KR20160072081A - 무선식별신호 발신체의 3차원 좌표를 탐지하는 무인비행탐지체계 및 그 무선식별신호 발신체의 위치검출방법 - Google Patents

무선식별신호 발신체의 3차원 좌표를 탐지하는 무인비행탐지체계 및 그 무선식별신호 발신체의 위치검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선식별신호 발신체(RIST)의 정보를 수집하는 무선식별신호 검출장치에 대한 것으로서, 더 자세하게는 RFID 태그를 포함하는 무선식별신호 발신체(RIST)의 3차원적 좌표위치를 탐지하기 위하여 자율비행하는 무선식별신호 탐지용 무인비행체(U)를 포함하는 무인비행탐지체계에 대한 것이다.

Description

무선식별신호 발신체의 3차원 좌표를 탐지하는 무인비행탐지체계 및 그 무선식별신호 발신체의 위치검출방법 {UNMANNED AERIAL VEHICLE TO DETECT 3-DIMENSIONAL COORDINATE OF WIRELESS IDENTIFICATION SIGNAL TRANSMITTER, AND THE METHOD TO CALCULATE THE LOCATION OF THAT WIRELESS IDENTIFICATION SIGNAL TRANSMITTER}
본 발명은 무선식별신호 발신체(RIST)의 정보를 수집하는 무선식별신호 검출장치에 대한 것으로서, 더 자세하게는 RFID 태그를 포함하는 무선식별신호 발신체(RIST)의 3차원적 좌표위치를 탐지하기 위하여 자율비행하는 무선식별신호 탐지용 무인비행체(U)를 포함하는 무인비행탐지체계에 대한 것이다.
일반적으로, RFID 태그를 포함하는 기존의 무선식별신호 발신체(RIST)의 정보를 수집하기 위해서는, 고정된 위치에 무선식별신호 수신체를 설치하거나, 휴대용 수신체를 사용하여, 이 수신체에 접근하는 무선식별신호 발신체(RIST)에 구동용 전파를 공급하고, 이에 의해 발신체(RIST)에서 전파되는 무선식별신호를 무선식별신호 수신기가 수신한 후, 이 정보를 분석하여, 발신체(RIST)의 정보를 중앙제어장치에 전송하도록 되어 있다.
특허문헌 1에는 이러한 고정식 무선식별신호 수신기의 구성과 작동원리가 설명되어 있다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2009-0000129호(2009년01월07일 공개) 대한민국 공개특허공보 제 20-2014-0005040호(2014년09월23일 공개)
특허문헌 1과 특허문헌 2를 비롯한 종래의 기술에서는, 무선식별신호 수신체에 접근하는 무선식별신호 발신체(RIST)의 정보를 검출할 수는 있으나, 이러한 무선식별신호 발신체(RIST)가 수 만개 이상으로 존재하는 대규모 창고에서 식별작업을 수행하는 경우, 특정한 식별번호가 부착된 물체가 존재하는지를 찾아내거나, 또는 특정 식별번호를 포함하는 무선식별신호 발신체(RIST)가 3차원적으로 어느 위치의 좌표에 적재되어 있는지를 정확히 검출하는 데는 상당히 많은 시간과 비용이 발생하게 되는 문제가 있었다. 구체적으로 설명하면, 탐색하려는 무선식별신호 발신체(RIST)가 부착된 적재물이 몇 층의 몇 열에, 그리고 가장 가까운 통로에서 몇 번째에 위치하고 있는지를 대상체(RIST)의 무선식별신호를 검출한 정보에 의하여, 상기 종래기술이 적용된 휴대식 또는 고정식 무선식별신호 수신기(RISR)로 찾아내는 것은 거의 불가능하다는 문제점이 종래의 기술방식에는 존재한다. 따라서 상기 기존의 휴대식 또는 고정식 수신체는 비행이동이 불가능하다는 한계와 더불어, 또 그 기존 휴대용 수신체의 이동속도가 느리다는 한계로 인하여, 특정한 무선식별신호 발신체(RIST)를 찾아내고, 그 정보를 검출하는데 시간과 비용이 많이 소요되며, 그 발신체(RIST)의 위치를 검출한 좌표의 정확도도 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 첫 번째 목적은, 무선식별신호 발신체(RIST)의 3차원적 위치좌표를 검출하기 위한 비행식 무선식별신호 탐색체(U)를 제공하는데 있다.
