KR20150123499A

KR20150123499A - 무인항공기 탑재 무인지상차량

Info

Publication number: KR20150123499A
Application number: KR1020140049881A
Authority: KR
Inventors: 서지원; 김진효
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2015-11-04
Also published as: KR101580609B1

Abstract

본 발명은 무인항공기를 이용하여 주행경로를 계획하는 무인항공기 탑재 무인지상차량에 관한 발명이다. 본 발명은 공중에서 영상을 촬영하는 무인항공기 및 상기 무인항공기로부터 수신한 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타정보를 바탕으로 주행경로를 결정하는 제어장치를 포함하는 무인지상차량을 포함하되, 상기 제어장치는, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 수신하는 영상수집부, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지처리부 및 상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션부를 포함할 수 있다.

Description

무인항공기 탑재 무인지상차량{UNMANNED GROUND VEHICLE EQUIPPED WITH UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 무인항공기 탑재 무인지상차량에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 무인항공기를 이용하여 영상 정보를 수집하고 상기 영상 정보를 바탕으로 주행경로를 계획하는 무인항공기 탑재 무인지상차량에 관한 것이다.

무인지상차량은 주행 중에 주변 장애물을 인지하고 다른 차량과의 충돌을 방지함으로써 운전자 부주의에 의한 사고를 예방할 수 있고, 연료 효율에 있어서 최적경로로의 주행을 가능하게 하는 등 미래형 자동차의 대표적인 모델로서 연구되고 있다.

하지만 사전에 주변 환경에 대한 정보가 주어지지 않는 경우, 주변 장애물 너머의 환경을 인식할 수 없다는 한계 때문에, 주변 환경의 지도를 우선적으로 수집하고 운행하기 위한 SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 등의 기술이 발전해 왔다. 하지만 이러한 기술은 최적 경로 주행 이 전에 사전 주행을 통해 정보를 수집하는 단계가 필수적으로 필요하고, 장애물 너머의 환경을 인지할 수 없는 경우 충돌 등의 위험 요소 때문에 주행 속도에 제한이 필수적이었다.

또한 무인항공기는 전기 배터리 분야의 기술 발전에 힘입어 소형 전기 모터를 이용한 쿼드콥터(quadcopter) 및 헥사콥터(hexacopter)를 비롯한 많은 형태의 무인항공기가 연구되고 있다. 무인항공기는 소형으로 제작이 가능하며, 전기 모터를 이용하기 때문에 출력 조정이 용이하여 조작이 쉽기 때문에 그 이용 분야가 넓어지고 있다. 예를 들어, 일부 배달 서비스 회사에서는 무인항공기를 이용한 택배 서비스를 기획할 정도로 활발히 연구되고 있다.

한국공개특허 제 2011-0024616 호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 주변 항공 영상을 수집하고, 상기 주변 항공 영상을 이용하여 주행경로를 결정하는 무인지상차량을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 무인항공기를 탑재하고 이동하는 무인지상차량이 지도 정보가 없는 지역 또는 GPS 신호가 잡히지 않는 지역에서 상기 무인항공기를 이용하여 항공 영상을 수집하고, 상기 항공 영상을 이용하여 주행경로를 결정하는 무인지상차량을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 무인항공기를 탑재하고 이동하는 무인지상차량이 지도 정보가 없는 지역 또는 GPS 신호가 잡히지 않는 지역에서 상기 무인항공기를 이용하여 항공 영상을 수집하고, 상기 항공 영상을 이용하여 주행경로를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 무인항공기 탑재 무인지상차량은, 공중에서 영상을 촬영하는 무인항공기 및 상기 무인항공기로부터 수신한 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타정보를 바탕으로 주행경로를 결정하는 제어장치를 포함하는 무인지상차량을 포함하되, 상기 제어장치는, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 수신하는 영상수집부, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지처리부 및 상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션부를 포함한 것이다.

