KR20190033285A - 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템 - Google Patents
스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장시간 동안 비행할 수 있고 머신러닝 기법에 의한 출입자 인식이 가능한 스테레오 카메라를 갖춘 드론을 이용하여 야간에 고가품이 전시된 박람회 또는 전시장의 출입 상황을 녹화하여 감시함은 물론, 이중 또는 삼중 보안에 필요한 인증과정을 수행하는 코드를 전송하여 허가된 자들만 출입할 수 있도록 강화된 보안절차를 제공하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장시간 동안 비행할 수 있고 머신러닝 기법에 의한 출입자 인식이 가능한 스테레오 카메라를 갖춘 드론을 이용하여 야간에 고가품이 전시된 박람회 또는 전시장의 출입 상황을 녹화하여 감시함은 물론, 이중 또는 삼중 보안에 필요한 인증과정을 수행하는 코드를 전송하여 허가된 자들만 출입할 수 있도록 강화된 보안절차를 제공하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 박람회란 온갖 물품을 전시, 진열하고 판매, 선전, 우열 심사 등을 하여 생산물의 개량 발전 및 산업 진흥을 꾀하기 위해 여는 전람회를 말한다.
또한, 전시회란 박람회 보다는 협의의 개념으로서, 이또한 어떤 특정한 물건을 벌여 놓고 일반 사람들에게 참고가 되도록 보이는 행사를 의미한다.
이러한 의미를 갖는 박람회 또는 전시회는 다양한 방식으로 개최되고 있으며, 이중에는 고가품을 전시하는 박람회 또는 전시회도 포함된다.
예컨대, 보석박람회, 고가의 명화 전시회 등을 예시할 수 있다.
이와 같은 고가품을 전시하는 경우, 박람회장이나 전시회장에 대한 보안이 매우 중요하다.
통상, 낮 동안에는 많은 사람들이 출입하고, 보안 자체가 강화되어 있기 때문에 큰 문제가 발생하지 않지만, 사람들의 출입이 제한된 밤 동안에는 보안을 강화시킬 필요가 있다.
이러한 보안의 개념은 비단 박람회장이나 전시회장에만 국한되는 것은 아니다.
이를 테면, 각국 정상들이 모이는 회의장이나, 주요 인사들이 모이는 회의장 등의 경우에도 상당히 높은 수준의 보안이 요구된다.
하지만, 출입이 제한된 저녁 시간의 경우, 보안이 취약할 수 밖에 없는데, 보통 보안업체에 의뢰할 경우 보안업무를 담당한 경비원이 24시간 상주하는 것이 아니라 센서에 의한 감지로 경고상황이 발생했을 때만 출동하는 개념이기 때문에 특히 고가품을 전시하고 있는 박람회장이나 전시회장 등에서는 고가품의 도난을 미연에 방지할 수 있는 보안 수준이 필요하지만 현실적으로 쉽지 않다.
이는 경비원의 상주에 따른 고비용 지출, 경비원이 있다고 하더라도 단순 순찰식이기 때문에 근본적인 대응책은 되지 못하기 때문이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 장시간 동안 비행할 수 있고 머신러닝 기법에 의한 출입자 인식이 가능한 스테레오 카메라를 갖춘 드론을 이용하여 야간에 고가품이 전시된 박람회 또는 전시장의 출입 상황을 녹화하여 감시함은 물론, 이중 또는 삼중 보안에 필요한 인증과정을 수행하는 코드를 전송하여 허가된 자들만 출입할 수 있도록 강화된 보안절차를 제공하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템을 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 보안대상건물의 출입문에 설치된 키와 키뭉치로 된 1차 락유닛, 1차 락유닛에 의해 스위칭되고 활성화되는 비밀번호 설정형 2차 락유닛과, 2차 락유닛에 의해 활성화되고 출입자를 등록관리하는 관리서버와 무선통신 가능한 드론으로부터 수신된 암호코드에 의해 동작하는 3차 락유닛을 포함하여 최소한 3중 보안이 가능하도록 구성된 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 있어서;
상기 2차 락유닛은 숫자버튼과 기호버튼(*,#)을 포함하는 키패드와, 상기 키패드의 하방에 위치되고 상기 출입문에 매립된 락킹제어기와, 상기 키패드의 일측방에 위치되고 상기 출입문에 매립된 경보기를 포함하며; 상기 키패드는 상기 키가 키뭉치에 꽂힌 후 정확히 일치되어 락킹이 해제될 때 락킹제어기의 스위칭 신호에 의해 활성화되어 출입문 표면에 현출되어 누를 수 있도록 구성되고; 상기 락킹제어기는 마이콤인 락킹 CPU와, 상기 락킹 CPU에 연결제어되고 키가 키뭉치의 키홈에 정확하게 일치되어 키뭉치가 회전되면 이를 전기적인 신호로 변환하여 상기 락킹 CPU로 출력하는 키스위치와, 상기 키스위치의 출력신호에 따라 상기 락킹 CPU의 제어하에 출입문 표면에 키패드 형상이 현출되게 하는 키패드활성화부와, 설정된 비밀번호를 저장하도록 상기 락킹 CPU에 연결 제어되는 메모리부와, 비밀번호 불일치시 경보음과 경고음성을 출력하도록 상기 락킹 CPU에 연결 제어되는 경보기와, 상기 락킹 CPU에 연결 제어되며 출입문 주변의 일정높이 위치의 상공에 호버링되고 있는 드론과의 무선통신을 위한 근거리 무선통신모듈과, 상기 락킹 CPU에 연결되어 온/오프 신호를 출력하는 리모컨부를 포함하며;
상기 3차 락유닛은 출입문(110)의 상단과 간격을 두고 보안대상건물의 내벽면 상측에 고정된 락킹프레임과, 상기 락킹프레임의 내측을 바라보는 전면 양측에 서로 간격을 두고 고정된 한 쌍의 고정블럭과, 상기 고정블럭에 고정된 원통형상의 힌지환과, 상기 힌지환에 회전가능하게 조립된 회전봉과, 상기 회전봉에 고정된 사각판상의 락킹판과, 상기 락킹판의 안쪽면에 출입문과의 밀착력되도록 구비된 탄성소재의 밀착판과, 상기 출입문의 락킹판이 접촉되는 면에 상기 밀착판이 삽입될 수 있도록 대응되는 크기로 요입형성된 삽입홈과, 상기 힌지환을 관통한 회전봉의 양단 중 일단에 고정된 축기어와, 상기 축기어에 치결합되는 모터기어와, 상기 모터기어가 연결된 구동모터와, 상기 구동모터를 고정하도록 상기 락킹프레임의 일측단면에서 돌출된 모터베이스와, 상기 회전봉의 타단에 고정된 작동편과, 상기 작동편의 나머지 단부에 고정된 코일스프링과, 상기 락킹프레임 상에 고정되고 상기 코일스프링의 다른 단부가 걸림 고정되는 스프링고정구와, 상기 삽입홈의 하면 중앙에 일정크기로 형성된 블럭삽입홈과, 상기 블럭삽입홈과 대응되는 크기로 상기 락킹판의 하단면 중심에서 돌출되고 락커홈을 구비한 락블럭과, 상기 락킹 CPU의 제어신호에 따라 상기 락커홈 속으로 출몰되면서 락킹하도록 출입문에 고정된 솔레노이드락커와, 상기 락킹프레임의 일측 하면에 고정되고 상기 리모컨부로부터 출력된 신호를 수신하여 상기 구동모터의 구동을 제어하는 리모컨스위치를 포함하며;
상기 드론은 상기 무선통신모듈과 통신하여 2차 락킹이 해제되었을 때 3차 락킹 해제용 암호코드를 상기 무선통신모듈 및 관리서버에 등록된 출입자의 스마트폰으로 송신하는 드론통신모듈을 탑재하고, 출입문의 상측 일정 고도에서 호버링되면서 출입자를 감시 촬영하는 스테레오 카메라를 더 포함하되,
