KR101828654B1 - 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 이를 이용한 무인항공기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인항공기의 비행상태나 이륙상태가 관제소에 감지되면 위치 및 제품을 비행 허가 인증을 받은 제품과 소유자를 표현하기 위한 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템에 관한 것으로, UHF주파수 대역을 이용하여 통신하며, 컨트롤러를 통해 작동되는 무인항공기와, 상기 무인항공기를 UHF주파수 대역을 통해 제어하며, 양방향으로 정보를 송수신하는 지상제어부와, 상기 지상제어부의 사용자 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 사용자DB, 무인항공기의 제품정보를 데이터베이스화하여 저장하는 제품정보DB 및 무인항공기의 비행이 제한되는 비행제한구역의 정보를 관리하는 보안구역 관리부를 포함하는 항공관제서버와, 상기 항공관제서버를 통해 무인항공기의 위치정보, 비행상태, 제품정보 및 지상제어부의 사용자 정보를 수신하여, 비행제한구역으로 무인항공기의 접근을 관측하는 관제소를 포함하여 구성된다.
이에 따라서, 본 발명을 이용하면, 무인항공기의 항공운행을 허가유무를 판별하여 허가받지 않은 무인항공기가 비행제한구역을 비행하게 되는 것을 방지할 수 잇는 효과가 있다.

Description

무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 이를 이용한 무인항공기 제어방법{DRONE USING A STANDARD USER REGISTRATION SYSTEM AND CONTROL METHOD}

본 발명은 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인항공기의 비행상태나 이륙상태가 관제소에 감지되면 위치 및 제품을 비행 허가 인증을 받은 제품과 소유자를 표현하기 위한 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 무인항공기 제어방법에 관한 것이다.

최근 무인항공기(UAV=드론)의 중요성과 유용성이 커짐에 따라 무인 항공기의 유도, 항법, 제어에 있어서 많은 연구가 이루어지고 있으나, 다수의 드론 비행을 위한 허가 인증에 대한 프로토콜(protocol)이 없어 무인 항공기의 무분별하게 운행하여 사고가 발생되고 있고, 드론의 항공운행을 허가를 취득하였는지를 구분할 수 있는 방법이 없는 관계로 드론의 비행을 제한을 할 필요성이 요구되고 있다.

종래의 무인 항공기에 대한 제어방법으로는 대한민국 등록특허 제10-0324581호(무인 항공기의 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템, 이하 '선행기술'이라 함)이 있다.

상기 선행기술은 적어도 하나의 무인 항공기를 특정한 프로그램에 의하여 자동모드로 비행시키는 비행 단계, 상기 단계 후에 지상관제시스템에서 발생하는 명령 데이터 패킷을 UHF채널을 이용하여 상기 무인 항공기에 전달하고, 상기 명령 데이터 패킷을 FIFO방식으로 처리하여 상기 명령 데이터 패킷에 부합하는 응답 데이터 패킷을 상기 지상 관제 시스템에 상기 UHF채널을 이용하여 전달하는 데이터 전달 단계 그리고 상기 비행단계 및 데이터 전달 단계를 수행 중에 무선 조종기에서 출력되는 비행제어신호가 전달되면 상기 비행제어 신호에 따라 구동모터를 제어하는 단계를 포함하는 무인 항공기의 제어 방법에 관한 것이다.

그러나 상기 선행기술에 의해서는 무인 항공기 운행시 추락 사고 및 비행금지 구역에서 운행되는 무인 항공기를 감시할 수 있는 방법이 없는 문제점이 있다.

