KR101796193B1 - 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법 - Google Patents

무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 복수의 무인 비행체를 이용하여 이동 객체의 위치를 정확히 검출하고 이동 객체를 추적할 수 있도록 지원하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 복수의 무인 비행체를 이용하여 지속적으로 객체의 위치를 추적하면서 모니터링할 수 있으며, 복수의 무인 비행체에 의한 객체의 지속적인 추적에 따라 이동하는 객체의 위치 및 이동 경로를 용이하게 파악할 수 있어 객체의 위치 파악에 대한 신뢰성 및 정확도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법{System and method for tracking position using drone}
본 발명은 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 복수의 무인 비행체를 이용하여 이동 객체의 위치를 정확히 검출하고 이동 객체를 추적할 수 있도록 지원하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근, 이동하는 이동 객체의 위치를 추적하여 이를 기반으로 다양한 위치 기반 서비스를 제공하는 위치 추적 시스템이 제공되고 있으며, 일례로 상기 위치 추적 시스템을 구성하며 상기 위치 기반 서비스를 제공하는 서버가 이동 객체가 소지한 단말과의 통신을 통해 해당 단말에 측정된 위치정보를 수집하여 이동 객체의 위치를 추적하고 이를 기반으로 경로 안내 또는 미아 찾기 등과 같은 다양한 서비스를 제공하고 있다.
이를 위해, 객체가 소지한 단말은 GPS(Global Positioning System)나 기지국을 이용하여 객체가 위치하는 위도와 경도를 파악하고 이에 따라 생성된 위치정보를 상기 서버로 전송할 수 있다.
그러나, 서버 측에서 이동 객체의 위치를 수집하는 과정에서 사용자 단말과의 통신이 두절되는 경우 위치 추적이 어려워지며, 이에 따라 서비스가 중단되는 문제가 있다.
또한, 서버는 단말에서 측정된 위치정보에만 의존하므로, GPS를 통해 위치를 측정하는 사용자 단말과 인공위성 사이의 LOS(Line Of Sight)가 확보되지 않는 지역으로 이동 객체가 이동하는 경우 이동 객체의 위치 파악이 어려워지는 문제가 있다.
또한, 이동 기지국을 통해 위치를 측정하는 단말의 경우 전력 소모가 높아 저전력으로 관리가 어려울 뿐 아니라 이동통신 시스템에 가입되어 있어야 하는 문제점이 있으며 단말 주위에 3개 이상의 기지국이 있어야만 위치 파악이 가능한 문제점이 있어, 단말에서 서버에 안정적으로 위치 정보를 제공하는데 어려움이 있다.
상술한 문제점에 따라, 기존의 위치 기반 서비스를 제공하는 위치 추적 시스템은 객체에 대한 지속적인 위치 파악이 어려워 정보의 단절이 발생하고 이로 인해 안정적인 서비스 제공에 문제가 있어 시스템 신뢰성을 보장하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 상술한 문제점을 개선하기 위한 새로운 방식의 위치 추적 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한국등록특허 제10-0969309호
본 발명은 복수의 무인 비행체를 객체의 위치로 이동시켜 객체를 추적하도록 하고, 무인 비행체와 객체가 소지한 단말 사이의 통신에 따라 객체의 위치를 정확하게 측정하여 해당 무인 비행체를 통해 객체의 위치에 대한 위치정보를 수집함으로써 이동 객체에 대한 지속적인 위치 추적이 가능하도록 지원하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 무인 비행체를 단말과 서버 사이를 연결하는 이동 중계기로서 이용하여 객체가 소지한 단말과 서버 사이의 안정적인 통신과 더불어 단말의 전력 소모를 최소화하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 편대를 이루는 복수의 무인 비행체와 통신망을 통해 통신하는 위치 추적 서버로 구성되어 이동 객체의 위치를 추적하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법은, 상기 복수의 무인 비행체가 각각 상기 위치 추적 서버로부터 통신망을 통해 수신되는 상기 객체가 소지한 단말에 대한 식별정보를 포함하는 제어정보를 기초로 상기 객체의 위치로 이동하는 시동 단계와, 상기 복수의 무인 비행체가 각각 상기 제어정보에 따라 상기 식별정보를 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 단말로부터 상기 메시지에 대응되는 응답신호를 수신한 후 상기 응답 신호를 기초로 신호 세기를 측정하여 신호 세기 정보를 상기 위치 추적 서버로 전송하는 측정 단계와, 상기 위치 추적 서버가 상기 신호 세기 정보의 수신시마다 서로 다른 무인 비행체에 각각 대응되는 신호 세기 정보의 상호 비교를 통해 상기 편대의 이동 방향을 결정한 후 상기 각 무인 비행체와의 통신을 통해 이동방향을 제어하면서 상기 객체의 위치로 이동시키는 이동 단계 및 상기 위치 추적 서버가 상기 복수의 무인 비행체 각각에서 측정된 신호가 미리 설정된 제 1 기준치 이상일 때 상기 복수의 무인 비행체로부터 수신된 신호 세기 정보와 위치정보를 기초로 미리 설정된 위치 측정 방식을 통해 위치정보를 생성하는 추적 단계를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 무인 비행체는 드론인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 각 무인 비행체로부터 위치 정보를 수신하여 상기 각 무인 비행체의 위치를 파악하고, 각 무인 비행체와의 통신을 편대 비행을 위해 미리 설정된 대오 패턴에 따라 상기 각 무인 비행체를 배치하여 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 각 무인 비행체로부터 수신된 신호 세기를 기초로 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 각각에 대응되는 신호 세기 사이에 차이가 발생하는 경우 상기 각 무인 비행체의 이동 방향을 변경하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 신호 세기의 차이를 기초로 상기 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 중 신호 세기가 더 높은 상기 무인 비행체 쪽으로 상기 대오 패턴을 미리 설정된 각도 간격으로 순차 회전하면서 각 무인 비행체의 신호 세기에 대한 정보를 수집하고, 회전시마다 상기 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 사이의 신호 세기 차이를 측정하여 해당 신호 세기 차이가 미리 설정된 제 2 기준치 이하일 때의 방향을 상기 편대의 최종 이동 방향으로 설정하여 각 무인 비행체를 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 최종 이동 방향에 따라 상기 각 무인 비행체의 상기 대오 패턴 상에서의 위치 및 이동 방향을 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 추적 단계는 상기 위치 