일 실시예에 따르면, 상기 무인항공기는, 상기 영상을 촬영하고, 상기 영상을 포함하는 영상 정보를 생성하고, 상기 영상을 촬영한 고도 및 상기 촬영한 기울기를 포함하는 메타 정보를 생성하는 촬영부 및 상기 영상 정보 및 메타 정보를 전송하는 전송부를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어장치는, 현재 위치의 지도 정보가 없는 경우 또는 GPS 신호의 세기가 기 지정된 기준값 이하인 경우에, 무인항공기 이륙 명령을 상기 무인항공기에 전송하는 무인항공기 제어부를 더 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 무인항공기는, 이륙하여 비행하는 경우, 상기 무인지상차량으로부터 기 설정된 상대 위치에 위치하며, 상기 무인지상차량의 이동에 따라 함께 이동하되, 상기 상대 위치는 고도, 수평거리 및 방위각을 포함할 수도 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 태양에 따른 무인지상차량은, 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타정보를 수신하고 상기 영상 정보 및 메타 정보를 바탕으로 주행경로를 결정하는 제어장치를 포함하되, 상기 제어장치는, 상기 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타 정보를 수신하는 영상수집부, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지처리부 및 상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션부를 포함한 것이다.

일 실시예에 따르면, 상기 메타 정보는, 상기 영상 정보에 포함된 영상이 촬영된 고도 및 상기 영상을 촬영한 장치의 기울기를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 영상수집부는, 무인항공기, 교차로에 설치된 폐쇄회로티비 및 고층건물에 설치된 폐쇄회로티비 중에서 어느 하나로부터 상기 영상 정보 및 메타 정보를 수신할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 이미지처리부는, 상기 영상 정보를 이미지처리하고 상기 이미지처리된 영상 정보에서 장애물의 특징점을 검색하여 장애물의 위치를 추출하고, 상기 추출된 장애물의 위치를 바탕으로 경로를 추출할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 내비게이션부는, 상기 경로 정보에 포함된 상기 하나의 이상의 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로를 상기 주행경로로 선정할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 내비게이션부는, 상기 영상정보 및 메타정보를 바탕으로 상기 선정된 주행경로의 거리를 실제 지상에서의 거리로 보정할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 제어장치는, 상기 무인지상차량을 상기 주행경로를 따라 주행시키는 주행부를 더 포함할 수도 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 태양에 따른 무인지상차량의 주행경로 계획 방법은, 상기 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타 정보를 수신하는 단계, 상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지 처리 단계 및 상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션 단계를 포함한 것이다.

일 실시예에 따르면, 상기 이미지 처리 단계는, 상기 영상 정보에서 장애물의 특징점을 검색하여 상기 장애물의 위치를 추출하는 단계 및 상기 추출된 장애물의 위치를 바탕으로 경로를 추출하는 단계를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 내비게이션 단계는, 상기 경로 정보에 포함된 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로를 상기 주행경로로 결정하는 단계를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 내비게이션 단계는, 상기 메타정보를 바탕으로 상기 선정된 주행경로의 거리를 실제 거리로 보정하는 단계를 포함할 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 영상 수집 단계 이전에, 현재 위치에 대한 지도 정보가 없거나 GPS 신호 세기가 기 설정된 기준값 이하인 경우, 탑재된 무인항공기에 무인항공기 이륙 신호를 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 무인항공기를 이용하여 항공 영상을 수집함으로써 지도 정보가 없거나 GPS 신호가 미약한 경우에도 주변 장애물 너머의 환경을 인지할 수 있으므로 최적의 경로를 도출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서 제안하는 무인항공기를 이용하는 주행경로를 계획하는 방법을 구급차 또는 소방차와 같이 긴급하게 이동할 필요가 있는 차량에 적용하면 긴급 출동이 필요한 경우 공중에서 촬영한 실시간 주변 영상을 이용하여 최적의 경로를 계획하여 신속하게 이동할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기 탑재 무인지상차량의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기와 무인지상차량의 협력을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인지상차량의 통신장치 및 제어장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기가 촬영한 영상의 정지 화면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기가 촬영한 영상을 이미지 처리하여 경로를 추출하는 경로UI(User Interface)이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 주행경로를 보정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기 탑재 무인지상차량이 상기 무인항공기를 이용하여 주행경로를 계획하는 방법을 나타낸 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기 탑재 무인지상차량의 사시도이다.

도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기 탑재 무인지상차량(100)을 자세하게 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기 탑재 무인지상차량(100)은 제어장치(110), 무인항공기(120), 통신장치(130), 탑재장치(140) 및 무인지상차량(150)을 포함할 수 있다.

