KR20170074369A - 드론을 이용한 물품 배송 시스템 및 방법 - Google Patents

드론을 이용한 물품 배송 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 드론을 이용한 물품 배송 시스템 및 방법을 공개한다. 본 발명은 배송 장치에서 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론으로 전송하면 드론이 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 내부에 저장하고, 드론이 배송 시작 전과 착륙 전에 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 배송 장치로 전송하면, 배송 장치가 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 상호 인증함으로써, 외부의 해킹을 방지하면서 안전한 물품 배송 서비스를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명은 드론이 외부로부터 배송지 변경과 같은 동작 변경 요청 신호를 수신하면, 동작 변경을 요청한 전자 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 배송 장치로부터 수신되어 사전에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 인증되지 않는 경우에는, 외부로부터의 해킹 시도라고 판단하여 배송을 중단하고 배송 장치로 귀환하도록 함으로써, 외부 해킹에 의한 드론의 오용을 원천적으로 차단할 수 있다.

Description

드론을 이용한 물품 배송 시스템 및 방법{Delivery service system and method using drone}
본 발명은 물품 배송 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 드론(drone)을 이용한 물품 배송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에는 택배 배송, 피자 배달 등과 같은, 다양한 종류의 물품 배송 서비스가 수행되고 있고, 이 중, 택배 배송 서비스가 물품 배송 서비스의 가장 대표적인 예라고 할 수 있다.
기존의 택배 시스템은 택배 배달원이 택배 차량에 택배 물품을 싣고, 택배 물품의 수령지를 일일이 방문하여 택배 물품을 전달하는 방식으로 운영되고 있다.
그러나, 종래의 택배 배송 방식의 경우, 택배 배달원이 택배 차량을 떠나 택배 물품을 배달하는 사이에 택배 차량에서 도난 사고가 종종 발생하고 있다.
또한, 농어촌 지역의 경우 가구들이 넓은 지역에 개별적으로 떨어져서 위치하고 있으므로, 택배 차량이 일일이 해당 가구들을 방문해야 하므로, 하나의 건물에 다수의 가구가 위치하는 아파트 단지에 비해서 택배 배송의 효율이 현저하게 저하되는 문제점이 존재하였다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 방식으로 최근에는 드론을 이용하여 물품을 배송하는 서비스의 도입이 논의되고 있다. 그러나, 이러한 드론을 이용한 물품 배송 서비스의 경우에는, 공중을 비행하는 드론이 추락하는 경우에 발생하는 안전 문제에 대한 대비책이 아직 준비되지 않은 상태이다.
특히, 드론의 경우 외부와의 통신을 통해 목적지를 설정하거나 자신의 상태를 전송하는 등, 외부와의 통신을 빈번히 수행해야 하는데, 외부로부터 수신되는 무선 신호에 의해서 드론이 해킹된다면, 드론 자체의 경로가 임의로 설정되어 배송 물품 또는 드론 자체가 분실되거나, 드론을 임의의 목표물에 충돌시키는 등과 같은 불법적인 의도에 드론이 악용될 우려도 높은 것이 현실이다.
따라서, 드론에 대한 보안 문제는 드론의 추락에 대비한 안전 문제 만큼이나 중요한 문제로 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 과제는 드론과 배송 장치간의 상호인증을 통해서 외부의 해킹을 방지하면서 안전한 물품 배송 서비스를 제공하는 물품 배송 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론을 이용한 물품 배송 시스템은, 공중을 비행하여 물품을 배송하는 드론; 및 상기 드론으로 물품을 배송할 배송지 정보를 제공하고, 상호 인증용 카오스 신호를 이용하여 상기 드론과 상호 인증을 수행하는 배송 장치를 포함한다.
또한, 상기 드론은 상기 배송 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 상기 배송 장치로 송신하며, 상기 배송 장치는 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 송신한 후, 상기 드론으로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여, 상기 드론으로 송신했던 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 서로 일치하는지 여부를 상호 인증함으로써, 상기 드론과 상기 배송 장치간의 상호 인증을 수행할 수 있다.
또한, 상기 배송 장치는 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하고, 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 인쇄 출력하며, 상기 드론은 배송용 물품에 부착된 상기 바코드를 인식하여 물품 인증용 카오스 신호를 추출하고, 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호가 일치하는 경우에 배송을 시작할 수 있다.
