KR102185273B1 - 화학 오염운을 탐지하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 무인기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기에 의해 수행되는 화학 오염운을 탐지하는 방법은, 상기 무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하는 단계; 상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 화학 오염운을 탐지하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 무인기에 관한 것이다.
화생방 정찰이란 오염이 예상되는 지역에 대해 정찰을 수행하여 화학 오염운을 발생시키는 오염원의 위치를 찾아내고, 오염 지역의 구체적인 윤곽(오염 한계선 등)을 발견하는 것을 의미한다.
오염원은 인체에 유해한 화학 물질을 기체 또는 액체의 형태로 배출하고, 배출된 화학 물질은 대기 상에 구름과 같이 화학 오염운을 형성할 수 있다. 만약 형성된 화학 오염운이 시간에 따라 다른 영역으로 이동하거나 확장되는 경우, 화학 오염운의 이동/확장에 따른 피해 규모도 커질 수 있다. 따라서, 화학 오염운에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 화학 오염운의 확산 지역을 신속히 탐색하여 화학 오염운의 정확한 위치 및 형상을 조기에 확인할 필요가 있다.
그러나, 화학 오염운 지역을 사람이 직접 탐색할 경우, 탐색자가 화학 오염운 내 화학 물질에 완전히 노출될 가능성이 있으며, 일반적으로 화학 오염운 내 화학 물질은 인체에 유해하므로, 이는 탐색자의 안전을 심각하게 위협할 수도 있다.
이를 해결하기 위해, 화학 오염운 지역을 탐색하기 위한 별도의 장치를 이용할 수 있다. 만약, 사용자가 화학 오염운 지역의 원격지에서 화학 오염운 탐색용 장치를 수동으로 제어하는 경우, 화학 오염운의 경계 및 진원지를 탐색하기 위하여 사용자의 정밀한 제어가 요구되며, 사용자의 숙련 정도 등에 따라 화학 오염운의 경계에 대한 탐색의 정확도가 달라지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전술한 문제를 해결하기 위하여, 실시간으로 감지된 오염 농도, 기 학습된 지형 정보 및 기후 정보에 기초하여, 사용자의 제어 없이도 자율적으로 화학 오염운을 탐지 및 추적하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 무인기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기에 의해 수행되는 화학 오염운을 탐지하는 방법은, 상기 무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하는 단계; 상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 단계; 상기 결정된 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 동작 모드를 결정하는 단계는, 상기 제어 신호가 상기 자동 탐지 모드로 동작할 것을 지시하거나, 상기 상태 신호가 상기 무인기가 상기 제어 장치와 통신 불능 상태임을 나타내는 경우, 상기 동작 모드를 상기 자동 탐지 모드로 결정할 수 있다.
상기 방법은, 상기 무인기가 상기 자동 탐지 모드로 동작한 동작 시간 및 상기 무인기의 배터리의 잔여량에 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는, 상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 동작 시간이 기 설정된 기준 시간을 초과한 경우, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하였다면, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료할 수 있다.
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는, 기 설정된 탐지 목적의 달성 여부에 더 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정할 수 있다.
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는, 상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 동작 시간이 기 설정된 기준 시간을 초과한 경우, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하였다면, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료할 수 있다.
상기 방법은, 상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하지 못한 경우, 상기 화학 오염운의 탐지를 계속 수행할 수 있다.
상기 방법은, 상기 자동 탐지 모드를 종료하기로 결정한 경우, 상기 무인기의 최초 이륙 위치 또는 상기 사용자에 의해 기 설정된 위치로 이동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 자율화 알고리즘은, 상기 무인기가 이동하기 전 제1 위치에서의 화학 가스의 제1 농도와 이동한 후 제2 위치에서의 화학 가스의 제2 농도를 입력받고, 상기 제1 농도와 상기 제2 농도의 차이에 기초하여 결정된 보상을 최대화하는 정책을 결정하도록 학습될 수 있다.
상기 자율화 알고리즘은, 상기 무인기가 상기 화학 오염운의 탐지를 수행할 지형에 대한 지형 정보 및 상기 지형에서의 모의 가스 확산 정보를 더 입력받고, 상기 지형 정보 및 상기 모의 가스 확산 정보를 더 이용하여 상기 정책을 학습하고, 상기 모의 가스 확산 정보는 상기 지형을 분할한 복수의 격자들 상에서의 시간에 따른 상기 화학 오염운의 이동 비율에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 화학 오염운을 탐지하는 무인기는, 상기 무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기를 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하고, 상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하고, 상기 결정된 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화학 오염운을 탐지하는 화학 오염운 탐지 시스템은, 무인기의 이동 및 탐지를 제어하는 제어 신호를 상기 무인기로 전송하는 제어 장치; 및 상기 제어 신호 및 상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 무인기를 포함하고, 상기 무인기는 상기 결정된 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 인체에 유해한 화학 물질의 농도가 높은 오염 영역에 무인기를 투입함으로써 보다 안전하게 화학 오염운을 탐지 및 추적할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 무인기는 사용자의 제어 없이 화학 오염 지역을 탐색하므로, 무인기를 제어 가능한 사용자가 없는 상황 또는 무인기를 제어하는 제어 장치와 무인기 사이의 통신이 제한된 상황에서도, 오염 영역의 탐색이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학 오염운 탐지 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기의 화학 오염운 탐지 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오염운 자동 탐지 모드를 수행하기 위한 자율화 알고리즘을 학습시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 학습시키는데 이용되는 모의 가스 확산 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 이용하여 화학 오염운을 자동으로 탐지하는 과정을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무인기가 자동으로 화학 오염운을 탐지하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기의 화학 오염운 탐지 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오염운 자동 탐지 모드를 수행하기 위한 자율화 알고리즘을 학습시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 학습시키는데 이용되는 모의 가스 확산 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 이용하여 화학 오염운을 자동으로 탐지하는 과정을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무인기가 자동으로 화학 오염운을 탐지하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.
본 발명의 실시 예들을 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 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 화학 오염운 탐지 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 화학 오염운 탐지 시스템(10)은 제어 장치(100) 및 무인기(200)를 포함할 수 있다.
제어 장치(100)는 원격지에 위치하여 무인기(200)를 제어할 수 있는 장치를 의미할 수 있다. 제어 장치(100)는 사용자의 제어에 의해 또는 기 설정된 제어 프로그램에 따라 무인기(200)를 제어할 수 있다.
제어 장치(100)는 랩탑 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿(tablet), 웨어러블 컴퓨터 및 서버 중에서 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제어 장치(100)는 무인기(200)를 제어할 수 있는 모든 형태의 전자 장치를 의미할 수 있다.
무인기(200)는 사람이 탑승하지 않고, 자동으로 또는 원격지의 사용자에 의해 수동으로 제어되어 이동하는 기기를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따라, 무인기(200)는 드론과 같은 비행체일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제어 장치(100)는 컨트롤러(110), 입출력기(120), 송수신기(130) 및 디스플레이(140)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(110)는 제어 장치(100)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
컨트롤러(110)는 무인기(200)의 비행 및/또는 오염운(contamination clouds) 탐지를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 생성한 제어 신호를 무인기(200)로 전송할 수 있다. 상기 제어 신호는 사용자의 제어 명령을 통해 입력되거나, 제어 장치(100)의 내부 연산에 의해 자동으로 생성될 수 있다. 본 명세서에서는 오염운이라 함은 특정 영역에 분포(살포)된 대기 오염 가스, 인체에 유해한 유독 가스 등의 화학 가스의 집합을 의미할 수 있다.
컨트롤러(110)는 입출력기(120)를 통해 입력된 제어 명령에 대응되는 제어 신호를 생성할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(110)는 입출력기(120)를 통해 입력된 비행 시작 명령에 대응되는 비행 시작 신호, 비행 종료 명령에 대응되는 비행 종료 신호, 무인기(200)의 자율화 알고리즘 수행 시작 신호 및 자율화 알고리즘 수행 종료 신호를 포함하여, 사용자에 의한 직접 조종이 가능한 직진 비행 명령에 대응되는 직진 비행 신호, 방향 선회 명령에 대응되는 방향 선회 신호, 고도 하강 명령에 대응되는 고도 하강 신호, 현 위치 유지 명령에 대응되는 현 위치 유지 신호 등 무인기(200)의 동작을 제어하기 위한 전반적인 제어 신호를 생성할 수 있다.
컨트롤러(110)는 마이크로프로세서(Microprocessor)를 포함하는 연산 장치로 구현될 수 있고, 예컨대, 마이크로프로세서(Microprocessor)를 포함하는 연산 장치로 구현될 수 있고, 예컨대, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU) 등으로 구현될 수 있다. 이 때, 컨트롤러(110)는 하나의 단일 마이크로프로세서로 구현되거나, 복수의 마이크로프로세서가 집적된 하나의 SOC(System On Chip) 로 구현되는 것도 가능할 수 있다.
입출력기(120)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받을 수 있도록, 제어 장치(100)의 외관 상에 마련될 수 있다. 입출력기(120)는 사용자가 바라보는 제어 장치(100)의 전면 상에 마련될 수 있다.
입출력기(120)는 사용자로부터 제어 명령을 입력받도록 구현될 수 있다. 예컨대, 입출력기(120)는 사용자의 압력을 감지하여 제어 명령을 입력받는 가압식 버튼, 사용자의 터치를 감지하여 제어 명령을 입력받는 정전식 버튼 등을 포함할 수 있다. 이 밖에도, 입출력기(120)는 키보드, 조이스틱, 트랙볼, 조그셔틀 등의 형태로 구현되어 사용자로부터 제어 명령을 입력받을 수도 있다.
송수신기(130)는 다양한 통신 방식을 통해 무인기(200)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따라, 송수신기(130)는 CDMA, GSM, W-CDMA, TD-SCDMA, WiBro, LTE, EPC 등의 공지된 통신 방법을 이용하여 기지국(미도시)을 거쳐 무인기(200)와 통신할 수 있다. 이와는 달리, 다른 실시예에 따라, 송수신기(130)는 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra-wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication)와 같은 통신 방법을 이용하여 소정 거리 이내에서 무인기(200)와 통신할 수도 있다. 다만, 본 발명의 송수신기(130)가 무인기(200)와 통신하는 방법은 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
컨트롤러(110)는 송수신기(130)를 제어하여 무인기(200)의 비행 및/또는 탐지와 직간접적으로 관련된 정보를 송수신할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(110)는 송수신기(130)를 제어하여 무인기(200)의 비행 동작 및/또는 탐지 동작을 제어하는 제어 신호를 무인기(200)로 전송하거나, 비행 중 획득된 비행 정보 및/또는 탐지 정보를 무인기(200)로부터 수신할 수도 있다.
디스플레이(140)는 무인기(200)의 비행 및/또는 탐지 정보를 표시할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(140)는 무인기(200)의 비행 경로, 비행 속도, 무인기(200) 주변의 지도 정보, 탐지된 가스 농도 등을 표시할 수 있다.
디스플레이(140)는 CRT(Cathode Ray Tube), PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등으로 구현될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 디스플레이(140)는 무인기(200)의 비행 및/또는 탐지 정보를 표시할 수 있는 어떠한 형태로의 출력 장치로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기를 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 무인기(200)는 컨트롤러(210), 송수신기(220) 및 센서부(230)를 포함할 수 있다.
컨트롤러(210)는 무인기(200)의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
컨트롤러(210)는 마이크로프로세서(Microprocessor)를 포함하는 연산 장치로 구현될 수 있고, 예컨대, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit, CPU) 등으로 구현될 수 있다. 이 때, 컨트롤러(210)는 하나의 단일 마이크로프로세서로 구현되거나, 복수의 마이크로프로세서가 집적된 하나의 SOC(System On Chip) 로 구현되는 것도 가능할 수 있다.
컨트롤러(210)는 송수신기(220)를 제어하여 제어 장치(100)로부터 무인기(200)의 비행 및/또는 화학 오염운 탐지와 직간접적으로 관련된 정보를 송수신할 수 있다. 컨트롤러(210)는 송수신기(220)를 제어하여 무인기(200)의 동작을 제어하는 제어 신호를 제어 장치(100)로부터 수신하거나, 비행 및/또는 탐지 중 획득된 정보를 제어 장치(100)로 전송할 수도 있다.
송수신기(220)는 제어 장치(100)와 통신 가능하도록 마련될 수 있다. 이를 위해, 송수신기(220)는 제어 장치(100)와 동일한 통신 방식을 이용하여 제어 장치(100)와 통신할 수 있다.
센서부(230)는 화학 탐지 센서(231), 라이다 센서(233) 및 GPS 센서(235)를 포함할 수 있다.
화학 탐지 센서(231)는 오염 물질로 정의되는 화학 물질의 존재 및 그 농도를 감지하도록 마련될 수 있다. 화학 탐지 센서(231)는 비행 중인 무인기(200) 주변의 대기로부터 화학 물질을 감지할 수 있도록, 무인기(200)의 외측에서 화학 물질의 감지가 용이한 위치에 노출되어 마련될 수 있다.
일 실시예에 따라, 화학 탐지 센서(231)는 접촉식 탐지 센서일 수 있다. 이때, 화학 탐지 센서(231)는 화학 물질과 접촉하여 반응하는 촉매를 포함할 수 있다. 예컨대, 화학 탐지 센서(231)의 촉매는 화학 물질과 접촉 시 접촉 연소하여 센서 내부의 온도를 상승시키므로, 화학 탐지센서(231)는 온도 상승에 따른 내부 소자의 저항 변화를 기초로 화학 물질의 존재와 농도를 감지할 수 있다. 다만, 이러한 예는 화학 탐지 센서(231)의 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 화학 탐지 센서(231)는 화학 물질을 감지하는 기술적 사상 안에서 다양하게 구현될 수 있다.
라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR) 센서(233)는 무인기(200)의 고도 정보를 감지할 수 있다. 라이다 센서(233)는 무인기(200)가 지상으로부터 상대적으로 멀어지거나 가까워질 때마다 실시간으로 소정의 단위(예컨대, 미터(m))로 무인기(200) 현재 고도를 출력할 수 있다.
GPS 센서(235)는 GPS 위성으로부터 GPS 센서(235)(즉, GPS 센서(235)가 탑재된 무인기(200))의 좌표 정보를 포함하는 위성 신호를 수신하는 GPS 안테나를 포함할 수 있다.
무인기(200)의 위치 정보는 라이다 센서(233)에서 감지한 고도 정보 및 GPS 센서(235)에서 감지한 좌표 정보를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인기의 화학 오염운 탐지 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 무인기(200)의 컨트롤러(210)는 동작 모드 결정부(211) 및 오염운 탐지 수행부(213)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 동작 모드 결정부(211) 및 오염운 탐지 수행부(213)는 컨트롤러(210)의 기능을 쉽게 설명하기 위하여 컨트롤러(210)의 기능을 개념적으로 나눈 것으로서, 이에 한정되지 않는다. 실시예들에 따라, 동작 모드 결정부(211) 및 오염운 탐지 수행부(213)의 기능은 병합/분리 가능하며, 동작 모드 결정부(211) 및 오염운 탐지 수행부(213)는 하나 이상의 프로그램에 포함된 일련의 명령어들로 구현될 수도 있다.
동작 모드 결정부(211)는, 제어 장치(100)로부터 수신한 제어 신호 및 무인기(200)에서 생성한 상태 신호에 기초하여, 무인기(200)의 오염운 탐지 동작을 자율화 알고리즘에 의해 자동으로 수행할지(즉, 오염운 자동 탐지 모드로 동작할지) 또는 제어 장치(100)의 제어에 의해 수동으로 수행할지(즉, 오염운 수동 탐지 모드로 동작할지) 여부를 결정할 수 있다.
동작 모드 결정부(211)에서 오염운 탐지 동작의 동작 모드를 결정하기 위하여 사용하는 제어 장치(100)의 제어 신호는 오염운 자동 탐지 모드의 시작을 지시하는 자율화 알고리즘 수행 시작 신호 및 오염운 자동 탐지 모드의 종료를 지시하는 자율화 알고리즘 수행 종료 신호를 포함할 수 있다.
또한, 동작 모드 결정부(211)에서 오염운 탐지 동작의 동작 모드를 결정하기 위하여 사용하는 상기 상태 신호는 무인기(200)의 송수신기(220)의 통신 상태를 나타내는 신호일 수 있다. 즉, 상기 상태 신호는 무인기(200)의 송수신기(220)가 제어 장치(100)와 통신을 수행 중인지 또는 제어 장치(100)와 통신이 가능한 상태인지 여부를 나타낼 수 있다.
제어 장치(100)로부터 수신한 제어 신호가 자율화 알고리즘 수행 시작 신호를 나타내거나, 무인기(200)에서 생성한 상태 신호가 송수신기(220)와 제어 장치(100)의 통신이 불가능함을 나타내는 경우, 동작 모드 결정부(211)는 오염운 탐지 동작을 자율화 알고리즘에 의해 자동으로 수행하기로 결정할 수 있다.
반면, 무인기(200)에서 생성한 상태 신호가 송수신기(220)와 제어 장치(100)의 통신이 가능함을 나타내고, 제어 장치(100)로부터 수신한 제어 신호가 자율화 알고리즘 수행 시작 신호를 나타내지 않는 경우, 동작 모드 결정부(211)는 오염운 탐지 동작을 제어 장치(100)의 제어에 의해 수동으로 수행하기로 결정할 수 있다.
동작 모드 결정부(211)가 오염운 탐지 동작을 수동으로 수행하기로 결정한 경우, 오염운 탐지 수행부(213)는 제어 장치(100)의 제어 신호에 기초하여, 이동 및/또는 오염운 탐지 동작을 수행할 수 있다. 오염운 탐지 수행부(213)는 제어 장치(100)의 제어에 따라, 이동 및 탐지를 수행하면서, 오염 영역을 탐지하고, 탐지 결과로서, 화학 가스의 농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 오염운 탐지 수행부(213)는 측정한 농도에 대한 정보 또는 측정한 농도에 따른 처리 정보를 위치 정보와 함께 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 상기 처리 정보는 측정한 농도가 기 설정된 기준 농도를 초과하는지 여부에 따라 결정된 것으로서, 측정한 위치가 오염 영역 내인지 또는 오염원인지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
따라서, 제어 장치(100)는, 오염운 탐지 수행부(213)로부터 수신한 농도에 대한 정보 또는 처리 정보에 기초하여, 오염운을 탐지한 지역에 대한 화학 오염운 맵을 생성할 수 있다. 상기 화학 오염운 맵은 오염운의 경계, 화학 가스의 위치(영역) 별 농도 및 오염원의 위치에 대한 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반면, 동작 모드 결정부(211)가 오염운 탐지 동작을 자동으로 수행하기로 결정한 경우, 오염운 탐지 수행부(213)는, 기 학습된 자율화 알고리즘을 이용하여, 제어 장치(100)의 제어 없이 자동으로 이동 및/또는 오염운 탐지 동작을 수행할 수 있다. 오염운 탐지 수행부(213)는 자율화 알고리즘에 기초하여 이동 및 탐지를 수행하면서, 오염 영역을 탐지하고, 탐지 결과로서, 화학 가스의 농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 오염운 탐지 수행부(213)는 측정한 농도에 대한 정보 또는 측정한 농도에 따른 처리 정보를 위치 정보와 함께 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 상기 처리 정보는 측정한 농도가 기 설정된 기준 농도를 초과하는지 여부에 따라 결정된 것으로서, 측정한 위치가 오염 영역 내인지 또는 오염원인지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
따라서, 제어 장치(100)는, 오염운 탐지 수행부(213)로부터 수신한 농도에 대한 정보 또는 처리 정보에 기초하여, 오염운을 탐지한 지역에 대한 화학 오염운 맵을 생성할 수 있다. 상기 화학 오염운 맵은 오염운의 경계, 화학 가스의 위치(영역) 별 농도 및 오염원의 위치에 대한 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
반면, 제어 장치(100)와의 통신이 불가능하여, 오염운 자동 탐지 모드로 동작하는 경우, 오염운 탐지 수행부(213)는 측정한 농도에 대한 정보 또는 측정한 농도에 따른 처리 정보를 위치 정보와 함께 저장할 수 있다. 이후, 제어 장치(100)와 통신이 가능해지면, 오염운 탐지 수행부(213)는, 송수신기(220)를 이용하여, 기 저장된 위치 정보 및 측정한 농도에 대한 정보(또는 측정한 농도에 따른 처리 정보)를 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
한편, 오염운 자동 탐지 모드로 동작 중에 동작 모드 결정부(211)가 오염운 탐지 동작을 수동으로 수행할 것을 지시하는 경우, 오염운 탐지 수행부(213)는 자율화 알고리즘에 의한 탐지 동작을 중단하고, 제어 장치(100)의 제어 신호에 기초하여, 이동 및/또는 오염운 탐지 동작을 수행할 수 있다.
기 설정된 오염운 자동 탐지 모드의 동작 시간(예컨대, 연속 동작 시간)을 초과하였거나(즉, 오염운의 탐지가 충분히 수행되었다고 판단되거나), 무인기(200)의 배터리의 잔여량이 기 설정된 값 이하로 감지되는 경우, 오염운 탐지 수행부(213)는 오염운 자동 탐지 동작을 중단할 수 있다. 이 경우, 일 실시예에 따라, 오염운 탐지 수행부(210)는 오염운 자동 탐지 동작을 중단하고, 무인기(200)는 최초 이륙 위치(또는 사용자에 의해 기 설정된 위치)로 복귀할 수 있다. 여기서, 최초 이륙 위치는 오염운을 탐지하기 위하여 무인기(200)의 최초 이륙 시점(즉, 무인기(200)가 비행을 시작할 때)에서의 위치 정보를 의미할 수 있고, 제어 장치(100)로부터 초기 위치 및 초기 방향을 수신할 때의 위치 정보를 의미할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 오염운 자동 탐지 모드를 수행하기 위한 자율화 알고리즘을 학습시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 무인기(200)의 자율화 알고리즘은 강화 학습(Reinforcement Learning)에 기초하여 학습될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 강화 학습은 주어진 문제를 MDP(Markov Decision Process) 문제로 가정할 수 있다. 예컨대, 무인기(200)가 임의의 화학 오염 영역에서 센서부(230)에 포함된 센서들을 이용하여 위치 정보와 탐지 정보를 획득하고, 획득한 위치 정보, 탐지 정보 및 기 학습된 결과에 기초하여 특정 행동을 수행하면, 상기 특정 행동에 따른 보상이 주어지는 구조로 강화 학습이 수행될 수 있다.
여기서, 보상은 무인기(200)가 수행한 특정 행동에 따른 비행 경로로 이동을 하였을 때, 무인기(200)가 탐지하는 화학 오염운의 농도에 따른 가중치를 의미할 수 있다. 예컨대, 무인기(200)가 화학 오염운을 탐지할수록 또는 높은 농도의 화학 오염운이 측정되는 지역으로 이동할수록 높은 보상이 제공될 수 있다.
무인기(200)는 이동, 화학 오염운의 농도 측정, 다음 비행 경로 설정의 동작을 반복하는 일련의 과정 속에서 보상을 최대화하기 위한 정책을 학습하고, 이를 통해 화학 오염원을 추적할 수 있다.
일 실시예에 따라, 자율화 알고리즘을 학습시키기 위하여 부여되는 보상에 대한 정책은 아래의 표 1과 같을 수 있다. 여기서 ρa(t)는 시간 t에서 a라는 행동(다음 비행 경로로의 이동)을 취했을 때 측정된 화학 오염운의 농도를 나타낼 수 있다.
| 행동 결과 | 보상 | 내용 |
| ρa(t) > ρa(t-1) | 1 | 무인기가 오염 농도가 높아지는 방향으로 이동했을 경우 |
| ρa(t) < ρa(t-1) | -1 | 무인기가 오염 농도가 낮아지는 방향으로 이동했을 경우 |
| ρa(t) = ρa(t-1) | -0.1 | 무인기가 오염 농도가 같은 방향으로 이동했을 경우 |
| ρa(t) ≥ ρa(t-1) | 2 | 무인기가 최고 오염 농도를 탐지했을 경우 |
즉, 무인기(200)가 다음 비행 경로로 이동하여 측정한 오염 농도(ρa(t))가 이동 전의 오염 농도(ρa(t-1))보다 높은 경우, 자율화 알고리즘의 행동(a)에 +1 의 보상이 부여될 수 있다.
반면, 무인기(200)가 다음 비행 경로로 이동하여 측정한 오염 농도(ρa(t))가 이동 전의 오염 농도(ρa(t-1))보다 낮은 경우, 자율화 알고리즘의 행동(a)에 -1 의 보상이 부여되고, 무인기(200)가 다음 비행 경로로 이동하여 측정한 오염 농도(ρa(t))가 이동 전의 오염 농도(ρa(t-1))와 같은 경우, 자율화 알고리즘의 행동(a)에 -0.1 의 보상이 부여될 수 있다.
또한, 무인기(200)가 다음 비행 경로로 이동하여 측정한 오염 농도(ρa(t))가 최고 오염 농도에 해당하는 경우(즉, 오염 농도(ρa(t))가 최고 오염 농도로 기 설정된 값에 해당하는 경우), 자율화 알고리즘의 행동(a)에 +2 의 보상이 부여될 수 있다.
상기 강화 학습에서, 임의의 상태(st)에서 무인기(200)가 행동 정책(π)을 따를 때 받을 보상의 기댓값은 상태 가치 함수(Vπ(st))로 정의될 수 있다. 또한, 임의의 상태(st)에서 무인기(200)가 행동 정책(π)을 따라 행동(at)했을 때 받을 보상의 기댓값은 상태-행동 가치 함수(Qπ(st, at))로 정의될 수 있다.
상기 강화 학습은 각 상태(st)에 대한 상태 가치 함수(Vπ(st))또는 상태-행동 쌍에 대한 상태-행동 가치 함수(Qπ(st, at))를 최대화하는 방향으로 자율화 알고리즘을 학습시킴으로써, 자율화 알고리즘이 보상을 최대화하는 최적의 행동 정책(π*(st))을 찾도록 할 수 있다. 이는 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
이때, 최적의 상태 가치 함수(V*(st))와 최적의 상태-행동 가치 함수(Q*(st, at))는 아래의 수학식 2로 표현될 수 있다.
벨만 최적 방정식(Bellman Optimality Equation)에 따라 최적의 상태 가치 함수(V*(st))와 최적의 상태-행동 가치 함수(Q*(st, at))는 아래의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
즉, 자율화 알고리즘은 주어진 환경 내 모든 상태에 대한 상태-행동 가치 함수(Qπ(st, at))를 학습함으로써 화학 오염운 추적/탐지 목적을 달성하기 위한 최적의 행동 정책(π*(st))을 찾을 수 있다.
다만, 환경 내 상태의 수가 무수히 많을 때는 모든 상태(S)에서의 모든 행동(A)에 대한 상태-행동 가치 함수(Qπ(st, at))를 정의하고 학습할 수 없는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, DQN(Deep Q-Network)을 이용하여 모든 상태(S)와 모든 행동(A)에 대한 상태-행동 가치 함수(Qπ(st, at))를 근사할 수 있는 심층 신경망(deep neural network)을 자율화 알고리즘에 적용하여 자율화 알고리즘을 학습시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 학습시키는데 이용되는 모의 가스 확산 모델을 설명하기 위한 도면이다.
강화 학습 기반의 자율화 알고리즘을 학습시키기 위하여, 무인기(200)가 작전을 실시할 지형에 대한 지형 정보와 상기 지형에서의 가스 확산 정보를 입력할 필요가 있다.
특히 상기 가스 확산 정보는 무인기(200)가 이동 시 주어지는 보상을 최대화하기 위한 비행 경로를 설정하는데 핵심 정보에 해당할 수 있다. 자율화 알고리즘에서 이용되는 가스 확산 정보로, 무인기(200)가 작전을 실시할 지형에 직접 화학 가스를 분사하여 측정한 실측 정보를 사용할 수는 있으나, 풍향 및 풍속 제어의 어려움, 가스 농도 실측의 어려움 등으로 인하여 학습하기 위해 충분한 양의 실측 정보를 획득하기 어려운 제한이 있다. 따라서, 본 명세서에 따른 자율화 알고리즘 학습 방법에서는 모의 가스 확산 정보를 이용하여 무인기(200)를 학습시킨다.
무인기(200)가 작전을 실시할 지형에 대한 지형 정보를 복수의 격자들로 분할한 격자(grid) 정보로 재구성하고, 오염운의 농도는 격자 별로 측정될 수 있다.
오염운의 확산이 특정 정규 분포를 따른다고 가정하는 경우, 시간이 지남에 따라, 오염운이 현재에 위치한 격자에서 인근의 6개 격자(위 방향에 위치한 격자, 아래 방향에 위치한 격자, 오른쪽 방향에 위치한 격자, 왼쪽 방향에 위치한 격자, 앞 방향에 위치한 격자, 뒤 방향에 위치한 격자)로 확산될 비율과 현재의 격자에 여전히 남아있을 비율을 계산할 수 있다.
오염운 확산 비율(즉, 기준 시간 후 인근의 격자들로 확산될 오염운의 비율과 현재 격자에 그대로 남아 있을 오염운의 비율)을 계산하는 방법은 거리 기반의 비율 할당 방법과 확률적 비율 할당 방법을 사용할 수 있다.
상기 거리 기반의 비율 할당 방법은 오염운의 발생원으로부터의 거리에 따른 비율을 계산하고, 격자의 위치가 오염운의 발생원으로부터 멀어질수록 낮은 농도를 할당하는 방법이다.
