KR20210023138A - Apparatus and method for controlling landing of a unmanned aerial vehicle - Google Patents

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KR20210023138A
KR20210023138A KR1020190102895A KR20190102895A KR20210023138A KR 20210023138 A KR20210023138 A KR 20210023138A KR 1020190102895 A KR1020190102895 A KR 1020190102895A KR 20190102895 A KR20190102895 A KR 20190102895A KR 20210023138 A KR20210023138 A KR 20210023138A
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김석호
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주식회사 케이티
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Abstract

Disclosed are a control device capable of accurately landing an unmanned aerial vehicle at a take-off and landing station by cooperating with a take-off and landing station to precisely control the landing at the take-off and landing station by remotely controlling the unmanned aerial vehicle, and a control method thereof. According to one embodiment, the control device for controlling the landing of an unmanned aerial vehicle to a take-off and landing station comprises: an aerial vehicle communication unit for receiving navigation data and a first image photographed from the unmanned aerial vehicle from the unmanned aerial vehicle through a communication network; a station communication unit for receiving a second image and a photographing angle of the unmanned aerial vehicle in the take-off and landing station from the take-off and landing station through the communication network; and an aerial vehicle control unit calculating the position of the unmanned aerial vehicle by using the navigation data, the first image, the second image, and the photographing angle, and transmitting a control command for landing the unmanned aerial vehicle through the aerial vehicle communication unit based on the calculated position.

Description

무인 비행체의 착륙 제어를 위한 관제 장치 및 관제 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LANDING OF A UNMANNED AERIAL VEHICLE}Control system and control method for landing control of unmanned aerial vehicle {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING LANDING OF A UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 드론 등의 무인 비행체의 착륙 제어를 위한 관제 장치 및 관제 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 이착륙 스테이션과 연동하여 무인 비행체의 착륙 제어를 하는 관제 장치 및 관제 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a control device and a control method for landing control of an unmanned aerial vehicle such as a drone, and more specifically, to a control device and a control method for landing control of an unmanned aerial vehicle in connection with a take-off and landing station.

일반적으로 드론과 같은 무인 비행체는 원격 조종기에 의해 제어되어 비행을 한다. 상업용 드론의 경우 RF(Radio Frequency)나 Wi-Fi 통신을 이용하여 가시권 비행으로 2~3km 이내의 비행을 할 수 있다. 예를 들어, 2~3km 이내의 비행을 하며 시설물을 촬영하거나 농작지에 방제를 한다. 최근 일부 상업용으로 LTE(Long Term Evolution) 무선망을 활용해 20~30분이내의 10km 이내의 거리까지 비가시권 비행을 시도하고 있다. In general, unmanned aerial vehicles such as drones fly by being controlled by a remote controller. In the case of commercial drones, it can fly within 2~3km with visible range flight using RF (Radio Frequency) or Wi-Fi communication. For example, they fly within 2~3km and shoot facilities or control farmland. Recently, some commercial use of LTE (Long Term Evolution) wireless network is attempting to fly invisible to a distance within 10 km within 20 to 30 minutes.

무인 비행체는 무인 비행체에 장착된 프로세서를 이용하여 프로그램에 따라 착륙하거나 조종사가 육안으로 직접 조종하여 착륙한다. 프로그램된 자동 착륙 방법은 정확한 착륙 위치, 착륙지의 표면 평형도와 착륙시 무인 비행체의 하강 고도에 따른 하강 속도 조절이 중요하다. 따라서 착륙 지점을 파악하기 위한 정밀 GPS 기술 등이 필요하고 각종 정밀 부품들에 의해 무인 비행체가 무거워지고 가격이 비싸지는 문제점이 있다. 조종사의 직접 조종에 의한 착륙의 경우 정확한 위치에 무인 비행체를 착륙시키기 위해서는 조종사의 숙련된 비행 조종 기술이 필요하다. 초보자의 착륙 조종 또는 자동 착륙시 무인 비행체의 주변 상황을 제때 반영하지 못해 무인 비행체의 고장이나 인명 사고를 발생시킬 수 있다. The unmanned aerial vehicle lands according to a program using the processor installed in the unmanned aerial vehicle or the pilot directly manipulates it with the naked eye. In the programmed automatic landing method, it is important to control the descent speed according to the correct landing position, surface balance of the landing site and the descent altitude of the unmanned aerial vehicle at the time of landing. Therefore, there is a problem in that a precision GPS technology for identifying the landing point is required, and the unmanned aerial vehicle becomes heavy and expensive due to various precision parts. In the case of landing by the pilot's direct control, the pilot's skillful flight control skills are required to land the unmanned aerial vehicle at the correct location. In the case of a beginner's landing control or automatic landing, the situation around the unmanned aerial vehicle cannot be reflected in time, which can lead to failure of the unmanned aerial vehicle or a personal accident.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 무인 비행체를 원격 조종하여 이착륙 스테이션에 정밀하게 착륙 제어하는 데 있어서 이착륙 스테이션과 협력하여 무인 비행체를 정확하게 이착륙 스테이션에 착륙시킬 수 있도록 하는 관제 장치 및 관제 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed in order to solve the above-described problem, and a control device that enables an unmanned aerial vehicle to accurately land at a take-off and landing station in cooperation with a take-off and landing station in remotely controlling an unmanned aerial vehicle to precisely control landing at a take-off and landing station, and Its purpose is to provide a control method.