상기 드론은 드론본체; 상기 드론본체의 하면에 일체로 구비된 하부바디; 상기 하부바디의 하면에 설치된 스테레오 카메라; 상기 드론본체를 지면에서 일정높이 위치되게 지지하는 랜딩기어; 상기 드론본체의 둘레면에 간격을 두고 설치된 다수의 고정암; 상기 고정암의 단부에 회전가능하게 설치된 회동봉; 상기 회동봉 상에 고정된 모터하우징; 모터하우징의 모터에 고정된 프로펠러;를 구비하며, 상기 하부바디의 내부에는 제1,2배터리가 탑재되고; 상기 제1,2배터리 사이에는 컨트롤러가 실장되며; 상기 드론본체의 상면에는 일정깊이 설치홈이 요입 형성되고; 상기 설치홈의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 안착돌기가 돌출되며; 상기 안착돌기에는 구획판이 안착 고정되어 하부공간과 상부공간으로 구획하고; 구획된 하부공간에는 헬륨가스통이 구비되며; 상기 헬륨가스통에는 가스공급관이 연결되고; 상기 가스공급관에는 개폐밸브가 설치되며; 상기 가스공급관의 단부는 가스펌프의 입구단에 접속되고; 상기 가스펌프의 출구단에는 벌룬공급관이 연결되며; 구획된 상부공간에는 벌룬이 구비되고; 상기 벌룬의 주입구는 상기 구획판 상에 고정되며; 상기 벌룬공급관의 단부는 상기 구획판을 관통하여 상기 벌룬의 주입구에 접속되고; 상기 드론본체의 설치홈을 제외한 하측에는 공간인 중공부가 형성되며; 상기 중공부에는 와이어모터가 설치되고; 상기 와이어모터에는 와이어드럼이 고정되며; 상기 와이어드럼에는 와이어가 감길 수 있도록 구성되고; 상기 드론본체의 상면에는 신축성있는 소재로 된 낙하산커버가 덮여 씌워지며; 상기 설치홈의 외측 둘레를 따라 상기 중공부 상에는 다수의 아이들롤이 설치되고; 상기 와이어는 각 아이들롤을 경유한 채 드론본체의 다수지점에서 드론본체의 각 측면을 관통한 후 낙하산커버를 결속하며; 상기 컨트롤러는 주제어부인 MCU(Main Control Unit)를 포함하고; 상기 MCU에는 고도계가 연결되어 상기 드론본체가 정해진 고도내에서 호버링되도록 제어하며; 상기 MCU에는 프로펠러 구동용 모터를 비롯하여 와이어모터의 회전을 제어하는 모터제어기가 연결되고; 상기 MCU에는 벌룬에 헬륨가스를 채우거나 뺄 수 있도록 개폐밸브와 가스펌프를 제어하는 펌프제어기가 연결되며; 상기 MCU에는 드론본체를 감시지점으로 이동시키기 위해 인공위성으로부터 좌표정보를 수신하는 GPS수신기가 더 연결되고; 상기 MCU에는 상기 스테레오 카메라에서 촬상한 좌안영상과 우안영상으로부터 특징점을 추출하여 머신러닝 기법을 통해 피사체가 관리서버에 등록된 사람인지 여부를 확인하고 판단하는 출입자 감지부가 더 연결된 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템을 제공한다.
이때, 상기 솔레노이드락커는 사각박스 형상의 솔레노이드하우징을 포함하며, 상기 솔레노이드하우징에는 전자석코일이 내장되고, 상기 전자석코일의 동작에 따라 출몰되는 잠금바가 구비되며, 상기 솔레노이드하우징의 하단에는 길이방향으로 연장된 판상의 수평연장판이 더 구비되고, 상기 수평연장판의 단부에는 수직방향으로 절곡 연장된 수직연장판이 더 구비되며, 상기 잠금바의 선단은 수직연장판을 관통하여 노출된 상태로 유지되고, 상기 잠금바의 길이 일부에는 팽창스프링이 끼워지되 상기 팽창스프링은 상기 솔레노이드하우징과 수직연장판 사이의 공간 상에 위치되며, 팽창스프링이 이탈되지 못하도록 상기 잠금바의 길이 일부에는 상기 잠금바가 수직연장판을 관통하는 구멍보다 큰 원판형 스토퍼가 고정된 구조로 이루어지며; 상기 MCU에는 스테레오 카메라가 촬상한 좌안영상과 우안영상을 비교 판독하여 깊이지도를 생성하고, 깊이지도로부터 피사체까지 거리정보를 산출하는 거리산출부가 더 연결 제어되는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 장시간 동안 비행할 수 있고 머신러닝 기법에 의한 출입자 인식이 가능한 스테레오 카메라를 갖춘 드론을 이용하여 야간에 고가품이 전시된 박람회 또는 전시장의 출입 상황을 녹화하여 감시함은 물론, 이중 또는 삼중 보안에 필요한 인증과정을 수행하는 코드를 전송하여 허가된 자들만 출입할 수 있도록 강화된 보안절차를 제공하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 2차 락유닛의 락킹제어기를 보인 구성 블럭도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 3차 락유닛의 예시적인 설치 상태도이다.
도 3b는 도 3a의 솔레노이드락커를 확대하여 보인 예시도이다.
도 4는 도 3a의 요부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론의 예시적인 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론의 드론본체 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 벌룬이 부풀어 오른 모습을 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 벌룬을 보호하는 낙하산커버의 구동예를 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 제어를 위한 컨트롤러의 예시적인 구성블럭도이다.
도 10은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에 설치된 카메라의 다른 예를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 2차 락유닛의 락킹제어기를 보인 구성 블럭도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 3차 락유닛의 예시적인 설치 상태도이다.
도 3b는 도 3a의 솔레노이드락커를 확대하여 보인 예시도이다.
도 4는 도 3a의 요부 확대도이다.
도 5는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론의 예시적인 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론의 드론본체 구조를 보인 예시적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 벌룬이 부풀어 오른 모습을 보인 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 벌룬을 보호하는 낙하산커버의 구동예를 설명하기 위한 예시적인 평면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에서 제어를 위한 컨트롤러의 예시적인 구성블럭도이다.
도 10은 본 발명에 따른 보안시스템을 구성하는 드론에 설치된 카메라의 다른 예를 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 보안시스템은 장시간 동안 호버링 가능한 드론을 이용하여 감시확인용 영상 촬영은 물론 인증절차에 필요한 암호코드를 발생시킴으로써 키(key)를 이용한 1중 보안, 키패드 비밀번호 입력을 통한 2중 보안 및 드론으로부터 생성된 암호코드에 의한 스위칭 기능을 이용한 3중 보안이 가능하여 허가된 자 이외에 자가 임의로 결코 출입할 수 없도록 보안을 엄격하게 강화시킨 시스템이다.
이러한 보안시스템은 예컨대, 도 1의 예시와 같은 고가품 박람회장이나 혹은 전시회장인 보안대상건물(100)에 적용된다.
특히, 본 발명에 따른 보안시스템은 주로 야간에 활용된다.
그리고, 상기 보안대상건물(100)의 출입문(110)에는 락킹유닛이 구비된다.
상기 락킹유닛은 키(120)를 꽂아 돌리는 키뭉치(122)를 포함하는 키와 키뭉치의 조합인 1차 락유닛과, 1차 락유닛에 의해 스위칭되고 활성화되는 비밀번호 설정형 2차 락유닛과, 2차 락유닛에 의해 활성화되고 드론(DR)으로부터 수신된 암호코드에 의해 동작하는 3차 락유닛으로 이루어져 최소한 3중 보안이 가능하도록 구성된다.
이때, 1차 락유닛을 구성하는 키(120)와 키뭉치(122)는 전통적인 자물쇠로서의 잠금기능을 수행하는 공지의 유닛이다.
아울러, 2차 락유닛은 숫자버튼과 기호버튼(*,#)을 포함하는 키패드(130)와, 상기 키패드(130)의 하방에 위치되고 상기 출입문(110)에 매립된 락킹제어기(140)와, 상기 키패드(130)의 일측방에 위치되고 상기 출입문(110)에 매립된 경보기(145)를 포함한다.
