KR102042785B1 - 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 내에 위치하는 사용자를 대상으로 목적지를 안내할 수 있는 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법은 학교나 대형 건물 내에서도 사용자를 안전하게 목적지로 안내할 수 있으며, 평상시에는 실내의 공기 정화 및 유해 물질 탐지 기능을 수행하면서 위급 상황이 발생하는 경우에는 실내의 사용자에 대한 응급 조치를 가능하도록 안내하는 효과가 있다.

Description

실내 안내용 드론 및 그 제어 방법 {INNER GUIDE DRONE AND METHOD OF CONTROLLING THAT}

본 발명은 드론에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 내에 위치하는 사용자를 대상으로 목적지를 안내할 수 있는 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

드론(Drone)은 벌이 윙윙거리는 소리 또는 낮게 윙윙거리는 소리라는 사전적인 의미를 가진 단어로서, 비행체에 사람이 타지 않고 무선 전파를 이용하여 조정할 수 있는 무인 항공기(UAV: Unmanned Aerial Vehicle)에 해당한다. 이러한 드론은 2차 세계대전 직후, 수명을 다한 낡은 유인 항공기를 공중 표적용 무인 항공기로 재활용하는 것에서부터 시작되어, 기술이 발전함에 따라 비행체에 원격 탐지장치, 위성 제어장치 등의 최첨단 장비를 장착하여 활용하기도 한다. 또한, 드론은 적외선 카메라, GPS(Global Positioning System), 열 감지 또는 동작 감지 센서 등을 탑재함으로써, 지형이나 건물, 사람 등의 동향을 실시간으로 파악할 수도 있다.

초기의 드론은 대부분 군사용으로 활용되어 왔으나, 지속적인 기술 발전에 따라 현재에는 기상 관측, 환경 및 산불 감시, 국경이나 해안, 및 도로 감시, 재난 지원 통신 중계 및 원격 탐사 등의 민간 분야에서도 널리 활용되고 있다. 이와 같이, 다양한 분야에 활용 가능한 드론의 광범위한 기능을 고려하여 여러가지 분야에서 드론의 활용 방법이 지속적으로 연구되고 있다. 예를 들어, 단순한 놀이용 모형에서부터, 물건 배달을 위한 배송용 비행체, 교통 상황을 촬영하거나 상황을 중계하는 중계용 비행체, 영화나 드라마의 촬영 도구로 사용되는 경우 등이 그것이다.

도 1은 종래의 드론 사시도를 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 종래의 드론은 몸체, 비행 센서, GPS 센서, 구동부, 제어부, 통신부, 및 전원부를 포함하여 구성된다. 몸체는 드론의 전체적인 외관을 형성하며, 각 구성요소들과 결합되어 지지하는 역할을 한다. 통상적으로, 몸체는 중심 부분으로부터 수평 방향으로 연장된 4개의 구동 암을 포함한다. 비행 센서는 드론 주변에 있는 물체와의 거리를 측정하기 위한 것으로서, 전자기파를 방출하여 지면으로부터 일정한 고도를 유지할 수 있으며, 비행할 때의 자세, 속도, 가속도 등을 측정하여 비행 자세 또는 비행 상태를 측정할 수 있도록 구성된다. 이를 위하여, 자이로 센서 또는 가속도 센서를 포함하여 구성될 수 있다. GPS 센서는 위성으로부터 GPS 정보를 수신받아 현재 위치를 확인하고, 사용자의 조작에 따라 지정된 위치로 드론이 이동할 수 있도록 한다. 4개의 구동 암 끝에는 드론의 추진력을 발생시키기 위하여, 블레이드(또는 프로펠러)와 모터로 이루어진 구동부가 위치한다. 모터에 의해 블레이드가 회전하고, 블레이드의 회전을 통해 발생되는 추진력을 이용하여 드론의 방향 전환 및 이동이 이루어진다. 이와 같이, 드론의 구동부를 복수로 구성함으로써, 출력에 따라 수직 이착륙 및 일정 고도를 유지하는 호버링(hovering) 동작이 가능하다. 제어부는 각 구성요소와 연결되어 신호 처리를 수행하고 드론의 동작을 제어하는 기능을 한다. 통신부는 외부와 무선 통신이 가능하도록 구성되며, GPS 정보 및 사용자의 명령 신호를 수신할 수 있다. 전원부는 각 구성요소에 전력을 공급하도록 구성된다. 통상적으로, 전원부는 충전이 가능할 수 있도록 무선 충전 모듈을 포함할 수 있으며, 이 경우 무선 충전 지역에서 자동으로 충전이 이루어질 수 있다.

이러한 드론을 이용한 다양한 응용 분야와 관련하여, 종래에는 실외 통행자에 대한 안내를 목적으로 하는 드론이 제시되기도 하였다. 등록특허공보 제 10-1647950 호 (드론을 이용한 안전 경로 안내장치 및 그 제어 방법)는 우범 지역을 통행하는 사용자에게 순찰 경로에 기초한 경로를 제공하는 순찰 드론을 개시하고 있으며, 공개특허공보 제 10-2016-0125215 호 (드론, 경로안내 드론 세트 및 드론을 이용한 경로안내 방법)은 시각 장애인과 같은 사용자의 상부에 위치하여, 사용자의 주변에 장애물이 있는 경우 사용자에게 충돌에 대한 경고를 수행하는 드론을 개시하고 있다.

그러나, 이러한 종래의 기술은 GPS 정보를 이용하기 때문에, 쇼핑몰이나 학교와 같은 건물의 실내에서 위치 측정이 어렵고 그 결과 실내에서 사용할 수 없는 단점이 있다. 특히, 구동용 블레이드가 측면에 장착된 평평한 형태의 드론은 그 크기와 모양으로 인해 실내에서 사용하는 과정에서 사용자와 충돌할 경우, 신체적 손상을 가할 수 있으므로 실내에서 운용하기에 적합하지 않다. 또한, 시각 장애인 등의 사용자에게 음성으로 안내하는 경우에 주변 소음으로 인해 효과적인 전달이 어려운 문제점이 있다.

등록특허공보 제 10-1647950 호 (2016.08.12) 공개특허공보 제 10-2016-0125215 호 (2016.10.31)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실내에 위치하는 사용자에게 시각적인 네비게이션 화면과 함께 목적지를 안내할 수 있으며, 평상시에는 실내 공기의 정화 기능을 수행하면서 위급 상황 발생시 응급 조치가 가능한 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실내 안내용 드론은 몸체와, 건물 내부의 지도 정보를 저장하는 메모리와, 상기 건물 내부에서의 위치를 측정하기 위한 위치 센서와, 수평 방향의 촬영이 가능하도록 상기 몸체의 외관 중 일면에 배치되는 적어도 하나의 카메라와, 상기 몸체의 외관 중 다른 일면에 배치되며, 경로 정보를 표시하는 디스플레이와, 상기 몸체의 하부에 배치되어, 일정 높이에서 비행이 가능한 추진력을 발생시키는 구동부와, 상기 건물 내부의 지도 정보를 바탕으로 목적지까지의 경로 정보를 산출하고, 상기 경로 정보에 따라 사용자를 목적지까지 안내하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 몸체는 구형 또는 타원형으로 이루어질 수 있다.

상기 메모리는 건물 방문자의 신청 정보를 저장하되, 상기 사용자의 인식 정보와 비교하여 방문자 인증을 수행할 수 있다.

상기 사용자의 인식 정보는 얼굴 정보, 지문 정보, 개인 식별번호, 음성 정보, 및 동작 정보 중 적어도 하나 이상일 수 있다.

상기 카메라는 상기 몸체에서 중간 높이 부근의 표면을 따라 복수개가 배치될 수 있다.

상기 디스플레이는 가상현실 또는 증강현실을 이용한 표시 장치를 포함할 수 있다.

상기 경로 정보는 목적지 정보와 함께 다음 이동 방향 정보를 포함할 수 있다.

상기 경로 정보는 상기 카메라를 통해 촬영된 전방의 영상 정보를 포함하여 생성될 수 있다.

상기 구동부는 복수의 모터 및 상기 모터에 각각 연결되어 회전이 이루어지는 복수의 블레이드를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 목적지까지의 이동 과정에서 주변의 사람이나 조형물과 충돌이 발생하지 않도록 자율주행 비행을 할 수 있다.

상기 위치 센서는 무선 통신 데이터를 이용하여 건물 내부에서의 위치를 측정할 수 있다.

상기 위치 센서는 하이브리드 위치 측정 시스템인 카이로스 센서일 수 있다.

상기 위치 센서는 GPS 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 위치 센서는 바닥이나 주변 조형물과의 거리를 측정할 수 있는 거리 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 거리 센서는 음파 탐지기 또는 적외선 센서일 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 건물 내부의 온도 또는 습도를 측정하기 위한 온습도 센서를 더 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 건물 내부의 공기를 정화시키기 위한 공기 정화 수단을 더 포함할 수 있다.

상기 공기 정화 수단은 건물 내부의 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 측정하기 위한 공기 센서와, 상기 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 걸러내기 위한 필터를 포함할 수 있다.

상기 건물 내부의 지도 정보는 온도, 습도, 미세먼지, 및 유해가스 중 적어도 하나에 대한 정보와 지리 정보가 결합된 정보일 수 있다.

