KR20130067847A - Airborne reconnaissance system and method using unmanned aerial vehicle - Google Patents

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KR20130067847A
KR20130067847A KR1020110134834A KR20110134834A KR20130067847A KR 20130067847 A KR20130067847 A KR 20130067847A KR 1020110134834 A KR1020110134834 A KR 1020110134834A KR 20110134834 A KR20110134834 A KR 20110134834A KR 20130067847 A KR20130067847 A KR 20130067847A
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김경일
이수형
전형국
김경태
김용연
김재혁
김원태
박승민
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한국전자통신연구원
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Abstract

PURPOSE: An air patrol system using an unmanned aerial vehicle and a method for the same are provided to remotely monitor the existence of the generation an abnormal state in a monitoring target area at a ground control indicator in a safe area. CONSTITUTION: An air patrol method using an unmanned aerial vehicle is as follows. Image data with respect to a POI(Point Of Interest) which is a target of a patrol is obtained by a plurality of unmanned aerial vehicles(100). The obtained image data of the POI is transmitted to a ground control indicator(200). The ground control indicator analyzes the image data of the POI transmitted by the unmanned aerial vehicles, thereby monitoring the existence of the presence of abnormal objects in the POI. When the abnormal objects are existed in the POI, flight control signals are transmitted to the unmanned aerial vehicle transmitted the image data of the abnormal objects so that the aerial vehicle traces the abnormal objects and transmits the image data thereof to the ground control indicator.

Description

무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템 및 방법{AIRBORNE RECONNAISSANCE SYSTEM AND METHOD USING UNMANNED AERIAL VEHICLE}Aerial reconnaissance system and method using unmanned aerial vehicle {AIRBORNE RECONNAISSANCE SYSTEM AND METHOD USING UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 항공기로 하여금 감시의 대상이 되는 관심지역을 정찰 및 촬영하도록 하고 촬영데이터를 지상관제소로 전송하도록 함으로써, 지상관제소가 관심지역에 대한 이상상태 발생 여부를 감시할 수 있도록 하는 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an aerial reconnaissance system and method using an unmanned aerial vehicle, and more particularly, by allowing the unmanned aerial vehicle to reconnaiss and photograph a region of interest to be monitored, and to transmit the shooting data to the ground control station, The present invention relates to an aerial reconnaissance system and method using an unmanned aerial vehicle for monitoring an abnormal condition of a region of interest.

일반적으로 무인 항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)란, 사람이 탑승하지 않는 항공기를 말한다. 즉, 조종사가 없이 사전에 입력된 프로그램에 따라 또는 비행체 스스로 주위 환경(장애물, 항로 등)을 인식하고 판단하여 자율비행(Autonomous Flying)하는 비행체를 말한다. 최근에는 기상관측, 지형탐사, 정찰, 감시 등의 다양한 목적을 위해 사용되고 있으며, 사람이 탑승하지 않은 상태에서 탑재된 온보드 컴퓨터에 의해 그 자세 및 위치가 자동으로 제어될 수 있고 원격통제소의 명령에 의해 원하는 위치로 이동할 수 있는 플랫폼으로서 다양한 형태와 크기의 제품이 개발되고 있다.In general, an unmanned aerial vehicle (UAV) refers to an aircraft in which people are not aboard. In other words, it refers to a vehicle that autonomous flying by recognizing and judging a surrounding environment (obstacle, route, etc.) according to a program previously input without a pilot or by itself. Recently, it is used for various purposes such as meteorological observation, terrain exploration, reconnaissance, surveillance, etc., and its posture and position can be automatically controlled by onboard computer mounted without a person on board. Products of various shapes and sizes are being developed as a platform that can move to a desired position.

특히, 이러한 무인 항공기는 감시 정찰 분야를 중심으로 활용되고 있는데, 그 핵심 임무는 기체에 장착된 영상 감지기를 이용하여 획득된 영상데이터를 지상의 원격관제소에 제공하는 것이다.In particular, such drones are used mainly in the field of surveillance and reconnaissance, the core task of which is to provide the remote control station with the image data obtained by using the image sensor mounted on the aircraft.

