KR20200075330A - 무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법 - Google Patents

무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법 Download PDF

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KR20200075330A
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Abstract

개시된 일 실시예에 따른 시스템은, 차량; 상기 차량에 착륙하여 상기 차량과 함께 이동하는 무인비행장치; 및 상기 차량 및 상기 무인비행장치가 전달하는 이동 경로에 기초하여 상기 무인비행장치가 착륙할 수 있는 상기 차량을 선택하고, 상기 차량에 협업 요청을 전송하는 관제센터;를 포함한다.

Description

무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법{SYSTEM COMPRISING UNMANNED AERIAL VEHICLE AND COLLABORATION METHOD THEREOF}
개시된 실시예는 무인비행장치와 차량의 이동 중 이뤄질 수 있는 협업 방법에 관한 것이다.
최근 비행이 가능하고 영상 촬영이 가능한 무인비행장치가 개발 및 공급되고 있다. 일반적으로, 무선 전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능하고 회전익을 갖는 무인 비행 장치를 드론(Drone)이라 부른다.
드론은 최근에 고공 촬영과 배달 등 다양한 기능을 수행하는 등 다방면에서 활용되고 있으며, 활발한 연구가 진행 중에 있다.
개시된 일 측면에 따르면, 무인비행장치와 차량 간의 협업이 가능하게 되어, 무인비행장치만의 단독 비행의 한계를 극복할 수 있고, 다양한 산업 분야에 적용이 확대될 수 있다.
개시된 일 실시예에 따른 시스템은, 차량; 상기 차량에 착륙하여 상기 차량과 함께 이동하는 무인비행장치; 및 상기 차량 및 상기 무인비행장치가 전달하는 이동 경로에 기초하여 상기 무인비행장치가 착륙할 수 있는 상기 차량을 선택하고, 상기 차량에 협업 요청을 전송하는 관제센터;를 포함한다.
상기 관제센터는, 상기 협업 요청의 승인에 기초하여 상기 무인비행장치의 착륙 여부를 결정할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 무인비행장치 및 상기 차량이 전달하는 협업 완료에 기초하여 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 보상을 제공할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 무인비행장치의 출발지 및 목적지 정보에 기초하여 복수 개의 이동 경로를 탐색할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 복수 개의 이동 경로 및 상기 차량이 전달하는 이동 경로에 기초하여 복수 개의 차량 편승 경로를 판단할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 복수 개의 차량 편승 경로에 포함된 차량에서 수신한 협업 요청의 승인에 따라 협업 경로를 생성할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 협업 경로에 포함된 차량 편승 경로, 상기 무인비행장치의 비행 거리, 환승 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 소요 시간을 산출할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 협업 경로 중에서 상기 산출된 소요 시간 및 상기 환승 횟수에 기초하여 우선 순위를 선정할 수 있다.
상기 관제센터는, 상기 협업 경로 중에서 상기 산출된 소요 시간 및 미리 설정된 오차 범위에 기초하여 우선 순위를 선정할 수 있다.
상기 무인비행장치는, 상기 차량에 착륙하여 상기 차량에 마련된 배터리를 충전할 수 있다.
개시된 다른 실시예에 따른 차량, 상기 차량에 착륙하여 상기 차량과 함께 이동하는 무인비행장치 및 상기 차량 및 상기 무인비행장치와 통신을 수행하는 관제센터를 포함하는 시스템의 협업방법에 있어서, 상기 차량 및 상기 무인비행장치가 전달하는 이동 경로에 기초하여 상기 무인비행장치가 착륙할 수 있는 상기 차량을 선택하고; 상기 관제센터는 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 협업을 요청하는 것;을 포함한다.
상기 상기 협업 요청의 승인에 기초하여 상기 무인비행장치의 착륙 여부를 결정하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 무인비행장치 및 상기 차량이 전달하는 협업 완료에 기초하여 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 보상을 제공하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 제공하는 것은, 상기 무인비행장치가 상기 차량에 착륙한 후 전달하는 협업 완료를 확인하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 선택하는 것은, 상기 무인비행장치가 착륙하여 편승하는 비용을 산출하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 선택하는 것은, 협업 경로에서 소요 시간 및 환승 횟수에 기초하여 우선 순위를 선정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 선택하는 것은, 협업 경로에서 소요 시간 및 미리 설정된 오차 범위에 기초하여 우선 순위를 선정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무인비행장치는, 상기 차량에 착륙하여 상기 차량에 마련된 배터리를 충전시키는 것;을 포함할 수 있다.
상기 무인비행장치는, 상기 차량에 착륙하여 상기 무인비행장치에 마련된 물품을 배달할 수 있다.
상기 관제센터는 상기 물품의 종류를 분류하는 것;을 더 포함할 수 있다.
개시된 측면에 따른 무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법은 무인비행장치와 차량 간의 협업이 가능하게 되어, 무인비행장치만의 단독 비행의 한계를 극복할 수 있다.
다른 측면에 따른 무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법은 차량과 무인비행장치 간의 복합적인 스케쥴링 처리가 가능하고, 물품 배송 및 전기 자동차의 배터리 충전과 같은 다양한 산업 분야에 응용이 가능할 수 있다.
