KR102047356B1 - 무인항공기 관제 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인항공기 관제 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국 중 하나 이상의 지상 무선국에 의해 스캔된 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하는 단계; 상기 신호 정보가 상기 무인항공기로부터 발신된 신호인 경우, 상기 신호 정보를 이용하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 무인항공기의 위치에 기초하여 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하는지 여부를 판정하는 단계를 포함한다.

Description

무인항공기 관제 방법 및 시스템{MANAGEMENT METHOD AND SYSTEM FOR unmanned aerial vehicle}

본 발명은 무인항공기 관제 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동통신 기지국을 이용한 무인항공기 관제 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 무인항공기는 조종사가 탑승하지 않고 비행할 수 있도록 제작한 비행체이다.

이러한, 무인항공기는 다양한 산업 분야에 활용되고 있다. 보다 구체적으로, 종래에는 군용 및 취미용으로 사용되었으나, 최근 운송업 및 영화나 방송산업에 이르기까지 그 활용성이 매우 넓어지고 있으며, 활용목적에 따라 다양한 크기와 성능을 가진 비행체들이 다양하게 개발되고 있다. 특히, 정글이나 오지, 화산지역, 자연재해지역, 원자력 발전소 사고지역 등 인간이 접근할 수 없는 지역에 무인항공기를 투입하여 운용하기도 한다.

또한, 무인항공기는 미리 설정된 경로를 따라 자유롭고 신속하게 이동하여 탑재된 카메라나 센서를 통해 특정지역에 대한 원격 감시를 할 수 있다. 또한, 무인항공기는 조종 장치 또는 조종사 단말과 유무선으로 연결되어, 조종 장치 또는 조종사 단말로부터 전송되는 명령에 따라 비행 및 사진촬영 등의 기능을 수행하여 특정 지역을 감시할 수 있다. 여기서, 조종 장치를 통한 무인항공기의 제어는 수백미터 또는 수키로미터 내외의 근거리에서 이루어진다.

이때, 무인항공기를 활용하는 조종사는 조종 장치나 조종사 단말을 통해 또는 미리 경로를 설정하여 자신이 원하는 영역으로 무인항공기를 비행시켜 농약살포 또는 배송업무를 수행시키고, 원하는 영역의 사진이나 영상을 촬영한다.

그러나 수많은 무인항공기가 보급되면서, 조종사가 보안시설, 발전소, 군사시설과 같은 보호가 요구되는 지역에서 무인항공기를 무단으로 비행시키거나, 사유지에 침범시켜 사진 또는 영상을 불법 촬영하는 문제가 발생되고 있다.

그리고 이러한 불법행위를 일삼는 무인항공기를 감시, 통제, 관리하기 위한 대책이 없으며, 또한 무인항공기의 비행운행 및 비행위치를 실시간 확인 가능한 시스템이 마련되어 있지 않다.

