KR20190125588A

KR20190125588A - 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템

Info

Publication number: KR20190125588A
Application number: KR1020180049565A
Authority: KR
Inventors: 황진국; 오경호; 문윤정; 김우영
Original assignee: (주)다온씨앤티
Priority date: 2018-04-30
Filing date: 2018-04-30
Publication date: 2019-11-07

Abstract

본 발명은 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론은 비행을 위한 드론 구동부와, 상기 드론 구동부의 구동에 따른 비행 중에 열화상 영상을 촬영하는 열화상 카메라와, 일반 영상을 촬영하며, 줌 기능을 갖는 줌 카메라와, 상기 열화상 카메라와 상기 줌 카메라에 의해 촬영된 상기 열화상 영상과 상기 일반 영상을 처리하여 인체를 인식하는 영상 처리부를 포함하며; 상기 영상 처리부는 상기 열화상 영상에서 열원에 해당하는 열화상 이벤트를 감지하는 열화상 감지부와, 상기 일반 영상에서 인체를 추출하는 인체 감지부와, 상기 열화상 감지부에 의해 상기 열화상 이벤트가 감지되는 경우, 상기 줌 카메라가 상기 열화상 이벤트가 감지된 위치로 줌-인하여 촬영하도록 상기 줌 카메라를 제어하고, 상기 줌 카메라의 줌-인 상태에서 촬영된 일반 영상으로부터 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 인체인지 여부를 감지하도록 상기 인체 감지부를 제어하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 해상 사고 등으로 해상에서 실종된 조난자를 보다 효율적으로 수색할 수 있다.

Description

열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템{DRONE WITH THERMO-GRAPHIC CAMERA AND ZOOM CAMERA FOR SEARCHING THE MISSING ON THE SEA AND SYSTEM FOR SEARCHING THE MISSING ON THE SEA}

본 발명은 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해상 사고 등으로 해상에서 실종된 조난자를 보다 효율적으로 수색할 수 있는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템에 관한 것이다.

선박을 타고 있던 선원이나 승객이, 선박 사고와 같은 재난이나 실족 등의 사유로 바다에 빠진 경우, 바디에 빠진 조난자를 신속하게 구조하기 위한 다양한 구조 장비 및 구조 방법 등의 선박 안전 솔류션이 연구되고 있다.

그러나, 기존의 선박 안전 솔루션은 구명조끼나 구명 튜브에 센서나 통신장비를 설치하여 조난자의 위치를 인식하는 방식으로 구현되어 있어, 구명 튜브나 구명 조끼를 착용하지 않은 사람이 바다로 추락한 경우, 조난자를 수색하는데는 어려움이 있으며, 특히 지상에서의 재난과는 달리 조류에 휩쓸려가는 조난자의 위치를 특정하기 어려워, 실종되는 사례가 빈번하게 발생한다.

해상에서의 조난자를 수색하기 위해서는 선박, 헬리콥터 등이 동원되고 있으나, 해양의 특성상 넓은 수색 범위의 문제와 동원할 수 있는 선박이나 헬리콥터의 수도 한정되어 있어 조난자를 찾는 것은 현실적으로 어려워 실정이다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해, 한국공개특허 제10-2018-0033833호에 개시된 "해상 조난자 위치 수색 방법 및 이를 위한 장치"에서는 조난자가 팔목 등에 착용하는 웨어러블 장치가 송출하는 비콘 신호를 이용하여 조난자의 위치를 파악하는 기술을 개시하고 있다.

