KR102656359B1 - 무인 배송 관리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

무인 배송 관리 장치가 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 무인 배송 관리 장치는 사용자 단말로부터 제공되는 배송 임무 정보를 확인하고, 상기 배송 임무 정보에 기초한 경유지(waypoint)를 설정하되, 이륙구간, 착륙구간, 및 비행구간에 대한 경유지를 포함하는 이동항로를 설정하고, 무인 이동체의 이동 조건에 맞춰 상기 이동항로를 보정하는 이동항로 관리부와, 물품의 배송 목적지 및 상기 물품의 전달 방식을 포함하는 배송 임무 정보를 관리하되, 상기 배송 임무 정보를 상기 이동항로 관리부에 제공하는 배송정보 관리부와, 상기 무인 이동체의 위치 및 상태정보를 모니터링하고, 상기 무인 이동체의 장애를 분석하는 장애 분석부와, 상기 이동항로에 기초하여 상기 무인 이동체의 이동 제어 및 상기 물품의 배송 제어에 필요한 이동체 제어정보를 생성하여 상기 무인 이동체에 제공하는 이동체 제어 관리부를 포함할 수 있다.

Description

무인 배송 관리 장치 및 방법{APPARATUS FOR MANAGING DELIVERY OF UNMANED AERIAL VEHICLE AND METHOD FOR THE SAME}
본 개시는 물류 배송 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무인 항공기를 이용하여 물류를 배송하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
드론은 무인 이동체(unmaned aerial vehicle; UAV)를 총칭하는 것으로 조종사를 태우지 않고, 공기역학적 힘에 의해 부양하여 자율적으로 또는 원격조종으로 비행을 하며, 무기 또는 일반화물을 실을 수 있는 일회용 또는 재 사용할 수 있는 동력 비행체라 알려져 있다.
기술 발전에 힘입어 무인 이동체는 매우 다양하게 개발되고 있으며 군사용에서 저변 확대되어 민수용의 다양한 드론이 실용화되고 있다. 통상 무인 이동체는 원격 조정자에 의해 시계 내에서 취미용도로 확산되고 있으나, 이륙 중량이 크지 않은 화물, 서류, 책자 및 구급약품 등 다양한 화물을 원격지에 공급(배달)하는 방식에 대한 시도가 이루어지고 있다.
그러나, 무인 이동체를 사용한 화물의 배달에 있어서, 무인 이동체의 배터리, 이동 거리, 이동 가능한 화물의 중량 등과 같은 한계가 있어 상용화 적용에 어려운 문제가 있다.
특히, 무인 이동체가 이동되는 영역에 존재하는 지형 또는 지물에 의해 이동이 방해되거나, 무인 이동체가 이동될 수 있는 제한 규정 등으로 이동에 제약이 발생될 수 있다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 무인 이동체의 이동 경로를 제어해야 할 필요성이 있다.
본 개시는 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로써, 무인 이동체가 효율적이고 안전하게 이동될 수 있는 이동 경로(비행 계획)를 설정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 개시는 고도 변화에 따른 방향 전환을 최소화하면서 안전한 영역에서 이동될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 개시는 배송 물품을 목적지까지 전달하면서 발생될 수 있는 다양한 상황(경로/고도 이탈, 전원잔량 부족 등)에서도 안정적으로 운영될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따르면 무인 배송 관리 장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 사용자 단말로부터 제공되는 배송 임무 정보를 확인하고, 상기 배송 임무 정보에 기초한 경유지(waypoint)를 설정하되, 이륙구간, 착륙구간, 및 비행구간에 대한 경유지를 포함하는 이동항로를 설정하고, 무인 이동체의 이동 조건에 맞춰 상기 이동항로를 보정하는 이동항로 관리부와, 물품의 배송 목적지 및 상기 물품의 전달 방식을 포함하는 배송 임무 정보를 관리하되, 상기 배송 임무 정보를 상기 이동항로 관리부에 제공하는 배송정보 관리부와, 상기 무인 이동체의 위치 및 상태정보를 모니터링하고, 상기 무인 이동체의 장애를 분석하는 장애 분석부와, 상기 이동항로에 기초하여 상기 무인 이동체의 이동 제어 및 상기 물품의 배송 제어에 필요한 이동체 제어정보를 생성하여 상기 무인 이동체에 제공하는 이동체 제어 관리부를 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 무인 이동체가 효율적이고 안전하게 이동될 수 있는 이동 경로(비행 계획)를 설정할 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 고도 변화에 따른 방향 전환을 최소화하면서 안전한 영역에서 이동될 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 