KR20180000767A - 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법 - Google Patents

무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로, (a) 운항지상국 소프트웨어에 입력된 무인항공기 카메라의 설정값을 기초로 운항 지상국 소프트웨어가 설치되어 있는 복수의 사용자단말기 각각은 무인항공기의 항로를 도출하는 단계; (b) 복수의 사용자단말기 각각은 유무선 통신망을 통해 메인서버에 항로데이터와 비행 스케쥴데이터를 송신하고, 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에도 유무선 통신을 통해 항로데이터를 송신하는 단계; (c) 메인서버가 복수의 사용자단말기 각각으로부터 수신된 항로데이터와 비행 스케쥴데이터를 사용자 기준으로 정렬하는 단계; (d) 메인서버는 사용자단말기 각각에 유무선 통신망을 통해서 다른 사용자단말기로부터 수신된 항로데이터와 비행 스케쥴데이터를 실시간으로 송신하여 사용자단말기 각각의 운항 지상국 소프트웨어의 화면상에 표시하는 단계, 및 (e) 복수의 사용자단말기 각각에 의해 메인서버로 송신된 복수의 항로데이터와 비행 스케쥴데이터가 시·공간적으로 중첩되는 경우, 늦게 송신한 해당 사용자단말기에 메인서버가 유무선 통신망을 통해 경고 메시지를 송신하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 복수의 무인항공기간 항로 및 이에 따른 정보의 실시간 공유를 통해 무인항공기의 비행시 충돌을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법 {Unmanned Aerial Vehicle anti-collision method by sharing routes and flight scheduling via Ground Control Station software}
본 발명은 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 공간정보기술, 위성항법시스템(GPS), 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용하여, 복수의 무인항공기(UAV)간 항로 및 이에 따른 정보의 실시간 공유를 통해 무인항공기의 비행시 충돌을 사전에 방지할 수 있는, 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 관한 것이다.
기존에 항공기를 이용한 측량은 측량 면적이 작다 하더라도 많은 시간과 비용을 필요로 하였으나, 최근 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)기술이 보편화 됨에 따라, 좁은 면적에 대한 측량의 경우 측량용 무인항공기를 이용하여 빠른 시간 내에 저렴한 비용으로 항공사진을 획득하는 방향으로 점차 산업이 변화하고 있는 추세이다.
일반적으로 무인항공기는 고정익 무인항공기와 회전익 무인항공기로 구분할 수 있는데, 전자의 경우는 양력발생장치(날개)와 추력발생장치(프로펠러 및 엔진)를 갖추고 있어 일반적인 비행기의 형상을 갖고 있고, 반면에 후자의 경우는 프로펠러와 모터를 이용하여 추력과 양력을 발생시켜 이동한다. 따라서 회전익 무인항공기의 경우 진동이 발생하는 단점이 있으나, 수직 이착륙이 가능하여 이착륙을 위한 활주로가 필요 없는 것이 장점이 있고, 또한 정지비행이 가능하기 때문에 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 통상 넓은 범위의 지역을 측량하기 위해서는 고정익 무인항공기를 쓰지만, 좁은 지역과 고정익 무인항공기의 이착륙장소가 마땅치 않은 지점에서는 회전익 무인항공기를 사용한다.
이러한 무인항공기는 항공기에 비해 작고 운용이 매우 간편하다는 이점을 가지고 있어 측량뿐만 아니라 물류, 보안, 재난, 방위 등 다방면에 사용되고 있어 그 운용되는 숫자도 점점 증가하는 추세이다.
한편, 측량용 무인항공기의 항로를 계획해주는 기존의 운항 지상국(Ground Control Station, GCS) 소프트웨어는 오직 USB나 텔레메트리를 통해 연결된 무인항공기의 항로 설정이 가능하고, 온라인 지도(Google, Daum, Naver 등)를 배경으로 하면서 사용자가 원하는 측량지역을 도화할 수 있도록 하는데, 이는 일반적인 지도서비스에서의 그리기 도구와 동일한 방법이다. 이러한 운항 지상국 소프트웨어는 항공사진 측량방법을 고려하여 스트립의 개수 및 방향을 설정하고, 최종 항로를 도출한다.