추적 서버가 각 무인 비행체에서 측정된 상기 신호 세기가 상기 제 1 기준치 이상이 유지되도록 상기 각 무인 비행체를 제어하여, 상기 객체를 추적하도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 추적 단계는 상기 무인 비행체 중 적어도 하나가 상기 단말과 위치 추적 서버 사이의 통신을 중계하는 중계기로서 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 각 무인 비행체는 LoRa(Long Range) 기반 무선 통신망을 통해 상기 단말과 통신하며, 상기 LoRa 기반 프로토콜에 따라 상기 핑테스트를 위한 상기 메시지 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 편대를 이루는 복수의 무인 비행체와 통신망을 통해 통신하는 위치 추적 서버로 구성되어 이동 객체를 추적하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템은, 상기 위치 추적 서버로부터 통신망을 통해 수신된 상기 제어정보에 따라 상기 객체의 위치로 이동하며, 상기 식별정보를 포함하는 메시지를 LoRa 기반 통신망을 통해 상기 단말로 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 단말로부터 상기 메시지에 대응되는 응답신호를 수신하여 신호 세기를 측정하여 상기 위치 추적 서버로 는 복수의 무인 비행체 및 각 무인 비행체에서 측정된 신호 세기에 대한 정보를 수집한 후 상기 복수의 무인 비행체 중 미리 설정된 서로 다른 무인 비행체에 각각 대응되는 신호 세기의 상호 비교를 통해 결정된 이동 방향에 따라 상기 복수의 무인 비행체를 상기 객체의 위치로 이동시키고, 상기 각 무인 비행체에서 측정된 신호가 미리 설정된 제 1 기준치 이상인 경우 상기 복수의 무인 비행체와 상기 단말 사이의 통신에 따라 측정된 신호 세기 및 위치를 기초로 미리 설정된 위치 측정 방식을 통해 상기 객체의 위치에 대한 위치정보를 생성하는 위치 추적 서버를 포함할 수 있다.
본 발명은 복수의 무인 비행체로 구성된 무인 비행체 그룹을 이용하여 지속적으로 객체의 위치를 추적하면서 모니터링할 수 있으며, 복수의 무인 비행체에 의한 객체의 지속적인 추적에 따라 이동하는 객체의 위치 및 이동 경로를 용이하게 파악할 수 있어 객체의 위치 파악에 대한 신뢰성 및 정확도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 LoRa 기반의 무선 저전력 통신 표준을 이용하여 객체 단말과 무인 비행체 그룹 사이의 원거리 통신을 지원하여 용이하게 객체의 위치로 무인 비행체를 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 무인 비행체 그룹과 통신하는 객체 단말의 전력 소모를 최소화하여 장시간 동안 객체 추적이 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다.
더하여, 본 발명은 복수의 무인 비행체가 상기 위치 추적 서버와 상기 객체 단말 사이의 통신을 중계하는 중계기로서 동작하여 객체의 지속적인 위치 추적을 보장할 뿐만 아니라 위치 추적 서버에서 객체 단말에 대하여 다양한 서비스 제공되도록 지원할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템의 무인 비행체 그룹을 객체의 위치로 이동시키기 위한 동작 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체의 구성도.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템에서 무인 비행체 그룹의 객체 단말과 통신을 통한 이동 방향 설정에 대한 동작 예시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템에서 객체 단말의 이동에 따른 무인 비행체 그룹의 이동 방향 변경에 대한 동작 예시도.
도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템에서 객체 단말에 대한 무인 비행체 그룹의 위치 측정 및 위치정보 제공에 대한 동작 예시도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템에서 중계기로 동작하는 무인 비행체 그룹을 나타낸 동작 예시도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법에 대한 순서도.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 상세 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 편대(編隊)를 이루는 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 구성된 무인 비행체 그룹(1)과, 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 적어도 하나와 통신망을 통해 통신하는 위치 추적 서버(100)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 드론(drone)으로 구성될 수 있으며, 상기 무인 비행체 그룹(1)을 구성하는 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 개수는 적어도 3개로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 스마트폰(smart phone)으로 구성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 상기 통신망은 다양한 원거리 통신 방식이 지원될 수 있으며, 일례로,무선랜(Wireless LAN: WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS), BLE(Bluetooth Low Energy), 지그비(Zigbee), RF(Radio Frequency), LoRa(Long Range) 등과 같은 다양한 통신방식이 적용될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 널리 알려진 다양한 무선통신 또는 이동통신 방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 위치 추적 서버(100)는 추적 대상인 객체가 소지하는 객체 단말(20)에 대한 식별정보를 저장할 수 있으며, 상기 식별정보를 포함하는 제어정보를 상기 무인 비행체 그룹(1)으로 전송하여, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 이동하는 객체의 위치로 이동하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 객체는 위치 추적 대상인 사용자를 의미할 수 있으며, 상기 객체 단말(20)은 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)와의 통신을 지원하는 각종 휴대 단말이나 스마트폰(Smart phone), 웨어러블 디바이스(Wearable Device, 예를 들어, 워치형 단말기(Smartwatch), 글래스형 단말기(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display) 등 포함) 및 각종 IoT(Internet of Things) 단말과 같은 다양한 단말을 포함할 수 있다.
