KR20170014480A - 무인 비행기를 이용한 이용한 길 안내 방법 - Google Patents

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Abstract

무인 비행기를 이용한 길 안내 방법은 3D 공간 모델링을 이용하여 길 안내 경로를 설정하고, 길 안내 경로 상에 위치한 사용자의 상공에서 사용자를 트랙킹하고, 사용자 주변에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상을 바탕으로 사용자의 경로 이탈이나 위험을 판단하며, 판단 결과에 따라 대응 조치를 수행할 수 있다.

Description

무인 비행기를 이용한 이용한 길 안내 방법{A METHOD OF GUIDING A ROAD USING AN UNMANNED AERIAL VEHICLE}
본 발명은 무인 비행기에 관한 것으로, 특히 무인 비행기를 이용하여 길을 안전하고 효율적으로 안내하여 줄 수 있는 길 안내 방법에 관한 것이다.
드론과 같은 무인 비행기는 조종사가 탑승하지 않고 원격 조정 또는 자율 비행 제어 장치에 의해 비행하여 정찰, 폭격, 화물 수송, 산불 감시, 방사능 감시 등 사람이 직접 수행하기가 힘들거나 직접 수행하기가 위험한 임무를 수행한다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 안전하고 효율적인 길 안내가 가능한 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법을 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법은, 3D 공간 모델링을 이용하여 길 안내 경로를 설정하는 단계; 상기 길 안내 경로 상에 위치한 사용자의 상공에서 상기 사용자를 트랙킹하는 단계; 사용자 주변에 대한 영상을 획득하는 단계; 상기 획득된 영상을 바탕으로 사용자의 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 대응 조치를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 무인 비행기 및 이를 이용한 이용한 길 안내 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 무인 비행기가 사용자의 길 안내를 하면서 사용자의 경로 이탈이나 위험을 감지하여 감지 결과에 따라 사용자, 보호자 또는 관련 공공 기관에 사용자의 경로 이탈이나 위험 정도를 알려줌으로써, 사용자 입장에서는 무인 비행기의 길 안내 서비스를 편리하게 제공받을 수 있고, 보호자 입장에서는 사용자를 안심하고 무인 비행기에게 맡겨두고 본인의 본업에 충실히 매진할 수 있으며, 관련 공공 기간의 입장에서는 사용자의 위험 상황 정보를 보다 신속히 제공받아 위험으로부터 사용자를 신속히 피신시키거나 위험을 초래한 상대방을 신속히 검거할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 관련된 무인 비행기를 이용한 길 안내하는 모습을 보여준다.
도 2는 사용자가 출발지에서 목적지로 가는 동안 무인 비행기가 사용자의 길을 안내하는 모습을 보여준다.
도 3은 본 발명과 관련된 무인 비행기의 시스템 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법을 설명하는 순서도이다.
도 5는 도 4의 S215에서의 트랙킹을 상세히 설명하는 순서도이다.
도 6은 도 5의 위험 판단 방법을 상세히 설명하는 순서도이다.
도 7은 지형/지물이 변형되는 경우, 해당 지형/지물을 업데이트시키는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 8은 아이가 쓰러져 있는 모습을 보여준다.
도 9은 아이가 상대방에 의해 납치되는 모습을 보여준다.
도 10은 아이가 무단 횡단하는 모습을 보여준다.
도 11은 목적지 도착 후 보호자에게 전송된 메시지를 보여준다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 관련된 무인 비행기를 이용한 길 안내하는 모습을 보여준다.
도 1에 도시한 바와 같이, 사용자가 목적지를 향해 이동 중인 경우, 무인 비행기가 사용자 위 상공에서 사용자와 일정 거리를 두고 사용자의 후방에서 사용자를 따라가거나 사용자의 전방에서 사용자를 인도하도록 비행할 수 있다.
사용자는 아이, 노인, 여자, 장애우와 같이 심신 박약자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
아이나 여자는 신체적으로 유약하여 제3자에 의한 납치 가능성이 높은 사람일 수 있다.
노인은 치매와 같은 중증 질환에 걸려 정해진 길을 이탈할 가능성이 많은 사람일 수 있다.
무인 비행기는 사용자의 전방, 측방 또는 후방의 상공에서 비행할 수 있다.
사용자는 무인 비행기의 소유주일 수 있고, 무인 비행기를 조정하거나 무인 비행기에 필요한 기능을 설정시킬 수 있다.
무인 비행기가 스스로 비행하기 어려운 경우, 사용자의 조정에 의해 비행기가 부상하거나 착륙할 수 있다.
도 2는 사용자가 출발지에서 목적지로 가는 동안 무인 비행기가 사용자의 길을 안내하는 모습을 보여준다.
도 2에 도시한 바와 같이, 사용자의 상공에서 비행 중인 무인 비행기가 사용자가 출발지와 목적지 사이의 길 안내 경로(111) 상에서 이동하는 동안, 사용자가 목적지로 안전하게 이동하도록 안내하여 줄 수 있다.
무인 비행기는 자율 비행 제어 장치에 의해 스스로 사용자와 일정한 간격을 두고 사용자의 후방에서 사용자를 따라가거나 사용자의 전방에서 사용자를 인도하도록 비행할 수 있다. 따라서, 사용자가 무인 비행기를 부상시켜 주기만 하면, 자율 비행 제어 장치의 동작에 의해 나중에 사용자의 조종에 의해 착륙할 때까지 무인 비행기 스스로 사용자가 목적지까지 이동할 수 있도록 길 안내를 수행하여 줄 수 있다.
무인 비행기는 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.
제1 예: 사용자가 정해진 길을 벗어나는 경우,
무인 비행기는 사용자가 정해진 길을 벗어나는 경우, 사용자에게 1차 메시지를 전달할 수 있다. 이때, 메시지는 음성이나 알람일 수 있다. 음성의 경우, 무인 비행기의 스피커를 통해 음성이 출력될 수 있다. 알람의 경우, 무인 비행기가 사용자의 무인 비행기(100)로 알람 정보를 전달하고, 사용자가 해당 알람 정보를 확인할 수 있다.
예컨대, 무인 비행기는 사용자가 정해진 길을 벗어나서 일정 시간 동안 정해진 길로 복귀하지 않는 경우, 다시 한번 2차 메시지를 사용자에게 전달할 수 있다. 2차 메시지는 1차 메시지보다 강력한 경고를 줄 수 있다. 음성의 경우, 1차 메시지의 음성보다 소리가 크거나 경고음의 발생 빈도가 빨라질 수 있다.
만일 사용자에게 2차 메시지를 전달했음에도 불구하고, 사용자가 정해진 길로 복귀하지 않는 경우, 사용자와 관련된 사람, 예컨대 보호자에게 3차 메시지를 전달할 수 있다. 보호자로는 부모, 자식, 배우자일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
3차 메시지에는 사용자의 현재 위치나 사용자의 현재 상황을 보여줄 수 있는 동영상이 포함될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
한편, 무인 비행기는 사용자가 정해진 길을 벗어났지만 위험 상황이 아닌 경우, 출발지와 목적지 사이의 경로를 재설정하여 상기 재설정된 경로를 바탕으로 길 안내를 수행할 수 있다.
제2 예: 사용자가 위험에 직면한 경우
무인 비행기는 사용자가 위험에 직면하면, 이상 신호를 발생하여 주의의 관심을 끌어 사용자가 위험에서 벗어날 수 있도록 할 수 있다. 이상 신호라 함은 싸이렌 소리를 발생시키거나 무인 비행기가 사용자 주위를 수 차례 회전하는 비행하는 동작일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
또한, 무인 비행기는 사용자가 위험에 직면하면, 사용자의 보호자나 관련 공공 기관, 예컨대 경찰서, 소방서로 비상 상황 정보를 전달할 수 있다. 비상 상황 정보는 문자 메시지나, 음성 또는 사용자가 위험에 직면한 상황을 촬영한 동영상 정보일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 비상 상황 정보에는 사용자의 위치와 관련된 GPS 정보, 위치에 해당하는 주소나 사용자가 위치한 주변의 큰 건물이나 유명 건물의 이름 등이 포함될 수 있다.
위험 상황으로는 괴한에 의한 납치, 불, 교통 사고, 이방인과의 신체 접촉, 신체적 이상 현상 등이 있을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 신체적 이상 현상으로는 뇌졸증, 간질이나 어지럼증에 의해 갑자기 쓰러지는 행동(도 8)이 있다.
예컨대, 사용자가 불이 난 장소에 위치하여 해당 장소를 벗어나지 못하는 경우, 무인 비행기는 소방서로 비상 상황 정보를 전달할 수 있다.
예컨대, 사용자가 괴한에 납치되는 상황(도 9)에 처한 경우, 무인 비행기는 경찰서로 비상 상황 정보를 전달할 수 있다.
또한, 무인 비행기는 괴한에 의해 무인 비행기가 파손될 가능성에 대비하기 위해, 무인 비행기에 의해 사용자가 위험에 처한 상황이 촬영된 사진이나 동영상 정보는 신속히 클라우드(cloud)와 같은 서버로 전송할 수 있다. 해당 서버는 무인 비행기에서 전송된 정보를 사용자와 관련된 보호자나 관련 공공 기관에 전송할 수 있다.
제3 예: 길 안내
무인 비행기는 사용자를 따르면서 사용자의 현재 위치, 목적지까지의 거리 및 남은 시간, 장해물 등을 사용자에게 지속적으로 알려줄 수 있다. 장해물로는 철도 건널목, 신호, 쓰러질 위험이 있는 간판이나 무거운 물건, 흉기를 들고 접근하는 사람, 사용자를 납치하기 위해 사용자 주변을 지속적으로 맴도는 사람 등이 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 무인 비행기를 이용하여 길 안내를 하는 경우, 사용자가 출발지에서 출발하여 목적지까지 도착할 때까지 사용자를 지속적으로 감지하여 줄 수 있다.
본 발명에 따른 무인 비행기를 이용하여 길 안내를 하는 경우, 사용자가 정해진 길을 벗어나지 않도록 가이드하여 줄 수 있다.
본 발명에 따른 무인 비행기를 이용하여 길 안내를 하는 경우, 사용자가 위험에 처할 때 1차적으로 사용자 주변의 관심을 끌도록 하여 줄 수 있고, 사람의 관심을 끄는데 실패하는 경우 곧바로 보호자나 관련 공공 기관에 위험 상황 정보를 알려주어 사용자가 위험에서 신속히 벗어날 수 있도록 하여 줄 수 있다. 특히, 사용자가 위험에 처한 상황을 촬영한 동영상과 사용자의 위치나 주변의 큰 건물 정보가 보호자나 관련 공공 기관으로 전송됨으로써, 사용자가 위험에 처한 상황이 신속히 파악될 수 있다. 예컨대, 사용자가 납치되는 상황에 처한 경우, 보호자나 관련 공공 기관에 전송된 정보에 납치범의 인상착의를 촬영한 동영상 정보가 포함되므로, 해당 동영상의 재생을 통해 납치범이 누구인지를 신속히 파악하여 해당 납치범 검거가 용이할 수 있다.
도 3은 본 발명과 관련된 무인 비행기의 시스템 블록도이다.
무인 비행기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 센싱부(140), 음향 출력부(152), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 3에 도시된 구성요소들은 무인 비행기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 무인 비행기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중 무선 통신부(110)는, 무인 비행기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 무인 비행기(100)와 다른 무인 비행기(100) 사이, 또는 무인 비행기(100)와 클라우드(cloud)와 같은 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 무인 비행기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.
이러한 무선 통신부(110)는, 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 무인 비행기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.
무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.
WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 무선 인터넷 모듈(113)은 이동통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.
근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 무인 비행기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 무인 비행기(100)와 다른 무인 비행기(100) 사이, 또는 무인 비행기(100)와 다른 무인 비행기(100, 또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.
위치정보 모듈(115)은 무인 비행기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 무인 비행기(100)는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 무인 비행기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 무인 비행기(100)는 Wi-Fi모듈을 활용하면, Wi-Fi모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 무인 비행기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치정보모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 무인 비행기(100)의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 어느 기능을 수행할 수 있다. 위치정보모듈(115)은 무인 비행기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 무인 비행기(100)의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.
입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.
입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 무인 비행기(100)는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 메모리(170)에 저장되거나 보호자나 관련 공공 기관에 전송되거나 클라우드 서버에 전송되어 저장될 수 있다.
한편, 무인 비행기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 무인 비행기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스트레오 구조로 배치되어 사용자뿐만 아니라 사용자 주변의 지형 지물에 대한 3D 입체 영상을 촬영할 수 있다. 이와 같이 촬영된 3D 입체 영상은 위치정보 모듈에 의해 산출된 사용자의 위치를 기반으로 출발지와 목적지 사이의 경로 상에 사용자가 어디에 위치하는지가 표기(mark)될 수 있다. 이러한 표기를 통해 사용자가 경로를 이탈했는지가 판단될 수 있다. 아울러, 3D 입체 영상을 통해 사용자의 자세나 행동을 추적하여 사용자가 신변에 이상이 있는지 여부가 판단될 수 있다.
마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 무인 비행기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.
사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 무인 비행기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 무인 비행기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다.
센싱부(140)는 무인 비행기(100) 내 정보, 무인 비행기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(142, infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광 센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 무인 비행기(100)는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.
근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 무인 비행기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.
근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.
이러한 근접 센서(141)에 의해 무인 비행기(100)의 전방이나 후방의 물체를 감지하여 해당 물체를 피해 비행하거나 해당 물체가 무엇인지 파악될 수 있다.
적외선 센서(142)는 전방의 물체와의 거리를 검출하여 주는 센서로서, 무인 비행기(100)이 사용자와의 거리를 일정하게 유지하면서 사용자의 전/후/좌/우측 방향의 상공에서 비행가능하도록 하여 줄 수 있다.
이상에서 설명된 센서들이 일 예로서, 본 발명은 이상에서 설명된 센서들 이외가 더 많은 센서들이 부가되거나 이상에서 설명된 센서들 중 일부 센서들은 생략될 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
인터페이스부(160)는 무인 비행기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무인 비행기(100)에서는, 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.
음향 출력부(152)는 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.
메모리(170)는 무인 비행기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 무인 비행기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program) 또는 애플리케이션(application), 무인 비행기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 무인 비행기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 무인 비행기(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 무인 비행기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 3과 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 무인 비행기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.
전원공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 무인 비행기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 내장형 배터리 또는 교체가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.
상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 무인 비행기(100)의 동작, 제어, 또는 제어 방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 무인 비행기(100)의 동작, 제어, 또는 제어 방법은 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 무인 비행기(100) 상에서 구현될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 무인 비행기(100)는 3D 공간 모델링을 수행한다(S211).
본 발명에 따른 길 안내 방법을 실행하기 위해서는 먼저 사용자가 출발하는 출발지와 사용자가 도착하는 목적지 사이의 길 안내 경로를 설정하기 위해 3D 공간 모델링이 수행될 수 있다.
3D 공간 모델링을 위해 무인 비행기(100)의 카메라(121)는 출발지와 목적지 사이의 길 안내 경로를 비행하면서 해당 길 안내 경로 상에 존재하는 지형/지물을 촬영하고, 상기 촬영된 영상은 제어부(180)에 의해 3D 공간 모델링되어 사용자를 위한 길 안내 경로로 설정될 수 있다. 상기 설정된 길 안내 경로는 메모리(170)에 저장될 수 있다.
3D 공간 모델링이 설정된 이후, 사용자가 출발지를 출발하는 경우(S213), 무인 비행기(100)가 사용자의 상공으로 비행할 수 있다. 무인 비행기(100)는 사용자와 정해진 거리 이내에서 비행될 수 있다. 무인 비행기(100)는 사용자의 전방, 좌측방, 우측방 및 후방 중 어느 하나의 위치 상에 비행될 수 있다.
무인 비행기(100)는 사용자의 출발을 감지하고 스스로 동작하여 정해진 위치로 비행할 수 있다. 무인 비행기(100)의 정해진 위치는 미리 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 정해진 위치는 무인 비행기(100)가 사용자 위로 10m 그리고 사용자 후방으로 10m 떨어진 위치로 설정될 수 있다.
또는 무인 비행기(100)는 사용자가 출발지를 출발 전에 무인 비행기(100)를 동작시켜 정해진 위치로 비행하도록 조종할 수 있다.
무인 비행기(100)가 정해진 위치로 비행된 이후에는 무인 비행기(100) 스스로 사용자를 트랙킹(tracking)할 수 있다(S215). 즉, 무인 비행기(100)가 정해진 위치로 비행되면, 무인 비행기(100)가 트랙킹 모드가 활성화되어, 무인 비행기(100) 스스로 사용자를 트랙킹할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
아울러, 무인 비행기(100)가 정해지 위치로 비행되면, 메모리(170)에 저장되어 있는 길 안내 경로가 활성화되어, 사용자 트랙킹시 촬영된 사용자나 주변 지형/지물이 길 안내 경로 상에 매칭될 수 있다.
예컨대, 무인 비행기(100)는 사용자의 후방의 상공에서 비행하면서 사용자와 일정 거리를 두고 사용자를 따라갈 수 있다. 무인 비행기(100)는 사용자를 따라가면서 사용자와 사용자의 주변의 지형/지물을 촬영할 수 있다.
무인 비행기(100)는 상기 촬영된 영상이나 동영상을 바탕으로 사용자의 이탈이나 위험 여부를 판단할 수 있다.
도 5에 도시한 바와 같이, 무인 비행기(100)가 트랙킹 모드로 활성화되어 사용자를 따라가는 경우, 무인 비행기(100)의 제어부(180)는 카메라(121)가 동작되도록 제어할 수 있다(S311).
카메라(121)는 제어부(180)의 제어 하에 상하좌우 방향으로 360도 회전이 가능할 수 있다.
제어부(180)는 카메라(121)에 의해 촬영된 주변 영상을 획득할 수 있다(S313). 주변 영상은 사용자를 중심으로 사용자 주변의 지형/지물에 대한 영상일 수 있다.
예컨대, 사용자가 다리를 건너는 경우, 주변 영상은 다리에 대한 영상일 수 있다.
예컨대, 사용자가 철도 건널목을 건너는 경우, 주변 영상은 철도 건널목에 대한 영상일 수 있다.
예컨대, 사용자가 강의 둑방길을 걷는 경우, 주변 영상은 둑방길과 둑방길 옆의 강에 대한 영상일 수 있다.
제어부(180)는 사용자나 주변 영상을 바탕으로 사용자의 경로 이탈 또는 사용자의 위험 여부를 판단할 수 있다(S315).
S315를 구체적을 살펴보면, 도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(180)는 상기 획득된 주변 영상에서 사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세 및 얼굴 표정을 검출하고, 상기 검출된 위치, 자세 및 얼굴 표정을 3D 공간 상에 매칭시킬 수 있다(S317).
앞서 설명한 바와 같이, 3D 공간 모델링 결과가 메모리(170)에 저장된다. 무인 비행기(100)가 정해지 위치로 비행되면, 메모리(170)에 저장되어 있는 길 안내 경로가 활성화되고, 카메라(121)에 의해 획득된 주변 영상이 길 안내 경로를 나타내는 3D 공간 상에 매칭될 수 있다.
제어부(180)는 학습 기반 임계치를 바탕으로 사용자의 위험 정도를 판단할 수 있다(S319).
제어부(180)는 상기 획득된 주변 영상에서의 사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세 및 얼굴 표정을 학습 기반 임계치와 비교할 수 있다. 상대방은 사용자와 아무런 관련이 없이 사용자에게 접근한 사람일 수 있다. 상대방은 괴한일 수도 있고 선한 사람일 수도 있다.
사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세 및 얼굴 표정 이외에 사용자 및 상대방 각각의 걷는 모습, 사용자 및 상대방 각각의 행동 등 다양한 사용자 및 상대방 각각의 행동 양식이 사용자의 위험을 판단하는데 사용될 수 있다.
제어부(180)는 주변 영상으로부터 상대방의 성별과 나이도 파악할 수 있다.
비교 결과, 사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세, 얼굴 표정 및 행동 양식이 학습 기반 임계치보다 큰 경우 위험이나 경로 이탈로 판단할 수 있다. 예컨대, 상대방의 얼굴이 험상궂게 생겼고 상대방이 사용자의 팔을 신속히 잡고 끌고 가려는 동작을 취하는 경우, 제어부(180)는 주변 영상에서 이와 같은 상대방의 행동이 검출되는 경우 사용자가 위험에 빠져있다고 판단할 수 있다.
사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세, 얼굴 표정 및 경로 이탈이 학습 기반 임계치보다 얼마나 큰가에 따라 사용자의 위험 정도나 경로 이탈 정도가 달라질 수 있다. 사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세 및 얼굴 표정이 학습 기반 임계치보다 크면 클수록 사용자의 위험 정도나 경로 이탈 정도는 커질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세, 얼굴 표정 및 행동 양식에 대해 수십 차례의 테스트를 통해 사용자의 위험이나 경로 이탈을 구분하기 위한 학습 기반 임계치로 설정될 수 있다. 예컨대, 사용자 및 상대방 각각의 얼굴 표정이 찡그려진 상태에서 학습 기반 임계치가 설정되고, 학습 기반 임계치보다 얼마나 찡그려지느냐에 따라 사용자의 위험 정도가 결정될 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 판단 결과 단순 위험이거나 단순 경로 이탈인 경우(S217), 제어부(180)는 사용자에게 위험이나 경로 이탈을 알리는 음성을 출력하거나 알람을 전달할 수 있다(S219). 알람은 사용자가 소지하고 있는 예컨대 이동 단말기로 전송되어 이동 단말기의 디스플레이부 상에 디스플레이될 수 있다.
판단 결과 심각한 위험이거나 위험한 경로 이탈인 경우, 제어부(180)는 사용자, 보호자 또는 관련 공공 기관에 통지를 적응적으로 전달할 수 있다(S229). 위험한 경로 이탈은 예컨대 교차로에서 빨간색 신호등인데도 사용자가 교차로를 건너거나 예컨대 교차로가 없는 도로를 사용자가 무단으로 건너거나(도 10) 예컨대 길 옆의 강으로 사용자가 들어가는 경우일 수 있다. 이러한 예시 이외에 다양한 위험한 경로 이탈이 있을 수 있고, 본 발명에서 제시되지 않은 위험한 경로 이탈의 예시 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있음은 명백하다.
적응적 통지라 함은 위험 정도에 따라 통지 대상, 통지 수단이나 통지 방법이 달라지는 것을 의미할 수 있다.
적응적 통지를 위해 다양한 상황에 따른 통지 대상, 통지 수단이나 통지 방법에 대한 학습 훈련(learning training)이 무인 비행기(100)에 대해 반복적으로 수행될 수 있다.
예컨대, 사용자, 즉 아이가 납치되는 경우, 제어부(180)는 통지 대상을 경찰서로 정해 즉각적으로 경찰서에 아이의 납치 상황 정보를 전송할 수 있다. 아울러, 제어부(180)는 보호자에게도 아이의 납치 상황 정보를 전송할 수 있으며, 아이의 상공 주변을 여러 차례 회전 비행하거나 커다란 싸이렌 소리를 발생시켜 주변의 사람들의 관심을 유도할 수 있다.
예컨대, 아이가 길을 걷다가 부상을 당한 경우, 제어부(180)는 통지 대상을 소방서로 정해 즉각적으로 소방서에 아이의 부상 상황 정보를 전송할 수 있다. 보호자에게도 아이의 부상 상황 정보를 전송할 수 있으며, 아이의 상공 주변을 여러 차례 회전 비행하거나 커다란 싸이렌 소리를 발생시켜 주변의 사람들의 관심을 유도할 수 있다.
예컨대, 아이가 경로를 이탈하여 강에 들어가는 경우, 물의 깊이가 아이의 허벅지에 해당하는 경우, 제어부(180)는 제1 레벨의 위험이라 판단하고 아이에게 경고음을 전달하여 아이의 주의를 환기시켜 줄 수 있다. 만일 아이가 더 깊은 강으로 들어가서 물의 깊이가 아이의 허리에 해당하는 경우, 제어부(180)는 제1 레벨보다 더 위험한 제2 레벨의 위험이라 판단하고 아이에게 보다 더 강한 세기의 경고음을 전달하여 주거나 아이나 주변의 사람들의 주의를 환기시켜 주는 한편 아이의 보호자에게 아이의 현재 상황을 포함하는 영상이나 동영상을 전송할 수 있다. 아이가 발을 헛디뎌 물 속으로 넘어지는 경우, 제어부(180)는 제2 레벨보다 더 위험한 제3 레벨의 위험이라 판단하고 아이가 넘어진 위치의 상공을 수 차례 회전 비행하는 한편 가장 강력한 세기의 싸이렌 소리를 발생시켜 주의의 사람들의 관심을 유도하고 또한 아이가 물속으로 넘어진 상황에 대한 동영상을 소방서나 보호자에게 즉각적으로 전송할 수 있다.
한편, 사용자가 목적지에 도착하면(S221), 제어부(180)는 보호자에게 도착 안내 메시지를 전송할 수 있다(S223). 도착 안내 메시지는 보하자가 소지하고 있는 이동 단말기의 디스플레이부 상에 디스플레이될 수 있다.
예컨대, 도 11a에 도시한 바와 같이, 보호자의 이동 단말기 상에 ‘학교에 무사히 도착하였습니다’라는 메시지가 디스플레이될 수 있다.
예컨대, 도 11b에 도시한 바와 같이, ‘등교길 편집 동영상을 보시려면, 5분 후 아래 화면을 플레이 해 주세요’라는 메시지가 디스플레이될 수 있다. 무인 비행기(100)의 제어부(180)는 사용자가 도착지에 도착하면, 출발지에서 도착지까지의 사용자의 경로에 대해 촬영된 동영상을 편집하여 편집 동영상을 만들고, 편집 동영상을 보호자의 이동 단말기로 전송할 수 있다. 보호자는 해당 편집 동영상의 재생을 통해 사용자가 출발지에서 목적지까지의 경로를 안전하게 걸었는지 또는 사용자가 걷는 동안 위험한 상황은 없었는지를 확인하여, 나중에 사용자에게 위험 상황을 설명하여 주어 다시는 동일한 위험 상황이 반복되지 않도록 할 수 있다.
만일 출발지에서 도착지까지의 경로가 가까워 동영상 편집이 필요하지 않다면, 촬영된 원본 동영상이 그대로 보호자의 이동 단말기로 전송될 수 있다.
이후, 무인 비행기(100)는 사용자에 대한 트랙킹을 중지한다(S225). 아울러, 무인 비행기(100)는 비행이 중지될 수 있다(S227). 무인 비행기(100)의 중지는 무인 비행기(100) 스스로 착륙을 하든지 또는 사용자의 조종에 의해 착륙될 수 있다.
한편, 무인 비행기(100)가 출발지에서 목적지까지 비행하면서 경로 상에 변형된 지형/지물이 있는 경우, 상기 변형된 지형 지물을 업데이트시킬 수 있다.
즉, 도 7에 도시한 바와 같이, 무인 비행기(100)가 사용자를 트랙킹하면서 비행하는 경우(S321), 무인 비행기(100)는 사용자를 중심으로 사용자의 주변 지형/지물을 촬영할 수 있다.
상기 촬영된 지형/지물은 3D 공간 상에 존재하는 지형/지물과 비교될 수 있다.
상기 촬영된 지형/지물이 3D 공간 상에 존재하는 지형/지물과 상이한 경우, 다시 말해 상기 촬영된 지형/지물이 변형된 경우, 제어부(180)는 상기 촬영된 지형/지물을 3D 공간 상에 업데이트시킬 수 있다(S325).
본 발명에 따르면, 무인 비행기(100)가 사용자의 길 안내를 하면서 사용자의 경로 이탈이나 위험을 감지하여 감지 결과에 따라 사용자, 보호자 또는 관련 공공 기관에 사용자의 경로 이탈이나 위험 정도를 알려줌으로써, 사용자 입장에서는 무인 비행기(100)의 길 안내 서비스를 편리하게 제공받을 수 있고, 보호자 입장에서는 사용자를 안심하고 무인 비행기(100)에게 맡겨두고 본인의 본업에 충실히 매진할 수 있으며, 관련 공공 기간의 입장에서는 사용자의 위험 상황 정보를 보다 신속히 제공받아 위험으로부터 사용자를 신속히 피신시키거나 위험을 초래한 상대방을 신속히 검거할 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 이동 단말기 110: 무선통신부
120: 입력부
140: 센싱부 150: 출력부
160: 인터페이스부 170: 메모리
180: 제어부 190: 전원공급부

Claims (10)

  1. 3D 공간 모델링을 이용하여 길 안내 경로를 설정하는 단계;
    상기 길 안내 경로 상에 위치한 사용자의 상공에서 상기 사용자를 트랙킹하는 단계;
    사용자 주변에 대한 영상을 획득하는 단계;
    상기 획득된 영상을 바탕으로 사용자의 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 대응 조치를 수행하는 단계를 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계는,
    상기 획득된 영상에서 사용자 및 상대방 각각의 위치, 자세 및 얼굴 표정을 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 위치, 자세 및 얼굴 표정을 학습 기반 임계치와 비교하여 위험 정보를 판단하는 단계를 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계는,
    상기 검출된 위치, 자세, 얼굴 표정을 3D 공간 상에 매칭시키는 단계를 더 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 학습 기반 임계치는,
    상기 위치, 자세, 얼굴 표정 및 행동 양식에 대한 테스트를 통해 위험이나 경로 이탈을 구분하기 위해 설정된 값인 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계는,
    판단 결과 단순한 위험이나 경로 이탈인 경우, 사용자에게 위험이나 경로 이탈을 알리는 음성을 출력하거나 알람을 전달하는 단계를 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 경로 이탈이나 위험을 판단하는 단계는,
    판단 결과 심각한 위험이거나 위험한 경로 이탈인 경우, 사용자, 보호자 또는 관련 공공 기관에 통지를 적응적으로 전달하는 단계를 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적응적 통지는 위험 정도에 따라 통지 대상, 통지 수단 또는 통지 방법이 달라지는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    제1 레벨의 위험으로 판단되는 경우, 사용자에게 경고음을 전달하는 단계;
    상기 제1 레벨보다 더 위험한 제2 레벨의 위험으로 판단되는 경우, 사용자에게 더 강한 세기의 경고음을 전달하고 상기 보호자에게 사용자의 현재 상황을 포함하는 영상을 전송하는 단계; 및
    상기 제2 레벨보다 더 위험한 제3 레벨의 위험으로 판단되는 경우, 상용자의 상공을 다수회 회전 비행하고 싸이렌 소리를 발생시키고 상기 보호자 및 관련 공공 기관에게 사용자의 현재 상황을 포함하는 영상을 전송하는 단계를 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    사용자가 목적지에 도착하면, 상기 보호자에게 사용자에 대한 도착 안내 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 획득된 영상을 바탕으로 상기 길 안내 경로 상에 지형/지물이 변형된 경우, 상기 변형된 지형/지물을 상기 3D 공간 상에 업데이트시키는 단계를 더 포함하는 무인 비행기를 이용한 길 안내 방법.
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KR1020150107938A KR20170014480A (ko) 2015-07-30 2015-07-30 무인 비행기를 이용한 이용한 길 안내 방법

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180131089A (ko) * 2017-05-31 2018-12-10 김정숙 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법
KR20180131396A (ko) * 2018-05-14 2018-12-10 김정숙 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법
WO2019235667A1 (ko) * 2018-06-08 2019-12-12 Kim Jeong Sook 실내 안내용 드론 및 그 제어 방법
CN111311865A (zh) * 2020-02-25 2020-06-19 东北农业大学 一种基于搭载热成像仪的森林防火无人机平台

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