KR20200131081A - 적대적 드론 대응을 위한 드론 제어 시스템 및 드론 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 드론(drone)을 제어하여 적대적 드론을, 드론으로 대응하기 위한 제어 시스템 및 제어 방법에 대한 것으로, 기 설정된 영역 주변으로부터 검출된 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제1 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 적어도 하나의 비행 경로와 상기 제1 드론의 속도에 근거하여 각 비행 경로마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하고, 산출된 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보 각각을 적어도 하나의 대응 드론에게 전송하는 통제 센터 및, 상기 통제 센터로부터 수신된 좌표 정보에 따라 충돌 예상 지점으로 이동 및, 이동한 충돌 예상 지점에서 상기 제1 드론을 검출하고, 검출된 상기 제1 드론의 움직임을 관측한 결과에 따라 충돌을 통해 상기 제1 드론을 저지하는 충돌 기동을 수행하는 상기 적어도 하나의 대응 드론을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적대적 드론 대응을 위한 드론 제어 시스템 및 드론 제어 방법{DRONE CONTROL SYSTEM AND CONTROL METHOD FOR COUNTERING HOSTILE DRONES}

본 발명은 복수의 드론(drone)을 제어하기 위한 것으로, 보다 자세하게는 적대적 드론을, 드론으로 대응하기 위한 제어 시스템 및 제어 방법에 대한 것이다.

통상적으로 드론(drone) 관련 기술이 발달함에 따라 드론이 수행할 수 있는 기능들도 매우 다양하게 되었다. 예를 들어 드론은 다양한 사고 상황에서 생존자의 신호를 찾기 위한 목적으로 이용되기도 하고, 드론을 이용하여 의약품을 배달하는 등, 드론 기술의 발달로 다양한 분야에서 드론이 활용되고 있다. 더욱이 상기 기술의 발달로 드론의 제작 가격이 보다 저렴해지면서, 드론을 산업적으로 이용하려는 다양한 시도가 이루어지고 있다.

한편 군사적 목적으로 드론을 활용하려는 시도 역시 이루어지고 있다. 특히 이전의 경우 드론의 적재 중량의 한계로 감시, 정찰이 주요 업무였으나, 현재는 드론 기술의 발달로 적재 중량 및 비행 시간이 비약적으로 증가하여, 보다 다양한 군사적 목적으로 드론들이 활용되고 있다. 특히 드론의 경우 속도가 빠르고 작은 크기로 인해 민첩하고 은밀하게 공중으로 잠입할 수 있는 이점이 있다. 이에 상기 드론을 이용하여 폭발물을 이동시키거나, 드론에 총 등의 무기를 장착하여 군사용 목적으로 이용하고자 하는 시도 및 연구가 이루어지고 있다.

한편 이러한 드론의 군사적 목적으로의 이용 가능성에 따라, 드론이 적대적으로 이용될 수도 있은 물론이다. 이에 적대적 드론의 위협에 대응할 수 있는 방안을 필요로 하게 되었으며, 현재 활발하게 연구중인 실정이다.

이러한 적대적 드론의 위협에 대응하기 위한 방안으로써, 현재 아군의 드론에 그물 장치를 장착하여 상기 적대적 드론을 저지하는 방법, 드론을 제어하는 전파를 차단하는 방법 등 다양한 방안이 대두되고 있다. 그런데 그물 장치의 경우는 그물의 공기 저항 때문에 드론에 장착시 아군 드론의 비행에 미치는 영향이 크고, 이에 고속으로 기동하는 적대적 드론을 저지하기 어렵다는 문제가 있다. 또한 드론을 제어하는 전파를 차단하는 방법은 드론 제어를 방해하여 드론이 추락하도록 하는 것이나, 이는 조종자에 의해 드론이 제어되는 경우에 한하여 유효한 방법일 뿐, 조종자 없이 자율적으로 비행하는 드론에 대해서는 효과가 없다는 문제가 있다.