그러나, 근거리 통신의 통신 반경의 제한에 따른 문제점을 안고 있을 뿐만 아니라, 선박에 승선했던 사람이 모두 해당 웨어러블 장치를 착용하고 있어야 한다는 문제점으로 인해 현실적으로 적용하기 어려운 단점이 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 해상 사고 등으로 해상에서 실종된 조난자를 보다 효율적으로 수색할 수 있는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 해상 조난자 수색 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론에 있어서, 비행을 위한 드론 구동부와, 상기 드론 구동부의 구동에 따른 비행 중에 열화상 영상을 촬영하는 열화상 카메라와, 일반 영상을 촬영하며, 줌 기능을 갖는 줌 카메라와, 상기 열화상 카메라와 상기 줌 카메라에 의해 촬영된 상기 열화상 영상과 상기 일반 영상을 처리하여 인체를 인식하는 영상 처리부를 포함하며; 상기 영상 처리부는 상기 열화상 영상에서 열원에 해당하는 열화상 이벤트를 감지하는 열화상 감지부와, 상기 일반 영상에서 인체를 추출하는 인체 감지부와, 상기 열화상 감지부에 의해 상기 열화상 이벤트가 감지되는 경우, 상기 줌 카메라가 상기 열화상 이벤트가 감지된 위치로 줌-인하여 촬영하도록 상기 줌 카메라를 제어하고, 상기 줌 카메라의 줌-인 상태에서 촬영된 일반 영상으로부터 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 인체인지 여부를 감지하도록 상기 인체 감지부를 제어하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 메인 제어부는 상기 인체 감지부에 의해 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 인체로 감지되는 경우, 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 상공으로 인접하게 이동하도록 상기 드론 구동부를 제어하고; 인체로 감지된 물체에 대한 조난자 정보를 통신망을 통해 외부로 전송할 수 있다.

그리고, 상기 메인 제어부는 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 상공에서 인체로 감지된 물체를 촬영하도록 상기 줌 카메라를 제어하고, 촬영된 영상과 현 위치 정보를 포함하는 상기 조난자 정보를 외부로 전송될 수 있다.

또한, 상기 통신망은 위성 통신망, 이동 통신망, RF 통신망 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따라, 상기의 복수의 해상 조난자 수색용 드론과, 각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론과 통신망을 통해 연결되는 통제 센터를 포함하며; 상기 해상 조난자 수색용 드론은 상기 조난자 정보를 상기 통제 센터로 전송할 수 있다.

그리고, 상기 통제 센터는 각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론의 수색 지역에 대한 수색 지역 위치 정보를 상기 해상 조난자 수색용 드론에 전송하고; 각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론은 수신된 상기 수색 지역 위치 정보에 기초하여 자율 주행하도록 등록될 수 있다.

상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따르면, 해상 사고 등으로 해상에서 실종된 조난자를 보다 효율적으로 수색할 수 있는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론 및 이를 이용한 해상 조난자 수색 시스템이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 조난자 수색용 드론의 적용 예를 나타낸 도면이고,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 해상 조난자 수색용 드론의 구성을 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 해상 조난자 수색용 드론의 제어 흐름도이고,
도 5는 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론이 적용된 해상 조난자 수색 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)의 적용 예를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)은 선박 사고 등에 의해 조난당한 해상 조난자를 수색하는데 적용된다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)은 드론 구동부(500), 열화상 카메라(200), 줌 카메라(300) 및 영상 처리부(100)를 포함한다.

드론 구동부(500)는 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)의 비행을 위한 구성으로, 프로펠러, 모터 등의 구성을 포함할 수 있으며, 영상 처리부(100)의 제어에 따라 자율 비행하거나, 원격지에서의 제어를 통해 비행할 수 있다.

열화상 카메라(200)는 드론 구동부(500)의 구동에 따른 비행 중에 열화상 영상을 촬영한다. 그리고, 줌 카메라(300)는 줌 기능을 가지며, 일반 영상, 즉 가시광 영상을 촬영하게 된다.

그리고, 영상 처리부(100)는 열화상 카메라(200)와 줌 카메라(300)에 의해 촬영된 열화상 영상과 일반 영상을 처리하여 인체를 인식한다. 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 영상 처리부(100)는 열화상 감지부(110), 인체 감지부(120) 및 메인 제어부(130)를 포함할 수 있다.

열화상 카메라(200)는 열화상 영상에서 열원에 해당하는 열화상 이벤트를 감지한다. 그리고, 인체 감지부(120)는 줌 카메라(300)에 의해 촬영된 영상으로부터 인체를 추출한다.

