KR102106893B1 - Autonomous Flight Control System for Unmanned Micro Aerial Vehicle and Method thereof - Google Patents

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    • B64C2201/12—
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Abstract

본 발명은 무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 시스템은 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 모션 추적부, 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스부, 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 통합 제어부, 그리고 생성된 제어 명령을 무인비행체로 전송하는 무선 통신부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 무인비행체를 자율적으로 비행 제어하여 일반 사용자가 공연이나 전시 등과 같은 다양한 분야에서 활용하여 사용할 수 있게 된다.The present invention relates to a flight control system and method of an unmanned aerial vehicle, the system according to the present invention is a motion tracking unit for calculating the position and posture information of the unmanned aerial vehicle using the captured image of the unmanned aerial vehicle, target flight information of the unmanned aerial vehicle Based on the input user interface, unmanned aerial vehicle position and posture information, and unmanned aerial vehicle's target flight information, an integrated control unit that generates a control command for controlling the unmanned aerial vehicle's flight, and transmits the generated control command to the unmanned aerial vehicle It includes a wireless communication unit. According to the present invention, the unmanned aerial vehicle can be autonomously controlled and used by a general user in various fields such as performances or exhibitions.

Description

무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법{Autonomous Flight Control System for Unmanned Micro Aerial Vehicle and Method thereof}Autonomous Flight Control System for Unmanned Micro Aerial Vehicle and Method thereof

본 발명은 무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 무인비행체를 자율적으로 비행 제어할 수 있는 무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned aerial vehicle flight control system and method, and more particularly, to an unmanned aerial vehicle flight control system and method capable of autonomously controlling an unmanned aerial vehicle.

일반적으로, 무인비행체(UMAV: Unmanned Micro Aerial Vehicle)는 공기역학적 양력을 사용하여 비행 상태를 유지하며, 자체적인 동력 장치를 보유한 무인항공기로서, 회수와 재사용을 가능하게 할 수 있도록 설계된 비행체를 말한다. 이러한 무인비행체(UMAV)는 종래에는 군사적 분야에서 주로 사격 훈련을 위한 표적용 비행체 또는 정찰용 비행체로 사용되었으나, 근래에는 후방에 있는 조종사의 전파나 광선을 이용한 원격 조정으로 인하여 정찰용 비행체, 폭격용 비행체, 공중전 비행체 또는 살상용 병기를 운반하여 공격용 임무에 사용되는 무인전투기 등으로 사용되고 있다.In general, an unmanned aerial vehicle (UMAV: Unmanned Micro Aerial Vehicle) is an unmanned aerial vehicle that maintains a flight state using aerodynamic lift and has its own power system, and refers to an aircraft designed to enable recovery and reuse. These unmanned aerial vehicles (UMAV) have been mainly used as target aircraft or reconnaissance aircraft for shooting training in the military field. It is used as an unmanned fighter aircraft used for offensive missions by carrying aircraft, air combat aircraft, or weapons of destruction.

상기와 같은 무인비행체(UMAV)가 가지는 다양한 장점으로 인하여 군수용 무인비행체의 시장은 급성장 추세에 있고, 민간용으로까지 시장이 점차 확대되고 있다.Due to the various advantages of the unmanned aerial vehicle (UMAV) as described above, the market for the military unmanned aerial vehicle is in a rapid growth trend, and the market is gradually expanding to civilian use.

하지만, 민간용의 경우에는 사용자가 단일의 무인비행체를 원격 조정기로 조작하는 방식이 대부분이며, 다수의 무인비행체는 주로 연구용이나 특별한 목적으로 개발되기 때문에 일반 사용자가 이를 활용하고자 해도 기술 공개가 어려울 뿐만 아니라, 상품화된 사례도 없는 문제점이 있었다.However, in the case of civilian use, most users operate a single unmanned aerial vehicle with a remote controller, and many unmanned aerial vehicles are mainly developed for research or special purposes. However, there were no problems with commercialization.

이에 따라, 일반 사용자가 실내 환경에서의 공연이나 전시 등과 같은 다양한 분야에서 무인비행체를 활용하여 사용할 수 있는 기회가 거의 없는 문제점이 있었다.Accordingly, there is a problem that the general user has little opportunity to use the unmanned aerial vehicle in various fields such as a performance or an exhibition in an indoor environment.

한국등록특허공보 제10-0472968호 (등록일 2005. 02. 15.)Korean Registered Patent Publication No. 10-0472968 (Registration Date 2005. 02. 15.)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 적어도 하나의 무인비행체를 자율적으로 비행 제어하여 일반 사용자가 공연이나 전시 등과 같은 다양한 분야에서 활용하여 사용할 수 있도록 하는 무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a flight control system and method for an unmanned aerial vehicle that can autonomously control at least one unmanned aerial vehicle and utilize it in various fields such as a performance or an exhibition. .

또한, 본 발명은 명시적으로 언급된 목적 이외에도, 후술하는 본 발명의 구성으로부터 달성될 수 있는 다른 목적도 포함한다.In addition, the present invention includes other objects that can be achieved from the configuration of the present invention described later, in addition to the purpose explicitly stated.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템은 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 모션 추적부, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스부, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 통합 제어부, 그리고 상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 무선 통신부를 포함한다.The flight control system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem is a motion tracking unit that calculates position and posture information of the unmanned aerial vehicle using a captured image of the unmanned aerial vehicle, a target of the unmanned aerial vehicle A user interface unit that receives flight information, an integrated control unit that generates a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and posture information of the unmanned vehicle and target flight information of the unmanned vehicle, and the generated control And a wireless communication unit transmitting a command to the unmanned aerial vehicle.