그러나, 운항 지상국 소프트웨어는 무인항공기와 운항 지상국 소프트웨어 간 1:1 통신만이 가능하여, 다른 무인항공기의 항로를 확인하기 위해서는 한계점을 가지고 있다. 이러한 방법은 사용자가 측량을 계획하고 수행하는데 즉각적으로 정보를 확인하지 못해 실효성이 떨어질 수 있다는 한계가 존재한다. 즉, 좁은 지역에 있어서 다량의 무인항공기가 측량을 시도하게 될 경우, 서로의 항로가 중첩될 가능성이 있고 잠재적인 충돌 위험뿐만 아니라 충돌하지 않더라도 근처의 무인항공기에 의한 방해 때문에 영상의 상품적 가치가 훼손되는 결과를 가져올 수 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1483057호는 적어도 하나의 무인항공기 및 지상통제소를 포함하는 무인항공기 지상통제 시스템의 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각이 복수개의 센서로부터 생성되는 비행정보를 전송하는 단계; 상기 지상통제소가 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각으로부터 전송되는 상기 비행정보와 기 저장된 지형지물정보를 비교하여 상기 적어도 하나의 무인항공기 각각에 대해 기설정된 방식으로 충돌 예측값을 획득하는 단계; 및 획득된 상기 충돌 예측값에 따라 상기 무인항공기를 제어하기 위한 제어신호를 생성하여 상기 무인항공기로 전송하는 단계;를 포함하는 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법이 개시되어 있고, 다른 선행 특허 및 연구의 경우에는 DEM(Digital Elevation Model)이나 정지되어 있는 사물에 대한 기 구축 데이터를 이용하여 충돌을 회피하거나 다양한 시각센서를 부착하여 장애물을 회피하는 방법, 그리고 공항 관제탑에서 음성으로 교신하여 항로를 비행 중에 변경하는 방법을 제안하였다. 하지만 무인항공기를 이용한 측량의 경우 각 위치에서 촬영된 사진들이 상당부분 일정한 비율로 중첩되어야 하고 계획된 위치에서 촬영하지 않으면 촬영의 의미가 크게 떨어진다는 특성을 가지고 있기 때문에 촬영이 시작된 이후에는 항로의 변경이 쉽지 않다. 즉, 종래 기술들이 제안한 실시간으로 항로를 수정하는 방법보다는 항로들이 서로 겹치지 않도록 촬영 이전 정보를 공유하는 것이 필요한 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1483057호(공고일: 2015.01.15.), 발명의 명칭: "무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공간정보기술, 위성항법시스템(GPS), 클라우드 컴퓨팅 기술을 이용하여, 복수의 무인항공기(UAV)간 항로 및 이에 따른 정보의 실시간 공유를 통해 무인항공기의 비행시 충돌을 사전에 방지할 수 있는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
특히, 본 발명은 측량을 위한 무인항공기의 경우 측량 전 운항 지상국(GCS) 소프트웨어를 통해 항로를 입력하게 되는데, 이때 각 사용자간의 항로를 사전에 공유함으로써, 무인항공기간 충돌 위험에 대처할 수 있고 계획된 항로를 급작스럽게 변경하지 않아도 되어 계획된 지점에서 외부의 방해를 받지 않고 측량을 위한 항공사진을 취득하여 더 신뢰성 있는 영상정보를 획득할 수 있는, 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에서 측량하고자 하는 지역을 지정한 다각형과, 운항지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 무인항공기(UAV) 카메라의 사이드랩, 오버랩, 고도와 선수각의 설정값을 기초로 운항 지상국(GCS) 소프트웨어가 설치되어 있는 복수의 사용자단말기 각각은 무인항공기(UAV)의 항로를 도출하는 단계; (b) 복수의 사용자단말기 각각은 유무선 통신망을 통해 메인서버에 상기 단계(a)에서 도출된 항로데이터와 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 송신하고, 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에도 유무선 통신을 통해 상기 항로데이터를 송신하는 단계; (c) 메인서버가 복수의 사용자단말기 각각으로부터 수신된 상기 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 사용자 기준으로 정렬하는 단계; (d) 메인서버는 사용자단말기 각각에 유무선 통신망을 통해서 다른 사용자단말기로부터 수신된 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 실시간으로 송신하여 사용자단말기 각각의 운항 지상국 소프트웨어의 화면상에 표시하는 단계, 및 (e) 복수의 사용자단말기 각각에 의해 메인서버로 송신된 복수의 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터가 시·공간적으로 중첩되는 