KR101961800B1 - 드론을 이용한 사고 대응 시스템 - Google Patents

드론을 이용한 사고 대응 시스템 Download PDF

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Abstract

드론을 이용한 사고 대응 시스템이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템은, 다양한 종류의 드론들이 배치되는 복수의 드론 스테이션; 및 사고 신고가 접수되면 상기 사고 신고에 기초하여 출동 지점을 결정하고, 상기 복수의 드론 스테이션에 배치되는 드론들 중 적어도 하나의 드론이 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어하는 관제 센터를 포함하며, 상기 복수의 드론 스테이션은 상기 관제 센터에 의해 관제 가능한 관제 가능 영역에 분산 설치된다.

Description

드론을 이용한 사고 대응 시스템{EMERGENCY ACCIDENT RESCUE SYSTEM USING DRONES}
본 발명은 드론을 이용한 사고 대응 시스템에 관한 것이다.
갑작스러운 의료 사고, 범죄, 화재 및 재난과 같은 각종 비상 상황으로부터 인명을 안전하게 구출하고 재산 손실을 경감하기 위하여 정부 차원에서 112, 119와 같은 긴급 전화 번호를 이용하여 긴급 대응 서비스를 제공하고 있다.
이러한 긴급 대응 서비스에 있어서, 인명을 신속하게 안전하게 구출하고, 재물의 손실을 경감시키기 위해서는 최대한 빠른 시간 내에 현장에 도착하는 것이 중요하다. 또한, 현장에 도착한 후에는 사고 상황과 건물의 구조, 구조가 필요한 인원의 위치 파악 등 현장 정보 수집과, 이에 따른 대응 조치가 중요하다.
이에, 무인 비행체인 드론을 이용하여 긴급 대응 서비스를 제공하려는 시도가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 드론을 사고가 발생한 현장에 단순히 출동시키고자 하는 시도가 있을 뿐이며, 체계적이고 지능적으로 드론을 활용하여 사고에 대응하려는 시도는 미흡한 실정이다.
대한민국 등록특허 1638500호 (2016.07.11. 공고) 대한민국 공개특허 2017-0045071호 (2017.04.26. 공개)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사고 발생 시에 적절하게 대응할 수 있는 드론을 사고 현장에 빠르게 출동시켜 사고에 긴급 대응할 수 있는 드론을 이용한 사고 대응 시스템을 제공한다.
또한, 사고 발생 시에 드론을 이용하여 사고 현장에서 정확한 정보 수집 및 적절한 대응 조치를 수행하여 사고에 긴급 대응할 수 있는 드론을 이용한 사고 대응 시스템을 제공한다.
그리고, 드론을 적절히 배치하고, 이에 기반하여 드론을 출동 및 복귀시킴으로써, 효율적으로 드론을 운용할 수 있는 드론을 이용한 사고 대응 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템은, 다양한 종류의 드론들이 배치되는 복수의 드론 스테이션; 및 사고 신고가 접수되면 상기 사고 신고에 기초하여 출동 지점을 결정하고, 상기 복수의 드론 스테이션에 배치되는 드론들 중 적어도 하나의 드론이 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어하는 관제 센터를 포함하며, 상기 복수의 드론 스테이션은 상기 관제 센터에 의해 관제 가능한 관제 가능 영역에 분산 설치된다.
또한, 상기 복수의 드론 스테이션은, 상기 관제 가능 영역에 그리드 형태로 분산 설치되며, 사고 신고에 따라 1회만 출동이 가능한 1회용 드론을 적어도 하나 구비할 수 있다.
또한, 상기 복수의 드론 스테이션에 배치되는 적어도 하나의 드론은, 상기 출동 지점까지 비행하는 드론 본체부; 상기 드론 본체부를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 전원 공급부; 영상 정보 및 주변 정보를 획득하는 정보 획득부; 상기 관제 센터와 통신하는 드론 통신부; 시각적으로 표시하는 디스플레이 모듈 및 청각적으로 안내하는 스피커 모듈을 포함하는 정보 제공부; GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; 및 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 출동 지점까지 비행하도록 상기 드론 본체부를 제어하며, 상기 영상 정보 및 주변 정보를 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터로 전송하고, 상기 전원 공급부의 전원 잔량을 검출하여 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터로 전송하는 드론 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 드론 제어부는, 상기 출동 지점의 정보에 기초하여 비행 경로를 생성하며, 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 비행 경로에 따라 상기 드론 본체부를 비행하도록 제어하고, 상기 정보 획득부의 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 상기 비행 경로를 실시간으로 최적화할 수 있다.
또한, 상기 드론 제어부는, 상기 출동 지점의 영상 정보에서 관심 영역을 설정하고, 상기 관심 영역에서 검출된 이벤트의 특징 정보를 도출할 수 있다.
또한, 상기 드론 제어부는, GIS 정보와 상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이벤트에 대한 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보를 상기 특징 정보와 함께 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터 또는 상기 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, 상기 전송된 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 이벤트를 검출하고, 상기 전송된 전원 잔량을 분석하여 상기 드론 본체부의 잔여 비행 시간을 산출할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, GIS 정보와 상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이벤트에 대한 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보를 상기 특징 정보와 함께 상기 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 또는 상기 출동 지점에 출동한 복수의 드론들 중 적어도 하나로 전송할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, 상기 잔여 비행 시간에 따라 상기 복수의 드론 스테이션에 배치된 드론들 중 적어도 하나를 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어하고, 상기 출동에 따라 대체되는 적어도 하나의 드론을 상기 복수의 드론 스테이션 중 적어도 하나의 스테이션으로 복귀하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, 상기 잔여 비행 시간이 상기 복수의 드론 스테이션 중 가장 가까운 드론 스테이션까지의 복귀 시간보다 작은 경우, 상기 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 상기 드론을 안전한 장소에 비상 착륙시킬 수 있다.
또한, 상기 관제 센터로부터 상기 출동 지점에 출동한 드론의 제어 권한을 인계받는 현장 단말을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 현장 단말은, 복수개를 포함하며, 상기 관제 센터로부터 상기 출동 지점에 출동한 드론에 접속할 수 있는 권한을 최초로 인증받은 현장 단말이 드론을 원격으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 출동 지점으로의 비행 중에 실종된 드론의 외부에 표시된 드론 확인 정보를 촬영하여 상기 관제 센터로 신고하는 신고 단말을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, 상기 신고 단말의 위치 정보를 획득하고, 상기 위치 정보에 기초하여 드론이 회수된 경우에 현금 또는 상품으로 교환 가능한 디지털 권리를 상기 신고 단말에 전송할 수 있다.
또한, 상기 관제 센터는, 상기 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론으로부터 전송받은 영상을 분석하여 상기 영상의 밝기(brightness) 데이터, 색상(color) 데이터 및 모션(motion) 데이터 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터를 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터와 비교할 수 있다.
