KR102258732B1 - 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템은 군집 비행 중인 무인 비행체들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득하는 무선 통신부; 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체를 충전용 무인 비행체로 선택하는 충전 관리부; 및 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체와 충전 대상 무인 비행체 간의 상대 위치를 파악하고, 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체를 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 비행 제어부를 포함한다.

Description

무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING CLUSTER FLIGHT OF UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명의 실시예들은 무인 비행체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무인 비행체의 군집 비행을 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 들어 무인 비행체의 기술이 급속하게 발전함에 따라 이에 대한 수요가 전 세계적으로 폭발적으로 증가하고 있다. 상기 무인 비행체는 조종사가 탑승하지 않고 원격 조정 또는 자동 조종을 통해 무선 전파로 조종할 수 있는 무인 항공기로서, 통상적으로 드론이라 불리며, 카메라, 센서, 초음파 장비, 통신 시스템 등이 탑재되어 있다.
상기 무인 비행체는 군사 용도로 시작되었지만, 최근에는 고공 촬영과 상품 배송은 물론, 농약 살포, 공기 질 측정, 산불 감시 및 진화, 통신, 재난 환경 대처, 연구 개발 등 다양한 목적으로 광범위하게 활용되고 있으며, 값 싼 키덜트(Kidult) 제품으로 재탄생되어 개인도 부담 없이 구매할 수 있는 시대를 맞이하게 되었다.
이러한 상황에서 최근에는 통신 및 컴퓨팅 기술의 급속한 발전으로 인하여 단순히 단일 무인 비행체의 비행이 아닌 복수의 무인 비행체가 포메이션(formation)을 형성하여 재난 구호, 정찰 등의 특수하고 복잡한 임무를 수행하는 군집 비행에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
최근에는 플랫폼 위주의 의미를 갖는 무인 비행체 대신 통합된 체계임을 강조하기 위해 무인 비행체 체계(Unmanned Aircraft System: 이하, UAS)로도 표현되는데, 이는 목적과 용도에 따라 상이할 수 있으나, 일반적으로 비행체의 기체에 통신 장비와 감지기 등의 임무 장비를 탑재시킬 수 있는 비행체와, 통신에 의하여 비행체를 조종 통제할 수 있도록 설계된 통제 장비, 감지기와 같이 임무를 위해 무인 비행체에 탑재되는 임무 장비, 무인 비행체의 운용에 필요한 분석, 정비 등에 활용되는 지원 장비로 구성되어 하나의 시스템에 운용되는 장비이다.
무인 비행체는 자율 비행이 가능하다는 점에서 외부 조종사가 직접 조종하는 무선 조종 비행기와는 차이가 있으며, 일단 비행을 개시한 후에는 목표물과 같이 파괴되는 미사일과 달리 기본적으로 회수가 가능하여 반복적으로 임무에 투입될 수 있다는 차이가 있다. 오늘날의 무인 비행체는 자신의 위치, 속도, 자세를 측정하고 주어진 임무에 맞는 최적의 경로를 스스로 생성하고, 이를 따라서 비행하며 자체적으로 고장을 진단하고 대응하는 매우 높은 수준의 자유성을 가지고 있다.
그러나 비행 중에 배터리가 방전될 경우 무인 비행체의 추락 등과 같은 비상 상황이 발생할 수 있으며, 특히 군집 비행 중인 무인 비행체들 중에서 구성원인 어느 하나라도 배터리 방전으로 군집 비행의 편대에서 이탈되는 경우 효율적인 편대 운영을 하기 어려운 문제가 있다.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0014418호(발명의 명칭: 군집주행 제어 시스템 및 방법, 공개일자: 2019.02.12)가 있다.
본 발명의 일 실시예는 군집 비행 중인 무인 비행체들에 대하여 공중에서 무선 충전을 제공하여 장시간 비행이 가능하도록 함으로써 군집 비행의 편대를 효율적으로 운영할 수 있도록 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템은 군집 비행 중인 무인 비행체들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득하는 무선 통신부; 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체를 충전용 무인 비행체로 선택하는 충전 관리부; 및 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체와 충전 대상 무인 비행체 간의 상대 위치를 파악하고, 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체를 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 비행 제어부를 포함한다.
상기 충전 관리부는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체로 선정할 수 있다.