또한, 운행되고 있는 무인 항공기가 비행제한구역의 상공을 운행할 수 있는 인증된 무인항공기인지 파악할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-0324581호(무인 항공기의 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템, 등록일자 2002년02월01일)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명은 무인항공기의 소유자, 제조사 및 무인항공기 고유식별번호를 서버에 등록하여 비행 접근 금지 구역으로 비행하는 무인항공기를 제어하는 무인항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 이를 이용한 무인항공기 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 시스템은 UHF주파수 대역을 이용하여 통신하며, 컨트롤러를 통해 작동되는 무인항공기와, 상기 무인항공기를 UHF주파수 대역을 통해 제어하며, 양방향으로 정보를 송수신하는 지상제어부와, 상기 지상제어부의 사용자 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 사용자DB, 무인항공기의 제품정보를 데이터베이스화하여 저장하는 제품정보DB 및 무인항공기의 비행이 제한되는 비행제한구역의 정보를 관리하는 보안구역 관리부를 포함하는 항공관제서버와, 상기 항공관제서버를 통해 무인항공기의 위치정보, 비행상태, 제품정보 및 지상제어부의 사용자 정보를 수신하여, 비행제한구역으로 무인항공기의 접근을 관측하는 관제소를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 무인항공기는 지상제어부를 통해 제어명령을 수신하여 작동하는 제어부와, 무인항공기의 비행위치를 파악하는 GPS부와, 상기 무인항공기의 제어상태 및 비행위치를 UHF대역 주파수 통신을 통해 항공관제서버 및 관제소와 정보를 송수신하는 통신부와, 상기 제어부의 작동명령에 따른 무인항공기를 동작시키는 구동부를 포함한다.

또한, 상기 보안구역 관리부는 무인항공기의 비행이 제한되는 비행제한구역의 범위, 허가된 무인항공기의 제품정보, 등록된 사용자 정보를 데이터베이스화하여 관리하며 비행제한구역으로 비행하는 무인항공기의 정보를 판별하는 정보를 관제소로 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템을 이용한 무인항공기 제어방법은 무인항공기 제품모델, 일련번호, 주파수대역정보를 입력하며, 무인항공기의 사용자인 지상제어부의 정보를 항공관제서버에 등록하는 무인항공기 사용자 등록단계와, 등록된 사용자가 무인항공기를 운행하는 단계와, 상기 운행되는 무인항공기를 GPS를 통해 실시간으로 무인항공기의 위치를 관제소에서 파악하며, 비행제한구역으로 접근하는 무인항공기에 대해서 항공관제서버에 등록된 무인항공기인지 파악하는 무인항공기 실시간 위치 감시단계와, 상기 무인항공기의 실시간 위치 감지시 비행제한구역을 비행하는지 판단단계와, 비허가된 무인항공기가 비행제한구역 비행하는 경우 관제소에서 해당 무인항공기를 원격으로 제어하는 무인항공기 제어단계;를 포함한다.

여기서, 상기 무인항공기 실시간 위치 감시단계는, 비행중인 무인항공기의 비행정보를 관제소로 전송단계와, 상기 관제소로 수신된 비행정보에 따라 해당 무인항공기에 비행 허가 정보를 요청하는 단계와, 상기 무인항공기는 항공관제서버에 등록된 무인항공기의 경우 허가받은 코드를 관제소로 전송하는 단계와, 상기 관제소로 비행 허가 코드가 전송되면 관제소에서 무인항공기로 비행위치 정보인 GPS정보를 요청하는 단계 및 비행위치정보를 요청받은 무인항공기는 관제소로 비행 위치 정보를 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 무인항공기 실시간 위치 감시단계는, 상기 무인항공기 및 관제소에서 양방향으로 전송받은 정보를 각각 수신하는 단계(S31a, S32a, S33a, S34a, S35a)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 무인항공기와 관제소는 UHF대역 주파수 채널을 이용하며, SEED 암호화 알고리즘을 탑재하여 DATA의 유출을 방지하고 무선상에서 발생하는 DATA의 해킹을 무력화하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 무인항공기의 표준 사용자 등록 시스템 및 이를 이용한 무인항공기 제어방법이 완성되는 것이다.