그리고, 상기 관제 센터는, 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터가 상기 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터를 모두 초과한 경우, 최대 긴급 상황으로 판단하고, 상기 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론을 상기 최대 긴급 상황이 발생한 지점으로 돌진하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따르면, 사고 발생 시에 적절하게 대응할 수 있는 드론을 사고 현장에 빠르게 출동시켜 사고에 긴급 대응할 수 있다.
또한, 사고 발생 시에 드론을 이용하여 사고 현장에서 정확한 정보 수집 및 적절한 대응 조치를 수행하여 사고에 긴급 대응할 수 있다.
그리고, 드론을 적절히 배치하고, 이에 기반하여 드론을 출동 및 복귀시킴으로써, 효율적으로 드론을 운용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 드론의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 영상 분석의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 관심 영역에서 도출된 특징 정보의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
도 7은 도 6의 사고 대응 시스템의 현장 단말의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 드론을 이용한 사고 대응 시스템에서 신고 단말에게 인센티브를 제공하는 개념을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이때, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 처리 흐름도 도면들의 각 구성과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 구성(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다.
또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 구성들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 구성들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 구성들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템은, 복수의 드론 스테이션(10) 및 관제 센터(20)를 포함한다.
드론 스테이션(10)은 다양한 종류의 드론들(100)이 배치되는 거점이며, 관제 센터(20)에 의해 관제 가능한 관제 가능 영역(25)에 분산 설치된다. 이러한 드론 스테이션(10)은 필요한 수량만큼 드론(100)의 이착륙이 가능하고, 복수의 드론(100)이 상주하고, 복수의 드론(100)을 관리하는 거점이 된다.
구체적으로, 복수개의 드론 스테이션((10)은 관제 센터(20)에 의해 관제 가능한 관제 가능 영역(25)에 그리드 형태로 분산 설치될 수 있다. 복수개의 드론 스테이션((10)은 관제가 필요한 전체 지역에 그리드 형태로 골고루 분산 설치가 됨으로써, 최소의 시간으로 드론(100)의 출동이 가능하도록 배치하고 관리할 수 있다.
각 드론 스테이션(10)에 위치한 드론들(100)은 관제 센터(20)에서 주는 명령에 따라 1대가 출동하거나 복수의 드론(100)이 출동하여 협업을 하도록 하고, 만약의 사태에 대비하여 드론 운행 사고 시에 다른 드론(100)이 백업으로 대응하도록 지원할 수 있다. 또한, 사고 신고에 따라 1회만 출동이 가능한 1회용 드론을 드론 스테이션(10)에 배치하여 상황에 따른 대응을 할 수 있다.
관제 센터(20)는 관제 가능 영역(25)에 포함된 복수의 드론 스테이션(10)에 배치되는 다종 다양한 드론들(100)을 제어한다. 예를 들어, 관제 센터(20)는 사고 신고가 접수되면 상기 사고 신고에 기초하여 출동 지점을 결정하고, 복수의 드론 스테이션(10)에 배치되는 드론들 중 적어도 하나의 드론(100)이 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어할 수 있다.
여기에서, 관제 센터(20)는 소방서, 경찰서, 병원 등의 긴급 대응을 수행하는 긴급 대응 기관의 서버일 수도 있고, 상기 소방서, 경찰서, 병원 등의 긴급 대응 기관의 서버와 네트워크를 통해 연결되는 별도의 서버일 수도 있다. 또한, 관제 센터(20)는 서버의 형태 외에, 노트북, 태블릿, 개인용 PC, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(Smart phone), 왑폰(WAP phone: Wireless application protocol phone) 등 네크워크에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있으며, IEEE 802.11 무선 랜 네트워크 카드 등의 무선랜 접속을 위한 인터페이스가 구비된 기기일 수 있다.
또한, 관제 센터(20)는 관제 가능 영역(25)에 배치되는 복수의 드론 스테이션(10)에 위치한 드론들(100)을 제어하며, 사고 현장으로 출동하는 드론(100)과 데이터를 송수신하고, 드론(100)이 획득하는 정보나 데이터 등을 수신할 수 있다.
관제 센터(20)가 관제 가능 영역(25)에 포함 배치된 복수의 드론 스테이션(10)의 드론들(100)을 통합적으로 제어할 수 있으므로, 사고 발생 시에 적절하게 대응할 수 있는 드론을 사고 현장에 빠르게 출동시켜 사고에 긴급 대응할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 드론의 구성을 도시한 도면이다.
드론(100)은 사람이 탑승하지 않는 무인 비행체(UAV)이며, 드론 스테이션(10)에 배치된다. 여기에서, 드론 스테이션(10)에 배치되는 드론들(100)을 용도, 비행거리, 기상상황 극복능력, 정밀도, 기타사항 등으로 분류하거나 그룹화함으로써, 사고나 범죄의 유형에 따라 효율적인 운용이 가능하도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 기상 상황(악천우, 야간 등)에 따른 전문적인 대응이 가능한 드론을 배치하고 현장 상황을 관제 센터(20)를 통해 자동으로 반영하여 자동 출동이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 필요 시에는 소모품 수준으로 저렴한 드론을 1회용으로 사용하여 상황 대응을 할 수 있다.
이러한 드론(100)은 긴급 대응을 수행하는 긴급 대응 기관에 의해 관리될 수 있다. 드론(100)은 수신된 출동 지점의 정보에 기초하여 생성되는 비행 경로에 따라 비행하여 사고 현장에 도착한다. 여기에서, 출동 지점의 정보는 긴급 대응을 수행하는 기관(예를 들어 경찰서, 소방서 등) 또는 관제 센터(20)에 신고 접수된 사고 내용에 의해 생성되며, 사고가 발생한 현장의 위치에 대한 정보를 포함한다. 드론(100)은 출동 지점의 정보에 따라 사고 현장으로 자동으로 비행하게 되고, 관제 센터(20)에서 제어된다. 또한, 사고 현장으로 출동하는 드론(100)은 비행 중에 촬영된 영상 신호, 획득되는 주변 신호, 외부에서 전송되는 GPS 신호 등을 이용하여 자체적으로 비행 경로를 수정할 수도 있다.
드론(100)은 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20), 드론 스테이션(10), 사고 대응 기관(미도시) 등과 연결된다. 예를 들어, 네트워크(50)를 통해 근거리 무선 통신 또는 원거리 무선 통신을 할 수 있다. 근거리 무선 통신으로써, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), NFC(Near Field Communication), 와이브리(Wibree), 원거리 무선 통신으로써, 무선랜(Wireless LAN), 무선맨(Wireless MAN), 와이맥스(WiMAX), LTE (Long Term Evolution) 등을 사용할 수 있으며, 이에만 한정되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.
