KR102134576B1 - 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법 및 장치가 개시된다. 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법은 드론 제어 장치가 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하는 단계, 드론 제어 장치가 드론 관제 장치로 액세스하고 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 수신하는 단계, 드론 제어 장치가 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계와 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 드론 제어 장치가 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 드론의 운항을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법 및 장치{The method and apparatus for updating flight path of drone}
본 발명은 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 실시간으로 업데이트되는 항공 경로를 반영한 드론의 운항을 위한 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
드론(drone)과 같은 사람이 기체에 타지 않고 원격으로 조종가능한 무인항공기(UAV, unmanned aerial vehicle)가 많은 군사용뿐만 아니라 민간 시장에서 상업적 용도로 널리 활용될 전망이다.
실제로 영화 및 예능 촬영이나 중요 행사의 보안 강화를 위해 드론을 도입 하는 사례가 늘어나고 있다. 특히 아마존이 발표한 프라임 에어(prime air)는 드론 대중화의 기폭제가 되고 있다. 아마존은 드론을 사용하여 최대 5파운드(약 2.3kg) 무게의 짐을 싣고 최장 10마일(16km) 떨어진 지역으로 물품을 배송하는 시스템의 도입을 목표로 하고 있다.
드론이 민간 시장에서 주목을 받으면서, 개인 오락, 취미용으로 제작된 싼 가격의 드론들도 생산되고 있다. 군용 드론의 연장선 상에서 드론은 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예를 들어, 드론은 사람의 접근이 어려운 특정 지역을 관리, 감시하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 드론은 자유롭고 신속하게 이동하여 드론에 탑재된 카메라나 센서를 통해 특정 지역에 대한 원격 감시를 할 수 있다. 즉, 드론은 조난자 수색, 산불 감시, 교통 위반 단속, 우범 지역 및 국경 지역 감시 같은 공공 목적을 위해 활용될 수 있다.
또한, 드론은 날 수 있기 때문에 이동성이 뛰어나다. 즉, 심각한 교통 체증, 험난한 도로 사정에도 드론은 공중을 통해 신속하게 이동할 수 있어 물류 배송에 활용될 수 있다. 아마존뿐만 아니라, 세계적 물류 운송 업체인 DHL이나 UPS도 드론에 관심을 보이고 있다.
KR 10-2009-0123039
본 발명의 일 측면은 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법은 드론 제어 장치가 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하는 단계, 상기 드론 제어 장치가 드론 관제 장치로 액세스하고 상기 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 수신하는 단계, 상기 드론 제어 장치가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계와 상기 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 상기 드론의 운항을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
한편, 상기 드론 제어 장치는 상기 드론 관제 장치로의 액세스시 상기 기본 항로에 대한 정보를 상기 드론 관제 장치로 전송하고, 상기 업데이트 항로 정보는 상기 기본 항로 상에 위치한 제한 항로의 위치 및 상기 제한 항로 상의 운항 제한 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계는 상기 드론 제어 장치가 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하는 단계와 상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 기본 항로의 조정을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 업데이트 항로 정보는 상기 관제 드론에 의해 수집된 항로 상황 정보를 기반으로 생성되고, 상기 관제 드론은 상기 드론 관제 장치에 의해 관제되는 항로 상의 일부 구간에 할당되고, 상기 일부 구간의 관제를 기반으로 수집된 상기 항로 상황 정보를 전송하고, 상기 항로 상황 정보는 상기 일부 구간 상의 사고 정보 및 상기 일부 구간의 혼잡도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계는 상기 드론 제어 장치가 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하는 단계와 상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 드론의 호버링 가능 시간을 고려하여 상기 드론의 호버링 가능 시간 이전에 상기 운항 제한 시간 구간이 종료되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 수행하지 않은 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 드론의 비행 경로를 업데이트하는 드론 제어 장치는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하고, 드론 관제 장치로 액세스하고 상기 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 수신하고, 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하고, 상기 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 상기 드론의 운항을 제어하도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 프로세서는 상기 드론 관제 장치로의 액세스시 상기 기본 항로에 대한 정보를 상기 드론 관제 장치로 전송하도록 구현되고, 상기 업데이트 항로 정보는 상기 기본 항로 상에 위치한 제한 항로의 위치 및 상기 제한 항로 상의 운항 제한 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하고, 상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 결정하도록 구현될 수 있다.
