KR102013664B1 - 격자 기반 무인비행장치 경로 리스크 산정방법 - Google Patents

격자 기반 무인비행장치 경로 리스크 산정방법 Download PDF

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Abstract

격자 기반 무인비행장치 경로 리스크 산정방법으로서, 공역을 3차원 행렬형태의 격자들로 구분하고 N개의 드론의 비행계획을 획득하며, 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점(판단시점) 각각에 대하여, 각 드론이 점유하는 점유격자 및 주변격자에서의 N개의 리스크값들을 산출하고, 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점(판단시점) 각각에 대하여, 각 격자에 대하여, 상기 N개의 리스크값을 서로 합산하여 최종 리스크를 산출하며, 시간에 따른 상기 공역의 각 격자별 리스크 데이터를 생성한다.

Description

격자 기반 무인비행장치 경로 리스크 산정방법{Risk calculation method for path of grid-based unmanned aerial vehicle}
본 발명은 컴퓨터 장치에서 수행되는 기술로서, 특히 무인비행장치의 이동 경로를 격자형태로 구분하여 이를 기반으로 무인비행장치의 이동 경로에 대한 잠재적 충돌 리스크를 산정하는 기술에 관한 것이다.
무인비행장치(예컨대, 드론)(Unmanned Aerial Vehicle)는 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격조종 혹은 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동 형식으로 자율비행하거나 인공지능을 탑재하여 자체 환경판단에 따라 임무를 수행하는 비행체와 지상통제장비 및 통신장비 등을 포함하는 전체 시스템을 통칭한다.
무인비행장치는 일반적으로 저고도의 공역에서 비행할 수 있다. 이에 따라 저고도 공역에 대한 관리가 필요한 상황이다. 또한, 저고도 공역에서의 무인비행장치의 효율적이고 안전한 활용을 위한 교통관리체계 구축 및 무인화/자동화 플랫폼 구축이 필요한 상황이다.
이를 위해, 저고도 무인비행장치 교통관리체계 및 시스템(예컨대, 무인비행장치 위치인식, 무인비행장치 탐지 및 회피 기술, 클라우드 기반 교통관리 시스템)에 관한 연구가 이루어지고 있다. 특히, 공역 구조를 설정하고, 비행계획 리스크를 평가하는 연구도 이루어지고 있다.
관련 선행특허로서, '드론의 비행 경로를 설정하는 방법 및 장치'에 대한 특허 'KR20160074896(공개번호)' 가 있다.
본 발명에서는, 무인비행장치의 비행계획의 리스크를 산정하는 방법을 제공하고자한다.
본 발명의 일 관점에 따라, 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정방법이 제공될 수 있다. 이 방법으,s 제1비행장치의 비행계획인 제1비행계획 및 제2비행장치의 비행계획인 제2비행계획을 획득하는 단계; 미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자를 결정하고, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자를 결정하는 단계; 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자 및 상기 제1점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제 1주변격자들 각각에 대한 제1리스크값을 산출하고, 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자 및 상기 제2점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제2주변격자들 각각에 대한 제2리스크값을 산출하는 단계; 및 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자 각각에 대하여 상기 제1리스크값과 제2리스크값을 합산함으로써, 상기 복수 개의 격자 각각에 대한 통합 리스크값을 산출하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 복수 개의 제1주변격자들은 상기 제1점유격자에 인접한 복수 개의 제1인접격자들 및 상기 제1비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 제1비행장치가 상기 제1점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 제1미래점유격자들을 포함할 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 제1인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩될 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 제1인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에 할당된 상기 제1리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 포함할 수 있다.
이때, 상기 미리 결정된 제1규칙은, 상기 제1인접격자들 각각에 대하여 미리 결정된 제1상수값을 할당하는 것일 수 있다. 그리고 상기 미리 결정된 제2규칙은, 상기 제1미래점유격자가 두 개 이상일 경우, 상기 제1점유격자로부터 더 먼 제1미래점유격자의 리스크값은 상기 제1점유격자로부터 더 가까운 제1미래점유격자의 리스크값보다 작도록 하는 것일 수 있다.