도 2를 참조하면, 복수의 드론 스테이션(10)에 배치되는 드론(100)은 드론 본체부(110), 전원 공급부(120), 정보 획득부(130), 드론 통신부(140), 정보 제공부(150), GPS 수신부(160), 드론 제어부(170)를 포함한다.
드론 본체부(110)는 비행이 가능하도록 하는 구성요소이며, 출동 지점까지 비행하도록 하고, 사고가 발생한 위치로 빠르고 정확하게 이동할 수 있도록 한다. 드론 본체부(110)는 출동 지점의 정보에 기초하여 생성되는 비행 경로에 따라 비행한다. 여기에서, 출동 지점의 정보는 긴급 대응을 수행하는 기관 (예를 들어 경찰서, 소방서, 응급 병원 등)이나 관제 센터(20) 등에 신고 접수된 내용에 의해 생성되며, 사고가 발생한 현장의 위치에 대한 정보를 포함한다. 이러한 출동 지점의 정보는 긴급 대응을 수행하는 기관이나 드론(100)을 관제하는 관제 센터(20)에서 드론(100)으로 전송되며, 출동 지점의 정보에 따라 사고 현장으로 자동으로 비행하게 된다. 또한, 드론 본체부(110)는 충전 가능한 배터리를 구비한 외부의 기기와 연결 가능한 충전 케이블을 구비할 수 있다.
전원 공급부(120)는 드론 본체부(110)를 작동시키기 위한 전원을 공급한다. 또한, 드론(100)의 각 구성요소에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(120)는 충전 가능한 배터리 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
정보 획득부(130)는 영상 정보 및 주변 정보를 획득한다. 영상 정보는 이미지 센서(미도시)나 카메라 모듈(미도시)을 통해 획득하며, 주변 정보는 마이크 등의 음성 인식 모듈(미도시), 레이더, 3축 가속도 센서, 3축 자이로 센서, 3축 지자기 센서, 충돌 감지 센서, 거리 감지 센서, 온도 감지 센서 등의 각종 센서를 이용하여 획득할 수 있다. 일반적으로, 주변 정보는 마이크 등을 이용하여 획득하는 주변 환경의 음성 정보가 될 것이나, 이에만 제한되지 않음은 물론이다. 또한, 이미지 센서나 카메라 모듈은 야간에도 모니터링 기능을 수행할 수 있도록 적외선 촬영 기능이나 열화상 촬영 기능 등을 더 포함할 수 있고, 추적 모듈(미도시)을 구비할 수 있으며, 이러한 기능에 의해 특정 색상을 가진 객체를 촬영하거나 또는 촬영 대상에서 제외함으로써 영상 정보의 데이터를 줄이거나 영상 정보의 특정화를 이룰 수 있다. 획득된 영상 정보 및 주변 정보는 외부의 서버나, 단말로 실시간으로 전송될 수 있고, 드론 제어부(170)에서 분석된 후에 영상 데이터와 함께 외부의 서버나, 단말로 전송될 수 있다.
정보 획득부(130)에서 획득한 영상 정보 및 주변 정보를 이용하여 급격한 상황 변화 등에 해당하는 이벤트(event)를 검출할 수 있다. 여기에서, 이벤트(event)는 객체의 위치 변화, 화재 발생 등 특정 상황이 변화는 등 영상의 영상 데이터를 변화시킬 수 있는 모든 상황을 포함한다.
이러한 이벤트의 검출은 드론 제어부(170)나 관제 센터(20)에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 획득한 영상 정보 및 주변 정보는 드론 제어부(170)로 전달되거나, 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20)로 전송될 수 있고, 관제 센터(20)는 전송된 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 이벤트를 검출할 수 있다.
또한, 드론 제어부(170)는 출동 지점의 영상 정보에서 관심 영역을 설정하고, 상기 관심 영역에서 검출된 이벤트의 특징 정보를 도출할 수 있다. 이때, 정보 획득부(130)는 데이터 전송이 용이하도록 영상을 압축한 압축 포맷 형태로 변환할 수 있다. 압축 포맷 형태의 영상 데이터는 MPEG(Moving Picture Experts Group)-1 또는 MPEG-4 등의 다양한 포맷을 가질 수 있다.
정보 획득부(130)에서 획득하는 정보들은 증거수집의 역할을 하며, 관제 센터(20) 등에 전송된다. 예를 들어, 사고 현장에서 획득되는 영상 정보, 정보 등의 각종 정보들은 추후 발생할 수 있는 책임소재에 대해 대처할 수 있게 된다. 이러한 정보들은 드론 통신부(140)를 통해 외부의 기기나 관제 센터(20)로 전송될 수 있고, 하드 디스크, 플래시 메모리, CF 카드(Compact Flash Card), SD 카드(Secure Digital Card), SM 카드(Smart Media Card), MMC(Multimedia Card) 또는 메모리 스틱(Memory Stick) 등 정보의 입출력이 가능한 모듈로서 드론 (100)에 구비된 저장 매체에 저장될 수도 있다.
드론 제어부(170)나 관제 센터(20)는 영상 정보로부터 검출하고자 하는 객체의 시각적 특징 정보를 추출하는 특징 추출(feature extraction)과 추출된 특징을 이용하여 물체를 검출할 수 있다. 이때, 객체의 검출 시에 아다부스트(AdaBoost) 또는 SVM(Support Vector Machine) 등과 같은 학습기(Learning Machine)를 이용하는 방법과 추출된 특징의 벡터 유사도 등을 이용하는 비학습 방법이 있어 검출하고자 하는 객체 및 배경의 복잡도에 따라 학습 방법과 비학습 방법을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 영상의 국소적인 특징(local feature)으로 인접한 두 개 이상의 블록 간의 화소(픽셀, pixel) 값의 합의 차, 또는 가중치를 이용하여 가중치 곱의 합을 이용하는 하알-유사 특징(Haar-like feature)을 응용할 수 있다. 하알-유사 특징 추출 시 인접 블록 간의 화소 값의 합의 차를 구하기 위해, 간단한 사각형 특징을 고려한 마스크를 사용한다.
또한, 드론 제어부(170)나 관제 센터(20)는 영상 인식 알고리즘을 이용하여 촬영된 영상에서 객체의 위치 변화를 검출할 수 있다. 예를 들어, 평균 이동(Mean Shift) 알고리즘 또는 입자 필터(Particle Filter) 알고리즘 등을 이용하여 영상으로부터 객체의 움직임을 검출할 수 있다. 물론, 다른 알고리즘을 이용하여 객체의 움직임을 검출할 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 여기에서, 평균 이동(Mean Shift) 알고리즘은 영상에서 밀도분포(특징점, 색상)를 기반으로 관심 영역(ROI; Region of Interest) 객체를 고속으로 추적할 수 있게 하며, 초기의 검색 영역의 크기와 위치를 지정하면 반복적인 색 분할 계산에 의해 색상 클러스터가 발생하고, 초기 지정한 색 영역에 기반하여 경계를 결정하여 관심 물체의 움직임을 추출할 수 있다. 또한, 입자 필터(Particle Filter) 알고리즘은 입자를 기반으로 한 칼만 필터의 한 종류로서, 관측된 측정값들과 모델링된 시스템 방정식으로부터 얻은 랜덤 상태변수를 이용하여 현재 상태변수들의 확률 분포를 추정해 나가는 것이다.
