KR20190097624A

KR20190097624A - 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법

Info

Publication number: KR20190097624A
Application number: KR1020180017257A
Authority: KR
Inventors: 이상민; 하종훈; 김동준; 조규성
Original assignee: 동명대학교산학협력단
Priority date: 2018-02-12
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2019-08-21
Also published as: KR102034494B1

Abstract

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법은, 무력화드론(510)을 이용하여 악용된 드론(10)을 무력화하는 안티드론 시스템으로서, 미리 설정된 영역에 대한 영상정보가 수집되도록 하는 영상정보 수집부(100); 상기 영상정보 수집부(100)에서 수집한 상기 영상정보를 분석하여 상기 드론(10)에 대한 정보를 획득하는 드론 정보 획득부(200); 상기 미리 설정된 영역 내에 드론(10)의 동작이 감지되도록 하는 동작 감지부(300); 상기 드론(10)까지의 거리를 실시간으로 산출하는 거리 산출부(400); 및 상기 드론(10)을 무력화 시키는 무력화부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화부(500)는, 상기 드론(10)을 향하여 직접 비행하여 접근할 수 있는 무력화드론(510); 및 상기 드론(10)을 교란시키기 위한 신호를 발생시키는 교란신호 발생기(520)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화드론(510)은, 상기 영상정보 수집부(100)로 촬영한 영상을 전송하는 적외선 카메라(511); 상기 드론(10)을 향해 발포하여 포획하는 그물(512)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 드론 정보 획득부(200)가 획득하는 상기 정보는, 상기 드론(10)의 위도, 경도, 고도 및 속도를 포함하는 것을 특징으로 하고,
미리 설정된 경로 및 미리 선정된 구역을 비행하며 감시 및 감지할 수 있도록 적외선 카메라(511), 포획 그물(512), 교란신호 발생기가 구비된 무력화드론을 이용하여 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법으로서, 상기 무력화드론(510)이 미리 설정된 경로를 따라 미리 선정된 구역을 비행하며 상기 적외선 카메라(511)를 이용하여 촬영한 영상을 안티드론 시스템으로 전송하는 단계(S100); 상기 안티드론 시스템에서 상기 촬영된 영상을 분석하여 악용된 드론(10)이 있는지 탐색하는 단계(S200); 상기 탐색하는 단계(S200)에서 악용된 드론(10)이 탐색되면, 상기 무력화드론(510)이 상기 드론(10)으로 접근하는 단계(S300); 상기 무력화드론(510)이 교란신호 발생 및 포획 그물(512) 발포로 상기 드론(10)을 무력화시키는 단계(S400); 상기 안티드론 시스템이 상기 드론(10)이 무력화 되었는지 확인하는 단계(S500); 상기 드론(10)이 무력화 되었을 경우, 추락하는 지점을 계산하는 단계(S600); 및 상기 계산하는 단계(S600)에서 계산된 지점을 상기 안티드론 시스템의 관리자에게 알리는 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법 {Anti-Drones system and operation methode to neutralize abusing drones}

본 발명은 테러나 범죄, 사생활 영역 침입 및 감시 등의 악용되는 드론을 무력화하는 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법에 관한 것이다.

무인 항공기(無人航空機, 영어: Unmanned Aerial Vehicle, UAV) 또는 벌이 윙윙거리는 소리를 따 만들어진 이름인 드론(drone)은 조종사가 비행체에 직접 탑승하지 않고 지상에서 원격조종(Remote piloted), 사전 프로그램된 경로에 따라 자동(auto-piloted) 또는 반자동(Semi-auto-piloted)형식으로 자율비행하거나 인공지능 탑재하여 자체 환경판단에 따라 임무를 수행하는 비행체와 지상통제장비(GCS: Ground Control Station/System) 및 통신장비(Data link) 지원장비(Support Equipments) 등의 전체 시스템을 통칭한다. RC비행기는 비행기를 조종하는 플라이트 컨트롤러가 필수 조건이 되지만 그와 다르게 드론은 컨트롤러가 필요하지 않을 수 있다.

독립된 체계 또는 우주/지상체계들과 연동시켜 운용한다. 활용분야에 따라 다양한 장비(광학, 적외선, 레이더 센서 등)를 탑재하여 감시, 정찰, 정밀공격무기의 유도, 통신/정보중계, EA/EP, Decoy 등의 임무를 수행하며, 폭약을 장전시켜 정밀무기 자체로도 개발되어 실용화되고 있어 향후 미래의 주요 군사력 수단으로 주목을 받고 있다. 최근 몇년 간 빠른 성장이 이루어지고 있는 추세다. 2017년 6월 아마존은 드론 이착륙 센터에 대한 특허 출원을 하기도 했다.