일 실시예에 따른, 이착륙 스테이션으로 무인 비행체의 착륙을 제어하는 관제 장치는, 통신망을 통해 상기 무인 비행체로부터 항법 데이터 및 상기 무인 비행체에서 촬영된 제 1 영상을 수신하는 비행체 통신부; 상기 이착륙 스테이션에서 상기 무인 비행체를 촬영한 제 2 영상 및 촬영 각도를 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 수신하는 스테이션 통신부; 및 상기 항법 데이터, 상기 제 1 영상, 상기 제 2 영상 및 상기 촬영 각도를 이용하여 상기 무인 비행체의 위치를 계산하고 그 계산된 위치에 기초하여 상기 비행체 통신부를 통해 상기 무인 비행체로 착륙을 위한 제어 명령을 전송하는 비행체 제어부를 포함한다.According to an embodiment, a control device for controlling the landing of an unmanned aerial vehicle to a take-off and landing station includes: an air vehicle communication unit for receiving navigation data from the unmanned aerial vehicle and a first image photographed by the unmanned aerial vehicle through a communication network; A station communication unit for receiving a second image and a photographing angle of the unmanned aerial vehicle at the take-off and landing stations from the take-off and landing stations through the communication network; And a control command for landing to the unmanned aerial vehicle through the vehicle communication unit based on the calculation of the position of the unmanned aerial vehicle using the navigation data, the first image, the second image, and the photographing angle. It includes a vehicle control unit that transmits.

상기 스테이션 통신부는, 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 기상 정보를 더 수신하고, 상기 비행체 제어부는, 상기 기상 정보를 기초로 복수의 착륙 방법 중 하나를 선택할 수 있다.The station communication unit may further receive weather information from the take-off and landing station through the communication network, and the vehicle control unit may select one of a plurality of landing methods based on the weather information.

상기 복수의 착륙 방법은, 수평으로 이동하여 상기 이착륙 스테이션의 수직 위치에 무인 비행체를 위치시킨 후 직하강하는 것; 상기 무인 비행체를 계단식으로 고도 하강을 하는 것; 및 상기 무인 비행체를 미리 수직 하강을 시킨 후 상기 이착륙 스테이션 방향으로 수평 이동하는 것을 포함할 수 있다.The plurality of landing methods may include moving horizontally, placing the unmanned aerial vehicle at a vertical position of the take-off and landing station, and then descending directly; Descending the unmanned aerial vehicle in a stepwise manner; And vertically lowering the unmanned aerial vehicle in advance and then horizontally moving in the direction of the take-off and landing station.

상기 제 2 영상은, 360도 회전 가능한 카메라로 촬영되고, 상기 촬영 각도는 상기 360도 회전 가능한 카메라의 촬영 각도일 수 있다.The second image is photographed by a camera capable of rotating 360 degrees, and the photographing angle may be a photographing angle of the camera capable of rotating 360 degrees.

일 실시예에 따른, 관제 장치에서, 이착륙 스테이션으로 무인 비행체의 착륙을 제어하는 방법은, 통신망을 통해 상기 무인 비행체로부터 항법 데이터 및 상기 무인 비행체에서 촬영된 제 1 영상을 수신하는 단계; 상기 이착륙 스테이션에서 상기 무인 비행체를 촬영한 제 2 영상 및 촬영 각도를 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 수신하는 단계; 및 상기 항법 데이터, 상기 제 1 영상, 상기 제 2 영상 및 상기 촬영 각도를 이용하여 상기 무인 비행체의 위치를 계산하고 그 계산된 위치에 기초하여 상기 비행체 통신부를 통해 상기 무인 비행체로 착륙을 위한 제어 명령을 전송하는 단계를 포함한다.According to an embodiment, in a control device, a method of controlling the landing of an unmanned aerial vehicle to a take-off and landing station comprises: receiving navigation data from the unmanned aerial vehicle and a first image photographed by the unmanned aerial vehicle through a communication network; Receiving a second image photographed by the unmanned aerial vehicle at the take-off and landing station and a photographing angle from the take-off and landing station through the communication network; And a control command for landing to the unmanned aerial vehicle through the vehicle communication unit based on the calculation of the position of the unmanned aerial vehicle using the navigation data, the first image, the second image, and the photographing angle. It includes the step of transmitting.

상기 방법은, 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 기상 정보를 수신하는 단계; 및 상기 기상 정보를 기초로 복수의 착륙 방법 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes receiving weather information from the take-off and landing stations through the communication network; And selecting one of a plurality of landing methods based on the weather information.

