KR102012361B1 - 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치 - Google Patents

무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치에 관한 것으로서, 무인비행체 지상운용 시스템의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 상기 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환하는 요청 분석부; 상기 요청 분석부에 의해 변환된 인덱스 리스트에서 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 레벨별로 공간 분할되고, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 포함하는 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부로부터 상기 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출하는 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부; 상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부에 의해 추출된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템에 적합한 포맷으로 변환하는 요청 처리부; 및 상기 요청 처리부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 디지털 무빙 맵 제공부를 포함한다.

Description

무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING DIGITAL MOVING MAP SERVICE FOR SAFE NAVIGATION OF UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명은 지도 정보 서비스 제공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치에 관한 것이다.
무인비행체 지상운용 시스템(Ground Control System; GCS)은 무인비행체를 운용하기 위한 필수 지상장비로서 지상에서 무인비행체를 통제하는 역할을 수행한다. 무인비행체 지상운용 시스템의 필수 구성요소로는, 무인비행체의 위치를 확인할 수 있는 지도, 위성사진을 표시하는 화면, 무인비행체의 비행자세, 고도, 및 속도를 표시하는 헤드업디스플레이(Head-Up Display; HUD) 화면, 무인비행체에서 전송하는 카메라 영상을 표시하는 화면, 및 무인비행체의 상태를 표시하는 상태화면 등이 있고, 추가적으로, 임무를 설정할 수 있는 임무화면 및 각종 충돌정보를 제공하는 경고화면 등이 있다.
군용 무인비행체 지상운용 시스템은 일반적으로 비행 조종사와 임무장비 조종사가 한팀이 되어 무인비행체를 운용하지만, 민간에서 사용되는 25 kg 이하의 저고도용 무인비행체는 보통 1인이 운용하는 경우가 대부분이다. 따라서, 저고도용 무인비행체를 포함한 무인비행체들은 안전 운항을 위해서 충돌방지 시스템을 필요로 한다.
이 충돌방지 시스템이 충돌을 방지하는 방법에는 크게 두 가지 방법이 있다. 예를 들면, 라이다, 레이더, 초음파 센서, 적외선 센서, 및 영상 카메라 등과 같이 무인비행체에 탑재되는 센서를 이용하여 다른 무인비행체나 지상장애물을 직접 감지하여 충돌을 회피하는 방법과, 무인비행체 지상운용 시스템이 DTM(Digital Terrain Model), DTD(Digital Terrain Data), 및 DTED(Digital Terrain Elevation Data)와 같은 수치 표고 모델(Digital Elevation Model; DEM)의 지형 고도정보를 탑재하여 비행경로 상의 가시거리(Line of Sight; LOS)를 분석함으로써 충돌을 방지하는 방법이 있다.
최근에는 센서를 이용한 무인비행체의 충돌방지 시스템이 활발히 개발되고 있다. 군에서는 수치 표고 모델과 같은 지형 고도정보를 이용한 충돌방지 시스템을 이용하여 고해상도의 지형정보를 사용하고 있지만, 민간에서는 고해상도의 자료를 획득하는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 비용 등의 이유로 주로 저해상도의 지형정보를 사용하고 있다.
이를 위한, 수치 표고 모델은 실세계의 지형정보 중 건물, 수목, 및 인공 구조물 등을 제외한 지형(Bare Earth) 부분을 표현하는 수치 모형이고, 수치 표면 모델(Digital Surface Model; DSM)은 실세계의 모든 정보, 즉, 지형, 수목, 및 인공 구조물 등을 표현한 수치 모형이다. 특히, 수치 표고 모델은 불규칙한 지형기복을 3차원 좌표 형태로 표현함으로써, 국가지리 정보체계 구축사업 지원과 국토개발을 위한 도시계획, 입지선정, 토목, 및 환경 분야 등에 널리 활용되고 있다.
이러한 수치 표고 모델과 수치 표면 모델을 통합하여 지형 고도정보라고 하는데, 수치 표고 모델은 주로 수백 미터 이상의 고도에서 운용되는 무인비행체에 적합한 반면, 수치 표면 모델은 나무 및 건물 등의 고도를 포함하여 저고도에서 운용되는 무인비행체에 적합하다. 그러나, 이러한 수치 표면 모델은 그 데이터의 양이 방대하고, 그 구축 비용도 비싸기 때문에 민간에서 사용하기 쉽지 않다.
현재 저고도 무인비행체는 가시권 비행, 고도제한, 야간비행 금지, 및 비행제한구역 등에 의해 비행에 제한이 있지만, 점차 비가시권의 원거리 비행, 다수의 무인비행체들의 집단 비행 등의 형태로 나가려는 추세에 있다. 이에 따라, 무인비행체들이 비가시권이나 야간에도 안전하게 운용될 수 있는 광역의 정밀지도 및 위성사진과 고정밀도의 장애물 정보 기반의 운영 환경 개발이 필수적이다.
그러나, 고정밀도 지도 및 위성사진과, DSM과 같은 장애물 정보 등을 전국 단위로 구축하기 위해서는 비용이 많이 들고, 데이터의 용량이 방대하며, 최신의 데이터를 항상 업데이트해주어야 하기 때문에, 향후 수많은 지상 통제소 또는 휴대용 지상통제장치마다 전국 단위의 지도 및 위성사진과, 장애물 정보를 모두 구축하여 사용하기는 어렵다.
