KR20090112625A - 자율적 운송수단의 신속한 개발 테스트 시험대 시스템 및 방법 - Google Patents

자율적 운송수단의 신속한 개발 테스트 시험대 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

운송수단 및 구성요소의 개발 테스팅을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 1실시예에 있어서, 시스템은 위치 참조 시스템 및, 명령 및 제어 구조를 포함한다. 위치 참조 시스템은 제어 볼륨 내에서 동작하는 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 위치 및 움직임 특징을 반복적으로 측정하도록 구성된다. 명령 및 제어 구조는, 위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 특징을 수신하고, 그를 기초로 대응하는 제어신호를 결정하도록 구성된다. 이 때, 제어신호는 폐쇄-루프 피드백 방법으로 하나 이상의 운송수단의 위치, 이동, 안정화의 적어도 하나를 제어하도록 하나 이상의 운송수단에 대해 전송된다. 시스템은 하나 이상의 운송수단의 헬스 컨디션을 모니터하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소를 더 포함하고, 제어 신호는 헬스 컨디션에 따라 적어도 부분적으로 결정된다.

Description

자율적 운송수단의 신속한 개발 테스트 시험대 시스템 및 방법{AUTONOMOUS VEHICLE RAPID DEVELOPMENT TESTBED SYSTEMS AND METHODS}
본 발명은 일반적으로 사람이 탑승하거나 탑승하지 않은 비행 운송수단 뿐만 아니라 수중 및 지상을 기반으로 하는 운송수단을 포함하는, 운송수단의 알고리즘 및 구성의 급속한 개발 및 테스팅을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
하늘, 수중 및, 지상을 기반으로 하는 운송수단을 포함하는 운송수단을 개발 및 테스팅하는 존재하는 방법은, 전형적으로 컴퓨터 시뮬레이션과 프로토타입 테스팅(prototype testing) 양쪽을 포함한다. 불행하게도, 컴퓨터 시뮬레이션은 실행에 대해 비교적 시간-소모로 되고, 실제 시스템의 많은 복잡성을 원하지 않게 간단하게 한다. 마찬가지로, 프로토타입 테스팅은 원하지 않게 고가로 된다. 비행 운송수단의 경우, 캘리포니아, 마운틴 뷰(Mountain View, California)의 MLB Company로부터 사용가능한 BAT Unmanned Aerial Vehicle과 같은 통상적인 시스템은 운용 비용, 물류 관리적 문제(logistical issues), 안전 규칙 및 다른 요소에 기인하여 비교적 제한된 수의 비행 시간 및 컨디션만을 산출한다.
개발 및 테스팅 운송수단의 종래 기술의 방법이 원하는 결과를 달성함에도 불구하고, 개발을 위한 여지가 있다. 특히, 신속하게, 정확하게, 경제적으로 수행되어지는 운송수단의 알고리즘 및 구성의 개발 및 테스팅을 가능하게 하는 방법 및 시스템은 중요한 유틸리티를 갖게 된다.
본 발명은 운송수단의 신속한 개발 및 테스팅을 위한 시스템 및 방법과, 운송수단 구성요소에 관한 것이다. 발명의 실시예는, 종래 시스템 및 방법과 비교하여 더욱 신속하게, 능률적으로, 비용 효과적으로 더욱 연구 및 개발되어지는, (하늘, 수중, 지상을 기반으로 하는 운송수단을 포함하는) 새로운 운송수단과 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 포함하는) 운송수단 구성요소를 허용하는, 테스트 능력에 있어서의 극적인 증가를 유용하게 제공한다.
1실시예에 있어서, 하나 이상의 운송수단을 제어가능하게 동작시키기 위한 시스템은 위치 참조 시스템 및, 명령 및 제어 구조를 포함한다. 위치 참조 시스템은 하나 이상의 운송수단이 제어 볼륨 내에서 동작함에 따라 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 위치 및 움직임 특징을 반복적으로 측정하도록 구성된다. 명령 및 제어 구조는, 위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 하나 이상의 위치 및 움직임 특징을 수신하고, 위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 하나 이상의 위치 및 움직임 특징을 기초로 (동작의 중앙화된 제어 모드에서) 대응하는 제어신호를 결정하도록 구성된다. 이 때, 제어신호는 폐쇄-루프 피드백 방법으로 하나 이상의 운송수단의 위치, 이동, 안정화의 적어도 하나를 제어하도록 제어 볼륨 내에서 동작하는 하나 이상의 운송수단에 대해 전송된다. 다른 실시예에 있어서, 제어 신호가 온보드 프로세싱 구성요소에 의해 결정된 동작의 분배된 제어 모드에서 동작하는 시스템은 위치 참조 시스템에 의해 측정된 정보를 수신하고 관련된 운송수단의 제어신호를 결정하는 운송수단 상에 위치된다.
다른 실시예에 있어서, 명령 및 제어 구조는 하나 이상의 운송수단으로부터 헬스 모니터링 정보를 수신하고, 수신된 헬스 모니터링 정보를 기초로 하나 이상의 운송수단의 헬스 컨디션을 평가하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소를 더 포함한다. 명령 및 제어 구조는 하나 이상의 운송수단의 평가된 헬스 컨디션을 적어도 부분적으로 기초로 해서 대응하는 제어 신호를 결정하도록 더 구성된다.
또 다른 실시예에 있어서, 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법은, 위치 참조 시스템을 이용해서 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것을 포함한다. 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징은 위치 참조 시스템으로부터 수신되고, 명령 신호가 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 기초로 결정된다. 명령 신호는 폐쇄-루프 피드백 방법으로 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 제어하도록 제어 볼륨 내에서 동작하는 하나 이상의 운송수단에 대해 전송된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단을 개발 및 테스트하기 위한 개발 시스템 및 운송수단 구성요소의 개략도,
도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 도 1의 개발 시스템의 명령 및 제어 구조의 개략도,
도 3은 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 도 2의 명령 및 제어 구조에 대응하는 제어방법의 플로우차트,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개발 시스템의 개략도,
도 5는 도 4의 개발 시스템의 테스트 운송수단의 확대된 개략도,
도 6은 도 4의 개발 시스템의 헬스 모니터링 제어 보드와 테스트 운송수단의 평면도,
도 7은 비행 운송수단에 따른 동작에서 도 4의 개발 시스템의 부분도,
도 8은 도 4의 개발 시스템의 컴퓨터 시스템의 개략도,
도 9는 도 4의 개발 시스템의 헬스 모니터링 시스템의 개략도,
도 10 내지 도 12는 도 9의 분석 및 디스플레이 구성요소에 의해 제공된 대표적 스크린샷(screenshots),
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합된 헬스 모니터링 제어 보드 및 프로세싱 구성요소를 갖는 테스트 운송수단의 등척도,
도 14는 도 13의 헬스 모니터링 제어 보드 및 프로세싱 구성요소의 확대 정면도이다.
본 발명은 사람이 탑승하거나 탑승하지 않은 비행 운송수단 뿐만 아니라 수중 및 지상을 기반으로 하는 운송수단을 포함하는, 운송수단의 알고리즘 및 구성의 급속한 개발 및 테스팅을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 소정 실시예의 특정한 상세가 이러한 실시예의 이해를 통해 제공되도록 이하의 설명 및 도 1 내지 도 14에서 설명된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 부가적인 실시예를 갖을 수 있고, 또는 본 발명은 이하의 설명에서 설명된 다수의 상세 없이 실시되어짐을 이해하게 된다.
일반적으로, 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 방법은 제어된 환경에서 대단히 폭 넓은 운송수단 및 운송수단 구성요소(하드웨어 및 소프트웨어)의 신속한 개발 및 테스팅을 위해 유용하게 허용된다. 특히, 발명의 실시예는 새로운 소프트웨어 시스템, 항공 전자공학 시스템, 제어 알고리즘, 컴퓨터 하드웨어 구성요소, 센서, 구성, 또는 하나 또는 다중 테스트 운송수단을 이용해서 빠르게 반복적으로 테스트되어지는 관심있는 다른 적절한 파라미터를 가능하게 한다. 본 발명의 실시예가 예컨대 적절한 실험실 환경 내에서 알맞도록 축적되기 때문에, 새로운 운송수단 및 운송수단 구성요소의 테스팅 및 개발은 신속하게, 능률적으로, 그리고 비용 효과적으로 수행된다. 따라서, 본 발명의 실시예는 더 낮은 비용으로 더욱 빠르게 연구 및 개발되어지는 (하늘, 수중, 지상을 기반으로 하는 운송수단을 포함하는) 새로운 운송수단과 운송수단 구성요소를 허용하는, 테스트 능력에 있어서의 극적인 증가를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 운송수단과 운송수단 구성요소를 개발 및 테스팅하기 위한 개발 시스템(100)의 개략도이다. 본 실시예에 있어서, 개발 시스템(100)은 위치 참조 시스템(120) 및 휴먼 인터페이스(150)에 동작적으로 결합된 명령 및 제어 컴퓨터(102)를 포함한다. 다수의 테스트 운송수단(110)은 개발 시스템(100)의 동작 동안 위치 참조 시스템(120)에 의해 모니터된 제어 공간(122) 내에 동작적으로 위치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 테스트 운송수단(110)은 UAV(Unmanned Aerial Vehicles)(110A), UGV(Unmanned Ground Vehicles)(110B), 또는 소정의 다른 적절한 테스트 운송수단(110C)을 포함한다.
