KR101798167B1 - 무인 지상감시 센서노드 시스템 - Google Patents

무인 지상감시 센서노드 시스템 Download PDF

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KR101798167B1
KR101798167B1 KR1020170007220A KR20170007220A KR101798167B1 KR 101798167 B1 KR101798167 B1 KR 101798167B1 KR 1020170007220 A KR1020170007220 A KR 1020170007220A KR 20170007220 A KR20170007220 A KR 20170007220A KR 101798167 B1 KR101798167 B1 KR 101798167B1
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임병욱
유연상
백승호
전기남
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엘아이지넥스원 주식회사
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Abstract

무인 지상감시 센서노드 시스템을 공개한다. 본 발명은 각각 기설정된 감지 방식으로 기설정된 방향과 거리 내의 표적을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 센서노드, 지정된 배치 영역에 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 센서노드 배치계획을 인가받아 표시하고, 센서노드 배치계획에 따라 적어도 하나의 센서노드가 배치될 위치로 이동하는 동안 위치 정보를 획득하여 전송하며, 적어도 하나의 센서노드가 배치되기 이전 무선 통신으로 동작 점검을 수행하는 적어도 하나의 휴대용 단말, 사용자 명령에 응답하여 센서노드 배치계획을 설정하고, 설정된 센서노드 배치계획에 따라 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하고, 적어도 하나의 휴대용 단말 및 적어도 하나의 센서노드와 통신을 수행하여, 센서노드 배치계획에 대비한 적어도 하나의 센서노드 배치 현황을 모니터링하여 표시하는 지휘 통제부 및 적어도 하나의 센서노드와 적어도 하나의 휴대용 단말, 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 작업을 수행할 부대 및 작전 지역에 대한 정보를 포함하는 자원 정보를 저장하는 자원 DB를 포함한다.

Description

무인 지상감시 센서노드 시스템{UNATTENDED GROUND SENSOR NODE SYSTEM}
본 발명은 무인 지상감시 센서노드 시스템에 관한 것으로, 특히 적어도 하나의 센서노드의 배치 및 운용 효율성을 극대화 할 수 있는 무인 지상감시 센서노드 시스템에 관한 것이다.
무인 지상감시 센서(Unattended Ground Sensor : UGS)는 필요한 모든 곳에 센서를 부착하고, 이를 통하여 사물의 인식정보를 기본으로 주변의 환경정보(온도, 습도, 오염정보, 균열정보 등)까지 탐지하여 이를 실시간으로 네트워크에 연결 하여 정보를 관리하는 유비쿼터스 센서네트워크(Ubiquitous Sensor Network : USN) 기술을 군사용으로 응용 및 특화한 기술을 의미한다.
무인 지상감시 센서는 경계 지역 내에 복수개의 센서를 배치하고, 복수개의 센서를 통해 경계 지역에 침입한 표적을 탐지하고, 탐지 정보를 실시간으로 획득 하여 해당 지역의 지휘 통제부로 전송함으로써, 침입 표적에 대해 신속 정확한 대응이 가능하도록 한다. 특히 복수개의 센서가 적 예상 침투로, 병력 미배치 지역 및 감시 사각 지역 등과 같이 기존 병력으로 대응하기 어려운 지역에 배치되어 감지하도록 함으로써, 적은 수의 병력으로 효과적인 부대 운용이 가능하도록 한다.
이렇듯 무인 지상감시 센서는 미래 군사 기술로 주목받고 있으며, 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 무인 지상감시 센서의 연구는 대부분으로 센서의 성능 개선 및 활용에 중점을 두고 있을 뿐, 센서의 배치 및 운용은 현장 부대가 임의로 수행하고 있는 실정이다. 즉 무인 지상감시를 위한 센서노드 배치 시 정해진 절차가 없어서 센서가 중복 배치되거나 배치되어야 하는 위치에 배치되지 않는 경우가 있어, 시간 및 인력에 대한 낭비가 발생하는 등 효율적인 관리가 되지 않고 있다. 특히 센서노드 배치 시에는 다양한 현장 상황을 고려해야 함에도 기존에는 센서노드가 배치될 현장의 상황을 지휘 통제부로 전달하기 어렵다는 한계로 인해 지휘통제부가 센서노드를 배치하는 현장 부대를 효율적으로 관리하기 어렵다는 한계가 있다.
한국 공개 특허 제10-2014-0006548호 (2014.01.16 공개)
본 발명의 목적은 부대가 현재 보유한 가용 자산 정보를 기초로 센서노드가 배치되는 현장의 상황을 반영하여 효율적으로 센서노드를 배치 및 운용할 수 있도록 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 무인 지상감시 센서노드 시스템은 각각 기설정된 감지 방식으로 기설정된 방향과 거리 내의 표적을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 센서노드; 지정된 배치 영역에 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 센서노드 배치계획을 인가받아 표시하고, 상기 센서노드 배치계획에 따라 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치될 위치로 이동하는 동안 위치 정보를 획득하여 전송하며, 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치되기 이전 무선 통신으로 동작 점검을 수행하는 적어도 하나의 휴대용 단말; 사용자 명령에 응답하여 상기 센서노드 배치계획을 설정하고, 설정된 상기 센서노드 배치계획에 따라 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하고, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말 및 상기 적어도 하나의 센서노드와 통신을 수행하여, 상기 센서노드 배치계획에 대비한 상기 적어도 하나의 센서노드 배치 현황을 모니터링하여 표시하는 지휘 통제부; 및 상기 적어도 하나의 센서노드와 상기 적어도 하나의 휴대용 단말, 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 작업을 수행할 부대 및 작전 지역에 대한 정보를 포함하는 자원 정보를 저장하는 자원 DB; 를 포함한다.