배송 물품을 목적지까지 전달하면서 발생될 수 있는 다양한 상황(경로/고도 이탈, 전원잔량 부족 등)에서도 안정적으로 운영될 수 있는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 이동항로를 설정하는 동작을 예시하는 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 비행구간의 경유지 설정을 예시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 서브 구간 단위의 경유지 설정기준을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치가 다양한 설정기준에 의해 결정된 경유지를 조합하여 후보 이동항로를 설정하는 동작을 예시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 이동항로를 보정하는 동작을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치 및 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 예시하는 블록도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
무인 배송 관리 장치(100)는 무인 이동체(1)가 물품 배송을 처리하는데 필요한 이동 경로정보, 물품 배송정보, 장애 정보, 비상 운항 정보 등을 구성하여 무인 이동체(1)에 제공할 수 있다. 이를 위해, 무인 배송 관리 장치(100)는 배송 임무 정보를 입력받거나, 배송완료 정보를 표시할 수 있는 사용자 단말(10)과 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서, 이동 경로정보는 무인 이동체(1)의 이동에 필요한 경로를 포함하는 정보일 수 있으며, 물품 배송정보는 무인 이동체(1)가 물품을 전달하는 목적지를 포함하는 정보일 수 있으며, 장애 정보는 장애물의 위치, 고도, 종류를 포함하는 정보일 수 있으며, 비상 운항 정보는 무인 이동체(1)가 비상 착륙할 수 있는 영역을 나타내는 비상착륙지점의 위치정보를 포함할 수 있다. 또한, 배송 임무 정보는 배송 임무 식별자, 배송 목적지의 주소 정보, 배송조건(예, 이동 안전성(파손 주의)우선, 빠른 배송 우선 등) 등을 포함할 수 있으며, 배송완료 정보는 물품의 배송 완료 여부를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
무인 배송 관리 장치(100)는 이동항로 관리부(110), 배송정보 관리부(120), 장애 분석부(130), 및 이동체 제어 관리부(140)를 포함할 수 있다.
이동항로 관리부(110)는 사용자 단말(10)로부터 제공되는 배송 임무 정보를 확인하고, 각각의 배송 임무정보에 대응되는 적어도 하나의 물품 배송정보를 확인할 수 있다. 이동항로 관리부(110)는 적어도 하나의 물품 배송정보에 포함된 배송 목적지를 경유지(waypoint)로 설정하여 무인 이동체(10)의 이동항로를 설정할 수 있다. 이때, 이동항로 관리부(110)는 적어도 하나의 물품 배송정보에 포함된 배송 목적지의 위치정보를 고려하여, 물품 배송의 순서를 결정할 수 있으며, 결정된 순서를 기반으로 경유지를 설정할 수 있다. 또한, 이동항로 관리부(110)는 지형 특성(예, 도서지역, 산간 지형 등)을 고려하여 이동항로의 설정할 수 있다.
이동항로 관리부(110)는 우선적으로 후보 이동항로를 생성하고, 생성된 후보 이동항로의 이동거리, 이동속도, 배송조건 등을 고려하여 최종적으로 이동항로를 결정할 수 있다. 또한, 이동항로 관리부(110)는 배송 목적지의 이착륙 구간 등을 고려하여 최적의 이동항로를 결정할 수 있다. 나아가, 이동항로 관리부(110)가 이동항로를 결정하는 구체적인 동작은 하기의 도 2를 통해 상세히 설명한다.
나아가, 다양한 종류의 무인 이동체가 존재할 수 있으며, 무인 이동체의 종류에 따라 성능이 다르게 나타날 수 있다. 이에 따라 무인 이동체의 종류에 따른 이동항로의 이동거리, 이동속도, 잔여 배터리 용량 등이 다르게 나타날 수 있다. 이를 고려하여, 이동항로 관리부(110)는 무인 이동체의 종류에 따른 성능정보를 저장 및 관리할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부(110)는 무인 이동체의 종류에 따른 성능을 더 고려하여 최적의 이동항로를 결정할 수 있다.
배송정보 관리부(120)는 배송 임무 정보를 관리할 수 있으며, 배송 임무 정보에 수록되는 정보를 고려하여, 무인 이동체(1)가 배송 목적지에 도달함에 따라 해당 물품의 배달 방식(예, 전달 또는 낙하 등)을 제어할 수 있다. 또한, 배송정보 관리부(120)는 배송 임무 정보를 통합하여 배송 경유지를 추가, 삭제, 결합 처리할 수 있다. 예컨대, 배송정보 관리부(120)는 미리 정해진 범위 내에 포함된 배송 목적지를 통합하여 단일의 배송 목적지로 통합하여 관리할 수 있다. 또한, 배송정보 관리부(120)는 배송 미션 수행이 정상적으로 완료되었는지를 확인할 수 있으며, 배송완료 정보를 관리할 수 있다.
