KR20190121602A

KR20190121602A - 무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스 운용 방법

Info

Publication number: KR20190121602A
Application number: KR1020180045121A
Authority: KR
Inventors: 최성찬; 김재호; 안일엽; 박종홍
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2018-04-18
Filing date: 2018-04-18
Publication date: 2019-10-28

Abstract

무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스 운용 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무인 이동체는, 지상의 관제센터와 제1 통신방식으로 통신 연결하는 제1 통신모듈, 지상의 관제센터와 제2 통신방식으로 통신 연결하는 제2 통신모듈 및 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈 중 하나를 선택하여 관제센터와 통신하는 프로세서를 포함한다. 이에 의해, 무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스를 운용하여, 성능 요건을 만족하는 통신 인터페이스를 선택적으로 사용할 수 있게 되어, 위험 상황에 강인하고 안정적이며, 성능요건을 만족할 수 있는 네트워크 구성을 할 수 있다.

Description

무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스 운용 방법{Multiple Communication Interface Method for Unmanned Vehicle}

본 발명은 통신 인터페이스 운용 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 이동체를 위한 다중 통신 다중인터페이스 운용 방법에 관한 것이다.

무인 이동체 드론은 군사용 목적에서 시작해서 현재는 산업용, 상업용으로 서비스 분야가 확산되고 있다. 예를 들어 드론 간의 임무수행 데이터 및 수집 데이터를 주고 받으면서 인명구조, 농업, 자연생태계 모니터링, 물류배달, 방송 송수신 등 분야에서 활용 가능성이 높다.

해당 서비스 지원을 위해서는 드론 간 그리고 드론과 지상 관제센터와의 통신 구성이 중요한 요소이다.

즉, 무인 이동체 드론의 통신은 전체시스템 운용을 위한 핵심 요소로서 지상 관제센터는 무인 이동체의 통신을 바탕으로 해당 드론의 위치를 트래킹하고 상태를 감시 할 수 있어야 하며, 드론은 이웃노드, 지상 관제센터와 정보를 교환하며 어플리케이션 데이터를 전송하여야 한다.

나아가, 드론의 데이터는 실시간성, 데이터의 크기 등 다양한 요소에 따라서 해당하는 성능 요건을 만족시킬 수 있는 통신을 필요로 한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 안정적인 통신망을 구성하고 및 성능 요건을 만족할 수 있는 통신 인터페이스를 선택적으로 사용할 수 있도록 하기 위한 방안으로, 무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스 운용 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 무인 이동체는, 지상의 관제센터와 제1 통신방식으로 통신 연결하는 제1 통신모듈; 지상의 관제센터와 제2 통신방식으로 통신 연결하는 제2 통신모듈; 및 제1 통신모듈 및 제2 통신모듈 중 하나를 선택하여, 관제센터와 통신하는 프로세서;를 포함한다.

그리고, 프로세서는, 관제센터와 제1 통신방식에 의한 데이터 통신이 불가능하면, 제2 통신모듈을 선택하여 관제센터와 통신할 수 있다.

또한, 프로세서는, 제1 통신모듈을 선택하여 관제센터와 데이터 통신하는 중에 관제센터와 통신이 불가능해지면, 제2 통신모듈을 선택하여 관제센터와 통신할 수 있다.

그리고, 프로세서는, 제1 데이터에 대해서는 제1 통신모듈로 관제센터와 통신하고, 제2 데이터에 대해서는 제2 통신모듈로 관제센터와 통신할 수 있다.

또한, 제1 데이터는, 실시간성이 요구되는 데이터이고, 제2 데이터는, 기준 이상의 대역폭이 요구되는 데이터일 수 있다.

그리고, 프로세서는, 제1 통신방식의 통신 성능 조건 및 제2 통신방식의 통신 성능 조건을 모니터링하여, 기선택한 통신모듈을 다른 통신모듈로 대체하여 관제센터와 데이터 통신할 수 있다.

또한, 제1 통신방식은, WAVE 통신이고, 제2 통신방식은, 셀룰러 통신일 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 통신 방법은, 지상의 관제센터와 제1 통신방식으로 통신 연결하는 제1 통신모듈 및 지상의 관제센터와 제2 통신방식으로 통신 연결하는 제2 통신모듈 중 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 통신모듈로, 관제센터와 통신하는 단계;를 포함한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스를 운용하여, 성능 요건을 만족하는 통신 인터페이스를 선택적으로 사용할 수 있게 되어, 위험 상황에 강인하고 안정적이며, 성능요건을 만족할 수 있는 네트워크 구성을 할 수 있다.

