KR102241886B1 - Unmanned aerial vehicle flight route setting method and unmanned aerial vehicle flight system - Google Patents

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KR102241886B1 KR1020200074722A KR20200074722A KR102241886B1 KR 102241886 B1 KR102241886 B1 KR 102241886B1 KR 1020200074722 A KR1020200074722 A KR 1020200074722A KR 20200074722 A KR20200074722 A KR 20200074722A KR 102241886 B1 KR102241886 B1 KR 102241886B1
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Abstract

The present invention provides a method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle and a flight system of the unmanned aerial vehicle, wherein the method includes: a step of constructing a DSM band; a step of constructing a smart DSM band by processing the DSM through a GIS program; and a step of generating an autonomous flight path by introducing a coordinate value of the DSM band and a coordinate value of the smart DSM band, respectively. According to the present invention, high flight stability and accurate takeoff location information can be obtained, thereby enabling safe flight of the unmanned aerial vehicle requiring autonomous flight.

Description

무인항공기의 비행경로 설정방법 및 무인항공기의 비행시스템 {Unmanned aerial vehicle flight route setting method and unmanned aerial vehicle flight system}{Unmanned aerial vehicle flight route setting method and unmanned aerial vehicle flight system}

본 발명은 무인항공기의 비행경로 설정방법 및 무인항공기의 비행시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 높은 비행안정성과 정확한 이륙위치 정보를 획득할 수 있어 자율비행이 필요한 무인항공기의 안전한 비행이 가능한 무인항공기의 비행경로 설정방법 및 무인항공기의 비행시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle and a flight system of an unmanned aerial vehicle, and more particularly, an unmanned aerial vehicle capable of safe flight of an unmanned aerial vehicle requiring autonomous flight by obtaining high flight stability and accurate take-off position information. It relates to a flight path setting method and a flight system of an unmanned aerial vehicle.

일반적으로 드론(Drone)은 조종사가 탑승하지 않고 무선전파 유도에 의해 비행과 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)를 말한다. 이러한 드론은 과거 군사용으로 개발됐지만, 가격이 하락하고 소형화되면서 민수용으로 확대되고 있는 추세로서, 단순한 비행 연습에서부터 고공영상 사진촬영, 배달, 기상정보 수집 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.In general, a drone refers to an unmanned aerial vehicle (UAV) in the form of an airplane or helicopter capable of flying and manipulating by radio wave guidance without a pilot on board. These drones were developed for military use in the past, but as prices have decreased and become smaller, they are expanding to civilian use. They are used in a variety of fields, from simple flight practice to high-altitude video photography, delivery, and weather information collection.

또한, 화재진압이나 산림방제의 경우에는 소방헬기에 의한 화재진압과 헬기방제에서 드론진압과 드론방제로 점차 변화하고 있는 실정이며, 이를 위해 드론의 자율비행이 가능하도록 비행경로를 프로그램화하여 이를 적용하고 있다. In addition, in the case of fire suppression or forest control, the situation is gradually changing from fire suppression and helicopter control by fire helicopters to drone suppression and drone control. To this end, the flight route is programmed and applied to enable autonomous flight of drones. I'm doing it.

한편, 드론의 활용분야에 있어서 산림형 드론 방제 시스템에 대한 기술의 예로 대한민국 공개특허공보 제10-2020-0019510호는, 컴퓨터의 경로지정 프로그램을 통하여 설정된 자율 비행 경로를 따라 방제 구역을 비행하면서, 방제 구역에 약제탱크에 저장된 약제를 살포하여 산림 방제 작업을 수행하는 산림 방제용 드론과, 상부에 형성된 드론 착륙장에 산림 방제용 드론을 착륙시켜, 산림 방제용 드론의 약제탱크에 약제를 공급하여 보충하는 드론 스테이션;을 포함하는 드론을 이용하여 산림 방제를 수행하는 산림형 드론 방제 시스템이 개시된 바 있다. On the other hand, as an example of a technology for a forest-type drone control system in the field of drone application, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2020-0019510, while flying through a control area along an autonomous flight path set through a route designation program of a computer, A forest control drone that sprays drugs stored in a drug tank in the control area to perform forest control work, and a forest control drone is landed at the drone landing site formed at the top, and supplies drugs to the drug tank of the forest control drone to supplement it. A forest-type drone control system for performing forest control using a drone including a drone station has been disclosed.

그런데, 상기한 종래의 드론의 자율비행시스템은, 드론의 자율비행경로 프로그래밍 시 실제 비행경로와 프로그래밍 된 설정된 비행경로 사이에 오차가 발생하고, 특히 실제 이륙위치와 프로그래밍 된 이륙위치 사이의 고도값 괴리가 발생하게 되면서, 이륙 시 충돌이 발생되는 문제점이 있었다. However, in the autonomous flight system of the conventional drone, an error occurs between the actual flight path and the programmed set flight path when programming the autonomous flight path of the drone, and in particular, the difference in altitude values between the actual take-off position and the programmed take-off position. As is generated, there is a problem that a collision occurs during take-off.

대한민국 공개특허공보 제10-2020-0019510호Korean Patent Application Publication No. 10-2020-0019510

본 발명은, 높은 비행안정성과 정확한 이륙위치 정보를 획득할 수 있어 자율비행이 필요한 무인항공기의 안전한 비행이 가능한 무인항공기의 비행경로 설정방법 및 무인항공기의 비행시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle and a flight system of an unmanned aerial vehicle that enables safe flight of an unmanned aerial vehicle requiring autonomous flight by obtaining high flight stability and accurate take-off position information.

본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은, 비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 비행대상 지역의 DSM(Digital Surface Model)을 생성하고, DSM을 통하여 DSM밴드를 구축하는 단계와; 비행대상 지역의 DSM에서 GIS(geographic information system)프로그램을 통하여 비행대상 지역의 대상체들의 고도값과, 대상체들의 상부형태를 각각 획득하고, DSM을 대상체들의 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하고, 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계와; 비행대상 지역에 대한 무인항공기의 안정된 비행을 지원하도록 무인항공기의 위치에 따라 DSM밴드와 스마트 DSM밴드를 이용하여 자율비행경로를 생성하되, 무인항공기의 이륙 전 홈(home)포인트로부터 설정 고도까지 이륙하기 위한 이륙경로는 DSM밴드를 도입하고, 이륙 후 비행대상 지역을 비행하기 위한 비행경로는 스마트 DSM밴드를 도입하여 무인항공기의 자율비행경로를 생성하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행경로 설정방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the present invention includes the steps of generating a digital surface model (DSM) of a flight target area through an orthogonal image of the flight target area, and constructing a DSM band through the DSM; Through the GIS (geographic information system) program in the DSM of the flight target area, the altitude values of the targets and the top shape of the targets are obtained, respectively, and the DSM is replaced with the top shape of the targets to create a smart DSM. Building a smart DSM band through the DSM; In order to support the stable flight of the unmanned aerial vehicle to the flight target area, an autonomous flight path is created using the DSM band and the smart DSM band according to the location of the unmanned aerial vehicle, but take off from the home point before the unmanned aerial vehicle take-off to the set altitude. An unmanned aerial vehicle comprising: introducing a DSM band as a take-off path for take-off, and generating an autonomous flight path of the unmanned aerial vehicle by introducing a smart DSM band as a flight path for flying the target area after take-off. It can provide a method of setting the flight path of

여기서, 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계는, 비행대상 지역의 DSM에서 대상체들의 피크포인트를 획득하고, GIS프로그램으로부터 비행대상 지역에 위치하는 대상체들의 상부 형태정보를 규정하여 저장하고, 미리 저장된 대상체 종류별 상부 형태와 비행대상 지역의 대상체의 종류를 매칭하여 비행대상 지역에 해당하는 상부형태를 설정하고, 비행대상 지역의 DSM을 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하도록 구성될 수 있다. Here, the step of constructing the smart DSM band includes acquiring peak points of the objects in the DSM of the flight target area, defining and storing upper shape information of the objects located in the flight target area from the GIS program, and storing the previously stored top by object type. It may be configured to match the shape and the type of the object in the flight target area to set the upper shape corresponding to the flight target area, and to generate a smart DSM by replacing the DSM in the flight target area with the upper shape set in the flight target area.

