KR102258731B1 - 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템은 미리 설정된 편대 비행 시퀀스(Sequence)를 유지하면서 비행하는 복수의 무인 비행체; 및 상기 편대 비행 시퀀스를 유지할 수 있도록 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행을 제어하는 지상 관제 센터를 포함하고, 상기 지상 관제 센터는 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 통신 인터페이스부; 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 상대 위치 정보를 도출하고, 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 비행 스케줄링부; 및 상기 복수의 무인 비행체 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득하고, 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 비행 관제부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 무인 비행체의 기술이 급속하게 발전함에 따라 이에 대한 수요가 전 세계적으로 폭발적으로 증가하고 있다. 상기 무인 비행체는 조종사가 탑승하지 않고 원격 조정 또는 자동 조종을 통해 무선 전파로 조종할 수 있는 무인 항공기로서, 통상적으로 드론이라 불리며, 카메라, 센서, 초음파 장비, 통신 시스템 등이 탑재되어 있다.
상기 무인 비행체는 군사 용도로 시작되었지만, 최근에는 고공 촬영과 상품 배송은 물론, 농약 살포, 공기질 측정, 산불 감시 및 진화, 통신, 재난 환경 대처, 연구 개발 등 다양한 목적으로 광범위하게 활용되고 있으며, 값 싼 키덜트(Kidult) 제품으로 재탄생되어 개인도 부담 없이 구매할 수 있는 시대를 맞이하게 되었다.
이러한 상황에서 최근에는 통신 및 컴퓨팅 기술의 급속한 발전으로 인하여 단순히 단일 무인 비행체의 비행이 아닌 복수의 무인 비행체가 포메이션(formation)을 형성하여 재난 구호, 정찰 등의 특수하고 복잡한 임무를 수행하는 군집 비행에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
무인 비행체의 군집 비행 시 동일한 목표 지점으로 동시에 이동하는 경우, 이들 상호 간 충돌을 피하고 원하는 목표 지점까지 정확하게 이동하도록 모니터링하고 제어하는 군집 비행 제어 시스템이 요구된다. 특히, 군집 비행 특성상, 다수의 무인 비행체 중 일부에 고장이 발생하거나, 외부 환경적 요인으로 인해 일부 무인 비행체가 주행 경로를 이탈하는 등의 이벤트가 발생할 수 있는데, 이때 뒤따르던 나머지 무인 비행체들도 비행 경로를 이탈하는 문제가 발생할 수 있다. 예를 들면, 군집 비행 시 전후 무인 비행체로부터 비행 경로 데이터를 받아 비행할 때, 어느 하나의 무인 비행체가 경로를 이탈하면 후행 무인 비행체도 따라서 비행 경로를 이탈하는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 경로 이탈이 발생하더라도 후행 무인 비행체가 경로를 이탈하지 않도록 하는 기술에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0014418호(발명의 명칭: 군집주행 제어 시스템 및 방법, 공개일자: 2019.02.12)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 일련의 설정 경로를 따라 비행하는 군집 비행에 있어서 바로 앞의 선행 무인 비행체의 비행 정보뿐만 아니라 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 후행 무인 비행체에 전달하여 선행 무인 비행체에 오류가 발생하거나 경로를 이탈하더라도 후행 무인 비행체가 따라서 비행 경로를 이탈하는 문제를 방지할 수 있는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템은 미리 설정된 편대 비행 시퀀스(Sequence)를 유지하면서 비행하는 복수의 무인 비행체; 및 상기 편대 비행 시퀀스를 유지할 수 있도록 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행을 제어하는 지상 관제 센터를 포함하고, 상기 지상 관제 센터는 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 통신 인터페이스부; 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 상대 위치 정보를 도출하고, 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 비행 스케줄링부; 및 상기 복수의 무인 비행체 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득하고, 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 비행 관제부를 포함한다.
상기 비행 관제부는 상기 선선행 무인 비행체의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 정상 여부를 판단하고, 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 비정상인 경우, 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 비행 관제부는 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 정상인 경우, 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 경로 이탈 여부를 판단하고, 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 경로를 이탈한 경우, 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 비행 관제부는 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 비정상인 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체가 이륙 스테이션으로 복귀할 수 있도록 상기 비정상의 선선행 무인 비행체에 복귀 명령을 전송하고, 상기 복귀 명령에 대한 응답 신호를 상기 비정상의 선선행 무인 비행체로부터 수신하지 못한 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체에 충돌 방지 명령을 전송하여 상기 비정상의 선선행 무인 비행체가 상기 충돌 방지 명령에 따라 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다.