또한, 상기 업데이트 항로 정보는 상기 관제 드론에 의해 수집된 항로 상황 정보를 기반으로 생성되고, 상기 관제 드론은 상기 드론 관제 장치에 의해 관제되는 항로 상의 일부 구간에 할당되고, 상기 일부 구간의 관제를 기반으로 수집된 상기 항로 상황 정보를 전송하고, 상기 항로 상황 정보는 상기 일부 구간 상의 사고 정보 및 상기 일부 구간의 혼잡도 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하고, 상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론의 호버링 가능 시간을 고려하여 상기 드론의 호버링 가능 시간 이전에 상기 운항 제한 시간 구간이 종료되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 수행하지 않은 것으로 결정하도록 구현될 수 있다.
상술한 본 발명의 일 측면에 따르면, 실시간으로 항로 상황을 반영하여 드론의 운항 경로를 결정함으로써 특정 항로 상에서의 드론의 운항을 제한할 수 있다. 따라서, 드론의 피해 또는 손실을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 운항 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 항로 결정 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 드론 관제 장치의 관제 드론 제어 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 드론 관제 장치를 나타낸 블록도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론 운항 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 1에서는 현재 항공 경로(항로) 상황을 반영하여 드론을 운항시키기 위한 드론 운항 시스템이 개시된다.
도 1을 참조하면 드론 운항 시스템은 드론(100), 드론 제어 장치(110), 드론 관제 장치(120), 관제 드론(130)을 포함할 수 있다.
드론(100)은 사람의 탑승 없이 원격으로 조종 가능한 무인 항공기(UAV, unmanned aerial vehicle)일 수 있다. 드론(100)은 드론 제어 장치로부터 운항 정보를 수신하고, 항로 상에서 운항될 수 있다.
드론 제어 장치(110)는 사용자에 의한 개별 드론(또는 드론 그룹)의 제어를 위해 구현될 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 사용자로부터 드론(100)의 구동을 위한 명령을 입력받고 입력받은 명령을 기반으로 드론(100)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 드론 제어 장치(110)를 기반으로 드론 관제 장치(120)와 네트워크를 설정하고 드론 관제 장치(120)를 통한 드론(100)의 관제를 요청하거나 드론 관제 장치(120)로부터 항로에 관련된 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드론 제어 장치(110)는 항로에 대한 정보를 포함하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 이하, 항로에 대한 정보를 포함하는 데이터베이스는 항로 데이터베이스라는 용어로 표현될 수 있다. 항로 데이터베이스는 기본 항로 데이터베이스와 실시간 항로 데이터베이스를 포함할 수 있다.
기본 항로 데이터베이스는 드론(100)이 이용할 수 있는 기본 항로에 대한 정보(이하, 기본 항로 정보)를 포함할 수 있다. 기본 항로는 별도의 제약 사항이 없는 경우, 드론(100)의 운항을 위해 사용 가능한 항로일 수 있다.
실시간 항로 데이터베이스는 업데이트된 항로에 대한 정보(이하, 업데이트 항로 정보)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 군사 훈련, 사고 발생 등과 같은 예외적인 상황의 발생에 따라 기본 항로 상의 제약이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 드론 관제 장치(120)는 업데이트 항로 정보를 드론 제어 장치(110)로 전송할 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 드론 관제 장치(120)로부터 업데이트 항로 정보를 수신하고, 목적 지점까지의 드론의 항로를 조정할 수 있다.
구체적으로 드론 제어 장치(110)에 기본 항로 데이터베이스가 이미 구현된 경우를 가정하면, 드론 제어 장치(110)는 기본 항로 데이터베이스에 저장된 기본 항로 정보와 드론의 목적 지점을 기반으로 기본 설정 항로를 결정할 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 기본 설정 항로를 결정한 후 드론 관제 장치(120)와 네트워크를 설정하고 드론 관제 장치(120)로부터 업데이트 항로 정보를 수신할 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 설정 항로의 조정이 필요한지 여부를 결정할 수 있다. 만약, 업데이트 항로 정보를 기반으로 한 기본 설정 항로의 조정이 필요한 경우, 드론 제어 장치(110)는 업데이트 항로 정보를 기반으로 조정된 조정 항로를 결정할 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 결정된 기본 설정 항로 또는 조정 항로를 기반으로 드론(100)을 목적 지점으로 이동시킬 수 있다. 드론 제어 장치(110)는 기본 설정 항로 또는 조정 항로를 드론(100)으로 전송할 수 있고, 드론(100)은 기본 설정 항로 또는 조정 항로에 따라 운항을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 드론 관제 장치(120)는 드론 제어 장치(110)로부터 수신한 기본 항로 정보를 기반으로 기본 항로 정보와 관련된 업데이트 항로 정보만을 전송할 수도 있다.