여기에서, 상기 키패드(130)는 상기 키(120)가 키뭉치(122)에 꽂힌 후 정확히 일치되어 락킹이 해제될 때 락킹제어기(140)의 스위칭 신호에 의해 활성화되어 출입문(110) 표면에 현출되며, 그때에 비로서 키패드(130)를 누를 수 있도록 구성된다.
즉, 평상시에는 출입문(110) 전면을 볼 때 키뭉치(122)만 보이고, 키패드(130)는 보이지 않는 상태로 유지된다.
그러다가, 키(120)에 의해 키뭉치(122)가 회전되면 스위치가 온 되면서 키패드(130)가 활성화되어 출입문(110) 표면에 나타나게 된다.
이러한 과정은 락킹제어기(140)에 의해 이루어지는데, 이를 위해 상기 락킹제어기(140)는 도 2의 예시와 같이 락킹 CPU(141)를 포함한다.
상기 락킹 CPU(141)는 마이콤(Micom)으로서 제어기능을 수행한다.
그리고, 상기 락킹 CPU(141)에는 키스위치(142)가 연결된다.
이때, 상기 키스위치(142)는 키(120)가 키뭉치(122)의 키홈에 정확하게 일치되어 키뭉치(122)가 회전되면 이를 전기적인 신호로 변환하여 상기 락킹 CPU(141)로 출력함으로써 락킹 CPU(141)로 하여금 2차 락킹 제어를 수행할 수 있도록 하는 스위칭 소자이다.
또한, 상기 락킹 CPU(141)에는 키패드활성화부(143)가 연결 제어된다.
상기 키패드활성화부(143)는 상기 키스위치(142)의 출력신호에 따라 상기 락킹 CPU(141)의 제어하에 동작하는 것으로, 출입문(110) 표면에 키패드(130) 형상이 현출되게 하여 키패드 기능을 수행할 수 있도록 하여 준다.
뿐만 아니라, 키패드(130)는 앞서 설명한 바와 같이, 비밀번호를 설정하거나 혹은 비밀번호를 입력하기 위해 누를 때 사용되는 일종의 입력부로서, 0-9까지의 숫자버튼과, 특수문자인 *, # 등으로 할당된 특수기호버튼을 포함한다.
그리고, 상기 키패드(130)에 의해 눌린 비밀번호는 메모리부(144)에 저장된 비밀번호와의 일치여부를 상기 락킹 CPU(141)가 판단하게 되며, 설정된 비밀번호 저장을 위해 상기 메모리부(144)는 상기 락킹 CPU(141)에 연결된다.
또한, 상기 락킹 CPU(141)에는 경보기(145)가 연결되어 비밀번호가 설정된 횟수를 초과하여 틀릴 경우 경보음과 경고음성을 출력하도록 구성되어 도난, 절취를 미연에 예방할 수 있도록 구성된다.
특히, 키인(key-in)을 통한 비밀번호가 일치하더라도 후술되는 바와 같이 ID 카드가 인식되지 않으면 이하 설명되는 3차 락킹 해제가 이루어지지 않도록 하여 보안성을 더욱 더 높일 수 있다.
아울러, 상기 락킹 CPU(141)에는 무선통신모듈(146)이 더 연결되는데, 상기 무선통신모듈(146)은 출입문(110) 주변의 일정높이 위치의 상공에 호버링되고 있는 드론(DR)과의 무선통신을 위한 근거리 무선통신모듈이다.
나아가, 상기 락킹 CPU(141)에는 리모컨부(147)가 더 연결되는데, 상기 리모컨부(147)는 후술될 리모컨스위치(SW, 도 3a 참조)로 온/오프 신호만을 출력하는 리모트컨트롤러이다.
즉, 상기 리모컨부(147)가 온 신호를 출력하면 리모컨스위치(SW)는 전기가 통하도록 스위칭되어 솔레노이드락커(148, 도 2,3 참조)를 동작시켜 3차 락유닛의 락킹을 해제하고, 상기 리모컨부(147)가 오프 신호를 출력하면 리모컨스위치(SW)는 전기를 끊도록 스위칭하여 솔레노이드락커(148)의 동작을 정지시킴으로써 3차 락유닛을 락킹시킨다.
이를 위해, 상기 리모컨부(147)와 리모컨스위치(SW)는 제어신호를 수신할 수 있도록 서로 마주보고 설치됨이 바람직하며, 가정내에서 흔하게 사용되는 TV, 오디오 등의 제어를 위해 사용되는 리모컨과 동일한 것이므로 제어에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
아울러, 상기 솔레노이드락커(148, 도 3a 참조)는 출입문(110)의 안쪽면에 상측에 설치된다.
한편, 3차 락유닛은 도 3a 및 도 4의 예시와 같이, 출입문(110)의 상단과 간격을 두고 보안대상건물(100)의 내벽면 상측에 고정된 락킹프레임(150)을 포함한다.
이때, 상기 락킹프레임(150)의 길이는 상기 출입문(110)의 폭보다 작은 크기를 가져야 하는데, 이는 후술되는 락킹판(190)의 작동을 위한 기구물들의 설치를 원활하게 하기 위함이다.
그리고, 상기 락킹프레임(150)은 내부가 채워진 블럭형태를 가지며, 내측을 바라보는 전면 양측에는 서로 간격을 두고 한 쌍의 고정블럭(160)이 고정된다.
또한, 상기 고정블럭(160)에는 베어링 기능을 수행하는 원통형상의 힌지환(170)이 각각 고정되고, 상기 힌지환(170)에는 회전봉(180)이 끼워져 회전가능하게 조립된다.
아울러, 상기 회전봉(180)에는 사각판상의 락킹판(190)의 일단이 일체로 고정된다.
뿐만 아니라, 상기 락킹판(190)의 안쪽면에는 출입문(110)과의 밀착력을 증대시킬 수 있도록 탄성소재로 된 밀착판(200)이 일체로 돌출 형성된다.
특히, 상기 출입문(110)의 내측면, 즉 상기 락킹판(190)이 접촉되는 면에는 상기 밀착판(200)이 삽입될 수 있도록 대응되는 크기의 삽입홈(210)이 요입 형성된다.
여기에서, 상기 밀착판(200)은 상기 락킹판(190) 보다 작은 크기를 갖는다.
이것은 동작의 원활성을 위한 것이다.
아울러, 상기 힌지환(170)을 관통한 회전봉(180)의 양단 중 일단에는 축기어(220)가 고정되고, 상기 축기어(220)에는 모터기어(230)가 치결합되며, 상기 모터기어(230)는 구동모터(240)에 의해 회전구동될 수 있도록 연결되고, 상기 구동모터(240)는 상기 락킹프레임(150)의 일측단면에서 돌출된 모터베이스(250) 상에 고정된다.
반면, 상기 회전봉(180)의 타단에는 작동편(260)의 일단이 일체로 고정되고, 상기 작동편(260)의 타단에는 코일스프링(270)의 일단이 걸림 고정된다.
그리고, 상기 락킹프레임(150)의 모터베이스(250) 대향단면에 스프링고정구(280)가 견고하게 고정되며, 상기 스프링고정구(280)에는 상기 코일스프링(270)의 타단이 걸림 고정된다.
뿐만 아니라, 상기 락킹판(190)의 락킹 능력 증대를 위해 상기 삽입홈(210)의 하면 중앙에는 일정크기의 사각형상을 갖는 블럭삽입홈(212)이 더 형성된다.
아울러, 상기 락킹판(190)의 하단면 중심에는 상기 블럭삽입홈(212)과 대응되는 크기의 락블럭(290)이 일체로 돌출 형성된다.
다만, 상기 락블럭(290)은 두께가 상기 블럭삽입홈(212)의 깊이보다 2배 이상 두껍게 형성되어 블럭삽입홈(212)에 삽입되었을 때 일부가 노출된 상태로 돌출되게 구성되어야 한다.
