KR20200088908A - 무인 운송 수단의 근접 항법 - Google Patents
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Abstract
본 개시된 기술 요지는 무인 자율 운송 수단(UxV)에 장착 가능한 능동 근접 시스템(APS)을 포함하고, APS는 하나 이상의 근접 센서 및 처리 회로를 포함하고; 하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 각 신호는 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후, UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하도록 구성된다.
Description
본 개시된 기술 요지는 일반적으로 무인 및 자율 운송 수단(UxV)의 항법에 관한 것이다.
무인 및 자율 공중/지면/지상/해상(x) 운송 수단(본원에서는 간략히 "UxV"로 표시함)은 오늘날 민간 응용 분야에서 점점 더 대중화되고 있다. UxV는 예를 들어 교통 모니터링, 원격 감지 및 정찰, 물품 운송, 수색 및 구조, 국내 치안 등을 비롯한 아주 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다.
UxV는 예를 들어 무인 항공 시스템 또는 드론으로도 알려진 무인 항공기(UAV), 무인 지상 차량(UGV), 무인 해상 운송체(UMV) 등과 같은 다양한 유형을 포함한다.
UxV는, 예를 들어 특정 지리적 위치에 대해, 비디오 및/또는 스틸 이미지를 촬영하는 데 사용될 수 있는 카메라(예를 들어, 흑백, 컬러 및 적외선 등)와 같은 기내 이미지 수집 페이로드를 포함할 수 있다.
일반적인 설명
다수의 UxV가 서로 아주 근접해서 작동하는 것이 바람직한 경우도 있다. 특정 예로서, 특정 제한 구역에서 비행할 수 있는 무인 항공기(UAV)의 수를 늘리기 위해 다수의 UAV가 아주 근접하게 비행할 수 있으면서, 동시에 충돌의 결과로 UAV의 손상 및/또는 파괴를 피할 수 있는 것이 때때로 바람직하다.
예를 들어, 진행 중인 행사의 이미지(예를 들어, 비디오 스트림)를 촬영할 목적으로 공공 행사가 개최되는 지역(예를 들어, 시위, 음악 콘서트, 스포츠 행사 등)에 대해 배치되는 복수의 UAV를 고려한다. 모든 UAV는 유리한 지점을 제공하는 지역 위로 국한되어, 행사 지역(예를 들어, 스포츠 경기장 위)을 관측하고 촬영할 수 있다. 지역 상공을 비행할 수 있고 동시에 서로에 대한 방해 없이 사건을 기록할 수 있는 UAV의 수를 늘리기 위해 UAV를 함께 군집시키는 것이 바람직할 수 있다.
다른 예로서, 하나의 목적지에서 다른 목적지로 이동하기 위해 다수의 UAV가 이용하는 항공 비행 회랑("항로"라고도 함)을 고려한다. 또한, 시간 단위당 회랑을 이용할 수 있는 UAV의 수를 늘리기 위하여, 회랑을 통해 이동하면서 UAV를 함께 군집시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따르면, 특정 제한 구역(본원에서는 "관심 지역"으로도 지칭됨) 내에서 작동하는 복수의 UxV 중 각각은 다른 UxV에 매우 근접하게 유지되도록 조종되어 관심 지역에서 UxV의 군집이 가능하다. 이를 위해, 각 UxV는 밀집된 편대로 UxV를 군집시키는 데 전용되는 항법 조작을 실행하여 UxV의 손상이나 작동을 방해하지 않으면서 동일한 관심 지역에서 동시에 작동할 수 있는 UxV의 수를 늘리도록 구성된 기내 능동 근접 시스템(APS)을 포함할 수 있다.
UAV의 경우, 특정 관심 지역(예를 들어, 스포츠 경기장 위의 영역)에서 비행하는 복수의 UAV 중 각각은 다른 UAV에 매우 근접하게 비행하도록 조종되어 밀집 비행 편대를 가능하게 한다. 본원에 개시된 일부 예에 따르면, 특정 UAV는 엔티티에 의해 전송된 신호(본원에서는 "근접 신호"로 지칭됨)의 수신에 기초하여 다른 엔티티(본원에서는 "이미터", 예를 들어 다른 UAV로 지칭됨)로부터 특정한 기정된 거리를 유지하도록 구성된다. 더 상세히 후술될 바와 같이, 근접 신호는 UAV의 접근이 금지되는 구역의 경계를 규정한다. 항공 UAV는, UAV와 이미터 사이의 기정된 거리를 유지하고 금지 구역으로의 진입을 피하기 위해 이미터를 향해 및/또는 그로부터 멀어지게 비행하는 것을 포함하는 비행 기동을 실행한다.
본 개시된 기술 요지의 일 양태에 따르면, 무인 자율 운송 수단(UxV)에 장착 가능하며 UxV가 동일한 지역에서 작동하는 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)이 제공되고, 본 APS는
하나 이상의 근접 센서 및 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합된 처리 회로를 포함하고,
하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하도록 구성된다.
이러한 특징 외에, 본 개시된 기술 요지의 본 양태에 따른 방법은 임의의 기술적으로 가능한 조합 또는 치환으로 하기 특징 (i) 내지 (xix) 중 하나 이상을 선택적으로 포함할 수 있다.
i.
감지된 근접 신호는 이미터에 의해 전송되고, 처리 회로는 반복적으로
근접 신호의 수신이 소실될 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, 감지된 근접 신호의 수신이 회복될 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
ii.
감지된 근접 신호는 이미터에 의해 전송되고, 처리 회로는 반복적으로
근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계 값 이상인, UxV와 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계 값 이하인, UxV와 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
iii.
감지된 근접 신호는 이미터에 의해 전송되고, 처리 회로는 반복적으로
1.
근접 신호의 수신이 소실될 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계 값 이하인, UxV와 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
iv.
감지된 근접 신호는 이미터에 의해 전송되고, 처리 회로는 반복적으로
근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계 값 이상인, UxV와 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, 감지된 근접 신호의 수신이 회복될 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
v.
감지된 근접 신호는 이미터에 의해 전송되고, 하나 이상의 근접 센서는 이미터를 식별하는 데이터 및/또는 항법 데이터를 포함하는 데이터 운반 근접 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다.
vi.
수신기는 RF 근접 신호를 수신하도록 구성된 RF 수신기이다.
vii.
수신기는 Wifi 근접 신호 및/또는 블루투스 근접 신호를 각각 수신하도록 구성된 Wifi 및/또는 블루투스 수신기를 포함한다.
viii.
처리 회로는 감지된 근접 신호로부터 데이터를 획득하고, 데이터에 기초하여 이미터의 현재 및/또는 미래 위치를 결정하도록 구성된다.
ix.
기동 지령은 UxV를 각각의 이미터에 대해 상대적으로 이동시키도록 구성된 UxV 내에 탑재된 구동 유닛에 의해 실행되도록 구성된다.
x.
처리 유닛은 구동 유닛을 제어하도록 구성된 UxV 내에 탑재된 항법 컴퓨터에 기동 지령을 제공하도록 구성된다.
xi.
하나 이상의 이미터는 다른 UxV 및/또는 정적 구조물 또는 장치를 포함한다.
xii.
시스템은 이미터를 더 포함하고; 이미터 중 적어도 하나는 정적 구조물 상에 위치되며 구조물을 둘러싸는 지역에서 근접 신호를 전송하도록 마련되고, 근접 신호는 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타낸다.
xiii.
이미터는 코스를 따라 위치된 각각의 정적 구조물 상에 각각 위치되고, 근접 신호는 UxV가 이동할 수 있는 연속적이면서 국한된 회랑을 생성하는 이미터에 의해 생성된다.
xiv.
다른 UxV는 적어도 하나의 UAV를 포함한다.
xv.
UxV는 UAV이다.
xvi.
시스템은 근접 신호를 생성하도록 구성되고, 근접 신호를 전송하도록 구성된 송신기를 더 포함한다.
xvii.
시스템은 이미터가 근접 신호를 전송하게 하기 위한 개시 신호를 전송하도록 구성된다.
xviii.
시스템은 UxV를 기계적 손상으로부터 보호하도록 구성된 기계식 케이지를 더 포함하고; 기계식 케이지는 그와의 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 근접 센서를 포함하고/포함하거나 이와 달리 이에 작동 가능하게 연결되고, 처리 회로는, 케이지에 의해 감지된 접촉에 응답하여, 반복적으로 UxV와 이미터 사이에 물리적 접촉이 없을 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, UxV와 이미터 사이에 물리적 접촉이 있을 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
xix.
시스템에서, 하나 이상의 근접 센서는 전 방향 안테나를 포함한다.
본 개시된 기술 요지의 다른 양태에 따르면, 복수의 이미터가 채워진 지역에 UxV를 배치하는 방법이 제공되고, 본 방법은, UxV에서,
하나 이상의 근접 센서가 하나 이상의 근접 신호를 감지하고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내는 단계;
처리 회로의 도움으로, 감지된 근접 신호 응답하여, 반복적으로
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하는 단계의 실행을 포함한다.
