KR102599649B1 - 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템 및 방법이 개시된다.
본 발명에 일 실시예에 따르면, 지상 스테이션과의 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 일부 또는 전부가 이동하는 다수개의 무인 비행체; 및 상기 다수개의 무인 비행체를 수송하며, 상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 지상 스테이션을 포함하며, 상기 일부 또는 상기 전부의 다수개의 무인 비행체는, 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 일 실시예에 따르면, 지상 스테이션과의 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 일부 또는 전부가 이동하는 다수개의 무인 비행체; 및 상기 다수개의 무인 비행체를 수송하며, 상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 지상 스테이션을 포함하며, 상기 일부 또는 상기 전부의 다수개의 무인 비행체는, 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다수의 무인 비행체를 이용하여 일정한 공간을 분할하고 이를 좌표화하여, 목표(타겟)의 정확한 위치정보를 획득할 수 있는 기술에 관한 것이다.
최근 들어, 드론을 중심으로 하는 무인 비행체는 기술의 발전과 제작비용 절감 및 소형화(경량화)로 인하여 다양한 분야에서 활용도가 증가하고 있는데, 측량, 농업, 촬영, 구조 작업 및 배달과 같은 민간분야 뿐만 아니라 수색, 정찰, 정밀타격과 같은 군사분야에서도 드론을 활용한 응용 기술개발이 활발하게 연구되고 있다. 특히, IT 분야의 기술이 접목되면서 다수의 드론이 협업하여 임무를 수행하는 군집 비행기술이 주목받고 있다.
하지만, 종래의 GPS를 기반으로 다수의 드론을 동시에 운용할 경우 GPS의 위치 오차로 인하여 드론 이동 시, 위치정보가 변화될 수 있기 때문에 목표물의 부정확한 위치정보 및 드론 간의 충돌까지도 초래할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 지상 기지국을 활용하여 GPS에 의한 위치정보를 보정할 수 있는데, 이는 무인 비행체의 위치를 결정하는 기술인 위성항법(GNSS)과 비행체 자세정보를 결합하여 사용하거나 DGPS와 RTK-GPS 기술을 일반적으로 사용하고 있다. 하지만 이러한 방식도 반드시 GPS 위성이 필요하며, 고가의 위성 항법 수신기와 GPS위치 오차를 완전히 제거하지는 못한다는 한계를 가지고 있다.
따라서, 일정한 공간내에서 별도의 GPS 위성 없이도 정밀한 위치정보를 획득(산출)할 수 있는 시스템에 대한 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수송기능과 기준점 기능(역할)을 하는 지상 스테이션 및 상기 지상 스테이션에 탑재된 다수의 무인 비행체를 이용하여 일정한 공간을 분할하고 이를 좌표화하여, 목표(타겟)의 정확한 위치정보를 획득(산출)하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 산출된 목표점의 위치정보를 수신하는 사용자 장치를 기준점으로 추가하여 보다 정밀한 공간 분할과 좌표를 얻을 수 있는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 다수의 무인 비행체를 기준 무인 비행체와 측위 무인 비행체로 구분하여 2차원 평면과 3차원 입체 공간을 모두 분할할 수 있고, 공간 내부를 더 세부하여 분할하여 정확한 목표점의 위치정보를 획득하는데 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 지상 스테이션과의 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 일부 또는 전부가 이동하는 다수개의 무인 비행체; 및 상기 다수개의 무인 비행체를 수송하며, 상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 지상 스테이션을 포함하며, 상기 일부 또는 상기 전부의 다수개의 무인 비행체는, 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 지상 스테이션이 이동 경로상의 일정한 지점까지 이동하는 단계; 상기 지상 스테이션에서 일부 또는 전부인 다수개의 무인 비행체가 이륙 후 공간상의 설정 위치로 비행하는 단계; 상기 비행과정에서 상기 지상 스테이션을 기준점으로 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 배치되는 단계; 상기 배치된 다수의 무인 비행체를 기준 비행체로 설정하여 해당 공간을 분할하여 좌표화하는 단계; 및 상기 좌표에서 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법에 의해서도 달성된다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 시스템, 구성, 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 의해서도 달성된다.
