KR20200123378A

KR20200123378A - 검출 및 회피에서 지형을 처리하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200123378A
Application number: KR1020200033178A
Authority: KR
Inventors: 리지나 아인츠 에스토코우스키
Original assignee: 더 보잉 컴파니
Priority date: 2019-04-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-10-29
Also published as: EP3726501A1; US20200334996A1; CN111831006A; TWI831911B; CA3069370C; CA3069370A1; TW202107421A; JP2020194533A

Abstract

물체 검출 및 회피는, 지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하는 것을 포함하며, 여기서 차량들은 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 갖는다. 시간-공간 지대와 중첩되는 관심 공간 지대에 대한 지형 데이터가 수신된다. 데이터 불확실성 및 해상도에 따라 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 궤적 창뿐만 아니라 관심 공간 지대 내의 지형 주위의 공간 완충 지대들이 계산된다. 시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서 구별되는 경로들이 계산되며, 여기서 경로들은 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지한다. 그 다음, 제어 차량은 경로들 중 하나에 따라 라우팅된다.

Description

검출 및 회피에서 지형을 처리하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR HANDLING TERRAIN IN DETECT AND AVOID}

[0001] 본 개시내용은 일반적으로 차량들의 분리를 유지하기 위한 그리고 장애물들을 피하기 위한 차량들의 라우팅에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 차량 분리시 지형 및 장애물 회피의 자동 통합에 관한 것이다.

[0002] 국가 공역 체계(NAS: National Airspace System)로 무인 항공기 시스템들(UAS: unmanned aircraft systems)의 통합에는 Remain Well Clear가 요구된다. 특히, 다른 차량과의 분리를 유지하면서 지형 및 고정 장애물 회피는 보다 낮은 고도들에서의 동작들, 이를테면 도시 지역들에서의 동작들의 경우 또는 인프라 구조 검사의 경우 주요 관심사이다.

[0003] 움직이고 있는 항공기 및 다른 차량들은 많은 이동 및 고정 장애물들을 만날 수 있다. 이동 장애물들은 다른 항공기, 새떼, 기상 시스템들을 포함한다. 고정 장애물들은 지형과 같은 자연물들과 타워들 및 건물들과 같은 인공물들을 포함한다. 자신의 비행 경로를 따라 이동하고 있는 항공기는 예상된 그리고 예상치 못한 장애물들로 인해 일시적인 항로 변경을 실행할 것이 요구될 수 있다. 항공기의 조작자는 속도, 고도, 안전 및 승객 편의에 관한 제약들을 준수하면서 예정된 도착 시간 고수를 유지하는 진로 변경들을 실행하려고 할 수 있다.

[0004] 항공기의 조작자는 또한 다른 항공기 외에도, 지형 및 고정 장애물들을 확인해야 할 수도 있다.

[0005] 예시적인 실시예는 물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법을 제공한다. 이 방법은 지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 여기서 차량들은 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 갖는다. 관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터가 수신되며, 여기서 관심 공간 지대의 일부는 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩된다. 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창이 계산된다. 지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들이 계산된다. 그 다음, 시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서(homotopically) 구별되는 경로들이 계산되며, 여기서 경로들은 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지한다. 그 다음, 제어 차량은 경로들 중 하나에 따라 라우팅된다.

[0006] 다른 예시적인 실시예는 제어 차량 및 제어 차량에 접속된 컴퓨터를 포함하는 물체 회피 시스템을 제공한다. 컴퓨터는 버스 시스템, 버스 시스템에 접속된 저장 디바이스 ― 저장 디바이스는 프로그램 명령들을 저장함 ―, 및 버스 시스템에 접속된 다수의 프로세서들을 포함하고, 다수의 프로세서들은: 지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하고 ― 차량들은 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 가짐 ―; 관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터를 수신하고 ― 관심 공간 지대의 일부는 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩됨 ―; 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창을 계산하고; 지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들을 계산하고; 시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지의 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하고 ― 경로들은 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지함 ―; 그리고 경로들 중 하나에 따라 제어 차량을 라우팅하도록 프로그램 명령들을 실행한다.

[0007] 다른 예시적인 실시예는 물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다. 컴퓨터 프로그램 제품은 프로그램 명령들이 구현된 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하고, 프로그램 명령들은 컴퓨터로 하여금: 지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하는 단계 ― 차량들은 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 가짐 ―; 관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터를 수신하는 단계 ― 관심 공간 지대의 일부는 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩됨 ―; 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창을 계산하는 단계; 지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들을 계산하는 단계; 시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지의 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하는 단계 ― 경로들은 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지함 ―; 및 경로들 중 하나에 따라 제어 차량을 라우팅하는 단계를 수행하도록 다수의 프로세서들에 의해 실행 가능하다.

[0008] 특징들, 기능들 및 이익들은 본 개시의 다양한 실시예들에서는 독립적으로 달성될 수 있거나 또 다른 실시예들에서는 결합될 수도 있는데, 여기서 추가 세부사항들은 다음 설명 및 도면들을 참조로 확인될 수 있다.

[0009] 예시적인 실시예들의 특성으로 여겨지는 신규한 특징들은 첨부된 청구항들에서 제시된다. 그러나 예시적인 실시예들뿐만 아니라 이들의 선호되는 사용 모드, 추가 목적들 및 특징들 또한, 첨부 도면들과 함께 일독시 본 개시내용의 예시적인 실시예의 아래의 상세한 설명에 대한 참조에 의해 가장 잘 이해될 것이다.
[0010] 도 1은 예시적인 실시예들에 따른 분리 관리 시스템 내의 라우팅 결정 시스템의 블록도이다.
[0011] 도 2는 예시적인 실시예들에 따라 다양한 불확실성 정도들을 갖는 항공기에 대한 안전 분리 창들의 개략도를 제공하는 도면이다.
[0012] 도 3a 및 도 3b는 예시적인 실시예들에 따라 다양한 불확실성 정도들을 갖는 지형에 대한 안전 분리 창들의 개략도를 제공하는 도면들이다.
[0013] 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 지형 처리 및 그리고 검출 및 회피(DAA: detect and avoid)를 위한 시스템을 도시하는 블록도이다.
[0014] 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공간 구획 좌표계의 투영에 포개진 VPR 좌표계를 도시하는 도면이다.
[0015] 도 6은 예시적인 실시예에 따른 단일 해상도 공간 구획의 일부를 도시한다.
[0016] 도 7은 예시적인 실시예에 따른 다중 해상도 공간 구획을 도시한다.
[0017] 도 8은 예시적인 실시예에 따른 4D VPR의 다수의 층들을 도시한다.
[0018] 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 팻 경로(fat path)들을 디스플레이하는 가상 예측 레이더의 도면이다.
[0019] 도 10은 예시적인 실시예에 따른 지형 데이터와 함께 팻 경로들을 디스플레이하는 가상 예측 레이더의 도면이다.
[0020] 도 11은 예시적인 실시예에 따라 지형 데이터를 확인하도록 변경된 팻 경로들을 디스플레이하는 가상 예측 레이더의 도면이다.
[0021] 도 12는 예시적인 실시예에 따른 VPR 물체 회피로 지형 정보를 통합하기 위한 프로세스 흐름을 도시하는 흐름도이다.
[0022] 도 13은 예시적인 실시예에 따른 VPR 팻 경로들로 지형 정보를 통합하기 위한 프로세스 흐름을 도시하는 흐름도이다.
[0023] 도 14a 및 도 14b는 예시적인 실시예들에 따라 지형 데이터를 VPR에 매핑하기 위한 프로세스를 예시하는 흐름도이다.
[0024] 도 15는 예시적인 실시예에 따른 데이터 처리 시스템의 예시이다.

[0025] 예시적인 실시예들은, 다른 차량들과의 분리를 유지하면서 지형 및 장애물 회피가 보다 낮은 고도들에서, 특히 도심 항공 모빌리티(Urban Air Mobility) 환경에서의 동작들에 더 중요해진다는 점을 인식하여 고려한다.

[0026] 예시적인 실시예들은, 결정 지점들에 도달하기 전에 미리 제어 차량, 예를 들어 항공기에 항법 및 진로 정보가 제공될 필요성을 인식하여 고려한다.

[0027] 예시적인 실시예들은, 항공기 비행 경로를 따라, 관심 물체들이 항공기와 항공기의 의도된 비행 경로를 따르는 항공기의 전방 지점들 사이에 있을 수 있음을 인식하여 고려한다.

[0028] 항공기는 본 명세서에서 "팻(fat) 경로"로 지칭되는 적어도 하나의 동위치에서 구별되는 이동 지역을 따라갈 수 있다. 항공기의 기동 특성들 및 다른 항공기에 대한 확률적 관심 지대에 기초하여 항공기의 시간 기준 초기 포지션과 목적지 지점 사이에서 복수의 팻 경로들이 계산될 수 있다. 분리 관리 시스템은 제어 항공기 및 제어 항공기가 피하려고 하는 다른 항공기에 관한 항공기 및 공역 정보를 수신하고 필터링한다. 각각의 항공기에 대한 궤적 창들은 시간 및 가능한 위치와 관련하여 결정되고 모니터링될 수 있다. 분리 관리 시스템은 언제 궤적 중첩이 발생할 수 있는지를 결정하고 제어 차량을 재라우팅(reroute)할 수 있다.

[0029] 가상 예측 레이더(VPR: virtual predictive radar) 스크린은 제어 차량에 대한 복수의 궤적 경로들을 디스플레이할 수 있고, 3차원 공간 + 시간에서 제어 차량의 위치를 예측하는 시간 링(time ring)들을 포함할 수 있다. 제어 차량의 기동성 특성들 및 속도에 기초하여, 제어 차량에 제약들이 가해질 수 있다. 제2 차량이 VPR과 교차하는 것으로 예측될 때, 제어 차량과 제2 차량의 분리를 유지하기 위해 궤적 경로들의 서브세트를 따라 다수의 팻 경로들이 생성될 수 있다.

[0030] 동위치에서 구별되는 이동 지역들(팻 경로들), 분리 관리 시스템들, 가상 예측 레이더, 및 이들의 지원 방법들 및 시스템들이 2011년 11월 15일자 미국 특허 제8,060,295호 "Automated Separation Manager"에서 더 상세히 설명된다.

[0031] 예시적인 실시예들은, 항공기에 대한 팻 경로들을 계산하는 방법들이 제어 항공기 주위의 시간 기준 공역 내의 다른 항공기를 고려하지만, 라우팅 옵션들의 생성시 지형 및 지상 장애물들의 처리를 해결하지 않는다는 점을 인식하여 고려한다.

[0032] 예시적인 실시예들은, VPR 기동 매니폴드가 제어 차량에 대한 위치와 관련하여 교통 정보의 제어 차량 중심 표현을 제공하는 반면, 지형 데이터는 통상적으로 위도, 경도 격자점들에서의 고도와 같은 글로벌 방식으로 표현된다는 점을 인식하여 고려한다. 따라서 지형, 장애물들 및 교통으로부터의 동시 분리의 제공시 상이한 좌표들로 표현되거나 상이한 데이터 구조들로 유지될 수 있는 지형 및 차량 정보를 통합하는 방법들이 요구된다.

[0033] 예시적인 실시예들은 분리 관리 및 물체 회피를 위한 VPR 데이터 구조에 지형 및 장애물 고려를 포함하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 지형 데이터는 옥트리(octree) 또는 직사각형 3D 격자형 구조와 같은 공간 구획 데이터 구조로 유지되는데, 이는 VPR 데이터 구조에 매핑된다. 기동 매니폴드는 또한 지형 표현에 매핑되고, 지형이 기동 매니폴드와 교차하는 위치들이 결정된다.

[0034] 예시적인 실시예들은 VPR에서 교통을 나타내는, 공간-시간 지대 내의 관련 교통 위치를 계속해서 모니터링하는 제어 차량용 VPR의 형태로 기동 매니폴드를 유지하는 자동 분리 시스템을 제공한다. 분리 관리 시스템은 공간-시간 지대를 포괄하는 범위를 갖는 공간 구획 데이터 구조로 지형 및 장애물 정보를 유지하기 위한 옥트리 모듈을 포함한다. 분리 관리 시스템은 VPR을 지형 및 장애물 정보를 포함하는 공간 구획에 매핑함으로써, 교통 정보와 함께 VPR 내의 지형 및 장애물 위치들을 인코딩한다. 분리 관리 시스템은 VPR에서 교통, 지형 및 장애물들, 이를테면 건물들 또는 타워들을 피하는 복수의 팻 경로들을 생성한다.

[0035] 이제 관심은 도면들로 옮겨진다. 도 1은 분리 관리 시스템 내의 라우팅 결정 시스템(100)의 블록도의 예시이다. 시스템(100)은 제어 차량(102), 컴퓨터(104), 애플리케이션(106), 장애물(108), 장애물(110), 장애물(112), 팻 경로(114), 팻 경로(116), 팻 경로(118), 시작 지점(120), 목적지 지점(122), 결정 경계(124) 및 라우팅 매니폴드(126)를 포함한다.

[0036] 제어 차량(102)은 고정익 비행기, 헬리콥터, 글라이더, 열기구(balloon), 비행선 또는 무인 항공기를 포함하는 항공기일 수 있다. 제어 차량(102)은 또한 배 또는 잠수함을 포함하는 선박일 수 있다. 제어 차량(102)은 또한 육상 차량일 수 있다.

[0037] 컴퓨터(104)는 범용 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨터(104)는 제어 차량(102)의 선상에 위치될 수 있다. 컴퓨터(104)는 또한 지상 위치에, 예를 들어 항공 교통 관제 센터에 위치될 수 있다. 컴퓨터(104)는 서로 다른 물리적 위치들의 컴퓨터들을 포함하여 목표를 향해 함께 작동하는 다수의 컴퓨터들일 수 있다.

[0038] 애플리케이션(106)은 컴퓨터(104) 상에서 실행되며, 제어 차량(102)의 조작자들이 진로들에 관한 결정들을 하는 시간 및 공간에서 경계들을 설정하는 것에 관해 본 명세서에서 제공되는 작업들을 실행할 수 있다. 일 실시예에서, 애플리케이션(106)의 부분들은 하나보다 많은 위치에 또는 하나보다 많은 항공기 또는 다른 차량의 선상에 위치될 수 있는 하나보다 많은 컴퓨터(104) 상에서 실행될 수 있다.

[0039] 장애물(108), 장애물(110) 및 장애물(112)은 고정적이거나 움직이고 있을 수 있는 항공기, 열기구들, 글라이더들, 무인 항공기들을 포함할 수 있다. 장애물(108), 장애물(110), 장애물(112)은 또한 새떼, 기상 시스템들, 및 제어 차량(102)이 피하고자 하는 고정된 또는 움직이고 있는 임의의 다른 물체를 포함할 수 있다. 장애물(108), 장애물(110) 및 장애물(112)은 또한 지상 기반일 수 있고, 예를 들어 산맥들을 포함하는 지형과 같은 자연물들일 수 있거나, 인공물, 예를 들어 통신 타워, 건물 또는 비행 금지 구역일 수 있다. 해상 실시예들에서, 장애물(108), 장애물(110) 및 장애물(112)은 다른 배들, 잠수함들, 부표들, 지형, 침수 여부 및 기상 시스템들일 수 있다.

[0040] 팻 경로(114), 팻 경로(116) 및 팻 경로(118)는 동위치에서 구별되는 이동 지역들이다. 팻 경로(114), 팻 경로(116) 및 팻 경로(118)는 제어 차량(102)의 시간 기준 포지션과, 제어 차량(102)의 기동 특성들과, 다른 항공기를 포함하는 장애물(108), 장애물(110) 및 장애물(112)에 대한 확률적 관심 지대에 기초한 기준 지점 사이에서 계산될 수 있다. 팻 경로(114), 팻 경로(116) 및 팻 경로(118)는 라우팅(구동) 매니폴드(126)에 포함된 최대의 단순히 연결된 지역을 포함하며, 이 지역의 각각의 지점에 대해, 해당 지점을 포함하며 시간 기준 초기 포지션(120)에서 시작하여 목적지 지점(122)에서 끝나는, 제어 차량(102)에 대한 실행 가능한 루트가 존재한다. 제어 차량(102)을 위한 루트는, 그 루트가 스케줄링 요건들 및 제약들을 충족하고 물리적으로 가능하다면 실행 가능하다.

[0041] 초기 포지션(120), 목적지 지점(122) 및 라우팅 매니폴드(126)는 시작 상태에서부터 종료 상태까지 공간 및 시간에서 제어 차량(102)에 대한 기동 및 동작 제약들을 충족하고 장애물들(108-112)을 피하는 가능한 경로들의 결합을 형성할 수 있다. 기동 및 동작 제약들은 속도, 고도, 안전 및 승객 편의를 포함할 수 있다.

[0042] 결정 경계(124)는 시간 및 공간 중 적어도 하나에서 단순히 연결된 지점들의 세트이다. 실현 가능한 경로를 유지하기 위해, 결정 경계(124)를 따른 지점에 도달할 때, 제어 차량(102)은 팻 경로(114), 팻 경로(116) 및 팻 경로(118) 중 하나 이상을 포함하는 포크(fork) 옵션으로 전이하는 경로 상에 있어야 하거나, 팻 경로(114), 팻 경로(116) 및 팻 경로(118) 중 하나로 전이하는 다른 팻 경로로의 진로 변경을 개시해야 한다. 예시적인 실시예들은 결정 경계 없이 구현될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 팻 경로의 선택은 다른 팻 경로로 전환할 의도 없이 시간 0에서 이루어질 수 있어, 이로써 결정 경계(124)에 대한 필요성을 제거한다.

[0043] 도 1에 도시된 예시적인 실시예들은 서로 다른 예시적인 실시예들이 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 구성적 제한들을 의미하려는 것은 아니다. 예시된 것들에 추가로 그리고/또는 그 대신 다른 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서 일부 컴포넌트들은 불필요할 수 있다. 또한, 블록들은 일부 기능 컴포넌트들을 예시하기 위해 제시된다. 이러한 블록들 중 하나 이상은 서로 다른 예시적인 실시예들로 구현될 때, 조합될 수 있고 그리고/또는 서로 다른 블록들로 분할될 수 있다.

[0044] 도 2는 예시적인 실시예들에 따라 다양한 불확실성 정도들을 갖는 항공기에 대한 안전 분리 창들의 개략도를 제공하는 도면이다. 도 2는 예시 목적들로 제공되며, 본 개시내용의 시스템들 및 방법들이 기반할 수 있는 분리 관리 시스템에서 고려될 불확실성들을 도시한다. 도 2에 도시된 컴포넌트들은 도 1에 도시된 컴포넌트들에 인덱싱된다. 도 2에 도시된 제어 항공기(202)는 도 1에 도시된 제어 차량(102)에 대응한다. 도 2에 도시된 기준 항공기(208)는 도 1에 도시된 장애물(108)에 대응한다. 도 2는 다양한 불확실성 정도들을 갖는 항공기에 대한 안전 분리 창들을 도시하는 개략도이다.

[0045] 도 2는 200a 및 200b로 표기된 2개의 개별 시나리오들을 도시한다. 제어 항공기(202) 및 기준 항공기(208)는 각각 궤적 창(확률적 포지션 지대)을 갖는다. 제어 항공기(202)는 계획된 궤적 경로로부터의 항행 불확실성을 나타내는 궤적 창(R1)을 갖는다. 궤적 창(R1)은 환경 조건들(예컨대, 바람, 기단(air mass) 등), 계측 한계들 및/또는 공차들, 또는 항공기 궤적에 영향을 미치는 다른 요인들에 기인할 수 있다. 서브세트 궤적 창(R1)에 의해 표현되는 항행 불확실성들은 통상적으로 작고, 시간이 지남에 따라 거의 일정하다고 가정될 수 있다. 제어 항공기(202)에 대한 제2 궤적 창(R2)은 시간의 함수로써 제어 항공기(202)의 가능한 궤적들에 의해 정의되며, 여기서 R2의 반경은 직선 경로로부터의 거리를 나타낸다. 예를 들어, 기동 가능한 항공기는 비교적 짧은 거리에서 예리한 기동을 실행하는 것이 가능할 수 있기 때문에 이 항공기는 매우 큰 R2를 가질 수 있는 반면, 기동성이 더 떨어지는 항공기는 더 좁은 R2 값을 가질 수 있다. 일반적으로 말하면, R2 값들은 항공기에 대한 최대 기동 불확실성을 정의하고, R2 영역은 특성상 시간에 따라 빠르게 커진다.

[0046] 기준 항공기(208)는 시간의 함수로써 자신의 가능한 궤적들 및 포지션을 정의하는 궤적 창(206)을 또한 갖는다.

[0047] 시나리오(200a)는, 제어 차량(202)에 대한 궤적 창(R2)이 너무 넓어 기동이 각각의 궤적 창들(R2, 206)의 교차를 피할 충분한 공간을 제공하지 않기 때문에 제어 차량(202)에 대한 바람직하지 않은 상황을 도시한다. 이러한 조건들 하에서, 제어 항공기(202) 및 기준 항공기(208)는 간섭의 위험이 높을 수도 있다.

[0048] 예시적인 실시예들은 제어 항공기(202)에 대한 궤적 창을 축소함으로써, 제어 항공기(202)와 기준 항공기(208) 사이의 잠재적 분리 지대들을 확대한다.

[0049] 시나리오(200b)는, 궤적 창(R3)이 더 좁아 제어 차량(202)과 장애물(208)이 안전하게 통과할 것이기 때문에 제어 차량(202)에 대한 안전 분리 조건들을 도시한다. 예시적인 실시예들은 궤적 창(R2)을 시나리오(200b)에 예시된 최소 안전 거리 궤적 창(R3)으로 축소시키기 위해 확률 곡선들을 사용한다. 예를 들어, 궤적 창(R3)은 제어 항공기(202)의 궤적에 대한 98% 신뢰 구간을 나타낼 수도 있다. 　시나리오(200a)와 달리, 시나리오(200b)는 제어 항공기(202)의 궤적 창(R3)과 기준 항공기(208)의 궤적 창(206)의 교차를 포함하지 않으며, 이로써 두 항공기 사이의 안전한 분리 거리를 생성한다. 예시적인 실시예들은 공역을 제어하도록 분리 관리기를 구현할 때 관련 항공기에 대한 궤적 창(R3)을 사용한다.

[0050] 도 2의 섹션(200c)에서 서로 다른 궤적 창들(R1, R2, R3)이 추가 설명된다. 위에서 언급한 바와 같이, R1은 통상적으로 환경 조건들, 계측 한계들 및/또는 공차들에 기인하는 작은 항행 불확실성들을 나타내며, 시간이 지남에 따라 대략 일정하다. R2는 향후에 차량이 기동할 수도 있는 전방 주시 영역을 나타내는 최대 기동 불확실성을 반영하며, 투영 시간에 따라 빠르게 성장한다. R3은 가장 가까운 최소 안전 접근 거리를 나타낸다. 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 R1, R2 및 R3의 반경이 섹션(200c)과 크게 다를 수 있지만, R2가 R3보다 큰 일반적인 관계는 변함이 없음을 인식할 것이다.

[0051] 도 1을 다시 참조하면, 라우팅 매니폴드(126)는 파일럿들, 지상 관제 요원 등에 대한 불확실성의 지역들에 관한 정보를 포함할 수 있고, 또한 도 1의 제어 차량(102) 및 장애물(108)에 대한 궤적 창들(예컨대, R2, R3)에 관한 정보를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 또한 단순히 연결된 지점들의 세트를 제공하는 결정 경계(124)를 포함하고, 그에 도달하면 제어 차량(102)의 조작자는 불확실성 지역들 및 궤적 창들에 관한 정보를 포함할 수 있는 사전 설정된 제약들을 여전히 관측하면서 진로에 관한 결정들을 해야 한다.

[0052] 가상 예측 레이더(VPR)는 제어 항공기의 기동 제약들뿐만 아니라, 제어 항공기 앞의 예견(look-ahead)/시간-공간 지대 내에서 다른 항공기의 궤적 창들을 고려하는 기동/라우팅 매니폴드를 나타내는 데이터 구조이다.

[0053] 도 3a 및 도 3b는 예시적인 실시예들에 따라 다양한 불확실성 정도들을 갖는 지형에 대한 안전 분리 창들의 개략도를 제공하는 도면들이다. 도 3a 및 도 3b는 예시 목적들로 제공되며, 본 개시내용의 시스템들 및 방법들이 기반할 수 있는 지형 회피 시스템에서 고려될 불확실성들을 도시한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 컴포넌트들은 도 1에 도시된 컴포넌트들에 인덱싱된다. 도 2에 도시된 제어 항공기(302)는 도 1에 도시된 제어 차량(102)에 대응한다. 도 3a에 도시된 지형 피처(304)는 도 1에 도시된 장애물(108)에 대응한다. 도 3a 및 도 3b는 다양한 불확실성 정도들을 갖는 지형에 대한 안전 분리 창들을 도시하는 개략도이다.

[0054] 도 3a 및 도 3b는 300a, 300b 및 300c로 표기된 3개의 개별 시나리오들을 도시한다. 제어 항공기(302)의 기동은 지형 측정 불확실성들을 나타내는 T1을 확인할 필요가 있다. 지형 측정은 격자 위도 및 경도 위치들 그리고 고도를 나타낸다. T1은 통상적으로 완충 지대(306)에서 잘 이해되고 확인된다.

[0055] 제어 항공기(302)의 기동은 또한 T1 불확실성들에 의해 결정된 완충 지대를 넘어 연장되는 T2a를 확인할 필요가 있다. T2a는 지형 데이터의 거친 해상도로 인한 불확실성을 나타내며, 지형 특성들에 따라 크게 달라질 수 있고, 측정 데이터의 결여로 인해 잘 알려지지 않을 수 있다. 지형 피처(304)는 거친 측정 해상도로 인해 측정 데이터가 제공되지 않는 스폿에서의 지형 고도를 나타낸다.

[0056] 제어 항공기(302)는, 특히 산악 지형에서 상승 기류 및 바람 조건들로 인한 제어 항공기(302)의 거동의 불확실성을 확인하고 기상, 통상적인 순환 패턴, 지형 타입 및 항공기 기종에 따라 달라지는 궤적 불확실성(T2b)을 갖는다.

[0057] 300a에 도시된 시나리오는 도 2의 시나리오(200a)의 기준 항공기(208)와 유사하게, 제어 항공기(302)가 기동하기에 너무 늦어 지형 피처(304)를 피할 수 없을 때까지 지형 피처(304)가 단거리 센서들에 의해 검출되지 않는 위험을 수반한다.

[0058] 시나리오(300b)에서, 궤적 경로(R3)는 완충 지대(306)까지의 최소 안전 접근 거리를 설정한다. 모든 바람 조건들 하에서 모든 지형 타입들에 대한 고정된 최소치가 없다. 특정 영역들 및 지형 타입들은 통상의 알려진 바람 조건들을 갖는다. 시나리오(300b)에서, 알려진 바람 조건들 및 지형 타입들을 확인하기 위해 완충 지대(306)가 확장된다.

[0059] 시나리오(300c)에서, 제어 항공기(302)는, 이용 가능하다면 더 높은 지형 해상도(308)로 전환하여 위험한 지형 타입을 확인한다. 증가된 지형 데이터 해상도로 인해 완충 지대가 축소되지만, 여전히 바람 조건들을 확인한다.

[0060] 도 3b의 섹션(300d)은 지형 타입 및 바람 조건들이 주어진, 최소 안전 접근 거리(T3)와 함께 지형과 연관된 T1, T2a, T2b의 불확실성들로 구성된 전체 완충 지대(T4)를 설명한다. 시나리오들(300b, 300c)은 T3을 포함하지 않는 부분 완충 지대들을 도시한다. 궤적 경로(R3)는 최소한 T3을 포함한다고 이해되어야 한다.

[0061] 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 지형 처리 및 그리고 검출 및 회피(DAA)를 위한 시스템을 도시하는 블록도이다. 시스템(400)은 제어 차량의 예견 지역 내에 항공기 및 지형 데이터에 관한 정보를 통합한다. 항공기 시스템들(402) 중 각각의 항공기 시스템(404)은 포지션(406) 및 계획된 경로(408)를 가지며, 이들은 다수의 시스템들에 의한 액세스에 이용 가능하다.

[0062] 국소 데이터베이스 및/또는 지형 서버(410)는 현재 위치, 계획된 경로, 및 업데이트들을 위한 파라미터 정의 국소 지역이 주어진 지형 데이터 및 업데이트들을 제공한다. 지형 및 장애물 데이터에 대한 액세스 속도를 높이기 위해 탑재 지형 및 장애물 데이터베이스가 포함될 수 있다. DAA 시스템과 통신하는 원격 지형 서버는 또한 탑재 데이터베이스 대신 또는 탑재 데이터베이스와 함께 사용될 수 있다.

[0063] 지형 파라미터들은 지형 해상도(412) 및 지형 업데이트들을 위한 지역 크기(414)를 포함한다. 지형 파라미터들은 동작 필요성 및 구현에 따라 정해지거나 실시간으로 업데이트될 수 있다. 업데이트들을 위한 지역 크기(414)는 지형에 대해 지정된 예견 지역에 의존하는데, 이는 침입자들(즉, 다른 차량들)에 대한 지역보다 더 클 수도 있다. 예견 지역은 소유 속도, 계획으로부터의 허용된 이탈들, 회피 시간 프레임 및 회피 시간 프레임을 넘어선 완충 지대에 좌우된다.

[0064] 복합 추적기(418), 경보 시스템(420) 그리고 입력 및 통신 관리(422)를 포함하는 DAA 시스템(416)에 항공기 및 지형 데이터가 공급된다. 입력 및 통신 관리(422)는 소유 상태, 비행 계획, 지형, 경보들, 예상 궤적들 및 충돌 회피에 관련된 정보를 회피 서브시스템(424)에 제공한다.

[0065] 공간 구획 관리기(426)는 공간 구획 파라미터들을 유지한다. 지형 관리기(428)는 공간 구획(432)에서 지형 정보를 유지한다. 다중 해상도 구획의 경우, 지형 관리기(428)는 제어 차량들의 기동 매니폴드의 해상도와 호환될 수 있도록 다양한 해상도들로 표현하기 위해, 수신된 지형 데이터를 데시메이트(decimate) 또는 세밀화(refine)할 수 있다. 이는 또한, 수신된 지형 데이터가 구획 해상도와 일치하지 않는 단일 해상도 구획의 경우에도 발생할 수 있다. 지형 관리기(428)는 또한 고도 정렬기로서 작용하는 보조 데이터 구조들을 유지한다.

[0066] 궤적 관리기(430)는 소유 및 침입자 예상 궤적들을 유지하고, 예상 궤적들이 구획에서 유지된다면, 예상 궤적들로 공간 구획(432)을 업데이트한다.

[0067] 공간 구획(432)은 공간 구조 내 위치가 관련된 정보의 효율적인 표현, 유지보수 및 액세스에 사용되는 데이터 구조이다. 공간 구획들은 공역 교통에 관한 정보를 유지하는 데 사용될 수 있는데, 이는 교통량이 많은 지역들에서 특히 유용하다.

[0068] 공간 구획(432)은 공간 구획 셀들, 각각의 구획 셀과 연관된 정보, 구획 파라미터들, 및 종종 트리 구조인 효율적인 구획 검색을 위한 구조를 나타낸다. 공간 구획(432)은 관련 지형 데이터를 유지하는 데 그리고 지형 데이터를 VPR(434)에 매핑하는 데 사용된다.

[0069] VPR(434)은 제어 항공기의 소유 예상 궤적이 주어진 VPR 데이터를 생성하고, VPR 침입 예측 궤적들에서 침입자들을 나타낸다. 이 데이터로부터, VPR은 도 9에 도시된 팻 경로들(914, 916, 918)과 같은 회피 팻 경로들을 생성한다.

[0070] VPR 공간 구획 링커(436)는 공간 구획(432)을 VPR(434)에 매핑하고 그 반대로도 매핑하는 능력을 제공한다. VPR(434)은 방위각, 거리, 고도 및 시간의 형태로 공역의 소유 중심 표현을 제공한다. 공간 구획(432)은 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 통상적으로 위도, 경도 및 고도에 기초한 지형의 직사각형 표현이다. 따라서 VPR(434) 및 공간 구획(432)은 서로 다른 좌표계들을 갖는 서로 다른 데이터 구조들을 갖는다. VPR 공간 구획 링커(436)는 VPR 셀들을 공간 구획 셀들에 매핑하거나 VPR 팻 경로 셀들을 공간 구획 셀들 및 승강타 정렬기에 매핑할 수 있다.

[0071] 팻 경로 세밀화기(refiner)(440)는 지형 및 장애물 데이터 그리고 메트릭 정보가 주어진 팻 경로들을 세밀화하며, 다른 차량들의 포지션 및 상태 데이터의 변화들, 또는 지형 및 장애물 데이터의 변화들에 대한 응답으로 새로운 팻 경로들을 계산할 수 있다. 안내 옵션들(438)은 웨이포인트 옵션들/대역들과 같은 다른 표현뿐만 아니라 재라우팅 옵션들을 포함하는 팻 경로 정보를 출력을 위한 표현으로 변환한다. 안내 출력기(442)는 안내 정보를 요구되는 출력 형식으로 배치한다.

[0072] 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 공간 구획 좌표계의 투영에 포개진 VPR 좌표계를 도시하는 도면이다. 구체적으로, 도 5는 Z 좌표가 일정한 투영된 공간 구획 위에 포개진 VPR 좌표계의 하나의 층을 예시한다.

[0073] VPR(520)은 제어 항공기 전방의 시간-공간 지대를 나타낸다. 공간 구획(510)은 시간-공간 지대와 적어도 부분적으로 중첩되는 관심 공간 지대를 나타낸다. 서로 중첩되는 관심 공간 지대 및 시간-공간 지대의 부분들은 각각의 개별 지대 또는 전체 지대들의 서브 섹션들만을 포함할 수도 있다.

[0074] 도 5에서 확인될 수 있는 바와 같이, 공간 구획(510)은 이러한 뷰에서 X-Y 평면의 직사각형 격자의 형태를 취한다. 공간 구획의 셀들은 X 차원(512) 및 Y 차원(514)에 의해 한정된다. VPR(520)은 초기 0-포인트에서 시작되는 방사형 격자의 형태를 취하는데, 이는 또한 제어 항공기의 포지션을 나타낸다. v _X 방향 벡터(522)는 0에 위치되고 공간 구획(510)의 X 방향에 평행하게 향한다. 마찬가지로, v _Y 방향 벡터(524)는 0에 위치되고 공간 구획(510)의 Y 방향에 평행하게 향한다.

[0075] 도 5는 예시의 편의상 공간 구획(510)과 VPR(520) 모두의 단일 평면을 도시한다는 점이 주목되어야 한다. 공간 구획(510)과 VPR(520) 둘 다 아래에서 설명되는 바와 같이 Z 축을 따라 다수의 층들을 포함할 수 있다.

[0076] 도 6은 예시적인 실시예에 따른 단일 해상도 공간 구획의 일부를 도시한다. 공간 구획(600)은 복수의 셀들(602)을 포함하는 직사각형 3D 격자형 구조로서 표현된다. 셀들(602)은 X(604) 축, Y(606) 축 및 Z(608) 축을 따라 각각의 좌표들에 의해 한정되어, 도시된 대로 셀들 내에서 지형 피처들(610)의 3차원 표현을 가능하게 한다. 지형 데이터는 삼각형 형태로 규칙적인 간격의 위도 및 경도 X-Y 격자점들에서 고도 값들의 형태로 DAA 시스템에 제공될 수 있다.

[0077] 도 6에 도시된 예시적인 공간 구획(600)은 셀의 단지 단일 크기만이 이용되는 단일 해상도이다.

[0078] 도 7은 예시적인 실시예에 따른 다중 해상도 공간 구획의 일부를 도시한다. 이 예에서, 공간 구획(700)은 각각의 셀(702)이 8개의 자식 셀들(712)을 갖는 옥트리로 표현된다. 부모 셀들(702) 및 자식 셀들(712)은 서로 다른 레벨들의 해상도를 나타낸다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 지형 데이터 해상도의 정도는 지형 데이터가 VPR 데이터와 결합되는 방식에 영향을 줄 수 있다.

[0079] 도 8은 예시적인 실시예에 따른 4차원(4D: four-dimensional) VPR의 다수의 층들을 도시한다. 도 8은 예시의 편의상 단순화된 표현이다. 이 뷰에서, 4D VPR(800)은 2개의 VPR 층들(802, 804)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 항공기(810)는 현재 VPR 층(802)에 의해 표현된 고도로 이동하고 있다. 도 8에서 확인될 수 있는 바와 같이, VPR 층(804)은 VPR 층(802)과 비교하여 절단된다. 이 절단은 항공기(810)가 VPR 층(804)의 고도에 도달하기 위해 올라가는 동안 커버해야 하는 수평 거리를 설명한다.

[0080] 예시적인 실시예들은 공간 구획과 VPR의 데이터 구조들을 서로 매핑하고 데이터 구조들 사이의 교차들을 찾는다. VPR에 표현된 팻 경로들은 지형 피처들의 존재에 따라 최적화 또는 변경될 수 있다.

[0081] 도 9는 예시적인 실시예들에 따른 팻 경로들을 디스플레이하는 가상 예측 레이더의 도면이다. 도 9에 도시된 컴포넌트들은 도 1에 도시된 컴포넌트들에 인덱싱된다. 도 9에 도시된 제어 차량(902)은 도 1에 도시된 제어 차량(102)에 대응한다. 도 9에 도시된 장애물(908), 장애물(910), 장애물(912)은 도 1에 도시된 장애물(108), 장애물(110), 장애물(112)에 대응한다. 도 9에 도시된 팻 경로(914), 팻 경로(916), 팻 경로(918)는 도 1에 도시된 팻 경로(114), 팻 경로(116), 팻 경로(118)에 대응한다. 도 9에 도시된 초기 시작 지점(920) 및 목적지 지점(922)은 도 1에 도시된 시간 기준 초기 포지션(120) 및 목적지 지점(122)에 각각 대응한다. 도 9는 또한 도 1에 도시된 컴포넌트들에 대응하지 않는 여러 컴포넌트들을 도시한다. 도 9는 2개의 추가 장애물들인 장애물(928) 및 장애물(930)을 도시한다.

[0082] 4D-VPR(900)은 또한 시간 링들을 포함하는데, 이들 중 2개는 논의 목적들로 시간 링(932) 및 시간 링(934)으로 표기된다. 도 9에는 링으로 도시되지만, 시간 링(932) 및 시간 링(934)은 링과 같은 형식으로 형상화되지 않을 수도 있으며 다양한 형상들을 취할 수 있다. 특정 시간에 특정 지점에서의 차량 도달 확률들은 또한 시간 링(932) 및 시간 링(934) 중 적어도 하나와 연관될 수 있다. 시간 링들(932, 934)은 주어진 시간에 제어 차량(902)의 위치 불확실성을 반영하기 위해 다양한 치수들을 가정할 수 있다. 시간 링들(932, 934)은 시스템 또는 방법 자체의 컴포넌트들이 아니라 그보다는 시간의 경계들의 표현이다. 제어 차량(902)이 초기 포지션(920)으로부터 출발하여 목적지 지점(922)의 방향으로 이동할 때, 제어 차량(902)은 시간 링(932) 및 시간 링(934)을 포함하여 도 1의 애플리케이션(106)에 의해 설정될 수 있는 경계들을 가로지른다. 시간 링들(932, 934)은 제어 차량(902)이 팻 경로(914), 팻 경로(916) 및 팻 경로(918)의 임의의 조합의 발산점에 도달할 것으로 예상될 때까지 시간을 계산하는 데 사용될 수 있다. 시간 링들(932, 934)은 특히, 장애물들이 움직이고 있는 경우에, 장애물들(908, 910, 912)의 포지션들을 결정하는 데에도 또한 유용하다.

[0083] 도 10은 예시적인 실시예에 따른 지형 데이터와 함께 팻 경로들을 디스플레이하는 가상 예측 레이더의 도면이다. 도 9의 VPR(900)과 유사하게, 4D-VPR(1000)은 항공기인 장애물들(1008, 1010, 1012, 1028, 1030)을 피하는 3개의 팻 경로들(1014, 1016, 1018)을 포함한다. VPR(1000)은 또한 지형 피처들이 셀들(1040, 1042, 1044, 1046, 1048, 1050, 1052)에서 기동 매니폴드와 교차함을 나타내는 지형 데이터를 통합한다.

[0084] 도 11을 참조하면, 셀들(1040-1052)에서 식별된 지형 장애물들의 존재의 결과로서 VPR(1000)로부터 팻 경로(1018)가 제거되어, 제어 항공기(1002)가 시간 기준 초기 포지션(1020)과 목적지 지점(1022) 사이의 항공기와 지형 장애물들 모두를 피하기 위한 유일한 나머지 팻 경로들로서 팻 경로들(1014, 1016)을 남겨 두었다.

[0085] 예시적인 실시예에서, 지형 데이터는 제어 항공기에 대한 팻 경로들을 계산하기 전에 VPR에 매핑된다. 다른 예시적인 실시예에서, 제어 항공기를 위한 팻 경로들은 지형 데이터를 VPR에 매핑하기 전에 계산된 다음, 필요에 따라 지형 데이터에 따라 변경된다. 이 후자의 실시예는 처리 로드를 감소시키기 위해 지형 데이터가 VPR보다 더 높은 해상도를 가질 때 더 적절하다.

[0086] 도 12는 예시적인 실시예에 따른 VPR 물체 회피로 지형 정보를 통합하기 위한 프로세스 흐름을 도시하는 흐름도이다. 프로세스(1200)는 도 5에 도시된 회피 서브시스템(524)에 의해 구현될 수 있다. 프로세스(1200)에서, 지형 데이터는 팻 경로들을 찾기 전에 VPR에 추가된다. 이러한 접근 방식은 지형 데이터가 더 낮은 해상도를 갖는 상황들에 적합하다.

[0087] 프로세스(1200)는 제어 항공기에 대한 소유 상태 업데이트를 수신(단계(1202))함으로써 시작된다. 이는, 만약 있다면, 위치 및 비행 계획 업데이트를 포함할 수 있다. 회피 서브시스템은 현재 지형 범위가 적절한지 여부를 결정한다(단계(1204)). 지형 범위가 적절하지 않다면, 회피 시스템은 원하는 범위를 나타내는 지형 정보를 요청한다(단계(1206)). 지형 정보가 수신되고(단계(1208)), 시스템은 새로운 데이터의 경계들을 결정한다(단계(1210)). 이는 지형 서버가 현재 및 새로운 데이터를 모두 포함할 수도 있는 사전 결정된 상당한 양의 정보만을 제공하는 데 필요할 수도 있다.

[0088] 그 다음에, 시스템은 모드가 지형 정보를 점진적으로 추가하도록 설정되는지 여부를 결정한다(단계(1212)). 모드가 지형을 점진적으로 추가하도록 설정되지 않는다면, 공간 구획은 모든 새로운 지형 데이터로 업데이트된다(단계(1214)).

[0089] 모드가 지형을 점진적으로 추가하도록 설정된다면, 시스템은 현재 구획 지형 정보가 잠재적 VPR 범위를 커버하는지 여부를 결정한다(단계(1216)). 지형 정보가 VPR 범위를 커버하지 않는다면, 구획은 필요한 지형 데이터로 업데이트된다(단계(1218)).

[0090] 그 다음, 시스템은 침입자 경보가 있는지 여부를 결정한다(단계(1220)). 침입자 경보가 없다면, 프로세스는 단계(1202)로 되돌아가, 업데이트된 소유 상태 데이터를 수신한다.

[0091] 경보가 있다면, 시스템은 VPR에 침입자들을 추가하고(단계(1222)), 그들 각각의 확률적 궤적 창들에 따라 VPR을 가로지르는 침입자들이 있는지 여부를 결정한다(단계(1224)). 침입자들이 VPR을 가로지르지 않는다면, 프로세스는 단계(1202)로 돌아간다.

[0092] 침입자들이 VPR을 가로지른다면, 회피 서브시스템은 VPR에 지형 데이터를 추가한다(단계(1226)). 이것은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 공간 구획 셀 행들을 VPR에 매핑함으로써 이루어질 수 있다.

[0093] 지형 데이터가 VPR에 매핑된 후, 회피 시스템은 지형 데이터의 지형 피처들 및 침입자들 모두를 피하는 팻 경로들을 VPR에서 찾아낸다(단계(1228)). 이는 다른 항공기에 대한 확률적 궤적 창들, (데이터 불확실성 및 해상도를 기초로) 지형 피처들 및 장애물들 주위에서 계산된 공간적 완충 지대들, 및 제어 차량 기동 능력들 및 제약들에 따라 이루어진다. 팻 경로들은 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지한다.

[0094] 팻 경로들이 결정된 후, 팻 경로 정보로부터 원하는 출력 포맷이 생성되고(단계(1230)), 회피 안내가 출력된다(단계(1232)).

[0095] 도 13은 예시적인 실시예에 따른 VPR 팻 경로들로 지형 정보를 통합하기 위한 프로세스 흐름을 도시하는 흐름도이다. 프로세스(1300)는 팻 경로들이 먼저 결정되고 그런 다음 필요에 따라 세밀화되어 지형 데이터를 수용한다는 점에서 프로세스(1200)와 다르다. 프로세스(1300)는 처리 로드를 줄이기 위해 지형이 고해상도인 경우의 상황들에 적합하다. 이 프로시저는 VPR 구획이 지형 구획보다 훨씬 더 세밀하지 않은 경우에 바람직하다.

[0096] 프로세스(1300)는 제어 항공기에 대한 소유 상태 업데이트를 수신(단계(1302))함으로써 시작된다. 이는, 만약 있다면, 위치 및 비행 계획 업데이트를 포함할 수 있다. 회피 서브시스템은 현재 지형 범위가 적절한지 여부를 결정한다(단계(1304)). 지형 범위가 적절하지 않다면, 회피 시스템은 원하는 범위를 나타내는 지형 정보를 요청한다(단계(1306)). 지형 정보가 수신되고(단계(1308)), 시스템은 새로운 데이터의 경계들을 결정한다(단계(1310)). 이는 지형 서버가 현재 및 새로운 데이터를 모두 포함할 수도 있는 사전 결정된 상당한 양의 정보만을 제공하는 데 필요할 수도 있다.

[0097] 그 다음에, 시스템은 모드가 지형 정보를 점진적으로 추가하도록 설정되는지 여부를 결정한다(단계(1312)). 모드가 지형을 점진적으로 추가하도록 설정되지 않는다면, 공간 구획은 모든 새로운 지형 데이터로 업데이트된다(단계(1314)).

[0098] 모드가 지형을 점진적으로 추가하도록 설정된다면, 시스템은 현재 구획 지형 정보가 잠재적 VPR 범위를 커버하는지 여부를 결정한다(단계(1316)). 지형 정보가 VPR 범위를 커버하지 않는다면, 구획은 필요한 지형 데이터로 업데이트된다(단계(1318)).

[0099] 그 다음, 시스템은 침입자 경고가 있는지 여부를 결정한다(단계(1320)). 침입자 경보가 없다면, 프로세스는 단계(1302)로 되돌아가, 업데이트된 소유 상태 데이터를 수신한다.

[00100] 경보가 있다면, 시스템은 VPR에 침입자들을 추가하고(단계(1322)), VPR을 가로지르는 침입자들이 있는지 여부를 결정한다(단계(1324)). 침입자들이 VPR을 가로지르지 않는다면, 프로세스는 단계(1302)로 돌아간다.

[00101] VPR을 가로지르는 침입자들이 있다면, 회피 서브시스템은 먼저 침입자들을 피하는 팻 경로들을 VPR에서 찾아낸다(단계(1326)). 팻 경로들이 결정된 후, 시스템은 팻 경로들에 지형 데이터를 추가한다(단계(1328)). 이것은 VPR 셀들을 공간 구획에 매핑함으로써 이루어질 수 있다.

[00102] 임의의 단계에서 지형에 의해 경로가 차단된다면, 시스템은 이 경로를 통과할 수 없는 것으로 마킹하고 다음 경로로 이동한다(단계(1330)). 시스템은 기존의 팻 경로들 내에서 지형을 피하는 팻 경로들을 찾아낸다(단계(1332)). 통과할 수 있는 팻 경로들이 결정된 후, 팻 경로 정보로부터 원하는 출력 포맷이 생성되고(단계(1330)), 회피 안내가 출력된다(단계(1336)).

[00103] 도 14a 및 도 14b는 예시적인 실시예들에 따라 지형 데이터를 VPR에 매핑하기 위한 프로세스를 예시하는 흐름도이다. 프로세스(1400)는 각각의 데이터 구조들 사이의 교차들을 찾아냄으로써 지형 데이터를 VPR에 매핑하고 그 반대로도 매핑한다. 프로세스(1400)는 공간 구획에서 X 범위의 최소/최대 및 Y 범위의 최소/최대를 결정함으로써 시작되는데, 이는 제어 항공기 앞의 전방 주시 지역에 포함된 공간 구획의 범위를 정의한다(단계(1402)). 프로세스(1400)는 구획에서 X 행들 또는 Y 행들을 사용하여 진행될 수 있다. 본 예는 X 행들의 사용을 가정한다.

[00104] 다음에 구획의 현재 Z 층 값이 최소 VPR 층의 교차 층으로 설정되고(단계(1404)), 현재 Z 층의 가능한 지형 교차가 있는지 여부의 결정이 이루어진다(단계(1406)). 가능한 교차가 없다면, 프로세스는 현재 Z 층 값을 다음 Z 층으로 설정하고(단계(1408)), 지형 교차에 대해 체크된다.

[00105] 현재 Z 층에 가능한 지형 교차가 있다면, 프로세스는 현재 X 행의 값을 최소 Y 범위의 행 교차로 설정하고, 현재 행에 가능한 지형 교차가 있는지 여부를 결정한다(단계(1410)). 교차가 없다면, 현재 X 행 값이 다음 행으로 설정되고(단계(1412)), 가능한 지형 교차에 대해 다시 체크된다.

[00106] 현재 X 행과 가능한 지형 교차가 발견된다면, 프로세스는 그 Z 층에서 최소 X 범위와 교차하는 행 셀에 현재 셀 값(C)을 설정하고, 그 셀과 가능한 지형 교차가 있는지 여부를 결정한다(단계(1414)). 교차가 발견되지 않는다면, C는 X 행에서 다음 셀로 설정되고(단계(1416)), 이는 다음에 지형 교차에 대해 체크된다.

[00107] 현재 셀(C)에 대해 가능한 지형 교차가 검출된다면, 프로세스는 C의 현재 X-Y 차원들과 교차하는 (거리(R) 및 각도(θ)에 의해 정의된) VPR 벡터 범위들을 결정한다(단계(1418)).

[00108] 현재 VPR 메타 층 값이 현재 셀(C)과 교차하는 VPR 층에 설정된다(단계(1420)). C와 교차하는 각각의 VPR 셀(R, θ)에 대해, 최대 지형 레벨(및 완충 지대)이 최소 VPR 층 이상이라면, 그 VPR 셀은 차단된 것으로 마킹된다(단계(1422)).

[00109] 그 다음, 프로세스는 교차하는 하나의 Z 층 위에 다른 구획 Z 층이 있는지 여부를 결정한다(단계(1424)). 다른 Z 층이 있다면, C는 현재 셀의 바로 위에 있는 셀로 설정되고(단계(1426)), VPR 층은 다시 상향 조정된다(단계(1420)). 본질적으로, 셀에서 지형 교차가 발견되면, 프로세스(1400)는 공역이 깨끗해질 때까지 지형 피처가 얼마나 높이 올라가는지를 결정한다.

[00110] 더 이상의 공간 구획 층들이 없다면, 프로세스(1400)는 동일한 X 행에 다른 셀이 있는지 여부를 결정한다(단계(1428)). 다른 셀이 있다면, 값(C)이 X 행에서 다음 셀에 대해 설정되고(단계(1430)), 그 셀과 교차하는 VPR 범위들이 다시 결정된다(단계(1418)).

[00111] X 행에 더 이상의 셀들이 없다면, 프로세스(1400)는 해당 Z 층에 다른 행이 있는지 여부를 결정한다(단계(1432)). 더 이상의 행들이 없다면, 프로세스가 종료된다.

[00112] 다른 행이 있다면, 현재 행 값은 다음 행으로 설정되고(단계(1434)), 이 다음 행은 가능한 지형 교차에 대해 체크된다(단계(1436)). 행에 지형 교차가 없다면, 프로세스가 종료된다.

[00113] 다음 행에 가능한 지형 교차가 있다면, 프로세스(1400)는 단계(1414)로 돌아가 현재 셀(C)을 최소 X 범위의 셀 교차로 설정하고, 해당 셀과 지형 교차가 있는지 여부를 결정한다. 지정된 예견 지역에서 지형 교차들이 발견되지 않을 때까지 프로세스(1400)가 계속된다.

[00114] 이제 도 15를 참조하면, 예시적인 실시예에 따라 데이터 처리 시스템의 예시가 도시된다. 도 15의 데이터 처리 시스템(1500)은 도 1의 컴퓨터(104)와 같은 예시적인 실시예들, 또는 본 명세서에 개시된 임의의 다른 모듈 또는 시스템 또는 프로세스를 구현하는 데 사용될 수 있는 데이터 처리 시스템의 일례이다. 이 예시적인 예에서, 데이터 처리 시스템(1500)은 프로세서 유닛(1504), 메모리(1506), 영구 저장소(1508), 통신 유닛(1510), 입력/출력(I/O: input/output) 유닛(1512) 그리고 디스플레이(1514) 간의 통신들을 제공하는 통신 패브릭(1502)을 포함한다.

[00115] 프로세서 유닛(1504)은 메모리(1506)에 로딩될 수 있는 소프트웨어에 대한 명령들을 실행하는 역할을 한다. 프로세서 유닛(1504)은 특정 구현에 따라, 다수의 프로세서들, 멀티-프로세서 코어, 또는 다른 어떤 타입의 프로세서일 수 있다. 본 명세서에서 항목과 관련하여 사용된 수는 하나 이상의 항목들을 의미한다. 또한, 프로세서 유닛(1504)은 메인 프로세서가 단일 칩 상에 보조 프로세서들과 함께 존재하는 다수의 이종 프로세서 시스템들을 사용하여 구현될 수 있다. 다른 예시적인 예로서, 프로세서 유닛(1504)은 동일한 타입의 다수의 프로세서들을 포함하는 대칭형 멀티-프로세서 시스템일 수 있다.

[00116] 메모리(1506) 및 영구 저장소(1508)는 저장 디바이스들(1516)의 예들이다. 저장 디바이스는 예를 들어, 제한 없이, 데이터, 함수 형태의 프로그램 코드, 및/또는 다른 적당한 정보와 같은 정보를 임시로 그리고/또는 영구적으로 저장할 수 있는 하드웨어의 임의의 부분(piece)이다. 저장 디바이스들(1516)은 또한 이러한 예들에서 컴퓨터 판독 가능 저장 디바이스들로 지칭될 수 있다. 이러한 예들에서 메모리(1506)는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리 또는 임의의 다른 적당한 휘발성 또는 비휘발성 저장 디바이스일 수 있다. 영구 저장소(1508)는 특정 구현에 따라 다양한 형태들을 취할 수 있다.

[00117] 예를 들어, 영구 저장소(1508)는 하나 이상의 컴포넌트들 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 영구 저장소(1508)는 하드 드라이브, 플래시 메모리, 재기록 가능한 광 디스크, 재기록 가능한 자기 테이프, 또는 상기의 어떤 조합일 수 있다. 영구 저장소(1508)에 의해 사용되는 매체는 또한 착탈식일 수 있다. 예를 들어, 영구 저장소(1508)에 착탈식 하드 드라이브가 사용될 수 있다.

[00118] 통신 유닛(1510)은 이러한 예들에서 다른 데이터 처리 시스템들 또는 디바이스들과의 통신들을 제공한다. 이러한 예들에서, 통신 유닛(1510)은 네트워크 인터페이스 카드이다. 통신 유닛(1510)은 물리적 및 무선 통신 링크들 중 어느 하나 또는 둘 다의 사용을 통해 통신들을 제공할 수 있다.

[00119] 입력/출력(I/O) 유닛(1512)은 데이터 처리 시스템(1500)에 접속될 수 있는 다른 디바이스들과의 데이터의 입력 및 출력을 가능하게 한다. 예를 들어, 입력/출력(I/O) 유닛(1512)은 키보드, 마우스, 및/또는 다른 어떤 적당한 입력 디바이스를 통해 사용자 입력에 대한 접속을 제공할 수 있다. 또한, 입력/출력(I/O) 유닛(1512)은 프린터에 출력을 전송할 수 있다. 디스플레이(1514)는 사용자에게 정보를 디스플레이하기 위한 메커니즘을 제공한다.

[00120] 운영 시스템, 애플리케이션들 및/또는 프로그램들에 대한 명령들은 통신 패브릭(1502)을 통해 프로세서 유닛(1504)과 통신하는 저장 디바이스들(1516)에 로케이팅될 수 있다. 이러한 예시적인 예들에서, 명령들은 영구 저장소(1508) 상의 함수 형태이다. 이러한 명령들은 프로세서 유닛(1504)에 의한 실행을 위해 메모리(1506)에 로딩될 수 있다. 서로 다른 실시예들의 프로세스들은 메모리(1506)와 같은 메모리에 로케이팅될 수 있는 컴퓨터 구현 명령들을 사용하여 프로세서 유닛(1504)에 의해 수행될 수 있다.

[00121] 이러한 명령들은 프로세서 유닛(1504) 내의 프로세서에 의해 판독 및 실행될 수 있는 프로그램 코드, 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드 또는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드로 지칭된다. 서로 다른 실시예들에서의 프로그램 코드는 서로 다른 물리적 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체, 이를테면 메모리(1506) 또는 영구 저장소(1508) 상에 구현될 수 있다.

[00122] 프로그램 코드(1518)는 선택적으로 착탈식인 컴퓨터 판독 가능 매체(1520) 상에 함수 형태로 로케이팅되며, 프로세서 유닛(1504)에 의한 실행을 위해 데이터 처리 시스템(1500)으로 로딩되거나 전송될 수 있다. 이러한 예들에서 프로그램 코드(1518)와 컴퓨터 판독 가능 매체(1520)는 컴퓨터 프로그램 제품(1522)을 형성한다. 일례로, 컴퓨터 판독 가능 매체(1520)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1524) 또는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체(1526)일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1524)는 예를 들어, 영구 저장소(1508)의 일부인 하드 드라이브와 같은 저장 디바이스로의 전송을 위해 영구 저장소(1508)의 일부인 드라이브 또는 다른 디바이스에 삽입되거나 배치되는 광학 또는 자기 디스크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1524)는 또한, 하드 드라이브, 썸드라이브(thumb drive) 또는 플래시 메모리와 같이, 데이터 처리 시스템(1500)에 접속되는 영구 저장소의 형태를 취할 수 있다. 어떤 경우들에, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(1524)는 데이터 처리 시스템(1500)으로부터 제거 가능하지 않을 수 있다.

[00123] 대안으로, 프로그램 코드(1518)는 컴퓨터 판독 가능 신호 매체(1526)를 사용하여 데이터 처리 시스템(1500)으로 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 신호 매체(1526)는 예를 들어, 프로그램 코드(1518)를 포함하는 전파 데이터 신호일 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 신호 매체(1526)는 전자기 신호, 광 신호 및/또는 임의의 다른 적절한 타입의 신호일 수 있다. 이러한 신호들은 무선 통신 링크들, 광섬유 케이블, 동축 케이블, 전선 및/또는 임의의 다른 적절한 타입의 통신 링크와 같은 통신 링크들을 통해 송신될 수 있다. 즉, 통신 링크 및/또는 접속은 예시적인 예들에서 물리적 또는 무선일 수 있다.

[00124] 일부 예시적인 실시예들에서, 프로그램 코드(1518)는 데이터 처리 시스템(1500) 내에서 사용하기 위한 컴퓨터 판독 가능 신호 매체(1526)를 통해 다른 디바이스 또는 데이터 처리 시스템으로부터 영구 저장소(1508)로 네트워크를 통해 다운로드될 수 있다. 예컨대, 서버 데이터 처리 시스템 내의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장된 프로그램 코드는 네트워크를 통해 서버로부터 데이터 처리 시스템(1500)으로 다운로드될 수 있다. 프로그램 코드(1518)를 제공하는 데이터 처리 시스템은 서버 컴퓨터, 클라이언트 컴퓨터, 또는 프로그램 코드(1518)를 저장하고 송신할 수 있는 어떤 다른 디바이스일 수 있다.

[00125] 데이터 처리 시스템(1500)에 대해 예시된 서로 다른 컴포넌트들은 서로 다른 실시예들이 구현될 수 있는 방식에 대한 구성적 제한들을 제공하려는 것이 아니다. 서로 다른 예시적인 실시예들이 데이터 처리 시스템(1500)에 대해 예시된 것들에 추가로 또는 그 대신에 컴포넌트들을 포함하는 데이터 처리 시스템으로 구현될 수 있다. 도 15에 도시된 다른 컴포넌트들은 도시된 예시적인 예들과 다를 수 있다. 서로 다른 실시예들은 프로그램 코드를 실행할 수 있는 임의의 하드웨어 디바이스 또는 시스템을 사용하여 구현될 수 있다. 일례로, 데이터 처리 시스템은 무기 컴포넌트들과 통합되는 유기 컴포넌트들을 포함할 수 있고 그리고/또는 인간을 배제한 유기 컴포넌트들로 전부 구성될 수 있다. 예를 들어, 저장 디바이스는 유기 반도체로 구성될 수 있다.

[00126] 다른 예시적인 예에서, 프로세서 유닛(1504)은 특정 용도로 제조 또는 구성되는 회로들을 갖는 하드웨어 유닛의 형태를 취할 수 있다. 이러한 타입의 하드웨어는 저장 디바이스로부터 메모리로 로딩될 프로그램 코드가 동작들을 수행하도록 구성될 필요 없이 동작들을 수행할 수 있다.

[00127] 예를 들어, 프로세서 유닛(1504)이 하드웨어 유닛의 형태를 취할 때, 프로세서 유닛(1504)은 회로 시스템, 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit), 프로그래밍 가능 로직 디바이스, 또는 다수의 동작들을 수행하도록 구성된 다른 어떤 적당한 타입의 하드웨어일 수 있다. 프로그래밍 가능 로직 디바이스에 의해, 디바이스는 다수의 동작들을 수행하도록 구성된다. 디바이스는 추후에 재구성될 수 있거나 다수의 동작들을 수행하도록 영구적으로 구성될 수 있다. 프로그래밍 가능 로직 디바이스들의 예들은 예를 들어, 프로그래밍 가능 로직 어레이, 프로그래밍 가능 어레이 로직, 필드 프로그래밍 가능 로직 어레이, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이, 그리고 다른 적당한 하드웨어 디바이스들을 포함한다. 이러한 타입의 구현에서는, 서로 다른 실시예들에 대한 프로세스들이 하드웨어 유닛에서 구현되기 때문에, 프로그램 코드(1518)는 생략될 수 있다.

[00128] 또 다른 예시적인 예에서, 프로세서 유닛(1504)은 컴퓨터들 및 하드웨어 유닛들에서 발견되는 프로세서들의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 프로세서 유닛(1504)은 프로그램 코드(1518)를 실행하도록 구성된 다수의 하드웨어 유닛들 및 다수의 프로세서들을 가질 수 있다. 이러한 도시된 예에서, 프로세스들 중 일부는 다수의 하드웨어 유닛들에서 구현될 수 있지만, 다른 프로세스들은 다수의 프로세서들에서 구현될 수 있다.

[00129] 다른 예로서, 데이터 처리 시스템(1500) 내의 저장 디바이스는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 하드웨어 장치이다. 메모리(1505), 영구 저장소(1508) 및 컴퓨터 판독 가능 매체(1520)는 유형의 형태의 저장 디바이스들의 예들이다.

[00130] 다른 예에서, 버스 시스템은 통신 패브릭(1502)을 구현하는데 사용될 수 있고, 시스템 버스 또는 입력/출력 버스와 같은 하나 이상의 버스들로 구성될 수 있다. 물론, 버스 시스템은 버스 시스템에 부착된 서로 다른 컴포넌트들 또는 디바이스들 간의 데이터 전송을 제공하는 임의의 적합한 타입의 아키텍처를 사용하여 구현될 수 있다. 추가로, 통신 유닛은 데이터를 송신 및 수신하는 데 사용되는 하나 이상의 디바이스들, 이를테면 모뎀 또는 네트워크 어댑터를 포함할 수 있다. 추가로, 메모리는 예를 들어, 메모리(1505), 또는 이를테면, 통신 패브릭(1502)에 존재할 수 있는 인터페이스 및 메모리 제어기 허브에서 발견되는 캐시일 수 있다.

[00131] 데이터 처리 시스템(1500)은 또한 연상 메모리(1528)를 포함할 수 있다. 연상 메모리(1528)는 통신 패브릭(1502)과 통신할 수 있다. 연상 메모리(1528)는 또한 저장 디바이스들(1516)과 통신하거나 또는 일부 예시적인 실시예들에서는 저장 디바이스들(1516)의 일부로 간주될 수 있다. 하나의 연상 메모리(1528)가 도시되어 있지만, 추가 연상 메모리들이 존재할 수 있다.

[00132] 서로 다른 예시적인 실시예들은 전체 하드웨어 실시예, 전체 소프트웨어 실시예, 또는 하드웨어와 소프트웨어 엘리먼트들 모두를 포함하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 일부 실시예들은 예를 들어, 펌웨어, 상주 소프트웨어 및 마이크로 코드와 같은 형태들을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아닌 소프트웨어로 구현된다.

[00133] 더욱이, 서로 다른 실시예들은 컴퓨터 또는 명령들을 실행하는 임의의 디바이스 또는 시스템에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램 코드를 제공하는 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 본 개시를 위해, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 일반적으로, 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 이들과 관련하여 사용하기 위한 프로그램을 포함, 저장, 전달, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 유형 매체일 수 있다.

[00134] 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 예를 들어, 제한 없이, 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선 또는 반도체 시스템, 또는 전파 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 제한적이지 않은 예들은 반도체 또는 고체 상태 메모리, 자기 테이프, 착탈식 컴퓨터 디스켓, 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory), 판독 전용 메모리(ROM: read-only memory), 강성 자기 디스크 및 광 디스크를 포함한다. 광 디스크들은 콤팩트 디스크 - 판독 전용 메모리(CD-ROM: compact disk - read only memory), 콤팩트 디스크 - 읽기/쓰기(CD-R/W: compact disk - read/write) 및 DVD를 포함할 수 있다.

[00135] 추가로, 컴퓨터 사용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 판독 가능 또는 사용 가능 프로그램 코드가 컴퓨터 상에서 실행될 때, 이 컴퓨터 판독 가능 또는 사용 가능 프로그램 코드의 실행이 컴퓨터로 하여금 통신 링크를 통해 다른 컴퓨터 판독 가능 또는 사용 가능 프로그램 코드를 송신하게 하도록 컴퓨터 판독 가능 또는 사용 가능 프로그램 코드를 포함하거나 저장할 수 있다. 이 통신 링크는 예를 들어, 제한 없이, 물리적인 또는 무선인 매체를 사용할 수 있다.

[00136] 컴퓨터 판독 가능 또는 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 저장 및/또는 실행하기에 적합한 데이터 처리 시스템은 시스템 버스와 같은 통신 패브릭을 통해 메모리 엘리먼트들에 직접적으로 또는 간접적으로 결합된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 것이다. 메모리 엘리먼트들은 프로그램 코드의 실제 실행 동안 이용되는 로컬 메모리, 대용량 저장소, 및 코드의 실행 도중 코드가 대용량 저장소로부터 리트리브될 수 있는 횟수를 감소시키기 위해 적어도 일부 컴퓨터 판독 가능 또는 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드의 임시 저장소를 제공하는 캐시 메모리들을 포함할 수 있다.

[00137] 입력/출력 또는 I/O 디바이스들은 직접 또는 중개 I/O 제어기들을 통해 시스템에 연결될 수 있다. 이러한 디바이스들은 예를 들어, 제한 없이, 키보드들, 터치 스크린 디스플레이들 및 포인팅 디바이스들을 포함할 수 있다. 데이터 처리 시스템이 중개 사설 또는 공용 네트워크들을 통해 다른 데이터 처리 시스템들 또는 원격 프린터들 또는 저장 디바이스들에 연결될 수 있게 하기 위해 서로 다른 통신 어댑터들이 또한 시스템에 연결될 수 있다. 모뎀들 및 네트워크 어댑터들의 제한적이지 않은 예들은 통신 어댑터들의 현재 이용 가능한 타입들 중 일부일 뿐이다.

[00138] 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "다수"라는 문구는 하나 이상을 의미한다. 항목들의 리스트에 사용되는 경우에 "~ 중 적어도 하나"라는 문구는, 열거된 항목들 중 하나 이상의 항목의 서로 다른 조합들이 사용될 수 있으며 리스트 내의 각각의 항목 중 단 하나만이 필요할 수 있음을 의미한다. 즉, "~ 중 적어도 하나"는 리스트로부터 항목들의 임의의 조합 및 임의의 수의 항목들이 사용될 수 있지만, 리스트 내의 항목들 전부가 요구되는 것은 아님을 의미한다. 항목은 특정 객체, 물건 또는 카테고리일 수 있다.

[00139] 예를 들어, 제한 없이, "항목 A, 항목 B 또는 항목 C 중 적어도 하나"는 항목 A, 항목 A와 항목 B, 또는 항목 C를 포함할 수 있다. 이 예는 또한 항목 A, 항목 B 및 항목 C 또는 항목 B와 항목 C를 포함할 수 있다. 물론, 이러한 항목들의 임의의 조합들이 존재할 수 있다. 일부 예시적인 예들에서, "~ 중 적어도 하나"는 예를 들어, 제한 없이, 2개의 항목 A; 1개의 항목 B; 그리고 10개의 항목 C; 4개의 항목 B와 7개의 항목 C; 또는 다른 적당한 조합들일 수 있다.

[00140] 도시된 서로 다른 실시예들의 흐름도들 및 블록도들은 예시적인 실시예의 장치들 및 방법들의 일부 가능한 구현들의 아키텍처, 기능 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도들 또는 블록도들 내의 각각의 블록은 모듈, 세그먼트, 기능, 또는 동작이나 단계의 일부 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 블록들 중 하나 이상은 프로그램 코드로서 구현될 수 있다.

[00141] 예시적인 실시예의 일부 대안적인 구현들에서는, 블록들에서 언급된 기능 또는 기능들이 도면들에서 언급된 순서와 다르게 발생할 수 있다. 예를 들어, 어떤 경우들에는, 연속하여 도시된 2개의 블록들이 실질적으로 동시에 수행될 수 있거나 블록들이 수반되는 기능에 따라 간혹 역순으로 수행될 수 있다. 또한, 흐름도 또는 블록도에서 예시된 블록들 외에도 다른 블록들이 추가될 수 있다.

[00142] 서로 다른 예시적인 실시예들의 설명은 예시 및 설명을 목적으로 제시되었으며, 개시된 형태로 실시예들을 총망라하거나 이에 한정되도록 의도되는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 명백할 것이다. 추가로, 서로 다른 예시적인 실시예들은 다른 예시적인 실시예들과 비교할 때 다른 특징들을 제공할 수 있다. 선택된 실시예 또는 실시예들은 실시예들의 원리들, 실제 적용을 가장 잘 설명하기 위해, 그리고 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 다른 자들이 고려되는 특정 용도에 맞는 다양한 수정들을 갖는 다양한 실시예들에 대한 개시내용을 이해할 수 있게 하기 위해 선택되고 설명된다.

Claims

다수의 프로세서들에 의해, 지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 차량들은 상기 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 가짐 ―;
다수의 프로세서들에 의해, 관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 관심 공간 지대의 일부는 상기 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩됨 ―;
다수의 프로세서들에 의해, 상기 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창을 계산하는 단계;
다수의 프로세서들에 의해, 지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 상기 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들을 계산하는 단계;
다수의 프로세서들에 의해, 시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지의 상기 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서(homotopically) 구별되는 경로들을 계산하는 단계 ― 상기 경로들은 상기 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지함 ―; 및
다수의 프로세서들에 의해, 상기 경로들 중 하나에 따라 상기 제어 차량을 라우팅하는 단계를 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
상기 동위치에서 구별되는 경로들은 상기 제어 차량의 기동 능력들 및 제약들에 따라 계산되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
다수의 프로세서들에 의해, 다른 차량들의 포지션 및 상태 데이터의 변화들, 또는 지형 및 장애물 데이터의 변화들에 대한 응답으로 다수의 새로운 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하는 단계; 및
다수의 프로세서들에 의해, 상기 새로운 경로들 중 하나를 따라 상기 제어 차량을 재라우팅(reroute)하는 단계를 더 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 삼각형 형태로 표현되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제4 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 규칙적으로 이격된 격자점들에서 고도 데이터를 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
상기 동위치에서 구별되는 경로들을 4차원 가상 예측 레이더(4D-VPR: four-dimensional virtual predictive radar) 상에 디스플레이하는 단계를 더 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제6 항에 있어서,
상기 4D-VPR은 시간 링(time ring)들 상에서 차량들, 지형 및 장애물들의 교차들을 나타내는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
다수의 프로세서들에 의해 공간 구획을 생성하는 단계; 및
다수의 프로세서들에 의해, 상기 제어 차량을 위한 기동 매니폴드를 상기 공간 구획에 매핑하는 단계를 더 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제8 항에 있어서,
다수의 프로세서들에 의해, 기동 매니폴드 해상도와 일치하도록 지형 및 장애물 데이터 해상도를 데시메이트(decimate) 또는 세밀화(refine)하는 단계를 더 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제1 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 오프보드(offboard) 서버 또는 상기 제어 차량에 탑재된 데이터베이스 중 적어도 하나에 의해 제공되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 구현 방법.
제어 차량;
상기 제어 차량에 접속된 컴퓨터를 포함하며,
상기 컴퓨터는,
버스 시스템;
상기 버스 시스템에 접속된 저장 디바이스 ― 상기 저장 디바이스는 프로그램 명령들을 저장함 ―; 및
상기 버스 시스템에 접속된 다수의 프로세서들을 포함하고,
상기 다수의 프로세서들은,
지정된 시간-공간 지대 내에서 상기 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하고 ― 상기 차량들은 상기 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 가짐 ―;
관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터를 수신하고 ― 상기 관심 공간 지대의 일부는 상기 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩됨 ―;
상기 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창을 계산하고;
지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 상기 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들을 계산하고;
시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지의 상기 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하고 ― 상기 경로들은 상기 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지함 ―; 그리고
상기 경로들 중 하나에 따라 상기 제어 차량을 라우팅하도록 상기 프로그램 명령들을 실행하는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 동위치에서 구별되는 경로들은 상기 제어 차량의 기동 능력들 및 제약들에 따라 계산되는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 프로세서들은,
다른 차량들의 포지션 및 상태 데이터의 변화들, 또는 지형 및 장애물 데이터의 변화들에 대한 응답으로 다수의 새로운 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하고; 그리고
상기 새로운 경로들 중 하나를 따라 상기 제어 차량을 재라우팅하도록 프로그램 명령들을 추가로 실행하는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 삼각형 형태로 표현되는,
물체 회피 시스템.
제14 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 규칙적으로 이격된 격자점들에서 고도 데이터를 포함하는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 동위치에서 구별되는 경로들을 4차원 가상 예측 레이더(4D-VPR) 상에 디스플레이하도록 구성된 디스플레이 시스템을 더 포함하는,
물체 회피 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 4D-VPR은 시간 링들 상에서 차량들, 지형 및 장애물들의 교차들을 나타내는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 프로세서들은,
공간 구획을 생성하고; 그리고
상기 제어 차량을 위한 기동 매니폴드를 상기 공간 구획에 매핑하도록 프로그램 명령들을 추가로 실행하는,
물체 회피 시스템.
제18 항에 있어서,
상기 프로세서들은, 기동 매니폴드 해상도와 일치하도록 지형 및 장애물 데이터 해상도를 데시메이트 또는 세밀화하도록 프로그램 명령들을 추가로 실행하는,
물체 회피 시스템.
제11 항에 있어서,
상기 프로세서들과 통신하는 오프보드 서버 또는 탑재 지형 및 장애물 데이터베이스 중 적어도 하나를 더 포함하는,
물체 회피 시스템.
프로그램 명령들이 구현된 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하고,
상기 프로그램 명령들은 상기 컴퓨터로 하여금,
지정된 시간-공간 지대 내에서 제어 차량을 포함하는 차량들에 대한 시간 기준 포지션 및 상태 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 차량들은 상기 지정된 시간-공간 지대 내에서 초기 포지션들을 가짐 ―;
관심 공간 지대에 대한 지형 및 장애물 데이터를 수신하는 단계 ― 상기 관심 공간 지대의 일부는 상기 지정된 시간-공간 지대의 일부와 중첩됨 ―;
상기 지정된 시간-공간 지대 내의 각각의 차량에 대한 확률적 궤적 창을 계산하는 단계;
지형 및 장애물 데이터 불확실성과 해상도에 따라 상기 관심 공간 지대 내의 지형 및 장애물들 주위의 공간 완충 지대들을 계산하는 단계;
시간 기준 초기 포지션으로부터 목적지 지점까지의 상기 제어 차량에 대한 다수의 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하는 단계 ― 상기 경로들은 상기 제어 차량을 다른 차량들의 궤적 창들과 지형 및 장애물들의 완충 지대들로부터 적어도 최소 지정 거리로 유지함 ―; 및
상기 경로들 중 하나에 따라 상기 제어 차량을 라우팅하는 단계를 수행하게 하도록 다수의 프로세서들에 의해 실행 가능한,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 동위치에서 구별되는 경로들은 상기 제어 차량의 기동 능력들 및 제약들에 따라 계산되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 프로세서들은,
다른 차량들의 포지션 및 상태 데이터의 변화들, 또는 지형 및 장애물 데이터의 변화들에 대한 응답으로 다수의 새로운 동위치에서 구별되는 경로들을 계산하는 단계; 및
상기 새로운 경로들 중 하나를 따라 상기 제어 차량을 재라우팅하는 단계를 추가로 실행하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 삼각형 형태로 표현되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제24 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 규칙적으로 이격된 격자점들에서 고도 데이터를 포함하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 프로세서들은, 상기 동위치에서 구별되는 경로들을 4차원 가상 예측 레이더(4D-VPR) 상에 디스플레이하는 단계들을 추가로 실행하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제26 항에 있어서,
상기 4D-VPR은 시간 링들 상에서 차량들, 지형 및 장애물들의 교차들을 나타내는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 프로세서들은,
공간 구획을 생성하는 단계; 및
상기 제어 차량을 위한 기동 매니폴드를 상기 공간 구획에 매핑하는 단계를 추가로 수행하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 프로세서들은, 기동 매니폴드 해상도와 일치하도록 지형 및 장애물 데이터 해상도를 데시메이트 또는 세밀화하는 단계들을 추가로 수행하는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.
제21 항에 있어서,
상기 지형 및 장애물 데이터는 오프보드 서버 또는 상기 제어 차량에 탑재된 데이터베이스 중 적어도 하나에 의해 제공되는,
물체 회피를 위한 컴퓨터 프로그램 제품.