KR20200108983A - 이동플랫폼 운용시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR20200108983A
KR20200108983A KR1020190027875A KR20190027875A KR20200108983A KR 20200108983 A KR20200108983 A KR 20200108983A KR 1020190027875 A KR1020190027875 A KR 1020190027875A KR 20190027875 A KR20190027875 A KR 20190027875A KR 20200108983 A KR20200108983 A KR 20200108983A
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채희서
주재혁
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한화디펜스 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 운용시스템에 관한 것으로, 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하고, 상기 채널을 통해 각 이동 플랫폼과 통신을 수행하는 운용단말; 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하여 임무를 수행하고, 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 복수의 이동 플랫폼을 포함함으로써 한정된 무선통신 주파수 내에서 다수의 이동 플랫폼에 대한 효율적인 운용이 가능하다.

Description

이동플랫폼 운용시스템 및 그 방법 {operation system for mobile platform, and method thereof}
본 발명은 이동플랫폼 운용시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한정된 주파수를 효율적으로 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 이동플랫폼 운용시스템 및 운용방법에 관한 것이다.
복수의 이동 플랫폼을 하나의 원격제어장치가 제어하는 경우, 할당된 주파수 및 대역폭 내로 무선통신장비의 대역폭을 설정하고 운용가능하도록 설계된다. 이때, 할당된 대역폭 내에서 영상 및 데이터 전송이 이루어지며, 이동 플랫폼에 대한 원격제어가 이루어진다. 할당된 주파수가 한정된 환경 내에서는 대역폭을 이동 플랫폼의 수인 N개 채널로 나누어 할당하여 각 이동 플랫폼을 제어한다.
하지만, 제어하고자 하는 이동 플랫폼의 수가 많은 경우, 모든 이동 플랫폼에 충분한 대역을 제공하지 못하는 문제가 발생한다.
한국등록특허공보 제10-0426357호
본 발명이 해결하고자 하는 첫 번째 과제는, 한정된 주파수를 효율적으로 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 운용시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 두 번째 과제는, 한정된 주파수를 효율적으로 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 운용방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 첫 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 운용시스템은, 한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 운용시스템에 있어서, 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하고, 상기 채널을 통해 각 이동 플랫폼과 통신을 수행하는 운용단말; 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하여 임무를 수행하고, 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 복수의 이동 플랫폼을 포함한다.
또한, 상기 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭은, 상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위에 따라 차등적으로 재할당되고, 상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위는 우선순위 테이블로 생성되어 상기 운용단말로부터 상기 이동 플랫폼에 전달되거나, 상기 이동 플랫폼에 저장되어 있을 수 있다.
또한, 상기 수행정보는, 임무종류, 주행형태, 현재상황, 또는 이벤트 발생여부 중 하나 이상을 포함하고, 상기 이벤트 발생여부는, 긴급 상황 발생 또는 긴급 임무 수신 중 하나 이상을 포함하며, 상기 이벤트가 발생한 경우, 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다.
또한, 상기 이동 플랫폼은, 다른 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하고, 상기 수신한 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 재할당 요청을 수행하는 제1 이동 플랫폼을 포함할 수 있고, 상기 이동 플랫폼 간 수행정보의 송수신은 상기 할당된 채널의 일부를 이용하거나, 상기 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용할 수 있다.
또한, 상기 운용단말 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하는 복수의 이동 플랫폼은 제1 운용그룹을 형성하고, 상기 제1 운용그룹이 이용하는 통신과 서로 간섭이 발생하는 통신을 이용하는 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는 경우, 상기 제1 운용그룹의 이동 플랫폼 및 상기 제2 운용그룹의 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당할 수 있고, 상기 제1 운용그룹의 운용단말 또는 이동 플랫폼 중 어느 하나가 제1 운용그룹의 식별자가 아닌 다른 식별자를 가진 통신을 감지하는 경우, 상기 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 두 번째 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 운용방법은 한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 방법에 있어서, 운용단말이 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하는 단계; 상기 이동 플랫폼이 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 단계; 및 상기 대역폭 재할당 요청에 따라 재할당된 대역폭에 따른 채널을 통해 상기 운용단말과 상기 각 이동 플랫폼이 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명에 따르면 한정된 무선통신 주파수 내에서 다수의 이동 플랫폼에 대한 효율적인 운용이 가능하다. 또한, 통제센터와 무인 이동 플랫폼간 통신의 신뢰성 및 운용성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운용시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 운용단말의 블록도이다.