본 발명의 그 두 번째 목적은, 규정된 거리이상을 벗어나 위치하여 있는 발신체(RIST)와 통신할 수 없는 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 적용된 탐색용 비행체(U)는 특정 발신체(RIST)까지의 거리의 한계와는 상관없이, 그 지정된 무선식별신호 발신체(RIST)에 매우 가까운 거리로 접근하여 통신함으로써, 무선식별신호 발신체(RIST)와 고품질의 전송채널로 고용량의 무선정보교환을 가능하게 하도록 하는 기능을 제공하는데 있다.
본 발명의 그 세 번째 목적은, 원거리에 있는 발신체(RIST)에 구동전원을 공급하기 위하여 높은 출력의 구동전파를 공급해야 하는 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명이 구현하는 비행식 무선식별신호 탐색체(U)는, 무선식별신호를 발신하는 대상체(RIST)에 상대적으로 근접한 위치까지 비행해 대상체(RIST)와 통신함으로써, 아주 적은 출력의 구동전파를 발사하고도, 대상체(RIST) 및 그 주변에 있는 소수의 일부 발신체(RIST)만을 구동시키게 되고, 그 결과, 불필요한 전력낭비와 전파왜곡에 의한 발신체(RIST)의 오작동 가능성을 줄일 수 있는 기능을 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무인비행체(U)의 탐색경로를 원격위치에서 전송할 수 있는 제어장치를 포함하는 탐색통제체계(SCS)와, 대상체(RIST)까지 비행하여 접근할 수 있는 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U), 그리고 탐색대상체에 부착되는 무선식별신호 발신체(RIST)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 무선식별신호 무인비행탐지체계에 포함되는 탐색통제체계(SCS)는 무인비행체(U)와 무선으로 데이터통신을 수행할 수 있는 무선데이터송수신기(WDTCM)와, 무인비행체(U)에서 전송된 음향 및 영상자료를 수신할 수 있는 무선음향영상수신기(WAVR)와, 무인비행체(U)의 경로를 설정하고 무인비행체(U)가 송신한 음향 및 영상을 표시할 수 있는 화면표시장치(SDD)와, 상기의 통신장치 및 사용자 입력장치, 그리고 화면표시장치(SDD)로부터 입출력정보를 저장하고 처리할 수 있는 제어용 컴퓨터(CCB)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 무선식별신호 무인비행탐지체계에 포함되는 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)는, 탐색통제체계(SCS)와 통신할 수 있는 무선데이터송수신기(WDTCS)와, 무인비행체(U)의 전(全)방향으로 전개가 가능한 복수의 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)와, 무인비행체(U)의 내부에 설치되어 수신된 무선식별신호를 변환하는 무선식별신호 수신기(RISR)와, 무선식별신호 발신체(RIST)에 전원을 공급하기 위해 전원공급용 전파를 발사하는 구동전파 발사체(RT)와, 대상체(RIST)의 3차원 좌표를 연산하는 소프트웨어(SW)와, 이 소프트웨어(SW)가 실행되는 무인비행체(U)의 위치연산장치(LCD)와, 무인비행체(U)의 경로를 설정하고 비행제어를 수행하는 비행제어기판(FCB)와, 상기 각 부품에 전원을 공급하는 대용량 배터리(LBT)와, 무인비행체(U)를 이륙시키고, 경로지점으로 이동시키는 동력을 공급하는 전기구동형 또는 엔진구동형 프로펠러추진체(PPD)와, 대상체(RIST) 주변의 음향과 영상을 촬영하는 비디오카메라(VC)와, 이 영상을 탐색통제체계(SCS)로 전송하는 무선음향영상송신기(WAVT)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한, 무선식별신호 발신체(RIST)는 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)로부터 작동전압을 생성하기 위한 구동전파를 공급받아, 발신체(RIST) 내부회로의 작동을 초기화하고, 발신체(RIST)자신의 정보를 무선식별신호에 적재하여 무인비행체(U)에 송신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)의 3차원적 경로비행에 의하여, 무선식별신호 발신체(RIST)의 전파강도를 여러 지점에서 다양한 각도로 측정하고, 그 잠재적인 위치를 매 측정회차마다 보정하며 추적함으로써, 대상체(RIST)의 3차원적 위치좌표를 정확히 산출해 낼 수 