KR20220071841A - Anomaly detection model using message id sequence on unmanned moving objects - Google Patents

Anomaly detection model using message id sequence on unmanned moving objects Download PDF

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KR20220071841A
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Abstract

A method for detecting an anomaly in an unmanned mobile vehicle using a message ID sequence comprises steps of: collecting packet data generated from an unmanned mobile vehicle; preprocessing the collected packet data; and inputting the preprocessed packet data into a pre-trained neural network model and detecting an anomaly of the unmanned mobile vehicle based on a message ID pattern of the packet data. An object of the present invention is to provide an anomaly detection method for unmanned mobile vehicles including a deep learning framework for detecting anomalies occurring in unmanned mobile vehicles.

Description

메시지 ID 시퀀스를 활용한 무인 이동체 이상 탐지 모델{ANOMALY DETECTION MODEL USING MESSAGE ID SEQUENCE ON UNMANNED MOVING OBJECTS}Unmanned moving object anomaly detection model using message ID sequence {ANOMALY DETECTION MODEL USING MESSAGE ID SEQUENCE ON UNMANNED MOVING OBJECTS}

본 발명은, 무인 이동체 이상 탐지 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 메시지 ID 시퀀스를 활용한 무인 이동체 이상 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting anomaly of an unmanned moving object, and more particularly, to a method for detecting anomaly of an unmanned moving object using a message ID sequence.

일반적으로, 무인 이동체란 드론과 같이 원격의 환경에서 사람이 무선으로 기체를 조종하거나, 자율주행차와 같이 사람의 개입이 최소화된 상태에서 스스로 현 상황을 판단해 특정 임무를 수행하는 기체들을 말한다. 오늘날 무인 이동체 기술이 발전함에 따라 택배, 운전, 지역 감시, 군사 무기 등 다양한 분야에서 무인 이동체가 사용되고 있다.In general, an unmanned moving vehicle refers to an aircraft that performs a specific task by judging the current situation by a human being wirelessly controlling the aircraft in a remote environment such as a drone or by judging the current situation with minimal human intervention, such as an autonomous vehicle. Today, as unmanned mobile technology develops, unmanned mobile vehicles are being used in various fields such as courier service, driving, local surveillance, and military weapons.

무인 이동체는 시스템 특성상 다양한 구성 요소의 네트워킹을 통해서 구성되어 있다. GPS, 카메라, LiDAR, IMU 센서 등으로 수집된 센서 데이터를 활용하여 환경을 인지하고, 이 정보들을 활용하여 자세 및 위치를 제어하거나 조종한다. 다양한 하드웨어 및 소프트웨어 구성 요소의 집합체인 만큼 다양한 위험 및 위협이 존재한다.The unmanned moving object is configured through networking of various components due to the nature of the system. It recognizes the environment by using sensor data collected by GPS, camera, LiDAR, and IMU sensors, and uses this information to control or manipulate the posture and position. As it is a collection of various hardware and software components, various risks and threats exist.

사람의 개입이 적은 만큼 무인 이동체에 이상 징후가 포착되었을 경우 사람이 즉각적으로 알아채고 대응할 수 없는 경우가 많다. 따라서 이상 징후 탐지시스템에 이상 징후가 포착되면 그 즉시 사람에게 알릴 필요성이 있다.Since there is little human intervention, when an abnormality is detected in an unmanned moving vehicle, there are many cases in which a human cannot immediately recognize and respond. Therefore, when an anomaly is detected by an anomaly detection system, it is necessary to immediately notify a person.

하지만 기존의 방식과 같이 센서 데이터를 활용한 이상 징후 탐지의 경우 다양한 센서 데이터를 처리 및 활용하고 이를 통합하여야 하므로 오버헤드가 크다는 한계가 있다. 따라서 메시지 ID 시퀀스를 활용하는 새로운 무인 이동체 이상 탐지 방법에 대한 수요가 존재한다.However, in the case of anomaly detection using sensor data like the existing method, there is a limitation in that the overhead is large because various sensor data must be processed and used and integrated. Therefore, there is a demand for a new unmanned moving object anomaly detection method utilizing the message ID sequence.

US 공개특허 2019/0260768 (2019.08.22) (US 출원번호 15/899903)US Patent Publication 2019/0260768 (2019.08.22) (US Application No. 15/899903)

본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 무인 이동체에 발생하는 이상 징후를 탐지하기 위한 딥러닝 프레임워크를 포함하는 무인 이동체 이상 탐지 방법을 제공하고자 한다.The present disclosure has been devised in response to the above-described background technology, and an object of the present disclosure is to provide a method for detecting anomalies in an unmanned moving object including a deep learning framework for detecting anomalies occurring in the unmanned moving object.

본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present disclosure are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 메시지 ID 시퀀스를 활용하는 새로운 무인 이동체 이상 탐지 모델이 개시된다.According to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, a new unmanned moving object anomaly detection model using a message ID sequence is disclosed.

전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 이동체 이상 탐지 방법은, 상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하는 단계, 상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 단계, 및 상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.An unmanned moving object anomaly detection method according to an embodiment of the present disclosure for solving the above-described problems includes collecting packet data generated in the unmanned moving object, pre-processing the collected packet data, and the pre-processing The method may include inputting one packet data into a pre-trained neural network model and detecting abnormal symptoms of the unmanned moving object based on a message ID pattern of the packet data.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 패킷 데이터를 수집하는 단계는, 상기 무인 이동체와 지상 통제 시스템(GCS: Ground Control System) 사이의 통신을 통해 상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting an anomaly of an unmanned moving object, the collecting of the packet data includes collecting packet data generated from the unmanned moving object through communication between the unmanned moving object and a ground control system (GCS). can do.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 단계는, 상기 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID를 추출하는 단계, 상기 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하는 단계, 및 상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, the pre-processing of the collected packet data includes extracting a message ID from the collected packet data, assigning an integer value to the extracted message ID, and the It may include normalizing the integer value assigned to the message ID.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하는 단계는, 상기 메시지 ID의 유형에 따라 각기 다른 정수값이 부여될 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, in the step of assigning an integer value to the extracted message ID, different integer values may be assigned according to the type of the message ID.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하는 단계는, 상기 메시지 ID의 유형이 총 N개이면 상기 각 메시지 ID에 1 ~ N 중 어느 하나의 정수가 부여될 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, in the step of assigning an integer value to the extracted message ID, if there are a total of N types of the message ID, an integer from 1 to N is assigned to each message ID can be

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계는, 상기 메시지 ID의 크기를 조정하기 위하여 상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 0 ~ 1 범위로 정규화할 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, the step of normalizing the integer value assigned to the message ID may normalize the integer value assigned to the message ID to a range of 0 to 1 in order to adjust the size of the message ID. have.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계는, 상기 메시지 ID의 유형이 총 n개일 때, 상기 각 메시지 ID에 부여한 정수값에 n을 나누어 산출된 결과값으로 정규화할 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, the step of normalizing the integer value assigned to the message ID is calculated by dividing the integer value assigned to each message ID by n when the number of types of the message ID is n in total. The result can be normalized.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는, 상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하는 단계, 상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하는 단계, 상기 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하는 단계, 및 상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률에 기초하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting anomaly of an unmanned moving object, the step of detecting anomalies of the unmanned moving object includes: inputting the preprocessed packet data into a pre-trained neural network model; packet data input to the neural network model predicting a message ID following the current message ID sequence of It may include detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하는 단계는, 상기 메시지 ID 패턴 예측 성공률이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 산출하는 단계, 및 상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, the calculating of the message ID pattern prediction success rate includes calculating an average value of the message ID pattern prediction success rates for a predetermined time when the message ID pattern prediction success rate is calculated , and comparing the calculated average value of the message ID pattern prediction success rates with a preset threshold to detect an abnormal symptom of the unmanned moving object.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는, 상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값이 상기 임계값보다 더 낮으면 상기 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting anomaly of an unmanned moving object, the detecting of the abnormal symptom of the unmanned moving object may include, when the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates is lower than the threshold value, the abnormal symptom of the unmanned moving object can be considered to have been detected.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는, 상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하는 단계, 상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하는 단계, 상기 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하는 단계, 및 상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값에 기초하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting anomaly of an unmanned moving object, the step of detecting anomalies of the unmanned moving object includes: inputting the preprocessed packet data into a pre-trained neural network model; packet data input to the neural network model predicting a message ID following the current message ID sequence of It may include detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하는 단계는, 상기 메시지 ID 패턴 손실값이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 산출하는 단계, 및 상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the unmanned moving object anomaly detection method, the calculating of the message ID pattern loss value includes calculating an average value of message ID pattern loss values for a predetermined time when the message ID pattern loss value is calculated , and comparing the calculated average value of the message ID pattern loss values with a preset threshold value to detect an abnormal symptom of the unmanned moving object.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는, 상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값이 상기 임계값보다 더 높으면 상기 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting anomaly of an unmanned moving object, the step of detecting anomalies of the unmanned moving object may include: if the average value of the calculated message ID pattern loss values is higher than the threshold value, can be considered to have been detected.

무인 이동체 이상 탐지 방법의 대안적인 실시예에서, 상기 뉴럴 네트워크 모델의 사전 학습은, 상기 무인 이동체가 정상 통신 상태에서 발생하는 정상 패킷 데이터를 수집하는 단계, 상기 수집한 정상 패킷 데이터를 전처리하는 단계, 및 상기 전처리한 정상 패킷 데이터를 상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 정상 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하여 학습하는 단계를 포함할 수 있다.In an alternative embodiment of the method for detecting anomaly of an unmanned moving object, the pre-learning of the neural network model includes: collecting normal packet data generated in a normal communication state by the unmanned moving object; pre-processing the collected normal packet data; and inputting the pre-processed normal packet data into the neural network model to predict and learn a message ID following a current message ID sequence of the normal packet data.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 무인 이동체의 이상징후를 탐지하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은, 상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하는 동작, 상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 동작, 및 상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 동작을 포함할 수 있다.As a computer program stored in a computer readable storage medium according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problem, the computer program is the following for detecting abnormal symptoms of an unmanned moving object when the computer program is executed in one or more processors. The operations are performed by collecting packet data generated by the unmanned moving object, pre-processing the collected packet data, and inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model. It may include the operation of detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object based on the message ID pattern of the packet data.

전술한 바와 같은 과제를 실현하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 이동체 이상 탐지 방법을 제공하기 위한 컴퓨팅 장치로서, 하나 이상의 코어를 포함하는 프로세서, 및 메모리를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하고, 상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하며, 그리고 상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.A computing device for providing an unmanned moving object anomaly detection method according to an embodiment of the present disclosure for realizing the above-described problems, including a processor including one or more cores, and a memory, wherein the processor comprises: Collect packet data generated in the mobile device, pre-process the collected packet data, and input the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model to determine the abnormality of the unmanned mobile device based on the message ID pattern of the packet data. signs can be detected.

본 개시는, 메시지 ID 시퀀스를 활용하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.According to the present disclosure, an abnormal symptom of an unmanned moving object can be detected by using a message ID sequence.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art to which the present disclosure belongs from the description below. .