또한, 상기 배송 장치는 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하고, 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 배송 물품에 부착할 수 있도록 인쇄 출력하며, 상기 드론은 물품 배송 중에 물품에 부착된 바코드를 인식하여, 물품에 부착된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신되었던 물품 인증용 카오스 신호가 서로 일치되는지 여부를 비교하여 배송 물품에 이상 발생 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 드론은 배송중에 문제가 발생하면, 물품에 부착된 바코드의 인식을 시도하고, 물품에 부착된 바코드가 인식이 되지 않거나, 인식된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호가 상기 배송 장치로부터 수신되어 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않는 경우에는 배송 물품에 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 배송 장치로 귀환할 수 있다.
또한, 상기 드론은 배송중에 외부로부터 동작 변경 요청 신호가 수신되면, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 상기 드론에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않아 인증이 되지 않으면, 상기 배송 장치로 귀환하고, 인증이 성공하는 경우에는 요청된 동작을 수행할 수 있다.
또한, 상기 드론은 내부에 포함된 GPS 모듈을 이용하여 배송지로 비행하고, 배송지에 도착하여 상기 물품의 배송을 완료한 후, 배송 완료 사진을 촬영하여 상기 배송 장치로 전송하고, 상기 배송 장치는 수신된 배송 완료 사진을 상기 물품 수령자의 이동통신 단말로 전송할 수 있다.
또한, 상기 드론은 착륙하기 전에 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하고, 상기 배송 장치는 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 인증을 수행하여, 상호 인증된 경우에 상기 드론을 착륙시키도록 제어신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 배송 장치는, 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 생성하는 카오스 신호 생성부; 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 물품에 부착할 수 있도록 출력하는 바코드 생성부; 상기 카오스 신호 생성부로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 드론으로 전송하고, 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 수신하는 제 1 통신부; 및 상기 카오스 신호 생성부로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 카오스 신호간의 자기 상관성을 확인하여 상기 드론과 상기 배송 장치를 상호 인증하는 인증부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 드론은, 상기 배송 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호 및 물품 인증용 카오스 신호를 수신하고, 상기 배송 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 전송하는 제 2 통신부; 물품 탑재함에 탑재된 물품에 부착된 바코드를 촬영하여 바코드 이미지를 출력하고, 물품 배송이 완료되면 배송 완료 사진을 촬영하여 출력하는 촬영부; 상기 배송 장치로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 저장하는 저장부; 및 상기 저장부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하며, 바코드 이미지로부터 물품 인증용 카오스 신호를 추출하여 상기 저장부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행하는 제어부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 배송중에 일정한 주기로 상기 촬영부를 제어하여 물품 탑재함에 탑재된 물품에 부착된 바코드를 촬영하여 바코드 이미지로부터 물품 인증용 카오스 신호를 추출하여 상기 저장부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행하고, 바코드 이미지가 촬영되지 않거나 바코드 이미지로부터 카오스 신호를 추출할 수 없거나, 또는 바코드 이미지로부터 추출된 카오스 이미지가 상기 저장부에 저장된 물품 이미지와 인증에 실패하는 경우에, 배송을 중단하고 상기 배송 장치로 귀환하도록 상기 드론을 제어할 수 있다.
