KR102166451B1

KR102166451B1 - Method and apparatus for setting the flight path of a drones

Info

Publication number: KR102166451B1
Application number: KR1020180171687A
Authority: KR
Inventors: 권기룡; 박진혁
Original assignee: 부경대학교 산학협력단
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2018-12-28
Publication date: 2020-10-15
Also published as: KR20200081806A

Abstract

본 발명은 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분류부가 전체 영역을 임의의 크기로 구획화 하여 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역으로 분류하는 단계; 산출부가 출발지와 목적지에 따라 방향성 정보를 산출하여 적어도 하나 이상의 가상 경로를 생성하는 단계; 및 생성부가 노드를 추가 및 제거하여 최종 비행 경로를 생성하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for setting a flight path of a drone, and more particularly, the steps of: a classification unit classifying the entire area into an arbitrary size and classifying it into a flightable area and a no-fly area; Generating at least one virtual route by calculating direction information according to a starting point and a destination by a calculation unit; And generating a final flight path by adding and removing nodes by the generation unit.

Description

Drone flight path setting method and device {METHOD AND APPARATUS FOR SETTING THE FLIGHT PATH OF A DRONES}

본 발명은 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빈 분류 기반 압축 기법을 이용하여 분류된 비행 가능 구역 내에서 드론의 비행 경로를 생성 및 설정할 수 있도록 하는 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for setting a flight path of a drone, and more particularly, a flight path setting of a drone that enables the creation and setting of a flight path of a drone within a classified flight area using a bin classification-based compression technique. It relates to a method and apparatus.

드론은 감시정찰, 방송, 택배, 농업 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있고 향후 이용과 응용 범위가 급격히 확대될 전망이다. 이렇게 드론을 활용하여 편리하고 안전한 생활환경을 구축할 수 있지만, 반대로 사용자 실수나 고의로 또는 드론의 장애로 인하여 안전이나 사생활 침해 등 역기능도 발생할 수 있다.Drones are being used in various applications such as surveillance and reconnaissance, broadcasting, parcel delivery, and agriculture, and their use and application range are expected to expand rapidly in the future. In this way, a convenient and safe living environment can be established by using a drone, but adverse functions such as invasion of safety or privacy may occur due to a user's mistake or intentionally or due to a drone failure.

이를 방지하기 위하여 법으로 드론 금지 구역을 설정하고 있으며, 드론 사용자는 이 지역을 회피하여 비행하여야 한다. 또한, 드론이 비행 중 철탑이나 구조물과 충돌 위험이 있을 때 이 지역을 회피하여 비행할 필요가 있다.To prevent this, a drone prohibition zone is established by law, and drone users must fly away from this area. In addition, when the drone is in danger of colliding with a steel tower or structure during flight, it is necessary to avoid flying in this area.

이에 드론이 비행 금지 구역을 회피하여 출발지부터 목적지까지 비행할 수 있는 경로 제공 방법이 필요하다.Accordingly, there is a need for a method of providing a route for the drone to fly from the point of departure to the destination by avoiding the no-fly zone.

이를 위해서, 현재까지 전체 영역 내 이동이 금지된 구역을 제외하고 이동이 자유로운 영역에 경로 생성에 필요한 노드를 임의로 생성하고, 노드 간 연결을 통해 이동 경로를 제공하는 PRM(Probabilistic RoadMap)과 같은 기법이 주로 연구되어져 왔다.To this end, techniques such as PRM (Probabilistic RoadMap), which randomly generates nodes necessary for path generation in areas where movement is free, except for areas where movement is prohibited in the entire area, and provides movement paths through connection between nodes, are used. It has been mainly studied.

그러나, PRM은 이동이 가능한 영역에 임의로 노드를 생성하기 때문에 생성된 경로의 정확성이 떨어지고, 노드의 개수에 따라서 생성되는 경로의 정확성이 달라지기 때문에 정확한 경로로 이동해야 하는 드론에는 적용할 수 없다는 문제점이 있다.However, since PRM randomly creates nodes in the movable area, the accuracy of the generated path decreases, and the accuracy of the generated path varies depending on the number of nodes, so it cannot be applied to drones that must move to the correct path. There is this.

따라서, 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역을 명확히 구분하여 비행 가능 구역 내에서 비행 경로를 생성할 수 있도록 하는 기술이 개발될 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a technology that allows the flight path to be created within the flight area by clearly separating the flight area and the flight prohibited area.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역을 명확히 구분하여 비행 가능 구역 내에서 비행 경로를 생성함으로써, 드론 운용 시에 발생할 수 있는 금지 구역 침범과 같은 사고 및 범죄를 예방할 수 있도록 하는 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치를 제공함에 있다.Therefore, the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and by clearly dividing the flyable zone and the no-fly zone to create a flight path within the flyable zone, invasion of the prohibited zone that may occur during drone operation. It is to provide a method and apparatus for setting a flight path of a drone that can prevent such accidents and crimes.

또한, 본 발명은 빈 분류 기반 압축 기법을 이용하여 비행 가능 구역 내에서 비행 경로를 생성할 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 비행 경로 설정이 가능하도록 하는 것을 물론, 드론의 운용 효율성 및 데이터 활용성을 높일 수 있도록 하는 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention makes it possible to create a flight path within a flight-capable area using a bin classification-based compression technique, thereby enabling more accurate flight path setting, as well as enhancing operational efficiency and data utilization of a drone. It is to provide a method and apparatus for setting a flight path of a drone to enable it.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론의 비행 경로 설정 방법은, 분류부가 전체 영역을 임의의 크기로 구획화 하여 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역으로 분류하는 단계; 산출부가 출발지와 목적지에 따라 방향성 정보를 산출하여 적어도 하나 이상의 가상 경로를 생성하는 단계; 및 생성부가 노드를 추가 및 제거하여 최종 비행 경로를 생성하는 단계를 포함한다.The method for setting a flight path of a drone according to the present invention for achieving the above object includes the steps of: classifying the entire area into an arbitrary size and classifying it into a flightable area and a no-fly area; Generating at least one virtual route by calculating direction information according to a starting point and a destination by a calculation unit; And generating a final flight path by adding and removing nodes by the generation unit.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론의 비행 경로 설정 장치는, 전체 영역을 임의의 크기로 쿼드 트리를 기반으로 구획화 하여 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역으로 분류부; 출발지와 목적지에 따라 방향성 정보를 산출하여 적어도 하나 이상의 가상 경로를 생성하는 산출부; 및 노드를 추가 및 제거하여 최종 비행 경로를 생성하는 생성부를 포함한다.In addition, a flight path setting apparatus for a drone according to the present invention for achieving the above object comprises: a classification unit that divides the entire area into an arbitrary size based on a quad tree and divides the entire area into an available flight area and a no-fly area; A calculator configured to generate at least one virtual route by calculating direction information according to a starting point and a destination; And a generator for generating a final flight path by adding and removing nodes.

본 발명에 의하면, 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역을 명확히 구분하여 비행 가능 구역 내에서 비행 경로를 생성함으로써, 드론 운용 시에 발생할 수 있는 금지 구역 침범과 같은 사고 및 범죄를 예방할 수 있도록 한다.According to the present invention, a flight path is created within the flight area by clearly dividing the flight area and the flight prohibited area, thereby preventing accidents and crimes such as invasion of the prohibited area that may occur during drone operation.