상기 복수의 착륙 방법은, 수평으로 이동하여 상기 이착륙 스테이션의 수직 위치에 무인 비행체를 위치시킨 후 직하강하는 것; 상기 무인 비행체를 계단식으로 고도 하강을 하는 것; 및 상기 무인 비행체를 미리 수직 하강을 시킨 후 상기 이착륙 스테이션 방향으로 수평 이동하는 것을 포함할 수 있다.The plurality of landing methods may include moving horizontally, placing the unmanned aerial vehicle at a vertical position of the take-off and landing station, and then descending directly; Descending the unmanned aerial vehicle in a stepwise manner; And vertically lowering the unmanned aerial vehicle in advance and then horizontally moving in the direction of the take-off and landing station.

일 실시예에 따르면, 원격에서 조종사의 숙련도와는 무관하게 무인 비행체를 이착륙 스테이션에 안전하게 착륙시킬 수 있다.According to an embodiment, it is possible to safely land an unmanned aerial vehicle at a take-off and landing station remotely regardless of the pilot's skill level.

일 실시예에 따르면, 무인 비행체에서 촬영된 영상과 이착륙 스테이션에서 촬영된 영상을 종합 분석함으로써 무인 비행체의 위치를 정리하게 계산할 수 있어, 고가의 GPS 기술을 이용하지 않아도 된다.According to an embodiment, by comprehensively analyzing an image captured by an unmanned aerial vehicle and an image captured at a take-off and landing station, it is possible to calculate the position of the unmanned aerial vehicle in order, so that expensive GPS technology is not required.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 관제 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이착륙 스테이션에서 무인 비행체를 추적 촬영하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 관제 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(110)의 착륙 방법을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 관제 시스템에서 무인 비행체를 착륙시키는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.1 is a view showing an unmanned aerial vehicle control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a process of tracking an unmanned aerial vehicle at a take-off and landing station according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration of the control device of FIG. 1.
4 is a diagram illustrating a landing method of the unmanned aerial vehicle 110 according to an embodiment of the present invention.
5 is a signal flow diagram illustrating a method of landing an unmanned aerial vehicle in the unmanned aerial vehicle control system according to an embodiment of the present invention.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above-described objects, features, and advantages will become more apparent through the following detailed description in connection with the accompanying drawings, whereby those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 관제 시스템을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 무인 비행체 관제 시스템은, 무인 비행체(110), 이착륙 스테이션(120), 관제 장치(130) 및 이들을 연결하는 통신망(140)을 포함한다. 여기서 통신망(140)는 4G/5G 통신망으로서, 보다 바람직하게는 초저지연성 특성을 갖는 5G 통신망을 사용할 수 있다. 그러나 여기에 제한되는 것은 아니며 차세대 통신망 등 관제 장치(130)와 무인 비행체(110) 간에 통신이 가능한 통신망이면 특별히 제한되지 않는다.1 is a view showing an unmanned aerial vehicle control system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the unmanned aerial vehicle control system according to the present embodiment includes an unmanned aerial vehicle 110, a take-off and landing station 120, a control device 130, and a communication network 140 connecting them. Here, the communication network 140 is a 4G/5G communication network, and more preferably, a 5G communication network having ultra-low latency characteristics may be used. However, it is not limited thereto, and a communication network capable of communication between the control device 130 and the unmanned aerial vehicle 110 such as a next-generation communication network is not particularly limited.

무인 비행체(110)는 무인으로 비행이 가능한 비행체로서, 관제 장치(130)의 제어에 따라 장거리 비가시권(BVLOS) 임무 비행을 할 수 있다. 무인 비행체(110)는 프로펠러 및 모터와 같은 구동 수단을 포함하고, 또한 전원 공급을 위한 배터리를 포함하며, 위치 측위를 위한 GPS 수신기, 관제 장치(130)와 통신하기 위한 통신부(112), 카메라(113), 그리고 이들을 제어하는 제어부(111)를 포함한다. 무인 비행체(110)는 용도에 따라 농산물 방제를 위한 방제 수단 등을 구비할 수도 있다. The unmanned aerial vehicle 110 is a vehicle capable of unmanned flight, and can perform long-distance invisible (BVLOS) mission flight under the control of the control device 130. The unmanned aerial vehicle 110 includes a driving means such as a propeller and a motor, and also includes a battery for supplying power, a GPS receiver for positioning, a communication unit 112 for communicating with the control device 130, and a camera ( 113), and a control unit 111 that controls them. The unmanned aerial vehicle 110 may be provided with a control means for controlling agricultural products, depending on the purpose.

무인 비행체(110)의 제어부(111)는 관제 장치(130)로부터 비행 제어 명령을 수신하여 임무 비행을 수행하고, 임무 비행 완료 후 이착륙 스테이션(120)으로 귀환하여 착륙을 시도한다. 이때 제어부(111)는 이착륙 스테이션(120)으로 착륙 요청을 전송하고 이착륙 스테이션(120)으로부터 착륙 승인이 수신되면 착륙 비행을 시작한다. 제어부(111)는 현재 위치, 비행 속도, 비행 방향 등의 항법 데이터와 카메라(113)로 촬영한 영상을 통신망(140)을 통해 관제 장치(130)로 전송하고, 관제 장치(130)의 비행 제어 명령에 따라 이착륙 스테이션(120)으로 착륙한다.The controller 111 of the unmanned aerial vehicle 110 receives a flight control command from the control device 130 to perform a mission flight, and after completing the mission flight, returns to the take-off and landing station 120 to attempt landing. At this time, the controller 111 transmits a landing request to the take-off and landing station 120 and starts landing flight when landing approval is received from the take-off and landing station 120. The control unit 111 transmits the navigation data such as the current position, flight speed, and flight direction, and the image captured by the camera 113 to the control device 130 through the communication network 140, and controls the flight of the control device 130 It lands at the take-off and landing station 120 according to the command.