명령 및 제어 컴퓨터(102)는, 무선 링크, 유선 기반 링크, 광섬유 링크, 또는 소정의 다른 적절한 형태의 통신 링크일 수 있는, 통신 링크(105)를 매개로 테스트 운송수단(110)의 각각과 동작적으로 통신한다. 각 통신 링크(105)는 명령 및 제어 컴퓨터(102)와 테스트 운송수단(110) 사이에서 신호 및 데이터를 운반한다. 예컨대, 도 1에 도시된 실시예에 있어서, 명령 및 제어 컴퓨터(102)는 테스트 운송수단(110)으로부터 비디오 및 센서 신호(104)와 헬스 모니터링 신호(106)를 수신하고, 테스트 운송수단(110)에 대해 적절한 명령 신호(108)를 전송하도록 구성된다. 명령 및 제어 소프트웨어 프로그램(112)은 테스트 운송수단(110)과, 테스트 운송수단(110)의 다양한 구성요소의 모니터링 및 제어와 관련된 다양한 기능을 수행하도록 명령 및 제어 컴퓨터(102) 상에서 구현된다. 한편, 명령 및 제어 컴퓨터(102)는 하나 이상의 이들 기능을 수행하도록 구성된 하나 이상의 프로그래머블 하드웨어 구성요소를 포함한다.
동작에 있어서, 명령 및 제어 컴퓨터(102)는, 테스트 운송수단(110)이 원하 는 행위나 기능을 수행하도록, 하나 이상의 테스트 운송수단(110)에 대해 전송되어지는 적절한 명령 신호(108)를 야기시킨다. 예컨대, 하나 이상의 UVA 테스트 운송수단(110A)은 원하는 비행 경로에서 비행하고, 온보드 센서를 이용해서 원하는 정보를 수집하도록 한다. 마찬가지로, UGV 및 다른 테스트 운송수단(110B,110C)은 원하는 지상 경로를 횡단하도록 되고, 정보를 수집하거나, 다른 원하는 행위를 수행하게 된다. 테스트 운송수단(110)은 서로 독립적으로 이동하도록 명령되어지고, 반면 2개 이상의 테스트 운송수단(110)은, 예컨대 Beyond Swarm Intelligence: The Ultraswarm, presented at the IEEE Swarm Intelligence Symposium by Holland et al., June 8, 2005.에 더욱 완전하게 설명된 바와 같이, 플록킹(flocking), 스워밍(swarming), 또는 울트라스워밍(ultraswarming) 이동과 같은 통합된 방법으로 이동하도록 명령되어진다.
제어 공간(122) 내에서 테스트 운송수단(110)의 이동 동안, 위치 참조 시스템(120)은 테스트 운송수단(110)의 위치를 모니터하고, 명령 및 제어 컴퓨터(102)에 대해 위치 피드백 정보(122)를 제공한다. 명령 및 제어 컴퓨터(102)는 위치 피드백 정보(122)와 테스트 운송수단(110)의 예상 또는 원하는 위치를 비교하고, 그들이 원하는 위치에서나 그들이 원하는 헤딩(headings)을 따라 테스트 운송수단(110)의 위치를 제어가능하게 조정(또는 유지)하도록 통신 링크(105)를 매개로 테스트 운송수단(110)에 대해 전송되어지는 적절한 명령 신호(108)를 야기시킨다. 따라서, 위치 참조 시스템(120)은 테스트 운송수단(110)의 위치 및 이동 경로를 제어가능하게 조정하기 위한 폐쇄-루프 피드백 제어 능력을 갖는 개발 시스템(100) 을 제공한다. 특히, 위치 참조 시스템(120)은 위치 및 이동 뿐만 아니라 테스트 운송수단(110)의 적절한 제어 및 안정화를 위한 속성 및 안정화 제어 명령을 결정 및 제어하도록 명령 및 제어 컴퓨터(102)를 가능하게 하는 폐쇄-루프 피드백 정보(122)를 유용하게 제공한다.
본 발명에 따른 시스템 및 방법의 다양한 측면의 더욱 이해를 통해 용이하게 하기 위해 특정 실시예가 이하 더욱 상세히 설명된다. 예컨대, 도 2는 본 발명의 특정 실시예에 따른 도 1의 개발 시스템(100)의 명령 및 제어 구조(200)의 개략도이다. 본 실시예에 있어서, 명령 및 제어 구조(200)는 실제 환경과, 대응하는 실제 다이나믹스(dynamics)(210)를 갖는 인터페이스를 포함하고, 제어 공간(122) 내에서 테스트 운송수단(110)[간단화를 위해, UAV 테스트 운송수단(110A) 및 UGV 테스트 운송수단(110B)만이 도 2에 도시됨]과 관련된 계산 및 데이터 관리를 수행하도록 구성된다. 실제 환경 및 다이나믹스 인터페이스(210)는, 예컨대 명령 및 제어 소프트웨어 프로그램(112)의 일부로서 명령 및 제어 컴퓨터(102) 상에 존재한다. 각 테스트 운송수단(110)은 실제 환경 및 다이나믹스 인터페이스(210)를 갖는 대응하는 통신 링크(105)를 매개로 통신한다.
도 2에 더욱 도시된 바와 같이, 명령 및 제어 구조(200)는 각 테스트 운송수단(110)을 위한 운송수단 제어 유닛(212)을 더 포함한다. 각 운송수단 제어 유닛(212)은, 사람이 탑승한 테스트 운송수단과 같이, 또는 반면 도 2에 도시된 바와 같이 테스트 운송수단(110)(예컨대, 지상 제어 유닛, 공중 수송 제어 유닛, 해상 운송 제어 유닛 등)으로부터 분리(또는 멀리 떨어진)되도록, 각 테스트 운송수 단(110)에 장착되어 위치된다. 운송수단 제어 유닛(212)은 제어 데이터 네트워크(240) 및 헬스 모니터링 네트워크(242)와 동작적으로 통신한다.
실제 환경 및 다이나믹스 인터페이스(210)는 또한 위치 참조 시스템(120)과 동작적으로 상호작용한다. 위치 참조 시스템(120)은 제어 공간(122) 내에서 테스트 운송수단(110)의 위치 및 이동을 측정할 수 있는 소정의 적절한 형태의 시스템임이 인지되어진다. 실시예에 있어서, 위치 참조 시스템(120)은 각 테스트 운송수단(110)의 위치 및 이동을 정의하는 각 6 자유도(six degrees of freedom)를 측정할 수 있다. 예컨대, 적절한 위치 참조 시스템의 실시예는, 조지아, 알파레타(Alpharetta, Georgia)의 Mensi, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 시스템과 같은 레이저 스캐너 시스템과, 예컨대 프랭크(Frank) 등에 의해 특허된 미국 특허 제5,202,742호, 이즈미(Izumi) 등에 의해 특허된 미국 특허 제5,266,955호, 카이(Kai) 등에 의해 특허된 미국 특허 제5,724,124호에 일반적으로 개시된 바와 같은 레이저 레이더 시스템을 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 위치 참조 시스템은 캘리포니아, 산 라몬(San Ramon, California)의 Cyra Technologies, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 Cyrax 레이저를 기반으로 하는 이미징 시스템과 같은 이미징 시스템을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 적절한 위치 참조 시스템은, 예컨대 스위스 히어브러그(Heerbrugg, Switzerland)의 Leica Geosystems, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 LR200 레이저 레이더 시스템과 같은 레이더 및 레이저 레이더 시스템을 포함한다. 한편, 위치 참조 시스템은 예컨대 길디아(Gildea) 등에 의해 특허된 미국 특허 제5,589,835호 및, 프래트(Pratt)에 의해 특허된 미국 특허 제6,452,668 B1호, 히지(Hedges) 등에 의해 특허된 미국 특허 제6,501,543 B2호, 제6,535,282 B2호, 제6,618,133 B2호, 제6,630,993 B1호에 일반적으로 개시된 시스템, 그리고 버지니아 둘리스(Dulles, Virginia)의 ARC Second, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 시스템과 같은 GPS(global positioning systems) 및 IRGPS(infrared global positioning systems)를 포함한다. 위치 참조 시스템의 또 다른 실시예는 The Robotics Institute of Carengie-Mellon University의 Moravec 등에 의한 High Resolution Maps from Wide Angle Sonar에 개시된 형태와 같은 소나 기반 초음파 시스템(sonar-based ultrasound systems)과, 메릴랜드, 로크빌(Rockville, Maryland)의 Automated Precision, Inc.로부터 상업적으로 이용가능한 형태의 레이저 기반 포인트 트랙킹 시스템, 또는 소정의 다른 적절한 형태의 위치-측정 시스템을 포함한다.
