KR102012362B1 - Method and apparatus for generating digital moving map for safe navigation of unmanned aerial vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법 및 장치에 관한 것으로서, 기저장된 라이브러리를 통해, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환하는 디지털 맵 인코딩부; 및 상기 디지털 맵 인코딩부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부를 포함한다.The present invention relates to a method and apparatus for generating a digital moving map for the safe operation of an unmanned aerial vehicle, and through a pre-stored library, a vector data such as a map, an obstacle information, and a non-flying / restricted area information and an image data, a satellite image and a terrain. A digital map encoder for spatially dividing the altitude information for each level and converting the elevation information into a digital moving map; And a database unit for storing the digital moving map converted by the digital map encoding unit.

Description

무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING DIGITAL MOVING MAP FOR SAFE NAVIGATION OF UNMANNED AERIAL VEHICLE}METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING DIGITAL MOVING MAP FOR SAFE NAVIGATION OF UNMANNED AERIAL VEHICLE}

본 발명은 지도 정보 생성 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for generating map information, and more particularly, to a method and apparatus for generating a digital moving map for the safe operation of an unmanned aerial vehicle.

무인비행체 지상운용 시스템(Ground Control System; GCS)은 무인비행체를 운용하기 위한 필수 지상장비로서 지상에서 무인비행체를 통제하는 역할을 수행한다. 무인비행체 지상운용 시스템의 필수 구성요소로는, 무인비행체의 위치를 확인할 수 있는 지도, 위성사진을 표시하는 화면, 무인비행체의 비행자세, 고도, 및 속도를 표시하는 헤드업디스플레이(Head-Up Display; HUD) 화면, 무인비행체에서 전송하는 카메라 영상을 표시하는 화면, 및 무인비행체의 상태를 표시하는 상태화면 등이 있고, 추가적으로, 임무를 설정할 수 있는 임무화면 및 각종 충돌정보를 제공하는 경고화면 등이 있다.The unmanned aerial vehicle ground control system (GCS) is an essential ground equipment for operating the unmanned aerial vehicle. It controls the unmanned aerial vehicle on the ground. The essential components of the unmanned aerial vehicle's ground operation system include a map showing the position of the unmanned aerial vehicle, a screen for displaying satellite images, and a head-up display for displaying the flight attitude, altitude, and speed of the unmanned aerial vehicle. ; HUD) screen, screen displaying camera images transmitted from unmanned aerial vehicle, and status screen displaying the status of unmanned aerial vehicle, and additionally, mission screen for setting mission and warning screen providing various collision information. There is this.

군용 무인비행체 지상운용 시스템은 일반적으로 비행 조종사와 임무장비 조종사가 한팀이 되어 무인비행체를 운용하지만, 민간에서 사용되는 25 kg 이하의 저고도용 무인비행체는 보통 1인이 운용하는 경우가 대부분이다. 따라서, 저고도용 무인비행체를 포함한 무인비행체들은 안전 운항을 위해서 충돌방지 시스템을 필요로 한다.Military unmanned aerial vehicle systems typically operate unmanned aerial vehicles by teams of flight pilots and mission equipment pilots, but low altitude unmanned aerial vehicles less than 25 kg in civilian use are usually operated by one person. Therefore, unmanned aerial vehicles, including low altitude unmanned aerial vehicles, require a collision avoidance system for safe operation.

이 충돌방지 시스템이 충돌을 방지하는 방법에는 크게 두 가지 방법이 있다. 예를 들면, 라이다, 레이더, 초음파 센서, 적외선 센서, 및 영상 카메라 등과 같이 무인비행체에 탑재되는 센서를 이용하여 다른 무인비행체나 지상장애물을 직접 감지하여 충돌을 회피하는 방법과, 무인비행체 지상운용 시스템이 DTM(Digital Terrain Model), DTD(Digital Terrain Data), 및 DTED(Digital Terrain Elevation Data)와 같은 수치 표고 모델(Digital Elevation Model; DEM)의 지형 고도정보를 탑재하여 비행경로 상의 가시거리(Line of Sight; LOS)를 분석함으로써 충돌을 방지하는 방법이 있다.There are two main ways to prevent this collision avoidance system. For example, using a sensor mounted on an unmanned aerial vehicle such as a lidar, a radar, an ultrasonic sensor, an infrared camera, and an imaging camera to directly detect another unmanned aerial vehicle or an obstacle on the ground and avoid collisions. The system incorporates terrain elevation information from Digital Elevation Models (DEMs), such as Digital Terrain Model (DTM), Digital Terrain Data (DTD), and Digital Terrain Elevation Data (DTED), to provide a line of sight on the flight path. There is a way to avoid collisions by analyzing LOS.

최근에는 센서를 이용한 무인비행체의 충돌방지 시스템이 활발히 개발되고 있다. 군에서는 수치 표고 모델과 같은 지형 고도정보를 이용한 충돌방지 시스템을 이용하여 고해상도의 지형정보를 사용하고 있지만, 민간에서는 고해상도의 자료를 획득하는 데 어려움이 있을 뿐만 아니라 비용 등의 이유로 주로 저해상도의 지형정보를 사용하고 있다.Recently, an anti-collision system of an unmanned aerial vehicle using sensors has been actively developed. The military uses high-resolution topographic information using an anti-collision system using topographic altitude information such as digital elevation models, but it is difficult for the civilian to obtain high-resolution data and mainly low-resolution topographical information for reasons of cost. I'm using.

이를 위한, 수치 표고 모델은 실세계의 지형정보 중 건물, 수목, 및 인공 구조물 등을 제외한 지형(Bare Earth) 부분을 표현하는 수치 모형이고, 수치 표면 모델(Digital Surface Model; DSM)은 실세계의 모든 정보, 즉, 지형, 수목, 및 인공 구조물 등을 표현한 수치 모형이다. 특히, 수치 표고 모델은 불규칙한 지형기복을 3차원 좌표 형태로 표현함으로써, 국가지리 정보체계 구축사업 지원과 국토개발을 위한 도시계획, 입지선정, 토목, 및 환경 분야 등에 널리 활용되고 있다.For this purpose, the digital elevation model is a numerical model that represents a part of the bare earth except for buildings, trees, and artificial structures among the topographical information of the real world, and the digital surface model (DSM) is all information of the real world. , That is, a numerical model representing terrain, trees, and artificial structures. In particular, the digital elevation model expresses irregular topography in the form of three-dimensional coordinates, and is widely used for the support of national geographic information system construction projects, urban planning for land development, location selection, civil engineering, and the environment.

이러한 수치 표고 모델과 수치 표면 모델을 통합하여 지형 고도정보라고 하는데, 수치 표고 모델은 주로 수백 미터 이상의 고도에서 운용되는 무인비행체에 적합한 반면, 수치 표면 모델은 나무 및 건물 등의 고도를 포함하여 저고도에서 운용되는 무인비행체에 적합하다. 그러나, 이러한 수치 표면 모델은 그 데이터의 양이 방대하고, 그 구축 비용도 비싸기 때문에 민간에서 사용하기 쉽지 않다.Integrating these digital elevation models and surface models is known as terrain altitude information, which is suitable for unmanned aerial vehicles operating at altitudes of hundreds of meters or more, while digital surface models are used at low altitudes, including altitudes such as trees and buildings. Suitable for unmanned aerial vehicles in operation. However, these numerical surface models are not easy to use in the private sector because of the large amount of data and expensive construction.

현재 저고도 무인비행체는 가시권 비행, 고도제한, 야간비행 금지, 및 비행제한구역 등에 의해 비행에 제한이 있지만, 점차 비가시권의 원거리 비행, 다수의 무인비행체들의 집단 비행 등의 형태로 나가려는 추세에 있다. 이에 따라, 무인비행체들이 비가시권이나 야간에도 안전하게 운용될 수 있는 광역의 정밀지도 및 위성사진과 고정밀도의 장애물 정보 기반의 운영 환경 개발이 필수적이다.Currently, low-altitude drones are restricted from flying due to visibility, altitude restrictions, night flight restrictions, and restricted flight zones, but are increasingly in the form of long-distance flight in the invisible region and group flight of multiple drones. . Accordingly, it is essential to develop an operating environment based on high-precision maps, satellite photographs, and high-precision obstacle information in which unmanned aerial vehicles can be safely operated even in invisible areas or at night.

그러나, 고정밀도 지도 및 위성사진과, DSM과 같은 장애물 정보 등을 전국 단위로 구축하기 위해서는 비용이 많이 들고, 데이터의 용량이 방대하며, 최신의 데이터를 항상 업데이트해주어야 하기 때문에, 향후 수많은 지상 통제소 또는 휴대용 지상통제장치마다 전국 단위의 지도 및 위성사진과, 장애물 정보를 모두 구축하여 사용하기는 어렵다.However, building high-precision maps, satellite images, and obstacle information such as DSMs on a national basis is costly, massive in data, and always up-to-date. It is difficult to construct and use both national maps and satellite images and obstacle information for each portable ground control device.

따라서, 서버 기반으로 이러한 데이터를 구축하고, 무인비행체를 운용하는 기관이나 기업, 또는 개인들이 서버에 접속하여 원하는 지역의 지도 및 위성사진, 장애물 정보, 및 비행제한구역 등의 정보를 제공 받아 사용할 수 있는 시스템이 절실히 요구되고 있다.Therefore, this data can be built on a server basis, and organizations, companies, or individuals operating unmanned aerial vehicles can access the server and use it to receive maps, satellite images, obstacle information, and restricted flight zones. There is a desperate need for a system.

본 명세서는 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 지도 데이터, 위성사진, DSM 또는 DEM 등의 지형 고도정보, 특정 건물과 고압선 등의 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보 등을 일괄적으로 서버에 구축하고, 서버에 접속한 사용자들에게 해당 정보들을 제공함으로써, 저비용으로 무인비행체의 안전 운항을 도모할 수 있는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.In order to solve the problems described above, the present specification is intended to collectively map data, satellite photographs, terrain altitude information such as DSM or DEM, obstacle information such as specific buildings and high-voltage lines, and flight prohibited / restricted zone information. The present invention provides a method and apparatus for generating a digital moving map for safe operation of an unmanned aerial vehicle that can be securely operated at low cost by providing the information to users connected to the server and providing the information to users connected to the server. The purpose is.

이와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 명세서의 일실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치는, 기저장된 라이브러리를 통해, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환하는 디지털 맵 인코딩부; 및 상기 디지털 맵 인코딩부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부를 포함한다.In order to achieve the above object, according to one embodiment of the present specification, a digital moving map generating apparatus for safe operation of an unmanned aerial vehicle according to the present specification may be a map, obstacle information, and vector data through a prestored library. A digital map encoding unit for spatially dividing the flight prohibited / restricted area information and the satellite image and the terrain altitude information, which are image data, into a digital moving map; And a database unit for storing the digital moving map converted by the digital map encoding unit.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 레벨이 증가할 때마다 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 1/2씩 공간 분할하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit spatially divides the map, the satellite image, the terrain altitude information, the obstacle information, and the no-fly / restriction zone information every time the level increases.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 이미지 데이터의 경우, 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit, in the case of image data, stores an image corresponding to each cell as a file.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 각 이미지와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 속성정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit stores image property information including at least one of coordinate values, resolution, and pixel size information together with each image.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하는 것을 특징으로 한다.Preferably, when there is a request for updating obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground control system that controls the flight of the unmanned aerial vehicle, the digital map encoding unit processes only a cell covering a specific area including the obstacle information, It is characterized by applying the changed content.

바람직하게는, 상기 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리인 것을 특징으로 한다.Preferably, the pre-stored library is characterized in that the GDAL library.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit analyzes the satellite image, terrain altitude information, and obstacle information to recognize the transmission tower as obstacle information.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 상기 송전선을 장애물 정보로 인식하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit analyzes satellite photographs having a resolution of 50 cm to recognize insulators of each transmission tower, determines that transmission lines pass between insulators of two adjacent transmission towers, and recognizes the transmission lines as obstacle information. Characterized in that.

