KR20170109432A

KR20170109432A - 무인 항공기의 비행 제어 서버 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20170109432A
Application number: KR1020160033555A
Authority: KR
Inventors: 이원재; 이용태; 권은정; 박영수; 이현우; 조경섭
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2017-09-29

Abstract

본 발명은 무인 항공기의 비행 제어 서버 및 제어 방법에 관한 것으로, 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 무인 항공기 제어 방법은, 기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 지역을 감시하고 있는 상기 제1 무인 항공기로부터 상기 제1 무인 항공기의 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하는 단계, 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하는 단계, 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 교대 정보를 상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기에 송신하는 단계 및 상기 제1 무인 항공기를 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무인 항공기의 비행 제어 서버 및 제어 방법{CONTROL SERVER FOR UNMANNED AERIAL VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 무인 항공기의 비행 제어 서버 및 제어 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무인 항공기를 이용한 지역 정찰에서 무인 항공기의 비행을 제어하는 서버 및 제어 방법에 관한 것이다.

무인 항공기(unmanned aerial vehicle: UAV)는 사람이 탑승하지 않는 비행체를 말한다. 지상에 무인 항공기를 원격으로 조종하는 조종사가 있는 경우, 무인 항공기는 조종사의 조종에 대응하여 동작할 수 있다. 조종사가 없는 경우에는 기 설정된 바에 따라 무인 항공기 스스로 동작하는 경우도 있다. 예를 들어, 무인 항공기의 사용자가 무인 항공기의 경유 지점들을 미리 설정해 놓을 경우, 무인 항공기가 경유 지점들을 통과하기 위해 스스로 비행 궤도를 조절할 수 있다. 또한 무인 항공기는 무인 항공기를 이용하는 목적에 따라 카메라, 센서 또는 통신장비 등을 탑재할 수 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허공보 제1999-013454호 (1999.02.25)에 기재되어 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 화재 발생 등으로 인하여 지속적인 관찰이 필요한 지점이나 지역이 있을 때, 복수의 무인기를 활용하여 해당 지역을 지속적으로 관찰하도록 하는 무인 항공기의 비행 제어 장치 및 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 제어 서버가 수행하는 무인 항공기 제어 방법은, 기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 지역을 감시하고 있는 상기 제1 무인 항공기로부터 상기 제1 무인 항공기의 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하는 단계 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하는 단계, 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 교대 정보를 상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기에 송신하는 단계 및 상기 제1 무인 항공기를 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하지 않을 경우, 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 중 상기 지역까지 도달하는데 소요되는 시간이 가장 적은 무인 항공기를 선택하는 단계 및 상기 선택된 무인 항공기에 상기 지역으로 이동하기 위한 이동 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하는 단계는, 제1 무인 항공기의 배터리 잔량이 지상 기지로 이동하는데 소모되는 배터리 양을 초과하는지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하는 단계는, 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 각각의 상태 정보를 수신하는 단계, 상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 복수의 무인 항공기들에 대한 임무 적합도를 평가하는 단계 및 상기 임무 적합도를 평가한 결과에 따라, 가장 높은 임무 적합도를 나타내는 무인 항공기를 상기 제1 무인 항공기의 교대 상대로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 임무 적합도를 평가하는 단계는, 복수의 무인 항공기들 각각이 기 설정된 지역까지 도달하기 위한 소요 시간, 기 설정된 지역에 도착한 후 체공 가능 시간, 방풍성능 및 방수성능, 장착된 센서 중 적어도 하나의 평가 항목으로부터 도출된 점수에 기초하여 임무 적합도를 평가하는 단계를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 교대 정보는, 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 비행 작업을 수행하는데 필요한 이륙 정보 및 기 설정된 지역으로 이동하는데 필요한 경로 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 복귀 정보를 송신하는 단계는, 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 