본 개시된 기술 요지의 다른 양태에 따르면, 제한 구역에서 복수의 UxV를 군집시키는 방법이 제공되고, 본 방법은
각 UxV에서,
고유하게 식별 가능한 자기 근접 신호를 전송하는 단계;
하나 이상의 근접 센서가 하나 이상의 근접 신호를 감지하고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 근접 신호를 방출하는 각각의 UxV의 존재를 나타내는 단계;
각각의 UxV로부터 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 UxV 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 UxV 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 각각의 UxV로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하는 것으로 범위는 감지된 근접 신호에 의해 규정되는 단계를 위해 전산 시스템의 작동을 포함한다.
본 개시된 기술 요지의 다른 양태에 따르면, 복수의 이미터로 채워진 지역에 배치되도록 구성된 UxV가 제공되고, 본 UxV는
UxV를 구동하도록 구성된 구동 유닛; 및 UxV가 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)을 포함하고, 이러한 APS는
하나 이상의 근접 센서 및 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합된 처리 회로를 포함하고,
하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
구동 유닛이 UxV를 이동시켜 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
구동 유닛이 UxV를 이동시켜 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하도록 구성된다.
본 개시된 기술 요지의 또 다른 양태에 따르면, UxV에 장착된 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터가 복수의 이미터로 채워진 지역에 UxV를 배치하는 방법을 수행하게 하는 명령 프로그램을 실체적으로 구현하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공되고, 이러한 방법은
하나 이상의 근접 신호를 수신하고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내는 단계;
감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하는 단계를 포함한다.
본 개시된 기술 요지의 다른 양태에 따르면, 무인 자율 운송 수단(UxV)에 장착 가능하며, UxV가 동일한 지역에서 작동하는 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)이 제공되고, 본 APS는
UxV를 기계적 손상으로부터 보호하도록 구성된 기계식 케이지를 더 포함하고, 기계식 케이지는 접촉을 감지할 수 있는 하나 이상의 근접 센서를 포함하고/포함하거나 이와 달리 이에 작동 가능하게 연결되고, 및 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합되는 처리 회로를 포함하고,
처리 회로는, 케이지에 의해 감지된 접촉에 응답하여, 반복적으로 UxV와 이미터 사이에 물리적 접촉이 없을 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, UxV와 이미터 사이에 물리적 접촉이 있을 때까지 UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고, 및 이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하도록 구성된다.
본원에서 다양한 양태에 따라 개시된 방법, UxV, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 및 APS는 임의의 기술적으로 가능하고 적용 가능한 조합 또는 치환으로 일부만 수정하여 위에서 열거된 특징 (i) 내지 (xix) 중 하나 이상을 선택적으로 더 포함할 수 있다.
UxV의 이동을 제한하는 방법이 또한 제공되고, 본 방법은
구조물 상에 적어도 하나의 이미터를 배치하는 단계; 및
구조물을 둘러싸는 지역에서 근접 신호를 전송하기 위해 이미터를 사용하는 단계를 포함하고, 근접 신호는, UxV에 의해 수신될 때, UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타낸다.
일부 예에서, 본 방법은
코스를 따라 복수의 각각의 위치에 복수의 이미터를 배치하는 단계; 및
UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는 근접 신호를 각 이미터로부터 전송하는 단계를 더 포함하고,
이미터는 코스를 따라 근접 신호의 연속적인 커버리지를 생성하여 UxV(예를 들어, UAV)가 이동할 수 있는 제한된 회랑을 제공하는 방식으로 코스를 따라 분배된다.
본 방법은
회랑 내에 복수의 UxV를 배치하는 단계, 및 복수의 UxV의 각각에서,
하나 이상의 근접 센서가 하나 이상의 근접 신호를 감지하고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내는 단계;
처리 회로의 도움으로, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
UxV가 이동하여 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 회랑 내에 UxV를 유지하는 단계의 실행을 포함한다.
일부 예에서, UxV는 UAV이고 회랑은 비행 회랑이다.
본 개시된 기술 요지의 다른 양태에 따르면, 가상 회랑을 생성하여 회랑 내에서 UxV의 이동을 제한하기 위한 시스템이 제공되고, 본 시스템은
코스를 따라 복수의 각각의 위치에 위치된 복수의 이미터를 포함하고, 각 이미터는 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는 근접 신호를 전송하도록 구성되고;
이미터는 코스를 따라 근접 신호의 연속적인 커버리지를 생성하여 UxV(예를 들어, UAV)가 이동할 수 있는 가상 회랑을 제공하는 방식으로 코스를 따라 분배된다.
일부 예에서, 시스템은 복수의 UxV(예를 들어, UAV)를 더 포함하고, 복수의 UxV의 각각은
UxV를 구동하도록 구성된 구동 유닛; 및 UxV가 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)을 포함하고, 이러한 APS는
하나 이상의 근접 센서 및 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합된 처리 회로를 포함하고,
하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 하나 이상의 근접 신호의 각각은 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
구동 유닛이 UxV를 이동시켜 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
구동 유닛이 UxV를 이동시켜 UxV와 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 감지된 근접 신호에 의해 규정된 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 UxV를 유지하고 회랑 내에 유지되도록 구성된다.
본 발명을 이해하고 이를 실제로 수행할 수 있는 방법을 살펴보기 위하여, 실시예를 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 설명할 것이다:
도 1은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 두 UxV(110 및 120)의 블록도의 개략적인 예시이고;
도 2a는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 제한 구역 근처에서 작동하는 복수의 UAV의 개략도이고;
도 2b는 도 2a에 도시된 시나리오의 개략적인 평면도이고;
도 3은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 두 UAV의 비행 기동을 나타낸 개략적인 평면도이고;
도 4는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 능동 근접 시스템의 개략도이고;
도 5a는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 흐름도이고;
도 5b는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 다른 흐름도이고;
도 5c는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 또 다른 흐름도이고; 및
도 6은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른 비행 회랑이다.
도 1은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 두 UxV(110 및 120)의 블록도의 개략적인 예시이고;
도 2a는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 제한 구역 근처에서 작동하는 복수의 UAV의 개략도이고;
도 2b는 도 2a에 도시된 시나리오의 개략적인 평면도이고;
도 3은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 두 UAV의 비행 기동을 나타낸 개략적인 평면도이고;
도 4는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 능동 근접 시스템의 개략도이고;
도 5a는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 흐름도이고;
도 5b는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 다른 흐름도이고;
도 5c는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법의 작업을 나타낸 또 다른 흐름도이고; 및
도 6은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른 비행 회랑이다.
다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 제시된다. 그러나, 본 개시된 기술 요지는 이러한 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 다른 예시에서, 본 개시된 기술 요지의 모호함을 피하기 위해 주지된 방법, 절차, 구성요소 및 회로를 상세히 설명하지 않았다.
본원에서 예를 들어 "감지", "생성", "유지", "획득", "처리" 등과 같은 용어를 이용하는 논의는, 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 내의 물리적(예를 들어, 전자적) 수량으로 표현된 데이터를 작동 및/또는 프로세스를 수행하기 위한 명령을 저장할 수 있는 컴퓨터의 레지스터 및/또는 메모리 내의 물리적 수량으로 유사하게 표현되는 다른 데이터 또는 다른 정보 저장 매체로 조작 및/또는 변환하는, 컴퓨터, 전산 플랫폼, 전산 시스템, 또는 다른 전자 전산 장치의 작동(들) 및/또는 프로세스(들)를 지칭할 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, "복수" 및 "복수의"란 용어는 예를 들어 "다수" 또는 "둘 이상"을 포함한다. 예를 들어, "복수의 아이템"은 둘 이상의 아이템을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, "예를 들어", "예를 들면", "예컨대" 및 이들의 변이형과 같은 어구는 본 개시된 기술 요지의 비제한적인 실시예를 기술한다. 본 명세서에서 "일 경우", "일부 경우", "다른 경우" 또는 이들의 변이형에 대한 언급은 실시예(들)와 관련하여 기술된 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 개시된 기술 요지의 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다. 따라서, "일 경우", "일부 경우", "다른 경우" 또는 이들의 변이형과 같은 어구의 표현은 반드시 동일한 실시예(들)를 지칭하는 것은 아니다.
본원에 사용된 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 공통 대상을 설명하기 위해 서수 형용사 "제1", "제2", "제3" 등의 사용은 단지 유사한 대상에 대한 상이한 예시가 이렇게 기술된 대상이 순위에 있어서 일시적으로, 공간적으로 또는 임의의 다른 방식으로 주어진 순서로 이루어져야 하는 것으로 나타내며 이를 시사하는 것은 아니다.