따라서, 서버 기반으로 이러한 데이터를 구축하고, 무인비행체를 운용하는 기관이나 기업, 또는 개인들이 서버에 접속하여 원하는 지역의 지도 및 위성사진, 장애물 정보, 및 비행제한구역 등의 정보를 제공 받아 사용할 수 있는 시스템이 절실히 요구되고 있다.
본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지도 데이터, 위성사진, DSM 또는 DEM 등의 지형 고도정보, 특정 건물과 고압선 등의 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보 등을 일괄적으로 서버에 구축하고, 서버에 접속한 사용자들에게 해당 정보들을 제공함으로써, 저비용으로 무인비행체의 안전 운항을 도모할 수 있는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 일실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치는, 무인비행체 지상운용 시스템의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 상기 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환하는 요청 분석부; 상기 요청 분석부에 의해 변환된 인덱스 리스트에서 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 레벨별로 공간 분할되고, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 포함하는 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부로부터 상기 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출하는 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부; 상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부에 의해 추출된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템에 적합한 포맷으로 변환하는 요청 처리부; 및 상기 요청 처리부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 디지털 무빙 맵 제공부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 요청 처리부는 상기 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 상기 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 제공부는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 제공부는 상기 이미지 데이터와 상기 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 상기 무인비행체 지상운용 시스템의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 상기 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 상기 벡터 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 제공부는 상기 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 상기 이미지 데이터를 상기 벡터 데이터에 병합하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵 제공부는 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법은, 비행체 지상운용 시스템의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 상기 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환하는 단계; 상기 인덱스 리스트에서 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 레벨별로 공간 분할되고, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 포함하는 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부로부터 상기 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계; 추출된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템에 적합한 포맷으로 변환하는 단계; 및 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계에서, 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계에서, 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 단계에서, 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보 등의 다양한 공간정보 데이터를 기반으로 하는 공간 분할형 디지털 무빙 맵을 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로 제공함으로써, 무인비행체의 비행 제어 효율을 높일 수 있고, 나아가 무인비행체의 안전 운항을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선을 이용한 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 △t에 따른 베지에 곡선의 생성점을 보여주는 도면,
도 3은 조절점의 위치에 따른 다양한 형태의 베지에 곡선을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선의 실시간 보간을 통한 무인비행체의 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합의 자료연결 구조를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치의 다양한 공간정보 데이터를 공간 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치의 임무지역에 걸쳐 있는 셀 검색 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 종래의 지도 정보 서비스 제공 장치에서 제공되는 지형 고도정보의 예시화면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치에서 제공되는 지형 고도정보의 예시화면,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 방법을 나타낸 신호 흐름도,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법을 나타낸 흐름도,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 방법을 나타낸 흐름도, 및
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.
무인비행체의 비행경로로서는, 직선뿐만 아니라 부드럽게 이동할 수 있는 곡선이 필요하다. 직선의 경우에는 시작점과 끝점만으로도 긴 구간의 비행경로 설정이 가능하지만, 곡선의 경우에는 많은 점들이 있어야만 부드러운 비행경로가 만들어질 수 있다. 하지만, 많은 점들을 이용하여 곡선의 비행경로를 설정한다면, 많은 경로점들을 설정해줘야 하기 때문에, 경로 검색시에도 계산량이 많아지게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 베지에 곡선(Bezier Curve)을 이용하여 비행경로를 설정한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선을 이용한 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, A, B, C는 각각 시작점, 조절점, 및 끝점을 나타내고, P는 곡선상의 점을 나타낸다. P는 다음의 수학식 1에 0 ~ 1 사이의 t 값을 입력하여 구할 수 있다.
Figure 112017064437321-pat00001
여기서, A, B, C는 각각 시작점, 조절점, 및 끝점을 나타내고, P(t)는 곡선상의 점을 나타낸다.
도 2는 △t에 따른 베지에 곡선의 생성점을 보여주는 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, △t가 0.5인 경우, 생성점이 한 개이고, 두 개의 직선으로 곡선이 만들어지기 때문에 곡선이 부드럽지 못하다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, △t가 0.25인 경우, 생성점이 3개이고, 도 2의 (a)보다 부드러운 곡선을 얻을 수 있다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, △t가 0.1인 경우, 생성점이 9개이고, 도 2의 (b)보다 훨씬 부드러운 곡선을 얻을 수 있다.
이처럼, △t가 작아질수록 많은 점들이 곡선의 비행경로를 이루고, 부드러운 비행경로를 만들 수 있다.
도 3은 조절점의 위치에 따른 다양한 형태의 베지에 곡선을 보여주는 도면이다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에 위치하는 경우, 베지에 곡선은 직선이다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 약간 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 약간 곡선을 이루게 된다.
도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 도 3의 (b)의 조절점(b)보다 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 더 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 도 3의 (b)의 베지에 곡선보다 더 곡선을 이루게 된다.
도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 도 3의 (c)의 조절점(b)보다 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 좀 더 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 도 3의 (c)의 베지에 곡선보다 좀 더 곡선을 이루게 된다.