상기 언급된 본 개시내용의 피처들이 상세하게, 보다 구체화된 설명으로, 이하의 실시예들을 참조하여 이해될 수 있도록, 실시예들 중 일부는 첨부되는 도면에서 도시된다. 또한, 도면과의 유사한 참조번호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하는 것으로 의도된다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 개시 내용의 특정한 전형적인 실시예들만을 도시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 고려되지는 않으며, 동일한 효과를 갖는 다른 실시예들이 충분히 인식될 수 있다는 점을 유의하도록 한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 제공하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 설명하기 위한 프로세서의 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 메시지 ID를 포함하는 패킷 데이터를 보여주는 도면이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전처리부를 설명하기 위한 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 5는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 뉴럴 네트워크 모델을 설명하기 위한 블록 구성도를 도시한 도면이다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한 도면이다.
도 7은, 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 일반적인 개략도를 도시한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS So that the above-mentioned features of the present disclosure may be understood in detail, with a more specific description, with reference to the following embodiments, some of the embodiments are shown in the accompanying drawings. Also, like reference numerals in the drawings are intended to refer to the same or similar functions throughout the various aspects. However, it should be noted that the appended drawings show only certain typical embodiments of the present disclosure and are not to be considered as limiting the scope of the present disclosure, and other embodiments having the same effect may be sufficiently recognized. Be careful.
1 is a diagram illustrating a block diagram of a computing device that performs an operation for providing an unmanned moving object anomaly detection method according to an embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a diagram illustrating a block diagram of a processor for explaining a method for detecting anomaly of an unmanned moving object according to an embodiment of the present disclosure.
3 is a diagram illustrating packet data including a message ID according to an embodiment of the present disclosure.
4 is a diagram illustrating a block diagram for explaining a pre-processing unit according to an embodiment of the present disclosure.
5 is a diagram illustrating a block diagram for explaining a neural network model, according to an embodiment of the present disclosure.
6 is a diagram illustrating a flowchart for explaining a method for detecting anomaly of an unmanned moving object according to an embodiment of the present disclosure.
7 depicts a general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.

다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 개시의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나, 이러한 실시예들은 이러한 구체적인 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다.Various embodiments are now described with reference to the drawings. In this specification, various descriptions are presented to provide an understanding of the present disclosure. However, it is apparent that these embodiments may be practiced without these specific descriptions.

본 명세서에서 사용되는 용어 "컴포넌트", "모듈", "시스템" 등은 컴퓨터-관련 엔티티, 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 소프트웨어 및 하드웨어의 조합, 또는 소프트웨어의 실행을 지칭한다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서상에서 실행되는 처리과정(procedure), 프로세서, 객체, 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 서버에서 실행되는 애플리케이션 및 서버 모두 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트는 프로세서 및/또는 실행 스레드 내에 상주할 수 있다. 일 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 내에 로컬화 될 수 있다. 일 컴포넌트는 2개 이상의 컴퓨터들 사이에 분배될 수 있다. 또한, 이러한 컴포넌트들은 그 내부에 저장된 다양한 데이터 구조들을 갖는 다양한 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 실행할 수 있다. 컴포넌트들은 예를 들어 하나 이상의 데이터 패킷들을 갖는 신호(예를 들면, 로컬 시스템, 분산 시스템에서 다른 컴포넌트와 상호작용하는 하나의 컴포넌트로부터의 데이터 및/또는 신호를 통해 다른 시스템과 인터넷과 같은 네트워크를 통해 전송되는 데이터)에 따라 로컬 및/또는 원격 처리들을 통해 통신할 수 있다.The terms “component,” “module,” “system,” and the like, as used herein, refer to a computer-related entity, hardware, firmware, software, a combination of software and hardware, or execution of software. For example, a component can be, but is not limited to being, a process running on a processor, a processor, an object, a thread of execution, a program, and/or a computer. For example, both an application running on a server and a server can be components. One or more components may reside within a processor and/or thread of execution. A component may be localized within one computer. A component may be distributed between two or more computers. In addition, these components can execute from various computer readable media having various data structures stored therein. Components may communicate via a network such as the Internet with another system, for example via a signal having one or more data packets (eg, data and/or signals from one component interacting with another component in a local system, distributed system, etc.) may communicate via local and/or remote processes depending on the data being transmitted).

더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는 A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, the term “or” is intended to mean an inclusive “or” rather than an exclusive “or.” That is, unless otherwise specified or clear from context, "X employs A or B" is intended to mean one of the natural implicit substitutions. That is, X employs A; X employs B; or when X employs both A and B, "X employs A or B" may apply to either of these cases. It should also be understood that the term “and/or” as used herein refers to and includes all possible combinations of one or more of the listed related items.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 다만, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 하나 이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 달리 특정되지 않거나 단수 형태를 지시하는 것으로 문맥상 명확하지 않은 경우에, 본 명세서와 청구범위에서 단수는 일반적으로 "하나 또는 그 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Also, the terms "comprises" and/or "comprising" should be understood to mean that the feature and/or element in question is present. However, it should be understood that the terms "comprises" and/or "comprising" do not exclude the presence or addition of one or more other features, elements and/or groups thereof. Also, unless otherwise specified or unless it is clear from context to refer to a singular form, the singular in the specification and claims should generally be construed to mean “one or more”.

그리고, "A 또는 B 중 적어도 하나"이라는 용어는, "A만을 포함하는 경우", "B 만을 포함하는 경우", "A와 B의 구성으로 조합된 경우"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. And, the term "at least one of A or B" should be interpreted as meaning "when including only A", "when including only B", and "when combined with the configuration of A and B".

당업자들은 추가적으로 여기서 개시된 실시예들과 관련되어 설명된 다양한 예시적 논리적 블록들, 구성들, 모듈들, 회로들, 수단들, 로직들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양쪽 모두의 조합들로 구현될 수 있음을 인식해야 한다. 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환성을 명백하게 예시하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트들, 블록들, 구성들, 수단들, 로직들, 모듈들, 회로들, 및 단계들은 그들의 기능성 측면에서 일반적으로 위에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 전반적인 시스템에 부과된 특정 어플리케이션(application) 및 설계 제한들에 달려 있다. 숙련된 기술자들은 각각의 특정 어플리케이션들을 위해 다양한 방법들로 설명된 기능성을 구현할 수 있다. 다만, 그러한 구현의 결정들이 본 개시내용의 영역을 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.Those skilled in the art will further appreciate that the various illustrative logical blocks, configurations, modules, circuits, means, logics, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein may be implemented in electronic hardware, computer software, or combinations of both. It should be recognized that they can be implemented with To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, configurations, means, logics, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. Skilled artisans may implement the described functionality in varying ways for each particular application. However, such implementation decisions should not be interpreted as causing a departure from the scope of the present disclosure.

제시된 실시예들에 대한 설명은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예 들로 한정되는 것이 아니다. 본 발명은 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. Descriptions of the presented embodiments are provided to enable those skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present disclosure. The generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments presented herein. This invention is to be interpreted in its widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

본 발명인 메시지 ID 시퀀스를 활용한 무인 이동체 이상 탐지를 하기 위한 내용을 기술한다. 무인 이동체에 속하는 무인 항공기를 실시예로 기술하며, 무인 항공기에만 국한되는 것이 아니라 무인 이동체에 속하는 어떠한 기기라도 적용될 수 있다.Describes the contents for detecting anomaly of an unmanned moving object using the message ID sequence of the present inventor. An unmanned aerial vehicle belonging to an unmanned moving object is described as an embodiment, and it is not limited to an unmanned aerial vehicle, and any device belonging to an unmanned moving object may be applied.

도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 제공하기 위한 동작을 수행하는 컴퓨팅 장치의 블록 구성도를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a block diagram of a computing device performing an operation for providing an unmanned moving object anomaly detection method according to an embodiment of the present disclosure.

도 1에 도시된 컴퓨팅 장치(100)의 구성은 간략화 하여 나타낸 예시일 뿐이다. 본 개시의 일 실시예에서 컴퓨팅 장치(100)는 컴퓨팅 장치(100)의 컴퓨팅 환경을 수행하기 위한 다른 구성들이 포함될 수 있고, 개시된 구성들 중 일부만이 컴퓨팅 장치(100)를 구성할 수도 있다.The configuration of the computing device 100 shown in FIG. 1 is only a simplified example. In an embodiment of the present disclosure, the computing device 100 may include other components for performing the computing environment of the computing device 100 , and only some of the disclosed components may configure the computing device 100 .

컴퓨팅 장치(100)는 프로세서(110), 메모리(130), 네트워크부(150)를 포함할 수 있다.The computing device 100 may include a processor 110 , a memory 130 , and a network unit 150 .

본 개시에서, 프로세서(110)는, 메시지 ID 시퀀스를 활용하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.In the present disclosure, the processor 110 may detect an abnormal symptom of the unmanned moving object by using the message ID sequence.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하고, 수집한 패킷 데이터를 전처리하며, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 collects packet data generated from an unmanned moving object, pre-processes the collected packet data, and inputs the pre-processed packet data to a pre-trained neural network model to provide packet data Anomalies of unmanned moving objects can be detected based on the message ID pattern of

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 패킷 데이터를 수집할 때, 무인 이동체와 지상 통제 시스템(GCS: Ground Control System) 사이의 통신을 통해 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들면, 무인 이동체와 지상 통제 시스템은, MAVLink(Micro Air Vehicle Link) 프로토콜을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when collecting packet data, the processor 110 collects packet data generated from the unmanned mobile body through communication between the unmanned mobile body and a ground control system (GCS). can For example, the unmanned mobile vehicle and the ground control system may perform communication using the MAVLink (Micro Air Vehicle Link) protocol. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 수집한 패킷 데이터를 전처리할 때, 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID를 추출하고, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하며, 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110, when pre-processing the collected packet data, extracts a message ID from the collected packet data, assigns an integer value to the extracted message ID, and assigns an integer to the message ID Values can be normalized.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 메시지 ID를 추출할 때, 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID만을 추출할 수 있다. 여기서, 추출한 메시지 ID는, 무인 이동체가 통신을 위해 사용하는 프로토콜에서 송수신되는 메시지의 유형을 판별하기 위한 식별자를 포함할 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when extracting the message ID, the processor 110 may extract only the message ID from the collected packet data. Here, the extracted message ID may include an identifier for determining the type of message transmitted/received in a protocol used by the unmanned mobile unit for communication. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 동일한 메시지 ID에 동일한 정수값을 부여하고, 서로 다른 메시지 ID에 각각 다른 정수값을 부여할 수 있다. 프로세서(110)는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 메시지 ID의 유형에 따라 각기 다른 정수값이 부여될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 메시지 ID의 유형이 총 N개이면 각 메시지 ID에 1 ~ N 중 어느 하나의 정수가 부여될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110, when assigning an integer value to the extracted message ID, assigns the same integer value to the same message ID, and assigns different integer values to different message IDs. have. When the processor 110 assigns an integer value to the extracted message ID, different integer values may be assigned according to the type of the message ID. For example, when the processor 110 assigns an integer value to the extracted message ID, if there are a total of N types of message IDs, any one integer from 1 to N may be assigned to each message ID.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화할 때, 메시지 ID의 크기를 조정하기 위하여 메시지 ID에 부여한 정수값을 0 ~ 1 범위로 정규화할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 메시지 ID의 유형이 총 n개일 때, 각 메시지 ID에 부여한 정수값에 n을 나누어 산출된 결과값으로 정규화할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when normalizing the integer value assigned to the message ID, the processor 110 may normalize the integer value assigned to the message ID to a range of 0 to 1 in order to adjust the size of the message ID. . For example, when there are a total of n message ID types, the processor 110 may normalize the result by dividing n by an integer value assigned to each message ID.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when detecting an abnormal symptom of an unmanned moving object, the processor 110 inputs the pre-processed packet data to the pre-trained neural network model, and the current status of the packet data input to the neural network model Predict the message ID following the message ID sequence, calculate the message ID pattern prediction success rate by comparing the predicted message ID and the actual message ID, and detect anomalies of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern prediction success rate can do.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출할 때, 메시지 ID 패턴 예측 성공률이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값이 임계값보다 더 낮으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when calculating the message ID pattern prediction success rate, the processor 110 calculates an average value of the message ID pattern prediction success rates for a certain time when the message ID pattern prediction success rate is calculated, Anomalies of the unmanned moving object can be detected by comparing the calculated average value of the message ID pattern prediction success rates with a preset threshold value. Here, when the processor 110 detects an abnormal symptom of the unmanned moving object, if the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates is lower than the threshold value, the processor 110 may determine that the abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to the structure of the neural network model or the environment to which the neural network model is applied, and may be determined through an experiment. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when detecting an abnormal symptom of an unmanned moving object, the processor 110 inputs the pre-processed packet data to the pre-trained neural network model, and the current status of the packet data input to the neural network model Predict the message ID following the message ID sequence, calculate the message ID pattern loss value by comparing the predicted message ID and the actual message ID, and detect anomalies of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern loss value can do.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 메시지 ID 패턴 손실값을 산출할 때, 메시지 ID 패턴 손실값이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 프로세서(110)는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값이 임계값보다 더 높으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 또한, 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값은, N 프레임 동안의 손실값의 평균 = (LossT + LossT-1 + … LossT-N+1)/N으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, when calculating the message ID pattern loss value, the processor 110 calculates an average value of the message ID pattern loss values for a predetermined time when the message ID pattern loss value is calculated, Anomalies of the unmanned moving object can be detected by comparing the calculated average value of the message ID pattern loss values with a preset threshold value. Here, when the processor 110 detects an abnormal symptom of the unmanned moving object, if the average value of the calculated message ID pattern loss values is higher than the threshold value, the processor 110 may determine that the abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to the structure of the neural network model or the environment to which the neural network model is applied, and may be determined through an experiment. In addition, the average value of the message ID pattern loss values for a certain time is calculated by the formula consisting of the average of the loss values for N frames = (Loss T + Loss T-1 + ... Loss T-N+1 )/N can be calculated. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 프로세서(110)는, 뉴럴 네트워크 모델을 사전 학습시킬 수 있다. 여기서, 뉴럴 네트워크 모델의 사전 학습은, 무인 이동체가 정상 통신 상태에서 발생하는 정상 패킷 데이터를 수집하고, 수집한 정상 패킷 데이터를 전처리하며, 전처리한 정상 패킷 데이터를 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 정상 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하여 학습할 수 있다. 일 예로, 뉴럴 네트워크 모델은, 1차원 컨벌루션 레이어, GRU(Gated Recurrent Units) 레이어, 덴스(Dense) 레이어를 포함하는 계층 구조를 가질 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may pre-train the neural network model. Here, in the prior learning of the neural network model, the unmanned mobile unit collects normal packet data generated in a normal communication state, pre-processes the collected normal packet data, and inputs the pre-processed normal packet data into the neural network model to obtain normal packet data. It can learn by predicting the message ID following the current message ID sequence of . As an example, the neural network model may have a hierarchical structure including a one-dimensional convolutional layer, a Gated Recurrent Units (GRU) layer, and a dense layer. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

