KR20190000482A - 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템 및 방법 - Google Patents

재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

로라망 기지국과 통신하여 로라망을 형성하며, 로라 통신에 의해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 로라망 기지국으로부터 실시간 수신하여 제공하며, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 공유하는 재난 대응 드론; 상기 재난 대응 드론과 로라 통신을 수행하며, 스마트 대피 유도 어플리케이션을 실행하여 상기 재난 대응 드론으로부터 로라망을 통해 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성 출력하는 재난 구조자 단말; 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말과 로라 통신을 수행하며, 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 로라망을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하고, 자동 실행된 스마트 대피 유도 어플리케이션에 의해 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성 출력하는 재난 대피자 단말; 상기 로라망 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 재난 대응 드론으로 실시간 제공하고, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 상기 재난 대응 드론으로 실시간 공유하는 재난 대응 클라우드 서버를 구성한다.

Description

재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템 및 방법{DISASTER EVACUATION GUIDE SYSTEM AND METHOD USING DISASTER MANEUVER DRONE}
본 발명은 재난 대피 유도 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)을 이용한 재난 대피 유도 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래에는 고층 건물 화재라든가 대형 여객선의 침몰 등에 대해 통신 체계가 원활하지 못하여 재난 대피를 위한 정보를 공유하는 데 한계가 있었다.
초고층 건물의 경우 대형 화재로 인해 이동통신망에 부하가 많이 걸리게 되며, 바다에서 대형 여객선이 침몰하는 경우에도 이동통신 신호가 침몰지까지 미치지 못하는 경우도 있으며 원활한 통신에 문제가 많다.
이에, 재난 대피를 위한 정보 공유만을 위한 별도의 통신망이 재난 대피자와 재난 구조자들 간에 요구된다.
하지만, 재난 대피자들을 위한 통신망 또는 재난 대피자와 재난 구조자와 상호 교신할 수 있는 통신망을 유사시에 즉시 구축할 수는 없는 실정이다.
10-1638972 10-1632967
본 발명의 목적은 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템은, 로라(LoRa)망 기지국과 통신하여 로라망을 형성하며, 로라 통신에 의해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 로라망 기지국으로부터 실시간 수신하여 제공하며, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 공유하는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone); 상기 재난 대응 드론과 로라 통신을 수행하며, 스마트 대피 유도 어플리케이션을 실행하여 상기 재난 대응 드론으로부터 로라망을 통해 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력하는 재난 구조자 단말; 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말과 로라 통신을 수행하며, 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 로라망을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하고, 자동 실행된 스마트 대피 유도 어플리케이션에 의해 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성 출력하는 재난 대피자 단말; 상기 로라망 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 재난 대응 드론으로 실시간 제공하고, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 상기 재난 대응 드론으로 실시간 공유하는 재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 재난 대응 드론은, 상기 재난 대응 클라우드 서버의 명령에 따라 건물 또는 선박의 유리창을 파손하기 위한 유리창 충격 파손기를 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법은, 로라망(LoRa network) 기지국과 직접 로라 통신을 수행하는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)이 재난 현장의 재난 구조자 단말과 로라망(LoRa network)을 형성하는 단계; 상기 재난 구조자 단말이 상기 재난 현장의 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 대피자 단말과 로라 통신을 수행하는 단계; 재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)가 로라망(LoRa network) 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)으로 실시간 제공하는 단계; 상기 재난 대피자 단말이 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하는 단계; 상기 재난 대응 클라우드 서버가 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 상기 로라망 기지국을 통해 상기 재난 대응 드론으로 실시간 송신하는 단계; 상기 재난 대응 드론이 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 상기 재난 구조자 단말을 통해 상기 재난 대피자 단말로 공유하는 단계; 상기 재난 구조자 단말 또는 상기 재난 대피자 단말이 상기 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 재난 대응 드론이 유리창 충격 파손기를 이용하여 상기 재난 대응 클라우드 서버의 명령에 따라 건물 또는 선박의 유리창을 파손하는 단계를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
상술한 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템 및 방법에 의하면, 재난 대응 드론과 재난 구조자 단말을 매개로 재난 현장에 로라 통신망을 실시간 구축하여 재난 대피자와도 실시간으로 정보를 공유할 수 있도록 구성됨으로써, 재난 대피자에게 대피 경로를 확보하여 주고 재난 대피자의 재난 상황을 실시간 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템의 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론의 구조 사다리의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론의 상호 접근 인식 동작의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론의 바람막이 구조와 무선 충전 동작의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템(100)은 고층 건물 화재나 바다 멀리 대형 여객선의 침몰, 대형 산불 등이 발생했을 때 유용하게 로라 통신망(LoRa network)을 구축하여 재난을 위한 정보를 상호 공유하도록 구성된다.
