KR20220036620A - 무인비행체 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템은 차량으로부터 출발지와 목적지를 전달받고, 상기 출발지와 목적지 사이의 음영지역 정보를 무인비행체로 전달하여 상기 무인비행체가 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하도록 제어하고, 상기 무인비행체를 통하여 측정한 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 기반으로 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 계산하고, 상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 무인비행체가 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하도록 제어하는 텔레매틱스 서버를 포함할 수 있다.

Description

무인비행체 제어 시스템 및 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING UNMANNED AERIAL VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 무인비행체 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 주행 경로 내의 음영 지역에서 원활한 통신 환경을 제공할 수 있는 무인비행체 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
첨단 운전자 지원 시스템들(Advanced driver assistance systems: ADAS)은 안전 및 보다 나은 주행을 위해 차량 시스템들을 자동화, 적응, 향상시키기 위해 개발된 것이다.
안전 기능들은 운전자에게 잠재적인 문제점들을 경고하는 기술들을 제공함으로써 충돌 및 사고를 방지하거나 혹은 보호 장치를 구현하거나 혹은 차량의 제어를 통해 충돌을 방지하기 위해 설계된 것이다.
적응적 기능들은 조명을 자동화하고, 적응적 크루즈 제어를 제공하고, 제동을 자동화하고, GPS/교통 경고들을 통합하고, 스마트 폰들에 연결하고, 운전자에게 다른 차량들이나 혹은 위험 대상들을 경고하고, 운전자가 정확한 차선에 있도록 유지하거나, 혹은 사각 지대들에 무엇이 존재하는지 보여줄 수 있다.
그러나, 위와 같은 방법으로 차량이 주행 중 사각지대에서 갑자기 나타나는 보행자와 같은 위험상황 인지 및 회피가 어렵고, 고가의 차량 탑재 장비 및 도로 시설이 요구되어 일반적으로 상용화 하는데 어려움이 있었다.
따라서, 고가의 장비가 없어도 차량이 주행 중, 각종 위험상황을 인지 및 회피할 수 있는 차량 주행 시스템의 개발이 필요한 상황이다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1853288호
본 발명의 일 목적은 차량이 경로를 주행할 때 운행 경로 내에 음영 지역이 있을 경우, 관제센터, 무인비행체 및 차량 사이의 원활한 통신 환경을 제공할 수 있는 무인비행체 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 해당 분야의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템은 차량으로부터 출발지와 목적지를 전달받고, 상기 출발지와 목적지 사이의 음영지역 정보를 무인비행체로 전달하여 상기 무인비행체가 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하도록 제어하고, 상기 무인비행체를 통하여 측정한 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 기반으로 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 계산하고, 상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 무인비행체가 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하도록 제어하는 텔레매틱스 서버를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템은 텔레매틱스 서버로부터 차량의 출발지와 목적지에 기반한 음영지역 정보를 전달받아 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하고, 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 상기 텔레매틱스 서버로 전송 후 상기 텔레매틱스 서버로부터 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 전달받고, 상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하는 무인비행체를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 텔레매틱스 서버는 상기 음영지역의 일측 최외각 지점을 음영시작지점으로 선정하고, 상기 음영지역의 타측 최외각 지점을 음영종료지점으로 선정하여, 상기 무인비행체가 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 비행하면서 상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하도록 제어하고, 상기 무인비행체를 통하여 측정한 통신 감도를 전달받아 최적 고도 경로를 계산할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 텔레매틱스 서버는 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 늦으면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 복수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 정상 측정하도록 제어하고, 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 빠르면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 상기 정상 측정보다 적은 수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 단축 측정하도록 제어할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체는 상기 텔레매틱스 서버와 상기 차량 사이의 통신을 수행하는 통신부, 상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하는 센서부 및 상기 음영지역에서의 비행을 제어하는 비행제어기를 포함하여 구성할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체는 상기 음영시작지점부터 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 경로를 따라 왕복 비행하면서 비행 가능한 최저 고도, 최고 고도 및 상기 최저 고도와 최고 고도의 중간 높이인 중간 고도를 파악하고, 상기 주행 경로를 따라 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 편도 비행하면서 통신 감도를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체는 