저고도 무인비행장치 교통관리를 위한 지형적 경계 생성 기법
Geo-fencing Method for Low Altitude Unmanned Aircraft System Traffic Management
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초록
저고도에서 무인비행장치(이하 무인기)가 안전하게 비행하기 위해서는 무인기의 운항을 통합적으로 관리할 수 있는 무인기 교통관리체계가 필요하다. 무인기 교통관리체계는 여러 가지 요소로 구성되어 있는데, 이 중 지형적경계는 비행경로 혹은 장애물 주변에 설정되어 무인기의 안전한 비행을 보장하는 공간을 만들어 준다. 본 논문에서는 주어진 장애물 또는 비행계획 정보를 기반으로 지형적경계를 자동으로 생성하는 알고리즘을 제시하였다. 제안된 방법은 경계의 확장, 끝 처리, 병합 및 단순화 과정으로 구성되며, 무인기와 장애물 사이에 필요한 완충구역의 크기를 보장함과 동시에 불필요한 공간 및 경계의 정의에 필요한 데이터를 줄일 수 있도록 고안되었다. 제안된 방법에 대한 사례 연구로 서울시 강남구의 건물 데이터에 대해 영역 밖 지형적경계를 생성하였고, 또한 무인기 비행계획 경로를 기반으로 하여 영역 안 지형적경계를 생성하였다. 본 연구는 향후 무인기 교통관리체계에 적용할 수 있는 지형적경계 생성 방법을 제시하였으며, 또한 지형적경계 생성 시 고려해야 할 여러 가지 사항들을 제시하였다는 점에서 의의가 있다.
Abstract
In order to safely fly unmanned aircraft systems(UAS) at low altitudes, an UAS Traffic Management(UTM) system capable of integrally managing UAS operations is required. The UTM system consists of various components, and one of the key components is geo-fence which is set around the flight path or an obstacle, thus creating a space to secure the safe flight of an UAS. In this paper, we propose a method that automatically generates geo-fences based on given obstacles or flight plan information. The proposed method consists of boundary extrusion, tapering, merging and simplification steps. It is designed to guarantee the size of buffer zone between UAS and an obstacle and to reduce the data needed to define geo-fence and unnecessary space. A case study on the proposed method generates keep-out geo-fences for building data in Gangnam-gu, Seoul, and also creates a keep-in geo-fence on the basis of the UAS flight planned path. In this paper, we propose a geo-fence generation method that can be applied to UTM system in the future. Also, it is significant that various issues to be considered in the generation of the geo-fence are suggested.
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