KR102017154B1 - 드론을 이용한 해양 관측 시스템 - Google Patents
드론을 이용한 해양 관측 시스템Info
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Abstract
본 발명에 따른 해양 관측용 드론은 해양의 영상을 촬영하는 영상 촬영부, GPS 위치 정보 또는 상기 영상 촬영부의 영상을 통해 드론의 위치를 파악하는 위치 인식부, 상기 위치 인식부에 따른 위치 정보를 송신하는 정보 송신부 및 상기 영상 촬영부가 촬영한 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함하며, 상기 드론은 촬영 가능한 해양의 사물을 마커로 인식하고 상기 마커를 선별하여 상기 영상 보정부가 영상을 보정함으로써 상기 GPS 위치 정보와 보정된 마커의 영상 정보를 취합하여 상기 드론의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 해양 관측 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 해양 사고 및 조난에 대한 신고와 환경에 관한 감시 기능을 갖는 해양 관측 시스템에 관한 것이다.
드론은 무인 비행체를 말하며, 근래에는 드론을 이용하여 단순히 정보 수집용 촬영만이 아니라 구인, 구난 및 물건 이송 그리고 환경에 대한 감시 및 신고의 기능을 수행하기도 한다. 이를 위해 정확한 위치정보 전송 및 다양한 기능 들이 부가되고 있다.
일반적으로 드론을 이용한 관측 자료는 해양, 기상, 환경, 농업 등의 다양한 분야에서 이루어지고 있으며, 실시간으로 수집된 자료 및 모델링 등에 의해 얻어진 결과는 여러 분야에서 유용한 과학 정보로 제공된다. 특히, 사고 발생 이후 구조나 구난이 필요한 경우 사고 지점에 관한 위치 정보의 제공도 주요 기능이다.
다만, 종래의 드론은 사고 지점의 위치를 GPS를 이용한 좌표로 전송하고 있어 오차 발생 범위가 크고, 해양이라는 환경적 특성에 관한 정보를 제공하기 힘든 문제점이 있다.
또한, 드론으로부터 해양 사고 위치 정보를 수신하여 경찰이나 구조자가 직접 출동하는 경우 사고 위치까지 도달하는 시간 소요 및 구조의 효율성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 정확한 위치 정보를 제공하는 드론과 이를 이용하여 해양사고 및 재난 발생 시 신속한 구조를 위한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 해양 관측용 드론은 해양의 영상을 촬영하는 영상 촬영부, GPS 위치 정보 또는 상기 영상 촬영부의 영상을 통해 드론의 위치를 파악하는 위치 인식부, 상기 위치 인식부에 따른 위치 정보를 송신하는 정보 송신부 및 상기 영상 촬영부가 촬영한 영상을 보정하는 영상 보정부를 포함하며, 상기 드론은 촬영 가능한 해양의 사물을 마커로 인식하고 상기 마커를 선별하여 상기 영상 보정부가 영상을 보정함으로써 상기 GPS 위치 정보와 보정된 마커의 영상 정보를 취합하여 상기 드론의 위치를 파악하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마커로는 기존에 위치하는 섬, 등대, 방파제와 같은 고정식 구조물과 선박, 부유식 구조물, 드론과 같은 이동식 구조물이 이용되며, 상기 영상 보정부는 촬영된 영상 속의 마커를 기 설정된 기준에 따라 선별하되 촬영 및 보정의 횟수를 필요에 따라 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 영상 보정부는 일정한 시간 간격으로 촬영된 상기 마커의 영상을 분석하여 고정 구조물 여부를 판단하고, 영상을 통한 상기 마커의 위치를 X, Y, Z축의 3차원 좌표로 인식하되 반복하여 분석함으로써 상기 드론의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 해양관측 시스템은 서버를 더 포함하며, 상기 서버는 상기 드론으로 부터 영상 및 위치정보를 수신하는 정보 수신부, 상기 수신된 정보에 의해 지령을 송신하는 지령 송신부, 상기 수신된 정보를 저장하는 저장부 및 상기 드론을 제어하는 제어부를 더 포함하며, 해양 사고 발생 시, 상기 서버는 사고지점의 영상 및 위치정보를 수신하여 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력의 유무를 파악하고, 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력이 있는 경우 사고 지점의 위치 정보를 재 송신하여 신속한 구조가 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서버는 상기 드론의 상시 가동 여부를 선택적으로 판단하고, 상기 드론은 선박의 오염물질 배출, 밀수행위, 항만의 경비, 화력 발전소 근처 환경 감시 및 선박 항로 상의 충돌 가능 물체의 유무 확인 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 드론 및 이를 이용한 관측 시스템은 해양 사고 및 재난 시 신속한 출동을 가능하도록 하고 정확한 위치를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 설명도,
도 2는 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 구성 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 사고발생 위치확인에 관한 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 사고발생 위치확인의 보정 과정에 관한 설명도이다.