상기 지역에 도달한 것으로 판단된 경우, 제1 무인 항공기와 최단 거리에 위치한 지상 기지를 검색하는 단계 및 상기 제1 무인 항공기를 상기 검색된 지상 기지로 복귀시키기 위해 필요한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 제1 무인 항공기의 상태 정보는, 상기 제 1 무인 항공기의 식별정보(ID), 현재 위치, 이동 속도, 방풍성능, 방수성능, 현재 배터리 잔량, 현재 배터리 잔량으로 체공 가능 시간, 완전 충전 상태에서의 체공 가능 시간, 상기 제1 무인 항공기에 장착된 센서 종류 또는 완전 충전에 필요한 소요 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 제어 서버는, 무인 항공기 제어 방법을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 지역을 감시하고 있는 상기 제1 무인 항공기로부터 상기 제1 무인 항공기에 대한 상태 정보를 수신하고, 상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하고, 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하고, 상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 교대 정보를 상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기에 송신하고, 상기 제1 무인 항공기를 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하도록 하는 인스트럭션들을 수행할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 제어 서버는, 무인 항공기 제어 방법을 수행하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 기 설정된 지역을 감시하고 있는 무인 항공기가 존재하지 않을 경우, 상기 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 중 상기 지역까지 도달하는데 소요되는 시간이 가장 적은 무인 항공기를 선택하고, 상기 선택된 무인 항공기에 상기 지역으로 이동하기 위한 이동 정보를 송신하도록 하는 인스트럭션들을 수행할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하도록 하는 인스트럭션은, 상기 제1 무인 항공기의 배터리 잔량이 지상 기지로 이동하는데 소모되는 배터리 양을 초과하는지 판단하는 인스트럭션을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하도록 하는 인스트럭션은, 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 각각의 상태 정보를 수신하고, 상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 복수의 무인 항공기들에 대한 임무 적합도를 평가하고, 상기 임무 적합도를 평가한 결과에 따라, 가장 높은 임무 적합도를 나타내는 무인 항공기를 상기 제1 무인 항공기의 교대 상대로 선택하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 임무 적합도를 평가하는 인스트럭션은, 복수의 무인 항공기들 각각이 기 설정된 지역까지 도달하기 위한 소요 시간, 상기 지역에 도착한 후 체공 가능 시간, 방풍성능 및 방수성능, 장착된 센서 중 적어도 하나의 평가 항목으로부터 도출된 점수에 기초하여 임무 적합도를 평가하는 인스트럭션을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 복귀 정보를 송신하도록 하는 인스트럭션은, 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 기 설정된 지역에 도달한 것으로 판단된 경우, 상기 제1 무인 항공기와 최단 거리에 위치한 지상 기지를 검색하고, 상기 제1 무인 항공기를 상기 검색된 지상 기지로 복귀시키기 위해 필요한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하도록 하는 인스트럭션들을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 제어 서버는, 적어도 하나의 무인 항공기에 대한 상태 정보를 저장하는 무인 항공기 저장부를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 무인 항공기에 대한 상태 정보는, 적어도 하나의 무인 항공기에 대한 식별정보(ID), 현재 위치, 이동 속도, 방풍성능, 방수성능, 현재 배터리 잔량, 현재 배터리 잔량으로 체공 가능 시간, 완전 충전 상태에서의 체공 가능 시간, 상기 적어도 하나의 무인 항공기에 장착된 센서 종류 또는 완전 충전에 필요한 소요 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 제어 서버는, 적어도 하나의 지상 기지에 대한 정보를 저장하는 지상 기지 저장부를 더 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 지상 기지에 대한 정보는, 상기 적어도 하나의 지상 기지에 대한 식별정보(ID), 위치, 착륙 가능 무인 항공기 종류, 무인 항공기 충전 설비 수, 현재 충전 중인 무인 항공기 수 또는 충전 설비의 충전 성능 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따른 기록 매체는, 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 화재 발생 등으로 인하여 지속적인 관찰이 필요한 지점이나 지역이 있을 때, 복수의 무인기를 활용함으로써 지속적으로 해당 지역을 관찰할 수 있다.

본 문서에 개시되는 다양한 실시예에 따르면, 특정 지점이나 지역을 지속적으로 관찰함으로써 해당 지점이나 지역에서 긴급 상황이 발생한 경우 신속히 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버와 무인 항공기 또는 지상 기지의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버와 무인 항공기 및 지상 기지의 관계를 설명하기 위한 도면이다.