이와 관련하여, 한국공개특허 제2008-0037434호는 일반 무선 조종기, 컴퓨터 및 위성 측위 시스템 등을 이용하여 무인 항공기와 쌍방향으로 통신함으로써 무인 항공기를 제어하는 기술을 개시하고 있다. 그러나 상기 한국공개특허 제2008-0037434호 등과 같은 종래의 무인 항공기 제어 기술은, 자율비행하는 무인 항공기로부터 관측 정보 및 고도 정보 등을 추출하고 이를 지상의 원격관제소의 컴퓨터로 전달하여 원격지의 상태나 각종 관측을 수행하고 있을 뿐, 감시 대상이 되는 관심지역에 이상물체가 발견된 경우 무인 항공기가 이상물체를 추적하도록 제어하는 것에 대해 전혀 고려하고 있지 않으므로, 결국 감지된 이상물체에 대한 지속적 감시가 어렵다는 문제가 있다.In this regard, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2008-0037434 discloses a technology for controlling an unmanned aerial vehicle by bidirectionally communicating with the unmanned aerial vehicle using a general radio controller, a computer, and a satellite positioning system. However, the conventional unmanned aerial vehicle control technology, such as the Korean Patent Application Publication No. 2008-0037434, extracts observation information and altitude information from an unmanned aerial vehicle, and transmits the observation information and altitude information to a computer of a remote control station on the ground so that the state of remote sites or various It is difficult to continuously monitor the detected abnormal object because it does not consider at all to control the unmanned aerial vehicle to track the abnormal object when an abnormal object is found in the region of interest to be monitored. There is.

본 발명의 목적은 상기 언급한 종래 모델 검사 기술의 문제점을 해결하기 위하여 복수의 무인 항공기로부터 획득한 관심지역에 대한 영상데이터를 분석하여 관심지역 내의 이상물체를 감지한 경우 특정한 무인 항공기로 하여금 해당 이상물체를 추적하여 영상데이터를 송신할 수 있도록 하는 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to analyze the image data of a region of interest obtained from a plurality of unmanned aerial vehicles in order to solve the problems of the conventional model inspection technique mentioned above, when a specific unmanned object in the region of interest is detected, a specific unmanned aerial vehicle causes the abnormality. An object of the present invention is to provide an aerial reconnaissance technology using an unmanned aerial vehicle capable of tracking an object and transmitting image data.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법은, 복수의 무인 항공기가 정찰의 대상이 되는 관심지역에 대한 영상데이터를 획득하고, 관심지역에 대하여 획득된 영상데이터를 지상관제소로 전송하는 단계; 지상관제소가 상기 복수의 무인 항공기로부터 전송된 관심지역에 대한 영상데이터를 분석함으로써, 상기 관심지역 내에 이상물체가 존재하는지 여부를 감시하는 단계; 상기 관심지역 내에 이상물체가 존재하는 경우, 상기 이상물체에 대한 영상데이터를 전송한 무인 항공기에 대하여 상기 이상물체를 추적하여 영상데이터를 전송하도록 하는 비행 제어신호를 전송하는 단계; 및 상기 비행 제어신호를 수신한 무인 항공기가 상기 이상물체를 추적하고, 상기 이상물체에 대하여 획득한 영상데이터를 지상관제소로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the aerial reconnaissance method using the unmanned aerial vehicle according to the present invention for achieving the above object, a plurality of unmanned aerial vehicle obtains the image data of the region of interest to be patrolled, and the image data obtained for the region of interest Transmitting to the control station; Monitoring, by a ground control station, whether or not an abnormal object exists in the region of interest by analyzing image data of the region of interest transmitted from the plurality of unmanned aerial vehicles; Transmitting a flight control signal to track the abnormal object and transmit the image data to the unmanned aerial vehicle which has transmitted the image data of the abnormal object when the abnormal object exists in the region of interest; And tracking, by the unmanned aerial vehicle receiving the flight control signal, the abnormal object, and transmitting the image data obtained for the abnormal object to the ground control station.

본 발명에 따르면, 사고의 위험이 높아 사람이나 유인 항공기가 접근하기 어려운 감시 대상 지역에 대하여 무인 항공기를 이용하여 정찰을 수행하고 영상데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 안전한 지역에 있는 지상관제소에서 감시 대상 지역에서의 이상상태 발생 유무를 원격으로 감시할 수 있다.According to the present invention, by using a drone for the surveillance target area that is difficult to access humans or manned aircraft due to the high risk of accident, it is possible to perform the reconnaissance and transmit image data by using a drone, the monitoring target area in a ground control station in a safe area You can monitor the status of abnormal conditions remotely.

또한, 본 발명에 따르면, 복수의 무인 항공기가 대열을 이루어 군집비행을 함으로써 사각지역 없이 감시 대상 지역에 대한 이상상태 발생 유무를 감시할 수 있을 뿐만 아니라, 이상물체의 출현과 같은 상황 변화가 있는 경우에도 복수의 무인 항공기가 각자 다른 정찰 임무를 나누어 맡아 수행할 수 있다.In addition, according to the present invention, when a plurality of unmanned aerial vehicles are grouped in a group flight to not only monitor the presence or absence of abnormal conditions for the monitored area without blind spots, but also if there is a situation change such as the appearance of an abnormal object In addition, multiple drones may perform different reconnaissance missions.

