KR20180128703A - Apparatus of controlling drone and method of controlling formation flight using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 드론 제어 장치 및 그것을 이용한 편대 비행 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 편대 대형의 적응적 재편을 통해 편대 비행하는 드론들의 충돌을 회피함으로써 비행 안정성 및 제어 효율성을 높일 수 있는 드론 제어 장치 및 그것을 이용한 편대 비행 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drone control device and a flight control method using the same, and more particularly, to a drone control device which can improve flight stability and control efficiency by avoiding collision of drone flying through a flight formation through adaptive reorganization And a flight control method using the flight control system.
드론은 카메라, 센서, 통신 시스템 등이 탑재되는 무인 항공기로 고공 촬영이나 배달, 농약 살포나 공기 질을 측정하는 등의 다방면에서 활용되고 있으며, 최근에는 일반 사람들도 취미 생활로 드론을 이용하고 있다. Drones are used in various fields such as high-speed shooting and delivery, spraying of pesticides and air quality measurement with unmanned aircraft equipped with cameras, sensors, communication systems, etc. In recent years, ordinary people have also used drones as hobbies.
하지만 드론의 활용도 증가와 드론 보급의 확대와 동시에 드론과 관련된 사건 사고가 빈번이 일어나고 있어 안전 비행에 대한 사회적 요구가 높아지고 있다. However, as the use of drones increases and the spread of drones increases, incidents involving drones frequently occur, and social demands for safety flight are increasing.
특히 다수의 드론이 임무를 수행하는 드론 편대의 경우 하나의 드론이 임무를 수행하는 경우보다 충돌 사고가 빈번히 발생하고 있다. 예를 들어 편대로 임무를 수행 중 하나의 드론이 장애물을 회피하기 위하여 비행 경로를 변경하는 경우 편대에 속한 다른 드론과 2차 충돌 3차 충돌이 발생하기도 한다. Especially, in the case of a drone flight where a large number of drone perform missions, a collision accident occurs more frequently than when a single drone performs a mission. For example, if one of the drones performing a mission as a flight changes its flight path to avoid obstacles, a second collision third collision with another dragon belonging to the flight may also occur.
이러한 추가 충돌 위험을 줄이기 위하여 편대에 속한 전체 드론의 비행 경로를 일일이 제어하는 것은 비효율적일 뿐만 아니라 제어 과정에서의 실수로 인하여 추가 충돌이 발생할 수도 있다. In order to reduce the risk of this additional collision, it is not only inefficient to control the flight path of the entire drones belonging to the flight, but also may cause additional collision due to mistakes in the control process.
따라서 드론 편대의 비행 안정성 및 제어 효율성을 높이기 위한 드론 제어 기술이 요구된다. Therefore, a drone control technique is required to improve flight stability and control efficiency of the drone flight.
본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2015-0134591(2015.12.02. 공개)에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015-0134591 (published on December 12, 2015).
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 편대 대형의 적응적 재편을 통해 편대 비행하는 드론들의 충돌을 회피함으로써 비행 안정성 및 제어 효율성을 높일 수 있는 드론 제어 장치 및 그것을 이용한 편대 비행 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drones control apparatus capable of improving flight stability and control efficiency by avoiding collision of drones flying through a flight formation through adaptive reorganization of flight formation, and a flight flight control method using the same.
이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 드론 제어 장치를 이용한 편대 비행 제어 방법에 있어서, 편대 비행 제어 방법은 편대 비행 중인 복수의 드론에 부착된 센서를 통해 측정된 장애물과의 거리 및 외력 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 입력받는 단계, 상기 환경 정보를 이용하여 상기 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출하는 단계, 상기 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 상기 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단하는 단계, 상기 복수의 드론 중 상기 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정하는 단계, 그리고 상기 리더 드론을 기준으로 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계를 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a flight control method using a dron control device, the method comprising: controlling a distance between an obstacle measured through a sensor attached to a plurality of drones, Calculating a risk value for each of the plurality of drones using the environment information, calculating a risk value of the plurality of drones based on the at least one of the plurality of drones, Determining an effective risk value; selecting a dron with the highest effective risk value among the plurality of drones as a leader drone; and reorganizing the formation of the dragon flight based on the leader drone, Thereby controlling the formation flight of the drones.
