KR102262120B1 - 드론 경로 제공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계; 상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계; 상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계; 및 상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계를 포함하는, 드론 경로 제공 방법에 관한 것이다.

Description

드론 경로 제공 방법{METHOD OF PROVIDING DRONE ROUTE}
본 발명은 자동비행하는 드론의 경로를 제공하는 방법에 관한 것이다.
드론이 점점 경량화되고, 드론 제어 기술이 고도화되면서 우리 일상 속에서도 드론을 자주 접할 수 있게 되었다. 최근에는 드론이 건설현장에서 전통적인 지형물 측량 방법을 빠르게 대체하고 있다. 드론으로 건설현장을 촬영함으로써 토지를 조사하는데 필요한 노동력과 시간을 크게 줄였다. 전통적인 방법보다 훨씬 적은 시간에 훨씬 정확하고 많은 양의 데이터를 수집할 수 있게 된 것이다.
드론의 건설현장 사용으로 인적 오류나 인적 사고의 발생을 최소화하고 위험한 환경이나 접근하기 어려운 지역에서도 해당 지역의 측량 정보를 정확하게 얻는 것이 가능해졌다. 앞으로 건설현장에서의 드론 사용은 더욱 활발해질 것이다.
그런데, 기존에는 건설현장에서 구글맵이나 자체적인 소프트웨어에 저장된 지형도를 기준으로 드론 비행이 이루어지다보다 건설 공사 현장과 같이 시시각각 변화하는 지역에 대해서는 변화된 정보가 반영이 안된채로 드론 비행이 이루어지고 이에 따라서 안정적이고 신뢰도 높은 드론 비행 및 영상 촬영이 불가능했다. 가장 최신으로 업데이트되지 않은 지도를 기반으로 드론 자동 비행시 지형이나 구조물과 충돌할 수 있고, 지형이나 구조물로부터 일정한 높이에서의 촬영도 불가능하기 때문이다.
이에, 본 발명의 발명자는 드론 자동 비행시 안정적으며 신뢰도 높은 비행 및 영상촬영이 가능한 드론 자동 주행에 대한 방법을 오랫동안 연구하고 시행착오를 거친 끝에 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명은 드론 자동 비행의 기준이 되는 지형도를 지속적으로 업데이트함으로써 안정적인 드론 자동 비행을 가능하게 하는 드론 경로 제공 방법을 제공하는 것이다.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계; 상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계; 상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계; 및 상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계; 및 상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계를 포함하는, 드론 경로 제공 방법이 제공된다.
상기 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계에서, 상기 제1 경로의 z 좌표값은 일정하게 유지될 수 있다.
상기 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계 이전에, 상기 지형도를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 지형도를 획득하는 단계는, 상기 지형물에 대한 지도 이미지를 획득하는 단계; 및 상기 지도 이미지에 지오레퍼런싱 데이터를 병합하는 단계를 포함하고, 상기 기저장된 고도정보는 상기 지오레퍼런싱 데이터로부터 추출될 수 있다.
상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계에서, 상기 고도정보의 측정은 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계는, 지표면의 DEM(digital elevation model) 데이터 및 지표면 상의 시설물 데이터를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계에서, 지표면의 DEM(digital elevation model) 데이터 및 지표면 상의 시설물 데이터를 병합하여 지형물의 고도정보를 산출하는 단계; 상기 기저장된 고도정보를 상기 산출된 고도정보로 업데이트할 수 있다.
상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계에서, 상기 제2 경로의 xy 평면 상의 경로는 상기 제1 경로의 xy 평면 상의 경로와 일치할 수 있다.
상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계 이후에, 상기 고도정보를 상기 재측정된 고도정보로 2차 업데이트하는 단계; 및 상기 2차 업데이트된 고도정보로부터 일정 높이만큼 이격된 제3 경로를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상기 고도정보를 상기 재측정된 고도정보로 2차 업데이트하는 단계는, 상기 재측정된 고도정보로부터 산출되는 고도정보 변화량이 기준값 이상인 경우에, 상기 고도정보를 2차 업데이트할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드론 자동 비행의 기준이 되는 지형도를 지속적으로 업데이트함으로써 안정적인 드론 자동 비행을 가능하게 한다.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 보다 구체적으로 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법의 고도정보를 업데이트하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법으로 제공되는 드론의 경로를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법으로 제공되는 드론의 또 다른 경로를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 14는 도 2에 따른 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 예시적으로 도시한 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 드론 경로제공 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
드론은 무인 비행체(무인기)로서 복수의 프로펠러를 구비할 수 있다. 드론은 제어정보에 대한 신호를 수신하여 무선으로 제어될 수 있다. 드론은 신호를 송수신하기 위한 통신모듈을 구비할 수 있다. 한편, 드론은 배터리를 포함할 수 있고, 배터리는 충전이 가능할 수 있다.
드론은 비행하면서 비행지역을 촬영할 수 있도록 카메라를 구비할 수 있다. 드론에 탑재된 카메라는 무선으로 제어될 수 있다.
카메라를 탑재한 드론은 비행지역을 감시하는 역할을 할 수 있다. 비행지역은 공사현장 등일 수 있고, 공사현장을 비행하는 드론은 공사현장의 상태를 파악하는 역할을 할 수 있다. 또는 드론은 빌딩, 댐과 같은 시설물의 외벽, 외관을 검사하는 역할을 할 수도 있다. 본 발명에서는 드론의 역할에 대해서는 제한되지 않는다.
드론이 주어진 역할을 수행하기 위하여, 드론은 복수개로 구현될 수 있다. 복수의 드론 각각은 무선 통신 모듈, 카메라를 구비할 수 있다.
드론은 설정된 비행경로에 따라 자동으로 비행할 수 있다. 비행경로는 비행지역 상에서 드론이 이동하는 길로서, 3차원 좌표(x-y-z) 상에서 표현될 수 있다. 여기서 비행지역의 지표면은 x-y 평면에 있고, 시설물은 z 축 방향으로 연장되는 것으로 이해할 수 있다.
드론은 드론조종장치에 의해 조종될 수 있다. 드론조종장치는 드론의 비행을 조종할 수 있는 장치로서, RC(radio controller) 조종기일 수 있고, 컴퓨터, 조종기, 휴대폰, 스마트기기의 어플리케이션으로 구현될 수 있다. 드론조종장치는 드론에 제어정보에 대한 신호를 무선으로 송신한다. 드론조종장치는 신호를 송수신하는 통신모듈을 포함할 수 있다. 한편, 드론조종장치는 드론에 탑재된 카메라를 제어할 수 있다.
드론조종장치와 드론은 특정 주파수의 신호를 송수신한다. 예를 들어, 27MHz 대, 40MHz 대, 70MHz 대, 2.4GHz 대의 주파수가 사용될 수 있으나, 제한되는 것은 아니다.
드론조종장치는 신호를 송수신하기 위한 복수의 채널을 사용할 수 있다. 채널의 개수에 따라 조종 가능한 비행범위가 달라질 수 있다. 드론조종장치는 드론의 이륙(비행시작, 띄우기, 올리기), 착륙(비행종료, 내리기), 비행속도, 비행방향(전후상하좌우), 비행모드 등을 조종할 수 있다. 또한 드론조종장치는 카메라의 각도, 줌 등을 제어할 수 있다.
드론조종장치에는 디스플레이가 구비되고, 디스플레이에는 드론의 촬영영상이 표시될 수 있다.
한편, 드론조종장치는 수동으로 조작되거나, 드론조종장치와 무선으로 통신하는 드론제어PC에 의해 원격으로 자동조작될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 보다 구체적으로 나타낸 순서도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법의 고도정보를 업데이트하는 방법을 나타낸 도면이다. 한편, 도 10 내지 도 14는 도 2에 따른 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법을 예시적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로제공 방법은 드론 경로제공 서버에 의해 구현될 수 있다. 드론 경로제공 서버는 드론 경로제공을 위한 소프트웨어를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로제공 방법은, 제1 경로 제공 단계(S100), 측정된 고도정보 수신 단계(S110), 고도정보 업데이트 단계(S120), 제2 경로 제공 단계(S130), 재측정된 고도정보 수신 단계(S140), 고도정보 업데이트 단계(S150) 및 제3 경로 제공 단계(S160)를 포함할 수 있다.
제1 경로 제공단계(S100)는 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계이다.
드론 경로제공 서버는 지형도를 획득할 수 있다. 상기 지형도는 지형물을 도시하며, 지형물은 지표면뿐만 아니라 지표면 상에 설치된 자연물 및 구조물 등의 시설물을 모두 포함한다. 또한 지형도는 상기 지형물에 대한 고도정보를 포함할 수 있다. 고도정보는 지형물에 대한 z 좌표값(고도값, 높이값)을 포함한다.
드론 경로제공 서버가 제공하는 제1 경로는 상기 지형도를 기준으로 설정될 수 있다. 제1 경로는 3차원 좌표(x-y-z) 상에서 표현될 수 있다.
제1 경로의 z 좌표값은 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 제1 경로는 드론이 동일한 높이를 유지하면서 비행하게 하는 경로이다. 제1 경로의 z 좌표값은 상기 지형도의 지형물 중 고도가 가장 높은 값보다 클 수 있다.
또한, 제1 경로의 x-y 좌표는 설계에 따라 결정될 수 있다. 제1 경로의 x-y좌표는 비행지역 전체를 효율적으로 커버할 수 있는 형태로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 경로의 x-y좌표는 비행지역 범위에서 지그재그형, 나선형, 좌우왕복형(S자형) 등으로 결정될 수 있다.
측정된 고도정보 수신단계(S110)는 상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보(지형물의 고도정보)를 수신하는 단계이다. 제1 경로로 비행하는 드론은 비행지역을 비행하면서 지형물의 고도(높이)를 측정할 수 있다. 드론에 의해 측정된 지형물의 고도에 대한 고도정보는 비행 경로제공 서버로 전송될 수 있다. 고도정보는 DEM 데이터, DSM 데이터, DTM 데이터, 시설물(건물, 자연물)의 고도 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
지형물의 고도정보 측정은 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있다.
고도정보 측정이 카메라로 이루어지는 경우, 드론에 장착된 카메라, 또는 측정을 위해 추가적으로 필요한 카메라 등으로 촬영된 영상을 이용하여 고도정보가 도출될 수 있다. 구체적으로, 삼각측량 원리를 이용하는 사진측량(photogrammetry) 방식으로 고도정보가 측정될 수 있다. 이에 따르면, 적어도 두 곳의 다른 위치에서 사진을 이용하며, 눈으로 보는 것과 같은 깊이와 원근을 획득할 수 있다.
고도정보 측정이 레이저 스캐너로 이루어지는 경우, 라이다(LiDAR) 기술이 이용될 수 있다. 구체적으로는 Laser Rangefinder 또는 imaging LiDAR의 기술이 이용될 수 있다.
Laser Rangefinder는 물체로부터 반사되는 레이저 빔의 수신 시간을 측정하여 거리를 측정하는 기술이다. imaging LiDAR는 레이저 빔의 진행방향에 대한 거리 정보를 포함하여 공간에 대한 영상 모델링이 가능한 기술로서, Laser Rangefinder 기술을 기반으로 point-scannig을 통해 point cloud 정보를 수집하거나, 광각의 flash laser에 대해 반사되는 레이저 빛을 다중배열 수신소자를 통해 수집할 수 있다. 이에 따라 3차원 영상 구현이 가능할 수 있다.
레이저 스캐너는 3D 레이저 스캐너를 포함할 수 있다. 3D 레이저 스캐너를 이용하여 레이저를 지형물에 투사하고 지형물의 형상정보를 취득하여 디지털 정보로 전환할 수 있으며, 이러한 3D 레이저 스캐너 기술을 이용하면 초소형 지형물부터 초대형 지형물까지의 고도정보를 획득할 수 있다.
이 밖에, 지형물의 고도정보를 측정할 수 있는 종래의 기술은 모두 본 발명에 적용될 수 있다.
고도정보 업데이트단계(S120)는, 상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계이다. 해당 단계(S120)에서는, 지형도의 원래의 고도정보를 S110 단계를 거쳐 측정된 고도정보로 변경한다. 예를 들어, 지형도에서 지형물의 위치 및 형상은 x-y-z 좌표로 표시되는데, 해당 단계(S120)에서 x, y 축 값은 그대로 두고, z 좌표값만 변경할 수 있다. 따라서, 지형도의 기저장된 부정확한 고도값이, 정확하게 측정된 고도값으로 변경될 수 있다.
제2 경로 제공단계(S130)는 상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계이다.
제2 경로 제공단계(S130)에서 드론이 비행지역을 비행하면서 비행지역 내 지형물을 검사할 수 있다. 예를 들어, 비행지역이 공사현장이고, 드론의 역할이 공사현장 내 지형물을 검사하는 것이라면, 드론은 공사현장을 비행하면서 지형물의 상태(흙의 변화, 건물의 변화 등)를 촬영하여 검사할 수 있다.
특히, 이러한 역할을 하기 위해서 드론은 상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 따라 비행하게 되는데, 이는 드론이 지형물의 라인을 따라 일정한 높이로 비행하기 위함이다. 제2 경로의 z 좌표값은 지형물 각각의 측정된 고도정보에 일정값(예를 들어, 2m)을 더하여 산출될 수 있다. 상기 일정값은 지형물의 최대 고도값보다 클 수 있다. 즉, 드론은 모든 지형물들보다 높은 위치에서 비행할 수 있다. 이 경우, 드론과 지형물의 충돌 위험이 감소될 수 있다.
상기 제2 경로의 xy 평면 상의 경로는 상기 제1 경로의 xy 평면 상의 경로와 일치할 수 있다. 즉, 제2 경로는 제1 경로와 동일한 패턴으로 비행지역을 비행하되, 경로의 높이만 달라질 수 있다.
드론이 지형물에 대해 일정 높이로 비행하면서 비행지역의 지형물을 촬영하게 되면, 지형물에 대한 영상의 왜곡이 감소될 수 있다. 따라서, 더욱 정확한 검사 결과를 도출할 수 있다. 즉, 신뢰도 높은 정사사진, 토공량 분석, 시설물 외관 분석을 획득할 수 있다.
한편, 드론은 제2 경로를 따라 비행하면서 비행지역 내 지형물의 고도정보를 재측정(2차 측정)할 수 있다.
재측정된 고도정보 수신단계(S140)는 상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보(지형물의 고도정보)를 수신하는 단계이다. 해당 단계(S140)는 S110 단계에서 드론이 제1 경로를 따라 비행하면서 지형물의 고도정보를 측정하는 것과 동일한 장치를 이용하여, 드론이 제2 경로를 따라 비행하면서 지형물의 고도정보를 측정할 수 있다. 지형물의 고도정보 측정은 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 이루어질 수 있다.
요컨대, 드론은 제2 경로를 따라 비행하면서 지형물을 검사하는 한편, 지형물의 고도정보를 재측정하여, 고도정보의 변화율을 측정할 수 있다.
고도정보 업데이트단계(S150)는 지형물의 고도정보를 제2 경로로 비행하여 재측정(2차 측정)한 고도정보로 2차 업데이트하는 단계이다. 즉, 지형물의 x-y-z 좌표에서 z 좌표값을 재차 변경하는 단계이다. 다만, 제2 경로를 통해 재측정한 고도정보는 제1 경로를 통해 처음 측정한 고도정보와 반드시 다른 것은 아니며 동일할 수 있다.
제3 경로 제공단계(S160)는 상기 2차 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제3 경로를 제공하는 단계이다.
제3 경로 제공단계(S160)에서 드론이 비행지역을 비행하면서 비행지역 내 지형물을 검사할 수 있다. 예를 들어, 비행지역이 공사현장이고, 드론의 역할이 공사현장 내 지형물을 검사하는 것이라면, 드론은 공사현장을 비행하면서 지형물의 상태(흙의 변화, 건물의 변화 등)를 촬영하여 검사할 수 있다.
특히, 이러한 역할을 하기 위해서 드론은 상기 재차 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제3 경로를 따라 비행하게 되는데, 이는 드론이 지형물의 라인을 따라 일정한 높이로 비행하기 위함이다. 제3 경로의 z 좌표값은 지형물 각각의 재측정된 고도정보에 일정값(예를 들어, 2m)을 더하여 산출될 수 있다.
상기 제3 경로의 xy 평면 상의 경로는 상기 제1 경로 및 제2경로의 xy 평면 상의 경로와 일치할 수 있다. 즉, 제3 경로는 제1 경로 및 제2 경로와 동일한 패턴으로 비행지역을 비행하되, 경로의 높이만 달라질 수 있다.
한편, 드론은 제3 경로를 따라 비행하면서 비행지역 내 지형물의 고도정보를 3차 측정할 수 있다. 그리고 고도정보는 또 3차 업데이트될 수 있다.
