KR20230084762A - 감시 과업을 수행하는 전자 장치의 동작 방법 및 이를 지원하는 전자 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따르면, 전자 장치가 감시 과업을 수행하는 방법에 있어서, 상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계; 상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 상기 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

감시 과업을 수행하는 전자 장치의 동작 방법 및 이를 지원하는 전자 장치{OPERATING METHOD FOR ELECTRONIC APPARATUS FOR PERFORMING SURVEILLANCE TASK AND ELECTRONIC APPARATUS SUPPORTING THEREOF}

본 발명은 감시 과업을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 감시 구역을 대상으로 한 군집 드론의 감시 과업 수행 방법 및 이의 전자 장치에 관한 것이다.

드론(Drone)으로 대표되는 무인 비행 전자 장치는 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있으며, 개인적 용도로도 활용될 수 있다. 드론이 보편화됨에 따라 드론을 원격 조정하기 위한 네트워크(network)를 관리할 필요성이 대두되었으며, 개개의 드론이 아닌 군집의 드론을 활용하여 통신을 수행하는 기술적 요구 역시 증가하였다.

드론의 활용 범위는 점차 확대되어 가는 반면 드론에 기반한 통신 업무 등의 수행은 개별적인 드론 단위로 이루어지고 있으므로, 군집의 드론에 기반한 통신 업무 등의 수행 방안이 최근 고려되고 있다.

관련하여 KR101809439B1 건 등의 선행문헌들을 참조할 수 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 복수의 전자 장치에 포함된 전자 장치가 감시 과업의 수행을 위한 정보를 수신하고 감시 구역에 대한 감시 정보를 제공할 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다양한 실시예들은, 감시 과업 수행을 위한 전자 장치의 동작 방법 및 이를 지원하는 전자 장치를 제공할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 전자 장치가 감시 과업을 수행하는 방법에 있어서, 상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계; 상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 상기 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 감시 계획 정보는, 상기 감시 구역에 대한 제1 정보, 상기 감시 구역 내 감시 대상 표적에 대한 제2 정보, 상기 감시 구역으로의 진입 계획에 대한 제3 정보, 상기 감시 구역에서의 감시 진행 계획에 대한 제4 정보, 및 상기 감시 구역으로부터의 복귀 계획에 대한 제5 정보를 포함할 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 통신 가능 범위는, 상기 복수의 전자 장치를 통제하는 통제소에 대한 상기 복수의 전자 장치의 패킷 전달율에 기반하여 설정되고, 상기 패킷 전달율은, 상기 복수의 전자 장치에 탑재된 통신 장비에 대한 정보, 상기 감시 과업의 수행을 위한 상기 복수의 전자 장치의 평균 속도에 대한 정보, 및 상기 감시 과업의 수행을 위한 상기 복수의 전자 장치의 평균 밀집도에 대한 정보에 기반하여 결정될 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 패킷 전달율이 임계 값 이상인 경우 상기 복수의 전자 장치가 상기 감시 과업의 수행을 위해 상기 통제소와 통신 가능한 것으로 판단되며, 상기 통신 가능 범위는 상기 복수의 전자 장치가 상기 통제소와 통신 가능한 것으로 판단되는 범위일 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 감시 구역의 범위가 상기 통신 가능 범위를 벗어나는 경우, 상기 복수의 전자 장치에 의한 상기 감시 과업의 수행이 불가능함을 알리는 정보가 상기 통제소에 제공될 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 감시 구역은 K-means clustering 알고리즘 및 Convex hull 알고리즘에 기반하여 상기 복수의 전자 장치의 수만큼 복수의 분할 감시 구역으로 구분되고, 상기 제1 분할 감시 구역은 상기 복수의 분할 감시 구역에 포함된 것일 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 복수의 분할 감시 구역이 상기 복수의 전자 장치 각각을 위해 할당되고, 상기 복수의 분할 감시 구역에 대해 상기 복수의 전자 장치로부터 획득되는 복수의 감시 정보에 기반하여 상기 감시 과업을 위한 종합 감시 정보가 설정되며, 상기 제1 감시 정보는 상기 복수의 감시 정보에 포함된 것일 수 있다.

예시적 실시예에서, 상기 복수의 전자 장치는 일정한 대형에 기반하여 상기 감시 과업을 수행할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행 방법을 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서, 상기 감시 과업 수행 방법은: 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계; 상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역에 포함된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 감시 과업을 수행하는 전자 장치에 있어서, 프로세서 (processor); 및 하나 이상의 인스트럭션 (instruction) 을 저장하는 하나 이상의 메모리 (memory) 를 포함하고, 상기 하나 이상의 인스트럭션은, 실행 시에, 상기 프로세서가: 상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계; 상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 상기 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및 상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 수행하도록 상기 프로세서를 제어할 수 있다.

상술한 본 개시의 다양한 실시예들은 본 개시의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본 개시의 다양한 실시예들의 기술적 특징들이 반영된 여러 가지 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명은 복수의 전자 장치에 포함된 전자 장치가 감시 과업의 수행을 위한 정보를 수신하고 감시 구역에 대한 감시 정보를 제공하는 방법을 제시하여, 복수의 전자 장치에 의한 효과적인 감시 과업의 수행이 이루어질 수 있는 측면에서 기술적인 효과를 갖는다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행을 위한 전자 장치의 동작 방법이 구현될 수 있는 감시 과업 수행 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 통신 노드의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 군집형 감시 드론의 과업 모의 절차를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행을 위한 전자 장치의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 감시 구역을 구분하는 복수의 분할 감시 구역을 전자 장치에 할당하는 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 에이전트 기반의 시뮬레이션 환경에서 전자 장치가 각자의 분할 감시 구역에서 감시 과업을 수행하는 모의 실행 결과를 도시한 도면이다.

이하의 실시예들은 다양한 실시예들의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 특징들을 결합하여 다양한 실시예들을 구성할 수도 있다. 다양한 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 다양한 실시예들의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

이하, 다양한 실시예들에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 다양한 실시예들의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 다양한 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 다양한 실시예들의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

도 1은 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행을 위한 전자 장치의 동작 방법이 구현될 수 있는 감시 과업 수행 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행 시스템은 다양한 종류의 전자 장치들에 구현될 수 있다. 예를 들어, 감시 과업 수행 시스템은 통제소(100)로 대표되는 통신 노드 또는 드론(200)으로 대표되는 통신 노드에 해당하는 전자 장치에 의해 구현될 수 있다. 여기서 통제소(100) 또는 드론(200)으로 대표되는 통신 노드는, 이동 단말(User Equipment), 위성(Satellite), 기지국(Base Station), 송수신 포인트(Transmission and Reception Point; TRP), 또는 네트워크 노드(Network Node) 등 통신 서비스를 제공하거나 사용할 수 있는 임의의 형태의 통신 노드 중 하나 또는 일부를 의미할 수 있다. 즉, 도 1의 감시 과업 수행 시스템은 각종 통신 노드에 해당하는 전자 장치에 의해 구현될 수 있으며, 이하의 본 개시에서 감시 과업 수행 시스템의 주체로서 기술하는 통신 노드는 통신 서비스를 제공하거나 사용할 수 있는 임의의 형태의 전자 장치를 포함하는 개념일 수 있다.

도 1에 따르면, 본 발명의 감시 과업 수행 시스템은 통제소(100)로 대표되는 통신 노드와 드론(200)으로 대표되는 통신 노드에 해당하는 전자 장치 사이에 구현되거나, 또는 드론(200)으로 대표되는 복수의 통신 노드들에 해당하는 복수의 전자 장치들 사이에 구현될 수 있다. 달리 말해, 통제소(100) 또는 드론(200)으로 대표되는 통신 노드에 해당하는 전자 장치는 각각의 장치에 구현된 감시 과업 수행 시스템을 기반으로, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 동작을 수행할 수 있다. 한편, 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행 시스템은, 상기 도 1에 도시된 바에 국한되지 않고, 더 다양한 전자 장치와 서버들에 구현될 수도 있을 것이다.

다양한 실시예들에 따른 통제소(100)로 대표되는 통신 노드는, 복수 개의 드론(200)으로 대표되는 통신 노드와 무선 및 유선 통신을 수행하며, 대단위의 저장 용량을 갖는 스토리지를 포함하는 장치일 수 있다. 이외에도 유사한 기능을 수행하는 다른 전자 장치들이 통제소(100)로 대표되는 통신 노드로 이용될 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 드론(200)으로 대표되는 통신 노드는, 통제소(100) 또는 드론(200)으로 대표되는 통신 노드와 무선 및 유선 통신을 수행하며, 일정한 저장 용량을 갖는 스토리지를 포함하는 장치일 수 있다. 또한 드론(200)으로 대표되는 통신 노드는 데스크탑 피시, 태블릿 피시, 모바일 단말 등의 개인 사용자에 의해 이용될 수 있는 장치를 포함한 비행체일 수도 있다. 이외에도 유사한 기능을 수행하는 다른 전자 장치들이 드론(200)으로 대표되는 통신 노드로 이용될 수 있다.

다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행 시스템은 그 동작을 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 감시 과업 수행 시스템에 포함된 모듈들은 감시 과업 수행 시스템이 구현되는(또는, 물리적 장치에 포함되는) 물리적 장치(예: 통제소(100) 또는 드론(200)를 포함한 통신 노드)가 지정된 동작을 수행할 수 있도록 구현된 컴퓨터 코드 내지는 하나 이상의 인스트럭션 (instruction) 일 수 있다. 다시 말해, 감시 과업 수행 시스템이 구현되는 물리적 장치는 복수 개의 모듈들을 컴퓨터 코드 형태로 메모리에 저장하고, 메모리에 저장된 복수 개의 모듈들이 실행되는 경우 복수 개의 모듈들은 물리적 장치가 복수 개의 모듈들에 대응하는 지정된 동작들을 수행하도록 할 수 있다.

또는 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행 시스템은 그 동작을 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(또는 비일시적 기록 매체)를 포함할 수 있다. 감시 과업 수행 시스템에 포함된 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 감시 과업 수행 시스템이 구현되는(또는, 물리적 장치에 포함되는) 컴퓨터 판독 가능 명령어들을 저장하도록 구성되는 매체를 포함할 수 있다. 다시 말해, 감시 과업 수행 시스템이 구현되는 컴퓨터 판독 가능 명령어들이 매체에 저장되고, 매체에 저장되는 컴퓨터 판독 가능 명령어들이 실행되는 경우 컴퓨터 판독 가능 명령어들은 지정된 동작들을 수행하도록 매체를 제어할 수 있다.

도 2는 다양한 실시예들에 따른 통신 노드의 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 통제소(100) 또는 드론(200)으로 대표되는 통신 노드는 입/출력부(210), 통신부(220), 스토리지(230) 및 프로세서(240)를 포함할 수 있다.

입/출력부(210)는 사용자 입력을 받거나 또는 사용자에게 정보를 출력하는 각종 인터페이스나 연결 포트 등일 수 있다. 입/출력부(210)는 입력 모듈과 출력 모듈을 포함할 수 있는데, 입력 모듈은 사용자로부터 사용자 입력을 수신한다. 사용자 입력은 키 입력, 터치 입력, 음성 입력을 비롯한 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 사용자 입력을 받을 수 있는 입력 모듈의 예로는 전통적인 형태의 키패드나 키보드, 마우스는 물론, 사용자의 터치를 감지하는 터치 센서, 음성 신호를 입력받는 마이크, 영상 인식을 통해 제스처 등을 인식하는 카메라, 사용자 접근을 감지하는 조도 센서나 적외선 센서 중 적어도 하나를 포함하는 근접 센서, 가속도 센서나 자이로 센서 등을 통해 사용자 동작을 인식하는 모션 센서 및 그 외의 다양한 형태의 사용자 입력을 감지하거나 입력받는 다양한 형태의 입력 수단이 있으며, 본 개시의 실시예에 따른 입력 모듈은 위에 나열한 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 터치 센서는 디스플레이 패널에 부착되는 터치 패널이나 터치 필름을 통해 터치를 감지하는 압전식 또는 정전식 터치 센서, 광학적인 방식에 의해 터치를 감지하는 광학식 터치 센서 등으로 구현될 수 있다. 이외에도 입력 모듈은 자체적으로 사용자 입력을 감지하는 장치 대신 사용자 입력을 입력 받는 외부의 입력 장치를 연결시키는 입력 인터페이스(USB 포트, PS/2 포트 등)의 형태로 구현될 수도 있다. 또 출력 모듈은 각종 정보를 출력할 수 있다. 출력 모듈은 영상을 출력하는 디스플레이, 소리를 출력하는 스피커, 진동을 발생시키는 햅틱 장치 및 그 외의 다양한 형태의 출력 수단 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이외에도 출력 모듈은 상술한 개별 출력 수단을 연결시키는 포트 타입의 출력 인터페이스의 형태로 구현될 수도 있다.

일 예로, 디스플레이 형태의 출력 모듈은 텍스트, 정지 영상, 동영상을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(LED: light emitting diode) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, 평판 디스플레이(FPD: Flat Panel Display), 투명 디스플레이(transparent display), 곡면 디스플레이(Curved Display), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display), 프로젝터 및 그 외의 영상 출력 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태의 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이는 입력 모듈의 터치 센서와 일체로 구성된 터치 디스플레이의 형태일 수도 있다.

통신부(220)는 다른 장치와 통신할 수 있다. 따라서, 통신 노드(100 또는 200)는 통신부를 통해 다른 장치와 정보를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드(100 또는 200)는 통신부를 이용해 상호 간 통신을 수행하거나, 기타 다른 장치와 통신을 수행할 수 있다.

여기서, 통신, 즉 데이터의 송수신은 유선 또는 무선으로 이루어질 수 있다. 이를 위해 통신부는 LAN(Local Area Network)를 통해 인터넷 등에 접속하는 유선 통신 모듈, 이동 통신 기지국을 거쳐 이동 통신 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신하는 이동 통신 모듈, 와이파이(Wi-Fi) 같은 WLAN(Wireless Local Area Network) 계열의 통신 방식이나 블루투스(Bluetooth), 직비(Zigbee)와 같은 WPAN(Wireless Personal Area Network) 계열의 통신 방식을 이용하는 근거리 통신 모듈, GPS(Global Positioning System)과 같은 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용하는 위성 통신 모듈 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.

스토리지(230)는 각종 정보를 저장할 수 있다. 스토리지는 데이터를 임시적으로 또는 반영구적으로 저장할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드(100 또는 200)의 스토리지에는 통신 노드(100 또는 200)를 구동하기 위한 운용 프로그램(OS: Operating System), 웹 사이트를 호스팅하기 위한 데이터나 점자 생성을 위한 프로그램 내지는 어플리케이션(예를 들어, 웹 어플리케이션)에 관한 데이터 등이 저장될 수 있다. 또, 스토리지는 상술한 바와 같이 모듈들을 컴퓨터 코드 형태로 저장할 수 있다.

스토리지(230)의 예로는 하드 디스크(HDD: Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 플래쉬 메모리(flash memory), 롬(ROM: Read-Only Memory), 램(RAM: Random Access Memory) 등이 있을 수 있다. 이러한 스토리지는 내장 타입 또는 탈부착 가능한 타입으로 제공될 수 있다.

프로세서(240)는 통신 노드(100 또는 200)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해 프로세서(240)는 각종 정보의 연산 및 처리를 수행하고 통신 노드(100 또는 200)의 구성요소들의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(240)는 감시 과업 수행을 위한 프로그램 내지 어플리케이션을 실행시킬 수 있을 것이다. 프로세서(240)는 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합에 따라 컴퓨터나 이와 유사한 장치로 구현될 수 있다. 하드웨어적으로 프로세서(240)는 전기적인 신호를 처리하여 제어 기능을 수행하는 전자 회로 형태로 구현될 수 있으며, 소프트웨어적으로는 하드웨어적인 프로세서(240)를 구동시키는 프로그램 형태로 구현될 수 있다. 한편, 이하의 설명에서 특별한 언급이 없는 경우에는 통신 노드(100 또는 200)의 동작은 프로세서(240)의 제어에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 상술한 감시 과업 수행 시스템에 구현되는 모듈들이 실행되는 경우, 모듈들은 프로세서(240)가 통신 노드(100 또는 200)를 이하의 동작들을 수행하도록 제어하는 것으로 해석될 수 있다.

요약하면, 다양한 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 다양한 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 다양한 실시예들에 따른 방법은 이하에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

이하에서는, 상기와 같은 기술적 사상에 기반하여 다양한 실시예들에 대해 보다 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에 대해서는 앞서 설명한 내용들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 이하에서 설명되는 다양한 실시예들에서 정의되지 않은 동작, 기능, 용어 등은 앞서 설명한 내용들에 기반하여 수행되고 설명될 수 있다.

군집 드론은 수 많은 드론이 협동 하에 임무를 수행하는 군집형 소형 무인기 체계로써, 중요 시설 보호, 재난 상황 하 조난자 수색 등 반복적이면서 장기간 수행해야 하는 임무를 효과적이면서 저비용으로 달성할 수 있는 군집형 무인 체계로 발전되고 있다.

군집 드론의 비행 계획, 군집 통신 등 첨단 기술에 대한 연구는 활발하게 진행되고 있는 반면, 군집 드론의 운용 효과를 분석하는데 요구되는 분석 모델에 대한 연구는 미진한 실정이다. 군집 드론에 대한 적절한 운용 효과 분석을 위해서는, 군집 드론의 행위적 특성, 물리적 성능뿐만 아니라 임무 계획, 할당 및/또는 수행을 가상의 임무 공간에서 시뮬레이션 할 수 있는 모델이 필요할 수 있다. 군집 드론의 운용은 운용자가 각각의 드론을 직접 조작하는 방식으로 수행되는 것이 아니라, 운용자가 부여한 기본 임무 계획에 기반하여 다수의 드론이 자동적으로, 체계적으로 조작되는 방식으로 수행될 수 있어야 한다. 따라서 군집 드론의 운용 효과를 분석하는 분석 모델에서도 이와 유사한 조작 방식으로 군집 드론을 모의할 수 있어야 한다.

현재 군집 드론의 운용 효과를 분석하는데 활용되는 분석 모델에서는, 개별 드론에 대한 운용 모의는 일부 가능하지만, 군집 드론에 대한 임무 계획, 할당 및 수행을 자동화하는 모의 능력은 아직 지원되지 않고 있다. 군집 드론 운용 모의가 가능한 분석 모델을 확보하기 위해서는 실제 군집 드론에 탑재된 임무 계획을 위한 상세 논리를 일정한 수준(저충실도)으로 추상화 하여 분석 모델에 반영할 수 있어야 한다.

군집 드론을 위한 임무 계획에는 아래와 같은 예시적 상세 기법들이 활용될 수 있다. 일 예로, 1) 군집 드론의 비행 모드(집결 비행, 떼 비행, 개별 작업 비행)를 정의하고, 드론 간의 상호 충돌을 막으면서 한 곳에 모이거나, 경로를 추정하거나, 또는 각자의 위치로 이동하여 임무를 수행하기 위한 비행 계획 기법이 군집 드론을 위한 임무 계획을 위해 적용될 수 있다. 다른 일 예로, 2) 군집 드론이 임무를 수행할 위치(임무점)와 임무의 중요도를 정의하고, 각 임무점 마다 적정한 수의 드론을 배분한 뒤 원형 비행 대형을 형성하는 기법이 군집 드론을 위한 임무 계획을 위해 적용될 수 있다. 또는 다른 일 예로, 3) 군집 드론의 전력 소모, 지형 고저에 따른 비행 위험도를 최소화하고 감시 지역의 우선순위 등을 고려하여 비행 궤적을 계획하는 기법이 군집 드론을 위한 임무 계획을 위해 적용될 수도 있다. 군집 드론 운용 모의가 가능한 분석 모델을 위해서는, 상기와 같은 기법들을 일정한 수준에 맞춰 추상화 하는 과정이 필요할 수 있다.

이하의 본 개시에서는 군집 드론의 운용 효과를 분석하는 분석 모델에 적용될 수 있는 군집형 감시 드론의 운용 모의 기법을 제시한다. 본 개시에서 제안하는 군집형 감시 드론의 운용 모의 기법은, 군집 드론에 적용되는 특정의 한정된 운용 기법만을 모의하기 위한 것이 아니며, 다양한 방법으로 군집 드론을 가상 환경 하에서 운용하여 적절한 운용 방법이 무엇인지 효과 측면에서 비교 분석하는 여러 기법을 모의하는 데 활용될 수 있다. 특히 본 개시에서 제시하는 군집형 감시 드론의 운용 모의 기법은, 군집형 감시 드론 모의 및 군집형 감시 드론의 과업 모의를 포함할 수 있다.

군집형 감시 드론의 모의를 위해서는, 복수의 드론과 복수의 드론을 제어 또는 관제하는 통제소가 필요할 수 있다. 따라서 군집형 감시 드론은 드론 통제소, 드론 통제소에 의해 통제되는 복수의 드론 발사대 및/또는 각 드론 발사대에서 이륙 또는 착륙하는 복수의 드론 등으로 구성될 수 있으며, 이와 같이 구성된 군집 드론은 종단 간 네트워킹이 가능한 환경에서 운용될 수 있다. 군집 드론은 통신 가능한 것으로 판단되는 범위 내에서 운용될 수 있도록 모의되며 특히, 드론 발사대에서 이륙한 복수의 드론은 상호 간 원활한 정보의 교환을 위해 이동 애드혹(adhoc) 네트워크를 형성하도록 모의될 수 있다. 여기서, 이동 애드혹 네트워크는 별도의 기반 구조 없이 노드들에 의해 자율적으로 구성되는 네트워크로, 액세스 포인트 등의 기반 구조를 필요로 하지 않고 각 노드들이 무선 인터페이스를 통해 서로 통신하여 노드들의 이동이 자유로운 특성을 가질 수 있다.

군집 드론이 형성하는 이동 애드혹 네트워크는, 드론 통제소와 가장 가까운 곳에 있는 하나 또는 소수의 드론(마스터 드론)이 타 드론(슬레이브 드론)과 드론 통제소 간의 데이터 송수신을 위한 관문 역할을 맡을 수 있다. 군집 드론 내에 포함된 각 드론은 통신 중계 역할을 수행할 수 있으므로, 군집 드론이 형성하는 이동 애드혹 네트워크에서 마스터 드론 또는 슬레이브 드론은 지속적으로 변경될 수 있다. 즉, 군집 드론이 이동 애드혹 네트워크를 형성하는 과정에서 마스터 드론에 의한 슬레이브 드론 또는 드론 통제소 간의 데이터 송수신이 원활하지 않으면 다른 드론이 마스터 드론으로 교체될 수 있다. 상기와 같이 형성되는 이동 애드혹 네트워크를 통해, 복수의 드론과 드론 발사대는 조종 신호와 첩보 보고 등 복수의 데이터를 송수신할 수 있다.

한편 군집형 감시 드론의 과업 모의를 위해서는, 군집형 감시 드론에 포함된 각 개체에 의해 과업 절차가 수행될 수 있어야 하며 각 개체의 과업 절차의 수행을 종합하여 군집 드론의 과업 절차가 수행되는 군집형 감시 드론의 과업이 모의될 수 있다.

도 3은 군집형 감시 드론의 과업 모의 절차를 도시한 도면이다.

도 3에서 도시하는 군집형 감시 드론의 과업 모의 절차는 군집형 감시 드론이 특정한 감시 지역에 대한 감시 과업을 모의하는 절차로서, 감시 과업 수행을 위한 초기 파라미터를 각 감시 드론에 입력하고(301), 군집형 감시 드론에 의한 통신 가능 범위를 판단하며(303), 군집형 감시 드론의 감시 지역으로의 진입을 모의하고(305), 군집형 감시 드론의 감시 지역에 대한 감시를 모의하며(307), 군집형 감시 드론의 감시 지역으로부터의 복귀를 모의(309)하는 과정을 포함할 수 있다.

도 3과 같은 군집형 감시 드론의 운용 모의 절차를 위해 군집형 감시 드론에 포함된 각 개체, 즉 각각의 개별 드론에 해당하는 전자 장치는, 이하의 본 개시에서 서술하는 감시 과업 수행을 위한 동작 방법을 처리할 수 있다. 이하의 설명에서는 군집형 감시 드론에 포함된 각 개체에 해당하는 드론에 대응하는 전자 장치가 감시 과업 수행 동작을 처리함을 전제로 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.

도 4는 다양한 실시예들에 따른 감시 과업 수행을 위한 전자 장치의 동작 방법을 도시한 도면이다.

도 4에서 개별 드론에 대응하는 전자 장치는, 군집형 감시 드론에 대응하는 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인할 수 있다(401). 이후, 동작 401에 따라 확인한 감시 계획 정보를 바탕으로, 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 감시 구역 중 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득할 수 있다(403). 동작 403을 통해 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득한 전자 장치는, 제1 분할 감시 구역에 대한 감시를 통해 획득한 제1 감시 정보를 통제소로 제공할 수 있다(405). 도 4에 따른 전자 장치의 동작은 이하의 다양한 실시예들을 포함하거나, 다양한 실시예들에 기반하여 수행될 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 동작 401에서, 전자 장치는 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인할 수 있다.

예를 들어, 동작 401에서 전자 장치가 확인하는 감시 계획 정보는, 감시 대상인 감시 구역에 대한 제1 정보, 감시 구역 내 감시 대상 표적에 대한 제2 정보, 감시 구역으로의 진입 계획에 대한 제3 정보, 감시 구역에서의 감시 진행 계획에 대한 제4 정보, 및/또는 감시 구역으로부터의 복귀 계획에 대한 제5 정보를 포함하도록 설정될 수 있다.

특히 전자 장치를 위한 위와 같은 감시 계획 정보는, 감시 과업을 위한 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치를 운용하는 운용자가 군집 드론의 임무 계획 수립에 필요한 초기 파라미터를 입력하는 301의 초기 파라미터 입력 절차에 기반하여 설정될 수 있다.

감시 계획 정보를 위해 운용자가 입력하는 초기 파라미터에는, 군집 드론의 감시 구역, 우선적으로 파악해야 하는 표적과 관련된 우선 정보 요구, 진입 계획, 감시 계획, 복귀 계획 및/또는 복귀 후 착륙 여부 등에 대한 파라미터가 포함될 수 있다. 이와 같은 초기 파라미터는 전자 장치, 즉 군집 드론에 포함된 각 개별 드론에 대해 군집 드론의 감시 과업 실행을 위해 입력해야 할 초기 파라미터로서 설정될 수 있으며, 아래의 표 1과 같이 정리될 수 있다.

[표 1]

초기 파라미터에서 감시 구역은 군집 드론이 감시 과업을 수행하는 지역 구역으로, 감시 구역은 부정형의 폐곡선으로 그려질 수 있다. 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치는 감시 구역에 대한 감시 공백을 최소화하면서 드론과 드론 통제소 간 통신을 반드시 유지하여야 하므로, 감시 구역은 군집 드론의 통신 가능 범위를 벗어나지 않도록 지정되어야 한다. 초기 파라미터에서의 감시 구역은 영역에 해당하는 정보이므로, 영역을 나타내는 점들을 포함하는 파라미터 셋(set) 형태로 지시될 수 있다.

우선 정보 요구는 운용자가 감시 과업 수행을 위해 우선적으로 파악해야 하는 표적 정보를 의미할 수 있으며, 군집 드론은 우선 정보 요구에 맞는 표적에 대한 첩보를 수집하고 드론 통제소에 보고할 수 있다. 여기서, 표적에 대한 첩보는 표적을 탐지한 시간, 표적의 위치 및/또는 표적의 이동 경로 등에 대한 텍스트 정보를 포함할 수 있다.

진입 계획은 군집 드론이 드론 발사대를 출발하여 감시 구역에 진입하기까지의 비행 경로, 비행 고도 및/또는 비행 속도와 관련된 파라미터를 포함할 수 있다. 감시 계획은 군집 드론이 감시 구역을 감시하기 위한 감시 기간, 비행 고도 및/또는 비행 속도와 관련된 파라미터를 포함할 수 있으며, 복귀 계획은 군집 드론이 감시 구역 내 감시를 마치고 드론 발사대로 복귀하기 위한 비행 경로, 비행 고도, 비행 속도 및/또는 복귀 후 드론 발사대로의 착륙 여부를 포함할 수 있다. 초기 파라미터에서의 진입 계획, 감시 계획 및 복귀 계획에 포함된 경로와 관련된 정보는 점들을 포함하는 파라미터 셋 형태로 지시될 수 있으며, 기간, 고도, 및/또는 속도 등과 관련된 정보는 단일 값으로서 각각 하나의 파라미터 값 형태로 지시될 수 있다.

위와 같은 초기 파라미터의 입력에 따라 군집 드론에 포함된 드론에 대응하는 전자 장치는 동작 401과 같은 감시 계획 정보를 확인할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 동작 403에서, 전자 장치는 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 감시 구역 중 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득할 수 있다.

예를 들어, 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위는, 군집 드론의 감시 과업 수행 과정에서 복수의 전자 장치를 일정 지역 범위 내에 배치하기 위해 산출될 수 있다. 즉, 군집 드론을 통신 가능한 범위의 지역 내에 배치하기 위해 군집 드론의 통신 가능 범위가 판단될 수 있으며, 이와 같은 판단은 군집형 감시 드론의 통신 가능 범위를 모의하는 303의 절차에 대응하여 수행될 수 있다.

전술했듯 군집 드론은 이동 애드혹 네트워크에 기반하여 운용되므로, 드론과 드론 간 통신은 물론, 드론과 드론 통제소 간 통신이 원활하게 보장될 수 있어야 한다. 만약 감시 구역의 범위가 통신 가능 범위를 벗어나게 된다면, 감시 과업의 수행이 불가능함을 알리는 경고 정보가 통제소 또는 운용자에게 제공될 수 있다.

군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치의 운용자는 통신 가능 범위 내에서 군집 드론이 운용될 수 있도록, 통신 가능성에 대한 일정한 판단 기준에 따라 군집 드론의 통신 가능 범위를 판단할 수 있다.

통신 가능성을 판단하기 위해 운용자는, 드론이 드론 통제소에 메시지를 전송할 때 메시지를 구성하는 복수의 패킷이 얼마나 목적지인 드론 통제소에 성공적으로 전달되는지를 나타내는 비율을 나타내는 패킷 전달율(Packet Delivery Ratio; PDR)을 확인할 수 있다. 여기서, 패킷은 드론이 드론 통제소에 매회 관측 보고를 수행하기 위해 전송하는 페이로드로 이해될 수 있으며, 패킷의 크기는 페이로드의 크기로 이해될 수 있다. 패킷 전달율이 클수록 메시지를 성공적으로 전송할 수 있는 확률이 높은 것이므로, 운용자는 통제소에 대한 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치의 패킷 전달율을 확인하여 통신 가능 범위를 설정할 수 있다.

위와 같은 패킷 전달율은, 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 탑재된 통신 장비에 대한 정보, 감시 과업을 수행하는 과정에서의 복수의 전자 장치의 평균 속도에 대한 정보 및/또는 감시 과업을 수행하는 과정에서의 복수의 전자 장치의 평균 밀집도에 대한 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 운용자는 이와 같이 결정된 패킷 전달율이 사전에 설정한 임계값 보다 큰지 또는 작은지를 확인하여 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치와 드론 통제소 사이의 통신이 가능한 상태인지 또는 불가능한 상태인지를 판단할 수 있다.

패킷 전달율이 기 설정된 임계값 보다 크다면 일정 수준 이상의 메시지 전달 확률이 보장될 수 있으므로 통신이 가능한 것으로 판단할 수 있으며, 이 경우 통신 가능 범위는 패킷 전달율이 기 설정된 임계값 보다 큰 것으로 확인되어 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치가 통제소와 통신할 수 있는 것으로 판단되는 범위에 해당할 수 있다. 반면 패킷 전달율이 기 설정된 임계값 보다 작다면 일정 수준 이상의 메시지 전달 확률이 보장되기 어려워 통신이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.

이 때 패킷 전달율을 결정하는 요소에 해당하는 통신 장비, 평균 속도 및/또는 평균 밀집도는 다음과 같이 구체적으로 고려될 수 있으며, 특히 평균 속도와 평균 밀집도에 따라 패킷 전달율이 크게 달라질 수 있다.

먼저 통신 장비는 드론에 탑재되어 통신을 위한 기능을 수행하는 장비를 의미할 수 있으며, 장비의 성능에 따른 패킷 전달율에 대한 영향이 확인될 수 있다. 통신 장비의 성능은 일정한 계산 모델에 의해 계산되는

(잡음 전력 밀집도 대비 비트 에너지) 값에 따른 패킷 에러율(Packet Error Rate; PER)로 표현될 수 있다. 상기의 비트 에너지 값이 작을수록 패킷 에러율은 커지며 반대로 비트 에너지 값이 클수록 패킷 에러율이 낮아지는데, 비트 에너지 값이 작아 패킷 에러율이 운용자가 사전에 설정한 임계 비율 보다 클 경우 송신 드론과 수신 드론 간 또는 드론과 통제소 간 점 대 점 링크가 유효하지 못한 것으로 판단될 수 있다. 반면 비트 에너지 값이 커 패킷 에러율이 운용자가 사전에 설정한 임계 비율 보다 작을 경우 송신 드론과 수신 드론 간 또는 드론과 통제소 간 점 대 점 링크가 유효한 것으로 판단될 수 있다, 이 때 이와 같은 통신 장비의 성능은 Wi-Fi, LTE 및/또는 NR 등의 각 통신 설계 기술을 통신 장비가 수행 가능한지 여부에 따라 유의미하게 달라질 수 있으며, 패킷 에러율은 통신 장비의 성능에 의존적인 값으로도 이해될 수 있다.

평균 속도(단위: km/h)는 감시 과업을 수행하는 군집 드론의 평균 속도를 의미할 수 있으며, 평균 속도가 높을수록 패킷 전달율이 낮아질 수 있다. 즉, 이동 애드혹 네트워크를 구성하는 군집 드론의 비행 속도에 기반하여, 평균적인 비행 속도가 빠르면 낮은 패킷 전달율이 확인되고 평균적인 비행 속도가 느리면 높은 패킷 전달율이 확인될 수 있다.

평균 밀집도(

)는 군집 드론에 포함된 드론의 개수

(단위: 대)를 군집 드론이 퍼져있는 공간 부피

(단위:

)로 나눈 값인

를 의미할 수 있다. 군집 드론의 평균 밀집도가 높다면, 드론과 드론 사이 또는 드론과 통제소 간 통신 중계를 해줄 수 있는 드론이 존재할 가능성이 높으므로 패킷 전달율이 높아질 수 있다.

정리하여, 이동 애드혹 네트워크를 구성하는 군집 드론에 탑재된 성능 장비가 그 성능에 따라 보다 발전된 통신 설계 기술을 수행 가능할수록, 군집 드론의 평균 비행 속도가 낮을수록, 군집 드론의 평균 밀집도가 높을수록 군집 드론과 통제소 사이에 높은 패킷 전달율이 확인될 수 있다. 관련된 일 예시로, 통신 장비의 성능과 평균 속도가 동일하고 평균 밀집도가 다른 군집 드론의 패킷 전달율은 표 2의 일 예시와 같이 나타날 수 있다.

[표 2]

군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치의 패킷 전달율에 따라 통신 가능 범위가 설정되고, 감시 대상인 감시 구역의 범위가 이와 같이 설정된 통신 가능 범위 이내인 것으로 확안되면 군집 드론은 감시 구역에 대한 감시를 수행할 수 있게 된다. 따라서 군집 드론은 305 절차와 같이 감시 구역으로 진입할 수 있게 되며, 이 때 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치는 드론 발사대에서 이륙하여 진입 고도까지 상승한 후 정방형 대형을 형성하고, 진입 경로에 집결하여 진입 경로를 따라 이동해 종점에 도달할 수 있다.

군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치가 감시 구역에 진입하면 307 절차처럼 감시 구역에 대한 감시를 수행하게 되며, 이를 위해 각 전자 장치를 위해 할당된 감시 정보가 각 전자 장치에 제공될 수 있다. 즉, 감시 구역은 복수의 분할 감시 구역으로 구분될 수 있으며, 개별 드론에 대응하는 하나의 전자 장치는 자신에게 할당된 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하고 획득한 정보에 대응하는 분할 감시 구역에 대한 감시를 수행할 수 있다.

다양한 실시예들에 따르면, 동작 405에서, 전자 장치는 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 분할 감시 구역은 감시 구역을 구분하는 복수의 분할 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당되는 하나의 분할 감시 구역에 해당할 수 있으며, 상기 제1 감시 정보는 상기 제1 분할 감시 구역에 특정하여 설정되는 감시 정보일 수 있다.

상기 전자 장치가 상기 제1 분할 감시 구역에 대해 제1 감시 정보를 획득하는 것과 같이, 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치가 감시 구역을 구분하는 복수의 분할 감시 구역에 대해 감시 정보를 획득할 수 있다. 즉, 감시 구역은 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치의 수만큼 복수의 분할 감시 구역으로 구분될 수 있으며, 구분된 복수의 분할 감시 구역이 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치 각각에 할당되고, 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치가 복수의 분할 감시 구역에 대한 복수의 감시 정보를 획득하면, 운용자 또는 통제소는 획득한 복수의 감시 정보를 종합하여 감시 과업을 위한 종합 감시 정보를 설정할 수 있다.

감시 구역을 복수의 분할 감시 구역으로 구분하여 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치가 각 분할 감시 구역에 대한 감시를 수행함으로써 감시 공백을 최소화할 수 있다. 이 때 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 각 분할 감시 구역을 할당하는 경우, 감시 구역은 일정한 기준에 따라 분할 감시 구역으로 나눠져 각 드론에 대응하는 전자 장치에 할당될 수 있다.

일 예로, 각 드론에 할당되는 각 분할 감시 구역의 크기의 편차가 최소화 될 수 있도록 감시 구역이 복수의 분할 감시 구역으로 나뉠 수 있다. 만약 분할 감시 구역의 크기가 서로 다르다면, 보다 큰 감시 구역을 맡은 드론은 보다 작은 감시 구역을 맡은 드론에 비해 감시 공백이 커질 수밖에 없으므로, 분할 감시 구역 간 크기 편차가 작을수록 감시 공백을 최소화 하는 효과를 증대시킬 수 있다.

다만 이와 같은 경우에 있어서, 감시 구역 내에 우선순위가 높은 표적이 특정한 구역에 주요하게 위치하고 있거나, 특정의 구역이 감시 대상으로서의 우선순위가 높은 등의 정보가 확인될 시, 상기 특정의 구역 부분에 대한 분할 감시 구역은 더 작은 크기로 설정될 수 있도록 감시 구역을 복수의 분할 감시 구역으로 나누는 예외를 둘 수 있다. 즉, 우선순위가 높은 것으로 판단된 상기 특정의 구역 부분에 더 많은 수의 드론이 배치되게 하여 감시의 효율성과 목적성을 높일 수 있다.

또는 다른 일 예로, 각 드론에 할당되는 각 분할 감시 구역의 모양이 원형이 될 수 있도록 감시 구역이 복수의 분할 감시 구역으로 나뉠 수 있다. 드론은 8자 비행 또는 선회 비행을 하여, 분할 감시 구역 마다 그 형태가 제각각이라면 비행 경로를 계획하기가 어려울 수 있으므로, 각 분할 감시 구역이 원형에 가까울수록 8자 비행 또는 선회 비행에 의한 감시 공백이 발생하지 않는 효과를 증대시킬 수 있다.

상기의 예시들에 따른 기준에 기반하여 감시 구역을 분할 감시 구역으로 나누고자 하는 경우, 도 5에 도시된 것과 같은 방법으로 각 분할 감시 구역을 할당할 수 있다. 이 때 도 5에 도시된 분할 감시 구역의 할당 방법은 하나의 예시에 해당하며, 유사한 형태의 임무 할당 방법을 저충실도 모델로 개발하여 분석 모델을 위해 적용할 수도 있다.

도 5는 감시 구역을 구분하는 복수의 분할 감시 구역을 전자 장치에 할당하는 예시를 도시한 도면이다.

도 5에서, 감시 구역은 서로 다른 영역에 대응하는 복수의 분할 감시 구역으로 구분되어 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 할당될 수 있으며, 다음과 같은 구체적인 방법이 적용될 수 있다.

1) 영역 501이 나타내는 감시 구역(굵은 실선의 오각형)을 포함하는 최소 크기의 직사각형을 설정하고, 설정된 최소 크기의 직사각형 내에 가로 축과 세로 축 상 일정한 간격으로 반복하여 점을 찍는다.

2) 설정된 최소 크기의 직사각형 내에 찍힌 다수의 점들 중에서, 감시 구역 안에 포함되는 점들을 선별한다. 이 때 감시 구역 안에 포함된 점들을 선별하기 위해, 감시 구역을 'Polygon'으로 하고 각각의 점들을 'Point'로 하는 계산 기하학 상의 Point-in-Polygon 문제를 해결하는 Ray casting 알고리즘 또는 Winding number 알고리즘처럼 이미 알려진 알고리즘을 적용할 수 있다. 여기서, Point-in-Polygon 문제는 다각형과 점이 존재할 때 점이 다각형 안에 들어있는지를 판단하는 문제로 이해될 수 있으며, Ray casting 알고리즘 또는 Winding number 알고리즘은 이를 판단하는 알고리즘으로 이해될 수 있다.

3) 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치의 수, 즉 군집 드론을 형성하는 드론의 수만큼 선별된 점들을 군집화 한다. 이 때, 주어진 데이터를 K 개의 클러스터로 묶는 K-means clustering 알고리즘을 활용하여 선별된 점들을 드론의 수에 해당하는 K개의 군집으로 만들 수 있다.

4) 일정한 수의 점들에 포함된 일부의 점들을 이용해 상기 일정한 수의 점들을 모두 포함하는 다각형을 형성하는 Convex hull 알고리즘에 기반하여, 군집화 된 점들을 포함하는 K 개의 최소 볼록 다각형을 감시 구역을 표현한 오각형 내에 형성한다.

5) K 개의 최소 볼록 다각형을 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 각각 할당하며, 이에 따라 각 드론에 대응하는 전자 장치는 자신에게 할당된 분할 감시 구역으로 이동한다.

6) 초기 파라미터로 설정된 감시 기간 동안 각 드론에 대응하는 전자 장치는 각각의 분할 감시 구역 안에서 감시 고도 및 감시 속도를 준수하며 분할 감시 구역을 감시하며, 초기 파라미터로 설정된 우선 정보 요구를 충족하는 표적을 발견할 시 표적 정보가 포함된 감시 정보를 생성하여 통제소로 전송한다.

7) 통제소는 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치에 대해 파편화된 표적 정보를 포함한 감시 정보, 즉 복수의 전자 장치가 각 분할 감시 구역에 대해 획득한 복수의 감시 정보를 종합하여 운용자의 중요 정보 요구에 따른 통합 표적 정보를 포함한 종합 감시 정보를 획득할 수 있다.

도 6은 에이전트 기반의 시뮬레이션 환경에서 전자 장치가 각자의 분할 감시 구역에서 감시 과업을 수행하는 모의 실행 결과를 도시한 도면이다.

601에서는, 큰 사각형으로 표현된 감시 구역을 일정한 개수로 구분한 복수의 분할 감시 구역 각각에 드론이 배치되어 감시 중인 모습을 확인할 수 있으며, 603의 통제소는 각 드론으로부터 획득한 감시 정보를 종합하여 원하는 종합 감시 정보를 획득할 수 있다.

감시 구역에 대응하는 종합 감시 정보가 획득되면, 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치는 감시를 종료하고 309 절차에 따라 복귀를 모의한다. 이 때 군집 드론을 형성하는 복수의 전자 장치는 임무를 마치고 복귀 경로의 시점으로 이동하여 정방형 대형을 형성하여, 복귀 경로를 따라 이동해 종점에 도달할 수 있다. 만약 군집 드론이 복귀 후 착륙하도록 설정되어 있다면 상기 복수의 전자 장치는 드론 발사대에 착륙하며, 그렇지 않은 경우 계속 호버링 할 수 있다.

본 개시에 의한 전자 장치, 즉 드론에 대응하는 본 개시의 전자 장치가 감시 과업을 수행하는 방법에 따르면, 전자 장치가 처리하는 감시 과업의 수행 방법에 의해, 상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치로 구성된 군집형 감시 드론의 감시 과업이 수행될 수 있으며, 이와 같은 군집형 감시 드론의 감시 운용 모의에 대한 효과 분석이 가능하다. 예를 들어, 본 개시의 전자 장치가 감시 과업을 수행하는 방법에 따른 군집형 감시 드론의 감시 운용 모의 기법은, 군집형 감시 드론의 규모, 군집형 감시 드론을 구성하는 각 드론에 부착되는 감시 장비의 성능, 각 드론의 통신 성능, 감시 구역의 크기 및/또는 표적의 개수 등 감시 업무를 수행하는 조건 변화에 따른 표적 획득율, 임무 완료 시간 등 다양한 효과를 분석하는데 이용될 수 있다. 또한, 이와 같은 군집형 감시 드론의 감시 운용 모의 기법은 에이전트 기반의 시뮬레이션 모델에도 적용될 수 있으며, 이를 통해 중요 시설 보호, 재난 상황에서의 조난자 수색 등 다양한 임무 시나리오 하에서 군집형 감시 드론의 운용 여부에 따른 대안 비교 분석이 가능할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 모든 실시 예는 일부분들이 서로 조합되어 시스템에 의해 구현될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 시스템 등에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시예들은 특정 관점에서 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(인터넷을 통한 데이터 송신 등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재 기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비 휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 이와 같은 메모리 또는 컴퓨터를 포함한 차량 등에 의해 구현될 수 있고, 이러한 메모리는 본 발명의 실시예들을 구현하는 명령들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.

상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

1. 전자 장치가 감시 과업을 수행하는 방법에 있어서,
   상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계;
   상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 상기 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
   상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 포함하는,
   감시 과업 수행 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 감시 계획 정보는,
   상기 감시 구역에 대한 제1 정보,
   상기 감시 구역 내 감시 대상 표적에 대한 제2 정보,
   상기 감시 구역으로의 진입 계획에 대한 제3 정보,
   상기 감시 구역에서의 감시 진행 계획에 대한 제4 정보, 및
   상기 감시 구역으로부터의 복귀 계획에 대한 제5 정보를 포함하는,
   감시 과업 수행 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 통신 가능 범위는, 상기 복수의 전자 장치를 통제하는 통제소에 대한 상기 복수의 전자 장치의 패킷 전달율에 기반하여 설정되고,
   상기 패킷 전달율은, 상기 복수의 전자 장치에 탑재된 통신 장비에 대한 정보, 상기 감시 과업의 수행을 위한 상기 복수의 전자 장치의 평균 속도에 대한 정보, 및 상기 감시 과업의 수행을 위한 상기 복수의 전자 장치의 평균 밀집도에 대한 정보에 기반하여 결정되는,
   감시 과업 수행 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 패킷 전달율이 임계 값 이상인 경우 상기 복수의 전자 장치가 상기 감시 과업의 수행을 위해 상기 통제소와 통신 가능한 것으로 판단되며,
   상기 통신 가능 범위는 상기 복수의 전자 장치가 상기 통제소와 통신 가능한 것으로 판단되는 범위인,
   감시 과업 수행 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 감시 구역의 범위가 상기 통신 가능 범위를 벗어나는 경우, 상기 복수의 전자 장치에 의한 상기 감시 과업의 수행이 불가능함을 알리는 정보가 상기 통제소에 제공되는,
   감시 과업 수행 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 감시 구역은 K-means clustering 알고리즘 및 Convex hull 알고리즘에 기반하여 상기 복수의 전자 장치의 수만큼 복수의 분할 감시 구역으로 구분되고,
   상기 제1 분할 감시 구역은 상기 복수의 분할 감시 구역에 포함된 것인,
   감시 과업 수행 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 복수의 분할 감시 구역이 상기 복수의 전자 장치 각각을 위해 할당되고,
   상기 복수의 분할 감시 구역에 대해 상기 복수의 전자 장치로부터 획득되는 복수의 감시 정보에 기반하여 상기 감시 과업을 위한 종합 감시 정보가 설정되며,
   상기 제1 감시 정보는 상기 복수의 감시 정보에 포함된 것인,
   감시 과업 수행 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 전자 장치는 일정한 대형에 기반하여 상기 감시 과업을 수행하는,
   감시 과업 수행 방법.
9. 감시 과업 수행 방법을 위한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서,
   상기 감시 과업 수행 방법은:
   감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계;
   상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역에 포함된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
   상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
10. 감시 과업을 수행하는 전자 장치에 있어서,
    프로세서 (processor); 및
    하나 이상의 인스트럭션 (instruction) 을 저장하는 하나 이상의 메모리 (memory) 를 포함하고,
    상기 하나 이상의 인스트럭션은, 실행 시에, 상기 프로세서가:
    상기 전자 장치가 포함된 복수의 전자 장치에 의해 수행되는 감시 과업을 위한 감시 계획 정보를 확인하는 단계;
    상기 감시 계획 정보에 포함된 감시 구역의 범위가 상기 복수의 전자 장치에 의한 통신 가능 범위 이내인 점에 기반하여, 상기 감시 구역 중 상기 전자 장치를 위해 할당된 제1 분할 감시 구역에 대한 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 제1 분할 감시 구역에 대해 획득한 제1 감시 정보를 제공하는 단계를 수행하도록 상기 프로세서를 제어하는,
    전자 장치.

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