또 다른 측면에 따른 무인비행장치를 포함하는 시스템 및 시스템의 협업 방법은 복합적인 차량과의 편승 경로를 통해 이동 거리 및 이동 시간의 단축이 가능할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 무인비행장치를 포함하는 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 시스템의 제어 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 무인비행장치의 차량 편승 이동을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 개시된 일 예에 따른 협업 방법을 선정하는 방법에 관한 도면이다.
도 6 및 도 7은 협업 차량을 선정하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10은 다양한 실시예에 따른 협업 방법을 설명하기 위한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 '부, 모듈, 부재, 블록'이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 '부, 모듈, 부재, 블록'이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 무인비행장치를 포함하는 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 무인비행장치, 차량 및 관제센터의 제어 블록도이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
개시된 시스템(1)은 차량(30), 무인비행장치(20) 및 무인비행장치(20)와 통신을 수행하는 관제센터(10)를 포함한다.
차량(30)은 사람 또는 화물을 운송할 목적으로 차륜을 구동시켜 도로 위를 주행한다. 구체적으로 차량(30)은 무인비행장치(20)를 포함한 여러 상황을 감지하는 센서(32), 센서(32)가 수집한 데이터 및 차량(30)의 제어에 필요한 알고리즘을 저장하는 저장부(33), 무인비행장치(20)의 이륙 또는 착륙에 필요한 디바이스를 포함한 착륙부(34), 무인비행장치(20) 및 관제센터(10)와 유선 또는 무선 통신이 가능한 통신부(35), 전력을 제공하는 배터리(36) 및 전술한 구성 및 차량(30)의 다양한 디바이스를 제어하는 제어부(31)를 포함한다.
구체적으로 센서(32)는 다양한 정보를 수집하는 구성으로, 무인비행장치(20)의 접근을 감지하거나 주변 차량을 감지할 수 있다. 또한, 차량(30) 내부에 다양한 정보를 수집할 수도 있다.
차량(30)은 센서(32)가 수집한 GPS 정보를 통신부(35)를 통해 관제센터(10) 및 무인비행장치(20)에 전달한다. 관제센터(10)는 GPS 정보를 통해 차량(30)의 현재 위치를 파악하고, 무인비행장치(20)가 편승할 차량을 선택한다. 무인비행장치(20)는 차량(30)이 전달하는 GPS 정보를 기초로 착륙에 사용할 수 있다.
저장부(33)는 다양한 데이터를 저장한다. 구체적으로 저장부(33)는 차량(30)이 주행하는 목적지 및 이동 경로에 관한 정보를 저장하고, 통신부(35)를 통해 관제센터(10)로 전달한다. 관제센터(10)는 차량(30)의 목적지 및 이동 경로에 기초하여 무인비행장치(20)가 착륙할 차량(30)을 선택할 수 있다.
착륙부(34)는 무인비행장치(20)의 안전한 착륙을 위한 도킹 장치를 포함한다. 구체적으로 착륙부(34)는 바디(body)가 형성되고, 무인비행장치(20)의 레그가 도킹될 수 있는 안착 장치가 마련될 수 있다. 여기서, 착륙부(34)의 바디는 무인비행장치(20)가 착륙하면서 흡수하는 충격을 감소시키기 위해 경사진 형태로 마련될 수 있다.
통신부(35)는 무인비행장치(20)와 M2M(Machine to Machine)통신을 수행하여 무인비행장치(20)의 착륙을 조정할 수 있다. 구체적으로 관제센터(10)는 편승할 차량(30)에 관한 M2M통신정보를 전송하고, 무인비행장치(20)는 수신된 M2M통신정보를 기초로 착륙한다. 차량(30)은 M2M통신정보를 기초로 무인비행장치(20)의 착륙을 허가할 수 있다.
또한, 통신부(35)는 V2X (Vehicle to Everything)통신을 통해 관제센터(10) 및 주변 차량과도 통신할 수 있으며, 관제센터(10)로 현재 목적지 및 이동 경로에 관한 정보를 전달할 수 있다. 또한, 통신부(35)는 관제센터(10)가 전달하는 협업 요청을 수신한다. 협업 요청은 이후 사용자의 승인에 의해서 협업 승인 신호로 변환되어 다시 관제센터(10)로 송신된다.
통신부(35)는 무인비행장치(20)가 차량(30)에 편승하여 이동하는 동안에도 실시간으로 협업에 관한 정보를 관제센터(10)로 전달할 수도 있다.
배터리(36)는 차량(30)에 마련된 여러 전자 장치에 전력을 제공한다. 또한, 일 실시예에 따른 차량(30)이 전기 자동차인 경우, 배터리(36)는 차량(30)을 구동시키는 동력을 제공하는 전기 모터에 전력을 제공할 수도 있다.
개시된 실시예에서 배터리(36)는 차량(30)에 편승한 무인비행장치(20)로부터 전력을 제공받아 충전될 수 있으며, 관제센터(10)는 이러한 협업에 관한 정보를 수신하여 무인비행장치(20)의 사용자에게 보상을 제공할 수도 있다.