따라서, 무인항공기의 비행위치 및 비행운용을 감시 및 제한할 필요성이 증대되고 있으며, 이를 위한 시스템의 마련이 요구된다.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이동통신 기지국 및 이동통신 중계기 그리고 이동통신사의 (엔터프라이즈) Wi-Fi AP(Access Point) 중 어느 하나 이상을 포함하는 지상 무선국의 스캔을 통해 무인항공기의 비행 위치를 감시하는 무인항공기 관제 서버 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 명세서의 다른 목적은 비행정책에 벗어난 무인항공기의 비행을 통제 및 관리하는 무인항공기 관제 서버 및 방법을 제공하는 데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 일실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인항공기 관제 방법은, 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국 중 하나 이상의 지상 무선국에 의해 스캔된 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하는 단계; 상기 신호 정보가 상기 무인항공기로부터 발신된 신호인 경우, 상기 신호 정보를 이용하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 무인항공기의 위치에 기초하여 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하는지 여부를 판정하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 지상 무선국은 이동통신 기지국, 이동통신 중계기, 및 이동통신사의 Wi-Fi AP(Access Point) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 비행정책은 비행금지 구역 또는 비행제한 구역 및 비행금지 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국에 의해 스캔된 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하는 단계는, 상기 신호 정보에 포함된 맥 어드레스를 분석하여, 상기 맥 어드레스가 무인항공기의 맥 어드레스인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 신호 정보를 이용하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 단계는, 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 하나이면, 해당 지상 무선국의 위치정보에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하고, 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 복수개이면, 스캔된 신호 정보의 신호 세기(signal strength)에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 지상 무선국은 RF 서치 기능으로 신호 정보를 스캔하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 무인항공기 관제 방법은, 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하지 않는 경우, 상기 무인항공기에 경고 메시지를 전송하는 단계; 및 판정 결과를 상기 무인항공기의 맥 어드레스와 연계시켜 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인항공기 관제 시스템은, 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국과 신호 정보를 송수신하는 통신부; 비행정책을 저장하는 저장부; 및 상기 통신부를 통해 획득한 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하고, 상기 신호 정보가 상기 무인항공기로부터 발신된 신호인 경우, 상기 신호 정보를 이용하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하며, 판단된 무인항공기의 위치에 기초하여 상기 무인항공기의 비행이 상기 비행정책에 부합하는지 여부를 판정하는 제어부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 지상 무선국은 이동통신 기지국, 이동통신 중계기, 및 이동통신사의 Wi-Fi AP(Access Point) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 비행정책은 비행금지 구역 또는 비행제한 구역 및 비행금지 시간을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 신호 정보에 포함된 맥 어드레스를 분석하여, 상기 맥 어드레스가 상기 무인항공기의 맥 어드레스인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 하나이면, 해당 지상 무선국의 위치정보에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하고, 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 복수개이면, 스캔된 신호 정보의 신호 세기(signal strength)에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어부는 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하지 않는 경우, 상기 무인항공기에 경고 메시지를 생성하여 상기 통신부를 통해 전송하도록 제어하고, 판정 결과를 상기 무인항공기의 맥 어드레스와 연계시켜 상기 저장부에 저장하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서의 의하면, 이미 구축된 지상 무선국을 이용하여 무인항공기의 비행 위치를 감시하는 무인항공기 관제 방법 및 시스템을 제공할 수 있다.

또한, 무인항공기의 맥 어드레스와 신호의 세기에 기초하여 무인항공기의 위치를 찾아낼 수 있다.

또한, 비행정책에 벗어난 무인항공기의 비행을 통제 및 관리하는 무인항공기 관제 서버 및 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기의 MAC 어드레스의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템의 망 구성도,
도 3은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 서버의 블록구성도,
도 4는 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 무인항공기 관제 서버의 관제 동작을 설명하기 위한 흐름도,
도 6은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기의 위치를 확인하는 방법을 설명하기 위한 흐름도, 및
도 7은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기의 비행정책에 부합하는지 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 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.

본 명세서의 일실시예에 개시된 맥 어드레스(MAC; Media Access Control Address)는 네트워크 세그먼트의 데이터 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자이다. 맥 어드레스는 이더넷과 와이파이를 포함한 대부분의 IEEE 802 네트워크 기술에 네트워크 주소로 사용된다. 논리적으로 MAC 주소는 매체 접근 제어 프로토콜이라는 OSI 모델의 하위 계층에서 사용된다.

맥 어드레스는 대체로 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC)의 제조업체가 할당하며 하드웨어에 저장되는데, 이는 마치 카드의 읽기 전용 메모리나 일부 다른 펌웨어 구조와 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 맥 어드레스는 16진수 12자리로 구성되어 있으며 각 세트마다 2개씩 짝지워진 6세트로 이루어진다. 앞의 3세트는 OUI(Organizationally Unique Identifier; 제조사 고유 코드)를 나타내고, 공급 업체 또는 제조업체를 고유하게 식별하는 24 비트 숫자로 형성된다. 또한, 나머지 3세트는 UAA(Universally Administered Address ; 장치 일련 번호)를 나타낸다.

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.

이하, 본 명세서의 실시예들에 의하여 무인항공기 관제 방법 및 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 명세서에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템의 망 구성도면이다.

도 2를 참조하면, 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템은 무인항공기(10), 지상 제어장치(100), 복수개의 지상 무선국(200) 및 관제서버(300)를 포함할 수 있다.

무인항공기(10)는 사람의 탑승 없이 원격 조작에 의하여 조종 가능하게 구성된다.

본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기(10)는 지상 제어장치(100)와 제어용 통신링크로 연결된다.

이러한 무인항공기(10)는 지상 제어장치(100)와의 통신에 사용되는 자신의 고유의 맥 어드레스를 갖는다.

지상 제어장치(100)는 무인항공기(10)의 맥 어드레스를 수신하여 임의의 무인항공기를 식별하고, 통신링크를 통해 무인항공기(10)를 제어할 수 있다.