장애 분석부(130)는 무인 이동체(1)의 상태를 모니터링하여 장애 발생을 확인할 수 있으며, 장애 발생에 대응되는 무인 이동체(1)의 제어정보를 생성할 수 있다. 이를 위해, 장애 분석부(130)는 장애 발생 조건과, 장애 발생시 대응 임무를 저장 및 관리할 수 있다. 예컨대, 장애 발생 조건은, "지형 및 무인 이동체의 장애물(예, 송전탑 구조물, 안테나 구조물, 무인기 등) 근접"을 포함할 수 있으며, 이에 대응되는 대응 임무는 "장애물(예, 송전탑 구조물, 안테나 구조물, 무인기 등) 회피 이동" 등을 포함할 수 있다. 이를 위해, 장애 분석부(130)는 장애물 정보(예, 장애물 종류, 장애물 위치, 장애물 크기 등)를 저장 및 관리할 수 있다. 다른 예로서, 장애 발생 조건은 "무인 이동체(1)의 오류발생", "저전력 상태", "고도 이탈", "경로 이탈" 등을 포함할 수 있으며, 이에 대응되는 대응 임무는 "비상착륙 지점으로의 이동"을 포함할 수 있다. 이에 따라, 장애 분석부(130)는 무인 이동체(1)의 위치에서 가장 인접한(또는 가장 소요시간이 짧은) 비상착륙 지점을 확인하고, 비상착륙 지점으로 이동하는 임무를 생성하여 무인 이동체(1)에 제공할 수 있다.
비록, 본 개시의 일 실시예에서, 장애 분석부(130)가 비상착륙 지점으로 이동하는 대응 임무를 생성하는 것을 예시하였으나, 본 개시가 이를 한정하는 것은 아니며 대응 임무는 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 대응 임무는 가장 인접한(또는 가장 소요시간이 짧은) 배송 목적지로 이동하는 동작, 배송 목적지 또는 비상착륙 지점 중 가장 근접한 지점으로의 이동을 포함할 수 있다.
이동체 제어 관리부(140)는 이동항로, 배송임무, 장애 대응 임무 등의 발생을 확인하고, 확인된 이동항로, 배송임무, 장애 대응 임무 등을 무인 이동체(1)로 전달하여, 무인 이동체(1)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 이동체 제어 관리부(140)는 무인 이동체(1)의 위치나, 무인 이동체(1)의 상태정보(예, 배터리 잔량 등)를 모니터링하여 장애 분석부(130) 등에 제공할 수 있다.
이하, 이동항로 관리부(110)가 이동항로를 결정하는 동작을 설명한다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 이동항로를 설정하는 동작을 예시하는 도면이다.
물품 배송정보가 수신되면, 이동항로 관리부는 이동항로를 생성하기 위하여 배송 구간별 지형특성과 장애물 정보(장애물 종류, 장애물 위치, 크기 등)를 확인하고, 지형특성과 장애물 정보에 기초한 안전비행 구간 고도 범위를 확인하여, 이동항로를 설정하는 기준을 확인할 수 있다(S210).
이동항로 관리부는 이륙고도와 이동조건을 고려하여 안전비행 구간 내에서 이동하기 위한 경유지(waypoint)를 생성할 수 있다. 이동항로 관리부는 이륙구간, 착륙 구간, 비행구간을 구분하여 이동항로 설정에 필요한 경유지(waypoint)를 결정할 수 있다(S220, S230). 예컨대, 이동항로 관리부는 출발지점과 배송 목적지의 지형고도 최고값과, 지형 장애물의 최고 높이값을 안전비행 고도 범위와 비교하여, 이륙 구간 또는 착륙 구간의 경유지(waypoint)를 생성할 수 있다(S220). 구체적으로, 출발지점과 배송 목적지의 지형고도 최고값과, 지형 장애물의 최고 높이값이 안전비행 고도 범위 이내일 경우, 이동항로 관리부는 안전비행 구간 내에서 이동하기 위한 다양한 조건을 적용하여 경유지(waypoint)를 생성할 수 있다.
나아가, 비행구간 내에서 이동하기 위한 경유지(waypoint)를 생성하는 동작은 하기의 도 3을 통해 상세히 설명한다.