한편, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론을 이용한 물품 배송 방법은, (a) 배송 장치가 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론으로 전송하고, 상기 드론은 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호를 재전송하며, 상기 배송 장치가 상기 드론으로 전송된 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 이용하여 상호 인증을 수행하는 단계; (b) 상호 인증이 성공하면, 상기 드론이 물품을 배송하는 단계; (c) 상기 드론이 상기 배송 장치로 귀환하여 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하는 단계; 및 (d) 상기 배송 장치가 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 내부에 저장된 카오스 신호를 상호 인증하여 상기 드론의 착륙을 지시하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 배송 장치가 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하는 단계; (b2) 상기 배송 장치가 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하고 배송될 물품에 부착될 바코드를 생성하는 단계; 및 (b3) 상기 드론이 배송용 물품에 부착된 바코드를 인식하여 물품 인증용 카오스 신호를 추출하고, 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호가 일치하는 경우에 배송을 수행하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b4) 배송중에 문제가 발생하면, 물품에 부착된 바코드의 인식을 시도하고, 물품에 부착된 바코드가 인식이 되지 않거나, 인식된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호가 상기 배송 장치로부터 수신되어 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않는 경우에는 배송 물품에 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 배송 장치로 귀환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b5) 배송중에 외부로부터 동작 변경 요청 신호가 수신되면, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 상기 드론에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않아 인증이 되지 않으면 상기 배송 장치로 귀환하고, 인증이 성공하는 경우에는 요청된 동작을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계는, (b6) 상기 드론이 배송을 완료하고 배송 완료 사진을 촬영하여 상기 배송 장치로 전송하는 단계; 및 (b7) 상기 배송 장치가 상기 배송 완료 사진을 물품 수령인과 물품 발송인의 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 배송 장치에서 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론으로 전송하면 드론이 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 내부에 저장하고, 드론이 배송 시작 전과 착륙 전에 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 배송 장치로 전송하면, 배송 장치가 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 상호 인증함으로써, 외부의 해킹을 방지하면서 안전한 물품 배송 서비스를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명은 드론이 외부로부터 배송지 변경과 같은 동작 변경 요청 신호를 수신하면, 동작 변경을 요청한 전자 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 배송 장치로부터 수신되어 사전에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 인증되지 않는 경우에는, 외부로부터의 해킹 시도라고 판단하여 배송을 중단하고 배송 장치로 귀환하도록 함으로써, 외부 해킹에 의한 드론의 오용을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론을 이용한 물품 배송 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에서 인증에 이용되는 카오스 신호를 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론을 이용한 물품 배송 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제 S350 단계 및 제 S360 단계를 상세하게 도시하는 상세 흐름도이다.
하기의 설명에서 본 발명의 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있는데, 이들 특정 상세들 없이 또한 이들의 변형에 의해서도 본 발명이 용이하게 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론(20)을 이용한 물품 배송 시스템의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론(20)을 이용한 물품 배송 시스템은, 물품을 배송하는 드론(20) 및 드론(20)을 제어하고 드론(20)과 상호 인증을 수행하는 배송 장치(10)를 포함하여 구성된다.
먼저, 배송 장치(10)는 드론(20)으로 물품을 배송할 배송지 정보를 제공하고, 상호 인증용 카오스 신호를 이용하여 상기 드론(20)과 상호 인증을 수행한다. 더 구체적으로, 배송 장치(10)는 관리자의 조작에 의해서 유무선 통신 방식으로 배송지 정보(예컨대, 배송지의 GPS 좌표 정보)를 제공하거나, 배송지 정보를 바코드(30)에 인쇄하여 배송될 물품에 부착되도록 한다.
또한, 배송 장치(10)는 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론(20)으로 전송하는 한편, 물품 인증용 카오스 신호를 드론(20)이 인식할 바코드(30)에 포함시켜 인쇄하고, 인쇄된 바코드(30)는 관리자에 의해서 배송될 물품에 부착된다.
여기서, 카오스 신호에 대해서 간략하게 설명하면, 카오스 신호는 발생 함수의 초기값 조건을 달리함으로써 서로 독립적인 무수히 많은 신호를 생성할 수 있는 신호이다. 도 2a 는 초기값이 각각 3.999999999 와 3.999999998 인 경우에 각각 생성된 카오스 신호의 파형을 도시한다. 도 2a 도시된 바와 같이, 0.000000001의 미세한 초기값 차이에도 전혀 다른 카오스 신호가 발생됨을 알 수 있다. 따라서, 정확한 초기값과 정확한 카오스 신호 발생 함수를 알지 못하면 동일한 카오스 신호를 생성하는 것은 불가능하다.
도 2b는 카오스 신호의 자기 상관 특성과 상호 상관 특성을 나타내는 도면이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 카오스 신호는 자기 상관 특성 및 상호 상관 특성이 매우 우수하여 보안성이 매우 높은 특성을 나타냄을 알 수 있다.
따라서, 본 발명은 배송 장치(10)와 드론(20)이 서로 동일한 카오스 신호를 생성하여 저장하고, 필요에 따라서 카오스 신호를 상호 인증에 이용함으로써, 간편한 방법으로 보안 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
한편, 배송 장치(10)는 드론(20)이 배송을 시작하기 전에 드론(20)으로 전송했던 상호 인증용 카오스 신호를 드론(20)으로부터 재전송받아 상호 인증을 수행함으로써, 상호 인증을 위한 카오스 신호가 정확하게 드론(20)에 전달되었는지를 확인한다. 또한, 배송 장치(10)는 드론(20)이 착륙할 때 다시 드론(20)으로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 상호 인증을 수행함으로써, 자신이 제어하는 드론(20)이 맞는지 여부를 확인한다.
