KR102235461B1 - System and method for optimally arranging unmanned aerial vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템은 복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보를 입력받는 정보 입력부; 상기 위치 정보 및 통신 반경 정보를 이용하여 상기 복수 개 지점들 중 미리 결정된 거리(

Figure 112019047572931-pat00012
) 이내로 이격된 점들을 연결하는 연결쌍 결정부; 각 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 상기 연결쌍 결정부에 의해 연결된 지점이 되도록 상기 복수 개 지점들의 집합을 결정하는 집합 결정부; 및 각각의 집합에 1개의 상기 무인 비행 장치를 할당하고, 각 집합에 속하는 모든 지점들이 할당된 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하는 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정하는 목표점 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an optimal arrangement system and method of an unmanned aerial vehicle, and the optimal arrangement system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention provides location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle. An information input unit to receive input; A predetermined distance among the plurality of points using the location information and communication radius information (
Figure 112019047572931-pat00012
) A connection pair determination unit that connects the points spaced within a distance; A set determination unit configured to determine a set of the plurality of points such that all points in each set become points connected by the connection pair determination unit to all points other than the self; And a target point determination unit that allocates one of the unmanned aerial vehicles to each set, and determines a target point of each unmanned aerial vehicle so that all points belonging to each set are located within the communication radius of the assigned unmanned aerial vehicle. It is characterized by that.

Description

무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMALLY ARRANGING UNMANNED AERIAL VEHICLE}System and method for optimal placement of unmanned aerial vehicles {SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMALLY ARRANGING UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 무인 비행 장치의 배치 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 네트워크 형성을 위한 무인 비행 장치의 최적 위치를 신속하게 제공할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for arranging an unmanned aerial vehicle. More specifically, it relates to a system and method capable of quickly providing an optimal position of an unmanned aerial vehicle for network formation.

최근 통신 시설의 화재로 인해 해당 통신 시설에 의해 서비스를 제공받던 수많은 사용자들이 통신 시설이 복구될 때까지 통신 서비스를 받지 못하는 사고가 발생하였다.Recently, due to a fire in a communication facility, there has been an accident that numerous users who have been provided service by the communication facility cannot receive communication service until the communication facility is restored.

이러한 사고는 통신 서비스를 이용하던 사용자들에게 불편을 초래하고 경제적 손실을 발생시킬 뿐만 아니라 재난 상황에 대한 정보를 제공받지 못하는 사용자의 불안감을 증가시키고 어려움에 처한 사용자의 상황을 파악하거나 구체적인 구조 방법을 전달하지 못해 인명구조 및 피해 최소화에 어려움을 겪게할 수 있다.These accidents not only cause inconvenience to users who used communication services and cause economic losses, but also increase the anxiety of users who are not provided with information about the disaster situation, and understand the situation of users in need or take specific rescue measures. Failure to communicate can make it difficult to save lives and minimize damage.

이에 드론과 같은 무인 비행 장치를 이용하여 재난지역에서 네트워크를 구성하는 방법에 대한 연구들이 이루어지고 있다.Accordingly, studies on how to construct a network in a disaster area using unmanned flying devices such as drones are being conducted.

특히 한정된 무인 비행 장치로 네트워크를 형성해야 하므로 최소한의 무인 비행 장치로 모든 사용자 위치를 커버할 수 있는 최적의 위치를 도출해 내는 것이 중요하다.In particular, since it is necessary to form a network with limited unmanned aerial vehicles, it is important to derive an optimal location that can cover all user locations with a minimum of unmanned aerial vehicles.

그러나 한국 공개특허공보 제10-2015-0129602호와 같은 종래 방법들은 사용자 위치 정보에 기초하여 인접한 사용자들을 클러스터로 묶는다고 설명하고 있지만 구체적으로 어떻게 해야 최적의 클러스터를 만들 수 있는지 모호하다.However, conventional methods such as Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2015-0129602 describe that adjacent users are grouped into clusters based on user location information, but it is unclear how to create an optimal cluster in detail.

또한 가상 꼭짓점을 반복점으로 생성할 때 두 번 이상 반복하게 되면 가상 꼭짓점에 파견된 드론이 원래 꼭짓점을 커버할 수 없게 될 수 있는 문제가 있다.In addition, when creating a virtual vertex as a repeating point, if it is repeated more than once, there is a problem that the drone dispatched to the virtual vertex may not be able to cover the original vertex.

다른 종래 방법으로서 사용자들의 부분 집합을 형성하고 해당 부분 집합이 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있는지, 즉 무인 비행 장치의 통신 범위 내에 있는지를 판단한 후 해당 집합에 통신 서비스를 제공하기 위한 무인 비행 장치의 위치를 결정하는 방법이 있다.As another conventional method, after forming a subset of users and determining whether the subset can receive communication services by one unmanned flying device, that is, within the communication range of the unmanned flying device, provide communication services to the corresponding set. There is a way to determine the location of the UAV for.

그러나 이러한 종래 방법은 사용자들의 위치가 N개일 경우 2N개의 부분 집합이 나올 수 있어 무인 비행 장치의 위치가 도출될 때까지 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있다.However, this conventional method has a problem in that it takes a lot of time until the location of the unmanned aerial vehicle is derived because 2N subsets may appear when the location of the users is N.

본 발명의 목적은 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a system and method for optimal placement of an unmanned aerial vehicle.

본 발명의 다른 목적은 최소의 무인 비행 장치로 네트워크를 형성할 수 있는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a system and method for optimal arrangement of an unmanned aerial vehicle capable of forming a network with a minimum unmanned aerial vehicle.

본 발명의 또 다른 목적은 연산 시간을 최소화할 수 있는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a system and method for optimal arrangement of an unmanned aerial vehicle capable of minimizing operation time.