드론 통신부(140)는 관제 센터(20) 등과 통신하며, 특히 긴급 대응 기관의 서버(미도시) 또는 관제 센터(20)에 접수된 사고 신고로부터 생성되는 출동 지점의 정보를 수신한다. 드론 통신부(140)는 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20)와 통신하게 된다. 즉, 드론 통신부(140)가 네트워크(50)를 통해 드론(100)을 관리 및 제어하는 관제 센터(20)와 연결될 수 있다.
정보 제공부(150)는 시각적으로 표시하는 디스플레이 모듈(미도시) 및 청각적으로 안내하는 스피커 모듈(미도시)을 포함한다. 예를 들어, 디스플레이 모듈에는 사고 현장을 촬영하고 있는 동영상이 디스플레이될 수 있고, 스피커 모듈은 위험 상황 등을 음성으로 표시할 수 있다. 정보 제공부(150)를 통해 제공되는 정보들은 드론(100)의 드론 저장부(미도시)에 미리 저장되어 있거나, 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20) 등에서 전송될 수 있다. 특히, 드론 제어부(170)는 범죄 상황 등 사람의 인명이 위험한 상황인 경우, 범죄자 등에 대한 접근을 경고하는 접근 경고 알람 및 접근 경고 영상이 제공되도록 정보 제공부(150)를 제어할 수 있다.
GPS 수신부(160)는 GPS 정보를 수신한다. GPS 수신부(160)에서 수신되는 GPS 정보를 이용하여 드론(100)이 비행 경로를 따라 비행할 수 있고, 관제 센터(20) 또는 현장에 위치한 사고 대응팀의 단말 등이 드론(100)의 위치를 확인할 수 있다.
드론 제어부(170)는 드론(100) 및 이의 각 구성요소를 제어한다. 구체적으로, 드론 제어부(170)는 GPS 정보에 기초하여 출동 지점까지 비행하도록 드론 본체부(110)를 제어한다. 즉, 출동 지점의 정보에 기초하여 비행 경로를 생성하며, GPS 정보에 기초하여 상기 비행 경로에 따라 비행하도록 드론 본체부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 드론 제어부(170)는 출동 지점의 정보에 따라 사고 현장까지의 최단 거리로 비행하도록 비행 경로를 설정할 수 있고, 최단 거리로 설정된 비행 경로에 따라 비행할 수 있다. 이때, GPS 정보를 참조하여 드론 제어부(170)가 적절한 높이로 비행 경로를 벗어나지 않고 목적지로 비행하도록 드론(100)을 제어하게 된다.
또한, 드론 제어부(170)는 영상 정보 및 주변 정보를 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20)로 전송한다. 관제 센터(20)는 드론(100)에서 전송된 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 사고 현장까지 가장 빠른 시간 안에 도달할 수 있는 지상의 주행 경로를 산출하고, 이를 사고 현장으로 출동하는 사고 대응팀의 단말 등에 전송할 수 있다. 이에 따라, 현장에 출동하는 사고 대응팀이 가장 빠른 시간 안에 사고 현장으로 도달할 수 있도록 도움을 주게 된다. 특히, 드론 제어부(170)는 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 드론(100)의 비행 경로를 실시간으로 최적화할 수 있다. 이를 통해, 드론(100)을 출동요청 지점에 최단 시간에 도착이 가능하도록 할 수 있다.
또한, 드론 제어부(170)는 전원 공급부(120)의 전원 잔량을 검출하여 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20)로 전송한다. 그리고, 관제 센터(20)는 상기 검출된 전원 잔량을 기초로 출동한 드론(100)의 비행 시간을 고려하여 사고 지점에 도착한 드론의 방전 또는 추락 예정 시간을 고려하여 드론(100)의 비행 업무를 인수인계할 수 있다. 예를 들어, 관제 센터(20)는 상기 잔여 비행 시간에 따라 복수의 드론 스테이션(10)에 배치된 드론들(100) 중 적어도 하나를 출동 지점으로 출동하도록 제어하고, 상기 출동에 따라 대체되는 적어도 하나의 드론(100)을 상기 복수의 드론 스테이션(10) 중 적어도 하나의 스테이션(10)으로 복귀하도록 제어한다. 이때, 복귀하는 드론(100)을 원래의 드론 스테이션(10)으로 복귀시키는 것이 일반적이나, 상기 복귀하는 드론(100)의 전원 잔량이 부족한 경우에는 복귀가 가능한 가까운 드론 스테이션(10)으로 드론(100)을 복귀시킬 수 있다. 또한, 관제 센터(20)는 복귀시키려는 드론(100)의 잔여 비행 시간이 복수의 드론 스테이션(10) 중 가장 가까운 드론 스테이션(10)까지의 복귀 시간보다 작은 경우, 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 상기 드론(100)을 안전한 장소에 비상 착륙시킬 수 있다.
이에 따라, 복수의 드론 스테이션(10)에 배치된 드론들(100)은 관제 센터(20)에서 주는 명령에 따라 1대가 출동하거나 복수의 드론(100)이 출동하여 협업을 하도록 최단 시간으로 사고 지점에 도착하고, 만약의 사태에 대비하여 드론 운행 사고시 다른 드론(100)이 백업으로 대응할 수 있다. 또한, 다수의 드론 스테이션(10)에서 다수의 드론(100)이 동시에 출동하기도 하고, 출동한 드론(100)의 비행시간을 고려하여 사고 지점에 도착한 드론 방전이나 추락예정시간을 고려하여 드론(100)의 감시 업무를 인수인계할 수 있다. 또한, 드론(100)을 회수할 수 있는 상황(전원 잔량이 충분하여 비행 가능 시간이 남은 경우 등)에는 회수하지만, 현장 상황이나 기상 조건 등에 따라 회수가 불가능한 경우에는 근처의 안전한 지점에 착륙하거나 추락하도록 하여 현장 상황에 따라 회수할 수 있다.
