KR102364008B1 - Accident record system and analysis method based on encrypted flight and imaging data of unmanned vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템은 무인 이동체에 저장된 사고기록을 이용하여 사고의 원인을 분석하는 사고기록 분석 시스템에 있어서, 무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 운항 컴퓨터부; 상기 운항 컴퓨터부에서 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 사고기록 저장부; 및 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 수집하고, 수집된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 사고기록 분석부를 포함한다.The accident record analysis system based on the encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention is an accident record analysis system that analyzes the cause of an accident using the accident record stored in the unmanned moving object, a navigation computer unit for outputting accident record data including one image data and operation data according to the flight of an unmanned moving object; an accident record storage unit for converting and storing the accident record data output from the operation computer unit into encrypted data; and an accident record analysis unit that decrypts the encrypted data to collect the accident record data, and analyzes the cause of the accident based on a parity check and a chi-square test using the collected accident record data.
Description
본 발명은 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an accident record analysis system and method based on encrypted images and operation data of an unmanned moving object.
무인 이동체는 사람이 탑승하지 않고 원격 조정에 의해 비행하거나 지정된 경로를 따라 자율적으로 이동하는 이동체로서, 주로 군사적 용도로 활용되기 시작하였으나, 최근에는 운송, 보안 분야 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며 개인의 놀이를 위한 용도로도 사용되고 있다.An unmanned vehicle is a vehicle that flies by remote control without a person on board or moves autonomously along a designated route. It is also used for
그러나, 상기한 무인 이동체는 이동특성이 종래의 기기와 달라, 사고시 안전문제 및 보안 문제 등의 다양한 문제점을 가질 수 있다.However, the above-described unmanned moving object may have various problems such as safety problems and security problems in the event of an accident because the movement characteristics are different from those of conventional devices.
구체적으로, 현재 판매되고 있는 국산 제품의 경우 사고 이후에, 외산 제조업체 수준의 비행로그 데이터 제공이 어렵고, 외부 공격자에 의한 스니핑 및 악의적인 공격을 예방할 수 있는 정보유출방지 대책이 미흡한 한계점이 있다.Specifically, in the case of domestic products currently being sold, it is difficult to provide flight log data at the level of foreign manufacturers after an accident, and there is a limitation in that information leakage prevention measures to prevent sniffing and malicious attacks by external attackers are insufficient.
또한, 무인 이동체는 고장, 기후변화, 외부 공격 등으로 인한 사고시 추적 및 회수 기능이 없는 문제가 있으며, 사고의 원인이나 사고상황에서의 각 기능장치의 상황 등을 분석할 수 있는 분석장치가 탑재되어 있지 않다.In addition, the unmanned moving object has a problem that there is no tracking and recovery function in case of an accident due to breakdown, climate change, external attack, etc. there is not
다시 말해, 무인 이동체의 사고시, 정확한 사고원인 분석을 위한 데이터를 제공하기가 어려우며, 사고에 의한 파손 잔해를 수거하더라도 데이터를 살려 기록을 확인한 후 사후 분석을 진행하는데 한계가 있다.In other words, in the case of an unmanned moving vehicle accident, it is difficult to provide data for accurate accident cause analysis, and even if the wreckage caused by the accident is collected, there is a limit in using the data to check the record and then proceed with the post-analysis.
본 발명의 실시예들은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 무인 이동체에 저장된 영상 데이터와 운항 데이터를 암호화하여 저장 및 전송할 수 있으며, 암호화된 데이터를 이용하여 사고 원인을 분석할 수 있는 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention have been proposed to solve the above problems, and image data and navigation data stored in an unmanned moving object can be encrypted, stored and transmitted, and the cause of an accident can be analyzed using the encrypted data. It is intended to provide an accident record analysis system and method based on the image and operation data of an unmanned moving vehicle.
본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템은 무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 운항 컴퓨터부; 상기 운항 컴퓨터부에서 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 사고기록 저장부; 및 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 사고기록 분석부를 포함한다.An accident record analysis system based on an encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention is an operation that outputs accident record data including image data acquired by the unmanned object and operation data according to the flight of the unmanned object computer department; an accident record storage unit for converting and storing the accident record data output from the operation computer unit into encrypted data; and an accident record analysis unit that decrypts the accident record data by decrypting the encrypted data, and analyzes the cause of the accident based on a parity check and a chi-square test using the decrypted accident record data.
또한, 상기 운항 컴퓨터부는, 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 카메라부; 무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 GPS부; 비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 관성측정부; 사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 운항제어부; 및 상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 제 1 통신부를 포함할 수 있다.In addition, the navigation computer unit, a camera unit for acquiring image data by taking an image; GPS unit for acquiring GPS data on the flight position of the unmanned moving object; an inertial measurement unit for acquiring sensor data necessary for flight; a navigation control unit for acquiring steering data input from a user and posture data of an unmanned moving object corresponding to the steering data; and a first communication unit for transmitting the accident record data including the image data, the GPS data, the sensor data, the steering data, and the posture data.
또한, 상기 사고기록 저장부는, 상기 제 1 통신부로부터 상기 사고기록 데이터를 수신하는 제 2 통신부; 상기 사고기록 데이터를 키관리 서버와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 암호화부; 및 상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 메모리부를 포함한다.In addition, the accident record storage unit, a second communication unit for receiving the accident record data from the first communication unit; an encryption unit that encrypts the accident record data with a certificate previously shared between the key management server and the unmanned moving object and converts it into encrypted data in a predetermined format; and a memory unit for compressing and storing the encrypted data.
또한, 상기 사고기록 저장부는, 상기 제 2 통신부가 수신한 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터를 추출하고, 추출된 GPS 데이터를 슬립 앤 웨이크 방식(Sleep & Wake)으로 저전력 RF 데이터 통신을 이용하여 송출하는 RF 통신부를 더 포함할 수 있다.In addition, the accident record storage unit extracts GPS data from the accident record data received by the second communication unit, and transmits the extracted GPS data using low-power RF data communication in a sleep & wake method. It may further include an RF communication unit.
또한, 상기 사고기록 분석부는, 기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버로부터 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 복호화부; 상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 자세 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 동특성분석부; 상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 판단하는 원인분석부; 상기 복호화부가 해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 사고재현부; 및 상기 사고재현부에 의해 생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하도록 마련되는 출력부를 포함한다.In addition, the accident record analysis unit, a decryption unit for receiving the encryption key in a two-factor-based encryption key injection method from a key management server that stores a preset encryption key to decrypt the encrypted data to decrypt the accident record data; a dynamic characteristic analysis unit that extracts sensor data from the accident record data and acquires dynamic characteristic data that is position and posture data of an unmanned moving object according to a control input through dynamic modeling based on the extracted sensor data; a cause analysis unit for determining an accident cause based on a parity check and a chi-square test using the accident record data and the dynamic characteristic data; an accident reproduction unit for generating post-processing data through a forward-backward algorithm using the accident record data decoded by the decoding unit; and an output unit provided to display the post-processing data generated by the accident reproduction unit.
또한, 상기 원인분석부는, 데이터를 동기화하는 동기화부; 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 통해 사고 원인 분석을 수행하는 제 1 분석부; 및 사고 원인 분석의 결과에 따라 사고 원인을 판단하는 제 2 분석부를 포함할 수 있다.In addition, the cause analysis unit, the synchronization unit for synchronizing data; a first analysis unit that analyzes the cause of an accident through a parity check and a chi-square test; and a second analysis unit that determines the cause of the accident according to the result of the analysis of the cause of the accident.
또한, 상기 동기화부는, 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성한다.In addition, the synchronization unit extracts GPS data, sensor data, steering data and attitude data from the accident record data, and synchronizes the extracted steering data and attitude data with the dynamic characteristic data to generate first fusion data, and The second fusion data is generated by synchronizing the steering data and the attitude data with the sensor data, and the third fusion data is generated by synchronizing the extracted steering data and the attitude data with the GPS data.
또한, 상기 제 1 분석부는, 패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출할 수 있다.Also, the first analyzer may calculate parity values corresponding to the first fusion data, the second fusion data, and the third fusion data through a parity check.
또한, 상기 제 1 분석부는, 산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출한다.Also, the first analyzer calculates a parity change amount corresponding to each calculated parity value, and calculates a chi-square value through a chi-square test using the parity value and the parity change amount.
또한, 상기 제 2 분석부는, 상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단할 수 있다.In addition, the second analyzer obtains a p value, which is an index for a significance level according to the result of the chi-square test, and determines that the chi-square value is greater than or equal to the p value as a failure state, and the chi-square value When this p value is smaller than the p value, it can be determined as a normal state.
또한, 상기 제 2 분석부는, 상기 제 1 퓨전 데이터와 대응되는 제 1 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 엑추에이터 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 2 퓨전 데이터와 대응되는 제 2 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 센서 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응되는 제 3 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 알고리즘 고장을 사고 원인으로 판단한다.In addition, when the first chi-square value corresponding to the first fusion data is greater than or equal to the obtained p value, the second analysis unit determines that the actuator failure of the unmanned moving object is the cause of the accident, and corresponds to the second fusion data If the second chi-square value is greater than or equal to the obtained p value, the sensor failure of the unmanned vehicle is determined as the cause of the accident. If the third chi-square value corresponding to the third fusion data is greater than or equal to the obtained p value, the unmanned vehicle Algorithm failure is determined as the cause of the accident.
본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 방법은 무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 단계; 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 단계; 및 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 단계를 포함한다.The accident record analysis method based on the encrypted image and operation data of the unmanned moving object according to an embodiment of the present invention comprises the steps of outputting accident record data including image data acquired by the unmanned vehicle and operation data according to the flight of the unmanned vehicle ; converting the output accident record data into encrypted data and storing the converted data; and decrypting the accident record data by decrypting the encrypted data, and analyzing the cause of the accident based on a parity check and a chi-square test using the decrypted accident record data.
또한, 상기 사고기록 데이터를 출력하는 단계는, 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 단계; 무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 단계; 비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 단계; 사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of outputting the accident record data may include: acquiring image data by photographing an image; acquiring GPS data on the flight position of the unmanned mobile vehicle; acquiring sensor data necessary for flight; acquiring steering data input from a user and posture data of an unmanned moving object corresponding to the steering data; and transmitting the accident record data including the image data, the GPS data, the sensor data, the steering data, and the attitude data.
또한, 상기 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 단계는, 상기 사고기록 데이터를 수신하는 단계; 상기 사고기록 데이터를 키관리 서버와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 단계; 및 상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 단계를 포함한다.In addition, the step of converting and storing the output accident record data into encrypted data includes the steps of: receiving the accident record data; converting the accident record data into encrypted data in a predetermined format by encrypting the accident record data with a certificate previously shared between the key management server and the unmanned mobile body; and compressing and storing the encrypted data.
또한, 상기 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 단계는, 기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버로부터 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 단계; 상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 자세 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 단계; 상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 판단하는 단계; 해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 단계; 및 생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, analyzing the cause of the accident based on the parity check and the chi-square test includes receiving an encryption key from a key management server that stores a preset encryption key in a two-factor-based encryption key injection method and decrypting the encrypted data. decoding the accident record data; extracting sensor data from the accident record data, and acquiring dynamic characteristics data, which are position and posture data of an unmanned moving object according to a control input, through dynamic modeling based on the extracted sensor data; determining an accident cause based on a parity check and a chi-square test using the accident record data and the dynamic characteristic data; generating post-processing data through a forward-backward algorithm using the decrypted accident record data; and displaying the generated post-processing data.
또한, 상기 사고 원인을 판단하는 단계는, 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성하는 단계; 패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출하는 단계; 산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출하는 단계; 및 상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the step of determining the cause of the accident may include extracting GPS data, sensor data, steering data and attitude data from the accident record data, and synchronizing the extracted steering data and attitude data with the dynamic characteristic data to obtain the first fusion data. generating second fusion data by synchronizing the extracted steering data and attitude data with the sensor data, and generating third fusion data by synchronizing the extracted steering data and attitude data with the GPS data; calculating parity values corresponding to the first fusion data, the second fusion data, and the third fusion data through a parity check; calculating a parity variation corresponding to each calculated parity value, and calculating a chi-square value through a chi-square test using the parity value and the parity variation; and obtaining a p value, which is an index for a significance level according to the result of the chi-square test, and determining a failure state if the chi-square value is greater than or equal to the p value, and if the chi-square value is less than the p value and determining the normal state.
본 발명의 실시예들에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템 및 방법은 무인 이동체에 저장된 영상 데이터와 운항 데이터를 암호화하여 저장 및 전송할 수 있으며, 암호화된 데이터를 이용하여 사고 원인을 분석함으로써, 기밀성과 무결성을 가지는 데이터를 활용할 수 있어 데이터의 높은 신뢰도를 보장할 수 있는 효과가 있다.The accident record analysis system and method based on the encrypted image and operation data of the unmanned vehicle according to the embodiments of the present invention can encrypt, store and transmit image data and operation data stored in the unmanned vehicle, and use the encrypted data to By analyzing the cause of the accident, data having confidentiality and integrity can be utilized, thereby ensuring high data reliability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템을 설명하기 위한 세부적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사고기록 분석부를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 통해 사고 원인을 분석하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사고재현부를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 키관리 서버로부터 암호키를 제공받는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 방법을 설명하기 흐름도이다.1 is a schematic diagram for explaining an accident record analysis system based on an encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed view for explaining an accident record analysis system based on an encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an accident record analysis unit according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are diagrams illustrating a process of analyzing an accident cause through a parity check and a chi-square test according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining an accident reproduction unit according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a process of receiving an encryption key from a key management server according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating an accident record analysis method based on an encrypted image of an unmanned moving object and operation data according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only this embodiment serves to complete the disclosure of the present invention, and to obtain common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.Even if not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by common technology in the prior art to which this invention belongs. Terms defined by general dictionaries may be construed as having the same meaning as in the related description and/or in the text of the present application, and shall not be interpreted conceptually or excessively formally, even if not expressly defined herein. won't
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprise' and/or the various conjugations of this verb, eg, 'comprising', 'comprising', 'comprising', 'comprising', etc., refer to the stated composition, ingredient, component, A step, operation and/or element does not exclude the presence or addition of one or more other compositions, components, components, steps, operations and/or elements. As used herein, the term 'and/or' refers to each of the listed components or various combinations thereof.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱 할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.Meanwhile, terms such as '~ unit', '~ group', '~ block', and '~ module' used throughout this specification may mean a unit that processes at least one function or operation. For example, it can mean software, a hardware component such as an FPGA or an ASIC. However, '~ part', '~ group', '~ block', and '~ module' are not meant to be limited to software or hardware. '~ unit', '~ group', '~ block', and '~ module' may be configured to reside in an addressable storage medium or to regenerate one or more processors.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.Accordingly, as an example, '~ part', '~ group', '~ block', and '~ module' are components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components. fields, processes, functions, properties, procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays and include variables. The functions provided within the components and '~part', '~gi', '~block', and '~module' are smaller than the number of components and '~bu', '~gi', '~block' ', '~modules' or may be further separated into additional components and '~parts', '~gi', '~blocks', and '~modules'.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템을 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템을 설명하기 위한 세부적인 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사고재현부를 설명하기 위한 도면이다.1 is a schematic diagram for explaining an accident record analysis system based on an encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention. 2 is a detailed view for explaining an accident record analysis system based on an encrypted image and operation data of an unmanned moving object according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating an accident reproduction unit according to an embodiment of the present invention. It is a drawing for
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 운항 컴퓨터부(100), 사고기록 저장부(200) 및 사고기록 분석부(300)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an accident
운항 컴퓨터부(100)는 무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력할 수 있다.The
또한, 운항 컴퓨터부(100)는 무인 이동체와 이를 조종하기 위한 제어장치(remote controller)로 구성된 통상의 무인 이동체세트에서, 상기한 무인 이동체의 내부에 마련되는 기기이다.In addition, the
구체적으로, 운항 컴퓨터부(100)는 제어장치의 제어신호에 따라 무인 이동체가 비행 또는 이동할 수 있도록 제어장치와 통신하는 통신부, 무인 이동체의 위도, 경도, 고도, 속도 및 자세 등 운항 데이터 이외에 무인 이동체가 접하는 대기의 풍향, 풍속, 강우, 습도, 온도, 조도 등 무인 이동체의 비행 또는 이동에 영향을 주는 요인인 기상 데이터를 포함하는 항법 데이터를 수집할 수 있다.Specifically, the
더하여, 운항 컴퓨터부(100)는 내장된 GPS로부터 비행체의 위도, 경도, 고도 등에 대한 데이터를, 기압계로는 고도에 따른 기압 데이터를, 풍향/풍속 센서로는 풍향-풍속 데이터를 얻는 등 다양한 장치와 방법을 이용하여 항법 데이터를 측정할 수 있다.In addition, the
사고기록 저장부(200)는 상기 운항 컴퓨터부(100)에서 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장한다.The accident
더하여, 사고기록 저장부(200)는 통상의 블랙박스일 수 있으며, 무인 이동체를 사용할 때 무인 이동체의 비행 또는 이동에 대하여 기록을 남기고, 사고시 사고기록을 안전하게 저장하며, 무인 이동체의 저장된 데이터를 통해 사용자가 안전하고 유용하게 사고 원인을 파악할 수 있도록 한다.In addition, the accident
사고기록 분석부(300)는 상기 사고기록 저장부(200)에 저장된 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석할 수 있다.The accident
또한, 사고기록 분석부(300)는 단계적 사고 분류를 통한 사고 원인 분석 알고리즘을 이용하여 무인 이동체의 고장 상태를 파악할 수 있으며, 더 구체적으로 상기 사고기록 저장부(200)에 저장된 사고기록 데이터인 영상 데이터 및 운항 데이터를 활용하여 무인 이동체를 동작시키는 데 필요한 엑추에이터, 센서, 다수의 알고리즘 등의 고장을 검출하여 사고 원인을 분석한다.In addition, the accident
더하여, 상기 사고기록 저장부(200)와 상기 사고기록 분석부(300)는 키관리 서버(400)와 통신 보안 채널을 통해 연결되고, 상기 키관리 서버(400)는 국제 표준을 준수한 비밀키 유동 함수가 적용되고, 암호키를 생성하고 저장할 수 있다.In addition, the accident
또한, 키관리 서버(400)는 물리 보안 강화를 위한 하드웨어 보안 모듈(Hardware Security Module, HSM)을 포함할 수 있다. In addition, the
도 2에 도시된 바와 같이, 운항 컴퓨터부(100)는 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 카메라부(110), 무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 GPS부(120), 비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 관성측정부(130), 사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 운항제어부(140) 및 상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 제 1 통신부(150)를 포함한다.As shown in FIG. 2 , the
카메라부(110)는 무인 이동체 주변을 활영한 영상 데이터를 출력하고, CCD센서 또는 CMOS 센서 등을 이용한 카메라로 이루어 질 수 있으며, 광학 신호를 전기 신호로 변환하여 출력하는 광전환 장치이다.The
GPS부(120)는 무인 이동체의 위치와 비행방향 등을 검출할 수 있는 센서로 구성될 수 있으며, 무인 이동체의 운항경로를 확인할 수 있다.The
관성측정부(130)는 무인 이동체의 비행 또는 이동에 따른 동작과, 무인 이동체 주변의 환경을 검출하는 장치로, 무인 이동체의 자세를 검출할 수 있는 자이로 센서, 무인 이동체의 가속도 값을 검출할 수 있는 가속도 센서, 무인 이동체의 높이를 검출할 수 있는 고도 센서 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
즉, 관성측정부(130)는 자이로 센서, 가속도 센서, 고도 센서 등을 통해 압력고도, 기체자세, 지시 대기 속도, 정상 가속도, 종방향 가속도, 횡방향 가속도 등의 센서 데이터를 추출할 수 있다.That is, the
운항제어부(140)는 무인 이동체의 전체적인 동작을 제어하는 구성일 수 있으며, 제 1 통신부(150)를 통해 수신되는 사용자의 조종 신호에 따라 모터와 같은 구동 장치의 동작을 제어하여 무인 이동체가 임의의 자세로 비행 또는 이동할 수 있도록 제어할 수 있다.The
또한, 운항제어부(140)는 사용자가 조종하는 신호에 대한 로그를 저장할 수 있다.Also, the
제 1 통신부(150)는 무인 이동체를 구성하는 각 장치로부터 검출, 추출, 획득되는 데이터를 사고기록 저장부(200)에 전송되도록 하는 구성으로서, RF 데이터 통신, LTE 데이터 통신을 이용하여 영상 데이터 및 운항 데이터를 출력하여 전송할 수 있다.The
사고기록 저장부(200)는 제 1 통신부(150)로부터 상기 사고기록 데이터를 수신하는 제 2 통신부(210), 상기 사고기록 데이터를 키관리 서버(400)와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 암호화부(220) 및 상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 메모리부(230)를 포함한다.The accident
제 2 통신부(210)는 상기 운항 컴퓨터부(100)로부터 출력되는 사고기록 데이터를 수신하여 상기 암호화부(220)로 제공하도록 하는 구성으로, RF 데이터 통신, LTE 데이터 통신을 이용할 수 있다.The
암호화부(220)는 통상적인 암호화 알고리즘을 사용할 수 있으며, 암호모듈인증제도(KCMVP)를 기준으로 검증된 암호를 사용할 수 있다. The
또한, 암호화부(220)는 무인 이동체의 사용자 정보와 무인 이동체의 ID를 저장함과 아울러 무인 이동체의 사용자 정보와 무인 이동체의 ID를 조합한 인증서를 저장하고, 키관리 서버(400)의 인증서와 상호인증을 실시하여 인증에 성공하면 수신된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시킨다.In addition, the
메모리부(230)는 상기 암호화 데이터를 압출파일 형식으로 저장하되, 암호화부(220)와 연계되어 상기 암호화 데이터를 TAT(Time Allocation Table) 방식으로 저장한다.The
또한, 메모리부(230)는 TAT 방식을 사용함에 따라, 사용 가능한 저장공간 블록 검색이 불필요하고 연결 데이터에 대한 확인 절차가 불필요하여 순차적 데이터 관리 방식으로 빠른 데이터 기록 및 검색이 가능하다.In addition, since the
더하여, 기록하고자 하는 데이터량이 확정된 후 이에 맞는 공간이 자동 할당되고, 특정 조건에 따라 사용하고자 하는 공간이 즉시 변경되어 할당되므로 데이터 저장 공간의 크기가 자동으로 변경 가능하다.In addition, after the amount of data to be recorded is determined, a space corresponding thereto is automatically allocated, and the space to be used is immediately changed and allocated according to a specific condition, so that the size of the data storage space can be automatically changed.
또한, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)의 사고기록 저장부(200)는 제 2 통신부(210)가 수신한 사고기록 데이터 중 GPS 데이터를 추출하고, 추출된 GPS 데이터를 슬립 앤 웨이크 방식(Sleep & Wake)으로 저전력 RF 데이터 통신을 이용하여 송출하는 RF 통신부(240)를 더 포함한다.In addition, referring to FIG. 2 , the accident
이로써, RF 통신부(240)는 사고 시, 무인 이동체의 위치 정보를 장소와 시간에 제약없이 전송할 수 있는 것이며, 수신용 Tracer 장치 및 어플리케이션과 연계될 수 있다.Accordingly, the
이 때, 수신용 Tracer 장치는 스마트폰 및 노트북에 설치되어 사용할 수 있는 USB 형태의 기기일 수 있다.In this case, the receiving tracer device may be a USB type device that can be installed and used in smartphones and laptops.
또한, RF 통신부(240)는 사고 시, 전원이 차단되거나 부족할 경우, 상기 RF 통신부(240) 자체에 마련된 보조 배터리로부터 작동전력을 제공받을 수 있다.In addition, the
도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)의 사고기록 분석부(300)는 기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버(400)로부터 Two Factor 기반 암호키 주입방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 복호화부(310), 상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 포지션 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 동특성분석부(320), 상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 판단하는 원인분석부(330), 상기 복호화부(310)가 해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 사고재현부(340) 및 상기 사고재현부(340)에 의해 생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하도록 마련되는 출력부(350)를 포함한다.2 and 6, the accident
복호화부(310)는 키관리 서버(400)와 접속하기 위한 터미널 및 내장 메모리를 구비하며, 키관리 서버(400)가 상기 터미널에 접속할 때, 상기 키관리 서버(400)로부터 인증서에 대한 암호키를 획득하여 암호화 데이터에 접근할 수 있다.The
동특성분석부(320)는 무인 이동체에 대한 가상의 동역학 모델링을 생성하되, 로터 기반의 동역학 방정식으로서, 위치 에너지, 병진 운동 에너지 및 회전 운동 에너지의 관계식을 이용해 상기 가상의 동역학 모델링을 생성하며, 모터 구조의 상기 가상의 동역학 모델링을 기반으로 하여 리던던시를 추가함으로써 쿼드 로터의 구조의 무인 이동체에 대한 가상의 동역학 모델링을 생성할 수 있다.The dynamic
또한, 동특성분석부(320)는 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 입력 데이터로 이용하여 상기 가상의 동역학 모델링을 기반으로 무인 이동체의 동특성 데이터를 출력 데이터로 출력할 수 있다.In addition, the dynamic
원인분석부(330)는 단계적 사고 분류를 통한 사고 원인 분석과 상기 사고원인 분석에 따른 결과를 통해 사고 원인을 판단한다.The
또한, 원인분석부(330)는 패리티 검사 및 카이제곱 테스트와 같은 확률 기반 필터를 융합한 분산형 칼만필터일 수 있다.Also, the
먼저, 원인분석부(330)는 패리티 검사를 이용하여 무인 이동체를 구성하는 구성요소들의 고장을 감지하되, 고장에 민감하도록 패리티 벡터를 설정하고, 패리티 값의 변화를 검출하여 고장을 감지한다.First, the
즉, 원인분석부(330)는 사고기록 데이터에 포함된 센서 데이터, 자세 데이터, 조종 데이터 및 GPS 데이터와 동특성분석부(320)로부터 출력된 동특성 데이터 중 선택된 하나 이상의 데이터들의 데이터 단위를 동기화한 후, 패리티 검사를 수행하여 패리티 값을 구할 수 있다.That is, after the
이 때, 고장과 관련된 데이터의 패리티 값이 가장 크게 나타나고, 고장과 관련없는 데이터의 경우 패리티 값이 '0'으로 나타날 수 있다.In this case, the parity value of the data related to the failure is the largest, and in the case of the data not related to the failure, the parity value may appear as '0'.
또한, 원인분석부(330)는 패리티 검사로 얻어진 패리티 값을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 사고 원인 분석을 수행하되, 상기 카이제곱 테스트에서 얻어진 카이제곱 값을 얻을 수 있다.In addition, the
더하여, 원인분석부(330)는 얻어진 카이제곱 값과 상기 카이제곱 테스트의 결과가 얼마나 유의한가에 대한 지표인 p 값을 비교하여 무인 이동체를 구성하는 구성요소들의 고장을 검출하고, 사고 원인을 판단한다.In addition, the
사고재현부(340)는 통상의 포워드-백워드 스무더(Forward & Backward Smoother)이며, 정확한 후처리 데이터를 획득한다. 상기 포워드-백워드 스무더는 포워드-백워드 알고리즘을 통해 숨겨진 상태 변수에 대해 계산할 수 있다.The
도 6에 도시된 바와 같이, 사고재현부(340)는 포워드 필터, 백워드 필터를 포함할 수 있으며, 무인 이동체의 영상 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터, 자세 데이터, GPS 데이터를 포함하는 사고기록 데이터와 무인 이동체의 동특성 데이터를 기반으로 사고 재현을 위한 후처리 데이터를 생성하여 출력할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the
이후, 출력부(350)는 상기 후처리 데이터를 기반으로 사고 재현 영상을 디스플레이 하여 사용자에게 시각화 할 수 있다.Thereafter, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사고기록 분석부를 설명하기 위한 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 패리티 검사 및 카이제곱 테스트 기반 칼만필터를 통해 사고 원인을 분석하는 과정을 나타낸 도면이다.3 is a diagram for explaining an accident record analysis unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are a parity check and a chi-square test-based Kalman filter according to an embodiment of the present invention to analyze the cause of an accident It is a diagram showing the process.
도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 원인분석부(330)는 데이터를 동기화하는 동기화부(331), 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 통해 사고 원인 분석을 수행하는 제 1 분석부(332), 사고 원인 분석의 결과에 따라 사고 원인을 판단하는 제 2 분석부(333)을 포함할 수 있다.3, 4 and 5 , the
동기화부(331)는 무인 이동체의 사고기록 데이터에 포함된 센서 데이터, 자세 데이터, 조종 데이터 및 GPS 데이터와 동특성분석부(320)로부터 출력된 동특성 데이터 중 선택된 하나 이상의 데이터를 융합하여 퓨전 데이터를 생성할 수 있다.The
구체적으로, 동기화부(331)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성한다.Specifically, as shown in FIG. 4 , the
또한, 동기화부(331)는 상기 사고기록 데이터 중 조종 데이터, 자세 데이터 및 센서 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터, 자세 데이터 및 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성한다.Also, the
또한, 동기화부(331)는 상기 사고기록 데이터 중 조종 데이터, 자세 데이터 및 GPS 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터, 자세 데이터 및 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성할 수 있다.Also, the
제 1 분석부(332)는 패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출한다.The
예를 들어, 제 1 분석부(332)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, N개(N은 양의 정수)의 로컬 필터(Local Filter)를 포함할 수 있으며, 상기 제 1 퓨전 데이터를 이용하여 제 1 로컬 필터를 통해 제 1 패리티 값을 산출할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 퓨전 데이터를 이용하여 제 2 로컬 필터를 통해 제 2 패리티 값을 산출하고, 제 3 퓨전 데이터를 이용하여 제 3 로컬 필터를 통해 제 3 패리티 값을 산출한다. For example, as shown in FIGS. 4 and 5 , the
이후, 제 1 분석부(332)는 산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출할 수 있다.Thereafter, the
예를 들어, 제 1 분석부(332)는 제 1 로컬 필터를 통해 제 1 패리티 값에 대응되는 제 1 패리티 변화량을 계산하고, 계산된 제 1 패리티 값과 제 1 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 수행하고 그 결과값으로 제 1 카이제곱 값을 산출한다. For example, the
마찬가지로, 제 1 분석부(332)는 제 2 로컬 필터를 통해 제 2 패리티 값에 대응되는 제 2 패리티 변화량을 계산하고, 계산된 제 2 패리티 값과 제 2 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 수행하고 그 결과값으로 제 2 카이제곱 값을 산출한다.Similarly, the
또한, 제 1 분석부(332)는 제 3 로컬 필터를 통해 제 3 패리티 값에 대응되는 제 3 패리티 변화량을 계산하고, 계산된 제 3 패리티 값과 제 3 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 수행하고 그 결과값으로 제 3 카이제곱 값을 산출할 수 있다.Also, the
제 2 분석부(333)는 상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단한다.The
예를 들어, 제 2 분석부(333)는 제 1 로컬 필터를 통해 카이제곱 테스트 수행 후 얻어지는 카이제곱 분포표의 유의 수준에 의해 결정되는 제 1 p 값을 획득하고, 상기 제 1 카이제곱 값이 제 1 p 값보다 크거나 작으면 제 1 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되어 있는 것으로 판단하고, 상기 제 1 카이제곱 값이 제 1 p 값보다 작으면 제 1 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되지 않는 것으로 판단한다.For example, the
마찬가지로, 제 2 분석부(333)는 제 2 로컬 필터를 통해 제 2 p 값을 획득하고, 상기 제 2 카이제곱 값이 제 2 p 값보다 크거나 작으면 제 2 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되어 있는 것으로 판단하고, 상기 제 2 카이제곱 값이 제 2 p 값보다 작으면 제 2 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되지 않는 것으로 판단한다.Similarly, the
또한, 제 2 분석부(333)는 제 3 로컬 필터를 통해 제 3 p 값을 획득하고, 상기 제 3 카이제곱 값이 제 3 p 값보다 크거나 작으면 제 3 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되어 있는 것으로 판단하고, 상기 제 2 카이제곱 값이 제 2 p 값보다 작으면 제 2 퓨전 데이터에 고장과 관련된 구성의 데이터가 포함되지 않는 것으로 판단할 수 있다.In addition, the
더 구체적으로, 제 2 분석부(333)는 상기 제 1 퓨전 데이터와 대응되는 제 1 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 엑추에이터 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 2 퓨전 데이터와 대응되는 제 2 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 센서 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응되는 제 3 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 알고리즘 고장을 사고 원인으로 판단한다.More specifically, when the first chi-square value corresponding to the first fusion data is greater than or equal to the obtained p value, the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 키관리 서버로부터 암호키를 제공받는 과정을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of receiving an encryption key from a key management server according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 사고기록 데이터를 암호화하는데 이용하는 인증서를 키관리 서버(400)와 공유할 수 있다. 그러나, 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 인증서에 대한 복호키를 구비하지 않으므로 외부 악의적 공격자가 시스템을 공격하여 관리자 권한을 획득하더라도 인증서로 암호화하여 저장해둔 사고기록 데이터를 해독할 수는 없다.The accident
더하여, 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 사고기록 데이터를 해독하기 위하여 키관리 서버(400)로부터 암호키를 제공받되, 키관리 서버(400)는 보안키 생성부에서 상기 인증서를 복호화할 수 있는 암호키를 생성하고, 상기 암호키를 보안키 저장부에 저장하며, 저장된 상기 암호키는 보안키 관리부와 보안키 주입기(500)간의 형성된 주 통신 채널을 통해 전송될 수 있다.In addition, the accident
상기 보안키 주입기(500)는 무선통신이 가능한 무선 통신모듈(미도시)을 포함하는 USB 보안 토큰일 수 있으며, 상기 키관리 서버(400)로부터 주 통신 채널을 통해 암호키를 전송받아 저장할 수 있다.The security
이후, 상기 보안키 주입기(500)는 상기 무선 통신모듈을 이용한 주 통신 채널과 USB를 이용한 부가 통신 채널을 동시에 활용하는 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 저장된 암호키를 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)으로 전송한다.After that, the security
이로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 무인 이동체의 사고 시에, 상기 무인 이동체의 비행 또는 이동을 위한 구성요소 중 어느 구성에 오작동이 발생하였는지 확인할 수 있어 사고 원인 분석이 가능하다.Accordingly, the accident
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 무인 이동체의 사고기록 데이터 및 동특성 데이터를 이용하여 무인 인동체의 사고 양상을 재현하여 시각화 할 수 있다.In addition, the accident
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 시스템(1)은 비상 사고로 무인 이동체가 추락하더라도 무인 이동체의 사고기록 데이터를 암호화하여 저장할 수 있으므로, 사용자 본인이 아닌 악의적 공격자에 의해 2차 피해를 방지할 수 있다.In addition, the accident
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 방법을 설명하기 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an accident record analysis method based on an encrypted image of an unmanned moving object and operation data according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 암호화된 무인 이동체의 영상 및 운항 데이터에 기반한 사고기록 분석 방법은 무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 단계(S100), 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 단계(S200) 및 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 단계(S300)를 포함한다.The accident record analysis method based on the encrypted image and operation data of the unmanned moving object according to an embodiment of the present invention comprises the steps of outputting accident record data including image data acquired by the unmanned vehicle and operation data according to the flight of the unmanned vehicle (S100), converting the output accident record data into encrypted data and storing it (S200) and decrypting the encrypted data to decrypt the accident record data, and using the decrypted accident record data to perform a parity check and chi-square test It includes a step (S300) of analyzing the cause of the accident based on the
상기 S100단계는, 영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 단계(S110), 무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 단계(S120), 비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 단계(S130), 사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 단계(S140) 및 상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 단계(S150)를 포함할 수 있다.The step S100 includes: acquiring image data by photographing an image (S110), acquiring GPS data for a flight position of an unmanned moving object (S120), acquiring sensor data necessary for flight (S130), a user Step (S140) of obtaining the inputted steering data and the attitude data of the unmanned moving object corresponding to the steering data, and the accident record including the image data, the GPS data, the sensor data, the steering data, and the attitude data It may include transmitting data (S150).
상기 S200단계는, 상기 사고기록 데이터를 수신하는 단계(S210), 상기 사고기록 데이터를 키관리 서버와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 단계(S220) 및 상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 단계(S230)를 포함한다.The step S200 includes the steps of receiving the accident record data (S210), encrypting the accident record data with a certificate previously shared between the key management server and the unmanned mobile body, and converting the accident record data into encrypted data in a certain format (S220) and the and compressing and storing the encrypted data (S230).
상기 S300단계는, 기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버로부터 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 단계(S310), 상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 자세 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 단계(S320), 상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 판단하는 단계(S330), 해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 단계(S340) 및 생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하는 단계(S350)를 포함할 수 있다.In step S300, receiving an encryption key from a key management server that stores a preset encryption key in a two-factor-based encryption key injection method, decrypting the encrypted data to decrypt the accident record data (S310), the accident record Extracting sensor data from the data, and obtaining dynamic characteristics data, which is the position and posture data of an unmanned moving object according to a control input, through dynamic modeling based on the extracted sensor data (S320), the accident record data and the dynamic characteristics data Step (S330) of determining the cause of the accident based on the parity check and chi-square test using the It may include displaying the processing data (S350).
상기 S330단계는, 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성하는 단계(S331), 패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출하는 단계(S332), 산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출하는 단계(S333) 및 상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단하는 단계(S334)를 더 포함한다.In step S330, GPS data, sensor data, steering data, and attitude data are extracted from the accident record data, and first fusion data is generated by synchronizing the extracted steering data and attitude data with the dynamic characteristic data, and the extracted steering Synchronizing data and attitude data with the sensor data to generate second fusion data, and synchronizing the extracted steering data and attitude data with the GPS data to generate third fusion data (S331); Calculating each parity value corresponding to the first fusion data, the second fusion data, and the third fusion data (S332), calculating a parity variation corresponding to each calculated parity value, the parity value and Calculating a chi-square value through a chi-square test using the parity variation ( S333 ) and obtaining a p-value that is an index for a significance level according to the result of the chi-square test, wherein the chi-square value is the p value The method further includes a step (S334) of determining a failure state if it is greater than or equal to , and determining a normal state if the chi-square value is less than the p value (S334).
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. The above detailed description is illustrative of the present invention.
또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당 업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the above description shows and describes preferred embodiments of the present invention, and the present invention can be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, changes or modifications are possible within the scope of the concept of the invention disclosed herein, the scope equivalent to the written disclosure, and/or within the scope of skill or knowledge in the art. The written embodiment describes the best state for implementing the technical idea of the present invention, and various changes required in specific application fields and uses of the present invention are possible. Therefore, the detailed description of the present invention is not intended to limit the present invention to the disclosed embodiments. Also, the appended claims should be construed as including other embodiments.
100: 운항 컴퓨터부
200: 사고기록 저장부
300: 사고기록 분석부
400: 키관리 서버
500: 보안키 주입기100: operation computer unit
200: accident record storage unit
300: accident record analysis unit
400: key management server
500: security key injector
Claims (16)
무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 운항 컴퓨터부;
상기 운항 컴퓨터부에서 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 사고기록 저장부; 및
상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 사고기록 분석부를 포함하고,
상기 운항 컴퓨터부는:
영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 카메라부;
무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 GPS부;
비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 관성측정부;
사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 운항제어부; 및
상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 제 1 통신부를 포함하고,
상기 사고기록 분석부는:
기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버로부터 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 복호화부;
상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 자세 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 동특성분석부;
상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 판단하는 원인분석부;
상기 복호화부가 해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 사고재현부; 및
상기 사고재현부에 의해 생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하도록 마련되는 출력부를 포함하는 사고기록 분석 시스템.
In an accident record analysis system that analyzes the cause of an accident using the accident record stored in an unmanned moving object,
a navigation computer unit for outputting accident record data including image data acquired by the unmanned vehicle and operation data according to the flight of the unmanned vehicle;
an accident record storage unit for converting and storing the accident record data output from the operation computer unit into encrypted data; and
An accident record analysis unit that decrypts the accident record data by decrypting the encrypted data, and analyzes the cause of the accident based on a parity check and a chi-square test using the decrypted accident record data,
The operation computer unit:
a camera unit to acquire image data by photographing an image;
GPS unit for acquiring GPS data on the flight position of the unmanned moving object;
an inertial measurement unit for acquiring sensor data necessary for flight;
a navigation control unit for acquiring steering data input from a user and posture data of an unmanned moving object corresponding to the steering data; and
A first communication unit for transmitting the accident record data including the image data, the GPS data, the sensor data, the steering data, and the posture data,
The accident record analysis unit:
a decryption unit that receives an encryption key from a key management server storing a preset encryption key in a two-factor-based encryption key injection method, decrypts the encrypted data, and decrypts the accident record data;
a dynamic characteristic analysis unit that extracts sensor data from the accident record data and acquires dynamic characteristic data that is position and posture data of an unmanned moving object according to a control input through dynamic modeling based on the extracted sensor data;
a cause analysis unit for determining an accident cause based on a parity check and a chi-square test using the accident record data and the dynamic characteristic data;
an accident reproduction unit for generating post-processing data through a forward-backward algorithm using the accident record data decoded by the decoding unit; and
Accident record analysis system including an output unit provided to display the post-processing data generated by the accident reproduction unit.
상기 사고기록 저장부는,
상기 제 1 통신부로부터 상기 사고기록 데이터를 수신하는 제 2 통신부;
상기 사고기록 데이터를 키관리 서버와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 암호화부; 및
상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 메모리부를 포함하는 사고기록 분석 시스템.
The method of claim 1,
The accident record storage unit,
a second communication unit for receiving the accident record data from the first communication unit;
an encryption unit that encrypts the accident record data with a certificate previously shared between the key management server and the unmanned moving object and converts it into encrypted data in a predetermined format; and
Accident record analysis system comprising a memory unit for compressing and storing the encrypted data.
상기 사고기록 저장부는,
상기 제 2 통신부가 수신한 상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터를 추출하고, 추출된 GPS 데이터를 슬립 앤 웨이크 방식(Sleep & Wake)으로 저전력 RF 데이터 통신을 이용하여 송출하는 RF 통신부를 더 포함하는 사고기록 분석 시스템.
4. The method of claim 3,
The accident record storage unit,
Accident record further comprising an RF communication unit that extracts GPS data from the accident record data received by the second communication unit and transmits the extracted GPS data using low-power RF data communication in a sleep & wake method (Sleep & Wake) analysis system.
상기 원인분석부는,
데이터를 동기화하는 동기화부;
패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 통해 사고 원인 분석을 수행하는 제 1 분석부; 및
사고 원인 분석의 결과에 따라 사고 원인을 판단하는 제 2 분석부를 포함하는 사고기록 분석 시스템.
5. The method of claim 4,
The cause analysis unit,
a synchronization unit for synchronizing data;
a first analysis unit that analyzes the cause of an accident through a parity check and a chi-square test; and
Accident record analysis system including a second analysis unit for determining the cause of the accident according to the result of the analysis of the cause of the accident.
상기 동기화부는,
상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성하는 사고기록 분석 시스템.
7. The method of claim 6,
The synchronization unit,
GPS data, sensor data, steering data, and attitude data are extracted from the accident record data, and first fusion data is generated by synchronizing the extracted steering data and attitude data with the dynamic characteristic data, and the extracted steering data and attitude data are An accident record analysis system for generating second fusion data by synchronizing the sensor data, and generating third fusion data by synchronizing the GPS data with the extracted steering data and posture data.
상기 제 1 분석부는,
패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출하는 사고기록 분석 시스템.
8. The method of claim 7,
The first analysis unit,
An accident record analysis system for calculating parity values corresponding to the first fusion data, the second fusion data, and the third fusion data through a parity check.
상기 제 1 분석부는,
산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출하는 사고기록 분석 시스템.
9. The method of claim 8,
The first analysis unit,
An accident record analysis system for calculating a parity variation corresponding to each calculated parity value, and calculating a chi-square value through a chi-square test using the parity value and the parity variation.
상기 제 2 분석부는,
상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단하는 사고기록 분석 시스템.
10. The method of claim 9,
The second analysis unit,
A p value, which is an index for the significance level according to the result of the chi-square test, is obtained, and when the chi-square value is greater than or equal to the p value, it is determined as a failure state, and when the chi-square value is less than the p value, it is normal Accident record analysis system that judges the state.
상기 제 2 분석부는,
상기 제 1 퓨전 데이터와 대응되는 제 1 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 엑추에이터 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 2 퓨전 데이터와 대응되는 제 2 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 센서 고장을 사고 원인으로 판단하고, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응되는 제 3 카이제곱 값이 획득된 p 값과 크거나 같으면 무인 이동체의 알고리즘 고장을 사고 원인으로 판단하는 사고기록 분석 시스템.
11. The method of claim 10,
The second analysis unit,
If the first chi-square value corresponding to the first fusion data is greater than or equal to the obtained p value, actuator failure of the unmanned moving vehicle is determined as the cause of the accident, and the second chi-square value corresponding to the second fusion data is obtained If it is greater than or equal to the p value, the sensor failure of the unmanned vehicle is determined as the cause of the accident, and if the third chi-square value corresponding to the third fusion data is greater than or equal to the obtained p value, the algorithm failure of the unmanned vehicle is determined as the cause of the accident Accident record analysis system.
무인 이동체가 획득한 영상 데이터와 무인 이동체의 비행에 따른 운항 데이터를 포함하는 사고기록 데이터를 출력하는 단계;
출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 단계; 및
상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하고, 해독된 사고기록 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 단계를 포함하고,
상기 사고기록 데이터를 출력하는 단계는:
영상을 촬영하여 영상 데이터를 획득하는 단계;
무인 이동체의 비행 위치에 대한 GPS 데이터를 획득하는 단계;
비행에 필요한 센서 데이터를 획득하는 단계;
사용자로부터 입력된 조종 데이터 및 상기 조종 데이터에 대응하는 무인 이동체의 자세 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 영상 데이터, 상기 GPS 데이터, 상기 센서 데이터, 상기 조종 데이터 및 상기 자세 데이터를 포함하는 상기 사고기록 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 분석하는 단계는:
기 설정된 암호키를 저장하는 키관리 서버로부터 Two Factor 기반 암호키 주입 방식으로 암호키를 제공받아 상기 암호화 데이터를 복호화하여 상기 사고기록 데이터를 해독하는 단계;
상기 사고기록 데이터 중 센서 데이터를 추출하고, 추출된 센서 데이터를 기반으로 동역학 모델링을 통해 제어입력에 따른 무인 이동체의 위치 및 자세 데이터인 동특성 데이터를 획득하는 단계;
상기 사고기록 데이터와 상기 동특성 데이터를 이용하여 패리티 검사 및 카이제곱 테스트를 기반으로 사고 원인을 판단하는 단계;
해독한 사고기록 데이터를 이용하여 포워드-백워드 알고리즘을 통해 후처리 데이터를 생성하는 단계; 및
생성된 후처리 데이터를 디스플레이 하는 단계를 포함하는 사고기록 분석 방법.
In the accident record analysis method for analyzing the cause of an accident using the accident record stored in an unmanned moving object,
outputting accident record data including image data acquired by the unmanned moving object and flight data according to the flight of the unmanned moving object;
converting the output accident record data into encrypted data and storing the converted data; and
Decrypting the encrypted data to decrypt the accident record data, and analyzing the cause of the accident based on a parity check and a chi-square test using the decrypted accident record data,
The step of outputting the accident record data is:
acquiring image data by photographing an image;
acquiring GPS data on the flight position of the unmanned mobile vehicle;
acquiring sensor data necessary for flight;
acquiring steering data input from a user and posture data of an unmanned moving object corresponding to the steering data; and
Transmitting the accident record data including the image data, the GPS data, the sensor data, the steering data, and the attitude data,
The step of analyzing the cause of the accident based on the parity check and the chi-square test is:
receiving an encryption key from a key management server storing a preset encryption key in a two-factor-based encryption key injection method, decrypting the encrypted data, and decrypting the accident record data;
extracting sensor data from the accident record data, and acquiring dynamic characteristics data, which are position and posture data of an unmanned moving object according to a control input, through dynamic modeling based on the extracted sensor data;
determining an accident cause based on a parity check and a chi-square test using the accident record data and the dynamic characteristic data;
generating post-processing data through a forward-backward algorithm using the decrypted accident record data; and
Accident record analysis method comprising the step of displaying the generated post-processing data.
상기 출력된 사고기록 데이터를 암호화 데이터로 변환시켜 저장하는 단계는,
상기 사고기록 데이터를 수신하는 단계;
상기 사고기록 데이터를 키관리 서버와 무인 이동체 간에 기 공유된 인증서로 암호화하여 일정 포맷의 암호화 데이터로 변환하는 단계; 및
상기 암호화 데이터를 압축하여 저장하는 단계를 포함하는 사고기록 분석 방법.
13. The method of claim 12,
The step of converting the output accident record data into encrypted data and storing it,
receiving the accident record data;
converting the accident record data into encrypted data in a predetermined format by encrypting the accident record data with a certificate previously shared between the key management server and the unmanned mobile body; and
Accident record analysis method comprising the step of compressing and storing the encrypted data.
상기 사고 원인을 판단하는 단계는,
상기 사고기록 데이터 중 GPS 데이터, 센서 데이터, 조종 데이터 및 자세 데이터를 추출하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 동특성 데이터를 동기화하여 제 1 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 센서 데이터를 동기화하여 제 2 퓨전 데이터를 생성하고, 추출된 조종 데이터 및 자세 데이터와 상기 GPS 데이터를 동기화하여 제 3 퓨전 데이터를 생성하는 단계;
패리티 검사를 통하여 상기 제 1 퓨전 데이터, 상기 제 2 퓨전 데이터, 상기 제 3 퓨전 데이터와 대응하는 각각의 패리티 값을 산출하는 단계;
산출된 각각의 패리티 값에 대응되는 패리티 변화량을 계산하고, 상기 패리티 값 및 상기 패리티 변화량을 이용하여 카이제곱 테스트를 통해 카이제곱 값을 산출하는 단계; 및
상기 카이제곱 테스트의 결과에 따른 유의 수준에 대한 지표인 p 값을 획득하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값과 크거나 같으면 고장 상태로 판단하고, 상기 카이제곱 값이 상기 p 값보다 작으면 정상 상태로 판단하는 단계를 포함하는 사고기록 분석 방법.
15. The method of claim 14,
Determining the cause of the accident is
GPS data, sensor data, steering data, and attitude data are extracted from the accident record data, and first fusion data is generated by synchronizing the extracted steering data and attitude data with the dynamic characteristic data, and the extracted steering data and attitude data are generating second fusion data by synchronizing the sensor data, and generating third fusion data by synchronizing the GPS data with the extracted steering data and posture data;
calculating parity values corresponding to the first fusion data, the second fusion data, and the third fusion data through a parity check;
calculating a parity variation corresponding to each calculated parity value, and calculating a chi-square value through a chi-square test using the parity value and the parity variation; and
A p value, which is an index for the significance level according to the result of the chi-square test, is obtained, and when the chi-square value is greater than or equal to the p value, it is determined as a failure state, and when the chi-square value is less than the p value, it is normal Accident record analysis method comprising the step of judging the state.
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Family Cites Families (1)
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2020
- 2020-04-01 KR KR1020200039771A patent/KR102364008B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5258362B2 (en) * | 2007-04-18 | 2013-08-07 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | Fault detection, isolation, and reconfiguration of inertial measurement devices using parity logic |
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