이때, 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계는, 무인항공기가, 화재감식 또는 화재진압 또는 산림방제 목적으로 자율비행을 해야 하는 경우, 스마트 DSM의 고도 값에 미리 설정된 고도값을 더하여 스마트 DSM밴드를 구축하도록 구성될 수 있다.At this time, the step of constructing a smart DSM band is to construct a smart DSM band by adding a preset altitude value to the altitude value of the smart DSM when the unmanned aerial vehicle needs to fly autonomously for fire detection or fire suppression or forest control purposes. Can be configured.

한편, 자율비행경로를 생성하는 단계는, 무인항공기가 홈포인트로부터 이륙하여 설정 고도의 제1포인트로 위치 이동하는 이륙경로를 생성하고, 이륙경로에 대하여 DSM밴드를 도입하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the step of generating the autonomous flight path may be configured such that the unmanned aerial vehicle takes off from the home point and generates a take-off path in which the unmanned aerial vehicle moves to the first point of the set altitude, and introduces a DSM band for the take-off path.

여기서, 설정 고도는, 스마트 DSM밴드에서 홈포인트의 고도값과, DSM밴드에서 홈포인트의 고도값의 차이값으로 설정될 수 있다.Here, the set altitude may be set as a difference value between the altitude value of the home point in the smart DSM band and the altitude value of the home point in the DSM band.

또한, 자율비행경로를 생성하는 단계는, 제1포인트로부터 비행을 시작하여 비행대상 지역의 설정된 복수개의 n포인트들 각각으로 위치 이동하는 비행경로를 생성하고, 비행경로에 대하여 스마트 DSM밴드를 도입하여 설정하도록 구성될 수 있다.In addition, the step of creating an autonomous flight path includes starting a flight from the first point, creating a flight path that moves to each of a plurality of n points set in the flight target area, and introducing a smart DSM band for the flight path. Can be configured to set.

여기서, 자율비행경로를 생성하는 단계는, 제1포인트 또는 n포인트에 위치할 시, 무인항공기의 GPS(Global Positioning System)좌표와, 해당하는 제1포인트 또는 n포인트 좌표를 각각 비교하여 오차값을 분석하고, 제1포인트 또는 n포인트의 좌표에 오차값을 보정하여 비행경로를 보정하도록 구성될 수 있다. Here, the step of generating the autonomous flight path, when positioned at the first point or n points, compares the GPS (Global Positioning System) coordinates of the unmanned aerial vehicle and the corresponding first point or n point coordinates to obtain an error value. It may be configured to analyze and correct the flight path by correcting an error value in the coordinates of the first point or n points.

여기서, 자율비행경로를 생성하는 단계는, 비행경로를 보정하는 보정모듈에 의하여 무인항공기의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식을 통하여 보정되도록 구성될 수 있다.Here, in the step of generating the autonomous flight path, the GPS value of the unmanned aerial vehicle is converted to a real-time mobile survey (RTK, Real) using a virtual reference station and a ground control point by a correction module for correcting the flight path. It can be configured to be corrected through the Time Kinematic) method.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명은 자율주행이 가능하도록 자동항법장치가 내장되고, GPS모듈이 탑재되어 업로드된 자율비행경로에 의하여 자율비행하는 무인항공기와; 비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 비행대상 지역의 DSM을 생성하고, DSM을 통하여 DSM밴드를 구축하는 DSM밴드 구축부와; 비행대상 지역의 DSM에서 GIS(geographic information system)프로그램을 통하여 비행대상 지역의 대상체들의 고도값과, 대상체들의 상부형태를 각각 획득하고, DSM을 대상체들의 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하고, 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축하는 스마트 DSM밴드 구축부와; 비행대상 지역에 대한 무인항공기의 안정된 비행을 지원하도록 무인항공기의 위치에 따라 DSM밴드와 스마트 DSM밴드를 이용하여 자율비행경로를 생성하되, 무인항공기의 이륙 전 홈(home)포인트로부터 설정 고도까지 이륙하기 위한 이륙경로는 DSM밴드를 도입하고, 이륙 후 비행대상 지역을 비행하기 위한 비행경로는 스마트 DSM밴드를 도입하여 무인항공기의 자율비행경로를 생성하는 자율비행경로 구축부;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행시스템을 제공할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the present invention is a built-in automatic navigation device to enable autonomous driving, a GPS module is mounted to the unmanned aerial vehicle for autonomous flight by the uploaded autonomous flight path; A DSM band construction unit that generates a DSM of the flight target area through orthoimages of the flight target area, and constructs a DSM band through the DSM; Through the GIS (geographic information system) program in the DSM of the flight target area, the altitude values of the targets and the top shape of the targets are obtained, respectively, and the DSM is replaced with the top shape of the targets to create a smart DSM. A smart DSM band construction unit for building a smart DSM band through the DSM; In order to support the stable flight of the unmanned aerial vehicle to the flight target area, an autonomous flight path is created using the DSM band and the smart DSM band according to the location of the unmanned aerial vehicle, but take off from the home point before the unmanned aerial vehicle take-off to the set altitude. The take-off path for taking off is a DSM band, and the flight path for flying the target area after take-off is an autonomous flight path construction unit that generates an autonomous flight path of an unmanned aerial vehicle by introducing a smart DSM band. It is possible to provide a flight system for unmanned aerial vehicles.

여기서, 스마트 DSM밴드 구축부는, 비행대상 지역의 DSM에서 대상체들의 피크포인트를 획득하고, GIS프로그램으로부터 비행대상 지역에 위치하는 대상체들의 상부 형태정보를 규정하여 저장하고, 미리 저장된 대상체 종류별 상부 형태와 비행대상 지역의 대상체의 종류를 매칭하여 비행대상 지역에 해당하는 상부형태를 설정하고, 비행대상 지역의 DSM을 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하도록 구성될 수 있다.Here, the smart DSM band construction unit acquires peak points of the objects in the DSM of the flight target area, defines and stores upper shape information of the objects located in the flight target area from the GIS program, and stores the upper shape and flight for each type of object previously stored. It may be configured to match the type of the object in the target area to set the upper shape corresponding to the flight target area, and to generate a smart DSM by replacing the DSM of the flight target area with the upper shape set in the flight target area.

또한, 스마트 DSM밴드 구축부는, 무인항공기가, 화재감식 또는 화재진압 또는 산림방제 목적으로 자율비행을 해야 하는 경우, 스마트 DSM의 고도 값에 미리 설정된 고도값을 더하여 스마트 DSM밴드를 구축하도록 구성될 수 있다.In addition, the smart DSM band construction unit can be configured to build a smart DSM band by adding a preset altitude value to the altitude value of the smart DSM when an unmanned aerial vehicle needs to fly autonomously for fire detection or fire suppression or forest control purposes. have.

또한, 자율비행경로 구축부는, 무인항공기가 홈포인트로부터 이륙하여 설정 고도의 제1포인트로 위치 이동하는 이륙경로를 생성하고, 이륙경로에 대하여 DSM밴드를 도입하도록 구성될 수 있다.In addition, the autonomous flight path construction unit may be configured to generate a take-off path in which the unmanned aerial vehicle takes off from a home point and moves to a first point of a set altitude, and introduces a DSM band for the take-off path.