경우, 늦게 송신한 해당 사용자단말기에 메인서버가 유무선 통신망을 통해 경고 메시지를 송신하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명은 상기 단계(b)에서 복수의 사용자단말기 각각은 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에 유무선 통신을 통해 추가로 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 단계(b)와 (d)에서 복수의 사용자단말기 각각과 메인서버(10) 사이에 송수신되는 데이터에는 위성항법장치(GPS)에 의한 무인항공기의 실시간 위치데이터(무인항공기가 비행중인 경우)가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서 메인서버는 각종 정보데이터를 DB서버에 저장한 후 필요시 입출력하게 되는데, 상기 DB서버에는 상기 항로데이터, 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터, 무인항공기의 실시간 위치데이터 및 지도데이터가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 단계(e)에서 무인항공기 항로간 시·공간적 중첩이 발생하는 경우 중첩비(Overlapped Area / Study Area)가 높은 무인항공기에게 우선권을 주는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본, 본 발명인 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법은, 복수의 무인항공기(UAV)간 항로 및 이에 따른 정보의 실시간 공유를 통해 무인항공기의 비행시 충돌을 사전에 방지할 수 있고, 이렇게 각 사용자간의 항로를 사전에 공유함으로써 계획된 항로를 급작스럽게 변경하지 않아도 되어 계획된 지점에서 외부의 방해를 받지 않고 측량을 위한 항공사진을 취득하여 더 신뢰성 있는 영상정보를 획득할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 항공측량시 항로를 도출하기 위한 종중복과 횡중복을 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법과 관련된 시스템을 나타낸 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 의하여 무인항공기간 항로에 중첩이 발생하지 않은 경우, 운항 지상국 소프트웨어 화면의 예시도.
도 5 는 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 의하여 무인항공기간 항로에 중첩이 발생한 경우, 운항 지상국 소프트웨어 화면의 예시도.
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다. 첨부된 도면들 및 이를 참조한 설명은 본 발명에 관하여 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들이 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시된 것이며, 본 발명의 사상 및 범위를 한정하려는 의도로 제시된 것은 아님에 유의하여야 할 것이다.
도 1 은 항공측량시 항로를 도출하기 위한 종중복과 횡중복을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 는 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법과 관련된 시스템을 나타낸 구성도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명에 따른 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법에 의하여 무인항공기간 항로에 중첩이 발생하지 않은 경우, 운항 지상국 소프트웨어 화면의 예시도이며, 도 5 는 무인항공기간 항로에 중첩이 발생한 경우, 운항 지상국 소프트웨어 화면의 예시도이다.
항공측량을 위해서는 오버랩(종중복)이 60%, 그리고 사이드랩(횡중복)이 20-40%정도 되어야 촬영지역에 대한 완벽한 스테레오 영상을 획득할 수 있으며 이를 충실히 반영하는 촬영계획을 짜고 촬영을 수행하는 것이 필요하다. 이러한 항공측량법을 기반으로, 항로를 계획해주는 프로그램을 사용하여 항공사진의 오버랩(종중복)과 사이드랩(횡중복), 고도 및 비행방향(선수각)을 설정하면 도 1과 같이 항로를 도출할 수 있다.
본 발명에서 무인항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)의 경우도 운항 지상국(Ground Control Station, GCS) 소프트웨어를 사용하여 항로를 설정하는데, 이 때, 측량할 지역을 지도 위에서 폐다각형으로 설정하고 다양한 설정을 마치면 된다. 위성항법장치(GPS)에 문제가 없고, 측량을 위해 자동비행 설정이 되면 무인항공기의 위성항법장치에 의해 운항 지상국 소프트웨어에서 도출된 항로를 따라 비행하게 된다.