이것은 상술한 솔레노이드락커(148)를 통해 고정을 위한 것으로, 노출된 부분의 일측면, 더 정확하게는 솔레노이드락커(148)를 향한 면에는 락커홈(292)이 형성된다.
여기에서, 상기 솔레노이드락커(148)는 상기 락킹 CPU(141)의 제어신호에 따라 전원이 인가되는 방향이 바뀌면서 잠금바(148a)가 출몰되면서 상기 락커홈(292) 속으로 들어갈 때는 락킹되고, 빠져나오게 되면 락킹이 해제되는 형태로서 솔레노이드밸브의 변형이라고 보면 이해하기 쉽다.
좀 더 구체적으로, 상기 솔레노이드락커(148)는 도 3b의 예시와 같이, 사각박스 형상의 솔레노이드하우징(148b)을 포함하며, 상기 솔레노이드하우징(148b)에는 전자석코일(148c)이 내장된다.
그리고, 상기 전자석코일(148c)에 전류가 흘렀을 때 인입되는 잠금바(148a)가 움직일 수 있도록 상기 솔레노이드하우징(148b)에 연결된다.
아울러, 상기 솔레노이드하우징(148b)의 하단에서는 길이방향으로 연장된 판상의 수평연장판(148d)이 더 구비되고, 상기 수평연장판(148d)의 단부에는 수직방향으로 절곡 연장된 수직연장판(148e)도 더 구비된다.
또한, 상기 잠금바(148a)의 선단은 상기 수직연장판(148e)을 관통하여 바깥으로 일정길이 노출되며, 전기가 통하지 않을 때에는 항상 최대한 노출되도록 상기 잠금바(148a)에는 팽창스프링(148g)이 끼워진다.
이때, 상기 팽창스프링(148g)은 상기 솔레노이드하우징(148b)과 수직연장판(148e) 사이의 공간 상에 위치되며, 팽창스프링(148g)이 이탈되지 못하도록 하기 위해 상기 잠금바(148a)의 길이 일부에는 상기 잠금바(148a)가 수직연장판(148e)을 관통하는 구멍보다 큰 원판형 스토퍼(148f)가 고정되고, 팽창스프링(148g)의 일단은 상기 원판형 스토퍼(148f)에 걸림된다.
그리고, 팽창스프링(148g)의 타단은 솔레노이드하우징(148b)의 전면에 고정된다.
따라서, 잠금바(148a)는 항상 최대한 노출되려고 한 상태를 유지하며, 전기가 통전되어 전자석코일(148c)에서 전자기력이 발생하면 자성체인 잠금바(148a)는 팽창스프링(148g)의 탄압력을 이기고 솔레노이드하우징(148b) 쪽으로 이동되면서 노출 길이가 짧아진다.
때문에, 이러한 동작을 통해 락커홈(292)에 대한 락킹과 언락킹을 제어할 수 있게 된다. 특히, 이러한 구조를 갖추게 되면 팽창스프링(148g)에 의한 복귀력을 제공하므로 인버터가 필요없게 되어 단순 스위칭 신호만으로도 동작이 가능하여 구조적, 제어적 용이성을 확보할 수 있다.
이와 같이 구성되면, 2차 락킹까지 해제된 상태에서 드론(DR)으로부터 제공된 암호코드와 동일한 암호가 키패드(130)를 통해 키인(key-in)되었을 때 상기 락킹 CPU(141)가 리모컨부(147)를 통해 3차 락킹 해제를 위한 개방신호를 송출한다.
동시에, 상기 락킹 CPU(141)는 솔레노이드락커(140)의 잠금상태를 해제시킨다.
그러면, 상기 락킹판(190)은 회전되어 열릴 수 있는 상태가 된다.
그리고, 상기 리모컨부(147)로부터 개방신호를 수신한 리모컨스위치(SW)는 구동모터(240)로 전원을 공급하여 열림방향, 이를 테면 시계방향으로 회전 구동시킨다.
이에 따라, 모터기어(230)도 시계방향으로 회전되고, 이와 평기어 형태로 치결합된 축기어(230)는 반시계방향으로 회전되면서 작동봉(180)을 동일방향으로 회전시켜 결국 락킹판(190)을 반시계방향으로 90°회전시켜 들어 올리게 된다.
이때, 코일스프링(270)이 늘어나면서 작동편(260)이 반시계방향으로 들어 올려지면서 탄성복귀력을 축적하게 된다.
이러한 동작에 의해 출입문(110)이 열리지 못하도록 막고 있던 락킹판(190)이 열려 방해물이 없어졌으므로 출입문(110)은 열릴 수 있게 된다.
여기에서, 상기 출입문(110)은 안쪽으로 열리는 경우를 예시한 것이다.
그리고, 출입문(110)이 닫히게 되면 상기 락킹 CPU(141)는 상기 리모컨부(147)를 제어하여 리모컨부(147)로 하여금 폐쇄신호를 송출하도록 하고, 폐쇄신호를 수신한 리모컨스위치(SW)는 스위칭 동작하여 구동모터(240)를 상술한 반대방향, 즉 닫힘방향으로 회전되게 제어한다.
그러면, 상술한 반대 동작을 통해 락킹판(190)은 초기 상태와 같은 닫힘 상태를 유지하게 된다.
이때, 상기 출입문(110)의 열림과 닫힘 여부는 출입문(110)의 일측면에 매립된 근접센서(APX)를 통해 검출할 수 있고, 근접센서(APX)가 검출한 닫힘상태 신호는 상기 락킹 CPU(141)로 출력되어 상기 락킹 CPU(141)가 상기와 같은 출입문(110) 잠금기능을 수행하게 되며, 락킹판(190)이 완전히 닫히면 솔레노이드락커(148)를 동작시켜 잠금 기능을 완성하게 된다.
이 경우, 솔레노이드락커(148)는 구동모터(240) 구동 후 일정시간이 경과된 다음에 자동적으로 이루어지도록 타이머 제어되어 잠김 동작할 수도 있고, 별도의 센서나 리미트스위치를 설치하여 랑킹판(190)이 삽입홈(210)의 내면과 접촉되면 그때 동작하도록 제어할 수도 있을 것이다.
특히, 락킹판(190)이 닫힐 때 늘어났던 코일스프링(270)이 수축되면서 당기기 때문에 닫힘력을 강화시켜 긴밀한 밀착을 유지할 수 있고, 이를 통해 락킹력이 강화되게 된다.
뿐만 아니라, 3차 락유닛 해제시 드론(DR)으로부터 송신된 암호코드는 락킹 CPU(141)에 연결된 무선통신모듈(146)과 출입을 희망하는 접근자의 스마트폰(TEL, 도 1 참조)으로 동시 전송된다.
때문에, 상기 드론(DR)에는 드론통신모듈(MDU)가 탑재되어 있고, 상기 드론통신모듈(MDU)은 상기 무선통신모듈(146)이 인식하는 특정신호를 송출하도록 구성되며, 인터넷망을 통해 관리서버(미도시)에 접속할 수 있는 근거리 통신모듈이다.
물론, 스마트폰(TEL)으로 송출하는 것은 무선통신이 가능한 전화망, 인터넷망 등을 통해 이루어지며, 본 발명을 구현하기 위한 특정앱(어플리케이션)이 설치되었다는 것을 전제로 한다. 다만, 본 발명을 특정앱을 개발하는 것이 아니므로 앱에 대한 설명은 생략한다.
더 쉬운 방법으로는 특정앱이 아닌 단순 문자메세지를 활용하는 것이다.
또한, 접근자는 미리 관리서버(미도시)에 등록된 자여야 하며, 동시에 자신이 사용하는 스마트폰(TEL)에 대한 정보(번호,이름 등)도 등록된 자, 즉 허가된 사람이어야 한다.
여기에서, 접근자의 신원확인을 위해 상기 락킹 CPU(141)에는 ID 인식부(미도시)가 더 할당될 수 있으며, 키패드(130)의 일측에는 접근자가 소지한 ID 카드를 인식할 수 있는 리더기(미도시)가 더 설치될 수 있다.