상기 비행 위험 수치를 산출하는 단계는, 상기 장애물과의 거리가 가깝거나 상기 외력의 크기가 클수록 상기 비행 위험 수치를 높게 산출할 수 있다. The step of calculating the flying risk value may calculate the flying risk value as the distance between the obstacle and the obstacle increases or the magnitude of the external force increases.
상기 재편된 편대 대형은, 상기 복수의 드론이 열에 따라 배치되는 체인형 편대 대형, 상기 복수의 드론이 다각형 형태로 배치되는 폐쇄형 편대 대형, 그리고 상기 체인형 편대 대형 및 상기 폐쇄형 편대 대형이 결합된 복합형 편대 대형 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Wherein the reorganized warp formation comprises a chain type warp formation in which the plurality of drones are arranged in a row, a closed warp formation in which the plurality of drones are arranged in a polygonal shape, and a chain type warp formation And / or < / RTI >
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는, 상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 체인형 편대 대형으로 재편하고, 상기 유효 위험 수치가 상기 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 폐쇄형 편대 대형으로 재편하며, 상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리 및 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 복합형 편대 대형으로 재편할 수 있다. Wherein the step of controlling the flight of the drones comprises the step of regrouping the plurality of drones into the chain-type formation when the effective risk value is calculated by the distance from the obstacle, and the effective risk value is calculated by the external force The plurality of drones may be reorganized into the closed shoot formation and the plurality of drone may be reorganized into the composite shoot formation when the effective risk value is calculated by the distance from the obstacle and the external force.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는, 상기 재편된 편대 대형이 상기 복합형 편대 대형인 경우 상기 체인형 편대 대형과 상기 복합형 편대 대형에 모두 속하는 드론을 상기 리더 드론으로 선택하여 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편할 수 있다. Wherein controlling the flight of the drones comprises selecting the drones belonging to both the chain type and the composite flight formation as the leader drones when the reorganized flight formation is the composite flight formation, You can rearrange your formation.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는, 상기 환경 정보를 이용하여 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로를 상기 리더 드론을 기준으로 생성하고, 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론 편대를 제어할 수 있다. The controlling of the formation flight of the drone may include generating the reorganized flight formation flight path based on the environment information and the dragon flight based on the reorganized flight formation flight path, can do.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는, 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 중에 상기 비행 위험 수치가 상기 기 설정된 임계값보다 작아지면 상기 복수의 드론을 기존 비행 편대 대형으로 변경하여 편대 비행을 제어할 수 있다. Wherein the controlling of the flight of the drones comprises controlling the flight of the drones in accordance with the flight path of the reshaped flight formation when the flight risk value becomes smaller than the preset threshold value, It is possible to control flight of formation by changing to formation formation.
본 발명의 다른 실시예에 따른 드론 제어 장치는 편대 비행 중인 복수의 드론에 부착된 센서를 통해 측정된 장애물과의 거리 및 외력 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 입력받는 입력부, 상기 환경 정보를 이용하여 상기 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출하는 산출부, 상기 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 상기 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단하는 판단부, 상기 복수의 드론 중 상기 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정하는 선정부, 그리고 상기 리더 드론을 기준으로 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 제어부를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling a drones, the apparatus comprising: an input unit for receiving environmental information including at least one of a distance from an obstacle measured through a sensor attached to a plurality of drones in flight, A determining unit for determining the flying risk value as an effective risk value if the flying risk value is greater than a predetermined threshold value; a calculating unit for calculating a flying risk value for each of the plurality of drones; And a control unit for regulating the flight formation of the dragon flight on the basis of the leader dragon and controlling the formation flight of the dragon according to the reorganized flight formation.
이와 같이 본 발명에 따르면, 장애물이나 바람과 같은 장애 요소로부터 드론의 편대 비행을 안전하고 효율적으로 수행한다. 특히 장애 요소에 따라 드론 편대의 대형을 적응적으로 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 비행 경로를 수정하므로 장애물과의 충돌이나 드론 간 충돌을 안전하고 효율적으로 회피할 수 있다. Thus, according to the present invention, the flight of the drones can be performed safely and efficiently from obstacles such as obstacles and winds. Especially, the formation of the dragon flight is adaptively reorganized according to the obstacle factors and the flight path is modified according to the reorganized flight formation, so that the collision with the obstacle or the collision between the drone can be avoided safely and efficiently.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재편된 편대 대형을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편대 비행 제어 방법의 순서도이다. 1 is a configuration diagram of a drone control device according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram for explaining a reorganized warp formation according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart of a flight control method according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
우선 도 1을 통해 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 구성에 대해 살펴보도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 구성도이다. First, the configuration of a drone control device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 is a configuration diagram of a drone control device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치(100)는 입력부(110), 산출부(120), 판단부(130) 및 제어부(140)를 포함한다. 1, a
우선 입력부(110)는 편대 비행 중인 복수의 드론에 부착된 센서를 통해 측정된 장애물과의 거리 및 외력 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 입력받는다.First, the input unit 110 receives environmental information including at least one of a distance from an obstacle measured through a sensor attached to a plurality of drones in flight, and an external force.
