KR102243823B1 - 관제 서버 및 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 - Google Patents

관제 서버 및 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 경로 설정 방법은 사용자 단말로부터 출발지, 목적지 및 적어도 하나의 웨이포인트를 포함하는 제1 비행경로를 수신하는 단계; 상기 제1 비행경로 주변의 지도 정보를 수신하는 단계; 상기 지도 정보에 기초하여 안전포인트를 생성하는 단계; 상기 지도 정보에 기초하여 적어도 하나의 안전포인트를 상기 사용자 단말에 제공하는 단계; 및 상기 사용자 단말로부터 선택된 안전포인트를 수신하여 제2 비행경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

관제 서버 및 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법{CONTROL SERVER AND METHOD FOR SETTING FLIGHT PATH OF UNMANNED AERIAL VEHICLE USING THIS}
본 발명은 무인 비행체가 이동하는 경로 상에서 변화되는 무인 비행체의 상태 정보를 고려하여 비상상황에 안전하게 안전포인트에 착륙하기 위한 비행경로를 설정하기 위한 관제 서버, 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법에 관한 것이다.
무인 비행체는 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 비행하는 비행체로서, 주로 군사적 용도로 활용되어 왔으나 최근에는 운송 분야, 보안 분야 등 다양한 분야에서 무인 비행체가 활용되고 있으며, 개인적 용도로도 활용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 무인 비행체의 비행경로 및 RHT 경로를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 무인 비행체의 비행경로를 생성하는 서버는, 출발지 좌표와 목적지 좌표 사이에서 무인 비행체가 이동해야 할 n(여기서, n은 1 이상의 정수)개의 웨이포인트(WP)의 좌표 각각을 지도 맵 상에 입력하는 방식으로 비행경로를 생성한다.
무인 비행체는 서버로부터 n 개의 웨이포인트(WP)의 좌표를 제공 받아, 자신의 현재 좌표와 다음으로 이동해야 할 n개의 웨이포인트(WPn)의 좌표의 차이를 산출하여 해당 위치로 이동한다.
일반적으로 무인 비행체는 비행 중에 배터리가 부족하면 자동으로 RTH(Return To Home)을 실행하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무인 비행체가 제3 웨이포인트(WP3)에서 제4 웨이포인트로(WP) 이동 중 배터리가 부족하여 RTH를 실행하는 경우, 무인 비행체(100)는 현재 위치로부터 출발지까지의 최단경로 이동하게 된다.
하지만, 무인 비행체의 RTH 실행에 따른 최단 경로는 무인 비행체가 안전하게 비행 가능한 경로인 확인되지 않아, 무인 비행체가 최단 경로 주행 중 안전사고에 노출되는 문제점이 있다.
또한, 무인 비행체의 배터리 잔여량이 RTH도 불가한 상황인 경우에 어쩔 수없이 현재 위치에서 착륙을 시도함에 따라, 현재 위치가 착륙 가능한 지점인지도 모르기 때문에 안전사고가 발생하는 문제점이 있다.
실시 예는 무인 비행체가 이동하는 경로 상에서 변화되는 무인 비행체의 상태 정보를 고려하여 비상상황에 안전하게 착륙하기 위한 안전포인트를 설정하기 위한 관제 서버 및 그를 이용한 무인 비행체의 비행경로 설정방법을 제공하기 위한 것이다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 무인 비행체의 경로 설정 방법은 사용자 단말로부터 출발지, 목적지 및 적어도 하나의 웨이포인트를 포함하는 제1 비행경로를 수신하는 단계; 상기 제1 비행경로 주변의 지도 정보를 수신하는 단계; 상기 지도 정보에 기초하여 안전포인트를 생성하는 단계; 상기 지도 정보에 기초하여 적어도 하나의 안전포인트를 상기 사용자 단말에 제공하는 단계; 및 상기 사용자 단말로부터 선택된 안전포인트를 수신하여 제2 비행경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 무인 비행체가 안전하게 착륙할 수 있는 기 저장된 지도 상의 좌표 정보 및 고도 정보를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 선택된 안전포인트와 상기 웨이포인트 사이의 비행경로를 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 무인 비행체로부터 기설정된 주기로 상태 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 상태 정보에 기초하여 상기 무인 비행체가 비상상황인지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 무인 비행체가 비상상황인 경우, 상기 상태 정보에 기초하여 RTH(Return To Home) 실행이 가능한지 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 상태 정보에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 판단하는 단계는 상기 무인 비행체의 배터리 잔여량에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 여부를 판단 할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 무인 비행체가 상기 RTH 실행이 불가능한 경우, 상기 무인 비행체의 현재 위치에 기초하여 기저장된 안전포인트를 검색하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 기저장된 안전포인트에 대응하는 상기 제1 비행경로 및 상기 제2 비행경로를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 무인 비행체가 상기 제1 비행경로를 경유하여 상기 출발지로 이동하는 비행 경로를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 무인 비행체의 경로 설정 방법, 시스템에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 무인 비행체의 비상상황에 대응하여 안전하게 착륙 가능한 안전포인트를 제공함으로써, 안전사고를 예방하는 효과가 있다.