상기 자원 DB는 상기 자원 정보에 상기 센서노드의 수와 식별자, 종류와 무게, 상태, 감지 방향 및 범위 정보를 포함하는 가용 센서 정보와 상기 휴대용 단말의 수와 식별자, 종류 및 상태에 대한 정보를 포함하는 가용 단말 정보, 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 작업을 수행할 적어도 하나의 부대의 이전 작전 수행 내역 및 상태 정보를 포함하는 가용 부대 정보 및 상기 작전 지역에 대한 지도 정보를 포함하여 저장하고, 상기 지휘 통제부 및 상기 적어도 하나의 휴대용 단말과 통신을 수행하여 상기 자원 정보를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 사용자 명령에 응답하여, 상기 자원 DB로부터 상기 자원 정보 중 사용 가능한 자원들에 대한 가용 자원 정보를 인가받아 표시하고, 표시된 상기 가용 자원 정보에서 사용자 명령에 응답하여 선택되는 상기 배치 영역, 상기 적어도 하나의 센서노드, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말 및 작전 개시 시간 및 집결지 정보를 결정하여 상기 센서노드 배치계획을 설정하여 선택된 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하고, 상기 센서노드 배치계획에 따라 배치된 상기 적어도 하나의 센서노드를 감시 모드로 활성화하여, 활성화된 상기 센서노드로부터 전송되는 상기 감지 신호를 인가받아 분석하여 무인 지상감시를 수행하며, 배치된 상기 적어도 하나의 센서노드의 이상 발생 여부를 분석하여 센서노드 교체계획을 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 센서노드 배치계획 설정 시에, 상기 작업을 수행할 부대의 부대원들 각각이 이동시킬 수 있는 무게를 미리 결정하고, 상기 적어도 하나의 센서노드 각각의 중량이 결정된 상기 무게를 초과하지 않도록 각각의 상기 부대원이 배치할 센서노드의 수를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 센서노드 배치계획의 상기 배치 영역 설정 시에, 상기 센서노드 배치 목적이 공격 목적이면, 상기 지도 정보와 함께 기수집된 적군 위치 및 위험 지역 정보를 표시하고, 상기 센서노드 배치 목적이 방어 목적이면, 상기 지도 정보와 함께 기수집된 아군 방어 지역 정보 및 방어 시설 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 배치 영역 내에 배치될 상기 적어도 하나의 센서노드가 선택되면, 선택된 상기 센서노드의 종류 및 특성에 따른 감시 방향 및 감시 범위를 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 휴대용 단말 각각은 상기 센서노드 배치계획을 인가받아, 상기 작전 개시 시간과 상기 집결지 정보 및 집결지로부터 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치되어야 할 위치까지의 이동 경로를 표시하고, 현재 위치에 대한 상기 위치 정보를 획득하여 상기 지휘 통제부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 이동 경로와 상기 적어도 하나의 센서노드 각각의 설치 시간을 계산하여 상기 센서노드 배치계획을 수행하는데 필요한 예상 소요시간을 계산하고, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말에서 전송된 상기 위치 정보 및 상기 감시 모드로 활성화된 센서노드의 수를 분석하여 상기 센서노드 배치계획의 진행율을 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 휴대용 단말 각각은 상기 적어도 하나의 센서노드와 통신을 수행하여, 상기 적어도 하나의 센서노드를 테스트 모드로 활성화하고, 상기 테스트 모드로 활성화된 상기 센서노드의 정상동작 여부를 판별하는 것을 특징으로 한다.
상기 지휘 통제부는 상기 무인 지상감시에 대한 임무가 종료되면, 상기 센서노드 배치계획에 따라 배치된 상기 적어도 하나의 센서노드를 수거하기 위한 센서노드 수거계획을 설정하여 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전달하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 무인 지상감시 센서노드 시스템은 가용 자원에 대한 정보를 분석하여, 센서노드 배치계획을 수립하고, 수립된 배치계획과 배치 현장의 상태에 따라 센서노드를 배치하고, 노후화된 센서 노드를 교체할 수 있도록 함으로써, 무인 지상감시 센서노드의 효율적인 배치 및 운용이 가능하도록 한다. 따라서 센서노드를 배치하기 위한 시간 및 인력 낭비를 방지할 수 있으며, 센서노드를 배치하는 현장과 지휘통제부가 협력하여 센서노드를 배치할 수 있도록 함으로써, 무인 지상감지 센서의 활용성을 극대화 할 수 있다.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 지상감시 센서노드 시스템을 나타낸다.
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 지상감시 센서노드 시스템의 센서노드 배치 및 운용 방법을 나타낸다.
도3 은 도2 의 센서노드 배치계획 설정 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도4 는 도2 의 센서노드 현장 배치 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도5 는 도2 의 센서노드 운용 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도6 은 도2 의 센서노드 수거 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
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.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 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.
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.
도1 은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 지상감시 센서노드 시스템을 나타낸다.