상기 몸체의 상부 영역에는 상기 건물 내부의 공기가 유입될 수 있도록 격자 형태의 보호 그리드가 형성될 수 있다.

상기 몸체의 하부 영역에는 미세먼지 또는 유해가스가 걸러진 공기를 배출하는 격자 형태의 공기 배출구가 형성될 수 있다.

상기 건물 내부의 지도 정보는 카메라를 통해 촬영된 건물 내부의 영상 정보와 결합된 입체 정보일 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 상기 몸체의 내부에 부력을 제공하기 위한 가스를 저장하는 가스 튜브를 더 포함할 수 있다.

상기 가스는 헬륨 가스일 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 서버와의 무선 통신을 수행하기 위한 무선 통신부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 카메라를 통하여 촬영된 건물 내부의 영상 정보를 바탕으로 위급 상황을 판단하고, 위급 상황으로 판단되는 경우 경보 메시지를 발생할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 지상에 위치하는 장치와의 무선 통신을 통하여 무선 충전이 가능한 무선 충전 모듈을 더 포함할 수 있다.

상기 무선 충전은 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식으로 이루어질 수 있다.

상기 실내 안내용 드론은 상기 구동부에서 발생하는 소음을 줄이기 위한 소음 제거부를 더 포함할 수 있다.

상기 소음 제거부는 상기 구동부에서 발생하는 소음의 주파수를 측정하는 주파수 측정부와, 상기 주파수 측정부에서 측정된 소음을 상쇄시킬 수 있는 주파수를 발생하는 상쇄 주파수 발생부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 거치용 스테이션은 건물 내에서 자율 비행을 통하여 사용자에게 목적지를 안내하는 실내 안내용 드론과 연동하는 이동식 장치에 있어서, 바퀴를 통하여 지상에서의 이동이 가능한 회전력을 제공하는 구동부와, 상기 실내 안내용 드론이 상부에 거치될 수 있는 거치부와, 상기 실내 안내용 드론과의 무선 통신을 수행하는 무선 통신부와, 상기 무선 통신부를 통하여 상기 실내 안내용 드론과 데이터 송수신을 수행함으로써, 상기 실내 안내용 드론이 상기 거치부에 거치될 수 있도록 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

상기 거치용 스테이션은 상기 실내 안내용 드론에 무선 전력을 전송하는 전력 송신부를 더 포함할 수 있다.

상기 거치용 스테이션은 건물 내의 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 검출하고 정화하는 공기 정화 수단을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 시스템은 건물 내의 일정 고도를 유지하며, 자율 비행을 통하여 사용자에게 목적지를 안내하는 실내 안내용 드론과, 건물 내의 지상에서 이동하며, 상기 실내 안내용 드론이 거치될 수 있는 거치용 스테이션을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 드론의 제어 방법은 건물 내부의 지도 정보를 저장하는 단계와, 사용자로부터 목적지 정보를 입력받는 단계와, 위치 센서를 통하여 현재 위치를 측정하는 단계와, 상기 지도 정보를 바탕으로 현재 위치로부터 상기 목적지까지의 경로 정보를 산출하는 단계와, 상기 경로 정보를 바탕으로 상기 목적지까지 상기 사용자를 안내하는 단계와, 상기 사용자를 안내하는 과정에서, 디스플레이를 통해 상기 사용자에게 상기 경로 정보를 표시하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 건물 방문자의 신청 정보를 저장하는 단계와, 상기 사용자의 인식 정보와 상기 건물 방문자의 신청 정보를 비교하여 방문자 인증을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 카메라를 이용하여 전방의 영상을 촬영하는 단계와, 상기 전방의 영상을 상기 경로 정보와 결합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 사용자를 안내하는 단계는 거리 센서를 이용하여 바닥 또는 주변 조형물과의 거리를 측정하는 단계와, 상기 바닥 또는 조형물과의 거리를 일정하게 유지하면서 비행하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 경로 정보를 표시하는 단계는 가상현실 또는 증강현실을 이용하여 건물 내부의 영상 또는 목적지까지의 경로 정보를 표시할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 건물 내부의 공기를 정화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 건물 내부의 공기를 정화시키는 단계는 건물 내부의 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 측정하는 단계와, 몸체 내부의 필터를 이용하여 상기 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 걸러내는 단계와, 상기 미세먼지 또는 유해가스가 걸러진 공기를 건물 내부로 배출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 몸체 내부의 상부에 구비된 1차 센서를 통해 건물 내부의 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 측정하는 단계와, 상기 필터의 하부에 구비된 2차 센서를 통해 상기 필터를 통해 걸러진 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 측정하는 단계와, 상기 1차 센서 및 2차 센서의 측정 값을 비교하여 상기 필터의 교체 시기를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 카메라를 통하여 촬영된 건물 내부의 영상 정보를 바탕으로 위급 상황 여부를 판단하는 단계와, 위급 상황으로 판단되는 경우 경보 메시지를 발생하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 건물 내부의 온도, 습도, 미세먼지, 및 유해가스 중 적어도 하나에 대한 정보를 상기 건물 내부의 지리 정보에 결합하여 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 실내 안내용 드론의 제어 방법은 건물 내부에서 비행 중인 다른 실내 안내용 드론과의 무선 통신을 수행하는 단계와, 상기 무선 통신을 통해서 상호 간에 데이터를 교환하는 단계와, 상기 교환된 데이터를 이용하여 각각의 기능을 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법은 학교나 대형 건물 내에서도 사용자를 안전하게 목적지로 안내할 수 있으며, 평상시에는 실내의 공기 정화 및 유해 물질 탐지 기능을 수행하면서 위급 상황이 발생하는 경우에는 실내의 사용자에 대한 응급 조치를 가능하도록 안내하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 드론 사시도,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론을 이용하여 목적지를 안내하는 과정의 전체적인 개념도,
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 외관을 나타낸 것으로서, 도 3a는 정면도, 도 3b는 후면도, 도 3c는 저면 사시도, 도 3d는 상면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 수직 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 투시도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론과 거치용 스테이션의 연동 과정을 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 내부 구성도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 소프트웨어 구성 예시도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 각 응용 모듈에 있어서, 세부 기능을 좀 더 자세히 도시한 도면이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론을 이용하여 목적지를 안내하는 과정의 전체적인 개념도를 나타낸 것이다. 이를 참조하여, 본 발명의 실내 안내용 드론의 이용 과정을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 학교나 쇼핑몰, 전시관이나 체육시설과 같이 다수의 사람들이 이용하는 건물의 실내에서 사용자(10)에게 목적지를 안내할 수 있도록 구성되었다. 따라서, 도 2a와 같이, 실내 안내용 드론(100)은 건물의 실내에 위치하고 있으면서 사용자(10)가 건물 내에 진입하는 경우에 사용자(10)에게 접근하여 목적지 안내를 하거나 건물 내에 위치하는 사용자(10)로부터 목적지 안내 요청을 받는 경우에 해당 사용자(10)의 요청 사항을 확인하고 희망하는 목적지로 안내하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 사용자와의 대화, 주변의 조형물이나 상황에 대한 판단, 최적의 경로 탐색 및 목적지 안내를 위한 인공지능 기능을 구비할 수 있다. 인공지능(Artificial Intelligence; AI)은 방대한 데이터를 바탕으로 정해진 규칙에 따라 판단하도록 설계된 전문가 시스템(Expert System), 자연 언어의 내용을 정량적으로 표현하는 퍼지 이론(Fuzzy Theory), 인공적인 학습 기능을 이용한 기계 학습(Machine Learning), 인간의 뇌를 바탕으로 신경망 구조를 만든 다음 학습을 진행하는 인공 신경망(Artificial Neuron Network), 반복적인 문제 해결을 통해 최적의 답안을 도출하는 유전 알고리즘(Genetic Algorithm), 또는 믿음(Belief), 목표(Desire), 의도(Intention)의 세가지 영역을 모방하는 소프트웨어 시스템으로 구성된 BDI 아키텍처(BDI Architecture) 등의 다양한 기술을 통해 구현될 수 있다. 이를 위해, 현재까지 구현된 여러가지 인공지능 소프트웨어를 사용할 수도 있는데, IBM의 왓슨(Watson), 마이크로소프트의 테이, 애플의 시리(Siri), 삼성전자의 빅스비(Bixby) 등을 예로 들 수 있다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 동작 과정에서 특정 사용자(10)와의 충돌을 최소화 하고, 충돌이 발생하는 경우에도 사용자(10)에 신체적 손상이 줄일 수 있도록 실내 안내용 드론(10)의 외형은 구형으로 제조하는 것이 바람직하다. 그러나, 구형 이외에 원통형이나 특정 캐릭터의 외모와 유사한 형태로 제작하는 것도 가능할 것이다. 다만, 실내 안내용 드론(100)의 추진력을 발생시키는 블레이드는 실내 안내용 드론(100)의 내부에 위치하도록 구성하는 것이 효과적일 것이다.

본 발명의 안내용 드론(10)이 실내에 진입한 사용자(10)를 인식하거나 실내에 위치하는 사용자(10)가 목적지를 안내받기 위해서 본 발명의 실내 안내용 드론(10)에 이를 요청한 경우, 본 발명의 안내용 드론(10)은 사용자의 목적지 안내 요청을 인식하게 된다.