도 3은 대역폭의 재할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 이동 플랫폼들의 수행정보가 제1 이동 플랫폼으로 전달되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 복수의 운용그룹간에 통신 간섭이 발생하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 운용방법의 흐름도이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 운용방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운용시스템의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 운용시스템(100)은 운용 단말(110) 및 복수의 이동 플랫폼(121 내지 123)으로 구성된다. 운용 단말(110)은 처리부(111), 통신부(112), 및 저장부(113)로 구성될 수 있다.
한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용함에 있어서, 효율적인 운용을 위해 운용 단말(110)은 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하고, 상기 채널을 통해 각 이동 플랫폼과 통신을 수행한다.
이동 플랫폼(121 내지 123)은 이동이 가능한 이동이 가능한 플랫폼으로, 무인차량(UGV, Unmanned Ground Vehicle) 또는 무인 비행체(UAV, Unmanned Aerial Vehicle)일 수 있다. 이동 플랫폼은 감시정찰, 타격, 지휘통제, 폭발물 탐지 및 제거 등의 임무를 가지고, 이동한다. 이동시 자율 주행 또는 원격 주행으로 이동할 수 있다.
운용 단말(110)은 처리부(111)에서 복수의 이동 플랫폼에 대한 운용계획에 따라 각 이동 플랫폼의 임무를 결정하고, 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하고, 통신부(112)를 통해 이동 플랫폼에 임무를 송신하고 이동 플랫폼을 제어한다. 이때, 각 이동 플랫폼에 할당되는 채널의 대역폭은 전체 할당 가능 대역폭을 이동 플랫폼의 수로 균등분배할 수 있다. 즉, N 개의 이동 플랫폼에 대해 각 채널에 B(전체 대역폭)/N(이동 플랫폼의 수)의 대역폭을 할당할 수 있다. 또는 임무의 중요도 또는 필요 대역폭에 따라 차등적으로 대역폭을 할당할 수 있다. 특히, 신호 송수신에 많은 대역폭이 필요한 영상 전달이 필요한 경우, 높은 대역폭을 할당할 수 있다. 예를 들어, 이동 플랫폼이 무인 차량이고, 이동 플랫폼에 할당된 임무가 감시 및 사격으로 나뉘는 경우, 사격이 감시보다 임무의 중요도를 높게 설정하고, 사격임무를 받은 이동 플랫폼에 높은 대역폭을 할당할 수 있다. 또한, 이동 플랫폼의 주행방법에 있어, 원격주행인지 자율주행인지에 따라 원격주행하는 이동 플랫폼에 대해 자율주행하는 이동 플랫폼보다 높은 대역폭을 할당할 수 있다.
운용 단말(110)은 주파수 사용권한을 가지며, 주파수 자원 공유하도록 관리하는 자원관리시스템을 더 포함할 수 있다. 또한, 사용 가능한 주파수 대역의 채널 정보를 저장하며, 주파수 대역의 채널 정보를 제공하는 데이터베이스, 채널상태를 측정 및 공유하는 SNR(신호대잡음비) 계산부를 포함할 수 있고, 채널할당을 이동 플랫폼 운용 대수에 따라 변경하고 이동 플랫폼 운용(전송량)도 변경할 수 있다.
이동 플랫폼은 운용 단말(110)로부터 임무를 수신하여 임무를 수행하고, 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)로 송신한다.