상기 통신 인터페이스부는 상기 복수의 무인 비행체 각각에 탑재된 GPS 센서 또는 상기 복수의 무인 비행체 각각과 통신 연결이 가능한 기지국을 통해 상기 현재 지점의 위치 정보를 수신할 수 있다.
상기 기지국은 상기 통신 연결이 가능한 서비스 영역 내에 위치하는 상기 복수의 무인 비행체로부터 상기 GPS 센서에 의해 획득된 GPS 위치 정보를 수신하고, 상기 기지국의 절대 위치 좌표와 GPS 좌표 간의 차이로 계측된 GPS 오차 신호를 이용하여 상기 GPS 위치 정보를 보정하며, 상기 보정된 GPS 위치 정보를 상기 지상 관제 센터에 상기 현재 지점의 위치 정보로서 전송할 수 있다.
상기 비행 스케줄링부는 상기 현재 지점의 위치 정보와 상기 목표 지점의 위치 정보 간의 벡터 크기를 산정하고, 상기 벡터 크기가 작은 순서로 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법은 상기 지상 관제 센터의 통신 인터페이스부가 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 지상 관제 센터의 비행 스케줄링부가 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 상대 위치 정보를 도출하는 단계; 상기 비행 스케줄링부가 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 단계; 상기 지상 관제 센터의 비행 관제부가 상기 복수의 무인 비행체 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득하는 단계; 및 상기 비행 관제부가 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법은 상기 비행 관제부가 상기 선선행 무인 비행체의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 정상 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 비정상인 경우, 상기 비행 관제부가 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법은 상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 정상인 경우, 상기 비행 관제부가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 경로 이탈 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 상기 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계는 상기 선선행 무인 비행체가 정상인 상태에서 경로를 이탈한 것으로 판단된 경우, 의도적으로 경로를 변경한 것으로 인지하고, 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법은 상기 복수의 무인 비행체 각각과 통신 연결이 가능한 서비스 영역 내에 위치하는 기지국이 상기 복수의 무인 비행체로부터 GPS 위치 정보를 수신하는 단계; 상기 기지국이 상기 기지국의 절대 위치 좌표와 GPS 좌표 간의 차이에 기초하여 GPS 오차 신호를 계측하는 단계; 상기 기지국이 상기 GPS 오차 신호를 이용하여 상기 GPS 위치 정보를 보정하는 단계; 및 상기 기지국이 상기 보정된 GPS 위치 정보를 상기 지상 관제 센터에 상기 현재 지점의 위치 정보로서 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비행 순서를 결정하는 단계는 상기 현재 지점의 위치 정보와 상기 목표 지점의 위치 정보 간의 벡터 크기를 산정하는 단계; 및 상기 벡터 크기가 작은 순서로 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 일련의 설정 경로를 따라 비행하는 군집 비행에 있어서 바로 앞의 선행 무인 비행체의 비행 정보뿐만 아니라 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 후행 무인 비행체에 전달하여 선행 무인 비행체에 오류가 발생하거나 경로를 이탈하더라도 후행 무인 비행체가 따라서 비행 경로를 이탈하는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템을 설명하기 위해 도시한 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 무인 비행체의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 기지국의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 지상 관제 시스템의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 무인 비행체들의 군집 비행 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위해 도시는 도면이다.
도 6은 군집 비행 중 일부 무인 비행체가 비행 경로를 이탈하는 이벤트의 일례를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 무인 비행체의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 3은 도 1의 기지국의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4는 도 1의 지상 관제 시스템의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 무인 비행체들의 군집 비행 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위해 도시는 도면이다.
도 6은 군집 비행 중 일부 무인 비행체가 비행 경로를 이탈하는 이벤트의 일례를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템을 설명하기 위해 도시한 전체 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템(100)은 미리 설정된 편대 비행 시퀀스(Sequence)를 유지하면서 비행하는 복수의 무인 비행체(110), 상기 복수의 무인 비행체(110)와 후술하는 지상 관제 센터(130)의 통신을 중계하는 복수의 기지국(120), 및 상기 편대 비행 시퀀스를 유지할 수 있도록 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행을 제어하는 지상 관제 센터(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무인 비행체(110)는 무선 전파의 유도에 의하여 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인 항공기로서, 통상적으로 드론(drone)으로 알려져 있다. 다만, 본 발명에서 상기 무인 비행체(110)는 상기 드론뿐만 아니라 상기 드론을 동력원으로 하는 풍등(風燈, Sky lanterns)을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
상기 무인 비행체(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 무선 통신부(210), 운행 센서부(220), 카메라(230), 조명(240), 마이크로폰(250), 위치 감지부(260), 비행 제어부(270), 저장부(280), 전원 공급부(290), 및 구동부(295)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 2는 도 1의 무인 비행체(110)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
상기 무인 비행체(110)는 비행에 필요한 데이터를 상기 운항 센서부(220)로부터 획득하고, 외부의 영상을 상기 카메라(230)에 의해 획득할 수 있다. 상기 무인 비행체(110)는 상기 운항 센서부(220)로부터 비행 데이터를 제공받고, 상기 비행 제어부(270)를 통해 상기 무선 통신부(210)에 의해 수신되는 조작 신호에 상응하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
여기서, 상기 비행 제어부(270)는 상기 카메라(230)를 통해서 획득되는 영상을 상기 무선 통신부(210)를 통해 송신하도록 제어하고, 아울러 상기 무선 통신부(210)에 의해 수신되는 조작 신호와 상기 위치 감지부(260)에 의해 획득되는 자신의 위치 데이터를 송신하도록 제어할 수 있다.
상기 무인 비행체(110)는 상기 비행 제어부(270)의 제어 신호에 의해 각각 제어되는 다수의 구동부(295)를 통해 프로펠러의 회전을 제어하여 비행 및 방향 전환에 필요한 추진력을 발생시킬 수 있으며, 상기 전원 공급부(290)를 통해 동작에 필요한 전원이 공급되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 운항 센서부(220)는 비행의 제어에 필요한 속도, 자세나 기울기, 주변 장애물 등을 검출하기 위한 단일 또는 다수의 센서를 포함할 수 있다. 상기 무선 통신부(210)는 Wi-Fi나 블루투스 또는 각종 RF 신호를 비롯하여 무선 통신을 가능하도록 하는 다양한 통신 방식을 이용하여 구현될 수 있다.
또한, 상기 위치 감지부(260)는 상기 무인 비행체(110) 각각의 현재 위치에 대한 데이터 획득을 위하여, 인공위성에서 발생되는 전파를 수신하여 자신의 위치를 산출하는 GPS, 고도 측정을 위한 고도계 등을 포함할 수 있으며, 나아가서는 3차원 위치 센서 등을 더 포함할 수 있다. 상기 구동부(295)는 프로펠러가 축에 고정되는 모터를 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부(290)는 충전이 가능한 충전지로 구현될 수 있으며 또 달리 일반적인 건전지로 구현될 수도 있다.
상기 무인 비행체(110)는 상기 조명(240)을 통해 상기 카메라(230)의 촬영 영역에 광을 조사할 수 있으며, 상기 마이크로폰(250)을 통해 외부의 오디오를 수집하여 이를 영상과 함께 또는 별도의 데이터로 제공할 수 있다. 또한, 상기 무인 비행체(110)는 획득되는 각종 데이터, 설정값, 동작에 필요한 데이터나 프로그램 등을 상기 저장부(280)에 저장할 수 있다.
상기 기지국(120)은 상기 각 무인 비행체(110)와 상기 지상 관제 시스템(130) 간의 통신을 중계하는 역할을 한다. 상기 기지국(120)은 필요에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템(100)에 구비될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는 등 다양한 실시가 가능하다.
상기 기지국(120)은 도 3에 도시된 바와 같이 GPS 수신부(310), GPS 오차 보정부(320), 기지국 통신부(330), 및 제어부(340)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 3은 도 1의 기지국(120)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
상기 GPS 수신부(310)는 통신 연결이 가능한 서비스 영역 내에 위치하는 복수의 무인 비행체(110)로부터 각 무인 비행체(110)의 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 GPS 위치 정보는 상기 각 무인 비행체(110)에 탑재되어 있는 GPS 센서에 의해 획득될 수 있으며, 상기 GPS 수신부(310)은 상기 기지국 통신부(330)와 상기 각 무인 비행체(110)의 무선 통신부(도 2의 210 참조) 간의 통신을 통해 상기 GPS 위치 정보를 수신할 수 있다.
상기 GPS 오차 보정부(320)는 상기 기지국(120)의 절대 위치 좌표(미리 설정됨)와 GPS 좌표(실시간으로 획득됨) 간의 차이를 계측하고, 상기 계측된 차이 값을 이용하여 GPS 오차 신호를 생성할 수 있다. 상기 GPS 오차 보정부(320)는 상기 생성된 GPS 오차 신호를 이용하여 상기 각 무인 비행체(110)의 GPS 위치 정보를 보정할 수 있다.
상기 기지국 통신부(330)는 상기 보정된 GPS 위치 정보를 상기 지상 관제 센터(130)에 상기 각 무인 비행체(110)의 현재 지점의 위치 정보로서 전송할 수 있다. 이로써, 상기 지상 관제 센터(130)는 상기 각 무인 비행체(110)의 현재 위치를 보다 정확히 획득할 수 있으며, 이를 통해 상기 각 무인 비행체(110)의 비행 제어를 보다 정밀히 수행할 수 있다.
상기 제어부(340)는 상기 기지국(120), 즉 상기 GPS 수신부(310), 상기 GPS 오차 보정부(320), 상기 기지국 통신부(330) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
상기 지상 관제 시스템(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 통신 인터페이스부(410), 비행 스케줄링부(420), 비행 관제부(430), 및 제어부(440)를 포함하여 구성될 수 있다. 참고로, 도 4는 도 1의 지상 관제 시스템(130)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
상기 통신 인터페이스부(410)는 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신할 수 있다. 이때, 상기 통신 인터페이스부(410)는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각에 탑재된 GPS 센서 또는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각과 통신 연결이 가능한 기지국(120)을 통해 상기 각 무인 비행체(110)의 현재 지점의 위치 정보를 수신할 수 있다.
상기 비행 스케줄링부(420)는 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 상대 위치 정보를 도출하고, 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 순서를 결정할 수 있다.
이를 위해, 상기 비행 스케줄링부(420)는 상기 각 무인 비행체(110)의 현재 지점의 위치 정보와 상기 목표 지점의 위치 정보 간의 벡터 크기를 산정하고, 상기 산정된 벡터 크기가 작은 순서로 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 순서를 결정할 수 있다.
이와 관련해서 도 5를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다. 참고로, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 복수의 무인 비행체들의 군집 비행 순서를 결정하는 방법을 설명하기 위해 도시는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 비행 스케줄링부(420)는 상기 목표 지점의 위치 정보(좌표)(T)와, 제1 무인 비행체(11)부터 제5 무인 비행체(115)까지의 GPS 좌표(상기 현재 지점의 위치 정보) 간의 벡터 VL1, VL2, VL3, VL4, VL5를 구하고, 각 벡터의 크기를 비교(VL1< VL2< VL3< VL4< VL5)하여 크기가 작은 순서(VL1, VL2, VL3, VL4, VL5)로 비행 순서를 결정할 수 있다.
따라서, 상기 제1 내지 제5 무인 비행체(111, 112, 113, 114, 115)의 비행 순서는 제1 무인 비행체(111), 제2 무인 비행체(112), 제3 무인 비행체(113), 제4 무인 비행체(114), 제5 무인 비행체(115) 순으로 결정될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 무인 비행체(111)가 선두로 목표 지점(T)을 향해 이동하면, 상기 제2 무인 비행체(112)는 선행 비행하는 제1 무인 비행체(111)를 따라가고, 상기 제3 무인 비행체(113)는 선행하는 제2 무인 비행체(112)를 따라 비행하며, 상기 제4 무인 비행체(114) 및 상기 제5 무인 비행체(115)도 바로 앞의 비행체를 따라 주행하도록 스케줄링될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 비행 관제부(430)는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 비행 정보는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 위치 정보, 비행 속도 정보, 비행 방향 정보, 비행 이력 정보 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 상태 정보는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 오류, 경로 이탈, 배터리 부족, 통신 불능 등과 관련한 정보를 포함할 수 있다.
상기 비행 관제부(430)는 상기 비행 스케줄링부(420)에 의해 결정된 비행 순서를 기준으로, 선행 무인 비행체(110)의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체(110)의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체(110)에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 비행 관제부(430)는 상기 선선행 무인 비행체(110)의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체(110)의 정상 여부를 판단하고, 상기 판단 결과 상기 선선행 무인 비행체(110)가 비정상인 경우, 상기 선행 무인 비행체(110)의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체(110)에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
반면, 상기 판단 결과 상기 선선행 무인 비행체(110)가 정상인 경우, 상기 비행 관제부(430)는 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체(110)의 경로 이탈 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과 상기 선선행 무인 비행체(110)가 경로를 이탈한 경우, 상기 비행 관제부(430)는 상기 선행 무인 비행체(110)의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체(110)에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
이와 관련하여 도 6을 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 참고로, 도 6은 군집 비행 중 일부 무인 비행체가 비행 경로를 이탈하는 이벤트의 일례를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 5대의 무인 비행체(111, 112, 113, 114, 115)는 군집 비행 중 두 번째 순서로 비행하던 제2 무인 비행체(112)가 강풍 등 내외부 요인으로 비행 경로(A)를 이탈하는 이벤트가 발생할 수 있다.
이러한 경우, 비행 경로(A)를 일시적으로 이탈한 제2 무인 비행체(112)는 정상적으로 주행중인 제1 무인 비행체(111)의 비행 정보를 수신받아 다시 정상적으로 군집 대형을 따라갈 수 있으나, 상기 제3 무인 비행체(113)는 주행경로를 이탈한 제2 무인 비행체(112)의 비행 정보를 수신받게 되므로 잘못된 경로를 쫓아가게 되고, 상기 제3 내지 제5 무인 비행체(113, 114, 115)도 연속적으로 군집 대형을 이탈하는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 기존의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 제4 무인 비행체(114)를 기준으로 선선행의 제2 무인 비행체(112)의 비행 정보를 토대로 상기 제2 무인 비행체(112)의 경로 이탈 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과 상기 제2 무인 비행체(112)가 경로를 이탈한 경우, 선행의 제3 무인 비행체(113)의 비행 정보를 후행의 제4 무인 비행체(114)에 전송하여, 상기 제4 무인 비행체(114)가 상기 제3 무인 비행체(113)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 비행 관제부(430)는 상기 선선행 무인 비행체(110)가 비정상인 것으로 판단된 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체(110)가 이륙 스테이션으로 복귀할 수 있도록 상기 비정상의 선선행 무인 비행체(110)에 복귀 명령을 전송할 수 있다. 상기 비행 관제부(430)는 상기 복귀 명령에 대한 응답 신호를 상기 비정상의 선선행 무인 비행체(110)로부터 수신하지 못한 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체(110)에 충돌 방지 명령을 전송하여 상기 비정상의 선선행 무인 비행체(110)가 상기 충돌 방지 명령에 따라 장애물을 회피하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(440)는 상기 지상 관제 시스템(130), 즉 상기 통신 인터페이스부(410), 비행 스케줄링부(420), 비행 관제부(430) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
여기서 설명하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다. 이는 아래의 다른 실시예에서도 마찬가지로 동일하게 적용될 수 있다.
먼저 도 1, 도 4 및 도 7을 참조하면, 단계(710)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 통신 인터페이스부(410)는 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신할 수 있다.
다음으로, 단계(720)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 비행 스케줄링부(420)는 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 상대 위치 정보를 도출할 수 있다.
다음으로, 단계(730)에서 상기 비행 스케줄링부(420)는 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 순서를 결정할 수 있다.
다음으로, 단계(740)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 비행 관제부(430)는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계(750)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체(110)의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체(110)의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체(110)의 정상 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과, 상기 선선행 무인 비행체(110)가 정상인 경우(760의 "예" 방향), 단계(770)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보를 후행 무인 비행체(110)에 전송할 수 있다.
다음으로, 단계(780)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
반면, 상기 판단 결과 상기 선선행 무인 비행체(110)가 비정상인 경우(760의 "아니오" 방향), 도 8의 A 과정을 수행할 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 단계(810)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선행 무인 비행체(110)의 상태 정보를 토대로 상기 선행 무인 비행체(110)의 정상 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과 상기 선행 무인 비행체(110)가 정상인 경우(820의 "예" 방향), 단계(830)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선행 무인 비행체(110)의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체(110)에 전송할 수 있다.
다음으로, 단계(840)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
한편, 상기 판단 결과 상기 선행 무인 비행체(110)가 비정상인 경우(820의 "아니오" 방향), 단계(750)으로 리턴할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 1, 도 4 및 도 9를 참조하면, 단계(910)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 통신 인터페이스부(410)는 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신할 수 있다.