도1 을 참조하면, 본 발명의 무인 지상감시 센서노드 시스템은 자원 DB(100), 지휘 통제부(200), 적어도 하나의 휴대용 단말(300) 및 적어도 하나의 센서노드(400)를 구비한다. 자원 DB는 사용 가능한 인적, 물적 자원에 대한 정보와 지도 정보를 저장하고 관리하는 데이터베이스로서, 본 발명에서 자원 DB(100)는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)에 대한 정보인 가용 단말 정보와 적어도 하나의 센서노드(400)에 대한 정보인 가용 센서 정보, 인적 정보인 가용 부대 정보 및 작전 지역에 대한 지도 정보가 저장된다.
여기서 가용 단말 정보에는 보유하고 있는 휴대용 단말의 수와 각 휴대용 단말의 식별자, 단말 종류 및 상태에 대한 정보가 포함될 수 있으며, 가용 센서 정보는 보유하고 있는 센서노드 수와 식별자, 센서노드의 종류와 무게, 상태 및 설치 시간 정보가 포함될 수 있다. 그리고 가용 부대 정보는 운용 가능한 부대 각각의 인력 정보와 이전 작전 수행 내역 및 상태 정보가 포함될 수 있다.
표1 은 자원 DB(100)에 저장되는 가용 센서 정보, 가용 단말 정보 및 부대 정보에 포함될 수 있는 필드 정보의 일예를 나타낸다.
Figure 112017005172366-pat00001
자원 DB(100)는 지휘 통제부(200) 또는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)로부터 인가되는 정보에 따라 저장된 가용 단말 정보와 가용 센서 정보 및 가용 부대 정보를 실시간으로 업데이트할 수 있으며, 센서노드의 배치 운용 현황에 따라 적어도 하나의 휴대용 단말(300)과 적어도 하나의 센서노드(400) 및 인적 정보를 연계하여 업데이트시킬 수 있다. 예를 들어 자원 DB(100)는 지휘 통제부(200)에서 가용 센서 정보로부터 배치되어야 할 센서노드와 함께 센서노드를 배치하는 작전을 수행할 부대를 선정하면, 가용 센서 정보의 해당 센서노드의 식별자와 가용 부대 정보의 해당 인력 정보를 매칭하여 연계시킨다. 또한 인력 정보와 가용 단말 정보의 해당 휴대용 단말의 식별자를 매칭시켜서, 함께 상태가 변경되도록 함으로써, 동일 작전에서 각각의 정보가 서로 유기적으로 상태가 변화되도록 한다. 뿐만 아니라 자원 DB(100)는 가용 부대 정보 및 가용 센서 정보를 센서노드가 배치될 작전 지역에 대한 지도 정보와 매칭시켜, 작전을 수행하는 부대의 이동 경로와 각 센서노드의 배치 위치를 매칭시킨다.
한편 자원 DB(100)는 지휘 통제부(200)로부터 센서노드 배치계획 및 센서노드 배치 현황 정보를 인가받아 저장할 수 있다.
지휘 통제부(200)는 센서노드 배치계획을 설정하고, 설정된 센서노드 배치계획을 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하며, 적어도 하나의 휴대용 단말(300) 및 적어도 하나의 센서노드(400)와 통신을 수행하여, 센서노드가 배치되는 상황을 모니터링하고, 센서노드가 배치된 이후에는 배치된 센서노드와 통신을 수행하여, 센서노드를 운용함으로써 무인 지상감시를 수행한다.
지휘 통제부(200)는 적어도 하나의 휴대용 단말(300) 및 적어도 하나의 센서노드(400)와 무선으로 통신을 수행할 수 있으며, 자원 DB(100)와는 무선뿐만 아니라 유선으로 통신을 수행하도록 구성될 수도 있다. 경우에 따라서 자원 DB(100)는 지휘 통제부(200)에 포함되어 구성될 수도 있다.
적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 적어도 하나의 센서노드(400)를 배치하는 부대의 부대원이 휴대하는 장치로서, 사용자 정보로서 부대원 식별자가 입력되면, 입력된 부대원 식별자를 휴대용 단말의 식별자와 함께 지휘 통제부(200)로 전송하여, 해당 휴대용 단말이 대응하는 부대원에게 할당되었음을 통지한다. 이에 지휘 통제부(200)는 전송된 부대원 식별자와 휴대용 단말의 식별자를 자원 DB(100)로 전달하여, 인력 정보와 가용 단말 정보의 해당 휴대용 단말의 식별자가 매칭되도록 할 수 있다.
그리고 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 지휘 통제부(200)와 통신을 수행하여, 센서노드 배치계획을 인가받을 수 있다. 경우에 따라서 센서노드 배치계획은 별도의 기록 매체를 통해 전송 받을 수도 있다. 이때 적어도 하나의 휴대용 단말(300) 각각은 센서노드 배치계획 전체를 인가받을 수도 있으나, 센서노드 배치계획 중 현재 사용자에 대응하는 일부 정보만을 인가받을 수도 있다. 휴대용 단말(300)은 인가받은 센서노드 배치계획과 센서노드 배치계획에 대응하는 지도를 화면에 표시하여 사용자가 수행해야할 작업을 인식할 수 있도록 한다. 또한 GPS 등과 같은 위치 정보 확인 기능을 포함하여 현재 위치 정보를 화면에 표시된 지도 상에 표시하고, 지휘 통제부(200)로 전송할 수 있다.
