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다수의 드론들이 군집을 이루며 기 설정된 비행 경로에 따라 하늘을 주행하며, 드론마다 각각 속도를 갖고 각각 원하는 위치로 이동하는 다수의 드론; 탐색 명령을 입력하는 제어 컴퓨터; 및 상기 제어 컴퓨터에 연결되며, 각각의 드론 동역학 모델과 상기 탐색 명령에 따라 군집 탐색 알고리즘 소프트웨어 모듈에 의해 다수의 드론에 대하여 군집 기반 탐색 알고리즘(Swarm-based Optimization Algorithm)에 따라 군집 드론의 각각의 드론의 최대 가속도와 최대 속도, 위치 정보를 실시간으로 군집 제어 서버로 수집공유하며, 상기 군집 제어 서버가 드론 군집을 탐색하고, 원격 제어에 의해 1: N 방식으로 사전에 각 드론의 최대 속도와 최대 가속도를 반영하여 각각의 드론의 충돌을 감지하고 드론 개체간 교차를 방지하며, t-1 시점 후에 t 시점의 각각의 드론의 다음 이동 위치를 결정하고, 각각의 드론으로 다음 이동 위치, 속도, 가속도를 포함하는 제어 명령을 전송하는 군집 제어 서버를 구비하는 군집 제어 시스템을 포함하며, 상기 군집 제어 서버는, 단위 시간 내 이동해야 하는 다음 탐색 지점과 현 탐색 지점의 차이를 속도 v로 정의하면, 다음 탐색 지점이 동역학 모델에 따른 드론에 대하여 다음 수식을 통해 k번째 드론 개체의 속도(v)에 최대 가속도(amax) 및 최대 속도(vmax)를 반영하며, (식2) (식3)식2는 최대 가속도를 반영하는 부분으로, t 시점의 k번째 드론 개체의 현재 속도 vt에서 t-1 시점의 이전 속도 vt-1을 뺀 크기가 최대 가속도보다 큰 경우, 벡터의 방향은 유지하되 벡터의 크기를 최대 가속도값 amax로 줄이고, 식3은 이렇게 구해진 현재 속도 vt의 크기가 여전히 최대 속도보다 큰 경우, 마찬가지로 벡터의 방향을 유지하되 벡터의 크기를 최대 속도값 로 줄이며, 드론 개체간 교차 방지는 드론 전진 위치 업데이트를 하느냐 또는 일정 시간 동안 제자리 정지로 휴식하느냐(hovering)를 관리하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 시스템
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제1항에 있어서, 상기 드론은 4대 이상의 프로펠러; 각각의 프로펠러를 구동하는 각각의 모터(M1,M2,M3,M4); PD 제어(비례 미분 제어)를 통해 각각의 모터(M1,M2,M3,M4)의 속도를 제어하여 각각의 프로펠러를 회전시키는 전자 속도 제어기(ESC); 상기 군집 제어 시스템으로부터 드론으로 무선 통신부를 통해 원격 제어 데이터를 수신받고, 상기 전자 속도 제어기(ESC)와 연결되며, 드론의 수직 이착륙, 수직 상승/하강, 선형 가속, 방향 제어, 드론의 고도 제어, 호버링(정지), 랜딩 및 비행 경로를 제어, 데이터 송수신을 제어하는 비행 콘트롤러(FC); 상기 군집 제어 시스템과 데이터를 송수신하기 위한 IP 주소와 MAC 주소가 할당된 LTE 모뎀 또는 Wi-Fi 모뎀 또는 RF 통신부 중 어느 하나를 구비하는 무선통신부; 상기 비행 콘트롤러(FC)와 연결되며, 하늘을 나는 드론의 GPS 위치 좌표를 제공하는 GPS 수신기; 상기 비행 콘트롤러(FC)와 연결되며, 드론의 해발고도 정보를 제공하는 고도계; 상기 비행 콘트롤러(FC)와 연결되고, z 축(axis)을 기준으로 회전하는 4대 이상의 프로펠러들의 각속도를 측정하여 yaw, roll, pitch를 제어하여 쿼드 콥터 구조의 드론의 자세 제어를 하여 드론의 좌우 수평 밸런싱을 유지되도록 하는 자이로스코프; 이동하는 드론의 가속도나 충격의 세기를 측정하는 가속도 센서; 항공 촬영 영상 데이터와 위치와 속도, 가속도 데이터를 기록하는 저장부;USB 메모리 연결부; 배터리; 및상부 몸체와 하부 수직 이착륙부를 구비하는 기구부 프레임; 을 포함하는 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 시스템