무인지상차량(150)은 도착지 지점을 입력 받으면 자동으로 도착지 지점까지 주행경로를 계획하고 상기 주행경로를 따라서 이동이 가능한 차량이다.

무인지상차량(150)은 동력원으로써 전기, 가솔린, 디젤, 연료전지, 수소전지 또는 하이브리드 중에서 어느 하나를 이용할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 이하 설명의 편의를 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인지상차량(150)은 출력 제어가 용이한 전기자동차라고 가정하고 설명하기로 한다.

탑재장치(140)는 무인항공기(120)를 무인지상차량(150)에 탑재시키기 위한 장치이다. 탑재장치(140)는 무인지상차량(150)의 상단에 설치가 될 수 있다. 탑재장치(140)는 무인항공기(120)를 무인지상차량(150)에 탑재시킬 수 있는 결속 장치(미도시)를 포함할 수 있다.

탑재장치(140)는 한국공개특허 제2011-0024616호 에 공개된 것과 같이 공지된 기술을 그대로 이용할 수 있으므로, 설명의 중복을 피하기 위해서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

무인항공기(120)는 무인지상차량(150)에 탑재되거나, 무인지상차량(150)으로부터 이륙하여, 무인지상차량(150)의 상부에서 무인지상차량(150)의 전방에 대한 항공 영상을 촬영하고, 상기 촬영한 항공영상을 무인지상차량(150)에 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기(120)는 쿼드콥터(quadcopter) 또는 헥사콥터(hexacopter)를 포함할 수 있다. 헥사콥터는 수직으로 이륙이 가능하며, 공중에서 특정 지점에 머물 수 있기 때문에 항공 촬영에 유리할 수 있다.

무인항공기(120)는 촬영장치, 통신장치 및 운행장치를 포함할 수 있다.

무인항공기(120)의 상기 촬영장치는 무인항공기(120)의 정면, 하부면 또는 측면 중 어느 한 면에 설치가 될 수 있으며, 촬영 방향은 지상 쪽을 향할 수 있다.

상기 촬영장치는 디지털 캠코더 또는 디지털 카메라를 포함할 수 있다. 상기 촬영장치는 동영상 또는 정지 화상을 포함하는 영상 정보를 생성할 수 있다. 상기 촬영장치는 상기 동영상 또는 정지 화상을 촬영하였을 때의 상기 촬영장치의 상태를 나타내는 메타 정보를 생성할 수 있다. 상기 메타 정보는 무인항공기의 고도 및 상기 촬영장치의 기울기를 포함할 수 있다.

무인항공기(120)의 상기 통신 장치는 상기 영상 정보 및 메타 정보를 무인지상차량(150)의 통신장치(130)로 전송할 수 있다. 상기 통신 장치는 WiFi, 블루투스(Bluetooth), 3G, LTE(Long Term Evolution) 또는 LET-A 중에서 어느 하나의 통신 방식을 이용하는 장치일 수 있다.

무인항공기(120)의 상기 운행장치는 무인항공기(120)의 추진 장치를 제어하여, 무인항공기(120)의 이착륙 및 비행을 제어할 수 있다. 상기 운행장치는 무인항공기(120)가 무인지상차량(150)과 기 설정된 상대적인 위치를 유지하도록 무인항공기(120)의 상기 추진 장치를 제어할 수 있다.

상기 상대적인 위치는 무인지상차량(150)으로부터의 고도, 수평거리 및 방위각을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

무인항공기(120)의 상기 운행장치는, 무인지상차량(150)이 이동하는 경우, 무인지상차량(150)의 이동에 따라 무인항공기(120)가 함께 이동하면서 상기 상대적인 위치를 유지하도록 무인항공기(120)의 상기 추진 장치를 제어할 수 있다.

통신장치(130)는 무인지상차량(150)에 설치 되며, 무인항공기(120)의 통신장치가 전송한 상기 영상 정보 및 메타 정보를 수신하여 제어장치(110)에 제공할 수 있다.