또한, 상기 확률적 비율 할당 방법은 각 경우의 수에 대해 0과 1 사이의 균등 확률분포(uniform distribution)에서 추출한 7개의 표본(sample)(현재에 위치한 격자, 현재의 위 방향에 위치한 격자, 현재의 아래 방향에 위치한 격자, 현재의 오른쪽 방향에 위치한 격자, 현재의 왼쪽 방향에 위치한 격자, 현재의 앞 방향에 위치한 격자, 현재의 뒤 방향에 위치한 격자)을 정규화(normalization)하여 계산한다. 도 6의 (a)는 7개의 표본을 추출하고, 각 표본을 정규화하는 일 예시를 나타내며, 도 6의 (b)는 확률적 비율 할당 방법을 이용하여 수행한 모의 가스 농도 확산 결과의 일 예시를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자율화 알고리즘을 이용하여 화학 오염운을 자동으로 탐지하는 과정을 시뮬레이션한 결과를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 무인기(200)가 최초 시간(t0)에 오염운의 오염원을 자동으로 추적하도록 설정된 경우, 무인기(200)는 기 학습된 자율화 알고리즘에 의해 이후 시간 동안(t1~t5) 오염운을 탐지할 수 있다.
탐지 과정에서 무인기(200)는 오염원을 탐지하는 기준으로 기 설정된 기준에 기초하여 오염운 내부를 탐지하게 되며, 이후, 특정 시점(t5)에 상기 기 설정된 기준을 만족하는 위치를 탐지한 경우, 무인기(200)는 해당 위치를 오염운의 오염원으로 결정할 수 있다.
예컨대, 위와 같은 오염운 추적/탐지 과정에서, 작전을 수행하는 지형이 고도가 높은 건물 또는 산을 포함하는 경우, 무인기(200)는 비행 능력에 따라 건물 또는 산을 장애물로 인식할 수 있다. 즉, 무인기(200)는 기 설정된 비행 능력에 따라 비행 가능 영역을 자율적으로 선택함으로써 자동으로 화학 오염운을 탐지/추적할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 무인기가 자동으로 화학 오염운을 탐지하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 오염운을 탐지하기 위하여, 제어 장치(100)로부터 초기 위치 및 초기 이동 방향을 수신하면, 무인기(200)는 상기 초기 이동 방향에 위치한 상기 초기 위치로 이동할 수 있다(S800).
이후, 제어 장치(100)로부터 수신한 제어 신호 및 무인기(200)에서 생성한 상태 신호에 기초하여, 동작 모드 결정부(211)는 오염운 탐지 동작의 동작 모드를 결정할 수 있다(S810).
상기 결정된 동작 모드가 오염운 수동 탐지 모드인 경우(S820의 '아니오'), 오염운 탐지 수행부(213)는 제어 장치(100)의 제어에 따라 오염운 탐지 동작을 수행할 수 있다(S825).
반면, 상기 결정된 동작 모드가 오염운 자동 탐지 모드인 경우(S820의 '예'), 오염운 탐지 수행부(213)는 기 학습된 자율화 알고리즘을 이용하여, 제어 장치(100)의 제어 없이 자동으로 오염운 탐지 동작을 수행할 수 있다(S830).
이후, 무인기(200)가 오염운 탐지 동작을 수행함에 따라, 무인기(200)의 배터리의 잔여량이 기 설정된 값 미만인 경우(S840의 '아니오'), 오염운 탐지 수행부(213)는 오염운 자동 탐지 동작을 중단할 수 있다(S870). 이때, 무인기(200)는 최초 이륙 위치(또는 사용자에 의해 기 설정된 위치)로 이동할 수 있다.
반면, 무인기(200)의 배터리의 잔여량이 기 설정된 값 이상인 경우(S840의 '예'), 기 설정된 오염운 자동 탐지 모드의 동작 시간을 초과하였고(S850의 '예'), 무인기(200)가 기 설정된 탐지 목적을 달성했다고 판단된다면(S860의 '예'), 오염운 탐지 수행부(213)는 오염운 자동 탐지 동작을 중단할 수 있다(S870). 이때, 무인기(200)는 최초 이륙 위치(또는 사용자에 의해 기 설정된 위치)로 이동할 수 있다.