이착륙 스테이션(120)은 무인 비행체(110)를 격납하는 격납 공간을 구비하고 관제 장치(130)와 통신하여 무인 비행체(110)의 이륙 및 착륙을 제어할 수 있다. 이착륙 스테이션(120)은 CCTV 카메라(123)와 기상 관측 장비(124), 그리고 통신부(122) 및 제어부(121)를 포함한다. CCTV 카메라(123)는 360도 회전이 가능한 틸팅 수단을 구비하고 틸팅 수단을 통해 촬영 방향을 변경할 수 있다. 기상 관측 장치(124)는 이착륙 스테이션(120)이 설치된 지역의 풍속, 풍향, 날씨 등을 관측한다. The take-off and landing station 120 has a storage space for storing the unmanned aerial vehicle 110 and communicates with the control device 130 to control the take-off and landing of the unmanned aerial vehicle 110. The take-off and landing station 120 includes a CCTV camera 123, weather observation equipment 124, and a communication unit 122 and a control unit 121. The CCTV camera 123 may be provided with a tilting means capable of rotating 360 degrees and change the photographing direction through the tilting means. The meteorological observation device 124 observes wind speed, wind direction, weather, and the like in a region where the take-off and landing stations 120 are installed.

이착륙 스테이션(120)의 통신부(122)는 통신망(140)을 통해 무인 비행체(110) 및 관제 장치(130)와 통신하여 데이터를 송수신하고, 또한 CCTV 카메라(123) 및 기상 관측 장치(124)와 통신하여 데이터를 송수신한다. 제어부(121)는, 무인 비행체(110)의 착륙 요청시 착륙 중인 다른 무인 비행체가 없다면 착륙 승인을 회신하고, CCTV 카메라(123)에서 촬영되는 영상을 분석하여 객체 인식을 통해 무인 비행체(110)를 식별한 후 CCTV 카메라(123)의 틸팅 수단을 제어하여 무인 비행체(110)를 추적 촬영한다. 제어부(121)는 CCTV 카메라(123)에서 촬영되는 영상 및 촬영 각도(또는 틸팅 각도)와 상기 기상 관측 장비(123)에서 관측된 현재 기상 정보를 통신부(122)를 통해 관제 장치(130)로 전송한다. The communication unit 122 of the take-off and landing station 120 communicates with the unmanned aerial vehicle 110 and the control device 130 through the communication network 140 to transmit and receive data, and also with the CCTV camera 123 and the weather observation device 124 Communicate to send and receive data. When the unmanned aerial vehicle 110 requests landing, the controller 121 returns the landing approval if there is no other unmanned aerial vehicle being landed, and analyzes the image captured by the CCTV camera 123 to detect the unmanned aerial vehicle 110 through object recognition. After identification, the unmanned aerial vehicle 110 is tracked and photographed by controlling the tilting means of the CCTV camera 123. The control unit 121 transmits the image captured by the CCTV camera 123 and the shooting angle (or tilting angle) and the current weather information observed by the weather observation equipment 123 to the control device 130 through the communication unit 122 do.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이착륙 스테이션에서 무인 비행체를 추적 촬영하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이착륙 스테이션(120)의 CCTV 카메라(123)는 상하좌우로 360도 회전이 가능한 틸팅 수단을 구비하고, 이착륙 스테이션(120)의 제어부(121)는 CCTV 카메라(123)와 연결되어 CCTV 카메라(123)에서 촬영되는 영상을 분석하여 객체 인식을 통해 무인 비행체(110)를 식별한 후 CCTV 카메라(123)의 틸팅 수단을 제어하여 무인 비행체(110)를 추적 촬영한다.2 is a diagram illustrating a process of tracking an unmanned aerial vehicle at a take-off and landing station according to an embodiment of the present invention. As shown in Figure 2, the CCTV camera 123 of the take-off and landing station 120 is provided with a tilting means capable of rotating 360 degrees up, down, left and right, and the control unit 121 of the take-off and landing station 120 is a CCTV camera 123 It is connected to and analyzes the image captured by the CCTV camera 123 to identify the unmanned aerial vehicle 110 through object recognition, and then controls the tilting means of the CCTV camera 123 to track and photograph the unmanned aerial vehicle (110).