상기 비행 제어부는 상기 충전용 무인 비행체의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해, 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체의 비행을 제어할 수 있다.
상기 비행 제어부는 군집 비행 시 예비 무인 비행체가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 제어하되, 상기 충전 대상 무인 비행체가 상기 충전용 무인 비행체에 의해 충전이 진행되는 동안에는 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송하여 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 위한 위치에 배치시킴으로써, 상기 예비 무인 비행체가 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 대체하도록 제어할 수 있다.
상기 충전용 무인 비행체는 풍력 및 태양광 중 적어도 하나를 포함하는 친환경 발전을 통해 친환경 재생에너지를 생산하여 배터리를 충전할 수 있다.
상기 비행 제어부는 상기 충전 관리부에 의해 상기 충전용 무인 비행체가 선택되는 과정과는 별개로, 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체를 운영하되, 상기 무인 비행체들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우, 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 충전 대상 무인 비행체의 무선 충전 시 발생하는 전자파에 의한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체는 상부가 개방된 수용 공간을 구비하고, 상기 수용 공간의 내부에 상기 비행 제어부의 비행 제어 신호를 수신하는 리시버가 안착되며 상기 리시버를 전파 차폐 물질로 감싸는 형태로 형성되는 전파 차폐부; 및 전자 흡수 물질로 이루어진 복수의 돌출부를 구비하고, 상기 복수의 돌출부가 상기 전파 차폐부의 외측면을 감싸도록 형성되는 전파 흡수부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법은 상기 군집 비행 관리 서버의 무선 통신부가 군집 비행 중인 무인 비행체들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득하는 단계; 상기 군집 비행 관리 서버의 충전 관리부가 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체를 충전용 무인 비행체로 선택하는 단계; 상기 군집 비행 관리 서버의 비행 제어부가 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체와 충전 대상 무인 비행체 간의 상대 위치를 파악하는 단계; 및 상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체를 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법은 상기 충전 관리부가 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체로 선정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법은 상기 충전용 무인 비행체의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해, 상기 비행 제어부가 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체의 비행을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법은 군집 비행 시 상기 비행 제어부가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 예비 무인 비행체를 제어하는 단계; 상기 충전 대상 무인 비행체가 상기 충전용 무인 비행체에 의해 충전이 진행되는 동안, 상기 비행 제어부가 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송하여 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 위한 위치에 배치시키는 단계; 및 상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 대체하도록 상기 예비 무인 비행체의 비행을 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법은 상기 충전 관리부에 의해 상기 충전용 무인 비행체가 선택되는 과정과는 별개로, 상기 비행 제어부가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체를 운영하는 단계; 및 상기 무인 비행체들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우, 상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 군집 비행 중인 무인 비행체들에 대하여 공중에서 무선 충전을 제공하여 장시간 비행이 가능하도록 함으로써 군집 비행의 편대를 효율적으로 운영할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 군집 비행 관리 서버의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 군집 비행 중인 무인 비행체들 중에서 선택된 충전용 무인 비행체를 통해 충전 대상 무인 비행체에 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 별도의 충전용 무인 비행체를 통해 군집 비행 중인 무인 비행체들 내의 충전 대상 무인 비행체에 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장 발생 명령 메시지를 충전용 무인 비행체로 전송하는 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서 충전 대상 무인 비행체의 비행 제어 오류를 방지하기 위한 전자파 차폐 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 기 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능 구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능 구성을 위주로 설명한다. 만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능 구성 중에서 종래에 기 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성 요소와 본 발명을 위해 추가된 구성 요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템(100)은 군집 비행 관리 서버(110), 및 상기 군집 비행 관리 서버(110)로부터의 비행 제어에 따라 군집 비행하는 무인 비행체(120)들을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 군집 비행 중인 무인 비행체(120)들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체(120)들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득할 수 있다.