이 밖에도 차량(30)은 운행 및 사용자의 서비스에 필요한 다양한 구성을 포함할 수 있다.
무인비행장치(20)는 무인비행장치(20)의 주변 상황에 대한 정보를 수집하는 센서(22), 이동 경로 및 각종 데이터를 저장하는 저장부(23), 무인비행장치(20)의 이륙, 비행, 자세제어 및 착륙을 실행하는 비행부(24), 비행부(24)를 포함한 각 구성에 전력을 공급하는 배터리(26) 및 관제센터(10) 또는 차량(30)과 통신을 수행하는 통신부(25) 및 전술한 각 구성을 제어하는 제어부(21)를 포함한다.
구체적으로 센서(22)는 무인비행장치(20) 주변 상황을 감지할 수 있고, 무인비행장치(20)의 상태를 감지할 수 있으며, 무인비행장치(20)의 이동과 관련된 정보를 획득할 수 있는 다양한 센서를 포함할 수 있다.
일 예로, 센서(22)는 주변 상황을 촬영하는 영상 센서, 이동 경로 상 위치하는 주변 물체를 감지하는 레이더 센서 또는 초음파 센서, 자세 제어를 위한 자이로 센서, 이동에 관한 가속도 센서 또는 각속도 센서를 포함할 수 있다.
또한, 개시된 무인비행장치(20)는 이동 경로 상 자신의 위치를 판단하기 위한 GPS 센서를 포함할 수 있다.
비행부(24)는 무인비행장치(20)의 비행을 위한 각종 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비행부(24)는 회전익을 포함하여 수직 이착륙 및 비행을 수행할 수 있는 듀얼콥터, 트리콥터, 쿼드콥터 또는 옥토콥터 등과 같은 멀티콥터 형태로 구현될 수 있다.
또한, 비행부(24)는 각 형태에 따른 하드웨어적 장치 및 제어를 위한 소프트웨어적 장치를 모두 포함한다.
비행부(24) 및 무인비행장치(20)의 각 구성은 배터리(26)로부터 전력을 공급받아 동작한다. 배터리(26)는 무인비행장치(20)에 마련되어 무인비행장치(20)가 비행 중에도 전력을 인가받을 수 있다.
배터리(26)는 잔여 충전량에 관한 정보를 제어부(21)로 전달할 수 있으며, 제어부(21)는 잔여 충전량을 포함한 배터리(26)의 용량에 관한 정보를 관제센터(10)로 후술하는 통신부(25)를 통해 전달할 수 있다. 관제 센터(10)는 배터리(26)의 잔여량에 관한 정보를 무인비행장치(20)와 가까운 차량(30)으로 전달하고, 착륙을 통해 배터리(26)의 충전을 유도할 수도 있다.
한편, 무인비행장치(20)에 마련된 통신부(25) 및 차량(30)에 마련된 통신부(35)는 관제센터(10)를 포함한 외부와 통신을 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 구체적으로 무인비행장치(20)에 마련된 통신부(25) 및 차량(30)에 마련된 통신부(35)는 무선 통신 모듈 유선 통신 모듈 및 근거리 통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 와이파이(Wifi) 모듈, 와이브로(Wireless broadband) 모듈, GSM(global System for Mobile Communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution) 등 다양한 무선 통신 방식을 지원하는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
무선 통신 모듈은 네트워크와 제어부(21)를 연결하는 통신 포트(communication port), 무인비행장치(20)의 상태나 비행 관련 정보를 송신하는 송신기(Transmitter) 및 관제센터(10)나 다른 무인비행장치(20) 또는 차량(30)으로부터 전송되는 정보를 수신하는 수신기(Receiver)를 포함하는 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 제어부(21)의 제어에 따라 무선 통신 인터페이스를 통해 제어부(21)로부터 출력된 디지털 제어 신호를 아날로그 형태의 무선 신호로 변조할 수 있고, 무선 통신 인터페이스를 통하여 수신한 아날로그 형태의 무선 신호를 디지털 제어 신호로 복조할 수 있는 신호 변환 모듈을 더 포함할 수 있다.
근거리 통신 모듈은 블루투스 모듈, 적외선 통신 모듈, RFID(Radio Frequency Identification) 통신 모듈, WLAN(Wireless Local Access Network) 통신 모듈, NFC 통신 모듈, 직비(Zigbee) 통신 모듈 등 근거리에서 무선 통신망을 이용하여 신호를 송수신하는 다양한 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
유선 통신 모듈은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신 모듈, 지역 통신(Local Area Network; LAN) 모듈, 광역 통신(Wide Area Network; WAN) 모듈 또는 부가가치 통신(Value Added Network; VAN) 모듈 등 다양한 유선 통신 모듈뿐만 아니라, USB(Universal Serial Bus), HDMI(High Definition Multimedia Interface), DVI(Digital Visual Interface) 등 다양한 케이블 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 무인비행장치(20)가 착륙한 후 차량(30) 또는 기타 다른 구성과 연결되는데 사용될 수도 있다.