복수개의 지상 무선국(200; 200-1, 200-2, 200-3)은 주기 또는 비주기적으로 자신 주변의 신호 정보를 스캔한다. 본 명세서의 일실시예에서는 설명의 편의상 3개의 지상 무선국을 도시하였지만, 이에 한정하는 것은 아니다.

지상 무선국(200)은 무인항공기가 사용하는 주파수대의 신호를 주기적으로 스캔하고, 스캔된 신호의 신호 정보를 관제서버(300)에 전송한다. 상기 신호는 RF 신호일 수 있다.

지상 무선국(200)은 일정시간 수집되는 신호 정보를 저장하고, 신호 세기가 이전에 수집된 신호보다 더 강한 신호가 들어오는 경우 신호 정보를 갱신하며, 신호 세기가 이전에 수집된 신호보다 더 약한 신호가 들어오는 경우 신호 정보를 패스하는 형태로 신호 정보를 수집할 수 있다.

복수개의 지상 무선국(200)은 스캔된 신호 정보를 전송할 때, 자신의 식별자를 함께 전송한다. 또한, 복수개의 지상 무선국(200)은 신호 정보의 스캔 시간을 함께 전송할 수도 있다.

지상무선국(200)은 이동통신 기지국, 중계기 및 엔터프라이즈 Wi-Fi AP(Access Point), 이동통신사의 (엔터프라이즈) Wi-Fi AP를 포함할 수 있다.

참고로, 이동통신사에서 사용하고 있는 엔터프라이즈급 Wi-Fi AP는 일반 Wi-Fi AP와 달리 주변을 서치하는 기능을 수행한다.

관제서버(300)는 비행하는 무인항공기를 식별하고, 현재 비행위치를 확인한다. 관제서버(300)는 무인항공기의 신호 정보를 스캔한 지상 무선국(200)의 위치정보를 통해 무인항공기의 위치를 판단한다.

한편, 관제서버(300)는 동일한 무인항공기의 신호 정보를 서로 다른 지상 무선국(200)으로부터 수신받기도 한다.

이는, 무인항공기가 신호 세기가 크거나 수신 성능이 우수한 지상 무선국에 인접한 경우, 비행 위치에 인접한 위치의 지상 무선국에서도 비행 중인 무인항공기의 신호가 스캔될 수 있기 때문이다.

관제서버(300)는 동일한 무인항공기의 신호 정보를 복수개의 지상 무선국(200)으로부터 수신받은 경우, 신호 정보의 신호 세기를 참고하여 하나의 지상 무선국(200)을 선택함으로써, 무인항공기의 위치를 판단한다.

또한, 관제서버(300)는 무인항공기의 현재 비행이 미리 등록된 비행정책에 부합하는지를 판단하고, 비행 중인 무인항공기가 미리 등록된 비행정책에 부합하지 않는 경우 이를 경고할 수 있다.

또한, 관제서버(300)는 경고받은 무인항공기가 지속적으로 비행하고 있는 경우 원격제어를 통해 무인항공기를 비상착륙하도록 제어할 수 있다.

여기서 비행정책은 비행금지 구역 또는 비행제한 구역 및 비행금지 구역 또는 비행제한 구역의 비행금지 시간을 포함할 수 있고, 주기 또는 비주기적으로 업데이트될 수 있다.

또한, 관제서버(300)는 통신연결된 지상 제어장치(100)에 비행운행 승인 요청 등의 정보 입력 및 비행정책 조회 서비스를 제공할 수 있다. 관제서버(300)는 정보 입력 및 조회 서비스를 제공하기 위하여, 직접 인터페이스를 제공할 수 있고, 별도의 웹 서버 또는 별도의 애플리케이션 서버를 통해 지상 제어장치(100)에 인터페이스를 제공할 수도 있다.

관제서버(300)가 지상 제어장치(100)에 직접 인터페이스를 제공하는 경우, 관제서버(300)가 웹 서버 또는 애플리케이션 서버의 구성을 포함하는 것이다. 이 경우 관제서버(300)에 포함되는 웹 서버/애플리케이션 서버의 구성을 인터페이스 모듈이라고 칭할 수 있다. 인터페이스 모듈은 후술하는 웹 서버/애플리케이션 서버의 역할을 수행할 수 있다.