이 때, 사용자(10)의 요청을 인식하는 방법으로서는 사용자(10)의 발성을 통해서 전달되는 음성을 인식하는 방법이 가장 통상적인 방법에 해당할 것이다. 이 외에, 미리 특정 목적지의 방문을 신청한 사용자(10)라면, 실내 안내용 드론(10)이 내부에 구비된 무선 통신 모듈을 통해서 방문 신청을 한 사용자(10)의 등록정보를 수신해서 활용할 수도 있다. 이 경우에는 방문 신청을 등록한 사용자(10)의 인적사항을 확인하기 위해서 얼굴 인식, 개인 식별번호(예를 들어, 성명, 주민등록번호, 주소 등)나 지문의 입력 등의 방법이 사용될 수 있을 것이다. 또한, 실내 안내용 드론(10)의 표면에 구비된 디스플레이를 통해서 건물 내부의 도면을 표시하고, 터치 스크린 등의 방법을 통해서 사용자(10)가 선택한 목적지를 인식하는 것도 가능할 것이다.

사용자(10)의 목적지가 확인되면, 도 2b와 같이 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 사용(10)의 전방으로 일정 간격을 두고 앞장 서서 목적지로의 이동을 안내하게 된다. 이 때, 실내 안내용 드론(10)은 일측 표면에 디스플레이가 구비되어 있어서, 사용자(10)가 이동 경로를 인식할 수 있도록 이동 방향 및 거리를 표시할 수 있다. 따라서, 사용자(10)는 실내 안내용 드론(10)을 따라 이동하는 과정에서 실내 안내용 드론(10)의 디스플레이에 표시되는 안내 화면을 통하여 다음 지점까지의 거리나 이동 방향, 목적지까지의 거리 또는 예상 소요시간 등을 확인할 수 있게 된다.

이와 같이, 목적지를 안내하는 네비게이션(Navigation) 기능을 사용자(10)에게 효과적으로 전달하기 위해서, 본 발명의 실내 안내용 드론(10)은 안내가 이루어지는 동안 디스플레이 화면의 위치가 사용자(10)의 눈 높이 지점에 위치하도록 비행하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는, 실내 안내용 드론(10)의 하부에는 음파를 이용하여 지면으로부터의 거리를 측정할 수 있는 음파 탐지기(SONAR; Sound Navigation and Ranging)가 구비될 수 있다. 물론, 비행 과정에서 옆면의 벽이나 천장과의 충돌을 방지하기 위해서, 실내 안내용 드론(10)의 일부 측면이나 상부에도 음파 탐지기가 구비될 수 있다. 한편, 사용자에게 목적지를 안내하는 방법은 디스플레이를 통해 화면 상에 표시하는 방법 이외에, 음성으로 사용자에게 안내하거나, 가상현실(Virtual Reality) 또는 증강현실(Augmented Reality) 기법을 이용해서 입체의 형상을 공간 상에 투영하는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 메모리에 건물 내부의 도면과 이동 경로에 대한 정보를 저장하고 있기 때문에, 사용자(10)로부터 목적지가 확인되면 네비게이션 기능을 사용하여 사용자(10)의 경로 이동을 안내할 수 있게 된다. 이 때, 이동 과정에서 주변의 사람이나 구조물, 조형물, 또는 다른 드론과의 충돌을 회피할 수 있도록 자율 주행(Automatic Driving) 기능을 포함하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 건물 내부에서 비행 중인 다른 실내 안내용 드론(100)과의 무선 통신을 수행하면서, 상기 무선 통신을 통해서 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다. 이렇게 교환된 데이터를 이용하여 실내 안내용 드론(100) 사이의 동작이나 기능을 상호 간에 조절하기도 하고 필요한 데이터를 전송하거나 수신하는 것이 가능하다.

도 2c는 사용자(10)가 건물 내에서 특정 목적지를 지정하고, 실내 안내용 드론(100)을 통해 이동 경로를 안내받는 전체 과정을 개념적으로 도시한 것이다. 여기에서는, 대형 전시관에 도착한 사용자(10)가 실내 전시관을 찾아가는데 본 발명의 실내 안내용 드론(100)을 통해 이동 경로를 안내받는 경우를 예시로 나타내었다. 특히, 쇼핑몰이나 전시관과 같이 대형 건물 내에서는 특정 목적지를 찾기가 쉽지 않은데, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)을 이용하는 경우에는 사용자(10)가 보다 손 쉽게 목적지로의 이동이 가능하게 된다.

뿐만 아니라, 많은 사람들이 붐비는 건물 내에서 미아 또는 화재 등의 위급 상황이 발생하는 경우에도, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 이들의 요청을 받거나 내부에 구비된 상황 인식 모듈을 통해 도움이 필요한 사용자(10)를 인식함으로써, 대피 경로의 안내 또는 응급 상황의 전파 등을 수행할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 건물 내부의 온도나 습도, 미세먼지나 유해 물질을 측정하고, 이를 정화할 수 있는 기능을 구비할 수 있다. 이를 위해서는 실내 안내용 드론(100)의 내부에 온도와 습도 뿐만 아니라, 미세먼지를 포함하여 주변의 유해 가스를 측정할 수 있는 센서와 이를 정화할 수 있는 필터를 포함할 수 있다.

한편, 위에서는 건물의 실내에서 경로를 안내하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, GPS(Global Positioning System) 센서를 추가로 장착하는 경우에는 실내 뿐만 아니라 실외에서의 경로 안내 기능도 동일하게 제공할 수 있을 것이다.

위에서 설명한 기능을 효과적으로 수행하기 위하여, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 형상과 구조를 보다 자세히 살펴보기로 한다.

도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 외관을 나타낸 것으로서, 도 3a는 정면도, 도 3b는 후면도, 도 3c는 저면 사시도, 도 3d는 상면도이다.

먼저, 도 3a를 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 몸체는 구형으로 이루어질 수 있다. 물론, 구형과 유사한 형태로서 원통형이나 타원형, 일부 표면이 돌출되어 특정 캐릭터와 닮은 형태를 가질 수도 있다. 그러나, 실내에서 사용되는 점을 감안할 때, 추진력을 제공하는 블레이드를 내부에 탑재할 수 있도록 구성하되, 몸체는 가급적 적은 부피를 가지도록 구형과 유사한 형태로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 때, 전체적인 외관은 구형을 유지하되, 상부 영역은 안테나(140)와 같은 전자 장치가 설치될 수 있도록 일부 평평한 면을 포함할 수 있으며, 하부 역시 추진력을 위한 블레이드나 모터, 센서 등의 설치를 위해 바닥면의 일부를 평평하게 형성하거나 하부의 일부 영역을 투명한 유리 재질로 보호할 수도 있다.

실내 안내용 드론(100)의 몸체에서 중간 높이의 일정 영역에는 외부를 촬영할 수 있는 카메라(110)를 구비한다. 편의상 카메라(110)가 구비되는 방향을 정면이라 지칭할 수 있다. 통상적으로 카메라(110)는 입력되는 빛을 집광하는 렌즈와 렌즈에 의해 초점이 형성되는 영상을 검출하여 전기적인 이미지 신호로 변환하는 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)와 같은 센서를 포함할 수 있다. 카메라(110)는 사용자(10)의 얼굴이나 형상을 촬영하여 사용자(10)를 인식하는데 사용될 수 있다. 또한, 사용자(10)에게 목적지를 안내하는 과정에서 전방의 광경을 촬영하여, 디스플레이를 통해 사용자(10)에게 이를 표시할 수도 있다. 한편, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 복수의 카메라(110)를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 전후좌우의 4 방향을 동시에 촬영할 수 있도록 4개의 카메라(110)가 설치될 수 있다.

카메라(110)가 위치하는 영역에 인접한 영역에는 주변에 위치한 사람이나 조형물, 또는 구조물의 존재를 확인하기 위한 측면 거리 센서(130)가 위치할 수 있다. 측면 거리 센서(130)로서는 음파 탐지기 또는 적외선 센서 등이 사용될 수 있는데, 음파나 적외선을 발산하고 주변의 물체에 부딪쳐서 반사하여 되돌아오는데 걸리는 시간을 측정해서 해당 물체까지의 거리를 측정할 수 있다. 도 3a과 같이, 실내 안내용 드론(100)의 중간 높이에 위치하는 측면 거리 센서(130)는 수평면 상에 존재하는 주변의 물체를 탐지하기 위한 목적으로 이용될 수 있다. 또한, 실내 안내용 드론(100)이 사용자(10)에게 경로를 안내하는 과정에서 사용자(10)의 눈 높이에 맞게 고도를 유지하기 위해서는 바닥과의 거리를 측정할 필요가 있는데, 이를 위해서는 실내 안내용 드론(100)의 하부에 바닥과의 거리를 측정하기 위한 하부 거리 센서가 추가로 구비될 것이다.

카메라(110)와 측면 거리 센서(130)는 각각 일정 간격에 따라 임의의 개수로 배치할 수도 있고, 카메라(110)와 측면 거리 센서(130)를 쌍으로 구성하되, 이러한 카메라(110)-측면 거리 센서(130) 쌍을 하나의 단위로 하여 배치할 수도 있다.