또한, 본 발명에 의하면, 빈 분류 기반 압축 기법을 이용하여 비행 가능 구역 내에서 비행 경로를 생성할 수 있도록 함으로써, 보다 정확한 비행 경로 설정이 가능하도록 하는 것을 물론, 드론의 운용 효율성 및 데이터 활용성을 높일 수 있도록 하는 드론의 비행 경로 설정 방법 및 장치를 제공함에 있다.In addition, according to the present invention, by using a bin classification-based compression technique to create a flight path within a flight-capable area, more accurate flight path setting is possible, as well as operational efficiency and data utilization of drones. It is to provide a method and apparatus for setting a flight path of a drone that can be increased.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행 경로 설정 방법을 나타내는 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전체 영역을 구획화 한 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비행 금지 구역의 지형을 한 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 비행 금지 구역을 최종적으로 설정한 일 예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전체 영역을 비행 금지 구역 및 비행 가능 구역으로 분류한 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 쿼드 트리로 비행 금지 구역 및 비행 가능 구역으로 구획화 한 일 예를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 각 비행 구역 간 방향성 탐색의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 비행 가능 구역 내 비행 경로 생성을 위한 노드 생성 결과의 일 예를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비행 경로 설정 장치를 나타내는 블록도.1 is a flow chart showing a flight path setting method according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing an example of partitioning an entire area according to an embodiment of the present invention;
3 is a view showing an example of topography of a no-fly zone according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram showing an example of finally setting a no-fly zone according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing an example in which the entire area is classified into a no-fly zone and an available flight zone according to an embodiment of the present invention;
6 is a diagram showing an example of partitioning into a non-fly zone and a flyable zone as a quad tree according to an embodiment of the present invention;
7 is a view showing an example of directional search between each flight zone according to an embodiment of the present invention;
8 is a diagram showing an example of a result of generating a node for generating a flight path within a flightable area according to an embodiment of the present invention;
9 is a block diagram showing a flight path setting apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기증을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. Objects and effects of the present invention, and technical configurations for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of donation in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be implemented in various different forms. These embodiments are provided only to make the disclosure of the present invention complete, and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art to which the present invention pertains, and the present invention is defined by the scope of the claims. It just becomes. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

한편, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.On the other hand, in the entire specification, when a part is said to be "connected" with another part, it is not only "directly connected", but also "indirectly connected" with another member interposed therebetween. Include. In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further provided, rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 발명은 빈 분류 기반 압축 기법을 이용하여 분류된 비행 가능 구역 내에서 드론의 비행 경로를 생성 및 설정함으로써, 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역을 보다 명확하게 분류하여 비행 금지 구역에 대한 접근을 미연에 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.The present invention creates and sets the flight path of the drone within the classified flight area using the bin classification-based compression technique, thereby more clearly classifying the flight area and the no-fly area to prevent access to the no-fly area in advance. It is to be able to prevent.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비행 경로 설정 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a flow chart showing a method for setting a flight path according to an embodiment of the present invention.

먼저, 전체 영역에서 금지 구역을 제거하기 위해 금지 구역과 비행 구역을 분류하기 위해 분류부가 전체 영역을 임의의 크기로 구획화 하여 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역으로 분류한다(S101).First, in order to classify the prohibited area and the flight area in order to remove the prohibited area from the entire area, the classification unit divides the entire area into an arbitrary size and classifies it into an available flight area and a non-flying area (S101).

구체적으로, 쿼드 트리를 기반으로 전체 영역을 임의의 크기를 가질 수 있도록 구획화하고, 좌표값들 중 최소값과 최대값을 기준으로 비행 금지 구역의 지형을 단순화한다. Specifically, the entire area is partitioned to have an arbitrary size based on the quad tree, and the topography of the no-fly zone is simplified based on the minimum and maximum values among coordinate values.

그 결과, 비행 금지 구역은 최종적으로 안전 거리로 정의되는 범퍼 값을 가지게 되는데, 이때 안전 거리는 드론의 비행 속도와 드론과 컨트롤러 간 수신 속도 및 컨트롤 신호에 반응하는 드론의 반응 속도에 따른 예상값 등을 반영하여 계산된 결과값이다. As a result, the no-fly zone finally has a bumper value that is defined as the safety distance.At this time, the safety distance is an estimated value according to the flight speed of the drone, the reception speed between the drone and the controller, and the reaction speed of the drone responding to the control signal. This is the calculated result value.

이로써, 비행 가능 구역과 비행 금지 구역이 분류되어 최종적으로 설정된다.As a result, the flight area and the no-fly area are classified and finally set.