무인비행장치(20)에 마련된 통신부(25) 및 차량(30)에 마련된 통신부(35)는 적어도 3개 이상의 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 수신하며, GPS 신호와 지도 데이터를 기초로 무인비행장치(20)의 현재 위치를 산출할 수도 있다.
한편, 통신부(25)는 무인비행장치(20)의 관제센터(10)로부터 수신된 이동 경로를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(25)는 센서(22)에서 획득한 정보, 예를 들면 영상센서에서 획득한 영상이나 기타 다른 센서에서 감지한 무인비행장치(20)의 비행관련정보나 주변의 정보를 관제센터(10)로 송신할 수도 있다.
저장부(23)는 통신부(25)가 관제센터(10)로부터 수신하는 이동 경로에 관한 정보를 저장하고, 무인비행장치(20)의 비행을 위해 제어부(21)로 이동 경로를 제공한다.
또한, 저장부(23)는 센서(22)가 수집하는 각종 정보를 저장하며, 통신부(25)를 통해 관제센터(10)로 정보를 전달할 수 있다.
저장부(23)는 무인비행장치(20)에 포함되는 저장매체를 의미하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 저장부(23)는 무인비행장치(20)와 분리된 외부 메모리일 수도 있다.
무인비행장치(20)에 마련된 저장부(23) 및 차량(30)에 마련된 저장부(33)는 캐쉬, ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으며, 반드시 전술한 일 예에 한정되는 것은 아니다.
제어부(21)는 개시된 무인비행장치(20)의 전반을 제어한다. 제어부(21)는 무인비행장치(20)의 기본적인 동작, 예를 들어 이륙, 비행 및 자세제어에 관한 제어 이외에도 이동 경로에 포함된 차량 편승 경로에 위치하는 차량에 착륙하여 차량과 함께 이동하도록 비행부(24)를 수 있다.
또한, 제어부(21)는 관제센터(10)와 통신을 수행하여 무인비행장치(20)의 출발지 및 목적지 정보를 제공하고, 관제센터(10)가 전달하는 이동 경로에 따라 비행부(24)를 제어할 수 있다.
제어부(21)는 센서(22)가 수집하는 주변 상황에 대한 정보를 통해 관제센터(10)가 전달하는 최종 이동 경로 중 상세 경로를 탐색 또는 결정하고, 센서(22)가 수집하는 주변 상황에 대한 정보를 관제센터(10)로 전달할 수도 있다.
제어부(21)는 관제센터(10)가 전달한 편승 차량에 관한 정보를 수신하고, 승인 요청이 완료된 차량(30)으로 접근한 후, 착륙을 시도할 수 있다. 또한, 제어부(21)는 착륙 후 편승하여 이동한 차량(30)에 관한 정보를 관제센터(10)로 전달할 수도 있다.
한편, 제어부(21)는 무인비행장치(20) 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있다. 또는, 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.
관제센터(10)는 무인비행장치(20) 및 차량(30)을 실시간으로 모니터링하여 무인비행장치(20) 및 차량(30)의 협업을 관제할 수 있다.
구체적으로 관제센터(10)는 무인비행장치(20)가 전달하는 출발지 및 목적지 정보에 기초하여 목적지까지 이동할 수 있는 최적의 경로를 탐색하는 이동 경로 탐색부(11), 각종 데이터를 저장하는 저장부(13), 무인비행장치(20) 및 차량(30)과 통신을 수행하는 통신부(15) 및 결정된 이동 경로에 위치하는 복수 개의 차량(30)에 협업 승인을 요청한 후 최종적인 협업 차량을 선택하는 협업 결정부(17)를 포함한다.
구체적으로 통신부(15)는 무인비행장치(20), 차량(30) 이외에도 외부의 다양한 구성으로부터 여러 데이터를 수집하며, 무인비행장치(20)로 이동 경로 탐색부(11)가 결정한 이동 경로를 전달한다. 또한, 통신부(15)는 협업 결정부(17)가 전달하는 협업 요청을 무인비행장치(20) 및 차량(30)으로 송신하고, 협업 요청의 승인 여부에 대한 정보를 수신한다.
또한, 관제센터(10)의 통신부(15)가 수집하는 데이터는 차량(30)의 교통 정보, 도로 위의 사고 정보 및 날씨 정보 등 실시간 정보를 모두 포함하고, 무인비행장치(20)의 센서(22)가 전달하는 실시간 데이터도 포함할 수 있다.
저장부(13)는 지도 정보, 비행에 관한 고저 정보, 차량 또는 보행자 도로 링크 정보 및 지형지물 정보 중 적어도 하나를 포함하는 지리정보를 저장하고, 무인비행장치(20)가 전달하는 출발지 및 목적지 정보와 차량(30)이 전달하는 현재 위치 정보 및 협업 승인에 관한 데이터를 저장한다.
또한, 저장부(13)는 지리정보 이외에도 비행 법규 및 비행 금지 구역에 관한 정보, 무인비행장치(20)의 안전에 관한 사항, 배터리(26) 용량에 관한 정보 및 협업한 차량(30) 또는 무인비행장치(20)에 제공할 보상 정보를 저장할 수 있다.