한편 현재 기술의 발달로, 드론 요격용 레이저와 같은 무기가 등장하고는 있으나, 이러한 무기는 크고 무거울 뿐만 아니라 제작 및 설치에 매우 큰 비용을 요구하므로, 저가의 드론에 대응하기 위한 수단으로는 비효율적이며, 도심지와 같이 장애물이 많은 장소에서는 운용에 제한이 있다는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 드론을 이용하여 적대적 드론을 효과적으로 저지할 수 있는 드론 제어 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템은, 기 설정된 영역 주변으로부터 검출된 제1 드론(drone)이 적대적 드론인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제1 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 적어도 하나의 비행 경로와 상기 제1 드론의 속도에 근거하여 각 비행 경로마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하고, 산출된 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보 각각을 적어도 하나의 대응 드론에게 전송하는 통제 센터 및, 상기 통제 센터로부터 수신된 좌표 정보에 따라 충돌 예상 지점으로 이동 및, 이동한 충돌 예상 지점에서 상기 제1 드론을 검출하고, 검출된 상기 제1 드론의 움직임을 관측한 결과에 따라 충돌을 통해 상기 제1 드론을 저지하는 충돌 기동을 수행하는 상기 적어도 하나의 대응 드론을 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 복수의 대응 드론에 전송하고, 상기 동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 수신한 복수의 대응 드론은, 상기 충돌 예상 지점에서 군집을 형성하여, 서로 간에 일정 거리를 유지하는 상태로 편대 비행을 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 편대 비행을 수행하는 복수의 대응 드론은, 상기 제1 드론을 식별한 결과 및, 상기 제1 드론의 비행 경로와 속도를 분석한 결과를 서로 간에 공유하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 비행 경로 및 속도에 따라 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론에 전송된 피아 식별 신호에 대한 상기 제1 드론의 응답 여부에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 판단하거나, 상기 제1 드론이 기 설정된 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 영상 정보를 분석한 결과로부터 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단하며, 상기 제1 드론의 영상 정보는, 상기 검출된 제1 드론의 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론으로부터 획득되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 복수의 대응 드론이 순차적으로 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하며, 제1 대응 드론의 충돌 기동을 상기 제1 드론이 회피하는 경우, 상기 제1 대응 드론에 이어서 충돌 기능을 수행하는 제2 대응 드론은, 상기 제1 대응 드론에 대한 상기 제1 드론의 회피 기동 경로를 예측하고 예측된 회피 기동 경로에 대한 충돌 기동을 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 상기 제1 드론에 대한 영상 정보가 획득되면, 획득된 영상 정보에 근거하여 상기 제1 드론의 식별을 위한 표지 정보를 생성하고, 생성된 표지 정보를 상기 산출된 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보와 함께 적어도 하나의 대응 드론에 전송하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 대응 드론은, 수신된 상기 충돌 예상 지점의 좌표로 이동 후 획득되는 주변의 영상 정보로부터 상기 제1 드론을 식별하며, 상기 주변의 영상 정보로부터 검출되는 비행체가 상기 표지 정보에 대응하는 특징을 갖는지 여부에 따라 상기 제1 드론을 식별하며, 제1 드론이 식별되면 식별된 제1 드론의 비행 경로 및 속도를 분석한 결과에 따라 상기 충돌 기동을 수행하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 통제 센터는, 복수의 서로 다른 추적 알고리즘을 통해 상기 제1 드론에 대한 서로 중첩되지 않는 적어도 하나의 비행 경로를 예측하고, 예측된 적어도 하나의 비행 경로 각각의 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론을 검출하며, 상기 검출된 대응 드론의 위치 및 이동 속도에 근거하여 상기 예측된 적어도 하나의 비행 경로 각각마다, 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 방법은, 상기 복수의 대응 드론과 무선 통신을 수행하는 통제 센터가, 제1 드론의 영상 정보 및 상기 제1 드론의 움직임을 분석한 결과에 근거하여 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 식별하는 제1 단계와, 상기 통제 센터가, 상기 적대적 드론의 경로를 예측하고 예측된 적어도 하나의 경로에 각각 대응하는 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 제2 단계와, 상기 통제 센터가, 상기 예측된 적어도 하나의 경로에 근거하여 검출된 적어도 하나의 대응 드론에 각각에 상기 산출된 충돌 예상 지점의 좌표 정보를 전송하는 제3 단계와, 상기 검출된 대응 드론이, 각각 자율 비행을 통해 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 제4 단계 및, 상기 통제 센터가, 상기 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론의 비행이 저지되었는지 여부를 판단한 결과에 따라 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 반복 수행하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제3 단계는, 상기 통제 센터가, 산출된 어느 하나의 충돌 예상 지점의 좌표를, 복수의 대응 드론에게 전송하는 단계이며, 상기 제4 단계는, 동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 수신한 복수의 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서 군집을 형성하는 제4-1 단계와, 상기 군집을 형성한 복수의 대응 드론 중 어느 하나가, 상기 제1 드론을 관측 및 상기 제1 드론의 움직임을 분석한 결과를 상기 군집을 형성한 다른 드론들과 공유하는 제4-2 단계 및, 상기 군집을 형성한 복수의 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서, 상기 공유된 움직임 분석 결과에 근거하여 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 제4-3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제3 단계는, 상기 통제 센터가, 산출된 어느 하나의 충돌 예상 지점의 좌표를, 복수의 대응 드론에게 전송하는 단계이며, 상기 제4 단계는, 동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 수신한 복수의 대응 드론 중 제1 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 a 단계와, 상기 복수의 대응 드론 중 제2 대응 드론이, 상기 제1 드론의 회피 경로를 예측하는 b 단계 및, 상기 제1 대응 드론의 충돌 기동이 수행된 이후, 상기 제2 대응 드론이, 상기 b 단계에서 예측된 회피 경로에 대한 충돌 기동을 수행하는 c 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제1 단계는, 상기 통제 센터가, 상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 비행 경로 및 속도에 따라 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 1차 판단하는 제1-1 단계와, 상기 통제 센터가, 상기 적대적 드론으로 1차 판단된 제1 드론에 대해, 기 설정된 피아 식별 수단에 따른 피아 식별을 수행하고, 피아 식별 수행 결과에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 최종 판단하며, 상기 피아 식별은, 상기 제1 드론에 전송된 피아 식별 신호에 대한 상기 제1 드론의 응답 여부 또는 상기 제1 드론이 기 설정된 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부에 따라 이루어지는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제2 단계는, 상기 통제 센터가, 서로 다른 복수의 추적 알고리즘을 통해 상기 제1 드론의 예상 비행 경로를 예측하는 제2-1 단계와, 상기 통제 센터가, 상기 복수의 추적 알고리즘 각각으로부터 예측된 복수의 경로들로부터 서로 중첩하지 않는 적어도 하나의 경로를 예측하는 제2-2 단계와, 상기 통제 센터가, 상기 예측된 적어도 하나의 경로 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론을 검출하는 제2-3 단계 및, 상기 검출된 적어도 하나의 대응 드론의 위치 및 상기 적어도 하나의 대응 드론 각각의 이동 속도에 근거하여, 상기 예측된 경로 각각에 대해 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 제2-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 드론 제어 시스템 및 드론 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 적대적 드론의 비행 경로 및 적대적 드론의 속도를 분석한 결과에 따라 적어도 하나의 대응 드론이 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론의 진입을 저지할 수 있도록 함으로써, 상기 적대적 드론의 위협에 대해 보다 적은 비용으로 보다 효과적으로 대응할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서, 복수의 대응 드론을 통해 적대적 드론의 진입을 저지하는 개념을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서 복수의 드론을 제어하는 통제 센터의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서 적대적 드론의 진입을 저지하는 드론의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서, 복수의 대응 드론을 통해 적대적 드론을 저지하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는, 도 4의 과정 중 적대적 드론을 식별하는 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.
도 6은, 도 4에서 적대적 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 비행 경로에 따라 충돌 예상 지점을 설정하는 동작 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.
도 7은, 도 4에서 적대적 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 비행 경로에 따라 충돌 예상 지점을 설정하는 다른 동작 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 각 드론이, 충돌을 통해 적대적 드론을 저지하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 각 드론이, 충돌을 통해 적대적 드론을 저지하는 다른 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다." 또는 "포함한다." 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서, 복수의 대응 드론을 통해 적대적 드론의 진입을 저지하는 개념을 설명하기 위한 개념도이다.

도 1을 참조하여 살펴보면, 도 1은 중요 시설(100)을 중심으로 비행 금지 구역(110)과 상기 인가 구역(120)이 설정될 수 있다. 여기서 상기 금지 구역(110)은 드론 등의 비행체의 비행이 전면 금지되는 구역을, 상기 인가 구역(120)은 원칙적으로 드론등의 비행체의 비행이 금지되나, 허가가 있는 경우 또는 통과하여 지나가는 경우 비행이 허용되는 구역을 의미할 수 있다. 이 경우 상기 인가 구역(120)은 도 1에서 보이고 있는 바와 같이 금지 구역(110)을 포함하여 설정될 수 있다.

이러한 경우 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템은 복수의 드론(160) 및 상기 복수의 드론을 제어하는 통제 센터(도시되지 않음)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 상기 복수의 드론(160)은 적대적인 드론이 진입 인가 구역(110) 또는 금지 구역(120)으로 진입 시에 상기 적대적 드론의 진입을 저지하기 위한 드론일 수 있다. 이하 이처럼 적대적 드론의 위협에 대응하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 드론을 대응 드론(160)이라고 하기로 한다.

상기 대응 드론(160)은 상기 중요 시설(100)을 중심으로 금지 구역(110) 및 인가 구역(120)의 서로 다른 영역에 각각 배치될 수 있다. 이 경우 각 대응 드론(160)은 초계 비행 중인 상태에 있는 적어도 하나의 드론일 수 있으며, 또는 통제 센터에서 특정 지점의 좌표가 수신되는 경우 바로 이륙할 수 있는 이륙 대기 상태에 있는 적어도 하나의 드론일 수 있다.

한편 통제 센터는 인가 구역(120)에 진입하는 드론(130)을 검출할 수 있다. 이 경우 상기 드론(130)이 인가 구역(120)의 외부에 있으면, 상기 통제 센터는 상기 드론(130)을 적대적 드론으로 식별하지 않을 수 있다. 그러나 상기 드론(130)이 인가 구역(120)으로 진입하는 경우 상기 드론(130)을 적대적 드론(130)으로 식별할 수 있다.

한편 적대적 드론(130)이 관측되면, 통제 센터는 적대적 드론(130)의 속도와 이동 경로를 분석하여, 상기 적대적 드론(130)의 비행 경로를 적어도 하나 예측할 수 있다. 이 경우 도 1에서 보이고 있는 바와 같이 제1 경로(131) 내지 제3 경로(133)가 예측될 수 있다. 그러면 통제 센터는 상기 예측된 경로들 각각에 인접한 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166)을 검출할 수 있으며, 검출된 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166)의 위치 및 이동 속도에 근거하여 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출할 수 있다. 그리고 통제 센터는 상기 검출된 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166) 각각에, 각 산출된 충돌 예상 지점의 좌표를 전송할 수 있다.