도 1은 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템을 이용하여 관심지역에 대한 정찰을 수행하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 지상관제소로 관심지역에 대한 영상데이터를 전송하는 무인 항공기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 무인 항공기로부터 관심지역에 대한 영상데이터를 수신하는 지상관제소의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a view for explaining the concept of performing the reconnaissance of the region of interest using the aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
2 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle for transmitting image data of a region of interest to the ground control station in the aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of a ground control station for receiving image data of a region of interest from an unmanned aerial vehicle in an aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method for aerial reconnaissance using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템을 이용하여 관심지역에 대하여 정찰을 수행하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the concept of performing a reconnaissance for a region of interest using an aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공중 정찰 시스템에서 무인 항공기(100)는 지상관제소(200)의 통제 하에 여러 대가 무리를 지어 비행하면서 이상상태 감시의 대상이 되는 관심지역(300)에 대한 정찰을 수행한다. 이때, 무리를 지어 비행하는 각각의 무인 항공기(100)는 주변의 다른 무인 항공기와의 기체 간의 거리를 적당히 유지하면서 비행하여 관심지역(300)의 정찰 시 사각지역이 생기지 않도록 한다. 관심지역(300)에 대한 초기 정찰 단계에서 각각의 무인 항공기(100)는 자체 자율비행 시스템에 따라 관심지역(300)의 상공을 비행하고, 외부에 장착된 카메라 등과 같은 영상 감지기(미도시)를 이용하여 관심지역(300)의 영상데이터를 획득한 후 이를 지상관제소(200)로 전송한다. 그리고, 초기 정찰 단계에서 각각의 무인 항공기(100)로부터 관심지역(300)의 영상데이터를 수신한 지상관제소(200)는 상기 수신한 관심지역(300)의 영상데이터를 분석하여 관심지역(300)에서 이상상태가 발생하였는지 여부를 감시한다. Referring to FIG. 1, in the aerial reconnaissance system according to the present invention, the unmanned aerial vehicle 100 reconnaissance for a region of interest 300 that is subject to abnormal condition monitoring while flying in groups in a group under the control of the ground control station 200. Do this. At this time, each unmanned aerial vehicle 100 flying in groups flies while maintaining a distance between the aircraft and other unmanned aerial vehicles in the vicinity to prevent blind spots when reconnaissance of the region of interest 300. In the initial reconnaissance phase of the region of interest 300, each unmanned aerial vehicle 100 flies over the region of interest 300 according to its own autonomous flight system and uses an image sensor (not shown) such as an externally mounted camera. After obtaining the image data of the region of interest 300 by using it and transmits it to the ground control station (200). In addition, the ground control station 200 that receives the image data of the ROI 300 from each unmanned aerial vehicle 100 in the initial reconnaissance step analyzes the received image data of the ROI 300 to the ROI 300. Monitors whether an abnormal condition has occurred.

만약, 지상관제소(200)가 무인 항공기(100)로부터 수신한 영상데이터를 분석한 결과, 관심지역(300)에서 이상물체가 발견된 것으로 판단되면, 지상관제소(200)는 이상물체에 대한 영상데이터를 전송한 무인 항공기(100)에 대하여 해당 무인 항공기(100)가 이상물체를 지속적으로 추적하여 영상데이터를 전송하도록 하는 비행 제어 신호를 송신한다. 상기와 같은 이상물체 감지 단계에서 지상관제소(200)로부터 비행 제어 신호를 수신한 특정한 무인 항공기(100)는 다른 무인 항공기와의 군집비행 대열에서 이탈하여 독자적으로 이상물체의 이동을 계속적으로 추적하고 관련 영상데이터를 지상관제소(200)로 전송한다. 이때, 지상관제소(200)로부터 비행 제어 신호를 수신한 무인 항공기(100) 이외의 나머지 다른 무인 항공기들은 관심지역(300)에서 아직 정찰이 수행되지 않은 나머지 지역을 자율비행으로 계속하여 정찰한다. 이상물체의 이동을 추적하고 관련 영상데이터를 지상관제소(200)로 전송하는 무인 항공기(100)는 상기 이상물체에 대한 정찰을 완료되면, 나머지 다른 무인 항공기들의 군집비행 대열에 합류하여 관심지역(300)의 나머지 지역에 대한 자율비행 및 정찰을 수행한다.If the ground control station 200 analyzes the image data received from the unmanned aerial vehicle 100 and determines that an abnormal object is found in the region of interest 300, the ground control station 200 displays the image data of the abnormal object. The unmanned aerial vehicle 100 transmits a flight control signal for continuously transmitting an image data by continuously tracking an abnormal object with respect to the unmanned aerial vehicle 100 having transmitted the data. The specific unmanned aerial vehicle 100 receiving the flight control signal from the ground control station 200 in the abnormal object detection step as described above deviates from the group flight with other unmanned aerial vehicles and continuously tracks and moves the related object independently. Image data is transmitted to the ground control station 200. At this time, the other unmanned aerial vehicles other than the unmanned aerial vehicle 100 receiving the flight control signal from the ground control station 200 continue to patrol the remaining region where the reconnaissance has not yet been performed in the region of interest 300 by autonomous flight. When the drone 100 which tracks the movement of the abnormal object and transmits the related image data to the ground control station 200 has completed the reconnaissance of the abnormal object, the drone joins the group flight of the other unmanned aerial vehicles to the area of interest (300). Autonomous flight and reconnaissance of the rest of