설명의 편의상 드론(100)과 드론 제어 장치(110)를 별도의 구성으로 설명하나 드론(100)과 드론 제어 장치(110)는 하나의 구성으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 드론 제어 장치(110)는 드론(100)에 구현되어 드론(100)의 동작을 제어할 수 있다.
드론 관제 장치(120)는 항로 상에서 운항되는 복수의 드론(100)을 관제 및 관리하기 위해 구현될 수 있다. 드론 관제 장치(120)는 복수의 드론 제어 장치(110)와 네트워크를 형성하고 드론(100)을 관제 및 제어하기 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 드론 관제 장치(120)는 드론 제어 장치(110)의 초기 액세스시 기본 항로 정보를 제공할 수 있다. 또한 드론 관제 장치(120)는 드론 제어 장치(110)의 드론의 운항을 위한 네트워크 형성시마다 업데이트 항로 정보를 제공할 수도 있다. 또한, 드론 관제 장치(120)는 외부의 서버 및 관제 드론(130)과 연결되어 현재 항로의 상황 정보, 항로 제한 정보 등을 수신하고 업데이트 항로 정보를 생성할 수 있다. 또는 드론 관제 장치(120)가 드론 제어 장치(110)로부터 드론의 목적 지점에 대한 정보를 수신하고, 업데이트 항로 정보를 기반으로 조정된 조정 항로에 대한 정보를 드론 제어 장치(110)로 직접 전송할 수도 있다.
관제 드론(130)은 항로를 관제하기 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 드론 관제 장치(120)는 복수개의 관제 드론(130)을 항로 상에 배치하여 항로 상황 정보를 관제 드론(130)으로부터 실시간으로 수신할 수 있다. 복수의 관제 드론(130) 각각은 항로 상에서 일정한 구역을 운항하면서 항로의 현재 상황 정보를 드론 관제 장치(110)로 전송할 수 있다. 항로의 현재 상황 정보는 현재 항로에서 사고가 발생하였는지 여부에 대한 정보, 현재 항로의 복잡도에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
이하, 구제적인 항로 상에서 드론의 운항 방법이 개시된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치의 항로 결정 방법을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 기본 항로 정보 및 업데이트 항로 정보를 기반으로 드론의 항로가 결정되는 방법이 개시된다. 도 2에서는 드론 제어 장치(200)가 드론의 운항을 위해 네트워크를 통해 드론 관제 장치(250)에 초기 액세스를 한번 수행하여 기본 항로 정보를 데이터베이스에 이미 저장하고 있는 경우를 가정한다.
도 2를 참조하면, 드론 제어 장치(200)는 드론의 운항을 위해 드론 관제 장치(250)에 액세스할 수 있다. 드론 제어 장치(200)는 드론의 목적 지점을 기반으로 드론의 기본 설정 항로를 결정하고 드론 관제 장치(250)로 액세스시 기본 설정 항로에 대한 정보(기본 설정 항로 정보)를 드론 관제 장치(250)로 전송할 수 있다.
드론 관제 장치(250)는 드론 제어 장치(200)로부터 기본 설정 항로 정보를 수신하고 기본 설정 항로 상에 제한 항로가 포함되는지(또는 위치하는지) 여부를 판단할 수 있다. 제한 항로는 드론의 운항을 제한하는 항로일 수 있다. 예를 들어, 군사 훈련, 사고 등을 이유로 특정 항로는 드론의 운항을 제한하는 제한 항로로 설정될 수 있다.
드론의 목적지까지의 운항을 위한 기본 설정 항로에 제한 항로가 포함되는(또는 위치하는) 경우, 드론 관제 장치(250)는 업데이트 항로 정보를 드론 제어 장치(200)로 전송할 수 있다. 업데이트 항로 정보는 제한 항로에 대한 정보를 포함할 수 있다.
드론 제어 장치(200)는 업데이트 항로 정보를 수신하고, 업데이트 항로 정보에 포함된 제한 항로 정보를 고려하여 기본 설정 항로를 수정하여 조정 항로를 결정할 수 있다. 드론 제어 장치(200)는 조정 항로를 기반으로 드론을 운항할 수 있다.