상기 운항 지상국 소프트웨어는 항로 설정시 복잡한 계산을 자동으로 수행하는데 도움을 주는 프로그램으로써, 무인항공기의 계기상황을 체크하고 비행계획을 수립하며, 또한 운항 지상국 소프트웨어는 전문지식이 없는 비전문가들도 쉽게 사용할 수 있도록 다양한 배경지도를 제공한다. 이러한 배경지도에는 구글, Open Street Map, Bing Map 등이 있는데, 이러한 지도를 기반으로 사용자(즉, 무인항공기의 파일럿)는 자신이 원하는 측량지역(study area)을 다양한 형태의 폴리곤 형태로 그릴 수 있다.
그리고, 원하는 고도, 선수각, 비행속도, 초기 촬영 지점(top left, top right, bottom right, bottom left, current location 등), 사이드랩(횡중복)과 오버랩(종중복) 등 측량을 위한 기본 옵션을 설정하면, 운항 지상국 소프트웨어는 위에서 정의된 매개 변수(parameter)를 통해 무인항공기를 위한 항로와 그에 맞는 다양한 통계를 자동으로 도출해준다. 물론, 사용자에 의해서 항로와 항공영상 취득지점을 수동으로 입력할 수 있으나 측량지역의 일정한 품질과 고른 화질을 위해서는 운항 지상국 소프트웨어를 이용하여 자동으로 생성되는 항로 및 항공영상 취득지점을 얻는 것이 유리하다.
본 발명을 위해 고려된 운항 지상국 소프트웨어는 측량을 할 때 다음과 같은 매개 변수 설정이 가능하다.
첫째, 카메라 설정으로, 카메라의 초점, 렌즈, 센서에 따라 특정 고도에서 촬영할 수 있는 풋프린트(Footprint)가 달라지기 때문에, 일정한 품질의 항공영상을 취득하기 위해선 사용되는 카메라의 기능을 입력해야 한다.
둘째, 고도 설정으로, 무인항공기의 고도에 따라 항공영상에서 취득할 수 있는 화질과 범위가 다양하다. 일반적으로 고도가 높을수록 취득영상의 품질은 떨어지며, 상대적으로 적은 사진 개수로 넓은 지역을 커버할 수 있다. 반면에 고도가 낮으면 영상의 품질은 높으나, 같은 면적의 측량지역을 선택할 때 더 많은 시간과 사진의 개수가 필요하다.
셋째, 선수각 설정으로, 선수각은 바람의 방향에 따라 바뀔 수 있으나 일반적으로 측량지역의 생김새에 따라 다르다. 가령 가로축으로 긴 장방형인 경우 그 가로축과 적도와 이루는 각도를 따라 비행해야 비행시간이 더 짧아, 넓은 면적의 촬영이 가능하다.
넷째, 비행속도 설정으로, 비행속도가 빠를수록 넓은 면적을 짧은 시간 내에 촬영이 가능하다. 하지만 영상의 품질이 낮을 수가 있어 상황에 맞는 적절한 속도가 필요하다.
다섯째, 비행 초기지점 설정으로, 재해 지역의 영상을 획득하기 위해서는 재해 지역 밖에서 무인항공기의 이착륙을 할 수 있듯이, 무인항공기의 이륙장소는 측량지역내부가 아닐 수 있다. 이를 위해 비행 초기지점을 선택하여 측량지역의 어느 꼭지점부터 첫 영상을 획득하는지에 대한 설정이 가능하다.
여섯째, 사이드랩(횡중복) 설정으로, 사이드랩과 오버랩은 위에서 설명하였으나, 완벽한 스테레오 영상을 획득을 위해서는 일정수준 이상의 임계값이 필요하다.
일곱째, 오버랩(종중복) 설정으로, 여섯째와 동일하다.
여덟째, 여러 방향에서의 영상 획득을 위한 크로스 그리드(Cross Grid) 설정으로, 좀 더 고품질의 영상을 획득하기 위해 항로를 중첩시키는 역할을 한다.
위와 같은 매개 변수를 통해 생성된 항로는 유무선 송신장치를 이용하여 사용자단말기에서 무인항공기에 전송되고, 무인항공기는 계획된 항로를 위성항법장치(GPS)의 도움을 받아 자동으로 비행할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 무인항공기의 종류와 무관하게 사용될 수 있으나, 무인항공기의 구성을 설명하기 위해 대표적으로 많이 이용되는 회전익 무인항공기에 대해 기술하고자 한다. 기본적으로 측량을 위한 회전익 무인항공기는 다음과 같이 구성되어 있다.