본원에 사용된 바와 같이, "컴퓨터" 및/또는 "전산 시스템"은 예를 들어 임의의 종류의 하드웨어 기반 전자 장치를 포함하는데, 이러한 전자 장치는 예를 들어 처리 회로의 일부이거나 또는 이에 작동 가능하게 연결될 수 있는 컴퓨터 메모리로부터 판독 가능한 컴퓨터 명령을 실행하도록 구성된 처리 회로(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로프로세서, 전자 회로, 집적 회로(IC), 디지털 신호 처리기(DSP)와 같은 특정 프로세서용으로 쓰여지거나 이에 포팅되는 펌웨어, 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA), 주문형 반도체(ASIC) 등을 포함)를 포함한다.
제시된 도면 및 설명에서, 동일한 참조 번호는 상이한 실시예 또는 구성에 공통인 구성요소를 나타낸다. 도면의 요소는 반드시 축척대로 도시된 것은 아니다.
명확성을 위해, 별도의 실시예와 관련하여 설명되는 청구된 기술 요지의 특정 특징은 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수도 있다는 점을 이해한다. 반대로, 간결성을 위해, 단일 실시예와 관련하여 기술된 본 발명의 다양한 특징은 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 본 발명을 특정 실시예에 대해 도시하고 기술하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 청구된 기술 요지의 범위 내에서 다수의 수정, 변경 및 개선은 이제 독자에게 상기될 것이다.
본원에 개시된 실시예에서, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 것보다 더 적고, 더 많고 및/또는 상이한 단계가 실행될 수 있다. 개시된 기술 요지의 실시예에서, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 하나 이상의 단계는 다른 순서로 실행될 수 있고/있거나 하나 이상의 단계 그룹이 동시에 실행될 수 있다. 도 1 및 도 4는 본 개시된 기술 요지의 실시예에 따른 시스템 아키텍처의 개략도를 도시하고 있다. 도 1 및 도 4에 도시된 블록은 하나의 위치에 집중되거나 하나보다 더 많은 위치에 걸쳐 분산될 수 있다. 다른 실시예에서, 시스템은 도 1 및 도 4에 도시된 것보다 더 적고, 더 많은 및/또는 상이한 블록을 포함할 수 있다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, UxV(110) 및 UxV(140)의 블록도의 개략적 예시를 나타낸 도 1을 참조해서 살펴본다. 하기의 설명에서, UxV(110) 및 UxV(140)는 일 예로 무인 항공기, 즉 UAV(110) 및 UAV(140)로서 기술된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 개시된 기술 요지는 다른 유형의 무인 운송 수단을 고려한다. 따라서, 본원에서 UAV에 대해 기술된 원리는 다른 유형의 운송 수단으로 유사하게 구현될 수 있고, 일부만 약간 수정 가능하며, 이에 따라 UAV의 특정 예는 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 점에 유의한다.
일부 예에 따르면, UAV(110, 140)는 무선 통신 링크(각각 136 및 166)를 통해 지상 제어국(134 및 164)에 의해 제어된다. 지상 제어국(134, 164)은 통신 유닛, 예를 들어 안테나를 포함하며 UAV(110, 140)에 및/또는 그로부터 데이터 및/또는 제어 전송을 통신하도록 구성된 라디오(미도시)를 포함할 수 있다.
UAV(110, 140)는 데이터 링크 유닛(각각 132 및 164)을 포함할 수 있다. 데이터 링크 유닛(132, 164)은 예를 들어 하나 이상의 안테나에 작동 가능하게 결합된 통신 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 통신 유닛, 예를 들어, 라디오는 예를 들어 무선 통신 링크(각각 136 및 166)를 통해 각각의 지상 제어국(134, 164)으로부터 데이터 및 명령을 수신하고, 각각의 지상 제어국(134, 164)에 데이터를 전송하도록 구성된 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다. 제어국에서 수신된 데이터는 조작자 및/또는 사용자가 표시하고 관측할 수 있다. UAV에 의해 전송된 데이터는 예를 들어 위치 데이터, 데이터 수집 페이로드(예를 들어, 비디오 스트림 및 스틸 이미지)에 의해 획득된 데이터, 시스템 상태 데이터 등을 포함한다.
UAV(110, 140)는 항법 컴퓨터(각각 124 및 154)에 작동 가능하게 결합된 미션 컴퓨터(각각 128 및 158)를 더 포함할 수 있다. 미션 컴퓨터는 예를 들어 지상 제어국(134, 166)으로부터 미션 데이터를 수신하고, 수신된 미션 데이터를 처리하고, 미션의 완료에 필요한 미션 작업을 실행할 수 있다. 일부 예에서, 미션 컴퓨터(128, 158)는 데이터를 항법 컴퓨터(각각 124, 154)에 제공할 수 있고, 이러한 데이터는 예를 들어 원하는 UAV 위치의 변화 또는 원하는 표적 목적지를 나타낸다. 항법 컴퓨터는 결국 UAV의 위치를 변경하고 및/또는 UAV를 원하는 표적 목적지로 유도하기 위해 항법 명령(본원에서는 "기동 명령"으로도 지칭됨)을 생성하도록 구성될 수 있다. 생성된 항법 명령은 그 운송 수단이 원하는 방향으로 비행하도록 제어하기 위해 구성된 구동 유닛(126, 156)으로 전달될 수 있다. UAV의 경우, 구동 유닛(126, 156)은 예를 들어 항법 명령에 따라 무인 운송 수단을 이동시키도록 구성된 액추에이터, 로터, 및 스로틀을 포함하는 비행 제어 장치를 포함한다.
UAV(110, 140)는 예를 들어 자이로컴퍼스, GPS 수신기, 관성 항법 시스템(INS) 등 중 하나 이상을 포함하는 하나 이상의 항법 센서(각각 122, 152)를 더 포함할 수 있다. UAV의 운항 동안, 항법 컴퓨터(124, 154)는 UAV 위치(예를 들어, 지리적 위치) 및 자세와 같은 항법 데이터를 결정하고 이에 따라 UAV 비행을 제어하기 위해 항법 센서(122, 152)를 이용한다.
일부 예에 따르면, UAV는 측량된 장면에 대한 정보를 획득하도록 구성된 기내 데이터 수집 페이로드(각각 130, 160; 약어로 "DAP")를 포함할 수 있다. 획득된 데이터는 통신 링크를 통해 각각의 제어국으로 전송될 수 있으며, 이는 조작자 및/또는 사용자가 표시하고 관측할 수 있다. 기내 데이터 수집 페이로드는 예를 들어 카메라(예를 들어, 컬러 비전 카메라, 흑백 카메라, 적외선 카메라, 열화상 카메라 등); 레이더; 라이더 등을 포함할 수 있다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따르면, UAV(110, 140)는 이미터로의 근접을 감지하도록 구성된 전산 시스템인 능동 근접 시스템(120, 150; 약어로 APS)을 포함한다. 이미터로의 근접은, 일부 예에 따르면, 이미터에 의해 전송된 신호(170, 본원에서는 "근접 신호"로 지칭됨)를 감지함으로써 판단된다. 특히, 근접 신호의 전송은 이미터에 의해 개시될 수 있거나, 또는 일부 예에서 UAV에 의해 전송된 질의 신호에 따라 개시될 수 있다. 후자의 예에 따르면, UAV는 질의 신호를 (예를 들어, 모든 방향으로) 전송하고, 이는 개시 신호에 응답하여 이미터에 의해 근접 신호의 전송을 개시한다.
이미터는 예를 들어 다른 UAV 또는 일부 다른 운송 수단일 수 있다. 이미터는 일부 다른 신호 송신기일 수도 있거나, 또는 본원에 개시된 바와 같이 근접 신호를 생성하여 전송하도록 구성되고 작동 가능한 신호 송신기를 포함하는 장치일 수도 있다. 예를 들어, 정적 구조물(예를 들어, 빌딩, 교량, 벽 등) 또는 일부 개방 지역에 중점적으로 전송된 신호는 UAV가 그 구조물 또는 지역에 접근하는 것(및/또는 그 구조물과 충돌하거나 그 지역으로 진입하는 것)을 제한하기 위해 사용될 수 있다.
근접 신호는 각각의 이미터를 식별하는 데이터(예를 들어, 고유 이름 또는 ID 번호)를 포함할 수 있다. 수신된 신호는, 방출 UAV의 위치, 및 자세 및/또는 속도(속도 및 방향) 또는 정적 이미터의 경우에 정적 위치와 같은, 이미터의 항법 데이터를 더 포함할 수 있다. 아래에서 더 설명될 바와 같이, 이러한 정보는 관심 지역 내에서 군집된 편대로 작동하기 위한 다른 UAV에 의해 사용될 수 있다.
일부 예에서, 수신된 근접 신호는 인근 이미터의 존재를 나타내는 무선 주파수(RF) 신호이다. RF 신호는 예를 들어 IEEE 802.11 표준 계열, 예를 들어 WiFi, 블루투스, 60 Giga Hertz(GHz) 등에 따라 생성될 수 있다. 대안적으로, RF 신호는 임의의 다른 무선 통신 표준에 따라 생성될 수 있다. 본원에 개시된 기술 요지에 따르면, 이러한 RF 신호 프로토콜은 전술한 바와 같이 식별 및 항법 데이터를 포함하는 정보를 전송하는 데 이용된다.