통신장치(130)는 WiFi, 블루투스, 3G, LTE 또는 LET-A 중에서 어느 하나의 통신 방식을 이용하는 장치일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 통신장치(130)는 무인항공기(120)뿐만 아니라 촬영장치가 구비된 다른 기기로부터 상기 영상 정보 및 메타 정보를 수신하여 제어장치(110)에 제공할 수 있다. 예를 들어서, 교차로에 설치된 폐쇄회로티비(CCTV; Close Circuit Television) 또는 고층건물의 외부에 설치된 폐쇄회로티비로부터 영상 정보 및 메타 정보를 수신할 수 있다.

제어장치(110)는 통신장치(130)가 제공하는 상기 영상 정보 및 메타 정보를 바탕으로 주행경로를 결정할 수 있다. 또한 제어장치(110)는 상기 주행경로를 바탕으로, 무인지상차량(150)가 상기 주행경로를 따라서 주행하도록 제어할 수 있다.

제어장치(110)에 대하여는 도3의 설명에서 자세히 다루기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기와 무인지상차량의 협력을 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인항공기와 무인지상차량의 협력 방법을 자세하게 설명한다.

무인항공기 탑재 무인지상차량(100)은 지도 정보가 없는 지역으로 이동하거나, GPS 신호가 기 설정된 기준값 이하인 경우에 탑재된 무인항공기(120)를 이륙시켜서 무인지상차량(100) 주변의 영상 정보를 수집할 수 있다.

무인항공기(120)는 이륙하면 무인지상차량(150)과 기 설정된 상대 위치를 유지하면서, 무인항공기(120)에 장착된 촬영장치(125)를 이용하여 무인지상차량(150) 주변의 영상을 촬영할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위하여, 촬영장치(125)는 무인지상차량(150) 전방의 영상을 촬영하는 것으로 가정하고 설명한다.

무인항공기(120)는 상기 영상을 포함하는 영상 정보와 상기 영상을 촬영할 때의 촬영 상태를 나타내는 메타 정보를 무인지상차량(150)으로 전송할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인지상차량의 통신장치 및 제어장치의 구성도이다.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인지상차량의 통신장치(130) 및 제어장치(110)에 대해서 자세하게 설명한다.

통신장치(130)는 WiFi부(132) 및 GPS수신부(134)를 포함할 수 있다.

WiFi부(132)는 무인항공기(120)와 데이터를 송수신할 수 있다.

WiFi부(132)는 제어장치(110)로부터 제공 받은 무인항공기 제어 신호를 무인항공기(120)에 전송할 수 있다. 상기 무인항공기 제어 신호는, 무인항공기 이륙 신호, 무인항공기 착륙 신호, 무인항공기 위치 이동 신호 및 무인항공기 영상 촬영 시작 신호 및 무인항공기 영상 송신 신호를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

WiFi부(132)는 무인항공기(120)가 촬영하여 생성한 영상 정보 및 메타 정보를 수신할 수 있다. WiFi부(132)는 상기 수신한 영상 정보 및 메타 정보를 제어장치(110)에 제공할 수 있다.

GPS수신부(134)는 GPS(Global Position Service) 신호를 수신할 수 있다. GPS수신부(134)는 상기 수신한 GPS 신호 및 GPS 신호의 강도가 포함된 GPS 정보를 생성하여 제어장치(110)에 제공할 수 있다.

제어장치(110)는 통신장치(130)가 제공하는 영상 정보 및 메타 정보를 이용하여 주행경로를 결정하고, 상기 주행경로를 바탕으로 무인지상차량(150)을 주행시킬 수 있다.

제어장치(110)는 무인항공기 제어부(210), 영상수집부(220), 이미지처리부(230), 내비게이션부(240) 및 주행부(250)를 포함할 수 있다.

무인항공기 제어부(210)는 무인항공기(120)의 이륙 및 착륙을 결정할 수 있다.

무인항공기 제어부(210)는 GPS수신부(134)가 제공하는 GPS 정보에 포함된 GPS 신호의 강도가 기 설정된 기준값 이하일 때, 또는 GPS 정보에 포함된 현재 위치에 대한 지도 정보가 검색되지 않는 경우 무인항공기 이륙 신호를 생성하여 통신장치(130)에 제공할 수 있다.

무인항공기 제어부(210)는 무인항공기(120)의 위치를 조정하는 무인항공기위치 이동 신호, 무인항공기(120)에 영상 촬영 시작을 지시하는 무인항공기 영상 촬영 시작 신호 및 무인항공기(120)에 촬영한 영상 정보의 전송을 지시하는 무인항공기 영상 송신 신호를 생성하여 통신장치(130)에 제공할 수 있다.