이처럼, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 점점 멀어짐에 따라 베지에 곡선은 점점 더 굽어지게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템은 무인비행체(100), 무인비행체 지상운용 시스템(200), 및 교통관제 시스템(300) 등을 포함한다. 여기서, 무인비행체(100), 무인비행체 지상운용 시스템(200), 및 교통관제 시스템(300)은 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망을 통해 연결될 수 있다.
무인비행체(100)는 무선통신 모뎀과 WLAN(Wireless LAN) 모뎀을 포함하고, 무선통신 모뎀과 WLAN 모뎀은 외부 메모리(External memory) 혹은 프로세서 간 통신(Inter-Processor Communication; IPC)을 통해 데이터 교환을 수행할 수 있다. 여기서, 무선통신 모뎀은 일 예로서 LTE 모뎀이 될 수 있다. 또한, WLAN 모뎀은 WiFi, M-Wimax, 및 블루투스(Bluetooth) 등의 다양한 형태를 지원할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 무인비행체(100)는 후술하는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 지상제어정보에 따라 정해진 비행경로를 따라 무인으로 비행하면서, 비행체 ID, 비행경로 수신 상태, 비행제어명령 수신 상태, 및 비행상태 등을 포함하는 비행정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 여기서, 비행상태는, 회전운동상태(Rotational States)와 병진운동상태(Translational States)로 정의된다. 회전운동상태는 ‘요(Yaw)’, ‘피치 (Pitch)’, ‘롤 (Roll)’을 의미하며, 병진운동상태는 경도, 위도, 고도, 속도를 의미한다.
여기서, ‘롤’, ‘피치’, 및 ‘요’는 오일러 (Euler) 각도라 부르며, 비행기 기체좌표 x,y,z 세 축이 어떤 특정 좌표, 예를 들어, NED 좌표 N, E, D 세 축에 대하여 회전된 각도를 나타낸다. 비행기 전면이 기체좌표의 z축을 기준으로 좌우로 회전할 경우, 기체좌표의 x축은 NED 좌표의 N축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "요"(Ψ)라고 한다. 비행기의 전면이 오른쪽으로 향한 y축을 기준으로 상하로 회전을 할 경우, 기체좌표의 z축은 NED 좌표의 D축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "피치"(θ)라고 한다. 비행기의 동체가 전면을 향한 x축을 기준으로 좌우로 기울게 될 경우, 기체좌표의 y축은 NED 좌표의 E축에 대하여 각도가 생기게 되며, 이 각도를 "롤"(Φ)이라 한다.
또한, 무인비행체(100)는 타 무인비행체와의 상호 통신을 통해 경로진출입, 무인비행체 간 거리, 및 교차로 교행을 판단할 수 있다.
무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)와 마찬가지로 무선통신 모뎀과 WLAN 모뎀을 포함할 수 있다. 따라서, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 비상 및 운영 관리를 위해서 근거리 통신이 가능한 WLAN 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어하고, 또한, 무선통신 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어한다.
이하에서는, 무인비행체 지상운용 시스템(200)이 무선통신 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어하는 것을 기준으로 설명하기로 한다.
무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무선통신망을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 교통관제 시스템(300)으로부터 비행경로를 수신한 후, 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체(100)로 전송하여 무인비행체(100)의 비행을 제어한다. 여기서, 비행제어명령은 비행의 시작 및 종료를 나타내는 신호로서, 무인비행체(100)의 속도 및 고도 등의 제어정보를 포함할 수도 있다.
또한, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신할 수 있다. 이와 더불어, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)의 비행 중에도 비행경로를 동적으로 수정할 수 있음은 물론이다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 자세한 구성에 대해서는 도 5에서 설명하기로 한다.
교통관제 시스템(300)은 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하고, 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 교통관제 시스템(300)은 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 지상제어정보를 수신하고, 수신한 지상제어정보를 무선통신망을 통해 무인비행체(100)로 전달한다. 교통관제 시스템(300)은 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다.
또한, 교통관제 시스템(300)은 비행경로가 설정되어 있지 않은 지역에 대해서는 디지털 무빙 맵(Digital Moving Map; DMM) 기반의 충돌정보 및 회피경로를 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 교통관제 시스템(300)은 전술한 동작을 수행하기 위해, 무인비행체 관리 데이터베이스(310), 비행경로 관리 서버(320), 및 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)를 포함할 수 있다.
무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 ID 정보, 인증 정보, 및 등급 정보 등을 포함한다. ID 정보는 다수의 비행체 ID를 포함한다. 인증 정보는 각각의 비행체 ID에 대응되는 무인비행체에 대한 성능 정보를 나타낸다. 등급 정보는 소형, 중형, 및 대형 등과 같은 무인비행체의 하드웨어적인 분류를 나타내고, 인증 정보에 포함될 수 있다.
무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 후술한 비행경로 관리 서버(320)의 인증 요청에 따라 비행계획 정보에 포함된 비행체 ID와 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 저장된 ID 정보를 비교하여 비행체 ID가 등록되어 있는지 여부를 판단하고, 비행체 ID가 등록되어 있는 경우, 비행체 ID에 대응되는 인증 정보 및 등급 정보를 참조하여 무인비행체(100)에 대한 인증을 수행한다.
비행경로 관리 서버(320)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)과 데이터를 송수신하기 위해 무선통신 모뎀을 포함한다. 비행경로 관리 서버(320)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 비행계획 정보를 수신하면, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)로 무인비행체(100)의 인증을 요청하고, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 의해 무인비행체(100)의 인증이 완료된 경우, 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하며, 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버(320)의 자세한 구성에 대해서는 도 6에서 설명하기로 한다.