일부 예에서, RF 신호는 진폭 변조(AM) 방식, 주파수 변조(FM) 방식, 직교 진폭 변조(QAM) 방식, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조 방식, 및/또는 임의의 다른 변조 방식과 같은 신호 변조 방식에 따라 변조될 수 있다.
수신된 근접 신호는, UAV와 신호를 전송하는 이미터(예를 들어, 다른 UAV) 사이의 거리를 유지하기 위해 UAV 내에 탑재된 APS(120, 150)에 의해 사용될 수 있다. 일부 예에서, APS(120, 150)는 UAV(110, 140)를 둘러싸는 가상의 보호 케이지(138, 168)로서 작동하도록 구성된다. 이를 위해, APS(120, 150)는 UAV를 둘러싸는 복수의 방향으로부터의 근접 신호를 감지하도록 구성된 복수의 근접 센서(미도시)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, APS는 UAV 주위의 복수의 방향으로부터 신호(RF 근접 신호; 예를 들어 WiFi 및/또는 블루투스 신호)를 수신할 수 있는 하나 이상의 안테나(예를 들어, 전 방향 안테나)를 포함하거나 또는 이와 달리 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 일부 예에 따르면, APS는 UAV를 둘러싸는 모든 방향으로부터 수신된 근접 신호를 감지할 수 있어, UAV를 둘러싸는 가상의 구형 케이지를 제공한다. 특정 이미터로부터 유지되어야 하는 거리는 예를 들어 신호 유형과 강도에 의해 규정될 수 있으며, 이는 전송 범위에 영향을 미친다.
APS(120, 150)는 UAV가 엔티티로부터 수신된 각각의 근접 신호에 기초하여 하나 이상의 이미터에 대한 상대 위치를 변경시키도록 구성될 수 있다. 일부 예에 따르면, APS는 항법 컴퓨터(124, 154)에 작동 가능하게 결합되고, 근접 신호의 감지에 응답하여 항법(기동) 지령을 생성하고 항법 컴퓨터에 지령을 전송하도록 구성되어, APS는 결국 근접 신호가 제1 조건(들)을 준수할 때까지, 예를 들어 측정 가능한 파라미터가 제1 임계값 이하인 경우에, UAV가 이미터로부터 거리를 증가시키게 하기 위한 비행 제어 장치에 지령을 제공하도록 구성된다. 근접 신호가 제1 조건(들)을 준수하면, APS는 근접 신호가 제2 조건(들)을 준수할 때까지, 예를 들어 측정 가능한 파라미터가 제2 임계값 이상인 경우에, UAV가 이미터로부터의 거리를 감소시키게 하기 위한 기동 지령을 (예를 들어, 항법 컴퓨터(124, 154) 등에) 생성하도록 구성된다.
일 예에 따르면, APS는, 근접 신호의 감지에 응답하여, 근접 신호의 수신이 소실될 때까지(예를 들어, 제1 조건은 근접 신호의 제로(0) 수신임) UAV가 이미터로부터의 거리를 증가시키게 하기 위한 기동 지령을 생성하도록 구성되고, 근접 신호가 소실되면, APS는 근접 신호의 수신이 회복될 때까지(예를 들어, 제2 조건은 근접 신호의 비제로 수신임) UAV가 이미터로부터의 거리를 감소시키게 하기 위한 기동 지령을 생성하도록 구성된다.
근접 신호는 가상 케이지의 경계를 나타내며, 이에 따라 UAV는 이미터로부터의 거리를 유지할 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 일부 예에 따르면, APS는, 근접 신호의 감지에 응답하여, 신호를 연속적으로 모니터링하고 지령을 생성하도록 구성되는데, 그 지령에 의해 UAV는 근접 신호에 의해 설정된 바와 같이 UAV와 이미터 사이의 경계를 따라 연속적인 전후 동작으로 이미터에 더 가까이 이동한 후 그로부터 멀어진다. 매우 짧은 거리(이 거리는, 그 중에서도, 신호 유형에 따라 좌우되는데, 예를 들어 블루투스의 경우에 4미터 이하임)에 걸쳐 이루어질 수 있는 전후 동작에 의해, 복수의 이미터(예를 들어, 2개, 3개, 4개 등의 UAV)는 동일 지역에서 군집될 수 있다.
또한, 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따르면, 일반적으로 통신 목적으로 사용되는 RF 통신 네트워크는 이러한 경우에 관심 지역에서 운송 수단을 군집시키기 위해 이용된다. 이러한 유형의 네트워크의 데이터 전송 능력은 UAV의 식별 데이터 및 항법 데이터(예를 들어, 위치, 자세, 속도)를 전송하는 데 사용되어, UAV가 밀집된 환경에서 상이한 UAV의 위치 변화를 식별하고 추종할 수 있다. 동일한 관심 지역에서 2개 초과의 이미터(예를 들어, 3개 이상의 UAV)가 작동하는 경우, 각각은 근접 신호를 방출하고, 각 UAV는 동일한 방식으로 상이한 엔티티에 의해 전송된 각각의 근접 신호를 식별하고 다른 모든 엔티티로부터의 거리를 유지할 수 있다.
각 UAV는 실시간으로 검출된 동일한 지역에서 작동하는 다른 UAV(및 다른 유형의 엔티티)에 의해 전송된 근접 신호에 의존하며, 이러한 UAV의 정체 또는 위치에 관한 선험적 지식에 의존하지 않는다. 그러므로, 각 UAV의 운항은 "맹목적 운항"으로 지칭될 수 있다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따르면, UAV(110, 140)는 기계식 케이지(138, 168)를 포함한다. 기계식 케이지는 예를 들어 UAV(예를 들어, 외부 골격)를 둘러싸고 복수의 근접 센서를 포함하는 구조물로서 이루어질 수 있다. 복수의 근접 센서는 UAV와 이미터, 예를 들어 다른 UAV, 사이의 거리에 대한 표식을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 예에 따르면, 기계식 케이지는 UAV에 보호 차폐를 제공하고(예를 들어, 케이지 내부의 로터를 보호함) UAV에 대한 손상을 유발하지 않고 또는 그의 작동을 방해하지 않으면서 UAV와 이미터(예를 들어, 다른 UAV) 간에 물리적 접촉이 일어나도록 할 수 있다. 케이지에 부착 또는 내장된 센서는 물리적 접촉을 감지하도록 구성될 수 있다.
일 예에 따르면, APS는, 이미터(예를 들어, 다른 UAV)와의 접촉을 나타내는 근접 신호의 감지에 응답하여, 근접 신호의 수신이 소실될 때까지(즉, UAV와 이미터 간에 접촉이 없을 때까지) UAV가 이미터로부터의 거리를 증가시키게 하기 위한 기동 지령을 (예를 들어, 항법 컴퓨터(124, 154)에) 생성하도록 구성되고, 근접 신호가 소실되면, APS는 근접 신호의 수신이 회복될 때까지(즉, UAV와 이미터 간에 접촉이 있을 때까지) UAV가 이미터로부터의 거리를 감소시키게 하기 위한 기동 지령을 (예를 들어, 항법 컴퓨터(124, 154)에) 생성하도록 구성된다.
일부 예에서, 접촉 센서는 RF 센서(Rx/Tx)에 더하여 사용될 수 있으며, 후자는 상이한 엔티티를 식별하는 정보 뿐만 아니라, 전술한 바와 같이 APS에 의해 그 부근에서 상이한 모바일 엔티티(UAV)의 위치를 추적하기 위해 사용될 수 있는 정보인, 항법 데이터를 수신하는 데 이용된다.
본 개시된 기술 요지의 다양한 예에 따르면, 동일한 지역에 걸쳐 복수의 UAV를 작동시키는 경우, 각 UAV의 APS(120, 150)는 (예를 들어 UAV의 높이에 의존하는 일부 제한된 허용 오차 내에서) 실질적으로 동일한 비행 고도를 유지하면서 다른 UAV로부터의 수평 거리를 유지하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에 따르면, 관심 지역 상공을 비행하는 복수의 UAV는 실질적으로 균일한 수평면에서 비행하면서 밀집된 편대로 군집된다. 이는 예를 들어 모든 UAV에 개방된 수직 가시선을 (예를 들어, 지상을 향해) 제공하는 것이 바람직한 경우에 유리할 수 있다.
전술한 바와 같이, 이러한 유형의 비행 구성은 예를 들어 진행 중인 사건의 이미지(예를 들어, 비디오)를 촬영할 의도로 복수의 UAV가 제한 구역 상공을 비행할 때 바람직할 수 있다. 복수의 UAV는, 하나의 UAV의 가시선을 다른 UAV가 차단하는 것을 피하고 각 UAV가 중단 없이 또는 거의 중단 없이 이미지를 촬영하도록 하기 위해, 동일한 지역에서 작동할 수 있으며 실질적으로 동일한 고도를 유지할 수 있는 UAV의 수를 늘리도록 군집된 편대로 비행한다.
