KR20200138561A - Real-time Routing Control System for the Map-based Drone Flight and Control method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a system and method for controlling a flight path of an autonomous flying vehicle in real time to modify, change, and extend a flight path by resetting a flight path of a drone on a map in real time during flight and minimize an error between a reset flight path and an actual flight path. The system comprises: an autonomous flying vehicle flying on a first flight path according to preset flight information; and a smart device modifying, changing, or extending the first flight path of the autonomous flying vehicle through wireless communication according to flight location information of the autonomous flying vehicle flying on the first flight path. By arbitrarily resetting the flight path, the system and method may precisely change and control a movement path in real time.

Description

자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법{Real-time Routing Control System for the Map-based Drone Flight and Control method thereof} Real-time Routing Control System for the Map-based Drone Flight and Control method thereof

본 발명은 자율비행체인 드론(Drone)의 비행경로를 지도 기반에 따라 실시간으로 제어하는 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로, 특히 자율비행체의 기본 플랫폼 중의 하나인 드론의 비행경로를 비행 중에 실시간으로 지도상에 재설정함으로써 비행경로를 수정, 변경, 연장할 수 있고, 재설정된 비행경로와 실제 비행한 경로의 오차를 최소화할 수 있는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and control method for controlling the flight path of a drone, which is an autonomous vehicle, in real time based on a map, and in particular, the flight path of a drone, which is one of the basic platforms of an autonomous vehicle, is displayed on a map in real time during flight. The present invention relates to a real-time flight path control system and control method of an autonomous vehicle that can modify, change, and extend the flight path by resetting it to, and minimize the error between the reset flight path and the actual flight path.

드론 또는 무인항공기(UAV: unmanned aerial vehicle)는 사람이 승선하지 않고, 원격지에서 무선으로 조작하여 비행하는 자율비행체로서, 군사용뿐만 아니라 민간 시장에서 상업적 용도로 널리 활용될 전망이다. 즉, 멀티콥터 드론은 최초로 군사용으로 개발되었으나, 최근에는 운반 및 보관의 편리성으로 방송 등에서 촬영으로 많이 사용되며 최근 드론(무인 비행체)가 상용화되고 있다.Drones or unmanned aerial vehicles (UAVs) are autonomous vehicles that are operated wirelessly from remote locations without a person on board, and are expected to be widely used not only for military use but also for commercial purposes in the civilian market. That is, the multicopter drone was first developed for military use, but recently it is widely used for shooting in broadcasts due to its convenience in transportation and storage, and recently drones (unmanned aerial vehicles) are commercially available.

이와 같은 드론은 기체가 가벼워 휴대가 간편하고, 신속하며, 경제성이 뛰어나 항공촬영, 저고도 정찰수색 등의 용도로서, 카메라로 사람이 접근하기 어려운 위치에서 촬영 또는 재난 재해 모니터링, 물류의 운반 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. Drones such as these are easy to carry, fast, and economical due to their light weight, and are used for aerial photography, low-altitude reconnaissance search, etc., and are used for shooting from locations that are difficult to access with cameras, disaster monitoring, and transportation of logistics. It is being used in the field.

즉, 드론인 무인항공기는 유인항공기의 많은 기능 부분을 대체하고자 빠르게 그 시장이 확대되고 있는 상황이다. 무인항공기는 군, 경찰, 소방, 산림, 방송 등 다양한 분야에서 사용이 가능하며 지속적으로 그 사용 범위가 확대되고 있는 추세이다.In other words, drones, unmanned aerial vehicles, are rapidly expanding their market to replace many functional parts of manned aircraft. Unmanned aerial vehicles can be used in various fields such as military, police, firefighting, forestry, and broadcasting, and the scope of use is continuously expanding.

한편, 무인항공기를 상공에 띄우게 되면 바람과 같은 불규칙한 외란에 의해 무인항공기가 흔들려 자세를 안정화시키기 어려운 경우가 있고 이로 인해 최적의 영상 데이터를 획득하기 어려울 수 있다. 또 무인항공기는 운영자가 탑승하고 있지 않은 만큼 운영자가 제어를 입력한 시각과 비행체가 제어에 따라 동작하는 시각에 지연이 발생하므로 장애물과 충돌할 수 있다는 문제가 있었다.On the other hand, when the unmanned aerial vehicle is floated in the air, the unmanned aerial vehicle is shaken by irregular disturbances such as wind, and thus it may be difficult to stabilize the posture, which may make it difficult to obtain optimal image data. Also, since the unmanned aerial vehicle is not on board, there is a problem that it may collide with an obstacle because there is a delay at the time when the operator inputs control and the time when the vehicle operates according to the control.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1 내지 3 등에 개시되어 있다.An example of a technique for solving this problem is disclosed in Patent Documents 1 to 3 below.

예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 도 1에 도시된 바와 같이, 드론 제어 장치(11)가 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하는 단계, 상기 드론 제어 장치(11)가 드론 관제 장치(12)로 액세스하고 관제 드론(13)으로부터 항로 상황 정보를 수신한 드론 관제 장치(12)로부터 업데이트 항로 정보를 수신하는 단계, 상기 드론 제어 장치(11)가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계 및 상기 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 상기 드론 제어 장치(11)가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 상기 드론(10)의 운항을 제어하는 단계를 포함하는 드론의 비행경로를 업데이트하는 방법에 대해 개시되어 있다.For example, in Patent Document 1 below, as shown in FIG. 1, the drone control device 11 determines a basic route based on the basic route database, and the drone control device 11 includes a drone control device 12 ), and receiving updated route information from the drone control device 12, which has received route status information from the control drone 13, the drone control device 11 based on the updated route information. Determining whether to adjust and when the adjustment of the basic route is determined, the drone control device 11 controls the operation of the drone 10 based on the adjusted route adjusted to the basic route based on the updated route information. Disclosed is a method of updating a flight path of a drone comprising the step of controlling.

또 하기 특허문헌 2에는 영상 데이터의 획득을 위한 쿼드로터를 포함한 무인비행체의 롤(Roll), 피치(Pitch), 요(Yaw)의 불규칙 외란에 따른 가속도, 각속도, 지자기 값과 고도계를 통해 획득한 고도 값을 센서를 통해 입력받는 단계, 상기 무인비행체의 자세와 고도를 추정하기 위해 입력 값에 기초하여 무인비행체의 각도 및 고도에 따른 무인비행체 자세 추정 값과 고도 값을 계산하는 단계 및 상기 무인비행체가 영상 데이터를 획득할 수 있는 자세 및 일정한 고도가 유지될 수 있도록 연산된 무인비행체 자세 추정 값과 고도 값을 통해 무인비행체에 탑재되는 모터를 구동시키는 단계를 포함하는 무인비행체의 자세 안정화 및 고도 제어 방법에 대해 개시되어 있다.In addition, in Patent Document 2 below, the acceleration, angular velocity, geomagnetic values and altimeters according to irregular disturbances of the roll, pitch, and yaw of an unmanned aerial vehicle including a quadrotor for obtaining image data Receiving an altitude value through a sensor, calculating an unmanned aerial vehicle posture estimation value and an altitude value according to the angle and altitude of the unmanned aerial vehicle based on the input value to estimate the attitude and altitude of the unmanned aerial vehicle, and the unmanned aerial vehicle Posture stabilization and altitude control of an unmanned aerial vehicle including driving a motor mounted on the unmanned aerial vehicle through the calculated unmanned aerial vehicle attitude estimation value and altitude value calculated to maintain a constant altitude and posture that can acquire image data The method is disclosed.