이상과 같은 관심지역(300)에 대한 정찰 과정이 모두 완료되면, 본 발명에 따른 무인 항공기(100)들은 지상관제소(200)로 복귀한다.
When all of the reconnaissance process for the region of interest 300 is completed, the unmanned aerial vehicles 100 according to the present invention return to the ground control station 200.

이하에서는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 무인 항공기 및 지상관제소의 구성 및 그 동작에 대하여 설명하도록 한다.
Hereinafter, the configuration and operation of the unmanned aerial vehicle and the ground control station in the aerial reconnaissance system using the unmanned aerial vehicle according to the present invention will be described.

도 2는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 지상관제소로 관심지역에 대한 영상데이터를 전송하는 무인 항공기의 구성을 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle for transmitting image data of a region of interest to the ground control station in the aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 정찰 시스템에서 지상관제소(200)로 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 전송하는 무인 항공기(100)는, 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 획득하고 이를 지상관제소(200)로 전송하기 위한 영상데이터 획득부(110) 및 영상데이터 전송부(120)를 포함하고, 무인 항공기(100)의 비행 상태를 조정하기 위한 자율비행부(130), 자세 조정부(140), 비행 제어신호 수신부(150) 및 비행 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 2, in the reconnaissance system using the unmanned aerial vehicle according to the present invention, the unmanned aerial vehicle 100 transmitting image data of the region of interest 300 to the ground control station 200 is an image of the region of interest 300. It includes an image data acquisition unit 110 and the image data transmission unit 120 for acquiring the data and transmitting it to the ground control station 200, the autonomous flight unit 130 for adjusting the flight status of the unmanned aerial vehicle 100 ), The posture adjusting unit 140, the flight control signal receiving unit 150 and the flight control unit 160.

영상데이터 획득부(110)는 감시의 대상이 되는 관심지역(300)을 촬영하는 무인 항공기(100)의 외부에 부착된 카메라 등과 같은 영상 감지기로부터 영상데이터를 획득한다.The image data acquisition unit 110 acquires image data from an image sensor such as a camera attached to the outside of the unmanned aerial vehicle 100 that captures the ROI 300 to be monitored.

영상데이터 전송부(120)는 상기 영상데이터 획득부(110)에 의해 획득된 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 지상관제소(200)로 전송한다.The image data transmitter 120 transmits image data of the ROI 300 obtained by the image data acquirer 110 to the ground control station 200.

한편, 자율비행부(130)는 무인 항공기(100)가 사전에 입력된 프로그램에 따라 또는 스스로 주위 환경을 인식하고 판단하여 자율비행을 수행하도록 제어한다.Meanwhile, the autonomous flight unit 130 controls the unmanned aerial vehicle 100 to perform autonomous flight according to a previously input program or by recognizing and determining the surrounding environment by itself.

자세 조정부(140)는 무인 항공기(100)의 기체에 대한 비행자세 및 위치를 제어한다. 예를 들어, 무인 항공기(100)가 다른 무인 항공기들과 군집비행으로 관심지역(300)에 대한 정찰을 수행하는 경우, 자세 조정부(140)는 해당 무인 항공기(100)과 다른 무인 항공기들 간의 비행 간격에 있어서 관심지역(300)의 촬영 시 사각지역이 생기지 않도록 하는 일정한 간격을 유지하도록 해당 무인 항공기(100)의 기체에 대한 비행자세 및 위치를 제어할 수 있다.The attitude adjuster 140 controls the flight attitude and position of the aircraft of the unmanned aerial vehicle 100. For example, when the unmanned aerial vehicle 100 performs reconnaissance on the ROI 300 in a group flight with other unmanned aerial vehicles, the attitude adjusting unit 140 may fly between the unmanned aerial vehicle 100 and other unmanned aerial vehicles. It is possible to control the flight position and position of the aircraft of the drone 100 to maintain a constant interval so that blind spots do not occur when shooting the region of interest 300 in the interval.