이동 플랫폼은 운용 단말(110)이 결정한 임무를 운용 단말(110)이 각 이동 플랫폼에 할당한 채널을 통해 임무를 수신하여, 해당 임무를 수행한다. 해당 임무를 수행하는 도중, 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 할당된 채널의 대역폭에 대한 조정이 필요한 경우, 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)로 송신한다.
각 이동 플랫폼에 할당된 대역폭이 충분하여 임무를 수행함에 있어서 문제가 되지 않는 경우, 운용 단말(110)이 할당한 대역폭을 조정할 필요가 없으나, 전체 이동 플랫폼에 할당된 대역폭이 모든 이동 플랫폼들이 임무를 수행하는데 필요한 대역폭보다 크지 않은 경우, 한정된 주파수 대역폭을 효율적으로 조정할 필요가 있다. 대역폭에 대한 조정이 필요한 경우, 이동 플랫폼이 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)로 송신한다. 이동 플랫폼의 임무를 수행하는 것이 중요한바, 현재 모든 이동 플랫폼들이 임무를 수행함에 있어서 대역폭이 충분한 경우, 대역폭 재할당 요청을 송신하지 않다가, 임무를 수행함에 있어서 특정 이동 플랫폼에 필요한 대역폭이 기존 할당된 대역폭보다 커지는 경우, 현재 대역폭에 여유가 있는 다른 이동 플랫폼의 대역폭을 줄이고, 대역폭의 증가가 필요한 이동 플랫폼의 대역폭을 크게하는 대역폭 재할당 요청을 이동 플랫폼이 운용 단말(110)에 송신한다.
각 이동 플랫폼에 대한 대역폭 재할당을 운용 단말(110)이 판단하여 처리하는 top-bottom 방식이 아닌 이동 플랫폼이 현재 이동 플랫폼의 수행정보를 이용하여 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)에 송신하는 bottom-top 방식으로 처리함으로써 빠른 대역폭 재할당이 가능하다. 이를 통해, 운용 단말(110)은 대역폭 재할당에 대한 판단없이 각 이동 플랫폼에 대한 원격제어를 수행하고, 이동 플랫폼이 대역폭 재할당이 필요한지 여부에 대한 판단함으로써 업무를 분담하여 업무부담을 줄이고, 빠르고 효율적인 처리가 가능하다.
운용 단말(110)은 이동 플랫폼으로부터 대역폭 재할당 요청을 수신하고, 수신한 대역폭 재할당 요청에 따라 각 이동 플랫폼에 할당된 채널의 대역폭을 조정하여 재할당한다. 도 3과 같이, 기존 각 채널별 대역폭(310)을 대역폭 재할당 요청에 따라 채널별로 차등적으로 대역폭을 재할당(320)한다. 기존 균등하게 할당된 대역폭이 우선순위에 따라 채널7(CH7)>채널6(CH6)>채널8(CH8)>채널5,9,10(CH5,9,10)>채널1,2,3,4(CH1,2,3,4)로 차등적으로 재할당될 수 있다. 대역폭을 재할당함에 있어서, 운용 단말(110)은 수신한 대역폭 재할당 요청에 따른 대역폭 재할당이 가능한지를 판단하여, 재할당이 가능한 경우, 그에 따라 대역폭을 재할당할 수 있다. 만약, 새로운 임무 부여 내지 현재 통신 환경에 따라 대역폭 재할당이 불가한 경우, 대역폭 재할당 요청을 송신한 이동 플랫폼에 대역폭 재할당 불가 응답을 송신할 수 있다. 대역폭 재할당 불가 응답을 수신한 이동 플랫폼을 다시 현재 이동 플랫폼의 수행정보를 이용하여 도출되는 새로운 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)에 송신할 수 있다.
이동 플랫폼은 다른 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하고, 상기 수신한 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 재할당 요청을 수행하는 제1 이동 플랫폼을 포함할 수 있고, 대역폭 재할당 요청은 복수의 이동 플랫폼 중 제1 이동 플랫폼(121)이 운용 단말(110)에 전송할 수 있다. 여기서, 제1 이동 플랫폼(121)은 마스터 이동 플랫폼으로 설정된 고정된 이동 플랫폼일 수 있다. 또는, 단순히 다른 이동 플랫폼들의 수행정보들을 서로 송수신하는 과정에서 모든 이동 플랫폼들의 수행정보를 수신한 이동 플랫폼일 수 있다.
