KR20180052107A - 무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들 - Google Patents

무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들 Download PDF

Info

Publication number
KR20180052107A
KR20180052107A KR1020170148942A KR20170148942A KR20180052107A KR 20180052107 A KR20180052107 A KR 20180052107A KR 1020170148942 A KR1020170148942 A KR 1020170148942A KR 20170148942 A KR20170148942 A KR 20170148942A KR 20180052107 A KR20180052107 A KR 20180052107A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
uav
range
control unit
flight
restricted airspace
Prior art date
Application number
KR1020170148942A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102516153B1 (ko
Inventor
제이슨 더블유. 클라크
안드레스 차피로 페르몬
매튜 로버트 프라이스
요나스 하첸뷔흘러
Original Assignee
더 보잉 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 더 보잉 컴파니 filed Critical 더 보잉 컴파니
Publication of KR20180052107A publication Critical patent/KR20180052107A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102516153B1 publication Critical patent/KR102516153B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/006—Navigation or guidance aids for a single aircraft in accordance with predefined flight zones, e.g. to avoid prohibited zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/0011—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot associated with a remote control arrangement
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
    • G06F16/20—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of structured data, e.g. relational data
    • G06F16/22—Indexing; Data structures therefor; Storage structures
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0052—Navigation or guidance aids for a single aircraft for cruising
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20—Remote controls

Abstract

비행 범위 제한 시스템(100)은 무인 항공기(UAV)(102)의 비행 범위를 제어하도록 구성된다. 비행 범위 제한 시스템(100)은 UAV(102)의 기술 규격들을 나타내는 UAV 성능 데이터를 저장하는 UAV 성능 저장 영역(110) 및 제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 저장하는 제한 공역 저장 영역(112)을 포함하는 데이터베이스(108)를 포함한다. 범위 제한 제어 유닛(106)이 데이터베이스(108)에 통신 가능하게 연결된다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터에 기초하여 UAV(102)의 비행 범위를 제어한다.

Description

무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들{FLIGHT RANGE-RESTRICTING SYSTEMS AND METHODS FOR UNMANNED AERIAL VEHICLES}
본 개시의 실시예들은 일반적으로 무인 항공기의 비행 범위를 제한하기 위한 시스템들 및 방법들에 관한 것이다.
최근에는, 항공 드론들과 같은 무인 항공기(UAV: unmanned aerial vehicle)들이 상용 및 개인용으로 이용 가능하게 되었다. 예를 들어, 특정 기업들은 항공 드론들을 사용하여 고객들에게 제품들을 배달하기 시작했고 또는 이를 고려했다. 개인이 특정 제공자로부터의 제품을 주문할 수 있으며, 항공 드론이 제품을 개인의 집으로 배달할 수 있다. 이에 따라, 항공 드론들의 사용으로 인해 고객들에게 제품을 배달하는 것이 더 효율적이고 더 빨라지고 있다.
드론들은 또한 비상업적인 용도들에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 항공 사진 촬영과 관련하여 드론들이 사용될 수 있다.
다양한 위치들 위 그리고 그 주위의 공역(airspace)은 여러 가지 이유들로 제한될 수 있다. 예를 들어, 공항에서의 안전한 출발들 및 도착들을 보장하도록 공항 주위의 공역이 제한될 수 있다. 다른 예로서, (국가적 스포츠 행사들, 정치 집회들 등과 같은) 다양한 이벤트들과 관련하여 비행 금지 구역이 설정될 수 있다.
UAV들의 조작자들은 일반적으로 현재의 항공 지도를 갖고 있거나 항공 차트들에 완전히 익숙할 필요는 없다. 이에 따라, 조작자들이 (예를 들어, 정치 집회 또는 유세장에 있는 동안 가동 중일 수 있는) 임시 비행 제한들과 같은 특정 타입들의 공역 제한들을 인지하지 못할 수 있다.
인식될 수 있듯이, 개인이 UAV를 제한 공역으로 날리려는 시도를 할 수 있다. 이에 따라, 적어도 일부 UAV 제조업체들은 비행이 제한된 위치들을 나타내는 권고들을 특정 UAV들에 발부한다. 그러나 이러한 권고들은 UAV의 소유자에 의해 무시될 수 있다. 더욱이, 특정 UAV들이 다양한 제한 공역들을 피하도록 프로그래밍될 수 있는 한, 특정 개인들은 종종 그러한 프로그래밍을 무시하고 UAV들을 제한 공역으로 날릴 수 있다.
UAV가 허가 없이 제한 공역으로 그리고 제한 공역 내에서 비행하는 것을 방지하기 위한 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다. 제한 공역에 대한 UAV의 비행을 제한하는 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
그러한 필요성들을 유념하여, 본 개시의 특정 실시예들은 무인 항공기(UAV)의 비행 범위를 제어하도록 구성된 비행 범위 제한 시스템을 제공한다. 비행 범위 제한 시스템은 UAV의 기술 규격들을 나타내는 UAV 성능 데이터를 저장하는 UAV 성능 저장 영역 및 제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 저장하는 제한 공역 저장 영역을 갖는 데이터베이스를 포함한다. 범위 제한 제어 유닛이 데이터베이스에 통신 가능하게 연결된다. 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터에 기초하여 UAV의 비행 범위를 제어한다.
범위 제한 제어 유닛은 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 수신한다. 포지션 신호는 UAV에 탑재된 포지션 결정 디바이스에 의해 출력될 수 있다. 선택적으로 또는 추가로, 포지션 신호는 UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 포지션 결정 디바이스에 의해 출력될 수 있다.
범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV의 동작을 제한한다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV가 비행하게 되는 것을 막음으로써 UAV의 동작을 제한할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 범위 원을 결정한다. 범위 제한 제어 유닛은 범위 원이 제한 공역에 간섭할 때 UAV의 동작을 제한한다. 범위 원은 UAV의 현재 위치에 중심을 둘 수 있다. 선택적으로, 범위 원은 UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 현재 위치에 중심을 둘 수 있다.
범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역 밖에 있고 범위 원의 적어도 일부가 제한 공역 내에 있을 때 축소된 범위에서 UAV의 동작을 허용할 수 있다.
본 개시의 특정 실시예들은 무인 항공기(UAV)의 비행 범위를 제어하는 비행 범위 제한 방법을 제공한다. 비행 범위 제한 방법은 UAV의 기술 규격들을 나타내는 성능 데이터를 데이터베이스의 UAV 성능 저장 영역 내에 저장하는 단계, 제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 데이터베이스의 제한 공역 저장 영역 내에 저장하는 단계, 범위 제한 제어 유닛을 데이터베이스에 통신 가능하게 연결하는 단계, UAV의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터를 (범위 제한 제어 유닛을 사용하여) 분석하는 단계, 및 분석을 기초로 (범위 제한 제어 유닛을 사용하여) UAV의 비행 범위를 제어하는 단계를 포함한다.