실내 안내용 드론(100)의 상부 중에서 최상부는 서버와의 무선 통신을 위한 안테나(140)가 구비될 수 있다. 이러한 안테나(140)는 실내 안내용 드론(100)의 외관 표면 중 어느 부분에나 설치가 가능하지만, 주변의 구조물이나 조형물 등에 의한 전파 송수신의 장애를 최소화하기 위하여, 최상부 영역에 안테나(140)가 구비되는 것이 바람직하다. 실내 안내용 드론(100)의 내부에는 무선 통신 모듈이 구비되며, 최상부의 안테나(140)를 통해 무선 데이터를 송신 또는 수신하게 된다.

무선 통신 모듈은 CDMA(Code Division Multiple Access)나 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution)와 같은 이동통신 기술을 사용할 수도 있고, 블루투스(Bluetooth)나 NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), MST(Magnetic Secure Transmission), 비콘(Beacon) 또는 와이파이(WiFi)와 같은 근거리 무선통신 기술을 사용할 수도 있다. 그 밖에, 대규모 저전력 장거리 무선통신 기술인 로라(LoRa) 또는 NB-IoT(NarrowBand - Internet of Things)를 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 건물의 실내에 위치하면서, 건물 내부에 미세먼지나 유해물질이 존재하는 경우에, 이를 감지하고 정화할 수 있는 필터 기능을 구비하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 상부 영역에는 추진력을 발생시키는 과정에서 주변의 공기가 유입될 수 있도록 다양한 격자 형태의 보호 그리드(120)가 형성될 수 있다. 보호 그리드(120)는 주변의 공기가 유입될 수 있도록 최상부와 수직 중앙 라인 사이에 일정 영역을 차지하도록 이루어질 수 있다. 격자 형태의 구조는 최상부와 중앙의 다른 외관 부분을 안정하게 연결할 수 있는 범위 내에서, 다양한 크기의 격자 형태로 이루어질 수 있을 것이다.

도 3b는 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 외관 중 일부 영역에 디스플레이(150)가 구비된 경우를 나타내고 있다. 편의상 디스플레이(150)가 구비된 부분을 후면이라고 지칭한다. 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 건물 내에서 사용자(10)의 전방에 눈 높이 정도의 고도를 유지하면서 사용자(10)에게 목적지를 안내할 수 있으므로, 사용자(10)에게 경로를 안내하기 위한 디스플레이(150)는 실내 안내용 드론(100)의 후면에 위치하는 것이 바람직하다. 이 때, 디스플레이(150)에 표시되는 내용은 목적지를 향하여 이동하는 과정에서, 현재 위치를 기준으로 전방의 화면(카메라(110)를 통해 촬영된 화면)일 수도 있고, 전방에 해당하는 건물 내부의 도면이 될 수도 있다. 또한, 목적지에 도달하기 위해서 현재 위치에서 방향을 변경하여야 하는 다음의 이동 경로를 시각적으로 표시할 수도 있다. 결국, 사용자(10)는 실내 안내용 드론(100)이 안내하는 방향을 따라서 이동하되, 실내 안내용 드론(100)의 디스플레이(150)를 통해서 목적지까지의 이동 경로를 계속적으로 확인하면서 이동할 수가 있다.

디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다.

도 3c는 본 발명의 실내 안내용 드론(100)을 아래 부분에서 바라본 저면 사시도이다. 도 3c를 참조하면, 실내 안내용 드론(100)의 하부는 추진력을 발생시키기 위한 4 개의 블레이드(160)가 하부의 중앙 부분에 밀집된 형태를 가진다. 블레이드(160)는 통상 4 개로 구성되지만, 필요에 따라 그 이상의 개수를 가지거나 그 이하의 개수를 가지는 형태로 구성될 수도 있을 것이다. 이와 같이 구성된 블레이드(160)가 회전을 하면 실내 안내용 드론(100)이 비행할 수 있는 추진력을 제공하게 된다. 또한, 상부의 보호 그리드(120)를 통해 유입된 공기는 실내 안내용 드론(100)의 내부에 구비된 필터를 통해 미세먼지나 유해물질이 걸러진 상태로 다시 하부의 블레이드(160)를 통해 건물 내부로 공급될 수 있기 때문에, 건물 내부의 공기를 정화하는 역할을 할 수도 있다. 이 때, 하부 블레이드(160)의 아래에는 필터를 통해 걸러진 공기가 배출되면서도, 하부 블레이드(160)를 보호할 수 있도록 격자 형태의 그리드가 추가로 구비될 수 있다.

한편, 필터는 일정 시간 사용이 이루어지면 이를 교체해 줄 필요가 있는데, 교체 시점을 판단하기 위한 구성이 필요하다. 교체 시점은 필터의 기능이 저하된 것으로 판단되는 시점에 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위해서 실내 안내용 드론(100)의 필터 상부와 하부에 각각 공기 측정 센서를 설치하고, 미세먼지나 유해가스가 걸러지기 전의 측정 값과 필터를 통해 걸러진 후의 측정 값을 비교하여 두 측정 값의 차이가 기준 값 이하인 경우에는 필터의 기능이 저하된 것으로 판단하여 교체 시점을 결정할 수 있을 것이다.

블레이드(160)의 밀집된 하부 중앙 영역에는 일정한 높이의 고도를 유지할 수 있도록 바닥과의 거리를 측정하는 하부 거리 센서(170)가 구비될 수 있다. 하부 거리 센서(170)는 측면 거리 센서(130)와 동일하게 음파 탐지기 또는 적외선 센서로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 건물의 실내에서 일정한 고도를 유지하면서 비행하는 과정에서 공중에 떠 있는 체공시간을 높일 수 있도록 몸체의 내부에 헬륨과 같이 부력을 제공하는 공기가 유입될 수 있는 가스 튜브를 구비할 수 있을 것이다.

도 3d는 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 상면도를 나타낸 것이다. 도 3d를 참조하면, 실내 안내용 드론(100)의 최상부는 서버와의 무선 통신을 위한 안테나(140)가 위치한다. 안테나(140)의 주변을 따라 아래 부분의 일정 영역은 주변의 공기가 유입될 수 있도록 격자 형태의 보호 그리드(120)가 형성된다. 실내 안내용 드론(100)의 구조적 안정성을 위해서, 보호 그리드(120)는 수직 방향의 중간 높이를 기준으로 상부의 영역에 형성하되, 중간 높이 또는 그 이하의 하부 영역까지 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

보호 그리드(120)는 격자 형태로 이루어지며, 실내 안내용 드론(100)의 내부에 구비된 블레이드(160)가 추진력을 발생시키기 위해서 회전하는 동안에 보호 그리드(120)를 통해 주변 공기가 유입된다. 유입된 공기는 실내 안내용 드론(100)의 내부에 구비된 필터를 통하여 정화가 이루어질 수 있다.

또한, 몸체 내부의 안쪽 측면에는 헬륨 가스와 같이 부력을 제공할 수 있는 가스가 채워질 수 있도록 밀폐된 공간에 해당하는 가스 튜브(195)가 구비될 수 있으며, 여기에 헬륨 가스를 채우면 실내 안내용 드론(100)에 추가적인 부력이 제공되어 공중에 체공하는 시간을 늘일 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 수직 단면도를 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 몸체는 구형 또는 타원형으로 이루어질 수 있다. 몸체의 상부는 서버와의 무선 통신을 위한 안테나(140)가 최상부에 설치될 수 있으며, 안테나(140)로부터 방사형으로 형성되는 일정한 면적의 공간은 외부로부터 공기가 유입될 수 있도록 격자 형태의 보호 그리드(120)가 구비된다.

이 때, 안테나(140)의 하부에는 실내 공기에 포함된 미세 먼지나 유해 가스를 검출할 수 있는 공기 센서(180)가 설치될 수 있다. 유해 가스는 건물 내와 같은 밀폐 공간에서 인플루엔자 등의 바이러스나 탄산가스나 황화수소 등의 유해물질이 가스 상태로 공기 중에 발생하는 것으로 정의할 수 있다. 일반적으로 유해 가스는 산소 농도의 범위가 18% 미만 또는 23.5% 이상인 공기, 탄산가스의 농도가 1.5% 이상인 공기, 황화수소의 농도가 10ppm 이상인 공기, 폭발 하한 농도의 10%를 초과하는 가연성 가스, 증기 및 미스트를 포함하는 공기, 폭발 하한 농도에 근접하거나 초과하는 공기와 혼합된 가연성 분진을 포함하는 공기를 의미할 수 있다. 따라서, 공기 센서(180)는 실내 안내용 드론(100)이 위치하는 건물의 특성을 고려하여, 다양한 종류의 센서로 이루어질 수 있다.