본 발명에 따르면, 수송기능과 기준점 기능(역할)을 하는 지상 스테이션 및 상기 지상 스테이션에 탑재된 다수의 무인 비행체를 이용하여 일정한 공간을 분할하고 이를 좌표화하여, 목표(타겟)의 정확한 위치정보를 획득(산출)할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명은 산출된 목표점의 위치정보를 수신하는 사용자 장치를 기준점으로 추가하여 보다 정밀한 공간 분할과 좌표를 얻을 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 다수의 무인 비행체를 기준 무인 비행체와 측위 무인 비행체로 구분하여 2차원 평면과 3차원 입체 공간을 모두 분할할 수 있고, 공간을 더 세분화하여 분할할 수 있어, 민간 분야 및/또는 군사분야에서 보다 정확한 목표점의 위치정보를 획득하여 적용할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 각 구성들 간의 흐름도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치정보제공 시스템의 활용 예시를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 각 구성들 간의 흐름도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치정보제공 시스템의 활용 예시를 나타내는 예시도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 본 발명에서 첨부된 구성도(블록도)의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있다. 이러한 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또한, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 인접하거나 순서에 따라 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
또한, 각각의 게시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배열은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 또한, 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 이해되어야 할 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
시스템의 전체 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전체 시스템은 통신망(100), 무인 비행체(200), 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망(100)은, 무인 비행체(200), 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400) 간의 데이터 전송 및 정보 교환을 위한 일련의 데이터 송수신 동작을 수행할 수 있는 네트워크 망으로, 유선 및/또는 무선과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 종합정보통신망(ISDN: Integrated Services Digital Network), 무선랜(wireless LAN), 이동통신망(mobile communication network), 와이파이(Wireless Fidelity), 블루투스(Bluetooth) 또는 지그비(ZigBee) 등 중에서 어느 하나이거나, 이들의 조합으로 연계되어 구성될 수 있는 다양한 형태의 유/무선 통신망일 수 있으나, 이는 하나의 예를 들어 설명한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 통신기술을 제한없이 채택하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 무선방식의 에드혹 네트워크 통신망(Ad-Hoc Communication Network)을 이용하여 군집 비행을 위한 Flying Ad-Hoc 네트워크를 구현할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)는 다수개로 구성되는데, 이후 설명되는 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 일부 또는 전부가 이동(비행)하여 배치(정위치)하는 기능을 수행하는 무인 비행장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 무인 비행체(200)는 측정된 정보, 저장된 지형정보, 별도의 통신 제어정보 중 어느 하나 이상으로 비행하여 공간상에 배치될 수 있는데, 바람직하게는 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와의 거리와 각도 측정정보를 기초로 자율비행 할 수 있는 무인 비행장치일 수 있다. 일 예로, 비행기나 헬리콥터 모양의 드론(drone)일 수 있으나, 본 발명에 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 무인 비행이 가능한 장치를 포괄하는 의미로 이해될 수 있다.
또한, 무인 비행체(200)는 상기 일부 또는 전부가 상기 공간상의 기준 비행체 기능을 수행할 수 있으며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체(200)는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)는 도 2를 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 보다 구체적으로 이해될 수 있을 것이다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)은 다수의 무인 비행체(200)를 수송하며, 무인 비행체(200)의 이동항로 측정 시 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 지상 스테이션(300)은 다수의 무인 비행체(200)가 탑재되어 있으며, 상기 다수의 무인 비행체(200)를 그룹별(기능 역할별)로 이착륙 할 수 있는 수송장치일 수 있다. 또한, 지상 스테이션(300)에는 상기 다수의 무인 비행체(200)와의 거리, 각도를 측정하고 공간상의 설정 위치와 비교하여 오차값을 산출하여, 산출된 오차값을 이륙한 무인 비행체(200)에 실시간 송수신 할 수 있는 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 별도의 GPS 위성이 없어도 RTK(Real Time Kinematic) 방식을 이용하여, 자신을 기준점으로 다수의 무인 비행체(200)를 삼각 측량기법으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)은, 다수의 무인 비행체(200)를 수송하며, 무인 비행체(200)의 이동항로 측정 시 자신을 제1 기준점으로 설정하고, 사용자 장치(400)를 제2 기준점으로 설정하여 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 이러한 지상 스테이션(300)은 다수의 무인 비행체(200)에서 상기 제1 기준점(지상 스테이션: 300)까지의 거리와, 상기 제2 기준점(사용자 장치: 400)까지의 거리를 기초로 상기 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출(획득)할 수 있다.
이와 같은 지상 스테이션(300)의 보다 상세한 설명은 도 3을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 이해될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)는, 지상 스테이션(300)으로부터 획득(산출)된 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 수신하여, 기존에 설정(저장)된 해당 목표점의 위치정보를 보정하고, 보정된 목표점을 최종 목표점(타겟)으로 설정하는 기능을 수행하는 장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 사용자 장치(400)는 민간용 또는 군사용으로 이용되는 장치이거나 이러한 장치를 통제하는 서버일 수도 있다. 예를 들면, 민간용으로 실종자나 화재지점의 정확한 위치를 산출하여 이를 목표점으로 설정할 경우, 사용자 장치(400)는 구급차, 경찰차, 소방차 등의 장비이거나, 이들을 통제하는 통제소의 서버일 수 있다.