비행 제어신호 수신부(150)는 지상관제소(200)가 영상데이터 전송부(120)로부터 수신한 영상데이터를 분석하여 관심지역(300) 내에 이상물체가 발견된 것으로 판단함에 따라 무인 항공기(100)로 하여금 발견된 이상물체를 추적하여 촬영하도록 하는 비행 제어신호를 송신하게 되면, 상기 비행제어 신호를 수신한다. 또한, 비행 제어신호 수신부(150)는 지상관제소(200)가 이상물체에 대하여 더 이상의 추적 관찰이 필요하지 않다고 판단함에 따라 이상물체에 대한 추적 및 영상촬영을 종료하고 다른 나머지 무인 항공기들의 군집비행 대열에 합류하도록 하는 비행 제어신호를 송신하면, 해당 비행제어 신호 또한 수신할 수 있다. The flight control signal receiver 150 analyzes the image data received from the image data transmitter 120 by the ground control station 200 and determines that an abnormal object is found in the region of interest 300. When the flight control signal is transmitted to allow the camera to track and photograph the found abnormal object, the flight control signal is received. In addition, the flight control signal receiver 150 terminates the tracking and imaging of the abnormal objects and determines the group flight of the other unmanned aerial vehicles as the ground control station 200 determines that no further tracking observation is necessary for the abnormal objects. When the flight control signal for joining is transmitted, the flight control signal can also be received.

비행 제어부(160)는 자율비행부(130) 및 자세 조정부(140)를 제어하여 전체적인 무인 항공기의 비행 상태를 제어한다. 특히, 비행 제어부(160)는 상기 비행제어 수신부(150)가 지상관제소(200)로부터 이상물체를 추적하도록 하는 비행 제어신호를 수신하였을 때 자율비행부(130)를 제어하여 무인 항공기(100)가 관심지역(300) 내에서 발견된 이상물체를 추적하여 촬영하도록 한다. 또한, 비행 제어부(160)는 상기 비행제어 수신부(150)가 지상관제소(200)로부터 이상물체에 대한 추적을 종료하도록 하는 비행제어 신호를 수신하였을 때 자율비행부(130)를 제어하여 무인 항공기(100)가 나머지 다른 무인 항공기들의 군집비행 대열에 합류하여 관심지역(300)의 나머지 지역에 대한 자율비행 및 정찰을 수행하도록 한다.
The flight control unit 160 controls the autonomous flight unit 130 and the attitude adjustment unit 140 to control the overall flight state of the drone. In particular, the flight control unit 160 controls the autonomous flight unit 130 when the flight control receiving unit 150 receives a flight control signal to track the abnormal object from the ground control station 200 by the unmanned aerial vehicle 100 Tracking and photographing the abnormal objects found in the region of interest (300). In addition, the flight control unit 160 controls the autonomous flying unit 130 when the flight control receiver 150 receives a flight control signal for terminating the tracking of the abnormal object from the ground control station 200 to control the unmanned aerial vehicle ( 100) joins the group flight of the other unmanned aerial vehicles to perform autonomous flight and reconnaissance of the rest of the region of interest 300.

도 3은 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 무인 항공기로부터 관심지역에 대한 영상데이터를 수신하는 지상관제소의 구성을 나타내는 블록도이다. 3 is a block diagram showing the configuration of a ground control station for receiving image data of a region of interest from an unmanned aerial vehicle in an aerial reconnaissance system using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 시스템에서 무인 항공기(100)로부터 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 수신하는 지상관제소(200)는, 영상데이터 수신부(210), 영상데이터 처리부(220), 이상상태 감시부(230) 및 비행 제어신호 송신부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 3, in the aerial reconnaissance system using the unmanned aerial vehicle according to the present invention, the ground control station 200 that receives the image data of the region of interest 300 from the unmanned aerial vehicle 100 includes: an image data receiving unit 210; The image data processor 220, the abnormal state monitoring unit 230, and the flight control signal transmitter 240 are included.

