WO2018092961A1 - 비행체를 이용한 통신서비스 시스템 - Google Patents

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WO2018092961A1
WO2018092961A1 PCT/KR2016/013465 KR2016013465W WO2018092961A1 WO 2018092961 A1 WO2018092961 A1 WO 2018092961A1 KR 2016013465 W KR2016013465 W KR 2016013465W WO 2018092961 A1 WO2018092961 A1 WO 2018092961A1
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WO
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communication
vehicle
aircraft
mission
control center
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PCT/KR2016/013465
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English (en)
French (fr)
Inventor
곽광훈
장희태
Original Assignee
주식회사 승우
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • the present invention relates to a communication service system using a flying vehicle, and more particularly, to a communication service system using a flying vehicle to support the rescue and at the same time to solve the mobile communication shadow area and to configure a communication network.
  • UAVs Unmanned Areial Vehicles
  • Drones can be used to manage and monitor specific areas that are difficult to access. Specifically, the drone can move freely and quickly, and can remotely monitor a specific area through onboard cameras or sensors. In other words, it can be used for public purposes such as searching for distress, monitoring fires, controlling traffic violations, monitoring hot spots and border areas, remote emergency medical care, and establishing emergency communication lines in disaster areas.
  • the drone moves in the air, so it is highly mobile. In other words, it can move quickly through the air even in severe traffic and rough road conditions.
  • the prior art has a problem that can not be moved to the destination when the control distance to the destination is directly controlled while checking the image transmitted from the aircraft, if the limit distance that can communicate.
  • the satellite location information can be received relatively accurately and the image is automatically configured to automatically move to the destination under the condition of the unobstructed terrain such as the river or the sea, which is easy to identify the destination by using the image, but the satellite such as the forest of the building, the hilly hill, etc.
  • the satellite such as the forest of the building, the hilly hill, etc.
  • An object of the present invention has been made in view of the above-mentioned point, to provide a communication service system using a vehicle that can support wireless communication in connection with a smart phone in the mobile communication shadow area.
  • an object of the present invention is to provide a communication service system using a vehicle that can extend the communication distance to quickly reach a specific location.
  • Communication service system using a vehicle includes a communication network receiving unit 110 for determining whether to receive a mobile communication network from a neighboring base station in connection with the portable terminal in the short-range communication; An access unit (120) for providing a WiFi or mobile communication access wireless link from a neighboring base station to the portable terminal; And a flight driver 130 configured to transmit a predetermined message when the portable terminal is connected to the mobile communication network through the access unit.
  • a plurality of communication vehicle 200 for establishing an ad hoc multi-hop communication channel a rescue aircraft for mission support 400, and after receiving a destination location transmitted from the requester's portable terminal, using the map data, grasps the distance and the terrain to the destination location and identifies the identified distance and terrain.
  • the plurality of communication vehicles are dispatched, and when the plurality of communication vehicles establish a communication channel, the rescue support mission aircraft 400
  • the control center 300 to control to reach the destination location may further include.
  • Control center 300 for controlling to include, the rescue support mission aircraft to reach the destination location, after moving to the adjacent area of the destination with reference to the satellite location information, the Wi-Fi output from the portable terminal From the point of time when the hot spot signal is detected, the destination location may be finally reached with reference to the Wi-Fi hot spot signal.
  • a personal area vehicle which is an example of a surrogate information transmission mission in a mobile communication shadow area, may support personal wireless communication in connection with a portable terminal, and the personal area vehicle may be a portable terminal at a point where the shadow area is resolved. If personal wireless communication such as Wi-Fi, hotspot, etc. is not possible, information on distress location and the like may be transmitted to rescue agencies.
  • the plurality of communication vehicles are dispatched, and the communication constructed by the plurality of communication vehicles is determined.
  • the channel can be used to move mission vehicles to their destination.
  • control center and the ad hoc multi-hop network are constructed by relaying wireless network connections between neighboring communication vehicles. Therefore, even if the distance from the control center and the destination location is far, the communication network can be additionally dispatched to build a network, so that the mission aircraft can be moved to the destination location without restriction of the dispatch distance.
  • the Wi-Fi hotspot signal output from the requester's portable terminal at the destination can be finally reached by referring to the Wi-Fi hotspot signal. Therefore, it is possible to accurately move to the destination location even in a terrain where reception of satellite location information is distorted, such as a forest of buildings, a valley of a rugged mountain, or a terrain captured by an aircraft, even in difficult terrain.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing an operation concept of a communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an exemplary view showing a vehicle moving direction and communication of the communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 to 9 are views illustrating a process of moving a plurality of communication aircraft and mission aircraft.
  • FIG. 10 is a state diagram in which a mission vehicle detects a destination position using trilateration.
  • 11 is an exemplary view showing a destination position grasped by trilateration.
  • a communication service system using a vehicle may support personal wireless communication in connection with a portable terminal as a personal area vehicle, which is an example of a surrogate information transmission mission in a mobile communication shadow area. If the aircraft is unable to connect the portable terminal with personal wireless communication such as Wi-Fi, hot spots, etc. at the point where the shadow area is resolved, the distress position may be transmitted to rescue agencies.
  • a plurality of communication vehicles are dispatched, and each communication vehicle expands the communication distance obtained by relaying communication. It is characterized by a communication service system using a vehicle that allows a dragon vehicle to quickly reach its neck position.
  • the present invention may be applied to a field requiring a relatively short delivery time or a long-distance movement such as remote emergency medical care but requiring a short task execution time. If you want to extend the mission time, you can replace communication and mission aircraft respectively.
  • the aircraft with a remote medical device equipped with a remote medical device that enables remote emergency medical treatment after arriving at the time can be operated quickly within Golden Time. It may also provide telemedicine services.
  • Wi-Fi hotspot signal After moving to the near area of the destination by referring to the satellite location information, from the time when the Wi-Fi hotspot signal output from the requester's portable terminal is detected, it is possible to finally reach the destination location by referring to the Wi-Fi hotspot signal. It is characterized by a communication service system using a vehicle.
  • FIG. 1 is an exemplary view showing an operation concept of a communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile wireless connection is moved to the mobile communication shadow elimination area by the hovering and autonomous flight functions of the drone. If possible, a rescue request may be made, and the drone may transmit information to the survivor by return home function after the rescue request using the LTE network on behalf of the distress.
  • the wireless communication is connected to the drone and the user's portable terminal in the mobile communication shadow area, the personal wireless communication connection can be made directly to the mobile communication network.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a first embodiment of the present invention.
  • the surrogate information transmission mission 100 includes a communication network reception determining unit 110 and an access unit 120, a flight driver 130, a flight control driver 140, and a return control unit 150. It may include.
  • the communication network receiving determiner 110 is configured to determine whether a mobile communication network is received from a neighboring base station by connecting to a portable terminal through short-range communication.
  • the access unit 120 is configured to provide a WiFi or mobile communication access wireless link from a neighboring base station to a portable terminal.
  • the flight driver 130 is configured to transmit a predetermined message when the portable terminal connects to the mobile communication network through the access unit.
  • the flight driver 130 of the communication service system using the aircraft is located in the communication network receiving determination unit 110 by using the map information while maintaining a personal wireless communication connection between the portable terminal and WiFi or hotspot location of the base station By controlling to move to the downtown area to perform a function to deliver a message input from the portable terminal to the communication network.
  • the mobile terminal may move to a downtown area where a nearby base station is located by using map information and connect to a mobile communication network, and the message may be preset. It may be delivered to rescue agencies.
  • the flight control driver 140 when the mobile communication shadows are resolved, when the portable terminal and the Wi-Fi is connected and the user with the mobile terminal is moving, the distance to determine the clearing area cancellation point that can receive the mobile communication network from the neighboring base station To adjust the function.
  • the flight control driving unit 140 is an image tracking module 141 for tracking a specific coordinate image of the portable terminal, a GPS tracking module 142 for tracking the GPS signal of the portable terminal, the portable terminal and the RF proximity sensor signal tracking The portable terminal can be tracked by any one of the proximity sensor modules 143.
  • the return control unit 150 transmits the distress signal of the predetermined message through the information transmitter from the portable terminal for the surrogate information transmission mission, and then automatically returns to the position of the portable terminal when receiving the response signal from the control center. can do.
  • the return control unit 150 controls the flight control right in accordance with the distress signal of the surrogate information transmission mission 100, including the control center 300 for receiving a distress signal among the preset message through the distress mode control unit 132. Transfer to the center 300 may be.
  • the communication service system using a vehicle can support personal wireless communication in connection with a portable terminal as a personal area vehicle in a mobile communication shadow area, and the personal area vehicle is a portable terminal, a Wi-Fi, a hotspot, etc. If the personal wireless communication connection is impossible, there is an effect that can transmit information, such as distress position to the rescue agency.
  • the surrogate vehicle for surrogate information transmission mission is a portable personal drone in the form of a portable distress. It can also be called a support vehicle.
  • FIG. 3 is an exemplary view showing a vehicle moving direction and communication of the communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • surrogate information mission mission aircraft is an embodiment of the "distress reporting mission aircraft”.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a second embodiment of the present invention.
  • a plurality of communication vehicles are dispatched, and each communication vehicle relays communication. It provides a communication service system using a vehicle that allows the rescue aircraft mission (drone) to quickly reach the destination location by extending the communication distance obtained.
  • a vehicle equipped with a remote medical device that enables remote emergency medical care after arriving at an autonomous flight within the Golden Time can be used. Support telemedicine services.
  • the destination location can be finally reached by referring to the Wi-Fi hotspot signal from the time when the Wi-Fi HOTSPOT signal output from the requester's portable terminal is detected. .
  • the communication service system using the aircraft according to the second embodiment includes a surrogate information transmission mission 100, a communication flight 200, a control center 300, and a rescue support mission 400. ) May be included.
  • the communication vehicle 200 may perform a function of establishing an ad hoc multi-hop communication channel as a plurality of communication vehicles.
  • the control center 300 receives the destination location transmitted from the requester's portable terminal, and then grasps the distance and the terrain to the destination location using the map data, and refers to the determined distance and the terrain to determine the number of communication vehicles required. After determining the hovering position of each communication vehicle, a plurality of communication vehicles may be dispatched, and the mission aircraft may be controlled to reach a destination position by using a communication channel established by the plurality of communication vehicles.
  • a communication channel may be established between a control center, a communication vehicle, and an adjacent communication vehicle by using a link channel sharing method such as carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA).
  • CSMA / CA carrier sense multiple access with collision avoidance
  • the mobile device 400 moves to the adjacent area of the destination location with reference to the satellite location information, and then outputs a Wi-Fi hotspot signal output from the portable terminal. From the detected time point, the Wi-Fi hotspot signal may be referred to to finally reach the destination location.
  • the rescue support mission aircraft 400 in measuring the distance to the portable terminal that outputs the Wi-Fi hotspot signal, in order to accurately grasp the destination location by moving the equilateral triangle horizontally to obtain the relative position of the three vertices and the destination By grasping the distance, trilateration can be applied to determine the relative position of the target location, and the final position can be reached by considering the relative position and the satellite position information (absolute position) at the same time.
  • the plurality of communication aircraft 200 is connected to the control center and the ad hoc multi-hop network by relaying the wireless network connection between neighboring communication aircraft, each IP address of each communication vehicle is assigned in advance before dispatch
  • a communication channel can be established using a two-layer sharing scheme between a control center, a communication vehicle, and an adjacent communication vehicle.
