KR102501348B1 - 다수 무인 이동체 운용환경에서 토폴로지 및 통신 모니터링 시스템 - Google Patents

다수 무인 이동체 운용환경에서 토폴로지 및 통신 모니터링 시스템 Download PDF

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Abstract

다수 무인 이동체 운용환경에서 토폴로지 및 통신 모니터링 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법은, 네트워크를 구성하는 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하고, 수집된 상태 정보들로부터 네트워크의 토폴로지를 구성하며, 구성한 토폴로지를 시각화한다. 이에 의해, 다수의 드론이 운용되는 환경에서 해당 드론의 통신 상태 및 GCS와의 경로 구성 정보, FANET의 토폴로지 정보에 대한 모니터링 및 이상유무에 대한 파악을 지원할 수 있게 된다.

Description

다수 무인 이동체 운용환경에서 토폴로지 및 통신 모니터링 시스템{Topology and Communication Monitoring System in Multiple Unmanned Vehicle Operating Environment}
본 발명은 무인 이동체 운용 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 드론에 탑재되는 통신 모뎀을 기반으로 드론 통신의 모니터링 및 애드혹 통신 환경에서 해당 토폴로지 상태 및 단대단 경로 구성에 대한 모니터링을 지원하는 플랫폼 기반의 통신망 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
드론은 장애물 회피 및 이동을 위해서 항법 장비를 탑재하고 있으며 일반적으로 임무수행을 위해서 GCS(Ground Control Station) 와의 통신을 통해서 임무 데이터를 전달받고, 드론의 상태 및 임무 수행 정보에 대한 데이터를 GCS로 전달하고 있다.
이를 위해서 드론에는 통신 모뎀이 탑재되어 있으며 인프라망(셀룰러 통신)을 활용한 통신, 또는 멀티홉 애드혹 통신을 통해서 드론 간 그리고 드론과 GCS간 통신망을 구성한다.
하지만, 기존 시스템은 드론 통신의 상태 점검을 위해서 일종의 주기적인 heartbeat 신호를 GCS로 전달하는 형태로서 해당 드론의 상태를 파악하는 기술로서만 활용되어 다수의 드론의 운용과 토폴로지 관리 측면에서는 기능적인 부족함이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 다수의 드론 기반 통신 및 애드혹 라우팅 경로 구성과 토폴로지에 대한 모니터링을 지원하기 위한 플랫폼 기반의 통신망 모니터링 및 관리 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법은, 네트워크를 구성하는 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하는 단계; 수집된 상태 정보들로부터 네트워크의 토폴로지를 구성하는 단계; 구성한 토폴로지를 시각화하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상태 정보는, 이웃 무인 이동체 정보 및 라우팅 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상태 정보는, 위치 정보를 포함하고, 구성 단계는, 무인 이동체들의 위치들을 반영하여 토폴로지를 구성할 수 있다.
그리고, 시각화 단계는, 토폴로지와 지도를 매칭하여 시각화할 수 있다.
또한, 구성 단계는, 무인 이동체들의 2차원 위치들을 반영하여 2차원 형상의 토폴로지를 구성할 수 있다.
그리고, 구성 단계는, 무인 이동체들의 3차원 위치들을 반영하여 3차원 형상의 토폴로지를 구성할 수 있다.
또한, 시각화 단계는, 시각화된 토폴로지를 구성하는 무인 이동체들을 나열하는 단계; 및 나열된 무인 이동체들 중 선택된 무인 이동체를 토폴로지에서 하이라이트 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무인 이동체 네트워크 모니터링 시스템은, 네트워크를 구성하는 무인 이동체들과 통신하는 통신부; 및 통신부를 통해 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하고, 수집된 상태 정보들로부터 네트워크의 토폴로지를 구성하며, 구성한 토폴로지를 시각화하는 프로세서;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 드론이 운용되는 환경에서 해당 드론의 통신 상태 및 GCS와의 경로 구성 정보, FANET의 토폴로지 정보에 대한 모니터링 및 이상유무에 대한 파악을 지원할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 2는 토폴로지 관리 리소스를 예시한 도면,
도 3 및 도 4는, 네트워크 토폴로지들을 예시한 도면들,
도 5와 도 6은, 시각화 하는 무인 이동체 네트워크 토폴로지 화면들을 예시한 도면들, 그리고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 M2M 시스템의 블럭도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
드론은 군사용 목적에서 시작해서 현재는 서비스 산업으로 그 활용 영역이 확장되고 있다. 드론은 과거 드론 조종사와 드론의 1대1 통신을 기반으로 운용되는 시나리오 이었지만, 현재는 드론 관리시스템을 기반으로 BVLOS(Beyond Visible Line of Sight) 환경에서 운용되는 시나리오로 확장되고 있으며 이를 지원하기 위한 통신 및 플랫폼 기술이 적용되고 있다.
본 발명의 실시예에서는, 드론에 탑재되는 통신 모뎀을 기반으로 드론 통신의 모니터링 및 애드혹 통신 환경에서 해당 토폴로지 상태 및 단대단 경로 구성에 대한 모니터링을 지원하는 플랫폼 기반의 통신망 모니터링 시스템 및 방법을 제시한다.
