KR102312302B1 - 무인비행체와 5g 통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템에 관한 것으로, 설정된 비행 경로를 통해 비행하는 무인비행체의 비행 과정을 통해 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 a) 무인비행체의 지리 촬영단계, 상기 무인비행체의 비행 중 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 5G 이동통신시스템에서 전송받아 송신하는 b) 5G 이동통신시스템의 전송단계, 및 상기 5G 이동통신시스템으로부터 실시간 전송되는 지리데이터를 기반으로 지도생성시스템에서 2D 또는 3D 처리 기법으로 자연 상태의 지도를 상기 무인비행체의 비행 착륙 시점에 제작하여 상기 5G 이동통신시스템으로 제작된 상기 지도를 전송하는 c) 지도생성시스템의 지도생성 및 전송단계를 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법과 더불어, 비행하며 설정된 항공영역 내에서 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 무인비행체, 상기 무인비행체로부터 촬영 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 전송받게 되는 5G 이동통신시스템, 및 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송되는 지리데이터를 활용한 편집 및 수정을 거쳐 자연 상태의 지도를 생성하는 지도생성시스템을 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템을 제공하고자 한다.
Description
본 발명은 무인비행체와 5G 통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인비행체로부터 촬영된 지형에 관한 지리 정보를 활용하여 실시간의 라이브맵 생성과 함께 실시간 속도로 라이브맵을 전송하여 사용자들 간의 신속한 라이브맵을 공유할 수 있는 무인비행체와 5G 통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템에 대한 것이다.
무인비행체를 이용하여 항공에서 촬영된 지형에 관한 지리 정보를 기반으로 다양한 맵 형식이 개발되고 있는 추세이다. 하지만, 무인비행체의 지형 촬영에서부터 맵의 생성에 이르기까지 소요되는 시간이 상당히 오래 걸리는 문제점이 발생되고 있다.
더욱이, 무인비행체로부터 촬영된 지리 정보는 일종의 디지털 이미지 데이터이며, 이러한 디지털 이미지 데이터는 디지털 기술의 급격한 발달로 데이터의 량도 방대한 관계로, 맵의 제작을 통한 맵 생성에 이르기까지 상당한 시간이 소요되고 있으며, 데이터의 전송량도 기존의 4G 통신망을 이용하기 때문에 그 전송 속도가 지연되거나 트래픽 증가로 중도에 전송을 중단해야 하는 일들이 비일비재하다.
이처럼, 무인비행체를 활요한 지리 정보 데이터를 기반으로 실질적인 맵 제작을 통한 맵 생성과 전송에 상당한 시간이 지체되는 관계로, 지리 정보 데이터의 맵 생성과 전송의 결과 도출에 이르는 일렬의 처리 과정이 매우 비효율적이다.
4G 통신망의 경우 3GPP LTE, LTE-A 시스템을 예로 들 수 있는데, 앞서 언급한 바와 같이 디지털 데이터의 폭발적인 증가로 인하여 트래픽 양도 증가되는데, 예컨대 멀티미디어 및 소셜네트워크 서비스 등에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.
이에 따라 모바일 트래픽 양이 엄청난 속도로 늘어나고 있으며, Internet of Things (IoT, 사물인터넷)의 등장으로 Things (사물들)의 숫자도 계속적으로 증가함에 따라, 트래픽 양은 더욱더 폭발적으로 증가할 것으로 예상된다. 모바일 브로드밴드 서비스의 지속적인 확장과 통신 기능이 부여된 사물들의 증대는 계속적인 트래픽 양의 증대를 야기하게 될 것이다.
최근 보고서에 의하면, 모바일 데이터 트래픽 양은 2013년 1.5EB (Exa Bytes, 1EB = 1,000,000TB)에서 2019년 25EB 이상으로 증가할 것으로 예측하고 있다.
더욱이, 인터넷(네트워크)에 연결된 모바일 디바이스들과 사물들의 숫자가 각각 2013년, 7 Billion개와 12.5 Billion개에서 2019년 50 Billion개로 폭발적으로 증가할 것으로 예상되고 있다.
또한, 클라우드 컴퓨팅 시스템에 대한 사용자 수요의 증가에 따라 모바일 (퍼스널) 클라우드 컴퓨팅 시장을 겨냥한 다양한 솔루션들이 개발되면서 PC 시대에서 모바일 클라우드 컴퓨팅 시대로의 전이가 더욱 가속화될 것으로 예상되고 있다.
2020년까지 모바일 클라우드 트래픽 비율이 현재의 35%보다 2배 정도의 수준에 이르는 70%정도까지 육박하여 증가할 것으로 예상하고 있으며, 아울러 증강현실/가상현실, 초고정밀 위치기반 서비스, 홀로그램 서비스, 스마트 헬스케어 서비스 등 모바일 서비스를 기반으로 한 다양한 분야에서의 모바일 융합서비스들이 급증하고 있는 추세이다.
