KR102165019B1 - 군집주행 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

군집주행 제어 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102165019B1
KR102165019B1 KR1020170098227A KR20170098227A KR102165019B1 KR 102165019 B1 KR102165019 B1 KR 102165019B1 KR 1020170098227 A KR1020170098227 A KR 1020170098227A KR 20170098227 A KR20170098227 A KR 20170098227A KR 102165019 B1 KR102165019 B1 KR 102165019B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
driving
base station
platooning
location information
coordinates
Prior art date
Application number
KR1020170098227A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190014418A (ko
Inventor
서호석
Original Assignee
주식회사 케이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020170098227A priority Critical patent/KR102165019B1/ko
Publication of KR20190014418A publication Critical patent/KR20190014418A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102165019B1 publication Critical patent/KR102165019B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0027—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement involving a plurality of vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/14—Receivers specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0011—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement
    • G05D1/0022—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots associated with a remote control arrangement characterised by the communication link
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/104—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

본 발명은 복수의 이동체들의 군집주행을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 군집주행을 제어장치는, 복수의 이동체의 군집주행을 관제하는 장치에 있어서, 기지국으로부터 상기 복수의 이동체의 위치정보를 수신받는 통신부; 상기 복수의 이동체의 위치정보와 목표지점의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하여 복수의 이동체의 주행 순서를 결정하는 군집주행 스케줄링부; 및 군집주행 중인 이동체를 모니터링하고 선행 이동체의 위치정보를 상기 기지국을 통해 후행 이동체로 전송하는 군집주행 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

군집주행 제어 시스템 및 방법{System and Method for Controlling Group Moving}
본 발명은 이동체의 군집주행을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 이동통신 네트워크를 이용하여 복수의 이동체들의 군집주행을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 무인비행기(Unmamed Aerial Vehicle: UAV), 자동차, 로봇 등과 같은 각종 이동체를 운전자가 직접 운전하지 않고 스스로 원하는 목표지점까지 주행하는 자율주행(Automatic Driving)에 관한 기술개발이 급속히 증가하고 있다.
한편, 자율주행시 복수의 이동체가 동일한 목표지점으로 동시에 이동하는 경우, 이들 상호 간 충동을 피하고 원하는 목표지점까지 정확하게 이동하도록 이동체 전반을 모니터링하고 제어하는 군집주행 제어 시스템이 요구된다. 특히, 군집주행 특성상, 다수의 이동체 중 일부 이동체에 고장이 발생하거나, 외부 환경적 요인으로 인해 일부 이동체가 주행경로를 이탈하는 등의 이벤트가 발생할 수 있는데, 이때 뒤따르던 나머지 이동체들도 주행경로를 이탈하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 종래 저고도로 비행하는 비행체에 대해서는 항공관제 서비스가 제공되지 않고 있다. 저고도로 비행하는 드론(drone)과 같은 무인 비행체의 이용이 급속히 증가하는 현실에서 이들 비행체들을 제어하는 시스템 구축도 필수적으로 요구되나 관련 인프라 구축에 막대한 비용이 요구되어 쉽게 구축되기 어려운 실정이다.
따라서, 복수의 이동체 상호 간 충돌을 피하고 이벤트 발생시에도 자율주행을 완주할 수 있으며 저고도로 비행하는 비행체들을 효과적인 관제할 수 있는 시스템 구축이 시급히 요구되고 있다.
한국공개특허 제10-2017-0071712호 "이동 로봇의 주행경로 계획 방법 및 장치"
앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
본 발명의 목적은, 저고도로 비행하는 복수의 이동체가 하나의 목적지를 향하여 군집주행시 기설치된 네트워크 기지국을 통해 이동체의 위치정보를 실시간 관제 시스템으로 전송할 수 있는 군집주행 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이동체의 GPS 좌표값을 네트워크 기지국의 GPS 보정정보로 갱신하여 정밀도 높은 이동체의 위치정보를 실시간 제공하는 군집주행 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 군집주행시 일부 이동체에 장애 이벤트가 발생하더라도 뒤따르는 이동체가 주행경로를 이탈하지 않도록 새로운 이동좌표를 생성하여 후행 이동체에 전송하는 군집주행 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 실시예에 의해 구현된다.
일 측면에 따른 장치는, 복수의 이동체의 군집주행을 관제하는 장치에 있어서, 기지국으로부터 상기 복수의 이동체의 위치정보를 수신받는 통신부; 상기 복수의 이동체의 위치정보와 목표지점의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하여 상기 복수의 이동체의 주행 순서를 결정하는 군집주행 스케줄링부; 및 군집주행 중인 상기 복수의 이동체를 모니터링하고 선행 이동체의 위치정보를 상기 기지국을 통해 후행 이동체로 전송하는 군집주행 모니터링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 이동체의 위치정보는, GPS 좌표를 포함하고, 상기 기지국은, 서비스 영역 내에 위치하는 이동체로부터 GPS 좌표를 수신받고 수신받은 GPS 좌표를 오차신호로 보정하여 상기 통시부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 통신부는, 주행 중인 이동체가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국의 서비스 영역으로 이동할 때 인접 기지국으로부터 갱신된 GPS 좌표가 포함된 이동체의 위치정보를 수신받는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행 스케줄링부는, 목표지점의 위치좌표와 상기 복수의 이동체의 갱신된 GPS 좌표 간의 벡터 크기를 산정하고 벡터 크기가 작은 순서로 주행 순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행 모니터링부는, 선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로대로 주행중이면 상기 기지국을 통해 선행 이동체의 위치정보를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행 모니터링부는, 선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로를 이탈하여 주행중이면 군집주행 유지좌표를 생성하고 상기 기지국을 통해 상기 군집주행 유지좌표를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행 유지좌표는, 주행경로의 중심 좌표 및 주행경로를 이탈한 선행 이동체의 갱신된 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응하는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 방법은, 군집주행 관제장치가 복수의 이동체의 군집주행을 제어하는 방법에 있어서, 목표지점의 위치정보와 기지국으로부터 수신받은 상기 복수의 이동체의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하고 상기 상대위치를 기초로 상기 복수의 이동체의 주행 순서를 결정하여 군집주행을 스케줄링하는 단계; 및 군집주행 중인 이동체를 모니터링하고 선행 이동체의 위치정보를 상기 기지국을 통해 후행 이동체로 전송하여 군집주행을 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 이동체의 위치정보는, GPS 좌표를 포함하고, 상기 기지국은, 서비스 영역 내에 위치하는 이동체로부터 GPS 좌표를 수신받고 수신받은 GPS 좌표를 오차신호로 보정하여 갱신된 GPS 좌표를 상기 군집주행 관제장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행을 제어하는 단계는, 주행 중인 이동체가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국의 서비스 영역으로 이동할 때 인접 기지국으로부터 갱신된 GPS 좌표가 포함된 이동체의 위치정보를 수신받는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행을 스케줄링하는 단계는, 목표지점의 위치좌표와 복수의 이동체의 갱신된 GPS 좌표 간의 벡터 크기를 산정하고 벡터 크기가 작은 순서로 주행 순서를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행을 제어하는 단계는, 선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로대로 주행중이면 상기 기지국을 통해 선행 이동체의 위치정보를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행을 제어하는 단계는, 선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로를 이탈하여 주행중이면 군집주행 유지좌표를 생성하는 단계; 및 상기 기지국을 통해 상기 군집주행 유지좌표를 후행 이동체로 전송하는 단계;를 포한하는 것을 특징으로 한다.
