KR20200002213A - Apparatus and method for constructing a 3d space map for route search for unmanned aerial vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무인 항공기를 이용한 물류, 택배, 운송, 및 관제 등에서 활용할 무인 항공기용 3차원 비행경로를 탐색하기 위한 3차원 공간 지도를 구축할 수 있도록 하는, 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for constructing a three-dimensional space map for a route search for an unmanned aerial vehicle, and more particularly, to search for a three-dimensional flight route for an unmanned aerial vehicle to be used in logistics, delivery, transportation, and control using an unmanned aerial vehicle. The present invention relates to an apparatus and method for constructing a 3D space map for path search for an unmanned aerial vehicle.
최근 다양한 분야(예 : 물류, 택배, 운송 등)에서 무인 항공기(예 : 드론)의 사용이 증가되고 있다.Recently, the use of unmanned aerial vehicles (eg drones) is increasing in various fields (eg logistics, courier service, transportation, etc.).
도 1에 도시된 바와 같이, 무인 항공기는 사용 목적에 따라 다양한 크기와 형상으로 제작되고 있다. As shown in FIG. 1, an unmanned aerial vehicle is manufactured in various sizes and shapes according to a purpose of use.
가령, 단순히 취미와 촬영용으로 사용하기 위해 소형(도 1의 (a))으로 제작되거나, 택배 목적으로 사용하기 위해 중형(도 1의 (b))으로 제작되거나, 운송이나 승용 목적으로 사용하기 위해 대형(도 1의 (c))으로 제작될 수 있다.For example, it may be manufactured in a small size (FIG. 1 (a)) for use as a hobby and photographing, or in a medium format (FIG. 1 (b)) for use for courier purposes, or for use in transportation or riding purposes. It can be manufactured in large size (Fig. 1 (c)).
이러한 무인 항공기는 다양한 방식으로 제어할 수 있다. Such drones can be controlled in a variety of ways.
예컨대 현재는 사용자가 육안으로 무인 항공기를 주시하면서 무선 조종기를 이용하여 1:1로 직접 제어하는 방식이 주로 사용되고 있다. 그러나 이러한 제어 방식은 사용자의 조종이 미숙할 경우에는 사고 발생 가능성이 높고, 또한 사용자가 무인 항공기를 1:1로 제어해야 되기 때문에, 무인 항공기의 보급이 증가되고 비행 가능 범위가 넓어질수록 사용자가 무인 항공기를 1:1로 직접 제어하는 방식은 한계가 있다. 따라서 무인 항공기의 보급이 증가됨에 따라 관제 시스템에서 각각의 무인 항공기에 3차원 비행경로를 지정하여 원격 제어하는 방식으로 변화될 것으로 예상된다.For example, at present, a method of directly controlling a user 1: 1 using a wireless remote controller while the user visually observes the drone is mainly used. However, this control method is more likely to cause an accident when the user is inexperienced, and the user must control the drone 1: 1. Therefore, as the prevalence of the drone increases and the flight range becomes wider, There is a limit to the direct control of the drone 1: 1. Therefore, as the popularity of drones increases, it is expected that the control system will be changed to remote control by assigning three-dimensional flight paths to each drone.
상기와 같이 무인 항공기에 3차원 비행경로(예 : 최단 경로, 장애물 회피 경로 등)를 지정하기 위해서는 3차원 공간 지도가 필수적으로 요구된다. 특히 무인 항공기가 도심지의 빌딩(또는 조형물 등의 장애물) 사이를 저고도(예 : 빌딩이나 조형물과 같은 비행 장애물의 최고 높이 보다 낮은 고도)로 비행하기 위해서는 도심지의 3차원 공간 지도가 필수적으로 요구된다.As described above, in order to designate a three-dimensional flight path (for example, a shortest path and an obstacle avoidance path) to an unmanned aerial vehicle, a three-dimensional space map is required. In particular, in order for an unmanned aerial vehicle to fly between buildings (or obstacles, such as sculptures) in urban areas at low altitudes (e.g., lower than the highest height of flying obstacles, such as buildings or sculptures), three-dimensional spatial maps of urban areas are essential.
그러나 현재는 3차원 공간 지도가 구축되지 않은 상태이기 때문에 무인 항공기를 위한 3차원 비행경로 자체의 탐색도 불가능한 문제점이 있다.However, there is a problem in that it is impossible to search the 3D flight path itself for an unmanned aerial vehicle because the 3D space map is not constructed at present.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2013-0002492호(2013.01.08. 공개, 무인 비행체의 비행제어 시스템)에 개시되어 있다. Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0002492 (2013.01.08. Publication, flight control system of the unmanned aerial vehicle).
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 무인 항공기를 이용한 물류, 택배, 운송, 및 관제 등에서 활용할 무인 항공기용 3차원 비행경로를 탐색하기 위한 3차원 공간 지도를 구축할 수 있도록 하는, 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, three-dimensional for exploring a three-dimensional flight path for an unmanned aerial vehicle to be used in logistics, courier, transportation, and control using an unmanned aerial vehicle An object of the present invention is to provide an apparatus and method for constructing a three-dimensional space map for path search for an unmanned aerial vehicle, which enables to construct a space map.