이때, 설정 고도는, 스마트 DSM밴드에서 홈포인트의 고도값과, DSM밴드에서 홈포인트의 고도값의 차이값으로 설정될 수 있다. In this case, the set altitude may be set as a difference value between the altitude value of the home point in the smart DSM band and the altitude value of the home point in the DSM band.

나아가, 자율비행경로 구축부는, 제1포인트로부터 비행을 시작하여 비행대상 지역의 설정된 복수개의 n포인트들 각각으로 위치 이동하는 비행경로를 생성하고, 비행경로에 대하여 스마트 DSM밴드를 도입하여 설정하도록 구성될 수 있다. Furthermore, the autonomous flight path construction unit is configured to start flying from the first point, create a flight path that moves to each of a plurality of n points set in the flight target area, and introduce and set a smart DSM band for the flight path. Can be.

또한, 자율비행경로 구축부는, 제1포인트 또는 n포인트에 위치할 시, 무인항공기의 GPS(Global Positioning System)좌표와, 해당하는 제1포인트 또는 n포인트 좌표를 각각 비교하여 오차값을 분석하고, 제1포인트 또는 n포인트의 좌표에 오차값을 보정하여 비행경로를 보정하도록 구성될 수 있다. In addition, the autonomous flight path construction unit analyzes an error value by comparing the GPS (Global Positioning System) coordinates of the unmanned aerial vehicle and the corresponding first point or n point coordinates, respectively, when positioned at the first point or n points, It may be configured to correct the flight path by correcting the error value in the coordinates of the first point or n points.

또한, 자율비행경로 구축부는, 무인항공기의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식에 의하여 비행경로를 보정하는 보정모듈을 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the autonomous flight path construction unit corrects the flight path by using a real time kinematic (RTK) method using a virtual reference station and a ground control point for the GPS value of the unmanned aerial vehicle. It may be configured to further include a module.

본 발명에 따른 무인항공기의 비행경로 설정방법 및 무인항공기의 비행시스템은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.The method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle and a flight system of an unmanned aerial vehicle according to the present invention can provide the following effects.

첫째, 높은 비행안정성과 정확한 이륙위치 정보를 획득할 수 있어 자율비행이 필요한 무인항공기의 안전한 비행이 가능하다. First, high flight stability and accurate take-off location information can be obtained, enabling safe flight of unmanned aerial vehicles requiring autonomous flight.

둘째, 고층건물, 경사가 심한 농경지 및 산림지역 등 사람과 드론이 직접 닿기 어려운 지역의 비행을 조금 더 안전하게 비행 할 수 있도록 하는 데이터를 생성할 수 있으며, 건축물의 화재감식, 화재진압 및 건물스캔을 비롯하여 산림방제, 엽면시비 등 농림, 산림 사업 등 자율비행이 필요한 모든 분야에 광범위하게 적용가능하다.Second, it is possible to create data that enables a little more safely to fly in areas where humans and drones are difficult to reach, such as high-rise buildings, agricultural lands and forest areas with severe slopes, and fire detection of buildings, fire suppression, and building scans. In addition, it can be widely applied to all fields that require autonomous flight such as forest control, foliar fertilization, etc., such as agriculture and forestry and forestry projects.

셋째, 높은 비행 안정성과 정확한 이륙위치 정보 대규모 지역을 신속하게 분석할 수 있어 유인대응체계의 한계를 극복하고 지금까지 없었던 새로운 건설폐기물 분석 방법을 제시할 수 있다.Third, high flight stability and accurate take-off location information can quickly analyze large-scale areas, overcoming the limitations of the manned response system, and presenting a new construction waste analysis method that has not existed until now.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기 비행시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기 비행시스템에서 무인항공기의 구성 및 이의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 DSM밴드 구축부, 스마트 DSM밴드 구축부 및 자율비행경로 구축부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 스마트 DSM밴드 구축부에 의하여 스마트 DSM밴드 구축 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 건축물의 화재감식 또는 화재진압 시 본 발명의 실시예에 따른 스마트 DSM밴드 구축부에 의하여 구축된 스마트 DSM밴드와 이에 따른 자율비행경로를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기 비행시스템에 의한 무인비행경로 설정방법 시 비행안정성을 고려하여 DSM밴드와 스마트 DSM밴드를 사용하는 이유를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기의 비행경로 설정방법을 나타내는 절차도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기의 비행경로 설정방법에 대하여 각 포인트 별 경로설정방법을 예시적으로 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the configuration of an unmanned aerial vehicle flight system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle and its control flow in the unmanned aerial vehicle flight system according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a control flow of a DSM band construction unit, a smart DSM band construction unit, and an autonomous flight path construction unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are exemplary diagrams for explaining a method of building a smart DSM band by a smart DSM band building unit according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a smart DSM band built by a smart DSM band construction unit according to an embodiment of the present invention and an autonomous flight path according to the fire detection or fire suppression of a building.
FIG. 7 is a diagram illustrating a reason for using a DSM band and a smart DSM band in consideration of flight stability in a method of setting an unmanned flight path by an unmanned aerial vehicle flight system according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of setting a flight path of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating a method of setting a route for each point with respect to a method of setting a flight route of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. 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 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. Terms used in the present invention have selected general terms that are currently widely used as possible while taking functions of the present invention into consideration, but this may vary according to the intention or precedent of a technician working in the field, the emergence of new technologies, and the like. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning of the terms will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall contents of the present invention, not a simple name of the term. When a part of the specification is said to "include" 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" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software or a combination of hardware and software. .

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인항공기의 비행시스템은, 무인항공기(100)와, 무인항공기(100)로 자율비행경로를 업로드 하기 위한 제어부(220)를 포함하여 구성될 수 있다.First, referring to FIG. 1, a flight system of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention includes an unmanned aerial vehicle 100 and a controller 220 for uploading an autonomous flight route to the unmanned aerial vehicle 100. Can be.

세부적으로, 무인항공기(100, Unmanned Aerial Vehicle)는, 제어부(200)에 의하여 자율비행경로가 업로드되어 조종사가 탑승하지 않은 상태에서 비행대상 지역을 비행하며, 도 2에 도시된 바와 같이 자율주행이 가능하도록 자동항법장치(110)가 내장되어 있으며, 비행 중 위치좌표를 측정하는 GPS모듈(120)과, 제어부(200)와의 통신이 가능하게 하는 통신모듈(130)를 포함하여 구성될 수 있다. In detail, the unmanned aerial vehicle (100, Unmanned Aerial Vehicle), the autonomous flight route is uploaded by the control unit 200, and the pilot is not on board the flight target area, and as shown in Fig. The automatic navigation device 110 is built in so as to be possible, and may include a GPS module 120 that measures position coordinates during flight, and a communication module 130 that enables communication with the control unit 200.

여기서, 무인항공기(100)는, 고층의 건축물이나, 경사가 심한 농경지 및 산림지역 등 사람과 드론이 직접 닿기 어려운 지역의 비행을 할 수 있어 화재감식, 화재진압, 건물스캔, 산림방제를 비롯한 다양하게 적용될 수 있음은 물론이다. Here, the unmanned aerial vehicle 100 is capable of flying in areas where it is difficult to reach people and drones directly, such as high-rise buildings, agricultural lands and forest areas with high slopes, and thus various types including fire detection, fire suppression, building scan, and forest control. Of course, it can be applied easily.

도 3을 참조하면, 제어부(200)는, DSM밴드 구축부(300)와, 스마트 DSM밴드 구축부(400)와, 자율비행경로 구축부(500)를 포함하도록 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the control unit 200 may be configured to include a DSM band construction unit 300, a smart DSM band construction unit 400, and an autonomous flight path construction unit 500.