도 3은 영상 분석의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4 및 도 5는 도 3의 관심 영역에서 도출된 특징 정보의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 소방서 등에 화재 신고가 접수되면, 관제 센터(20)의 관리 하에 있는 드론(100)이 먼저 화재 현장으로 비행하게 된다. 즉, 사고 신고 접수시 관제 센터(20)가 출동 지점을 결정하여 드론(100)으로 출동 지점의 정보가 전송되며, 드론(100)이 수신된 출동 지점의 정보에 기초하여 비행 경로를 생성하고, 상기 비행 경로에 따라 화재 현장으로 자동으로 비상하여 이동하게 된다. 여기에서, 드론(100)은 화재 현장으로 직선 비행하는 최단 거리의 비행 경로를 생성하여 비행하는 것이 일반적이다. 다만, 비행 거리나 비행 시간, 주변 상황 등 여러 상황을 고려하여 드론(100)이 비행하면서 자체적으로 비행 경로를 수정하면서 비행할 수도 있을 것이다.
그리고, 드론(100)은 비행 경로에 따라 비행하면서 정보 획득부(140)에서 영상 정보 및 주변 정보를 획득하고, 이를 분석하여 특이 상황을 확인한다. 영상 정보, 주변 정도 등은 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20)나 사고 현장의 대응팀의 단말 등에 전송된다. 이때, 네트워크(50)의 속도 등을 고려하여 이벤트가 검출된 영상 등 특이 상황이라고 판단되는 영상만을 드론 제어부(170)가 걸러 내어 센터(20)나 사고 현장의 대응팀의 단말 등으로 전송할 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 드론 제어부(170)는 출동 지점의 영상 정보(I)에서 관심 영역(ROI)을 설정하고, 상기 관심 영역(ROI)에서 객체(O)를 검출할 수 있다. 즉, 드론 제어부(170)는 출동 지점의 영상 정보(I)를 분석하여 이벤트를 검출할 수 있으며, 관심 영역(ROI)을 설정하여 사람, 화염 등 타겟이 되는 객체(O)를 추적할 수 있다. 이때, 드론 제어부(170)는 GIS 정보와 GPS 정보를 이용하여 이벤트에 대한 위치 정보를 산출할 수 있다.
구체적으로, 드론 제어부(170)는 영상에서 영상의 밝기(brightness) 데이터, 색상(color) 데이터 및 모션(motion) 데이터 중 적어도 하나를 검출할 수 있으며, 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터 중 적어도 하나의 데이터를 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터 중 적어도 하나의 대응되는 데이터와 비교하여 이벤트를 검출할 수 있다.
예를 들어, 연기의 발생이나, 사람 또는 어떤 물체가 나타나 배경이 어두워지는 경우, 영상의 밝기 데이터가 감소할 수 있다. 이러한 특징을 이용하여 드론 제어부(170)는 밝기 데이터가 미리 설정된 밝기 데이터의 임계값을 초과하여 변동된 경우에 연기의 발생이나 객체의 이동이라는 이벤트를 검출할 수 있다. 또한, 영상 내에 일정 수준 이상의 적색 및 황색 계열의 색체 데이터가 존재하고 있다면 화염이 번지고 있는 상황으로 판단할 수 있다. 이러한 특징을 이용하여 드론 제어부(170)는 색상 데이터 중 적색 및 황색 데이터의 비중이 미리 설정된 임계 비중보다 큰 경우, 화재 발생이라는 이벤트를 검출할 수 있다. 그리고, 영상 내에서 모션이 감지가 될 때, 또는 모션의 정도가 이미 저장된 기준 모션 데이터의 움직임 정도보다 더 크다면, 객체가 움직이거나 화염이 번지는 상황이라는 이벤트를 드론 제어부(170)가 검출할 수 있다.
이렇게 드론 제어부(170)에서 검출된 이벤트는 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20) 또는 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 중 적어도 하나로 전송할 수 있다. 이를 통해, 신속하게 정보를 판단할 수 있는 기초 자료가 되어 빠른 대응 조치를 수립하는데 도움이 된다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 드론 제어부(170)는 관심 영역(ROI)에서 검출된 객체(O)의 특징 정보를 도출할 수 있다. 즉, 드론 제어부(170)는 관심 영역(ROI)에서 검출된 이벤트의 특징 정보를 도출하여 관제 센터(20) 또는 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 등에 전송할 수 있다.
예를 들어, 드론 제어부(170)는 영상에 설정된 관심 영역(ROI)에서 검출하고자 하는 객체(O)의 특징 정보를 추출할 수 있다. 일례로, 영상 정보에 나타난 객체(O-1, O-2, O-3)의 초기 위치에서 초기 탐색 윈도우 영역을 지정한 후, 색상 확률 분포를 계산하고 탐색 윈도우 영역 내부, 외부에서 객체의 중심 픽셀을 찾고, 그 뒤 둘을 비교하여 수렴하는 경우에 픽셀 위치를 반환하고, 탐색 윈도우 사이즈를 줄인다. 위와 같은 단계를 반복적으로 수행하여 움직이는 객체(O-1, O-2, O-3)의 픽셀을 추정하고, 이를 보정 테이블을 이용하여 실제 스케일로 변환한 뒤 출력하는 등의 방법으로 객체(O-1, O-2, O-3)의 크기 등을 추정할 수 있다. 이에, 사람인 경우, 객체(O-2, O-3)의 크기 등을 고려하여 성인인지 소아인지 등을 추정할 수 있고, 객체(O-2, O-3)에서 머리카락이 차지하는 크기 등을 탐색하여 남성 또는 여성 등을 추정할 수 있다. 또한, 화염인 경우, 객체(O-1)의 색상, 크기 등을 고려하여 화염의 크기 등을 추정할 수 있다. 여기에서, 드론 제어부(170)는 GIS 정보와 GPS 정보를 이용하여 이벤트에 대한 위치 정보를 산출할 수 있는데, 드론 제어부(170)는 상기 위치 정보를 상기 특징 정보와 함께 드론 통신부(140)를 통해 관제 센터(20) 또는 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 등으로 전송할 수 있다. 이를 통해, 관제 센터(20) 또는 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 등에서 객체(O-1, O-2, O-3)의 특징과 함께 위치도 함께 알 수 있어 구조를 위한 이동로, 우회로 등을 확보하는데 필요한 정보를 얻을 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 상술한 이벤트 산출은 관제 센터(20)에서 수행될 수도 있다. 구체적으로, 관제 센터(20)는 전송된 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 이벤트를 검출하고, GIS 정보와 GPS 정보를 이용하여 상기 이벤트에 대한 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보를 특징 정보와 함께 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 또는 상기 출동 지점에 출동한 복수의 드론들 중 적어도 하나로 전송할 수 있다. 여기에서, 이벤트 산출, 위치 정보 산출, 특징 정보 산출을 위한 구체적인 내용은 상술한 드론 제어부(170)에서 수행하는 것과 동일하므로 생략하도록 한다.
