하는 변경사항은 클라이언트에서 곧바로 다시 계산되고 적용되어 사용자에게 실시간 영상을 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용하여 비행 경로 및 관측 경로 설정 시뮬레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 부호 30은 사용자가 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들을 지정하기 위한 클라이언트(10)상의 화면을 표현한다. 부호 31은 사용자가 클라이언트 상에서 지정한 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 지점이다. 클라이언트(10)는 사용자가 지정한 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 지점 주변의 지형데이터를 확대하여 표현할 수 있다.
부호 32는 전술한 지형데이터 상에 제 1의 스플라인 곡선인 비행경로(a,b,c,d)를 나타내는 화면이다. 사용자는 지형 데이터 상에 가상 비행물체가 비행하기 원하는 비행경로는 지형데이터 상에 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들(a,b,c,d)을 순차적으로 지정할 수 있고 전술한 사용자가 지정한 지형데이터 상에 특정 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 스플라인 곡선인 비행경로가 설정된다.
부호 33은 전술한 지형데이터 상에 제 1의 스플라인 곡선인 비행경로 및 제 2의 스플라인 곡선인 관측경로(a,b,c,d,e,f)를 나타낸 화면이다. 사용자는 지형 데이터 상에 가상 비행물체가 비행하기 원하는 비행경로와 가상비행물체에 설치된 카메라가 관측하기 원하는 관측경로 (a,b,c,d,e,f)를 지형데이터 상에 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들을 순차적으로 지정할 수 있고 전술한 사용자가 지정한 지형데이터 상에 특정 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 스플라인 곡선들인 비행경로 및 관측경로가 설정된다.
부호 34는 가상 비행물체가 부호 32에서 표시된 비행경로(a,b,c,d,35)를 따라 비행을 하면서 부호 33에 표시된 관측경로(a,b,c,d,e,f,36)를 따라 전술한 가상비행물체에 부착된 가상카메라가 촬영한 지형데이터이다. 전술한 가상카메라가 촬영한 지형데이터는 전술한 대로 사용자가 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값으로 표현되는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 수신하여 시뮬레이션 결과이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 신호를 입력받는 단계(S300), 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하기 위한 신호를 전송하는 단계(S310), 요청신호에 따라 좌표계에 따른 좌표값으로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 수신하는 단계(S320), 및 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정하는 단계(S330)를 포함한다.
입력모듈(100)은, 지형 데이터 상의 특정 좌표계에 따른 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 신호를 입력받는 단계(S300), 전송모듈(110)은 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대한 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하기 위한 신호를 전송하는 단계(S310), 수신모듈(120)은 요청신호에 따라 좌표계에 따른 좌표값으로 표시된 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 수신하는 단계(S320), 및 설정모듈(130)은 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 적어도 하나 이상의 스플라인 곡선을 설정하는 단계(S330)를 수행할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 도 1 및 도 2에서 전술한 바 있다.
10 : 클라이언트
11 : 마스터노드
12 : 서브노드
13 : 파일서버
14 : 서버

Claims (13)

  1. 고도정보를 포함한 지형데이터를 저장하고 있는 서버;
    2차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 비행경로에 대응하는 신호 및 상기 특정 좌표계에서 관측경로에 대응하는 신호를 입력받는 입력모듈;
    상기 신호는 상기 2차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점인 것을 특징으로 하고;
    상기 입력된 신호에 따른 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 요청하는 전송모듈;
    상기 요청에 따라 상기 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 상기 서버로부터 수신하는 수신모듈; 및
    상기 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 상기 비행경로인 제 1 스플라인 곡선과 상기 관측경로인 제 2 스플라인 곡선을 설정하는 설정모듈;을 포함하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고도 h값은 상기 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 지점에 대한 해발고도 값과 비행 고도 값을 합한 값인 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 설정된 제 1 스플라인 곡선과 제 2 스플라인 곡선은 사용자의 요청에 대응하여 실시간 수정이 가능한 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전송모듈은 상기 서버에서 지형 데이터 요청 시 데이터 샘플링 간격 또는 해상도를 포함하여 지형데이터에 대한 다양한 조건을 설정하여 요청하는 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 장치.
  5. 입력모듈에서 2차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 비행경로에 대응하는 신호 및 상기 특정 좌표계에서 관측경로에 대응하는 신호를 입력받는 단계,
    상기 신호는 상기 2차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점인 것을 특징으로 하고;
    전송모듈에서 상기 입력된 신호에 따른 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 서버에게 요청하는 단계,
    상기 서버는 고도정보를 포함한 지형데이터를 저장하고 있는 것을 특징으로 하고;
    수신모듈에서 상기 요청에 따라 상기 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 상기 서버로부터 수신하는 단계; 및
    설정모듈에서 상기 수신한 지형 데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h 값을 갖는 지점들을 연결하여 상기 비행경로인 제 1 스플라인 곡선과 상기 관측경로인 제 2 스플라인 곡선을 설정하는 단계; 를 포함하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 고도 h값은 상기 좌표계에 따른 좌표값에 대응하는 지점에 대한 해발고도 값과 비행 고도 값을 합한 값인 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 설정된 제 1 스플라인 곡선과 제 2 스플라인 곡선은 사용자의 요청에 대응하여 실시간 수정이 가능한 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 지형 데이터를 요청하는 단계는 샘플링 간격 또는 해상도를 포함하여 지형 데이터에 대한 다양한 조건을 설정하여 요청하는 것을 특징으로 하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 방법.
  9. 고도 정보를 포함한 지형데이터를 서버에 저장하고, 2차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 비행경로에 대응하는 신호 및 상기 특정 좌표계에서 관측경로에 대응하는 신호를 입력받고, 상기 신호는 상기 2 차원 지형 데이터 상의 특정 좌표계에서 좌표값을 갖는 적어도 하나 이상의 지점인 것을 특징으로 하고, 상기 입력된 신호에 따른 고도 정보를 포함한 지형 데이터를 상기 서버에 요청하고, 상기 요청에 따라 상기 고도 정보를 포함한 지형데이터를 상기 서버로부터 수신하고, 상기 수신한 지형데이터를 기반으로 상기 입력된 신호에 따른 적어도 하나 이상의 지점들에 대응하는 고도 h값을 갖는 지점들을 연결하여 상기 비행경로인 제 1 스플라인 곡선과 상기 관측경로인 제 2 스플라인 곡선을 설정하는 지형데이터를 활용한 경로 설정 프로그램을 저장하는 저장매체.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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