둘째, 무인 비행체의 소정의 구간 내에서는 출발지와 목적지 사이의 안전포인트에 기초하여 비행경로를 설정할 수 있으므로, 배터리나 연료의 효율성이 향상될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 무인 비행체의 비행경로 및 RHT 경로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신망을 이용한 무인 비행체의 경로 안내 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 안전포인트가 포함된 비행경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 RTH을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관제 서버에서 안전포인트를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 RTH 판단에 따른 비행경로를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명할 수 있다. 이하의 설명에서 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.
실시 예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수 있다.고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 통신망을 이용한 무인 비행체(100)의 경로 안내 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무인 비행체(100)의 비행경로 안내 시스템(10)은 무인 비행체(100), 사용자 단말(200), 관제 서버(300) 및 이동 통신망(400)을 포함할 수 있다.
무인 비행체(100, Unmanned Aerial Vehicle: UAV)는 조종사 없이 지정된 임무를 실행하기 위해 사전에 입력된 프로그램에 따라 스스로 주위 환경(장애물 또는 항로)을 인식하고, 지정된 경로를 자율적으로 비행(Autonomous Flying)할 수 있는 비행체를 말하며, 최근에는 기상 관측, 지형 탐사, 정찰 또는 감시 등의 다양한 목적을 위하여 사용되고 있다. 예를 들어, 무인 비행체(100)는 드론(Drone)으로도 호칭될 수 있으나, 특정한 명칭 및 형태에 제한되는 것은 아니고, 무인(unmanned), 원격 제어(remotely control), 초경량 항공기(ultralight aircraft)의 개념적 요소를 포함할 수 있다.
무인 비행체(100)는 이동 통신망(400)을 통하여 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300)와 통신할 수 있으며, 사용자 단말(200)로부터 수신하는 제어 신호에 따라 정해진 비행경로를 무인으로 이동하면서 다양한 항공관제 서비스-예컨대, 데이터 전송 서비스, 무인 택배 서비스, 기상 관측 서비스, 재해 관측 서비스 및 자율 비행 제어 서비스 등-를 제공할 수 있다.
사용자 단말(200)은 이동 통신망(400)에 접속하여 무인 비행체(100)의 비행을 제어하거나 무인 비행체(100)로부터 항공관제 서비스를 제공 받을 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말(200)은 이동 통신망(400)을 통해 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 웨이포인트(WP)의 위치 정보 등을 관제 서버(300)로 전송하여 무인 비행체(100)의 비행경로를 요청하고, 관제 서버(300)로부터 수신한 비행경로를 무인 비행체(100)로 전송하여 무인 비행체(100)의 비행을 제어할 수 있다.
한편, 무인 비행체(100) 및 사용자 단말(200) 각각은 미리 특정 이동 통신망 서비스에 가입 및 등록되어 있는 단말기로서, 이동 통신망 서비스를 제공하는 통신망 사업자에 의해 운영되는 이동 통신망(400)을 이용하여 관제 서버(300)와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있다.
관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 비행을 관제하기 위한 것으로, 사용자 단말(200)의 비행경로 요청에 따라 무인 비행체(100)의 인증을 실행하고, 이동 통신망(400)을 통하여 무인 비행체(100) 및 사용자 단말(200) 중 적어도 하나로 비행경로를 포함하는 관제 정보를 제공할 수 있다.
이동 통신망(400)은 무인 비행체(100), 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300) 사이의 통신을 중계할 수 있다. 구체적으로, 무인 비행체(100)는 이동 통신망(400)의 기지국 중 하나에 접속하여 사용자 단말(200) 및 관제 서버(300)와 통신할 수 있다. 이를 위해, 사용자 단말(200)의 사용자는 이동 통신망(400)을 운영하는 통신망 사업자의 이동 통신 서비스에 가입하여 제어하고자 하는 무인 비행체(100)를 등록할 수 있다.