그러면 각각의 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166)은 자신에게 전송된 충돌 예상 지점의 좌표로 이동할 수 있다. 그리고 적대적 드론(130)을 식별 및 검출할 수 있으며, 검출된 적대적 드론(130)의 속도 및 비행 경로를 분석하고 분석된 결과에 따른 충돌 기동을 수행할 수 있다. 여기서 상기 충돌 기동은 상기 적대적 드론(130)에 충돌하기 위한 비행 기동을 의미하는 것으로, 각 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166)은 상기 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론(130)의 위치를 추적하고, 추적된 위치와 이동 속도, 그리고 이동 방향에 근거하여 상기 적대적 드론(130)의 진행 방향 앞으로 이동할 수 있다.

한편 각 예측 경로(131, 132, 133)마다 복수의 대응 드론이 배치될 수 있다. 일 예로 도 1에서 보이고 있는 바와 같이, 제1 예측 경로(131)에 대해서는 제1 대응 드론(161)과 제2 대응 드론(162)이, 제2 예측 경로(132)에 대해서는 제3 대응 드론(163)과 제4 대응 드론(163)이, 제3 예측 경로(133)에 대해서는 제5 대응 드론(165)과 제2 대응 드론(166)이 충돌 기동을 위해 배치될 수 있다. 이 경우 각각의 대응 드론은 각 예측 경로에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 이는 해당 예측 경로에서 적대적 드론(130)이 관측시, 앞서 충돌 기동을 수행한 대응 드론이 적대적 드론(130)의 저지에 실패하는 경우, 이어서 다른 대응 드론이 적대적 드론(130)에 대한 연속적인 충돌 기동을 수행하도록 하기 위함이다.

여기서 이어서 충돌 기동을 수행하는 대응 드론의 경우, 먼저 이루어진 충돌 기동에 대한 적대적 드론(130)의 회피 기동 경로를 예측할 수 있다. 그리고 예측된 회피 기동 경로에 대해 충돌 기동을 수행함으로써, 보다 적대적 드론(130)의 저지 가능성을 향상시킬 수 있다.

한편 상기 대응 드론(161, 162, 163, 164, 165, 166) 각각은 복수의 군집 드론일 수 있다. 즉, 예를 들어 제1 대응 드론(161)과 제2 대응 드론(162)의 경우 각각 복수의 드론이 군집을 형성한 군집 드론일 수 있다. 이 경우 제1 군집 드론(161)이 적대적 드론(130)에 대해 충돌 기동을 수행하여 상기 적대적 드론(130)을 1차 저지하고, 적대적 드론(130)이 저지되지 않은 경우 제2 군집 드론(162)이 적대적 드론(130)에 대해 재차 충돌 기동을 수행하여 상기 적대적 드론(130)을 2차 저지할 수 있다.

한편 적대적 드론(130)이 저지되지 않는 경우, 본 발명의 실시 예에 따른 통제 센터는 상기 적대적 드론(130)이 저지, 즉 추락하였는지 여부에 따라 상기 적대적 드론(130)의 예상 경로를 다시 예측할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 통제 센터는 산출된 예상 경로에 따라 대응 드론들을 더 검출할 수 있으며, 검출된 대응 드론들을 제어하여 상기 적대적 드론(130)을 비행을 저지할 수 있다.

도 2는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서 복수의 드론을 제어하는 통제 센터(2)의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서, 복수의 드론을 제어하는 통제 센터(2)는 메인 제어부(200)와 상기 메인 제어부(200)에 연결되며, 상기 메인 제어부(200)에 의해 제어되는 식별부(210), 경로 예측부(220), 메인 통신부(230) 및 메모리(240)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 통제 센터(2)는 인가 구역(120)으로 접근 또는 진입하는 비행체(예 : 드론)를 감지할 수 있는 레이더와 같은 감지 수단(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다.

먼저 식별부(210)는 인가 구역(120) 주변에서 비행하는 드론을 검출하고, 검출된 드론의 이동 경로 및 속도를 분석할 수 있다. 그리고 분석된 이동 경로 및 속도에 근거하여 상기 드론을 1차적으로 적대적 드론으로 식별할 수 있다. 일 예로 식별부(210)는 분석된 드론의 이동 경로와 속도에 근거하여 상기 드론이 금지 구역(110)에 진입할 가능성이 있는지 여부에 따라 상기 검출된 드론을 적대적 드론으로 식별할 수 있다.

한편 식별부(210)는 1차 식별된 적대적 드론에 대해 피아 식별을 수행할 수 있다. 일 예로 식별부(210)는 피아 식별을 위한 기 설정된 신호를 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론에 전송할 수 있으며, 전송된 신호에 대한 응답 신호가 수신되는지 또는 올바른 응답 신호가 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다. 이 경우 올바른 응답 신호가 수신된 경우에는 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론을 아군 드론으로 다시 식별할 수 있으나, 응답 신호가 수신되지 않은 경우 또는 올바른 응답 신호가 아닌 경우 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론을 적대적 드론으로 최종 식별할 수 있다.

한편 식별부(210)는 이러한 적대적 드론의 식별을 위해, 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론의 영상 정보를 획득할 수 있다. 여기서 상기 영상 정보는 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론으로부터 획득될 수 있다. 이 경우 식별부(210)는 상기 영상 정보에 근거하여 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론의 기종 및 제조사 등을 식별할 수 있다. 일 예로 식별부(210)는 기 설정된 학습 데이터에 따라 학습된 인공지능에 따라 상기 영상 정보에 포함된 드론의 외관으로부터 기종 및 제조사 등을 식별할 수 있다. 그리고 식별된 기종 및 제조사에 따라 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론으로 최종적으로 적대적 드론으로 식별하거나 아군 드론으로 식별할 수 있다.

한편 상기 영상 정보는 적외선 영상 정보일 수 있다. 이 경우 식별부(210)는 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론이 피아 식별 부재를 포함하고 있는지 여부를 검출할 수 있다. 예를 들어 1차 적대적 드론으로 식별된 드론이 적외선 검출용 피아 식별 띠와 같은 피아 식별 부재를 장착하고 있는 경우, 상기 식별부(210)는 획득된 영상 정보(적외선 영상 정보)를 통해 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론을 아군 드론으로 식별할 수도 있다.

한편 상기 1차 적대적 드론으로 식별된 드론이, 최종적으로 적대적 드론으로 식별된 경우라면, 경로 예측부(220)는 식별된 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수 있다. 이를 위해 경로 예측부(220)는 상기 식별된 적대적 드론의 현재까지의 비행 경로를 검출할 수 있으며(경로 검출부(222)), 검출된 비행 경로와 비행 속도, 그리고 현재 이동 방향에 근거하여 적어도 하나의 비행 경로를 예측할 수 있다.

여기서 상기 경로 예측부(220)는 기 설정된 추적 알고리즘을 통해 상기 적대적 드론의 기 설정된 시간 후의 위치를 예측할 수 있다. 그리고 예측된 위치까지의 경로를 상기 예측 경로로 산출할 수 있다. 이를 위해 경로 예측부(220)는 칼만 필터(Kalman Filter) 알고리즘, 확장 칼만 필터(Extended Kalman Filter) 알고리즘, MEAN shift 알고리즘, CAM shift 알고리즘, 벡터 예측 알고리즘 등 다양한 추적 알고리즘 중 적어도 하나에 따라 상기 적대적 드론의 위치를 추정할 수 있다. 그리고 추정 결과에 따라 서로 중첩되지 않는 적어도 하나의 경로를 예측할 수 있다.