본 개시의 특정 실시예들은 무인 항공기(UAV) 및 UAV와 통신하는 원격 UAV 제어 디바이스를 포함하는 비행 제어 시스템을 제공한다. 원격 UAV는 UAV의 동작을 제어한다. UAV와 원격 UAV 제어 디바이스 중 하나 또는 둘 다는 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 출력하는 포지션 결정 디바이스를 포함한다. 비행 범위 제한 시스템은 UAV의 비행 범위를 제어하도록 구성된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 무인 항공기(UAV) 및 원격 UAV 제어 디바이스에 대한 비행 범위 제한 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 UAV의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 원격 UAV 제어 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 제한 공역 밖의 범위 원의 개략도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 UAV의 범위 원의 개략도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 UAV의 범위 원의 개략도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 항공기의 일례의 평면도의 도식적인 표현이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, UAV의 동작을 제어하는 방법의 흐름도이다.
전술한 요약뿐만 아니라, 특정 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명도 첨부된 도면들과 함께 읽으면 더 잘 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용될 때, 단수로 언급되며 단수 표현이 선행되는 엘리먼트 또는 단계는, 복수의 엘리먼트들 또는 단계들을 반드시 배제하지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, "일 실시예"에 대한 언급들은 열거된 특징들을 또한 포함하는 추가 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되는 것은 아니다. 더욱이, 명백히 반대로 언급되지 않는 한, 특정한 조건을 갖는 엘리먼트 또는 복수의 엘리먼트들을 "포함하는" 또는 "갖는" 실시예들은 그 조건을 갖지 않는 추가 엘리먼트들을 포함할 수도 있다.
본 개시의 실시예들은 무인 항공기(UAV)들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들을 제공한다. 시스템들 및 방법들은 허가 없이 통제 또는 제한 공역으로 접근하는 것을 방지하는 데 사용되는 가상 지오펜스(예를 들어, 범위 원)를 UAV 주위에 제공하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, UAV는 UAV의 기술 규격들을 제공하는 규격 식별자를 포함할 수 있다. 규격 식별자는 예를 들어, 근접장 통신(NFC: near field communication) 태그의 형태일 수 있다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 규격 식별자는 블루투스, 무선 주파수 신호들 등을 통해 UAV로부터의 통신들을 제공할 수 있다.
원격 UAV 제어 디바이스는 UAV에 통신 가능하게 연결되고 UAV의 동작을 제어하도록 구성된다. 적어도 하나의 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스는 스마트폰, 태블릿 등과 같은 핸드헬드 스마트 디바이스이다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스는 UAV를 제어하도록 특별히 설계된 전용 제어 디바이스일 수 있다.
UAV의 범위를 결정하기 위해 (속도 성능, 비행 시간 성능 등과 같은) 기술 규격들이 사용될 수 있다. UAV의 기술 규격들은 공역 제한들과 비교될 수 있다. UAV 범위가 통제 또는 제한 공역에 간섭한다면, UAV의 비행이 제한된다. 예를 들어, UAV가 이륙하는 것이 방지될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 비행 범위 제한 시스템은 UAV 주위에 가상 범위 원을 생성한다. 가상 범위 원은 UAV의 범위를 나타낸다. 범위 원이라는 용어가 사용되지만, 범위 원은 완벽한 원이 아닐 수도 있다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 풍속 및 풍향에 따라 범위 원의 모양이 (타원형 모양, 길쭉한 모양 등과 같이) 변할 수 있다. 예를 들어, UAV의 구입 후, 사용자가 (NFC 태그 또는 QR 코드와 같은) 규격 식별자를 스캔하여 UAV 규격들을 비행 범위 제한 시스템으로 가져올 수 있다. 그런 다음, UAV의 최대 범위가 결정될 수 있다. 최대 범위는 UAV의 범위 반경으로서 결정된다. UAV가 온보드 GPS 유닛을 갖지 않는다면, UAV를 제어하는 데 사용되는 (핸드헬드 스마트폰과 같은) 원격 제어 디바이스가 범위에 대한 중심점을 제공한다. 그런 다음, 미리 설정된 범위 반경으로 중심점 주위에 범위 원이 그려진다. 범위 원이 통제 또는 제한 공역에 간섭(즉, 통제 또는 제한 공역으로 연장하거나, 이에 맞닿는 등)한다면, UAV의 비행이 제한된다(예를 들어, UAV가 이륙하는 것이 방지될 수 있다). 어떠한 간섭도 없다면, UAV는 정상적인 방식으로 작동되는 것이 허용된다. 원격 제어 디바이스가 지정된 거리를 초과하여 이동할 때마다 계산이 반복된다. 임의의 간섭이 존재한다면, UAV는 스마트 디바이스가 허용 가능한 포지션으로 돌아올 때까지 호버(hover) 상태를 유지할 수 있다.
다른 예로서, UAV는 온보드 GPS 유닛과 같은 포지션 결정 디바이스를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 범위 중심점은 원격 제어 디바이스의 위치 대신에 UAV의 위치에 의해 결정된다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 무인 항공기(UAV)(102) 및 원격 UAV 제어 디바이스(104)에 대한 비행 범위 제한 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 도 1은 비행 제한 시스템(100), UAV(102) 및 원격 UAV 제어 디바이스(104)를 포함하는 비행 제어 시스템(101)을 도시한다. 비행 범위 제한 시스템(100)은 이를테면, 하나 또는 그보다 많은 유선 또는 무선 접속들을 통해 데이터베이스(108)에 통신 가능하게 연결된 범위 제한 제어 유닛(106)을 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 데이터베이스(108)는 범위 제한 제어 유닛(106)의 일부일 수 있다.
데이터베이스(108)는 UAV 성능 저장 영역(110) 및 제한 공역 저장 영역(112)을 포함한다. UAV 성능 저장 영역(110)은 UAV(102)에 대한 성능 데이터를 저장한다. 예를 들어, UAV 성능 저장 영역(110)은 UAV의 최대 속도, (배터리 충전, 전체 연료 탱크 등에 기초한) UAV의 최대 비행 시간 등을 저장할 수 있다. UAV(102)에 대한 성능 데이터는 다운로드되어 UAV 성능 저장 영역(110) 내에 저장될 수 있다. 예를 들어, 개인이 UAV(102)의 제조업체의 웹 사이트로부터 UAV(102)에 대한 성능 데이터를 다운로드할 수 있다.
적어도 하나의 다른 실시예에서, UAV(102)는 UAV(102)에 대한 성능 데이터를 포함하는 규격 식별자(114)를 포함할 수 있다. 규격 식별자(114)는 근접장 통신(NFC) 태그, 블루투스 가능 태그, RFID 태그 등과 같은 태그의 형태일 수 있다. 규격 식별자(114) 상에 저장된 성능 데이터는 이를테면, 개인이 UAV(102)를 구입한 후, UAV 성능 저장 영역(110)에 무선으로 전달되어 그 안에 저장될 수 있다. 이러한 실시예에서, 개인은 이를 테면, 스마트 디바이스로 규격 식별자(114)를 스캔할 수 있는데, 이때 규격 식별자(114) 내에 저장된 성능 데이터가 비행 범위 제한 시스템(100)으로 출력되며, 비행 범위 제한 시스템(100)은 안테나, 트랜시버, 인터넷 접속 등과 같은 통신 디바이스(116)를 통해 성능 데이터를 수신할 수 있다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, UAV(102)는 규격 식별자(114)를 포함하지 않을 수도 있다.