이동항로 관리부는 이동항로를 보다 안전하게 비행 가능한 조건이 반영될 수 있도록 경유지를 결합하거나, 경유지의 위치를 보정하여, 후보 이동항로를 구성할 수 있다(S240).
그리고, 이동항로 관리부는 배송 소요시간(이동거리), 전원 소모량, 이동 안전성(이동각도, 경유지 수) 등을 고려하여, 후보 이동항로의 우선순위를 결정할 수 있으며, 이렇게 결정된 우선순위 따라 후보 이동항로를 정렬할 수 있다(S250).
이후, 이동항로 관리부는 우선순위 따라 정렬된 후보 이동항로를 기준으로 최종적인 이동항로를 결정할 수 있다(S260). 이때, 이동항로 관리부는, 이동항로의 결정시, 배송 조건(예, 이동 안전성 우선, 빠른 배송 우선 등)에 적합한 후보 이동항로를 결정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 배달 목적지의 특성이나, 배송 조건 등을 고려하여 배달 방식(예, 착륙 또는 투하 등)을 결정할 수 있으며, 이러한 배달 방식에 맞춰 배송 임무를 생성할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 비행구간의 경유지 설정을 예시하는 도면이다. 이동항로 관리부는 배송을 위한 이동 구간별 이동항로를 생성을 위한 지형고도 값 획득 및 장애물 고도 값 적용하는 이동항로 생성 조건 데이터를 생성하고, 이륙구간의 이륙고도와, 착륙구간의 도착고도를 확인할 수 있는데, 이때, 장애물의 높이를 반영할 수 있다.
구체적으로, 이동체는 이륙지점(301)에서 이륙 고도지점(302)까지 이동한 후, 이륙 고도지점(302)에서 비행구간의 시작점(303)으로 이동할 수 있다. 이후, 비행구간의 시작점(303)에서 비행구간의 종료점(304)까지 이동한 후, 비행구간의 종료점(304)에서 착륙 고도지점(305)을 거쳐 착륙지점(306)으로 이동할 수 있다. 전술한 환경에서, 이륙 고도지점(302)에서 비행구간의 시작점(303)까지의 구간을 이륙경사 구간(311)으로 지칭할 수 있으며, 이륙지점(301)부터 비행구간의 시작점(303)까지의 구간을 이륙구간으로 지칭할 수 있다. 이와 유사하게, 비행구간의 종료점(304)에서 착륙 고도지점(305)까지의 구간을 착륙경사 구간(312)으로 지칭할 수 있으며, 비행구간의 종료점(304)에서 착륙지점(306)까지의 구간을 착륙구간으로 지칭할 수 있다.
비행구간(313)에서, 지형고도의 최고 고도 값과 지형 장애물 최고 높이 값의 합이 안전비행구간 고도범위 이내에 분포할 경우, 이동항로 관리부는 비행구간의 시작점(303)과 종료점(304)의 경유지를 동일한 고도의 지점으로 설정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 이륙지점(301), 이륙 고도지점(302), 비행구간의 시작점(303), 비행구간의 종료점(304), 착륙 고도지점(305), 착륙지점(306)을 포함하는 이동항로를 구성할 수 있다.
한편, 비행구간에서 수평비행이 불가능한 것으로 식별된 경우, 이동항로 관리부는 비행구간을 미리 정해진 크기(예, 10m 내지 50m)의 서브 구간 단위로 구분하여 경유지를 설정할 수 있다.
예컨대, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 최고 지형 고도값과, 장애물 높이를 고려하여, 경유지를 설정할 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 서브 구간 단위로 구분된 비행구간의 경유지 설정하는 동작을 설명한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치에 의해 서브 구간 단위의 경유지 설정기준을 예시하는 도면이다.
우선, 도 4a에는 지형고도 변화량과 안전비행고도 값을 기준으로 경유지를 설정하는 동작이 예시된다. 도 4a를 참조하면, 이동항로 관리부는 지형고도 변화량과 안전비행구간 고도값을 최대값, 최소값 순으로 반복하여 적용하거나 최소값, 최대값 순으로 반복하여 적용하는 방법으로 서브 구간 단위의 경유지를 결정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 연결구간의 서브 구간 모두가 이 안전비행고도 범위 이내일 경우 다음 지점과 비교하여, 안전비행 고도 범위를 벗어 난 경우 이전 지점을 경유지 후보로 결정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 경유지 후보를 사용하여 이동경로를 생성할 수 있다. 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 지형고도 값과 종료점의 지형고도 값을 확인하고, 시작점과 종료점의 지형고도 값에 의한 기울기를 확인할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 고도값에, 기울기를 적용하여 종료점의 고도값을 확인할 수 있다. 이렇게 산출된 종료점의 고도값이 안전비행고도 범위 내에 존재할 경우, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 종료점을 경유지로 결정할 수 있다. 반면, 산출된 종료점의 고도값이 안전비행고도 범위 내에 존재하지 않을 경우, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 종료점을 경유지로서 결정하지 않는다. 이에 따라, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점만을 경유지로 사용하고, 해당 서브 구간 단위의 시작점을 다음 서브 구간 단위와 연결되는 경유지로 사용할 수 있다. 이동항로 관리부는 서브 구간 단위에 대해 전술한 동작을 반복적으로 수행하여, 비행구간 내의 경유지를 결정할 수 있다.