일 예로 상기 경로 예측부(220)는 복수의 추적 알고리즘 각각에 따라 상기 적대적 드론의 경로를 예측할 수 있다. 이 경우 사용되는 추적 알고리즘에 따라 중첩되지 않는 두 개 이상의 경로가 예측될 수 있다.

한편 상기 경로 예측부(220)는 사용하는 추적 알고리즘에 따라, 확률이 높은 순서대로 복수의 경로를 예측할 수도 있다. 이 경우 경로 예측부(220)는 각 경로별 산출된 확률이 높은 순서대로 기 설정된 개수의 경로들을 예측 경로로서 추출할 수 있다.

그리고 메인 통신부(230)는 복수의 대응 드론과의 통신 연결을 수행할 수 있다. 그리고 상기 복수의 대응 드론으로부터 수집되는 정보들을 수신하고, 메인 제어부(200)의 제어에 따라 상기 복수의 대응 드론 중 적어도 일부에 좌표 정보 및 식별된 적대적 드론에 대한 정보를 전송할 수 있다.

한편 메인 제어부(200)는 연결된 각 구성부를 제어할 수 있다. 메인 제어부(200)는 식별부(210)를 제어하여 적대적 드론을 식별할 수 있다. 그리고 경로 예측부(220)를 제어하여 식별부(210)에서 식별된 적대적 드론의 예측 경로를 적어도 하나 예측할 수 있다. 그리고 경로 예측부(220)에서 예측된 각 경로 주변에 배치된 대응 드론들을 검출하고, 검출된 각 대응 드론의 위치 및 이동 속도에 근거하여 각 예측 경로에 대한 적어도 하나씩의 충돌 예상 지점들을 산출할 수 있다. 그리고 산출된 충돌 예상 지점들의 좌표 정보를, 상기 각 경로 주변에 배치된 대응 드론들에 전송할 수 있다.

또한 메인 제어부(200)는 통신부(310)를 제어하여 대응 드론들 중 적어도 일부에 현재 식별된 적대적 드론에 대한 정보를 전송할 수 있다. 이 경우 상기 적대적 드론에 대한 정보는 상기 충돌 예상 지점을 수신한 대응 드론들 뿐만 아니라 전체의 대응 드론들에게 전송될 수 있다. 이는 인가 구역(120) 내 배치된 어느 대응 드론이라도 상기 적대적 드론을 식별하고 관측 및 추적할 수 있도록, 또한 상기 적대적 드론을 저지하기 위한 충돌 기동에 소요되는 시간을 보다 단축하기 위함이다.

그리고 메모리(240)는 상기 통제 센터(2)의 기능을 지원하기 위한 다양한 데이터를 저장한다. 메모리(240)는 통제 센터(2)의 기능을 구현하기 위한 적어도 하나의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 일 예로 메모리(240)는 각 대응 드론의 식별 정보와 각 대응 드론의 위치에 대한 정보, 금지 구역(110) 및 인가 구역(120)에 대한 정보, 상기 식별부(210)에서 피아 식별을 위한 데이터 및, 상기 경로 예측부(220)에서 적대적 드론의 경로 예측을 위한 데이터 등을 포함할 수 있다.

한편 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서 적대적 드론의 진입을 저지하는 대응 드론(3)의 구성을 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하여 살펴보면, 대응 드론(3)은 드론 제어부(300)와 상기 드론 제어부(300)에 의해 제어되는 통신부(310), 센서부(320), 추적부(330), 그리고 구동부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 구동부(340)는 상기 대응 드론(3)의 비행 기동을 위한 구성을 포함할 수 있다. 일 예로 구동부(340)는 대응 드론(3)의 비행을 위한 프로펠러나 날개와 같이 양력을 발생시킬 수 있는 구성 및, 상기 프로펠러 또는 날개 등을 구동시킬 수 있는 모터를 포함할 수 있다. 또는 대응 드론(3)의 비행을 위한 엔진 등을 포함할 수도 있다.

그리고 통신부(310)는 상기 대응 드론(3)과 도 2의 통제 센터(2) 또는 상기 대응 드론(3)과 다른 대응 드론과의 통신을 연결할 수 있다. 따라서 상기 통제 센터(2)로부터 전송되는 정보를 수신하거나 대응 드론(3)이 수집한 정보를 상기 통제 센터(2)에 전송할 수 있다. 또는 다른 대응 드론에서 수집된 정보를 수신하거나, 상기 다른 대응 드론에 자신이 수집한 정보를 전송하여, 상기 다른 대응 드론과 수집된 정보들을 공유할 수도 있다.

한편 센서부(320)는 영상 정보를 획득할 수 있는 센서(예를 들어 카메라) 및 대응 드론(3)의 비행에 필요한 다양한 센서들(예 : 기압계, 풍속계, 자이로 센서 등)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 영상 정보 센서는 적외선 센서를 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 영상 정보 센서는 적대적 드론에 대한 적외선 영상을 센싱할 수도 있다.

추적부(330)는 식별된 적대적 드론의 속도 및 비행 경로를 분석할 수 있다. 그리고 분석된 적대적 드론의 속도 및 비행 경로를 따라 상기 적대적 드론을 추적할 수 있다.

그리고 드론 제어부(300)는 통신부(310)를 통해 통제 센터(2)로부터 수신된 좌표로 이동하도록 상기 구동부(340)를 제어할 수 있다. 그리고 지정된 좌표로 이동하면 상기 통제 센터(2)로부터 수신된 적대적 드론의 정보에 근거하여, 적대적 드론을 식별 및 관측할 수 있다. 이를 위해 드론 제어부(300)는 기 설정된 학습 데이터에 기반한 인공지능을 통해 상기 적대적 드론을 식별할 수 있다.

한편 적대적 드론이 식별되면, 드론 제어부(300)는 추적부(330)를 통해 식별된 적대적 드론의 움직임을 관측 및 추적할 수 있다. 그리고 추적된 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행하도록 상기 구동부(340)를 제어할 수 있다. 일 예로 드론 제어부(300)는 추적부(330)를 통해 분석된 적대적 드론의 진행 경로 상의 일 지점으로 이동하여, 상기 적대적 드론과 충돌이 발생하도록 구동부(340)를 제어할 수 있다. 이 경우 적대적 드론과의 충돌이 발생한 경우 드론 제어부(300)는 충돌 발생을 통제 센터(2)에 전송할 수 있다. 반대로 적대적 드론과의 충돌이 발생하지 않은 경우 드론 제어부(300)는 충돌이 발생하기 않았음을 통제 센터(2)에 알릴 수 있다.

도 4는 이러한 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템에서, 복수의 대응 드론을 통해 적대적 드론을 저지하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하여 살펴보면, 먼저 본 발명의 실시 예에 따른 통제 센터(2)의 메인 제어부(200)는 식별부(210)를 제어하여 인가 구역(120)에 인접한 드론을 적대적 드론으로 식별할 수 있다(S400). 일 예로 메인 제어부(200)는 인가 구역(120) 내로 드론이 진입하는 경우, 이를 검출하고 검출된 드론이 적대 행위를 할 가능성이 있는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 판단 결과에 따라 상기 검출된 드론이 적대적 드론인지 여부를 식별할 수 있다. 여기서 상기 적대 행위를 할 가능성이 있는지 여부는, 상기 검출된 드론이 인가 구역(120) 내에 있는 금지 구역(110)에 진입할 가능성이 있는지 여부에 따라 결정될 수 있다. 이하 상기 S400 단계에서, 인가 구역(120)에 인접한 드론을 적대적 드론으로 식별하는 보다 자세한 과정을 하기 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.