이때, 상기 제1비행장치의 속도가 미리 결정된 제1속도보다 작으면 상기 제1인접격자의 개수는 제1개수로 설정되고, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제1속도보다 이상이면 상기 제1인접격자의 개수는 상기 제1개수보다 더 큰 제2개수로 설정될 수 있다.
이때, 상기 제1비행장치의 속도가 미리 결정된 제5속도보다 작으면 상기 제1미래점유격자들의 개수는 N1으로 설정되고, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도 이상이면 상기 제1미래점유격자들의 개수는 N2(N2>N1)으로 설정될 수 있다. N1, N2는 각각 자연수이다.
이때, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도보다 작은 경우 상기 N1개의 제1미래점유격자들에 할당된 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값들의 총합을 T1이라고 정의하고, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도 이상인 경우 상기 N2개의 제1미래점유격자들에 할당된 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값들의 총합을 T2라고 정의할 때에, 상기 T1은 상기 T2와 동일하거나 또는, 상기 T1와 상기 T2 간의 차이값은 미리 결정된 범위 이내로 제한될 수 있다.
이때, 상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에서의 상기 제1리스크값은, 상기 제1점유격자의 제1리스크값보다는 작고, 상기 복수 개의 제1인접격자들 중 상기 제1미래점유격자와 중첩되지 않은 제1인접격자들 각각의 제1리스크값보다는 클 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라, 컴퓨터 장치로 하여금, 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 논트랜지토리 기록매체가 제공될 수 있다. 상기 기록매체에는, 상기 컴퓨터 장치로 하여금, 미리 결정된 공역을 3차원 행렬형태를 갖는 복수 개의 격자들로 구분하는 단계; 제1비행장치의 비행계획인 제1비행계획 및 제2비행장치의 비행계획인 제2비행계획을 획득하는 단계; 미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자를 결정하고, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자를 결정하는 단계; 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자 및 상기 제1점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제 1주변격자들 각각에 대한 제1리스크값을 산출하고, 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자 및 상기 제2점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제2주변격자들 각각에 대한 제2리스크값을 산출하는 단계; 및 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자 각각에 대하여 상기 제1리스크값과 제2리스크값을 합산함으로써, 상기 복수 개의 격자 각각에 대한 통합 리스크값을 산출하는 단계를 수행하도록 하는 프로그램이 기록되어 있다.
본 발명의 또 다른 관점에 따라 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정방법이 제공될 수 있다. 이 방은, 복수 개의 비행장치들 각각에 대하여, 상기 비행장치의 비행계획을 획득하는 단계; 미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 비행장치가 점유하는 점유격자를 결정하는 단계; 및 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 비행장치가 점유하는 점유격자 및 상기 점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 주변격자들 각각에 대한 리스크값을 산출하는 단계;를 포함하는 제1프로세스를 포함한다. 그리고 이 방법은 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대하여, 상기 복수 개의 비행장치들에 대해 산출된 상기 리스크값들 서로 합산함으로써, 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대한 통합 리스크값을 산출하는 제2프로세스를 포함한다.
이때, 상기 복수 개의 주변격자들은 상기 점유격자에 인접한 복수 개의 인접격자들 및 상기 비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 비행장치가 상기 점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 미래점유격자들을 포함할 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩될 수 있다. 그리고 상기 복수 개의 인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 한 개 이상의 미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출할 수 있다. 그리고 상기 중첩된 일부의 인접격자들 각각에 할당된 상기 리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따라 산출된 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따라 산출된 리스크값을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따라 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정하는 컴퓨팅장치가 제공될 수 있다. 상기 컴퓨팅장치는, 처리부; 및 상기 처리부에서 실행하도록 되어 있는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 논트랜지토리 기록매체를 포함한다. 이때, 상기 프로그램은 상기 처리부로 하여금, 복수 개의 비행장치들 각각에 대하여, 상기 비행장치의 비행계획을 획득하는 단계; 미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 비행장치가 점유하는 점유격자를 결정하는 단계; 및 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 비행장치가 점유하는 점유격자 및 상기 점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 주변격자들 각각에 대한 리스크값을 산출하는 단계;를 포함하는 제1프로세스를 위한 코드를 포함한다. 그리고 상기 프로그램은 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대하여, 상기 복수 개의 비행장치들에 대해 산출된 상기 리스크값들 서로 합산함으로써, 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대한 통합 리스크값을 산출하는 제2프로세스를 위한 코드를 포함한다.
