KR20190010126A

KR20190010126A - 드론을 이용한 재난 현장 탐사 시스템 및 재난 현장 탐사 방법

Info

Publication number: KR20190010126A
Application number: KR1020170092459A
Authority: KR
Inventors: 김성호; 남강현; 최준선
Original assignee: 군산대학교산학협력단
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-30

Abstract

재난 현장 탐사 시스템은 재난 현장을 탐사하는 드론 등의 탐사 장치로부터 수집된 재난 현장에 대한 정보(온도, 유해 가스, 사람의 움직임 및 LiDAR 측정 결과 등)를 실시간으로 재난 현장 탐사 시스템을 사용하는 사용자에게 제공할 수 있다. 재난 현장 탐사 시스템은 탐사 장치 및 탐사 장치에 포함된 재난 현장에 대한 정보를 수집하는 센서를 리소스 트리 구조에 따라 저장 및 관리할 수 있다. 탐사 장치는 재난 현장의 지도 데이터를 생성하면서 탐사를 수행할 수 있다. 재난 현장의 상황이 미리 설정된 조건을 만족하는 경우, 탐사 장치는 재난 현장의 상황을 지도 데이터와 함께 재난 현장 탐사 시스템으로 출력할 수 있다.

Description

드론을 이용한 재난 현장 탐사 시스템{SYSTEM FOR EXPLORING DISASTER SITE USINIG DRONE}

본 발명은 재난 현장을 탐사하는 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 재난 현장을 탐사하는 드론을 제어하고 드론으로부터 수집된 정보를 중계하는 시스템에 관한 것이다.

지진 및 화재 등의 천재지변이 발생되었을 때, 신속한 인명의 구조가 필요하다. 그러나 재난 현장에 구조 인원을 신속하게 투입하는 것은 추가적으로 발생될 수 있는 2차 사고로 인해 제한될 수 있다.

사물 인터넷(IoT, Internet of Things)은 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술을 의미한다. 사물 인터넷을 이용하여, 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 주고받아 스스로 분석하고 학습한 정보를 사용자에게 제공하거나, 또는 사용자가 인터넷으로 연결된 사물들을 원격 조정할 수 있다.

본 발명은 드론등의 탐사 장치를 이용하여 재난 현장을 탐사하는 재난 현장 탐사 시스템을 제안한다.

일실시예에 따르면, 탐사 장치에 있어서, 상기 탐사 장치의 주변의 환경과 관련된 탐지 신호를 생성하는 센서 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 탐지 신호에 기초하여 상기 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성하고, 상기 탐지 신호에 대응하는 미리 설정된 조건 및 상기 탐지 신호를 비교하고, 상기 탐지 신호가 상기 조건을 만족하는 경우, 상기 지도 데이터 및 상기 탐지 신호와 관련된 위치를 결합하여, 상기 탐사 장치와 연결된 네트워크로 출력되는 보고 데이터를 생성하는 탐사 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 탐사 장치의 위치를 조절하는 이동체를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 생성된 지도 데이터에 기초하여, 상기 탐사 장치가 이동할 경로를 결정하고, 상기 결정된 경로에 따라 상기 이동체를 제어하는 탐사 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 지도 데이터로부터 상기 탐사 장치가 이동할 수 있는 공간을 탐지하고, 상기 탐사 장치가 상기 탐지된 공간을 향하도록 상기 경로를 결정하는 탐사 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 이동체에 전력을 공급하는 배터리를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 배터리의 용량과 상기 탐사 장치가 이동한 거리를 비교하여, 상기 탐사 장치의 출발 위치로 이동할지 여부를 결정하는 탐사 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 센서는, 상기 탐사 장치의 주변 온도를 측정하는 온도 센서, 상기 탐사 장치의 주변의 기체의 종류를 식별하는 기체 센서, 상기 탐사 장치의 주변 영상을 수집하는 이미지 센서, 레이저를 이용하여 상기 탐사 장치가 위치한 공간을 탐지하는 라이다(LiDAR) 중 적어도 하나를 포함하는 탐사 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 탐사 장치에 의해 수행되는 탐사 방법에 있어서, 상기 탐사 장치의 주변에 존재하는 물체를 탐지하는 단계, 상기 물체의 위치에 기초하여, 상기 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성하는 단계, 상기 물체의 종류 또는 움직임에 기초하여, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치를 결합한 보고 데이터를 생성할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 탐사 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 결정하는 단계는, 상기 보고 데이터를 생성하기로 결정한 경우, 상기 물체를 촬영한 영상을 획득하는 단계 및 상기 획득된 영상, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치를 결합하여 상기 보고 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 탐사 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 보고 데이터를 생성하는 경우, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치가 결합된 보고 데이터를 상기 탐사 장치와 네트워크를 통해 연결된 모니터링 장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 탐사 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 생성된 지도 데이터에 기초하여, 상기 탐사 장치가 이동할 경로를 결정하는 단계 및 상기 결정된 경로에 따라 상기 탐사 장치를 제어하는 단계를 더 포함하는 탐사 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 탐사 장치를 관리하는 관리 장치에 있어서, 상기 탐사 장치와 네트워크를 통해 연결된 통신기, 상기 탐사 장치와 관련된 데이터를 저장하는 메모리 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 탐사 장치와 관련된 서비스 제공자에 의해 할당된 상기 탐사 장치의 식별자를 상기 탐사 장치로부터 수신하는 경우, 상기 식별자를 이용하여 상기 탐사 장치와 관련된 정보를 저장하는 트리 구조를 생성하고, 상기 탐사 장치가 상기 데이터를 전송하는 경우, 상기 생성된 트리 구조를 따라 상기 데이터를 상기 메모리에 저장하는 관리 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 카메라를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 카메라와 관련된 노드를 생성하고, 상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버로부터 상기 카메라로 접속하기 위한 접속 메시지를 수신하는 경우, 상기 탐사 장치로 상기 카메라로부터 획득된 영상을 상기 애플리케이션 서버로 전송하라는 송신 메시지를 송신하고, 상기 탐사 장치가 상기 송신 메시지에 대응하여 상기 영상을 상기 애플리케이션으로 전송하는 것을 완료한 경우, 상기 애플리케이션 서버 및 상기 탐사 장치의 연결과 관련된 데이터를 상기 노드에 저장하는 관리 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 센서를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 센서와 관련된 노드를 생성하고, 상기 탐사 장치가 상기 센서로부터 수집된 센서 데이터를 송신하는 경우, 상기 노드에 상기 센서 데이터를 저장하고, 상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버가 상기 센서 데이터를 요청하는 경우, 상기 센서 데이터를 상기 애플리케이션 서버로 전송하는 관리 장치가 제공된다.