모든 이동 플랫폼의 수행정보를 수신한 제1 이동 플랫폼은 대역폭 재할당 요청을 운용 단말(110)에 송신하는데, 여기서, 이동 플랫폼의 수행정보는, 임무종류, 주행형태, 현재상황, 또는 이벤트 발생여부 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 할당된 임무가 무엇인지, 현재 이동중인 주행형태가 무엇인지, 현재상황이 어떠한지, 또는 특정 이벤트가 발생하였는지에 대한 정보를 포함하며, 대역폭 재할당에 필요한 다른 정보들을 더 포함할 수도 있다.
대역폭 재할당 요청에 포함되는 상기 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭은, 현재 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위에 따라 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭을 차등적으로 재할당될 수 있다.
이동 플랫폼의 수행정보는 임무가 무엇인지, 현재 주행형태가 무엇인지에 따라 우선순위가 정해질 수 있다. 예를 들어, 임무가 감시, 사격으로 나뉘고, 주행형태가 원격주행, 자율주행으로 나뉘는 경우, 다음 표 1과 같이 우선순위가 정해질 수 있다.
주행/임무 임무
감시 사격 없음
원격주행 2 1 3
자율주행 5 4 6
정지 8 7 9
주행형태에 있어서, 원격주행의 경우 운용자가 실시간 영상을 보면서 원격주행을 해야 하기 때문에, 많은 대역폭이 필요하다. 또한, 원격주행함에 있어서, 단순히 감시를 하는 경우보다 영상을 보면서 사격을 수행하는 경우, 영상신호와 사격제어신호를 동시에 송수신해야 하는바, 보다 많은 대역폭이 필요하다. 따라서, 주행형태에 있어서, 원격주행인지, 자율주행인지, 정지한 상태인지 및 임무에 있어서, 감시임무인지, 사격임무인지, 임무가 없는 상태인지에 따라 우선순위가 1 내지 9까지 정해질 수 있다. 우선순위에 따라 대역폭을 차등적으로 할당될 수 있다. 우선순위가 앞선 이동 플랫폼에 필요한 대역폭을 할당하고, 다음 우선순위를 가지는 이동 플랫폼에 대해 나머지 대역폭 중 필요한 대역폭을 할당할 수 있다. 우선순위에 따라 대역폭을 할당함에 있어서, 할당된 대역폭의 합이 전체 대역폭보다 큰 경우, 각 이동 플랫폼에 할당된 대역폭들을 일정 비율 또는 차등적인 비율로 줄일 수 있다. 또는, 우선순위가 낮은 이동 플랫폼들의 대역폭을 줄이거나, 임무를 수행함에 있어서 최소로 필요한 대역폭만을 할당할 수 있다. 이때 최소 필요대역폭은 통신을 유지하는데 필요한 대역폭일 수 있다. 나아가, 복수의 이동 플랫폼이 영상을 전송해야 하는 상황에서 모든 이동 플랫폼의 영상을 동시에 전송하기 어려운 경우, 각 이동 플랫폼의 영상전송을 위해 필요한 대역폭을 순차적으로 할당할 수 있다. 또는 영상을 이미지로 이미지를 텍스트로 가변하여 데이터 전송량을 줄여 해당 정보를 전송할 수 있다. 이외에도 우선순위에 따라 대역폭을 할당하는 다양한 방법이 적용될 수 있다.
상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위는 우선순위 테이블로 생성되어 운용 단말(110)로부터 이동 플랫폼에 전달되거나, 이동 플랫폼에 저장되어 있을 수 있다. 운용 단말(110)은 저장부(113)에 우선순위 테이블을 저장할 수 있다. 제1 이동 플랫폼이 고정된 마스터 이동 플랫폼인 경우, 제1 이동 플랫폼만 상기 우선순위 테이블을 저장할 수 있고, 제1 이동 플랫폼이 고정된 마스터 이동 플랫폼이 아닌 경우, 모든 이동 플랫폼이 우선순위 테이블을 저장할 수도 있다.
