KR20230150181A - 비행체 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20230150181A
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정혜인
임준영
이홍주
류현지
문건희
김규남
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 비행체의 제어 시스템은 활주로를 감지하여 비행체의 상태 오차를 추정하는 자율 제어 컴퓨터 및 상기 비행체의 상태 정보를 추정하고, 상기 비행체의 상태 정보를 기반으로 상기 비행체의 비행 모드가 결정되면, 결정된 비행 모드를 상기 자율 제어 컴퓨터로 전송하는 비행 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다.

Description

비행체 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AERIAL VEHICLE}
본 발명은 비행체 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
비행체는 파일럿, 승객 등을 포함하는 탑승자가 기내에 존재하며 자율 비행 또는 반자율 비행(주행)할 수 있는 비행체 및 탑승자가 기내에 존재하지 않고 외부의 조종이나 프로그램에 의하여 자율 비행할 수 있는 비행체를 포함한다. 따라서, 비행체는 사람이 직접 비행하여 임무를 수행하기 어려운 지역을 방문하여 조사하거나, 기상관측, 행성 탐사, 항공 촬영 등을 수행하는 등 다양한 분야에서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 자율 비행의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 비행체 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 시스템은 활주로를 감지하여 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 자율 제어 컴퓨터 및 상기 비행체의 상태 정보를 획득하고, 상기 비행체의 상태 정보를 기반으로 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면, 결정된 비행 모드를 상기 자율 제어 컴퓨터로 전송하는 비행 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치로부터 획득된 정보를 포함하는 내비게이션을 이용하여 비행체의 위치, 고도, 자세, 가속도 및 각속도를 포함하는 상기 비행체의 상태 정보를 획득할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터로 상기 활주로의 정보 및 상기 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 전송하는 지상 제어 스테이션을 더 포함할 수 있다.
상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드가 수신되면, 카메라 및 센서 중 어느 하나 이상을 기반으로 상기 활주로를 감지할 수 있다.
상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 활주로가 감지되면 상기 활주로의 인식 정확도를 판단할 수 있다.
상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 활주로의 인식 정확도를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정할 수 있다.
상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 상기 비행체의 헤딩값을 보정할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 자율 제어 컴퓨터로부터 보정된 상기 비행체의 헤딩값을 수신하여 상기 비행체의 상태 정보를 업데이트할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 업데이트된 비행체의 상태 정보 및 상기 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우, 상기 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 방법은 제어 컴퓨터가 비행체의 상태 정보를 획득하는 단계와, 상기 비행체의 상태 정보를 기반으로 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면, 결정된 비행 모드를 자율 제어 컴퓨터로 전송하는 단계와, 상기 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드가 수신되면, 상기 자율 제어 컴퓨터는 활주로를 감지하는 단계 및 상기 활주로를 감지한 정보를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비행체의 상태 정보를 획득하는 단계는 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 포함하는 내비게이션을 이용하여 상기 비행체의 위치, 고도, 자세, 가속도 및 각속도를 포함하는 상기 비행체의 상태 정보를 획득할 수 있다.
지상 제어 스테이션이 상기 비행 제어 컴퓨터로 상기 활주로의 정보 및 상기 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 활주로를 감지하는 단계에서, 카메라 및 센서 중 어느 하나 이상을 기반으로 상기 활주로를 감지할 수 있다.
상기 활주로가 감지된 정보를 기반으로 상기 활주로의 인식 정확도를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 단계는 상기 활주로의 인식 정확도를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정할 수 있다.
상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 상기 비행체의 헤딩값을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 자율 제어 컴퓨터로부터 보정된 상기 비행체의 헤딩값을 수신하여 상기 비행체의 상태 정보를 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 업데이트된 비행체의 상태 정보 및 상기 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우, 상기 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 시스템 및 방법은 자율 비행의 신뢰성을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 제어 스테이션의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어 컴퓨터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 제어 컴퓨터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행체 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비행체 제어 시스템(300)은 지상 제어 스테이션(100) 및 비행체(200)를 포함할 수 있다.
지상 제어 스테이션(100)은 활주로의 정보 및 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 비행체(200)로 전송할 수 있다. 여기서, 활주로는 비행체가 이륙 및 착륙을 위한 추진력을 얻기 위한 직선 형태의 도로를 포함하며, 활주로 정보는 활주로의 사용 정보, 활주로 형상 정보를 포함할 수 있다.