안테나(140)와 공기 센서(180)의 하부에는 보호 그리드(120)를 통해 유입된 공기를 정화시킬 수 있는 장치가 구비된다. 여기에는 V자 또는 역 사다리꼴 형태로 이루어져서 유입된 공기가 누설되지 않고 실내 안내용 드론(100)의 중앙부 아랫 부분으로 모일 수 있도록 집속하는 가스켓(Gasket; 182)과, 가스켓(182)의 하부에서 유입된 공기 중에 존재하는 미세먼지 또는 유해 가스를 걸러주는 필터(184)가 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 필터(184)는 정화하고자 하는 유해가스를 효과적으로 걸러줄 수 있도록 필요에 따라 교체될 수 있으며, 효율적인 필터링을 위해 복수의 층으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 가스켓(182)의 하부면은 복수의 필터(184)를 통해 미세먼지나 유해가스가 걸러진 공기가 배출될 수 있도록 미세 격자를 가지는 형태로 이루어질 것이다.

가스켓(182)과 필터(184)를 통하여 정화된 공기는 실내 안내용 드론(100)의 하부면에 위치하는 블레이드(160)를 통해 건물 내부로 다시 배출된다. 결국, 블레이드(160)는 실내 안내용 드론(100)이 비행할 수 있는 추진력을 제공할 뿐만 아니라, 상부로부터 유입된 공기에서 미세먼지나 유해가스가 걸러진 깨끗한 공기를 다시 실내에 공급하는 역할을 하게 된다.

이 때, 필터(184)는 일정 시간 사용이 이루어지면 이를 교체해 줄 필요가 있으므로, 필터(184)의 기능이 저하되는 시점에 교체가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 필터(184)의 상부와 하부에 각각 공기 측정 센서를 설치하고, 미세먼지나 유해가스가 걸러지기 전의 측정 값과 필터(184)를 통해 걸러진 후의 측정 값을 비교하여 두 측정 값의 차이가 기준 값 이하인 경우를 필터(184)의 기능이 저하된 것으로 판단할 수 있을 것이다. 교체 시점이라고 판단되면 외부의 표시등을 통하여 필터(184)의 교체를 요구하는 신호를 표시할 수 있을 것이다.

블레이드(160)가 밀집된 하단의 중앙부에는 실내 안내용 드론(100)이 바닥과의 일정 거리를 유지할 수 있도록 바닥과의 거리를 측정하기 위한 하부 거리 센서(170)가 구비될 수 있다. 또한, 하부 거리 센서(170)의 주위에 실내 안내용 드론(100)을 구동하기 위한 배터리(190)가 배치될 수 있다. 물론, 배터리(190)는 실내 안내용 드론(100)의 내부 구성요소 각각에 전원을 공급하기 위한 것이므로, 설계 과정에서 배치되는 위치가 다양하게 변경될 수 있다. 이 때, 효율적인 사용을 위하여 배터리(190)는 무선 충전이 가능한 무선전력 전송(Inductive Power Transfer, IPT) 기술을 사용할 수 있을 것이다.

또한, 앞에서 설명한 바와 같이, 몸체 내부의 안쪽 측면에는 도넛 형태의 가스 튜브(195)를 형성하고, 여기에 헬륨 가스와 같이 부력을 제공할 수 있는 가스가 채워질 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 가스 튜브(195)에 헬륨 가스가 채워지면 추가적인 부력이 제공되어 공중에 체공하는 시간이 증가하게 될 것이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 투시도를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 건물 내부에서 일정 고도를 가지고 비행하는 과정에서 건물 내부에 존재하는 미세먼지 또는 유해가스를 정화시킬 수 있다.

즉, 실내 안내용 드론(100)의 하부에 구비된 복수 개의 블레이드(160)가 추진력을 발생시키는 과정에서 상부의 보호 그리드(120)를 통해 건물 내부의 공기가 유입된다. 유입된 공기는 실내 안내용 드론(100)의 내부에 배치된 가스켓(182)을 따라서 아래 방향으로 흐르게 되고, 이 과정에서 복수의 필터(184)를 통과하게 되는데, 이 때 공기 중에 포함된 미세먼지나 유해 가스가 필터(184)를 통해 걸러지게 된다. 그 결과, 미세먼지나 유해 가스가 걸러진 깨끗한 공기가 블레이드(160)를 통해 건물 내부에 다시 공급되게 되는 것이다.

본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 사용자에게 목적지를 안내하는 상태와 사용자에 대한 안내를 위해 대기하는 상태로 구분될 수 있을 것이다. 이 때, 사용자에 대한 안내를 대기하는 상태에 있는 경우에는 배터리의 사용을 최소화하거나 전력을 충전하는 것이 바람직하다. 이를 위해서, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 대기 상태에서 거치되어 배터리 사용을 최소화하거나 전력을 충전할 수 있는 거치용 스테이션(400)과 연동되어 동작이 이루어질 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론과 거치용 스테이션의 연동 과정을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 블레이드(170)에서 발생하는 추진력을 이용하여, 건물 내에서 일정한 고도를 유지하면 공중에 떠 있거나 이동이 가능하다. 특히, 사용자(10)의 요청을 받아서 건물 내의 목적지를 안내하는 경우에는 건물 내부의 공간 지도를 바탕으로 최단 거리의 경로를 통해 안내가 가능하다. 그러나, 실내 안내용 드론(100)의 내부에 탑재된 배터리(190)만으로는 장시간의 비행이나 공간에서의 부양이 어려울 수 있다. 이를 위해서, 실내 안내용 드론(100)이 사용자에 대한 경로 안내를 제공하지 않는 대기 상태에서, 배터리(190)의 사용을 최소화 하거나 배터리(190)의 충전을 위해서 거치용 스테이션(400)에 거치될 수 있을 것이다. 거치용 스테이션(400)은 바퀴를 이용하여 건물 내부의 지상을 이동할 수 있다.

건물 내에서 운영되는 실내 안내용 드론(100)이 복수인 경우, 실내 안내용 드론(100)이 거치될 수 있는 거치용 스테이션(400) 역시 복수 개가 배치될 수 있다. 실내 안내용 드론(100)은 운영 중이 아닌 대기 상태에 돌입하는 경우, 주변에 있는 거치용 스테이션(400) 중에서 실내 안내용 드론(100)이 거치되지 않은 근접한 거치용 스테이션(400)을 탐색한다. 탐색이 이루어지면 탐색된 거치용 스테이션(400)과의 통신을 통하여 거치 동작을 위한 데이터를 송수신하게 된다. 그 결과, 실내 안내용 드론(100) 또는 거치용 스테이션(400)은 상호 간의 통신을 통해서, 이동할 지점을 결정하고 해당 지점으로 이동을 하게 된다. 지정된 지점으로 이동이 완료된 거치용 스테이션(400)은 상부 영역에 실내 안내용 드론(100)이 거치될 수 있도록 준비를 하게 되고, 실내 안내용 드론(100)은 이동 식 스테이션(400)의 위치를 확인한 후 거치용 스테이션(400)의 상부에 거치되도록 고도를 조정하여 안착된다.

실내 안내용 드론(100)이 거치용 스테이션(400)에 거치된 상태에서는 거치용 스테이션(400)을 통하여 무선 충전이 이루어질 수 있다. 무선 충전은 무선 전력 전송 기술(Inductive Power Transfer, IPT)을 이용하여 근거리 또는 원거리에 있는 배터리를 충전하는 방법이다. 무선 전력 전송 기술은 전기 에너지를 전자기파 형태로 변환하여 전류가 흐르는 전선이 없더라도 에너지를 전달하는 기술로서, 전기에너지를 특정 주파수의 고주파 전기신호나 광파로 변환된 전자기파로 에너지를 전달하는 기술이다. 이러한 무선 전력 전송 기술은 가까운 거리에서 코일에 발생하는 자기장을 이용하여 에너지를 보내는 근거리 무선 전력 전송 기술과 마이크로파와 안테나 또는 레이저를 이용하는 원거리 무선 전력 전송 기술로 구분할 수 있다.

본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 거치용 스테이션(400)에 거치된 상태 또는 거치용 스테이션(400)으로부터 일정한 거리 내에 위치하는 경우에 무선 충전이 이루어지기 때문에, 근거리 무선 전력 전송 기술이 이용될 수 있다. 보다 구체적으로, 근거리 무선 전력 전송 기술은 수 mm 내외의 거리를 유지하는 기기들 사이에, 수 십 KHz 이하의 주파수를 가지는 신호를 전송함으로써 근접된 자기 코일에 유도 전력을 발생하는 자기 유도 방식과, 코일과 공진기로 이루어진 송수신 모듈 사이에 자기 공명(Magnetic Resonance) 주파수를 이용하여 유도 전력을 발생하는 자기 공명 방식으로 구분할 수 있다. 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 이러한 자기 유도 방식과 자기 공명 방식의 무선 충전 기술을 모두 사용하거나 한 가지를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 실내 안내용 드론(100)이 거치용 스테이션(400)에 거치된 상태에서는 자기 유도 방식을 이용하여 무선 충전을 하고, 거치용 스테이션(400)으로부터 일정 거리를 두고 떨어진 경우에는 자기 공명 방식을 사용할 수도 있다. 이 밖에, 실내 안내용 드론(100)에 RF 안테나를 탑재하고 거치용 스테이션(400)에 구비된 충전 패드로부터 전력을 받아 충전하는 RF 무선 충전 방식을 사용하는 것도 가능할 것이다.

