KR101715209B1 - 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 매몰지역 상공에 드론(110)이 비행을 하며, 드론(110)이 GPS를 통해 자신의 위치 정보를 수신한 후 매물지역 내의 매몰자의 단말기(120)에서 나오는 무선신호의 강도를 드론(110)이 수집한 다음 매몰자의 단말기(120)에서 나오는 무선신호의 강도에 따른 매몰자의 단말기(120)에 대한 위치를 계산을 통해 매몰자의 위치를 추정하는 것을 통해 드론(110)으로부터 매몰자의 단말기(120)가 어디 있는 지 검출하여 간접으로 매몰자의 위치를 판단할 수 있게 하는 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템{Position Detecting Method and System with Burial Party's Detecting Radio Signals Using Drones}

본 발명은 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 매몰자가 소지하고 있는 단말기로부터 나오는 무선신호의 강도 및 기압정보를 매몰지역 상공을 비행하는 드론이 수집한 후 무선신호의 강도 및 기압정보 이용하여 측정 위치 즉, 드론으로부터 매몰자의 단말기가 어디 있는 지 검출하여 간접으로 매몰자의 위치를 판단하는 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것이다.

매몰자의 위치를 탐지하기 위한 방법으로 종래에는 영상 탐지 장비, 음향 탐지 장비, 전파 탐지 장비, 사이보그 바퀴벌레, 재난안전통신망 등의 방법이 있다.

하지만, 매몰자 탐지를 하는데 있어서 영상, 음향, 전파 등을 이용한 탐지 방법들은 탐지 거리의 한계가 있고, 구조자가 수동적으로 임의의 위치를 찾아가 장비를 설치 해야 한다는 점에서 대형 사고 현장에서는 사용되기 어렵다고, 다수의 매몰자가 넓은 지역에 분포하였을 경우 탐지 거리를 벗어난 매몰자는 구조가 어렵고, 매몰자의 위치가 탐지 거리 내에 있는 경우 발견했다 해도 매몰자 발견까지의 시간이 얼마나 걸릴지 알 수 가 없다.

따라서, 매몰자의 위치를 빠르게 알아야 구조를 할 수 있지만, 수동적인 탐지 방법으로는 그러지 못하는 문제가 있다.

공개특허 10-2012-0139507

본 발명이 해결하려는 과제는, 상기 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 매몰자를 탐지하는 자가 매몰자가 소지하고 있는 단말기 즉, 예를 들어 스마트폰에서 발생하는 무선신호의 강도를 통해서 매몰자의 단말기에 대한 위치를 알고 이를 통해 간접적으로 매몰자의 위치를 탐지할 수 있게 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 스마트폰에서 발생하는 무선신호의 강도 외에 단말기의 기압센서에서 측정된 기압정보를 통해 매몰된 깊이에 대한 정보를 이용하여 매몰자의 단말기에 대한 위치를 보다 정확하게 알고 이를 통해 간접적으로 보다 정확하게 매몰자의 위치를 탐지할 수 있게 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 드론이 RTK GPS를 통해 자신의 위치정보를 일반 GPS보다 정확하게 수신할 수 있게 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 매몰자의 단말기의 위치를 알기 위해 컴퓨터를 통해 계산하는 경우 높은 상위 상관계수(correlation) 몇 개만을 저장하도록 하면서 계속적인 업데이트를 통해 상위 상관계수(correlation) 몇 개만 메모리에 저장하는 방식을 사용하여 메모리 오버플로우 문제를 해결할 수 있게 하는 것이다.

본 발명은 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템에 있어서, 매몰자의 단말기(120)로부터 무선신호의 강도를 수집하는 드론(110), 매몰자가 소지하고 있고 상기 무선신호를 발생시킬 수 있는 단말기(120), 상기 드론(110)과 통신을 하며 상기 드론(110)을 조종하고 상기 드론(110)이 수집한 상기 무선신호의 세기를 이용해 매몰자의 위치를 검출하는 서버(130)를 포함한다.