또한, 군사용으로 화력 타켓의 정확한 위치를 산출하여 이를 목표점으로 설정할 경우, 사용자 장치(400)는 화력 무기이거나, 이들을 통제하는 통제소의 서버일 수 있다. 일 예로, 곡사포일 수 있는데, 이러한 곡사포는 상기 위치정보를 기준으로 타켓(목표점)을 설정하여 정밀한 포격이 가능할 수 있다. 이러한 사용자 장치(400)의 보다 상세한 설명은 도 4를 참조한 이하의 상세한 설명에 의해 이해될 수 있다.
무인 비행체(200)의 구성
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)는 사람이 탑승하지 않은 상태로 비행하는 비행 유닛으로서, 배터리의 전력을 기초로 대수 개의 회전 날개를 회전시켜 비행함으로써, 일정한 공간상의 설정된 위치에서 배치되어 위치정보를 획득하는 기능을 수행할 수 있는데, 대표적으로는 드론(drone) 일 수 있다. 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 다수개의 무인 비행체(200)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(200)는 비행 센서부(210), 비행 구동부(220), 비행 통신부(230) 및 비행 제어부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 센서부(210)는 지상 스테이션(300)으로부터 이륙 후 이동(비행)시 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 설정 위치에 도달 시, 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여 이동 시 측정된 위치값과 비교하여 보정하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 비행 센서부(210)는 무인 비행체(200)의 자율비행을 위한 정보를 획득하기 위한 수단으로, 지상 스테이션(300), 사용자 장치(400) 또는 인접하는 다른 무인 비행체(200)나 지형물(예를 들면, 산, 나무, 건물 등)를 감지하고 대상물과의 거리와 각도를 측정할 수 있다. 예를 들면, 비행 센서부(210)는 열 센서, 음향 센서, 초음파 센서, 적외선 센서, 지자기 센서(Magnetic sensor), 가속도 센서, 자이로 센서, 레이저 레인지 파인더(laser range finder), 비전센서(카메라) 중 어느 하나이거나 이들의 조합일 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 공지된 센서를 제한없이 채택할 수 있다.
이때, 측정의 센서의 종류와 측정방식이 많고, 측정횟수가 많을수록 보다 정교한 기능을 수행할 수 있는데, 특히, 비전센서(카메라)의 경우 촬영 시 고도, 카메라 화각, 촬영확대 배율, 전체영상의 크기 등을 기반으로 대상영역을 정확하게 측정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 구동부(220)는 저장된 설정 위치(지도 정보 포함) 및/또는 비행 센서부(210)의 측정정보를 기초로 다수 개의 회전 날개를 구동시켜 무인 비행체(200)를 비행(이동)하거나 이착륙시키는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 비행 구동부(220)는 배터리(미도시됨)에 저장되어 있는 전력(전기 에너지)를 기계(회전) 에너지로 변환하는 모터(미도시됨)를 포함할 수 있고, 이러한 모터에 의해 다수 개의 회전 날개를 회전시켜, 일 예로 드론 형태의 무인 비행체(200)을 수직으로 이착륙시키고, 공간상의 설정 위치까지의 비행을 제어할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 통신부(230)는 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와 정보를 송수신 하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 비행 통신부(230)는 비행 센서부(210)에서 측정된 측정정보(촬영된 영상정보 포함)를 지상 스테이션(300)으로 전송할 수 있다. 또한, 지상 스테이션(300)으로부터 비행 항로정보와 지형(지도) 정보를 수신하여 자율비행 데이터로 활용할 수 있는데, 이러한 비행 통신부(240)는 지그비 방식 등과 같은 공지된 다양한 무신통신 방식으로 상술된 통신망(100)을 통해 수행할 수 있다. 한편, 비행 통신부(240)는 별도의 RC통신을 통해 원격조정이 가능하도록 지원하는 기능을 더 수행할 수도 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어부(240)는 상술된 비행 센서부(210), 비행 구동부(220) 및 비행 통신부(230) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 비행 제어부(240)는 무인 비행체(200) 내부의 각 구성요소의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 각 구성이 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 비행 제어부(240)는 비행 센서부(210)에서 측정된 다수의 측정정보(영상정보 포함)를 기초로, 비행 구동부(220)를 구동하여 무인 비행체(200)의 비행을 제어하고, 비행 통신부(230)를 통해서 비행에 필요한 정보와, 비행 중 측정된 정보를 외부 장치와 송수신하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
이와 같은 무인 비행체(200)는 본 발명에서 다수개로 구성되며, 그룹화 되어 다수의 군집으로 비행할 수 있는데, 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여, 공간상 설정 위치로 이동 배치될 수 있다. 이러한 다수의 무인 비행체(200) 중에서는 공간상의 정위치에서 직하방으로 자신의 위치를 지형에 고정하는 앵커(anchor)의 기능을 수행하는 제1 무인 비행체(기준 무인 비행체)와 상기 제1 무인 비행체(기준 무인 비행체)를 기준으로 더 정밀한 위치정보를 얻을 수 있는 제2 무인 비행체(측위 무인 비행체)로 구성될 수 있다.
