KR102417559B1 - 비행체 제어 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

바람을 영향을 최소화하여 비행체가 목표 지점으로 운항할 수 있도록 비행체를 제어하는 방법 및 이를 위한 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 방법은 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계; 운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계; 상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계; 및 상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비행체 제어 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR CONTROLLING AIRCRAFT AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 비행체의 운항을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 바람을 영향을 최소화하여 비행체가 목표 지점으로 운항할 수 있도록 비행체를 제어하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
오늘날 드론과 같은 무인 비행체가 개발되고, 더불어 차량과 비행체의 기능을 동시에 수행할 수 있는 플라잉카(Flying Car)가 개발되고 있다. 플라잉카는 사람이 탑승할 수 있으며, 또는 무인으로 운전될 수도 있다. 상기 플라잉카과 드론과 같은 비행체는 이륙 또는 착륙하여, 원하는 장소로 이동할 수 있다.
일반적으로, 비행체는 착륙할 때에, 미리 설정된 착륙 경로를 통해서 착륙한다. 그런데 비행체가 미리 설정된 착륙 경로를 따라 착륙하는 도중에 강풍으로 인하여 착륙 경로에서 이탈되는 경우, 착륙 경로로 다시 진입하려고 시도할 수 있다. 하지만 착륙 경로로 재진입하는 과정에서 강풍의 역방향으로 비행체가 이동하게 되면, 강풍의 영향으로 배터리 소모가 증가될 수 있으며, 또한, 착륙 시간이 오래 소요되는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 도심에서는 고층 빌딩 사이에서 먼로풍이 자주 발생하는데, 이러한 먼로풍은 비행체의 착륙을 방해하는 요인으로 작용하기도 한다.
이에 따라, 바람이 자주 발생하는 환경에서, 배터리 등의 에너지 소모를 최소화하면서 안전하게 비행체를 목표 지점에 이동시키는 기술이 요구되고 있다.
한국등록특허 제10-1617383호 (2016.04.26)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 바람이 많은 환경에서도 안정적으로 비행체를 이륙시키거나 착륙시키는 비행체 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 비행체가 풍향의 역방향으로 이동하지 않도록 하여 비행체의 에너지 소모를 최소화하는 비행체 제어 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 바람의 영향을 피해서 비행체가 목표 지점으로 이동할 수 있도록 비행체 제어 방법 및 이를 위한 장치를 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 비행체 제어 방법은 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계; 운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계; 상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계; 및 상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 임시 공역을 생성하는 단계는, 상기 비행체의 위치를 중심으로 각 임시 공역이 소정의 각도 범위를 가지도록, 상기 복수의 임시 공역을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계는, 상기 복수의 임시 공역 중에서 상기 풍향의 역방향과 상이한 각도 범위를 가지는 하나 이상의 임시 공역을 확인하는 단계; 및 상기 확인한 임시 공역 중에서 상기 목표 지점과 최단 거리를 형성하는 임시 공역을 상기 통과 대상 임시 공역으로 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 변경한 경로는 입체 계단식 경로일 수 있으며, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는, 상기 입체 계단식 경로를 기초로 지그재그 형태로 상기 목표 지점까지 상기 비행체가 하강 또는 상승하도록 운항을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 계획된 경로에서 이탈된 상기 비행체의 위치를 확인하는 단계; 및 상기 이탈된 비행체의 위치와 이탈되기 전의 상기 비행체의 위치를 기초로, 상기 풍향을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 방법은, 비행 모드가 이륙 모드인 경우, 상기 비행체가 이륙 지점까지 이동하기 위한 상기 계획된 경로를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는, 상기 통과 대상 임시 공역에 진입한 후에 상기 비행체를 하강시키는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 방법은 비행 모드가 착륙 모드인 경우, 상기 비행체가 착륙 지점까지 이동하기 위한 상기 계획된 경로를 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는, 상기 통과 대상 임시 공역에 진입한 후에 상기 비행체를 상승시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행 제어 장치는 목표 지점까지 비행체가 운항되면, 바람으로 인하여 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링하는 경로 이탈 감지 모듈; 및 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈되면 상기 비행체 주변에 복수의 임시 공역을 생성하고, 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 선정된 통과 대상 공역을 통과한 후에 상기 비행체가 상승 또는 하강하도록 제어하는 경로 관리 모듈을 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비행체는, 하나 이상의 추력 발생 수단을 이용하여 추력을 발생시키는 추력 발생부; 및 상기 추력 발생부를 제어하여 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하되, 바람으로 인하여 상기 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면 복수의 임시 공역을 생성하여 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하고, 상기 통과 대상 임시 공역을 통과하도록 상기 경로를 변경하는 제어부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 비행체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 비행체의 이륙을 제어하는 흐름도이다.