다른 예로서, 도 4b에는 경유지 위치 값에 무인 이동체의 이륙고도, 비행구간 시작점 또는 이전 후보 경유지의 고도값을 적용하여 경유지 결정 위치를 설정하는 동작이 예시된다.
도 4b를 참조하면, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 고도값을 기준으로 하여, 상기 기준값이 서브 구간 단위들의 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값을 벗어나는지를 확인한다. 경유지 위치 결정을 위한 위치 기준값이 서브 구간 단위의 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값을 벗어날 경우, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 고도값과 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값의 교차점을 확인하여 경유지를 결정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 경유지 검사시작 지점과 경유지 검사 위치 내의 서브 구간의 고도값이 안전비행고도 범위를 벗어난 지점이 발생될 경우, 안전비행고도 범위를 벗어난 서브 구간 단위를 기준으로 이전 지점을 경유지로 설정할 수 있다. 이때, 이전 지점은 현재 서브 구간 단위의 이전 서브 구간 단위 시작점 또는 종료점을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 이전 지점은 현재 서브 구간 단위의 이전에 존재하는 경유지를 포함할 수 있다. 이동항로 관리부는 서브 구간 단위에 대해 전술한 동작을 반복적으로 수행하여, 비행구간 내의 경유지를 결정할 수 있다. 다른 예로서, 도 4c에는 수평이동을 기준으로 경유지를 설정하는 동작이 예시된다.
도 4c를 참조하면, 이동항로 관리부는 시작점의 고도 값을 기준으로 고도 변경 없이 안전비행 고도 범위 내로 이동할 수 있는지 구간을 수평 구간으로 적용하고, 수평 구간 종료 지점에서 지형고도 변화량을 적용하여 이동경로를 생성할 수 있다.
구체적으로, 이동항로 관리부는 시작점의 고도값을, 서브 구간 단위들의 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값을 벗어나는지를 확인한다. 상기 시작점의 고도값이 서브 구간 단위의 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값을 벗어나지 않을 경우, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 종료점을 경유지로 설정하지 않는다. 반면, 서브 구간 단위의 시작점의 고도값이, 서브 구간 단위의 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값을 벗어날 경우, 이동항로 관리부는 시작점의 고도값과 최대 고도값 또는 최소 고도값이 교차하는 지점을 경유지로 설정대상으로 선정하며, 이후, 이동항로 관리부는 설정된 경유지를 서브 구간 단위의 시작점으로 설정하고, 서브 구간 단위의 시작점의 지형고도 값과 경유지 설정 대상 종료점의 지형고도 값을 확인하고, 시작점과 종료점의 지형고도 값에 의한 기울기를 확인할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 고도값에, 기울기를 적용하여 종료점의 고도값을 확인할 수 있다. 이렇게 산출된 종료점의 고도값이 안전비행고도 범위 내에 존재할 경우, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 종료점을 경유지로 결정할 수 있다. 반면, 산출된 종료점의 고도값이 안전비행고도 범위 내에 존재하지 않을 경우, 이동 항로 관리부는 검사 위치 이전 경유지 검사 지점(경유지 설정 대상 위치의 -1 또는 -2 위치)을 종료점을 경유지로 설정할 수 있다.
나아가, 전술한 동작을 통해 경유지가 설정되면, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위의 시작점의 고도값과 안전비행고도 범위의 최대 고도값 또는 최소 고도값의 교차점을 확인하여 경유지 결정 대상를 설정하는 동작과 검사 구간내에 서브 구간들이 안전비행고도 범위를 안전비행고도 범위를 벗어나는지 검사 후 경유지를 설정할 수 있다.
이동항로 관리부는 서브 구간 단위에 대해 전술한 동작을 반복적으로 수행하여, 비행구간 내의 경유지를 결정할 수 있다.