이에 따라서, 본 발명의 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 이를 이용한 무인항공기 제어 방법을 이용하면, 다수의 무인항공기 비행을 위한 허가 인증에 대한 프로토콜이 없어 무인 항공기의 무분별한 운행으로 발생할 수 있는 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 무인항공기의 항공운행을 허가유무를 판별하여 허가받지 않은 무인항공기가 비행제한구역을 비행하게 되는 것을 방지할 수 잇는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기의 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기 제어방법에 관한 순서도이다.
도 4는 도 3의 무인항공기 실시간 위치 감시단계의 세부 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비행제한구역을 비행하는 무인항공기를 경고하는 상태를 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 프로토콜의 구성을 나타내는 도면이다.

아래에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 시스템 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기(10)의 시스템 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 시스템은 UHF주파수 대역을 이용하여 통신하며, 컨트롤러를 통해 작동되는 무인항공기(10)와, 상기 무인항공기(10)를 UHF주파수 대역을 통해 제어하며, 양방향으로 정보를 송수신하는 지상제어부(20)와, 상기 지상제어부(20)의 사용자 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 사용자 DB(31), 무인항공기(10)의 제품정보를 데이터베이스화하여 저장하는 제품정보 DB(32) 및 무인항공기(10)의 비행이 제한되는 비행제한구역의 정보를 관리하는 보안구역 관리부(33)를 포함하는 항공관제서버(30)와, 상기 항공관제서버(30)를 통해 무인항공기(10)의 위치정보, 비행상태, 제품정보 및 지상제어부(20)의 사용자 정보를 수신하여, 비행제한구역으로 무인항공기(10)의 접근을 관측하는 관제소(40)를 포함하여 구성된다.

상기 사용자 DB(31)는 지상제어부(20)에서 무인항공기(10)를 제어하는 사용자의 정보를 데이터베이스화하여 저장하며, 상기 사용자정보는 이름, 나이, 소속, 성별등과 같은 개인정보를 포함한다.

상기 제품정보 DB(32)는 무인항공기(10)의 제품정보를 데이터베이스화하여 저장하며, 상기 제품정보는 무인항공기(10)의 고유번호, 모델명, 규격, 제조연월과 같은 무인항공기(10)의 제원을 포함한다.

상기 보안구역 관리부(33)는 사용자 DB(31), 제품정보 DB(32)에 저장된 데이터를 기반으로 비행제한구역에 접근이 허가된 사용자 및 무인항공기(10)의 정보를 저장하며, 각각의 무인항공기(10)에 비행 허가 코드를 부여하여 무인항공기(10)로 전송한다.

또한, 보안구역 관리부(33)는 각각의 비행제한구역의 GPS위치정보를 저장하며, 비허가된 무인항공기(10)가 관제소(40)를 통해 비행제한구역에 접근하였을 경우, 관제소(40)로 경고 신호 발생 명령을 전송하게 된다.

또한, 상기 보안구역 관리부(33)는 무인항공기(10)의 비행이 제한되는 비행제한구역의 범위, 허가된 무인항공기(10)의 제품정보, 등록된 사용자 정보를 데이터베이스화하여 관리하며 비행제한구역으로 비행하는 무인항공기(10)의 정보를 판별하는 비행허가코드를를 관제소(40)로 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 무인항공기(10)는 지상제어부(20)를 통해 제어명령을 수신하여 작동하는 제어부와, 무인항공기(10)의 비행위치를 파악하는 GPS부와, 상기 무인항공기(10)의 제어상태 및 비행위치를 UHF대역 주파수 통신을 통해 항공관제서버(30) 및 관제소(40)와 정보를 송수신하는 통신부와, 상기 제어부의 작동명령에 따른 무인항공기(10)를 동작시키는 구동부를 포함한다.

여기서, 상기 무인항공기(10)의 제어방식에 대해서는 일반적인 무인항공기(10) 제어방식을 채택한 것으로 이하 상세한 설명은 생략하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인항공기(10) 제어방법에 관한 순서도이고, 도 4는 도 3의 무인항공기(10) 실시간 위치 감시단계의 세부 순서도이다.