또한, 배송 장치(10)는 배송할 물품에 대한 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론(20)으로 전송하여 드론(20)이 저장하도록 하는 한편, 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드(30)를 생성하고 인쇄하여 관리자로 하여금 배송될 물품에 부착하도록 한다.
또한, 배송 장치(10)는 드론(20)으로부터 배송 완료 사진을 수신하면, 배송 완료 사진을 유무선 통신망을 통해서, 물품 수령인과 물품 발송인의 사용자 단말(예컨대, 스마트폰)로 전송한다.
마지막으로, 본 발명의 배송 장치(10)는 고정된 건물 등에 설치된 구성일 수도 있고, 택배 차량과 같이 이동 가능한 물체에 설치된 구성일 수도 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론(20)의 기능을 설명하면, 드론(20)은 배송 장치(10)로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 내부에 저장하고, 배송을 위한 이륙전에 수신된 카오스 신호를 다시 배송 장치(10)로 전송하여 상호 인증을 수행한다.
또한, 드론(20)은 물품 인증용 카오스 신호를 배송 장치(10)로부터 수신하여 내부에 저장하고, 바코드(30)가 부착된 물품이 물품 탑재함(26)에 탑재되면 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영하여 바코드(30)를 인식하고, 바코드(30)로부터 물품 배송용 카오스 신호를 추출하여 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와의 자기상관성을 확인하여 양 물품 인증용 카오스 신호의 일치 여부를 판단함으로써 인증을 수행하고, 인증이 성공하면(즉, 드론(20)이 배송해야할 물품이 정확하게 탑재되었다고 판단되면), 배송을 수행한다.
한편, 드론(20)은 배송을 위한 비행 중에 문제 발생이 감지되는지 여부를 지속적으로 조사하고, 감지된 문제가 배송 환경의 변화에 기인한 것이라고 판단되면, 배송 물품의 바코드(30)를 촬영하여 물품 배송용 카오스 신호를 추출하고, 내부에 저장된 물품 배송용 카오스 신호와 인증을 수행하여, 인증이 성공하면, 환경 변화에도 불구하고 물품 배송에는 지장이 없다고 판단하여 배송을 계속 수행한다. 그러나, 물품이 추락하거나 분실되어 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영할 수 없는 경우, 또는 바코드(30)를 촬영하였으나 물품 인증용 카오스 신호를 추출할 수 없는 경우, 또는 물품 인증용 카오스 신호를 추출하였으나 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 인증되지 않는 경우에는, 배송 장치(10)로 상황을 보고한 후 배송 장치(10)로 귀환한다.
이 때, 환경 변화는 다양한 경우에 발생할 수 있는데, 예를 들면, 배송 물품의 무게가 갑자기 가벼워진 경우(물품이 아래로 추락했다고 추정됨), 다른 물체와 충돌하여 외부로부터 충격이 가해진 경우, 강풍이 불어서 드론(20)이 심하게 흔들린 경우 등이다.
한편, 드론(20)은 발생된 문제가 드론(20) 자체의 문제인 경우는 외부로부터의 불법적인 해킹 시도가 있거나, 드론(20) 기체에 이상이 발생한 경우이다.
전자의 경우로서, 예컨대, 배송 완료 전에 외부로부터 동작 변경(배송지 변경 등)을 요청하는 신호가 수신된 경우에는 동작 변경을 요청한 전자 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상호 인증용 카오스 신호가 수신되면 이를 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증에 성공하면 동작 변경 요청에 따라서 동작을 변경을 수행하지만, 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않는 경우 또는 상호 인증용 카오스 신호의 인증에 실패한 경우에는 해킹 시도가 발생한 것으로 판단하여 배송 장치(10)로 상황을 보고하고 배송 장치(10)로 귀환한다.
만약, 드론(20) 기체에 이상이 감지되는 경우(예컨대, 복수의 프로펠러 추진기 중 하나가 고장난 경우, 배터리가 급속도로 방전되어 배터리의 잔여 전력이 배송을 완료하고 귀환하기 불가능하다고 계산되는 경우 등), 이상 상황을 배송 장치(10)로 보고하고, 배송 장치(10)로 귀환을 시도한다. 만약, 귀환이 불가능한 경우에는 불시착을 시도하고, 불시착된 위치의 GPS 좌표 정보를 배송 장치(10)로 전송한다.