이후 웹 인터페이스를 통해 필요한 정보의 입력과 정보 요청, 정보 확인 등의 작업을 수행할 수 있다.

웹 서버는 지상 제어장치(100)와 관제서버(300) 사이의 통신을 중개한다. 지상 제어장치(100)는 웹 서버가 제공하는 인터페이스를 통해 정보를 입력하거나 요청 메시지를 송신할 수 있고, 지상 제어장치(100)는 웹 서버를 통해 관제서버(300)가 전달하는 정보 및/또는 요청 메시지를 수신할 수 있다.

변형 예에서, 웹 서버는 실질적으로 관제서버(300)에 포함되도록 구현될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따르면, 웹 서버는 지상 제어장치(100)뿐만 아니라 비행정책 관리장치(도시 생략)와의 통신을 위한 인터페이스를 제공할 수도 있다.

비행정책 관리장치는 관제서버 또는 웹 서버가 제공하는 인터페이스를 통해 비행정책을 업데이트하거나 수정/삭제를 행할 수 있다.

비행정책 관리장치는 관제서버 또는 웹 서버가 제공하는 인터페이스를 통해 미리 등록된 비행운행이 허가된 무인항공기의 정보를 관제서버(300)에 등록할 수 있다.

비행정책 관리장치는 보안시설, 발전소, 군사시설과 같은 보호가 요구되는 지역 또는 사인의 정보 보호 요청에 따른 사유지 보호를 위한 관공서 등의 단말일 수 있다.

본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템을 통해, 지상 무선국이 비행 중인 무인항공기의 신호 정보를 스캔하여 스캔된 신호 정보를 관제서버(300)에 전송하면, 관제서버(300)가 미리 등록된 비행정책(예컨대 비행금지 구역의 비행)에 따르고 있는지 여부를 판정할 수 있다.

본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템을 통해, 관제서버(300)는 비행정책에 부합하지 않는 무인항공기에 경고 신호를 송출하거나, 무인항공기를 비상 착륙하도록 제어할 수 있다.

본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 시스템을 통해, 지상 제어장치(100)는 관제서버(300)로부터 비행정책을 확인하거나, 비행이력을 조회할 수 있다.

도 2의 무인항공기 관제 시스템의 구체적인 동작 방식에 대해서는 도 3 내지 도 7을 참조하여 후술한다.

도 3은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 서버(100)의 블록구성도이다.

도 3을 참조하면 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 서버(300)는 통신부(310), 제어부(320) 및 저장부(330)를 포함할 수 있다.

통신부(310)는 무인항공기 관제에 필요한 신호를 송수신한다. 통신부(310)는 예를 들어, 복수개의 지상 무선국(200)으로부터 스캔된 신호 정보 및 지상 무선국 식별자를 수신한다. 스캔된 신호 정보는 맥 어드레스 및 신호 세기를 포함할 수 있다. 또한, 통신부(310)는 비행정책을 더 수신할 수 있다.

또한 통신부(210)는 지상 제어장치(100)의 비행정책 조회 등의 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 전달할 수 있다.

제어부(320)는 통신부(310)가 수신한 정보를 저장부(330)에 저장하고, 수신된 신호 정보에 포함된 지상 무선국 식별자, 맥 어드레스 및 신호 세기를 이용하여, 비행하는 무인항공기의 위치를 판단한다.

제어부(320)는 무인항공기의 확인된 비행 위치에 기초하여 해당 무인항공기의 비행이 미리 등록된 비행정책에 부합하는지 여부를 판단하고, 부합하지 않는 경우 경고 메시지를 생성한다. 비행정책은 비행 금지 구역 또는 제한 구역, 제한 구역의 비행 제한 시간 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

제어부(320)는 비행정책에 부합하지 않는 무인항공기(10)에 경고하거나 제어하기 위한 메시지를 생성할 수 있다. 제어부(320)는 생성한 메시지를 통신부(210)를 통해 무인항공기(10) 또는 무인항공기(10)의 지상 제어장치(100)에 전송하도록 제어할 수 있다.

제어부(320)는 지상 제어장치(100)로부터 통신부(310)가 수신한 비행일정 승인 요청 및 비행정책을 조회하기 위한 인터페이스를 지상 제어장치(100)에 제공할 수 있다.

제어부(320)는 지상 제어장치(100)로부터 통신부(310)가 수신한 조회 요청 메시지에 따라 저장부(330)로부터 필요한 정보를 획득하여 조회 사항에 대한 응답을 생성할 수 있다.