상기 군집주행을 제어하는 단계는, 주행경로의 중심 좌표 및 주행경로를 이탈한 선행 이동체의 갱신된 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.
본 발명은, 저고도로 비행하는 복수의 이동체가 하나의 목적지를 향하여 군집주행시 기설치된 네트워크 기지국을 통해 이동체의 위치정보를 실시간 관제 시스템으로 전송할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명은, 이동체의 GPS 좌표값을 네트워크 기지국의 GPS 보정정보로 갱신함으로써 정밀도 높은 이동체의 위치정보를 취득하는 효과를 갖는다.
본 발명은, 군집주행시 일부 이동체에 장애 이벤트가 발생하더라도 새로운 이동좌표를 생성하여 후행 이동체에 전송함으로써 뒤따르는 이동체가 주행경로를 이탈하지 않도록 군집주행을 제어하는 효과를 갖는다.
도 1은 일 실시예에 따른 군집주행 제어 시스템을 설명하는 블럭도이다.
도 2는 도 1의 기지국을 설명하는 블럭도이다.
도 3은 도 1의 군집주행 관제장치를 설명하는 블럭도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 복수의 이동체들의 군집주행 순서를 결정하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따라 군집주행 중 일부 이동체가 주행경로를 이탈하는 이벤트를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 5와 같은 이벤트 발생시 새로운 GPS 좌표를 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 군집주행 주행순서를 결정하는 방법을 자세하게 설명하는 흐름도이다.
도 9는 도 7의 군집주행 비행을 제어하는 방법을 자세하게 설명하는 흐름도이다.
도 10은 다른 실시예에 따라 주행경로를 따라 이동중인 복수의 이동체에 대한 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 다른 실시예에 따라 주행경로를 이탈한 이동체와 뒤따르던 후행 이동체에 대한 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
한편, 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가함을 배제하지 않는다.
그러면 도면을 참고하여 본 발명의 군집주행 제어 시스템 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 군집주행 제어 시스템을 설명하는 블럭도이다.
도 1을 참고하면, 군집주행 제어 시스템은 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N), 기지국(20: 1, 2), 통신망(30), 군집주행 관제장치(40)를 포함할 수 있다.
이동체(10)는 특정 위치에 고정되지 않고 구동 능력을 구비하여 원하는 목표지점으로 이동 가능한 장치로, 일 실시예에 따라 위성에서 보내는 신호를 수신하는 GPS 수신기능 및 기지국(20)과 통신할 수 있는 이동통신 네트워크 접속기능을 구비한다. 일 실시예에 따른 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)는 자율주행 수행시 군집주행 관제장치(40)의 제어로 군집주행을 수행한다.
복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)는 GPS 위성신호를 수신하고 GPS 위성신호 및 이동체(10) 식별정보가 포함된 위치정보를 기지국(20)으로 전송한다. 일 실시예에 따라, 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)가 기지국(20)으로 전송한 GPS 위성신호는 기지국(20)에서 GPS 오차 값으로 보정되고, 보정된 GPS 위성신호가 포함된 위치정보가 통신망(30)를 통해 군집주행 관제장치(40)로 전송된다.
기지국(20)은, 이동체(10)와 통신망(30) 간에 무선 연결을 제공한다. 일 실시예에 따른 기지국(20)은, GPS 수신기를 포함하는 LTE 기지국(eNB)으로 실현될 수 있으며, 서비스 영역에 위치하는 이동체(10)로부터 전송된 위치정보를 보정하여 통신망(30)을 통해 군집주행 관제장치(40)로 전송할 수 있다.
또한, 기지국(20)은, 이동체(10)의 신호 세기를 탐지하고 이동성(Mobility Management)을 지원할 수 있다. 도 1을 참고하면, 이동체(1)가 이동중 제1 기지국(1)의 서비스 영역을 벗어나 제2 기지국(2)의 서비스 영역에 들어가는 경우, 이동체(1)는 위치정보를 제1 기지국(1)에서 제2 기지국(2)으로 변경하여 전송하고, 위치정보 보정도 위치정보를 수신받는 제2 기지국(2)에서 수행된다.
통신망(30)은, 군집주행 제어 시스템에서 서로 연결되어 있는 다양한 디바이스 및 데이터 처리 시스템 간의 통신 링크를 제공하기 위해 사용되는 매체이다. 통신망(30)은, 전선, 무선 통신 링크 또는 광섬유 케이블과 같은 연결을 포함할 수 있다. 통신망(30)은, 원거리 통신(Wide Area Network, WAN), 근거리 통신(Local Area Network, LAN), WAN 또는 LAN의 무선 네트워크, 모바일 네트워크, 가상 사설망(Virtual Private Network, VPN), 인터넷, 일반 전화 교환망 통신(Public Switched Telephone Network, PSTN)또는 그와 유사한, 서로 다른 다양한 통신 기술들을 포함하거나, 이용하여 실시될 수 있다.
군집주행 관제장치(40)는 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)가 목표지점에 정확하게 도착하도록 군집주행을 스케줄하고 주행중인 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)를 모니터링할 수 있다. 일 실시예에 따라, 군집주행 관제장치(40)는 주행 중 일부 이동체(10)가 주행경로를 이탈하더라도 뒤따르던 후행 이동체(10)들을 제어하여 안전하게 목표지점에 도착할 수 있도록 할 수 있다.
