KR20180027855A - 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무인비행체 제어기술에 있어서, 특히 비행금지 구역에 허가 없이 진입하는 경우나 비행금지 시간대에 비행하는 경우에 무인비행체의 비행을 자동으로 제어해주는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치에 관한 것으로, 비행금지 구역 및 비행금지 고도의 표시가 가능한 지도데이터를 저장하는 메모리; 상기 무인비행체의 현재 위치, 비행경로, 고도 및 속도를 포함하는 비행정보를 사용하여 상기 무인비행체의 현재 위치에 기준하는 일정 범위의 비행영역을 나타내기 위한 지도데이터를 상기 메모리에서 읽어들이는 맵 매칭부; 상기 맵 매칭부에서 읽어들인 지도데이터를 지도로 표시하면서 상기 표시된 지도에 상기 무인비행체의 현재 위치를 더 표시하는 맵 표시부; 상기 무인비행체의 현재 위치가 상기 맵 표시부를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 구역으로 진입하거나 진입 가능한 경로로 판단되는 경우에, 사용자인터페이스를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 상기 무인비행체를 상기 비행금지 구역으로부터 우회 비행하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어하는 제어부; 그리고 상기 제어부의 제어에 따라 상기 사용자비행명령과 상기 강제비행명령 중 어느 하나를 상기 무인비행체로 무선 송신하는 통신부를 포함하여 구성되는 것이 특징인 발명이다.

Description

무인비행체의 지능형 비행 제어 장치{intelligent flight control apparatus for nunmanned vehicle}

본 발명은 무인비행체 제어기술에 관한 것으로, 특히 비행금지 구역에 허가 없이 진입하는 경우나 비행금지 시간대에 비행하는 경우에 무인비행체의 비행을 자동으로 제어해주는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치에 관한 것이다.

무인비행체는 군사용, 화재 및 재난구조용, 촬영용 등 다양한 분야에서 이용되고 있다. 최근에는 개인 취미용으로 널리 보급되면서 그 수요도 지속적으로 증가하고 있다.

무인비행체는 항공법에서 정한 비행금지 구역에서 허가없이 비행해서는 안되며 비행금지 시간대에도 비행해서는 안되지만, 놀이문화나 취미생활로 여겨지다 보니 대부분 비행금지 구역이나 비행금지 시간대를 인식하지 못하고 법을 위반하는 경우가 많아지고 있다. 비행금지 구역을 허가없이 비행할 경우에는 200만원 이하의 과태료를 부담할 수 있기 때문에, 무인비행체를 비행하는데 주의가 요구된다. 야간비행과 같이 비행금지 시간대에 비행하는 것도 주의해야 한다.

항공법상 비행금지 구역은 서울시 대부분, 휴전선 인근, 전국 민간 및 군 비행장 반경 9.3km 이내, 전국 150미터 이상의 고도, 전국 인구밀집지역의 상공 등이며, 비행금지 시간대는 일몰 후부터 일출 전까지 야간에 해당한다. 이러한 비행금지 구역에서 무인비행체를 날리기 위해서는 지방항공청이나 국방부의 허가를 받아야 한다.

한편, 드론과 같은 무인비행체는 원격에 위치한 사용자가 무선조종기를 통한 무선제어에 따라 속도와 방향을 변경하여 비행하기 때문에, 사용자가 비행금지 구역을 지리적으로 인식하기란 대단히 어렵다. 특히, 인구밀집지역에서는 작은 실수에도 비행금지 구역을 침범할 가능성이 많다. 또한, 사용자가 무인비행체를 날리는 것을 놀이나 취미로 여기다 보니 비행금지 시간대를 어기는 경우가 많다.