본 발명의 일 측면에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치는, 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축을 위한 기초 데이터를 입력받는 데이터 입력부; 상기 3차원 공간지도 구축을 위한 가상의 공간 격자를 설정하는 공간 격자 설정부; 및 상기 기초 데이터 입력부를 통해 입력된 데이터에 기초하여 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하고, 상기 공간 격자를 이용하여, 상기 무인 항공기가 상기 설정된 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하여 3차원 공간지도를 구축하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for constructing a 3D space map for path search for an unmanned aircraft, comprising: a data input unit configured to receive basic data for constructing a 3D space map for path search for an unmanned aircraft; A spatial grid setting unit for setting a virtual spatial grid for constructing the 3D space map; And a map area for constructing a 3D spatial map based on the data input through the basic data input unit, and using the spatial grid, the drone may fly without overlapping an obstacle in the set map area. And a controller configured to extract a space to build a 3D space map.
본 발명에 있어서, 상기 3차원 공간지도 구축을 위한 기초 데이터는, 디지털화된 3차원 지리공간정보(GIS); 및 장애물 정보로서, 건물, 고정 조형물, 임시 조형물, 및 비행체에 대한 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the basic data for constructing the three-dimensional space map, digitalized three-dimensional geospatial information (GIS); And obstacle information, including at least one of position, height, size, and shape information about a building, a fixed sculpture, a temporary sculpture, and a vehicle.
본 발명에 있어서, 상기 공간 격자 설정부는, 무인 항공기의 크기에 대응하여 가상의 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the space grid setting unit, characterized in that for adjusting the size of the virtual space grid in response to the size of the drone.
본 발명에 있어서, 상기 공간 격자 설정부는, 상기 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the spatial grid setting unit is characterized in that for adjusting the size of the spatial grid in response to the altitude from the surface of the area to build the three-dimensional spatial map.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여 장애물 지도를 생성하며, 상기 장애물 지도는, 상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상이 포함된 3차원 입체 지도이며, 상기 지도 영역의 범위와 고도의 확장 시, 비행금지구역 정보가 장애물 정보로서 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit generates an obstacle map in order to extract a space that can fly without overlapping the obstacle in the map area, the obstacle map, the position, height, size of the obstacle in the map area And a three-dimensional stereoscopic map including at least one of shape information, and when the range and altitude of the map area are expanded, the non-flight zone information is further included as obstacle information.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 지도 영역에서 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여, 상기 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후, 이를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, after generating the altitude 2-dimensional lattice map corresponding to the map area in order to extract a space that can fly without overlapping the obstacle in the map area, based on the 3 It is characterized in that to generate a three-dimensional grid map corresponding to the space of the entire map area to build a dimensional space map.
본 발명에 있어서, 상기 고도별 2차원 격자 지도는, 지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도이고, 상기 3차원 격자 지도는, 상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로 구성한 공간 격자만의 지도인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the two-dimensional lattice map for each altitude is a map of only the spatial lattice formed by continuously arranging a spatial lattice of a specified size at a specified altitude in all directions, and the three-dimensional lattice map includes the two-dimensional lattice map. It is characterized by being a map of only a spatial grid composed of three-dimensionally arranged successively up and down.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 3차원 공간지도를 구축하기 위하여, 장애물 지도와 3차원 격자 지도를 생성한 후 이를 중첩하여 유효 격자를 추출하고, 상기 추출한 유효 격자나 유효 격자의 중심점을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to construct the three-dimensional spatial map, the control unit generates an obstacle map and a three-dimensional grid map, and then overlaps the extracted effective grid, and the network of the center of the extracted effective grid or effective grid It is characterized by building a three-dimensional space map by connecting to.
본 발명에 있어서, 상기 유효 격자는, 상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the effective grating is characterized in that the spatial grating does not overlap any of the obstacles constituting the obstacle map of the space grating constituting the three-dimensional grating map.
본 발명은, 상기 3차원 공간지도를 구축하여 제공할 무인 항공기나 상위의 서버와 통신하는 통신부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 상기 무인 항공기나 서버로부터 3차원 공간지도 구축을 위한 지도 구성 정보로서, 경로 탐색 요청 정보, 출발지 정보, 목적지 정보, 비행시간 정보, 및 무인 항공기 정보 중 적어도 하나 이상을 수신하는 것을 특징으로 한다.The present invention may further include a communication unit configured to communicate with an unmanned aerial vehicle or a higher server to construct and provide the 3D space map, wherein the controller is configured to construct a 3D space map from the unmanned aerial vehicle or the server through the communication unit. As at least one of the map search request information, the route search request information, the departure point information, the destination information, the flight time information, and the unmanned aerial vehicle information.
본 발명의 다른 측면에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법은, 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치의 제어부가 무인 항공기별 3차원 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도를 제공하기 위하여, 상기 무인 항공기 출발지와 목적지, 무인 항공기의 크기 정보, 및 비행시간 정보 중 적어도 하나 이상을 수신하는 단계; 상기 제어부가 상기 출발지와 목적지 사이에서 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하는 단계; 상기 제어부가 상기 3차원 공간지도 구축을 위한 가상의 공간 격자를 설정하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 공간 격자를 이용하여, 상기 무인 항공기가 상기 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하여, 이 공간들을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, a method for constructing a 3D space map for a path search for an unmanned aerial vehicle includes: a control unit of the apparatus for constructing a 3D space map for a path search for an unmanned aircraft; Receiving at least one of the unmanned aerial vehicle origin and destination, unmanned aerial vehicle size information, and flight time information to provide a map; Setting, by the controller, a map area for constructing a 3D spatial map between the starting point and the destination; Setting, by the controller, a virtual spatial grid for constructing the 3D space map; And extracting, by the controller, a space in which the unmanned aerial vehicle can fly without overlapping an obstacle in the map area by connecting the spaces to a network to construct a three-dimensional space map by using the space grid; Characterized in that it comprises a.