따라서, 접근자는 키패드(130)가 활성화되었을 때 ID 카드를 리더기에 접촉시키고, 이를 통해 읽어들인 접근자 정보는 상기 락킹 CPU(141)가 관리서버와 통신할 수 있는 드론(DR)을 통해 관리서버로부터 확인하고 정상적으로 허가된 자임을 확인하도록 구성될 수 있다.
또한, 키패드(130)를 통한 비밀번호 입력이 성공하여 2차 인증이 완료되면 동시에 상기 락킹 CPU(141)는 무선통신모듈(146)을 통해 드론통신모듈(MDU)로 암호코드 전송을 요청하고, 이를 수신한 드론(DR)은 생성된 암호코드를 송신한다.
이때, 접근자에 대한 정보가 이미 인식된 상태이므로 드론(DR)은 해당 접근자는 스마트폰(TEL)으로 생성된 암호코드를 송신하고, 동시에 상기 락킹 CPU(141)는 그와 동일한 암호코드를 수신하여 메모리부(144)에 저장한다.
이 경우, 상기 암호코드는 스마트폰(TEL)의 경우 문자 메세지로 전송될 수 있고, 또한 암호코드는 키패드(130)를 통해 누를 수 있는 조합이면 되는데, 이를 테면 여섯자리 숫자의 조합으로서, '483065' 등이 될 수 있다.
따라서, 접근자가 자신의 스마트폰(TEL)에 표시된 '483065'를 그대로 키인하게 되면 락킹 CPU(141)는 정당한 출입자로 판단하여 상술한 3차 락킹 해제 과정이 수행된다.
한편, 이러한 기능을 수행하기 위해 상기 드론(DR)은 밤새도록, 이를 테면 최소 8시간 이상 호버링할 수 있어야 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 드론(DR)은 도 5에 도시된 바와 같이, 드론본체(300)를 포함한다.
그리고, 상기 드론본체(300)의 하면에는 랜딩기어(310)가 구비되는데, 상기 랜딩기어(310)는 지지체(312)에 의해 드론본체(300)와 연결되어 드론본체(300)를 지면에서 일정 높이 간격을 유지한 채 위치되도록 지지하게 된다.
뿐만 아니라, 상기 드론본체(300)의 하면에는 하부바디(BD)가 돌출되고, 상기 하부바디(BD)에는 카메라(320)가 장착되어 감시기능을 수행할 수 있도록 구성된다.
이때, 감시기능이 필요한 이유는 접근자의 모습을 촬영하여 도난시 증거자료를 확보하는 측면도 있고, 경우에 따라서는 신원을 확인하는 보조수단이 될 수도 있기 때문이다.
덧붙여, 상기 하부바디(BD)에는 경고 등 음성 출력을 위한 스피커(미도시)가 설치되어 도난, 무단출입 등을 미연에 방지하는 예방기능도 수행할 수 있다.
아울러, 상기 드론본체(300)의 둘레면에는 간격을 두고 다수, 바람직하게는 4개의 고정암(330)이 설치된다.
또한, 상기 고정암(330)의 단부에는 모터하우징(340)이 회전가능하게 축결합되고, 상기 모터하우징(340)은 도시하지 않았지만 드론본체(300)에 내장된 회동모터에 의해 회전각도가 조절될 수 있도록 구성됨으로써 모터하우징(340)의 각도 조절을 통해 전진비행(forward), 후진비행(backward), 우횡비행(roll right), 좌횡비행(roll left), 좌회전비행(yaw left), 또는 우회전비행(yaw right)이 가능하게 되며, 상승비행(ascend)과 하강비행(descend)은 프로펠러(350)의 회전속도에 의해 이루어질 수 있는데, 이러한 것은 현재 시판되고 있는 드론에 구현되어 있는 일반적이 기술이므로 구체적인 설명은 생략한다.
그리고, 상기 모터하우징(340)에는 프로펠러모터(미도시)가 내장되고, 상기 프로펠러모터에는 프로펠러(350)가 고정되어 상기 프로펠러(350)의 회전에 따라 드론본체(300)를 비행시키게 된다.
또한, 상기 드론본체(300)에는 GPS수신기(GPS)와, 앞서 설명한 드론통신모듈(MDU)이 더 설치되어 정확한 좌표로 이동시키거나 일정고도를 유지한 채 정지한 상태로 비행할 수 있는 호버링이 가능하도록 하거나 혹은 카메라(320)를 통한 촬영정보를 관리서버(미도시)로 송수신할 수 있도록 구성되는데, 이 또한 일반적인 사항이므로 구체적인 구조나 제어 관계에 대한 설명은 생략한다.
본 발명은 이와 같이 이미 시판중인 드론에 구현되어 있는 기술들을 포함하며, 이에 더하여 최소한 8시간 이상 장시간 동안 체공할 수 있도록 구성된다.
이를 위해, 본 발명에서는 도 6의 예시와 같이, 카메라(320)가 장착된 하부바디(BD)의 내부에는 제1,2배터리(BT1,BT2)가 탑재된다.
이때, 상기 제1,2배터리(BT1,BT2)는 축전지일 수 있으며, 특히 듀얼로 설치되어 이중화됨으로써 배터리의 사용시간을 늘릴 수 있도록 구성된다.
물론, 축전지를 사용할 경우, 축전용 발전기패키지를 더 포함할 수 있는데 이에 대해서는 후술하기로 한다.
또한, 상기 제1,2배터리(BT1,BT2) 사이에는 컨트롤러(400)가 탑재된다.
상기 컨트롤러(400)는 보드(인쇄회로기판) 형태이다.
그리고, 상기 드론본체(300)의 상면에는 일정깊이 설치홈(302)이 요입 형성된다.
또한, 상기 설치홈(302)의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 안착돌기(304)가 돌출되고, 상기 안착돌기(304)에는 구획판(306)이 안착 고정되어 하부공간과 상부공간으로 구획한다.
이때, 상기 구획판(306)에 의해 구획된 하부공간에는 헬륨가스통(360)이 구비되고, 상기 헬륨가스통(360)에는 가스공급관(362)이 연결되며, 상기 가스공급관(362)에는 솔레노이드밸브 형태를 갖는 개폐밸브(364)가 설치되고, 상기 가스공급관(362)의 단부는 가스펌프(370)의 입구단에 접속된다.
아울러, 상기 가스펌프(370)의 출구단에는 벌룬공급관(372)이 연결된다.
한편, 상기 구획판(306)에 의해 구획된 상부공간에는 벌룬(380)이 구비되는데, 상기 벌룬(380)은 주입구(382)가 상기 구획판(306) 상에 고정된다.
그리고, 상기 벌룬공급관(372)의 단부는 상기 구획판(306)을 관통하여 상기 벌룬(380)의 주입구(382)에 긴밀하게 접속 고정된다.
따라서, 후술될 컨트롤러(400)의 제어에 의해 상기 개폐밸브(364)가 열리고 가스펌프(370)가 가동되면 헬륨가스통(360) 내부의 헬륨가스가 벌룬(380)으로 주입되어 도 7과 같은 형태로 부풀어 오르게 되어 체공할 수 있는 부력을 생산하게 된다.
반면에, 가스펌프(370)가 역회전하게 되면 벌룬(380) 속에 장입되어 있던 헬륨가스가 다시 헬륨가스통(360) 속으로 회수되고, 그 과정에서 벌룬(380)은 쪼그라들어 원래 상태로 상부공간에 수납되며, 헬륨가스의 회수가 완료되면 개폐밸브(364)가 잠긴다.
이와 같이, 본 발명은 공기보다 가벼운 헬륨가스를 이용하여 벌룬(380)를 부상시키는 것에 의해 드론본체(300)에 부력을 제공하여 공기중에 장시간 동안 체공, 즉 호버링 가능한 상태를 유지하도록 할 수 있다.
