KR102529888B1 - 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 무인비행체 - Google Patents

Abstract

무인비행체에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하는 단계; 상기 제1신호에 기반하여 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 생성하는 단계; 상기 제1오디오 정보를, 데이터 링크를 통해 상기 무인비행체와 연결된 지상 통제 장비에 전송하는 단계; 및 상기 지상 통제 장비로부터 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하는 단계를 포함하는, 데이터 송수신 방법이 개시된다.

Description

데이터를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 무인비행체{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA AND UNMANNED AERIAL VEHICLE SUPPORTING THEREOF}

본 발명은 데이터를 송수신하는 무인비행체 및 그 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 무인비행체에 탑재되어 데이터를 송수신하는 전자 장치, 이러한 전자 장치를 포함하는 무인비행체 및 그의 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.

무인비행체를 운용하기 위하여 무인비행체 조종사는 지상에서 무인비행체의 통제 장비(지상 통제 장비)를 이용하여 무인비행체의 움직임을 통제할 수 있다. 이때 무인비행체에 대한 조종사의 통제는 데이터링크를 통하여 무인비행체로 전달되고, 무인비행체의 상태 정보가 데이터링크를 통하여 지상 통제 장비로 전달될 수 있다. 무인비행체의 조종사는 무인비행체로부터 수신되는 정보만을 기반으로 무인비행체를 조종하여야 하며, 이는 유인기에서 직접 조종사가 비행체에 탑승하여 조종을 하는 경우에 비하여 다양한 제약이 발생할 수 있다.

한편 무인비행체의 조종사는 중앙방공통제소(Master Control and Report Center, MCRC) 또는 항공교통관제 시스템(Air Traffic Control System, ATC system)로부터 무인비행체에 대한 통제 신호에 따라서 무인비행체를 조종하여야 한다. 이를 위하여 중앙방공통제소 또는 항공교통관제 시스템(이하, 관제소)으로부터 음성 신호를 수신하여야 한다. 관제소로부터 음성 신호를 수신하기 위하여 유인기에 탑재되는 음성통신 장비는 지상 통제 장비에 탑재될 수 있으나, 통신 장비의 LOS(line of sight) 확보가 어려운 상황에서 통신이 불가능한 상황이 발생할 가능성이 있다. 이러한 관제소와 지상 통제 장비 간의 음성통신의 문제는, 음성 통신을 유선 통신으로 대체하는 방법으로 구현하는 방법도 존재하나, 이는 지상 통제 장비가 고정된 장소에 위치하여야 하는 제약을 발생시키며, 이동형 지상 통제 장비에는 부적합한 대안이 될 수 있다.

관련하여, KR1119175B1 건 등의 선행문헌들을 참조할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 무인비행체에 탑재된 전자 장치 또는 무인비행체는 데이터링크를 이용하여 중앙방공통제소 또는 항공교통관제 시스템과, 지상 통제 장비 간의 음성 신호를 송수신 할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 무인비행체 또는 무인비행체에 탑재된 전자 장치는 데이터 링크를 이용하여 중앙방공통제소 또는 항공교통관제 시스템과, 지상 통제 장비 간의 음성 신호를 중계하여 관제소와 지상 통제 장비 간의 음성 통신을 중계하여 지상에서의 통신이 원활하지 않은 경우에도 효과적으로 음성 통신을 수행하도록 할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 무인비행체에 탑재된 전자 장치 또는 무인비행체는 데이터링크를 이용하여 무인비행체가 촬영한 영상을 지상 통제 장비로 전송할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 무인비행체 또는 무인비행체에 탑재된 전자 장치는 데이터링크를 이용하여 실시간으로 무인비행체와 지상 통제 장비 간의 영상, 음성 데이터 송수신을 수행할 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 무인비행체에 탑재된 전자 장치에서 데이터를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 무인비행체에서 데이터를 송수신하는 방법은, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하는 단계; 상기 제1신호에 기반하여 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 생성하는 단계; 상기 제1오디오 정보를, 데이터 링크를 통해 상기 무인비행체와 연결된 지상 통제 장비에 전송하는 단계; 및 상기 지상 통제 장비로부터 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 데이터 송수신 방법은, 카메라를 통해 제1영상 정보를 획득하는 단계; 상기 획득한 제1영상 정보를 디지털화 하는 단계; 상기 디지털화된 제1영상 정보를 기반으로 영상 데이터를 포함하는 하나 이상의 패킷을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 하나 이상의 패킷을 데이터 링크를 통해 상기 무인비행체와 연결된 상기 지상 통제 장비에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 디지털화 하는 단계는, 상기 제1영상 정보를 디코딩하여 디지털 영상 정보를 생성하는 단계; 및 상기 디지털 영상 정보를 코덱에 기반하여 압축한 압축 영상 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 하나 이상의 패킷을 생성하는 단계는, 상기 디지털화된 제1영상 정보의 데이터 길이에 기반하여 상기 디지털화된 제1영상 정보를 하나 이상의 패킷으로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 제1오디오 정보를 생성하는 단계는, 상기 제1신호의 적어도 일부에 교신 개시에 대응하는 제3신호를 포함하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 제3신호의 포함 여부에 기반하여 상기 제1오디오 정보를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 제1오디오 정보를 생성하는 단계는, 상기 제1신호를 음성 코덱에 기반하여 압축한 압축 신호로 변환하는 단계; 및 상기 압축 신호를 변환하여 생성된 하나 이상의 패킷을 포함하는 제1오디오 정보를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 제2신호를 방사하는 단계는, 상기 제2오디오 정보를 아날로그 복원하는 단계; 및 상기 제2오디오 정보가 상기 아날로그 복원된 신호를 포함하는 제2신호를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 제1신호는, 방공통제소 또는 항공교통관제소에서 전송하는 아날로그 음성 신호를 포함할 수 있다.