따라서, 이러한 이러한 환경변화에 대비하여, 무인비행체를 이용한 지리 정보 데이터의 촬영에서부터 맵의 생성과 전송에 이르는 일렬의 처리 과정을 획기적으로 개선시킬 필요가 있으며, 사용자들을 만족시킬 수 있는 서비스 시스템의 개발도 절실히 요구되고 있다.
한편, 하기의 선행기술문헌으로서 특허문헌에 개시된 등록특허 제10-2012362호는 무인비행체를 이용하여 디지털 무빙 맵을 생성할 수 있는 방법 및 장치를 개시하고 있다.
전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명은, 무인비행체로 촬영된 지형에 관한 지리적 정보를 기반으로 5G 이동통신시스템 및 지도생성시스템 구축에 따른 라이브맵의 실시간 생성과 동시 실시간 속도로 라이브맵을 전송할 수 있는 무인비행체와 5G 통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 설정된 비행 경로를 통해 비행하는 무인비행체의 비행 과정을 통해 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 a) 무인비행체의 지리 촬영단계, 상기 무인비행체의 비행 중 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 5G 이동통신시스템에서 전송받아 송신하는 b) 5G 이동통신시스템의 전송단계, 및 상기 5G 이동통신시스템으로부터 실시간 전송되는 지리데이터를 기반으로 지도생성시스템에서 2D 또는 3D 처리 기법으로 자연 상태의 지도를 상기 무인비행체의 비행 착륙 시점에 제작하여 상기 5G 이동통신시스템으로 제작된 상기 지도를 전송하는 c) 지도생성시스템의 지도생성 및 전송단계를 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법에 일 특징이 있다.
상기 5G 이동통신시스템은 5G 통신망으로서 감응인터넷 방식을 이용하는 과정에서 상기 무인비행체의 본체에 내장된 내장전자시스템으로 수집되는 지리데이터에 대한 센서의 인지 신호를 통해 송신기로부터 전송된 상기 지리데이터를 실시간 속도로 상기 지도생성시스템에 전송하는 클라우드 감응제어서버를 이용하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법에 일 특징이 있다.
상기 지도생성시스템은 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송된 지리데이터를 활용하여 지도 설계, 지도의 고급화된 이미지 처리, 지도의 상세한 포인트 처리, 지도 주변의 환경 생성 처리, 지도의 매핑 처리를 통하여 추출된 지도의 개별 파일 정보들을 취합하여 통합시키는 방식으로 센터부에서 라이브 지도를 제작함과 동시, 상기 라이브 지도를 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템에 전송하게 되는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법에 일 특징이 있다.
상기 5G 이동통신시스템은 5G 통신망으로서 감응인터넷 방식을 이용함에 있어서 무인비행체의 본체에 내장된 내장전자시스템으로서 임베디드 시스템으로부터 처리된 지리데이터의 처리결과신호에 신속 반응함에 따라 실시간 속도로 상기 지리데이터를 전송받게 되는 것을 특징으로 하는 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법에 일 특징이 있다.
한편, 본 발명은 비행하며 설정된 항공영역 내에서 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 무인비행체, 상기 무인비행체로부터 촬영 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 전송받게 되는 5G 이동통신시스템, 및 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송되는 지리데이터를 활용한 편집 및 수정을 거쳐 자연 상태의 지도를 생성하는 지도생성시스템을 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템에 다른 일 특징이 있다.
상기 5G 이동통신시스템은 상기 무인비행체의 본체에 내장되어 촬영장비로부터 촬영된 지리데이터를 수집하는 내장전자시스템, 상기 본체에 설치되어 상기 내장전자시스템으로부터 전송되는 상기 지리데이터의 전송 신호를 감지하는 센서, 및 상기 센서의 감지 신호에 반응하며 상기 지리데이터를 송신기로부터 송신받아 실시간 속도로 상기 지도생성시스템에 전송하는 클라우드 감응제어서버를 더 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템에 다른 일 특징이 있다.
상기 지도생성시스템은, 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송된 지리데이터를 기반으로 지도를 설계하는 지도설계부, 상기 지도설계부로부터 설계된 지도에 대한 이미지의 수정 및 편집을 가하여 고급화된 이미지를 제작하는 고급이미지 처리부, 상기 고급이미지 처리부로부터 제작된 이미지에 대한 포인트들을 상세하게 수정 처리하는 포인트 처리부, 상기 포인트 처리부로부터 포인트 처리된 이미지에 대한 지도 주변의 지리적 환경을 처리하여 생성하는 실시간 환경 생성부, 상기 실시간 환경 생성부로부터 처리 생성된 이미지를 포함한 지도를 매핑하는 GIS 매핑처리부, 및 상기 지도설계부와 상기 고급이미지 처리부와 상기 포인트 처리부와 상기 실시간 환경 생성부와 상기 GIS 매핑처리부로부터 추출된 각각의 파일들을 취합하여 통합시키는 방식으로 라이브 지도를 제작함과 동시, 상기 라이브 지도를 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템에게로 전송하는 센터부를 더 포함하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템에 다른 일 특징이 있다.
