KR20180019462A - 드론 접근방어장치 - Google Patents

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KR20180019462A
KR20180019462A KR1020160103860A KR20160103860A KR20180019462A KR 20180019462 A KR20180019462 A KR 20180019462A KR 1020160103860 A KR1020160103860 A KR 1020160103860A KR 20160103860 A KR20160103860 A KR 20160103860A KR 20180019462 A KR20180019462 A KR 20180019462A
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박희석
유창배
박제우
최윤태
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주식회사 포윈
박희석
유창배
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Abstract

본 발명은 레이더 또는 라이더를 통해 드론을 감시 및 탐지하고 카메라의 영상을 통해 드론을 식별한 후 해당 드론에 교란신호를 방사함에 따라 드론의 요격이나 격추없이 특정 지역 또는 시설물 내로 드론이 접근하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 드론 접근방어장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 드론 접근방어장치는, 기부와, 상기 기부의 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치대와, 상기 기부에 설치되고 드론의 감시 및 탐지를 위한 전자파를 방사하는 레이더 또는 라이더와, 상기 설치대에 설치되고 드론의 식별을 위한 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 설치대에 설치되고 드론에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛과, 상기 기부에 설치되고 상기 설치대, 상기 레이더 또는 라이더, 상기 카메라 및 상기 전파교란유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

드론 접근방어장치{ANTI-DRONE DEFENSE APPARATUS}
본 발명은 드론 접근방어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 또는 라이더를 통해 드론을 감시 및 탐지하고 카메라의 영상을 통해 드론을 식별한 후 해당 드론에 교란신호를 방사함에 따라 예를 들어 군부대, 교도소, 발전소, VVIP회의실 등과 같은 특정 지역 또는 시설물 내로 드론이 접근하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 드론 접근방어장치에 관한 것이다.
영어로 원래 윙윙거리며 나는 수벌을 뜻하는 드론(drone)은 최근 사람이 타지 않고 무선전파의 유도에 의해 비행하는 비행기나 헬리콥터 모양의 소형 비행체를 의미하는 용어로 광범위하게 사용되고 있다.
원래 드론은 군인 출신의 과학자인 아키볼드 로(Archibald Low)가 비행체에 무기를 싣고 적을 타격하는 무기를 개발하는 'AERIAL TARGET' 프로젝트로부터 산출된 것으로, 초창기 공군의 미사일 폭격 연습대상으로 사용되다가 조종사가 탑승하지 않는 정찰기와 공격기의 용도로 사용범위가 확장되었다.
최근에는 언론 및 방송계에서 오지, 자연탐사, 전쟁현장, 재난현장 등을 쵤영하는 용도로 활용되고 있고, 택배와 같이 무인배달에서 개인취미도구로도 활용되고 있다.
뿐만 아니라 드론이 적의 주요 지역이나 시설물의 정보를 탐지하고 적의 주요 지역이나 시설물을 파괴하는 용도로도 활용되고 있고, 경우에 따라서는 발전소, VVIP회의실 등과 같은 공용시설물을 파괴하는 테러무기로도 그 용도가 확산되고 있다.
따라서 예를 들어 군부대, 교도소, 발전소, VVIP회의실 등과 같은 특정 지역과 시설물에서는 접근 중인 드론을 감시 및 탐지한 후 경우에 따라서는 드론의 접근은 차단하는 드론 접근방어장치 또는 방법의 필요성이 대두되고 있다.
이러한 드론 접근방어장치 또는 방법의 일 예로, 특허공개 제10-2016-0070384호(2016.06.20. 공개)에는 비행물체를 감지하도록 열화상 감지기를 구비하는 감지수단과, 상기 감지수단의 신호를 입력하여 설정된 알고리즘으로 비행물체에 대한 정보를 연산하는 제어수단과, 상기 제어수단에 연결되어 연산 결과를 표시하는 표시수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열화상 감지를 이용한 비행물체 탐지시스템이 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 화상 감지를 이용한 비행물체 탐지시스템의 경우에는 단순히 비행물체를 탐지하는 데에만 그치고 접근을 차단하는 그 어떠한 수단이 구비되지 않아 드론의 접근을 방어하는 데 한계가 있는 문제점이 있다.