관제 장치(130)는 통신망(140)을 통해 무인 비행체(110)와 통신하여 무인 비행체(110)의 비행을 모니터링하고 무인 비행체(110)의 비행을 원격 제어한다. 관제 장치(130)는 무인 비행체(110)로 비행 경로 등을 포함하는 비행 명령을 전송하여 무인 비행체(110)를 원격 제어하고, 무인 비행체(110)로부터 위치 정보, 비행 속도, 비행 방향 등의 항법 데이터와 무인 비행체(110)에서 촬영된 영상을 수신하여 저장한다. 관제 장치(130)는 무인 비행체(110)의 착륙 시도시 이착륙 스테이션(120)으로부터 CCTV 카메라(123)로 촬영된 영상 및 촬영 각도와 기상 관측 장비(124)에 의해 관측된 기상 정보를 수신한다. 관제 장치(130)는 무인 비행체(110)로부터 수신된 영상 및 항법 데이터와 이착륙 스테이션(120)으로부터 수신된 영상 및 촬영 각도를 분석하여 무인 비행체(110)의 위치를 정밀하게 계산하고, 계산된 위치와 기상 정보를 이용하여 무인 비행체(110)의 착륙을 제어한다. The control device 130 communicates with the unmanned aerial vehicle 110 through the communication network 140 to monitor the flight of the unmanned aerial vehicle 110 and remotely control the flight of the unmanned aerial vehicle 110. The control device 130 remotely controls the unmanned aerial vehicle 110 by transmitting flight commands including flight paths to the unmanned aerial vehicle 110, and navigation such as location information, flight speed, and flight direction from the unmanned aerial vehicle 110 It receives and stores the data and the image photographed by the unmanned aerial vehicle 110. The control device 130 receives an image captured by the CCTV camera 123 from the take-off and landing station 120 when the unmanned aerial vehicle 110 attempts to land, and the photographing angle and weather information observed by the weather observation equipment 124. The control device 130 accurately calculates the position of the unmanned aerial vehicle 110 by analyzing the image and navigation data received from the unmanned aerial vehicle 110 and the image and photographing angle received from the take-off and landing station 120, and the calculated position The landing of the unmanned aerial vehicle 110 is controlled using and weather information.

도 3은 도 1의 관제 장치의 구성을 나타낸 도면으로, 도 3을 참조하면, 관제 장치(130)는, 비행체 통신부(310), 스테이션 통신부(320) 및 비행체 제어부(330)를 포함한다. 관제 장치(130)는 메모리, 메모리 제어기, 하나 이상의 프로세서, 주변 인터페이스, 입출력(I/O) 서브시스템, 디스플레이 장치, 입력 장치 및 통신 회로를 포함할 수 있다. 비행체 통신부(310), 스테이션 통신부(320) 및 비행체 제어부(330)는 프로그램으로 구현되어 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있고, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수도 있다. 메모리는, 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다.FIG. 3 is a view showing the configuration of the control device of FIG. 1. Referring to FIG. 3, the control device 130 includes an aircraft communication unit 310, a station communication unit 320, and an aircraft control unit 330. The control device 130 may include a memory, a memory controller, one or more processors, a peripheral interface, an input/output (I/O) subsystem, a display device, an input device, and a communication circuit. The vehicle communication unit 310, the station communication unit 320, and the vehicle control unit 330 may be implemented as a program and executed by the one or more processors, or may be implemented as a combination of hardware and software. The memory may include high-speed random access memory, and may also include one or more magnetic disk storage devices, nonvolatile memory such as flash memory devices, or other nonvolatile semiconductor memory devices.

비행체 통신부(310)는, 통신망(140)을 통해 무인 비행체(110)와 통신하여 데이터를 송수신한다. 비행체 통신부(310)는 무인 비행체(110)로 비행 제어 명령을 전송할 수 있고, 무인 비행체(110)로부터 항법 데이터와 카메라(113)로 촬영된 촬영 영상을 수신할 수 있다.The vehicle communication unit 310 communicates with the unmanned aerial vehicle 110 through the communication network 140 to transmit and receive data. The vehicle communication unit 310 may transmit a flight control command to the unmanned aerial vehicle 110 and receive navigation data and a photographed image captured by the camera 113 from the unmanned aerial vehicle 110.

스테이션 통신부(320)는, 통신망(140)을 통해 이착륙 스테이션(120)과 통신하여 데이터를 송수신한다. 스테이션 통신부(320)는 이착륙 스테이션(120)으로부터 CCTV 카메라(123)에서 촬영된 영상 및 촬영 각도와 기상 관측 장비(124)에서 관측된 기상 정보를 수신할 수 있고, 이착륙 스테이션(120)의 제어 명령을 이착륙 스테이션(120)으로 전송할 수 있다.The station communication unit 320 communicates with the take-off and landing stations 120 through the communication network 140 to transmit and receive data. The station communication unit 320 may receive an image captured by the CCTV camera 123 from the take-off and landing station 120 and the shooting angle and weather information observed by the weather observation equipment 124, and control commands of the take-off and landing stations 120 Can be transmitted to the take-off and landing station 120.