제한 공역 저장 영역(112)은 제한 공역 데이터를 저장한다. 제한 공역 데이터는 (공항들, 공공 또는 민간 토지들 등과 같은) 다양한 권한들에 의해 출력될 수 있다. 제한 공역 데이터는 이를테면, 통신 디바이스(116)를 통해 비행 범위 제한 시스템(100)에 의해 수신되고, 제한 공역 저장 영역(112) 내에 저장된다.
UAV(102)는 적어도 하나의 추진 시스템(120)에 결합된 기체(118)를 포함한다. UAV(102)는 UAV가 원격 UAV 제어 디바이스(104) 및/또는 비행 범위 제한 시스템(100)과 통신할 수 있게 하는 통신 디바이스(122), 이를테면 안테나, 트랜시버 등을 또한 포함한다. 추진 시스템(120)은 하나 또는 그보다 많은 프로펠러들, 로터들 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 추진 시스템(120)은 헬리콥터와 유사하게 UAV(102)를 추진시키도록 구성된다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 추진시스템(120)은 비행기와 유사하게 UAV(102)를 추진시키도록 구성된다.
원격 UAV 제어 디바이스(104)는 원격 UAV 제어 디바이스(104)와 UAV(102) 그리고 비행 범위 제한 시스템(100)을 통신 가능하게 연결하는 통신 디바이스(124)를 포함한다. 적어도 하나의 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 스마트폰 또는 태블릿과 같은 핸드헬드 스마트 디바이스이다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 UAV(102)의 동작을 제어하도록 특별히 설계된 전용 제어 디바이스이다.
도시된 바와 같이, 비행 범위 제한 시스템(100)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)와는 분리되고, 별개이며 원격일 수 있다. 예를 들어, 비행 범위 제한 시스템(100)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)와 분리되고 별개인 제1 위치에 위치될 수 있다. 원격 UAV 제어 디바이스(104) 및 비행 범위 제한 시스템(100)은 이를테면, 통신 디바이스(116, 124)를 통해 서로 무선으로 통신할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 상호 인터넷 접속을 통해 비행 범위 제한 시스템(100)과 통신할 수 있다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 비행 범위 제한 시스템(100)은 원격 UAV 제어 디바이스(104) 내에 하우징된다.
동작시, 비행 범위 제한 시스템(100)은 UAV의 성능 데이터를 데이터베이스(108)의 UAV 성능 저장 영역(110)에 저장한다. 비행 범위 제한 시스템(100)은 또한 제한 공역 저장 영역(112) 내에 제한 공역 데이터를 저장한다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 현재 위치, 성능 데이터 및 제한 공역 데이터를 분석하여, UAV(102)의 비행이 제한되어야 하는지 여부를 결정한다.
적어도 하나의 실시예에서, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 현재 위치를 결정하고 UAV의 현재 위치 주위에 범위 원을 생성한다. 생성된 범위 원은 UAV의 현재 위치, UAV의 현재 속도, UAV의 최대 속도, UAV의 현재 진로 등에 기초할 수 있다. 요약하면, 범위 원은 UAV(102)의 최대 속도와 함께 UAV(102)의 현재 벡터에 기초할 수 있다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 현재 위치를 지속적으로 모니터링하고 그 범위 원을 업데이트한다.
범위 제한 제어 유닛(106)이, UAV(102)의 범위 원이 (제한 공역 저장 영역(112)에 저장된 제한 공역 데이터로부터 결정된) 제한 공역에 간섭(예를 들어, 중첩, 교차, 인접 등)하지 않는다고 결정하면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 정상적인 방식으로 작동되도록 허용한다. 즉, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV 성능 저장 영역(110)에 저장된 UAV(102)의 성능 데이터를 넘어서까지 UAV(102)의 범위를 더 제한하지는 않는다.
그러나 범위 제한 제어 유닛(106)이, UAV(102)의 범위 원이 제한 공역과 간섭한다고 결정한다면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 이륙하는 것을 막는다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛(106)은, 원격 UAV 제어 디바이스(104)가 UAV의 비행을 허용하는 것을 막는 비행 방지 신호를 원격 UAV 제어 디바이스(104)에 출력할 수 있다.
범위 원이 제한 공역에 간섭할 때 UAV(102)가 이미 비행 중이라면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 즉시 제한 공역 밖으로 기동되어야 한다는 것을 나타내는 경보 신호를 원격 UAV 제어 디바이스(104)에 출력할 수 있다. 적어도 하나의 다른 실시예에서는, UAV(102)가 이미 비행하고 있고 제한 공역에 간섭할 때, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)를 일시적으로 제어하며 UAV(102)를 제한 공역 밖으로 기동하는 오버라이드 제어 신호를 (원격 UAV 제어 디바이스(104)에 또는 직접 UAV(102)에) 출력할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 범위 원은 제한 공역에 간섭할 수 있지만, UAV(102)는 제한 공역 밖에 포지셔닝될 수 있다. 이에 따라, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 실제 포지션이 제한 공역 밖에 있는 한 UAV(102)가 작동되도록 허용할 수 있다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 범위 원이 제한 공역에 간섭하지만, UAV(102)의 실제 포지션은 제한 공역 밖에 있는 그러한 시간 동안 UAV(102)의 속도 및 방향을 제한할 수 있다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 비행하는 것이 금지되는 범위 원 내에 버퍼 구역을 설정할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 범위 원은 UAV(102) 자체의 현재 위치에 중심을 둔다. 이러한 실시예에서, UAV(102)는 비행 범위 제한 시스템(100)에 의해 수신된 포지션 신호를 출력하는 (GPS 유닛과 같은) 포지션 결정 디바이스를 포함한다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)로부터 포지션 신호를 수신하고, 수신된 포지션 신호에 기초하여 UAV(102)의 현재 위치를 결정한다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, 포지션 신호는 원격 UAV 제어 디바이스(104)에 의해 수신될 수 있으며, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 UAV(102)의 포지션 신호를 비행 범위 제한 시스템(100)에 송신한다.
적어도 하나의 다른 실시예에서, UAV(102)는 포지션 결정 디바이스를 포함하지 않을 수 있다. 이 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 포지션 결정 디바이스를 포함할 수 있다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102) 자체의 위치의 표시를 제공하는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치에 기초하여 범위 원을 생성할 수 있다. 예를 들어, UAV 성능 저장 영역(110)에 저장된 UAV(102)의 성능 데이터에 기초하여, 범위 제한 제어 유닛(106)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 포지션으로부터의 UAV(102)의 최대 반경 거리를 결정할 수 있다. 최대 반경 거리는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치에 중심을 둔 범위 원의 반경을 제공한다.