한편, 하기 특허문헌 3에는 비행체의 정보와 환경 정보를 기초로 충돌을 방지하기 위한 제어 제한 영역을 설정하는 영역 설정부 및 제어 제한 영역에 진입한 비행체가 충돌 가능성이 있는 방향으로 이동하는 경우, 비행체의 이동 속도 및 비행체의 제어 민감도를 변경하는 이동 속도 변경부를 포함하고, 상기 이동 속도 변경부는 제어 제한 영역에 진입한 비행체가 충돌 가능성이 있는 방향으로 이동하는 경우, 비행체가 운영자의 입력보다 적은 거리를 이동하도록 비행체의 제어 신호를 보정하는 충돌 방지 장치에 대해 개시되어 있다.On the other hand, in Patent Document 3 below, an area setting unit that sets a control restriction area for preventing a collision based on the information of the aircraft and environmental information, and when an aircraft entering the control restriction area moves in a direction where there is a possibility of collision, the aircraft And a movement speed change unit for changing the movement speed of the aircraft and the control sensitivity of the aircraft, and the movement speed changing unit moves the aircraft entering the control restricted area in a direction in which there is a possibility of collision, and the aircraft moves a distance less than the operator's input. Disclosed is an anti-collision device for correcting a control signal of an aircraft to move.

대한민국 공개특허공보 제2016-0074895호(2016.06.29 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2016-0074895 (published on June 29, 2016) 대한민국 공개특허공보 제2016-0068260호(2016.06.15 공개)Republic of Korea Patent Publication No. 2016-0068260 (published on June 15, 2016) 대한민국 등록특허공보 제10-1304068호(2013.08.29 등록)Korean Patent Publication No. 10-1304068 (registered on August 29, 2013)

상술한 바와 같은 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 드론 제어 장치가 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 드론의 운항을 제어하는 구조를 마련하였지만, 관제 드론으로부터 항로 상황 정보를 수신하고 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 드론 제어 장치가 수신하는 구조로서, 항로 변경을 위한 과정이 번잡하다는 문제가 있었다. 또 상기 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 설정된 비행경로와 실제 비행한 경로의 오차가 발생한 경우, 원하는 항로로 수정 또는 변경할 수 없으며, 이에 따라 정확성을 확보할 수 없다는 문제도 있었다. In the technology disclosed in Patent Document 1 as described above, a structure is provided in which the drone control device controls the operation of the drone based on the coordinated route in which the basic route is adjusted based on the updated route information, but route status information is received from the controlled drone. As a structure in which the drone control device receives updated route information from the drone control device, there is a problem that the process for changing the route is complicated. In addition, in the technology disclosed in Patent Document 1, when an error occurs between the set flight path and the actual flight path, there is a problem that it cannot be corrected or changed to a desired path, and thus accuracy cannot be secured.

또 상기 특허문헌 2에서는 센서부에서 받은 데이터를 이용하여 자세 및 위치를 확인하여 자세 안정화 및 고도 제어를 실행하지만, 예를 들어 비행금지 지역 등에 따라 비행경로 자체를 변경할 수 없다는 문제가 있었다. In addition, in Patent Document 2, posture stabilization and altitude control are performed by checking posture and position using data received from the sensor unit, but there is a problem that the flight path itself cannot be changed according to, for example, a no-fly area.

한편, 상기 특허문헌 3에는 설정된 비행경로에서 속도 정보, 가속도 정보, 이동 방향 등에 따라 비행체가 벽이나 다른 비행체와의 충돌을 방지할 수 있을 뿐, 상기 특허문헌 2와 같이, 비행경로 자체를 변경할 수 없다는 문제가 있었다. On the other hand, Patent Document 3 only prevents the vehicle from colliding with a wall or other aircraft according to speed information, acceleration information, movement direction, etc. in the set flight path, and as in Patent Document 2, the flight path itself can be changed. There was no problem.

즉, 상기 특허문헌 2 및 3에 개시된 기술에서는 무인비행체를 수동으로 조정하거나 비행 전에 메모리에 경로를 입력하기 때문에 비행 중에 경로 수정이나 연장 또는 변경이 곤란하다는 문제가 있었다.That is, in the technology disclosed in Patent Documents 2 and 3, there is a problem that it is difficult to correct, extend, or change the route during flight because the unmanned aerial vehicle is manually adjusted or the route is input to the memory before flight.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 운항 중인 자율비행체에 대한 비행경로의 수정, 변경 또는 연장변경 및 수정이 가능하도록 스마트 기기와 전자지도를 활용하여 비행경로를 재설정할 수 있는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention has been made to solve the above-described problems, and the flight path can be reset using a smart device and an electronic map so that the flight path for an autonomous vehicle in operation can be modified, changed, or extended and modified. It is to provide a real-time flight path control system and control method for autonomous vehicles.

본 발명의 다른 목적은 운항 중인 경로를 중도에 수정 또는 변경할 경우 재설정한 비행경로와 실제 비행경로와의 오차를 최소화할 수 있는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a real-time flight path control system and control method for an autonomous vehicle capable of minimizing the error between the reset flight path and the actual flight path when the route being operated is modified or changed midway.