도 3은 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 변경된 경로를 예시하는 도면이다.
도 5는 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 또 다른 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 변경된 또 다른 경로를 예시하는 도면이다.
도 7은 입체 계단식 경로에 따라 비행체가 이동하는 것을 예시하는 도면이다.
도 8은 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 또 다른 상태를 예시한 도면이다.
도 9는 변경된 이륙 경로를 예시하는 도면이다.
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, 비행체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체(100)는 센싱부(110), 저장부(120), 통신부(130), 추력 발생부(140), GPS 수신기(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다. 상기 구성요소들은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서 구현될 수 있다.
통신부(130)는 이동통신망의 기지국 등과 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 통신부(130)는 이동통신망을 경유하여 비행체 관제 장치, 서버 등과 무선 통신할 수 있다.
추력 발생부(140)는 비행체(100)에 구비된 하나 이상의 프로펠러를 구동시켜 비행체(100)에 추력을 발생시킬 수 있다. 추력 발생부(140)는 제어부(160)로부터 전달받은 제어신호에 근거하여, 비행체(100)의 프로펠러를 구동하거나 회전속도를 제어할 수 있다. 상기 추력 발생부(140)는 프로펠러 회전속도를 프로펠러별로 상이하게 제어할 수 있으며, 또한 프로펠러의 추진 방향을 제어하여 비행체의 이동 방향을 제어할 수 있다.
GPS 수신기(150)는 주변에서 감지되는 GPS(global position system) 신호를 수신하는 기능을 수행한다.
저장부(120)는 메모리 등과 같은 저장수단으로서, 비행체(100)의 운행에 필요한 각종 데이터를 저장한다. 상기 저장부(120)는 계획된 경로 정보를 저장할 수 있다. 상기 계획된 경로 정보에는 비행체(100)가 목표 지점에 도달할 때까지, 순차적으로 경유하여야 하는 복수의 GPS 좌표가 포함될 수 있다. 상기 계획된 경로 정보는, 착륙 지점까지의 경로 정보 또는 이륙 지점까지의 경로 정보일 수 있다. 상기 계획된 경로 정보는 목표 지점까지의 최단 거리에 해당하는 경로일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 계획된 경로 정보는 타 비행체의 공역을 침범하지 않으며 목표 지점까지 이동할 수 있는 경로일 수 있다.
센싱부(110)는 자이로 센서(111), 가속도 센서(112), 풍향/풍속 센서(113) 및 거리 측정 센서(114)를 포함할 수 있다.
센싱부(110)는 자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 통하여 비행체(100)의 요(yaw), 피치(pitch) 및 롤(roll)을 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(110)는 자이로 센서(111)와 가속도 센서(112)를 이용하여 비행체(100)의 X축 가속도, Y축 가속도, Z축 가속도를 각각 측정할 수 있다. 게다가, 센싱부(110)는 풍향/풍속 센서(113)를 이용하여 비행체 주변의 풍향, 풍속 중 하나 이상을 측정할 수 있다. 또한, 센싱부(110)는 거리 측정 센서(114)를 이용하여, 목표 지점까지의 거리를 측정할 수 있다. 상기 목표 지점은 착륙 지점 또는 이륙 지점일 수 있다. 상기 거리 측정 센서(114)로서 레이저를 이용한 거리 측정 센서가 이용될 수 있다.