이와 같이, 프로세서(110)는, 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)의 중앙 처리 장치(CPU: central processing unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: general purpose graphics processing unit), 텐서 처리 장치(TPU: tensor processing unit) 등의 딥러닝을 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(110)는, 메모리(130)에 저장된 컴퓨터 프로그램을 판독하여 본 개시의 일 실시예에 따른 무인 이동체의 이상징후 탐지를 수행할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라 프로세서(110)는, 무인 이동체의 이상징후 탐지를 위한 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, 딥러닝(DL: deep learning)에서 학습을 위한 입력 데이터의 처리, 입력 데이터에서의 피처 추출, 오차 계산, 역전파(backpropagation)를 이용한 신경망의 가중치 업데이트 등의 신경망의 학습을 위한 계산을 수행할 수 있다. 프로세서(110)는, CPU, GPGPU, 및 TPU 중 적어도 하나가 네트워크 함수의 학습을 처리할 수 있다. 예를 들어, CPU 와 GPGPU가 함께 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 무인 이동체의 이상징후 탐지를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에서는, 복수의 컴퓨팅 장치의 프로세서를 함께 사용하여 네트워크 함수의 학습, 네트워크 함수를 이용한 무인 이동체의 이상징후 탐지를 처리할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치에서 수행되는 컴퓨터 프로그램은, CPU, GPGPU 또는 TPU 실행가능 프로그램일 수 있다.As such, the processor 110 may include one or more cores, and a central processing unit (CPU), a general purpose graphics processing unit (GPGPU), and a tensor of the computing device 100 . It may include a processor for deep learning, such as a tensor processing unit (TPU). The processor 110 may read a computer program stored in the memory 130 to detect anomalies of the unmanned moving object according to an embodiment of the present disclosure. According to an embodiment of the present disclosure, the processor 110 may perform an operation for detecting abnormal symptoms of an unmanned moving object. The processor 110 performs learning of the neural network such as processing of input data for learning in deep learning (DL), extraction of features from input data, calculation of errors, and weight update of the neural network using backpropagation. calculations can be performed for The processor 110, at least one of a CPU, a GPGPU, and a TPU may process learning of a network function. For example, the CPU and GPGPU can process learning of a network function and detection of anomalies of an unmanned moving object using the network function. In addition, in an embodiment of the present disclosure, learning of a network function and detection of anomalies of an unmanned moving object using the network function may be processed by using the processors of a plurality of computing devices together. In addition, the computer program executed in the computing device according to an embodiment of the present disclosure may be a CPU, GPGPU or TPU executable program.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는, 프로세서(110)가 생성하거나 결정한 임의의 형태의 정보 및 네트워크부(150)가 수신한 임의의 형태의 정보를 저장할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 may store any type of information generated or determined by the processor 110 and any type of information received by the network unit 150 .

본 개시의 일 실시예에 따르면, 메모리(130)는, 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 인터넷(internet) 상에서 메모리(130)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다. 전술한 메모리에 대한 기재는 예시일 뿐, 본 개시는 이에 제한되지 않는다.According to an embodiment of the present disclosure, the memory 130 includes a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, and a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), Random Access Memory (RAM), Static Random Access Memory (SRAM), Read-Only Memory (ROM), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory (EEPROM), Programmable Memory (PROM) read-only memory), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk may include at least one type of storage medium. The computing device 100 may operate in relation to a web storage that performs a storage function of the memory 130 on the Internet. The description of the above-described memory is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크부(150)는, 무인 이동체의 이상징후 탐지를 수행하기 위한 데이터 등을 다른 컴퓨팅 장치, 서버 등과 송수신할 수 있다. 네트워크부(150)는, 무인 이동체의 이상징후 탐지를 수행하기 위하여 데이터를 다른 컴퓨팅 장치, 서버 등과 송수신할 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는, 복수의 컴퓨팅 장치 사이의 통신을 가능하게 하여 복수의 컴퓨팅 장치 각각에서 네트워크 함수의 학습이 분산 수행되도록 할 수 있다. 네트워크부(150)는, 복수의 컴퓨팅 장치 사이의 통신을 가능하게 하여 네트워크 함수를 사용한 분석 자료 생성을 분산 처리할 수 있도록 할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the network unit 150 may transmit/receive data for performing abnormal symptom detection of an unmanned moving object to/from other computing devices, servers, and the like. The network unit 150 may transmit/receive data to and from other computing devices, servers, and the like in order to detect anomalies of the unmanned moving object. In addition, the network unit 150 may enable communication between a plurality of computing devices so that learning of a network function is performed in a distributed manner in each of the plurality of computing devices. The network unit 150 may enable communication between a plurality of computing devices to distribute analysis data generation using a network function.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 네트워크부(150)는, 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 단거리 통신망(PAN: Personal Area Network), 근거리 통신망(WAN: Wide Area Network) 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다. 또한, 네트워크부(150)는, 공지의 월드와이드웹(WWW: World Wide Web)일 수 있으며, 적외선(IrDA: Infrared Data Association) 또는 블루투스(Bluetooth)와 같이 단거리 통신에 이용되는 무선 전송 기술을 이용할 수도 있다. 본 명세서에서 설명된 기술들은 위에서 언급된 네트워크들뿐만 아니라, 다른 네트워크들에서도 사용될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the network unit 150 may be configured regardless of its communication mode, such as wired and wireless, and may include a personal area network (PAN) and a wide area network (WAN). ), etc., may be composed of various communication networks. In addition, the network unit 150 may be a known World Wide Web (WWW), and may use a wireless transmission technology used for short-range communication such as infrared (IrDA) or Bluetooth (Bluetooth). may be The techniques described herein may be used in the networks mentioned above, as well as in other networks.

이와 같이, 본 개시는, 메시지 ID 시퀀스를 활용하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.As such, the present disclosure can detect an abnormal symptom of an unmanned moving object by using a message ID sequence.

여러 센서 값의 시퀀스를 사용한 이상 탐지 모델의 경우, 다양한 센서 값들을 처리 및 활용하고 이를 통합해야 하기에 많은 오버헤드가 발생하지만, 본 개시는, 메시지 ID 시퀀스를 활용한 무인 이동체 이상 탐지 방법으로서, 메시지 ID 시퀀스만을 이상 탐지에 사용하므로 데이터 처리 및 활용에 이점이 있다.In the case of an anomaly detection model using a sequence of multiple sensor values, a lot of overhead occurs because various sensor values must be processed and utilized and integrated. However, the present disclosure provides an unmanned moving object anomaly detection method using a message ID sequence, Because only the message ID sequence is used for anomaly detection, there is an advantage in data processing and utilization.

도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 설명하기 위한 프로세서의 블록 구성도를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a block diagram of a processor for explaining a method for detecting anomaly of an unmanned moving object according to an embodiment of the present disclosure.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 프로세서는, 패킷 수집부(200), 전처리부(300), 그리고 이상 탐지부(400)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2 , the processor of the present disclosure may include a packet collection unit 200 , a preprocessor 300 , and an anomaly detection unit 400 .

패킷 수집부(200)는, 무인 이동체에서 발생하는 패킷을 수집할 수 있다. 예를 들어, 무인 항공기에서 발생하는 패킷을 수집하기 위하여 GCS (Ground Control System)를 활용할 수 있으며, 이때, GCS는 패킷 수집부(200)가 될 수 있다.The packet collection unit 200 may collect packets generated by an unmanned moving object. For example, a Ground Control System (GCS) may be utilized to collect packets generated by the unmanned aerial vehicle, and in this case, the GCS may be the packet collection unit 200 .

그리고, 전처리부(300)는, 딥러닝 모델이 사용할 수 있도록, 수집된 패킷으로부터 메시지 ID를 추출할 수 있다. 여기서, 메시지 ID란, 무인 이동체가 통신을 위해 사용하는 프로토콜에서 송수신되는 메시지의 유형을 판별하기 위해 사용되는 식별자일 수 있다. 예를 들어, 무인 항공기에 널리 사용되는 통신 프로토콜은, MAVLink 프로토콜 등을 포함할 수 있다. 메시지 ID는, 도 3에 도시된 바와 같이 프로토콜 포맷 내에 포함될 수 있다.And, the preprocessor 300 may extract a message ID from the collected packet so that the deep learning model can use it. Here, the message ID may be an identifier used to determine the type of message transmitted and received in a protocol used by an unmanned mobile device for communication. For example, a communication protocol widely used in an unmanned aerial vehicle may include the MAVLink protocol and the like. The message ID may be included in the protocol format as shown in FIG. 3 .