드론이 운항 전인 경우, 조정 항로를 드론으로 전송하고 드론은 수신한 조정 항로 정보를 기반으로 목적지로 이동할 수 있다.
드론이 운항 중인 경우, 드론 제어 장치(200)는 조정 항로 정보를 다른 중간 네트워크 장치(예를 들어, 기지국, AP 등)을 통해 드론으로 전송할 수 있고 드론은 조정 항로 정보를 기반으로 목적지로 이동할 수 있다.
조정 항로 상으로 운항하는 드론의 항로는 다시 재조정될 수 있다. 드론 관제 장치(250)는 제한 항로가 발생한 경우, 실시간으로 업데이트 항로 정보를 드론 제어 장치(200)로 전송할 수 있다. 드론 제어 장치(200)는 운항 중인 드론으로 업데이트 항로 정보를 기반으로 결정된 재조정 항로 정보를 전송할 수 있고, 드론은 재조정 항로를 통해 운항될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 업데이트 항로 정보에 포함된 제한 항로의 운항 제한 시간 구간(300) 및 드론의 이동 속도를 고려하여 드론의 항로를 결정하는 방법이 개시된다.
예를 들어, 기본 항로 정보를 기반으로 결정된 기본 설정 항로(340)는 제1 하위 항로, 제2 하위 항로, 제3 하위 항로를 연결하는 항로일 수 있다. 업데이트 항로 정보는 제2 하위 항로 상에 위치한 제한 항로에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 업데이트 항로 정보는 제한 항로 상의 운항 제한 시간(300)에 대한 정보도 포함할 수 있다.
드론 제어 장치는 업데이트 항로 정보를 수신하고 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)의 중첩 여부를 판단할 수 있다. 예상 운항 시간 구간(320)은 드론이 기본 설정 항로를 통해 제2 항로 상의 제한 항로까지 이동 후 제한 항로 상을 운항하는 경우, 드론의 제한 항로 상의 운항에 예상되는 시간일 수 있다.
드론 제어 장치는 제한 항로 상에서의 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)이 중첩되지 않는 경우, 드론 제어 장치는 결정된 기본 설정 항로를 따라 드론의 운항을 명령할 수 있다. 즉, 제한 항로에 도착하기 이전에 제한 항로가 해제되기 때문에 드론은 기본 설정 항로(340)를 유지하여 운항을 수행할 수 있다.
반대로 드론 제어 장치는 제한 항로 상에서의 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)이 중첩되는 경우, 업데이트 항로 정보를 반영하여 기본 설정 항로(340)를 조정하여 조정 항로(360)를 결정할 수 있다. 드론 제어 장치는 조정 항로(360)를 기반으로 드론의 운항을 제어할 수 있다. 또는 드론 제어 장치는 제한 항로 상에서의 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)이 중첩되는 경우, 드론 제어 장치는 기본 설정 항로(340)를 유지하되, 제한 항로 도착 이전에서 일정 시간 구간 동안 호버링(hovering)을 수행하여 제한 항로의 해제까지 대기할 수도 있다. 예를 들어, 조정 항로(360)로 운항하는 것보다 기본 설정 항로(340)를 유지하되, 제한 항로 이전에서 호버링을 수행하고, 제한 시간 구간의 종료 후 다시 기본 설정 항로(340)를 운행하는 것이 목적지까지 더 빠르게 이동하는 방법일 수 있다. 이러한 경우, 드론 제어 장치는 1차 운항 항로를 유지하되, 제한 항로 이전에서 호버링(hovering)을 수행하고 제한 시간 구간의 종료 후 1차 운항 항로를 통해 운항을 재게할 수도 있다.
이러한 경로 조정 방법은 왕복 운행을 수행하는 드론에게도 적용될수 있다.
예를 들어, 왕복 운항을 수행하는 드론은 출발 지점에서 목표 지점으로 운항시 제한 항로로 인해 기본 설정 항로(340)를 조정하여 조정 항로(360) 상에서 운항을 수행할 수 있다. 이후, 드론이 목표 지점에서 출발 지점으로 돌아올 때 드론 제어 장치는 제한 항로 상에서의 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)이 중첩되는지 여부를 기반으로 조정 항로(360)를 이용하여 출발 지점으로 다시 이동할 것인지 기본 설정 항로(340)를 통해 출발 지점으로 운항할지 여부를 재결정할 수 있다.
