KR102264046B1 - 드론을 이용한 공기정화 시스템 - Google Patents

드론을 이용한 공기정화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론을 이용한 공기정화 시스템에 있어서, 하기의 공기정화 판단 서버에 공기정화 필터가 결합된 드론의 구동을 요청할 수 있는 사용자 단말; 상기 사용자 단말이 위치한 영역의 공기가 일정 수준 이상 오염된 경우, 하기의 드론 관리센터에 상기 드론의 구동을 명령하는 공기정화 판단 서버; 및 상기 드론이 다수 개 구비되고, 상기 공기정화 판단 서버의 구동 명령을 수신하여 상기 드론을 구동시키는 드론 관리센터를 포함하여, 수동 또는 자동으로 공기를 효율적이고 편리하게 정화할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

드론을 이용한 공기정화 시스템 {AIR PURIFICATION SYSTEM USING DRONES}
본 발명은 공기정화 필터가 장착된 드론을 이용하여 대기 오염물질을 정화할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
최근 중국발 황사 및 미세먼지 등으로 인해 대기오염이 심각해지면서 깨끗한 공기에 대한 관심은 어느 때보다 고조되고 있다. 이에 따라 공기정화를 위해 국내뿐만 아니라 세계적으로 공기청정기와 미세먼지 마스크 등과 관련된 시장 또한 급격히 확대되고 있는 추세이다. 필터의 종류, 소재, 성능에 따라 공기정화 능력이 상이하므로 공기청정기, 미세먼지 마스크에서 가장 중요한 요소는 필터이다. 실내 공기는 실내 공기청정기를 이용하여 정화할 수 있으나, 실외 공기는 그 범위가 넓고 실시간으로 대기의 영향을 받으므로 고정된 위치에서 작동하는 공기청정기는 한계가 있을 수 있다.
한편, 드론은 무인 비행기로서 지상에서 원격조종으로 비행이 이루어지거나, 사전 프로그램된 경로에 따라 자동 또는 반자동 형식으로 비행하는 방식, 또는 인공지능을 탑재하여 자체 환경판단에 따라 임무를 수행하는 비행체와 지상통제장비 등의 전체 시스템을 통칭한다. 최근 몇 년간 빠른 성장이 이루어지고 있으며, 활용 분야에 따라 다양한 장비를 탑재하여 군사, 가미, 촬영, 물류, 통신 등 여러 분야에서 활용되고 있다.
관련 종래기술 한국공개특허 제10-2017-0076988호(이하, ‘선행특허 1’이라 약칭한다)는 주어진 공간 내에서 비행하며 호버링할 수 있는 드론을 공기청정기 및 선풍기와 결합함으로써, 비행하면서 청소하는 공중 청소기 또는 신개념 선풍기를 개시한다. 관련 종래기술 한국등록특허 제10-1967993호(이하, ‘선행특허 2’라 약칭한다)는 드론 기술에 공기정화 기술을 결합하여, 별도의 진공 펌프 없이도 비행을 하면서 공기를 정화할 수 있는 드론 기술을 개시한다. 관련 종래기술 한국등록특허 제10-1930211호(이하, ‘선행특허 3’이라 약칭한다)는 드론형 소형 공기청정기로서, 실내공간을 비행하면서 실내공기를 정화할 수 있는 발명을 개시한다.
그러나, 선행특허 1 및 선행특허 3은 실내에서 활용하기 위한 발명이며, 공기청정기와 드론이 결합된 형태의 기기이다. 선행특허 2는 공기정화 필터 및 공기정화 기술을 탑재한 드론 자체에 대한 발명이므로, 드론을 통해 공기를 정화시키는 시스템 발명과 카테고리가 상이하다. 선행특허 1 내지 3은 해당 기기의 작동 및 작동을 위한 대기오염의 기준에 관하여는 별도로 개시된 바가 없다.
한편, 본 출원인은 공기정화 필터를 탑재한 드론을 이용하여 사용자의 요청에 따르거나, 자체적인 공기오염 판단 기준으로 드론을 구동시켜 공기를 정화할 수 있는 시스템에 관한 추가적인 연구 개발을 진행하였다.