적어도 하나의 다른 실시예에서, UAV(102)도 원격 UAV 제어 디바이스(104)도 포지션 결정 디바이스를 포함하지 않을 수 있다. 이러한 실시예에서, 원격 UAV 제어 디바이스(104)와 UAV(102) 사이의 거리는 이들 사이의 통신 접속, 이를테면 블루투스 또는 다른 그러한 무선 접속을 통해 결정된다. 비행 범위 제한 시스템(100)은 UAV(102)와 원격 UAV 제어 디바이스(104) 사이의 거리에 기초하여 UAV(102)의 범위를 제한할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "제어 유닛," "유닛," "중앙 처리 유닛," "CPU," "컴퓨터" 등의 용어는 마이크로컨트롤러들, 축소 명령어 세트 컴퓨터들(RISC: reduced instruction set computers), 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit)들, 로직 회로들, 그리고 본 명세서에서 설명되는 기능들을 실행할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 결합을 포함하는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 사용하는 시스템들을 포함하는 임의의 프로세서 기반 또는 마이크로프로세서 기반 시스템을 포함할 수 있다. 이들은 단지 예시일 뿐이며, 따라서 이러한 용어들의 정의 및/또는 의미를 어떠한 식으로도 제한하도록 의도되는 것은 아니다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛(106)은 비행 범위 제한 시스템(100)의 동작을 제어하도록 구성되는 하나 또는 그보다 많은 프로세서들일 수도 있고 또는 이러한 프로세서들을 포함할 수도 있다.
범위 제한 제어 유닛(106)은 데이터를 처리하기 위해, (하나 또는 그보다 많은 메모리들과 같은) 하나 또는 그보다 많은 저장 엘리먼트들에 저장되는 명령들의 세트를 실행하도록 구성된다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛(106)은 하나 또는 그보다 많은 메모리들을 포함하거나 이들에 연결될 수 있다. 저장 엘리먼트들은 또한 원하는 대로 또는 필요에 따라 데이터 또는 다른 정보를 저장할 수도 있다. 저장 엘리먼트들은 처리 머신 내의 물리적 메모리 엘리먼트 또는 정보 소스의 형태일 수도 있다.
명령들의 세트는 본 명세서에서 설명되는 요지의 다양한 실시예들의 방법들 및 처리들과 같은 특정 동작들을 수행하도록 처리 머신인 범위 제한 제어 유닛(106)에 명령하는 다양한 커맨드들을 포함할 수 있다. 명령들의 세트는 소프트웨어 프로그램의 형태일 수도 있다. 소프트웨어는 시스템 소프트웨어 또는 애플리케이션 소프트웨어와 같은 다양한 형태들일 수도 있다. 또한, 소프트웨어는 개별 프로그램들의 집합, 더 큰 프로그램 내의 프로그램 서브세트 또는 프로그램의 일부의 형태일 수도 있다. 소프트웨어는 또한 객체 지향 프로그래밍의 형태인 모듈러 프로그래밍을 포함할 수도 있다. 처리 머신에 의한 입력 데이터의 처리는 사용자 커맨드들에 대한 응답으로, 또는 이전 처리의 결과들에 대한 응답으로, 또는 다른 처리 머신에 의해 이루어진 요청에 대한 응답으로 이루어질 수도 있다.
본 명세서의 실시예들의 도면들은 범위 제한 제어 유닛(106)과 같은 하나 또는 그보다 많은 제어 또는 처리 유닛들을 예시할 수 있다. 처리 또는 제어 유닛들은 본 명세서에서 설명되는 동작들을 수행하는 연관된 명령들(예를 들면, 컴퓨터 하드 드라이브, ROM, RAM, EPROM 등과 같은 유형이며 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 소프트웨어)에 따라 하드웨어로서 구현될 수 있는 회로들, 회로망, 또는 그 일부분들을 나타낼 수 있다고 이해되어야 한다. 하드웨어는 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하도록 하드 와이어된 상태 머신 회로를 포함할 수 있다. 선택적으로, 하드웨어는 마이크로프로세서들, 프로세서들, 제어기들 등과 같은 하나 또는 그보다 많은 로직 기반 디바이스들을 포함하고 그리고/또는 이들에 접속되는 전자 회로들을 포함할 수 있다. 선택적으로, 범위 제한 제어 유닛(106)은 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array), 주문형 집적 회로(ASIC), 마이크로프로세서(들) 등의 하나 이상과 같은 처리 회로를 나타낼 수 있다. 다양한 실시예들의 회로들은 본 명세서에서 설명되는 기능들을 수행하기 위한 하나 또는 그보다 많은 알고리즘들을 실행하도록 구성될 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 알고리즘들은 흐름도 또는 방법으로 명백하게 식별되든 그렇지 않든, 본 명세서에 개시된 실시예들의 양상들을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "소프트웨어" 및 "펌웨어"라는 용어들은 상호 교환 가능하며, RAM 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, OTP(one time programmable) 메모리 및 비휘발성 RAM(NVRAM: non-volatile RAM) 메모리를 포함하여 컴퓨터에 의한 실행을 위해 메모리에 저장된 임의의 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 위의 메모리 타입들은 단지 예시일 뿐이며, 따라서 컴퓨터 프로그램의 저장을 위해 사용할 수 있는 메모리의 타입에 대한 제한이 아니다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 UAV(102)의 개략적인 블록도이다. UAV(102)는 앞서 설명한 바와 같이 추진 시스템(들)(120) 및 통신 디바이스(122)를 포함한다. UAV(102)는 또한 규격 식별자(114)를 포함할 수 있다. 선택적으로, UAV(102)는 규격 식별자(114)를 포함하지 않을 수도 있다.
UAV(102)는 또한 GPS 유닛, 포지션 삼각 측량 유닛 등과 같은 포지션 결정 디바이스(130)를 포함할 수 있다. 포지션 결정 디바이스(130)는 UAV(102)의 현재 위치를 결정하고, 포지션 신호를 출력하며, 포지션 신호는 다음에 (도 1에 도시된) 원격 UAV 제어 디바이스(104) 및/또는 비행 범위 제한 시스템(100)에 의해 수신될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 범위 제한 제어 유닛(106)에 의해 결정되는 범위 원은 이를 테면, 포지션 신호에 의해 출력되는 UAV(102)의 실제 현재 위치에 기초할 수 있다. 선택적으로, UAV(102)는 포지션 결정 디바이스(130)를 포함하지 않을 수도 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 개략적인 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원격 UAV 제어 디바이스(104)는 핸드헬드 하우징(132)을 갖는 핸드헬드 스마트 디바이스, 이를테면 스마트폰 또는 태블릿이다. 통신 디바이스(124)는 하우징(132) 내에 있을 수 있다. 터치스크린 디스플레이와 같은 디스플레이(134)가 하우징(132)에 결합된다.
