KR102316704B1 - 협업하는 무인 비행체 그룹에 의해 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

협업하는 무인 비행체 그룹에 의해 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 물품 배송 방법은 배송 대상 물품의 이동에 관한 제1 정보를 식별하는 단계와, 상기 배송 대상 물품의 속성에 관한 제2 정보를 식별하는 단계와, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 배송 대상 물품의 배송에 참여할 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

협업하는 무인 비행체 그룹에 의해 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HANDLING GOODS BY A GROUP OF COLLABORATING UNMANNED AERIAL VEHICLES}
본 발명은 다수의 무인 비행체 그룹의 협업을 통하여 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 다수의 무인 비행체들이 협업하여 하나의 물품을 공동으로 배송하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무인 비행체(Unmanned Aerial Vehicle) 또는 드론(Drone)은 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않은 상태에서 관제소의 자동 제어에 따라 또는 사전에 프로그래밍된 경로에 따라서 자동으로 비행하는 비행체이다. 무인 비행체 또는 드론은 초창기에는 주로 감시 및 정찰 등 군사적인 목적으로 활용되었으나, 최근에는 다양한 민간 분야에서의 활용이 증가하고 있다.
오늘날 다양한 분야에서 드론 등 무인 비행체가 이용되고 있다. 예를 들어, 농업 분야, 방송 분야, 영화 촬영, 항공 쇼를 포함한 엔터테인먼트 분야 등에서 무인 비행체가 이용되고 있다.
나아가, 현재 무인 비행체를 이용하여 물품을 배송하기 위한 기술도 개발되고 있다. 2015년 아마존이 드론 배달 서비스에 대한 시험을 진행한 후, 많은 나라의 다양한 주체들이 드론을 이용한 배송을 현실화하기 위한 연구를 지속하고 있다. 무인 비행체가 물품을 적재한 상태에서 지정된 장소로 물품을 배송하는 서비스에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 배송용 무인 비행체를 이용하면 인건비가 절약될 뿐만 아니라, 산악 지역, 섬 등과 같이 차량이 이동하기 힘들 지역에도 종전의 운송 수단보다 빠르게 물품을 배송할 수 있다. 또한 긴급 상황에서 혈액, 의약품 등을 신속하게 배송할 수 있다.
물품의 배송에 활용 가능한 무인 비행체의 항속 거리 및 무인 비행체가 적재 가능한 하중은 무인 비행체의 하드웨어 스펙의 영향을 받는다. 따라서 더 크고 무거운 물품을 운반하기 위하여, 무인 비행체의 크기와 추력을 증가시키는 것이 고려될 수 있다.
그런데 무인 비행체를 대형화하는 것에는 여러가지 문제가 수반된다. 예를 들어, 무인 비행체의 크기가 커질수록 개발 비용이 급격히 증가하고, 무인 비행체의 운영을 위한 기반 시설의 확보 및 무인 비행체의 유지 보수 비용 또한 크게 증가하게 된다. 또 한편, 도심 등 인구 밀집 지역에서 대형 무인 비행체가 비행할 경우 소음 등에 의한 민원의 발생이 예상되며, 대형 무인 비행체가 추락하는 사고가 발생할 경우, 큰 피해가 발생할 수 있다.
따라서 하나의 대형 무인 비행체가 아닌, 다수의 소형 무인 비행체가 협업하여 하나의 물품을 공동으로 운송하는 기술이 고려될 수 있다. 다시 말해, 무인 비행체의 크기를 대형화하기 보다는 무인 비행체의 기체 수를 증가시키고 이들이 협업할 수 있도록 제어하는 기술이 제공될 수 있다.
그런데 다수의 소형 무인 비행체 그룹들이 실제로 물품의 운송에 투입될 경우에도 여러 가지 이슈가 발생할 것으로 예상된다. 소형의 무인 비행체는 주로 150 미터 내외 범위의 고도에서 비행하므로, 일반 항공기에 비해 항로의 범위가 매우 제한적이다. 따라서 무인 비행체의 기체수가 증가할수록 항로 상에 많은 기체들이 밀집할 우려가 있다. 즉 무인 비행체가 이용 가능한 항로의 밀집도 내지는 포화도가 과도하게 상승할 우려가 있다.
또한 무인 비행체의 기체수가 증가할수록, 이들의 비행을 중앙 집중식으로 조율하고 관제해야 할 관제소의 부담이 크게 증가한다. 이는 관제소 측의 관제 장치의 하드웨어 성능 및 규모의 확장, 그리고 이를 관리하기 위한 인원의 증가를 야기한다.
따라서 가급적 소형의 무인 비행체를 이용하여 고중량의 물품을 운반 가능하면서도, 관제소의 관제 부담의 증가를 최소화하는 방안이 요구된다.
등록특허 제10-2106893호 (2020.04.27)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 다수의 무인 비행체 그룹의 협업을 통하여 물품을 배송하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 협업하여 물품을 공동으로 배송할 다수의 무인 비행체로 구성된 그룹을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 관제 장치의 통신 및 처리 부하를 최소화하면서, 무인 비행체 그룹이 물품 배송을 위한 비행 개시 절차를 수행할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 관제 장치의 통신 및 처리 부하를 최소화하면서, 무인 비행체 그룹이 수행중인 배송 계획에 따른 이동 경로를 유지하도록, 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 무인 비행체 그룹에 의해 배송되는 물품의 상태(위치, 가속도, 자세 등)를 기준으로 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 무인 비행체 그룹에 의해 배송되는 물품이 배송 계획에 따른 이동 경로 상에 유지된 채 운송되도록, 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 배송 대상 적재물에 의한 하중이 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들에게 적절히 분배되고 유지되도록, 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 무인 비행체 그룹이 배송 대상 적재물을 운송하기 위해 비행하는 도중에 발생하는 외부 요인에 대응하여 무인 비행체 그룹에 포함된 각 기체들에게 가해지는 하중이 적절히 분배되고 유지되도록, 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법은, 배송 대상 물품의 이동에 관한 제1 정보를 식별하는 단계와, 상기 배송 대상 물품의 속성에 관한 제2 정보를 식별하는 단계와, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 배송 대상 물품의 배송에 참여할 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 무인 비행체들 중, 관제소로부터 제어 신호를 수신할 적어도 하나의 마스터 기체 및 상기 마스터 기체로부터 제어 신호를 수신할 슬레이브 기체를 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 슬레이브 기체는 상기 물품 배송을 위한 비행 중에 상기 관제소로부터 이동 경로에 관한 제어 신호를 수신하지 않는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체는, 상기 복수의 무인 비행체들 중에서, 탑재된 프로세서의 성능 및 통신 모듈의 성능 중 적어도 하나에 기초하여 선정되는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체는, 상기 복수의 무인 비행체들 중에서, 현재 배송 대상 물품과의 거리에 기초하여 선정되는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체는, 상기 복수의 무인 비행체들이 위성 항법 시스템(GNSS) 신호를 각각 수신한 시간의 선후 관계에 기초하여 선정되는 것일 수 있다.
일 실시예에서, 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계는, 복수의 무인 비행체들의 이용 가능 여부를 판정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이용 가능 여부를 판정하는 단계는, 각각의 무인 비행체의 현재 배터리 잔량에 따른 비행 가능 거리를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계는, 상기 제1 정보로부터 상기 배송을 위해 필요한 이동 거리를 식별하는 단계와, 무인 비행체 각각의 비행 가능 거리가, 상기 이동 거리 이상이 되도록, 상기 무인 비행체 그룹에 포함될 무인 비행체를 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 이용 가능 여부를 판정하는 단계는, 각각의 무인 비행체의 적재 가능 하중을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 정보는 상기 배송 대상 물품의 중량을 포함하고, 상기 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계는, 무인 비행체 각각의 적재 가능 하중의 총합이 상기 배송 대상 물품의 중량 이상이 되도록, 상기 무인 비행체 그룹에 포함될 무인 비행체를 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계는, 상기 이용 가능 여부의 판정 결과 상기 배송에 요구되는 무인 비행체가 발견되지 않았다는 판정에 기초하여, 사전 설정된 시간이 경과된 후 상기 복수의 무인 비행체들의 이용 가능 여부의 판정을 다시 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹을 형성하는 단계는, 상기 이용 가능 여부의 판정 결과 상기 배송에 요구되는 무인 비행체가 발견되지 않았다는 판정에 기초하여, 현재 이용 가능하지 않으나 소정의 시간 이내에 이용 가능해질 예정인 무인 비행체를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 배송 대상 물품은 상기 무인 비행체 그룹에 연결되는 적재 장치에 적재되고, 상기 무인 비행체 그룹은 상기 적재 장치가 제공하는 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 비행하는 것일 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법은, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체가, 관제 장치로부터 이동 개시 명령을 수신하는 단계와, 상기 이동 개시 명령의 수신에 응답하여, 상기 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체를 제어하는 마스터 모드(master mode)로 전환하는 단계와, 상기 이동 개시 명령의 수신에 응답하여, 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체가 상기 관제 장치의 제어를 받는 단독 모드(standalone mode)로부터 상기 마스터 기체의 제어를 받는 슬레이브 모드(slave mode)로 전환하는 단계와, 상기 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체의 준비 상태 정보를 수신하는 단계와, 상기 상태 정보에 기초하여 상기 마스터 기체가 비행 준비 완료를 판정하면, 상기 마스터 기체가 상기 관제 장치로 이륙 준비 신호를 전송하는 단계와, 상기 관제 장치로부터 이륙 인가 명령을 수신하는 것에 응답하여, 상기 마스터 기체가 상기 슬레이브 기체로 이륙 인가 명령을 전송하는 단계와, 상기 무인 비행체 그룹의 비행이 개시되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 관제 장치로부터 이동 개시 명령을 수신하는 단계 이전에, 상기 관제 장치가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 상기 무인 비행체 그룹의 구성 정보를 각각 수신하는 단계와, 상기 관제 장치가, 상기 각각의 기체로부터 수신된 구성 정보의 일치 여부를 판정하는 단계와, 상기 판정 결과에 기초하여, 상기 관제 장치가, 상기 무인 비행체 그룹에 이동 개시 명령을 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체의 상태 정보를 수신하는 단계는, 상기 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 배송 대상 물품이 적재되며 상기 무인 비행체 그룹에 연결되는 적재 장치가 제공하는 상태 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재 장치가 제공하는 정보는, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 상기 적재 장치의 체결 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹의 비행이 개시된 후, 상기 마스터 기체가 상기 슬레이브 기체의 비행 상태 정보를 수신하는 단계와, 상기 비행 상태 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 슬레이브 기체로 제어 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 슬레이브 기체의 비행 상태 정보를 수신하는 단계는, 배송 대상 물품이 적재되며 상기 무인 비행체 그룹에 연결되는 적재 장치의 비행 상태 정보를 획득하는 단계를 포함하고, 상기 비행 상태 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 슬레이브 기체로 제어 신호를 전송하는 단계는, 상기 슬레이브 기체의 비행 상태 정보 및 상기 적재 장치의 비행 상태 정보에 기초하여, 상기 슬레이브 기체로 제어 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재 장치의 비행 상태 정보는, 위성 항법시스템에 따른 상기 적재 장치의 현재 위치, 가속도, 각속도, 및 자세 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재 장치의 비행 상태 정보는, 상기 무인 비행체 그룹의 각각의 기체를 상기 적재 장치에 각각 연결하기 위한 연결 부재에 가해지는 힘의 크기를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법은, 마스터 기체와 슬레이브 기체를 포함하는 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 상기 물품의 배송을 위한 기준 경로를 획득하는 단계와, 상기 무인 비행체 그룹이 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계를 포함하되, 상기 무인 비행체 그룹이 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계는, 상기 무인 비행체 그룹에 연결되어 비행하는 적재 장치가 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 마스터 기체와 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체와 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 단계는, 상기 마스터 기체가, 상기 기준 경로에 기초하여 결정되는 상기 적재 장치의 현재 목표 위치를 식별하는 단계와, 상기 마스터 기체가, 상기 적재 장치로부터 상기 적재 장치의 현재 실제 위치를 수신하는 단계와, 상기 적재 장치의 목표 위치와 상기 적재 장치의 실제 위치 사이의 오차가 임계치 이하가 되도록, 상기 적재 장치에 연결된 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 생성하는 단계는, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 슬레이브 기체에 대하여, 상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 목표 위치를 식별하는 단계 - 상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 목표 위치는, 상기 적재 장치의 현재 목표 위치를 기준으로 한 상대적인 위치로서 특정됨 - ; 및 상기 각각의 슬레이브 기체의 목표 위치와 상기 각각의 슬레이브 기체의 실제 위치 사이의 오차가 임계치 이하가 되도록, 상기 각각의 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가, 상기 적재 장치의 비행 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재함의 비행 상태 정보는, 위성 항법시스템에 따른 상기 적재함의 현재 위치, 가속도, 각속도, 및 자세 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재함의 비행 상태 정보는, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 상기 적재함의 체결 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적재함의 비행 상태 정보는, 상기 무인 비행체 그룹의 각각의 기체를 상기 적재함에 각각 연결하기 위한 연결 부재에 가해지는 힘의 크기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체 및 슬레이브 기체는 서로 동일한 고도에서 비행하도록 제어되고, 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체는 정다각형 형상으로 편대 비행하도록 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체 및 슬레이브 기체는 서로 동일한 고도에서 비행하도록 제어되고, 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체 각각과 상기 적재 장치 사이의 수평 거리가 서로 동일하도록 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체가 제어될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법은, 배송 대상 물품이 적재되는 적재 장치와 각각 연결된 복수의 기체를 포함하는 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 각각의 기체와 연관된 목표 하중을 획득하는 단계와, 상기 마스터 기체가, 상기 적재 장치에 의해 