KR102174205B1 - 관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 및 그를 위한 비행경로 안내 시스템 - Google Patents

관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 및 그를 위한 비행경로 안내 시스템 Download PDF

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Abstract

일 실시 예는 이동 통신망을 이용하여 사용자 단말로 적어도 하나의 데이터 전송 서비스를 제공하는 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 관제 서버에 있어서, 복수의 기지국에 대한 위치 및 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보를 저장하는 저장부; 상기 복수의 기지국 중 상기 무인 비행체의 출발지에서 목적지까지의 최단경로 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국을 판단하고, 상기 최단경로를 기반으로 하되 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 상기 무인 비행체가 사용자 단말에 제공할 제1 전송 서비스의 제1 최소 요구품질에 대응되는 신호품질이 보장되도록 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 경로 설정부; 및 상기 설정된 비행경로를 상기 사용자 단말 및 상기 무인 비행체 중 적어도 하나로 전송하는 통신부를 포함할 수 있다.

Description

관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 및 그를 위한 비행경로 안내 시스템{CONTROL SERVER, METHOD FOR SETTING FLIGHT PATH OF UNMANNED AERIAL VEHICLE USING THIS, AND FLIGHT PATH GUIDE SYSTEM THEREFOR}
본 발명은 무인 비행체가 이동하는 경로 상에서 변화되는 이동 통신망의 통신품질을 고려하여 적절한 수준의 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 비행경로를 설정하기 위한 관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 및 그를 위한 비행경로 안내 시스템에 관한 것이다.
무인 항공기는 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 무인 항공기가 활용되고 있으며, 개인적 용도로도 활용되고 있는 실정이다.
이러한 무인 항공기는 비행 중 촬영 또는 감지한 다양한 데이터를 사용자에게 제공할 수 있으며, 일반적으로 자율 비행을 위한 무인 항공기의 비행 경로는 출발지와 목적지 사이의 장애물을 고려한 최단 거리로 설정되어 있다.
그러나 무인 항공기의 비행을 위한 경로를 출발지와 목적지 사이의 최단 거리로만 설정할 경우, 무인 항공기가 이동하는 경로 상에서 변화되는 이동 통신망의 통신품질 내지 무인 항공기가 제공하는 각 데이터의 최소 요구품질을 고려할 수 없으므로, 사용자는 무인 항공기로부터 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 제공 받을 수 없는 어려움이 있다.
이에, 무인 항공기가 제공하는 데이터의 최소 요구품질 별로 적절한 수준의 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 비행경로 설정 방법이 요구되고 있는 실정이다.
실시 예는 무인 비행체가 이동하는 경로 상에서 변화되는 이동 통신망의 통신품질을 고려하여 적절한 수준의 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 비행경로를 설정하기 위한 관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 및 그를 위한 비행경로 안내 시스템을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예는 이동 통신망을 이용하여 사용자 단말로 적어도 하나의 데이터 전송 서비스를 제공하는 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 관제 서버에 있어서, 복수의 기지국에 대한 위치 및 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보를 저장하는 저장부; 상기 복수의 기지국 중 상기 무인 비행체의 출발지에서 목적지까지의 최단경로 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국을 판단하고, 상기 최단경로를 기반으로 하되 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 상기 무인 비행체가 사용자 단말에 제공할 제1 전송 서비스의 제1 최소 요구품질에 대응되는 신호품질이 보장되도록 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 경로 설정부; 및 상기 설정된 비행경로를 상기 사용자 단말 및 상기 무인 비행체 중 적어도 하나로 전송하는 통신부를 포함하는, 관제 서버를 제공한다.
상기 경로 설정부는, 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 복수의 서로 다른 최소 요구품질을 제공하는 지점들 중 동일한 최소 요구품질에 대응되는 지점들을 연결한 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 중 상기 제1 최소 요구품질에 대응되는 제1 등 QoS선을 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 각각은, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 달라질 수 있다.
상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입은, 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 경로 설정부는, 상기 적어도 하나의 기지국과 상기 제1 등 QoS선의 적어도 일부 구간 사이에 상기 최단경로가 위치하는 경우, 상기 적어도 일부 구간은 상기 최단경로를 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정할 수 있다.
상기 경로 설정부는, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입이 변경되면 상기 설정된 비행경로를 다시 설정할 수 있다.
상기 경로 설정부는, 상기 사용자 단말로부터 상기 제1 전송 서비스와 다른 제2 전송 서비스에 대한 비행경로 요청이 수신되면, 상기 복수의 등 QoS선 중 상기 제2 전송 서비스의 제2 최소 요구품질에 대응되는 제2 등 QoS선을 기반으로 상기 최적 비행경로를 다시 설정할 수 있다.
상기 무인 비행체의 비행을 모니터링(monitoring)하는 관제부를 더 포함하고, 상기 관제부는 상기 무인 비행체의 현재 위치가 상기 설정된 비행경로로부터 이탈되는 경우 경고 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시 예에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 소정의 등 QoS선을 기반으로 무인 비행체가 제공하는 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 최소 요구품질이 보장되도록 비행경로를 설정할 수 있으므로, 적절한 수준의 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있다.
둘째, 소정의 구간 내에서는 출발지와 목적지 사이의 최단경로에 우선권을 부여하여 비행경로를 설정할 수 있으므로, 배터리나 연료의 효율성이 향상될 수 있다.