  • the plurality of communication aircraft 200 relays the wireless network connection between neighboring communication aircraft to connect the control center and the ad hoc multi-hop network.
  • the plurality of communication vehicles automatically extend the spaced interval according to the quality / speed / mission time sacrifice policy preset by the control center, thereby advancing the multi-hop network. Keep your network connected.
  • control center 300 If the control center 300 according to the present embodiment is required to maintain a long-term communication channel to operate an additional communication aircraft to replace the existing communication aircraft in operation, the additional communication aircraft with the other communication aircraft arranged from the control center. Consider the communication distance.
  • the communication vehicle may be handed over to approach the replacement communication vehicle, and the replacement communication vehicle may also be handed over to the control center and returned.
  • control center 300 determines the hovering position of each communication vehicle by referring to the determined distance and terrain, and ensures a line of sight (LOS) between each communication vehicle in consideration of the position of obstacles on the terrain. It is possible to adjust the hovering position of the plurality of communication vehicles as possible.
  • LOS line of sight
  • the plurality of communication vehicles 200 After the plurality of communication aircraft 200 according to the present embodiment reaches each hovering position specified by the control center, the plurality of communication vehicles 200 detect whether an obstacle exists between neighboring communication vehicles, and when an obstacle is detected, a line of sight The LOS can also automatically adjust the position of its own or neighboring communication vehicle to a position guaranteed.
  • the rescue support mission aircraft 400 includes a landing device 10 including at least four or more grounding portions, and each grounding portion detects a sloped or curved ground state. As the height is automatically adjusted, the rescue support mission can operate to land while maintaining the horizontal state.
  • the rescue support mission aircraft 400 may further include a rotary saw 20 that can remove the obstruction.
  • a rotary saw has the effect of securing a moving radius by removing obstacles located in the moving direction of the mission vehicle.
  • the rescue support mission aircraft 400 is invasive / non-invasive myocardial infarction diagnostic device, automatic cardiac defibrillator, automatic muscle injection device, sealed injection solution, air bed, automatic intravenous injection device, smart monitor for patient monitor, speaker, camera And at least one of a display device and a parental consent device.
  • the rescue support mission aircraft 400 proceeds with the remote doctor using a speaker, a camera and a display device, but authenticates the guardian consent for the remote medical care by using fingerprint recognition or vein pattern recognition of the guardian consent device.
  • the seal can be unsealed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a communication service system using a vehicle according to a third embodiment of the present invention. According to the third embodiment, it may include a rescue support mission aircraft 400, the control center 300.
  • the control center 300 receives the destination location transmitted from the requester's portable terminal, and then uses the map data to grasp the distance and the terrain to the destination location and refer to the determined distance and the terrain.
  • the dragon vehicle can be controlled to reach the destination position.
  • the aircraft moves to the adjacent area of the destination location with reference to the satellite location information, and after detecting the Wi-Fi hotspot signal output from the portable terminal, the destination is referred to the Wi-Fi hotspot signal.
  • the final position can be reached.
  • the rescue vehicle mission aircraft 400 in the third embodiment is the same as the configuration in the second embodiment.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a communication service system using a vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • the rescue support mission aircraft 400 is a medical drone equipped with medical equipment, a transport drone capable of supplying goods in a disaster area as well as a logistics field such as delivery, and a communication network on the ground around the destination after automatic dispatch to the reporting area. It can be defined as a drone that requires long-distance high-quality communication such as a communication construction drone that can establish a system, and can automatically return after an automatic dispatch to a rescue position.
  • the surrogate vehicle for surrogate information transmission according to the first embodiment is a personal area drone capable of supporting wireless mobile communication in a mobile communication shadow elimination area, and the rescue support mission aircraft according to the second and third embodiments includes medical equipment. It can be called a medical drone.
  • the plurality of communication vehicles establishes an Ad-Hoc multihop communication channel. That is, the plurality of communication vehicles may establish an Ad-Hoc multi-hop communication channel, and then serve to relay communication between the control center and the mission vehicle.
  • Ad-Hoc Multi-hop network is a communication network consisting of mobile hosts only, and each terminal (communication vehicle) is connected to each other in the form of a remote terminal. Proceed.
  • the RF signal In general, in order to send data to a distant node, the RF signal must be powered up to reach it, but in an ad-hoc multi-hop network, it can be connected to other receiving nodes within a short RF range. You can connect to the last receiving node repeatedly.
  • the plurality of communication aircraft 200 is connected to the control center 300 and the ad hoc multi-hop network by relaying the wireless network connection between neighboring communication aircraft (210, 220) each other, the IP address of each communication drone ( IP ADDRESS is allocated before dispatching so that network connection speed can be increased.
  • control center 300 communicates with the communication vehicle 200 and the adjacent communication carriers 210 and 220 by using a two-layer sharing scheme such as carrier sense muteple access with collision avoidance (CSMA / CA), TDMA or CDMA Build a channel.
  • CSMA / CA carrier sense muteple access with collision avoidance
  • TDMA TDMA
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • a communication channel is established using a link channel sharing method such as carrier sense muteple access with collision avoidance (CSMA / CA).
  • CSMA / CA carrier sense muteple access with collision avoidance
  • the CSMA / CA channel access method is a transmission structure that uses only spreading and PSK modulation without using a separate channel coding technique. Therefore, it can be implemented at low cost for the purpose limited to short-range low-speed wireless communication.
  • CSMA Before sending data, CSMA checks beforehand whether the data will be damaged by anything else on the channel I want to send. CA is an alternative to collision avoidance (CSMA / CD for collision detection).
  • CSMA / CA checks whether other devices are being transmitted to itself before transmitting data. If someone is already transmitting data, wait for a certain amount of time and try again. Since CSMA / CA is a contention method, the first device that attempts access transmits first.
  • TDMA or CDMA is a method for multiple access, which is a time division multiple access (TDMA) proposed for dividing a time using a frequency so that several people can use one frequency band at the same time.
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • the plurality of communication aircraft 200 is connected to the control center 300 and the ad hoc multi-hop network by relaying a wireless network connection between neighboring communication aircraft, but designated when the communication channel with the neighboring communication aircraft is poor
  • the communication connection can be retried as many times.
  • the communication vehicle transmits its situation (bad information) to another communication vehicle, and the plurality of communication vehicles 200 are preset by the control center. It is possible to automatically extend the spaced intervals by the quality / speed / mission sacrifice policy to maintain the connection of the ad hoc multi-hop network.
  • the control center 300 receives the destination location transmitted from the requester's portable terminal or surrogate vehicle (personal area drone), and then grasps the distance and the terrain to the destination location using the map data.
  • the map data is 3D map data, it is possible to grasp the height of the terrain using the map data of the control center 300.
  • the portable terminal is a generic term for devices that can be used while being carried by a user, such as a mobile phone, a smart phone, a smart pad, and the like.
  • control center 300 determines the number of necessary communication vehicles and the hovering position of each communication vehicle by referring to the identified distance and terrain, and then establishes a communication network between the destination and the control center by dispatching a plurality of communication vehicles. have.
  • control center 300 may control the rescue support mission aircraft 400 to reach the destination location by using the communication channel established by the plurality of communication aircraft 200.
  • the control center 300 may be defined as a remote medical server. Therefore, the control center 300, that is, a remote doctor and a remote medical system can be built using the speaker, camera, and display device of the mission vehicle.
  • FIG. 7 to 9 are views illustrating a process of moving a plurality of communication aircraft and mission aircraft.
  • the step of determining the distance and the terrain to the destination location using the map data is performed (S10).
  • the rescue requester may be defined as a distress who is distressed in a remote area such as a valley or a guardian next to the distress.
  • the requester executes an application installed in the portable terminal, and transmits the current position, that is, the destination position (satellite position information) to the control center 300, or when distress information is received by the surrogate information mission mission.
  • the control center receives the destination location and then uses the map data to determine the distance and terrain to the destination location.
  • control center 300 determines the number of communication vehicles required and the hovering position of each communication vehicle by referring to the determined distance and terrain, and then dispatches a plurality of communication vehicles 200, and establishes a plurality of communication vehicles. Control of the mission aircraft to reach the destination location using one communication channel (S20, S30, S40, S50, S60, S70) is carried out.
  • the control center determines the number of necessary communication vehicles and the hovering position of each communication vehicle in consideration of the distance to the destination location, and then controls the plurality of communication vehicles and mission aircraft (S20).
  • the plurality of communication vehicles and the rescue support mission aircraft may be controlled at the same time, and after the plurality of communication vehicles construct the communication network to the destination location, the rescue support mission aircraft is the destination location using the constructed communication network. You can also get to.
  • the plurality of communication aircraft and rescue support mission aircraft share the communication link with the control center, and move to the position designated by the control center in consideration of the communication distance with the Line of Sight (LOS). S30).
  • the first communication vehicle 210 of the plurality of communication aircraft 200 hovering while maintaining a communication link with the control center, the second communication vehicle 220 and the rescue support mission 400 is the first While switching and maintaining a communication link with the communication vehicle 210, the communication center moves to a position designated by the control center in consideration of the communication distance with the Line of Sight (LOS) (S40, S50).
  • LOS Line of Sight
  • the control center guarantees a line of sight (LOS) between each communication vehicle in consideration of the position of obstacles on the terrain. It is possible to adjust the hovering position of the plurality of communication vehicles as possible.
  • LOS line of sight
  • the control center receives the destination location transmitted from the requester's portable terminal, and then uses the map data to grasp the distance and the terrain to the destination location.
  • the map data is three-dimensional map data, so the control center 300 can grasp the height of the terrain using the map data. Therefore, after determining the location and height of the terrain, determine the hovering position (vertical and horizontal position) of each communication vehicle to ensure the line of sight (LOS).
  • LOS line of sight
  • the plurality of communication vehicles detect whether an obstacle exists between neighboring communication vehicles, and when the obstacle is detected, a position of line of sight (LOS) is guaranteed. Automatically adjust the position of self or neighboring communication aircraft individually.
  • LOS line of sight
  • the control center uses three map data, so it is impossible to determine the location of obstacles in real time. Therefore, the communication vehicle is provided with an obstacle detection radar device, and after detecting the obstacles in real time in real time, it is possible to individually adjust the position of the communication vehicle itself or neighbors.
  • GPS to hover at a location where line of sight (LOS) is guaranteed
  • radar technology to monitor space between neighboring aircraft and need it.
  • light sources that can be recognized from a long distance are applied to monitor space between neighboring aircraft and need it.
  • autonomous control of their position or the position of the opponent can be applied.
  • the second communication vehicle 220 starts to move to the destination position (T) while continuing to switch the communication link with the first communication vehicle 210 (S60).
  • the rescue aircraft mission aircraft 400 reaches the destination location (T), after moving to a region near the destination location (T) with reference to the satellite location information (S20, S30, S40, S50),
  • the Wi-Fi hotspot signal is referred to and finally reaches the destination location T (S60 and S70).
  • the rescue support mission aircraft measures the distance to the portable terminal that outputs the Wi-Fi hotspot signal, and moves the equilateral triangle horizontally to accurately determine the destination location to obtain the relative positions of the three vertices and the distance to the destination.
  • Trilateration trilateration
  • FIG. 10 is a state diagram in which a mission vehicle detects a destination position using trilateration.