도 3 내지 도 4을 참조하여 설명하면, 본 발명의 무인 항공기 표준 사용자 등록시스템을 이용한 무인항공기(10) 제어방법은 무인항공기(10) 제품모델, 일련번호, 주파수대역정보를 입력하며, 무인항공기(10)의 사용자인 지상제어부(20)의 정보를 항공관제서버(30)에 등록하는 무인항공기(10) 사용자 등록단계(S10)와, 등록된 사용자가 무인항공기(10)를 운행하는 단계(S20)와, 상기 운행되는 무인항공기(10)를 GPS를 통해 실시간으로 무인항공기(10)의 위치를 관제소(40)에서 파악하며, 비행제한구역으로 접근하는 무인항공기(10)에 대해서 항공관제서버(30)에 등록된 무인항공기(10)인지 파악하는 무인항공기(10) 실시간 위치 감시단계(S30)와, 상기 무인항공기(10)의 실시간 위치 감지시 비행제한구역을 비행하는지 판단단계(S40)와, 비허가된 무인항공기(10)가 비행제한구역 비행하는 경우 관제소(40)에서 해당 무인항공기(10)를 원격으로 제어하는 무인항공기(10) 제어단계(S50)를 포함한다.

여기서, 상기 무인항공기(10) 실시간 위치 감시단계(S30)는, 비행중인 무인항공기(10)의 비행정보를 관제소(40)로 전송단계(S31)와, 상기 관제소(40)로 수신된 비행정보에 따라 해당 무인항공기(10)에 비행 허가 정보를 요청하는 단계(S32)와, 상기 무인항공기(10)는 항공관제서버(30)에 등록된 무인항공기(10)의 경우 허가받은 코드를 관제소(40)로 전송하는 단계(S33)와, 상기 관제소(40)로 비행 허가 코드가 전송되면 관제소(40)에서 무인항공기(10)로 비행위치 정보인 GPS정보를 요청하는 단계(S34) 및 비행위치정보를 요청받은 무인항공기(10)는 관제소(40)로 비행 위치 정보를 전송하는 단계(S35)를 포함한다.

또한, 상기 무인항공기(10) 실시간 위치 감시단계(S30)는, 상기 무인항공기(10) 및 관제소(40)에서 양방향으로 전송받은 정보를 각각 수신하는 단계(S31a, S32a, S33a, S34a, S35a)를 더 포함하여 구성된다.

이때, 상기 무인항공기(10)와 관제소(40)는 UHF대역 주파수 채널을 이용하며, 국제 데이터 암호화 알고리즘을 탑재하여 DATA의 유출을 방지하고 무선상에서 발생하는 DATA의 해킹을 무력화하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 국제 데이터 암호화 알고리즘은 SEED 암호알고리즘을 의미하는 것으로, SEED 암호알고리즘은 전자상거래, 금융, 무선통신 등에서 전송되는 개인정보와 같은 중요한 정보를 보호하기 위한 128비트 블록 암호 알고리즘을 의미하는 것이다.

이는 다수의 UHF무선통신의 간섭을 방지하기 위한 것으로, 무인항공기(10)를 제어하는 도중에 타 UHF무선통신으로 인해 주파수 혼신에 의한 오동작이 발생하는 것을 방지한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비행제한구역을 비행하는 무인항공기(10)를 경고하는 상태를 나타내는 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 프로토콜의 구성을 나타내는 도면이다.

도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 비행중인 무인항공기(10)가 비행제한구역으로 접근을 할 경우 관제소(40)에서 무인항공기(10)로 허가인증코드를 요청하게 된다.

그 후, 무인항공기(10)는 항공관제서버(30)로부터 인증받은 허가인증코드를 관제소(40)로 전송하며, 관제소(40)에서는 허가인증코드가 비행제한구역에 출입이 가능한 무인항공기(10)인지를 판별하게 된다.

상기 관제소(40)는 허가된 무인항공기(10)이면 비행제한구역에 출입을 허가하게 되며, 허가되지 않은 무인항공기(10)의 경우에는 경고 신호를 송출하게 된다.