결국, 드론은 제공되는 제N 경로를 따라 비행하면서 지형물의 고도정보를 N차 측정하며, 계속해서 고도정보를 N차 업데이트할 수 있다. 또한, 제공되는 제N+1 경로의 z 좌표값은 N차 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 값일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법은, 지도 이미지 획득 단계(S200), 지오레퍼런싱 단계(S210), 제1 경로 제공 단계(S220), DEM 데이터 및 시설물 데이터 수신 단계(S230), 고도정보 업데이트 단계(S240), 3D 지형도 생성 단계(S250), 제2 경로 제공 단계(S260), DEM 데이터 및 시설물 데이터 수신 단계(S270), 고도정보 업데이트 단계(S280) 및 제3 경로 제공 단계(S290)를 포함할 수 있다.
지도 이미지 획득 단계(S200) 및 지오레퍼런싱 단계(S210)는, 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 획득하는 단계이다.
지도 이미지 획득 단계(S200)는 비행지역의 지도 이미지를 촬영하여 획득하거나, 온라인 상에서 가져올 수 있다. 예를 들어, 획득되는 지도 이미지는 구글 맵 또는 카카오 맵에서 생성되는 지도 이미지일 수 있다.
도 10을 참조하면, 비행지역(T)을 포함하는 지도 이미지가 획득되었다. (비행지역(T)에는 시설물(S)이 설치됨) 지도 이미지는 온라인 상에서 제공되는 지도를 캡쳐함으로써 획득될 수 있다.
지오레퍼런싱 단계(S210)는 지도 이미지에 위치정보를 삽입하는 단계로서, 구글 어스 등에서 제공되는 위치정보 또는 지형 네임 텍스트를 가져와 지도 이미지에 오버레이(병합)할 수 있다. 위치정보는 KML 형식의 정보일 수 있으나, 제한되는 것은 아니다.
도 11을 참조하면, 비행지역(T)에 대해 지도 이미지에 위치정보를 삽입할 수 있다. 비행지역(T)의 적어도 하나의 포인트(P)에 대해 위치정보를 삽입할 수 있다. 상기 포인트(P)의 개수는 지오레퍼런싱 방식에 따라 변경될 수 있다.
지도 이미지에 병합되는 위치정보에는 고도정보가 포함된다. 따라서, S200 및 S210 단계를 통하여, 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도가 획득될 수 있다. 다만, 해당 고도정보는 실제 지형물의 고도정보와 다를 수 있다.
제1 경로 제공 단계(S220)는 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계이다. 이에 대해서는 도 1을 참조하여 설명한 S100 단계와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 12를 참조하면, 드론에 제1 경로(R1)가 제공되었고, 드론은 제1 경로(R1)를 따라 비행한다. 제1 경로(R1)는 S자형으로 비행하면서 비행지역을 최대한으로 커버할 수 있다.
DEM 데이터 및 시설물 데이터 수신 단계(S230)는 상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보(지형물의 고도정보)를 수신하는 단계이다.
DEM(digital elevation model, 수치표고모델) 데이터는 지표면의 고도정보로서, x-y-z 좌표로 표시될 수 있다. DEM 데이터는 Raster DEM, TIN DEM 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
DEM 데이터는 드론에 장착된 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 획득될 수 있다. 즉, DEM 데이터는 드론에 장착된 카메라, 레이저 스캐너로 촬영된 영상을 별도의 소프트웨어로 분석함으로써 DEM 데이터가 획득될 수 있다.
시설물 데이터는 지표면 상의 건물, 자연물 등의 시설물의 고도정보를 포함할 수 있다. 시설물 데이터는 드론에 장착된 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 획득될 수 있다. 카메라는 DSLR을 포함할 수 있다. 시설물 데이터는 x-y-z 좌표로 표현될 수 있다.
도 12를 참조하면, 드론은 제1 경로(R1)를 따라 비행하면서 지형물의 고도정보를 측정할 수 있다.
고도정보 업데이트 단계(S240)는 지표면의 DEM(digital elevation model) 데이터 및 지표면 상의 시설물 데이터를 오버레이(병합)하여 지형물의 고도정보를 산출하고, 지형도의 기저장된 고도정보를 산출된 고도정보로 업데이트하는 단계이다. 고도정보 산출은, DEM 데이터는 지표면의 z 좌표값만 포함하고, 시설물 데이터는 지표면 상의 시설물의 z 좌표값을 포함하므로, 이 둘을 병합하여 비행지역 내 모든 지형물의 z 좌표값을 산출할 수 있다. 그 다음, 지형도의 기저장된 지형물의 z 좌표값을 산출된 z 좌표값으로 교체할 수 있다.