미리 정해진 비행 영역 내에 설치되어 상기 비행 영역 내에서 비행하는 무인비행체를 촬영하는 복수의 촬영부를 더 포함할 수 있다.A plurality of photographing units installed in a predetermined flight area and photographing an unmanned aerial vehicle flying in the flight area may be further included.

상기 모션 추적부는 상기 무인비행체의 촬영 영상으로부터 상기 무인비행체에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와 함께 상기 무인비행체의 식별 정보를 산출할 수 있다.The motion tracking unit may recognize one or more markers mounted on the unmanned aerial vehicle from the captured image of the unmanned aerial vehicle and calculate identification information of the unmanned aerial vehicle along with the position and posture information of the unmanned aerial vehicle.

상기 무선 통신부는 상기 통합 제어부에서 생성된 제어 명령을 복수의 무인비행체로 전송하는 1:N RF 모듈을 포함할 수 있다.The wireless communication unit may include a 1: N RF module that transmits a control command generated by the integrated control unit to a plurality of unmanned aerial vehicles.

상기 통합 제어부는 상기 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 경로와, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 상기 무인비행체의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다.The integrated control unit may generate a control command to control a flight speed and a flight direction of the unmanned aerial vehicle based on a result of comparing the target flight path included in the target flight information and the position and attitude information of the unmanned aerial vehicle. .

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 방법은 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 단계, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 단계, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계, 그리고 상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 단계를 포함한다.On the other hand, the flight control method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention comprises the steps of calculating position and posture information of the unmanned aerial vehicle using a captured image of the unmanned aerial vehicle, receiving target flight information of the unmanned aerial vehicle, and Generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and attitude information of the unmanned vehicle, and the target flight information of the unmanned vehicle, and transmitting the generated control command to the unmanned vehicle do.

미리 정해진 비행 영역 내에 복수의 촬영부가 설치되어 상기 비행 영역 내에서 비행하는 무인비행체를 촬영하는 단계를 더 포함할 수 있다.A plurality of photographing units may be installed in a predetermined flight area to further include photographing an unmanned aerial vehicle flying in the flight area.

상기 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 단계는 상기 무인비행체의 촬영 영상으로부터 상기 무인비행체에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와 함께 상기 무인비행체의 식별 정보를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.The step of calculating the position and posture information of the unmanned air vehicle using the photographed image of the unmanned air vehicle recognizes one or more markers mounted on the unmanned air vehicle from the captured image of the unmanned air vehicle and the position and posture information of the unmanned air vehicle and Together, it may include the step of calculating the identification information of the unmanned aerial vehicle.

상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 단계는 1:N RF 모듈을 이용하여 상기 제어 명령을 복수의 무인비행체로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The step of transmitting the generated control command to the unmanned air vehicle may include transmitting the control command to a plurality of unmanned air vehicles using a 1: N RF module.

상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계는 상기 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 궤적과, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 상기 무인비행체의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and attitude information of the unmanned vehicle and the target flight information of the unmanned vehicle includes: a target flight trajectory included in the target flight information, and the unmanned vehicle It may include the step of generating a control command for controlling the flight speed and flight direction of the unmanned aerial vehicle based on the result of comparing the position and posture information of.

본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체는 상기한 방법 중 어느 하나를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다.A computer-readable medium according to another embodiment of the present invention records a program for executing any one of the above methods on a computer.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템 및 방법에 따르면, 적어도 하나의 무인비행체를 자율적으로 비행 제어하여 일반 사용자가 공연이나 전시 등과 같은 다양한 분야에서 활용하여 사용할 수 있도록 한다.As described above, according to the flight control system and method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, at least one unmanned aerial vehicle is autonomously controlled to be used so that a general user can utilize it in various fields such as performances or exhibitions.

그리고, 비행 영역 상에 설치된 복수의 촬영부를 이용하여 무인비행체의 움직임을 추적하되, 무인비행체에 장착된 마커를 이용하여 무인비행체의 인식률을 높임으로써 실시간으로 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 보다 정확하게 산출할 수 있는 장점이 있다.Then, the movement of the unmanned vehicle is tracked by using a plurality of photographing units installed on the flight area, but by using the marker mounted on the unmanned vehicle, the recognition rate of the unmanned vehicle is increased to accurately calculate the position and posture information of the unmanned vehicle in real time. There is an advantage to do.

게다가, 무선 통신부를 이용하여 하나의 통합 제어부에서 복수의 무인비행체를 보다 용이하게 제어할 수 있는 장점이 있다. 이때, 복수의 1:N RF 모듈을 결합하여 무선 데이터의 크기나 전송 속도를 증가시킬 수 있으며, 통신 가능한 무인비행체의 수를 늘릴 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage in that it is possible to more easily control a plurality of unmanned aerial vehicles in one integrated control unit using a wireless communication unit. At this time, a plurality of 1: N RF modules can be combined to increase the size or transmission speed of wireless data, and there is an advantage of increasing the number of unmanned air vehicles capable of communication.

한편, 본 발명의 효과는 상술된 것에 국한되지 않고 후술하는 본 발명의 구성으로부터 도출될 수 있는 다른 효과도 본 발명의 효과에 포함된다.On the other hand, the effects of the present invention are not limited to the above, and other effects that can be derived from the configuration of the present invention described later are also included in the effects of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a flight control system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of a flight control system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is an operation flowchart showing a flight control process of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 시스템의 상세 구성도를 나타낸다.1 is a configuration diagram schematically showing a flight control system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention and FIG. 2 is a detailed configuration diagram of a flight control system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 무인비행체의 비행 제어 시스템(1)은 촬영부(100: 100a~100n), 모션 추적부(200), 사용자 인터페이스부(300), 통합 제어부(400) 및 무선 통신부(500)를 포함하여 구성된다.1 and 2, the flight control system 1 of the unmanned aerial vehicle is an imaging unit 100: 100a to 100n, a motion tracking unit 200, a user interface unit 300, and an integrated control unit 400 And a wireless communication unit 500.