이때, 상기 제1, 제2 무인 비행체는 해당 무인 비행체의 ID(identity) 정보, 해당 그룹의 ID 정보 및 해당 그룹에 포함되는 무인 비행체(드론)들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
지상 스테이션(300)의 구성
본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)은 이동식 지상 관제소(지상 기지국)의 기능을 수행함과 동시에 다수의 무인 비행체(200)를 수송하는 수송차량의 개념을 포함하는 장치일 수 있다. 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 지상 스테이션(300)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 스테이션(300)은 비행체 관리부(310), 관제 센서부(320), 위치정보 산출부(330), 수송 구동부(340), 데이터베이스(350), 관제 통신부(360) 및 관제 제어부(370)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 관리부(310)는 다수개의 무인 비행체(200)를 탑재하며, 탑재된 무인 비행체(200)의 배터리를 충전하거나 비행전후(이륙/착륙)의 동작을 점검하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 비행체 관리부(310)는 다수개의 무인 비행체(200)를 탑재하여 보관하며, 배터리 상태와 동작 상태를 점검하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 지상 스테이션(300)이 이동하여 경로상[예를 들면, 사용자 장치(400)와 목표점 사이의 최단 경로]의 일정한 위치에 도착하였을 경우 다수개의 무인 비행체(200)를 이륙시키고 비행완료 후 다시 복귀하여 착륙시키는 기능을 수행할 수 있다. 이때, 다수개의 무인 비행체(200)는 기능별(예를 들면, 기준 무인 비행체, 측위 무인 비행체)로 구분하여 탑재하거나, 이륙 또는 착륙시 기능별로 구분하여 이/착륙 순서를 관리할 수 있다. 또한, 다수개의 무인 비행체(200)의 배터리와 동작 상태를 점검하여 자동 충전하거나, 동작 상태에 장애가 발생된 무인 비행체(200)는 다른 무인 비행체 또는 예비용(spare) 무인 비행체로 대체시킬 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 센서부(320)는, 사용자 장치(400)로부터 이동 시, 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 설정 위치에 도달 시, 지상 스테이션(300) 및/또는 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여 이동 시 측정된 위치값과 비교하여 보정하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 관제 센서부(320)는 지상 스테이션(300)의 자율주행을 위한 정보를 획득하기 위한 수단으로, 사용자 장치(400) 또는 인접하는 지형물(예를 들면, 산, 나무, 건물 등)를 감지하고 대상물과의 거리와 각도를 측정할 수 있다. 이러한 관제 센서부(320)는 상술된 비행 센서부(210)에서 설명된 센서구성 및 기능과의 실질적으로 유사하거나 동일하므로, 중복을 피하기 위하여 상세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치정보 산출부(330)는, 무인 비행체(200)의 이동항로 측정 시 지상 스테이션(300)이 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 위치정보 산출부(330)는 상기 다수의 무인 비행체(200)와의 거리, 각도를 측정하고 공간상의 설정 위치와 비교하여 오차값을 산출하여, 산출된 오차값을 이륙한 무인 비행체(200)에 실시간 송수신 할 수 있는 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 별도의 GPS 위성이 없어도 RTK(Real Time Kinematic) 방식을 이용하여, 자신을 기준점으로 다수의 무인 비행체(200)를 삼각 측량기법으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치정보 산출부(330)는, 또한, 무인 비행체(200)의 이동항로 측정 시, 지상 스테이션(300)을 제1 기준점으로 설정하고, 사용자 장치(400)를 제2 기준점으로 설정하여 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 기능을 수행할 수도 있다.