여기서, 이동 통신망(400)은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 및 5G(Generation) 등의 이동 통신 규격을 지원하는 통신망을 의미할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 기지국을 이용하여 사용자 단말(200)로 무선 통신 서비스를 제공하는 다양한 방식의 통신망을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 비행경로 안내 시스템을 보다 상세히 나타낸 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 무인 비행체(100)는 GPS(Global Positioning System) 수신기(110), 센서부(120), 저장부(130), 통신부(140), 구동부(150) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
GPS 수신기(110)는 측위 위성을 통해 수신된 신호를 이용하여 기 설정된 주기-예를 들어, 100ms, 50ms 등- 마다 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, GPS 위성에서 발사되는 전파의 지연시간을 계측하는 방법으로 무인 비행체(100)의 현재 좌표를 획득할 수 있다.
센서부(120)는 영상 센서, 기상관측 복합센서, 초음파 센서, 전파 고도 센서 등을 포함하며, 무인 비행체(100) 주변의 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지도 정보 등-를 수집하여 사용자에게 다양한 항공관제 서비스를 제공할 수 있다.
저장부(130)는 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 전송된 비행경로 정보 및 센서부(120)에서 촬영된 영상 정보, 이미지 정보 및 감지된 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지도 정보 등-를 저장할 수 있다.
통신부(140)는 GPS 수신기(110)로부터 획득한 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 관제 서버(300)로 전송하고, 센서부(120)로부터 수집한 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보를 사용자 단말(200)로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(140)는 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 관제 신호를 수신하여 제어부(160)로 전달할 수 있다. 여기서, 관제 신호는 비행경로 정보, 비행제한구역 정보 및 무인 비행체(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호 등을 포함할 수 있다.
구동부(150)는 무인 비행체(100)가 전후, 좌우 및 상하방향으로 이동할 수 있도록 양력 및 비행력을 발생시키기 위한 장치로서, 일반적으로 복수 개의 프로펠러 및 이를 회전시키는 모터로 구성될 수 있으며, 이와 같은 구동부(150)는 일반적인 무인 비행체(100)에도 동일하게 적용되고 있는바, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제어부(160)는 통신부(140)를 통해 사용자 단말(200) 또는 관제 서버(300)로부터 수신한 관제 신호에 따라 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로로 이동할 수 있도록 구동부(150)를 제어할 수 있다.
사용자 단말(200)은 입력부(210), 표시부(220), 통신부(230) 및 제어부(240)를 포함할 수 있다.
입력부(210)는 무인 비행체(100)의 비행을 제어하기 위한 소정의 입력 수단-예컨대, 키보드(Key Board), 조이스틱(Joystick), 휠 키(Wheel Key) 및 터치 패드(Touch Pad) 등- 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 터치 패드가 표시부(220)와 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치 스크린이라 칭할 수 있다.
입력부(210)는 사용자로부터 입력 신호를 수신하여, 무인 비행체(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 입력부(210)는 사용자로부터 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 다양한 항공관제 서비스 정보 및 비행 제어 신호를 입력 받을 수 있다.
표시부(220)는 무인 비행체(100)의 비행경로, 비행상태 및 무인 비행체(100)가 제공하는 영상 정보, 이미지 정보 및 센싱 정보-예컨대, 기상 정보, 지도 정보 등-를 사용자 인터페이스(UI, User Interface)를 통하여 표시할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(UI)는 무인 비행체(100)와 관제 서버(300)가 이동 통신망(400)을 통하여 서로 접속된 상태에서, 사용자 단말(200)에 미리 설치된 항공관제 어플리케이션(APP)을 실행하여 제공될 수 있으나, 본 발명의 범주는 이에 한정되지 아니한다.
또한, 표시부(220)는 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 이탈함에 따라 관제 서버(300)로부터 경고 신호를 수신하면, 사용자가 무인 비행체(100)의 현재 비행상태를 인식할 수 있도록, 점등이 가능한 경고등, 이탈 정보가 표시되는 디스플레이 및 해당 정보를 음성으로 안내하는 스피커 등을 포함할 수 있다.
표시부(220)는 관제서버(300) 서버(300)로부터 비행경로에 기초하여 탐색된 안전포인트(SP)를 표시할 수 있다. 예를 들어, 상기 안전포인트(SP)는 무인 비행체(100)의 비행경로가 매칭된 지도 상에 이미지 정보로 표시될 수 있다.