  • FIG. 10 is a plan view and a second view is a side view.
  • the radio communication channel between the rescue support mission aircraft, the plurality of communication aircraft, and the control center can utilize disaster frequencies such as 1.700Mhz and 4.9GHz.
  • disaster frequencies such as 1.700Mhz and 4.9GHz.
  • beam forming technology is applied to secure maximum distance, but it is possible to obtain energy efficiency and interference reduction.
  • the communication vehicle may have two radio interfaces with different frequencies due to the role of switching and speed efficiency.
  • the control center detects the location of the smartphone through the installed app.
  • the app automatically activates the smartphone's Wi-Fi hotspot function for the landing of mission aircraft such as medical drones, and also informs the control center of its network name (service set identifier).
  • the app may have a function of notifying the control center by identifying the on-site state such as the patient's state through an image or an additional device / function.
  • the satellite location information After receiving the caller's call at the control center or communicating with the smart phone app, the satellite location information, the network name (service set identifier (SSID) of the Wi-Fi hotspot) and the site status information are selected. It derives waypoints for communication vehicles and mission aircraft to fly or stop, calculates the distance from the mission location (destination location), identifies the required number of communication vehicles, and informs them of the necessary information.
  • SSID service set identifier
  • the communication vehicle guarantees line of sight (LOS) with the control center, and wireless communication is possible stably, but stops at the most distant designated position.
  • the intermediate position may be derived from the communication vehicle, and the plurality of mission aircraft may attempt to land at their mission destination.
  • the control center, plural communication vehicles and mission vehicles should be able to communicate as soon as possible while maintaining a dedicated communication channel rather than sharing. Therefore, the communication channel setting with the previous communication vehicle (center) can be used in the second layer (data link layer) rather than the general TCP / IP network configuration method in which an address is assigned after establishing a link.
  • TCP / IP communication is applied, but the IP address of each communication vehicle can be set in advance before the flight.
  • the mission of the mission vehicle is a communication device, it may have a function such as a DHCP server to provide a communication service such as a router at the mission position. Therefore, when the existing wired / wireless communication infrastructure is lost due to an earthquake or other disaster, the drone can be improved by providing a communication service.
  • the group communication aircrafts share the channel with the front communication vehicle (center) by using carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) on the second layer, but the communication aircraft arriving at the corresponding location is the front communication vehicle (center) and the channel. Is dedicated and the rest of the communication carriers relink to the communication carrier to form a new shared channel with the communication carrier.
  • the communication vehicle then switches the communication frame sent by the communication carriers at the rear and forwards it to the front communication vehicle (center), or switches the communication frame from the front communication vehicle (center) and sends it to the rear communication vehicle (mission mission). All of the switching here can be done in two layers.
  • the aircraft for rescue support missions maintain the control channel with the control center through the communication aircraft and the group flight after receiving the satellite location information sent by the reporter (the requester) from the control center.
  • the mission vehicle updates the channel through the link reset with the communication vehicle, proceeds a certain distance, and then approaches and lands in the mission position (destination location) while reducing the speed.
  • the mission vehicle slows down and starts listening to receive the Wi-Fi hotspot signal transmitted from the mission location (destination location) and activates the image function for the recognition of the mission location such as the patient / guardian presence.
  • the camera for installation is easily prepared for grasping the mission position (destination location), such as by moving the camera forward in the direction of movement.
  • the mission location (destination location) cannot be confirmed through the video due to an error of GPS information (satellite location information) until the detection of the Wi-Fi hot spot signal, it stops when the Wi-Fi hot spot signal is detected (hovering)
  • the distance to the smartphone that outputs the corresponding Wi-Fi hotspot signal is calculated by using a method such as time of argument (TOA) or received signal strength indication (RSSI).
  • TOA time of argument
  • RSSI received signal strength indication
  • the position at this time is called (z1, y1, z1) and the distance is called d1.
  • 8 is a representation of the sphere, the expression lines of d1, d2, d3 do not touch the (x, y, z) display point.
  • (x, y, z) is the visible display point.
  • the mission aircraft can quickly recognize the mission position through the image information. From 3) distance movement and coordinate calculation can be done using relative coordinates using acceleration sensor, geomagnetic sensor, gyro sensor, etc. without using GPS absolute coordinates.
  • the rescue support mission vehicle may include a landing gear including at least four ground portions. That is, each ground part detects the slope or the curved ground state and the height is automatically adjusted, so that the mission aircraft can be operated to land while maintaining the horizontal state.
  • the rescue support mission vehicle may include a rotary saw disposed on the opposite side of the propeller to which the biaxial motor is applied to remove obstacles such as tree branches.
  • the rotary saw is an obstacle located in the direction of movement of the mission vehicle. Can be operated to secure the landing radius by removing the.
  • the rescue vehicle is a medical drone, invasive / non-invasive myocardial infarction diagnostics, automatic cardiac defibrillator, automatic intramuscular injection device, sealed injection fluid, airbed, smart monitor for patient monitors, automatic intravenous device, speaker , At least one of a camera, a display device, a parental consent device, and a robotic arm for treatment.
  • the remote doctor can proceed with the remote doctor using the speaker, the camera, and the display device.
  • it is configured to authenticate the parental consent for the remote medical care by using the fingerprint recognition device or the vein pattern recognition device of the parental consent device.
  • emergency treatment as well as treatment requiring parental consent can be combined.
  • the injection can be unsealed only if the parental consent for the telemedicine is authenticated.
  • the rescue support mission aircraft has four or more ground portions for landing in a sloped or curved position, and by adjusting the different heights of each ground portion with a joint to maintain the equilibrium of the gas and apply a composite material such as carbon fiber
  • the robot landing gear can be mounted to alleviate the impact.
  • the propagation guard for the protection of the drone propeller or a rotary saw at the bottom of the frame can be installed so that the twigs do not affect the propeller.
  • the aircraft for rescue support missions that have completed the landing may perform missions such as diagnosis and treatment under the direction of the mission operator, such as a remote doctor through a preset communication channel.
  • Medical drones can be used for invasive / non-invasive myocardial infarction diagnostics, automatic cardiac defibrillators (AEDs), automatic intramuscular injection devices, air beds, automatic intravenous injectors, speakers, cameras, display devices to show the doctor, The robot arm etc. which are necessary for a diagnosis can be provided.
  • the order of returning from the completion of the task may be performed in the reverse order of the deployment method for establishing the communication.
  • Center (Headquarters) landing at the time of return uses the dispatch landing function.
  • the communication vehicle may also have a video recognition device such as a mission vehicle and a Wi-Fi hotspot receiver.
  • radar devices can be used for precise landings.
  • the communication vehicle attempts to reconnect the specified number of times if the communication channel link with the previous communication vehicle is lost, and if the channel link reset is not performed, the communication vehicle notifies the communication aircraft connected to its child channel immediately.
  • the communication vehicles may be rearranged by increasing the distance between drones at the expense of communication quality / speed / mission time or the like.
  • all the aircrafts are equipped with the radar function to locate and communicate with the neighboring aircraft to control their position to effectively maintain the communication channel.
  • control center may float the communication aircraft after a certain time to replace the existing communication aircraft. At this time, the movement paths of the communication vehicles always move through other communication vehicles.
  • the channel link resetting algorithm may apply a mobile algorithm such as handover.
  • the communication service system using the aircraft may be configured to include a vehicle and a control center for the rescue support mission, the control center receives the destination location transmitted from the requester's portable terminal, and then using the map data You can determine the distance and terrain to the destination location, and control the mission drone to reach the destination location by referring to the identified distance and terrain.
  • the vehicle moves to the adjacent area of the destination location with reference to the satellite location information, and then detects the Wi-Fi hotspot signal output from the portable terminal, and then refers to the Wi-Fi hotspot signal.
  • the final destination can be reached.
  • the rescue support mission vehicle initially receives satellite location information from the control center and moves to an adjacent area of the destination location, and from the point of detecting the Wi-Fi hotspot signal output from the portable terminal, it refers to the Wi-Fi hotspot signal to the destination location. The final can be reached.
  • the aircraft for rescue support missions measure the distance to the portable terminal that outputs the Wi-Fi hotspot signal, and then use trilateration to determine the relative location of the destination location, and obtain the relative location and satellite location information (absolute location). At the same time, consideration may be given to the final destination.
  • the communication service system using a vehicle determines the number of communication vehicles required and the hovering position of each communication vehicle by referring to the determined distance and terrain, and then dispatches a plurality of communication vehicles, Using the communication channel established by the aircraft, the mission aircraft can be moved to the destination location.
  • control center and the ad hoc multi-hop network are constructed by relaying wireless network connections between neighboring communication vehicles.
  • the communication network can be additionally dispatched to build a network network, so that the mission aircraft can be moved to the destination location without restriction of the dispatch distance.
  • the communication service system using the aircraft moves to the adjacent area of the destination with reference to the satellite location information, and then, after detecting the Wi-Fi hotspot signal output from the requester's portable terminal, the device is finally referred to the Wi-Fi hotspot signal.
  • the Wi-Fi hotspot signal Can be reached. Therefore, even in a terrain where reception of satellite location information is distorted, such as a forest in a building, a hilly hill, or a terrain captured by an aircraft, it is possible to automatically move an aircraft to a destination location automatically even in a terrain where visibility is difficult.
  • an additional communication vehicle that replaces an existing communication communication vehicle is dispatched, and the additional communication vehicle is connected to other communication aircraft arranged from the control center.
  • the replacement communication vehicle can also operate to return to the control center and vice versa.
  • drones equipped with telemedicine devices that allow remote emergency medical care after arriving at an autonomous flight within golden time in the event of an accident requiring emergency medical treatment in areas where medical support is not possible in a short time such as mountains or the sea. You can also provide telemedicine services.
  • Control Center 400 Rescue Support Mission Vehicle

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Abstract

본 발명은 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 관한 것으로서, 통신망에 접속가능한 통신신호를 감지하여 통신서비스를 제공할 수 있는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 이동통신 음영지역에서 개인영역 비행체로 휴대용 단말기와 연계하여 개인무선통신을 지원할 수 있고, 개인영역 비행체가 음영지역 해소지점에서 휴대용 단말기와 와이파이, 핫스팟 등의 개인 무선통신 연결이 불가능한 경우, 조난 위치등의 정보를 구조 유관기관에 전달할 수 있는 효과가 있다.

Description

비행체를 이용한 통신서비스 시스템
본 발명은 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동통신 음영지역 해소와 통신네트워크를 구성함과 동시에 구조지원을 할 수 있도록 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 관한 것이다.
사람이 기체에 타지 않고 원격으로 조종 가능한 무인항공기(UAV, Unmanned Areial Vehicle)는 현재 군사용 뿐만 아니라 민간 시장에서 널리 활용되고 있다.
무인 항공기는 사람의 접근이 어려운 특정 지역을 관리, 감시하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 무인 항공기는 자유롭고 신속하게 이동하여, 탑재된 카메라나 센서를 통해 특정 지역에 대한 원격 감시를 진행할 수 있다. 즉, 조난자 수색, 산불 감시, 교통 위반 단속, 우범 지역 및 국경 지역 감시, 원격응급의료, 재난지역의 긴급한 통신선로 설정 같은 공공 목적으로 활용될 수 있다.
무인 항공기는 공중으로 이동하므로 이동성이 뛰어나다. 즉, 심각한 교통체증, 험난한 도로 사정에도 공중을 통해 신속하게 이동할 수 있다.
종래, 대한민국공개특허 제10-2016-0048737호에 의하면, 사용자는 좌측 조절스틱 및 우측 조절스틱을 이용하여 이동방향을 조절하며, 원격 및 간편기능을 이용하여 신속하고 안전하게 구조할 수 있도록 하는데 특징이 있다.
종래기술은 비행체로부터 전송되는 영상을 확인하면서 목적지로 이동을 직접제어시, 통신할 수 있는 한계거리를 초과할 경우, 목적지까지 이동시킬 수 없는 문제가 있었다.
또한, 위성위치정보를 비교적 정확하게 수신할 수 있고 영상을 이용하여 목적지 확인 용이한 강, 바다 등과 같이 방해물이 없는 지형의 조건에서 목적지까지 자동 이동하도록 구성되나, 빌딩 숲, 험난 산지의 골짜기 등과 같이 위성위치정보의 수신이 왜곡되는 지점이나, 촬영하는 영상으로 시야확보가 힘든 지형에서는 자동으로 상세한 목적지까지 이동시키기 힘든 문제가 있었다.
그리고 산악지역이나 야외에서 조난을 당하고, 개인통신단말의 통신이 음영지역일 경우, 구조를 요청하기가 어려운 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 전술한 점들을 감안하여 안출된 것으로, 이동통신 음영지역에서 스마트폰과 연계하여 무선통신을 지원할 수 있도록 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 제공함에 있다.
그리고 본 발명의 목적은 통신거리를 확장하여 특정 위치까지 신속하게 도달할 수 있도록 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 휴대용 단말기와 근거리 통신으로 연계하여 인근 기지국으로부터 이동통신망 수신여부를 판단하는 통신망 수신판단부(110); 인근 기지국으로부터 상기 휴대용 단말기로 WiFi 또는 이동통신 액세스 무선 링크를 제공하는 액세스부(120); 및 상기 휴대용 단말기가 상기 액세스부를 통해 이동통신망에 연결시, 기설정된 메시지를 전송하도록 하는 비행구동부(130);를 포함하는 대리정보전송 임무용 비행체(100);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 에드혹 멀티홉 통신채널을 구축하는 복수의 통신용 비행체(200); 및 구조지원용 임무용 비행체(400)를 포함하며, 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한후, 지도 데이터를 이용하여 상기 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 상기 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 상기 복수의 통신용 비행체들이 통신채널을 구축할 때 구조지원 임무용 비행체(400)가 상기 목적지 위치까지 도달하도록 제어하는 관제센터(300);를 더 포함할 수 있다.
그리고 구조지원 임무용 비행체(400); 및 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 상기 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 상기 임무용 비행체가 상기 목적지 위치까지 도달하도록 제어하는 관제센터(300);를 포함하며, 구조지원 임무용 비행체는 상기 목적지 위치까지 도달함에 있어서, 상기 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 상기 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 상기 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 이동통신 음영지역에서 대리정보전송 임무용 비행체의 한 예인 개인영역 비행체로 휴대용 단말기와 연계하여 개인무선통신을 지원할 수 있고, 개인영역 비행체가 음영지역 해소지점에서 휴대용 단말기와 와이파이, 핫스팟 등의 개인 무선통신 연결이 불가능한 경우, 조난 위치등의 정보를 구조 유관기관에 전달할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 복수의 통신용 비행체가 구축한 통신채널을 이용하여 임무용 비행체를 목적지 위치까지 이동시킬 수 있다.
즉, 이웃한 통신용 비행체간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 구축한다. 따라서 관제센터와 목적지 위치까지의 거리가 멀더라도 통신용 비행체를 추가적으로 출동시켜서 네트워크망을 구축할 수 있으므로, 출동거리의 제약없이 임무용 비행체를 목적지 위치까지 이동시킬 수 있다.
또한, 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 한후, 목적지에 있는 요청자의 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다. 따라서 빌딩 숲, 험한 산지의 골짜기 등과 같이 위성위치정보의 수신이 왜곡되는 지점이나, 비행체가 촬영하는 영상으로 시야확보가 힘든 지형에서도 목적지 위치까지 정확하게 이동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 동작 개념을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 비행체 이동방향과 통신을 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 7 내지 도 9는 복수의 통신용 비행체 및 임무용 비행체가 이동하는 과정을 나타내 도면이다.
도 10은 삼변측량술(Trilateration)을 이용하여 임무용 비행체가 목적지 위치를 파악하는 상태도이다.
도 11은 삼변측량술(Trilateration)에 의해 파악되는 목적지 위치를 나타낸 예시도이다.
본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
우선, 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 이동통신 음영지역에서 대리정보전송 임무용 비행체의 한 예인 개인영역 비행체로 휴대용 단말기와 연계하여 개인무선통신을 지원할 수 있고, 개인영역 비행체가 음영지역 해소지점에서 휴대용 단말기와 와이파이, 핫스팟 등의 개인 무선통신 연결이 불가능한 경우, 조난 위치등의 정보를 구조 유관기관에 전달할 수 있는 특징이 있다.
또한 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 각각의 통신용 비행체가 통신을 중계함으로써 얻어지는 통신 거리 확장을 통해 임무용 비행체가 목직지 위치까지 신속히 도달할 수 있는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 특징이 있다.
또한, 비교적 짧은 제공시간이나, 원격 응급 의료 등 원거리 이동이 필요하지만 짧은 임무수행시간이 필요한 분야에 우선 적용될 수 있다. 임무시간을 확대하고자 할 경우 통신용 비행체와 임무용 비행체를 각각 대체할 수도 있다.
또한, 산악이나 바다 등, 단시간에 의료지원이 불가능한 위치에서 응급 의료행위가 필요한 사고가 날 경우 골든타임 안에 신속히 지율비행하여 도착 후 원격응급 진료를 가능하게 하는 원격의료장치가 부착된 비행체와 그를 이용하는 원격 의료 서비스를 제공할 수도 있다.
그리고 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 요청자의 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟(WiFi Hotspot)신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에 특징이 있다.
이하, 위에서 언급한 특징과 관련한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 동작 개념을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신 음영지역에서 드론과 사용자의 휴대용 단말과 개인무선통신 연결이 불가한 경우, 드론의 호버링 및 자율비행 기능으로 이동통신 음영해소지역으로 이동하여 개인 무선통신 연결이 가능하면 구조요청을 할 수 있고, 드론이 조난자를 대신하여 LTE망을 이용하여 구조요청 후 리턴 홈 기능으로 조난자에게 정보를 전달할 수 있다. 그리고 이동통신 음영지역에서 드론과 사용자의 휴대용 단말과 연결되어 개인무선통신 연결이 가능하면 이동통신망으로 직접 구조요청을 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 대리정보전송 임무용 비행체(100)는 통신망 수신판단부(110)와 액세스부(120), 비행구동부(130), 비행조절 구동부(140), 리턴제어부(150)를 포함할 수 있다.
통신망 수신판단부(110)는 휴대용 단말기와 근거리 통신으로 연계하여 인근 기지국으로부터 이동통신망 수신여부를 판단하는 구성이다.
액세스부(120)는 인근 기지국으로부터 휴대용 단말기로 WiFi 또는 이동통신 액세스 무선 링크를 제공하는 구성이다.
비행구동부(130)는 휴대용 단말기가 액세스부를 통해 이동통신망에 연결시, 기설정된 메시지를 전송하도록 하는 구성이다.
본 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 비행구동부(130)는 통신망 수신판단부(110)에서 상기 휴대용 단말기와 WiFi 또는 핫스팟의 개인 무선 통신연결을 유지하면서 지도정보를 이용하여 인근 기지국이 위치하는 도심지 지역으로 이동하도록 제어하여 휴대용 단말기에서 입력하는 메시지를 통신망에 전달할 수 있는 기능을 수행할 수 있다.
또한 통신망 수신판단부(110)에서 상기 휴대용 단말기와 WiFi 또는 핫스팟의 개인 무선 통신연결이 불가능한 경우, 지도정보를 이용하여 인근 기지국이 위치하는 도심지 지역으로 이동하여 이동통신망에 연결시, 기설정된 메시지를 구조 유관기관에 전달하도록 할 수 있다.
비행조절 구동부(140)는 이동통신 음영을 해소했을 때, 휴대용 단말기와 와이파이가 연결되어 있고 휴대폰 단말기를 가진 사용자가 움직일 경우, 인근 기지국으로부터 이동 통신망 수신가능한 음영지역 해소지점을 판단할 수 있도록 비행거리를 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 비행조절 구동부(140)는 휴대용 단말기의 특정좌표 영상을 추적하는 영상추적모듈(141), 상기 휴대용 단말기의 GPS신호를 추적하는 GPS추적모듈(142), 상기 휴대용 단말기와 RF 근접센서신호를 추적하는 근접센서모듈(143) 중 어느 하나로 휴대용 단말기를 추적할 수 있다.
리턴제어부(150)는 대리정보전송 임무용 비행체(100)가 휴대용 단말기로부터 정보전송부를 통해 기설정된 메시지 중 조난신호를 전송한 후, 관제센터로부터 응답신호를 수신시 휴대용 단말기의 위치로 자율 복귀하도록 할 수 있다.
이러한 리턴제어부(150)는 조난모드 제어부(132)를 통해 기설정된 메시지 중 조난신호를 수신하는 관제센터(300)를 포함하여 대리정보전송 임무용 비행체(100)의 조난신호에 따라 비행제어권을 관제센터(300)로 이양하도록 할 수 있다.
이러한 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 이동통신 음영지역에서 개인영역 비행체로 휴대용 단말기와 연계하여 개인무선통신을 지원할 수 있고, 개인영역 비행체가 음영지역 해소지점에서 휴대용 단말기와 와이파이, 핫스팟 등의 개인 무선통신 연결이 불가능한 경우, 조난 위치등의 정보를 구조 유관기관에 전달할 수 있는 효과가 있다.
본 실시예에 따른 대리정보전송 임무용 비행체는 포터블 형태의 개인영역 드론으로서, 이동통신 음영지역에서 스마트폰으로 통신이 불가능하여 조난신고를 못할 때 하늘로 띄워 조난정보를 대체하여 전송할 수 있는 조난신고 지원용 비행체라고도 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 비행체 이동방향과 통신을 나타낸 예시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 대리정보전송 임무용 비행체는 '조난신고 임무용 비행체'의 한 실시예이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다.
제2 실시예에서는 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체(드론)의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 각각의 통신용 비행체가 통신을 중계함으로써 얻어지는 통신 거리 확장을 통해 구조지원 임무용 비행체(드론)가 목적지 위치까지 신속히 도달할 수 있도록 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 제공한다.
비교적 짧은 체공시간이 단점인 현재 수준의 드론을 발전시켜, 원격 응급 의료 등 원거리 이동이 필요하지만 짧은 임무수행시간이 필요한 분야에 우선 적용될 수 있다.
임무시간을 확대하고자 할 경우 통신용 비행체와 임무용 비행체를 각각 대체할 수도 있다.
또한 산악이나 바다 등, 단시간에 의료지원이 불가능한 지역에서 응급 의료행위가 필요한 사고가 날 경우, 골든타임 안에 신속히 자율 비행하여 도착 후 원격 응급 진료를 가능하게 해주는 원격 의료장치가 부착된 비행체와 이를 이용한 원격 의료서비스를 지원할 수 있다.
또한 목적지 위치의 근접한 영역가지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 요청자의 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟(WIFI HOTSPOT)신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다.
제2 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 대리정보전송 임무용 비행체(100), 통신용 비행체(200), 관제센터(300), 구조지원 임무용 비행체(400)를 포함할 수 있다.
통신용 비행체(200)는 복수의 통신용 비행체로서, 에드혹 멀티홉 통신채널을 구축하는 기능을 수행할 수 있다.
관제센터(300)는 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한후, 지도 데이터를 이용하여 상기 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 복수의 통신용 비행체가 구축한 통신채널을 이용하여 임무용 비행체가 목적지 위치까지 도달하도록 제어할 수 있다.
관제센터와 통신용 비행체, 인접한 통신용 비행체간에는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 등의 링크 채널 공유방식을 이용하여 통신채널을 구축할 수 있다.
본 실시예에 따른 구조지원 임무용 비행체(400)는 목적지 위치까지 도달함에 있어서, 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟(WiFi HotSpot) 신호를 감지한 시점부터는 상기 와이파이 핫스팟(WiFi HotSpot) 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있도록 한다.
또한, 구조지원 임무용 비행체(400)는 와이파이 핫스팟 신호를 출력하는 휴대용 단말기까지의 거리를 측정함에 있어서, 목적지 위치를 정확히 파악하기 위해 수평으로 정삼각형 운행을 하여 세 꼭지점의 상대위치를 얻고 목적지와의 거리를 파악하여 삼변 측량술(Trilateration)을 적용하여 목적 위치의 상대위치를 파악하고, 상대위치와 위성위치정보(절대위치)를 동시에 고려하여 목적지 위치에 최종 도달하도록 할 수 있다.
또한 복수의 통신용 비행체(200)는 이웃한 통신용 비행체간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결하되, 각 통신용 비행체의 아이피 어드레스(IP Address)는 출동 전에 미리 할당되고, 관제센터 및 통신용 비행체와, 인접한 통신용 비행체 간의 2계층 공유방식을 이용하여 통신채널을 구축할 수 있다.
또한 복수의 통신용 비행체(200)는 이웃한 통신용 비행체간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 상기 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결한다.
이때, 이웃한 통신용 비행체와의 통신채널이 불량한 경우, 지정된 횟수만큼 통신연결을 재시도한다. 또한 다른 통신용 비행체에게 자신의 통신채널의 불량정보를 전송할 경우, 복수의 통신용 비행체는 관제센터가 미리 설정해준 품질/속도/임무시간 희생 정책에 의해 이격된 간격을 자동으로 확장하여 에드혹 멀티홉 네트워크망의 연결상태를 유지할 수 있도록 한다.
본 실시예에 따른 관제센터(300)는 장기간의 통신 채널 유지가 필요한 경우 기존에 동작중인 통신용 비행체들을 대체하는 추가적인 통신용 비행체를 출동시키되, 추가적인 통신용 비행체는 관제센터부터 배치되어 있는 타 통신용 비행체와의 통신거리를 고려한다.
이때, 통신용 비행체가 핸드오버(hand over)하여 교체대상 통신용 비행체까지 접근하고, 교체대상 통신용 비행체도 그 역으로 관제센터까지 핸드오버(hand over)하여 복귀하도록 할 수 있다.
또한 관제센터(300)는 파악된 거리와 지형을 참고하여 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정함에 있어서, 지형상의 장애물의 위치를 고려하여 각 통신용 비행체 사이에 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되도록 복수의 통신용 비행체의 호버링 위치를 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 복수의 통신용 비행체(200)는 관제센터가 지정한 호버링 위치에 각각 도달한 후, 이웃하는 통신용 비행체 사이에 장애물이 존재하는지를 감지하며, 장애물이 감지될 경우, 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되는 위치로 자신 또는 이웃하는 통신용 비행체의 위치를 개별적으로 자동조절할 수도 있다.
제1 실시예에서와 같이 본 실시예에 따른 구조지원 임무용 비행체(400)는 적어도 4개 이상의 접지부를 포함하는 착륙장치(10);를 포함하며, 각 접지부는 비탈지거나 굴곡진 바닥상태를 감지하여 높낮이가 자동조절됨으로서, 상기 구조지원 임무용 비행체가 수평상태를 유지한 채 착륙되도록 동작할 수 있다.
또한 구조지원 임무용 비행체(400)는 방해물을 제거할 수 있는 회전톱(20);을 더 포함할 수도 있다. 이러한 회전톱은 임무용 비행체의 이동방향에 위치한 방해물을 제거하여 이동반경을 확보할 수 있는 효과가 있다.
그리고 구조지원 임무용 비행체(400)는 침습/비침습 심근경색 진단장치, 자동심장제세동기, 자동 근육주사장치, 봉인된 주사액, 에어침대, 자동 정맥주사 장치, 환자 모니터용 스마트 글래스, 스피커, 카메라, 디스플레이 장치 및 보호자 동의장치 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 구조지원 임무용 비행체(400)는 스피커, 카메라 및 디스플레이 장치를 이용하여 원격지의 의사와 원격진료를 진행하되, 보호자 동의장치의 지문인식 또는 정맥패턴 인식을 이용하여 원격진료에 대한 보호자 동의를 인증하며, 주사액의 봉인을 해제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 구성도이다. 제3 실시예에 따르면, 구조지원 임무용 비행체(400), 관제센터(300)를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 관제센터(300)는 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 임무용 비행체가 상기 목적지 위치까지 도달하도록 제어할 수 있다.
구조지원 임무용 비행체는 목적지 위치까지 도달함에 있어서, 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 상기 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다.
제3 실시예에서의 구조지원 임무용 비행체(400)는 제2 실시예에서의 구성과 같다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 나타낸 개념도이다.
비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 각 구성에 추가설명하면 다음과 같다.
한편, 구조지원 임무용 비행체(400)는 의료장비를 구비하는 의료용 드론, 배송 등 물류분야 뿐 아니라 재난 지역의 물품공급을 진행할 수 있는 수송용 드론, 신고지역으로 자동 파견 후 목적지 주변의 지상에 통신망을 구축할 수 있는 통신구축드론 등과 같이 장거리 고품질 통신이 필요하고 구조위치에 자동 파견 후 자동 복귀할 수 있는 드론으로 정의될 수 있다.
제1 실시예에 따른 대리정보전송 임무용 비행체는 이동통신 음영 해소지역에서 무선이동통신을 지원할 수 있는 개인영역 드론이고, 제2, 제3 실시예에 따른 구조지원 임무용 비행체는 의료장비를 구비하는 의료용 드론이라 할 수 있다.
복수의 통신용 비행체는 에드혹(Ad-Hoc) 멀티홉 통신채널을 구축한다. 즉, 복수의 통신용 비행체는 에드혹(Ad-Hoc) 멀티홉 통신채널을 구축한 후, 관제센터와 임무용 비행체 사이의 통신을 중계하는 역할을 수행할 수 있다.
에드혹(Ad-Hoc) 멀티홉(Multi hop) 네트워크는 이동 호스트로만 이루어지는 통신망이며, 각 단말(통신용 비행체)끼리 연결되는 형태로 멀리 떨어져 있는 단말끼리는 중간에 있는 단말들이 중계기 역할을 해주어서 통신을 진행한다.
즉, 단말끼리 짧은 통신범위를 갖더라도 중간 중간에 라우터 역할을 하는 많은 단말들이 릴레이 역할을 해주어 송신노드가 멀리 떨어진 수신 노드와 가상의 링크를 연결하여 정보를 전달하는 방식이다.
일반적으로 멀리 떨어진 노드로 데이터를 보내려면 RF신호가 그곳까지 도달하도록 파워를 높여서 보내야 하나, 에드혹(Ad-Hoc) 멀티홉(Multi hop) 네트워크의 경우, 짧은 RF범위안의 다른 수신노드와 연결을 반복하여 최종 수신노드까지 연결할 수 있다.
한편, 복수의 통신용 비행체(200)는 이웃한 통신용 비행체(210, 220)간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 관제센터(300)와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결하되, 각 통신용 드론의 아이피 어드레스(IP ADDRESS)는 출동 전에 미리 할당되어 네트워크 연결속도가 빠르게 진행될 수 있다.
또한 관제센터(300) 및 통신용 비행체(200) 사이와, 인접한 통신용 비행체(210, 220)간에는 CSMA/CA(Carrier Sense Mutiple Access with Collision Avoidance), TDMA 또는 CDMA 등의 2계층 공유 방식을 이용하여 통신채널을 구축한다.
즉, CSMA/CA(Carrier Sense Mutiple Access with Collision Avoidance) 등의 링크 채널 공유방식을 이용하여 통신채널을 구축한다.
CSMA/CA 채널 접속 방법은 별도의 채널코딩 기법을 사용하지 않고 확산(Spreading)과 PSK 모듈레이션 만을 사용하는 전송구조이다. 따라서 근거리의 저속 무선통신에 한정된 용도로 낮은 가격으로 구현할 수 있다.
CSMA는 데이터를 보내기 전에 내가 보내려는 채널에 다른 어떤 것에 의해 데이터가 손상될지 미리 한번 확인하는 과정이다. CA는 충돌을 찾아내는 (CSMA/CD for collision detection) 대신에 충돌을 피하는 (avoidance)방법이다.
즉, CSMA/CA는 데이터를 전송하기 전에 자신에게 다른 기기들의 전송이 이루어지고 있는지 살펴본다. 누가 이미 데이터를 전송하고 있는 중이면 임의의 시간동안 대기하고 다시 시도한다. CSMA/CA는 경합 방식이므로 제일 먼저 접근을 시도한 기기가 먼저 전송한다.
또한, TDMA 또는 CDMA는 다중접속(Multiple Access)을 위한 방식으로서, 주파수를 사용하는 시간을 분할하여 여러 사람이 동시에 하나의 주파수 대역을 사용할 수 있도록 제안된 시분할다중접속(TDMA, Time Division Multiple Access)과, 동일한 주파수 대역에서 다중의 사용자가 동시에 접속할 수 있도록 코드화한 신호를 대역 확산하여 전송하도록 제안된 코드분할다중접속(CDMA, Code Division Multiple Access)방식이 있다.
또한, 복수의 통신용 비행체(200)는 이웃한 통신용 비행체 간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 관제센터(300)와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결하되, 이웃한 통신용 비행체와의 통신채널이 불량한 경우 지정된 횟수만큼 통신연결을 재시도할 수 있다.
이때, 지정된 횟수만큼 통신연결을 재시도한 이후에도 통신채널이 불량한 경우, 해당 통신용 비행체는 다른 통신용 비행체에게 자신의 상황(불량 정보)을 전송하고, 복수의 통신용 비행체(200)는 관제센터가 미리 설정해준 품질/속도/임무시간 희생 정책에 의해 이격된 간격을 자동으로 확장하여 에드혹 멀티홉 네트워크망의 연결상태를 유지하도록 동작할 수 있다.
관제센터(300)는 요청자의 휴대용 단말기나 대리정보전송 임무용 비행체(개인영역드론) 로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악한다. 여기에서 지도 데이터는 3차원 지도 데이터이므로 관제센터(300)의 지도 데이터를 이용하여 지형의 높낮이까지 파악할 수 있다. 또한 휴대용 단말기는 휴대폰, 스마트폰, 스마트 패드 등과 같이 사용자가 휴대하면서 사용할 수 있는 기기를 총칭하는 것이며, 스마트폰으로 구성된 휴대용 단말기로 가정하고 설명하기로 한다.
다음으로 관제센터(300)는 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시켜 목적지와 관제센터 사이에 통신망을 구축할 수 있다.
다음으로 관제센터(300)는 복수의 통신용 비행체(200)가 구축한 통신채널을 이용하여 구조지원 임무용 비행체(400)가 목적지 위치까지 도달하도로 제어할 수 있다.
참고적으로 제2 실시예에 따른 구조지원 임무용 비행체(400)는 의료용 드론으로 정의되므로, 관제센터(300)는 원격진료서버로서 정의될 수 있다. 따라서 임무용 비행체의 스피커, 카메라 및 디스플레이 장치를 이용하여 관제센터(300), 즉 원격지의 의사와 원격진료시스템을 구축할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 복수의 통신용 비행체 및 임무용 비행체가 이동하는 과정을 나타내 도면이다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 제2 실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템에서 구조지원 임무용 비행체(400)가 목적지 위치에 도달하는 과정을 설명하기로 한다.
우선, 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하는 단계가 진행된다(S10).
여기서 구조 요청자는 골짜기 등과 같은 오지에서 조난당한 조난자이거나, 조난자 옆에서 보호자로 정의될 수 있다.
즉, 요청자가 휴대용 단말기에 설치된 애플리케이션을 실행시킨 후, 현재의 위치, 즉 목적지 위치(위성위치정보)를 관제센터(300)로 전송하거나, 대리정보전송 임무용 비행체에 의해 조난정보가 수신된 경우, 관제센터는 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악한다.
다음으로 관제센터(300)는 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신 비행체(200)를 출동시키며, 복수의 통신용 비행체가 구축한 통신채널을 이용하여 임무용 비행체가 목적지 위치까지 도달할 수 있도록 제어하는 단계(S20, S30, S40, S50, S60, S70)가 진행된다.
제2 실시예에 따른 구조지원 임무용 비행체가 목적지 위치까지 도달하도록 제어하는 단계를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
관제센터는 목적지 위치까지의 거리를 고려하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체 및 임무용 비행체를 제어한다(S20).
이때 본 실시예에서는 복수의 통신용 비행체와 구조지원 임무용 비행체가 동시에 제어할 수도 있고, 복수의 통신용 비행체가 목적지 위치까지 통신망을 구축한 후, 구축된 통신망을 이용하여 구조지원 임무용 비행체가 목적지 위치에 도달하도록 할 수도 있다.
다음으로, 복수의 통신용 비행체들과 구조지원 임무용 비행체는 관제센터와 통신링크를 공유 유지하면서, Line of Sight(LOS)와 통신한계거리를 고려하여 관제센터가 자신에게 지정해준 위치까지 이동한다(S30).
다음으로, 복수의 통신용 비행체(200) 중 제1 통신용 비행체(210)는 관제센터와 통신링크를 계속 유지하면서 호버링하고, 제2 통신용 비행체(220) 및 구조지원 임무용 비행체(400)는 제1 통신용 비행체(210)와 통신링크를 전환, 공유 유지하면서 Line of Sight(LOS)와 통신한계거리를 고려하여 관제센터가 자신에게 지정해준 위치까지 이동한다(S40,S50).
다음으로 복수개의 통신용 비행체가 위와 같은 방식으로 자기 위치에 호버링하면 마지막으로 임무용 비행체는 같은 방식으로 임무목적지를 찾아갈 수 있다.
참고적으로, 관제센터는 파악된 거리와 지형을 참고하여 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정함에 있어, 지형상의 장애물의 위치를 고려하여 각 통신용 비행체 사이에 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되도록 복수의 통신용 비행체의 호버링 위치를 조절할 수 있다.
즉, 관제센터는 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악한다. 여기에서 지도 데이터는 3차원 지도 데이터이므로 관제센터(300)는 지도 데이터를 이용하여 지형의 높낮이까지 파악할 수 있다. 따라서 위치와 지형의 높낮이까지 파악한 후, 가시거리(Line of Sight, LOS)가 확보될 수 있도록 각 통신용 비행체의 호버링 위치(수직 및 수평위치)를 결정한다.
이는 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되는 위치에 통신용 비행체가 호버링되도록 하여 통신품질을 유지하기 위함이다. 즉, RF신호를 송수신하는 비행체 사이에 장애물이 존재할 경우 회절, 감쇄 등의 통신 채널의 품질이 불안정해지거나 저하된다. 이를 방지하기 위해 관제센터가 통신용 비행체의 대수와 위치를 도출할 때 가시거리(Line of Sight, LOS)보장을 필수적으로 고려한다.
또한, 복수의 통신용 비행체는 관제센터가 지정한 호버링 위치에 각각 도달한 후, 이웃하는 통신용 비행체 사이에 장애물이 존재하는지를 감지하며, 장애물이 감지될 경우 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되는 위치로 자신 또는 이웃하는 통신용 비행체의 위치를 개별적으로 자동조절한다.
관제센터는 3차워 지도데이터를 이용하므로, 실시간으로 장애물의 위치를 파악할 수는 없다. 따라서 통신용 비행체에 장애물 감지용 레이더 장치가 구비되고, 주변의 장애물을 실시간으로 감지한 후, 자신 또는 이웃하는 통신용 비행체의 위치를 개별적으로 조절할 수 있다.
즉, 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되는 위치에 호버링(Hovering)하기 위해, GPS, 레이더 기술, 원거리에서도 인식할 수 있는 광원 등을 적용하여, 이웃하는 비행체 사이의 공간을 모니터링하고 필요에 따라 자율적으로 자신의 위치나 상대의 위치를 조절하게 하는 기능이 적용될 수 있다.
다음으로, 제2 통신용 비행체(220)는 제1 통신용 비행체(210)와 통신링크를 계속 전환유지하면서 목적지 위치(T)로 이동하기 시작한다(S60).
이때, 구조지원 임무용 비행체(400)는 목적지 위치(T)까지 도달함에 있어서, 목적지 위치(T)의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후(S20,S30,S40,S50),
휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치(T)에 최종 도달한다(S60,S70).
즉, 구조지원 임무용 비행체는 와이파이 핫스팟 신호를 출력하는 휴대용 단말기까지의 거리를 측정함에 있어서, 목적지 위치를 정확히 파악하기 위해 수평으로 정삼각형 운행을 하여 세 꼭지점의 상대위치를 얻고 목적지와의 거리를 파악하여 삼변 측량술(Trilateration)을 이용하여 목적지 위치의 상대위치를 파악하고, 상대위치와 위성위치정보(절대위치)를 동시에 고려하여 목적지 위치에 최종 도달한다(S60,S70).
도 10은 삼변측량술(Trilateration)을 이용하여 임무용 비행체가 목적지 위치를 파악하는 상태도이다.
도 10의 제1 도면은 평면도이고, 제2 도면은 측면도이다.
도 11을 동시에 참조하여, 구조지원 임무용 비행체가 삼변측량술(Trilateration)에 의해 목적지 위치(T)에 최종도달하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
구조지원 임무용 비행체, 복수의 통신용 비행체 및 관제센터 사이의 무선통신채널은 1.700Mhz, 4.9GHz등 재난용 주파수 활용이 가능하다. 4.9GHz 고주파를 적용할 경우 빔포밍 기술을 적용하여 최대거리를 확보하되, 에너지 효율과 간섭 축소 등의 효과를 얻을 수 있다. 통신용 비행체는 스위칭의 역할과 속도효율 때문에 주파수를 달리 적용한 두 개의 무선 인터페이스를 가질 수 있다.
환자 발생 등의 임무 수행 필요지(임무위치)에서 환자 동향보호자 등이 스마트폰의 앱으로 관제센터에 사고 발생신고를 하게 되면, 관제센터는 설치된 앱 등을 통해 스마트폰의 위치를 파악한다. 이 앱은 의료용 드론같은 임무용 비행체의 착륙을 위해 해당 스마트폰의 와이파이 핫스팟 기능을 자동으로 살리게 하고 그 네트워크 이름(service set identifier, SSID)도 관제센터에 알려주는 기능을 가진다. 또한 앱은 영상이나 부가장치/기능을 통해 환자의 상태 등의 현장 상태를 파악하여 관제센터에 알려주는 기능을 가질 수 있다.
관제센터에서 신고자의 전화를 받거나 스마트폰 앱과의 통신을 통해 위성위치정보, 와이파이 핫스팟의 네트워크 이름(service set identifier, SSID)과, 현장 상태정보를 알고 나서는 적절한 구조지원 임무용 비행체를 선택하고, 통신용 비행체들과 임무용 비행체가 비행하거나 정지해야할 경유지점(waypoint)들을 도출하고 임무위치(목적지 위치)와의 거리를 계산하여 필요한 통신용 비행체 대수를 파악한 후 필요 정보들을 해당 비행체들에 알려준다.
해당 대수의 통신용 비행체들은 군집을 이루어 이륙을 시작하여 첫째 통신용 비행체가 정지해야 할 위치까지 비행한다. 첫째 통신용 비행체가 관제센터와 가시거리(Line Of Sight, LOS)를 보장하며 무선통신이 안정적으로 가능하되 최대로 먼 지정위치에 정지하여 관제센터와 통신 채널이 설정 완료되면 나머지 통신용 비행체들은 계속하여 군집비행한다.
이렇게 하는 것은 모든 통신용 비행체들이 관제센터와의 통신 채널 설정을 유지하여 항상 관제센터의 통제범위 안에 두기 위한 것이다. 나머지 통신용 비행체들은 고속의 통신채널을 유지하기 위해, 앞의 통신용 비행체와 가시거리(Line Of Sight, LOS)를 보장하는 위치에 차례로 하나씩 정지한다. 이를 반복하여 마지막 통신용 비행체가 자신의 지정위치에 정지하면 마지막으로 임무용 비행체가 임무위치(목적지 위치)에 근접하게 착륙을 시도한다. 경우에 따라 복수의 임무수행지가 발생할 경우 중간 위치를 통신용 비행체에서 파생되어 복수의 임무용 비행체가 자신의 임무 목적지에 착륙을 시도할 수도 있다.
관제센터, 복수의 통신용 비행체 및 임무용 비행체는 공유가 아닌 전용 통신 채널을 유지하며 가장 빨리 통신이 가능하게 되어야 한다. 따라서 앞 통신용 비행체(센터)와의 통신 채널 설정은 링크를 잡은 후 주소를 할당받는 일반적인 TCP/IP 네트워크 구성방식이 아닌 2계층(데이터 링크계층)에서 이용할 수 있다. 또한, TCP/IP통신을 적용하되 각 통신용 비행체의 IP주소는 비행 전에 미리 설정받을 수 있다. 만약 임무용 비행체의 임무가 통신장치라면 DHCP 서버 등의 기능을 가져 해당 임무 위치에서 라우터 등의 통신서비스를 할 수도 있다. 따라서 지진 등의 재난으로 기존의 유무선 통신 인프라가 유실되었을 때, 통신 서비스를 제공함으로써 드론의 활용성을 높일 수 있다.
군집 통신용 비행체들은 앞 통신용 비행체(센터)와의 채널은 2계층에서 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 등을 이용한 채널 공유를 하되 해당 위치에 도착한 통신용 비행체는 앞 통신용 비행체(센터)와 채널은 전용하며 나머지 통신용 비행체들은 해당 통신용 비행체로 링크를 재설정하여 해당 통신용 비행체와 새로운 공유 채널을 형성한다. 그러면 해당 통신용 비행체는 뒤의 통신용 비행체들이 보내는 통신 프레임을 스위칭하여 앞 통신용 비행체(센터)로 포워딩하거나 앞 통신용 비행체(센터)에서 오는 통신 프레임을 스위칭하여 뒤의 통신용 비행체(임무용 비행체)로 보낸다. 여기서의 스위칭은 전부 2계층에서 이루어질 수 있다.
구조지원 임무용 비행체는 관제센터에서 신고자(요청자)가 보내어 준 위성위치정보를 받은 후 통신용 비행체들과 군집 비행을 통해 관제센터와의 통제 채널을 유지한다. 마지막 통신용 비행체가 자기 자리를 잡으면 임무용 비행체는 해당 통신용 비행체와 링크 재설정을 통해 채널을 갱신하고 일정 거리를 진행한 후 속도감소시키면서 임무위치(목적지 위치)에 접근하여 착륙한다.
(1) 즉, 임무용 비행체는 속도를 줄이며 임무위치(목적지 위치)에서 송신되는 와이파이 핫스팟 신호 수신을 위해 리스닝을 시작하고 환자/보호자 존재 등의 임무위치 인식을 위한 영상기능을 활성화한다. 이릉 위한 카메라는 이동 방향의 전방으로 하여 두는 등 임무위치(목적지 위치) 파악을 용이하게 준비한다.
(2) 구조지원 임무용 비행체는 기존에 알고 있는 절대 좌표(x', y', z')에 접근한다. 만약 기존에 알고 있는 네트워크 이름(service set identifier, SSID)의 와이파이 핫스팟 신호를 감지하기 전에 임무위치(목적지 위치)가 영상으로 확인되면 영상정보를 이용하여 거리를 계산하며 임무위치(목적지 위치)에 가장 근접한 곳에 자동착륙한다. 이때 목적지에 근접하는 중에 와이파이 핫스팟 신호가 감지될 것이다. 이때 최대한 근접하되 환자/보호자 등 임무 목적지에 있는 사람들의 안전을 위한 최소한의 거리 유지를 위한 정밀도 획득을 위해 와이파이 핫스팟 신호를 이용하여 TOA(Time Of Arrival) 또는 RSSI(Received Signal Strength Indication)를 이용한 거리 계산 정보를 영상 정보와 함께 보조적으로 사용할 수 있다.
(3) 한편, 와이파이 핫스팟 신호를 감지할 때까지 GPS정보(위성위치정보)의 오류 등으로 인해 영상을 통해 임무위치(목적지 위치)를 확인하지 못할 경우, 와이파이 핫스팟 신호가 감지되면 정지(호버링)하여 TOA(Time Of Arrival) 또는 RSSI(Received Signal Strength Indication) 등의 방법을 사용하여 해당 와이파이 핫스팟신호를 출력하는 스마트폰과의 거리를 계산한다.
이때의 위치를 (z1, y1, z1)이라 하고 거리를 d1이라 한다. 도 8은 구를 표현한 것이기 때문에 d1,d2,d3의 표현선이 (x,y,z)표시점에 닿아 있지 않는다. (x,y,z)는 투시된 표시점이다.
(4) 다음으로 정지(호버링) 전에 비행방향을 기준으로 1시 방향(30도)으로 일정거리를 동일고도(z축의 변경을 최소화)로 비행한 후 정지하여 스마트폰과의 거리를 계산한다. 이 때의 위치를 (x2, y2, z2)라고 하고 거리를 d2라 한다.
(5) 다음으로 (4)의 이동방향을 기준으로 8시 방향(120도)으로 (4)에서 비행한 거리만큼 동일고도(z축의 변경을 최소화)fh (4)와 같은 거리만큼 비행한 후 정지(호버링)하여 스마트폰과의 거리를 계산한다. 이때의 위치를 (x3,y3,z3)이라 하고 거리를 d3라 한다.
(6) 공간에서 일직선상에 있지 않은 세 개의 다른 좌표에서 다른 한 좌표와의 거리들을 알게 되면 삼변측량술(Trilateration)을 이용하여 그 좌표값을 구할 수 있다.
다음과 같은 3개의 구의 방정식으로 이루어진 연립 2차 방정식의 해(x,y,z)가 해당 임무위치이다.
(x - x1)2 + (y - y1)2 + (z - z1)2 = d12
(x - x2)2 + (y - y2)2 + (z - z2)2 = d22
(x - x3)2 + (y - y3)2 + (z - z3)2 = d32
이 때 두 개의 해가 나오는데 3개의 좌표를 얻기 위해 이동할 때 z의 값을 가능한 일정하게 유지하였으므로, 두 해중 z의 값이 큰 좌표(x",y",z")는 버리고 z의 값이 작은 좌표(x,y,z)값을 취한다.
(7) 위의 과정은 임무용 비행체가 관제센터에서 최초에 받은 GPS절대좌표(x',y',z')의 오차를 최소화하여 신속히 영상정보를 통해 임무위치를 인식하게 하는 것이 목적이므로 (3)부터 거리이동과 그에 대한 좌표 계산은 GPS절대좌표를 이용하지 않고 가속도센서, 지자기 센서, 자이로센서 등을 이용한 상대좌표를 이용할 수 있다.
즉, GPS에 의한 (x1,y1,z1)을 저장한 뒤 이를 상대좌표를 위한 기준점으로 한다. 이로부터 상대좌표(x,y,z)를 얻으면 상대 좌표기준(x1,y1,z1)과의 차이를 계산하여 GPS에 의한 절대좌표(x,y,z)를 다시 얻을 수 있다.
(8) 기존의 GPS좌표(x',y',z')와 새로 얻은 GPS 좌표(x,y,z)를 이용하여 보정좌표를 구한 후 해당 위치방향으로 저속 비행한다. 이때 영상에서 임무위치(목적지 위치)가 확인되면 (2)의 과정을 거친다.
참고적으로 구조지원 임무용 비행체는 적어도 4개 이상의 접지부를 포함하는 착륙장치를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 각 접지부는 비탈지거나 굴곡진 바닥상태를 감지하여 높낮이가 자동조절됨으로서, 임무용 비행체가 수평상태를 유지하여 착륙하도록 동작할 수 있다.
또한, 구조지원 임무용 비행체는 나뭇가지 등의 방해물을 제거할 수 있도록 양축 모터를 적용한 프로펠러의 반대쪽에 배치한 회전톱을 포함하여 구성될 수 있는데, 회전톱은 임무용 비행체의 이동방향에 위치한 방해물을 제거하여 착륙반경을 확보할 수 있도록 동작할 수 있다.
또한 구조지원 임무용 비행체가 의료용 드론일 경우, 침습/비침습 심근경색 진단장치, 자동심장제세동기, 자동 근육주사 장치, 봉인된 주사액, 에어침대, 환자 모니터용 스마트 글래스, 자동 정맥주사 장치, 스피커, 카메라, 디스플레이 장치, 보호자 동의장치 및 치료에 필요한 로봇암 중 적어도 어느하나 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
이때, 스피커, 카메라 및 디스플레이 장치를 이용하여 원격지의 의사와 원격진료를 진행할 수 있는데, 특히 보호자 동의장치의 지문인식 또는 정맥패턴 인식장치를 이용하여 원격진료에 대한 보호자 동의를 인증할 수 있도록 구성되므로, 응급처치 뿐만 아니라 보호자의 동의가 필요한 치료까지 병행할 수 있다. 예를 들면 원격진료에 대한 보호자 동의를 인증할 경우에 한해, 주사액의 봉인이 해제될 수 있다.
즉, 구조지원 임무용 비행체는 비탈지거나 굴곡진 위치의 착륙을 위해 4개 이상의 접지부를 가지되, 각 접지부의 다른 높이를 관절로 조절하여 기체의 평형을 유지하고 탄소 섬유 등의 복합소재를 적용하여 충격을 완화하는 로봇 랜딩 기어를 장착할 수 있다.
또한 구조지원 임무용 비행체는 나뭇가지들로 인하여 접근이 어려운 경우에는 드론 프로펠러의 보호를 위한 프롭가드나 프레임 하단부에 회전톱을 설치하여 잔 나뭇가지들이 프로펠러에 영향을 주지 않게 하여 착륙할 수 있다.
착륙을 완료한 구조지원 임무용 비행체는 기 설정되어 있는 통신 채널을 통해 원격에 있는 의사 등 임무수행 주관자의 지시를 받아 진단 및 치료 등 임무수행을 할 수 있다. 이를 위해 의료 드론의 경우는 침습/비침슴 심근경색 진단장치, 자동심장제세동기(AED), 자동 근육주사장치, 에어침대, 자동 정맥주사장치, 스피커, 카메라, 의사를 보여줄 수 있는 디스플레이 장치, 기타 진단에 필요한 로봇암 등을 구비할 수 있다.
한편, 모든 비행체는 임무 수행을 완료하면, 임무용 비행체부터 차례로 모이는, 파견 때와는 반대 순서의 군집 비행을 통해 관제센터로 복귀한다.
즉, 임무를 마치고 복귀하는 순서는 통신 설정을 위한 전개방식의 반대순서로 진행될 수 있다. 복귀 때의 센터(본부) 착륙은 파견지 착륙 기능을 이용한다. 이를 위해 통신용 비행체도 임무용 비행체와 같은 영상 인식장치와 와이파이 핫스팟 수신장치를 가질 수 있다. 더불어 정밀한 착륙을 위해 레이더 장치를 이용할 수 있다.
또한, 통신용 비행체는 만약 앞 통신용 비행체와의 통신채널 링크를 잃어버릴 경우 다시 연결하려는 시도를 지정한 횟수만큼 시도하고 만약 채널 링크 재설정이 이루어지지 않을 경우 자신의 자식 채널에 연결된 통신용 비행체들에 이를 알리고 즉각 미리 입력되어 있는 위치정보를 이용하여 복귀하거나 통신 품질/속도/임무 시간 등을 희생하여 드론간 거리를 확대하여 통신용 비행체들을 재배치할 수 있다. 앞/뒤 통신용 비행체의 해당 위치 확인을 위해 모든 비행체들은 레이더 기능을 탑재하여 이웃의 비행체 위치를 파악하고 통신하여 자신의 위치를 제어함으로써 통신 채널을 효과적으로 유지할 수 있다.
또한, 장기간의 통신 채널 유지가 필요할 경우 관제센터에서 통신용 비행체를 일정시간 후에 띄워 기존에 동작중인 통신용 비행체들을 대체할 수 있다. 이때의 통신용 비행체들의 이동경로는 항상 다른 통신용 비행체들을 경유하여 이동한다. 이때 채널링크 재설정 알고리즘은 핸드오버 등의 이동 알고리즘을 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 구조지원 임무용 비행체 및 관제센터를 포함하여 구성될 수 있으며, 관제센터는 요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 임무용 드론이 목적지 위치까징 도달하도록 제어할 수 있다.
이때, 구조지원 임무용 비행체는 목적지 위치까지 도달함에 있어서, 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다.
즉, 구조지원 임무용 비행체는 최초에는 관제센터로부터 위성위치정보를 제공받아 목적지 위치의 근접한 영역까지 이동하며, 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다.
구조지원 임무용 비행체는 와이파이 핫스팟 신호를 출력하는 휴대용 단말기까지의 거리를 측정한 후, 삼변측량술(Trilateration)을 이용하여 목적지 위치의 상대위치를 파악하고, 상대위치와 위성위치정보(절대위치)를 동시에 고려하여 목적지 위치에 최종도달할 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 복수의 통신용 비행체가 구축한 통신채널을 이용하여 임무용 비행체를 목적지 위치까지 이동시킬 수 있다.
즉, 이웃한 통신용 비행체 간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 구축한다. 따라서 관제센터와 목적지 위치까지의 거리가 멀더라도 통신용 비행체를 추가적으로 출동시켜서 네트워크망을 구축할 수 있으므로, 출동거리의 제약없이 임무용 비행체를 목적지 위치까지 이동할 수 있다.
또한, 비행체를 이용한 통신서비스 시스템은 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 요청자의 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 목적지 위치에 최종 도달할 수 있다. 따라서 빌딩 숲, 험한 산지의 골짜기 등과 같이 위성위치정보의 수신이 왜곡되는 지점이나, 비행체가 촬영하는 영상으로 시야확보가 힘든 지형에서도 비행체를 자동으로 목적지 위치까지 정확하게 이동시킬 수 있다.
또한, 비행체를 이용한 통신서비스 시스템의 관제센터는 장기간의 통신 채널 유지가 필요할 경우 기존에 동작중인 통신용 비행체들을 대체하는 추가적인 통신용 비행체를 출동시키되, 추가적인 통신용 비행체는 관제센터부터 배치되어 있는 타 통신용 비행체와의 통신거리를 고려하며 핸드오버(hand over)하여 교체대상 통신용 비행체까지 접근하고, 교체대상 통신용 비행체도 그 역으로 관제센터까지 핸드오버하여 복귀하도록 동작할 수 있다.
또한, 산악이나 바다 등, 단시간에 의료지원이 불가능한 지역에서, 응급 의료행위가 필요한 사고가 날 경우 골든타임 안에 신속히 자율 비행하여 도착 후 원격 응급 진료를 가능하게 해주는 원격 의료장치가 부착된 드론과 그를 이용하는 원격 의료서비스를 제공할 수도 있다.
그리고 이동통신 음영지역에서 스마트폰과 연계하여 무선통신을 지원할 수 있도록 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템을 제공할 수 있다.
[부호의 설명]
100 : 임무용 비행체 110 : 통신망 수신판단부
120 : 액세스부 130 : 비행구동부
131 : 일반모드 제어부 132 : 조난모드 제어부
140 : 비행조절 구동부 141 : 영상추적모듈
142 : GPS 추적모듈 143 : 근접센서모듈
150 : 리턴제어부 200 : 통신용 비행체
300 : 관제센터 400 : 구조지원 임무용 비행체
10 : 착륙장치 20 : 회전톱

Claims (18)

  1. 휴대용 단말기와 근거리 통신으로 연계하여 인근 기지국으로부터 이동통신망 수신여부를 판단하는 통신망 수신판단부(110);
    인근 기지국으로부터 상기 휴대용 단말기로 WiFi 또는 이동통신 액세스 무선 링크를 제공하는 액세스부(120); 및
    상기 휴대용 단말기가 상기 액세스부를 통해 이동통신망에 연결시, 기설정된 메시지를 전송하도록 하는 비행구동부(130);를 포함하는 대리정보전송 임무용 비행체(100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 대리정보전송 임무용 비행체(100)는,
    상기 휴대용 단말기의 특정좌표 영상을 추적하는 영상추적모듈(141), 상기 휴대용 단말기의 GPS신호를 추적하는 GPS추적모듈(142), 상기 휴대용 단말기와 RF 근접센서신호를 추적하는 근접센서모듈(143) 중 어느 하나로 이동중인 상기 휴대용 단말기와 근거리 통신을 유지하면서,
    인근 기지국으로부터 이동 통신망 수신가능한 음영지역 해소지점을 판단할 수 있도록 비행거리를 조절하는 비행조절 구동부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행구동부(300)는,
    상기 통신망 수신판단부(110)가 이동통신망 음영지역 해소지점을 찾도록 지도정보를 이용하여 인근 기지국이 위치하는 도심지 지역으로 이동하도록 제어하여 설정 메시지를 통신망에 전달하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대리정보전송 임무용 비행체(100)는 상기 기설정된 메시지 중 조난신호를 수신하는 관제센터(300);를 포함하며,
    상기 대리정보전송 임무용 비행체(100)의 조난신호에 따라 비행제어권을 상기 관제센터(300)로 이양하도록 하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대리정보전송 임무용 비행체(100)는,
    상기 휴대용 단말기로부터 정보전송부를 통해 기설정된 메시지 중 조난신호를 전송한 후, 관제센터로부터 응답신호를 수신시 상기 휴대용 단말기의 위치로 자율 복귀하도록 하는 리턴제어부(150);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    에드혹 멀티홉 통신채널을 구축하는 복수의 통신용 비행체(200); 및
    구조지원 임무용 비행체(400)를 포함하며,
    요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한후, 지도 데이터를 이용하여 상기 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고,
    파악된 거리와 지형을 참고하여 필요한 통신용 비행체의 수와, 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정한 후, 상기 복수의 통신용 비행체를 출동시키며, 상기 복수의 통신용 비행체가 구축한 통신채널을 이용하여 구조지원 임무용 비행체(400)가 상기 목적지 위치까지 도달하도록 제어하는 관제센터(300);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    구조지원 임무용 비행체(400)는,
    목적지 위치까지 도달함에 있어서, 상기 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후,
    상기 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟(WiFi HotSpot) 신호를 감지한 시점부터는 상기 와이파이 핫스팟(WiFi HotSpot) 신호를 참조하여 상기 목적지 위치에 최종 도달하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    구조지원 임무용 비행체(400)는,
    상기 와이파이 핫스팟 신호를 출력하는 상기 휴대용 단말기까지의 거리를 측정함에 있어서, 상기 목적지 위치를 정확히 파악하기 위해 수평으로 정삼각형 운행을 하여 세 꼭지점의 상대위치를 얻고 목적지와의 거리를 파악하여 삼변 측량술(Trilateration)을 적용하여 상기 목적 위치의 상대위치를 파악하고, 상기 상대위치와 상기 위성위치정보(절대위치)를 동시에 고려하여 상기 목적지 위치에 최종 도달하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 통신용 비행체(200)는,
    이웃한 통신용 비행체간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 상기 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결하되, 각 통신용 비행체의 아이피 어드레스(IP Address)는 출동 전에 미리 할당되고,
    상기 관제센터 및 통신용 비행체와, 인접한 통신용 비행체 간의 2계층 공유방식을 이용하여 통신채널을 구축하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 통신용 비행체(200)는,
    이웃한 통신용 비행체간에 무선 네트워크 연결을 서로 중계하여 상기 관제센터와 에드혹 멀티홉 네트워크망을 연결하되, 이웃한 통신용 비행체와의 통신채널이 불량한 경우, 지정된 횟수만큼 통신연결을 재시도하며, 다른 통신용 비행체에게 자신의 통신채널의 불량정보를 전송할 경우,
    상기 복수의 통신용 비행체는 관제센터가 미리 설정해준 품질/속도/임무시간 희생 정책에 의해 이격된 간격을 자동으로 확장하여 에드혹 멀티홉 네트워크망의 연결상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 관제센터(300)는,
    장기간의 통신 채널 유지가 필요한 경우 기존에 동작중인 통신용 비행체들을 대체하는 추가적인 통신용 비행체를 출동시키되,
    추가적인 통신용 비행체는 상기 관제센터부터 배치되어 있는 타 통신용 비행체와의 통신거리를 고려하며 핸드오버(hand over)하여 교체대상 통신용 비행체까지 접근하고, 교체대상 통신용 비행체도 그 역으로 상기 관제센터까지 핸드오버(hand over)하여 복귀하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 관제센터(300)는,
    파악된 거리와 지형을 참고하여 각 통신용 비행체의 호버링 위치를 결정함에 있어서, 지형상의 장애물의 위치를 고려하여 각 통신용 비행체 사이에 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되도록 상기 복수의 통신용 비행체의 호버링 위치를 조절하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 통신용 비행체(200)는,
    상기 관제센터가 지정한 호버링 위치에 각각 도달한 후, 이웃하는 통신용 비행체 사이에 장애물이 존재하는지를 감지하며, 장애물이 감지될 경우, 가시거리(Line of Sight, LOS)가 보장되는 위치로 자신 또는 이웃하는 통신용 비행체의 위치를 개별적으로 자동조절하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 통신용 비행체 중 제1 통신용 비행체(210)가 관제센터와 통신링크를 유지하면서 호버링하고, 제2 통신용 비행체(220) 및 구조지원 임무용 비행체가 제1 통신용 비행체와 통신링크를 전환, 공유 유지하면서 Line of Sight(LOS)와 통신한계거리를 고려하여 관제센터가 지정해준 위치까지 이동하도록 하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  15. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조지원 임무용 비행체(400)는,
    적어도 4개 이상의 접지부를 포함하는 착륙장치(10);를 포함하며,
    각 접지부는 비탈지거나 굴곡진 바닥상태를 감지하여 높낮이가 자동조절됨으로서, 상기 임무용 비행체가 수평상태를 유지한 채 착륙되도록 동작하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조지원 임무용 비행체(400)는,
    방해물을 제거할 수 있는 회전톱(20);을 더 포함하며,
    상기 회전톱은 상기 임무용 비행체의 이동방향에 위치한 방해물을 제거하여 이동반경을 확보하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  17. 제 6 항에 있어서,
    상기 구조지원 임무용 비행체(400)는,
    침습/비침습 심근경색 진단장치, 자동심장제세동기, 자동 근육주사장치, 봉인된 주사액, 에어침대, 자동 정맥주사 장치, 환자 모니터용 스마트 글래스, 스피커, 카메라, 디스플레이 장치 및 보호자 동의장치 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며,
    스피커, 카메라 및 디스플레이 장치를 이용하여 원격지의 의사와 원격진료를 진행하되, 상기 보호자 동의장치의 지문인식 또는 정맥패턴 인식을 이용하여 원격진료에 대한 보호자 동의를 인증하며, 주사액의 봉인을 해제하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
  18. 구조지원 임무용 비행체(400); 및
    요청자의 휴대용 단말기로부터 전송된 목적지 위치를 수신한 후, 지도 데이터를 이용하여 상기 목적지 위치까지의 거리와 지형을 파악하고, 파악된 거리와 지형을 참고하여 상기 임무용 비행체가 상기 목적지 위치까지 도달하도록 제어하는 관제센터(300);를 포함하며,
    상기 구조지원 임무용 비행체는 상기 목적지 위치까지 도달함에 있어서, 상기 목적지 위치의 근접한 영역까지는 위성위치정보를 참조하여 이동한 후, 상기 휴대용 단말기에서 출력되는 와이파이 핫스팟 신호를 감지한 시점부터는 상기 와이파이 핫스팟 신호를 참조하여 상기 목적지 위치에 최종 도달하는 것을 특징으로 하는 비행체를 이용한 통신서비스 시스템.
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