KR20210030098A - 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법 - Google Patents

음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법 Download PDF

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KR20210030098A
KR20210030098A KR1020190111628A KR20190111628A KR20210030098A KR 20210030098 A KR20210030098 A KR 20210030098A KR 1020190111628 A KR1020190111628 A KR 1020190111628A KR 20190111628 A KR20190111628 A KR 20190111628A KR 20210030098 A KR20210030098 A KR 20210030098A
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voice
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KR1020190111628A
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강성호
이훈
박선기
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티마텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 사용자 음성입력을 통하여 드론의 이동경로를 자동 생성하고 임무를 설정하여 미션파일을 자동 생성하며 관제대상 드론의 미션수행을 지상관제하는 시스템과 드론 관제방법을 제시하여 안정성과 편리성이 향상된 사용자 인터페이스의 제공에 관한 것이다.
본 발명은 별도의 음성인식을 위한 유무선 네트워크나 외부장치를 통하지 않더라도 지상관제시 스템에서 사용자 음성입력을 통하여 지상관제 시스템의 장치기능을 수행할 수 있으며, 사용자 음성입력은 간결하고 직관적인 명칭으로 인터페이스를 제공하여 드론에서 다양한 미션수행을 음성으로 관제하는 방법을 제시한다. 또한 음성인식 모듈이 인식하고 판별하는 명칭은 드론의 이름과 임무, 지상점 및 지상관제 시스템의 장치기능을 지칭하는 명칭으로 유연하게 적용할 수 있으며 미션수행의 종류와 형태에 따라 확대된 다양한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 시각화된 화면 출력을 통해 1대 이상의 드론에 대하여 안정적으로 다목적 다중 관제함으로써 다양한 산업분야에서 드론을 통한 서비스 공급을 확산시키는 효과를 기대할 수 있다.

Description

음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법{The ground control system having a voice recognition module and a drone control methods using it}
본 발명은 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 음성인식 모듈을 구비하여 사용자 음성입력을 인식하는 지상관제 시스템에서 음성명령을 통해 드론에 대한 미션을 생성하고 수행하는 방법과 시각화된 화면 출력을 제공하여 드론을 관제하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 드론을 제어하는 방법은 사용자가 무선 조종기를 통해 드론을 육안으로 식별이 가능한 2km 이내의 범위 내에서 이루어진다. 육상 드론이나 해양 드론에 비해 비행 드론의 경우 사용자의 조종 숙련도에 따라 차이가 있겠으나 비행 추락에 의한 사고 발생 위험성이 크다.
드론을 제어하는 다른 방법으로 지상관제 시스템을 이용하는데 특히 비행 드론의 경우 육안 식별 범위를 벗어난 영역으로 자율 비행이 가능하고 시각화된 화면을 통해 관제할 수 있는 장점으로 인해 다양한 산업분야에서 활용도가 높아지고 있으나 지상관제 시스템은 드론을 제어하고 관제하는데 있어서 사용자 입력이 복잡하고 어려운 점이 있다.
이와 같은 이유로 사용자 입력을 편리하게 제공하고 드론을 이용하는 다양한 임무를 안전하게 수행하고 관제하는 시스템의 요구가 증가하고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 위험 요소와 불편 사항을 해소하는 방안으로 제안하는 것으로서, 본 발명에 의한 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법의 목적은 사용자 음성입력을 통해 드론에 대한 이동경로를 자동 생성하고 임무를 수행하며 이를 다중 관제하는 지상관제 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 드론을 이용하여 다양한 임무를 수행하는데 있어서, 드론에 대한 이동경로 생성과 충돌 판별, 배터리 방전에 의한 추락사고 대응을 포함하는 드론 관제방법을 제공하며 시각화된 화면 출력과 음성입력 및 음성출력을 포함하는 사용자 인터페이스를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템은, 사용자 음성입력을 수신하는 음성입력부;와 드론의 미션수행 관제를 음성으로 출력하는 음성출력부;와 상기 수신하는 음성입력에서 1개 이상의 드론이름 명칭을 인식하고 판별하여 관제대상 드론을 식별하는 드론코드와 1개 이상의 지상점 명칭을 인식하고 판별하여 이동경로를 생성할 지상점을 식별하는 경로코드와 1개 이상의 임무 명칭을 인식하고 판별하여 드론이 수행할 임무를 식별하는 임무코드를 암호화하여 생성하는 음성인식부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈; 및