본 실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며 언급하지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신망을 이용한 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 QoS(Quality of Service)선을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 등 QoS선에 기반하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 비행경로를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 기지국과 등 QoS선의 일부 구간 사이에 최단경로가 존재하는 경우 비행경로를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말에 설치된 항공관제 어플리케이션을 통하여 비행경로 정보를 수신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비행경로 안내 시스템을 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법이 도시된 순서도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 실시 예를 상세히 설명한다. 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 또한, 실시 예의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 실시 예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 실시 예의 범위를 한정하는 것이 아니다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시 예에 의한 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신망을 이용한 무인 비행체의 경로 안내 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템(10)은 무인 비행체(100), 사용자 단말(200), 관제 서버(300) 및 이동 통신망(400)을 포함할 수 있다.
무인 비행체(100, Unmanned Aerial Vehicle: UAV)는 조종사 없이 지정된 임무를 수행하기 위해 사전에 입력된 프로그램에 따라 스스로 주위 환경(장애물 또는 항로)을 인식하고, 지정된 경로를 자율적으로 비행(Autonomous Flying)할 수 있는 비행체를 말하며, 최근에는 기상 관측, 지형 탐사, 정찰 또는 감시 등의 다양한 목적을 위하여 사용되고 있다. 예를 들어, 무인 비행체(100)는 드론(Drone)으로도 호칭될 수 있으나, 특정한 명칭 및 형태에 제한되는 것은 아니고, 무인(unmanned), 원격 제어(remotely control), 초경량 항공기(ultralight aircraft)의 개념적 요소를 포함할 수 있다.
무인 비행체(100)는 이동 통신망(400)을 통하여 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300)와 통신할 수 있으며, 사용자 단말(200)로부터 수신하는 제어 신호에 따라 정해진 비행경로를 무인으로 이동하면서 다양한 항공관제 서비스-예컨대, 데이터 전송 서비스, 무인 택배 서비스, 기상 관측 서비스, 재해 관측 서비스 및 자율 비행 제어 서비스 등-를 제공할 수 있다.
사용자 단말(200)은 이동 통신망(400)에 접속하여 무인 비행체(100)의 비행을 제어하거나 무인 비행체(100)로부터 항공관제 서비스를 제공 받을 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말(200)은 이동 통신망(400)을 통해 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 데이터 전송 서비스의 타입 정보 등을 관제 서버(300)로 전송하여 무인 비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 관제 서버(300)로부터 수신한 비행경로를 무인 비행체(100)로 전송하여 무인 비행체(100)의 비행을 제어할 수 있다.
한편, 무인 비행체(100) 및 사용자 단말(200) 각각은 미리 특정 이동 통신망 서비스에 가입 및 등록되어 있는 단말기로서, 이동 통신망 서비스를 제공하는 통신망 사업자에 의해 운영되는 이동 통신망(400)을 이용하여 관제 서버(300)와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있다.
관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 비행을 관제하기 위한 것으로, 사용자 단말(200)의 비행경로 요청에 따라 무인 비행체(100)의 인증을 수행하고, 이동 통신망(400)을 통하여 무인 비행체(100) 및 사용자 단말(200) 중 적어도 하나로 비행경로를 포함하는 관제 정보를 제공할 수 있다.
이동 통신망(400)은 무인 비행체(100), 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300) 사이의 통신을 중계할 수 있다. 구체적으로, 무인 비행체(100)는 이동 통신망(400)의 기지국 중 하나에 접속하여 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300)와 통신할 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(200)의 사용자는 이동 통신망(400)을 운영하는 통신망 사업자의 이동 통신 서비스에 가입하여 제어하고자 하는 무인 비행체(100)를 등록할 수 있다.
여기서, 이동 통신망(400)은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 및 5G(Generation) 등의 이동 통신 규격을 지원하는 통신망을 의미할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 기지국을 이용하여 사용자 단말로 무선 통신 서비스를 제공하는 다양한 방식의 통신망을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무인 비행체(100)는 GPS((Global Positioning System) 수신기(110), 센서부(120), 저장부(130), 통신부(140), 구동부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
GPS 수신기(110)는 측위 위성을 통해 수신된 신호를 이용하여 기 설정된 주기-예를 들어, 100ms, 50ms 등- 마다 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, GPS 위성에서 발사되는 전파의 지연시간을 계측하는 방법으로 무인 비행체(100)의 현재 위치 좌표를 획득할 수 있다.
센서부(120)는 영상 센서, 기상관측 복합센서, 초음파 센서, 전파 고도 센서 등을 포함하며, 무인 비행체(100) 주변의 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지형 정보 등-를 수집하여 사용자에게 다양한 항공관제 서비스를 제공할 수 있다.
영상 센서는, 카메라와 같은 광학 장비를 통해 무인 비행체(100) 주변의 피사체를 영상 또는 이미지 형태로 촬영할 수 있다.
기상관측 복합센서는, 기상 정보를 수집 또는 측정하기 위한 다양한 센서들을 포함할 수 있다. 여기서, 기상 정보는 기압, 온도, 습도, 풍향, 풍속, 강우 여부, 낙뢰 발생 여부, 측정 시각 정보 등을 포함할 수 있다.
초음파 센서는, 송신된 초음파가 수신될 때까지의 시간을 측정함으로써 무인 비행체(100) 주변의 장애물 정보, 지형 정보 등을 수집할 수 있다.
전파 고도 센서는, 마이크로파(Microwave)를 지표면으로 송출하고 지표면으로부터 반사 되는 신호에 따른 전파 도달 시간에 기초하여 거리를 측정함으로써, 지상물과 지표면에 대한 관찰을 수행할 수 있다.
다만, 상술한 센서는 예시적인 것에 불과하고 본 발명의 센서부는 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 무인 비행체(100)의 자율 비행 또는 무인 비행체(100)가 제공하는 항공관제 서비스의 목적에 따라 다양한 센서가 부가될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
저장부(130)는 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 전송된 비행경로 정보 및 센서부(120)에서 촬영된 영상 정보, 이미지 정보 및 감지된 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지형 정보 등-를 저장할 수 있다.