특히 본 발명에서 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 센서노드 배치계획에 따라 지정된 위치에 배치될 적어도 하나의 센서노드(400)와 통신을 수행하여, 센서노드에 대한 점검을 수행할 수 있다. 즉 센서노드(400)에 대한 사전 점검을 수행하여 센서노드의 불량 등으로 인해 센서노드 배치계획에 차질이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
적어도 하나의 센서노드(400)는 각각 지정된 방식으로 표적 탐지 동작을 수행하며, 표적이 탐지되면 감지 신호를 지휘 통제부(200)로 전송한다. 여기서 적어도 하나의 센서노드(400)는 동일한 탐지 방식을 갖거나, 서로 상이한 탐지 방식을 가질 수 있다. 일 예로 센서노드는 진동 센서, 영상 센서, PIR 센서(Passive Infrared Sensor), 자기 센서, 음향 센서 등으로 구현될 수 있다. 그리고 적어도 하나의 센서노드(400)는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)로부터 인가되는 모드 설정 신호에 응답하여 감시 모드 또는 테스트 모드로 모드 변환될 수 있다. 감시 모드에서 적어도 하나의 센서노드(400)는 상기한 바와 같이, 표적을 탐지하여 감지 신호를 지휘 통제부(200)로 전송하는 반면, 테스트 모드에서는 감지 신호를 적어도 하나의 휴대용 단말(300)로 전송한다.
도2 는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 지상감시 센서노드 시스템의 센서노드 배치 및 운용 방법을 나타낸다.
도1 을 참조하여, 도2 의 무인 지상감시 센서노드 배치 및 운용 방법을 설명하면, 먼저 지휘 통제부(200)가 먼저 사용자 명령에 응답하여 센서노드 배치계획을 설정하거나 기설정되어 저장된 센서노드 배치계획을 호출하여 수정 설정하고, 설정된 센서노드 배치계획을 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송한다(S100). 여기서 센서노드 배치계획에는 센서노드를 배치하기 위한 정보로서 감시 영역 정보와 배치 작전 정보, 작전 개시 시간 및 집결지 정보 등이 포함될 수 있다.
이에 적어도 하나의 휴대용 단말은 전송된 센서노드 배치계획에 기반하여 배치될 적어도 하나의 센서노드(400)를 점검하고, 센서노드의 배치위치까지의 이동 경로 및 복귀 경로를 표시하고, 이동 및 배치 작업 중 지휘 통제부(200)와 통신을 수행하여, 지휘 통제부(200)가 배치 작전 수행 상태를 모니터링할 수 있도록 하며, 각 센서노드가 배치 위치와 배치 방향을 표시하여 센서노드가 지정된 위치에 지정된 탐지 방향으로 배치되도록 한다(S200).
이후 지휘 통제부(200)는 지정된 위치에 지정된 탐지 방향으로 배치된 적어도 하나의 센서노드(400)와 통신을 수행하여 운용함으로써 무인 지상감시를 수행한다(S300). 지휘 통제부(200)는 적어도 하나의 센서노드와 통신을 수행하여 감시지역에 대한 표적 발생 여부를 감시할 뿐만 아니라, 센서노드와의 통신 상태에 기반하여 운용중인 센서 노드의 이상 발생 여부를 판별하는 모니터링 작업을 수행한다.
그리고 무인지상 감시 임무가 종료되거나 배치된 센서 노드에 이상이 발생하여 교체할 필요가 있다고 판별되면, 센서노드 배치계획에 기반하여 센서노드 수거계획을 설정하고, 설정된 센서노드 수거계획에 따라 배치된 센서노드를 수거하고 수리 여부를 확인하여 관리한다(S400).
도3 은 도2 의 센서노드 배치계획 설정 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
센서노드 배치계획 설정 단계에서는 우선 자원 DB(100)가 가용 자원 정보를 획득한다(S110). 상기한 바와 같이, 자원 DB(100)는 가용 단말 정보와 가용 센서 정보, 가용 부대 정보 및 지도 정보를 가용 자원 정보로 수집하여 저장하고, 지휘 통제부(200) 또는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)로부터 인가되는 정보에 따라 저장된 가용 단말 정보와 가용 센서 정보 및 가용 부대 정보를 실시간으로 업데이트한다.
그리고 지휘 통제부(200)는 사용자 명령으로 인가된 센서노드 배치계획 설정 명령에 응답하여, 자원 DB(100)에 수집된 가용 자원 정보를 표시하고, 가용 자원 정보에 대한 선택 명령에 응답하여 센서노드 배치계획을 생성한다(S120). 지휘 통제부(200)는 센서노드 배치계획으로 우선 센서노드가 배치될 배치 영역 정보와 배치 목적 정보, 작전 개시 시간 정보 및 집결지 정보 등을 설정할 수 있다. 표2 는 배치 작전정보의 설정사항의 일예를 나타낸다.
Figure 112017005172366-pat00002
지휘 통제부(200)는 우선 자원 DB(100)에서 지도 정보를 호출하여, 호출된 지도를 표시하고, 사용자 명령에 따라 표시된 지도 상에서 선택되는 영역을 배치 영역 정보로 설정할 수 있다.
한편 배치 목적 정보는 센서노드 배치 목적에 따라 기 수집된 정보가 표시된 지도의 선택된 영역에 센서노드가 배치될 위치가 선택되어 설정될 수 있다. 여기서 센서노드 배치 목적은 공격 목적 또는 방어 목적으로 구분되어 사용자 명령에 응답하여 설정될 수 있으며, 공격 목적인 경우, 지도의 선택 영역에 표시되는 기 수집된 정보는 적군 위치 및 위험 지역 정보일 수 있으며, 방어 목적인 경우, 아군 방어 지역 정보 및 방어 시설 정보일 수 있다.