1) 사용자단말기에서 계획된 항로를 USB 또는 무선으로 수신받을 수 있는 유무선 수신부 (여기서, 사용자단말기는 스마트폰이나 태블릿PC 등의 모바일단말기 또는 노트북PC 등 이동성이 있는 단말기가 적용됨)
2) 계획된 항로를 운항할 수 있도록 도와주는 위성항법장치(GPS)
3) 무인항공기의 실시간 위치, 항공사진 및 동영상을 사용자단말기에 송신할 수 있는 유무선 송신부
4) 무인항공기의 운항을 도와주는 프로펠러 및 모터(로터)
5) 항공사진 촬영을 위한 사진기
6) 설정된 항로를 위성항법장치와 비교하여, 약속된 지점에서 사진기의 셔터를 누르고, 각 로터에 적절한 회전에너지를 공급하는 컴퓨터
7) 비상시 무선 조종기를 사용하여 수동조작을 가능하게 하는 무선 송수신부
8) 전원부인 배터리
등이 회전익 무인항공기를 구성하는 기본적인 요소라고 할 수 있다.
도 2에서, 복수의 사용자단말기는 각각 유무선 통신망을 통해서 메인서버(10)에 접속되어 각종 정보데이터를 송수신하는 스마트폰이나 태블릿PC 등의 모바일단말기 또는 노트북PC 등 이동성이 있는 단말기가 적용된다. 사용자단말기에는 운항 지상국 소프트웨어가 설치되어 있다.
본 발명에서 상기 정보데이터는 운항 지상국 소프트웨어에서 도출된 항로데이터, 비행 스케쥴(시각)데이터 및 위성항법장치(GPS)에 의한 무인항공기의 실시간 위치데이터(무인항공기가 비행중인 경우) 등이 포함되고, 복수의 사용자단말기 각각은 유무선 통신망을 통해 메인서버(10)에 상기 정보데이터를 송신하고 이를 메인서버(10)는 DB서버(20)에 저장한 후 필요시 입출력한다.
상기 DB서버(20)에는 상기 항로데이터, 비행 스케쥴(시각)데이터 및 무인항공기의 실시간 위치데이터 이외에도 지도데이터가 포함되어, 메인서버(10)가 지도데이터를 유무선 통신망을 통해 각 사용자단말기로 실시간 송신할 수도 있고, 지도데이터는 각 사용자단말기에 이미 저장되어 있을 수도 있다.
역으로, 메인서버(10)는 유무선 통신망을 통해서 각 사용자단말기에 다른 사용자단말기로부터 수신된 항로데이터, 비행 스케쥴(시각)데이터 및 무인항공기의 실시간 위치데이터(무인항공기가 비행중인 경우)를 송신한다. 여기서 상기 무인항공기의 실시간 위치데이터를 복수의 사용자단말기가 공유함으로써 사용자들은 각 무인항공기의 항로에서 무인항공기의 위치를 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 복수의 사용자단말기는 상기 항로데이터를 메인서버(10)에 송신할 뿐만 아니라, 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에도 유무선 통신을 통해 운항 지상국 소프트웨어에서 도출된 항로데이터를 송신하고, 선택적으로 비행 스케쥴(시각)데이터도 송신할 수도 있으며, 역으로 무인항공기는 유무선 통신을 통해 각각의 해당 사용자단말기에 무인항공기의 실시간 위치데이터(무인항공기가 비행중인 경우), 항공사진 및 동영상데이터(무인항공기가 비행중이거나 비행 종료후)를 송신한다. 여기서, 필요에 따라 사용자단말기에는 사용자단말기와 무인항공기 간의 무선 통신을 위한 수단이 구비될 수 있다.