도 2는 도 1의 기지국을 설명하는 블럭도이다.
도 2를 참고하면, 기지국(20)은, GPS 수신부(21), GPS 보정오차 생성부(23), 이동체 GPS 갱신부(25), 기지국 통신부(27)를 포함할 수 있다.
GPS 수신부(21)는, 위성에서 송신한 전파(GPS 위성신호)를 수신하고 GPS 위성신호를 기초로 기지국(20)의 좌표(GPS 좌표)를 측정한다. GPS 위성신호는 위성 시계요동, 위성 궤도의 요동, 대기원 통과시 전파 지연 등의 각종 원인에 따라 변동될 수 있으므로, GPS 위성신호를 기초로 산출되는 기지국(20)의 GPS 좌표도 시시각각 달라질 수 있다.
GPS 보정오차 생성부(23)는, 기지국(20)의 절대위치 좌표와 GPS 좌표를 차분하여 기지국(20)의 GPS 오차신호를 계측한다(Differential GPS). 절대 위치는 다양한 방법으로 측정된 기지국(20)의 고정된 정밀 위치이며, GPS 좌표는 GPS 위성신호를 기초로 산정된 기지국(20)의 위치이다. GPS 위성신호가 다양한 원인으로 시시각각 변하므로, 고정된 절대위치 좌표에서 GPS 좌표를 차분하여 산정되는 GPS 오차신호도 시간에 따라 지속적으로 변할 수 있다. 일 실시예에 따라, 기지국(20)의 서비스 영역 내의 이동체(10)는 기지국(20)과 근접하여 주행하므로 동일한 GPS 오차를 갖는 것으로 본다.
이동체 GPS 갱신부(25)는, 기지국(20)의 서비스 영역에 위치하는 이동체(10)로부터 전송되는 위치정보를 보정하여 갱신할 수 있다. 일 실시예에 따라, 이동체의 위치정보는 GPS 위성신호 즉, GPS 좌표 정보를 포함하므로, 이동체 GPS 갱신부(25)는, 이동체(10)의 GPS 좌표에서 기지국(20)의 GPS 오차신호를 차분하여 정밀한 이동체(10)의 GPS 좌표를 산출할 수 있다.
기지국 통신부(27)는, 이동체(10)로부터 위치정보를 수신받아 이동체 GPS 갱신부(25)로 전달하고, 이동체 GPS 갱신부(25)로부터 갱신된 이동체(10)의 위치정보를 전달받아 통신망(30)을 통해 군집주행 관제장치(40)로 전송할 수 있다.
도 3은 도 1의 군집주행 관제장치를 설명하는 블럭도이며, 도 4는 일 실시예에 따라 복수의 이동체들의 군집주행 순서를 결정하는 방법을 설명하는 도면이고, 도 5는 일 실시예에 따라 군집주행 중 일부 이동체가 주행경로를 이탈하는 이벤트를 설명하는 도면이며, 도 6은 도 5와 같은 이벤트 발생시 새로운 GPS 좌표를 생성하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 4 내지 도 6에서, 이동체(10)는 지상에 설치된 기지국(20)과 무선통신 가능한 고도(ex, 150m 이하)로 비행하는 무인비행장치(UAV: Unmamed Aerial Vehicle)를 예를 들어 설명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, GPS 수신기능 및 기지국(20) 접속기능을 구비하는 자동차, 로봇, 오토바이와 같은 각종 이동체로 구현될 수 있다.
군집주행 관제장치(40)는, 메모리, 메모리 제어기, 하나 이상의 프로세서(CPU), 주변 인터페이스, 입출력(I/O) 서브시스템, 디스플레이 장치, 입력 장치 및 통신 회로를 포함할 수 있다. 메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서 및 주변 인터페이스와 같은 다른 구성요소에 의한 메모리로의 액세스는 메모리 제어기에 의하여 제어될 수 있다. 메모리는 각종 정보와 프로그램 명령어를 저장할 수 있고, 프로그램은 프로세서에 의해 실행된다.
주변 인터페이스는 군집주행 관제장치(40)의 입출력 주변 장치를 프로세서 및 메모리와 연결한다. 하나 이상의 프로세서는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 군집주행 관제장치(40)를 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. I/O 서브시스템은 디스플레이 장치, 입력 장치와 같은 입출력 주변장치와 주변 인터페이스 사이에 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있다.
프로세서는 군집주행 관제장치(40)에 연관된 동작을 수행하고 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 군집주행 관제장치(40)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다. 통신 회로는 외부 포트를 통한 통신 또는 RF 신호에 의한 통신을 수행한다. 통신 회로는 전기 신호를 RF 신호로 또는 그 반대로 변환하며 이 RF 신호를 통하여 통신 네트워크, 다른 이동형 게이트웨이 장치 및 통신 장치와 통신할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는 통신부(41), 군집주행 스케줄링부(43), 군집주행 모니터링부(45), 저장부(47)를 포함할 수 있다.
통신부(41)는 군집주행 관제장치(40)와 기지국(20)이 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 통신모듈을 포함하여 군집주행 관제장치(40)와 기지국(20) 사이 데이터를 송수신한다. 일 실시예에 따라, 통신부(41)는 통신망(30)을 통해 기지국(20)으로부터 이동체(10)의 위치정보를 수신받고, 군집주행 관제장치(40)에서 생성된 이동체(10) 제어신호를 기지국(20)으로 전송할 수 있다. 여기서, 이동체(10)의 위치정보는, GPS 좌표를 포함할 수 있다.
또한, 주행 중인 이동체(10)가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국(20)의 서비스 영역으로 이동하여 이동체(10)와 무선통신하는 기지국(20)이 변경되는 경우(핸드 오버, hand over), 통신부(41)는 변경된 기지국(20)으로부터 갱신된 GPS 좌표가 포함된 이동체(10)의 위치정보를 수신받을 수 있다.
군집주행 스케줄링부(43)는, 목표지점과 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)의 위치정보를 기초로 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)에 대한 각각의 상대위치를 산정하여 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)의 주행 순서를 결정할 수 있다.