다른 한편, 상기 드론본체(300)의 설치홈(302)을 제외한 하측에는 공간인 중공부(308)가 형성되고, 상기 중공부(308)에는 와이어모터(390)가 설치되고, 상기 와이어모터(390)에는 와이어드럼(392)이 고정되며, 상기 와이어드럼(392)에는 와이어(394)가 감길 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 드론본체(300)의 상면에는 신축성있는 소재로 된 낙하산커버(396)가 덮여 씌워지는 형태로 구비된다.
특히, 상기 낙하산커버(396)는 단부가 상기 드론본체(300)을 완전히 씌운 후 드론본체(300)의 측면에 위치하도록 배치되며, 와이어(394)에 의해 결속된다.
보다 구체적으로, 도 8의 예시와 같이, 벌룬(380)이 설치되는 설치홈(302)의 외측 둘레를 따라 상기 중공부(308) 상에는 다수의 아이들롤(ROL)이 설치되고, 와이어(394)는 각 아이들롤(ROL)을 경유한 채 육각형상 드론본체(300)의 4지점에서 드론본체(300)의 둘레면을 관통한 후 낙하산커버(396)를 결속한다.
따라서, 허리춤에 고무줄이 끼워져 있어 고무줄의 일단을 당기면 허리춤이 조여지듯이 와이어모터(390)를 회전시켜 와이어(394)를 와이어드럼(392)에 감으면 와이어(394)가 당겨지므로 조여져 낙하산커버(396)가 드론본체(300)의 표면에 타이트하게 밀착되면서 벌룬(380)을 눌러 고정한다.
그러다가, 벌룬(380)이 부풀어 오를 때는 와이어모터(390)가 역회전하면서 와이어(394)를 풀어 주어 부풀어 오르는 벌룬(380)과 함께 도 7의 예시와 같은 형태로 들떠 오르게 된다.
여기에서, 상기 낙하산커버(396)를 구비해야 하는 이유는 튜브 형태인 벌룬(380)을 보호하기 위한 것으로 장시간 호버링시 조류에 의한 파손, 비나 눈, 천둥번개 등에 의한 손상위험을 미연에 방지하기 위한 것이며, 특히 불측의 사유로 벌룬(380)이 터졌을 경우 드론본체(300)가 그대로 낙하하게 되면 드론본체(300)의 파손이 커 손실이 막대하므로 이럴 경우 자연스럽게 낙하산커버(396)가 낙하산 기능을 수행하여 공기 완충에 의한 드론본체(300)의 급격한 낙하를 막아 파손을 최소화시키기 위함이다.
또한, 벌룬(380)에 충전되는 헬륨가스 때문에 주된 부력이 생기지만, 벌룬(380)과 낙하산커버(396) 사이의 공간으로 공기가 들어가기 때문에 공기에 의한 부력도 가해져 드론본체(300)가 훨씬 더 용이하게 떠오를 수 있게 된다.
아울러, 상기 와이어모터(390) 또한 컨트롤러(400)에 의해 제어된다.
이를 위한 상기 컨트롤러(400)는 도 8의 예시와 같이, 주제어부인 MCU(Main Control Unit)(410)을 포함한다.
그리고, 상기 MCU(410)에는 고도계(420)가 연결되는데, 상기 고도계(420)는 드론본체(300)가 정해진 고도내에서 호버링되도록 하기 위한 것이다.
즉, 설정된 고도를 초과하여 상승하면 드론본체(300)를 다시 설정된 고도 범위로 하강시키고, 설정된 고도 보다 낮으면 드론본체(300)를 상승시켜 설정된 고도 범위 내에 있도록 하기 위한 것이다.
또한, 상기 MCU(410)에는 모터제어기(430)가 연결되는데, 상기 모터제어기(430)는 프로펠러모터를 비롯하여 와이어모터(390)의 회전을 제어하기 위한 것이다.
즉, 고도계(420)에 의해 검출된 고도값에 따라 드론본체(300)를 하강시켜야 할 경우에는 프로펠러를 역회전시키고, 상승시켜야 할 때는 프로펠러를 정회전시키도록 제어하게 된다.
뿐만 아니라, 상기 MCU(410)에는 카메라제어기(440)가 연결되어 감시 기능 작동시 필요한 영상을 확보하기 위해 카메라(320)의 구동을 제어한다.
이때, 상기 MCU(410)에는 내장메모리가 탑재되어 있어 촬상된 영상이 저장될 수 있어야 하며, 드론통신모듈(MDU)을 통해 저장된 영상을 관리서버(미도시)로 전송할 수도 있다.
또한, 상기 MCU(410)에는 자세제어기(450)도 연결되는데, 상기 자세제어기(450)는 자이로스코프를 활용하여 드론본체(300)가 수평상태를 유지할 수 있도록 각각의 프로펠러(350)의 회전을 제어한다.
아울러, 상기 MCU(410)에는 펌프제어기(460)가 연결되어 벌룬(380)에 헬륨가스를 채우거나 뺄 수 있도록 구성된다.
이에 더하여, 상기 MCU(410)에는 드론본체(300)를 정확한 감시지점으로 이동시키기 위해 좌표정보를 수신하는 GPS수신기(GPS)와, 제1,2배터리(BT1,BT2)의 전압을 체크하여 드론 구동에 필요한 전압 이하로 전압강하가 발생할 경우 MCU(410)의 제어신호에 따라 전원공급을 스위칭(제1,2배터리를 교체 사용)할 수 있도록 배터리 전압을 검출하는 전압레벨검출기(470)가 더 구비되며, 도시하지 않은 스피커는 촬영된 영상 판독에 의해 관리서버로부터 특정신호 수신시 MCU(410)가 직접 제어하도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 드론은 리모트 컨트롤을 통한 수동제어는 물론, 이륙 후 자동모드로 전환시켜 정해진 좌표로 비행 후 감시활동을 유지하도록 자동제어될 수도 있다.
이러한 드론은 드론(DR)을 비행시키기 위해 프로펠러(350)를 회전시켜 양력을 발생시킨다.
그러면, 드론본체(300)가 떠오르고, GPS수신기(GPS)를 활용하여 감시활동이 필요한 지점으로 이동한다.
감시활동 지점에 이르러 적정 고도에 도달하면, MCU(410)는 펌프제어기(460)를 통해 개폐밸브(364)를 열고, 가스펌프(370)를 동작시켜 벌룬(380)에 헬륨가스를 채운다.
이에 따라, 벌룬(380)이 부풀어 오르게 되는데, 이와 동시에 모터제어기(430)를 통해 와이어모터(390)를 구동시켜 와이어(394)를 풀어 준다.
이후, 벌룬(380)이 최대한 부풀어 올랐을 때 가스펌프(370)의 동작을 정지시키고, 동시에 개폐밸브(364)를 잠근다.
그러면, 드론본체(300)는 벌룬(380)의 부력에 의해 상승하게 된다.
이때, MCU(410)는 모터제어기(430)를 통해 프로펠러(350)의 구동을 정지시킨다.
이 상태가 되면, 벌룬(380)과 벌룬(380) 주변의 낙하산커버(396) 내부 공간에 채워진 공기에 의해 드론본체(300)는 충분히 부력을 받아 떠 있게 되며, 시간이 지날수록 점점 상승하면서 고도가 높아지게 된다.
이 경우, 고도계(420)의 출력신호에 따라 MCU(410)가 다시 모터제어기(430)를 통해 프로펠러(350)의 회전방향을 제어함으로써 드론본체(300)를 하강시켜 설정고도 내에 위치되게 유지시킨다.
반대로, 고도가 설정 고도보다 낮아질 경우에도 모터제어기(430)가 프로펠러(350)의 회전방향을 제어하여 고도를 맞추게 된다.
또한, 기준 좌표로부터 설정된 반경 범위를 넘어설 경우에는 모터제어기(430)에 의한 프로펠러(350)의 회전과, 모터하우징(340)의 회전각을 MCU(410)가 제어하여 지정된 좌표 내에 있도록 제어하게 된다.
