KR20170116821A - Unattended ground sensor deployment system considering the environment factors of battlefield - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 사물이나 환경을 감지하고 제어할 수 있는 센서 노드들 간 자율적 네트워크 구성을 통해 자동으로 원격 환경정보의 수집이 가능하고 위치기반으로 적이나 차량의 침입을 탐지하며 추적할 수 있는 무인지상감시센서를 효율적으로 설치하기 위한 배치시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 무인지상감시센서 배치 시스템은, 센서 노드를 배치할 위치를 포함하는 임무계획서를 발생하는 임무계획단말기와; 상기 임무계획단말기와 단거리 통신망을 통해 연결되고, 상기 임무계획서를 단거리 통신망을 통해 수신하고, 상기 센서 노드로 구성된 센서 필드를 모니터링하는 제어 단말기와; 상기 임무계획서를 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기로부터 수신하고, 상기 수신된 임무계획서 내의 상기 센서 노드를 배치할 위치를 근거로 상기 센서 노드의 배치위치로 이동하고, 상기 이동한 배치 위치에 해당 센서 노드를 설치한 후 상기 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영하고, 상기 촬영한 영상을 상기 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기에 전송하는 무인배치장비를 포함할 수 있다.The present invention can automatically collect remote environment information through autonomous network configuration between sensor nodes that can detect and control objects or environments, The present invention relates to a positioning system for efficiently installing sensors, and more particularly, to a positioning system for deploying an unmanned ground surveillance sensor according to an embodiment of the present invention includes: a mission planning terminal for generating a mission plan including a location where a sensor node is to be installed; A control terminal connected to the mission planning terminal through a short-range communication network, receiving the mission planning via a short-range communication network, and monitoring a sensor field configured by the sensor node; Wherein the control unit receives the mission plan from the control terminal through a telecommunication network and moves to a placement position of the sensor node based on a position of the sensor node in the received mission plan, And an unmanned placement device that captures an image of an area where the sensor node is installed, and transmits the captured image to the control terminal through the long-distance communication network.
Description
본 발명은 전장환경 영향요소를 고려한 무인지상감시센서 배치 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unmanned terrestrial monitoring sensor placement system that takes into account factors affecting the overall environment.
무인지상감시센서는 사물이나 환경을 감지하고 제어할 수 있는 센서들 간 자율적 네트워크 구성을 통해 자동으로 원격 환경정보의 수집이 가능하고 위치기반으로 적이나 차량의 침입을 탐지하며 추적할 수 있는 시스템이다. 무인지상감시센서를 운용하기 위해서는 먼저 임무지역에 노드를 설치해야 한다. 보통 설치자가 임무지역의 환경을 파악하면서 설치하게 되는데 이로 인해 설치시간이 많이 소요되고 설치자가 위험에 노출되게 된다. Unmanned ground surveillance sensor is a system that can automatically collect remote environment information through autonomous network configuration between sensors that can detect and control objects and environment, and can detect and track enemy or vehicle intrusion based on location. In order to operate the unmanned ground surveillance sensor, nodes must be installed in the mission area first. Usually, the installer installs while recognizing the environment of the mission area, which takes a lot of installation time and exposes the installer to danger.
본 발명의 목적은, 사물이나 환경을 감지하고 제어할 수 있는 노드들 간 자율적 네트워크 구성을 통해 자동으로 원격 환경정보의 수집이 가능하고 위치기반으로 적이나 차량의 침입을 탐지하며 추적할 수 있는 무인지상감시센서를 효율적으로 설치하기 위한 배치시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for automatically collecting remote environment information through an autonomous network configuration between nodes capable of detecting and controlling objects or environments, And to provide a placement system for efficiently installing a surveillance sensor.