도 4를 참고하면, 일 실시예에 따라 군집주행 스케줄링부(43)는, 목표지점의 위치좌표(T)와 제1 무인 비행체(11)부터 제5 무인 비행체(15)까지의 GPS 좌표 간의 벡터 VL1, VL2, VL3, VL4, VL5를 구하고, 각 벡터의 크기를 비교(VL1< VL2< VL3< VL4< VL5)하여 크기가 작은 순서(VL1, VL2, VL3, VL4, VL5)로 주행순서를 결정할 수 있다. 따라서, 주행순서는, 제1 무인 비행체(11), 제2 무인 비행체(12), 제3 무인 비행체(13), 제4 무인 비행체(14), 제5 무인 비행체(15)이다. 일 실시예에 따라, 제1 무인 비행체(11)가 선두로 목표지점(T)을 향해 이동하면, 제2 무인 비행체(12)는 선행 비행하는 제1 무인 비행체(11)를 따라가고, 제3 무인 비행체(13)는 선행하는 제2 무인 비행체(12)를 따라 주행하고, 제4 무인 비행체(14) 및 제5 무인 비행체(15)도 바로 앞의 비행체를 따라 주행하도록 스케줄링된다.
군집주행 모니터링부(45)는, 군집주행 중인 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)를 모니터링하고 선행 이동체(10)의 위치정보를 기지국(20)을 통해 후행 이동체(10)로 전송하여 군집주행을 제어할 수 있다. 군집주행 모니터링부(45)는, 선행 이동체(10)의 위치정보를 분석하여 주행경로대로 주행중인지 판단하고, 주행경로대로 주행중인 것으로 판단되면 선행 이동체(10)의 위치정보를 후행 이동체(10)로 전송한다.
예를 들어, 도 4를 참고하면, 군집주행 모니터링부(45)는, 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 분석하고 주행경로대로 주행중인 것으로 판단되면, 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 통신부(41)를 통해 제2 무인 비행체(12)로 전송한다. 이때, 제2 무인 비행체(12)는 앞서 선행하여 비행하는 제1 무인 비행체(11)의 위치정보에 따라 비행하게 된다.
군집주행 모니터링부(45)는, 선행 이동체(10)의 위치정보를 분석결과 주행경로를 이탈하여 주행중인 것으로 판단하면, 군집주행 유지좌표를 생성하여 후행 이동체(10)로 전송한다. 여기서, 군집주행 유지좌표는, 주행경로의 중심 좌표 및 주행경로를 이탈한 이동체(10)의 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응할 수 있다. 또한, 선행 이동체(10)와 후행 이동체(10)는 상대적인 것으로, 임의의 이동체(10)를 기준으로 현재 이동체(10)보다 앞서 주행하는 이동체(10)는 선행 이동체(10)이고, 현재 이동체(10) 뒤에서 따라오는 이동체(10)는 후행 이동체(10)이다.
도 5를 참고하면, 5대의 무인 비행체(11, 12, 13, 14, 15)는 군집주행 중 두 번째 순서로 비행중이던 제2 무인 비행체(12)가 강풍 등 내외부 요인으로 주행경로(A)를 이탈하는 이벤트 예시를 보여준다. 이때, 주행경로(A)를 일시적으로 이탈한 제2 무인 비행체(12)는 정상적으로 주행중인 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 수신받아 다시 정상적으로 군집 대형을 따라 수 있으나, 제3 무인 비행체(13)는 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)의 위치정보를 수신받게 되므로 잘못된 경로를 쫓아가게 되고, 제3 내지 제5 무인 비행체(13, 14, 15)도 연속적으로 군집 대형을 이탈할 수 있다. 이때, 주행경로는 무인 비행체들(11, 12, 13, 14, 15)이 목표지점까지 안전하게 이동하기 위해 지표면(또는 해수면)으로부터 일정 높이의 특정범위로 정해진 공간인 공역(airspace: A)으로 실현될 수 있다.
도 6을 참고하면, 군집주행 모니터링부(45)는, 주행경로의 중심 좌표(C) 및 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)의 현재 GPS 좌표(GPS2)를 기초로 벡터(VL)를 계산하고, 계산된 벡터(VL)와 주행경로 경계지점(A)과의 교점(NGPS)을 군집주행 유지좌표로 연산할 수 있다. 따라서, 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)를 뒤따르던 제3 무인 비행체(13)는 군집주행 유지좌표를 전달받아 주행경로를 이탈하지 않고 군집 대형을 유지하며 주행할 수 있다.
저장부(47)는, 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)로부터 전송되는 위치좌표들을 이동체(10) 별로 구별하여 저장할 수 있다. 또한, 저장부(47)는, 군집주행 관제장치(40) 운영에 필요한 각종 프로그램 및 목표지점(T)의 위치정보를 저장할 수 있다.
도 7은 다른 실시예에 따른 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이며, 도 8은 도 7의 군집주행 주행순서를 결정하는 방법을 자세하게 설명하는 흐름도이고, 도 9는 도 7의 군집주행 비행을 제어하는 방법을 자세하게 설명하는 흐름도이다.
도 1 및 도 7을 참고하면, 군집주행 제어 방법은, 군집주행 스케줄링 단계(S100), 그리고 군집주행 비행제어 단계(S200)를 포함한다. 군집주행 제어 방법에 있어서, 군집주행 관제장치(40)와 이동체(10) 상호 간 통신은 이동체(10)가 위치하는 서비스 영역을 담당하는 기지국(20)을 통해 수행된다. 이때, 기지국(20)은, 서비스 영역 내에 위치하는 이동체(10)로부터 GPS 좌표 및 및 이동체(10) 식별정보가 포함된 위치정보를 수신받고 수신받은 GPS 좌표를 오차신호로 보정하여 갱신된 GPS 좌표를 군집주행 관제장치(40)로 전송한다.
일 실시예에 따라, 이동체(10)의 위치정보 보정은 이동체(10)의 GPS 좌표에 대해 기지국(20)이 생성한 GPS 오차신호를 차분하는 DGPS(Differential GPS) 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 GPS 보정방법을 포함할 수 있다. 또한, DGPS 보정에서, 해당 기지국(20)의 서비스 영역에 위치하는 이동체(10)와 기지국(20)은 서로 비슷한 GPS 오차를 갖는 것으로 가정한다.
군집주행 관제장치(40)는, 목표지점과 기지국(20)으로부터 수신받은 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하고 상대위치를 기초로 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)의 주행 순서를 결정하여 군집주행을 스케줄링한다(S100).