또한, 본 발명은 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법은 먼저, 매몰지역 상공에 드론(110)이 비행을 한다(S401).

다음으로, 상기 드론(110)이 GPS를 통해 자신의 위치 정보를 수신한다(S402).

다음으로, 매물지역 내의 매몰자의 단말기(120)에서 나오는 무선신호의 강도를 상기 드론(110)이 수집한다(S403).

다음으로, 매몰자의 상기 단말기(120)에서 나오는 상기 무선신호의 강도에 따른 매몰자의 상기 단말기(120)에 대한 위치를 계산을 통해 매몰자의 위치를 추정한다(S404).

이때, 상기 (S404) 단계는 무선신호의 강도 외에 상기 단말기(120)가 측정한 기압정보도 이용한다.

본 발명에 따르면 매몰자가 소지하고 있는 단말기(예. 스마트폰)에서 발생하는 무선신호의 강도를 통해서 매몰자의 단말기에 대한 위치를 알고 이를 통해 간접적으로 매몰자의 위치를 탐지하여 빠르고 정확하게 매몰자를 찾을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 단말기의 무선신호의 강도 외에 단말기의 기압센서에서 측정된 기압정보를 통해 매몰된 깊이에 대한 정보를 이용하여 매몰자의 단말기에 대한 위치를 보다 정확하게 알고 이를 통해 간접적으로 보다 정확하게 매몰자의 위치를 탐지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 드론이 RTK GPS를 사용하여 자신의 위치정보를 일반 GPS보다 정확하게 수신하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 컴퓨터를 통해 상관계수(correlation)를 계산하는 경우 높은 상위 상관계수(correlation) 몇 개만을 저장하도록 하고 계속적인 업데이트를 통해 상위 상관계수(correlation) 몇 개만 메모리에 저장하는 방식을 사용하여 메모리 오버플로우 문제를 해결하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템을 나타내기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템을 나타내기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템을 설명하기 위한 3D 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템에 관해 도 1 내지 5를 참고하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템을 나타내기 위한 예시도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템을 나타내기 위한 블록도이다.

도 1 내지 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템은 매몰자의 단말기(120)로부터 무선신호의 강도를 수집하는 드론(110), 매몰자가 소지하고 있고 상기 무선신호를 발생시킬 수 있는 단말기(120), 상기 드론(110)과 통신을 하며 상기 드론(110)을 조종하고 상기 드론(110)이 수집한 상기 무선신호의 세기를 이용해 매몰자의 위치를 검출하는 서버(130)으로 이루어 진다.

이때, 상기 무선신호의 바람직한 실시예는 wifi, UWB(Ultra-wideband, 초광대역), Zigbee 및 Bluetooth 등 이와 유사하거나 이를 기초로 발전된 무선신호를 포함한다.

또한 이때, 상기 드론(110)은 매몰지역 위에서 비행을 한다.

또한 이때, 상기 드론(110)은 GPS를 통해 자신의 위치정보를 수신한다.

또한 이때, 상기 드론(110)이 사용하는 GPS 신호의 바람직한 실시예는 RTK GPS이다.

또한 이때, 상기 RTK GPS 신호의 바람직한 실시 예는 FKB 방식 또는 VRS 방식을 사용하는 것이다.

또한 이때, 상기 드론(110)이 자신의 위치정보를 얻기 위해 지상의 AP(Access Point)위치 측위를 통해 상대적으로 좌표를 얻을 수 있다.

또한 이때, 상기 단말기(120)는 상기 무선신호를 발생하는 것 외에 추가적으로 기압을 측정하고, 상기 드론(110)은 상기 단말기(120)으로부터 상기 무선신호의 강도와 기압정보를 수집하고, 상기 서버(130)는 상기 무선신호의 강도와 상기 기압정보를 통해 매몰자의 위치를 검출한다.