본 발명에서 '비행장치'는 '무인비행장치', '유인비행장치', '유인드론' 또는 '무인드론'으로 대체될 수 있다.
본 발명에 따르면, 충돌 리스크가 높은 공역 위치 및 해당 시간 범위를 미리 파악할 수 있다. 또한, 파악된 충돌 리스크가 높은 공역 위치 및 해당 시간 범위를 무인비행장치의 비행 계획 스케쥴에 활용할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공역을 나타낸 것이고, 도 1b는 3차원 공역을 고도별로 구분한 공역을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 산출 시구간 동안의 리스크 산출 과정을 간략하게 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 고도에서의 제1무인비행장치의 이동 경로의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간에 따른 도 3의 제1무인비행장치가 위치한 점유격자를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 제2무인비행장치의 제2 리스크 서브 맵을 나타낸 것이고, 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 시점들에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다.
도 10은 도 9의 각 격자의 리스크값을 결정하는 요소들(RO, RN, RF1, RF2, RF3)에 상수를 적용한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 산정 순서도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 설명한다. 그러나 본 발명은 본 명세서에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 실시예의 이해를 돕기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 의도된 것이 아니다. 또한, 이하에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 공역을 나타낸 것이고, 도 1b는 3차원 공역을 고도별로 구분한 공역을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 산출 시구간 동안의 리스크 산출 과정을 간략하게 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 미리 결정된 3차원 공역(1)은 고도(l), 경도(m), 및 위도(n)에 따라 3차원 행렬형태를 갖는 복수 개의 격자들로 구분될 수 있으며, l*m*n 개의 격자가 생성될 수 있다. 이때, 각 격자(10) 당 한 개의 리스크값이 산출될 수 있다. 이때, 상기 리스크값이란 무인비행장치(예컨대, 드론)가 미리 결정된 이동 경로에 따라 3차원 공역을 이동할 때에 발생할 수 있는 리스크에 대한 값을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 무인비행장치가 미리 결정된 이동 경로(5)로 이동하도록 되어 있을 수 있다. 이때, 상기 각 격자의 크기는 고정되도록 설계될 수 있다.
본 발명에서는 상기 각 격자별 리스크값을 산출하는 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 리스크값들은 l*m*n 크기의 어레이로 DB에 저장될 수 있다. 즉, 상기 어레이의 각 요소에는 리스크값이 저장될 수 있다.
도 2를 참조하면, 예컨대 미리 결정된 시작시점(t1)과 종료시점(t600) 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간(T)이 10분이고 상기 리스크 산출 시구간(T)에 포함되는 산출시점(판단시점)(t1, t2, .... t600)이 600개라고 할 때, 산출 시간격(ti)은 1초가 될 수 있다. 이때, 각 판단시점(t1, t2, .... t600)에서 한 개의 어레이(A1, A2, ... A600)가 생성될 수 있다. 예컨대, 판단시점(t1 = 1:00:01)에서는 어레이(A1)이 생성될 수 있다. 이때, 상기 판단시점은 산출시점 또는 관찰시점으로 지칭될 수도 있다.
이때, 리스크 산출 시구간(T)에서의 데이터의 크기는 [어레이 1개의 크기(l*m*n)]*[10*60초]로 계산될 수 있다.
각 판단시점에서, 복수 개의 무인비행장치에 대하여 어레이를 생성할 수 있다. 각 판단시점에서, 복수 개의 생성된 어레이의 각 격자에 해당하는 리스크값들을 합산하여 최종 리스크값을 산출할 수 있다. 이렇게 산출된 l*m*n 크기의 디멘젼 행렬은 상기 DB에 저장될 수 있다. 이때, 상기 디멘젼 행렬의 각 요소에는 리스크값이 저장될 수 있다.