보다 구체적으로, 이러한 지상 스테이션(300)은 다수의 무인 비행체(200)에서 상기 제1 기준점(지상 스테이션: 300)까지의 거리와, 상기 제2 기준점(사용자 장치: 400)까지의 거리를 기초로 상기 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출(획득)할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 수송 구동부(340)는 지상 스테이션(300)을 경로상[예를 들면, 사용자 장치(400)와 목표점 사이의 최단 경로]의 일정한 위치까지 이동시키는 기능을 수행할 수 장치일 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 수송 구동부(340)는 일반적인 엔진이나 모터에 의해 바퀴가 회전하여 구동되는 차량 장치일 수 있는데, 이러한 차량 장치 기술은 민간용과 군사용 분야에 걸쳐 공지된 기술이므로 본 발명에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터베이스(350)는, 무인 비행체(200) 식별정보 및/또는 사용자 장치(400) 식별정보, 목표점(타켓), 기준점 정보, 분할 공간 좌표정보, 지도 정보 등을 저장할 수 있는 저장장치일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 통신부(360)는, 지상 스테이션(300)의 내부 구성들이 무인 비행체 및/또는 사용자 장치(400)와 등과 같은 외부 장치와 데이터(정보)를 송수신할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 외부 장치와 RF 무선통신, 블루투스(Bluetooth) 또는 지그비(ZigBee) 등이 가능한 무선통신 모듈로 통신망(100)을 통해 접속할 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 유/무선의 통신방식일 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 제어부(370)는, 비행체 관리부(310), 관제 센서부(320), 위치정보 산출부(330), 수송 구동부(340), 데이터베이스(350) 및 관제 통신부(360) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 관제 제어부(370)는 외부로부터의, 또는 지상 스테이션(300)의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 비행체 관리부(310), 관제 센서부(320), 위치정보 산출부(330), 수송 구동부(340), 데이터베이스(350) 및 관제 통신부(360)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
사용자 장치(400)의 구성
본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)는 지상 스테이션(300)에서 획득(산출)된 위치정보를 민간용 또는 군사용으로 이용하는 장치이거나 이러한 장치를 통제하는 서버일 수 있는데, 이하의 상세한 설명에서는 설명의 편의를 위해 군사용으로 화력 타켓의 정확한 위치를 산출하여, 이를 목표점으로 설정할 수 있는 곡사포 장치일 경우를 예를 들어 설명하도록 한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 하나 또는 다수개의 사용자 장치(400)의 내부 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)의 내부 구성을 상세하게 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 장치(400)는 발사부(410), 장치 통신부(420), 장치 통제부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 발사부(410)는 지상 스테이션(300)에서 전송되는 목표점의 위치정보를 수신하여 최종적으로 보정된 목표점의 위치정보로 화력(포탄)을 발사하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 발사부(410)는 공간분할 좌표상에서 산출된 정확한 목표점의 위치정보를 설정할 수 있기 때문에 정밀한 포격이 가능할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았지만, 사용자 장치(400)에도 구동부가 별도로 구비되어 사용자 장치(400)를 이동(주행)하여 상기 목표점에 더 접근하거나, 발사부(410)의 포격이 유리한 위치로 이동하는 기능을 더 수행할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 통신부(420)는 다수개의 무인 비행체(200) 및/또는 지상 스테이션(300)과 정보(데이터)를 송수신 하는 기능을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 장치 통신부(420)는 지상 스테이션(300)으로부터 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 수신할 수 있고, 추가로 무인 비행체(200)에서 측정된 측정정보(촬영된 영상정보 포함)를 전송 받을 수도 있다. 또한, 사용자 장치(400)의 정보를 무인 비행체(200) 및/또는 지상 스테이션(300)으로 전송하는 기능을 수행할 수도 있다. 이러한 장치 통신부(420)는 지그비 방식 등과 같은 공지된 다양한 무신통신 방식으로 상술된 통신망(100)을 통해 수행할 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 제어부(430)는 상술된 발사부(410) 및 장치 통신부(420) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 장치 제어부(430)는 사용자 장치(400) 내부의 각 구성요소의 데이터의 흐름을 제어함으로써, 각 구성이 고유 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 장치 제어부(430)는 발사부(410)의 조준점을 포격 목표점의 위치정보에 따라 제어할 수 있으며, 도시되지는 않았지만 사용자 장치(400)를 이동(주행)을 제어할 수도 있다. 또한, 장치 통신부(420)를 통해서 포격에 필요한 위치정보와, 주행 중 측정된 정보를 외부 장치와 송수신하도록 하는 기능을 수행할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 보다 구체적인 이해를 돕기 위해, 이하의 상세한 설명에서는 목표점의 위치정보를 획득(산출)하여 제공하는 과정(방법)에 대하여, 일 예를 들어 설명한다.