이후, 산출부가 출발지와 목적지에 따라 방향성 정보를 산출하여 적어도 하나 이상의 가상 경로를 생성한다(S103).Thereafter, the calculation unit generates at least one virtual route by calculating directional information according to the origin and destination (S103).

구체적으로, 전체 영역을 쿼드 트리를 이용하여 금지 구역과 비행 구역으로 분류를 하면서 각 비행 구역간 연결성으로 재정의하는 단계를 거침으로써 비행 경로 계획 시 사용자가 원하는 영역만 따로 활용할 수 있게 있는데, 이 영역간 연결성에 실제 출발지와 목적지에 따라 각 연결성에 방향성을 따로 저장할 수 있다. Specifically, the entire area is classified into forbidden zones and flight zones using a quad tree and redefined as connectivity between each flight zone, allowing users to separately utilize only the zones desired by the user when planning flight paths. The direction can be stored separately for each connection according to the actual origin and destination.

각 영역간 연결에 방향성 정보를 더하게 될 경우, 최종적으로 생성되는 정확한 경로 제공 단계를 거치지 않더라도 영역간 연결과 방향성으로 간략한 경로를 제공받을 수 있게 된다. When directional information is added to the connection between regions, a simple path can be provided with connection and directionality between regions even without going through the step of providing an accurate path that is finally generated.

방향성 산출 단계에서는 기준 영역의 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 4방향으로 방향성 산출을 수행한다. 이렇게 계산된 모든 방향성 정보들은 부호화, 트리로 구성되어 실제 출발지와 목적지가 주어지게 되면 탐색을 통해서 필요한 방향성 정보만을 사용하게 되며 이를 통해 더욱 빠르게 비행 경로를 제공받을 수 있다.In the direction calculation step, the direction is calculated in the top, bottom, right, left, and 4 directions of the reference area. All directional information calculated in this way is composed of encoding and tree, and when the actual origin and destination are given, only the necessary directional information is used through search, and through this, the flight path can be provided more quickly.

마지막으로, 생성부가 노드를 추가 및 제거하여 최종 비행 경로를 생성한다(S105).Finally, the generation unit creates a final flight path by adding and removing nodes (S105).

앞서 수행한 연결성 및 방향성 분류, 산출 단계만으로도 이미 비행에 필요한 대략적인 경로는 제공할 수 있지만, 최종적으로 정확한 경로를 제공하기 위해서는 비행하는 영역 내 노드를 생성하고 불필요한 노드들을 제거한 후 연결하는 단계를 거쳐야 한다. The approximate route required for flight can already be provided by only the previously performed connectivity and direction classification and calculation steps, but in order to provide an accurate route in the end, it is necessary to create a node within the flying area, remove unnecessary nodes, and then connect. do.

각 노드들은 임의로 생성이 가능하지만, 경로 생성에 꼭 필요한 노드들을 따로 설정 가능하다. 경로 생성에 꼭 필요한 노드들은 출발지, 목적지 그리고 우회, 회전에 필요한 노드들로 본 단계에서는 해당 노드들을 중요 노드로 설정, 우선적으로 생성하고 그 외 노드들을 추가, 제거하는 과정을 거친 후 연결된 결과를 최종 비행 경로로 설정하여 사용자에게 제공한다.Each node can be created arbitrarily, but nodes necessary for path creation can be set separately. The nodes that are essential for path creation are the origin, destination, and nodes necessary for detour and rotation. In this step, the nodes are set as important nodes, first created, and other nodes are added or removed, and the connected result is finalized. Set it as a flight path and provide it to the user.

앞서 도 1의 S101단계인 구획 분류 단계는 이하 도 2 내지 도 5의 일 예를 통해 구체적으로 설명한다.The partition classification step, which is step S101 of FIG. 1, will be described below in detail through an example of FIGS. 2 to 5.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전체 영역을 구획화 한 일 예를 나타내는 도면으로서, 쿼드 트리를 기반으로 전체 영역을 임의의 크기로 구획화 한 결과를 나타낸 것이다.First, FIG. 2 is a diagram showing an example of partitioning an entire area according to an embodiment of the present invention, and shows the result of partitioning the entire area to an arbitrary size based on a quad tree.