이동 경로 탐색부(11)는 차량(30)에 편승할 이동 경로를 결정하기 위해서 출발지 및 목적지 정보에 기초한 이동 경로를 탐색하고, 지리정보를 활용하여 복수 개의 이동 경로를 협업 결정부(17)로 전달한다. 구체적으로 이동 경로 탐색부(11)는 지리 정보 중, 비행 금지 구역, 배터리 소모량, 차량(30)이 주행할 수 있는 도로 정보를 이용하여 복수 개의 이동 경로에서 무인비행장치(20)가 편승할 이륙 또는 착륙 지점을 확인한다.
협업 결정부(17)는 여러 지리 정보를 포함한 복수 개의 이동 경로 상에 위치하는 또는 위치할 수 있는 차량(30)에 관한 정보를 수집한다. 협업 결정부(17)는 수집한 정보를 기초로 무인비행장치(20)가 편승이 가능한 차량(30)을 식별한다.
협업 결정부(17)는 식별된 차량(30)에 협업 요청을 전달하고, 협업이 승인된 차량(30) 중 무인비행장치(20)가 착륙할 최적의 차량(30)을 선정한다. 협업 결정부(17)는 선택된 차량(30)에 관한 정보를 무인비행장치(20)로 전달한다.
관제센터(10)는 협업이 완료된 무인비행장치(20) 또는 차량(30)에게 저장부(13)에 저장된 보상 규정에 따라 보상을 결정할 수 있다.
관제센터(10)가 협업할 차량 또는 무인비행장치를 선택하는 구체적인 설명은 이하의 다른 도면을 통해 후술한다.
한편, 전술한 실시예는 차량(30)이 협업을 승인한 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 차량(30)의 협업 요청을 승인한 무인비행장치(20)에도 적용될 수 있다. 또한, 관제센터(10)의 협업 방법을 이동 경로 탐색부(11)와 구분하여 설명하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이고, 하나의 프로세서가 수집한 정보를 기초로 협업 방법을 선정할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따라 무인비행장치의 차량 편승 이동을 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 개시된 무인비행장치(20)는 목적지에 도착하기 위해 관제센터(10)로부터 수신하는 최종 이동 경로(a, b, c) 중, 차량 편승 경로(b)에 위치하는 차량(30)에 착륙하여 차량(30)과 함께 이동한다.
무인비행장치(20)는 비행 경로(a 구간)을 이동할 때 비행으로 이동하고, 차량 편승 경로(b구간)을 이동할 때는 협업을 승인한 차량(30)에 착륙한 상태로 이동한다. 이후, 차량 편승 경로가 끝나는 비행 경로(c구간)을 이동할 때는 차량(30)으로부터 이륙하여 비행으로 목적지까지 이동할 수 있다.
무인비행장치(20)는 차량 편승 이동을 위해, 비행 경로 중 일부 경로에 대응되는 도로에서, 목적지 방향과 대응되는 방향으로 이동하는 차량(30)에 착륙하여 차량(30)과 함께 이동할 수 있다.
무인비행장치(20)는 센서(22)를 통해 주변을 탐색하고, 협업 승인이 결정된 차량(30)이 차량 편승 경로(b구간)에 위치하는지 확인한다. 무인비행장치(20)는 통신부(25)를 통해 차량(30)과 통신한 후, 이륙 또는 착륙을 수행할 수 있다.
도 4 및 도 5는 개시된 일 예에 따른 협업 방법을 선정하는 방법에 관한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
도 4를 참조하면, 관제센터(10)는 무인비행장치(20)의 이동 경로를 탐색한다(100).
구체적으로 이동 경로는 무인비행장치(20)가 전달하는 출발지 및 목적지를 저장된 지도 정보에 매칭시켜 생성된다. 즉, 관제센터(10)는 출발지 및 목적지를 잇는 직선 경로로 결정될 수 있다. 그러나 출발지와 목적지 사이에 고도가 높은 산, 빌딩이 있는 비행금지 구역인 경우 우회 경로로 설정될 수도 있다.
도 5의 a)를 참조하면, 관제 센터(10)는 비행금지 구역을 우회하는 여러 복수 개의 이동 경로를 탐색한다. 도 5의 a)에 도시된 각 이동 경로에서 점선으로 표시된 경로는 비행 경로이고, 실선으로 도시된 경로는 차량 편승 경로이다.
관제센터(10)는 각각의 이동 경로에서 차량 편승 경로를 확인한다(110).
여기서 차량 편승 경로란, 무인비행장치(10)가 차량(30)에 착륙하여 이동할 수 있는 경로를 의미한다. 예를 들어 차량 편승 경로는 각 이동 경로에서 차량(30)이 주행하는 도로를 의미할 수 있으며, 비행이 어려운 지역이나 차량(30)을 통해 쉽게 통과할 수 있는 경로를 모두 포함한다.
관제센터(10)는 복수 개의 이동 경로에서 차량 편승 경로를 구분한 후, 도 5의 b)와 같이 복수 개의 이동 경로를 판단한다.