본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 제어 서버(100)는 적어도 하나의 무인 항공기(110) 또는 적어도 하나의 지상 기지(120)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 서버(100)는 이륙 대기 중인 무인 항공기(110)에 이륙을 지시하거나 비행 중인 무인 항공기(110)에 다른 지역으로 이동할 것을 지시할 수 있다. 제어 서버(100)는 지속적인 감시가 필요한 지역에 대한 정보를 무인 항공기(110)에 송신하여, 상기 무인 항공기(110)를 원하는 지역으로 이동시킬 수 있다. 상기 지속적인 감시가 필요한 지역에 대한 정보에는 목적지의 위치 또는 목적지까지의 이동 경로 등이 포함될 수 있다.

무인 항공기(110)는 감시가 지속적으로 필요한 지역의 상공을 비행하며, 해당 지역의 변화를 감시할 수 있다. 예를 들어, 무인 항공기(110)는 감시 지역의 영상을 촬영하여 제어 서버(100)에 송신하거나, 감시 지역의 날씨 등의 정보를 제어 서버(100)에 송신할 수 있다. 무인 항공기(110)에는 적어도 하나의 센서가 구비될 수 있다. 예를 들면, 감시 지역을 영상으로 촬영하기 위한 광학 센서가 구비될 수 있다. 또한 감시 지역의 주변 환경에 대한 정보를 수집하기 위해 기압 센서, 마그네틱 센서, 온/습도 센서, 조도 센서 또는 UV(ultra violet) 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무인 항공기의 상태 정보를 수집하기 위해 자이로 센서 또는 가속도 센서 등이 구비될 수 있다. 무인 항공기(110)는 통신부를 포함하여, 제어 서버(100) 또는 지상 기지(120)과 무선 또는 유선으로 정보를 주고받을 수 있다.

지상 기지(120)에는 무인 항공기에 전원을 공급하기 위한 충전 설비가 구비될 수 있다. 비행을 마치고 복귀한 무인 항공기(110)는 지상 기지(120)에서 배터리를 충전하거나 정비를 받을 수 있다. 예를 들어, 제어 서버(100)는 지상 기지(120)에 위치한 적어도 하나의 무인 항공기(110)에 기 설정된 지역으로 출동할 것을 지시할 수 있다. 무인 항공기(110)는 제어 서버(100)로부터 수신한 기 설정된 지역의 위치 정보 또는 기 설정된 지역으로 이동하기 위한 경로 정보를 이용하여 비행 작업을 수행할 수 있다. 임무를 수행한 무인 항공기(110)는 제어 서버(100)로부터 복귀 명령을 수신하거나 무인 항공기(110)의 배터리 잔량 등을 고려하여 주변에 위치한 적어도 하나의 지상 기지(120)로 복귀할 수 있다. 복귀한 무인 항공기(110)는 지상 기지(120)에 구비된 충전 설비를 이용하여 자동으로 충전을 수행하거나 수동 충전이 필요함을 제어 서버(100) 또는 지상 기지(120)에 알릴 수 있다.

상기한 바는 제어 서버(100), 무인 항공기(110) 및 지상 기지(120) 간의 관계를 쉽게 설명하기 위한 일 실시예이며, 사용자의 설정에 따라 제어 서버(100)는 적어도 하나의 지상 기지(120)에 구비될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 서버를 도시한 도면이다.

본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 제어 서버(200)는 기 설정된 지역을 감시하는 무인 항공기를 제어하기 위해 통신부(210), 제어부(220, 또는 프로세서), 지상 기지 저장부(230) 또는 무인 항공기 저장부(240) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제어 서버(200)는 하나 또는 그 이상의 서버들의 그룹을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제어 서버(200)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 무인 항공기(예: 도 1의 110) 또는 지상 기지(예: 도 1의 120)에서 실행될 수 있다.