드론은 프로펠러의 회전에 의해 공중에 뜰 수 있으며, 무선 전파의 유도에 의해서 비행될 수 있다. 드론은 원거리에서 원격 조정되므로, 제어가 용이하도록 설계된다. 일 예로, 드론에는 복수의 프로펠러 및 복수의 모터가 마련될 수 있다.

한편, 무선 기술의 발달로 최근 군사용이 아닌 개인이 소장한 소형의 무선 정찰용 비행 물체인 드론(drone)이 시판되어 사용되고 있다. 드론은 화재 진압 시 또는 재난 지역들에 접근하거나, 또는 지형 정보를 캡쳐하거나, 방송용, 군사용 등의 목적으로 카메라들이 장착되어 비행할 수 있도록 조작된다.

대개 드론은 GNSS 위치 정보에 기초하여 무선조종장치에 의해 조작되며, 대개의 드론은 헬리콥터와 수평 회전익을 다수개 사용하여 위치 및 방향을 조절이 매우 용이한 구조이다.

특히 정지상태에서의 촬영도 가능하여 셀카용이나 방송을 위한 동영상 촬영 등에도 사용되고 있으나, 셀카 촬영은 사용자가 스스로 단말로 드론을 조작하여야하고, 동영상촬영은 별도의 드론 조종자에 의해 촬영이 이루어지는 구조이다.

최초의 드론은 군사 목적으로 개발되었고 여전히 군사 분야에서 드론은 각광받는 무기체계 중 하나이다. 택배업으로 유명한 아마존에서는 드론 배송 서비스를 발표하기도 하였고 이후 여러 산업에서 관심을 받기 시작하였다.

그러나 여러 산업 분야에서 드론을 활용한다는 것은 긍적적이지만은 않다.

조금만 숙련이 되면 누구나 쉽게 드론을 날려 사람이 접근하기 힘든 곳으로 보낼 수 있어, 하늘을 날아다니는 드론은 항상 추락과 사고의 위험이 있을뿐더러 군사용으로 개발된 드론이 가지고 있는 기능적 특성은 범죄나 테러에 악용 될 수 있기 때문이다. 또한 카메라를 달아 몰래 사진을 찍는 등 사생활 침해의 위협도 존재한다.

미래에는 드론의 사용처 및 사용빈도가 더 늘어날 것으로 보이며 위와 같이 드론을 악용하는 사례도 존재하기에 악용된 드론을 무력화하는 방안이 필요할 것으로 보인다.

KR 10-1459104 B1 KR 10-1748030 B1 KR 10-2017-0081349 A

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 악용된 드론을 탐색하여 드론에 대한 정보를 획득하고 동작을 감지하여 무력화 시키는 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법은, 무력화드론(510)을 이용하여 악용된 드론(10)을 무력화하는 안티드론 시스템으로서, 미리 설정된 영역에 대한 영상정보가 수집되도록 하는 영상정보 수집부(100); 상기 영상정보 수집부(100)에서 수집한 상기 영상정보를 분석하여 상기 드론(10)에 대한 정보를 획득하는 드론 정보 획득부(200); 상기 미리 설정된 영역 내에 드론(10)의 동작이 감지되도록 하는 동작 감지부(300); 상기 드론(10)까지의 거리를 실시간으로 산출하는 거리 산출부(400); 및 상기 드론(10)을 무력화 시키는 무력화부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화부(500)는, 상기 드론(10)을 향하여 직접 비행하여 접근할 수 있는 무력화드론(510); 및 상기 드론(10)을 교란시키기 위한 신호를 발생시키는 교란신호 발생기(520)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 무력화드론(510)은, 상기 영상정보 수집부(100)로 촬영한 영상을 전송하는 적외선 카메라(511); 상기 드론(10)을 향해 발포하여 포획하는 그물(512)을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 드론 정보 획득부(200)가 획득하는 상기 정보는, 상기 드론(10)의 위도, 경도, 고도 및 속도를 포함하는 것을 특징으로 하고,

미리 설정된 경로 및 미리 선정된 구역을 비행하며 감시 및 감지할 수 있도록 적외선 카메라(511), 포획 그물(512), 교란신호 발생기가 구비된 무력화드론을 이용하여 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법으로서, 상기 무력화드론(510)이 미리 설정된 경로를 따라 미리 선정된 구역을 비행하며 상기 적외선 카메라(511)를 이용하여 촬영한 영상을 안티드론 시스템으로 전송하는 단계(S100); 상기 안티드론 시스템에서 상기 촬영된 영상을 분석하여 악용된 드론(10)이 있는지 탐색하는 단계(S200); 상기 탐색하는 단계(S200)에서 악용된 드론(10)이 탐색되면, 상기 무력화드론(510)이 상기 드론(10)으로 접근하는 단계(S300); 상기 무력화드론(510)이 교란신호 발생 및 포획 그물(512) 발포로 상기 드론(10)을 무력화시키는 단계(S400); 상기 안티드론 시스템이 상기 드론(10)이 무력화 되었는지 확인하는 단계(S500); 상기 드론(10)이 무력화 되었을 경우, 추락하는 지점을 계산하는 단계(S600); 및 상기 계산하는 단계(S600)에서 계산된 지점을 상기 안티드론 시스템의 관리자에게 알리는 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 테러나 범죄, 사생활 영역 침입 및 감시 등으로 악용된 드론을 무력화 할 수 있는 효과를 보유하고 있다. 따라서 악용된 드론으로 인한 피해를 줄이고 위와 같은 피해를 사전에 차단하여 사회적 비용을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 시스템의 실시 예를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법의 실시 예를 보여주는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법의 실시 예이다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "... 부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.

