KR102631830B1 - 드론을 활용한 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 전파 지도 생성 시스템의 동작 방법으로서, 드론이 전파 세기를 측정할 전파 측정 구역과 기준점 정보를 수신하면, 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들에서 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 드론의 비행 속도와 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 생성한다. 주파수 대역으로 미리 설정된 세기로 전파를 송출하고, 제어 신호를 수신한 드론이 복수의 가상 섹터들을 비행하며 전파의 세기를 측정한 전파 측정 정보를 수신하고, 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성한다.

Description

드론을 활용한 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템 및 방법{System and method for 3D spatial propagation map generation using drone}

본 발명은 고층 빌딩 및 초고층 아파트 등 3차원 공간에 대한 전파 환경을 인지하기 위해 드론을 활용한 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템 및 방법에 관한 것이다.

현대에는 초고층 빌딩과 초고층 아파트 등이 밀집된 도심 공간이 늘어나고 대도시화 가 가속화되고 있다. 이에 따라, 초고층에 위치한 사용자들에게 통신 서비스를 제공하는 통신사, 또는 국가 재난망을 통해 재난 정보를 제공하는 국가 기관은 높은 공간의 전파 환경을 인지할 수 없게 되었다.

따라서, 높은 공간에서는 음영 지역이 발생하거나 임의의 주파수 중첩이 발생하는 일이 발생하여, 통신 품질이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 통신사는 높은 공간의 전파 환경을 알지 못하므로, 통신사에서는 기지국 셀 계획(planning)이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 신축 및 재건축 된 초고층 건물과 지형변화에 대응하기 위해 지상 위 높은 공간의 전파환경을 측정하여, 도심지에서 통신망과 국가 재난망 등을 대상으로 원활한 통신 품질을 확보하기 위한 드론을 활용한 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템 및 방법을 제공한다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 전파 지도 생성 시스템의 동작 방법으로서,

드론이 전파 세기를 측정할 전파 측정 구역과 기준점 정보를 수신하는 단계, 상기 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들에서 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론의 비행 속도와 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 주파수 대역으로 미리 설정된 세기로 전파를 송출하는 단계, 그리고 상기 제어 신호를 수신한 상기 드론이 상기 복수의 가상 섹터들을 비행하며 상기 전파의 세기를 측정한 전파 측정 정보를 수신하고, 상기 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성하는 단계를 포함한다.

상기 제어 신호를 생성하는 단계는, 상기 전파 측정 구역을 상기 복수의 가상 섹터들로 분할하는 단계, 그리고 각 가상 섹터별로 가상 섹터 식별 정보를 부여하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전파 측정 정보는 전파 세기를 측정한 지점이 포함된 가상 섹터 식별 정보와 상기 지점의 위치 정보, 상기 지점에서 측정된 전파 세기, 그리고 상기 드론의 식별 정보를 포함할 수 있다.

상기 3차원 전파 지도를 생성하는 단계는, 상기 전파 측정 정보에 포함된 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환하는 단계, 그리고 전파 세기 표출 주파수 개수 및 전파 세기 레벨 값을 기초로 상기 변환한 양자화 크기에 대응하는 색상과 채도를 선택하여 3차원 공간 지도에 표출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 드론의 동작 방법으로서,

전파 지도 생성 시스템으로부터 전파 측정 구역, 상기 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들의 가상 섹터 식별 정보, 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론의 비행 속도와 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 수신하는 단계, 상기 기준점 정보를 기초로 기준점으로 비행하고, 상기 전파 측정 주기에 따라 상기 주파수 대역으로 송출된 전파를 수신한 전파 수신 세기를 측정하는 단계, 상기 전파 수신 세기를 측정한 기준점의 위치 정보, 상기 전파 세기, 상기 위치의 가상 섹터 식별 정보를 포함하는 전파 측정 정보를 상기 전파 지도 생성 시스템으로 전송하는 단계, 그리고 상기 기준점에서 상기 비행 속도에 따라 특정 방향으로 이동하는 단계를 포함한다.