먼저, DSM밴드 구축부(300)는, 비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 비행대상 지역의 DSM(Digital Surface Model)을 생성하고, 이렇게 생성된 DSM을 통하여 DSM밴드를 구축하도록 구성될 수 있다. First, the DSM band construction unit 300 may be configured to generate a digital surface model (DSM) of a flight target area through an orthogonal image of a flight target area, and build a DSM band through the generated DSM.

DSM은 실세계의 모든 정보, 즉, 지형, 수목, 건물, 인공 구조물 등을 표현한 수치 모형으로, 비행대상 지역에 대한 복수개의 원시영상을 전처리하고, 이렇게 전처리된 복수의 원시영상을 접합하여 좌표계를 갖는 정사영상으로 생성될 수 있다. DSM is a numerical model that expresses all information in the real world, namely, topography, trees, buildings, and artificial structures. It preprocesses a plurality of primitive images of the flight target area, and has a coordinate system by concatenating the preprocessed primitive images. It can be created as an ortho image.

DSM밴드 구축부(300)는 Postflight Terra 3D 프로그램을 이용하여 정사영상을 생성할 수 있으며, 정사영상에서 고도값을 추출하여 DSM밴드로 가공할 수 있는 등 다양한 방식이 가능하다. The DSM band construction unit 300 may generate an orthogonal image using a Postflight Terra 3D program, and various methods such as extracting an altitude value from the orthogonal image and processing it into a DSM band are possible.

DSM밴드 구축부(300)는 무인항공기를 제어하여 비행대상 지역의 DSM을 직접 구축하거나, 타 서버에 접속하여 비행대상 지역에 미리 구축된 DSM을 호출할 수 있다. The DSM band construction unit 300 may directly build a DSM in a flight target area by controlling the unmanned aerial vehicle, or access another server to call a DSM built in advance in a flight target area.

한편, 비행대상 지역이 도심지역이나, 산림지역인 경우 DSM밴드는 도심형태 및 산림형태의 특성에 따라 잦은 변화가 있을 수 있는데, 이에 따라 DSM밴드에 기초한 자동 비행은 잦은 고도변화 또는 각도변화로 인해 배터리 소모가 촉진될 수 있다. On the other hand, if the flight target area is an urban area or a forest area, the DSM band may change frequently depending on the city type and the characteristics of the forest type. Accordingly, automatic flight based on the DSM band is due to frequent altitude changes or angle changes. Battery consumption can be accelerated.

이에 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 비행대상 지역에 구축된 DSM에 기초하여 고도완화율을 적용한 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다. Accordingly, the smart DSM band construction unit 400 may build a smart DSM band to which the altitude mitigation rate is applied based on the DSM built in the flight target area.

이와 관련하여 도 4 및 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다. In this regard, it will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

스마트 DSM밴드 구축부(400)는, DSM을 오픈프로그램(open program)인 GIS(geographic information system)프로그램으로부터 획득된 비행대상 지역에 위치하는 대상체들의 피크포인트와, 대상체들의 형태정보를 각각 매칭하여 스마트 DSM을 생성하고, 이러한 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축하도록 구성될 수 있다. The smart DSM band construction unit 400 matches the peak points of the objects located in the flight target area obtained from the GIS (geographic information system) program, which is an open program, and the shape information of the objects. It can be configured to create a DSM and build a smart DSM band through such a smart DSM.

도 4를 참조하면, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 비행대상 지역의 DSM에서 대상체들의 최대 고도인 피크포인트(h1, h2, h3)를 획득할 수 있다. 이때, 스마트 DSM밴드 구축부는, 적어도 하나의 포인트의 고도 값의 변화를 이용하여 피크포인트를 획득할 수 있으며, 가령 적어도 하나의 포인트 중 현재 분석 포인트의 고도 값이 현재 분석 포인트 이전의 연속된 적어도 하나의 포인트 각각의 고도 값 합의 평균보다 미리 정해진 배수 이상인 경우, 현재 분석 포인트를 피크 포인트로 획득할 수 있다. Referring to FIG. 4, the smart DSM band construction unit 400 may acquire peak points h1, h2, and h3, which are the maximum altitudes of objects in a DSM in a flight target area. In this case, the smart DSM band construction unit may acquire a peak point by using a change in the altitude value of at least one point, for example, the altitude value of the current analysis point among at least one point is at least one consecutively prior to the current analysis point. When it is more than a predetermined multiple than the average of the sum of the altitude values of each of the points, the current analysis point may be obtained as a peak point.

이렇게 비행대상 지역의 대상체들에 대한 피크포인트들을 획득하면, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, GIS프로그램으로부터 비행대상 지역에 위치하는 대상체들의 상부 형태정보를 규정하여 저장할 수 있다. When the peak points of the objects in the flight target area are acquired in this way, the smart DSM band construction unit 400 may define and store upper shape information of the objects located in the flight target area from the GIS program.

다시 말해, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 미리 저장된 대상체 종류별 상부 형태와 비행대상 지역의 대상체의 종류를 매칭하여 비행대상 지역에 해당하는 상부형태를 설정하고, DSM에서 비행대상 지역의 해당하는 DSM형태를 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하도록 구성될 수 있다. In other words, the smart DSM band construction unit 400 sets the upper shape corresponding to the flight target area by matching the upper shape for each type of object stored in advance with the type of the object in the flight target area, and sets the upper shape corresponding to the flight target area in the DSM. It can be configured to create a smart DSM by replacing the DSM type with the upper type set in the flight target area.

여기서, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 대상체 종류별 외형에 따른 캐노피 형태를 미리 저장할 수 잇으며, 이는 대상체가 수목인 경우 나무종류별 외형과 그에 따른 캐노피 형태가 미리 규정되어 저장될 수 있으며, 이외 건축물 등에 따른 상부 형태가 미리 규정되어 저장될 수 있다. Here, the smart DSM band construction unit 400 may pre-store the canopy shape according to the shape of each object type, which is, when the object is a tree, the shape of each tree type and the canopy shape according to the shape of the tree may be predefined and stored. The upper shape according to the building, etc. may be predefined and stored.

도 5는 스마트 DSM밴드 구축부(400)의 DSM에서 비행대상 지역의 해당하는 DSM형태를 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성한 경우를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 비행대상 지역이 도심지역이고 대상체들이 도심지역의 건축물이라고 할 때, 도심지역의 DSM형태를 사각형, 뿔형, 구형의 형태와 같은 건축물의 상부 형태로 대체하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다. 나아가, 도시하지 않았지만, DSM밴드 구축부(400)는, 비행대상 지역이 산림지역이고 대상체들이 산림지역에 식생하는 수목이라고 할 때에는, 산림지역의 DSM형태를 난형, 원뿔형, 원형의 캐노피 형태와 같은 수목의 상부 형태로 대체하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수도 있다. FIG. 5 is a diagram illustrating a case in which a smart DSM is generated by replacing a DSM type of a flight target area with an upper type set in a flight target area in the DSM of the smart DSM band construction unit 400. Referring to the drawing, the smart DSM band construction unit 400, when the flight target area is an urban area and the objects are buildings in the urban area, the DSM type of the urban area is the upper part of the building such as a square, a horn, or a sphere. By replacing it with the form, a smart DSM band can be built. Further, although not shown, the DSM band construction unit 400, when the flight target area is a forest area and the objects are trees vegetation in the forest area, the DSM shape of the forest area is ovate, conical, circular canopy, etc. It is also possible to construct a smart DSM band by replacing it with the top of the tree.