본 발명의 실시 예에 따른 무인지상감시센서 배치 시스템은, 지형, 지물, 식생, 기상, 표적에 대한 정보를 근거로 무인지상감시센서인 센서 노드를 배치할 위치를 산출하고, 상기 센서 노드를 배치할 위치를 포함하는 임무계획서를 발생하는 임무계획단말기와; 상기 임무계획단말기와 단거리 통신망을 통해 연결되고, 상기 임무계획서를 단거리 통신망을 통해 수신하고, 상기 센서 노드로 구성된 센서 필드를 모니터링하는 제어 단말기와; 상기 임무계획서를 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기로부터 수신하고, 상기 수신된 임무계획서 내의 상기 센서 노드를 배치할 위치를 근거로 상기 센서 노드의 배치위치로 이동하고, 상기 이동한 배치 위치에 해당 센서 노드를 설치한 후 상기 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영하고, 상기 촬영한 영상을 상기 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기에 전송하는 무인배치장비를 포함할 수 있다.The unmanned terrestrial monitoring sensor arranging system according to an embodiment of the present invention calculates a position where a sensor node, which is an unmanned terrestrial monitoring sensor, is disposed based on information about a terrain, an object, a vegetation, a weather and a target, A mission plan terminal that generates a mission plan including a location to do; A control terminal connected to the mission planning terminal through a short-range communication network, receiving the mission planning via a short-range communication network, and monitoring a sensor field configured by the sensor node; Wherein the control unit receives the mission plan from the control terminal through a telecommunication network and moves to a placement position of the sensor node based on a position of the sensor node in the received mission plan, And an unmanned placement device that captures an image of an area where the sensor node is installed, and transmits the captured image to the control terminal through the long-distance communication network.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서 노드와의 RF 통신 신호 세기를 감지하는 제2 모듈과, 상기 RF 통신 신호세기를 부저나 LED로 표시하는 제2 모듈, 상기 무인배치장비와 연동하는 제3 모듈을 포함하는 휴대용 노드 탐지기를 더 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, a second module for sensing RF communication signal strength with the sensor node, a second module for displaying the RF communication signal intensity by a buzzer or an LED, a third module for interfacing with the unmanned placement equipment, And a portable node detector comprising the module.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 무인배치장비는 상기 센서 노드의 배치위치에 해당 센서 노드를 설치하는 머니퓰레이터를 포함할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the unattended batch device may include a manipulator for installing the corresponding sensor node at a position of the sensor node.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 센서 노드는, 무인지상감시센서에 침입하는 인체를 감지하는 PIR(Passive Infrared Ray) 센서 노드, 상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적에 의해 발생하는 진동을 탐지하는 진동 센서 노드, 상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적을 촬영하는 영상 센서 노드, 상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적에 의해 발생하는 자기를 감지하는 자기 센서 노드를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the sensor node includes a PIR (Passive Infrared Ray) sensor node for detecting a human body entering the unmanned underground surveillance sensor, a sensor node for detecting a vibration generated by a target entering the unmanned underground surveillance sensor A vibration sensor node, an image sensor node for capturing a target entering the unmanned terrestrial monitoring sensor, and a magnetic sensor node for sensing magnetism generated by the target entering the unmanned terrestrial monitoring sensor.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 무인배치장비는 무인정찰차량이나 무인항공기일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the unattended placement device may be an unmanned reconnaissance vehicle or an unmanned aerial vehicle.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기임무계획단말기는, 지형, 지물, 식생, 기상, 표적에 대한 정보를 근거로 최적의 센서 노드 배치안을 포함하는 임무계획서를 발생할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the mission planning terminal may generate a mission plan that includes an optimal sensor node layout based on information about the topography, the object, the vegetation, the weather, and the target.
본 발명은, 센서 노드를 설치하기 전에 전장환경요소를 고려한 임무계획을 수립함으로써 센서 노드배치 시간과 효율적인 배치가 가능하다. 또한, 무인배치장비를 통해서 위험한 지역에 사람을 대신해서 안전하게 센서 노드 배치가 가능하다. 또한, 본 발명은, 센서 노드를 수거하는 과정에서는 수풀 속에 묻혀 찾기가 힘든 센서 노드의 신호 세기와 사전 센서 노드 배치정보를 이용해서 쉽게 센서 노드를 수거할 수 있다. In the present invention, it is possible to arrange the sensor node arrangement time and efficient arrangement by establishing the mission plan considering the environmental factors before installing the sensor node. It is also possible to securely deploy sensor nodes on behalf of people in dangerous areas through unattended deployment equipment. In addition, in the process of collecting sensor nodes, the present invention can collect sensor nodes easily by using the signal strength of a sensor node buried in the shrubs and the pre-sensor node placement information.
도 1은 무인지상감시센서 시스템 운용 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치 시스템의 노드배치방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 임무계획단말기의 구성을 예로 나타낸 예시도이다.
도 5는 임무계획단말기에서 구동되는 임무계획 소프트웨어의 구동 순서를 예를 들어 나타낸 예시도이다.
도 6은 임무계획단말기내의 데이터베이스에서 관리하는 정보 목록을 나타낸 예시도이다.
도 7은 노드배치시 장비간 연동 절차도를 나타낸 도이다.
도 8은 노드수거시 장비간 연동절차도를 나타낸 도이다. FIG. 1 is a conceptual view of the operation of the unmanned ground surveillance sensor system.
FIG. 2 is a configuration diagram of an unmanned terrestrial monitoring sensor arrangement system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of arranging nodes in an unmanned underground surveillance sensor deployment system according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating the configuration of the mission planning terminal as an example.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a driving sequence of the mission planning software running on the mission planning terminal.
6 is an exemplary view showing an information list managed by a database in the mission plan terminal.
FIG. 7 is a diagram illustrating a procedure of inter-equipment interworking in node arrangement.
8 is a diagram illustrating a procedure of inter-equipment interworking in collecting nodes.