상기 전파 지도 생성 시스템으로 전송하는 단계는, 상기 전파 수신 세기를 측정한 상기 기준점의 위치 정보를 GPS RTK로 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 특정 방향으로 이동하는 단계 이후에, 상기 특정 방향으로 이동한 지점에서 상기 전파 측정 주기에 따라 전파를 수신한 전파 수신 세기를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 드론과 연동하는 전파 지도 생성 시스템으로서,

상기 드론이 전파 수신 세기를 측정하도록 제어 신호를 전송하고, 상기 드론으로부터 전송되는 전파 측정 정보를 수신하는 인터페이스, 그리고 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 제어 신호를 생성하고, 상기 전파 측정 구역으로 상기 주파수 대역의 전파를 송출하고, 상기 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성한다.

상기 프로세서는, 상기 전파 측정 구역을 상기 복수의 가상 섹터들로 분할하고, 각 가상 섹터별로 가상 섹터 식별 정보를 부여할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 전파 측정 정보에 포함된 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환하고, 전파 세기 표출 주파수 개수 및 전파 세기 레벨 값을 기초로 상기 변환한 양자화 크기에 대응하는 색상과 채도를 선택하여 3차원 공간 지도에 표출하여 상기 3차원 전파 지도로 제작할 수 있다.

상기 제어 신호는 상기 드론이 전파 세기를 측정할 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들에서 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론이 측정할 공간에 대한 3차원 공간 정보, 상기 드론의 비행 속도와 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 전파 지도 생성 시스템과 연동하는 드론으로서,

전파 지도 생성 시스템으로부터 전파 측정 구역, 상기 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들의 가상 섹터 식별 정보, 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론의 비행 속도와 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 수신하는 인터페이스, 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 기준점 정보를 기초로 기준점으로 비행하고, 상기 전파 측정 주기에 따라 상기 주파수 대역으로 송출된 전파 세기를 측정하며, 상기 전파 세기를 측정한 기준점의 위치 정보, 상기 전파 세기, 상기 위치의 가상 섹터 식별 정보를 포함하는 전파 측정 정보를 생성한다.

상기 프로세서는, 상기 전파 세기를 측정한 상기 기준점의 위치 정보를 GPS RTK로 획득할 수 있다.

본 발명에 따르면, 인구 밀집 지역과 고층 공간에 대한 고품질의 무선 통신망을 확보할 수 있으며, 재난 재해 무선망의 확보로 국민의 안전을 확보할 수 있다.

또한, 건물 및 지형적 특성에 의한 전파 음영 지역을 파악할 수 있어, 중계기 설치와 송신기의 최적의 설치 위치 최적화로 방송망 난청 지역과 음영 지역을 해소할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템이 적용된 환경의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간 전파 측정 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 섹터에 대한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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 있는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 드론을 활용한 3차원 공간 전파 측정 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템이 적용된 환경의 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 3차원 공간 전파 지도 생성 시스템(이하, 설명의 편의를 위하여 '전파 지도 생성 시스템'이라 지칭함)(100)은 드론(또는, '전파 측정 수단'이라고도 지칭함)(200)과 연동한다.

드론(100)은 전파 지도 생성 시스템(200)에서 할당된 공간(이하, '전파 측정 구역'이라 지칭함)에 형성된 가상 섹터에서 전파를 측정한다. 그리고 드론(100)은 측정한 전파 세기를 전파 측정 위치와 함께 전파 측정 정보로 생성하여, 전파 지도 생성 시스템(200)으로 전달한다. 본 발명의 실시예에서는 복수의 드론(100)들이 동시에 각각의 전파 측정 구역 내 가상 섹터에서 전파를 측정하는 것을 예로 하여 설명한다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 기지국(300)을 통해 드론(100)이 세기를 측정할 전파를 360도로 송출한다. 또한, 전파 지도 생성 시스템(200)은 각 드론(100)으로부터 수신한 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성한다.

이때, 전파 지도 생성 시스템(200)과 드론(100)의 구조에 대해 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공간 전파 지도 생성 시스템의 구조도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 전파 지도 생성 시스템(200)에서, 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들(instructions)이 포함된 프로그램을 실행한다.

전파 지도 생성 시스템(200)의 하드웨어는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220), 스토리지(230), 통신 인터페이스(240)를 포함할 수 있고, 버스를 통해 연결될 수 있다. 이외에도 입력 장치 및 출력 장치 등의 하드웨어가 포함될 수 있다. 전파 지도 생성 시스템(200)은 프로그램을 구동할 수 있는 운영 체제를 비롯한 각종 소프트웨어가 탑재될 수 있다.