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 거리에 기반하여 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 비행하면서 상기 차량과 상기 무선통신기지국 사이의 무선중계기 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 방법은, 차량으로부터 출발지와 목적지를 전달받는 단계, 상기 출발지와 목적지 사이의 음영지역 정보를 무인비행체로 전달하여 상기 무인비행체가 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하도록 제어하는 단계, 상기 무인비행체를 통하여 측정된 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 기반으로 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 계산하는 단계 및 상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 무인비행체가 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 방법은, 텔레매틱스 서버로부터 차량의 출발지와 목적지에 기반한 음영지역 정보를 전달받아 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하는 단계, 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 상기 텔레매틱스 서버로 전송 후 상기 텔레매틱스 서버로부터 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 전달받는 단계 및 상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체 제어 방법은 상기 텔레매틱스 서버에서, 상기 음영지역의 일측 최외각 지점을 음영시작지점으로 선정하고, 상기 음영지역의 타측 최외각 지점을 음영종료지점으로 선정하는 단계, 상기 무인비행체가 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 비행하면서 상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하도록 제어하는 단계 및 상기 무인비행체를 통하여 측정한 통신 감도를 전달받아 최적 고도 경로를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체 제어 방법은 상기 텔레매틱스 서버에서, 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각과 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각을 비교하는 단계, 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 늦으면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 복수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 정상 측정하도록 제어하는 단계 및 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 빠르면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 상기 정상 측정보다 적은 수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 단축 측정하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체 제어 방법은 상기 무인비행체에서, 상기 음영시작지점부터 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 경로를 따라 왕복 비행하면서 비행 가능한 최저 고도, 최고 고도 및 상기 최저 고도와 최고 고도의 중간 높이인 중간 고도를 파악하는 단계 및 상기 주행 경로를 따라 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 편도 비행하면서 통신 감도를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 무인비행체 제어 방법은 상기 무인비행체에서, 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 거리에 기반하여 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 비행하면서 상기 차량과 상기 무선통신기지국 사이의 무선중계기 역할을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 기술은 차량이 경로를 주행할 때 운행 경로 내에 음영 지역이 있을 경우, 관제센터, 무인비행체 및 차량 사이의 원활한 통신 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이 외에, 본 문서를 통하여 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템을 나타내는 예시도이며,
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템을 구성하는 무인비행체를 통하여 음영지역 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이며,
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참고 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참고하여, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템을 나타내는 예시도이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템을 구성하는 무인비행체를 통하여 음영지역 측정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 시스템은, 차량(100), 무인비행체(Unmanned Ariel Vehicle: UAV(300) 및 텔레매틱스 서버(500)를 포함하여 구성할 수 있다.
차량(100)은 내비게이션, 센서부 및 통신부 등을 구비할 수 있다.
차량(100)의 운전자는 내비게이션을 통하여 목적지 정보를 입력할 수 있고, 센서부를 통하여 차량(100)의 상태 정보, 차량(100)의 주변 상황 정보 등을 획득할 수 있으며, 통신부를 통하여 출발지 정보, 목적지 정보, 상태 정보, 주변 상황 정보 등을 무인비행체(300) 및 텔레매틱스 서버(500)로 전송할 수 있다.
텔레매틱스 서버(500)는 차량(100)으로부터 출발지 정보, 목적지 정보, 상태 정보, 주변 상황 정보 등을 전달받으면, 별도의 데이터베이스에 저장된 지도 정보 등을 기반으로 차량(100)의 출발지와 목적지 사이의 경로 정보를 생성하고, 경로 상에서 음영지역(B)을 판단할 수 있다.
경로 정보는 출발지와 목적지 사이에 존재하는 터널, 고가도로, 지하도, 장애물, 오르막 도로, 내리막 도로, 연결로 진출입로, 도로의 곡률 등의 정보와 거리 정보 등을 포함할 수 있다.
음영지역(B) 정보는 경로 내 멀티패스(multipath) 구간, 페이딩(fading) 구간 등 통신의 송/수신 감도가 상대적으로 낮은 구간을 포함할 수 있다.
