KR102339482B1 - 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법 - Google Patents

불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법으로 드론의 무력화방법은 드론에서 방사되는 무선신호를 수신하는 단계, 수신된 무선신호와 드론판별데이터를 비교하여 무선신호가 드론제어신호인지를 판단하는 단계, 무선데이터의 무선신호가 드론제어신호로 판단되면 변환된 무선데이터와 기저장된 드론기종데이터를 비교하여 무선신호의 드론에 대한 드론기종을 판별하는 단계, 무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단하는 단계, 무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 무선신호의 안전착륙 좌표데이터를 변경하는 단계, 안전착륙 좌표데이터를 포함하는 무선제어신호를 생성하는 단계 및 생성된 무선제어신호를 무선신호의 드론에 전송되도록 방사하는 단계를 포함한다.

Description

불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법{Illegal drone signal processing-based response technology and method}
본 발명은 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안티드론 분야로서 드론에서 방사되는 전파를 탐지하여 식별하고 무력화 대응할 수 있는 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법에 관한 것이다.
안티드론 분야의 기술은 드론의 탐지 및 식별 그리고 무력화로 크게 세부분야로 구성되며, 이러한 세 기술은 좀 더 세분화되어 개발되거나 각 요소 기술 및 통합되어 시스템 기술로도 진화하고 있다. 특히, 드론 무력화 분야에서는 일반적으로 크게 하드킬(Hard-kill)과 소프트킬(Soft-kill)로 구분되며, 하드킬은 대표적으로 레이저 무기, 원격사격통제장치(RCWS), 총기류 등이 있으며 소프트킬은 대표적으로 RF재머, GPS신호기만, 드론 통신기만이 해당된다.
소프트킬에서 대부분의 무력화는 RF 재머기술을 사용하며, 레이더, RF 스캐너 또는 영상장치에서 위치정보를 제공받아 사용하게 된다. 제어신호 탈취 방법의 무력화의 경우는 RF스캐너와의 협력방법으로 동작하게 된다.
그러나 도심지에 위치한 공항 등의 경우 고출력 RF 재머를 사용할 경우 공항내 무선장치 등에 영향을 끼치기 때문에 사용에 제약이 많으며, GNSS 등 여러 전파시설을 운용하는 항공기에 전파차단신호가 도달하는 경우 운항에 큰 영향이 미칠 것으로 예상되고, 그물포, 재밍 등으로 추락한 드론으로 인해 인적, 물적 사고가 발생할 수 있으며, GPS기만 기술의 경우 역시 항공관제에 대한 영향으로 사용하기 어렵다.
따라서 본 발명의 목적은 주변에 영향을 주지 않는 저출력으로 드론을 안전하게 무력화할 수 있는 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 드론의 무력화방법은, 상기 드론에서 방사되는 무선신호를 수신하는 단계; 수신된 상기 무선신호와 상기 드론판별데이터를 비교하여 상기 무선신호가 드론제어신호인지를 판단하는 단계; 상기 무선데이터의 상기 무선신호가 드론제어신호로 판단되면 변환된 상기 무선데이터와 기저장된 드론기종데이터를 비교하여 상기 무선신호의 상기 드론에 대한 드론기종을 판별하는 단계; 상기 무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단하는 단계; 상기 무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 상기 무선신호의 안전착륙 좌표데이터를 변경하는 단계; 상기 안전착륙 좌표데이터를 포함하는 무선제어신호를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 무선제어신호를 상기 무선신호의 상기 드론에 전송되도록 방사하는 단계를 포함한다. 드론이 침입하는 경우 드론에서 방사되는 전파를 감지하여 드론여부를 판단하고 드론기종을 판별한 후 무선신호에 대한 디코딩을 하여 안전착륙 좌표데이터의 무선제어신호를 드론으로 방사하여 안전착륙이 될 수 있도록 함으로써 저출력으로 주변에 영향을 끼치지 않는 상태에서 드론을 무력화할 수 있다.
여기서, 상기 드론으로 전송되는 무선신호를 수신하는 단계는, 소정 대역폭으로 실시간 상기 드론의 사용신호 전체 대역을 IQ 채널 스캐닝 방법으로 데이터를 스트리밍 형태로 지속적으로 수집하면 침입하는 드론이 있는 경우 정확히 파악할 수 있어 바람직하다.
그리고 드론기종을 판별하는 단계 이후에 상기 무선신호의 패턴을 인식할 수 있는 상태로 조정하는 단계를 더 포함하면 드론에서 방사되는 무선신호의 디코딩 가능여부를 쉽게 파악할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 무선신호에 대한 디코딩이 가능하지 않은 것으로 판단되면 상기 드론의 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하면 드론을 안전착륙시키지 못하는 경우에도 드론이 홈포인트로 복귀하도록 하여 무력화시킬 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 드론이 홈포인트로 복귀하는 지 모니터링하는 단계를 더 포함하면 드론이 무력화되는 지에 대하여 파악할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 모니터링하는 단계에서 소정 시간 이상 상기 드론이 홈포인트로 복귀하지 않는 것으로 판단되면 강제착륙 명령신호를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 강제착륙 명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하면 드론이 강제착륙되도록 하여 무력화할 수 있어 바람직하다.
그리고 상기 드론이 소정 시간 이상 강제착륙되지 않은 것으로 판단되면 통신프로토콜 단절명령신호를 생성하는 단계; 및 생성된 상기 통신프로토콜 단절명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하면 드론과 지상제어기간의 통신링크 인증을 최소화하며 통신프로토콜을 단절시켜 드론을 이륙위치로 돌려보내어 무력화할 수 있어 바람직하다.
여기서, 상기 드론이 이륙위치로 이동하지 않는 것으로 판단되면 통신채널에 대한 재밍신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하면 최후의 방법으로 드론을 재밍할 수 있어 바람직하다.
본 발명에 따르면 드론이 침입하는 경우 드론에서 방사되는 전파를 감지하여 드론여부를 판단하고 드론기종을 판별한 후 무선신호에 대한 디코딩을 하여 안전착륙 좌표데이터의 무선제어신호를 드론으로 방사하여 안전착륙이 될 수 있도록 함으로써 저출력으로 주변에 영향을 끼치지 않는 상태에서 드론을 무력화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 원격조정되는 불법드론을 탐지 및 무력화하는 예시도이다.
도 2는 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법으로 드론의 무력화방법의 흐름도이다.
도 3과 도 4는 변형된 드론의 무력화방법의 흐름도이다.
도 5는 드론을 무력화하는 전체적인 순서도이다.
도 6은 드론 식별 세부 기능 블록도이다.
도 7은 드론 무력화방법의 기능블럭과 순서의 예시도이다.
도 8은 드론여부, 드론기종 및 드론 비행모드 식별에 대한 기능 설명도이다.
도 9는 드론 무력화관련 기능 설명도이다.
도 10은 드론은 안전착륙 좌표데이터로 인도하여 착륙시키는 예시도이다.
도 11은 드론을 홈포인트로 회귀시키는 예시도이다.
도 12은 드론을 강제 착륙시키는 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법(1)을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 원격조정되는 불법드론(2)을 탐지 및 무력화하는 예시도이다.
드론조작기(3)에 의해 불법드론(2)이 감시영역으로 이동되어 오면 드론무력화시스템(1)의 안테나가 불법드론(2)을 탐지하고 드론(2)인지를 파악한 후 드론(2)의 기종 및 비행모드를 식별하고 가능한 무력화방법으로 드론(2)을 무력화할 수 있다.
도 2는 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법으로 드론(2)의 무력화방법의 흐름도이다.
드론(2)에서 방사되는 무선신호를 수신한다(S1).
수신된 무선신호를 기저장된 드론판별데이터의 형식과 동일한 형식의 무선데이터로 변환한다(S2).
변환된 무선데이터와 드론판별데이터를 비교하여 무선데이터의 무선신호가 드론제어신호인지를 판단한다(S3).
무선데이터의 무선신호가 드론제어신호로 판단되면 변환된 무선데이터와 기저장된 드론기종데이터를 비교하여 무선신호의 드론(2)에 대한 드론(2)기종을 판별한다(S4).
무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단한다(S5).
무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 무선신호의 안전착륙 좌표데이터를 변경한다(S6).
안전착륙 좌표데이터를 포함하는 무선제어신호를 생성한다(S7).
생성된 무선제어신호를 무선신호의 드론(2)에 전송되도록 방사한다(S8).
도 3과 도 4는 변형된 드론(2)의 무력화방법의 흐름도이다.
드론(2)에서 방사되는 무선신호를 소정 대역폭으로 실시간 드론(2)의 사용신호 전체 대역을 IQ 채널 스캐닝 방법으로 데이터를 스트리밍 형태로 지속적으로 수집한다(S11).
수신된 무선신호를 기저장된 드론판별데이터의 형식과 동일한 형식의 무선데이터로 변환한다(S12).
변환된 무선데이터와 드론판별데이터를 비교하여 무선데이터의 무선신호가 드론제어신호인지를 판단한다(S13).
무선데이터의 무선신호가 드론제어신호로 판단되면 변환된 무선데이터와 기저장된 드론기종데이터를 비교하여 무선신호의 드론(2)에 대한 드론(2)기종을 판별한다(S14).
무선신호의 패턴을 인식할 수 있는 상태로 조정한다(S15).
조정된 무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단한다(S16).
S16단계에서 무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 무선신호의 안전착륙 좌표데이터를 변경한다(S17).
안전착륙 좌표데이터를 포함하는 무선제어신호를 생성한다(S18).
생성된 무선제어신호를 무선신호의 드론(2)에 전송되도록 방사한다(S19).
S16단계에서 무선신호에 대한 디코딩이 가능하지 않은 것으로 판단되면 드론(2)의 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 생성한다(S20).
생성된 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 드론(2)으로 방사한다(S21).
드론(2)이 홈포인트로 복귀하는 지 모니터링한다(S22).
S22단계에서 소정 시간 이상 드론(2)이 홈포인트로 복귀하지 않는 것으로 판단되면 강제착륙 명령신호를 생성한다(S23).
생성된 강제착륙 명령신호를 드론(2)으로 방사한다(S24).
드론(2)이 소정 시간 이상 강제착륙되지 않은 것으로 판단되면 통신프로토콜 단절명령신호를 생성한다(S25).
생성된 통신프로토콜 단절명령신호를 드론(2)으로 방사한다(S26).
드론(2)이 이륙위치로 이동하지 않는 것으로 판단되면 통신채널에 대한 재밍신호를 드론(2)으로 방사한다(S27).
도 5는 드론(2)을 무력화하는 전체적인 기능 순서도이다.
5MHz, 또는 10MHz 실시간 대역폭으로 드론(2) 사용신호 전체 대역을 IQ 채널 스캐닝 방법으로 데이터를 스트리밍 형태로 지속적으로 수집하여 데이터를 변환하는 바이너리 데이터 고유 식별(Binary data Unique identification) 블록과 RF신호조절(RF signal conditioning) 블록으로 전달한다(S31).
수집된 데이터를 베이스밴드(Baseband) 신호 배열 형태로 변환하며, 각 드론(2)의 전단(Preamble) 또는 헤더(Header) 단의 신호 배열 패턴 라이브러리 (Level 1) 데이터베이스에서 매칭 작업을 하여 드론(2)인지 여부를 식별한다(S32).
백그라운드 노이즈 형태의 DB(Data Base)와 매칭될 경우 드론(2)신호가 아님을 판단하고 IQ 채널 스캐닝을 다시 반복하고, 드론(2) DB와의 1차 매칭이 이루어지면, 드론(2)신호로 인식한 뒤 2차 드론(2) 상세 식별과 신호에 대한 라벨링을 한다(S33).
드론(2) level 2의 드론(2) 기종 및 비행모드에 대한 라이브러리 DB와 매칭 작업을 한다(S34). 각 드론(2)의 기종과 그에 해당하는 비행모드에 대한 코드 라벨링을 하여 무력화 방법을 결정하여 신호발생 및 방사 작업을 수행한다.
스트리밍으로 공급되는 IQ데이터의 오프셋(offset)을 조정하여 중심주파수로 튜닝하며, 신호의 레벨을 조정하여 RF신호의 패턴을 인식하기 양호한 상태로 만든다(S35). 이때의 세부 과정들은 다음과 같다.
- IQ 스트리밍 데이테에서 이동평균(Moving average)를 통한 캐리어 주파수 탐지
- 주파수 오프셋 추정(Frequency offset estimation)
- 타이밍 오프셋 추정(Timing offset estimation)
- 주파수 오프셋 및 타이밍 오프셋 보상(Frequency offset and timing offset compensation)
- 적응 필터(Adaptive filter)를 사용한 디지털 이퀄라이징(Digital equalizing)
- 예측된 변조타입을 적용하여 RF 복조(RF demodulation)
- SFD 인덱스 찾기(FInd SFD index, Start frame delimiter Index)
- 디코딩 프레임(Decode Frame)
바이너리 형태의 드론(2)신호에 대한 프로토콜 디코딩 작업을 수행하여 Payload 디코딩이 가능한 데이터일 경우 안전착륙(DTL, Determined Landing)을 위한 기설정된 안전착륙 좌표(위경도)에 대한 디코딩된 데이터 배열에 좌표 데이터를 변경하는 작업 기능으로 이동한다(S36). 신호 유효탑재량(Payload) 디코딩이 실패할 경우 특정 기능 선택 또는 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home), 강제착륙(FL, Force Landing), 통신프로토콜 단절(DA, Deauthorize), 채널재밍(CJ, Channel Jamming) 기능 수행을 위한 단계로 진행한다.
드론(2)을 제어하기 위한 기능으로 불법드론(2)의 신호배열에 기설정된 안전착륙지점 좌표를 주입하여 목표드론(2)에 기 분석된 변조방식과 주파수 채널을 생성하여 전파를 방사한다(S37).
분석된 드론(2)의 기종에 따라 신호의 payload 프로토콜 분석이 안되는 경우 기저장된 해당 드론(2) 기종에 따라 작동이 가능한 기능 (RTH(S38), FL(S39), DA(S40), CJ(S41))을 선택하여, 드론비행 모드 별 신호 라이브러리 DB를 이용하여 신호 명령을 생성 방사한다.
도 6은 드론(2) 식별 세부 기능 블록도이다.
A블럭은 바이너리 데이터 고유 식별(Binary data Unique identification)기술로 드론(2)과 GCS (Ground Control System) 간의 통신 신호를 탈취(Intercept) 한 RF IQ데이터에 대한 신호 패턴을 이진수(Binary digit) 데이터화하여 드론(2)의 식별 여부와 드론(2)의 종류와 비행 모드의 패턴을 데이터베이스화하며 이에 대한 비교를 통한 불법 드론(2) 식별을 하는 기술이다. 동시에 신호패턴에 대한 기계적 학습을 심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)기반 학습을 통해 정확성을 향상시키는 기술이다.
- 바이너리 코드(Binary code) 생성
첫번째 숫자(digit)는 드론(2) 신호와 배경소음(Background noise) 신호 구별이며, 8번째 숫자(digit. 256 신호 패턴분류)은 각 드론(2)의 종류별 신호 패턴 정보 구별이며, 2번째숫자(digit, 4개의 비행 모드 구분)은 각 드론(2)의 비행모드를 구분한다. 따라서 모두 11개 숫자(digit)를 사용한다.
- 신호변환(Signal Transformation)
심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)에서의 연산을 수행하기 위한 데이터 변환 부분이다.
Figure 112021092273000-pat00001
의 변환 데이터를 심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)에 입력하여 다중분류(Multi-classification)를 수행한다.
- 심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)기반 다중분류(Multi-classification)
드론(2)의 상세 식별을 위한 드론(2)의 종류와 비행모드를 RF 데이터 패턴을 심층 기계학습을 통해 종류 및 비행모드를 식별해내는 기술로 만들어진 기준 데이터들과의 비교 데이터를 끊임없이 학습하여 추출 정확성을 향상시킨다.
Figure 112021092273000-pat00002
,
Figure 112021092273000-pat00003
로 여러 RF 스펙트럼(RF spectra)을 구분하여 드론(2)의 종류 및 비행모드를 구별시킨다.
Figure 112021092273000-pat00004
는 계층 l-1의 출력이자 계층 l의 입력된다.
Figure 112021092273000-pat00005
는 RF segment i에 대한 분류벡터이다.
Figure 112021092273000-pat00006
은 계층 l의 가중치 행렬이며,
Figure 112021092273000-pat00007
는 l층의 p번째 뉴런과 l-1층의 q번째 뉴런 사이의 가중치이다.
Figure 112021092273000-pat00008
는 계층 l의 바이어스 벡터이다.
Figure 112021092273000-pat00009
은 계층 l의 활성화 함수이다.
B블록은 신호 컨디셔닝(Signal Conditioning) 기술로 신호 탐지 및 1차 식별이후 2차 식별 및 드론(2)을 제어하기 위한 신호 디코딩(Decoding) 과정이며, 우선 이동평균(Moving average)으로 반송주파수를 탐지하고, 주파수 및 시간 오프셋(offset)을 계산하여 보상한다. 디지털 이퀄라이징(Digital Equalizing)을 단계를 거쳐 RF 복조를 수행한다. 이때 데이터베이스와 비교하여 해당 RF 복조를 수행한다. 그러고 SFD 인덱스를 찾아 프레임에 따라 디코딩을 수행하는 과정의 기술이다.
도 7은 드론(2) 무력화방법의 기능블럭과 순서의 예시도이다.
C블록은 안전착륙(DTL, Determined Landing) 기술로 디코딩된 신호포맷 비교하여 기 지정된 좌표를 기준으로 드론(2)의 피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw), 수직(Vertical) 제어 명령을 재생성하여 드론(2)을 제어하는 기술이다.
D블록은 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home), 강제착륙(FL, Force Landing), 통신프로토콜 단절(DA, Deauthorize), 채널재밍(CJ, Channel Jamming) 기술로 Decoding 기반 안전착륙(DTL, Determined Landing) 진행이 안되는 경우, 드론(2)의 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 신호의 명령을 방사하며, 이후 지속적인 모니터링을 하며, 효과가 없을 시 강제착륙(FL, Force Landing), 통신프로토콜 단절(DA, Deauthorize)을 단계적으로 수행한다. 채널재밍(CJ, Channel Jamming)의 경우 초기 드론(2) 식별이후 디코딩(Decoding)이 불가능한 경우 탐지된 채널에 대한 채널 재밍을 수행한다.
도 8은 드론(2)여부, 드론(2)기종 및 드론(2) 비행모드 식별에 대한 기능 설명도이다.
- 드론(2)식별 코드 생성은 지속적으로 수집되는 IQ 채널 스캐닝 데이터를 일정 레벨 상승과도 이벤트(Rising Transient event) 및 시간간격(Time interval) 정보에 따라 1차 드론(2) 신호 존재 여부를 판단한다. 그리고 “드론(2)식별 코드”를 생성한다. (1 digit: 0, 1 구분)
심층신경망(DNN, Deep Neural Networks)에 입력을 위한 주파수분해(Wavelet Decomposition)과 신호변화과정을 거친다. 심층신경망(DNN, Deep Neural Networks) 기반 다중분류(Multi-classification)과정을 통해 “드론(2)종류 식별 코드 생성”을 수행한다. 이때 8digit 총 256개의 드론(2) 종류 분류 가능 코드를 생성한다. 또한 2digit에 대한 “드론(2) 비행모드 식별 코드”를 생성한다.
최종적으로 생성된 코드는 저장된 데이터와 비교 식별 판단과정을 거친다.
도 9는 드론(2) 무력화관련 기능 설명도이다.
이동평균(Moving average)를 통해 최소값, 최대값, 중앙값, 임계점 계산을 통해 피크 인덱스를 추출하여 캐리어 주파수를 추출한다.
수집된 IQ DATA를 2048개로 FFT 한 후 결과 데이터를 (결과데이터 실수부 * 결과데이터 실수부) + (결과데이터 허수부 * 결과데이터 허수부)를 0.5승 하여 맥스 인덱스를 찾는다.
deIF = 결과데이터 맥스인덱스/2048/2
Frequency Offset 및 Time Offset 보상값 추출한다.
tmp = -2.0 * 3.141592 * deIF * 인덱스
결과목록 추출 (iqdata실수부 * Cosine(tmp) - (iqdata 허수부 * Sine(tmp))
신호의 equalizing을 수행한다.
최소화한(decimation) 결과에서 앞의 128개의 데이터를 상호상관(CrossCorrelate)하여 값들 추출LinearAlgebra.inverse -> linearAlgebra.Multiply한 후 SignalProcessing.Convolve 수행하며, 선택된 DB library 기반 RF복조(RF demodulation)를 수행한다.
프레임(Frame)의 SFD(Start frame delimiter Index )를 찾고, 헤더(Header) 데이터를 분석하여 FC, GC code추출하여 복사한다.
헤더(Header) 정보기반으로 페이로드 암호해독(payload decryption)을 수행한다.
이진수데이터(Binary data) 열에서 각각의 명령(command) 및 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home)정보를 추출한다.
페이로드 설명(Payload decrition)이 안될 경우 기 분석된 프로토콜(protocol)에 FC, GS 코드를 삽입하여 프레임 데이터(frmae data)를 생성한다.
피치(Pitch), 롤(Roll), 요(Yaw), 수직(Vertical) 제어 명령 데이터를 지정된 좌표기준으로 지속 재생성한다.
데이터를 스크랩블링(scrambling)하고 IQ 데이터 생성 및 RF 복조를 수행한다.
도 10은 드론(2)은 안전착륙 좌표데이터로 인도하여 착륙시키는 예시도이다.
불법드론(2)이 내영역에 침입하는 경우 불법드론(2)에서 방사되는 전파를 감지하여 드론(2)여부를 판단하고 드론(2)기종을 판별한 후 무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 무선신호에 대한 디코딩을 하여 안전착륙 좌표데이터의 무선제어신호를 드론(2)으로 방사하여 안전착륙이 될 수 있도록 유도한다.
도 11은 드론(2)을 홈포인트로 회귀시키는 예시도이다.
불법드론(2)이 내영역에 침입하는 경우 무선신호에 대한 디코딩이 가능하지 않은 것으로 판단되면 드론(2)의 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 생성하며 불법드론(2)으로 방사하여 내영역에서 벗어나 홈으로 귀환하도록 할 수 있다.
도 12은 드론(2)을 강제 착륙시키는 예시도이다.
홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 방사한 후 불법드론(2)이 홈포인트로 복귀하는 지 모니터링하며 소정 시간 이상 불법드론(2)이 홈포인트로 복귀하지 않는 것으로 판단되면 강제착륙 명령신호를 방사하여 강제착륙되도록 할 수도 있다.
상기의 실시 예 이외의 변형 가능한 실시 예를 설명한다.
드론(2) 무력화시스템(1)이 레이더, 카메라 및 조명등을 더 구비하며, 레이더를 이용하여 침입한 불법드론(2)을 탐지하면 카메라로 이동하는 불법드론(2)을 추적 촬영하며 정확한 위치의 드론(2)을 향해 조명등에서 관을 출력하여 드론(2)에서 내영역의 촬영을 방행할 수 있도록 할 수 있다. 조명등은 집중적으로 휘도를 증가시킬 수 있고, 산란하는 빛을 출력할 수도 있어 침입한 불법드론(2)에 장착된 카메라로 내영역을 촬영하여도 영상분석이 쉽지 않도록 할 수도 있다.
침입한 드론(2)으로 제어신호를 방사하는 드론조작기(3)의 위치를 탐지하여 드론조작기(3)와 불법드론(2) 사이의 전파가 교란되도록 전파교란기를 더 구비할 수 있다. 이 전파교란기는 이동 가능한 드론(2)에 탑재되어 있어 드론조작기(3)의 위치가 탐지되면 드론조작기(3)와 불법드론(2) 사이의 영역으로 이동하여 불법드론(2)으로 제어신호가 전달되지 않도록 할 수도 있다.
상기의 불법드론 신호처리기반 대응 기술 및 그 방법의 드론 무력화방법으로 인하여, 드론(2)이 침입하는 경우 드론(2)에서 방사되는 전파를 감지하여 드론(2)여부를 판단하고 드론(2)기종을 판별한 후 무선신호에 대한 디코딩을 하여 안전착륙 좌표데이터의 무선제어신호를 드론(2)으로 방사하여 안전착륙이 될 수 있도록 함으로써 저출력으로 주변에 영향을 끼치지 않는 상태에서 드론(2)을 무력화할 수 있다.
1: 드론 무력화시스템
2: 불법드론
3: 드론조작기

Claims (8)

  1. 드론의 무력화방법에 있어서,
    상기 드론에서 방사되는 무선신호를 수신하는 단계;
    수신된 상기 무선신호를 기저장된 드론판별데이터의 형식과 동일한 형식의 무선데이터로 변환하는 단계;
    변환된 상기 무선데이터와 상기 드론판별데이터를 비교하여 상기 무선신호가 드론제어신호인지를 판단하는 단계;
    상기 무선데이터의 상기 무선신호가 드론제어신호로 판단되면 변환된 상기 무선데이터와 기저장된 드론기종데이터를 비교하여 상기 무선신호의 상기 드론에 대한 드론기종을 판별하는 단계;
    상기 무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단하는 단계;
    상기 무선신호에 대한 디코딩이 가능한 것으로 판단되면 상기 무선신호의 안전착륙 좌표데이터를 변경하는 단계;
    상기 안전착륙 좌표데이터를 포함하는 무선제어신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 무선제어신호를 상기 무선신호의 상기 드론에 전송되도록 방사하는 단계를 포함하며,
    상기 무선신호에 대한 디코딩 가능여부를 판단하는 단계는,
    상기 무선신호에서 캐리어 주파수를 추출하는 단계;
    추출된 상기 캐리어 주파수로부터 주파수 및 타이밍 오프셋을 추정(Frequency offset estimation)하는 단계;
    상기 추정에 기초하여 상기 무선신호의 오프셋을 보상하는 단계;
    상기 보상된 무선신호에 적응 필터(Adaptive filter)를 사용하여 디지털 이퀄라이징(Digital equalizing)을 수행하는 단계;
    디지털 이퀄라이징(Digital equalizing)된 상기 무선신호를 RF신호로 복조(RF demodulation)하는 단계;
    복조된 상기 무선신호에서 SFD 인덱스(Start frame delimiter Index)를 검색하는 단계; 및
    검색된 SFD 인덱스(Start frame delimiter Index)로부터 바이너리 형태의 복조된 상기 무선신호에 대한 프로토콜 디코딩 작업을 수행하여 디코딩 가능여부를 판단하는 단계를 포함하는 드론의 무력화방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 드론에서 방사되는 무선신호를 수신하는 단계는,
    드론에서 방사되는 무선신호를 소정 대역폭으로 실시간 상기 드론의 사용신호 전체 대역을 IQ 채널 스캐닝 방법으로 데이터를 스트리밍 형태로 지속적으로 수집하는 드론의 무력화방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 드론기종을 판별하는 단계 이후에 수신된 상기 무선신호의 패턴을 인식할 수 있는 상태로 조정하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    수신된 상기 무선신호에 대한 디코딩이 가능하지 않은 것으로 판단되면 상기 드론의 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 홈포인트 회귀(RTH, Return To Home) 명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 드론이 홈포인트로 복귀하는 지 모니터링하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 모니터링하는 단계에서 소정 시간 이상 상기 드론이 홈포인트로 복귀하지 않는 것으로 판단되면 강제착륙 명령신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 강제착륙 명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 드론이 소정 시간 이상 강제착륙되지 않은 것으로 판단되면 통신프로토콜 단절명령신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 통신프로토콜 단절명령신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 드론이 이륙위치로 이동하지 않는 것으로 판단되면 통신채널에 대한 재밍신호를 상기 드론으로 방사하는 단계를 더 포함하는 드론의 무력화방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170148332A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Drone Go Home, LLC Drone defense system
KR20190113986A (ko) * 2017-03-21 2019-10-08 에스지 디제이아이 테크놀러지 코., 엘티디 모니터링 방법 및 시스템
KR20200061600A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 류동주 스파이 드론 탐지 및 방어 장치 및 그 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170148332A1 (en) * 2015-11-24 2017-05-25 Drone Go Home, LLC Drone defense system
KR20190113986A (ko) * 2017-03-21 2019-10-08 에스지 디제이아이 테크놀러지 코., 엘티디 모니터링 방법 및 시스템
KR20200061600A (ko) * 2018-11-26 2020-06-03 류동주 스파이 드론 탐지 및 방어 장치 및 그 방법

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