복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)들이 정해진 순서대로 군집주행을 수행하면, 군집주행 관제장치(40)는, 군집주행 중인 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)를 모니터링하고, 선행 이동체(10)의 위치정보를 기지국(20)을 통해 후행 이동체(10)로 전송하여 군집주행을 제어한다(S200). 즉, 군집주행 관제장치(40)는, 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N)들의 주행 순서대로 GPS 좌표 및 및 이동체(10) 식별정보를 포함하는 위치정보를 기지국(20)을 통하여 차례로 수신받고, 이를 검증하여 주행경로를 이탈하는지를 판단 후 바로 뒤따라 주행하는 이동체(10), 즉 후행 이동체(10)로 선행 이동체(10)의 위치정보를 전송한다.
도 8을 참고하면, 군집주행 스케줄링 단계(S100)는, 좌표 수집단계(S110), 주행순서 연산단계(S130), 그리고 이동체 연산결과 전송단계(S150)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 8을 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는, 군집주행 주행순서를 결정하기 위해 군집주행을 수행할 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)들로부터 현재 GPS 좌표가 포함된 위치정보를 수신받고, 저장부(47)에 저장된 목표지점(T)의 위치정보를 수집한다(S110). 여기서, 이동할 목표지점의 위치정보는 GPS 좌표를 포함할 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 목표지점의 위치좌표(T)와 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)의 위치정보를 기초로 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)에 대한 각각의 상대위치를 산정하여 주행 순서를 결정할 수 있다(S130). 이때, 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)의 위치정보는 기지국(20)에서 보정된 GPS 좌표, 즉, 갱신된 GPS 좌표 및 이동체(10)의 식별정보를 포함할 수 있다. 상대위치는 목표지점의 위치좌표(T)와 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)의 GPS 좌표에 기초한 벡터 크기로 실현될 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는, 목표지점의 위치좌표(T)와 제1 무인 비행체(11)의 GPS 좌표, 제2 무인 비행체(12)의 GPS 좌표, 제3 무인 비행체(13)의 GPS 좌표, 제4 무인 비행체(14)의 GPS 좌표, 제5 무인 비행체(15)의 GPS 좌표 간의 벡터 VL1, VL2, VL3, VL4, VL5를 구하고, 각 벡터의 크기를 비교(VL1< VL2< VL3< VL4< VL5) 하여 크기가 작은 순서(VL1, VL2, VL3, VL4, VL5)로 주행 순서를 결정할 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 결정된 주행순서를 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)로 각각 전송한다(S150). 따라서, 이후 군집주행시 제1 무인 비행체(11)가 선두로 목표지점을 향해 이동하면, 제2 무인 비행체(12)는 선행하는 제1 무인 비행체(11)를 따라 비행하고, 제3 무인 비행체(13)는 선행하는 제2 무인 비행체(12)를 따라 비행하고, 제4 무인 비행체(14)는 선행하는 제3 무인 비행체(13), 제5 무인 비행체(15)는 선행하는 제4 무인 비행체(14)를 따라 주행한다.
도 9를 참고하면, 군집주행 비행제어 단계(S200)는, 이동체 위치정보 수신단계(S210), 주행경로 이탈여부 확인단계(S220), 선행 이동체의 위치정보를 후행 이동체로 전송단계(S230), 새로운 위치정보 생성단계(S240), 그리고 새로운 위치정보를 후행 이동체로 전송단계(S250)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는, 주행중인 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)로부터 GPS 좌표가 포함된 위치정보를 실시간으로 수신받는다(S210). 이때, 군집주행 관제장치(40)는, 주행중인 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)로부터 같은 시간에 위치정보를 수신받을 수도 있으며, 일정 시간차를 두고 수신받을 수도 있다. 다른 실시예에 따라, 위치정보에 포함된 GPS 좌표는 기지국(20)에서 보정되어 갱신된 GPS 좌표로 구현된다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 수신받은 위치정보를 분석하여 해당 위치정보를 전송한 이동체(10)가 주행경로를 이탈하였는지를 분석하여 군집주행 중인 복수의 이동체(10: 1, 2, …, N) 각각을 모니터링한다(S220).
분석결과 주행경로를 이탈하지 않은 경우(S220, No), 군집주행 관제장치(40)는, 선행 이동체(10)의 위치정보를 뒤따르는 후행 이동체(10)로 전송한다(S230). 위치정보는 후행 이동체(10)가 위치하는 서비스 영역을 담당하는 기지국(20)을 통해 후행 이동체(10)로 전송되며, 이때 기지국(20)은 위치정보 보정 없이 전송할 수 있다.
분석결과 주행경로를 이탈한 경우(S220, Yes), 군집주행 관제장치(40)는, 이탈한 이동체(10)를 뒤따르던 이동체(10)들이 주행경로를 이탈하지 않도록 군집주행을 유지하는 새로운 위치좌표를 생성한다(S240). 여기서, 군집주행 유지좌표는, 주행경로의 중심 좌표 및 경로를 이탈한 선행 이동체(10)의 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응할 수 있다.
도 5를 참고하면, 5대의 무인 비행체(11, 12, 13, 14, 15)는 군집주행 중 두 번째 순서로 비행중이던 제2 무인 비행체(12)가 강풍 등 내외부 요인으로 주행경로를 이탈하는 이벤트 예시를 보여준다. 이때, 주행경로를 일시적으로 이탈한 제2 무인 비행체(12)는 정상적으로 주행중인 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 수신받아 다시 군집 대형을 따라 수 있으나, 제3 무인 비행체(13)는 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)의 위치정보를 수신받게 되므로 잘못된 경로를 쫓아가게 되고, 제3 내지 제5 무인 비행체(13, 14, 15)도 연속적으로 군집 대형을 이탈할 수 있다. 이때, 주행경로는 무인 비행체들(11, 12, 13, 14, 15)이 목표지점까지 안전하게 이동하기 위해 지표면(또는 해수면)으로부터 일정 높이의 특정범위로 정해진 공간인 공역(airspace: A)으로 실현될 수 있다.