마찬가지로, 다른 예에서, 복수의 UAV를 작동시키는 경우, 각 UAV의 APS(120, 150)는 (예를 들어, 일부 제한된 허용 오차 내에서) 실질적으로 동일한 위치를 유지하면서 다른 UAV로부터의 수직 거리를 유지하도록 구성될 수 있다. 이러한 예에 따르면, 복수의 UAV는 단일 열로 비행되고 수직 방향으로 밀집 편대로 군집된다.
일부 예에 따르면, 이미터는 정적 구조물(예를 들어, 빌딩, 기둥, 급수탑, 사일로, 교량 등) 상에 위치될 수 있고, 구조물을 둘러싸는 지역에서 근접 신호를 전송하도록 구성되는데, 여기서 근접 신호는 UxV의 진입이 제한되는 구역, 예를 들어 구조물을 둘러싸는 지역을 나타내는 역할을 한다.
이제, 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 제한 구역 근처에서 작동하는 복수의 UAV의 개략도를 제시한 도 2a 및 도 2b를 참조하여 살펴본다. 이러한 예시는 구조물(빌딩 1, 빌딩 2, 및 타워 1)에 의해 국한된 지역 내에서 밀집된 군집 편대로 비행하는 복수의 UAV(문자 Y, X, B, N 및 K로 표시함)를 도시하고 있는데, 여기서 구조물은 제한 구역(예를 들어, 비행 금지 구역)에 의해 둘러싸여 있다. 구조물 상에 위치된 이미터(예를 들어, RF 송신기)는 제한 구역의 경계(도 2b에서 파선으로 표시됨)를 모바일 유닛(본 예에서는 UAV)에 나타내는 근접 신호를 전송하도록 구성된다. 각 UAV는 제한 구역으로의 진입을 피하기 위해, 예를 들어 그 구역 내의 다른 UAV 및/또는 구조물과의 충돌을 피하기 위해, (예를 들어 기내 APS의 도움으로) 근접 신호를 사용하도록 구성된다. UAV는, 전술한 바와 같이 연속적인 전후 동작에 의해, 구조물 상에 위치된 이미터로부터 전송된 근접 신호에 의해 표시되는 경계 근처에서 위치를 유지할 수 있다.
일부 예에 따르면, APS는 예를 들어 하나 초과의 신호, 예를 들어 두 개의 상이한 신호를 검출하도록 구성될 수 있는데, 여기서 하나의 신호는 비행 구역의 경계를 식별하기 위해 사용되고(비행 금지 구역을 효과적으로 규정함) 다른 하나는 비행 구역에서 이동하는 다른 UAV 간의 근접을 감지하기 위해 사용된다. 예를 들어, 하나의 신호는 WiFi 신호일 수 있고 (예를 들어, UAV 간에 신호 전송을 위한) 다른 신호는 블루투스 신호일 수 있다.
일 예에 따르면, 접촉 센서(예를 들어, 물리적 케이지) 및 RF 센서 양자를 포함하는 APS는 구조물을 둘러싸는 비행 금지 구역을 규정하는 근접 신호를 감지하기 위해 RF 센서를 사용하고 및 제한 구역 내에서 이동하는 다른 UAV와의 근접(접촉)을 감지하기 위해 접촉 센서를 사용하도록 구성될 수 있다.
본 개시된 기술 요지는 또한 (가상) 비행 회랑을 고려하며, 여기서 회랑의 경계는 회랑의 경로를 따라 위치된 송신기의 근접 신호에 의해 규정된다. 회랑을 통해 비행하는 UAV 내에 탑재된 APS는 근접 신호를 이용하여 회랑의 가상 벽을 검출해서 UAV가 회랑 외부 지역으로 진입하는 것을 방지한다. 보다 구체적으로, 일 예에 따르면, 복수의 이미터는 코스 또는 경로를 따라 위치된 각각의 정적 구조물 상에 각각 위치될 수 있으며, 근접 신호는 UAV가 이동하도록 할당된 연속적이고 국한된 회랑을 생성하는 역할을 한다. 회랑을 통해 비행하는 각 UAV는 또한 이미터로서 작동할 수 있어, 복수의 UAV가 서로를 방해하지 않고 밀집된 편대로 회랑을 통해 비행할 수 있다.
도 6은 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른 비행 회랑의 개략도이다. 이러한 예시는 양 측면을 따라 위치된 복수의 구조물(61)(예를 들어, 빌딩, 등주, 교량, 사일로, 급수탑, 지정된 구조물 등) 및 구조물(61) 상에 위치된 복수의 근접 신호 이미터(63)(예를 들어, RF 송신기)를 갖는 경로 또는 코스를 (예를 들어, 거리를 따라) 도시하고 있다. 이미터는 UAV(65)에 의해 인식될 수 있는 특정 근접 신호를 전송하도록 구성된 하나 이상 유형의 이미터를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 근접 신호는 또한 각 이미터(예를 들어, 송신기 및 그의 위치)를 식별하는 데이터를 포함한다.
예시에 도시된 바와 같이, 각 이미터는 UAV가 진입할 수 없는 제한 구역(비행 금지 구역)을 UAV(65)에 표시하는 특정 범위의 근접 신호(67)를 방출한다. 복수의 이미터에 의해 생성된 비행 금지 구역의 모음은 거리의 양측 상의 구조물을 따라 연장되는 연속적인 비행 금지 구역을 생성하여, UAV가 비행할 수 있는 중앙에 위치된 (가상) 비행 회랑(69)을 효과적으로 제공한다. 연속 비행 회랑을 획득하기 위해, 이미터는 코스를 따라 분배되어 방출된 근접 신호가 코스를 따라 연속적인 커버리지를 제공할 수 있다. 일부 예에서, 상이한 이미터에 의해 전송된 근접 신호는 UAV가 진로를 잃지 않고 회랑을 따라 비행할 수 있도록 중첩되거나, 또는 접하거나, 또는 이와 달리 충분히 가깝게 된다. 각 UAV(65)는 (예를 들어, 기내 APS의 도움으로) 근접 신호를 수신하고, 구조물에 더 가까운 회랑 외부에 위치된 제한 구역으로의 진입을 피하면서 회랑 내의 위치를 유지하기 위해 근접 신호를 이용하도록 구성된다.
도 2a 및 도 2b와 관련하여 전술한 바와 같이, APS는 하나 초과의 신호, 예를 들어 두 개의 상이한 신호를 검출하도록 구성될 수 있는데, 여기서 하나의 신호는 회랑의 경계(예를 들어, 가상 벽)를 식별하기 위해 사용되고 다른 하나는 회랑을 통해 이동하는 다른 UAV 간의 근접을 감지하기 위해 사용된다. 예를 들어, 하나의 신호는 WiFi 신호일 수 있고 (예를 들어, UAV 간에 신호 전송을 위한) 다른 신호는 블루투스 신호일 수 있다.
위에서 추가로 언급된 바와 같이, 다른 예에 따르면, APS는 접촉 센서(예를 들어, 물리적 케이지) 및 RF 센서 양자를 포함할 수 있고, 회랑의 경계(예를 들어, 가상 벽)를 규정하는 근접 신호를 감지하기 위해 RF 센서를 사용하고 및 회랑을 통해 이동하는 다른 UAV와의 근접(접촉)을 감지하기 위해 접촉 센서를 사용하도록 구성될 수 있다. 이러한 설정에 의해, 충돌로 야기될 수 있는 손상을 발생시키지 않고 회랑에서 동시에 비행할 수 있는 UAV의 수를 늘릴 수 있다(일부 경우에 최대화할 수 있음).
전술한 바와 같이, APS는 근접 신호의 측정 가능한 파라미터에 기초하여 UAV의 기동을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 예에 따르면, 측정 가능한 파라미터는 신호 대 잡음(S/N) 비율 값, 수신된 신호의 신호 강도 값 등 중에서 하나 이상을 포함한다.
예를 들어, 측정 가능한 파라미터가 S/N 비율인 경우, 높은 S/N 비율 값(일부 기정된 임계값 초과)은 근접 신호의 강한 수신 및 이에 따른 이미터로부터의 더 짧은 거리를 나타내는 반면, 낮은 S/N 비율 값(일부 기정된 임계값 미만)은 근접 신호의 약한 수신 및 이에 따른 이미터로부터의 더 긴 거리를 나타낸다. 마찬가지로, ASP에 의해 수신된 고출력 근접 신호는 이미터로부터의 더 짧은 거리를 나타내는 반면, ASP에 의해 수신된 저출력 근접 신호는 이미터로부터 더 긴 거리를 나타낸다.