이동 플랫폼의 수행정보에 포함되는 이벤트 발생여부는 긴급 상황 발생 또는 긴급 임무 수신 중 하나 이상을 포함하며, 상기 이벤트가 발생한 경우, 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다. 이벤트는 일반적인 임무수행에서 발생하지 않는 경우를 의미하며, 다른 이동 플랫폼보다 많은 대역폭을 사용해야 되는 경우를 포함한다. 감시 임무를 수행 중 적의 공격을 받거나, 예상하지 못한 장애물의 발견으로 긴급하게 주행경로를 변경해야 되는 경우, 또는 운용 단말(110)로부터 긴급한 임무를 수신한 경우를 포함할 수 있다. 이벤트가 발생한 경우, 이벤트가 발생한 이동 플랫폼은 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다. 가장 높은 우선순위를 가짐으로써 충분한 대역폭을 할당받아, 해당 이벤트가 발생한 상황을 벗어나거나 긴급 임무를 안정적으로 수행할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 이벤트는 이동이 불가하거나 임무 수행이 불가한 상황을 포함할 수 있다. 이동 플랫폼이 적으로부터 피격되거나 고장으로 인해 더이상 이동이 불가한 경우, 해당 이동 플랫폼을 이동시키기 위한 통신이 불필요한 바, 이 경우에는 가장 낮은 우선순위 내지 대역폭을 최소한으로 줄일 수 있다. 통신을 끊어, 채널 및 대역폭 할당을 없앨 수도 있다.
제1 이동 플랫폼(121)은 다른 이동 플랫폼으로부터 수행정보를 수신함에 있어서, 도 4와 같이, 다른 모든 이동플랫폼과의 통신을 통해 각 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하거나, 도 5와 같이, 트리(tree) 형태로 수행정보를 취합하여 수신할 수 있다. 이때, 이동 플랫폼의 수신 트리를 서로 간의 거리에 따라 결정될 수 있다. 제1 이동 플랫폼과 거리가 먼 이동 플랫폼부터 가까운 이동 플랫폼으로 수행정보가 취합되어 최종 제1 이동 플랫폼으로 수신될 수 있다. 도 5와 같이, 트리(tree) 형태로 수행정보를 수신하는 경우, 빠른 수행정보 수신이 가능하다.
제1 이동 플랫폼(121)은 주기적으로 다른 이동 플랫폼들의 수행정보를 수신할 수 있다. 또는 이동 플랫폼의 우선순위에 변화가 발생하거나, 각 이동 플랫폼에 대한 대역폭이 증가하여 전체 대역폭을 벗어나게 되는 경우와 같이, 대역폭 재할당이 필요한 경우에만 제1 이동 플랫폼(121)이 다른 이동 플랫폼들의 수행정보를 수신할 수 잇다. 제1 이동 플랫폼(121)은 수신한 다른 이동 플랫폼들의 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 조정이 필요한 경우 운용 단말(110)에 대역폭 재할당 요청을 송신할 수 있다.
이동 플랫폼 간 수행정보의 송수신은 애드혹(Ad-hoc)을 통해 수행될 수 있다. 운용 단말(110)의 개입없이 이동 플랫폼 서로 간의 통신만으로 수행정보를 송수신할 수 있다.
이동 플랫폼 간 수행정보의 송수신은 상기 할당된 채널의 일부를 이용하거나, 상기 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용할 수 있다. 상기 할당된 채널의 일부를 이용하는 경우, 이동 플랫폼 간 수행정보의 송수신이 운용 단말(110)과의 통신을 방해할 수 있기 때문에, 운용 단말(110)과 이동 플랫폼 간의 통신에 방해가 되지 않는 범위 내에서 수행정보에 대해 간단한 정보만을 송수신할 수 있다. 예를 들어, 자신의 우선순위에 대한 정보만을 제1 이동 플랫폼에 송신할 수 있다. 우선순위가 1 내지 9인 경우, 4비트의 신호만 보내면 되는바, 작은 대역폭만으로 수행정보를 제1 이동 플랫폼에 송신할 수 있다.