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중을 식별하는 단계와, 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중과 상기 각각의 기체의 목표 하중 사이의 차이가 임계치 이하가 되도록, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 각각의 기체와 연관된 목표 하중은, 상기 배송 대상 물품의 중량과 상기 각각의 기체의 추력 성능에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계와, 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체와 연관된 목표 하중을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계와, 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체의 수직 배치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 기체의 수직 배치를 조정하는 단계는, 상기 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판정된 기체의 고도를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계와, 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체의 수평 배치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 기체의 수평 배치를 조정하는 단계는, 상기 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판정된 기체가 상기 무인 비행체 그룹의 진행 방향을 기준으로 후방에 위치하도록 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들 사이의 상대적인 위치를 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계는, 상기 마스터 기체가, 실제 하중이 목표 하중을 초과하는 제1 기체의 고도를 감소시키는 제어 신호를 상기 제1 기체로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계는, 상기 마스터 기체가, 실제 하중이 목표 하중 미만인 제2 기체의 고도를 증가시키는 제어 신호를 상기 제2 기체로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무인 비행체는, 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부, 물품 적재 장치와 체결되는 연결 부재; 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부, 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 무선 세션을 통해 배송 대상 물품의 이동에 관한 제1 정보 및 상기 배송 대상 물품의 속성에 관한 제2 정보를 수신하고, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여 상기 배송 대상 물품의 배송에 참여할 무인 비행체 그룹을 형성할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무인 비행체는, 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부, 물품 적재 장치와 체결되는 연결 부재, 관제 장치 및 무인 비행체 그룹에 포함된 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부, 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 관제 장치로부터 이동 개시 명령을 수신하고, 동작 모드를 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체를 제어하는 마스터 모드(master mode)로 전환하며, 상기 무선 세션을 통해 상기 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체의 준비 상태 정보를 수신하고, 상기 상태 정보에 기초하여 상기 마스터 기체가 비행 준비 완료를 판정하면, 상기 무선 세션을 통해 상기 관제 장치로 이륙 준비 신호를 전송하며, 상기 관제 장치로부터 이륙 인가 명령을 수신하는 것에 응답하여, 상기 무선 세션을 통해 상기 슬레이브 기체로 이륙 인가 명령을 전송할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무인 비행체는, 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부, 무인 비행체 그룹에 포함된 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부, 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 물품의 배송을 위한 기준 경로를 획득하고, 상기 무인 비행체에 의해 이송되는 물품 적재 장치가 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체와 슬레이브 기체의 비행을 제어할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무인 비행체는, 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부, 상기 무인 비행체에 의해 이송되는 물품 적재 장치에 의해 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정부, 무인 비행체 그룹에 포함된 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부, 및 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 연관된 목표 하중을 획득하고, 상기 무선 통신부를 통하여 상기 적재 장치에 의해 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중에 관한 정보를 수신하며, 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중과 상기 각각의 기체의 목표 하중 사이의 차이가 임계치 이하가 되도록, 상기 무인 비행체 그룹을 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 적재 장치에 적재된 물품을 출발지로부터 목적지까지 운송하는 예시적인 모습을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6은 도 4를 참조하여 설명한 실시예에서 참조되는 물품 이동 및 속성에 관한 정보의 유형을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 도 4를 참조하여 설명한 방법의 여러 단계들 중에, 배송에 참여할 무인 비행체를 선정하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 도 7를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 복수의 무인 비행체들의 이용 가능 여부를 판정하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 9는, 도 7를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 이용 가능한 무인 비행체들 중 그룹에 포함될 무인 비행체를 선정하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10은, 도 7를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 무인 비행체 그룹 형성 실패시에 수행될 수 있는 동작들을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 도 7를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 그룹에 포함된 무인 비행체들 중 마스터 기체와 슬레이브 기체를 선정하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 13은 도 12를 참조하여 설명된 실시예에 따라, 관제 서버, 마스터 기체, 슬레이브 기체, 적재 장치가 주고받는 정보와 제어 신호를 설명하기 위한 시퀀스 다이어그램이다.
도 14는, 도 12를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 마스터 기체가 무인 비행체 그룹의 비행을 제어하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 15는, 도 14를 참조하여 설명된 실시예에 따라, 마스터 기체, 슬레이브 기체, 적재 장치가 주고받는 정보와 제어 신호를 설명하기 위한 시퀀스 다이어그램이다.
도 16는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 17 및 도 18은 도 16을 참조하여 설명한 실시예에서, 배송 대상 물품이 적재된 적재 장치가 계획된 기준 경로를 따라 이동하도록 제어하는 단계를 설명하기 위한 참조 도면이다.
도 19는, 도 17을 참조하여 설명한 여러 단계들 중 일부를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 20은, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹 및 적재 장치의 예시적인 수평 및 수직 배치를 나타낸 도면이다.
도 21은, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹 및 적재 장치의 다양한 수평 배치 모습을 나타낸 도면이다.
도 22는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체들의 위치가 지정되는 방법을 설명하기 위한 참조 도면이다.
도 23은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체들의 위치가 조정되는 방법을 설명하기 위한 참조 도면이다.
도 24는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 25는, 도 24를 참조하여 설명한 여러 단계들 중에, 마스터 기체가 하중 정보 또는 배터리 잔량 정보에 기초하여 무인 비행체 그룹의 비행을 제어하는 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 26은, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 마스터 기체가 하중 정보 또는 배터리 잔량 정보에 기초하여, 기체의 수직 배치를 조정하는 예시적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 27은, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 마스터 기체가 하중 정보 또는 배터리 잔량 정보에 기초하여, 기체의 수평 배치를 조정하는 예시적인 모습을 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무인 비행체의 블록 구성도이다.
도 29은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 적재 장치의 블록 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 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 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배송 시스템의 구성을 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 적재 장치에 적재된 물품을 출발지로부터 목적지까지 운송하는 예시적인 모습을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 배송 시스템은 관제 서버(1), 무인 비행체 그룹(2)을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 몇몇 실시예에서 상기 배송 시스템은 무인 비행체 그룹(2)에 연결되어 무인 비행체 그룹(2)에 의해 공중에서 견인되는 적재 장치(30)를 더 포함할 수 있다. 이러한 구성요소 각각은 네트워크를 통해서 서로 통신할 수 있다. 상기 네트워크는 이동통신망과 유선 통신망을 포함하며, 관제 서버(1), 무인 비행체 그룹(2), 및 적재 장치(30) 간의 통신을 지원할 수 있다. 또한 상기 네트워크는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체들(21, 22-1 내지 22-3) 사이의 통신을 지원할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2) 및 적재 장치(30)와 관제 서버(1) 사이는 원거리 통신망(예컨대 3G, LTE, 5G 등 이동통신망)에 의해 연결될 수 있으며, 무인 비행체 그룹(2)에 속한 무인 비행체들 사이는 근거리 통신망(예컨대 WiFi, 블루투스, UWB 등)에 의해 연결될 수 있고, 무인 비행체 그룹(2)에 속한 무인 비행체들과 적재 장치(30) 사이는 근거리 통신망 또는 유선 통신망에 의해 연결될 수 있다.
관제 서버(1)는 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹(2)을 관제하는 서버로서, 관제 서버(1)는 출발지, 목적지, 이동 경로 등 이동에 관한 제1 정보와, 배송 대상 물품의 중량, 크기, 형상, 가격, 취급주의에 해당하는지 여부 등에 대한 제2 정보를 상기 무인 비행체 그룹(2)에 제공할 수 있다. 또한, 관제 서버(1)는 무인 비행체 그룹(2) 및/또는 적재 장치(30)로부터 위치 정보를 수신하여, 무인 비행체 그룹(2)이 지정된 경로로 이동하고 있는지 여부를 모니터링할 수도 있다. 또한, 관제 서버(1)는 무인 비행체 그룹(2) 및/또는 적재 장치(30)로부터 무인 비행체 그룹(2)과 적재 장치(30) 사이의 체결 상태와 상기 체결에 의해 가해지는 하중에 관한 정보를 수신하여, 무인 비행체 그룹(2)이 배송 대상 물품을 정상적으로 운송 중인지 여부를 모니터링할 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)은, 관제 서버(1)의 지원을 받아서, 출발지(202)에서 배송 대상 물품이 적재된 적재 장치와 연결되고, 비행을 개시하여 이동 경로(201)를 따라 비행하며, 목적지(203)에 도달한 후에, 배송 대상 물품을 하역할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 무인 비행체(마스터 기체 및 슬레이브 기체)는 배송 대상 물품을 자동으로 운송하는 비행 장치로서, 프로펠러와 같은 하나 이상의 추력 발생 수단을 구비하고, 상기 추력 발생 수단을 이용하여 공중으로 비행할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 무인 비행체는 적재 장치 체결부를 구비할 수 있고, 케이블 등의 연결 부재를 통해 적재 장치(30)와 연결되어, 배송 대상 물품이 적재된 적재 장치(30)를 공중에서 공동으로 견인할 수 있다.
각각의 무인 비행체는, GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 위치 측정에 이용되는 다수의 인공위성 신호(일명, GPS 신호)를 수신하는 위성신호 수신기, 무인 비행체의 가속도, 각속도, 자세(roll, pitch, yaw) 및 적재 장치에 의해 적재 장치 체결부에 가해지는 하중을 측정하는 센서들을 포함한 센싱부를 구비할 수 있다. 무인 비행체는, 위성신호 수신기 및 센싱부에 의해 감지된 정보를 다른 무인 비행체 또는 관제 서버(1)에 전송하거나, 감지된 정보에 기초하여 자신의 비행을 제어할 수 있다.
각각의 무인 비행체는 무선 통신부를 구비하며, 이를 통해 다른 무인 비행체, 적재 장치(30), 및/또는 관제 서버(1)와 통신할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 무인 비행체는 원거리 통신을 위한 제1 통신 모듈 및 근거리 통신을 위한 제2 통신 모듈을 구비할 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)은 둘 이상의 무인 비행체를 포함하도록 구성될 수 있다. 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 무인 비행체들 중 적어도 하나는 마스터 기체(21)로서의 역할을 수행할 수 있고, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 무인 비행체들 중 나머지는 슬레이브 기체(22-1 내지 22-3, 이하 참조번호 22로 통칭함)로서의 역할을 수행할 수 있다. 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)는 서로 협업하여, 배송 대상 물품을 출발지로부터 목적지까지 공동으로 운송하는데 참여할 수 있다.
여기서 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)는 물품 배송을 위해 함께 비행하는 도중에 관제 서버(1)로부터의 관제 신호를 수신하는지 여부에 있어서 차이점을 가질 수 있다. 물품 배송을 위한 비행 중에 마스터 기체(21)는 관제 서버(1)로부터의 제어 신호를 수신하여 처리하며, 처리 결과에 따른 제어 신호를 슬레이브 기체(22)로 제공하여 슬레이브 기체(22)를 제어하도록 구성될 수 있다. 물품 배송을 위한 비행 중에 슬레이브 기체(22)는 관제 서버(1)로부터의 제어 신호를 수신하지 않고, 마스터 기체(21)의 제어 신호만을 수신하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 물품 배송을 위해 함께 비행하는 도중에 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)는 자신의 비행 상태에 관한 정보를 관제 서버(1)로 송신할 수 있다.
적재 장치(30)는 내부에 배송 대상 물품을 적재할 수 있는 적재함을 구비한 기구일 수 있다.
적재 장치(30)는 무인 비행체 체결부를 구비할 수 있고, 상기 체결부에 착탈되는 케이블 등의 연결 부재를 통해 하나 이상의 무인 비행체와 연결되어, 무인 비행체의 추력 및 견인력에 의해 공중에서 운송될 수 있다.
적재 장치(30)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 위치 측정에 이용되는 신호를 수신하는 위성신호 수신기를 구비할 수 있다. 또한 적재 장치(30)는 자신의 가속도, 각속도, 자세(roll, pitch, yaw) 등을 측정하는 센서와 각각의 무인 비행체들과 연결되는 무인 비행체 체결부에 각각 가해지는 하중을 감지하는 센서 등을 포함한 센싱부를 구비할 수 있다.