본 발명의 또 다른 목적은 비료 및 농약 등 농업 제재의 살포, 경작지 관찰, 관리에 관한 농업경제 분야, 공중 촬영, 지역 감시 및 순찰, 대민 안전, 생활 보안에 관한 사회 민생 분야, 물품 배송, 이동, 전송 및 교환, 자연 관찰, 조망 등에 관한 물류레저 분야에서 운영자에 의해 자율비행체의 비행경로를 용이하게 수정, 변경 또는 연장할 수 있는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is the field of agricultural economy related to the application of agricultural sanctions such as fertilizers and pesticides, observation of cultivated land, management, aerial photography, local monitoring and patrol, public safety, life security, social welfare field, goods delivery, movement, It is to provide a real-time flight path control system and control method for autonomous vehicles that can easily modify, change or extend the flight path of an autonomous vehicle by an operator in the field of logistics and leisure related to transmission and exchange, nature observation, and view.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템은 미리 설정된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체 및 상기 제1 비행경로로 운항 중인 상기 자율비행체의 운항 위치 정보에 따라 무선 통신으로 상기 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 스마트 기기를 포함하고, 상기 스마트 기기는 상기 자율비행체의 제1 비행경로에 따른 운항 위치를 표시하는 표시 모듈, 상기 표시 모듈에 표시된 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장하여 제2 비행경로 정보를 생성하는 비행경로 생성 모듈을 포함하고, 상기 자율비행체는 상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로에 따라 운항하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention includes information on the autonomous vehicle operating in the first flight path according to preset navigation information and the navigation location information of the autonomous vehicle operating on the first flight path. And a smart device for modifying, changing, or extending a first flight path of the autonomous vehicle through wireless communication, wherein the smart device is a display module displaying a navigation position according to the first flight path of the autonomous vehicle, and the display And a flight path generation module for generating second flight path information by modifying, changing, or extending a first flight path of the autonomous vehicle displayed on the module, wherein the autonomous vehicle is in the second flight path generated by the flight path generation module. It is characterized by operating along.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, 상기 자율비행체는 전자 지도 정보를 저장한 메모리부, 상기 스마트 기기로 제1 비행경로에 따른 운항 위치 정보를 전송하는 제1 송신부, 상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로의 정보를 수신하는 제1 수신부, 상기 전자 지도 정보와 상기 제2 비행경로의 정보를 대비하여 비행 좌표 오차를 산출하는 경로 오차 생성부, 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보에 따라 상기 제1 비행경로를 상기 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention, the autonomous vehicle includes a memory unit storing electronic map information, a first transmission unit transmitting navigation location information according to a first flight path to the smart device, and the flight. A first receiving unit that receives information on a second flight path generated by a path generation module, a path error generation unit that calculates a flight coordinate error by comparing the information on the electronic map information and the second flight path, and the path error generation unit It characterized in that it comprises a control unit for operating by modifying, changing or extending the first flight path to the second flight path according to the flight coordinate error information generated in.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, 상기 스마트 기기는 상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로의 운항 정보를 상기 제1 수신부로 전송하는 제2 송신부, 상기 제1 송신부에서 전송된 운항 위치 정보를 수신하는 제2 수신부를 더 포함하고, 상기 표시 모듈에는 상기 메모리부에 저장된 전자 지도 정보와 동일한 지도 정보가 표시되고, 상기 비행경로 생성 모듈은 운영자가 상기 표시 모듈에 제2 비행경로 위치를 터치하는 것에 따라 제2 비행경로를 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight route control system of the autonomous vehicle according to the present invention, the smart device is a second transmission unit for transmitting the navigation information of the second flight route generated by the flight route generation module to the first receiving unit, the first transmission unit Further comprising a second receiving unit for receiving the navigation location information transmitted from, the display module displays the same map information as the electronic map information stored in the memory unit, and the flight route generation module is provided by the operator to the display module. 2 It is characterized in that the second flight path is created by touching the flight path location.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, 상기 제1 송신부는 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 상기 제2 수신부로 스트리밍 전송하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight path control system of an autonomous vehicle according to the present invention, the first transmission unit is characterized in that the first transmission unit streaming the flight coordinate error information generated by the path error generation unit to the second receiving unit.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, In addition, in the real-time flight path control system of an autonomous vehicle according to the present invention,

상기 비행경로 생성 모듈은 상기 표시 모듈에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환하여 제2 비행경로를 생성하고, 상기 제2 수신부는 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 연속적인 스트림으로 수신하는 것을 특징으로 한다.The flight path generation module generates a second flight path by converting the coordinates on the electronic map displayed on the display module into flight path coordinate data, and the second receiving unit continuously generates flight coordinate error information generated by the path error generation unit. It is characterized in that it receives in a natural stream.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, 상기 비행경로 생성 모듈은 상기 비행 좌표 오차 정보에 따라 회귀분석 방법으로 상기 비행경로 좌표 정보를 보완하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention, the flight path generation module is characterized in that the flight path coordinate information is supplemented by a regression analysis method according to the flight coordinate error information.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법은 (a) 미리 설정된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체로부터 운항 정보를 스마트 기기에서 수신하는 단계, (b) 스마트 기기에서 상기 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 제2 비행경로 정보를 생성하여 상기 자율비행체로 전송하는 단계, (c) 상기 자율비행체가 상기 단계 (b)에서 전송된 제2 비행경로에 따라 비행 좌표 오차를 생성하고, 상기 제1 비행경로를 상기 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항하는 단계, (d) 상기 자율비행체에서 상기 비행 좌표 오차를 상기 스마트 기기로 스트리밍 전송하는 단계, (e) 상기 단계 (d)에서 전송된 상기 비행 좌표 오차에 대해 회귀분석 방법으로 상기 제2 비행경로를 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the real-time flight path control method of an autonomous vehicle according to the present invention comprises the steps of: (a) receiving, from a smart device, navigation information from an autonomous vehicle operating in a first flight path according to preset flight information, (b) generating second flight route information for modifying, changing, or extending the first flight route in a smart device and transmitting it to the autonomous vehicle, (c) the autonomous vehicle is transmitted in the step (b). 2 Generating a flight coordinate error according to a flight path, and operating the first flight path by modifying, changing or extending the second flight path, (d) the flight coordinate error from the autonomous vehicle to the smart device. Streaming transmission, (e) supplementing the second flight path with a regression analysis method for the flight coordinate error transmitted in the step (d).

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법에서, 상기 단계 (a)에서 운항 정보는 전자 지도 정보를 표시하는 표시 모듈 상에 표시되고, 상기 단계 (b)에서 상기 제2 비행경로 생성은 상기 표시 모듈에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환하여 생성하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight route control method of an autonomous vehicle according to the present invention, in the step (a), the flight information is displayed on a display module displaying electronic map information, and in the step (b), the generation of the second flight route is It is characterized by generating by converting the coordinates on the electronic map displayed on the display module into flight route coordinate data.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법에서, 상기 제2 비행경로는 운영자가 상기 표시 모듈의 전자 지도 정보에 제2 비행경로 위치를 터치하는 것에 따라 생성되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight path control method of an autonomous vehicle according to the present invention, the second flight path is generated when an operator touches the second flight path location on the electronic map information of the display module.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서, 상기 단계 (e)에서 상기 제2 비행경로의 보완은 상기 단계 (a) 내지 단계 (d)를 반복하여 실행되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention, the supplementation of the second flight path in step (e) is characterized in that the steps (a) to (d) are repeated.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법에 의하면, 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장하여 제2 비행경로 정보를 생성하는 비행경로 생성 모듈 및 비행경로의 오차를 생성하는 경로 오차 생성부를 마련하는 것에 의해, 자율비행체의 운항을 자율적인 제어나 사전 입력 제어에 100% 의존하지 않고, 필요한 경우에 비행경로를 임의로 재설정하여 실시간으로 이동 경로를 정밀하게 변경, 제어할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the real-time flight path control system and control method of an autonomous vehicle according to the present invention, a flight path generation module for generating second flight path information by modifying, changing, or extending the first flight path of the autonomous vehicle, and By providing a path error generator that generates errors in the flight path, the operation of the autonomous vehicle does not depend 100% on autonomous control or pre-input control, and if necessary, the flight path is arbitrarily reset and the movement path is accurate in real time. The effect of being able to change and control is obtained.