영상데이터 수신부(210)는 각각의 무인 항공기(100)의 영상데이터 전송부(120)로부터 전송되는 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 수신한다.The image data receiver 210 receives image data of the ROI 300 transmitted from the image data transmitter 120 of each unmanned aerial vehicle 100.

영상데이터 처리부(220)는 영상데이터 수신부(210)에 의해 수신된 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 처리하여 이상상태 감시부(230)가 관심지역(300) 내에서의 이상상태를 감시하기 위해 필요한 데이터를 추출한다.The image data processor 220 processes the image data for the ROI 300 received by the image data receiver 210 so that the abnormal state monitor 230 monitors the abnormal state in the ROI 300. Extract the data you need.

이상상태 감시부(230)는 영상데이터 처리부(220)에 의해 관심지역(300)에 대한 영상데이터로부터 추출된 데이터를 분석하여 관심지역(300) 내에서 이상물체가 존재함에 따라 이상상태가 발생하였는지 여부를 감시한다. 이상상태 감시부(230)는 관심지역(300) 내에서의 이상상태 발생 여부를 감시하는 과정에서 이상물체가 감지된 것으로 판단되는 경우, 비행 제어신호 송신부(240)로 하여금 해당 이상물체를 촬영한 영상데이터를 전송한 특정 무인 항공기(100)로 이상물체를 추적하여 지속적으로 영상데이터를 전송하도록 하는 비행 제어신호를 전송하도록 한다. 또한, 감지된 이상물체에 대하여 더 이상의 추적 및 촬영이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 이상물체를 추적하여 지속적으로 영상데이터를 전송하는 상기 특정 무인 항공기(100)에 대하여 비행 제어신호 송신부(240)로 하여금 이상물체의 추적 및 촬영을 종료하도록 하는 비행 제어신호를 전송하도록 한다.The abnormal state monitoring unit 230 analyzes the data extracted from the image data of the region of interest 300 by the image data processor 220 to determine whether an abnormal state occurs as the abnormal object exists in the region of interest 300. Monitor whether or not. When the abnormal state monitoring unit 230 determines that an abnormal object is detected in the process of monitoring whether an abnormal state occurs in the region of interest 300, the flight control signal transmitter 240 photographs the abnormal object. By tracking the abnormal object to a specific unmanned aerial vehicle 100 having transmitted the image data to transmit a flight control signal to continuously transmit the image data. In addition, when it is determined that no further tracking and photographing is required for the detected abnormal object, the specific unmanned aerial vehicle 100 which continuously tracks the abnormal object and continuously transmits image data to the flight control signal transmitter 240. And transmits a flight control signal to terminate tracking and shooting of the abnormal object.

비행 제어신호 송신부(240)는 이상상태 감시부(230)의 명령에 따라 특정 무인 항공기(100)로 이상물체를 추적하도록 하거나 또는 그 추적을 종료하도록 하는 비행 제어신호를 전송한다.
The flight control signal transmitter 240 transmits a flight control signal for tracking the abnormal object or ending the tracking of the abnormal object to the specific unmanned aerial vehicle 100 according to the command of the abnormal state monitoring unit 230.

이하에서는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법에 대하여 설명하도록 한다.
Hereinafter will be described the aerial reconnaissance method using the unmanned aerial vehicle according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method for aerial reconnaissance using an unmanned aerial vehicle according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법은, 먼저 관심지역(300)에 대한 정찰 초기 단계로서 복수의 무인 항공기(100)가 자율비행부(130)의 제어 하에 무리를 이루어 감시 대상이 되는 관심지역(300)의 상공을 자율비행하면서 관심지역(300)에 대한 영상을 촬영하도록 한다(S100).Referring to FIG. 4, in the aerial reconnaissance method using the unmanned aerial vehicle according to the present invention, first, as a reconnaissance initial stage of the region of interest 300, a plurality of unmanned aerial vehicles 100 are swarmed under the control of the autonomous flight unit 130. Thus, while autonomously flying over the region of interest 300 to be monitored, the image of the region of interest 300 is taken (S100).

이때, 관심지역(300) 상공에서 군집비행을 하는 각 무인 항공기(100)는 외부에 장착된 카메라 등과 같은 영상 감지기를 이용하여 관심지역(300)을 촬영함으로써 획득한 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 영상데이터 전송부(120)를 통해 지상관제소(200)로 송신한다(S110).In this case, each unmanned aerial vehicle 100 performing a group flight over the region of interest 300 has an image of the region of interest 300 obtained by photographing the region of interest 300 using an image sensor such as a camera mounted externally. The data is transmitted to the ground control station 200 through the image data transmission unit 120 (S110).

그리고, 지상관제소(200)는 영상데이터 수신부(210)를 통해 상기 S110 단계에서 각 무인 항공기(100)가 송신한 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 수신한다(S120).Then, the ground control station 200 receives the image data for the region of interest 300 transmitted by each unmanned aerial vehicle 100 in step S110 through the image data receiving unit 210 (S120).

그 다음으로, 지상관제소(200)의 영상데이터 처리부(220)는 상기 S120 단계에서 영상데이터 수신부(210)에 의해 수신된 각 무인 항공기(100)로부터의 관심지역(300)에 대한 영상데이터를 처리하여 이상상태 감시부(230)가 관심지역(300) 내에서의 이상상태를 감시하기 위해 필요한 데이터를 추출한다(S130).Next, the image data processing unit 220 of the ground control station 200 processes the image data for the region of interest 300 from each unmanned aerial vehicle 100 received by the image data receiving unit 210 in step S120. The abnormal state monitoring unit 230 extracts data necessary for monitoring the abnormal state in the region of interest 300 (S130).

상기 S130 단계에서 영상데이터 처리부(220)에 의한 데이터 추출이 완료되면, 이상상태 감시부(230)는 상기 추출된 데이터를 분석함으로써 관심지역(300) 내에서 이상상태가 발생하였는지 여부를 감시한다(S140).When data extraction by the image data processing unit 220 is completed in step S130, the abnormal state monitoring unit 230 monitors whether or not an abnormal state occurs in the ROI 300 by analyzing the extracted data ( S140).

그리고, 상기 S140 단계에 따른 이상상태 발생 여부에 대한 감시 과정에서, 관심지역(300) 내에 이상물체가 감지되었는지 여부를 확인하고(S150), 이상물체가 감지되지 않았다면, 각 무인 항공기(100)가 무리를 이루어 감시 대상이 되는 관심지역(300)의 상공을 자율비행하면서 관심지역(300)에 대한 영상을 촬영하여 영상데이터를 전송하도록 하고 각 무인 항공기(100)가 전송한 영상데이터를 분석하여 관심지역(300) 내의 이상상태를 감시하는 상기 S100 내지 S140 단계를 계속하여 수행한다.In addition, in the monitoring process of whether an abnormal condition occurs according to the step S140, whether or not an abnormal object is detected in the region of interest 300 (S150), and if the abnormal object is not detected, each unmanned aerial vehicle 100 is While flying over the region of interest 300 to be monitored in groups, the image of the region of interest 300 is taken to transmit the image data, and the image data transmitted by each unmanned aerial vehicle 100 is analyzed to be of interest. Steps S100 to S140 for monitoring abnormal conditions in the area 300 are continuously performed.

상기 S150 단계에서의 확인 결과, 이상물체가 감지된 것으로 판단되면, 이상상태 감시부(230)는 비행 제어신호 송신부(240)를 통해 해당 이상물체를 촬영한 영상데이터를 전송한 특정 무인 항공기(100)로 이상물체를 추적하도록 하는 비행 제어신호를 전송함으로써, 상기 특정 무인 항공기(100)의 비행을 제어한다(S160). 여기서, 상기 특정 무인 항공기(100)에 대하여 이상물체를 추적하도록 하는 비행제어는 지상관제소(200) 내의 감시자에 의한 수동조작에 따라 이루어질 수 있고, 또는 무인 항공기(100)의 자율비행부(130)에 탑재된 프로그램에 따라 자동으로 이루어질 수 있다.When it is determined in step S150 that the abnormal object is detected, the abnormal state monitoring unit 230 transmits the image data photographing the abnormal object through the flight control signal transmission unit 240 specific unmanned aerial vehicle 100 By transmitting a flight control signal to track the abnormal object to the), to control the flight of the specific unmanned aerial vehicle 100 (S160). Here, the flight control to track the abnormal object for the specific unmanned aerial vehicle 100 may be made by manual operation by the monitor in the ground control station 200, or the autonomous flight unit 130 of the unmanned aerial vehicle 100 It can be done automatically according to the program loaded on.