바람직하게는, 상기 디지털 맵 인코딩부는 상기 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 상기 이미지 데이터를 상기 벡터 데이터에 병합하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the digital map encoding unit extracts geographic information for each cell region from the image data and stores the geographic information as a vector object, stores the pixel value of the cell region represented by each pixel as an attribute, and then stores the vector and the attribute. Merging the image data into the vector data.

바람직하게는, 상기 데이터베이스부는 상기 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the database unit stores the digital moving map by type, by altitude, and by area.

본 명세서의 다른 실시예에 따르면, 본 명세서에 따른 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법은, 외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신하는 정보 수신 단계; 기저장된 라이브러리를 통해 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환하는 정보 변환 단계; 및 변환된 디지털 무빙 맵을 저장하는 정보 저장 단계를 포함한다.According to another embodiment of the present specification, the digital moving map generation method for the safe operation of the unmanned aerial vehicle according to the present specification may include a map data, an obstacle information, and a non-flying / restricted zone information and image data from outside. And an information receiving step of receiving the terrain altitude information. An information conversion step of spatially dividing the map, the satellite image, the terrain altitude information, the obstacle information, and the no-fly / restriction zone information by level through a prestored library into a digital moving map; And an information storing step of storing the converted digital moving map.

바람직하게는, 상기 정보 변환 단계에서, 레벨이 증가할 때마다 변환된 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 1/2씩 공간 분할하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the information converting step, each time the level is increased, the converted map, the satellite image, the terrain altitude information, the obstacle information, and the flight prohibited / restricted zone information are spatially divided by 1/2.

바람직하게는, 상기 정보 변환 단계에서, 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 각 이미지와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 속성정보를 저장하는 것을 특징으로 한다.Preferably, in the information converting step, the image corresponding to each cell is stored as a file, and the image property information including at least one of coordinate value, resolution, and pixel size information together with each image is stored. It is done.

바람직하게는, 상기 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법은, 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하여 상기 디지털 무빙 맵의 장애물 정보를 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the method of generating a digital moving map for the safe operation of the unmanned aerial vehicle, comprising: determining whether there is a request for updating obstacle information from an unmanned aerial vehicle ground control system for controlling the flight of the unmanned aerial vehicle; And updating the obstacle information of the digital moving map by applying the changed contents to all levels after processing only a cell covering a specific area including the obstacle information when there is a request for updating obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground management system. It further comprises a step.

이상에서 설명한 바와 같이 본 명세서에 의하면, 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보 등의 다양한 공간정보 데이터를 기반으로 하는 공간 분할형 디지털 무빙 맵을 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로 제공함으로써, 무인비행체의 비행 제어 효율을 높일 수 있고, 나아가 무인비행체의 안전 운항을 도모할 수 있다.As described above, according to the present specification, a space-partitioned digital moving map based on various spatial information data such as maps, satellite images, terrain altitude information, obstacle information, and non-flying / restricted zone information may be used to fly an unmanned aerial vehicle. By providing an unmanned aerial vehicle ground control system to control the flight control efficiency of the unmanned aerial vehicle, it is possible to further promote the safe operation of the unmanned aerial vehicle.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선을 이용한 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 2는 △t에 따른 베지에 곡선의 생성점을 보여주는 도면,
도 3은 조절점의 위치에 따른 다양한 형태의 베지에 곡선을 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선의 실시간 보간을 통한 무인비행체의 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합의 자료연결 구조를 나타낸 도면,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치의 다양한 공간정보 데이터를 공간 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치의 임무지역에 걸쳐 있는 셀 검색 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 종래의 지도 정보 서비스 제공 장치에서 제공되는 지형 고도정보의 예시화면,
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치에서 제공되는 지형 고도정보의 예시화면,
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 방법을 나타낸 신호 흐름도,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법을 나타낸 흐름도,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 방법을 나타낸 흐름도, 및
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a view for explaining a flight path setting method using a Bezier curve according to an embodiment of the present invention,
2 is a view showing a generation point of a Bezier curve according to Δt,
3 is a view showing a curve in various forms of Bezier depending on the position of the control point,
4 is a block diagram showing a schematic configuration of a system for unmanned aerial vehicle automatic operation based on a wireless communication network according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram showing a schematic configuration of the unmanned aerial vehicle ground management system according to an embodiment of the present invention,
6 is a block diagram showing a schematic configuration of a flight path management server according to an embodiment of the present invention;
7 is a view for explaining a method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle through real-time interpolation of a Bezier curve according to an embodiment of the present invention;
8 is a view showing a data connection structure of a full set of paths according to an embodiment of the present invention;
9 is a view for explaining a method for searching a flight path in the entire path set according to an embodiment of the present invention;
FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for generating a digital moving map according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 11 is a view for explaining a method of spatially partitioning various spatial information data of a digital moving map generating apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
12 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital moving map service providing apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a diagram illustrating a cell search method that spans a task area of a digital moving map service providing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
14 is an exemplary screen of terrain altitude information provided by a conventional map information service providing apparatus;
15 is an exemplary view of terrain altitude information provided by a digital moving map service providing apparatus according to an embodiment of the present invention;
16 is a signal flow diagram illustrating a method for operating an unmanned aerial vehicle automatic flight based on a wireless communication network according to an embodiment of the present invention;
17 is a flowchart illustrating a method for providing a flight path for an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention;
18 is a flowchart illustrating a digital moving map generation method according to an embodiment of the present invention; and
19 is a flowchart illustrating a method of providing a digital moving map service according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is to be noted that the technical terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In addition, the technical terms used in the present specification should be interpreted as meanings generally understood by those skilled in the art unless they are specifically defined in this specification, and are overly inclusive. It should not be interpreted in the sense of or in the sense of being excessively reduced. In addition, when the technical terms used herein are incorrect technical terms that do not accurately represent the spirit of the present invention, it should be replaced with technical terms that can be understood correctly by those skilled in the art. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted as defined in the dictionary or according to the context before and after, and should not be interpreted in an excessively reduced sense.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms used herein include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components, or various steps described in the specification, wherein some of the components or some of the steps It should be construed that it may not be included or may further include additional components or steps.

또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffixes "module" and "unit" for the components used herein are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinal numbers, such as first and second, as used herein may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or similar components will be given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it is to be noted that the accompanying drawings are only for easily understanding the spirit of the present invention and are not to be construed as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.

무인비행체의 비행경로로서는, 직선뿐만 아니라 부드럽게 이동할 수 있는 곡선이 필요하다. 직선의 경우에는 시작점과 끝점만으로도 긴 구간의 비행경로 설정이 가능하지만, 곡선의 경우에는 많은 점들이 있어야만 부드러운 비행경로가 만들어질 수 있다. 하지만, 많은 점들을 이용하여 곡선의 비행경로를 설정한다면, 많은 경로점들을 설정해줘야 하기 때문에, 경로 검색시에도 계산량이 많아지게 된다.As a flight path of an unmanned aerial vehicle, not only a straight line but also a smooth moving curve is required. In the case of a straight line, it is possible to set a long flight path using only the starting point and the end point, but in the case of a curve, a smooth flight path can be made only when there are many points. However, if you set the flight path of the curve using many points, you need to set a lot of path points, so the calculation amount is increased even when searching the path.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 베지에 곡선(Bezier Curve)을 이용하여 비행경로를 설정한다.In order to solve this problem, in an embodiment of the present invention, a flight path is set using a Bezier curve.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선을 이용한 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a flight path setting method using a Bezier curve according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, A, B, C는 각각 시작점, 조절점, 및 끝점을 나타내고, P는 곡선상의 점을 나타낸다. P는 다음의 수학식 1에 0 ~ 1 사이의 t 값을 입력하여 구할 수 있다.Referring to FIG. 1, A, B, and C represent a starting point, a control point, and an end point, respectively, and P represents a point on a curve. P can be obtained by inputting a t value between 0 and 1 in Equation 1 below.

Figure 112017064427364-pat00001
Figure 112017064427364-pat00001

여기서, A, B, C는 각각 시작점, 조절점, 및 끝점을 나타내고, P(t)는 곡선상의 점을 나타낸다.Here, A, B, and C represent a starting point, a control point, and an end point, respectively, and P (t) represents a point on a curve.

도 2는 △t에 따른 베지에 곡선의 생성점을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a generation point of a Bezier curve according to Δt.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, △t가 0.5인 경우, 생성점이 한 개이고, 두 개의 직선으로 곡선이 만들어지기 때문에 곡선이 부드럽지 못하다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, △t가 0.25인 경우, 생성점이 3개이고, 도 2의 (a)보다 부드러운 곡선을 얻을 수 있다. 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, △t가 0.1인 경우, 생성점이 9개이고, 도 2의 (b)보다 훨씬 부드러운 곡선을 얻을 수 있다.As shown in (a) of FIG. 2, when Δt is 0.5, the curve is not smooth because there is one generation point and the curve is made with two straight lines. As shown in FIG. 2B, when Δt is 0.25, three generation points are obtained, and a smoother curve can be obtained than in FIG. 2A. As shown in FIG. 2C, when Δt is 0.1, nine generation points are obtained, and a much smoother curve can be obtained than in FIG. 2B.

이처럼, △t가 작아질수록 많은 점들이 곡선의 비행경로를 이루고, 부드러운 비행경로를 만들 수 있다.As such, as DELTA t decreases, many points form a curved flight path and a smooth flight path can be made.

도 3은 조절점의 위치에 따른 다양한 형태의 베지에 곡선을 보여주는 도면이다.3 is a view showing various types of Bezier curves depending on the position of the control point.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에 위치하는 경우, 베지에 곡선은 직선이다.As shown in (a) of FIG. 3, when the control point B is located on a straight line connecting the start point A and the end point B, the Bezier curve is a straight line.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 약간 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 약간 곡선을 이루게 된다.As shown in (b) of FIG. 3, when the control point B is slightly away from the straight line connecting the start point A and the end point B, the Bezier curve is slightly curved.

도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 도 3의 (b)의 조절점(b)보다 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 더 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 도 3의 (b)의 베지에 곡선보다 더 곡선을 이루게 된다.As shown in (c) of Figure 3, when the control point (B) is farther from the straight line connecting the start point (A) and the end point (B) than the control point (b) of FIG. The curve is more curved than the Bezier curve of Figure 3 (b).

도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 조절점(B)이 도 3의 (c)의 조절점(b)보다 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 좀 더 멀어지는 경우, 베지에 곡선은 도 3의 (c)의 베지에 곡선보다 좀 더 곡선을 이루게 된다.As shown in (d) of Figure 3, when the control point (B) is farther from the straight line connecting the start point (A) and the end point (B) than the control point (b) of FIG. The Bezier curve is more curved than the Bezier curve of FIG.

이처럼, 조절점(B)이 시작점(A)와 끝점(B)을 연결한 직선에서 점점 멀어짐에 따라 베지에 곡선은 점점 더 굽어지게 된다.In this way, as the control point (B) is further away from the straight line connecting the start point (A) and the end point (B), the Bezier curve becomes more and more curved.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.4 is a block diagram showing a schematic configuration of a system for unmanned aerial vehicle automatic operation based on a wireless communication network according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 시스템은 무인비행체(100), 무인비행체 지상운용 시스템(200), 및 교통관제 시스템(300) 등을 포함한다. 여기서, 무인비행체(100), 무인비행체 지상운용 시스템(200), 및 교통관제 시스템(300)은 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망을 통해 연결될 수 있다.Referring to FIG. 4, a wireless communication network based unmanned aerial vehicle automatic operation operating system according to an embodiment of the present invention includes an unmanned aerial vehicle 100, an unmanned aerial vehicle ground operation system 200, a traffic control system 300, and the like. . Here, the unmanned aerial vehicle 100, the unmanned aerial vehicle ground management system 200, and the traffic control system 300 may be connected through a wireless communication network such as 3G, LTE, and LTE-A.