상술된 바에 따른 본 발명에 의하면, 무인비행체로 촬영된 지형에 관한 지리적 정보를 기반으로 5G 이동통신시스템 및 지도생성시스템 구축에 따라 라이브맵의 실시간 생성과 동시 실시간 속도로 라이브맵을 전송할 수 있는 관계로, 지형의 디지털 지리 데이터 촬영에서부터 라이브맵의 생성에 이르는 일렬의 처리 절차를 신속하게 단축시킬 수 있고, 이로 인한 디지털 지리 데이터의 촬영에서부터 라이브맵의 생성 및 전송에 이르는 처리 과정의 효율성과 생산성을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체와 5G 이동통신시스템 연계용 라이브맵 생성 방법을 설명하기 위한 라이브맵 생성 과정을 단계적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체와 5G 이동통신시스템 연계용 라이브맵 생성 시스템의 구성들을 블록으로 요약하여 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 무인비행체, 5G 이동통신시스템, 및 지도생성시스템 간의 상호 데이터 교신의 흐름을 파악하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 5G 이동통신시스템의 데이터 교신의 흐름을 파악하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인비행체와 5G 이동통신시스템 연계용 라이브맵 생성 시스템의 구성들을 블록으로 요약하여 도시한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 무인비행체, 5G 이동통신시스템, 및 지도생성시스템 간의 상호 데이터 교신의 흐름을 파악하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 5G 이동통신시스템의 데이터 교신의 흐름을 파악하기 위한 도면이다.
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명에서는 무인비행체로서 예컨대 드론을 이용한 지형 지도의 사진 측량활용을 통하여 별도의 영상처리 없이도 실시간으로 지도가 제작되는 기술로서, 실시간 고화질의 항공영상 전송을 통한 정보 공유와 함께, 5G 통신망 환경에서의 드론의 제어 및 모니터링이 가능하고, 긴급 재난재해 시 현장의 상황을 드론 5G 통신으로 실시간 전송하고 필요시 3차원으로 모델링하여 전송할 수 있으며, 드론 비행 중 5G 통신망을 이용하여 예컨대 16MP 이상 5cm급 이하의 실시간 고해상도 영상 전송을 위한 2D 또는 3D 라이브 지도의 제작 생성과 동시, 드론의 착륙 시기에 라이브 지도를 5G 통신으로 전송해줄 수 있는 확장 가능한 특징의 발명이다.
이하, 본 발명에서의 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법 및 시스템에 대한 상세 설명은 하기와 같다.
본 발명에 따른 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법은 a) 무인비행체의 지리 촬영단계, b) 5G 이동통신시스템의 전송단계, 및 c) 지도생성시스템의 지도생성 및 전송단계를 포함하는 방식의 과정들을 수행하며 라이브맵을 생성할 수 있게 된다.
상기 a) 무인비행체의 지리 촬영단계는 무인비행체로서 예컨대 드론을 조종하는 조종자의 비행 경로 설정에 따라 비행하는 드론이 비행 과정에서 특정 항공 영역 내에 포함된 지리를 사진이나 동영상으로 촬영하여 수집하는 일렬의 과정을 수행하는 단계이다.
물론, 무인비행체로서 예컨대 드론의 본체에는 지리를 촬영하기 위한 촬영장비의 탑재를 포함하는 구성으로 이루어질 수 있으며, 상기 촬영장비로 촬영된 지리데이터가 수집 처리 상태로 저장되되 처리 신호에 따라 지리데이터를 후술될 5G 이동통신시스템으로 지연없이 실시간 속도로 전송할 수 있게 하는 내장전자시스템(120)과 함께, 지리데이터의 전송 신호를 감지하는 센서(110) 및 후술될 5G 이동통신시스템으로 전송하는 송신기(130)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
내장전자시스템(120)은 예컨대 무인비행체(100)의 본체에 내장되어 있는 시스템으로서 임베디드 시스템의 기능을 담당할 수 있게 되는데, 기계 또는 전자 장치의 두뇌 역할을 하는 마이크로 프로세서를 장착해 설계함으로써 효과적인 제어를 할 수 있게 한 시스템으로서 기기를 동작하는 소프트웨어(운영체제)를 컴퓨터처럼 디스크에서 읽어들이는 게 아니라 칩에 담아 기기에 내장시킨(embeded) 형태의 장치를 말한다.
상기 b) 5G 이동통신시스템의 전송단계는 상기 무인비행체(100)로서 예컨대 드론의 비행 중 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 5G 이동통신시스템(200)에서 전송받아 후술될 지도생성시스템(300)으로 송신하는 일렬의 과정을 수행하는 단계이다.
상기 5G 이동통신시스템(200)은 상기 무인비행체(100)의 본체에 내장된 내장전자시스템(300)으로부터 전송되는 상기 지리데이터의 전송 신호를 감지하는 센서(110)의 감지 신호를 통해 상기 지리데이터를 송신기(130)로부터 송신받아 실시간 속도로 후술될 지도생성시스템(300)에 전송하는 클라우드 감응제어서버(220)를 더 포함하는 방식으로 구성될 수 있다. 물론, 이러한 상기의 송신기(130)로부터 송신되는 상기 지리데이터의 경우 상기 클라우드 감응제어서버(220)에서 수신될 수 있도록 수신기(210)와 함께, 제작된 지도를 상기 무이비행체(100) 본체의 내장전자시스템(120)으로 전송하기 위한 송신기(230)도 포함될 수 있다.