상기 음성인식 모듈을 구비하며, 음성을 입력받는 마이크, 음성을 출력하는 스피커, 화면으로 입력받는 터치스크린, 화면으로 출력하는 디스플레이 및 버튼, 조이스틱을 제공하여 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 입출력장치부;와 사용자 음성입력을 통해 식별된 관제대상 드론에 통신채널을 할당하여 통제권을 설정하고 식별된 지상점을 연결하여 지리정보가 설정된 이동경로를 자동 생성하여 식별된 임무가 설정되고 암호화된 미션파일을 자동 생성하여 미션수행을 관제하며, 음성인식 모듈과 입출력장치와 통신장치와 데이터베이스 간에 역할을 유기적으로 제어하는 시스템제어부;와 유무선 네트워크를 통해 드론정보, 지리정보, 기상정보, 미션파일을 수집하는 데이터수집부와 드론의 종류, 사양, 성능 정보를 포함하는 드론정보와 지형, 지물, 지명이 포함된 2차원 또는 3차원 지도정보 및 위치, 방향, 위도, 경도, 고도가 포함된 속성정보를 포함하는 지리정보와 기온, 풍속, 풍향, 날씨 정보를 포함하는 기상정보와 미션파일을 분류된 정보로 구축하는 데이터베이스를 관리하는 데이터관리부;와 외부장치와 데이터 송수신하는 유무선 네트워크 수단과 드론을 관제하는 통신채널을 제공하는 통신장치부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지상관제 시스템;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 시스템제어부는, 상기 드론코드로 식별된 관제대상 드론에 대하여, 통신채널을 할당하는 드론통신부;와 상기 경로코드로 식별된 1개 이상의 지상점을 연결하여 지리정보가 설정된 이동경로를 자동 생성하여 상기 임무코드로 식별된 임무를 설정하고 미션수행을 위한 암호화된 미션파일을 자동 생성하는 미션생성부;와 통신채널이 할당된 관제대상 드론에 통제권을 설정하여 미션파일을 전송하고 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌에 대한 안정성을 판별하여 미션수행을 관제하는 미션제어부;와 상기 미션파일을 생성된 시점부터 저장하며, 미션수행이 완료된 시점에서 데이터관리부로 전달하는 미션저장부;와 상기 생성된 미션파일을 시뮬레이션 수행하여 이동경로 및 지리정보 설정을 해석하고 위치, 방향, 위도, 경도, 고도를 포함하는 속성정보를 해석하여 미션수행의 안정성을 판별하는 가상미션부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 음성인식 모듈이 인식하고 판별하는 명칭은, 드론을 지칭하는 정찰기, 탐색기, 육상기, 해상기와 같은 특정된 드론이름 명칭; 지상점을 지칭하는 지물, 지명, 주소, 좌표를 포함하는 특정된 지상점 명칭; 수행할 임무를 지칭하는 훈련, 정찰, 감시, 탐색, 촬영, 공격, 보급, 구난을 포함하는 특정된 임무 명칭;을 구성요소로 포함하는 사용자 음성입력을 제공하는 것을 특징으로 하며, 상기 지상관제 시스템은 상기 드론이름 명칭, 지상점 명칭, 임무 명칭을 추가 또는 삭제하는 사용자 설정을 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 음성인식 모듈은, 상기 드론에 구비된 장비 또는 장비의 특정된 기능동작을 지칭하는 명칭; 상기 지상관제 시스템의 기능동작을 지칭하는 경로생성, 경로변경, 경로삭제, 편대임무, 미션수행, 미션중지, 가상미션, 화면확대, 화면전환을 포함하는 명칭;을 구성요소로 더 포함하여 드론의 미션수행을 관제하는 사용자 음성입력을 더 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지상관제 시스템은, 상기 입출력장치부가 제공하는 사용자 인터페이스에 상응하여 상기 통신장치부와 유무선 네트워크를 형성하는 외부장치가 구비하는 음성입력 수단을 제공하는 마이크, 음성출력 수단을 제공하는 스피커, 화면입력 수단을 제공하는 터치스크린, 화면출력 수단을 제공하는 디스플레이 및 버튼, 조이스틱을 포함하는 입출력장치를 통하여 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 위한 사용자 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법은, 사용자 음성입력을 통해 상기 음성인식 모듈에서 식별된 m개(m=자연수)의 지상점에 대하여 상기 지상관제 시스템이 이동경로를 자동 생성하며, 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 자동 생성하는 방법; 사용자 음성입력 순서대로 지상점을 연결하여 이동경로를 자동 생성하는 방법; 3차원 지도를 연계한 고도정보가 적용된 이동경로를 자동 생성하는 방법;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 자동 생성하는 이동경로를 시각화하여 화면으로 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지상관제 시스템은, 이동경로를 자동 생성하는 방법에 있어서, 사용자가 상기 식별된 m개의 지상점을 선택적으로 삭제하거나 새로운 지상점 추가하는 음성입력 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지상관제 시스템이 드론의 배터리 방전 사고를 관제하는 방법은, 상기 자동 생성하는 이동경로의 전체 이동거리를 산출하는 단계; 상기 산출된 이동거리에 필요한 드론의 배터리 소모량을 산출하는 단계; 상기 산출된 배터리 소모량에 대하여, 드론의 총중량 및 미션수행 속도와 고도를 반영하고 이동경로의 기온, 풍속, 풍향이 포함된 기상정보를 반영하여 보정된 배터리 소모량을 산출하는 단계; 드론의 배터리 충전량이 상기 보정된 배터리 소모량을 충족하는지 판별하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지상관제 시스템이 n개(n=자연수) 드론의 미션수행을 다중 관제하는 방법은, 사용자 음성입력을 통해 관제대상 제n드론과 m개 지상점과 임무를 식별하는 단계; 제n드론에 대한 제n통신채널을 할당하고 통제권을 설정하는 단계; 이동경로를 자동 생성하여 임무가 설정된 제n미션파일을 자동 생성하는 단계; 상기 제n드론에 제n통신채널을 통해 제n미션파일을 전송하는 단계; 상기 제n드론의 미션수행을 위한 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌 안정성을 판별하는 단계; 상기 제n드론에 대한 미션수행을 관제하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 한다.