도 6을 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는, 주행경로의 중심 좌표(C) 및 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)의 현재 GPS 좌표(GPS2)를 기초로 벡터(VL)를 계산하고, 계산된 벡터(VL)와 주행경로 경계지점(A)과의 교점(NGPS)을 군집주행 유지좌표로 연산할 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 기지국(20)을 통해 군집주행 유지좌표를 후행 이동체(10)로 전송한다(S250). 도 5 및 도 6을 참고하면, 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)를 뒤따르던 제3 무인 비행체(13)는 군집주행 유지좌표를 군집주행 관제장치(40)로부터 수신받아 군집 대형을 이탈하지 않고 주행경로 따라 이동하며, 그 뒤를 따르던 제4 및 제5 무인 비행체(14, 15)도 군집 대형을 유지하며 주행할 수 있다.
도 10은 다른 실시예에 따라 주행경로를 따라 이동중인 복수의 이동체에 대한 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이며, 도 11은 다른 실시예에 따라 주행경로를 이탈한 이동체와 뒤따르던 후행 이동체에 대한 군집주행 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 10 및 도 11은, 도 7 내지 도 9에 설명된 내용을 전체 구성요소 간 신호 흐름으로 보기 쉽게 표시한 도면이며, 설명의 편의를 위해 도 10 및 도 11에서는 군집주행을 수행하는 선행 이동체 및 후행 이동체 두 대만 표시하였다.
도 1 내지 도 10을 참고하면, 군집주행 관제장치(40)는, 군집주행 주행순서를 결정하기 위해 군집주행을 수행할 복수의 이동체(11, 12)들로부터 현재 GPS 좌표가 포함된 위치정보를 기지국(20)을 통해 수신받고(S1001), 저장부(47)에 저장된 목표지점의 위치정보(T)를 수집한다. 도 10에는 제1, 2 이동체(11, 12)가 위치정보를 송신하는 것으로 도시하나, 군집주행을 함께 수행하는 제3, 4, 5 이동체(13, 14, 15)들도 자신의 현재 위치정보를 송신하는 것을 가정한다. 여기서, 이동할 목표지점 위치정보(T)는 GPS 좌표를 포함할 수 있으며, 복수의 이동체(11, 12)의 GPS 좌표는 기지국(20)에서 보정되어 갱신된 GPS 좌표가 군집주행 관제장치(40)로 전송될 수 있다(S1003, S1005).
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 목표지점 위치좌표(T)와 복수의 이동체(11, 12)의 위치정보를 기초로 복수의 이동체(11, 12)에 대한 각각의 상대위치를 산정하여 복수의 이동체(11, 12)의 주행순서를 결정할 수 있다(S1007). 이때, 상대위치는 목표지점의 위치좌표(T)와 복수의 이동체(11, 12)의 갱신된 GPS 좌표 간의 벡터 크기로 산정될 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 산정된 주행순서를 복수의 무인 비행체(11, 12)로 각각 전송할 수 있다(S1011). 이때, 기지국(20)을 통해 복수의 무인 비행체(11, 12)로 주행순서가 전송되는데, 각 무인 비행체(10)들이 위치하는 기지국(20)의 서비스 영역이 다른 경우 복수의 무인 비행체(11, 12)들은 각각 다른 기지국(20)을 통해 주행순서를 전송받 수 있다. 즉, 도 10에서는 기지국(20)을 하나만 도시하고 있으나, 복수의 무인 비행체(11, 12)들이 서로 먼 거리에 위치하는 경우, 도 10의 기지국(20)은 서로 다른 기지국(20)으로 실현될 수 있다.
또한, 도 10에는 제1, 2 이동체(11, 12)에 대해 주행순서를 결정하고 결정된 주행순서를 전송하는 것으로 도시하였으나, 군집주행을 수행하는 제3, 4, 5 이동체(13, 14, 15)에 대해서도 주행순서를 함께 결정하고, 결정된 주행순서를 제3, 4, 5 이동체(13, 14, 15)로 전송하는 것을 가정할 수 있다.
다음으로, 이후 군집주행이 수행되면, 복수의 무인 비행체(11, 12, 13, 14, 15)들은 자신의 현재 위치정보를 실시간으로 기지국(20)으로 전송한다. 군집주행시 각 무인 비행체(11, 12, 13, 14, 15)들은 전송받은 주행순서대로 비행한다. 즉, 제1 무인 비행체(11)가 선두로 목표지점을 향해 이동하면, 제2 무인 비행체(12)는 선행하는 제1 무인 비행체(11)를 따라 주행하고, 주행하는 중 실시간으로 현재 위치정보를 인접한 기지국(20)으로 전송한다.
도 10을 참고하면, 선두로 지정된 제1 무인 비행체(11)는 현재 GPS 좌표가 포함된 자신의 위치정보를 인접한 기지국(20)으로 전송한다(S1013).
다음으로, 기지국(20)은 수신받은 GPS 좌표(GPS 1)를 오차신호로 보정하여 갱신된 GPS 좌표(GPS 1)를 생성한다(S1015). 이때, 제1 무인 비행체(11)의 GPS 좌표 보정은 제1 무인 비행체(11)의 GPS 좌표에 기지국(20)이 생성한 GPS 오차신호를 차분하는 DGPS(Differential GPS) 방법으로 수행될 수 있다. 다음으로, 기지국(20)은 제1 무인 비행체(11)의 갱신된 GPS 좌표(GPS 1)를 포함하는 위치정보를 군집주행 관제장치(40)로 전송한다(S1017).
다른 실시예에 따라, 복수의 무인 비행체(11, 12)들이 공역을 이동함에 따라 근접하는 기지국(20)이 달라질 수 있다. 즉, 주행 중인 제1 무인 비행체(11)가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국(20)의 서비스 영역으로 이동하면, 무인 비행체(10)는 현재 서비스 영역을 담당하는 기지국(20)으로 현재 위치정보를 전송하고, 무인 비행체(10)로부터 위치정보를 수신받은 현재 기지국(20)이 자신이 생성한 GPS 오차신호를 차분하여 갱신된 GPS 좌표를 생성한다. 따라서, 군집주행 관제장치(40)는, 인접 기지국(20)으로부터 갱신된 GPS 좌표(GPS 1)가 포함된 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 수신받을 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 수신받은 위치정보를 분석하여 해당 위치정보를 전송한 제1 무인 비행체(11)가 주행경로를 이탈하였는지를 분석한다(S1019).