무인비행체(100)는 무선통신 모뎀과 WLAN(Wireless LAN) 모뎀을 포함하고, 무선통신 모뎀과 WLAN 모뎀은 외부 메모리(External memory) 혹은 프로세서 간 통신(Inter-Processor Communication; IPC)을 통해 데이터 교환을 수행할 수 있다. 여기서, 무선통신 모뎀은 일 예로서 LTE 모뎀이 될 수 있다. 또한, WLAN 모뎀은 WiFi, M-Wimax, 및 블루투스(Bluetooth) 등의 다양한 형태를 지원할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 100 includes a wireless modem and a wireless LAN (WLAN) modem, and the wireless modem and the WLAN modem exchange data through external memory or inter-processor communication (IPC). Can be done. Here, the wireless communication modem may be an LTE modem as an example. In addition, the WLAN modem may support various forms such as WiFi, M-Wimax, and Bluetooth.

한편, 본 발명에 따른 무인비행체(100)는 후술하는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 지상제어정보에 따라 정해진 비행경로를 따라 무인으로 비행하면서, 비행체 ID, 비행경로 수신 상태, 비행제어명령 수신 상태, 및 비행상태 등을 포함하는 비행정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 여기서, 비행상태는, 회전운동상태(Rotational States)와 병진운동상태(Translational States)로 정의된다. 회전운동상태는 ‘요(Yaw)’, ‘피치 (Pitch)’, ‘롤 (Roll)’을 의미하며, 병진운동상태는 경도, 위도, 고도, 속도를 의미한다.On the other hand, the unmanned aerial vehicle 100 according to the present invention while flying unmanned along the flight path determined according to the ground control information of the unmanned aerial vehicle ground operation system to be described later, receiving the aircraft ID, flight path reception state, flight control command Flight information including the status, flight status, etc. may be transmitted to the unmanned aerial vehicle ground management system 200 via the traffic control system 300. Here, the flight state is defined as a rotational state and a translational state. Rotational movement state means 'Yaw', 'Pitch', 'Roll', and the translational state means longitude, latitude, altitude, and speed.

여기서, ‘롤’, ‘피치’, 및 ‘요’는 오일러 (Euler) 각도라 부르며, 비행기 기체좌표 x,y,z 세 축이 어떤 특정 좌표, 예를 들어, NED 좌표 N, E, D 세 축에 대하여 회전된 각도를 나타낸다. 비행기 전면이 기체좌표의 z축을 기준으로 좌우로 회전할 경우, 기체좌표의 x축은 NED 좌표의 N축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "요"(Ψ)라고 한다. 비행기의 전면이 오른쪽으로 향한 y축을 기준으로 상하로 회전을 할 경우, 기체좌표의 z축은 NED 좌표의 D축에 대하여 각도 차이가 생기게 되며, 이 각도를 "피치"(θ)라고 한다. 비행기의 동체가 전면을 향한 x축을 기준으로 좌우로 기울게 될 경우, 기체좌표의 y축은 NED 좌표의 E축에 대하여 각도가 생기게 되며, 이 각도를 "롤"(Φ)이라 한다.Here, 'roll', 'pitch', and 'yo' are called Euler angles, where the three axes x, y, z of the aircraft's aircraft coordinates are some specific coordinates, e.g., NED coordinates N, E, D three. Represents an angle rotated about an axis. If the front of the plane rotates left and right with respect to the z-axis of the aircraft coordinates, the x-axis of the aircraft coordinates will have an angular difference with respect to the N-axis of the NED coordinates, which is called "yaw" (Ψ). If the front of the plane rotates up and down with respect to the y-axis toward the right, the z-axis of the aircraft coordinates will have an angle difference with respect to the D-axis of the NED coordinate, and this angle is called "pitch" (θ). If the aircraft's fuselage is tilted left and right with respect to the front x-axis, the y-axis of the aircraft coordinates will be angled with respect to the E-axis of the NED coordinates, which is referred to as "roll" (Φ).

또한, 무인비행체(100)는 타 무인비행체와의 상호 통신을 통해 경로진출입, 무인비행체 간 거리, 및 교차로 교행을 판단할 수 있다.In addition, the unmanned aerial vehicle 100 may determine route entry and exit, distance between unmanned aerial vehicles, and intersection intersection through mutual communication with other unmanned aerial vehicles.

무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)와 마찬가지로 무선통신 모뎀과 WLAN 모뎀을 포함할 수 있다. 따라서, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 비상 및 운영 관리를 위해서 근거리 통신이 가능한 WLAN 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어하고, 또한, 무선통신 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어한다.The unmanned aerial vehicle ground management system 200 may include a wireless communication modem and a WLAN modem like the unmanned aerial vehicle 100. Therefore, the unmanned aerial vehicle ground management system 200 controls the flight of the unmanned aerial vehicle 100 through a WLAN modem capable of short-range communication for emergency and operational management, and also the flight of the unmanned aerial vehicle 100 through a wireless communication modem. To control.

이하에서는, 무인비행체 지상운용 시스템(200)이 무선통신 모뎀을 통해 무인비행체(100)의 비행을 제어하는 것을 기준으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 will be described based on controlling the flight of the unmanned aerial vehicle 100 through a wireless communication modem.

무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무선통신망을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 교통관제 시스템(300)으로부터 비행경로를 수신한 후, 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체(100)로 전송하여 무인비행체(100)의 비행을 제어한다. 여기서, 비행제어명령은 비행의 시작 및 종료를 나타내는 신호로서, 무인비행체(100)의 속도 및 고도 등의 제어정보를 포함할 수도 있다.The unmanned aerial vehicle ground management system 200 transmits flight plan information including a flight ID, a flight time, an arrival and departure point, and a waypoint through a wireless communication network to the traffic control system 300, thereby flying the flight path of the unmanned aerial vehicle 100. Request, and after receiving the flight path from the traffic control system 300, the ground control information, including the vehicle ID, flight path, flight control command, etc. via the traffic control system 300 unmanned aerial vehicle 100 By transmitting to control the flight of the unmanned aerial vehicle (100). Here, the flight control command is a signal indicating the start and end of the flight, and may include control information such as speed and altitude of the unmanned aerial vehicle 100.

또한, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신할 수 있다. 이와 더불어, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무인비행체(100)의 비행 중에도 비행경로를 동적으로 수정할 수 있음은 물론이다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 자세한 구성에 대해서는 도 5에서 설명하기로 한다.In addition, the unmanned aerial vehicle ground management system 200 may receive flight information from the unmanned aerial vehicle 100. In addition, the unmanned aerial vehicle ground management system 200 can also dynamically modify the flight path during the flight of the unmanned aerial vehicle 100, of course. Such a detailed configuration of the unmanned aerial vehicle ground management system 200 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

교통관제 시스템(300)은 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하고, 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 교통관제 시스템(300)은 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 지상제어정보를 수신하고, 수신한 지상제어정보를 무선통신망을 통해 무인비행체(100)로 전달한다. 교통관제 시스템(300)은 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다.The traffic control system 300 searches for the flight path in consideration of the no-fly zone, obstacles, flight time, and traffic volume in the entire route according to the flight path request of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200, and searches the searched flight paths in a wireless communication network. Through the unmanned aerial vehicle to the ground operation system 200. The traffic control system 300 receives ground control information from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200, and transmits the received ground control information to the unmanned aerial vehicle 100 through a wireless communication network. The traffic control system 300 receives flight information from the unmanned aerial vehicle 100 and transmits the received flight information to the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through a wireless communication network.

또한, 교통관제 시스템(300)은 비행경로가 설정되어 있지 않은 지역에 대해서는 디지털 무빙 맵(Digital Moving Map; DMM) 기반의 충돌정보 및 회피경로를 제공할 수 있다.In addition, the traffic control system 300 may provide collision information and an avoidance path based on a digital moving map (DMM) for an area where a flight path is not set.

한편, 본 발명에 따른 교통관제 시스템(300)은 전술한 동작을 수행하기 위해, 무인비행체 관리 데이터베이스(310), 비행경로 관리 서버(320), 및 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the traffic control system 300 according to the present invention may include a drone management database 310, a flight path management server 320, and a flight information relay and monitoring server 330 to perform the above-described operation. Can be.

무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 ID 정보, 인증 정보, 및 등급 정보 등을 포함한다. ID 정보는 다수의 비행체 ID를 포함한다. 인증 정보는 각각의 비행체 ID에 대응되는 무인비행체에 대한 성능 정보를 나타낸다. 등급 정보는 소형, 중형, 및 대형 등과 같은 무인비행체의 하드웨어적인 분류를 나타내고, 인증 정보에 포함될 수 있다.The unmanned aerial vehicle management database 310 includes ID information, authentication information, and grade information. The ID information includes a plurality of vehicle IDs. The authentication information indicates performance information on the unmanned aerial vehicle corresponding to each aircraft ID. The grade information represents a hardware classification of the unmanned aerial vehicle such as small, medium, and large, and may be included in the authentication information.

무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 후술한 비행경로 관리 서버(320)의 인증 요청에 따라 비행계획 정보에 포함된 비행체 ID와 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 저장된 ID 정보를 비교하여 비행체 ID가 등록되어 있는지 여부를 판단하고, 비행체 ID가 등록되어 있는 경우, 비행체 ID에 대응되는 인증 정보 및 등급 정보를 참조하여 무인비행체(100)에 대한 인증을 수행한다.The unmanned aerial vehicle management database 310 compares the flying vehicle ID included in the flight plan information with the ID information stored in the unmanned aerial vehicle management database 310 according to the authentication request of the flight path management server 320 to be described later. If it is determined whether the aircraft ID is registered, the authentication of the unmanned aerial vehicle 100 is performed with reference to the authentication information and the grade information corresponding to the aircraft ID.

비행경로 관리 서버(320)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)과 데이터를 송수신하기 위해 무선통신 모뎀을 포함한다. 비행경로 관리 서버(320)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 비행계획 정보를 수신하면, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)로 무인비행체(100)의 인증을 요청하고, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 의해 무인비행체(100)의 인증이 완료된 경우, 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하며, 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버(320)의 자세한 구성에 대해서는 도 6에서 설명하기로 한다.The flight path management server 320 includes a wireless communication modem for transmitting and receiving data to and from the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through a wireless communication network. When the flight path management server 320 receives the flight plan information from the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through a wireless communication network, requests the authentication of the unmanned aerial vehicle 100 to the unmanned aerial vehicle management database 310, and manages the unmanned aerial vehicle When the certification of the unmanned aerial vehicle 100 is completed by the database 310, the flight path is searched in consideration of the no-fly zone, obstacles, flight time, and traffic volume in the entire route, and the searched flight path is performed through the wireless communication network. Transmission to the ground operation system 200. Such a detailed configuration of the flight path management server 320 according to an embodiment of the present invention will be described in FIG. 6.

비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 비행경로 관리 서버(320)와 마찬가지로 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200) 및 무인비행체(100)와 데이터를 송수신하기 위해 무선통신 모뎀을 포함한다. 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 지상제어정보를 수신하고, 수신한 지상제어정보를 무인비행체(100)로 전달한다. 그리고, 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다.The flight information relay and monitoring server 330, like the flight path management server 320, includes a wireless communication modem to transmit and receive data to and from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 and the unmanned aerial vehicle 100 through a wireless communication network. The flight information relay and monitoring server 330 receives ground control information from the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through a wireless communication network, and transmits the received ground control information to the unmanned aerial vehicle 100. The flight information relay and monitoring server 330 receives flight information from the unmanned aerial vehicle 100 and transmits the received flight information to the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 through a wireless communication network.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.5 is a block diagram showing a schematic configuration of the unmanned aerial vehicle ground operation system according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 입력부(210), 표시부(220), 제어부(230), 무선통신 모뎀(240), 및 WLAN 모뎀(250) 등을 포함한다.Referring to FIG. 5, the unmanned aerial vehicle ground management system 200 according to the embodiment of the present invention includes an input unit 210, a display unit 220, a control unit 230, a wireless communication modem 240, and a WLAN modem 250. And the like.