비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 비행경로 관리 서버(320)와 마찬가지로 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200) 및 무인비행체(100)와 데이터를 송수신하기 위해 무선통신 모뎀을 포함한다. 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 지상제어정보를 수신하고, 수신한 지상제어정보를 무인비행체(100)로 전달한다. 그리고, 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 입력부(210), 표시부(220), 제어부(230), 무선통신 모뎀(240), 및 WLAN 모뎀(250) 등을 포함한다.
입력부(210)는 물리적 키보드(Key Board), 조이스틱(Joystick), 휠 키(Wheel Key), 및 터치 패드(Touch Pad) 등과 같은 입력 수단들 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 표시부(220)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다. 입력부(210)는 사용자로부터 입력 동작을 받아들여, 무인비행체(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 즉, 입력부(210)는 사용자로부터 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보와 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 입력받을 수 있다.
표시부(220)는 DLP(Digital Light Processing), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Penal), CRT(Cathode Ray Tube) 및 LED(Light Emitting Diode) 방식 중 어느 하나일 수 있다. 표시부(220)는 무인비행체(100)의 비행을 계획하고 제어하기 위한 다수의 메뉴, 다수의 비행경로점을 포함하는 비행경로, 및 무인비행체의 비행 상태 등을 표시할 수 있다.
제어부(230)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(230)는 비행 계획부(232), 비행 제어부(234), 및 비행상태 감시부(236)를 포함한다. 제어부(230)는 무선통신 모뎀(240) 또는 WLAN 모뎀(250)을 통해 무인비행체(100) 및 교통관제 시스템(300)으로 신호를 전송하고, 무인비행체(100) 및 교통관제 시스템(300)으로부터 각종 정보를 수신하여 디코딩하고, 디코딩된 정보를 표시부(220)에 나타낸다.
즉, 비행 계획부(232)는 무선통신 모뎀(240)을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 교통관제 시스템(300)으로부터 비행경로를 수신한다. 비행 제어부(234)는 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체(100)로 전송하여 무인비행체(100)의 비행을 제어한다. 비행상태 감시부(236)는 무선통신 모뎀(240)을 통해 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)를 경유하여 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 표시부(220)를 통해 표시한다.
무선통신 모뎀(240)은 전술한 바와 같이 교통관제 시스템(300)과 데이터를 송수신하기 위해, 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망에 접속할 수 있는 모뎀이 될 수 있다.
WLAN 모뎀(250)은 무인비행체(100)의 비상 및 운영 관리를 위해서 WiFi, M-Wimax, 블루투스(Bluetooth) 등의 다양한 형태를 지원할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버(320)는 비행경로 생성부(322), 비행경로 저장부(324), 비행경로 검색부(326), 및 비행경로 제공부(328)를 포함한다. 이외에도, 비행경로 관리 서버(320)는 비행금지 구역, 장애물, 및 교통량을 각각 관리하는 다수의 기능부를 더 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 비행경로 관리 서버(320)는 후술하는 디지털 무빙 맵 생성 장치에 상응하며, 디지털 무빙 맵 생성 장치의 자세한 구성에 대해서는 도 10에서 설명하기로 한다.
비행경로 생성부(322)는 지도, 위성 데이터, 및 장애물을 이용하여 레이어 맵 형태로 비행경로로서, 디지털 무빙 맵을 생성하여 비행경로 저장부(324)에 저장한다. 이때, 비행경로 생성부(322)는 베지에 곡선을 이용하여 적어도 두 개의 노드를 연결하여 비행경로, 즉, 노드라인을 생성하고, 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성하며, 생성된 전체 경로 집합을 비행경로 저장부(324)에 저장한다. 여기서, 장애물은 수치 표면 모델(Digital Surface Model; DSM)로 구현될 수 있다. 또한, 비행경로 생성부(322)는 비행경로 저장부(324)에 저장된 비행경로를 폐쇄할 수도 있다. 이에, 비행경로 저장부(324)는 비행경로 생성부(322)에서 생성된 비행경로를 전체 항로에 추가하거나, 비행경로 생성부(322)의 요청에 따라 전체 항로에서 특정 비행경로를 삭제할 수 있다.
비행경로 검색부(326)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 비행경로 저장부(326)에 저장된 전체 항로에서 비행 제한속도, 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통망, 즉, 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 및 노드의 이용 가능 여부(금지구역) 등을 포함하는 각 노드의 노드 속성을 고려하여 비행경로 저장부(324)에 저장된 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하고, 검색된 비행경로를 비행경로 제공부(328)를 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다.
비행경로 제공부(328)는 전술한 바와 같이 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 무인비행체(100)의 비행경로를 요청받고, 비행경로 검색부(326)에 의해 검색된 무인비행체(100)의 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이를 위해, 비행경로 제공부(328)는 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망에 접속할 수 있는 모뎀을 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선의 실시간 보간을 통한 무인비행체의 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, A는 제1 구간의 시작점을 나타내고, B는 제1 구간의 조절점을 나타내며, C는 제1 구간의 끝점이면서 제2 구간의 시작점이 된다. 또한, D는 제2 구간의 조절점을 나타내고, E는 제2 구간의 끝점을 나타낸다.