원격 UAV 제어 디바이스(104)는 또한 GPS 유닛, 포지션 삼각 측량 유닛 등과 같은 포지션 결정 디바이스(136)를 포함할 수 있다. 도 1과 관련하여 앞서 설명한 바와 같이, UAV(102)의 범위 원은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 실제 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, UAV 성능 저장 영역(110)에 저장된 UAV(102)의 최대 범위에 기초하여, 최대 범위를 나타내는 반경은 포지션 결정 디바이스(136)로부터의 포지션 신호에 의해 출력된, 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치로부터 연장될 수 있다. 그 후, 반경은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 위치 주위로 스위프(sweep)되어 범위 원을 형성한다. 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치는 범위 원의 중심을 형성한다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 제한 공역(202) 밖의 범위 원(200)의 개략도이다. 도 1과 도 4를 참조하면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 (UAV(102)에 의해 출력된 포지션 신호로부터 그리고/또는 원격 UAV 제어 디바이스(104)에 의해 출력된 포지션 신호를 통해 결정된) UAV(102)의 현재 위치, 및 원격 UAV 성능 저장 영역(110)에 저장된 UAV(102)의 성능 데이터를 기초로 범위 원(200)을 결정한다. 도 4에 도시된 바와 같이, UAV(102)의 범위 원(200)은 제한 공역(202)에 간섭하지 않는다. 이에 따라, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 정상적으로 작동되도록 허용한다. 즉, 범위 원(200)이 제한 공역(202) 밖에 있는 한, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 동작을 제한하지 않는다. 그러나 범위 원(200)이 제한 공역(202)에 간섭한다면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 동작을 제한한다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 (도 1에 도시된) UAV(102)의 범위 원(200)의 개략도이다. 도 1과 도 5를 참조하면, 이 실시예에서 범위 원(200)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 실제 위치(204)에 기초하여 결정된다. UAV 성능 저장 영역(110)에 저장된 UAV(102)의 성능 데이터에 기초하여, 범위 제한 제어 유닛(106)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치(204)로부터의 반경(206)을 투사한다. 반경(206)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치(204)로부터의 UAV(102)의 최대 범위를 나타낸다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 현재 위치(204)를 중심으로 반경(206)을 스위프하여 범위 원(200)을 형성한다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치(204)에 기초하여 범위 원(200)을 지속적으로 업데이트할 수 있다.
선택적으로, 앞서 설명한 바와 같이, 범위 원(200)은 UAV(102)의 현재 위치에 중심을 둘 수 있다. 예를 들어, UAV(102)가 포지션 결정 디바이스를 포함하면, 범위 원(200)은 UAV(102)의 현재 위치에 중심을 둘 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 (도 1에 도시된) UAV(102)의 범위 원(200)의 개략도이다. 도 1과 도 6을 참조하면, 범위 원(200)의 중심(240)은 앞서 설명한 바와 같이 UAV(102)의 현재 위치 및/또는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치에 의해 결정될 수 있다.
범위 원(200)이 (도 4에 도시된) 제한 공역(202)에 간섭할 때, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 제한 공역(202) 내에 있는지 여부를 결정한다. UAV(102)가 제한 공역(202) 내에 있지 않다(그러나 범위 원(200)이 제한 공역(202)에 간섭하는 적어도 일부를 갖는다)면, 범위 제한 제어 유닛(106)은 범위 원(200)의 외측 한계(244)와 작동 내부 원(248)의 외측 부분(246) 사이에 버퍼 구역(242)을 생성할 수 있다. 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 작동 내부 원(248) 내에서 정상적으로(또는 감소된 성능으로) 작동되도록 허용할 수 있다. 그러나 버퍼 구역(242) 내에서 UAV(102)의 동작은 제한되거나 방지될 수 있다. 버퍼 구역(242)의 크기 및 모양은 지속적으로 업데이트될 수 있으며, UAV(102)의 현재 벡터에 기초하여 축소 또는 확장될 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 UAV(102)의 일례의 평면도의 도식적인 표현이다. 도 7에 도시된 바와 같이, UAV(102)는 기체(118) 및 기체(118)에 연결된 복수의 추진 시스템들(120)을 포함할 수 있다. 일반적으로, 기체(118)는 UAV(102)에 대한 구조체 또는 프레임워크를 형성한다. 도 7에 도시된 예시된 실시예에서, UAV(102)는 4개의 추진 시스템들(120)을 포함하여, 각각의 추진 시스템(120)이 각각의 암(324, 325, 326, 327)에 장착된다. 예시된 실시예에서, UAV(102)는 4개의 암들(324-327)과 각각의 개별 암(324-327)에 장착되는 단일 추진 시스템(120)을 포함한다. 선택적으로, UAV(102)는 더 많은 또는 더 적은 추진 시스템들(120)을, 암(324-327)마다 더 많은 또는 더 적은 추진 시스템들(120)을, 그리고 도시된 것보다 더 많은 또는 더 적은 암들(324-327)을 포함할 수 있다.
또한, 선택적으로, 도 7에 도시된 UAV 대신에, UAV(102)는 동체, 날개들, 꼬리 등을 포함할 수 있다. 이런 식으로, UAV(102)는 무인 항공기로서 설계될 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, UAV의 동작을 제어하는 방법의 흐름도이다. 도 1과 도 8을 참조하면, 400에서 비행 범위 제한 시스템(100)은 UAV(102)로부터 성능 데이터를 수신하고 데이터베이스(108)의 UAV 성능 저장 영역(110)에 성능 데이터를 저장한다. 402에서, 비행 범위 제한 시스템(100)은 (이를테면, 항공 당국, 모니터링 센터, 특정 위치 등으로부터) 제한 공역 데이터를 수신하고 제한 공역 데이터를 데이터베이스(108)의 제한 공역 저장 영역(112)에 저장한다. 단계들(400, 402)은 시간이 겹칠 수 있고 그리고/또는 동시에 발생할 수 있다. 선택적으로, 단계(400)는 단계(402) 이전에 발생할 수 있거나, 그 반대일 수 있다.
404에서, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 현재 위치를 결정한다. UAV(102)의 현재 위치는 UAV(102)에 탑재된 포지션 결정 디바이스에 의해 출력된 위치 신호에 기초하여 결정될 수 있다. 적어도 하나의 다른 실시예에서, UAV(102)의 현재 위치는 원격 UAV 제어 디바이스(104) 내의 포지션 결정 디바이스에 의해 출력된 포지션 신호와의 상관에 기초할 수 있다.
406에서, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV의 현재 위치 및 UAV의 성능 데이터에 기초하여 UAV(102)에 대한 범위 원을 결정한다. 408에서, 범위 제한 제어 유닛(106)은 범위 원이 제한 공역에 간섭하는지 여부를 결정한다.
범위 원이 제한 공역에 간섭한다면, 410에서 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)의 동작을 제한한다. 예를 들어, 범위 제한 제어 유닛(106)은 UAV(102)가 이륙하는 것을 막거나, UAV(102)가 축소된 범위 내에서 그리고/또는 축소된 성능들로 작동될 수 있게 하는 제어 신호를 출력할 수 있다. 그 다음, 이 방법은 410에서 406으로 돌아간다.
그러나 408에서 범위 원이 제한 공역에 간섭하지 않는다면, 방법은 412로 진행하여, 범위 제한 제어 유닛(106)이 UAV가 정상적으로 동작하도록 허용한다. 그 다음, 이 방법은 412에서 406으로 돌아간다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 개시의 실시예들은 제한 및 규제 공역 내에서 소비자 조작 UAV들의 동작을 제한하는 시스템들 및 방법들을 제공한다. 본 개시의 실시예들은 소비자 조작 UAV들에 대한 안전한 작동 환경들을 조성하면서 현재의 공역 규정들을 보호하고 시행한다.