비행체 제어부(330)는, 무인 비행체(110)의 임무 비행을 제어한다. 비행체 제어부(330)는, 상기 비행체 통신부(310)를 통해 무인 비행체(110)로 임무 비행 정보를 전송하여 임무 비행을 제어한다. 또한, 비행체 제어부(330)는, 무인 비행체(110)의 이착륙을 제어한다. 비행체 제어부(330)는, 무인 비행체(110)의 이륙시 상기 스테이션 통신부(320)를 통해 이착륙 스테이션(120)으로 격납고 개방 명령을 전송한다. 비행체 제어부(330)는, 무인 비행체(110)의 착륙시, 무인 비행체(110)로부터 수신된 영상 및 항법 데이터와 이착륙 스테이션(120)으로부터 수신된 영상 및 촬영 각도를 분석하여 무인 비행체(110)의 위치를 정밀하게 계산하고, 계산된 위치와 기상 정보를 이용하여 무인 비행체(110)의 착륙을 제어한다. 보다 구체적으로 비행체 제어부(330)는, 기상 정보를 참조하여 무인 비행체(110)의 착륙 방법을 선택하고, 무인 비행체(110)의 위치를 계산하여 이착륙 스테이션(120)의 상면, 즉 착륙마크에 무인 비행체(110)가 착륙할 수 있도록 무인 비행체(110)의 착륙 비행을 제어한다. The vehicle control unit 330 controls the mission flight of the unmanned aerial vehicle 110. The vehicle control unit 330 controls mission flight by transmitting mission flight information to the unmanned aerial vehicle 110 through the vehicle communication unit 310. In addition, the vehicle control unit 330 controls the take-off and landing of the unmanned aerial vehicle 110. The vehicle control unit 330 transmits a hangar opening command to the take-off and landing station 120 through the station communication unit 320 when the unmanned aerial vehicle 110 takes off. When the unmanned aerial vehicle 110 lands, the vehicle control unit 330 analyzes the image and navigation data received from the unmanned aerial vehicle 110 and the image and photographing angle received from the take-off and landing station 120 to The location is precisely calculated, and the landing of the unmanned aerial vehicle 110 is controlled using the calculated location and weather information. More specifically, the vehicle control unit 330 selects the landing method of the unmanned aerial vehicle 110 by referring to the weather information, and calculates the position of the unmanned vehicle 110 to unmanned the top surface of the take-off and landing station 120, that is, the landing mark. Controls the landing flight of the unmanned aerial vehicle 110 so that the vehicle 110 can land.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체(110)의 착륙 방법을 설명하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 제 1 착륙 방법은 참조번호 410의 경로에 따른 착륙으로서, 수평으로 이동하여 이착륙 스테이션(120)의 수직 위치에 무인 비행체(110)가 위치한 후에 직하강하는 방법이다. 제 2 착륙 방법은 참조번호 420의 경로에 따른 착륙으로서, 바람이 많이 불 경우, 무인 비행체(110)를 계단식으로 고도 하강을 시켜 이착륙 스테이션(120)에 착륙시키는 방법이다. 제 3 착륙 방법은 참조번호 430의 경로에 따른 착륙으로서 무인 비행체(110)를 최대한 지면에 가깝게 미리 하강을 시킨 후 수평 이동하여 이착륙 스테이션(120)에 착륙하는 방법이다.4 is a view for explaining a landing method of the unmanned aerial vehicle 110 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the first landing method is a method of landing according to a path of reference numeral 410, which moves horizontally and descends directly after the unmanned aerial vehicle 110 is positioned at a vertical position of the take-off and landing station 120. The second landing method is a landing according to the route of reference number 420, and is a method of landing at the take-off and landing station 120 by descending the unmanned aerial vehicle 110 in a stepwise manner when the wind blows a lot. The third landing method is a method of landing in the take-off and landing station 120 by lowering the unmanned aerial vehicle 110 in advance as close to the ground as possible, and then horizontally moving the unmanned aerial vehicle 110 as a landing according to the route 430.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체 관제 시스템에서 무인 비행체를 착륙시키는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.5 is a signal flow diagram illustrating a method of landing an unmanned aerial vehicle in the unmanned aerial vehicle control system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 단계 S501에서, 무인 비행체(110)는 임무 비행을 완료한 후 귀환하여 이착륙 스테이션(120)의 근방으로 이동한 후, 통신망(140)을 통해 이착륙 스테이션(120)으로 착륙 요청을 전송한다. 단계 S502에서, 이착륙 스테이션(120)은 다른 무인 비행체가 없으면, 착륙 승인을 무인 비행체(110)로 전송한다. 실시 형태에 따라, 이착륙 스테이션(120)은 통신망(140)을 통해 관제 장치(130)로 착륙 요청을 전송하고 관제 장치(130)로부터 착륙 승인을 수신하면 무인 비행체(110)로 착륙 승인을 전송할 수 있다.5, in step S501, the unmanned aerial vehicle 110 returns after completing the mission flight, moves to the vicinity of the take-off and landing station 120, and then requests a landing to the take-off and landing station 120 through the communication network 140 To transmit. In step S502, if there is no other unmanned aerial vehicle, the take-off and landing station 120 transmits a landing approval to the unmanned aerial vehicle 110. Depending on the embodiment, the take-off and landing station 120 may transmit a landing request to the control device 130 through the communication network 140 and transmit the landing approval to the unmanned aerial vehicle 110 upon receiving the landing approval from the control device 130. have.