텔레매틱스 서버(500)는 출발지와 목적지 사이의 경로 정보 및 음영지역(B) 정보를 차량(100)과 무인비행체(300)로 각각 전송할 수 있고, 무인비행체(300)가 음영지역(B)을 비행하면서 수행할 음영지역(B)의 고도별 통신 감도 측정 등을 위한 제어 명령을 무인비행체(300)로 제공할 수 있다.
무인비행체(300)는 통신부(310), 센서부(330), 비행제어기(350) 및 제어부(370)를 포함하여 구성할 수 있다.
통신부(310)는 텔레매틱스 서버(500)와 차량(100) 사이의 통신을 수행할 수 있는 것으로, 차량(100)으로부터 현재 위치 등을 전달받을 수 있고, 텔레매틱스 서버(500)로부터 차량(100)의 출발지와 목적지, 경로 정보 및 음영지역(B) 정보 등을 전달받을 수 있다.
센서부(330)는 차량(100)의 출발지와 목적지 사이의 경로 상에서 음영지역(B) 주변의 무선통신기지국과 통신하여 음영지역(B)의 고도별 통신 감도를 측정할 수 있다.
비행제어기(350)는 텔레매틱스 서버(500)로부터 제공된 제어 명령에 따라 무인비행체(300)가 비행할 수 있도록 하는 각종 장치를 제어할 수 있다.
제어부(370)는 텔레매틱스 서버(500)로부터 비행 경로 정보를 전달받아, 비행제어기(350)를 통하여 비행을 제어하고, 센서부(330)를 통하여 통신 감도를 측정하도록 제어할 수 있다.
무인비행체(300)는 회전익을 포함하여 수직 이착륙 및 비행을 수행할 수 있는 듀얼콥터, 트리콥터, 쿼드콥터 또는 옥토콥터 등과 같은 멀티콥터 형태가 될 수 있으며, 상술한 회전익에 한정되지 않고 공지된 다양한 무인비행수단을 포함할 수 있다.
도 3을 참고하여, 텔레매틱스 서버(500)는 음영지역(B)의 일측 최외각 지점을 음영시작지점(S)으로 선정하고, 음영지역(B)의 타측 최외각 지점을 음영종료지점(D)으로 선정할 수 있다.
음영시작지점(S)은 차량(100)의 출발지에 가까운 지점일 수 있고, 음영종료지점(D)은 차량(100)의 목적지에 가까운 지점일 수 있다.
텔레매틱스 서버(500)는 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 경로 거리, 무인비행체(300)의 최대 속도, 고도에 기반하여 무인비행체(300)가 음영지역(B)의 통신 감도를 측정하는데 필요한 시간을 계산할 수 있다.
텔레매틱스 서버(500)는 차량(100)이 출발지에서 출발하여 음영지역(B)에 도착하는 도착 예정 시각이, 무인비행체(300)가 음영지역(B)의 통신 감도를 측정 완료하는 완료 예상 시각보다 늦으면, 즉, 차량(100)이 음영지역(B) 도착 전에 무인비행체(300)를 통하여 음영지역(B)의 통신 감도를 측정 완료할 수 있을 것으로 예상하면, 무인비행체(300)를 통하여 정상 측정을 수행하도록 제어할 수 있다.
정상 측정은, 도 4를 참고하면, 무인비행체(300)는 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 차량(100)의 주행 경로를 따라 미리 왕복 비행을 하면서, 비행할 수 있는 최저 고도 및 비행할 수 있는 최고 고도 등 비행 경로에 대한 정보를 수집할 수 있다.
음영지역(B)에서의 비행 경로에 대한 정보를 수집한 후, 무인비행체(300)는 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 차량(100)의 주행 경로를 따라 최저 고도부터 최고 고도까지 고도 값을 변경하여 왕복 비행하면서, 주변 무선통신기지국과 LOS(line of sight) 기준 SNR(signal to noise ratio) 등 통신 감도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 최저 고도가 300미터이고, 최고 고도가 400미터라면, 무인비행체(300)는 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)을 향하여 300미터 고도로 편도 비행을 하면서 1차 통신 감도(T1)를 측정하고, 음영종료지점(D)에서 음영시작지점(D)을 향하여 중간 고도인 350미터 고도로 편도 비행을 하면서 2차 통신 감도(T2)를 측정하고, 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)을 향하여 400미터 고도로 편도 비행을 하면서 3차 통신 감도(T3)를 측정할 수 있다.