적재 장치(30)는 무선 통신부 또는 유선통신부를 구비하며, 위성신호 수신기 및 센싱부에 의해 감지된 정보를 무선/유선통신부를 통해 무인 비행체 또는 관제 서버(1)에 전송할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적재 장치(30)는 원거리 통신을 위한 제1 통신 모듈 및 근거리 통신을 위한 제2 통신 모듈을 구비할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)를 로 구성된 무인 비행체 그룹(2)이 서로 협업하여, 단일한 배송 대상 물품을 출발지(202)로부터 목적지(203)까지 운송할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 다수의 무인 비행체가 그룹을 형성하여 서로 협업하여 단일 물품을 운송하므로, 하나의 무인 비행체가 단독으로 물품을 운송하는 경우보다 더 큰 중량의 물품을 운송할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 따르면, 다수의 무인 비행체가 그룹을 형성하여 단일 물품을 운송하므로, 고중량의 물품을 단독으로 운송 가능한 대형 무인 비행체를 운용하는 경우에 발생할 수 있는 여러가지 이슈들, 예컨대 대형 무인 비행체의 개발 및 운영 비용, 과도한 소음 및 사고시 피해 우려 등이 저감될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 일단 물품 배송을 위한 비행이 개시된 후 관제 서버(1)는 무인 비행체 그룹(2) 중 슬레이브 기체(22)에는 제어 신호를 전송할 필요 없이, 마스터 기체(21)에만 제어 신호를 전송하면 충분하므로, 다수의 무인 비행체를 중앙 집중식으로 조율하고 관제하기 위한 통신 트래픽이 절감되고, 관제를 위해 요구되는 하드웨어의 증설 또는 인력의 충원 요구가 감소할 수 있게 된다.
이하에서는 도 3을 참조하여 상기 배송 시스템에 포함된 무인 비행체 그룹(2)에 의해 수행될 수 있는 물품 배송 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 협업하는 무인 비행체 그룹(2)을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다.
도 3을 참조하면, 먼저 단계(S1)에서 물품의 배송을 위해 협업할 무인 비행체 그룹(2)이 형성될 수 있다.
배송 대상 물품의 출발지, 목적지, 이동 경로 등과 배송 대상 물품의 중량, 크기, 형상 등에 적합한 둘 이상의 무인 비행체가 선정되어, 배송에 참여할 무인 비행체 그룹(2)으로서 구성될 수 있다. 무인 비행체 그룹(2)은 적어도 하나의 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)를 포함하도록 구성될 수 있다. 무인 비행체 그룹(2)의 형성에 관해서는 도 4 내지 도 11을 참조하여 보다 자세히 후술하기로 한다.
이어서 단계(S2)에서는, 무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차가 수행될 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차는 관제 서버(1), 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30) 간의 신호 교환을 수반할 수 있다. 상기 신호는, 각 기체(21, 22) 또는 적재 장치(30)의 상태를 나타내거나, 각 기체 또는 장치에 내려질 명령을 포함하는 것일 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차는 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 동작 모드 전환을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비행 개시 절차가 진행되는 동안에, 마스터 기체(21)는 단독 모드(standalone mode)로부터, 슬레이브 기체를 제어하는 마스터 모드(master mode)로 전환될 수 있다. 또한 비행 개시 절차가 진행되는 동안에, 슬레이브 기체(22)는 단독 모드(standalone mode)로부터, 마스터 기체의 제어를 받는 슬레이브 모드(slave mode)로 전환될 수 있다. 슬레이브 모드로 전환된 슬레이브 기체(22)는 적어도 무인 비행체 그룹(2)에 소속되어 물품을 배송하는 비행이 진행되는 도중에는 관제 서버(1)의 제어를 받지 않고 마스터 기체(21)의 제어를 받도록 구성될 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차의 수행에 관해서는 도 12 내지 도 15를 참조하여 보다 자세히 후술하기로 한다.
이어서 단계(S3)에서는, 무인 비행체 그룹(2)의 비행이 개시되고 비행 중 제어 절차가 수행될 수 있다.
비행 중 제어 절차는, 예컨대 적재 장치(30)의 위치, 무인 비행체 그룹(2)의 위치, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및 각각의 슬레이브 기체(22-1 내지 22-3)의 위치 등을 목표 위치에 맞추어 조절하는 동작을 포함할 수 있다. 다시 말해, 적재 장치(30)의 위치, 무인 비행체 그룹(2)의 위치, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체가 계획된 이동 경로를 따르도록 제어하는 동작이 비행 중 제어 절차에 포함될 수 있다. 이에 대해서는 도 16 내지 도 23을 참조하여 보다 자세히 후술하기로 한다.
또한 비행 중 제어 절차는, 적재 장치(30)에 의해 각각의 기체들에 가해지는 하중을 적절하게 유지 또는 조정하기 위한 동작을 포함할 수 있다. 예컨대, 적재 장치(30)에 적재된 물품에 의해 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 특정 기체에 가해질 것으로 예정된 목표 하중과, 비행 중의 특정 시점에 해당 기체에 가해지는 하중이 가급적 일치하도록, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체의 비행이 제어될 수 있다. 이에 대해서는 도 24 내지 도 27을 참조하여 보다 자세히 후술하기로 한다.
마지막으로 단계(S4)에서는, 무인 비행체 그룹(2)이 목적지(203)에 도달한 후의 비행 종료 절차가 수행될 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)의 비행 종료 절차는 관제 서버(1), 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30) 간의 신호 교환을 수반할 수 있다. 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30) 중 적어도 일부는 관제 서버(1)로 목적지 도착 완료를 알리는 신호를 전송할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30) 각각이 관제 서버(1)에게 상기 신호를 전송하고, 관제 서버(1)가 이를 확인함으로써, 배송 대상 물품이 목적지(203)에 도착하였는지 여부를 보다 정확히 확인할 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)의 비행 종료 절차는 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 동작 모드 전환을 포함할 수 있다. 목적지(203)에 도착하여 비행이 종료되면, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 동작 모드는 모두 단독 모드로 전환될 수 있으며, 무인 비행체 그룹(2)이 해산될 수 있다. 단독 모드에서 각각의 무인 비행체들은 관제 서버(1)와 제어 신호를 주고받으면서 자율적으로 비행할 수 있다.
지금까지 도 3을 참조하여 도 1에 도시된 배송 시스템에 의한 포함된 물품 배송 방법의 전체적인 흐름을 설명하였다. 이하에서는 도 4 내지 도 27을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 물품 배송 방법을 보다 자세히 설명한다.
먼저 도 4 내지 도 11을 참조하여 무인 비행체 그룹(2)의 형성 방법에 관한 실시예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹(2)을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다. 보다 구체적으로, 도 4를 참조하여 이하에서 설명될 실시예는, 다수의 무인 비행체들이 협업하여 물품을 배송하기 위하여 그룹을 형성하는 과정에 이용될 수 있다. 그러한 관점에서 본 실시예는, 도 3을 참조하여 설명된 실시예의 단계(S1)에 대응되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 본 실시예에 따른 방법은 예컨대 관제 서버(1)에 의해 수행될 수 있으나, 관제 서버(1)가 아닌 다른 장치에 의해 수행될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 먼저 단계(S11)에서는 배송 대상 물품의 이동에 관한 제1 정보가 식별된다. 배송 대상 물품의 이동에 관한 제1 정보는 관제 서버(1)가 외부로부터 획득하거나, 관제 서버(1)에 이미 저장되어 있는 정보를 관제 서버(1)가 무인 비행체에게 제공할 수 있다. 도 5는 상기 제1 정보로서 간주될 수 있는 정보의 예시적인 유형들을 도시한 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 정보에는 물품 배송의 출발지의 위치에 관한 정보, 물품 배송의 목적지의 위치에 관한 정보, 물품 배송 과정의 이동 경로에 관한 정보, 이동 경로에 따른 이동 거리에 관한 정보 등이 포함될 수 있다. 여기서 출발지 및 목적지의 위치에 관한 정보는 위성 항법 시스템에 따른 위도 및 경도, 또는 행정구역 명칭이나 주소 등 위치를 나타내기 위하여 통상적으로 사용되는 방식으로 표현된 것일 수 있다.
단계(S12)에서는 배송 대상 물품의 속성에 관한 제2 정보가 식별된다. 배송 대상 물품의 속성에 관한 제2 정보는 관제 서버(1)가 외부로부터 획득하거나, 관제 서버(1)에 이미 저장되어 있는 정보를 관제 서버(1)가 무인 비행체에게 제공할 수 있다. 도 6은 상기 제2 정보로서 간주될 수 있는 정보의 예시적인 유형들을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제2 정보에는 배송 대상 물품의 중량, 물품의 크기(폭, 너비, 깊이 등), 물품의 형상, 물품의 가액, 물품이 취급주의에 해당하는지 여부 등에 관한 정보가 포함될 수 있다.
도 4에는 단계(S11) 이후에 단계(S12)가 수행되는 것으로 도시되었으나, 본 발명의 실시예들이 그러한 순서로 한정되는 것은 아니며, 단계(S11)와 단계(S12)가 수행되는 선후에는 제한이 없다.
이어서 단계(S13)에서는 상기 제1 정보 및 제2 정보 중 적어도 일부에 부분적으로 기초하여, 배송 대상 물품의 배송에 참여할 무인 비행체 그룹(2)이 형성될 수 있다. 단계(S13)에 대해서는 도 7 내지 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 단계(S131)에서는 공동 협업 배송에 참여할 수 있는 것으로 사전에 지정된 무인 비행체 풀(pool)에 포함된 기체들을 대상으로, 현재 이용 가능 여부가 판정되고, 단계(S132)에서는 현재 이용 가능한 무인 비행체들 중에 무인 비행체 그룹(2)에 포함될 비행체들이 선정되며, 단계(S134)에서는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 비행체들 중에 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)가 선정될 수 있다. 여기서 단계(S132)에서 현재 이용 가능한 무인 비행체들 중에 무인 비행체 그룹(2)을 형성할 수 있는 비행체들이 발견되지 못한다면, 단계(S133)에서는 소정의 조치를 취한 후 무인 비행체 그룹(2)의 형성을 재시도할 수 있다.
도 8을 참조하여, 무인 비행체 풀에 포함된 기체들을 대상으로, 현재 이용 가능 여부를 판정하는 동작에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 8에 도시된 단계들은 도 7의 단계(S131)에 수행되는 동작들에 대응되는 것으로 이해될 수 있다.
도 8을 참조하면, 단계(S1311)에서 무인 비행체 풀에 포함된 각각의 무인 비행체가 현재 다른 배송 작업에 참여 중인지 판정되고, 현재 다른 배송 작업에 참여 중인 무인 비행체는 무인 비행체 그룹(2) 형성을 위한 고려 대상에서 제외될 수 있다.
단계(S1312)에서는 무인 비행체 풀에 포함된 각각의 무인 비행체의 현재 위치와 배송 출발지의 위치 사이의 거리가 판정되고, 상기 거리가 소정의 임계치를 초과하는 무인 비행체는 무인 비행체 그룹(2) 형성을 위한 고려 대상에서 제외될 수 있다. 다시 말해 배송 출발지로부터 너무 멀리 떨어진 곳에 있는 무인 비행체는 그룹 형성을 위한 고려 대상에서 제외될 수 있다.
단계(S1313)에서는 무인 비행체 풀에 포함된 각각의 무인 비행체의 배터리 잔량과 그에 따른 비행 가능 거리가 식별될 수 있다. 무인 비행체 풀에 포함된 무인 비행체들은 각각 서로 다른 하드웨어 스펙을 가질 수 있으며, 단위 비행 거리 당 소모하는 배터리의 용량 또한 서로 상이할 수 있다. 단계(S1313)에서는, 예를 들어 관제 서버(1)가 각각의 무인 비행체로부터 배터리 잔량에 관한 정보를 수신하여 이로부터 각각의 비행 가능 거리를 산출하거나, 또는 각각의 무인 비행체로부터 비행 가능 거리를 수신함으로써, 각각의 무인 비행체의 배터리 잔량을 고려하여 예상되는 비행 가능 거리가 식별될 수 있다.
상기 비행 가능 거리가, 배송 출발지로부터 배송 목적지까지 이동을 위해 필요한 비행 거리 미만인 무인 비행체는 무인 비행체 그룹(2) 형성을 위한 고려 대상에서 제외될 수 있다.
단계(S1314)에서는 무인 비행체 풀에 포함된 각각의 무인 비행체에 대하여, 적재 가능 하중이 식별될 수 있다. 무인 비행체 풀에 포함된 무인 비행체들은 각각 서로 다른 하드웨어 스펙을 가질 수 있으며, 적재물을 들어 올리기 위한 추력의 크기와, 적재물을 들어 올린 채 이동 가능한 시간 등이 상이할 수 있다. 이러한 요인에 기반하여, 각각의 무인 비행체의 적재 가능 하중은 서로 상이할 수 있다. 단계(S1314)에서는, 예를 들어 관제 서버(1)가 각각의 무인 비행체로부터 적재 가능 하중에 관한 정보를 수신함으로써, 각각의 무인 비행체의 적재 가능 하중이 식별될 수 있다. 각각의 무인 비행체에 대해 식별된 적재 가능 하중은 향후 무인 비행체 그룹(2)에 포함될 기체가 선정되는 과정에서 이용될 수 있다.