분석결과 제1 무인 비행체(11)가 주행경로를 이탈하지 않은 경우(S1019, No), 군집주행 관제장치(40)는, 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 뒤따르는 제2 무인 비행체(12)로 전송한다(S1021). 이때, 제1 무인 비행체(11)의 위치정보는 제2 무인 비행체(12)가 위치하는 서비스 영역을 담당하는 기지국(20)을 통해 전송되며, 이때 기지국(20)은 위치정보 보정 없이 제1 무인 비행체(11)의 위치정보를 전송할 수 있다.
도 10에서는 제1 무인 비행체(11)가 주행경로를 이탈하지 않은 경우를 전제로 설명하였다. 주행경로를 이탈한 경우(S1019, Yes)를 가정하면, 도 11에 도시된 단계(S2021)를 수행하나, 이때 군집주행 관제장치(40)는, 기지국(20)을 통해 제1 무인 비행체(11)를 기초로 산출된 군집주행 유지좌표를 제2 무인 비행체(12)로 전송할 것이다.
도 11을 참고하면, 주행중인 제2 무인 비행체(12)는 현재 GPS 좌표가 포함된 자신의 위치정보를 인접한 기지국(20)으로 전송한다(S2013).
다음으로, 기지국(20)은 수신받은 GPS 좌표(GPS 2)를 오차신호로 보정하여 갱신된 GPS 좌표(GPS 2)를 생성한다(S2015). 이때, 제2 무인 비행체(12)의 GPS 좌표 보정은 제2 무인 비행체(12)의 GPS 좌표에 기지국(20)이 생성한 GPS 오차신호를 차분하는 DGPS(Differential GPS) 방법으로 수행될 수 있다.
다음으로, 기지국(20)은 제2 무인 비행체(12)의 갱신된 GPS 좌표(GPS 2)를 포함하는 위치정보를 군집주행 관제장치(40)로 전송한다(S2017). 다른 실시예에 따라, 주행 중인 제2 무인 비행체(12)가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국(20)의 서비스 영역으로 이동하면, 제2 무인 비행체(12)는 현재 서비스 영역을 담당하는 기지국(20)으로 현재 위치정보를 전송하고, 무인 비행체(10)로부터 위치정보를 수신받은 현재 기지국(20)이 자신이 생성한 GPS 오차신호를 차분하여 갱신된 GPS 좌표를 생성한다. 따라서, 군집주행 관제장치(40)는, 인접 기지국(20)으로부터 갱신된 GPS 좌표(GPS 2)가 포함된 제2 무인 비행체(12)의 위치정보를 수신받을 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 수신받은 위치정보를 분석하여 해당 위치정보를 전송한 제2 무인 비행체(12)가 주행경로를 이탈하였는지를 분석한다(S2019).
분석결과 제2 무인 비행체(12)가 주행경로를 이탈한 경우(S2019, Yes), 군집주행 관제장치(40)는, 이탈한 제2 무인 비행체(12)를 뒤따르던 제3 내지 제5 무인 비행체(13, 14, 15)들이 주행경로를 이탈하지 않도록 군집주행을 유지하는 새로운 위치좌표를 생성한다(S2021). 여기서, 군집주행 유지좌표는, 도 6에 설명된 바와 같이 주행경로의 중심 좌표(C) 및 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)의 현재 GPS 좌표(GPS2)를 기초로 벡터(VL)를 계산하고, 계산된 벡터(VL)와 주행경로 경계지점(A)과의 교점(NGPS)을 군집주행 유지좌표로 연산할 수 있다.
다음으로, 군집주행 관제장치(40)는, 기지국(20)을 통해 군집주행 유지좌표를 제3 무인 비행체(13)로 전송한다(S2023). 도 5 및 도 6을 참고하면, 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(12)를 뒤따르던 제3 무인 비행체(13)는 군집주행 유지좌표를 군집주행 관제장치(40)로부터 수신받아 군집 대형을 이탈하지 않고 주행경로 따라 이동할 수 있다.
도 11에서는 제2 무인 비행체(11)가 주행경로를 이탈한 경우를 전제로 설명하였다. 주행경로를 이탈하지 않은 경우(S2019, No)는 도 10에 도시된 단계(S1021)를 수행하나, 이때 군집주행 관제장치(40)는, 기지국(20)을 통해 제2 무인 비행체(12)의 위치정보를 제3 무인 비행체(13)로 전송할 것이다.
도 10 및 도 11에는 제1 무인 비행체(11) 및 제2 무인 비행체(12)에 대한 위치정보 전송 및 판단과정을 설명하나, 제3, 4, 5 무인 비행체(13, 14, 15)도 주행 단계들(S1013 내지 S1021, 또는 S2013 내지 S2027)을 동일하게 반복할 수 있다. 군집주행 관제장치(40)는, 주행중인 복수의 이동체(11, 12, 13, 14, 15)로부터 동일 시간대에 위치정보를 수신받아 주행경로 이탈여부를 판단할 수 있으며, 다른 실시예에 따라 일정 시간차를 두고 위치정보를 수신받아 주행경로 이탈여부를 판단할 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10: 이동체 20: 기지국
30: 이동통신 네트워크 40: 군집주행 관제장치

Claims (14)

  1. 복수의 이동체의 군집주행을 관제하는 장치에 있어서,
    기지국으로부터 상기 복수의 이동체의 위치정보를 수신받는 통신부;
    상기 복수의 이동체의 위치정보와 목표지점의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하여 상기 복수의 이동체의 주행 순서를 결정하는 군집주행 스케줄링부; 및
    군집주행 중인 상기 복수의 이동체를 모니터링하고 선행 이동체의 위치정보를 상기 기지국을 통해 후행 이동체로 전송하는 군집주행 모니터링부;를 포함하고,
    상기 군집주행 모니터링부는,
    선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로를 이탈하여 주행 중이면 후행 이동체가 기존 주행경로를 이탈하지 않도록 기준이 되는 군집주행 유지좌표를 생성하고 상기 기지국을 통해 상기 군집주행 유지좌표를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이동체의 위치정보는, GPS 좌표를 포함하고,
    상기 기지국은,
    서비스 영역 내에 위치하는 이동체로부터 GPS 좌표를 수신받고 수신받은 GPS 좌표를 오차신호로 보정하여 상기 통신부로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 통신부는,
    주행 중인 이동체가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국의 서비스 영역으로 이동할 때 인접 기지국으로부터 갱신된 GPS 좌표가 포함된 상기 이동체의 위치정보를 수신받는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 군집주행 스케줄링부는,
    목표지점의 위치좌표와 상기 복수의 이동체의 갱신된 GPS 좌표 간의 벡터 크기를 산정하고 벡터 크기가 작은 순서로 주행 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 군집주행 모니터링부는,
    선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로대로 주행중이면 상기 기지국을 통해 선행 이동체의 위치정보를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 군집주행 유지좌표는,
    주행경로의 중심 좌표 및 주행경로를 이탈한 선행 이동체의 갱신된 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 군집주행 관제장치가 복수의 이동체의 군집주행을 제어하는 방법에 있어서,
    목표지점의 위치정보와 기지국으로부터 수신받은 상기 복수의 이동체의 위치정보를 기초로 상대위치를 산정하고 상기 상대위치를 기초로 상기 복수의 이동체의 주행 순서를 결정하여 군집주행을 스케줄링하는 단계; 및
    군집주행 중인 상기 복수의 이동체를 모니터링하고 선행 이동체의 위치정보를 상기 기지국을 통해 후행 이동체로 전송하여 군집주행을 제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 군집주행을 제어하는 단계는,
    선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로를 이탈하여 주행중이면 후행 이동체가 기존 주행경로를 이탈하지 않도록 기준이 되는 군집주행 유지좌표를 생성하는 단계; 및
    상기 기지국을 통해 상기 군집주행 유지좌표를 후행 이동체로 전송하는 단계;를 포한하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 이동체의 위치정보는, GPS 좌표를 포함하고,
    상기 기지국은,