다음으로, 단계(920)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 비행 스케줄링부(420)는 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 상대 위치 정보를 도출할 수 있다.
다음으로, 단계(930)에서 상기 비행 스케줄링부(420)는 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 순서를 결정할 수 있다.
다음으로, 단계(940)에서 상기 지상 관제 센터(130)의 비행 관제부(430)는 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체(110) 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
다음으로, 단계(950)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체(110)의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체(110)의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체(110)의 정상 및 경로 이탈 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과, 상기 선선행 무인 비행체(110)가 정상이고(960의 "예" 방향) 경로를 이탈하지 않은 경우(970의 "아니오" 방향), 단계(980)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보를 후행 무인 비행체(110)에 전송할 수 있다.
다음으로, 단계(990)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
반면, 상기 판단 결과 상기 선선행 무인 비행체(110)가 비정상이거나(960의 "아니오" 방향), 정상이고(960의 "예" 방향) 경로를 이탈한 경우(970의 "예" 방향), 도 8의 A 과정을 수행할 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이 단계(810)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선행 무인 비행체(110)의 상태 정보를 토대로 상기 선행 무인 비행체(110)의 정상 여부를 판단할 수 있다.
상기 판단 결과 상기 선행 무인 비행체(110)가 정상인 경우(820의 "예" 방향), 단계(830)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 선행 무인 비행체(110)의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체(110)에 전송할 수 있다.
다음으로, 단계(840)에서 상기 비행 관제부(430)는 상기 후행 무인 비행체(110)가 상기 선행 무인 비행체(110)의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
110: 무인 비행체
120: 기지국
130: 지상 관제 시스템
210: 무선 통신부
220: 운항 센서부
230: 카메라
240: 조명
250: 마이크로폰
260: 위치 감지부
270: 비행 제어부
280: 저장부
290: 전원 공급부
295: 구동부
310: GPA 수신부
320: GPS 오차 보정부
330: 기지국 통신부
340, 440: 제어부
410: 통신 인터페이스부
420: 비행 스케줄링부
430: 비행 관제부
120: 기지국
130: 지상 관제 시스템
210: 무선 통신부
220: 운항 센서부
230: 카메라
240: 조명
250: 마이크로폰
260: 위치 감지부
270: 비행 제어부
280: 저장부
290: 전원 공급부
295: 구동부
310: GPA 수신부
320: GPS 오차 보정부
330: 기지국 통신부
340, 440: 제어부
410: 통신 인터페이스부
420: 비행 스케줄링부
430: 비행 관제부
Claims (12)
- 미리 설정된 편대 비행 시퀀스(Sequence)를 유지하면서 비행하는 복수의 무인 비행체, 및 상기 편대 비행 시퀀스를 유지할 수 있도록 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행을 제어하는 지상 관제 센터를 포함하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템에 있어서,
상기 지상 관제 센터는
편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 통신 인터페이스부;
상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 상대 위치 정보를 도출하고, 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 비행 스케줄링부; 및
상기 복수의 무인 비행체 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득하고, 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 비행 관제부를 포함하고,
상기 비행 정보는 상기 복수의 무인 비행체 각각의 위치 정보, 비행 속도 정보, 비행 방향 정보 및 비행 이력 정보를 포함하고,
상기 상태 정보는 상기 복수의 무인 비행체 각각의 오류, 배터리 부족 및 통신 불능에 관한 정보를 포함하며,
상기 비행 관제부는 상기 선선행 무인 비행체의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 정상 여부를 판단하고, 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 경로 이탈 여부를 판단하며,
상기 비행 관제부는 상기 선선행 무인 비행체의 상태가 오류이거나 배터리 부족 또는 통신 불능과 같이 비정상인 것으로 판단된 경우, 또는 상기 선선행 무인 비행체의 상태가 정상이고 경로를 이탈한 것으로 판단된 경우, 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 비행 관제부는
상기 판단의 결과 상기 선선행 무인 비행체가 비정상인 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체가 이륙 스테이션으로 복귀할 수 있도록 상기 비정상의 선선행 무인 비행체에 복귀 명령을 전송하고, 상기 복귀 명령에 대한 응답 신호를 상기 비정상의 선선행 무인 비행체로부터 수신하지 못한 경우, 상기 비정상의 선선행 무인 비행체에 충돌 방지 명령을 전송하여 상기 비정상의 선선행 무인 비행체가 상기 충돌 방지 명령에 따라 장애물을 회피하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 통신 인터페이스부는
상기 복수의 무인 비행체 각각에 탑재된 GPS 센서 또는 상기 복수의 무인 비행체 각각과 통신 연결이 가능한 기지국을 통해 상기 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 기지국은
상기 통신 연결이 가능한 서비스 영역 내에 위치하는 상기 복수의 무인 비행체로부터 상기 GPS 센서에 의해 획득된 GPS 위치 정보를 수신하고, 상기 기지국의 절대 위치 좌표와 GPS 좌표 간의 차이로 계측된 GPS 오차 신호를 이용하여 상기 GPS 위치 정보를 보정하며, 상기 보정된 GPS 위치 정보를 상기 지상 관제 센터에 상기 현재 지점의 위치 정보로서 전송하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 비행 스케줄링부는
상기 현재 지점의 위치 정보와 상기 목표 지점의 위치 정보 간의 벡터 크기를 산정하고, 상기 벡터 크기가 작은 순서로 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템.