일부 예에서, ASP(120, 150)는 측정 가능한 파라미터에 기초하여, 예를 들어 S/N 비율 값 및/또는 전력 값을 대응하는 거리로 변환하고 계산된 거리에 따라 UAV의 위치를 변경하기 위한 기동 명령을 생성함으로써, UAV와 이미터 사이의 거리를 결정하도록 구성될 수 있다. 계산된 거리가 제1 임계값보다 큰 경우에 UAV가 이미터로부터의 거리를 증가시키게 하기 위한 기동 지령을 (예를 들어, 항법 컴퓨터(124, 154)에) 생성하고, 계산된 거리가 제2 임계값보다 낮은 경우에 UAV가 이미터로부터의 거리를 감소시키게 하기 위한 기동 지령을 (예를 들어, 항법 컴퓨터(124, 154)에) 생성하도록 ASP가 구성될 수 있다.
본 개시된 기술 요지는 가상 비행 회랑을 생성하기 위한 시스템 및 방법을 고려한다. 시스템은 근접 신호를 방출하기 위해 경로 또는 코스를 따라 위치된 복수의 이미터를 포함하고, 복수의 신호는 코스를 따라 분산되어 가상 회랑을 규정한다. 또한, 시스템은 근접 신호를 검출하고 신호에 의해 규정된 회랑 내에서 코스를 유지하기 위해 검출된 신호를 사용하도록 구성된, 본원에 개시된 바와 같은 ASP가 설치된 복수의 UxV를 포함할 수 있다.
이제, 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, 두 UAV의 항법 기동을 나타낸 개략적인 평면도인 도 3을 참조하여 살펴본다. 예시(300)는 UAV의 비행 진행을 나타내는 라인(330 및 340)에 의해 각각 도시된 바와 같이 서로를 향해 그리고 서로로부터 멀어지게 운항을 수행하는 UAV(310) 및 UAV(320)를 도시하고 있다.
예를 들어, UAV(320)에 의해 전송된 근접 신호의 감지에 응답하여, UAV(310)는 측정 가능한 파라미터가 제1 임계값(350)에 도달할 때까지 UAV(320)로부터 멀리 비행한다. 또한, UAV(310)가 근접 신호를 전송하는 이미터라고 가정하면, UAV(320)는 유사한 기동을 수행한다. 전술한 바와 같이, 제1 임계값은, 예를 들어 신호 수신 소실, 접촉 소실, 또는 일부 다른 측정 가능한 신호 파라미터일 수 있다.
제1 임계값이 충족되면(예를 들어, 근접 신호 수신이 소실되거나 그 전력이 기정 값 미만인 경우), UAV(310)는 측정 가능한 파라미터가 제2 임계값(360)에 도달할 때까지 UAV(320)를 향해 다시 비행한다. 또한, UAV(310)가 근접 신호를 전송하는 이미터라고 가정하면, UAV(320)는 유사한 기동을 수행한다. 전술한 바와 같이, 제2 임계값은, 예를 들어 신호 수신이 회복되거나, UAV 간의 접촉이 발생하거나, 또는 일부 다른 측정 가능한 신호 파라미터가 기정 값에 도달하는 지점일 수 있다. 이러한 기동은 UAV의 비행 중에 연속적으로 반복될 수 있으며, 이는 제1 및 제2 임계값('b1' 및/또는 'b2') 및 근접 신호('a')의 전송 범위에 의해 지시된 거리에 의해 규정된 다른 UAV로부터의 거리 내에 유지된다. 일부 예에서, 근접 신호의 전송 범위는 그 중에서도 운송 수단(예를 들어, UAV)의 크기 및 송신기의 유형과 전송 출력에 따라 12미터와 100미터 사이일 수 있다.
도 4는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따른, APS의 보다 상세한 개략도이다. APS(400)는, 예를 들어 하나 이상의 근접 센서, 예를 들어 근접 센서(410, 412 및 414)를 포함한다. 복수의 근접 센서는, 예를 들어 전자기 센서, 적외선 센서, 초음파 센서, 접촉 검출용 압력 게이지, 및/또는 임의의 다른 센서 및/또는 유닛 및/또는 장치 및/또는 시스템 중 하나 이상을 포함할 수 있고; 이들은 인근 객체의 존재를 검출할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 예에서, 근접 센서는 이미터에 의해 전송된 무선 주파수 근접 신호를 감지하도록 구성된 무선 시스템(RF)(예를 들어, 블루투스 또는 Wifi 무선 시스템)을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 복수의 근접 센서(410, 412 및/또는 414) 중 근접 센서는 송신기(Tx)(420) 및 수신기(Rx)(430)를 포함할 수 있거나 또는 이와 달리 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. Rx(430)는, 본원에서 전술 및 후술할 바와 같이, 근접 신호(예를 들어, 도 1의 신호(170))를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, Tx(420) 및/또는 Rx(430)는 IEEE 802.11 표준 계열, 예를 들어 블루투스, WiFi, 60GHz 및/또는 등에 따라 작동하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 임의의 무선 통신 프로토콜 및/또는 표준에 따라 작동하는 다른 유형의 송신기 및 수신기가 사용될 수 있다.
APS(400)는 Rx(430) 및 Tx(420)에 작동 가능하게 결합된 하나 이상의 안테나(450 및 460)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 안테나(450 및 460)는 이미터에 의해 전송된 근접 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 안테나(450, 460)는, 예를 들어 다음의 안테나 유형인 전 방향 안테나, 쌍극자 안테나, 위상 배열 안테나 등에서 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에서, APS(400)는 처리 회로(440)를 포함한다. 처리 회로(440)는 본원에 개시된 바와 같은 작동을 수행하기 위한 실행 가능한 지령을 저장하는 처리 회로에 의해 판독 가능한 컴퓨터 저장 매체를 포함할 수 있거나 또는 이와 달리 이에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 처리 회로(440)는 복수의 근접 센서(410)에 작동 가능하게 결합될 수 있고 복수의 근접 센서(410)로부터 하나 이상의 감지된 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 처리 회로(440)는, 본원에 설명된 바와 같이, 감지된 신호를 처리하고 UAV가 처리 출력에 기초하여 이미터에 대해 위치를 변경하게 하기 위한 조향 명령을 생성하도록 더 구성될 수 있다. 일부 예에서, 처리 회로는 항법 컴퓨터가 비행 제어 장치에 의해 실행될 적절한 조향 명령을 생성하게 하기 위해 항법 컴퓨터에 지령을 제공한다. 근접 신호의 수신에 응답하여 처리 회로(440)에 의해 구현되는 처리 로직의 예는 도 5a 내지 도 5c를 참조하여 아래에서 설명된다.
본 개시된 기술 요지의 일부 예에서, Tx(420)는 Tx(420)에 의해 전송될 근접 신호를 생성하도록 구성된 처리 회로(예를 들어, 440)를 포함하거나 또는 이와 달리 이에 작동 가능하게 결합되어, UAV는 이미터로서 작동할 수 있다.
이제, 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법(500a)의 흐름도를 나타낸 도 5a를 참조하여 살펴본다. 일반적으로, 도 5a(뿐만 아니라 5b 및 5c)에 개시된 작업은 전술한 바와 같이 UxV(예를 들어, ASP를 포함)에 의해 실행될 수 있다. 그러나, 이러한 도면에서 요소들에 대한 언급은 단지 예시적인 것으로서, 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 동일한 기능적 원리를 유지하는 대안적인 시스템 설계도 마찬가지로 고려된다.
UAV는 복수의 다른 UAV와 군집 가능하게 관심 지역에 걸쳐 배치된다(블록 510). 일부 예에 따르면, 관심 지역에서 작동하는 각 UAV(또는 이의 적어도 일부)는 동일한 지역에서 작동하는 다른 UAV의 근접을 검출하도록 구성된다. 이를 위해, 각 UAV는 근접 신호를 감지하고 처리하도록 구성된 ASP를 포함할 수 있다. 관심 지역에서 작동하는 UAV의 일부 또는 전부는 근접 신호를 전송할 수 있는 이미터로서도 작동한다.
UAV는 이미터, 예를 들어 다른 UAV의 존재를 감지한다(블록 520). 일 예에 따르면, 이미터의 존재를 감지하는 단계는 하나 이상의 각각의 이미터에 의해 전송된 각각의 근접 신호를 감지하는 단계를 포함한다. 보다 구체적으로, 근접 신호는 전술한 바와 같이 RF 신호(예를 들어, 블루투스 또는 Wifi)일 수 있다.
일부 예에 따르면, 근접 신호의 감지에 응답하여, UAV는 (예를 들어, 기내 ASP에 의해) UAV가 이미터로부터의 거리를 증가시키게 하는 지령을 생성하도록 구성된다(블록 530). UAV 기동의 결과로 근접 신호의 수신이 소실되면, UAV는 (예를 들어, 기내 ASP에 의해) 근접 신호의 수신이 회복될 때까지 이미터로부터의 거리를 감소시키게 하는 지령을 생성하도록 구성된다(블록 540).