3D 지형도 생성 단계(S250)는 기획득된 지형도, 그리고 업데이트된 고도정보를 이용하여 새로운 3D 지형도를 생성하는 단계이다. 예를 들어, 기획득된 지형도의 x-y 좌표, 그리고 지형물의 업데이트된 z 좌표를 이용하여, 비행지역의 새로운 3D 지형도가 생성될 수 있다.
3D 지형도 생성 단계(S250)는 생성된 3D 지형도를 import 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 해당 단계(S250)에서 드론 경로제공을 위한 소프트웨어에 3D 지형도가 import될 수 있다.
도 13을 참조하면, 고도정보를 업데이트하여 새로운 3D 지형도(M)가 생성되었다. 3D 지형도(M)에는 지표면 및 시설물(S)이 표시되며, 이들은 고도정보에 맞게 3D로(입체적으로) 표현될 수 있다.
제2 경로 제공 단계(S260)는 생성된 새로운 3D 지형도(M)를 기준으로 드론에 제2 경로를 제공하는 단계로서, S240 단계에서 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계이다. 해당 단계(S260)는 도 1을 참조하여 설명한 S130 단계와 동일하므로, 중복되는 설명을 생략한다.
도 14를 참조하면, 드론에 제2 경로(R2)가 제공되었고, 드론은 제2 경로(R2)를 따라 비행한다. 제2 경로(R2)의 xy좌표는 제1 경로(R1)의 xy좌표와 동일하므로, 제1 경로(R1) 및 제2 경로(R2)의 xy평면 상 패턴을 동일할 수 있다. 다만, 제2 경로(R2)는 제1 경로(R1)에 비해 z 좌표값이 변경될 수 있다.
예를 들어, 시설물(S)이 설치되어 있는 구역(B)에서 제1 경로(R1)는 동일한 높이로 유지될 것이나, 제2 경로(R2)에서는 시설물(S)의 높이 라인에 맞추어 달라질 것이다.
제2 경로(R2)를 따라 비행하는 드론은 비행지역(T)을 검사하는 한편, 또 다시 지형물의 고도정보를 측정할 수 있다.
DEM 데이터 및 시설물 데이터 수신 단계(S230)는 상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 2차 측정된 고도정보(지형물의 고도정보)를 수신하는 단계이다. 드론은 2차 경로로 비행하면서 비행지역을 검사하는 한편, 지형물의 고도를 또 다시 측정할 수 있다. 해당 단계(S270)는 S230 단계와 동일한 방식으로 진행될 수 있다.
고도정보 업데이트 단계(S280)는 지형물의 고도정보를 제2 경로로 비행하여 재측정(2차 측정)한 고도정보로 2차 업데이트하는 단계이다.
제3 경로 제공 단계(S290)는 2차 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제3 경로를 제공하는 단계이다. 드론은 3차 경로로 비행하면서 비행지역을 검사하는 한편, 지형물의 고도를 또 다시 측정할 수 있다. 해당 단계(S290)는 S230 단계와 동일한 방식으로 진행될 수 있다.
한편, 고도정보 업데이트 단계(S280)와 제3 경로 제공 단계(S290) 사이에 새로운 3D 지형도를 생성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 즉, 업데이트된 고도정보를 이용하여 3D 지형도를 업데이하여 재생성할 수 있다. 또한, 새로운 3D 지형도를 생성하는 단계는 생성된 3D 지형도를 import 하는 단계를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법은, 1차 경로로 비행하여 측정된 고도정보 수신 단계(S300), 고도정보 업데이트 단계(S310), 신규 경로 생성 단계(S320), 신규 경로로 비행하여 측정된 고도정보 수신 단계(S330)를 포함할 수 있다.
제1 경로로 비행하여 측정된 고도정보 수신 단계(S300)는 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계 및 상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계이다.
고도정보 업데이트 단계(S310)는 상기 기저장된 고도정보를 상기 제1 경로를 통해 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계이다.
신규 경로 생성 단계(S320)는 상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 신규 경로를 제공하는 단계이다. 이러한 신규 경로는 전 단계에서 업데이트된 고도정보에 구속된다. 즉, 전 단계에서 업데이트된 고도정보로부터 산출되는 지형물 각각의 고도값에 일정값을 더하여 신규경로의 z 좌표값이 결정될 수 있다. 드론은 신규 경로에 따라 비행하면, 지형물로부터 동일한 높이로 비행할 수 있다.
