KR20160107833A - 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 무인로봇 운용 방법은, 운용할 복수의 무인로봇들을 설정하는 단계, 상기 설정된 무인로봇들 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계 및 상기 설정된 무인로봇들 각각에 부여된 다중 임무에 근거하여 상기 설정된 무인로봇들을 운용하는 단계를 포함하며, 상기 설정된 무인로봇들의 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계는, 상기 설정된 무인로봇들 중 적어도 하나를 선택하는 단계, 상기 선택된 적어도 하나의 무인로봇이 수행해야하는 하나 또는 그 이상의 과업들을 기 정의된 과업들 중에서 선택하는 단계, 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들의 수행 순서를 설정하는 단계, 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 운용되는 방식과 관련된 운용 모드를 기 정의된 운용 모드들 중에서 선택하는 단계 및 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 선택된 운용모드로 수행되어야 하는 시간조건을 기 정의된 시간조건들 중에서 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법{UNMMANED ROBOT OPERATION METHOD OF SYSTEM ASSIGNNING MULTIPLE MISSIONS TO A PLURALITY OF UNMMANED ROBOTS AND OPERATING THE PLURALITY OF UNMMANED ROBOTS BASED ON THE AGGIGNED MULTIPLE MISSIONS}

본 발명은 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법에 관한 것이다.

미래전은 지상공중해상 외에도 사이버 및 우주를 포함한 5차원의 전장에서 원거리/비대칭의 분산 전력을 활용하여 개별 플랫폼 보다는 네트워크 중심전(NCW: Network Centric Warfare)으로 변화될 것이다. 네트워크 중심전의 구성 요소에는 유인체계 외에도 무인체계가 고려되고 있으며, 최첨단 과학기술의 발전 및 인명 중시 사상이 보편화되면서 그 적용성 및 중요성이 부각되고 있다. 무인체계, 무인로봇(drone) 또는 로봇의 군사적 활용으로 인한 기대 효과는 전투원의 피해 최소화 및 필요 시 병력 대체가 가능하며, 유인 보조 및 무인체계 간의 협업을 통한 전투시너지 효과를 창출할 수 있다. 하지만, 그것의 실질적인 발휘를 보장하기 위해서는 무인체계 운용을 위한 임무통제 관련 기술의 개발이 요구된다.

향후, 무인 무기체계에서는 다양하고 복잡한 작전운용으로 인하여 지휘자 및 운용자의 부담 가중 가능성이 증가될 수 있다. 일반적으로 무인체계에서 무인로봇의 임무는 상이한 수행 특성을 갖는 하나 이상의 임무 구성요소로 이루어지지만, 통상적인 무인로봇의 임무 운용은 하나의 임무 단위로 수행된다. 따라서, 무인로봇이 시공간적으로 지속적인 다중 임무를 수행하도록 하기 위해서 운용자의 개입이 빈번히 발생하여 왔으며, 이러한 상황은 무인로봇의 운용효과 극대화에 저해 요소로 작용하였다. 따라서, 임무 자동화를 통하여 운용자의 작전 수행 부담을 해소하여 작전운용 효율성을 극대화시킬 필요가 있다.