관제센터(10)는 복수 개의 이동 경로에 포함될 주변 차량의 경로를 확인한다(120).
도 5의 c)를 참조하면, 관제센터(10)는 주변 차량(A 내지 E)로부터 현재 위치, 목적지 및 이동 경로에 관한 정보를 수집한 후, 차량 편승 경로와 비교한다.
구체적으로, 관제센터(10)는 도 5의 b)의 이동 경로에서 주변 차량(A)는 차량 편승 경로와 중첩되지 않는 경로를 통해 주행할 수 있다. 주변 차량(B 및 E)의 경로는 3번 이동 경로와 중첩되고, 주변 차량(C 및 D)는 1번 및 2번 이동 경로와 중첩된다.
관제센터(10)는 이동 경로를 확인한 후, 무인비행장치(20)가 전달하는 이동 시간에 기초한 주변 차량을 식별한다(130).
일 예로, 주변 차량(D)는 경로가 1번 이동 경로 및 2번 이동 경로가 중첩되지만, 이동 시간이 무인비행장치(20)의 이동 시간이 매칭되지 않을 수 있다. 관제센터(10)는 이동 시간이 맞지 않는 주변 차량(D)를 제외시킬 수 있다.
관제센터(10)는 이동 경로가 중첩된 주변 차량(B, C 및 E)에 협업 요청을 전송한다(140).
도 5의 d)를 참조하면, 관제센터(10)는 전술한 판단을 기초로 생성한 리스트에서 주변 차량(B, C 및 E )에게 협업 요청을 전송할 수 있다.
관제센터(10)는 협업 요청 전송 결과에 기초하여 협업 차량을 선정한다(150).
일 예로, 협업 요청을 수신한 주변 차량(B, C 및 E) 중 주변 차량(B 및 E)만 협업을 승인할 수 있다. 관제센터(10)는 주변 차량(B 및 E)에서 차량 편승 경로, 상기 무인비행장치의 비행 거리, 환승 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 소요 시간을 산출하고, 산출된 소요 시간 및 승인 결과에 기초하여 주변 차량(B 및 E)중에서 최적의 협업 차량(B)을 선정한다.
도 5의 f)를 참조하면, 관제센터(10)는 주변 차량(B)를 협업 차량으로 선정하고, 다른 차량(E)를 대기상태로 유지할 수도 있다.
관제센터(10)는 무인비행장치의 착륙 및 협업 완료를 확인하면, 보상을 제공할 수 있다(160, 170).
도 5의 g)를 참조하면, 관제센터(10)는 협업 차량(B)를 선정한 후, 협업 차량(B)이 무인비행장치(20)와 협업을 수행하는지 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다. 관제센터(10)는 협업이 완료되는 것을 협업 차량(B) 및 무인비행장치(20)로부터 수신하면, 보상을 제공할 수 있다.
도 6 및 도 7은 협업 차량을 선정하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해서 이하 함께 설명한다.
먼저 도 6을 참조하면, 관제센터(10)는 무인비행장치(20)의 이동 경로에 기초한 협업 차량에 관한 리스트를 생성한다(200).
도 4및 도 5에서 전술한 바와 같이, 무인비행장치(20)의 이동 경로 상에 중첩되는 주변 차량의 경로를 확인하면, 관제센터(10)는 주변 차량에 협업을 요청한다. 관제센터(10)는 협업을 승인한 주변 차량에 대해서만 도 7과 같은 리스트를 생성할 수 있다.
도 7의 리스트는 협업 승인이 완료된 주변 차량의 이동 경로 및 무인비행장치(20)의 이동 경로에 기초하여 생성될 수 있는 모든 경우의 협업 경로를 포함한다. 예를 들어, 차량 편승 경로에 복수 개의 차량이 존재하는 경우, 각각의 차량의 이동 경로에 따라 차량 편승 경로가 다양할 수 있다. 관제센터(10)는 이러한 복수 개의 경로를 모두 포함한 협업 경로를 리스트로 생성한다.
관제센터(10)는 차량 편승 경로, 비행 거리, 환승 횟수에 기초한 소요 시간을 산출한다(210).
도 7을 참조하면, 협업 경로 1은 차량 편승 경로의 구간이 8km이고, 비행 거리가 4km일 수 있다. 또한, 협업 경로 1은 환승 횟구가 1번일 수 있다. 이와 비교하여 협업 경로 2는 차량 편승 구간이 4km이지만, 비행 거리의 증가로 인해 소요 시간이 협업 경로 1보다 길게 산출될 수 있다. 이렇게 관제센터(10)는 여러 경우의 협업 경로에서 각각의 소요 시간을 산출한다.
관제센터(10)는 복수 개의 협업 경로 중 산출된 소요 시간에 기초하여 우선 순위를 설정한다(220).
일 예로, 관제센터(10)는 도 7의 리스트에서 최소 소요 시간 및 최소 환승 횟수로 판단되는 협업 경로 1에 우선 순위를 높게 선정할 수 있다.