있는 효과를 제공한다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 대상체(RIST)에 최대로 접근하여 통신을 수행함으로써, 대상체(RIST)와 고품질의 전송채널로 고용량의 무선정보교환을 수행할 수 있게 하는 효과를 제공한다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 무선식별신호를 발신하는 대상체(RIST)에 상대적으로 근접한 위치까지 비행해 대상체(RIST)와 통신함으로써, 아주 적은 출력의 구동전파를 발사하고도, 대상체(RIST) 및 그 주변에 있는 소수의 일부 발신체(RIST)만을 구동시키게 되어, 불필요한 전력낭비를 절감하고, 전파왜곡 또는 동일한 식별번호가 부여된 발신체(RIST)의 중복응답에 의한 무선식별번호 인식의 오작동 가능성을 줄일 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 무선식별신호를 발신하는 대상체(RIST)에 상대적으로 근접한 위치까지 비행해 대상체(RIST)와 통신함으로써, 아주 적은 출력의 구동전파를 발사하고도, 대상체(RIST) 및 그 주변에 있는 소수의 일부 발신체(RIST)만을 구동시키게 되므로, 복수의 탐색용 무인비행체(U)를 대상지역에 동시에 분산비행시켜 동시병렬적으로 광범한 지역에 대해서 탐색영역을 분담하여 여러 대상체(RIST)를 탐색할 수 있게 하며, 또한 무인비행체(U) 상호간에 전파검출의 이력정보를 교환함으로써, 이후의 탐색방향과 탐색경로설정의 전략을 결정할 수 있도록 하여, 네트워크적인 탐색작업을 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
도 1은 무인비행탐지체계의 전체 구성도를 표시한다.
도 2는 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)가 회수된 상태의 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)의 구성도를 표시한다.
도 3은 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)가 확장된 상태의 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)의 구성도를 표시한다.
도 4는, 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)를 회수 또는 확장할 수 있는 구조를 구현하기 위하여, 다단으로 길이를 자동조정할 수 있는 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)의 구조를 표시한다.
도 5는 좌표를 검출하는 하나의 실시예로서, 무선식별신호 탐색체(U)가 무선식별신호 발신체(T)의 좌표를 검출하기 위하여 세 지점에서 무선식별신호의 발신강도를 측정함으로써, 발신체(T)의 위치범위를 축소하는 과정을 표시한다.
도 6는 좌표를 검출하는 다른 하나의 실시예의 경우로서, 무선식별신호의 강도와 그 발신체까지의 거리는 대체적으로 반비례함을 설명한다.
도 7은 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 무선식별신호 발신체(RIST)의 좌표를 검출하는 알고리즘을 순서도로 작성한 것이다.
이하 첨부된 그림을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 그림에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 의한 바람직한 하나의 실시예로서, 무인비행탐지체계에 대한 전체 구성도를 표시한다. 이 그림에 도시된 바와 같이 본 실시예에 의한 무인비행탐지체계는, 탐색통제체계(SCS)와 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)와 무선식별신호 발신체(RIST)의 세 요소로 상위체계를 크게 구분할 수 있다. 탐색통제체계(SCS)는 무선음향영상수신기(WAVR)와 제어용 컴퓨터(CCB)와 화면표시장치(SDD)와 소프트웨어(SSW), 무선데이터 송수신기(WDTCM)로 구성된다.
탐색통제체계(SCS)의 소프트웨어(SSW)는 제어용 컴퓨터(CCB)를 구동하여, 화면표시장치(SDD)에 사용자설정 메뉴를 표시한다. 사용자는 화면표시장치(SDD)에서 무선식별번호 탐색용 무인비행체(U)의 경로지점과 검색하려는 무선식별번호를 설정한다. 또한 탐색통제체계(SCS)는 무선음향영상수신기(WAVR)를 통하여 무인비행체(U)의 카메라(VC)에서 촬영된 영상을 수신하여, 화면표시장치(SDD)에 표시한다.