한편, 도 6을 참조하면, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 무인항공기(100)가 화재감식 또는 화재진압용으로 자율비행하는 경우, 생성된 스마트 DSM밴드에 일정 고도 값(h)을 더하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다. 이는 무인항공기(100)가 건축물로부터 적정 거리 이격된 상태로 소화액을 도포함은 물론 화재로부터 손상을 방지할 수 있도록 하기 위함이다. 나아가, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, 도시하지 않았지만 무인항공기(100)가 산림방제용으로 자율비행하는 경우에도, 수목으로부터 적정 거리 이격된 상태로 약품을 도포할 수 있도록 생성된 스마트 DSM밴드에 일정 고도 값(h)을 더하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다. On the other hand, referring to Figure 6, the smart DSM band construction unit 400, when the unmanned aerial vehicle 100 is autonomously flying for fire detection or fire suppression, by adding a certain altitude value (h) to the generated smart DSM band You can build a smart DSM band. This is to prevent the unmanned aerial vehicle 100 from being damaged from a fire as well as applying a fire extinguishing solution in a state spaced from a building at an appropriate distance. Furthermore, the smart DSM band construction unit 400, although not shown, is a smart DSM band created to apply drugs at a proper distance from trees even when the unmanned aerial vehicle 100 is autonomously flying for forest control. A smart DSM band can be built by adding a certain altitude value (h) to.

상기한 바에 따라 DSM밴드와 스마트 DSM밴드가 각각 구축되면, 자율비행경로 구축부(500)는, 이를 이용하여 무인항공기(100)가 해당 비행대상 지역을 자율비행 할 수 있도록 자율비행경로를 설정한다. When the DSM band and the smart DSM band are respectively constructed according to the above, the autonomous flight path construction unit 500 sets an autonomous flight path so that the unmanned aerial vehicle 100 can autonomously fly the corresponding flight target area using this. .

이에 앞서, 도 7을 참조하여, 자율비행경로 구축부(500)가 스마트 DSM밴드만을 이용하여 자율비행경로를 생성한 경우에 대하여 살펴보기로 한다. Prior to this, referring to FIG. 7, a case where the autonomous flight path construction unit 500 generates an autonomous flight path using only a smart DSM band will be described.

도면을 참조하면, 자율비행경로 구축부(500)는, 스마트 DSM밴드 구축부(400)에 의하여 생성된 스마트 DSM밴드를 통하여 자율비행경로를 생성할 시, 자율비행경로는 도시된 바와 같이 대략 은선의 프로그램상 비행경로를 획득할 수 있다. Referring to the drawings, when the autonomous flight path construction unit 500 generates an autonomous flight path through the smart DSM band generated by the smart DSM band construction unit 400, the autonomous flight path is roughly hidden as shown in the figure. You can acquire flight paths in the program of.

그런데, 이렇게 스마트 DSM밴드에 의하여 자율비행경로가 생성되게 되면, 무인항공기(100)의 이륙위치와 스마트 DSM밴드 사이에 고도값의 괴리가 발생하게 되어 이륙 후 충돌이 발생될 수 있다.However, when the autonomous flight path is generated by the smart DSM band in this way, a difference in altitude values between the take-off position of the unmanned aerial vehicle 100 and the smart DSM band may occur, and a collision may occur after take-off.

이는, 무인항공기(100)는, 스마트 DSM밴드를 활용할 경우 효율적인 비행으로 안정적이 비행은 할 수 있으나, 스마트 DSM밴드의 고도 데이터값은 보정된 값이기 때문에, 스마트 DSM밴드의 값으로 이륙위치가 잡힐 경우 충돌의 위험이 발생할 수 있기 때문이다.This is, the unmanned aerial vehicle 100 can stably fly with efficient flight when using the smart DSM band, but since the altitude data value of the smart DSM band is a corrected value, the take-off position can be determined with the value of the smart DSM band. This is because if there is a risk of collision, it may occur.

때문에, 본 발명에서 자율비행경로 구축부(500)는, 자율비행경로 생성 시 이륙위치를 잡는 경우에는 가공되지 않은 원시 DSM밴드를 활용함으로써 이륙 시 발생할 수 있는 충돌의 위험으로부터 벗어날 수 있도록 구성될 수 잇다. Therefore, in the present invention, the autonomous flight path construction unit 500 may be configured to escape from the risk of collision that may occur during take-off by utilizing the raw raw DSM band when the take-off position is captured when creating the autonomous flight path. connect.

즉, 본 발명에서 자율비행경로 구축부(500)는, 홈포인트에서 이륙하는 이륙경로에는 DSM밴드를 활용하고, 이후의 비행경로 시에는 스마트 DSM밴드를 활용하여 자율비행경로를 생성함으로써, 비행안정성을 확보할 수 있다.That is, in the present invention, the autonomous flight path construction unit 500 uses a DSM band for a take-off path taking off from a home point, and generates an autonomous flight path using a smart DSM band for a subsequent flight path, thereby ensuring flight stability. Can be secured.

다시 말해, 본 발명에 따른 무인항공기 비행시스템은, 스마트 DSM밴드를 이용하여 효율적인 비행으로 안정적인 자율비행이 가능하며, 이륙 시에는 원시 데이터인 DSM밴드를 활용하여 이륙비행 시 발생할 수 있는 충돌을 방지함으로써 안전한 비행이 가능하여, 높은 비행안정성과, 정확한 이륙위치 정보 및 이에 따른 대규모 비행대상 지역을 신속하게 분석할 수 있어 유인대응체계의 한계를 극복할 수 있도록 구성될 수 있다. In other words, the unmanned aerial vehicle flight system according to the present invention enables stable autonomous flight with efficient flight using a smart DSM band, and prevents collisions that may occur during take-off flight by using the DSM band, which is raw data, during take-off. Safe flight is possible, high flight stability, accurate take-off location information, and a large-scale flight target area can be quickly analyzed, so that it can be configured to overcome the limitations of the manned response system.

한편, 자율비행경로 구축부(500)는, 가령 제1포인트 또는 n포인트에 위치할 시, 무인항공기의 GPS(Global Positioning System)좌표와, 해당하는 제1포인트 또는 n포인트 좌표를 각각 비교하여 오차값을 분석하고, 제1포인트 또는 n포인트의 좌표에 오차값을 보정하여 비행경로를 보정하도록 구성될 수 있다.On the other hand, the autonomous flight path construction unit 500, for example, when positioned at the first point or n points, compares the GPS (Global Positioning System) coordinates of the unmanned aerial vehicle and the corresponding first point or n point coordinates to make an error It may be configured to analyze the value and correct the flight path by correcting the error value in the coordinates of the first point or n points.

이를 위해, 자율비행경로 구축부(500)는, 무인항공기의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식에 의하여 비행경로를 보정하는 보정모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다. To this end, the autonomous flight path construction unit 500 uses a real time kinematic (RTK) method to fly the GPS value of the unmanned aerial vehicle using a virtual reference station and a ground control point. It may be configured to further include a correction module for correcting the path.

제어부(200)는, 자율비행경로 구축부(500)에 의하여 생성된 자율비행경로를 무인항공기(100)에 업로드시키는 역할을 한다. The control unit 200 serves to upload the autonomous flight path generated by the autonomous flight path construction unit 500 to the unmanned aerial vehicle 100.

한편, 무인항공기(100)는, 초기 설정된 자율비행경로에 의하여 자율 비행하지만, 경우에 따라 제어부(200)에 의하여 비행각도 등이 제어될 수도 있다. Meanwhile, the unmanned aerial vehicle 100 is autonomously flying according to an initially set autonomous flight path, but in some cases, the flight angle and the like may be controlled by the controller 200.

