KR20200063182A - Uav 차량에 대한 비행 금지 구역 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트 방법 - Google Patents

Abstract

UAV 차량들 상에 저장된 비행 금지 구역 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트 방법. 배포 및/또는 업데이트는 위성 기반구조 및 상기 UAV 차량들에 탑재된 수신기들을 이용하여, NFZ 데이터베이스 또는 그 일부가 주기적으로 UAV 차량들로 전송될 수 있게 하는 단방향 통신 채널을 확립한다.

Description

UAV 차량에 대한 비행 금지 구역 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트 방법

본 발명은 특히 UAV(무인 항공기, Unmanned Aerial Vehicles)를 위한 비행 금지 구역(NFZ, No Fly Zones) 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트 방법에 관한 것이다.

드론 또는 UAV(무인 항공기)의 사용이 지속적으로 증가함에 따라 유인 비행(예를 들어, 상업적 항공) 및 지상 주민의 안전뿐만 아니라 군사 또는 민감 영역의 보안에 대한 관심이 높아졌다. 이러한 이유로, 가장 중요한 국가 영공 규제 기관은 비행 금지 구역(NFZ), 즉 UAV 및 드론의 비행 차단 구역을 정의하여 중요 영역을 통한 비행을 제한하기 위한 입법 조치를 취하고 있다.

비행 금지 구역의 식별 및 적용 방법은 공항 및 도시 영역을 차단 구역으로 식별하여 공통적인 접근 방식을 공유하더라도 전 세계적으로 아직 균질하지 않다.

이 문서를 작성할 당시 전세계 민간 항공 당국들은 비행 금지 구역에 대한 특정 데이터베이스를 유지하고 공지하고 있지만, 이러한 규정을 실제로 준수하는 것은 UAV 조종사 또는 경우에 따라서는 개별 제조업체의 자유 의지에 의존한다. 후자의 경우, UAV 제조업체들은 그들 자신의 비행 제어기들이 비행 금지 구역으로 비행하는 것을 거부할 수 있게 하기 시작하였다.

레크리에이션, 민간 및 전문 용도의 UAV들의 확산이 급속히 증가하고 있으며, 비행 금지 구역 데이터베이스에 대한 액세스를 자동화하고 UAV 차량에서 직접 필요한 대책을 구현해야 할 필요성이 점점 더 커지고 있다.

오늘날 모든 UAV 차량은 자이로스코프, 가속도계, 고도계는 물론 GNSS 지리 위치 시스템과 같은 센서들에 의해 취해진 측정들을 고려하여 높은 수준의 비행 명령들을 모터들에 대한 커맨드들로 변환하는 비행 제어기를 구비하고 있다.

약어 GNSS는 지상, 해상 또는 공중 지리 무선 위치 및 내비게이션 시스템을 기반으로 한 위성 내비게이션 시스템을 의미하며, 이는 인공 궤도 위성들 및 유사 위성들의 네트워크를 이용한다.

현재 가장 일반적인 GNSS 내비게이션 시스템은 GPS(미국), 갈릴레오(유럽) 및 GLONASS(러시아)이다.

가장 중요한 UAV 제조업체들 중 일부는 위반시 파일럿 제어를 사실상 금지하는 NFZ 준수를 보장하는 자동 제어를 이용하는 그들의 최신 세대 비행 제어기들을 구비하고 있다.

비행 제어기는 NFZ 리스트를 포함하는 로컬 지리 데이터베이스에 액세스한다. 이 데이터베이스는 인터넷 연결을 통해, 종종 UAV를 구성하고 다양한 업데이트를 받는 데 사용되는 스마트폰 장치 및 적합한 앱을 통해 업데이트된다.

예를 들어, 세계에서 가장 큰 반전문적인 UAV들의 제조업체인 회사 DJI는 현재 약 8000개의 NFZ의 데이터베이스를 최신으로 유지하고 있다. 그러나 분명한 이유로, 이러한 데이터베이스를 관리하는 책임을 개별 회사에 맡기는 것은 불가능하다.

더욱이, 이러한 방식에서, NFZ 애플리케이션은 심지어 GNSS 재밍/스푸핑과 같은 기술들에 의해 또는 스마트폰 앱을 수정함으로써 유포될 수 있다.