특히, 관제 센터(20)는 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론(100)으로부터 전송받은 영상을 분석하여 상기 영상의 밝기(brightness) 데이터, 색상(color) 데이터 및 모션(motion) 데이터 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터를 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터와 비교할 수 있다. 그런 후에, 관제 센터(20)는 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터가 상기 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터를 모두 초과한 경우, 최대 긴급 상황으로 판단하고, 상기 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론(100)을 상기 최대 긴급 상황이 발생한 지점으로 돌진하도록 제어할 수 있다. 이를 통해, 최고 수준의 위험 상황에서 드론(100)의 희생을 통한 구조나 사고 수습 제어, 또는 범죄를 차단하고 더 이상의 피해 확대를 차단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 도 6의 사고 대응 시스템의 현장 단말의 구성을 도시한 도면이다.
현장 단말(200)은 사고 현장에 출동하는 사고 대응팀(경찰관, 소방관 등)의 통제 하에 있는 기기를 의미한다. 현장 단말(200)은 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20), 출동한 드론(100) 등에 접속이 가능하며, 관제 센터(20), 출동한 드론(100) 등으로부터 이벤트 등 각종 정보를 수신하고, 정밀자료 수십을 위해 현장 단말(200)이 직접 드론(100)을 조종할 수 있다.
이러한 현장 단말(200)은 HTML, XML 등 웹 페이지의 내용을 표시할 수 있는 웹 브라우저(넷스케이프, 인터넷 익스플로러, 크롬 등)를 가질 수 있다. 현장 단말(200)은 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone: Personal Communications Services phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 등 일반적인 이동 통신 단말, 2G/3G/4G, 와이브로 무선망 서비스가 가능한 단말, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(Smart phone), 왑폰(WAP phone: Wireless application protocol phone) 등 네크워크(50)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있으며, IEEE 802.11 무선 랜 네트워크 카드 등의 무선랜 접속을 위한 인터페이스가 구비된 기기일 수 있다. 또한, 현장 단말(200)은 이동 통신 단말 이외에 컴퓨터, 노트북 등의 정보 통신 기기이거나 이를 포함하는 장치일 수도 있다. 즉, 차량 등에 싣거나 사람이 직접 휴대가 가능하며, 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20), 출동한 드론(100) 등과 통신이 가능한 모든 유무선 가전/통신 장치를 포함할 수 있다.
현장 단말(200)은 출동 지점에 출동한 드론(100)의 제어 권한을 관제 센터(20)로부터 인계받을 수 있다. 예를 들어, 도 6에서, 제1 현장 단말(200a)은 제1 출동 드론(100a)의 제어 권한을 관제 센터(20)로부터 인계받고, 제2 현장 단말(200b)은 제2 출동 드론(100b)의 제어 권한을 관제 센터(20)로부터 인계받고, 제3 출동 드론(100c)은 관제 센터(20)에서 제어할 수 있다. 도 6에서, 세 대의 무인 비행체(100a, 100b, 100c)와 두 대의 현장 단말(200a, 200b)만 도시되어 있으나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 각 무인 비행체(100a, 100b, 100c)의 구체적인 구성요소에 대해서는 상술한 바와 같으므로 생략하도록 한다.
도 7을 참조하면, 현장 단말(200)은 단말 입력부(210), 단말 통신부(220), 단말 제어부(230), 단말 출력부(240), 단말 저장부(250), 인증부(260), GPS 수신부(270) 등을 포함할 수 있다.
단말 입력부(210)는 현장 단말(200)의 사용자 등이 정보를 입력 및 선택하는 입력 인터페이스로써, 관제 센터(20)로부터 제어 권한을 인계받은 드론(100)에 대한 명령 정보를 입력할 수 있다. 단말 입력부(210)는 버튼, 휠, 조그 셔틀 등을 구비하여 로부터 명령을 입력받을 수 있다. 또한, 디스플레이가 터치 스크린 기능을 제공하는 경우 디스플레이가 단말 입력부(210)의 역할을 수행할 수도 있다. 또한, 단말 입력부(210)는 그 자체만으로 하나의 장치일 수 있는데 예를 들어, 무선 리모콘이 단말 입력부(210)의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 무선 리모콘에 구비된 버튼 및 휠 등을 이용하여 경찰관, 소방관 등의 사용자는 정보를 입력할 수 있다. 이러한 경우, 무선 리모콘을 조작하여 현장 단말(200)의 사용자는 드론(100)의 비행을 제어할 수 있다. 또한, 단말 입력부(210)는 음성 등을 입력할 수 있는 마이크 등을 더 포함할 수 있다. 특히, 현장 단말(200)의 마이크 등을 통해 입력된 음성은 현장 단말(200)의 제어를 받는 드론(100)의 스피커 모듈 등을 통해 출력될 수 있다. 이에, 범죄 상황 등 사고 현장을 통제할 수 있도록 하는 원격 음성 시스템 또는 지능화된 자동 대응 시스템을 구현할 수 있다. 예를 들어, 사고 현장에서 범죄자가 칼을 들고 있고, 이를 드론(100)의 영상 정보를 통해 확인한 경찰관은 현장 단말(200)의 마이크에 음성입력을 하고, 상기 입력된 음성이 드론(100)에서 출력되어 범죄자 등 사고 현장에 있는 사람에게 전달되도록 할 수 있다.
단말 통신부(220)는 관제 센터(20), 드론(100)과 무선으로 통신하는 역할을 하며, 구체적으로, 단말 통신부(220)와 드론 통신부(140), 관제 센터(20)의 통신모듈(미도시)가 네트워크(50)를 통해 연결된다. 이러한 단말 통신부(220)는 관제 센터(20)나 긴급 대응 기관의 서버(미도시)와 연결되어 각종 정보를 송수신할 수 있다. 또한, 각 현장 단말(200)의 단말 통신부(220)가 서로 연결되어 각종 정보를 송수신할 수 있다.
단말 제어부(230)는 제어 권한을 인계받은 드론(100)을 원격으로 제어할 수 있으며, 단말 입력부(210)를 통해 입력한 명령 정보에 따라 드론(100)을 원격으로 제어할 수 있다. 또한, 단말 제어부(230)는 현장 단말(200) 및 이의 각 구성요소를 제어한다. 구체적으로, 단말 제어부(230)는 드론(100)에서 획득된 영상 정보, 주변 정보, 관제 센터(20) 또는 드론(100)에서 생성되는 이벤트 정보 등을 단말 출력부(240)에 표시하여 안내할 수 있다. 예를 들어, 단말 제어부(230)는 드론(100)에서 생성되어 전송된 이벤트에 대한 위치 정보, 특징 정보를 표시하여 단말 출력부(240)에 출력할 수 있다.
단말 출력부(240)는 정보를 표시하여 제공하는 역할을 한다. 단말 출력부(240)는 경고음이나 음성 등의 청각적 표시 수단이나 시각적 표시 수단일 수 있다. 예를 들어, 단말 출력부(240)는 소리를 출력할 수 있는 스피커를 포함할 수 있으며, 또한, 문자, 기호 등을 디스플레이할 수 있는 LCD 모니터나 LED 등과 같은 디스플레이 모듈을 포함할 수 있다.
단말 저장부(250)는 외부로부터 수신되는 각종 정보, 데이터를 저장하며, 특히, 관제 센터(20)나 드론(100)에서 획득되고, 생산되는 각종 정보, 데이터를 수신하여 저장할 수 있다. 특히, 단말 저장부(250)에 GIS 정보를 저장할 수도 있다. 단말 제어부(230)는 단말 저장부(250)에 저장된 GIS 정보에 관제 센터(20) 또는 드론 (100)에서 전송된 이벤트의 위치 정보, 특징 정보를 매핑시켜 단말 출력부(240)에서 출력할 수 있다.
인증부(260)는 드론(100)에 접속할 수 있는 권한을 인증하는 역할을 한다. 예를 들어, 인증부(260)를 통해 현장 단말(200)의 사용자 등의 고유 인증 모듈의 색인자 또는 비밀번호를 통해 드론(100)에 접속할 수 있는 권한을 인증한다. 인증부(260)는 텍스트파일 인증모듈(mod_auth), Berkeley DB 인증모듈(mod_auth_db), DBM인증모듈 (mod_auth_dbm), Anonymous 인증모듈(mod_auth_anon), PostgreSQL인증모듈, XNS 인증 서비스 중 적어도 하나의 인증 프로토콜을 이용하여 사용자를 인증하게 되나, 이에만 제한되지 않음은 당업자에게 자명하다 할 것이다. 인증부(260)에 의해 인증이 된 경우에만 현장 단말(200)이 드론(100)에 접속할 수 있으므로, 정보의 안전성, 기밀성 등을 유지할 수 있다.
GPS 수신부(270)는 GPS 정보를 수신한다. GPS 수신부(270)에서 수신되는 GPS 정보를 이용하여 관제 센터(20) 또는 드론(100)이 현장 단말(200)의 위치를 확인할 수 있다.
다시 도 6 및 도 7을 참조하면, 드론(100)은 복수개를 포함하며, 각 드론(100a, 100b, 100c)은 사고 발생 시, 사고 현장에 공중으로 비행을 하여 이동한다. 이때, 최단 시간 대응을 위해, 각 드론(100a, 100b, 100c)은 직선으로 이동을 할 수 있으나, 상황에 따라 출동 지점까지의 비행 경로를 수정하면서 이동할 수 있다.
현장 단말(200)은 복수개를 포함하며, 각 현장 단말(200a, 200b)이 적어도 하나의 드론(100)에 접속할 수 있다. 각 현장 단말(200a, 200b)이 복수개의 드론(100a, 100b, 100c)을 조종할 수도 있고, 하나의 드론(100)만 조종할 수도 있다. 또한, 각 드론(100a, 100b, 100c)은 하나의 현장 단말(200)에 의해 제어될 수도 있고, 복수의 현장 단말(200)에 의해 제어될 수도 있다.
바람직하게는, 하나의 드론(100)이 하나의 현장 단말(200)에 의해 제어되는 것이 바람직하다 할 것이다. 이를 위해, 복수개의 현장 단말(200) 중에서, 관제 센터(20)로부터 출동 지점에 출동한 드론(100)에 접속할 수 있는 권한을 최초로 인증부(260)를 통해 인증받은 현장 단말(200)이 드론을 원격으로 제어할 수 있다.
또한, 관제 센터(20)는 각 현장 단말(200)의 GPS 정보를 수신하며, 사고 현장에서의 드론(100)의 영상 정보를 분석하여 이벤트를 추출하고, 관제 센터(20)는 상기 GPS 정보 및 이벤트에 기초하여 상기 드론(100)을 원격으로 제어하는 이동 단말(200)의 제어 권한을 다른 이동 단말(200)로 변경할 수 있다. 예를 들어, 최초로 제1 출동 드론(100a)에 접속할 수 있는 권한을 인증한 제1 현장 단말(200a)이 있더라도, 관제 센터(20)는 제1 현장 단말(200a), 제2 현장 단말(200b)의 위치, 사고 현장에 안전하고 빠르게 접근 가능한 이동로에 인접한 제2 현장 단말(200b)의 위치를 고려하여 상기 제1 출동 드론(100a)을 원격으로 제어하는 제어 권한을 제1 현장 단말(200a)에서 제2 현장 단말(200b)로 변경할 수 있다.
예를 들어, 여러 건물에 화재가 발생하였는데 이 중 한 건물에 부상자가 있는 경우, 제3 출동 드론(100c)을 현재 제어할 수 있는 제1 현장 단말(200a)의 사용자가 다른 건물에 투입되어 있고, 제2 현장 단말(200b)의 사용자가 부상자가 있는 건물에 가까이 있으면, 관제 센터(20)는 제어 권한을 현재의 제1 이동 단말(200a)에서 제2 이동 단말(200b)로 변경할 수 있다. 그런 후에, 제어 권한을 받은 제2 이동 단말(200b)의 사용자는 제3 출동 드론(100c)을 조작하여 보다 정밀한 자료를 수집하여 보다 실질적인 대응 조치를 수립할 수 있을 것이다. 물론, 관제 센터(20)가 아닌, 각 이동 단말(200a, 200b) 간 또는 각 드론(100a, 100b, 100c)에서 제3 출동 드론(100c)의 제어 권한을 이전하도록 운용할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 드론을 이용한 사고 대응 시스템의 개념을 도시한 도면이다. 또한, 도 9는 도 8의 드론을 이용한 사고 대응 시스템에서 신고 단말에게 인센티브를 제공하는 개념을 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 신고 단말(300)은 비행 중에 실종된 드론(100)의 외부에 표시된 드론 확인 정보를 촬영하여 관제 센터(20)로 신고할 수 있다. 신고 단말(300)은 일반적인 이동 통신 단말, 2G/3G/4G, 와이브로 무선망 서비스가 가능한 단말, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA: Personal Digital Assistant), 스마트폰(Smart phone), 왑폰(WAP phone: Wireless application protocol phone) 등 네크워크(50)에 접속하기 위한 사용자 인터페이스를 갖는 모든 유무선 가전/통신 장치를 포괄적으로 의미할 수 있으며, IEEE 802.11 무선 랜 네트워크 카드 등의 무선랜 접속을 위한 인터페이스가 구비된 기기일 수 있다. 또한, 신고 단말(300)은 이동 통신 단말 이외에 컴퓨터, 노트북 등의 정보 통신 기기이거나 이를 포함하는 장치일 수도 있다. 즉, 차량 등에 싣거나 사람이 직접 휴대가 가능하며, 네트워크(50)를 통해 관제 센터(20)와 통신이 가능한 모든 유무선 가전/통신 장치를 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 8에서, 드론 확인 정보가 "A-R12-012" 가 드론(100)의 외부에 표시되어 있다. 신고 단말(300)이 드론(100)을 촬영하여 관제 센터(20)로 신고하면, 관제 센터(20)는 드론 확인 정보를 확인하여 실종된 드론(100)인지 확인한다. 일례로, 도 9에 도시한 바와 같이, 관제 센터(20)는 영상에서 드론 확인 정보(101)를 영상 분석 알고리즘 등을 통해 추출하여 확인할 수 있다. 이때, 관제 센터(20)는 신고 단말(300)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 그리고, 관제 센터(20)는 상기 위치 정보에 기초하여 드론(100)이 회수된 경우에 현금 또는 상품으로 교환 가능한 디지털 권리(401)를 상기 신고 단말(300)에 전송할 수 있다. 이를 통해, 드론(100)의 운용 중 추락이나 충돌, 방전 등으로 실종되는 경우, 일반 시민의 협조를 유도(포상 등 인센티브 제공)함으로써, 실종된 드론(100)을 회수 후 재사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 긴급 대응 방법은 소프트웨어 및 하드웨어에 의해 하나의 모듈로 구현 가능하며, 전술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 롬(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크 등의 자기적 매체, CD, DVD 등의 광학적 매체 및 인터넷을 통한 전송과 같은 캐리어 웨이브와 같은 형태로 구현된다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네크워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 '~부'는 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부'는 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 드론 스테이션