한국공개특허 제10-2017-0076988호 한국등록특허 제10-1967993호 한국등록특허 제10-1930211호
본 발명은 공기정화 필터가 결합된 드론을 이용한 공기정화 시스템에 관한 것으로서, 실외에서 원하는 장소의 공기를 정화하여 공기의 질을 개선 효과를 이끌어 낼 수 있는 공기정화 시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 드론을 이용한 공기정화 시스템에 있어서, 하기의 공기정화 판단 서버에 공기정화 필터가 결합된 드론의 구동을 요청할 수 있는 사용자 단말; 상기 사용자 단말이 위치한 영역의 공기가 일정 수준 이상 오염된 경우, 하기의 드론 관리센터에 상기 드론의 구동을 명령하는 공기정화 판단 서버; 및 상기 드론이 다수 개 구비되고, 상기 공기정화 판단 서버의 구동 명령을 수신하여 상기 드론을 구동시키는 드론 관리센터를 포함하여, 수동 또는 자동으로 특정 영역의 공기를 정화할 수 있는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 공기정화 시스템이 제공되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 공기정화 필터는, 상기 드론의 본체를 지지하는 랜딩기어의 하단부와 연결되며 상기 드론의 본체보다 크기가 동일하거나 큰 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 사용자 단말은, 사용자의 위치정보를 파악하는 위치 송수신부; 및 위치에 따른 공기 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 드론 관리센터는, 자체적으로 공기 오염 수치를 측정하는 공기 오염측정 센서; 및 상기 공기 오염측정 센서의 측정값과 상기 공기정화 판단 서버의 데이터 처리결과를 비교하고, 상기 사용자 단말의 요청을 고려하여 상기 드론의 구동여부를 판단하는 공기정화 관리 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 드론의 구동으로 실내뿐만 아니라 실외의 대기 오염물질도 정화할 수 있어 공기 질 개선 효과, 지역 사회 편의 및 지역 주민의 건강 증진을 이끌어 낼 수 있다. 본 발명에서의 공기정화를 위한 드론의 구동은 사용자의 요청에 의하거나 자체 오염 판단 알고리즘을 이용하여 수동 또는 자동을 이루어지므로, 효율적이고 편리하다는 장점이 있다.
또한, 드론 기술이 빠르게 발전함에 따라 드론의 세대 교체가 이루어지고, 드론이 일반인에게도 널리 보급됨에 따라 버려지거나 중고시장에서 판매되는 드론을 이용함으로써 자원을 보호할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 공기정화 시스템의 구성 및 공기정화 시스템을 통해 드론이 구동되는 과정을 나타낸다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 필터가 결합된 드론을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지에 대하여 드론 관리 센터에서 드론의 구동이 이루어지는 공기정화 관리 알고리즘을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 공기정화 시스템(1)의 구성 및 공기정화 시스템을 통해 드론(51)이 구동되는 과정을 나타낸다. 도 1를 참조하면, 사용자 단말(10), 공기정화 판단 서버(30), 드론 관리센터(50)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드론을 이용한 공기정화 시스템(1)은 실외의 오염된 공기, 미세먼지를 공기정화 필터(519)가 결합된 드론(51)을 이용하여 사용자의 공기정화 요청에 의해 공기를 정화시키는 수동적 방법으로 진행된다. 또한, 사용자의 요청 없이 공기정화 판단 서버(30)의 대기 정보 데이터에 대한 공기 오염 필요 여부 판단과 드론 관리센터(50)의 자체 공기 오염 측정 센서(501)의 측정값으로 판단하여 대기 중의 오염 입자를 흡착하여 공기를 정화하는 자동적 방법으로 진행된다. 이는, 실외의 공기는 그 면적이 넓을 뿐만 아니라 고도가 다양하고, 실시간으로 대기의 영향을 받으므로 위치가 고정된 기존의 공기청정기로는 효과적인 공기정화 효과를 기대하기 어렵다. 따라서, 공중을 날아다닐 수 있는 드론을 이용하면 넓은 범위에서 공기를 정화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 높은 위치나 특정 공간에 존재하는 공기를 균질하게 정화시킬 수 있다.
사용자 단말(10)은 공기정화 필터(519)가 결합된 드론(51)의 구동을 공기정화 판단 서버(30)에 요청할 수 있다. 사용자 단말(10)은 사용자의 위치 정보를 파악하는 위치 송수신부(101)와 위치에 따른 공기 정보를 표시하는 디스플레이(103)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(10)은 공기 오염 데이터를 두가지 방법으로 얻을 수 있다. 하나는 공기정화 판단 서버(30)에서 제공받는 방법이고, 다른 하나는 기상청이 운영하는 에어코리아(https://www.airkorea.or.kr/)에서 제공받는 방법이다. 사용자 단말(10)은 우선적으로 공기정화 판단 서버(30)에서 데이터를 불러오며, 에어코리아의 데이터는 오차 검증 및 사실 확인 여부를 위하여 사용된다.
위치 송수신부(101)는 사용자 단말의 위치를 파악하기 위한 것으로서, GPS를 이용하여 위치 정보를 파악할 수 있다. 사용자 단말의 위치가 사용자의 위치와 동일하다고 보며, 사용자는 위치 송수신부(101)를 통해 파악된 위치 정보를 바탕으로 기상청이 운영하는 에어코리아(https://www.airkorea.or.kr/)에서의 해당 지역의 대기정보 및 미세먼지 정보를 제공받을 수 있다.
디스플레이(103)는 사용자 단말(10)에서 해당 사용자 단말의 위치에 따른 대기 정보를 표시할 수 있다. 제공받은 대기 정보 데이터를 시각화 소프트웨어를 이용하여 가시화함으로써 사용자가 대기 정보를 쉽고 빠르게 인식할 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 대기 오염이 심각한 상태라면 화면을 깜빡이거나 위험경고 표시를 나타낼 수 있다. 사용자는 사용자 단말(10)의 디스플레이(103)를 통해 대기오염 정도 및 미세먼지 농도 등을 파악하여 공기정화 필요성을 느끼는 경우에 공기정화 판단 서버(30)에 드론(51)의 구동을 요청할 수 있다.
공기정화 판단 서버(30)는 사용자 단말의 위치에 따른 대기 정보 데이터를 기상청으로부터 제공받아, 이를 데이터 처리 과정을 통해 WHO의 대기오염 기준을 바탕으로 위험도를 판단한다. 사용자 단말(10)로부터 드론 구동 요청을 받은 경우, 사용자 단말(10)의 위치에 대한 대기오염도 데이터를 기상청으로부터 전송받는다. 전송받은 데이터를 자체 데이터 처리를 통해 가공한다. 처리된 데이터의 오염도가 일정 오염 수준 이상이면 사용자 단말(10)에 요청 수락 메시지를 보내고, 드론 관리센터(50)에 드론의 구동 명령을 보낸다.
또한, 공기정화 판단 서버(30)는 사용자 단말(10)로부터 드론의 구동 명령을 받지 않은 경우에도, 특정 위치에 대한 대기오염 데이터를 자체 데이터 처리하여 오염도가 일정 오염 수준 이상이면 공기 정화가 필요함을 감지하면 드론 관리센터(50)에 드론의 구동 명령을 보낼 수 있다. 즉, 드론이 구동되는 방법은 두 가지로서, 사용자 단말(10)의 요청에 의하여 이루어지는 수동적 방법과 공기정화 판단 서버(30)에서의 자체적 처리 결과를 토대로 이루어지는 자동적 방법이 있다. 또한, 공기정화 판단 서버(30)는 사용자의 드론(51) 구동 요청이 지역 인구수에 비례하여 일정 기준 이상일 경우에도 드론 관리센터(50)에 드론(51) 구동 명령을 보낼 수 있다.
공기정화 판단 서버(30)는 여러 지역에 복수개 존재하는 드론 관리센터(50)를 통합하여 관리하는 통합 서버로서 드론 관리센터(50)들의 현황을 관리·감독한다. 또한 해당 지역에서 드론(51)의 공기정화 결과를 모니터링하여 드론(51)의 구동 전후를 비교 분석하는 기능을 갖는다.
드론 관리센터(50)는 공기 오염측정 센서(501)와 공기정화 관리 알고리즘(503)을 포함할 수 있다. 드론 관리센터(50)는 복수개의 드론(51)을 구비하며, 공기정화 관리 알고리즘(503)으로 공기정화 판단 서버(30)의 드론(51) 구동 명령을 판단하여 드론(51)의 구동 및 관리를 할 수 있다. 드론 관리센터(50)는 여러 지역에 복수개 존재할 수 있으므로, 드론(51)의 구동 요청을 받은 지역과 가장 가까운 지역에 위치한 드론 관리센터(50)에서 드론(51)을 구동시켜 공기를 정화할 수 있다. 또한, 드론 관리센터(50)는 공기 오염 데이터를 두가지 방법으로 얻을 수 있다. 하나는 공기정화 판단 서버(30)에서 제공 받는 방법이고, 다른 하나는 기상청이 운영하는 에어코리아(https://www.airkorea.or.kr/)에서 제공 받는 방법이다. 드론 관리센터(50)는 자체적인 측정 장치인 공기 오염측정 센서(501)를 내장하고 있어, 공기 오염측정 센서(501)를 통해 측정된 데이터를 우위에 두고 드론(51)의 구동, 출고 및 회수 명령을 실행한다.
드론 관리센터(50)는 드론(51)의 전반적인 관리가 이루어질 수 있다. 드론(51)의 주에너지원은 전기로서, 리튬 폴리머(Li-Po) 배터리를 사용하면 약 30분 정도 비행이 가능하다. 그러나, 드론(51)에 공기정화 필터(519)를 결합하면 공기정화 필터(519)로 인해 무게가 늘어나게 된다. 또한 공기정화 필터(519)의 수명까지 고려하면 약 25분 정도로 비행시간이 단축되는 문제가 있다. 따라서, 드론 관리센터(50)가 현재의 버스 차고지와 비슷한 방식으로 운영되도록 하여 비행시간 단축 문제를 해결할 수 있도록 하였다. 드론(51)의 배터리를 미리 충전한 후 구동시켜 배터리가 다 되면 드론 관리센터(50)으로 돌아와 스왑(swap)이 가능하도록 하여, 빠른 시간 내에 다시 공기정화를 위해 드론(51)이 구동될 수 있도록 한다.
공기 오염측정 센서(501)는 기상청에서 제공받는 대기 데이터와 별개로 자체적으로 구비한 센서로서, 공기 오염측정 센서(501)는 측정소로서의 역할도 할 수 있다. 따라서, 자동적 방법으로 드론(51)을 구동을 할 수 있다. 기상청이 제공하는 데이터는 대기오염도의 측정 위치가 조밀하지 못해 특정 지역의 정확한 대기 상태를 알기 어렵다는 점에서 보다 높은 수준의 정확한 대기 상태를 파악하기 위한 것이다.
공기정화 관리 알고리즘(503)은 드론 관리센터(50)에서 실제적으로 드론(51)의 구동여부를 판단하는 단계이다. 공기정화 관리 알고리즘(503)에 따라 드론(51)의 구동 여부가 결정되고, 해당 지역의 규모에 따라 구동되는 드론(51)의 수가 결정될 수 있다.
공기정화 관리 알고리즘(503)은 공기정화 판단 서버(30)에서 처리된 데이터와 공기 오염측정 센서(501)의 측정값을 비교하고, 사용자 단말(10)에서의 드론(51) 구동 요청 여부를 고려하여 드론(51)의 구동 여부에 대한 판단이 이루어지게 된다. 드론 관리센터(50)가 드론(51)을 구동시키기 위해 출고를 하는 경우, 공기정화 판단 서버(30)에 드론(51) 출고 및 구동 메시지를 보낸다. 반면, 드론 관리센터(50)가 드론(51)의 구동이 불필요하다고 판단되는 경우에도 공기정화 판단 서버(30)에 드론(51)의 출고 및 구동을 하지 않는다는 메시지를 보내 공기정화 판단 서버(30)와 드론 관리센터(50)의 데이터 동기화 상태를 유지한다. 대기 오염은 실시간으로 상황이 변경될 수 있고, 사용자가 실제 체감하거나 요구하는 오염 정화 수준과 오염 측정 센서 등으로 측정된 데이터는 차이가 있을 수 있기 때문이다. 따라서, 사용자 단말(10)의 구동 요청 여부에 좀 더 중요성을 두고 판단하며, 실제 측정된 대기 오염도를 참고하여 드론(51)을 구동시킨다.
또한, 공기 오염측정 센서(501)에서 추가적으로 대기의 오염도를 측정하고, 공기정화 관리 알고리즘(503)에서 공기정화 판단 서버(30)에서 처리된 데이터와 공기 오염측정 센서(501)의 측정값을 비교하여 드론(51)을 구동시키는 추가적인 단계를 가지는 이유는 기상청의 판단 기준과 세계보건기구(WHO)의 판단 기준이 상이하기 때문이다. 대기 질 지수(AQI)는 미립자 물질(PM2.5 및 PM10), 오존(O3), 이산화질소(NO2), 이산화황(SO2) 및 일산화탄소(CO2) 배출량이 포함된다. PM10은 10μm 이하 크기의 일반 미세먼지, PM2.5는 2.5μm 이하 크기의 초미세먼지를 가리킨다. 미세먼지(PM10)의 경우 기상청과 WHO의 판단기준은 다음의 표1과 같다.
초미세먼지(㎍/㎥) 좋음 보통 나쁨 매우나쁨
기상청(에어코리아) 0~30 31~80 81~150 151~
WHO 권고기준 0~20 21~50 51~100 101~
초미세먼지(PM2.5)의 경우 기상청과 WHO의 판단기준은 다음의 표2와 같다.
초미세먼지(㎍/㎥) 좋음 보통 나쁨 매우나쁨
기상청(에어코리아) 0~15 16~35 36~75 76~
WHO 권고기준 0~10 11~25 26~50 51~
대기 질 지수(AQI)의 경우 기상청과 WHO의 판단기준은 다음의 표3과 같다.
통합대기지수(㎍/㎥) 좋음 보통 나쁨 매우나쁨
기상청(에어코리아) 0~50 51~100 101~250 251~
WHO 권고기준 0~30 31~90 91~220 221~
위 표1에서 보듯이 미세먼지 상태가 나쁜 것으로 판단하는 기준치가한국에서는 일반 미세먼지(PM10) 80㎍/㎥ 초과, 초미세먼지(PM2.5) 35㎍/㎥ 초과인 반면, 세계보건기구(WHO)에서는 일반 미세먼지(PM10) 50㎍/㎥ 초과, 초미세먼지(PM2.5) 25㎍/㎥ 초과로써, 우리나라의 기준치가 세계보건기구(WHO)에 비해 일반 미세먼지(PM10)는 1.6배, 초미세먼지(PM2.5)는 1.4배나 높다는 점을 알 수 있다. 이는 한국이 국토면적 대비 많은 인구와 자동차 수, 공해가 많이 발생하는 제조업 중심의 산업구조, 중국의 영향 등으로 세계보건기구(WHO)에서 권고하는 기준치를 충족시킬 수 없기 때문으로 보인다. 따라서, 공기 오염측정 센서(501)에서의 오염도 추가 측정과 공기정화 관리 알고리즘(503)에서의 추가 비교 단계를 가짐으로써 보다 높은 수준의 대기 정화 수준을 달성할 수 있다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 필터(519)가 결합된 드론(51)을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 드론(51)은 본체(511), 프로펠러(513), 랜딩기어(515), gps 송수신부(517), 공기정화 필터(519)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 드론(51)은 공중을 비행하면서 오염된 공기를 정화할 수 있는 기기로서, 원하는 위치로 비행할 수 있는 드론 장치이면서 결합되어 있는 공기정화 필터(519)를 이용하여 오염된 공기 내의 오염 입자 등을 흡착하여 정화된 공기를 배출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 드론(51)의 모델은 DJI Phantom 2 일 수 있다. DJI Phantom 2 모델은 2013년 4분기에 출시되었다.
프로펠러(513)는 본체(511)의 윗면에 연결될 수 있으며, 드론(51)이 비행하는 과정에서 드론(51)의 균형을 유지하고, 비행을 위한 공기의 유동을 발생시키는 역할을 수행할 수 있다. 프로펠러(513)는 드론(51)의 효과적인 비행을 위해 다양한 설계 구조가 적용될 수 있으며, 적어도 두 개 이상의 프로펠러(513)가 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 드론(51)의 추진력은 쿼드콥터 기준으로 4개의 프로펠러(513)에서 발생한다. 서로 대각선에 위치한 프로펠러(513)는 같은 방향으로 회전하며, 회전 속도 및 방향에 따라 이착륙(pitch), 좌우 비행(roll) 및 회전(yaw)을 할 수 있다. 프로펠러(513)가 회전하면 베르누이의 원리에 의하여 양력이 발생하게 되고, 4개의 프로펠러(513)가 발생시키는 양력이 합쳐지면서 공중에 뜨게 된다. 이때 드론(51)의 하면에 와류 현상이 발생하게 된다. 따라서 드론(51)의 하단부 또는 랜딩기어(515)에 공기정화 필터(519)를 부착하여 공기 정화가 가능할 수 있게 한다.
랜딩기어(515)는 본체(511) 하부에 고정 장착되어 지면과 접촉하므로, 드론(51)이 지면에 착륙 시 지면으로부터 지지할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 랜딩기어(515)에 공기정화 필터(519)가 결합될 수 있는데, 프로펠러(513)에 의해 공기가 드론(51)의 아래 방향으로 소용돌이 현상처럼 회전을 하게 되므로, 이때 회전하는 공기가 하강하여 공기정화 필터(519)를 통과하여 공기가 정화될 수 있다.
GPS 송수신부(517)는 본체(511) 내부에 위치하고, GPS 신호를 받아 드론(51)의 위치정보를 파악할 수 있다.
공기정화 필터(519)는 랜딩기어(515)의 하단부와 연결되며, 드론(51)이 공중을 비행하는 동안 프로펠러(513)에 의해 회전하는 공기가 공기정화 필터(519)를 거쳐 정화될 수 있다. 특히, 드론 관리센터(50)에서 공기를 정화하고자 하는 지역에 복수개의 드론(51)을 구동시키므로 드론(51)들의 군집 비행으로 빠르고 효율적으로 공기를 정화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공기청정기 같은 공기 개선 장치는 정전기에 의한 흡착을 이용하여 대기 중에 떠다니는 입자를 포집하는 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 주로 적용한다. HEPA 필터는 방사성 물질을 취급하는 시설이나 클린 룸 등에 고도의 청정환경을 만들 때 미세입자를 고효율로 여과하기 위한 필터이다. HEPA 필터의 종류는 H10에서 H14까지 있으며, 등급이 높을수록 먼지제거 효율이 높다.
본 발명의 실시예에서는 공기정화 필터(519)로 0.3mm 이상의 먼지를 99.75% 제거하는 H13 이상의 필터를 사용할 수 있다. 일반적인 공기청정기에서 사용되는 통상적인 HEPA 필터는 H11 (먼지 95% 제거)에서 H13이다.따라서 본 발명의 실시예에 따른 공기정화 필터(519)는 기존의 공기청정기보다 나은 성능을 제공할 수 있다.
공기정화 필터(519)는 넓이가 드론(51)보다 약간 크거나 비슷할 수 있다. 공기정화 필터(519)는 랜딩기어(515)와 함께 드론(51)을 지지하는 역할을 할 수 있고, 프로펠러(513)가 하강시키는 공기의 범위를 포함하기 위해 고안된 크기이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 미세먼지에 대하여 드론 관리센터(50)에서 드론(51)의 구동이 이루어지는 공기정화 관리 알고리즘(503)을 나타낸다. 공기정화 관리 알고리즘(503)은 공기정화 판단 서버(30)의 드론(51) 구동 명령을 판단하여 최종적으로 드론(51)의 구동여부를 결정할 수 있다. 드론 관리센터(50)가 공기정화 판단 서버(30)에서 드론(51)의 구동 명령을 받았다면, 먼저 공기 오염측정 센서(501)를 통해 측정된 해당 지역의 미세먼지의 오염 수치와 공기정화 판단 서버(30)가 기상청으로부터 제공받은 미세먼지 데이터를 처리한 데이터 값을 비교한다.
두 가지 수치가 동일하다면 드론 관리센터(50)는 드론(51)을 구동시킨다. 다만, 두 가지 수치가 상이하다면 사용자 단말(10)로부터 사용자 단말의 구동 요청 정보를 연동한다. 예를 들어, 공기정화 판단 서버(30)에서의 미세먼지의 데이터가 0~30㎍/㎥ 또는 31~80㎍/㎥의 범위로서 ‘좋음 또는 보통’의 범위이지만, WHO의 기준을 따르는 드론 관리센터(50)에서 공기 오염 측정 센서(501)로 측정한 자체 측정값이 51㎍/㎥이상의 범위에 해당하여 ‘나쁨 또는 매우 나쁨’에 해당하고, 다수의 사용자 단말에서 드론(51)의 구동 요청이 있는 경우, 공기정화 관리 알고리즘(503)은 드론(51)을 구동시킨다.
반면에, 공기정화 판단 서버(30)에서의 미세먼지의 데이터가 81㎍/㎥ 이상의 범위로서 ‘나쁨 또는 매우 나쁨’에 해당하지만, WHO의 기준을 따르는 공기 오염 측정 센서(501)로 측정한 자체 측정값이 0~20㎍/㎥ 또는 21~50㎍/㎥의 범위로서 ‘좋음 또는 보통’에 해당하고 사용자 단말에서 드론(51)의 구동 요청이 없는 경우, 공기정화 관리 알고리즘(503)은 드론(51)을 구동시키지 않는다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 드론을 이용한 공기정화 시스템
10: 사용자 단말
101: 위치 송수신부
103: 디스플레이
30: 공기정화 판단 서버
301: 대기 정보에 대한 데이터 처리부
50: 드론 관리센터
501: 공기 오염 측정 센서
503: 공기정화 관리 알고리즘
51: 드론
511: 본체
513: 프로펠러
515: 랜딩기어
517: GPS 신호 송수신부
519: 공기정화 필터

Claims (4)

  1. 드론을 이용한 공기정화 시스템에 있어서,
    하기의 공기정화 판단 서버에 공기정화 필터가 결합된 드론의 구동을 요청할 수 있는 사용자 단말;
    특정 위치의 대기 데이터를 기상청으로부터 전송받아 상기 사용자 단말이 위치한 영역의 공기 오염도가 일정 수준 이상인 것으로 판단한 경우, 하기 드론 관리센터에 상기 드론의 구동을 명령하는 공기정화 판단 서버; 및
    공기 오염측정 센서를 구비하여, 상기 드론의 구동 또는 상태를 제어하는 드론 관리센터를 포함하며,
    상기 드론 관리센터는,
    상기 공기 오염측정 센서에서 측정된 측정값과 상기 공기정화 판단 서버가 전송받은 대기 데이터를 비교하고, 상기 사용자 단말의 요청을 고려하여 상기 드론의 구동 여부를 판단하는 공기정화 관리 알고리즘이 내장된 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 공기정화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기정화 관리 알고리즘은,
    상기 공기 오염측정 센서에서 측정된 상기 측정값과 상기 공기정화 판단 서버가 전송받은 대기 데이터를 비교하여, 두 수치가 동일한 경우 상기 드론을 구동시키고, 두 수치가 상이한 경우에는 상기 공기 오염측정 센서에서 측정된 상기 측정값을 기준으로 상기 드론의 구동 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 공기정화 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기정화 필터는,
    상기 드론의 본체를 지지하는 랜딩기어의 하단부와 연결되며 상기 드론의 본체보다 크기가 동일하거나 큰 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 공기정화 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 사용자 단말은,
    사용자의 위치정보를 파악하는 위치 송수신부; 및
    위치에 따른 공기 정보를 표시하는 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 공기정화 시스템.

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