영상수집부(220)는 통신장치(130)가 제공하는 영상 정보 및 메타 정보를 가공할 수 있다.

발명의 일 실시예에 따르면, 무인항공기(120)가 영상 정보 및 메타 정보를 전송할 때 영상 정보 및 메타 정보를 압축하여 전송한다. 통신 속도를 빠르게 하기 위해서 데이터 양을 줄이기 위해서이다. 영상수집부(220)는 상기 압축된 영상 정보 및 메타 정보를 통신장치(130)로부터 제공 받아, 압축을 풀어서 원 데이터로 복원할 수 있다. 영상수집부(220)는 상기 복원된 영상 정보 및 메타 정보를 이미지처리부(230)에 제공할 수 있다.

이미지처리부(230)는 영상수집부(220)로부터 제공 받은 상기 영상 정보를 이용하여 경로를 추출할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지처리부(230)는 상기 영상 정보를 이미지 처리하여, 상기 영상 정보에 포함된 모든 경로를 추출할 수 있다. 상기 이미지 처리 방식은 상기 영상 정보에서 경로를 나타내는 물체 정보를 검색하고, 상기 검색된 물체 정보를 바탕으로 경로를 추출할 수 있다. 이미지 처리 방식은 도 4 내지 도 5의 설명에서 자세히 다루기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이미지처리부(230)는 상기 추출된 모든 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하여 내비게이션부(240)에 전달할 수 있다.

내비게이션부(240)는 상기 제공 받은 경로 정보에 포함된 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경로 정보에 포함된 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로가 주행경로로 선정할 수 있다. 경로 길이의 추정은 가장 짧은 경로를 선정하는 것은 다이젝스트라 알고리즘(Dijkstra Algorithm)을 비롯한 공지의 기술을 이용할 수 있기 때문에, 설명의 중복을 피하기 위해서 생략하기로 한다.

주행부(250)는 상기 선정된 주행경로를 제공 받아, 무인지상차량(150)이 상기 주행경로를 따라서 주행하도록 무인지상차량(150)을 제어할 수 있다.

주행부(250)는 무인지상차량(150)의 출력 및 스티어링(steering)을 제어하여, 무인지상차량(150)의 주행을 제어할 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기가 촬영한 영상의 정지 화면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기가 촬영한 영상을 이미지 처리하여 경로를 추출하는 경로UI(User Interface)이다.

도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지처리부(230)가 영상 정보를 이용하여 경로를 추출하고, 내비게이션부(240)가 주행경로를 선정하는 방법을 자세하게 설명한다.

도 4를 참조하면, 무인항공기(120)가 전송한 영상 정보에 포함된 영상의 정지 화면(300)에 삼각형 형태의 장애물이 표시되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이미지처리부(230)는 정지 화면(300)을 이미지 처리하여, 삼각형 형태의 물체를 검색한다.

도 5를 참조하면, 이미지처리부(230)는 상기 검색한 물체의 위치에 검은색 네모 형태를 나타낸 경로UI(350)을 생성할 수 있다. 경로UI(350)의 검은색 네모는 정지 화면(300)의 삼각형 형태의 장애물의 위치를 가리킨다.

이미지처리부(230)는 경로UI(350)에서 인접한 검은색 점을 연결하는 실선의 중심을 찾고 상기 실선의 중심을 연결하여 경로를 추출한다. 경로UI(350)에 표시된 X 표시는 상기 실선의 중심을 가리키며, 상기 X 표시를 연결한 실선(410, 420)을 추출된 경로를 가리킨다.

이미지처리부(230)는 추출된 경로(410, 420)을 포함하는 경로 정보를 생성하여 내비게이션부(240)에 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내비게이션부(240)는 상기 경로 정보에 포함된 경로(410, 420) 중에서 경로의 길이가 더 짧은 경로(410)을 주행경로로 선정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 주행경로를 보정하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하여, 내비게이션부(240)가 상기 선정된 주행경로를 보정하는 방법을 자세하게 설명한다.

내비게이션부(240)는 상기 영상 정보 및 메타 정보를 이용하여, 주행경로를 보정할 수 있다. 무인항공기(120)에 설치된 촬영장치가 지상과 수직으로 위치하지 않는 경우, 상기 촬영장치가 촬영한 영상은 왜곡될 수 있다. 따라서, 상기 영상에 나타난 거리와 실제 지상의 거리와는 차이가 발생하므로, 상기 선정된 주행경로를 실제 지상의 거리로 보정하여야, 무인지상차량(150)의 정확한 주행을 보장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내비게이션부(240)는 실험실에서 무인항공기(120)가 수직으로 지상을 촬영할 때(500)의 메타 정보를 바탕으로, 무인항공기(120)가 실제 비행 중에 촬영할 때(550)의 메타 정보를 비교하여 주행경로를 보정한다. 상기 메타 정보는 무인항공기(120)의 고도 및 무인항공기의 촬영 장치의 촬영 기울기를 포함할 수 있다.

예를 들어서, 실험실의 경우(500)에, 무인항공기(120)의 고도 센서가 측정한 고도는 h1 이고, 무인항공기(120)의 촬영장치의 기울기는 0°이며, 무인항공기(120)의 촬영장치의 시야각 일 때, 촬영되는 지상의 거리는 s1이다. 실제 비행 중인 경우(550)에 무인항공기(120)의 고도 센서가 측정한 고도는 h2이고, 무인항공기(120)의 촬영장치의 기울기는 θ이며, 무인항공기(120)의 촬영장치의 시야각 일 때, 촬영되는 지상의 거리는 s2이다. 이러한 메타 정보 및 영상 정보를 바탕으로 실제 거리와 촬영한 영상에서의 거리를 나타내는 보정 비율 R을 계산하는 과정은 다음과 같다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 위에서 구한 보정 비율 R을 주행경로에 곱하여 주행경로를 보정할 수 있다. 상기 보정된 주행경로는 주행부(250)에 제공되어, 무인지상차량(150)의 주행에 이용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기 탑재 무인지상차량이 상기 무인항공기를 이용하여 주행경로를 계획하는 방법을 나타낸 순서도이다.

도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인항공기 탑재 무인지상차량이 상기 무인항공기를 이용하여 주행경로를 계획하는 방법을 자세하게 설명한다.

무인항공기 탑재 무인지상차량은 무인항공기 이륙 조건이 만족되는지 확인한다(S110). 상기 무인항공기 이륙 조건은 현재 위치의 지도 정보가 없거나 GPS 신호의 세기가 기 설정된 기준값 이하인 경우를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다.

상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 무인항공기 이륙 조건이 만족하는 경우, 상기 무인항공기 탑재 무인지상차량에 탑재된 무인항공기에 이륙 명령 신호를 전송한다(S120). 상기 이륙 명령 신호를 수신한 상기 무인항공기는 상기 무인지상차량으로부터 이륙하여 상기 무인지상차량의 주변의 영상을 촬영한다.

상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 상기 무인 항공기로부터 영상 정보 및 메타 정보를 수신한다(S130). 상기 영상 정보를 상기 무인 항공기가 촬영한 상기 무인지상차량의 주변 영상을 포함하며, 상기 메타 정보는 상기 무인 항공기가 촬영할 때의 상기 무인항공기의 고도 및 기울기를 포함할 수 있다.

상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 상기 수신한 영상 정보를 이미지 처리한다(S140). 상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 상기 이미지 처리를 통해서 상기 영상 정보에서 경로 추출하고, 상기 추출된 경로를 포함하는 경로 정보를 생성한다.

상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 주행경로를 결정한다(S150). 상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 상기 경로 정보에 포함된 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로를 상기 주행경로로 결정할 수 있다.

상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 주행경로를 따라서 주행한다(S160). 상기 무인항공기 탑재 무인지상차량은 상기 결정된 주행경로를 이용하여 주행한다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