제어부(240)는 통신부(230)를 통해 관제 서버(300)와 비행경로를 송수신할 수 있다.
예를 들어, 제어부(240)는 통신부(230)를 통해 사용자가 입력한 제1 비행경로를 통하여 관제 서버(300)에 전송하고, 상기 제1 비행경로에 대응하여 생성된 안전포인트(SP)에 대응하는 정보를 관제 서버(300)로부터 수신할 수 있다. 이후, 사용자에 의해 선택된 안전포인트(SP)의 정보를 관제 서버(300)로부터 전송하고, 상기 선택된 안전포인트(SP)를 포함하는 제2 비행경로를 관제 서버(300)로부터 수신할 수 있다.
제어부(240)는 관제 서버(300)로부터 수신한 비행경로에 따라 무인 비행체(100)의 비행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 통신부(230)를 통하여 상기 제어 신호를 무인 비행체(100)로 전송할 수 있다.
제어부(240)는 비행경로에 따라 무인 비행체(100)의 비행을 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 통신부(230)를 통하여 상기 제어 신호를 무인 비행체(100)로 전송할 수 있다.
관제 서버(300)는 통신부(310), 저장부(320), 경로 설정부(330) 및 제어부(340)를 포함할 수 있다.
통신부(310)는 이동 통신망(400)을 이용하여 사용자 단말(200)로부터 무인 비행체(100)의 식별 정보, 출발지 및 목적지 정보, 정찰 범위 정보 등을 수신하고, 사용자 단말(200) 및 무인 비행체(100) 중 적어도 하나로 비행경로를 송신할 수 있다.
또한, 통신부(310)는 기 설정된 주기마다 무인 비행체(100)의 상태 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 통신부(310)는 기 설정된 주기마다 무인 비행체(100)의 현재 위치정보를 수신할 수 있다. 통신부(310)는 기 설정된 주기마다 무인 비행체(100)의 배터리 정보를 수신할 수 있다.
저장부(320)는 각 무인비행체(100)의 비행경로 정보 및 지도 정보를 저장할 수 있다. 비행경로 정보는 각 무인비행체(100)의 출발지, 목적지, 웨이포인트 및 안전포인트에 따른 이동 경로를 나타낼 수 있다.
상기 지도 정보는 GPS 좌표에 따른 안전포인트의 위치 정보 및 고도 정보를 포함할 수 있다. 상기 안전포인트(SP)는 건물의 옥상. 바닥이 평평한 장소, 사람의 왕래가 드문곳이 대상일 수 있다.
저장부(320)는 비행경로 입력 시에 기설정된 위치의 안전포인트(SP)에 따른 안전 경로를 포함할 수 있다.
상기 안전 경로는 지도 정보 및 안전포인트에 기초하여 기저장된 비행경로 일수 있다. 상기 지도 정보에 따른 안전경로는 무인비행체가 비행 가능한 경로이다.
상기 안전경로는 선택된 안전포인트와 근접한 웨이포인트 사이의 최단 경로 및 비행체가 사물 및 건물 등의 방해요소에 의해 최단 경로 비행이 불가능한 경우, 방해 요소를 우회하는 비행경로를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 저장부(320)가 저장하는 안전경로는 웨이포인트에 인접한 적어도 하나의 안전포인트와 각 웨이포인트와 안전포인트 사이의 비행경로를 나타내는 제2 비행경로를 포함할 수 있다.
안전 경로는 전술한 바에 한정되지 않으며, 저장부(130)가 저장할 수 있는 정보도 비행경로 정보 및 지도 정보에 한정되지 않는다.
저장부(320)는 비행경로 및 안전포인트에 대응하는 소정의 정보를 저장할 수 있다.
소정의 정보-예컨대, 출발지에서 목적지에 이르는 비행경로 상에 위치하는 적어도 하나의 웨이포인트(WP)에 대한 위치 정보, 상기 각 웨이포인트(WP)로부터 안전포인트(SP)에 대한 위치 정보, 등록된 무인 비행체(100)의 식별 정보-를 미리 저장할 수 있다. 여기서, 위치 정보는 위도, 경도 등의 지도상의 좌표 정보 및 고도 정보와 같은 3차원 공간 상의 위치를 의미할 수 있다.
안전포인트(SP)는 무선 통신을 이용하여 일정 주기마다 자동으로 업데이트되거나 또는 사용자에 의해 수동으로 업데이트될 수 있다.