또 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법에 의하면, 기존의 사전 입력 방식과 수동 조종 방식을 결합하여 자율비행체의 비행 스케줄을 운항중에 실시간으로 변경할 수 있을 경우, 비행 중에 발생되는 여러 상황이나 비행 계획의 변경, 긴급 상황에서의 대처 등에 대하여 제어 가능한 상황을 유도하는 것이 가능하므로, 운용 범위나 응용 분야가 매우 크게 확대되어 자율비행체의 효용성을 높일 수 있다는 효과가 얻어진다.In addition, according to the real-time flight path control system and control method of the autonomous vehicle according to the present invention, when the flight schedule of the autonomous vehicle can be changed in real time during operation by combining the existing pre-input method and the manual control method, Since it is possible to induce a controllable situation for various situations, changes in flight plans, and coping in emergency situations, the operating range or application field is greatly expanded, and the effectiveness of the autonomous vehicle can be improved.

도 1은 종래의 기술에 따른 드론 운항 시스템을 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서 비행경로의 변경을 설명하기 위한 개념도,
도 3은 도 2에 도시된 스마트 기기의 구성을 나타내는 블록도,
도 4는 도 2에 도시된 자율비행체의 구성을 나타내는 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서 자율비행체와 스마트 기기 간에 제어 과정을 설명하기 위한 프로토콜의 시퀀스 다이어그램,
도 6은 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법에서 제2 비행경로로 운항하는 과정을 설명하기 위한 도면.
1 is a conceptual diagram showing a drone navigation system according to the prior art,
Figure 2 is a conceptual diagram for explaining the change of the flight path in the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention,
3 is a block diagram showing the configuration of the smart device shown in FIG. 2;
4 is a block diagram showing the configuration of the autonomous vehicle shown in FIG. 2;
5 is a sequence diagram of a protocol for explaining a control process between an autonomous vehicle and a smart device in a real-time flight path control system for an autonomous vehicle according to the present invention;
6 is a view for explaining a process of operating a second flight path in the real-time flight path control method of the autonomous vehicle according to the present invention.

본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and new features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

본원에서 사용하는 용어 "자율비행체"는 조종사 없이 무선전파의 유도에 의해서 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 군사용 무인항공기(UAV : unmanned aerial vehicle/uninhabited aerial vehicle)인 드론으로서, 프로펠러의 개수에 따라 분류된 바이콥터(2개), 쿼드콥터(4개), 헥사콥터(6개), 옥토콥터(8개) 등으로 이루어질 수 있으며, 또 본 발명에 사용되는 용어 "운항"은 자율비행체가 미리 설정된 조건에 따라 정해진 노선으로 이동하는 것을 의미한다.The term "autonomous vehicle" as used herein refers to a drone that is a military unmanned aerial vehicle (UAV: unmanned aerial vehicle/uninhabited aerial vehicle) that can fly and manipulate by induction of radio waves without a pilot. It can be composed of bicopter (2), quadcopter (4), hexacopter (6), octocopter (8), etc. classified according to the term "operation" used in the present invention is an autonomous vehicle It means moving to a specified route according to a preset condition.

또한, 본 발명에 사용되는 용어 "스마트 기기"는 데이터 통신을 할 수 있는 통신 기능을 구비한 것으로서, 스마트폰(Smart Phone), 휴대 단말기(Portable Terminal), 이동 단말기(Mobile Terminal), 개인 정보 단말기(Personal Digital Assistant: PDA), PMP(Portable Multimedia Player) 단말기, 텔레매틱스(Telematics) 단말기, 내비게이션(Navigation) 단말기, 개인용 컴퓨터(Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 슬레이트 PC(Slate PC), 태블릿 PC(Tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(Wearable Device, 예를 들어, 워치형 단말기(Smartwatch), 글래스형 단말기(Smart Glass), HMD(Head Mounted Display) 등 포함), 와이브로(Wibro) 단말기, IPTV(Internet Protocol Television) 단말기, 스마트 TV, 디지털방송용 단말기, AVN(Audio Video Navigation) 단말기, A/V(Audio/Video) 시스템, 플렉시블 단말기(Flexible Terminal) 등과 같은 다양한 단말기에 적용될 수 있다.In addition, the term "smart device" used in the present invention is provided with a communication function capable of data communication, and includes a smart phone, a portable terminal, a mobile terminal, and a personal information terminal. (Personal Digital Assistant: PDA), PMP (Portable Multimedia Player) terminal, Telematics terminal, Navigation terminal, Personal Computer, Notebook PC, Slate PC, Tablet PC ), Ultrabook, Wearable Device (e.g., Smartwatch, Smart Glass, Head Mounted Display (HMD), etc.), Wibro terminal, IPTV It can be applied to various terminals such as (Internet Protocol Television) terminals, smart TVs, terminals for digital broadcasting, AVN (Audio Video Navigation) terminals, A/V (Audio/Video) systems, and flexible terminals.

또한, 본 발명에서 사용되는 용어 "무선 통신"은 무선랜(Wireless LAN:WLAN), DLNA(Digital Living Network Alliance), 와이브로(Wireless Broadband: Wibro), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access: Wimax), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), IEEE 802.16, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced), 광대역 무선 이동 통신 서비스(Wireless Mobile Broadband Service: WMBS), 5G 등을 적용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 무선 통신 기술의 발전에 따라 다양하게 응용 실시할 수 있다.In addition, the term "wireless communication" used in the present invention refers to a wireless LAN (WLAN), a Digital Living Network Alliance (DLNA), a Wireless Broadband: Wibro, a Wimax (World Interoperability for Microwave Access: Wimax), and HSDPA. (High Speed Downlink Packet Access), High Speed Uplink Packet Access (HSUPA), IEEE 802.16, Long Term Evolution (LTE), Long Term Evolution-Advanced (LTE-A), Broadband Wireless Mobile Communication Service (Wireless Mobile) Broadband Service: WMBS), 5G, etc. can be applied. However, the present invention is not limited thereto, and various applications can be implemented according to the development of wireless communication technology.

먼저, 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템의 기본 개념에 대해 도 2에 따라 설명한다.First, a basic concept of a real-time flight path control system of an autonomous vehicle according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서 비행경로의 변경을 설명하기 위한 개념도 이다.2 is a conceptual diagram illustrating a change of a flight path in a real-time flight path control system of an autonomous vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체(100) 및 상기 제1 비행경로로 운항 중인 상기 자율비행체(100)의 운항 위치 정보에 따라 무선 통신으로 상기 자율비행체(100)의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 스마트 기기(200)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the real-time flight route control system of the autonomous vehicle according to the present invention includes an autonomous vehicle 100 operating on a first flight route according to preset flight information, and the autonomous vehicle operating on the first flight route. It includes a smart device 200 for modifying, changing, or extending the first flight path of the autonomous vehicle 100 by wireless communication according to the navigation location information of the vehicle 100.