무인항공기 탑재 무인지상차량 100
무인항공기 120
무인지상차량 150

Claims

공중에서 영상을 촬영하는 무인항공기; 및
상기 무인항공기로부터 수신한 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타정보를 바탕으로 주행경로를 결정하는 제어장치를 포함하는 무인지상차량을 포함하되,
상기 제어장치는,
상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 수신하는 영상수집부;
상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지처리부; 및
상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션부를 포함하는,
무인항공기 탑재 무인지상차량.
제1항에 있어서,
상기 무인항공기는,
상기 영상을 촬영하고, 상기 영상을 포함하는 영상 정보를 생성하고, 상기 영상을 촬영한 고도 및 상기 촬영한 기울기를 포함하는 메타 정보를 생성하는 촬영부; 및
상기 영상 정보 및 메타 정보를 전송하는 전송부를 포함하는,
무인항공기 탑재 무인지상차량.
제1항에 있어서,
상기 제어장치는,
현재 위치의 지도 정보가 없는 경우 또는 GPS 신호의 세기가 기 지정된 기준값 이하인 경우에, 무인항공기 이륙 명령을 상기 무인항공기에 전송하는 무인항공기 제어부를 더 포함하는,
무인항공기 탑재 무인지상차량.
제1항에 있어서,
상기 무인항공기는,
이륙하여 비행하는 경우, 상기 무인지상차량으로부터 기 설정된 상대 위치에 위치하며, 상기 무인지상차량의 이동에 따라 함께 이동하되,
상기 상대 위치는 고도, 수평거리 및 방위각을 포함하는,
무인항공기 탑재 무인지상차량.
영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타정보를 수신하고 상기 영상 정보 및 메타 정보를 바탕으로 주행경로를 결정하는 제어장치를 포함하되,
상기 제어장치는,
상기 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타 정보를 수신하는 영상수집부;
상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지처리부; 및
상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션부를 포함하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 메타 정보는,
상기 영상 정보에 포함된 영상이 촬영된 고도 및 상기 영상을 촬영한 장치의 기울기를 포함하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 영상수집부는,
무인항공기, 교차로에 설치된 폐쇄회로티비 및 고층건물에 설치된 폐쇄회로티비 중에서 어느 하나로부터 상기 영상 정보 및 메타 정보를 수신하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 이미지처리부는,
상기 영상 정보를 이미지처리하고 상기 이미지처리된 영상 정보에서 장애물의 특징점을 검색하여 장애물의 위치를 추출하고, 상기 추출된 장애물의 위치를 바탕으로 경로를 추출하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 내비게이션부는,
상기 경로 정보에 포함된 상기 하나의 이상의 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로를 상기 주행경로로 선정하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 내비게이션부는,
상기 영상정보 및 메타정보를 바탕으로 상기 선정된 주행경로의 거리를 실제 지상에서의 거리로 보정하는,
무인지상차량.
제5항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 무인지상차량을 상기 주행경로를 따라 주행시키는 주행부를 더 포함하는,
무인지상차량.
상기 영상 정보 및 상기 영상 정보에 관한 메타 정보를 수신하는 단계;
상기 영상 정보 및 상기 메타 정보를 바탕으로 하나 이상의 경로를 추출하고, 상기 경로를 포함하는 경로 정보를 생성하는 이미지 처리 단계; 및
상기 경로 정보에 포함된 상기 경로 중에서 어느 하나를 주행경로로 선정하는 내비게이션 단계를 포함하는,
무인지상차량의 주행경로 계획 방법.
제12항에 있어서,
상기 이미지 처리 단계는,
상기 영상 정보에서 장애물의 특징점을 검색하여 상기 장애물의 위치를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 장애물의 위치를 바탕으로 경로를 추출하는 단계를 포함하는,
무인지상차량의 주행경로 계획 방법.
제12항에 있어서,
상기 내비게이션 단계는,
상기 경로 정보에 포함된 경로 중에서 경로 길이가 가장 짧은 경로, 상기 경로 상에 위치하는 장애물이 가장 적은 경로 또는 직선 구간 비율이 가장 높은 경로를 상기 주행경로로 결정하는 단계를 포함하는,
무인지상차량의 주행경로 계획 방법.
제12항에 있어서,
상기 내비게이션 단계는,
상기 메타정보를 바탕으로 상기 선정된 주행경로의 거리를 실제 거리로 보정하는 단계를 포함하는,
무인지상차량의 주행경로 계획 방법
제12항에 있어서,
상기 영상 수집 단계 이전에,
현재 위치에 대한 지도 정보가 없거나 GPS 신호 세기가 기 설정된 기준값 이하인 경우, 탑재된 무인항공기에 무인항공기 이륙 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는,
무인지상차량의 주행경로 계획 방법.