도 2는 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 구성 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 해양 관측 시스템의 사고발생 위치확인에 관한 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 사고발생 위치확인의 보정 과정에 관한 설명도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 해양 관측용 드론 및 해양 관측 시스템에 관하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시 할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 본 발명은 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않으며, 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이도록 한다. 본 발명에 따른 드론 및 시스템은 명칭에 한정되지 않고 다양하게 적용될 수 있으므로, 이하 설명하는 용어나 명칭에 한정될 필요는 없다.
본 발명에 따른 드론은 해양 관측의 용도로 사용되며, 주로 선박의 오염물질 배출, 밀수 행위 및 화력 발전소 등의 환경 감시 기능과, 항만의 경비를 위한 순찰기능 그리고 대형 선박과 낚시 배의 사고를 예방하기 위한 항로 구역 감시 기능을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 드론(100)은 해양을 관측한 영상 및 위치 정보를 송신하기 위해 해양의 영상을 촬영하는 영상 촬영부(111), GPS 위치 정보 또는 상기 영상 촬영부(111)의 영상을 통해 드론의 위치를 파악하는 위치 인식부(110), 상기 위치 인식부(110)에 따른 위치 정보를 송신하는 정보 송신부(130) 및 상기 영상 촬영부(111)가 촬영한 영상을 보정하는 영상 보정부(113)를 포함한다.
상기 영상 촬영부(111)는 종래의 촬영장치, 카메라 등이 사용될 수 있으며, 흔들림 없는 영상을 촬영하기 위해 별도의 짐벌(미도시)이나 보정수단이 사용될 수 있다. 또한, 상기 영상 촬영부(111)에 사용되는 렌즈는 360도 촬영이 가능한 어안렌즈를 사용하여 드론을 중심으로 모든 방향으로의 영상을 촬영한다.
또한, 본 발명에 따른 드론은 해양 관측을 주로 진행함에 따라 해수의 염분으로 인한 부식을 방지하기 위해 별도의 부식방지 수단(미도시)이 마련되거나 부식방지 층이 드론의 표면에 마련될 수 있다.
예컨대, 상기 드론(100)의 일 측에 담수의 공급부 및 담수를 분사하여 표면의 염분 층을 제거하거나 상기 영상 촬영수단의 렌즈 표면을 닦아내거나 염분을 제거하는 구성을 포함할 수 있는 것이다.
상기 위치 인식부(110)는 드론의 위치를 GPS 수신 정보를 이용하여 확인할 수 있으며, 상기 영상 촬영부(111)의 촬영 영상을 통해서 드론의 위치를 정확하게 확인할 수 있다.
즉, 상기 영상 촬영부(111)에서 촬영된 영상에서 인식할 수 있는 지표 내지 마커가 될 수 있는 것이 있으면 이를 통해 GPS 수신 정보와 영상에 의한 추가 정보를 취합하여 보다 정확한 드론의 위치를 파악하는 것이다.
상기 드론은 촬영 가능한 해양의 사물을 마커(150)로 인식하고 상기 마커(150)를 선별하여 상기 영상 보정부(113)가 영상을 보정함으로써 상기 GPS 위치 정보와 보정된 마커(150)의 영상 정보를 취합하여 상기 드론의 위치를 파악한다.