다른 예로서, 도 4d에는 이전 지형 고도값과의 차이를 기준으로 경유지를 설정하는 동작이 예시된다.
도 4d를 참조하면, 이동항로 관리부는 서브 구간 단위(예, 10~50m)로 비교하여 이전 경유지의 지형 고도값과 차이값(예, ±10m) 초과 시 수평이동을 종료하는 지점, 즉, 경유지로 설정하고, 다음 서브 구간 단위의 고도 차이값이 +일 경우에 상향 경사구간, - 값일 경우 하향 경사구간 변경지점 후보로 설정하며, 누적 고도 변화량이(예, ±10m)이내일 경우 수평 이동구간, -10m 이하이면 하향 경사구간, +10m이상이면 상향 경사구간 변경 지점 경유지로 설정한다. 이때, 이동 누적 고도값을 이동 지점 수로 나누어 생성한 값을 경유지 위치고도의 기준값으로 결정할 수 있다.
나아가, 이동항로 관리부는 경유지 고도값에 이륙 고도값을 적용할 수 있다. 이륙 고도값을 서브 구간 단위(예, 10m)로 반영하여 경사구간(예, 상향 경사구간, 하향 경사구간 등)의 이동 고도값이 안전비행고도 범위를 초과하는 지점을 경유지로 지정하고, 기울기 값을 적용 및 보정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이동항로 관리부는 다양한 설정기준에 의해 서브 구간 단위의 경유지를 설정할 수 있다. 이후, 이동항로 관리부는 다양한 설정기준에 의해 결정된 경유지를 조합하여 후보 이동항로를 생성하고, 생성된 후보 이동항로의 이동거리, 이동속도, 배송조건 등을 고려하여 최종적으로 이동항로를 결정할 수 있다.
이하, 관리부는 다양한 설정기준에 의해 결정된 경유지를 조합하여 후보 이동항로를 생성하는 동작을 예시한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치가 다양한 설정기준에 의해 결정된 경유지를 조합하여 후보 이동항로를 설정하는 동작을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 다양한 설정기준에 의해 서브 구간 단위의 경유지가 설정될 수 있는데, 이때, 동일한 위치라도 설정기준에 따라 서로 다른 고도값을 나타낼 수 있다. 이동항로 관리부는 다양한 경유지를 연결하여 최종적으로 이동항로를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1위치(501)에 서로 다른 3개의 고도값을 갖는 경유지가 존재하고, 제2위치(502)에 서로 다른 5개의 고도값을 갖는 경유지가 존재하고, 제3위치(503)에 서로 다른 3개의 고도값을 갖는 경유지가 존재하고, 제4위치(504)에 서로 다른 5개의 고도값을 갖는 경유지가 존재하고, 제5위치(505)에 서로 다른 3개의 고도값을 갖는 경유지가 존재함을 예시한다. 이동항로 관리부는 제1 내지 제5위치에 존재하는 모든 경유지를 조합하여 후보 이동경로를 생성할 수 있다. 이때, 이동항로 관리부는 안전고도 범위 내에 존재하는 경유지만을 사용하여 후보 이동경로를 생성하는 것이 바람직하다.
이동항로 관리부는 다양하게 구성된 후보 이동경로를 대상으로 배송 소요시간(이동거리), 전원 소모량, 이동 안전성(이동각도, 경유지 수) 등을 확인할 수 있으며, 확인된 정보(예, 배송 소요시간(이동거리), 전원 소모량, 이동 안전성(이동각도, 경유지 수) 등)를 기준으로 후보 이동항로의 우선순위를 결정할 수 있으며, 이렇게 결정된 우선순위 따라 후보 이동항로를 정렬할 수 있다.
이후, 이동항로 관리부는 우선순위 따라 정렬된 후보 이동항로를 기준으로 최종적인 이동항로를 결정할 수 있다. 나아가, 이동항로 관리부는 결정된 이동항로에 대한 보정을 수행할 수 있다(도 6a 및 도 6b 참조). 이동항로의 보정은 결합위치를 보정하여 수행할 수 있으며, 이때 결합위치의 보정은 다양한 조건을 기준으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 이동항로 관리부는 안정적이고 저전력으로 이동 가능하다는 조건을 기준으로, 이동항로의 보정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 이동항로 관리부는, 경유지 간 증감 변화 상태를 기준으로 보정을 수행할 수 있는데, 경사도가 증가->감소->증가의 조합으로 이루어질 경우, 경사도가 증가에서 감소로 변화가 시작되는 지점부터 동일한 고도로 유지하고, 증가가 시작되는 지점을 경유지로 추가하도록 구성될 수 있다. 한편, 경사도가 감소->증가->감소의 조합으로 이루어질 경우에는, 경사도가 증가하는 지점에서 수평이동 시켜 감소구간과 만나는 지점을 경유지로 설정하도록 구성될 수 있다.
다른 예로서, 이동항로 관리부는 경유지 간 결합을 통한 보정시 연결 구간이 안전비행 구간 범위를 벗어난 경우에 연결지점의 경유지 값을 낮추어 보정할 수도 있다.
나아가, 전술한 바와 같이 후보 이동항로의 우선순위를 결정함에 있어서, 배송 소요시간(이동거리), 전원 소모량, 이동 안전성(이동각도, 경유지 수) 등을 확인할 수 있다. 예컨대, 이동항로 관리부는 후보 이동항로에 대한 소요시간 값을 생성하기 위해 경유지 간 이동상태(수평, 상향 경사구산, 하향 경사구간 등), 구간의 이동각도별 이동속도 값을 적용하고, 경유지 간 UTM 좌표계 값을 적용하여 구간별 비행 이동거리를 산출할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 해당 후보 이동항로에 대한 배송 소요시간(또는 이동거리)를 결정할 수 있다. 그리고, 이동항로 관리부는 이동상태에 따른 전원소모량과, 배송물품의 중량에 따른 전원 소모량을 반영하여, 후보 이동항로에 대한 전원소모량(또는 잔량)을 산출할 수 있다.
다른 예로서, 이동항로 관리부는 후보 이동항로에 포함된 구간 단위의 이동각도 값 분포와 후보 이동항로에 포함된 경유지의 개수 등에 대한 가중치 값을 산출할 수 있다. 그리고, 산출된 가중치 값을 반영하여 후보 이동항로에 대한 배송 안전성 정보를 산출할 수 있다.
상기와 같은 과정에 의해 후보 이동항로별 소요시간(또는 이동거리), 전원 소모량(또는 잔량), 배송 안전성 정보의 순으로 정렬하여 제공할 수 있다.
이후, 이동항로 관리부는 배송 임무를 고려하여 후보 이동항로 중, 적어도 하나의 이동항로를 선택하여 최종 이동항로로서 결정할 수 있다. 예를 들어, 배송조건에는, 파손 주의 우선, 빠른 배송 우선 등의 정보가 수록될 수 있으므로, 이동항로 관리부는 배송조건을 확인할 수 있다. 배송조건이 파손 주의 우선으로 설정되어 있을 경우, 이동항로 관리부는 안전성과 전원 소모량(또는 배터리 잔량)을 고려하여 안전성이 높은 이동항로를 결정할 수 있다. 예컨대, 이동각도 값의 변화가 상대적으로 적거나, 경유지의 개수가 상대적으로 적은 이동항로를 선택할 수 있다. 다른 예로서, 배송조건이 빠른 배송 우선으로 설정되어 있을 경우, 이동항로 관리부는 소요시간(또는 이동거리)과 전원 소모량(또는 배터리 잔량)을 고려하여 상대적으로 적은 소요시간(또는 이동거리)를 갖는 이동항로를 최종 이동항로로서 결정할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 배송 관리 장치 및 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 11을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 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), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (15)

  1. 사용자 단말로부터 제공되는 배송 임무 정보를 확인하고, 상기 배송 임무 정보에 기초하여 이동항로를 설정하되, 이륙구간, 착륙구간, 및 비행구간에 대한 경유지를 포함하는 이동항로를 설정하는 이동항로 관리부와,
    물품의 배송 목적지 및 상기 물품의 전달 방식을 포함하는 배송 임무 정보를 관리하되, 상기 배송 임무 정보를 상기 이동항로 관리부에 제공하는 배송정보 관리부와,
    무인 이동체의 위치 및 상태정보를 모니터링하고, 상기 무인 이동체의 장애를 분석하는 장애 분석부와,
    상기 이동항로에 기초하여 상기 무인 이동체의 이동 제어에 필요한 이동체 제어정보를 생성하여 상기 무인 이동체에 제공하는 이동체 제어 관리부를 포함하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 비행구간을 복수의 서브 구간으로 분할하고,
    적어도 하나의 설정 기준에 따라 상기 복수의 서브 구간에 대응되는 경유지를 각각 설정하고,
    상기 적어도 하나의 설정 기준은,
    제1 내지 제4 방식 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제3 방식은,
    서브 구간의 시작점에서 무인 이동체의 비행고도를 기준고도로 설정하고,
    상기 기준고도와 안전비행고도 범위의 경계가 교차하는 교차점을 확인하고,
    상기 교차점을 경유지로 결정하고,
    상기 교차점을 기준으로 서브 구간을 재설정하는 것이고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 적어도 하나의 설정 기준에 따라 설정된 서브 구간별 경유지를 조합하여 후보 이동항로를 생성하는 과정을 상기 조합에 이용되는 경유지를 변경하며 반복 수행함으로써 적어도 하나의 후보 이동항로를 생성하고,
    상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 적어도 하나의 기준에 기초하여 정렬하고,
    상기 정렬된 순서에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 중 상기 이동항로를 결정하고,
    상기 적어도 하나의 기준은,