목표점의 위치정보를 제공하는 과정
이하의 상세한 설명에서는, 본 발명에 의한 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 동작과정에 대하여, 무인 비행체(200), 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400) 사이의 정보(데이터) 처리과정을 중심으로 일 예를 들어 설명하지만, 이는 설명의 편의를 위해 가장 대표적인 과정을 설명한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템의 각 구성들 간의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저, 지상 스테이션(300)은 사용자 장치(400)로부터 목표점에 대한 위치정보 확인을 요청받는 단계를 수행할 수 있다(S10). 이때, 지상 스테이션(300)은 별도의 요청 없이도 자체 알고리즘에 의해 설정된 지점(또는 물체)의 위치정보를 능동적으로 감지하거나 설정하는 기능을 수행할 수도 있다.
이어서, 지상 스테이션(300)이 상기 목표점에 접근하기 위하여 일정한 지점까지 이동하여 접근하는 단계를 수행할 수 있다(S20). 이때, 지상 스테이션(300)은 사용자 장치(400)를 기준으로 상기 목표점까지의 최소거리 경로를 따라 이동할 수 있는데, 상기 경로상의 일정한 지점은 상기 목표물의 위치를 획득하기 용이하도록 공간을 확보할 수 있는 지점일 수 있다. 특히, 군사용일 경우 적군의 감시망 범위를 벗어날 수 있는 지점인 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 지상 스테이션(300)의 이동단계에서 사용자 장치(400)의 위치가 확인된 경우에는 지상 스테이션(300)의 센서를 이용하여 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여 자신의 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 단계를 더 수행할 수 있다(S21).
이어서, 지상 스테이션(300)에서 다수의 무인 비행체(200) 중 일부 또는 전부가 이륙 후 공간상의 설정 위치로 비행하는 단계를 수행할 수 있다(S30).
이어서, 상기 비행과정에서 지상 스테이션(300)을 기준점으로 거리와 각도를 측정하는 단계(S40)을 통해, 공간상의 설정 위치로 배치(정위치)되는 단계를 수행할 수 있다(S50). 이때, 무인 비행체(200)가 배치되는 단계는, 지상 스테이션(300)에서 이륙 후 이동(비행)시 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 상기 공간상의 설정 위치에 도달 시, 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400)의 거리와 각도를 각각 측정하여, 이동 시 측정된 상기 위치값과 비교하여 보정하는 과정을 포함할 수 있다.
이어서, 상기 일부 또는 전부의 무인 비행체(200)는 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치하는 단계를 선택적으로 더 수행할 수도 있다(S60).
이어서, 상기 배치된 다수의 무인 비행체(200)로 해당 공간을 분할하여 좌표화하는 단계를 수행할 수 있다(S70).
이어서, 상기 좌표에서 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 단계를 수행할 수 있다(S80). 이때, 상기 위치정보를 산출하는 단계는, 무인 비행체(200)의 이동항로 측정 시 제1 기준점으로 설정하고, 사용자 장치(400)를 제2 기준점으로 설정하며, 지상 스테이션(300)은 다수의 무인 비행체에서 상기 제1 기준점(지상 스테이션: 300)까지의 거리와 각도, 상기 제2 기준점(사용자 장치: 400)까지의 거리와 각도를 기초로 상기 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이어서, 상기 위치정보를 사용자 장치(400)에서 수신하여 최종 목표점으로 보정하는 단계를 수행할 수 있다(S90).
따라서, 본 발명은 상기 다수의 무인 비행체(200)를 기준 무인 비행체와 측위 무인 비행체로 구분하여 2차원 평면과 3차원 입체 공간을 모두 분할할 수 있고, 공간을 더 세분화하여 분할할 수 있어, 민간 분야 및/또는 군사분야에서 보다 정확한 목표점의 위치정보를 획득하여, 이를 사용자 장치(400)에 적용할 수 있다.
공간분할 방식을 활용하는 예시
이하의 상세한 설명에서는, 본 발명에 의한 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템에 있어서, 일 예로, 군사분야에서 사용자 장치(400)가 곡사포를 구비하는 장치일 경우를 예시로 설명하지만, 이는 설명의 편의를 위해 예를 들어 설명한 것으로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치정보제공 시스템의 활용 예시를 나타내는 예시도이다.