통신부(140)는 GPS 수신기(110)로부터 획득한 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 관제 서버(300)로 전송하고, 센서부(120)로부터 수집한 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(140)는 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 관제 신호를 수신하여 제어부(160)로 전달할 수 있다. 여기서, 관제 신호는 비행경로 정보, 비행제한구역 정보 및 무인 비행체(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호 등을 포함할 수 있다.
구동부(150)는 무인 비행체(100)가 전후, 좌우 및 상하방향으로 이동할 수 있도록 양력 및 비행력을 발생시키기 위한 장치로서, 일반적으로 복수 개의 프로펠러 및 이를 회전시키는 모터로 구성될 수 있으며, 이와 같은 구동부(150)는 일반적인 무인 비행체에도 동일하게 적용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제어부(160)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 수신한 관제 신호에 따라 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로로 이동할 수 있도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.
사용자 단말(200)은 입력부(210), 표시부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 무인 비행체(100)의 비행을 제어하기 위한 소정의 입력 수단-예컨대, 키보드(Key Board), 조이스틱(Joystick), 휠 키(Wheel Key) 및 터치 패드(Touch Pad) 등- 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 표시부(220)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 칭할 수 있다.
입력부(210)는 사용자로부터 입력 신호를 수신하여, 무인 비행체(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 입력부(210)는 사용자로부터 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 다양한 항공관제 서비스 정보 및 비행 제어 신호를 입력 받을 수 있다.
표시부(220)는 무인 비행체(100)의 비행경로, 비행상태 및 무인 비행체(100)가 제공하는 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지형 정보 등-를 사용자 인터페이스(UI, User Interface)를 통하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(UI)는 무인 비행체(100)와 관제 서버(300)가 이동 통신망(400)을 통하여 서로 접속된 상태에서, 사용자 단말(200)에 미리 설치된 항공관제 어플리케이션(APP)을 실행하여 제공될 수 있으나, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다.
또한, 표시부(220)는 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 이탈함에 따라 관제 서버(300)로부터 경고 신호를 수신하면, 사용자가 무인 비행체(100)의 현재 비행상태를 인식할 수 있도록, 점등이 가능한 경고등, 이탈 정보가 표시되는 디스플레이 및 해당 정보를 음성으로 안내하는 스피커 등을 포함할 수 있다.
제어부(240)는 관제 서버(300)로부터 수신한 비행경로에 따라 무인 비행체(100)의 비행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 통신부(230)를 통하여 상기 제어 신호를 무인 비행체(100)로 전송할 수 있다.
관제 서버(300)는 저장부(310), 경로 설정부(320), 통신부(330) 및 관제부(340)를 포함할 수 있다.
저장부(310)는 소정의 정보-예컨대, 이동 통신망(400)에 포함된 복수의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_N)에 대한 위치 정보, 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보, 무인 비행체(100)가 제공하는 적어도 하나의 데이터 전송 서비스 각각에 대한 최소 요구품질 정보 및 등록된 무인 비행체(100)의 식별 정보-를 미리 저장할 수 있다. 여기서, 적어도 하나의 데이터 전송 서비스는 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
경로 설정부(320)는 관제부(340)에 의하여 무인 비행체(100)의 인증이 완료되면, 사용자 단말(200)로부터 수신한 무인 비행체(100)의 출발지 및 목적지 정보, 데이터 전송 서비스의 타입 정보와 저장부(310)에 미리 저장된 소정의 정보에 기초하여, 무인 비행체(100)가 제공하는 데이터 전송 서비스의 타입 별로 최소 요구품질을 보장할 수 있도록 비행경로를 설정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
통신부(330)는 이동 통신망(400)을 이용하여 사용자 단말(200)로부터 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 데이터 전송 서비스의 타입 정보 등을 수신하고, 사용자 단말(200) 및 무인 비행체(100) 중 적어도 하나로 비행경로를 송신할 수 있다. 또한, 통신부(330)는 기 설정된 주기 마다 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 수신할 수 있다.
관제부(340)는 사용자 단말(200)의 요청에 따라 제어하고자 하는 무인 비행체(100)의 인증을 수행할 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말(200)이 비행경로를 요청하면, 관제부(340)는 저장부(310)에 미리 저장된 무인 비행체(100)의 식별 정보와 사용자 단말(200)로부터 수신한 무인 비행체(100) 식별 정보가 서로 일치하는지 여부에 따라 정당한 사용자인지 여부를 확인하고, 인증 절차를 완료할 수 있다.
또한, 관제부(340)는 무인 비행체(100)의 현재 위치정보와 정해진 비행경로에 기초하여, 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 이탈하여 비행하는지 여부를 모니터링(monitoring)할 수 있다. 만일, 무인 비행체(100)의 현재 위치가 정해진 비행경로로부터 이탈되는 경우 경고 신호를 생성하여 통신부(330)를 통하여 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다.
이하에서는, 관제 서버(300)가 데이터 전송 서비스의 타입 별로 비행경로를 설정하는 방법을 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 QoS(Quality of Service)선을 설명하기 위한 도면이다.
저장부(310)는 복수의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_N)에 대한 위치 정보와 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 위도, 경도 및 고도와 같은 3차원 공간 상의 위치를 의미할 수 있다. 그리고, 신호품질 정보는 이동 통신망(400)의 복수의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_N)으로부터 전송되는 신호의 품질을 나타내는 다양한 파라미터-예컨대, RSRP(reference signal received power), SINR(signal to interference and noise ratio), RSRQ(reference signal received quality), RSSI(Received Signal Strength Indicator), SNR(Signal to Noise Ratio) 또는 SINR(Signal to Interference Plus Ratio) 등-를 포함할 수 있다.