일 실시예에 따른 제어 서버(200)의 통신부(210)는, 예를 들면, 제어 서버(200)와 무인 항공기(예: 도 1의 110) 간의 통신을 설정할 수 있다. 통신부(210)는 무선 통신 또는 유선 통신을 통해 네트워크에 연결되어 무인 항공기 또는 지상 기지(예: 도 1의 120)와 통신할 수 있다.

무선 통신에는, 예를 들면, LTE(long-term evolution), CDMA(code division multiple access) 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 중 적어도 하나의 방법이 사용될 수 있다. 또한, 무선 통신은, 예를 들면, 근거리 통신을 포함할 수 있다. 근거리 통신은, 예를 들면, WiFi(wireless fidelity), 블루투스(Bluetooth) 또는 NFC(near field communication) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 통신에는 GPS(Global Positioning System) 가 이용될 수도 있다.

유선 통신은, 예를 들면, USB(universal serial bus), HDMI(high definition multimedia interface), RS-232(recommended standard232) 또는 POTS(plain old telephone service) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

네트워크는 통신 네트워크, 예를 들면, 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN), 인터넷, 또는 전화 망(telephone network) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 제어 서버(200)의 제어부(220, 또는 프로세서)는, 상기 제어 서버와 연결된 무인 항공기 또는 지상 기지로부터 수신한 정보를 기초로 하여, 무인 항공기의 동작을 제어하거나 지상 기지에 무인 항공기의 동작과 관련된 정보를 송신할 수 있다. 예를 들어, 감시 지역의 상공을 비행 중인 무인 항공기의 배터리 잔량과 상기 무인 항공기가 현재 위치한 지점에서 가장 가까운 지상 기지로 복귀하는데 필요한 배터리 량을 고려하여, 상기 무인 항공기에 대한 복귀 명령을 송신할 수 있다. 또한 비행 중인 무인 항공기에 대한 교대 필요성을 판단하는 작업, 현재 비행 중인 무인 항공기와 교대하기에 적합한 또 다른 무인 항공기를 선정하는 작업 또는 무인 항공기의 이륙 및 복귀를 지시하는 작업 등을 수행할 수 있다.

제어부(220)는, 예를 들면, 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 제어부(220)에 연결된 다수의 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 제어부(220)는, 예를 들면, SoC(system on chip) 로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(220)는 GPU(graphic processing unit) 및/또는 이미지 신호 프로세서(image signal processor)를 더 포함할 수 있다. 제어부(220) 는 다른 구성요소들(예: 통신부) 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드(load)하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장(store)할 수 있다.

일 실시예에 따른 제어 서버(200)의 지상 기지 저장부(230)는, 적어도 하나의 지상 기지에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 지상 기지에 대한 정보에는 지상 기지의 식별정보(ID), 지상 기지 별 위치, 해당 지상 기지에 착륙 가능한 무인 항공기의 종류, 무인 항공기의 배터리를 충전하는데 이용되는 충전 설비의 개수 및 성능, 현재 지상 기지에서 충전 중이거나 이륙 대기 중인 무인 항공기의 대수 및 종류 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 제어 서버(200)는 지상 기지로부터 상기 지상 기지에 대한 정보를 실시간으로 수신하여 정보를 갱신할 수 있다.

일 실시예에 따른 제어 서버(200)의 무인 항공기 저장부(240)는, 적어도 하나의 무인 항공기에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 무인 항공기에 대한 정보에는 무인 항공기의 식별정보(ID), 현재 위치, 속도, 방풍성능, 방수성능, 배터리 완전 충전 상태에서 체공 가능 시간, 배터리 잔량, 현재 배터리 상태에서의 체공 가능 시간, 기준 거리만큼 이동하는데 필요한 배터리의 양, 무인 항공기에 장착된 센서의 종류 등에 대한 정보가 포함될 수 있다. 무인 항공기들 각각은 주기적 또는 실시간으로 현재 위치 또는 현재 배터리 상태 등 무인 항공기에 대한 정보를 제어 서버(200)에 보고할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 제어 서버는, 지속적으로 감시가 필요한 지역을 사용자로부터 설정 받을 수 있다. 예를 들어, 사용자는 화재가 발생할 수 있는 지역 또는 보안상 감시가 필요한 지역을 상기 지속적으로 감시가 필요한 지역으로 선택할 수 있다.