또한, 상기 제n드론에 대한 경로충돌 안정성을 판별하는 방법은, 상기 지상관제 시스템이 미션수행을 관제하고 있는 1개 이상의 드론 이동경로에서 상기 제n드론의 이동경로와 중첩되는 지상점을 판별하는 단계; 상기 중첩되는 지상점으로 이동하는 1개 이상의 드론을 식별하는 단계; 상기 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점에 도달하는 시점을 판별하는 단계; 상기 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점으로 이동하는 고도를 판별하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하며, 경로충돌로 판별되는 경우 시각화된 정보를 화면출력으로 제공하여 제n드론의 미션수행 시점을 조정하는 방법으로 경로충돌에 대응 관제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지상관제 시스템이 n개(n=자연수) 드론의 편대임무를 관제하는 방법은, 사용자 음성입력을 통해 상기 편대임무 이동경로를 자동 생성하는 단계; 사용자 음성입력을 통해 상기 편대임무를 수행할 n개의 드론을 선정하는 단계; 상기 선정된 n개 드론을 통해 1개 이상의 편대형태를 자동 생성하여 시각화된 화면출력으로 제공하고 사용자 음성입력을 통해 편대형태를 선정하는 단계; 상기 선정된 편대형태에 상응하여 n개 드론을 편대 배치하고 각각의 전후, 좌우 안전거리 및 상하 안전고도가 반영된 제n드론에 대한 제n미션파일을 자동 생성하고 전송하는 단계; 상기 전송된 n개 미션파일을 일괄 수행하여 n개 드론의 편대임무를 관제하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 지상관제 시스템은, 특정 지상점에서 특정 임무를 수행하는 드론에 대하여, 지리정보를 포함하는 최대 축척의 2차원 또는 3차원 지도정보에 숫자 및 기호가 붙여진 2차원 또는 3차원 그리드 좌표 체계를 투영하여 시각화된 화면출력을 제공하는 방법; 사용자 음성입력을 통해 숫자 및 기호로 구성되는 상기 그리드 좌표를 인식하고 판별하여 식별된 좌표로 드론의 이동을 수행하고 관제하는 방법;을 더 포함하는 사용자 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법에 의하면, 음성인식 모듈을 구비하여 사용자의 음성입력 통해 식별된 지상점에 대하여 이동경로를 자동 생성하고 임무를 설정하여 미션파일을 자동 생성하며 관제대상 드론의 미션수행을 관제하는 새로운 지상관제 시스템과 방법을 제시할 수 있다.
특히, 사용자는 간결하고 직관적인 명칭으로 제공되는 음성입력 인터페이스를 통하여 지상관제 시스템을 쉽고 편리하게 운용할 수 있으며, 다양한 분야에서 다양한 목적으로 드론의 미션수행을 안정적이고 효율적으로 관제할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음성인식 모듈의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 지상관제 시스템의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 시스템제어부의 구성을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 따른 데이터관리부의 구성을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이동경로의 자동 생성을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 드론을 다중 관제하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 경로충돌에 대응 관제하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명에 따른 그리드 좌표 체계의 제공 방법을 설명하기 위한 도면.
도 9은 본 발명에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템의 서비스 흐름을 설명하기 위한 흐름도.