대칭적 접근 방식은 모든 UAV들로 하여금 그들을 간단히 식별하고 지상의 모니터링 시스템들이 영공에서 감시를 유지할 수 있게 하는 각자의 트랜스폰더를 구비할 것을 요구할 것이다.

이러한 해결책은 악의가 있는 사람이 트랜스폰더를 제거하면 효과가 없을 뿐만 아니라 전 지역에 거대한 모니터링 네트워크를 배치해야 하며, 금지된 영역에서의 비행을 막는 데 전혀 기여하지 못할 것이다.

마지막으로, UAV 차량 자체 또는 이를 조종하는 무선 제어 채널의 존재를 차단하기 위해 영공 및 전자기 스펙트럼을 모니터링하는 레이더들 및 무선 차단 시스템들의 세트로 구성된 지상 기반 시스템들이 현재 개발되고 있다.

지금까지 이러한 접근 방식은 다루기 어려운 것으로 밝혀졌는데, 이는 가장 일반적인 UAV 차량들의 단면이 가장 큰 조류의 단면과 유사하고 그들의 통신 프로토콜이 매우 다양하고 경우에 따라서는 암호화되어 식별하기 어렵기 때문이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 전술한 해결책들의 문제점을 극복하는 것이다.

특히, 이 목적은 청구항 1에 따른 UAV 차량(무인 항공기)에 대한 비행 금지 구역 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트 방법을 통해 달성된다.

특히, 이 방법은 위성 기반구조 및 UAV 차량들에 탑재된 수신기들의 사용을 통해 배포 및/또는 업데이트를 제공하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부가 주기적으로 UAV 차량들로 전송될 수 있게 하는 단방향 통신 채널을 확립한다.

몇몇 실시예에서, 위성 기반구조는 GNSS 위성들을 포함하고, UAV 차량들은 GNSS 수신기들을 포함하고, 통신 채널은 GNSS 위성 기반구조를 이용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송한다.

몇몇 실시예에서, 통신 채널은 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송하기 위해 GNSS 위성 기반구조의 위치 설정 데이터에 사용되는 프로토콜에 데이터를 입력함으로써 확립된다.

대안으로서, 통신 채널은 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송하기 위해 GNSS 위성 기반구조의 전용 데이터 채널들을 이용한다.

몇몇 실시예에서, 위성 기반구조는 SBAS 위성들을 포함하고, UAV 차량들은 SBAS 수신기들을 포함하고, 통신 채널은 SBAS 위성 기반구조를 이용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송한다.

특히, 통신 채널은 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송하기 위해 SBAS 위성 기반구조의 위치 설정 데이터에 사용되는 프로토콜에 데이터를 입력함으로써 확립된다.

대안으로서, 통신 채널은 SBAS 위성 기반구조의 예약된 채널을 이용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송한다.

몇몇 실시예에서, 위성 기반구조는 통신 위성들을 포함하고, UAV 차량들은 통신 수신기들을 포함하고, 통신 채널은 위성 기반구조를 이용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송한다.

특히, 통신 채널은 위성 통신 기반구조의 채널들의 L 대역을 이용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량으로 전송한다.

몇몇 실시예에서, GNSS 위성 기반구조는 SBAS 위성들을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되며, SBAS 시스템의 위성들의 신호들은 지리 위치 데이터를 전송하는 GNSS 위성 기반구조의 위성들에 의해 사용되지 않는 예약 식별자 SV ID를 사용하여 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량으로 전송한다.

대안적인 실시예들에서, GNSS 위성 기반구조는 GNSS 기반구조들의 물리 계층을 준수하고 이에 따라 상기 UAV 차량들에 탑재된 GNSS 수신기들에 의해 복조될 수 있는 프로토콜에 따라 전송하는 하나 이상의 통신 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되고, 통신 위성들은 이용 가능한 모든 채널을 이용함으로써 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송하기 위해 사용된다.

그렇지 않으면, GNSS 위성 기반구조는 GNSS 기반구조들의 물리 계층을 준수하고 이에 따라 상기 UAV 차량들에 탑재된 GNSS 수신기들에 의해 복조될 수 있는 프로토콜에 따라 전송하는 하나 이상의 통신 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되고, 통신 위성들은 채널을 다른 데이터와 공유함으로써 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 UAV 차량들로 전송하기 위해 사용된다.

몇몇 실시예에서, NFZ 데이터베이스는 완전한 NFZ 데이터베이스의 느린 전송 및 더 높은 주파수와 병행하여, NFZ 데이터베이스의 이전 버전들과 현재 버전 간의 차이들에 관한 패킷들만의 전송을 제공하는 해시 방법들에 기초하는 증분 업데이트들의 대상이며, 해시 방법들은 정보의 일관성을 확인하기 위해 사용된다.

몇몇 실시예에서, NFZ 데이터베이스는 위성 통신 시스템들에 의해 제공되는 커버리지와 호환되는 영역들로 분할되고, 영역들은 또한 전송을 전체 영역의 더 작은 블록들로 분할하기 위해 하위 영역들로 분할될 수 있다.

보다 상세하게, 위성 통신 시스템은 SBAS 위성들 및/또는 통신 위성들을 포함한다.

몇몇 실시예에서, UAV 차량들에 탑재된 수신기들은 UAV 차량들이 위치하는 영역에 존재하는 NFZ들을 커버하는 데이터베이스의 부분만을 수신하고 관리한다.

몇몇 실시예에서, NFZ 데이터베이스 내의 정보는 모든 좌표들이 원점으로부터의 상대적 거리들로서 표현되는 방식으로 저장되고, 원점은 데이터베이스 전반에서 고정되는 것이 아니라, 좌표들이 어느 하위 영역에 속하는지에 따라 변할 수 있다.

특히, NFZ 데이터베이스 내의 정보는 각각의 NFZ 영역이 단일 지점 및 반경으로 식별되어 원 영역을 결정하는 방식으로 저장된다.

대안으로서, NFZ 데이터베이스에 저장된 각각의 NFZ 영역은 원 영역들 또는 스플라인 영역들의 집합으로서 또는 다각형으로서 식별되며, 제1 지점은 하위 영역에 대한 좌표들로서 결정되고, 다음 지점들은 원점에 대한 좌표들로서 결정된다.

몇몇 실시예들에서, NFZ 데이터베이스의 데이터는 공개 키에 의해 암호화된다.

본 발명의 추가적인 장점들, 목적들, 특징들 및 실시예들은 청구항들에서 제시되고, 도면들을 참조하는 다음의 상세한 설명에 비추어 명백해질 것이며, 도면들에서 동일하거나 동등한 부분들은 동일한 참조 번호들로 식별된다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 방법의 응용들의 시나리오들의 예들을 도시한다.
도 3은 위성 내비게이션에 유용하고 수신기들에 의해 현재 사용되는 데이터 스트림과 공존하는 UAV들에 대한 업데이트된 데이터 스트림을 도시한다.

다음의 설명은 하나 이상의 실시예의 일부 예들의 깊은 이해에 유용한 다양한 특정 세부 사항들을 예시할 것이다. 실시예들은 그러한 특정 세부 사항들 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법들, 컴포넌트들, 재료들 등으로 구현될 수 있다. 다른 경우들에서, 일부 알려진 구조들, 재료들 또는 동작들은 실시예들의 다양한 양태들을 가리지 않도록 하기 위해 상세하게 도시되거나 설명되지 않을 것이다. 본 설명에서 "일 실시예"에 대한 임의의 참조는 특정 구성, 구조 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 나타낼 것이다. 그러므로, 본 설명의 다른 부분에 존재할 수 있는 "일 실시예에서"라는 문구 및 다른 유사한 문구는 모두가 반드시 동일한 실시예와 관련될 필요는 없을 것이다. 또한, 임의의 특정 구성, 구조 또는 특징은 적절한 것으로 간주되는 바와 같은 하나 이상의 실시예에서 결합될 수 있다.

따라서, 이하의 참조들은 단순성을 위해서만 사용되며, 다양한 실시예의 보호 범위 또는 확장을 제한하지 않는다.

본 발명은 도면들을 참조하는 그의 일부 실시예들의 상세한 설명에 의해 이하에서 명백해질 것이지만, 본 발명은 본 명세서에 설명되고 도면들에 표현된 실시예들로 한정되지 않는다는 점에 주목해야 하는데, 이는 본 명세서에 설명되고 예시된 실시예들이 청구항들에서 그 목적이 정의되는 다양한 양태들만을 예시하기 때문이다.

본 발명은 NFZ 데이터베이스의 새로운 배포 및 업데이트의 새로운 방법을 제공하고, UAV 차량에 직접 탑재되는 그의 구현을 제공한다.

이 접근 방식은 UAV 차량들에 이미 존재하는 많은 GNSS 지리 위치 모듈이 지리 위치 전용 위성들에 더하여 동일한 방법들로 변조된 신호들을 수신하고 디코딩할 뿐만 아니라 다른 유형의 패킷들을 전송하는 능력을 이용한다.

이 기능의 응용의 일례는 SBAS(위성 기반 증강 시스템) 데이터의 전송이며, 이는 GPS와 동일한 표준에 따라 전송하는 정지 위성들을 이용하여 더 양호한 위치 정확도를 달성하고 불확실성 반경을 결정하는 데 필요한 수정들에 관한 데이터를 전송한다.

SBAS(위성 기반 증강 시스템)의 일부 예들은 Omnistar 및 StarFire인 반면, 지역 SBAS는 WAAS(미국), EGNOS(UE), MSAS(일본) 및 GAGAN(인도)을 포함한다.

이러한 시스템들은 위성들을 통해 전송된 메시지들을 사용하여 광범위한 지역들을 지원하며 일반적으로 정확하게 결정된 위치들에 있는 지상국들로 구성된다. 지상국들은 하나 이상의 GNSS 위성의 측정값들을 수집하는 작업을 수행한다. 이러한 측정값들을 통해, 수정 메시지들이 생성되어 하나 이상의 정지 위성으로 전송된 다음에 사용자들에게 다시 전송된다.

예를 들어 갈릴레오와 같은 다른 시스템들은 위치 설정에 사용되는 동일한 위성들로부터 GNSS 수신기들로의 일반 데이터의 전송을 위해 전용 채널들(상용 서비스)을 고유하게 제공한다.

따라서, 본 발명은 NFZ 데이터베이스가 UAV 차량들로 주기적으로 전송될 수 있게 하는, 따라서 사실상 NFZ 데이터베이스를 중앙화하고, NFZ 데이터베이스가 어느 곳에서나, 심지어 인터넷 연결이 이용 가능하지 않은 곳에도 액세스 될 수 있게 하는 단방향 통신 채널을 확립하기 위해 위성 기반구조 및 UAV 차량들에 탑재된 기존 수신기들을 이용한다.

도 1을 참조하면, 본 명세서에 설명된 아키텍처는 예를 들어 GPS, 갈릴레오 및 GLONASS 성상도들에 속하고 위치 또는 위치 설정 신호들(GNSS 내비게이션 메시지 데이터)을 전송하는 GNSS 위성들을 포함한다.

GNSS 시스템들은 적합한 전자 수신기들(RX)이 상기 위성들로부터 시선으로 전송되는 무선 주파수 신호들을 처리함으로써 지표면 상의 어느 곳에서나 또는 대기 중에서 단지 수 미터의 오차로 그들 자신의 지리적 좌표들(경도, 위도 및 고도)을 결정할 수 있게 하는 글로벌 커버리지 지리 공간 위치 설정 서비스를 제공하도록 전용화된다.

GNSS 위성들이 동작하는 L 대역은 또한 움직이는 수신기들(RX)에 의한 간단한 수신에 적합하다.

몇몇 실시예에서, 수신기들(RX)은 사실상 차량들, 특히 UAV 차량들 상에 미리 배열되어 있다.

아키텍처는 예를 들어 GPS를 위한 마스터 제어국(MCS) 또는 갈릴레오를 위한 갈릴레오 미션 시스템(GMS)과 같은 기지국 GCC(지상 제어 센터)를 포함하며, 이는 포물선 안테나를 통해 GNSS 위성들로부터 신호들을 수신한다.

GNSS 위성들에서 오는 신호를 수집하고 처리하는 지상국들(SBAS 업링크 국들) 및 SBAS 정지 위성들도 존재한다.

SBAS 시스템 개념은 대륙 전체에 걸쳐 정확하게 위치 설정되고 분포된 기준국들에서 취해지는 GNSS 측정들에 기초한다. 이어서, 기준국들에 의해 계산된 GNSS 에러들은 계산 센터로 전송되고, 계산 센터는 차동 수정들 및 무결성 메시지들을 계산하여 오리지널 GNSS 메시지에 추가되거나 중첩된 메시지들로서 정지 위성들을 통해 대륙 전체로 전송되게 한다. SBAS 메시지들은 광범위한 영역들을 커버할 수 있는 정지 위성들을 통해 전송된다.

도 2를 참조하면, 통신 위성들이 특히 L 대역을 사용하여 NFZ 데이터베이스를 전송하는 데에도 사용될 수 있다는 것이 도시되어 있다. 이 경우, 통신 위성들은 지상국들(SATCOM 업링크 국)으로부터 데이터를 수신한다.

이러한 해결책의 가장 중요한 특징은 현장에 이미 배치된 기존 하드웨어를 이용함으로써 NFZ 데이터베이스 배포 시스템을 생성하기 위한 저렴하고 구현하기 쉬운 수단을 제공한다는 것이며, 이는 동작을 위해 UAV 차량의 비행 제어기의 펌웨어를 업데이트하거나, 기존 수신기가 일반 패킷들(RAW 타입)의 수신을 지원하지 않는 경우에는 기껏해야 수신기를 교체하는 것만을 필요로 할 것이다.

본 명세서에 설명된 발명은 SBAS 신호들을 방출하기 위해 이미 궤도에 있는 위성들을 사용함으로써 또는 갈릴레오의 보조 데이터 채널들에서(갈릴레오에서 주파수 L1 및 L2는 민간 용도로만 사용됨) 또는 통신 위성들을 이용함으로써 기존 위성 채널들을 통해 NFZ 데이터베이스를 주기적으로 전송한다.

도 3은 위성 내비게이션에 유용하고 수신기들에 의해 현재 사용되고 있는 데이터 스트림과 공존하는 UAV들에 대한 NFZ 데이터베이스를 업데이트하기 위한 데이터 스트림 "NFZ 데이터"를 도시한다. 특히, 수신기(RX)는 GNSS 위성들, SBAS 위성들 및/또는 통신 위성들로부터 데이터를 수신할 수 있다. NFZ 데이터베이스를 업데이트하기 위한 데이터 스트림 "NFZ 데이터"는 GNSS 위성들, SBAS 위성들 및/또는 통신 위성들을 통해 전송될 수 있다.

SBAS/GPS 시스템들의 경우, 각각의 위성은 다른 GNSS 위성들의 의사 난수 코드(PRN)와 직교하고 신호 추출에 필요한 PRN과 관련된 고유 식별자(SV ID)를 사용하여 데이터를 전송한다.

이 경우, SBAS 위성들의 신호들은 GNSS 수신기들에 의해 SBAS 서비스들(증강 서비스들)에 전용화된 데이터 전송으로 인식되는 예약된 SV ID를 사용한다.

일반적으로, SBAS 위성들은 많은 기능 중에서 특히 수정 정보를 전송하는 데에도 사용되는 일반 통신 위성들이다.

기존 또는 계획된 GNSS 신호들을 방해하지 않는 SV ID들 및 PRN 코드들의 광범위한 가용성이 존재하며, 이것은 차량들을 위해 의도된 업데이트 정보, 특히 UAV들의 온보드 시스템들을 위해 의도된 NFZ들에 대한 지리 정보를 배포하기 위해 하나 이상의 위성 통신 채널의 사용을 추측할 수 있게 한다.

여하튼, GNSS 시스템들에 의해 전송되는 대역은 다소 제한적이며, GPS의 50 bps(초당 비트) 내지 갈릴레오의 상용 서비스의 500 bps의 범위에 걸친다.

물론, GNSS, SBAS 및 통신 위성 시스템들은 병렬로 또는 대안적으로 사용될 수 있다.

GNSS 기반구조의 경우, NFZ 데이터베이스는 예를 들어 갈릴레오가 제공하는 데이터 채널과 같은 전용 채널들을 통해 전송될 수 있거나, 데이터베이스(또는 그 일부)는 정상적인 전송 채널들을 통해 전송되는 다른 데이터 사이에 삽입될 수 있다.

SBAS 기반구조의 경우, NFZ 데이터베이스는 정상적인 SBAS 프로토콜에 데이터를 입력함으로써 또는 완전한 전용 채널을 사용함으로써 전송될 수 있다.

통신 위성들에 기초하는 기반구조의 경우 데이터베이스를 전송하기 위해 L 대역을 선택할 수 있다.

몇몇 실시예에서, GNSS 기반구조는 하나 이상의 SBAS 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완된다.

대안적인 실시예들에서, GNSS 기반구조는 하나 이상의 통신 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완된다.

GNSS에 사용되는 전송 시스템들의 제한된 통과 대역으로 인해, 전체 데이터베이스 또는 적어도 관심 있는 그의 일부의 전송이 가능한 최단 시간에 발생하도록 전송을 최적화해야 한다.

이러한 이유로, 데이터베이스를 예를 들어 SBAS 시스템들의 커버리지와 호환되는 영역들로 나누어서, UAV 차량들이 차량이 위치하거나 날고 있는 영역에서만 NFZ들의 데이터베이스를 수신하고 처리하면 되게 하는 것이 유용하다.

정보의 일관성을 확인하기 위해 해시들 또는 체크섬들을 사용하여, 완전한 데이터베이스의 느린 전송 및 더 높은 주파수와 병행하여, 데이터베이스의 이전 버전들과 현재 버전 간의 차이들에 관한 패킷들만을 전송하는 해시 방법들에 기초하여 증분 업데이트들을 관리함으로써 추가적인 최적화가 달성될 수 있다.

모든 좌표들을 그들이 참조하는 하위 영역의 원점으로부터의 상대적 거리들로 표현함으로써 데이터 양을 줄일 수 있다. 하위 영역은 특정 위성에 의해 전송되는(따라서, 전송 채널에서 암시적인) 영역으로 정의될 수 있거나, 더 작은 하위 영역들로 더 분할될 수 있으며, 이 경우 각각의 위치 데이텀은 아버지 트리를 참조할 것이고, 하위 영역들 각각은 계층구조에서 아래로 갈수록 점점 더 작아지는 매크로 영역을 정의한다.

데이터의 양을 더 감소시키기 위해, 각각의 NFZ 영역은 단일 지점 및 반경(따라서, 원 영역을 결정함), 원 영역의 집합 또는 다각형(또는 스플라인)으로서 식별될 수 있으며, 그의 제1 지점은 하위 영역에 대한 좌표들로서 결정되고, 다음 지점은 원점에 대한 좌표들로서 결정되어, 좌표들을 표현하기 위해 더 적은 수의 비트가 필요하게 된다. NFZ 영역은 또한 평면 기하 형상의 회전에 의해 획득된 기하 형상 또는 다수의 평면 기하 형상의 결합 또는 교차로서 식별될 수 있다.

대안으로서, NFZ 데이터베이스에 저장된 NFZ는 예를 들어 3차원 볼륨, 예를 들어 평행육면체, 구, 직선 원형 실린더, 직선 타원형 실린더, 절두 원뿔, 절두 타원 원뿔, 3차원 형상들의 회전에 의해 얻어진 고체, 또는 복수의 고체의 상호 결합 또는 교차에 의해 얻어진 고체로서 식별된다.

NFZ 차단의 적용 가능성은 영역, UAV 차량의 유형 및 수행해야 하는 미션에 따라 스케일링될 수 있다. 결과적으로, 각각의 NFZ는 그의 클래스/카테고리(예를 들어, "개인적으로 구축"; C0; C1; C2 클래스들 또는 공개 하위 A1/A2/A3; EASA로도 알려진 유럽 항공 안전국의 의견 01/2018에 정의된 바와 같은 특정 카테고리들)와 아마도 상관되는 UAV 차량에 대한 비행 차단의 심각도(예를 들어, "금지", "승인 대상", "잠재적 위험 경고", "자유 비행")를 나타내는 하나 이상의 속성을 갖는 것이 생각될 수 있다.

이러한 정보의 더 강건하고 안전한 전송을 획득하기 위해, 데이터는 또한 공개 키에 의해 암호화될 수 있고, 따라서 악의적인 사용자가 생성한 잘못된 데이터를 본 발명을 구현하는 UAV들에 주입하는 것은 불가능할 것이다.

따라서, 수신된 데이터는 기존 비행 제어기에 의해 현재 위치가 데이터베이스에 정의된 NFZ들 내에 있는지를 결정하기 위해 사용될 수 있으며, 이 경우 비행 제어기는 이륙을 거부하거나, 대안적으로 위치가 이미 NFZ에 가까운 경우에는 여행을 계속하기를 거부하거나 사용자에 의해 프로그래밍된 절차를 수행할 것인데, 예를 들어 기지 또는 지상으로 돌아갈 것이다. 제안된 해결책은 UAV 차량들에 고정되어 있어야 하는 NFZ 데이터베이스를 인터넷 연결 없이 실시간으로 업데이트할 수 있게 한다.

기존의 GNSS 기반구조 및 많은 UAV 차량에 이미 존재하는 하드웨어를 사용하는 것 외에도, 본 명세서에 제안된 전송 시스템은 펌웨어 업데이트를 통해 조종사가 그 자신의 UAV를 금지 구역으로 실수로 비행할 수 있는 가능성을 제거할 수 있게 한다.

증분 업데이트 방법의 존재는 데이터베이스 다운로드 시간을 줄이고, 업데이트된 데이터베이스를 UAV 차량에 사전 로딩할 수 있게 하며, 이는 그럼에도 불구하고 위성 기반구조가 전송한 것에 대해 해시 시스템을 통해 확인될 것이다.

본 발명은 그의 특정 실시예들을 참조하여 본 명세서에서 설명되었지만, 본 발명은 청구범위에 여전히 속하는, 본 명세서에 설명되고 도면들에 도시된 실시예들의 임의의 다른 변경들 및/또는 수정들도 포함하므로, 설명되고 도면들에 도시된 특정 실시예들로 제한되지 않는다는 것이 강조되어야 한다.

Claims (24)

1. UAV 차량들 상에 저장된 비행 금지 구역(NFZ, No Fly Zones) 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트의 방법에 있어서,
   상기 배포 및/또는 업데이트는, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부가 주기적으로 상기 UAV 차량들로 전송될 수 있게 하는 단방향 통신 채널을 확립하기 위해 위성 기반구조 및 상기 UAV 차량들에 탑재된 수신기들을 이용하는 것인, UAV 차량들 상에 저장된 비행 금지 구역 데이터베이스의 배포 및/또는 업데이트의 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 위성 기반구조는 GNSS 위성들을 포함하고, 상기 UAV 차량들은 GNSS 수신기들을 포함하고, 상기 통신 채널은 GNSS 위성 기반구조를 이용하여 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하는 것인, 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 통신 채널은, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 GNSS 위성 기반구조의 위치 설정 데이터에 사용되는 프로토콜에 데이터를 입력함으로써 확립되는 것인, 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 통신 채널은, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 GNSS 위성 기반구조의 전용 데이터 채널들을 이용하는 것인, 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 위성 기반구조는 SBAS 위성들을 포함하고, 상기 UAV 차량들은 SBAS 수신기들을 포함하고, 상기 통신 채널은 SBAS 위성 기반구조를 이용하여 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하는 것인, 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 통신 채널은 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 SBAS 위성 기반구조의 위치 설정 데이터에 사용되는 프로토콜에 데이터를 입력함으로써 확립되는 것인, 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 통신 채널은, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 SBAS 위성 기반구조의 예약된 채널을 이용하는 것인, 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 위성 기반구조는 통신 위성들(telecommunications satellites)을 포함하고, 상기 UAV 차량들은 통신 수신기들(telecommunications receivers)을 포함하고, 상기 통신 채널은 상기 위성 기반구조를 이용하여 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하는 것인, 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 통신 채널은, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 위성 통신 기반구조의 채널들의 L 대역을 이용하는 것인, 방법.
10. 제2항에 있어서, 상기 GNSS 위성 기반구조는 SBAS 위성들을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되며, SBAS 시스템의 위성들의 신호들은, 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해, 지리 위치(geolocation) 데이터를 전송하는 GNSS 위성 기반구조의 위성들에 의해 사용되지 않는 예약 식별자 SV ID를 사용하는 것인, 방법.
11. 제2항에 있어서, 상기 GNSS 위성 기반구조는, GNSS 기반구조들의 물리 계층을 준수하고 이에 따라 상기 UAV 차량들에 탑재된 GNSS 수신기들에 의해 복조될 수 있는 프로토콜에 따라 전송하는 하나 이상의 통신 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되고, 상기 하나 이상의 통신 위성은 이용 가능한 모든 채널을 활용함으로써 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 사용되는 것인, 방법.
12. 제2항에 있어서, 상기 GNSS 위성 기반구조는, GNSS 기반구조들의 물리 계층을 준수하고 이에 따라 상기 UAV 차량들에 탑재된 GNSS 수신기들에 의해 복조될 수 있는 프로토콜에 따라 전송하는 하나 이상의 통신 위성을 포함하는 위성 통신 시스템으로 보완되고, 상기 하나 이상의 통신 위성은 채널을 다른 데이터와 공유하면서 상기 NFZ 데이터베이스 또는 그 일부를 상기 UAV 차량들로 전송하기 위해 사용되는 것인, 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스는, 완전한 NFZ 데이터베이스의 느린 전송 및 더 높은 주파수와 병행하여, 상기 NFZ 데이터베이스의 이전 버전들과 현재 버전 간의 차이에 관한 패킷들만의 전송을 제공하는 해시 방법들에 기초하는 증분 업데이트들의 대상이며, 상기 해시 방법들은 정보의 일관성을 확인(validate)하기 위해 사용되는 것인, 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스는 위성 통신 시스템들에 의해 제공되는 커버리지와 호환되는 영역들로 분할되고, 상기 영역들은 이어서, 전송을 전체 영역의 더 작은 블록들로 분할하기 위해 하위 영역들로 분할될 수 있는 것인, 방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 위성 통신 시스템은 SBAS 위성들 및/또는 통신 위성들을 포함하는 것인, 방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 UAV 차량들에 탑재된 상기 수신기들은, 상기 UAV 차량들이 위치하는 영역에 존재하는 NFZ들을 커버하는 데이터베이스의 부분만을 수신하고 관리하는 것인, 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스에 포함된 정보는 모든 좌표들이 원점으로부터의 상대적 거리들로서 표현되는 방식으로 저장되고, 상기 원점은 데이터베이스 전반에서 고정되는 것이 아니라, 상기 좌표들이 어느 하위 영역에 속하는지에 따라 변할 수 있는 것인, 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스에 포함된 정보는, 각각의 NFZ 영역이 단일 지점 및 반경으로 식별되어 원 영역을 결정하는 방식으로 저장되는 것인, 방법.
19. 제17항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스에 저장된 각각의 NFZ 영역은 원 영역들 또는 스플라인 영역들의 집합으로서 또는 다각형으로서 식별되며, 제1 지점은 하위 영역에 대한 좌표들로서 결정되고, 다음 지점들은 원점에 대한 좌표들로서 결정되는 것인, 방법.
20. 제17항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스에 저장된 각각의 NFZ 영역은 평면 기하 형상의 회전에 의해 얻어진 기하 형상 또는 다수의 평면 기하 형상의 결합 또는 교차로서 식별되는 것인, 방법.
21. 제17항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스에 저장된 NFZ는, 3차원 볼륨, 특히 직선 원형 실린더, 직선 타원형 실린더, 절두 원뿔, 절두 타원형 원뿔, 3차원 형상들의 회전에 의해 얻어진 고체, 또는 복수의 고체의 상호 결합 또는 교차에 의해 얻어진 고체로서 식별되는 것인, 방법.
22. 제17항에 있어서, 각각의 NFZ는 상기 UAV 차량에 대한 비행 차단의 심각도(severity)를 나타내는 하나 이상의 속성을 가지며, 상기 심각도는 상기 UAV 차량의 클래스/카테고리와 상관될 수 있는 것인, 방법.
23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NFZ 데이터베이스의 데이터는 공개 키에 의해 암호화되는 것인, 방법.
24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항의 방법에 따라 전송된 신호들을 수신하기 위한 수신기(RX)를 포함하는 차량, 특히 UAV 차량.

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