310 단계에서, 제어 서버는 기 설정된 지역을 감시하고 있는 무인 항공기가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과, 감시가 필요한 지역에 무인 항공기가 존재하지 않을 경우, 무인 항공기를 상기 지역에 파견할 수 있다.

감시가 필요한 지역에 무인 항공기가 이미 존재할 경우에는, 320 단계에서, 상기 기 파견된 무인 항공기로부터 무인 항공기의 상태 정보를 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 기 설정된 지역에 파견된 무인 항공기는 주기적으로 또는 실시간으로 상기 무인 항공기의 상태 정보를 상기 제어 서버에 송신할 수 있다. 제어 서버는 무인 항공기로부터 제공된 무인 항공기의 상태 정보, 무인 항공기가 송신한 상기 기 설정된 지역에 대한 영상 정보 또는 기 설정된 지역 주변의 환경 정보 등을 기초로 하여, 상기 기 설정된 지역을 감시할 수 있다.

330 단계에서, 제어 서버는 기 파견된 무인 항공기로부터 수신한 무인 항공기의 상태 정보에 기초하여, 상기 기 파견된 무인 항공기의 교대 필요성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 감시 지역의 상공을 비행 중인 무인 항공기의 배터리 잔량과 상기 무인 항공기가 현재 위치한 지점에서 가장 가까운 지상 기지로 복귀하는데 필요한 배터리 량을 고려하여, 상기 무인 항공기에 대한 복귀 명령을 송신할 수 있다. 또는 기 파견된 무인 항공기보다 상기 지역을 감시하는 성능이 뛰어난 무인 항공기의 이륙 준비가 완료된 경우, 상기 기 파견된 무인 항공기를 대체하기 위해 새로운 무인 항공기를 상기 지역으로 파견할 수 있다.

상기 330 단계에서 기 파견된 무인 항공기에 대하여 교대가 필요하다고 판단된 경우, 340 단계에서는 기 파견된 무인 항공기와 교대할 다른 무인 항공기를 검색할 수 있다. 상기 다른 무인 항공기에 대한 검색은 제어 서버의 무인 항공기 저장부에 미리 저장된 무인 항공기들을 대상으로 하여 진행될 수 있다. 또는 제어 서버의 지상 기지 저장부에 미리 저장된 지상 기지들에 위치한 무인 항공기들을 대상으로 하여 진행될 수도 있다. 예를 들어, 제어 서버는 무인 항공기 저장부에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 각각의 상태 정보를 기초로 하여, 상기 복수의 무인 항공기들에 대한 임무 적합도를 평가할 수 있다. 상기 임무 적합도를 평가한 결과에 따라, 가장 높은 임무 적합도를 나타내는 무인 항공기를 상기 기 파견된 무인 항공기의 교대 상대로 선택할 수 있다.

임무 적합도를 평가하는 평가 항목에는 복수의 무인 항공기들 각각이 기 설정된 지역까지 도달하기 위한 소요 시간, 기 설정된 지역에 도착한 후 체공 가능 시간, 무인 항공기 별 방풍성능 및 방수성능, 장착된 센서 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 예를 들어, 무인 항공기가 기 설정된 지역까지 도달하는데 소요되는 시간이 짧을수록 임무 적합도가 높은 것으로 평가될 수 있다. 또는 기 설정된 기역에 도착한 후의 체공 가능 시간이 길수록 임무 적합도가 높은 것으로 평가될 수 있다. 상기한 평기 항목 및 기준 등은 임무 적합도를 평가하는 일 실시예를 나타낸 것이며, 사용자가 설정한 바에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.

350 단계에서는, 340 단계에서 검색된 무인 항공기 중 적어도 하나의 무인 항공기를 선택하여 기 파견된 무인 항공기를 대체하기 위해 파견할 수 있다. 제어 서버는 기 설정된 지역으로 가는데 필요한 위치 정보 또는 경로 정보를 파견될 무인 항공기에 송신할 수 있다. 파견될 무인 항공기는 제어 서버로부터 수신한 정보 및 이륙 지시를 기초로 하여, 기 설정된 지역으로 출발할 수 있다.