결국, 앞으로 수요가 날로 증가하는 무인비행체의 비행금지 구역 및 비행금지 시간대의 비행을 효과적으로 제어해 주기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 특히 원격 제어에 의해 비행하는 무인비행체가 비행금지 구역을 침범하는 경우나 비행금지 시간대에 비행하는 경우를 제어하여 법 위반을 사전에 방지하도록 해주는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치의 특징은, 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치로서, 비행금지 구역 및 비행금지 고도의 표시가 가능한 지도데이터를 저장하는 메모리; 상기 무인비행체의 현재 위치, 비행경로, 고도 및 속도를 포함하는 비행정보를 사용하여 상기 무인비행체의 현재 위치에 기준하는 일정 범위의 비행영역을 나타내기 위한 지도데이터를 상기 메모리에서 읽어들이는 맵 매칭부; 상기 맵 매칭부에서 읽어들인 지도데이터를 지도로 표시하면서 상기 표시된 지도에 상기 무인비행체의 현재 위치를 더 표시하는 맵 표시부; 상기 무인비행체의 현재 위치가 상기 맵 표시부를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 구역으로 진입하거나 진입 가능한 경로로 판단되는 경우에, 사용자인터페이스를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 상기 무인비행체를 상기 비행금지 구역으로부터 우회 비행하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어하는 제어부; 그리고 상기 제어부의 제어에 따라 상기 사용자비행명령과 상기 강제비행명령 중 어느 하나를 상기 무인비행체로 무선 송신하는 통신부를 포함하여 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 맵 표시부는 상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도를 상기 무인비행체로부터 수신되는 영상을 표시하는 디스플레이의 일부 영역에 중첩되게 표시할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 맵 표시부는 상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도에서 비행금지 구역의 제외한 비행 가능 영역의 지리를 평면 또는 3차원 입체로 표시할 수 있다.

바람직하게, 상기 맵 표시부는 상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도에 상기 무인비행체의 현재 고도를 수직으로 더 표시할 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제어부는 상기 무인비행체의 현재 고도가 상기 맵 표시부를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 고도를 초과하거나 초과 가능한 경로로 판단되는 경우에, 상기 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 상기 무인비행체의 고도를 하강하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 현재 시간에 기준하여 비행금지 시간대에 상기 사용자인터페이스를 통해 상기 사용자비행명령이 입력되는 경우에, 비행 불가능한 시간대임을 알람하거나 상기 입력된 사용자비행명령의 무선 송신을 차단함과 동시에 상기 무인비행체가 착륙하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 비행금지 구역에 침범한 상황 또는 비행 속도와 비행 경로에 의해 비행금지 구역으로 침범 가능성이 있는 상황에서 사용자의 요구에 의한 비행 제어를 인터럽트시키면서 무인비행체의 속도 및 비행 방향을 자동으로 억제하여 무인비행체가 비행금지 구역으로 진입하는 것을 사전에 방지하거나 비행금지 구역으로부터 벗어나도록 제어해 준다.

또한, 현재 시간에 기준하여 비행금지 시간대에 대한 정보를 알람하거나 사용자의 요구에 의한 비행 제어를 인터럽트시켜서 비행금지 시간대에 비행하는 것을 미리 방지할 수 있다.

그에 따라, 비행금지 구역이나 비행금지 시간대에 대한 항공법 위반을 사전에 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치의 구성을 나타낸 블록다이어그램;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치에서 무인비행체의 현재 위치에 기준하여 표시되는 지도의 출력 예를 도시한 다이어그램이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치의 구성을 나타낸 블록다이어그램이다.

도 1을 참조하면, 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치(2)는 메모리(10), 맵 매칭부(10), 맵 표시부(30), 제어부(40), 그리고 통신부(50)를 포함하여 구성된다.

메모리(10)는 지도데이터를 저장한다. 지도데이터는 후술되는 맵 표시부(30)를 통해 지도를 표시하기 위한 것으로, 지도를 통해 비행금지 구역 및 비행금지 고도의 표시가 가능하다. 메모리(10)에 저장되는 지도데이터는 후술되는 통신부(50)를 통한 무선 통신을 이용하여 주기적으로 업데이트되는 것이 바람직하다.

맵 매칭부(20)는 무인비행체(1)의 현재 위치에 기준하여 지도데이터의 일부를 메모리(10)에서 읽어들이는 구성으로, 무인비행체(1)의 현재 위치, 비행경로, 고도 및 속도를 포함하는 비행정보를 사용하여 무인비행체(1)의 현재 위치에 기준하는 지도데이터의 일부를 메모리(10)로부터 읽어들인다. 맵 매칭부(20)가 메모리(10)에서 읽어들인 일부 지도데이터는 무인비행체(1)의 현재 위치에 기준하는 일정 범위의 비행영역을 나타내기 위한 것이다.

맵 매칭부(20) 제어부(40)에서 제공하는 무인비행체(1)에 대한 위치추적 정보에 기반하여 무인비행체(1)의 현재 위치에 기준하는 지도를 나타내기 위한 지도데이터를 메모리(10)에서 읽어들인다. 여기서, 위치추적 정보에 대해서는 제어부(40)의 설명을 참조한다.

맵 표시부(30)는 맵 매칭부(20)에서 읽어들인 지도데이터를 지도로 표시하며, 또한 그 표시된 지도에 무인비행체(1)의 현재 위치를 더 표시한다.