여기서 센서는 드론과 장애물과의 거리를 측정하기 위한 스테레오 카메라, 초음파 센서, 레이저 센서 및 레이더를 포함한다. 그리고 센서는 드론에 가해지는 바람과 같은 외력을 측정하기 위한 고도 센서, 지자계 센서 및 자이로 센서를 포함한다. 이러한 센서는 상기에 예시된 장치들 이외에도 장애물과의 거리를 측정하거나 외력을 측정할 수 있는 센서를 더 포함할 수 있다. The sensor includes a stereo camera, an ultrasonic sensor, a laser sensor and a radar for measuring the distance between the drones and the obstacle. The sensor includes an altitude sensor, a geomagnetic sensor and a gyro sensor for measuring an external force such as a wind applied to the drones. Such a sensor may further include, in addition to the devices exemplified above, a sensor capable of measuring a distance to an obstacle or measuring an external force.
다음으로 산출부(120)는 환경 정보를 이용하여 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출한다. 이때 산출부(120)는 장애물과의 거리가 가깝거나 외력의 크기가 클수록 비행 위험 수치를 높게 산출한다. Next, the calculation unit 120 calculates the flying hazard value for each of the plurality of drones using the environmental information. At this time, the calculating unit 120 calculates the flying risk value higher as the distance from the obstacle or the size of the external force is larger.
그리고 판단부(130)는 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단한다. If the flight risk value is greater than the predetermined threshold value, the determination unit 130 determines the flight risk value as an effective risk value.
다음으로 제어부(140)는 복수의 드론 중 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정한다. Next, the control unit 140 selects the dron with the highest effective risk value among the plurality of drones as the leader drone.
그리고 제어부(140)는 리더 드론을 기준으로 드론 편대의 편대 대형을 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 드론의 편대 비행을 제어한다. The control unit 140 reorganizes the formation of the dragon flight on the basis of the leader dragon and controls the formation flight of the dragon according to the reorganized flight formation.
이때 재편된 편대 대형은 복수의 드론이 열에 따라 배치되는 체인형 편대 대형, 복수의 드론이 다각형 형태로 배치되는 폐쇄형 편대 대형, 그리고 체인형 편대 대형 및 폐쇄형 편대 대형이 결합된 복합형 편대 대형 중 적어도 하나를 포함한다. In this case, the reorganized warp formation is a chain warp formation in which a plurality of drones are arranged according to heat, a closed warp formation in which a plurality of drones are arranged in a polygonal shape, and a chain warp and a combined warp combined Or the like.
구체적으로 제어부(140)는 유효 위험 수치가 장애물과의 거리에 의해 산출된 경우 복수의 드론을 체인형 편대 대형으로 재편하고, 유효 위험 수치가 외력에 의해 산출된 경우 복수의 드론을 폐쇄형 편대 대형으로 재편한다. Specifically, when the effective risk value is calculated based on the distance from the obstacle, a plurality of drones are reorganized into a chain type formation, and when the effective risk value is calculated by an external force, .
반면 제어부(140)는 유효 위험 수치가 장애물과의 거리 및 외력에 의해 산출된 경우 복수의 드론을 복합형 편대 대형으로 재편한다. On the other hand, when the effective risk value is calculated by the distance to the obstacle and the external force, the control unit 140 reorganizes a plurality of drones into a composite flight formation.
이때 재편된 편대 대형이 복합형 편대 대형인 경우, 제어부(140)는 체인형 편대 대형과 복합형 편대 대형에 모두 속하는 드론을 리더 드론으로 선택하여 드론 편대의 편대 대형을 재편한다. At this time, if the reorganized team formation is a complex team formation, the control unit 140 reorganizes the formation of the drone team by selecting the drone belonging to both the chain formation and the complex formation.