본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템 및 방법에 의해, 드론의 통신 상태 및 토폴로지 구성에 대한 정보를 모니터링 할 수 있으며, 드론의 상태 및 네트워크 토폴로지 구성에 대한 지도 기반의 화면 구성을 통해서 드론을 통해서 구성되는 통신망을 모니터링할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템 및 방법은 FANET(Flying Ad-hoc Network) 통신 테스트를 지원하며 드론의 통신 상태 및 이웃 노드의 정보, 그리고 단대단 경로구성에 대한 정보를 표현하여 관리자에게 FANET 통신망에 대한 테스트와 관리 측면에서 편리함을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
무인 이동체 네트워크의 토폴로지와 통신을 모니터링하기 위해, 먼저, 네트워크를 구성하는 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하여 관리 리소스를 구성한다(S110).
S110단계에서 수집하는 상태 정보에는, 무인 이동체의 이웃 노드 정보, 라우팅 정보 및 위치 정보 등이 포함된다.
도 2는 S110단계에서 구성 가능한 토폴로지 관리 리소스를 예시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 토폴로지 관리 리소스에는 네트워크 리소스, 네트워크를 구성하는 무인 이동체와 GCS(Ground Control Station)의 리소스 및 이들의 상태정보 리소스가 포함된다.
다음, S110단계에서 수집한 상태 정보들로부터 무인 이동체 네트워크의 토폴로지를 구성한다(S120). 구체적으로, S120단계에서는 무인 이동체들의 연결 정보들로부터 네트워크 토폴로지를 구성한다.
S120단계에서 구성하는 네트워크 토폴로지들을 도 3과 도 4에 각각 예시하였다.
도 3에 예시된 토폴로지는 GCS 중심의 데이터 전달 구조의 토폴로지로, GCS가 무인 이동체(UAV)들의 상태 정보들을 수집하여 M2M 플랫폼에 해당하는 모비우스(Mobius) 시스템에 전달한다.
도 4에 예시된 토폴로지는 분산적 데이터 전달 구조의 토폴로지로, GCS와 무인 이동체들이 자신의 상태 정보들을 모비우스 시스템에 직접 전달하는 네트워크의 토폴로지이다.
다음, S120단계에서 구성한 네트워크 토폴로지에 무인 이동체들의 위치 정보들을 반영하여, 위치 기반의 네트워크 토폴로지를 생성한다(S130).
위치 정보를 반영함에 있어, 무인 이동체들의 2차원 위치 정보들을 반영하면 2차원 형상의 토폴로지를 구성할 수 있고, 무인 이동체들의 3차원 위치 정보들을 반영하면 3차원 형상의 토폴로지를 구성할 수 있다.
2차원 위치 정보에는 (위도, 경도)가 포함되고, 3차원 위치 정보에는 (위도, 경도, 고도)가 포함된다.
이후, S130단계에서 생성한 무인 이동체 네트워크의 토폴로지를 지도에 매칭하여 시각화한다(S140). S140단계에서 시각화 하는 무인 이동체 네트워크 토폴로지 화면들을 도 5와 도 6에 각각 예시하였다.
도 5에 예시된 화면은 2차원 형상으로 구현한 네트워크 토폴로지를 2차원 지도에 매칭한 화면이고, 도 6에 예시된 화면은 3차원 형상으로 구현한 네트워크 토폴로지를 3차원 지도에 매칭한 화면이다.
그리고, 무인 이동체 네트워크의 토폴로지 시각화 화면의 일 영역에, 네트워크 토폴로지를 구성하는 무인 이동체들을 나열한다(S150). 나열된 무인 이동체들 중 사용자가 하나를 선택하면, 선택된 무인 이동체를 토폴로지 상에서 하이라이트 하여 나타낸다(S160).
도 5와 도 6에 도시된 바에 따르면, 토폴로지 화면의 좌측 영역에 네트워크를 구성하는 무인 이동체들이 나열되어 있음을 확인할 수 있다. 나열된 무인 이동체들 중 사용자에 의해 선택된 무인 이동체에 대해서는, 토폴로지 상에서 하이라이트 처리하여 표시할 수 있다.
나아가, 선택된 무인 이동체에 대해서는, 상태 정보를 표시할 수 있으며, 여기에는 전술한 상태 정보 이외의 다른 정보들을 더 포함할 수 있다.
뿐만 아니라, 2개의 무인 이동체가 선택되었다면, 양자 간의 라우팅 정보를 네트워크 토폴로지 상에 나타낼 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 M2M 시스템의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 M2M 시스템은, 도 7에 도시된 바와 같이, 통신부(210), 프로세서(220) 및 저장부(230)를 포함하는 컴퓨팅 시스템으로 구현할 수 있다.
통신부(210)는 무인 이동체 네트워크를 구성하는 노드들과 통신하여 상태 정보를 수집하고, 네트워크 모니터링을 원하는 사용자 단말과 통신하여 서비스를 제공한다.
프로세서(220)는 도 1에 도시된 모니터링 과정을 수행하고 수행 결과를 사용자 단말에 제공한다.
저장부(230)는 전술한 관리 리소스가 구축되고, 프로세서(220)가 동작함에 있어 필요한 저장 공간을 제공한다.
지금까지, 다수 무인 이동체 운용환경에서 토폴로지 및 통신 모니터링 시스템에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.
위 실시예에서는, 다수 드론기반 통신 및 애드혹 라우팅 경로구성과 토폴로지에 대한 모니터링을 지원하기 위한 플랫폼 기반의 통신망 모니터링 및 관리 기술을 제시하였다.
이를 통해, 다수의 드론이 운용되는 환경에서 해당 드론의 통신 상태 및 GCS와의 경로구성 정보, FANET의 토폴로지 정보에 대한 모니터링 및 이상유무에 대한 파악을 지원할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
210 : 통신부
220 : 프로세서
230 : 저장부