그리고, 이상물체를 추적하도록 하는 비행 제어신호를 수신한 특정 무인 항공기(100)는 다른 무인 항공기들과의 군집비행 대열에서 이탈하여 이상물체를 추적하고, 추적한 이상물체에 대한 영상데이터를 지상관제소(200)로 전송한다(S170). 이때, 이상물체를 추적하도록 하는 비행 제어신호를 수신한 특정 무인 항공기(100) 이외의 나머지 무인 항공기들은 관심지역(300)에서 아직 정찰이 수행되지 않은 나머지 지역을 자율비행으로 계속하여 정찰하게 된다. 여기서, 감지된 이상물체에 대하여 더 이상의 추적 및 촬영이 필요하지 않다고 판단되면, 비행 제어신호 송신부(240)에 의해 이상물체를 추적하는 특정 무인 항공기(100)로 이상물체의 추적을 종료하도록 하는 비행 제어신호를 전송함으로써, 상기 특정 무인 항공기(100)가 나머지 다른 무인 항공기들의 군집비행 대열에 합류하여 관심지역(300)의 나머지 지역에 대한 자율비행 및 정찰을 수행하도록 할 수 있다.In addition, the specific unmanned aerial vehicle 100 receiving the flight control signal for tracking the abnormal object tracks the abnormal object by moving away from the group flight line with other unmanned aerial vehicles, and tracks the image data of the tracked abnormal object at the ground control station. It transmits to 200 (S170). At this time, the remaining unmanned aerial vehicles other than the specific unmanned aerial vehicle 100 receiving the flight control signal for tracking the abnormal object continue to patrol the remaining region in which the reconnaissance has not yet been performed in the region of interest 300. Here, if it is determined that no further tracking and photographing is required for the detected abnormal object, a flight for terminating the tracking of the abnormal object to the specific unmanned aerial vehicle 100 tracking the abnormal object by the flight control signal transmitter 240 is performed. By transmitting the control signal, the specific unmanned aerial vehicle 100 may join the group flight of the other unmanned aerial vehicles to perform autonomous flight and reconnaissance for the remaining regions of the region of interest 300.

마지막으로, 각 무인 항공기(100)에 의한 관심지역(300)의 정찰이 완료되었는지를 확인하고(S180), 정찰이 완료되었다면 각 무인 항공기(100)를 지상관제소(200)로 복귀시킨다(S190).
Finally, check whether the reconnaissance of the ROI 300 by each unmanned aerial vehicle 100 is completed (S180), and when the reconnaissance is completed, return each unmanned aerial vehicle 100 to the ground control station 200 (S190). .

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, an optimal embodiment has been disclosed in the drawings and specification. Although specific terms have been employed herein, they are used for purposes of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100; 무인 항공기
110; 영상데이터 획득부
120; 영상데이터 전송부
130; 자율비행부
140; 자세 조정부
150; 비행 제어신호 수신부
160; 비행 제어부
200; 지상관제소
210; 영상데이터 수신부
220; 영상데이터 처리부
230; 이상상태 감시부
240; 비행 제어신호 송신부100; Drone
110; Image data acquisition unit
120; Image data transmission unit
130; Autonomous flight
140; Posture adjustment
150; Flight control signal receiver
160; Flight control
200; Ground control station
210; Image data receiver
220; Image data processing unit
230; Fault monitor
240; Flight control signal transmitter

Claims (1)

복수의 무인 항공기가 정찰의 대상이 되는 관심지역에 대한 영상데이터를 획득하고, 관심지역에 대하여 획득된 영상데이터를 지상관제소로 전송하는 단계;
지상관제소가 상기 복수의 무인 항공기로부터 전송된 관심지역에 대한 영상데이터를 분석함으로써, 상기 관심지역 내에 이상물체가 존재하는지 여부를 감시하는 단계;
상기 관심지역 내에 이상물체가 존재하는 경우, 상기 이상물체에 대한 영상데이터를 전송한 무인 항공기에 대하여 상기 이상물체를 추적하여 영상데이터를 전송하도록 하는 비행 제어신호를 전송하는 단계; 및
상기 비행 제어신호를 수신한 무인 항공기가 상기 이상물체를 추적하고, 상기 이상물체에 대하여 획득한 영상데이터를 지상관제소로 전송하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무인 항공기를 이용한 공중 정찰 방법.Obtaining, by a plurality of unmanned aerial vehicles, image data of a region of interest targeted for reconnaissance, and transmitting image data of the region of interest to the ground control station;
Monitoring, by a ground control station, whether or not an abnormal object exists in the region of interest by analyzing image data of the region of interest transmitted from the plurality of unmanned aerial vehicles;
Transmitting a flight control signal to track the abnormal object and transmit the image data to the unmanned aerial vehicle which has transmitted the image data of the abnormal object when the abnormal object exists in the region of interest; And
The unmanned aerial vehicle receiving the flight control signal tracks the abnormal object and transmits the image data acquired for the abnormal object to the ground control station.
Aerial reconnaissance method using a drone, characterized in that it comprises a.
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