본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 자율비행체(100)의 기본 플랫폼 중의 하나인 드론(Drone)의 제1 비행경로를 운한 중에 실시간으로 스마트 기기(200)의 지도상에 재설정함으로써 제1 비행경로를 수정, 변경, 연장하여 제2 비행경로를 생성할 수 있고, 재설정된 제2 비행경로와 실제 비행한 경로의 오차를 최소화할 수 있도록, 지도 기반의 비행경로 좌표 매트릭스(Matrix)를 생성하는 비행경로 매핑 알고리즘을 마련하고, 실시간 비행경로 변경 제어의 정확성 향상을 위한 비행경로 오차 최소화 알고리즘을 마련한다.In the present invention, as shown in Figure 2, the first flight by resetting the first flight path of the drone, which is one of the basic platforms of the autonomous vehicle 100, on the map of the smart device 200 in real time during clouds It is possible to create a second flight path by modifying, changing, and extending the path, and to create a map-based flight path coordinate matrix to minimize the error between the reset second flight path and the actual flight path. A flight path mapping algorithm is prepared, and a flight path error minimization algorithm is prepared to improve the accuracy of real-time flight path change control.

즉, 본 발명에서는 기존의 자율비행체(100)들이 가지고 있는 자동 비행경로 제어 기술을 확장하여 실시간 비행경로 재설정을 위해, 예를 들어 스마트 기기(200)에 표시되는 구글 맵과 같은 전자지도상에서 온라인으로 제1 비행경로를 제2 비행경로로 재설정하며, 재설정된 제2 비행경로를 자율비행체(100)에 전송하고, 지도상의 비행체 경로 이동 좌표를 비행경로 좌표 매트릭스로 매핑하며, 전자지도 해상도 변경에 따른 좌표에 대응하여 매핑하고, 기존 경로 데이터와의 연결 및 경로 좌표 재설정을 실행한다.That is, in the present invention, for real-time flight route reset by expanding the automatic flight route control technology of the existing autonomous vehicle 100, for example, online on an electronic map such as Google Map displayed on the smart device 200 The first flight path is reset to the second flight path, the reset second flight path is transmitted to the autonomous vehicle 100, and the coordinates of the flight path movement on the map are mapped to the flight path coordinate matrix. It maps in response to the coordinates, connects with existing route data and resets route coordinates.

또 비행경로의 오차를 최소화하기 위해, 비행경로 재설정 이후의 실제 비행경로와 재설정 경로의 차이를 측정하고, 회귀분석에 의한 경로 오차를 산출하며, 경로 오차에 대한 비행경로 좌표 매트릭스를 수정하여 비행경로 오차를 최소화한다.In addition, in order to minimize the error of the flight path, the difference between the actual flight path and the reset path after the flight path reset is measured, the path error is calculated by regression analysis, and the flight path coordinate matrix for the path error is modified to Minimize the error.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 비행 전에 미리 제1 비행경로가 입력되었음에도 불구하고, 운항 도중에 운영자가 스마트 기기(200)에 의해 제2 비행경로를 실시간으로 재설정하여 수정, 변경, 연장할 수 있다.As described above, in the present invention, as shown in FIG. 2, despite the fact that the first flight path was input before flight, the operator resets the second flight path in real time by the smart device 200 during the flight and corrects it. , Can be changed or extended.

또 경로 재설정 이후 쌍방향 트래킹(Tracking)에 의하여 실제 비행경로가 재설정된 비행경로와 최단시간, 최소거리 이내에서 일치하도록 비행경로 좌표 매트릭스(Matrix)를 회귀 분석 방법으로 수정하여 제2 비행경로에서 오차가 최소화되도록 제어한다.In addition, the error in the second flight path is corrected by regression analysis method so that the actual flight path is matched within the shortest time and the minimum distance with the reset flight path after the path reset. Control to be minimized.

즉, 운항 중인 자율비행체(100)의 지도상의 위치를 표시하는 비행경로 좌표 매트릭스를 실시간으로 변경하여 비행경로를 수정할 수 있도록 하여 주는 좌표 변환 알고리즘을 마련하고, 비행경로 좌표 매트릭스와 현재 비행 좌표와의 비교를 통하여 비행경로 오차를 산출하고, 좌표 오차를 최소화하도록 자율비행체의 비행을 제어하기 위한 비행경로 좌표 매트릭스 수정 알고리즘을 마련한다.That is, a coordinate conversion algorithm that allows the flight path coordinates to be modified by changing the flight path coordinate matrix indicating the position on the map of the autonomous vehicle 100 in real time is prepared, and the flight path coordinate matrix and the current flight coordinates are A flight path error is calculated through comparison, and a flight path coordinate matrix correction algorithm is prepared to control the flight of an autonomous vehicle to minimize the coordinate error.

이하, 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템의 구성에 대해 도 3 및 도 4에 따라 설명한다.Hereinafter, a configuration of a real-time flight path control system for an autonomous vehicle according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 도 2에 도시된 스마트 기기(200)의 구성을 나타내는 블록도 이고, 도 4는 도 2에 도시된 자율비행체(100)의 구성을 나타내는 블록도 이다.3 is a block diagram showing the configuration of the smart device 200 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the autonomous vehicle 100 shown in FIG. 2.

본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템의 스마트 기기(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 자율비행체(100)의 제1 비행경로에 따른 운항 위치를 표시하는 표시 모듈(210), 상기 표시 모듈에 표시된 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장하여 제2 비행경로 정보를 생성하는 비행경로 생성 모듈(240)을 포함한다.The smart device 200 of the real-time flight path control system of the autonomous vehicle according to the present invention is a display module that displays the navigation position according to the first flight path of the autonomous vehicle 100 as shown in FIGS. 2 and 3 210, a flight path generation module 240 for generating second flight path information by modifying, changing, or extending a first flight path of the autonomous vehicle displayed on the display module.

상기 표시 모듈(210)은 네이버의 지도 정보, 카카오의 지도 정도, 구글의 전자 지도 정보와 같은 전자 지도 정보를 화면상에 표시할 수 있는 스마트폰, 개인 정보 단말기, 스마트 패드 등의 스마트 기기의 표시 수단이 적용될 수 있으며, 운영자의 터치를 인식할 수 있다. The display module 210 displays smart devices such as a smartphone, a personal information terminal, and a smart pad capable of displaying electronic map information such as Naver's map information, Kakao's map degree, and Google's electronic map information on the screen. Means can be applied and the operator's touch can be recognized.