이하에서는, 전술한 무인항공기 비행시스템을 이용한 본 발명의 무인항공기(100)의 비행경로 설정방법에 대하여 살펴보기로 하며, 이때 무인항공기 비행시스템의 구성에 대한 설명은 전술하였으므로 이하에서는 이와 대별되는 구성만을 중점적으로 살펴보기로 한다. Hereinafter, a method of setting the flight path of the unmanned aerial vehicle 100 of the present invention using the above-described unmanned aerial vehicle flight system will be described. At this time, the description of the configuration of the unmanned aerial vehicle flight system has been described above, so hereinafter Let's focus on the gulf.

도 8을 참조하면, DSM밴드 구축부(300)는, DSM을 이용하여 DSM밴드를 구축한다(S10). 이때의 DSM밴드는, 전술한 바와 같이 비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 비행대상 지역의 DSM을 생성하고, 이를 통하여 DSM밴드를 구축한다.Referring to FIG. 8, the DSM band construction unit 300 constructs a DSM band using DSM (S10). In this case, the DSM band generates the DSM of the flight target area through the orthoimage of the flight target area as described above, and builds the DSM band through this.

이렇게 DSM밴드가 구축되면, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, DSM을 가공하여 스마트 DSM밴드를 구축한다(S20). When the DSM band is constructed in this way, the smart DSM band construction unit 400 constructs a smart DSM band by processing the DSM (S20).

이때, 스마트 DSM밴드 구축부(400)는, DSM을 GIS프로그램을 통하여 가공하여 스마트 DSM을 생성하고, 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다.At this time, the smart DSM band construction unit 400 may generate a smart DSM by processing the DSM through a GIS program, and build a smart DSM band through the smart DSM.

스마트 DSM밴드 구축부(400)는, DSM에서 비행대상 지역의 표면높이의 피크포인트들을 획득하고, 비행대상 지역에서 피크포인트들에 해당하는 대상체들 각각의 형태정보를 DSM에 매칭하여 스마트 DSM 형태를 형성하고, 스마트 DSM형태에 미리 설정된 고도값을 추가하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다.The smart DSM band construction unit 400 acquires peak points of the surface height of the flight target area from the DSM, and matches the shape information of each of the objects corresponding to the peak points in the flight target area to the DSM to create a smart DSM shape. In addition, a smart DSM band can be built by adding a preset altitude value to the smart DSM type.

세부적으로, DSM에서 비행대상 지역의 표면높이의 피크포인트들을 획득하고, 비행대상 지역에서 피크포인트들에 해당하는 대상체들 각각의 형태정보를 DSM에 매칭하여 스마트 DSM 형태를 형성하고, 화재감식, 화재진압, 산림방제 등 자율비행 목적에 따라 스마트 DSM형태에 미리 설정된 고도값을 추가하여 스마트 DSM밴드를 구축할 수 있다.In detail, the DSM acquires peak points of the surface height of the flight target area, matches the shape information of each of the objects corresponding to the peak points in the flight target area to the DSM to form a smart DSM shape, detects fire, and fires. According to the purpose of autonomous flight such as suppression and forest control, a smart DSM band can be built by adding a preset altitude value to the smart DSM type.

한편, 상기에서 스마트 DSM밴드를 구축하는 방법은 상술한 바와 같으나, 이외 등록특허 제10-1991027호의 산림방제를 위한 3차원 경로 비행 방법 및 장치의 산림방제 DSM구축방법도 본 발명에 적용될 수 있음은 물론이다. On the other hand, the method of constructing a smart DSM band in the above is the same as described above, but the three-dimensional path flight method for forest control and the method of constructing a forest control DSM of the device can also be applied to the present invention. Of course.

상기한 바에 따라 DSM밴드와 스마트 DSM밴드를 구축하고 나면, 자율비행경로 구축부(500)는, 비행대상 지역에 대한 비행구역을 설정하고, 이렇게 설정된 비행구역에 대한 무인항공기(100)의 위치와 비행경로에 따라 자율비행경로를 생성한다.After building the DSM band and the smart DSM band according to the above, the autonomous flight path construction unit 500 sets the flight zone for the flight target area, and the position of the unmanned aerial vehicle 100 for the flight zone set in this way and An autonomous flight path is created according to the flight path.

이때, 자율비행경로 구축부(500)는, 무인항공기(100)의 안정된 비행을 지원하도록 DSM밴드와 스마트 DSM밴드를 설정 위치에 대응하여 각각 개별적으로 도입하고, 각 이동 경로포인트(way point)에 대하여 DSM밴드의 좌표값과 스마트 DSM밴드의 좌표값을 각각 도입하여 자율비행경로를 생성할 수 있다. At this time, the autonomous flight path construction unit 500 individually introduces the DSM band and the smart DSM band in response to the set position to support the stable flight of the unmanned aerial vehicle 100, and to each movement path point (way point). On the other hand, autonomous flight paths can be created by introducing the coordinate values of the DSM band and the coordinate values of the smart DSM band, respectively.

세부적으로, 자율비행경로 구축부(500)는, DSM밴드를 이용하여 무인항공기(100)가 홈(home)포인트로부터 이륙하여 초기 제1포인트로 위치 이동하는 이륙경로를 설정하며(S30), 이때의 이륙경로에 대하여 DSM밴드의 좌표값을 도입하여 설정한다. In detail, the autonomous flight path construction unit 500 sets a take-off path in which the unmanned aerial vehicle 100 takes off from a home point and moves to an initial first point using a DSM band (S30), at this time The take-off route of is set by introducing the coordinate values of the DSM band.

그리고 자율비행경로 구축부(500)는, 스마트 DSM밴드를 이용하여 제1포인트로부터 비행 시작하여 n포인트들로 위치 이동하는 비행경로를 설정한다(S40). 이때, 비행경로는 스마트 DSM밴드의 좌표값을 도입하여 설정하도록 구성될 수 있다. And the autonomous flight path construction unit 500 sets a flight path starting to fly from the first point and moving to n points by using the smart DSM band (S40). At this time, the flight path may be configured to introduce and set the coordinate value of the smart DSM band.

한편, 자율비행경로 구축부(500)는, 무인항공기(100)에 탑재된 보정모듈에 의하여, 해당 n포인트에 위치하는 무인항공기(100)의 GPS(Global Positioning System)좌표와 n포인트 좌표를 비교하여 오차값을 분석하고, 오차값만큼 n포인트의 좌표를 좌표보정하여 비행경로를 보정하도록 구성될 수 있다. On the other hand, the autonomous flight path construction unit 500 compares the GPS (Global Positioning System) coordinates and the n point coordinates of the unmanned aerial vehicle 100 located at the corresponding n point by a correction module mounted on the unmanned aerial vehicle 100 Thus, it may be configured to analyze the error value and correct the flight path by adjusting the coordinates of n points by the error value.

가령, 자율비행경로 구축부(500)는, 무인항공기(100)의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식으로 비행경로를 보정하는 보정모듈을 적용할 수 있다. For example, the autonomous flight path construction unit 500 uses a real-time mobile survey (RTK, Real Time Kinematic) method using a virtual reference station and a ground control point for the GPS value of the unmanned aerial vehicle 100. A correction module that corrects the flight path can be applied.

여기서, 자율비행경로 구축부(500)는, 보정모듈의 비교시점을 각 n포인트 지점마다, 무인항공기(100)의 GPS값과 자율비행경로 상의 좌표값을 각각 비교하여 보정할 수 있으며, 또는 비행경로가 시작되는 제1포인트에서의 GPS값과 자율비행경로 상의 좌표값을 비교하여 보정할 수 있다. Here, the autonomous flight path construction unit 500 may compare and correct the GPS value of the unmanned aerial vehicle 100 and the coordinate value on the autonomous flight path for each n point of the comparison time point of the correction module, respectively, or flight The GPS value at the first point where the route starts and the coordinate value on the autonomous flight route may be compared and corrected.