    배송 소요시간, 이동거리, 전원 소모량 및 이동 안전성 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 적어도 하나 이상의 경유지 간의 경사도에 대한 변화량에 기초하여 상기 이동항로에 대한 보정을 수행하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 무인 이동체의 비행 고도가 상기 안전비행고도 범위를 벗어나는 구간이 상기 이동항로에 존재하는 경우, 상기 무인 이동체가 항상 상기 안전비행고도 범위 내에서 비행하도록 상기 이동항로를 보정하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 배송 소요시간에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하는 경우, 상기 후보 이동항로에 포함된 각 구간의 경사도, 상기 후보 이동항로에 포함된 각 구간의 거리, 및 상기 경사도에 따른 상기 무인 이동체의 이동속도에 대한 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 배송 소요시간을 산출하고, 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 배송 소요시간에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 전원 소모량에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하는 경우, 상기 후보 이동항로에 포함된 각 구간의 경사도, 상기 경사도에 따른 상기 무인 이동체의 전원 소모량, 및 배송되는 물품의 중량에 따른 상기 무인 이동체의 전원 소모량에 대한 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 전원 소모량을 산출하고, 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 전원 소모량에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하고,
    상기 이동항로 관리부는,
    상기 이동 안전성에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하는 경우, 상기 후보 이동항로에 포함된 각 구간에 대한 경사도의 분포, 및 상기 후보 이동항로에 포함된 경유지의 총 개수에 대한 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 배송 안전성 정보를 산출하고, 상기 적어도 하나의 후보 이동항로 각각에 대한 배송 안전성 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 후보 이동항로를 정렬하는, 무인 배송 관리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방식은,
    서브 구간의 시작점과 종료점의 지형고도에 의한 기울기를 확인하고,
    상기 서브 구간의 시작점에서 무인 이동체의 비행고도에, 상기 기울기를 적용할 경우에 상기 서브 구간의 종료점에서 예상되는 무인 이동체의 비행고도를 확인하고,
    상기 서브 구간의 종료점에서 예상되는 무인 이동체의 비행고도가 안전비행고도 범위 내에 존재하는 경우 상기 서브 구간의 종료점에서 예상되는 무인 이동체의 비행고도에 해당하는 지점을 경유지로 결정하는 것인, 무인 배송 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방식은,
    서브 구간의 시작점에서 무인 이동체의 비행고도를 기준고도로 설정하고,
    상기 서브 구간 내에서 상기 기준고도가 안전비행고도 범위를 벗어나는지를 확인하고,
    상기 서브 구간 내에서 상기 기준고도가 안전비행고도 범위를 벗어나는 경우 이전 서브 구간의 시작점 또는 종료점에서 무인 이동체의 비행고도에 해당하는 지점을 경유지로 결정하는 것인, 무인 배송 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 방식은,
    상기 서브 구간 내에서 상기 기준고도가 안전비행고도 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 서브 구간의 종료점에서 상기 기준고도에 해당하는 지점을 경유지로 결정하는 것인, 무인 배송 관리 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제4 방식은,
    서브 구간 이전에 위치한 경유지에서의 지형고도와 상기 서브 구간의 지형고도 간의 차이가 미리 정해진 임계값을 초과하는지 여부를 고려하여 경유지를 결정하는 것인, 무인 배송 관리 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 장애 분석부는,
    장애 발생 조건과, 장애 발생시 대응 임무를 저장 및 관리하고,
    상기 무인 이동체의 위치 및 상태정보를 상기 장애 발생 조건에 대응되는지 여부를 확인하는 무인 배송 관리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 대응 임무는,
    상기 무인 이동체의 위치를 기준으로 가장 인접한 배송 목적지 및 비상착륙 지점 중 어느 하나의 지점으로 이동하는 임무인 것을 특징으로 하는 무인 배송 관리 장치.
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