도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 메시지 ID를 포함하는 패킷 데이터를 보여주는 도면으로서, 도 3과 같이, 무인 항공기에 사용되는 통신 프로토콜은, MAVLink 프로토콜일 수 있는데, 버전 1인 MAVLink 1 프로토콜에서 송수신된 패킷 데이터(510)는, 메시지 ID(512)를 포함할 수 있고, 버전 2인 MAVLink 2 프로토콜에서 송수신된 패킷 데이터(520)는, 메시지 ID(522)를 포함할 수 있다. 여기서, 메시지 ID는, 무인 이동체가 통신을 위해 사용하는 프로토콜에서 송수신되는 메시지의 유형을 판별하기 위해 사용되는 식별자일 수 있다3 is a diagram showing packet data including a message ID according to an embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 3 , a communication protocol used in an unmanned aerial vehicle may be a MAVLink protocol, which is version 1 MAVLink 1 The packet data 510 transmitted/received in the protocol may include a message ID 512 , and the packet data 520 transmitted/received in the version 2 MAVLink 2 protocol may include a message ID 522 . Here, the message ID may be an identifier used to determine the type of message transmitted and received in a protocol used by the unmanned mobile device for communication.

다음, 전처리부(300)는, 추출한 메시지 ID를 전처리할 수 있다. 이때, 전처리 방식은, 사용하는 딥러닝 모델에 따라 달라질 수 있다. 전처리부(300)에서 출력되는 데이터는, 전처리된 메시지 ID 시퀀스일 수 있다.Next, the preprocessor 300 may preprocess the extracted message ID. In this case, the preprocessing method may vary depending on the deep learning model used. Data output from the preprocessor 300 may be a preprocessed message ID sequence.

도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 전처리부를 설명하기 위한 블록 구성도를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a block diagram for explaining a pre-processing unit, according to an embodiment of the present disclosure.

도 4와 같이, 전처리부(300)는, 메시지 ID 추출부(310), 정수값 부여부(320), 그리고 정규화부(330)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4 , the preprocessor 300 may include a message ID extraction unit 310 , an integer value assignment unit 320 , and a normalization unit 330 .

메시지 ID 추출부(310)는, 무인 이동체에서 사용하는 프로토콜 패킷으로부터 메시지 ID를 추출할 수 있다.The message ID extraction unit 310 may extract a message ID from a protocol packet used by an unmanned mobile device.

정수값 부여부(320)는, 추출한 메시지 ID에 새로운 정수값을 부여할 수 있다. 예를 들어, MAVLink 2 프로토콜에서, 메시지 ID가 0x00008D면 무인 항공기의 고도(altitude) 정보를 담고 있는 패킷임을 나타내며, 메시지 ID가 0x000000이면 무인 항공기나 GCS가 서로 정상적으로 통신하고 있는지를 확인하기 위한 하트비트(heartbeat) 패킷임을 나타낼 수 있다. 0x00008D인 메시지 ID는, 정수 1을 부여하여 모두 1로 변환할 수 있고, 0x000000인 메시지 ID는, 모두 정수 2를 부여하고 모두 2로 변환할 수 있다. 이렇게 또 다른 정수로 변환하는 이유는, 정규화를 통해 딥러닝 모델이 쉽게 사용하도록 하기 위해서다.The integer value assigning unit 320 may assign a new integer value to the extracted message ID. For example, in the MAVLink 2 protocol, if the message ID is 0x00008D, it indicates a packet containing the altitude information of the drone, and if the message ID is 0x000000, the heartbeat to check whether the drone or GCS are communicating normally It may indicate that it is a (heartbeat) packet. Message IDs of 0x00008D may be converted into all 1 by giving an integer 1, and all message IDs of 0x000000 may be converted into all integers 2 and converted into 2. The reason for converting to another integer is to make it easier for deep learning models to use through regularization.

일 실시예로서, 정수값 부여부(320)는, 동일한 메시지 ID에 동일한 정수값을 부여하고, 서로 다른 메시지 ID에 각각 다른 정수값을 부여할 수 있다. 또한, 정수값 부여부(320)는, 메시지 ID의 유형에 따라 각기 다른 정수값이 부여될 수도 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 메시지 ID의 유형이 총 N개이면 각 메시지 ID에 1 ~ N 중 어느 하나의 정수가 부여될 수 있다.As an embodiment, the integer value assigning unit 320 may assign the same integer value to the same message ID and may assign different integer values to different message IDs. In addition, the integer value assigning unit 320 may be assigned different integer values according to the type of the message ID. For example, when the processor 110 assigns an integer value to the extracted message ID, if there are a total of N types of message IDs, any one integer from 1 to N may be assigned to each message ID.

정규화부(330)는, 새로운 정수로 변환된 메시지 ID의 크기를 조정(scaling)할 수 있다. 예를 들어, 정수값 부여부(320)에서 부여한 정수가 1부터 24, 즉 메시지 ID의 종류가 24개라면 각 정수값을 24로 나눌 수 있다. 정수 1로 변환된 메시지 ID는, 최종적으로 1/24의 값을 가질 것이고, 정수 24로 변환된 메시지 ID는 최종적으로 1의 값을 가질 수 있다.The normalizer 330 may scale the size of the message ID converted into a new integer. For example, if the integer assigned by the integer value assigning unit 320 is 1 to 24, that is, there are 24 message ID types, each integer value may be divided by 24. The message ID converted to the integer 1 may finally have a value of 1/24, and the message ID converted to the integer 24 may finally have a value of 1.

일 실시예로서, 정규화부(330)는, 메시지 ID의 크기를 조정하기 위하여 메시지 ID에 부여한 정수값을 0 ~ 1 범위로 정규화할 수 있다. 예를 들면, 정규화부(330)는, 메시지 ID의 유형이 총 n개일 때, 각 메시지 ID에 부여한 정수값에 n을 나누어 산출된 결과값으로 정규화할 수 있다.As an embodiment, the normalizer 330 may normalize the integer value given to the message ID to a range of 0 to 1 in order to adjust the size of the message ID. For example, when there are a total of n message ID types, the normalizer 330 may normalize the result by dividing n by an integer value given to each message ID.

다음, 이상 탐지부(400)는, 전처리부(300)가 출력하는 실제 메시지 ID 시퀀스를 받아 이상 여부를 탐지하는 딥러닝 모델일 수 있다. 이상 탐지부(400)는, 정상 상태에서 송수신되는 메시지 ID 패턴을 학습할 수 있다. 즉, 이상 탐지부(400)는, 일정 길이의 메시지 ID 시퀀스가 입력되면 해당 시퀀스 바로 다음에 나타날 메시지 ID를 예측하도록 학습할 수 있다. 만일, 무인 이동체에 대한 공격이 발생한다면 송수신되는 메시지 ID 패턴이 정상 패턴과 달라질 것이며, 이때, 사전 학습된 이상 탐지부(400)는, 예측률이 일반적인 정상 상태일 경우보다 크게 떨어질 것이다. 이상 여부를 판별하는 지표는, 일정 시간 동안의 예측 성공률의 평균이나 손실 값의 평균 등이 될 수 있다.Next, the anomaly detection unit 400 may be a deep learning model that receives an actual message ID sequence output by the preprocessor 300 and detects whether there is an abnormality. The abnormality detection unit 400 may learn a message ID pattern transmitted and received in a normal state. That is, when a message ID sequence of a certain length is input, the anomaly detection unit 400 may learn to predict a message ID that will appear immediately after the corresponding sequence. If an attack occurs on an unmanned moving object, the transmitted and received message ID pattern will be different from the normal pattern. The index for determining whether there is an abnormality may be an average of prediction success rates or an average of loss values for a certain period of time.

예를 들어, 손실 값의 평균은 하기 수학식 1처럼 계산될 수 있다. 여기서, 프레임은 메시지 하나를 받는 시간 단위를 의미한다.For example, the average of the loss values may be calculated as in Equation 1 below. Here, the frame means a time unit for receiving one message.

Figure pat00001
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따라서, 사전 학습된 이상 탐지부(400)는, 예측 성공률의 평균이 임계값 (threshold)보다 낮아지거나 혹은 손실 값의 평균이 임계값보다 높아지는 경우, 이상 징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 이때의 임계값은, 이상 탐지 모델의 구조나 탐지 모델이 적용하는 환경 등에 따라 크게 달라질 수 있으므로 실험을 통해 정해져야 한다.Accordingly, the pre-learned anomaly detection unit 400 may determine that an anomaly is detected when the average of the prediction success rates is lower than a threshold or the average of the loss values is higher than the threshold. In this case, the threshold value may vary greatly depending on the structure of the anomaly detection model or the environment to which the detection model is applied, so it should be determined through experimentation.

일 실시예로서, 이상 탐지부(400)는, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.As an embodiment, the anomaly detection unit 400 inputs the pre-processed packet data to the pre-trained neural network model, and predicts the message ID following the current message ID sequence of the packet data input to the neural network model, , it is possible to calculate a message ID pattern prediction success rate by comparing the predicted message ID with the actual message ID, and detect anomalies of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern prediction success rate.

이상 탐지부(400)는, 메시지 ID 패턴 예측 성공률이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 이상 탐지부(400)는, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값이 임계값보다 더 낮으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.When the message ID pattern prediction success rate is calculated, the anomaly detection unit 400 calculates an average value for the message ID pattern prediction success rates for a predetermined time, and sets the average value for the calculated message ID pattern prediction success rates with a preset threshold value By comparison, anomalies of unmanned moving objects can be detected. Here, when the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates is lower than the threshold value, the anomaly detection unit 400 may determine that an abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to the structure of the neural network model or the environment to which the neural network model is applied, and may be determined through an experiment. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

다른 실시예로서, 이상 탐지부(400)는, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.As another embodiment, the anomaly detection unit 400 inputs the pre-processed packet data to the pre-trained neural network model, and predicts the message ID following the current message ID sequence of the packet data input to the neural network model, , it is possible to calculate a message ID pattern loss value by comparing the predicted message ID with the actual message ID, and detect abnormal symptoms of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern loss value.

이상 탐지부(400)는, 메시지 ID 패턴 손실값이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 이상 탐지부(400)는, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값이 임계값보다 더 높으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 또한, 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값은, N 프레임 동안의 손실값의 평균 = (LossT + LossT-1 + … LossT-N+1)/N으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.When the message ID pattern loss value is calculated, the anomaly detection unit 400 calculates an average value of the message ID pattern loss values for a predetermined time, and sets the average value of the calculated message ID pattern loss values with a preset threshold value. By comparison, anomalies of unmanned moving objects can be detected. Here, when the average value of the calculated message ID pattern loss values is higher than the threshold value, the abnormality detection unit 400 may determine that an abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to the structure of the neural network model or the environment to which the neural network model is applied, and may be determined through an experiment. In addition, the average value of the message ID pattern loss values for a certain time is calculated by the formula consisting of the average of the loss values for N frames = (Loss T + Loss T-1 + ... Loss T-N+1 )/N can be calculated. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

도 5는, 본 개시의 일 실시예에 따라, 뉴럴 네트워크 모델을 설명하기 위한 블록 구성도를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a block configuration diagram for explaining a neural network model, according to an embodiment of the present disclosure.

도 5와 같이, 이상 탐지부(400)의 뉴럴 네트워크 모델은, 전처리부(200)가 출력하는 메시지 ID 시퀀스를 입력 받아 해당 시퀀스 바로 다음에 오는 메시지 ID를 예측할 수 있다. 여기서, 이상 탐지부(400)의 뉴럴 네트워크 모델은, 1차원 컨벌루션 레이어(410), GRU(Gated Recurrent Units) 레이어(420), 덴스(Dense) 레이어(430)를 포함하는 계층 구조를 가질 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 뉴럴 네트워크 모델의 계층 구조는, 메시지 ID 시퀀스를 입력 받고 메시지 ID를 예측하는 기능을 할 수 있다면 그 기능이 유지되는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the neural network model of the anomaly detection unit 400 may receive the message ID sequence output by the preprocessor 200 and predict the message ID immediately following the sequence. Here, the neural network model of the anomaly detection unit 400 may have a hierarchical structure including a one-dimensional convolutional layer 410 , a Gated Recurrent Units (GRU) layer 420 , and a dense layer 430 . . The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto. The hierarchical structure of the neural network model can be changed as long as its function is maintained as long as it receives a message ID sequence and has a function of predicting the message ID.