프로세서(210)는 전파 지도 생성 시스템(200)의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서(210)일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다.

프로세서(210)는 전파 측정 대상 공간에 대한 정보를 수신하면, 복수의 드론(100)들 각각이 전파를 측정할 전파 측정 구역을 할당한다. 이때, 본 발명의 실시예에서는 가로 100m, 세로 100m, 높이 50m의 직육면체의 3차원 공간을 전파 측정 구역으로 할당하며, 전파 지도 생성 시스템(200)을 관리하는 관리자에 의해 입력된 임의의 위치의 기준점을 기준으로 전파 측정 구역을 설정하는 것을 예로 하여 설명한다.

또한, 프로세서(210)는 전파 측정 구역을 임의의 수의 가상 섹터로 구분한다. 예를 들어, 드론(100)이 5m 단위로 수직 상승하면서 전파를 측정한다고 가정하면, 높이 50m의 전파 측정 구역에서 10개의 가상 섹터들이 형성된다.

프로세서(210)는 미리 설정된 파워로 전파를 송출한다. 이때, 프로세서(210)는 전파를 송출하는 지역에서 사용되지 않는 주파수 대역을 확인하고, 각 드론(100)이 해당 주파수 대역에서 송출되는 전파의 세기를 측정하도록 각 드론(100)에 전파의 주파수 대역 정보를 알릴 수 있다.

또한, 프로세서(210)는 각 드론(100)으로부터 수신한 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성한다. 여기서, 전파 측정 정보에는 각 드론(100)이 전파의 세기를 측정한 고도, 위도, 경도로 구성된 위치 정보와 전파 수신 세기, 그리고 드론(100)의 식별 정보가 포함되어 있다.

프로세서(210)는 드론(100)을 통해 측정된 실측 전파 세기 데이터를 기반으로 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환한다. 그리고 프로세서(210)는 양자화 크기로 변환된 전파 수신 세기를 3차원 전파 지도 표출 알고리즘을 통해 지도 상에 랜더링한다.

이 때 프로세서(210)는 전파 세기 표출 주파수 개수와 전파 지도 생성 시스템(200)이 송출한 전파 세기에 따라 미리 결정된 레벨 값을 기초로, 양자화 크기로 변환된 전파 수신 세기에 대응하는 색상과 채도를 선택해서 3차원 공간 지도에 표출하는 전파 지도 제작 플랫폼의 기능을 수행한다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 지상에 설치되어 하나의 주파수 채널로 전파를 송출한다. 예를 들어, 2.450GHz 주파수로 전파를 송출하면, 전파 지도 생성 시스템(200)은 드론(100)을 통해 임의의 가상 섹터들로 구분된 상공의 주파수 환경을 측정하여 전파 수신 세기로 랜더링한다.

이때, 전파 지도 생성 시스템(200)은 주파수 채널을 변경하여(예를 들어,: 2.450GHz → 2.550GHz) 전파를 송출할 수도 있다. 즉 2.450GHz 랜더링 이미지와 2.550GHz 랜더링 이미지를 동시에 3차원 공간 지도에 표출할 수 있고, 두 개의 이미지 중 하나를 선택적으로 표출할 수도 있다.

만약, 전파 지도 생성 시스템(200)이 2.450GHz 랜더링 이미지를 3차원 공간 지도에 표출할 때, 전파 세기에 따라 명도를 다르게 표시할 수 있다. 즉, 전파 지도 생성 시스템(200)은 전파 세기가 강한 지역은 진한 색으로, 전파 세기가 약한 지역은 흐린 색으로 표출할 수 있다. 이때, 2.450GHz와 2.550GHz인 두 개의 주파수 세기를 전파 세기 표출 주파수 개수라 한다.

프로세서(210)가 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환하는 방법이나, 양자화 크기를 지도 상에 랜더링하는 기술은 다양한 방법으로 실행될 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

메모리(220)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(210)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드한다. 메모리(220)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다. 스토리지(230)는 본 발명의 동작을 실행하는데 요구되는 각종 데이터, 프로그램 등을 저장한다. 통신 인터페이스(240)는 유/무선 통신부일 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 구조도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 드론(100)은 버스(120)를 통해 통신하는 프로세서(110), 메모리(130), 정보 수집 수단(140), 인터페이스(150), 저장 장치(160) 그리고 구동 장치(170)를 포함한다.