상기 마커(150)로는 기존에 위치하는 섬, 등대, 방파제와 같은 고정식 구조물과 선박, 부유식 구조물, 드론과 같은 이동식 구조물이 이용되며, 상기 영상 보정부(113)는 촬영된 영상 속의 마커(150)를 기 설정된 기준에 따라 선별하되 촬영 및 보정의 횟수를 필요에 따라 증가시킬 수 있다.
상기 마커(150)의 영상 정보와 GPS 정보를 함께 취합함으로써 정확한 드론의 위치 정보를 확인할 수 있으며, 영상 정보의 보정을 위해 상기 드론은 상하 방향으로의 이동을 복수로 진행하면서 마커로부터 획득하는 위치정보를 보정하는 것이다.
즉, 한 번 촬영에 따른 영상 정보를 활용하지 않고 선택적으로 복 수의 촬영을 진행하고 이에 따라 마커 즉, 섬이나, 부유구조물 등의 영상 정보를 통해 정확한 드론의 위치 정보를 얻는 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이 드론이 상하 방향으로 이동하면서 촬영한 마커의 영상과 GPS 수신 정보를 이용함으로써 삼각측량의 원리에 따라 위치를 파악하게 되는 것이다.
또한, 상기 영상 보정부(113)는 일정한 시간 간격으로 촬영된 상기 마커의 영상을 분석하여 고정 구조물 여부를 판단하고, 영상을 통한 상기 마커의 위치를 X, Y, Z축의 3차원 좌표로 인식하되 반복하여 분석함으로써 상기 드론의 위치를 보정한다.
본 발명에 따라 드론을 이용한 해양관측 시스템은, 해양의 영상을 촬영하는 영상 촬영부(111), GPS 위치 정보 또는 상기 영상 촬영부(111)의 영상을 통해 드론의 위치를 파악하는 위치 인식부(110), 상기 위치 인식부(110)에 따른 위치 정보를 송신하는 정보 송신부(130) 및 상기 영상 촬영부(111)가 촬영한 영상을 보정하는 영상 보정부(113)로 마련된 드론과 서버(300)를 더 포함한다.
상기 서버(300)는 상기 드론(100)으로 부터 영상 및 위치정보를 수신하는 정보 수신부(330), 상기 수신된 정보에 의해 지령을 송신하는 지령 송신부(350), 상기 수신된 정보를 저장하는 저장부(370) 및 상기 드론을 제어하는 제어부(310)를 더 포함한다.
상기 서버(300)는 드론을 관리하는 기관인 해양 경찰청 또는 관세청 등에 설치될 수 있으며 경우에 따라서는 클라우드 서버가 이용될 수도 있다. 특히, 사물인터넷 기술이 적용됨으로써 드론, 해양의 구조물 및 이동식 부유체 등과도 통신이 가능하며 제어가 가능할 수 있다.
본 발명에 따른 해양 관측 시스템은 앞서 설명한 바와 같이 신속한 구조 및 재난의 대응이 가능하다. 이를 위해 사고 발생 시, 서버(300)는 사고지점의 영상 및 위치정보를 수신하여 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력의 유무를 파악하고, 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력이 있는 경우 사고 지점의 위치 정보를 재 송신하여 신속한 구조가 가능하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 해양 관측 시스템은,
사고발생 지역의 위치를 확인하는 단계(S120), 위치 정보를 송신하는 단계(S130), 사고발생 지역의 근방에 선박이나 구조 가능한 시설의 유무를 확인하는 단계(S140)와 근방에 선박이나 구조 가능한 시설이 있는 경우 구조신호를 송신하여(S150) 최대한 신속하게 구조할 수 있도록 하는 것이 특징이다.