저장부(320)는 프로그램 상의 변수 또는 물리적인 메모리의 형태로 구성될 수 있다.
경로 설정부(330)는 무인 비행체(100) 및/또는 사용자 단말(200)로부터 소정의 정보를 수신하고, 사용자 단말(200)로부터 수신한 무인 비행체(100)의 출발지 및 목적지 정보, 적어도 하나의 웨이포인트(WP)에 기초하여, 무인 비행체(100)가 안전하게 이동할 수 있도록 제1 비행경로를 설정할 수 있다.
또한, 경로 설정부(330)는 저장부(320)에 저장된 안전포인트(SP)에 기초하여, 각각의 웨이포인트(WP)로부터 인접한 각 안전포인트(SP)까지 무인 비행체(100)가 안전하게 이동할 수 있도록 비행경로를 설정할 수 있다. 이때, 상기 안전포인트(SP)는 사용자 단말(200)을 통해 선택될 수 있다. 경로 설정부(330)는 선택한 안전포인트(SP)에서 인접한 웨이포이트(WP) 안전하게 이동할 수 있는 제2 비행경로를 설정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
경로 설정부(330)는 상기 무인 비행체(100)가 상기 RTH 실행 가능한 경우, 상기 무인 비행체(100)가 제1 비행경로를 경유하여 목적지로 이동하도록 비행경로를 설정할 수 있다.
경로 설정부(330)는 무인 비행체(100)가 상기 RTH 실행 불가능한 경우, 탐색된 안전포인트(SP)에 대응하여 제1 비행경로 및 제2 비행경로를 포함하도록 비행경로를 변경할 수 있다.
제어부(340)는 통신부(310)를 통해 사용자 단말(200)과 비행경로를 송수신할 수 있다.
예를 들어, 제어부(340)는 통신부(310)를 통해 사용자가 입력한 제1 비행경로를 통하여 사용자 단말(200)로부터 수신할 수 있다. 이후, 제어부(340)는 수신한 상기 제1 비행경로 및 상기 저장부(300)에 기저장된 지형 정보에 기초하여 생성된 안전포인트(SP)를 사용자 단말(200)로 송신할 수 있다.
다음으로, 제어부(340)는 사용자에 의해 선택된 안전포인트(SP)의 정보를 사용자 단말(200)로부터 수신할 수 있다. 이후, 제어부(340)는 상기 선택된 안전포인트(SP)를 포함하는 제2 비행경로를 경로 설정부(330)에서 생성하여 사용자 단말(200)에 송신할 수 있다.
제어부(340)는 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 이동하는 중, 무인 비행체(100)의 상태를 주기적으로 모니터링(monitoring)할 수 있다.
제어부(340)는 모니터링된 무인 비행체(100)의 상태 정보에 기초하여 목적지까지 비행 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
제어부(340)는 무인 비행체(100)가 목적지까지 비행이 불가능하다고 판단하는 경우, RTH(Return To Home) 실행이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 무인 비행체(100)의 배터리가 부족한 경우, 제어부(340)는 무인 비행체(100)의 현재 위치정보 및 배터리 정보에 기초하여, 무인 비행체(100)가 정해진 비행경로를 통해 RTH 실행이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
이에 따라, 제어부(340)가 무인 비행체(100)가 RTH을 실행이 가능하다고 판단한 경우, 경로 설정부(330)는 현재 위치로부터 인접한 안전포인트(SP)를 탐색할 수 있다.
제어부(340)가 무인 비행체(100)가 RTH을 실행이 불가능하다고 판단한 경우, 경로 설정부(330)는 현재 위치로부터 인접한 안전포인트(SP)를 탐색할 수 있다. 이에 따라, 경로 설정부(330)는 탐색한 안전포인트(SP)로 무인 비행체(100)가 이동하도록 비행경로를 재설정할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5을 참조하여 후술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 안전포인트(SP)가 포함된 비행경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 무인 비행체(100)가 출발지로부터 목적지에 따라 비행하는 경우, 관제 서버(300)은 적어도 하나의 웨이포인트(WP1~6)에 대한 위치 정보에 기초하여 비행경로를 설정할 수 있다.