본 발명의 상기 및 기타 목적들은, 본 발명에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법에 의해 모두 달성될 수 있다.The above and other objects of the present invention can be achieved both by the optimal arrangement system and method of the unmanned aerial vehicle according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템은 복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보를 입력받는 정보 입력부; 상기 위치 정보 및 통신 반경 정보를 이용하여 상기 복수 개 지점들 중 미리 결정된 거리(

Figure 112019047572931-pat00001
) 이내로 이격된 점들을 연결하는 연결쌍 결정부; 각 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 상기 연결쌍 결정부에 의해 연결된 지점이 되도록 상기 복수 개 지점들의 집합을 결정하는 집합 결정부; 및 각각의 집합에 1개의 상기 무인 비행 장치를 할당하고, 각 집합에 속하는 모든 지점들이 할당된 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하는 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정하는 목표점 결정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optimal arrangement system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes an information input unit receiving location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle; A predetermined distance among the plurality of points using the location information and communication radius information (
Figure 112019047572931-pat00001
) A connection pair determination unit that connects the points spaced within a distance; A set determination unit configured to determine a set of the plurality of points such that all points in each set become points connected by the connection pair determination unit to all points other than the self; And a target point determination unit that allocates one of the unmanned aerial vehicles to each set, and determines a target point of each unmanned aerial vehicle so that all points belonging to each set are located within the communication radius of the assigned unmanned aerial vehicle. It is characterized by that.

상기 집합 결정부는 최소 개수의 집합이 형성되도록 집합을 결정할 수 있다.The set determination unit may determine a set such that a minimum number of sets are formed.

상기 집합 결정부는 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 서로 연결된 복수 개 지점들을 하나의 집합으로 결정할 수 있다.The set determination unit may determine a plurality of points connected to each other with all other points excluding itself as one set.

상기 목표점 결정부는 각 무인 비행 장치 목표점들이 가능한 분산되도록 목표점을 결정할 수 있다.The target point determination unit may determine a target point such that the target points of each unmanned aerial vehicle are as distributed as possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템은 상기 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하는 비행 범위 결정부를 더 포함할 수 있고, 상기 비행 가능 범위는 상기 무인 비행 장치가 상기 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위이다.The optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may further include a flight range determination unit that determines the available range of the unmanned aerial vehicle, and the available range is the unmanned aerial vehicle to determine the target point. Even if it deviates, all points belonging to the set are within the communication radius of the unmanned aerial vehicle.

상기 비행 범위 결정부는 비행 위험 범위를 더 결정할 수 있고, 상기 비행 위험 범위는 서로 인접한 무인 비행 장치들의 비행 가능 범위가 중첩되는 범위이다.The flight range determination unit may further determine a flight risk range, and the flight risk range is a range in which flightable ranges of unmanned aerial vehicles adjacent to each other overlap.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법은 각 단계가 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템에 의해 수행되는 방법으로서, 복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보가 입력되는 정보 입력 단계; 상기 위치 정보 및 통신 반경 정보를 이용하여 상기 복수 개 지점들 중 미리 결정된 거리(

Figure 112019047572931-pat00002
) 이내로 이격된 점들을 연결하는 연결쌍 결정 단계; 각 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 연결된 지점이 되도록 상기 복수 개 지점들의 집합을 결정하는 집합 결정 단계; 및 각각의 집합에 1개의 상기 무인 비행 장치를 할당하고, 각 집합에 속하는 모든 지점들이 할당된 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하는 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정하는 목표점 결정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The optimal arrangement method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is a method in which each step is performed by an optimal arrangement system of an unmanned aerial vehicle, and includes location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle. An information input step of being input; A predetermined distance among the plurality of points using the location information and communication radius information (
Figure 112019047572931-pat00002
) Determining a connection pair that connects the points spaced within a distance; A set determination step of determining a set of the plurality of points so that all points in each set become points connected to all points other than the self; And a target point determination step of allocating one unmanned aerial vehicle to each set, and determining a target point of each unmanned aerial vehicle so that all points belonging to each set are located within the communication radius of the assigned unmanned aerial vehicle. Characterized in that.

상기 집합 결정 단계에서 상기 복수 개 지점들이 반드시 하나의 집합에 속하고, 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 서로 연결된 복수 개 지점들은 하나의 집합으로 결정할 수 있다.In the set determination step, the plurality of points must necessarily belong to one set, and a plurality of points connected to each other with all other points except for themselves may be determined as one set.

상기 목표점 결정 단계에서 각 무인 비행 장치 목표점들이 가능한 분산되도록 목표점을 결정할 수 있다.In the step of determining the target point, the target points may be determined so that the target points of the unmanned aerial vehicle are as dispersed as possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법은 상기 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하는 비행 범위 결정 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 비행 가능 범위는 상기 무인 비행 장치가 상기 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위이다.The optimal arrangement method of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may further include a step of determining a flight range of determining an available range of the unmanned aerial vehicle, and the available range is the unmanned flying device. Even out of the range, all points belonging to the set can be located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle.

상기 비행 범위 결정 단계에서, 비행 위험 범위를 더 결정할 수 있고, 상기 비행 위험 범위는 서로 인접한 무인 비행 장치들의 비행 가능 범위가 중첩되는 범위이다.In the flight range determination step, a flight risk range may be further determined, and the flight risk range is a range in which flightable ranges of unmanned aerial vehicles adjacent to each other overlap.

본 발명에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법은 최소의 무인 비행 장치로 네트워크를 형성할 수 있는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법을 최소한의 시간 내에 도출하여 제공할 수 있는 효과를 갖는다.The optimal arrangement system and method of an unmanned aerial vehicle according to the present invention has an effect of providing an optimal arrangement method of an unmanned aerial vehicle capable of forming a network with the minimum unmanned aerial vehicle within a minimum time.

제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행장치 최적 배치 시스템의 시스템 구성도이다.
제2도는 2R 만큼 떨어진 2개의 지점과 통신 반경이 R인 무인 비행 장치의 통신 서비스 범위와의 관계를 보여주는 도면이다.
제3도는 2R 만큼 떨어진 3개의 지점과 통신 반경이 R인 무인 비행 장치의 통신 서비스 범위와의 관계를 보여주는 도면이다.
제4도는

Figure 112019047572931-pat00003
만큼 떨어진 3개의 지점과 통신 반경이 R인 무인 비행 장치의 통신 서비스 범위와의 관계를 보여주는 도면이다.
제5도는 연결쌍 결정부에 의해 연결된 예시적인 6개 지점을 보여주는 도면이다.
제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법의 순서도이다.
제7도는 지도 정보 없이 표시된 예시적인 복수 개의 지점들을 보여주는 도면이다.
제8도는 도 7의 지점들에 대해 연결쌍을 표시하여 보여주는 도면이다.
제9도는 도 8의 지점들에 대해 결정된 집합을 표시하여 보여주는 도면이다.
제10도는 도 9에 표시된 집합들에 대한 무인 비행 장치의 목표점을 표시하여 보여주는 도면이다.
제11도는 비행 가능 범위를 표시하여 보여주는 도면이다.
제12도는 비행 위험 범위를 표시하여 보여주는 도면이다.1 is a system configuration diagram of an optimal arrangement system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between two points separated by 2R and a communication service range of an unmanned aerial vehicle having a communication radius of R.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between three points separated by 2R and a communication service range of an unmanned aerial vehicle having a communication radius of R.
Figure 4
Figure 112019047572931-pat00003
It is a diagram showing the relationship between the communication service range of the unmanned aerial vehicle having a communication radius of R and three points separated by.
5 is a diagram showing exemplary six points connected by a connection pair determining unit.
6 is a flowchart of an optimal arrangement method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a plurality of exemplary points displayed without map information.
FIG. 8 is a diagram showing connection pairs for the points of FIG. 7.
FIG. 9 is a diagram showing and displaying a set determined for the points of FIG. 8.
FIG. 10 is a view showing and displaying target points of the unmanned aerial vehicle for the sets shown in FIG. 9.
11 is a diagram showing and displaying the available flight range.
12 is a diagram showing and displaying the flight danger range.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, an optimal arrangement system and method of an unmanned aerial vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 수 있다.In the following description, only parts necessary to understand the optimal arrangement system and method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described, and descriptions of other parts may be omitted so as not to distract the gist of the present invention.

또한, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명을 가장 적절하게 표현할 수 있도록 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.In addition, terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and meanings consistent with the technical idea of the present invention so that the present invention can be most appropriately expressed. And should be interpreted as a concept.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, terms such as "... unit", "... group", and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which can be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. have.

여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.In various embodiments, components having the same configuration are representatively described in one embodiment by using the same reference numerals, and in other embodiments, configurations different from the one embodiment will be described.

재난 지역의 생존자를 구조하기 위해서는 생존자와의 통신 연결은 매우 중요하다. 그러나 지진, 대형 화재 등의 재난이 발생한 경우, 통신 설비가 파괴되어 생존자와의 통신 연결에 어려움이 발생하는 경우가 많으며, 파괴된 통신 설비를 복구하기까지 많은 시간이 소요되어 생존자 구조에 어려움을 겪게 된다.Communication with survivors is very important to rescue survivors in disaster areas. However, in the event of a disaster such as an earthquake or a large fire, communication facilities are destroyed, causing difficulties in connecting communication with survivors, and it takes a lot of time to restore the destroyed communication facilities, making it difficult to rescue the survivors. do.

이때 무선통신을 제공할 수 있는 무인 비행 장치(예: 드론)를 배치하여 생존자와의 무선 통신을 제공한다면 생존자 구조에 큰 도움이 될 수 있다.At this time, if an unmanned flying device (eg, drone) that can provide wireless communication is provided to provide wireless communication with the survivor, it can be of great help in the rescue of the survivor.

본 발명에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법은 생존자의 위치와 무인 비행 장치의 통신 반경 정보를 이용하여 무인 비행 장치의 최적 배치 위치를 최대한 빨리 결정하여 제공함으로써 재난 등으로 인해 통신이 마비된 지역에 통신 네트워크를 신속히 복구하여 생존자 구조에 도움이 될 수 있도록 한다.The optimal arrangement system and method of the unmanned aerial vehicle according to the present invention uses the location of the survivor and the communication radius information of the unmanned aerial vehicle to determine and provide the optimal arrangement position of the unmanned aerial vehicle as soon as possible. Quickly restore the telecommunications network in the area so that it can help rescue survivors.

도 1에 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행장치 최적 배치 시스템의 시스템 구성도가 도시되어 있다.1 is a system configuration diagram of an optimal arrangement system for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행장치의 최적 배치 시스템은 정보 입력부(10), 연결쌍 결정부(20), 집합 결정부(30), 목표점 결정부(40) 및 비행 범위 결정부(50)를 포함하여 이루어진다.As shown in Fig. 1, the optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes an information input unit 10, a connection pair determination unit 20, a set determination unit 30, and a target point determination unit 40. And a flight range determination unit 50.

정보 입력부(10)는 복수의 생존자들에 대한 위치 정보와 무인 비행 장치의 통신 반경(R)에 대한 정보를 입력받는다.The information input unit 10 receives location information on a plurality of survivors and information on a communication radius R of the unmanned aerial vehicle.

복수의 생존자들에 대한 위치 정보는 별도의 위치 추적 장치에 의해 검출된 정보 또는 통신이 마비되기 전 통신시스템에 남아있는 사용자들의 최종 위치 정보일 수 있다. The location information of the plurality of survivors may be information detected by a separate location tracking device or final location information of users remaining in the communication system before communication is paralyzed.

생존자들의 위치 정보는 보다 정확하게는 생존자들이 소지한 통신 기기(예: 휴대폰)의 위치이며 GPS 정보일 수 있다. 위치 정보는 획득된 후 정보 입력부로 바로 입력되거나 별도의 데이터베이스에 저장된 후 정보 입력부로 입력될 수 있다.The location information of the survivors is more precisely the location of a communication device (eg, mobile phone) carried by the survivors, and may be GPS information. After the location information is acquired, it may be directly inputted to the information input unit or stored in a separate database and then inputted to the information input unit.

무인 비행 장치는 드론과 같이 사람이 탑승하지 않고 원격으로 조종되거나 위치 정보에 따라 자동으로 비행하는 비행 장치이다.The unmanned flying device is a flying device that is controlled remotely without a person on board, or automatically flies according to location information, such as a drone.

무인 비행 장치의 통신 반경(R)에 대한 정보는 무인 비행 장치에 구비된 통신 장비가 통신 서비스를 제공해줄 수 있는 한계 거리를 의미하며, 무인 비행 장치로부터 통신 반경 이내에 위치한 통신 기기는 무인 비행 장치에 의한 통신 서비스를 제공 받을 수 있다.The information on the communication radius (R) of the unmanned aerial vehicle means the limit distance at which the communication equipment provided in the unmanned aerial vehicle can provide communication services, and communication devices located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle are to the unmanned aerial vehicle. You can receive communication service by

연결쌍 결정부(20)는 생존자들이 위치하고 있는 복수 개의 지점들 중 미리 결정된 거리 이내로 이격된 점들을 찾아 연결한다.The connection pair determination unit 20 finds and connects points separated within a predetermined distance among a plurality of points in which survivors are located.

연결쌍 결정부가 미리 결정된 거리 이내로 이격된 점들을 찾아 연결하는 것은 하나의 무인 비행 장치의 통신 반경 이내에 위치할 수 있는 점들을 찾기 위한 것이다. 이를 위해 연결쌍 결정부는 무인 비행 장치의 통신 반경이 R인 경우

Figure 112019047572931-pat00004
이내로 이격된 점들을 찾아 연결한다.The connection pair determination unit finds and connects points spaced within a predetermined distance to find points that can be located within a communication radius of one unmanned aerial vehicle. For this, the connection pair determination unit is used when the communication radius of the unmanned aerial vehicle is R.
Figure 112019047572931-pat00004
Find and connect the points that are separated within.

도 2를 참조로 보다 상세히 설명하면, 2개의 지점 P1과 P2가 2R만큼 떨어져 있는 경우 지점 P1과 지점 P2의 중심(O)에 무인 비행 장치가 위치한다면 지점 P1과 P2가 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있는 것이 명확하다.In more detail with reference to FIG. 2, when the two points P1 and P2 are separated by 2R, if the unmanned aerial vehicle is located at the center (O) of the points P1 and P2, the points P1 and P2 are in one unmanned aerial vehicle. It is clear that communication service can be provided by this.

그러나 도 3에 도시된 바와 같이 3개의 지점 P1, P2, P3가 2R만큼 떨어져 있는 경우 3개의 지점은 그 중심에 위치하는 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 없다.However, as shown in FIG. 3, when three points P1, P2, and P3 are separated by 2R, the three points cannot be provided with a communication service by one unmanned aerial vehicle located at the center thereof.

이에 반해 도 4에 도시된 바와 같이

Figure 112019047572931-pat00005
만큼 떨어진 3개의 지점 P1, P2, P3는 그 중심에 위치하는 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 4
Figure 112019047572931-pat00005
Three points P1, P2, and P3 separated by a distance can be provided with a communication service by one unmanned aerial vehicle located at the center thereof.

따라서 연결쌍 결정부(20)는 생존자들이 위치하고 있는 복수 개의 지점들 중

Figure 112019047572931-pat00006
이내로 이격된 점들을 서로 연결한다.Therefore, the connection pair determination unit 20 is among a plurality of points where the survivors are located.
Figure 112019047572931-pat00006
Connect the points that are spaced within the distance to each other.

다음으로, 집합 결정부(30)는 생존자들이 위치하고 있는 복수 개의 지점들 중 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지점들을 하나의 집합으로 결정한다.Next, the set determination unit 30 determines, as one set, points that can receive communication service by one unmanned aerial vehicle among a plurality of points in which survivors are located.

보다 구체적으로, 생존자들이 위치하고 있는 복수 개의 지점들 중 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있는 지점들은 연결쌍 결정부에 의해 서로 연결된 점들로서 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 연결되어 있는 점들이 하나의 집합이 될 수 있다.More specifically, the points that can receive communication service by one unmanned aerial vehicle among the plurality of points where survivors are located are points connected to each other by the connection pair determination unit, and all points in the set are all points except for themselves. The points connected to the fields can be a set.

도 5를 참조하면, 생존자들이 위치하고 있는 6개의 지점들(P1 내지 P6) 중 P1 내지 P5는 모두 서로 연결되어 있고, P2 내지 P6도 모두 서로 연결되어 있으나 P1과 P6은 서로 연결되어 있지 않다. Referring to FIG. 5, of the six points P1 to P6 where survivors are located, all of P1 to P5 are connected to each other, and all of P2 to P6 are connected to each other, but P1 and P6 are not connected to each other.

따라서 집합 결정부(30)는 P1 내지 P5를 하나의 집합으로 결정할 수 있고, P2 내지 P6를 하나의 집합으로 결정할 수 있으나 P1과 P6가 하나의 집합에 속하도록 집합을 결정할 수는 없다.Accordingly, the set determination unit 30 may determine P1 to P5 as one set, and may determine P2 to P6 as one set, but cannot determine the set so that P1 and P6 belong to one set.

집합 결정부(30)는 복수 개의 지점들이 반드시 하나의 집합에 속하도록 집합을 결정한다. 즉, 하나의 지점이 2개 이상의 집합에 속할 경우 후술할 목표점 결정부의 목표점 결정에 영향을 미치기 때문에 집합 결정부(30)는 하나의 지점이 2개 이상의 집합에 속하도록 집합을 결정하지 않는다. The set determination unit 30 determines a set such that a plurality of points necessarily belong to one set. That is, when one point belongs to two or more sets, the set determination unit 30 does not determine the set so that one point belongs to two or more sets because it affects the determination of the target point by the target point determination unit to be described later.

또한 집합 결정부(30)는 집합을 결정함에 있어서 가능한 적은 수(최소 개수)의 집합이 형성되도록 집합을 구성한다. 재난 상황에 사용될 수 있는 자원이 한정적일 것이기 때문에 무선 네트워크를 형성하기 위한 무인 비행 장치의 수를 최소화하기 위해서 집합 결정부는 가능한 적은 수의 집합이 형성되도록 집합을 구성한다.In addition, in determining the set, the set determination unit 30 configures the set such that as few as possible (minimum number) sets are formed. Since resources that can be used in a disaster situation will be limited, in order to minimize the number of unmanned aerial vehicles for forming a wireless network, the set determination unit configures the set so as to form as few sets as possible.

이를 위해 집합 결정부는 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 서로 연결된 복수 개 지점들을 하나의 집합으로 결정하는 것이 바람직하다. To this end, it is preferable that the set determination unit determines a plurality of points connected to each other with all other points except for itself as one set.

위와 같은 원칙들에 따라 집합 결정부(30)는 도 5와 같이 지점들이 분포된 경우 2개의 집합만 형성한다. 예를 들어 집합 결정부는 P1 내지 P5를 집합 A, P6를 집합 B로 구성할 수 있다. 또한 집합 결정부는 P1를 집합 A, P2 내지 P6를 집합 B로 구성할 수도 있다. 또한 집합 결정부는 P1 내지 P3를 집합 A, P4 내지 P6를 집합 B로 구성할 수도 있다. 이와 같은 여러가지 집합 결정 방법 중 집합 결정부는 어느 방법으로도 집합을 결정할 수 있으나 각 집합에 할당될 무인 비행 장치가 가능한 서로 떨어져 위치하도록 가까이 위치한 지점들끼리 동일한 집합에 속하도록 집합을 구성하는 것이 바람직하다.According to the above principles, the set determination unit 30 forms only two sets when points are distributed as shown in FIG. 5. For example, the set determination unit may configure P1 to P5 as a set A and P6 as a set B. In addition, the set determination unit may configure P1 as a set A, and P2 to P6 as a set B. In addition, the set determination unit may configure P1 to P3 as a set A, and P4 to P6 as a set B. Among these various set determination methods, the set determination unit can determine the set by any method, but it is preferable to configure the set so that points located close to each other belong to the same set so that the unmanned aerial vehicle to be allocated to each set is located as far apart as possible. .

다음으로, 목표점 결정부(40)는 집합 결정부에 의해 결정된 집합 당 1개의 무인 비행 장치를 할당하고 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정한다.Next, the target point determination unit 40 allocates one unmanned flying device per set determined by the set determination unit and determines a target point of each unmanned flying device.

목표점은 집합에 속하는 모든 지점이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하기 위해 무인 비행 장치가 위치해야 할 목표 지점이다.The target point is a target point at which the unmanned aerial vehicle should be located in order to ensure that all points belonging to the set are located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle.

목표점은 목표점에 위치한 무인 비행 장치가 바람 등의 영향으로 목표점으로부터 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치하도록 하기 위해 가능한 집합에 속하는 지점들의 중심을 목표점으로 결정하는 것이 바람직하다.As for the target point, even if the unmanned aerial vehicle located at the target point deviates from the target point due to the influence of wind, etc., it is desirable to determine the center of the possible points belonging to the set as the target point in order to ensure that all points belonging to the set are located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle. .

다만 무선 네트워크 형성을 위해 복수 개의 무인 비행 장치가 사용된 경우 서로 이웃하는 무인 비행 장치들의 충돌 가능성을 낮추기 위해 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치하는 범위 내에서 가능한 목표점들이 분산되도록 목표점을 결정하는 것이 바람직하다.However, if a plurality of unmanned aerial vehicles are used to form a wireless network, in order to reduce the possibility of collision of neighboring unmanned aerial vehicles, all possible target points are distributed within the range within the communication radius of the unmanned aerial vehicle. It is desirable to determine the target point.

다음으로, 비행 범위 결정부(50)는 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정한다. 여기서 비행 가능 범위란 각 집합에 할당된 무인 비행 장치가 자신의 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위를 말한다.Next, the flight range determination unit 50 determines the flight range of the unmanned aerial vehicle. Here, the flight possible range refers to a range in which all points belonging to the set can be located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle even if the unmanned aerial vehicle allocated to each set deviates from its target point.

즉, 무인 비행 장치는 바람 등의 영향으로 자신의 목표점을 벗어날 수 있으며, 다른 비행체가 목표점을 지나가는 상황에서 충돌을 피하기 위해서 자신의 목표점을 벗어나야 할 수도 있다.That is, the unmanned aerial vehicle may deviate from its target point due to the influence of wind, etc., and may have to deviate from its target point to avoid a collision in a situation in which another vehicle passes the target point.

이때 무인 비행 장치를 원격 조종하는 조종자는 무인 비행 장치가 목표점을 벗어나더라도 해당 무인 비행 장치가 담당하는 집합 내 모든 지점이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치하도록 할 필요가 있다.At this time, the pilot who remotely controls the unmanned aerial vehicle needs to ensure that all points within the set in charge of the unmanned aerial vehicle are located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle even if the unmanned aerial vehicle deviates from the target point.

이에 비행 범위 결정부(50)는 집합 내 복수의 지점들의 중심점과 중심점으로부터 각 방향에 있어서 가장 멀리 떨어져 있는 지점들의 위치를 이용하여 비행 가능 범위를 결정하고 이를 제공함으로써 무인 비행 장치를 원격 조종하는 조종자가 집합 내 모든 지점이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치하게 하면서도 비교적 자유롭게 무인 비행 장치의 위치를 제어할 수 있다.Accordingly, the flight range determination unit 50 determines the flight range by using the center point of the plurality of points in the set and the positions of the points farthest in each direction from the center point, and provides it to a pilot who remotely controls the unmanned aerial vehicle. It is possible to control the position of the unmanned aerial vehicle relatively freely while ensuring that all points in the set are located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템에 대해 설명하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템은 독립된 시스템으로 구성될 수도 있으나 재난 대응을 위한 의사결정 시스템의 구성요소로서 사용될 수도 있다.So far, the optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention has been described. The optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may be configured as an independent system, but may also be used as a component of a decision-making system for disaster response.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템은 재난 대응을 위한 의사결정 시스템을 구성하는 구성요소로서 사용자의 요청에 따라 입력된 복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경 정보에 따라 각 무인 비행 장치의 최적 비행 목표 지점, 각 무인 비행 장치가 커버하는 생존자 집합, 각 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하여 제공하며, 사용자는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템이 제공하는 출력 정보를 확인하고 출력 정보와 같이 무인 비행 장치를 운영할 것인지에 대한 의사 결정을 할 수 있다.That is, the optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention is a component constituting a decision-making system for disaster response, and the location information of a plurality of points input according to the user's request and communication of the unmanned aerial vehicle According to the radius information, the optimal flight target point of each unmanned aerial vehicle, the set of survivors covered by each unmanned aerial vehicle, and the available range of each unmanned aerial vehicle are determined and provided, and the user is provided with unmanned flight according to an embodiment of the present invention. You can check the output information provided by the system for optimal placement of the device and make a decision on whether to operate the unmanned aerial vehicle with the output information.

또한 사용자는 재난지역에 대한 지도 정보를 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템에 더 제공함으로써 지도에 가시적으로 도시된 출력 정보를 제공받을 수도 있다.In addition, the user may be provided with output information visually shown on the map by further providing map information on the disaster area to the optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법에 대해서 설명하기로 하며, 앞선 설명과 중복되는 설명은 가능한 생략하기로 한다.Hereinafter, a method for optimally arranging an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, and descriptions overlapping with the previous description will be omitted as far as possible.

도 6에 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법의 순서도가 도시되어 있다.6 is a flowchart of an optimal arrangement method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법은 정보 입력 단계(S10), 연결쌍 결정 단계(S20), 집합 결정 단계(S30), 목표점 결정 단계(S40), 및 비행 범위 결정 단계(S50)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 방법의 각 단계들은 앞서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템에 의해 수행될 수 있다.As shown in Figure 6, the optimal arrangement method of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes an information input step (S10), a connection pair determination step (S20), a set determination step (S30), and a target point determination step (S40). ), and a flight range determination step (S50). Each step of the method for optimally placing an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention may be performed by the optimal arrangement system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention as described above.

정보 입력 단계(S10)는 복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보가 입력되는 단계이다.The information input step (S10) is a step in which location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle are input.

정보 입력 단계에서 정보 입력부(10)로 입력되는 복수 개 지점들의 위치 정보는 GPS 정보일 수 있으며, 해당 지역에 대한 지도 정보가 입력되면 입력된 지도 위에 복수 개 지점들을 표시하며, 지도 정보가 입력되지 않은 경우 도 7에 도시된 바와 같이 해당 지역의 지형 정보 없이 복수 개 지점들의 위치만 표시할 수 있다.In the information input step, the location information of the plurality of points inputted to the information input unit 10 may be GPS information, and when map information for a corresponding area is input, the plurality of points are displayed on the input map, and no map information is input. If not, as shown in FIG. 7, only the locations of a plurality of points may be displayed without topographic information of a corresponding region.

다음으로, 연결쌍 결정 단계(S20)는 입력된 복수 개 지점들의 위치 정보 및 통신 반경(R) 정보를 이용하여 각 지점이 하나의 무선 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 수 있는 거리 관계에 있는지 여부를 결정하는 단계이다.Next, the connection pair determination step (S20) uses the input location information of the plurality of points and the communication radius (R) information to determine whether each point is in a distance relationship that can receive a communication service by a single wireless flight device. This is the step of deciding whether or not.

연결쌍 결정 단계에서, 연결쌍 결정부(20)는 두 개 지점 사이의 거리가 미리 결정된 거리, 즉

Figure 112019047572931-pat00007
이하인지 여부를 판단한다. 그리고 판단 결과, 두 개 지점 사이의 거리가
Figure 112019047572931-pat00008
이하인 경우 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 두 개 지점을 서로 연결하여 연결쌍을 형성하며, 두 개 지점 사이의 거리가
Figure 112019047572931-pat00009
을 초과하는 경우 두 개 지점을 연결하지 않는다.In the connection pair determination step, the connection pair determination unit 20 is a distance between the two points determined in advance, that is,
Figure 112019047572931-pat00007
It is determined whether it is below. And as a result of the judgment, the distance between the two points
Figure 112019047572931-pat00008
In the following cases, for example, as shown in FIG. 8, two points are connected to each other to form a connection pair, and the distance between the two points is
Figure 112019047572931-pat00009
If exceeds, do not connect the two points.

다음으로, 집합 결정 단계(S30)는 하나의 무인 비행 장치에 의해 통신 서비스를 제공받을 지점들의 집합을 결정하는 단계이다.Next, the set determination step (S30) is a step of determining a set of points to be provided with a communication service by one unmanned aerial vehicle.

집합 결정 단계에서, 집합 결정부(30)는 도 9에 도시된 바와 같이 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 연결되어 있는 점들을 하나의 집합으로 결정한다.In the set determination step, as shown in FIG. 9, the set determination unit 30 determines points in which all points in the set are connected to all other points except for themselves as one set.

또한 집합 결정 단계에서, 결정부(30)는 집합을 결정함에 있어서 가능한 적은 수(최소 개수)의 집합이 형성되도록 집합을 구성한다. 따라서 도 9에 집합 A와 같이 모든 지점들이 서로 연결된 점들을 하나의 집합으로 구성하며, 이러한 지점들을 2개 이상의 집합으로 구성하지 않는다.Further, in the set determination step, the determination unit 30 configures the set such that as few as possible (minimum number) sets are formed in determining the set. Therefore, as shown in the set A in FIG. 9, points in which all points are connected to each other are configured as one set, and these points are not configured as two or more sets.

다음으로, 목표점 결정 단계(S40)는 각 집합에 할당된 무인 비행 장치들의 비행 목표점을 결정하는 단계이다.Next, the target point determination step (S40) is a step of determining the flight target points of the unmanned aerial vehicles allocated to each set.

목표점 결정 단계에서, 목표점 결정부(40)는 각 집합에 속하는 지점들의 중심점을 목표점으로 결정하되 각 무인 비행 장치들의 목표점들이 가능한 분산되도록 목표점을 결정한다.In the target point determination step, the target point determination unit 40 determines the central points of points belonging to each set as the target points, but determines the target points so that the target points of each unmanned aerial vehicle are dispersed as much as possible.

구체적으로 도 10에 도시된 바와 같이 각 집합에 속하는 지점들의 중심점을 각 무인 비행 장치의 목표점으로 설정하나 각 집합의 중심점들 사이의 거리(d)가 미리 설정된 거리(D) 미만으로 이격되어 있는 경우 각 집합을 담당하는 무선 비행 장치들의 충돌을 막기 위해 미리 설정된 거리 이상 이격되도록 목표점을 분산시킬 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 10, when the center points of points belonging to each set are set as target points of each unmanned aerial vehicle, but the distance (d) between the center points of each set is separated by less than a preset distance (D) Target points can be distributed so as to be separated by more than a preset distance in order to prevent collisions of wireless flight devices in charge of each set.

다음으로, 비행 범위 결정 단계(S50)는 각 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하는 단계이다.Next, the flight range determination step (S50) is a step of determining an available flight range of each unmanned flying device.

비행 가능 범위는 무인 비행 장치가 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위이다.The flight possible range is a range in which all points belonging to the set can be located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle even if the unmanned aerial vehicle deviates from the target point.

비행 범위 결정 단계에서, 비행 범위 결정부(50)는 각 집합에 속하는 모든 지점들의 위치 정보를 이용하여 각 집합의 중심점을 찾고, 이 중심점으로부터 각 방향에 있어서 가장 멀리 이격된 지점의 위치를 이용하여 비행 가능 범위를 결정하며, 도 11에 도시된 바와 같이 비행 가능 범위(S)를 가시적으로 제공할 수도 있다.In the flight range determination step, the flight range determination unit 50 finds the center point of each set using the location information of all points belonging to each set, and uses the position of the point farthest from the center point in each direction. The available flight range is determined, and the available flight range S may be provided visually as shown in FIG. 11.

또한 비행 범위 결정 단계에서, 비행 범위 결정부(50)는 비행 위험 범위를 더 결정할 수 있다. 비행 위험 범위는 서로 인접한 무인 비행 장치들의 비행 가능 범위가 중첩되는 범위이며, 비행 범위 결정부는 도 12에 도시된 바와 같이 비행 위험 범위(도 12에서 X로 표시된 부분)를 가시적으로 제공할 수 있고, 무선 비행 장치의 조종자들은 무선 비행 장치가 가능한 비행 위험 범위에 위치하지 않도록 함으로써 서로 인접한 무선 비행 장치들이 충돌하는 위험을 감소시켜 안정적인 무선 네트워크를 제공할 수 있게 된다.In addition, in the flight range determination step, the flight range determination unit 50 may further determine a flight risk range. The flight danger range is a range in which the possible flight ranges of unmanned aerial vehicles adjacent to each other overlap, and the flight range determination unit may visually provide a flight danger range (a portion indicated by an X in FIG. 12) as shown in FIG. 12, The pilots of the wireless flying device can provide a stable wireless network by reducing the risk of collision of adjacent wireless flying devices by preventing the wireless flying device from being located in a possible flight risk range.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법에 따른 연산 속도를 실험하기 위해 가로 세로 각각 100m인 평면 위에 생존자가 일양분포에 따라 임의로 배치된 상황에서 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법에 따른 연산 속도를 계산하였다.In order to test the computational speed according to the optimal arrangement system and method of the unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention, in a situation in which survivors are randomly arranged according to a uniform distribution on a plane of 100 m each in width and length, according to an embodiment of the present invention. The calculation speed according to the optimal arrangement system and method of the unmanned aerial vehicle was calculated.

그 결과는 아래 표와 같았으며, 실험번호 91~110번 실험의 경우 허리케인 카트리나 사망자의 발견지점 데이터를 기반으로 생성한 실험이며, 100명 규모의 생존자에게 네트워크를 제공해야 하는 상황의 경우에도 1분 내외의 빠른 시간 내에 연산이 완료됨을 확인할 수 있었다.The results are as shown in the table below.In the case of Experiment Nos. 91 to 110, the experiment was created based on the discovery point data of the victims of Hurricane Katrina, and 1 minute even in the case of providing a network to 100 survivors. It was confirmed that the calculation was completed within a short time between inside and outside.

실험번호Experiment number 사용자수(명)Number of users (persons) 통신반경 (m)Communication radius (m) 평균계산시간 (초)Average calculation time (seconds) 1~101-10 1010 1010 0.0040.004 11~2011~20 1010 2020 0.0100.010 21~3021~30 1010 3030 0.0110.011 31~4031~40 2020 1010 0.0230.023 41~5041-50 2020 2020 0.0490.049 51~6051~60 2020 3030 0.1740.174 61~7061~70 5050 1010 2.0432.043 71~8071~80 5050 2020 20.27020.270 81~9081~90 5050 3030 86.88986.889 91~9591~95 5050 200200 0.1220.122 96~10096~100 5050 10001000 0.9440.944 101~105101~105 100100 200200 2.9442.944 106~110106~110 100100 10001000 78.95478.954

지금까지 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 구체적인 실시예를 참고로 한정되게 설명하였다. 특히 재난 지역의 생존자의 통신 기기에 무선 통신을 제공하기 위한 목적으로 본 발명의 실시예에 따른 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템 및 방법을 설명하였으나 본 발명은 이러한 구체적인 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 청구된 발명의 사상 및 그 영역을 이탈하지 않으면서 다양한 변화 및 변경이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.So far, the system and method for optimal arrangement of the unmanned aerial vehicle according to the embodiment of the present invention have been described with reference to specific embodiments. In particular, for the purpose of providing wireless communication to a communication device of a survivor in a disaster area, an optimal arrangement system and method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention have been described, but the present invention is not limited to these specific embodiments, and claims It should be understood that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention claimed in the scope.