무인비행체(300)는 음영지역(B)에서 측정한 통신 감도 정보를 텔레매틱스 서버(500)로 전송하고, 텔레매틱스 서버(500)는 무인비행체(300)로부터 전달받은 통신 감도 정보를 기반으로 음영지역(B)의 최적 고도 경로(T)를 계산할 수 있다.
최적 고도 경로(T)는 음영시작지점(S)과 음영종료지점(D) 사이의 차량(100)의 주행 경로에서, 거리에 따라 통신 감도가 상대적으로 높은 비행 고도를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 5를 참고하면, 제1구간(S1)에서는 400미터 높이에서 통신 감도가 상대적으로 높고, 제2구간(S2)에서는 350미터 높이에서 통신 감도가 상대적으로 높고, 제3구간(S3)에서는 400미터 높이에서 통신 감도가 상대적으로 높고, 제4구간(S4)에서는 300미터 높이에서 통신 감도가 상대적으로 높은 것을 알 수 있다.
텔레매틱스 서버(500)는 계산한 최적 고도 경로(T)를 무인비행체(300)로 전달할 수 있다.
무인비행체(300)는 텔레매틱스 서버(500)로부터 최적 고도 경로(T)를 전달받고, 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하면, 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 차량(100)과 함께 이동하면서, 차량(100)의 주행 거리에 기반하여 최적 고도 경로(T)를 따라 비행하면서 차량(100)과 무선통신기지국 사이의 무선중계기 역할을 수행할 수 있다.
즉, 무선비행체(300)는 차량(100)이 제1구간(S1)을 주행하면 400미터 높이에서 비행하면서 무선중계기 역할을 수행하고, 차량(100)이 제2구간(S2)을 주행하면 350미터 높이에서 비행하면서 무선중계기 역할을 수행하고, 차량(100)이 제3구간(S3)을 주행하면 400미터 높이에서 비행하면서 무선중계기 역할을 수행하고, 차량(100)이 제4구간(S4)을 주행하면 300미터 높이에서 비행하면서 무선중계기 역할을 수행할 수 있다.
한편, 텔레매틱스 서버(500)는 차량(100)이 출발지에서 출발하여 음영지역(B)에 도착하는 도착 예정 시각이, 무인비행체(300)가 음영지역(B)의 통신 감도를 측정 완료하는 완료 예상 시각보다 빠르면, 즉, 무인비행체(300)를 통하여 음영지역(B)의 통신 감도를 측정 완료하기 전에 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하는 것으로 예상하면, 무인비행체(300)를 통하여 단축 측정을 수행하도록 제어할 수 있다.
단축 측정은, 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 고도를 정상 측정 수행보다 적은 수로 선정하고, 무인비행체(300)가 고도 별로 비행하면서 통신 감도를 측정하도록 하여 측정 완료 시간을 단축할 수 있다.
예를 들어, 정상 측정에서는 최저 고도, 중간 고도 및 최고 고도를 각각 비행하면서 통신 감도를 측정하였다면, 단축 측정에서는 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도 중 하나의 고도 또는 두 개의 고도를 선정하여 비행하면서 통신 감도를 측정하여 측정 완료 시간을 단축함으로써, 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하기 전에 음영지역(B)의 통신 감도를 측정 완료할 수 있다.
이하, 도 6 및 도 7을 참고하여 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인비행체 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는 도 1의 무인비행체 제어 시스템이 도 6 및 도 7의 프로세스를 수행하는 것을 가정한다.
먼저, 텔레매틱스 서버(500)는 차량(100)으로부터 출발지, 경유지 및 목적지를 전달받을 수 있다(S101).
이어서, 텔레매틱스 서버(500)는 출발지와 목적지 사이의 경로 정보 및 음영지역(B) 정보를 무인비행체(300)로 전달하고(S102), 음영지역(B)의 일측 최외각 지점을 음영시작지점(S)으로 선정하고, 음영지역(B)의 타측 최외각 지점을 음영종료지점(D)으로 선정할 수 있다(S103).