무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)는 비디오카메라(VC)를 통하여 촬영한 화면과 음향을 무선음향영상송신기(WAVT)를 통하여 탐색통제체계(SCS)의 무선음향영상수신기(WAVR)로 전송한다. 무인비행체(U)의 비행제어기판(FCB)은 위치연산장치(LCD)에서 수신한 각 프로펠러추진체(PPD)의 출력을 조종하기 위한 명령에 따라 프로펠러추진체(PPD)의 출력을 제어하고, 프로펠러추진체(PPD)를 실제로 구동하기 위한 전기신호를 발생시킨다. 소프트웨어(SW)는 위치연산장치(LCD)에 연결된 무선식별신호 수신기(RISR)에 전파발사명령을 전달하고, 발신체(RIST)로부터 수집된 무선식별번호를 무선식별신호 수신기(RISR)로부터 수신하여, 분석을 수행한다. 구동전파 발사체(RT)는 무선식별신호 수신기(RISR)로부터 구동명령을 수신하면, 무인비행체(U)외부의 각 방향에 부착된 안테나(RISTCA)를 통하여 무선식별신호 발신체(RIST)를 구동시키기 위한 구동전파신호를 발사한다. 또한 소프트웨어(SW)는 위치연산장치(LCD)에서 실행되어, 거리측정 알고리즘과 작업상태에 대한 판단을 수행하며, 위치연산장치(LCD)에서 계산된 대상체(RIST)의 3차원 좌표를 무선데이터송수신기(WDTCS)를 통하여 탐색통제체계(SCS)의 무선데이터 송수신기(WDTCM)로 전송한다. 무인비행체(U)의 대용량 배터리(LBT)는 무선음향영상송신기(WAVT)와 비디오카메라(VC), 비행제어기판(FCB), 프로펠러추진체(PPD), 무선데이터송수신기(WDTCS), 위치연산장치(LCD), 무선식별신호 수신기(RISR)에 전원을 공급한다.
무선식별신호 발신체(RIST)는 무인비행체(U)로부터 구동전파를 수신하여, 호출하는 식별번호가 자신의 식별번호와 일치하면, 자신의 식별번호를 포함한 정보를 무선식별신호에 적재하여 무인비행체(U)에 전송한다.
도 2는 본 발명에 의한 바람직한 하나의 실시예로서, 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)가 기체(FB)의 내부로 회수된 상태에 있는, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)의 내부 구성도를 표시한다.
무인비행체(U)의 프로펠러 추진체(PPD)는 비행제어기판(FCB)으로부터 구동을 위한 전기신호를 공급받아, 무인비행체(U)를 이륙시킬 수 있는 추력을 제공하여, 통제제어체계가 설정한 경로로 무인비행체(U)를 이동시키는 역할을 수행한다. 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)는 무선식별신호 발신체(RIST)로부터 수신한 무선식별신호를 수신하여, 무인비행체(U) 내부의 무선식별신호 수신기(RISR)로 전달한다. 무선식별신호 수신기(RISR)는 수신한 무선식별신호를 위치연산장치(LCD)로 전송하여, 발신체(RIST)까지의 거리를 측정할 수 있게 한다. 프로펠러 가이드(PG)는 프로펠러가 외부의 물체와 충돌하여 프로펠러가 파괴되는 것을 방지한다. 프로펠러 추진체 지지대(PPDS)는 프로펠러추진체(PPD)를 무인비행체(U)와 연결하여 무인비행체(U)의 기체(FB)를 지지해 주는 기능을 수행한다.
도 3은 본 발명에 의한 바람직한 하나의 실시예로서, 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)가 기체의 외부로 확장된 상태에 있는 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)의 내부 구성도를 표시한다. 도 3의 내용이 도 2의 내용과 다른 점은 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)의 지지대(AS)가 외측으로 확장된 상태에 있는 모습이다. 무선비행체(U)의 이륙직후, 수신되는 무선신호의 감도를 최대로 증대시키기 위하여, 안테나 지지대(AS)는 외축으로 자동확장되고, 무인비행체(U)의 착륙직전에는 내측으로 회수되어, 착륙시 안테나(RISTCA)가 외부구조물에 충돌하지 않도록 한다.