또한, 저장부(310)는 무인 비행체(100)가 제공하는 데이터 전송 서비스에 대한 최소 요구품질 정보를 저장할 수 있다. 여기서, 최소 요구품질은 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공할 데이터 전송 서비스의 대상이 되는 복수의 데이터를 통신 지연 없이 전송 받기 위하여 요구되는 각 데이터의 최소 전송속도를 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 3의 참조부호 540을 참조하면, 복수의 데이터는 실시간 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보를 포함하고, 실시간 영상 정보에 대한 최소 요구품질은 4Mbps, 이미지 정보에 대한 최소 요구품질은 2Mbps, 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지형 정보 등-에 대한 최소 요구품질은 100Kbps일 수 있으며, 데이터의 종류에 따라 요구되는 최소 요구품질은 상이할 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다.
경로 설정부(320)는 복수의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_N)에 대한 위치 정보로부터 무인 비행체(100)의 출발지(P1)에서 목적지(P2)까지의 최단경로(SFP; Shortest Flight Path) 주변에 위치한-또는, 최단경로(SFP)를 기준으로 기 설정된 반경 내에 위치한- 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)을 판단할 수 있다. 비록 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 3 개의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 최단경로(SFP) 주변에 위치하는 기지국은 3 개 보다 적거나 많을 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
경로 설정부(320)는 상기 판단된 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)에 대한 신호품질 정보에 기초하여 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공하는 적어도 하나의 데이터 전송 서비스 별로 등 QoS(Quality of Service)(510, 520, 530)선을 생성할 수 있다. 구체적으로, 데이터 전송 서비스의 타입(type)에 따라 서로 다른 최소 요구품질을 제공하는 지점들 중 동일한 최소 요구품질에 대응되는 지점들을 연결하여 복수의 등 QoS선(510, 520, 530)을 생성할 수 있다. 다시 말해서, 등 QoS선(510, 520, 530)은 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)에 대하여 신호품질이 동일한 지점을 연결한 선을 의미할 수 있다.
경로 설정부(320)는 사용자 단말(200)로부터 비행경로 전송 요청을 수신하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)에 대한 신호품질 정보 중 실시간 영상 전송 서비스(이하, '제1 전송 서비스'이라 함), 이미지 전송 서비스(이하, '제2 전송 서비스'이라 함) 및 센싱 정보 전송 서비스(이하, '제3 전송 서비스'이라 함) 각각의 최소 요구품질에 대응되는 제1 내지 제3 신호품질(512, 522, 532)을 제공하는 지점들을 추출하고, 신호품질이 동일한 지점들을 연결하여 제1 내지 제3 등 QoS선(510, 520, 530)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 등 QoS선(510)은 제1 내지 제3 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3) 각각에 대하여 제1 신호품질(512)을 제공하는 지점들(Node 1_1, Node 2_1, Node 3_1)을 연결한 선으로, 제1 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응될 수 있다.
그리고, 제2 등 QoS선(520)은 제1 내지 제3 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3) 각각에 대하여 제2 신호품질(522)을 제공하는 지점들(Node 1_2, Node 2_2, Node 3_2)을 연결한 선으로, 제2 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응될 수 있다.
또한, 제3 등 QoS선(530)은 제1 내지 제3 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3) 각각에 대한 제3 신호품질(532)을 제공하는 지점들(Node 1_3, Node 2_3, Node 3_3)을 연결한 선으로, 제3 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응될 수 있다.
전술한 바와 같이, 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 복수의 등 QoS선을 생성하는 이유는 데이터 전송 서비스의 대상이 되는 복수의 데이터마다 요구되는 최소 전송속도는 각각 상이하며, 무인 비행체(100)가 이동하는 경로 상에서 이동 통신망의 통신환경-예컨대, 신호품질-은 계속적으로 변화되기 때문이다. 이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여, 전술한 등 QoS선을 이용하여 비행경로를 결정하는 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 도 3에 도시된 등 QoS선에 기반하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 비행경로를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
등 QoS선(510, 520, 530)을 생성하는 과정은 도 3을 참조하여 전술하였는바, 설명의 편의를 위하여 이하에서는 중복되는 내용의 설명은 생략하기로 한다.
경로 설정부(320)는 무인 비행체(100)의 출발지(P1)에서 목적지(P2)까지의 최단경로(SFP)를 기반으로 하되, 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공하는 데이터 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응하는 신호품질이 보장되도록 등 QoS선(510, 520, 530)을 고려하여 비행경로를 설정할 수 있다.
만일, 무인 비행체(100)의 비행을 위한 경로를 출발지(P1)와 목적지(P2) 사이를 직선으로 연결한 최단경로(SFP)로만 설정할 경우, 무인 비행체(100)가 이동하는 경로 상에서 변화되는 이동 통신망(400)의 통신품질을 고려할 수 없으므로 사용자는 무인 비행체(100)로부터 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 제공 받을 수 없다.
이에, 본 발명은 등 QoS선을 기반으로 무인 비행체(100)가 제공하는 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 최소 요구품질이 보장되도록 비행경로를 설정할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 무인 비행체(100)로부터 실시간 영상 전송 서비스를 제공받고자 하는 경우, 실시간 영상 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 제1 등 QoS선(510)에 우선권을 부여하여 제1 비행경로(514)를 설정할 수 있다.