이에 따라, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 각각 상기 제어정보에 따라 상기 객체의 위치로 이동하기 위하여, 상기 제어정보에 포함된 객체 단말(20)에 대한 식별정보를 기초로 메시지 정보를 생성하여 상기 객체 단말(20)로 전송할 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체 그룹(1)과 객체 단말(20) 사이에는 LPWAN(Low Power Wide Area Network)인 LoRa(Long Range, 또는 LoRa Alliance) 기반의 무선 통신망을 통해 상호 정보를 송수신할 수 있으며, 이를 통해 BLE나 Zigbee에서 지원하는 통신 가능 거리보다 더욱 원거리의 통신을 지원할 수 있을 뿐만 아니라 종단에 위치하는 상기 객체 단말(20)의 저전력 통신을 지원하여 객체 단말(20)의 전력 소모를 최소화하고 장시간 동안의 객체 단말(20)에 대한 추적이 이루어지도록 지원할 수 있다.
즉, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 주기적으로 비콘(beacon) 메시지를 전송하여 상기 비콘 메시지에 따라 상기 객체 단말(20)에서 상기 무인 비행체 그룹(1)과의 통신을 위한 통신 상태가 활성화되도록 하고, 상기 LoRa 기반 프로토콜에 따라 비콘 메시지의 전송 주기마다 상기 객체 단말(20)의 식별정보를 기초로 핑(ping) 테스트를 위한 상기 메시지 정보를 상기 객체 단말(20)로 전송할 수 있다.
이때, 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 각각은 상기 위치 추적 서버(100)와 통신할 수 있으며, 상기 위치 추적 서버(100)로부터 수신된 제어 정보에 따라 하나의 무인 비행체 그룹(1)으로 편성되어 편대 비행할 수 있다.
또한, 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 어느 하나(10a)가 마스터(master)로 미리 설정되어 상기 위치 추적 서버(100)로부터 제어정보를 수신한 후 상기 제어정보에 따라 슬레이브(slave)로 미리 설정된 다른 각 무인 비행체(10b, 10c)의 구동을 제어할 수 있으며, 이를 통해 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 하나의 무인 비행체 그룹(1)으로 구성되어 편대 비행할 수도 있다.
이때, 상기 마스터로 설정된 무인 비행체(10a, 10b, 10c)인 마스터 비행체(10a)가 상기 위치 추적 서버(100)로부터 수신된 제어정보를 상기 마스터 비행체(10a)에 대응되는 무인 비행체 그룹(1)에 속하며 슬레이브로 설정된 무인 비행체(10b, 10c)인 각 슬레이브 비행체(10b, 10c)로 전송하여, 상기 제어정보에 따라 상기 메시지 정보를 생성한 후 상기 객체 단말(20)로 전송하도록 하거나 상기 제어 정보에 따라 구동하여 비행할 수도 있다.
또한, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 서로 다른 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 간에는 근거리 통신을 통해 상호 통신할 수 있으며, 이를 통해 서로 다른 무인 비행체 사이에 근거리 통신을 통해 무인 비행체간 이격 거리를 제어하여 편대 비행할 수 있다. 이때, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 서로 다른 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 사이에 상기 BLE 방식으로 상호 통신할 수 있으며, 이외에도 다양한 근거리 무선 통신 방식이 적용될 수 있다.
또한, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 GPS(Global Positioning System) 통신을 지원하며, 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 위치정보를 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 수신된 위치정보를 기초로 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 비행을 제어하기 위한 제어정보를 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송하여, 상기 제어정보에 따라 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동방향 및 비행 경로를 제어할 수 있음은 물론이며, 편대 비행시 서로 다른 무인 비행체 사이의 이격 거리를 조절하여 편대 비행시킬 수 있다.
또한, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 서로 다른 무인 비행체의 위치정보를 근거리 통신을 통해 상호 공유할 수 있으며, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치정보를 기초로 미리 설정된 거리로 동일 무인 비행체 그룹(1)에 속한 서로 다른 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 사이의 이격 거리를 조절하면서 편대 비행할 수 있다.
한편, 상기 객체 단말(20)은 상기 통신망을 통해 핑 테스트를 위한 상기 메시지 정보 수신시 상기 메시지 정보에 포함된 식별정보를 기초로 자신에게 전송된 메시지인지 확인하여, 자신에게 전송된 메시지인 경우 상기 메시지 정보에 응답하기 위한 응답신호를 상기 메시지 정보에 대응되는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 응답 신호를 수신하는 경우 각자 신호 세기를 측정할 수 있으며, 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 자신의 신호 세기에 대한 신호 세기 정보를 생성하여 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 모든 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 상기 객체 단말(20)의 전파가 도달하지 않는 범위에 위치하여 상기 객체 단말(20)로부터 전송되는 응답신호가 수신되지 않는 경우 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 미리 설정된 서로 다른 방향으로 응답신호가 수신될 때까지 이동할 수 있다.