도 2를 참조하면, 전체 영역이 임의의 동일한 크기로 구획화 된 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the entire area is partitioned with the same arbitrary size.

한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비행 금지 구역의 지형을 한 일 예를 나타내는 도면으로서, 비행 금지 구역의 복잡한 지형을 사각형을오 단순화 한 결과를 나타낸 것이다.Meanwhile, FIG. 3 is a diagram showing an example of the topography of the no-fly zone according to an embodiment of the present invention, and shows the result of simplifying the complex topography of the no-fly zone with a square.

벡터 맵 데이터는 좌표들의 연결로 이루어져 있는데, 복잡해 보이는 비행 금지 구역 또한 좌표값을 가지고 있기 때문에 그 좌표값들 중 최소값과 최대값을 기준으로 비행 금지 구역의 복잡한 지형을 사각형으로 단순화하는 작업을 수행하는 것이다.The vector map data consists of a connection of coordinates.Since the complex-looking no-fly zone also has coordinate values, the task of simplifying the complex topography of the no-fly zone into a rectangle based on the minimum and maximum values among the coordinate values is performed. will be.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 비행 금지 구역을 최종적으로 설정한 일 예를 나타내는 도면으로서, 앞서 단순화를 마친 비행 금지 구역을 기반으로 비행 금지 구역을 최종적으로 설정한 결과를 나타낸 것이다.Meanwhile, FIG. 4 is a diagram showing an example of finally setting the no-fly zone according to an embodiment of the present invention, and shows the result of finally setting the no-fly zone based on the previously simplified fly-free zone.

즉, 단순화된 비행 금지 구역에 안전 거리를 반영한 결과를 나타내는 것이다.In other words, it shows the result of reflecting the safety distance in the simplified no-fly zone.

앞서 설명한 바와 같이, 안전 거리는 드론의 비행 속도와 드론과 컨트롤러 간 수신 속도 및 컨트롤 신호에 반응하는 드론의 반응 속도에 따른 예상값 등을 반영하여 계산된 결과 값으로, 이를 단순화된 비행 금지 구역에 반영하여 비행 금지 구역을 최종적으로 설정하는 것이다.As described above, the safety distance is a result calculated by reflecting the flight speed of the drone, the reception speed between the drone and the controller, and the expected value according to the reaction speed of the drone responding to the control signal, and this is reflected in the simplified no-fly zone. Thus, the no-fly zone is finally set.

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 전체 영역을 비행 금지 구역 및 비행 가능 구역으로 분류한 일 예를 나타내는 도면으로서, 비행 금지 구역이 최종적으로 설정됨에 따라 전체 영역에서 비행 금지 구역과 비행 가능 구역을 분류한 결과를 나타낸 것이다.5 is a diagram showing an example in which the entire area is classified into a no-fly area and an available flight area according to an embodiment of the present invention. As the no-fly area is finally set, the no-fly area and the non-flyable area are identified in the entire area. It shows the result of classification.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 쿼드 트리로 비행 금지 구역 및 비행 가능 구역으로 구획화 한 일 예를 나타내는 도면이다.6 is a diagram illustrating an example of partitioning into a non-fly zone and a fly-able zone as a quad tree according to an embodiment of the present invention.

전체 영역을 구획화하고 금지 구역과 비행 구역을 분류할 때, 실제로는 쿼드 트리를 수행하기 때문에 금지 구역과 비행 구역의 구획화 후 각 구역이 가지는 크기는 다르다. 도 6은 쿼드 트리 수행 후 결과의 일 예를 나타낸 것이다.When dividing the entire area and classifying the prohibited area and the flight area, the size of each area after division of the prohibited area and the flight area is different because it actually performs a quad tree. 6 shows an example of a result after performing a quad tree.