상기 비행경로 생성 모듈(240)은 상기 표시 모듈(210)에 표시될 전자 지도 정보를 저장하는 저장부와 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 매트릭스(Matrix) 데이터로 변환할 수 있는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. The flight path generation module 240 includes a storage unit for storing electronic map information to be displayed on the display module 210 and a microprocessor capable of converting coordinates on the electronic map into flight path coordinate matrix data. I can.

또 상기 자율비행체(100)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전자 지도 정보를 저장한 메모리부(110), 상기 스마트 기기(200)로 제1 비행경로에 따른 운항 위치 정보를 전송하는 제1 송신부(120), 상기 비행경로 생성 모듈(240)에서 생성된 제2 비행경로의 정보를 수신하는 제1 수신부(130), 상기 전자 지도 정보와 상기 제2 비행경로의 정보를 대비하여 비행 좌표 오차를 산출하는 경로 오차 생성부(140), 상기 경로 오차 생성부(140)에서 생성된 비행 좌표 오차 정보에 따라 상기 제1 비행경로를 상기 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항하는 제어부(150), 통상의 자율비행체(100)인 드론의 운항을 위한 프로펠러, 모터, 배터리 등을 구비한 운행부(150)를 포함한다.In addition, the autonomous vehicle 100 transmits navigation location information according to the first flight route to the memory unit 110 storing electronic map information and the smart device 200, as shown in FIGS. 2 and 4. The first transmission unit 120, the first receiving unit 130 for receiving information of the second flight path generated by the flight path generation module 240, the electronic map information and the information of the second flight path are compared to fly A route error generating unit 140 for calculating a coordinate error, correcting, changing, or extending the first flight route to the second flight route according to the flight coordinate error information generated by the route error generating unit 140 It includes a control unit 150, a driving unit 150 having a propeller, a motor, a battery, etc. for the operation of a drone, which is a typical autonomous vehicle 100.

상기 메모리부(110)는 예를 들어, 플래시 메모리 타입(Flash Memory Type), 하드 디스크 타입(Hard Disk Type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(Multimedia Card Micro Type), 카드 타입의 메모리(예를 들면, SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory: RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory: ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 저장매체를 포함할 수 있고, 네이버의 지도 정보, 카카오의 지도 정도, 구글의 전자 지도 정보 등을 저장할 수 있다.The memory unit 110 includes, for example, a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD Or XD memory), RAM (Random Access Memory: RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory: ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only) Memory), and may store map information of Naver, map information of Kakao, electronic map information of Google, and the like.

상기 제1 송신부(120)와 제1 수신부(130)는 통상의 무선 통신에서 데이터를 송수신할 수 있는 기기이며, 특정 송수신 기기에 한정되는 것은 아니다.The first transmission unit 120 and the first reception unit 130 are devices capable of transmitting and receiving data in conventional wireless communication, and are not limited to a specific transmission/reception device.

상기 경로 오차 생성 부(140)는 메모리 부(110)에 저장된 전자 지도 정보와 비행경로 생성 모듈(240)에서 생성되어 전송된 제2 비행경로 정보를 대비하여 운항 중인 경로에서 자율비행체(100)의 비행 좌표 오차를 생성하고, 이 오차 정보는 제1 송신부(120)를 통해 스마트 기기(200)로 전송된다. The path error generation unit 140 compares the electronic map information stored in the memory unit 110 and the second flight path information generated and transmitted by the flight path generation module 240 to the autonomous vehicle 100 in the operating path. A flight coordinate error is generated, and this error information is transmitted to the smart device 200 through the first transmission unit 120.

상기 제어부(150)는 RAM, ROM, CPU, G PU, 버스를 포함할 수 있으며, RAM, ROM, CPU, G PU 등은 버스를 통해 서로 연결될 수 있다. CPU는 메모리부(110)를 액세스하여, 메모리부(110)에 저장된 O/S를 이용하여 부팅을 수행할 수 있으며, 메모리부(110)에 저장된 전자 지도 정보, 각종 프로그램, 데이터 등을 이용하여 운행부(160)를 제어하여 자율비행체(100)의 운항을 실행하게 한다. 즉, 제어부(150)는 스마트 기기(200)에서 전송된 제2 비행경로 정보에 따라 운행부(160)를 제어하여 자율비행체(100)가 제2 비행경로로 운항하게 할 수 있다.The control unit 150 may include RAM, ROM, CPU, G PU, and bus, and RAM, ROM, CPU, G PU, and the like may be connected to each other through a bus. The CPU can access the memory unit 110 and perform booting using the O/S stored in the memory unit 110, and use electronic map information, various programs, and data stored in the memory unit 110. The operation unit 160 is controlled to execute the operation of the autonomous vehicle 100. That is, the control unit 150 may control the operation unit 160 according to the second flight route information transmitted from the smart device 200 to allow the autonomous vehicle 100 to navigate the second flight route.

한편, 상기 스마트 기기(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 비행경로 생성 모듈(240)에서 생성된 제2 비행경로의 운항 정보를 상기 제1 수신부(130)로 전송하는 제2 송신부(220), 상기 제1 송신부(120)에서 전송된 운항 위치 정보를 수신하는 제2 수신부(230)를 더 포함하고, 상기 표시 모듈(210)에는 상기 메모리부(110)에 저장된 전자 지도 정보와 동일한 지도 정보가 표시되고, 상기 비행경로 생성 모듈(240)은 운영자가 상기 표시 모듈(210)에 제2 비행경로 위치를 터치하는 것에 따라 제2 비행경로를 생성한다. 상기 제2 송신부(220)와 제2 수신부(230)도 통상의 무선 통신에서 데이터를 송수신할 수 있는 기기이며, 특정 송수신 기기에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the smart device 200, as shown in Figure 3, the second transmission unit for transmitting the navigation information of the second flight route generated by the flight route generation module 240 to the first receiving unit 130 ( 220), further comprising a second receiving unit 230 for receiving the navigation location information transmitted from the first transmission unit 120, the display module 210, the same as the electronic map information stored in the memory unit 110 Map information is displayed, and the flight path generation module 240 generates a second flight path according to the operator touching the location of the second flight path on the display module 210. The second transmitting unit 220 and the second receiving unit 230 are also devices capable of transmitting and receiving data in normal wireless communication, and are not limited to specific transmitting and receiving devices.

상기 비행경로 생성 모듈(240)은 상기 표시 모듈(210)에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환하여 제2 비행경로를 생성하고, 비행 좌표 오차 정보에 따라 회귀분석 방법으로 상기 비행경로 좌표 매트릭스 정보를 보완한다. The flight path generation module 240 generates a second flight path by converting the coordinates on the electronic map displayed on the display module 210 into flight path coordinate data, and the flight path by a regression analysis method according to flight coordinate error information. Complement the coordinate matrix information.

또 상기 제1 송신부(120)는 상기 경로 오차 생성부(140)에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 상기 제2 수신부(230)로 스트리밍 전송하며, 상기 제2 수신부(230)는 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 연속적인 스트림으로 수신한다. In addition, the first transmission unit 120 streams and transmits the flight coordinate error information generated by the path error generation unit 140 to the second reception unit 230, and the second reception unit 230 is the path error generation unit It receives the flight coordinate error information generated in a continuous stream.