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 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. In addition, it should be noted that the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical idea disclosed in the present specification by the attached drawings.
무인지상감시센서는 사물이나 환경을 감지하고 제어할 수 있는 센서들 간 자율적 네트워크 구성을 통해 자동으로 원격 환경정보의 수집이 가능하고 위치기반으로 적이나 차량의 침입을 탐지하며 추적할 수 있는 시스템이다. 무인지상감시센서를 운용하기 위해서는 먼저 임무지역에 노드를 설치해야 한다. 보통 설치자가 임무지역의 환경을 파악하면서 설치하게 되는데 이로 인해 설치시간이 많이 소요되고 설치자가 위험에 노출되게 된다. 이를 해결하기 위해 노드 설치에 영향을 주는 지형, 식생, 기상 등의 환경요소를 고려하여 노드를 배치할 위치를 자동으로 산정해 주는 분석용 소프트웨어가 필요하다. 또한, 수립된 임무계획에 따라 노드를 설치할 로봇이나 사람에게 정보를 전달하고 조정할 수 있는 시스템이 필요하다. 마지막으로 노드를 배치하거나 수거할 때 노드설치정보를 확보하거나 노드설치 위치를 찾을 수 있는 휴대용 노드탐지기가 필요하다.Unmanned ground surveillance sensor is a system that can automatically collect remote environment information through autonomous network configuration between sensors that can detect and control objects and environment, and can detect and track enemy or vehicle intrusion based on location. In order to operate the unmanned ground surveillance sensor, nodes must be installed in the mission area first. Usually, the installer installs while recognizing the environment of the mission area, which takes a lot of installation time and exposes the installer to danger. In order to solve this problem, we need analytical software that automatically estimates the location of nodes to take into account the environmental factors such as terrain, vegetation, and weather affecting node installation. In addition, according to the established mission plan, there is a need for a system capable of transmitting and adjusting information to a robot or a person to install a node. Finally, when you deploy or collect nodes, you need a portable node detector that can either obtain node installation information or locate the node installation location.
무인지상감시센서가 운용이 되는 지역은 작전형태에 따라 구분이 될 수 있는데 보통 수풀이 우거진 산악지역이 대부분이다. 산악지역에 무인지상감시센서를 설치하려면 지형, 식생을 파악해야 하고, 운용기간중 기상도 고려해야 한다. 무인지상감시센서가 운용되는 지역 중 일부는 지뢰가 매설될 수 있어 사람이 직접 센서노드(Sensor Node)를 설치하는 것을 대체할 수단이 필요하다. 또한, 무인지상감시센서(센서 노드)는 지중이나 지표면에 설치가 되므로 수풀로 우거진 전장에서 설치된 센서 노드를 수거하기가 매우 어렵다. 따라서 수풀 속에 묻혀 있는 센서 노드를 효과적으로 찾기 위한 방법 및 장치가 필요하다. 이를 위해 본 발명은 임무계획단말기, 유무인배치장비, 휴대용노드탐지기로 구성된 무인지상감시센서 배치시스템으로 구성된다.Unmanned ground surveillance sensors can be classified according to the type of operation, and most of them are mostly forested mountainous areas. To install an unmanned ground-based surveillance sensor in a mountainous area, the terrain and vegetation must be identified and considered during operation. Some of the areas where the unmanned ground surveillance sensors are operated may be filled with land mines, so a means for replacing the sensor nodes is required. In addition, since the unmanned ground surveillance sensor (sensor node) is installed in the ground or on the ground surface, it is very difficult to collect the sensor node installed in the thick forest. Therefore, there is a need for a method and apparatus for efficiently detecting sensor nodes buried in a shrub. To this end, the present invention comprises an unmanned ground surveillance sensor arrangement system comprising a mission plan terminal, a presence arrangement device, and a portable node detector.
여기서, 임무계획단말기는 감지센서와 RF(Radio Frequency) 모듈의 성능에 영향을 미치는 환경영향요소로 지형, 지물, 식생, 기상, 표적 등의 정보를 관리하는 데이터베이스와 센서노드 설치에 영향을 주는 환경요소를 고려하여 센서 노드를 배치할 위치를 자동으로 산출해 주는 분석용 소프트웨어를 포함한다.Here, the Mission Planner is a database that manages information such as terrain, ground, vegetation, weather, and target, which affects the performance of sensing sensor and RF (Radio Frequency) module, And analysis software that automatically calculates the position where the sensor node will be placed in consideration of the element.