그러나, 경고 신호를 받은 무인항공기(10)가 비행제한구역을 벗어나지 않고 지속적으로 비행운행을 하고 있을 경우 관제소(40)에서 원격으로 해당 무인항공기(10)를 원격제어하여 비상 착륙을 유도하게 한다.

이와 같은 구성으로 본 발명의 무인 항공기의 표준 사용자 등록시스템 및 이를 이용한 무인항공기(10) 제어방법이 완성되는 것이다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 무인항공기
20 : 지상제어부
30 : 항공관제서버 31 : 사용자DB
32 : 제품정보DB 33 : 보안구역 관리부
40 : 관제소

Claims (7)

1. UHF주파수 대역을 이용하여 통신하며, 컨트롤러를 통해 작동되는 무인항공기와;
   상기 무인항공기를 UHF주파수 대역을 통해 제어하며, 양방향으로 정보를 송수신하는 지상제어부와;
   상기 지상제어부의 사용자 정보를 데이터베이스화하여 저장하는 사용자DB, 무인항공기의 제품정보를 데이터베이스화하여 저장하는 제품정보DB 및 무인항공기의 비행이 제한되는 비행제한구역의 정보를 관리하는 보안구역 관리부를 포함하는 항공관제서버와;
   상기 항공관제서버를 통해 무인항공기의 위치정보, 비행상태, 제품정보 및 지상제어부의 사용자 정보를 수신하여, 비행제한구역으로 무인항공기의 접근을 관측하는 관제소;를 포함하고,
   상기 보안구역 관리부는 무인항공기의 비행이 제한되는 비행제한구역의 범위, 허가된 무인항공기의 제품정보, 등록된 사용자 정보를 데이터베이스화하여 관리하며 비행제한구역으로 비행하는 무인항공기의 정보를 판별하는 비행허가코드를 관제소로 전송하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 무인항공기의 표준 사용자 등록시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 무인항공기는 지상제어부를 통해 제어명령을 수신하여 작동하는 제어부와;
   무인항공기의 비행위치를 파악하는 GPS부와;
   상기 무인항공기의 제어상태 및 비행위치를 UHF대역 주파수 통신을 통해 항공관제서버 및 관제소와 정보를 송수신하는 통신부와;
   상기 제어부의 작동명령에 따른 무인항공기를 동작시키는 구동부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인항공기의 표준 사용자 등록시스템.
   
3. 삭제
4. 무인항공기 등록시스템을 이용한 무인항공기 제어방법에 있어서,
   무인항공기 제품모델, 일련번호, 주파수대역정보를 입력하며, 무인항공기의 사용자인 지상제어부의 정보를 항공관제서버에 등록하는 무인항공기 사용자 등록단계와;
   등록된 사용자가 무인항공기를 운행하는 단계와;
   상기 운행되는 무인항공기를 GPS를 통해 실시간으로 무인항공기의 위치를 관제소에서 파악하며, 비행제한구역으로 접근하는 무인항공기에 대해서 항공관제서버에 등록된 무인항공기인지 파악하는 무인항공기 실시간 위치 감시단계와;
   상기 무인항공기의 실시간 위치 감지시 비행제한구역을 비행하는지 판단단계와;
   비허가된 무인항공기가 비행제한구역 비행하는 경우 관제소에서 해당 무인항공기를 원격으로 제어하는 무인항공기 제어단계;를 포함하되,
   상기 무인항공기 실시간 위치 감시단계는,
   비행중인 무인항공기의 비행정보를 관제소로 전송단계와;
   상기 관제소로 수신된 비행정보에 따라 해당 무인항공기에 비행 허가 정보를 요청하는 단계와;
   상기 무인항공기는 항공관제서버에 등록된 무인항공기의 경우 허가받은 코드를 관제소로 전송하는 단계와;
   상기 관제소로 비행 허가 코드가 전송되면 관제소에서 무인항공기로 비행위치 정보인 GPS정보를 요청하는 단계 및 비행위치정보를 요청받은 무인항공기는 관제소로 비행 위치 정보를 전송하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무인항공기 제어방법.
   
5. 삭제
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