맵 표시부(30)는 무인비행체(1)의 현재 위치가 표시되는 지도를 무인비행체(1)로부터 수신되는 영상을 표시하는 디스플레이의 일부 영역에 중첩되게 표시할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치에서 무인비행체의 현재 위치에 기준하여 표시되는 지도의 출력 예를 도시한 다이어그램으로, 무인비행체의 현재 위치(A)에 기준하여 표시되는 지도의 전면을 도시한 것이다. 한편, 무인비행체의 현재 위치(A)에 기준하여 표시되는 지도가 영상을 표시하는 디스플레이의 일부 영역에 중첩되게 표시될 수도 있으며, 본 발명에 따른 지도 출력을 위한 별도의 디스플레이를 구비하지 않고, 영상을 표시하는 디스플레이의 일부 영역에 표시하는 것이 바람직하다.

도 2에 보인 바와 같이, 맵 표시부(30)는 무인비행체(1)의 현재 위치가 표시되는 지도에서 비행금지 구역을 표시할 수 있다. 다른 예로, 맵 표시부(30)는 무인비행체(1)의 현재 위치가 표시되는 지도에서 비행금지 구역의 제외한 비행 가능 영역의 지리만을 표시하면서 비행금지 구역은 지리를 표시하지 않고 음영으로 표시할 수 있다.

맵 표시부(30)는 무인비행체(1)의 현재 위치가 표시되는 지도에 무인비행체(1)의 현재 고도를 수직으로 더 표시할 수 있다.

결국 맵 표시부(30)는 무인비행체(1)의 현재 위치에 기준한 비행 가능 영역의 지리는 물론 무인비행체(1)의 현재 고도를 함께 표시한다.

맵 표시부(30)가 표시하는 지도는 평면 지도일 수 있고, 3차원 입체 지도일 수 있다.

제어부(40)는 무인비행체(1)가 맵 표시부(30)에 표시된 지도 상에서 비행금지 구역으로 진입하는 지의 여부와 비행금지 고도로 비행하는 지의 여부를 확인하고, 그 확인 결과에 따라 무인비행체(1)의 비행을 제어한다.

특히, 제어부(40)는 맵 표시부(30)에 표시된 지도의 각 지점별 좌표 값으로부터 비행금지 구역의 좌표 범위를 산출하고, 그 비행금지 구역의 좌표 범위에 해당하는 좌표 값들 중에서 무인비행체(1)의 현재 좌표 값과 적어도 하나가 일치되면 무인비행체(1)가 비행금지 구역으로 진입한 것으로 판단한다.

또한, 제어부(40)는 무인비행체(1)의 현재 위치, 비행경로, 고도 및 속도를 포함하는 비행정보를 사용하여 무인비행체(1)의 현재 위치를 실시간 추적하고, 해당 위치추적 정보를 맵 매칭부(20)에 제공한다. 제어부(40)는 무인비행체(1)의 현재 위치를 실시간 추적함에 따라 비행경로의 좌표 값들을 산출할 수 있다. 여기서, 비행경로의 좌표 값들은 무인비행체(1)가 어느 속도로 어느 방향으로 진행하는 지를 추정할 수 있으므로, 비행경로의 좌표 값들에 의해 추정되는 무인비행체(1)의 비행 방향이 비행금지 구역으로의 진입 가능한 경로로 판단한다. 일 예로, 무인비행체(1)의 비행경로에 대한 좌표 값들은 시간 흐름에 따라 갱신되며, 그 중에서 최신 좌표 값이 그 비행금지 구역의 좌표 범위에 해당하는 좌표 값들에 점점 근사한 값으로 갱신되어 일정 근사 범위 내에 해당하면 무인비행체(1)의 비행 방향이 비행금지 구역으로의 진입 가능한 경로로 판단한다.

제어부(40)는 무인비행체의 현재 위치가 맵 표시부(30)를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 구역으로 진입하거나 진입 가능한 경로로 판단되는 경우에, 다음과 같이 무인비행체(1)의 비행을 제어한다. 여기서, 제어부(40)에 의한 비행 제어는 비행 방향과 비행 속도에 대한 제어일 수 있다.

무인비행체(1)가 표시되는 지도에 기반하여 비행금지 구역으로 진입하거나 진입 가능한 경로로 판단되는 경우에, 제어부(40)는 키보드, 조이스틱, 터치패드 및 마이크로폰 등을 포함하는 사용자인터페이스(60)를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 무인비행체(1)를 비행금지 구역으로부터 우회 비행하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어한다. 즉, 무인비행체(1)는 사용자비행명령에 의해 비행하지 않고 강제비행명령에 의해 비행하여 비행금지 구역으로부터 벗어날 수 있고 또는 비행금지 구역으로 진입하지 못하게 된다.