또한, 무인배치장비는 수립된 임무계획에 따라 무인지상감시센서를 설치하는 장비로서, 임무계획서 내의 센서 노드를 배치할 위치 정보를 근거로 센서 노드의 배치위치를 찾고, 그 찾은 배치 위치에 센서 노드를 설치한 후 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영한다. 무인배치장비는 수립된 임무계획에 따라 주행하는 기능, 설치위치에서 센서 노드를 설치하는 머니퓰레이터, 최종 센서 노드를 설치한 후 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영하는 기능을 포함한다. In addition, the unmanned placement equipment is a device for installing an unmanned ground surveillance sensor according to the established mission plan. It searches for the placement position of the sensor node based on the position information of the sensor node in the mission plan, And then shoots the image of the region where the sensor node is installed. The unmanned deployment equipment includes a function to travel according to the established mission plan, a manipulator to install the sensor node at the installation location, and a function to shoot the image of the area where the sensor node is installed after the final sensor node is installed.
또한, 휴대용노드탐지기는 센서 노드와의 RF 통신 신호세기를 감지하는 모듈, 신호세기를 부저나 LED로 표시하는 모듈, 유무인배치장비와 연동하는 모듈을 포함한다.In addition, the portable node detector includes a module for detecting the RF communication signal intensity with the sensor node, a module for displaying the signal intensity by a buzzer or an LED, and a module for interfacing with the presence or absence of the device.
본 발명을 통하여, 센서 노드를 설치하기 전에 전장환경요소를 고려한 임무계획을 수립함으로써 센서 노드의 배치 시간을 줄이고, 센서 노드를 효율적으로 배치할 수 있다. 또한, 무인배치장비를 통해서 위험한 지역에 사람을 대신해서 안전한 배치가 가능하다. 센서 노드를 수거하는 과정에서는 수풀 속에 묻혀 찾기가 힘든 센서 노드의 신호 세기와 사전 센서노드 배치정보를 이용해서 쉽게 센서 노드를 수거할 수 있게 된다. Through the present invention, it is possible to reduce the arrangement time of the sensor nodes and efficiently arrange the sensor nodes by establishing the mission plan considering the environmental factors before installing the sensor nodes. In addition, unattended deployment equipment allows safe deployment on behalf of people in hazardous areas. In the process of collecting the sensor nodes, it is possible to collect the sensor nodes easily by using the signal strength of the sensor node buried in the shrubs and the pre-sensor node arrangement information.
이하에서는, 무인지상감시센서(다수의 센서 노드)를 효율적으로 설치하기 위한 배치시스템을 설명한다. 무인지상감시센서 배치시스템은 임무계획단말기, 유무인배치장비, 휴대용노드탐지기로 구성되며, 도면을 통해 발명을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a placement system for efficiently installing an unmanned ground monitoring sensor (a plurality of sensor nodes) will be described. The unmanned ground surveillance sensor arrangement system is composed of a mission plan terminal, a presence arrangement device, and a portable node detector, and the invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 무인지상감시센서 시스템 운용 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual view of the operation of the unmanned ground surveillance sensor system.
도 1에 도시한 바와 같이, 무인지상감시센서 시스템은 자동 무선망을 형성하여 침입하는 표적을 탐지하는 것으로 무인감시시스템으로 운용된다. 무인지상감시센서(다수의 센서 노드)는 침입하는 표적을 탐지하는 역할을 하며 근거리 무선통신을 통해 탐지정보를 중계기에 전달한다. 중계기는 무인지상감시센서(다수의 센서 노드)와 단말기(예를 들면, C2 단말기)간 중계 역할을 하며, 장거리 무선통신을 통해 탐지정보를 C2 단말기에 전달한다. C2단말기(제어 단말기)는 모니터링 장소에 설치되며 센서필드(다수의 센서 노드로 구성된 필드) 상황을 도시하고 제어한다. As shown in FIG. 1, the unmanned ground surveillance sensor system forms an automatic wireless network and detects an intruding target, and is operated as an unmanned surveillance system. The unmanned ground surveillance sensor (multiple sensor nodes) detects the intruding target and transmits the detection information to the repeater through short - range wireless communication. The repeater acts as a relay between the unmanned terrestrial surveillance sensor (multiple sensor nodes) and the terminal (for example, the C2 terminal), and transmits the detection information to the C2 terminal through the long distance wireless communication. The C2 terminal (control terminal) is installed at the monitoring site and displays and controls the sensor field (a field composed of a plurality of sensor nodes).