제어부(160)는 마이크로프로세서와 같은 제어 수단으로서, 센싱부(110)를 통해서 비행체(100)의 롤, 요 및 피치가 포함된 자세 정보를 계속적으로 확인하고, 더불어 비행체(100)의 X축, Y축, Z축 가속도가 포함된 가속도 정보를 계속적으로 확인하고, 비행체 주변의 풍향과 풍속을 계속적으로 확인할 수 있다. 제어부(160)는 센싱부(110)를 통해서 비행체(100)의 자세를 확인하고, 비행체(100)의 자세가 안정적으로 유지될 수 있도록, 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(160)는 계획된 경로 정보에 기초하여, 계획된 경로에 통해서 목표 지점(예컨대, 착륙 지점 또는 이륙 지점)까지 비행체(100)가 이동할 수 있도록, 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다. 상기 제어부(160)는 비행 모드가 이륙 모드로 진입하거나, 착륙 모드로 진행하는 경우에, 저장부(120)에 저장된 계획된 경로 정보에 기초하여, 상기 계획된 경로를 통해서 목표 지점까지 비행체(100)가 이동할 수 있도록 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다. 제어부(160)는 저장부(120)에 저장된 계획된 경로 정보가 변경되면, 변경된 경로를 통해서 비행체(100)가 이동하도록 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다.
제어부(160)는 비행체(100)의 운행을 제어하기 위하여, 경로 이탈 감지 모듈(161)과 경로 관리 모듈(162)을 포함할 수 있다.
상기 경로 이탈 감지 모듈(161)은 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하지 않고 비행되고 있는지 여부를 모니터링할 수 있다. 상기 경로 이탈 감지 모듈(161)은 저장부(120)에 저장된 계획된 경로 정보에 기초하여, 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링할 수 있다.
상기 경로 이탈 감지 모듈(161)은 현재의 비행 모드가 착륙 모드 또는 이륙 모드인 경우, 저장부(120)에 저장된 계획된 경로 정보를 확인하고, 상기 확인된 계획된 경로 정보에 기초하여 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링할 수 있다. 경로 이탈 감지 모듈(161)은 GPS 수신기(150)를 통해서 비행체(100)의 현재 위치를 확인한 후, 상기 계획된 경로 정보에 포함된 위치 정보와 비행체(100)의 현재 위치 정보를 비교하여 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 판별할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 위치 정보를 기준을 사전에 설정된 반경을 가지는 공역을 확인하고, 해당 공역에서 비행체(100)가 이탈하는 경우에, 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하는 것으로 판별할 수 있다. 상기 계획된 경로는 이륙 경로 또는 착륙 경로일 수 있다.
경로 이탈 감지 모듈(161)은 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하면, 바람으로 인하여 비행체(100)가 계획된 경로에서 벗어난 것으로 판단하여, 풍향을 확인할 수 있다. 이때, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 풍향/풍속 센서(113)를 이용하여 현재의 풍향을 확인할 수 있다. 다른 실시예로서, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 계획된 경로에서 이탈하기 전의 비행체(100)의 위치 정보와 이탈된 비행체(100)의 위치 정보를 비교하여, 풍향을 확인할 수도 있다.
경로 관리 모듈(162)은 목표 지점이 수신되면, GPS 수신기(150)를 통해서 비행체(100)의 위치를 확인하고 목표 지점을 확인한 후, 상기 비행체(100)에서부터 상기 목표 지점까지의 순차적으로 경유해야 되는 GPS 좌표들을 포함하는 계획된 경로 정보를 생성하여 저장부(120)에 저장할 수 있다. 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 현재 위치에서부터 상기 목표 지점까지의 최단 거리를 확인하고, 상기 최단 거리를 형성하는 각 공간 좌표들을 상기 계획된 경로 정보에 포함시킬 수 있다. 다른 실시예로서, 경로 관리 모듈(162)는 관제 센터(도면에 도시되지 않음)로부터 계획된 경로 정보를 수신하여 저장부(120)에 저장할 수 있다. 상기 경로 관리 모듈(162)은 거리 측정 센서(114)를 이용하여 상기 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다. 상기 경로 관리 모듈(162)은 목표 지점을 통신부(130)를 통해서 서버 또는 또 다른 장치로부터 수신할 수 있다. 상기 목표 지점은 착륙 지점, 이륙 지점 또는 임의의 지점일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 착륙 모드 또는 이륙 모드로 변경되는 경우, 상기 계획된 경로 정보를 생성할 수 있다.