이에 따라, 어느 하나의 무인 비행체에서 상기 응답신호가 수신되어 신호 세기 정보를 상기 위치 추적 서버(100)로 전송하는 경우 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 신호 세기 정보를 전송한 무인 비행체를 해당 신호 세기 정보에 포함된 무인 비행체의 식별정보를 기초로 식별하고, 식별된 무인 비행체를 제외한 나머지 무인 비행체로 제어정보를 전송하여 상기 응답신호가 수신된 무인 비행체의 위치로 상기 나머지 무인 비행체를 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 객체 단말(20)에 대한 추적이 이루어지도록 무인 비행체 그룹(1)을 제어할 수 있다.
이후, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)의 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 통신망을 통해 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기 정보를 취합하고 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기에 따라 상기 객체 단말(20)이 위치하는 방향을 판단하여 이동 방향을 결정한 후 이에 대한 제어정보를 상기 무인 비행체 그룹(1)의 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송하여 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 상기 객체 단말(20)의 위치로 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 LoRa 기반 프로토콜에 따라 상기 메시지 정보를 객체 단말(20)로 전송시마다 객체 단말(20)로부터 수신된 응답 신호를 기초로 신호 세기 정보를 생성하여 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)의 편대 비행을 위한 대오(隊伍) 패턴을 설정하고 상기 대오 패턴에 따라 상기 각 무인 비행체가 배치(또는 위치)되도록 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 상기 제어 정보를 기초로 제어할 수 있으며, 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하도록 미리 설정된 각 무인 비행체(10b, 10c)에서 측정된 신호 세기 사이에 차이가 발생하는 경우 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 구성된 편대의 이동 방향을 변경하여 이동하는 객체의 위치에 대응되는 방향을 추적하면서 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 이동시킬 수 있다.
이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 대오 패턴에서 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치를 고정할 수 있으며, 이를 통해 대오 패턴에서 후미에 위치하는 무인 비행체(10b, 10c)를 식별할 수 있다.
이후, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)의 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 측정된 신호 세기가 미리 설정된 제 1 기준치 이상인 경우 객체의 위치에 도착한 것으로 판단하고, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 상기 객체 단말(20)과의 통신을 통해 측정된 신호 세기에 대한 신호 세기 정보와 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치정보를 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 수신한 후 이를 기초로 삼각 측량과 같은 미리 설정된 위치 측정 알고리즘을 통해 상기 객체 단말(20)의 위치를 측정하여 객체의 위치에 대한 객체 위치정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)와 상기 객체 단말(20)과의 통신에 따른 신호 세기가 상기 미리 설정된 제 1 기준치 이상이 유지되도록 상술한 신호 세기의 차이에 따라 이동 방향을 변경하는 방식으로 상기 무인 비행체 그룹(1)을 이동시켜 상기 객체 단말(20)을 추적하도록 제어할 수 있으며, 추적 과정에서 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 신호 세기 정보 및 위치 정보를 수신시마다 상기 객체에 대한 객체 위치정보를 생성할 수 있을 뿐 아니라 상기 객체 위치정보를 누적 저장하여 객체의 이동 경로에 대한 경로정보를 생성할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 이용하여 지속적으로 객체의 위치를 추적하면서 모니터링할 수 있으며, 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 의한 객체의 지속적인 추적에 따라 이동하는 객체의 위치 및 이동 경로를 용이하게 파악할 수 있어 객체의 위치 파악에 대한 신뢰성 및 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 LoRa 기반의 무선 저전력 통신 표준을 이용하여 객체 단말(20)과 무인 비행체 그룹(1) 사이의 원거리 통신을 지원하고, 용이하게 객체의 위치로 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 이동시킬 수 있을 뿐만 아니라 무인 비행체 그룹(1)과 통신하는 객체 단말(20)의 전력 소모를 최소화하여 장시간 동안 객체 추적이 이루어질 수 있도록 지원할 수 있다.
상술한 구성을 토대로 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템의 상세 동작 실시예를 이하 도면을 참고하여 설명한다.
도 3은 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 구성도로서, 도시된 바와 같이 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 통신부(11), 제어부(12), 구동부(13) 및 센서부(14)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 통신부(11), 제어부(12), 구동부(13) 및 센서부(14)는 상기 제어부(12)에 통합되어 구성될 수도 있음은 물론이며, 이외의 다양한 구성부가 추가 구성되거나 어느 하나의 구성부가 다른 구성부에 포함될 수도 있음은 물론이다.
우선, 상기 통신부(11)는 상기 통신망을 통해 상기 위치 추적 서버(100) 및 객체 단말(20)과의 통신을 지원하는 무선 통신부와 무선 비행체의 현재 위치를 측정하기 위한 GPS부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 무선 통신부(11)는 다른 무인 비행체와의 근거리 통신 역시 지원할 수 있다.
또한, 상기 구동부(13)는 상기 무인 비행체를 구동하여 비행하도록 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 포함된 제어부(12)는 상기 통신부(11)를 통해 상기 위치 추적 서버(100)로부터 수신된 제어정보를 기초로 메시지 정보를 생성하여 상기 통신부(11)를 통해 상기 객체 단말(20)로 전송할 수 있으며, 상기 제어정보를 수신한 시점부터 미리 설정된 LoRa 기반 프로토콜에 따른 비콘 메시지의 전송 주기마다 상기 객체 단말에 대한 핑 테스트를 위한 메시지 정보를 지속적으로 생성하여 상기 객체 단말(20)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 포함된 제어부(12)는 상기 메시지 정보를 전송한 후 상기 객체 단말(20)로부터 상기 통신부(11)를 통해 수신된 응답 신호를 기초로 신호 세기를 측정할 수 있다.
한편, 상기 제어부(12)는 상기 위치 추적 서버(100)로부터 제어정보 수신시 상기 메시지 정보를 생성하여 상기 객체 단말(20)로 통신부(11)를 통해 전송할 수 있다.