도 2를 계속 참조하면, 리포맷팅 모듈(214; reformatting module)이 위치 참조 시스템(120)과 제어 데이터 네트워크(240) 사이에 동작적으로 결합되고, 위치 참조 시스템(120)에 의해 측정된 위치 및 움직임 데이터를 수신하고, 필요로 되는 이들 데이터를 리포맷하며, 제어 데이터 네트워크(240)을 매개로 명령 및 제어 구조(200)의 다양한 다른 구성요소에 이들 데이터를 방송(broadcast)하도록 구성된다.
리포맷팅 모듈(214)은 도 2에 도시된 바와 같이 위치 참조 시스템(120)으로부터 분리되고, 반면 위치 참조 시스템(120) 내에 통합되어질 수도 있음이 인지되어진다. 상기한 바와 같이, 위치 참조 시스템(120)에 의해 제공된[그리고 리포맷 팅 모듈(214)에 의해 리포맷된] 위치, 속성, 이동 데이터는, 실제 데이터와 원하거나 예측된 데이터[예컨대, 실제 환경 및 다이나믹스 기능성(210)을 또는 이하에 개시된 시뮬레이션된 환경 및 다이나믹스 모듈(220)을 이용하는]를 비교하고, 그에 따라 테스트 운송수단(110)의 하나 이상의 위치, 속성, 이동을 제어가능하게 조정(또는 유지)하도록 적절한 제어 및 안정화 명령[예컨대, 운송수단 제어 모듈(212)을 이용해서]을 발생시킴으로써, 폐쇄-루프 피드백 방법으로 명령 및 제어 구조(200)에 의해 이용된다.
본 실시예에 있어서, 명령 및 제어 구조(200)는 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222)과 관련된 계산 및 데이터 관리를 수행하도록 구성된 시뮬레이션된 환경 및 다이나믹스 모듈(220)을 더 포함한다. 시뮬레이션된 환경 및 다이나믹스 모듈(220)은 명령 및 제어 소프트웨어(112)의 일부로서 명령 및 제어 컴퓨터(102) 상에 또한 존재한다. 각 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222)은 제어 데이터 네트워크(240) 및 헬스 모니터링 네트워크(242)과 동작적으로 통신한다. 시뮬레이션된 환경 및 다이나믹스 모듈(220)은, 제어 데이터 네트워크(240) 상으로 방송하기 위한 리포맷팅 모듈(214)에 대해, 시뮬레이션된 운송수단(222)과 관련된 시뮬레이션된 위치, 속성, 이동 데이터 뿐만 아니라 시뮬레이션된 운송수단(222)과 관련된 헬스 관리 데이터를 제공하도록 더 구성된다. 따라서, 명령 및 제어 구조(200)는 실제 및 시뮬레이션된 운송수단 및 환경 컨디션 양쪽을 갖춘 환경에서 동작하는 테스트 운송수단(110)을 개발하기 위해 유용하게 이용된다.
하나 이상의 오퍼레이터(224)는, 제어 데이터 네트워크(240) 및 헬스 모니터 링 네트워크(242)와 동작적으로 통신하는, 휴먼 인터페이스(150)의 명령 및 제어 모듈(226)을 매개로 개발 시스템(100)의 다양한 구성요소에 대해 제어 명령을 발생시킨다. 예컨대, 오퍼레이터(224A)는, 이동, 속성, 행위, 또는 제어 데이터 네트워크(240)를 매개로 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222A)의 소정의 다른 원하는 특징을 지시하도록, 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222A)에 대해 적절한 명령을 전송한다. 차례로, 하나 이상의 오퍼레이터(224)는, 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222) 및 테스트 운송수단(110)의 위치, 이동, 헬스 특징을 포함하는, 휴먼 인터페이스(150)의 상황 디스플레이 모듈(228)에 관심이 있는, 개발 시스템(100)의 소정의 원하는 특징을 모니터한다. 예컨대, 시뮬레이션된 운송수단 모듈(222A)의 오퍼레이터(224A)는 상황 디스플레이 소프트웨어(228)의 시뮬레이션된 운송수단 디스플레이부(228A) 상에서 원하는 특징(예컨대, 위치, 이동, 헬스 특징 등)을 모니터한다.
도 2에 도시된 실시예에 있어서, 명령 및 제어 구조(200)는 재충전 스테이션 제어 유닛(232; recharge station control unit)에 의해 제어 데이터 및 헬스 모니터링 네트워크(240,242)에 동작적으로 결합된 재충전 스테이션(230; recharge station)을 더 포함한다. 재충전 스테이션(230)은 헬스 모니터링 네트워크(242)에 대해 방송하는 헬스 모니터링 정보를 기초로 테스트 운송수단(110)에 대해 확장가능 리소스의 보충을 제공하도록 구성된다. 네트워크 관리자 모듈(234)은 제어 데이터 및 헬스 모니터링 네트워크(240,242)에 결합되고, 다양한 종래의 네트워크 관리 행위 및 기능을 수행하도록 구성된다. 기록 모듈(236)은 제어 데이터 및 헬스 모니터링 네트워크(240,242)에 결합되고, 이어지는 분석을 위한 개발 테스트 동 안 제어 데이터 및 헬스 모니터링 네트워크(240,242) 상으로 방송되는 데이터를 기록하도록 구성된다. 후-테스트 분석 및 실연(post-test analysis and demonstration)을 위한 기록된 테스트의 재생 기능은 기록 모듈(236)과 명령 및 제어 모듈(226) 사이에서 인터페이스되는 제어 데이터 및 헬스 모니터링 네트워크(240,242)를 이용해서 달성된다.
도 3은 본 발명의 다른 예시적 실시예에 따른 도 2의 명령 및 제어 구조(200)에 대응하는 제어 방법(300)의 플로우차트이다. 본 실시예에 있어서, 개발 시스템(100)의 다양한 구성요소는 블록(302)에서 시작되고, 제어 공간(122) 내의 하나 이상의 테스트 운송수단(110)(그리고, 적용가능하다면, 시뮬레이션된 운송수단)이 블록(304)에서 시작된다. 오페레이터 정의 테스트 계획이 블록(305)에서 입력되고, 제어신호가 블록(306)에서 테스트 운송수단(110)에 대해 통신된다. 예컨대, 몇몇 실시예에 있어서, 명령 및 제어 컴퓨터(102)는, 원하는 행위 및 기능을 수행하도록 테스트 운송수단(110)을 지시하는, 테스트 운송수단(110)에 대해 적절한 명령 신호(108)를 전송하도록 운송수단 제어 유닛(212)을 야기시킨다. 명령 및 제어 컴퓨터(102)는, 예컨대 명령 및 제어 소프트웨어(112) 내에 설치된 하나 이상의 제어 알고리즘 또는 소프트웨어 루틴을 기초로, 적절한 명령 신호를 결정한다.
블록(308)에서, 위치 참조 시스템(120)은 테스트 운송수단(110)의 위치 및 이동을 모니터하고, 적용가능하다면, 시뮬레이션된 운송수단의 위치 및 다이나믹스가 또한 계산된다. 위치 참조 시스템(120)에 의해 측정된(그리고 시뮬레이션된 운송수단을 위해 계산된) 위치 및 다이나믹스 데이터는 블록(310)에서 명령 및 제어 컴퓨터(102)에 대해 통신된다. 바람직한 실시예에 있어서, 위치 참조 시스템(120)은 각 테스트 운송수단(110)의 위치 및 이동을 정의하는 6 자유도의 각각을 측정할 수 있고, 그러나 다른 실시예에서는 위치 참조 시스템(120)은 6 자유도 보다 더 적게 적절하게 측정한다. 마찬가지로, 블록(312)에서, 테스트 운송수단(110)의 각각에 탑재되어 위치된 센서에 의해 수집된 헬스 모니터링 데이터, 적용가능하다면, 시뮬레이션된 운송수단 데이터는 명령 및 제어 컴퓨터(102)에 대해 통신된다.
도 3에 도시된 실시예에 있어서, 제어 방법(300)은 블록(330)에서 오퍼레이터의 상황 디스플레이의 갱신을 포함한다. 블록(332)에서, 결정(또는 일련의 결정들)이 하나 이상의 테스트 운송수단(110)과 시뮬레이션된 운송수단이 안전 한계를 접근 또는 스쳐가는지의 여부를 결정하도록 이루어진다. 그와 같다면, 오퍼레이터는 필요에 따라 하나 이상의 운송수단의 위치 및 경로를 정정하도록, 블록(334)에서 적절한 제어 명령을 발생시키고, 그에 따라 하나 이상의 운송수단의 위치 및 경로는 블록(336)에서 조정된다.