실시예에서, 상기 무인비행체는 상기 데이터 링크의 연결에 관한 제1연결 스위치 및 제2연결 스위치를 포함하고, 상기 데이터 송수신 방법은, 상기 제1연결 스위치의 연결 상태에 관한 제1연결 정보에 기반하여, 상기 제1연결 스위치의 연결 상태가 정상인 경우 상기 제1연결 스위치를 통하여 연결된 데이터 링크를 기반으로 상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계; 및 상기 제1연결 스위치의 연결 상태가 비정상인 경우, 상기 제2연결 스위치의 연결 상태에 관한 제2연결 정보에 기반하여, 상기 제2연결 스위치를 통하여 연결된 데이터 링크를 기반으로 상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 무인비행체 장치는, 아날로그 음성 신호를 송수신하기 위한 하나 이상의 안테나; 지상 통제 장비와의 데이터 링크 연결을 형성하는 데이터 링크 제어부(airborne datalink terminal controller, ADTC); 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하고, 상기 제1신호에 기반하여 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 생성하고, 상기 제1오디오 정보를, 상기 데이터 링크를 통해 상기 지상 통제 장비에 전송하고, 상기 지상 통제 장비로부터 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보를 수신하고, 상기 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하도록 설정될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 무인비행체에서 데이터를 송수신하는 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체에 있어서, 상기 방법은, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하는 단계; 상기 제1신호에 기반하여 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 생성하는 단계; 상기 제1오디오 정보를, 데이터 링크를 통해 상기 무인비행체와 연결된 지상 통제 장비에 전송하는 단계; 및 상기 지상 통제 장비로부터 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보를 수신하는 단계; 및 상기 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 전자 장치는 무인비행체의 데이터 링크를 이용하여 관제소와 지상 통제 장비 간의 음성 통신을 중계함으로써 지상에서의 통신이 원활하지 않은 경우에도 효과적으로 음성 통신을 수행하도록 할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 전자 장치는 데이터링크를 이용하여 무인비행체와 지상 통제 장비 간의 영상 및 음성 신호를 송수신 함으로써 무인비행체 조종에 필요한 각종 정보의 전달에 대한 실시간성을 보장할 수 있으며, 무인비행체, 지상 통제 장비, 관제소 간의 각종 신호 전달에 대한 신뢰성을 제고할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 비행을 위하여 제한된 구성요소만을 포함하여야 하는 무인비행체에서 필요한, 오디오, 영상을 포함하는 멀티미디어 데이터를 압축하여 송수신함으로써 지상 통제 장비와의 실시간 교신을 보장할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 무인비행체가 데이터를 송수신하는 방법이 구현될 수 있는 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 지상 통제 장비의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 음성 또는 영상 데이터를 송수신하는 동작 흐름도이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 음성 통신을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 전자 장치가 다운링크 방향의 음성 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 일 실시예에 따른 전자 장치가 업링크 방향의 음성 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치가 영상 정보에 대한 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치가 영상 정보를 지상 통제 장비로 전송하는 동작 흐름도이다.
도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 데이터링크 경로를 다중화하는 동작 흐름도이다.

이하의 실시예들은 다양한 실시예들의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 특징들을 결합하여 다양한 실시예들을 구성할 수도 있다. 다양한 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 다양한 실시예들의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하, 다양한 실시예들에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 다양한 실시예들의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 다양한 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 다양한 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 무인비행체가 데이터를 송수신하는 방법이 구현될 수 있는 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)은 다양한 종류의 장치들에 구현될 수 있다. 예를 들어, 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)은 무인비행체 및 무인비행체와 연결된 지상 통제 장비(102)에 구현될 수 있다. 본 개시에서 무인비행체는 무인비행체에 탑재된 전자 장치(101)를 의미할 수 있다. 달리 말해, 무인비행체에 탑재된 전자 장치(101) 및 전자 장치(101)와 연결된 지상 통제 장비(102)에 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)이 구현될 수 있다. 무인비행체(또는, 무인비행체에 탑재된 전자 장치(101)) 및 무인비행체와 연결된 지상 통제 장비(102)는 각각의 장치에 구현된 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)을 기반으로, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 동작을 수행할 수 있다. 한편, 다양한 실시예들에 따른 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)은, 도 1에 도시된 바와 같이 관제소(예: 중앙방공통제소 또는 항공교통관제 시스템)(103)을 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는, 무인비행체에 탑재되며, 하나 이상의 통신 장치(예: 지상 통제 장비(102), 관제소(103))와 무선 통신을 수행하며, 저장 용량을 갖는 스토리지를 포함하는 장치일 수 있다. 실시예에서, 전자 장치(101)는 무인비행체 그 자체일 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 지상 통제 장비(102)와 전자 장치(101)는 데이터링크가 장착되어 데이터 통신을 수행하며 데이터링크를 통해 지상 통제 장비(102)는 전자 장치(101)를 조종, 제어할 수 있다. 지상 통제 장비(102)는 데이터링크를 통해 전자 장치(101)로부터 전자 장치(101)가 촬영한 영상을 수신할 수 있다. 이때 영상 정보는 전자 장치(101)에 포함된 적외선 카메라(전방 적외선 카메라; Forward Looking INfrared 카메라, FLIR 카메라)를 이용하여 촬영한 적외선 영상 데이터를 포함할 수 있고, CCD(Charge-Coupled Device) 카메라를 이용한 영상 데이터를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에 따르면, 지상 통제 장비(102)는 관제소(103; ATC/MCRC(air traffic control/master control and report center))의 음성신호를 전달받을 수 있으며, 이 때 전자 장치(101)는 관제소(103)와 지상통제장치 사이의 음성 통신을 중계할 수 있다. 즉, 전자 장치(101)는 관제소(103)로부터 음성 신호를 제공받고, 제공받은 음성 신호를 지상 통제 장비(102)에게 제공할 수 있다. 관제소(103)가 제공하는 신호는 음성 신호이며 음성 신호는 UHF 신호 및/또는 VHF 신호를 포함할 수 있다. 관제소(103)는 예시적으로 MCRC 또는 ATC일 수 있고, MCRC는 음성신호를 VHF(very high frequency, 초단파) 신호로 제공하고, ATC는 음성신호를 UHF(ultra-high frequency, 극초단파) 신호로 제공할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

지상 통제 장비(102)는 관제소(103)로부터 수신한 음성 신호 및/또는 전자 장치(101)로부터 수신한 영상 정보를 통해 무인비행체의 제어, 항로 설정 등의 수행에 도움을 받을 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)은 동작을 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)에 포함된 모듈들은 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)이 구현되는(또는, 물리적 장치에 포함되는) 물리적 장치(예: 전자 장치(101))가 지정된 동작을 수행할 수 있도록 구현된 컴퓨터 코드 내지는 하나 이상의 인스트럭션 (instruction) 일 수 있다. 다시 말해, 무인비행체 데이터 송수신 시스템(100)이 구현되는 물리적 장치는 복수 개의 모듈들을 컴퓨터 코드 형태로 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 복수 개의 모듈들이 실행되는 경우 복수 개의 모듈들은 물리적 장치가 복수 개의 모듈들에 대응하는 지정된 동작들을 수행하도록 할 수 있다.