이때, 상기 어느 하나의 무인 비행체(10a) 구성된 상기 제어부(12)는 상기 제어 정보 수신시 통신부(11)를 통해 다른 무인 비행체(10b, 10c)로 상기 제어정보를 전송할 수 있으며, 다른 무인 비행체(10b, 10c)에 구성된 제어부(12)에서 상기 제어정보에 따라 메시지 정보를 생성한 후 상기 제어정보를 전송한 무인 비행체(10a)의 메시지 전송 시점과 동일한 시점에 상기 메시지 정보를 전송할 수도 있다.
이를 통해, 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 메시지 정보 전송 시점을 상호 동기화할 수 있다.
또한, 상기 제어부(12)는 상기 위치 추적 서버(100)로부터 수신된 상기 제어정보를 기초로 상기 구동부(13)를 제어하여 자신에 대응되는 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 구동시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 제어부(12)는 상기 제어정보에 따른 편대 비행을 위한 대오 패턴에 따라 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 배치시키는 동시에 상기 제어정보에 따른 이동 방향으로 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 제어부(12)는 통신부(11)를 통해 상기 객체 단말(20)로부터의 응답 신호 수신시 상기 응답 신호에 따른 신호 세기를 측정할 수 있으며, 해당 신호 세기에 대한 신호 세기 정보를 통신부(11)를 통해 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
이후, 상기 위치 추적 서버(100)는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 측정된 신호 세기에 대한 신호 세기 정보를 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 수신하여, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 구성된 편대의 이동방향을 결정하고, 결정된 상기 이동방향에 따라 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 이동(비행)하도록 상기 제어정보를 생성하여 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다.
한편, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 구성된 제어부(12)는 상기 통신부(11)를 통해 위치정보를 생성한 후 통신부(11)를 통해 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있으며, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 실시간 또는 주기적으로 수신되는 위치정보를 기초로 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 서로 다른 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 사이의 이격 거리를 조정하여 안정적인 편대 비행이 이루어지도록 할 수 있다.
이때, 서로 다른 무인 비행체 사이에 근거리 통신을 통해 상기 위치 정보를 송수신하여 위치정보를 공유할 수 있으며, 이에 따라 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 구성된 제어부(12)가 다른 무인 비행체의 위치정보를 기초로 다른 무인 비행체와 소정의 거리 간격으로 이격되어 편대 비행하도록 상기 무인 비행체의 구동부(13)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제어부(12)는 상기 제어정보에 따라 이동 방향 변경시 무인 비행체의 이동 방향이 변경되도록 상기 구동부(13)를 제어할 수 있다.
이를 통해, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 상기 위치 추적 서버(100)의 제어 정보에 따른 일정한 대오 패턴을 유지한 상태에서 상기 제어정보에 따른 이동 방향으로 편대 비행할 수 있다.
한편, 상기 센서부(14)는 각종 센서를 포함하여 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 x,y,z 축에 대한 자세정보 및 이동방향 정보를 생성하여 상기 제어부(12)로 제공할 수 있으며, 상기 제어부(12)는 상기 자세정보 및 이동방향 정보를 기초로 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 자세 및 이동방향을 제어할 수 있다. 이때, 상기 센서부(14)는 자이로 센서(gyro sensor), 가속도 센서, 고도 센서, 속도 센서 등과 같은 다양한 센서를 포함할 수 있다.
또한, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 제어부(12)는 통신부(11)를 통해 상기 위치 추적 서버(100)로 자세정보 및 이동방향 정보를 전송할 수 있으며, 상기 위치 추적 서버(100)는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 자세정보 및 이동방향 정보를 기초로 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동방향을 수정하기 위한 정보를 상기 제어정보에 포함시켜 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다.
상술한 구성을 토대로, 도 4 내지 도 7을 참고하여 상기 무인 비행체 그룹(1)의 이동 객체의 위치 변경에 따라 객체의 위치로 이동하기 위한 이동 방향 변경의 동작 구성을 설명한다.
우선, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 객체 단말(20)로 메시지 정보를 전송하고, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 상기 객체 단말(20)로부터 메시지 정보에 대한 응답 신호를 수신하여 신호 세기를 측정하여 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)과 통신하여 어느 하나의 무인 비행체(10a)를 편대 비행을 위한 미리 설정된 대오 패턴에서 선두에 위치시키며, 다른 각 무인 비행체(10b, 10c)를 상기 대오 패턴에서 후미에 위치시켜 편대 비행하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 후미에 위치하는 각 무인 비행체(10b, 10c)를 선택하여, 비행 중에 상기 대오 패턴에서 항상 후미에 위치하도록 고정할 수 있으며, 비행 중에 항상 상기 대오 패턴이 유지되도록 할 수 있다.
이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 수신된 위치 정보를 기초로 미리 설정된 대오 패턴에 따라 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치를 변경하기 위한 제어정보를 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송하여 상기 대오 패턴이 유지되도록 할 수 있다.
한편, 상기 위치 추적 서버는(100)는 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 상기 객체 단말(20)에서 전송한 응답 신호에 따른 신호 세기를 측정하여 생성한 신호 세기 정보를 수신하고, 상기 각 무인 비행체(10b, 10c)의 신호 세기 정보에 따라 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 무인 비행체(10b, 10c) 각각에서 측정된 신호 세기의 차이를 기초로 객체 단말(20)이 위치하는 방향을 판단하고, 해당 방향을 이동 방향으로 결정하여 결정된 이동 방향으로 상기 편대에 대응되는 무인 비행체 그룹(1)을 이동시키기 위한 제어 정보를 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다.