무인로봇 임무통제 관련 기술들 중, 다수의 무인로봇을 대상으로 각각의 무인로봇에 대해 다중 임무를 부여하는 임무계획 및 그 관리 기술이 임무 자동화 및 최적화를 위해 필요하다. 이는 적시적절한 운용자 개입 또는 필요 시 자동적인 임무계획의 수정 및 변경을 통하여 임무 수행의 단절을 방지하고 적정 수준의 무인로봇 자율성을 보장하기 위함이다. 또한, 기존의 불명확한 무인로봇의 단위임무, 운용모드 및 각 단위임무에 대한 시간설정 등의 정의를 무인운용체계 개념을 고려하여 식별함으로써 보다 더 명확하고 구체화된 무인체계 운용을 위한 임무계획 및 임무관리가 반드시 요구된다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 무인전장체계에서 여러 대의 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용을 위해서, 복수의 무인로봇들을 효과적으로 운용하는 방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 효과적이고 운용개념을 고려한 임무계획 및 임무관리 기술을 가지고 임무 자동화, 임무 최적화 및 로봇 협업을 달성하여 복수의 무인로봇들에 대한 운용효과를 극대화시키는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이에 따라, 불필요한 운용자 개입을 최소화하면서 임무 자동화 및 임무 최적화를 달성하여 무인로봇들의 운용효과를 극대화시키는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법에 있어서, 운용할 복수의 무인로봇들을 설정하는 단계, 상기 설정된 무인로봇들 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계 및 상기 설정된 무인로봇들 각각에 부여된 다중 임무에 근거하여 상기 설정된 무인로봇들을 운용하는 단계를 포함하며, 상기 설정된 무인로봇들의 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계는, 상기 설정된 무인로봇들 중 적어도 하나를 선택하는 단계, 상기 선택된 적어도 하나의 무인로봇이 수행해야하는 하나 또는 그 이상의 과업들을 기 정의된 과업들 중에서 선택하는 단계, 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들의 수행 순서를 설정하는 단계, 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 운용되는 방식과 관련된 운용 모드를 기 정의된 운용 모드들 중에서 선택하는 단계 및 상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 선택된 운용모드로 수행되어야 하는 시간조건을 기 정의된 시간조건들 중에서 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 기 정의된 과업들은 대기, 이동, 지뢰탐지, 고정감시, 이동감시 및 화생방탐지를 포함하고, 상기 기 정의된 운용모드들은 주행모드 및 감시/탐지모드를 포함하고, 상기 기 정의된 시간조건들은 연속수행, 종료시간 준수, 연속수행과 종료시간 준수 및 미지정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 주행모드는 수동주행, 경로주행 및 종속주행을 포함하고, 상기 감시/탐지모드는 수동 및 자동을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 설정된 무인로봇들 각각에 부여된 다중 임무에 근거하여 상기 설정된 무인로봇들을 운용하는 단계는, 상기 설정된 무인로봇들 중 어느 무인로봇의 n번째 과업이 종료되면, n+1번째 과업의 시간조건을 탐색하는 단계 및 상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건에 근거하여 상기 n+1번째 과업의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다

일 실시 예에 있어서, 상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 상기 미지정 또는 상기 종료시간 준수인 상태에서, 상기 n번째 과업이 조기 종료되면 상기 n+1번째 과업은 기 설정된 시작시점에 수행되고, 상기 n번째 과업이 지연 종료되면 상기 n+1번째 과업은 상기 n번째 과업에 연속하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 상기 연속수행 또는 상기 연속수행과 종료시간 준수이면, 상기 n+1번째 과업은 상기 n번째 과업의 종료시점과 관계없이 상기 n번째 과업에 연속하여 수행되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 종료시간 준수인 상태에서, 상기 n번째 과업이 상기 n+1번째 과업의 기 설정된 종료시간을 도과하여 종료되면, 상기 n+1번째 과업은 수행되지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법에 의한 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

복수의 무인로봇들 각각에 대한 다중임무가 기 정의된 과업들 중에서 선택되어 수행 순서가 결정되며, 각각의 과업에 대한 운용모드와 시간조건이 설정됨으로써 효과적인 임무계획 및 임무관리가 가능해진다. 이에 따라, 불필요한 운용자 개입이 최소화되며, 임무 자동화 및 최적화가 달성되어 복수의 무인로봇들에 대한 운용효과를 극대화시킬 수 있다.

또한, 임무계획 수립에서 임무를 구성하는 과업들 중 무인로봇별 최초 과업에 대한 시간설정 시 과업의 이동속성 유무에 따라 시간설정 방법에 차별성을 부여하여, 운용자로 하여금 최초 과업 계획 시 불필요한 임무계획 옵션을 사전에 차단함으로써 임무계획을 용이하게 시작할 수 있다. 또한, 임무계획 수립 후 임무를 실제로 수행하게 되면 각 과업에 따라 조기 혹은 지연 종료되어 계획대비 불일치 상황이 발생하게 되는데, 여러 가지 시간설정 조건들을 과업별로 지정하여 적용하면, 운용자 개입 최소화를 통한 자동임무 수행 및 효과적인 임무관리가 가능하게 된다.