이하에서 첨부의 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법의 바람직한 일 실시 예에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 모듈, 시스템 및/또는 방법에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 일 실시 예들을 설명함에 있어서, 본 명세서에서 "구비" 또는 "포함"과 같은 표현은 어떤 단계들, 방법들, 기능들, 동작들, 요소들, 속성들, 코드들, 정보들, 데이터들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 단계, 방법, 기능, 동작, 요소, 속성, 코드, 정보, 데이터, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 다양한 구성요소들을 서술하기 위해 사용되는 “개”"n개“”제1“”제2“”제n" 과 같은 표현들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.
본 발명에 따른 “모듈”또는 “부”라는 용어는 어떤 기능 또는 역할을 수행하는 소프트웨어 및 하드웨어 구성요소를 의미하며, “시스템”라는 용어는 하나 이상의 “모듈”또는 “부”를 구비하는 하드웨어 장치를 의미하며, “사용자”라는 용어는 “시스템”에 음성을 입력하는 불특정 개인으로 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것을 의미한다.
또한, “모듈”또는 “부”를 구비하는 “시스템”은 대상을 특정하여 한정하지 않는 불특정 하드웨어 장치로써 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것을 의미하여, 수행하는 장치기능을 특정하여 한정하지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 음성인식 모듈의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 음성인식 모듈(100)은 상용자 음성입력을 수신하는 음성입력부(110), 음성으로 출력하는 음성출력부(120), 수신된 음성입력을 인식하고 판별하여 암호화된 드론코드(11), 경로코드(12), 임무코드(13)를 식별정보로 생성하는 음성인식부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 음성인식부(130)가 사용자 음성입력을 인식하고 판별하는 명칭은 드론의 이름과 임무, 지상점 및 지상관제 시스템의 장치기능을 지칭하는 명칭으로 유연하게 적용할 수 있으며, 음성인식 모듈을 구비하는 시스템에 따라 다양한 명칭으로 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 지상관제 시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 지상관제 시스템(200)은 음성인식 모듈(100)을 구비하며, 입출력장치부(210), 시스템제어부(220), 데이터관리부(230), 통신장치부(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 입출력장치부(210)는 사용자 음성입력 수단을 제공하는 마이크, 음성출력 수단을 제공하는 스피커, 화면입력 수단을 제공하는 터치스크린, 화면출력 수단을 제공하는 디스플레이 및 버튼, 조이스틱을 포함하여 구성될 수 있으며 이를 통해 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 위한 사용자 입출력 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한 통신장치부(240)와 유무선 네트워크를 형성하는 외부장치가 구비하는 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 제공하는 수단을 통하여 사용자 입출력 인터페이스를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 시스템제어부의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 시스템제어부(220)는 드론통신부(221), 미션생성부(222), 미션제어부(223), 미션저장부(224), 가상미션부(225)를 포함하여 구성될 수 있다. 시스템제어부(220)는 사용자 음성입력을 통해 드론코드(11)로 식별된 관제대상 드론에 대하여, 통신채널을 할당하는 드론통신부(221);와 경로코드(12)로 식별된 1개 이상의 지상점을 연결하여 지리정보가 설정된 이동경로를 자동 생성하여 임무코드(13)로 식별된 임무를 설정하고 미션수행을 위한 암호화된 미션파일(24)을 자동 생성하는 미션생성부(222);와 통신채널이 할당된 관제대상 드론에 통제권을 설정하여 미션파일(24)을 전송하고 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌에 대한 안정성을 판별하여 미션수행을 관제하는 미션제어부(223);와 미션파일(24)이 생성된 시점부터 저장하며, 미션수행이 완료된 시점에서 데이터관리부(230)로 전달하는 미션저장부(224);와 미션파일(24)을 시뮬레이션 수행하여 이동경로 및 지리정보 설정을 해석하고 위치, 방향, 위도, 경도, 고도를 포함하는 속성정보를 해석하여 미션수행의 안정성을 판별하는 가상미션부(225);를 구성요소로 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 데이터관리부의 구성을 나타낸 도면이다. 도 4를 참조하면, 데이터관리부(230)는 데이터수집부(231), 데이터베이스(232)를 포함하여 구성될 수 있다. 데이터관리부(230)는 유무선 네트워크를 통해 드론정보(21), 지리정보(22), 기상정보(23), 미션파일(24)을 수집하는 데이터수집부(231)와 드론의 종류, 사양, 성능 정보를 포함하는 드론정보(21)와 지형, 지물, 지명이 포함된 2차원 또는 3차원 지도정보 및 위치, 방향, 위도, 경도, 고도가 포함된 속성정보를 포함하는 지리정보(22)와 기온, 풍속, 풍향, 날씨 정보를 포함하는 기상정보(23)와 미션파일(24)을 분류된 정보로 구축하는 데이터베이스(232)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 이동경로의 자동 생성을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 지상관제 시스템(200)은 사용자 음성입력을 통해 음성인식 모듈(100)에서 식별된 m개(m=자연수)의 지상점에 대하여 이동경로를 자동 생성할 수 있다. 이때 최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 자동 생성하는 방법; 사용자 음성입력 순서대로 지상점을 연결하여 이동경로를 자동 생성하는 방법; 3차원 지도를 연계한 고도정보가 적용된 이동경로를 자동 생성하는 방법;을 포함할 수 있으며, 이동경로의 자동 생성은 시각화된 화면출력을 제공할 수 있으며, 이때 m개의 지상점을 선택적으로 삭제하거나 새로운 지상점 추가하는 사용자 음성입력 인터페이스를 더 제공할 수 있다.