도 3에 더욱 도시된 바와 같이, 위치 참조 시스템(120)에 의해 측정된 위치 및 다이나믹스 데이터와, 온보드 센서에 의해 전송된 헬스 모니터링 데이터는 블록(314)에서 예측 및 원하는 데이터 값과 비교된다. 예컨대, 테스트 운송수단(110)의 측정된 위치, 속성 및 속도는 명령 및 제어 컴퓨터(102) 내에 저장된 미리 프로그램된 미션 프로파일(pre-programmed mission profile)을 기초로 원하는 값과 비교된다. 마찬가지로, 배터리 충전 레벨, 연료 레벨, 압력 및 온도 레벨, 무기 상태, 다른 확장가능 리소스 레벨, 소정의 다른 원하는 헬스 파라미터와 같은 운송수단 데이터는 미리 프로그램된 미션 프로파일을 기초로 예상된 또는 원하는 값과 비교된다.
블록(314)에서 수행된 비교를 기초로, 결정(일련의 결정들)이 하나 이상의 테스트 운송수단(110)의 위치 조정이 필요한가의 여부를 결정하도록 블록(316)에서 이루어진다. 만약 그렇다면, 하나 이상의 테스트 운송수단(110)의 위치 조정은 블록(318)에서 수행된다. 예컨대, 명령 및 제어 컴퓨터(102)는 테스트 운송수단(110)의 위치를 제어가능하게 조정하도록 대응하는 운송수단 제어 유닛(212)으로부터 발생되도록 적절한 위치 제어 명령을 야기시킨다.
마찬가지로, 블록(320)에서, 결정(일련의 결정들)이 하나 이상의 테스트 운송수단(110)의 안정화 조정이 필요한가의 여부를 결정하도록 이루어진다. 만약 그렇다면, 하나 이상의 테스트 운송수단(110)의 적절한 안정화 파라미터의 조정이 블록(322)에서 달성된다. 안정화 조정을 위한 종래 기술은 안정화를 위한 데이터를 제공하도록, 테스트 운송수단(110) 상에, 비율 자이로(rate gyros) 및 가속도계(accelerometers)와 같은, 센서의 이용을 전형적으로 요구한다. 현재의 실시예에 있어서, 위치 참조 시스템(420)은 이들 센서에 대한 요구를 상당하게 감소 또는 생략하도록 충분히 높은 정확도와 낮은 잠재성을 갖는 안전화 조정을 위한 데이터를 제공한다. 다른 이점은 이들 센서를 운반하는 요구와 관련된 테스트 운송수단 중량의 감소이다,
다음에, 블록(324)에서, 결정(또는 일련의 결정들)이 하나 이상의 테스트 운송수단(110)의 헬스 컨디션이 받아들여질 수 없는가의 여부를 결정하도록 이루어진다. 만약 그렇다면, 받아들여질 수 없는 헬스 컨디션이 정정가능한가의 여부를 결정하도록 결정이 블록(325)에서 이루어진다. 만약 그렇다면, 정정 행위가, 대응하는 운송수단(들)의 제어 명령에서의 제한으로서 헬스 컨디션을 이용하는 것을 포함하는, 블록(326)에서 한번 더 테스트 운송수단(110)의 능률적인 헬스 모니터링 컨디션을 조정하도록 취해진다. 운송수단의 헬스 컨디션이 받아들여질수 없는 것이 아니거나, 소정의 받아들여질수 없는 컨디션이 정정 가능한 것이 아니면, 이 때 블록(328)에서는, 결정이 테스트 또는 미션이 완료되는가의 여부와 관련하여 이루어진다. 그렇지 않다면, 방법(300)은 블록(306)으로 되돌아가고, 상기한 행위가 반복된다. 그렇지 않으면 방법(300)이 완료된다.
여기서 특별히 언급하지 않은, 도 3에 도시된 다양한 단계는 시뮬레이션된 운송수단에 대해 동등하게 적용됨을 인지하게 된다. 위치 및 속성 데이터(214)를 방송하기 위한 적용은 실제 및 시뮬레이션된 환경으로부터 데이터를 결합하여, 실제 또는 시뮬레이션된 개별 운송수단은 원형을 모르고, 다른 운송수단과 통상 방법으로 제공된 데이터에 대해 반응할 수 있다. 시뮬레이션된 환경 및 다이나믹스(220)는 블록(324)에서의 평가에서 이용되어지고 운송수단(316,320)의 안정화 및 위치 조정을 위한 시뮬레이션된 헬스 데이터를 제공한다. 시뮬레이션된 데이터는 실제 운송수단을 모방하도록 개발된 모델을 기초로 하고, 불확실한 실제 환경을 최상으로 반영하기 위한 노력에서 결정론적이고 랜덤한 행위를 포함한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개발 시스템(400)의 개략도이다. 본 실시예에 있어서, 개발 시스템(400)은 데이터 스테이션(404)을 매개로 위치 참조 시스템(420)에, 그리고 데이터링크(452)(예컨대, 이더넷 연결)를 매개로 응용 컴퓨터(450)에 동작적으로 결합된 메인 프로세싱 컴퓨터(402)를 포함한다. 원격적으로 제어된 테스트 운송수단(410)은 위치 참조 시스템(420)에 의해 모니터된 제어(또는 캡쳐) 볼륨(422) 내에 위치된다.
위치 참조 시스템(420)은 제어 볼륨(422)에 관해 동작적으로 분배된 다수의 움직임 캡쳐 장치(424)(예컨대, 카메라)를 포함하고, 테스트 운송수단(410) 상에 배치된 다수의 역반사 마커(426)의 위치 및 이동을 모니터하도록 구성된다. 도 4에 도시된 실시예에 있어서, 움직임 캡쳐 장치(424)는 스펙트럼의 가시 부분(visible portion)에서 동작하고, 그러나 다른 실시예에 있어서는 스펙트럼의 다른 부분(예컨대, 적외선에 가까운, 적외선 등)에서 동작하는 장치가 이용된다. 움직임 캡쳐 장치(424)는 역반사 마커(426)를 모니터하고, 실시간으로 메인 프로세싱 컴퓨터(402)에 대해 역반사 마커(426)의 위치를 익스포트하도록 구성된다. 한편, 테스트 운송수단(410) 상의 역반사 마커(426)의 관련 위치의 선험적 지식을 이용해서, 움직임 캡쳐 장치(424)는 테스트 운송수단(410)을 표현하는 마커의 그룹핑의 위치 및 방위 데이터를 추출하도록 측정된 마커 위치를 내부적으로 처리하고, 메인 프로세싱 컴퓨터(402)에 대해 테스트 운송수단(410)의 위치 및 방위 데이터를 출력한다.
하나의 특정 실시예에 있어서, 총 6개의 움직임 캡쳐 장치(424)가 대략 룸- 크기의 제어 볼륨(422)(예컨대, 25' × 25' × 8')에 관해 분배되고, 10ms 프로세싱 잠재를 갖는 500Hz까지의 리플레쉬 율에서 역반사 마커(426)의 위치의 1밀리미터 이하(sub-millimeter) 위치 정밀도를 제공하도록 구성된다. 따라서, 위치 참조 시스템(420)은 테스트 운송수단(410)의 위치, 이동 및, 안정화 특징의 폐쇄-루프 피드백 제어를 가능하게 하도록 대략 실시간에서 테스트 운송수단(410)의 6 자유도 움직임 트랙킹을 제공한다. 다른 실시예에 있어서, 움직임 캡쳐 장치(424)의 소정의 적절한 수(예컨대, 2개 이상)가 이용되고, 제어 볼륨(422)은 소정의 원하는 크기로 커지거나 작아진다. 예컨대, 다른 특정 실시예에 있어서, 8개의 움직임 캡쳐 장치(424)가 이용된다. 마찬가지로, 다른 실시예에 있어서, 움직임 캡쳐 장치(424)는 소정의 적절하거나 원하는 해상도 및 동작 주파수를 제공하도록 구성된다. 위치 참조 시스템(420)에서 이용되어지는 적절한 움직임 캡쳐 장치(424)는 영국, 옥스포드의 Vicon Limited로부터 상업적으로 이용가능한 그러한 카메라 시스템 뿐만 아니라 캘리포니아, 산타 로사의 Motion Analysis Corp.으로부터 상업적으로 이용가능한 카메라 시스템을 포함한다. 적절한 위치 참조 시스템의 부가적인 실시예 및 동작 태양이, Attorney Docket No. BO1-0304US 하에서 2006년 7월 24일에 출원된 발명의 명칭이 "Closed-Loop Feedback Control of Vehicles Using Motion Capture Systems"인 미국 특허출원 제(t,b,d)로서 공동 소유인, 상기 참조에 개시된다.
도 5 및 도 6은 개발 시스템(400)의 다른 실시예에 따른 테스트 운송수단(410)의 각각의 확대된 개략도 및 평면도이다. 도 7은 개발 시스템(400)의 제 어 볼륨(422) 내의 동작에 있어서 테스트 운송수단(410)을 나타낸다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 테스트 운송수단(410)은 다수의 로터 어셈블리(412)와 전원(416)(예컨대, 배터리)에 동작적으로 결합된 온보드 콘트롤러(414)를 포함한다. 전류 센서(417)는 각 로터 어셈블리(412)에 의해 끌어당겨지는 전류를 모니터하고, 전송기(418)는 각 로터 어셈블리(412)의 온도를 모니터한다. 특정 실시예에 있어서, 테스트 운송수단(410)은 Saskatoon, Saskatchewan의 Draganfly Innovations, Inc.으로부터 상업적으로 이용가능한 변형된 버전이다.