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제1항에 있어서, 상기 다수의 드론은 회전익 드론을 사용하고 장치 ID가 할당되며, 상기 군집제어 시스템과 Wi-Fi 모뎀, 또는 LTE 모뎀 또는 RF 주파수에 의해 원격 제어 데이터를 송수신하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 시스템
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제1항에 있어서, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 상기 탐색 명령이 군집 제어 시스템으로 입력되면, 탐색이 시작되며 군집 탐색 알고리즘 프로세스가 초기화되며, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 탐색 영역 내에서 초기 위치로부터 드론의 다음 이동 위치를 계산하고, 상기 군집 제어 서버를 통해 각 드론에 계산된 위치로의 이동 명령을 전달하며, 상기 드론은 전달받은 명령에 따라 해당 다음 이동 위치로 이동 후, 드론의 위치, 속도, 가속도 정보를 수집하고, 각 드론에서 수집된 정보들은 상기 군집 제어 서버에 의해 취합된 후 탐색 알고리즘의 정보를 업데이트하며, 상기 군집 제어 서버가 정보 업데이트 결과 탐색 완료 조건을 만족하지 못한 경우, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 업데이트된 정보를 활용하여 다시 드론들의 다음 탐색 위치를 계산하고, 이와 같은 과정을 탐색 완료 조건을 만족할 때까지 반복하고, 탐색 완료 조건이 만족된 경우 탐색 종료 명령을 전달하고 탐색이 완료되는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 시스템
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제4항에 있어서, 상기 드론의 다음 이동 위치 계산은 Particle Swarm Optimization의 update 방식을 사용하며, (식1)식1에서, w는 0~1 사이의 값- 관성에 관한 상수, c는 1
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제1항에 있어서, 상기 군집 제어 서버는 상기 드론 개체의 현 위치로부터 다음 위치로의 이동 궤적을 하나의 선분(1차 방정식)으로 정의하고, 모든 드론에 대하여, 드론1과 드론2 개체가 t1,t2 후에 비행 경로 상의 목적 위치가 연결된 서로 다른 두 드론 개체에 의한 선분 사이의 거리(d)를 계산한 후, 1) 선분 최단거리(d)가 일정 거리 D 이하이며, 2) 해당 위치까지 각 드론 개체가 도달하는 시간 차이(t1-t2)가 일정 시간 T 이하인 경우를 충돌로 판정하는 개체 간 충돌 감지와, 드론 개체 간 충돌이 감지되는 경우, 드론 개채 간 교차 방지를 통해 충돌을 방지하도록 드론 개체 둘 중 하나의 드론 개체가 제자리 정지로 휴식(hovering)하되, 1) 둘 중 현재까지 휴식한 횟수(token)가 더 적거나, 2) 상기 휴식한 횟수가 같을 경우 일련 번호가 더 큰 드론 개체가 휴식(hovering)하도록 상기 제어 명령을 전송하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 시스템
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(a) 다수의 드론들이 군집을 이루며 기 설정된 비행 경로에 따라 하늘을 주행하며, 드론마다 각각 속도를 갖고 각각 원하는 위치로 이동하는 단계; (b) 제어 컴퓨터로부터 탐색 명령이 군집 제어 시스템으로 입력되면, 각각의 드론 동역학 모델과 상기 탐색 명령에 따라 군집 탐색 알고리즘 소프트웨어 모듈에 의해 다수의 드론들에 대하여 군집 기반 탐색 알고리즘(Swarm-based Optimization Algorithm)에 따라 군집 드론의 각각의 드론의 최대 가속도와 최대 속도, 위치 정보를 실시간으로 군집 제어 서버에서 수집공유하는 단계; 및 (c) 상기 군집 제어 서버가 드론 군집을 탐색하고, 원격 제어에 따라 1: N 방식으로 사전에 각 드론의 최대 