이때, 배터리는 제1,2배터리(BT1,BT2) 중 하나만 사용되며, 전압레벨검출기(470)는 사용중인 배터리의 전압레벨을 실시간으로 검출하여 MCU(410)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명에서는 드론본체(300)가 감지 지점으로 이동한 후 정해진 고도에 이르러 감시활동을 시작하게 되면, 그 이후에는 프로펠러(350)의 구동이 정지된 상태에서 벌룬(380)에 의한 호버링 상태가 되므로 사실상 배터리의 전원을 거의 사용하지 않게 된다.
물론, 배터리의 전원을 사용할 경우는 고도를 재조정하거나 자세를 제어하거나 하는 등과 같이 간헐적으로 이루어지기 때문에 그만큼 배터리 소모량이 작고, 나아가 배터리가 이중화되어 있어 일정전압 이하로 떨어지면 스위칭하여 여분의 배터리로 정상 가동되기 때문에 8시간 이상 장시간 동안 비행이 가능하여 충분한 감기 기능을 수행할 수 있게 된다.
여기에서, 체공시간을 더욱 길게 하기 위해 배터리를 축전지로 바꾸고, 충전할 수 있는 엔진을 구비하면 더욱 좋다.
이 경우, 배터리 충전유닛은 발전기 패키지를 활용할 수 있다.
예컨대, 발전기 패키지는 일본회사(IHI 社)에서 2015년에 개발한 발전기 내장형 가스터빈일 수 있는데, 이는 8-12cm 크기를 갖고 분당 33만 회전으로 60와트를 발전할 수 있으며, 프로판가스를 원료로 사용한다.
때문에, 이러한 발전기 패키지를 하부바디(BD)에 탑재하여 발전된 전기를 축전지에 축전함으로써 8시간을 훨씬 초과한 감시활동을 구현할 수도 있다.
여기에서, 상술한 카메라(320)는 일반적으로 장착되는 단안 카메라가 아니라, 양안시차를 이용하여 입체적 촬상이 가능한 스테레오 카메라를 사용한다.
이러한 스테레오 카메라는 도 10의 예시와 같이, 좌안카메라(320a)와 우안카메라(320b)로 이루어지며, 상기 스테레오 카메라(320)는 양안 시차를 정합하여 거리 정보를 얻는 인간의 시각체계를 응용한 것으로서, 좌안카메라(320a)에서 촬상한 좌안영상과 우안카메라(320b)에서 촬상한 우안영상에서 획득된 영상으로부터 특징을 추출하고 스테레오 정합을 통해 변위 추정, 변위로부터의 거리 계산 등에 필요한 정보를 제공하는 카메라이다.
특히, 이와 같은 스테레오 카메라는 양안 시차 특성 때문에 깊이 지도를 생성할 수 있고, 이 깊이 지도 정보를 바탕으로 스테레오 카메라(320)로부터 촬상지점까지의 거리정보를 산출할 수 있는데, 이는 공지된 기술이므로 여기에서 구체적인 설명은 생략한다.
때문에, 피사체까지의 거리정보에 의거하여 촛점을 맞출 수 있어 정확하고 선명한 영상 촬영이 가능하다.
뿐만 아니라, 상기 MCU(410)에는 상기 출입자 감지부(480)가 더 연결되어 제어될 수 있는데, 상기 출입자 감지부(480)는 스테레오 카메라가 촬영한 영상을 실시간으로 판독하면서 머신러닝 기법에 따라 이동객체, 즉 출입자의 신원을 확인하게 된다.
예컨대, 출입문(110) 쪽으로 접근하는 출입자가 발생하면 MCU(410)는 스테레오 카메라를 이용하여 출입자를 촬상하고, 관리서버에 등록되어 있는 사진이미지와 유사한 사람을 검색하게 된다.
이것은 일종의 기계학습인 머신러닝 기법을 이용한다.
예컨대, 상기 머신러닝 기법은 컴퓨터 스스로 데이터를 수집하고 분석해 미래를 예측하는 기계학습 알고리즘 중 하나로, 먼저 컴퓨터를 알고리즘 기반으로 학습시킨 뒤 새로운 데이터를 입력해 결과를 예측하도록 하는데, 컴퓨터는 학습한 내용을 기반으로 방대한 양의 빅 데이터를 분석해 앞으로의 행동이나 가능성 등을 판단하는 기법을 말한다.
따라서, 이러한 기법을 응용하여 출입자 감지부(480)가 관리서버에 등록된 다양한 출입자 사진을 학습하여 접근하는 출입자를 스테레오 카메라로 촬상하고, 이를 판독하여 ID 카드를 접촉하지 않아도 정확하게 등록된 출입자인지 아닌지를 확인할 수 있게 되어 그 효용성이 더욱 더 증대될 것으로 예측된다.
덧붙여, 상기 MCU(410)에는 거리산출부(490)가 더 연결되어 스테레오 카메라가 촬상한 좌안영상과 우안영상을 비교 판독하여 깊이지도를 생성하고, 깊이지도로부터 피사체까지 거리정보를 산출할 수 있다.
이렇게 거리정보가 산출되면 MCU(410)는 초점 조절을 통해 보다 선명하고 정확한 피사체 촬영이 가능하게 된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 벌룬을 프로펠러와 혼용하여 함께 활용함으로써 드론의 체공시간을 현저히 증가시켜 특히, 고가의 박람회장이나 전시회장에 보관중이 고가품을 안전하고 관리 감독하도록 출입문을 출입하는 사람들의 보안 인증에 긴요하게 활용될 수 있다.
100: 보안대상건물 200: 밀착판
300: 드론본체 400: 컨트롤러
300: 드론본체 400: 컨트롤러
Claims (2)
- 보안대상건물의 출입문에 설치된 키와 키뭉치로 된 1차 락유닛, 1차 락유닛에 의해 스위칭되고 활성화되는 비밀번호 설정형 2차 락유닛과, 2차 락유닛에 의해 활성화되고 출입자를 등록관리하는 관리서버와 무선통신 가능한 드론으로부터 수신된 암호코드에 의해 동작하는 3차 락유닛을 포함하여 최소한 3중 보안이 가능하도록 구성된 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템에 있어서;
상기 2차 락유닛은 숫자버튼과 기호버튼(*,#)을 포함하는 키패드와, 상기 키패드의 하방에 위치되고 상기 출입문에 매립된 락킹제어기와, 상기 키패드의 일측방에 위치되고 상기 출입문에 매립된 경보기를 포함하며; 상기 키패드는 상기 키가 키뭉치에 꽂힌 후 정확히 일치되어 락킹이 해제될 때 락킹제어기의 스위칭 신호에 의해 활성화되어 출입문 표면에 현출되어 누를 수 있도록 구성되고; 상기 락킹제어기는 마이콤인 락킹 CPU와, 상기 락킹 CPU에 연결제어되고 키가 키뭉치의 키홈에 정확하게 일치되어 키뭉치가 회전되면 이를 전기적인 신호로 변환하여 상기 락킹 CPU로 출력하는 키스위치와, 상기 키스위치의 출력신호에 따라 상기 락킹 CPU의 제어하에 출입문 표면에 키패드 형상이 현출되게 하는 키패드활성화부와, 설정된 비밀번호를 저장하도록 상기 락킹 CPU에 연결 제어되는 메모리부와, 비밀번호 불일치시 경보음과 경고음성을 출력하도록 상기 락킹 CPU에 연결 제어되는 경보기와, 상기 락킹 CPU에 연결 제어되며 출입문 주변의 일정높이 위치의 상공에 호버링되고 있는 드론과의 무선통신을 위한 근거리 무선통신모듈과, 상기 락킹 CPU에 연결되어 온/오프 신호를 출력하는 리모컨부를 포함하며;