배송중에 문제가 발생하지 않은 경우에, 드론(20)은 예정된 배송지로 비행하여 배송을 완료하고, 배송 완료 사진을 촬영하여 배송 장치(10)로 전송한다.
한편, 배송을 완료한 드론(20)은 배송 장치(10)로 귀환하는데, 착륙하기에 앞서 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 배송 장치(10)로 전송하고, 배송 장치(10)로부터 착륙 지시를 수신한 경우에, 착륙을 수행한다.
도 1을 참조하여, 배송 장치(10)와 드론(20)의 세부 구성 및 그 기능을 설명하면, 배송 장치(10)는 카오스 신호 생성부(11), 제 1 통신부(13), 인증부(15), 및 바코드 생성부(17)를 포함한다.
카오스 신호 생성부(11)는 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 생성한다.
바코드 생성부(17)는 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드(30)를 생성하여 물품에 부착할 수 있도록 인쇄 출력한다. 바코드 생성부(17)는 실시예에 따라서는 배송지 정보를 바코드(30)에 더 포함시킬 수 있다.
제 1 통신부(13)는 카오스 신호 생성부(11)로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호 및 물품 인증용 카오스 신호를 드론(20)으로 전송하고, 드론(20)이 배송을 시작하기 직전 또는 드론(20)이 착륙하기 직전에 드론(20)으로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 인증부(15)로 출력한다.
인증부(15)는 카오스 신호 생성부(11)로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호와 드론(20)으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호간의 자기 상관성을 확인하여 상기 드론(20)과 상기 배송 장치(10)를 상호 인증한다.
한편, 드론(20)은 제 2 통신부(22), 제어부(23), 저장부(21), 촬영부(25), 및 GPS 모듈(24)을 포함하여 구성된다.
먼저, 제 2 통신부(22)는 배송 장치(10)로부터 상호 인증용 카오스 신호 및 물품 인증용 카오스 신호를 수신하고, 배송 장치(10)로 저장부(21)에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 전송한다. 또한, 제 2 통신부(22)는 배송 완료 사진을 무선 통신 방식으로 배송 장치(10)로 전송하며, 배송 완료전에 배송 장치(10)로 귀환해야 하는 문제 상황이 발생한 경우에는 해당 상황을 배송 장치(10)로 보고한다.
촬영부(25)는 물품 탑재함(26)에 탑재된 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영하여 바코드 이미지를 제어부(23)로 출력하고, 물품 배송이 완료되면 배송 완료 사진을 촬영하여 제어부(23)로 출력한다.
저장부(21)는 배송 장치(10)로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 저장한다.
제어부(23)는 배송 시작전에 제 2 통신부(22)를 통해서 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 배송 장치(10)로부터 수신하여 저장부(21)로 출력하여 저장하고, 이 중 상호 인증용 카오스 신호를 제 2 통신부(22)를 통해서 배송 장치(10)로 전송하여 상호 인증을 수행한다.
또한, 제어부(23)는 배송 직전 또는 배송중에 환경 변화가 감지된 경우에, 촬영부(25)를 제어하여 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영하여 획득된 바코드 이미지로부터 물품 인증용 카오스 신호를 추출하여 저장부(21)에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행한다.
또한, 제어부(23)는 배송 중에 제 2 통신부(22)를 통해서 외부로부터 동작 변경 요청 신호가 수신되면, 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 상기 드론에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않아 인증이 되지 않으면 배송 장치(10)로 귀환하고, 인증이 성공하는 경우에는 요청된 동작을 수행한다.
한편, 일반적인 드론(20)의 비행과 관련하여 필수적인 구성(에컨대, 프로펠러 추진기, GPS 모듈(24) 등)과 그 기능은 종래의 드론(20)과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론(20)을 이용한 물품 배송 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 제 S350 단계 및 제 S360 단계를 상세하게 도시하는 상세 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 드론(20)을 이용한 물품 배송 방법을 설명한다. 다만, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하는 드론을 이용한 물품 배송 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 물품 배송 시스템에서 수행되는 것이므로, 명시적인 설명이 없더라도 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 각 기능들은 본 발명의 드론을 이용한 물품 배송 방법에서도 동일하게 수행되는 것임을 주의해야 한다.