단계 S503에서, 무인 비행체(110)는, 위치 정보, 비행 속도, 비행 방향 등의 항법 데이터와 카메라(113)로 촬영한 영상을 통신망(140)을 통해 관제 장치(130)로 전송한다. 또한, 단계 S504에서, 이착륙 스테이션(120)은, CCTV 카메라(123)로 촬영된 영상에서 객체 분석을 통해 무인 비행체(110)를 탐지하고 틸팅 수단을 제어하여 무인 비행체(110)를 추적하며 촬영한 영상, 그리고 촬영 각도를 통신망(140)을 통해 관제 장치(130)로 전송한다. 또한, 단계 S506에서, 이착륙 스테이션(120)은 기상 관측 장비(124)로 관측된 기상 정보를 통신망(140)을 통해 관제 장치(130)로 전송한다.In step S503, the unmanned aerial vehicle 110 transmits navigation data such as location information, flight speed, and flight direction, and an image captured by the camera 113 to the control device 130 through the communication network 140. In addition, in step S504, the take-off and landing station 120 detects the unmanned aerial vehicle 110 through object analysis in the image captured by the CCTV camera 123 and controls the tilting means to track and photograph the unmanned aerial vehicle 110. The image and the photographing angle are transmitted to the control device 130 through the communication network 140. In addition, in step S506, the take-off and landing station 120 transmits the weather information observed by the weather observation equipment 124 to the control device 130 through the communication network 140.

단계 S507에서, 관제 장치(130)는 상기 단계 S506에서 수신된 기상 정보를 이용하여 무인 비행체(110)의 착륙 방법을 선택한다. 단계 S508에서, 관제 장치(130)는 상기 단계 S503에서 무인 비행체(110)로부터 수신된 영상 및 항법 데이터와 상기 단계 S505에서 이착륙 스테이션(120)으로부터 수신된 영상 및 촬영 각도를 분석하여 무인 비행체(110)의 위치를 정밀하게 계산하고, 계산된 위치를 기준으로 이착륙 스테이션(120)의 상면에 도착할 수 있는 비행 정보를 포함하는 제어 명령을 무인 비행체(110)로 전송한다. 따라서 무인 비행체(110)는 제어 명령에 따라 모터 등을 구동하여 이착륙 스테이션(120)으로 착륙한다. 바람직하게, 관제 장치(130)는 무인 비행체(110)와 이착륙 스테이션(120)으로부터 실시간으로 데이터를 수신하여 무인 비행체(110)의 착륙 비행을 실시간으로 제어한다.In step S507, the control device 130 selects a landing method of the unmanned aerial vehicle 110 using the weather information received in step S506. In step S508, the control device 130 analyzes the image and navigation data received from the unmanned aerial vehicle 110 in the step S503 and the image and photographing angle received from the take-off and landing station 120 in the step S505. ) Precisely calculates the location, and transmits a control command including flight information that can arrive on the upper surface of the take-off and landing station 120 to the unmanned aerial vehicle 110 based on the calculated location. Accordingly, the unmanned aerial vehicle 110 drives a motor or the like according to a control command to land at the take-off and landing station 120. Preferably, the control device 130 controls the landing flight of the unmanned aerial vehicle 110 in real time by receiving data from the unmanned aerial vehicle 110 and the take-off and landing station 120 in real time.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.While this specification includes many features, such features should not be construed as limiting the scope or claims of the invention. In addition, features described in separate embodiments herein may be combined and implemented in a single embodiment. Conversely, various features described in a single embodiment in the present specification may be individually implemented in various embodiments, or may be properly combined and implemented.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a form that can be read by a computer. This process can be easily performed by a person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and thus will not be described in detail.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above, for those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the technical spirit of the present invention. It is not limited by the drawings.

110 : 무인 비행체
111 : 제어부
112 : 통신부
113 : 카메라
120 : 이착륙 스테이션
121 : 제어부
122 : 통신부
123 : CCTV 카메라
124 : 기상 관측 장비
130 : 관제 장치
140 : 통신망110: unmanned aerial vehicle
111: control unit
112: communication department
113: camera
120: take-off and landing station
121: control unit
122: communication department
123: CCTV camera
124: meteorological observation equipment
130: control device
140: communication network

Claims (7)

이착륙 스테이션으로 무인 비행체의 착륙을 제어하는 관제 장치에 있어서,
통신망을 통해 상기 무인 비행체로부터 항법 데이터 및 상기 무인 비행체에서 촬영된 제 1 영상을 수신하는 비행체 통신부;
상기 이착륙 스테이션에서 상기 무인 비행체를 촬영한 제 2 영상 및 촬영 각도를 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 수신하는 스테이션 통신부; 및
상기 항법 데이터, 상기 제 1 영상, 상기 제 2 영상 및 상기 촬영 각도를 이용하여 상기 무인 비행체의 위치를 계산하고 그 계산된 위치에 기초하여 상기 비행체 통신부를 통해 상기 무인 비행체로 착륙을 위한 제어 명령을 전송하는 비행체 제어부를 포함하는 관제 장치.In the control device for controlling the landing of the unmanned aerial vehicle by the take-off and landing station,
An aircraft communication unit for receiving navigation data from the unmanned aerial vehicle and a first image captured by the unmanned aerial vehicle through a communication network;
A station communication unit for receiving a second image and a photographing angle of the unmanned aerial vehicle at the take-off and landing stations from the take-off and landing stations through the communication network; And
The navigation data, the first image, the second image and the shooting angle are used to calculate the position of the unmanned aerial vehicle, and based on the calculated position, a control command for landing to the unmanned aerial vehicle is issued through the vehicle communication unit. A control device including a vehicle control unit to transmit. 제 1 항에 있어서,
상기 스테이션 통신부는, 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 기상 정보를 더 수신하고,
상기 비행체 제어부는, 상기 기상 정보를 기초로 복수의 착륙 방법 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 관제 장치.The method of claim 1,
The station communication unit further receives weather information from the take-off and landing stations through the communication network,
The vehicle control unit, the control device, characterized in that to select one of a plurality of landing methods based on the weather information. 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 착륙 방법은,
수평으로 이동하여 상기 이착륙 스테이션의 수직 위치에 무인 비행체를 위치시킨 후 직하강하는 것;
상기 무인 비행체를 계단식으로 고도 하강을 하는 것; 및
상기 무인 비행체를 미리 수직 하강을 시킨 후 상기 이착륙 스테이션 방향으로 수평 이동하는 것을 포함하는 관제 장치.The method of claim 2,
The plurality of landing methods,
Moving horizontally, placing the unmanned aerial vehicle at a vertical position of the take-off and landing station and then descending directly;
Descending the unmanned aerial vehicle in a stepwise manner; And
A control device comprising vertically lowering the unmanned aerial vehicle in advance and then horizontally moving in the direction of the take-off and landing station. 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 영상은, 360도 회전 가능한 카메라로 촬영되고,
상기 촬영 각도는 상기 360도 회전 가능한 카메라의 촬영 각도인 것을 특징으로 하는 관제 장치.The method of claim 1,
The second image is photographed with a camera capable of rotating 360 degrees,
The shooting angle is a control device, characterized in that the shooting angle of the camera capable of rotating 360 degrees. 관제 장치에서, 이착륙 스테이션으로 무인 비행체의 착륙을 제어하는 방법에 있어서,
통신망을 통해 상기 무인 비행체로부터 항법 데이터 및 상기 무인 비행체에서 촬영된 제 1 영상을 수신하는 단계;
상기 이착륙 스테이션에서 상기 무인 비행체를 촬영한 제 2 영상 및 촬영 각도를 상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 수신하는 단계; 및
상기 항법 데이터, 상기 제 1 영상, 상기 제 2 영상 및 상기 촬영 각도를 이용하여 상기 무인 비행체의 위치를 계산하고 그 계산된 위치에 기초하여 상기 비행체 통신부를 통해 상기 무인 비행체로 착륙을 위한 제어 명령을 전송하는 단계를 포함하는 방법.In the control device, in the method of controlling the landing of the unmanned aerial vehicle to the take-off and landing station,
Receiving navigation data from the unmanned aerial vehicle and a first image captured by the unmanned aerial vehicle through a communication network;
Receiving a second image and a photographing angle of the unmanned aerial vehicle at the take-off and landing stations from the take-off and landing stations through the communication network; And
The navigation data, the first image, the second image and the shooting angle are used to calculate the position of the unmanned aerial vehicle, and based on the calculated position, a control command for landing to the unmanned aerial vehicle is issued through the vehicle communication unit. A method comprising the step of transmitting. 제 5 항에 있어서,
상기 통신망을 통해 상기 이착륙 스테이션으로부터 기상 정보를 수신하는 단계; 및
상기 기상 정보를 기초로 복수의 착륙 방법 중 하나를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5,
Receiving weather information from the take-off and landing stations through the communication network; And
And selecting one of a plurality of landing methods based on the weather information. 제 6 항에 있어서,
상기 복수의 착륙 방법은,
수평으로 이동하여 상기 이착륙 스테이션의 수직 위치에 무인 비행체를 위치시킨 후 직하강하는 것;
상기 무인 비행체를 계단식으로 고도 하강을 하는 것; 및
상기 무인 비행체를 미리 수직 하강을 시킨 후 상기 이착륙 스테이션 방향으로 수평 이동하는 것을 포함하는 방법.The method of claim 6,
The plurality of landing methods,
Moving horizontally, placing the unmanned aerial vehicle at a vertical position of the take-off and landing station and then descending directly;
Descending the unmanned aerial vehicle in a stepwise manner; And
A method comprising moving the unmanned aerial vehicle vertically in advance and then horizontally moving in the direction of the take-off and landing station.
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