이 때, 실내 안내용 드론(100)의 효율적인 무선 충전을 위해서는 지정된 거치용 스테이션(400)과의 무선 통신이 정확하게 이루어지는 것이 필요한데, 이를 위해서 빔 포밍(Beam Forming) 기술을 사용할 수도 있다.

한편, 거치용 스테이션(400)은 실내 안내용 드론(100)과의 무선 통신 과정에서 데이터를 제공하는 서버로서의 역할을 수행할 수도 있으며, 내부에 별도의 공기 정화 기능을 탑재하여 지상에서 이동하는 과정에 건물 내의 공기 정화 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 거치용 스테이션(400)은 내부에 인공지능 기능을 탑재함으로써, 실내 안내용 드론(100)이 거치되지 않은 상태에서도 건물 내의 사용자(100)의 음성을 인식하여 대화를 수행할 수 있다. 이를 위해서, 실내 안내용 드론(100)의 경우와 마찬가지로, IBM의 왓슨(Watson), 마이크로소프트의 테이, 애플의 시리(Siri), 삼성전자의 빅스비(Bixby) 등과 같은 인공지능 소프트웨어를 탑재할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 내부 구성도를 나타낸 것이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 입력부(210)와 출력부(220), 센서부(230), 무선 통신부(240), 메모리(250), 구동부(260) 및 제어부(270)를 포함할 수 있다.

입력부(210)는 사용자의 얼굴이나 동작, 주변 상황에 대한 영상 정보를 입력받기 위한 카메라(212)와 사용자의 음성 정보를 입력받기 위한 마이크(214)를 포함할 수 있다. 또한, 추가적으로 터치 스크린과 같이 사용자의 터치를 인식할 수 있는 장치 또는, 통상적인 마우스나 전자 펜과 같은 여러가지 형태의 물리적 변환기(Physical transducer) 등도 포함될 수 있다.

출력부(220)는 사용자에게 주변 상황이나 안내 경로에 대한 문자 또는 이미지 정보를 표시할 수 있는 디스플레이(222)와, 사용자에게 경로 안내에 대한 음성 정보 또는 위급 상황이 발생하는 경우에 건물 내의 사용자들에게 음성 안내를 제공할 수 있는 스피커(224)를 포함할 수 있다. 디스플레이(222)는 액정 디스플레이(LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT LCD), 유기 발광 다이오드(OLED), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 디스플레이(222)를 통해 사용자(10)에게 건물 내부의 영상과 목적지까지의 경로를 가상현실(Virtual Reality) 또는 증강현실(Augmented Reality)의 형태로 보여주는 것도 가능할 것이다. 이 경우, 가상현실 또는 증강현실을 이용하여 건물 내부의 영상 또는 목적지까지의 경로를 보여주기 위해서, 추가적으로 빔 프로젝터가 장착될 수도 있다.

한편, 실내 안내용 드론(100)은 건물 내부에서 추진력을 발생시키기 때문에, 블레이드(264)의 회전으로 인한 소음이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위하여, 실내 안내용 드론(100)은 추가적인 소음 제거 장비를 포함할 수 있다. 구체적으로, 소음 제거 장비는 내부의 마이크(214)를 통해 실내 안내용 드론(100)에서 발생하는 소리를 청취하고, 청취된 소리의 파형을 상쇄시킬 수 있는 반대 파형의 음파를 스피커(224)를 통해 방출한다. 즉, 실내 안내용 드론(100)에서 발생하는 소리의 주파수를 측정하고, 이를 상쇄시킬 수 있는 주파수의 반대 음파를 방출함으로써 실내 안내용 드론(100)에서 발생하는 소음을 상쇄시키는 것이다.

센서부(230)는 실내 안내용 드론(100)의 현재 위치를 측정하기 위한 위치 센서(232)와 온도나 습도, 실내 공기에 포함된 미세먼지나 유해가스를 측정하기 위한 환경 센서(234)를 포함할 수 있다.

위치 센서(232)는 건물 내에서의 실내 안내용 드론(100)의 위치를 측정할 수 있는 실내용 위치 센서와 건물 밖에서 동작하는 경우를 감안하여 실외용 GPS 센서를 포함할 수 있다. 실내용 위치 센서는 와이파이(WIFI)나 LTE 등의 무선 데이터 통신을 통해 건물 내부에서의 위치를 측정할 수 있는 장치로서, 예를 들어, 한국과학기술원(KAIST)에서 개발된 카이로스(KAILOS) 시스템을 이용할 수 있다. 카이로스 시스템은 건물의 실내 지도를 등록한 후, 건물의 핑거 프린트를 수집하여 실내 위치인식 시스템을 구축할 수 있는 개방형 서비스 플랫폼인데, GPS 기능과 연동하여 실외에서의 위치 측정 기능을 확장한 하이브리드 위치 측위 시스템일 수도 있다.

환경 센서(234)는 건물 내부의 온도와 습도를 측정하기 위한 온도 센서나 습도 센서, 공기 중에 포함된 미세먼지를 측정할 수 있는 PM(Particulate Matter) 센서, 또는 이산화탄소나 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds; VOC)와 같은 유해가스를 검출하기 위한 가스 센서를 포함할 수 있다. PM 센서는 크게, 입자의 크기가 10㎛ 이하인 미세먼지를 검출할 수 있는 PM 1.0 센서 또는 입자의 크기가 2.5㎛ 이하인 초미세 먼지를 검출할 수 있는 PM 2.5 센서로 구분할 수 있다.

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이러한, 위치 센서(232)를 통해 측정된 위치 정보 또는 환경 센서(234)를 통해 검출된 환경 정보는 제어부(270)로 전달되어, 실내 안내용 드론(100)의 동작을 제어하는데 이용될 것이다. 특히, 실내 안내용 드론(100)을 통해 측정된 실내에서의 온도와 습도, 미세먼지 농도, 또는 유해 가스의 농도는 건물 내부의 지도와 결합하며, 건물 내부에 대한 2차원 또는 3차원 환경 지도를 생성하는데 이용될 수 있다. 이러한 환경 지도는 화재 등의 위급 상황 발생시 사용자를 안전한 곳으로 대피시키거나 안내하기 위한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

또한, 실내 안내용 드론(100)은 건물 내부를 이동하면서 카메라(110)를 통하여 건물 내부의 구체적인 형태, 예를 들어 조형물의 모양이나 통로의 높이, 기둥의 두께나 의자의 배치 상태 등을 촬영할 수 있다. 이렇게 촬영된 데이터는 건물 내부의 지도와 결합함으로써 건물 내부의 입체 지도를 제작하는데 사용될 수 있다. 건물 내부의 입체 지도가 작성되는 경우에는 사용자(10)에 대한 목적지 안내에 활용하거나 3D 가상 현실에 의한 건물 정보로서 활용하는 것이 가능할 것이다.

무선 통신부(240)는 무선 송수신부(242)와 신호 처리부(244)를 포함할 수 있다. 무선 송수신부(242)는 서버로부터 전송된 무선 신호를 수신하고, 수신된 무선 신호를 신호 처리부(244)가 인식할 수 있는 신호로 변환한다. 또한, 무선 신호를 서버로 송신하는 경우에는 신호 처리부(244)로부터 전달된 신호를 서버에서 인식할 수 있는 무선 신호로 변환하여 전송한다. 신호 처리부(244)는 무선 송수신부(242)와 제어부(270) 사이에서 주고받는 신호를 처리한다. 한편, 무선 통신부(240)는 블루투스 모듈이나 NFC(Near Field Communication), 지그비(ZigBee), MST(Magnetic Secure Transmission), 비콘(Beacon) 또는 와이파이(WiFi)와 같은 다양한 무선 통신 기술을 사용하는 것이 가능하다.

메모리(250)는 일반적으로 RAM(Random Access Memory) 과 ROM(Read Only Memory), SRAM(Static Random Access Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 같은 저장 매체 형태인 고속의 메인 메모리(252)와, 플로피 디스크, 하드 디스크, 테이프, CD-ROM, 플래시 메모리, 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리) 등의 장기(longterm) 저장 매체 형태의 보조 메모리(254) 및 전기, 자기, 광학이나 그 밖의 저장 매체를 이용하여 데이터를 저장하는 장치를 포함할 수 있다. 또한, 메인 메모리(252)는 디스플레이(222)를 통하여 이미지를 디스플레이 하는 비디오 디스플레이 메모리를 포함할 수 있다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게는 상기 메모리(250)가 여러 가지 저장 성능을 구비하는 제품으로서, 여러 가지 형태를 가질 수 있다는 것이 자명할 것이다.

본 발명의 기술 분야에 있어서, 실내 안내용 드론(100)은 OS(Operating System) 및 적어도 하나의 응용 프로그램을 포함할 수 있다. OS는 실내 안내용 드론(100)의 동작 및 리소스의 지정을 제어하는 소프트웨어 집합이다. 응용 프로그램은 OS를 통하여 이용 가능한 컴퓨터 리소스를 사용함으로써, 사용자가 요청한 업무를 수행하기 위한 소프트웨어 집합이다. OS 및 응용 프로그램은 메모리(250)에 상주될 것이다. 컴퓨터 프로그래밍의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자의 경험에 따라, 다른 표현으로 기술되지 않으면 본 발명은 실내 안내용 드론(100)에 의해 수행되는 동작 및 동작에 대한 표현 기호에 따라 기술될 것이다. 이러한 동작은 컴퓨터 기반으로 이루어지며, OS 또는 적당한 응용 프로그램에 의하여 수행될 것이다. 또한, 이러한 동작 및 기능은 전기 신호의 변환 또는 차단을 유발하는 데이터 비트 등의 전기 신호에 대한 제어부(270)의 처리와, 실내 안내용 드론(100)의 동작을 변경할 뿐만 아니라 메모리(250) 내의 내부에 저장된 데이터 비트 신호에 대한 관리를 포함한다. 데이터 비트 신호가 관리되는 메모리 영역은 데이터 비트에 해당하는 전기, 자기 또는 광학 특성을 갖는 물리 영역이다.