뉴럴 네트워크 모델의 사전 학습은, 무인 이동체가 정상 통신 상태에서 발생하는 정상 패킷 데이터를 수집하고, 수집한 정상 패킷 데이터를 전처리하며, 전처리한 정상 패킷 데이터를 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 정상 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하여 학습할 수 있다.Pre-learning of the neural network model is performed by collecting normal packet data generated in a normal communication state by an unmanned mobile unit, pre-processing the collected normal packet data, and inputting the pre-processed normal packet data into the neural network model to determine the current status of normal packet data. It can learn by predicting the message ID following the message ID sequence.

본 명세서에 걸쳐, 연산 모델, 신경망, 네트워크 함수, 뉴럴 네트워크(neural network)는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 신경망은 일반적으로 노드라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 노드들은 뉴런(neuron)들로 지칭될 수도 있다. 신경망은 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 신경망들을 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 링크에 의해 상호 연결될 수 있다.Throughout this specification, computational model, neural network, network function, and neural network may be used interchangeably. A neural network may be composed of a set of interconnected computational units, which may generally be referred to as nodes. These nodes may also be referred to as neurons. A neural network is configured to include at least one or more nodes. Nodes (or neurons) constituting the neural networks may be interconnected by one or more links.

신경망 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. In the neural network, one or more nodes connected through a link may relatively form a relationship between an input node and an output node. The concepts of an input node and an output node are relative, and any node in an output node relationship with respect to one node may be in an input node relationship in a relationship with another node, and vice versa. As described above, an input node-to-output node relationship may be created around a link. One or more output nodes may be connected to one input node through a link, and vice versa.

하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 노드는 파라미터를 가질 수 있다. 파라미터는 가변적일 수 있으며, 신경망이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변 될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 파라미터에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In the relationship between the input node and the output node connected through one link, the value of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, a node interconnecting the input node and the output node may have a parameter. The parameters may be variable, and may be changed by the user or algorithm in order for the neural network to perform a desired function. For example, when one or more input nodes are interconnected to one output node by respective links, the output node sets values input to input nodes connected to the output node and links corresponding to the respective input nodes. An output node value may be determined based on the parameter.

상술한 바와 같이, 신경망은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호 연결되어 신경망 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 신경망 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 파라미터의 값에 따라, 신경망의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들 사이의 파라미터 값이 상이한 두 신경망이 존재하는 경우, 두 개의 신경망들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in a neural network, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and an output node relationship in the neural network. The characteristics of the neural network may be determined according to the number of nodes and links in the neural network, correlations between nodes and links, and parameter values assigned to each of the links. For example, when two neural networks having the same number of nodes and links and having different parameter values between the links exist, the two neural networks may be recognized as different from each other.

신경망은 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성될 수 있다. 신경망을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 신경망 내에서 레이어의 차수는 상술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.A neural network may include one or more nodes. Some of the nodes constituting the neural network may configure one layer based on distances from the initial input node. For example, a set of nodes having a distance of n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node may be defined by the minimum number of links that must be passed to reach the corresponding node from the initial input node. However, the definition of such a layer is arbitrary for description, and the order of the layer in the neural network may be defined in a different way from the above. For example, a layer of nodes may be defined by a distance from the final output node.

최초 입력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 신경망 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 신경망 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 신경망을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수와 동일할 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하다가 다시 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수 보다 적을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 신경망일 수 있다. 또한, 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 입력 레이어의 노드의 개수가 출력 레이어의 노드의 개수보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 증가하는 형태의 신경망일 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신경망은 상술한 신경망들의 조합된 형태의 신경망일 수 있다.The initial input node may mean one or more nodes to which data is directly input without going through a link in a relationship with other nodes among nodes in the neural network. Alternatively, in a relationship between nodes based on a link in a neural network, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by a link. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in relation to other nodes among nodes in the neural network. In addition, the hidden node may mean nodes constituting the neural network other than the first input node and the last output node. The neural network according to an embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be the same as the number of nodes in the output layer, and the number of nodes decreases and then increases again as progresses from the input layer to the hidden layer. can Also, in the neural network according to another embodiment of the present disclosure, the number of nodes in the input layer may be less than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes may be reduced as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. have. In addition, the neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in which the number of nodes in the input layer may be greater than the number of nodes in the output layer, and the number of nodes increases as the number of nodes progresses from the input layer to the hidden layer. can The neural network according to another embodiment of the present disclosure may be a neural network in a combined form of the aforementioned neural networks.

딥 뉴럴 네트워크(DNN: deep neural network, 심층신경망)는 입력 레이어와 출력 레이어 외에 복수의 히든 레이어를 포함하는 신경망을 의미할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크를 이용하면 데이터의 잠재적인 구조(latent structures)를 파악할 수 있다. 즉, 사진, 글, 비디오, 음성, 음악의 잠재적인 구조(예를 들어, 어떤 물체가 사진에 있는지, 글의 내용과 감정이 무엇인지, 음성의 내용과 감정이 무엇인지 등)를 파악할 수 있다. 딥 뉴럴 네트워크는 컨볼루셔널 뉴럴 네트워크(CNN: convolutional neural network), 리커런트 뉴럴 네트워크(RNN: recurrent neural network), 오토 인코더(auto encoder), GAN(Generative Adversarial Networks), 제한 볼츠만 머신(RBM: restricted boltzmann machine), 심층 신뢰 네트워크(DBN: deep belief network), Q 네트워크, U 네트워크, 샴 네트워크 등을 포함할 수 있다. 전술한 딥 뉴럴 네트워크의 기재는 예시일 뿐이며 본 개시는 이에 제한되지 않는다.A deep neural network (DNN) may refer to a neural network including a plurality of hidden layers in addition to an input layer and an output layer. Deep neural networks can be used to identify the latent structures of data. In other words, it can identify the potential structure of photos, texts, videos, voices, and music (e.g., what objects are in the photos, what the text and emotions are, what the texts and emotions are, etc.) . Deep neural networks include convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), auto encoders, generative adversarial networks (GANs), and restricted Boltzmann machines (RBMs). boltzmann machine), a deep belief network (DBN), a Q network, a U network, a Siamese network, and the like. The description of the deep neural network described above is only an example, and the present disclosure is not limited thereto.

도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따라, 무인 이동체 이상 탐지 방법을 설명하기 위한 순서도를 도시한 도면이다.6 is a diagram illustrating a flowchart for explaining a method for detecting anomaly of an unmanned moving object according to an embodiment of the present disclosure.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집할 수 있다(S10). 여기서, 컴퓨팅 장치는, 무인 이동체와 지상 통제 시스템(GCS: Ground Control System) 사이의 통신을 통해 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들면, 무인 이동체와 지상 통제 시스템은, MAVLink(Micro Air Vehicle Link) 프로토콜을 사용하여 통신을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6 , the computing device of the present disclosure may collect packet data generated from an unmanned moving object ( S10 ). Here, the computing device may collect packet data generated from the unmanned mobile body through communication between the unmanned mobile body and a ground control system (GCS). For example, the unmanned mobile vehicle and the ground control system may perform communication using the MAVLink (Micro Air Vehicle Link) protocol.

그리고, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 수집한 패킷 데이터를 전처리할 수 있다(S20). 여기서, 컴퓨팅 장치는, 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID를 추출하고, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하며, 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화할 수 있다.And, the computing device of the present disclosure may pre-process the collected packet data (S20). Here, the computing device may extract a message ID from the collected packet data, assign an integer value to the extracted message ID, and normalize the integer value assigned to the message ID.

컴퓨팅 장치는, 메시지 ID를 추출할 때, 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID만을 추출할 수 있다. 일 예로, 추출한 메시지 ID는, 무인 이동체가 통신을 위해 사용하는 프로토콜에서 송수신되는 메시지의 유형을 판별하기 위한 식별자를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 동일한 메시지 ID에 동일한 정수값을 부여하고, 서로 다른 메시지 ID에 각각 다른 정수값을 부여할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 메시지 ID의 유형에 따라 각기 다른 정수값이 부여될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여할 때, 메시지 ID의 유형이 총 N개이면 각 메시지 ID에 1 ~ N 중 어느 하나의 정수가 부여될 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치는, 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화할 때, 메시지 ID의 크기를 조정하기 위하여 메시지 ID에 부여한 정수값을 0 ~ 1 범위로 정규화할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(110)는, 메시지 ID의 유형이 총 n개일 때, 각 메시지 ID에 부여한 정수값에 n을 나누어 산출된 결과값으로 정규화할 수 있다.When extracting the message ID, the computing device may extract only the message ID from the collected packet data. As an example, the extracted message ID may include an identifier for determining the type of message transmitted/received in a protocol used by the unmanned mobile device for communication. Also, when assigning an integer value to the extracted message ID, the computing device may assign the same integer value to the same message ID and may assign different integer values to different message IDs. Here, when the computing device assigns an integer value to the extracted message ID, different integer values may be assigned according to the type of the message ID. For example, when the processor 110 assigns an integer value to the extracted message ID, if there are a total of N types of message IDs, any one integer from 1 to N may be assigned to each message ID. Also, when normalizing the integer value assigned to the message ID, the computing device may normalize the integer value assigned to the message ID to a range of 0 to 1 in order to adjust the size of the message ID. For example, when there are a total of n message ID types, the processor 110 may normalize the result by dividing n by an integer value assigned to each message ID.

이어, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다(S30).Next, the computing device of the present disclosure may input the pre-processed packet data into the pre-trained neural network model to detect abnormal symptoms of the unmanned moving object based on the message ID pattern of the packet data ( S30 ).

일 실시예로, 컴퓨팅 장치는, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 컴퓨팅 장치는, 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출할 때, 메시지 ID 패턴 예측 성공률이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값이 임계값보다 더 낮으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 전술한 사항은 예시일 뿐 본 개시는 이에 제한되지 않는다.In one embodiment, the computing device inputs the preprocessed packet data to the pre-trained neural network model, predicts a message ID following the current message ID sequence of the packet data input to the neural network model, and predicts the predicted message The message ID pattern prediction success rate is calculated by comparing the ID with the actual message ID, and abnormal symptoms of the unmanned moving object can be detected based on the calculated message ID pattern prediction success rate. When calculating the message ID pattern prediction success rate, the computing device calculates an average value of the message ID pattern prediction success rates for a predetermined time when the message ID pattern prediction success rate is calculated, and the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates can be compared with a preset threshold to detect anomalies of the unmanned moving object. Here, when the computing device detects an abnormal symptom of the unmanned moving object, if the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates is lower than the threshold value, the computing device may determine that the abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to a structure of the neural network model or an application environment of the neural network model and may be determined through an experiment. The foregoing is merely an example, and the present disclosure is not limited thereto.