일실시예에 따르면, 탐사 장치를 관리하는 관리 장치가 수행하는 관리 방법에 있어서, 상기 탐사 장치와 관련된 서비스 제공자에 의해 할당된 상기 탐사 장치의 식별자를 상기 탐사 장치로부터 수신하는 경우, 상기 식별자를 이용하여 상기 탐사 장치와 관련된 정보를 저장하는 트리 구조를 생성하는 단계 및 상기 탐사 장치가 데이터를 전송하는 경우, 상기 생성된 트리 구조를 따라 상기 데이터를 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 관리 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 저장하는 단계는, 상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 카메라를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 카메라와 관련된 노드를 생성하는 관리 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버로부터 상기 카메라로 접속하기 위한 접속 메시지를 수신하는 경우, 상기 탐사 장치로 상기 카메라로부터 획득된 영상을 상기 애플리케이션 서버로 전송하라는 송신 메시지를 송신하는 단계 및 상기 탐사 장치가 상기 송신 메시지에 대응하여 상기 영상을 상기 애플리케이션으로 전송하는 것을 완료한 경우, 상기 애플리케이션 서버 및 상기 탐사 장치의 연결과 관련된 데이터를 상기 노드에 저장하는 단계를 더 포함하는 관리 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 저장하는 단계는, 상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 센서를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 센서와 관련된 노드를 생성하는 관리 방법이 제공된다.

일실시예에 따르면, 상기 탐사 장치가 상기 센서로부터 수집된 센서 데이터를 송신하는 경우, 상기 노드에 상기 센서 데이터를 저장하는 단계 및 상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버가 상기 센서 데이터를 요청하는 경우, 상기 센서 데이터를 상기 애플리케이션 서버로 전송하는 단계를 더 포함하는 관리 방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템을 이용하여 드론등의 탐사 장치를 이용하여 재난 현장을 탐사할 수 있다.

도 1은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 탐사 장치가 수행하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템에 포함된 구성 요소들의 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 IN-CSE가 드론의 리소스 데이터를 저장하는데 사용하는 리소스 트리 구조를 설명하기 위한 개념적인 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치를 등록하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치를 등록한 다음 생성한 리소스 트리 구조를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 카메라를 등록하고, 카메라로부터 수집된 영상을 재난 현장 탐사 시스템에 포함된 객체들로 공유하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 카메라와 관련된 정보를 리소스 트리 구조에 저장하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 센서를 등록하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 센서와 관련된 정보를 리소스 트리 구조에 저장하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 탐사 장치가 배터리의 용량을 고려하여 탐사하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 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 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 재난 현장 탐사 시스템은 구조 인원을 재난 현장에 투입하기 이전에, 재난 현장을 탐사할 수 있는 탐사 장치를 재난 현장에 투입함으로써, 추가적으로 발생될 수 있는 2차 사고를 방지할 수 있다. 더 나아가서, 재난 현장 탐사 시스템은 탐사 장치로 재난 현장을 실시간으로 모니터링할 수 있다. 재난 현장 탐사 시스템의 관리자는 재난 현장을 실시간으로 모니터링하는 과정에서 사람등을 발견하는 경우, 재난 현장에 존재하는 탐사 장치를 이용하여 발견된 사람을 효율적으로 구조할 수 있다.

도 1을 참고하면, 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템은 탐사 장치로써, 드론(110)을 포함할 수 있다. 드론(110)은 재난 현장을 모니터링하기 위한 다양한 센서(예를 들어, 라이다(LiDAR), 온도 센서, 가스 센서, 이미지 센서 등)를 포함할 수 있다. 드론(110)은 재난 현장 내의 개방된 지역 또는 폐쇄된 건물에 투입되어 재난 현장의 상황을 실시간으로 탐지할 수 있다. 비록 탐사 장치로써 프로펠러를 이용하여 공중을 비행하는 드론(110) 만이 도시되었지만, 탐사 장치는 드론(110)을 포함하는 양력을 이용하는 무인 비행체(UAV, Unmanned Aerial Vehicle) 뿐만 아니라, 무인 수중체(UUV, Unmanned Underwater Vehicle), 자율 주행 차량 등을 포함할 수 있다. 드론(110)은 외부의 제어 신호에 의해 원격으로 제어될 수 있다. 더 나아가서, 드론(110)은 외부의 제어 신호 없이도 스스로 이동할 수 있다.

도 1을 참고하면, 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템은 드론(110)을 제어하는 재난 현장 모니터링 서버(120)를 포함할 수 있다. 재난 현장 모니터링 서버(120)는 재난 현장에서 일정 거리만큼 이격된 장소에 배치될 수 있다. 재난 현장 모니터링 서버(120) 및 재난 현장 사이의 거리는 재난 현장 모니터링 서버(120) 및 드론(110)이 통신할 수 있는 최대 거리에 따라 달라질 수 있다. 재난 현장 모니터링 서버(120)는 드론(110)을 원격으로 제어하는 제어 신호를 드론(110)으로 전달할 수 있다. 더 나아가서, 재난 현장 모니터링 서버(120)는 드론(110)이 수집한 재난 현장의 상황을 수신할 수 있다.

도 1을 참고하면, 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템은 드론(110) 등의 탐사 장치로부터 수집한 재난 현장의 상황에 대한 데이터를 네트워크(예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 무선 네트워크 등)로 출력하거나, 네트워크로부터 수신한 드론(110)과 관련된 제어 신호를 드론(110)으로 전달하는 중계기(130)를 포함할 수 있다. 중계기(130)는 드론(110)과 관련된 이벤트를 네트워크로 출력할 수 있다.

도 1을 참고하면, 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템은 네트워크에 배치되어, 중계기(130)로부터 전송된 드론(110)과 관련된 이벤트를 수신하고, 수신된 이벤트에 따라 적절한 후속 조치를 수행하는 리모트 서버(140)를 포함할 수 있다. 중계기(130) 및 리모트 서버(140)의 동작은 도 3 등을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 탐사 장치가 수행하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2를 참고하면, 단계(210)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 재난 현장 탐사 시스템에 등록될 수 있다. 보다 구체적으로, 탐사 장치는 재난 현장 탐사 시스템을 제공하는 서비스의 서비스 제공자로부터 할당 받은 식별자를 포함하는 등록 요청 메시지를 재난 현장 탐사 시스템으로 전송할 수 있다. 탐사 장치가 재난 현장 탐사 시스템에 등록되는 동작은 도 5 등을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 2를 참고하면, 단계(220)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 탐사 장치의 주변의 환경과 관련된 정보를 수집할 수 있다. 탐사 장치가 재난 현장에 배치되는 경우, 탐사 장치는 재난 현장의 환경에 대한 정보를 수집할 수 있다. 탐사 장치가 탐지하는 재난 현장의 환경은, 지형, 재난 현장에 존재하는 물건 또는 사람뿐만 아니라, 재난 현장의 대기 상태(대기 온도, 유해 가스 존재 여부 등) 등을 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 단계(230)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 수집된 재난 현장의 환경에 기초하여, 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성할 수 있다. 탐사 장치가 재난 현장에 배치되는 경우, 탐사 장치가 생성한 지도 데이터는 재난 현장의 지형 또는 재난 현장에 존재하는 물건에 대한 정보를 포함할 수 있다. 탐사 장치는 지도 데이터를 생성하기 위하여, 탐사 장치의 위치를 측정하는 센서(예를 들어, GPS 센서 등의 GNSS(Global navigation satellite system)를 활용한 센서)를 포함할 수 있다.