도 4는 본 발명에 의한 바람직한 하나의 실시예로서, 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)의 확장된 상태의 구조를 표시한다. 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)는 안테나를 회수 또는 확장할 수 있는 구조를 구현하기 위하여, 다단의 관절구조에 의하여 모터의 작동으로 그 안테나(RISTCA)의 길이를 자동조정할 수 있도록 설계된다. 도 4에 표시된 하나의 실시예에서, 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)는 제1단 지지대(XAS1)와 제2단 지지대(XAS2)와 제3단 지지대(XAS3), 제4단 지지대(XAS4), 제5단 지지대(XAS5)를 통하여 무인비행체(U)의 기체(FB)에 지지된다.
도 5는 본 발명에 의해 좌표를 검출하는 바람직한 하나의 실시예로서, 무선식별신호 탐색체(U)가 무선식별신호 발신체(T)의 좌표를 검출하기 위하여 세 위치의 경로지점을 각각 통과하며, 무선식별신호의 발신강도를 측정함으로써, 발신체(T)의 위치범위를 축소하는 과정을 표시한다.
이 도면에서 탐색체 U1은 D1의 거리만큼 무선식별신호 발신체(T)로부터 떨어져 있으며, 탐색체 U2는 D2의 거리만큼 무선식별신호 발신체(T)로부터 떨어져 있다. 탐색체 U3는 발신체(T)로부터 D3의 거리만큼 떨어져 있는 것을 또한 보여준다. R1은 D1이라는 측정거리를 이용하여, 발신체가 존재할 수 있는 범위를 U1의 위치를 중심지점으로 하는 구(Sphere)의 형태로 표시한 것이며, R2는 D2라는 측정거리를 이용하여, 발신체가 존재할 수 있는 범위를 U2의 위치를 중심지점으로 하는 구(Sphere)의 형태로 표시한 것이다. 마지막으로 R3는 D3라는 측정거리를 이용하여, 발신체가 존재할 수 있는 범위를 U3의 위치를 중심지점으로 하는 구(Sphere)의 형태로 표시한 것이다.
도 6은 본 발명에 의해 좌표를 검출하는 다른 하나의 바람직한 실시예의 경우로서, 무선식별신호의 강도와 그 발신체까지의 거리는 대체적으로 반비례함을 설명한다. 그래프의 함수곡선 W에서, 무선신호강도가 최대인 P1지점의 경우에는 발신체와 탐색체의 거리가 극도로 가까움을 볼 수있다. 반면 무선신호강도가 0에 근접하는 P3지점에서는 발신체와 탐색체의 거리가 무한대에 가까움을 볼 수있다. 관계곡선이 급격히 경사가 증가하는 P2지점에서는 외부의 전파간섭에 의하여 무선식별신호가 감쇄되었음을 볼 수 있다.
도 7은 본 발명에 의한 바람직한 하나의 실시예로서, 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 무선식별신호 발신체(RIST)의 좌표를 검출하는 알고리즘을 순서도로 표시한 것이다.
처리단계의 첫 번째인 F1에서는, 무인비행체(U)가 탐색통제체계(SCS)로부터 탐색경로의 정보와 탐색시작명령을 수신함으로써, 탐색의 과정을 개시한다.
처리단계의 두 번째인 F2에서는, 무인비행체(U)가 다음 탐색경로의 지점으로 이동하면서, 무선식별신호 발신체(RIST)를 구동하기 위한 구동전파를 발신한다.
처리단계의 세 번째인 F3에서는, 무인비행체(U)가 발사한 구동전파를 무선식별신호 발신체(RIST)가 수신한 결과, 무선식별번호에 대한 정보를 무인비행체(U)의 수신기에 회신하였는지를 확인하기 위하여, 무선식별신호 수신기(RISR)에 무선식별번호의 정보가 수신되었는지를 비교한다. 만일 수신되었다면, 다음의 비교단계인 F4로 이동하고, 수신이 되지 않았다면, 다음 경로지점에서 구동전파를 발사하는 단계인 F2의 단계로 진행한다.
처리단계의 네 번째인 F4에서는, 수신한 무선식별신호가 탐색하려는 무선식별번호와 일치하는지를 비교한다. 만일 일치한다면, 다음의 처리단계인 F5로 이동한다. 일치하지 않는다면, 다음 경로지점에서 구동전파를 발사하는 단계인 F2의 단계로 진행한다.
처리단계의 다섯 번째인 F5에서는, 무인비행체(U)의 현재위치에서 측정한 무선식별신호의 수신강도를 메모리에 저장한다. 그리고 다음의 비교단계인 F6의 단계로 진행한다.