온보드 콘트롤러(414)는 제어 모듈(460)에 동작적으로 결합된다. 제어 모듈(460)은 테스트 운송수단(410) 상에 위치하거나, 한편 테스트 운송수단(410)으로부터 멀리 떨어지게 위치되고, 무선 통신 링크를 매개로 온보드 콘트롤러(414)와 통신한다. 도 5에 도시된 실시예에 있어서, 제어 모듈(460)은 프로세싱 구성요소(464)에 결합되고, 차례로 통신 구성요소(466)에 결합된 헬스 관리 구성요소(462)를 포함한다. 프로세싱 및 통신 구성요소(464,466)는 어떠한 중첩 기능과 성능을 갖는다. 예컨대, 특정 실시예에 있어서, 프로세싱 구성요소(464)는 데이터 수집 및 비교적 저-레벨 온보드 프로세싱 행위를 수행하고, 한편 통신 구성요소(466)는 비교적 고-레벨 온보드 프로세싱 행위 뿐만 아니라 통신 행위를 수행한다. 헬스 관리 및/또는 프로세싱 구성요소(462,464)는 전원(416)의 전압 레벨, 전류 센서(417) 및 온도 센서(418)의 출력을 모니터하고, 통신 구성요소(466)에 대한 통신을 위해 테스트 운송수단(410)으로부터 수신된 신호를 버퍼링, 필터링, 컨디셔닝하도록 채택된다. 차례로, 통신 구성요소(466)는 테스트 운송수단(410)의 다양한 시스템 및 파라미터의 헬스 모니터링을 가능하게 하도록 개발 시스템(400)의 명령 및 제어 구성요소에 대해 이들 데이터를 전송하도록 구성된다. 특정 실시예에 있어서, 프로세싱 구성요소(464)는 로보스틱스(Robostix) 마이크로콘트롤러이고, 통신 구성요소(466)는 Connex 400xm-bt 플랫폼이며, 양자는 캘리포니아, 포토라 밸리(Portola Valley, California)의 Gumstix Inc.으로부터 상업적으로 이용가능하다. 다른 실시예에 있어서, 마이크로콘트롤러(예컨대, 로보스틱스 마이크로콘트롤러)는, 도 13 및 도 14를 참조하여 이하에서 설명되는 바와 같이, 테스트 운송수단(410)에 탑재하는 이들 기능을 제공하도록 인쇄회로기판과 결합된다.
도 8은 도 4의 개발 시스템(400)과 함께 이용하기 위해 적절한 계산 장치(500)의 개략도이다. 특히, 계산 장치(500)는 메인 프로세싱 컴퓨터(402)로서 이용되거나, 응용 컴퓨터(450)로서 이용되거나, 또는 양쪽 모두로서 이용된다. 매우 기본적인 구조에 있어서, 계산 장치(500)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛(502)과 시스템 메모리(504)를 포함한다. 정확한 구성 및 계산 장치(500)의 형태에 따라, 시스템 메모리(504)는 휘발성(RAM과 같은), 비휘발성(ROM 및 플래쉬 메모리와 같은), 또는 2개의 몇몇 조합일 수 있다. 시스템 메모리(504)는 전형적으로 동작 시스템(506)과, 하나 이상의 프로그램 모듈(508)을 포함하고, 프로그램 데이터(510)를 포함할 수도 있다.
본 설명에 따른 방법 및 시스템을 위해, 프로그램 모듈(508)은 여기서 설명된 하나 이상의 프로세스를 실현하는 프로세스 모듈(509)을 포함한다. 여기서 설명된 다른 모듈은 또한 프로그램 모듈(508)의 부분일 수 있다. 한편, 다른 모듈 뿐만 아니라 프로세스 모듈(509)은 동작 시스템(506)의 부분으로서 구현되고, 또는 계산 장치 상에 설치되고 시스템 메모리(506)로부터 분리되는 다른 메모리[예컨대, 제거불가능 저장기(522)]에 저장된다.
계산 장치(500)는 부가적 특징 및 기능성을 갖는다. 예컨대, 계산 장치(500)는, 예컨대 자기 디스크, 광 디스크, 또는 테이프와 같은, 부가적인 데이터 저장장치(제거가능 및/또는 제거불가능)를 또한 포함한다. 이러한 부가적인 저장기는 제거가능 저장기(520) 및 제거불가능 저장기(522)에 의해 도 8에 도시된다. 컴퓨터 저장 매체는, 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 다른 데이터와 같은, 정보 저장을 위한 소정의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 제거가능 및 제거불가능 매체를 포함한다. 시스템 메모리(506), 제거가능 저장기(520) 및, 제거불가능 저장기(522)는 컴퓨터 저장 매체의 모든 예이다. 따라서, 컴퓨터 저장 매체는, 이에 한정되는 것은 아니지만, RAM, ROM, EEPROM, 플래쉬 메모리나 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD나 다른 광 저장기, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장기나 다른 자기 저장 장치, 또는 원하는 정보를 저장하는데 이용될 수 있고 계산 장치(500)에 의해 억세스될 수 있는 소정의 다른 매체를 포함한다. 소정의 이러한 컴퓨터 저장 매체는 장치(500)의 일부로 될 수 있다. 계산 장치(500)는 키보드, 마우스, 펜, 음성 입력 장치, 터치 입력 장치와 같은, 입력장치(524)를 또한 갖는다. 디스플레이, 스피커, 프린터와 같은 출력장치(526)가 또한 포함되어진다. 이들 장치는 잘 알려진 것으로, 상세하게 논의될 필요는 없다.
계산 장치(500)는, 네트워크를 거치는 것과 같은, 다른 계산 장치(530)와 통신하도록 장치를 허용하는 통신 연결(528)을 또한 포함한다. 통신 연결(528)은 통신 매체의 하나의 예이다. 통신 매체는 컴퓨터 판독가능 명령, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파나 다른 전송 매카니즘과 같은 변조된 데이터 신호의 다른 데이터에 의해 전형적으로 실현되고, 소정의 정보 전달 매체를 포함한다.
다양한 모듈 및 기술은, 하나 이상의 컴퓨터 및 다른 장치에 의해 실행된, 프로그램 모듈과 같은, 컴퓨터-실행가능 명령의 일반 문맥으로 여기서 개시된다. 일반적으로, 프로그램 모듈은 특정 작업을 수행하거나 특정 초록 데이터 형태를 구현하기 위해, 루틴, 프로그램, 객체, 구성요소, 데이터 구조 등을 포함한다. 이들 프로그램 모듈 등은 원시 코드(native code)로서 실행되어지거나, 가상 기계(virtual machine)나 다른 시간에 맞추는 편집 실행 환경(just-in-time compilation execution environment)에서와 같이, 다운로드되거나 실행되어진다. 전형적으로, 프로그램 모듈의 기능성은 다양한 실시예에서 원하는 바와 같이 결합되거나 분배된다. 이들 모듈 및 기술의 구현은 컴퓨터 판독가능 매체의 몇몇 형태로 저장되거나 컴퓨터 판독가능 매체의 몇몇 형태를 가로질러 전송된다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 개발 시스템의 헬스 모니터링 시스템(600)의 개략도이다. 본 실시예에 있어서, 테스트 운송수단(610)은, 상기한 바와 같이(도 5), 운송수단 콘트롤러(414), 전원(416), 로터 어셈블리(412) 및, 전류 및 온도 센서(417,418)를 포함한다. 또한, 테스트 운송수단(610)은 프로세싱 구성요소(614)와 통신 구성요소(616)를 포함한다. 프로세싱 구성요소(614)는, 센 서(417,418), IMU(inertial measurement unit)(618), 하나 이상의 피에조자이로(619; piezogyros), 또는 테스트 운송수단(610)의 소정의 다른 원하는 구성요소를 포함하는, 테스트 운송수단(610)에 탑재되는 다양한 구성요소로부터 헬스 모니터링 데이터를 수신한다. 프로세싱 구성요소(614)는 통신 구성요소(616)에 대해 헬스 모니터링 데이터를 전송하기 전에 헬스 모니터링 데이터를 필터링, 컨디셔닝, 버퍼링하고, 이어 명령 및 제어 구성요소(620)에 대해 모니터링 데이터를 전송한다. 주지한 바와 같이, 프로세싱 및 통신 구성요소(464,466)는, 프로세싱 구성요소(464)가 비교적 저-레벨 온보드 프로세싱 행위를 수행하도록, 그리고 통신 구성요소(466)가 비교적 고-레벨 온보드 프로세싱 행위를 수행하도록 이용하는 것과 같이, 어떠한 중첩된 기능 및 성능을 갖는다. 몇몇 실시예에 있어서, 예컨대 프로세싱 구성요소(614)[또는 구성요소(616)]는, 피에조자이로 또는 다른 안정성 또는 내비게이션적 장치와 같은, 온보드 센서의 기능적 헬스 퇴보에 대해 모니터하도록, 칼만 필터링(Kalman filtering)이나 다른 알고리즘을 이용한다.