탐사 장치는 레이저를 이용하여 탐사 장치가 위치한 공간을 탐지하는 라이다(LiDAR)를 포함할 수 있다. 탐사 장치는 탐사 장치를 기준으로 360도 방위 각각에 대한 거리 정보를 라이다로부터 수집한 다음, SLAM(Simultaneous Localization and Mapping) 알고리즘을 이용하여 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성할 수 있다. 지도 데이터는 탐사 장치가 출발한 출발 지점부터 현재 지점까지 이동한 경로에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 2를 참고하면, 단계(240)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 수집된 주변 환경과 관련된 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다. 조건은 재난 현장 탐사 시스템으로 알릴 필요가 있는 주변 환경의 상태에 기초하여 사전에 입력될 수 있다. 예를 들어, 조건은 탐사 장치의 주변 온도가 온도 임계치를 초과하는지 여부, 유해 가스가 탐사 장치의 주변 대기에 포함되었는지 여부, 탐사 장치의 주변을 촬영한 영상에 사람이 존재하는지 여부 등을 포함할 수 있다.

수집된 주변 환경과 관련된 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는 경우, 단계(250)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 지도 데이터 및 상기 조건을 만족하는 주변 환경에 대한 정보를 결합한 보고 데이터를 재난 현장 탐사 시스템으로 출력할 수 있다. 예를 들어, 탐사 장치의 주변을 촬영한 영상에 사람이 존재하는 경우, 보고 데이터는 지도 데이터 및 지도 데이터상에 맵핑되는 사람의 좌표를 포함할 수 있다. 탐사 장치가 생성한 보고 데이터는 재난 현장 탐사 시스템으로 출력될 수 있다. 따라서, 재난 현장 탐사 시스템의 객체(예를 들어, 도 1의 모니터링 서버(120))는 유해 가스, 인체 감지 및 사람의 움직임에 대한 정보가 포함된 지도 데이터를 출력할 수 있다. 더 나아가서, 재난 현장 탐사 시스템의 객체는 재난 현장의 영상을 실시간으로 출력할 수 있다.

도 2를 참고하면, 단계(260)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 탐사 장치가 이동할 수 있는 공간을 탐지할 수 있다. 탐사 장치는 지도 데이터 또는 라이다로부터 수집된 360도 방위 각각에 대한 거리 정보로부터 탐사 장치 주변에 위치한 빈 공간을 탐지할 수 있다. 더 나아가서, 탐사 장치는 출발 지점부터 현재 지점까지 이동한 경로에 기초하여, 현재 지점 이후에 이동할 방위 또는 지점을 결정할 수 있다.

도 2를 참고하면, 단계(270)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 탐지된 공간을 향하여 이동할 수 있다. 즉, 탐사 장치는 탐사되지 않은 미지의 지점을 향하여 이동함으로써, 탐사를 계속할 수 있다. 탐사를 계속하면서, 탐사 장치는 도 2의 동작(예를 들어, 단계(220) 내지 단계(270))을 반복적으로 수행할 수 있다.

도 3은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템에 포함된 구성 요소들의 구조를 개념적으로 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위해 일부 구성 요소는 생략되었으며, 도시된 구성 요소의 크기는 대응하는 구성 요소의 실제 크기와 일치하지 않을 수 있다.

도 3을 참고하면, 재난 현장 탐사 시스템에 포함되어 재난 현장을 탐사하는 드론(310)의 구조가 개념적으로 도시된다. 드론(310)은 재난 현장 탐사 시스템과 통신할 수 있는 외부 LTE 통신기(332) 및 내부 LTE 통신기(333) 및 재난 현장의 상황을 보고하는 보고 데이터를 생성하는 프로세서(312)를 포함할 수 있다. 드론(310)은 프로세서(312)에 의해 제어되는 이동체(313)를 포함할 수 있다. 이동체(313)는 로터(rotor) 및 프로펠러를 포함하여, 드론(310)의 이동에 필요한 양력을 생성할 수 있다. 또한, 드론(310)은 이동체(313)가 양력을 생성하는데 필요한 전력을 공급하는 배터리(314)를 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 드론(310)은 보고 데이터를 생성하는데 필요한 각종 센서들을 포함할 수 있다. 드론(310)에 포함된 센서로, 드론(310)의 위치를 실시간으로 탐지하는 GPS 센서(315), 드론(310)의 주변 영상을 촬영하는 카메라(316), 드론(310)의 주변으로 레이저를 방사한 다음, 방사된 레이저가 주변의 물체에 부딪혀 되돌아 온 결과를 이용하여 주변의 물체와의 거리를 계산하는 라이다(317), 드론(310)의 주변 대기의 조성을 탐지하는 가스 센서(318), 드론(310)의 주변 온도를 측정하는 온도 센서(319) 및 드론(310)의 주변에 존재하는 사람 또는 사람의 움직임을 탐지하는 인체 감지 센서(320)를 포함할 수 있다. 이들 센서는 탐사 장치의 주변의 환경과 관련된 탐지 신호를 생성할 수 있다.

드론(310)은 라이다(317) 및 GPS 센서(315)를 이용하여 드론(310)이 배치된 재난 현장에 대한 지도 데이터를 생성할 수 있다. 드론(310)은 SLAM 방법에 따라 지도 데이터를 생성할 수 있다. 지도 데이터는 드론(310)의 자율 주행에 활용될 수 있다. 지도 데이터는 재난 현장의 상황을 재난 현장 탐사 시스템으로 보고하는데 활용될 수 있다. 예를 들어, 드론(310)은 가스 센서(318)를 통해 주변 대기로부터 유해 가스를 검출하거나, 또는 인체 감지 센서(320)에 의해 사람을 탐지한 경우, 생성한 지도 데이터에 유해 가스가 검출된 위치 또는 탐지된 사람의 위치를 표시할 수 있다. 드론(310)은 유해 가스가 검출된 위치 또는 탐지된 사람의 위치가 표시된 지도 데이터를 외부 LTE 통신기(332) 또는 내부 LTE 통신기(333)를 통해 재난 현장 탐사 시스템으로 출력할 수 있다.