360 단계에서, 제어 서버가 기 파견된 무인 항공기에 복귀 명령을 송신할 수 있다. 350 단계에서 새롭게 파견된 무인 항공기가 기 설정된 지역에 도착하면, 기 파견된 무인 항공기는 새롭게 파견된 무인 항공기와 교체되고 주변에 위치한 지상 기지로 복귀할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어 서버는 기 파견된 무인 항공기를 복귀시킬 지상 기지로서, 상기 기 파견된 무인 항공기와 최단 거리에 위치한 지상 기지를 선택할 수 있다. 무인 항공기를 복귀시킬 지상 기지가 선택되면, 제어 서버는 무인 항공기를 상기 선택된 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 기 파견된 무인 항공기에 송신할 수 있다. 복귀 정보를 수신한 무인 항공기는 제어 서버에 의해 선택된 지상 기지로 복귀할 수 있으며, 복귀 후에 자동 충전을 시작하거나 수동 충전이 필요함을 제어 서버 또는 지상 기지에 알릴 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

제어 서버가 수행하는 무인 항공기 제어 방법에 있어서,
기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 지역을 감시하고 있는 상기 제1 무인 항공기로부터 상기 제1 무인 항공기의 상태 정보를 수신하는 단계;
상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하는 단계;
상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하는 단계;
상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 교대 정보를 상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기에 송신하는 단계; 및
상기 제1 무인 항공기를 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하는 단계
를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하지 않을 경우, 상기 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 중 상기 지역까지 도달하는데 소요되는 시간이 가장 적은 무인 항공기를 선택하는 단계; 및
상기 선택된 무인 항공기에 상기 지역으로 이동하기 위한 이동 정보를 송신하는 단계
를 더 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하는 단계는,
상기 제1 무인 항공기의 배터리 잔량이 상기 지상 기지로 이동하는데 소모되는 배터리 양을 초과하는지 판단하는 단계
를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하는 단계는,
상기 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 각각의 상태 정보를 수신하는 단계;
상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 복수의 무인 항공기들에 대한 임무 적합도를 평가하는 단계; 및
상기 임무 적합도를 평가한 결과에 따라, 가장 높은 임무 적합도를 나타내는 무인 항공기를 상기 제1 무인 항공기의 교대 상대로 선택하는 단계
를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 임무 적합도를 평가하는 단계는,
상기 복수의 무인 항공기들 각각이 상기 지역까지 도달하기 위한 소요 시간, 상기 지역에 도착한 후 체공 가능 시간, 방풍성능 및 방수성능, 장착된 센서 중 적어도 하나의 평가 항목으로부터 도출된 점수에 기초하여 임무 적합도를 평가하는 단계를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 교대 정보는,
상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 비행 작업을 수행하는데 필요한 이륙 정보 및 상기 지역으로 이동하는데 필요한 경로 정보 중 적어도 하나를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 복귀 정보를 송신하는 단계는,
상기 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 상기 지역에 도달한 것으로 판단된 경우, 상기 제1 무인 항공기와 최단 거리에 위치한 지상 기지를 검색하는 단계; 및
상기 제1 무인 항공기를 상기 검색된 지상 기지로 복귀시키기 위해 필요한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하는 단계
를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 무인 항공기의 상태 정보는,
상기 제 1 무인 항공기의 식별정보(ID), 현재 위치, 이동 속도, 방풍성능, 방수성능, 현재 배터리 잔량, 현재 배터리 잔량으로 체공 가능 시간, 완전 충전 상태에서의 체공 가능 시간, 상기 제1 무인 항공기에 장착된 센서 종류 또는 완전 충전에 필요한 소요 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 무인 항공기 제어 방법.