명령 및 제어 구성요소(620)는, 예컨대 메인 프로세싱 컴퓨터(402) 상이나 응용 컴퓨터(450)(도 4) 상을 포함하는, 개발 시스템 내의 소정의 적절한 위치에 존재하게 된다. 명령 및 제어 구성요소(620)는 단일 구성요소 상이나 개발 시스템의 부분 상에 존재하고, 또는 다양한 구성요소를 가로질러 분배된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서, 명령 및 제어 구성요소(620)는 온보드 통신 구성요소(616)에 의해 전송된 운송수단 정보를 수신하는 안정성 및 제어 프로세서(622)를 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 안정성 및 제어 프로세서(622)는 안내 관리자 프로세서(628; guidance manager processor)에 대해 수신된 운송수단 정보의 적어도 일부분을 전송한다. 마찬가지로, 위치 참조 시스템(420)은 제어 볼륨(422) 내의 테스트 운송수단(610)의 움직임 정보를 캡쳐하고, 움직임 데이터 프로세싱 구성요소(621)를 이용해서 이 정보를 처리하며, 안내 관리자 프로세서(628)에 대해 움직임 데이터(예컨대, 운송수단이나 마커 위치및 방위)를 전송한다. 안내 관리자 프로세서(628)는 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650; rack computer processing card)에 대해 움직임 데이터 및 운송수단 정보를 통신한다. 특정 실시예에 있어서, 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650)는 메인 프로세싱 컴퓨터(402)(도 4)의 일부이다.
감시 카메라(660)가 테스트 운송수단(610) 상에 배치되고 명령 및 제어 구성요소(620)의 카메라 수신기(662)에 대해 이미지 데이터(예컨대, 복합 비디오 이미지)를 전송한다. 이어 이미지 데이터가, 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650)에 대해 이미지 데이터를 출력하는, PCI 카드(664)에 대해 전송된다.
도 9에 도시된 실시예에 있어서, 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650)는 운송수단 작업 관리자 프로세싱 구성요소(652; vehicle task manager processing component), 미션 프래너 프로세싱 구성요소(654; mission planner processing component) 및, GUI 프로세싱 구성요소(656)를 포함한다. 미션 프래너 프로세싱 구성요소(654)는 GUI 프로세싱 구성요소(656)를 매개로 제공된 휴먼 사용자 입력을 기초로 테스트 운송수단(410)에 대해 고-레벨 미션을 할당하는데 이용된다. 이러한 "미션(missions)"의 예는 제어 볼륨(422)의 전체 또는 특정 서브-볼륨 내 및/또 는 다른 객체나 테스트 운송수단(410)(또는 테스트 운송수단의 그룹)에 대해 정찰(reconnaissance), 감시(surveillance), 또는 목표 획득(target acquisition)(RSTA로서 통상적으로 알려진)을 제공하는 것을 포함한다. 운송수단 작업 관리자 프로세싱 구성요소(652)는 더 높은 레벨의 미션 목표를 달성하기 위해 운송수단의 개별 또는 그룹에 대해 특정 행위를 할당하는데 이용된다. 이러한 작업의 예는 이하의 행위나 행동, 즉 특정 목표 위치(예컨대, 중간지점)에 대한 이동, 포인트 지향 센서, 기지(base)로의 복귀, 긴급 착륙, 활성/비활성 감시 센서, 특정화된 데이터의 원격측정법 제공, 로보틱 이펙터 조정[테스트 운송수단(410)이 장착되면], 테스트 운송수단의 그룹의 좌표화 비행 수행(예컨대, 플록킹),의 하나 또는 시퀀스를 포함한다. GUI 프로세싱 구성요소(656)는 테스트 운송수단 원격측정법[예컨대, 감시 카메라(660) 비디오 이미지]에 접근하는 휴먼 사용자를 제공하고, 미션을 할당하고 정의된 미션을 위한 테스트 운송수단(410)의 효과를 모니터하도록 휴먼 사용자를 허용하며, 시간-및/또는 안전-임계 명령에 대해 "루프 내에(in the loop)" 남도록 휴먼 사용자를 가능하게 한다.
동작에 있어서, 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650), 안정성 및 제어 프로세서(622) 및, 안내 관리자 프로세서(628)는, 테스트 운송수단(610)을 제어하는데 필요한 적절한 안정성 및 제어 신호를 결정하도록, 테스트 운송수단(610)으로부터 수신된 운송수단 정보 뿐만 아니라 위치 참조 시스템(420)으로부터 수신된 움직임 정보와 감시 카메라(660)로부터 수신된 이미지 데이터를 분석한다. 이들 안정성 및 제어 신호는 원격 제어 유닛(626)에 대해 PC-RC(personal computer to remote controller) 컨버터(624)를 통해 안정성 및 제어 프로세서(622)에 의해 전송된다. 원격 제어 유닛(626)은 온보드 콘트롤러(414)에 대해 대응하는 제어 신호를 전송하고, 차례로 테스트 운송수단(610)의 원하는 위치, 속도, 방향, 속성, 안정화를 유지하도록 테스트 운송수단(610)의 다양한 구성요소[예컨대, 로터 어셈블리(412) 등]에 대해 적절한 명령 신호를 통신한다.
도 9를 계속해서 참조하면, 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650)는 데이터 캡쳐 및 분석 구성요소(672)를 포함하는 분석 및 디스플레이 구성요소(670)[예컨대, 도 4의 응용 컴퓨터(450), 또는 도 1의 휴먼 인터페이스(150)]에 동작적으로 결합된다. 데이터 캡쳐 및 분석 구성요소(672)는 실시간 분석 및 디스플레이, 또는 이어지는 후-프로세싱을 위해 랙 컴퓨터 프로세싱 카드(650)로부터 운송수단 정보, 움직임 캡쳐 데이터 및, 이미지 데이터를 수신한다.
구성요소(670,762)는, 예컨대 독일 dSPACE GmbH의 북미 자회사인 미시간, 노비(Novi, MI)의 dSPACE, Inc.로부터 사용가능한 dSPACE 실시간 루프내 하드웨어 신속 프로토타이핑 시스템(dSPACE real-time hardware-in-the-loop rapid prototyping system)을 이용하는 실시간 루프내 하드웨어 신속 프로토타이핑 툴일 수 있다. 여기서, 운송수단 및 시스템으로부터 다양한 센서 피드백 신호를 갖는 운송수단 및 시스템 정보 뿐만 아니라 명령 및 제어 신호는 인터페이스 수집기 패널을 매개로 수집된다. 수집기 패널은 디지털 신호 프로세싱을 위해 샘플 및 디지털화되어지는 실시간 프로세싱 보드에 대해 신호를 보낸다. 보드는 실시간으로 소프트웨어/PC 응용과 더욱 인터페이스된다. 주문형-개발 신속-프로토타이핑 툴 은 결합된 실시간 데이터 캡쳐, 프레젠테이션, 비행 중 및 후-비행 데이터 분석 및 신속 운송수단 서브시스템/시스템 특징화 및, 조정을 제공한다. 이는 서브시스템 및 시스템과 관련 알고리즘의 신속한 프로토타이핑 및 특징화를 가능하게 한다. 예로서, 모터/로터 다이나믹스는 구성요소를 이용해서 신속하게 특징화 및 분석된다. 신속한 특징화 결과의 요약은 이하 도 12에서 캡쳐된다.
도 10 내지 도 12는 도 9의 분석 및 디스플레이 구성요소(670)에 의해 제공된 스크린샷을 나타낸다. 특히, 도 10은 테스트 운송수단(610)의 위치 및 속성을 묘사하는 스크린 디스플레이(700)를 나타낸다. 스크린 디스플레이(700)의 부분(702)은 테스트 운송수단(610)의 위치, 속성 및 헤딩의 디지털 값을 제공한다. 제1트레이스(704)는 테스트 운송수단(610)의 원하는 미션 프로파일을 나타내도록 플롯되고, 제2트레이스(706)는 테스트 운송수단(610)에 의해 이어지는 실제 미션 프로파일을 나타내도록 플롯된다. 따라서, 분석 및 디스플레이 구성요소(670)는 테스트 운송수단(610)의 실시간 시각 표현 뿐만 아니라 테스트 하의 구성요소의 수행의 정성 평가(qualitative assessment)를 제공할 수 있다.
도 11은 비행 테스팅 동안 테스트 운송수단(610)을 위한 헬스 모니터링 정보의 그래프를 묘사하는 스크린 디스플레이(710)를 나타낸다. 제1그래프(712)는 전원 전압 대 비행 시간의 플롯을 나타낸다. 제2그래프(714)는 온도 센서(418)에 의해 측정된 것으로서 로터 어셈블리(412)에서 온도의 플롯을 나타내고, 제3그래프(716)는 전류 센서(417)에 의해 측정된 것으로서 로터 어셈블리(412)의 플롯을 나타낸다. 이러한 방법에서, 분석 및 디스플레이 구성요소(670)는, 테스트 품질 을 유리하게 개선하고 고장 및 관련 정지 시간을 감소시키는, 비행 테스팅 동안 테스트 운송수단(610)의 중요한 헬스 특징과 관련하는 실시간 정보를 제공한다.