도 1b는 도 1a의 각 고도(l1, l2, l3, l4)별로 3차원 공역을 구분한 것이다. 즉, 도 1b에서 각 고도(l1, l2, l3, l4)에서의 위도(n)는 서로 동일하며, 경도(m)도 서로 동일하다.
이하, 설명의 편의를 위하여, 특정 고도 예컨대, 고도(l2)에서의 격자별 리스크값을 산출하는 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 고도(I2)에서의 제1무인비행장치의 이동 경로의 일 예를 나타낸 것이다. 즉, 도 3은 동일 고도(I2)에서 위도 및 경도의 변화에 따른 제1무인비행장치의 이동경로를 나타낸 것이다. 상기 제1무인비행장치가 이동하는 이동 경로를 포함하는 공역은 m(6)*n(10) 개의 격자로 구분될 수 있다.
예컨대, 제1무인비행장치의 제1비행계획(=경로 스케쥴)은 [출발지점, 출발시각], [경유지점, 경유시각], 및 [도착지점, 도착시각]을 포함할 수 있다. 도 3에서의 이동경로를 살펴보면, 출발지점은 격자(10, 101)에 해당하고, 도착지점은 격자(10, 113)에 해당할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 시간에 따른 도 3의 제1무인비행장치가 위치한 점유격자를 나타낸 것이다.
예컨대, 판단시점(t1)(=출발시점)이 1:00:01인 경우에 제1무인비행장치는 출발지점에 해당하는 좌표(1, 1)에 위치하고 있을 수 있다. 이때, 상기 제1무인비행장치가 점유하고 있는 좌표의 격자를 '점유격자'라고 정의할 수 있다. 즉, 좌표(1, 1)의 격자가 점유격자(10, 101)일 수 있다.
판단시점(t290)이 1:04:50인 경우에 제1무인비행장치는 좌표(3, 4)에 위치하고 있을 수 있다. 즉, 좌표(3, 4)의 격자가 점유격자(10, 106)일 수 있다.
그리고 판단시점(t600)(=도착시점)이 1:10:00인 경우에 제1무인비행장치는 좌표(5, 9)에 위치하고 있을 수 있다. 즉, 좌표(5, 9)의 격자가 점유격자(10, 113)일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 도 5 내지 도 7을 함께 참조하여 설명한다.
제1관찰시점에서의 점유격자는 좌표(3, 4)에 해당할 수 있다. 이때, 점유격자에 이웃한 격자들을 '인접격자'로 정의할 수 있다. 인접격자는 예컨대, o 표시가 되어 있는 좌표(2, 3), (2, 4), (2, 5), (3, 3), (3, 5), (4, 3), (4, 4), 및 (5, 5)가 해당될 수 있다. 즉, 고도 I2에서는 8개의 인접격자가 존재할 수 있으며, 고도 I2와 인접해 있는 고도 I1 및 고도 I3에서, 상기 8개의 인접격자 및 점유격자(3, 4)에 맞닿아 있는 모든 격자들도 인접격자에 해당할 수 있다. 따라서 점유격자(3, 4)에 대한 인접격자는 총 26개가 존재할 수 있다.
이때, 인접격자의 개수는 드론의 속도에 따라 결정될 수 있다. 상기 무인비행장치(=드론)의 속도가 미리 결정된 제1속도보다 작으면 인접격자의 개수는 제1개수로 설정되고, 상기 제1드론의 속도가 상기 제1속도보다 이상이면 상기 제1인접격자의 개수는 상기 제1개수보다 더 큰 제2개수로 설정될 수 있다.
인접격자(3, 5)는 다음관찰시점에 제1무인비행장치가 이동하게 될 격자로서 '미래점유격자'로 지칭될 수 있으며, 예컨대, 격자의 오른쪽 상단에 검정 삼각형 표시로 나타낼 수 있다.
이때, 인접격자의 일부(예컨대, 좌표(3, 5))는 한 개 이상의 미래점유격자들의 일부(예컨대, 좌표(3, 5))와 중첩될 수 있다.
이때, 상기 '인접격자'와 상기 '미래점유격자'를 포함하여 '주변격자'로 지칭할 수 있다.