도 7의 (a)를 참조하면, 무인비행체(100)가 제1 구간을 지날 때 탐색 경계구(700) 바깥의 첫번째 지점인 제3 경로점(P3)의 위치를 수학식 1을 통해 구하고, 그 위치를 무인비행체(100)의 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제3 경로점(P3)은 수학식 1에서 t=0.6인 지점이다.
도 7의 (b)를 참조하면, 제3 경로점(P3)이 무인비행체(100)의 탐색 경계구(700) 안에 들어오면, 그 다음 지점인 제4 경로점(P4)의 위치를 수학식 1을 통해 구하고, 그 위치를 무인비행체(100)의 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제4 경로점(P4)은 수학식 1에서 t=0.8인 지점이다.
도 7의 (c)를 참조하면, 제4 경로점(P4)이 무인비행체(100)의 탐색 경계구(700) 안에 들어오면, 그 다음 지점은 t=0인 지점이면서 그 다음 구간의 시작점인 C가 된다. 이때, 수학식 1은 C, D, E를 사용하고, t는 0으로 초기화된다.
이와 같은 방식으로, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체(100)는 구간을 비행하게 되고, t의 증분을 더 작게 할수록 무인비행체(100)는 부드럽게 이동할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합의 자료연결 구조를 나타낸 도면이다.
무인비행체(100)가 자동으로 비행하기 위해서는 비행경로점들을 가지고 있어야 하는데, 이러한 비행경로점들은 전체 경로 집합에서 검색된다. 이러한 비행경로점들을 빠르고 효과적으로 검색하기 위해서는 도 8과 같은 전체 경로점들을 유기적으로 결합한 자료연결 구조(800)가 요구된다.
도 8을 참조하면, 각 경로는 노드(810)가 된다. 각 노드들(810)이 연결되어 이루는 하나의 선은 노드라인(820)이 된다. 이때, 최소한 두 개의 노드만 있으면 노드라인이 구성될 수 있다. 또한, 노드(810)와 노드라인(820)들이 모여 전체 경로 집합이 되는데, 이를 링크드리스트(LinkedList)(830)라 한다.
자료연결 구조(800)에서는, 노드들(810) 간에 링크드리스트될 수 있고, 또한 노드라인들(820) 간에도 링크드리스트될 수 있음은 물론이다. 또한, 한 노드에서 다른 노드로 분기될 때 모노드가 분기되는 자노드의 주소 정보를 가지고 있고, 이를 통해 노드 간에 링크가 생기며, 이는 후술하는 분기노드 정보에 기재된다.
각각의 노드(810)는 자신의 노드번호(Node Number), 스플라인 조절점 위치(Spline Control Point), 노드 위치(Node Points), 이전 노드 정보(Previous Node Address), 다음 노드 정보(Next Node Address), 분기노드 수(Number of Branch Node), 다른 노드로 분기하는 데 필요한 분기노드 정보(Branch Node Address), 자신이 속해 있는 노드라인의 정보(Node Line Address), 및 노드의 속성을 담고 있는 노드 속성 정보 등을 포함할 수 있다. 노드 속성은 앞에서 전술한 바와 같이, 각 노드의 특징을 나타내는 것으로서, 예를 들어, 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 노드를 이용 가능할 수 있는지 여부, 및 무인비행체가 노드를 통과할 때 전송되는 메시지 등을 포함할 수 있고, 그 밖에 다양한 속성을 포함할 수 있다.
각각의 노드라인(820)은 자신의 노드라인 번호(Node Line Number), 이전 노드라인 정보(Previous Node Line Address), 다음 노드라인 정보(Next Node Line Address), 노드라인의 속성을 담고 있는 노드라인 속성(Node Line Property) 정보, 자신에게 속해 있는 노드의 수(Number of Node), 시작 노드 정보(Start Node Address), 및 끝 노드 정보(End Node Address) 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, S는 노드라인의 시작 노드를 나타내고, E는 노드라인의 끝 노드를 나타내며, 제0 노드(0), 제1 노드(1), ..., 제11 노드(11)는 노드라인의 노드목록을 나타낸다. 또한, 점선은 노드 간의 링크를 나타낸다.
이하에서는, 노드 속성으로서 교통량을 예로 들어, 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기로 한다.
우선, 시작 노드인 제0 노드(0)로부터 제1 노드(1)를 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제1 노드(1)에 링크가 존재하기 때문에, 제2 노드(2)와 제2-1 노드(2-1)의 노드 속성을 고려하여 제2 노드(2)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제2 노드(2)의 교통량이 제2-1 노드(2-1)의 교통량보다 적기 때문에 제2 노드(2)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.
이후, 제3 노드(3)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서 제4 노드(4)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제4 노드(4)에도 링크가 존재하기 때문에, 제5 노드(5)와 제5-1 노드(5-1)의 노드 속성을 고려하여 제5 노드(5)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제5 노드(5)의 교통량이 제5-1 노드(5-1)의 교통량보다 적기 때문에 제5 노드(5)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.
이후, 제6 노드(6)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서, 제7 노드(7)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제7 노드(7)에도 링크가 존재하기 때문에, 제8 노드(8)와 제8-1 노드(8-1)의 노드 속성을 고려하여 제8 노드(8)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제8 노드(8)의 교통량이 제8-1 노드(8-1)의 교통량보다 적기 때문에 제8 노드(8)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.