한편, 전술한 동작들이 반드시 도 8에 도시된 순서로 수행되는 것은 아니며, 단계(S1311 내지 S1314)가 도 8에 도시된 것과 상이한 순서로 수행되거나 또는 실질적으로 동시에 수행될 수 있음에 유의한다.
이하에서는, 도 9를 참조하여, 현재 이용 가능한 무인 비행체들 중에 무인 비행체 그룹(2)에 포함될 비행체들이 선정되는 동작에 대해 보다 자세히 설명한다. 도 9에 도시된 단계들은 도 7의 단계(S132)에 수행되는 동작들에 대응되는 것으로 이해될 수 있다.
도 9를 참조하면, 먼저 단계(S1321)에서는 배송 대상 물품의 배송을 위해 필요한 이동 거리가 식별될 수 있다. 상기 이동 거리는 예컨대 단계(S11)에서 식별된 제1 정보로부터 획득될 수 있다.
단계(S1322)에서는, 전술한 단계(S1313)에서 식별된 각 무인 비행체의 비행 가능 거리에 기초하여, 배송을 위해 필요한 이동 거리 이상을 비행할 수 있는 무인 비행체들을 선정한다.
단계(S1323)에서는, 배송 대상 물품의 중량이 식별될 수 있다. 상기 중량은 예컨대 단계(S12)에서 식별된 제2 정보로부터 획득될 수 있다.
단계(S1324)에서는, 전술한 단계(S1314)에서 식별된 각 무인 비행체의 적재 가능 하중 정보에 기초하여, 배송에 참여할 무인 비행체의 적재 가능 하중의 총합이 배송 대상 물품의 중량 이상이 되도록 하는 무인 비행체들의 조합이 결정될 수 있다. 예를 들어, 배송 대상 물품의 중량이 50kg인 경우, 적재 가능 중량이 각각 22kg, 15kg, 15kg, 8kg인 무인 비행체들이 선정되어, 총 60kg을 적재 가능한 무인 비행체 그룹(2)이 형성될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 배송 대상 물품의 중량이 100kg인 경우, 적재 가능 중량이 각각 22kg, 22kg, 15kg, 15kg, 15kg, 10kg, 5kg인 무인 비행체들이 선정되어, 총 104kg을 적재 가능한 무인 비행체 그룹(2)이 형성될 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 위 동작들은, 도 9에 도시된 순서와 다른 순서로 수행될 수도 있다.
이하에서는, 도 10을 참조하여, 단계(S132)에서 현재 이용 가능한 무인 비행체들 중에 무인 비행체 그룹(2)을 형성할 수 있는 비행체들이 발견되지 못할 경우에 수행될 수 있는 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 10에 도시된 단계들은 도 7의 단계(S133)에 수행되는 동작들에 대응되는 것으로 이해될 수 있다.
도 10을 참조하면, 먼저 단계(S1331)에서는 현재 이용 가능한 무인 비행체들 중에 무인 비행체 그룹(2)을 형성할 수 있는 비행체들이 발견되지 못하여 무인 비행체 그룹(2)의 형성에 실패하였는지 여부가 판정될 수 있다.
만약 무인 비행체 그룹(2) 형성에 실패하였다고 판정되는 경우, 단계(S1332 및 S1333) 및/또는 단계(S1334 및 S1335)가 수행될 수 있다.
단계(S1332 및 S1333)에서는 사전 설정된 시간 동안 무인 비행체 그룹(2)의 형성을 보류하면서 대기한 후에, 전술한 단계(S131)로 되돌아 가서, 무인 비행체 풀에 포함된 각각의 무인 비행체에 대하여 이용 가능 여부를 다시 판정할 수 있다.
단계(S1334 및 S1335)에서는 현재 이용 가능하지 않으나 소정의 시간 이내에 이용 가능해질 것으로 예정된 무인 비행체들을 식별하고, 단계(S132)로 돌아가서 위와 같이 식별된 무인 비행체들을 포함하여 무인 비행체 그룹(2) 형성을 재시도할 수 있다. 여기서, 현재 이용 가능하지 않으나 소정의 시간 이내에 이용 가능해질 것으로 예정된 무인 비행체들이란, 예컨대 현재 배터리 잔량이 충분하지 않으나 현재 충전 중인 무인 비행체, 현재 다른 배송 작업에 참여하고 있으나 소정의 시간 이내에 해당 배송 작업이 완료될 예정인 무인 비행체, 현재 배송 출발지와의 거리가 임계치를 초과하지만, 소정의 시간 이내에 배송 출발지 근처에 도달할 것으로 예상되는 무인 비행체 등일 수 있다.
이하에서는, 도 11을 참조하여, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 비행체들 중에 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)가 선정되는 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 11에 도시된 단계들은 도 7의 단계(S134)에 수행되는 동작들에 대응되는 것으로 이해될 수 있다.
전술한 바와 같이, 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)는 물품 배송을 위해 함께 비행하는 도중에 관제 서버(1)로부터의 관제 신호를 수신하는지 여부에 따라 구분될 수 있다. 마스터 기체(21)는 관제 서버(1)로부터의 제어 신호를 수신하여 처리하며, 처리 결과에 따른 제어 신호를 슬레이브 기체(22)로 제공하여 슬레이브 기체(22)를 제어하도록 구성될 수 있다. 슬레이브 기체(22)는 관제 서버(1)로부터의 제어 신호를 수신하지 않고, 마스터 기체(21)의 제어 신호만을 수신하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 비행체들이 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)로 구분되어 동작함으로써, 관제 서버(1)가 모든 기체들을 관제하지 않아도 되므로, 관제 서버(1)의 관제 부담이 크게 경감될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 11을 참조하여 설명될 동작들은, 관제 서버(1)에 의해 수행될 수 있다. 다른 몇몇 실시예에서 이들 동작들은 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 무인 비행체 또는 그 중 일부에 의해서 수행될 수도 있다.
먼저 단계(S1341)에서는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들의 하드웨어 성능 정보가 식별될 수 있다. 각각의 기체들의 하드웨어 성능 정보는 관제 서버(1)에 저장된 정보가 이용되거나, 각각의 기체들로부터 제공될 수 있다.
단계(S1342)에서는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들의 현재 위치와, 배송 대상 물품의 현재 위치 사이의 거리가 식별될 수 있다.
단계(S1343)에서는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들이 위성 항법 시스템 신호를 수신한 시각이 식별될 수 있다.
단계(S1344)에서는 단계(S1341) 내지 단계(S1343)에서 식별된 정보 중 적어도 일부에 기초하여, 마스터 기체(21)의 역할을 수행할 기체가 선정될 수 있다.
예를 들어, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들 중에 하드웨어 성능이 가장 뛰어난 기체가 마스터 기체(21)로 선정될 수 있다. 마스터 기체(21)는 관제 서버(1)와의 통신 및 신호 처리와, 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)과의 통신 및 신호 처리를 모두 수행할 필요가 있다. 이러한 작업에는 상당한 처리량과 처리 능력이 요구되므로, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들 중에 하드웨어 성능이 가장 뛰어난 기체가 마스터 기체(21)로 선정될 수 있다.
만약 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들의 하드웨어 성능이 유사하다면, 다른 기준들이 추가로 고려될 수 있다. 예를 들어, 배송 대상 물품과의 거리가 가장 가까운 기체, 가장 먼저 기동하여 위성 항법 시스템 신호를 가장 먼저 수신한 기체 등이 마스터 기체(21)로서 선정될 수 있다.
한편, 전술한 동작들이 반드시 도 11에 도시된 순서로 수행되는 것은 아니며, 단계(S1341 내지 S1343)가 도 11에 도시된 것과 상이한 순서로 수행되거나 또는 실질적으로 동시에 수행될 수 있음에 유의한다.
지금까지 도 4 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 그룹(2) 형성 방법에 관하여 설명하였다. 본 실시예에 따르면, 공동 협업 배송에 참여할 수 있는 대상으로 사전에 지정된 무인 비행체 풀(pool)에 포함된 기체들을 대상으로, 배송 대상 물품의 중량 등 물품의 속성과 배송을 위해 필요한 이동 거리 등을 고려하여, 공동 협업 배송에 적합한 무인 비행체 그룹(2) 이 형성될 수 있다. 또한 본 실시예에 따르면, 현재 무인 비행체 그룹(2)의 형성에 충분한 무인 비행체가 발견되지 않아서 무인 비행체 그룹(2)의 형성에 실패하더라도, 소정의 조치가 취해진 후 무인 비행체 그룹(2) 형성이 다시 시도될 수 있다. 또한 본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 무인 비행체들의 하드웨어 성능, 현재 위치 등을 고려하여, 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)가 결정될 수 있다.
이하에서는 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차에 관하여 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹(2)을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다. 보다 구체적으로, 도 12를 참조하여 이하에서 설명될 실시예는, 다수의 무인 비행체들로 형성된 무인 비행체 그룹(2)이 비행 개시를 위해 준비하는 과정에 이용될 수 있다. 그러한 관점에서 본 실시예는, 도 3을 참조하여 설명된 실시예의 단계(S2)에 대응되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 본 실시예에 따른 방법은 예컨대 관제 서버(1), 마스터 기체(21), 슬레이브 기체들(22), 및 적재 장치(30)의 상호 작용을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 먼저 단계(S21)에서는 관제 서버(1) 등 관제 장치가 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들로부터 그룹 구성에 관한 정보를 수신하고, 그 일치 여부를 판정할 수 있다. 도 4 등을 참조하여 앞서 설명한 무인 비행체 그룹(2)의 형성 과정을 수행하고 나면, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및 각각의 슬레이브 기체들 각각이, 무인 비행체 그룹(2)의 구성 정보를 보유할 수 있다. 단계(S21)에서는 각각의 기체들이 보유한 그룹 구성 정보를 관제 서버(1)가 수신하고, 각각의 기체가 보유한 그룹 구성 정보에 상이함이 없는지 여부를 판정할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 관제 서버(1)는 단계(S21)에서 적재 장치(30)의 적재 상태를 판정할 수 있다. 적재 장치(30)에 배송 대상 물품이 제대로 적재되었는지 여부, 적재 장치(30)가 무인 비행체 그룹(2)의 각 기체에 올바로 체결되었는지 여부 등이 관제 서버(1)에 의해 판정될 수 있다.
단계(S21)에서 그룹 구성 정보 및/또는 적재 장치(30)의 적재 상태에 이상이 없다면, 단계(S22)에서는 관제 서버(1) 등 관제 장치가 무인 비행체 그룹(2)에 이동 개시 명령을 송신할 수 있다.
단계(S23)에서는 무인 비행체 그룹(2)의 각 기체가 관제 서버(1)의 이동 개시 명령을 수신하고, 단계(S24)에서는 무인 비행체 그룹(2)의 각 기체의 동작 모드가 전환될 수 있다. 구체적으로, 마스터 기체(21)의 동작 모드는 단독 모드로부터 마스터 모드로 전환될 수 있다. 또한 슬레이브 기체(22)는 단독 모드로부터 슬레이브 모드로 전환될 수 있다. 슬레이브 모드로 전환된 슬레이브 기체(22)는 적어도 무인 비행체 그룹(2)에 소속되어 물품을 배송하는 비행이 진행되는 도중에는 관제 서버(1)의 제어를 받지 않고 마스터 기체(21)의 제어를 받을 수 있다.
단계(S25)에서는 마스터 기체(21)가 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)의 준비 상태 정보 및 적재 장치(30)의 상태 정보 등을 수신할 수 있다.
구체적으로, 마스터 기체(21)는 각각의 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)의 비행 준비 상태 정보를 수신할 수 있다. 상기 비행 준비 상태 정보는, 각각의 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)의 하드웨어 성능, 현재 위치, 배터리 잔량 및 그에 따른 예상 비행 가능 거리, 추력 성능, 적재 가능한 최대 하중, 현재 적재 장치와 연결되었는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있다.
또한, 마스터 기체(21)는 적재 장치(30)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 상기 상태 정보는, 적재 장치(30)의 현재 위치, 적재된 물품의 중량, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체들과 연결되었는지 여부 등의 정보를 포함할 수 있다.
단계(S25)에서 수신한 정보에 기초하여, 마스터 기체(21)는 단계(S26)에서 무인 비행체 그룹(2)의 비행 준비가 완료되었는지 여부를 판정하고, 비행 준비 완료로 판단되면 관제 서버(1) 등 관제 장치로 이륙 준비가 완료되었음을 나타내는 신호를 전송한다.