속도와 최대 가속도를 반영하여 각각의 드론의 충돌을 감지하고 드론 개체간 교차를 방지하며, t-1 시점 후에 t 시점의 각각의 드론의 다음 이동 위치를 결정하고, 군집 군론의 각각의 드론으로 다음 이동 위치, 속도, 가속도를 포함하는 제어 명령을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 군집 제어 서버는, 단위 시간 내 이동해야 하는 다음 탐색 지점과 현 탐색 지점의 차이를 속도 v로 정의하면, 다음 탐색 지점이 동역학 모델에 따른 드론에 대하여 다음 수식을 통해 k번째 드론 개체의 속도(v)에 최대 가속도(amax) 및 최대 속도(vmax)를 반영하며, (식2) (식3)식2는 최대 가속도를 반영하는 부분으로, t 시점의 k번째 드론 개체의 현재 속도 vt에서 t-1 시점의 이전 속도 vt-1을 뺀 크기가 최대 가속도보다 큰 경우, 벡터의 방향은 유지하되 벡터의 크기를 최대 가속도값 amax로 줄이고, 식3은 이렇게 구해진 현재 속도 vt의 크기가 여전히 최대 속도보다 큰 경우, 마찬가지로 벡터의 방향을 유지하되 벡터의 크기를 최대 속도값 로 줄이며, 드론 개체간 교차 방지는 드론 전진 위치 업데이트를 하느냐 또는 일정시간 동안 제자리 정지로 휴식하느냐(hovering)를 관리하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 방법
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제8항에 있어서, 상기 다수의 드론은 회전익 드론을 사용하고 장치 ID가 할당되며, 상기 군집제어 시스템과 Wi-Fi 모뎀, 또는 LTE 모뎀 또는 RF 주파수에 의해 원격 제어 데이터를 송수신하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 방법
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제8항에 있어서, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 상기 탐색 명령이 군집 제어 시스템으로 입력되면, 탐색이 시작되며 군집 탐색 알고리즘 프로세스가 초기화되며, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 탐색 영역 내에서 초기 위치로부터 드론의 다음 이동 위치를 계산하는 단계; 상기 군집 제어 서버를 통해 각 드론에 계산된 위치로의 이동 명령을 전달하는 단계; 상기 드론은 전달받은 명령에 따라 해당 다음 이동 위치로 이동 후, 각 드론의 위치, 속도, 가속도 정보를 수집하고, 각 드론에서 수집된 정보들은 상기 군집 제어 서버에 의해 취합된 후 탐색 알고리즘의 정보를 업데이트하는 단계; 상기 군집 제어 서버가 정보 업데이트 결과 탐색 완료 조건을 만족하지 못한 경우, 상기 군집 기반 탐색 알고리즘은 업데이트된 정보를 활용하여 다시 드론들의 다음 탐색 위치를 계산하는 단계; 및 이와 같은 과정을 탐색 완료 조건을 만족할 때까지 반복하고, 탐색 완료 조건이 만족된 경우 탐색 종료 명령을 전달하고 탐색이 완료되는 단계; 를 포함하는 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 방법
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제10항에 있어서, 상기 드론의 다음 이동 위치 계산은 Particle Swarm Optimization의 update 방식을 사용하며, (식1)식1에서, w는 0~1 사이의 값- 관성에 관한 상수, c는 1
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제8항에 있어서, 각 드론의 비행 콘트롤러(FC)와 연결된 전자 속도 제어기(ESC)는 PD 제어(비례 미분 제어)를 통해 각각의 모터(M1,M2,M3,M4)의 속도를 제어하여 각각의 프로펠러를 회전시켜 구동하는, 다수의 무인비행체 시스템과 군집 지능을 활용한 현실 3D 공간 탐색 방법
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