여기서, 도 4를 참조하여 메인 제어부(130)가 열화상 카메라(200) 및 줌 카메라(300)에 의해 촬영된 영상을 이용하여 조난자, 즉 인체를 감지하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)의 비행 중에, 상대적으로 높은 고도에서 열화상 카메라(200)가 수면을 촬영하게 되는데, 이를 통해 넓은 영역의 열화상 영상이 촬영된다(S40).

보다 구체적으로 설명하면, 해상 조난자 수색용 드론(10)이 비행할 때 수면으로부터 상대적으로 높은 고도에서 비행하면서 보다 넓은 지역을 열화상 카메라(200)가 촬영하게 된다. 일반적인 카메라에 의해 촬영되는 영상으로부터 사람과 같은 물체를 인식하기 위해서는 고해상도의 카메라를 사용하거나 낮은 고도에서 촬영해야하는 제약을 갖게 된다.

반면, 열화상 카메라(200)에 의해 촬영된 열화상 영상으로부터 수면과 다른 열원을 감지하는 것은 용이하므로, 보다 넓은 영역의 촬영, 즉 높은 위치에서 비행하면서 보다 넓은 지역을 수색할 수 있어 효과적이다.

그런 다음, 열화상 감지부(110)는 열화상 영상을 처리하여(S41), 수면과 다른 열원에 해당하는 열화상 이벤트를 감지한다(S42). 이 때 열화상 감지부(110)에 의해 열화상 이벤트가 감지되는 경우, 메인 제어부(130)는 줌 카메라(300)가 열화상 이벤트에 해당하는 위치로 줌-인되도록 줌 카메라(300)를 제어하고(S43), 해당 위치로 줌-인된 상태에서 해당 위치의 일반 영상이 촬영되도록 줌 카메라(300)를 제어한다.

그리고, 줌 카메라(300)에 의해 촬영된 일반 영상은 인체 감지부(120)에 의해 처리되는데(S45), 인체 감지부(120)는 기 등록된 인체 인식 알고리즘을 적용하여 일반 영상 내의 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 사람인지 여부를 판단하게 된다(S46). 본 발명에서는 인체 인식 알고리즘으로 RCNN과 같은 신경망 알고리즘이 적용되는 것을 예로 한다.

여기서, 인체 감지부(120)에 의해 사람으로부터 판단되는 경우, 메인 제어부(130)는 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)이 열화상 이벤트에 해당하는 위치, 즉 사람으로 판단된 물체의 상공으로 인접하게 이동하도록 드론 구동부(500)를 제어한다(S47).

그런 다음, 메인 제어부(130)는 조난자의 상공으로 인접하게 이동한 후, 외부로 조난자 정보를 외부 인터페이스부(400)를 통해 전송한다(S48). 외부 인터페이스부(400)는 이동 통신망, 위성 통신망, 또는 RF 통신망을 이용하여 조난자 정보를 외부로 전송할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)은, 도 3에 도시된 바와 같이, GPS 모듈(600)을 포함할 수 있으며, 외부로 전송되는 조난자 정보는 GPS 모듈(600)에 의해 인색된 현 위치 정보와, 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 상공에서 인체로 감지된 물체를 촬영한 영상을 조난자 정보에 포함시켜 전송할 수 있다.

이를 통해, 후술할 선박(30) 등에 마련된 통제 센터가 해상 조난자 수색용 드론(10)으로부터 전송되는 조난자 정보, 즉 영상과 위치 정보에 기초하여 조난자로 인식되면, 해당 위치로 이동하여 조난자를 구조할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 해상 조난자 수색용 드론(10)이 적용된 해상 조난자 수색 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 상술한 다수의 해상 조난자 수색용 드론(10)을 마련하여, 선박(30)에 다수의 해상 조난자 수색용 드론(10)을 관제하기 위한 통제 센터가 설치된다.