이후, 제9 노드(9)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서 제10 노드(10)를 다음 비행목표점으로 설정하며, 이어서 제11 노드(11)를 끝 노드로 설정한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)는 디지털 맵 인코딩부(1100), 데이터베이스부(1200), 및 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(130)는 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)의 내부에 포함되지 않고, 별도의 장치로 마련될 수 있다.
디지털 맵 인코딩부(1100)는 다양한 전자지도를 무인비행체 지상운용 시스템(200)에서 사용하기 용이하도록 최적화된 데이터베이스를 생성 및 관리하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 다양한 종류의 외부 데이터를 디지털 무빙 맵으로 변환할 수 있다.
구체적으로는, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신하고, 수신한 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 기저장된 라이브러리를 통해 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환한다. 여기서, 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리로서, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 이 라이브러리를 통해 bmp, jpg, tiff, 및 img 등의 이미지 데이터를 읽고 쓸 수 있고, shp, dbf, shx, 및 klm 등의 백터 데이터를 읽고 쓸 수 있다.
디지털 맵 인코딩부(1100)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 레벨 0부터 레벨이 한 단계씩 증가할 때마다 공간을 1/2씩 분할한다. 이때, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 라스터(Raster) 데이터, 즉, 이미지 데이터의 경우 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 이와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보가 포함하는 각각의 이미지의 속성정보를 저장할 수 있다. 또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 레벨별로 각 셀의 영상 해상도를 모두 동일하게 구축하거나 다르게 구축할 수 있다.
도 11을 참조하면, 레벨 0에서 셀의 개수는 N0 * N0 개이고, 셀 1개의 영상 해상도는 M0 * M0이다. 이때, 픽셀 사이즈가 L0 m이면, 셀 1개의 영역크기는 L0 * M0이 된다.
레벨 1에서 셀의 개수는 N1 * N1 개이고, 셀 1개의 영상 해상도는 M1 * M1이다. 이때, 픽셀 사이즈가 L1 m이면, 셀 1개의 영역크기는 L1 * M1이 된다.
또, 레벨 n에서 셀의 개수는 Nn * Nn이고, 셀 1개의 영상 해상도는 Mn * Mn이다. 이때, 픽셀 사이즈가 Ln m이면, 셀 1개의 영역크기는 Ln * Mn이 된다.
예를 들면, N 레벨의 해상도를 1 m로 구축할 경우, 영상의 해상도가 256 * 256이면, 셀의 크기는 256 m * 256 m가 되어야 한다.
또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)는 장애물 정보를 갱신하기 위한 처리시간을 단축할 수 있다.
디지털 맵 인코딩부(1100)는 장애물 정보를 버전별로 저장하고, 무인비행체 지상운용 시스템(200)이 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청시 설정에서 사용할 데이터 버전을 설정함에 따라 해당 버전의 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 여기서, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 장애물 정보를 설정에 따라 새로운 버전에 저장하거나 기존 버전에 덮어쓸 수 있음은 물론이다.
또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식할 수 있다. 이에 더해, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 상기 송전선을 장애물 정보로 인식할 수도 있다.
추가로, 본 발명에 따른 디지털 맵 인코딩부(1100)는 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 이미지 데이터를 벡터 데이터에 병합할 수도 있다.
데이터베이스부(1200)는 디지털 맵 인코딩부(1100)에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장한다. 이를 위해, 데이터베이스부(1200)는 지형 데이터베이스, 라스터 데이터베이스, 벡터 데이터베이스, 및 장애물 데이터베이스 등과 같은 복수의 데이터베이스로 구성될 수 있다.
디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 데이터베이스부(1200)에서 종류별, 고도별, 및 영역별로 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵을 검색하고, 검색된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)의 자세한 구성에 대해서는 이하에서 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 요청 분석부(1310), 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320), 요청 처리부(1330), 및 디지털 무빙 맵 제공부(1340)를 포함할 수 있다.
요청 분석부(1310)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환한다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 임무지역에 대한 영역 정보는 레벨별로 공간 분할되는데, 본 발명에 따른 요청 분석부(1310)는 레벨 0에서는 임무지역에 대한 영역 정보를 (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)로 인덱싱하고, 레벨 1에서는 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), ..., (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3)으로 인덱싱한다. 레벨 2 이상에서의 인덱싱 방법은 전술한 기재만으로도 당업자 수준에서 충분히 이해 가능하므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에 따른 요청 분석부(1310)는 위와 같은 방법을 통해 임무지역에 대한 영역 정보를 인덱스 리스트로 변환한다.
디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 요청 분석부(1310)에 의해 변환된 인덱스 리스트에서 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 데이터베이스부(1200)로부터 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 각 레벨별로 셀의 개수와 셀의 크기가 다르기 때문에, 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색한다. 즉, 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것이 바람직하다.
요청 처리부(1330)는 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)에 의해 추출된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)에 적합한 포맷으로 변환한다. 예를 들면, 요청 처리부(1330)는 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환한다.
디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 요청 처리부(1330)에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이때, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송한다. 또한, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터를 이미지 데이터에 합성 및 압축하여 전송할 수 있다.