비행체(200)는 비행 제어 컴퓨터(210) 및 자율 제어 컴퓨터(220)를 포함할 수 있다. 비행체(200)는 탑승자가 존재하지 않는 무인 차량을 포함할 수 있다. 비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 상태 정보를 추정하고, 비행체의 상태 정보를 기반으로 비행체의 비행 모드를 결정할 수 있다. 아울러, 결정된 비행 모드를 자율 제어 컴퓨터(220)로 전송할 수 있다.
자율 제어 컴퓨터(220)는 활주로를 감지하여 비행체의 상태 정보 오차를 추정할 수 있고, 상태 정보 오차를 기반으로 비행체의 헤딩값을 보정하며, 보정된 헤딩값을 비행 제어 컴퓨터(210)로 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 제어 스테이션의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지상 제어 스테이션(100)은 통신부(111), 저장부(112) 및 제어부(113)를 포함할 수 있다.
통신부(111)는 비행체와 무선 통신을 수행할 수 있다.
저장부(112)는 비행체와 무선 통신을 제어하기 위해 각종 명령의 연산이나 실행을 수행하는 적어도 하나 이상의 알고리즘을 저장할 수 있다.
제어부(113)는 각종 명령의 연산이나 실행을 수행 가능한 반도체 칩 등을 내장한 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 다양한 처리 장치에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 지상 제어 스테이션(100)의 동작을 제어할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 지상 제어 스테이션(100)에 제어 동작이 제어부(113)에 의해 수행되지 않는 경우, 지상 제어 스테이션(100)의 동작은 지상 조종사의 제어로 대체될 수 있다.
제어부(113)는 활주로 정보 및 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 비행체(200)로 전송할 수 있다. 아울러, 제어부(113)는 비행체(200)로부터 비행체의 비행 동작 정보(비행체의 모터 동작 정보, 비행체의 액추에이터 동작 정보 등)를 수신하면, 비행 동작 정보를 기반으로 비행 동작 상태를 모니터링하고, 비행체의 자율 비행 가능 여부를 판단할 수 있다. 아울러, 제어부(113)는 자율 비행 가능 여부의 판단 결과를 비행체로 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어 컴퓨터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 비행 제어 컴퓨터(210)는 통신부(211), 내비게이션(212), 저장부(213) 및 제어부(214)를 포함할 수 있다.
통신부(211)는 지상 제어 스테이션(100)과 무선 통신을 수행할 수 있다.
내비게이션(212)은 비행체의 상태 정보를 획득할 수 있다. 실시예에 다르면, 내비게이션(212)은 위성 항법 장치(Global Positioning System) 및 관성 항법 장치(Inertial Navigation System)를 포함할 수 있으며, 내비게이션(212)은 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 이용하여 비행체의 위치 정보, 임무를 수행하기 위한 목적지 위치 정보 등을 획득할 수 있다. 여기서, 비행체의 위치 정보는 위도, 경도, 속도, 고도, 헤딩 정보를 포함할 수 있다. 아울러, 내비게이션(212)은 비행체의 자세를 획득하는 AHRS(Attitude Heading Reference System)을 포함할 수 있다. AHRS는 비행체의 가속도 및 각속도를 획득하여 롤과 피치를 포함하는 비행체의 자세 정보를 획득할 수 있다.
제어부(214)는 각종 명령의 연산이나 실행을 수행 가능한 반도체 칩 등을 내장한 마이크로 프로세서(microprocessor) 등의 다양한 처리 장치에 의해 구현될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 비행 제어 컴퓨터(210)의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(214)는 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 포함한 내비게이션(212)을 이용하여 획득된 비행체의 상태 정보를 기반으로 비행체의 비행 모드를 결정할 수 있다. 여기서, 비행체의 상태 정보는 비행체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함할 수 있다.
아울러, 제어부(214)는 비행체의 상태 정보를 기반으로 비행 모드르 결정할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(214)는 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드를 자율 제어 컴퓨터(220)로 전송할 수 있다.
제어부(214)는 자율 제어 컴퓨터(220)로부터 보정된 비행체의 헤딩값을 수신하는 경우, 수신된 비행체의 헤딩값을 기반으로 비행체의 상태 정보를 업데이트할 수 있다. 아울러, 제어부(214)는 업데이트된 비행체의 상태 정보 및 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 비행체의 비행 제어값(비행체의 속도, 고도, 헤딩값)을 산출하고, 임무를 수행하기 위한 비행 경로를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(214)는 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우, 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로, 임무를 수행하기 위한 비행체의 비행 제어값(비행체의 속도, 고도, 헤딩값)을 산출하고, 비행 경로를 생성할 수 있다.
제어부(214)는 산출된 비행 제어값을 기반으로 비행 동작을 제어할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(214)는 비행체의 모터의 동작을 제어할 수 있으며, 액추에이터의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(214)는 비행체의 비행 동작이 제어되면 제어 동작 정보를 지상 제어 스테이션(100)으로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자율 제어 컴퓨터의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 자율 제어 컴퓨터(220)는 카메라(221), 센서(222), 저장부(223), 및 제어부(224)를 포함할 수 있다.
카메라(221)는 적어도 하나 이상이 비행체의 하부에 장착되어 활주로의 형상 이미지를 획득할 수 있다.
센서(222)는 활주로의 형상(활주로의 라인)의 스캔 정보를 획득할 수 있다. 이를 위하여 센서는 라이다, 레이더를 포함할 수 있다. 아울러, 센서(222)는 활주로의 장애물의 스캔 정보를 획득할 수 있다.
저장부(223)는 자율 제어 컴퓨터의 동작을 제어하기 위해 각종 명령의 연산이나 실행을 수행하는 적어도 하나 이상의 알고리즘을 저장할 수 있다.
제어부(224)는 비행 제어 컴퓨터(210)로부터 비행 모드가 수신되면, 카메라(221) 또는 센서(222)가 활주로를 감지하도록 제어할 수 있다.
제어부(224)는 카메라(221) 및 센서(222) 중 적어도 어느 하나 이상을 기반으로 활주로를 감지하면, 감지된 정보를 기반으로 활주로의 인식 정확도를 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 제어부(224)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 활주로의 인식 정확도를 판단할 수 있다.
실시예에 따르면, 제어부(224)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로가 일치하는 정도가 미리 설정된 값 이상인 경우, 비행체의 상태 정보의 오차가 미비한 것으로 판단하고, 비행체의 상태 정보 오차를 추정하지 않는다.
그러나, 제어부(224)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로가 일치하는 정도가 미리 설정된 값 미만인 경우, 비행체의 상태 정보의 오차를 추정하도록 할 수 있다.
제어부(224)는 비행체의 상태 정보의 오차가 추정되면, 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 비행체의 헤딩값을 보정할 수 있으며, 보정된 헤딩값을 비행 제어 컴퓨터(210)로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비행체 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 지상 제어 스테이션(100)은 활주로 정보 및 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 비행 제어 컴퓨터(210)로 전송할 수 있다(S110).
비행 제어 컴퓨터(210)는 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 포함한 내비게이션(212)을 이용하여 비행체의 상태 정보를 획득할 수 있다(S120). 여기서, 비행체의 상태 정보는 비행체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함할 수 있다.
비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 상태 정보를 기반으로 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 임무 정보를 수행하기 위한 비행 제어값을 산출하고, 임무를 수행하기 위한 비행 경로를 생성할 수 있다(S130). 여기서, 비행 제어값은 비행체의 속도, 고도, 헤딩값을 포함할 수 있다.
비행 제어 컴퓨터(210)는 산출된 비행 제어값을 기반으로 비행 동작을 제어할 수 있다(S140). 실시예에 따르면, S140에서 비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 모터의 동작을 제어할 수 있으며, 액추에이터의 동작을 제어할 수 있다.
비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 비행 동작이 제어되면 제어 동작 정보를 지상 제어 스테이션(100)으로 전송할 수 있다(S150).
지상 제어 스테이션(100)은 비행 제어 컴퓨터(210)로부터 비행체가 제어되는 비행 동작 정보(비행체의 모터 동작 정보, 비행체의 액추에이터 동작 정보 등)를 수신하면, 비행 동작 정보를 기반으로 비행 동작 상태를 모니터링하고(S160), 비행체의 자율 비행 가능 여부를 판단할 수 있다(S170). 아울러, 지상 제어 스테이션(100)은 자율 비행 가능 여부의 판단 결과를 비행체로 전송할 수 있다(S180).
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 비행체 제어 방법을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 지상 제어 스테이션(100)은 활주로 정보 및 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 비행 제어 컴퓨터(210)로 전송할 수 있다(S210).
비행 제어 컴퓨터(210)는 위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 포함한 내비게이션(212)을 이용하여 비행체의 상태 정보를 획득할 수 있다(S220). 여기서, 비행체의 상태 정보는 비행체의 위치 정보 및 자세 정보를 포함할 수 있다.
비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 상태 정보를 기반으로 비행체의 비행 모드를 결정할 수 있다(S230).
비행 제어 컴퓨터(210)는 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면, 비행체의 상태 정보와 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드 정보를 자율 제어 컴퓨터(220)로 전송할 수 있다(S240).
자율 제어 컴퓨터(220)는 비행 제어 컴퓨터(210)로부터 비행 모드가 수신되면, 카메라(221) 또는 센서(222)가 활주로를 감지하도록 제어할 수 있다(S250).
자율 제어 컴퓨터(220)는 카메라(221) 또는 센서(222)가 활주로를 감지하면, 감지된 정보를 기반으로 활주로의 인식 정확도를 판단할 수 있다. 실시예에 따르면, 자율 제어 컴퓨터(220)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로를 비교하고, 비교 결과를 기반으로 활주로의 인식 정확도를 판단할 수 있다.
자율 제어 컴퓨터(220)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로가 일치하는 정도가 미리 설정된 값 이상인 경우, 비행체의 상태 정보의 오차가 미비한 것으로 판단하고, 비행체의 상태 정보 오차를 추정하지 않는다.
그러나, 자율 제어 컴퓨터(220)는 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 활주로 정보와 카메라(221) 또는 센서(222)가 감지한 활주로가 일치하는 정도가 미리 설정된 값 미만인 경우, 비행체의 상태 정보의 오차를 추정하도록 할 수 있다(S260).
자율 제어 컴퓨터(220)는 비행체의 상태 정보의 오차가 추정되면, 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 비행체의 헤딩값을 보정할 수 있다(S270). 아울러, 자율 제어 컴퓨터(220)는 보정된 헤딩값을 비행 제어 컴퓨터(210)로 전송할 수 있다(S280).
비행 제어 컴퓨터(210)는 자율 제어 컴퓨터(220)로부터 보정된 비행체의 헤딩값을 수신하고, 수신된 비행체의 헤딩값을 기반으로 비행체의 상태 정보를 업데이트할 수 있다(S290).
아울러, 비행 제어 컴퓨터(210)는 업데이트된 비행체의 상태 정보 및 지상 제어 스테이션(100)으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 비행체의 비행 제어값(비행체의 속도, 고도, 헤딩값)을 산출하고, 임무를 수행하기 위한 비행 경로를 생성할 수 있다(S300).
비행 제어 컴퓨터(210)는 산출된 비행 제어값을 기반으로 비행 동작을 제어할 수 있다(S310). 실시예에 따르면, S310에서 비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 모터의 동작을 제어할 수 있으며, 액추에이터의 동작을 제어할 수 있다.
비행 제어 컴퓨터(210)는 비행체의 비행 동작이 제어되면 제어 동작 정보를 지상 제어 스테이션(100)으로 전송할 수 있다(S320).
지상 제어 스테이션(100)은 비행 제어 컴퓨터(210)로부터 비행체가 제어되는 비행 동작 정보(비행체의 모터 동작 정보, 비행체의 액추에이터 동작 정보 등)를 수신하면, 비행 동작 정보를 기반으로 비행 동작 상태를 모니터링하고(S330), 비행체의 자율 비행 가능 여부를 판단할 수 있다(S340).
S230에서 비행 제어 컴퓨터(210)가 비행 모드를 자율 비행로 결정하였지만, 자율 제어 컴퓨터(220)가 감지한 정보를 기반으로 비행 제어 컴퓨터(210)가 비행체 상태 정보를 업데이트 하며, 지상 제어 스테이션(100)은 업데이트된 비행체 상태 정보를 기반으로 제어된 비행 제어 동작 정보를 수신하여 비행체의 자율 비행 가능 여부를 다시 판단하여 결정하기 때문에 비행체의 자율 비행의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
아울러, 지상 제어 스테이션(100)은 자율 비행 가능 여부의 판단 결과를 비행체로 전송할 수 있다(S350).
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법을 실행하는 컴퓨팅 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory, 1310) 및 RAM(Random Access Memory, 1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 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 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
비행체 제어 시스템 300
지상 제어 스테이션 100
비행체 200

Claims (20)

  1. 활주로를 감지하여 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 자율 제어 컴퓨터; 및
    상기 비행체의 상태 정보를 획득하고, 상기 비행체의 상태 정보를 기반으로 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면, 결정된 비행 모드를 상기 자율 제어 컴퓨터로 전송하는 비행 제어 컴퓨터를 포함하는 비행체 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는
    위성 항법 장치 및 관성 항법 장치로부터 획득된 정보를 포함하는 내비게이션을 이용하여 비행체의 위치, 고도, 자세, 가속도 및 각속도를 포함하는 상기 비행체의 상태 정보를 획득하는 비행체 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터로 상기 활주로의 정보 및 상기 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 전송하는 지상 제어 스테이션을 더 포함하는 비행체 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 자율 제어 컴퓨터는
    상기 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드가 수신되면, 카메라 및 센서 중 어느 하나 이상을 기반으로 상기 활주로를 감지하는 비행체 제어 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 자율 제어 컴퓨터는
    상기 활주로가 감지되면 상기 활주로의 인식 정확도를 판단하는 비행체 제어 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 자율 제어 컴퓨터는
    상기 활주로의 인식 정확도를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 비행체 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 자율 제어 컴퓨터는
    상기 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 상기 비행체의 헤딩값을 보정하는 비행체 제어 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는
    상기 자율 제어 컴퓨터로부터 보정된 상기 비행체의 헤딩값을 수신하여 상기 비행체의 상태 정보를 업데이트하는 비행체 제어 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는
    업데이트된 비행체의 상태 정보 및 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 비행체 제어 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는
    상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우, 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 비행체 제어 시스템.
  11. 비행 제어 컴퓨터가 비행체의 상태 정보를 획득하는 단계;
    상기 비행체의 상태 정보를 기반으로 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되면, 결정된 비행 모드를 자율 제어 컴퓨터로 전송하는 단계;
    상기 자율 비행 모드로 결정된 비행 모드가 수신되면, 상기 자율 제어 컴퓨터는 활주로를 감지하는 단계; 및
    상기 활주로를 감지한 정보를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 단계를 포함하는 비행체 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 비행체의 상태 정보를 획득하는 단계는
    위성 항법 장치 및 관성 항법 장치를 포함하는 내비게이션을 이용하여 상기 비행체의 위치, 고도, 자세, 가속도 및 각속도를 포함하는 상기 비행체의 상태 정보를 획득하는 비행체 제어 방법.
  13. 청구항 11에 있어서,
    지상 제어 스테이션이 상기 비행 제어 컴퓨터로 상기 활주로의 정보 및 상기 비행체가 수행하여야 할 임무 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 활주로를 감지하는 단계에서,
    카메라 및 센서 중 어느 하나 이상을 기반으로 상기 활주로를 감지하는 비행체 제어 방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 활주로가 감지된 정보를 기반으로 상기 활주로의 인식 정확도를 판단하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 단계는
    상기 활주로의 인식 정확도를 기반으로 상기 비행체의 상태 정보 오차를 추정하는 비행체 제어 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 자율 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 상태 정보 오차를 기반으로 상기 비행체의 헤딩값을 보정하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 자율 제어 컴퓨터로부터 보정된 상기 비행체의 헤딩값을 수신하여 상기 비행체의 상태 정보를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는 업데이트된 비행체의 상태 정보 및 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
  20. 청구항 11에 있어서,
    상기 비행 제어 컴퓨터는 상기 비행체의 비행 모드가 자율 비행 모드로 결정되지 않는 경우, 지상 제어 스테이션으로부터 수신된 임무 정보를 기반으로 임무를 수행하기 위한 상기 비행체의 비행 제어값을 산출하고, 비행 경로를 생성하는 단계를 더 포함하는 비행체 제어 방법.
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