여기서, 상기 무인 비행체(120)들 각각은 무선 전파의 유도에 의하여 비행 및 조종이 가능한 비행기나 헬리콥터 모양의 무인 항공기로서, 통상적으로 드론(drone)으로 알려져 있다. 다만, 본 발명에서 상기 무인 비행체(120)들 각각은 상기 드론뿐만 아니라 상기 드론을 동력원으로 하는 풍등(風燈, Sky lanterns)을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체(120)를 충전용 무인 비행체(130)로 선택할 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 충전용 무인 비행체(130)의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해, 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행을 제어할 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체(120)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)로 선정할 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체(130)와 충전 대상 무인 비행체(120) 간의 상대 위치를 파악할 수 있다. 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체(130)를 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
이로써, 상기 충전용 무인 비행체(130)는 자기장을 발생하여 상기 충전 대상 무인 비행체(120)를 무선 충전할 수 있다. 이때, 상기 자기장에 의한 무선 충전 시 발생하는 전자파로 인해 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에는 비행 오류가 발생할 수 있다. 이러한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 비행 제어 신호를 수신하는 리시버를 전자파로부터 차폐하는 구조를 가질 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 뒤에서 자세히 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템(100)은 군집 비행 관리 서버(110), 상기 군집 비행 관리 서버(110)로부터의 비행 제어에 따라 군집 비행하는 무인 비행체(120)들, 및 상기 군집 비행 관리 서버(110)로부터의 비행 제어에 따라 상기 무인 비행체(120)들의 군집 비행 편대로부터 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 충전용 무인 비행체(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 군집 비행 중인 무인 비행체(120)들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체(120)들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득할 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체(120)를 충전 대상 무인 비행체(120)로 선정할 수 있다.
상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체(130)와 충전 대상 무인 비행체(120) 간의 상대 위치를 파악할 수 있다. 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체(130)를 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
이로써, 상기 충전용 무인 비행체(130)는 자기장을 발생하여 상기 충전 대상 무인 비행체(120)를 무선 충전할 수 있다. 이때, 상기 자기장에 의한 무선 충전 시 발생하는 전자파로 인해 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에는 비행 오류가 발생할 수 있다. 이러한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 비행 제어 신호를 수신하는 리시버를 전자파로부터 차폐하는 구조를 가질 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 뒤에서 자세히 살펴보기로 한다.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 군집 비행 편대 내의 무인 비행체(120)들 중에서 충전용 무인 비행체(130)를 선택하지 않고, 그 대신에 상기 군집 비행 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체(130)를 운영할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 무인 비행체(120)들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우(예컨대 5% 이내), 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체(130)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
여기서, 상기 별도의 충전용 무인 비행체(130)는 풍력 및 태양광 중 적어도 하나를 포함하는 친환경 발전을 통해 친환경 재생에너지를 생산하여 배터리를 충전할 수 있다.
한편, 상기 충전을 진행하는 과정에서, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에 충전 명령을 전송하여 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 상기 군집 비행의 편대를 잠시 이탈하여 상기 충전용 무인 비행체(130)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 상기 군집 비행 편대를 잠시 이탈함에 따라 임무 수행에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템(100)은 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 임무를 대신하기 위한 예비 무인 비행체를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 평상시의 군집 비행을 할 때에는 상기 예비 무인 비행체가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 제어할 수 있다.
다만, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 상기 충전용 무인 비행체(130)에 의해 충전이 진행되는 동안에는 상기 예비 무인 비행체가 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 대체하도록 제어할 수 있다.
이를 위해, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송하여 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 임무 수행을 위한 위치에 배치시킬 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 군집 비행 관리 서버(110)의 상세 구성을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 무선 통신부(310), 충전 관리부(320), 비행 제어부(330), 및 메인 제어부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 무선 통신부(310)는 군집 비행 중인 무인 비행체(120)들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체(120)들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득할 수 있다.
상기 충전 관리부(320)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체(120)를 충전용 무인 비행체(130)로 선택할 수 있다.
상기 충전 관리부(320)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체(120)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)로 선정할 수 있다.
상기 비행 제어부(330)는 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체(130)와 충전 대상 무인 비행체(120) 간의 상대 위치를 파악하고, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체(130)를 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 비행 제어부(330)는 상기 충전용 무인 비행체(130)의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해, 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행을 제어할 수 있다.
상기 비행 제어부(330)는 군집 비행 시 예비 무인 비행체(미도시)가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 제어할 수 있다. 상기 비행 제어부(330)는 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 상기 충전용 무인 비행체(130)에 의해 충전이 진행되는 동안에는 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송할 수 있다.