처리단계의 여섯 번째인 F6에서는, 무인비행체(U)의 현재위치가 탐색통제체계(SCS)에서 설정한 마지막 탐색경로지점인지를 비교한다. 만일 현재위치가 마지막 탐색경로지점이라면, 좌표연산작업을 수행하는 F7의 단계로 진행한다. 그러나 현재위치가 마지막 탐색경로지점이 아니라면, 다음 경로지점에서 구동전파를 발사하는 단계인 F2의 단계로 진행한다.
처리단계의 일곱 번째인 F7에서는, 무선식별신호를 검출한 각 위치에서의 무선신호강도 측정치를 참조하여, 대상체(RIST)까지의 거리의 범위를 연산한다. 이 연산작업이 완료되면 3차원 좌표를 계산하는 단계인 F8의 단계로 진행한다.
처리단계의 여덟 번째인 F8에서는, 무선식별신호를 검출한 무인비행체(U)의 각 경로위치에서 대상체(RIST)까지의 거리의 범위를 3차원 공간에서 중첩시키고, 그 중첩영역 중심점의 3차원 좌표를 연산하여, 그 좌표에 가장 근접한 지점으로 탐색체(U)를 비행시킨다. 그리고 검출한 좌표의 오차범위를 연산하는 단계인 F10의 단계로 진행한다.
처리단계의 아홉 번째인 F9에서는, 무인비행체(U)가 대상체(RIST)에 가장 가까운 지점까지 비행한 후, 이 지점에서 검출한 대상체(RIST)의 좌표가 직전에 연산한 좌표와 오차허용치의 범위 안에 해당하는지를 비교한다. 만일 오차허용범위를 만족시킨다면, 최종단계인 F10으로 진행하고, 오차범위를 벗어난다면, 처음부터 탐색을 재시작하는 단계인 F11의 단계로 진행한다.
처리단계의 최종단계인 F10에서는, 무인비행체(U)가 대상체(RIST)의 최종적인 3차원 좌표를 탐색통제체계(SCS)에 전송한다.
F11의 처리단계에서는, F9의 단계에서 최종좌표의 오차가 허용범위를 벗어나는 경우, 첫 번째 경로로 설정된 지점으로 탐색체를 비행시켜, 탐색작업을 리셋하고, 첫 단계부터 탐색작업을 재시작한다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 대규모의 물류적재소의 물품이동을 무인비행체(U)가 이동하며 추적함으로써, 물품의 이동을 능동적으로 감시하는데 적용될 수 있다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호를 검출하는 무인비행체(U)가 보관창고에서 적재물이 무단반출되는 것을 자동으로 감지하여 경비시스템에 통보함으로써, 경비시스템 내부의 영상감시시스템과 센서감지시스템의 사각지대를 보완하는데 적용될 수 있다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 발신체(RIST)를 직원의 작업복에 부착함으로써, 작업장의 상공을 비행하는 무인비행체(U)의 실시간감시를 통하여, 직원의 이동상태 및 근무상태를 능동적으로 감시하고, 현장의 업무효율성을 분석하는데 적용될 수 있다.
본 발명이 기술하는 무선식별신호 무인비행탐지체계는, 무선식별신호 발신체(RIST)를 부착한 인원의 건강상태 및 부상상태를 무선식별신호를 검출하는 무인비행체(U)가 감시하고 응급상태에 대한 정보를 통제센터에 송출하는 용도에 적용할 수 있다. 특히 전투상황에서 전사하거나 부상한 병사의 혈압과 체온, 쇼트상태를 포함한 이상상태정보를 무인비행체(U)를 통하여 실시간으로 수집하고, 전사하거나 부상한 병사의 위치좌표를 검출하여, 응급시스템이 의료진을 출동시킬 위치를 지시하거나, 치료법을 지시할 수 있도록, 중앙통제센터에 병사의 상태정보를 전달하는데 적용될 수 있다.