센서노드 배치 목적에 따라 표시된 지도 정보에서 적어도 하나의 센서노드(100)가 배치될 배치 영역이 선택되면, 지휘 통제부(200)는 배치 작전을 수행할 부대가 작전 수행 전 집결해야 하는 시간 및 위치에 대한 정보인 작전 개시 시간 정보와 집결지 정보를 설정한다.
센서노드 배치계획이 생성되면, 지휘 통제부(200)는 배치 영역 영역에 배치될 적어도 하나의 센서노드(400)를 선택하고, 선택된 각 센서노드의 배치 위치 및 배치 방향을 설정하여, 센서노드 배치계획에 포함시킨다(S130). 표3 은 센서노드 특성 설정사항의 일예를 나타낸다.
Figure 112017005172366-pat00003
표3 에 나타난 바와 같이, 적어도 하나의 센서노드(400) 각각은 종류 및 특성에 따라 감지하는 감지 방식 및 감지 방향과 감지 범위가 서로 상이하다. 따라서 모든 센서노드가 일괄적으로 미리 설정되는 하나의 규칙에 따라 배치되면, 무인 지상감지 성능이 크게 떨어지게 된다. 이에 지휘 통제부(200)는 배치 영역에 배치될 적어도 하나의 센서노드(400)가 선택되면, 선택된 센서노드와 함께 감지 방식과 감지 방향 및 감지 범위를 표시한다. 그리고 사용자 명령에 응답하여 선택된 센서노드의 위치 및 방향을 조절하여 지도에 표시된 배치 영역 내에 지정된 위치에 배치한다. 즉 사용자가 각 센서의 특성을 고려하여 배치 위치 및 배치 방향을 용이하게 설정할 수 있도록 한다.
각 센서노드의 배치 위치 및 방향이 설정되면, 지휘 통제부(200)는 센서노드 배치계획에 설정된 배치 영역, 집결지 정보, 작전 개시 시간 및 센서의 배치 위치와 개수에 기반하여, 센서노드 배치계획의 세부 작전정보를 설정한다(S140).
지휘 통제부(200)는 작전 수행 가능한 부대 정보를 자원 DB(100)에서 인가받아 표시하고, 사용자 명령에 응답하여 작전을 수행할 부대를 선택한다. 여기서 지휘 통제부(200)는 각 부대의 부대원 정보와 배치될 각 센서의 종류와 수량 및 무게, 이동 경로를 분석하여 작전 수행에 적합한 적어도 하나의 부대를 추천할 수 있다. 표4 는 세부 작전정보 설정사항의 일예를 나타낸다.
Figure 112017005172366-pat00004
표4 에서와 같이 지휘 통제부(200)는 부대원당 소지 가능한 센서노드의 제한 중량과 이동 가능 거리가 미리 설정될 수 있어, 각 부대에서 설치할 수 있는 센서노드의 수와 배치 범위를 표시할 수 있다. 그리고 각 부대의 부대원들을 중 함께 센서노드를 설치할 부대원들을 조(예를 들면, 2인 1조)별로 구분하여, 각 조가 배치할 센서노드의 개수가 제한 중량 이내이며, 각조의 센서노드 배치 작업이 완료되는 시간이 가능한 균일해지도록 조절하여 설정한다. 여기서 배치 작업이 완료되는 시간은 이동 경로에 따른 이동 시간 각 센서노드의 설치 시간을 더하여 산출될 수 있다. 그리고 조별 구분시에 각 부대원의 이전 센서노드 배치 작전 수행 경험 유무와 계급을 고려하여 각 조별 센서노드 설치 능력이 가급적 균등해지도록 구분할 수 있다.
그리고 세부 작전정보가 설정되면, 지휘 통제부(200)는 센서노드 배치작전 수행 중 주의해야할 주의 사항을 분석하여 센서노드 배치계획에 포함시킨다(S150). 여기서 주의 사항으로는 지뢰 매설 지역이나 적 출몰 영역, 위험 지형 정보 등이 포함될 수 있다.
주의 사항 정보가 센서노드 배치계획에 포함되면, 지휘 통제부(200)는 설정된 센서노드 배치작전을 센서노드 배치작전을 수행할 부대에 지급되는 휴대용 단말기(300)로 전송한다(S160). 센서노드 배치작전은 구분된 각 조별 휴대용 단말기로 전송되어 저장될 수 있으며, 센서노드 배치작전 전체가 아닌 각 조별로 수행해야할 작업에 대응하는 작전내용만이 전송될 수도 있다. 그리고 경우에 따라서는 무선 통신이 아니라 별도의 메모리 장치를 통해 전달될 수도 있다.
상기에서 지휘 통제부(200)는 배치될 센서노드와 작전을 수행할 부대가 결정되어 인가되면, 선택된 센서노드 정보와 인력 정보를 자원 DB(100)로 전송하여, 센서노드의 식별자와 인력 정보가 매칭되도록 한다. 또한 지휘 통제부(200)는 작전을 수행할 부대에 지급되는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)의 식별자를 자원 DB(100)로 전송하여, 인력 정보와 매칭되도록 할 수 있다. 부대에 지급되는 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 지휘 통제부(200)에서 임의로 선택될 수 있으나, 휴대용 단말(300)이 사전에 각 부대에 미리 지급된 상태이면, 각 휴대용 단말의 식별자는 사전에 인력 정보와 매칭되어 자원 DB(100)에 저장될 수 있다. 또한 각 부대에 휴대용 단말이 새로이 지급된 경우, 지급된 휴대용 단말을 통해 인적 정보가 입력됨으로써, 휴대용 단말의 식별자와 인적 정보가 매칭되도록 구성될 수도 있다.