도 2는 다양한 실시예들에 따른 지상 통제 장비의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 지상 통제 장비(102)는 입/출력부(210), 통신부(220), 스토리지(230) 및 프로세서(240)를 포함할 수 있다.

입/출력부(210)는 사용자 입력을 받거나 또는 사용자에게 정보를 출력하는 각종 인터페이스나 연결 포트 등일 수 있다. 입/출력부(210)는 입력 모듈과 출력 모듈을 포함할 수 있는데, 입력 모듈은 사용자로부터 사용자 입력을 수신한다. 사용자 입력은 키 입력, 터치 입력, 음성 입력을 비롯한 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 사용자 입력을 받을 수 있는 입력 모듈의 예로는 전통적인 형태의 키패드나 키보드, 마우스는 물론, 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서, 음성 신호를 입력받는 마이크, 영상 인식을 통해 제스처 등을 인식하는 카메라, 사용자 접근을 감지하는 조도 센서나 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함하는 근접 센서, 가속도 센서나 자이로 센서 등을 통해 사용자 동작을 인식하는 모션 센서 및 그 외의 다양한 형태의 사용자 입력을 감지하거나 입력받는 다양한 형태의 입력 수단이 있으며, 본 개시의 실시예에 따른 입력 모듈은 위에 나열한 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 터치 센서는 디스플레이 패널에 부착되는 터치 패널이나 터치 필름을 통해 터치를 감지하는 압전식 또는 정전식 터치 센서, 광학적인 방식에 의해 터치를 감지하는 광학식 터치 센서 등으로 구현될 수 있다. 이외에도 입력 모듈은 자체적으로 사용자 입력을 감지하는 장치 대신 사용자 입력을 입력받는 외부의 입력 장치를 연결시키는 입력 인터페이스(USB 포트, PS/2 포트 등)의 형태로 구현될 수도 있다. 또 출력 모듈은 각종 정보를 출력할 수 있다. 출력 모듈은 영상을 출력하는 디스플레이, 소리를 출력하는 스피커, 진동을 발생시키는 햅틱 장치 및 그 외의 다양한 형태의 출력 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이외에도 출력 모듈은 상술한 개별 출력 수단을 연결시키는 포트 타입의 출력 인터페이스의 형태로 구현될 수도 있다.

일 예로, 디스플레이 형태의 출력 모듈은 텍스트, 정지 영상, 동영상을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 투명 디스플레이(transparent display), 곡면 디스플레이(Curved Display), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display), 프로젝터 및 그 외의 영상 출력 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이는 입력 모듈의 터치 센서와 일체로 구성된 터치 디스플레이의 형태일 수도 있다.

통신부(220)는 다른 장치와 통신할 수 있다. 따라서, 지상 통제 장비(102)는 통신부를 통해 다른 장치와 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 지상 통제 장비(102)는 전자 장치(101) 및/또는 관제소(103)와, 통신부(220)를 이용해 상호 간 통신을 수행하거나, 기타 다른 장치와 통신을 수행할 수 있다. 여기서, 통신, 즉 데이터의 송수신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다.

스토리지(230)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 스토리지는 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 지상 통제 장비(102) 의 스토리지에는 지상 통제 장비(102)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System), 프로그램 내지는 어플리케이션(예를 들어, 웹 어플리케이션)에 관한 데이터 등이 저장될 수 있다. 또, 스토리지는 상술한 바와 같이 모듈들을 컴퓨터 코드 형태로 저장할 수 있다.

스토리지(230)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 이러한 스토리지는 내장 타입 또는 탈부착 가능한 타입으로 제공될 수 있다.

프로세서(240)는 지상 통제 장비(102)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해 프로세서(240)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 지상 통제 장비(102)의 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 프로세서(240)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 프로세서(240)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 구현될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 프로세서(240)를 구동시키는 프로그램 형태로 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 다양한 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 다양한 실시예들에 따른 방법은 이하에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.

이하에서는, 상기와 같은 기술적 사상에 기반하여 다양한 실시예들에 대해 보다 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 대해서는 앞서 설명한 내용들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에서 정의되지 않은 동작, 기능, 용어 등은 앞서 설명한 내용들에 기반하여 수행되고 설명될 수 있다.

도 3은 다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 음성 또는 영상 데이터를 송수신하는 동작 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 전자 장치(101) 또는 전자 장치(101)를 포함하는 무인비행체는, 영상 정보 또는 오디오 정보를 지상 통제 장비(102)에 전송하거나 오디오 정보를 포함하는 음성 신호를 방사하여 관제소(103)로 전달할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1신호를 획득할 수 있다(301). 제1신호는 관제소(103)로부터 방사되어 전자 장치(101)로 수신되는 음성 신호를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1신호는 VHF 신호, UHF 신호 적어도 일부를 포함할 수 있다. 제1신호는 VHF 신호 및 UHF 신호 가운데 적어도 일부에 해당하는 아날로그 음성 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 안테나를 적어도 포함하는 VHF 신호 수신 모듈, UHF 신호 수신 모듈, U/VHF 신호 수신 모듈 가운데 적어도 일부를 통하여 제1신호를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1신호는 지정된 진폭을 가지는 아날로그 음성 신호를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제1신호는 적어도 일부에, 교신 개시에 대응하는 제3신호를 포함할 수 있다. 즉, 제3신호는 push-to-talk(PTT) 신호를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제3신호는 일정한 전압 크기를 가지는 신호를 포함할 수 있다. 이때 제3신호의 전압 크기는 제1신호에 포함된 아날로그 음성 신호의 진폭과 서로 다른 값을 가질 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1오디오 정보를 생성할 수 있다. 제1오디오 정보는, 전자 장치(101)가 지상 통제 장비(102)로 전송하기 위한 디지털 음성 데이터를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1신호를 음성 코덱에 기반하여 디지털화 및 압축할 수 있다. 전자 장치(101)는 코덱에 기반하여 제1신호를 디지털화 하고, 압축하여, 오디오 데이터를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 코덱에 기반하여 제1신호를 디지털화 및 압축한 오디오 데이터를 하나 이상의 패킷으로 변환하여 제1오디오 정보를 생성할 수 있다.

실시예에서, 전자 장치(101)는 다양한 코덱에 기반하여 제1오디오 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 G.729 음성 코덱 방식으로 제1신호를 압축할 수 있다.