경로 이탈 감지 모듈(161)을 통해서 계획된 경로에서 비행체(100)가 이탈한 것으로 감지하면, 경로 관리 모듈(162)은 바람의 영향이 덜 받는 영역으로 비행체(100)가 운항될 수 있도록, 저장부(120)의 저장된 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 위치를 중심으로 소정의 각도 범위(예컨대, 60도의 범위)를 각각 가지는 복수의 임시 공역을 생성하고, 상기 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 공역을 선정한 후, 상기 통과 대상 공역이 포함되도록 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 다른 실시예로서, 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역으로 이동한 후에, 상기 비행체(100)가 목표 지점으로 하강 또는 상승하도록 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 착륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 하강하도록 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 이륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 상승하도록 경로 정보를 변경할 수 있다.
상기 경로 관리 모듈(162)은 거리 측정 센서(114)를 이용하여, 목표 지점까지의 최단 거리를 측정하고, 복수의 공역 중에서 상기 풍향의 역방향과 상이한 각도 범위를 가지는 하나 이상의 임시 공역을 확인한 후, 확인한 임시 공역 중에서 상기 최단 거리를 형성하는 임시 공역을 상기 통과 대상 임시 공역으로 선정할 수 있다. 또한, 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역을 통과하고 상기 최단 거리를 형성하는 각 공간 좌표들을 상기 계획된 경로 정보에 포함시킴으로써, 상기 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다.
한편, 경로 이탈 감지 모듈(161)과 경로 관리 모듈(162)은 제어부(160)에 탑재되는 것으로 예시하고 있으나, 상기 경로 이탈 감지 모듈(161)과 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 운항을 제어하기 위한 별도의 제어 장치의 형태로 비행체(100)에 탑재될 수 있으며, 또는 독립된 서버 또는 장치 형태로 구현될 수도 있다.
본 실시예에 따르면, 비행체(100)기 바람의 영향으로 계획된 경로에서 이탈한 경우, 바람의 영향을 덜 받는 경로를 통해서 이동되게 제어함으로써, 안정적으로 비행체(100)를 이륙 또는 착륙시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 비행체의 이륙을 제어하는 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 비행 모드가 착륙 모드 또는 이륙 모드로 변경되거나, 통신부(130)를 통해서 목표 지점을 수신하면, 비행체(100)가 이동해야 되는 목표 지점을 확인할 수 있다(S101). 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 착륙 모드인 경우, 착륙 지점에 표시된 특정 마크(예컨대, 착륙 표시 마크)를 통해서 착륙 지점을 확인할 수 있다.
이어서, 경로 관리 모듈(162)은 GPS 수신기(150)를 통해서 비행체(100)의 현재 위치를 확인하고 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다(S103). 몇몇 실시예에서, 경로 관리 모듈(162)은 거리 측정 센서(114)를 이용하지 않고, 비행체(100)의 GPS 좌표와 목표 지점의 GPS 좌표를 기초로, 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다. 비행 모드가 착륙 모드인 경우에 상기 목표 지점은 착륙 지점이 되고, 비행 모드가 이륙 모드인 경우에 상기 목표 지점은 이륙 지점이 될 수 있다.
이어서, 경로 관리 모듈(162)은 이동 경로가 상기 최단 거리가 되도록, 최단 거리를 형성하는 복수의 공간 좌표들을 포함하는 계획된 경로 정보를 생성하여 저장부(120)에 저장할 수 있다(S105). 다른 실시예로서, 경로 관리 모듈(162)는 관제 센터(도면에 미도시)로부터 상기 계획된 경로 정보를 수신하여 저장부(120)에 저장할 수 있다. 상기 계획된 경로 정보에 포함된 복수의 공간 좌표는 상기 비행체(100)가 시간순서에 따라 순차적으로 경유해야 되는 순서가 기록될 수 있다.
계획된 경로 정보가 생성되어 저장부(120)에 저장되면, 제어부(160)는 계획된 경로 정보에 포함된 첫 번째(n 번째) 위치로 비행체(100)가 이동하도록 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다(S107).
다음으로, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 바람으로 인하여 비행체(100)가 상기 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링할 수 있다(S109). 상기 경로 이탈 감지 모듈(161)은 GPS 수신기(150)를 이용하여 비행체(100)의 현재 좌표를 확인하고, 상기 현재 좌표와 n 번째 지점의 좌표를 비교함으로써, 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 판별할 수 있다. 일 실예에서, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 상기 n 번째 지점의 좌표와 비행체(100)의 좌표가 사전에 설정된 임계거리 이상인 경우에 비행체(100)가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것으로 판별할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 위치 정보를 기준을 사전에 설정된 반경을 가지는 비행체(100)의 공역을 확인하고, 해당 공역에서 비행체(100)가 이탈하는 경우에, 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하는 것으로 판별할 수 있다.