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치시스템을 나타낸 구성도이다. 즉, 도 2는 무인지상감시센서(센서 노드)의 효율적인 배치를 위해 무인지상감시센서의 배치에 영향을 주는 요소를 고려하여 자동으로 무인지상감시센서(센서 노드)의 위치를 산출해 주고, 이를 활용해서 센서 노드를 배치하는 배치시스템의 구성도이다. FIG. 2 is a configuration diagram of an unmanned terrestrial monitoring sensor arrangement system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. That is, FIG. 2 automatically calculates the location of the unmanned terrestrial monitoring sensor (sensor node) in consideration of the factors affecting the arrangement of the unmanned terrestrial monitoring sensor for efficient arrangement of the unmanned terrestrial monitoring sensor (sensor node) Fig. 2 is a configuration diagram of a placement system in which a sensor node is deployed by utilizing a sensor node.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치 시스템의 노드배치방법을 나타낸 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a method of arranging nodes in an unmanned underground surveillance sensor deployment system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치시스템은 센서 노드의 최적 배치위치를 산출하기 위한 임무계획단말기(10)를 포함하고, C2 단말기(제어 단말기)(20)와 LAN(유무선 통신망)으로 연결된다. 임무계획단말기(10)는 임무계획서를 발생하고, 그 발생한 임무계획서를 LAN을 통해 C2 단말기(20)에 전송한다. 예를 들면, 임무계획단말기(10)는 지형, 지물, 식생, 기상, 표적에 대한 정보를 근거로 무인지상감시센서인 센서 노드를 배치할 위치를 산출하고, 상기 센서 노드를 배치할 위치를 포함하는 임무계획서(40)를 발생한다(S10).The unmanned terrestrial monitoring sensor arranging system according to the embodiment of the present invention includes a
C2 단말기(20)는 LAN(유무선 통신망)을 통해 임무계획단말기(10)로부터 임무계획서를 수신하고, 그 수신한 임무계획서(40)를 중계기(30)를 통해 무인배치장비(50)(또는 유인배치장비)에 전송한다. C2 단말기(20)는 상기 수신한 임무계획서(40)를 중계기(30)를 통해 원거리에 위치한 무인배치장비(50)(또는 유인배치장비)에 전송할 수 있다. 즉, C2 단말기(제어 단말기)(20)는 임무계획단말기(10)와 단거리 통신망을 통해 연결되고, 상기 임무계획서(40)를 단거리 통신망을 통해 수신하고, 상기 센서 노드로 구성된 센서 필드를 모니터링한다.The
무인배치장비(50)는 C2 단말기(20)로부터 임무계획서(40)를 수신하고, 그 수신한 임무계획서(40) 내의 센서 노드 배치 위치를 검출하고, 그 검출한 센서 노드 배치 위치에 무인 지상감시 센서 노드(다수의 센서 노드)(70)를 배치한다(S20). 즉, 무인배치장비(50)는 상기 임무계획서(40)를 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기(20)로부터 수신하고, 상기 수신된 임무계획서(40) 내의 상기 센서 노드를 배치할 위치를 근거로 상기 센서 노드의 배치위치로 이동하고, 상기 이동한 배치 위치에 해당 센서 노드를 설치한 후 상기 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영하고, 상기 촬영한 영상을 상기 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기(20)에 전송한다.The
상기 제어 단말기(20)는 상기 촬영한 영상을 상기 원거리 통신망을 통해 무인배치장비(50)로부터 수신하고, 그 수신한 영상을 모니터링함으로써 감시 임무를 수행한다(S30).The
상기 무인 지상감시 센서 노드(다수의 센서 노드)(70)는 침입하는 표적(인체)을 감지하는 PIR(Passive Infrared Ray) 센서 노드, 침입하는 표적(적)에 의해 발생하는 진동을 탐지하는 진동 센서 노드, 침입하는 표적(적)을 촬영하는 영상 센서 노드, 침입하는 표적(적)에 의해 발생하는 자기를 감지하는 자기 센서(Magnetic Sensor) 노드를 중에서 어느 하나 이상을 포함하거나 모두를 포함할 수 있다.The unmanned underground
임무계획서(40)를 유인배치장비(휴대용 C2 단말기)에 전송하는 경우(사람이 센서 노드를 설치할 때), 사용자는 임무계획서(40)를 별도의 C2 단말기를 통해 수신할 수 있으며, 임무계획서(40)를 확인하여 임무계획을 조회하고, 센서 노드를 설치할 위치를 찾고, 최종 센서 노드를 설치한 후 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영할 수 있다.When a mission plan 40 is transferred to a manned placement device (a portable C2 terminal) (when a person installs a sensor node), the user can receive the mission plan 40 via a separate C2 terminal, 40), search for the mission plan, find the location where the sensor node will be installed, and shoot the image of the area where the sensor node is installed after installing the final sensor node.
무인배치장비(50)는 그 수신한 임무계획서(40) 내의 센서 노드 배치 위치를 검출하고, 임무계획서(40) 내의 임무 계획에 따라 그 검출한 센서 노드 배치 위치로 주행하고, 센서 노드 배치(설치) 위치에서 센서 노드를 설치하는 머니퓰레이터(manipulator)를 이용하여 센서 노드를 배치(설치)한 후 그 센서 노드가 배치(설치)된 지역의 영상을 촬영하고, 그 촬영된 영상을 중계기(30)를 통해 C2 단말기(20)에 전송한다. The
무인배치장비(50)는 무인정찰차량(UGV: unmanned ground vehicle)이나 무인항공기(UAV: unmanned aerial vehicle)일 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 무인지상감시센서 배치시스템은 센서 노드를 탐지하여 수거하기 위한 휴대용 노드탐지기를 더 포함할 수 있다. The unmanned ground monitoring sensor deployment system according to an embodiment of the present invention may further include a portable node detector for detecting and collecting sensor nodes.