본 발명에 있어서, 상기 3차원 공간지도 구축을 위하여, 상기 제어부는, 디지털화된 3차원 지리공간정보(GIS); 및 장애물 정보로서, 건물, 고정 조형물, 임시 조형물, 및 비행체에 대한 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상을 외부의 정보 제공 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to build the three-dimensional space map, the control unit, digitized three-dimensional geospatial information (GIS); And at least one or more of position, height, size, and shape information about the building, the fixed sculpture, the temporary sculpture, and the aircraft as the obstacle information, from an external information providing server.
본 발명에 있어서, 상기 가상의 공간 격자를 설정하는 단계에서, 상기 제어부는, 무인 항공기의 크기에 대응하여 가상의 공간 격자의 크기를 조정하거나, 상기 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in the setting of the virtual space grid, the control unit adjusts the size of the virtual space grid in response to the size of the unmanned aerial vehicle, or from the index of the area to build the three-dimensional space map The size of the spatial grid is adjusted according to the altitude.
본 발명에 있어서, 상기 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여, 상기 제어부는 장애물 지도를 생성하며, 상기 장애물 지도는, 상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상이 포함된 3차원 입체 지도이며, 상기 지도 영역의 범위와 고도의 확장 시, 비행금지구역 정보가 장애물 정보로서 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to extract a space that can fly without overlapping the obstacle in the map area, the controller generates an obstacle map, the obstacle map, the position, height, size of the obstacle in the map area And a three-dimensional stereoscopic map including at least one of shape information, and when the range and altitude of the map area are expanded, the non-flight zone information is further included as obstacle information.
본 발명에 있어서, 상기 지도 영역에서 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여, 상기 제어부는, 상기 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후, 이 고도별 2차원 격자 지도를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to extract a space that can fly without overlapping the obstacles in the map area, the control unit generates a two-dimensional grid map by altitude corresponding to the map region, and then the two-dimensional by altitude A three-dimensional grid map corresponding to the space of the entire map area in which the three-dimensional spatial map is to be constructed is generated based on the grid map.
본 발명에 있어서, 상기 고도별 2차원 격자 지도는, 지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도이고, 상기 3차원 격자 지도는, 상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로 구성한 공간 격자만의 지도인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the two-dimensional lattice map for each altitude is a map of only the spatial lattice formed by continuously arranging a spatial lattice of a specified size at a specified altitude in all directions, and the three-dimensional lattice map includes the two-dimensional lattice map. It is characterized by being a map of only a spatial grid composed of three-dimensionally arranged successively up and down.
본 발명에 있어서, 상기 3차원 공간지도를 구축하기 위하여, 상기 제어부는, 장애물 지도와 3차원 격자 지도를 생성한 후 이를 중첩하여 유효 격자를 추출한 후, 상기 추출한 유효 격자나 유효 격자의 중심점을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to construct the three-dimensional spatial map, the control unit generates an obstacle map and a three-dimensional grid map, and extracts the effective grid by overlapping them, and then the network of the center of the extracted effective grid or the effective grid It is characterized by building a three-dimensional space map by connecting to.
본 발명에 있어서, 상기 유효 격자는, 상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the effective grating is characterized in that the spatial grating does not overlap any of the obstacles constituting the obstacle map of the space grating constituting the three-dimensional grating map.
본 발명에 있어서, 상기 3차원 공간지도 구축을 위하여, 상기 제어부는, 경로 탐색 요청 정보, 출발지 정보, 목적지 정보, 비행시간 정보, 및 무인 항공기 정보 중 적어도 하나 이상을, 무인 항공기나 상위의 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, in order to construct the three-dimensional space map, the control unit, at least one or more of the route search request information, the departure point information, the destination information, the flight time information, and the unmanned aerial vehicle information from the unmanned aerial vehicle or higher server It is characterized by receiving.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 무인 항공기를 이용한 물류, 택배, 운송, 및 관제 등에서 활용할 무인 항공기용 3차원 비행경로를 탐색하기 위한 3차원 공간 지도를 구축할 수 있도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention enables to build a three-dimensional space map for searching for a three-dimensional flight path for an unmanned aerial vehicle to be used in logistics, courier, transportation, and control using an unmanned aerial vehicle.
도 1은 일반적으로 다양한 크기로 제작되고 있는 무인 항공기를 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 무인 항공기의 크기에 대응하여 설정되는 공간 격자의 크기를 설명하기 위한 예시도.
도 4는 상기 도 2에 있어서, 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 설정되는 공간 격자의 크기를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 상기 도 5에 있어서, 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 상기 도 5에 있어서, 3차원 격자 지도를 설명하기 위하여 보인 예시도.
도 8은 상기 도 5에 있어서, 장애물 지도와 3차원 격자 지도의 중첩 시 측면에서 바라본 유효 격자 배열을 보인 예시도.
도 9는 상기 도 5에 있어서, 장애물 지도와 3차원 격자 지도의 중첩 시 상부에서 바라본 고도별 2차원 격자 지도 중 유효 격자 배열을 보인 예시도. 1 is an exemplary diagram for explaining an unmanned aerial vehicle that is generally manufactured in various sizes.
Figure 2 is an exemplary view showing a schematic configuration of a three-dimensional space map construction device for route search for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exemplary view for explaining the size of a spatial grid set corresponding to the size of an unmanned aerial vehicle in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is an exemplary diagram for explaining the size of a spatial grid set in correspondence with an altitude from an indicator of an area in which a three-dimensional spatial map is to be constructed in FIG.
5 is a flowchart illustrating a 3D space map construction method for path search for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an exemplary diagram for explaining a method of setting a map area for constructing a 3D spatial map in FIG. 5; FIG.
FIG. 7 is an exemplary view shown to explain a three-dimensional grid map in FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is an exemplary view showing an effective grid arrangement viewed from the side when the obstacle map and the 3D grid map overlap in FIG. 5.
FIG. 9 is an exemplary view showing an effective grid arrangement of two-dimensional grid maps for elevations viewed from the top when the obstacle map and the three-dimensional grid map overlap.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of an apparatus and method for constructing a three-dimensional space map for the path search for an unmanned aerial vehicle according to the present invention.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or convention of a user or an operator. Therefore, the definitions of these terms should be made based on the contents throughout the specification.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.2 is an exemplary view showing a schematic configuration of an apparatus for constructing a 3D space map for path search for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치는, 기초 데이터 입력부(110), 공간 격자 설정부(120), 제어부(130), 통신부(140), 및 3차원 공간지도 저장부(150)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the apparatus for constructing a three-dimensional space map for path search for an unmanned aerial vehicle according to the present embodiment includes a basic
상기 기초 데이터 입력부(110)는 3차원 공간지도 생성을 위한 기초 데이터를 입력받는다. The basic
여기서 상기 3차원 공간지도 생성을 위한 기초 데이터는 디지털화된 3차원 지리공간정보(GIS : Geographic Information System)를 포함한다. 상기 3차원 GIS 정보는 공간자료와 속성자료를 포함하고, 이때 상기 공간자료는 지형 요소의 유형, 위치, 및 크기 등을 의미하며, 상기 속성자료는 수학적 의미를 포함하는 정량적 자료와 더불어 지도면, 라벨, 주기 등 대상물에 대한 설명에 필요한 정성적 자료를 의미한다. 또한 상기 기초 데이터에는 건물 정보(예 : 건물의 위치, 높이, 크기, 모양 등) 및 시간별 장애물 정보(예 : 고정 조형물, 임시 조형물, 비행체 등)를 포함한다. 상기 기초 데이터는 해당 데이터를 제공하는 외부의 별도 서버(미도시)(예 : 국토지리정보 서버, 비행관제 서버 등)로부터 제공받을 수 있다.Here, the basic data for generating the 3D spatial map includes digitized 3D geographic information system (GIS). The three-dimensional GIS information includes spatial data and attribute data, wherein the spatial data refers to the type, location, and size of the topographical elements, and the attribute data includes a map surface along with quantitative data including mathematical meanings. Refers to qualitative data needed to describe an object, such as a label or cycle. In addition, the basic data includes building information (eg, location, height, size, shape, etc.) and obstacle information by time (eg, fixed sculpture, temporary sculpture, aircraft, etc.). The basic data may be provided from an external separate server (eg, a national geographic information server, a flight control server, etc.) providing the corresponding data.
상기 공간 격자 설정부(120)는 3차원 공간지도 생성을 위한 가상의 공간 격자를 설정한다. The spatial
또한 상기 공간 격자 설정부(120)는 무인 항공기의 크기에 대응하여 가상의 공간 격자(이하, 공간 격자로 기재)의 크기를 조정할 수 있다(도 3 참조). In addition, the space
도 3은 상기 도 2에 있어서, 무인 항공기의 크기에 대응하여 설정되는 공간 격자의 크기를 설명하기 위한 예시도로서, 가령, 무인 항공기의 크기가 소형이면 공간 격자의 크기도 작게 설정되고, 무인 항공기의 크기가 대형이면 공간 격자의 크기도 크게 설정될 수 있다.FIG. 3 is an exemplary view for explaining the size of the spatial grid set corresponding to the size of the unmanned aerial vehicle in FIG. 2. For example, if the size of the unmanned aerial vehicle is small, the size of the spatial grid is also small. If the size of is large, the size of the spatial grid may be set to be large.
또한 상기 공간 격자 설정부(120)는 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 조정할 수 있다(도 4 참조). In addition, the space
도 4는 상기 도 2에 있어서, 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 설정되는 공간 격자의 크기를 설명하기 위한 예시도로서, 가령, 지표로부터의 고도에 따라 가장 낮은 고도(즉, 고도1)에서는 공간 격자의 크기도 작게 설정되고, 고도가 높아짐에 따라(즉, 고도1 → 고도3) 공간 격자의 크기도 크게 설정될 수 있다. 왜냐하면 고도가 높아질수록 건물이나 장애물간의 간격이 넓어지기 때문에 그 만큼 무인 비행기가 안전하게 비행할 수 있는 비행 자유도가 높아지기 때문이다.FIG. 4 is an exemplary diagram for explaining the size of a spatial grid set in correspondence with an altitude from an indicator of an area in which a three-dimensional spatial map is to be constructed in FIG. 2, for example, the lowest altitude according to an altitude from the indicator; In other words, the altitude 1 may be set to a smaller size, and as the altitude becomes higher (ie, altitude 1 to altitude 3), the size of the spatial lattice may be set larger. Because the higher the altitude, the wider the gap between buildings and obstacles, the greater the freedom of flight for drones to fly safely.
상기 제어부(130)는 상기 기초 데이터 입력부(110)를 통해 입력된 데이터에 기초하여 3차원 공간지도를 구축(또는 생성)할 지도 영역을 설정하고, 무인 항공기가 상기 설정된 지도 영역을 비행할 시간대에 상기 지도 영역에 있는 장애물(예 : 빌딩, 고정 조형물, 임시 조형물, 비행체 등) 지도를 생성한다. The
여기서 상기 장애물 지도는, 상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양이 포함된 3차원 입체 지도이다. 만약 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역의 범위와 고도를 더 확장할 경우, 상기 장애물 지도에는 비행금지구역 정보(또는 비행규제 정보)가 장애물 정보로서 더 포함될 수 있다.Here, the obstacle map is a three-dimensional stereoscopic map including the position, height, size, and shape of the obstacle in the map area. If the range and altitude of the map area for constructing the 3D spatial map are further extended, the obstacle map may further include non-flight zone information (or flight control information) as obstacle information.
또한 상기 제어부(130)는 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후, 이를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성한다. In addition, the
여기서 상기 고도별 2차원 격자 지도는, 지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도를 의미한다. 그리고 상기 3차원 격자 지도는, 상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로(3차원으로) 구성한 공간 격자만의 지도를 의미한다.Here, the elevation-based two-dimensional lattice map means a map of only the spatial lattice formed by continuously arranging the spatial lattice of the designated size at the specified altitude in all directions. The three-dimensional lattice map means a map of only a spatial lattice constructed by forming the two-dimensional lattice map in succession up and down and configured three-dimensionally (in three dimensions).
또한 상기 제어부(130)는 상기 장애물 지도와 상기 3차원 격자 지도를 중첩하여 유효 격자를 추출하고, 상기 추출한 유효 격자(또는 유효 격자의 중심점)를 연결하여 3차원 네트워크(즉, 3차원 공간지도)를 구축(생성)한다.Also, the
여기서 상기 유효 격자는, 상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자를 의미한다.Here, the effective grid refers to a spatial grid that does not overlap at least with any obstacle constituting the obstacle map among the spatial grids constituting the 3D grid map.
상기와 같이 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역에 대응하는 3차원 네트워크(즉, 3차원 공간지도)를 구축(생성)되면, 이 3차원 공간지도에 기초하여 지정된 무인 항공기(예 : 촬영용 소형 무인 항공기, 택배용 중형 무인 항공기, 승용 대형 무인 항공기)만을 위한 전용 3차원 비행경로(예 : 최단 경로, 장애물 회피 경로 등)를 탐색할 수 있게 된다. 이때 상기 비행경로는 공간 격자의 크기를 반영하여 비행 고도가 제한될 수 있다(예 : 대형 무인 항공기는 빌딩의 10층 이하로 비행할 수 없도록 제한될 수 있다).As described above, when a three-dimensional network (i.e., a three-dimensional space map) corresponding to the map area on which the three-dimensional space map is to be constructed is constructed (created), a designated unmanned aircraft (e.g., a small unmanned aerial vehicle based on the three-dimensional space map) is constructed. Dedicated three-dimensional flight paths (e.g., shortest paths, obstacle avoidance paths, etc.) for aircraft, courier medium unmanned aerial vehicles and passenger large unmanned aerial vehicles will be explored. At this time, the flight path may be limited to the flight altitude reflecting the size of the space grid (for example, a large unmanned aerial vehicle may be limited to fly below 10 floors of the building).
상기 3차원 공간지도 저장부(150)는 상기 무인 항공기별로 구축된 3차원 공간지도를 저장한다.The 3D space
상기 통신부(140)는 3차원 공간지도를 제공할 무인 항공기(200)(또는 상위의 제어 서버나 관제 서버, 이하 설명의 편의상 무인 항공기로 기재함)와 무선(또는 유선) 방식으로 통신한다.The
상기 제어부(130)는 상기 통신부(140)를 통해 무인 항공기(200)로부터 3차원 공간지도 구축을 위한 지도 구성 정보를 수신한다. 그리고 상기 제어부(130)는 상기 기초 데이터 입력부(110)를 통해 입력된 기초 데이터, 및 상기 통신부(140)를 통해 수신한 지도 구성 정보에 기초하여 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하고, 이 지도 영역에서 3차원 공간지도를 구축한다.The
여기서 상기 3차원 공간지도 구축을 위한 지도 구성 정보는, 경로 탐색 요청 정보, 출발지 정보, 목적지 정보, 비행시간 정보, 및 무인 항공기 정보(예 : 크기, 용도 등)를 포함한다.Here, the map configuration information for constructing the 3D space map includes route search request information, departure point information, destination information, flight time information, and unmanned aerial vehicle information (eg, size, use, etc.).
이때 상기 제어부(130)는 상기 구성 요소(110, 120, 140, 150)를 제어하여, 무인 항공기별 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도를 구축한다. 이하 그 구체적인 방법에 대해서 설명한다.In this case, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a 3D space map construction method for path search for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치의 제어부(130)가 어느 하나의 무인 항공기(200)(또는 상위의 제어 서버나 관제 서버, 이하 설명의 편의상 무인 항공기로 기재함)로부터 3차원 경로(즉, 비행경로) 탐색 요청(또는 3차원 공간지도 요청) 신호를 수신할 경우(S101), 상기 제어부(130)는 상기 무인 항공기(200)로부터 탐색을 요청받은 경로(즉, 탐색할 경로)의 출발지와 목적지, 무인 항공기의 크기 정보, 및 비행시간 정보(즉, 해당 경로를 비행하고자 하는 시간)를 추가로 수신한다(S102).Referring to FIG. 5, the
이에 따라 상기 제어부(130)는 상기 출발지와 목적지 사이의 지도 영역(즉, 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역)을 설정한다(S103)(도 6 참조).Accordingly, the
도 6은 상기 도 5에 있어서, 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도로서, 예컨대 상기 지도 영역은 적어도 상기 출발지와 목적지를 포함할 수 있는 범위로 설정하되, 이 범위는 상기 출발지와 목적지를 기준으로 기 지정된 방식에 따라 미리 지정된 형태(예 : 사각형, 다각형, 원형, 타원형 등)로 설정될 수 있다.FIG. 6 is an exemplary diagram for describing a method of setting a map area for constructing a 3D spatial map in FIG. 5. For example, the map area may be set to a range that may include at least the starting point and the destination. This range may be set in a predetermined form (eg, square, polygon, round, oval, etc.) according to a predetermined method based on the starting point and the destination.
또한 상기 제어부(130)는 상기 무인 항공기(200)가 비행할 시간대의 장애물 지도를 생성한다(S104).In addition, the
즉, 상기 제어부(130)는 상기 무인 항공기(200)가 상기 설정된 지도 영역을 비행할 시간대에 상기 지도 영역에 있는 장애물(예 : 빌딩, 고정 조형물, 임시 조형물, 비행체 등) 지도를 생성한다. That is, the
여기서 상기 장애물 지도는, 상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양이 포함된 3차원 입체 지도를 의미하며, 만약 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역의 범위와 고도가 더 확장될 경우, 상기 장애물 지도에는 비행금지구역 정보(또는 비행규제 정보)가 장애물 정보로서 더 포함될 수 있다.Here, the obstacle map means a three-dimensional three-dimensional map including the position, height, size, and shape of the obstacle in the map area, and if the range and altitude of the map area to build the three-dimensional spatial map are further expanded In this case, the obstacle map may further include flight prohibited area information (or flight control information) as obstacle information.
또한 상기 제어부(130)는 상기 무인 항공기(130)의 크기 및 고도에 대응하는 가상의 공간 격자(이하, 공간 격자로 기재)를 설정한다(S105)(도 3, 도 4 참조).In addition, the
예컨대 상기 제어부(130)는 공간 격자 설정부(120)를 통해 무인 항공기의 크기에 대응하여 공간 격자의 크기를 설정하거나, 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 설정할 수 있다.For example, the
또한 상기 제어부(130)는 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후, 이를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성한다(S106)(도 7 참조). In addition, the
도 7은 상기 도 5에 있어서, 3차원 격자 지도를 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 여기서 상기 고도별 2차원 격자 지도는, 지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도를 의미하고, 상기 3차원 격자 지도는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로(3차원으로) 구성한 공간 격자만의 지도를 의미한다.FIG. 7 is an exemplary view shown to explain a three-dimensional grid map in FIG. 5, wherein the elevation-specific two-dimensional grid map is a spatial grid configured by continuously arranging spatial grids of a specified size at a specified altitude in all directions. As shown in Fig. 7, the three-dimensional grid map means a map of only a spatial grid composed of three-dimensional (three-dimensional) arrays of the two-dimensional grid maps arranged in succession up and down. .
또한 상기 제어부(130)는 상기 장애물 지도와 상기 3차원 격자 지도를 중첩하여 유효 격자(또는 유효 격자의 중심점)를 추출한다(S107)(도 8 및 도 9 참조).In addition, the
도 8 및 도 9는 상기 도 5에 있어서, 장애물 지도와 3차원 격자 지도를 중첩하는 방법을 설명하기 위하여 보인 예시도로서, 도 8은 상기 장애물 지도와 3차원 격자 지도의 중첩 시 측면에서 바라본 유효 격자 배열을 보인 예시도이고, 도 9는 상기 장애물 지도와 3차원 격자 지도의 중첩 시 상부에서 바라본 고도별 2차원 격자 지도 중 유효 격자 배열을 보인 예시도이다. 8 and 9 are exemplary diagrams for explaining a method of overlapping an obstacle map and a 3D grid map in FIG. 5, and FIG. 8 is an effective view viewed from the side when the obstacle map and the 3D grid map overlap. 9 is an exemplary diagram showing a lattice arrangement, and FIG. 9 is an exemplary diagram showing an effective lattice arrangement among two-dimensional lattice maps of elevations viewed from the top when the obstacle map and the three-dimensional lattice map overlap.
상기와 같이 3차원 공간에서 유효 격자가 추출되면, 상기 제어부(130)는 상기 추출한 유효 격자(또는 유효 격자의 중심점)를, 사방 및 상하로 연결함으로써, 3차원 네트워크(즉, 3차원 공간지도)를 구축(생성)한다(S108).When the effective grating is extracted in the three-dimensional space as described above, the
여기서 상기 유효 격자는, 상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자를 의미하며, 상기 유효 격자(또는 유효 격자의 중심점)가 연결된 3차원 네트워크(즉, 3차원 공간지도) 내에서 무인 항공기(200)별로 대응하는 비행경로를 탐색함으로써 안전하게 비행할 수 있게 된다.Here, the effective grid refers to a spatial grid that does not overlap at least one obstacle constituting the obstacle map among the spatial grids constituting the three-dimensional grid map, wherein the effective grid (or the center point of the effective grid) is In the connected three-dimensional network (that is, three-dimensional space map) it is possible to safely fly by searching the corresponding flight path for each
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible for those skilled in the art to which the art pertains. I will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.
110 : 기초 데이터 입력부
120 : 공간 격자 설정부
130 : 제어부
140 : 통신부
150 : 3차원 공간지도 저장부
200 : 무인 항공기110: basic data input unit
120: space grid setting unit
130: control unit
140: communication unit
150: 3D space map storage unit
200: drone
Claims (19)
상기 3차원 공간지도 구축을 위한 가상의 공간 격자를 설정하는 공간 격자 설정부; 및
상기 기초 데이터 입력부를 통해 입력된 데이터에 기초하여 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하고, 상기 공간 격자를 이용하여, 상기 무인 항공기가 상기 설정된 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하여 3차원 공간지도를 구축하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
A data input unit for receiving basic data for constructing a 3D space map for path searching for an unmanned aerial vehicle;
A spatial grid setting unit for setting a virtual spatial grid for constructing the 3D space map; And
A map area for constructing a 3D space map may be set based on data input through the basic data input unit, and the drone may fly without overlapping an obstacle in the set map area by using the space grid. And a control unit for constructing a three-dimensional space map by extracting a space therein.
디지털화된 3차원 지리공간정보(GIS); 및
장애물 정보로서, 건물, 고정 조형물, 임시 조형물, 및 비행체에 대한 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the basic data for constructing the three-dimensional space map,
Digitized three-dimensional geospatial information (GIS); And
The obstacle information, at least one of the position, height, size, and shape information for the building, the fixed sculpture, the temporary sculpture, and the aircraft, three-dimensional space map construction device for a route search for an unmanned aerial vehicle.
무인 항공기의 크기에 대응하여 가상의 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the spatial grid setting unit,
3D space map construction device for the path search for the drone, characterized in that for adjusting the size of the virtual space grid in response to the size of the drone.
상기 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the spatial grid setting unit,
And a size of the space grid in response to an altitude from the surface of the area to which the 3D space map is to be constructed.
상기 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여 장애물 지도를 생성하며,
상기 장애물 지도는,
상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상이 포함된 3차원 입체 지도이며,
상기 지도 영역의 범위와 고도의 확장 시, 비행금지구역 정보가 장애물 정보로서 더 포함되는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Generating an obstacle map in order to extract a space that can fly without overlapping an obstacle in the map area;
The obstacle map,
A three-dimensional stereoscopic map including at least one of position, height, size, and shape information of an obstacle in the map area;
3. The apparatus for constructing a three-dimensional space map for a route search for an unmanned aerial vehicle, wherein when the range and altitude of the map area are expanded, flight prohibited area information is further included as obstacle information.
상기 지도 영역에서 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하기 위하여,
상기 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후, 이를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In order to extract a space that can fly without overlapping the obstacles in the map area,
After generating a two-dimensional grid map for each height corresponding to the map area, and generates a three-dimensional grid map corresponding to the space of the entire map area to build the three-dimensional space map based on this 3D space map construction device for path search.
상기 고도별 2차원 격자 지도는,
지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도이고,
상기 3차원 격자 지도는,
상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로 구성한 공간 격자만의 지도인 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 6,
The height-specific two-dimensional grid map,
A map of only the spatial grid constructed by successively arranging spatial grids of a specified size at a given altitude,
The three-dimensional grid map,
3D spatial map construction apparatus for route search for an unmanned aerial vehicle, characterized in that the map of the spatial grid consisting of a three-dimensional grid map arranged in succession vertically.
상기 3차원 공간지도를 구축하기 위하여,
장애물 지도와 3차원 격자 지도를 생성한 후 이를 중첩하여 유효 격자를 추출하고, 상기 추출한 유효 격자나 유효 격자의 중심점을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In order to build the 3D space map,
After generating an obstacle map and a three-dimensional grid map, the effective grid is extracted by overlapping the map, and the center of the extracted effective grid or the effective grid is connected to a network to construct a three-dimensional spatial map. 3D space map construction device for the.
상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자인 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The method of claim 8, wherein the effective grating,
An apparatus for constructing a 3D space map for a route search for an unmanned aerial vehicle, characterized in that the space grid does not overlap with any one of the obstacles constituting the obstacle map among the space grids constituting the 3D grid map.
상기 제어부는,
상기 통신부를 통해 상기 무인 항공기나 서버로부터 3차원 공간지도 구축을 위한 지도 구성 정보로서, 경로 탐색 요청 정보, 출발지 정보, 목적지 정보, 비행시간 정보, 및 무인 항공기 정보 중 적어도 하나 이상을 수신하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 장치.
The apparatus of claim 1, further comprising: a communication unit configured to communicate with an unmanned aerial vehicle or a higher server to construct and provide the 3D space map.
The control unit,
Receiving at least one or more of the route search request information, the departure point information, the destination information, the flight time information, and the unmanned aerial vehicle information as the map configuration information for the 3D spatial map construction from the unmanned aerial vehicle or the server through the communication unit; 3D space map construction device for path search for an unmanned aerial vehicle.
상기 제어부가 상기 출발지와 목적지 사이에서 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역을 설정하는 단계;
상기 제어부가 상기 3차원 공간지도 구축을 위한 가상의 공간 격자를 설정하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 공간 격자를 이용하여, 상기 무인 항공기가 상기 지도 영역에 있는 장애물에 중첩되지 않고 비행할 수 있는 공간을 추출하여, 이 공간들을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
In order to provide a three-dimensional space map for a three-dimensional path search for each unmanned aircraft, the control unit of the three-dimensional space map construction device for the path search for an unmanned aerial vehicle, the information and the flight time of the unmanned aircraft origin and the size of the unmanned aerial vehicle Receiving at least one of the information;
Setting, by the controller, a map area for constructing a 3D spatial map between the starting point and the destination;
Setting, by the controller, a virtual spatial grid for constructing the 3D space map; And
Extracting, by the controller, a space in which the unmanned aerial vehicle can fly without overlapping an obstacle in the map area by connecting the spaces to a network to construct a 3D space map; 3D space map construction method for path search for an unmanned aerial vehicle comprising a.
상기 제어부는,
디지털화된 3차원 지리공간정보(GIS); 및
장애물 정보로서, 건물, 고정 조형물, 임시 조형물, 및 비행체에 대한 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상을 외부의 정보 제공 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
12. The method of claim 11, wherein
The control unit,
Digitized three-dimensional geospatial information (GIS); And
3 for the path search for an unmanned aerial vehicle, which receives at least one or more of position, height, size, and shape information about a building, a fixed sculpture, a temporary sculpture, and a vehicle as obstacle information from an external information providing server. How to build a 3D space map.
상기 제어부는,
무인 항공기의 크기에 대응하여 가상의 공간 격자의 크기를 조정하거나,
상기 3차원 공간지도를 구축할 지역의 지표로부터의 고도에 대응하여 공간 격자의 크기를 조정하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
12. The method of claim 11, wherein in setting the virtual spatial grid:
The control unit,
Resize the virtual space grid in response to the size of the drone,
3. The method of claim 3, wherein the size of the space grid is adjusted according to the altitude from the surface of the region to which the 3D space map is to be constructed.
상기 제어부는 장애물 지도를 생성하며,
상기 장애물 지도는,
상기 지도 영역에서 장애물의 위치, 높이, 크기, 및 모양 정보 중 적어도 하나 이상이 포함된 3차원 입체 지도이며,
상기 지도 영역의 범위와 고도의 확장 시, 비행금지구역 정보가 장애물 정보로서 더 포함되는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
12. The method of claim 11, in order to extract a space that can fly without overlapping obstacles in the map area,
The controller generates an obstacle map,
The obstacle map,
A three-dimensional stereoscopic map including at least one of position, height, size, and shape information of an obstacle in the map area;
3. The method for constructing a 3D space map for path search for an unmanned aerial vehicle, wherein when the range and altitude of the map area are expanded, the flight prohibited area information is further included as obstacle information.
상기 제어부는,
상기 지도 영역에 대응하는 고도별 2차원 격자 지도를 생성한 후,
이 고도별 2차원 격자 지도를 바탕으로 상기 3차원 공간지도를 구축할 지도 영역 전체의 공간에 대응하는 3차원 격자 지도를 생성하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
The method of claim 11, wherein in order to extract a space in the map area that can fly without overlapping the obstacle,
The control unit,
After generating the altitude 2-dimensional grid map corresponding to the map area,
3D spatial map construction method for route search for an unmanned aerial vehicle, characterized in that for generating a three-dimensional grid map corresponding to the space of the entire map area to build the three-dimensional space map based on the two-dimensional grid map by altitude .
상기 고도별 2차원 격자 지도는,
지정된 고도에서 지정된 크기의 공간 격자를 사방으로 연속해서 배열하여 구성한 공간 격자만의 지도이고,
상기 3차원 격자 지도는,
상기 2차원 격자 지도를 상하로 연속해서 배열하여 입체적으로 구성한 공간 격자만의 지도인 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
The method of claim 15,
The height-specific two-dimensional grid map,
A map of only the spatial grid constructed by successively arranging spatial grids of a specified size at a given altitude,
The three-dimensional grid map,
3D spatial map construction method for a route search for an unmanned aircraft, characterized in that the map of the spatial grid consisting of a three-dimensional grid map arranged in succession up and down.
상기 제어부는,
장애물 지도와 3차원 격자 지도를 생성한 후 이를 중첩하여 유효 격자를 추출한 후, 상기 추출한 유효 격자나 유효 격자의 중심점을 네트워크로 연결하여 3차원 공간지도를 구축하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
The method of claim 11, wherein in order to construct the three-dimensional spatial map,
The control unit,
After generating an obstacle map and a three-dimensional grid map, the effective grid is extracted by overlapping them, and then a path search for an unmanned aerial vehicle is constructed by connecting a center point of the extracted effective grid or the effective grid to a network. 3D space map construction method.
상기 3차원 격자 지도를 구성하는 공간 격자들 중 상기 장애물 지도를 구성하는 어느 하나의 장애물과 조금도 중첩되지 않는 공간 격자인 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.
The method of claim 17, wherein the effective grating,
3. The method of claim 3, wherein the 3D grid map is a spatial grid that does not overlap at least one obstacle that constitutes the obstacle map.
상기 제어부는,
경로 탐색 요청 정보, 출발지 정보, 목적지 정보, 비행시간 정보, 및 무인 항공기 정보 중 적어도 하나 이상을, 무인 항공기나 상위의 서버로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기용 경로 탐색을 위한 3차원 공간지도 구축 방법.12. The method of claim 11, wherein
The control unit,
3D spatial map construction for unmanned aerial vehicle route searching comprising receiving at least one or more of route search request information, starting point information, destination information, flight time information, and unmanned aerial vehicle information from an unmanned aerial vehicle or a higher server Way.
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