상기 c) 지도생성시스템의 지도생성 및 전송단계는 상기 5G 이동통신시스템(200)으로부터 실시간 전송되는 지리데이터를 기반으로 지도생성시스템(300)에서 2D 또는 3D 처리 기법으로 자연 상태의 지도를 상기 무인비행체(100)의 비행 착륙 시점에 제작하여 상기 5G 이동통신시스템(200)으로 제작된 상기 지도를 전송하는 일렬의 과정을 수행하는 단계이다.
이러한 상기 지도생성시스템(300)에서는 상기 5G 이동통신시스템(200)으로부터 전송된 지리데이터를 활용하여 지도 설계, 지도의 고급화된 이미지 처리, 지도의 상세한 포인트 처리, 지도 주변의 환경 생성 처리, 지도의 매핑 처리를 통하여 추출된 지도의 개별 파일 정보들을 취합하여 통합시키는 방식으로 라이브 지도를 제작함과 동시, 상기 라이브 지도를 상기 무인비행체(100)의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템(200)에 전송하는 기능을 담당할 수 있다.
이러한 상기 지도생성시스템(300)에 있어서, 지도설계부(310)에서 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송된 지리데이터 소스는 지도설계부(310)를 통한 지도 설계가 처리된 후, 고급이미지처리부(320)를 통하여 이미지의 수정 및 편집을 거쳐 고급화된 이미지로 처리된 다음, 포인트처리부(330)를 통하여 이미지에 대한 포인트들의 상세한 수정 처리에 이어, 실시간환경생성부(340)를 통하여 지도 주변의 지리적 환경 처리에 따른 생성에 이어, GIS매핑처리부(350)을 통하여 지도를 매핑 처리한 다음, 인터페이스부(360)의 승인 과정에 이어, 마지막으로 센터부(370)를 통하여 상기의 지도설계부와 고급이미지처리부와 포인트처리부와 실시간환경생성부와 GIS매핑처리부로부터 추출된 각각의 모델링 파일들을 취합 통합하여 라이브 지도의 제작 생성과 동시, 라이브 지도를 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템에게로 전송하는 일렬의 처리 과정을 통하여 무인비행체와 5G 통신시스템을 연계한 라이브맵을 실시간으로 생성할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템은, 무인비행체(100), 5G 이동통신시스템(200), 및 지도생성시스템(300)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기 무인비행체(100)는 본체의 내부에 내장된 내장전자시스템(120)을 필두로 센서(110) 및 송신기(130)를 더 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 무인비행체(100)는 조종자에 의해 설정된 항공영역 구간을 비행하며 본체에 탑재된 촬영장비를 이용하여 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하는 방식으로 지리데이터를 수집하게 된다. 상기 센서(110)는 상기 내장전자시스템(120)으로 전송되는 지리데이터의 전송 신호를 감지할 수 있고, 상기 송신기(130)는 후술될 5G 이동통신시스템(200)으로 지리데이터를 전송할 수 있다.
내장전자시스템(120)은 예컨대 무인비행체(100)의 본체에 내장되어 있는 시스템으로서 임베디드 시스템의 기능을 담당할 수 있게 되는데, 기계 또는 전자 장치의 두뇌 역할을 하는 마이크로 프로세서를 장착해 설계함으로써 효과적인 제어를 할 수 있게 한 시스템으로서, 기기를 동작하는 소프트웨어(운영체제)를 컴퓨터처럼 디스크에서 읽어들이는 게 아니라 칩에 담아 기기에 내장시킨(embeded) 형태의 장치를 일컫는다.
한편, 상기 5G 이동통신시스템(200)은 상기 무인비행체(100)로부터 촬영 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 전송받을뿐만 아니라, 상기 지리데이터를 후술될 지도생성시스템(300)으로 전송하는 일을 병행하게 된다.
이러한 상기 5G 이동통신시스템(200)은 5G 통신망으로서 감응(感應)인터넷 방식의 적용이 이루어진 것으로, 클라우드 감응제어서버(220)를 더 포함하는바, 상기 클라우드 감응제어서버(220)는 상기의 송신기(130)로부터 송신되는 상기 지리데이터를 수신할 수 있는 수신기(210)와 함께, 후술될 지도생성시스템(300)에서 제작된 지도를 상기 무인비행체(100)의 본체 내에 구성된 내장전자시스템(120)으로 전송하기 위한 송신기(230)도 더 포함하는 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 상기 클라우드 감응제어서버(220)는 5G 통신망으로서 감응인터넷 방식을 이용하는 과정에서 상기 무인비행체(100)의 본체에 내장된 내장전자시스템(120)으로 수집되는 지리데이터에 대한 센서(110)의 감지 인지 신호를 통해 송신기(130)로부터 전송된 상기 지리데이터를 실시간 속도로 후술될 지도생성시스템(300)에 전송하게 됨으로써, 데이터의 지연 현상과 같은 문제점이 해소될 수 있다.