도 1은 본 발명과 관련된 무인전투체계 통합 임무통제 시스템을 설명하기 위한 전체 흐름도
도 2는 도 1에서 상술한 시스템의 무인로봇 운용 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 무인로봇별로 과업 기반으로 임무를 계획하는 방법을 설명하기 위한 예시도
도 4는 단위임무 기반의 임무자동화를 설명하기 위한 임무관리 예시도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

미래전은 지상, 공중, 해상 이외에도 사이버 및 우주를 포함한 5차원의 전장에서 원거리/비대칭의 분산전력을 활용하여 개별 플랫폼보다는 네트워크 중심전(NCW : Network Centric Warfare)으로 변화될 것이다. 네트워크 중심전의 구성요소에는 유인체계 이외에도 무인체계가 고려되고 있으며, 최첨단 과학기술의 발전 및 인명 중시 사상이 보편화되면서 그 중요성이 부각되고 있다. 무인로봇을 효과적으로 운용하기 위해서는 무선통신을 통한 원격통제, 무인 플랫폼 및 자율주행 등의 기술들 이외에도 임무통제 기술이 요구된다.

임무통제 기술은 임무가 수행되는 시간적 관점에서 볼 때, 무인로봇에 대한 임무 부여를 준비하는 사전계획 단계, 임무를 수행하는 단계, 그리고 임무수행 완료 후 평가 단계 등의 3단계로 구분할 수 있다. 사전계획 단계에서는 통신맵, 가동맵 및 위협맵을 포함하는 임무/경로계획 지원맵 및 임무계획 기술, 임무수행 단계에서는 임무관리 기술, 평가 단계에서는 사후평가 기술이 포함된다. 즉, 전체적인 로봇 임무통제 기술은 크게 사전계획 단계에서의 통신맵, 가동맵 및 위협맵을 포함하는 임무/경로계획 지원맵 생성 기술 및 임무계획 기술, 임무수행 단계에서의 임무관리 기술, 평가 단계에서의 사후평가 기술 등으로 구분된다.

본 발명에서는 상기에서 언급한 임무통제 기술들 중 효과적이고 운용개념을 고려한 임무계획 및 임무관리 기술을 가지고 임무 자동화, 임무 최적화 및 로봇 협업을 달성하여 다중로봇의 운용효과를 극대화시키는 방법을 제안한다.

보다 구체적으로, 무인전장체계에서 여러 대의 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용을 위해서, 무인로봇들을 효과적으로 운용하는 방법을 제시함으로써, 불필요한 운용자 개입을 최소화하면서 임무 자동화 및 임무 최적화를 달성하여 다중로봇의 운용효과를 극대화시키는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 목적은 복수의 무인로봇들에 대한 적절한 임무관리를 위해서, 각각의 무인로봇들에 대한 하나 또는 그 이상의 임무들로 이루어진 전체임무를 계획하고, 계획된 임무들에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 무인로봇 운용 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 또한, 무인로봇 운용 방법을 크게 사전계획 단계, 임무수행 단계 및 평가 단계로 구분하고, 복수의 무인로봇들을 통합적으로 운용하는 무인로봇 운용 방법을 제공한다. 본 발명의 무인로봇 운용 방법에 의하면, 무인로봇들을 운용함에 있어서, 계획과 상이한 단위임무가 수행될 때, 무인로봇의 임무가 자동적으로 변경 적용되도록 무인로봇을 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명과 관련된 무인전투체계 통합 임무통제 시스템을 설명하기 위한 전체 흐름도이다.

본 발명에 따른 시스템은 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하며, 본 발명에서 제시하는 무인로봇 운용 방법의 각 단계를 수행한다.

여기서, 무인로봇은 무인(無人) 차량 또는 비행기로, 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 근거하여 이동을 수행하는 장치 또는 로봇을 의미한다. 차량 또는 비행기에 사람이 타지 않고 지상에서 원격조종한다는 점에서 무인기 또는 드론(drone)이라는 표현도 쓰인다.

한편, 본 발명에 따른 시스템은 복수의 무인로봇들 각각에 대하여 하나 또는 그 이상의 과업들(또는, 다중임무)을 부여하고, 부여된 임무를 수행하도록 상기 복수의 무인로봇들을 운용할 수 있다.

이때, 시스템에 의한 임무통제는 시간 흐름에 따라 사전계획 단계, 임무수행 단계, 그리고 평가 단계로 3단계로 구분될 수 있다.