일례로, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 위치 추적 서버(100)가 상기 대오 패턴의 후미에 위치하는 각 무인 비행체(10b, 10c)로부터 수신된 신호 세기 정보를 기초로 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c) 각각에 대응되는 신호 세기를 상호 비교할 수 있으며, 상기 비교에 따라 신호 세기에 차이가 발생하는 경우 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10c)를 식별하고, 상기 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10c)가 위치하는 방향으로 상기 대오 패턴을 미리 설정된 각도 간격으로 순차 회전시켜 대오 패턴의 회전에 따라 보정된 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치로 이동시키기 위한 제어정보를 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 전송할 수 있다.
이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 이동 방향 변경을 위해 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 위치정보 및 이동방향 정보를 수신할 수 있으며, 상기 위치 정보를 기초로 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10c)가 위치하는 방향을 식별할 수 있다.
이를 통해, 상기 위치 추적 서버(100)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10c) 쪽으로 상기 대오 패턴 및 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 방향을 미리 설정된 각도 간격으로 회전시킬 수 있어, 편대를 구성하는 무선 비행체 그룹(1)의 이동 방향을 미리 설정된 각도(또는 회전각)만큼 순차적으로 조정(변경)하면서 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 위치 추적 서버(100)로부터 수신된 제어정보를 기초로 대오 패턴의 회전을 위해 미리 설정된 중심축을 기준으로 요우(yaw)방향으로 미리 설정된 각도 간격으로 순차 회전하여 이동 방향을 수정할 수 있으며, 상기 제어정보에 따라 변경된 대오 패턴에서 자신의 배치 위치에 따른 위치로 이동하여 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 대오 패턴을 유지하면서 비행할 수 있다.
한편, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 대오 패턴의 회전 각도 및 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 방향을 일정 각도 간격으로 회전시마다 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)와 통신하여 대오 패턴의 회전에 따라 변경된 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치에서 상기 객체 단말(1)에 대한 메시지 전송에 따른 신호 세기를 측정하도록 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 제어하며, 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 무인 비행체(10b, 10c) 각각에서 측정된 신호 세기의 차이가 미리 설정된 제 2 기준치 이하일 때의 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 향하는 방향 또는 대오 패턴이 향하는 방향을 편대를 이루는 무인 비행체 그룹(1)의 최종 이동 방향으로 결정하고, 결정된 최종 이동 방향에 따라 상기 무인 비행체 그룹(1)을 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 제 2 기준치는 0일 수도 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c) 사이의 신호 세기에 차이가 발생하여 이동 방향의 변경이 필요한 경우 미리 설정된 시간 간격으로 상기 각도를 변경할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 대오 패턴의 회전에 따른 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치(배치) 및 이동 방향을 변경하도록 각 무인 비행체를 통신망을 통해 제어하고, 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치 및 이동방향 변경시마다 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 메시지를 전송하고 응답 신호를 수신하도록 제어할 수 있으며, 이에 따라 각 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 대오 패턴의 회전 각도 변경 이후 측정된 신호 세기에 대한 정보를 수신하고, 변경된 각도마다 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c) 각각에 대응되는 신호 세기를 상호 비교하여 차이를 연산할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 객체가 기존 위치로부터 이동하여 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 비행 방향과 엇갈리는 경우 상기 위치 추적 서버(100)는 객체의 위치 변경에 따라 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 방향을 수정하여 객체가 위치하는 방향으로 이동시킬 수 있다.
일례로, 도 7(a)에 도시된 바와 같이 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 그룹(1)에 속한 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 객체의 위치로 이동 중에 객체 단말(20)로 반복하여 메시지 정보를 전송하고 이에 대응되는 응답 신호를 수신하여, 상기 응답 신호를 기초로 신호 세기의 측정시마다 신호 세기 정보를 생성하여 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
이때, 상기 객체 단말(20)이 기존 위치에서 이동하는 경우 도시된 바와 같이 상기 대오 패턴의 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c)에서 측정된 신호 세기에 차이가 발생할 수 있다.
이에 따라, 도 7(b)에 도시된 바와 같이 상기 위치 추적 서버(100)는 무인 비행체 그룹(1)의 이동 중에 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 신호 세기 정보를 수신시마다 대오 패턴의 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c) 각각에서 측정된 신호 세기를 비교하여 상호 차이가 발생하는 경우 상술한 바와 같이 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10b)가 위치하는 방향으로 상술한 바와 같이 이동 방향을 미리 설정된 소정의 각도 간격으로 변경하여 미리 설정된 대오 패턴을 회전시키고, 상기 대오 패턴의 회전에 따라 변경된 위치로 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 이동시키기 위한 제어정보를 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 위치가 변경된 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 상기 대오 패턴의 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c)에서 각각 측정된 신호 세기의 차이가 미리 설정된 제 2 기준치 이하일 때 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 방향 또는 대오 패턴의 이동 방향을 최종 이동 방향으로 결정하여 객체의 위치 변동에 따라 무인 비행체 그룹(1)의 이동 방향을 변경할 수 있다.
더하여, 상기 위치 추적 서버(100)는 최종 이동 방향이 결정된 경우 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에 제어정보를 전송하여 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 상기 대오 패턴을 유지하면서 상기 최종 이동 방향으로 이동하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 이동 방향 및 대오 패턴 변경시 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 통신을 통해 제어하여 이동 방향 및 이격 거리를 조정할 수 있음은 상술한 바와 같다.
이와 같이, 본 발명은 객체의 이동시에도 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 객체의 이동에 맞추어 이동 방향을 변경하여 이동 객체의 위치로 용이하게 이동할 수 있도록 제공한다.