Claims (8)

  1. 네트워크를 구성하는 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하는 단계;
    수집된 상태 정보들로부터 네트워크의 토폴로지를 구성하는 단계;
    구성한 토폴로지를 시각화하는 단계;를 포함하고,
    구성 단계는,
    상태 정보에 포함된 무인 이동체들의 연결 정보들을 이용하여, 네트워크 토폴로지를 생성하되, 연결 정보는 이웃 무인 이동체 정보 및 라우팅 정보를 포함하고,
    상태 정보에 포함된 무인 이동체들의 3차원 위치 정보들을 네트워크 토폴로지에 반영하여, 3차원 형상의 위치 기반 네트워크 토폴로지를 구성하며,
    시각화 단계는,
    시각화된 토폴로지를 구성하는 무인 이동체들을 시각화 화면의 일 영역에 나열하는 단계;
    나열된 무인 이동체들 중 1개의 무인 이동체가 선택되면, 선택된 무인 이동체를 토폴로지에서 하이라이트 하는 단계;
    나열된 무인 이동체들 중 2개의 무인 이동체가 선택되면, 선택된 무인 이동체들 간의 라우팅 정보를 토폴로지 상에 나타내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    시각화 단계는,
    토폴로지와 지도를 매칭하여 시각화하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체 네트워크 모니터링 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 네트워크를 구성하는 무인 이동체들과 통신하는 통신부;
    통신부를 통해 무인 이동체들의 상태 정보들을 수집하고, 수집된 상태 정보들로부터 네트워크의 토폴로지를 구성하며, 구성한 토폴로지를 시각화하는 프로세서;를 포함하고,
    프로세서는,
    상태 정보에 포함된 무인 이동체들의 연결 정보들을 이용하여, 네트워크 토폴로지를 생성하되, 연결 정보는 이웃 무인 이동체 정보 및 라우팅 정보를 포함하고,
    상태 정보에 포함된 무인 이동체들의 3차원 위치 정보들을 네트워크 토폴로지에 반영하여, 3차원 형상의 위치 기반 네트워크 토폴로지를 구성하며,
    시각화된 토폴로지를 구성하는 무인 이동체들을 시각화 화면의 일 영역에 나열하고,
    나열된 무인 이동체들 중 1개의 무인 이동체가 선택되면, 선택된 무인 이동체를 토폴로지에서 하이라이트 하며,
    나열된 무인 이동체들 중 2개의 무인 이동체가 선택되면, 선택된 무인 이동체들 간의 라우팅 정보를 토폴로지 상에 나타내는 것을 특징으로 하는 무인 이동체 네트워크 모니터링 시스템.
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