휴대용 노드탐지기는 센서 노드 수거시 센서 노드 위치를 찾는 장비로서, 센서 노드와 RF 통신을 수행하고, 센서 노드와 휴대용 노드 탐지기간의 RF 통신 신호 세기를 이용해서 센서 노드를 찾아서 수거한다(S40). 예를 들면, 휴대용 노드탐지기는, 센서 노드와 휴대용 노드 탐지기간의 RF 통신 신호 세기가 최대일 때의 휴대용 노드탐지기의 현재 위치에 이전에 배치된 센서 노드가 위치하는 것으로 간주할 수도 있다.The portable node detector searches for the sensor node position when the sensor node is collected, performs RF communication with the sensor node, and finds and collects the sensor node using the RF communication signal strength between the sensor node and the portable node detector (S40). For example, a handheld node detector may consider a previously located sensor node to be located at the current location of the handheld node detector when the RF communication signal strength between the sensor node and the handheld node detector is at a maximum.
휴대용 노드탐지기(60)는 센서 노드와의 RF통신 신호 세기를 감지하는 신호 감지 모듈, 신호 세기를 부저나 LED로 표시하는 출력 모듈, 무인배치장비(또는 유인 배치 장비)와 연동하는 통신 모듈을 포함한다.The
휴대용 노드탐지기(60) 성능을 높이기 위해 휴대용 C2 단말기와 휴대용 노드탐지기를 연결해서 상황도 기반에서 휴대용 노드탐지기에서 수신한 RF통신 신호세기를 표현할 수 있다. To enhance the performance of the
도 4는 임무계획단말기의 구성을 예로 나타낸 예시도이다.4 is an exemplary diagram illustrating the configuration of the mission planning terminal as an example.
도 4에 도시한 바와 같이, 임무계획 수립을 위한 임무계획 소프트웨어는 임무계획단말기(10)를 통해 수행된다. 임무계획단말기(10) 내의 임무계획 소프트웨어의 구성 요소는 GUI와 시뮬레이션 엔진의 소프트웨어, 분석에 필요한 자료를 저장하고 있는 데이터베이스로 구분되며, 외부 연동 대상은 임무계획수립 담당자, 노드 설치수단인 유·무인배치장비가 있다. As shown in Fig. 4, the mission planning software for establishing the mission plan is performed through the
임무계획수립 담당자는 임무계획 소프트웨어의 GUI를 통해 임무계획 수립 파라메터를 입력하고, 임무계획 소프트웨어의 GUI는 입력된 파라메터를 시뮬레이터 엔진에 전달해서 임무계획을 수립하게 된다. 임무계획 수립 결과는 임무계획서로 산출되며 이는 C2 단말기(20)를 경유해서 유·무인배치장비에 전달된다. 유인배치장비는 사람이 배치시 활용하는 장비로 휴대용 C2단말기가 대표적이다. 무인배치장비는 UGV, UAV가 대표적이다.The Mission Planner enters the mission planning parameters through the GUI of the Mission Planning Software, and the GUI of the Mission Planning Software passes the input parameters to the simulator engine to establish the mission plan. The result of the mission planning is calculated by the mission plan, which is transmitted to the unmanned and unmanned deployment equipment via the
도 5는 임무계획단말기에서 구동되는 임무계획 소프트웨어의 구동 순서를 예를 들어 나타낸 예시도이다.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a driving sequence of the mission planning software running on the mission planning terminal.