실시예에서, 전자 장치(101)는 압축된 오디오 데이터를 하나 이상의 이더넷(Ethernet) 패킷으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 압축된 오디오 데이터를 MPEG-TS(MPEG-Transport Stream)에 기반한 이더넷 패킷으로 변환하여 제1오디오 정보를 생성할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제3신호의 존재 여부에 기반하여 제1오디오 정보를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 제1신호의 적어도 일부에, 교신 개시에 대응하는 제3신호가 포함된 경우에 한하여, 제1신호에 기반하여 제1오디오 정보를 생성할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1오디오 정보를 지상 통제 장비(102)로 전송할 수 있다(303). 전자 장치(101)는 데이터 링크를 통하여 지상 통제 장비(102)로 제1오디오 정보를 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 G.729 포맷으로 압축된 음성 데이터는 IP(Internet Protocol), UDP(User Datagram Protocol) 또는 TCP(Transmission Control Protocol)에 기반한 이더넷 패킷으로 변환하여 제1오디오 정보로 생성될 수 있다. 전자 장치(101)는 무선 통신으로 연결된 데이터링크를 통하여 지상 통제 장비(102)로 제1오디오 정보를 전송할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1영상 정보를 획득할 수 있다(311). 제1영상 정보는, 전자 장치(101)가 획득한 무인비행체의 주변 환경에 대한 영상으로서, 예컨대 무인비행체의 전방을 촬영한 영상 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1영상 정보는 전방 적외선 영상, 예컨대 FLIR(Forward Looking INfra-red) 영상을 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1영상 정보를 디지털화 할 수 있다(302). 일 실시예에 따르면, 전방 적외선 영상은 RS-170 포맷에 기반한 아날로그 이산 영상 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 RS-170 포맷에 기반하여 생성된 아날로그 이산 영상신호를 차동증폭기를 통해 단일종단신호(single-ended signal)로 변환하고, 디코더를 이용하여 디지털 변환할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 디지털 변환된 영상 정보를 하나 이상의 패킷으로 변환할 수 있다(303). 전자 장치(101)는 디지털 변환된 데이터를 압축 인코딩하고, MPEG-2 TS 영상 전송 프로토콜에 기반하여 하나 이상의 패킷으로 변환할 수 있다. 실시예에서, 전자 장치(101)는 영상 운용 환경에 따라 H.264 압축 인코딩 방식을 선택할 수 있도록 복수의(예: CBR, VBR, Fixed QP, CVBR, Custom RC1, Custom CBR1, Custom VBR1) 인코딩 방식을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 인코딩 방식은 바람직하게는, 영상 데이터 목표 전송률인 2.1Mbps 초과시 제한적 영상 프레임 스킵(Skip)이 허용될 뿐만 아니라 Breathing artifacts도 감소시키는 Custom CBR1 방식을 적용할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제2오디오 정보를 수신할 수 있다(321). 제2오디오 정보는, 전자 장치(101)가 데이터링크를 통하여 지상 통제 장비(102)로부터 수신한 디지털 오디오 데이터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 데이터링크를 통하여 수행되는 무선 통신에 기반하여 제2오디오 정보를 수신할 수 있다. 실시예에서, 제2오디오 정보는 지정된 포맷에 대응하는 디지털 압축 음성 데이터를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 데이터링크를 통하여 수신한 디지털 음성 데이터 가운데 IP 및 포트(Port)에 기반하여 확인되는 포맷에 대응하여 제2오디오 정보를 수신한 것으로 식별할 수 있다. 예컨대 전자 장치(101)는 지상 통제 장비(102)로부터 수신되는, 이더넷 패킷 형식의 디지털 압축 음성 데이터 내에 IP 및 포트를 확인하고, 지정된 IP 및 포트로 G.729 포맷에 기반한 압축 음성 데이터를 식별하는 경우, 제2오디오 정보에 기반하여 제2신호를 생성할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제2신호를 생성할 수 있다(322). 전자 장치(101)는 제2오디오 정보에 기반하여 제2신호를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 디지털 음성 데이터를 포함하는 제2오디오 정보를 아날로그 신호로 복원하여 제2신호를 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 교신 개시에 대응하는 제4신호를 생성할 수 있다. 제4신호는, 상술한 제3신호와 동일 또는 유사한 형식을 가지는 push-to-talk 신호의 일종일 수 있다. 전자 장치(101)는 생성된 제4신호를 제2신호의 적어도 일부에 포함하여 제2신호를 생성할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제2신호를 방사할 수 있다(323). 일 실시예에 따르면, 제2신호는 VHF 신호, UHF 신호 적어도 일부를 포함할 수 있다. 제2신호는 VHF 신호 및 UHF 신호 가운데 적어도 일부에 해당하는 아날로그 음성 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 안테나를 적어도 포함하는 VHF 신호 송신 모듈, UHF 신호 송신 모듈, U/VHF 신호 송신 모듈 가운데 적어도 일부를 통하여 제2신호를 전자 장치(101)의 외부로 방사할 수 있다. 즉, 제2신호는 지상 통제 장비(102)로부터 수신된 디지털 음성 데이터(예: 제2오디오 정보)를 아날로그 신호로 변환하여 관제소(103)로 전달하기 위한 신호로 이해될 수 있다.

도 4는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 전자 장치(101)는 데이터 압축/복원 모듈(410), 프로세서(420), 데이터링크 제어부(430), 하나 이상의 신호 송수신 모듈(441, 442, 443), 하나 이상의 카메라(451, 452, 453), 전원부(460) 가운데 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 데이터 압축/복원 모듈(410)과 음성 데이터를 송수신하기 위한 VFDR(444; Video Flight Data Recorder) 및 공중 충돌 방지 시스템(Traffic alert and Collision Avoidance System)을 포함하는 충돌 방지부(470)를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 데이터 압축/복원 모듈(410)은 음성 및/또는 영상 데이터를 압축 또는 복원하여 지상 통제 장비(102) 및/또는 관제소(103)과 신호 또는 정보를 송수신하기 위한 다양한 기능 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 압축/복원 모듈(410)은 통신 경로 제어부(411), 오디오 압축/복원부(412), 영상 압축부(413) 및 연결 제어부(414)를 포함할 수 있다. 데이터 압축/복원 모듈(410)은 전원부(460)로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 예컨대, 전원부(460)은 내부 무인비행체의 전원버스바(Primary Bus Bar)에 해당하는 28Vdc 전원을 이용하여 데이터 압축/복원 모듈(410)의 전원을 공급할 수 있다.