무인로봇의 임무수행에 있어서 사전계획 단계는 임무를 계획하기 위해 필요한 자료를 준비하고 임무계획을 준비하는 단계이다. 각종 전장 및 표적 정보를 상황도에 가시화하고, 상위제대로부터 수신한 작전 투명도 등을 고려하여 임무계획 작성에 있어서 사용되는 임무/경로계획 지원맵을 생성하는 것을 포함한다.

여기서, 임무계획 지원맵은 효과적인 임무계획을 위한 운용자 지원 정보로서, 다중로봇 소요 판단, 운용복안 구체화 및 임무계획 수립 시 활용된다. 작전투명도 정보 및 상황도뿐만 아니라 피아배치, 지형지물, 장애물 및 표적 등의 전장/표적 정보의 가공/융합을 통한 가시화가 이에 해당된다. 경로계획 지원맵은 임무계획 작성 간 무인로봇의 이동 경로계획을 위하여 활용되는 지도 정보로서, 종류에는 속도맵, 위협맵 및 통신맵 등이 있다.

속도맵은 운용자가 선택한 경로계획 대상지역을 격자화한 후 각 격자 내에 로봇 이동가능 속도와 관련 비용값을 입력함으로써 생성 가능하며, 이동시간 관점에서 가장 신속히 이동 가능한 경로점을 자동 추출할 때 사용된다.

위협맵은 상황도에 중첩 전시하여 임무계획 간에 참고 또는 경로 생성 시 직접 적용 가능하다. 위협맵은 피아배치, 적 위협 특성, 적 화기 종류, 거리 및 가시선 분석 결과를 토대로 작성되어, 적의 위협을 고려한 생존성 관점에서 작성된 가공맵이다.

통신맵에서는 프레넬 영역 및 경로손실 모델을 결합한 통신 가시선 분석이 수행되고, 경로손실 모델을 통한 RF 신호가 대기 경로를 통해 전송 중 발생되는 전력 손실을 계산하여 최대 통달거리를 추정 후 통신가능영역 제한 및 통신 가시선 결과를 도출할 수 있다. 이러한 여러 종류의 임무/경로계획 지원맵을 동시에 활용하여 최적의 임무계획을 위한 경로를 생성할 수 있다.

이렇게 임무/경로계획 지원맵을 생성한 후, 지휘자는 임무를 분석하여 임무계획 수립을 위한 다중로봇 소요 대수, 임무운용 구체화 및 임무수행 시나리오 상세화 등을 수행하게 된다. 임무계획 수립 시 과업(Task) 종류, 운용모드 및 각 과업에 대한 시간설정 등을 고려하게 되며, 임무계획 수립 완료 후 계획의 타당성 검증을 위해 임무모의를 실행한다. 임무모의 실행 후, 임무수행이 적절하지 못할 시 지휘자가 계획 변경을 할 수 있다. 이렇게 완성된 임무계획을 기반으로 실제 임무를 수행하게 되는데, 각 무인로봇의 임무수행 중 각 과업에 따라 조기 혹은 지연 종료되어 계획대비 불일치 상황이 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 운용자 개입 없는 임무 자동화를 위한 임무관리 기술이 적용된다.

실제 임무수행 종료 후, 지휘자는 종료된 임무수행 결과에 대해 사후평가를 실시하게 되는데, 여기에서는 계획 대비 실제 실행결과, 각종 상황발생 및 로봇상태 정보를 종합적으로 전시하는 기능이 포함되어 있다. 상세히 기술하면, 계획/실행 비교 전시 기능에서는 시간 및 거리 관점에서 로봇별 임무계획 대비 실제 수행결과를 비교 전시하게 된다. 또한, 상세결과 전시 및 요약보고 기능에서는 임무 총 수행시간, 과업별 시작/종료시각 및 각종 상황발생 관련 시간 정보와 장애물/표적/지뢰 관련 상황 발생 정보, 로봇별 탄약/연료/배터리 등 로봇상태 변화 정보 및 전문 송수신 전파 관련 상황조치 정보가 전시된다.

본 발명에 따른 시스템에서는, 시스템에서 운용할 복수의 무인로봇들을 설정한다. 여기서, 설정이란 무선 통신 등을 이용하여 무인로봇들을 조종하기 위한 통신을 설정하거나, 무인로봇에 대한 해킹을 방지하기 위한 보안을 설정하는 등의 데이터 처리를 의미한다.