추가로, 본 개시는 다음 조항들에 따른 실시예들을 포함한다:
조항 1. 무인 항공기(UAV)의 비행 범위를 제어하도록 구성된 비행 범위 제한 시스템으로서, 이 비행 범위 제한 시스템은,
UAV의 기술 규격들을 나타내는 UAV 성능 데이터를 저장하는 UAV 성능 저장 영역 및 제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 저장하는 제한 공역 저장 영역을 포함하는 데이터베이스; 및
데이터베이스에 통신 가능하게 연결된 범위 제한 제어 유닛을 포함하며, 여기서 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터에 기초하여 UAV의 비행 범위를 제어한다.
조항 2. 조항 1의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 수신한다.
조항 3. 조항 2의 비행 범위 제한 시스템에서, 포지션 신호는 UAV에 탑재된 포지션 결정 디바이스에 의해 출력된다.
조항 4. 조항 2 또는 조항 3의 비행 범위 제한 시스템에서, 포지션 신호는 UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 포지션 결정 디바이스에 의해 출력된다.
조항 5. 조항 1 내지 조항 4 중 어느 한 조항의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV의 동작을 제한한다.
조항 6. 조항 5의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV가 비행하게 되는 것을 막음으로써 UAV의 동작을 제한한다.
조항 7. 조항 1 내지 조항 6 중 어느 한 조항의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 범위 원을 결정하고, 여기서 범위 제한 제어 유닛은 범위 원이 제한 공역에 간섭할 때 UAV의 동작을 제한한다.
조항 8. 조항 7의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 원은 UAV의 현재 위치에 중심을 둔다.
조항 9. 조항 7 또는 조항 8의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 원은 UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 현재 위치에 중심을 둔다.
조항 10. 조항 7 내지 조항 9 중 어느 한 조항의 비행 범위 제한 시스템에서, 범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역 밖에 있고 범위 원의 적어도 일부가 제한 공역 내에 있을 때 축소된 범위에서 UAV의 동작을 허용한다.
조항 11. 무인 항공기(UAV)의 비행 범위를 제어하는 비행 범위 제한 방법으로서, 이 비행 범위 제한 방법은,
UAV의 기술 규격들을 나타내는 성능 데이터를 데이터베이스의 UAV 성능 저장 영역 내에 저장하는 단계;
제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 데이터베이스의 제한 공역 저장 영역 내에 저장하는 단계;
범위 제한 제어 유닛을 데이터베이스에 통신 가능하게 연결하는 단계;
범위 제한 제어 유닛을 사용하여 UAV의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터를 분석하는 단계; 및
범위 제한 제어 유닛을 사용하여, 분석을 기초로 UAV의 비행 범위를 제어하는 단계를 포함한다.
조항 12. 조항 11의 비행 범위 제한 방법은, UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 범위 제한 제어 유닛에 의해 수신하는 단계를 더 포함한다.
조항 13. 조항 12의 비행 범위 제한 방법은, UAV에 탑재된 포지션 결정 디바이스에 의해 포지션 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
조항 14. 조항 12 또는 조항 13의 비행 범위 제한 방법은, UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 포지션 결정 디바이스에 의해 포지션 신호를 출력하는 단계를 더 포함한다.
조항 15. 조항 11 내지 조항 14 중 어느 한 조항의 비행 범위 제한 방법에서, 제어하는 단계는 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV의 동작을 제한하는 단계를 포함한다.
조항 16. 조항 15의 비행 범위 제한 방법에서, 제한하는 단계는 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV가 비행하게 되는 것을 막는 단계를 포함한다.
조항 17. 조항 11 내지 조항 16 중 어느 한 조항의 비행 범위 제한 방법에서, 분석하는 단계는 UAV의 범위 원을 결정하는 단계를 포함하고, 제어하는 단계는 범위 원이 제한 공역에 간섭할 때 UAV의 동작을 제한하는 단계를 포함한다.
조항 18. 조항 17의 비행 범위 제한 방법에서, 범위 원은 UAV의 현재 위치 또는 UAV의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스의 현재 위치 중 하나 또는 둘 다에 중심을 둔다.
조항 19. 조항 17 또는 조항 18의 비행 범위 제한 방법에서, 제한하는 단계는 UAV가 제한 공역 밖에 있고 범위 원의 적어도 일부가 제한 공역 내에 있을 때 축소된 범위에서 UAV의 동작을 허용하는 단계를 포함한다.
조항 20. 비행 제어 시스템은,
무인 항공기(UAV);
UAV와 통신하는 원격 UAV 제어 디바이스 ― 원격 UAV는 UAV의 동작을 제어하고, UAV와 원격 UAV 제어 디바이스 중 하나 또는 둘 다는 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 출력하는 포지션 결정 디바이스를 포함함 ―; 및
UAV의 비행 범위를 제어하도록 구성된 비행 범위 제한 시스템을 포함하며, 이 비행 범위 제한 시스템은,
UAV의 기술 규격들을 나타내는 UAV 성능 데이터를 저장하는 UAV 성능 저장 영역 및 제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 저장하는 제한 공역 저장 영역을 포함하는 데이터베이스; 및
데이터베이스에 통신 가능하게 연결된 범위 제한 제어 유닛을 포함하고, 여기서 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 수신하고, UAV의 현재 위치, UAV 성능 데이터 및 제한 공역 데이터에 기초하여 UAV의 비행 범위를 제어하며, 범위 제한 제어 유닛은 UAV가 제한 공역에 근접하거나 제한 공역 내에 있을 때 UAV의 동작을 제한하고, 범위 제한 제어 유닛은 UAV의 범위 원을 결정하고, 여기서 범위 제한 제어 유닛은 범위 원이 제한 공역에 간섭할 때 UAV의 동작을 제한한다.
최상부, 최하부, 하부, 중간, 측면, 수평, 수직, 전방 등과 같은 다양한 공간적 그리고 방향적 용어들이 본 개시의 실시예들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 단지 도면들에 도시된 배향들에 관해 사용될 뿐이라고 이해된다. 배향들은, 상위 부분이 하위 부분이 되고, 그 반대가 되고, 수평이 수직(또는 다양한 다른 각도들이나 배향들)이 되는 등이 이루어지도록, 반전되거나 회전되거나 아니면 변경될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 작업 또는 동작을 수행"하도록 구성되는" 구조, 제한 또는 엘리먼트는 작업 또는 동작에 대응하는 식으로 특히 구조적으로 형성, 구성 또는 적응된다. 명확성을 위해 그리고 혼선을 피하기 위해, 단지 작업 또는 동작을 수행하도록 수정되는 것만이 가능한 대상이 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 작업 또는 동작을 수행"하도록 구성되는" 것은 아니다.