또한, 사용자가 무인 비행체(100)로부터 이미지 전송 서비스를 제공받고자 하는 경우, 이미지 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 제2 등 QoS선(520)에 우선권을 부여하여 제2 비행경로(524)를 설정할 수 있다. 비록, 도 4에 의하면, 제1 내지 제2 비행경로(514, 524)가 제1 내지 제2 등 QoS선(510, 520)으로부터 일정 거리만큼 이격되어 도시되어 있으나, 이는 이해를 돕기 위한 것으로 실제로는 등 QoS선(510, 520)에 중첩되어 설정될 수 있다.
한편, 무인 비행체(100)의 자율 비행을 위한 경로를 이동 통신망(400)의 통신품질이 가장 양호한 비행경로로만 설정할 경우, 무인 비행체(100)는 소정의 환경-가령, 최단경로(SFP) 만으로도 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 제공 받을 수 있는 경우를 의미할 수 있다- 하에서 최단경로(SFP)를 지나치게 우회하게 되므로 배터리나 연료 소모가 증가하는 등 비행 효율이 현저히 저하될 수 있다.
이에, 본 발명은 등 QoS선을 기반으로 무인 비행체(100)가 제공하는 데이터 전송 서비스의 타입에 따른 최소 요구품질을 보장하되, 최단경로(SFP)를 고려하여 비행경로를 설정할 수도 있다. 구체적으로, 경로 설정부(310)는 비행경로를 설정함에 있어서, 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)과 등 QoS선(510, 520, 530) 사이에 최단경로(SFP)가 위치하는 구간이 존재하는 경우에는 최단경로(SFP)에 우선권을 부여할 수 있다.
예를 들어, 도 4를 참조하면, 사용자가 무인 비행체(100)로부터 센싱 정보 전송 서비스를 제공받고자 하는 경우, 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)과 센싱 정보 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 제3 등 QoS선(530) 사이에는 최단경로(SFP)가 위치하므로 최단경로(SFP)에 우선권을 부여하여 제3 비행경로(534)를 설정할 수 있다.
이처럼, 최단경로(SFP) 만으로도 사용자가 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 만족할 수 있는 경우에는 최단경로(SFP)에 우선권을 부여하여 비행경로를 설정함으로써, 무인 비행체(100)의 연료 효율성을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 4는 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)과 제3 등 QoS선(530)의 전체 구간 사이에 최단경로(SFP)가 존재하는 경우에 대하여 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 등 QoS선의 일부 구간에도 적용될 수 있다. 이에 대하여, 도 5를 참조하여 이하에서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 적어도 하나의 기지국과 등 QoS선의 일부 구간 사이에 최단경로가 존재하는 경우 비행경로를 설정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서는 상술한 실시 예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 중심으로 설명한다.
경로 설정부(310)는 비행경로를 설정함에 있어서, 등 QoS(510', 520', 530')선에 우선권을 부여하되, 적어도 일부 구간 내에서 최단경로(SFP) 만으로도 사용자가 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 만족할 수 있는 경우에는 최단경로(SFP)에 우선권을 부여할 수도 있다. 여기서, 최단경로(SFP) 만으로도 사용자가 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 만족할 수 있는 경우란, 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)과 등 QoS선(510', 520', 530') 사이에 최단경로(SFP)가 위치하는 경우를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참조하면, 실시간 영상 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 제1 등 QoS선(510')과 달리, 이미지 전송 서비스 내지 센싱 정보 전송 서비스 각각의 최소 요구품질에 대응되는 제2 등 QoS선(520') 내지 제3 등 QoS선(530') 각각은, 비행경로를 설정함에 있어서 최단경로(SFP) 보다 낮은 우선권이 부여되는 적어도 일부 구간을 포함할 수 있다. 구체적으로, 제2 등 QoS(520')은 최단경로(SFP) 보다 낮은 우선권이 부여되는 제1 구간(A)을 포함하고, 제3 등 QoS(530')은 최단경로(SFP) 보다 낮은 우선권이 부여되는 제2 구간(B1, B2)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 적어도 일부 구간에서 등 QoS선(520', 530')과 최단경로(SFP) 간에 부여되는 우선권이 다른 경우, 경로 설정부(310)는 등 QoS선(520', 530')과 최단경로(SFP)를 조합하여 비행경로를 설정할 수 있다.
예를 들어, 경로 설정부(310)는 제2 기지국(eNB_2)과 제2 등 QoS선(520') 사이에 최단경로(SFP)가 위치하는 제1 구간(A) 내에서는 최단경로(SFP)에 우선권을 부여하되, 제1 구간(A)을 제외한 구간 내에서는 제2 등 QoS선(520')에 우선권을 부여하여 제2 비행경로(524')를 설정할 수 있다.
또한, 경로 설정부(310)는 제1 내지 제3 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)과 제3 등 QoS선(530') 사이에 최단경로(SFP)가 위치하는 제2 구간(B1, B2) 내에서는 최단경로(SFP)에 우선권을 부여하되, 제2 구간(B1, B2)을 제외한 구간 내에서는 제3 등 QoS선(530')에 우선권을 부여하여 제3 비행경로(534')를 설정할 수 있다.
이처럼, 적어도 일부 구간에서 최단경로(SFP) 만으로도 사용자가 원하는 데이터 품질 또는 전송속도를 만족할 수 있는 경우에는 등 QoS선(520', 530')과 최단경로(SFP)를 조합하여 비행경로를 설정함으로써, 무인 비행체(100)의 연료 효율성을 향상시키면서도 사용자에게 적절한 수준의 데이터 통신 품질(QoS; Quality of Service)을 제공할 수 있다.
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 단말에 설치된 항공관제 어플리케이션을 통하여 비행경로 정보를 수신하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200)은 디스플레이 화면(222) 위에 표시되는 무인 비행체 모양의 아이콘(610)을 선택하는 사용자 입력이 수신되면, 항공관제 어플리케이션이 활성화될 수 있다. 다만, 사용자 입력 방식은 이에 한정되지 아니하고, 항공관제 어플리케이션을 명령어로 하는 음성 발화 방식을 포함할 수도 있다.