그리고 제어부(140)는 환경 정보를 이용하여 재편된 편대 대형의 비행 경로를 리더 드론을 기준으로 생성하고, 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 드론 편대를 제어한다. Then, the control unit 140 generates the reorganized flight formation flight path based on the environment information, and controls the dragon formation according to the reorganized flight formation flight path.
한편 제어부(140)는 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 드론의 편대 비행을 제어하는 중에 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 작아지면 복수의 드론을 기존 비행 편대 대형으로 변경하여 편대 비행을 제어한다. On the other hand, if the flying hazard value becomes smaller than a predetermined threshold while controlling the flight of the drones according to the reorganized flight formation flight path, the control unit 140 changes the plurality of drones to the existing flying flight formation to control the flight formation .
다음으로 도 2를 통해 본 발명의 실시예에 따른 재편된 편대 대형을 살펴보도록 한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 재편된 편대 대형을 설명하기 위한 도면이다. Next, the reorganized flight formation according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 is a diagram for explaining a reorganized warp formation according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 재편된 편대 대형은 체인형 편대 대형, 폐쇄형 편대 대형 및 복합형 편대 대형을 포함한다. As shown in FIG. 2, the reorganized flight formation in accordance with an embodiment of the present invention includes a chain-like flight formation, a closed-type flight formation, and a composite flight formation.
도 2의 (a)는 체인형 편대 대형을 나타낸다. 도 2의 (a)에 나타난 체인형 편대 대형은 1번 드론 내지 3번 드론이 하나의 직선 상에 위치하도록 배치된다. 즉, 체인형 편대 대형은 복수의 드론이 하나의 열에 따라 배치된다. Fig. 2 (a) shows a chain-like warp formation. 2 (a) is arranged so that drones 1 to 3 are located on one straight line. That is, in the chain type warp, a plurality of drones are arranged along one row.
도 2의 (b)는 폐쇄형 편대 대형을 나타낸다. 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이, 1번 드론 내지 3번 드론을 이은 가상의 선이 삼각형을 이루도록 드론이 배치된다. 즉, 폐쇄형 편대 대형은 복수의 드론이 다각형 형태로 배치된다. Fig. 2 (b) shows a closed shoot formation. As shown in FIG. 2 (b), the drone is arranged so that the hypothetical line connecting the drones 1 to 3 is triangular. That is, in the closed type formation, a plurality of drones are arranged in a polygonal shape.
도 3의 (c)는 복합형 편대 대형을 나타낸다. 도 3의 (c)에 나타난 복합형 편대 대형은 1번 드론 내지 3번 드론이 하나의 직선 상에 위치하는 체인형 편대 대형과 3번 드론 내지 6번 드론이 사각형 형태로 배치된 폐쇄형 편대 대형이 3번 드론을 기준으로 결합된다. 즉 복합형 편대 대형은 체인형 편대 대형 및 폐쇄형 편대 대형이 결합된다. Figure 3 (c) shows the composite warp formation. 3 (c), the composite warp knitting structure includes a chain knitting structure in which the first to third drones are located on one straight line, and a closed knitting structure in which the third to sixth drones are arranged in a rectangular shape Are combined based on the third drone. In other words, the composite warp formation is combined with the chain warp formation and the closed warp formation.
도 2의 재편된 편대 대형들은 하나의 리더 드론을 기준으로 형성된다. 도 2의 (a) 및 (b)에 나타난 체인형 편대 대형 및 폐쇄형 편대 대형의 경우 모두 1번 드론 내지 3번 드론 중 어느 하나가 리더 드론이 될 수 있다. 즉 리더 드론의 위치 선정에 제약이 없다. The reshaped flight formations of Figure 2 are formed on the basis of one leader drone. In the case of chain formation and closed formation shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), any one of drones 1 to 3 may be a leaderron. That is, there is no restriction on the positioning of the leader drone.
다만 도 2의 (c)에 나타난 복합형 편대 대형의 경우 리더 드론은 3번 드론만이 리더 드론이 된다. 즉 복합형 편대 대형은 체인형 편대 대형과 폐쇄형 편대 대형에 모두 속하는 드론만 리더 드론이 될 수 있다. 이는 두 대형의 연결 고리가 되는 드론을 리더 드론으로 선정함으로써 비행 제어의 안정성을 높이기 위함이다. However, in the case of the complex type formation shown in FIG. 2 (c), only the leader drone is the leader drone. In other words, a composite shoot formation can be a dragon leader drone that belongs both to a chain formation and to a closed formation. This is to increase the stability of the flight control by selecting the drone as the leader drone which is the link between two large size.