한편, 상기 시스템은 설정된 무인로봇들에 대하여 임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 복수의 무인로봇들을 운용하며, 수행된 임무에 대한 평가를 수행하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 시스템은 사전계획 단계, 임무수행 단계, 그리고 평가 단계를 순차적으로 수행하도록 이루어진다.

특히, 본 발명에 따른 시스템은, 불필요한 운용자 개입을 최소화하면서 임무 최적화 및 임무 자동화를 달성하기 위하여, 사전계획 단계에서는 기 정의된 과업 속성들을 이용하여 임무를 부여하고, 임무수행 단계에서는 무인로봇에 부여된 과업 속성에 근거하여 이전 과업과 다음 과업 간의 연속성을 자동으로 관리한다.

도 2를 참조하여 본 발명에 따른 시스템의 무인로봇 운용 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 임무를 부여하기 위한 적어도 하나의 무인로봇을 선택하는 단계가 진행된다(S210). 하나 또는 그 이상의 무인로봇들에 대하여 동일한 임무가 부여될 수도 있고, 설정된 무인로봇들 각각에 대하여 서로 다른 임무가 부여될 수 있다.

복수의 무인로봇들에 대한 통합 임무통제를 위한 임무계획이 수립되기 위해서는, 임무를 구성하는 과업(Task)의 종류를 정의하고, 운용모드 및 각 과업 수행을 위한 시간설정 조건 등이 고려되어야 한다. 즉, 복수의 무인로봇들에 대한 임무가 최적화되고 자동화되려면, 잘 정의된 과업들에 의하여 임무가 부여되고, 부여된 임무가 운용모드에 따라 기 설정된 시간조건에 의하여 수행되어야 한다.

임무를 부여하기 위하여, 선택된 무인로봇이 수행해야 하는 과업을 기 정의된 과업들 중에서 선택하는 단계가 진행된다(S230). 보다 구체적으로, 선택된 무인로봇이 수행해야하는 하나 또는 그 이상의 과업들이 기 정의된 과업들 중에서 선택된다. 이후, 선택된 과업들의 수행 순서가 설정된다(S250).

기 정의된 과업들은 대기, 이동, 지뢰탐지, 고정감시, 이동감시 및 화생방탐지를 포함한다. 선택된 무인로봇이 수행해야하는 과업들은 상기 기 정의된 과업들 중에서 선택된다.

예를 들어, 총 10개의 무인로봇들 중에서 어느 하나의 무인로봇이 선택되고, 상기 선택된 무인로봇의 과업이 기 정의된 과업들 중에서 선택되며, 선택된 과업들의 수행 순서가 결정될 수 있다. 총 3개의 과업들(이동, 고정감시, 지뢰탐지)이 선택된 무인로봇이 수행해야하는 임무로 선택되면, 이동, 고정감시 및 지뢰탐지 순으로 수행되도록 수행 순서가 설정될 수 있다.

한편, 상기 선택된 무인로봇이 수행해야 하는 하나 또는 그 이상의 과업들 중에서 어느 과업의 운용모드가 기 정의된 운용모드들 중에서 선택될 수 있다(S270). 그리고, 어느 과업의 시간조건이 기 정의된 시간조건들 중에서 선택될 수 있다(S290).

예를 들어, 제1 내지 제3과업이 설정되는 경우, 제1과업에 대응되는 제1운용모드와 제1시간조건이 선택되고, 제2과업에 대응되는 제2운용모드와 제2시간조건이 선택되며, 제3과업에 대응되는 제3운용모드와 제3시간조건이 선택된다.

여기서, 운용모드는 무인로봇이 선택된 과업을 수행하는 방식에 관련된 것으로, 수동주행모드, 경로주행모드, 종속주행모드, 수동 감시/탐지모드, 자동 감시/탐지모드들 중에서 어느 하나로 선택될 수 있다. 수동주행모드는 시스템에 인가되는 사용자입력 및 원격제어에 근거하여 수동으로 주행하면서 대응되는 과업을 수행하는 모드를 의미한다. 경로주행모드는 기 설정된 경로를 이용하여 자율 주행하면서 대응되는 과업을 수행하는 모드를 의미한다. 종속주행모드는 특정된 타겟을 기준범위 이내에서 뒤쫓으면서 대응되는 과업을 수행하는 모드를 의미한다. 수동 감시/탐지모드는 시스템에 인가되는 사용자입력 및 원격제어에 근거하여 대응되는 과업을 수동으로 감시/탐지하면서 대응되는 과업을 수행하는 모드를 의미한다. 자동 감시/탐지모드는 무인로봇의 자체적인 알고리즘에 따라 자동 감시/탐지하면서 대응되는 과업을 수행하는 모드를 의미한다.