또한 대한민국 특허등록공보 제10-1436989호(2014.09.16. 공고)에는 지상통제부에서 영공으로 출현하는 비행체를 탐지하여 경보를 발생시키고 해당 비행체의 위치를 확인, 추적하면서 표적으로 설정하여 정보를 생성한 후, 비행체를 요격할 수 있는 요격체에 해당 정보를 입력하는 준비단계와, 지상통제부에서 생성된 정보와 제어에 의해 요격체를 이륙시키고 지상통제부에서 비행체의 위치를 실시간으로 감지하여 그 정보를 요격체에 전송하며, 상기 요격체가 지상통제부에 의해 자동유도되면서 비행체로 접근하는 접근단계와, 상기 비행체에 접근한 요격체에 설치된 영상장치에 비행체가 표적으로 탐지되면 요격체가 자동비행을 수행하여 비행체를 요격하는 요격단계와, 상기 요격단계 이후, 상기 요격체가 비행체에 대한 요격을 실패하면 자동복귀하면서 착륙을 수행하도록 하고, 새로운 요격체를 이륙시켜 비행체를 요격할 수 있도록 수행하는 추가요격단계를 포함하는 소형 무인항공기의 요격방법이 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 소형 무인항공기의 요격방법의 경우에는 드론의 요격을 기초로 하고 있어 개인 소유의 드론이나 상업적 목적의 드론까지 파괴할 수 있으므로 손해배상문제를 야기할 수 있는 문제점이 있다.
특허문헌 1 : 대한민국 특허공개 제10-2016-0070384호(2016.06.20. 공개) 특허문헌 2 : 대한민국 특허등록공보 제10-1436989호(2014.09.16. 공고)
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 레이더 또는 라이더를 통해 드론을 감시 및 탐지하고 카메라의 영상을 통해 드론을 식별한 후 해당 드론에 교란신호를 방사함에 따라 드론의 요격이나 격추없이 특정 지역 또는 시설물 내로 드론이 접근하는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 드론 접근방어장치를 제공하는 과제를 기초로 한다.
전술한 본 발명의 과제는, 기부와, 상기 기부의 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치대와, 상기 기부에 설치되고 드론의 감시 및 탐지를 위한 전자파를 방사하는 레이더 또는 라이더와, 상기 설치대에 설치되고 드론의 식별을 위한 영상을 촬영하는 카메라와, 상기 설치대에 설치되고 드론에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛과, 상기 기부에 설치되고 상기 설치대, 상기 레이더 또는 라이더, 상기 카메라 및 상기 전파교란유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 드론 접근방어장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 설치대에 설치되고 야간 조명을 제공하는 서치라이트를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 기부는 2 내지 20 m의 수직지주로 형성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 설치대는 팬틸트유닛의 개재하에 기부의 상단에 좌우회전 및 상하틸팅가능하게 설치된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 카메라는 광학 30배 줌 카메라로 형성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 전파교란유닛은 드론에 제공되는 무선조종신호와 GPS신호를 교란하기 위한 GPS 교란전파발신기와, 드론의 무선조종신호를 교란하기 위한 2.4GHz 교란전파발신기 및 5.8GHz 교란전파발신기를 포함한다.
본 발명에 따른 드론 접근방어장치에 의하면, 레이더 또는 라이더를 통해 드론을 감시 및 탐지하고 카메라의 영상을 통해 드론을 식별한 후 필요시 해당 드론에 교란신호를 방사함에 따라 드론의 요격이나 격추없이 예를 들어 군부대, 교도소, 발전소, VVIP회의실 등과 같은 특정 지역 또는 시설물 내로 드론이 접근하는 것을 미연에 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치의 작동도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치(1)는, 예를 들어 군부대, 교도소, 발전소, VVIP회의실 등과 같은 특정 지역 또는 시설물 내로 드론(3)이 접근하는 것을 미연에 방지하는 것으로, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 기부(10)와, 기부(10)의 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치대(20)와, 상기 기부(10)에 설치되고 드론(3)의 감시 및 탐지를 위한 전자파를 방사하는 레이더 또는 라이더(30)와, 상기 설치대(20)에 설치되고 드론(3)의 식별을 위한 영상을 촬영하는 카메라(40)와, 상기 설치대(20)에 설치되고 드론(3)에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛(50)과, 상기 기부(10)에 설치되고 상기 설치대(20), 상기 레이더 또는 라이더(30), 상기 카메라(40) 및 상기 전파교란유닛(50)의 작동을 제어하는 컨트롤러(60)를 포함한다.
여기서, 기부(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치(1)의 주요 구성부재가 지면으로부터 일정 높이로 이격되어 설치되도록 하는 역할을 하는 것으로, 2 내지 20 m의 수직지주의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 기부(10)의 상단에는 설치대(20)가 회전 가능하게 설치된다. 이 설치대(20)는 드론(3)의 식별을 위한 영상 획득을 위한 카메라(40)와, 드론(3)에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛(50) 등이 탑재되는 프레임에 해당되는 것으로, 예를 들어 평판 형태를 비롯하여 다양한 형태로 형성 가능하다.
또한 설치대(20)는 카메라(40)와 전파교란유닛(50) 등이 드론(3)의 접근방향으로 향할 수 있도록 팬틸트유닛(21)의 개재하에 기부(10)의 상단에 좌우방향으로도 회전가능하면서 상하방향으로도 일정 각도로 틸팅가능하게 설치되는 것이 바람직하다.
팬틸트유닛(21)은 탑재중량 20Kg 이상이되, 무게는 10Kg 이하이며 좌우방향 회전각 350도의 회전범위, 상하방향 틸팅각 -60도~+30도의 틸팅범위를 가진다. 팬틸트유닛(21)의 회전속도는 좌우방향 회전시 6도/sec, 상하방향 틸딩시 3/sec인 것이 바람직하다. 팬틸트유닛(21)은 알루미늄 다이캐스팅으로 제조되되, 방수방진 설계가 되어 있어야 한다.
본 발명에서는 드론(3)의 접근이 레이다 및 라이다(30)에 의해서 확인되면 레이더 및 라이더(30)에 의해 확보된 위치정보를 바탕으로 팬틸트유닛(21)이 구동되어 해당 드론(30)을 추적하게 된다.
팬틸트유닛(21)의 세부구성은 예를 들어 방범, 주차단속 등을 위한 추적형 CCTV 카메라 등 다양한 분야에서 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세 설명은 생략하기로 한다.
전술한 기부(10)에는 레이더 또는 라이더(30)가 설치된다. 레이더 또는 라이더(30)는 기부(10)로부터 분기되는 고정설치대(31) 상에 고정설치되는 것이 바람직하다,
레이더는 예를 들어 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장) 정도의 전자기파를 드론(3)에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 드론(3)과의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선 감시 및 탐지 유닛이다.
레이더는 특히 최대 300m 거리에서 RCS(Radar Cross Section) 0.01m2 크기의 물체 탐지가 가능한 3차원(3D) 레이더인 것이 바람직하다.
라이다(LiDAR)는 파장이 905nm의 광원을 사용하며 고성능, 고속, 실시간 거리 데이터를 취득이라는 장점이 있기에 거리 측정을 이용한 활용 범위가 넓은 무선 감시 및 탐지 유닛이다.
라이다는 905nm(인체에 무해)광원을 사용하고 측정거리 300m이상, 수평 360도, 수직 20도 이상 스캔하여 고속으로 거리측정이 가능하여야 한다.
이러한 레이더 또는 라이더(30)의 작동원리나 구조는 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세 설명은 생략하기로 한다.
전술한 설치대(20)에는 드론(3)의 식별을 위한 영상을 촬영하는 카메라(40)가 설치된다. 이러한 카메라(40)는 레이더 또는 라이더(30)에 의해 탐지된 물체가 실제 드론(3)이 맞는지 식별하기 위한 영상을 차후에 설명될 컨트롤러(60)로 제공하는 것으로, 300m 이상의 거리에 있는 드론(3)의 식별이 가능하도록 광학 30배 줌 이상의 카메라로 형성되는 것이 바람직하다.
또한 카메라(40)에는 야간에도 드론(3)의 식별을 가능하게 하는 LED 탐조등(Driving Beam)이 일체로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 카메라(40)의 외부 하우징은 알루미늄 재질의 방수 케이스로 형성되는 것이 바람직하며, 와이퍼가 일체로 구비되는 것이 바람직하다.
전술한 설치대(20)에는 드론(3)에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛(50)이 설치된다. 이 전파교란유닛(50)은 드론(3)에 실제 GPS신호와는 같은 GPS교란신호(정보가 없음)를 방사하여 드론(3)이 다른 위치로 비행하도록 유도하거나 또는 실제 조종자 측에서 송신하는 드론(3)의 무선조종신호 보다 더 강한 같은 주파수의 무선조종교란신호(정보가 없음)를 방사하여 다른 지역으로 비행하도록 조종하는 것으로, 드론(3)에 제공되는 GPS신호를 교란하기 위한 GPS 교란전파발신기(51)와, 드론(3)의 무선조종신호를 교란하기 위한 2.4GHz 교란전파발신기(53) 및 5.8GHz 교란전파발신기(55)를 포함한다.
GPS 교란전파발신기(51)는 통상의 GPS 신호발신기로 형성가능하고, 2.4GHz 교란전파발신기(53) 및 5.8GHz 교란전파발신기(55)는 드론(3)의 무선조종을 위해 2.4GHz 또는 5.8GHz 주파수 대역의 무선조종신호를 발신하는 통상의 R/C조종기로 형성 가능하다.
전파교란유닛(50)은 교란전파신호를 연속적으로 방사할 수 있고 사용자가 원하는 교란전파신호만을 선택적으로 방사할 수 있도록 설계된다. 또한 전파교란유닛(50)은 교란전파신호의 출력을 사용자가 임의로 조정할 수 있도록 설계되며, 교란전파신호를 추가적으로 방사할 수 있도록 설계된다.
또한 전술한 기부(10)에는 컨트롤러(60)가 설치된다. 이 컨트롤러(60)는 설치대(20)의 팬틸트유닛(21), 레이더 또는 라이더(30), 카메라(40) 및 전파교란유닛(50)의 작동을 제어함과 동시에 카메라(40)로부터 획득된 영상을 수신하여 기 구축된 드론 관련 데이터베이스와 대조하여 드론(3) 여부를 확인하고 그에 따른 제어신호를 전파교란유닛(50) 등에 송신하는 역할을 한다.
또한 전술한 설치대(20)에는 서치라이트(70)가 부가적으로 더 설치될 수 있다. 이 서치라이트(70)는 야간에도 카메라(40)에 의한 영상 획득이 용이하게 이루어질 수 있도록 야간 조명을 제공하는 역할을 하는 것으로, 최대 500m이상의 거리까지 영상 획득에 무리없는 조명이 제공될 수 있도록, 다수의 엘이디(LED), 예를 들어 5W의 CREE사 엘이디(LED)가 12개가 조합되어 형성되는 엘이디(LED) 서치라이트로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치(1)의 경우에는 레이더 또는 라이더(30)를 통해 드론(3)을 감시 및 탐지하고 카메라(40)의 영상을 통해 드론(3)을 식별한 후 필요시 해당 드론(3)에 교란신호를 방사함에 따라 예를 들어 군부대, 교도소, 발전소, VVIP회의실 등과 같은 특정 지역 또는 시설물 내로 드론이 접근하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 드론 접근방어장치(1)의 경우에는 특히 드론(3)의 요격이나 격추없이 교란신호를 통해 해당 드론(3)이 다른 지역으로 비행하도록 유도 또는 조종함에 따라 개인 소유의 드론(3) 또는 상업적 목적 하에서 운용되는 드론(3)이 조종실수 등의 이유로 특정 지역 또는 시설물 내로 접근하더라도 고가의 드론의 요격이나 격추에 따른 손해배상문제의 발생도 미연에 방지될 수 있다.
위에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 드론 접근방어장치
3 : 드론
10 : 기부
20 : 설치대
21 : 팬틸트유닛
30 : 레이더 또는 라이더
31 : 고정설치대
40 : 카메라
50 : 전파교란유닛
51 : GPS 교란전파발신기
53 : 2.4GHz 교란전파발신기
55 : 5.8GHz 교란전파발신기
60 : 컨트롤러
70 : 서치라이트

Claims (6)

  1. 기부(10);
    상기 기부(10)의 상단에 회전 가능하게 설치되는 설치대(20);
    상기 기부(10)에 설치되고 드론(3)의 감시 및 탐지를 위한 전자파를 방사하는 레이더 또는 라이더(30);
    상기 설치대(20)에 설치되고 드론(3)의 식별을 위한 영상을 촬영하는 카메라(40);
    상기 설치대(20)에 설치되고 드론(3)에 교란전파를 방사하는 전파교란유닛(50); 및
    상기 기부(10)에 설치되고 상기 설치대(20), 상기 레이더 또는 라이더(30), 상기 카메라(40) 및 상기 전파교란유닛(50)의 작동을 제어하는 컨트롤러(60)를 포함하는 드론 접근방어장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 설치대(20)에 설치되고 야간 조명을 제공하는 서치라이트(70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 접근방어장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 기부(10)는 2 내지 20 m의 수직지주로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 접근방어장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 설치대(20)는 팬틸트유닛(21)의 개재하에 기부(10)의 상단에 좌우회전 및 상하틸팅가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 드론 접근방어장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 카메라(40)는 광학 30배 줌 카메라로 형성되는 것을 특징으로 하는 드론 접근방어장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 전파교란유닛(50)은 드론(3)에 제공되는 무선조종신호와 GPS신호를 교란하기 위한 GPS 교란전파발신기(51)와, 드론(3)의 무선조종신호를 교란하기 위한 2.4GHz 교란전파발신기(53) 및 5.8GHz 교란전파발신기(55)를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 접근방어장치.
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