한편, 상기 위치 추적 서버(100)는 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)와의 통신을 통해 무인 비행체 그룹(1)이 객체의 위치에 도착했는지 여부를 자동 판단할 수 있으며, 이에 따른 객체에 대한 위치정보를 생성할 뿐만 아니라 지속적으로 상기 무인 비행체 그룹(1)을 제어하여 객체를 추적하도록 제어할 수 있는데 이를 도 8 내지 도 10을 통해 상세히 설명한다.
우선, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 위치 추적 서버(100)는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 수신된 신호 세기 정보를 기초로 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 모든 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기가 미리 설정된 상기 제 1 기준치 이상인 경우 객체의 위치에 도착한 것으로 판단할 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 모든 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 객체 단말(20)에 대하여 측정된 신호 세기 및 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 위치정보를 기초로 도 9에 도시된 바와 같이 삼각 측량법을 이용하여 객체에 대한 위치정보를 생성할 수 있다.
또한, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 모든 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기가 미리 설정된 상기 제 1 기준치 이상이 유지되도록 이동 방향을 조절하면서 상기 객체를 추적하도록 무인 비행체 그룹(1)을 제어할 수 있으며, 상기 객체를 추적하는 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 지속적으로 수신된 신호 세기 정보와 위치 정보를 기초로 상기 객체에 대한 위치정보를 생성하여 누적 저장할 수 있다.
이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 상술한 상기 대오 패턴의 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c)에서 측정된 신호 세기의 차이를 미리 설정된 상기 제 2 기준치와 비교하여 이동 방향을 변경하는 방식과 상기 모든 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기가 미리 설정된 상기 제 1 기준치 이상이 되도록 유지하는 방식을 통해 이동하는 상기 객체를 추적하도록 상기 무인 비행체 그룹(1)을 제어할 수 있다.
이에 따라, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 누적 저장된 객체의 위치정보를 취합하여 객체의 이동 경로에 대한 경로정보도 생성할 수 있다.
더하여, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 적어도 하나는 상기 위치 추적 서버(100) 및 상기 객체 단말(20)과 통신하여 상기 위치 추적 서버(100)로부터 전송되는 정보를 상기 객체 단말(20)로 전송하거나, 상기 객체 단말(20)로부터 전송된 정보를 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다.
즉, 상기 무인 비행체 그룹(1)에 속한 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 위치 추적 서버(100)와 상기 객체 단말(20) 사이의 통신을 중계하는 중계기로서 동작할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 객체의 지속적인 위치 추적을 보장하며, 위치 추적 서버(100)에서 객체 단말(20)에 대하여 다양한 서비스가 제공되도록 지원할 수 있다.
한편, 상술한 상기 도 1 내지 도 10에 따른 상기 위치 추적 서버(100)의 구성은 상기 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 마스터로 설정된 무인 비행체에 구성된 제어부(12)에 구성될 수도 있으며, 이에 따라 마스터로 설정된 무인 비행체에 구성된 제어부(12)가 통신부(11), 센서부(14) 및 구동부(13)와 연동하여 상기 마스터로 설정된 무인 비행체에 대응되는 무인 비행체 그룹(1)에 속한 슬레이브로 설정된 다른 무인 비행체를 제어함으로써, 상술한 도 1 내지 도 10에 기술된 동작 실시예를 구현할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행체를 이용하여 객체의 위치를 추적하는 위치 추적 방법에 대한 순서도이다.
도시된 바와 같이, 편대를 이루는 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)가 상기 위치 추적 서버(100)로부터 통신망을 통해 상기 객체가 소지한 단말(20)에 대한 식별정보를 포함하는 제어정보를 수신하고, 상기 제어정보에 따라 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 미리 설정된 대오 패턴으로 배치하여 객체의 위치로 이동시킬 수 있다(S1).
이후, 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)는 상기 제어정보에 따라 상기 식별정보를 포함하는 메시지를 단말(20)에 LoRa 기반 통신망을 통해 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 단말(20)로부터 상기 메시지에 대응되는 응답신호를 수신하여 신호 세기를 측정하여 이에 따른 신호 세기 정보를 상기 위치 추적 서버(100)로 전송할 수 있다(S2).
이후, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 각각에서 측정된 신호 세기를 수집하고, 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c) 중 미리 설정된 대오 패턴에서 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체(10b, 10c)의 신호 세기의 차이에 따라 이동 방향을 설정하여 상기 단말(20)의 위치로 이동시키기 위한 제어정보를 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로 전송할 수 있다(S3).
이때, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 중에 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)로부터 신호 세기 정보를 수신시마다 상기 서로 다른 각 무인 비행체(10b, 10c)의 신호 세기를 상호 비교하여 차이가 발생하는 경우(S4) 신호 세기가 더 높은 무인 비행체(10b 또는 10c)가 위치하는 방향으로 편대의 이동 방향을 미리 설정된 각도 만큼 순차적으로 변경할 수 있으며, 상기 신호 세기의 차이가 미리 설정된 제 2 기준치 이하일 때의 방향으로 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 이동 방향을 변경하여 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 객체의 위치로 이동시킬 수 있다(S5).
이후, 상기 위치 추적 서버(100)는 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)에서 측정된 신호 세기가 미리 설정된 제 1 기준치 이상인 경우(S6) 상기 복수의 무인 비행체(10a, 10b, 10c)와 상기 단말(20) 사이의 통신에 따라 측정된 신호 세기를 기초로 미리 설정된 위치 측정 방식을 통해 위치정보를 생성할 수 있으며, 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)의 신호 세기가 상기 제 1 기준치 이상이 유지되도록 객체 단말(20)을 추적하도록 상기 각 무인 비행체(10a, 10b, 10c)를 제어함으로써 지속적으로 객체를 추적할 수 있다(S7).