즉, 본 발명은 측량용 무인항공기를 사용하여 측량할 때 메인서버(10)를 통해 각 사용자가 설정한 항로 및 비행스케쥴(시각) 등을 공유하는 방식으로, 예를 들어, 사용자단말기의 각 사용자는 자신의 원하는 측량지역을 운항 지상국 소프트웨어에서 설정하고 무인항공기의 설정값(고도, 사이드랩, 오버랩, 선수각 등)을 설정하면 이에 상응하는 항로가 도출된다. 이 때 사용자단말기의 각 사용자는 비행 스케쥴(시각)을 함께 설정하고, 상기 결과들을 메인서버(10)에 업로드한다. 메인서버(10)로 송신된 정보는 현재 촬영을 계획하고 있는 다른 사용자들에게 실시간으로 송신되며 각 사용자는 자신을 제외한 다른 사람들이 어떤 장소에 언제 촬영을 할 예정인지 확인할 수 있다. 상기 정보를 바탕으로 다른 사용자들은 상기 항로와 비행 스케쥴(시각)을 고려하여 자신의 항로와 비행 스케쥴(시각)을 계획할 수 있게 된다. 이 때, 동일한 비행 시간대(비행 스케쥴이 비슷한 시간대)에 중첩되는 항로가 있으면, 해당 사용자에게 경고 알림을 띄워 항로의 변경 등을 재고하게 하는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법의 흐름도를 나타낸 도면으로 이를 상술하면 다음과 같다.
첫번째로, 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에서 측량하고자 하는 지역을 지정한 다각형과, 운항지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 무인항공기(UAV) 카메라의 사이드랩, 오버랩, 고도와 선수각 등의 설정값을 기초로 운항 지상국(GCS) 소프트웨어가 설치되어 있는 복수의 사용자단말기 각각은 무인항공기(UAV)의 항로를 도출한다(S10).
즉, 각 사용자가 운항 지상국 소프트웨어에서 측량하고자 하는 지역을 다각형으로 지정하고, 무인항공기에 구비되어 있는 카메라의 사이드랩, 오버랩, 고도와 선수각 등 각종 설정값을 운항 지상국 소프트웨어에 입력하면 자동으로 무인항공기의 항로를 도출할 수 있게 된다.
두번째로, 복수의 사용자단말기 각각은 유무선 통신망을 통해 메인서버(10)에 항로데이터와 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 송신하고, 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에도 유무선 통신을 통해 항로데이터를 송신한다(S20).
즉, 각 사용자는 비행 스케쥴(시각)을 운항 지상국 소프트웨어에 미리 입력하여야 하고, 상기 항로데이터와 비행 스케쥴(시각)데이터를 메인서버(10)와 무인항공기에 송신하게 되는데 비행 스케쥴은 예상 시각이므로 무인항공기에 송신하지 않을 수도 있다.
세번째로, 메인서버(10)가 복수의 사용자단말기 각각으로부터 수신된 상기 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 사용자 기준으로 정렬한다(S30).
네번째로, 메인서버(10)는 사용자단말기 각각에 유무선 통신망을 통해서 다른 사용자단말기로부터 수신된 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 실시간으로 송신하여 사용자단말기 각각의 운항 지상국 소프트웨어의 화면상에 표시한다(S40).
다섯번째로, 복수의 사용자단말기 각각에 의해 메인서버(10)로 송신된 복수의 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터가 시·공간적으로 중첩되는 경우, 늦게 송신한 해당 사용자단말기에 메인서버(10)가 유무선 통신망을 통해 경고 메시지를 송신한다(S50). 여기서, 해당 사용자단말기는 상기 경고 메세지를 운항 지상국 소프트웨어를 통해 화면상에 표시한다.
다시 말해, 새로운 사용자가 비행을 계획하면, 그 정보가 메인서버(10)로 송신되고, 기 송신된 항로와 비교하여 동일한 시간에 동일한 공간을 비행하는 경우 (시·공간적으로 항로가 중첩되는 경우) 나중에 비행 계획을 한 사용자에게 경고 메시지를 송신한다. 이로써 경고 메세지를 받은 사용자에게 다른 시간대에 비행하는 계획을 수립하거나 다른 지역을 비행하도록 유도할 수 있게 되는 것이다.
도 4와 도 5는 운항 지상국 소프트웨어 화면의 예시로, 도 4는 무인항공기간 시·공간적으로 항로에 중첩이 발생하지 않은 경우이고, 도 5는 무인항공기간 시·공간적으로 항로에 중첩이 발생한 경우이다.