여기서, 재난 대응 드론(110)가 원거리의 로라 통신을 위한 매개체로서 작용하도록 구성되며, 재난 대응 드론(110)은 재난 구조자 단말(120)과 로라 통신을 수행하며, 재난 구조자 단말(120)은 재난 대피자 단말(130)과 로라 통신망을 수행하여 정보를 상호 전달하도록 구성된다.
한편, 로라망 기지국이 지진 등으로 인해 동작이 불가할 경우, 재난 대응 드론(110)이 로라망 기지국의 기능을 대신할 수 있도록 구성될 수도 있다. 로라망 기지국 대체용 재난 대응 드론이 도 1의 왼편 상단에 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템의 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템(100)은 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)(110), 재난 구조자 단말(120), 재난 대피자 단말(130), 연기 감지 모듈(140), 화재 감지 모듈(141), 스프링 쿨러 모듈(142), 소화전 모듈(143), 지진 감지 모듈(144), 선박 기울기 감지 모듈(145), 선박 침수 감지 모듈(146), 재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)(150)를 포함하도록 구성될 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
재난 대응 드론(110)은 로라(LoRa)망 기지국과 통신하여 로라망을 형성하도록 구성될 수 있다. 여기서, 로라 통신 방식은 저전력 근거리 통신 방식으로서, 대략 15 km까지 통신이 가능하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)은 로라 통신에 의해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 로라망 기지국(10)으로부터 실시간 수신하여 재난 구조자 단말(120)로 제공하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 스마트 대피 유도 어플리케이션을 로라망을 통해 재난 대피자 단말(130)로 제공하고, 재난 대피자 단말(130)은 이를 실시간 다운로드하여 자동 설치하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)은 재난 대응 클라우드 서버(150)로부터 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 수신하고 수신된 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 재난 구조자 단말(120)을 통해 재난 대피자 단말(130)로 실시간 공유하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)은 로라망 기지국(10)과 통신하면서 로라 통신 신호를 재난 구조자 단말(120)로 전달하고, 재난 구조자 단말(120)의 로라 통신 신호를 로라망 기지국(10)으로 전달하기 위한 일종의 중계기의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.
한편, 재난 대응 대론(110)은 카메라(111), 3차원 GPS 수신기(112), 로라 통신 중계기(113), 유리창 충격 파손기(114), 소화 살포기(115), 구조 사다리(116), 레이더(radar)(117) 및 무선 충전기(118)를 포함하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)은 카메라(111)의 영상과 3차원 GPS 수신기(112)에 의한 현재 위치 정보를 실시간으로 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 3차원 GPS 수신기(112)는 적어도 3대 이상의 GPS 위성 신호를 이용하여 3차원 GPS 좌표를 생성하도록 구성될 수 있다. 위도/경도 좌표와 함께 고도 좌표를 추가적으로 획득하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)의 로라 통신 중계기(113)는 재난 구조자 단말(120)을 로라망 기지국(10)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)와 통신 중계를 수행하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 드론(110)은 재난 대응 클라우드 서버(150)의 원격 명령에 따라 유리창 충격 파손기(114)를 제어하여 고층 건물이나 대형 여객선 등의 유리창을 파손하도록 구성될 수 있다. 이를 통해 대피로를 확보하여 줄 수 있다. 유리창 충격 파손기(114)는 유리창에 충격을 줄 수 있는 쇠구슬을 발포할 수 있도록 구성될 수 있다.
소화 살포기(115)는 재난 대응 클라우드 서버(150)의 원격 명령에 따라 재난 대응 드론(110)에서 하방향으로 또는 특정 방향으로 소화제를 살포할 수 있도록 구성될 수 있다.
구조 사다리(116)는 재난 대응 클라우드 서버(150)의 원격 명령에 따라 재난 대응 드론(110)를 이용하여 재난 대피자를 구조하도록 구성될 수 있다. 도 3 재난 대응 드론(110)의 구조 사다리를 예시하고 있다. 여기서, 구조 사다리(116)를 이용한 구조가 가능하기 위해서는 재난 대응 드론(110)이 150kg 이상의 무게를 견딜 수 있는 대형 드론이어야 하며, 필요에 따라서는 사람이 탑승 가능한 유인 드론이 될 수도 있다.
레이더(radar)(117)는 주변의 가까운 구조물을 감지하기 위한 구성이다. 도 4는 레이더(117)가 재난 대응 드론(110)의 외면 곳곳에 설치되어 있는 것을 나타낸다. 여러 대의 재난 대응 드론(110)이 재난 현장을 비행하는 경우, 재난 대응 드론(110) 간의 충돌을 방지하기 위한 구성이다. 레이더(117)에 의해 재난 대응 드론(110)이 서로 일정 거리 이내로 근접하는 것을 감지하는 경우, 재난 대응 드론(110)은 해당 방향을 인지하고, 서로 반대 방향으로 자동으로 움직여 충돌을 회피하도록 구성될 수 있다.
무선 충전기(118)는 장시간 재난 현장에 떠 있어야 하는 재난 대응 드론(110)을 원격에서 무선 충전하기 위한 것이다. 도 5에서는 이러한 재난 대응 드론(110)의 무선 충전을 모식적으로 나타내고 있다. 한편, 재난 대응 드론(110)은 험준한 산악과 같은 재난 현장에서는 바람의 영향을 많이 받아 조종이 어려운 경우가 많이 있다. 도 5에서 보듯이, 재난 대응 드론(110)은 바람의 영향을 최소화하고 바람을 가를 수 있도록 하는 구조의 바람막이를 갖도록 구성될 수 있다. 그리고 바람에 밀려가지 않고 일정한 반경 내에서 재난 대응 드론(110)이 동작할 수 있도록 하기 위해 고정 줄을 바닥이나 구조물에 고정시켜 재난 대응 드론(110)의 행동 반경을 제어할 수 있다.
재난 구조자 단말(120)은 소방 대원, 경찰, 응급 요원 등의 스마트 폰이나 태블릿 PC 등이 될 수 있다. 재난 구조자는 재난 현장에서 직접 재난 대피자를 구조하고 대피시키며, 재난 현장의 중심부의 상황을 직접 확인할 수 있다.
재난 구조자 단말(120)은 재난 대응 드론(110)과 로라 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 미리 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 실행하여 재난 대응 드론(110)으로부터 로라망을 통해 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력하도록 구성될 수 있다. 이러한 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보는 재난 대응 클라우드 서버(150)로부터 수신되도록 구성될 수 있다.
재난 구조자는 이러한 현재 재난 상황과 재난 대피 정보를 이용하여 재난 상황을 전체적으로 실시간 파악하고 재난 대피자들을 구조하기 위한 판단을 할 수 있다.
재난 구조자 단말(120)은 이러한 현재 재난 상황과 재난 대피 정보를 재난 대피자 단말(130)로 로라 통신에 의해 실시간으로 전달하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 재난 대응 단말(110)과 같이 로라 통신 중계기(미도시)가 설치되도록 구성될 수 있다.
재난 대피자 단말(130)은 재난 대피자 단말(120)은 화재 건물에 갇히거나 침몰하는 선박에 갇히거나 또는 지진 피해에 의해 대피하거나, 캠핑 중에 산불에 노출되는 등의 다양한 재난에 처한 재난 대피자의 스마트 폰이나 태블릿 PC 등이 될 수 있다.
재난 대피자 단말(130)은 재난 구조자 단말(120)과 로라 통신을 수행하도록 구성될 수 있다.
재난 대피자 단말(130)은 재난 대응 드론(110) 또는 재난 구조자 단말(120)로부터 로라망을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 다운로드하여 자동 설치하도록 구성될 수 있다.
재난 대피자 단말(130)은 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하고, 그 자동 실행된 스마트 대피 유도 어플리케이션에 의해 재난 구조자 단말(120)로부터 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성 출력하도록 구성될 수 있다.
재난 대피자는 현재 재난 상황과 재난 대피 정보를 이용하여 재난 대피를 할 수 있다. 여기서, 현재 재난 상황과 재난 대피 정보는 재난 대응 클라우드 서버(150)에서 생성된 정보이다.
연기 감지 모듈(140)은 연기 감지 센서 및 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다.