이어서, 무인비행체(300)가 음영지역(B)에서 통신 감도를 측정 완료할 수 있는 시간을 계산할 수 있다(S104).
이어서, 무인비행체(300)가 통신 감도를 측정 완료하는 예상 시각과 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하는 예상 시각을 비교하여(S105), 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하는 예상 시각이 무인비행체(300)가 통신 감도를 측정 완료하는 예상 시각보다 늦으면, 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 고도를 복수로 선정하여 고도 별로 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 정상 측정하도록 제어할 수 있다(S106).
무인비행체(300)는 텔레매틱스 서버(500)로부터 차량(100)의 출발지와 목적지에 기반한 경로 정보 및 음영지역(B) 정보를 전달받고(S201), 음영시작지점(S) 및 음영종료지점(D)을 전달받을 수 있다(S202).
무인비행체(300)는 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 비행하면서 음영지역(B) 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 정상 측정하라는 제어 명령을 전달받고(S203), 음영지역(B)의 고도별 통신 감도를 정상 측정하여(S206), 텔레매틱스 서버(500)로 음영지역(B)에서의 측정 값을 전달할 수 있다(S207).
이어서, 텔레매틱스 서버(500)는 무인비행체(300)를 통하여 전달된 음영지역(B)의 고도별 통신 감도를 기반으로(S108), 음영지역(B)에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로(T)를 계산할 수 있다(S109).
무인비행체(300)는 텔레매틱스 서버(500)로부터 최적 고도 경로(T)를 전달받고(S208), 차량(100)이 음영지역(B)을 통과할 때(S209), 최적 고도 경로(T)를 따라 비행하면서 차량(100)의 통신 기능을 보조할 수 있다(S210).
한편, 차량(100)이 음영지역(B)에 도착하는 예상 시각이 무인비행체(100)가 통신 감도를 측정 완료하는 예상 시각보다 빠르면(S105), 음영시작지점(S)에서 음영종료지점(D)까지 고도를 정상 측정보다 적은 수로 선정하여(S107), 고도 별로 무인비행체(300)가 비행하면서 통신 감도를 단축 측정하도록 제어할 수 있다(S205).
한편, 본 발명에 따른 단계 S101 내지 단계 S109 및 단계 S201 내지 단계 S210에 따른 무인비행체 제어 방법을 프로그램화하여 컴퓨터가 읽을 수 있도록 기록 매체에 저장시킬 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량이 경로를 주행할 때 주행 경로 내에 음영 지역이 있을 경우, 관제센터, 무인비행체 및 차량 사이의 원활한 통신 환경을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 무인비행체를 위한 별도의 내비게이션 장치 없이, 자동으로 무인항공기를 운행 할 수 있고, 음영 지역으로 인해 차량의 통신이 불가한 지역을 무인비행체를 통해 커버할 수 있다.
아울러, 무인비행체 비행 환경(지상 300m 이상)을 이용하여 주변 무선통신기지국과 LOS(line of sight) 확보가 용이하고, 주변의 통신 간섭 및 장애물이 적으며, 공중에서 차량과 일정 간격을 유지하면서 비행을 할 수 있으므로, 주변 인프라보다 무선 통신에 유리한 환경을 제공할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
300: 무인비행체 310: 통신부
330: 센서부 350: 비행제어기
370: 제어부

Claims (14)

  1. 차량으로부터 출발지와 목적지를 전달받고,
    상기 출발지와 목적지 사이의 음영지역 정보를 무인비행체로 전달하여 상기 무인비행체가 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하도록 제어하고,
    상기 무인비행체를 통하여 측정한 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 기반으로 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 계산하고,
    상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 무인비행체가 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하도록 제어하는 텔레매틱스 서버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  2. 텔레매틱스 서버로부터 차량의 출발지와 목적지에 기반한 음영지역 정보를 전달받아 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하고,
    상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 상기 텔레매틱스 서버로 전송 후 상기 텔레매틱스 서버로부터 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 전달받고,
    상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하는 무인비행체
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 텔레매틱스 서버는,
    상기 음영지역의 일측 최외각 지점을 음영시작지점으로 선정하고, 상기 음영지역의 타측 최외각 지점을 음영종료지점으로 선정하여,
    상기 무인비행체가 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 비행하면서 상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하도록 제어하고,
    상기 무인비행체를 통하여 측정한 통신 감도를 전달받아 최적 고도 경로를 계산하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 텔레매틱스 서버는,
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 늦으면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 복수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 정상 측정하도록 제어하고,
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 빠르면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 상기 정상 측정보다 적은 수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 단축 측정하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 무인비행체는,
    상기 텔레매틱스 서버와 상기 차량 사이의 통신을 수행하는 통신부;
    상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하는 센서부; 및
    상기 음영지역에서의 비행을 제어하는 비행제어기
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 무인비행체는,
    상기 음영시작지점부터 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 경로를 따라 왕복 비행하면서 비행 가능한 최저 고도, 최고 고도 및 상기 최저 고도와 최고 고도의 중간 높이인 중간 고도를 파악하고,
    상기 주행 경로를 따라 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 편도 비행하면서 통신 감도를 측정하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 무인비행체는,
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 거리에 기반하여 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 비행하면서 상기 차량과 상기 무선통신기지국 사이의 무선중계기 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 시스템.
  8. 차량으로부터 출발지와 목적지를 전달받는 단계;
    상기 출발지와 목적지 사이의 음영지역 정보를 무인비행체로 전달하여 상기 무인비행체가 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하도록 제어하는 단계;
    상기 무인비행체를 통하여 측정된 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 기반으로 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 계산하는 단계; 및
    상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 무인비행체가 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  9. 텔레매틱스 서버로부터 차량의 출발지와 목적지에 기반한 음영지역 정보를 전달받아 상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 측정하는 단계;
    상기 음영지역의 고도별 통신 감도를 상기 텔레매틱스 서버로 전송 후 상기 텔레매틱스 서버로부터 상기 음영지역에서 통신 감도가 상대적으로 높은 최적 고도 경로를 전달받는 단계; 및
    상기 차량이 상기 음영지역을 통과할 때, 상기 최적 고도 경로를 따라 비행하면서 상기 차량의 통신 기능을 보조하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 무인비행체 제어 방법은,
    상기 텔레매틱스 서버에서,
    상기 음영지역의 일측 최외각 지점을 음영시작지점으로 선정하고, 상기 음영지역의 타측 최외각 지점을 음영종료지점으로 선정하는 단계;
    상기 무인비행체가 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 비행하면서 상기 음영지역 주변의 무선통신기지국과 통신하여 통신 감도를 측정하도록 제어하는 단계; 및
    상기 무인비행체를 통하여 측정한 통신 감도를 전달받아 최적 고도 경로를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 무인비행체 제어 방법은,
    상기 텔레매틱스 서버에서,
    상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각과 상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각을 비교하는 단계;
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 늦으면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 복수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 정상 측정하도록 제어하는 단계; 및
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하는 시각이 상기 무인비행체가 상기 통신 감도를 측정 완료하는 시각보다 빠르면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 고도를 상기 정상 측정보다 적은 수로 선정하여 고도 별로 상기 무인비행체가 비행하면서 통신 감도를 단축 측정하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 무인비행체 제어 방법은,
    상기 무인비행체에서,
    상기 음영시작지점부터 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 경로를 따라 왕복 비행하면서 비행 가능한 최저 고도, 최고 고도 및 상기 최저 고도와 최고 고도의 중간 높이인 중간 고도를 파악하는 단계; 및
    상기 주행 경로를 따라 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 편도 비행하면서 통신 감도를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 무인비행체 제어 방법은,
    상기 무인비행체에서,
    상기 차량이 상기 음영지역에 도착하면, 상기 음영시작지점에서 상기 음영종료지점까지 상기 차량의 주행 거리에 기반하여 상기 최저 고도, 중간 고도 또는 최고 고도로 비행하면서 상기 차량과 상기 무선통신기지국 사이의 무선중계기 역할을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인비행체 제어 방법.
  14. 청구항 8항 내지 청구항 13항 중 어느 한 항의 무인비행체 제어 방법을 실행하는 프로그램이 기록되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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