실시예에서, 통신 경로 제어부(411)는 하나 이상의 신호 송수신 모듈(441, 442, 443), VFDR(444) 및 오디오 압축/복원부(412)와 연결을 구성하여 음성 데이터를 각 구성요소에서 다른 구성요소로 전송하는 통신 경로를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 경로 제어부(411)는 안테나를 적어도 포함하는 UHF 신호 송수신 모듈(441), VHF 신호 송수신 모듈(442) 및/또는 UVHF 신호 송수신 모듈(443)로부터 수신한 UHF 신호, VHF 신호 또는 U/VHF 신호(예: 제1신호)를 오디오 압축/복원부(412)로 전달할 수 있고, 오디오 압축/복원부(412)에서 생성된 음성 신호(예: 제2신호)를 UHF 신호 송수신 모듈(441), VHF 신호 송수신 모듈(442) 및/또는 UVHF 신호 송수신 모듈(443)에 전달할 수 있다.

실시예에서, 오디오 압축/복원부(412)는 디지털화된 오디오 정보(예: 제2오디오 정보)를 복원하여 아날로그 신호(예: 제2신호)로 변환하거나, 아날로그 음성 신호(예: 제1신호)를 압축하여 디지털화된 오디오 정보(예: 제1오디오 정보)로 변환할 수 있다. 오디오 압축/복원부(412)는 연결 제어부(414)와 디지털 음성 정보를 서로 송수신할 수 있다.

실시예에서, 영상 압축부(413)는 적외선 카메라(451)로부터 수신한 아날로그 영상 정보(예: 제1영상 정보)를 압축하여 디지털화 할 수 있다. 영상 압축부(413)는 압축된 디지털 영상을 연결 제어부(414)로 전달할 수 있다.

실시예에서, 연결 제어부(414)는 데이터링크 제어부(430)와, 전자 장치(101)의 각 구성요소 간의 연결을 제어할 수 있다. 실시예에서, 연결 제어부(414)는 오디오 압축/복원부(412) 및 영상 압축부(413)와 이더넷 연결을 구성하여 데이터링크 제어부(430)로 하나 이상의 이더넷 패킷을 포함하는 오디오 정보 또는 영상 정보를 전달하거나, 데이터링크 제어부(430)로부터 수신되는 이더넷 패킷을 오디오 압축/복원부(412)로 전달할 수 있다.

실시예에서, 전자 장치(101)는 하나 이상의 카메라(예: 적외선 카메라(451), 제1카메라(452), 제2카메라(453))를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 적외선 카메라(451)를 통해 제1영상 정보를 획득할 수 있다. 제1영상 정보는 전방 적외선 영상, 예컨대 FLIR(Forward Looking INfra-red) 영상을 포함할 수 있다. 적외선 카메라(451)를 통해 획득한 제1영상 정보는 RS-170 포맷에 기반한 아날로그 이산 영상 신호를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 RS-170 포맷에 기반하여 생성된 아날로그 이산 영상신호를 차동증폭기를 통해 단일종단신호(single-ended signal)로 변환하고, 디코더를 이용하여 디지털 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1카메라(452) 및 제2카메라(453)는 CCD(Charge-Coupled Device) 소자에 기반한 디지털 영상 정보를 생성할 수 있다.

실시예에서, 데이터링크 제어부(430)는 지상 통제 장비(102)와 전자 장치(101) 간의 데이터링크를 제어할 수 있다. 데이터링크 제어부(430)는 지상 통제 장비(102)와 무선 통신에 기반한 연결을 구성할 수 있고, 지상 통제 장비(102)로부터 수신된 디지털 음성 데이터를 연결 제어부(414)로 전송하거나, 연결 제어부(414)로부터 수신한 디지털 음성 데이터를 지상 통제 장비(102)로 전송할 수 있다. 실시예에서, 데이터링크 제어부(430)는 복수의 연결 스위치(431, 432)를 포함할 수 있다. 데이터링크 제어부(430)가 포함하는 복수의 연결 스위치는, 예컨대 제1연결 스위치(431) 및 제2연결 스위치(432)를 포함할 수 있다. 이때 스위치의 개수는 2개로 서술하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1연결 스위치(431) 및 제2연결 스위치(432) 이더넷 프레임을 전달하는 링크 계층의 스위칭을 위한 구성요소로서, 복수의 포트를 포함하는 포트 스위칭 허브를 포함할 수 있다. 데이터링크 제어부(430)는 복수의 스위치를 통하여 연결 제어부(414)와 연결되며, 스위치 및 연결 제어부(414)를 통하여 데이터 압축/복원 모듈(410)과 데이터링크 제어부(430) 간의 데이터 송수신이 이루어질 수 있다.

도 5는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 음성 통신을 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, 전자 장치(101)의 음성 통신은 지상 통제 장비(102) 및 관제소(103) 간의 음성 통신을 중계하는 것으로 이해될 수 있다. 이때 전자 장치(101)가 수행하는 음성 통신은 관제소(103)로부터 전자 장치(101)를 거쳐 지상 통제 장비(102)로 전송되는 다운링크(Downlink) 방향의 음성 통신 및, 그 반대 방향으로서 지상 통제 장비(102)로부터 전자 장치(101)를 거쳐 관제소(103)로 전송되는 업링크(Uplink) 방향의 음성 통신을 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 다운링크 방향의 음성 통신은, 관제소(103)로부터 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를, 하나 이상의 음성 신호 송수신 모듈(예: UHF 신호 송수신 모듈(441), VHF 신호 송수신 모듈(442) 및/또는 UVHF 신호 송수신 모듈(443))을 통하여 수신하고, 오디오 압축/복원부(412)를 통해 음성 신호를 압축 및 디지털 변환하여 제1오디오 정보를 생성하고, 데이터링크 제어부(430) 및 지상 통제 장비(102)가 포함하는 데이터링크제어기(GDTC; Ground Datalink Terminal Controller)가 구성하는 데이터링크(530)를 통하여 지상 통제 장비(102)로 전달하는 방식으로 구현될 수 있다. 이때 오디오 압축/복원 모듈(412)은 스위치반(510) 및 음성처리반(520)을 포함할 수 있다. 스위치반(510) 및 음성처리반(520)은 오디오 압축/복원부(412)에 포함된 기능적 모듈로서 도 6a 및 도 6b에서 후술한다.

도 5를 참조하면, 업링크 방향의 음성 통신은, 전자 장치(101)가 지상 통제 장비(102)로부터, 데이터링크 제어부(430)가 구성하는 데이터링크(530)를 통해 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보를 수신하고, 수신한 오디오 압축/복원부(412)를 통해 제2오디오 정보를 아날로그 신호로 복원한 제2신호를 생성하고, 생성한 제2신호를 하나 이상의 음성 신호 송수신 모듈(예: UHF 신호 송수신 모듈(441), VHF 신호 송수신 모듈(442) 및/또는 UVHF 신호 송수신 모듈(443))을 통하여 관제소(103)로 전송하는 방식으로 구현될 수 있다.