관제 서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 비행경로 전송 요청을 수신하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 출발지에서 목적지까지의 제1 내지 제6 웨이포인트(WP1~6)의 위치를 수신하고, 상기 제1 내지 제6 웨이포인트(WP1~6)를 순서대로 연결하여 제1 비행경로를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제1 비행경로는 제1 웨이포인트(WP1)로부터 제2 웨이포인트(WP2)까지의 이동경로, 제2 웨이포인트(WP2)로부터 제3 웨이포인트(WP3)까지의 이동경로, 제3 웨이포인트(WP3)로부터 제4 웨이포인트(WP4)까지의 이동경로, 제4 웨이포인트(WP4)로부터 제5 웨이포인트(WP5)까지의 이동경로, 및 제5 웨이포인트(WP5)로부터 제6 웨이포인트(WP6)까지의 이동경로를 포함할 수 있다.
관제 서버(300)는 제1 비행경로의 웨이포인트에 기초하여, 상기 적어도 하나의 웨이포인트(WP)에 각각 인접하여 위치하는 안전포인트(SP)를 생성할 수 있다.
이후, 관제 서버(300)는 사용자 단말(200)로 지형 정보에 기초하여 생성된 안전포인트 (SP)를 제공하고, 이후, 사용자단말(200)로부터 상기 지형 정보에 기초하여 생성된 안전포인트 (SP) 중 선택된 안전포인트를 수신할 수 있다.
따라서, 관제 서버(300)는 선택한 안전포인트에 기초하여, 안전포인트와 웨이포인트(WP)를 연결하는 제2 비행경로를 생성할 수 있다.
예를 들어, 제2 비행경로는 제1 웨이포인트(WP1)로부터 제1 안전포인트(SP1)까지의 비행경로, 제2 웨이포인트(WP2)로부터 제2 안전포인트(SP2)까지의 비행경로, 제3 웨이포인트(WP3)로부터 제3 안전포인트(SP3)까지의 비행경로, 제4 웨이포인트(WP4)로부터 제4 안전포인트(SP4)까지의 비행경로, 제5 웨이포인트(WP5)로부터 제5 안전포인트(SP5)까지의 비행경로 및 제6 웨이포인트(WP6)로부터 제6 안전포인트(SP6)까지의 비행경로를 포함할 수 있다.
비록 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 6 개의 웨이포인트WP1~6)을 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 비행경로의 내의 웨이포인트(WP)는 6개 보다 적거나 많을 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다.
전술한 바와 같이, 각 웨이포인트(WP)의 위치에 따라 안전포인트(SP)를 생성하는 이유는 무인 비행체(100)가 임무를 실행하지 못하는 비상상황에 대응하여, 무인 비행체(100)가 비행을 지속하지 못하는 경우, 무인 비행체(100)를 정상적으로 착륙하여 안전사고를 예방하기 위함이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 등 RTH을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 무인 비행체(100)가 제3 웨이포인트(WP3)에서 제4 웨이포인트(WP4)로 이동 중 비상상황이 발생하는 경우, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 RTH 실행이 가능한지 여부를 판단할 수 있다.
이후, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 현재 위치로부터 가장 가까운 안전포인트(SP)를 탐색할 수 있다.
이를 위해, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 가장 가까운 안전포인트(SP)를 탐색하기 위하여, 무인 비행체(100)의 현재 위치와 제3 웨이포인트(WP3)까지의 비행경로에 따른 거리를 판단하고, 제3 웨이포인트(WP3)와 제3 안전포인트(SP3)와의 경로에 따른 거리를 판단할 수 있다. 즉, 무인 비행체(100)의 현재 위치로부터 기설정된 경로에 따라 제3 웨이포인트(WP3)를 거쳐, 제3 안전포인트(SP3)까지의 이동 거리를 판단할 수 있다.
또한, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 가장 가까운 안전포인트(SP)를 탐색하기 위하여, 무인 비행체(100)의 현재 위치와 제4 웨이포인트(WP4)까지의 비행경로에 따른 거리를 판단하고, 제4 웨이포인트(WP4)와 제4 안전포인트(SP4)와의 경로에 따른 거리를 판단할 수 있다. 즉, 무인 비행체(100)의 현재 위치로부터 기설정된 경로에 따라 제4 웨이포인트(WP4)를 거쳐, 제4 안전포인트(SP4)까지의 이동 거리를 판단할 수 있다.