상기 3차 락유닛은 출입문(110)의 상단과 간격을 두고 보안대상건물의 내벽면 상측에 고정된 락킹프레임과, 상기 락킹프레임의 내측을 바라보는 전면 양측에 서로 간격을 두고 고정된 한 쌍의 고정블럭과, 상기 고정블럭에 고정된 원통형상의 힌지환과, 상기 힌지환에 회전가능하게 조립된 회전봉과, 상기 회전봉에 고정된 사각판상의 락킹판과, 상기 락킹판의 안쪽면에 출입문과의 밀착력되도록 구비된 탄성소재의 밀착판과, 상기 출입문의 락킹판이 접촉되는 면에 상기 밀착판이 삽입될 수 있도록 대응되는 크기로 요입형성된 삽입홈과, 상기 힌지환을 관통한 회전봉의 양단 중 일단에 고정된 축기어와, 상기 축기어에 치결합되는 모터기어와, 상기 모터기어가 연결된 구동모터와, 상기 구동모터를 고정하도록 상기 락킹프레임의 일측단면에서 돌출된 모터베이스와, 상기 회전봉의 타단에 고정된 작동편과, 상기 작동편의 나머지 단부에 고정된 코일스프링과, 상기 락킹프레임 상에 고정되고 상기 코일스프링의 다른 단부가 걸림 고정되는 스프링고정구와, 상기 삽입홈의 하면 중앙에 일정크기로 형성된 블럭삽입홈과, 상기 블럭삽입홈과 대응되는 크기로 상기 락킹판의 하단면 중심에서 돌출되고 락커홈을 구비한 락블럭과, 상기 락킹 CPU의 제어신호에 따라 상기 락커홈 속으로 출몰되면서 락킹하도록 출입문에 고정된 솔레노이드락커와, 상기 락킹프레임의 일측 하면에 고정되고 상기 리모컨부로부터 출력된 신호를 수신하여 상기 구동모터의 구동을 제어하는 리모컨스위치를 포함하며;
상기 드론은 상기 무선통신모듈과 통신하여 2차 락킹이 해제되었을 때 3차 락킹 해제용 암호코드를 상기 무선통신모듈 및 관리서버에 등록된 출입자의 스마트폰으로 송신하는 드론통신모듈을 탑재하고, 출입문의 상측 일정 고도에서 호버링되면서 출입자를 감시 촬영하는 스테레오 카메라를 더 포함하되,
상기 드론은 드론본체; 상기 드론본체의 하면에 일체로 구비된 하부바디; 상기 하부바디의 하면에 설치된 스테레오 카메라; 상기 드론본체를 지면에서 일정높이 위치되게 지지하는 랜딩기어; 상기 드론본체의 둘레면에 간격을 두고 설치된 다수의 고정암; 상기 고정암의 단부에 회전가능하게 설치된 회동봉; 상기 회동봉 상에 고정된 모터하우징; 모터하우징의 모터에 고정된 프로펠러;를 구비하며, 상기 하부바디의 내부에는 제1,2배터리가 탑재되고; 상기 제1,2배터리 사이에는 컨트롤러가 실장되며; 상기 드론본체의 상면에는 일정깊이 설치홈이 요입 형성되고; 상기 설치홈의 바닥면으로부터 일정높이의 내벽에는 안착돌기가 돌출되며; 상기 안착돌기에는 구획판이 안착 고정되어 하부공간과 상부공간으로 구획하고; 구획된 하부공간에는 헬륨가스통이 구비되며; 상기 헬륨가스통에는 가스공급관이 연결되고; 상기 가스공급관에는 개폐밸브가 설치되며; 상기 가스공급관의 단부는 가스펌프의 입구단에 접속되고; 상기 가스펌프의 출구단에는 벌룬공급관이 연결되며; 구획된 상부공간에는 벌룬이 구비되고; 상기 벌룬의 주입구는 상기 구획판 상에 고정되며; 상기 벌룬공급관의 단부는 상기 구획판을 관통하여 상기 벌룬의 주입구에 접속되고; 상기 드론본체의 설치홈을 제외한 하측에는 공간인 중공부가 형성되며; 상기 중공부에는 와이어모터가 설치되고; 상기 와이어모터에는 와이어드럼이 고정되며; 상기 와이어드럼에는 와이어가 감길 수 있도록 구성되고; 상기 드론본체의 상면에는 신축성있는 소재로 된 낙하산커버가 덮여 씌워지며; 상기 설치홈의 외측 둘레를 따라 상기 중공부 상에는 다수의 아이들롤이 설치되고; 상기 와이어는 각 아이들롤을 경유한 채 드론본체의 다수지점에서 드론본체의 각 측면을 관통한 후 낙하산커버를 결속하며; 상기 컨트롤러는 주제어부인 MCU(Main Control Unit)를 포함하고; 상기 MCU에는 고도계가 연결되어 상기 드론본체가 정해진 고도내에서 호버링되도록 제어하며; 상기 MCU에는 프로펠러 구동용 모터를 비롯하여 와이어모터의 회전을 제어하는 모터제어기가 연결되고; 상기 MCU에는 벌룬에 헬륨가스를 채우거나 뺄 수 있도록 개폐밸브와 가스펌프를 제어하는 펌프제어기가 연결되며; 상기 MCU에는 드론본체를 감시지점으로 이동시키기 위해 인공위성으로부터 좌표정보를 수신하는 GPS수신기가 더 연결되고; 상기 MCU에는 상기 스테레오 카메라에서 촬상한 좌안영상과 우안영상으로부터 특징점을 추출하여 머신러닝 기법을 통해 피사체가 관리서버에 등록된 사람인지 여부를 확인하고 판단하는 출입자 감지부가 더 연결된 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 솔레노이드락커는 사각박스 형상의 솔레노이드하우징을 포함하며, 상기 솔레노이드하우징에는 전자석코일이 내장되고, 상기 전자석코일의 동작에 따라 출몰되는 잠금바가 구비되며, 상기 솔레노이드하우징의 하단에는 길이방향으로 연장된 판상의 수평연장판이 더 구비되고, 상기 수평연장판의 단부에는 수직방향으로 절곡 연장된 수직연장판이 더 구비되며, 상기 잠금바의 선단은 수직연장판을 관통하여 노출된 상태로 유지되고, 상기 잠금바의 길이 일부에는 팽창스프링이 끼워지되 상기 팽창스프링은 상기 솔레노이드하우징과 수직연장판 사이의 공간 상에 위치되며, 팽창스프링이 이탈되지 못하도록 상기 잠금바의 길이 일부에는 상기 잠금바가 수직연장판을 관통하는 구멍보다 큰 원판형 스토퍼가 고정된 구조로 이루어지며;
상기 MCU에는 스테레오 카메라가 촬상한 좌안영상과 우안영상을 비교 판독하여 깊이지도를 생성하고, 깊이지도로부터 피사체까지 거리정보를 산출하는 거리산출부가 더 연결 제어되는 것을 특징으로 하는 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템.
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170121879A KR20190033285A (ko) | 2017-09-21 | 2017-09-21 | 스테레오 카메라를 구비한 드론을 이용하여 머신러닝 기법과 암호코드 송수신 방식을 통한 고가품 박람회 또는 전시장 보안시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20190033285A (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112837444A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-25 | 哈尔滨学院 | 计算机机房巡检摄像头及巡检方法 |
| CN116961317A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-10-27 | 广东南博万电机有限公司 | 一种集成式行星减速电机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101330566B1 (ko) | 2012-02-28 | 2013-11-18 | (주)유토닉스 | 무선인식 기술을 이용한 전시장 관리 시스템 및 홍보 방법 |
| KR20140099014A (ko) | 2013-02-01 | 2014-08-11 | 유포러스 | 보안코드 인증 시스템 및 그의 제어방법 |
| KR101637516B1 (ko) | 2015-03-18 | 2016-07-07 | 주식회사 에스원 | 출입 제어 방법 및 장치 |
-
2017
- 2017-09-21 KR KR1020170121879A patent/KR20190033285A/ko active IP Right Grant
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| CN116961317B (zh) * | 2023-08-01 | 2024-01-12 | 广东南博万电机有限公司 | 一种集成式行星减速电机 |
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