도 6a는 일 실시예에 따른 전자 장치가 다운링크 방향의 음성 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 6b는 일 실시예에 따른 전자 장치가 업링크 방향의 음성 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 6a를 참조하면, 전자 장치(101)는 관제소(101)로부터 제1신호(601)를 수신할 수 있다. 제1신호(601)는 아날로그 음성 신호를 포함할 수 있고, 지정된 진폭(예: ±9V)을 가지는 신호를 포함할 수 있다. 제1신호(601)는 하나 이상의 음성 신호 송수신 모듈(예: UHF 신호 송수신 모듈(441), VHF 신호 송수신 모듈(442) 및/또는 UVHF 신호 송수신 모듈(443))로부터 수신된 신호일 수 있다.

제1신호(601)는 스위치반(510)에 포함된 제1증폭기(611)를 통하여 증폭되며, 제1캐패시터(612)를 통해 DC 오프셋(offset)이 제거된 제1변환 신호(602)로 변환될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1증폭기(611)는 지정된 게인(예: 0.07) 값을 가질 수 있고, 제1신호(601)는 지정된 진폭(예: ±0.65V)을 가지는 제1변환 신호(602)로 변환될 수 있다.

제1변환 신호(602)는 음성처리반(520)에 대한 입력 신호(603)로서, 음성처리반(520)으로 입력되어, 음성처리반(520)에 포함된 제2증폭기(621)를 통해 증폭되며 제2캐패시터(622)를 통해 지정된 오프셋(예: 1.35V) 값과 진폭(1.3Vp-p) 값을 가지는 아날로그 신호(예: 제2변환 신호(604))로 변환될 수 있다. 제2변환 신호(604)는 제1신호에 포함된 ptt 신호에 대응하여 음성 코덱(623)에 기반하여, 디지털화된 압축 데이터인 제3변환 신호(605)로 변환될 수 있다. 제3변환 신호(605)는 DSP(624; digital signal processor)를 거쳐 하나 이상의 패킷(예: MPEG-TS 이더넷 패킷)으로 변환되어 제1오디오 정보(606)가 생성될 수 있다. 생성된 제1오디오 정보(606)는 음성 압축 디지털 신호로서 데이터링크를 통해 지상 통제 장비(102)로 전송될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 하나 이상의 패킷(예: 이더넷 패킷)을 포함하는, 지정된 포맷(예: G.729 포맷)에 기반한 압축 음성 데이터(예: 제2오디오 정보(631))가 데이터링크를 통해 수신되는 경우, DSP(624) 및 음성 코덱(623)을 거쳐 지정된 오프셋 값(예: 1.35V) 및 지정된 진폭 값(예: 1.5Vp-p)을 가지는 아날로그 신호(예: 제1복원 신호(632))로 복원하고, 제1복원 신호(632)를 제2앰프(621) 및 제2캐패시터(622)를 통하여 DC 오프셋 제거 및 지정된 진폭(예: ± 0.35V)을 가지는 아날로그 신호인 제2복원 신호(633)로 변환하고, 제2복원 신호(633)를 스위치반(510)에 대한 입력 신호(635)로 하여, 지정된 게인값(예: 24)을 갖는 제1증폭기(611) 및 제1캐패시터(612)를 통해 제1신호와 동일한 진폭값(예: ± 9V)을 가지는 제2신호(636)를 생성할 수 있다. 전자 장치(101)는 제2신호(636)에 PTT(push-to-talk)신호를 포함시켜 송수신 모듈들(UVHF/UHF/VHF)로 전송할 수 있다.

도 7은 일 실시예에 따른 전자 장치가 영상 정보에 대한 통신을 수행하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 적외선 카메라(451)는 아날로그 적외선 영상 데이터를 포함하는 제1영상 정보(700)를 생성하여, 영상 압축부(413)로 전달할 수 있다. 이때 제1영상 정보(700)는 RS-170 포맷에 기반한 아날로그 이산 영상 신호를 포함할 수 있다. 제1영상 정보(700)는 세개의 채널을 통해 수신되는 Diff+ 신호(701), Diff-신호(702) 및 그라운드(GND) 신호(703)를 포함할 수 있다.

차동증폭기(710)는 RS-170 포맷에 기반하여 생성된 아날로그 이산 영상신호를 단일종단신호(704)로 변환하고, 디코더(720)는 단일종단신호(704)를 디지털 변환할 수 있다. 디지털 변환된 신호(705)는 영상 압축부(413)에 포함된 CPU(730)에 전달되어 지정된 포맷에 따라 압축되고, 하나 이상의 패킷으로 변환될 수 있다(706). 전자 장치(101)는 디지털 변환된 데이터를 압축 인코딩하고, MPEG-2 TS 영상 전송 프로토콜에 기반하여 하나 이상의 패킷으로 변환할 수 있다. 실시예에서, 전자 장치(101)는 영상 운용 환경에 따라 H.264 압축 인코딩 방식을 선택할 수 있도록 복수의(예: CBR, VBR, Fixed QP, CVBR, Custom RC1, Custom CBR1, Custom VBR1) 인코딩 방식을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 인코딩 방식은 바람직하게는, 영상 데이터 목표 전송률인 2.1Mbps 초과시 제한적 영상 프레임 스킵(Skip)이 허용될 뿐만 아니라 Breathing artifacts도 감소시키는 Custom CBR1 방식을 적용할 수 있다. 변환된 하나 이상의 패킷(706)은 연결 제어부(414)를 통해 데이터링크(707)를 거쳐 지상 통제 장비(102)로 전송될 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 전자 장치가 영상 정보를 지상 통제 장비로 전송하는 동작 흐름도이다.

전자 장치(101)는 압축 모듈(810)에 영상을 입력할 수 있다(801). 이때 압축 모듈(810)은 영상 압축부(413)에 포함된 CPU(730)의 구성요소 가운데 하나로서 하나 이상의 집적회로를 포함할 수 있다. 압축 모듈(810)은 입력된 영상을 압축할 수 있다(802). 압축 모듈(810)은 제1영상 정보를 압축한, 압축된 아날로그 영상 데이터를 코덱 제어 모듈(820)로 전송할 수 있다(803).

코덱 제어 모듈(820)은 영상 압축부(413)에 포함된 CPU(730)의 구성요소 가운데 하나로서 하나 이상의 집적회로를 포함할 수 있다. 코덱 제어 모듈(820)은 압축된 영상 데이터를 코덱에 기반하여 인코딩 할 수 있다. 예컨대 압축된 영상 데이터를 H.264 포맷으로 변환할 수 있다. 코덱 제어 모듈(820)은 인코딩 데이터를 전송 모듈(830)로 전송할 수 있다(804).