한편, 시간조건은, 무인로봇이 선택된 과업을 운용모드에 따라 수행함에 있어서, 선택된 과업의 시작시점 및 종료시점 중 적어도 하나와 관련된다. 기 정의된 시간조건들은 연속수행, 종료시간 준수, 연속수행과 종료시간 준수, 및 미지정을 포함한다.

시간조건을 설명하기 위하여, n번째 과업과 n+1번째 과업을 가정한다. n은 1부터 m-1까지이며, m은 무인로봇에 부여된 임무를 구성하는 과업들의 총수를 의미한다. n번째 과업은 계획된 종료시점에 정확히 계획 종료되거나, 조기 종료되거나, 지연 종료될 수 있다. 이때, n+1번째 과업에 대응되는 시작시점 및 종료시점에 대한 시간조건이 기 설정될 수 있다.

n+1번째 과업에 대한 시간조건으로 연속수행이 선택되면, n+1번째 과업에 기 설정된 과업 시작시점과 관계없이, n+1번째 과업은 n번째 과업이 종료됨과 동시에 연속해서 시작하게 된다. 연속수행의 경우, n+1번째 과업의 종료시간은 시작시점에 따라 가변된다.

n+1번째 과업에 대한 시간조건으로 종료시간 준수가 선택된 상태에서, n번째 과업이 조기 종료되는 경우, 시스템은 n+1번째 과업의 시작시점이 도달할 때까지 무인로봇을 대기시키고, 시작시점부터 상기 n+1번째 과업을 수행하도록 무인로봇을 제어하고, 기 설정된 종료시점에 n+1번째 과업을 종료한다. 이와 달리, n번째 과업이 계획 종료되거나 지연 종료되는 경우, 시스템은 n번째 과업에 연속하여 n+1번째 과업이 수행되도록 무인로봇을 제어하고, 기 설정된 종료시점에 n+1번째 과업을 종료한다.

n+1번째 과업에 대한 시간조건으로 연속수행과 종료시간 준수가 선택되면, 시스템은 n+1번째 과업이 n번째 과업에 연속해서 시작되도록 무인로봇을 제어하며, 상기 n+1번째 과업은 기 설정된 종료 시점에 종료된다.

표 1은 임무계획 작성을 위한 고려사항들을 정리한 것으로서 임무계획의 기본 개념은 무인로봇에게 부여 가능한 최소 단위의 임무 구성요소를 단위임무(과업)로 식별하고 그것들의 조합으로 임무를 구성하는 것이다.

기 정의된 과업들	기 정의된 운용모드들	기 정의된 시간조건들
ㆍ대기 ㆍ이동 ㆍ지뢰탐지 ㆍ고정감시 ㆍ이동감시 ㆍ화생방탐지	ㆍ주행모드 - 수동주행 - 경로주행 - 종속주행 ㆍ감시/탐지모드 -수동/자동	ㆍ연속수행 ㆍ종료시간 준수 ㆍ연속수행+종료시간 준수 ㆍ미지정

임무계획 수립을 위한 임무를 구성하는 과업(Task) 종류, 각 과업 수행을 위한 운용모드들 및 시간조건들이 기 정의된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 무인전장체계에서 여러 대의 무인로봇들을 운용함에 있어서 사전계획 단계, 임무수행 단계 및 평가 단계로 구분지어 다중로봇을 통합적으로 운용하며, 효과적인 임무계획 및 임무관리 기술 적용을 통하여 불필요한 운용자 개입을 최소화하면서 임무 자동화 및 최적화를 달성하여 다중로봇의 운용효과를 극대화시킨다.

도 3은 무인로봇별로 과업 기반으로 임무를 계획하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 무인로봇별로 과업을 기반으로 임무를 계획하는 예시가 도시되어 있다.