다른 실시예로, 컴퓨팅 장치는, 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하고, 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하며, 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값에 기초하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 컴퓨팅 장치는, 메시지 ID 패턴 손실값을 산출할 때, 메시지 ID 패턴 손실값이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 산출하고, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치는, 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 때, 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값이 임계값보다 더 높으면 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 뉴럴 네트워크 모델의 구조 또는 뉴럴 네트워크 모델의 적용 환경에 따라 가변되어 실험을 통해 결정될 수 있다. 또한, 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값은, N 프레임 동안의 손실값의 평균 = (LossT + LossT-1 + … LossT-N+1)/N으로 이루어지는 수식에 의해 산출될 수 있다.In another embodiment, the computing device inputs the pre-processed packet data to the pre-trained neural network model, predicts a message ID following the current message ID sequence of the packet data input to the neural network model, and predicts the predicted message A message ID pattern loss value can be calculated by comparing the ID with the actual message ID, and abnormal symptoms of the unmanned moving object can be detected based on the calculated message ID pattern loss value. When calculating the message ID pattern loss value, when the message ID pattern loss value is calculated, the computing device calculates an average value for the message ID pattern loss values for a predetermined time, and an average value for the calculated message ID pattern loss values can be compared with a preset threshold to detect anomalies of the unmanned moving object. Here, when the computing device detects the abnormal symptom of the unmanned moving object, if the average value of the calculated message ID pattern loss values is higher than the threshold value, the computing device may determine that the abnormal symptom of the unmanned moving object is detected. As an example, the threshold value may vary according to the structure of the neural network model or the environment to which the neural network model is applied, and may be determined through an experiment. In addition, the average value of the message ID pattern loss values for a certain time is calculated by the formula consisting of the average of the loss values for N frames = (Loss T + Loss T-1 + ... Loss T-N+1 )/N can be calculated.

또한, 본 개시의 컴퓨팅 장치는, 뉴럴 네트워크 모델을 사전 학습시킬 수 있다. 여기서, 뉴럴 네트워크 모델의 사전 학습은, 무인 이동체가 정상 통신 상태에서 발생하는 정상 패킷 데이터를 수집하고, 수집한 정상 패킷 데이터를 전처리하며, 전처리한 정상 패킷 데이터를 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 정상 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하여 학습할 수 있다. Also, the computing device of the present disclosure may pre-train the neural network model. Here, in the prior learning of the neural network model, the unmanned mobile unit collects normal packet data generated in a normal communication state, pre-processes the collected normal packet data, and inputs the pre-processed normal packet data into the neural network model to obtain normal packet data. It can learn by predicting the message ID following the current message ID sequence of .

이와 같이, 본 개시는, 메시지 ID 시퀀스를 활용하여 무인 이동체의 이상징후를 탐지할 수 있다.As such, the present disclosure can detect an abnormal symptom of an unmanned moving object by using a message ID sequence.

여러 센서 값의 시퀀스를 사용한 이상 탐지 모델의 경우, 다양한 센서 값들을 처리 및 활용하고 이를 통합해야 하기에 많은 오버헤드가 발생하지만, 본 개시는, 메시지 ID 시퀀스를 활용한 무인 이동체 이상 탐지 방법으로서, 메시지 ID 시퀀스만을 이상 탐지에 사용하므로 데이터 처리 및 활용에 이점이 있다.In the case of an anomaly detection model using a sequence of multiple sensor values, a lot of overhead occurs because various sensor values must be processed and utilized and integrated. However, the present disclosure provides an unmanned moving object anomaly detection method using a message ID sequence, Because only the message ID sequence is used for anomaly detection, there is an advantage in data processing and utilization.

도 7은, 본 개시내용의 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 컴퓨팅 환경에 대한 일반적인 개략도를 도시한다.7 depicts a general schematic diagram of an example computing environment in which embodiments of the present disclosure may be implemented.

본 개시내용이 일반적으로 하나 이상의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있는 컴퓨터 실행가능 명령어와 관련하여 전술되었지만, 당업자라면 본 개시내용 기타 프로그램 모듈들과 결합되어 및/또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Although the present disclosure has been described above generally in the context of computer-executable instructions that may be executed on one or more computers, those skilled in the art will appreciate that the present disclosure may be implemented as a combination of hardware and software and/or in combination with other program modules. you will know

일반적으로, 본 명세서에서의 모듈은 특정의 태스크를 수행하거나 특정의 추상 데이터 유형을 구현하는 루틴, 프로시져, 프로그램, 컴포넌트, 데이터 구조, 기타 등등을 포함한다. 또한, 당업자라면 본 개시의 방법이 단일-프로세서 또는 멀티프로세서 컴퓨터 시스템, 미니컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터는 물론 퍼스널 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 장치, 마이크로프로세서-기반 또는 프로그램가능 가전 제품, 기타 등등(이들 각각은 하나 이상의 연관된 장치와 연결되어 동작할 수 있음)을 비롯한 다른 컴퓨터 시스템 구성으로 실시될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.Generally, modules herein include routines, procedures, programs, components, data structures, etc. that perform particular tasks or implement particular abstract data types. In addition, those skilled in the art will appreciate that the methods of the present disclosure can be applied to single-processor or multiprocessor computer systems, minicomputers, mainframe computers as well as personal computers, handheld computing devices, microprocessor-based or programmable consumer electronics, etc. (each of which is It will be appreciated that other computer system configurations may be implemented, including those that may operate in connection with one or more associated devices.

본 개시의 설명된 실시예들은 또한 어떤 태스크들이 통신 네트워크를 통해 연결되어 있는 원격 처리 장치들에 의해 수행되는 분산 컴퓨팅 환경에서 실시될 수 있다. 분산 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈은 로컬 및 원격 메모리 저장 장치 둘다에 위치할 수 있다.The described embodiments of the present disclosure may also be practiced in distributed computing environments where certain tasks are performed by remote processing devices that are linked through a communications network. In a distributed computing environment, program modules may be located in both local and remote memory storage devices.

컴퓨터는 통상적으로 다양한컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터에 의해 액세스 가능한 매체 로서, 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적(transitory) 및 비일시적(non-transitory) 매체, 이동식 및 비-이동식 매체를 포함한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 및 컴퓨터 판독가능 전송 매체를 포함할 수 있다. Computers typically include a variety of computer-readable media. Media accessible by a computer includes volatile and nonvolatile media, transitory and non-transitory media, removable and non-removable media. By way of example, and not limitation, computer-readable media may include computer-readable storage media and computer-readable transmission media.

컴퓨터 판독가능 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보를 저장하는 임의의 방법 또는 기술로 구현되는 휘발성 및 비휘발성 매체, 일시적 및 비-일시적 매체, 이동식 및 비이동식 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 기타 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital video disk) 또는 기타 광 디스크 저장 장치, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 장치 또는 기타 자기 저장 장치, 또는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있고 원하는 정보를 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.Computer readable storage media includes volatile and nonvolatile media, temporary and non-transitory media, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. includes media. A computer-readable storage medium may be RAM, ROM, EEPROM, flash memory or other memory technology, CD-ROM, digital video disk (DVD) or other optical disk storage device, magnetic cassette, magnetic tape, magnetic disk storage device, or other magnetic storage device. device, or any other medium that can be accessed by a computer and used to store the desired information.

컴퓨터 판독가능 전송 매체는 통상적으로 반송파(carrier wave) 또는 기타 전송 메커니즘(transport mechanism)과 같은 피변조 데이터 신호(modulated data signal)에 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터등을 구현하고 모든 정보 전달 매체를 포함한다. 피변조 데이터 신호라는 용어는 신호 내에 정보를 인코딩하도록 그 신호의 특성들 중 하나 이상을 설정 또는 변경시킨 신호를 의미한다. 제한이 아닌 예로서, 컴퓨터 판독가능 전송 매체는 유선 네트워크 또는 직접 배선 접속(direct-wired connection)과 같은 유선 매체, 그리고 음향, RF, 적외선, 기타 무선 매체와 같은 무선 매체를 포함한다. 상술된 매체들 중 임의의 것의 조합도 역시 컴퓨터 판독가능 전송 매체의 범위 안에 포함되는 것으로 한다.A computer readable transmission medium typically embodies computer readable instructions, data structures, program modules or other data in a modulated data signal, such as a carrier wave or other transport mechanism, and the like. Includes all information delivery media. The term modulated data signal means a signal in which one or more of the characteristics of the signal is set or changed so as to encode information in the signal. By way of example, and not limitation, computer-readable transmission media includes wired media such as a wired network or direct-wired connection, and wireless media such as acoustic, RF, infrared, and other wireless media. Combinations of any of the above are also intended to be included within the scope of computer-readable transmission media.

컴퓨터(1102)를 포함하는 본 개시의 여러가지 측면들을 구현하는 예시적인 환경(1100)이 나타내어져 있으며, 컴퓨터(1102)는 처리 장치(1104), 시스템 메모리(1106) 및 시스템 버스(1108)를 포함한다. 시스템 버스(1108)는 시스템 메모리(1106)(이에 한정되지 않음)를 비롯한 시스템 컴포넌트들을 처리 장치(1104)에 연결시킨다. 처리 장치(1104)는 다양한 상용 프로세서들 중 임의의 프로세서일 수 있다. 듀얼 프로세서 및 기타 멀티프로세서 아키텍처도 역시 처리 장치(1104)로서 이용될 수 있다.An example environment 1100 implementing various aspects of the disclosure is shown including a computer 1102 , the computer 1102 including a processing unit 1104 , a system memory 1106 , and a system bus 1108 . do. A system bus 1108 couples system components, including but not limited to system memory 1106 , to the processing device 1104 . The processing device 1104 may be any of a variety of commercially available processors. Dual processor and other multiprocessor architectures may also be used as processing unit 1104 .

시스템 버스(1108)는 메모리 버스, 주변장치 버스, 및 다양한 상용 버스 아키텍처 중 임의의 것을 사용하는 로컬 버스에 추가적으로 상호 연결될 수 있는 몇 가지 유형의 버스 구조 중 임의의 것일 수 있다. 시스템 메모리(1106)는 판독 전용 메모리(ROM)(1110) 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1112)를 포함한다. 기본 입/출력 시스템(BIOS)은 ROM, EPROM, EEPROM 등의 비휘발성 메모리(1110)에 저장되며, 이 BIOS는 시동 중과 같은 때에 컴퓨터(1102) 내의 구성요소들 간에 정보를 전송하는 일을 돕는 기본적인 루틴을 포함한다. RAM(1112)은 또한 데이터를 캐싱하기 위한 정적 RAM 등의 고속 RAM을 포함할 수 있다.The system bus 1108 may be any of several types of bus structures that may be further interconnected to a memory bus, a peripheral bus, and a local bus using any of a variety of commercial bus architectures. System memory 1106 includes read only memory (ROM) 1110 and random access memory (RAM) 1112 . A basic input/output system (BIOS) is stored in non-volatile memory 1110, such as ROM, EPROM, EEPROM, etc., which BIOS provides basic input/output systems (BIOS) that help transfer information between components within computer 1102, such as during startup. contains routines. RAM 1112 may also include high-speed RAM, such as static RAM, for caching data.