예를 들어, 지상관제 시스템(200)은 사용자 음성입력을 통해 순서대로 제1지상점, 제2지상점, 제3지상점, 제4지상점으로 식별된 4개의 지상점에 대하여, “출발점-제1지상점-제2지상점-제3지상점-제4지상점-출발점“으로 연결하여 이동경로를 자동 생성할 수 있으며, 최단거리 산출을 통해 “출발점-제2지상점-제1지상점-제3지상점-제4지상점-출발점“으로 연결하여 이동경로를 자동 생성할 수 있으며 시각화된 화면출력을 제공할 수 있다. 또한 사용자는 음성입력을 통해 이동경로에서 제1지상점, 제2지상점, 제3지상점, 제4지상점을 선택적으로 삭제할 수 있으며, 새로운 지상점 추가할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 드론을 다중 관제하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 지상관제 시스템(200)은 n개(n=자연수) 드론의 미션수행을 다중 관제할 수 있다. 먼저, 사용자 음성입력을 통해 관제대상 제1드론과 m개 지상점과 임무를 식별하여, 제1드론에 대한 제1통신채널을 할당하고 통제권을 설정하는 단계; 이동경로를 자동 생성하여 임무가 설정된 제1미션파일을 자동 생성하는 단계; 제1드론에 제1통신채널을 통해 제1미션파일을 전송하는 단계; 제1드론의 미션수행을 위한 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌 안정성을 판별하는 단계; 제1드론에 대한 미션수행을 관제하는 단계;를 포함하는 방법으로 1개 드론을 관제할 수 있다.
다음으로, 사용자 음성입력을 통해 관제대상 제2드론과 m개 지상점과 임무를 식별하여, 제2드론에 대한 제2통신채널을 할당하고 통제권을 설정하는 단계; 이동경로를 자동 생성하여 임무가 설정된 제2미션파일을 자동 생성하는 단계; 제2드론에 제2통신채널을 통해 제2미션파일을 전송하는 단계; 제2드론의 미션수행을 위한 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌 안정성을 판별하는 단계; 제2드론에 대한 미션수행을 관제하는 단계;를 포함하는 방법으로 2개 드론을 관제할 수 있다.
상술한 방법의 단계를 동일하게 진행하여, 사용자 음성입력을 통해 관제대상 제n드론과 m개 지상점과 임무를 식별하여, 제n드론에 대한 제n통신채널을 할당하고 통제권을 설정하는 단계; 이동경로를 자동 생성하여 임무가 설정된 제n미션파일을 자동 생성하는 단계; 제n드론에 제n통신채널을 통해 제n미션파일을 전송하는 단계; 제n드론의 미션수행을 위한 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌 안정성을 판별하는 단계; 제n드론에 대한 미션수행을 관제하는 단계;를 포함하는 방법으로 제n드론을 관제함으로써 n개(n=자연수) 드론의 미션수행을 다중 관제할 수 있다.
또한, 지상관제 시스템(200)은 n개(n=자연수) 드론의 편대임무를 관제할 수 있다. 사용자 음성입력을 통해 편대임무 이동경로를 자동 생성하는 단계; 사용자 음성입력을 통해 편대임무를 수행할 n개의 드론을 선정하는 단계; 선정된 n개 드론을 통해 1개 이상의 편대형태를 자동 생성하여 시각화된 화면출력으로 제공하고 사용자 음성입력을 통해 편대형태를 선정하는 단계; 선정된 편대형태에 상응하여 n개 드론을 편대 배치하고 각각의 전후, 좌우 안전거리 및 상하 안전고도가 반영된 제n드론에 대한 제n미션파일(24)을 자동 생성하고 전송하는 단계; 전송된 n개 미션파일을 일괄 수행하여 n개 드론의 편대임무를 관제하는 단계;를 포함하는 방법으로 편대임무를 관제할 수 있다.