한편, 상기 설명에서는 경로 오차 생성부(140), 비행경로 생성 모듈(240) 등을 구성 요소로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고 알고리즘에 의해 실행되는 프로그램으로 구성될 수 있다.Meanwhile, in the above description, the path error generation unit 140 and the flight path generation module 240 have been described as constituent elements, but are not limited thereto, and may be configured as a program executed by an algorithm.

다음에 상술한 자율비행체의 실시간 비행경로의 제어 방법에 대해 도 5 및 도 6에 따라 설명한다.Next, a method of controlling the real-time flight path of the autonomous vehicle described above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5는 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템에서 자율비행체와 스마트 기기 간에 제어 과정을 설명하기 위한 프로토콜의 시퀀스 다이어그램이고, 도 6은 본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법에서 제2 비행경로로 운항하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.5 is a sequence diagram of a protocol for explaining a control process between an autonomous vehicle and a smart device in a real-time flight path control system of an autonomous vehicle according to the present invention, and FIG. 6 is a method for controlling a real-time flight path of an autonomous vehicle according to the present invention. It is a diagram for explaining the process of operating in the second flight path.

본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법은 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리부(110)에 설정되어 저장된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체(100)로 부터 운항 정보를 스마트 기기(200)에서 수신한다.The real-time flight route control method of the autonomous vehicle according to the present invention is the navigation information from the autonomous vehicle 100 operating in the first flight route according to the navigation information set and stored in the memory unit 110, as shown in FIG. Is received by the smart device 200.

즉 상기 자율비행체(100)는 운항하는 과정(a1)에서 제1 비행경로의 운항 정보를 제1 송신부(120)를 통해 스마트 기기(200)로 스트리밍 전송한다(a2). 이 제1 비행경로의 정보는 제2 수신부(230)를 통해 수신되고 도 2에 도시된 바와 같이, 표시 모듈(210)에 표시된다.That is, the autonomous vehicle 100 streams and transmits the navigation information of the first flight route to the smart device 200 through the first transmission unit 120 in the navigation process (a1) (a2). The information of the first flight path is received through the second receiving unit 230 and displayed on the display module 210 as shown in FIG. 2.

운영자가 자율비행체(100)의 운항 중에 발생되는 여러 상황이나 비행 계획의 변경, 긴급 상황에서의 대처 등이 필요한 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 표시 모듈(210)을 터치하여 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시킨다. 즉 운영자가 표시 모듈(210)을 터치하는 것에 의해 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 비행경로가 표시된다.When the operator needs to cope with various situations, flight plans, or emergency situations occurring during the operation of the autonomous vehicle 100, as shown in FIG. 2, the first flight path is displayed by touching the display module 210. Modify, change or extend. That is, by touching the display module 210 by the operator, as shown in FIG. 2, the second flight path is displayed.

이에 따라, 비행경로 생성 모듈(240)은 상기 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 제2 비행경로 정보를 생성한다(b1).Accordingly, the flight path generation module 240 generates second flight path information for modifying, changing or extending the first flight path (b1).

상기 제2 비행경로 생성은 상기 표시 모듈(210)에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환(b2)하여 생성하고, 매트릭스 데이터는 제2 송신부(220)에 의해 자율비행체(100)으로 전송된다(b3).The generation of the second flight route is generated by converting (b2) the coordinates on the electronic map displayed on the display module 210 into flight route coordinate data, and the matrix data is transferred to the autonomous vehicle 100 by the second transmission unit 220. Is transmitted (b3).

상기 자율비행체(100)는 제1 수신부(130)를 통해 스마트 기기(200)에서 전송된 매트릭스 데이터를 수신하고, 경로 오차 생성부(140)는 수신된 매트릭스 데이터와 운행부(160)에 의해 운항 중인 운항 정보, 즉 제1 비행경로의 좌표 정보와 제2 비행경로의 좌표 정보를 비교하여 비행 좌표 오차를 산출한다(a4). The autonomous vehicle 100 receives matrix data transmitted from the smart device 200 through the first receiving unit 130, and the route error generation unit 140 operates by the received matrix data and the operation unit 160. The flight coordinate error is calculated by comparing the current flight information, that is, the coordinate information of the first flight route and the coordinate information of the second flight route (a4).

상기 a4 단계에서 생성된 비행 좌표 오차에 대응하도록, 제어부(150)가 운행부(160)를 제어하여 자율비행체(100)의 비행 제어 내장 함수의 실행, 비행 방향 및 고도 제어를 수행하여 도 6에 도시된 바와 같이, 메모리부(110)에 저장된 제1 비행경로를 비행경로 생성 모듈(240)에서 생성된 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항(a5)하고, 이 비행 좌표 오차 정보도 제1 송신부(120)를 통해 스마트 기기(200)로 스트리밍 전송된다(a6)In order to correspond to the flight coordinate error generated in step a4, the control unit 150 controls the operation unit 160 to execute the flight control built-in function of the autonomous vehicle 100, and control the flight direction and altitude, as shown in FIG. As shown, the first flight path stored in the memory unit 110 is modified, changed, or extended to the second flight path generated by the flight path generation module 240 to operate (a5), and this flight coordinate error information is also Streaming is transmitted to the smart device 200 through the first transmission unit 120 (a6)

상기 제2 비행경로 정보도 도 6에 도시된 바와 같이, 표시 모듈(210)에 표시되며, 상기 단계 a6에서 전송된 상기 비행 좌표 오차에 대해 회귀분석 방법으로 상기 제2 비행경로를 보완하도록, 비행경로 생성 모듈(240)은 매트릭스 데이터를 수정하고(b4), 상기 단계 b3로 진행하는 것에 의해 상술한 단계를 반복하여 자율비행체(100)가 운영자가 원하는 제2 비행경로로 운항하게 한다. The second flight route information is also displayed on the display module 210, as shown in FIG. 6, and the second flight route is supplemented by a regression analysis method for the flight coordinate error transmitted in step a6. The path generation module 240 modifies the matrix data (b4) and repeats the above-described steps by proceeding to step b3 so that the autonomous vehicle 100 navigates the second flight path desired by the operator.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the invention made by the present inventor has been described in detail according to the above embodiment, the invention is not limited to the above embodiment, and can be changed in various ways without departing from the gist of the invention.

본 발명에 따른 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템 및 제어 방법을 사용하는 것에 의해 비행경로를 임의로 재설정하여 실시간으로 이동 경로를 정밀하게 변경, 제어할 수 있다.By using the real-time flight path control system and control method of the autonomous vehicle according to the present invention, it is possible to accurately change and control the movement path in real time by arbitrarily resetting the flight path.