상기 5G 이동통신 시스템(200)은 5G 통신망의 감응(感應)인터넷 방식을 채용한 것으로서, 일반적으로 기존의 4세대 이동통신 시스템(예컨대 3GPP LTE, LTE-A 시스템)과 비교시 데이터의 전송 속도면에서 현저한 차이를 갖는 통신 방식인 것이다.
이러한 기존의 4세대 이동통신 시스템은 폭발적으로 증가하고 있는 트래픽 양의 증가, 각종의 데이터 전송 디바이스 수의 증가, 클라우드 의존성의 증가, 다양한 모바일 융합서비스의 증가로 인하여 데이터의 전송 지연 현상을 해결할 수 없다.
하지만, 상기 5G 이동통신 시스템(200)은 5G 통신망의 감응(感應)인터넷 방식을 채용하여 무인비행체(100)의 본체에 내장된 내장전자시스템(120)과 신속히 반응하며 데이터를 실시간 속도로 전송받거나 전송해줄 수 있음으로써, 데이터의 전송 지연 현상을 해결할 수 있다.
이러한 상기 5G 이동통신 시스템(200)은 기본적으로 트래픽 양의 증가, 각종의 데이터 전송 디바이스 수의 증가, 클라우드 의존성의 증가, 다양한 모바일 융합서비스의 증가와 같은 메가트렌드를 필수 고려하는 방안으로 설계될 수 있으며, 이러한 설계 반영에 따른 핵심성능지표들로는 연결기기 밀도(connection density), 면적당 용량(traffic volume density), 체감 전송률(ser experience data rate), 주파수 효율(ectrum efficiency), 이동 속도(mobility), 전송 지연(latency ), 최대 전송률(peak data rate), 에너지 효율(energy efficiency)을 고려할 수 있다.
이러한 상기 5G 이동통신 시스템(200)에서는 무엇보다 가장 중요한 특징으로서 전송 지연(latency) 및 체감 전송률(ser experience data rate)의 핵심성능지표가 고려 대상으로 적용될 수 있다.
우선, 전송 지연(latency)에 대한 종단간 지연(end-to-end latency)에 대한 고려로서, 기존 이동통신 시스템이 대부분 단말기의 최대 전송률(peak data rate) 향상에만 염두에 두는 것과 달리, 상기 5G 이동통신 시스템(200)에서는 종단간 지연(end-to-end latency)을 고려 대상으로 이동통신 시스템의 설계를 반영하는 것이다.
즉, 실시간 온라인게임, 가상현실, 증강현실과 같은 다양한 실시간 인터랙티브(interactive) 멀티미디어 서비스가 증가하는 관계로, 상기 5G 이동통신 시스템(200)은 사용자들에게 자연스러운 인터랙션을 경험할 수 있는 저지연 무선통신 서비를 제공할 수 있는 것이다.
일반적으로, 인간이 미디어를 통해 시청각 정보를 받아들일 때 느끼는 청각 정보는 약 100 ms 이내에 전달되어야 하며, 시각 정보는 약 10 ms의 허용 지연시간 이내에 전달되어야 한다. 만약 정보를 전달하는 데에 그 이상의 지연시간이 발생하게 된다면 사람들은 해당 서비스에 대해 부자연스러움 느끼게 된다. 더 나아가, 교통, 스포츠, 교육, 의료, 제조 등과 같은 다양한 무선통신 응용 영역에서 최대 수 ms 이내의 종단 간 지연 (end-to-end latency)을 요구하는 새로운 무선통신 서비스들이 창출되어 확장될 수 있다.
예를 들어, 차량 간 통신 (vehicular-to-vehicular (V2V) communications) 및 차와 인프라간의 통신 (vehicular-to-infrastructure (V2I) communications)은 교통안전 서비스 제공을 위하여 극단적으로 짧은 무선 통신 지연을 필요로 한다. 또한, 긴급한 상황에서 부상자가 이동 중인 경우에 로봇 등을 통한 원격 수술의 높은 신뢰성 및 안정성 보장을 위해서는 교통안전 서비스와 마찬가지로 매우 짧은 지연을 보장할 수 있는 무선통신 기술의 제공이 요구된다.
5G 이동통신의 핵심적인 기능으로서 5G 인터넷망은 감응(感應) 인터넷 방식을 채용하게 되는데, 이러한 감응(感應) 인터넷은 감응(感應) 정보가 전달될 만큼의 저지연 무선통신 서비스를 제공해 줄 수 있는 인터넷인 것이다.
사용자의 요청에 대해 극단적으로 짧은 반응 지연시간을 필요로 하는데, 이에 따르면, 지연시간에 가장 민감한 감응(感應) 정보를 무선통신 시스템을 통하여 제공하는 것으로 가정할 경우, 사용자가 어색함을 느끼지 않도록 하기 위해서 허용 지연시간을 1 ms 이내로 설정하는 것이 필요하다. 그렇지 못할 경우에는 사용자가 불편을 느끼게 되며 이것을 사이버 고통(cyber sickness)이라 부른다.