전송 모듈(830)은 연결 CPU(730)의 일부 구성으로서, 전송 모듈(830)은 인코딩 데이터에 기반하여 영상을 생성하고(805), 지상 통제 장비(102)로부터 수신된 영상 전송 명령이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(806). 지상 통제 장비(102)로부터 수신한 영상 전송 명령이 존재하는 경우, 예컨대 전송 명령에 대응하는 변수(video_send)가 1에 해당하는 경우 영상 전송 함수를 호출할 수 있다(810). 영상 전송 명령이 없는 경우, 즉, 명령에 대응하는 변수가 1이 아닌 경우 영상 길이를 임계값과 비교하고(807), 비교에 기반하여 비디오 입력 상태를 변경할 수 있다(808, 809). 이때 영상의 길이는 디지털화된 제1영상 정보의 데이터 길이를 의미하며 전자 장치(101)는 지정된 길이(예: 임계값) 이상 디지털 영상 정보가 생성된 경우에만 비디오 입력 상태가 존재하는 것으로 확인할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 압축 영상의 길이가 임계값(1,436Bytes) 미만일 경우 적외선 카메라(451)가 비활성화인 상태로 판단할 수 있고, 비디오 입력 상태에 대한 변수를 조정할 수 있다. 전송 모듈(830)은 영상 전송 명령(video_send 변수)이 비활성화(0) 되었을 경우, 영상 전송 함수(예: MPEGTS_Send() 함수)를 호출하지 않고, 제1영상 정보에 기반하여 생성된 압축 영상의 길이와 임계값을 비교하여 비디오 입력 상태에 대한 변수(예: video_input 변수)만을 활성화(0) 또는 비활성화(1)로 설정할 수 있다.

전송 모듈(830)은 영상 전송 함수가 호출된 경우(810), 호출하여 압축된 영상(예: H.264 포맷 압축 영상)을 MPEG2-TS 포맷에 기반하여 하나 이상의 패킷으로 변환하여 전송할 수 있다. 이때 전송 모듈(830)은 영상 길이 임계값에 대한 비교(811)에 기반하여, 영상 길이가 임계값 미만인 경우 비디오 입력 상태를 비활성화로 변경(812)하고, 임계값 이상일 경우 비디오 입력 상태를 활성화(813)한 이후에 패킷으로 변환(814)하여 지상 통제 장비(102)로 전송할 수 있다(815).

도 9는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치에서 데이터링크 경로를 다중화하는 동작 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 전자 장치(101)는 데이터링크 제어부(430)와 연결 제어부(414) 간의 다중화된 연결을 구성하는 복수의 네트워크 스위치(예: 제1연결 스위치(431) 및 제2연결 스위치(432)) 간의 스위칭을 통해 무인비행체에 포함된 전자 장치(101)와 지상 통제 장비(102) 간의 데이터링크 연결을 안정화하고, 무인비행체와 지상 간의 통신에 대한 신뢰성을 보장할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1연결 정보를 확인할 수 있다(901). 제1연결 정보는 제1연결 스위치를 통한 데이터링크 연결에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다 일 실시예에 따르면, 제1연결 정보는, 제1연결 스위치(431)의 상태 정보, 제1연결 스위치(431)를 통한 데이터링크 상태(datalink status)에 관한 정보, 제1연결 스위치(431)에 대한 물리적 연결 상태에 관한 정보, 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보 가운데 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)를 통한 데이터링크 연결이 수립된 상태에서 도 9의 각 일련된 동작을 수행하는 것을 전제로 할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)에 의한 데이터링크 연결을 초기값(default)으로 설정한 상태일 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제1연결의 정상 여부를 확인할 수 있다(902). 전자 장치(101)는 제1연결 정보에 기반하여 제1연결의 정상 여부를 확인할 수 있다. 제1연결은, 제1연결 스위치(431)를 통한 데이터링크 연결을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)를 통한 데이터링크 상태에 관한 정보에 기반하여 제1연결이 정상인지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보를 지정된 주기에 따라 수신할 수 있다. 이때 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보가 지정된 회수(예: 3회) 또는 지정된 시간 동안 수신되지 않은 경우, 전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)를 통한 데이터링크 연결이 원활하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)를 통해 데이터링크 제어부(430)와 연결 제어부(414)가 물리적으로 연결되었는지 여부를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 물리적 연결 상태 여부에 기반하여 제1연결이 정상인지 여부를 확인할 수 있다.

전자 장치(101)는 제1연결 스위치(431)에 대한 상태 정보, 예컨대 건전성 정보를 확인할 수 있다. 이는 제1연결 스위치(431) 자체에 대한 상태 정보로서, 전자 장치(101)는 스위치의 상태 정보에 기반하여 제1연결의 정상 여부를 확인할 수 있다.

실시예에서, 전자 장치(101)는 제1연결이 정상인 경우, 연결 상태를 제1연결 스위치(431)로 유지할 수 있다(903).

실시예에서, 전자 장치(101)는 제2연결이 정상이 아닌 경우, 제2연결 정보를 확인할 수 있다(904). 제2연결 정보는, 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 연결에 대한 다양한 정보를 포함할 수 있다 일 실시예에 따르면, 제2연결 정보는, 제2연결 스위치(432)의 상태 정보, 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 상태(datalink status)에 관한 정보, 제2연결 스위치(432)에 대한 물리적 연결 상태에 관한 정보, 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보 가운데 적어도 일부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면 전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 연결이 수립된 상태에서 도 9의 각 일련된 동작을 수행하는 것을 전제로 할 수 있다. 예컨대, 전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)에 의한 데이터링크 연결을 초기값(default)으로 설정한 상태일 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(101)는 제2연결의 정상 여부를 확인할 수 있다(905). 전자 장치(101)는 제2연결 정보에 기반하여 제2연결의 정상 여부를 확인할 수 있다. 제2연결은, 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 연결을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 상태에 관한 정보에 기반하여 제2연결이 정상인지 여부를 확인할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보를 지정된 주기에 따라 수신할 수 있다. 이때 데이터링크 제어부(430)의 상태 정보가 지정된 회수(예: 3회) 또는 지정된 시간 동안 수신되지 않은 경우, 전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)를 통한 데이터링크 연결이 원활하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)를 통해 데이터링크 제어부(430)와 연결 제어부(414)가 물리적으로 연결되었는지 여부를 확인할 수 있다. 전자 장치(101)는 물리적 연결 상태 여부에 기반하여 제2연결이 정상인지 여부를 확인할 수 있다.