그리고 본 명세서에서 모듈이라 함은, 본 발명의 기술적 사상을 수행하기 위한 하드웨어 및 상기 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적, 구조적 결합을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 모듈은 소정의 코드와 상기 소정의 코드가 수행되기 위한 하드웨어 리소스의 논리적인 단위를 의미할 수 있으며, 반드시 물리적으로 연결된 코드를 의미하거나, 한 종류의 하드웨어를 의미하는 것은 아님은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가에게는 용이하게 추론될 수 있다.

설명에 앞서 본 명세서에는 다수의 양태 및 실시양태가 기술되며, 이들은 단순히 예시적인 것으로서 한정하는 것이 아니다.

본 명세서를 읽은 후에, 숙련자는 다른 양태 및 실시예가 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없이 가능함을 이해할 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 시스템의 실시 예를 보여주는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법의 실시 예를 보여주는 플로우 차트이고, 도 3은 본 발명에 따른 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법의 실시 예이다.

또한, 본 발명에 따른 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템은 원격지에서 관리자가 단말기를 통해 조종할 수 있도록 한다. 단말기로는 전용단말기를 따로 제작하여 사용할 수 있고, 관리자의 스마트폰에 안티드론 시스템의 스마트폰 전용 앱을 사전에 설치하는 방식으로도 사용할 수 있다.

무력화부(500)의 교란신호 발생기(520)에 대해 좀 더 상세히 설명하자면, 교란신호 발생기(520)는 Gyro 교란신호, 비행체 제어 로직 교란신호, 비행체 무선통신 교란신호, GPS교란 신호를 선택적으로 출력 할 수 있다.

즉, Gyro 교란신호는 격추 대상 무인 비행체의 자이로에 조사하여 자이로 자세교정 신호를 교란시키거나 회로를 파괴하여 무인기를 격추시키는 기술 및 수단으로 사용할 수 있다.

비행체 제어 로직 교란신호는 격추 대상 무인기의 제어회로 로직상태을 교란 또는 파괴시켜 무인기를 격추시키는 기술 및 수단으로 사용할 수 있다.

GPS 교란 신호는 격추 대상무인기의 GPS 위치제어 회로가 오정보를 인지하도록 하는 기술 및 수단으로 사용할 수 있다.

비행체 무선통신 교란신호는 격추대상 무인기의 무선통신 회로에 조사하여 무인기의 원격제어 및 통신을 불가능하게 하거나, 취득된 정보를 전달 할 수 없게 파괴하는 기술 및 수단으로 사용할 수 있다.

격추대상 무인기에 대해 고출력 음성 또는 진동 에너지를 전달시켜 격추 대상 무인기의 자이로 기능을 마비시켜 격추하는 기술 및 수단으로 사용할 수 있다.

전술한 구성 외에 추가될 수 있는 구성으로는 무인기 탐지장치, 열상 영상 관측 및 분석 장치 및 무선 주파수 검출 및 방향 탐지장비 등이 있다.

무인기 탑지장치는 감시대상 공간내 지향특성을 갖는 음향관측 및 분석장치를 구비할 수 있으며 이는 가솔린엔진, 제트엔진 무인기 식별에 사용할 수 있다.

열상 영상 관측 및 분석장치는 감시대상 공간내 영상변화를 빛의 3 소요인 R(Red), G(Green), B(Blue)를 각각 색분해하여 그 값의 변화를 통계적으로 시간대 별로 처리하여 무인비행체의 감시대상 공간내 침입을 감지하는 기능을 갖는다.

무선 주파수 검출 및 방향 탐지장비는 감시 대상공간내 무인 비행체로 부터 방사되는 전자파 및 전자파의 변화를 주파수 축과 시간축에 따라 검출하여 무인기의 감시대상 공간내 침입을 인공 지능을 갖는 시스템 제어 프로세서가 판단하여 식별하도록 되어 있다.