또한 이때, 상기 기압정보를 사용하는 바람직한 방법은 매몰자의 위치는 휴대기기의 무선신호와 기압센서(Barometer)를 사용하여 위치를 측위하나 기압은 기후에 따라 그 값의 변동이 크므로 측정되는 지역 및 해당 날짜와 시간별 기후정보로부터 기압을 수집하여 위치를 검출하는 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법 및 시스템을 설명하기 위한 3D 예시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법은 먼저, 매몰지역 상공에 드론(110)이 비행을 한다(S401).

다음으로, 상기 드론(110)이 GPS를 통해 자신의 위치 정보를 수신한다(S402).

다음으로, 매물지역 내의 매몰자의 단말기(120)에서 나오는 무선신호의 강도를 상기 드론(110)이 수집한다(S403).

다음으로, 매몰자의 상기 단말기(120)에서 나오는 상기 무선신호의 강도에 따른 매몰자의 상기 단말기(120)에 대한 위치를 계산을 통해 매몰자의 위치를 추정한다(S404).

이때, 상기 무선신호의 바람직한 실시예는 wifi, UWB(Ultra-wideband, 초광대역), Zigbee 및 Bluetooth 등 이와 유사하거나 이를 기초로 발전된 무선신호를 포함한다.

또한 이때, 상기 (S402) 단계에서 상기 드론(110)이 사용하는 GPS 신호의 바람직한 실시예는 RTK GPS이다.

또한 이때, 상기 (S402) 단계에서 상기 드론(110)이 사용하는 상기 RTK GPS 신호의 바람직한 실시 예는 FKB 방식 또는 VRS 방식을 사용하는 것이다.

또한 이때, 상기 드론(110)이 자신의 위치정보를 얻기 위해 지상의 AP(Access Point)위치 측위를 통해 상대적으로 좌표를 얻을 수 있다.

또한 이때, 상기 (S403) 단계에서 매몰자의 상기 단말기(120)는 상기 무선신호를 발생하는 것 외에 추가적으로 기압을 측정하고, 상기 드론(110)은 상기 단말기(120)으로부터 상기 무선신호의 강도와 기압정보를 수집한다(C1).

또한 이때, 상기 (S404) 단계에서 상기 무선신호와 상기 기압정보를 통해 매몰자의 위치를 검출한다(D1).

또한 이때, 상기 기압정보를 사용하는 바람직한 방법은 매몰자의 위치는 휴대기기의 무선신호와 기압센서(Barometer)를 사용하여 위치를 측위하나 기압은 기후에 따라 그 값의 변동이 크므로 측정되는 지역 및 해당 날짜와 시간별 기후정보로부터 기압을 수집하여 위치를 검출하는 것이다.

아울러, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 (S404) 단계에서 상기 무선신호의 강도를 통해 매몰자의 위치를 검출하는 방법은 가상으로 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 움직여가며 각 경우의 수에 대한 상관계수를 도출하여 가장 높은 값을 가지는 경우 상기 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 상기 매몰자의 위치로 판단하는 것이다(D2).

또한 아울러, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 (D4) 단계에서 상기 무선신호의 강도 및 기압정보를 통해 매몰자의 위치를 검출하는 방법은 가상으로 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 움직여가며 각 경우의 수에 대한 상관계수를 도출하여 가장 높은 값을 가지면서, 상기 매몰자의 상기 단말기(120) 간의 기압정보를 통해 기입이 높을수록 깊은 곳에 매몰되어 있다는 점을 고려하여 상기 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 상기 매몰자의 위치로 판단하는 것이다.

이때, 상기 상관계수를 구하는 바람직한 방법은 아래 수학식 1과 같은 Pearson correlation 상관계수를 이용하는 것이다. 이때, X는 거리를 Y는 신호가 대입된다.