위의 설명은 한정이 아닌 예시인 것으로 의도된다고 이해되어야 한다. 예를 들어, 위에서 설명한 실시예들(및/또는 그것들의 양상들)은 서로 결합하여 사용될 수도 있다. 추가로, 특정 상황이나 재료를 본 개시의 다양한 실시예들의 범위를 벗어나지 않으면서 이들의 교시들에 적응시키도록 많은 변형들이 이루어질 수도 있다. 본 명세서에서 설명한 재료들의 치수들 및 타입들은 본 개시의 다양한 실시예들의 파라미터들을 정의하는 것으로 의도되지만, 실시예들은 결코 한정이 아니며 예시적인 실시예들이다. 상기 설명의 검토시 많은 다른 실시예들이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이다. 따라서 본 개시의 다양한 실시예들의 범위는 첨부된 청구항들을 참조로, 이러한 청구항들에 권리가 부여되는 등가물들의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다. 첨부된 청구항들에서, "포함하는(including)" 및 "여기서(in which)"라는 용어들은 "포함하는(comprising)" 및 "여기서(wherein)"라는 각각의 용어들의 평이한 영어 등가물들로서 사용된다. 더욱이, "제1," "제2" 그리고 "제3" 등의 용어들은 단지 라벨들로서 사용될 뿐이며, 이들의 대상들에 대해 수치 요건들을 부과하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 또한, 다음 청구항들의 한정들은 수단+기능 포맷으로 작성되지 않으며, 이러한 청구항 한정들이 추가 구조가 없는 기능의 서술이 뒤따르는 "~을 위한 수단"이라는 문구를 명백히 사용하지 않는 한 그리고 사용할 때까지 35 U.S.C. § 112(f)를 기반으로 해석되는 것으로 의도되는 것은 아니다.
이러한 서면 기술은 최선 모드를 포함하는 본 개시의 다양한 실시예들을 개시하기 위해 그리고 또한 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 임의의 자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제작하여 사용하고 임의의 통합된 방법들을 수행하는 것을 비롯해 본 개시의 다양한 실시예들을 실시할 수 있게 하기 위해 예들을 사용한다. 본 개시의 다양한 실시예들의 특허 가능 범위는 청구항들에 의해 정의되고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 생각나는 다른 예들을 포함할 수도 있다. 그러한 다른 예들은 그 예들이 청구항들의 문언과 다르지 않은 구조적 엘리먼트들을 갖는다면, 또는 그 예들이 청구항들의 문언과 사소한 차이들을 갖는 동등한 구조적 엘리먼트들을 포함한다면, 청구항들의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (15)

  1. 무인 항공기(UAV: unmanned aerial vehicle)(102)의 비행 범위를 제어하도록 구성된 비행 범위 제한 시스템(100)으로서,
    상기 UAV(102)의 기술 규격들을 나타내는 UAV 성능 데이터를 저장하는 UAV 성능 저장 영역(110) 및 제한 공역(airspace)을 나타내는 제한 공역 데이터를 저장하는 제한 공역 저장 영역(112)을 포함하는 데이터베이스(108); 및
    상기 데이터베이스(108)에 통신 가능하게 연결된 범위 제한 제어 유닛(106)을 포함하며,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV(102)의 현재 위치, 상기 UAV 성능 데이터 및 상기 제한 공역 데이터에 기초하여 상기 UAV(102)의 비행 범위를 제어하는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 수신하는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 포지션 신호는 상기 UAV(102)에 탑재된 포지션 결정 디바이스(130)에 의해 출력되는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 포지션 신호는 상기 UAV(102)의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 포지션 결정 디바이스(130)에 의해 출력되는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역에 근접하거나 상기 제한 공역 내에 있을 때 상기 UAV(102)의 동작을 제한하는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역에 근접하거나 상기 제한 공역 내에 있을 때 상기 UAV(102)가 비행하게 되는 것을 막음으로써 상기 UAV(102)의 동작을 제한하는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  7. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV(102)의 범위 원을 결정하고,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 범위 원이 상기 제한 공역에 간섭할 때 상기 UAV(102)의 동작을 제한하며,
    선택적으로,
    상기 범위 원은 상기 UAV(102)의 현재 위치에 중심을 두거나; 또는
    상기 범위 원은 상기 UAV(102)의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치에 중심을 두는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)은 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역 밖에 있고 상기 범위 원의 적어도 일부가 상기 제한 공역 내에 있을 때 축소된 범위에서 상기 UAV(102)의 동작을 허용하는,
    비행 범위 제한 시스템(100).
  9. 무인 항공기(UAV)(102)의 비행 범위를 제어하는 비행 범위 제한 방법으로서,
    상기 UAV(102)의 기술 규격들을 나타내는 성능 데이터를 데이터베이스(108)의 UAV 성능 저장 영역(110) 내에 저장하는 단계;
    제한 공역을 나타내는 제한 공역 데이터를 상기 데이터베이스(108)의 제한 공역 저장 영역(112) 내에 저장하는 단계;
    범위 제한 제어 유닛(106)을 상기 데이터베이스(108)에 통신 가능하게 연결하는 단계;
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)을 사용하여 상기 UAV(102)의 현재 위치, 상기 UAV의 성능 데이터 및 상기 제한 공역 데이터를 분석하는 단계; 및
    상기 범위 제한 제어 유닛(106)을 사용하여, 상기 분석을 기초로 상기 UAV(102)의 비행 범위를 제어하는 단계를 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 UAV(102)의 현재 위치를 나타내는 포지션 신호를 상기 범위 제한 제어 유닛(106)에 의해 수신하는 단계를 더 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 UAV(102)에 탑재된 포지션 결정 디바이스(130)에 의해 상기 포지션 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 UAV(102)의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 포지션 결정 디바이스(130)에 의해 상기 포지션 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  13. 제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역에 근접하거나 상기 제한 공역 내에 있을 때 상기 UAV(102)의 동작을 제한하는 단계를 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제한하는 단계는 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역에 근접하거나 상기 제한 공역 내에 있을 때 상기 UAV(102)가 비행하게 되는 것을 막는 단계를 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
  15. 제9 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는 상기 UAV(102)의 범위 원을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 제어하는 단계는 상기 범위 원이 상기 제한 공역에 간섭할 때 상기 UAV(102)의 동작을 제한하는 단계를 포함하며,
    선택적으로,
    상기 범위 원은 상기 UAV(102)의 현재 위치 또는 상기 UAV(102)의 동작을 제어하는 원격 UAV 제어 디바이스(104)의 현재 위치 중 하나 또는 둘 다에 중심을 두거나; 또는
    상기 제한하는 단계는 상기 UAV(102)가 상기 제한 공역 밖에 있고 상기 범위 원의 적어도 일부가 상기 제한 공역 내에 있을 때 축소된 범위에서 상기 UAV(102)의 동작을 허용하는 단계를 포함하는,
    비행 범위 제한 방법.