이로써, 상기 비행 제어부(330)는 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 임무 수행을 위한 위치에 배치시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 예비 무인 비행체가 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 임무 수행을 대체하도록 제어할 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 비행 제어부(330)는 상기 충전 관리부(320)에 의해 상기 충전용 무인 비행체(130)가 선택되는 과정과는 별개로, 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체(130)를 운영할 수 있다.
이때, 상기 무인 비행체(120)들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우, 상기 비행 제어부(330)는 상기 충전 대상 무인 비행체(120)의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체(130)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
상기 메인 제어부(340)는 상기 군집 비행 관리 서버(110), 즉 상기 무선 통신부(310), 상기 충전 관리부(320), 상기 비행 제어부(330) 등의 동작을 전반적으로 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 군집 비행 중인 무인 비행체들 중에서 선택된 충전용 무인 비행체를 통해 충전 대상 무인 비행체에 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 충전용 무인 비행체(130)는 군집 비행중인 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 가장 많은 것으로 선택될 수 있다. 그리고, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 군집 비행중인 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계치보다 작거나 같은 것으로 선택될 수 있다.
상기 충전용 무인 비행체(130)에서 발생되는 자기장을 이용하여 무선 충전을 진행할 수 있다. 다만, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 무선 충전을 위한 범위에서 벗어난 위치에 있는 경우, 상기 충전용 무인 비행체(130)에 일정 거래 이내로 인접 비행하며, 상기 인접 비행의 상태에서 무선 충전을 진행할 수 있다.
상기 무선 충전의 진행 과정에서, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)와 직접 근거리 무선 통신(예컨대, 블루투스, 와이파이 등)을 수행하여 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행 속도, 비행 방향, 비행 고도 등의 비행 정보를 수신할 수 있으며, 이와 달리 상기 군집 비행 관리 서버(도 2의 110)로부터 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행 정보를 수신할 수 있다.
이로써, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)와 동일한 비행 속도, 비행 방향 및 비행 고도를 가지고 비행을 할 수 있게 된다. 즉, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)와 상기 충전용 무인 비행체(130)는 서로 인접한 거리를 유지하며 같은 방향으로 나란히 비행할 수 있다.
이와 같이, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)의 자기장 범위 내에서 안정적으로 위치하면서 비행함으로써 무선 충전 효율을 극대화할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 별도의 충전용 무인 비행체를 통해 군집 비행 중인 무인 비행체들 내의 충전 대상 무인 비행체에 충전하는 일례를 도시한 도면이다.
먼저 도 5를 참조하면, 군집 비행중인 무인 비행체(120)들 중 충전 대상 무인 비행체(120)는, 군집 비행의 편대에서 이탈하여 충전용 무인 비행체(130)에 인접 비행하며, 상기 충전용 무인 비행체(130)에서 발생되는 자기장을 이용하여 무선 충전을 진행할 수 있다.
상기 군집 비행 편대의 이탈 과정에서, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 군집 비행 편대에서 하강하여 벗어난 후 상기 충전용 무인 비행체(130)에 접근하여 상기 충전용 무인 비행체(130)과 동일한 조건으로 비행하며 충전을 진행할 수 있다. 이는 상기 군집 비행 편대에서 벗어날 때 수평 이탈을 하는 경우, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)가 상기 군집 비행 편대 내의 다른 무인 비행체(120)와 부딪힐 위험이 있기 때문이다.
상기 무선 충전의 진행 과정에서, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)와 직접 근거리 무선 통신(예컨대, 블루투스, 와이파이 등)을 수행하여 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행 속도, 비행 방향, 비행 고도 등의 비행 정보를 수신할 수 있으며, 이와 달리 상기 군집 비행 관리 서버(도 2의 110)로부터 상기 충전용 무인 비행체(130)의 비행 정보를 수신할 수 있다.
이로써, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)와 동일한 비행 속도, 비행 방향 및 비행 고도를 가지고 비행을 할 수 있게 된다. 즉, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)와 상기 충전용 무인 비행체(130)는 서로 인접한 거리를 유지하며 같은 방향으로 나란히 비행할 수 있다.
이와 같이, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 충전용 무인 비행체(130)의 자기장 범위 내에서 안정적으로 위치하면서 비행함으로써 무선 충전 효율을 극대화할 수 있다.