또한, 드론(310)은 재난 현장의 영상을 재난 현장 탐사 시스템으로 실시간으로 출력할 수 있다. 드론(310)은 카메라(316)를 이용하여 재난 현장의 영상을 수집한 다음, 수집된 영상을 외부 LTE 통신기(332) 및 내부 LTE 통신기(333)의 RF 무선 통신을 통해 재난 현장 탐사 시스템(예를 들어, 모니터링 장치(340)로 출력할 수 있다. 드론(310)이 영상을 통해 움직임(예를 들어, 사람 또는 물체의 움직임)을 탐지하는 경우, 드론(310)은 촬영된 영상 및 영상이 촬영된 위치를 지도 데이터에 표시하여 재난 현장 탐사 시스템으로 출력할 수 있다. 드론(310)은 재난 현장 탐사 서비스를 제공하기 위한 애플리케이션 프로그램 및 프로토콜 인터페이스 데몬(Protocol Interface Daemon)을 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 드론(310)은 장치 및 장치 사이의 연결을 지원하는 Common Libs인 ADN-AE(Application Dedicated Node-Application Entity)(330)를 포함할 수 있다. ADN-AE(330)는 Restful 또는 MQTT(Message Queue Telemetry Transport) 프로토콜을 지원할 수 있다. ADN-AE(330)는 드론(310)의 카메라(316)로부터 획득된 재난 현장의 영상을 모니터링 장치(340)로 RDP(TCP/IP) 프로토콜을 이용해 전송하는 내부 LTE 통신기(333)를 포함할 수 있다. ADN-AE(330)는 one M2M http(Restful)과 MQTT Protocol Message 들을 IN-CSE(Infrastructure Node-Common Service Entity)(350)와 연동하여 처리하는 외부 LTE 통신기(332)를 포함할 수 있다.

도 3을 참고하면, 재난 현장 탐사 시스템은 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 등록하고 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 운영하는데 필요한 데이터를 저장하는 IN-CSE(350)를 포함할 수 있다. IN-CSE(350)는 사물 인터넷과 관련된 이동 통신 네트워크에서 One M2M을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 드론(310)의 운영에 대한 데이터의 저장, 관리 및 분석 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 메시지의 전송을 관리하고, 정책에 기반한 전송 QoS(Quality of Service)를 제어할 수 있다. IN-CSE(350)는 정보 변경에 대한 구독 및 통지 기능을 수행할 수 있다. IN-CSE(350)는 재난 현장 탐사 시스템 또는 그 플랫폼에 애플리케이션 및 장치를 등록하는 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 등록된 장치들을 그룹핑하거나 일괄적으로 관리 및 제어할 수 있다. IN-CSE(350)는 단대단 보안 연결을 제공하고, 인증 및 권한을 설정하는 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 저장된 데이터를 검색하고 검색된 데이터만을 출력할 수 있다. IN-CSE(350)는 액세스 네트워크(3GPP)와 연동하는 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 등록된 장치에 대한 위치 정보 제공 및 관리 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 OMA DM, OMA Lightweight M2M, BBF TR-069 연동을 통한 장치 관리 기능을 지원할 수 있다. IN-CSE(350)는 재난 현장 탐사 시스템과 관련된 과금을 수행할 수 있다.

IN-CSE(350)는 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 등록하는 동작을 수행하는 프로세서(351)를 포함할 수 있다. IN-CSE(350)는 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 운영하는데 필요한 데이터를 리소스 트리(Resource Tree) 구조에 따라 저장하는 메모리(352)를 포함할 수 있다. 즉, IN-CSE(350)는 탐사 장치를 등록하고 탐사 장치의 데이터를 중계하는 관리 장치로써 작동할 수 있다. IN-CSE(350)에 데이터가 저장되는 동작 및 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 등록하는 동작은 도 4 이후에서 보다 상세히 설명한다.

도 3을 참고하면, 재난 현장 탐사 시스템은 Open API(Application Programming Interface)를 통하여 IN-CSE(350)를 통해 연결된 다양한 객체들로 드론(310)과 관련된 재난 현장 탐사 서비스를 제공하는 IN-AE(Infrastructure Node-Application Entity)(360)를 포함할 수 있다. IN-AE(360)는 포털 인터페이스(361)를 통해 재난 현장 탐사 서비스를 제공할 수 있다.

보다 구체적으로, IN-AE(360)는 IN-CSE(350)에 포함된 드론(310) 및 드론(310)에 포함된 센서를 운영하는데 필요한 데이터(이하, 드론(310)의 리소스 데이터)를 Open API를 통하여 제공할 수 있다. 재난 현장 탐사 시스템은 IN-AE(360)와 연결되어 재난 현장 탐사 서비스를 제공받는 애플리케이션 서버(370) 및 재난 현장 지원 애플리케이션(380)이 실행되는 다양한 단말(예를 들어, 컴퓨터, 노트북, 스마트폰, 스마트패드 등)를 포함할 수 있다. IN-AE(360)는 애플리케이션 서버(370) 및 재난 현장 지원 애플리케이션(380) 사이의 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, IN-AE(360)는 애플리케이션 서버(370)에서 실행되는 재난 현장 애플리케이션 또는 재난 현장 관리자 애플리케이션에 따라 재난 현장 지원 애플리케이션(380)과의 통신을 처리할 수 있다. IN-CSE(350) 및 IN-AE(360)는 중계기(예를 들어, 도 1의 중계기(130))에 포함될 수 있다.

재난 현장 애플리케이션은 애플리케이션 서버(370)에 등록된 가입자에게 제공되는 애플리케이션으로, 드론(310)이 촬영한 재난 현장의 영상을 제공하는 영상 모니터링 기능을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, IN-CSE(350)에 저장된 카메라 정보에 기초하여 재난 현장 애플리케이션이 실행되는 단말 및 드론(310) 사이에 멀티 세션이 생성되고, 드론(310)이 촬영한 재난 현장의 영상이 멀티 세션을 통해 복수의 재난 현장 애플리케이션으로 전송되거나 또는 스트리밍될 수 있다.

재난 현장 관리자 애플리케이션은 재난 현장 탐사 시스템의 운영자 또는 관리자에게 제공되는 애플리케이션으로, 드론(310)의 위치 정보, 드론(310)의 활동에 대한 정보를 운영자 또는 관리자에게 실시간으로 제공할 수 있다. 더 나아가서, 드론(310)이 재난 현장에서 생존자를 발견한 경우, 재난 현장 관리자 애플리케이션은 생존자가 구조되기까지 실시간 모니터링을 수행할 수 있다.