무인비행체(UMAV: Unmanned Micro Aerial Vehicle, 10)는 조종사가 탑승하지 않고 비행 제어 시스템(1)에 의해서 자율적으로 비행하는 무인항공기로서, 회수와 재사용을 가능하게 할 수 있도록 설계된 비행체이다. 무인비행체(10)는 프로펠러에 연결된 로터(rotor)를 제어 및 구동하기 위한 수단이나 하기에서 기술할 통합 제어부(400)와 통신할 수 있는 수단 등이 장착될 수 있다.The unmanned aerial vehicle (UMAV: Unmanned Micro Aerial Vehicle, 10) is an unmanned aerial vehicle that is autonomously flying by the flight control system 1 without a pilot on board, and is a vehicle designed to enable recovery and reuse. The unmanned aerial vehicle 10 may be equipped with a means for controlling and driving a rotor connected to a propeller, or a means for communicating with the integrated control unit 400 described below.

촬영부(100: 100a~100n)는 복수 개로 이루어질 수 있으며, 적어도 하나의 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세를 실시간으로 추적하기 위하여 무인비행체(10: 10a~10n)를 촬영하는 영상 촬영 장치로, 무인비행체(10: 10a~10n)가 비행하는 비행 영역(P)에 설치되고 비행하는 무인비행체(10: 10a~10n)를 촬영하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 생성할 수 있다. 촬영부(100: 100a~100n)는 비행 영역(P) 중에서도 무인비행체(10: 10a~10n)의 움직임을 모두 수용하여 촬영할 수 있는 상부에 설치될 수 있다. 그리고, 무인비행체(10: 10a~10n)가 비행하는 영역(P)은 무인비행체(10: 10a~10n)의 이탈을 방지하기 위하여 안전 그물망 등이 설치될 수 있다.The photographing unit 100: 100a to 100n may be formed in plural, and photographing the unmanned vehicle 10: 10a to 10n to track the position and posture of at least one unmanned vehicle 10: 10a to 10n in real time As an image photographing device, an unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n) is installed in a flying area (P) in flight, and an unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n) is photographed by flying and photographing an unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n) You can create an image. The photographing unit 100: 100a to 100n may be installed in an upper portion capable of accommodating and photographing all movements of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n among the flight areas P. In addition, a safety net or the like may be installed in the region P where the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n is flying to prevent departure of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n.

촬영부(100: 100a~100n) 각각은 모션 추적부(200)와 유선 또는 무선으로 연결되고, UDP(User Datagram Protocol) 방식으로 모션 추적부(200)에 무인비행체(10)의 촬영 영상을 전송할 수 있다. 그리고, 촬영부(100: 100a~100n)는 야간 촬영을 위하여 적외선 카메라(IR Camera)로 이루어질 수 있다. Each of the photographing units 100: 100a to 100n is connected to the motion tracking unit 200 by wire or wirelessly, and transmits a photographed image of the unmanned air vehicle 10 to the motion tracking unit 200 by a user datagram protocol (UDP) method. You can. Then, the imaging unit 100: 100a ~ 100n may be made of an infrared camera (IR Camera) for night photography.

무인비행체(10: 10a~10n)는 촬영부(100: 100a~100n)의 인식률을 높이기 위하여 소정의 형상을 하거나, 기하학적인 무늬나 모양의 조합으로 이루어진 마커가 장착될 수 있다. 마커는 무인비행체(10: 10a~10n)의 이동 방향, 이동 거리, 회전, 고도, 착륙이나 이륙 등과 같은 무인비행체(10: 10a~10n)의 정보를 인식할 수 있도록 한다.The unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) may have a predetermined shape to increase the recognition rate of the photographing unit (100: 100a ~ 100n), or a marker formed of a combination of geometric patterns or shapes. The marker makes it possible to recognize information of the unmanned aerial vehicle 10: 10a-10n, such as the moving direction, moving distance, rotation, altitude, landing or takeoff of the unmanned aerial vehicle 10: 10a-10n.

마커를 이용한 인식 방식은 수동형(passive) 인식 방식 또는 능동형(active) 인식 방식을 포함할 수 있는데, 수동형 인식 방식은 마커에 반사 물질을 입히고, 반사 물질을 입힌 마커로부터 반사된 적외선 신호를 촬영부(100)가 수신하여 인식할 수 있도록 하는 방식이고, 능동형 인식 방식은 LED 또는 IR 등의 광 신호를 마커에서 발생시켜 촬영부(100)가 수신하여 인식할 수 있도록 하는 방식이다.The recognition method using the marker may include a passive recognition method or an active recognition method. The passive recognition method applies a reflective material to the marker and an infrared signal reflected from the marker coated with the reflective material. 100) is a method of receiving and recognizing, and the active recognition method is a method of generating an optical signal such as an LED or IR from a marker so that the photographing unit 100 can receive and recognize.

모션 추적부(200)는 복수의 촬영부(100: 100a~100n)로부터 입력된 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 분석하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 산출할 수 있다. 즉, 모션 추적부(200)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상으로부터 무인비행체(10: 10a~10n)에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 산출할 수 있다.The motion tracking unit 200 analyzes the captured image of the unmanned vehicle 10: 10a-10n input from the plurality of photographing units 100: 100a-100n, and positions and posture information of the unmanned vehicle 10: 10a-10n Can be calculated. That is, the motion tracking unit 200 recognizes one or more markers mounted on the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n from the captured image of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n, and the Position and posture information can be calculated.