단계(S10)에서, 점유격자(3, 4)의 리스크를 설정할 수 있다. 예컨대, 점유격자(3, 4)의 리스크는 미리 결정된 상수인 RO로 설정될 수 있다.
단계(S11)에서, 인접격자의 리스크를 설정할 수 있다. 예컨대, 인접격자의 리스크는 미리 결정된 상수인 RN으로 설정될 수 있다. 이때, RN은 RO보다 작을 수 있다.
단계(S10) 내지 단계(S11)을 수행한 결과는 도 6a와 같을 수 있다.
단계(S12)에서, 점유격자와 인접격자를 제외한 '나머지격자'의 리스크를 설정할 수 있다. 예컨대, 나머지격자의 리스크는 0으로 설정될 수 있다. 단계(S12)를 수행한 결과는 도 6b와 같을 수 있다.
단계(S13)에서, 제1관찰시점(예컨대, t290) 바로 다음의 관찰시점인 제2관찰시점(예컨대, t291)에 제1무인비행장치가 점유하기로 되어 있는 '미래점유격자'(예컨대, 3, 5)의 리스크값과 가중리스크값인 RF1을 합산할 수 있다. 이때, RN < RN+RF1 < RO가 성립할 수 있다. 즉, 인접격자들 중 미래점유격자와 중첩된 일부의 인접격자들 각각에서의 리스크값은 점유격자의 리스크값보다는 작고, 인접격자들 중 미래점유격자와 중첩되지 않은 인접격자들 각각의 리스크값보다는 클 수 있다.
이때, 미래점유격자는 한 개 이상 설정할 수 있으며, 예컨대, 도 7a과 같이 3개의 미래점유격자((3, 5), (3, 6), (3, 7))가 설정될 수 있다. 예컨대, 미래점유격자(3, 6)에는 가중리스크값(RF2)를 할당하고 미래점유격자(3, 7)에는 가중리스크값(RF3)를 할당할 수 있다. 이때, RF1 > RF2 > RF3가 성립할 수 있다.
따라서 미래점유격자(3, 6) 및 미래점유격자(3, 7)의 리스크값은 RF2, RF3일 수 있다.
이때, 무인비행장치(=드론)의 속도가 미리 결정된 제5속도보다 작으면 미래점유격자들의 개수는 N1으로 설정되고, 상기 드론의 속도가 상기 제5속도 이상이면 상기 미래점유격자들의 개수는 N2(N2>N1)으로 설정될 수 있다.
그리고 상기 드론의 속도가 상기 제5속도보다 작은 경우 상기 N1개의 미래점유격자들에 할당된 리스크값들의 총합을 T1이라고 정의하고, 상기 드론의 속도가 상기 제5속도 이상인 경우 상기 N2개의 미래점유격자들에 할당된 리스크값들의 총합을 T2라고 정의할 때에, 상기 T1은 상기 T2와 동일하거나 또는, 상기 T1와 상기 T2 간의 차이값은 미리 결정된 범위 이내로 제한될 수 있다.
단계(S13)를 수행한 결과는 도 7b와 같을 수 있다.
단계(S10) 내지 단계(S13)를 수행하면, 상기 도 7b와 같이 리스크 서브 맵이 생성될 수 있다. 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 제1무인비행장치의 리스크 서브 맵은 제1리스크 서브 맵으로 지칭될 수 있다.
제1관찰시점(예컨대, t290)에, 단계(S10) 내지 단계(S13)를 모든 N개의 무인비행장치에 대해서 반복 수행할 수 있다. 수행 결과, N개의 리스크 서브 맵이 생성될 수 있다.
단계(S10) 내지 단계(S13) 및 상기 N개의 리스크 서브 맵을 생성하는 단계를 포함하여 제1프로세스로 지칭할 수 있다.
그리고 상기 N개의 리스크 서브 맵의 서로 대응하는 격자의 리스크값을 합산하여 '리스크 맵'을 도출할 수 있다.
상기 리스크 맵을 관찰시점별로 도출할 수 있다. 예컨대, 도 2와 같이 각 판단시점(tl, t2, ... t600)별로 상기 리스크 맵을 도출할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 제2무인비행장치의 제2 리스크 서브 맵을 나타낸 것이고, 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1관찰시점에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다.