무인기의 또 다른 탐지장치로는 수십 GHz이상 레이더가 사용될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 무력화 드론(510)은, 악용된 드론(10)에 대한 이미지 정보를 획득하는 드론 정보 획득부(200)를 포함하고, 이때 상기 획득된 드론(10)에 대한 이미지 정보와 상기 수집된 영상정보를 기반으로 상기 기설정된 영역에 악용된 드론의 감지 여부가 판단되도록 하여, 악용된 드론이 감지 된 것으로 판단되면, 비행경로를 생성하여 비행경로를 따라 비행할 수 있도록 한다.

그리고 상기 악용된 드론(10)이 복수일 경우, 상기 수집된 영상정보를 기반으로 각각의 악용된 드론(10)과의 상대적인 거리를 산출하여, 가장 가까운 거리에 위치하는 제1 드론과 가장 먼 거리에 위치하는 제2 드론을 각각 식별하고, 상기 식별된 제1 드론부터 상기 식별된 제2

드론까지 순차적으로 비행하도록, 제1 비행경로가 생성되도록 할 수 있다.

미리 설정된 영역은 사용자가 악용된 드론으로부터 방어하고자 하는 지역을 안티드론 시스템상에 설정할 수 있으며, 본 발명에 따른 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템 및 운용방법은 기설정된 영역에 대한 영상정보가 수집되도록 하고, 상기 수집된 영상정보를 기반으로 상기 기설정된 영역에 대한 비행경로가 생성되도록 하는 무력화 드론 및 상기 무력화 드론이 착륙하면, 무력화 드론에 전원 및 무력화용 그물 등 소모품이 충전되도록 하는 드론 스테이션을 더 포함할 수 있다. 따라서, 운용방법으로 무력화 드론이 드론 스테이션에 착륙하는 단계; 및 상기 무력화 드론에 전원 및 무력화용 그물 등 소모품이 충전되는 단계를 더 포함할 수 있다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

10 : 드론
100 : 영상정보 수집부
200 : 드론 정보 획득부
300 : 동작 감지부
400 : 거리 산출부
500 : 무력화부
510 : 무력화드론
511 : 카메라
512 : 그물
520 : 교란신호 발생기

Claims

무력화드론(510)을 이용하여 악용된 드론(10)을 무력화하는 안티드론 시스템으로서,
미리 설정된 영역에 대한 영상정보가 수집되도록 하는 영상정보 수집부(100);
상기 영상정보 수집부(100)에서 수집한 상기 영상정보를 분석하여 상기 드론(10)에 대한 정보를 획득하는 드론 정보 획득부(200);
상기 미리 설정된 영역 내에 드론(10)의 동작이 감지되도록 하는 동작 감지부(300);
상기 드론(10)까지의 거리를 실시간으로 산출하는 거리 산출부(400); 및
상기 드론(10)을 무력화 시키는 무력화부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 무력화부(500)는,
상기 드론(10)을 향하여 직접 비행하여 접근할 수 있는 무력화드론(510); 및
상기 드론(10)을 교란시키기 위한 신호를 발생시키는 교란신호 발생기(520)를 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 무력화드론(510)은,
상기 영상정보 수집부(100)로 촬영한 영상을 전송하는 적외선 카메라(511);
상기 드론(10)을 향해 발포하여 포획하는 그물(512)을 포함하는 것을 특징으로 하고,

상기 드론 정보 획득부(200)가 획득하는 상기 정보는,
상기 드론(10)의 위도, 경도, 고도 및 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 시스템.
미리 설정된 경로 및 미리 선정된 구역을 비행하며 감시 및 감지할 수 있도록 적외선 카메라(511), 포획 그물(512), 교란신호 발생기가 구비된 무력화드론을 이용하여 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법으로서,
상기 무력화드론(510)이 미리 설정된 경로를 따라 미리 선정된 구역을 비행하며 상기 적외선 카메라(511)를 이용하여 촬영한 영상을 안티드론 시스템으로 전송하는 단계(S100);
상기 안티드론 시스템에서 상기 촬영된 영상을 분석하여 악용된 드론(10)이 있는지 탐색하는 단계(S200);
상기 탐색하는 단계(S200)에서 악용된 드론(10)이 탐색되면, 상기 무력화드론(510)이 상기 드론(10)으로 접근하는 단계(S300);
상기 무력화드론(510)이 교란신호 발생 및 포획 그물(512) 발포로 상기 드론(10)을 무력화시키는 단계(S400);
상기 안티드론 시스템이 상기 드론(10)이 무력화 되었는지 확인하는 단계(S500);
상기 드론(10)이 무력화 되었을 경우, 추락하는 지점을 계산하는 단계(S600); 및
상기 계산하는 단계(S600)에서 계산된 지점을 상기 안티드론 시스템의 관리자에게 알리는 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 악용된 드론을 무력화하는 안티드론 운용방법.