애플리케이션 서버(380)는 재난 현장 탐사 서비스 및 드론(310)을 제어하는 다양한 처리를 수행할 수 있다. 모니터링 장치(340)는 드론(310)의 카메라(316)에서 획득된 영상을 처리하기 위해 사용되며, 카메라(316)에서 획득된 재난 현장의 영상을 실시간으로 모니터링하는 기능을 지원할 수 있다. 재난 현장 지원 애플리케이션(380)은 LTE 또는 WiFi 무선 네트워크를 통해 IN-AE(360)와 통신할 수 있으며, 긴급 상황 대처를 위해 지원될 수 있다.

도 4는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 IN-CSE가 드론의 리소스 데이터를 저장하는데 사용하는 리소스 트리 구조(400)를 설명하기 위한 개념적인 도면이다. 복수의 탐사 장치가 재난 현장 탐사 시스템에서 사용되는 경우, IN-CSE는 복수의 탐사 장치 각각에 대응하는 복수의 리소스 트리 구조(400)를 생성하고, 생성된 복수의 리소스 트리 구조(400) 각각에 대응하는 탐사 장치의 리소스 데이터를 저장할 수 있다.

도 4를 참고하면, 리소스 트리 구조(400)의 최상위 계층 또는 최상위 노드는 사업자 도메인으로써, 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 사업자 도메인은 서비스를 제공하는 사업자 또는 서비스 제공자를 기준으로 구분될 수 있다. 리소스 트리 구조(400)의 두 번째 계층은 사업자 또는 서비스 제공자가 탐사 장치에 할당한 식별자를 포함할 수 있다. 식별자는 탐사 장치에 고유하게 할당될 수 있다. 리소스 트리 구조(400)의 세번째 계층은 탐사 장치의 버전을 포함할 수 있다. 버전은 탐사 장치의 변화(예를 들어, 새로운 센서가 탐사 장치에 추가되거나, 새로운 기능이 탐사 장치 또는 탐사 장치의 센서에 추가되는 경우)에 따라 증가하는 숫자, 문자 또는 이들의 조합일 수 있다.

리소스 트리 구조(400)의 네번째 계층은 탐사 장치의 물리적 정보 또는 논리적 정보에 따라 구분될 수 있으며, 표 1은 네번째 계층 및 그 하위 계층의 리소스 정보 내용을 도시한다.

리소스 API 타입	설명
<node>	탐사 장치의 물리적 정보를 저장하는 리소스 API
<remoteCSE>	탐사 장치의 논리적 정보(주기 정보 등)를 저장하는 리소스 API
<container>	탐사 장치의 주기 보고가 저장되는 저장소 리소스 API
<contentInstance>	실제 주기 보고 정보가 저장되는 리소스 API
<mgmtCmd>	탐사 장치 제어 리소스 API
<execInstance>	탐사 장치 제어 결과가 저장되는 리소스 API
<subscription>	탐사 장치의 정보가 변경되었음을 알리는 알림 메시지를 받을 수 있게 하는 리소스 API

표 1을 참고하면, IN-CSE는 탐사 장치가 주기적으로 보고하는 데이터(예를 들어, 탐사 장치가 주기적으로 GPS 좌표를 알리거나, 주변의 온도를 주기적으로 알리는 경우)를 별도의 컨테이너 또는 컨텐트 인스턴스로 저장할 수 있으며, 제어 신호 및 제어 신호에 따른 결과를 리소스 트리 구조(400)를 따라 저장할 수 있다. 더 나아가서, IN-CSE는 탐사 장치에 대한 알림 메시지를 받을 수 있는 API를 IN-CSE에 연결된 객체(예를 들어, 애플리케이션 서버 등)로 제공할 수 있다. IN-CSE가 탐사 장치에 대한 리소스 데이터를 종합적으로 관리하기 때문에, IN-CSE에 연결되는 다양한 객체(애플리케이션 서버, 재난 현장 지원 애플리케이션이 구동되는 단말 들)들이 탐사 장치와 관련된 정보에 용이하게 접근할 수 있으며, 탐사 장치에 대한 기능을 IN-CSE가 제공하는 리소스 API를 이용하여 용이하게 실행할 수 있다.

도 5는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치를 등록하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 탐사 장치의 일종인 드론(310)을 예로 들어 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치를 등록하는 동작을 설명한다.

재난 현장 탐사 시스템이 드론(310)을 등록하는 동작은 드론(310)을 리소스 트리 구조를 따라 사업자 도메인에 등록하는 단계(510), 드론(310)에 대한 물리적 정보(표 1의 <node>, 즉, 드론(310) 자체의 하드웨어와 관련된 정보] 및 논리적 정보(표 1의 <remoteCSE>, 즉, 드론(310)이 주기적으로 출력하는 보고 데이터 등과 관련된 정보)를 등록하는 단계(520)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 단계(510)에서, 드론(310)은 식별자와 함께 사업자 도메인에 등록할 것을 요청하는 등록 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 전송된 등록 요청 메시지는 ADN-AE(330)를 통과하여 IN-CSE(350)로 전달될 수 있다. IN-CSE(350)는 전송된 식별자를 이용하여 드론(310)의 리소스 데이터를 저장할 리소스 트리 구조를 생성하고, 생성된 리소스 트리 구조를 메모리에 저장할 수 있다. 드론(310)에 대한 리소스 트리 구조가 메모리에 저장되면, 애플리케이션 서버(370)는 IN-CSE(350)로 드론(310)에 대한 리소스 트리 구조가 메모리에 저장되었는지를 확인할 수 있다.

단계(520)에서, 드론(310)은 논리적 정보를 ADN-AE(330)를 거쳐 IN-CSE(350)로 전달할 수 있다. IN-CSE(350)는 수신한 논리적 정보를 드론(310)에 대한 리소스 트리 구조에 저장할 수 있다. 애플리케이션 서버(370)는 IN-CSE(350)로 드론(310)의 식별자와 함께 드론(310)의 보고 주기를 조절하는 제어 메시지를 전송할 수 있다. IN-CSE(350)는 수신한 제어 메시지를 드론(310)으로 중계함으로써, 드론(310)의 보고 주기를 변경할 수 있다.

드론(310)을 등록하는 동작이 완료되면, 단계(530)에서, 드론(310)이 주기적으로 생성하는 보고 데이터가 재난 현장 탐사 시스템으로 전달될 수 있다. IN-CSE(350)는 주기적으로 전달되는 보고 데이터를 드론(310)에 대한 리소스 트리 구조에 저장할 수 있다. 또한, 보고 데이터는 IN-CSE(350)에서 IN-AE(360)를 거쳐 애플리케이션 서버(370)로 전송될 수 있다. 따라서, 애플리케이션 서버(370)는 보고 데이터에 포함된 드론(310)의 GPS 좌표를 디스플레이상에 출력된 지도에 표시할 수 있다.

도 6은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치를 등록한 다음 생성한 리소스 트리 구조(600)를 개념적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참고하면, 리소스 트리 구조(600)는 도 5의 단계(510)에서 탐사 장치(예를 들어, 도 5의 드론(310))로부터 수신한 물리적 정보(<node>) 및 도 5의 단계(520)에서 탐사 장치로부터 수신한 논리적 정보(<remoteCSE>)를 포함할 수 있다. 논리적 정보의 하위 계층에는 탐사 장치가 주기적으로 보고하는 보고 데이터와 관련된 정보(610)가 포함될 수 있다. 도 6을 참고하면, 보고 데이터와 관련된 정보(610)는 보고 데이터의 타입, 크기, 생성 시간, 데이터의 종류(GPS, LiDAR), 프로토콜 타입 등이 포함될 수 있다.

도 7은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 카메라(700)를 등록하고, 카메라(700)로부터 수집된 영상을 재난 현장 탐사 시스템에 포함된 객체들로 공유하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참고하면, 단계(710)에서, 탐사 장치는 탐사 장치에 포함된 카메라(700)를 재난 현장 탐사 시스템에 등록할 것을 요청하는 등록 요청 메시지를 출력할 수 있다. 등록 요청 메시지는 ADN-AE(330)를 통과하여 IN-CSE(350)로 전달될 수 있다. IN-CSE(350)는 탐사 장치에 대응하는 리소스 트리 구조를 따라 카메라(700)에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 애플리케이션 서버(370)는 IN-CSE(350)로 카메라(700)에 대한 데이터가 저장되었는지를 확인할 수 있다.

애플리케이션 서버(370)는 카메라(700)의 영상을 수신하고자 하는 경우, 단계(720)에서, 카메라(700)의 영상을 수신하기 위한 세션을 생성할 것을 요청하는 세션 생성 요청 메시지를 IN-CSE(350)로 전달할 수 있다. 세션 생성 요청 메시지는 IN-AE(360)를 거쳐 IN-CSE(350)로 전송될 수 있다. IN-CSE(350)는 수신된 세션 생성 요청 메시지를 리소스 트리 구조에 따라 저장한 다음, 세션 생성 요청 메시지를 탐사 장치에 포함된 카메라(700)로 전송할 수 있다.

애플리케이션 서버(370) 및 카메라(700) 간에 영상을 수신하기 위한 세션이 생성된 다음, 단계(730)에서, 애플리케이션 서버(370)가 카메라(700)의 영상을 전송할 것을 IN-CSE(350)를 통하여 카메라(700)요청할 수 있다. 이후 애플리케이션 서버(370) 및 카메라(700)는 카메라(700)의 영상을 포함하는 다양한 데이터들을 직접적으로 송수신할 수 있다. 카메라(700)의 영상의 전송이 완료되면, 단계(740)에서, 애플리케이션 서버(370) 및 카메라(700) 사이의 세션이 해제(release)될 수 있다.

도 8은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 카메라와 관련된 정보(810)를 리소스 트리 구조(800)에 저장하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참고하면, 카메라와 관련된 정보(810)는 리소스 트리 구조(800)에서, 탐사 장치에 대한 논리적 정보(<remoteCSE>)를 저장하는 위치에 저장될 수 있다.

도 9는 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 센서를 등록하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 탐사 장치의 일종인 드론(310)의 탐사 장치에 포함된 센서를 등록하는 동작을 설명한다. 드론(310)에 포함된 카메라를 제외한 다양한 종류의 센서들(예를 들어, 대기의 온도를 측정하는 온도 센서, 대기 중의 유해 가스를 검출하는 가스 센서, 주변의 인체를 탐지하는 인체 감지 센서 등)은 도 9에 설명된 동작에 따라 재난 현장 탐사 시스템에 등록된 다음, 측정된 탐지 신호를 재난 현장 탐사 시스템으로 전송할 수 있다.

도 9를 참고하면, 단계(910)에서, 드론(310)은 IN-CSE(350)에 드론(310)에 포함된 센서를 등록할 수 있다. 드론(310)은 등록하고자 하는 센서의 종류를 표시한 등록 요청 메시지를 ADN-AE(330)를 거쳐 IN-CSE(350)로 전달할 수 있다. IN-CSE(350)는 수신한 등록 요청 메시지에 따라, 센서에 대한 정보를 드론(310)에 대응하는 리소스 트리 구조에 저장할 수 있다. 센서에 대한 정보가 IN-CSE(350)에 저장되면, 애플리케이션 서버(370)는 IN-CSE(350)의 리소스 트리 구조에 액세스함으로써, 드론(310)에 포함된 센서를 식별할 수 있다.

센서에 대한 정보가 IN-CSE(350)에 저장된 다음, 단계(920)에서, 드론(310)은 센서에서 출력된 탐지 신호를 센서의 식별자와 함께 재난 현장 탐사 시스템으로 전달할 수 있다. 즉, 드론(310)이 배치된 재난 현장의 환경에 대한 정보가 재난 현장 탐사 시스템으로 전달될 수 있다. IN-CSE(350)는 수신한 탐지 신호를 드론(310)에 대응하는 리소스 트리 구조에 저장할 수 있다. 애플리케이션 서버(370)는 IN-CSE(350)의 리소스 트리 구조에 액세스함으로써, 센서에서 출력된 탐지 신호를 수신할 수 있다. 보다 구체적으로, 애플리케이션 서버(370)는 드론(310)의 식별자 및 센서의 종류가 표시된 메시지를 IN-CSE(350)로 전달함으로써, 드론(310)의 센서에서 측정된 재난 현장의 환경에 대한 정보를 수신할 수 있다. 따라서, 애플리케이션 서버(370)가 드론(310)으로 별도의 메시지를 전송할 필요 없이 재난 현장의 환경에 대한 정보를 수신할 수 있다.

도 10은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템이 탐사 장치에 포함된 센서와 관련된 정보(1010)를 리소스 트리 구조(1000)에 저장하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참고하면, 센서와 관련된 정보(1010)는 리소스 트리 구조(1000)에서, 탐사 장치에 대한 논리적 정보(<remoteCSE>)를 저장하는 위치에 저장될 수 있다. 센서와 관련된 정보(1010)는 센서의 종류 및 센서에서 측정된 데이터 등을 포함할 수 있다.