저장부(330)는 통신부(310)가 수신한 정보 예컨대 수신 정보 및 비행정책 정보를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(330)는 무인항공기(10)의 비행 위치 및 비행정책 부합 여부를 판단하고, 메시지를 생성하는 데 필요한 정보 및 프로그램 코드를 저장할 수 있다.

저장부(330)는 무인항공기 관제를 위한 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는 역할을 수행하며, 프로그램 영역과 데이터 영역으로 구분될 수 있다. 프로그램 영역은 관제서버(300)의 전반적인 동작을 제어하는 프로그램 및 관제서버(300)를 부팅시키는 운영체제(OS, Operating System), 멀티미디어 콘텐츠 재생 등에 필요한 응용 프로그램, 관제서버(300)의 기타 옵션 기능, 예컨대, 인터페이스 제공 기능, 메시지 생성 및 전송에 필요한 응용 프로그램 등을 저장할 수 있다. 데이터 영역은 관제서버(300)의 사용에 따라 발생하는 데이터가 저장되는 영역으로서, 지상 제어장치(100)의 조종사 정보를 저장하는 조종사 DB(332), 무인항공기의 정보를 저장하는 무인항공기 DB(334), 지상 무선국의 정보를 저장하는 지상 무선국 DB(336) 및 비행정책을 저장하는 비행정책 DB(338)를 포함할 수 있다.

조종사 DB(332)는 사용자의 이름, 나이, 소속, 성별, 연락처 등과 같은 개인정보뿐만 아니라, 조종 시간, 사고 유무, 비행정책 위반 여부 및 비행승인 유무 중 어느 하나 이상을 포함하는 비행이력을 포함할 수 있다.

무인항공기 DB(334)는 사전 등록된 무인항공기의 식별자, 맥 어드레스, 등록 번호를 포함할 수 있다.

등록 번호는 비행 전에 무인항공기 정보 및 무인항공기의 조정자 정보를 관제서버(300) 또는 비행정책 관리장치에 등록 신청하여 할당받은 식별자이다.

지상 무선국 DB(336)는 이동통신사 기지국, 중계기, Wi-Fi AP, 및 Enterprise AP의 위치정보와 무선국 식별자를 포함할 수 있다.

비행정책 DB(338)는 비행 금지 구역의 위치정보, 비행 제한 구역의 위치정보, 비행 제한 구역의 제한 시간에 관한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 비행정책 DB(338)는 비행 제한 구역에 대해 비행이 승인된 무인항공기의 비행 허가번호를 더 포함할 수 있다. 비행정책 DB(338)는 상기 비행 허가번호를 상기 무인항공기의 식별자 예컨대 맥 어드레스와 매칭시켜 저장할 수 있다.

허가번호는 비행 제한 구역에 비행 전 관리서버(300) 또는 비행정책 관리장치로부터 비행 허가를 받아 할당받은 식별자이다.

비행정책은 조종사가 보안시설, 발전소, 군사시설과 같은 보호가 요구되는 공공기관에서 구축한 정보시스템과 같은 외부의 시스템, 장치 또는 단말로부터 주기적 또는 비주기적으로 제공될 수 있고, 시스템 관리자에 의해 비행정책 DB(338)에 직접 입력 저장될 수도 있다.

도 3의 각 구성부의 구체적인 동작에 대해서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 후술한다.

도 4는 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 관제 서버의 관제 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

지상 무선국(200)은 주기 또는 비주기적으로 자신의 주위에서 수집 가능한 모든 신호 정보를 스캔하여 수집한다(S100). 지상 무선국(200)은 RF 서치 기능 예컨대 핑(ping) 기능을 이용하여 신호 정보를 스캔 할 수 있다.

지상 무선국(200)은 자신의 수신 모듈을 기준으로 주변의 소정 거리 이내의 신호 정보를 수집하게 된다. 지상 무선국(200)은 제어장치(100)와 통신하는 무인항공기의 맥 어드레스를 스캔하여 수집할 수 있다.

지상 무선국(200)은 일정 시간별로 스캔하며 맥 어드레스를 수집할 수 있다. 따라서, 무인항공기가 이동하는 경우라면, 시간에 따른 스캔된 맥 어드레스의 위치를 확인하거나 추적할 수 있다.