위와 같은 동작은 운항 중인 드론에게도 적용될 수 있다. 즉, 드론이 기본 설정 항로(340)(또는 조정 항로(360))를 통해 이동하던 중 드론 제어 장치는 업데이트 운항 정보를 드론 관제 장치로부터 수신할 수 있다. 이러한 경우, 드론 제어 장치는 제한 항로 상에서의 예상 운항 시간 구간(320)과 운항 제한 시간 구간(300)이 중첩되는지 여부를 결정하여 기본 설정 항로(340)(또는 조정 항로(360))의 조정 여부를 결정할 수 있다. 드론 제어 장치는 기본 설정 항로(340)(또는 조정 항로(360))에 대한 조정(또는 재조정)이 필요한 경우, 조정 항로(또는 재조정 항로)에 대한 정보를 드론으로 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 드론(400)의 운항시 드론(400)이 주변 드론(450)으로 업데이트 항로 정보를 제공하는 방법에 대해 개시한다
도 4를 참조하면, 드론(400)은 설정된 항로를 운항할 수 있다. 드론(400)은 이동 중 동일한 항로 상에서 위치한 주변 드론(450)으로 업데이트 항로 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어, 드론(400)의 주변에서 운항 중인 주변 드론(450) 중 업데이트 항로 정보를 수신하지 못한 주변 드론(450)이 존재할 수 있다. 이러한 경우, 업데이트 항로 정보를 기반으로 운항되는 드론(400)은 업데이트 항로 정보를 주기적으로 브로드캐스트할 수 있다. 주변 드론(450)은 브로트캐스트된 업데이트 항로 정보를 수신하고, 수신하지 못한 업데이트 항로 정보인 경우, 주변 드론(450)은 주변 드론(450)의 드론 제어 장치로 업데이트 항로 정보에 따른 항로 재설정을 요청할 수 있다.
구체적으로 드론 관제 장치로부터 전송되는 업데이트 항로 정보에는 식별 정보가 할당될 수 있다. 주변 드론(450)은 드론(400)에 의해 브로드캐스트된 업데이트 항로 정보를 수신하고 수신한 업데이트 항로 정보의 식별 정보를 기반으로 수신한 업데이트 항로 정보가 새로운 업데이트 항로 정보인지 여부를 확인할 수 있다. 주변 드론(450)은 수신한 업데이트 정보가 새로운 업데이트 항로 정보인 경우, 항로 재설정 요청 메시지를 주변 드론(450)의 드론 제어 장치로 전송할 수 있다. 주변 드론(450)이 드론 제어 장치의 직접적인 제어 범위를 벋어난 경우, 중간 네트워크(예를 들어, 기지국, AP 등)을 통해 드론 제어부로 항로 재설정 요청 메시지를 전송할 수 있다.
항로 재설정 요청 메시지를 수신한 주변 드론(450)의 드론 제어 장치는 드론 관제 장치로 업데이트 항로 정보를 요청할 수 있다. 드론 관제 장치는 드론 제어 장치의 업데이트 항로 정보 요청을 기반으로 드론 제어 장치로 업데이트 항로 정보를 전송할 수 있다. 드론 관제 장치는 도 2 또는 도 3에서 전술한 바와 같이 업데이트 항로 정보를 기반으로 조정 항로(또는 재조정 항로)를 결정하여 주변 드론(450)으로 전송하거나 기존의 항로를 유지할 것을 명령하는 메시지를 주변 드론(450)으로 전송할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 드론 관제 장치(520)가 직접적으로 드론(560)을 제어하는 방법에 대해 개시한다.
도 5를 참조하면, 드론 관제 장치(520)는 드론 제어 장치(500)의 제어 범위를 벋어난 드론(560)을 직접적으로 제어할 수도 있다. 드론 관제 장치(520)는 항로 상에 위치한 복수의 중간 네트워크 장치를 통해 업데이트 항로 정보를 기반으로 결정된 조정 항로 정보를 전송할 수도 있다.
구체적으로 드론(560)이 드론 제어 장치(500)를 기반으로 제어 가능한 범위를 벋어난 경우, 드론(560)은 항로 상에 위치한 중간 네트워크 장치(540)를 통해 조정 항로 정보를 수신할 수 있다.