도 5에 도시한 바와 같이, 임무계획 소프트웨어(SW) 기능은 크게 3개로 구분된다. 임무계획 수립을 위한 분석기능, 수립된 배치안에 대한 적 침투 시뮬레이션 기능, 수립된 임무계획서 전파 기능이다. 임무계획 수립을 위한 분석기능은 정보계획수립 담당자가 GUI를 통해 설정한 파라미터를 이용하여 분석에 필요한 자료를 데이터베이스로부터 조회하여 설정하고, 설정된 파라미터에 적합한 센서 탐지모델, RF 전파모델, 노드배치 형태모델을 설정한다. 분석에 필요한 설정이 완료되면 설정된 값에 따라 최적배치 분석을 수행한다. 먼저, 센서 커버리지 분석을 수행하여 주어진 무인지상감시센서를 가지고 커버리지를 최대로 할 수 있는 배치위치를 선정한다. 다음으로 RF 네트워크 연결성 분석을 통해 망 연결성이 최대가 될 수 있도록 배치위치를 선정한다. 센서 커버리지 분석과 RF 네트워크 연결성 분석을 통해 최종으로 최적배치를 도출한다. As shown in FIG. 5, the mission planning software (SW) functions are roughly classified into three. Analysis function for mission planning, enemy infiltration simulation function in established batches, and mission plan propagation function. The analysis function for establishing the mission plan is to inquire and set from the database the data necessary for analysis by using the parameters set by the information planning person in charge through the GUI, and set the sensor detection model, RF propagation model, . When the necessary settings for analysis are completed, optimal layout analysis is performed according to the set values. First, the sensor coverage analysis is performed to select the location where the coverage can be maximized with a given unmanned terrestrial monitoring sensor. Next, the location of the deployment is selected to maximize network connectivity through RF network connectivity analysis. Sensor coverage analysis and RF network connectivity analysis are used to derive the final optimal layout.
최적 배치안을 가지고 관심지역 커버리지, 센서 노드 간 RF 네트워크 연결성, 최적 센서 노드 배치안의 결과를 도출하게 된다. 그 도출된 최적 센서 노드 배치안을 검증하기 위해 적 침투 탐지 시뮬레이션 기능을 수행할 수 있다. 초기에 시뮬레이션에 필요한 환경설정을 하고, 적 침투경로 설정, 최적 센서 노드 배치안을 선택한 후 시뮬레이션을 수행한다. 시뮬레이션 후, 결과로 적 탐지율이 도출된다. 시뮬레이션 결과에 따라 센서 노드 배치안의 재수립여부를 결정하게 된다. 최적 센서 노드 배치안을 확정하면 임무계획서를 발생하게 되고 이를 전파기능을 통해 유·무인배치장비로 전달한다.We will find the optimal coverage, the coverage of the area of interest, the RF network connectivity between the sensor nodes, and the optimal sensor node placement results. In order to verify the optimal placement of the sensor nodes, we can perform an infiltration detection simulation function. First, make the necessary environment setting for the simulation, set the enemy infiltration route, select the optimal sensor node layout, and then perform the simulation. After simulation, the result is an effective detection rate. Based on the simulation results, it is decided whether to re-establish the sensor node arrangement. Once the optimal sensor node deployment plan is established, the mission plan is generated and transmitted to the unmanned deployment equipment through the propagation function.
도 6은 임무계획단말기내의 데이터베이스에서 관리하는 정보 목록을 나타낸 예시도이다.6 is an exemplary view showing an information list managed by a database in the mission plan terminal.
도 6에 도시한 바와 같이, 데이터베이스에 저장된 정보는 환경정보, 작전정보, 노드정보, 지리 정보(GIS)가 있다. 환경정보는 월별 기상 통계정보, 수집된 영향 요소별 센서 탐지율 정보가 있고, 작전정보는 무인지상감시센서 시스템을 운용하기 위한 정보로 노드 운용기간, 배치 영역, 작전형태 등이 있다. 노드정보는 무인지상감시센서의 사양값, 센서 및 RF 특성 값이 있고, GIS 정보는 배치영역에 대한 고도, 식생, 토양, 구조물 정보 등이 있다. As shown in Fig. 6, the information stored in the database includes environment information, operation information, node information, and geographic information (GIS). The environmental information includes monthly meteorological statistical information, sensor detection rate information by the influential factors collected, and operational information is information for operating the unmanned terrestrial monitoring sensor system, including node operation period, disposition area, and operation mode. The node information includes the specification value, sensor and RF characteristic value of the unmanned terrestrial monitoring sensor, and GIS information includes altitude, vegetation, soil, and structure information on the placement area.
도 7은 노드배치시 장비간 연동 절차도를 나타낸 도이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a procedure of inter-equipment interworking in node arrangement.
도 7에 도시한 바와 같이, 임무계획단말기(10)에서 발생한 임무계획서는 LAN을 통해 C2단말기(20)에 전달되고, C2단말기(20)는 시리얼로 연결된 중계기를 통해 유·무인배치 장비(50)에 임무계획서를 무선으로 전달한다. 유·무인배치 장비(50)는 센서 노드 설치과정에서 설치한 센서 노드의 위치를 영상카메라로 촬영하고, 촬영한 영상을 C2단말기(20)로 전달한다. 이는 센서 노드 수거과정에서 센서 노드를 찾기 위한 정보로 사용하기 위함이다. 본 발명의 실시예에 따른 임무계획단말기(10)와 C2단말기(20)는 하나로 통합할 수도 있다.7, the mission plan generated by the
도 8은 노드수거시 장비간 연동절차도를 나타낸 도이다. 8 is a diagram illustrating a procedure of inter-equipment interworking in collecting nodes.