지상 무선국(200)은 스캔된 신호 정보를 자신의 무선국 식별자와 함께 무인항공기 관제 서버(300)에 전송한다(S110). 신호 정보는 맥 어드레스 및 신호 세기를 포함할 수 있다.

무인항공기 관제 서버(300)는 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국(200)으로부터 스캔된 신호 정보 및 무선국 식별자를 수신한다(S120).

무인항공기 관제 서버(300)는 신호 정보를 스캔한 지상 무선국(200)의 스캔 시간을 상기 신호 정보와 함께 수신할 수 있다.

무인항공기 관제 서버(300)는 스캔된 신호 정보에 기초하여, 무인항공기의 신호 정보가 맞는지 확인한다(S130).

무인항공기 관제 서버(300)는 신호 정보의 맥 어드레스를 추출하고, 추출된 맥 어드레스가 무인항공기의 어드레스인지 확인한다.

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S130에서 무인항공기의 신호 정보가 아니라고 판단되면, 다시 단계 S110 이전의 신호 수신 대기 상태로 되돌아간다.

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S130에서 무인항공기의 신호 정보가 맞다고 판단되면, 상기 신호 정보를 이용하여 비행 중인 무인항공기의 비행 위치를 판단한다(S140). 무인항공기 관제 서버(300)가 비행 위치를 판단하는 방법에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S140에서 판단된 무인항공기의 위치에 기초하여 해당 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하는지 판정한다(S150).

신호 정보는 시간 정보를 더 포함할 수 있다.

비행정책은 주기적 또는 비주기적으로 업데이트 될 수 있다.

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S150의 판단 결과 비행 중인 무인항공기가 비행정책에 부합하지 않는 경우 경고할 수 있다(S160).

무인항공기 관제 서버(300)는 무인항공기의 운행정보를 저장한다(S170).

도 5는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 무인항공기 관제 서버의 관제 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4와 동일한 단계에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그 설명은 간략히 하기로 한다.

지상 무선국(200)은 주기 또는 비주기적으로 신호 정보를 스캔한다(S100).

지상 무선국(200)은 스캔된 신호 정보에 기초하여, 무인항공기의 신호 정보가 맞는지 확인한다(S210). 지상 무선국(200)은 신호 정보의 맥 어드레스를 추출하고, 추출된 맥 어드레스가 무인항공기의 맥 어드레스인지 확인한다.

지상 무선국(200)은 단계 S210의 확인 결과 스캔된 신호 정보가 무인항공기의 신호 정보라고 판단되면, 스캔된 신호 정보를 자신의 무선국 식별자와 함께 무인항공기 관제 서버(300)에 전송한다(S220). 신호 정보는 맥 어드레스 및 신호 세기를 포함할 수 있다. 즉, 지상 무선국(200)은 스캔된 신호 정보를 모두 관제서버(300)에 전송하는 것이 아니라 무인항공기의 신호 정보만을 선별하여 관제서버(300)에 전송할 수 있다.

지상 무선국(200)은 단계 S210의 확인 결과 스캔된 신호 정보가 무인항공기의 신호 정보가 아니라고 판단되면, 단계 S100으로 되돌아간다.

무인항공기 관제 서버(300)는 지상 무선국(200)으로부터 스캔된 신호 정보 및 상기 신호 정보를 전송하는 지상 무선국의 식별자를 수신한다(S230).

단계 S230에서 무인항공기 관제서버(300)가 수신한 신호 정보는 모두 무인항공기의 신호 정보이다.

무인항공기 관제 서버(300)는 신호 정보를 스캔한 지상 무선국(200)의 스캔 시간을 상기 신호 정보와 함께 수신하거나 수신 시간을 함께 저장할 수 있다.

무인항공기 관제 서버(300)는 수신된 신호 정보를 이용하여 비행 중인 무인항공기의 비행 위치를 판단한다(S140). 무인항공기 관제 서버(300)가 비행 위치를 판단하는 방법에 대해서는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S140에서 판단된 무인항공기의 위치에 기초하여 해당 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하는지 판정한다(S150).

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S150의 판단 결과 비행 중인 무인항공기의 비행운행이 비행정책에 부합하지 않는 경우 무인항공기에 경고하고(S160), 무인항공기의 운행정보를 저장한다(S170).

무인항공기 관제 서버(300)는 단계 S150의 판단 결과 비행 중인 무인항공기의 비행운행이 비행정책에 부합하는 경우, 무인항공기의 운행정보를 저장한다(S170).