프로세서(110)는 드론(100)의 동작을 제어하는 장치로서, 프로그램에 포함된 명령들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 등 일 수 있다. 또는, 프로세서(110)는 메모리(130) 또는 저장 장치(160)에 저장된 명령을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 프로세서(310)는 상술한 기능들 및 방법을 실행하도록 구성될 수 있다.

프로세서(110)는 정보 수집 수단(140)이 수신한 전파 세기를 측정한다. 이를 위해, 프로세서(110)는 스펙트럼 분석기의 기능을 수행한다. 프로세서(110)가 전파 세기를 측정하는 방법은 이미 알려진 기술로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

또한, 프로세서(110)는 전파 세기를 측정한 측정 위치에 대한 위치 정보인 고도, 위도, 경도를 정보 수집 수단(140)으로부터 수신하여, 전파 세기 정보와 함께 전파 측정 정보를 생성한다.

또한, 프로세서(110)는 드론(100)이 전파 측정 구역에서 미리 설정된 시간 간격 또는 공간 간격으로 이동하면서 전파 세기를 측정하도록, 구동 장치(170)를 제어한다. 본 발명의 실시예에서는 미리 설정된 시간 간격으로 드론(100)이 가상 섹터를 미리 설정된 방향으로 이동하면서 전파 세기를 측정하는 것을 예로 하여 설명한다.

메모리(130)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(130)는 본 발명의 동작을 실행하도록 기술된 명령들이 프로세서(110)에 의해 처리되도록 해당 프로그램을 로드하며, ROM(read only memory)(131) 및 RAM(random access memory)(132)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서 메모리(130)는 프로세서(110)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 메모리(130)는 이미 알려진 다양한 수단을 통해 프로세서(110)와 연결될 수 있다.

정보 수집 수단(140)은 본 발명의 동작에 따라 주행 중인 드론(100)이 정보를 수집하는 다양한 센서(예를 들어, 센서, GPS/RTK 등)들에 해당한다. 본 발명의 실시예에서는 정보 수집 수단(140)으로 전파를 수신하는 수신기와, 전파 세기를 측정한 위치 정보를 수집하는 GPS/RTK를 이용하는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

인터페이스(150)는 전파 지도 생성 시스템(200)과 연동하며, 드론(100)이 생성한 전파 측정 정보를 전파 지도 생성 시스템(200)으로 전달한다. 또한 인터페이스(150)는 전파 지도 생성 시스템(200)으로부터 전송되는 제어 신호를 수신하여 프로세서(110)로 전달할 수도 있다.

저장 장치(160)는 드론(100)이 비행하면서 전파를 측정할 전파 측정 구역의 기준점 좌표 정보를 저장할 수 있다.

구동 장치(170)는 프로세서(110)의 제어에 따라 드론(100)이 할당된 전파 측정 구역에서 비행되도록 구동한다.

이와 같은 환경에서 드론(100)을 이용하여 공간의 전파를 측정하는 방법에 대해 도 4를 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 드론(100)이 전파를 측정하는 것으로 표현하였으나, 복수의 드론들이 전파를 측정하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공간 전파 측정 방법에 대한 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 전파 지도 생성 시스템(200)은 관리자가 입력한 전파 측정 구역에 대한 공간 정보를 확인한다(S100). 여기서 공간 정보는 전파 측정을 위한 가상 섹터의 좌표 정보를 의미한다. 즉, 드론(100)이 측정하게 될 3차원 공간인 경도, 위도, 높이에 대한 시작점 정보와 함께 드론 제어 정보를 포함한다. 드론 제어 정보는 드론(100)의 비행속도정보, 비행경로정보, 비행시간정보 등에 대한 임무비행정보에 해당한다.

또한, 공간 정보에는 관리자에 의해 입력된 기준점 정보도 포함된다. 기준점 정보는 좌표일 수 있으며, 드론(100)이 최초 전파 측정 구역에 투입될 때 위치할 위치 정보에 해당한다.

본 발명의 실시예에서는 관리자가 각 드론(100)마다 전파를 측정할 전파 측정 구역을 지정해 주는 것을 예로 하여 설명하나, 넓은 전파 측정 대상 구역을 전파 지도 생성 시스템(200)이 드론(100)의 수만큼 분할하여 전파 측정 구역들을 생성하고, 생성한 전파 측정 구역들에 각각 드론(100)을 매핑할 수도 있다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 확인한 공간 정보 내 기준점 정보를 기초로, 전파 측정 구역을 복수의 가상 섹터들로 분할한다(S101). 즉, 전파 지도 생성 시스템(200)은 기준점 정보를 기준으로 직육면체 또는 정육면체에 해당하는 3차원 공간을 가상의 공간들(섹터)로 분할하며, 3차원 공간을 가상의 공간들로 분할하는 방법은 다양하므로 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 각 드론(100)에 송출할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 전파 측정 구역에 대한 정보, 비행 속도 및 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하여(S102), 드론(100)으로 전달한다(S103).

여기서, 전파 지도 생성 시스템(200)은 전파 측정 구역이 인구와 초고층 건물이 밀집된 도심 지역일 경우 드론(100)의 비행 속도를 기준 속도보다 낮춰 전파 측정 지점의 수를 늘린다. 그리고 전파 지도 생성 시스템(200)은 전파 측정 구역이 공장지대와 같은 부도심에서는 드론(100)의 비행 속도를 기준 속도보다 빠르게 설정하여, 전파 측정 지점의 수를 줄인다.

또한, 전파 지도 생성 시스템(200)은 드론(100)에 송출할 전파의 주파수 대역은 전파 측정 구역에서 사용되지 않는 주파수 대역을 미리 확인하고, 해당 주파수 대역을 전파 세기 측정을 위한 송출 주파수 대역으로 사용한다. 이를 위해, 전파 지도 생성 시스템(200)은 해당 전파 측정 구역에서 사용되거나 사용되지 않는 주파수 대역에 대한 정보를 알고 있다고 가정한다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 제어 신호를 드론(100)에 전송한 후, 드론(100)이 세기를 측정할 전파를 송출한다(S104).

전파 지도 생성 시스템(200)에서 전달된 제어 신호를 수신한 드론(100)은, 제어 신호를 기초로 기준점이 포함된 가상 섹터로 이동한다. 그리고, 기준점에서부터 전파 세기를 측정한다(S105). 드론(100)은 다양한 방법으로 전파 세기를 측정할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

드론(100)은 전파 세기를 측정한 시점에, 전파 세기를 측정한 위치를 확인한다(S106). 이를 위해, 드론(100)은 GPS 측정 방법인 GPS RTK를 이용하여 전파 세기를 측정한 위치 정보를 확인하며, GPS RTK 방법은 알려진 기술로 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.

드론(100)은 S105 단계에서 측정한 전파 세기와 S106 단계에서 확인한 측정 위치를 포함하여 전파 측정 정보를 생성한다(S107). 전파 측정 정보에는 드론(100)의 식별 정보와 가상 섹터별로 부여된 가상 섹터 식별 정보가 포함될 수 있다.

드론(100)은 S107 단계에서 생성한 전파 측정 정보를 전파 지도 생성 시스템(200)으로 전송한다(S108). 본 발명의 실시예에서는 드론(100)이 전파 세기를 측정할 때 마다 전파 측정 정보를 생성하여 전파 지도 생성 시스템(200)으로 전송하는 것을 예로 하여 설명하나, 미리 설정한 주기로 전파 측정 정보를 생성하여 전파 지도 생성 시스템(200)으로 전송할 수도 있다.

전파 지도 생성 시스템(200)은 S108 단계에서 수신한 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성한다(S109).

상술한 절차에서, 전파 지도 생성 시스템(200)이 분할한 가상 섹터의 예에 대해 도 5를 참조로 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가상 섹터에 대한 예시도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 임의의 드론(100)에 전파 측정 구역과 기준점이 할당되어 있다고 가정한다. 그러면, 드론(100)은 전파 지도 생성 시스템(200)의 제어에 따라 기준점으로 이동하여 제어 신호에 포함된 주기로 전파 세기를 측정한다. 이때, 전파 측정 구역은 복수의 가상섹터로 분할되어 있고, 각 가상섹터에는 가상섹터 식별 정보가 부여되어 있다.

따라서, 드론(100)은 기준점이 포함되어 있는 가상섹터 1로 이동하여 기준점에서부터 전파를 측정한다. 그리고 기준점에 대한 위치와 전파 세기, 그리고 가상섹터 1의 식별 정보와 드론(100)의 식별 정보 포함하는 전파 측정 정보를 전파 지도 생성 시스템(200)에 전달한다.

기준점에서 전파 세기를 측정한 후, 드론(100)은 제어 신호에 포함된 비행 속도로 제1 방향으로 이동한다. 본 발명의 실시예에서는 기준점을 기준으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 방향을 제1 방향이라 표현하였으나, 기준점을 기준으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 수도 있다.

드론(100)은 비행 속도로 이동한 제1 지점(①)에서 전파 세기를 측정한다. 그리고 제1 지점(①)의 위치, 제1 지점(①)에서 측정한 전파 세기, 드론(100)의 식별 정보와 가상섹터 1의 식별 정보를 포함하는 전파 측정 정보를 전파 지도 생성 시스템(200)에 전달한다.

이와 같은 방식으로 드론(100)은 제2 지점(②)으로 이동하여 전파를 측정하고, 가상섹터의 마지막 위치(③)에서 전파 세기를 측정한 후, 제4 방향으로 이동하여 가상섹터 2의 첫 번째 위치(④)로 이동한다. 그리고 드론(100)은 제1 방향, 제5 방향, 제3 방향 등으로 이동하면서 가상섹터 내에서 미리 설정한 주기로 전파 세기를 측정한다.

본 발명의 실시예에서는 드론(100)이 가상섹터에서 지그재그 방식으로 이동하여 전파 세기를 측정하는 것을 예로 하여 설명하였으나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

드론(100)이 상술한 방법으로 전파 세기를 측정하여 제공한 전파 측정 정보를 이용하여 전파 지도 생성 시스템(200)이 생성한 3차원 전파 지도의 예에 대해 도 6을 참조로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 전파 지도의 예시도이다.

도 6의 (a)는 드론(100)이 전파 세기를 측정한 환경의 예시도이고, 도 6의 (b)는 전파 세기를 기초로 전파 지도 생성 시스템(200)이 생성한 3차원 전파 지도의 예시도이다.

3차원 전파 지도는 3차원 정합 고도 이하의 전파 지도(이하, '제1 전파 지도'라 지칭함)와 3차원 정합 고도 이상의 전파 지도(이하, '제2 전파 지도'라 지칭함)로 구분될 수 있다. 제1 전파 지도는 측정 주파수 개수 및 전파 세기 레벨에 따른 색상과 채도에 의거한 랜더링 알고리즘으로, 해당 공간의 전파 세기를 상세하게 표출한다. 또한, 제2 전파 지도는 표출 주파수 별로 전파 세기 레벨에 따른 색상과 채도에 의거한 랜더링 알고리즘으로 러프하게 표출한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 전파 지도 생성 시스템(200)은 복수의 드론(100)들로부터 전송되는 전파 측정 정보를 기초로, 전파 세기가 측정된 각 위치의 전파 세기별로 다양한 방식으로 전파 세기를 표현한다. 본 발명의 실시예에서는 색상으로 표시하였으나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.

또한, 전파 지도 생성 시스템(200)은 복수의 드론(100)들이 충접되어 전파 세기를 측정한 영역이 있다면, 중첩 지역을 표시한다. 전파 지도 생성 시스템(200)이 동일 주파수가 중첩되는 지역이나, 인접 주파수로 인해 해당 측정 주파수에 대한 신호가 간섭되는 지역을 판단하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

1. 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 전파 지도 생성 시스템의 동작 방법으로서,
   드론이 전파 세기를 측정할 3차원의 전파 측정 구역과 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 수신하는 단계,
   상기 기준점 정보를 기준으로 상기 전파 측정 구역을 복수의 3차원의 가상 섹터들로 분할하고, 분할한 복수의 가상 섹터들에 가상 섹터 식별 정보를 부여한 후 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론의 비행 속도와 상기 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 생성하는 단계,
   상기 주파수 대역으로 미리 설정된 세기로 전파를 송출하는 단계, 그리고
   상기 제어 신호를 수신한 상기 드론이 상기 기준점 정보가 포함된 가상 섹터를 시작으로 상기 복수의 가상 섹터들을 비행하며 상기 전파 세기를 측정한 전파 측정 정보와 가상 섹터 식별 정보를 수신하고, 상기 전파 측정 정보를 기초로 전파가 측정된 가상 섹터의 가상 섹터 식별 정보에 대응하는 위치에 전파 세기와 함께 상기 드론이 이웃한 이웃 드론과 중첩되어 전파 세기를 측정한 중첩 지역을 표시하여 3차원 전파 지도를 생성하는 단계
   를 포함하고,
   상기 3차원 전파 지도를 생성하는 단계는
   상기 드론이 상기 주파수 대역으로 전파 세기를 측정한 임의의 가상 섹터의 특정 영역이 상기 주파수 대역과 상이한 주파수 대역으로 전파 세기를 측정하는 이웃 드론에 할당된 가상 섹터의 영역과 중첩되면, 상기 특정 영역에서 상기 드론이 측정한 전파 세기와 상기 전파 세기에 대응하는 색상, 그리고 상기 이웃 드론이 측정한 전파 세기와 해당 전파 세기에 대응하는 색상을 함께 표시하여, 상기 특정 영역을 중첩 지역으로 표시하는, 동작 방법.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 전파 측정 정보는 전파 세기를 측정한 지점이 포함된 가상 섹터 식별 정보와 상기 지점의 위치 정보, 상기 지점에서 측정된 전파 세기, 그리고 상기 드론의 식별 정보를 포함하는, 동작 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 3차원 전파 지도를 생성하는 단계는,
   상기 전파 측정 정보에 포함된 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환하는 단계, 그리고
   전파 세기 표출 주파수 개수 및 전파 세기 레벨 값을 기초로 상기 변환한 양자화 크기에 대응하는 상기 색상과 채도를 선택하여 3차원 공간 지도에 표출하는 단계
   를 포함하는, 동작 방법.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 드론과 연동하는 전파 지도 생성 시스템으로서,
   상기 드론이 전파 세기를 측정할 전파 측정 구역을 구성하는 복수의 가상 섹터들 각각의 식별 정보, 상기 가상 섹터들에서 상기 드론이 측정할 전파의 주파수 대역, 전파 측정 주기, 상기 드론이 측정할 공간에 대한 3차원 공간 정보, 상기 드론의 비행 속도와 상기 드론이 최초 위치할 기준점 정보를 포함하는 제어 신호를 전송하고, 상기 드론으로부터 전파 수신 세기와 전파 수신 세기를 측정한 가상 섹터 식별 정보, 그리고 상기 드론에 부여된 식별 정보를 포함하는 전파 측정 정보를 수신하는 인터페이스, 그리고
   프로세서
   를 포함하고,
   상기 프로세서는,
   상기 제어 신호를 생성하고, 상기 전파 측정 구역으로 주파수 대역의 전파를 송출하고, 상기 전파 측정 정보를 기초로 3차원 전파 지도를 생성하되 상기 드론이 상기 주파수 대역으로 전파 세기를 측정한 임의의 가상 섹터의 특정 영역이 상기 주파수 대역과 상이한 주파수 대역으로 전파 세기를 측정하는 이웃 드론에 할당된 가상 섹터의 영역과 중첩되면, 상기 특정 영역에서 상기 드론이 측정한 전파 세기와 상기 전파 세기에 대응하는 색상, 그리고 상기 이웃 드론이 측정한 전파 세기와 해당 전파 세기에 대응하는 색상을 함께 표시하여, 상기 특정 영역을 중첩 지역으로 표시하는, 전파 지도 생성 시스템.
9. 제8항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 전파 측정 구역을 복수의 가상 섹터들로 분할하고, 각 가상 섹터별로 상기 가상 섹터 식별 정보를 부여하는, 전파 지도 생성 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전파 측정 정보에 포함된 전파 수신 세기를 양자화 크기로 변환하고, 전파 세기 표출 주파수 개수 및 전파 세기 레벨 값을 기초로 상기 변환한 양자화 크기에 대응하는 색상과 채도를 선택하여 3차원 공간 지도에 표출하여 상기 3차원 전파 지도로 제작하는, 전파 지도 생성 시스템.
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