드론(560)은 주기적으로 드론(560)의 위치 정보, 드론(560)의 식별 정보, 드론(560)의 운항 항로 및 드론(560)의 목적지 정보를 브로드캐스트할 수 있다. 이하, 드론(560)의 위치 정보, 드론(560)의 식별 정보, 드론(560)의 운항 항로 및 드론(560)의 목적지 정보는 드론 운항 정보라는 용어로 표현될 수 있다.
중간 네트워크 장치(540)는 브로드캐스트되는 드론 운항 정보를 수신하여 드론 관제 장치(520)로 전달할 수 있다. 드론 관제 장치(520)는 중간 네트워크 장치(540)로부터 수신되는 드론(560)의 운항 정보를 기반으로 드론(560)의 현재 위치를 판단할 수 있다.
또한, 드론 관제 장치(520)는 드론 운항 정보를 수신하고, 드론(560)의 운항 경로를 조정할지 여부를 판단할 수 있다. 드론 관제 장치(520)는 업데이트 운항 정보를 기반으로 드론(560)의 운항 경로를 조정할지 여부를 판단할 수 있다. 드론 운항 경로의 조정 여부에 대한 결정은 도 2 또는 도 3에서 개시한 방법을 기반으로 수행할 수 있다.
드론 관제 장치(520)는 드론 운항 경로의 조정이 필요한 경우, 조정 항로 정보(또는 재조정 항로 정보)를 드론(560)으로 전송할 수 있다. 드론 관제 장치(520)는 드론(560)에 가장 가까운 중간 네트워크 장치를 통해 드론(560)으로 조정 항로 정보(또는 재조정 항로 정보)를 전송할 수 있다. 드론 관제 장치(520)는 드론(560)의 위치 정보 및 드론(560)의 속도 정보를 고려하여 드론(560)으로 조정 항로 정보(또는 재조정 항로 정보)를 전송할 중간 네트워크 장치(540)를 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 드론의 운항 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 복수의 드론이 하나의 드론 그룹(600)을 형성하여 운항을 수행할 경우에 대해 개시한다.
도 6을 참조하면, 복수의 드론이 동일한 시간에 동일한 목적지로 운항을 할 경우, 드론 제어 장치는 복수의 드론을 하나의 드론 그룹(600)으로 그룹핑할 수 있다.
드론 제어 장치는 드론 그룹(600)에 포함된 복수의 드론 중 하나의 드론을 리더 드론(620)으로 설정하고 나머지 드론을 팔로잉 드론(640)으로 설정할 수 있다. 드론 제어 장치는 리더 드론(620)만을 제어하고, 리더 드론(620)은 나머지 팔로잉 드론(640)을 제어하는 방식으로 드론 그룹이 제어될 수 있다.
예를 들어, 드론 제어 장치는 조정 경로 정보를 리더 드론(620)으로만 전송할 수 있다. 리더 드론(620)이 조정 경로 정보를 수신한 경우, 리더 드론(620)은 팔로잉 드론(640)으로 조정 경로 정보를 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 드론 관제 장치의 관제 드론 제어 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7에서는 드론 관제 장치(700)가 관제 드론(750)을 제어하여 항로 상황 정보를 실시간으로 수신하는 방법이 개시된다.
도 7을 참조하면, 드론 관제 장치(700)는 관제 드론(750)을 항로 상에 배치하여 항로 상황 정보를 실시간으로 수신할 수 있다.
드론 관제 장치(700)는 관제 드론(750)을 항로의 전체 길이를 고려하여 배치할 수 있다.
예를 들어, 가용한 관제 드론(750)이 N개인 경우, 전체 항로를 M(<N)개의 구간으로 나누어 N개의 구간 각각에 관제 드론(750)을 배치할 수 있다. N개의 관제 드론(750) 중 N-M개의 드론은 교체를 위해 사용되는 교체 관제 드론, M개의 드론은 관제 수행 드론이라는 용어로 표현될 수 있다.
관제 수행 드론은 할당된 구간을 이동하면서 각 할당 구간에 대한 항로 상황 정보를 생성하여 드론 관제 장치(700)로 보고할 수 있다. 관제 수행 드론은 충전량이 임계값 이하가 되는 경우, 드론 관제 장치(700)로 교체 요청 메시지를 전송할 수 있다.