이후, 관제 서버(300)는 제3 안전포인트(SP3)까지의 이동 거리와 제4 안전포인트(SP4)까지의 이동 거리를 비교하여, 더 짧은 이동 거리를 갖는 경로를 선택할 수 있다. 따라서, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 가까운 안전포인트(SP)로 이동하도록 무인 항공기를 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 관제 서버에서 안전포인트를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 사용자 단말(200)은 출발지 및 목적지, 및 웨이포인트를 포함하는 제1 비행경로를 생성할 수 있다. 제1 비행경로는 출발지에서 목적지까지의 적어도 하나의 웨이포인트(WP)를 수신하고, 상기 출발지, 목적지 및 적어도 하나의 웨이포인트(WP)를 순서대로 연결하여 생성될 수 있다. 사용자단말(200)은 생성된 제1 비행경로를 관제서버(300)로 송신할 수 있다(S610).
상기 S610 단계 이후, 관제서버(300)는 사용자 단말(200)로부터 수신한 제1 비행경로에 기초하여, 제1 비행경로 주변의 지형 정보에 따른 안전포인트를 생성할 수 있다. 상기 안전포인트는 상기 웨이포인트(WP)로부터 인접하여 위치할 수 있다. 관제서버(300)는 지형 정보에 기초하여 생성된 안전포인트를 사용자 단말로 송신할 수 있다(S620).
상기 S620 단계 이후, 사용자단말(200)은 상기 관제서버(300)로부터 수신한 안전포인트를 지도에 표시할 수 있다. 이후, 사용자는 표시된 안전포인트 중 무인비행체(100)의 비행과 연관된 지점을 선택할 수 있다. 사용자 단말(200)은 사용자가 선택한 안전포인트의 정보를 관제서버(300)로 송신할 수 있다(S630).
상기 S630 단계 이후, 관제서버(300)는 사용자단말(200)로부터 사용자에 선택된 안전포인트를 수신하고, 선택된 안전포인트에 기초하여 제2 비행경로를 생성할 수 있다. 제2 비행경로는 각 웨이포인트(WP)와 안전포인트(SP)를 연결하는 비행경로일 수 있다(S640).
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무인 비행체의 RTH 판단에 따른 비행경로를 설정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 관제 서버(300)가 무인 비행체(100)를 모니터링하여 수신한 상태 정보에 기초하여 무인 비행체(100)가 비상상황인지 판단할 수 있다(S710).
S710 단계 이후, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 상태에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 판단할 수 있다(S720). 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)의 상태 정보에 기초하여 무인 비행체(100)가 비행지속 가능한 상태인지 판단할 수 있다. 즉, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 현재 위치로부터 출발지까지 비행 가능한지 판단할 수 있다.
S720 단계 이후, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 RTH 실행하지 못하는 것으로 판단하는 경우, 현재 위치에 기초하여 저장부(320)에 기저장된 안전포인트 및 제2 비행경로를 검색할 수 있다(S730).
S730 단계 이후, 관제 서버(300)는 검색된 안전포인트(SP)에 대응하여 비행경로를 변경할 수 있다(S740).
이에 따라, 무인 비행체(100)는 관제서버(300)로부터 변경된 비행경로를 수신하여 상기 제1 비행경로 및 제2 비행경로를 경유하여 상기 탐색된 안전포인트(SP)로 이동할 수 있다. 이때, 제1 비행경로는 현재 위치로부터 선택된 안전포인트에 인접한 웨이포인트(WP)까지의 비행 경로 일 수 있다.
한편, S720 단계 이후, 관제 서버(300)는 무인 비행체(100)가 RTH 실행 가능하다고 판단하는 경우, 무인 비행체(100)의 현재 위치로부터 제1 비행경로를 경유하여 상기 출발지로 이동하도록 비행경로를 변경할 수 있다(S725). 이에 따라, 무인 비행체(100)는 관제서버(300)로부터 변경된 비행경로를 수신하여 출발지로 이동할 수 있다.
상술한 실시 예에 따른 무인 비행체(100)의 비행경로 설정방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 포함될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시 예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
실시 예와 관련하여 전술한 바와 같이 몇 가지만을 기술하였지만, 이외에도 다양한 형태의 실시가 가능하다. 앞서 설명한 실시 예들의 기술적 내용들은 서로 양립할 수 없는 기술이 아닌 이상은 다양한 형태로 조합될 수 있으며, 이를 통해 새로운 실시 형태로 구현될 수도 있다.