또한, 사고발생 위치확인 단계(S120)에서 GPS를 통한 드론의 위치정보 확인이나 마커(150) 등의 촬영 정보를 통한 위치정보 확인결과는 실제 사고 지역의 위치정보와는 상이할 수 있으므로 보정이 필요하다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 사고발생 위치확인 단계(S120)은 GPS 위치확인 단계(S121), 영상촬영 단계(S122), 이미지 보정 및 분석단계(S123) 및 위치정보 필터링 단계(S124)를 포함할 수 있다.
예컨대, 수 차례 상기 마커(150)를 촬영하고 도 5에 도시된 설명과 같이 상기 드론이 상하 방향 또는 수평 방향으로 이동하여 상기 마커(150)를 촬영함으로서 고정된 구조물인 상기 마커(150)의 위치 정보를 참고하여 최대한 오차범위를 줄일 수 있는 것이다. 즉, 촬영된 영상 정보 사이의 마커의 이미지 등을 활용하여 드론의 위치 정보를 필터링함으로써 정확한 사고 지점의 위치를 상기 서버(300)에 송신하는 것이다.
상기 서버(300)는 상기 드론의 상시 가동 여부를 선택적으로 판단하고, 상기 드론은 선박의 오염물질 배출, 밀수행위, 항만의 경비, 화력 발전소 근처 환경 감시 및 선박 항로 상의 충돌 가능 물체의 유무 확인 기능을 수행할 수도 있다.
이를 통해, 본 발명에 따른 드론 및 이를 이용한 해양 관측 시스템은 비상 시의 신속한 구조를 위한 정보제공과 평상 시의 감시 행위를 모두 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 드론을 이용한 해양 관측시스템은 필요 시 공기 질의 확인 및 알람의 기능을 수행할 수 있다. 즉, 현재, 도로에 설치되어 있는 전광판 알람은 초미세먼지 또는 아황산가스의 일정 지역에 관한 정보만을 제공하고 있으나 본 발명에 따른 드론을 이용한 관측 시스템은 보다 넓은 지역 또는 전 지역을 포함하고 나아가 해양의 공기 질의 상태를 센싱하여 보다 다양한 정보를 송신 할 수 있는 것이다.
따라서, 이를 위해 상기 드론에는 자체적으로 공기 질을 분석할 수 있는 별도의 분석 툴(미도시)이 탑재되어 있거나 또는 가이드 라인에 따른 비교 기준을 통해 환경 지표에 대한 등급을 알려줄 수도 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 드론을 이용한 관측 시스템은 공기 질 이외에도 환경 상의 변화, 온도, 수분 및 날씨 등에 관한 정보도 관측 및 정보 송신이 가능하도록 함으로써 사용자에게 보다 많은 정보를 제공할 수 있다. 특히, 드론을 이용함으로써 국소 지역의 정보만이 아니라 넓은 지역과 특정 목표 지역에 대한 정보를 수집할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 드론을 이용한 관측 시스템은 해양 상공에 마련되거나 또는 해양의 부유물 또는 상술한 마커 등을 기준으로 환경 상태 및 공기 질을 관측 함으로써 근래 이슈가 되고 있는 중국 발 미세먼지에 대한 관측과 정보 수집에 잘 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 구성 요소들은 독립적으로 적용될 수 있으며 조합이나 결합에 의해 그 기능을 발현할 수도 있을 것이다. 또한, 다양한 기준에 적용될 수 있도록 변경 및 교환하여 사용될 수 있다. 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.
본 발명에 따른 드론 및 이를 이용한 해양 관측 시스템은 정확한 위치 정보를 획득하여 구조 및 감시기능이 개선된 관측 시스템에 이용될 수 있다.