구획화 후 각 영역은 트리로 저장되어 연결성 정보를 가지게 되어 비행 경로 생성 단계에서는 실제 비행을 하고자 하는 영역만 따로 활용할 수 있게 된다.After partitioning, each area is stored as a tree to have connectivity information, so that only the area to be actually flighted can be used separately in the flight path creation stage.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 각 비행 구역 간 방향성 탐색의 일 예를 나타내는 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of directional search between flight zones according to an embodiment of the present invention.

전체 영역을 쿼드 트리를 이용하여 비행 금지 구역과 비행 간으 구역으로 분류를 하면서 각 비행 구역간 연결성으로 재정의하는 단계를 거침으로써, 비행 경로 계획 시 사용자가 원하는 영역만 따로 활용할 수 있게 있는데, 이 영역간 연결성에 실제 출발지와 목적지에 따라 각 연결성에 방향성을 따로 저장할 수 있다. By categorizing the entire area into a no-fly zone and an inter-flight zone using a quad tree, and going through the step of redefining the connectivity between each flight zone, the user can separately utilize only the area desired by the user when planning the flight path. The direction can be stored separately for each connection according to the actual origin and destination.

각 영역간 연결에 방향성 정보를 더하게 될 경우, 최종적으로 생성되는 정확한 경로 제공 단계를 거치지 않더라도 영역간 연결과 방향성으로 간략한 경로를 제공받을 수 있게 된다. 방향성 산출 단계에서는 기준 영역의 위, 아래, 오른쪽, 왼쪽, 4방향으로 방향성 산출을 수행한다. When directional information is added to the connection between regions, a simple path can be provided with connection and directionality between regions even without going through the step of providing an accurate path that is finally generated. In the direction calculation step, the direction is calculated in the top, bottom, right, left, and 4 directions of the reference area.

도 7은 각 비행 구역 간 방향성 탐색의 일 예를 나타낸 것이다.7 shows an example of directional search between each flight zone.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 비행 가능 구역 내 비행 경로 생성을 위한 노드 생성 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating an example of a result of generating a node for generating a flight path within an available flight area according to an embodiment of the present invention.

연결성 및 방향성 분류, 계산 단계만으로도 이미 비행에 필요한 대략적인 경로는 제공받을 수 있지만, 최종적으로 정확한 비행 경로를 제공하기 위해서는 비행하는 영역 내 노드를 생성하고 불필요한 노드들을 제거한 후 연결하는 단계를 거쳐야 한다. The approximate route required for flight can already be provided by only the steps of connectivity and orientation classification and calculation, but in order to provide an accurate flight route in the end, it is necessary to create a node in the flying area, remove unnecessary nodes, and then connect.

각 노드들은 임의로 생성이 가능하지만, 비행 경로 생성에 꼭 필요한 노드들을 따로 설정 가능하다. 비행 경로 생성에 꼭 필요한 노드들은 출발지, 목적지 그리고 우회, 회전에 필요한 노드들로 본 단계에서는 해당 노드들을 중요 노드로 설정, 우선적으로 생성하고 그 외 노드들을 추가, 제거하는 과정을 거친 후 연결된 결과를 최종 비행 경로로 제공한다. Each node can be created arbitrarily, but nodes necessary for flight path creation can be set separately. The nodes that are essential for flight path creation are the origin, destination, detour, and rotation. In this step, the nodes are set as important nodes, prioritized, and other nodes are added or removed, and the connected result is obtained. It serves as the final flight path.

도 8은 하나의 비행 구역에 임의로 노드들을 생성하는 일 예를 나타낸 것으로, 임의로 노드들을 생성하게 되면 각 노드들은 비행 구역내에 골고루 퍼진 형태를 띄게 되는 것을 확인할 수 있다.FIG. 8 shows an example of randomly generating nodes in one flight area, and it can be seen that when nodes are randomly generated, each node has a shape evenly spread within the flight area.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비행 경로 설정 장치를 나타내는 블록도이다.9 is a block diagram showing an apparatus for setting a flight path according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비행 경로 설정 장치(1)는 분류부(10), 산출부(30) 및 생성부(50)를 포함한다.Referring to FIG. 9, a flight path setting apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a classification unit 10, a calculation unit 30, and a generation unit 50.