다른 변형 예에서, 무인항공기는 촬영장치를 더 포함할 수 있다. 무인항공기가 촬영장치를 이용하여 현재 위치를 촬영하는 경우, 단계 S100에서 지상 무선국(200)은 주기 또는 비주기적으로 신호 정보를 스캔하여, 신호 정보 및 무인항공기의 촬영영상을 수집할 수 있다.

상기 신호 정보와 함께 촬영 영상이 수집되는 경우, 지상 무선국(200) 또는 무인항공기 관제 서버(300)는 무인항공기의 위치 판단시, 무인항공기의 촬영 영상을 참조하여 더 정확한 위치를 확인할 수 있다.

도 6은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기 위치 확인 방법의 흐름도이다.

비행 대상 무인항공기의 신호 정보를 스캔하여 신호 정보를 전송한 지상 무선국이 단 하나인지 확인한다(S141).

단계 S141의 확인 결과, 비행 대상 무인항공기의 신호 정보를 전송한 지상 무선국이 단 하나인 경우, 신호 정보를 전송한 지상 무선국의 위치에 기초하여, 무인항공기의 위치를 판단한다(S142).

신호 정보와 함께 전송된 지상 무선국의 식별자를 확인하고, 상기 지상 무선국의 식별자에 대하여 미리 저장된 지상 무선국 DB(336)를 조회하여 지상 무선국의 위치 정보를 확인한다.

단계 S141의 확인 결과, 비행 대상 무인항공기의 신호 정보를 전송한 지상 무선국이 단 하나가 아닌 경우, 즉 비행 대상 무인항공기의 신호 정보를 전송한 지상 무선국이 복수개인 경우, 무인항공기의 신호 정보에 포함된 신호 세기를 이용하여 무인항공기의 위치를 판별한다(S143).

예컨대, 신호 세기를 유클리드 거리 공식에 활용한 오차 접근 방식에 활용하여 계산할 수 있다.

본 명세서의 일실시예에 따르면, 무인항공기의 신호를 스캔한 지상 무선국이 복수개이면, 스캔된 신호의 세기를 참조하여 무인항공기의 위치를 찾아낼 수 있다.

도 7은 본 명세서의 일실시예에 따른 무인항공기의 비행정책에 부합하는지 판단하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

수신된 신호 정보에 기초하여 무인항공기의 등록 여부와 매칭된 조정자 정보를 조회한다(S151).

도 3 및 도 4의 단계 S140의 비행위치 판단 결과에 따라 판단된 무인항공기의 비행위치가, 비행 금지 구역 또는 비행 제한 구역인지 확인한다(S152).

단계 S152의 판단 결과 비행 중인 무인항공기의 비행위치가 비행 금지 구역 또는 비행 제한 구역이 아니라고 판단되는 경우, 단계 S170으로 진행하여 운행정보를 저장한다.

단계 S152의 판단 결과 비행 중인 무인항공기의 비행위치가 비행 금지 구역 또는 비행 제한 구역에 있다고 판단되는 경우, 비행시간이 비행 금지 또는 제한 시간인지 확인한다(S154).

단계 S154의 판단 결과 무인항공기의 비행시간이 비행 금지 또는 제한 시간인 경우, 비행정책 DB(338)를 조회하여 무인항공기의 비행운행이 미리 허가받은 것인지 여부를 확인한다(S156).

조정자는 무인항공기의 비행 금지 또는 비행 제한 구역에서 비행 금지 또는 제한 시간에 비행을 원하여 비행정책 관리서버 또는 관제서버(300)로부터 미리 허가받은 경우 임의의 비행 허가번호를 부여받는다. 관제서버(300)는 상기 비행 허가번호를 미리 비행정책 DB(338)에 무인항공기 식별자(예컨대 맥 어드레스)와 연계시켜 저장하고, 단계 S156에서와 같이 비행정책 DB(338)에서 허가번호를 조회함으로써, 상기 무인항공기의 비행운행이 허가 받은 것인지 여부를 확인 가능하다.

다른 변형 예에서, 비행정책에 비행금지 금지 구역 또는 비행 제한 구역에 임의의 범위를 비행 경고 구역으로 설정한 경우, 단계 S152에서의 비행위치 판단 결과에 따라 무인항공기의 비행위치가 비행 경고 구역에 있는지 확인한다.