무인로봇 별로 최초 과업에 대한 시간설정 시 과업의 이동속성 유무에 따라 시간조건을 선택하는 방법에 차별을 둔다. 우선, 최초 과업에 대해서는 '연속수행' 및 '연속수행과 종료시간 준수'에 대한 선택이 배제된다. 과업 중 정지속성을 갖는 '대기'와 '고정감시'에 대해서는 시간조건으로 '종료시간 준수' 또는 '미지정”이 선택될 수 있다. '종료시간 준수”로 선택 시 이에 대한 과업수행 결과 종료시간을 준수하는 계획 종료 상황으로 최초 과업이 종료되며, '미지정'으로 선택 시 이에 대한 과업수행 결과 조기 종료, 지연 종료 또는 계획 종료 중 1개의 상황으로 최초 과업이 종료될 수 있다. 또한, 나머지 이동속성을 갖는 과업의 경우에는 주행모드에 따라 시간설정 범위가 상이할 수 있으며 표 2와 같이 정리된다.

이동속성을 가지는 과업	주행모드
	수동주행	경로주행 또는 종속주행
ㆍ이동 ㆍ지뢰탐지 ㆍ이동감시 ㆍ화생방탐지	ㆍ종료시간 준수 (선택가능) ㆍ미지정 (선택가능)	ㆍ종료시간 준수 (선택불가) ㆍ미지정 (선택가능)

표 2를 참조하면, 수동주행에서 종료시간 준수 선택 시 운용자는 종료시간을 준수하는 계획 종료 상황으로 주행되도록 무인로봇을 제어한다. 한편, 수동주행 및 경로/종속주행에서 미지정 선택 시 과업수행 결과 조기 종료, 지연 종료 또는 계획 종료 중 1개의 상황으로 최초 과업이 종료될 수 있다.

임무계획 수립에서 임무를 구성하는 과업들 중 로봇 별 최초 과업에 대한 시간설정 시 과업의 이동속성 유무에 따라 시간설정 방법에 차별성을 부여하여, 운용자로 하여금 최초 단위임무(과업) 계획 시 불필요한 임무계획 옵션을 사전에 차단함으로써 임무계획을 용이하게 시작할 수 있다. 또한, 임무계획 수립 후 임무를 실제로 수행하게 되면 각 과업에 따라 조기 혹은 지연 종료되어 계획대비 불일치 상황이 발생하게 되는데, 여러 가지 시간설정 조건들을 과업 별로 지정하여 적용하면, 운용자 개입 최소화를 통한 자동임무 수행 및 효과적인 임무관리가 가능하게 된다.

상기와 같이 무인로봇별 최초 과업에 대한 임무계획 속성들을 고려하고, 여러 가지 과업들을 조합하여 하나의 임무계획 수립 후 임무를 실제로 수행하게 되면, 무인로봇들의 각 과업에 따라 조기 혹은 지연 종료되어 계획대비 불일치 상황이 발생할 수 있다. 이러한 상황에서 운용자 개입없는 임무자동화를 위한 임무관리 기술이 필요하다.

도 4는 단위임무 기반의 임무자동화를 설명하기 위한 임무관리 예시도이다.

특정과업 T(n)이 미지정으로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 조기 종료 시, T(n)은 기 계획된 과업 시작시점에 맞추어 시작된다. 과업수행 결과 기 계획 과업 종료시점 보다 조기 종료, 지연 종료 혹은 기 계획 종료시점에 맞추어 종료되는 계획 종료 중 1개의 상황으로 T(n)이 종료될 수 있다. 또한, T(n)이 미지정으로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 지연 종료 시, T(n)은 지연 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. 과업수행 결과 기 계획 과업 종료시점 보다 조기 종료, 지연 종료 혹은 계획 종료 중 1개의 상황으로 T(n)이 종료될 수 있다.

T(n)이 연속수행으로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 조기 종료 시, T(n)은 조기 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. 과업수행 결과 기 계획 과업 종료시점 보다 조기 종료, 지연 종료 혹은 계획 종료 중 1개의 상황으로 T(n)이 종료될 수 있다. 또한, T(n)이 연속수행으로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 지연 종료 시, T(n)은 지연 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. 과업수행 결과 기 계획 과업 종료시점 보다 조기 종료, 지연 종료 혹은 계획 종료 중 1개의 상황으로 T(n)이 종료될 수 있다.