전자 장치(101)는 제2연결 스위치(432)에 대한 상태 정보, 예컨대 건전성 정보를 확인할 수 있다. 이는 제2연결 스위치(432) 자체에 대한 상태 정보로서, 전자 장치(101)는 스위치의 상태 정보에 기반하여 제2연결의 정상 여부를 확인할 수 있다.

실시예에서, 전자 장치(101)는 제2연결이 정상인 경우, 연결 상태를 제2연결 스위치(432)로 변경할 수 있다(906). 전자 장치(101)는 제2연결이 비정상인 경우, 다시 제1연결 정보를 확인할 수 있다(901).

일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1연결 및 제2연결이 모두 정상이 아닌 경우, 지정된 주기에 따라 제1연결 스위치(431) 및 제2연결 스위치(432) 사이를 스위칭 하여 지속적으로 제1연결 정보 및 제2연결 정보를 모니터링 할 수 있다.

이상 설명된 본 개시에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 또는 비일시적 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 또는 비일시적 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 또는 비일시적 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 또는 비일시적 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치 또는 전자 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 데이터 처리 또는 이들의 조합 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.

Claims (11)

1. 무인비행체에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
   아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하는 단계;
   카메라를 통해 제1영상 정보를 획득하는 단계;
   상기 제1신호에 기반하여 생성된, 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 데이터 링크를 통해 지상 통제 장비에 전송하는 단계;
   영상 전송 명령에 기반하여 상기 제1영상 정보의 길이 정보를 확인하는 단계;
   상기 확인된 길이 정보에 기반하여 상기 카메라의 입력 상태를 확인하는 단계;
   상기 입력 상태에 기반하여 상기 제1영상 정보를 지상 통제 장비에 전송하는 단계; 및
   상기 지상 통제 장비로부터 수신한 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하는 단계;를 포함하는, 데이터 송수신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 데이터 송수신 방법은,
   상기 획득한 제1영상 정보를 디지털화 하는 단계;
   상기 입력 상태에 대응하여, 상기 디지털화된 제1영상 정보를 기반으로 영상 데이터를 포함하는 하나 이상의 패킷을 생성하는 단계; 및
   상기 생성된 하나 이상의 패킷을 데이터 링크를 통해 상기 무인비행체와 연결된 상기 지상 통제 장비에 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 디지털화 하는 단계는,
   상기 제1영상 정보를 디코딩하여 디지털 영상 정보를 생성하는 단계; 및
   상기 디지털 영상 정보를 코덱에 기반하여 압축한 압축 영상 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 하나 이상의 패킷을 생성하는 단계는,
   상기 디지털화된 제1영상 정보의 데이터 길이에 기반하여 상기 디지털화된 제1영상 정보를 하나 이상의 패킷으로 변환하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계는,
   상기 제1신호의 적어도 일부에 교신 개시에 대응하는 제3신호를 포함하는지 여부를 확인하는 단계; 및
   상기 제3신호의 포함 여부에 기반하여 상기 제1오디오 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계는,
   상기 제1신호를 음성 코덱에 기반하여 압축한 압축 신호로 변환하는 단계; 및
   상기 압축 신호를 변환하여 생성된 하나 이상의 패킷을 포함하는 제1오디오 정보를 생성하는 단계를 포함하는, 데이터 송수신 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2신호를 방사하는 단계는,
   상기 제2오디오 정보를 아날로그 복원하는 단계; 및
   상기 제2오디오 정보가 상기 아날로그 복원된 신호를 포함하는 제2신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1신호는,
   방공통제소 또는 항공교통관제소에서 전송하는 아날로그 음성 신호를 포함하는, 데이터 송수신 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 무인비행체는 상기 데이터 링크의 연결에 관한 제1연결 스위치 및 제2연결 스위치를 포함하고,
   상기 데이터 송수신 방법은,
   상기 제1연결 스위치의 연결 상태에 관한 제1연결 정보에 기반하여, 상기 제1연결 스위치의 연결 상태가 정상인 경우 상기 제1연결 스위치를 통하여 연결된 데이터 링크를 기반으로 상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계; 및
   상기 제1연결 스위치의 연결 상태가 비정상인 경우, 상기 제2연결 스위치의 연결 상태에 관한 제2연결 정보에 기반하여, 상기 제2연결 스위치를 통하여 연결된 데이터 링크를 기반으로 상기 제1오디오 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는, 데이터 송수신 방법.
10. 무인비행체 장치에 있어서,
    아날로그 음성 신호를 송수신하기 위한 하나 이상의 안테나;
    카메라;
    지상 통제 장비와의 데이터 링크 연결을 형성하는 데이터 링크 제어부(airborne datalink terminal controller, ADTC); 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 안테나를 통해 아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하고,
    상기 카메라를 통해 제1영상 정보를 획득하고,
    상기 제1신호에 기반하여 생성된, 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 상기 데이터 링크를 통해 지상 통제 장비에 전송하고,
    영상 전송 명령에 기반하여 상기 제1영상 정보의 길이 정보를 확인하고,
    상기 확인된 길이 정보에 기반하여 상기 카메라의 입력 상태를 확인하고,
    상기 입력 상태에 기반하여 상기 제1영상 정보를 지상 통제 장비에 전송하며,
    상기 지상 통제 장비로부터 수신한 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 음성 신호를 포함하는 제2신호를 방사하도록 설정된, 무인비행체 장치.
11. 무인비행체에서 데이터를 송수신하는 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 비일시적 기록매체로서,
    상기 방법은,
    아날로그 음성 신호를 포함하는 제1신호를 획득하는 단계;
    카메라를 통해 제1영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 제1신호에 기반하여 생성된, 디지털 음성 정보를 포함하는 제1오디오 정보를 데이터 링크를 통해 지상 통제 장비에 전송하는 단계;
    영상 전송 명령에 기반하여 상기 제1영상 정보의 길이 정보를 확인하는 단계;
    상기 확인된 길이 정보에 기반하여 상기 카메라의 입력 상태를 확인하는 단계;
    상기 입력 상태에 기반하여 상기 제1영상 정보를 지상 통제 장비에 전송하는 단계; 및
    상기 지상 통제 장비로부터 수신한 디지털 음성 정보를 포함하는 제2오디오 정보에 기반하여 생성된, 아날로그 신호를 포함하는 제2신호를 방사하는 단계를 포함하는, 비일시적 기록매체.

Images