이후, 충전이 완료되는 경우, 상기 충전용 무인 비행체(130)는 상기 군집 비행 관리 서버로부터 충전 중지 명령을 수신하고, 상기 수신된 충전 중지 명령에 따라 자기장의 발생을 중지할 수 있다. 이때, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 상기 군집 비행 관리 서버로부터 복귀 GPS 위치 정보와 함께 복귀 명령을 수신할 수 있다.
이에 따라, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 복귀 명령에 따라 상기 복귀 GPS 위치 정보를 이용하여 원래 위치로 복귀하여 군집 비행을 수행할 수 있게 된다. 결국, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 임무 수행과 관련한 비행으로 인해 배터리가 소진되더라도 상기 충전용 무인 비행체(130)로부터 무선 충전을 받아 지속적인 군집 비행을 할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 자기장 발생 명령 메시지를 충전용 무인 비행체로 전송하는 모습을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 군집 비행 관리 서버(110)는 군집 비행중인 무인 비행체들 중에서 충전 대상 무인 비행체가 선정되는 경우, 상기 충전 대상 무인 비행체의 무선 충전을 위해 상기 충전용 무인 비행체(130)에 자기장 발생 명령 메시지를 전송할 수 있다.
상기 충전용 무인 비행체(130)는 상기 군집 비행 관리 서버(110)로부터 상기 자기장 발생 명령 메시지를 수신하여 무선 충전을 위한 자기장을 발생시킬 수 있다.
이때, 상기 충전용 무인 비행체(130)는 상기 충전 대상 무인 비행체가 상기 군집 비행 편대에서 이탈하여 무선 충전 가능한 일정 거리 이내로 근접하는 경우에 상기 무선 충전을 위한 자기장을 발생시킬 수 있다.
그런데, 상기 자기장에 의한 무선 충전 시 전자파가 발생하고, 이로 인해 상기 충전 대상 무인 비행체에는 비행 오류가 발생할 수 있다. 이러한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체는 비행 제어 신호를 수신하는 리시버를 전자파로부터 차폐하는 구조를 가질 수 있다. 이에 대해서는 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서 충전 대상 무인 비행체의 비행 제어 오류를 방지하기 위한 전자파 차폐 구조를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 충전 대상 무인 비행체(120)는 일반적인 무인 비행체의 구성요소를 포함함과 동시에, 무선 충전 시 발생하는 전자파에 의한 비행 제어 오류를 방지하기 위해 전파 차폐부(810), 전파 흡수부(820), 및 레이돔(830)을 추가 구성요소로서 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 전파 차폐부(810)는 상부가 개방된 수용 공간을 구비하고, 상기 수용 공간의 내부에 상기 비행 제어부(도 3의 330 참조)의 비행 제어 신호(A)를 수신하는 리시버(801)가 안착되며 상기 리시버(801)를 전파 차폐 물질로 감싸는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 상기 전파 차폐부(810)는 상부에서 정상적으로 입사되는 상기 비행 제어 신호(A)를 원활히 수신할 수 있도록 상부가 개방되면서, 측면 방향에서 입사되는 방해 전파(자기장 전자파)(B)를 차단하기 위해 상기 리시버(801)의 측면을 감싸는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 전파 차폐부(810)는 전파를 효과적으로 차폐할 수 있는 재질로서, 일반적인 금속 재료와 같은 도체로 구현될 수 있다. 상기 전파 차폐부(810)의 하부면에는 관통홀이 구비되며, 상기 관통홀을 통해 상기 리시버(801)의 케이블이 외부로 연통될 수 있다.
상기 전파 흡수부(820)는 전자 흡수 물질로 이루어진 복수의 돌출부를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 전자 흡수 물질은 페라이트(ferrite) 입자를 포함할 수 있다.
상기 전파 흡수부(820)는 상기 복수의 돌출부가 상기 전파 차폐부의 외측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 복수의 돌출부는 일정 간격으로 배치될 수 있으며 예를 들면 피라미드 형상으로 이루어질 수 있다.
일반적으로, 전파 흡수란 전파에너지를 열에너지로 변환하는 과정으로 저항체에 전류가 흐를 때 열이 발생하는 것도 넓은 의미에서 일종의 전파 흡수 현상이며 이런 의미에서 전파 흡수체는 일종의 열변환기로 볼 수 있다. 전파 흡수체의 흡수 메커니즘은 근본적으로 물질의 고주파 손실 특성에 기인하는 것으로, 사용 재료에 따라 크게 도전 손실재, 유전 손실재료, 자성 손실재료로 분류되며, 이들 재료 중에서 페라이트 전파 흡수체는 주로 공명 현상에 의한 자성 손실의 원리를 이용한 것이다.