KR1020170148942A 2016-11-09 2017-11-09 무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들 KR102516153B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/347,239 US10431102B2 (en) 2016-11-09 2016-11-09 Flight range-restricting systems and methods for unmanned aerial vehicles
US15/347,239 2016-11-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180052107A true KR20180052107A (ko) 2018-05-17
KR102516153B1 KR102516153B1 (ko) 2023-03-29

Family

ID=59966571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170148942A KR102516153B1 (ko) 2016-11-09 2017-11-09 무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10431102B2 (ko)
EP (1) EP3327531B1 (ko)
JP (1) JP6981825B2 (ko)
KR (1) KR102516153B1 (ko)
CN (1) CN108062872B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021010495A1 (ko) * 2019-07-12 2021-01-21 엘지전자 주식회사 항공 제어 시스템

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7088953B2 (ja) 2017-03-21 2022-06-21 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド 無人航空機（ｕａｖ）を監視する方法、システム、プログラム、及び記録媒体
US10847040B2 (en) * 2018-08-21 2020-11-24 The Boeing Company Restricted airspace monitoring systems and methods
CN111213105B (zh) * 2018-12-29 2023-11-14 深圳市大疆创新科技有限公司 飞行处理方法及控制设备、无人机、服务器、智能终端
CN111028549A (zh) * 2019-12-25 2020-04-17 中国人民解放军93209部队 民用轻微型无人机飞行自动监管审批系统及方法
CN112304315A (zh) * 2020-10-20 2021-02-02 西安工程大学 一种针对空中打击无人机的定位方法
US20220366794A1 (en) * 2021-05-11 2022-11-17 Honeywell International Inc. Systems and methods for ground-based automated flight management of urban air mobility vehicles
CN115015856A (zh) * 2022-05-27 2022-09-06 柳州达迪通信技术股份有限公司 无人机探测系统评估方法、装置及存储介质
DE102022115285A1 (de) 2022-06-20 2023-12-21 E.ON Digital Technology GmbH Stationsnetzwerk für autonome und/oder teilautonome unbemannte Luftfahrzeuge sowie Verfahren zur Steuerung von autonomen oder teilautonomen unbemannten Luftfahrzeugen
CN116400730B (zh) * 2023-04-17 2024-01-30 深圳市喜悦智慧数据有限公司 一种飞行器低空飞行范围标定方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007237873A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp 移動機制御装置及び移動機制御方法及びプログラム
KR101136120B1 (ko) * 2010-03-29 2012-04-17 한국항공우주산업 주식회사 무인항공기 이착륙 유도 시스템
KR20160069624A (ko) * 2014-12-08 2016-06-17 주식회사 케이티 드론，드론 관리 서버 및 이들에 의한 드론의 비행 제어 방법
WO2016130994A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Unmanned Innovation, Inc. Unmanned aerial vehicle remote flight planning system

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8777959B2 (en) * 2005-05-27 2014-07-15 Spinecore, Inc. Intervertebral disc and insertion methods therefor
US7834779B2 (en) * 2005-06-29 2010-11-16 Honeywell International Inc. System and method for increasing visibility of critical flight information on aircraft displays
US8818696B2 (en) * 2011-03-23 2014-08-26 Ge Aviation Systems Llc Method and system for aerial vehicle trajectory management
US8965679B2 (en) * 2012-06-11 2015-02-24 Honeywell International Inc. Systems and methods for unmanned aircraft system collision avoidance
US20140018979A1 (en) 2012-07-13 2014-01-16 Honeywell International Inc. Autonomous airspace flight planning and virtual airspace containment system
US9075415B2 (en) * 2013-03-11 2015-07-07 Airphrame, Inc. Unmanned aerial vehicle and methods for controlling same
JP6133506B2 (ja) * 2014-04-17 2017-05-24 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ 飛行制限区域に対する飛行制御
US20170108866A1 (en) * 2014-05-13 2017-04-20 Joseph Patrick Quinn Method and apparatus for controlling unmanned aircraft
JP6363518B2 (ja) * 2015-01-21 2018-07-25 株式会社デンソー 区画線認識装置
JP6008005B2 (ja) * 2015-03-17 2016-10-19 日本電気株式会社 無人機運用システムおよびその制御方法
JP6463185B2 (ja) * 2015-03-26 2019-01-30 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 飛行経路作成装置、飛行経路作成方法及び飛行経路作成プログラム
WO2016154941A1 (en) 2015-03-31 2016-10-06 SZ DJI Technology Co., Ltd. Systems and methods for displaying geo-fencing device information
US20160307449A1 (en) * 2015-04-15 2016-10-20 International Business Machines Corporation Autonomous drone service system
EP3455691A4 (en) * 2016-05-11 2019-05-08 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) REMOTE CONTROL OF AN AIR VEHICLE WITHOUT PILOT
US10466696B2 (en) * 2016-10-27 2019-11-05 International Business Machines Corporation Methods and systems for managing drones in regulated spaces

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007237873A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Mitsubishi Electric Corp 移動機制御装置及び移動機制御方法及びプログラム
KR101136120B1 (ko) * 2010-03-29 2012-04-17 한국항공우주산업 주식회사 무인항공기 이착륙 유도 시스템
KR20160069624A (ko) * 2014-12-08 2016-06-17 주식회사 케이티 드론，드론 관리 서버 및 이들에 의한 드론의 비행 제어 방법
WO2016130994A1 (en) * 2015-02-13 2016-08-18 Unmanned Innovation, Inc. Unmanned aerial vehicle remote flight planning system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021010495A1 (ko) * 2019-07-12 2021-01-21 엘지전자 주식회사 항공 제어 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018111481A (ja) 2018-07-19
CN108062872B (zh) 2022-04-12
EP3327531A2 (en) 2018-05-30
CN108062872A (zh) 2018-05-22
EP3327531B1 (en) 2021-07-21
US10431102B2 (en) 2019-10-01
KR102516153B1 (ko) 2023-03-29
US20180130359A1 (en) 2018-05-10
JP6981825B2 (ja) 2021-12-17
EP3327531A3 (en) 2018-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102516153B1 (ko) 무인 항공기들에 대한 비행 범위 제한 시스템들 및 방법들
EP3735380B1 (en) Adjusting flight parameters of an aerial robotic vehicle based on presence of propeller guard(s)
CN108615412B (zh) 用于无人驾驶飞行器的飞行计划分析系统和方法
US20210295722A1 (en) Adaptive sense and avoid system
US9959772B2 (en) Flying lane management systems and methods for unmanned aerial vehicles
US20230289445A1 (en) Tamper-resistant geo-fence system for drones
US11137756B2 (en) Unmanned aerial vehicle (UAV) landing systems and methods
US10464669B2 (en) Unmanned aerial vehicle collision avoidance system
WO2017125916A1 (en) Method and system for emulating modular agnostic control of commercial unmanned aerial vehicles (uavs)
US20220343094A1 (en) System and method for ground obstacle detection and database management
KR20180023258A (ko) 드론의 자율 비행 방법 및 시스템
WO2019090512A1 (zh) 无人飞行器的飞行管制方法、设备及无人飞行器
JP2023029358A (ja) 自動管制システム、自動管制方法、及び自動管制装置
Jung Communications Challenges in the Extensible Traffic Management Domain

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant