KR20210117764A - Cloud seeding system with unmanned aerial vehicle and aircraft - Google Patents

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KR20210117764A
KR20210117764A KR1020200034434A KR20200034434A KR20210117764A KR 20210117764 A KR20210117764 A KR 20210117764A KR 1020200034434 A KR1020200034434 A KR 1020200034434A KR 20200034434 A KR20200034434 A KR 20200034434A KR 20210117764 A KR20210117764 A KR 20210117764A
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Abstract

Disclosed is an artificial rainfall system. The artificial rainfall system according to one embodiment of the present disclosure comprises: a first air vehicle which executes artificial rainfall seeding at a first target location when reaching the first target location by flying and returns to a takeoff point when a predetermined time elapses; a second air vehicle which observes meteorological phenomena due to the artificial rainfall seeding at a second target location when reaching the second target location by flying and returns to a takeoff point when a predetermined time elapses; and a flight scheduling apparatus which determines flight paths of the first air vehicle and the second air vehicle, respectively. The present invention improves efficiency of an artificial rainfall experiment by spraying seeding materials and observing clouds.

Description

유/무인기를 이용한 인공강우 시스템{CLOUD SEEDING SYSTEM WITH UNMANNED AERIAL VEHICLE AND AIRCRAFT}Artificial rainfall system using manned/unmanned aerial vehicles {CLOUD SEEDING SYSTEM WITH UNMANNED AERIAL VEHICLE AND AIRCRAFT}

아래 실시예들은 유/무인기를 이용한 인공강우 시스템에 관한 것이다.The following embodiments relate to artificial rainfall systems using manned / unmanned aerial vehicles.

인공강우(또는 인공 강설)은 강수를 내릴 만큼 발달하지 못한 구름에 인위적으로 구름씨 역할을 하는 응결핵 또는 빙정핵을 뿌려 구름의 발달과 강수 응결을 더욱 활성화해 더 많은 강수를 내리게 하는 기술이다. 일반적으로 인공강우 실험 시 사용되는 인공적인 구름씨를 시딩물질이라고 하고, 구름씨를 뿌리는 것을 시딩이라고 한다. 구름 온도에 따라 강수발달 과정이 다르므로 냉구름(0℃ 이하의 구름)에는 빙정핵 역할을 하는 요오드화은(AgI) 등을 시딩하여 냉구름 속 과냉각 물 입자를 얼음으로 바꿔 빙정을 생산하거나 강화시켜 강수를 유발한다. 온구름(0℃ 이상의 구름)에는 흡습성물질인 염화칼슘(CaCl2) 등을 시딩하여 병합과정을 촉진시켜 강수를 유발한다. Artificial precipitation (or artificial snowfall) is a technology that artificially sprays condensation nuclei or ice nuclei that act as cloud seeds in clouds that are not developed enough to produce precipitation, thereby further activating the development of clouds and precipitation condensation, resulting in more precipitation. In general, artificial cloud seeds used in artificial rainfall experiments are called seeding materials, and sowing cloud seeds is called seeding. As the precipitation development process differs depending on the cloud temperature, cold clouds (clouds below 0°C) are seeded with silver iodide (AgI), which acts as an ice crystal nucleus, and the supercooled water particles in the cold cloud are turned into ice to produce or strengthen ice crystals for precipitation. causes Warm clouds (clouds above 0℃) are seeded with calcium chloride (CaCl2), a hygroscopic material, to promote the coalescence process and cause precipitation.

시딩물질 살포는 항공 실험을 통해 이루어질 수 있으며, 이는 비행체에 시딩물질 살포 장비를 탑재하여 과냉각 구름물방울이 있는 구름층을 찾아 직접 뿌려주는 방식이다.The seeding material spraying can be done through an aerial test, and this is a method that finds the cloud layer with supercooled cloud water droplets and sprays it directly by mounting the seeding material spraying equipment on the aircraft.

전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다. The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and it cannot be said that it is necessarily known technology disclosed to the general public prior to the present application.

일 측에 따른 인공강우 시스템은 비행하여 제1 목표 지점에 도달하는 경우 상기 제1 목표 지점에서 인공강우 시딩(seeding)을 수행하고, 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환하는 제1 비행체; 비행하여 제2 목표 지점에 도달하는 경우 상기 제2 목표 지점에서 상기 인공강우 시딩에 의한 기상 현상을 관측하고, 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환하는 제2 비행체; 및 상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 경로를 결정하는 비행 스케쥴링 장치를 포함한다.The artificial rain system according to one side includes: a first aircraft that performs artificial rain seeding at the first target point when flying and arrives at a first target point, and returns to the take-off point when a set time elapses; a second vehicle that observes a weather phenomenon due to artificial rain seeding at the second target point when flying and reaches a second target point, and returns to the take-off point when a set time elapses; and a flight scheduling device for determining a flight path of each of the first and second vehicles.

상기 비행 스케쥴링 장치는 상기 제1 목표 지점에서의 바람에 대한 정보를 기초로 상기 제2 목표 지점을 계산할 수 있다.The flight scheduling device may calculate the second target point based on information about the wind at the first target point.

상기 비행 스케쥴링 장치는 상기 제1 목표 지점에서의 풍향 및 상기 제1 비행체의 비행 가능 시간을 이용하여 상기 제1 비행체의 상기 인공강우 시딩을 위한 비행 경로를 결정할 수 있다.The flight scheduling device may determine a flight path for the artificial rain seeding of the first vehicle by using the wind direction at the first target point and the available flight time of the first vehicle.

상기 비행 스케쥴링 장치는 상기 제2 목표 지점에서의 풍향 및 상기 제2 비행체의 비행 가능 시간을 이용하여 상기 제2 비행체의 상기 기상 현상의 관측을 위한 비행 경로를 결정할 수 있다.The flight scheduling apparatus may determine a flight path for observation of the weather phenomenon of the second vehicle by using the wind direction at the second target point and the available flight time of the second vehicle.

상기 비행 스케쥴링 장치는 상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 시간을 스케쥴링하되, 상기 제1 비행체가 상기 인공강우 시딩을 수행하는 동안 상기 제2 비행체가 이륙하고 상기 제1 비행체가 착륙하는 동안 상기 제2 비행체가 상기 기상 현상을 관측하도록 상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다.The flight scheduling device schedules the flight times of each of the first and second aircraft, while the first aircraft performs the artificial rain seeding while the second aircraft takes off and the first aircraft lands Flight times of each of the first and second vehicles may be scheduled so that the second vehicle observes the weather phenomenon.

상기 제1 비행체는 무인기에 해당하고 상기 제2 비행체는 유인기에 해당할 수 있다.The first vehicle may correspond to an unmanned aerial vehicle and the second vehicle may correspond to a manned aircraft.

실시예들은 무인기의 인공강우 시딩물질 살포와 유인기의 구름 관측을 통해 인공강우 실험의 효율성을 달성할 수 있다. 또한, 실시예들은 구름 관측 기술 확대와 인공강우 기술 다양화를 가져올 수 있다.Embodiments can achieve the effectiveness of artificial rainfall experiments through the application of artificial rainfall seeding material by the unmanned aerial vehicle and cloud observation by the manned aircraft. In addition, the embodiments may bring about expansion of cloud observation technology and diversification of artificial rainfall technology.

도 1은 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 연직 모식도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험에 대한 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 수평 비행 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 비행 일정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 일 실시예에 따른 인공강우 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a vertical schematic diagram of artificial rainfall experiments by manned / unmanned aerial vehicles according to an embodiment.
2 is a flowchart for an artificial rainfall experiment by manned/unmanned aerial vehicle according to an embodiment.
3 is a diagram for explaining a horizontal flight path for artificial rainfall experiments of manned / unmanned aerial vehicles according to an embodiment.
4 is a diagram for explaining a flight schedule for an artificial rainfall experiment by a manned/unmanned aerial vehicle according to an embodiment.
5 is a block diagram illustrating an artificial rainfall system according to an embodiment.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 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 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, a description described in one embodiment may be applied to another embodiment, and a detailed description in the overlapping range will be omitted.

도 1은 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 연직 모식도이다.1 is a vertical schematic diagram of artificial rainfall experiments by manned / unmanned aerial vehicles according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 아래 가로축은 거리를 나타내고, 세로축은 고도를 나타내며, 위 가로축은 시간을 나타낸다. Referring to FIG. 1 , the lower horizontal axis represents distance, the vertical axis represents altitude, and the upper horizontal axis represents time.

무인기(110)는 연소탄 발사대를 탑재할 수 있고, 유인기(120)는 구름물리 관측 장비를 탑재할 수 있다. The unmanned aerial vehicle 110 may be equipped with a combustion bomb launcher, and the manned aircraft 120 may be equipped with cloud physics observation equipment.

도 1에 도시된 예에서, 서풍이 불 경우, 거리상으로는 바람의 방향(또는 이동)을 고려하여 풍상측에서 무인기(110)가 시딩(seeding)(또는 시딩 실험)을 수행할 수 있고, 풍하측에서 유인기(120)가 시딩에 의한 기상현상(예를 들어, 구름)에 대한 관측을 수행할 수 있다. 지상에서 기상장비를 이용한 관측이 수행될 수 있다. In the example shown in FIG. 1 , when a west wind blows, the drone 110 may perform seeding (or seeding experiment) on the windward side in consideration of the direction (or movement) of the wind in terms of distance, and the downwind side In , the attractor 120 may perform observation of a weather phenomenon (eg, cloud) due to seeding. Observations using meteorological equipment can be performed on the ground.

고도상으로는 비행체들(110 및 120) 각각의 특성에 따라 저층(또는 저고도)에서 무인기(110)가 시딩(또는 시딩 실험)을 수행할 수 있고, 고층(또는 고고도)에서 유인기가 관측을 수행할 수 있다. In terms of altitude, depending on the characteristics of each of the aircraft 110 and 120, the unmanned aerial vehicle 110 may perform seeding (or seeding experiment) at a low level (or low altitude), and the unmanned aerial vehicle performs observation at a high level (or high altitude). can do.

시간상으로는 비행체들(110 및 120) 간의 충돌 등 위험 요소를 배제하기 위하여 비행체들(110 및 120) 각각은 서로 다른 시간에 실험을 수행할 수 있다. 일례로, 무인기(110)는 T2 동안에 시딩(또는 시딩 실험)을 수행할 수 있고, 유인기(120)는 T3 동안에 관측을 수행할 수 있다. In terms of time, each of the vehicles 110 and 120 may perform an experiment at different times in order to exclude a risk factor such as a collision between the vehicles 110 and 120 . For example, the unmanned aerial vehicle 110 may perform seeding (or a seeding experiment) during T2 , and the manned unit 120 may perform observation during T3 .

유인기(120)는 무인기(110)보다 상대적으로 고층 비행이 가능하고 다양한 구름물리 관측 장비들을 탑재할 수 있어, 구름 상부에서의 실험과 관측에 적합할 수 있다. 하지만, 유인기(120)는 약 1km 고도 이하의 저층 비행이 불가능하고, 높은 운용비용과 전문인력이 필요하다. The manned aircraft 120 can fly relatively higher than the unmanned aerial vehicle 110 and can be equipped with various cloud physics observation equipment, so it can be suitable for experiments and observations above clouds. However, the manned aircraft 120 is impossible to fly at an altitude of about 1 km or less, and requires high operating cost and professional manpower.

무인기(110)는 유인기(120)보다 상대적으로 저렴한 운용비용이 필요하고 약 4.5km 이하 고도에서 저층 비행이 가능하여 상대적으로 저층에 분포한 구름 실험에 적합하다. 하지만, 무인기(110)는 고층 비행과 강한 풍속의 경우 비행이 불가능하고, 무게 제한으로 인한 다양한 실험 장비 탑재가 어려워 일부 장비(예를 들어, 연소탄 발사대 등)를 탑재할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 110 requires a relatively lower operating cost than the manned aircraft 120 , and is suitable for low-level flight at an altitude of about 4.5 km or less, so it is suitable for a relatively low-level cloud experiment. However, the unmanned aerial vehicle 110 may not be able to fly in the case of high-rise flight and strong wind speed, and it may be difficult to mount various experimental equipment due to weight limitation, so that some equipment (eg, a combustion bomb launcher, etc.) may be mounted.

일 실시예는 비행체들(110 및 120) 각각의 특징을 이용하여 인공강우 실험을 수행할 수 있다. 이하, 무인기(110) 및 유인기(110)를 이용한 인공강우 실험 및 인공강우 시스템에 대해 설명한다.In one embodiment, an artificial rainfall experiment may be performed using the characteristics of each of the vehicles 110 and 120 . Hereinafter, an artificial rain experiment and artificial rain system using the unmanned aerial vehicle 110 and the manned unit 110 will be described.

도 2는 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험에 대한 순서도이다.2 is a flowchart for an artificial rainfall experiment by manned/unmanned aerial vehicle according to an embodiment.

도 2를 통해 설명할 유/무인기 인공강우 실험은 인공강우 시스템에 의해 수행될 수 있다.A manned/unmanned artificial rainfall experiment to be described with reference to FIG. 2 may be performed by an artificial rainfall system.

인공강우 시스템은 무인기(110) 및 유인기(120)를 포함할 수 있다. 또한, 인공강우 시스템은 비행 스케쥴링 장치를 더 포함할 수 있다. 비행 스케쥴링 장치는 연산 능력을 갖는 어떠한 컴퓨팅 장치가 될 수 있다. 예를 들어, 비행 스케쥴링 장치는 PC 등의 고정 단말에 해당하거나 태블릿 또는 노트북 등의 이동 단말에 해당할 수 있다.The artificial rainfall system may include an unmanned aerial vehicle 110 and a manned device 120 . In addition, the artificial rainfall system may further include a flight scheduling device. The flight scheduling device may be any computing device having computing power. For example, the flight scheduling device may correspond to a fixed terminal such as a PC, or may correspond to a mobile terminal such as a tablet or a notebook computer.

도 2를 참조하면, 인공강우 시스템(또는 비행 스케쥴링 장치)은 목표지역의 기상조건을 모니터링할 수 있다(210). 일례로, 인공강우 시스템은 목표지역의 기상상태가 인공강우 실험에 적합한지 온도, 풍향, 풍속, 구름 등의 기상조건을 모니터링 할 수 있다. 목표지역은 시딩이 수행되는 지역을 나타낼 수 있다.Referring to FIG. 2 , the artificial rainfall system (or flight scheduling device) may monitor the weather conditions of the target area ( 210 ). For example, the artificial rainfall system may monitor weather conditions such as temperature, wind direction, wind speed, and clouds to see if the weather conditions of the target area are suitable for artificial rainfall experiments. The target region may indicate a region in which seeding is performed.

인공강우 시스템(또는 비행 스케쥴링 장치)은 목표지역의 기상조건이 인공강우 실험에 적합하다고 판단할 경우, 무인기(110)의 비행 경로 및 비행 일정을 결정할 수 있고(220), 유인기(120)의 비행 경로 및 비행 일정을 결정할 수 있다(230). 단계(220) 및 단계(230)의 자세한 설명을 후술한다. The artificial rainfall system (or flight scheduling device) may determine the flight path and flight schedule of the unmanned aerial vehicle 110 when it is determined that the weather conditions of the target area are suitable for the artificial rainfall experiment 220 , and the A flight path and a flight schedule may be determined (230). Detailed descriptions of steps 220 and 230 will be described below.

무인기(110)는 인공강우 실험 당일, 구름 시딩을 위한 비행을 수행할 수 있다(240). 달리 표현하면, 무인기(110)는 정해진 시간 동안 비행 경로를 비행하여 시딩을 수행할 수 있다.The unmanned aerial vehicle 110 may perform a flight for cloud seeding on the day of the artificial rainfall experiment ( 240 ). In other words, the unmanned aerial vehicle 110 may perform seeding by flying a flight path for a predetermined time.

유인기(120)는 구름 관측을 위한 비행을 수행할 수 있다(240). 달리 표현하면, 유인기(110)는 구름 시딩에 의한 기상 현상을 관측하기 위해 정해진 비행 경로에 따라 비행할 수 있다.The manned aircraft 120 may perform a flight for cloud observation ( 240 ). In other words, the manned aircraft 110 may fly according to a flight path determined to observe a weather phenomenon caused by cloud seeding.

도 3은 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 수평 비행 경로를 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a horizontal flight path for artificial rainfall experiments of manned / unmanned aerial vehicles according to an embodiment.

도 3에 도시된 예에서, 풍향이 북서풍이라 하자.In the example shown in FIG. 3 , let the wind direction be the northwest wind.

지점 S0(310)은 무인기(110)의 시딩(또는 시딩 실험)을 위한 중앙 지점을 나타내고, 지점 S1(311)과 지점 S2(312) 각각은 무인기(110)의 시딩(또는 시딩 실험)을 위한 끝 지점을 나타낸다. Point S0 310 represents a central point for seeding (or seeding experiment) of the UAV 110, and each of points S1 311 and S2 312 is for seeding (or seeding experiment) of the UAV 110. indicates the end point.

지점 S1(311)~지점 S2(312)은 무인기(110)의 비행 경로에 해당할 수 있다. 지점 S1(311)~지점 S2(312) 사이의 거리는 무인기(110)의 비행 가능 거리를 고려하여 결정될 수 있다. 일례로, 도 3에 도시된 예와 같이 지점 S1(311)~지점 S2(312) 사이의 거리는 10km일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 도 3에 도시된 예에서, 무인기(110)는 지점 S1(311)~지점 S2(312) 사이를 편도 또는 왕복 비행하여 시딩을 수행할 수 있다.Point S1 ( 311 ) to point S2 ( 312 ) may correspond to a flight path of the unmanned aerial vehicle 110 . The distance between the point S1 ( 311 ) and the point S2 ( 312 ) may be determined in consideration of the flying distance of the unmanned aerial vehicle 110 . For example, as in the example shown in FIG. 3 , the distance between the point S1 ( 311 ) and the point S2 ( 312 ) may be 10 km, but is not limited thereto. In the example shown in FIG. 3 , the unmanned aerial vehicle 110 may perform seeding by one-way or round-trip flight between points S1 ( 311 ) to S2 ( 312 ).

지점 S1(311)∼지점 S2(312)는 풍향에 직교한다. 다시 말해, 지점 S1(311)∼지점 S2(312) 사이의 무인기(110)의 비행 경로는 풍향에 직교한다.The point S1 (311) to the point S2 (312) are orthogonal to the wind direction. In other words, the flight path of the unmanned aerial vehicle 110 between the point S1 ( 311 ) to the point S2 ( 312 ) is orthogonal to the wind direction.

지점 V0(320)는 유인기(120)의 관측 및 검증을 위한 중앙 지점을 나타내고, 지점 V1(321) 및 지점 V2(322) 각각은 유인기(120)의 관측 및 검증을 위한 끝 지점을 나타낸다.Point V0 320 represents a central point for observation and verification of the attractor 120 , and each of points V1 321 and V2 322 represents an end point for observation and verification of the attractor 120 . .

지점 V1(321)~지점 V2(322)는 유인기(120)의 비행 경로에 해당할 수 있다. 지점 V1(321)~지점 V2(322) 사이의 거리는 유인기(120)의 비행 가능 거리 및 시딩물질의 확산을 고려하여 결정될 수 있다. 일례로, 도 3에 도시된 예와 같이 지점 V1(321)~지점 V2(322) 사이의 거리는 20km일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 도 3에 도시된 예에서, 유인기(120)는 지점 V1(321)~지점 V2(322) 사이를 편도 또는 왕복 비행하여 구름 관측 및 검증을 수행할 수 있다.Point V1 ( 321 ) to point V2 ( 322 ) may correspond to a flight path of the manned aircraft 120 . The distance between the point V1 ( 321 ) and the point V2 ( 322 ) may be determined in consideration of the flying distance of the attractor 120 and the diffusion of the seeding material. For example, as in the example shown in FIG. 3 , the distance between the point V1 ( 321 ) and the point V2 ( 322 ) may be 20 km, but is not limited thereto. In the example shown in FIG. 3 , the manned aircraft 120 may perform a one-way or round-trip flight between the points V1 ( 321 ) and V2 ( 322 ) to perform cloud observation and verification.

또한, 지점 V1(321)∼지점 V2(322)는 풍향에 직교한다. 다시 말해, 지점 V1(321)∼지점 V2(322) 사이의 유인기(120)의 비행 경로는 풍향에 직교한다.Further, the point V1 (321) to the point V2 (322) are orthogonal to the wind direction. In other words, the flight path of the manned aircraft 120 between the point V1 (321) to the point V2 (322) is orthogonal to the wind direction.

지점 S0(310)∼지점 V0(320) 사이의 거리는 풍속에 따라 비례한다. 일례로, 풍속이 빠르면 지점 V0(320)는 지점 S0(310)으로부터 상대적으로 멀리 떨어지게 결정될 수 있고 풍속이 느리면 지점 V0(320)는 지점 S0(310)으로부터 상대적으로 가깝게 결정될 수 있다. The distance between the point S0 (310) and the point V0 (320) is proportional to the wind speed. For example, if the wind speed is high, the point V0 320 may be determined relatively far from the point S0 310 , and if the wind speed is slow, the point V0 320 may be determined relatively close from the point S0 310 .

지점 A(330)은 공항 또는 비행체들(110 및 120) 각각의 이륙지점을 나타낼 수 있다.Point A 330 may represent an airport or a take-off point of each of the aircraft 110 and 120 .

도 4는 일 실시예에 따른 유/무인기 인공강우 실험 비행 일정을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram for explaining a flight schedule for an artificial rainfall experiment by a manned/unmanned aerial vehicle according to an embodiment.

인공강우 시스템은 비행체들(110 및 120) 각각의 연직 비행 고도 특성을 고려하고 충돌 등의 위험요소를 배제하기 위해 비행체들(110 및 120) 각각의 비행 일정을 결정할 수 있다. The artificial rain system may determine the flight schedule of each of the vehicles 110 and 120 in order to consider the vertical flight altitude characteristics of each of the vehicles 110 and 120 and exclude risk factors such as collisions.

도 4에 도시된 예에서, 무인기(110)는 시간 구간 T1에서 이륙 후 목표지점(예를 들어, 도 3을 통해 설명한 무인기(110)의 비행 경로 상의 특정 지점)에 도착할 수 있고, 시간 구간 T2에서 시딩 실험 수행을 수행할 수 있으며, 시간 구간 T3에서 목표지점 출발 및 착륙을 수행할 수 있다.In the example shown in FIG. 4 , the unmanned aerial vehicle 110 may arrive at a target point (eg, a specific point on the flight path of the unmanned aerial vehicle 110 described with reference to FIG. 3 ) after take-off in time period T1, and time period T2 Seeding experiment can be performed in , and target point departure and landing can be performed in time section T3.

유인기(120)는 시간 구간 T2에서 이륙 후 목표지점(예를 들어, 도 3을 통해 설명한 유인기(120)의 비행 경로 상의 특정 지점)에 도착할 수 있고, 시간 구간 T3에서 관측 및 검증을 수행할 수 있으며, 시간 구간 T4에서 목표지점 출발 및 착륙을 수행할 수 있다.The manned aircraft 120 may arrive at a target point (eg, a specific point on the flight path of the manned aircraft 120 described with reference to FIG. 3 ) after taking off in the time period T2, and perform observation and verification in the time period T3 and can perform departure and landing at the target point in time section T4.

이에 따라, 무인기(110) 및 유인기(120) 사이의 충돌 등의 위험요소가 배제될 수 있어 안전하게 시딩 및 관측이 수행될 수 있다.Accordingly, risk factors such as a collision between the unmanned aerial vehicle 110 and the manned aircraft 120 can be excluded, so that seeding and observation can be performed safely.

도 5은 일 실시예에 따른 인공강우 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating an artificial rainfall system according to an embodiment.

도 5를 참조하면, 인공강우 시스템(500)은 제1 비행체(510), 제2 비행체(520), 및 비행 스케쥴링 장치(530)를 포함한다.Referring to FIG. 5 , the artificial rainfall system 500 includes a first vehicle 510 , a second vehicle 520 , and a flight scheduling device 530 .

제1 비행체(510)는 상술한 무인기(110)에 해당할 수 있고, 제2 비행체(520)는 상술한 유인기(120)에 해당할 수 있다.The first aircraft 510 may correspond to the above-described unmanned aerial vehicle 110 , and the second vehicle 520 may correspond to the above-described manned aircraft 120 .

비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)의 비행 경로를 결정한다. 일례로, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)의 제1 목표 지점에서의 바람에 대한 정보(예를 들어, 풍속, 풍향 등) 및 제1 비행체(510)의 비행 가능 시간을 이용하여 제1 비행체(510)의 인공강우 시딩을 위한 비행 경로를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)의 제1 목표 지점, 제1 목표 지점에서의 바람에 대한 정보, 및 제1 비행체(510)의 비행 가능 거리를 기초로 시딩을 위한 끝 지점들을 결정할 수 있다. 제1 목표 지점은, 예를 들어, 도 3을 통해 설명한 지점 S0(310)에 해당할 수 있다. 도 3을 통해 설명한 것과 같이, 비행 스케쥴링 장치(530)는 끝 지점들을 연결한 선이 직교를 이루고 끝 지점들 사이의 거리가 제1 비행체(510)의 비행 가능 거리에 있도록 지점 S1(311) 및 지점 S2(312) 각각을 끝 지점으로 결정할 수 있다. 지점 S1(311) 및 지점 S2(312)이 결정되면, 비행 스케쥴링 장치(530)는 지점 S1(311) 및 지점 S2(312) 사이를 제1 비행체(510)의 비행 경로로 결정할 수 있다.The flight scheduling device 530 determines the flight path of the first aircraft 510 . As an example, the flight scheduling device 530 uses information about the wind at the first target point of the first vehicle 510 (eg, wind speed, wind direction, etc.) and the available flight time of the first vehicle 510 . Thus, it is possible to determine a flight path for artificial rain seeding of the first aircraft 510 . More specifically, the flight scheduling device 530 is the first target point of the first vehicle 510, information about the wind at the first target point, and seeding based on the flight possible distance of the first vehicle 510 endpoints can be determined. The first target point may correspond to, for example, the point S0 310 described with reference to FIG. 3 . 3, the flight scheduling device 530 is a point S1 (311) and so that the line connecting the end points is orthogonal and the distance between the end points is in the flight possible distance of the first aircraft 510 Each of the points S2 312 may be determined as an end point. When the point S1 ( 311 ) and the point S2 ( 312 ) are determined, the flight scheduling apparatus 530 may determine a flight path between the points S1 ( 311 ) and the point S2 ( 312 ) as the flight path of the first aircraft 510 .

비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다. 일례로, 도 4를 통해 설명한 것과 같이, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)가 시간 구간 T1에서 이륙할 수 있고 시간 구간 T2에서 시딩을 수행할 수 있으며 시간 구간 T3에서 착륙할 수 있도록 제1 비행체(510)의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다.The flight scheduling device 530 may schedule the flight time of the first aircraft 510 . As an example, as described with reference to FIG. 4 , the flight scheduling device 530 may allow the first aircraft 510 to take off in time interval T1, perform seeding in time interval T2, and land in time interval T3. It is possible to schedule the flight time of the first aircraft 510 so that it is possible.

비행 스케쥴링 장치(530)는 제2 비행체(520)의 비행 경로를 결정한다. 일례로, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)의 제1 목표 지점에서의 바람에 대한 정보을 기초로 제2 비행체(520)의 제2 목표 지점을 결정할 수 있다. 제2 목표 지점은, 예를 들어, 도 3을 통해 설명한 지점 V0(320)에 해당할 수 있다. 보다 구체적으로, 비행 스케쥴링 장치(530)는 아래 수학식 1에 따라 제2 목표 지점을 결정할 수 있다.The flight scheduling device 530 determines the flight path of the second vehicle 520 . For example, the flight scheduling device 530 may determine the second target point of the second vehicle 520 based on information about the wind at the first target point of the first vehicle 510 . The second target point may correspond to, for example, the point V0 320 described with reference to FIG. 3 . More specifically, the flight scheduling apparatus 530 may determine the second target point according to Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

위 수학식 1에서, D는 제1 목표 지점과 제2 목표 지점 사이의 거리를 나타내고, V는 제1 목표 지점에서의 풍속을 나타내며, Teff는 시딩 효과 시간을 나타낸다. Teff는 시딩 물질의 확산을 고려한 것으로, 예를 들어, 1시간(3600초)을 나타낼 수 있으나 이에 제한되지 않다. Teff는 구현에 따라 얼마든지 변경될 수 있다.In Equation 1 above, D represents the distance between the first target point and the second target point, V represents the wind speed at the first target point, and T eff represents the seeding effect time. T eff considers the diffusion of the seeding material, and may represent, for example, 1 hour (3600 seconds), but is not limited thereto. T eff may be changed according to implementation.

비행 스케쥴링 장치(530)는 제2 목표 지점을 결정한 경우, 제2 목표 지점에서의 풍향 및 제2 비행체(520)의 비행 가능 시간을 이용하여 제2 비행체(520)의 기상 현상의 관측을 위한 비행 경로를 결정할 수 있다. 일례로, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제2 비행체(520)의 관측을 위한 끝 지점들을 결정할 수 있다. 이 때, 도 3을 통해 설명한 것과 같이, 비행 스케쥴링 장치(530)는 끝 지점들을 연결한 선이 풍향과 직교를 이루고 끝 지점들 사이의 거리가 제2 비행체(520)의 비행 가능 거리에 있도록 지점 V1(321) 및 지점 V2(322) 각각을 끝 지점으로 결정할 수 있다. 지점 V1(321) 및 지점 V2(322)이 결정되면, 비행 스케쥴링 장치(530)는 지점 V1(321) 및 지점 V2(3V2) 사이를 제2 비행체(520)의 비행 경로로 결정할 수 있다.When the flight scheduling device 530 determines the second target point, the flight for observation of the weather phenomenon of the second vehicle 520 using the wind direction at the second target point and the available flight time of the second vehicle 520 . path can be determined. For example, the flight scheduling device 530 may determine end points for observation of the second vehicle 520 . At this time, as described with reference to FIG. 3 , the flight scheduling device 530 is a point such that the line connecting the end points is orthogonal to the wind direction and the distance between the end points is in the flight possible distance of the second aircraft 520 . Each of V1 ( 321 ) and point V2 ( 322 ) may be determined as an end point. When the point V1 ( 321 ) and the point V2 ( 322 ) are determined, the flight scheduling apparatus 530 may determine a flight path of the second aircraft 520 between the points V1 ( 321 ) and the point V2 ( 3V2 ).

비행 스케쥴링 장치(530)는 제2 비행체(520)의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다. 일례로, 도 4를 통해 설명한 것과 같이, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제2 비행체(520)가 시간 구간 T2에서 이륙할 수 있고 시간 구간 T3에서 관측 및 검증을 수행할 수 있으며 시간 구간 T4에서 착륙할 수 있도록 제2 비행체(520)의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다. 달리 표현하면, 비행 스케쥴링 장치(530)는 제1 비행체(510)가 인공강우 시딩을 수행하는 동안 제2 비행체(520)가 이륙하고 제1 비행체(510)가 착륙하는 동안 제2 비행체(520)가 기상 현상을 관측하도록 제1 비행체(510) 및 제2 비행체(520) 각각의 비행 시간을 스케쥴링할 수 있다.The flight scheduling device 530 may schedule the flight time of the second vehicle 520 . As an example, as described with reference to FIG. 4 , the flight scheduling device 530 may determine that the second aircraft 520 may take off in the time interval T2, perform observation and verification in the time interval T3, and land in the time interval T4. It is possible to schedule the flight time of the second aircraft 520 to do so. In other words, the flight scheduling device 530 is a second vehicle 520 while the second vehicle 520 takes off and the first vehicle 510 lands while the first vehicle 510 performs artificial rain seeding. Flight times of each of the first and second aircraft 510 and 520 may be scheduled to observe the weather phenomenon.

제1 비행체(510)는 비행하여 제1 목표 지점에 도달하는 경우 제1 목표 지점에서 인공강우 시딩을 수행한다.The first aircraft 510 performs artificial rain seeding at the first target point when it flies and reaches the first target point.

제1 비행체(510)는 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환한다.The first aircraft 510 returns to the take-off point when the set time elapses.

제2 비행체(520)는 비행하여 제2 목표 지점에 도달하는 경우 제2 목표 지점에서 인공강우 시딩에 의한 기상 현상(예를 들어, 구름)을 관측한다.The second vehicle 520 observes a weather phenomenon (eg, clouds) due to artificial rain seeding at the second target point when flying and reaching the second target point.

제2 비행체(520)는 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환한다.The second aircraft 520 returns to the take-off point when the set time elapses.

도 1 내지 도 4를 통해 기술된 사항들은 도 5를 통해 기술된 사항들에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명을 생략한다.Since the matters described with reference to FIGS. 1 to 4 may be applied to the matters described with reference to FIG. 5 , a detailed description thereof will be omitted.

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), CD-ROM, 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.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

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.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 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.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (6)

비행하여 제1 목표 지점에 도달하는 경우 상기 제1 목표 지점에서 인공강우 시딩(seeding)을 수행하고, 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환하는 제1 비행체;
비행하여 제2 목표 지점에 도달하는 경우 상기 제2 목표 지점에서 상기 인공강우 시딩에 의한 기상 현상을 관측하고, 설정된 시간이 경과하는 경우 이륙 지점으로 귀환하는 제2 비행체; 및
상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 경로를 결정하는 비행 스케쥴링 장치
를 포함하는,
인공강우 시스템.
a first aircraft that performs artificial rain seeding at the first target point when flying and arrives at a first target point, and returns to the take-off point when a set time elapses;
a second vehicle that observes a weather phenomenon due to artificial rain seeding at the second target point when flying and reaches a second target point, and returns to the take-off point when a set time elapses; and
A flight scheduling device for determining a flight path of each of the first and second vehicles
containing,
artificial rain system.
 제1항에 있어서,
상기 비행 스케쥴링 장치는,
상기 제1 목표 지점에서의 바람에 대한 정보를 기초로 상기 제2 목표 지점을 계산하는,
를 더 포함하는,
인공강우 시스템.
According to claim 1,
The flight scheduling device,
calculating the second target point based on information about the wind at the first target point,
further comprising,
artificial rain system.
 제1항에 있어서,
상기 비행 스케쥴링 장치는,
상기 제1 목표 지점에서의 풍향 및 상기 제1 비행체의 비행 가능 시간을 이용하여 상기 제1 비행체의 상기 인공강우 시딩을 위한 비행 경로를 결정하는,
인공강우 시스템.
According to claim 1,
The flight scheduling device,
Using the wind direction at the first target point and the available flight time of the first vehicle to determine a flight path for the artificial rain seeding of the first vehicle,
artificial rain system.
 제1항에 있어서,
상기 비행 스케쥴링 장치는,
상기 제2 목표 지점에서의 풍향 및 상기 제2 비행체의 비행 가능 시간을 이용하여 상기 제2 비행체의 상기 기상 현상의 관측을 위한 비행 경로를 결정하는,
인공강우 시스템.
According to claim 1,
The flight scheduling device,
determining a flight path for observation of the meteorological phenomenon of the second vehicle by using the wind direction at the second target point and the available flight time of the second vehicle,
artificial rain system.
 제1항에 있어서,
상기 비행 스케쥴링 장치는,
상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 시간을 스케쥴링하되, 상기 제1 비행체가 상기 인공강우 시딩을 수행하는 동안 상기 제2 비행체가 이륙하고 상기 제1 비행체가 착륙하는 동안 상기 제2 비행체가 상기 기상 현상을 관측하도록 상기 제1 비행체 및 상기 제2 비행체 각각의 비행 시간을 스케쥴링하는,
인공강우 시스템.
According to claim 1,
The flight scheduling device,
Scheduling the flight time of each of the first vehicle and the second vehicle, wherein the second vehicle takes off while the first vehicle performs the artificial rain seeding and the second vehicle lands while the second vehicle is Scheduling the flight times of each of the first and second vehicles to observe the weather phenomenon,
artificial rain system.
 제1항에 있어서,
상기 제1 비행체는 무인기에 해당하고 상기 제2 비행체는 유인기에 해당하는,
인공강우 시스템.

According to claim 1,
The first aircraft corresponds to the unmanned aerial vehicle and the second vehicle corresponds to the manned aircraft,
artificial rain system.
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