도4 는 도2 의 센서노드 현장 배치 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
센서노드 현장 배치 관리 단계에서는 우선 적어도 하나의 휴대용 단말(300)이 지휘 통제부(200)에서 전송되어 저장된 센서노드 배치계획을 표시한다(S210). 즉 센서노드 배치계획을 수행할 각 부대원이 센서노드 배치계획을 확인할 수 있도록 한다. 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 매칭된 조의 부대원 정보를 표시하여 휴대용 단말(300)에 지정된 조에 맞게 지급되었는지 확인할 수 있도록 하고, 배치할 센서노드의 종류와 식별자, 수량 등을 표시하여 각 조별에서 배치하기 위해 지급받을 센서노드를 확인할 수 있도록 한다. 그리고 이동 경로와 작전 예상 소요 시간 및 작작 개시 시간과 주의 사항 등을 표시하여 센서노드 배치계획이 안전하게 지정된 시간 내에 수행될 수 있도록 미리 부대원에게 인지시킨다. 표5 는 휴대용 단말(300)에 표시되는 센서노드 배치계획의 내역의 일예를 나타낸다.
Figure 112017005172366-pat00005
이후 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 배치 영역에 배치될 적어도 하나의 센서노드(400)와 통신을 수행하여, 센서노드가 정상 동작을 수행하는지 여부를 확인한다(S220). 각 조별로 지급된 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 해당 조가 배치해야할 센서노드와 통신을 수행하여 정상 동작을 수행하는지 확인하거나, 센서노드의 식별자를 입력받아 통신을 수행함으로써, 정상 동작을 수행하는지 확인할 수 있다.
이때 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 센서노드를 테스트 모드 또는 감시 모드로 설정할 수 있으며, 테스트 모드에서 센서노드의 동작 정보를 전송받아 센서노드의 정상 동작 여부를 확인할 수 있다. 여기서 센서노드를 테스트 모드로 설정하는 것은 센서노드의 정상 동작 여부를 판별하기 위해 수행되는 점검 동작 시에 센서노드에서 발생된 감지 신호가 지휘 통제부(200)로 전송되어 불필요한 경고가 발생되지 않도록 하기 위함이다.
적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 테스트 모드로 설정된 센서노드에서 부대원 등에 의해 인위적으로 발생된 탐지정보에 대응하는 감지 정보가 생성되어 전송되는지 분석하고, 센서노드로 기설정된 제어명령을 전송하여, 제어 명령에 대응하는 응신이 전송되는지 분석함으로써, 센서노드의 정상 여부를 판별할 수 있다.
그리고 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 집결지로부터 센서노드 배치계획이 수행되어 센서노드를 배치하기 위해 이동하는 동안, 휴대용 단말(300)의 위치 정보를 지휘 통제부(200)로 전송하고, 지휘 통제부(200)는 위치 정보를 인가받아 센서노드를 배치하는 각조의 이동 현황을 모니터링한다(S230). 또한 적어도 하나의 휴대용 단말(300)은 이동하는 중 센서노드가 배치되도록 지정된 위치에 도착하면, 배치될 센서노드와 배치 위치 및 배치 방향을 표시하여 센서노드가 용이하게 배치되도록 한다. 또한 사용자로부터 배치 사항 자료를 입력받아 저장 및 지휘 통제부(200)로 전송할 수 있다.
그리고 적어도 하나의 휴대용 단말(300) 또는 지휘 통제부(200)는 배치된 센서노드를 테스트 모드로 활성화하고, 활성화된 센서노드와 통신을 수행하여, 각 센서노드의 정상 동작 및 정상 배치 여부를 모니터링한다(S240). 지휘 통제부(200)는 배치되어야 할 전체 센서노드의 수에 대비하여, 현재까지 지정된 배치 위치에서 정상 동작 및 정상 배치 여부가 확인된 센서노드의 수를 확인하여 센서노드 배치계획의 진행율을 퍼센트 수치 또는 그래프 등의 형태로 표시할 수 있다. 이때 지휘 통제부(200)는 수행되지 않은 센서노드 배치계획에서 설정된 예정 시간과 현재 진행율을 비교하여 표시함으로써 센서노드 배치계획의 지연 여부와 센서노드 배치계획이 수행 완료되는 예상 시간을 확인하도록 할 수 있다.
그리고 적어도 하나의 휴대용 단말(300)과 지휘 통제부(200)는 센서노드 배치계획에 설정된 모든 센서노드가 배치되었는지 판별한다(S250). 만일 모든 센서노드가 배치된 것으로 판별되면, 휴대용 단말(300)의 위치가 집결지로 복귀하였는지 확인한다(S260). 즉 부대원이 안전하게 복귀하였는지 하였는지 확인한다.
도5 는 도2 의 센서노드 운용 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
도4 의 센서노드 현장 배치 관리 단계에서 모든 센서노드가 배치된 이후 또는 집결지로 복귀된 이후, 지휘 통제부(200)는 배치된 모든 센서노드를 감시모드로 활성화하여 무인 지상감시 동작을 수행한다. 즉 센서노드를 운용하여 배치 영역에 대한 감시를 수행한다(S310). 지휘 통제부(200)는 배치된 센서노드로부터 전송되는 감지 신호를 분석하여 표적이 침입하였는지 여부를 판별한다.