신규 경로로 비행하여 측정된 고도정보 수신 단계(S330)는 상기 신규 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계이다.
한편, 고도정보 업데이트 단계(S310) 내지 신규 경로로 비행하여 측정된 고도정보 수신 단계(S330)는 반복될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법은, 고도정보 변화량이 기준값 이상인지 판단하는 단계(S340)를 더 포함할 수 있다.
즉, 드론이 직전 경로로 비행하여 측정된 고도정보와, 신규 경로로 비행하여 측정된 고도정보의 차이가 기준값보다 크면, 고도정보를 업데이트하고(S310), 또 다시 신규 경로를 생성(S320)할 수 있다. 다만, 드론이 직전 경로로 비행하여 측정된 고도정보와, 신규 경로로 비행하여 측정된 고도정보의 차이가 기준값보다 작으면, 신규 경로를 생성하지 않고, 동일한 경로를 따라 재비행할 수 있다. 여기서 기준값은 설계에 따라 변경될 수 있다.
요컨대, 고도정보의 변화량이 커서 드론의 비행, 또는 드론의 촬영영상에 영향을 미친다면, 고도정보를 업데이트하여 다음 비행에 반영한다. 하지만, 고도정보의 변화량이 미미하다면 고도정보를 업데이트하지 않을 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법으로 제공되는 드론의 경로를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 드론(10)은 제1 경로(R1)를 따라 비행지역을 비행하여 지형물(1)의 고도정보를 측정할 수 있다. 드론(10)은 비행지역의 복수의 지점에 대해 고도정보를 측정하며, 고도정보는 비행지역에 대해 연속적으로 획득될 수 있다. 따라서, 비행지역 내 지형물 전체에 대한 고도정보가 획득될 수 있다. 드론(10)은 높이를 H1로 유지하면서 일정한 높이로 비행할 수 있다. 다만, H1 값은 지형물(1)의 최대높이보다 클 수 있다.
도 5를 참조하면, 드론(10)은 제2 경로(R2)를 따라 비행지역을 비행한다. 여기서, 제2 경로(R2)는 지형물(1)에 대해 일정한 높이(H2)로 수직으로 이격될 수 있다. 경로(R2)의 z 좌표값은 지형물(1)의 각 지점의 고도정보에 일정값(H2)을 더하여 산출될 수 있다. 드론(10)은 제2 경로(R2)를 따라 비행하면서 비행지역을 검사할 수 있다. H2 값은 지형물(1)의 최대높이보다 클 수 있다.
도 6을 참조하면, 드론(10)은 제2 경로(R2)를 따라 비행지역을 비행하면서, 비행지역을 검사하는 한편, 지형물(1)의 고도정보를 다시 측정할 수 있다. 만약, 드론(10)의 제1 경로 비행과 제2 경로 비행 사이에 건물(2)이 생성되었거나, 지표면이 변경(A)된 경우에, 제2 경로(R2)를 따라 비행하는 드론(10)은 지형물의 변화를 관측할 수 있다.
도 7을 참조하면, 드론(10)은 제3 경로(R3)를 따라 비행지역을 비행할 수 있다. 제3 경로(R3)는 제2 경로(R2)에 따른 비행에서 관측된 지형물 변화가 반영된 경로일 수 있다. 즉, 제3 경로(R3)는 새로 새긴 건물(2), 지표면의 변경(A)이 모두 반영된 지형물의 고도정보(즉, 2차 업데이트 된 고도정보)로부터 일정한 높이(H3)로 수직으로 이격될 수 있다. H3은 H2와 동일하거나 다른 값일 수 있다. 드론(10)은 제3 경로(R3)를 따라 비행지역을 비행하면서, 비행지역을 검사하는 한편, 지형물(1)의 고도정보를 또 다시 측정하여, 지형물의 변화를 관측할 수 있다.
이러한 방식은 계속 반복될 수 있다.
도 8 및 도 9는 발명의 일 실시예에 따른 드론 경로 제공 방법으로 제공되는 드론의 또 다른 경로를 나타낸 도면이다.