먼저, 배송 장치(10)는 상호 인증용 카오스 신호를 생성하고, 생성된 상호 인증용 카오스 신호를 드론(20)으로 무선 전송한다(S311).
드론(20)은 배송 장치(10)로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 저장하고, 수신된 카오스 신호를 다시 배송 장치(10)로 전송한다(S313).
배송 장치(10)는 자신이 생성한 상호 인증용 카오스 신호와 드론(20)으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 비교하여 자기상관성을 확인하여 상호 인증을 수행한다(S315).
상호 인증이 성공하면 배송 장치(10)는 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론(20)으로 전송하는 한편(S317), 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드(30)를 생성하여 관리자로 하여금 물품에 부착할 수 있도록 출력한다(S320).
한편, 드론(20)은 물품 인증용 카오스 신호를 배송 장치(10)로부터 수신하여 내부에 저장하고(S331), 바코드(30)가 부착된 물품이 물품 탑재함(26)에 탑재되면 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영하여 바코드(30)를 인식하고, 바코드(30)로부터 물품 배송용 카오스 신호를 추출한다(S333).
드론(20)은 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 바코드(30)로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호의 자기상관성을 확인하여 양 물품 인증용 카오스 신호의 일치 여부를 판단함으로써 인증을 수행하고(S335), 인증이 성공하면(즉, 드론(20)이 배송해야 할 물품이 정확하게 탑재되었다고 판단되면), 배송을 수행한다(S340).
배송을 수행하는 방식은 종래기술의 배송 수행 방식을 비롯한 다양한 배송 수행 방식이 적용될 수 있다. 즉, 배송 장치(10)로부터 배송지의 위치를 GPS 좌표로 입력받거나, 바코드(30)에 기록된 배송지의 GPS 좌표를 판독하고, 내부의 GPS 모듈(24)로부터 측정된 현재의 GPS 좌표 정보와 비교하면서 비행을 수행함으로써 배송지로 비행을 수행할 수 있다.
한편, 드론(20)은 배송을 위한 비행 중에 문제 발생이 감지되는지 여부를 지속적으로 조사하고(S350), 문제 발생이 감지되면 감지된 문제의 종류에 따라서 다음과 같이 대응한다(S360)(도 4 참조).
먼저, 드론(20)은 배송 환경에 변화가 생겼다고 판단되면, 배송 물품의 바코드(30)를 촬영하여 물품 배송용 카오스 신호를 추출하고(S361), 내부에 저장된 물품 배송용 카오스 신호와 인증을 수행한다(S362).
환경 변화는 다양한 경우에 발생할 수 있는데, 예를 들면, 배송 물품의 무게가 갑자기 가벼워진 경우(물품이 아래로 추락했다고 추정됨), 다른 물체와 충돌하여 외부로부터 충격이 가해진 경우, 강풍이 불어서 드론(20)이 심하게 흔들린 경우 등이다.
제 S362 단계에서 인증에 성공하면, 계속 배송을 진행하지만, 제 S362 단계에서 인증에 실패한 경우에는 물품이 추락하거나 분실되어 물품에 부착된 바코드(30)를 촬영할 수 없는 경우에 해당되므로 배송 장치(10)로 상황을 보고한 후, 제 S381 단계로 진행하여 배송 장치(10)로 귀환한다.
한편, 제 S350 단계에서 조사한 결과, 발생된 문제가 드론(20) 자체의 문제인 경우, 예컨대, 배송 완료전에 외부로부터 동작 변경을 요구하는 신호가 수신되거나, 드론(20) 내부적으로 결함이 감지된 경우로서, 외부로부터 동작 변경을 요구하는 신호가 수신된 경우에는(S363), 동작 변경 요청과 함께 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행하고(S364), 인증에 성공하면 동작 변경 요청에 따라서 동작을 변경(예컨대, 배송지 변경 등)을 수행하지만(S365), 상호 인증용 카오스 신호의 인증에 실패한 경우에는 해킹 시도가 발생한 것으로 판단하여 배송 장치(10)로 상황을 전송하고 제 S381 단계로 진행하여 배송 장치(10)로 귀환한다(S364). 상술한 바와 같이, 동작 변경을 요청한 전자 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하였으나, 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않은 경우에는 인증 실패에 해당하는 것으로 판단한다.
만약, 외부로부터 동작 변경 요청신호가 수신된 것이 아니라, 드론(20) 기체에 이상이 감지되는 경우(예컨대, 복수의 프로펠러 추진기 중 하나가 고장난 경우, 배터리가 급속도로 방전되어 배터리의 잔여 전력이 배송을 완료하고 귀환하기 불가능하다고 계산되는 경우 등)(S363), 이상 상황을 배송 장치(10)로 보고하고, 제 S381 단계로 진행하여 배송 장치(10)로 귀환을 시도한다(S366). 만약, 귀환이 불가능한 경우에는 불시착을 시도하고, 불시착된 위치의 GPS 좌표 정보를 배송 장치(10)로 전송한다.
문제가 발생하지 않은 경우에, 드론(20)은 예정된 배송지로 비행하여 배송을 완료하고(S371), 배송이 완료 사진을 촬영하여 배송 장치(10)로 전송한다(S375).
배송 완료 사진을 수신한 배송 장치(10)는 수신된 배송 완료 사진을 물품 수령인과 물품 발송인의 사용자 단말로 함께 전송할 수 있다(S375).
한편, 배송을 완료한 드론(20)은 배송 장치(10)로 귀환하는데, 착륙하기에 앞서 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 배송 장치(10)로 전송하고(S381), 배송 장치(10)는 드론(20)으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호간의 자기상관을 확인하여 상호 인증을 수행하고, 인증이 성공한 경우에 드론(20)으로 착륙을 지시를 전송하고(S383), 이를 수신한 드론(20)이 착륙하여 배송 과정을 완료한다(S385).
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 배송 장치 11 : 카오스 신호 생성부
13 : 제 1 통신부 15 : 인증부
17 : 바코드 생성부 20 : 드론
21 : 저장부 22 : 제 2 통신부
23 : 제어부 24 : GPS 모듈
25 : 촬영부 26 : 물품 탑재함
30 : 바코드

Claims (16)

  1. 공중을 비행하여 물품을 배송하는 드론; 및
    상기 드론으로 물품을 배송할 배송지 정보를 제공하고, 상호 인증용 카오스 신호를 이용하여 상기 드론과 상호 인증을 수행하는 배송 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론은 상기 배송 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여 상기 배송 장치로 송신하며,
    상기 배송 장치는 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 송신한 후, 상기 드론으로부터 상호 인증용 카오스 신호를 수신하여, 상기 드론으로 송신했던 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 서로 일치하는지 여부를 상호 인증함으로써, 상기 드론과 상기 배송 장치간의 상호 인증을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배송 장치는 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하고, 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 인쇄 출력하며,
    상기 드론은 배송용 물품에 부착된 상기 바코드를 인식하여 물품 인증용 카오스 신호를 추출하고, 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호가 일치하는 경우에 배송을 시작하는 것을 특징으로 하는 물품 배송 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 배송 장치는 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하고, 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 배송 물품에 부착할 수 있도록 인쇄 출력하며,
    상기 드론은 물품 배송 중에 물품에 부착된 바코드를 인식하여, 물품에 부착된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신되었던 물품 인증용 카오스 신호가 서로 일치되는지 여부를 비교하여 배송 물품에 이상 발생 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 드론은
    배송중에 문제가 발생하면, 물품에 부착된 바코드의 인식을 시도하고, 물품에 부착된 바코드가 인식이 되지 않거나, 인식된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호가 상기 배송 장치로부터 수신되어 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않는 경우에는 배송 물품에 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 배송 장치로 귀환하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 드론은
    배송중에 외부로부터 동작 변경 요청 신호가 수신되면, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 상기 드론에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않아 인증이 되지 않으면, 상기 배송 장치로 귀환하고, 인증이 성공하는 경우에는 요청된 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 드론은 내부에 포함된 GPS 모듈을 이용하여 배송지로 비행하고, 배송지에 도착하여 상기 물품의 배송을 완료한 후, 배송 완료 사진을 촬영하여 상기 배송 장치로 전송하고,
    상기 배송 장치는 수신된 배송 완료 사진을 상기 물품 수령자의 이동통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 드론은 착륙하기 전에 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하고,
    상기 배송 장치는 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 인증을 수행하여, 상호 인증된 경우에 상기 드론을 착륙시키도록 제어신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 배송 장치는
    상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 생성하는 카오스 신호 생성부;
    물품 인증용 카오스 신호를 포함하는 바코드를 생성하여 물품에 부착할 수 있도록 출력하는 바코드 생성부;
    상기 카오스 신호 생성부로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 드론으로 전송하고, 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 수신하는 제 1 통신부; 및
    상기 카오스 신호 생성부로부터 입력된 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 카오스 신호간의 자기 상관성을 확인하여 상기 드론과 상기 배송 장치를 상호 인증하는 인증부를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 드론은
    상기 배송 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호 및 물품 인증용 카오스 신호를 수신하고, 상기 배송 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 전송하는 제 2 통신부;
    물품 탑재함에 탑재된 물품에 부착된 바코드를 촬영하여 바코드 이미지를 출력하고, 물품 배송이 완료되면 배송 완료 사진을 촬영하여 출력하는 촬영부;
    상기 배송 장치로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 물품 인증용 카오스 신호를 저장하는 저장부; 및
    상기 저장부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하며, 바코드 이미지로부터 물품 인증용 카오스 신호를 추출하여 상기 저장부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 제어부는
    배송중에 일정한 주기로 상기 촬영부를 제어하여 물품 탑재함에 탑재된 물품에 부착된 바코드를 촬영하여 바코드 이미지로부터 물품 인증용 카오스 신호를 추출하여 상기 저장부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 비교하여 인증을 수행하고, 바코드 이미지가 촬영되지 않거나 바코드 이미지로부터 카오스 신호를 추출할 수 없거나, 또는 바코드 이미지로부터 추출된 카오스 이미지가 상기 저장부에 저장된 물품 이미지와 인증에 실패하는 경우에, 배송을 중단하고 상기 배송 장치로 귀환하도록 상기 드론을 제어하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 시스템.
  12. (a) 배송 장치가 상호 인증용 카오스 신호를 생성하여 드론으로 전송하고, 상기 드론은 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호를 재전송하며, 상기 배송 장치가 상기 드론으로 전송된 상호 인증용 카오스 신호와 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호를 이용하여 상호 인증을 수행하는 단계;
    (b) 상호 인증이 성공하면, 상기 드론이 물품을 배송하는 단계;
    (c) 상기 드론이 상기 배송 장치로 귀환하여 내부에 저장된 상호 인증용 카오스 신호를 상기 배송 장치로 전송하는 단계; 및
    (d) 상기 배송 장치가 상기 드론으로부터 수신된 상호 인증용 카오스 신호와 내부에 저장된 카오스 신호를 상호 인증하여 상기 드론의 착륙을 지시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    (b1) 상기 배송 장치가 물품 인증용 카오스 신호를 생성하여 상기 드론으로 전송하는 단계;
    (b2) 상기 배송 장치가 상기 물품 인증용 카오스 신호를 포함하고 배송될 물품에 부착될 바코드를 생성하는 단계; 및
    (b3) 상기 드론이 배송용 물품에 부착된 바코드를 인식하여 물품 인증용 카오스 신호를 추출하고, 추출된 물품 인증용 카오스 신호와 상기 배송 장치로부터 수신된 카오스 신호가 일치하는 경우에 배송을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    (b4) 배송중에 문제가 발생하면, 물품에 부착된 바코드의 인식을 시도하고, 물품에 부착된 바코드가 인식이 되지 않거나, 인식된 바코드로부터 추출된 물품 인증용 카오스 신호가 상기 배송 장치로부터 수신되어 내부에 저장된 물품 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않는 경우에는 배송 물품에 이상이 발생한 것으로 판단하여 상기 배송 장치로 귀환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    (b5) 배송중에 외부로부터 동작 변경 요청 신호가 수신되면, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로 상호 인증용 카오스 신호를 요청하고, 상기 동작 변경 요청 신호를 송신한 장치로부터 상호 인증용 카오스 신호가 수신되지 않거나, 수신된 상호 인증용 카오스 신호가 상기 드론에 저장된 상호 인증용 카오스 신호와 서로 일치하지 않아 인증이 되지 않으면 상기 배송 장치로 귀환하고, 인증이 성공하는 경우에는 요청된 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 (b) 단계는
    (b6) 상기 드론이 배송을 완료하고 배송 완료 사진을 촬영하여 상기 배송 장치로 전송하는 단계; 및
    (b7) 상기 배송 장치가 상기 배송 완료 사진을 물품 수령인과 물품 발송인의 사용자 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론을 이용한 물품 배송 방법.
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