    서비스 영역 내에 위치하는 이동체로부터 GPS 좌표를 수신받고 수신받은 GPS 좌표를 오차신호로 보정하여 갱신된 GPS 좌표를 상기 군집주행 관제장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 군집주행을 제어하는 단계는,
    주행 중인 이동체가 해당 서비스 영역을 벗어나 인접 기지국의 서비스 영역으로 이동할 때 인접 기지국으로부터 갱신된 GPS 좌표가 포함된 이동체의 위치정보를 수신받는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 군집주행을 스케줄링하는 단계는,
    목표지점의 위치좌표와 상기 복수의 이동체의 갱신된 GPS 좌표 간의 벡터 크기를 산정하고 벡터 크기가 작은 순서로 주행 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 군집주행을 제어하는 단계는,
    선행 이동체의 위치정보를 분석하여 주행경로대로 주행중이면 상기 기지국을 통해 선행 이동체의 위치정보를 후행 이동체로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 삭제
  14. 제8항에 있어서,
    상기 군집주행을 제어하는 단계는,
    주행경로의 중심 좌표 및 주행경로를 이탈한 선행 이동체의 갱신된 GPS 좌표를 기초로 산정된 벡터와 주행경로 경계지점과의 교점에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020170098227A 2017-08-02 2017-08-02 군집주행 제어 시스템 및 방법 KR102165019B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098227A KR102165019B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 군집주행 제어 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170098227A KR102165019B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 군집주행 제어 시스템 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190014418A KR20190014418A (ko) 2019-02-12
KR102165019B1 true KR102165019B1 (ko) 2020-10-13

Family

ID=65369344

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170098227A KR102165019B1 (ko) 2017-08-02 2017-08-02 군집주행 제어 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102165019B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220085435A (ko) 2020-12-15 2022-06-22 현대오토에버 주식회사 비행체 유도 방법 및 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102258731B1 (ko) * 2019-07-19 2021-05-31 배재대학교 산학협력단 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템 및 방법
US11636405B2 (en) * 2019-11-20 2023-04-25 Here Global B.V. Method, apparatus and computer program product for vehicle platooning
JP7557954B2 (ja) * 2020-04-06 2024-09-30 三菱重工業株式会社 制御装置、移動制御システム、制御方法及びプログラム
KR102316704B1 (ko) 2021-03-19 2021-10-26 주식회사 파블로항공 협업하는 무인 비행체 그룹에 의해 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060053649A (ko) * 2004-11-17 2006-05-22 현대자동차주식회사 군집 주행에서 차량간 통신방법
KR20150129868A (ko) * 2014-05-09 2015-11-23 주식회사 아이파이브 Idgps 방식에 기반한 무인 이동체 주행 방법
KR101765250B1 (ko) * 2015-06-03 2017-08-04 국민대학교 산학협력단 다수의 무인 비행체의 비행 스케줄 정보 생성 장치, 다수의 무인 비행체의 비행 제어 방법 및 무인 비행체
KR101807370B1 (ko) 2015-12-16 2018-01-18 한양대학교 산학협력단 이동 로봇의 주행 경로 계획 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220085435A (ko) 2020-12-15 2022-06-22 현대오토에버 주식회사 비행체 유도 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190014418A (ko) 2019-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102165019B1 (ko) 군집주행 제어 시스템 및 방법
CA2866708C (en) Autonomous vehicle and method for coordinating the paths of multiple autonomous vehicles
US9752878B2 (en) Unmanned aerial vehicle control handover planning
US9760094B2 (en) Distributed collaborative operations processor systems and methods
US10269253B2 (en) System and method of refining trajectories for aircraft
US11927677B2 (en) Systems and methods for supplemental navigation using distributed avionics processing
US9567080B2 (en) Goal-based planning system
EP3331258A1 (en) Position information assisted network control
Chen et al. Edge computing assisted autonomous flight for UAV: Synergies between vision and communications
EP3538966B1 (en) Vehicle collision avoidance
US20220335841A1 (en) Systems and methods for strategic smart route planning service for urban airspace users
EP3761062A1 (en) Position determination of mobile objects
CN112748456A (zh) 使用分布式航空电子设备处理的辅助性导航的系统和方法
AU2015201728B2 (en) Autonomous vehicle and method for coordinating the paths of multiple autonomous vehicles
EP4089010A1 (en) Systems and methods for ground-based automated flight management of urban air mobility vehicles
US11719783B2 (en) Systems and methods for cross-reference navigation using low latency communications
AU2016216683A1 (en) Autonomous vehicle and method for coordinating the paths of multiple autonomous vehicles
Schwalb et al. Improving redundancy and safety of UTM by leveraging multiple UASS
US11523331B2 (en) Systems and methods for generating visual cues for spatial communication coverage
EP3968056A2 (en) Systems and methods for cross-reference navigation using low latency communications
CN116455440A (zh) 一种姿态感知赋能高效波束对准方法与对准系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant