KR102545115B1 - 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법 - Google Patents

무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102545115B1
KR102545115B1 KR1020220100004A KR20220100004A KR102545115B1 KR 102545115 B1 KR102545115 B1 KR 102545115B1 KR 1020220100004 A KR1020220100004 A KR 1020220100004A KR 20220100004 A KR20220100004 A KR 20220100004A KR 102545115 B1 KR102545115 B1 KR 102545115B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
drone
coastal
debris
station
collection system
Prior art date
Application number
KR1020220100004A
Other languages
English (en)
Inventor
최명진
김동언
조창연
정한솔
이승현
송경환
김홍태
Original Assignee
(주)한컴인스페이스
한국해양과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)한컴인스페이스, 한국해양과학기술원 filed Critical (주)한컴인스페이스
Priority to KR1020220100004A priority Critical patent/KR102545115B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102545115B1 publication Critical patent/KR102545115B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G06Q50/26—Government or public services
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • B64D45/04—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface
    • B64D45/08—Landing aids; Safety measures to prevent collision with earth's surface optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18—Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20—Arrangement of optical beacons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00—Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/22—Ground or aircraft-carrier-deck installations for handling aircraft
    • B64F1/222—Ground or aircraft-carrier-deck installations for handling aircraft for storing aircraft, e.g. in hangars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U80/00—Transport or storage specially adapted for UAVs
    • B64U80/70—Transport or storage specially adapted for UAVs in containers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10032—Satellite or aerial image; Remote sensing
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20081—Training; Learning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템에 관한 것으로, 주기적으로 자동 비행하여 고해상도 해안쓰레기를 관측하는 드론; 상기 드론을 수용하여 충전 및 관리하는 드론 스테이션; 상기 드론에서 수집된 영상을 수신하여 해양쓰레기의 형상, 종류, 크기, 분포면적 및 양을 검출하는 관제서버; 및 상기 드론 스테이션에 위치하며, 관제서버를 통해 생성된 임무계획을 드론에 전송하며, 비상상황 시 드론을 제어하는 지상제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법{Information Collection System for Coastal Waste Based on Unmanned Mobile Vehicles and Method thereof}
본 발명은 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해안환경에서 안정적인 운용이 가능한 드론을 이용하여 해안쓰레기 현장 정보를 수집할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
점차 증가하고 있는 해안쓰레기는 전 세계적으로 해양오염, 어업자원감소, 선박교통안전 위협, 해양관광 등 지역경제 침체 등 다양한 피해를 야기하는 문제로 대두되고 있다.
해안쓰레기의 현장 조사 방식은 사람의 주기적인 방문으로 많은 시간과 인력, 비용의 소요로 인해 해변 중 일부 구간만을 선정하여 모니터링을 수행하며, 정확한 실태 파악에 상당한 오차 요인이 존재한다.
또한, CCTV, 수집앱 자료 등을 통한 현장 해안쓰레기 정보 수집은 한정된 지역의 관측, 원격 관측 불가, 접근불능지의 관측 불가, 실시간 관측 불가 등으로 제한적 정보만을 수집할 수 있다.
최근 들어 해안쓰레기 저감과 효율적인 해안쓰레기 수거 지원을 위해 드론을 많이 활용하고 있으나, 운용풍속 10m/s이하, IP등급 미확보 기체인 초소형 촬영용 드론으로 강한 바람의 해양환경에서 운용하기 부적절한 경우가 많고, 여전히 드론 조종을 위한 인원이 현장에 필요하며, 원격지 또는 접근 불능지의 경우 드론을 이용하여 촬영은 가능하지만 드론 운영자의 투입이 필요하여 주기적이고 안정적인 해안쓰레기 현장정보 수집 수행이 불가한 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2354100호(2022.01.18)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 관제센터에서 원격으로 드론을 운용하여 광범위한 해안지역에서 쓰레기를 탐지할 수 있는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템은 주기적으로 자동 비행하여 고해상도 해안쓰레기를 관측하는 드론; 상기 드론을 수용하여 충전 및 관리하는 드론 스테이션; 상기 드론에서 수집된 영상을 수신하여 해양쓰레기의 형상, 종류, 크기, 분포면적 및 양을 검출하는 관제서버; 및 상기 드론 스테이션에 위치하며, 관제서버를 통해 생성된 임무계획을 드론에 전송하며, 비상상황 시 드론을 제어하는 지상제어장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론은 고내풍성(11~15m/s), 방수, 방진 기능을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론을 통해 수집된 영상정보는 LTE 통신을 이용하여 지상제어장치 및 관제서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 스테이션은 고정형 또는 선박 및 차량에 탑재가 가능한 이동형으로 제작되어 수요자의 요구에 맞게 운영되는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 스테이션은 방수, 방진, 온도조절, 비상용전원 장치가 탑재되며, 드론의 무인 운영을 지원하기에 자동격납, 자동충전, 임무전송의 기능을 지원하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 스테이션은, 드론이 이륙 및 착륙하는 랜딩판과, 상기 드론의 정밀 착륙을 돕는 적외선발광부와, 상기 랜딩판의 상승 및 하강 시 개폐되는 게이트와, 드론 스테이션의 구동상태 및 위치를 알리는 LED와, 상기 드론의 비행 여부를 판단하기 위해 온도, 습도, 풍향, 풍속, 강우량를 측정하는 기상관측장치와, 상기 기상관측장치와 관제서버와의 데이터를 무선으로 송수신하는 송수신부와, 상기 드론의 배터리를 충전하며 드론 스테이션에 전원을 공급하는 전원공급부, 및 상기 드론 스테이션을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 적외선발광부는 랜딩판의 바닥면 중앙에 형성되어 적외선 빔을 방사하며, 방사된 적위선 빔을 드론의 카메라에서 감지되면 해당 위치에서 소정 시간 호버링 한 후 수직 하강하여 착륙하는 것을 특징으로 한다.
상기 드론 스테이션에 전원을 공급하는 이동형 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제서버는 드론을 통해 촬영된 이미지를 딥러닝에 기반한 인공지능(AI) 학습 알고리즘을 이용하여 이미지 내의 해양쓰레기를 판별하며, 판별된 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제서버는 드론의 고해상도 카메라를 사용하여 해안쓰레기를 촬영하여 이미지를 수집하고, 해양쓰레기를 페트병, 스티로폼, 어구의 카테고리로 분류하고, 미리 정해진 일정 간격으로 촬영된 이미지에 포함된 해양쓰레기에 대하여 각 항목별로 라벨링하여 학습데이터를 생성하며, 딥러닝 기반 네트워크 모델을 사용하여 학습데이터에 대한 학습을 수행하고, 학습결과에 근거하여 실시간 이미지로부터 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 해양쓰레기의 크기, 분포면적, 양은 이미지 상에서 차지하는 픽셀 수로 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 관제서버를 통해 해양쓰레기에 대한 정보를 저장, 관리, 모니터링하며, 휴대단말기로 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 방법은 관제서버를 통해 지도상에 임무지역과 임무를 수행할 경로를 수동으로 설정하는 제1단계; 상기 관제서버를 통해 드론 스테이션에 임무를 전송하는 제2단계; 상기 드론의 출동을 위해 드론 스테이션의 게이트를 열고 충전부의 충전모드를 해제하는 제3단계; 상기 드론의 출동을 위해 드론 스테이션의 랜딩판을 리프트를 상승시키는 제4단계; 상기 드론의 이륙을 위해 드론 스테이션의 정렬기를 해제시키는 제5단계; 상기 드론과 드론 스테이션간 무선통신을 통해 드론의 전원을 자동으로 온(on)시키는 제6단계; 상기 드론의 전원이 켜진 후 위치정보를 얻기 위해 GPS수신을 하고 GPS가 만족되면 자동 이륙하는 제7단계; 상기 드론이 이륙 후 임무지역으로 이동하여 설정된 해안가 경로를 따라 해안쓰레기를 촬영하는 제8단계; 상기 드론의 임무가 종료되면 자동으로 드론 스테이션으로 복귀 및 드론 스테이션의 랜딩판에 정밀 착륙하는 제9단계; 상기 드론이 드론 스테이션의 랜딩판에 착륙하면 정렬기를 통해 드론을 드론 스테이션 중앙으로 정렬시키는 제10단계; 상기 드론의 보관을 위해 드론 스테이션의 리프트를 하강시키는 제11단계; 상기 드론 및 드론 스테이션 내부 기구물의 방수 방진을 위해 드론 스테이션의 게이트를 닫는 제12단계; 상기 드론의 배터리 충전을 위해 드론 스테이션의 충전부가 충전모드로 전환되는 제13단계; 및 상기 드론 스테이션의 충전부를 통해 드론의 배터리가 충전되는 제14단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제8단계 이후에 촬영한 해안쓰레기 영상을 관제서버로 전송하여 저장하는 단계; 전송된 영상을 해안쓰레기 탐지 AI분석 모델을 통해 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 분석하는 단계; 및 분석이 완료된 해양쓰레기 영상을 관제 화면에 라벨처리되어 표출되는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면 관제센터에서 원격으로 드론을 운영하여 원격지 및 접근불능지의 해안쓰레기를 고해상도 관측영상을 실시간 또는 주기적 수집하여 해안쓰레기 발생량 추정을 통해 해안쓰레기를 방제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보수집 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론 스테이션을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보수집 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
그러면, 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템의 개략적인 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 드론 스테이션을 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보수집 시스템은 무인이동체(100)(이하, 드론이라 함), 드론 스테이션(200), 지상제어장치(300), 및 관제서버(400)를 포함하여 구성된다.
상기 드론(100)은 주기적으로 자동 비행하여 고해상도 해안쓰레기를 관측할 수 있다. 여기서, 상기 드론(100)은 고내풍성(11~15m/s), 방수, 방진, 고해상 카메라, 충돌방지, 정밀 이착륙, 자동충전, 실시간 모니터링을 할 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
또한, 상기 드론(100)은 임무 전송 시 고정밀 GPS 위치정보시스템을 통해 관제센터에서 요청하는 비행지역으로 이동할 수 있으며 임무 완료 후 드론 스테이션(200)으로 자동 복귀 할 수 있다. 이때, 상기 드론(100)이 드론 스테이션(200) 내 정밀 착륙을 할 수 있도록 적외선발광부(220)를 탑재하여 착륙 오차를 최소화할 수 있다.
상기 드론(100)을 통해 수집된 영상정보는 LTE 통신을 이용하여 관제센터가 위치한 지상제어장치(300) 및 관제서버(400)로 전송할 수 있다.
상기 드론 스테이션(200)은 드론(100)을 수용하여 충전 및 관리할 수 있는 정거장으로서 다수 개를 형성할 수 있다. 여기서, 상기 드론 스테이션(200)은 고정형 또는 선박 및 차량에 탑재가 가능한 이동형으로 제작되어 수요자의 요구에 맞게 운영할 수 있다.
상기 드론 스테이션(200)은 해양환경에서 운영되어야 하기 때문에 방수, 방진, 온도조절, 비상용전원 장치가 탑재될 수 있다.
또한, 상기 드론 스테이션(200)은 드론(100)의 무인 운영을 지원하기에 자동 격납, 자동충전, 임무전송의 기능을 지원할 수 있다.
이러한, 상기 드론 스테이션(200)은 드론(100)이 이륙 및 착륙하는 랜딩판(210)과, 상기 드론(100)의 정밀 착륙을 돕는 적외선발광부(220)와, 상기 랜딩판(210)의 상승 및 하강 시 개폐되는 게이트(230)와, 드론 스테이션(200)의 구동상태 및 위치를 알리는 LED(240)와, 상기 드론(100)의 비행 여부를 판단하기 위해 온도, 습도, 풍향, 풍속, 강우량를 측정하는 기상관측장치(250)와, 관제센터의 기상관측장치(250)와 관제서버(400)와의 데이터를 무선으로 송수신하는 송수신부(260)와, 상기 드론(100)의 배터리를 충전하며 드론 스테이션(200)에 전원을 공급하는 전원공급부(270), 및 상기 드론 스테이션(200)을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 적외선발광부(220)는 랜딩판(210)의 바닥면 중앙에 형성되어 적외선 빔을 방사하며, 이때, 방사된 적외선 빔을 드론(100)의 카메라에서 감지하면 해당 위치에서 소정 시간 호버링 한 후 수직 하강하여 착륙할 수 있다.
상기 드론 스테이션(200)은 전원 공급이 어려운 지역에서 전원을 공급할 수 있는 이동형 배터리(280)를 더 포함할 수 있다.
상기 드론(100)의 배터리는 충전부(미도시)를 통해 충전할 수 있다.
상기 지상제어장치(300)는 드론 스테이션(200)에 위치하며, 관제서버(400)를 통해 생성된 임무계획을 드론(100)에 전송하며, 비상상황 시 드론(100)을 제어할 수 있다.
상기 관제서버(400)는 관제센터에 위치하는 AI객체 검출 서버로 무선통신을 이용해 드론(100)에서 수집된 영상을 전달받으며 쓰레기의 형상, 종류, 크기, 분포면적 및 양을 검출할 수 있다.
즉, 상기 관제서버(400)는 드론(100)을 통해 촬영된 이미지를 딥러닝에 기반한 인공지능(AI) 학습 알고리즘을 이용하여 이미지 내의 해양쓰레기를 판별하며, 판별된 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출할 수 있다.
예컨대, 상기 관제서버(400)는 드론(100)의 고해상도 카메라를 사용하여 해안쓰레기를 촬영하여 이미지를 수집하고, 해양쓰레기를 페트병, 스티로폼, 어구의 카테고리로 분류하고, 미리 정해진 일정 간격(면적)으로 촬영된 이미지에 포함된 해양쓰레기에 대하여 각 항목별로 라벨링하여 학습데이터를 생성하며, 딥러닝 기반 네트워크 모델을 사용하여 학습데이터에 대한 학습을 수행하고, 학습결과에 근거하여 실시간 이미지로부터 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출할 수 있다. 여기서, 해양쓰레기의 크기, 분포면적, 양은 이미지상에서 차지하는 픽셀 수로 검출할 수 있다.
한편, 관제센터에서는 해양쓰레기에 대한 정보를 관제서버(400)를 통해 수집 및 관리하고, 드론(100) 및 드론 스테이션(200)의 상태정보 및 실시간 위치와 드론(100)을 통해 수집된 영상을 모니터링 할 수 있으며 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등의 휴대단말기로 정보를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보수집 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보수집 방법은 먼저, 관제센터에서 관제서버(400)를 통해 지도상에 임무지역과 임무를 수행할 경로를 수동으로 설정한다(S100). 여기서, 한번 설정한 드론 경로는 저장이 가능하며, 관제서버(400) 시스템의 불러오기 기능을 이용하여 불러올 수 있다.
이어서, 상기 관제서버(400)의 임무전송 버튼을 누르면 인터넷망(Ethernet)을 통해 드론 스테이션(200)에 임무를 전송한다(S110).
이어서, 상기 드론(100)의 출동을 위해 드론 스테이션(200)의 게이트(230)를 열고 충전부의 충전모드를 해제한다(S120).
이어서, 상기 드론(100)의 출동을 위해 드론 스테이션(200)의 랜딩판(210)을 리프트를 상승시킨다(S130).
이어서, 상기 드론(100)의 이륙을 위해 드론 스테이션(200)의 정렬기(미도시)를 해제시킨다(S140).
이어서, 상기 드론(100)과 드론 스테이션(200)간 무선통신을 통해 드론(100)의 전원을 자동으로 온(on)시킨다(S150).
이어서, 상기 드론(100)의 전원이 켜진 후 위치정보를 얻기 위해 GPS수신을 하고 GPS가 만족되면 자동 이륙한다(S160).
이어서, 상기 드론(100)이 이륙 후 임무 전송되었던 임무지역으로 이동하며,설정된 해안가 경로를 따라 임무지역을 촬영한다(S170).
이어서, 상기 드론(100)의 임무가 종료되면 자동으로 드론 스테이션(200)으로 복귀하고 드론 스테이션(200)의 랜딩판(210)에 정밀 착륙한다(S180).
이어서, 상기 드론(100)이 드론 스테이션(200)의 랜딩판(210)에 착륙하면 정렬기를 통해 드론(100)을 드론 스테이션(200) 중앙으로 정렬시킨다(S200).
이어서, 상기 드론(100)의 보관을 위해 드론 스테이션(200)의 리프트(미도시)를 하강시킨다(S210).
이어서, 상기 드론(100) 및 드론 스테이션(200) 내부 기구물의 방수 방진을 위해 드론 스테이션(200)의 게이트(230)를 닫는다(S220).
이어서, 상기 드론(100)의 배터리 충전을 위해 드론 스테이션(200)의 충전부가 충전모드로 전환된다(S230).
이어서, 상기 드론 스테이션(200)의 충전부를 통해 드론(100)의 배터리가 충전된다(S230).
다음으로, S170단계로부터 촬영된 영상을 LTE통신을 통해 관제서버(400)로 자동으로 전송되고 저장된다(S190).
이어서, 전송된 영상을 해안쓰레기 탐지 AI분석 모델을 통해 분석된다(S250). 즉, AI분석 모델을 통해 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 분석할 수 있다.
다음에, 분석이 완료된 해양쓰레기 영상을 관제 화면에 라벨처리되어 표출된다(S260).
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 드론 200: 드론 스테이션
210: 랜딩판 220: 작외선발광부
230: 게이트 240: LED
250: 기상관측장치 260: 송수신부
270: 전원공급부 280: 배터리
300: 지상제어장치 400: 관제서버

Claims (14)

  1. 주기적으로 자동 비행하여 고해상도 해안쓰레기를 관측하는 드론;
    상기 드론을 수용하여 충전 및 관리하는 드론 스테이션;
    상기 드론에서 수집된 영상을 수신하여 해양쓰레기의 형상, 종류, 크기, 분포면적 및 양을 검출하는 관제서버; 및
    상기 관제서버를 통해 생성된 임무계획을 드론에 전송하며, 비상상황 시 드론을 제어하는 지상제어장치;를 포함하되,
    상기 드론 스테이션은 방수, 방진, 온도조절, 비상용전원장치 탑재와 자동격납, 자동충전, 임무전송 기능을 지원하며,
    상기 드론 스테이션은,
    드론이 이륙 및 착륙하는 랜딩판과,
    상기 드론의 정밀 착륙을 돕는 적외선발광부와,
    상기 랜딩판의 상승 및 하강 시 개폐되는 게이트와,
    드론 스테이션의 구동상태 및 위치를 알리는 LED와,
    상기 드론의 비행 여부를 판단하기 위해 온도, 습도, 풍향, 풍속, 강우량를 측정하는 기상관측장치와,
    상기 기상관측장치와 관제서버와의 데이터를 무선으로 송수신하는 송수신부와,
    상기 드론의 배터리를 충전하며 드론 스테이션에 전원을 공급하는 전원공급부, 및
    상기 드론 스테이션을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 적외선발광부는 랜딩판의 바닥면 중앙에 형성되어 적외선 빔을 방사하며, 방사된 적위선 빔을 드론의 카메라에서 감지되면 해당 위치에서 소정 시간 호버링 한 후 수직 하강하여 착륙하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 드론은 고내풍성(11~15m/s), 방수, 방진 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 드론을 통해 수집된 영상정보는 LTE 통신을 이용하여 지상제어장치 및 관제서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 드론 스테이션은 고정형 또는 선박 및 차량에 탑재가 가능한 이동형으로 제작되어 수요자의 요구에 맞게 운영되는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드론 스테이션에 전원을 공급하는 이동형 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 드론을 통해 촬영된 이미지를 딥러닝에 기반한 인공지능(AI) 학습 알고리즘을 이용하여 이미지 내의 해양쓰레기를 판별하며, 판별된 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버는 드론의 고해상도 카메라를 사용하여 해안쓰레기를 촬영하여 이미지를 수집하고, 해양쓰레기를 페트병, 스티로폼, 어구의 카테고리로 분류하고, 미리 정해진 일정 간격으로 촬영된 이미지에 포함된 해양쓰레기에 대하여 각 항목별로 라벨링하여 학습데이터를 생성하며, 딥러닝 기반 네트워크 모델을 사용하여 학습데이터에 대한 학습을 수행하고, 학습결과에 근거하여 실시간 이미지로부터 해양쓰레기의 종류와 크기, 분포면적, 양을 검출하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 해양쓰레기의 크기, 분포면적, 양은 이미지 상에서 차지하는 픽셀 수로 검출하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 관제서버를 통해 해양쓰레기에 대한 정보를 저장, 관리, 모니터링하며, 휴대단말기로 정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템.
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020220100004A 2022-08-10 2022-08-10 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법 KR102545115B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220100004A KR102545115B1 (ko) 2022-08-10 2022-08-10 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220100004A KR102545115B1 (ko) 2022-08-10 2022-08-10 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102545115B1 true KR102545115B1 (ko) 2023-06-21

Family

ID=86989573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220100004A KR102545115B1 (ko) 2022-08-10 2022-08-10 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102545115B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170132923A (ko) * 2016-05-24 2017-12-05 (주)이랩코리아 드론의 무인 임무 제어 시스템
KR20180082164A (ko) * 2017-01-10 2018-07-18 한국기술교육대학교 산학협력단 무인 드론 충전 스테이션
KR20190125130A (ko) * 2018-04-28 2019-11-06 자이로캠주식회사 차량에서 자동으로 이륙과 착륙 및 충전하도록 구성된 드론 도킹 스테이션 차량
KR102324684B1 (ko) * 2021-05-20 2021-11-10 한국해양과학기술원 무인관측 기반 해양쓰레기 모니터링 시스템 및 이를 이용한 해양쓰레기 모니터링 방법
US20210394930A1 (en) * 2020-04-20 2021-12-23 Daniel S. O'Toole Expanding Floor/ Accordion drone docking station
KR102354100B1 (ko) 2020-05-22 2022-01-24 (주) 아이렘기술개발 해안쓰레기 모니터링을 위한 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 해안쓰레기 모니터링 시스템

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170132923A (ko) * 2016-05-24 2017-12-05 (주)이랩코리아 드론의 무인 임무 제어 시스템
KR20180082164A (ko) * 2017-01-10 2018-07-18 한국기술교육대학교 산학협력단 무인 드론 충전 스테이션
KR20190125130A (ko) * 2018-04-28 2019-11-06 자이로캠주식회사 차량에서 자동으로 이륙과 착륙 및 충전하도록 구성된 드론 도킹 스테이션 차량
US20210394930A1 (en) * 2020-04-20 2021-12-23 Daniel S. O'Toole Expanding Floor/ Accordion drone docking station
KR102354100B1 (ko) 2020-05-22 2022-01-24 (주) 아이렘기술개발 해안쓰레기 모니터링을 위한 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 해안쓰레기 모니터링 시스템
KR102324684B1 (ko) * 2021-05-20 2021-11-10 한국해양과학기술원 무인관측 기반 해양쓰레기 모니터링 시스템 및 이를 이용한 해양쓰레기 모니터링 방법

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
공개특허공보 제10-2017-0132923호 (2017.12.05.)*
공개특허공보 제10-2018-0082164호 (2018.07.18.)*
공개특허공보 제10-2019-0125130호 (2019.11.06.)*
등록특허공보 제10-2324684호 (2021.11.10.)*

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9975442B2 (en) Post-type apparatus for containing and charging unmanned vertical take-off and landing aircraft and method of containing and charging unmanned vertical take-off and landing aircraft using the same
CN112422783B (zh) 一种基于停机坪集群的无人机智能巡查系统
US20170050749A1 (en) Autonomous system for unmanned aerial vehicle landing, charging and takeoff
CN110850890A (zh) 光伏电站无人机巡检系统及其控制方法
KR101861045B1 (ko) 맨홀 및 하천 시설물 점검용 드론
KR102521347B1 (ko) 드론의 배터리 교체 방법
CN109191891A (zh) 基于二维码技术和无人机拍摄的停车场车位监控系统
CN207268846U (zh) 电力巡检机器人
KR102250247B1 (ko) 무인비행체를 이용한 태양광 패널 관리장치 및 시스템
CN114253186A (zh) 一种无人机机巢控制系统及方法
CN210835732U (zh) 一种基于无人机的航标巡检装置
KR200489024Y1 (ko) 수직이착륙 무인기의 무인 운영 시스템
CN110435909A (zh) 无人机停机屋以及停机屋系统
KR102545115B1 (ko) 무인이동체 기반 해안쓰레기 현장정보 수집 시스템 및 방법
CN112560751A (zh) 一种阳台高空坠物风险检测方法及系统
KR20200009508A (ko) 수질 감시를 위한 무인 드론 스마트 스테이션
KR102556878B1 (ko) 음영지역 자율비행 기반의 드론을 이용하여 상태평가를 수행하는 콘크리트 시설물 유지관리 시스템
CN115775417A (zh) 基站巡检系统、方法及可读存储介质
CN108490971A (zh) 无人机作业平台
US20210255636A1 (en) Mobile docking station
CN209820522U (zh) 一种基于小型无人机的作物干旱预警巡测系统
CN113933871A (zh) 基于无人机和北斗定位的洪水灾情检测系统
CN211123764U (zh) 光伏电站无人机巡检系统
CN220419997U (zh) 一种地铁车库巡检系统
KR102594016B1 (ko) 유인 감시용 시설물 및 무인 감시용 시설물의 실측 상태평가 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant