KR102085051B1 - 드론을 활용한 관제 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미리 설정한 지역을 자율 이동하면서 촬영할 수 있고, 촬영된 영상정보를 전송 가능하도록 구성되는 드론과; 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보가 저장되는 관제서버와; 상기 관제서버에 접속하여 상기 드론으로부터 촬영된 영상정보를 제공받아 현장 상황을 판독하는 관제센터;를 포함하여, 안전사고나 응급상황 발생시 신속한 대처가 가능하며, 위급상황 발생시 관계 기관에 즉시 알릴 수 있는 시스템이 구축되어 피해를 최소화할 수 있는 드론을 활용한 관제 시스템을 개시한다.

Description

드론을 활용한 관제 시스템{CONTROLLING SYSTEM USING DRONE}

본 발명은 미리 설정한 지역을 자율 이동하면서 촬영할 수 있고, 촬영된 영상정보를 전송 가능하도록 구성되는 드론과; 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보가 저장되는 관제서버와; 상기 관제서버에 접속하여 상기 드론으로부터 촬영된 영상정보를 제공받아 현장 상황을 판독하는 관제센터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 관제 시스템에 관한 것이다.

현재, 우리나라에서 시행되는 유명한 축제들은 대부분 넓은 야외 공간에서 대규모로 이루어지고 있으며, 주말이나 공휴일에 관람객이 집중되면서 크고 작은 안전사고가 빈번하게 발생하고 있다.

다수의 관람객이 집중됨에 따라 다수의 안전요원이 배치되고 복수의 CCTV가 곳곳에 설치되기는 하지만, 넓은 야외 공간 전체를 실시간으로 통제하는 것이 현실적으로 불가능하기 때문에 비상상황 발생시 정확한 위치 파악조차 쉽지 않아 신속한 대처가 현실적으로 불가능한 문제점이 있었다.

이에, 넓은 야외 공간을 효율적으로 관제하여 인명피해나 안전사고를 예방할 수 있는 관제 시스템이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 드론을 활용하여 사전에 설정한 넓은 야외 공간을 효율적으로 관제할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 위하여 본 발명은 미리 설정한 지역을 자율 이동하면서 촬영할 수 있고, 촬영된 영상정보를 전송 가능하도록 구성되는 드론과; 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보가 저장되는 관제서버와; 상기 관제서버에 접속하여 상기 드론으로부터 촬영된 영상정보를 제공받아 현장 상황을 판독하는 관제센터;를 포함하되, 상기 드론은 영상 촬영을 위한 카메라와, 촬영된 영상정보를 전송하기 위한 통신부와, 상기 관제센터의 제어신호에 따라 지정된 위치로 비행하도록 조정되는 비행제어수단과, 자이로스코프, 가속도센서, 지자기센서 및 기압센서를 포함하는 센서부와, 프로펠러 구동수단과, GPS모듈과, 경고음을 출력할 수 있는 스피커를 포함하고, 상기 관제서버는 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보와 GPS위치정보, 센서부를 통해 검출된 다양한 정보가 포함되는 비행정보 및 카메라를 통해 촬영된 영상 정보가 통신부를 통해 저장되며, 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 및 참가자의 단말기와 데이터를 송수신하는 인터페이스부와, 각 지역에 대응하는 세부 정보를 저장하는 데이터베이스를 포함하며, 상기 관제센터는 상기 관제서버에 접속하여 영상정보와 위치정보, 그리고 기타 다양한 종류의 비행정보를 제공받아 영상을 판독함으로써 안전사고나 위급상황의 발생유무를 파악하고, 필요시 원하는 위치로 드론을 이동시킬 있도록 드론의 통신부와 유선 또는 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하면서 드론을 제어하기 위한 명령을 전송할 수 있으며, 제어중인 드론의 실시간 촬영영상을 디스플레이에 출력하여 모니터링하며, 원하는 위치로 드론을 이동시킬 수 있도록 드론과의 데이터 송수신을 위한 통신부와, 드론이 촬영한 영상을 포함한 각종 데이터를 영상출력하기 위한 디스플레이와, 각 드론을 구동제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부와, 상기 드론의 촬영영상이 저장되는 메모리와, 시스템의 동작상태 및 설정항목을 조작하기 위한 입력부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 드론은 GPS모듈을 구비하여 촬영된 영상정보와 GPS모듈을 통해 수신되는 GPS신호를 상호 동기화하여 촬영지역의 위치정보를 함께 전송하도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 드론은 상기 관제센터로부터 요청시 관계 기관 서버에 위기상황 정보를 송신할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따르면 드론을 통해 사전에 설정한 지역의 상공의 영상정보가 실시간으로 관제센터로 전송되어 넓은 야외 공간 전체의 관제가 실시간으로 용이하게 이루어질 수 있다.

또한, 촬영지역의 영상정보와 함께 위치정보가 전송되므로 안전사고나 응급상황 발생시 신속한 대처가 가능하며, 위급상황 발생시 관계 기관에 즉시 알릴 수 있는 시스템이 구축되어 피해를 최소화할 수 있는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 드론을 활용한 관제 시스템의 개념을 설명하기 위한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 드론을 활용한 관제 시스템의 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 드론의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 관제서버의 블럭도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 드론을 통해 촬영된 영상의 일례를 설명하기 위한 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 관제센터의 블럭도.
도 7 내지 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 애플리케이션의 실행화면이다.
도 10 내지 11은 종래 기술의 문제점을 설명하기 위한 사진.

본 발명의 이점 및 특정, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 드론을 활용한 관제 시스템에 대하여 더욱 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명의 이해를 돕기 위한 설명에서는 드론을 활용해 넓은 부지에서 시행중인 야외 행사를 총괄하는 관제 시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 드론을 활용한 관제 시스템의 개념을 설명하기 위한 예시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론을 활용한 관제 시스템의 구성도로서, 본 발명은 드론(100)과, 관제서버(200)와, 관제센터(300)를 포함한다.

상기 드론(100)은 미리 설정한 지역을 자율 이동하면서 촬영할 수 있고, 촬영된 영상정보를 전송 가능하도록 구성되는 무인비행체이다.

본 발명은 넓은 야외 공간을 효율적으로 관제할 수 있도록 공간을 복수개로 분할하고, 각 공간 상에서 드론이 배치되어 자율 이동하면서 해당 지역을 촬영하도록 할 수 있다.

상기 드론(100)은 상기 관제센터의 제어신호에 따라 기설정된 지역의 상공을 자율 이동하면서 촬영한 영상을 관제센터로 전송한다.

이를 위해 상기 드론(100)은 도 2와 같이 영상 촬영을 위한 카메라(111)와 촬영된 영상정보를 전송하기 위한 통신부(112)가 구비될 수 있고, 비행제어수단(113)이 구비되어 관제센터의 제어신호에 따라 지정된 위치로 비행하도록 조정될 수 있다. 또한, 자이로스코프, 가속도센서, 지자기센서, 기압센서 등을 포함하는 센서부(114)와, 프로펠러 구동수단(115)이 구비되어 관제센터의 수동조종 또는 자동조종에 따른 제어신호에 따라 각 감지값을 이용하여 프로펠러 구동수단을 구동제어함으로써 균형을 유지한 상태로 비행할 수 있다.

또한, 상기 드론(100)은 위치정보 산출에 필요한 GPS신호를 수신하는 GPS모듈(116)이 구비되어 촬영된 영상정보와 GPS모듈을 통해 수신되는 GPS신호를 상호 동기화하여 촬영지역의 위치정보를 함께 전송하도록 구성되어, 안전사고나 응급상황 발생시 관제센터가 해당 위치를 신속정확하게 파악하여 신속한 대처가 이루어지도록 함으로써 피해를 최소화하도록 할 수 있다.

여기에서, 상기 통신부(112)는 관제서버에 통신 접속하여 제어신호, 영상 정보, 위치정보를 송수신하는 것으로, 통신부의 일 구성 예로서 이동통신망과 같은 각종 무선망과 접속하여 제어신호와 관측된 신호를 무선으로 송수신하는 이동통신부(미도시)와, 이동통신부가 송수신하는 신호를 증폭하여 송수신하도록 하는 증폭부(미도시)와, 무선조정기와 해당 전용 주파수로 무선 접속하여 통신하는 무선부(미도시)로 구성될 수 있다. 또한, 3G, 와이브로, LTE 와 같은 최신 무선 네트워크 기술 등의 방식으로 멀티미디어 신호를 송수신하는 기능부(미도시)도 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에서, 드론(100)은 경고음을 출력할 수 있는 스피커(117)가 장착되어 응급상황에 대한 알림과 신속한 대처를 유도할 수 있다.

예를 들어, 야외 행사장의 특정 지역에서 화재가 발생하였을 경우 해당 지역의 드론이 현장상황을 촬영하여 관제서버로 전송하면, 관제센터에서 이를 파악하여 화재가 발생한 지역의 드론이 경고음을 출력하도록 하고, 해당 지역에 배치된 스태프를 통해 해당 지역의 참가자들이 신속하게 안전한 곳으로 대피하도록 안내하여 화재로 인한 인명피해나 안전사고를 최소화하도록 할 수 있다. 이 경우, 상기 센서부(117)는 화재 감지시 즉시 경고음을 출력하도록 하는 화재감지센서를 더 포함할 수도 있다. 이와 함께, 본 발명의 실시예에 따른 상기 드론(100)은 상기 관제센터(300)로부터 요청시 관계기관 서버에 위기상황 정보를 송신하도록 하여 위기 상황에 따른 조치를 취할 수도 있다. 예를 들어, 상기 드론(100)은 유,무선 네트워크를 통하여 관계기관 서버(미도시)에 신고나 도움 요청 신호 등을 전송할 수 있으며, 관계기관 서버는 경찰, 병원, 소방서 등에서 운영하는 서버일 수 있다.

다음으로, 상기 관제서버(200)는 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보와 GPS위치정보, 센서부를 통해 검출된 다양한 정보가 포함되는 비행정보 및 카메라를 통해 촬영된 영상 정보가 통신부를 통해 저장되는 서버로서, 관리자(10), 스태프(20), 드론영상 촬영자(30), 참가자(40)와 연계되어 있을 수 있다.

관리자(10)는 드론이 영상을 촬영하는 지역을 총괄하는 책임자(예를 들어 행사 총괄자)일 수 있으며, 스태프(20)는 상기 관리자와 함께 행사를 보조하는 자이며, 드론영상 촬영자(30)는 드론을 소지하고 있는 개인이거나 드론영상 전문 촬영가 등일 수 있으며, 참가자(40)는 행사장에 방문하여 관람하거나 행사에 직접 참가하는 자일 수 있다.

또한, 상기 관제서버(200)는 드론의 촬영영상을 확인할 수 있는 애플리케이션(240)을 제작하고 배포할 수 있으며, 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 및 참가자는 각자의 단말기에서 관제 애플리케이션을 설치 및 실행하여 관제서버와 연동할 수 있다.

상기 관제 애플리케이션(240)은 애플리케이션 마켓을 통해 각자의 디바이스에 다운로드 및 설치될 수 있으며, 실시예에 따라, 상기 관제 애플리케이션은 관리자 전용, 스태프 전용, 드론영상 촬영자 전용, 참가자 전용 버전이 따로 존재할 수도 있다. 예를 들어, 상기 드론(100)을 통해 촬영된 영상은 관리자의 단말기(11)와, 스태프의 단말기(21)와, 드론영상 촬영자의 단말기(31)와, 참가자(41)의 단말기 상에서 서로 다른 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 예시는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위에 한정하지 않는다.

또한, 상기 관제서버(200)는 지도 애플리케이션과 제휴를 통해 연동될 수 있다. 예를 들어, 상기 관제서버는 드론이 촬영한 영상을 통해 안전사고가 발생한 위치를 파악할 때 연동된 지도 애플리케이션을 이용하여 해당 위치에 대응하는 지도 부분을 관리자나 스태프, 드론영상 촬영자 또는 참가자에게 함께 제공할 수 있다.

또한, 상기 관제서버(200)는 도 3과 같이 인터페이스부(210), 데이터베이스(220), 보안부(230)를 포함할 수 있다.

상기 인터페이스부(210)는 외부 디바이스, 서버와 데이터를 송수신하는 통신 능력을 구비한다. 관제서버는 인터페이스부를 통해 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 및 참가자와 서로 통신하거나 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 관제서버는 인터페이스부를 통해 연계된 지도 애플리케이션과 데이터를 송수신할 수 있다.

다음으로, 상기 데이터베이스(200)는 각 지역에 대응하는 세부 정보를 저장할 수 있다. 상기 데이터베이스는 행사 부지를 블럭화하거나 세분화하여 안전사고나 응급상황 발생시 해당 위치를 신속하게 파악하도록 할 수 있으며, 보다 신속한 위치파악을 위해 주변의 건물이나 시설물 또는 도로 등의 정보가 저장될 수도 있다.

상기 보안부(300)는 관제 애플리케이션을 통해 제공되는 관제를 위한 영상의 저작권 보호 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 드론으로부터 촬영된 영상에는 공연, 전시물이나 조형물 등 저작권의 보호가 필요한 정보가 있을 수 있으며, 이러한 정보를 보호할 수 있도록 촬영된 드론 영상에 기 설정된 디지털 워터 마크를 추가할 수 있다. 또는, 관제 애플리케이션에 대응하는 URL주소 또는 관제서버가 운영하는 사이트의 URL주소로 접속되는 경우가 아니면 영상의 재생이 불가능하도록 함으로써 저작권 보호 기능을 수행할 수 있다.

상기 관제센터(300)는 상기 관제서버에 접속하여 영상정보와 위치정보, 그리고 기타 다양한 종류의 비행정보를 제공받아 영상을 판독함으로써 안전사고나 위급상황의 발생유무를 파악하고, 필요시 원하는 위치로 드론을 이동시킬 있도록 드론의 통신부와 유선 또는 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하면서 드론을 제어하기 위한 명령을 전송할 수 있으며, 제어중인 드론의 실시간 촬영영상을 디스플레이에 출력함으로써 관리자와 스태프가 이를 모니터링하도록 동작한다.

이를 위해 상기 관제센터(300)는 관리자의 필요에 따라 원하는 위치로 드론을 신속하게 이동시킬 수 있도록 드론과의 데이터 송수신을 위한 통신부(311)와, 드론이 촬영한 영상을 포함한 각종 데이터를 영상출력하기 위한 디스플레이(312)와, 각 드론을 구동제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부(313)와, 상기 드론의 촬영영상이 저장되는 메모리(314), 시스템의 동작상태 및 설정항목을 조작하기 위한 입력부(315)를 포함할 수 있다.

또한, 상기 관제센터(300)는 드론의 온도체크 기능이나, 냉각팬 자동기동 기능, 사용전압 전류 체크 기능, 배터리잔량 체크기능, 오디오 온오프 기능 등이 구현 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 관제센터(300)는 관리자가 보유한 인터넷 통신이 가능한 전자기기, 예를 들어 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터의 전자기기로 구현될 수 있고, 관리자로부터 제공되는 서버의 형태로 구현되어 복수의 드론이 하나의 관제센터에 의하여 제어되도록 구현될 수도 있다.

도 7 내지 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 관제 애플리케이션의 실행화면이다.

도 7 내지 9와 같이 상기 관제 애플리케이션(240)은 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자, 참가자는 관제 애플리케이션을 통해 관제 서버에 접속할 수 있다. 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자, 참가자는 관제 애플리케이션을 설치하고 회원 가입을 통해 관제 애플리케이션을 이용할 수 있다. 또한, 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 또는 참가자는 둘러보고자 하는 지역을 검색창(241)에 입력하여 검색할 수 있고, 입력된 지역의 현장상황이 영상으로 디스플레이되며, 제공된 영상이 촬영 시간과 함께 목록에 제공되어 원하는 시간대의 자료를 열람할 수 있다.

또한, 상기 관제 애플리케이션(240)은 지도 중심으로 드론 영상을 표시해줄 수도 있다. 관제 애플리케이션은 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 또는 참가자의 현재 위치 정보를 수신하여 이를 중심으로 지도(242)를 표시해줄 수 있고, 검색창에 입력된 지역을 중심으로 지도를 표시해줄 수 있으며, 공연이나 이벤트가 시행중인 지역을 중심으로 지도를 표시해줄 수도 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 관제 애플리케이션을 통해 원하는 장소에 직접 방문하지 않더라도 드론 영상을 확인함으로써 현장에 방문한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

따라서, 관리자와 스태프는 실시간으로 제공되는 영상을 확인하여 안전사고나 응급상황의 발생유무를 신속하게 파악하고, 발견 즉시 해당 위치에 배치된 스태프를 통해 신속한 조치가 이루어지도록 하여 피해를 최소화하도록 할 수 있다.

또한, 행사에 참가한 참가자가 행사장 곳곳에 직접 방문하지 않더라도 드론 영상을 통해 현장 상황을 파악하여 해당 장소에 방문할지 여부를 결정할 수 있으므로 넓은 야외 공간에서 불필요한 이동을 최대한 줄여 참가자의 피로도를 줄이고 만족도를 현저히 향상시킬 수 있다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

10 : 관리자 11 : 관리자의 단말기
20 : 스태프 21 : 스태프의 단말기
30 : 드론영상 촬영자 31 : 드론영상 촬영자의 단말기
40 : 참가자 41 : 참가자의 단말기
100,100′ : 드론
111 : 카메라 112 : 통신부
113 : 비행제어수단 114 : 센서부
115 : 프로펠러 구동수단 116 : GPS모듈
117 : 스피커
200 : 관제서버
210 : 인터페이스부 220 : 데이터베이스
230 : 보안부 240 : 관제 애플리케이션
241 : 검색창 242 : 지도
300 : 관제센터
311 : 통신부 312 : 디스플레이
313 : 제어부 314 : 메모리
315 : 입력부

Claims (3)

1. 미리 설정한 지역을 자율 이동하면서 촬영할 수 있고, 촬영된 영상정보를 전송 가능하도록 구성되는 드론(100)과;
   상기 드론을 통해 촬영된 영상정보가 저장되는 관제서버(200)와;
   상기 관제서버에 접속하여 상기 드론으로부터 촬영된 영상정보를 제공받아 현장 상황을 판독하는 관제센터(300);를 포함하되,
   상기 드론(100)은 영상 촬영을 위한 카메라(111)와, 촬영된 영상정보를 전송하기 위한 통신부(112)와, 상기 관제센터의 제어신호에 따라 지정된 위치로 비행하도록 조정되는 비행제어수단(113)과, 자이로스코프, 가속도센서, 지자기센서 및 기압센서를 포함하는 센서부(114)와, 프로펠러 구동수단(115)과, GPS모듈(116)과, 경고음을 출력할 수 있는 스피커(117)를 포함하고,
   상기 관제서버(200)는 상기 드론을 통해 촬영된 영상정보와 GPS위치정보, 센서부를 통해 검출된 다양한 정보가 포함되는 비행정보 및 카메라를 통해 촬영된 영상 정보가 통신부를 통해 저장되며, 관리자, 스태프, 드론영상 촬영자 및 참가자의 단말기와 데이터를 송수신하는 인터페이스부(210)와, 각 지역에 대응하는 세부 정보를 저장하는 데이터베이스(220)를 포함하며,
   상기 관제센터(300)는 상기 관제서버에 접속하여 영상정보와 위치정보, 그리고 기타 다양한 종류의 비행정보를 제공받아 영상을 판독함으로써 안전사고나 위급상황의 발생유무를 파악하고, 필요시 원하는 위치로 드론을 이동시킬 있도록 드론의 통신부와 유선 또는 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하면서 드론을 제어하기 위한 명령을 전송할 수 있으며, 제어중인 드론의 실시간 촬영영상을 디스플레이에 출력하여 모니터링하며, 원하는 위치로 드론을 이동시킬 수 있도록 드론과의 데이터 송수신을 위한 통신부(311)와, 드론이 촬영한 영상을 포함한 각종 데이터를 영상출력하기 위한 디스플레이(312)와, 각 드론을 구동제어하기 위한 제어신호를 생성하는 제어부(313)와, 상기 드론의 촬영영상이 저장되는 메모리(314)와, 시스템의 동작상태 및 설정항목을 조작하기 위한 입력부(315)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 관제 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 드론은 GPS모듈을 구비하여 촬영된 영상정보와 GPS모듈을 통해 수신되는 GPS신호를 상호 동기화하여 촬영지역의 위치정보를 함께 전송하도록 한 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 관제 시스템.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 드론은 상기 관제센터로부터 요청시 관계 기관 서버에 위기상황 정보를 송신할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 드론을 활용한 관제 시스템.
   

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