도 9는 본 발명의 무인항공기(100)의 비행경로 설정방법의 각 포인트 별 경로설정방법을 나타내기 위한 도면이다. 9 is a diagram illustrating a method of setting a route for each point in the method of setting a flight route of the unmanned aerial vehicle 100 of the present invention.

도면을 참조하면, 무인항공기(100)는 현위치(home, P0)에서 P1, P2, P3, P4, P5, P6 순으로 각 비행포인트(way point)를 비행하는 것으로 자율비행경로를 설정한다고 할 때, 자율비행경로 구축부(500)는, 처음 이륙위치 밴드 설정을 DSM밴드를 도입하여 설정할 수 있다. 즉, 자율비행경로 구축부(500)는, 홈포인트(P0)에서 이륙하여 P1까지의 DSM밴드를 이용하여 이륙경로를 설정한다.Referring to the drawing, it is said that the unmanned aerial vehicle 100 sets an autonomous flight path by flying each way point in the order of P1, P2, P3, P4, P5, P6 from the current location (home, P0). At this time, the autonomous flight path construction unit 500 may first set the take-off position band by introducing the DSM band. That is, the autonomous flight path construction unit 500 sets the take-off path by using the DSM band from the home point P0 to P1 after take-off.

그리고 자율비행경로 구축부(500)는, P1, P2, P3, P4, P5, P6 순으로 이동하는 비행경로를 설정 시에는 스마트 DSM밴드를 도입하여 비행경로를 설정할 수 있다.In addition, the autonomous flight path construction unit 500 may introduce a smart DSM band to set the flight path when setting a flight path moving in the order of P1, P2, P3, P4, P5, P6.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 무인항공기 200 : 제어부
300 : DSM밴드 구축부 400 : 스마트 DSM밴드 구축부
500 : 자율비행경로 구축부100: unmanned aerial vehicle 200: control unit
300: DSM band construction unit 400: Smart DSM band construction unit
500: Autonomous flight path construction department

Claims (16)