디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 이미지 데이터와 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 벡터 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터의 전송이 늦어지는 경우 이미지 데이터를 디지털 무빙 맵에서 거의 변경되지 않는 배경 지도로 이미지화한 후 벡터 데이터를 전송함으로써 빠른 속도로 디지털 무빙 맵을 사용자에게 제공할 수 있다.
다시 말해, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터가 도착하기 전에 이미지 데이터를 전송함으로써, 사용자에게 더욱 빠른 응답 시간으로 기본 배경을 이미지 데이터로 제공하고, 상위 특정 레이어에 벡터 데이터를 제공할 수 있다.
한편, 종래의 지도 정보 서비스 제공 장치는 도 14에 도시된 바와 같이, 단순히 2D 형태의 지형 고도정보를 제공하였다. 그러나, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 도 15에 도시된 바와 같이, 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공한다. 즉, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 3D 형태의 지형 고도정보를 제공할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.
우선, 설명에 앞서, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200), 교통관제 시스템(300), 및 무인비행체(100)는 무선통신망을 통해 서로 연결된다.
도 16을 참조하면, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무선통신망을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청한다(S612).
비행경로 관리 서버(320)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 무인비행체 관리 데이터베이스(310)로 무인비행체(100)의 인증을 요청한다(S614).
무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 무인비행체(100)가 허가된 무인비행체인지 여부를 판단한다(S616). 구체적으로는, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 ID 정보, 인증 정보, 및 등급 정보 등을 포함하는데, 비행계획 정보에 포함된 비행체 ID와 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 저장된 ID 정보를 비교하여 비행체 ID가 등록되어 있는지 여부를 판단하고, 비행체 ID가 등록되어 있는 경우, 비행체 ID에 대응되는 인증 정보 및 등급 정보를 참조하여 무인비행체(100)에 대한 인증을 수행한다.
무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 단계 S616의 판단 결과에 따라, 무인비행체(100)가 허가된 무인비행체인 경우, 무인비행체(100)의 인증을 완료한다(S618).
비행경로 관리 서버(320)는 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 의해 무인비행체(100)의 인증이 완료된 경우, 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하고(S620), 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다(S622).
무인비행체 지상운용 시스템(200)은 비행경로 관리 서버(320)로부터 비행경로를 수신함에 따라, 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 무선통신망을 통하여 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)로 전송한다(S624).
비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 수신한 지상제어정보를 무선통신망을 통해 무인비행체(100)로 전달한다(S626).
무인비행체(100)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 지상제어정보에 따라 정해진 비행경로를 따라 무인으로 비행하면서, 비행체 ID, 비행경로 수신 상태, 비행제어명령 수신 상태, 및 비행상태 등을 포함하는 비행정보를 무선통신망을 통해 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)로 전송한다(S628).
비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체(100)로부터 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다(S630).
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법은 크게 베지에 곡선을 이용하여 적어도 두 개의 노드를 연결하여 노드라인을 생성하고, 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성하는 단계(S100), 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 및 노드의 이용 가능 여부 등을 포함하는 각 노드의 노드 속성을 고려하여 전체 경로 집합에서 무인비행체(100)의 비행경로를 검색하는 단계(S200), 및 검색된 비행경로를 무인비행체로 제공하는 단계(S300)를 포함한다.
우선, 전체 경로 집합을 생성하는 단계(S100)는 다음의 단계, 예를 들면, 단계 S710 내지 S740을 포함할 수 있다.
베지에 곡선을 이용하여 시작 노드인 제1 노드와 끝 노드인 제2 노드를 연결하여 제1 노드라인을 생성한다(S710).
제2 노드를 시작 노드로 지정하고, 베지에 곡선을 이용하여 제2 노드와 끝 노드인 제3 노드를 연결하여 제2 노드라인을 생성한다(S720).
제2 노드의 분기노드 정보를 조회하여 자노드가 존재하는지 여부를 판단하고(S730), 자노드가 존재하는 경우, 자노드인 제4 노드와 연결되는 링크를 생성하여 제4 노드를 시작 노드로 지정하고, 베지에 곡선을 이용하여 시작 노드인 제4 노드와 끝 노드인 제5 노드를 연결하여 제3 노드라인을 생성한다(S740).
비록, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 제3 노드 및 제4 노드를 전체 경로 집합의 최종 노드로 한정하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 노드의 다음 노드인 제5 노드가 존재하고, 제3 노드와 제5 노드를 연결하여 제4 노드라인을 생성할 수 있다. 또한, 제3 노드의 분기노드 정보를 조회하여 자노드가 존재하는지 여부를 판단하고, 자노드가 존재하는 경우, 자노드인 제6 노드와 연결되는 링크를 생성한 후, 제3 노드와 제6 노드를 연결하여 제5 노드라인을 생성할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 실시예에서는 단계 S710 내지 S740을 반복적으로 수행하여 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성할 수 있다.
이어서, 제3 노드와 제4 노드의 노드 속성을 비교한다(S750). 예를 들면, 제3 노드와 제4 노드의 교통량을 비교하거나, 제3 노드와 제4 노드의 제한속도를 비교하거나, 노드의 이용 가능 여부, 즉, 금지구역인지 여부를 판단할 수 있다. 제한속도, 교통량, 및 금지구역 중 어느 것을 우선시할지 여부는 관리자가 얼마든지 설정할 수 있고, 이때 제한속도, 교통량, 및 금지구역을 복합적으로 고려할 수 있다. 이와 같은 단계 S750은 전술한 단계 S200에 해당된다.