연기 감지 모듈(140)은 건물 내부 등에서 연기를 감지하고 감지 정보를 현재 위치 정보와 함께 로라 통신기를 통해 재난 구조자 단말(120)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 현재 위치 정보는 단순한 GPS 정보는 물론 건물명, 해당 층수, 정확한 설치 위치 등을 포함할 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
화재 감지 모듈(141)은 화재 감지 센서 및 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 화재 감지 센서는 화재를 감지하고 로라 통신기는 화재 감지 정보와 함께 현재 위치 정보를 재난 구조자 단말(120)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 연기 감지 모듈(140)과 마찬가지로 현재 위치 정보는 단순한 GPS 정보는 물론 건물명, 해당 층수, 정확한 설치 위치 등을 포함할 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
스프링 쿨러 모듈(142)은 스프링 쿨러와 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 스프링 쿨러는 연기 감지 모듈(140)이나 화재 감지 모듈(141)이 연기나 화재를 감지하면 자동으로 동작하도록 구성되며, 로라 통신기는 스프링 쿨러의 동작 정보와 함께 현재 위치 정보를 재난 구조자 단말(120)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 현재 위치 정보는 단순한 GPS 정보는 물론 건물명, 해당 층수, 정확한 설치 위치 등을 포함할 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
소화전 모듈(143)은 소화 장치와 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 소화 장치는 재난 구조자 등에 의해 화재를 진압하는 데 이용되며 로라 통신기는 소화 장치 동작 정보와 함께 현재 위치 정보를 재난 구조자 단말(120)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 여기서, 현재 위치 정보는 단순한 GPS 정보는 물론 건물명, 해당 층수, 정확한 설치 위치 등을 포함할 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
지진 감지 모듈(144)은 지진 감지 센서와 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 지진 감지 센서는 지진을 감지하며 로라 통신기는 지진 감지 정보와 함께 현재 위치 정보를 재난 구조자 단말(120)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
선박 기울기 감지 모듈(145)은 선박 기울기 감지 센서와 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 선박 기울기 감지 센서는 선박의 양옆단, 앞단, 뒷단, 윗단 등에 설치될 수 있으며, 이를 통해 선박의 기울기 상태를 알 수 있다. 로라 통신기는 선박명, 선박 소속명, 선박 등록 번호, 선박의 현재 위치 정보, 선박 기울기 감지 센서의 설치 위치와 함께 선박의 기울기 정보를 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
선박 침수 감지 모듈(146)은 선박 침수 감지 센서와 로라 통신기를 포함하도록 구성될 수 있다. 선박 침수 감지 센서는 선박의 양옆단, 앞단, 뒷단, 윗단 등에 설치될 수 있으며, 이를 통해 선박의 침수 여부와 침수 상태를 알 수 있다. 로라 통신기는 선박명, 선박 소속명, 선박 등록 번호, 선박의 현재 위치 정보, 선박 침수 감지 센서의 설치 위치와 함께 선박의 침수 정보를 실시간 송신하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 이를 재난 대응 드론(110)을 통해 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 먼저 로라망 기지국(10)을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 재난 대응 드론(120)으로 실시간 제공하도록 구성될 수 있다. 스마트 대피 유도 어플리케이션은 앞서 언급한 바와 같이 재난 대응 드론(120)에서 재난 구조자 단말(120)을 거쳐 재난 대피자 단말(130)로 제공될 수 있다. 재난 대피자 단말(130)에 스마트 대피 유도 어플리케이션이 설치되어 실행되면, 재난 대피자 단말(130)이 재난 대피자의 현재 상황을 실시간 수집하도록 구성될 수 있다. 재난 대피자 단말(130)은 재난 대피자로부터 마이크로폰을 통해 현재 상황을 음성 입력받거나 또는 주변 상황을 카메라를 통해 이미지 촬영하거나 동영상 촬영하도록 구성될 수 있다.
재난 대피자 단말(130)은 실시간 수집되는 현재 상황과 현재 위치 정보, 전화 번호를 재난 구조자 단말(120), 재난 대응 드론(110)을 거쳐 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다.
재난 구조자 단말(120) 역시 재난 현장의 현재 상황과 현재 위치 정보를 실시간 수집하여 재난 대응 클라우드 서버(150)로 송신하도록 구성될 수 있다. 재난 구조자 단말(120)은 재난 구조자로부터 마이크로폰을 통해 현재 상황을 음성 입력받거나 또는 주변 상황을 카메라를 통해 이미지 촬영하거나 동영상 촬영하도록 구성될 수 있다.