한편, 전술한 실시 예에 의한 무인 비행체(100)의 비행경로 설정방법, 그를 위한 장치 및 시스템은 드론(Drone) 또는 무인 비행장치 외에, 무인(unmanned), 원격 제어(remotely control), 초경량 항공기(ultralight aircraft)의 개념적 요소를 포함하는 장치 등에서 사용할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
상술한 일 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장시스템 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function)프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시 예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
100: 무인 비행체
200: 사용자 단말
300: 관제 서버
400: 이동 통신망

Claims (20)

  1. 사용자 단말로부터 출발지, 목적지 및 적어도 하나의 웨이포인트를 포함하는 제1 비행경로를 수신하는 단계;
    상기 제1 비행경로 주변의 지도 정보를 수신하는 단계;
    상기 지도 정보에 기초하여 안전포인트를 생성하는 단계;
    상기 지도 정보에 기초하여 적어도 하나의 안전포인트를 상기 사용자 단말에 제공하는 단계;
    상기 사용자 단말로부터 선택된 안전포인트를 수신하여 제2 비행경로를 생성하는 단계;
    무인 비행체로부터 기설정된 주기로 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 상태 정보에 기초하여 상기 무인 비행체가 비상상황인지 판단하는 단계; 및
    상기 무인 비행체가 비상상황인 경우, 상기 상태 정보에 기초하여 RTH(Return To Home) 실행이 가능한지 판단하는 단계;를 포함하며,
    상기 상태 정보에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 판단하는 단계에서는, 상기 무인 비행체의 배터리 잔여량에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 여부를 판단하고,
    상기 무인 비행체가 상기 RTH 실행이 불가능한 경우, 상기 무인 비행체의 현재 위치에 기초하여 기저장된 안전포인트를 검색하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 무인 비행체가 상기 RTH 실행 가능한 경우, 상기 무인 비행체가 상기 제1 비행경로를 경유하여 상기 출발지로 이동하는 비행 경로를 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 무인 비행체의 경로 설정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 안전포인트는
    상기 무인 비행체가 안전하게 착륙할 수 있는 기 저장된 지도 상의 좌표 정보 및 고도 정보를 포함하는
    무인 비행체의 경로 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 비행경로는
    상기 선택된 안전포인트와 상기 웨이포인트 사이의 비행경로인
    무인 비행체의 경로 설정 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기저장된 안전포인트에 대응하는 상기 제1 비행경로 및 상기 제2 비행경로를 설정하는 단계;
    를 더 포함하는 무인 비행체의 경로 설정 방법
  10. 삭제
  11. 사용자 단말 및 무인비행체와 무선통신을 수행하는 통신부;
    지도 정보를 저장하는 저장부;
    상기 사용자 단말로부터 수신한 출발지, 목적지, 적어도 하나의 웨이포인트를 포함하는 제1 비행경로를 수신하고, 상기 제1 비행 경로의 주변의 지도 정보에 기초하여 안전포인트를 생성하는 경로 설정부; 및
    상기 무인 비행체의 상태를 모니터링하는 제어부;를 포함하고,
    상기 통신부가 상기 생성된 안전포인트를 상기 사용자 단말로 제공한 이후, 상기 사용자 단말에 의해 선택된 안전포인트 수신하고,
    상기 경로 설정부가 상기 사용자 단말로부터 선택된 안전포인트를 수신하여 제2 비행경로를 생성하며,
    상기 제어부는,
    상기 무인 비행체의 상태 정보에 기초하여 상기 무인 비행체가 비상상황인지 판단하고,
    상기 무인 비행체가 비상상황인 경우, 상기 상태 정보에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 판단하며,
    상기 무인 비행체의 배터리 잔여량에 기초하여 RTH 실행이 가능한지 여부를 판단하고,
    상기 무인 비행체가 상기 RTH 실행이 불가능한 경우,
    상기 무인 비행체의 현재 위치에 기초하여 기저장된 안전포인트를 검색하며,
    상기 경로 설정부는
    상기 무인 비행체가 상기 RTH 실행 가능한 경우,
    상기 무인 비행체가 상기 제1 비행경로를 경유하여 상기 출발지로 이동하는 비행경로를 설정하는
    관제 서버.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 안전포인트는
    상기 무인 비행체가 안전하게 착륙할 수 있는 기 저장된 지도 상의 좌표 정보 및 고도 정보를 포함하는
    관제 서버.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 비행경로는
    상기 선택된 안전포인트와 상기 웨이포인트 사이의 비행경로인
    관제 서버.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 통신부는
    상기 무인 비행체로부터 기설정된 주기로 상태 정보를 수신하는
    관제 서버.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 11항에 있어서,
    상기 경로 설정부는
    상기 기저장된 안전포인트에 대응하는 상기 제1 비행경로 및 상기 제2 비행경로를 설정하는
    관제 서버.
  20. 삭제
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