한편 S400 단계에서, 인가 구역(120) 내로 진입한 드론이 적대적 드론으로 식별되면, 메인 제어부(200)는 경로 예측부(220)를 제어하여 식별된 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수 있다. 그리고 예측된 비행 경로에 따라 복수의 충돌 예상 지점을 검출할 수 있다(S402).

예를 들어 메인 제어부(200)는 식별된 적대적 드론의 위치를 추정하는 추적 알고리즘을 복수개 이용하여 상기 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수 있다. 이 경우 메인 제어부(200)는 상기 복수개의 추적 알고리즘 각각에 대해 예측 경로를 획득할 수 있다. 이 경우 복수개의 추적 알고리즘 마다 산출된 복수개의 예측 경로가 획득될 수 있다. 그러면 메인 제어부(200)는 상기 복수개의 예측 경로로부터 서로 중첩되지 않는 서로 다른 적어도 하나의 예측 경로를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 예측 경로 각각의 주변에 배치된 대응 드론들에 근거하여, 각 예측 경로마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출할 수 있다.

한편 메인 제어부(200)는 기 설정된 경로 예측 알고리즘을 통해 상기 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 상기 경로 예측 알고리즘은 예측되는 복수의 경로 중 산출된 예측 확률에 따라 적어도 하나의 예측 경로를 추정하는 알고리즘일 수 있다. 이 경우 메인 제어부(200)는 상기 경로 예측 알고리즘을 통해 산출된 복수의 예측 경로 각각에 대한 예측 확률에 따라 기 설정된 개수의 예측 경로를 추출할 수 있으며, 추출된 예측 경로 각각의 주변에 배치된 대응 드론들에 근거하여, 각 예측 경로마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출할 수 있다.

이처럼 상기 S402 단계에서 식별된 적대적 드론의 경로를 예측하고 예측된 경로에 따라 복수의 충돌 예상 지점을 산출하는 보다 자세한 동작 과정들을 하기 도 6 및 도 7을 참조하여 보다 자세하게 살펴보기로 한다.

한편 상기 S402 단계에서 적어도 하나의 예측 경로에 대해 복수의 충돌 예상 지점들이 산출되면, 메인 제어부(200)는 각 산출된 충돌 예상 지점들에 대한 좌표 정보를 각 예측 경로에 인접한 대응 드론들에게 전송할 수 있다. 그러면 각 대응 드론들은 전송된 충돌 예상 지점의 좌표에 따라 이동할 수 있다. 이에 따라 상기 S402 단계에서 산출된 복수의 충돌 예상 지점 각각마다 적어도 하나의 대응 드론이 배치될 수 있다(S404).

한편 상기 S404 단계에서 복수의 충돌 예상 지점 각각마다 적어도 하나의 대응 드론이 배치되면, 각 대응 드론은 자율적으로 비행하여 식별된 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행할 수 있다. 그리고 충돌 기능의 수행 결과를 통제 센터(2), 즉 메인 제어부(200)로 전송할 수 있다. 또한 메인 제어부(200)는 레이더 등의 관측 장비를 통해 상기 식별된 적대적 드론의 추락 여부를 검출할 수 있다. 그리고 수신된 정보 또는 검출 결과에 근거하여 적대적 드론의 제거 여부를 판단할 수 있다(S406).

상기 S406 단계의 판단 결과, 적대적 드론이 제거되지 않은 경우라면 메인 제어부(200)는 다시 S402 단계로 진행하여 현재 식별된 적대적 드론의 경로를 다시 예측할 수 있다. 그리고 충돌 예상 지점들을 다시 산출하고, S404 단계로 진행하여 산출된 충돌 예상 지점들 각각에 다시 적어도 하나의 대응 드론을 배치할 수 있다. 그리고 S406 단계로 진행하여 적대적 드론의 제거 여부를 다시 판단할 수 있다.

그러나 상기 S406 단계의 판단 결과, 적대적 드론이 제거, 즉 적대적 드론이 추락한 것으로 판단되면, 메인 제어부(200)는 잔존한 대응 드론들에게 원래 위치로 복귀하라는 복귀 정보를 전송할 수 있다(S408). 이에 적대적 드론과 충돌하지 않은 대응 드론들은 충돌 예상 지점으로부터 원래의 위치로 다시 이동할 수 있다.

도 5는, 도 4의 과정 중 적대적 드론을 식별하는 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.

도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 통제 센터(2)의 메인 제어부(200)는 먼저 인가 구역(120) 내로 진입하는 비행체, 즉 드론을 감지할 수 있다(S500). 예를 들어 통제 센터(2)는 구비된 적어도 하나의 관측 장비(예 : 레이더)를 통해 상기 드론을 검출하거나, 또는 초계 비행 중인 대응 드론에 구비된 관측 장치(예 : 영상 정보 센서, 레이더 등)를 통해 상기 인가 구역(120) 내로 진입하는 드론을 검출할 수 있다.

상기 S500 단계에서 인가 구역(120) 내로 진입하는 드론(이하 제1 드론)이 검출되면, 통제 센터(2)의 메인 제어부(200)는 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를, 상기 제1 드론의 움직임에 따라 판단할 수 있다. 일 예로 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론의 비행 경로 및 속도를 분석한 결과, 상기 제1 드론이 기 설정된 금지 구역(110) 내로 진입할 가능성이 있는지 여부에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 판단할 수 있다(S502).

한편 상기 S502 단계에서 제1 드론의 비행 경로 및 속도를 분석한 결과, 제1 드론이 금지 구역(110)에 진입할 가능성이 기 설정된 수준 미만인 경우, 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론이 인가 구역(120)을 이탈하였는지 여부를 판단할 수 있다(S510). 그리고 S510 단계의 판단 결과 제1 드론이 인가 구역(120)을 이탈한 경우라면, 적대적 드론을 식별하는 S400 단계의 과정을 종료할 수 있다. 이 경우 도 4에서 도시한 바와 같이 대응 드론으로 적대적 드론을 저지하는 동작 과정은 수행되지 않을 수 있다.

반면 상기 S510 단계의 판단 결과, 상기 제1 드론이 인가 구역(120)을 벗어나지 않은 경우라면, 메인 제어부(200)는 다시 S502 단계로 진행하여 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단할 수 있다.

한편 상기 S502 단계에서 제1 드론의 비행 경로 및 속도를 분석한 결과, 제1 드론이 금지 구역(110)에 진입할 가능성이 기 설정된 수준 이상인 경우, 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 1차 식별할 수 있다(S502). 그리고 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론이 피아 식별이 불가능한지 여부를 판단할 수 있다(S506).

상기 S506 단계는 피아 식별을 통해 현재 적대적 드론으로 식별된 제1 드론이 아군 드론인지 여부를 판단하는 단계일 수 있다. 이러한 피아 식별을 위해 메인 제어부(200)는 다양한 피아 식별 방법을 사용할 수 있다. 일 예로 메인 제어부(200)는 주변에 배치 또는 초계 비행 중인 적어도 하나의 대응 드론을 제어하여 상기 제1 드론의 영상 정보를 획득할 수 있다. 또는 인가 구역(120) 내, 또는 인가 구역(120) 주변에 배치된 영상 관측 장비를 통해 상기 제1 드론의 영상 정보를 획득할 수 있다. 그리고 획득된 드론의 영상 정보를 통해 제1 드론에 대한 피아 식별을 수행할 수 있다.