이때, 상기 Pearson correlation 상관계수를 컴퓨터로 계산 할 때, 메모리 오버플로우 문제를 해결하는 바람직한 방법은 가장 높은 상관계수(correlation)를 갖는 상위 10 내지 30개의 경우만을 저장하도록 하고, 계속적인 업데이트를 통해 상위 10 내지 30개만 메모리에 저장하는 것이다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주하여야 할 것이다.

100 : 매몰자의 위치검출 시스템
110 : 드론
120 : 단말기
130 : 서버

Claims (11)

1. 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 시스템에 있어서,
   매몰자의 단말기(120)로부터 무선신호의 강도와 기압정보를 수집하고, 매몰지역 위에서 비행하며, 자신의 위치정보를 얻기 위해 GPS를 통해 자신의 위치정보를 수신하고, 추가적으로 지상의 AP(Access Point) 위치 측위를 통해 상대적으로 위치정보를 얻는 드론(110);
   매몰자가 소지하고 있고 상기 무선신호를 발생시키고, 추가적으로 기압을 측정하는 단말기(120); 및
   상기 드론(110)과 통신을 하며 상기 드론(110)을 조종하고 상기 드론(110)이 수집한 상기 무선신호의 세기와 상기 기압정보를 이용해 매몰자의 위치를 검출하는 서버(130);
   를 포함하되,
   상기 기압정보는 기압이 기후에 따라 그 값의 변동이 크므로 측정되는 지역 및 해당 날짜와 시간별 기후정보로부터 수집되되,
   상기 무선신호의 강도 및 기압정보를 통해 매몰자의 위치 검출은 가상으로 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 움직여가며 각 경우의 수에 대한 상관계수를 도출하여 가장 높은 값을 가지면서, 상기 매몰자의 상기 단말기(120) 간의 기압정보를 통해 기입이 높을수록 깊은 곳에 매몰되어 있다는 점을 고려하여 상기 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 상기 매몰자의 위치로 판단하되,
   상기 GPS는 RTK GPS이되,
   상기 RTK GPS는 FKB 방식 또는 VRS 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 위치검출 시스템.
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6. 삭제
7. 드론을 이용한 매몰자의 무선신호감지를 통한 위치검출 방법에 있어서,
   (A) 매몰지역 상공에 드론(110)이 비행하는 단계;
   (B) 상기 드론(110)이 GPS를 통해 자신의 위치 정보를 수신하고, 지상의 AP(Access Point)위치 측위를 통해 상대적으로 위치정보를 얻는 단계;
   (C) 매물지역 내의 매몰자의 단말기(120)에서 나오는 무선신호의 강도와 상기 단말기(120)가 측정한 기압에 대한 기압정보를 상기 드론(110)이 수집하는 단계;
   (D) 매몰자의 상기 단말기(120)에서 나오는 상기 무선신호의 강도와 상기 단말기(120)가 측정한 기압에 대한 기압정보에 따른 매몰자의 상기 단말기(120)에 대한 위치를 계산을 통해 매몰자의 위치를 추정하는 단계;
   를 포함하되,
   상기 단말기(120)는,
   상기 무선신호를 발생하는 것 외에 추가적으로 기압을 측정하되,
   상기 기압정보는 기압이 기후에 따라 그 값의 변동이 크므로 측정되는 지역 및 해당 날짜와 시간별 기후정보로부터 수집되되,
   상기 (D) 단계에서 에서 상기 무선신호의 강도 및 기압정보를 통해 매몰자의 위치 검출은 가상으로 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 움직여가며 각 경우의 수에 대한 상관계수를 도출하여 가장 높은 값을 가지면서, 상기 매몰자의 상기 단말기(120) 간의 기압정보를 통해 기입이 높을수록 깊은 곳에 매몰되어 있다는 점을 고려하여 상기 매몰자의 상기 단말기(120)의 위치를 상기 매몰자의 위치로 판단하되,
   상기 GPS는 RTK GPS이되,
   상기 RTK GPS는 FKB 방식 또는 VRS 방식을 사용하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
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