제어 서버에 있어서,
무인 항공기 제어 방법을 수행하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는,
기 설정된 지역을 감시하고 있는 제1 무인 항공기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 지역을 감시하고 있는 상기 제1 무인 항공기로부터 상기 제1 무인 항공기에 대한 상태 정보를 수신하고,
상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하고,
상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하고,
상기 제1 무인 항공기와 교대하기 위한 교대 정보를 상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기에 송신하고,
상기 제1 무인 항공기를 지상 기지로 복귀시키기 위한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하도록 하는 인스트럭션들을 수행하는 제어 서버.
제9항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 기 설정된 지역을 감시하고 있는 무인 항공기가 존재하지 않을 경우, 상기 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 중 상기 지역까지 도달하는데 소요되는 시간이 가장 적은 무인 항공기를 선택하고,
상기 선택된 무인 항공기에 상기 지역으로 이동하기 위한 이동 정보를 송신하도록 하는 인스트럭션들을 수행하는 제어 서버.
제9항에 있어서,
상기 제1 무인 항공기의 교대 필요성을 판단하도록 하는 인스트럭션은,
상기 제1 무인 항공기의 배터리 잔량이 상기 지상 기지로 이동하는데 소모되는 배터리 양을 초과하는지 판단하는 인스트럭션을 포함하는 제어 서버.
제9항에 있어서,
상기 적어도 하나의 제2 무인 항공기를 검색하도록 하는 인스트럭션은,
상기 제어 서버에 기 등록된 복수의 무인 항공기들 각각의 상태 정보를 수신하고,
상기 수신한 상태 정보를 기초로 하여, 상기 복수의 무인 항공기들에 대한 임무 적합도를 평가하고,
상기 임무 적합도를 평가한 결과에 따라, 가장 높은 임무 적합도를 나타내는 무인 항공기를 상기 제1 무인 항공기의 교대 상대로 선택하도록 하는 인스트럭션들을 포함하는 제어 서버.
제12항에 있어서,
상기 임무 적합도를 평가하는 인스트럭션은,
상기 복수의 무인 항공기들 각각이 상기 지역까지 도달하기 위한 소요 시간, 상기 지역에 도착한 후 체공 가능 시간, 방풍성능 및 방수성능, 장착된 센서 중 적어도 하나의 평가 항목으로부터 도출된 점수에 기초하여 임무 적합도를 평가하는 인스트럭션을 포함하는 제어 서버.
제9항에 있어서,
상기 교대 정보는,
상기 검색된 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 비행 작업을 수행하는데 필요한 이륙 정보 및 상기 지역으로 이동하는데 필요한 경로 정보 중 적어도 하나를 포함하는 제어 서버.
제9항에 있어서,
상기 복귀 정보를 송신하도록 하는 인스트럭션은,
상기 적어도 하나의 제2 무인 항공기가 상기 지역에 도달한 것으로 판단된 경우, 상기 제1 무인 항공기와 최단 거리에 위치한 지상 기지를 검색하고,
상기 제1 무인 항공기를 상기 검색된 지상 기지로 복귀시키기 위해 필요한 복귀 정보를 상기 제1 무인 항공기에 송신하도록 하는 인스트럭션들을 포함하는 제어 서버.
제9항에 있어서, 상기 제어 서버는,
적어도 하나의 무인 항공기에 대한 상태 정보를 저장하는 무인 항공기 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 서버.
제16항에 있어서,
상기 무인 항공기에 대한 상태 정보는,
상기 적어도 하나의 무인 항공기에 대한 식별정보(ID), 현재 위치, 이동 속도, 방풍성능, 방수성능, 현재 배터리 잔량, 현재 배터리 잔량으로 체공 가능 시간, 완전 충전 상태에서의 체공 가능 시간, 상기 적어도 하나의 무인 항공기에 장착된 센서 종류 또는 완전 충전에 필요한 소요 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제어 서버.
제9항에 있어서, 상기 제어 서버는,
적어도 하나의 지상 기지에 대한 정보를 저장하는 지상 기지 저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 서버.
제18항에 있어서,
상기 지상 기지에 대한 정보는,
상기 적어도 하나의 지상 기지에 대한 식별정보(ID), 위치, 착륙 가능 무인 항공기 종류, 무인 항공기 충전 설비 수, 현재 충전 중인 무인 항공기 수 또는 충전 설비의 충전 성능 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 제어 서버.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.