또한, 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용할 수도 있다. 이동 플랫폼간 통신가능한 통신방식을 이용할 수 있다. 블루투스, RFID, NFC 등 다양한 통신 방식을 이용할 수 있다. 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용함으로써 운용단말과의 통신에 간섭을 미치지 않을 수 있다.
이동 플랫폼의 대역폭 재할당은 하나의 운용단말에 의해 운용되는 이동 플랫폼 간에 적용되는 것 뿐만 아니라, 하나의 운용단말과 복수의 이동 플랫폼으로 형성되는 운용그룹 간에 통신 간섭이 발생한 경우에도 적용될 수 있다.
즉, 도 6과 같이, 운용단말(611) 및 운용단말로부터 임무를 수신하는 복수의 이동 플랫폼(612, 613)은 제1 운용그룹을 형성하고, 제1 운용그룹이 이용하는 통신과 서로 간섭이 발생하는 통신을 이용하는 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는 경우, 제1 운용그룹의 이동 플랫폼(612, 613) 및 제2 운용그룹의 이동 플랫폼(622)들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당할 수 있다.
도 6의 제1 운용그룹 내지 제3 운용그룹은 동일한 주파수를 이용하되, 일정 거리 이상에서는 서로 간섭이 발생하지 않는 주파수로 운용될 수 있다. 제1 운용그룹과 제3 운용그룹과 같이, 서로 통신이 미치는 범위가 겹치지 않는 경우, 문제가 되지 않으나, 제1 운용그룹과 제2 운용그룹과 같이, 통신의 범위가 겹치는 위치에 이동 플랫폼(613)이 위치하는 경우, 해당 이동 플랫폼(613)에 대한 통신에 간섭이 발생한다. 제1 운용그룹과 제2 운용그룹에서 사용되는 주파수 내지 대역폭이 다르다고 하더라도, 도 7과 같이, 제1 운용그룹에서 사용하는 주파수 대역폭(710)과 제2 운용그룹에서 사용하는 주파수 대역폭(720)에 통신 간섭(730)이 발생할 수 있다.
통신 간섭이 발생하였는지에 대한 판단은, 상기 제1 운용그룹의 운용단말 또는 이동 플랫폼 중 어느 하나가 제1 운용그룹의 식별자가 아닌 다른 식별자를 가진 통신을 감지하는 경우, 상기 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 각 운용그룹 내의 통신을 수행하는 경우, SSID(Service Set ID)를 이용할 수 있다. 다른 SSID를 가지는 신호를 수신하는 경우, 다른 운용그룹과 통신 간섭이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이와 같이, 복수의 운용그룹에서 통신 간섭이 발생하는 경우, 제1 운용그룹의 이동 플랫폼(612, 613) 및 제2 운용그룹의 이동 플랫폼(622)들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당할 수 있다. 제1 운용그룹의 이동 플랫폼(612, 613) 및 제2 운용그룹의 이동 플랫폼(622)들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당하는 과정은 상기 하나의 운용그룹 내에서 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당하는 과정과 기본적으로 동일하되, 운용그룹 간 우선순위를 더 고려하여 우선순위를 판단하고, 그에 따라 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 방법의 흐름도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 방법의 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 방법에 대한 상세한 설명은 도 1 내지 도 7의 운용시스템에 대한 설명에 대응되는바, 이하 중복되는 설명을 피하기 위해 각 단계에 대해 약술하도록 한다.
한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하기 위하여, S11 단계에서 운용단말이 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당한다.
할당된 채널을 통해 운용단말에 의해 할당된 임무를 수행하는 도중 S12 단계에서 상기 이동 플랫폼이 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신한다.