도 5는 항로의 시·공간적 중첩이 발생할 경우 처음 항로를 결정한 사용자에게 우선권을 부여하며, 나중에 항로를 결정한 사용자에게 중첩지역을 보여줌과 함께 비행 가능한 시간을 알려준다. 상기 우선권은 기본적으로 선착순으로 부여가 되지만, 다양한 방법으로 우선권의 부여가 가능하다. 예를 들면, 중첩 면적 비에 따른 우선권이 있다.
가령, 무인항공기 A와 B의 항로간 중첩이 발생하는 경우 중첩비(Overlapped Area / Study Area)가 높은 무인항공기에게 우선권을 주어, 차후의 비행하는 무인항공기에게 방해가 되지 않도록 할 수 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 항로가 시·공간적으로 중첩될 경우 늦게 항로를 계획한 사용자에게 예상 대기 시간, 대기순위 등을 알려줄 수 있고, 도 5에서 빨간색으로 표시한 부분은 사용자가 지정한 시간에 중첩되는 다른 무인항공기의 측량범위를 나타내며 노랑색은 다른 시간대에 중첩 가능성이 있을 수 있는 부분을 나타낸다. 사용자는 이를 통해 직관적으로 비행가능 시간과 범위를 알아낼 수 있다.
따라서 본 발명은 무인항공기 항로와 이에 따른 정보(운항계획 등)를 실시간으로 공유하여, 측량용 무인항공기간 충돌을 사전에 방지하고, 계획된 비행을 외부의 방해 없이 수행하기 위한 방법을 제시한다.
본 발명은 주로 측량용 무인항공기를 기준으로 설명하였으나, 물류 및 감시 등 계획된 항로가 사용되는 다양한 분야에도 적용하여 무인항공기간 충돌을 방지할 수 있다.
10: 메인서버 20: DB서버

Claims (5)

  1. (a) 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에서 측량하고자 하는 지역을 지정한 다각형과, 운항지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 무인항공기(UAV) 카메라의 사이드랩, 오버랩, 고도와 선수각의 설정값을 기초로 운항 지상국(GCS) 소프트웨어가 설치되어 있는 복수의 사용자단말기 각각은 무인항공기(UAV)의 항로를 도출하는 단계;
    (b) 복수의 사용자단말기 각각은 유무선 통신망을 통해 메인서버(10)에 상기 단계(a)에서 도출된 항로데이터와 운항 지상국(GCS) 소프트웨어에 입력된 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 송신하고, 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에도 유무선 통신을 통해 상기 항로데이터를 송신하는 단계;
    (c) 메인서버(10)가 복수의 사용자단말기 각각으로부터 수신된 상기 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 사용자 기준으로 정렬하는 단계;
    (d) 메인서버(10)는 사용자단말기 각각에 유무선 통신망을 통해서 다른 사용자단말기로부터 수신된 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 실시간으로 송신하여 사용자단말기 각각의 운항 지상국 소프트웨어의 화면상에 표시하는 단계, 및
    (e) 복수의 사용자단말기 각각에 의해 메인서버(10)로 송신된 복수의 항로데이터와 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터가 시·공간적으로 중첩되는 경우, 늦게 송신한 해당 사용자단말기에 메인서버(10)가 유무선 통신망을 통해 경고 메시지를 송신하는 단계를 포함하여 이루어지는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서 복수의 사용자단말기 각각은 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터를 사용자단말기 각각의 해당 무인항공기에 유무선 통신을 통해 추가로 송신하는 것을 특징으로 하는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)와 (d)에서 복수의 사용자단말기 각각과 메인서버(10) 사이에 송수신되는 데이터에는 위성항법장치(GPS)에 의한 무인항공기의 실시간 위치데이터(무인항공기가 비행중인 경우)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    메인서버(10)는 각종 정보데이터를 DB서버(20)에 저장한 후 필요시 입출력하게 되는데, 상기 DB서버(20)에는 상기 항로데이터, 비행 스케쥴(측량을 시작하고자 하는 시각)데이터, 무인항공기의 실시간 위치데이터 및 지도데이터가 포함되는 것을 특징으로 하는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(e)에서 무인항공기 항로간 시·공간적 중첩이 발생하는 경우 중첩비(Overlapped Area / Study Area)가 높은 무인항공기에게 우선권을 주는 것을 특징으로 하는, 무인항공기의 항로와 비행 스케쥴을 운항 지상국 소프트웨어를 통해 공유하여 무인항공기간 충돌을 방지하기 위한 방법.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146552A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Ｎｔｔドコモ 情報処理装置
WO2019146551A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Ｎｔｔドコモ 情報処理装置
KR20200025434A (ko) * 2018-08-30 2020-03-10 한국항공우주연구원 궤적 기반의 항공기 교통 관리 메시지를 자동 생성하는 방법 및 장치
CN111389736A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 苏州诚满信息技术有限公司 一种基于大数据及无人运输的智能快递配送方法及其系统
CN111836316A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 中国移动通信有限公司研究院 切换方法、切换装置及通信设备
KR20210045631A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 양연철 자가 비행체 관제 시스템
US20210256834A1 (en) * 2018-10-15 2021-08-19 Autel Robotics Co., Ltd. Method, system and device for voice prompting, and mobile control terminal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102258505B1 (ko) 2019-12-09 2021-05-28 금오공과대학교 산학협력단 무인항공기의 군집 내비게이션 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100950420B1 (ko) * 2009-05-28 2010-03-30 한국항공우주산업 주식회사 무인항공기 충돌회피 시스템
KR20110095637A (ko) * 2010-02-19 2011-08-25 박장환 항공기 충돌방지 통신시스템
KR101483057B1 (ko) 2014-01-21 2015-01-15 엘아이지넥스원 주식회사 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법
KR20150104863A (ko) * 2014-03-06 2015-09-16 정우성 무인 비행체를 이용한 배송 물품의 무인 수취 시스템
KR20150117879A (ko) * 2014-04-11 2015-10-21 부산대학교 산학협력단 모바일 통신 기반 무인항공기 관제 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100950420B1 (ko) * 2009-05-28 2010-03-30 한국항공우주산업 주식회사 무인항공기 충돌회피 시스템
KR20110095637A (ko) * 2010-02-19 2011-08-25 박장환 항공기 충돌방지 통신시스템
KR101483057B1 (ko) 2014-01-21 2015-01-15 엘아이지넥스원 주식회사 무인항공기 충돌방지를 위한 지상통제 방법
KR20150104863A (ko) * 2014-03-06 2015-09-16 정우성 무인 비행체를 이용한 배송 물품의 무인 수취 시스템
KR20150117879A (ko) * 2014-04-11 2015-10-21 부산대학교 산학협력단 모바일 통신 기반 무인항공기 관제 시스템

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019146552A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Ｎｔｔドコモ 情報処理装置
WO2019146551A1 (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社Ｎｔｔドコモ 情報処理装置
JPWO2019146552A1 (ja) * 2018-01-26 2021-01-07 株式会社Ｎｔｔドコモ 情報処理装置
KR20200025434A (ko) * 2018-08-30 2020-03-10 한국항공우주연구원 궤적 기반의 항공기 교통 관리 메시지를 자동 생성하는 방법 및 장치
US20210256834A1 (en) * 2018-10-15 2021-08-19 Autel Robotics Co., Ltd. Method, system and device for voice prompting, and mobile control terminal
US11978332B2 (en) * 2018-10-15 2024-05-07 Autel Robotics Co., Ltd. Method, system and device for voice prompting, and mobile control terminal
CN111836316A (zh) * 2019-04-23 2020-10-27 中国移动通信有限公司研究院 切换方法、切换装置及通信设备
CN111836316B (zh) * 2019-04-23 2023-08-15 中国移动通信有限公司研究院 切换方法、切换装置及通信设备
KR20210045631A (ko) * 2019-10-17 2021-04-27 양연철 자가 비행체 관제 시스템
CN111389736A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 苏州诚满信息技术有限公司 一种基于大数据及无人运输的智能快递配送方法及其系统
CN111389736B (zh) * 2020-03-31 2021-10-08 深圳市点易达科技有限公司 一种基于大数据及无人运输的智能快递配送方法及其系统

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