항공관제 어플리케이션은 사용자 단말(200)에 미리 설치되어 무인 비행체(100)의 비행과 관련된 다양한 항공관제 서비스(620)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (b)를 참조하면, 항공관제 서비스는 데이터 전송 서비스(621), 무인 택배 서비스(622), 기상 관측 서비스(623), 재해 관측 서비스(624), 자율 비행 제어 서비스(625) 등을 포함할 수 있으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다.
항공관제 어플리케이션이 활성화되면 사용자는 상술한 다양한 항공관제 서비스(620) 중 자율 비행 제어 서비스(635)를 선택하여 관제 서버(300)로부터 비행경로 정보를 수신할 수 있다.
사용자 입력에 의하여 자율 비행 제어 서비스(625)가 선택되면, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200)은 디스플레이 화면(222) 위에 '최적 비행경로 설정' 팝업 창(630)을 표시할 수 있다. 여기서, '최적 비행경로 설정' 팝업 창(640)은 데이터 전송 서비스의 타입 정보(632), 출발지 및 목적지 정보(634)와 경로찾기 버튼(636)을 포함할 수 있으며, 사용자는 상기 '최적 비행경로 설정' 팝업 창(630)에 소정의 정보를 입력할 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (c)를 참조하면, 사용자는 강남역에서 남산타워까지의 항공촬영 이미지 정보를 획득하기 위해 무인 비행체(100)의 자율 비행을 제어하고자 하는 경우, '최적 비행경로 설정' 팝업 창(630)에 해당되는 데이터 전송 서비스 타입 정보(632), 출발지 및 목적지 정보(634)를 입력하고, 경로찾기 버튼(636)을 선택하여 관제 서버(300)로 비행경로를 요청할 수 있다. 상기 요청에 따라, 관제 서버는(300)는 강남역에서 남산타워까지의 최단경로와 이미지 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 등 QoS선에 기반하여 비행경로를 생성하고, 사용자 단말(200)로 상기 비행경로 정보와 함께 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 전송할 수 있다.
도 7을 참조하면, 사용자 단말(200)은 비행경로(640)와 함께 무인 비행체(100)의 현재 위치정보(650)를 수신하여 디스플레이 화면(222) 위에 표시할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 화면(222)의 일측에는 출발지에서 목적지까지의 최단경로(SFP), 선택된 데이터 전송 서비스에 따른 비행경로(640) 및 기 설정된 주기로 갱신되는 무인 비행체(100)의 현재 위치정보(650)가 표시될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 무인 비행체(200)가 정해진 비행경로(640)를 이탈하여 이동하는지 여부를 주기적으로 모니터링(monitoring)할 수 있다.
또한, 디스플레이 화면(222)의 타측에는 미리 선택한 데이터 전송 서비스의 타입 정보(632), 출발지 및 목적지 정보(634)와 무인 비행체(100)의 이동 정보(660)를 포함할 수 있다. 여기서, 무인 비행체(100)의 이동 정보(660)는 비행경로(650)를 따라 이동하는 무인 비행체(100)의 현재 위치가 타임 바(time bar) 형태로 표시될 수 있다. 이에, 본 발명은 사용자가 현재 무인 비행체(100)의 이동거리 내지 목적지(P2)까지의 잔여거리를 미리 식별할 수 있는 편의성을 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비행경로 안내 시스템을 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법이 도시된 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체(100)의 비행경로 설정방법은, 사용자 단말(200)이 제공받고자 하는 데이터 전송 서비스에 따라 비행경로를 설정하는 상황(S810), 상기 데이터 전송 서비스의 타입이 변경된 경우에 비행경로를 재설정하는 상황(S830) 및 정해진 비행경로를 이탈한 경우에 무인 비행체(100)의 비행을 제어하는 상황(S840)으로 구분될 수 있다. 이하에서는 상술한 각 상황에 따라 순차적으로 설명하기로 한다.
먼저, 사용자 단말(200)이 제공받고자 하는 데이터 전송 서비스에 따라 비행경로를 설정하는 방법(S810)을 설명하기로 한다.
사용자 단말(200)은 무인 비행체(100)로 적어도 하나의 데이터 전송 서비스 중 제1 전송 서비스의 제공을 요청하고(S811), 관제 서버(300)로 제1 전송 서비스에 대한 비행경로를 요청할 수 있다(S812). 여기서, 적어도 하나의 데이터 전송 서비스는 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지형 정보 등- 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
비행경로를 요청 받은 관제 서버(200)는, 제어하고자 하는 무인 비행체(100)의 인증을 수행할 수 있다(S813). 구체적으로, 관제 서버(300)는 미리 저장된 무인 비행체(100)의 식별 정보와 사용자 단말(200)로부터 수신한 무인 비행체(100) 식별 정보가 서로 일치하는지 여부에 따라 정당한 사용자인지 여부를 확인하고, 인증 절차를 완료할 수 있다.
인증 절차의 수행 결과, 무인 비행체(100)의 식별 정보가 일치하지 아니하는 경우에는 이후의 동작을 수행하지 아니하고 종료할 수 있다(S813 단계의 NO 경로).
만일, 무인 비행체의(100)의 식별 정보가 일치하는 경우(S813 단계의 YES 경로), 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 출발지(P1)에서 목적지(P2)까지의 최단경로(SFP)와 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공할 제1 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응하는 신호품질이 보장되도록 등 QoS선(510, 520, 530)을 고려하여 제1 비행경로를 설정할 수 있다(S814).