이하에서는 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치를 이용한 편대 비행 제어 방법에 대해 살펴보도록 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 편대 비행 제어 방법의 순서도이다. Hereinafter, a flight control method using a drones control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 is a flowchart of a flight control method according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 입력부(110)는 편대 비행 중인 복수의 드론에 부착된 센서를 통해 측정된 장애물과의 거리 및 외력 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 입력받는다(S210). As shown in FIG. 3, the input unit 110 receives environmental information including at least one of a distance to an obstacle and an external force measured through a sensor attached to a plurality of drones in flight (S210).
그러면 산출부(120)는 환경 정보를 이용하여 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출한다(S220). 이때 산출부(120)는 장애물과의 거리가 가깝거나 외력의 크기가 클수록 비행 위험 수치를 높게 산출한다. Then, the calculating unit 120 calculates the flying risk value for each of the plurality of drones using the environmental information (S220). At this time, the calculating unit 120 calculates the flying risk value higher as the distance from the obstacle or the size of the external force is larger.
예를 들어 환경 정보가 장애물과의 거리 정보이고, 드론과 장애물 사이의 거리가 0m일 때 비행 위험 수치를 10, 드론과 장애물 사이의 거리가 30m일 때 비행 위험 수치를 0으로 기 설정하였다고 가정한다. 그러면 산출부(120)는 기 설정된 장애물과의 거리에 따른 비행 위험 수치를 이용하여 현재 비행 위험 수치를 선형적 또는 비선형적으로 산출할 수 있다. For example, suppose that the environmental information is distance information to the obstacle, the flight risk value is 10 when the distance between the drones and the obstacle is 0m, and 0 when the distance between the drones and obstacles is 30m . The calculator 120 may then calculate the present flight risk value linearly or nonlinearly using the flight risk value according to the distance from the predetermined obstacle.
또 다른 예로 환경 정보가 외력 정보이고, 드론에 가해지는 외력의 크기가 10일 때 비행 위험 수치를 10, 드론에 가해지는 외력의 크기가 0일 때 비행 위험 수치를 0으로 기 설정하였다고 가정한다. 그러면 산출부(120)는 기 설정된 외력에 따른 비행 위험 수치를 이용하여 현재 비행 위험 수치를 선형적 또는 비선형적으로 산출할 수 있다. As another example, it is assumed that the environmental information is external information, the flight risk value is 10 when the external force applied to the drone is 10, and the flight risk value is set to 0 when the external force applied to the drone is 0. Then, the calculating unit 120 can calculate the current flying risk value linearly or nonlinearly using the flying risk value according to the preset external force.
다음으로 판단부(130)는 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단한다(S230). 즉 판단부(130)는 산출된 비행 위험 수치가 임계값보다 크면 해당 비행 위험 수치를 유효한 것으로 판단한다. Next, if the flight risk value is greater than the predetermined threshold value, the determination unit 130 determines the flight risk value as an effective risk value (S230). That is, if the calculated risk value is greater than the threshold value, the determination unit 130 determines that the risk value is valid.
한편 기 설정된 임계값은 환경 정보에 따라 다르게 기 설정될 수 있다. On the other hand, the predetermined threshold value may be set differently according to the environment information.
그러면 제어부(140)는 복수의 드론 중 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정한다(S240). Then, the controller 140 selects the dron with the highest effective risk value among the plurality of drones as the leader drone (S240).
그리고 제어부(140)는 리더 드론을 기준으로 드론 편대의 편대 대형을 재편한다(S250).Then, the controller 140 reorganizes the warp formation of the dragon warp with reference to the leader drone (S250).
구체적으로 유효 위험 수치가 장애물과의 거리에 의해 산출된 경우, 제어부(140)는 복수의 드론을 체인형 편대 대형으로 재편한다. Specifically, when the effective risk value is calculated by the distance to the obstacle, the control unit 140 reorganizes a plurality of drones into a chain formation.
그리고 유효 위험 수치가 외력에 의해 산출된 경우, 제어부(140)는 복수의 드론을 폐쇄형 편대 대형으로 재편한다. When the effective risk value is calculated by the external force, the control unit 140 reorganizes the plurality of drones into the closed-type formation.