도 2에서 설명한 바와 같이, 탐사 장치는 센서의 탐지 신호에 포함된 주변 환경과 관련된 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는 경우, 재난 현장 탐사 시스템으로 주변 환경과 관련된 정보를 전송할 수 있다. 이러한 조건은 재난 현장 탐사 시스템의 운영자에 의해 설정될 수 있다. 주변 환경과 관련된 정보가 미리 설정된 조건을 만족하는 경우, 탐사 장치는 조건에 대응하는 기능을 수행할 수 있다. 표 2는 탐사 장치가 주변 환경과 관련된 정보와 비교하는 조건 및 주변 환경과 관련된 정보가 미리 설정된 조건을 만족할 때에 탐사 장치가 수행하는 기능을 예시적으로 나타낸 것이다.

이벤트	조건	트리거	기능
1. 온도	50도 이상(O)	1번 트리거	발원지 추적 사진 촬영 후 카메라 연동 1분 영상 전송
2. 유해가스	발생(M)	2번 트리거	발원지 추적 사진 촬영 후 카메라 연동 1분 영상 전송
3. 인체 감지	발생(M)	3번 트리거	발원지 추적 사진 촬영 후 카메라 연동 1분 영상 전송
4. Lidar 정밀 측정	요청(O)	4번 트리거	등록된 GPS별 Lidar Data 전송 처리(Map 정보 포함)
5. 카메라 영상 모니터링	요청(O)	5번 트리거	관리자 요청 시작 및 종료시간 근거로 원하는 Terminal에 Session Data set-up 및 data 전송 그리고 Session Release 처리함.

표 2를 참고하면, 조건이 선택적으로 비교되는 조건인 경우 (O)(Optional)로, 조건이 의무적으로 비교되는 조건인 경우 (M)(Mandatory)로 표시된다. 예를 들어, 탐사 장치는 주변의 온도가 50도 이상인 경우, 선택적으로 온도를 높인 발원지를 탐지하고, 탐지된 발원지를 촬영한 영상(사진 또는 1분 정도의 비디오)을 재난 현장 탐사 시스템으로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 탐사 장치는 주변의 대기에 유해 가스가 포함된 경우, 유해 가스가 방출된 지점을 추적하고, 추적된 지점을 촬영한 영상 및 지점의 위치를 재난 현장 탐사 시스템으로 의무적으로 전송할 수 있다.

표 2를 참고하면, 재난 현장 탐사 시스템의 운영자 또는 관리자의 요청이 조건으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 운영자 또는 관리자가 LiDAR를 이용하여 주변 지역을 정밀하게 탐사할 것을 요청하는 경우, 탐사 장치는 LiDAR를 이용하여 주변 지역을 탐사한 결과를 LiDAR로 탐사한 지점의 좌표와 함께 재난 현장 탐사 시스템으로 전송할 수 있다. 또 다른 예로, 운영자 또는 관리자가 일정한 시간 동안 주변 지역을 탐사한 영상을 전송할 것을 요청하는 경우, 탐사 장치는 운영자 또는 관리자가 설정한 시간 동안 주변 지역을 촬영하고, 획득한 주변 지역의 영상을 재난 현장 탐사 시스템으로 전송할 수 있다. 탐사 장치가 획득한 주변 지역의 영상을 재난 현장 탐사 시스템으로 전송하는 과정에서, 도 7에서 설명한 동작이 수행될 수 있다.

도 1에서 설명한 바와 같이, 재난 현장 탐사 시스템은 네트워크에 배치되어, 중계기(130)로부터 전송된 드론(110)과 관련된 이벤트를 수신하고, 수신된 이벤트에 따라 적절한 후속 조치를 수행하는 리모트 서버(140)를 포함할 수 있다. 여기서 후속 조치는 표 2의 이벤트에 대응하는 기능으로서, 표 2의 이벤트 및 조건에 따라 수행될 수 있다.

도 11은 일실시예에 따른 재난 현장 탐사 시스템의 탐사 장치가 배터리의 용량을 고려하여 탐사하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 11을 참고하면, 단계(1110)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 배터리의 잔여 용량, 즉, 배터리에 남아있는 전하량을 식별할 수 있다. 탐사 장치는 배터리의 전압 또는 전류를 측정하는 전압 센서 또는 전류 센서를 이용하여 배터리의 잔여 용량을 식별할 수 있다.

도 11을 참고하면, 단계(1120)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 배터리의 잔여 용량이 임계치 잔여 용량과 비교할 수 있다. 임계치 잔여 용량은 탐사 장치가 출발 지점으로 복귀하는데 필요한 최소 전력에 따라 결정될 수 있다. 출발 지점으로 복귀하는데 필요한 전력은 출발 지점으로부터 이동한 거리 또는 시간에 따라 결정될 수 있다. 즉, 탐사 장치는 잔여 용량으로 탐사를 계속할지 또는 출발 지점으로 복귀할지 여부를 결정할 수 있다. 탐사 장치가 출발 지점으로 복귀할지 여부는 배터리의 잔여 용량으로 이동할 수 있는 거리 및 탐사 장치가 출발 지점으로부터 이동한 거리를 비교하여 결정될 수 있다. 잔여 용량이 출발 지점으로 복귀하는데 필요한 전력 미만인 경우, 탐사 장치는 출발 지점으로 복귀할 수 없기 때문에, 임계치 잔여 용량을 출발 지점으로 복귀하는데 필요한 전력 이상의 값으로 결정할 수 있다.

배터리의 잔여 용량이 임계치 잔여 용량 이하인 경우, 단계(1120)에서, 일실시예에 따른 탐사 장치는 탐사를 시작한 출발 지점으로 이동할 수 있다. 따라서, 탐사 장치는 배터리의 방전으로 재난 현장을 벗어나지 못하는 상황을 방지할 수 있다. 탐사 장치는 출발 지점으로 이동한 다음, 배터리를 충전하는 동작 등을 수행할 수 있다.

종합하면, 재난 현장 탐사 시스템은 재난 현장을 탐사하는 드론 등의 탐사 장치로부터 수집된 재난 현장에 대한 정보(온도, 유해 가스, 사람의 움직임 및 LiDAR 측정 결과 등)를 실시간으로 재난 현장 탐사 시스템을 사용하는 사용자에게 제공할 수 있다. 재난 현장 탐사 시스템은 탐사 장치 및 탐사 장치에 포함된 재난 현장에 대한 정보를 수집하는 센서를 리소스 트리 구조에 따라 저장 및 관리할 수 있다. 탐사 장치는 재난 현장의 지도 데이터를 생성하면서 탐사를 수행할 수 있다. 재난 현장의 상황이 미리 설정된 조건을 만족하는 경우, 탐사 장치는 재난 현장의 상황을 지도 데이터와 함께 재난 현장 탐사 시스템으로 출력할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110: 드론
120: 재난 현장 모니터링 서버
130: 중계기
140: 리모트 서버

Claims

탐사 장치에 있어서,
상기 탐사 장치의 주변의 환경과 관련된 탐지 신호를 생성하는 센서; 및
프로세서
를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 탐지 신호에 기초하여 상기 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성하고,
상기 탐지 신호에 대응하는 미리 설정된 조건 및 상기 탐지 신호를 비교하고,
상기 탐지 신호가 상기 조건을 만족하는 경우, 상기 지도 데이터 및 상기 탐지 신호와 관련된 위치를 결합하여, 상기 탐사 장치와 연결된 네트워크로 출력되는 보고 데이터를 생성하는 탐사 장치.
제1항에 있어서,
상기 탐사 장치의 위치를 조절하는 이동체
를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 생성된 지도 데이터에 기초하여, 상기 탐사 장치가 이동할 경로를 결정하고, 상기 결정된 경로에 따라 상기 이동체를 제어하는 탐사 장치.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 지도 데이터로부터 상기 탐사 장치가 이동할 수 있는 공간을 탐지하고, 상기 탐사 장치가 상기 탐지된 공간을 향하도록 상기 경로를 결정하는 탐사 장치.
제2항에 있어서,
상기 이동체에 전력을 공급하는 배터리
를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 배터리의 용량과 상기 탐사 장치가 이동한 거리를 비교하여, 상기 탐사 장치의 출발 위치로 이동할지 여부를 결정하는 탐사 장치.
제1항에 있어서,
상기 센서는,
상기 탐사 장치의 주변 온도를 측정하는 온도 센서, 상기 탐사 장치의 주변의 기체의 종류를 식별하는 기체 센서, 상기 탐사 장치의 주변 영상을 수집하는 이미지 센서, 레이저를 이용하여 상기 탐사 장치가 위치한 공간을 탐지하는 라이다(LiDAR) 중 적어도 하나를 포함하는 탐사 장치.
탐사 장치에 의해 수행되는 탐사 방법에 있어서,
상기 탐사 장치의 주변에 존재하는 물체를 탐지하는 단계;
상기 물체의 위치에 기초하여, 상기 탐사 장치의 주변에 대한 지도 데이터를 생성하는 단계;
상기 물체의 종류 또는 움직임에 기초하여, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치를 결합한 보고 데이터를 생성할지 여부를 결정하는 단계
를 포함하는 탐사 방법.
제6항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 보고 데이터를 생성하기로 결정한 경우, 상기 물체를 촬영한 영상을 획득하는 단계; 및
상기 획득된 영상, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치를 결합하여 상기 보고 데이터를 생성하는 단계
를 포함하는 탐사 방법.
제6항에 있어서,
상기 보고 데이터를 생성하는 경우, 상기 지도 데이터 및 상기 물체의 위치가 결합된 보고 데이터를 상기 탐사 장치와 네트워크를 통해 연결된 모니터링 장치로 전송하는 단계
를 더 포함하는 탐사 방법.
제6항에 있어서,
상기 생성된 지도 데이터에 기초하여, 상기 탐사 장치가 이동할 경로를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 경로에 따라 상기 탐사 장치를 제어하는 단계
를 더 포함하는 탐사 방법.
탐사 장치를 관리하는 관리 장치에 있어서,
상기 탐사 장치와 네트워크를 통해 연결된 통신기;
상기 탐사 장치와 관련된 데이터를 저장하는 메모리; 및
프로세서
를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 탐사 장치와 관련된 서비스 제공자에 의해 할당된 상기 탐사 장치의 식별자를 상기 탐사 장치로부터 수신하는 경우, 상기 식별자를 이용하여 상기 탐사 장치와 관련된 정보를 저장하는 트리 구조를 생성하고,
상기 탐사 장치가 상기 데이터를 전송하는 경우, 상기 생성된 트리 구조를 따라 상기 데이터를 상기 메모리에 저장하는 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 카메라를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 카메라와 관련된 노드를 생성하고,
상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버로부터 상기 카메라로 접속하기 위한 접속 메시지를 수신하는 경우, 상기 탐사 장치로 상기 카메라로부터 획득된 영상을 상기 애플리케이션 서버로 전송하라는 송신 메시지를 송신하고,
상기 탐사 장치가 상기 송신 메시지에 대응하여 상기 영상을 상기 애플리케이션으로 전송하는 것을 완료한 경우, 상기 애플리케이션 서버 및 상기 탐사 장치의 연결과 관련된 데이터를 상기 노드에 저장하는 관리 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 센서를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 센서와 관련된 노드를 생성하고,
상기 탐사 장치가 상기 센서로부터 수집된 센서 데이터를 송신하는 경우, 상기 노드에 상기 센서 데이터를 저장하고,
상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버가 상기 센서 데이터를 요청하는 경우, 상기 센서 데이터를 상기 애플리케이션 서버로 전송하는 관리 장치.
탐사 장치를 관리하는 관리 장치가 수행하는 관리 방법에 있어서,
상기 탐사 장치와 관련된 서비스 제공자에 의해 할당된 상기 탐사 장치의 식별자를 상기 탐사 장치로부터 수신하는 경우, 상기 식별자를 이용하여 상기 탐사 장치와 관련된 정보를 저장하는 트리 구조를 생성하는 단계; 및
상기 탐사 장치가 데이터를 전송하는 경우, 상기 생성된 트리 구조를 따라 상기 데이터를 메모리에 저장하는 단계
를 포함하는 관리 방법.
제13항에 있어서,
상기 저장하는 단계는,
상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 카메라를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 카메라와 관련된 노드를 생성하는 관리 방법.
제14항에 있어서,
상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버로부터 상기 카메라로 접속하기 위한 접속 메시지를 수신하는 경우, 상기 탐사 장치로 상기 카메라로부터 획득된 영상을 상기 애플리케이션 서버로 전송하라는 송신 메시지를 송신하는 단계; 및
상기 탐사 장치가 상기 송신 메시지에 대응하여 상기 영상을 상기 애플리케이션으로 전송하는 것을 완료한 경우, 상기 애플리케이션 서버 및 상기 탐사 장치의 연결과 관련된 데이터를 상기 노드에 저장하는 단계
를 더 포함하는 관리 방법.
제13항에 있어서,
상기 저장하는 단계는,
상기 탐사 장치가 상기 식별자와 함께 상기 탐사 장치에 포함된 센서를 등록할 것을 요청하는 경우, 상기 식별자에 대응하는 트리 구조를 따라 상기 센서와 관련된 노드를 생성하는 관리 방법.
제16항에 있어서,
상기 탐사 장치가 상기 센서로부터 수집된 센서 데이터를 송신하는 경우, 상기 노드에 상기 센서 데이터를 저장하는 단계; 및
상기 관리 장치와 연결된 애플리케이션 서버가 상기 센서 데이터를 요청하는 경우, 상기 센서 데이터를 상기 애플리케이션 서버로 전송하는 단계
를 더 포함하는 관리 방법.