100 : 자율비행체
200 : 스마트 기기
100: autonomous vehicle
200: smart device

Claims (10)

미리 설정된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체 및
상기 제1 비행경로로 운항 중인 상기 자율비행체의 운항 위치 정보에 따라 무선 통신으로 상기 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 스마트 기기를 포함하고,
상기 스마트 기기는
상기 자율비행체의 제1 비행경로에 따른 운항 위치를 표시하는 표시 모듈,
상기 표시 모듈에 표시된 자율비행체의 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장하여 제2 비행경로 정보를 생성하는 비행경로 생성 모듈을 포함하고,
상기 자율비행체는 상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로에 따라 운항하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
An autonomous vehicle that operates on the first flight route according to preset flight information and
A smart device for modifying, changing or extending the first flight path of the autonomous vehicle through wireless communication according to the navigation location information of the autonomous vehicle operating on the first flight path,
The smart device
A display module that displays the navigation position according to the first flight path of the autonomous vehicle,
A flight path generation module for generating second flight path information by modifying, changing or extending a first flight path of the autonomous vehicle displayed on the display module,
The autonomous vehicle is a real-time flight path control system for an autonomous vehicle, characterized in that to operate according to the second flight path generated by the flight path generation module.
제1항에서,
상기 자율비행체는
전자 지도 정보를 저장한 메모리부,
상기 스마트 기기로 제1 비행경로에 따른 운항 위치 정보를 전송하는 제1 송신부,
상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로의 정보를 수신하는 제1 수신부,
상기 전자 지도 정보와 상기 제2 비행경로의 정보를 대비하여 비행 좌표 오차를 산출하는 경로 오차 생성부,
상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보에 따라 상기 제1 비행경로를 상기 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
In claim 1,
The autonomous vehicle is
A memory unit storing electronic map information,
A first transmission unit for transmitting navigation location information according to a first flight route to the smart device,
A first receiver for receiving information on the second flight route generated by the flight route generation module,
A route error generator for calculating a flight coordinate error by comparing the electronic map information and the information on the second flight route,
A real-time flight route control system for an autonomous vehicle, comprising a control unit for operating by modifying, changing, or extending the first flight route according to flight coordinate error information generated by the route error generator .
제2항에서,
상기 스마트 기기는
상기 비행경로 생성 모듈에서 생성된 제2 비행경로의 운항 정보를 상기 제1 수신부로 전송하는 제2 송신부,
상기 제1 송신부에서 전송된 운항 위치 정보를 수신하는 제2 수신부를 더 포함하고,
상기 표시 모듈에는 상기 메모리부에 저장된 전자 지도 정보와 동일한 지도 정보가 표시되고,
상기 비행경로 생성 모듈은 운영자가 상기 표시 모듈에 제2 비행경로 위치를 터치하는 것에 따라 제2 비행경로를 생성하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
In paragraph 2,
The smart device
A second transmission unit for transmitting the navigation information of the second flight route generated by the flight route generation module to the first receiving unit,
Further comprising a second receiving unit for receiving the navigation location information transmitted from the first transmitting unit,
Map information identical to the electronic map information stored in the memory unit is displayed on the display module,
The flight path generation module generates a second flight path according to the operator touching the position of the second flight path on the display module.
제3항에서,
상기 제1 송신부는 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 상기 제2 수신부로 스트리밍 전송하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
In paragraph 3,
The first transmission unit streaming-transmitting flight coordinate error information generated by the path error generation unit to the second reception unit.
제4항에서,
상기 비행경로 생성 모듈은 상기 표시 모듈에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환하여 제2 비행경로를 생성하고,
상기 제2 수신부는 상기 경로 오차 생성부에서 생성된 비행 좌표 오차 정보를 연속적인 스트림으로 수신하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
In claim 4,
The flight path generation module generates a second flight path by converting the coordinates on the electronic map displayed on the display module into flight path coordinate data,
The second receiving unit receives the flight coordinate error information generated by the path error generating unit in a continuous stream, the real-time flight path control system of the autonomous vehicle.
제5항에서,
상기 비행경로 생성 모듈은 상기 비행 좌표 오차 정보에 따라 회귀분석 방법으로 상기 비행경로 좌표 정보를 보완하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 시스템.
In clause 5,
The flight path generation module is a real-time flight path control system for an autonomous vehicle, wherein the flight path coordinate information is supplemented by a regression analysis method according to the flight coordinate error information.
(a) 미리 설정된 운항 정보에 따라 제1 비행경로로 운항하는 자율비행체로부터 운항 정보를 스마트 기기에서 수신하는 단계,
(b) 스마트 기기에서 상기 제1 비행경로를 수정, 변경 또는 연장시키는 제2 비행경로 정보를 생성하여 상기 자율비행체로 전송하는 단계,
(c) 상기 자율비행체가 상기 단계 (b)에서 전송된 제2 비행경로에 따라 비행 좌표 오차를 생성하고, 상기 제1 비행경로를 상기 제2 비행경로로 수정, 변경 또는 연장하여 운항하는 단계,
(d) 상기 자율비행체에서 상기 비행 좌표 오차를 상기 스마트 기기로 스트리밍 전송하는 단계,
(e) 상기 단계 (d)에서 전송된 상기 비행 좌표 오차에 대해 회귀분석 방법으로 상기 제2 비행경로를 보완하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법.
(a) receiving, on a smart device, flight information from an autonomous vehicle operating on a first flight route according to preset flight information,
(b) generating second flight path information for modifying, changing or extending the first flight path in a smart device and transmitting it to the autonomous vehicle,
(c) the autonomous vehicle generating a flight coordinate error according to the second flight path transmitted in step (b), and operating the first flight path by modifying, changing or extending the second flight path,
(d) streaming the flight coordinate error from the autonomous vehicle to the smart device,
(e) supplementing the second flight path with a regression analysis method for the flight coordinate error transmitted in step (d).
제7항에서,
상기 단계 (a)에서 운항 정보는 전자 지도 정보를 표시하는 표시 모듈 상에 표시되고,
상기 단계 (b)에서 상기 제2 비행경로 생성은 상기 표시 모듈에 표시된 전자 지도상의 좌표를 비행경로 좌표 데이터로 변환하여 생성하는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법.
In clause 7,
In the step (a), the flight information is displayed on a display module displaying electronic map information,
In the step (b), the second flight path generation is performed by converting coordinates on the electronic map displayed on the display module into flight path coordinate data.
제8항에서,
상기 제2 비행경로는 운영자가 상기 표시 모듈의 전자 지도 정보에 제2 비행경로 위치를 터치하는 것에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법.
In clause 8,
The second flight path is generated when the operator touches the second flight path location on the electronic map information of the display module.
제8항에서,
상기 단계 (e)에서 상기 제2 비행경로의 보완은 상기 단계 (a) 내지 단계 (d)를 반복하여 실행되는 것을 특징으로 하는 자율비행체의 실시간 비행경로 제어 방법.
In clause 8,
In the step (e), the complement of the second flight path is performed by repeating the steps (a) to (d).
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