반면 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리 및 외력에 의해 산출된 경우, 제어부(140)는 복수의 드론을 복합형 편대 대형으로 재편한다. On the other hand, when the effective risk value is calculated by the distance to the obstacle and the external force, the control unit 140 reshapes the plurality of drones into the composite flight formation.
재편된 편대 대형이 복합형 편대 대형인 경우, 제어부(140)는 체인형 편대 대형과 복합형 편대 대형에 모두 속하는 드론을 리더 드론으로 선택하여 드론 편대의 편대 대형을 재편한다. If the reorganized flight formation is a composite flight formation, the controller 140 reshapes the formation of the dragon flight by selecting a dragon that belongs to both the chain formation and the composite formation.
그리고 제어부(140)는 재편된 편대 대형에 따라 드론의 편대 비행을 제어한다(S260).The control unit 140 controls the flight of the drones according to the reorganized flight formation (S260).
구체적으로 제어부(140)는 환경 정보를 이용하여 재편된 편대 대형의 비행 경로를 리더 드론을 기준으로 생성하고, 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 드론 편대를 제어한다. Specifically, the control unit 140 generates the re-formed flight formation flight path based on the leader drone, using the environment information, and controls the dragon formation according to the reorganized flight formation flight path.
예를 들어 제어부(140)는 장애물과의 거리 정보를 통해 장애물의 위치 등을 감지하고 장애물과의 충돌 위험이 가장 적은 비행 경로를 생성할 수 있다. 또한 제어부(140)는 바람(외력)의 방향과 세기를 고려하여 편대 대형에 측풍이 가해지지 않도록 비행 경로를 생성할 수 있다. For example, the control unit 140 can detect the position of the obstacle and generate a flight path with the least risk of collision with the obstacle through the distance information with the obstacle. In addition, the control unit 140 may generate the flight path so that the side airfoil is not applied to the flight formation in consideration of the direction and intensity of the wind (external force).
이때 재편된 편대 대형의 비행 경로를 리더 드론을 기준으로 생성하는 이유는 장애물이나 외력에 의한 비행 위험 수치가 가장 높기 때문이다. 비행 위험 수치가 가장 높은 리더 드론을 기준으로 비행 경로를 생성하게 되면 편대가 충돌 위험 없이 장애물을 회피할 수 있으며 바람과 같은 외력의 영향을 안전하게 극복할 수 있다. At this time, the reason why the reorganized flight formation route is created based on the leader drone is the highest flying risk value due to obstacle or external force. If the flight path is created based on the leader drones having the highest flying risk value, the flight can avoid obstacles without risk of collision and can safely overcome the influence of external forces such as wind.
다음으로 제어부(140)는 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 드론의 편대 비행을 제어하는 중에 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 작아지면 복수의 드론을 기존 비행 편대 대형으로 변경하여 편대 비행을 제어한다(S270).Next, when the control unit 140 controls the formation flight of the dron according to the reorganized flight formation flight path, if the flying risk value becomes smaller than the preset threshold value, the control unit 140 changes the plurality of drones to the existing flying flight formation, (S270).
예를 들어 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 작아지면, 제어부(140)는 재편대 편대 대형을 방법, 운송, 공연 등의 임무를 수행하던 기존 비행 편대 대형으로 변경하고 기존 편대 대형에 따른 임무를 계속 수행한다. For example, if the risk value of the airplane becomes smaller than a predetermined threshold value, the control unit 140 changes the reorganization to the formation of an existing flight structure in which the mission, transportation, performance, and the like are performed, Continue.