본 명세서에 기술된 다양한 장치 및 구성부는 하드웨어 회로(예를 들어, CMOS 기반 로직 회로), 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 전기적 구조의 형태로 트랜지스터, 로직게이트 및 전자회로를 활용하여 구현될 수 있다.
전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 무인 비행체 그룹
10a, 10b, 10c: 무인 비행체
11: 통신부 12: 제어부
13: 구동부 14: 센서부
20: 객체 단말 100: 위치 추적 서버

Claims (10)

  1. 편대를 이루는 복수의 무인 비행체와 통신망을 통해 통신하는 위치 추적 서버로 구성되어 이동 객체의 위치를 추적하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법에 있어서,
    상기 복수의 무인 비행체가 각각 상기 위치 추적 서버로부터 통신망을 통해 수신되는 상기 객체가 소지한 단말에 대한 식별정보를 포함하는 제어정보를 기초로 상기 객체의 위치로 이동하는 시동 단계;
    상기 복수의 무인 비행체가 각각 상기 제어정보에 따라 상기 식별정보를 포함하는 메시지를 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 단말로부터 상기 메시지에 대응되는 응답신호를 수신한 후 상기 응답 신호를 기초로 신호 세기를 측정하여 신호 세기 정보를 상기 위치 추적 서버로 전송하는 측정 단계;
    상기 위치 추적 서버가 상기 신호 세기 정보의 수신시마다 서로 다른 무인 비행체에 각각 대응되는 신호 세기 정보의 상호 비교를 통해 상기 편대의 이동 방향을 결정한 후 상기 각 무인 비행체와의 통신을 통해 이동방향을 제어하면서 상기 객체의 위치로 이동시키는 이동 단계; 및
    상기 위치 추적 서버가 상기 복수의 무인 비행체 각각에서 측정된 신호가 미리 설정된 제 1 기준치 이상일 때 상기 복수의 무인 비행체로부터 수신된 신호 세기 정보와 위치정보를 기초로 미리 설정된 위치 측정 방식을 통해 위치정보를 생성하는 추적 단계
    를 포함하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무인 비행체는 드론인 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 각 무인 비행체로부터 위치 정보를 수신하여 상기 각 무인 비행체의 위치를 파악하고, 각 무인 비행체와의 통신을 편대 비행을 위해 미리 설정된 대오 패턴에 따라 상기 각 무인 비행체를 배치하여 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 각 무인 비행체로부터 수신된 신호 세기를 기초로 상기 대오 패턴에서 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 각각에 대응되는 신호 세기 사이에 차이가 발생하는 경우 상기 각 무인 비행체의 이동 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 신호 세기의 차이를 기초로 상기 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 중 신호 세기가 더 높은 상기 무인 비행체 쪽으로 상기 대오 패턴을 미리 설정된 각도 간격으로 순차 회전하면서 각 무인 비행체의 신호 세기에 대한 정보를 수집하고, 회전시마다 상기 후미에 위치하는 서로 다른 무인 비행체 사이의 신호 세기 차이를 측정하여 해당 신호 세기 차이가 미리 설정된 제 2 기준치 이하일 때의 방향을 상기 편대의 최종 이동 방향으로 설정하여 각 무인 비행체를 이동시키는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동 단계는 상기 위치 추적 서버가 상기 최종 이동 방향에 따라 상기 각 무인 비행체의 상기 대오 패턴 상에서의 위치 및 이동 방향을 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 추적 단계는 상기 위치 추적 서버가 각 무인 비행체에서 측정된 상기 신호 세기가 상기 제 1 기준치 이상이 유지되도록 상기 각 무인 비행체를 제어하여, 상기 객체를 추적하도록 하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 추적 단계는 상기 무인 비행체 중 적어도 하나가 상기 단말과 위치 추적 서버 사이의 통신을 중계하는 중계기로서 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 무인 비행체는 LoRa(Long Range) 기반 무선 통신망을 통해 상기 단말과 통신하며, 상기 LoRa 기반 프로토콜에 따라 핑테스트를 위한 메시지 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 방법.
  10. 편대를 이루는 복수의 무인 비행체와 통신망을 통해 통신하는 위치 추적 서버로 구성되어 이동 객체를 추적하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템에 있어서,
    상기 위치 추적 서버로부터 통신망을 통해 수신된 제어정보에 따라 상기 객체의 위치로 이동하며, 식별정보를 포함하는 메시지를 LoRa 기반 통신망을 통해 단말로 전송하고, 상기 메시지를 수신한 상기 단말로부터 상기 메시지에 대응되는 응답신호를 수신하여 신호 세기를 측정하여 상기 위치 추적 서버로 는 복수의 무인 비행체; 및
    각 무인 비행체에서 측정된 신호 세기에 대한 정보를 수집한 후 상기 복수의 무인 비행체 중 미리 설정된 서로 다른 무인 비행체에 각각 대응되는 신호 세기의 상호 비교를 통해 결정된 이동 방향에 따라 상기 복수의 무인 비행체를 상기 객체의 위치로 이동시키고, 상기 각 무인 비행체에서 측정된 신호가 미리 설정된 제 1 기준치 이상인 경우 상기 복수의 무인 비행체와 상기 단말 사이의 통신에 따라 측정된 신호 세기 및 위치를 기초로 미리 설정된 위치 측정 방식을 통해 상기 객체의 위치에 대한 위치정보를 생성하는 위치 추적 서버
    를 포함하는 무인 비행체를 이용한 위치 추적 시스템.
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