즉, 도 8a는 상기 제2 리스크 서브 맵은 상기 제1프로세스를 수행한 결과일 수 있다. 그리고 도 8b는 상기 N=2일 때의 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 맵일 수 있다.
도 8a를 참조하면, 획득한 제2무인비행장치의 제2비행계획(=경로 스케쥴)에 따르면 출발지점은 좌표(6, 8)에 해당하고, 도착지점은 좌표(2, 4)에 해당할 수 있다. 그리고 제1관찰시점(예컨대, t290)에서, 제2무인비행장치는 좌표(4, 6)에 위치할 수 있다. 이때, 좌표(4, 6)은 점유격자이며, 좌표((3, 4), (3, 5), (3, 6), (3, 7), (4, 4), (4, 5), (4, 7), (5, 5), (5, 6), (5, 7))는 주변격자일 수 있다. 이때, 상기 주변격자들 중 좌표((3, 5), (3, 6), (3, 7), (4, 5), (4, 7), (5, 5), (5, 6), (5, 7))는 인접격자일 수 있다. 그리고 좌표((3, 4), (4, 4), (4, 5))는 미래점유격자일 수 있다. 상기 점유격자, 상기 각 인접격자, 및 상기 각 미래점유격자에는 도 8a와 같이 리스크값이 할당될 수 있다. 이때, 미래점유격자는 격자의 왼쪽 상단에 검정 삼각형 표시로 나타내었다.
제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 제1 리스크 서브 맵과 제2 리스크 서브 맵에서, 동일 좌표의 리스크값을 서로 더하면, 도 8b와 같은 리스크 맵이 생성될 수 있다.
각 관찰시점(=판단시점)에 대하여 리스크 맵을 생성할 수 있으며, 리스크 산출 시구간이 10분(=600초)일 경우 600개의 리스크 맵을 생성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 시점들에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다. 도 9의 (a)는 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이고, 도 9의 (b)는 제2관찰시점(예컨대, t291)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이며, 도 9의 (c)는 제3관찰시점(예컨대, t292)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다.
도 9의 (a)에서, 제1무인비행장치(=제1드론)는 좌표(3, 4)의 격자와 같이 상승선들로 표시하였으며(이하의 도면에서도 동일), 제2무인비행장치(=제2드론)는 좌표(4, 6)의 격자와 같이 하강선들로 표시하였다(이하의 도면에서도 동일).
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 시점들에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다. 도 10의 (a)는 제1관찰시점(예컨대, t290)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이고, 도 9의 (b)는 제2관찰시점(예컨대, t291)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이며, 도 9의 (c)는 제3관찰시점(예컨대, t292)에서의 리스크 맵을 나타낸 것이다.
도 10은 도 9의 각 격자의 리스크값을 결정하는 요소들(RO, RN, RF1, RF2, RF3)에 상수를 적용한 것이다. 예컨대, RO=1, RN=0.3, RF1=0.3, RF2=0.2, 및 RF3=0.1일 수 있다.
즉, 격자의 숫자가 클수록 리스크값이 크다는 것을 의미한다.
각 관찰시점에 대하여, 각 무인비행장치의 예상이동 방향은 도 5 및 도 8a에서 상술한 바와 같이 검정 삼각형으로 표시하였다.
각 격자의 리스크 값과 상기 예상이동 방향을 함께 참조하여 보면, 도 10의 (b)와 같이 제1무인비행장치와 제2무인비행장치의 거리가 짧아질수록 점유격자 및 인접격자들의 리스크값이 커짐을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리스크 산정 순서도를 나타낸 것이다.
단계(S100)에서, 미리 결정된 공역을 3차원 행렬형태를 갖는 복수 개의 격자들로 구분할 수 있다.
단계(S210)에서, 복수 개의 드론들 각각에 대하여, 상기 드론의 비행계획을 획득할 수 있다.
단계(S220)에서, 미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 드론이 점유하는 점유격자를 결정할 수 있다.