AS 무선식별신호 송수신안테나의 지지대
CCB 제어용 컴퓨터 (탐지통제체계측)
D1 1번 탐색체에서 무선식별신호 발신체(T)까지의 거리
D2 2번 탐색체에서 무선식별신호 발신체(T)까지의 거리
D3 3번 탐색체에서 무선식별신호 발신체(T)까지의 거리
DA 1번 탐색체의 위치영역과 2번 탐색체의 위치영역과 3번 탐색체의 위치영역이 중첩되는 공간
FB 무인비행체의 기체
F1 탐색의 제1단계 (탐색경로와 명령수신)
F2 탐색의 제2단계 (경로이동과 전파발사)
F3 탐색의 제3단계 (식별신호 수신확인)
F4 탐색의 제4단계 (식별신호 일치확인)
F5 탐색의 제5단계 (식별신호 수신강도 저장)
F6 탐색의 제6단계 (최종경로지점 여부확인)
F7 탐색의 제7단계 (대상체 거리범위 연산)
F8 탐색의 제8단계 (대상체 3차원 좌표 연산)
F9 탐색의 제9단계 (최근점점에서 좌표오류 허용여부 판정)
F10 탐색의 제10단계 (3차원 좌표 회신)
F11 탐색의 제11단계 (첫번째 경로부터 재탐색)
FCB 비행제어기판
LBT 대용량 배터리
LCD 위치연산장치
P1 무선식별신호의 강도가 최대인 거리의 위치
P2 전파간섭에의한 심각한 왜곡이 발생하기 시작하는 거리의 위치
P3 무선식별신호의 강도가 0에 근접하는 거리의 위치
PG 프로펠러 가이드
PPD 프로펠러 추진체
PPDS 프로펠러 추진체 지지대
R1 탐색체(U1)에서 검출한 무선식별신호 발신체(T)의 위치영역
R2 탐색체(U2)에서 검출한 무선식별신호 발신체(T)의 위치영역
R3 탐색체(U3)에서 검출한 무선식별신호 발신체(T)의 위치영역
RT 구동전파 발사체
RISR 무선식별신호 수신기
RISTCA 무선식별신호 송수신안테나
RIST 무선식별신호 발신체
SCS 탐색통제체계
SDD 화면표시장치
SW 소프트웨어 (무인비행체측)
SSW 소프트웨어 (탐색통제체계측)
T 최종탐색대상체 (무선식별신호 발신체)
U 무선식별신호 탐색용 무인비행체
U1 서측 경로지점에서 무선식별신호를 검출하는 1번 탐색체(U)
U2 북측 경로지점에서 무선식별신호를 검출하는 2번 탐색체(U)
U3 동측 경로지점에서 무선식별신호를 검출하는 3번 탐색체(U)
XAS1 제1단 지지대
XAS2 제2단 지지대
XAS3 제3단 지지대
XAS4 제4단 지지대
XAS5 제5단 지지대
VC 비디오카메라
W 발신체까지의 거리와 무선식별신호의 강도의 대응관계를 표시하는 곡선
WAVR 무선음향영상수신기
WAVT 무선음향영상송신기
WDTCM 무선데이터송수신기(탐색통제체계측)
WDTCS 무선데이터송수신기(무인비행체측)

Claims (4)

  1. 무인비행체(U)에서 전송된 음향 및 영상자료를 수신하는 무선음향영상수신기(WAVR);
    무인비행체(U)와 무선으로 데이터통신을 수행할 수 있는 무선데이터 송수신기(WDTCM);
    무인비행체(U)의 경로를 설정하고 무인비행체(U)가 송신한 음향 및 영상을 표시할 수 있는 화면표시장치(SDD);
    상기의 통신장치 및 사용자 입력장치, 그리고 화면표시장치(SDD)로부터 입출력정보를 저장하고 처리하는 기능을 수행하는 소프트웨어(SSW);
    그리고 그 소프트웨어(SSW)가 실행되는 제어용 컴퓨터(CCB);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 탐색통제체계(SCS);와

    무인비행체(U)의 비행상태 및 비행체(U) 주변의 환경을 촬영하는 비디오카메라(VC);
    이 영상을 탐색통제체계(SCS)로 전송하는 무선음향영상송신기(WAVT);
    탐색통제체계(SCS)와 통신할 수 있는 무선데이터송수신기(WDTCS);
    무인비행체(U)의 전(全)방향으로 전개가 가능한 복수의 무선식별신호 송수신안테나(RISTCA);
    무인비행체(U)의 내부에 설치되어 수신된 무선식별신호를 변환하는 무선식별신호 수신기(RISR);
    무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)를 기체(FB)에 고정시켜 지지하는 지지대(AS);