일 예로 메인 제어부(200)는 인공지능 학습 방식에 따라 획득된 영상 정보를 분석하고, 영상 정보에 포함된 제1 드론의 기종 및 제조사를 식별할 수 있다. 그리고 식별된 기종 및 제조사에 근거하여 상기 제1 드론이 아군 드론인지 여부를 판단할 수 있다. 또한 메인 제어부(200)는 획득된 영상 정보로부터 제1 드론에 총기 또는 로켓과 같은 무기가 장착되어 있는지 여부를 판단할 수 있으며, 무기가 장착된 경우 상기 제1 드론을 아군 드론이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 즉 피아 식별이 불가능한 드론으로 판단하고 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 최종 판단할 수 있다(S508).

또는 상기 S506 단계는, 상기 제1 드론에 기 설정된 피아 식별 신호를 전송하는 단계일 수 있다. 이 경우 상기 제1 드론이 수신된 피아 식별 신호에 대한 응답으로 기 설정된 응답 신호를 전송하면, 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론을 아군 드론으로 식별할 수 있다. 그러나 피아 식별 신호에 대한 응답 신호를 전송하지 않거나, 또는 잘못된 응답 신호를 전송하는 경우 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론을 아군 드론이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 즉 피아 식별이 불가능한 드론으로 판단하고 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 최종 판단할 수 있다(S508).

또는 상기 S506 단계는, 상기 제1 드론이 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부를 체크하는 단계일 수 있다. 여기서 피아 식별 부재는 기 설정된 특정 소재 또는 특정 주파수의 광 흡수량이 다른 광과 다른 소재일 수 있다. 일 예로 상기 피아 식별 부재는 적외선의 흡수량이 기 설정된 수준 이상인 소재일 수 있으며 이 경우, 적외선 영상 촬영시 피아 식별 부재가 다른 영역과 구분되어 표시될 수 있다.

따라서 상기 S506 단계는 상기 제1 드론이 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부를 체크하기 위해, 상기 기 설정된 광을 조사하고 그에 따른 영상을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예로 상기 피아 식별 부재가 적외선을 흡수하도록 형성된 소재인 경우, 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론에 대한 적외선 영상을 획득하고, 획득된 적외선 영상을 통해 상기 제1 드론이 피아 식별 부재를 포함하고 있는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 상기 제1 드론이 피아 식별 부재를 장착하고 있지 않은 경우, 메인 제어부(200)는 상기 제1 드론을 아군 드론이 아닌 것으로 판단할 수 있다. 즉 피아 식별이 불가능한 드론으로 판단하고 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 최종 판단할 수 있다(S508).

한편 상기 S506 단계의 판단 결과, 제1 드론이 피아 식별이 가능한 경우, 즉 아군 드론인 경우라면 도 5에서 도시한 적대적 드론을 식별하는 과정(S400 단계)를 종료할 수 있다. 이 경우 도 4에서 도시한 바와 같이 대응 드론으로 적대적 드론을 저지하는 동작 과정은 수행되지 않을 수 있다. 반면 S508 단계로 진행하여 상기 제1 드론이 적대적 드론으로 최종 식별되는 경우라면, 메인 제어부(200)는 도 4의 S402 단계로 진행하여, 상기 제1 드론, 즉 적대적 드론의 저지를 위한 충돌 예상 지점들을 산출할 수 있다.

한편 상기 도 4의 S402 단계에서 산출되는 충돌 예상 지점들은, 제1 드론의 비행 경로를 예측하고 예측된 복수의 비행 경로 각각에 대해 산출될 수 있다. 하기 도 6 및 도 7은 이처럼 적대적 드론의 비행 경로들을 예측하고 충돌 예상 지점들을 산출하는 동작 과정의 서로 다른 예들을 보이고 있는 것이다.

먼저 도 6은, 도 4에서 적대적 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 비행 경로에 따라 충돌 예상 지점을 설정하는 도 4의 S402 단계의 과정을 보다 자세히 도시한 흐름도이다.

도 6을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 통제 센터(2) 메인 제어부(200)는, 먼저 서로 다른 복수의 경로 예측 알고리즘을 통해 현재 식별된 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수 있다. 그리고 메인 제어부(200)는 각 경로 예측 알고리즘을 통해 예측된 경로들 중 서로 중첩되지 않는 적어도 하나의 경로를 예측할 수 있다(S600).

그리고 메인 제어부(200)는 예측된 적어도 하나의 경로 각각의 주변에 배치된 대응 드론들을 검출할 수 있다(S602). 이에 따라 메인 제어부(S602)는 상기 S602 단계에서 검출된 대응 드론들의 위치 및 상태에 대한 정보를 획득할 수 있다. 또한 메인 제어부(200)는 검출된 대응 드론들의 기기 정보를 획득할 수 있으며, 획득된 정보들에 근거하여 대응 드론들이 이동 속도, 이동 가능한 거리, 이동 가능한 시간 등에 대한 정보를 획득할 수 있다.

한편 예측된 적어도 하나의 경로 각각의 주변에 배치된 대응 드론들이 검출되면, 메인 제어부(200)는 검출된 대응 드론들의 위치와 이동 속도들, 그리고 적대적 드론의 이동 속도에 근거하여, 상기 예측된 적어도 하나의 경로 각각마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 검출할 수 있다(S604). 상기 S604 단계에서 메인 제어부(200)는, 1차 시도가 실패할 경우에 대비하여 각 경로마다 복수의 충돌 예상 지점을 설정할 수 있다.

그러면 메인 제어부(200)는 도 4의 S404 단계로 진행하여, 검출된 대응 드론들 각각에 대해 설정된 충돌 예상 지점의 좌표를 전송할 수 있다. 이에 따라 검출된 대응 드론들은 상기 도 6의 S604 단계에서 검출된 충돌 예상 지점에 각각 배치될 수 있다.

여기서 메인 제어부(200)는 동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 복수의 대응 드론에 전송할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 동일한 좌표 정보를 수신한 복수의 대응 드론은, 동일한 충돌 예상 지점에 배치되어 서로 군집을 형성할 수 있다. 이 경우 상기 군집 형성된 대응 드론들이 협업하여 적대적 드론을 저지할 수 있다.

한편 도 6의 경우, 서로 다른 복수의 경로 예측 알고리즘을 통해 적어도 하나의 경로를 예측하는 구성을 설명하였으나, 이와는 다른 방식으로 적어도 하나의 경로를 예측할 수도 있음은 물론이다. 일 예로 메인 제어부(200)는 예측 확률에 따라 적어도 하나의 적대적 드론의 비행 경로를 예측할 수도 있다. 도 7은 이러한 경우의 예를 도시한 것이다.

도 7을 참조하여 살펴보면, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 통제 센터(2) 메인 제어부(200)는, 먼저 기 설정된 경로 예측 알고리즘을 통해 현재 식별된 적대적 드론이 이동할 가능성이 있는 다수의 경로들을 예측할 수 있다. 이 경우 상기 기 설정된 경로 예측 알고리즘은 확률 기반 연산을 통해 상기 적대적 드론의 비행 경로를 예측하는 경로 예측 알고리즘일 수 있다. 이 경우 메인 제어부(200)는 경로 예측 알고리즘에 따라 가능성 있는 비행 경로들 각각에 대한 예측 확률을 산출할 수 있다(S700).

그리고 메인 제어부(200)는 산출된 예측 확률에 기반하여 예측 확률이 높은 순서대로 적어도 하나의 비행 경로를 예측할 수 있다(S702).

그리고 메인 제어부(200)는 예측된 적어도 하나의 경로 각각의 주변에 배치된 대응 드론들을 검출할 수 있다(S704). 상기 S704 단계에서 메인 제어부(200)는 상기 S602 단계와 유사하게, 상기 검출된 대응 드론들에 대한 다양한 정보들을 획득할 수 있다.