비행 중인 무인항공기의 비행위치가 비행 경고 구역에 있다고 판단되는 경우, 무인항공기 또는 지상 제어장치(100)에 비행정책에 벗어난 비행운행을 경고할 수 있다. 또한, 해당 지상 무선국에 스캔된 무인항공기의 신호 정보의 송신 주기를 더 짧게 하도록 요청하여, 상기 무인항공기의 비행위치를 계속하여 주시할 수 있다.

이와 같이, 비행 경고 구역에 있는 무인항공기의 신호 정보의 전송주기를 짧게 함으로써, 경고 구역에 있는 무인항공기의 위치 변화를 민감하게 감시할 수 있다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이상에서 본 명세서에 개시된 실시예들을 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 이와 같이 각 도면에 도시된 실시예들은 한정적으로 해석되면 아니되며, 본 명세서의 내용을 숙지한 당업자에 의해 서로 조합될 수 있고, 조합될 경우 일부 구성 요소들은 생략될 수도 있는 것으로 해석될 수 있다.

여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 명세서에 개시된 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 명세서에 개시된 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

10 : 무인항공기
100 : 지상 제어장치
200 : 복수개의 지상 무선국
300 : 관제서버
310 : 통신부
320 : 제어부
330 : 저장부

Claims (13)

1. 신호 정보에 포함된 맥 어드레스를 분석하여, 상기 맥 어드레스가 무인항공기의 맥 어드레스인지 여부를 판단함으로써, 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국 중 하나 이상의 지상 무선국에 의해 스캔된 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하는 단계;
   상기 신호 정보가 상기 무인항공기로부터 발신된 신호인 경우, 상기 신호 정보를 이용하여 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 하나이면, 해당 지상 무선국의 위치정보에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하고, 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 복수개이면, 스캔된 신호 정보의 신호 세기(signal strength)에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하는 단계;
   상기 무인항공기의 위치에 기초하여 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하는지 여부를 판정하는 단계;
   상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하지 않는 경우, 상기 무인항공기에 경고 메시지를 전송하는 단계; 및
   판정 결과를 상기 무인항공기의 맥 어드레스와 연계시켜 저장부에 저장하는 단계;를 포함하되,
   상기 비행정책은 비행금지 구역 또는 비행제한 구역 및 비행금지 시간을 포함하고, 주기적 또는 비주기적으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 관제 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지상 무선국은 이동통신 기지국, 이동통신 중계기, 및 이동통신사의 Wi-Fi AP(Access Point) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 관제 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제2항에 있어서,
   상기 지상 무선국은 RF 서치 기능으로 신호 정보를 스캔하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 관제 방법.
7. 삭제
8. 서로 다른 위치에 설치된 복수개의 지상 무선국과 신호 정보를 송수신하는 통신부;
   비행정책을 저장하는 저장부; 및
   상기 통신부를 통해 획득한 신호 정보가 무인항공기로부터 발신된 신호인지 확인하고, 상기 신호 정보가 상기 무인항공기로부터 발신된 신호인 경우, 상기 신호 정보를 이용하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하며, 판단된 무인항공기의 위치에 기초하여 상기 무인항공기의 비행이 상기 비행정책에 부합하는지 여부를 판정하는 제어부;
   를 포함하되,
   상기 제어부는 상기 신호 정보에 포함된 맥 어드레스를 분석하여, 상기 맥 어드레스가 상기 무인항공기의 맥 어드레스인지 여부를 판단하고,
   상기 제어부는 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 하나이면, 해당 지상 무선국의 위치정보에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하고, 추출한 맥 어드레스를 스캔한 지상 무선국이 복수개이면, 스캔된 신호 정보의 신호 세기(signal strength)에 기초하여 상기 무인항공기의 위치를 판단하고,
   상기 제어부는 상기 무인항공기의 비행이 미리 저장된 비행정책에 부합하지 않는 경우, 상기 무인항공기에 경고 메시지를 생성하여 상기 통신부를 통해 전송하도록 제어하고, 판정 결과를 상기 무인항공기의 맥 어드레스와 연계시켜 상기 저장부에 저장하도록 제어하며,
   상기 비행정책은 비행금지 구역 또는 비행제한 구역 및 비행금지 시간을 포함하고, 주기적 또는 비주기적으로 업데이트되는 것을 특징으로 하는 무인항공기 관제 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 지상 무선국은 이동통신 기지국, 이동통신 중계기, 및 이동통신사의 Wi-Fi AP(Access Point) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인항공기 관제 시스템.
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