제어부(40)는 무인비행체(1)의 현재 고도가 맵 표시부(30)를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 고도를 초과하거나 초과 가능한 경로로 판단되는 경우에, 다음과 같이 무인비행체(1)의 비행을 제어한다. 여기서, 제어부(40)에 의한 비행 제어는 비행 방향과 비행 속도에 대한 제어일 수 있다.

무인비행체(1)가 표시되는 지도에 기반하여 비행금지 고도를 초과하거나 초과 가능한 경로로 판단되는 경우에, 제어부(40)는 사용자인터페이스(60)를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 무인비행체(1)의 고도를 하강하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어할 수 있다.

추가 예로, 제어부(40)는 현재 시간에 기준하여 비행금지 시간대에 사용자인터페이스를 통해 무인비행체(1)의 비행을 위한 사용자비행명령이 입력되는 경우에, 비행 불가능한 시간대임을 알람하거나 상기 입력된 사용자비행명령의 무선 송신을 차단할 수 있다.

무인비행체(1)가 이륙 전인 경우에, 제어부(40)는 사용자비행명령이 입력되는 시점에 비행금지 시간대 임을 알리는 알람을 음성 또는 영상으로 출력할 수 있다.

무인비행체(1)가 이륙한 이후에 비행금지 시간대이거나 비행금지 시간대에 근접하는 경우에, 제어부(40)는 사용자인터페이스(60)를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 무인비행체(1)가 정해진 지점으로 착륙하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어할 수 있다.

통신부(50)는 전술된 제어부(40)의 제어에 따라 사용자비행명령과 강제비행명령 중 어느 하나를 무인비행체(1)로 무선 송신한다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 무인비행체
2: 지능형 비행 제어 장치
10: 메모리
20: 맵 매칭부
30: 맵 표시부
40: 제어부
50: 통신부

Claims (6)

1. 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치에 있어서,
   비행금지 구역 및 비행금지 고도의 표시가 가능한 지도데이터를 저장하는 메모리;
   상기 무인비행체의 현재 위치, 비행경로, 고도 및 속도를 포함하는 비행정보를 사용하여 상기 무인비행체의 현재 위치에 기준하는 일정 범위의 비행영역을 나타내기 위한 지도데이터를 상기 메모리에서 읽어들이는 맵 매칭부;
   상기 맵 매칭부에서 읽어들인 지도데이터를 지도로 표시하면서 상기 표시된 지도에 상기 무인비행체의 현재 위치를 더 표시하는 맵 표시부;
   상기 무인비행체의 현재 위치가 상기 맵 표시부를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 구역으로 진입하거나 진입 가능한 경로로 판단되는 경우에, 사용자인터페이스를 통해 입력되는 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 상기 무인비행체를 상기 비행금지 구역으로부터 우회 비행하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어하는 제어부; 그리고
   상기 제어부의 제어에 따라 상기 사용자비행명령과 상기 강제비행명령 중 어느 하나를 상기 무인비행체로 무선 송신하는 통신부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 맵 표시부는,
   상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도를 상기 무인비행체로부터 수신되는 영상을 표시하는 디스플레이의 일부 영역에 중첩되게 표시하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 맵 표시부는,
   상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도에서 비행금지 구역의 제외한 비행 가능 영역의 지리를 평면 또는 3차원 입체로 표시하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 맵 표시부는,
   상기 무인비행체의 현재 위치가 표시되는 지도에 상기 무인비행체의 현재 고도를 수직으로 더 표시하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 무인비행체의 현재 고도가 상기 맵 표시부를 통해 표시되는 지도에서 비행금지 고도를 초과하거나 초과 가능한 경로로 판단되는 경우에, 상기 사용자비행명령의 무선 송신을 차단하도록 제어함과 동시에 상기 무인비행체의 고도를 하강하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   현재 시간에 기준하여 비행금지 시간대에 상기 사용자인터페이스를 통해 상기 사용자비행명령이 입력되는 경우에, 비행 불가능한 시간대임을 알람하거나 상기 입력된 사용자비행명령의 무선 송신을 차단함과 동시에 상기 무인비행체가 착륙하도록 강제 유도하는 강제비행명령을 무선 송신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 지능형 비행 제어 장치.

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