100: 드론 110: 위치 인식부
111: 영상 촬영부 113: 영상 보정부
130: 위치정보 송신부 150: 마커
300: 서버 310: 제어부
330: 정보 수신부 350: 지령 송신부
370: 저장부
111: 영상 촬영부 113: 영상 보정부
130: 위치정보 송신부 150: 마커
300: 서버 310: 제어부
330: 정보 수신부 350: 지령 송신부
370: 저장부
Claims (5)
- 해양을 관측한 영상 및 위치 정보를 송신하는 드론에 있어서,
해양의 영상을 촬영하는 영상 촬영부
GPS 위치 정보 또는 상기 영상 촬영부의 영상을 통해 드론의 위치를 파악하는 위치 인식부;
상기 위치 인식부에 따른 위치 정보를 송신하는 정보 송신부; 및
상기 영상 촬영부가 촬영한 영상을 보정하는 영상 보정부; 를 포함하며,
상기 드론은 촬영 가능한 해양의 사물을 마커로 인식하고 상기 마커를 선별하여 상기 영상 보정부가 영상을 보정함으로써 상기 GPS 위치 정보와 보정된 마커의 영상 정보를 취합하여 상기 드론의 위치를 파악하되,
상기 마커로는 기존에 위치하는 섬, 등대, 방파제와 같은 고정식 구조물과 선박, 부유식 구조물, 드론과 같은 이동식 구조물이 이용되고, 상기 영상 보정부는 촬영된 영상 속의 상기 마커를 기 설정된 기준에 따라 선별하되 촬영 및 보정의 횟수를 필요에 따라 증가시키는 것을 특징으로 하는 해양 관측용 드론.
- 삭제
- 제 2항에 있어서,
상기 영상 보정부는 일정한 시간 간격으로 촬영된 상기 마커의 영상을 분석하여 고정 구조물 여부를 판단하고, 영상을 통한 상기 마커의 위치를 X, Y, Z축의 3차원 좌표로 인식하되 반복하여 분석함으로써 상기 드론의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 해양 관측용 드론.
- 제1 항 또는 제 3항에 따른 해양 관측용 드론을 이용한 해양관측 시스템에 있어서,
서버; 를 더 포함하며,
상기 서버는 상기 드론으로 부터 영상 및 위치정보를 수신하는 정보 수신부;
상기 수신된 정보에 의해 지령을 송신하는 지령 송신부;
상기 수신된 정보를 저장하는 저장부; 및
상기 드론을 제어하는 제어부; 를 더 포함하며,
해양 사고 발생 시,
상기 서버는 사고지점의 영상 및 위치정보를 수신하여 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력의 유무를 파악하고, 사고 지점 근처의 선박 또는 구조 가능인력이 있는 경우 사고 지점의 위치 정보를 재 송신하여 신속한 구조가 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 해양 관측 시스템. - 제 4항에 있어서,
상기 서버는 상기 드론의 상시 가동 여부를 선택적으로 판단하고, 상기 드론은 선박의 오염물질 배출, 밀수행위, 항만의 경비, 화력 발전소 근처 환경 감시 및 선박 항로 상의 충돌 가능 물체의 유무 확인 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 해양 관측 시스템.
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| KR1020180027949A KR102017154B1 (ko) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 드론을 이용한 해양 관측 시스템 |
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| KR1020180027949A KR102017154B1 (ko) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 드론을 이용한 해양 관측 시스템 |
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Family
ID=68171613
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020180027949A KR102017154B1 (ko) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 드론을 이용한 해양 관측 시스템 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102128896B1 (ko) * | 2019-12-19 | 2020-07-02 | 주식회사 아소아 | 선박용 어라운드 뷰 제공 시스템 |
| KR20220073901A (ko) * | 2020-11-26 | 2022-06-03 | 조선대학교산학협력단 | 해양 환경 감시 시스템 |
| CN115518316A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-27 | 珠海安擎科技有限公司 | 一种基于无人机、云平台与ar眼镜互联的智慧消防系统 |
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| US20160046373A1 (en) * | 2013-03-11 | 2016-02-18 | Airphrame, Inc. | Unmanned aerial vehicle and methods for controlling same |
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-
2018
- 2018-03-09 KR KR1020180027949A patent/KR102017154B1/ko active IP Right Grant
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| CN115518316B (zh) * | 2022-09-20 | 2024-02-20 | 珠海安擎科技有限公司 | 一种基于无人机、云平台与ar眼镜互联的智慧消防系统 |
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