한편 지휘 통제부(200)는 무인 지상감시 동작을 수행하는 동안 배치된 센서노드에 이상이 발생하였는지 여부를 판별한다(S210). 지휘 통제부(200)는 센서노드로부터 과도한 탐지 신호와 같은 이상 신호 발생 또는 배터리 교환 요청과 같은 경고 메시지가 전송되거나, 제어 신호를 센서노드로 전송한 후, 응답이 회신되지 않는 경우와 같이 이상이 발생한 것으로 판별되면, 해당 센서 노드를 비활성화하고, 센서노드 교체 요청을 표시한다.
지휘 통제부(200)는 센서노드 교체 요청 표시에 따라 인가되는 사용자 명령에 응답하여 센서노드 배치 계획을 설정한다(S340). 그리고 설정된 교체계획에 따라 이상이 발생된 센서노드가 수거되고 다른 센서노드가 배치되도록, 교체 작업을 수행할 부대원의 휴대용 단말로 교체계획을 전송하고, 휴대용 단말은 이동 경로를 표시하여 해당 센서노드가 교체되도록 한다(S350). 이때, 휴대용 단말은 새로이 배치될 센서노드에 대해 미리 동작 점검을 수행할 수 있다. 또한 배터리 부족과 같은 경고가 발생된 경우에는 센서노드가 아닌 배터리만 교체되도록 표시될 수 있다.
그리고 지휘 통제부(200)는 교체된 센서노드가 지정된 위치 및 방향으로 배치되었는지 확인하고, 감시모드로 활성화하여 기존에 배치된 센서노드들과 함께 무인 지상감시 동작을 수행한다(S360).
한편 지휘 통제부(200)는 휴대용 단말의 위치를 분석하여, 교체작업을 수행한 부대원의 복귀를 확인하고, 수거된 센서노드 및 새로이 배치된 센서노드의 정보를 자원 DB(100)로 전송하여 정보를 업데이트 하도록 한다(S370). 이때 수거된 센서노드는 이상이 발생한 센서노드이므로, 센서노드의 상태로 수리 중 등으로 저장될 수 있다.
도6 은 도2 의 센서노드 수거 관리 단계를 상세하게 나타낸 도면이다.
센서노드 수거 관리 단계에서 지휘 통제부(200)는 우선 센서노드가 배치된 배치 영역에 대한 무인 지상감시 임무가 종료되었는지 판별한다(S410). 만일 무인 지상감시 임무가 종료된 것으로 판별되면, 지휘 통재부(200)는 센서노드 수거계획을 설정한다(S420). 센서노드 수거계획은 센서노드 배치계획과 유사한 방식으로 지휘 통제부(200)가 사용자 명령에 응답하여 설정할 수 있다. 다만 센서노드 수거계획은 배치계획과 달리 센서노드가 배치 영역에 이미 배치된 상태이므로, 수거작전을 수행할 부대와 작전 개시 시간 정보 및 집결지 정보만을 설정하여도 무방하다. 여기서 수거작전을 수행할 부대는 배치작전을 수행한 부대와 가급적 동일한 부대로 설정되는 것이 바람직하지만 다른 부대가 설정될 수도 있다.
그리고 수거작전을 수행할 부대의 휴대용 단말로 센서노드 수거계획이 전달되어 이동 경로와 수거될 센서노드의 위치가 표시된다(S430). 휴대용 단말은 이동하는 동안 위치 정보를 지휘 통제부(200)로 전송하여, 지휘 통제부(200)가 센서노드 수거 현황을 모니터링 할 수 있도록 한다(S440).
센서노드의 수거가 완료되면 지휘 통제부(200)는 수거작전을 수행한 부대의 집결지 복귀를 확인하고, 휴대용 단말(300)는 수거된 센서노드를 테스트 모드로 동작시켜 센서노드의 상테를 점검하며, 점검 결과를 지휘 통제부(200)로 전송한다(S450).
지휘 통제부(200)는 수거된 센서노드에 대한 점검 결과를 자원 DB(100)로 전송하여, 자원 DB(100)의 정보를 업데이트 한다(S460)
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행 시키기 위한 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 여기서 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스 될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 또한 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함하며, ROM(판독 전용 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리), CD(컴팩트 디스크)-ROM, DVD(디지털 비디오 디스크)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있다.