도 8은 시설물(S)가 세워진 비행지역(F)를 비행하는 드론의 경로를 도시하며, 특히 드론이 z 좌표값을 H1로 유지하면서 비행하는 제1 경로(R1)를 도시한다. H1 값은 시설물(S)의 높이값(h)보다 클 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 경로(R1)를 따르는 드론은 시설물(S)과 무관하게 H1 높이를 유지하면서 비행한다. 이러한 드론은 비행지역(F)의 지형물(시설물(S) 포함)의 고도정보를 측정할 수 있다.
도 9는 시설물(S)가 세워진 비행지역(F)를 비행하는 드론의 제2 경로(R2)를 도시한다. 제2 경로(R2)에는 시설물(S)의 높이(h)가 반영되었다. 즉, 제2 경로(R2)의 z 좌표값은 비행지역(F)의 지형물(시설물(S) 포함)에 대해 H2 높이만큼 이격된 값이다.
한편, 도 8과 도 9에 도시된 것과 같이, 제1 경로(R1)와 제2 경로(R2)의 xy좌표는 동일할 수 있다.
상술한 바와 같이, 드론은 동일한 비행지역을 반복적으로 비행하면서 비행지역을 검사할 수 있다. 비행지역 검사는 드론에 장착된 카메라가 촬영하는 영상의 분석으로 이루어질 수 있다. 드론은 비행지역을 비행하면서 고도정보를 계속적으로 측정함으로써 비행지역 내 고도정보 변화를 관측할 수 있다. 또한, 이러한 고도정보는 계속적으로 업데이트되고, 비행경로 역시 지형물에 대해 동일한 높이로 비행할 수 있도록 계속 업데이트될 수 있다.
최신화되지 않은 지도를 기반으로 드론이 비행하면, 드론으로 획득되는 결과물의 신뢰성은 낮아진다. 그러나 본 발명에 따르면 지형물의 고도정보가 업데이트됨에 따라, 드론의 비행경로 또한 업데이트되고, 이러한 업데이트가 반복적으로 이루어지므로, 드론으로 획득되는 결과물의 신뢰성이 극대화될 수 있다.
본 방법발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명의 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.
1: 지형물
S: 시설물
10: 드론

Claims (8)

  1. 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계;
    상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계;
    상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계;
    상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계; 및
    상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 업데이트된 고도정보로부터 일정한 높이만큼 이격된 제2 경로를 제공하는 단계에서,
    상기 제2 경로의 xy 평면 상의 경로는 상기 제1 경로의 xy 평면 상의 경로와 일치하는,
    드론 경로 제공 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계에서,
    상기 제1 경로의 z 좌표값은 일정하게 유지되는,
    드론 경로 제공 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지형물의 기저장된 고도정보를 포함하는 지형도를 기준으로 설정된 제1 경로를 제공하는 단계 이전에,
    상기 지형도를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 지형도를 획득하는 단계는,
    상기 지형물에 대한 지도 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 지도 이미지에 지오레퍼런싱 데이터를 병합하는 단계를 포함하고,
    상기 기저장된 고도정보는 상기 지오레퍼런싱 데이터로부터 추출되는,
    드론 경로 제공 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계에서,
    상기 고도정보의 측정은 카메라, 레이저 스캐너 중 적어도 하나를 이용하여 이루어지는,
    드론 경로 제공 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경로로 비행하는 드론으로부터 측정된 고도정보를 수신하는 단계는,
    지표면의 DEM(digital elevation model) 데이터 및 지표면 상의 시설물 데이터를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 기저장된 고도정보를 상기 측정된 고도정보로 업데이트하는 단계는,
    지표면의 DEM(digital elevation model) 데이터 및 지표면 상의 시설물 데이터를 병합하여 지형물의 고도정보를 산출하는 단계; 및
    상기 기저장된 고도정보를 상기 산출된 고도정보로 업데이트하는 단계를 포함하는,
    드론 경로 제공 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 경로로 비행하는 드론으로부터 재측정된 고도정보를 수신하는 단계 이후에,
    상기 고도정보를 상기 재측정된 고도정보로 2차 업데이트하는 단계; 및
    상기 2차 업데이트된 고도정보로부터 일정 높이만큼 이격된 제3 경로를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    드론 경로 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상기 고도정보를 상기 재측정된 고도정보로 2차 업데이트하는 단계는,
    상기 재측정된 고도정보로부터 산출되는 고도정보 변화량이 기준값 이상인 경우에, 상기 고도정보를 2차 업데이트하는,
    드론 경로 제공 방법.
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