단계(S230)에서, 상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 드론이 점유하는 점유격자 및 상기 점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 주변격자들 각각에 대한 리스크값을 산출할 수 있다.
단계(S300)에서, 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대하여, 상기 복수 개의 드론들에 대해 산출된 상기 리스크값들 서로 합산함으로써, 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대한 통합 리스크값을 산출할 수 있다.
이때, 단계(S210) 내지 단계(S230)는 하나의 부분 프로세스 내에서 수행되며, 단계(S100), 상기 부분 프로세스, 및 상기 단계(300)는 통합하여 하나의 전체 프로세스로서 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들을 이용하여, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 특허청구범위의 각 청구항의 내용은 본 명세서를 통해 이해할 수 있는 범위 내에서 인용관계가 없는 다른 청구항에 결합될 수 있다.

Claims (10)

  1. 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정방법으로서,
    제1비행장치의 비행계획인 제1비행계획 및 제2비행장치의 비행계획인 제2비행계획을 획득하는 단계;
    미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자를 결정하고, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자를 결정하는 단계;
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자 및 상기 제1점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제 1주변격자들 각각에 대한 제1리스크값을 산출하고, 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자 및 상기 제2점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제2주변격자들 각각에 대한 제2리스크값을 산출하는 단계; 및
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자 각각에 대하여 상기 제1리스크값과 제2리스크값을 합산함으로써, 상기 복수 개의 격자 각각에 대한 통합 리스크값을 산출하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 제1주변격자들은 상기 제1점유격자에 인접한 복수 개의 제1인접격자들 및 상기 제1비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 제1비행장치가 상기 제1점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 제1미래점유격자들을 포함하며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩되며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출하고,
    상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출하며,
    상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에 할당된 상기 제1리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 포함하는,
    비행장치 경로 리스크 산정방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 미리 결정된 제1규칙은, 상기 제1인접격자들 각각에 대하여 미리 결정된 제1상수값을 할당하는 것이며,
    상기 미리 결정된 제2규칙은, 상기 제1미래점유격자가 두 개 이상일 경우, 상기 제1점유격자로부터 더 먼 제1미래점유격자의 리스크값은 상기 제1점유격자로부터 더 가까운 제1미래점유격자의 리스크값보다 작도록 하는 것인,
    비행장치 경로 리스크 산정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1비행장치의 속도가 미리 결정된 제5속도보다 작으면 상기 제1미래점유격자들의 개수는 N1으로 설정되고, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도 이상이면 상기 제1미래점유격자들의 개수는 N2(N2>N1)으로 설정되는,
    비행장치 경로 리스크 산정방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도보다 작은 경우 상기 N1개의 제1미래점유격자들에 할당된 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값들의 총합을 T1이라고 정의하고, 상기 제1비행장치의 속도가 상기 제5속도 이상인 경우 상기 N2개의 제1미래점유격자들에 할당된 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값들의 총합을 T2라고 정의할 때에, 상기 T1은 상기 T2와 동일하거나 또는, 상기 T1와 상기 T2 간의 차이값은 미리 결정된 범위 이내로 제한되는 것을 특징으로 하는,
    비행장치 경로 리스크 산정방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에서의 상기 제1리스크값은, 상기 제1점유격자의 제1리스크값보다는 작고, 상기 복수 개의 제1인접격자들 중 상기 제1미래점유격자와 중첩되지 않은 제1인접격자들 각각의 제1리스크값보다는 큰, 비행장치 경로 리스크 산정방법.
  7. 컴퓨터 장치로 하여금, 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 논트랜지토리 기록매체로서,
    상기 컴퓨터 장치로 하여금,
    미리 결정된 공역을 3차원 행렬형태를 갖는 복수 개의 격자들로 구분하는 단계;
    제1비행장치의 비행계획인 제1비행계획 및 제2비행장치의 비행계획인 제2비행계획을 획득하는 단계;
    미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자를 결정하고, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자를 결정하는 단계;
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자 및 상기 제1점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제 1주변격자들 각각에 대한 제1리스크값을 산출하고, 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자 및 상기 제2점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제2주변격자들 각각에 대한 제2리스크값을 산출하는 단계; 및
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자 각각에 대하여 상기 제1리스크값과 제2리스크값을 합산함으로써, 상기 복수 개의 격자 각각에 대한 통합 리스크값을 산출하는 단계
    를 수행하도록 하는 프로그램이 기록되어 있으며,
    상기 복수 개의 제1주변격자들은 상기 제1점유격자에 인접한 복수 개의 제1인접격자들 및 상기 제1비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 제1비행장치가 상기 제1점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 제1미래점유격자들을 포함하며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩되며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출하고,
    상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출하며,
    상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에 할당된 상기 제1리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    컴퓨터로 읽을 수 있는 논트랜지토리 기록매체.