도 12는 본 발명의 실시예를 이용하는 운송수단 개발 테스트 동안 분석 및 디스플레이 구성요소(670)를 이용해서 모니터, 컨트롤, 디스플레이되어지는 다양한 테스트 파라미터의 다수의 그래프를 나타낸다. 특히, 제1 및 제2그래프(720,722)는, 평가되어지는 모터 스텝 응답 특징을 가능하게 하는, 폼 블레이드(foam blade)를 갖춘 로터 어셈블리를 위한 모터 펄스-폭 변조 명령 듀티 사이클 스텝 입력 변화에 응답하는 축적된 모터 속도 및 현재 시간의 플롯을 나타낸다. 제3그래프(724)는 그래프(722)와 유사한 데이터를 나타내지만 로터 어셈블리는 나일론 블레이드(nylon blade)를 갖춘다. 제4그래프(726)는, 모터 속도 수행에 대해 다른 블레이드 재료의 충격의 평가를 가능하게 하는, 폼 블레이드와 나일론 블레이드 양쪽을 위한 모터 속도 대 입력 전류의 플롯을 나타낸다. 마찬가지로, 제5 및 제8그래프(728,734)는, 스러스트(thrust) 수행에 대한 다른 블레이드 재료의 충격의 평가를 가능하게 하는, 폼 블레이드와 나일론 블레이드 양쪽을 위한 스러스트 대 모터 속도의 플롯을 나타낸다. 제6그래프(730)[제9그래프(736)와 함께 분석될 때]는, 특정 테스트 비행이나 미션 프로파일 동안 로터 어셈블리(412)의 온도 특징의 평가를 가능하게 하는, 온도 대 시간의 대응하는 플롯에 따라 모터의 듀티 사이클 스텝 입력에 대한 축적된 디지털적으로 필터링된 모터 속도와 전류 응답의 플롯을 나타냄으로써 모터 열역학 특징이 만들어지는 평가를 가능하게 한다. 제7그래프(732)는, 평가되어지는 모터 드라이버 회로 설계 변화를 허용하는, 다른 모터 드 라이버 회로를 위한 나일론 블레이드를 이용해서 모터의 축적된 모터 속도 및 전류 응답의 플롯을 나타낸다. 물론, 운송수단 개발 테스트 동안 관심있는 다양한 테스트 파라미터의 다른 다양한 다른 그래프가 분석 및 디스플레이 구성요소(670)를 이용해서 모니터, 콘트롤, 디스플레이될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 테스트 운송수단(810)의 등척도이다. 본 실시예에 있어서, 테스트 운송수단(810)은 프로세싱 구성요소(또는 인쇄회로기판 또는 PCB)(870) 상에서 축소화된 헬스 모니터링 제어 보드(860)을 포함한다. 도 14는 도 13의 테스트 운송수단(810)의 헬스 모니터링 제어 보드(860)와 프로세싱 구성요소(870)의 확대 정면도이다. 프로세싱 구성요소(870)는 다양한 센서(예컨대, 전류 센서, 온도 센서, 센서들 등) 뿐만 아니라 통신 구성요소(예컨대, 상기한 Gumstix, Inc.에 의한 Connex 구성요소)와, 로터 어셈블리(412)를 구동시키기 위한 관련 회로를 포함하고, 가벼운 중량과 고도로 서비스가능한 고도로 집적된 모듈에서 상기한 성능을 제공한다. 따라서, 프로세싱 구성요소(870) 및 헬스 모니터링 제어 보드(860)는 개발 시스템의 각 운송수단(810) 상에 위치되는 바, 통신 네트워크로부터 위치 참조 시스템에 의해 결정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하고, 분배된(중앙화 보다는) 형태로 대응하는 명령 신호를 계산하며, 폐쇄-루프 피드백 방법으로 각 운송수단의 온보드 제어 시스템에 대해 명령 신호를 통신한다.
상기 설명으로부터, 본 발명의 실시예에 따른 시스템 및 방법의 실시예는 제어된 환경에서 광범위하게 다양한 운송수단 및 운송수단 구성요소(하드웨어 및 소프트웨어)의 신속한 개발 및 테스팅을 유리하게 가능하게 한다. 새로운 소프트웨 어 시스템, 항공 전자공학 시스템, 제어 알고리즘, 컴퓨터 하드웨어 구성요소, 센서, 비행 운송수단 구성요소 및, 구성과 같은 운송수단 구성요소, 그리고 관심있는 다른 적절한 파라미터가 하나 또는 다중 테스트 운송수단과 관련하여 개발 시스템 및 방법을 이용해서 빠르게 반복적으로 테스트되어짐이 인지된다. 본 발명의 실시예는, 신속하게, 능률적으로, 그리고 비용 효과적으로 수행되어지는 새로운 운송수단 및 운송수단 구성요소의 테스팅 및 개발을 가능하게 하는, 적절한 실험실 환경 내에서 알맞도록 축적된다.
한편, 본 발명은 상기한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.

Claims (36)

  1. 제어 볼륨에 관해 동작적으로 배치된 다수의 측정장치를 포함하고, 하나 이상의 운송수단이 제어 볼륨 내에서 동작함에 따라 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 반복적으로 측정하도록 구성된 위치 참조 시스템과;
    위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 기초로 대응하는 명령 신호를 결정하고, 폐쇄-루프 피드백 방법으로 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 제어하기 위해 제어 볼륨 내에서 동작하는 하나 이상의 운송수단에 대응하는 명령 신호를 전송하도록, 위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 수신하도록 구성된 제어 구조를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 제어 구조가 하나 이상의 운송수단으로부터 헬스 모니터링 정보를 수신하고, 수신된 헬스 모니터링 정보를 기초로 하나 이상의 운송수단의 헬스 컨디션을 평가하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소를 포함하고, 제어 구조가 하나 이상의 운송수단의 헬스 모니터링 정보를 적어도 부분적으로 기초해서 대응하는 명령 신호를 결정하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 헬스 모니터링 정보가 온보드 운송수단 추진 시스템(onboard vehicle propulsion system)의 특징과, 온보드 전원 시스템의 특징 및, 온보드 센서 시스템의 기능적 퇴보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 적어도 하나의 운송수단이 비행 운송수단을 포함하고, 온보드 운송수단 추진 시스템은 비행 운송수단을 위한 이륙을 제공하도록 구성된 하나 이상의 로터 어셈블리를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 제어 구조가;
    위치 참조 시스템에 동작적으로 결합된 적어도 하나의 통신 네트워크와;
    적어도 하나의 통신 네트워크에 동작적으로 결합되고 명령 신호를 계산하도록 구성된 메인 프로세싱 구성요소 및;
    하나 이상의 운송수단에 의한 이용자를 위해 적절한 포맷으로 명령 신호를 재조정(recondition)하도록, 적어도 하나의 통신 네트워크에 동작적으로 결합되고, 메인 프로세싱 구성요소로부터의 명령 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 제어 구조가;
    위치 참조 시스템에 동작적으로 결합되고, 위치 참조 시스템에 의해 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 전송하도록 구성된 적어도 하나의 통신 네트워크와;
    각 운송수단 상에 위치됨과 더불어 적어도 하나의 통신 네트워크로부터의 하나 이상의 안정성과 제어 특징을 수신하도록 구성되고, 명령 신호를 계산함과 더불어 각 운송수단의 온보드 제어 시스템에 대해 명령 신호를 통신하도록 더 구성된 온보드 프로세싱 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 온보드 프로세싱 구성요소가 운송수단의 관련된 하나와 관련해서 헬스 모니터링 정보를 수신하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소를 더 포함하고, 온보드 프로세싱 구성요소가 운송수단의 관련된 하나의 헬스 모니터링 정보를 적어도 부분적으로 기초로 해서 대응하는 명령 신호를 결정하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 제어 구조가 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단을 시뮬레이션하고, 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단의 시뮬레이션된 특징을 적어도 부분적으로 기초로 해서 대응하는 명령 신호를 결정하도록 구성된 시뮬레이션 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 운송수단과 시뮬레이션된 운송수단 중 적어도 하나가 비행 운송수단과 지상을 기반으로 하는 운송수단 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단의 시뮬레이션된 특징이 시뮬레이션된 위치 특징, 시뮬레이션된 속성 특징, 시뮬레이션된 안정성 특징, 시뮬레이션된 다이나믹 특징 및, 시뮬레이션된 헬스 컨디션 특징 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 위치 참조 시스템이 적어도 제어 볼륨의 주위의 부분을 따라 동작적으로 배치된 다수의 검출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 다수의 검출장치가 제어 볼륨 내에서 동작하는 각 운송수단을 위한 6 자유도 정보(six-degree-of-freedom information)를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 하나 이상의 운송수단 각각이 그 위에 위치된 다수의 역반사 마커(retro-reflective markers)를 갖추고, 다수의 검출장치가 하나 이상의 테스트 운송수단에 위치된 적어도 몇몇 역반사 마커를 검출하도록 구성된 다수의 움직임 검출장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 다수의 검출장치가 스펙트럼의 가시 파장부(visible wavelength portion)를 이용해서 역반사 마커를 추적하도록 구성된 다수의 카메라 장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  15. 제13항에 있어서, 다수의 검출장치가 스펙트럼의 적외선 파장부(infrared wavelength portion)를 이용해서 역반사 마커를 추적하도록 구성된 다수의 카메라 장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  16. 제어 볼륨에 관해 동작적으로 배치된 다수의 측정장치를 포함하고, 하나 이상의 운송수단이 제어 볼륨 내에서 동작함에 따라 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성과 제어 특성을 반복적으로 측정하도록 구성된 위치 참조 시스템과;
    하나 이상의 운송수단으로부터 헬스 모니터링 정보를 수신하고, 수신된 헬스 모니터링 정보를 기초로 하나 이상의 운송수단의 헬스 컨디션을 평가하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소;