여기서, 지상관제 시스템(200)은, 상기 자동 생성하는 이동경로의 전체 이동거리를 산출하는 단계; 산출된 이동거리에 필요한 드론의 배터리 소모량을 산출하는 단계; 산출된 배터리 소모량에 대하여, 드론의 총중량 및 미션수행 속도와 고도를 반영하고 이동경로의 기온, 풍속, 풍향이 포함된 기상정보를 반영하여 보정된 배터리 소모량을 산출하는 단계; 드론의 배터리 충전량이 보정된 배터리 소모량을 충족하는지 판별하는 단계;를 포함하는 방법으로 드론의 배터리 방전 사고를 관제할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 경로충돌에 대응 관제하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 지상관제 시스템(200)은 미션수행을 관제하고 있는 1개 이상의 드론 이동경로에서 제n드론의 이동경로와 중첩되는 지상점을 판별하는 단계; 중첩되는 지상점으로 이동하는 1개 이상의 드론을 식별하는 단계; 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점에 도달하는 시점을 판별하는 단계; 상기 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점으로 이동하는 고도를 판별하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하며, 경로충돌로 판별되는 경우 시각화된 화면출력을 제공하여 제n드론의 미션수행 시점을 조정하는 방법으로 경로충돌에 대응 관제할 수 있다.
예를 들어, 지상관제 시스템(200)은 미션수행을 관제하고 있는 제1드론, 제2드론 및 제3드론의 제1이동경로, 제2이동경로 및 제3이동경로에서 제n드론의 제n이동경로와 중첩되는 지상점을 판별하여 중첩되는 지상점으로 이동하는 2개의 드론을 식별하고, 이때 제1드론과 제3드론이 중첩되는 지상점에 도달하는 시점과 중첩되는 지상점으로 이동하는 고도를 판별하여, 경로충돌로 판별되는 경우 시각화된 정보를 화면출력으로 제공하여 제n드론의 미션수행 시점을 조정하는 방법으로 경로충돌에 대응 관제할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 그리드 좌표 체계의 제공 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 지상관제 시스템(200)은, 특정 지상점에서 특정 임무를 수행하는 드론에 대하여, 지리정보를 포함하는 최대 축척의 2차원 또는 3차원 지도정보에 숫자 및 기호가 붙여진 2차원 또는 3차원 그리드 좌표 체계를 투영하여 시각화된 화면출력을 제공하고 사용자 음성입력을 통해 숫자 및 기호로 구성되는 그리드 좌표를 인식하고 판별하여 식별된 좌표로 드론의 이동을 수행하고 관제하는 사용자 인터페이스를 더 제공할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템의 서비스 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 음성인식 모듈(100)과 지상관제 시스템(200)이 연계하여 사용자 음성입력을 통해 드론의 미션수행을 관제하는 서비스를 제공하는데 있어서 도 5와 도 6과 도 7과 도 8에서 도시된 도면과 설명을 통합하여 지상관제 시스템의 서비스 흐름을 보여주는 것이다. 서비스 시작(P300)으로 사용자 음성입력(P310)을 수신하여 관제대상 드론 및 지상점, 임무를 식별하며(P320), 관제대상으로 식별된 드론에 대하여 통신채널을 할당하여 통제권을 설정하고(P330), 식별된 지상점으로 이동경로를 자동 생성하고 지리정보 및 임무정보를 설정하여(P335) 미션파일을 자동 생성하며(P340), 미션수행에 있어서 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌에 대한 안정성을 판별하여(P355) 미션파일을 수행하고 관제하며(P350), 미션수행이 완료된(P360) 미션파일을 데이터베이스에 저장하고 서비스를 종료(P370)하는 흐름을 가진다.
이상의 설명에서 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법을 설명하기 위해 도시된 도면 내지 흐름도에서 상기 방법들을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 음성인식 모듈
110 : 음성입력부
120 : 음성출력부
130 : 음성인식부부
11 : 드론코드
12 : 경로코드
13 : 임무코드
200 : 지상관제 시스템
210 : 입출력장치부
220 : 시스템제어부
230 : 데이터관리부
240 : 통신장치부
21 : 드론정보
22 : 지리정보
23 : 기상정보
24 : 미션파일
221 : 드론통신부
222 : 미션생성부
223 : 미션제어부
224 : 미션저장부
225 : 가상미션부
231 : 데이터수집부
232 : 데이터베이스

Claims (12)

  1. 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법에 있어서,
    사용자 음성입력을 수신하는 음성입력부(110);와 드론의 미션수행 관제를 음성으로 출력하는 음성출력부(120);와 상기 수신하는 음성입력에서 1개 이상의 드론이름 명칭을 인식하고 판별하여 관제대상 드론을 식별하는 드론코드(11)와 1개 이상의 지상점 명칭을 인식하고 판별하여 이동경로를 생성할 지상점을 식별하는 경로코드(12)와 1개 이상의 임무 명칭을 인식하고 판별하여 드론이 수행할 임무를 식별하는 임무코드(13)를 암호화하여 생성하는 음성인식부(130);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈(100); 및
    상기 음성인식 모듈(100)을 구비하며, 음성을 입력받는 마이크, 음성을 출력하는 스피커, 화면으로 입력받는 터치스크린, 화면으로 출력하는 디스플레이 및 버튼, 조이스틱을 제공하여 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 위한 사용자 인터페이스를 제공하는 입출력장치부(210);와 사용자 음성입력을 통해 식별된 관제대상 드론에 통신채널을 할당하여 통제권을 설정하고 식별된 지상점을 연결하여 지리정보가 설정된 이동경로를 자동 생성하여 식별된 임무가 설정되고 암호화된 미션파일(24)을 자동 생성하여 미션수행을 관제하며, 음성인식 모듈과 입출력장치와 통신장치와 데이터베이스 간에 역할을 유기적으로 제어하는 시스템제어부(220);와 유무선 네트워크를 통해 드론정보(21), 지리정보(22), 기상정보(23), 미션파일(24)을 수집하는 데이터수집부(231)와 드론의 종류, 사양, 성능 정보를 포함하는 드론정보(21)와 지형, 지물, 지명이 포함된 2차원 또는 3차원 지도정보 및 위치, 방향, 위도, 경도, 고도가 포함된 속성정보를 포함하는 지리정보(22)와 기온, 풍속, 풍향, 날씨 정보를 포함하는 기상정보(23)와 미션파일(24)을 분류된 정보로 구축하는 데이터베이스(232)를 관리하는 데이터관리부(230);와 외부장치와 데이터 송수신하는 유무선 네트워크 수단과 드론을 관제하는 통신채널을 제공하는 통신장치부(240);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지상관제 시스템(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시스템제어부(220)는,
    상기 드론코드(11)로 식별된 관제대상 드론에 대하여, 통신채널을 할당하는 드론통신부(221);와 상기 경로코드(12)로 식별된 1개 이상의 지상점을 연결하여 지리정보가 설정된 이동경로를 자동 생성하여 상기 임무코드(13)로 식별된 임무를 설정하고 미션수행을 위한 암호화된 미션파일(24)을 자동 생성하는 미션생성부(222);와 통신채널이 할당된 관제대상 드론에 통제권을 설정하여 미션파일(24)을 전송하고 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌에 대한 안정성을 판별하여 미션수행을 관제하는 미션제어부(223);와 상기 미션파일(24)을 생성된 시점부터 저장하며, 미션수행이 완료된 시점에서 데이터관리부(230)로 전달하는 미션저장부(224);와 상기 생성된 미션파일(24)을 시뮬레이션 수행하여 이동경로 및 지리정보 설정을 해석하고 위치, 방향, 위도, 경도, 고도를 포함하는 속성정보를 해석하여 미션수행의 안정성을 판별하는 가상미션부(225);를 포함하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음성인식 모듈(100)이 인식하고 판별하는 명칭은,
    드론을 지칭하는 정찰기, 탐색기, 육상기, 해상기와 같은 특정된 드론이름 명칭;
    지상점을 지칭하는 지물, 지명, 주소, 좌표를 포함하는 특정된 지상점 명칭;
    수행할 임무를 지칭하는 훈련, 정찰, 감시, 탐색, 촬영, 공격, 보급, 구난을 포함하는 특정된 임무 명칭;을 구성요소로 포함하는 사용자 음성입력을 제공하는 것을 특징으로 하며,
    상기 지상관제 시스템(200)은 상기 드론이름 명칭, 지상점 명칭, 임무 명칭을 추가 또는 삭제하는 사용자 설정을 제공하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 음성인식 모듈(100)은,
    상기 드론에 구비된 장비 또는 장비의 특정된 기능동작을 지칭하는 명칭;
    상기 지상관제 시스템(200)의 기능동작을 지칭하는 경로생성, 경로변경, 경로삭제, 편대임무, 미션수행, 미션중지, 가상미션, 화면확대, 화면전환을 포함하는 명칭;을 구성요소로 더 포함하여 드론의 미션수행을 관제하는 사용자 음성입력을 더 제공하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)은,