입력부(210)는 물리적 키보드(Key Board), 조이스틱(Joystick), 휠 키(Wheel Key), 및 터치 패드(Touch Pad) 등과 같은 입력 수단들 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 형성될 수 있다. 특히, 터치 패드가 표시부(220)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 부를 수 있다. 입력부(210)는 사용자로부터 입력 동작을 받아들여, 무인비행체(100)의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 즉, 입력부(210)는 사용자로부터 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보와 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 입력받을 수 있다.The input unit 210 may be formed of any one or a combination of input means such as a physical keyboard, a joystick, a wheel key, and a touch pad. In particular, when the touch pad has a mutual layer structure with the display unit 220, this may be referred to as a touch screen. The input unit 210 receives an input operation from a user and generates input data for controlling the operation of the unmanned aerial vehicle 100. That is, the input unit 210 may receive, from the user, flight plan information including flight ID, flight time, arrival and departure point, and waypoint, and ground control information including flight ID, flight path, and flight control command. have.

표시부(220)는 DLP(Digital Light Processing), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Penal), CRT(Cathode Ray Tube) 및 LED(Light Emitting Diode) 방식 중 어느 하나일 수 있다. 표시부(220)는 무인비행체(100)의 비행을 계획하고 제어하기 위한 다수의 메뉴, 다수의 비행경로점을 포함하는 비행경로, 및 무인비행체의 비행 상태 등을 표시할 수 있다.The display unit 220 may be any one of a digital light processing (DLP), a liquid crystal display (LCD), a plasma display penal (PDP), a cathode ray tube (CRT), and a light emitting diode (LED) method. The display unit 220 may display a plurality of menus for planning and controlling a flight of the unmanned aerial vehicle 100, a flight path including a plurality of flight path points, and a flight state of the unmanned aerial vehicle.

제어부(230)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(230)는 비행 계획부(232), 비행 제어부(234), 및 비행상태 감시부(236)를 포함한다. 제어부(230)는 무선통신 모뎀(240) 또는 WLAN 모뎀(250)을 통해 무인비행체(100) 및 교통관제 시스템(300)으로 신호를 전송하고, 무인비행체(100) 및 교통관제 시스템(300)으로부터 각종 정보를 수신하여 디코딩하고, 디코딩된 정보를 표시부(220)에 나타낸다.The controller 230 controls the overall operation of the unmanned aerial vehicle ground management system 200. To this end, the controller 230 includes a flight planning unit 232, a flight control unit 234, and a flight state monitoring unit 236. The controller 230 transmits a signal to the unmanned aerial vehicle 100 and the traffic control system 300 through the wireless communication modem 240 or the WLAN modem 250, and from the unmanned aerial vehicle 100 and the traffic control system 300. Various types of information are received and decoded, and the decoded information is displayed on the display unit 220.

즉, 비행 계획부(232)는 무선통신 모뎀(240)을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 교통관제 시스템(300)으로부터 비행경로를 수신한다. 비행 제어부(234)는 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 교통관제 시스템(300)을 경유하여 무인비행체(100)로 전송하여 무인비행체(100)의 비행을 제어한다. 비행상태 감시부(236)는 무선통신 모뎀(240)을 통해 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)를 경유하여 무인비행체(100)로부터 비행정보를 수신하고, 수신한 비행정보를 표시부(220)를 통해 표시한다.That is, the flight planning unit 232 transmits the flight plan information including the flight ID, flight time, arrival and departure points, and waypoints through the wireless communication modem 240 to the traffic control system 300 to the unmanned aerial vehicle 100 Request a flight path, and receive the flight path from the traffic control system 300. The flight controller 234 controls the flight of the unmanned aerial vehicle 100 by transmitting ground control information including a vehicle ID, a flight path, and a flight control command to the unmanned aerial vehicle 100 through the traffic control system 300. do. The flight status monitoring unit 236 receives flight information from the unmanned aerial vehicle 100 via the flight information relay and monitoring server 330 through the wireless communication modem 240, and displays the received flight information on the display unit 220. Display through.

무선통신 모뎀(240)은 전술한 바와 같이 교통관제 시스템(300)과 데이터를 송수신하기 위해, 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망에 접속할 수 있는 모뎀이 될 수 있다.As described above, the wireless communication modem 240 may be a modem capable of connecting to a wireless communication network such as 3G, LTE, and LTE-A in order to transmit and receive data with the traffic control system 300.

WLAN 모뎀(250)은 무인비행체(100)의 비상 및 운영 관리를 위해서 WiFi, M-Wimax, 블루투스(Bluetooth) 등의 다양한 형태를 지원할 수 있다.The WLAN modem 250 may support various forms such as WiFi, M-Wimax, and Bluetooth for emergency and operational management of the unmanned aerial vehicle 100.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.6 is a block diagram showing a schematic configuration of a flight path management server according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 비행경로 관리 서버(320)는 비행경로 생성부(322), 비행경로 저장부(324), 비행경로 검색부(326), 및 비행경로 제공부(328)를 포함한다. 이외에도, 비행경로 관리 서버(320)는 비행금지 구역, 장애물, 및 교통량을 각각 관리하는 다수의 기능부를 더 포함할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 비행경로 관리 서버(320)는 후술하는 디지털 무빙 맵 생성 장치에 상응하며, 디지털 무빙 맵 생성 장치의 자세한 구성에 대해서는 도 10에서 설명하기로 한다.Referring to FIG. 6, the flight path management server 320 according to an embodiment of the present invention includes a flight path generation unit 322, a flight path storage unit 324, a flight path search unit 326, and a flight path providing unit. 328. In addition, the flight path management server 320 may further include a plurality of functional units that respectively manage a no-fly zone, an obstacle, and a traffic volume. In addition, the flight path management server 320 according to the present invention corresponds to the digital moving map generating device to be described later, the detailed configuration of the digital moving map generating device will be described in FIG.

비행경로 생성부(322)는 지도, 위성 데이터, 및 장애물을 이용하여 레이어 맵 형태로 비행경로로서, 디지털 무빙 맵을 생성하여 비행경로 저장부(324)에 저장한다. 이때, 비행경로 생성부(322)는 베지에 곡선을 이용하여 적어도 두 개의 노드를 연결하여 비행경로, 즉, 노드라인을 생성하고, 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성하며, 생성된 전체 경로 집합을 비행경로 저장부(324)에 저장한다. 여기서, 장애물은 수치 표면 모델(Digital Surface Model; DSM)로 구현될 수 있다. 또한, 비행경로 생성부(322)는 비행경로 저장부(324)에 저장된 비행경로를 폐쇄할 수도 있다. 이에, 비행경로 저장부(324)는 비행경로 생성부(322)에서 생성된 비행경로를 전체 항로에 추가하거나, 비행경로 생성부(322)의 요청에 따라 전체 항로에서 특정 비행경로를 삭제할 수 있다.The flight path generation unit 322 generates a digital moving map as a flight path in the form of a layer map using a map, satellite data, and obstacles, and stores the digital moving map in the flight path storage unit 324. In this case, the flight path generation unit 322 connects at least two nodes using a bezier curve to generate a flight path, that is, a node line, and generates an entire path set composed of a plurality of nodes or a plurality of node lines. The entire set of generated paths is stored in the flight path storage unit 324. Here, the obstacle may be implemented as a digital surface model (DSM). In addition, the flight path generation unit 322 may close the flight path stored in the flight path storage unit 324. Thus, the flight path storage unit 324 may add the flight path generated by the flight path generator 322 to the entire route, or may delete a specific flight path from the entire route at the request of the flight path generator 322. .

비행경로 검색부(326)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 비행경로 저장부(326)에 저장된 전체 항로에서 비행 제한속도, 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통망, 즉, 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 및 노드의 이용 가능 여부(금지구역) 등을 포함하는 각 노드의 노드 속성을 고려하여 비행경로 저장부(324)에 저장된 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하고, 검색된 비행경로를 비행경로 제공부(328)를 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다.The flight path search unit 326, according to the flight path request of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200, the flight speed limit, no fly zone, obstacles, flight time, and the traffic network, in the entire route stored in the flight path storage unit 326, That is, the entire set of paths stored in the flight path storage unit 324 in consideration of the node attributes of each node including the speed limit that can pass through the node, the current traffic volume of the node, and the availability of the node (prohibited area). Search for the flight path, and transmits the searched flight path to the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through the flight path providing unit 328.

비행경로 제공부(328)는 전술한 바와 같이 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 무인비행체(100)의 비행경로를 요청받고, 비행경로 검색부(326)에 의해 검색된 무인비행체(100)의 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이를 위해, 비행경로 제공부(328)는 3G, LTE, 및 LTE-A 등의 무선통신망에 접속할 수 있는 모뎀을 포함할 수 있다.The flight path provider 328 receives the flight path of the unmanned aerial vehicle 100 from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 as described above, and the flight of the unmanned aerial vehicle 100 retrieved by the flight path search unit 326. The route is transmitted to the unmanned aerial vehicle ground management system 200 through a wireless communication network. To this end, the flight path providing unit 328 may include a modem capable of accessing a wireless communication network such as 3G, LTE, and LTE-A.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 베지에 곡선의 실시간 보간을 통한 무인비행체의 비행경로 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a view for explaining a method for setting a flight path of an unmanned aerial vehicle through real-time interpolation of a Bezier curve according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, A는 제1 구간의 시작점을 나타내고, B는 제1 구간의 조절점을 나타내며, C는 제1 구간의 끝점이면서 제2 구간의 시작점이 된다. 또한, D는 제2 구간의 조절점을 나타내고, E는 제2 구간의 끝점을 나타낸다.Referring to FIG. 7, A represents a start point of the first section, B represents a control point of the first section, and C represents an end point of the first section and a start point of the second section. In addition, D represents the control point of the second section, E represents the end point of the second section.

도 7의 (a)를 참조하면, 무인비행체(100)가 제1 구간을 지날 때 탐색 경계구(700) 바깥의 첫번째 지점인 제3 경로점(P3)의 위치를 수학식 1을 통해 구하고, 그 위치를 무인비행체(100)의 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제3 경로점(P3)은 수학식 1에서 t=0.6인 지점이다.Referring to FIG. 7A, when the unmanned aerial vehicle 100 passes the first section, the position of the third route point P3, which is the first point outside the search boundary 700, is obtained through Equation 1, The position is set as the flight target point of the unmanned aerial vehicle 100. In this case, the third path point P3 is a point at which t = 0.6 in Equation 1.

도 7의 (b)를 참조하면, 제3 경로점(P3)이 무인비행체(100)의 탐색 경계구(700) 안에 들어오면, 그 다음 지점인 제4 경로점(P4)의 위치를 수학식 1을 통해 구하고, 그 위치를 무인비행체(100)의 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제4 경로점(P4)은 수학식 1에서 t=0.8인 지점이다.Referring to FIG. 7B, when the third route point P3 enters the search boundary 700 of the unmanned aerial vehicle 100, the position of the fourth route point P4, which is the next point, is represented by the following equation. Obtain through 1, and set the position to the flight target point of the unmanned aerial vehicle 100. In this case, the fourth path point P4 is a point at which t = 0.8 in Equation 1.

도 7의 (c)를 참조하면, 제4 경로점(P4)이 무인비행체(100)의 탐색 경계구(700) 안에 들어오면, 그 다음 지점은 t=0인 지점이면서 그 다음 구간의 시작점인 C가 된다. 이때, 수학식 1은 C, D, E를 사용하고, t는 0으로 초기화된다.Referring to FIG. 7C, when the fourth path point P4 enters the search boundary 700 of the unmanned aerial vehicle 100, the next point is a point where t = 0 and a starting point of the next section. Becomes C. In this case, Equation 1 uses C, D, and E, and t is initialized to zero.

이와 같은 방식으로, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체(100)는 구간을 비행하게 되고, t의 증분을 더 작게 할수록 무인비행체(100)는 부드럽게 이동할 수 있다.In this manner, the unmanned aerial vehicle 100 according to the embodiment of the present invention will fly a section, and as the increment of t becomes smaller, the unmanned aerial vehicle 100 can move smoothly.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합의 자료연결 구조를 나타낸 도면이다.8 is a diagram illustrating a data connection structure of a full path set according to an embodiment of the present invention.

무인비행체(100)가 자동으로 비행하기 위해서는 비행경로점들을 가지고 있어야 하는데, 이러한 비행경로점들은 전체 경로 집합에서 검색된다. 이러한 비행경로점들을 빠르고 효과적으로 검색하기 위해서는 도 8과 같은 전체 경로점들을 유기적으로 결합한 자료연결 구조(800)가 요구된다.The unmanned aerial vehicle 100 must have flight path points in order to fly automatically, and these flight path points are retrieved from the entire path set. In order to quickly and effectively search for these flight path points, a data connection structure 800 that organically combines the entire path points as shown in FIG. 8 is required.

도 8을 참조하면, 각 경로는 노드(810)가 된다. 각 노드들(810)이 연결되어 이루는 하나의 선은 노드라인(820)이 된다. 이때, 최소한 두 개의 노드만 있으면 노드라인이 구성될 수 있다. 또한, 노드(810)와 노드라인(820)들이 모여 전체 경로 집합이 되는데, 이를 링크드리스트(LinkedList)(830)라 한다.Referring to FIG. 8, each path is a node 810. One line formed by connecting the nodes 810 is the node line 820. At this time, the node line may be configured if there are at least two nodes. In addition, the node 810 and the node line 820 gather together to form a complete path set, which is referred to as a linked list 830.

자료연결 구조(800)에서는, 노드들(810) 간에 링크드리스트될 수 있고, 또한 노드라인들(820) 간에도 링크드리스트될 수 있음은 물론이다. 또한, 한 노드에서 다른 노드로 분기될 때 모노드가 분기되는 자노드의 주소 정보를 가지고 있고, 이를 통해 노드 간에 링크가 생기며, 이는 후술하는 분기노드 정보에 기재된다.In the data connection structure 800, it may be linked between the nodes 810, and may also be linked between the node lines 820. In addition, when a node is branched from one node to another node, the node has address information of a branched node, and thus a link is formed between the nodes, which is described in the branch node information described below.

각각의 노드(810)는 자신의 노드번호(Node Number), 스플라인 조절점 위치(Spline Control Point), 노드 위치(Node Points), 이전 노드 정보(Previous Node Address), 다음 노드 정보(Next Node Address), 분기노드 수(Number of Branch Node), 다른 노드로 분기하는 데 필요한 분기노드 정보(Branch Node Address), 자신이 속해 있는 노드라인의 정보(Node Line Address), 및 노드의 속성을 담고 있는 노드 속성 정보 등을 포함할 수 있다. 노드 속성은 앞에서 전술한 바와 같이, 각 노드의 특징을 나타내는 것으로서, 예를 들어, 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 노드를 이용 가능할 수 있는지 여부, 및 무인비행체가 노드를 통과할 때 전송되는 메시지 등을 포함할 수 있고, 그 밖에 다양한 속성을 포함할 수 있다.Each node 810 has its own Node Number, Spline Control Point, Node Points, Previous Node Address, Next Node Address. Node attributes including the number of branch nodes, the branch node information needed to branch to another node, the node line address to which it belongs, and the node attributes. Information and the like. Node attributes, as described above, represent the characteristics of each node, for example, the speed limit that can pass through the node, the current traffic of the node, whether the node is available, and the unmanned aerial vehicle passes through the node. The message may be transmitted when the message is transmitted, and various other attributes may be included.

각각의 노드라인(820)은 자신의 노드라인 번호(Node Line Number), 이전 노드라인 정보(Previous Node Line Address), 다음 노드라인 정보(Next Node Line Address), 노드라인의 속성을 담고 있는 노드라인 속성(Node Line Property) 정보, 자신에게 속해 있는 노드의 수(Number of Node), 시작 노드 정보(Start Node Address), 및 끝 노드 정보(End Node Address) 등을 포함할 수 있다.Each node line 820 includes its own node line number, previous node line address, next node line information, and node line attributes. Node line property information, the number of nodes belonging to the node (Number of Node), the start node information (Start Node Address), and the end node information (End Node Address) may be included.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.9 is a view for explaining a method for searching a flight path in the entire set of paths according to an embodiment of the present invention.

도 9를 참조하면, S는 노드라인의 시작 노드를 나타내고, E는 노드라인의 끝 노드를 나타내며, 제0 노드(0), 제1 노드(1), ..., 제11 노드(11)는 노드라인의 노드목록을 나타낸다. 또한, 점선은 노드 간의 링크를 나타낸다.Referring to FIG. 9, S denotes a start node of a node line, E denotes an end node of a node line, and a zeroth node (0), a first node (1), ..., an eleventh node (11). Indicates a list of nodes in the node line. Also, dashed lines represent links between nodes.

이하에서는, 노드 속성으로서 교통량을 예로 들어, 본 발명의 실시예에 따른 전체 경로 집합에서 비행경로를 검색하는 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of searching for a flight path in the entire set of paths according to an embodiment of the present invention will be described by using traffic as a node attribute as an example.

우선, 시작 노드인 제0 노드(0)로부터 제1 노드(1)를 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제1 노드(1)에 링크가 존재하기 때문에, 제2 노드(2)와 제2-1 노드(2-1)의 노드 속성을 고려하여 제2 노드(2)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제2 노드(2)의 교통량이 제2-1 노드(2-1)의 교통량보다 적기 때문에 제2 노드(2)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.First, the first node 1 is set as the flight target point from the first node 0, which is the start node. Since the link exists in the first node 1, the second node 2 is set as the next flight target point in consideration of the node attributes of the second node 2 and the second-first node 2-1. do. At this time, since the traffic volume of the second node 2 is smaller than the traffic volume of the 2-1 node 2-1, the second node 2 is set as the next flight target point.

이후, 제3 노드(3)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서 제4 노드(4)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제4 노드(4)에도 링크가 존재하기 때문에, 제5 노드(5)와 제5-1 노드(5-1)의 노드 속성을 고려하여 제5 노드(5)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제5 노드(5)의 교통량이 제5-1 노드(5-1)의 교통량보다 적기 때문에 제5 노드(5)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.Thereafter, the third node 3 is set as the next flight target point, and then the fourth node 4 is set as the next flight target point. Since the link is also present in the fourth node 4, the fifth node 5 is set as the next flight target point in consideration of the node attributes of the fifth node 5 and the fifth-first node 5-1. do. At this time, since the traffic volume of the fifth node 5 is smaller than that of the fifth node 5-1, the fifth node 5 is set as the next flight target point.

이후, 제6 노드(6)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서, 제7 노드(7)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 그리고, 제7 노드(7)에도 링크가 존재하기 때문에, 제8 노드(8)와 제8-1 노드(8-1)의 노드 속성을 고려하여 제8 노드(8)를 다음 비행목표점으로 설정한다. 이때, 제8 노드(8)의 교통량이 제8-1 노드(8-1)의 교통량보다 적기 때문에 제8 노드(8)를 다음 비행목표점으로 설정하였다.Thereafter, the sixth node 6 is set as the next flight target point, and then the seventh node 7 is set as the next flight target point. Since the link is also present in the seventh node 7, the eighth node 8 is set as the next flight target point in consideration of the node attributes of the eighth node 8 and the eighth-first node 8-1. do. At this time, since the traffic volume of the eighth node 8 is smaller than the traffic volume of the eighth-first node 8-1, the eighth node 8 is set as the next flight target point.

이후, 제9 노드(9)를 다음 비행목표점으로 설정하고, 이어서 제10 노드(10)를 다음 비행목표점으로 설정하며, 이어서 제11 노드(11)를 끝 노드로 설정한다.Thereafter, the ninth node 9 is set as the next flight target point, and then the tenth node 10 is set as the next flight target point, and then the eleventh node 11 is set as the end node.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for generating a digital moving map according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)는 디지털 맵 인코딩부(1100), 데이터베이스부(1200), 및 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(130)는 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)의 내부에 포함되지 않고, 별도의 장치로 마련될 수 있다.Referring to FIG. 10, the apparatus for generating a digital moving map 1000 according to the present invention may include a digital map encoding unit 1100, a database unit 1200, and a digital moving map service providing apparatus 130. Here, the digital moving map service providing apparatus 130 may not be included in the digital moving map generating apparatus 1000 but may be provided as a separate device.

디지털 맵 인코딩부(1100)는 다양한 전자지도를 무인비행체 지상운용 시스템(200)에서 사용하기 용이하도록 최적화된 데이터베이스를 생성 및 관리하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 다양한 종류의 외부 데이터를 디지털 무빙 맵으로 변환할 수 있다.The digital map encoding unit 1100 performs a function of generating and managing a database optimized for easy use of various electronic maps in the unmanned aerial vehicle ground management system 200. To this end, the digital map encoder 1100 may convert various kinds of external data into a digital moving map.

구체적으로는, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신하고, 수신한 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 기저장된 라이브러리를 통해 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환한다. 여기서, 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리로서, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 이 라이브러리를 통해 bmp, jpg, tiff, 및 img 등의 이미지 데이터를 읽고 쓸 수 있고, shp, dbf, shx, 및 klm 등의 백터 데이터를 읽고 쓸 수 있다.Specifically, the digital map encoding unit 1100 receives maps, obstacle information, and no-fly / restricted zone information and satellite image and terrain altitude information, which are image data, from the outside, and receives the received map, satellite image, Terrain altitude information, obstacle information, and flight prohibited / restricted area information are spatially divided by level through a pre-stored library and converted into digital moving maps. Here, the pre-stored library is a GDAL library, and the digital map encoding unit 1100 can read and write image data such as bmp, jpg, tiff, and img through this library, and use shp, dbf, shx, and klm. Can read and write vector data.

디지털 맵 인코딩부(1100)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 레벨 0부터 레벨이 한 단계씩 증가할 때마다 공간을 1/2씩 분할한다. 이때, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 라스터(Raster) 데이터, 즉, 이미지 데이터의 경우 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 이와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보가 포함하는 각각의 이미지의 속성정보를 저장할 수 있다. 또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 레벨별로 각 셀의 영상 해상도를 모두 동일하게 구축하거나 다르게 구축할 수 있다.As illustrated in FIG. 11, the digital map encoding unit 1100 divides the space by 1/2 every time the level increases from level 0 by one step. In this case, the digital map encoding unit 1100 stores raster data, that is, image data corresponding to each cell in a file, and includes coordinate information, resolution, and pixel size information. Attribute information of each image can be stored. In addition, the digital map encoder 1100 may construct the same or different image resolution of each cell for each level.

도 11을 참조하면, 레벨 0에서 셀의 개수는 N0 * N0 개이고, 셀 1개의 영상 해상도는 M0 * M0이다. 이때, 픽셀 사이즈가 L0 m이면, 셀 1개의 영역크기는 L0 * M0이 된다.Referring to FIG. 11, the number of cells at level 0 is N 0 * N 0 , and the image resolution of one cell is M 0 * M 0 . At this time, if the pixel size is L 0 m, the area size of one cell is L 0 * M 0 .

레벨 1에서 셀의 개수는 N1 * N1 개이고, 셀 1개의 영상 해상도는 M1 * M1이다. 이때, 픽셀 사이즈가 L1 m이면, 셀 1개의 영역크기는 L1 * M1이 된다.At level 1, the number of cells is N 1 * N 1 , and the image resolution of one cell is M 1 * M 1 . At this time, if the pixel size is L 1 m, the area size of one cell is L 1 * M 1 .

또, 레벨 n에서 셀의 개수는 Nn * Nn이고, 셀 1개의 영상 해상도는 Mn * Mn이다. 이때, 픽셀 사이즈가 Ln m이면, 셀 1개의 영역크기는 Ln * Mn이 된다.In addition, at the level n, the number of cells is N n * N n , and the image resolution of one cell is M n * M n . At this time, if the pixel size is L n m, the area size of one cell is L n * M n .

예를 들면, N 레벨의 해상도를 1 m로 구축할 경우, 영상의 해상도가 256 * 256이면, 셀의 크기는 256 m * 256 m가 되어야 한다.For example, when building an N-level resolution of 1 m, if the image resolution is 256 * 256, the cell size should be 256 m * 256 m.

또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 생성 장치(1000)는 장애물 정보를 갱신하기 위한 처리시간을 단축할 수 있다.In addition, when there is a request for updating obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 that controls the flight of the unmanned aerial vehicle, the digital map encoding unit 1100 processes only a cell covering a specific area including the obstacle information. The changes can be applied to all levels. Therefore, the digital moving map generating apparatus 1000 according to the present invention may shorten the processing time for updating the obstacle information.

디지털 맵 인코딩부(1100)는 장애물 정보를 버전별로 저장하고, 무인비행체 지상운용 시스템(200)이 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청시 설정에서 사용할 데이터 버전을 설정함에 따라 해당 버전의 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송할 수 있다. 여기서, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 장애물 정보를 설정에 따라 새로운 버전에 저장하거나 기존 버전에 덮어쓸 수 있음은 물론이다.The digital map encoding unit 1100 stores obstacle information for each version, and sets the version of the digital moving map of the corresponding version as the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 sets the data version to use when setting the digital moving map for the mission area. The unmanned aerial vehicle can be transmitted to the ground operation system 200. Here, the digital map encoder 1100 may store the obstacle information in a new version or overwrite the existing version according to the setting.

또한, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식할 수 있다. 이에 더해, 디지털 맵 인코딩부(1100)는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 상기 송전선을 장애물 정보로 인식할 수도 있다.In addition, the digital map encoder 1100 may recognize the transmission tower as obstacle information by analyzing satellite photographs, terrain altitude information, and obstacle information. In addition, the digital map encoding unit 1100 analyzes satellite photographs having a resolution of 50 cm to recognize insulators of each transmission tower, determines that transmission lines pass between insulators of two adjacent transmission towers, and identifies the transmission line as obstacle information. It can also be recognized as.

추가로, 본 발명에 따른 디지털 맵 인코딩부(1100)는 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 이미지 데이터를 벡터 데이터에 병합할 수도 있다.In addition, the digital map encoding unit 1100 according to the present invention extracts geographic information for each cell region from the image data and stores it as a vector object, and stores the pixel value of the cell region represented by each pixel as an attribute. In addition, image data can be merged into vector data by integrating the vector with attributes.

데이터베이스부(1200)는 디지털 맵 인코딩부(1100)에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장한다. 이를 위해, 데이터베이스부(1200)는 지형 데이터베이스, 라스터 데이터베이스, 벡터 데이터베이스, 및 장애물 데이터베이스 등과 같은 복수의 데이터베이스로 구성될 수 있다.The database unit 1200 stores the digital moving map converted by the digital map encoding unit 1100 by type, by altitude, and by area. To this end, the database unit 1200 may be composed of a plurality of databases such as a terrain database, raster database, vector database, and obstacle database.

디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 데이터베이스부(1200)에서 종류별, 고도별, 및 영역별로 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵을 검색하고, 검색된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)의 자세한 구성에 대해서는 이하에서 설명하기로 한다.The digital moving map service providing apparatus 1300 is a digital moving map for each mission area by type, altitude, and area in the database unit 1200 in response to a digital moving map request for a mission area of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200. Search and transmit the searched digital moving map to the unmanned aerial vehicle ground operation system 200. A detailed configuration of the digital moving map service providing apparatus 1300 will be described below.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치 내부의 개략적인 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.12 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an apparatus for providing a digital moving map service according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 요청 분석부(1310), 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320), 요청 처리부(1330), 및 디지털 무빙 맵 제공부(1340)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 12, the apparatus for providing a digital moving map service 1300 according to the present invention may include a request analyzer 1310, a digital moving map database manager 1320, a request processor 1330, and a digital moving map provider 1340. ) May be included.

요청 분석부(1310)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환한다.The request analyzing unit 1310 converts the area information of the mission area into an index list of the internal segmentation management system according to the digital moving map request for the mission area of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200.

즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 임무지역에 대한 영역 정보는 레벨별로 공간 분할되는데, 본 발명에 따른 요청 분석부(1310)는 레벨 0에서는 임무지역에 대한 영역 정보를 (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)로 인덱싱하고, 레벨 1에서는 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), ..., (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3)으로 인덱싱한다. 레벨 2 이상에서의 인덱싱 방법은 전술한 기재만으로도 당업자 수준에서 충분히 이해 가능하므로 그에 대한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명에 따른 요청 분석부(1310)는 위와 같은 방법을 통해 임무지역에 대한 영역 정보를 인덱스 리스트로 변환한다.That is, as shown in FIG. 11, the area information of the mission area is spatially divided by levels. The request analyzing unit 1310 according to the present invention stores the area information of the mission area at level 0 (0, 0), Index with (0, 1), (1, 0), (1, 1), and at level 1 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), .. Index with., (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3). The indexing method at level 2 or higher may be sufficiently understood by those skilled in the art even with the above description, and description thereof will be omitted. The request analyzer 1310 according to the present invention converts the area information of the mission area into an index list through the above method.

디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 요청 분석부(1310)에 의해 변환된 인덱스 리스트에서 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색하고, 데이터베이스부(1200)로부터 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 각 레벨별로 셀의 개수와 셀의 크기가 다르기 때문에, 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색한다. 즉, 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것이 바람직하다.The digital moving map database manager 1320 searches for the number of cells that span the mission area in the index list converted by the request analyzer 1310, and the digital moving map corresponding to the number of cells retrieved from the database 1200. Extract As shown in FIG. 13, since the number of cells and the size of the cells are different for each level, the digital moving map database manager 1320 may determine the number of cells and the size of the cells for each level. Search across cells. That is, the digital moving map database manager 1320 may search for the same number of cells at all levels in consideration of different cell sizes for each level.

요청 처리부(1330)는 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부(1320)에 의해 추출된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)에 적합한 포맷으로 변환한다. 예를 들면, 요청 처리부(1330)는 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환한다.The request processor 1330 converts the digital moving map extracted by the digital moving map database manager 1320 into a format suitable for the unmanned aerial vehicle ground management system 200. For example, the request processor 1330 converts image data into a GeoTiff format, and converts vector data into one of Shp, dbf, shx, and klm.

디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 요청 처리부(1330)에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다. 이때, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송한다. 또한, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터를 이미지 데이터에 합성 및 압축하여 전송할 수 있다.The digital moving map provider 1340 transmits the digital moving map converted by the request processor 1330 to the unmanned aerial vehicle ground management system 200. At this time, the digital moving map providing unit 1340 transmits the map, the obstacle information, and the flight prohibited / restricted area information as vector data, and the satellite photograph and the terrain altitude information as image data. Also, the digital moving map provider 1340 may combine vector data with image data, compress the same, and transmit the image data.

디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 이미지 데이터와 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 벡터 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터의 전송이 늦어지는 경우 이미지 데이터를 디지털 무빙 맵에서 거의 변경되지 않는 배경 지도로 이미지화한 후 벡터 데이터를 전송함으로써 빠른 속도로 디지털 무빙 맵을 사용자에게 제공할 수 있다.When the digital moving map providing unit 1340 provides the image data and the vector data in parallel, the digital moving map provider 1340 checks the transmission speed on the Internet of the unmanned aerial vehicle ground management system 200 and transmits the image data first if the transmission speed is low. You can send vector data. That is, when the transmission of the vector data is delayed, the digital moving map provider 1340 images the image data into a background map which is almost unchanged from the digital moving map, and then transmits the vector moving map to the user at high speed. Can provide.

다시 말해, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 벡터 데이터가 도착하기 전에 이미지 데이터를 전송함으로써, 사용자에게 더욱 빠른 응답 시간으로 기본 배경을 이미지 데이터로 제공하고, 상위 특정 레이어에 벡터 데이터를 제공할 수 있다.In other words, the digital moving map provider 1340 transmits the image data before the vector data arrives, thereby providing the user with a basic background as the image data with a faster response time and providing the vector data to the upper specific layer. have.

한편, 종래의 지도 정보 서비스 제공 장치는 도 14에 도시된 바와 같이, 단순히 2D 형태의 지형 고도정보를 제공하였다. 그러나, 본 발명에 따른 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 도 15에 도시된 바와 같이, 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공한다. 즉, 디지털 무빙 맵 제공부(1340)는 3D 형태의 지형 고도정보를 제공할 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 14, the conventional map information service providing apparatus simply provides terrain elevation information in a 2D form. However, the digital moving map providing unit 1340 according to the present invention provides the terrain altitude information by inserting a plane according to the altitude as shown in FIG. 15. That is, the digital moving map provider 1340 may provide terrain altitude information in a 3D form.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신망 기반의 무인비행체 자동운항 운영 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.16 is a signal flow diagram illustrating a method for operating an unmanned aerial vehicle automatic flight based on a wireless communication network according to an embodiment of the present invention.

우선, 설명에 앞서, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체 지상운용 시스템(200), 교통관제 시스템(300), 및 무인비행체(100)는 무선통신망을 통해 서로 연결된다.First, prior to description, although not shown in the drawings, the unmanned aerial vehicle ground management system 200, the traffic control system 300, and the unmanned aerial vehicle 100 according to an embodiment of the present invention are connected to each other through a wireless communication network.

도 16을 참조하면, 무인비행체 지상운용 시스템(200)은 무선통신망을 통해 비행체 ID, 비행시간, 출도착점, 및 경유점 등을 포함하는 비행계획 정보를 교통관제 시스템(300)으로 전송하여 무인비행체(100)의 비행경로를 요청한다(S612).Referring to FIG. 16, the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 transmits flight plan information including a flight ID, a flight time, an arrival and departure point, and a route point to a traffic control system 300 through a wireless communication network. The flight path of the 100 is requested (S612).

비행경로 관리 서버(320)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 비행경로 요청에 따라 무인비행체 관리 데이터베이스(310)로 무인비행체(100)의 인증을 요청한다(S614).The flight path management server 320 requests authentication of the unmanned aerial vehicle 100 to the unmanned aerial vehicle management database 310 according to the flight path request of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 (S614).

무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 무인비행체(100)가 허가된 무인비행체인지 여부를 판단한다(S616). 구체적으로는, 무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 ID 정보, 인증 정보, 및 등급 정보 등을 포함하는데, 비행계획 정보에 포함된 비행체 ID와 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 저장된 ID 정보를 비교하여 비행체 ID가 등록되어 있는지 여부를 판단하고, 비행체 ID가 등록되어 있는 경우, 비행체 ID에 대응되는 인증 정보 및 등급 정보를 참조하여 무인비행체(100)에 대한 인증을 수행한다.The unmanned aerial vehicle management database 310 determines whether the unmanned aerial vehicle 100 is an authorized unmanned aerial vehicle (S616). Specifically, the unmanned aerial vehicle management database 310 includes ID information, authentication information, and grade information, and the like, and compares the aircraft ID included in the flight plan information with ID information stored in the unmanned aerial vehicle management database 310. It is determined whether the ID is registered, and if the aircraft ID is registered, the certification of the unmanned aerial vehicle 100 is performed with reference to the authentication information and the grade information corresponding to the aircraft ID.

무인비행체 관리 데이터베이스(310)는 단계 S616의 판단 결과에 따라, 무인비행체(100)가 허가된 무인비행체인 경우, 무인비행체(100)의 인증을 완료한다(S618).The unmanned aerial vehicle management database 310 completes the authentication of the unmanned aerial vehicle 100 when the unmanned aerial vehicle 100 is an authorized unmanned aerial vehicle according to the determination result of step S616 (S618).

비행경로 관리 서버(320)는 무인비행체 관리 데이터베이스(310)에 의해 무인비행체(100)의 인증이 완료된 경우, 전체 항로에서 비행금지 구역, 장애물, 비행시간, 및 교통량을 고려하여 비행경로를 검색하고(S620), 검색된 비행경로를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다(S622).The flight path management server 320 searches for the flight path in consideration of the no-fly zone, obstacles, flight time, and traffic volume in the entire route when authentication of the unmanned aerial vehicle 100 is completed by the unmanned aerial vehicle management database 310. In operation S620, the searched flight path is transmitted to the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 through the wireless communication network (S622).

무인비행체 지상운용 시스템(200)은 비행경로 관리 서버(320)로부터 비행경로를 수신함에 따라, 비행체 ID, 비행경로, 및 비행제어명령 등을 포함하는 지상제어정보를 무선통신망을 통하여 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)로 전송한다(S624).When the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 receives the flight path from the flight path management server 320, the flight information relay and ground control information including the vehicle ID, the flight path, and the flight control command are transmitted through the wireless communication network. Transmission to the monitoring server 330 (S624).

비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 수신한 지상제어정보를 무선통신망을 통해 무인비행체(100)로 전달한다(S626).The flight information relay and monitoring server 330 transmits the ground control information received from the unmanned aerial vehicle ground management system 200 to the unmanned aerial vehicle 100 through a wireless communication network (S626).

무인비행체(100)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 지상제어정보에 따라 정해진 비행경로를 따라 무인으로 비행하면서, 비행체 ID, 비행경로 수신 상태, 비행제어명령 수신 상태, 및 비행상태 등을 포함하는 비행정보를 무선통신망을 통해 비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)로 전송한다(S628).The unmanned aerial vehicle 100 includes an aircraft ID, a flight path reception state, a flight control command reception state, and a flight state while flying unattended along a flight path determined according to the ground control information of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200. The flight information is transmitted to the flight information relay and monitoring server 330 through a wireless communication network (S628).

비행정보 중계 및 모니터링 서버(330)는 무인비행체(100)로부터 수신한 비행정보를 무선통신망을 통해 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전달한다(S630).The flight information relay and monitoring server 330 transmits the flight information received from the unmanned aerial vehicle 100 to the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 through the wireless communication network (S630).

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.17 is a flowchart illustrating a flight path providing method of an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 17을 참조하면, 본 발명에 따른 무인비행체의 비행경로 제공 방법은 크게 베지에 곡선을 이용하여 적어도 두 개의 노드를 연결하여 노드라인을 생성하고, 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성하는 단계(S100), 노드를 통과할 수 있는 제한속도, 노드의 현재 교통량, 및 노드의 이용 가능 여부 등을 포함하는 각 노드의 노드 속성을 고려하여 전체 경로 집합에서 무인비행체(100)의 비행경로를 검색하는 단계(S200), 및 검색된 비행경로를 무인비행체로 제공하는 단계(S300)를 포함한다.Referring to FIG. 17, in the method for providing a flight path for an unmanned aerial vehicle according to the present invention, a node line is generated by connecting at least two nodes using a Bezier curve, and is composed of a plurality of nodes or a plurality of node lines. The unmanned aerial vehicle 100 in the entire path set is considered in consideration of node properties of each node including the step S100 of generating a path set, the speed limit that can pass through the node, the current traffic volume of the node, and the availability of the node. Searching for the flight path of the step (S200), and providing the searched flight path to the unmanned aerial vehicle (S300).

우선, 전체 경로 집합을 생성하는 단계(S100)는 다음의 단계, 예를 들면, 단계 S710 내지 S740을 포함할 수 있다.First, the step (S100) of generating a full set of paths may include the following steps, for example, steps S710 to S740.

베지에 곡선을 이용하여 시작 노드인 제1 노드와 끝 노드인 제2 노드를 연결하여 제1 노드라인을 생성한다(S710).A first node line is generated by connecting a first node as a start node and a second node as an end node using a Bezier curve (S710).

제2 노드를 시작 노드로 지정하고, 베지에 곡선을 이용하여 제2 노드와 끝 노드인 제3 노드를 연결하여 제2 노드라인을 생성한다(S720).A second node is designated as a start node, and a second node line is generated by connecting a second node and a third node, which is an end node, by using a bezier curve (S720).

제2 노드의 분기노드 정보를 조회하여 자노드가 존재하는지 여부를 판단하고(S730), 자노드가 존재하는 경우, 자노드인 제4 노드와 연결되는 링크를 생성하여 제4 노드를 시작 노드로 지정하고, 베지에 곡선을 이용하여 시작 노드인 제4 노드와 끝 노드인 제5 노드를 연결하여 제3 노드라인을 생성한다(S740).The branch node information of the second node is queried to determine whether the child node exists (S730), and if the child node exists, a link is connected to the fourth node, which is the child node, to make the fourth node the starting node. In operation S740, a third node line is generated by connecting a fourth node, which is a start node and a fifth node, which is an end node, by using a bezier curve.

비록, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 제3 노드 및 제4 노드를 전체 경로 집합의 최종 노드로 한정하고 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 제3 노드의 다음 노드인 제5 노드가 존재하고, 제3 노드와 제5 노드를 연결하여 제4 노드라인을 생성할 수 있다. 또한, 제3 노드의 분기노드 정보를 조회하여 자노드가 존재하는지 여부를 판단하고, 자노드가 존재하는 경우, 자노드인 제6 노드와 연결되는 링크를 생성한 후, 제3 노드와 제6 노드를 연결하여 제5 노드라인을 생성할 수 있다. 이처럼, 본 발명의 실시예에서는 단계 S710 내지 S740을 반복적으로 수행하여 복수의 노드 또는 복수의 노드라인으로 구성되는 전체 경로 집합을 생성할 수 있다.Although, in the embodiment of the present invention, for convenience of description, the third node and the fourth node are limited to the last node of the entire path set, but the present invention is not limited thereto, and there is a fifth node that is the next node of the third node. The fourth node line may be generated by connecting the third node and the fifth node. Further, the node node information of the third node is queried to determine whether the child node exists. If the child node exists, the third node and the sixth node are generated after creating a link to the sixth node that is the child node. The fifth node line may be generated by connecting the nodes. As described above, in the exemplary embodiment of the present invention, steps S710 to S740 may be repeatedly performed to generate an entire path set including a plurality of nodes or a plurality of node lines.

이어서, 제3 노드와 제4 노드의 노드 속성을 비교한다(S750). 예를 들면, 제3 노드와 제4 노드의 교통량을 비교하거나, 제3 노드와 제4 노드의 제한속도를 비교하거나, 노드의 이용 가능 여부, 즉, 금지구역인지 여부를 판단할 수 있다. 제한속도, 교통량, 및 금지구역 중 어느 것을 우선시할지 여부는 관리자가 얼마든지 설정할 수 있고, 이때 제한속도, 교통량, 및 금지구역을 복합적으로 고려할 수 있다. 이와 같은 단계 S750은 전술한 단계 S200에 해당된다.Subsequently, node attributes of the third node and the fourth node are compared (S750). For example, the traffic volume of the third node and the fourth node may be compared, the speed limit of the third node and the fourth node may be compared, or the availability of the node may be determined, that is, whether it is a prohibited area. The speed limit, traffic volume, and prohibited zones may be set by the administrator as much as possible, and the speed limit, traffic volume, and prohibited zones may be combined. This step S750 corresponds to step S200 described above.

단계 S750의 비교 결과에 따라, 제3 노드의 교통량이 제4 노드의 교통량보다 적은 경우, 또는 제3 노드의 제한속도가 무인비행체가 통과할 수 있는 최대속도를 수용하는 경우, 또는 제4 노드가 금지구역인 경우, 제3 노드로 무인비행체(100)의 비행경로를 설정한다(S752). 또한, 단계 S750의 비교 결과에 따라, 제4 노드의 교통량이 제3 노드의 교통량보다 적은 경우, 또는 제4 노드의 제한속도가 무인비행체가 통과할 수 있는 최대속도를 수용하는 경우, 또는 제3 노드가 금지구역인 경우, 제4 노드로 무인비행체(100)의 비행경로를 설정한다(S760). 이와 같은 단계 S752 및 단계 S760은 전술한 단계 S300에 해당된다.According to the comparison result of step S750, when the traffic volume of the third node is less than the traffic volume of the fourth node, or when the speed limit of the third node accommodates the maximum speed that the unmanned aerial vehicle can pass, or the fourth node is In the case of the prohibited area, the flight path of the unmanned aerial vehicle 100 is set as the third node (S752). Further, according to the comparison result of step S750, when the traffic volume of the fourth node is less than the traffic volume of the third node, or when the speed limit of the fourth node accommodates the maximum speed that the unmanned aerial vehicle can pass, or the third If the node is a prohibited area, the flight path of the unmanned aerial vehicle 100 is set as the fourth node (S760). Such step S752 and step S760 correspond to step S300 described above.

도 18은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 생성 방법을 나타낸 흐름도이다.18 is a flowchart illustrating a digital moving map generation method according to an embodiment of the present invention.

도 18을 참조하면, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신한다(S810).Referring to FIG. 18, the apparatus 100 for generating a digital moving map receives a map, obstacle information, flight prohibited / restricted zone information, and satellite image and terrain altitude information, which are image data, from outside (S810).

디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 수신한 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 기저장된 라이브러리를 통해 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환한다(S820). 여기서, 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리로서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 이 라이브러리를 통해 bmp, jpg, tiff, 및 img 등의 이미지 데이터를 읽고 쓸 수 있고, shp, dbf, shx, 및 klm 등의 백터 데이터를 읽고 쓸 수 있다.The digital moving map generating apparatus 100 spatially divides the received map, satellite image, terrain altitude information, obstacle information, and flight prohibited / restricted zone information by level through a pre-stored library into a digital moving map (S820). . Here, the prestored library is a GDAL library, and the digital moving map generating apparatus 100 can read and write image data such as bmp, jpg, tiff, and img through the library, and use shp, dbf, shx, and klm. Can read and write vector data.

구체적으로는, 단계 S820에서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 레벨 0부터 레벨이 한 단계씩 증가할 때마다 공간을 1/2씩 분할한다. 이때, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 이미지 데이터의 경우 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 이와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보를 포함하는 각각의 이미지의 속성정보를 저장할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 레벨별로 각 셀의 영상 해상도를 모두 동일하게 구축하거나 다르게 구축할 수 있다.Specifically, in operation S820, the digital moving map generating apparatus 100 divides the space by 1/2 every time the level increases from level 0 by one step. In this case, the digital moving map generating apparatus 100 stores the image corresponding to each cell as a file in the case of image data, and stores the attribute information of each image including coordinate values, resolution, and pixel size information. Can be. In addition, the digital moving map generating apparatus 100 may construct the same or different image resolution of each cell for each level.

단계 S820에서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식하여 저장할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 송전선을 장애물 정보로 인식하여 저장할 수 있다.In operation S820, the apparatus 100 for generating a digital moving map may analyze the satellite image, the terrain altitude information, and the obstacle information to recognize and store the transmission tower as the obstacle information. In addition, the digital moving map generating apparatus 100 analyzes satellite images having a resolution of 50 cm to recognize the insulators of each transmission tower, determines that the transmission lines pass between the insulators of two adjacent transmission towers, and uses the transmission lines as obstacle information. Can be recognized and stored.

이어서, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 디지털 무빙 맵을 저장한다(S830). 이때, 디지털 무빙 맵 생성 장치(100)는 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장할 수 있다.Subsequently, the digital moving map generating apparatus 100 stores the digital moving map (S830). In this case, the digital moving map generating apparatus 100 may store the digital moving map by type, altitude, and area.

디지털 무빙 생성 장치(100)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는지 여부를 판단하고(S840), 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하여 기저장된 디지털 무빙 맵의 장애물 정보를 갱신한다(S850).The digital moving apparatus 100 determines whether there is a request for updating obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 (S840), and if there is a request for updating obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground operation system 200, After processing only cells that span a specific area including obstacle information, the changed information is applied to all levels to update obstacle information of the pre-stored digital moving map (S850).

도 19는 본 발명의 실시예에 따른 디지털 무빙 맵 서비스 제공 방법을 나타낸 흐름도이다.19 is a flowchart illustrating a method of providing a digital moving map service according to an embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 임무지역에 대한 디지털 무빙 맵 요청에 따라 임무지역에 대한 영역 정보를 내부 분할관리체계의 인덱스 리스트로 변환한다(S910). 예를 들면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 레벨 0에서는 임무지역에 대한 영역 정보를 (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1)로 인덱싱하고, 레벨 1에서는 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), ..., (3, 0), (3, 1), (3, 2), (3, 3)으로 인덱싱하는 방식으로 임무지역에 대한 영역 정보를 인덱스 리스트로 변환한다.Referring to FIG. 19, the digital moving map service providing apparatus 1300 may convert the area information of the mission area into an index list of the internal segmentation management system in response to a digital moving map request for the mission area of the unmanned aerial vehicle ground operation system 200. Convert (S910). For example, the digital moving map service providing apparatus 1300 indexes the area information on the mission area as (0, 0), (0, 1), (1, 0), (1, 1) at level 0. , At level 1 (0, 0), (0, 1), (0, 2), (0, 3), ..., (3, 0), (3, 1), (3, 2), The area information for the mission area is converted into an index list by indexing with (3, 3).

디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 인덱스 리스트에서 임무지역에 걸쳐 있는 셀들의 번호를 검색한다(S920). 이때, 각 레벨로 셀의 개수와 셀의 크기가 다르기 때문에, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 각 레벨별 셀의 개수와 셀의 크기에 대한 정보를 바탕으로 임무지역에 걸쳐 있는 셀들을 검색한다. 즉, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 레벨별로 셀의 크기가 다른 것을 고려하여 모든 레벨에서 동일한 개수의 셀을 검색하는 것이 바람직하다.The apparatus for providing digital moving map service 1300 searches for the number of cells that span the mission area in the index list (S920). At this time, since the number of cells and the size of the cells are different at each level, the digital moving map service providing apparatus 1300 searches for the cells across the mission area based on the information about the number of cells and the size of the cells at each level. do. That is, the digital moving map service providing apparatus 1300 may search for the same number of cells at all levels in consideration of different cell sizes for each level.

디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 데이터베이스부(1200)로부터 검색된 셀들의 번호에 대응되는 디지털 무빙 맵을 추출한다(S930).The apparatus for providing digital moving map service 1300 extracts a digital moving map corresponding to the number of cells searched from the database unit 1200 (S930).

디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 추출된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)에 적합한 포맷으로 변환한다(S940). 예를 들면, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300))는 이미지 데이터를 GeoTiff 포맷으로 변환하고, 벡터 데이터를 Shp, dbf, shx, 및 klm 중 어느 하나의 포맷으로 변환한다.The apparatus for providing digital moving map service 1300 converts the extracted digital moving map into a format suitable for the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 (S940). For example, the digital moving map service providing apparatus 1300 converts image data into a GeoTiff format and converts vector data into one of Shp, dbf, shx, and klm.

디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 변환된 디지털 무빙 맵을 무인비행체 지상운용 시스템(200)으로 전송한다(S950). 이때, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보는 벡터 데이터로 전송하고, 위성사진 및 지형 고도정보는 이미지 데이터로 전송한다. 또한, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 벡터 데이터를 이미지 데이터에 합성하고 압축하여 전송할 수 있다.The digital moving map service providing apparatus 1300 transmits the converted digital moving map to the unmanned aerial vehicle ground operation system 200 (S950). At this time, the digital moving map service providing apparatus 1300 transmits the map, the obstacle information, and the flight prohibited / restricted zone information as vector data, and the satellite photograph and the terrain altitude information as image data. Also, the apparatus for providing digital moving map service 1300 may combine vector data with image data, compress the same, and transmit the image data.

단계 S950에서, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 이미지 데이터와 벡터 데이터를 병행하여 제공할 경우, 무인비행체 지상운용 시스템(200)의 인터넷 상의 전송속도를 확인하여 그 전송속도가 느리면 이미지 데이터를 먼저 전송한 후, 벡터 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치(1300)는 고도에 따라 플레인을 삽입하여 지형 고도정보를 제공할 수 있다.In operation S950, when the digital moving map service providing apparatus 1300 provides the image data and the vector data in parallel, the digital moving map service providing apparatus 1300 checks the transmission speed on the Internet of the unmanned aerial vehicle ground management system 200, and if the transmission speed is low, the image data is provided. After transmitting first, vector data can be transmitted. In addition, the apparatus for providing digital moving map service 1300 may provide terrain altitude information by inserting a plane according to an altitude.

전술한 방법은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(Firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.The aforementioned method can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러 및 마이크로프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.For implementation in hardware, a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). And field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers and microprocessors.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of an implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

1000: 디지털 무빙 맵 생성 장치 1100: 디지털 맵 인코딩부
1200: 데이터베이스부 1300: 디지털 무빙 맵 서비스 제공 장치
1310: 요청 분석부 1320: 디지털 무빙 맵 데이터베이스 관리부
1330: 요청 처리부 1340: 디지털 무빙 맵 제공부1000: digital moving map generating device 1100: digital map encoding unit
1200: database unit 1300: digital moving map service providing apparatus
1310: request analysis unit 1320: digital moving map database management unit
1330: request processing unit 1340: digital moving map provider

Claims (14)

기저장된 라이브러리를 통해, 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환하는 디지털 맵 인코딩부; 및
상기 디지털 맵 인코딩부에 의해 변환된 디지털 무빙 맵을 저장하는 데이터베이스부;
를 포함하고,
상기 디지털 맵 인코딩부는 무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하고,
상기 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 상기 이미지 데이터를 상기 벡터 데이터에 병합하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.

A digital map encoding unit for spatially dividing the map data, the obstacle information, the fly prohibition / restriction zone information, the satellite image and the terrain altitude information, which are image data, by level into a digital moving map through a prestored library; And
A database unit for storing the digital moving map converted by the digital map encoding unit;
Including,
When the digital map encoding unit requests an update of obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground control system that controls the flight of the unmanned aerial vehicle, the digital map encoding unit processes only the cells covering a specific area including the obstacle information and applies the changed contents to all levels. and,
Extract geographic information for each cell region from the image data and store it as a vector object, store the pixel value of the cell region represented by each pixel as an attribute, integrate the vector with the attribute, and store the image data as the vector data. Digital moving map generation device for the safe navigation of the unmanned aerial vehicle, characterized in that the merge.

제1항에 있어서,
상기 디지털 맵 인코딩부는 레벨이 증가할 때마다 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 1/2씩 공간 분할하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 1,
The digital map encoding unit divides the map, the satellite image, the terrain altitude information, the obstacle information, and the flight prohibited / restricted area information by 1/2 each time the level is increased. Moving map generator.
제1항에 있어서,
상기 디지털 맵 인코딩부는 이미지 데이터의 경우, 각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 1,
The digital map encoding unit, in the case of image data, digital moving map generation device for the safe navigation of the unmanned aerial vehicle, characterized in that for storing the image corresponding to each cell as a file.
제3항에 있어서,
상기 디지털 맵 인코딩부는 각 이미지와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 속성정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 3,
And the digital map encoding unit stores image property information including at least one of coordinate values, resolutions, and pixel size information together with each image.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기저장된 라이브러리는 GDAL 라이브러리인 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 1,
The pre-stored library is a digital moving map generating device for the safe operation of the unmanned aerial vehicle, characterized in that the GDAL library.
제1항에 있어서,
상기 디지털 맵 인코딩부는 위성사진, 지형 고도정보, 및 장애물 정보를 분석하여 송전탑을 장애물 정보로 인식하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 1,
The digital map encoding unit analyzes the satellite image, terrain altitude information, and obstacle information to recognize the transmission tower as obstacle information, digital moving map generating device for the safe operation of the unmanned aerial vehicle.
제7항에 있어서,
상기 디지털 맵 인코딩부는 50 cm의 해상도를 갖는 위성사진을 분석하여 각 송전탑의 애자를 인식하고, 인접한 두 송전탑의 애자들 사이에 송전선이 지나가는 것으로 판단하며, 상기 송전선을 장애물 정보로 인식하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 7, wherein
The digital map encoding unit analyzes satellite photographs having a resolution of 50 cm to recognize insulators of each transmission tower, determines that transmission lines pass between insulators of two adjacent transmission towers, and recognizes the transmission lines as obstacle information. Digital moving map generating device for the safe operation of an unmanned aerial vehicle.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 데이터베이스부는 상기 디지털 무빙 맵을 종류별, 고도별, 및 영역별로 저장하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 장치.
The method of claim 1,
And the database unit stores the digital moving map by type, by altitude, and by area.
디지털 무빙 맵 생성 장치의 디지털 무빙 맵 생성 방법에 있어서,
외부로부터 벡터 데이터인 지도, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보와 이미지 데이터인 위성사진 및 지형 고도정보를 수신하는 정보 수신 단계;
기저장된 라이브러리를 통해 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 레벨별로 공간 분할하여 디지털 무빙 맵으로 변환하는 정보 변환 단계; 및
변환된 디지털 무빙 맵을 저장하는 정보 저장 단계;
무인비행체의 비행을 제어하는 무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는지 여부를 판단하는 단계;
무인비행체 지상운용 시스템으로부터 장애물 정보의 갱신 요청이 있는 경우, 장애물 정보를 포함하는 특정 영역에 걸쳐 있는 셀만을 처리한 후, 모든 레벨에 변경된 내용을 적용하여 상기 디지털 무빙 맵의 장애물 정보를 갱신하는 단계; 및
상기 이미지 데이터로부터 각각의 셀 영역에 대한 지리정보를 추출하여 벡터 객체로서 저장하고, 각 화소가 나타내는 셀 영역의 화소값을 속성으로 저장한 후, 벡터와 속성을 통합하여 상기 이미지 데이터를 상기 벡터 데이터에 병합하는 단계;
를 포함하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법.
In the digital moving map generation method of the digital moving map generating device,
An information receiving step of receiving a map data, obstacle information, flight prohibited / restricted area information and satellite image and terrain altitude information, which are image data, from the outside;
An information conversion step of spatially dividing the map, the satellite image, the terrain altitude information, the obstacle information, and the no-fly / restriction zone information by level through a pre-stored library into a digital moving map; And
An information storing step of storing the converted digital moving map;
Determining whether there is a request for updating obstacle information from an unmanned aerial vehicle ground management system controlling flight of the unmanned aerial vehicle;
When there is a request for updating the obstacle information from the unmanned aerial vehicle ground management system, processing only a cell covering a specific area including the obstacle information and updating the obstacle information of the digital moving map by applying the changed contents to all levels. ; And
Extract geographic information for each cell region from the image data and store it as a vector object, store the pixel value of the cell region represented by each pixel as an attribute, integrate the vector with the attribute, and store the image data as the vector data. Merging to;
Digital moving map generation method for the safe operation of the unmanned aerial vehicle comprising a.
제11항에 있어서, 상기 정보 변환 단계에서,
레벨이 증가할 때마다 변환된 지도, 위성사진, 지형 고도정보, 장애물 정보, 및 비행금지/제한구역 정보를 1/2씩 공간 분할하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법.
The method of claim 11, wherein in the information conversion step,
Digital moving map for safe navigation of unmanned aerial vehicle, which is divided into 1/2 of converted map, satellite image, terrain altitude information, obstacle information, and no-fly / restricted area information every time the level is increased. Way.
제11항에 있어서, 상기 정보 변환 단계에서,
각 셀에 해당하는 이미지를 파일로 저장하고, 각 이미지와 함께 좌표 값, 해상도, 및 픽셀의 크기 정보 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 속성정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 무인비행체의 안전 운항을 위한 디지털 무빙 맵 생성 방법.
The method of claim 11, wherein in the information conversion step,
And storing image property information corresponding to each cell as a file and storing image property information including at least one of coordinate values, resolution, and pixel size information together with each image. How to create a moving map.
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