재난 구조자 단말(120)은 재난 대피자 단말(130)의 현재 위치 정보를 이용하여 주변의 재난 대피자의 위치를 디스플레이를 통해 확인하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 재난 구조자 단말(120) 및 재난 대피자 단말(130)로부터 현재 상황, 현재 위치 정보 및 전화 번호를 실시간 수신하고, 이를 통해 재난 현장의 상황 인지(context awareness)를 수행하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 기본적으로 재난 구조자의 위치, 재난 대피자의 위치를 확인할 수 있으며, 재난 대피자의 인원수는 물론 전화 번호를 이용한 신원 확인도 가능하다.
이러한 정보들은 문자, 음성, 이미지, 동영상 등과 각종 데이터들로 다양하게 구성된다. 재난 대응 클라우드 서버(150)는 음성을 문자로 변환하며, 문자로 구성되는 데이터를 이용하여 텍스트 마이닝(text mining)을 수행하고 온톨로지(ontology) 기반의 상황 인지(context awareness)를 수행하여 각 위치의 재난 상황과 재난 대피자의 상황, 구조 상황 등을 면밀하게 분석하도록 구성될 수 있다. 또한, 데이터, 이미지, 동영상 등에 대한 데이터 마이닝을 통해 복합적인 분석을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상황 인지 분석에 의해 화재가 발생한 27층 고층 건물 중 10층에서 27층까지 화재가 번져 있는 상황과, 화재가 발생한 10-27층 중 가스나 불길이 심한 통로를 파악할 수 있으며, 이러한 통로를 제외하고 대피 가능한 경로를 산출할 수도 있다. 또한, 10-27층 중에서 어느 층에 어느 재난 대피자가 있는지 어떠한 경로로 움직이고 있는지, 어디에 몇 명 정도가 갇혀 있는지 등을 실시간으로 파악할 수 있다. 또한, 전화번호를 통해 재난 대피자의 신원도 파악할 수 있다.
또한, 상황 인지 분석에 의해 구조 가능한 경로도 산출할 수 있으며, 재난 구조자의 진입 경로와 구조 경로를 산출하기 위한 상황 분석 수행도 가능하다.
지진의 경우 지진으로 인해 이동이 어려운 재난 대피자들의 대피 유도 경로를 분석해 낼 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 앞서 실시간 수행된 재난 상황 인지에 기반하여 재난 대피자 단말(130)로부터 실시간 수신된 현재 위치 정보를 기준으로 각 재난 대피자의 최적의 대피 유도 경로를 실시간 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 화재가 발생한 고층 건물에서 재난 대피자들이 현재 위치에서 밖으로 대피할 수 있는 안전한 대피 유도 경로를 산출하여 제공할 수 있다. 불길이 심한 곳이나 붕괴가 발생한 곳, 연기가 심하게 감지되는 곳 등은 피하여 대피 유도 경로를 산출할 수 있다. 만약 대피 유도 경로의 산출이 어려운 경우 비교적 안전한 곳으로 유도하여 대기할 수 있도록 하는 대피 유도 경로를 생성할 수 있다.
지진이 발생한 경우, 지진으로 지반이 붕괴된 곳을 피해 안전 지역으로 유도하고, 홍수가 발생한 경우에도 홍수로 인해 침수가 심한 곳을 피해 안전 지역으로 유도할 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 종합적인 상황 인지 분석을 통해 실시간 생성된 대피 유도 경로를 재난 대응 드론(110) 및 재난 구조자 단말(120)을 거쳐 해당 재난 대피자 단말(130)로 실시간 송신하도록 구성될 수 있다.
재난 대응 클라우드 서버(150)는 위와 같은 종합적인 상황 인지 분석을 통해 재난 구조자가 재난 대피자들을 구조해야 할 구조 경로를 실시간 산출하여 재난 구조자 단말(140)로 제공하도록 구성될 수 있다. 재난 대피자들을 찾아가는 안전한 경로와 재난 대피자들을 대피시키는 안전한 경로를 산출하여 제공하도록 구성될 수 있다.
대피 유도 경로와 구조 경로는 재난 대응 클라우드 서버(150)의 실시간 상황 인지 분석에 의해 실시간으로 변경될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 먼저 로라망(LoRa network) 기지국(10)과 직접 로라 통신을 수행하는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)(110)이 재난 현장의 재난 구조자 단말(120)과 로라망(LoRa network)을 형성한다(S101).