전술한 바와 같이, 본 개시된 기술 요지의 다양한 예에 따르면, RF 신호와 같은 데이터 운반 신호의 능력은 UAV 내에 탑재된 ASP의 작동을 개선하고 UAV와 하나 이상의 이미터 사이의 정확한 상대 위치를 유지하기 위해 이용된다. 전술한 바와 같이, RF 신호는, 예를 들어 이미터를 식별하는 데이터 뿐만 아니라 이미터의 위치 및/또는 그의 고도, 방향 및 속도를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 모두 동일 지역에서 작동하는 상이한 이미터를 고유하게 식별하는 데 사용될 수 있다. 전송된 데이터는 또한 모바일 이미터의 상대 위치에서의 변경을 추적하여 현재 위치로 정확하게 후퇴시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 UAV에 의해 방출된 근접 신호로부터 획득된 방향, 속도 및 자세에 관한 정보는 제2 UAV의 ASP에 의해 제1 UAV의 현재 및/또는 미래 위치를 계산하여 제1 UAV를 향해 비행할 수 있게 사용될 수 있어, (예를 들어, 수신된 근접 신호에 독립적으로 반응하고 이에 따라 그의 위치를 변경하기 위해) 그의 위치를 변경할 수 있다. 블록(520 내지 540)을 참조하여 설명된 작업은 반복되어 UAV가 방출된 근접 신호에 의해 규정된 경계를 따라 그의 위치를 유지하게 한다.
도 5b는, 예를 들어 UAV를 보호하고 다른 UAV 또는 일부 다른 이미터와의 접촉을 가능하게 하는 기계식 케이지를 이용하여, 감지 단계가 이미터와의 물리적 접촉의 검출을 포함하는 방법(500b)의 다른 예를 도시하고 있다. 전술한 바와 같이, 일부 예에서, 본 방법은 상이한 엔티티를 식별하는 데이터 및 그의 각각의 항법 데이터를 포함하는 정보를 획득하기 위해 이미터에 의해 전송된 근접 신호를 수신하는 단계를 또한 포함한다. 특히, 근접 신호의 수신 외에 물리적 접촉에 기초하여 UAV를 기동할 수 있다. 예를 들어, UAV 간의 근접은 접촉에 기초하여 규정될 수 있는 반면, 상이한 UAV의 식별 및 그의 현재 또는 미래 위치의 결정은 근접 신호로부터 획득된 정보(항법 데이터를 포함)에 기초하여 결정된다.
도 5c는 본 개시된 기술 요지의 일부 예에 따라 수행된 방법(500c)의 또 다른 예를 도시하고 있다. 이전의 예와 유사하게, UAV는 복수의 다른 UAV와 군집 가능하게 제한된 관심 구역에 걸쳐 배치된다(블록 510c). UAV는 이미터(예를 들어, 다른 UAV)에 의해 전송된 근접 신호를 감지하도록 구성된다. 이를 위해, 각 UAV는 전술한 바와 같이 ASP를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 신호는 이미터를 식별하는 정보 및/또는 이미터의 항법 데이터를 나타내는 정보를 포함하는 일종의 RF 신호이다.
블록(530c)에서, UAV는 (예를 들어, APS 처리 유닛(440)의 도움으로) 감지된 신호가 하나 이상의 기정된 조건을 준수하는 지 여부를 결정한다. 전술한 바와 같이, 조건은 UAV와 이미터 사이의 거리를 나타낼 수 있는 측정 가능한 신호 파라미터(예를 들어, 신호 전력, S/N 비율)일 수 있다. 일부 예에서, 처리 유닛(440)은 측정된 신호 파라미터를 UAV와 이미터 사이의 각각의 범위 값으로 변환하도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 측정된 파라미터 값 자체에 기초하여 결정이 이루어진다.
감지된 근접 신호의 측정 가능한 파라미터가 기정된 특정 임계값(예를 들어, 특정 값 초과의 신호 출력)보다 짧은 거리를 나타내는 조건을 준수하는 경우, UAV는 (예를 들어, 기내 APS에 의해) UAV가 이미터로부터 거리를 증가시키게 하기 위한 지령을 생성하도록 구성된다(블록 540c).
감지된 근접 신호의 측정 가능한 파라미터가 기정된 특정 임계값(예를 들어, 특정 값 미만의 신호 출력)보다 큰 거리를 나타내는 조건을 준수하는 경우, UAV는 (예를 들어, 기내 APS에 의해) UAV가 이미터로부터 거리를 감소시키게 하는 지령을 생성하도록 구성된다(블록 550c).
도 5a 내지 도 5c는 별개의 예로서 설명되었지만, 서로 다른 도면에서 설명된 작업은 함께 결합 및 구현될 수 있고, 이에 따라 본 방법의 조합은 본 개시 내용의 범위 내에서 고려되어야 함을 유의한다. 예를 들어, 본 개시된 기술 요지에 따라 위의 설명 및 하기의 청구 범위에 나타낸 바와 같이, UAV는 데이터 운반 근접 신호(도 5a에 기술됨) 및 접촉 기반 근접 검출(도 5b에 기술됨) 양자를 사용할 수 있다.
본 개시된 기술 요지에 따른 시스템은 적절하게 프로그래밍된 컴퓨터일 수 있다는 점을 또한 이해할 것이다. 마찬가지로, 본 개시된 기술 요지는 본 개시된 기술 요지에 따른 다양한 방법을 실행하기 위해 컴퓨터(예를 들어, 처리 회로(440))에 의해 판독 가능한 컴퓨터 프로그램을 고려한다. 본 개시된 기술 요지는, 본 개시된 기술 요지에 따른 다양한 방법을 수행하기 위해 컴퓨터(예를 들어, 처리 회로(440))에 의해 실행 가능한 명령 프로그램을 실체적으로 구현하는 컴퓨터 판독 가능한 비일시적 컴퓨터 메모리를 추가로 고려한다. "비일시적"이란 용어는 본원에서 일시적인 전파 신호를 배제하기 위해 사용되지만, 이와 달리 적용 분야에 적합한 임의의 휘발성 또는 비휘발성 컴퓨터 메모리 기술을 포함한다.
본 개시된 기술 요지는 그 적용에 있어서 본원에 포함되거나 도면에 도시된 설명에 제시된 세부 사항에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 개시된 기술 요지는 다른 실시예에서 가능하고 다양한 방식으로 실시 및 수행될 수 있다. 예를 들어, 위의 설명이 주로 UAV에 관한 것이지만, 이는 단지 간략화를 위한 비제한적인 예로서 이루어진다. 본 개시된 기술 요지는 UAV에만 국한되지 않으며, 일부 예에 따르면 UAV와 관련하여 본원에 개시된 교시는 마찬가지로 무인 지상 차량 및 무인 해상 운송체와 같은 다른 유닛을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
따라서, 본원에서 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것으로 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 점을 이해해야 한다. 이와 같이, 당업자는 본 개시 내용이 기반된 개념은 본 개시된 기술 요지의 여러 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법, 및 시스템을 설계하기 위한 기준으로 쉽게 이용될 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (36)
- 무인 자율 운송 수단(UxV)에 장착 가능하며 상기 UxV가 동일한 지역에서 작동하는 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)으로서,
하나 이상의 근접 센서 및 상기 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합된 처리 회로를 포함하고,
상기 하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 근접 신호의 각각은 상기 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 상기 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 상기 감지된 근접 신호에 의해 규정된 상기 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 상기 UxV를 유지하도록 구성되는, 능동 근접 시스템(APS). - 제1항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터에 의해 전송되고, 상기 처리 회로는 반복적으로
상기 근접 신호의 수신이 소실될 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성한 후에, 상기 감지된 근접 신호의 수신이 회복될 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터에 의해 전송되고, 상기 처리 회로는 반복적으로
상기 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계값 이상인, 상기 UxV와 상기 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성한 후에, 상기 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 상기 기정된 임계값 이하인, 상기 UxV와 상기 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하도록 구성되는, 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터에 의해 전송되고, 상기 하나 이상의 근접 센서는 상기 이미터를 식별하는 데이터 및/또는 항법 데이터를 포함하는 데이터 운반 근접 신호를 수신하도록 구성된 수신기를 포함하는, 시스템.
- 제4항에 있어서, 상기 수신기는 RF 근접 신호를 수신하도록 구성된 RF 수신기인, 시스템.
- 제5항에 있어서, 상기 수신기는 Wifi 근접 신호 및/또는 블루투스 근접 신호를 각각 수신하도록 구성된 Wifi 및/또는 블루투스 수신기를 포함하는, 시스템.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 감지된 근접 신호로부터 상기 데이터를 획득하고, 상기 데이터에 기초하여 상기 이미터의 현재 및/또는 미래 위치를 결정하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기동 지령은 상기 UxV를 상기 각각의 이미터에 대해 상대적으로 이동시키도록 구성된 상기 UxV 내에 탑재된 구동 유닛에 의해 실행되도록 전용되는, 시스템.