20: 관제 센터
100: 드론
110: 드론 본체부 120: 전원 공급부
130: 정보 획득부 140: 드론 통신부
150: 정보 제공부 160: GPS 수신부
170: 드론 제어부
200: 현장 단말
210: 단말 입력부 220: 단말 통신부
230: 단말 제어부 240: 단말 출력부
250: 단말 저장부 260: 인증부
270: GPS 수신부
300: 신고 단말

Claims (16)

  1. 다양한 종류의 드론들이 배치되는 복수의 드론 스테이션;
    사고 신고가 접수되면 상기 사고 신고에 기초하여 출동 지점을 결정하고, 상기 복수의 드론 스테이션에 배치되는 드론들 중 적어도 하나의 드론이 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어하는 관제 센터; 및
    상기 출동 지점으로의 비행 중에 실종된 드론의 외부에 표시된 드론 확인 정보를 촬영하여 상기 관제 센터로 신고하는 신고 단말을 포함하며,
    상기 복수의 드론 스테이션은 상기 관제 센터에 의해 관제 가능한 관제 가능 영역에 분산 설치되고,
    상기 관제 센터는 상기 신고 단말의 위치 정보를 획득하고, 상기 위치 정보에 기초하여 드론이 회수된 경우에 현금 또는 상품으로 교환 가능한 디지털 권리를 상기 신고 단말에 전송하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 드론 스테이션은,
    상기 관제 가능 영역에 그리드 형태로 분산 설치되며,
    사고 신고에 따라 1회만 출동이 가능한 1회용 드론을 적어도 하나 구비하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 드론 스테이션에 배치되는 적어도 하나의 드론은,
    상기 출동 지점까지 비행하는 드론 본체부;
    상기 드론 본체부를 작동시키기 위한 전원을 공급하는 전원 공급부;
    영상 정보 및 주변 정보를 획득하는 정보 획득부;
    상기 관제 센터와 통신하는 드론 통신부;
    시각적으로 표시하는 디스플레이 모듈 및 청각적으로 안내하는 스피커 모듈을 포함하는 정보 제공부;
    GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부; 및
    상기 GPS 정보에 기초하여 상기 출동 지점까지 비행하도록 상기 드론 본체부를 제어하며, 상기 영상 정보 및 주변 정보를 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터로 전송하고, 상기 전원 공급부의 전원 잔량을 검출하여 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터로 전송하는 드론 제어부를 포함하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 드론 제어부는,
    상기 출동 지점의 정보에 기초하여 비행 경로를 생성하며, 상기 GPS 정보에 기초하여 상기 비행 경로에 따라 상기 드론 본체부를 비행하도록 제어하고, 상기 정보 획득부의 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 상기 비행 경로를 실시간으로 최적화하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 드론 제어부는,
    상기 출동 지점의 영상 정보에서 관심 영역을 설정하고, 상기 관심 영역에서 검출된 이벤트의 특징 정보를 도출하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 드론 제어부는,
    GIS 정보와 상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이벤트에 대한 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보를 상기 특징 정보와 함께 상기 드론 통신부를 통해 상기 관제 센터 또는 상기 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 중 적어도 하나로 전송하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    상기 전송된 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 이벤트를 검출하고, 상기 전송된 전원 잔량을 분석하여 상기 드론 본체부의 잔여 비행 시간을 산출하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    GIS 정보와 상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이벤트에 대한 위치 정보를 산출하고, 상기 위치 정보를 상기 특징 정보와 함께 상기 출동 지점에 위치한 지정된 현장 단말 또는 상기 출동 지점에 출동한 복수의 드론들 중 적어도 하나로 전송하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    상기 잔여 비행 시간에 따라 상기 복수의 드론 스테이션에 배치된 드론들 중 적어도 하나를 상기 출동 지점으로 출동하도록 제어하고,
    상기 출동에 따라 대체되는 적어도 하나의 드론을 상기 복수의 드론 스테이션 중 적어도 하나의 스테이션으로 복귀하도록 제어하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    상기 잔여 비행 시간이 상기 복수의 드론 스테이션 중 가장 가까운 드론 스테이션까지의 복귀 시간보다 작은 경우, 상기 영상 정보 및 주변 정보를 분석하여 상기 드론을 안전한 장소에 비상 착륙시키는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 관제 센터로부터 상기 출동 지점에 출동한 드론의 제어 권한을 인계받는 현장 단말을 더 포함하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 현장 단말은,
    복수개를 포함하며, 상기 관제 센터로부터 상기 출동 지점에 출동한 드론에 접속할 수 있는 권한을 최초로 인증받은 현장 단말이 드론을 원격으로 제어하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    상기 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론으로부터 전송받은 영상을 분석하여 상기 영상의 밝기(brightness) 데이터, 색상(color) 데이터 및 모션(motion) 데이터 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터를 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터와 비교하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 관제 센터는,
    상기 검출된 밝기 데이터, 색상 데이터 및 모션 데이터가 상기 임계 밝기 데이터, 임계 색상 데이터, 임계 모션 데이터를 모두 초과한 경우, 최대 긴급 상황으로 판단하고,
    상기 출동 지점에 출동한 적어도 하나의 드론을 상기 최대 긴급 상황이 발생한 지점으로 돌진하도록 제어하는, 드론을 이용한 사고 대응 시스템.
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