본 발명의 실시예에 따르면 장애물이나 바람과 같은 장애 요소로부터 드론의 편대 비행을 안전하고 효율적으로 수행한다. 특히 장애 요소에 따라 드론 편대의 대형을 적응적으로 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 비행 경로를 수정하므로 장애물과의 충돌이나 드론 간 충돌을 안전하고 효율적으로 회피할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the flight of the drones can be safely and efficiently carried out from the obstacle such as the obstacle or the wind. Especially, the formation of the dragon flight is adaptively reorganized according to the obstacle factors and the flight path is modified according to the reorganized flight formation, so that the collision with the obstacle or the collision between the drone can be avoided safely and efficiently.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다. While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
100 : 드론 제어 장치
110 : 입력부
120 : 산출부
130 : 판단부
140 : 선정부
150 : 제어부 100: Drone control device 110: Input unit
120: Calculator 130:
140: selection unit 150: control unit
Claims (14)
편대 비행 중인 복수의 드론에 부착된 센서를 통해 측정된 장애물과의 거리 및 외력 중 적어도 하나를 포함하는 환경 정보를 입력받는 단계,
상기 환경 정보를 이용하여 상기 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출하는 단계,
상기 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 상기 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단하는 단계,
상기 복수의 드론 중 상기 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정하는 단계, 그리고
상기 리더 드론을 기준으로 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계를 포함하는 편대 비행 제어 방법. In a flight control method using a drone control device,
Receiving environment information including at least one of a distance from an obstacle measured through a sensor attached to a plurality of drones in flight and an external force,
Calculating a risk value for each of the plurality of drones using the environmental information,
Determining the flight risk value as an effective risk value if the flight risk value is greater than a predetermined threshold value,
Selecting a dronon having the highest effective risk value among the plurality of drones as a leader drone, and
Regenerating the warp formation of the dragon flight on the basis of the leader dragon and controlling the warp flight of the dragon according to the reorganized flight formation.
상기 비행 위험 수치를 산출하는 단계는,
상기 장애물과의 거리가 가깝거나 상기 외력의 크기가 클수록 상기 비행 위험 수치를 높게 산출하는 편대 비행 제어 방법. The method according to claim 1,
The step of calculating the flying risk value includes:
Wherein the flying risk value is calculated to be higher as the distance from the obstacle or the magnitude of the external force is larger.
상기 재편된 편대 대형은,
상기 복수의 드론이 열에 따라 배치되는 체인형 편대 대형, 상기 복수의 드론이 다각형 형태로 배치되는 폐쇄형 편대 대형, 그리고 상기 체인형 편대 대형 및 상기 폐쇄형 편대 대형이 결합된 복합형 편대 대형 중 적어도 하나를 포함하는 편대 비행 제어 방법. The method according to claim 1,
The reshaped flight formation,
A plurality of drones arranged in a row, a plurality of drones arranged in a row, a plurality of drones arranged in a polygonal shape, and a plurality of drones arranged in a row, at least one of the chain- A flight control method comprising one.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는,
상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 체인형 편대 대형으로 재편하고,
상기 유효 위험 수치가 상기 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 폐쇄형 편대 대형으로 재편하며,
상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리 및 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 복합형 편대 대형으로 재편하는 편대 비행 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein controlling the formation flight of the drones comprises:
If the effective risk value is calculated by the distance from the obstacle, reorganizing the plurality of drones into the chain type formation,
And regenerating the plurality of drones into the closed shoot formation when the effective risk value is calculated by the external force,
Wherein the plurality of drones are reorganized into the composite warp formation when the effective risk value is calculated by the distance to the obstacle and the external force.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는,
상기 재편된 편대 대형이 상기 복합형 편대 대형인 경우 상기 체인형 편대 대형과 상기 복합형 편대 대형에 모두 속하는 드론을 상기 리더 드론으로 선택하여 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하는 편대 비행 제어 방법. The method of claim 3,
Wherein controlling the formation flight of the drones comprises:
And when the reorganized warp knitting formation is the composite warp knitting formation, selecting a leader, which belongs to both the chain knit formation and the combined knit formation, as the leader drones, reorganizes the warp formation of the dragon knife.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는,
상기 환경 정보를 이용하여 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로를 상기 리더 드론을 기준으로 생성하고, 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론 편대를 제어하는 편대 비행 제어 방법.The method according to claim 1,
Wherein controlling the formation flight of the drones comprises:
Generating the reorganized flight formation large flight path on the basis of the leader drone using the environment information, and controlling the dragon formation according to the reorganized flight formation flight path.
상기 드론의 편대 비행을 제어하는 단계는,
상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 중에 상기 비행 위험 수치가 상기 기 설정된 임계값보다 작아지면 상기 복수의 드론을 기존 비행 편대 대형으로 변경하여 편대 비행을 제어하는 편대 비행 제어 방법. The method according to claim 1,
Wherein controlling the formation flight of the drones comprises:
Controlling the flight of the drones according to the flight path of the reorganized flight formation, if the flying risk value becomes smaller than the predetermined threshold value, changing the plurality of drones to the existing flight flight formation, Flight control method.