비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈하지 않은 경우, 제어부(160)는 착륙 경보 정보에 포함된 다음 번째(++n 번째) 위치로 비행체(100)가 이동하도록 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다(S111).
반면에, 비행체(100)가 계획된 경로에서 이탈한 것으로 판별되면, 경로 관리 모듈(162)은 바람으로 인하여 비행체가 상기 경로에서 벗어난 것으로 판단하여, 풍향을 확인할 수 있다(S113). 상기 경로 이탈 감지 모듈(161)은 풍향/풍속 센서(113)를 이용하여 현재의 풍향을 확인할 수 있다. 다른 실시예로서, 경로 이탈 감지 모듈(161)은 계획된 경로에서 이탈하기 전의 비행체(100)의 위치 정보(예컨대, GPS 좌표)와 이탈된 후의 비행체(100)의 위치 정보(예컨대, GPS 좌표)를 기초로, 풍향을 확인할 수도 있다.
다음으로, 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 위치를 중심으로 소정의 각도 범위(예컨대, 60도의 범위)를 각각 가지는 복수의 임시 공역을 생성할 수 있다(S115). 상기 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역의 전체의 합산 각도가 소정의 각도(예컨대, 180도)가 되고, 임시 공역의 전체 각도 범위가 목표 지점에 향해서 형성될 수 있도록, 복수의 임시 공역을 생성할 수 있다.
이어서, 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 현재 위치에서 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다(S117). 경로 관리 모듈(162)은 거리 측정 센서(114)를 이용하여 상기 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다. 다른 실시예에서, 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)의 현재 위치와 목표 지점의 위치를 확인하고, 비행체(100)의 위치에서부터 목표 지점까지의 직선 거리를 계산함으로써, 목표 지점까지의 최단 거리를 측정할 수 있다.
다음으로, 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 공역을 선정할 수 있다(S119). 상기 경로 관리 모듈(162)은 복수의 공역 중에서 상기 풍향의 역방향과 상이한 각도 범위를 가지는 하나 이상의 임시 공역을 확인한 후, 확인한 임시 공역 중에서 상기 최단 거리를 형성하는 임시 공역을 상기 통과 대상 임시 공역으로 선정할 수 있다. 한편, 경로 관리 모듈(162)은 상기 최단 거리를 형성하는 임시 공역이 풍향의 역방향에 해당하는 공역인 경우, 나머지 공역들 중에서 목표 지점과 가장 가까운 거리를 형성하는 임시 공역을 통과 대상 공역으로 선정할 수 있으며, 또는 상기 풍향의 역방향에 해당하지 않은 어느 한 임의의 임시 공역을 상기 통과 대상 공역으로 선정할 수 있다.
도 3은 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 변경된 경로를 예시하는 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 비행체(100)가 계획된 경로(12)를 통해서 목표 지점(11)까지의 이동하는 도중에 바람(14)으로 인하여, 계획된 경로(12)에 이탈할 수 있다. 이 경우, 경로 관리 모듈(162)은 도 4에 예시된 바와 같이, 소정의 각도 범위(예컨대, 60도의 범위)를 각각 가지는 복수의 임시 공역(16a, 16b, 16c)을 생성할 수 있다. 도 4에 예시된 바와 같이, 상기 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역(16a, 16b, 16c)의 전체의 합산 각도가 소정의 각도(예컨대, 180도)가 되고, 임시 공역(16a, 16b, 16c)의 전체 각도 범위가 목표 지점(11)에 향한 각도를 포함할 수 있도록, 복수의 임시 공역(16a, 16b, 16c)을 생성할 수 있다. 또한, 경로 관리 모듈(162)은 비행체의 위치(15)에서 목표 지점(11) 까지의 최단 거리(17)를 측정할 수 있다. 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역(16a, 16b, 16c) 중에서 상기 풍향(13)의 역방향 각도를 포함하고 있는 제1 임시 공역(16a)을 제외하고, 나머지 임시 공역 중(16b, 16c) 중에서 최단 거리(17)를 형성하는 임시 공역(16b)을 통과 대상 임시 공역(16b)으로 선정할 수 있다.