이를 수신한 관제 서버(1) 등 관제 장치는, 현재 항로의 상황 등을 고려하여 무인 비행체 그룹(2)이 비행을 개시할 시점을 판정하고, 비행의 개시가 적절할 경우 마스터 기체(21) 또는 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)에게 이륙 인가 명령을 전송한다.
단계(S27)에서 마스터 기체(21)가 관제 서버(1)로부터 이륙 인가 명령을 수신하면, 마스터 기체(21)는 각각의 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)에게 이륙 인가 명령을 전송한다.
단계(S28)에서, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)을 포함하는 무인 비행체 그룹(2)은 비행을 개시할 수 있다.
배송 출발지로부터 목적지까지의 비행이 개시되고 나면, 마스터 기체(21)는 슬레이브 기체(22) 및 적재 장치(30)의 상태에 기초하여, 비행 중 제어 절차들을 주기적으로 수행할 수 있다(S29). 이에 대해서는 후술한다.
도 13은 도 12를 참조하여 설명한 무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 준비 절차 중에, 관제 서버(1), 마스터 기체(21), 슬레이브 기체들(22), 및 적재 장치(30)가 순차적으로 상호 교환하는 메시지 및/또는 신호에 관하여 설명하기 위한 보조 도면이다.
도 13을 참조하면, 먼저 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)가 보유한 무인 비행체 그룹 구성 정보가 관제 서버(1)로 전달되고, 관제 서버(1)는 각 기체의 그룹 구성 정보가 서로 일치하는지 판정할 수 있다(S21).
관제 서버(1)는 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)로 이동 개시 명령을 전송할 수 있다(S22). 다른 몇몇 실시예에서 관제 서버(1)는 마스터 기체(21)에게만 이동 개시 명령을 전송할 수도 있으며, 이 경우 마스터 기체(21)는 이동 개시 명령을 슬레이브 기체들(22)에게 전달할 수 있다.
이동 개시 명령을 수신한 마스터 기체(21)는, 자신의 동작 모드를 단독 모드로부터 마스터 모드로 전환할 수 있다(S24). 또한, 이동 개시 명령을 수신한 슬레이브 기체(22)는, 자신의 동작 모드를 단독 모드로부터 슬레이브 모드로 전환할 수 있다(S24).
이어서 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30)는 각각 비행을 위한 상태 점검을 수행할 수 있고(S241 내지 S243), 슬레이브 기체(22)와 적재 장치(30)는 자신의 상태에 관한 정보를 마스터 기체(21)로 전송할 수 있다(S251 및 S252).
마스터 기체(21)는, 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30)의 상태 정보에 기초하여, 무인 비행체 그룹(2)의 비행 준비가 완료되었는지 여부를 판정하고(S261), 비행 준비 완료로 판단되면 관제 서버(1)로 이륙 준비가 완료되었음을 나타내는 신호를 전송한다(S262).
관제 서버(1)는 항로의 상황 등을 고려하여 무인 비행체 그룹(2)의 비행의 개시가 적절할 경우, 마스터 기체(21)에게 이륙 인가 명령을 전송할 수 있다(S263). 이를 수신한 마스터 기체(21)는 슬레이브 기체들(22)에게 이륙 인가 명령을 전달할 수 있다(S27).
이륙 인가 명령을 수신한 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22)은 공중으로 이륙하고, 배송 목적지로의 비행을 개시할 수 있다(S28).
도 14는 배송 출발지로부터 목적지까지의 비행이 개시되고 난 후, 무인 비행체 그룹(2)의 비행을 제어하는 예시적인 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 14에 도시된 단계들은 도 13의 단계(S29)에 포함되는 것으로 이해될 수 있다.
마스터 기체(21)는 비행 중 필요한 시점에 또는 일정한 시간 간격을 두고, 무인 비행체 그룹(2)의 상태를 점검할 수 있다.
마스터 기체(21)는 슬레이브 기체들(22)로부터 그들의 상태 정보를 수신할 수 있다(S291). 슬레이브 기체(22)의 상태 정보는, 현재 위치, 배터리 잔량 및 그에 따른 예상 비행 가능 거리, 속도, 가속도, 각속도, 자세(roll, pitch, yaw), 적재 장치(30)와의 연결 여부 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 나아가 상기 상태 정보는 적재 장치(30)로 인해 각각의 슬레이브 기체(22)에 현재 가해지고 있는 하중에 관한 정보를 포함할 수 있다.
마스터 기체(21)는 적재 장치(30)로부터 적재 장치(30)의 상태 정보를 수신할 수 있다(S292). 적재 장치(30)의 상태 정보는, 현재 위치, 속도, 가속도, 자세(roll, pitch, yaw), 각각의 무인 비행체와의 연결 여부 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 상태 정보는 각각의 무인 비행체와 적재 장치(30)를 연결하는 각각의 연결 부재에 가해지는 힘(예컨대 장력)의 크기에 관한 정보를 포함할 수 있다.
마스터 기체(21)는 슬레이브 기체(22) 및 적재 장치(30)로부터 수신한 전술한 정보에 기초하여, 마스터 기체(21) 자신과 슬레이브 기체(22)의 비행 상태를 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있으며, 마스터 기체(21)는 슬레이브 기체(22)에게 상기 제어 신호를 전송함으로써, 슬레이브 기체(22)의 비행을 적절하게 제어할 수 있다(S293).
도 15는 도 14를 참조하여 설명한 무인 비행체 그룹(2)의 비행 제어를 위하여 마스터 기체(21), 슬레이브 기체들(22), 및 적재 장치(30)가 순차적으로 상호 교환하는 메시지 및/또는 신호에 관하여 설명하기 위한 보조 도면이다.
먼저 마스터 기체(21), 슬레이브 기체(22), 및 적재 장치(30)는 각각의 비행 상태를 점검 내지는 확인할 수 있고, 슬레이브 기체(22) 및 적재 장치(30)는 상태 정보를 마스터 기체(21)로 전달할 수 있다(S291 및 S292).
마스터 기체는 전술한 상태 정보에 기초하여, 마스터 기체 및 각각의 슬레이브 기체의 비행을 적절히 제어하기 위한 비행 제어 신호를 생성하고, 각각의 슬레이브 기체에게 비행 제어 신호를 전송할 수 있다(S293). 각 기체의 비행을 적절히 제어하기 위한 비행 제어 신호는, 기체의 위치, 속도, 가속도, 각속도, 고도, 자세, 추력 발생부의 출력 내지는 분당 회전수 등을 조정하기 위한 제어 신호를 포함할 수 있다.
마스터 기체(21)와 슬레이브 기체들(22)은 마스터 기체(21)가 생성한 비행 제어 신호에 따라 비행할 수 있다.
지금까지 도 12 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 그룹(2)의 비행 개시 절차 및 비행 개시 후의 제어 절차에 관하여 설명하였다. 본 실시예에 따르면, 적재 장치에 적재된 배송 대상 물품을 협업하여 공동으로 운송하는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들이, 효율적이고 안전한 방식으로 목적지로의 비행을 개시할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 슬레이브 기체들(22)이, 관제 서버(1)의 제어를 받는 단독 모드로부터 마스터 기체(21)의 제어를 받는 슬레이브 모드로 전환되어, 관제 서버(1)가 다수의 무인 비행체를 조율하고 관제하기 위한 통신 트래픽이 절감되고, 관제를 위해 요구되는 하드웨어의 증설 또는 인력의 충원 요구가 감소할 수 있게 된다.
이하에서는 도 16 내지 도 23을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30) 및 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체의 위치 등을 조정하는 방법에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹(2)을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다. 보다 구체적으로, 도 16을 참조하여 이하에서 설명될 실시예는, 다수의 무인 비행체들로 형성된 무인 비행체 그룹(2)이 물품의 운송을 위해 공동으로 비행하는 도중에, 각각의 기체의 절대적인 위치 및 상대적인 위치 등을 조정하는 과정에 이용될 수 있다. 그러한 관점에서 본 실시예는, 도 3을 참조하여 설명된 실시예의 단계(S3)에 대응되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 본 실시예에 따른 방법은 예컨대 마스터 기체(21), 슬레이브 기체들(22), 및 적재 장치(30)의 상호 작용을 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 먼저 단계(S31)에서는 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)가 물품의 배송을 위한 기준 경로(201)를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기준 경로(201)는 관제 서버(1) 내지는 관제 장치로부터 수신함으로써 획득될 수 있다. 관제 서버(1)는, 현재 비행 중이거나 비행 예정인 다른 비행체들의 비행 계획 및 그에 따른 항로의 상황, 배송 출발지(202)와 배송 목적지(203) 사이의 지형 지물이나 장애물 등을 고려하여, 출발지(202)로부터 목적지(203) 사이를 잇는 적절한 기준 경로(201)를 결정할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 상기 기준 경로(201)는 마스터 기체(21)에 의해 직접 결정될 수 있으며, 이를 결정하기 위해 요구되는 정보는 관제 서버(1) 또는 기타 제3의 장치로부터 획득될 수 있다.
단계(S32)에서는, 무인 비행체 그룹(2)이 상기 기준 경로(201)를 따라 이동하도록, 마스터 기체(21)가 자신과 슬레이브 기체(22)의 비행을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2)이 상기 기준 경로(201)를 따라 비행하는 것은, 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30)가 상기 기준 경로(201)를 따라 이동하는 것일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2)이 상기 기준 경로(201)를 따라 비행하는 것은, 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)가 상기 기준 경로(201)를 따라 이동하는 것일 수 있다.
이하에서는 적재 장치(30)가 기준 경로(201)를 따라 이동하도록 마스터 기체(21)가 비행을 제어하는 과정(S32)을, 도 17 및 도 18을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 17을 참조하면, 단계(S321)에서는 마스터 기체가 기준 경로(201)에 의해 기초하여 결정되는 적재 장치의 현재 목표 위치를 식별한다. 도 18의 좌측편에 도시된 무인 비행체 그룹에 있어서, 현재 적재 장치(30)가 있어야 할 목표 위치는 지점(1701)으로 이해될 수 있다. 도 18의 우측편에 도시된 무인 비행체 그룹에 있어서, 현재 적재 장치(30)가 있어야 할 목표 위치는 지점(1711)으로 이해될 수 있다.
단계(S322)에서는 마스터 기체가 적재 장치(30)로부터 적재 장치의 현재 실제 위치를 수신한다. 전술한 바와 같이 적재 장치(30)에는 자신의 위치를 식별하기 위한 위성신호 수신기를 비롯하여, 자신의 가속도, 각속도, 자세 등을 측정하는 센서 등을 구비할 수 있다. 도 18의 좌측편에 도시된 무인 비행체 그룹에 있어서, 현재 적재 장치(30)의 실제 위치는 지점(1702)으로 이해될 수 있다. 도 18의 우측편에 도시된 무인 비행체 그룹에 있어서, 현재 적재 장치(30)의 실제 위치는 지점(1711)으로 이해될 수 있다.
단계(S323)에서, 마스터 기체(21)는 적재 장치(30)로부터 적재 장치(30)의 비행 상태 내지는 이동 상태 정보를 수신할 수 있다. 여기서 상태 정보는, 적재 장치(30)의 현재 속도, 가속도, 각속도, 기울기 등 자세, 적재물의 중량, 각각의 무인 비행체와의 체결이 유지되고 있는지 여부, 각각의 무인 비행체와의 연결 부재에 각각 가해지는 힘의 크기 등을 포함할 수 있다. 상기 상태 정보는 적재 장치(30)에 구비된 센서에 의해 획득되어 적재 장치(30)의 통신부를 통해 마스터 기체(21)로 제공될 수 있다.
단계(S324)에서, 마스터 기체(21)는 적재 장치(30)의 현재 목표 위치와 현재 실제 위치 사이의 오차(예컨대 도 18의 d)를 계산할 수 있다. 마스터 기체(21)는 상기 오차(d)가 사전에 설정된 임계치를 초과할 경우, 적재 장치(30)가 목표 위치에 위치하도록 무인 비행체(2)를 제어하는 신호를 생성할 수 있다. 구체적으로, 각각의 연결 부재를 통하여 적재 장치(30)에 각각 연결되어 적재 장치(30)를 공중에서 견인하는 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)의 위치를 조정함으로써, 결과적으로 적재 장치(30)의 위치가 목표 위치에 근접하도록 할 수 있다. 도 18의 우측편에 도시된 무인 비행체 그룹은, 적재 장치(30)가 기준 경로(201) 상의 목표 위치에 올바르게 위치하고 있는 예이다. 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)의 위치 조정에 대해서는 도 19 내지 도 23을 참조하여 보다 자세히 후술한다.
마스터 기체(21)와 슬레이브 기체(22)의 위치 조정 방법에 대해 설명하기에 앞서 먼저 도 20 내지 도 23을 참조한다.
도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹 및 적재 장치의 예시적인 수평 및 수직 배치를 나타낸 도면이다. 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 및 22-2 등)은 적재 장치(30)와 연결 부재를 통해 연결된 채로 비행할 수 있다. 다시 말해 무인 비행체 그룹(2)은 서로 협업하여 적재 장치(30)를 공중에 들어올린 채, 목적지를 향해 비행할 수 있다.
도 20의 좌측 도면은 비행 중인 무인 비행체 그룹(2)의 기체들(21, 22-1 내지 22-3)과 적재 장치(30)의 배치를 측면에서 바라본 예시적인 모습을 나타낸 것이다. 도 20의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 무인 비행체 그룹(2)의 기체들(21, 22-1 내지 22-3)은 동일한 고도를 유지한 채 비행하도록 제어될 수 있다.
도 20의 우측 도면은 비행 중인 무인 비행체 그룹(2)의 기체들(21, 22-1 내지 22-3)과 적재 장치(30)의 배치를 상공에서 내려다본 예시적인 모습을 나타낸 것이다.
도 21은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 협업하여 물품을 배송하는 무인 비행체 그룹 및 적재 장치의 수평 배치의 다른 예들을 나타낸 도면이다. 도 21의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-5)은 적재 장치(30)를 중심으로 하여, 정다각형 형상의 편대를 이루면서 비행하도록 제어될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들(21 및 22-1 내지 22-5) 각각과 적재 장치(30) 사이의 수평 거리가 서로 동일하도록 편대를 이루면서 비행하도록 제어될 수 있다. 다시 말해, 무인 비행체 그룹(2)을 위에서 내려다볼 경우, 각각의 기체와 적재 장치(30) 사이의 간격이 동일하도록 비행하도록 제어될 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서는, 도 21의 중심 도면 및 우측 도면에 도시된 바와 같이, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-5)이 다양한 형상의 편대를 이루도록 제어될 수 있다. 예컨대 도 21의 중심 도면에 도시된 바와 같이 적재 장치(30)의 바로 위 상공에 마스터 기체(21)가 위치하고, 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-6)은 적재 장치(30) 및 마스터 기체(21)를 중심으로 정다각형 형상을 이루는 편대 대형이 이용될 수 있다. 다른 예로서, 도 21의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 마스터 기체(21)와 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-4)이 부메랑 형상 내지는 V자 형상을 이루는 편대 대형이 이용될 수도 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 위치는 무인 비행체 그룹(2)의 기준 위치를 기준으로 한 상대 위치로서 특정될 수 있다. 일 실시예에서, 무인 비행체 그룹(2)의 기준 위치는 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30)의 위치일 수 있다. 이 경우, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 위치는 적재 장치(30)의 위치를 기준으로 한 상대 위치로서 특정될 수 있다. 구체적으로, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22)의 위치는, 위성 항법 시스템에 따른 위도 및 경도 등으로 표현되는 절대 위치가 아니라, 적재 장치(30)로부터의 방위와 수직 거리 및 수평 거리를 지정함으로써 특정될 수 있다.
도 22를 참조하면, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)의 위치는 기준 위치(2200), 즉 적재 장치(30)의 위치를 기준으로 한 상대 위치(2201, 2202, 2203, 2204)로서 특정될 수 있다. 예를 들어, 마스터 기체(21)의 현재 목표 위치는 적재 장치(30)의 정북 방향 5m 지점, 슬레이브 기체(22―1)의 현재 목표 위치는 적재 장치(30)의 정서 방향 5m 지점, 슬레이브 기체(22―2)의 현재 목표 위치는 적재 장치(30)의 정남 방향 5m 지점, 슬레이브 기체(22―3)의 현재 목표 위치는 적재 장치(30)의 정동 방향 5m 지점 등의 방식으로 지정될 수 있다.
무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들의 수평 배치 또는 편대 형상을 변경해야 할 특별한 사정이 발생하지 않는 한, 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)의 상대 위치(2201, 2202, 2203, 2204)는 비행 중에 변경될 필요가 없다는 점에 유의한다.
이제 도 19를 참조하여, 적재 장치(30)를 올바른 위치에 유지하기 위하여 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체들(22)을 제어하는 동작(S324)을 자세히 설명한다.
도 19를 참조하면, 우선 단계(S3241)에서 마스터 기체(21)가 각각의 슬레이브 기체들(22)의 현재 목표 위치를 식별할 수 있다. 상기 현재 목표 위치는 적재 장치(30)의 현재 목표 위치를 기준으로 각각의 기체의 상대적인 위치로서 식별될 수 있다.
이어서, 단계(S3242)에서는, 마스터 기체(21) 및 각각의 슬레이브 기체(22)의 현재 목표 위치와 현재 실제 위치 사이의 오차가 사전 설정된 임계치 이하가 되도록 기체의 비행을 제어하는 신호를 마스터 기체(21)가 생성하여, 각각의 슬레이브 기체(22)로 전송할 수 있다.
도 23에 도시된 예와 같이, 슬레이브 기체(22-3)가 현재 목표 위치로부터 임계치 이상 벗어나 있는 경우, 마스터 기체(21)는 슬레이브 기체(22-3)를 적정 방향과 거리(2210)만큼 이동시키는 제어 신호를 생성하여 슬레이브 기체(22-3)에 전송함으로써, 슬레이브 기체들(22-3)의 위치를 제어할 수 있다.
위와 같은 제어를 통하여, 마스터 기체(21)는 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체들의 위치를 조정할 수 있고, 그 결과 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30)가 계획된 기준 경로를 따라 운송될 수 있다.
지금까지 도 16 내지 도 23을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30) 및 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체의 위치 등을 조정하는 방법에 대하여 설명하였다.
본 실시예에 따르면, 적재 장치에 적재된 배송 대상 물품을 협업하여 공동으로 운송하는 무인 비행체 그룹(2)이 비행을 개시한 이후에는, 마스터 기체(21)를 통해 무인 비행체 그룹(2) 전체의 비행이 제어될 수 있다. 다시 말해, 관제 서버(1) 내지는 관제 장치가 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체를 제어할 필요가 없게 되며, 관제 서버(1)의 통신 트래픽과 처리 부하가 절감될 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)에 의해 운송되는 적재 장치(30)가 계획된 이동 경로를 따라 운송되도록 제어될 수 있다. 무인 비행체 그룹(2)의 비행은, 적재 장치(30)에 적재된 물품을 출발지로부터 목적지까지 안전하게 운송하는 것을 목표로 하는 것이므로, 적재된 물품이 이동 경로 상의 장애물, 지형 지물, 다른 비행체, 또는 조류와의 충돌에 의해 손상될 가능성을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 장애물 등과의 충돌 리스크가 최소화되도록 무인 비행체 그룹(2)의 이동 기준 경로(201)가 사전에 계산되더라도, 만약 무인 비행체(21 또는 22)가 상기 기준 경로(201)를 따라 이동하도록 제어될 경우, 무인 비행체(21 또는 22)에 의해 공중에서 견인되는 적재 장치(30)의 위치와 무인 비행체(21, 22)의 위치 사이의 차이에 의해, 적재된 물품이 장애물 등과 충돌할 가능성을 완전하게 배제하지 못한다. 본 실시예에서는 무인 비행체 그룹(2)의 비행 중에 물품이 적재된 적재 장치(30)의 위치가 사전에 계획된 기준 경로(201) 상에 위치하도록 무인 비행체 그룹(2) 전체가 제어될 수 있으므로, 적재된 물품이 사전에 계획된 기준 경로(201) 상에서 이동하도록 제어되며, 적재된 물품이 장애물 등과 충돌할 가능성이 최소화될 수 있다.
또한 본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각각의 기체의 위치는 무인 비행체 그룹(2)의 기준 위치(예컨대 적재 장치(30)의 위치)를 기준으로 한 상대 위치(예컨대 적재 장치로부터의 방위 및 거리)로서 특정될 수 있다. 또한 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 기체들의 상대 위치는 무인 비행체 그룹(2)의 편대 형상을 변경해야 할 특별한 사정이 발생하지 않는 한, 출발지로부터 목적지까지의 비행 중에 변경될 필요가 없다. 따라서, 본 실시예에 따른 무인 비행체 그룹(2)의 비행 제어 방법에서는, 목적지까지의 비행 중의 각각의 시점에 무인 비행체 그룹(2)의 각각의 개별 기체들(21, 22-1 내지 22-6 등)의 개별 위치를 계산하고 처리할 필요가 없게 된다. 이로 인해, 관제 서버(1) 또는 마스터 기체(21)에 발생되는 처리 부하가 절감되며, 상대적으로 저 사양의 프로세서만으로도 무인 비행체 그룹(2)의 비행을 제어할 수 있게 된다.
이하에서는 도 24 내지 도 27을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 무인 비행체 그룹(2)에 의한 협업 배송 중에 각각의 기체에 가해지는 하중을 적절하게 유지하는 방법에 대하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른, 협업하는 무인 비행체 그룹(2)을 통해 물품을 배송하는 방법의 순서도이다. 무인 비행체 그룹(2)이 이동 경로(201)를 따라 비행하면서 비행 방향을 변경하거나, 비행 중 기류의 변화 등 다양한 외부 요인에 의하여, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 각 기체에 실제 가해지는 하중이, 계획된 하중 내지는 목표 하중과 달라지는 상황이 발생할 수 있다. 도 24를 참조하여 이하에서 설명될 실시예는, 다수의 무인 비행체들로 형성된 무인 비행체 그룹(2)이 물품의 운송을 위해 공동으로 비행하는 도중에 각각의 기체들에 가해지는 하중을 적절하게 유지 또는 조정하기 위하여 이용될 수 있다.
본 실시예는, 도 3을 참조하여 설명된 실시예의 단계(S3)에 대응되는 것으로 이해될 수 있으나, 반드시 그러한 것은 아니다. 본 실시예에 따른 방법은 예컨대 마스터 기체(21), 슬레이브 기체들(22), 및 적재 장치(30)의 상호 작용을 포함할 수 있다.
도 24를 참조하면, 먼저 단계(S41)에서는 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)가, 배송 대상 물품을 적재한 적재 장치(30)에 의해 무인 비행체 그룹(2)의 각각의 기체(21, 22)에 가해질 목표 하중을 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 목표 하중은 관제 서버(1) 내지는 관제 장치로부터 수신함으로써 획득될 수 있다.
관제 서버(1)는, 비행이 개시되기 전 무인 비행체 그룹(2)이 형성되는 시점에, 각각의 무인 비행체로부터 적재 가능 하중에 관한 정보를 수신함으로써, 각각의 무인 비행체의 적재 가능 하중을 식별할 수 있다. 관제 서버(1)는 각 무인 비행체의 적재 가능 하중 정보에 기초하여, 각각의 무인 비행체의 적재 가능 하중의 총합이 배송 대상 물품의 중량 이상이 되도록 무인 비행체들을 조합하고, 각각의 무인 비행체 가해질 목표 하중 또한 결정할 수 있다. 상기 목표 하중은, 배송 대상 물품의 중량, 각각의 무인 비행체의 추력 발생부의 추력 성능 등 하드웨어 스펙, 각각의 무인 비행체의 배터리 잔량 및 비행 가능 거리 등을 고려하여, 각각의 무인 비행체에 적절한 하중이 분배되도록 관제 서버(1)에 의해 결정될 수 있다.
한편 다른 일 실시예에서, 상기 목표 하중은 관제 서버(1)가 아닌 마스터 기체(21)에 의해 결정될 수도 있다.
먼저 단계(S42)에서는 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)가, 적재 장치에 의해 각각의 기체(21, 22)에 가해지는 실제 하중을 식별할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 하중은 각각의 기체(21, 22)에 구비된 센서에 의해 측정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 각각의 무인 비행체에는 적재 장치 체결부에 가해지는 하중을 측정하는 센서가 구비될 수 있으며, 상시 센서의 측정 값이 마스터 기체(21)로 전달될 수 있다.
다른 몇몇 실시예에서, 상기 하중은 적재 장치(30)에 구비된 센서에 의해 측정될 수 있다. 전술한 바와 같이 적재 장치(30)에는 각각의 무인 비행체들과 물리적으로 연결되는 무인 비행체 체결부에 각각 가해지는 하중을 감지하는 센서들이 구비될 수 있다. 상기 센서들에 의해 각각의 무인 비행체와 연결되는 각각의 체결부에 가해지는 하중이 측정될 수 있으며, 측정된 값은 적재 장치(30)에 의해 마스터 기체(21)로 전달될 수 있다.
단계(S43)에서, 마스터 기체(21)는 각각의 기체(21, 22)로부터 배터리 잔량 정보를 수신할 수 있다.
단계(S44)에서, 마스터 기체(21)는 단계(S41 및 S42)에서 획득된 하중 정보 또는 단계(S43)에서 획득된 배터리 잔량 정보에 기초하여, 무인 비행체 그룹(2)에 포함된 마스터 기체(21) 및/또는 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)을 제어할 수 있다. 예컨대, 각각의 기체에 가해지는 실제 하중과 목표 하중 사이의 차이가 소정의 임계치 이하가 되도록, 마스터 기체(21) 및/또는 슬레이브 기체들(22-1 내지 22-3)이 제어될 수 있다.
이하 도 25 내지 도 27을 참조하여 보다 자세히 설명한다.
도 25를 참조하면, 단계(S441)에서 마스터 기체(21)는 배터리 잔량이 예정된 잔량보다 부족한 기체의 목표 하중을 하향 조정할 수 있다. 목표 하중의 하향 조정에 이어지는 후속 조치 및 그로 인한 효과는 후술한다.
단계(S442)에서, 마스터 기체(21)는 배터리 잔량이 예정된 잔량보다 부족한 기체의 수직 배치를 조정할 수 있다. 도 26을 참조하여 설명한다.
도 26에 도시된 무인 비행체 그룹(2)의 기체들 중에, 슬레이브 기체(22-1)의 배터리 잔량이 예정된 잔량보다 부족할 경우, 슬레이브 기체(22-1)의 고도를 상승 또는 하강함으로써, 수직 배치를 조정할 수 있다. 구체적으로, 도 26의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 배터리 잔량이 부족한 기체(22-1)는 다른 기체들(21, 22-2)보다 목표 고도를 낮게 설정함으로써, 다른 기체들에 가해지는 하중보다 상대적으로 낮은 하중이 가해지도록 유도할 수 있다. 이러한 조치를 통해, 궁극적으로 해당 기체의 에너지 소모가 절감되도록 함으로써, 물품 운송을 위해 예정된 거리의 비행을 완수할 수 있도록 할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 배터리 잔량이 부족한 기체의 고도를 낮추고 나머지 다른 기체들의 고도는 높아지도록 조정할 수도 있다.
한편 단계(S442)에서, 마스터 기체(21)는 배터리 잔량이 예정된 잔량보다 부족한 기체의 수평 배치를 조정할 수도 있다. 도 27을 참조하여 설명한다.
도 27에 도시된 무인 비행체 그룹(2)의 기체들 중에, 슬레이브 기체(22-3)의 배터리 잔량이 예정된 잔량보다 부족할 경우, 슬레이브 기체(22-3)가 무인 비행체 그룹(2)의 진행 방향(목적지를 향한 방향)을 기준으로 후방에 위치하도록, 수평 배치를 조정할 수 있다. 구체적으로, 도 27의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 배터리 잔량이 부족한 기체(22-3)는 진행 방향 기준으로 후방에 위치되도록 기체들(21, 22-1 내지 22-3)의 위치를 재배치할 수 있다.
진행 방향을 기준으로 전방에 배치된 기체의 경우, 적재 장치(30)를 수직 상방으로 들어올리는 힘 뿐만 아니라, 적재 장치(30)를 수평 전방으로 견인하는 힘을 가해야 한다. 반면에, 진행 방향을 기준으로 후방에 배치된 기체의 경우, 적재 장치(30)를 수직 상방으로 들어올려야 하는 것은 동일하나, 적재 장치(30)를 수평 전방으로 견인하지 않고, 오히려 적재 당치(30)에 의해 수평 전방으로 견인될 수 있다. 따라서 진행 방향을 기준으로 후방에 배치된 기체는 진행 방향을 기준으로 전방에 배치된 기체보다 더 적은 에너지를 소모할 수 있게 된다.
따라서 배터리 잔량이 부족한 기체(22-3)를 후방에 배치하여 궁극적으로 해당 기체의 에너지 소모가 절감되도록 함으로써, 물품 운송을 위해 예정된 거리의 비행을 완수할 수 있도록 할 수 있다.
다시 도 25를 참조하여 설명한다.
단계(S443)에서는, 단계(S42)에서 획득된, 적재 장치(30)에 의해 각 기체에 실제 가해지는 하중이, 단계(S41)에서 획득된 각 기체의 목표 하중을 초과하는 기체가 식별되고, 그러한 기체의 고도를 감소시키는 제어 신호를 해당 기체로 전송할 수 있다. 기체의 고도를 감소시킴으로써, 적재 장치(30)에 의해 해당 기체에 가해지는 하중을 감소시키고, 목표 하중을 초과하지 않도록 유지할 수 있다.
단계(S444)에서는, 단계(S42)에서 획득된, 적재 장치(30)에 의해 각 기체에 실제 가해지는 하중이, 단계(S41)에서 획득된 각 기체의 목표 하중 미만인 기체가 식별되고, 그러한 기체의 고도를 증가시키는 제어 신호를 해당 기체로 전송할 수 있다. 기체의 고도를 증가시킴으로써, 적재 장치(30)에 의해 해당 기체에 가해지는 하중을 증가시키고, 목표 하중에 미달하지 않도록 유지할 수 있다.
전술한 단계(S443 및 S444)는 마스터 기체(21)에 의해 수행될 수 있다.
지금까지 도 24 내지 도 27을 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라 무인 비행체 그룹(2)에 의한 협업 배송 중에 각각의 기체에 가해지는 하중을 적절하게 유지하는 방법에 대하여 설명하였다.
본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)의 비행 중에 발생하는 다양한 요인에 의하여, 각 기체에 가해지는 하중이 계획된 목표 하중의 범위를 벗어나게 될 경우, 그러한 기체의 고도를 증가 또는 감소시킴으로써, 각각의 기체에 적절한 하중이 가해지도록 유지 및 조절할 수 있게 된다.
또한 본 실시예에 따르면, 무인 비행체 그룹(2)의 비행 중에 발생하는 다양한 요인에 의하여, 특정 기체의 배터리 잔량이 예정된 배터리 잔량보다 부족한 경우가 발견되는 경우, 해당 기체의 배터리 소모를 줄이고 궁극적으로 예정된 거리의 비행을 완수할 수 있도록 다양한 조치들이 취해질 수 있다.
구체적으로, 배터리 잔량이 부족한 기체의 목표 하중이 비행 초기에 설정된 값보다 낮아지도록 수정함으로써, 배송 대상 물품이 적재된 적재 장치(30)에 의해 무인 비행체 그룹(2)의 각 기체에 분담되는 하중을 전반적으로 조정할 수 있다.
또한 배터리 잔량이 부족한 기체의 목표 고도를 다른 기체의 목표 고도보다 낮게 조정함으로써, 배터리 잔량이 부족한 기체에는 상대적으로 더 낮은 하중이 가해지도록 유도할 수 있다.
또한 배터리 잔량이 부족한 기체를 진행 방향 기준으로 후방에 배치되도록 함으로써, 적재 장치(30)를 진행 방향 전방으로 견인하는데 소모되는 에너지가 절감되도록 할 수 있다.
본 실시예에 따르면 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)가 위와 같은 제어 동작을 수행함으로써, 무인 비행체 그룹(2)의 비행 중에 각 기체에 가해지는 하중이 적정 수준으로 유지될 수 있고, 결과적으로 무인 비행체 그룹(2)이 예정된 비행을 완수할 수 있게 된다.
이하에서는 도 28 및 도 29를 참조하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무인 비행체 및 적재 장치에 대해 설명한다.
도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 무인 비행체의 블록 구성도이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 무인 비행체 그룹(2)을 형성하는 마스터 기체(21) 및 슬레이브 기체(22) 등 각각의 무인 비행체는, 추력 발생부(110), 제어부(120), 위성 신호 수신기(130), 무선 통신부(140), 센싱부(150), 및 적재 장치 체결부(160)를 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소들 중 일부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서 구현될 수 있다.
추력 발생부(110)는 무인 비행체에 구비된 하나 이상의 프로펠러를 구동시켜 무인 비행체에 추력을 발생시킬 수 있다. 추력 발생부(110)는 제어부(120)로부터 전달받은 제어신호에 근거하여, 프로펠러를 구동하거나 회전속도를 제어할 수 있다. 상기 추력 발생부(110)는 프로펠러 회전속도를 프로펠러별로 상이하게 제어할 수 있으며, 또한 프로펠러의 추진 방향을 제어하여 무인 비행체의 이동 방향을 제어할 수 있다.
위성신호 수신기(130)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 위치 측정에 이용되는 다수의 인공위성 신호(일명, GPS 신호)를 수신할 수 있다.
무선 통신부(140)는 관제 서버(1), 다른 무인 비행체, 및 적재 장치(30) 각각과 무선통신을 수행할 수 있다. 상기 무선 통신부(140)는 서로 상이한 프로토콜에 근거하여 무선 통신을 수행하는 제1 통신 모듈 및 제2 통신 모듈을 포함할 수 있다.
센싱부(150)는 가속도 센서(151), 각속도 센서(152), 자이로 센서(153), 하중 감지 센서(154) 등을 포함할 수 있다. 센싱부(150)는 가속도 센서(151), 각속도 센서(152), 및/또는 자이로 센서(153)를 통하여 무인 비행체의 자세, 즉 요(yaw), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(150)는 상기 센서들을 이용하여 무인 비행체의 X축 가속도, Y축 가속도, Z축 가속도를 각각 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(150)는 기압계, 초음파 센서, 거리측정 센서 등과 같은 기타 센서(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 센싱부(130)는 위성신호 수신기(130)에서 수신한 복수의 위성신호, 상기 기타 센서에서 측정된 센싱 데이터 중에서 하나 이상을 이용하여, 무인 비행체의 현재 위치와 속도를 측정할 수 있다. 한편, 센싱부(150)는 하중 감지 센서(154)를 통하여, 후술할 적재 장치 체결부(160)에 적재 장치(30)에 의해 가해지는 하중을 감지할 수 있다. 나아가, 센싱부(150)는 하중 감지 센서(154) 또는 도시되지 않은 다른 별도의 센서를 통하여, 후술할 적재 장치 체결부(160)가 적재 장치(30)에 체결되었는지 여부를 감지할 수 있다.
무인 비행체는 적재 장치 체결부(160)를 구비할 수 있다. 적재 장치 체결부(160)는 케이블 등의 연결 부재를 통해 적재 장치(30)와 연결될 수 있다. 적재 장치 체결부(160)에는 전술한 센싱부(150)의 하중 감지 센서(154)가 연결되거나 설치될 수 있다. 무인 비행체는 적재 장치 체결부(160)를 통해 케이블 등으로 연결된 적재 장치(30)를 공중으로 들어올려 이동함으로써, 적재 장치(30)에 적재된 배송 대상 물품을 운송할 수 있다.
제어부(120)는 마이크로프로세서와 같은 제어 수단으로서, 무인 비행체에 포함된 각종 구성요소들을 제어할 수 있다. 제어부(120)는 센싱부(150)를 통해서 무인 비행체의 롤, 요 및 피치가 포함된 자세 정보, 현재 속도, 위치 등을 지속적으로 모니터링할 수 있다. 제어부(120)는 센싱부(150)를 통해서 적재 장치(30)의 체결 여부 및 적재 장치(30)에 의해 가해지는 하중을 모니터링할 수 있다. 제어부(120)는 센싱부(150)를 통해서 무인 비행체의 자세를 확인하고, 무인 비행체의 자세가 안정적으로 유지될 수 있도록, 추력 발생부(110)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(120)는 계획된 경로 정보에 기초하여, 목적지까지 무인 비행체가 자율 비행할 수 있도록, 추력 발생부(110)를 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 무선 통신부(140)를 통해 관제 서버(1) 또는 다른 무인 비행체와의 사이에 형성한 통신 세션을 통해, 배송 대상 물품의 이동 및 속성에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 이를 기초로, 배송 대상 물품의 배송에 참여할 무인 비행체 그룹을 형성하는 처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 무인 비행체 풀에 포함된 복수의 무인 비행체들의 추력 성능, 배터리 잔량, 비행 가능 거리, 적재 가능 하중 등의 정보, 배송 대상 물품의 중량, 크기, 형상 등에 관한 정보에 기초하여, 공동 협업 배송에 이용될 수 있는 무인 비행체들을 선정하는 처리를 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 무선 통신부(140)를 통해 관제 서버(1)로부터 이동 개시 명령을 수신하고, 무인 비행체의 동작 모드를 단독 모드, 마스터 모드, 또는 슬레이브 모드로 전환하며, 무선 세션을 통해 무인 비행체 그룹의 슬레이브 기체의 준비 상태 정보 및 적재 장치의 상태 정보를 수신하고, 상태 정보에 기초하여 비행 준비 완료를 판정할 수 있으며, 무선 세션을 통해 관제 서버(1)로 이륙 준비 신호를 전송할 수 있고, 관제 서버(1)로부터 이륙 인가 명령을 수신하면, 무선 세션을 통해 슬레이브 기체로 이륙 인가 명령을 전송할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 무선 통신부(140)를 통해 관제 서버(1)로부터 물품의 배송을 위한 기준 경로를 획득하고, 무인 비행체에 의해 이송되는 물품 적재 장치(30)가 기준 경로를 따라 이동하도록, 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들의 비행을 제어하는 처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 무선 통신부(140)를 통해 적재 장치(30)로부터 적재 장치(30)의 현재 실제 위치를 수신하고, 적재 장치(30)의 목표 위치와 실제 위치 사이의 오차가 임계치를 초과하는지 판정하고, 적재 장치(30)의 목표 위치와 실제 위치 사이의 오차가 임계치 이하가 되도록, 적재 장치(30)에 연결된 무인 비행체들 각각의 비행을 제어하는 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(120)는 무선 통신부(140)를 통해 관제 서버(1)로부터 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 연관된 목표 하중을 획득하고, 무선 통신부(140)를 통하여 적재 장치(30)에 의해 각각의 기체에 가해지는 실제 하중에 관한 정보를 수신하며, 각각의 기체에 가해지는 실제 하중과 상기 각각의 기체의 목표 하중 사이의 차이가 임계치를 초과하는지 판정하고, 각각의 기체에 가해지는 실제 하중과 상기 각각의 기체의 목표 하중 사이의 차이가 임계치 이하가 되도록, 적재 장치(30)에 연결된 무인 비행체들 각각의 비행을 제어하는 신호를 생성할 수 있다.
도 29은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 적재 장치의 블록 구성도이다.
도 29에 도시된 바와 같이, 적재 장치(30)는 물품 적재부(310), 제어부(320), 위성 신호 수신기(330), 무선 통신부(340), 센싱부(350), 및 무인 비행체 체결부(360)를 포함할 수 있으며, 이러한 구성요소들 중 일부는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서 구현될 수 있다.
물품 적재부(310)는 적재 장치(30)에 의해 적재되어 무인 비행체 그룹에 의해 운송될 배송 대상 물품이 적재되는 부재이다. 물품 적재부(310)는 내부에 적재 공간을 구비하여, 적재 대상 물품을 안전하게 고정하는 수단을 구비할 수 있다. 또한 물품 적재부(310)는 내부에 적재된 물품의 중량을 감지하는 센서를 구비할 수 있다.
위성신호 수신기(330)는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 기반의 위치 측정에 이용되는 다수의 인공위성 신호(일명, GPS 신호)를 수신할 수 있다.
무선 통신부(340)는 관제 서버(1) 및 무인 비행체와 무선통신을 수행할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 무선 통신부(340)는 서로 상이한 프로토콜에 근거하여 무선 통신을 수행하는 제1 통신 모듈 및 제2 통신 모듈을 포함할 수 있다.
센싱부(350)는 가속도 센서(351), 각속도 센서(352), 자이로 센서(353), 하중 감지 센서(354) 등을 포함할 수 있다. 센싱부(350)는 가속도 센서(351), 각속도 센서(352), 및/또는 자이로 센서(353)를 통하여 적재 장치(30)의 자세, 즉 요(yaw), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(350)는 상기 센서들을 이용하여 적재 장치(30)의 X축 가속도, Y축 가속도, Z축 가속도를 각각 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(350)는 기압계, 초음파 센서, 거리측정 센서 등과 같은 기타 센서(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 센싱부(330)는 위성신호 수신기(330)에서 수신한 복수의 위성신호, 상기 기타 센서에서 측정된 센싱 데이터 중에서 하나 이상을 이용하여, 적재 장치(30)의 현재 위치와 속도를 측정할 수 있다. 한편, 센싱부(350)는 하중 감지 센서(354)를 통하여, 후술할 무인 비행체 체결부(360)에 가해지는 하중을 감지할 수 있다. 나아가, 센싱부(350)는 하중 감지 센서(354) 또는 도시되지 않은 다른 별도의 센서를 통하여, 무인 비행체 체결부(360)의 각 체결부(361 내지 364)가 각각 대응되는 무인 비행체와 체결되었는지 여부를 감지할 수 있다.
적재 장치(30)는 무인 비행체 체결부(360)를 구비할 수 있다. 무인 비행체 체결부(360)는 복수의 무인 비행체들과의 체결을 위한 복수의 체결부들(361 내지 364)를 구비할 수 있다. 무인 비행체 체결부(360)는 케이블 등의 연결 부재를 통해 무인 비행체들과 연결될 수 있다. 무인 비행체 체결부(360)에는 전술한 센싱부(350)의 하중 감지 센서(354)가 연결되거나 설치될 수 있다. 하중 감지 센서(354) 또는 도시되지 않은 다른 별도의 센서를 통하여, 복수의 무인 비행체들과 각각 체결되는 복수의 체결부들(361 내지 364) 각각에 가해지는 힘(예컨대 장력)의 크기가 측정될 수 있다. 적재 장치(30)는 무인 비행체 체결부(360)를 통해 케이블 등으로 하나 이상의 무인 비행체들과 연결되어 공중으로 들어올려지고, 목적지로 이동될 수 있다.
제어부(320)는 마이크로프로세서와 같은 제어 수단으로서, 적재 장치(30)에 포함된 각종 구성요소들을 제어할 수 있다.
제어부(320)는, 센싱부(350)를 통해서, 무인 비행체의 롤, 요 및 피치가 포함된 자세 정보, 현재 속도, 위치 등을 모니터링할 수 있다.
제어부(320)는, 센싱부(350)를 통해서, 체결부(361 내지 364) 하나 이상의 무인 비행체와 체결되었는지 여부와, 체결부(361 내지 364) 각각에 가해지는 힘(예컨대 장력)의 크기를 모니터링할 수 있다.
제어부(320)는 센싱부(350)를 통해서 적재 장치(30)의 위치와 자세를 확인하고, 적재 장치의 위치와 자세가 적절히 유지되도록, 무인 비행체 그룹(2)에 적절한 신호를 제공할 수 있다. 구체적으로, 제어부(320)는, 위성 신호 수신기(330) 및 센싱부(350) 등을 통해 감지되거나 식별된 적재 장치(30)의 각종 상태에 관한 정보(위치, 가속도, 각속도, 자세, 각 체결부의 체결 여부, 각 체결부에 가해지는 하중 또는 장력 등)를 무선 통신부(340)를 통해 관제 서버(1) 및/또는 무인 비행체 그룹(2)의 마스터 기체(21)에 제공할 수 있다.
지금까지 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현된 컴퓨터프로그램의 실행에 의하여 수행될 수 있다. 상기 컴퓨터프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 제1 컴퓨팅 장치로부터 제2 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 제2 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 제2 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다. 상기 제1 컴퓨팅 장치 및 상기 제2 컴퓨팅 장치는, 서버 장치, 클라우드 서비스를 위한 서버 풀에 속한 물리 서버, 데스크탑 피씨와 같은 고정식 컴퓨팅 장치를 모두 포함한다.
상기 컴퓨터프로그램은 DVD-ROM, 플래시 메모리 장치 등의 기록매체에 저장된 것일 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

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  23. 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법으로서,
    마스터 기체와 슬레이브 기체를 포함하는 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 상기 물품의 배송을 위한 기준 경로를 획득하는 단계;
    상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에, 상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 연결되어 비행하는 적재 장치의 비행 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 적재 장치의 비행 상태 정보에 기초하여, 상기 적재 장치가 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 마스터 기체가 상기 마스터 기체와 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 단계를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 수신된 적재 장치의 비행 상태 정보는 상기 적재 장치의 현재 실제 위치를 포함하고,
    상기 마스터 기체가 상기 마스터 기체와 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 단계는,
    상기 마스터 기체가, 상기 기준 경로에 기초하여 결정되는 상기 적재 장치의 현재 목표 위치를 식별하는 단계;
    상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에, 상기 적재 장치의 현재 목표 위치와 상기 적재 장치의 현재 실제 위치 사이의 오차가 임계치 이하가 되도록, 상기 적재 장치에 연결된 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 상기 마스터 기체가 생성하는 단계
    를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 생성하는 단계는,
    상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 슬레이브 기체에 대하여,
    상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 목표 위치를 식별하는 단계 - 상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 목표 위치는, 상기 적재 장치의 현재 목표 위치를 기준으로 한 상대적인 위치로서 특정됨 - ; 및
    상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에, 상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 목표 위치와 상기 각각의 슬레이브 기체의 현재 실제 위치 사이의 오차가 임계치 이하가 되도록, 상기 각각의 슬레이브 기체의 비행을 제어하는 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  26. 삭제
  27. 제23항에 있어서,
    상기 수신된 적재 장치의 비행 상태 정보는, 위성 항법시스템에 따른 상기 적재 장치의 현재 위치, 가속도, 각속도, 및 자세 정보를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  28. 제23항에 있어서,
    상기 수신된 적재 장치의 비행 상태 정보는, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 상기 적재 장치의 체결 여부에 관한 정보를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 수신된 적재 장치의 비행 상태 정보는, 상기 무인 비행체 그룹의 각각의 기체를 상기 적재 장치에 각각 연결하기 위한 연결 부재에 가해지는 힘의 크기를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  30. 제23항에 있어서,
    상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체 및 슬레이브 기체는 서로 동일한 고도에서 비행하도록 제어되고,
    상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체는 정다각형 형상으로 편대 비행하도록 제어되는,
    물품 배송 방법.
  31. 제23항에 있어서,
    상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체 및 슬레이브 기체는 서로 동일한 고도에서 비행하도록 제어되고,
    상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체 각각과 상기 적재 장치 사이의 수평 거리가 서로 동일하도록 상기 마스터 기체 및 상기 슬레이브 기체가 제어되는,
    물품 배송 방법.
  32. 협업하는 무인 비행체 그룹을 통해 물품을 배송하는 방법으로서,
    배송 대상 물품이 적재되는 적재 장치와 각각 연결된 복수의 기체를 포함하는 무인 비행체 그룹의 마스터 기체가, 각각의 기체와 연관된 목표 하중을 획득하는 단계;
    상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에, 상기 마스터 기체가, 상기 적재 장치에 의해 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중을 식별하는 단계; 및
    상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하여 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중을 조정하는 단계
    를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 각각의 기체와 연관된 목표 하중은, 상기 배송 대상 물품의 중량과 상기 각각의 기체의 추력 성능에 기초하여 결정되는,
    물품 배송 방법.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체와 연관된 목표 하중을 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    물품 배송 방법.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체의 수직 배치를 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    물품 배송 방법.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기체의 수직 배치를 조정하는 단계는,
    상기 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판정된 기체의 고도를 감소시키는 단계
    를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  37. 제32항에 있어서,
    상기 마스터 기체가, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체로부터 배터리 잔량 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 배터리 잔량 정보에 기초하여, 상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 적어도 하나의 기체의 수평 배치를 조정하는 단계
    를 더 포함하는,
    물품 배송 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기체의 수평 배치를 조정하는 단계는,
    상기 배터리 잔량이 불충분한 것으로 판정된 기체가 상기 무인 비행체 그룹의 진행 방향을 기준으로 후방에 위치하도록 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 기체들 사이의 상대적인 위치를 조정하는 단계
    를 포함하는,
    물품 배송 방법.
  39. 제32항에 있어서,
    상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계는,
    상기 마스터 기체가, 제1 기체의 고도를 감소시키는 제어 신호를 상기 제1 기체로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 기체는, 상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에 상기 적재 장치에 의해 가해지는 실제 하중이 목표 하중을 초과하는 기체인,
    물품 배송 방법.
  40. 제32항에 있어서,
    상기 마스터 기체가 상기 무인 비행체 그룹을 제어하는 단계는,
    상기 마스터 기체가, 제2 기체의 고도를 증가시키는 제어 신호를 상기 제2 기체로 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 기체는 상기 무인 비행체 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에 상기 적재 장치에 의해 가해지는 실제 하중이 목표 하중 미만인 기체인,
    물품 배송 방법.
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부;
    무인 비행체 그룹에 포함된 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부; 및
    제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    물품의 배송을 위한 기준 경로를 획득하고, 상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에 상기 무인 비행체에 의해 이송되는 물품 적재 장치로부터 획득된 상기 적재 장치의 현재 실제 위치 정보에 기초하여, 상기 적재 장치가 상기 기준 경로를 따라 이동하도록, 상기 무인 비행체 그룹에 포함된 마스터 기체와 슬레이브 기체의 비행을 제어하는,
    무인 비행체.
  44. 추력을 발생시켜 무인 비행체의 비행을 가능하게 하는 추력 발생부;
    상기 무인 비행체에 의해 이송되는 물품 적재 장치에 의해 가해지는 하중을 측정하는 하중 측정부;
    무인 비행체 그룹에 포함된 다른 무인 비행 장치와 무선 세션을 형성하는 무선 통신부; 및
    제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 무인 비행체 그룹에 포함된 각각의 기체와 연관된 목표 하중을 획득하고, 상기 무인 비행체 그룹이 물품을 배송하기 위하여 비행하는 도중에 상기 무선 통신부를 통하여 상기 적재 장치에 의해 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중에 관한 정보를 수신하며, 상기 무인 비행체 그룹을 제어하여 상기 각각의 기체에 가해지는 실제 하중을 조정하는,
    무인 비행체.
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