단계 S750의 비교 결과에 따라, 제3 노드의 교통량이 제4 노드의 교통량보다 적은 경우, 또는 제3 노드의 제한속도가 무인비행체가 통과할 수 있는 최대속도를 수용하는 경우, 또는 제4 노드가 금지구역인 경우, 제3 노드로 무인비행체(100)의 비행경로를 설정한다(S752). 또한, 단계 S750의 비교 결과에 따라, 제4 노드의 교통량이 제3 노드의 교통량보다 적은 경우, 또는 제4 노드의 제한속도가 무인비행체가 통과할 수 있는 최대속도를 수용하는 경우, 또는 제3 노드가 금지구역인 경우, 제4 노드로 무인비행체(100)의 비행경로를 설정한다(S760). 이와 같은 단계 S752 및 단계 S760은 전술한 단계 S300에 해당된다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신한다(S810).
디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 수신한 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 기저장된 라이브러리를 통해 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환한다(S820). 여기서, 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리로서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 이 라이브러리를 통해 bmp, jpg, tiff, 및 img 등의 이미지 데이터를 읽고 쓸 수 있고, shp, dbf, shx, 및 klm 등의 백터 데이터를 읽고 쓸 수 있다.
구체적으로는, 단계 S820에서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 레벨 0부터 레벨이 한 단계씩 증가할 때마다 공간을 1/2씩 분할한다. 이때, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 이미지 데이터의 경우 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 이와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보를 포함하는 각각의 이미지의 속성정보를 저장할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 레벨별로 각 셀의 영상 해상도를 모두 동일하게 구축하거나 다르게 구축할 수 있다.
단계 S820에서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식하여 저장할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 송전선을 장애물 정보로 인식하여 저장할 수 있다.
이어서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 디지털 무빙 맵을 저장한다(S830). 이때, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장할 수 있다.
디지털 무빙 생성 장치(100)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는지 여부를 판단하고(S840), 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하여 기저장된 디지털 무빙 맵의 장애물 정보를 갱신한다(S850).
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 19를 참조하면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환한다(S910). 예를 들면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 레벨 0에서는 임무지역에 대한 영역 정보를 (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)로 인덱싱하고, 레벨 1에서는 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), ..., (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3)으로 인덱싱하는 방식으로 임무지역에 대한 영역 정보를 인덱스 리스트로 변환한다.
디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 인덱스 리스트에서 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색한다(S920). 이때, 각 레벨로 셀의 개수와 셀의 크기가 다르기 때문에, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색한다. 즉, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것이 바람직하다.
디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 데이터베이스부(1200)로부터 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출한다(S930).
디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 추출된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)에 적합한 포맷으로 변환한다(S940). 예를 들면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300))는 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환한다.
디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 변환된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다(S950). 이때, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송한다. 또한, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 벡터 데이터를 이미지 데이터에 합성하고 압축하여 전송할 수 있다.
단계 S950에서, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 이미지 데이터와 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 벡터 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공할 수 있다.
전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
1000: 디지털 무빙 맵 생성 장치 1100: 디지털 맵 인코딩부
1200: 데이터베이스부 1300: 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치
1310: 요청 분석부 1320: 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부
1330: 요청 처리부 1340: 디지털 무빙 맵 제공부

Claims (12)

  1. 무인비행체 지상운용 시스템의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 상기 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환하는 요청 분석부;
    상기 요청 분석부에 의해 변환된 인덱스 리스트에서 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 레벨별로 공간 분할되고, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 포함하는 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부로부터 상기 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출하는 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부;
    상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부에 의해 추출된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템에서 사용 가능한 포맷으로 변환하는 요청 처리부; 및
    상기 요청 처리부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 디지털 무빙 맵 제공부;
    를 포함하고,
    상기 디지털 무빙 맵 제공부는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송하며,
    상기 디지털 무빙 맵 제공부는 상기 이미지 데이터와 상기 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 상기 무인비행체 지상운용 시스템의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 상기 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 상기 벡터 데이터를 전송하고,
    상기 디지털 무빙 맵 제공부는 고도에 따라 플레인을 삽입하여 3d 형태의 지형 고도정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 요청 처리부는 상기 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 상기 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 디지털 무빙 맵 제공부는 상기 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 상기 이미지 데이터를 상기 벡터 데이터에 병합하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치.
  8. 삭제
  9. 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치의 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법에 있어서,
    무인비행체 지상운용 시스템의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 상기 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환하는 단계;
    상기 인덱스 리스트에서 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 레벨별로 공간 분할되고, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 포함하는 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부로부터 상기 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계;
    추출된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템에서 사용 가능한 포맷으로 변환하는 단계; 및
    변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 변환된 디지털 무빙 맵을 상기 무인비행체 지상운용 시스템으로 전송하는 단계에서,
    지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송하는 단계;
    상기 무인비행체 지상운용 시스템의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 상기 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 상기 벡터 데이터를 전송하는 단계;
    를 더 포함하고,
    고도에 따라 플레인을 삽입하여 3d 형태의 지형 고도정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계에서,
    각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 상기 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 디지털 무빙 맵을 추출하는 단계에서,
    레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법.
  12. 삭제
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