통과 대상 임시 공역이 선정되면, 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역(16b)을 통과하고 목표 지점(11)과 최단 거리를 형성하는 각 공간 좌표들을 상기 계획된 경로 정보에 포함시킴으로써, 상기 저장부(120)의 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다(S121). 상기 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역으로 이동한 후에, 상기 비행체(100)가 목표 지점으로 하강 또는 상승하도록 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 착륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 하강하도록 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 이륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 상승하도록 경로 정보를 변경할 수 있다.
제어부(160)는 저장부(120)에 저장된 계획된 경로 정보가 변경되면, 변경된 상기 계획된 경로 정보에서 첫 번째(즉, n 번째) 지점을 확인하고, 상기 첫 번째(n 번째) 위치로 비행체(100)가 이동하도록 추력 발생부(140)를 제어할 수 있다(S123).
제어부(160)는 목표 지점으로 비행체(100)의 이동이 완료(즉, 마지막 순서의 지점이로 비행체의 이동이 완료) 되었는지 여부를 확인하여, 완료되지 않으면 S109 단계부터 재진행할 수 있다(S125).
도 5는 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 또 다른 상태를 예시한 도면이다.
도 6은 변경된 또 다른 경로를 예시하는 도면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 비행체(100)가 변경된 경로(17)로 운항하는 도중에, 또 다른 바람(19)으로 인하여 상기 경로(17)에 이탈할 수 있다. 이 경우, 경로 관리 모듈(162)은 도 6에 예시된 바와 같이, 현재의 비행체(20)의 위치를 중심으로 소정의 각도 범위(예컨대, 60도의 범위)를 각각 가지는 복수의 임시 공역(22a, 22b, 22c)을 생성할 수 있다. 도 6에 예시된 바와 같이, 상기 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역(22a, 22b, 22c)의 전체의 합산 각도가 소정의 각도(예컨대, 180도)가 되고, 임시 공역(22a, 22b, 22c)의 전체 각도 범위가 목표 지점(11)에 향한 각도를 포함할 수 있도록, 복수의 임시 공역(22a, 22b, 22c)을 생성할 수 있다. 경로 관리 모듈(162)은 복수의 임시 공역(22a, 22b, 22c) 중에서 상기 풍향(19)의 역방향 각도를 포함하고 있는 22b의 임시 공역을 제외하고, 나머지 임시 공역 중(22a, 22c) 중에서 목표 지점(11)과 가장 가까운 거리를 형성하는 임시 공역(22a)을 통과 대상 임시 공역(22a)으로 선정할 수 있다.
통과 대상 임시 공역이 선정되면, 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역(22a)을 통과하는 공간 좌표들이 상기 계획된 경로 정보에 포함되도록, 상기 저장부(120)의 계획된 경로 정보를 또 다시 변경할 수 있다. 도 6의 참조부호 21dl 변경된 경로를 예시하고 있다.
상기 경로 관리 모듈(162)은 상기 통과 대상 공역(22a)으로 이동한 후에, 상기 비행체(100)가 목표 지점으로 하강 또는 상승하도록 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 착륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 하강하도록 경로 정보를 변경할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 경로 관리 모듈(162)은 비행 모드가 이륙 모드인 경우, 상기 통과 대상 공역이 진입한 후에 비행체(100)가 상승하도록 경로 정보를 변경할 수 있다.
한편, S125 단계에서, 제어부(160)는 비행체(100)가 목표 지점으로 이동이 완료된 것으로 확인되면, 비행체(100)의 이동을 중지할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(160)는 목표 지점이 공중의 지점인 경우, 목표 지점으로 이동한 후에 비행체(100)를 호버링시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(160)는 목표 지점이 착륙 지점인 경우, 추력 발생부(140)의 구동을 정지시켜 비행체(100)의 운항을 정지할 수 있다.
바람의 영향으로 인하여, S109 단계 내지 S123 단계가 반복적으로 진행되면, 비행체(100)의 이동 경로가 계속적으로 변경되어, 실질적인 이동 경로는 입체 계단식 경로 형태로 나타날 수 있다. 이 경우, 제어부(160)는 상기 입체 계단식 경로에 따라, 지그재그 형태로 상기 목표 지점까지 상기 비행체(100)가 하강 또는 상승하도록 비행체의 운항을 제어할 수 있다.
도 7은 입체 계단식 경로에 따라 비행체가 이동하는 것을 예시하는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 바람으로 인하여 비행체(100)의 이동 경로가 변경되는 경우, 비행체(100)는 입체 계단식 행태의 경로를 지속적으로 생성하고, 도 7의 실선으로 표시된 지그재그 형태로 하강하여 목표 지점(11)에 도달할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 바람이 많은 환경에서도 안정적으로 비행체(100)를 목표 지점으로 이동시키는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 비행체(100)가 풍향의 역방향으로 이동하지 않도록 제어하여 비행체(100)의 에너지 소모를 최소화할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 착륙하거나 이륙하는 비행체(100)를 안정적으로 제어할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들은 이륙 모드에서도 적용될 수 있다.
도 8은 바람으로 인하여 계획된 경로에서 이탈한 비행체의 또 다른 상태를 예시한 도면이다.
도 9는 변경된 이륙 경로를 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9을 참조하면, 비행체(100)가 계획된 이륙 경로(32)를 통해서 목표 지점(31)까지의 이동하는 도중에 바람(34)으로 인하여, 계획된 이륙 경로(32)에 이탈할 수 있다. 이 경우, 경로 관리 모듈(162)은 도 9에 예시된 바와 같이, 소정의 각도 범위(예컨대, 60도의 범위)를 각각 가지는 복수의 임시 공역(36a, 36b, 36c)을 생성할 수 있다. 경로 관리 모듈(162)은 비행체의 위치(35)에서 목표 지점(31) 까지의 최단 거리(37)를 측정할 수 있다. 경로 관리 듈(162)은 복수의 임시 공역(36a, 36b, 36c) 중에서 상기 풍향(34)의 역방향 각도를 포함하고 있는 임시 공역(36c)을 제외하고, 나머지 임시 공역 중(36a, 36b) 중에서 목표 지점(31)까지 가장 가까운 영역을 임시 공역(36b)을 통과 대상 임시 공역(36b)으로 선정할 수 있다. 통과 대상 임시 공역이 선정되면, 경로 관리 모듈(162)은 비행체(100)가 상기 통과 대상 공역(36b)을 이동한 후에 상승하도록 상기 계획된 경로 정보를 변경할 수 있다. 도 9에서는 참조부호 37이 변경된 이륙 경로를 예시하고 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.

Claims (17)

  1. 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계;
    상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계; 및
    상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 임시 공역을 생성하는 단계는,
    상기 비행체의 위치를 중심으로 각 임시 공역이 소정의 각도 범위를 가지도록, 상기 복수의 임시 공역을 생성하는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계는,
    상기 복수의 임시 공역 중에서 상기 풍향의 역방향과 상이한 각도 범위를 가지는 하나 이상의 임시 공역을 확인하는 단계; 및
    상기 확인한 임시 공역 중에서 상기 목표 지점과 최단 거리를 형성하는 임시 공역을 상기 통과 대상 임시 공역으로 선정하는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    거리 측정기를 이용하여 상기 목표 지점까지의 최단 거리를 확인하는 단계를 더 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 비행체의 좌표와 상기 목표 지점의 좌표 간의 직선 거리를 측정하여, 상기 목표 지점까지의 최단 거리를 확인하는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  6. 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계;
    상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계; 및
    상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 변경된 경로는 입체 계단식 경로이며,
    상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는,
    상기 입체 계단식 경로를 기초로 지그재그 형태로 상기 목표 지점까지 상기 비행체가 하강 또는 상승하도록 운항을 제어하는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  7. 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계;
    상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계;
    상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    상기 계획된 경로에서 이탈된 상기 비행체의 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 이탈된 비행체의 위치와 이탈되기 전의 상기 비행체의 위치를 기초로, 상기 풍향을 확인하는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  8. 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계;
    상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계;
    상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계; 및
    비행 모드가 이륙 모드인 경우, 상기 비행체가 이륙 지점까지 이동하기 위한 상기 계획된 경로를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는, 상기 통과 대상 임시 공역에 진입한 후에 상기 비행체를 하강시키는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  9. 계획된 경로를 기초로 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하는 단계;
    운항 중에 바람으로 인하여 상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면, 상기 비행체의 주변에 복수의 임시 공역을 생성하는 단계;
    상기 복수의 임시 공역 중에서, 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하는 단계;
    상기 통과 대상 임시 공역으로 통과하도록 상기 경로를 변경하고, 상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계; 및
    비행 모드가 착륙 모드인 경우, 상기 비행체가 착륙 지점까지 이동하기 위한 상기 계획된 경로를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 변경된 경로를 기초로 상기 비행체의 운항을 제어하는 단계는, 상기 통과 대상 임시 공역에 진입한 후에 상기 비행체를 상승시키는 단계를 포함하는,
    비행체 제어 방법.
  10. 목표 지점까지 비행체가 운항되면, 바람으로 인하여 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링하는 경로 이탈 감지 모듈; 및
    상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈되면 상기 비행체 주변에 복수의 임시 공역을 생성하고, 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 선정된 통과 대상 공역을 통과한 후에 상기 비행체가 상승 또는 하강하도록 제어하는 경로 관리 모듈을 포함하고,
    상기 경로 관리 모듈은,
    상기 비행체의 위치를 중심으로 각각의 임시 공역이 소정의 각도 범위를 가지도록, 상기 복수의 임시 공역을 생성하는,
    비행체 제어 장치.
  11. 삭제
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 경로 관리 모듈은,
    상기 복수의 임시 공역 중에서 상기 풍향의 역방향과 상이한 각도 범위를 가지는 하나 이상의 임시 공역을 확인하여, 상기 확인한 임시 공역 중에서 상기 목표 지점과 가장 가까운 임시 공역을 상기 통과 대상 임시 공역으로 선정하는,
    비행체 제어 장치.
  13. 목표 지점까지 비행체가 운항되면, 바람으로 인하여 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링하는 경로 이탈 감지 모듈; 및
    상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈되면 상기 비행체 주변에 복수의 임시 공역을 생성하고, 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 선정된 통과 대상 공역을 통과한 후에 상기 비행체가 상승 또는 하강하도록 제어하는 경로 관리 모듈을 포함하고,
    상기 경로 관리 모듈은,
    상기 계획된 경로에서 이탈된 상기 비행체의 위치를 확인하고, 상기 이탈된 비행체의 위치와 이탈되기 전의 상기 비행체의 위치를 기초로, 상기 풍향을 확인하는,
    비행체 제어 장치.
  14. 목표 지점까지 비행체가 운항되면, 바람으로 인하여 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는지 여부를 모니터링하는 경로 이탈 감지 모듈; 및
    상기 비행체가 상기 계획된 경로에서 이탈되면 상기 비행체 주변에 복수의 임시 공역을 생성하고, 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 선정된 통과 대상 공역을 통과한 후에 상기 비행체가 상승 또는 하강하도록 제어하는 경로 관리 모듈을 포함하고,
    상기 경로 관리 모듈은,
    풍향 센서를 이용하여 상기 풍향을 확인하는,
    비행체 제어 장치.
  15. 하나 이상의 추력 발생 수단을 이용하여 추력을 발생시키는 추력 발생부; 및
    상기 추력 발생부를 제어하여 목표 지점까지 비행체의 운항을 제어하되, 바람으로 인하여 상기 비행체가 계획된 경로에서 이탈하는 것이 감지되면 복수의 임시 공역을 생성하여 상기 복수의 임시 공역 중에서 풍향의 역방향을 기준으로 통과 대상 임시 공역을 선정하고, 상기 통과 대상 임시 공역을 통과하도록 상기 경로를 변경하는 제어부를 포함하는,
    비행체.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 비행체의 위치를 중심으로 각각의 임시 공역이 소정의 각도 범위를 가지도록, 상기 복수의 임시 공역을 생성하는,
    비행체.
  17. 제15 항에 있어서,
    상기 변경된 경로는 입체 계단식 경로이며,
    상기 제어부는, 상기 입체 계단식 경로에 기초하여 지그재그 형태로 상기 목표 지점까지 상기 비행체가 하강 또는 상승하도록 상기 추력 발생부를 제어하는,
    비행체.
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