- 미리 설정된 편대 비행 시퀀스(Sequence)를 유지하면서 비행하는 복수의 무인 비행체, 및 상기 편대 비행 시퀀스를 유지할 수 있도록 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행을 제어하는 지상 관제 센터를 포함하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 시스템을 이용한 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법에 있어서,
상기 지상 관제 센터의 통신 인터페이스부가 편대 비행 중인 상기 복수의 무인 비행체 각각으로부터 현재 지점의 위치 정보를 수신하는 단계;
상기 지상 관제 센터의 비행 스케줄링부가 상기 현재 지점의 위치 정보 및 미리 설정된 목표 지점의 위치 정보를 이용하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 상대 위치 정보를 도출하는 단계;
상기 비행 스케줄링부가 상기 상대 위치 정보에 기초하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 단계;
상기 지상 관제 센터의 비행 관제부가 상기 복수의 무인 비행체 각각을 모니터링하여 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 정보 및 상태 정보를 포함하는 모니터링 정보를 획득하는 단계; 및
상기 비행 관제부가 상기 비행 순서를 기준으로 선행 무인 비행체의 앞에 위치한 선선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계를 포함하고,
상기 비행 정보는 상기 복수의 무인 비행체 각각의 위치 정보, 비행 속도 정보, 비행 방향 정보 및 비행 이력 정보를 포함하고,
상기 상태 정보는 상기 복수의 무인 비행체 각각의 오류, 배터리 부족 및 통신 불능에 관한 정보를 포함하며,
상기 비행 관제부가 상기 선선행 무인 비행체의 상태 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 정상 여부를 판단하는 단계;
상기 비행 관제부가 상기 선선행 무인 비행체의 비행 정보를 토대로 상기 선선행 무인 비행체의 경로 이탈 여부를 판단하는 단계; 및
상기 선선행 무인 비행체의 상태가 오류이거나 배터리 부족 또는 통신 불능과 같이 비정상인 것으로 판단된 경우, 또는 상기 선선행 무인 비행체의 상태가 정상이고 경로를 이탈한 것으로 판단된 경우, 상기 비행 관제부가 상기 선행 무인 비행체의 모니터링 정보를 상기 후행 무인 비행체에 전송하여, 상기 후행 무인 비행체가 상기 선행 무인 비행체의 비행 정보에 따라 편대 비행 시퀀스를 유지하면서 비행하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법.
- 삭제
- 삭제
- 제8항에 있어서,
상기 복수의 무인 비행체 각각과 통신 연결이 가능한 서비스 영역 내에 위치하는 기지국이 상기 복수의 무인 비행체로부터 GPS 위치 정보를 수신하는 단계;
상기 기지국이 상기 기지국의 절대 위치 좌표와 GPS 좌표 간의 차이에 기초하여 GPS 오차 신호를 계측하는 단계;
상기 기지국이 상기 GPS 오차 신호를 이용하여 상기 GPS 위치 정보를 보정하는 단계; 및
상기 기지국이 상기 보정된 GPS 위치 정보를 상기 지상 관제 센터에 상기 현재 지점의 위치 정보로서 전송하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 비행 순서를 결정하는 단계는
상기 현재 지점의 위치 정보와 상기 목표 지점의 위치 정보 간의 벡터 크기를 산정하는 단계; 및
상기 벡터 크기가 작은 순서로 상기 복수의 무인 비행체 각각의 비행 순서를 결정하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 편대 비행 시퀀스 제어 방법.
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