수평 방향에서 입사되는 전자파가 곧바로 상기 전파 차폐부(810)에 도달하면 전자파가 여러 각도로 반사되면서 상기 리시버(801)로 유입될 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 방해 전파(B)가 우선 상기 전파 흡수부(820)로 입사되도록 함으로써 일정량의 전파가 상기 전파 흡수부(820)에 의해 흡수되고, 흡수되지 않은 잔여 전파는 상기 전파 차폐부(810)에 의해 최종적으로 차단되도록 구성될 수 있다.
이 경우, 잔여 전파가 상기 전파 차폐부(810)에 의해 반사되더라도, 상기 전파 차폐부(810)의 외측면을 감싸는 전파 흡수부(820)에 의해 반사된 전파가 재차 전파 흡수부(820)에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 임피던스의 부정합에 따른 반사 전파는 그 손실이 최대화되며, 상기 전파 차폐부(810)에서 반사되는 전파에 의해 정상적인 신호가 왜곡되는 현상을 최소화할 수 있게 된다.
상기 레이돔(radome)(830)은 비나 눈, 바람 등으로부터 상기 전파 흡수부(820)를 보호하기 위하여 상기 전파 흡수부(820) 전체를 씌우는 형태로 구성될 수 있다.
상기 레이돔(830)은 수평 방향으로부터 입사하는 전파가 반사되면서 상기 리시버(801)로 도달하는 것을 방지하기 위하여, 전기 절연체로 이루어져 전파가 잘 투과되도록 구성될 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성 요소, 소프트웨어 구성 요소, 및/또는 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성 요소는, 예를 들어, 프로세서, 컨트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
여기서 설명하는 군집 비행 제어 방법은 본 발명의 하나의 실시예에 불과하며, 그 이외에 필요에 따라 다양한 단계들이 부가될 수 있고, 하기의 단계들도 순서를 변경하여 실시될 수 있으므로, 본 발명이 하기에 설명하는 각 단계 및 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1, 도 3 및 도 9를 참조하면, 단계(910)에서 상기 군집 비행 관리 서버(110)의 무선 통신부(310)는 군집 비행 중인 무인 비행체(120)들 각각과 무선 통신을 수행할 수 있다.
다음으로, 단계(920)에서 상기 무선 통신부(310)는 상기 무선 통신을 통해 상기 무인 비행체(120)들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득할 수 있다.
다음으로, 단계(930)에서 상기 군집 비행 관리 서버(110)의 충전 관리부(320)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체(120)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)로 선정할 수 있다.
다음으로, 단계(940)에서 상기 충전 관리부(320)는 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체(120)들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체(120)를 충전용 무인 비행체(130)로 선택할 수 있다.
다음으로, 단계(950)에서 상기 군집 비행 관리 서버(110)의 비행 제어부(330)는 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체(130)와 상기 충전 대상 무인 비행체(120) 간의 상대 위치를 파악할 수 있다.