도 8에 도시한 바와 같이, C2 단말기(20)는 유·무인배치 장비(50)에 배치위치 영상을 무선통신을 통해 전달하고, 유·무인배치장비(50)는 휴대용 노드 탐지기(60)로부터 수신한 RF 전파 세기와 배치위치 영상을 이용해서 배치된 노드를 수거한다.As shown in FIG. 8, the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 센서 노드를 설치하기 전에 전장환경요소를 고려한 임무계획을 수립함으로써 센서 노드배치 시간과 효율적인 배치가 가능하다. 또한, 무인배치장비를 통해서 위험한 지역에 사람을 대신해서 안전하게 센서 노드 배치가 가능하다. 또한, 본 발명은, 센서 노드를 수거하는 과정에서는 수풀 속에 묻혀 찾기가 힘든 센서 노드의 신호 세기와 사전 센서 노드 배치정보를 이용해서 쉽게 센서 노드를 수거할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to arrange the sensor node arrangement time and efficient arrangement by establishing the mission plan considering the environmental factors before installing the sensor node. It is also possible to securely deploy sensor nodes on behalf of people in dangerous areas through unattended deployment equipment. In addition, in the process of collecting sensor nodes, the present invention can collect sensor nodes easily by using the signal strength of a sensor node buried in the shrubs and the pre-sensor node placement information.
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.The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.
Claims (6)
상기 임무계획단말기와 단거리 통신망을 통해 연결되고, 상기 임무계획서를 단거리 통신망을 통해 수신하고, 상기 센서 노드로 구성된 센서 필드를 모니터링하는 제어 단말기와;
상기 임무계획서를 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기로부터 수신하고, 상기 수신된 임무계획서 내의 상기 센서 노드를 배치할 위치를 근거로 상기 센서 노드의 배치위치로 이동하고, 상기 이동한 배치 위치에 해당 센서 노드를 설치한 후 상기 센서 노드가 설치된 지역의 영상을 촬영하고, 상기 촬영한 영상을 상기 원거리 통신망을 통해 상기 제어 단말기에 전송하는 무인배치장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.A mission planning terminal for calculating a location of a sensor node, which is an unmanned ground monitoring sensor, based on information about a terrain, an object, a vegetation, a weather, and a target, and generating a mission plan including a location of the sensor node;
A control terminal connected to the mission planning terminal through a short-range communication network, receiving the mission planning via a short-range communication network, and monitoring a sensor field configured by the sensor node;
Wherein the control unit receives the mission plan from the control terminal through a telecommunication network and moves to a placement position of the sensor node based on a position of the sensor node in the received mission plan, And an unattended placement device for capturing an image of an area where the sensor node is installed, and transmitting the captured image to the control terminal through the long-distance communication network.
상기 센서 노드와의 RF 통신 신호 세기를 감지하는 제2 모듈과, 상기 RF 통신 신호세기를 부저나 LED로 표시하는 제2 모듈, 상기 무인배치장비와 연동하는 제3 모듈을 포함하는 휴대용 노드 탐지기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.The method according to claim 1,
A second module for sensing RF communication signal strength with the sensor node, a second module for displaying the RF communication signal intensity by a buzzer or an LED, and a third module for interfacing with the unmanned placement device, Further comprising a sensor for sensing the position of the sensor.
상기 센서 노드의 배치위치에 해당 센서 노드를 설치하는 머니퓰레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.2. The apparatus of claim 1,
And a manipulator for mounting the sensor node at an arrangement position of the sensor node.
무인지상감시센서에 침입하는 인체를 감지하는 PIR(Passive Infrared Ray) 센서 노드,
상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적에 의해 발생하는 진동을 탐지하는 진동 센서 노드,
상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적을 촬영하는 영상 센서 노드,
상기 무인지상감시센서에 침입하는 표적에 의해 발생하는 자기를 감지하는 자기 센서 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.2. The sensor node according to claim 1,
A PIR (Passive Infrared Ray) sensor node for detecting a human body entering the unmanned ground surveillance sensor,
A vibration sensor node for detecting a vibration generated by a target entering the unmanned ground monitoring sensor,
An image sensor node for photographing a target entering the unmanned ground monitoring sensor,
And a magnetic sensor node for sensing the magnetic field generated by the target entering the unmanned ground monitoring sensor.
무인정찰차량이나 무인항공기인 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.2. The apparatus of claim 1,
An unmanned reconnaissance vehicle or an unmanned aerial vehicle.
지형, 지물, 식생, 기상, 표적에 대한 정보를 근거로 최적의 센서 노드 배치안을 포함하는 임무계획서를 발생하는 것을 특징으로 하는 무인지상감시센서 배치 시스템.
The system according to claim 1,
Wherein a mission plan is generated that includes an optimal sensor node arrangement based on information about the topography, the object, the vegetation, the weather, and the target.
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