    무선식별신호 발신체(RIST)에 전원을 공급하기 위해 전원공급용 전파를 발사하는 구동전파 발사체(RT);
    대상체(RIST)의 3차원 좌표를 연산하는 소프트웨어(SW);
    이 소프트웨어(SW)가 실행되는 무인비행체(U)의 위치연산장치(LCD);
    무인비행체(U)의 경로를 설정하고 비행제어를 수행하는 비행제어기판(FCB);
    무인비행체(U)를 이륙시키고, 다음의 경로지점으로 이동시키는 동력을 공급하는 전기구동형 또는 엔진구동형 프로펠러추진체(PPD);
    회전중인 프로펠러가 물체에 충돌하는 것을 방지하는 프로펠러가이드(PG);
    상기의 각 부품 중, 전기전자부품에 전원을 공급하는 대용량 배터리(LBT);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선식별신호 탐색용 무인비행체(U);와

    탐색대상이 되는 물체에 부착되는 무선식별신호 발신체(RIST);
    의 세 요소를 상위체계로 포함하는 것을 특징으로 하는 무선식별신호 무인비행탐지체계
  2. 제1항에 있어서,
    무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)는,
    탐색의 제1단계로서, 탐색경로와 명령수신의 단계(F1);
    탐색의 제2단계로서, 경로이동과 전파발사의 단계(F2);
    탐색의 제3단계로서, 식별신호 수신확인의 단계(F3);
    탐색의 제4단계로서, 식별신호 일치확인의 단계(F4);
    탐색의 제5단계로서, 식별신호 수신강도 저장의 단계(F5);
    탐색의 제6단계로서, 최종경로도달 여부 확인의 단계(F6);
    탐색의 제7단계로서, 대상체(RIST)의 존재범위를 연산하는 단계(F7);
    탐색의 제8단계로서, 대상체(RIST)의 3차원 좌표를 연산하는 단계(F8);
    탐색의 제9단계로서, 대상체(RIST)의 최근점(最近接) 지점에서 최종좌표오류의 수용가능 여부를 판정하는 단계(F9);
    탐색의 제10단계로서, 대상체(RIST)의 3차원 좌표를 회신하는 단계(F10);
    탐색의 제11단계로서, 첫 번째 경로부터 재탐색을 수행하는 단계(F11);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행에 의한 무선식별신호 탐지방법
  3. 제1항에 있어서,
    무선식별신호 송수신안테나(RISTCA)는
    무선식별신호 탐색용 무인비행체(U)가 비행할 이동통로의 크기, 또는 요청되는 전파수신감도의 변화에 따라, 모터의 작동에 의하여 무인비행체(U)의 기체(FB) 외부로 확장되거나 또는 기체(FB) 내부로 회수될 수 있는 구조를 가지는 것과,
    넓은 탐색지에 복수의 탐색용 무인비행체(U)를 비행시켜, 각 무인비행체(U)를 네트워크망으로 상호연결하고, 각 무인비행체(U)는 소출력의 발신체 구동전파를 발신함으로써, 무인비행체(U) 상호간의 무선식별신호 탐색전파의 교란을 일으키지 않으면서, 동시병렬적으로 복수의 무선식별신호 발신체(RIST)의 검색을 수행하는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 무선식별신호 무인비행탐지체계
  4. 제1항에 있어서,
    위치연산장치(LCD)는,
    무선식별신호 발신체(RIST)의 3차원 좌표를 효율적으로 연산하기 위하여, 무선식별신호 발신체(RIST)와 무선식별신호 수신기(RISR)의 상호거리 추정치와 무선식별신호의 전파강도와의 상호관계를 1대 1로 대응시키는 통계적 테이블을 내부메모리에 저장하는 것과,
    또 탐색지역의 전파교란상황에 따라서, 무선식별신호의 전파강도와 상호거리에 대한 추정치의 대응관계를 규정하는 자료테이블에 입력되는 각 자료의 최적값을 위치연산장치(LCD)가 스스로 연산하고, 이를 스스로 갱신하는 기능을 제공하는 것을 특징으로 하는 무선식별신호 무인비행탐지체계

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