드론 관제 장치(700)는 교체 요청 메시지를 수신한 경우, 교체 관제 드론으로 교체 요청 메시지를 전송한 관제 수행 드론의 할당 구간으로 이동하여 할당 구간에 대한 관제를 수행할 것을 명령할 수 있다. 교체 관제 드론은 교체 요청 메시지를 전송한 관제 수행 드론의 할당 구간으로 진입한 경우, 드론 관제 장치(700)로 이동 완료 메시지를 전송할 수 있다. 이동 완료 메시지를 수신한 드론 관제 장치(700)는 교체 요청 메시지를 전송한 관제 수행 드론으로 충전을 위한 장소로 이동하여 충전할 것을 명령할 수 있다.
교체 요청 메시지를 전송하기 위한 임계값은 교체 관제 드론의 이동 시간 및 관제 수행 드론의 충전 장소로의 이동 시간을 고려하여 결정될 수 있다. 임계값은 교체 요청 메시지를 전송한 관제 드론이 충전 장소로 이동 가능할 수 있는 충전량보다 큰 값일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 드론 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8을 참조하면, 드론 제어 장치는 기본 항로 데이터베이스(800), 업데이트 항로 데이터베이스(810), 기본 설정 항로 결정부(820), 조정 항로 결정부(830), 통신부(840), 프로세서(850)를 포함할 수 있다.
도 8의 각 구성부는 도 1 내지 도 7에서 전술한 드론 제어 장치의 동작을 수행하기 위해 구현될 수 있다. 도 8의 각 구성부는 예를 들어, 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
기본 항로 데이터베이스(800)는 드론 관제 장치로부터 수신한 기본 항로 정보를 저장하기 위해 구현될 수 있다.
업데이트 항로 데이터베이스(810)는 드론 관제 장치로부터 수신한 업데이트 항로 정보를 저장하기 위해 구현될 수 있다.
기본 설정 항로 결정부(820)는 기본 항로 데이터베이스에 저장된 기본 항로 정보를 기반으로 기본 설정 항로를 결정하기 위해 구현될 수 있다.
조정 항로 결정부(830)는 조정 항로 데이터베이스에 저장된 조정 항로 정보를 기반으로 조정 항로를 결정하기 위해 구현될 수 있다.
통신부(840)는 드론 관제 장치 및 드론과의 통신을 위해 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신부(840)는 드론 관제 장치로부터 기본 항로 정보, 업데이트 항로 정보를 수신할 수 있다. 또한 통신부(840)는 드론으로 기본 설정 항로 및 조정 항로에 대한 정보를 전송하기 위해 구현될 수 있다.
프로세서(850)는 기본 항로 데이터베이스(800), 업데이트 항로 데이터 베이스(810), 기본 설정 항로 결정부(820), 조정 항로 결정부(830), 통신부(840)의 동작을 제어하기 위해 구현될수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 드론 관제 장치를 나타낸 블록도이다.
도 9를 참조하면, 드론 관제 장치는 기본 항로 생성부(900), 업데이트 항로 생성부(910), 관제 드론 관리부(920), 중간 네트워크 장치 관리부(930), 통신부(940), 프로세서(950)를 포함할 수 있다.
기본 항로 생성부(900)는 드론이 운행 가능한 기본 항로를 결정하도록 구현될 수 있다. 또한, 기본 항로 생성부(900)는 기본 항로 정보를 생성할 수 있다.
업데이트 항로 생성부(910)는 외부 서버 및/또는 관제 드론으로부터 항로 상황 정보를 수신하고 제한 항로를 결정하도록 구현될 수 있다. 또한, 업데이트 항로 생성부(910)는 업데이트 항로 정보를 생성할 수 있다.
관제 드론 관리부(920)는 관제 드론의 항로 관제 동작을 관리하기 위해 구현될 수 있다. 도 7에서 전술한 바와 같이 관제 드론 관리부(920)는 관제 드론의 관제 구역을 할당하고 관제 드론에 대한 교체 동작을 수행하기 위해 구현될 수 있다.
중간 네트워크 장치 관리부(930)는 항로 상에서 운행되는 드론으로 제어 정보를 전송하기 위한 중간 네트워크 장치를 관리하기 위해 구현될 수 있다.
통신부(940)는 드론 및 중간 네트워크 장치와의 통신을 위해 구현될 수 있다.
프로세서(950)는 기본 항로 생성부(900), 업데이트 항로 생성부(910), 관제 드론 관리부(920), 중간 네트워크 장치 관리부(930), 통신부(940)의 동작을 제어하기 위해 구현될 수 있다.
