KR102614392B1 - 도심 항공 모빌리티를 위한 비행 장치 및 비행 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 지정된 경로를 따라 비행하기 위한 비행부와, 비행부의 위치에서 환경 상태를 감지하기 위한 환경 감지부와, 환경 감지부로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 판단하기 위한 경로 판단부와, 경로 판단부에서 판단한 결과를 이용하여 지정된 경로를 보완하는 경로 보완부를 포함하는 비행 장치 및 이를 이용한 비행 방법으로서, 안전한 비행 경로를 제공할 수 있는 비행 장치 및 비행 방법이 제시된다.

Description

도심 항공 모빌리티를 위한 비행 장치 및 비행 방법{FLYING APPARATUS AND FLYING METHOD FOR URBAN AIR MOBILITY}
본 발명은 비행 장치 및 비행 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 안전한 비행 경로를 제공할 수 있는 비행 장치 및 비행 방법에 관한 것이다.
도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)는 지상과 항공을 연결하는 3차원 도심 항공 교통체계로서, 기존에 도심에 제공된 지상 교통체계를 보완 혹은 대체할 수 있는 차세대 교통체계이다. 도심 항공 모빌리티는 수직 이착륙이 가능한 개인항공기를 도심 상공에서 예컨대 에어 택시의 개념으로 운용하여 사람 및 화물을 신속하게 운송할 수 있다.
그런데, 도심 항공 모빌리티가 도심의 차세대 교통체계로 자리잡기 위해서는 개인항공기의 안전한 비행이 보장되어야 한다. 이때, 개인항공기의 안전한 비행을 보장하기 위해서는, 도심 환경에 맞는 관제체계, 관제소, 통제체계, 통제기, 통제소 등을 구축하고, 구축된 관제체계, 관제소, 통제체계, 통제기, 통제소 등에 따라 안전한 비행 경로를 제공해야 한다.
하지만 도심 항공 모빌리티에 사용되는 개인항공기는 수직 이착륙이 가능하도록 로터를 사용하여 비행하는 구조이고, 통상의 여객기에 비해 비교적 낮은 고도에서 운용되기 때문에, 도심의 복잡한 지형 및 도심 상공의 복잡한 대기 환경에 영향을 받기가 쉽다. 더욱이, 도심의 지형은 언제든지 변할 수 있고, 또한, 도심 상공의 대기 환경도 언제든지 변할 수 있다. 이에, 개인항공기에 안전한 비행 경로를 제공하기가 어렵다.
즉, 개인항공기가 지정된 비행 경로를 제공받아서, 제공받은 비행 경로를 따라 비행하는 중에, 비행 경로상의 일 지점에서 변화된 도심의 지형 혹은 변화된 도심 상공의 대기 환경에 영향을 받아서 충분한 양력을 생성하지 못할 수 있고, 이에, 안전문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.
KR 10-2323935 B1
본 발명은 안전한 비행 경로를 제공할 수 있는 비행 장치 및 비행 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 비행 장치는, 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)를 위한 비행 장치로서, 지정된 경로를 따라 비행하기 위한 비행부; 상기 비행부의 위치에서 환경 상태를 감지하기 위한 환경 감지부; 상기 환경 감지부로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 상기 지정된 경로의 위험성을 판단하기 위한 경로 판단부; 상기 경로 판단부에서 판단한 결과를 이용하여 상기 지정된 경로를 보완하는 경로 보완부;를 포함한다.
상기 비행부의 위치에서 비행 상태를 감지하기 위한 상태 감지부; 상기 상태 감지부와 상기 환경 감지부에서 감지한 감지 결과를 상기 경로 판단부로 송신하고, 상기 경로 보완부로부터 보완된 경로를 수신하기 위한 비행 송수신부; 상기 비행 송신부로부터 송신되는 감지 결과를 수신하여 상기 경로 판단부로 전달하고, 상기 경로 보완부로부터 보완된 경로를 입력받아 상기 비행 송수신부로 송신하기 위한 관제 송수신부; 상기 경로 판단부의 판단 결과에 따라 위험 경고 정보를 제공하기 위한 알람부;를 포함하고, 상기 경로 판단부는 상기 상태 감지부와 상기 환경 감지부로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 상기 지정된 경로의 위험성을 판단할 수 있다.
상기 상태 감지부, 환경 감지부 및 비행 송수신부는 상기 비행부에 설치되어서 상기 비행부와 함께 상기 지정된 경로를 따라 이동하고, 상기 관제 송수신부, 상기 경로 판단부 및 상기 경로 보완부는 상기 비행부의 외부에 설치되며, 상기 알람부는 상기 비행부 및 그 외부에 각각 설치될 수 있다.
상기 비행부는 단독으로 비행하는 적어도 하나 이상의 비행체를 포함하거나, 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함하고, 상기 비행부가 단독으로 비행하는 비행체를 포함하는 경우, 상기 상태 감지부, 환경 감지부 및 비행 송신부는 각각의 비행체마다 설치되고, 상기 비행부가 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함하는 경우, 상기 상태 감지부, 환경 감지부 및 비행 송신부는 상기 복수의 비행체 중 군집 비행을 선도하기 위한 선두 비행체에 설치될 수 있다.
상기 상태 감지부는 자이로 센서, 속도 센서 및 진동 센서 중 선택되는 2 종류 이상의 센서를 포함하고, 상기 환경 감지부는 온도 센서, 습도 센서, 밀도 센서, 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서, 레이저 센서 및 적외선 센서를 포함하고, 상기 온도 센서, 상기 습도 센서 및 상기 밀도 센서는 상기 비행부의 양력 발생기 측에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 비행 방법은, 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)를 위한 비행체의 비행 방법으로서, 지정된 경로를 따라 비행체를 비행시키는 과정; 상기 비행체의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정; 감지된 비행 상태 및 감지된 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 이용하여 상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정; 상기 위험성을 판단한 결과를 이용하여, 상기 지정된 경로를 보완하는 과정;을 포함한다.
상기 지정된 경로를 따라 비행체를 비행시키는 과정은, 적어도 하나 이상의 비행체를 단독 비행시키는 과정;을 포함하고, 상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은 각각의 비행체마다 수행될 수 있다.
상기 지정된 경로를 따라 비행체를 비행시키는 과정은, 복수의 비행체를 군집 비행시키며, 상기 복수의 비행체 중 선두 비행체로 군집 비행을 선도하는 과정;을 포함하고, 상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은 상기 선두 비행체에서 수행될 수 있다.
상기 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 상기 비행체의 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정은, 상기 비행체의 속도, 자세 및 진동 중에서 선택되는 2 종류 이상을 비행 상태로 감지하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 상기 비행체의 비행안전을 보장하기 위한 안전 반경 내에 존재하는 장애물에 대한 장애물 정보를 감지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 장애물 정보를 감지하는 과정은, 상기 안전 반경 내에 존재하는 장애물의 개수, 종류, 위치 및 크기를 감지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 상기 비행체와 접촉하는 대기의 복수 종류의 환경 상태를 감지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 비행체와 접촉하는 대기의 복수 종류의 환경 상태를 감지하는 과정은, 상기 비행체와 접촉하는 대기의 온도, 습도 및 밀도를 환경 상태로 감지하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정은, 상기 감지된 비행 상태를 미리 설정된 비행 조건과 대비하여, 상기 비행체의 비행 불안정 여부를 판단하는 과정; 상기 감지된 환경 상태를 미리 설정된 환경 조건과 대비하여, 상기 지정된 경로 중의 상기 비행체가 통과한 공역의 환경 불안정 여부를 판단하는 과정; 상기 비행 불안정 여부의 판단 결과와, 상기 환경 불안정 여부의 판단 결과에 따라 상기 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 비행체의 불안정 여부를 판단하는 과정은, 상기 감지된 비행 상태가 상기 설정된 비행 조건에 포함되면, 상기 비행체의 비행이 안정하다고 판단하는 과정; 및 상기 감지된 비행 상태가 상기 설정된 비행 조건을 벗어나면, 상기 비행체의 비행이 불안정하다고 판단하는 과정;을 포함하고, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경 불안정 여부를 판단하는 과정은, 상기 감지된 환경 상태가 상기 설정된 환경 조건에 포함되면, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경이 안정하다고 판단하는 과정; 및 상기 감지된 환경 상태가 상기 설정된 환경 조건을 벗어나면, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경이 불안정하다고 판단하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정하는 과정은,
상기 비행체의 비행이 불안정 하다고 판단되고, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경이 불안정하다고 판단되면, 상기 비행체가 통과한 공역을 위험지역으로 설정하는 과정; 상기 비행체의 비행과 상기 비행체가 통과한 공역의 환경 중 적어도 하나 이상이 안정하다고 판단되면, 상기 비행체가 통과한 공역을 안전지역으로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정은, 상기 감지된 환경 상태로부터 장애물 정보를 추출하는 과정; 추출된 장애물 정보에 따라 상기 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 지정된 경로를 보완하는 과정은, 상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정에 의해, 상기 지정된 경로가 지나가는 공역들 중에서 위험지역으로 설정된 공역을 상기 비행체가 회피하도록, 상기 위험지역으로 설정된 공역과 이웃하는 주변 공역들을 활용하여, 회피 경로 혹은 신규 경로를 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 지정된 경로를 보완하는 과정 이후에, 보완된 경로를 따라 후속 비행체를 비행시키는 과정;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 비행부가 지정된 경로를 따라서 비행하는 중에, 실시간으로 비행부의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태를 감지할 수 있고, 감지 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 판단할 수 있다.
또한, 경로의 위험성을 판단한 결과를 이용하여 지정된 경로를 보완할 수 있다. 따라서, 실시간으로 감지된 비행 상태 및 환경 상태를 반영하여 지정된 경로를 실시간으로 보완할 수 있고, 이에 안전한 경로를 제공하여 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치가 적용된 도심 항공 모빌리티를 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비행 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 지정된 경로를 보완하는 모습을 예시적으로 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명은 비행 장치 및 비행 방법으로서, 이하에서는 비행 장치 및 비행 방법이 도심 항공 모빌리티에 적용되는 경우를 예시하여 실시 예를 상세히 설명한다.
물론, 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치 및 비행 방법은 다양한 교통체계에 적용될 수 있다. 예컨대 여객기, 화물기, 드론 등의 운용을 위한 항공물류체계에도 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치 및 비행 방법을 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치가 적용된 도심 항공 모빌리티를 보여주는 개념도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 도심 항공 모빌리티는 건물(1a) 및 도로(1b) 등이 구축된 도심(1)에서 운용될 수 있다. 이때, 도심(1)의 상공에는 도심 항공 모빌리티를 위한 항공기(A1, A2, A3)의 비행을 위한 비행 구역(F)이 설정될 수 있다. 이때, 비행 구역(F)은 복수의 공역을 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 공역 중 선택되는 일부가 서로 연결되어 지정된 경로를 형성할 수 있다. 이때, 지정된 경로는 3차원 경로일 수 있다.
건물(1a)의 옥상, 도심(1)의 지상 등에는 항공기(A1, A2, A3)의 수직 이착륙을 위한 수직이착륙장(미도시)이 구축될 수 있다. 여기서, 수직이착륙장은 도로(1b), 철도(미도시), 지하철(미도시) 등을 포함하는 지상 교통체계와 연계될 수 있다. 또한, 도심(1)의 지상에는 항공기(A1, A2, A3)의 관제를 위한 관제소(B)가 설치 및 운용될 수 있다. 한편, 항공기(A1, A2, A3)는 수직 이착륙이 가능한 유인 혹은 무인 에어 택시를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치의 블록도이다.
이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치(100)를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치(100)는, 도심 항공 모빌리티를 위한 비행 장치(100)로서, 지정된 경로를 따라 비행하기 위한 비행부(10), 비행부(10)의 위치에서 환경 상태를 감지하기 위한 환경 감지부(30), 환경 감지부(30)로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 판단하기 위한 경로 판단부(40), 경로 판단부(40)에서 판단한 결과를 이용하여 지정된 경로를 보완하는 경로 보완부(50)를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 비행 장치(100)는, 비행부(10)의 위치에서 비행 상태를 감지하기 위한 상태 감지부(20), 상태 감지부(20)와 환경 감지부(30)에서 감지한 감지 결과를 경로 판단부(40)로 송신하고, 경로 보완부(50)로부터 보완된 경로를 수신하기 위한 비행 송수신부(60), 비행 송신부(60)로부터 송신되는 감지 결과를 수신하여 경로 판단부(40)로 전달하고, 경로 보완부(50)로부터 보완된 경로를 입력받아 비행 송수신부(60)로 송신하기 위한 관제 송수신부(70), 경로 판단부(40)의 판단 결과에 따라 위험 경고 정보를 제공하기 위한 알람부(80)를 포함할 수 있다. 이때, 경로 판단부(40)는 상태 감지부(20)와 환경 감지부(30)로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 판단할 수 있다.
비행부(10)는 단독으로 비행하는 적어도 하나 이상의 비행체를 포함하거나, 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함할 수 있다. 즉, 비행체의 운용 방식에 따라, 단독으로 비행하는 하나의 비행체를 비행부(10)로 정의하거나, 각기 단독으로 비행하는 복수의 비행체를 포함하는 하나의 집단을 비행부(10)로 정의하거나, 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함하는 하나의 집단을 비행부(10)로 정의할 수 있다. 여기서, 군집하여 비행한다는 것은, 복수의 비행체 중 하나의 비행체를 선두 비행체(A1)로 선택하여서, 선택된 선두 비행체(A1)가 지정된 정로를 따라 비행을 선도하면, 나머지 후위 비행체들(A2, A3, A4, A5)이 선두 비행체(A1)를 추종하면서 정해진 간격을 두고서 순서대로 비행하는 것을 의미할 수 있다. 선두 비행체(A1)를 선두 항공기라고 지칭하고, 후위 비행체들(A2, A3, A4, A5)을 후위 항공기들이라고 지칭할 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시 예의 이해를 돕기 위하여, 이하에서는 비행체를 비행부(10)와 동일한 도면부호 "10"으로 설명한다.
비행체(10)는 지정된 경로를 따라 공역을 비행하며 사람, 화물 등을 운송하는 역할을 한다. 이를 위해, 비행체(10)는 기체, 엔진 및 장비를 포함할 수 있다. 기체는 동체, 로터, 렌딩기어 등을 포함할 수 있고, 엔진은 전기모터, 베터리 등을 포함할 수 있고, 장비는 조종계통, 전기전자계통, 통신계통, 제어계통 등을 포함할 수 있다. 물론, 비행체(10)는 수직이착륙이 가능하며, 사람, 화물 등의 운송이 가능한 범주 내에서 그 구조가 다양할 수 있다.
상태 감지부(20)는 비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 비행 상태를 감지하는 역할을 한다. 이때, 상태 감지부(20)는 비행 상태를 실시간으로 감지하거나, 주기적으로 감지할 수 있다. 물론, 상태 감지부(20)는 정해진 스케쥴에 따라 정해진 시점마다 비행 상태를 감지할 수도 있다. 상태 감지부(20)는 비행체(10)에 설치되어 비행체(10)와 함께 지정된 경로를 따라 이동할 수 있다.
이때, 각기 단독으로 비행하는 하나 이상의 비행체(10)를 비행부(10)로 정의하는 경우, 상태 감지부(20)는 각각의 비행체(10)마다 설치될 수 있다. 또한, 군집으로 비행하는 복수의 비행체(10)를 비행부(10)로 정의하는 경우, 상태 감지부(20)는 복수의 비행체(10) 중에서 군집 비행을 선도하기 위한 선두 비행체에 설치될 수 있다.
상태 감지부(20)는 자이로 센서, 속도 센서 및 진동 센서 중 선택되는 2 종류 이상의 센서를 포함할 수 있다. 상태 감지부(20)는 비행체(10)의 동체 측에 설치될 수 있다. 상태 감지부(20)는 자이로 센서, 속도 센서 및 진동 센서 중 선택되는 2 종류 이상의 센서를 포함함으로써, 비행체(10)의 2 종류 이상의 비행 상태를 동시에 감지할 수 있다. 예컨대 상태 감지부(20)는 자이로 센서 및 속도 센서를 포함할 수 있고, 자이로 센서로부터 비행체(10)의 자세를 비행 상태로서 감지할 수 있고, 속도 센서로부터 비행체(10)의 속도를 비행 상태로 감지할 수 있다. 또한, 상태 감지부(20)는 속도 센서 및 진동 센서를 포함할 수 있고, 속도 센서로부터 비행체(10)의 속도를 비행 상태로 감지할 수 있고, 진동 센서로부터 비행체(10)의 진동을 비행 상태로 감지할 수 있다. 이 외에도 상태 감지부(20)는 다양한 방식으로 센서를 조합하여서, 2 종류 이상의 다양한 비행 상태를 감지할 수 있다.
상태 감지부(20)에서 감지된 비행 상태는 비행 송수신부(60)로 입력될 수 있고, 비행 송수신부(60)로부터 관제 송수신부(70)로 송신될 수 있고, 관제 송수신부(70)로부터 경로 판단부(40)로 입력될 수 있다.
환경 감지부(30)는 비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 주변의 환경 상태를 감지하는 역할을 한다. 이때, 비행체(10)의 주변은 환경 상태가 비행체(10)의 비행에 영향을 미칠 수 있는 거리 이내일 수 있다. 환경 감지부(30)는 비행체(10)의 주변의 환경 상태를 실시간으로 감지하거나, 주기적으로 감지하거나, 정해진 스케쥴에 따라 정해진 시점마다 감지할 수 있다. 환경 감지부(30)는 비행체(10)에 설치되어 비행체(10)와 함께 지정된 경로를 따라 이동할 수 있다.
한편, 각기 단독으로 비행하는 하나 이상의 비행체(10)를 비행부(10)로 정의하는 경우, 환경 감지부(30)는 각각의 비행체(10)마다 설치될 수 있다. 또한, 군집으로 비행하는 복수의 비행체(10)를 비행부(10)로 정의하는 경우, 환경 감지부(30)는 복수의 비행체(10) 중에서 군집 비행을 선도하기 위한 선두 비행체에 설치될 수 있다.
환경 감지부(30)는 온도 센서, 습도 센서, 밀도 센서, 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서, 레이저 센서 및 적외선 센서를 포함할 수 있다. 물론, 환경 감지부(30)가 포함하는 센서의 종류는 다양할 수 있다. 온도 센서는 온도 센서가 설치된 지점에서 대기의 온도를 감지하여, 비행체(10)의 주변의 대기 온도를 감지할 수 있다. 습도 센서는 습도 센서가 설치된 지점에서 대기의 습도를 감지하여서, 비행체(10)의 주변의 대기 습도를 감지할 수 있다. 밀도 센서는 밀도 센서가 설치된 지점에서 대기의 밀도를 감지하여서, 비행체(10)의 주변의 대기 밀도를 감지할 수 있다. 대기 온도, 대기 습도 및 대기 밀도는 비행체(10)의 양력 발생에 영향을 줄 수 있는 환경 상태일 수 있다.
이때, 온도 센서, 습도 센서, 및 밀도 센서는 비행체(10)의 로터 측에 설치될 수 있다. 여기서, 로터를 양력 발생기라고 지칭할 수 있다. 온도 센서, 습도 센서, 및 밀도 센서를 비행체(10)의 로터 측 예컨대 양력 발생기 측에 설치하는 이유는, 대기의 온도, 습도 및 밀도는 비행체(10)의 위치마다 감지되는 값이 미세하게 다를 수가 있으므로, 양력이 발생되는 비행체(10)의 로터 측에 온도 센서, 습도 센서, 및 밀도 센서를 설치하여, 양력 발생에 영향을 주는 대기의 정확한 온도, 습도 및 밀도를 측정할 수 있기 때문이다.
카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서, 레이저 센서, 적외선 선세 등은 광, 레이더, 라이다, 레이저 등을 이용하여 비행체(10)의 비행안전을 보장하기 위한 안전 반경 내에 존재하는 장애물에 대한 장애물 정보를 감지할 수 있다. 여기서, 장애물의 종류는 다양할 수 있다. 예컨대 고층 건물, 고가 도로, 타워 크레인과 같은 건설 장비, 송전선, 신호등, 가로등 등이 장애물이 될 수 있다. 또한, 도심 상공에서 비행하는 조류, 드론 등도 장애물이 될 수 있다. 또한, 지정된 경로로 접근 혹은 침입한 다른 비행체도 장애물이 될 수 있다. 즉, 비행체(10)의 비행안전에 영향을 줄 수 있는 도심 상공의 물체가 장애물이 될 수 있다.
환경 감지부(30)에서 감지된 비행 상태는 비행 송수신부(60)로 입력될 수 있고, 비행 송수신부(60)로부터 관제 송수신부(70)로 송신될 수 있고, 관제 송수신부(70)로부터 경로 판단부(40)로 입력될 수 있다.
경로 판단부(40)는 상태 감지부(20)와 환경 감지부(30)로부터 송신되는 감지 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 판단하는 역할을 한다. 경로 판단부(40)는 지정된 경로의 위험성을 실시간으로 판단하거나, 주기적으로 판단하거나, 정해진 스케쥴에 따라 정해진 시점마다 판단할 수 있다. 경로 판단부(40)는 비행체(10)의 외부 예컨대 관제소(B)에 설치될 수 있다. 물론, 경로 판단부(40)를 비행체(10)에 설치할 수도 있다.
경로 판단부(40)는 크게 2 가지 방식으로 지정된 경로의 위험성을 판단할 수 있다. 즉, 경로 판단부(40)는 상태 감지부(20)에서 감지된 비행 상태를 미리 설정된 비행 조건과 대비하여, 지정된 경로 중의 비행체(10)가 통과한 공역에서의 비행체(10)의 비행 불안정 여부를 판단할 수 있다. 또한, 경로 판단부(40)는 환경 감지부(30)에서 감지된 환경 상태를 미리 설정된 환경 조건과 대비하여, 지정된 경로 중의 비행체(10)가 통과한 공역의 환경 불안정 여부를 판단할 수 있다. 또한, 경로 판단부(40)는 비행 불안정 여부의 판단 결과와, 환경 불안정 여부의 판단 결과에 따라, 비행체(10)가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다.
즉, 경로 판단부(40)는 비행체가 통과하는 공역마다, 해당 공역에서의 비행 상태와 환경 상태를 이용하여, 해당 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다.
또한, 경로 판단부(40)는 환경 감지부(30)에서 감지된 환경 상태로부터 장애물 정보를 추출하고, 미리 설정된 장애물 조건과 대비하여, 대비 결과에 따라 비행체(10)가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다.
즉, 경로 판단부(40)는 비행체가 통과하는 공역마다, 해당 공역에서의 장애물 정보를 이용하여, 해당 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다.
경로 판단부(40)에서 판단된 결과는 경로 보완부(50)로 입력되어 지정된 경로를 보완하는 것에 사용될 수 있다. 또한, 경로 판단부(40)에서 판단된 결과는 관제 송수신부(70)로 입력될 수 있고, 관제 송수신부(70)로부터 비행 송수신부(60)로 송신될 수 있고, 비행 송수신부(60)로부터 알람부(80) 및 비행체(10)의 제어계통으로 입력될 수 있다. 이때, 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 향하는 후속 비행체(10)의 제어계통과 해당 후속 비행체(10)에 설치된 알람부(80)로도 동일하게 입력될 수 있다. 여기서, 후속 비행체(10)는 군집 비행을 하는 복수의 비행체 중의 후위 비행체이거나, 각기 단독 비행을 하는 복수의 비행체 중에서 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 아직 지나가지 않은 다른 비행체일 수 있다.
경로 보완부(50)는 경로 판단부(40)에서 판단한 결과를 이용하여 지정된 경로를 보완하는 역할을 한다. 경로 보완부(50)는 지정된 경로를 실시간으로 보완하거나, 주기적으로 보완할 수 있고, 정해진 스케쥴에 따라 정해진 시점마다 보완할 수도 있다. 경로 보완부(50)는 비행체(10)의 외부 예컨대 관제소(B)에 설치될 수 있다. 물론, 경로 보완부(50)를 비행체(10)에 설치할 수도 있다.
경로 보완부(50)는 지정된 경로가 지나가는 공역들 중에서 경로 판단부(40)에 의해 위험지역으로 설정된 공역을 비행체(10)가 회피하도록, 위험지역을 설정된 공역과 이웃하는 주변 공역을 활용하여, 회피 경로 혹은 신규 경로를 생성할 수 있다. 예컨대 지정된 경로에서 위험지역으로 설정된 공역을 제거하고, 위험지역으로 설정된 공역의 주변 공역들을 지정된 경로에 연결하여서 회피 경로를 생성할 수 있다. 또한, 지정된 경로가 위험지역으로 설정된 공역을 포함하게 되면, 지정된 경로를 따라서, 지정된 경로의 공역들과 이웃하는 공역들을 선택하고, 선택된 공역들을 연결시켜서 신규 경로를 생성할 수 있다. 또한, 지정된 경로가 위험지역으로 설정된 공역을 포함하게 되면, 비행 구역(F)의 공역들 중에서 지정된 경로의 외부의 공역들 중에서 일부를 선택하고, 선택된 공역들을 연결시켜서 신규 경로를 생성할 수 있다.
경로 보완부(50)에서 보완된 경로는 관제 송수신부(70)로 입력될 수 있고, 관제 송수신부(70)로부터 비행 송수신부(60)로 송신될 수 있고, 비행 송수신부(60)로부터 알람부(80) 및 비행체(10)의 제어계통으로 입력될 수 있다. 이때, 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 향하는 후속 비행체(10)의 제어계통과 해당 후속 비행체(10)에 설치된 알람부(80)로도 동일하게 입력될 수 있다. 이때, 후속 비행체(10)는 예컨대 후위 비행체이거나, 각기 단독 비행하는 복수의 비행체 중에서 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 이미 지나간 비행체를 제외한 나머지 비행체일 수 있다. 한편, 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 이미 지나간 비행체(10)는 보완된 경로를 입력받아서 다음 번 비행 시에 활용할 수 있다. 또한, 후속 비행체(10)는 보완된 경로를 입력받아서, 지정된 경로를 대신하여 보완된 경로로 비행할 수 있다.
비행 송수신부(60)는 상태 감지부(20)와 환경 감지부(30)에서 감지되는 감지 결과를 입력받아서 관제 송수신부(70)로 송신하고, 관제 송수신부(70)로부터 보완된 경로와 위험지역 및 안전지역으로 설정된 공역에 대한 정보를 수신받아서 알람부(80) 및 비행체(10)의 제어계통으로 출력하는 역할을 한다. 비행 송수신부(60)는 관제 송수신부(70)와 다양한 방식으로 무선 통신할 수 있다. 비행 송수신부(60)는 비행부(10)에 설치되어 비행부(10)와 함께 지정된 경로를 따라 이동할 수 있다.
관제 송수신부(70)는 경로 판단부(40)에서 판단된 결과와 경로 보완부(50)에서 보완된 경로를 입력받아서 비행 송수신부(60)로 송신하고, 비행 송수신부(60)로부터 비행 상태와 환경 상태의 감지 결과를 수신받아서 경로 판단부(40)로 출력하는 역할을 한다. 관제 송수신부(70)는 비행 송수신부(60)와 다양한 방식으로 무선 통신할 수 있다. 관제 송수신부(70)는 비행부(10)의 외부 예컨대 관제소(B)에 설치될 수 있다. 물론, 관제 송수신부(70)는 경로 판단부(40) 및 경로 보완부(50)와 함께 비행체(10)에 설치될 수도 있다.
알람부(80)는 경로가 보완되는 경우에, 관제소(B)의 관제사와, 비행체(10)의 승무원에게 보완된 경로에 대한 정보와, 위험지역 및 안전지역으로 설정된 공역에 대한 정보를 알려주는 역할을 한다. 알람부(80)는 비행체(10) 및 관제소(B)에 각각 설치될 수 있고, 비행 송수신부(60) 및 관제 송수신부(70)에 각기 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비행 방법의 순서도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 지정된 경로를 보완하는 모습을 예시적으로 설명하기 위한 개념도이다. 도 4에 예시적으로 도시된 비행 구역(F)의 맵의 가로축과 세로축은 공역 번호를 의미한다. 예컨대 지정된 경로(R)는 10-5번 공역을 출발하여 1-3번 공역으로 도착하는 경로로서, 9-5번 공역부터 6-5번 공역을 비행하고, 방향을 전환하여 6-3번 공역으로 비행하고, 방향을 전환하여 1-3번 공역까지 비행하는 경로일 수 있다. 이때, 도면에서는 2 개의 축으로 맵을 표현하였으나, 지정된 경로는 3차원 경로일 수 있고, 맵은 3 개의 축을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)를 위한 비행체의 비행 방법을 설명한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 비행 방법은, 지정된 경로(R)를 따라 비행체(10)를 비행시키는 과정(S100)과, 비행체(10)의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정(S200)과, 감지된 비행 상태 및 감지된 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 이용하여 지정된 경로(R)의 위험성을 판단하는 과정(S300), 위험성을 판단한 결과를 이용하여, 지정된 경로(R)를 보완하는 과정(S400)을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 비행 방법은, 위험성을 판단한 결과를 이용하여, 지정된 경로(R)를 보완하는 과정(S400) 이후에, 보완된 경로(R-1)를 따라 후속 비행체(A2)를 비행시키는 과정(S500)을 포함할 수 있다.
우선, 지정된 경로(R)를 따라 비행체(10)를 비행시키는 과정(S100)을 수행한다. 이때, 적어도 하나 이상의 비행체(10)를 각기 단독 비행시킬 수 있다. 또한, 복수의 비행체(10)를 군집 비행시키며, 복수의 비행체 중 선두 비행체(A1)로 군집 비행을 선도할 수 있다. 비행체(10)는 지정된 경로(R)의 출발지점에 구축된 수직이착륙장으로부터 이륙하여 지정된 경로(R)를 따라 도착지점까지 비행할 수 있고, 도착지점에 구축된 수직이착륙장에 착륙할 수 있다. 이때, 지정된 경로(R)는 도심 상공에 설정된 비행 구역(F)을 통과하는 3차원 경로일 수 있다.
전술한 과정을 수행하는 동안, 비행체(10)의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정(S200)을 수행한다. 이때, 적어도 하나 이상의 비행체(10)가 각기 단독 비행하는 경우, 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정을 각각의 비행체마다 수행할 수 있다. 또한, 복수의 비행체(10)를 군집 비행시키며, 복수의 비행체 중 선두 비행체(A1)로 군집 비행을 선도하는 경우, 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은 선두 비행체(A1)에서 수행할 수 있다. 이하에서 비행체(10)의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정(S200)을 상세하게 설명한다.
비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 비행체(10)의 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정을 포함할 수 있다. 이때, 복수 종류의 비행 상태는 비행체의 자세, 속도 및 진동 중 선택되는 2 종류 이상일 수 있다. 즉, 비행체(10)의 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정은, 비행체(10)의 자세, 속도 및 진동 중에서 선택되는 2 종류 이상을 비행 상태로 감지하는 과정을 포함할 수 있다.
예컨대 비행체(10)에 설치된 상태 감지부(20)의 자이로 센서, 속도 센서 및 진동 센서 중 적어도 2 종류의 센서를 이용하여 비행체(10)의 자세, 속도 및 진동 중 적어도 2 종류 이상을 비행 상태로 감지할 수 있다.
비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 비행체(10)의 비행안전을 보장하기 위한 안전 반경 내에 존재하는 장애물에 대한 장애물 정보를 감지하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 전술한 안전 반경 내에 존재하는 장애물의 개수, 종류, 위치 및 크기를 감지하는 과정을 포함할 수 있다.
예컨대 비행체(10)에 설치된 환경 감지부(30)의 카메라 센서, 레이더 센서 및 라이다 센서를 이용하여 비행체(10)의 안전 반경 내의 장애물의 개수, 종류, 위치 및 크기를 감지할 수 있고, 장애물의 움직임도 감지할 수 있다.
비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정은, 비행체(10)와 접촉하는 대기의 복수 종류의 환경 상태를 감지하는 과정을 포함할 수 있다. 구체적으로, 비행체(10)에 설치된 환경 감지부(30)의 온도 센서, 습도 센서 및 밀도 센서를 이용하여 각 센서가 설치된 지점에서 비행체(10)와 접촉하는 대기의 온도, 습도 및 밀도를 환경 상태로 감지할 수 있다.
또한, 비행체(10)의 위치에서 비행체(10)의 비행 상태 및 환경 상태 중의 적어도 하나의 상태를 감지하는 과정을 수행한 이후에는, 감지된 비행 상태 및 감지된 환경 상태를 이용하여 지정된 경로(R)의 위험성을 판단하는 과정(S300)을 수행한다.
구체적으로, 경로 판단부(40)를 이용하여, 감지된 비행 상태를 미리 설정된 비행 조건과 대비하여, 비행체의 비행 불안정 여부를 판단할 수 있다. 미리 설정된 비행 조건은 지정된 경로 내의 공역별로, 비행 상태의 종류별로 미리 설정될 수 있다. 예컨대 비행 상태 및 환경 상태를 감지할 때, 비행체(10)가 위치하였던 공역을 감지 공역(SD)라고 하면, 감지 공역(SD)에서 비행체(10)가 안정적으로 비행할 수 있는 비행 상태를 비행 조건으로 미리 설정할 수 있다. 이에, 경로 판단부(40)를 이용하여 감지 공역(SD)에서 감지된 비행 상태를 미리 설정된 감지 공역(SD)의 비행 조건과 대비하여, 감지된 비행 상태가 설정된 비행 조건에 포함되면, 비행체(10)의 비행이 안정하다고 판단하고, 감지된 비행 상태가 설정된 비행 조건을 벗어나면, 비행체(10)의 비행이 불안정하다고 판단할 수 있다. 이때, 2 종류 이상의 비행 상태를 이용하여 비행체(10)의 비행 불안정 여부를 판단함으로써 정확한 판단이 가능하다. 예컨대 2 종류 이상의 비행 상태가 모두 설정된 비행 조건을 벗어나면 비행체(10)의 비행이 불안정하다고 판단할 수 있고, 그렇지 않으면 비행체(10)의 비행이 안정하다고 판단할 수 있다. 물론, 2 종류 이상의 비행 상태 중 하나의 비행 상태라도 설정된 비행 조건을 벗어나게 되면 비행체(10)의 비행이 불안정하다고 판단할 수도 있다.
또한, 경로 판단부(40)를 이용하여 감지된 환경 상태를 미리 설정된 환경 조건과 대비하여, 지정된 경로 중의 비행체가 통과한 공역 즉, 감지 공역(SD)의 환경 불안정 여부를 판단할 수 있다. 이때, 환경 조건도 지정된 경로의 공역별로, 환경 상태별로 미리 설정될 수 있다. 이에, 경로 판단부(40)를 이용하여 감지 공역(SD)에서 감지된 환경 상태가 감지 공역(SD)의 설정된 환경 조건에 포함되면, 비행체가 통과한 공역 즉, 감지 공역(SD)의 환경이 안정하다고 판단하고, 감지 공역(SD)에서 감지된 환경 상태가 감지 공역(SD)의 설정된 환경 조건을 벗어나면, 비행체(10)가 통과한 공역 즉, 감지 공역(SD)의 환경이 불안정하다고 판단할 수 있다. 이때, 복수의 종류의 환경 상태 중 하나라도 설정된 환경 조건을 벗어나면 비행체(10)가 통과한 공역 즉, 감지 공역(SD)의 환경이 불안정하다고 판단할 수 있다. 물론, 복수의 종류의 환경 상태 모두가 설정된 환경 조건을 벗어날 때 비행체(10)가 통과한 공역 즉, 감지 공역(SD)의 환경이 불안정하다고 판단할 수도 있다.
또한, 경로 판단부(40)를 이용하여 비행 불안정 여부의 판단 결과와, 환경 불안정 여부의 판단 결과에 따라 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다. 구체적으로, 비행체(10)의 비행이 불안정 하다고 판단되고, 비행체(10)가 통과한 공역의 환경이 불안정하다고 판단되면, 비행체가 통과한 공역을 위험지역으로 설정할 수 있다. 또한, 비행체(10)의 비행과 비행체(10)가 통과한 공역의 환경 중 적어도 하나 이상이 안정하다고 판단되면, 비행체(10)가 통과한 공역을 안전지역으로 설정할 수 있다.
즉, 비행체가 통과한 공역에서 비행체(10)의 비행 상태가 불안정하다고 판단되었을 때, 환경 상태가 안정하다고 판단되면, 비행체(10)의 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받은 것이 아니므로, 비행체가 통과한 공역을 안전지역으로 설정할 수 있다. 또한, 비행체가 통과한 공역에서 비행체(10)의 비행 상태가 불안정하다고 판단되었을 때, 환경 상태가 불안정하다고 판단되면, 비행체(10)의 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받은 것이므로, 비행체가 통과한 공역을 위험지역으로 설정할 수 있다. 또한, 비행체가 통과한 공역에서 비행체(10)의 비행 상태가 안정하다고 판단되면, 환경 상태의 여부에 상관없이 비행체가 통과한 공역을 안전지역으로 설정할 수 있다.
또한, 지정된 경로(R)의 위험성을 판단하는 과정(S300)은 환경 감지부(30)에서 감지된 환경 상태로부터 장애물 정보를 추출하고, 추출된 장애물 정보에 따라 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정할 수 있다. 예컨대 추출된 장애물 정보를 미리 설정된 장애물 조건과 대비하여, 추출된 장애물 정보가 미리 설정된 장애물 조건을 초과하는 경우 비행체(10)가 통과한 공역을 위험지역으로 설정하고, 그렇지 않으면, 비행체(10)가 통과한 공역을 안전지역으로 설정할 수 있다. 이때, 장애물 조건은 공역에 무관하게 비행체(10)의 비행안전이 보장되도록 하는 비행체(10)의 안전 반경 내의 장애물의 개수, 종류, 위치 및 크기 조건일 수 있다.
이후, 위험성을 판단한 결과를 이용하여, 지정된 경로(R)를 보완하는 과정(S400);을 포함한다.