이러한 사이버 고통 문제의 해결을 위해서는 사용자의 요청에 대하여 극단적으로 짧은 반응 지연시간을 가지는 무선통신 시스템을 위한 사용자 중심의 서비스 기술의 제시가 필요하다. 따라서, 이러한 감응(感應) 인터넷은 예컨대 촉감 방식으로부터 착안되는 것이 바람직할 수 있다.
인체로부터 신경을 통해 전기신호가 전달되는데 걸리는 속도는 최대 120m/s 정도로 알려져 있는데, 이는 손으로 느낀 감각정보가 10 ms 이내에서 뇌까지 전달되는 것을 의미한다. 따라서 무선통신 시스템에서 인체로부터 신경을 통해 전기신호가 전달되는 것과 같은 만큼의 자연스러움을 반영하기 위해서는 수 ms 이내의 종단 간 지연시간의 보장이 필요하다.
이를 위해, 상기 5G 이동통신 시스템(200)은 무인비행체(100)의 본체에 내장된 내장전자시스템(120)으로 전송되는 지리데이터의 전송 신호를 센서(110)로 감지하게 하고, 상기 센서(110)의 감지 신호에 즉각 반응하는 클라우드 감응제어서버(220)가 송신기(130) 및 수신기(210)를 통해 상기의 지리데이터를 실시간의 속도로 전송받을 수 있는 것이다.
데이터율(data rate (bandwidth))과 왕복시간(round trip time, 往復時間)의 HTTP(hyper text transfer protocol)의 페이지부하시간(page load time (PLT))에 끼치는 영향을 살펴보면, HTTP의 페이지부하시간(PLT)를 줄이는 데에 있어서 데이터률(data rate)의 증가는 일정량 이상 증가가 되면 효과가 크게 없다는 것을 볼 수 있다.
즉, 왕복시간(round trip time (RTT))를 고려한 시스템 설계를 하지 않고 데이터율(data rate)의 증가만을 목적으로 시스템을 설계할 경우 페이지부하시간(PLT)의 감소를 더 이상 얻을 수 없다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 5G 이동통신 시스템(200)에서는 이러한 문제들을 해결하기 위하여 물리계층, 매체접근제어(medium access control (MAC) 계층, 네트워크 계층, 전송(transport) 계층 등의 다양한 관점에서 저지연 무선통신 서비스를 구현하기 위한 방안으로 설계될 수 있다.
또한, 종단간 지연(end-to-end latency) 감소와 함께, 체감 전송률(experience data rate)에 대한 고려로서, 상기 5G 이동통신 시스템(200)에서는 체감 전송률(experience data rate)을 고려 대상으로 이동통신 시스템의 설계를 반영하는 것이다.
상기 5G 이동통신 시스템(200)은 체감 전송률(experience data rate)로서 기존의 4G 이동통신 시스템에서 구현하지 못했던 cell edge(신호가 약한 지역) 성능 향상 효과를 기대할 수 있다. 즉, 어느 위치나 장소에 관계없이 어디에서든 기가 데이터 비율을 사용자에게 제공할 수 있으며, 이를 위해 예컨대, 작은 셀 네트워크 및 이종 네트워크, 진보된 빔포밍(beamforming) 및 Several multiple-input multiple-output (MIMO), 간섭 정렬 및 중화의 요소들 중 어느 하나 이상의 요소들을 접목시켜 적용할 수 있다.
한편, 지도생성시스템(300)은 상기 5G 이동통신시스템(200)으로부터 전송되는 지리데이터를 활용한 편집 및 수정을 거쳐 자연 상태의 지도를 생성할 수 있으며, 예컨대 지도설계부(310), 고급이미지처리부(320), 포인트처리부(330), 실시간환경생성부(340), GIS매핑부(350), 인터페이스부(360), 및 센터부(370)으로 구성될 수 있고, 이러한 상기의 지도생성시스템(300)은 데스크톱 형식의 PC나 서버 혹은 휴대용 단말기에 설치되는 방식으로 운용될 수 있다.
지도설계부(310)는 상기 5G 이동통신시스템(200)으로부터 제공된 지도데이터 소스를 기반으로 지도를 설계하는 기능을 하게 되는데, 예컨대 지도의 측량, 배수, 및 도로, 지형에 대한 2D 현실 매쉬 혹은 3D 현실 매쉬의 설계 모델링을 구현할 수 있다.
고급이미지처리부(320)는 상기 지도설계부에서 제공된 설계 모델링을 기반으로 이미지의 수정 및 편집을 가하여 고급화된 이미지를 제작하는 기능을 하게 되는데, 예컨대 고화질 이미지 도구를 이용하여 디스플레이 및 시각화를 수정 및 편집하는 조작 처리를 한다. 이러한 조작 처리에는 음형, 외형 각도, 고도, 기울기, 등고선을 수정 및 편집할 수 있는 것이다.