한편 메인 제어부(200)는 검출된 대응 드론들의 위치와 이동 속도들, 그리고 적대적 드론의 이동 속도에 근거하여, 상기 예측된 적어도 하나의 경로 각각마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 검출할 수 있다(S706). 상기 S706 단계에서 메인 제어부(200)는, 1차 시도가 실패할 경우에 대비하여 각 경로마다 복수의 충돌 예상 지점을 설정할 수 있다.

그러면 메인 제어부(200)는 도 4의 S404 단계로 진행하여, 검출된 대응 드론들 각각에 대해 설정된 충돌 예상 지점의 좌표를 전송할 수 있다. 이에 따라 검출된 대응 드론들은 상기 도 7의 S704 단계에서 검출된 충돌 예상 지점에 각각 배치될 수 있다.

여기서 메인 제어부(200)는 동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 복수의 대응 드론에 전송할 수도 있음은 물론이다. 이 경우 동일한 좌표 정보를 수신한 복수의 대응 드론은, 동일한 충돌 예상 지점에 배치되어 서로 군집을 형성할 수 있다. 이 경우 상기 군집 형성된 대응 드론들이 협업하여 적대적 드론을 저지할 수 있다.

한편, 도 4의 S404 단계에서 각 충돌 예상 지점에 적어도 하나의 대응 드론이 배치되면, 대응 드론들은 현재 위치에서 적대적 드론을 관측하고 관측된 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론을 저지할 수 있다. 이 경우 각 대응 드론이 적대적 드론을 저지하는 동작 과정은 각 대응 드론의 자율 비행에 의해 수행될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 각 대응 드론이, 충돌 기동을 통해 적대적 드론을 저지하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하여 살펴보면, 메인 제어부(200)로부터 충돌 예상 지점의 좌표를 수신하면, 대응 드론은 수신된 충돌 예상 지점으로 이동할 수 있다(S800). 그리고 충돌 예상 지점에서 적대적 드론이 나타났는지 여부를 감지 및 적대적 드론을 식별하고 적대적 드론의 움직임을 관측할 수 있다(S802).

이러한 적대적 드론의 식별 및 관측을 위해, 통제 센터(2)의 메인 제어부(200)는 상기 적대적 드론의 식별을 위한 표지 정보를, 상기 충돌 예상 지점의 좌표 정보와 함께 각 대응 드론에 전송할 수 있다. 일 예로 상기 표지 정보는 적대적 드론의 영상 정보일 수 있다.

이 경우 상기 표지 정보는 상기 적대적 드론의 외형적 특징에 대한 정보일 수 있다. 일 예로 표지 정보는 날개의 모양, 크기 등 대응 드론과 비교될 수 있는 특정 특징이 상기 표지 정보로서 각 대응 드론에 전송될 수 있다. 그러면 각 대응 드론의 드론 제어부(300)는 영상 정보 센서를 통해 적대적 드론의 영상을 센싱하고, 상기 표지 정보에 대응하는 특징을 포함하고 있는지 여부에 따라 적대적 드론을 식별할 수 있다. 이 경우 상기 표지 정보에 따른 적대적 드론의 식별은, 인공지능 분석 방법 또는 인공지능 알고리즘에 근거하여 이루어질 수 있다.

한편 상기 S802 단계에서 적대적 드론이 식별 및 적대적 드론의 움직임이 관측되면, 대응 드론의 드론 제어부(300)는 관측된 적대적 드론의 움직임으로부터 비행 경로 및 속도를 분석할 수 있다(S804). 그리고 분석된 적대적 드론의 비행 경로 및 속도에 근거하여, 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행할 수 있다(S806).

그리고 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론을 저지하였는지 여부, 즉 충돌이 성공하였는지 여부에 대한 정보를 통제 센터(2)에 전송할 수 있다. 이 경우 드론 제어부(300)는 충돌이 실패하는 경우에만 충돌 실패를 알리기 위한 정보를 통제 센터(2)에 전송할 수도 있다. 이는 충돌에 성공하는 경우 대응 드론 역시 손상될 가능성이 높기 때문이다.

한편 상술한 도 8과 달리, 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 통제 센터(2)는 동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 복수의 드론에 전송할 수도 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 드론 제어 시스템의 복수의 대응 드론이, 충돌을 통해 적대적 드론을 저지하는 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

도 9를 참조하여 살펴보면, 동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 수신한 대응 드론들은 각각 수신된 충돌 예상 지점으로 이동할 수 있다(S900). 그리고 동일한 충돌 예상 지점에 복수의 대응 드론이 위치한 경우, 복수의 대응 드론은 군집을 형성할 수 있다(S902).

상기 대응 드론의 군집은 복수의 대응 드론이 서로 간에 일정 거리를 유지하는 상태로 편대 비행을 하는 상태를 의미할 수 있다. 이러한 경우 상기 군집을 구성하는 대응 드론 각각은 적대적 드론을 식별할 수 있으며 식별 결과를 군집을 형성하는 각 대응 드론과 공유할 수 있다. 이 경우 상기 적대적 드론의 식별은, 통제 센터(2)에서 상기 충돌 예상 지점의 좌표 정보와 함께 각 대응 드론에 전송된 적대적 드론의 지표 정보를 통해 이루어질 수 있다.

그리고 대응 드론 각각은 식별된 적대적 드론의 움직임을 관측하고 관측된 적대적 드론의 비행 경로와 속도를 분석한 결과를 서로 공유할 수 있다(S906). 그리고 군집 드론을 형성하는 각 대응 드론은 상기 S906 단계의 분석 결과에 근거하여 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행할 수 있다(S908). 그리고 상기 군집을 형성하는 대응 드론들 중 적어도 하나는 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론을 저지하였는지 여부, 즉 충돌이 성공하였는지 여부에 대한 정보를 통제 센터(2)에 전송할 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 특히 본 발명의 실시 예에서는 표지 정보를 대응 드론에 전송하고, 충돌 예상 지점으로 이동한 대응 드론이 표지 정보를 통해 적대적 드론을 식별하여 충돌 기동을 수행하는 예를 들었으나, 이와는 다르게 적대적 드론을 식별할 수도 있음은 물론이다. 일 예로 대응 드론들은 피아 식별을 위한 통신을 통해 아군의 대응 드론이 아닌 드론을 적대적 드론으로 식별하고, 식별된 적대적 드론을 저지하도록 형성될 수도 있다.

한편 상술한 설명에서는 하나의 적대적 드론이 검출되는 예를 가정하여 설명하였으나, 적대적 드론이 복수개일 수도 있음은 물론이다. 이 경우 통제 센터(2)는 각 적대적 드론에 대해 대응 드론들을 할당할 수 있으며, 할당된 대응 드론들이 각 적대적 드론을 충돌 저지할 수 있도록 각 적대적 드론에 대한 충돌 예상 지점들의 좌표들을 할당된 대응 드론들 각각에 전송할 수 있다.