분류부(10)는 전체 영역을 임의의 크기로 쿼드 트리를 기반으로 구획화 하여 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역으로 분류한다.The classification unit 10 classifies the entire area into an available flight area and a no-fly area by partitioning the entire area based on a quad tree with an arbitrary size.

산출부(30)는 출발지와 목적지에 따라 방향성 정보를 산출하여 적어도 하나 이상의 가상 경로를 생성한다.The calculation unit 30 generates at least one virtual route by calculating direction information according to a departure point and a destination.

생성부(50)는 노드를 추가 및 제거하여 최종 비행 경로를 생성한다.The generation unit 50 creates a final flight path by adding and removing nodes.

따라서, 본 발명은 빈 분류 기반 압축 기법을 이용하여 분류된 비행 가능 구역 내에서 드론의 비행 경로를 생성 및 설정함으로써, 비행 가능 구역 및 비행 금지 구역을 보다 명확하게 분류하여 비행 금지 구역에 대한 접근을 미연에 방지할 수 있도록 한다.Accordingly, the present invention creates and sets the flight path of the drone within the classified flight area using the bin classification-based compression technique, thereby more clearly classifying the flight area and the non-fly area to access the no-fly area. It should be prevented in advance.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.In the present specification and drawings, a preferred embodiment of the present invention has been disclosed, and although specific terms are used, these are merely used in a general meaning to easily explain the technical content of the present invention and to aid understanding of the present invention. It is not intended to limit the scope. It is obvious to those of ordinary skill in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

1: 비행 경로 설정 장치 10: 분류부
30: 산출부 50: 생성부1: flight path setting device 10: classification unit
30: calculation unit 50: generation unit

Claims

In the drone flight path setting method,
Dividing the entire area into an arbitrary size and classifying it into an available flight area and a no-fly area;
Generating at least one virtual route by calculating direction information according to a starting point and a destination by a calculation unit; And
The generation unit includes the step of creating a final flight path by adding and removing nodes,
The classifying step,
Partitioning the entire area based on a quad tree;
Simplifying the terrain based on a minimum value and a maximum value among coordinate values; And
It includes the step of setting and classifying an available flight area and a no-fly area,
The no-fly zone includes a bumper value defined as a safety distance, and the safety distance is at least one of an expected value according to a flight speed of the drone, a reception speed between the drone and a controller, and a reaction speed of the drone responding to a control signal A method of setting a flight path of a drone, characterized in that to reflect the calculated result value.

delete

The method of claim 1,
The generating step,
It characterized in that the directional information is calculated in four directions above, below, right, and left of the reference area, and at least one virtual route is generated using only necessary directional information based on a departure point and a destination among the calculated directional information. How to set a drone's flight path.

The entire area is divided into a non-flyable area and an available flight area by partitioning the entire area based on a quad tree;
A calculator configured to generate at least one virtual route by calculating direction information according to a starting point and a destination; And
Including a generator for generating a final flight path by adding and removing nodes,
The classification unit,
The entire area is partitioned based on a quad tree, the topography is simplified based on the minimum and maximum values among coordinate values, and then a flightable area and a no-fly area are set and classified,
The no-fly zone includes a bumper value defined as a safety distance, and the safety distance is at least one of an expected value according to a flight speed of the drone, a reception speed between the drone and a controller, and a reaction speed of the drone responding to a control signal The flight path setting device of the drone, characterized in that to reflect the calculated result value.

delete

The method of claim 4,
The calculation unit,
It characterized in that the directional information is calculated in four directions above, below, right, and left of the reference area, and at least one virtual route is generated using only necessary directional information based on a departure point and a destination among the calculated directional information. A device for setting the flight path of the drone.