다음으로, 단계(960)에서 상기 비행 제어부(330)는 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체(130)를 상기 충전 대상 무인 비행체(120)에 근접 비행하도록 제어할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
110: 군집 비행 관리 서버
120: 무인 비행체, 충전 대상 무인 비행체
130: 충전용 무인 비행체
310: 무선 통신부
320: 충전 관리부
330: 비행 제어부
340: 메인 제어부
801: 리시버
810: 전파 차폐부
820: 전파 흡수부
830: 레이돔

Claims (12)

  1. 군집 비행 중인 무인 비행체들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득하는 무선 통신부;
    상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체를 충전용 무인 비행체로 선택하는 충전 관리부; 및
    상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체와 충전 대상 무인 비행체 간의 상대 위치를 파악하고, 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체를 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 비행 제어부
    를 포함하고,
    상기 충전 대상 무인 비행체의 무선 충전 시 발생하는 전자파에 의한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체는 상부가 개방된 수용 공간을 구비하고, 상기 수용 공간의 내부에 상기 비행 제어부의 비행 제어 신호를 수신하는 리시버가 안착되며 상기 리시버를 전파 차폐 물질로 감싸는 형태로 형성되는 전파 차폐부; 및 전자 흡수 물질로 이루어진 복수의 돌출부를 구비하고, 상기 복수의 돌출부가 상기 전파 차폐부의 외측면을 감싸도록 형성되는 전파 흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 관리부는
    상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체로 선정하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비행 제어부는
    상기 충전용 무인 비행체의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해, 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체의 비행을 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비행 제어부는
    군집 비행 시 예비 무인 비행체가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 제어하되, 상기 충전 대상 무인 비행체가 상기 충전용 무인 비행체에 의해 충전이 진행되는 동안에는 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송하여 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 위한 위치에 배치시킴으로써, 상기 예비 무인 비행체가 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 대체하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 충전용 무인 비행체는
    풍력 및 태양광 중 적어도 하나를 포함하는 친환경 발전을 통해 친환경 재생에너지를 생산하여 배터리를 충전하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비행 제어부는
    상기 충전 관리부에 의해 상기 충전용 무인 비행체가 선택되는 과정과는 별개로, 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체를 운영하되, 상기 무인 비행체들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우, 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 군집 비행 관리 서버를 이용한 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법에 있어서,
    상기 군집 비행 관리 서버의 무선 통신부가 군집 비행 중인 무인 비행체들 각각과 무선 통신을 하여 상기 무인 비행체들 각각의 위치 정보 및 배터리 잔량 정보를 취득하는 단계;
    상기 군집 비행 관리 서버의 충전 관리부가 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 상대적으로 가장 많은 무인 비행체를 충전용 무인 비행체로 선택하는 단계;
    상기 군집 비행 관리 서버의 비행 제어부가 상기 위치 정보를 이용하여 상기 충전용 무인 비행체와 충전 대상 무인 비행체 간의 상대 위치를 파악하는 단계; 및
    상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 상대 위치에 기초하여 상기 충전용 무인 비행체를 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 단계
    를 포함하고,
    상기 충전 대상 무인 비행체의 무선 충전 시 발생하는 전자파에 의한 비행 제어 오류를 방지하기 위해, 상기 충전 대상 무인 비행체는 상부가 개방된 수용 공간을 구비하고, 상기 수용 공간의 내부에 상기 비행 제어부의 비행 제어 신호를 수신하는 리시버가 안착되며 상기 리시버를 전파 차폐 물질로 감싸는 형태로 형성되는 전파 차폐부; 및 전자 흡수 물질로 이루어진 복수의 돌출부를 구비하고, 상기 복수의 돌출부가 상기 전파 차폐부의 외측면을 감싸도록 형성되는 전파 흡수부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 충전 관리부가 상기 배터리 잔량 정보에 기초하여 상기 무인 비행체들 중에서 배터리 잔량이 미리 설정된 임계값 이하인 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체로 선정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 충전용 무인 비행체의 배터리 소모량을 최소화시키기 위해,
    상기 비행 제어부가 상기 군집 비행과 관련한 임무 중 배터리 소모량이 가장 적은 기본 임무만 수행하도록 상기 충전용 무인 비행체의 비행을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    군집 비행 시 상기 비행 제어부가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하도록 예비 무인 비행체를 제어하는 단계;
    상기 충전 대상 무인 비행체가 상기 충전용 무인 비행체에 의해 충전이 진행되는 동안, 상기 비행 제어부가 상기 예비 무인 비행체에 대체 명령을 전송하여 상기 예비 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 위한 위치에 배치시키는 단계; 및
    상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 임무 수행을 대체하도록 상기 예비 무인 비행체의 비행을 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 충전 관리부에 의해 상기 충전용 무인 비행체가 선택되는 과정과는 별개로, 상기 비행 제어부가 상기 군집 비행의 편대와 일정 거리 떨어진 상태로 비행하는 별도의 충전용 무인 비행체를 운영하는 단계; 및
    상기 무인 비행체들 각각의 배터리 잔량 차이가 일정 범위 내로 유사한 경우, 상기 비행 제어부가 상기 충전 대상 무인 비행체의 충전을 위해 상기 별도의 충전용 무인 비행체를 상기 충전 대상 무인 비행체에 근접 비행하도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 비행체의 군집 비행 제어 방법.
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