- 제8항에 있어서, 상기 처리 유닛은 상기 구동 유닛을 제어하도록 구성된 상기 UxV 내에 탑재된 항법 컴퓨터에 상기 기동 지령을 제공하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 이미터는 적어도 하나의 다른 UxV를 포함하는, 시스템.
- 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다른 UxV는 적어도 하나의 UAV를 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미터를 더 포함하고; 상기 이미터 중 적어도 하나는 정적 구조물 상에 위치되며 상기 구조물을 둘러싸는 지역에서 근접 신호를 전송하도록 마련되고, 상기 근접 신호는 상기 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는, 시스템.
- 제12항에 있어서, 상기 이미터는 코스를 따라 각각의 위치에 각각 위치되고, 상기 근접 신호는 상기 UxV가 이동할 수 있는 연속적이면서 국한된 회랑을 생성하는, 시스템.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UxV는 UAV인, 시스템.
- 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 근접 신호를 전송하도록 구성된 송신기를 더 포함하는, 시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미터가 상기 근접 신호를 전송하게 하기 위한 개시 신호를 전송하도록 구성되는, 시스템.
- 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UxV를 기계적 손상으로부터 보호하도록 구성된 기계식 케이지를 더 포함하고; 상기 기계식 케이지는 그와의 접촉을 감지할 수 있는 상기 하나 이상의 근접 센서를 포함하고/포함하거나 이와 달리 상기 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 연결되고, 상기 처리 회로는, 상기 케이지에 의해 감지된 접촉에 응답하여, 반복적으로
상기 UxV와 상기 이미터 사이에 물리적 접촉이 없을 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성한 후에, 상기 UxV와 상기 이미터 사이에 물리적 접촉이 있을 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하도록 구성되는, 시스템. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 근접 센서는 전 방향 안테나를 포함하는, 시스템.
- 복수의 이미터가 채워진 지역에 UxV를 배치하는 방법으로서, 상기 UxV에서,
하나 이상의 근접 센서가 하나 이상의 근접 신호를 감지하고, 상기 하나 이상의 근접 신호의 각각은 상기 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내는 단계;
처리 회로의 도움으로, 상기 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 상기 감지된 근접 신호에 의해 규정된 상기 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 상기 UxV를 유지하는 단계의 실행을 포함하는, 복수의 이미터가 채워진 지역에 UxV를 배치하는 방법. - 제19항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터에 의해 전송되고, 상기 방법은, 상기 처리 회로의 도움으로, 반복적으로
상기 근접 신호의 수신이 소실될 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성한 후에, 상기 감지된 근접 신호의 수신이 회복될 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제19항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터에 의해 전송되고, 상기 방법은, 상기 처리 회로의 도움으로, 반복적으로
상기 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 기정된 임계값 이상인, 상기 UxV와 상기 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성한 후에, 상기 근접 신호의 측정 가능한 파라미터의 값이, 상기 기정된 임계값 이하인, 상기 UxV와 상기 이미터 사이의 거리를 나타낼 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제19항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 상기 이미터를 식별하는 데이터 및/또는 항법 데이터를 포함하는 데이터 운반 근접 신호인, 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호는 Wifi 근접 신호 및/또는 블루투스 근접 신호 중 어느 하나를 포함하는 RF 신호인, 방법.
- 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 감지된 근접 신호로부터 상기 데이터를 획득하고, 상기 데이터에 기초하여 상기 이미터의 현재 및/또는 미래 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UxV를 상기 각각의 이미터에 대해 상대적으로 이동시키도록 구성된 상기 UxV 내에 탑재된 구동 유닛에 상기 기동 지령을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제19항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 이미터는 하나 이상의 UxV를 포함하는, 방법.
- 제19항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 근접 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제19항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이미터가 상기 근접 신호를 전송하게 하기 위한 개시 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 UxV와 상기 이미터 사이에 물리적 접촉이 없을 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성한 후에, 상기 UxV와 상기 이미터 사이에 물리적 접촉이 있을 때까지 상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 상기 기동 지령을 생성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제19항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 정적 구조물 상에 적어도 하나의 이미터를 배치하는 단계; 및
상기 구조물을 둘러싸는 지역에서 근접 신호를 전송하기 위해 상기 이미터를 사용하는 단계를 더 포함하고, 상기 근접 신호는, 상기 UxV에 의해 수신될 때, 상기 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는, 방법. - 제30항에 있어서,
코스를 따라 위치된 복수의 각각의 정적 구조물 상에 복수의 이미터를 배치하는 단계; 및
상기 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는 근접 신호를 각 이미터로부터 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 이미터는 상기 코스를 따라 근접 신호의 연속적인 커버리지를 생성하여 상기 UxV가 이동할 수 있는 제한된 회랑을 제공하는 방식으로 상기 코스를 따라 분배되는, 방법. - 제한 구역에서 복수의 UxV를 군집시키는 방법으로서,
각 UxV에서,
고유하게 식별 가능한 자기 근접 신호를 전송하는 단계;
하나 이상의 근접 센서가 하나 이상의 근접 신호를 감지하고, 상기 하나 이상의 근접 신호의 각각은 상기 근접 신호를 방출하는 각각의 UxV의 존재를 나타내는 단계;
각각의 UxV로부터 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 UxV 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 UxV 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 상기 각각의 UxV로부터의 특정 범위 내에 상기 UxV를 유지하는 것으로 상기 범위는 상기 감지된 근접 신호에 의해 규정되는 단계를 위해 전산 시스템의 작동을 포함하는, 제한 구역에서 복수의 UxV를 군집시키는 방법. - 복수의 이미터로 채워진 지역에 배치되도록 구성된 UxV로서,
상기 UxV를 구동하도록 구성된 구동 유닛; 및 상기 UxV가 하나 이상의 이미터로부터 범위를 유지하게 하도록 구성된 능동 근접 시스템(APS)을 포함하되, 상기 APS는`
하나 이상의 근접 센서 및 상기 하나 이상의 근접 센서에 작동 가능하게 결합된 처리 회로를 포함하고,
상기 하나 이상의 근접 센서는 하나 이상의 근접 신호를 감지하도록 구성되고, 상기 하나 이상의 근접 신호의 각각은 상기 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내고; 상기 처리 회로는, 감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
상기 구동 유닛이 상기 UxV를 이동시켜 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
상기 구동 유닛이 상기 UxV를 이동시켜 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 상기 감지된 근접 신호에 의해 규정된 상기 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 상기 UxV를 유지하도록 구성되는, 복수의 이미터로 채워진 지역에 배치되도록 구성된 UxV. - UxV에 장착된 컴퓨터에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터가 복수의 이미터로 채워진 지역에 UxV를 배치하는 방법을 수행하게 하는 명령 프로그램을 실체적으로 구현하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서, 상기 방법은
하나 이상의 근접 신호를 수신하고, 상기 하나 이상의 근접 신호의 각각은 상기 UxV에 근접한 각각의 이미터의 존재를 나타내는 단계;
감지된 근접 신호에 응답하여, 반복적으로
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 증가시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 그 후
상기 UxV가 이동하여 상기 UxV와 상기 각각의 이미터 사이의 거리를 감소시키게 하기 위해 전용된 기동 지령을 생성하고; 및
이에 의해 상기 감지된 근접 신호에 의해 규정된 상기 각각의 이미터로부터의 특정 범위 내에 상기 UxV를 유지하는 단계를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체. - 가상 회랑을 생성하여 상기 회랑 내에서 UxV의 이동을 제한하기 위한 시스템으로서,
코스를 따라 복수의 각각의 위치에 위치된 복수의 이미터를 포함하고, 각 이미터는 상기 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는 근접 신호를 전송하도록 구성되고;
상기 UxV의 진입이 제한되는 구역을 나타내는 근접 신호가 각 이미터로부터 전송되고, 상기 이미터는 상기 코스를 따라 근접 신호의 연속적인 커버리지를 생성하여 상기 UxV(예를 들어, UAV)가 이동할 수 있는 상기 가상 회랑을 제공하는 방식으로 상기 코스를 따라 분배되는, 가상 회랑을 생성하여 상기 회랑 내에서 UxV의 이동을 제한하기 위한 시스템. - UxV의 이동을 제한하는 방법으로서,
코스를 따라 복수의 각각의 위치에 복수의 이미터를 배치하는 단계; 및
근접 신호를 전송하기 위해 각 이미터를 활성화시키는 단계를 포함하고, 상기 근접 신호는 상기 UxV로의 진입이 제한되는 구역을 나타내고,
상기 이미터는 상기 코스를 따라 근접 신호의 연속적인 커버리지를 생성하여 상기 UxV가 이동할 수 있는 제한된 회랑을 제공하는 방식으로 상기 코스를 따라 분배되는, UxV의 이동을 제한하는 방법.
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