통제 센터와 각각의 해상 조난자 수색용 드론(10)은 통신망을 통해 상호 연결되어, 해상 조난자 수색용 드론(10)으로부터 전송되는 조난자 신호를 수신하게 된다. 본 발명에서는 통신망으로 LTE 등과 같은 이동 통신망이나 위성 통신망이 적용되는 것을 예로 한다.

여기서, 통제 센터는 각각의 해상 조난자 수색용 드론(10)의 수색 지역에 대한 수색 지역 위치 정보를 해상 조난자 수색용 드론(10)에 전송할 수 있다. 그리고, 각각의 해상 조난자 수색용 드론(10)은 수신된 수색 지역 위치 정보에 기초하여 자율 주행하도록 등록됨으로써, 넓은 지역의 해상을 다수의 해상 조난자 수색용 드론(10)이 수색 지역을 나누어 각각의 수색 지역에 대해 상술한 방법과 같이 조난자를 수색함으로써, 보다 효과적인 조난자 수색이 가능하게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

10 : 30 : 선박
100 : 영상 처리부 110 : 열화상 감지부
120 : 인체 감지부 130 : 메인 제어부
200 : 열화상 카메라 300 : 줌 카메라
400 : 외부 인터페이스부 500 : 드론 구동부
600 : GPS 모듈

Claims

열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론에 있어서,
비행을 위한 드론 구동부와,
상기 드론 구동부의 구동에 따른 비행 중에 열화상 영상을 촬영하는 열화상 카메라와,
일반 영상을 촬영하며, 줌 기능을 갖는 줌 카메라와,
상기 열화상 카메라와 상기 줌 카메라에 의해 촬영된 상기 열화상 영상과 상기 일반 영상을 처리하여 인체를 인식하는 영상 처리부를 포함하며;
상기 영상 처리부는
상기 열화상 영상에서 열원에 해당하는 열화상 이벤트를 감지하는 열화상 감지부와,
상기 일반 영상에서 인체를 추출하는 인체 감지부와,
상기 열화상 감지부에 의해 상기 열화상 이벤트가 감지되는 경우, 상기 줌 카메라가 상기 열화상 이벤트가 감지된 위치로 줌-인하여 촬영하도록 상기 줌 카메라를 제어하고, 상기 줌 카메라의 줌-인 상태에서 촬영된 일반 영상으로부터 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 인체인지 여부를 감지하도록 상기 인체 감지부를 제어하는 메인 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론.
제1항에 있어서,
상기 메인 제어부는
상기 인체 감지부에 의해 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 물체가 인체로 감지되는 경우, 상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 상공으로 인접하게 이동하도록 상기 드론 구동부를 제어하고;
인체로 감지된 물체에 대한 조난자 정보를 통신망을 통해 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론.
제2항에 있어서,
상기 메인 제어부는
상기 열화상 이벤트에 해당하는 위치의 상공에서 인체로 감지된 물체를 촬영하도록 상기 줌 카메라를 제어하고, 촬영된 영상과 현 위치 정보를 포함하는 상기 조난자 정보를 외부로 전송하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론.
제2항에 있어서,
상기 통신망은 위성 통신망, 이동 통신망, RF 통신망 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화상 카메라와 줌 카메라가 장착된 해상 조난자 수색용 드론.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 복수의 해상 조난자 수색용 드론과,
각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론과 통신망을 통해 연결되는 통제 센터를 포함하며;
상기 해상 조난자 수색용 드론은 상기 조난자 정보를 상기 통제 센터로 전송하는 것을 특징으로 하는 해상 조난자 수색 시스템.
제5항에 있어서,
상기 통제 센터는 각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론의 수색 지역에 대한 수색 지역 위치 정보를 상기 해상 조난자 수색용 드론에 전송하고;
각각의 상기 해상 조난자 수색용 드론은 수신된 상기 수색 지역 위치 정보에 기초하여 자율 주행하도록 등록되는 것을 특징으로 하는 해상 조난자 수색 시스템.