다른 예로, 관제센터(10)는 협업 경로 3을 복합 최적 경로로 하여 우선 순위를 높게 선정할 수 있다. 여기서 복합 최적 경로란 비행 거리에 대비해서 소요 시간이 미리 설정된 범위 내에 포함되는 전략적인 경로로서, 환승 횟수 및 소요 시간이 협업 경로 1에 비해서 조금 높지만, 소요 시간의 오차 범위가 미리 설정된 범위 내인 경로를 의미한다. 즉, 도 7에서 협업 경로 3은 동일한 이동 거리를 차량에 편승하여 오랫동안 이동할 수 있고, 협업 경로 1에 비해 비행거리가 매우 단축될 수 있다.
즉, 관제센터(10)는 여러 협업 경로 중에서 최소 소요 시간이 산출되는 경로를 우선 순위로 선정할 수도 있으며, 복합 최적 경로가 되는 협업 경로를 우선 순위로 설정할 수도 있다.
관제센터(10)는 설정된 우선 순위에 기초하여 협업 차량을 선정한다(230).
협업 차량을 선정하는 것은, 우선 순위에 기초할 수 있다. 그러나 관제센터(10)는 전술한 최소 소요 시간 및 최적 복합 경로 이외의 다양한 방법을 통해서 우선 순위를 설정할 수 있으며, 협업 경로는 기술분야의 통상의 기술자가 변경할 수 있는 다양한 방법을 통해서 설정될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 다양한 실시예에 따른 협업 방법을 설명하기 위한 도면이다. 중복되는 설명을 피하기 위해 이하 함께 설명한다.
협업 방법은, 이하에서 후술하는 다양한 방법을 통해 산업분야에 응용될 수 있다. 또한, 협업에 의해서 발생하는 시너지는 일정한 보상체계를 통해서 이익이 공유되도록 조절될 수 있다.
먼저 도 8을 참조하면, 무인비행장치 관제센터(11)는 각각의 무인비행장치(20)로 택배 정보, 무인비행장치의 이동 경로를 전달할 수 있다.
무인비행장치(20)는 수신한 정보에 기초하여 목적지 및 출발지를 판단하고, 다시 무인비행장치 관제센터(11)으로 이동 경로에 대한 정보를 전달한다.
무인비행장치 관제센터(11)는 각 무인비행장치(20)가 전달하는 이동 경로에서 비용이 절감되는 협업을 판단한다.
무인비행장치 관제센터(11)는 커넥티드카 관제센터(12)로 판단된 차량 편승에 관한 협업을 요청한다.
커넥티드카 관제센터(12)는 협업이 가능한 이동 경로에 포함된 차량(30)을 판단한다. 구체적으로 커넥티드카 관제센터(12)는 차량(30)으로부터 실시간 교통 정보, 이동 경로에 관한 정보를 수신하고 있다.
커넥티드카 관제센터(12)는 협업 요청에 따라 도 3 내지 도 7에서 전술한 방법을 통해 차량에 편승할 협업 경로를 판단하고, 다시 무인비행장치 관제센터(11)으로 전달할 수 있다.
무인비행장치 관제센터(11)는 판단된 협업 경로 및 선정된 우선 순위에 따른 차량 정보를 각각의 무선비행장치(20)로 전달하고, 협업을 실행할 것을 지시할 수 있다.
협업이 완료되면, 커넥티드카 관제센터(12)는 저장된 보상 규정에 따라 차량(30)에 전달하고, 보상을 실행할 수 있다.
한편, 무인비행장치 관제센터(11) 및 커넥티드카 관제센터(12)는 설명의 편의를 위해 구분한 관제센터(10)의 종류이다. 즉, 관제센터(10)는 통신 및 관리를 제어하는 서버이면 충분하고, 도 8과 달리 물리적으로 결합되어 하나의 관제센터로 동작할 수 있다.
도 9를 참조하면, 무인비행장치 관제센터(11)는 도 8에서 전술한 실시예를 각 물류 회사(40)와 협업을 수행할 수 있다. 즉, 각각의 물류 회사(40)는 배송에 필요한 무인비행장치(20)를 관리할 수 있고, 무인비행장치 관제센터(11)는 무인비행장치(20)와 직접 통신을 수행할 수도 있으나, 물류 회사(40)를 통해 협업 방법을 실행할 수도 있다.
도 10을 참조하면, 다른 실시예에 따른 커넥티드카 관제센터(12)는 전기 자동차 및 자율 주행 차량으로부터 배터리 충전에 관한 협업 요청을 수신할 수 있다.
커넥티드카 관제센터(12)는 배터리 충전에 필요한 전력 용량, 충전 비용 및 협업에 의해 절감될 수 있는 비용을 산출하고, 무인비행장치 관제센터(11)로 협업 요청을 수행할 수 있다.