보다 자세하게는, 모션 추적부(200)는 복수의 촬영부(100: 100a~100n)가 설치된 비행 영역(P)에서 무인비행체(10: 10a~10n)에 장착된 마커의 기하학적인 조합을 이용하여 하나의 개체로 인식하고, 인식된 개체들의 식별 정보(ID)와 함께 위치 정보(x, y, z) 및 자세 정보(roll, pitch, yaw)를 실시간으로 산출할 수 있다. 이러한 정보를 획득하기 위해서는 하나의 개체에 대하여 최소한 3대 이상의 촬영부(100: 100a~100n)로부터 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 획득할 수 있어야 한다.In more detail, the motion tracking unit 200 uses a geometric combination of markers mounted on the unmanned aerial vehicle 10: 10a-10n in the flight area P in which a plurality of imaging units 100: 100a-100n are installed. It can be recognized as one entity, and the location information (x, y, z) and attitude information (roll, pitch, yaw) along with the identification information (ID) of the recognized entities can be calculated in real time. In order to acquire such information, it is necessary to be able to acquire photographed images of an unmanned aerial vehicle 10: 10a-10n from at least three photographing units 100: 100a-100n for one individual.

모션 추적부(200)는 획득된 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보, 위치 정보 및 자세 정보를 실시간으로 통합 제어부(400)로 전달할 수 있다. 모션 추적부(200)는 IR 카메라 기반의 모션 추적 프로그램에서 제공하는 실시간 데이터 스트림(data stream)으로부터 필요한 정보를 추출해내는 소프트웨어(software) 모듈이 설치될 수 있다.The motion tracking unit 200 may transmit identification information, location information, and attitude information of the acquired unmanned aerial vehicle 10 (10a to 10n) to the integrated control unit 400 in real time. The motion tracking unit 200 may be installed with a software module that extracts necessary information from a real-time data stream provided by an IR camera-based motion tracking program.

사용자 인터페이스부(300)는 무인비행체(10: 10a~10n)를 제어하기 위한 입출력 장치로, 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받을 수 있다. 여기서, 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보는 무인비행체(10: 10a~10n)가 수행 또는 비행해야 할 목표 비행 경로나 목표 비행 자세에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.The user interface 300 is an input / output device for controlling the unmanned aerial vehicle 10 (10a to 10n), and may receive target flight information of the unmanned aerial vehicle. Here, the target flight information of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) may include information about the target flight path or target flight posture to be performed or fly by the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n).

보다 자세하게는, 사용자 인터페이스부(300)는 소프트웨어(Software)로 이루어진 GUI(Graphic User Interface) 입력 수단, 하드웨어(Hardware)로 이루어진 기계적 입력 수단 및 인터페이스 프로그램으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 공연이나 전시 등에서 무인비행체(10: 10a~10n)를 제어하기 위해서는 사용자가 목표 비행 정보(목표 비행 경로나 목표 비행 자세)를 사전에 계획해야 하고, 초기화나 수동 입력을 위해서는 기존의 리모트 컨트롤러 등을 대신할 수 있는 기계적 입력 수단이 필요하다. In more detail, the user interface unit 300 may include a GUI (Graphic User Interface) input means made of software, a mechanical input means made of hardware, and an interface program. For example, in order to control an unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n) in a performance or exhibition, the user must plan target flight information (target flight path or target flight posture) in advance, and the existing remote controller for initialization or manual input. There is a need for a mechanical input means that can replace the back.

이에 따라, GUI 입력 수단은 목표 비행 경로나 목표 비행 자세 등의 목표 비행 정보를 계획하기 위한 것이며, 기계적 입력 수단은 리모트 컨트롤러나 스마트폰용 어플리케이션을 대체하는 것으로 무인비행체(10: 10a~10n)의 기체 상태를 초기화 또는 수정하거나, 임의로 수동적인 제어를 하기 위한 장치일 수 있다. 이와 같은 두 입력 수단은 서로 중복될 수도 있기 때문에 우선 순위를 사전에 정할 수 있다. 인터페이스 프로그램은 상기한 두 입력 수단을 통합하는 것으로, 무인비행체(10: 10a~10n)의 움직임을 사전에 계획하거나 조작하기 위해 사용자에게 제공될 수 있으며, 이를 통해 사용자는 통합 제어부(400)에 접근할 수 있다. 그리고, 필요에 따라 사용자 인터페이스부(300)를 기반으로 공연이나 전시 콘텐츠를 제작하는 제작 도구를 만들 수 있다. 결과적으로 사용자 인터페이스부(300)는 전체 무인비행체의 비행 제어 시스템(1)을 운용하기 위한 수단을 사용자에게 제공할 수 있다.Accordingly, the GUI input means is for planning target flight information such as a target flight path or a target flight posture, and the mechanical input means replaces an application for a remote controller or a smartphone, and the aircraft of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) It may be a device for initializing or modifying a state, or for arbitrarily manual control. Since these two input means may overlap each other, priorities can be determined in advance. The interface program integrates the two input means described above, and may be provided to the user to plan or manipulate the movement of the unmanned aerial vehicle 10 (10a to 10n) in advance, through which the user accesses the integrated control unit 400 can do. And, if necessary, a production tool for producing performance or exhibition content may be created based on the user interface unit 300. As a result, the user interface unit 300 may provide a user with a means for operating the flight control system 1 of the entire unmanned aerial vehicle.

통합 제어부(400)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행 경로를 계획하고 원격으로 제어할 수 있는 장치로, 모션 추적부(200)와 UDP 방식으로 통신하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 실시간으로 제공 받을 수 있다. 그리고, 통합 제어부(400)는 제공된 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보와, 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보를 기반으로 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행 경로를 계산하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 즉, 통합 제어부(400)는 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 경로와, 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 이때, 통합 제어부(400)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보와 함께 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보를 제공 받을 수 있다.The integrated control unit 400 is a device that can plan and remotely control the flight path of the unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n), and communicates with the motion tracking unit 200 in a UDP manner to unmanned aerial vehicle (10: 10a to 10n) ) Location and posture information can be provided in real time. Then, the integrated control unit 400 is based on the position and posture information of the provided unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n), and the target flight information of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) It is possible to generate a control command to control the flight of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) by calculating the flight path of. That is, the integrated control unit 400 of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) based on the result of comparing the target flight path and the position and attitude information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) included in the target flight information Control commands can be generated to control flight speed and flight direction. At this time, the integrated control unit 400 may be provided with identification information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) with the position and posture information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n).

통합 제어부(400)는 제어 명령을 생성하기 위해서는 무충돌 경로 계획이나 자세 제어, 편대 형성 및 이동 등의 제어 알고리즘이 저장될 수 있으며, 무인비행체의 비행 제어 시스템(1)의 각 구성요소를 통합하는 프로그램이 저장될 수 있다. 통합 제어부(400)는 사용자가 사용자 인터페이스부(300)를 통해 경로 계획 등의 목표 비행 정보를 계획할 때 이러한 제어 알고리즘을 기반으로 하여 자동적으로 안정적인 비행을 할 수 있도록 한다. 또한, 통합 제어부(400)는 편대 형성의 경우 미리 정의된 몇 가지 예를 제시하여 사용자가 선택할 수 있게 하거나 자유롭게 구성하도록 도와주는 방법이 있는데, 후자의 경우 제어 알고리즘을 고려하여 제한을 하게 함으로써 불안정한 비행을 미연에 방지할 수 있도록 한다.In order to generate a control command, the integrated control unit 400 may store control algorithms such as collision-free route planning, posture control, formation and movement, and integrate each component of the unmanned air vehicle flight control system 1. The program can be saved. The integrated control unit 400 allows the user to automatically and stably fly based on the control algorithm when planning target flight information such as route planning through the user interface unit 300. In addition, the integrated control unit 400 provides a method in which the user can select or freely configure some predefined examples in the case of formation of the flight formation. In the latter case, the unstable flight is made by limiting considering the control algorithm. Should be prevented.

무선 통신부(500)는 통합 제어부(400)에서 전송된 제어 명령을 무인비행체(10: 10a~10n)로 전송할 수 있다. 즉, 무선 통신부(500)는 통합 제어부(400)로부터 각 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보(ID), 위치 정보(x, y, z) 및 자세 정보(roll, pitch, yaw)를 전달 받거나 제어 명령을 전달하게 되는데, 전송 데이터는 브로드캐스팅(broadcasting) 방식으로 전송되며, 각 무인비행체(10: 10a~10n)가 이를 수신하여 자신에게 해당하는 데이터만을 추출할 수 있게 구성된다.The wireless communication unit 500 may transmit the control command transmitted from the integrated control unit 400 to the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n). That is, the wireless communication unit 500, the identification information (ID), location information (x, y, z) and posture information (roll, pitch, yaw) of each unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) from the integrated control unit 400 Is transmitted or a control command is transmitted, and the transmitted data is transmitted in a broadcasting method, and each unmanned vehicle 10: 10a to 10n receives it and is configured to extract only data corresponding to itself.

무선 통신부(500)는 1:N RF 모듈(520)을 포함할 수 있다. 1:N RF 모듈(520)은 하나의 통합 제어부(400)에서 복수의 무인비행체(10: 10a~10n)를 제어하기 위한 1:N 무선 통신 장치로, 브로드캐스팅 방식으로 각 무인비행체(10: 10a~10n)에 제어 명령이나 위치 정보를 제공할 수 있다. 무선 데이터의 크기나 전송 속도를 증가시키거나 통신할 수 있는 무인비행체의 수를 늘리기 위하여 복수의 1:N RF 모듈(520)을 결합하여 사용할 수 있다.The wireless communication unit 500 may include a 1: N RF module 520. 1: N RF module 520 is a 1: N wireless communication device for controlling a plurality of unmanned aerial vehicles (10: 10a ~ 10n) in one integrated control unit 400, each unmanned aerial vehicle (10: by broadcasting method) 10a to 10n) can provide control commands or position information. A plurality of 1: N RF modules 520 may be combined and used to increase the size or transmission speed of wireless data or to increase the number of unmanned vehicles capable of communicating.

현재 시제품으로 판매되는 무인비행체(10: 10a~10n)는 리모트 컨트롤러나 스마트폰용 어플리케이션을 통해 사용자와 1:1로 대응하는 시스템이며, 실외용의 경우 GPS를 장착하여 측위 정보를 제공 받고, 실내용의 경우 사용자가 눈으로 직접 보면서 제어하는 방식이므로 실내 환경에서 사용자의 개입 없이 계획된 대로 움직이거나 복수의 무인비행체(10: 10a~10n)를 제어하기 위해서는 측위 정보 및 자세 정보를 수신할 수 있어야 하고 1:N 통신도 필요하다. 이에 따라, 무선 통신부(500)는 1:N 대응이 가능하도록 하나의 서버와 다수의 클라이언트로 구성이 되어 있으며 RF(Radio frequency), 블루투스(Bluetooth) 또는 와이파이(Wi-Fi) 등을 사용할 수 있는 모뎀이 제공될 수 있다.The unmanned aerial vehicle currently sold as a prototype (10: 10a ~ 10n) is a system that responds 1: 1 to the user through a remote controller or an application for a smartphone. For outdoor use, GPS is installed to provide positioning information. In this case, since it is a method that the user directly looks and controls, the positioning information and posture information must be received in order to move as planned without user intervention in the indoor environment or to control multiple unmanned vehicles (10: 10a to 10n) 1: N communication is also required. Accordingly, the wireless communication unit 500 is composed of a server and a plurality of clients to enable 1: N correspondence, and can use RF (Radio frequency), Bluetooth (Bluetooth), or Wi-Fi (Wi-Fi). A modem may be provided.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 과정에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a flight control process of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행 제어 과정을 보여주는 동작 흐름도를 나타낸다.3 is a flowchart illustrating an operation of a flight control process of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 이용하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 산출한다(S300).As illustrated in FIG. 3, the position and posture information of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n is calculated using the photographed image of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n (S300).

이를 위하여 무인비행체(10: 10a~10n)가 비행하는 비행 영역(P)에 복수의 촬영부(100: 100a~100n)가 설치될 수 있고, 복수의 촬영부(100: 100a~100n)는 비행하는 무인비행체(10: 10a~10n)를 촬영하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 생성할 수 있다. 복수의 촬영부(100: 100a~100n)는 비행 영역(P) 중에서도 무인비행체(10: 10a~10n)의 움직임을 모두 수용하여 촬영할 수 있는 상부에 설치될 수 있다. 그리고, 무인비행체(10: 10a~10n)가 비행하는 영역(P)은 무인비행체(10: 10a~10n)의 이탈을 방지하기 위하여 안전 그물망 등이 설치될 수 있다.To this end, a plurality of photographing units 100: 100a to 100n may be installed in the flight area P in which the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n is flying, and a plurality of photographing units 100: 100a to 100n may fly. The photographed image of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n may be generated by photographing the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n. The plurality of photographing units 100: 100a to 100n may be installed in an upper portion capable of accommodating and photographing all movements of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n among the flight areas P. In addition, a safety net or the like may be installed in the region P where the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n is flying to prevent departure of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n.

촬영부(100: 100a~100n) 각각은 모션 추적부(200)와 유선 또는 무선으로 연결되고, UDP(User Datagram Protocol) 방식으로 모션 추적부(200)에 무인비행체(10)의 촬영 영상을 전송할 수 있다. 무인비행체(10: 10a~10n)는 촬영부(100: 100a~100n)의 인식률을 높이기 위하여 소정의 형상을 하거나, 기하학적인 무늬나 모양의 조합으로 이루어진 마커가 장착될 수 있다. Each of the photographing units 100: 100a to 100n is connected to the motion tracking unit 200 by wire or wirelessly, and transmits a photographed image of the unmanned air vehicle 10 to the motion tracking unit 200 by a user datagram protocol (UDP) method. You can. The unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) may have a predetermined shape to increase the recognition rate of the photographing unit (100: 100a ~ 100n), or a marker formed of a combination of geometric patterns or shapes.

그리고, 모션 추적부(200)는 복수의 촬영부(100: 100a~100n)로부터 입력된 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상을 분석하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 산출할 수 있는데, 특히, 모션 추적부(200)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 촬영 영상으로부터 무인비행체(10: 10a~10n)에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 산출할 수 있다.Then, the motion tracking unit 200 analyzes the photographed image of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) input from a plurality of photographing units (100: 100a ~ 100n) the position of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) and Posture information may be calculated. In particular, the motion tracking unit 200 recognizes one or more markers mounted on the unmanned vehicle 10: 10a to 10n from the captured image of the unmanned vehicle 10: 10a to 10n. (10: 10a ~ 10n) position and posture information can be calculated.

보다 자세하게는, 모션 추적부(200)는 복수의 촬영부(100: 100a~100n)가 설치된 비행 영역(P)에서 무인비행체(10: 10a~10n)에 장착된 마커의 기하학적인 조합을 이용하여 하나의 개체로 인식하고, 인식된 개체들의 식별 정보(ID)와 함께 위치 정보(x, y, z) 및 자세 정보(roll, pitch, yaw)를 실시간으로 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보, 위치 정보 및 자세 정보를 실시간으로 통합 제어부(400)로 전달할 수 있다.In more detail, the motion tracking unit 200 uses a geometric combination of markers mounted on the unmanned aerial vehicle 10: 10a-10n in the flight area P in which a plurality of imaging units 100: 100a-100n are installed. It can be recognized as one entity, and the location information (x, y, z) and attitude information (roll, pitch, yaw) along with the identification information (ID) of the recognized entities can be calculated in real time. In addition, the calculated identification information, position information, and attitude information of the unmanned aerial vehicle 10 (10a to 10n) may be transmitted to the integrated control unit 400 in real time.

그리고, 사용자 인터페이스부(300)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보를 입력 받을 수 있다(S310). 여기서, 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보는 무인비행체(10: 10a~10n)가 수행 또는 비행해야 할 목표 비행 경로나 목표 비행 자세에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.Then, the user interface unit 300 may receive the target flight information of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) (S310). Here, the target flight information of the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n) may include information about the target flight path or target flight posture to be performed or fly by the unmanned aerial vehicle (10: 10a ~ 10n).

그런 후, 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보와, 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보를 기반으로 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다(S320).Then, the control for controlling the flight of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) based on the position and posture information of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) and the target flight information of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) A command may be generated (S320).

보다 자세하게는, 통합 제어부(400)는 모션 추적부(200)와 UDP 방식으로 통신하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 실시간으로 제공 받고, 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보와, 무인비행체(10: 10a~10n)의 목표 비행 정보를 기반으로 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행 경로를 계산하여 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 즉, 통합 제어부(400)는 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 경로와, 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 무인비행체(10: 10a~10n)의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성할 수 있다. 이때, 통합 제어부(400)는 무인비행체(10: 10a~10n)의 위치 및 자세 정보와 함께 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보를 제공 받을 수 있다.More specifically, the integrated control unit 400 communicates with the motion tracking unit 200 in a UDP manner to receive the position and attitude information of the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n in real time, and the unmanned aerial vehicle 10: 10a to 10n ) And the flight path of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) based on the position and posture information and the target flight information of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) to calculate the flight of the unmanned vehicle (10: 10a ~ 10n) It is possible to generate a control command to control the. That is, the integrated control unit 400 of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) based on the result of comparing the target flight path and the position and attitude information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) included in the target flight information Control commands can be generated to control flight speed and flight direction. At this time, the integrated control unit 400 may be provided with identification information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) with the position and posture information of the unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n).

통합 제어부(400)는 제어 명령을 생성하기 위해서는 무충돌 경로 계획이나 자세 제어, 편대 형성 및 이동 등의 제어 알고리즘이 저장될 수 있으며, 무인비행체의 비행 제어 시스템(1)의 각 구성요소를 통합하는 프로그램이 저장될 수 있다. 통합 제어부(400)는 사용자가 사용자 인터페이스부(300)를 통해 경로 계획 등의 목표 비행 정보를 계획할 때 이러한 제어 알고리즘을 기반으로 하여 자동적으로 안정적인 비행을 할 수 있도록 한다. 또한, 통합 제어부(400)는 편대 형성의 경우 미리 정의된 몇 가지 예를 제시하여 사용자가 선택할 수 있게 하거나 자유롭게 구성하도록 도와주는 방법이 있는데, 후자의 경우 제어 알고리즘을 고려하여 제한을 하게 함으로써 불안정한 비행을 미연에 방지할 수 있도록 한다.In order to generate a control command, the integrated control unit 400 may store control algorithms such as collision-free route planning, posture control, formation and movement, and integrate each component of the unmanned air vehicle flight control system 1. The program can be saved. The integrated control unit 400 allows the user to automatically and stably fly based on the control algorithm when planning target flight information such as route planning through the user interface unit 300. In addition, the integrated control unit 400 provides a method in which the user can select or freely configure some predefined examples in the case of formation of the flight formation. In the latter case, the unstable flight is made by limiting considering the control algorithm. Should be prevented.

그 다음으로, 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송할 수 있다(S330).Next, the generated control command may be transmitted to the unmanned aerial vehicle (S330).

즉, 무선 통신부(500)는 통합 제어부(400)로부터 각 무인비행체(10: 10a~10n)의 식별 정보(ID), 위치 정보(x, y, z) 및 자세 정보(roll, pitch, yaw)를 전달 받거나 제어 명령을 전달하게 되는데, 전송 데이터는 브로드캐스팅 방식으로 전송되며, 각 무인비행체(10: 10a~10n)가 이를 수신하여 자신에게 해당하는 데이터만을 추출할 수 있게 구성된다.That is, the wireless communication unit 500, the identification information (ID), location information (x, y, z) and posture information (roll, pitch, yaw) of each unmanned air vehicle (10: 10a ~ 10n) from the integrated control unit 400 Is transmitted or a control command is transmitted, and the transmitted data is transmitted in a broadcasting manner, and each unmanned air vehicle 10: 10a to 10n receives it and is configured to extract only data corresponding to itself.

무선 통신부(500)는 1:N RF 모듈(520)을 포함하는데, 1:N RF 모듈(520)은 하나의 통합 제어부(400)에서 복수의 무인비행체(10: 10a~10n)를 제어하기 위한 1:N 무선 통신 장치로, 브로드캐스팅 방식으로 각 무인비행체(10: 10a~10n)에 제어 명령이나 위치 정보를 제공할 수 있다. 무선 데이터의 크기나 전송 속도를 증가시키거나 통신할 수 있는 무인비행체의 수를 늘리기 위하여 복수의 1:N RF 모듈(520)을 결합하여 사용할 수 있다.The wireless communication unit 500 includes a 1: N RF module 520, the 1: N RF module 520 is for controlling a plurality of unmanned air vehicles (10: 10a ~ 10n) in one integrated control unit 400 As a 1: N wireless communication device, it is possible to provide control commands or location information to each unmanned air vehicle (10: 10a to 10n) in a broadcasting manner. A plurality of 1: N RF modules 520 may be combined and used to increase the size or transmission speed of wireless data or to increase the number of unmanned vehicles capable of communicating.

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체를 포함한다. 이 매체는 앞서 설명한 무인비행체의 비행 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한다. 이 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이러한 매체의 예에는 하드디스크, 플로피디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 자기-광 매체, 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등이 있다. 또는 이러한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include a computer-readable medium including program instructions for performing various computer-implemented operations. This medium records a program for executing the unmanned aerial vehicle flight control method described above. The medium may include program instructions, data files, data structures, or the like alone or in combination. Examples of such media include hard disks, magnetic media such as floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CDs and DVDs, program instructions such as floptical disks and magnetic-optical media, ROM, RAM, flash memory, etc. And hardware devices configured to store and perform them. Alternatively, such a medium may be a transmission medium such as an optical or metal wire, a waveguide including a carrier wave that transmits a signal specifying a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc., as well as machine language codes produced by a compiler.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 무인비행체의 비행 제어 시스템
100: 촬영부 200: 모션 추적부
300: 사용자 인터페이스부 400: 통합 제어부
500: 무선 통신부1: Flight control system for unmanned aerial vehicles
100: recording unit 200: motion tracking unit
300: user interface 400: integrated control
500: wireless communication unit

Claims (11)