그러나 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석 되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2 : 통제 센터
200 : 메인 제어부 210 : 식별부
220 : 경로 예측부 222 : 경로 검출부
230 : 메인 통신부 240 : 메모리
3 : 대응 드론
300 : 드론 제어부 310 : 통신부
320 : 센서부 330 : 추적부
340 : 구동부

Claims (15)

1. 기 설정된 영역 주변으로부터 검출된 제1 드론(drone)이 적대적 드론인지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 제1 드론의 비행 경로를 예측 및 예측된 적어도 하나의 비행 경로와 상기 제1 드론의 속도에 근거하여 각 비행 경로마다 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하고, 산출된 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보 각각을 적어도 하나의 대응 드론에게 전송하는 통제 센터; 및,
   상기 통제 센터로부터 수신된 좌표 정보에 따라 충돌 예상 지점으로 이동 및, 이동한 충돌 예상 지점에서 상기 제1 드론을 검출하고, 검출된 상기 제1 드론의 움직임을 관측한 결과에 따라 충돌을 통해 상기 제1 드론을 저지하는 충돌 기동을 수행하는 상기 적어도 하나의 대응 드론을 포함하는 드론 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통제 센터는,
   동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 복수의 대응 드론에 전송하고,
   상기 동일한 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보를 수신한 복수의 대응 드론은,
   상기 충돌 예상 지점에서 군집을 형성하여, 서로 간에 일정 거리를 유지하는 상태로 편대 비행을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 편대 비행을 수행하는 복수의 대응 드론은,
   상기 제1 드론을 식별한 결과 및, 상기 제1 드론의 비행 경로와 속도를 분석한 결과를 서로 간에 공유하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 통제 센터는,
   상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 비행 경로 및 속도에 따라 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 통제 센터는,
   상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론에 전송된 피아 식별 신호에 대한 상기 제1 드론의 응답 여부에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 판단하거나, 상기 제1 드론이 기 설정된 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 판단하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 통제 센터는,
   상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 영상 정보를 분석한 결과로부터 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 판단하며,
   상기 제1 드론의 영상 정보는,
   상기 검출된 제1 드론의 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
7. 제1항에 있어서,
   복수의 대응 드론이 순차적으로 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하며,
   제1 대응 드론의 충돌 기동을 상기 제1 드론이 회피하는 경우, 상기 제1 대응 드론에 이어서 충돌 기능을 수행하는 제2 대응 드론은, 상기 제1 대응 드론에 대한 상기 제1 드론의 회피 기동 경로를 예측하고 예측된 회피 기동 경로에 대한 충돌 기동을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 통제 센터는,
   상기 제1 드론에 대한 영상 정보가 획득되면, 획득된 영상 정보에 근거하여 상기 제1 드론의 식별을 위한 표지 정보를 생성하고, 생성된 표지 정보를 상기 산출된 충돌 예상 지점에 대한 좌표 정보와 함께 적어도 하나의 대응 드론에 전송하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 대응 드론은,
   수신된 상기 충돌 예상 지점의 좌표로 이동 후 획득되는 주변의 영상 정보로부터 상기 제1 드론을 식별하며,
   상기 주변의 영상 정보로부터 검출되는 비행체가 상기 표지 정보에 대응하는 특징을 갖는지 여부에 따라 상기 제1 드론을 식별하며,
   제1 드론이 식별되면 식별된 제1 드론의 비행 경로 및 속도를 분석한 결과에 따라 상기 충돌 기동을 수행하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
10. 제1항에 있어서, 상기 통제 센터는,
    복수의 서로 다른 추적 알고리즘을 통해 상기 제1 드론에 대한 서로 중첩되지 않는 적어도 하나의 비행 경로를 예측하고, 예측된 적어도 하나의 비행 경로 각각의 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론을 검출하며,
    상기 검출된 대응 드론의 위치 및 이동 속도에 근거하여 상기 예측된 적어도 하나의 비행 경로 각각마다, 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 시스템.
11. 복수의 대응 드론(drone)을 통해 적대적 드론의 비행을 저지하는 드론 제어 방법에 있어서,
    상기 복수의 대응 드론과 무선 통신을 수행하는 통제 센터가, 제1 드론의 영상 정보 및 상기 제1 드론의 움직임을 분석한 결과에 근거하여 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 식별하는 제1 단계;
    상기 통제 센터가, 상기 적대적 드론의 경로를 예측하고 예측된 적어도 하나의 경로에 각각 대응하는 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 제2 단계;
    상기 통제 센터가, 상기 예측된 적어도 하나의 경로에 근거하여 검출된 적어도 하나의 대응 드론에 각각에 상기 산출된 충돌 예상 지점의 좌표 정보를 전송하는 제3 단계;
    상기 검출된 대응 드론이, 각각 자율 비행을 통해 상기 적대적 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 제4 단계; 및,
    상기 통제 센터가, 상기 충돌 기동을 통해 상기 적대적 드론의 비행이 저지되었는지 여부를 판단한 결과에 따라 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 반복 수행하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 통제 센터가, 산출된 어느 하나의 충돌 예상 지점의 좌표를, 복수의 대응 드론에게 전송하는 단계이며,
    상기 제4 단계는,
    동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 수신한 복수의 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서 군집을 형성하는 제4-1 단계;
    상기 군집을 형성한 복수의 대응 드론 중 어느 하나가, 상기 제1 드론을 관측 및 상기 제1 드론의 움직임을 분석한 결과를 상기 군집을 형성한 다른 드론들과 공유하는 제4-2 단계; 및,
    상기 군집을 형성한 복수의 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서, 상기 공유된 움직임 분석 결과에 근거하여 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 제4-3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 제3 단계는,
    상기 통제 센터가, 산출된 어느 하나의 충돌 예상 지점의 좌표를, 복수의 대응 드론에게 전송하는 단계이며,
    상기 제4 단계는,
    동일한 충돌 예상 지점의 좌표를 수신한 복수의 대응 드론 중 제1 대응 드론이, 상기 어느 하나의 충돌 예상 지점에서 상기 제1 드론에 대한 충돌 기동을 수행하는 a 단계;
    상기 복수의 대응 드론 중 제2 대응 드론이, 상기 제1 드론의 회피 경로를 예측하는 b 단계; 및,
    상기 제1 대응 드론의 충돌 기동이 수행된 이후, 상기 제2 대응 드론이, 상기 b 단계에서 예측된 회피 경로에 대한 충돌 기동을 수행하는 c 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 통제 센터가, 상기 제1 드론이 검출되면, 상기 제1 드론의 비행 경로 및 속도에 따라 상기 제1 드론이 적대적 드론인지 여부를 1차 판단하는 제1-1 단계;
    상기 통제 센터가, 상기 적대적 드론으로 1차 판단된 제1 드론에 대해, 기 설정된 피아 식별 수단에 따른 피아 식별을 수행하고, 피아 식별 수행 결과에 따라 상기 제1 드론을 적대적 드론으로 최종 판단하며,
    상기 피아 식별은,
    상기 제1 드론에 전송된 피아 식별 신호에 대한 상기 제1 드론의 응답 여부 또는 상기 제1 드론이 기 설정된 피아 식별 부재를 장착하고 있는지 여부에 따라 이루어지는 것을 특징으로 하는 드론 제어 방법.
15. 제11항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 통제 센터가, 서로 다른 복수의 추적 알고리즘을 통해 상기 제1 드론의 예상 비행 경로를 예측하는 제2-1 단계;
    상기 통제 센터가, 상기 복수의 추적 알고리즘 각각으로부터 예측된 복수의 경로들로부터 서로 중첩하지 않는 적어도 하나의 경로를 예측하는 제2-2 단계;
    상기 통제 센터가, 상기 예측된 적어도 하나의 경로 주변에 위치한 적어도 하나의 대응 드론을 검출하는 제2-3 단계; 및,
    상기 검출된 적어도 하나의 대응 드론의 위치 및 상기 적어도 하나의 대응 드론 각각의 이동 속도에 근거하여, 상기 예측된 경로 각각에 대해 적어도 하나의 충돌 예상 지점을 산출하는 제2-4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 드론 제어 방법.

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