10: 정보 입력부 20: 연결쌍 결정부
30: 집합 결정부 40: 목표점 결정부
50: 비행 범위 결정부
10: information input unit 20: connection pair determination unit
30: group determination unit 40: target point determination unit
50: flight range determination unit

Claims (11)

복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보를 입력받는 정보 입력부;
상기 위치 정보 및 통신 반경 정보를 이용하여 상기 복수 개 지점들 중 미리 결정된 거리(
Figure 112019047572931-pat00010
) 이내로 이격된 점들을 연결하는 연결쌍 결정부;
각 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 상기 연결쌍 결정부에 의해 연결된 지점이 되도록 상기 복수 개 지점들의 집합을 결정하는 집합 결정부; 및
각각의 집합에 1개의 상기 무인 비행 장치를 할당하고, 각 집합에 속하는 모든 지점들이 할당된 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하는 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정하는 목표점 결정부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
An information input unit for receiving location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle;
A predetermined distance among the plurality of points using the location information and communication radius information (
Figure 112019047572931-pat00010
) A connection pair determination unit that connects the points spaced within a distance;
A set determination unit configured to determine a set of the plurality of points such that all points in each set become points connected by the connection pair determination unit to all points other than the self; And
A target point determination unit that allocates one unmanned aerial vehicle to each set and determines a target point of each unmanned aerial vehicle so that all points belonging to each set are located within a communication radius of the assigned unmanned aerial vehicle;
Optimal placement system of the unmanned aerial vehicle comprising a.
제1항에 있어서,
상기 집합 결정부는 최소 개수의 집합이 형성되도록 집합을 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
The method of claim 1,
The set determination unit optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle, characterized in that to determine the set to form a minimum number of sets.
제1항에 있어서,
상기 집합 결정부는 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 서로 연결된 복수 개 지점들을 하나의 집합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
The method of claim 1,
The set determining unit determines a plurality of points connected to each other with all other points except for the self as one set.
제1항에 있어서,
상기 목표점 결정부는 각 무인 비행 장치 목표점들이 분산되도록 목표점을 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
The method of claim 1,
The target point determination unit optimal arrangement system of the unmanned aerial vehicle, characterized in that for determining the target point so that the target points of each unmanned aerial vehicle are dispersed.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하는 비행 범위 결정부를 더 포함하고, 상기 비행 가능 범위는 상기 무인 비행 장치가 상기 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위인 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Further comprising a flight range determination unit for determining the flight range of the unmanned aerial vehicle, the flight possible range, even if the unmanned aerial vehicle deviates from the target point, all points belonging to the set may be located within the communication radius of the unmanned aerial vehicle. Optimal placement system of the unmanned aerial vehicle, characterized in that the range.
제5항에 있어서,
상기 비행 범위 결정부는 비행 위험 범위를 더 결정하고, 상기 비행 위험 범위는 서로 인접한 무인 비행 장치들의 비행 가능 범위가 중첩되는 범위인 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템.
The method of claim 5,
The flight range determination unit further determines a flight risk range, and the flight risk range is a range in which flight ranges of adjacent unmanned aerial vehicles overlap each other.
각 단계가 무인 비행 장치의 최적 배치 시스템에 의해 수행되는 방법으로서,
복수 개 지점들의 위치 정보 및 무인 비행 장치의 통신 반경(R) 정보가 입력되는 정보 입력 단계;
상기 위치 정보 및 통신 반경 정보를 이용하여 상기 복수 개 지점들 중 미리 결정된 거리(
Figure 112019047572931-pat00011
) 이내로 이격된 점들을 연결하는 연결쌍 결정 단계;
각 집합 내 모든 지점들이 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 연결된 지점이 되도록 상기 복수 개 지점들의 집합을 결정하는 집합 결정 단계; 및
각각의 집합에 1개의 상기 무인 비행 장치를 할당하고, 각 집합에 속하는 모든 지점들이 할당된 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있도록 하는 각 무인 비행 장치의 목표점을 결정하는 목표점 결정 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법.
As a method in which each step is performed by the optimal placement system of the unmanned aerial vehicle,
An information input step of inputting location information of a plurality of points and communication radius (R) information of the unmanned aerial vehicle;
A predetermined distance among the plurality of points using the location information and communication radius information (
Figure 112019047572931-pat00011
) Determining a connection pair that connects the points spaced within a distance;
A set determination step of determining a set of the plurality of points so that all points in each set become points connected to all points other than the self; And
A target point determination step of allocating one unmanned aerial vehicle to each set, and determining a target point of each unmanned aerial vehicle so that all points belonging to each set are located within a communication radius of the assigned unmanned aerial vehicle;
Optimal arrangement method of an unmanned aerial vehicle comprising a.
제7항에 있어서,
상기 집합 결정 단계에서 상기 복수 개 지점들이 반드시 하나의 집합에 속하고, 자신을 제외한 나머지 모든 지점들과 서로 연결된 복수 개 지점들은 하나의 집합으로 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법.
The method of claim 7,
In the set determination step, the plurality of points necessarily belong to one set, and the plurality of points connected to each other with all other points except for themselves are determined as one set.
제7항에 있어서,
상기 목표점 결정 단계에서 각 무인 비행 장치 목표점들이 분산되도록 목표점을 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법.
The method of claim 7,
The optimal arrangement method of the unmanned aerial vehicle, characterized in that determining the target points so that the target points of each unmanned aerial vehicle are dispersed in the target point determination step.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무인 비행 장치의 비행 가능 범위를 결정하는 비행 범위 결정 단계를 더 포함하고,
상기 비행 가능 범위는 상기 무인 비행 장치가 상기 목표점을 벗어나더라도 집합에 속하는 모든 지점들이 무인 비행 장치의 통신 반경 내에 위치할 수 있는 범위인 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법.
The method according to any one of claims 7 to 9,
Further comprising a flight range determination step of determining a flight range of the unmanned flight device,
The flight possible range is a range in which all points belonging to the set can be located within a communication radius of the unmanned aerial vehicle even if the unmanned aerial vehicle deviates from the target point.
제10항에 있어서,
상기 비행 범위 결정 단계에서, 비행 위험 범위를 더 결정하고, 상기 비행 위험 범위는 서로 인접한 무인 비행 장치들의 비행 가능 범위가 중첩되는 범위인 것을 특징으로 하는 무인 비행 장치의 최적 배치 방법.
The method of claim 10,
In the flight range determination step, a flight risk range is further determined, and the flight risk range is a range in which flightable ranges of adjacent unmanned aerial vehicles overlap each other.
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