다시 말해, 상기 지도설계부에서 제공된 설계 모델링 소스를 기반으로 디스플레이 및 시각화의 조작 처리에 따라, 2D 현실 매쉬 혹은 3D 현실 매쉬를 더욱 풍부하게 처리하는 것을 의미한다.
포인트처리부(330)는 상기 고급이미지처리부에서 처리된 모델링을 기반으로 포인트들을 상세하게 수정 처리하게 되는데, 예컨대 포인트 클라우드에 대한 충돌 탐지, 편집, 주석 및 검토의 처리 작업을 수행할 수 있다. 이러한 포인트 클라우드의 처리는 포인트 클라우드의 세부적인 밀도 및 명확도를 시각적으로 극대화함으로써, 모델링의 고성능 스트리밍이 구현이 가능하다.
실시간환경생성부(340)는 상기 포인트처리부에서 처리된 모델링을 기반으로 지도 주변의 지리적 환경을 처리하여 생성하는 기능을 하게 되는데, 예컨대 디지털 자연환경을 실물과 같은 시뮬레이션화하여 실시간의 시각화된 결과물을 생성할 수 있다. 이러한 실시간환경생성부는 모델링의 애미메이션화, 디지털 자연 환경의 통합과 더불어, 동적이고 몰입적인 시각화 엔진 플랫폼을 사용하는 관계로, 모델링을 수초 내에 실사에 가까운 시각화로 실현할 수 있다.
다시 말해, 실시간환경생성부는 실사에 가까운 시각화된 결과물로서 실시간의 2D/3D 라이브 결과물을 생성할 수 있는 것이다.
GIS매핑부(350)는 상기 실시간환경생성부에서 처리된 3D 라이브 결과물을 기반으로 지도를 매핑하게 되는데, 예컨대 맵 피니싱과 고급 구획 관리를 포함한 2D/3D 지리 공간 정보의 편집, 해석, 및 관리를 위한 매핑 처리를 수행하게 된다. 이러한 GIS매핑부는 GIS를 사용하여 고품질 맵을 생성하고 이종의 2D/3D 데이터를 통합할 수 있다.
즉, 2D/3D 데이터의 이종 데이터 간의 상호 운용성을 개선할 수 있으며, 현장에서 태블릿으로 맵 모바일 앱을 신속하게 사용할 수 있는 관계로, 고품질 맵의 생성 처리가 신속하게 이루어질 수 있다.
더욱이, 이러한 GIS매핑부는 필요에 따라 자체적인 맞춤형 GIS 애플리케이션을 생성하는 방식으로도 운용될 수 있으며, 높은 유연성을 토대로 설계되어 있는 관계로, C/C++, C#, .NET 및 기타 최신 프로그래밍 언어를 사용한 맞춤형 개발을 지원하는 방대한 API를 포함할 수 있다.
또한, 생생한 화면의 애니메이션 미리보기 및 분산 네트워크 처리를 사용하여 원하는 결과를 신속하게 얻을 수 있고, 생생한 시각화를 생성하고 물리적으로 정확한 자재, 조명 및 풍부한 사실적 내용으로 구성될 수 있다.
따라서, 이러한 GIS매핑부는 결국 경계 및 거주 지역, 동적 라벨링 및 텍스트 배치, 기준선망 및 경위선망 생성, 그림자, 후광 효과, 높은 정확도의 인쇄 및 게시 기능으로 지도책의 여러 페이지를 생성하는 방식으로 맵을 생성할 수 있는 것이다.
인터페이스부(360)는 상기 GIS매핑부에서 처리된 맵을 엑세스하고 맵의 콘텐츠를 확인, 해석, 승인하여 검토 프로세스를 진행할 수 있는데, 이러한 인터페이스부는 데스크톱과 모바일에서 맵을 쉽게 액세스할 수 있는 인터페이스로서 예컨대 PDF, 문서, i-model과 연관된 모델 파일 형식들을 엑세스할 수 있으며, 현장이나 사무실 혹은 현지에서 모델 및 관련 문서를 가지고 작업할 수 있는 기능도 있다.
센터부(370)는 상기 지도설계부와 상기 고급이미지처리부와 상기 포인트처리부와 상기 실시간환경생성부와 상기 GIS매핑처리부로부터 추출될 수 있는 각각의 모델링 파일들을 취합하여 통합시키는 방식으로 라이브 지도를 제작하여 생성하고, 이와 동시, 라이브 지도를 상기 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템(200)에게로 전송할 수 있다.
이러한 상기 센터부(370)는 가장 정교한 항공 카메라 시스템 형식을 지원하는 관계로, 완성도 높은 3D 현실의 라이브 지도 모델을 신속하게 생성하게 되는데, 이는 여러 컴퓨터를 사용하는 병렬 처리를 지원하는 관계로, 지도의 규모나 정밀도에 관계없이 기존보다 더욱 신속하고도 완성도 높은 라이브 지도 모델을 생성할 수 있는 것이다.
무인비행체(100) 센서(110)
내장전자시스템(120) 송신기(130)
5G 이동통신시스템(200) 수신기(210)
클라우드 감응제어서버(220) 송신기(230)
지도생성시스템(300) 지도설계부(310)
고급이미지처리부(320), 포인트처리부(330)
실시간환경생성부(340), GIS매핑부(350)
인터페이스부(360) 센터부(370)
내장전자시스템(120) 송신기(130)
5G 이동통신시스템(200) 수신기(210)
클라우드 감응제어서버(220) 송신기(230)
지도생성시스템(300) 지도설계부(310)
고급이미지처리부(320), 포인트처리부(330)
실시간환경생성부(340), GIS매핑부(350)
인터페이스부(360) 센터부(370)
Claims (7)
- 설정된 비행 경로를 통해 비행하는 무인비행체의 비행 과정을 통해 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 a) 무인비행체의 지리 촬영단계;
상기 무인비행체의 비행 중 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 5G 이동통신시스템에서 전송받아 송신하는 b) 5G 이동통신시스템의 전송단계; 및
상기 5G 이동통신시스템으로부터 실시간 전송되는 지리데이터를 기반으로 지도생성시스템에서 2D 또는 3D 처리 기법으로 자연 상태의 지도를 상기 무인비행체의 비행 착륙 시점에 제작하여 상기 5G 이동통신시스템으로 제작된 상기 지도를 전송하는 c) 지도생성시스템의 지도생성 및 전송단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법. - 제1항에 있어서,
상기 5G 이동통신시스템은 5G 통신망으로서 감응인터넷 방식을 이용하는 과정에서 상기 무인비행체의 본체에 내장된 내장전자시스템으로 수집되는 지리데이터에 대한 센서의 인지 신호를 통해 송신기로부터 전송된 상기 지리데이터를 실시간 속도로 상기 지도생성시스템에 전송하는 클라우드 감응제어서버를 이용하는 것을 특징으로 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법. - 제2항에 있어서,
상기 지도생성시스템은 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송된 지리데이터를 활용하여 지도 설계, 지도의 고급화된 이미지 처리, 지도의 상세한 포인트 처리, 지도 주변의 환경 생성 처리, 지도의 매핑 처리를 통하여 추출된 지도의 개별 파일 정보들을 취합하여 통합시키는 방식으로 센터부에서 라이브 지도를 제작함과 동시, 상기 라이브 지도를 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템에 전송하게 되는 것을 특징으로 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법. - 제3항에 있어서,
상기 5G 이동통신시스템은 5G 통신망으로서 감응인터넷 방식을 이용함에 있어서 무인비행체의 본체에 내장된 내장전자시스템으로서 임베디드 시스템으로부터 처리된 지리데이터의 처리결과신호에 신속 반응함에 따라 실시간 속도로 상기 지리데이터를 전송받게 되는 것을 특징으로 하는 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 방법. - 삭제
- 비행하며 설정된 항공영역 내에서 지리에 대한 사진이나 동영상을 촬영하여 수집하는 무인비행체; 상기 무인비행체로부터 촬영 수집된 지리데이터를 실시간 속도로 전송받게 되는 5G 이동통신시스템; 및 상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송되는 지리데이터를 활용한 편집 및 수정을 거쳐 자연 상태의 지도를 생성하는 지도생성시스템; 을 포함하고,
상기 5G 이동통신시스템은
상기 무인비행체의 본체에 내장되어 촬영장비로부터 촬영된 지리데이터를 수집하는 내장전자시스템;
상기 본체에 설치되어 상기 내장전자시스템으로부터 전송되는 상기 지리데이터의 전송 신호를 감지하는 센서; 및
상기 센서의 감지 신호에 반응하며 상기 지리데이터를 송신기로부터 송신받아 실시간 속도로 상기 지도생성시스템에 전송하는 클라우드 감응제어서버;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 지도생성시스템은,
상기 5G 이동통신시스템으로부터 전송된 지리데이터를 기반으로 지도를 설계하는 지도설계부;
상기 지도설계부로부터 설계된 지도에 대한 이미지의 수정 및 편집을 가하여 고급화된 이미지를 제작하는 고급이미지 처리부;
상기 고급이미지 처리부로부터 제작된 이미지에 대한 포인트들을 상세하게 수정 처리하는 포인트 처리부;
상기 포인트 처리부로부터 포인트 처리된 이미지에 대한 지도 주변의 지리적 환경을 처리하여 생성하는 실시간 환경 생성부;
상기 실시간 환경 생성부로부터 처리 생성된 이미지를 포함한 지도를 매핑하는 GIS 매핑처리부; 및
상기 지도설계부, 상기 고급이미지 처리부, 상기 포인트 처리부, 상기 실시간 환경 생성부, 및 상기 GIS 매핑처리부로부터 추출된 각각의 파일들을 취합하여 통합시키는 방식으로 라이브 지도를 제작함과 동시, 상기 라이브 지도를 상기 무인비행체의 착륙 시점에 상기 5G 이동통신시스템에게로 전송하는 센터부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체와 5G 이동통신시스템의 연계용 라이브맵 생성 시스템.
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