반면, 기 설정된 오염운 자동 탐지 모드의 동작 시간을 초과하지 않거나 (S850의 '아니오'), 기 설정된 오염운 자동 탐지 모드의 동작 시간을 초과하여 동작하고 있지만(S850의 '예'), 기 설정된 탐지 목적을 달성하지 못한 경우(S860의 '아니오'), 오염운 탐지 수행부(213)는 오염운 자동 탐지 동작을 계속 수행할 수 있다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 화학 오염운 탐지 시스템
100: 제어 장치
200: 무인기
210: 컨트롤러,
220: 송수신기
230: 센서부
100: 제어 장치
200: 무인기
210: 컨트롤러,
220: 송수신기
230: 센서부
Claims (23)
- 무인기에 의해 수행되는 화학 오염운을 탐지하는 방법에 있어서,
상기 무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여 결정된 상기 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는 단계를 포함하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 동작 모드를 결정하는 단계는,
상기 제어 신호가 상기 자동 탐지 모드로 동작할 것을 지시하거나, 상기 상태 신호가 상기 무인기가 상기 제어 장치와 통신 불능 상태임을 나타내는 경우, 상기 동작 모드를 상기 자동 탐지 모드로 결정하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 무인기가 상기 자동 탐지 모드로 동작한 동작 시간 및 상기 무인기의 배터리의 잔여량에 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는,
기 설정된 탐지 목적의 달성 여부에 더 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는 단계는,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 동작 시간이 기 설정된 기준 시간을 초과한 경우, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하였다면, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하지 못한 경우, 상기 화학 오염운의 탐지를 계속 수행하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제3 항에 있어서,
상기 자동 탐지 모드를 종료하기로 결정한 경우, 상기 무인기의 최초 이륙 위치 또는 사용자에 의해 기 설정된 위치로 이동하는 단계를 더 포함하는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 자율화 알고리즘은,
상기 무인기가 이동하기 전 제1 위치에서의 화학 가스의 제1 농도와 이동한 후 제2 위치에서의 화학 가스의 제2 농도를 입력받고,
상기 제1 농도와 상기 제2 농도의 차이에 기초하여 결정된 보상을 최대화하는 정책을 결정하도록 학습되는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 제9 항에 있어서,
상기 자율화 알고리즘은,
상기 무인기가 상기 화학 오염운의 탐지를 수행할 지형에 대한 지형 정보 및 상기 지형에서의 모의 가스 확산 정보를 더 입력받고,
상기 지형 정보 및 상기 모의 가스 확산 정보를 더 이용하여 상기 정책을 학습하고,
상기 모의 가스 확산 정보는 상기 지형을 분할한 복수의 격자들 상에서의 시간에 따른 상기 화학 오염운의 이동 비율에 기초하여 결정되는
화학 오염운을 탐지하는 방법. - 화학 오염운을 탐지하는 무인기에 있어서,
상기 무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기를 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하고,
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하고,
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여 결정된 상기 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 제어 신호가 상기 자동 탐지 모드로 동작할 것을 지시하거나, 상기 상태 신호가 상기 무인기가 상기 제어 장치와 통신 불능 상태임을 나타내는 경우, 상기 동작 모드를 상기 자동 탐지 모드로 결정하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제11 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 무인기가 상기 자동 탐지 모드로 동작한 동작 시간 및 상기 무인기의 배터리의 잔여량에 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제12 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제13 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
기 설정된 탐지 목적의 달성 여부에 더 기초하여 상기 자동 탐지 모드를 종료할지 여부를 결정하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제15 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 동작 시간이 기 설정된 기준 시간을 초과한 경우, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하였다면, 상기 화학 오염운의 탐지를 종료하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제15 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 무인기의 배터리의 잔여량이 기 설정된 기준 값 이상이고, 상기 기 설정된 탐지 목적을 달성하지 못한 경우, 상기 화학 오염운의 탐지를 계속 수행하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제13 항에 있어서,
상기 컨트롤러는,
상기 자동 탐지 모드를 종료하기로 결정한 경우, 상기 무인기의 최초 이륙 위치 또는 사용자에 의해 기 설정된 위치로 이동하는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제11 항에 있어서,
상기 자율화 알고리즘은,
상기 무인기가 이동하기 전 제1 위치에서의 화학 가스의 제1 농도와 이동한 후 제2 위치에서의 화학 가스의 제2 농도를 입력받고,
상기 제1 농도와 상기 제2 농도의 차이에 기초하여 결정된 보상을 최대화하는 정책을 결정하도록 학습되는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 제19 항에 있어서,
상기 자율화 알고리즘은,
상기 무인기가 상기 화학 오염운의 탐지를 수행할 지형에 대한 지형 정보 및 상기 지형에서의 모의 가스 확산 정보를 더 입력받고,
상기 지형 정보 및 상기 모의 가스 확산 정보를 더 이용하여 상기 정책을 학습하고,
상기 모의 가스 확산 정보는 상기 지형을 분할한 복수의 격자들 상에서의 시간에 따른 상기 화학 오염운의 이동 비율에 기초하여 결정되는
화학 오염운을 탐지하는 무인기. - 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램은,
무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여 결정된 상기 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는 단계를 포함하는
상기 화학 오염운을 탐지하는 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
컴퓨터 판독 가능한 기록매체. - 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면,
무인기를 제어하는 제어 장치로부터 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호를 생성하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여, 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 단계;
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여 결정된 상기 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는 단계를 포함하는
상기 화학 오염운을 탐지하는 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
컴퓨터 프로그램. - 화학 오염운을 탐지하는 화학 오염운 탐지 시스템에 있어서,
무인기의 이동 및 탐지를 제어하는 제어 신호를 상기 무인기로 전송하는 제어 장치; 및
상기 제어 신호 및 상기 무인기의 상태를 나타내는 상태 신호에 기초하여, 상기 화학 오염운을 탐지하는 동작 모드를 결정하는 무인기를 포함하고,
상기 무인기는,
상기 제어 신호 및 상기 상태 신호에 기초하여 결정된 상기 동작 모드가 상기 제어 장치의 제어 없이 상기 화학 오염운을 탐지하는 자동 탐지 모드인 경우, 상기 제어 장치의 제어 없이 기 학습된 자율화 알고리즘에 기초하여 화학 오염운을 탐지하는
화학 오염운 탐지 시스템.
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| GRNT | Written decision to grant |