    상기 입출력장치부(210)가 제공하는 사용자 인터페이스에 상응하여 상기 통신장치부(240)와 유무선 네트워크를 형성하는 외부장치가 구비하는 음성입력 수단을 제공하는 마이크, 음성출력 수단을 제공하는 스피커, 화면입력 수단을 제공하는 터치스크린, 화면출력 수단을 제공하는 디스플레이 및 버튼, 조이스틱을 포함하는 입출력장치를 통하여 음성 및 시각화된 정보의 입력과 출력을 위한 사용자 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    사용자 음성입력을 통해 상기 음성인식 모듈(100)에서 식별된 m개(m=자연수)의 지상점에 대하여 상기 지상관제 시스템(200)이 이동경로를 자동 생성하는 방법은,
    최단 이동거리를 산출하여 이동경로를 자동 생성하는 방법;
    사용자 음성입력 순서대로 지상점을 연결하여 이동경로를 자동 생성하는 방법;
    3차원 지도를 연계한 고도정보가 적용된 이동경로를 자동 생성하는 방법;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 자동 생성하는 이동경로를 시각화하여 화면으로 출력하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)은, 이동경로를 자동 생성하는 방법에 있어서,
    사용자가 상기 식별된 m개의 지상점을 선택적으로 삭제하거나 새로운 지상점 추가하는 음성입력 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  8. 제 6항 내지 제 7항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)이 드론의 배터리 방전 사고를 관제하는 방법은,
    상기 자동 생성하는 이동경로의 전체 이동거리를 산출하는 단계;
    상기 산출된 이동거리에 필요한 드론의 배터리 소모량을 산출하는 단계;
    상기 산출된 배터리 소모량에 대하여, 드론의 총중량 및 미션수행 속도와 고도를 반영하고 이동경로의 기온, 풍속, 풍향이 포함된 기상정보를 반영하여 보정된 배터리 소모량을 산출하는 단계;
    드론의 배터리 충전량이 상기 보정된 배터리 소모량을 충족하는지 판별하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)이 n개(n=자연수) 드론의 미션수행을 다중 관제하는 방법은,
    사용자 음성입력을 통해 관제대상 제n드론과 m개 지상점과 임무를 식별하는 단계;
    제n드론에 대한 제n통신채널을 할당하고 통제권을 설정하는 단계;
    이동경로를 자동 생성하여 임무가 설정된 제n미션파일(24)을 자동 생성하는 단계;
    상기 제n드론에 제n통신채널을 통해 제n미션파일(24)을 전송하는 단계;
    상기 제n드론의 미션수행을 위한 기상정보, 배터리 방전, 경로충돌 안정성을 판별하는 단계;
    상기 제n드론에 대한 미션수행을 관제하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제n드론에 대한 경로충돌 안정성을 판별하는 방법은,
    상기 지상관제 시스템(200)이 미션수행을 관제하고 있는 1개 이상의 드론 이동경로에서 상기 제n드론의 이동경로와 중첩되는 지상점을 판별하는 단계;
    상기 중첩되는 지상점으로 이동하는 1개 이상의 드론을 식별하는 단계;
    상기 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점에 도달하는 시점을 판별하는 단계;
    상기 식별된 1개 이상의 드론이 중첩되는 지상점으로 이동하는 고도를 판별하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하며,
    경로충돌로 판별되는 경우, 시각화된 정보를 화면출력으로 제공하여 제n드론의 미션수행 시점을 조정하는 방법으로 경로충돌에 대응 관제하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)이 n개(n=자연수) 드론의 편대임무를 관제하는 방법은,
    사용자 음성입력을 통해 상기 편대임무 이동경로를 자동 생성하는 단계;
    사용자 음성입력을 통해 상기 편대임무를 수행할 n개의 드론을 선정하는 단계;
    상기 선정된 n개 드론을 통해 1개 이상의 편대형태를 자동 생성하여 시각화된 화면출력으로 제공하고 사용자 음성입력을 통해 편대형태를 선정하는 단계;
    상기 선정된 편대형태에 상응하여 n개 드론을 편대 배치하고 각각의 전후, 좌우 안전거리 및 상하 안전고도가 반영된 제n드론에 대한 제n미션파일(24)을 자동 생성하고 전송하는 단계;
    상기 전송된 n개 미션파일을 일괄 수행하여 n개 드론의 편대임무를 관제하는 단계;를 포함하는 방법을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 지상관제 시스템(200)은,
    특정 지상점에서 특정 임무를 수행하는 드론에 대하여,
    지리정보를 포함하는 최대 축척의 2차원 또는 3차원 지도정보에 숫자 및 기호가 붙여진 2차원 또는 3차원 그리드 좌표 체계를 투영하여 시각화된 화면출력을 제공하는 방법;
    사용자 음성입력을 통해 숫자 및 기호로 구성되는 상기 그리드 좌표를 인식하고 판별하여 식별된 좌표로 드론의 이동을 수행하고 관제하는 방법;을 더 포함하는 사용자 인터페이스를 더 제공하는 것을 특징으로 하는 음성인식 모듈을 구비하는 지상관제 시스템을 이용한 드론 관제방법.
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