컴퓨터(1102)는 또한 내장형 하드 디스크 드라이브(HDD)(1114)(예를 들어, EIDE, SATA)―이 내장형 하드 디스크 드라이브(1114)는 또한 적당한 섀시(도시 생략) 내에서 외장형 용도로 구성될 수 있음―, 자기 플로피 디스크 드라이브(FDD)(1116)(예를 들어, 이동식 디스켓(1118)으로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임), 및 광 디스크 드라이브(1120)(예를 들어, CD-ROM 디스크(1122)를 판독하거나 DVD 등의 기타 고용량 광 매체로부터 판독을 하거나 그에 기록을 하기 위한 것임)를 포함한다. 하드 디스크 드라이브(1114), 자기 디스크 드라이브(1116) 및 광 디스크 드라이브(1120)는 각각 하드 디스크 드라이브 인터페이스(1124), 자기 디스크 드라이브 인터페이스(1126) 및 광 드라이브 인터페이스(1128)에 의해 시스템 버스(1108)에 연결될 수 있다. 외장형 드라이브 구현을 위한 인터페이스(1124)는 예를 들어, USB(Universal Serial Bus) 및 IEEE 1394 인터페이스 기술 중 적어도 하나 또는 그 둘 다를 포함한다.The computer 1102 may also include an internal hard disk drive (HDD) 1114 (eg, EIDE, SATA) - this internal hard disk drive 1114 may also be configured for external use within a suitable chassis (not shown). Yes—a magnetic floppy disk drive (FDD) 1116 (eg, for reading from or writing to removable diskette 1118), and an optical disk drive 1120 (eg, a CD-ROM) for reading from, or writing to, disk 1122, or other high capacity optical media, such as DVD. The hard disk drive 1114 , the magnetic disk drive 1116 , and the optical disk drive 1120 are connected to the system bus 1108 by the hard disk drive interface 1124 , the magnetic disk drive interface 1126 , and the optical drive interface 1128 , respectively. ) can be connected to The interface 1124 for external drive implementation includes, for example, at least one or both of Universal Serial Bus (USB) and IEEE 1394 interface technologies.

이들 드라이브 및 그와 연관된 컴퓨터 판독가능 매체는 데이터, 데이터 구조, 컴퓨터 실행가능 명령어, 기타 등등의 비휘발성 저장을 제공한다. 컴퓨터(1102)의 경우, 드라이브 및 매체는 임의의 데이터를 적당한 디지털 형식으로 저장하는 것에 대응한다. 상기에서의 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 대한 설명이 HDD, 이동식 자기 디스크, 및 CD 또는 DVD 등의 이동식 광 매체를 언급하고 있지만, 당업자라면 집 드라이브(zip drive), 자기 카세트, 플래쉬 메모리 카드, 카트리지, 기타 등등의 컴퓨터에 의해 판독가능한 다른 유형의 저장 매체도 역시 예시적인 운영 환경에서 사용될 수 있으며 또 임의의 이러한 매체가 본 개시의 방법들을 수행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.These drives and their associated computer-readable media provide non-volatile storage of data, data structures, computer-executable instructions, and the like. For computer 1102, drives and media correspond to storing any data in a suitable digital format. Although the description of computer readable storage media above refers to HDDs, removable magnetic disks, and removable optical media such as CDs or DVDs, those skilled in the art will use zip drives, magnetic cassettes, flash memory cards, cartridges, It will be appreciated that other tangible computer-readable storage media and the like may also be used in the exemplary operating environment and any such media may include computer-executable instructions for performing the methods of the present disclosure. .

운영 체제(1130), 하나 이상의 애플리케이션 프로그램(1132), 기타 프로그램 모듈(1134) 및 프로그램 데이터(1136)를 비롯한 다수의 프로그램 모듈이 드라이브 및 RAM(1112)에 저장될 수 있다. 운영 체제, 애플리케이션, 모듈 및/또는 데이터의 전부 또는 그 일부분이 또한 RAM(1112)에 캐싱될 수 있다. 본 개시가 여러가지 상업적으로 이용가능한 운영 체제 또는 운영 체제들의 조합에서 구현될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.A number of program modules may be stored in the drive and RAM 1112 , including an operating system 1130 , one or more application programs 1132 , other program modules 1134 , and program data 1136 . All or portions of the operating system, applications, modules, and/or data may also be cached in RAM 1112 . It will be appreciated that the present disclosure may be implemented in various commercially available operating systems or combinations of operating systems.

사용자는 하나 이상의 유선/무선 입력 장치, 예를 들어, 키보드(1138) 및 마우스(1140) 등의 포인팅 장치를 통해 컴퓨터(1102)에 명령 및 정보를 입력할 수 있다. 기타 입력 장치(도시 생략)로는 마이크, IR 리모콘, 조이스틱, 게임 패드, 스타일러스 펜, 터치 스크린, 기타 등등이 있을 수 있다. 이들 및 기타 입력 장치가 종종 시스템 버스(1108)에 연결되어 있는 입력 장치 인터페이스(1142)를 통해 처리 장치(1104)에 연결되지만, 병렬 포트, IEEE 1394 직렬 포트, 게임 포트, USB 포트, IR 인터페이스, 기타 등등의 기타 인터페이스에 의해 연결될 수 있다.A user may enter commands and information into the computer 1102 via one or more wired/wireless input devices, for example, a pointing device such as a keyboard 1138 and a mouse 1140 . Other input devices (not shown) may include a microphone, IR remote control, joystick, game pad, stylus pen, touch screen, and the like. Although these and other input devices are connected to the processing unit 1104 through an input device interface 1142 that is often connected to the system bus 1108, parallel ports, IEEE 1394 serial ports, game ports, USB ports, IR interfaces, It may be connected by other interfaces, etc.

모니터(1144) 또는 다른 유형의 디스플레이 장치도 역시 비디오 어댑터(1146) 등의 인터페이스를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 모니터(1144)에 부가하여, 컴퓨터는 일반적으로 스피커, 프린터, 기타 등등의 기타 주변 출력 장치(도시 생략)를 포함한다.A monitor 1144 or other type of display device is also coupled to the system bus 1108 via an interface, such as a video adapter 1146 . In addition to the monitor 1144, the computer typically includes other peripheral output devices (not shown) such as speakers, printers, and the like.

컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신을 통한 원격 컴퓨터(들)(1148) 등의 하나 이상의 원격 컴퓨터로의 논리적 연결을 사용하여 네트워크화된 환경에서 동작할 수 있다. 원격 컴퓨터(들)(1148)는 워크스테이션, 서버 컴퓨터, 라우터, 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터, 마이크로프로세서-기반 오락 기기, 피어 장치 또는 기타 통상의 네트워크 노드일 수 있으며, 일반적으로 컴퓨터(1102)에 대해 기술된 구성요소들 중 다수 또는 그 전부를 포함하지만, 간략함을 위해, 메모리 저장 장치(1150)만이 도시되어 있다. 도시되어 있는 논리적 연결은 근거리 통신망(LAN)(1152) 및/또는 더 큰 네트워크, 예를 들어, 원거리 통신망(WAN)(1154)에의 유선/무선 연결을 포함한다. 이러한 LAN 및 WAN 네트워킹 환경은 사무실 및 회사에서 일반적인 것이며, 인트라넷 등의 전사적 컴퓨터 네트워크(enterprise-wide computer network)를 용이하게 해주며, 이들 모두는 전세계 컴퓨터 네트워크, 예를 들어, 인터넷에 연결될 수 있다.Computer 1102 may operate in a networked environment using logical connections to one or more remote computers, such as remote computer(s) 1148 via wired and/or wireless communications. Remote computer(s) 1148 may be workstations, server computers, routers, personal computers, portable computers, microprocessor-based entertainment devices, peer devices, or other common network nodes, and are generally Although including many or all of the components described, only memory storage device 1150 is shown for simplicity. The logical connections shown include wired/wireless connections to a local area network (LAN) 1152 and/or a larger network, eg, a wide area network (WAN) 1154 . Such LAN and WAN networking environments are common in offices and companies, and facilitate enterprise-wide computer networks, such as intranets, all of which can be connected to a worldwide computer network, for example, the Internet.

LAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 유선 및/또는 무선 통신 네트워크 인터페이스 또는 어댑터(1156)를 통해 로컬 네트워크(1152)에 연결된다. 어댑터(1156)는 LAN(1152)에의 유선 또는 무선 통신을 용이하게 해줄 수 있으며, 이 LAN(1152)은 또한 무선 어댑터(1156)와 통신하기 위해 그에 설치되어 있는 무선 액세스 포인트를 포함하고 있다. WAN 네트워킹 환경에서 사용될 때, 컴퓨터(1102)는 모뎀(1158)을 포함할 수 있거나, WAN(1154) 상의 통신 서버에 연결되거나, 또는 인터넷을 통하는 등, WAN(1154)을 통해 통신을 설정하는 기타 수단을 갖는다. 내장형 또는 외장형 및 유선 또는 무선 장치일 수 있는 모뎀(1158)은 직렬 포트 인터페이스(1142)를 통해 시스템 버스(1108)에 연결된다. 네트워크화된 환경에서, 컴퓨터(1102)에 대해 설명된 프로그램 모듈들 또는 그의 일부분이 원격 메모리/저장 장치(1150)에 저장될 수 있다. 도시된 네트워크 연결이 예시적인 것이며 컴퓨터들 사이에 통신 링크를 설정하는 기타 수단이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.When used in a LAN networking environment, the computer 1102 is coupled to the local network 1152 through a wired and/or wireless communication network interface or adapter 1156 . Adapter 1156 may facilitate wired or wireless communication to LAN 1152 , which LAN 1152 also includes a wireless access point installed therein for communicating with wireless adapter 1156 . When used in a WAN networking environment, the computer 1102 may include a modem 1158 , connected to a communication server on the WAN 1154 , or otherwise establishing communications over the WAN 1154 , such as over the Internet. have the means A modem 1158 , which may be internal or external and a wired or wireless device, is coupled to the system bus 1108 via a serial port interface 1142 . In a networked environment, program modules described for computer 1102 , or portions thereof, may be stored in remote memory/storage device 1150 . It will be appreciated that the network connections shown are exemplary and other means of establishing a communication link between the computers may be used.

컴퓨터(1102)는 무선 통신으로 배치되어 동작하는 임의의 무선 장치 또는 개체, 예를 들어, 프린터, 스캐너, 데스크톱 및/또는 휴대용 컴퓨터, PDA(portable data assistant), 통신 위성, 무선 검출가능 태그와 연관된 임의의 장비 또는 장소, 및 전화와 통신을 하는 동작을 한다. 이것은 적어도 Wi-Fi 및 블루투스 무선 기술을 포함한다. 따라서, 통신은 종래의 네트워크에서와 같이 미리 정의된 구조이거나 단순하게 적어도 2개의 장치 사이의 애드혹 통신(ad hoc communication)일 수 있다.The computer 1102 may be associated with any wireless device or object that is deployed and operates in wireless communication, for example, a printer, scanner, desktop and/or portable computer, portable data assistant (PDA), communication satellite, wireless detectable tag. It operates to communicate with any device or place, and phone. This includes at least Wi-Fi and Bluetooth wireless technologies. Accordingly, the communication may be a predefined structure as in a conventional network or may simply be an ad hoc communication between at least two devices.

Wi-Fi(Wireless Fidelity)는 유선 없이도 인터넷 등으로의 연결을 가능하게 해준다. Wi-Fi는 이러한 장치, 예를 들어, 컴퓨터가 실내에서 및 실외에서, 즉 기지국의 통화권 내의 아무 곳에서나 데이터를 전송 및 수신할 수 있게 해주는 셀 전화와 같은 무선 기술이다. Wi-Fi 네트워크는 안전하고 신뢰성 있으며 고속인 무선 연결을 제공하기 위해 IEEE 802.11(a,b,g, 기타)이라고 하는 무선 기술을 사용한다. 컴퓨터를 서로에, 인터넷에 및 유선 네트워크(IEEE 802.3 또는 이더넷을 사용함)에 연결시키기 위해 Wi-Fi가 사용될 수 있다. Wi-Fi 네트워크는 비인가 2.4 및 5 GHz 무선 대역에서, 예를 들어, 11Mbps(802.11a) 또는 54 Mbps(802.11b) 데이터 레이트로 동작하거나, 양 대역(듀얼 대역)을 포함하는 제품에서 동작할 수 있다.Wi-Fi (Wireless Fidelity) makes it possible to connect to the Internet, etc. without a wired connection. Wi-Fi is a wireless technology such as cell phones that allows these devices, eg, computers, to transmit and receive data indoors and outdoors, ie anywhere within range of a base station. Wi-Fi networks use a radio technology called IEEE 802.11 (a, b, g, etc.) to provide secure, reliable, and high-speed wireless connections. Wi-Fi can be used to connect computers to each other, to the Internet, and to wired networks (using IEEE 802.3 or Ethernet). Wi-Fi networks may operate in unlicensed 2.4 and 5 GHz radio bands, for example, at 11 Mbps (802.11a) or 54 Mbps (802.11b) data rates, or in products that include both bands (dual band). have.