이와 같은, 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 드론
110: 드론 제어 장치
120: 드론 관제 장치
130: 관제 드론
800: 기본 항로 데이터베이스
810: 업데이트 항로 데이터베이스
820: 기본 설정 항로 결정부
830: 조정 항로 결정부
840: 통신부
850: 프로세서

Claims (10)

  1. 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법에 있어서,
    드론 제어 장치가 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하는 단계;
    상기 드론 제어 장치가 드론 관제 장치로 액세스하고 상기 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 수신하는 단계;
    상기 드론 제어 장치가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 상기 드론의 운항을 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 드론 관제 장치가 상기 드론으로부터 드론 운항 정보를 수신하여 상기 드론의 운항 경로를 조정할지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 드론 관제 장치가 조정 항로 정보를 중간 네트워크 장치를 통해 상기 드론으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 드론의 비행 경로를 업데이트 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론 제어 장치는 상기 드론 관제 장치로의 액세스시 상기 기본 항로에 대한 정보를 상기 드론 관제 장치로 전송하고,
    상기 업데이트 항로 정보는 상기 기본 항로 상에 위치한 제한 항로의 위치 및 상기 제한 항로 상의 운항 제한 시간에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계는,
    상기 드론 제어 장치가 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 기본 항로의 조정을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 업데이트 항로 정보는 상기 관제 드론에 의해 수집된 항로 상황 정보를 기반으로 생성되고,
    상기 관제 드론은 상기 드론 관제 장치에 의해 관제되는 항로 상의 일부 구간에 할당되고, 상기 일부 구간의 관제를 기반으로 수집된 상기 항로 상황 정보를 전송하고,
    상기 항로 상황 정보는 상기 일부 구간 상의 사고 정보 및 상기 일부 구간의 혼잡도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하는 단계는,
    상기 드론 제어 장치가 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론 제어 장치가 상기 드론의 호버링 가능 시간을 고려하여 상기 드론의 호버링 가능 시간 이전에 상기 운항 제한 시간 구간이 종료되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 수행하지 않은 것으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론의 비행 경로를 업데이트하는 방법.
  6. 드론의 비행 경로를 업데이트하는 드론 제어 장치에 있어서,
    상기 드론 제어 장치는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 기본 항로 데이터베이스를 기반으로 기본 항로를 결정하고,
    드론 관제 장치로 액세스하고 상기 드론 관제 장치로부터 업데이트 항로 정보를 수신하고,
    상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 상기 기본 항로의 조정 여부를 결정하고,
    상기 기본 항로의 조정이 결정되는 경우, 상기 업데이트 항로 정보를 기반으로 기본 항로를 조정한 조정 항로를 기반으로 상기 드론의 운항을 제어하도록 구현되되,
    상기 드론이 상기 드론 제어 장치를 기반으로 제어 가능한 범위를 벗어난 경우, 상기 드론 관제 장치가 상기 드론으로부터 드론 운항 정보를 수신하여 상기 드론의 운항 경로를 조정할지 여부를 판단하고,
    상기 드론 관제 장치가 상기 조정 항로 정보를 중간 네트워크 장치를 통해 상기 드론으로 전송하도록 구현되는 드론 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 드론 관제 장치로의 액세스시 상기 기본 항로에 대한 정보를 상기 드론 관제 장치로 전송하도록 구현되고,
    상기 업데이트 항로 정보는 상기 기본 항로 상에 위치한 제한 항로의 위치 및 상기 제한 항로 상의 운항 제한 시간에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하고,
    상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 결정하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 드론 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 업데이트 항로 정보는 상기 관제 드론에 의해 수집된 항로 상황 정보를 기반으로 생성되고,
    상기 관제 드론은 상기 드론 관제 장치에 의해 관제되는 항로 상의 일부 구간에 할당되고, 상기 일부 구간의 관제를 기반으로 수집된 상기 항로 상황 정보를 전송하고,
    상기 항로 상황 정보는 상기 일부 구간 상의 사고 정보 및 상기 일부 구간의 혼잡도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 장치.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제한 항로 상의 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간의 중첩 여부를 판단하고,
    상기 예상 운항 시간 구간과 상기 운항 제한 시간 구간이 중첩되는 경우, 상기 드론의 호버링 가능 시간을 고려하여 상기 드론의 호버링 가능 시간 이전에 상기 운항 제한 시간 구간이 종료되는 경우, 상기 기본 항로의 조정을 수행하지 않은 것으로 결정하도록 구현되는 드론 제어 장치.
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