먼저, 도 6을 참조하면, 지상 스테이션(300)은 사용자 장치(400)로부터 목표점(T)에 접근하기 위하여 일정한 지점까지 이동(S1)하여, 지상 스테이션(300)에 탑재된 일부 또는 전부인 다수의 무인 비행체(200)가 이륙할 수 있다. 이때, 지상 스테이션(300)은 사용자 장치(400)를 기준으로 상기 목표점(T)까지의 최소거리 경로(S1)를 따라 이동할 수 있는데, 상기 경로(S1)상의 일정한 지점은 상기 목표물(T)의 위치를 획득하기 용이하도록 공간을 확보할 수 있는 지점일 수 있다. 특히, 군사용일 경우 적군의 감시망 범위를 벗어날 수 있는 지점인 것이 바람직하다. 한편, 지상 스테이션(300)의 센서를 이용하여 사용자 장치(400)와의 거리와 각도를 측정하여 자신의 위치를 효율적으로 제어할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 다수의 무인 비행체(200)가 이륙 후 공간상의 설정 위치로 비행하는 과정 및 상기 비행과정에서 지상 스테이션(300)을 기준점으로 거리와 각도를 측정하는 과정을 통해, 공간상의 설정 위치로 각각 배치될 수 있다. 이때, 지상 스테이션(300)에서 이륙 후 이동(비행)시 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 상기 공간상의 설정 위치에 도달 시, 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400)의 거리와 각도를 각각 측정하여, 이동 시 측정된 상기 위치값과 비교하여 보정할 수 있다. 한편, 상기 설정 위치는 2차원 평면상의 모서리 지점이기 때문, 이러한 기준 설정위치를 고정하기 위해서는 무인 비행체(200)가 최소 4대 이상이 필요할 수 있다. 즉, 상기 공간상의 설정 위치는, 상기 2차원 평면일 경우에는 상기 공간상의 사각 좌표의 네 모서리에 배치되며, 상기 3차원 입체 공간일 경우에는 수평선을 기준으로 복수의 고도에서 좌우에 배치될 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 상기 기준설정 위치(공간상의 모서리)의 무인 비행체(200)는 상기 공간상의 기준 비행체(200a)이며, 상기 기준 비행체(200a)를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체(200b)로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치할 수도 있다. 즉, 기준 비행체(200a)만으로는 공간을 4분할하는데 반하여, 추가적으로 측위 비행체(200b)를 배치하여 해당 공간을 16분할로 세분화하여 더 정밀한 좌표를 얻을 수 있다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 해당 공간을 3차원으로 구현하여 지상 스테이션(300)을 기준점(수평선)에서 고도에 따라 기준 비행체(200a) 4대와, 그 사이에 측위 비행체(200b) 4대를 각각 배치하여, 총 8대의 무인 비행체(200: 200a, 200b)를 배치하고, 목표점(T)의 고도를 좌표화하여 산출할 수 있다. 따라서, 상술된 2차원 및 3차원 공간 분할을 통해 보다 정확한 목표점(T)을 산출할 수 있는데, 이러한 좌표화 과정 및 산출과정은 도 5를 참조한 상세한 설명에서 이미 개시되었는 바, 중복을 피하기 위하여 생략하도록 한다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 상기 목표점(T)의 위치정보를 사용자 장치인 곡사포를 구비하는 장치(400)에서 수신하여, 포탄 발사 시 목표점(T)을 최종적으로 보정하여 설정한 후, 포격을 실시할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 통신망(100), 무인 비행체(200), 지상 스테이션(300) 및 사용자 장치(400)의 구성과 내부 구성들은 데이터를 송수신하는 프로그램 모듈들을 내장하여 동작할 수 있다. 이러한 프로그램 모듈들은 운영 시스템, 응용 프로그램 모듈 및 기타 프로그램 모듈의 형태로 각 구성에 포함될 수 있으며, 물리적으로는 여러 가지 공지의 기억 장치 상에 저장될 수 있는데, 하드웨어적인 구성요소(예를 들면, 범용 프로세서, 전용 프로세서) 및/또는 소프트웨어적인 구성요소(예를 들면, 펌웨어, 애플리케이션, 프로그램 모듈)와 이들의 조합으로 구현될 수 있다.