본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 프로세서들, 수단들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, (편의를 위해, 여기에서 "소프트웨어"로 지칭되는) 다양한 형태들의 프로그램 또는 설계 코드 또는 이들 모두의 결합에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호 호환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 이들의 기능과 관련하여 위에서 일반적으로 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지 여부는 특정한 애플리케이션 및 전체 시스템에 대하여 부과되는 설계 제약들에 따라 좌우된다. 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 각각의 특정한 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있으나, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다.Those of ordinary skill in the art of the present disclosure will recognize that the various illustrative logical blocks, modules, processors, means, circuits, and algorithm steps described in connection with the embodiments disclosed herein include electronic hardware, (convenience For this purpose, it will be understood that it may be implemented by various forms of program or design code (referred to herein as "software") or a combination of both. To clearly illustrate this interchangeability of hardware and software, various illustrative components, blocks, modules, circuits, and steps have been described above generally in terms of their functionality. Whether such functionality is implemented as hardware or software depends upon the particular application and design constraints imposed on the overall system. A person skilled in the art of the present disclosure may implement the described functionality in various ways for each specific application, but such implementation decisions should not be interpreted as a departure from the scope of the present disclosure.

여기서 제시된 다양한 실시예들은 방법, 장치, 또는 표준 프로그래밍 및/또는 엔지니어링 기술을 사용한 제조 물품(article)으로 구현될 수 있다. 용어 "제조 물품"은 임의의 컴퓨터-판독가능 장치로부터 액세스 가능한 컴퓨터 프로그램 또는 매체(media)를 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터-판독가능 저장 매체는 자기 저장 장치(예를 들면, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 스트립, 등), 광학 디스크(예를 들면, CD, DVD, 등), 스마트 카드, 및 플래쉬 메모리 장치(예를 들면, EEPROM, 카드, 스틱, 키 드라이브, 등)를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 용어 "기계-판독가능 매체"는 명령(들) 및/또는 데이터를 저장, 보유, 및/또는 전달할 수 있는 무선 채널 및 다양한 다른 매체를 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다.The various embodiments presented herein may be implemented as methods, apparatus, or articles of manufacture using standard programming and/or engineering techniques. The term “article of manufacture” includes a computer program or media accessible from any computer-readable device. For example, computer-readable storage media include magnetic storage devices (eg, hard disks, floppy disks, magnetic strips, etc.), optical disks (eg, CDs, DVDs, etc.), smart cards, and flash drives. memory devices (eg, EEPROMs, cards, sticks, key drives, etc.). The term “machine-readable medium” includes, but is not limited to, wireless channels and various other media that can store, hold, and/or convey instruction(s) and/or data.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present disclosure. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the present disclosure. Thus, the present disclosure is not intended to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (15)

무인 이동체 이상 탐지 방법으로서,
상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하는 단계;
상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 단계; 및
상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
An unmanned moving object anomaly detection method, comprising:
collecting packet data generated by the unmanned moving object;
pre-processing the collected packet data; and
inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model and detecting anomalies of the unmanned moving object based on a message ID pattern of the packet data;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제1 항에 있어서,
상기 패킷 데이터를 수집하는 단계는,
상기 무인 이동체와 지상 통제 시스템(GCS: Ground Control System) 사이의 통신을 통해 상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
According to claim 1,
Collecting the packet data includes:
Collecting packet data generated from the unmanned mobile body through communication between the unmanned mobile body and a ground control system (GCS),
Unmanned moving object anomaly detection method.
제1 항에 있어서,
상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 단계는,
상기 수집한 패킷 데이터로부터 메시지 ID를 추출하는 단계;
상기 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하는 단계; 및
상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
According to claim 1,
The pre-processing of the collected packet data includes:
extracting a message ID from the collected packet data;
assigning an integer value to the extracted message ID; and
normalizing an integer value assigned to the message ID;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제3 항에 있어서,
상기 추출한 메시지 ID에 정수값을 부여하는 단계는,
상기 메시지 ID의 유형에 따라 각기 다른 정수값이 부여되는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
The step of assigning an integer value to the extracted message ID comprises:
Different integer values are given according to the type of the message ID,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제3 항에 있어서,
상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계는,
상기 메시지 ID의 크기를 조정하기 위하여 상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 0 ~ 1 범위로 정규화하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
Normalizing the integer value given to the message ID comprises:
Normalizing the integer value given to the message ID to a range of 0 to 1 in order to adjust the size of the message ID,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제3 항에 있어서,
상기 메시지 ID에 부여한 정수값을 정규화하는 단계는,
상기 메시지 ID의 유형이 총 n개일 때, 상기 각 메시지 ID에 부여한 정수값에 n을 나누어 산출된 결과값으로 정규화하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
4. The method of claim 3,
Normalizing the integer value given to the message ID comprises:
When there are a total of n types of message IDs, normalizing to a result value calculated by dividing n by the integer value given to each message ID,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제1 항에 있어서,
상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는,
상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하는 단계;
상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하는 단계;
상기 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하는 단계; 및
상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률에 기초하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
According to claim 1,
The step of detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object,
inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model;
predicting a message ID following a current message ID sequence of packet data input to the neural network model;
calculating a message ID pattern prediction success rate by comparing the predicted message ID with the actual message ID; and
detecting abnormal signs of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern prediction success rate;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제7 항에 있어서,
상기 메시지 ID 패턴 예측 성공률을 산출하는 단계는,
상기 메시지 ID 패턴 예측 성공률이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 산출하는 단계; 및
상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
8. The method of claim 7,
Calculating the message ID pattern prediction success rate comprises:
calculating an average value of message ID pattern prediction success rates for a predetermined time when the message ID pattern prediction success rate is calculated; and
detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object by comparing the calculated average value of the message ID pattern prediction success rates with a preset threshold value;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제8 항에 있어서,
상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는,
상기 산출한 메시지 ID 패턴 예측 성공률들에 대한 평균값이 상기 임계값보다 더 낮으면 상기 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
9. The method of claim 8,
The step of detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object,
If the average value of the calculated message ID pattern prediction success rates is lower than the threshold value, it is determined that an abnormal symptom of the unmanned moving object is detected,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제1 항에 있어서,
상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는,
상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하는 단계;
상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력되는 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하는 단계;
상기 예측한 메시지 ID와 실제 메시지 ID를 비교하여 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하는 단계; 및
상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값에 기초하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
According to claim 1,
The step of detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object,
inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model;
predicting a message ID following a current message ID sequence of packet data input to the neural network model;
calculating a message ID pattern loss value by comparing the predicted message ID with the actual message ID; and
detecting abnormal signs of the unmanned moving object based on the calculated message ID pattern loss value;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제10 항에 있어서,
상기 메시지 ID 패턴 손실값을 산출하는 단계는,
상기 메시지 ID 패턴 손실값이 산출되면 일정 시간 동안의 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 산출하는 단계; 및
상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
11. The method of claim 10,
Calculating the message ID pattern loss value comprises:
calculating an average value of message ID pattern loss values for a predetermined time when the message ID pattern loss value is calculated; and
detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object by comparing the calculated average value of the message ID pattern loss values with a preset threshold value;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제11 항에 있어서,
상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 단계는,
상기 산출한 메시지 ID 패턴 손실값들에 대한 평균값이 상기 임계값보다 더 높으면 상기 무인 이동체의 이상징후가 탐지되었다고 판단하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
12. The method of claim 11,
The step of detecting an abnormal symptom of the unmanned moving object,
If the average value of the calculated message ID pattern loss values is higher than the threshold value, it is determined that an abnormal symptom of the unmanned moving object is detected,
Unmanned moving object anomaly detection method.
제1 항에 있어서,
상기 뉴럴 네트워크 모델의 사전 학습은,
상기 무인 이동체가 정상 통신 상태에서 발생하는 정상 패킷 데이터를 수집하는 단계;
상기 수집한 정상 패킷 데이터를 전처리하는 단계; 및
상기 전처리한 정상 패킷 데이터를 상기 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 정상 패킷 데이터의 현재 메시지 ID 시퀀스의 다음에 오는 메시지 ID를 예측하여 학습하는 단계;
를 포함하는,
무인 이동체 이상 탐지 방법.
According to claim 1,
The prior learning of the neural network model is,
collecting normal packet data generated in a normal communication state by the unmanned mobile unit;
pre-processing the collected normal packet data; and
inputting the preprocessed normal packet data into the neural network model to predict and learn a message ID following a current message ID sequence of the normal packet data;
containing,
Unmanned moving object anomaly detection method.
컴퓨터 판독가능 저장 매체 저장된 컴퓨터 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 프로세서에서 실행되는 경우, 무인 이동체의 이상징후를 탐지하기 위한 이하의 동작들을 수행하도록 하며, 상기 동작들은:
상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하는 동작;
상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하는 동작; 및
상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는 동작;
을 포함하는,
컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a computer readable storage medium, wherein the computer program, when executed on one or more processors, performs the following operations for detecting an abnormal symptom of an unmanned moving object, the operations comprising:
collecting packet data generated by the unmanned moving object;
pre-processing the collected packet data; and
inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model to detect anomalies of the unmanned moving object based on a message ID pattern of the packet data;
containing,
A computer program stored on a computer-readable storage medium.
무인 이동체 이상 탐지 방법을 제공하기 위한 컴퓨팅 장치로서,
하나 이상의 코어를 포함하는 프로세서; 및
메모리;
를 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 무인 이동체에서 발생하는 패킷 데이터를 수집하고,
상기 수집한 패킷 데이터를 전처리하며, 그리고
상기 전처리한 패킷 데이터를 사전 학습된 뉴럴 네트워크 모델에 입력하여 상기 패킷 데이터의 메시지 ID 패턴을 기초로 상기 무인 이동체의 이상징후를 탐지하는,
컴퓨팅 장치.
A computing device for providing an unmanned moving object anomaly detection method,
a processor including one or more cores; and
Memory;
including,
The processor is
Collecting packet data generated by the unmanned moving object,
pre-processing the collected packet data, and
Inputting the pre-processed packet data into a pre-trained neural network model to detect abnormal symptoms of the unmanned moving object based on the message ID pattern of the packet data,
computing device.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147172A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 日本電信電話株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method and program
US20190260768A1 (en) 2018-02-20 2019-08-22 General Electric Company Cyber-attack detection, localization, and neutralization for unmanned aerial vehicles
KR20200054374A (en) * 2018-11-06 2020-05-20 임영찬 Anomaly Behavior Detection Devices for IoT Environment
JP2020104839A (en) * 2018-11-27 2020-07-09 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company System and method for generating aircraft fault prediction classifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018147172A (en) * 2017-03-03 2018-09-20 日本電信電話株式会社 Abnormality detection device, abnormality detection method and program
US20190260768A1 (en) 2018-02-20 2019-08-22 General Electric Company Cyber-attack detection, localization, and neutralization for unmanned aerial vehicles
KR20200054374A (en) * 2018-11-06 2020-05-20 임영찬 Anomaly Behavior Detection Devices for IoT Environment
JP2020104839A (en) * 2018-11-27 2020-07-09 ザ・ボーイング・カンパニーThe Boeing Company System and method for generating aircraft fault prediction classifier

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