여기서, 등 QoS선(510, 520, 530)은 이동 통신망(400)에 포함된 적어도 하나의 기지국(eNB_1, eNB_2, eNB_3)에 대하여 신호품질이 동일한 지점을 연결한 선을 의미하고, 최소 요구품질은 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공할 데이터 전송 서비스의 대상이 되는 복수의 데이터를 통신 지연 없이 전송 받기 위하여 요구되는 각 데이터의 최소 전송속도를 의미할 수 있다.
관제 서버(300)는 설정된 제1 비행경로를 사용자 단말(200)로 전송하고(S815), 사용자 단말(200)은 수신한 상기 제1 비행경로를 무인 비행체(100)에 전송함에 따라 무인 비행체(100)의 자율 비행을 제어할 수 있다(S818).
무인 비행체(100)는 전송 받은 제1 비행경로에 따라 자율 비행을 수행하고(S817), 사용자 단말(200)로 제1 전송 서비스를 제공할 수 있다(S818).
그리고, 무인 비행체(100)의 자율 비행이 수행되는 도중에, 사용자 단말(200)은 사용자로부터 데이터 전송 서비스의 타입을 변경하기 위한 신호가 입력되는지 여부를 판단할 수 있다(S820).
만일, 사용자 단말(200)은 사용자로부터 제1 전송 서비스와 다른 제2 전송 서비스의 제공 요청이 입력되면 S830 단계를 수행하되, 그렇지 아니하면 S840 단계를 수행할 수 있다. 이하에서는 데이터 전송 서비스의 타입이 변경된 경우에 비행경로를 재설정하는 방법(S830)에 대하여 설명하기로 한다.
무인 비행체(100)는 사용자 단말(200)로부터 제2 전송 서비스의 제공 요청을 수신하면(S831), 관제 서버(300)로 제2 전송 서비스에 대한 비행경로를 요청할 수 있다(S832).
비행경로를 요청 받은 관제 서버(200)는, 무인 비행체(100)의 현재 위치에서 목적지(P2)까지의 최단경로(SFP)와 무인 비행체(100)가 사용자 단말(200)에 제공할 제2 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응하는 신호품질이 보장되도록 등 QoS선(510, 520, 530)을 고려하여 제2 비행경로를 다시 설정할 수 있다(S833).
관제 서버(300)는 다시 설정된 제2 비행경로를 무인 비행체(100)에 전송함에 따라 무인 비행체(100)의 자율 비행을 직접 제어할 수 있다(S834).
무인 비행체(100)는 전송 받은 제2 비행경로에 따라 자율 비행을 수행하고(S835), 사용자 단말(200)로 제2 전송 서비스를 제공할 수 있다(S836).
상술한 바와 같이, 사용자 단말(200)을 경유하여 무인 비행체(100)의 자율 비행을 제어하는 S810 단계와 달리, S830 단계는 사용자 단말(200)을 경유하지 아니하고 무인 비행체(100)의 자율 비행을 직접 제어하는데 차이가 있다. 다만, 이는 예시적인 것에 불과하고, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 관제 서버(300)는 S810 단계에서 설정된 비행경로를 무인 비행체(100)로 직접 전송하거나 또는 S830 단계에서 재설정된 비행경로를 사용자 단말(200)을 경유하여 무인 비행체(100)로 전송하여 무인 비행체(100)의 자율 비행을 제어할 수도 있다.
한편, S810 단계 및 S830 단계 중 적어도 하나의 단계에서 설정 또는 재설정된 비행경로를 따라 무인 비행체(100)가 자율 비행을 수행하는 도중에, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 이탈하여 비행하는지 여부를 주기적으로 모니터링(monitoring)할 수 있다.
무인 비행체(100)는 자율 비행을 수행하는 도중에 GPS 수신기(110)로부터 획득한 현재 위치정보를 기 설정된 주기로 관제 서버(300)에 전송할 수 있다(S841).
관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 현재 위치정보와 설정 또는 재설정된 비행경로에 기초하여, 무인 비행체(100)의 현재 위치가 정해진 비행경로로부터 이탈되는지 여부를 판단할 수 있다(S842).
만일, 무인 비행체(100)의 현재 위치가 정해진 비행경로로부터 이탈되는 경우(S842 단계의 YES 경로) 경고 신호를 생성하고(S843), 사용자 단말(200)로 경고 신호를 전송할 수 있다(S844).
경고 신호를 수신한 사용자 단말(200)은 점등이 가능한 경고등, 이탈 정보가 표시되는 디스플레이 및 해당 정보를 음성으로 안내하는 스피커 등을 통하여 사용자가 무인 비행체(100)의 현재 비행상태를 인식할 수 있도록 표시하고(S845), 무인 비행체(100)의 비행을 직접 제어할 수 있다(S846).