구동부(260)는 실내 안내용 드론(100)의 추진력을 발생시키기 위하여, 복수 개의 모터(262)와 모터(262)에 각각 장착되어 회전 가능한 블레이드(264)로 이루어진다. 실내 안내용 드론(100)은 일반적으로 모터(262)와 블레이드(264)의 장착 개수에 따라 쿼드콥터(4개), 헥사콥터(6개), 또는 옥타콥터(8개)로 구분될 수 있다. 각 모터(262)는 배터리(190)에서 제공되는 전원을 공급받아 블레이드(264)를 회전시키고, 블레이드(264)의 회전을 통해 발생되는 추진력을 이용하여 실내 안내용 드론(100)의 고도 유지, 방향 전환 및 이동이 이루어진다. 이와 같이, 모터(262)와 블레이드(264)를 복수개로 구성함으로써, 실내 안내용 드론(100)의 수직 이착륙 및 일정 고도를 유지하는 호버링(hovering) 동작이 가능하다.

제어부(270)는 계산을 수행하기 위한 ALU(Arithmetic Logic Unit: 272)와, 데이터 및 명령어의 일시적인 저장을 위한 레지스터(274), 실내 안내용 드론(100)의 동작을 제어하기 위한 컨트롤러(276), 및 사용자 인식 및 목적지 안내를 수행하기 위한 AI(인공지능) 프로세서(278)를 포함할 수 있다. 제어부(270)는 디지털(Digital) 사의 알파(Alpha), MIPS 테크놀로지, NEC, IDT, 지멘스(Siemens) 등의 MIPS, 인텔(Intel)과 사이릭스(Cyrix), ST의 Micro Controller, AMD 및 넥스젠(Nexgen)을 포함하는 회사의 x86 및 IBM과 모토롤라(Motorola)의 파워PC(PowerPC)와 같이 다양한 아키텍쳐(Architecture)를 갖는 프로세서일 수 있다.

특히, AI 프로세서(278)는 베리실리콘 홀딩스(VeriSilicon Holdings)에서 개발한 VIP8000을 사용할 수 있다. 참고로, VIP8000은 멀티스레드 병렬 처리 장치(Parallel Processing Unit), 신경망 장치(Neural Network Unit), 범용 저장 캐시 장치(Universal Storage Cache Unit)로 구성되어 있는데, 딥러닝 프레임 워크로 생성된 신경망을 직접 불러올 수도 있고 오픈 VX 프레임 워크를 사용해서 다른 컴퓨터 비전 기능으로 신경망을 통합할 수도 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 실내 안내용 드론의 소프트웨어 구성 예시도이며, 도 9은 각 응용 모듈의 세부 기능을 좀 더 자세히 도시한 도면이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 실내 안내용 드론(100)의 응용 모듈(380)은 사용자와 주변 상황을 인식하고, 사용자와의 음성 대화 및 상황 판단을 담당하는 인공지능 모듈(381)과, 실내 안내용 드론(100)의 위치 좌표 및 바닥이나 주변 조형물로부터의 거리를 측정하는 위치 인식 모듈(382), 사용자를 목적지로 안내하되, 이 과정에서 실내 안내용 드론(100)의 이동 속도 및 고도, 이동 방향을 제어하는 동작 제어 모듈(383), 및 건물 내의 환경을 측정하고, 미세먼지나 유해가스를 정화시키기 위한 환경 정화 모듈(384)를 포함할 수 있다.

이러한 응용 모듈(380)을 포함하는 실내 안내용 드론(100)은 다양한 OS를 시스템의 OS로서 사용할 수 있다. 이러한 OS는 API(Application Program Interface: 361)에 하이 레벨 명령어를 제공하여 각 응용 모듈(380)의 동작을 제어한다. 본 발명의 실내 안내용 드론(100)은 API(361)로부터 제공되는 하이 레벨 명령어에 따라 대응하는 각 응용 모듈(380)을 식별하고, 하이 레벨 명령어를 디코딩하여 해당하는 곳으로 제공하는 하이 레벨 명령어 처리부(362)를 포함한다. 응용모듈 제어부(370)는 하이 레벨 명령어 처리부(362)로부터 제공된 명령어에 따라 각 응용 모듈(380)의 동작을 제어한다. 즉, 하이 레벨 명령어 처리부(362)는 API(361)를 통하여 제공된 하이 레벨 명령어에 따라 여기에 대응하는 응용 모듈(380)이 존재하는지를 식별하고, 대응되는 응용 모듈(380)이 존재하는 경우에 해당하는 응용 모듈(380)에서 인식할 수 있는 명령어로 디코딩하여 해당하는 매핑부(371, 373, 375, 377)에 전송하거나 메시지 전송을 제어한다. 따라서, 응용 모듈 제어부(370)는 인공지능 모듈(381)과, 위치 인식 모듈(382), 동작 제어 모듈(383), 및 환경 정화 모듈(384)에 대한 매핑부(371, 373, 375, 377)와 인터페이스부(372, 374, 376, 378)를 각각 포함한다.

인공지능 모듈 매핑부(371)는 하이 레벨 명령어 처리부(362)로부터 실내 안내용 드론(100)에 부착된 카메라(212) 또는 마이크(214) 등의 입력부(210)를 통해 사용자의 음성이나 동작, 얼굴 또는 주변 상황을 인식하고, 사용자의 인식 결과 또는 주변 상황에 대한 판단 결과를 처리하기 위한 하이 레벨의 명령어를 제공받아, 인공지능 모듈(381)에서 처리할 수 있는 디바이스 레벨로 매핑하고, 인공지능 모듈 인터페이스부(372)를 통하여 인공지능 모듈(381)로 제공한다. 또한, 건물 내에 화재 등의 위급 상황이 발생한 경우에는 카메라(212)를 통해 화재 발생이나 환자 상황 등을 감지하고, 대피 안내 방송이나 응급 환자 발생 상황의 통보 등의 조치를 취하는 것도 가능할 것이다.

위치 인식 모듈 매핑부(373) 및 위치 인식 모듈 인터페이스부(374)는 실내 안내용 드론(100)에 장착된 위치 센서(232)를 통해 현재 위치를 파악하고, 이를 기준으로 사용자의 목적지까지의 안내 경로를 결정하는 부분이다. 위치 인식 모듈(382)은 실내에서의 위치 측정을 위한 카이로스와 실외에서의 위치 측정을 위한 GPS를 포함할 수 있으며, 바닥이나 주변 조형물과의 거리를 측정하기 위한 음파 탐지기 또는 적외선 센서 등을 제어한다. 따라서, 위치 인식 모듈 매핑부(373)는 하이 레벨 명령어 처리부(362)로부터 위치 인식 모듈(382)을 이용하기 위한 하이 레벨 명령어를 제공받아 이를 디바이스 레벨의 명령어로 매핑시키고, 위치 인식 모듈 인터페이스부(374)를 통하여 위치 인식 모듈(382)로 제공한다.

동작 제어 모듈(383)은 위치 인식 모듈(382)을 통해 전달된 현재 위치를 기준으로 사용자가 요청한 목적지까지 사용자를 안내하는 동작을 수행하는 부분이다. 목적지까지 사용자를 안내하기 위해서는 일정한 고도를 유지하는 호버링 기능과, 목적지까지의 최단 경로를 파악하고 이를 안내하는 네비게이션 기능, 및 주변의 사람이나 조형물 등과 충돌하지 않으면서 비행하는 자율주행 기능이 이용될 수 있다. 이 때, 동작 제어 모듈(383)은 건물 내부에서 비행 중인 다른 실내 안내용 드론(100)과 무선 통신을 수행하면서 상호 간에 데이터를 교환할 수 있다. 이렇게 교환된 데이터를 이용하여 실내 안내용 드론(100) 사이의 동작이나 기능을 상호 간에 조절할 수 있을 것이다. 또한, 실내 안내용 드론(100)의 배터리가 약한 경우에는 거치용 스테이션(400)에 거치되거나 근접하여, 무선 충전을 수행할 수도 있다. 동작 제어 모듈 매핑부(375)는 사용자의 요청에 따른 목적지 안내 기능을 실행하기 위하여, 하이 레벨 명령어 처리부(362)를 통하여 인가된 하이 레벨 명령어를 제공받아 동작 제어 모듈(383)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨의 명령어로 매핑시킨다. 디바이스 레벨의 명령어는 동작 제어 모듈 인터페이스부(376)를 통하여 동작 제어 모듈(383)로 제공된다.

환경 정화 모듈(384)은 건물 내의 온도나 습도, 공기에 포함된 미세먼지나 유해가스 상황을 검출하고, 이를 걸러내기 위하여 실내 공기의 유입 및 필터링 기능을 수행하는 부분이다. 이러한 정화 기능은 실내 안내용 드론(100)이 건물 내에서 비행하는 동안에 항상 수행하도록 구성될 수도 있고, 미세먼지나 유해가스의 농도가 기준범위를 초과하는 경우에만 정화 기능을 수행하도록 설정될 수 있다. 따라서, 환경 정화 모듈 매핑부(375)는 건물 내의 공기 상태를 반영하여 미세먼지 또는 유해가스를 걸러내는 정화 기능을 실행하기 위하여, 하이 레벨 명령어 처리부(362)를 통하여 인가된 하이 레벨 명령어를 제공받아 환경 정화 모듈(384)이 인식할 수 있는 디바이스 레벨의 명령어로 매핑시킨다. 디바이스 레벨의 명령어는 환경 정화 모듈 인터페이스부(378)를 통하여 환경 정화 모듈(384)로 제공된다.

이러한 기능을 수행하도록 구성된 API(361)에 대한 세부적인 함수를 기술하면 다음과 같다. 개방 API(Open API)는 사용자의 요청에 따라 실내 안내용 드론(100)의 사용자 인식이나 상황 판단, 위치 판단, 목적지 검색과 안내, 및 공기 정화 처리에 관한 응용 모듈(380)의 세션을 개방하기 위하여 사용된다. 폐쇄 API(Close API)는 사용된 응용 모듈에 대한 세션을 종료하는데 사용된다. 검색 API(Retrieve API)는 실내 안내용 드론(100)에서 호출 가능한 응용 모듈을 검색하는데 사용된다. 상태 API(Status API)는 각 응용 모듈(380)의 동작 상태를 판단하기 위해 사용된다. 초기화 API(Initialize API)는 응용 모듈(380)을 호출할 수 있도록 초기화하는 기능을 가진다. 리스트 API(List API)는 실내 안내용 드론(100)을 통해 사용자에게 제공되는 기능이나 동작, 사용자 인식을 통하여 실행가능한 명령어 리스트 등을 확인하는데 사용된다. 기록 API(Register API)는 건물 내의 지도, 사용자가 실내 안내용 드론(100)을 통해 요청한 동작이나 음성 명령, 건물 내의 공기 상태 등 다양한 정보를 기록하는 기능을 가진다. 삭제 API(Unregister API)는 사용자의 요청 사항이나 수행 동작 등의 정보를 삭제하는데 사용된다. 결국, 사용되는 응용 모듈(380)이나 메시지 전송 형태에 따라 개별적인 API(361)가 실행되고, 그에 따라 사용자 인식이나 위치 판단, 목적지 안내 및 공기 정화 기능의 실행을 위한 응용 모듈(380)의 실행될 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 사용자 100: 실내 안내용 드론
110, 212: 카메라 120: 보호 그리드
130: 측면 거리 센서 140: 안테나
150, 222: 디스플레이 160, 264: 블레이드
170: 하부 거리 센서 180, 234: 공기 센서
182: 가스켓 184: 필터
190: 배터리 195: 가스 튜브
210: 입력부 214: 마이크
220: 출력부 224: 스피커
230: 센서부 232: 위치 센서
240: 무선 통신부 242: 무선 송수신부
244: 신호 처리부 250: 메모리
252: 메인 메모리 254: 보조 메모리
260: 구동부 262: 모터
270: 제어부 272: ALU
274: 레지스터 276: 컨트롤러
278: AI 프로세서 361: API
362: 하이레벨 명령어 처리부
370: 응용모듈 제어부 371: 인공지능 모듈 매핑부
372: 인공지능 모듈 인터페이스부
373: 위치 인식 모듈 매핑부
374: 위치 인식 모듈 인터페이스부
375: 동작 제어 모듈 매핑부
376: 동작 제어 모듈 인터페이스부
377: 환경 정화 모듈 매핑부
378: 환경 정화 모듈 인터페이스부
380: 응용모듈 381: 인공지능 모듈
382: 위치 인식 모듈 383: 동작 제어 모듈
384: 환경 정화 모듈 400: 거치용 스테이션

Claims (48)

1. 몸체;
   건물 내부의 지도 정보를 저장하는 메모리;
   상기 건물 내부에서의 위치를 측정하기 위한 위치 센서;
   수평 방향의 촬영이 가능하도록 상기 몸체의 외관 중 일면에 배치되는 적어도 하나의 카메라;
   상기 몸체의 외관 중 다른 일면에 배치되며, 경로 정보를 표시하는 디스플레이;
   상기 몸체의 하부에 배치되어, 일정 높이에서 비행이 가능한 추진력을 발생시키는 구동부;
   상기 건물 내부의 지도 정보를 바탕으로 목적지까지의 경로 정보를 산출하고, 상기 경로 정보에 따라 사용자를 목적지까지 안내하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부; 및
   건물 내부의 환경을 정화시키기 위한 공기 정화 수단을 포함하고,
   상기 공기 정화 수단은 건물 내부의 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 측정하기 위한 공기 센서; 및
   상기 공기 중에 포함된 미세먼지 또는 유해가스를 걸러내기 위한 필터를 포함하는 실내 안내용 드론.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체는 구형 또는 타원형으로 이루어지는 실내 안내용 드론.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 메모리는 건물 방문자의 신청 정보를 저장하되, 상기 사용자의 인식 정보와 비교하여 방문자 인증을 수행하는 실내 안내용 드론.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 사용자의 인식 정보는 얼굴 정보, 지문 정보, 개인 식별번호, 음성 정보, 및 동작 정보 중 적어도 하나인 실내 안내용 드론.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 카메라는 상기 몸체에서 중간 높이 부근의 표면을 따라 복수개가 배치되는 실내 안내용 드론.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 디스플레이는 가상현실 또는 증강현실을 이용한 표시 장치를 포함하는 실내 안내용 드론.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 경로 정보는 목적지 정보와 함께 다음 이동 방향 정보를 포함하는 실내 안내용 드론.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 경로 정보는 상기 카메라를 통해 촬영된 전방의 영상 정보를 포함하여 생성되는 실내 안내용 드론.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동부는 복수의 모터 및 상기 모터에 각각 연결되어 회전이 이루어지는 복수의 블레이드를 포함하는 실내 안내용 드론.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 목적지까지의 이동 과정에서 주변의 사람이나 조형물과 충돌이 발생하지 않도록 자율주행 비행을 수행하는 실내 안내용 드론.
    
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 무선 통신 데이터를 이용하여 건물 내부에서의 위치를 측정하는 실내 안내용 드론.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 하이브리드 위치 측정 시스템인 카이로스 센서인 실내 안내용 드론.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 GPS 센서를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 센서는 바닥이나 주변 조형물과의 거리를 측정할 수 있는 거리 센서를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 거리 센서는 음파 탐지기 또는 적외선 센서인 실내 안내용 드론.
    
16. 제 1 항에 있어서,
    건물 내부의 온도 또는 습도를 측정하기 위한 온습도 센서를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
17. 삭제
18. 삭제
19. 제 16 항에 있어서,
    상기 건물 내부의 지도 정보는 온도, 습도, 미세먼지, 및 유해가스 중 적어도 하나에 대한 정보와 지리 정보가 결합된 정보인 실내 안내용 드론.
    
20. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 상부 영역에는 상기 건물 내부의 공기가 유입될 수 있도록 격자 형태의 보호 그리드가 형성되는 실내 안내용 드론.
    
21. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 하부 영역에는 미세먼지 또는 유해가스가 걸러진 공기를 배출하는 격자 형태의 공기 배출구가 형성되는 실내 안내용 드론.
    
22. 제 1 항에 있어서,
    상기 건물 내부의 지도 정보는 카메라를 통해 촬영된 건물 내부의 영상 정보와 결합된 입체 정보인 실내 안내용 드론.
    
23. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체의 내부에 부력을 제공하기 위한 가스를 저장하는 가스 튜브를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 가스는 헬륨 가스인 실내 안내용 드론.
    
25. 제 1 항에 있어서,
    서버와의 무선 통신을 수행하기 위한 무선 통신부를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
26. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 카메라를 통하여 촬영된 건물 내부의 영상 정보를 바탕으로 위급 상황을 판단하고, 위급 상황으로 판단되는 경우 경보 메시지를 발생하는 실내 안내용 드론.
    
27. 제 1 항에 있어서,
    지상에 위치하는 장치와의 무선 통신을 통하여 무선 충전이 가능한 무선 충전 모듈을 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 무선 충전은 자기 유도 방식 또는 자기 공명 방식으로 이루어지는 실내 안내용 드론.
    
29. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동부에서 발생하는 소음을 줄이기 위한 소음 제거부를 더 포함하는 실내 안내용 드론.
    
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 소음 제거부는 상기 구동부에서 발생하는 소음의 주파수를 측정하는 주파수 측정부; 및
    상기 주파수 측정부에서 측정된 소음을 상쇄시킬 수 있는 주파수를 발생하는 상쇄 주파수 발생부를 포함하는 실내 안내용 드론.
    
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