또한, 이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 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 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 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해지는 것은 아니며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 그 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 통신망
200: 무인 비행체
300: 지상 스테이션
400: 사용자 장치
T: 목표점
200: 무인 비행체
300: 지상 스테이션
400: 사용자 장치
T: 목표점
Claims (13)
- 지상 스테이션과의 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 일부 또는 전부가 이동하는 다수개의 무인 비행체; 및
상기 다수개의 무인 비행체를 수송하며, 상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 기준점으로 설정되어 해당 공간을 분할하여 좌표화하고, 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 지상 스테이션;
을 포함하며,
상기 일부 또는 상기 전부의 다수개의 무인 비행체는, 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 위치정보를 수신하여 상기 목표점을 보정하는 사용자 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 다수의 무인 비행체는,
상기 지상 스테이션에서 이륙 후 이동(비행)시 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 상기 공간상의 설정 위치에 도달 시, 상기 지상 스테이션 또는 상기 사용자 장치의 거리와 각도를 각각 측정하여, 이동 시 측정된 상기 위치값과 비교하여 보정하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 지상 스테이션은,
상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 제1 기준점으로 설정하고, 상기 사용자 장치를 제2 기준점으로 설정하며,
상기 지상 스테이션은 다수의 무인 비행체에서 상기 제1 기준점까지의 거리와 각도, 상기 제2 기준점까지의 거리와 각도를 기초로 상기 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 공간상의 설정 위치는,
2차원 평면일 경우에는 상기 공간상의 사각 좌표의 네 모서리에 배치되며,
3차원 입체 공간일 경우에는 수평선을 기준으로 복수의 고도에서 좌우에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 지상 스테이션은 상기 사용자 장치를 기준으로 상기 목표점까지의 최소거리 경로를 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 위치정보 시스템.
- 지상 스테이션이 이동 경로상의 일정한 지점까지 이동하는 단계;
상기 지상 스테이션에서 일부 또는 전부인 다수개의 무인 비행체가 이륙 후 공간상의 설정 위치로 비행하는 단계;
상기 비행과정에서 상기 지상 스테이션을 기준점으로 거리와 각도를 측정하여, 공간상의 설정 위치로 배치되는 단계;
상기 배치된 다수의 무인 비행체를 기준 비행체로 설정하여 해당 공간을 분할하여 좌표화하는 단계; 및
상기 좌표에서 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 일부 또는 전부의 다수개의 무인 비행체는 상기 공간상의 기준 비행체이며, 상기 일부를 제외한 나머지 무인 비행체는 해당 공간내의 측위 비행체로, 상기 공간상의 설정 위치를 기초로 상기 공간분할의 좌표를 세분화하도록 분할 배치되는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 위치정보를 사용자 장치에서 수신하여 상기 목표점을 보정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 무인 비행체가 배치되는 단계는,
상기 지상 스테이션에서 이륙 후 이동(비행)시 각속도와 가속도를 기준으로 자신의 위치값을 측정하며, 상기 공간상의 설정 위치에 도달 시, 상기 지상 스테이션 및 상기 사용자 장치의 거리와 각도를 각각 측정하여, 이동 시 측정된 상기 위치값과 비교하여 보정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 위치정보를 산출하는 단계는,
상기 무인 비행체의 이동항로 측정 시 제1 기준점으로 설정하고, 상기 사용자 장치를 제2 기준점으로 설정하며,
상기 지상 스테이션은 다수의 무인 비행체에서 상기 제1 기준점까지의 거리와 각도, 상기 제2 기준점까지의 거리와 각도를 기초로 상기 하나 또는 다수의 목표점의 위치정보를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 공간상의 설정 위치는,
2차원 평면일 경우에는 상기 공간상의 사각 좌표의 네 모서리에 배치되며,
3차원 입체 공간일 경우에는 수평선을 기준으로 복수의 고도에서 좌우에 배치되는 것을 특징으로 하는 위치정보제공 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 지상 스테이션이 이동하는 단계에서,
상기 이동 경로는, 상기 사용자 장치를 기준으로 상기 목표점까지의 최소이동 거리 경로인 것을 특징으로 하는 위치정보 방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020210075060A KR102599649B1 (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210075060A KR102599649B1 (ko) | 2021-06-09 | 2021-06-09 | 다수의 무인 비행체를 이용한 공간분할 방식의 위치정보제공 시스템 및 방법 |
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|---|---|
| KR20220166135A KR20220166135A (ko) | 2022-12-16 |
| KR102599649B1 true KR102599649B1 (ko) | 2023-11-07 |
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ID=84534894
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| KR101636486B1 (ko) | 2014-05-12 | 2016-07-06 | 고려대학교 산학협력단 | 사용자 위치에 따른 드론 네트워크의 토폴로지 구성 방법 |
| KR101715209B1 (ko) | 2015-12-02 | 2017-03-22 | 한국건설기술연구원 | 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템 |
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2021
- 2021-06-09 KR KR1020210075060A patent/KR102599649B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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| KR20220166135A (ko) | 2022-12-16 |
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