도 1 및 도 2는, 본 발명이 적용 가능한 무인 이동체 네트워크를 도시한 도면들,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 통신 인터페이스 구조를 도시한 도면, 그리고,
도 4는, 도 1에 도시된 무인 이동체의 블럭도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용 가능한 무인 이동체 네트워크를 도시한 도면이다. 본 발명이 적용 가능한 무인 이동체 네트워크는, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 무인 이동체들(100)과 GCS(Ground Control System)(10)로 구축된다.

무인 이동체들(100)은 무인 비행체인 드론들과 무인 차량들로 구성되는데, 그 밖의 다른 타입의 무인 이동체들을 더 포함할 수 있다.

이웃하는 무인 이동체들(100)이 상호 통신 가능하도록 연결되고, GCS(10)가 무인 이동체들(100)과 통신 가능하도록 연결되어, 무인 이동체 네트워크가 구축된다.

무인 이동체(100)는 이웃하는 무인 이동체(100)와 직접 통신하고, GCS(10)와 직접 또는 인터넷을 통해 통신하여 임무를 수행한다.

무인 이동체(100)는 다양한 임무 수행을 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 이웃하는 무인 이동체(100) 및 GCS(10)와 다양한 메시지를 송수신한다.

또한, 무인 이동체(100)는 메시지의 특성과 통신 환경에 따른 적정의 통신을 위해, 도 1과 도 2의 우측 하부에 나타난 바와 같이, 다중 통신 인터페이스를 운용한다. 도 2의 우측 하부에 나타낸 다중 통신 인터페이스 구조를 도 3에 보다 상세히 도시하였다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 통신 인터페이스 구조를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 무인 이동체(100)는 내부 통신을 위한 RS-232 인터페이스와 이더넷 인터페이스 외에, WAVE 통신 인터페이스와 LTE 통신 인터페이스를 지원한다.

WAVE 통신은 무인 이동체(100) 간의 직접 통신, 무인 이동체(100)와 GCS(10) 간의 직접 통신을 위해 지원되는 통신 인터페이스이다.

LTE 통신은 무인 이동체(100)가 셀룰러 통신 기지국을 통해 인터넷에 액세스하여 GCS(10)와 통신하기 위해 지원되는 통신 인터페이스이다.

무인 이동체(100)와 GCS(10) 간에 송수신되는 데이터는 다음과 같이 분류될 수 있다.

1) 임무 명령/제어 데이터

2) 무인 이동체 상태 데이터

3) 임무 장비 센서 데이터

4) 어플리케이션(비디오, 사진) 데이터

여기서, '1) 임무 명령/제어 데이터'는 실시간성이 요구되고, '2) 무인 이동체 상태 데이터'와 '3) 임무 장비 센서 데이터'는 Best-effort가 요구되며, '4) 어플리케이션(비디오, 사진) 데이터'는 많은 데이터량으로 인해 높은 대역폭이 요구된다.

이에, 통신망의 성능(대역폭, 전송률, 딜레이, 지터 등)을 만족하는 안정적인 통신을 위해, '1) 임무 명령/제어 데이터', '2) 무인 이동체 상태 데이터' 및 '3) 임무 장비 센서 데이터'는 WAVE 통신으로 송수신하고, '4) 어플리케이션(비디오, 사진) 데이터'는 LTE 통신으로 송수신한다.

이때, 어느 하나의 통신 인터페이스에 따른 통신이 불가능할 경우 다른 통신 인터페이스에 따른 통신으로 대체한다. 즉, WAVE 통신이 불가능한 경우에는, '1) 임무 명령/제어 데이터', '2) 무인 이동체 상태 데이터' 및 '3) 임무 장비 센서 데이터'도 LTE 통신으로 송수신하는 것이다. 통신의 신뢰성 향상을 위한 기술 구성에 해당한다.

나아가, 통신망의 성능은 변경되기 마련이므로, 통신망의 성능을 실시간으로 모니터링하여, 필요시 통신망 간의 핸드오버를 수행하는 것도 가능하다.

도 4는, 도 1에 도시된 무인 이동체의 블럭도이다. 본 발명의 실시예에 따른 무인 이동체는, 도 4에 도시된 바와 같이, 통신부(110), 구동부(120), 프로세서(130), 센서부(140) 및 저장부(150)를 포함한다.