    위치 참조 시스템으로부터 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징과 헬스 모니터링 구성요소로부터의 헬스 모니터링 정보를 수신하도록 구성된 통신 구성요소 및;
    통신 구성요소에 동작적으로 결합되고 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징과 헬스 모니터링 정보를 기초로 대응하는 명령 신호를 결정하도록 구성되되, 통신 구성요소가 폐쇄 루프 피드백 방법으로 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 제어하도록 하나 이상의 운송수단에 대해 대응하는 명령 신호를 전송하도록 더 구성된 프로세싱 구성요소를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 헬스 모니터링 정보가 온보드 운송수단 추진 시스템(onboard vehicle propulsion system)의 특징과, 온보드 전원 시스템의 특징 및, 온보드 센서 시스템의 기능적 퇴보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 통신 구성요소가;
    위치 참조 시스템에 동작적으로 결합된 적어도 하나의 통신 네트워크와;
    하나 이상의 운송수단에 의한 이용자를 위해 적절한 포맷으로 명령 신호를 재조정(recondition)하고, 하나 이상의 운송수단에 대해 재조정된 명령 신호를 전송하도록, 적어도 하나의 통신 네트워크에 동작적으로 결합되고 프로세싱 구성요소로부터의 명령 신호를 수신하도록 구성된 하나 이상의 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 통신 구성요소가 위치 참조 시스템에 동작적으로 결합되고 위치 참조 시스템에 의해 반복적으로 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 전송하도록 구성된 적어도 하나의 통신 네트워크를 포함하고;
    프로세싱 구성요소가 하나 이상의 온보드 프로세싱 구성요소를 포함하고, 각 프로세싱 구성요소가 운송수단의 관련된 하나 상에 위치되고 적어도 하나의 통신 네트워크로부터의 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하도록 구성되며, 온보드 프로세싱 구성요소가 명령 신호를 계산하고 운송수단의 관련된 하나의 온보드 제어 시스템에 대해 명령 신호를 통신하도록 통신하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 프로세싱 구성요소에 동작적으로 결합되고 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단을 시뮬레이션하도록 구성된 시뮬레이션 구성요소를 더 구비하여 구성되고, 프로세싱 구성요소가 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단의 시뮬레이션된 특징을 적어도 부분적으로 기초로 해서 대응하는 명령 신호를 결정하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  21. 제20항에 있어서, 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단의 시뮬레이션된 특징 이 시뮬레이션된 위치 특징, 시뮬레이션된 속성 특징, 시뮬레이션된 안정성 특징, 시뮬레이션된 동적 특징 및, 시뮬레이션된 헬스 컨디션 특징 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  22. 제16항에 있어서, 위치 참조 시스템이 적어도 제어 볼륨의 주위의 부분을 따라 동작적으로 배치된 다수의 검출장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  23. 제16항에 있어서, 하나 이상의 운송수단 각각이 그 위에 위치된 다수의 역반사 마커(retro-reflective markers)를 갖추고, 다수의 검출장치가 하나 이상의 테스트 운송수단에 위치된 적어도 몇몇 역반사 마커를 검출하도록 구성된 다수의 움직임 검출장치를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 다수의 검출장치가 스펙트럼의 가시 파장부(visible wavelength portion)와 스펙트럼의 적외선 파장부(infrared wavelength portion) 중 적어도 하나를 이용해서 역반사 마커를 추적하도록 구성된 다수의 카메라 장치 를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 하나 이상의 운송수단을 동작시키기 위한 시스템.
  25. 하나 이상의 운송수단이 제어 볼륨 내에서 동작함에 따라 제어 볼륨에 관해 동작적으로 배치된 다수의 측정 장치를 포함하는 위치 참조 시스템을 이용해서 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하고;
    위치 참조 시스템으로부터 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하며;
    위치 참조 시스템을 이용해서 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 기초로 명령 신호를 결정하고;
    폐쇄-루프 피드백 방법으로 하나 이상의 운송수단의 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 제어하도록 제어 볼륨 내에서 동작하는 하나 이상의 운송수단에 대해 명령 신호를 전송하는 것을 갖추어 이루어진 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 하나 이상의 운송수단으로부터 헬스 모니터링 정보를 수신하는 것을 더 갖추어 이루어지고, 명령 신호를 결정하는 것은 하나 이상의 운송수단으로부터의 헬스 모니터링 정보를 적어도 부분적으로 기초로 해서 명령 신호를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  27. 제26항에 있어서, 헬스 모니터링 정보를 수신하는 것은 온보드 운송수단 추진 시스템(onboard vehicle propulsion system)의 특징과, 온보드 전원 시스템의 특징 및, 온보드 센서 시스템의 기능적 퇴보 중 적어도 하나를 수신하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  28. 제27항에 있어서, 적어도 하나의 운송수단이 비행 운송수단을 포함하고, 온보드 운송수단 추진 시스템은 비행 운송수단을 위한 이륙을 제공하도록 구성된 하나 이상의 로터 어셈블리를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  29. 제25항에 있어서, 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하는 것은 적어도 하나의 통신 네트워크를 이용해서 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하는 것을 포함하고;
    명령 신호를 결정하는 것은 적어도 하나의 통신 네트워크에 동작적으로 결합된 메인 구성요소를 이용해서 명령 신호를 결정하는 것과 하나 이상의 운송수단에 의한 이용자를 위해 적절한 포맷으로 명령 신호를 재조정하는 것을 포함하며;
    하나 이상의 운송수단에 대해 명령 신호를 전송하는 것은 하나 이상의 운송수단에 대해 재조정된 명령 신호를 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  30. 제25항에 있어서, 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하는 것은 적어도 하나의 통신 네트워크를 이용해서 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하는 것을 포함하고;
    명령 신호를 결정하는 것은,
    운송수단의 관련된 하나 상에 위치된 온보드 프로세싱 구성요소로 통신 네트워크로부터 측정된 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 수신하는 것과;
    온보드 프로세싱 구성요소를 이용해서 운송수단의 관련된 하나를 위한 명령 신호를 계산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  31. 제30항에 있어서, 온보드 프로세싱 구성요소가 운송수단의 관련된 하나와 관 련해서 헬스 모니터링 정보를 수신하도록 구성된 헬스 모니터링 구성요소를 더 포함하고, 온보드 프로세싱 구성요소가 헬스 모니터링 정보를 적어도 부분적으로 기초로 해서 명령 신호를 결정하도록 더 구성된 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  32. 제25항에 있어서, 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단을 시뮬레이션하는 것을 더 갖추어 이루어지고, 명령 신호를 결정하는 것이 하나 이상의 시뮬레이션된 운송수단의 시뮬레이션된 특징을 적어도 부분적으로 기초로 해서 명령 신호를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  33. 제32항에 있어서, 명령 신호를 결정하는 것이 시뮬레이션된 위치 특징과, 시뮬레이션된 속성 특징, 시뮬레이션된 안정성 특징, 시뮬레이션된 동적 특징 및, 시뮬레이션된 컨디션 특징 중 적어도 하나를 부분적으로 기초로 해서 명령 신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  34. 제25항에 있어서, 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것이 적어도 제어 볼륨의 주위의 부분을 따라 동작적으로 분배된 다수의 검출장치를 이용해서 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것을 포함하고, 검출장치가 제어 볼륨 내에서 동작하는 각 운송수단을 위한 6 자유도 정보를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것이 하나 이상의 테스트 운송수단의 각각 상에 위치된 다수의 역반사 마커를 이용해서 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
  36. 제35항에 있어서, 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것이 스펙트럼의 가시 파장부와 스펙트럼의 적외선 파장부 중 적어도 하나를 이용해서 역반사 마커를 추적하도록 구성된 다수의 카메라 장치를 이용해서 하나 이상의 안정성 및 제어 특징을 측정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 볼륨 내에서 하나 이상의 운송수단을 동작시키는 방법.
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