  8. 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정방법으로서,
    복수 개의 비행장치들 각각에 대하여,
    상기 비행장치의 비행계획을 획득하는 단계;
    미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 비행장치가 점유하는 점유격자를 결정하는 단계; 및
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 비행장치가 점유하는 점유격자 및 상기 점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 주변격자들 각각에 대한 리스크값을 산출하는 단계;
    를 포함하는 제1프로세스; 및
    상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대하여, 상기 복수 개의 비행장치들에 대해 산출된 상기 리스크값들 서로 합산함으로써, 상기 각각의 산출시점 및 상기 각각의 격자에 대한 통합 리스크값을 산출하는 제2프로세스;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 주변격자들은 상기 점유격자에 인접한 복수 개의 인접격자들 및 상기 비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 비행장치가 상기 점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 미래점유격자들을 포함하며,
    상기 복수 개의 인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩되며,
    상기 복수 개의 인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출하고,
    상기 한 개 이상의 미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출하며,
    상기 중첩된 일부의 인접격자들 각각에 할당된 상기 리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따라 산출된 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따라 산출된 리스크값을 포함하는,
    비행장치 경로 리스크 산정방법.
  9. 삭제
  10. 복수 개의 격자들로 구분되는 공역에서 비행장치의 경로 상의 리스크를 산정하는 비행장치 경로 리스크 산정하는 컴퓨팅장치로서,
    처리부; 및 상기 처리부에서 실행하도록 되어 있는 프로그램이 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 논트랜지토리 기록매체
    를 포함하며,
    상기 프로그램은 상기 처리부로 하여금,
    제1비행장치의 비행계획인 제1비행계획 및 제2비행장치의 비행계획인 제2비행계획을 획득하는 단계;
    미리 결정된 시작시점과 종료시점 사이의 시구간으로서 정의되는 리스크 산출 시구간에 포함된 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자를 결정하고, 상기 복수 개의 격자들 중 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자를 결정하는 단계;
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 제1비행장치가 점유하는 제1점유격자 및 상기 제1점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제 1주변격자들 각각에 대한 제1리스크값을 산출하고, 상기 제2비행장치가 점유하는 제2점유격자 및 상기 제2점유격자 주변에 존재하는 복수 개의 제2주변격자들 각각에 대한 제2리스크값을 산출하는 단계; 및
    상기 복수 개의 산출시점 각각에 대하여, 상기 복수 개의 격자 각각에 대하여 상기 제1리스크값과 제2리스크값을 합산함으로써, 상기 복수 개의 격자 각각에 대한 통합 리스크값을 산출하는 단계
    를 실행하도록 되어 있으며,
    상기 복수 개의 제1주변격자들은 상기 제1점유격자에 인접한 복수 개의 제1인접격자들 및 상기 제1비행장치가 진행하는 경로를 따라 상기 제1비행장치가 상기 제1점유격자를 점유한 이후 점유하게 될 한 개 이상의 제1미래점유격자들을 포함하며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들의 일부는 상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들의 일부 또는 전체와 중첩되며,
    상기 복수 개의 제1인접격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값을 산출하고,
    상기 한 개 이상의 제1미래점유격자들 각각에 대해서는 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 산출하며,
    상기 중첩된 일부의 제1인접격자들 각각에 할당된 상기 제1리스크값은, 상기 미리 결정된 제1규칙에 따른 리스크값과 상기 미리 결정된 제2규칙에 따른 리스크값을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    컴퓨팅장치.
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