다음으로, 재난 구조자 단말(120)이 재난 현장의 재난 대응 드론(110) 또는 재난 대피자 단말(130)과 로라 통신을 수행한다(S102).
다음으로, 재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)(150)가 로라망(LoRa network) 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)(110)으로 실시간 제공한다(S103).
다음으로, 재난 대피자 단말(130)이 재난 대응 드론(110) 또는 재난 구조자 단말(120)로부터 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행한다(S104).
다음으로, 재난 대응 클라우드 서버(150)가 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 로라망 기지국을 통해 재난 대응 드론(110)으로 실시간 송신한다(S105).
다음으로, 재난 대응 드론(110)이 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 재난 구조자 단말(120)을 통해 재난 대피자 단말(130)로 공유한다(S106).
다음으로, 재난 구조자 단말 또는 재난 대피자 단말이 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력한다(S107).
다음으로, 재난 대응 드론(110)이 유리창 충격 파손기를 이용하여 재난 대응 클라우드 서버(150)의 명령에 따라 건물 또는 선박의 유리창을 파손한다(S108).
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 재난 대응 드론
111: 카메라
112: 3차원 GPS 수신기
113: 로라 통신 중계기
114: 유리창 충격 파손기
115: 소화 살포기
116: 구조 사다리
120: 재난 구조자 단말
130: 재난 대피자 단말
140: 연기 감지 모듈
141: 화재 감지 모듈
142: 스프링 쿨러 모듈
143: 소화전 모듈
144: 지진 감지 모듈
145: 선박 기울기 감지 모듈
146: 선박 침수 감지 모듈
150: 재난 대응 클라우드 서버

Claims (4)

  1. 로라(LoRa)망 기지국과 통신하여 로라망을 형성하며, 로라 통신에 의해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 로라망 기지국으로부터 실시간 수신하여 제공하며, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 공유하는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone);
    상기 재난 대응 드론과 로라 통신을 수행하며, 스마트 대피 유도 어플리케이션을 실행하여 상기 재난 대응 드론으로부터 로라망을 통해 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력하는 재난 구조자 단말;
    상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말과 로라 통신을 수행하며, 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 로라망을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하고, 자동 실행된 스마트 대피 유도 어플리케이션에 의해 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 디스플레이에 표시하거나 스피커를 통해 음성 출력하는 재난 대피자 단말;
    상기 로라망 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 상기 재난 대응 드론으로 실시간 제공하고, 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 상기 재난 대응 드론으로 실시간 공유하는 재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)를 포함하는 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재난 대응 드론은,
    상기 재난 대응 클라우드 서버의 명령에 따라 건물 또는 선박의 유리창을 파손하기 위한 유리창 충격 파손기를 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 시스템.
  3. 로라망(LoRa network) 기지국과 직접 로라 통신을 수행하는 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)이 재난 현장의 재난 구조자 단말과 로라망(LoRa network)을 형성하는 단계;
    상기 재난 구조자 단말이 상기 재난 현장의 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 대피자 단말과 로라 통신을 수행하는 단계;
    재난 대응 클라우드 서버(disaster maneuver cloud server)가 로라망(LoRa network) 기지국을 통해 스마트 대피 유도 어플리케이션을 재난 대응 드론(disaster maneuver drone)으로 실시간 제공하는 단계;
    상기 재난 대피자 단말이 상기 재난 대응 드론 또는 상기 재난 구조자 단말로부터 스마트 대피 유도 어플리케이션을 수신하여 자동 설치하고, 자동 설치된 스마트 대피 유도 어플리케이션을 자동 실행하는 단계;
    상기 재난 대응 클라우드 서버가 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 상기 로라망 기지국을 통해 상기 재난 대응 드론으로 실시간 송신하는 단계;
    상기 재난 대응 드론이 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 실시간 수신하여 상기 재난 구조자 단말을 통해 상기 재난 대피자 단말로 공유하는 단계;
    상기 재난 구조자 단말 또는 상기 재난 대피자 단말이 상기 현재 재난 상황 및 재난 대피 정보를 디스플레이(display)에 표시하거나 스피커(speaker)를 통해 음성 출력하는 단계를 포함하는 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 재난 대응 드론이 유리창 충격 파손기를 이용하여 상기 재난 대응 클라우드 서버의 명령에 따라 건물 또는 선박의 유리창을 파손하는 단계를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 재난 대응 드론을 이용한 재난 대피 유도 방법.
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