대역폭 재할당 요청이 운용단말로 송신되면, S13 단계에서 상기 대역폭 재할당 요청에 따라 재할당된 대역폭에 따른 채널을 통해 상기 운용단말과 상기 각 이동 플랫폼이 통신을 수행한다.
여기서, 상기 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭은, 상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위에 따라 차등적으로 재할당될 수 있고, 상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위는 우선순위 테이블로 생성되어 운용단말로부터 상기 이동 플랫폼에 전달되거나, 이동 플랫폼에 저장되어 있을 수 있다.
상기 수행정보는, 임무종류, 주행형태, 현재상황, 또는 이벤트 발생여부 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 상기 이벤트 발생여부는, 긴급 상황 발생 또는 긴급 임무 수신 중 하나 이상을 포함하며, 상기 이벤트가 발생한 경우, 가장 높은 우선순위를 가질 수 있다.
상기 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 S12 단계는 제1 이동 플랫폼이 다른 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하는 S21 단계 및 상기 제1 이동 플랫폼이 상기 수신한 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 S22 단계로 수행될 수 있다. 상기 이동 플랫폼간 수행정보의 송수신은 상기 할당된 채널의 일부를 이용하거나, 상기 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용할 수 있다.
상기 운용단말 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하는 복수의 이동 플랫폼은 제1 운용그룹을 형성하고, 복수의 운용그룹이 임무를 수행하는 경우, S31 단계에서 상기 제1 운용그룹이 이용하는 통신과 서로 간섭이 발생하는 통신을 이용하는 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는지를 감지하여, 상기 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는 경우, S32 단계에서 상기 제1 운용그룹의 이동 플랫폼 및 상기 제2 운용그룹의 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당하고, S33 단계에서 재할당된 대역폭에 따른 채널을 통해 상기 운용단말과 상기 각 이동 플랫폼이 통신을 수행할 수 있다.
상기 제1 운용그룹의 운용단말 또는 이동 플랫폼 중 어느 하나가 제1 운용그룹의 식별자가 아닌 다른 식별자를 가진 통신을 감지하는 경우, 상기 제2 운용그룹과 통신에 간섭이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 이동플랫폼을 운용하는 방법의 흐름도로, S41 단계에서 운용 로봇의 수량을 선정하고, S42 단계에서 통제센터 임무 및 채널을 할당하고, S43 단계에서 각 로봇이 임무 및 상황에 맞는 대역폭을 재요청하고, S44 단계에서 임무별 우선순위에 따라 판단을 하여, S45 단계에서 재할당된 대역폭을 통해 임무를 수행할 수 있다.
상기와 같이 복수의 이동 플랫폼을 운용함으로써 운용자는 한정된 무선통신 주파수 내에서 다수의 무인시스템을 운용할 수 있고, UGV나 UAV모두 적용할 수 있으며, 현재 운용시스템을 기반으로 SW기술 변경을 통해 최대한 많은 수의 무인체계를 운용 할 수 있고, 데이터의 형태를 더 세분화하는 경우, 더 효율적으로 구분하여 통신 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 통신범위가 다른 지상 이동로봇과 공중 이동로봇을 적절하게 혼합사용 하여 통신 범위를 확대하면 더 넓은 범위에서 더 많은 수의 무인체계를 운용 가능하며, 확보되는 실험값이 증가되는 경우, 기존의 로직에서 예상되는 오차를 크게 줄일 수 있으며, 일부 로직 변경(그룹핑내 마스터의 유무, 그룹핑내 별도 통신 주파수 할당)을 통해 다양한 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체 (magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체 (optical media), 플롭티컬 디스크 (floptical disk)와 같은 자기-광 매체 (magneto-optical media), 및 롬 (ROM), 램 (RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 운용 시스템
110: 운용 단말
111: 처리부
112: 통신부
113: 저장부
121, 122, 123: 이동 플랫폼

Claims (18)

  1. 한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 운용시스템에 있어서,
    운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하고, 상기 채널을 통해 각 이동 플랫폼과 통신을 수행하는 운용단말; 및
    상기 운용단말로부터 임무를 수신하여 임무를 수행하고, 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 복수의 이동 플랫폼을 포함하는 운용시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭은,
    상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위에 따라 차등적으로 재할당되는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위는 우선순위 테이블로 생성되어 상기 운용단말로부터 상기 이동 플랫폼에 전달되거나, 상기 이동 플랫폼에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수행정보는,
    임무종류, 주행형태, 현재상황, 또는 이벤트 발생여부 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이벤트 발생여부는,
    긴급 상황 발생 또는 긴급 임무 수신 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 이벤트가 발생한 경우, 가장 높은 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이동 플랫폼은,
    다른 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하고, 상기 수신한 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 재할당 요청을 수행하는 제1 이동 플랫폼을 포함하는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이동 플랫폼 간 수행정보의 송수신은 상기 할당된 채널의 일부를 이용하거나, 상기 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 운용단말 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하는 복수의 이동 플랫폼은 제1 운용그룹을 형성하고,
    상기 제1 운용그룹이 이용하는 통신과 서로 간섭이 발생하는 통신을 이용하는 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는 경우,
    상기 제1 운용그룹의 이동 플랫폼 및 상기 제2 운용그룹의 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당하는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 운용그룹의 운용단말 또는 이동 플랫폼 중 어느 하나가 제1 운용그룹의 식별자가 아닌 다른 식별자를 가진 통신을 감지하는 경우, 상기 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 운용시스템.
  10. 한정된 주파수를 이용하여 복수의 이동 플랫폼을 운용하는 방법에 있어서,
    운용단말이 운용하고자 하는 복수의 이동 플랫폼의 임무에 따라 각 이동 플랫폼에 채널을 할당하는 단계;
    상기 이동 플랫폼이 현재 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 상기 할당된 채널의 대역폭에 대한 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 단계; 및
    상기 대역폭 재할당 요청에 따라 재할당된 대역폭에 따른 채널을 통해 상기 운용단말과 상기 각 이동 플랫폼이 통신을 수행하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 이동 플랫폼에 대한 채널의 대역폭은, 상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위에 따라 차등적으로 재할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이동 플랫폼의 수행정보에 따른 우선순위는 우선순위 테이블로 생성되어 운용단말로부터 상기 이동 플랫폼에 전달되거나, 이동 플랫폼에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 수행정보는,
    임무종류, 주행형태, 현재상황, 또는 이벤트 발생여부 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이벤트 발생여부는,
    긴급 상황 발생 또는 긴급 임무 수신 중 하나 이상을 포함하며,
    상기 이벤트가 발생한 경우, 가장 높은 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 단계는
    제1 이동 플랫폼이 다른 이동 플랫폼의 수행정보를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 이동 플랫폼이 상기 수신한 수행정보 및 자신의 수행정보에 따라 대역폭 재할당 요청을 상기 운용단말로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이동 플랫폼간 수행정보의 송수신은 상기 할당된 채널의 일부를 이용하거나, 상기 운용단말과의 통신 방식과 상이한 통신 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 운용단말 및 상기 운용단말로부터 임무를 수신하는 복수의 이동 플랫폼은 제1 운용그룹을 형성하고,
    상기 제1 운용그룹이 이용하는 통신과 서로 간섭이 발생하는 통신을 이용하는 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는지를 감지하는 단계; 및
    상기 제2 운용그룹에 따른 통신 간섭이 발생하는 경우, 상기 제1 운용그룹의 이동 플랫폼 및 상기 제2 운용그룹의 이동 플랫폼들의 수행정보에 따라 각 이동 플랫폼들의 대역폭을 재할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 운용그룹의 운용단말 또는 이동 플랫폼 중 어느 하나가 제1 운용그룹의 식별자가 아닌 다른 식별자를 가진 통신을 감지하는 경우, 상기 제2 운용그룹과 통신에 간섭이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
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