T(n)이 종료시간 준수로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 조기 종료 시, T(n)은 기 계획된 과업 시작시점에 맞추어 시작되어 기 계획된 과업 수행 시간간격을 준수하면서 기 계획 종료시점에 맞추어 계획 종료된다. 또한, T(n)이 종료시간 준수로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 지연 종료 시, T(n)은 지연 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. T(n)의 수행 결과 기 계획된 과업 수행 시간간격은 감소되면서 기 계획 종료시점에 맞추어 계획 종료된다.

T(n)이 연속수행 및 종료시간 준수로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 조기 종료 시, T(n)은 조기 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. 과업수행 결과 기 계획된 과업 수행 시간간격은 증가되면서 기 계획 종료시점에 맞추어 계획 종료된다. 또한, T(n)이 연속수행 및 종료시간 준수로 설정되고 직전과업 T(n-1)이 지연 종료 시, T(n)은 지연 종료된 직전과업 T(n-1) 다음에 바로 연속적으로 시작된다. T(n)의 수행 결과 기 계획된 과업 수행 시간간격은 감소되면서 기 계획 종료시점에 맞추어 계획 종료된다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 본 발명에 따른 시스템에 일 구성요소일 수 있다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (7)

1. 복수의 무인로봇들에 다중임무를 부여하고, 부여된 임무에 근거하여 무인로봇들을 운용하는 시스템의 무인로봇 운용 방법에 있어서,
   운용할 복수의 무인로봇들을 설정하는 단계;
   상기 설정된 무인로봇들 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계; 및
   상기 설정된 무인로봇들 각각에 부여된 다중 임무에 근거하여 상기 설정된 무인로봇들을 운용하는 단계를 포함하며,
   상기 설정된 무인로봇들의 각각에 대하여 다중 임무를 부여하는 단계는,
   상기 설정된 무인로봇들 중 적어도 하나를 선택하는 단계;
   상기 선택된 적어도 하나의 무인로봇이 수행해야하는 하나 또는 그 이상의 과업들을 기 정의된 과업들 중에서 선택하는 단계;
   상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들의 수행 순서를 설정하는 단계;
   상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 운용되는 방식과 관련된 운용 모드를 기 정의된 운용 모드들 중에서 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 하나 또는 그 이상의 과업들 각각에 대하여, 어느 과업이 선택된 운용모드로 수행되어야 하는 시간조건을 기 정의된 시간조건들 중에서 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기 정의된 과업들은 대기, 이동, 지뢰탐지, 고정감시, 이동감시 및 화생방탐지를 포함하고, 상기 기 정의된 운용모드들은 주행모드 및 감시/탐지모드를 포함하고, 상기 기 정의된 시간조건들은 연속수행, 종료시간 준수, 연속수행과 종료시간 준수 및 미지정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 주행모드는 수동주행, 경로주행 및 종속주행을 포함하고, 상기 감시/탐지모드는 수동 및 자동을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 설정된 무인로봇들 각각에 부여된 다중 임무에 근거하여 상기 설정된 무인로봇들을 운용하는 단계는,
   상기 설정된 무인로봇들 중 어느 무인로봇의 n번째 과업이 종료되면, n+1번째 과업의 시간조건을 탐색하는 단계; 및
   상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건에 근거하여 상기 n+1번째 과업의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 상기 미지정 또는 상기 종료시간 준수인 상태에서, 상기 n번째 과업이 조기 종료되면 상기 n+1번째 과업은 기 설정된 시작시점에 수행되고, 상기 n번째 과업이 지연 종료되면 상기 n+1번째 과업은 상기 n번째 과업에 연속하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 상기 연속수행 또는 상기 연속수행과 종료시간 준수이면, 상기 n+1번째 과업은 상기 n번째 과업의 종료시점과 관계없이 상기 n번째 과업에 연속하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 탐색된 n+1번째 과업의 시간조건이 종료시간 준수인 상태에서, 상기 n번째 과업이 상기 n+1번째 과업의 기 설정된 종료시간을 도과하여 종료되면, 상기 n+1번째 과업은 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 무인로봇 운용 방법.

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