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.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 각각 기설정된 감지 방식으로 기설정된 방향과 거리 내의 표적을 감지하여 감지 신호를 생성하는 적어도 하나의 센서노드;
    지정된 배치 영역에 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 센서노드 배치계획을 인가받아 표시하고, 상기 센서노드 배치계획에 따라 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치될 위치로 이동하는 동안 위치 정보를 획득하여 전송하며, 센서노드가 배치되도록 지정된 위치에 도착하면, 배치될 센서노드의 배치 위치 및 배치 방향을 표시하여 센서노드가 지정된 위치에 지정된 탐지방향으로 배치되도록 하며, 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치되기 이전 무선 통신으로 동작 점검을 수행하는 적어도 하나의 휴대용 단말;
    사용자 명령에 응답하여 상기 센서노드 배치계획을 설정하고, 설정된 상기 센서노드 배치계획에 따라 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하고, 상기 센서노드 배치계획에 따라 이동하는 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로부터 전송되는 위치 정보와 배치된 상기 센서노드와 통신을 수행하여, 상기 센서노드 배치계획에 대비한 상기 적어도 하나의 센서노드 배치 현황을 모니터링하여 표시하며, 상기 센서노드 배치계획에 따라 선택된 상기 센서노드가 모두 배치된 것으로 판별되면, 상기 센서노드를 감시 모드로 활성화하여 무인 지상감시를 수행하는 지휘 통제부; 및
    상기 적어도 하나의 센서노드와 상기 적어도 하나의 휴대용 단말, 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 작업을 수행할 부대 및 작전 지역에 대한 정보를 포함하는 자원 정보를 저장하는 자원 DB; 를 포함하되,
    상기 지휘 통제부는, 상기 자원 DB에 저장된 자원 정보 중 사용 가능한 자원들에 대한 가용 자원 정보에 근거하여, 상기 배치 영역, 배치 목적 정보, 작전 개시시간 및 집결지 정보를 포함하는 배치작전정보, 상기 배치 영역에 배치될 각 센서노드의 배치 위치 및 방향, 세부 작전정보를 설정하여, 상기 센서노드 배치계획을 설정하고,
    상기 세부 작전정보 설정 시, 상기 작업을 수행할 부대의 부대원들 각각이 이동시킬 수 있는 무게를 미리 결정하고, 상기 적어도 하나의 센서노드 각각의 중량이 결정된 상기 무게를 초과하지 않도록 각각의 상기 부대원이 배치할 센서노드의 수를 결정하며, 상기 집결지로부터 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치되어야 할 위치까지의 이동 경로와 상기 적어도 하나의 센서노드 각각의 설치 시간을 계산하여 상기 센서노드 배치계획을 수행하는데 필요한 예상 소요시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 자원 DB는
    상기 자원 정보에 상기 센서노드의 수와 식별자, 종류와 무게, 상태, 감지 방향 및 범위 정보를 포함하는 가용 센서 정보와 상기 휴대용 단말의 수와 식별자, 종류 및 상태에 대한 정보를 포함하는 가용 단말 정보, 상기 적어도 하나의 센서노드를 배치하기 위한 작업을 수행할 적어도 하나의 부대의 이전 작전 수행 내역 및 상태 정보를 포함하는 가용 부대 정보 및 상기 작전 지역에 대한 지도 정보를 포함하여 저장하고, 상기 지휘 통제부 및 상기 적어도 하나의 휴대용 단말과 통신을 수행하여 상기 자원 정보를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 지휘 통제부는
    상기 사용자 명령에 응답하여, 상기 자원 DB로부터 상기 자원 정보 중 사용 가능한 자원들에 대한 가용 자원 정보를 인가받아 표시하고, 표시된 상기 가용 자원 정보에서 사용자 명령에 응답하여 선택되는 상기 배치 영역, 상기 적어도 하나의 센서노드, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말 및 작전 개시 시간 및 집결지 정보를 결정하여 상기 센서노드 배치계획을 설정하여 선택된 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전송하고,
    상기 센서노드 배치계획에 따라 배치된 상기 적어도 하나의 센서노드를 감시 모드로 활성화하여, 활성화된 상기 센서노드로부터 전송되는 상기 감지 신호를 인가받아 분석하여 무인 지상감시를 수행하며,
    배치된 상기 적어도 하나의 센서노드의 이상 발생 여부를 분석하여 센서노드 교체계획을 설정하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  4. 삭제
  5. 제2 항에 있어서, 상기 지휘 통제부는
    상기 센서노드 배치계획의 상기 배치 영역 설정 시에, 상기 센서노드 배치 목적이 공격 목적이면, 상기 지도 정보와 함께 기수집된 적군 위치 및 위험 지역 정보를 표시하고, 상기 센서노드 배치 목적이 방어 목적이면, 상기 지도 정보와 함께 기수집된 아군 방어 지역 정보 및 방어 시설 정보를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 지휘 통제부는
    상기 배치 영역 내에 배치될 상기 적어도 하나의 센서노드가 선택되면, 선택된 상기 센서노드의 종류 및 특성에 따른 감시 방향 및 감시 범위를 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  7. 제3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말 각각은
    상기 센서노드 배치계획을 인가받아, 상기 작전 개시 시간과 상기 집결지 정보 및 집결지로부터 상기 적어도 하나의 센서노드가 배치되어야 할 위치까지의 이동 경로를 표시하고, 현재 위치에 대한 상기 위치 정보를 획득하여 상기 지휘 통제부로 전송하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 지휘 통제부는
    상기 이동 경로와 상기 적어도 하나의 센서노드 각각의 설치 시간을 계산하여 상기 센서노드 배치계획을 수행하는데 필요한 예상 소요시간을 계산하고, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말에서 전송된 상기 위치 정보 및 상기 감시 모드로 활성화된 센서노드의 수를 분석하여 상기 센서노드 배치계획의 진행율을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  9. 제3 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 휴대용 단말 각각은
    상기 적어도 하나의 센서노드와 통신을 수행하여, 상기 적어도 하나의 센서노드를 테스트 모드로 활성화하고, 상기 테스트 모드로 활성화된 상기 센서노드의 정상동작 여부를 판별하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
  10. 제3 항에 있어서, 상기 지휘 통제부는
    상기 무인 지상감시에 대한 임무가 종료되면, 상기 센서노드 배치계획에 따라 배치된 상기 적어도 하나의 센서노드를 수거하기 위한 센서노드 수거계획을 설정하여 상기 적어도 하나의 휴대용 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 무인 지상감시 센서노드 시스템.
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