삭제delete 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 모션 추적부,
상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스부,
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 통합 제어부, 그리고
상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 무선 통신부
를 포함하고,
미리 정해진 비행 영역 내에 설치되어 상기 비행 영역 내에서 비행하는 무인비행체를 촬영하는 복수의 촬영부를 더 포함하는 무인비행체의 비행 제어 시스템.Motion tracking unit for calculating the position and posture information of the unmanned aerial vehicle using the photographed image of the unmanned aerial vehicle,
User interface unit for receiving the target flight information of the unmanned aerial vehicle,
An integrated control unit for generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and attitude information of the unmanned vehicle, and the target flight information of the unmanned vehicle, and
Wireless communication unit for transmitting the generated control command to the unmanned air vehicle
Including,
A flight control system for an unmanned aerial vehicle further comprising a plurality of photographing units installed in a predetermined flight region and photographing an unmanned aerial vehicle flying within the flight region. 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 모션 추적부,
상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 사용자 인터페이스부,
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 통합 제어부, 그리고
상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 무선 통신부
를 포함하고,
상기 모션 추적부는,
상기 무인비행체의 촬영 영상으로부터 상기 무인비행체에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와 함께 상기 무인비행체의 식별 정보를 산출하는 무인비행체의 비행 제어 시스템.Motion tracking unit for calculating the position and posture information of the unmanned aerial vehicle using the photographed image of the unmanned aerial vehicle,
User interface unit for receiving the target flight information of the unmanned aerial vehicle,
An integrated control unit for generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and attitude information of the unmanned vehicle, and the target flight information of the unmanned vehicle, and
Wireless communication unit for transmitting the generated control command to the unmanned air vehicle
Including,
The motion tracking unit,
An unmanned aerial vehicle flight control system that recognizes one or more markers mounted on the unmanned aerial vehicle from the photographed image of the unmanned aerial vehicle and calculates identification information of the unmanned aerial vehicle along with the position and posture information of the unmanned aerial vehicle. 제 2 항 또는 제 3 항에서,
상기 무선 통신부는,
상기 통합 제어부에서 생성된 제어 명령을 복수의 무인비행체로 전송하는 1:N RF 모듈을 포함하는 무인비행체의 비행 제어 시스템.In claim 2 or 3,
The wireless communication unit,
Flight control system of an unmanned aerial vehicle including a 1: N RF module for transmitting a control command generated by the integrated control unit to a plurality of unmanned aerial vehicles. 제 2 항 또는 제 3 항에서
상기 통합 제어부는,
상기 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 경로와, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 상기 무인비행체의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성하는 무인비행체의 비행 제어 시스템.In paragraph 2 or 3
The integrated control unit,
A flight control system for an unmanned aerial vehicle that generates a control command for controlling a flight speed and a flight direction of the unmanned aerial vehicle based on a result of comparing a target flight path included in the target flight information and the position and posture information of the unmanned aerial vehicle . 삭제delete 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 단계,
상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 단계,
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계, 그리고
상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 단계
를 포함하고,
미리 정해진 비행 영역 내에 복수의 촬영부가 설치되어 상기 비행 영역 내에서 비행하는 무인비행체를 촬영하는 단계를 더 포함하는 무인비행체의 비행 제어 방법.Calculating position and posture information of the unmanned aerial vehicle using a photographed image of the unmanned aerial vehicle,
Receiving target flight information of the unmanned aerial vehicle,
Generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and posture information of the unmanned vehicle and target flight information of the unmanned vehicle, and
Transmitting the generated control command to the unmanned aerial vehicle
Including,
A method of controlling flight of an unmanned aerial vehicle further comprising the step of photographing an unmanned aerial vehicle flying in the flight region by installing a plurality of photographing units in a predetermined flight region. 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 단계,
상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 입력 받는 단계,
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계, 그리고
상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 무인비행체의 촬영 영상을 이용하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 산출하는 단계는,
상기 무인비행체의 촬영 영상으로부터 상기 무인비행체에 장착된 하나 이상의 마커를 인식하여 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와 함께 상기 무인비행체의 식별 정보를 산출하는 단계를 포함하는 무인비행체의 비행 제어 방법.Calculating position and posture information of the unmanned aerial vehicle using a photographed image of the unmanned aerial vehicle,
Receiving target flight information of the unmanned aerial vehicle,
Generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and posture information of the unmanned vehicle and target flight information of the unmanned vehicle, and
Transmitting the generated control command to the unmanned aerial vehicle
Including,
The step of calculating the position and posture information of the unmanned vehicle using the photographed image of the unmanned vehicle,
And recognizing at least one marker mounted on the unmanned aerial vehicle from the photographed image of the unmanned aerial vehicle and calculating identification information of the unmanned aerial vehicle along with position and posture information of the unmanned aerial vehicle. 제 7 항 또는 제 8 항에서,
상기 생성된 제어 명령을 상기 무인비행체로 전송하는 단계는,
1:N RF 모듈을 이용하여 상기 제어 명령을 복수의 무인비행체로 전송하는 단계를 포함하는 무인비행체의 비행 제어 방법.In claim 7 or 8,
The step of transmitting the generated control command to the unmanned aerial vehicle,
And transmitting the control command to the plurality of unmanned aerial vehicles using a 1: N RF module. 제 7 항 또는 제 8 항에서
상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보와, 상기 무인비행체의 목표 비행 정보를 기반으로 상기 무인비행체의 비행을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계는,
상기 목표 비행 정보에 포함된 목표 비행 궤적과, 상기 무인비행체의 위치 및 자세 정보를 비교한 결과를 기초로 상기 무인비행체의 비행 속도와 비행 방향을 제어하는 제어 명령을 생성하는 단계를 포함하는 무인비행체의 비행 제어 방법.In claim 7 or 8
Generating a control command for controlling the flight of the unmanned vehicle based on the position and attitude information of the unmanned vehicle, and the target flight information of the unmanned vehicle,
And generating a control command for controlling a flight speed and a flight direction of the unmanned vehicle based on a result of comparing the target flight trajectory included in the target flight information and the position and attitude information of the unmanned vehicle. Flight control method. 컴퓨터에 제8항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing the method of claim 8 on a computer.
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