상기 환경 정보를 이용하여 상기 복수의 드론 각각에 대한 비행 위험 수치를 산출하는 산출부,
상기 비행 위험 수치가 기 설정된 임계값보다 크면 상기 비행 위험 수치를 유효 위험 수치로 판단하는 판단부,
상기 복수의 드론 중 상기 유효 위험 수치가 가장 높은 드론을 리더 드론으로 선정하는 선정부, 그리고
상기 리더 드론을 기준으로 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하고 재편된 편대 대형에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 제어부를 포함하는 드론 제어 장치. An input unit for receiving environmental information including at least one of a distance from an obstacle measured through a sensor attached to a plurality of drones in flight and an external force,
A calculating unit for calculating a flying risk value for each of the plurality of drones using the environmental information,
A determination unit for determining the flying risk value as an effective risk value if the flying risk value is greater than a preset threshold value,
A selector for selecting a dron with the highest effective risk value among the plurality of drones as a leader drone, and
And a control unit for regulating the formation size of the dragon flight on the basis of the leader drone and for controlling the formation flight of the dragon according to the reorganized flight formation.
상기 산출부는,
상기 장애물과의 거리가 가깝거나 상기 외력의 크기가 클수록 상기 비행 위험 수치를 높게 산출하는 드론 제어 장치. 9. The method of claim 8,
The calculating unit calculates,
Wherein the flying risk value is calculated to be higher as the distance from the obstacle is smaller or the magnitude of the external force is larger.
상기 재편된 편대 대형은,
상기 복수의 드론이 열에 따라 배치되는 체인형 편대 대형, 상기 복수의 드론이 다각형 형태로 배치되는 폐쇄형 편대 대형, 그리고 상기 체인형 편대 대형 및 상기 폐쇄형 편대 대형이 결합된 복합형 편대 대형 중 적어도 하나를 포함하는 드론 제어 장치. 9. The method of claim 8,
The reshaped flight formation,
A plurality of drones arranged in a row, a plurality of drones arranged in a row, a plurality of drones arranged in a polygonal shape, and a plurality of drones arranged in a row, at least one of the chain- One of the drones.
상기 제어부는,
상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 체인형 편대 대형으로 재편하고,
상기 유효 위험 수치가 상기 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 폐쇄형 편대 대형으로 재편하며,
상기 유효 위험 수치가 상기 장애물과의 거리 및 외력에 의해 산출된 경우 상기 복수의 드론을 상기 복합형 편대 대형으로 재편하는 드론 제어 장치. 11. The method of claim 10,
Wherein,
If the effective risk value is calculated by the distance from the obstacle, reorganizing the plurality of drones into the chain type formation,
And regenerating the plurality of drones into the closed shoot formation when the effective risk value is calculated by the external force,
And regenerates the plurality of drones into the composite warp size when the effective risk value is calculated by the distance to the obstacle and the external force.
상기 제어부는,
상기 재편된 편대 대형이 상기 복합형 편대 대형인 경우 상기 체인형 편대 대형과 상기 복합형 편대 대형에 모두 속하는 드론을 상기 리더 드론으로 선택하여 상기 드론 편대의 편대 대형을 재편하는 드론 제어 장치. 11. The method of claim 10,
Wherein,
And when the regrouped warp knitting structure is the composite warp knitting structure, selecting the leader knitting machine as the leader drone belongs to both the chain knitting structure and the composite knitting structure, and reorganizes the warp formation of the dragon knitting structure.
상기 제어부는,
상기 환경 정보를 이용하여 상기 리더 드론을 기준으로 하는 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로를 생성하고, 상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론 편대를 제어하는 드론 제어 장치.9. The method of claim 8,
Wherein,
Generating the reorganized flight flight path based on the leader drill, using the environment information, and controlling the dragon flight in accordance with the redirected flight flight path.
상기 제어부는,
상기 재편된 편대 대형의 비행 경로에 따라 상기 드론의 편대 비행을 제어하는 중에 상기 비행 위험 수치가 상기 기 설정된 임계값보다 작아지면 상기 복수의 드론을 기존 비행 편대 대형으로 변경하여 편대 비행을 제어하는 드론 제어 장치. 9. The method of claim 8,
Wherein,
If the flying risk value becomes smaller than the preset threshold value while controlling the flight formation flight of the drone according to the reorganized flight formation flight path, the drones are changed to the existing flight formation formation, controller.
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