무인비행장치 관제센터(11)는 무인비행장치(20)로부터 이동 경로에 관한 정보를 수신하고, 커넥티드카 관제센터(12)가 전달하는 차량(30)의 이동 경로, 차량 편승 경로에 대한 정보를 분석한다. 일 예로, 무인비행장치 관제센터(11)는 무인비행장치(20)가 착륙하여 편승이 가능한 구간을 확인하고, 무인비행장치(20)를 지정한 후, 이에 관한 정보를 커넥티드카 관제센터(12)로 전달한다. 커넥티드카 관제센터(12)는 배터리(36)의 충전을 요청한 차량(30)으로 협업이 완료된 무인비행장치(20)의 정보를 전달한다.
무인비행장치(20)가 착륙하여 차량(30)에 배터리를 충전하는 협업이 완료된 후, 커넥티드카 관제센터(12)는 협업 완료를 전달하면서 동시에 충전 비용을 보상을 위해 무인비행장치 관제센터(11)과 통신을 수행한다.
무인비행장치 관제센터(11)는 보상 규정에 따라 무인비행장치(20)에 보상을 지급할 수 있다.
이를 통해서 개시된 무인비행장치를 포함하는 시스템(1) 및 시스템(1)의 협업 방법은 무인비행장치(20)와 차량(30) 간의 협업을 통해 무인비행장치(20)만의 단독 비행의 한계를 극복할 수 있다. 시스템(1)의 협업 방법은 차량(30)과 무인비행장치(20) 간의 복합적인 스케쥴링 처리가 가능하고, 물품 배송 및 배터리 충전과 같은 다양한 산업 분야에 응용이 가능할 수 있다. 또한 시스템(1)의 협업 방법은 다양한 협업 경로의 우선 순위를 설정하는 방법을 통해서 효율적인 무인비행장치(20)의 이동 거리 및 이동 시간의 단축이 가능할 수 있다.
1: 시스템 10: 관제센터
20: 무인비행장치 30: 차량

Claims (20)

  1. 차량;
    상기 차량에 착륙하여 상기 차량과 함께 이동하는 무인비행장치; 및
    상기 차량 및 상기 무인비행장치가 전달하는 이동 경로에 기초하여 상기 무인비행장치가 착륙할 수 있는 상기 차량을 선택하고, 상기 차량에 협업 요청을 전송하는 관제센터;를 포함하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 협업 요청의 승인에 기초하여 상기 무인비행장치의 착륙 여부를 결정하는 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 무인비행장치 및 상기 차량이 전달하는 협업 완료에 기초하여 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 보상을 제공하는 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 무인비행장치의 출발지 및 목적지 정보에 기초하여 복수 개의 이동 경로를 탐색하는 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 복수 개의 이동 경로 및 상기 차량이 전달하는 이동 경로에 기초하여 복수 개의 차량 편승 경로를 판단하는 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 복수 개의 차량 편승 경로에 포함된 차량에서 수신한 협업 요청의 승인에 따라 협업 경로를 생성하는 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 협업 경로에 포함된 차량 편승 경로, 상기 무인비행장치의 비행 거리, 환승 횟수 중 적어도 하나에 기초하여 소요 시간을 산출하는 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 협업 경로 중에서 상기 산출된 소요 시간 및 상기 환승 횟수에 기초하여 우선 순위를 선정하는 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 관제센터는,
    상기 협업 경로 중에서 상기 산출된 소요 시간 및 미리 설정된 오차 범위에 기초하여 우선 순위를 선정하는 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 무인비행장치는,
    상기 차량에 착륙하여 상기 차량에 마련된 배터리를 충전시키는 시스템.
  11. 차량, 상기 차량에 착륙하여 상기 차량과 함께 이동하는 무인비행장치 및 상기 차량 및 상기 무인비행장치와 통신을 수행하는 관제센터를 포함하는 시스템의 협업방법에 있어서,
    상기 차량 및 상기 무인비행장치가 전달하는 이동 경로에 기초하여 상기 무인비행장치가 착륙할 수 있는 상기 차량을 선택하고;
    상기 관제센터는 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 협업을 요청하는 것;을 포함하는 시스템의 협업방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 상기 협업 요청의 승인에 기초하여 상기 무인비행장치의 착륙 여부를 결정하는 것;을 더 포함하는 시스템의 협업 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 무인비행장치 및 상기 차량이 전달하는 협업 완료에 기초하여 상기 차량 또는 상기 무인비행장치에 보상을 제공하는 것;을 더 포함하는 시스템의 협업 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제공하는 것은,
    상기 무인비행장치가 상기 차량에 착륙한 후 전달하는 협업 완료를 확인하는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 선택하는 것은,
    상기 무인비행장치가 착륙하여 편승하는 비용을 산출하는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 선택하는 것은,
    협업 경로에서 소요 시간 및 환승 횟수에 기초하여 우선 순위를 선정하는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 선택하는 것은,
    협업 경로에서 소요 시간 및 미리 설정된 오차 범위에 기초하여 우선 순위를 선정하는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 무인비행장치는, 상기 차량에 착륙하여 상기 차량에 마련된 배터리를 충전시키는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 무인비행장치는, 상기 차량에 착륙하여 상기 무인비행장치에 마련된 물품을 배달하는 것;을 포함하는 시스템의 협업 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 관제센터는 상기 물품의 종류를 분류하는 것;을 더 포함하는 시스템의 협업 방법.
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