즉, 경로 보완부(50)를 이용하여, 지정된 경로(R)의 위험성을 판단하는 과정에 의해, 지정된 경로(R)가 지나가는 공역들 중에서 위험지역으로 설정된 공역을 비행체가 회피하도록, 위험지역으로 설정된 공역과 이웃하는 주변 공역들(SN)을 활용하여, 회피 경로 혹은 신규 경로를 생성할 수 있다. 예컨대 지정된 경로(R)가 지나가는 공역들 중에서 경로 판단부(40)에 의해 위험지역으로 설정된 공역을 제거하고, 위험지역으로 설정된 공역의 주변 공역들(SN)을 지정된 경로에 연결하여서 회피 경로(R-1)를 생성할 수 있다. 또한, 지정된 경로(R)의 공역들과 이웃하는 공역들을 선택하고, 선택된 공역들을 연결시켜서 신규 경로(미도시)를 생성할 수 있다. 비행 구역(F)의 공역들 중에서 지정된 경로의 외부에 위치하는 공역들 중의 일부를 선택하고, 선택된 공역들을 연결시켜서 신규 경로(미도시)를 생성할 수 있다.
이후, 보완된 경로(R-1)를 따라 후속 비행체(A2)를 비행시키는 과정(S500)을 수행한다. 즉, 경로 보완부(50)에서 보완된 경로를 관제 송수신부(70)로 입력하고, 관제 송수신부(70)로부터 비행 송수신부(60)로 송신하여, 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 향하는 후속 비행체(A2)의 제어계통에 보완된 경로(R-1)를 입력해줄 수 있다. 이때, 후속 비행체(A2)는 예컨대 후위 비행체이거나, 각기 단독 비행하는 복수의 비행체 중에서 위험지역 또는 안전지역으로 설정된 공역을 이미 지나간 비행체를 제외한 나머지 비행체일 수 있다. 후속 비행체(10)는 보완된 경로를 입력받아서, 지정된 경로를 대신하여 보완된 경로로 비행할 수 있다. 이때, 알람부(80)를 이용하여 후속 비행체(A2)의 승무원 및 관제소(B)의 관제사에게 보완된 경로에 대한 정보를 알려줄 수 있다.
전술한 바에 따르면, 본 발명의 실시 예에서는 비행체(10)가 지정된 경로(R)를 따라서 비행하는 중에, 실시간으로 비행체(10)의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태를 정확하게 감지할 수 있고, 정확하게 감지된 결과를 이용하여 지정된 경로의 위험성을 정확하게 판단할 수 있다. 또한, 경로의 위험성을 판단한 결과를 이용하여 지정된 경로를 효과적으로 보완할 수 있다. 따라서, 실시간으로 감지된 비행 상태 및 환경 상태를 반영하여 지정된 경로를 실시간으로 보완할 수 있고, 이에 보완된 경로(R-1) 즉, 안전한 경로를 후속 비행체(A2)로 제공하여 줄 수 있다.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 조합 및 변형될 것이고, 이에 의한 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
100: 비행 장치
10: 비행체
20: 상태 감지부
30: 환경 감지부
40: 경로 판단부
50: 경로 보완부
60: 비행 송수신부
70: 관제 송수신부
80: 알람부

Claims (20)

  1. 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)를 위한 비행 장치로서,
    지정된 경로를 따라 비행하기 위한 비행부;
    상기 비행부의 위치에서 환경 상태를 감지하기 위해 상기 비행부에 설치되는 환경 감지부;
    상기 비행부의 위치에서 비행 상태를 감지하기 위해 상기 비행부에 설치되는 상태 감지부;
    상기 상태 감지부로 감지한 비행 상태를 이용하여 상기 지정된 경로 내의 상기 비행부가 통과한 공역(SD)에서의 비행 불안정 여부를 판단하고, 상기 환경 감지부로 감지한 환경 상태를 이용하여 동일 공역(SD)의 환경 불안정 여부를 판단하고, 비행 상태가 불안정하다고 판단되고 환경 상태가 안정하다고 판단되면 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 해당 공역(SD)을 안전지역으로 설정하고, 비행 상태가 불안정하다고 판단되고 환경 상태가 불안정하다고 판단되면 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받은 것으로 판단하여 해당 공역(SD)을 위험지역으로 설정하기 위한 경로 판단부;
    위험지역으로 설정된 공역을 비행체가 회피하도록, 상기 경로 판단부에서 판단한 결과를 이용하여 상기 지정된 경로를 보완하는 경로 보완부;를 포함하고,
    상기 환경 감지부는 상기 비행부의 양력 발생에 영향을 주는 대기의 정확한 환경 상태를 측정할 수 있도록 상기 비행부의 양력 발생기 측에 설치되는 비행 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상태 감지부와 상기 환경 감지부에서 감지한 감지 결과를 상기 경로 판단부로 송신하고, 상기 경로 보완부로부터 보완된 경로를 수신하기 위한 비행 송수신부;
    상기 비행 송수신부로부터 송신되는 감지 결과를 수신하여 상기 경로 판단부로 전달하고, 상기 경로 보완부로부터 보완된 경로를 입력받아 상기 비행 송수신부로 송신하기 위한 관제 송수신부;
    상기 경로 판단부의 판단 결과에 따라 위험 경고 정보를 제공하기 위한 알람부;를 포함하는 비행 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 비행 송수신부는 상기 비행부에 설치되어서 상기 비행부와 함께 상기 지정된 경로를 따라 이동하고,
    상기 관제 송수신부, 상기 경로 판단부 및 상기 경로 보완부는 상기 비행부의 외부에 설치되며,
    상기 알람부는 상기 비행부 및 그 외부에 각각 설치되는 비행 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 비행부는 단독으로 비행하는 적어도 하나 이상의 비행체를 포함하거나, 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함하고,
    상기 비행부가 단독으로 비행하는 비행체를 포함하는 경우,
    상기 상태 감지부 및 상기 환경 감지부는 각각의 비행체마다 설치되고,
    상기 비행부가 군집하여 비행하는 복수의 비행체를 포함하는 경우,
    상기 상태 감지부 및 상기 환경 감지부는 상기 복수의 비행체 중 군집 비행을 선도하기 위한 선두 비행체에 설치되는 비행 장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 상태 감지부는 자이로 센서, 속도 센서 및 진동 센서 중 선택되는 2 종류 이상의 센서를 포함하고,
    상기 환경 감지부는 온도 센서, 습도 센서, 밀도 센서, 카메라 센서, 레이더 센서, 라이다 센서, 레이저 센서 및 적외선 센서를 포함하고,
    상기 온도 센서, 상기 습도 센서 및 상기 밀도 센서는 상기 비행부의 양력 발생기 측에 설치되는 비행 장치.
  6. 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility)를 위한 비행 방법으로서,
    비행체의 제어계통을 이용하여, 지정된 경로를 따라 상기 비행체를 비행시키는 과정;
    비행 장치의 상태 감지부 및 환경 감지부를 이용하여, 상기 비행체의 위치에서 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정;
    상기 비행 장치의 경로 판단부를 이용하여, 감지된 비행 상태 및 감지된 환경 상태를 이용하여 상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정;
    상기 비행 장치의 경로 보완부를 이용하여, 상기 위험성을 판단한 결과를 이용하여, 상기 지정된 경로를 보완하는 과정;을 포함하고,
    상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은,
    상기 지정된 경로 내의 상기 비행체가 통과한 공역(SD)에서, 상기 비행체의 양력 발생기 측에서 상기 비행체의 양력 발생에 영향을 주는 대기의 정확한 환경 상태를 측정하는 과정;
    상기 공역(SD)에서, 상기 비행체의 비행 상태를 감지하는 과정;을 포함하고,
    상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정은,
    상기 감지된 비행 상태를 미리 설정된 비행 조건과 대비하여, 상기 공역(SD)에서의 상기 비행체의 비행 불안정 여부를 판단하는 과정;
    상기 감지된 환경 상태를 미리 설정된 환경 조건과 대비하여, 상기 공역(SD)의 환경 불안정 여부를 판단하는 과정;
    상기 공역(SD)에서의 상기 비행체의 비행 상태가 불안정하다고 판단되고 상기 공역(SD)의 환경 상태가 안정하다고 판단되면 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받지 않은 것으로 판단하여 해당 공역(SD)을 안전지역으로 설정하는 과정;
    상기 공역(SD)에서의 상기 비행체의 비행 상태가 불안정하다고 판단되고 상기 공역(SD)의 환경 상태가 불안정하다고 판단되면 비행 불안정이 환경 상태에 영향을 받은 것으로 판단하여 해당 공역(SD)을 위험지역으로 설정하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 지정된 경로를 따라 비행체를 비행시키는 과정은,
    적어도 하나 이상의 비행체를 단독 비행시키는 과정;을 포함하고,
    상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은 각각의 비행체마다 수행되는 비행 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 지정된 경로를 따라 비행체를 비행시키는 과정은,
    복수의 비행체를 군집 비행시키며, 상기 복수의 비행체 중 선두 비행체로 군집 비행을 선도하는 과정;을 포함하고,
    상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은 상기 선두 비행체에서 수행되는 비행 방법.
  9. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비행체의 비행 상태를 감지하는 과정은,
    상기 비행체의 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 복수 종류의 비행 상태를 감지하는 과정은,
    상기 비행체의 속도, 자세 및 진동 중에서 선택되는 2 종류 이상을 비행 상태로 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  11. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은,
    상기 비행체의 비행안전을 보장하기 위한 안전 반경 내에 존재하는 장애물에 대한 장애물 정보를 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 장애물 정보를 감지하는 과정은,
    상기 안전 반경 내에 존재하는 장애물의 개수, 종류, 위치 및 크기를 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  13. 청구항 6 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 비행 상태 및 환경 상태를 감지하는 과정은,
    상기 양력 발생기 측에서 상기 비행체와 접촉하는 대기의 복수 종류의 환경 상태를 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 비행체와 접촉하는 대기의 복수 종류의 환경 상태를 감지하는 과정은,
    상기 비행체와 접촉하는 대기의 온도, 습도 및 밀도를 환경 상태로 감지하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  15. 삭제
  16. 청구항 6에 있어서,
    상기 비행체의 불안정 여부를 판단하는 과정은,
    상기 감지된 비행 상태가 상기 설정된 비행 조건에 포함되면, 상기 비행체의 비행이 안정하다고 판단하는 과정; 및
    상기 감지된 비행 상태가 상기 설정된 비행 조건을 벗어나면, 상기 비행체의 비행이 불안정하다고 판단하는 과정;을 포함하고,
    상기 비행체가 통과한 공역의 환경 불안정 여부를 판단하는 과정은,
    상기 감지된 환경 상태가 상기 설정된 환경 조건에 포함되면, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경이 안정하다고 판단하는 과정; 및
    상기 감지된 환경 상태가 상기 설정된 환경 조건을 벗어나면, 상기 비행체가 통과한 공역의 환경이 불안정하다고 판단하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  17. 삭제
  18. 청구항 6에 있어서,
    상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정은,
    상기 감지된 환경 상태로부터 장애물 정보를 추출하는 과정;
    추출된 장애물 정보에 따라 상기 비행체가 통과한 공역을 위험지역 또는 안전지역으로 설정하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 지정된 경로를 보완하는 과정은,
    상기 지정된 경로의 위험성을 판단하는 과정에 의해, 상기 지정된 경로가 지나가는 공역들 중에서 위험지역으로 설정된 공역을 상기 비행체가 회피하도록, 상기 위험지역으로 설정된 공역과 이웃하는 주변 공역들을 활용하여, 회피 경로 혹은 신규 경로를 생성하는 과정;을 포함하는 비행 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 지정된 경로를 보완하는 과정 이후에,
    보완된 경로를 따라 후속 비행체를 비행시키는 과정;을 포함하는 비행 방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022211A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 (주)아모스텍 지능형 무인 소형 비행체 로봇 조정 시스템
KR102062661B1 (ko) * 2019-04-12 2020-01-06 주식회사 피스퀘어 드론의 경로 설정 시스템 및 그의 경로 설정 방법
KR102280131B1 (ko) * 2020-09-21 2021-07-22 (주)팔로우테크닉스 비행체 군집 비행에서의 리더 추종 비행 제어 시스템 및 방법
KR102323935B1 (ko) 2021-04-23 2021-11-09 한화시스템(주) Uwb 기반 비행체 착륙 유도장치 및 그 방법
KR102352881B1 (ko) * 2020-09-02 2022-01-18 주식회사 환경과안전 무인비행장치를 위한 위험기상공역 설정방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110022211A (ko) * 2009-08-27 2011-03-07 (주)아모스텍 지능형 무인 소형 비행체 로봇 조정 시스템
KR102062661B1 (ko) * 2019-04-12 2020-01-06 주식회사 피스퀘어 드론의 경로 설정 시스템 및 그의 경로 설정 방법
KR102352881B1 (ko) * 2020-09-02 2022-01-18 주식회사 환경과안전 무인비행장치를 위한 위험기상공역 설정방법
KR102280131B1 (ko) * 2020-09-21 2021-07-22 (주)팔로우테크닉스 비행체 군집 비행에서의 리더 추종 비행 제어 시스템 및 방법
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