비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 상기 비행대상 지역의 DSM(Digital Surface Model)을 생성하고, 상기 DSM을 통하여 DSM밴드를 구축하는 단계와;
상기 비행대상 지역의 DSM에서 GIS(geographic information system)프로그램을 통하여 상기 비행대상 지역의 대상체들의 고도값과, 상기 대상체들의 상부형태를 각각 획득하고, 상기 DSM을 획득된 상기 대상체들의 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하고, 상기 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계와;
상기 비행대상 지역에 대한 무인항공기의 안정된 비행을 지원하도록 상기 비행대상 지역에 대한 비행구역을 설정하고, 설정된 상기 비행구역에 대한 상기 무인항공기의 위치와 비행경로에 따라 상기 DSM밴드와 상기 스마트 DSM밴드를 이용하여 자율비행경로를 생성하되, 상기 DSM밴드와 상기 스마트 DSM밴드를 설정 위치에 대응하여 각각 개별적으로 도입하고, 각 이동 경로포인트(way point)에 대하여 상기 DSM밴드의 좌표값과 상기 스마트 DSM밴드의 좌표값을 각각 도입하여 상기 무인항공기의 자율비행경로를 생성하는 단계;를 포함하고,
상기 자율비행경로를 생성하는 단계는,
상기 무인항공기가 홈포인트로부터 이륙하여 설정 고도의 제1포인트로 위치 이동하기 위한 이륙경로에 대하여 상기 DSM밴드를 도입하도록 구성되고, 이륙 후 상기 비행대상 지역을 비행하기 위하여 상기 제1포인트로부터 비행을 시작하여 상기 비행대상 지역의 설정된 복수개의 n포인트들 각각으로 위치 이동하는 상기 비행경로에 대하여 상기 스마트 DSM밴드를 도입하여 설정하도록 구성되며,
상기 설정 고도는,
상기 스마트 DSM밴드에서 상기 홈포인트의 고도값과, 상기 DSM밴드에서 상기 홈포인트의 고도값의 차이값으로 설정되며,
상기 제1포인트 또는 상기 n포인트에 위치할 시, 상기 무인항공기의 GPS(Global Positioning System)좌표와, 해당하는 상기 제1포인트 또는 상기 n포인트 좌표를 각각 비교하여 오차값을 분석하고, 상기 제1포인트 또는 상기 n포인트의 좌표에 상기 오차값을 보정하여 상기 비행경로를 보정하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행경로 설정방법.Generating a DSM (Digital Surface Model) of the flight target area through an orthogonal image of the flight target area, and constructing a DSM band through the DSM;
In the DSM of the flight target area, through a GIS (geographic information system) program, the altitude values of the targets and the top shape of the targets are obtained, respectively, and the DSM is replaced with the top shape of the acquired targets. Generating a smart DSM and constructing a smart DSM band through the smart DSM;
The flight zone for the flight target area is set to support the stable flight of the unmanned aerial vehicle to the flight target area, and the DSM band and the smart DSM band according to the position and flight path of the unmanned aerial vehicle with respect to the set flight area Create an autonomous flight route by using, but introduce the DSM band and the smart DSM band individually in response to a set position, and the coordinate value of the DSM band and the smart DSM for each movement route point. Including; each introducing the coordinate values of the band to generate an autonomous flight path of the unmanned aerial vehicle.
The step of generating the autonomous flight path,
It is configured to introduce the DSM band for a take-off path for the unmanned aerial vehicle to take off from a home point and move to a first point of a set altitude, and to fly from the first point to fly the flight target area after take-off. It is configured to introduce and set the smart DSM band for the flight path that starts and moves to each of a plurality of n points set in the flight target area,
The above set altitude is,
It is set as a difference value between the altitude value of the home point in the smart DSM band and the altitude value of the home point in the DSM band,
When positioned at the first point or the n point, an error value is analyzed by comparing the GPS (Global Positioning System) coordinates of the unmanned aerial vehicle and the corresponding first point or the n point coordinates, respectively, and the first The flight path setting method of the unmanned aerial vehicle, characterized in that configured to correct the flight path by correcting the error value in the coordinates of the point or the n point. 제 1 항에 있어서,
상기 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계는,
상기 비행대상 지역의 DSM에서 상기 대상체들의 고도값을 획득하고,
상기 GIS프로그램으로부터 상기 비행대상 지역에 위치하는 상기 대상체들의 상부 형태정보를 규정하여 저장하고,
미리 저장된 대상체 종류별 상부형태와 상기 비행대상 지역의 상기 대상체의 종류를 매칭하여 상기 비행대상 지역에 해당하는 상부형태를 설정하고,
상기 비행대상 지역의 DSM을 상기 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 상기 스마트 DSM을 생성하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행경로 설정방법.The method of claim 1,
Building the smart DSM band,
Acquiring the altitude values of the objects in the DSM of the flight target area,
Define and store upper shape information of the objects located in the flight target area from the GIS program,
The upper shape corresponding to the flight target area is set by matching the type of the target according to the type of the previously stored object and the type of the object in the flight target area,
The flight path setting method of the unmanned aerial vehicle, characterized in that configured to generate the smart DSM by replacing the DSM in the flight target area with an upper form set in the flight target area. 제 2 항에 있어서,
상기 스마트 DSM밴드를 구축하는 단계는,
상기 무인항공기가, 화재감식 또는 화재진압 또는 산림방제 목적으로 자율비행을 해야 하는 경우, 상기 스마트 DSM의 고도 값에 미리 설정된 고도값을 더하여 상기 스마트 DSM밴드를 구축하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행경로 설정방법. The method of claim 2,
Building the smart DSM band,
When the unmanned aerial vehicle is required to autonomously fly for fire detection, fire suppression, or forest control purposes, the smart DSM band is constructed by adding a preset altitude value to the altitude value of the smart DSM. How to set the flight path. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 자율비행경로를 생성하는 단계는,
비행경로를 보정하는 보정모듈에 의하여 상기 무인항공기의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식을 통하여 보정되도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행경로 설정방법. The method of claim 1,
The step of generating the autonomous flight path,
It is configured to correct the GPS value of the unmanned aerial vehicle by a correction module for correcting the flight path through a real-time mobile survey (RTK) method using a virtual reference station and a ground control point. A method of setting a flight path of an unmanned aerial vehicle, characterized by. 자율주행이 가능하도록 자동항법장치가 내장되고, GPS모듈이 탑재되어 업로드된 자율비행경로에 의하여 자율비행하는 무인항공기와;
비행대상 지역에 대한 정사영상을 통하여 상기 비행대상 지역의 DSM을 생성하고, 상기 DSM을 통하여 DSM밴드를 구축하는 DSM밴드 구축부와;
상기 비행대상 지역의 DSM에서 GIS(geographic information system)프로그램을 통하여 상기 비행대상 지역의 대상체들의 고도값과, 상기 대상체들의 상부형태를 각각 획득하고, 상기 DSM을 상기 대상체들의 상부형태로 대체하여 스마트 DSM을 생성하고, 상기 스마트 DSM을 통하여 스마트 DSM밴드를 구축하는 스마트 DSM밴드 구축부와;
상기 비행대상 지역에 대한 무인항공기의 안정된 비행을 지원하도록 상기 비행대상 지역에 대한 비행구역을 설정하고, 설정된 상기 비행구역에 대한 상기 무인항공기의 위치와 비행경로에 따라 상기 DSM밴드와 상기 스마트 DSM밴드를 이용하여 상기 자율비행경로를 생성하되, 상기 DSM밴드와 상기 스마트 DSM밴드를 설정 위치에 대응하여 각각 개별적으로 도입하고, 각 이동 경로포인트(way point)에 대하여 상기 DSM밴드의 좌표값과 상기 스마트 DSM밴드의 좌표값을 각각 도입하여 상기 무인항공기의 자율비행경로를 생성하는 자율비행경로 구축부;를 포함하되,
상기 자율비행경로 구축부는,
상기 무인항공기가 홈포인트로부터 이륙하여 설정 고도의 제1포인트로 위치 이동하기 위한 이륙경로를 생성하고, 상기 이륙경로에 대하여 상기 DSM밴드를 도입하도록 구성되고, 이륙 후 상기 비행대상 지역을 비행하기 위하여 상기 제1포인트로부터 비행을 시작하여 상기 비행대상 지역의 설정된 복수개의 n포인트들 각각으로 위치 이동하기 위한 비행경로를 생성하고, 상기 비행경로에 대하여 상기 스마트 DSM밴드를 도입하여 설정하도록 구성되며,
상기 설정 고도는,
상기 스마트 DSM밴드에서 상기 홈포인트의 고도값과, 상기 DSM밴드에서 상기 홈포인트의 고도값의 차이값으로 설정되며,
상기 제1포인트 또는 상기 n포인트에 위치할 시, 상기 무인항공기의 GPS(Global Positioning System)좌표와, 해당하는 상기 제1포인트 또는 상기 n포인트 좌표를 각각 비교하여 오차값을 분석하고, 상기 제1포인트 또는 상기 n포인트의 좌표에 상기 오차값을 보정하여 상기 비행경로를 보정하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행시스템.An unmanned aerial vehicle that is equipped with an automatic navigation device to enable autonomous driving, a GPS module is mounted, and performs autonomous flight according to an uploaded autonomous flight path;
A DSM band construction unit for generating a DSM of the flight target area through an orthogonal image of the flight target area, and constructing a DSM band through the DSM;
Smart DSM by acquiring the altitude values of the objects in the flight target area and the upper shape of the objects through a geographic information system (GIS) program in the DSM of the flight target area, and replacing the DSM with the upper shape of the objects. A smart DSM band construction unit that generates and builds a smart DSM band through the smart DSM;
The flight zone for the flight target area is set to support the stable flight of the unmanned aerial vehicle to the flight target area, and the DSM band and the smart DSM band according to the position and flight path of the unmanned aerial vehicle with respect to the set flight area The autonomous flight route is generated by using, but the DSM band and the smart DSM band are individually introduced in correspondence to a set position, and the coordinate value of the DSM band and the smart Including; an autonomous flight path construction unit for generating an autonomous flight path of the unmanned aerial vehicle by introducing each coordinate value of the DSM band,
The autonomous flight path construction unit,
The unmanned aerial vehicle is configured to generate a take-off route for taking off from a home point and move to a first point of a set altitude, and to introduce the DSM band for the take-off route, and to fly the flight target area after take-off. It is configured to start a flight from the first point to create a flight path for moving to each of a plurality of n points set in the flight target area, and to introduce and set the smart DSM band for the flight path,
The above set altitude is,
It is set as a difference value between the altitude value of the home point in the smart DSM band and the altitude value of the home point in the DSM band,
When positioned at the first point or the n point, an error value is analyzed by comparing the GPS (Global Positioning System) coordinates of the unmanned aerial vehicle and the corresponding first point or the n point coordinates, respectively, and the first The flight system of the unmanned aerial vehicle, characterized in that configured to correct the flight path by correcting the error value in the coordinates of the point or the n point. 제 9 항에 있어서,
상기 스마트 DSM밴드 구축부는,
상기 비행대상 지역의 DSM에서 상기 대상체들의 고도값을 획득하고,
상기 GIS프로그램으로부터 상기 비행대상 지역에 위치하는 상기 대상체들의 상부 형태정보를 규정하여 저장하고,
미리 저장된 대상체 종류별 상부 형태와 상기 비행대상 지역의 상기 대상체의 종류를 매칭하여 상기 비행대상 지역에 해당하는 상부형태를 설정하고,
상기 비행대상 지역의 DSM을 상기 비행대상 지역에 설정된 상부형태로 대체하여 상기 스마트 DSM을 생성하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행시스템. The method of claim 9,
The smart DSM band construction unit,
Acquiring the altitude values of the objects in the DSM of the flight target area,
Define and store upper shape information of the objects located in the flight target area from the GIS program,
Matching a pre-stored upper shape for each object type and the type of the object in the flight target area to set the upper shape corresponding to the flight target area,
A flight system of an unmanned aerial vehicle, characterized in that configured to generate the smart DSM by replacing the DSM in the flight target area with an upper form set in the flight target area. 제 10 항에 있어서,
상기 스마트 DSM밴드 구축부는,
상기 무인항공기가, 화재감식 또는 화재진압 또는 산림방제 목적으로 자율비행을 해야 하는 경우, 상기 스마트 DSM의 고도 값에 미리 설정된 고도값을 더하여 상기 스마트 DSM밴드를 구축하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행시스템. The method of claim 10,
The smart DSM band construction unit,
When the unmanned aerial vehicle is required to autonomously fly for fire detection, fire suppression, or forest control purposes, the smart DSM band is constructed by adding a preset altitude value to the altitude value of the smart DSM. Flight system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 9 항에 있어서,
상기 자율비행경로 구축부는,
상기 무인항공기의 GPS값을 가상 기준점(virtual reference station) 및 지상 기준점(ground control point)을 이용하는 실시간 이동 측량(RTK,Real Time Kinematic)방식에 의하여 상기 비행경로를 보정하는 보정모듈을 더 포함하도록 구성됨을 특징으로 하는 무인항공기의 비행시스템. The method of claim 9,
The autonomous flight path construction unit,
It is configured to further include a correction module for correcting the flight path by a real time kinematic (RTK) method using a virtual reference station and a ground control point for the GPS value of the unmanned aerial vehicle. Flight system of the unmanned aerial vehicle, characterized in that.
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