상술한 실시예에 따른 무인 비행체의 비행경로 설정방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 무인 비행체의 비행경로 설정방법, 그를 위한 장치 및 시스템은 드론(Drone) 또는 무인 비행장치 외에, 무인(unmanned), 원격 제어(remotely control), 초경량 항공기(ultralight aircraft)의 개념적 요소를 포함하는 장치 등에서 사용할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 무인 비행체
200: 사용자 단말
300: 관제 서버
400: 이동 통신망

Claims (20)

  1. 이동 통신망을 이용하여 사용자 단말로 적어도 하나의 데이터 전송 서비스를 제공하는 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 관제 서버에 있어서,
    복수의 기지국에 대한 위치 및 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보를 저장하는 저장부;
    상기 복수의 기지국 중 상기 무인 비행체의 출발지에서 목적지까지의 최단경로 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국을 판단하고, 상기 최단경로를 기반으로 하되 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 상기 무인 비행체가 사용자 단말에 제공할 제1 전송 서비스의 제1 최소 요구품질에 대응되는 신호품질이 보장되도록 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 경로 설정부; 및
    상기 설정된 비행경로를 상기 사용자 단말 및 상기 무인 비행체 중 적어도 하나로 전송하는 통신부를 포함하고,
    상기 경로 설정부는, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입이 변경되면 상기 설정된 비행경로를 다시 설정하는, 관제 서버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 경로 설정부는, 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 복수의 서로 다른 최소 요구품질을 제공하는 지점들 중 동일한 최소 요구품질에 대응되는 지점들을 연결한 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 중 상기 제1 최소 요구품질에 대응되는 제1 등 QoS선을 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는, 관제 서버.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 각각은, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 달라지는, 관제 서버.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입은, 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함하는, 관제 서버.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 경로 설정부는, 상기 적어도 하나의 기지국과 상기 제1 등 QoS선의 적어도 일부 구간 사이에 상기 최단경로가 위치하는 경우, 상기 적어도 일부 구간은 상기 최단경로를 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는, 관제 서버.
  6. 삭제
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 경로 설정부는, 상기 사용자 단말로부터 상기 제1 전송 서비스와 다른 제2 전송 서비스에 대한 비행경로 요청이 수신되면, 상기 복수의 등 QoS선 중 상기 제2 전송 서비스의 제2 최소 요구품질에 대응되는 제2 등 QoS선을 기반으로 상기 설정된 비행경로를 다시 설정하는, 관제 서버.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 무인 비행체의 비행을 모니터링(monitoring)하는 관제부를 더 포함하고,
    상기 관제부는, 상기 무인 비행체의 현재 위치가 상기 설정된 비행경로로부터 이탈되는 경우 경고 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 전송하는, 관제 서버.
  9. 이동 통신망을 이용하여 사용자 단말로 적어도 하나의 데이터 전송 서비스를 제공하는 무인 비행체의 비행경로 설정방법에 있어서,
    복수의 기지국에 대한 위치 및 상기 위치 각각에서의 거리에 따른 신호품질 정보를 저장하는 단계;
    상기 복수의 기지국 중 상기 무인 비행체의 출발지에서 목적지까지의 최단경로 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국을 판단하는 단계;
    상기 최단경로를 기반으로 하되, 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 상기 무인 비행체가 사용자 단말에 제공할 제1 전송 서비스의 제1 최소 요구품질에 대응되는 신호품질이 보장되도록 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 단계;
    상기 설정된 비행경로를 상기 사용자 단말 및 상기 무인 비행체 중 적어도 하나로 전송하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입이 변경되면 상기 설정된 비행경로를 재설정하는 단계;를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 비행경로를 설정하는 단계는,
    상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 복수의 서로 다른 최소 요구품질을 제공하는 지점들 중 동일한 최소 요구품질에 대응되는 지점들을 연결한 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 중 상기 제1 최소 요구품질에 대응되는 제1 등 QoS선을 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 단계를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 복수의 등 QoS(Quality of Service)선 각각은, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입에 따라 달라지는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입은, 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 비행경로를 설정하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 기지국과 상기 제1 등 QoS선의 적어도 일부 구간 사이에 상기 최단경로가 위치하는 경우, 상기 적어도 일부 구간은 상기 최단경로를 기반으로 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하는 단계를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  14. 삭제
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 비행경로를 재설정하는 단계는,
    상기 사용자 단말로부터 상기 제1 전송 서비스와 다른 제2 전송 서비스에 대한 비행경로 요청이 수신되면, 상기 복수의 등 QoS선 중 상기 제2 전송 서비스의 제2 최소 요구품질에 대응되는 제2 등 QoS선을 기반으로 상기 설정된 비행경로를 재설정하는 단계를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  16. 제9 항에 있어서,
    기 설정된 주기마다 상기 무인 비행체로의 현재 위치정보를 수신하는 단계; 및
    상기 무인 비행체의 현재 위치가 상기 비행경로로부터 이탈되는 경우 경고 신호를 생성하여 상기 사용자 단말로 전송하는 단계를 포함하는, 무인 비행체의 비행경로 설정방법.
  17. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여, 제9 항 내지 제13 항 및 제15 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 기재된 무인 비행체의 비행경로 설정방법을 실현하는 응용 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
  18. 복수의 기지국을 이용하여 무선 통신 서비스를 제공하는 이동 통신망에 기반한 비행경로 안내 시스템에 있어서,
    무인 비행체;
    상기 무인 비행의 비행경로를 설정하는 관제 서버; 및
    상기 관제 서버로부터 수신한 상기 비행경로에 따라 상기 무인 비행체의 비행을 제어하는 사용자 단말을 포함하고,
    상기 관제 서버는, 상기 복수의 기지국 중 상기 무인 비행체의 출발지에서 목적지까지의 최단경로 주변에 위치한 적어도 하나의 기지국을 판단하고, 상기 최단경로를 기반으로 하되 상기 판단된 적어도 하나의 기지국 각각으로부터 상기 무인 비행체가 사용자 단말에 제공할 적어도 데이터 전송 서비스의 최소 요구품질에 대응되는 신호품질이 보장되도록 상기 무인 비행체의 비행경로를 설정하고,
    상기 관제 서버는, 상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스의 타입이 변경되면 상기 설정된 비행경로를 다시 설정하는, 비행경로 안내 시스템.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 데이터 전송 서비스는, 실시간 영상 전송 서비스, 이미지 전송 서비스 및 센싱 정보 전송 서비스 중 적어도 하나를 포함하는, 비행경로 안내 시스템.
  20. 삭제
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