통신부(110)는 주변의 무인 이동체(100) 및 GCS(10)와 직접 통신 하기 위한WAVE 통신 모듈(111)과 LTE 통신망을 통한 인터넷 액세스를 통해 GCS(10)와 통신 하기 위한 LTE 통신 모듈(112)를 포함한다.

구동부(120)는 무인 이동체를 이동시키기 위한 구성들을 포함하며, 센서부(140)는 이미지 센서, 가속도 센서, 환경 센서 등의 임무 수행에 필요한 센서들을 포함한다.

프로세서(130)는 구동부(120)를 제어하여 무인 이동체의 이동을 제어하고, 통신부(110)를 통해 주변의 무인 이동체 및 지상의 GCS(10)와 통신한다.

본 발명의 실시예와 관련하여, 프로세서(130)는 통신하고자 하는 데이터의 종류에 따라 통신망의 성능을 고려하여, WAVE 통신 모듈(111)와 LTE 통신 모듈(112)를 선택적으로 이용하고, 필요시 핸드오버를 수행한다.

저장부(150)는 통신부(110)를 통해 수신한 데이터와 센서부(140)에서 수집된 데이터를 저장하기 위한 저장공간을 제공하고, 프로세서(130)에 필요한 저장공간을 제공한다.

지금까지, 무인 이동체를 위한 다중 통신 인터페이스 운용 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.

위 실시예에서는, 무인 이동체의 다중 통신 인터페이스를 통한 안정적인 통신망 구성 및 성능 요건을 만족할 수 있는 통신인터페이스를 선택하여 네트워크를 구성한다.

이에 의해, 위험 상황에 강인하고 안정적이며, 성능 요건을 만족할 수 있는 네트워크 구성을 할 수 있다.

한편, 위 실시예에서 다중 통신 인터페이스를 구성하는 통신으로 WAVE 통신과 LTE 통신을 상정하였는데, 이해와 설명의 편의를 위해 들 일 예에 불과하다. 다른 방식의 통신으로 대체되거나 다른 방식의 통신이 더 추가되는 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

나아가, 재난 환경에서 통신망 구성을 위해서, 무인 이동체의 다중 통신 인터페이스를 이용하여, 이동 중계기(WAVE ↔ LTE)로서 활용하도록 구현할 수도 있다.

한편, 본 실시예에 따른 장치와 방법의 기능을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10 : GCS(Ground Control System)
100 : 무인 이동체

Claims

지상의 관제센터와 제1 통신방식으로 통신 연결하는 제1 통신모듈;
지상의 관제센터와 제2 통신방식으로 통신 연결하는 제2 통신모듈; 및
제1 통신모듈 및 제2 통신모듈 중 하나를 선택하여, 관제센터와 통신하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 1에 있어서,
프로세서는,
관제센터와 제1 통신방식에 의한 데이터 통신이 불가능하면, 제2 통신모듈을 선택하여 관제센터와 통신하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 1에 있어서,
프로세서는,
제1 통신모듈을 선택하여 관제센터와 데이터 통신하는 중에 관제센터와 통신이 불가능해지면, 제2 통신모듈을 선택하여 관제센터와 통신하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 1에 있어서,
프로세서는,
제1 데이터에 대해서는 제1 통신모듈로 관제센터와 통신하고,
제2 데이터에 대해서는 제2 통신모듈로 관제센터와 통신하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 4에 있어서,
제1 데이터는,
실시간성이 요구되는 데이터이고,
제2 데이터는,
기준 이상의 대역폭이 요구되는 데이터인 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 1에 있어서,
프로세서는,
제1 통신방식의 통신 성능 조건 및 제2 통신방식의 통신 성능 조건을 모니터링하여, 기선택한 통신모듈을 다른 통신모듈로 대체하여 관제센터와 데이터 통신하는 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
청구항 1에 있어서,
제1 통신방식은,
WAVE 통신이고,
제2 통신방식은,
셀룰러 통신인 것을 특징으로 하는 무인 이동체.
지상의 관제센터와 제1 통신방식으로 통신 연결하는 제1 통신모듈 및 지상의 관제센터와 제2 통신방식으로 통신 연결하는 제2 통신모듈 중 하나를 선택하는 단계;
선택된 통신모듈로, 관제센터와 통신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.