KR20220112323A - 방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법 - Google Patents

방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법 Download PDF

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Abstract

방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법이 개시된다. 본 발명은 날개부를 이용하여 미리 정해진 구역을 비행할 수 있는 드론에 있어서, 체온을 측정하는 온도 센서, 상기 드론의 위치 좌표를 측정하는 GPS 모듈, 상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라, 상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 열화상 이미지 데이터를 생성하는 열화상 카메라, 상기 위치 좌표를 기초로 상기 미리 정해진 구역을 비행하도록 상기 날개부를 제어하는 프로세서 및 상기 프로세서가 수행하는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 영상 데이터를 기초로 상기 미리 정해진 구역에 위치한 환자를 인식하여 상기 환자의 위치 정보를 획득하고, 상기 환자의 위치 정보를 향하여 비행하도록 상기 날개부를 제어하며, 상기 온도 센서를 제어하여 상기 환자의 체온을 측정할 수 있다.

Description

방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법{DRONE FOR QUARANTINE AND QUARANTINE METHOD USING THE SAME}
본 발명은 방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 온도 센서 및/또는 열화상 카메라를 이용하여 환자의 체온을 효과적으로 측정하고, 이를 기초로 미리 정해진 대응을 드론을 이용하여 방역을 수행하기 위한 방역용 드론 및 방역 방운송법에 대한 것이다.
4차산업혁명(4次産業革命, Fourth Industrial Revolution)의 시대를 맞아 무인항공기(無人航空機, Unmanned Aerial Vehicle; UVA)를 지칭하는 드론 관련산업이 미래를 이끌 신산업으로 부상하고 있다.
드론(drone)은, 20세기 초 군사용으로 개발되어 정찰·감시 및 폭격과 같은 군사임무를 수행해 왔으나, 다국적 기업들이 상업용도로 연구개발에 뛰어들면서 원격탐지장치, 위성제어장치 등을 갖추고 사람이 접근하기 힘든 지점(지역) 또는 위험지역에 투입되어 정보를 수집하거나 드라마·영화 촬영, 물류배송 등 매우 다양한 분야에서 활용성이 보편화되고 있다.
근래 들어서는, 토지·하천·시설물 등의 검측(檢測) 및 측량을 위한 기존 측량장치법의 한계극복을 위해 드론을 활용할 뿐만 아니라, 드론의 기동성을 활용하여 다양한 목적으로 드론을 활용하고 있다. 최근에는 비전 인식 기술을 접목하여, 드론의 카메라로 촬영한 영상 데이터를 다양한 방식으로 활용하는 기술들이 제안되고 있다.
최근에 크게 사회적 문제로까지 대두되고 있는 코로나19는 코로나 바이러스 감염증-19(Coronavirus Disease 2019)을 줄인 말로, 상기 코로나19( COVID-19)는 SARS-CoV-2 바이러스에 의해 발생하는 동물 기원의 바이러스성 호흡기 질환이다.
2019년 12월 중국 우한시에서 발생한 바이러스성 호흡기 질환. '우한 폐렴', '신종코로나바이러스감염증', '코로나19'라고도 하며, 신종 코로나바이러스에 의한 유행성 질환으로 호흡기를 통해 감염되며, 증상이 거의 없는 감염 초기에 전염성이 강한 특징을 보인다. 감염 후에는 인후통, 고열, 기침, 호흡곤란 등의 증상을 거쳐 폐렴으로 발전하여 사망까지도 발생할 수 있는 중대한 호흡기 질환인 것이다.
따라서, 이러한 유행성 호흡기질환인 코로나 19를 극복하기 위하여 정부차원에서도 많은 노력을 기울이고 있어 연중 행사의 취소, 사회적 거리두기 등과 같은 이벤트를 벌이고 있는 실정이다.
그리고, 대형마트나 직장 등의 사무실과 같은 다중이용시설에는 손 소독액을 항상 비치하고, 열화상카메라 등을 비치하여 고열자를 미리 걸러내는 등의 방식으로 코로나19 확산의 방지에 많은 힘을 쏟고 있는 실정이다.
이러한 사태의 심각성에 따라, 기동성 높은 드론을 활용하여 보다 신속하게 발열 환자를 체크하고, 발열 환자에게 적절한 대응을 취함으로써 넓은 지역의 복수의 환자를 관리할 수 있는 방역 체계에 대한 필요성이 증가하고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2200679호 (발명의 명칭: 거리측량 드론) 대한민국 등록특허공보 제10-2193257호 (발명의 명칭: 코로나 19 확산예방을 위한 모니터가 구비된 소독장치) 대한민국 등록특허공보 제10-2182543호 (발명의 명칭: 인공지능 방역 시스템)
본 발명의 목적은 기동성 높은 드론을 활용하여 미리 정해진 구역에 위치한 복수의 환자들의 발열 상태를 체크하기 위한 방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 기동성 높은 드론을 활용하되 온도 센서와 열감지 카메라를 활용하여 보다 효율적으로 발열 환자를 체크하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 기동성 높은 드론을 활용하여 발열 환자들에게 적절한 매뉴얼에 따른 대응방법을 제공하여 코로나 19에 따른 방역 시스템에 도움을 주기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 야외 등 다양한 환경에서 사용될 수 있는 방역용 드론의 카메라에 포함되는 렌즈의 내구성 및 안정성을 강화하기 위한 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 날개부를 이용하여 미리 정해진 구역을 비행할 수 있는 드론에 있어서, 체온을 측정하는 온도 센서, 상기 드론의 위치 좌표를 측정하는 GPS 모듈, 상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라, 상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 열화상 이미지 데이터를 생성하는 열화상 카메라, 상기 위치 좌표를 기초로 상기 미리 정해진 구역을 비행하도록 상기 날개부를 제어하는 프로세서 및 상기 프로세서가 수행하는 명령어를 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 영상 데이터를 기초로 상기 미리 정해진 구역에 위치한 환자를 인식하여 상기 환자의 위치 정보를 획득하고, 상기 환자의 위치 정보를 향하여 비행하도록 상기 날개부를 제어하며, 상기 온도 센서를 제어하여 상기 환자의 체온을 측정할 수 있다.
또한, 상기 메모리에 미리 저장된 문구를 출력하는 출력부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 체온에 따라 상기 미리 저장된 문구를 출력하도록 상기 출력부를 제어할 수 있다.
또한, 코로나 검사 키트를 운송하는 운송부를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 체온에 따라 상기 코로나 검사 키트를 상기 환자에 전달하도록 상기 운송부를 제어할 수 있다.
또한, 바이러스 제거 조성물을 포함하는 소독액을 분사하는 소독 장치를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 체온에 따라 상기 환자의 위치 정보를 기초로 상기 소독액을 분사하도록 상기 소독 장치를 제어할 수 있다.
또한, 상기 카메라는 광 이미지로부터 영상 이미지를 생성하는 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 상기 관통홀에 설치된 렌즈 및 상기 렌즈를 구동하는 구동부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는 상기 열화상 이미지 데이터를 기초로 상기 환자의 체온을 제1 차로 측정하고, 상기 프로세서는 상기 1차 온도 측정값이 미리 정해진 온도보다 큰 경우 상기 환자의 위치 정보를 향하여 비행하도록 상기 날개부를 제어하며, 상기 온도 센서를 제어하여 상기 환자의 체온을 제2 차로 측정할 수 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 드론에 포함된 카메라로부터 영상 데이터를 수신하는 단계, 상기 영상 데이터에서 환자의 위치 정보를 획득하는 단계, 상기 드론에 포함된 날개부를 제어하여 상기 위치 정보로 이동하는 단계, 상기 드론에 포함된 온도 센서를 이용하여 상기 환자의 체온을 측정하는 단계, 상기 체온에 따라 미리 정해진 대응 매뉴얼에 기초하여 동작하도록 제어하는 단계를 포함하되, 상기 미리 정해진 대응 매뉴얼은 상기 드론에 포함된 메모리에 저장되고, 상기 미리 정해진 대응 매뉴얼은 상기 체온이 미리 설정된 온도값보다 큰 경우, 상기 메모리에 미리 저장된 문구를 출력하도록 상기 드론에 포함된 출력부를 제어하는 명령어를 포함할 수 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상술한 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다.
본 발명은 기동성 높은 드론을 활용하여 미리 정해진 구역에 위치한 환자들의 발열상태를 빠르고 신속하게 체크할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 야외 등 다양한 환경에서도 렌즈의 손상없는 카메라를 포함하는 방역용 드론 및 이를 활용한 방역 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방역용 드론을 활용한 시나리오를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방역용 드론을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방역용 드론을 이용한 방역 방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 방역용 드론 및 이를 이용한 방역 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 방역용 드론을 활용한 시나리오를 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 본 발명에 따른 방역용 드론(130)은 미리 정해진 구역을 비행할 수 있다. 방역용 드론(130)은 서버(110)와 통신하며 데이터를 송수신할 수 있다. 방역용 등론은 서버(110)에 의하여 제어될 수 있다. 이때, 방역용 드론(130)은 미리 정해진 구역에서 환자를 인식하고 식별할 수 있다. 방역용 드론(130)은 환자에게 다가가 방역에 필요한 동작을 수행할 수 있다. 방역에 필요한 동작들은 상세히 후술한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 방역용 드론을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 따르면, 본 발명에 따른 방역용 드론(130)은 날개부(131), 카메라(132), 열화상 카메라(133), 운송부(134), 온도 센서(135), 출력부(136), 소독 장치(137), 연결부(138) 및 본체부(139)를 포함할 수 있다. 본체부(139)는 내부에 통신 모듈(1391), GPS 모듈(1392), 메모리(1393) 및 프로세서(1394)를 포함할 수 있다. 프로세서(1394)는 상술한 구성들을 제어하기 위한 구성일 수 있다. 메모리(1393)는 상술한 구성들을 제어하기 위한 명령어 등을 저장하기 위한 구성일 수 있다. 프로세서(1394)는 메모리(1393)에 저장된 명령어를 기초로 상술한 구성들을 제어할 수 있다.
날개부(131)는 추진력을 발생시켜 드론(130)의 비행을 위한 동력을 제공할 수 있다.
카메라(132)는 광 센서 등을 이용하여 영상 데이터 또는 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 본 발명에서 영상 데이터라는 용어는 각 플레임별 이미지 데이터를 포함하는 의미일 수 있다. 카메라(132)는 미리 정해진 구역을 촬영하여 영상 데이터를 생성할 수 있다. 이때, 미리 정해진 구역은 드론(130)이 비행하는 구역 또는 그 주변 구역을 의미할 수 있다.
열화상 카메라(133)는 환자의 체온을 간략히 측정할 수 있다. 열화상 카메라(133)는 주변 공기의 온도, 주변 사물의 온도 등에 의하여 온도 센서(135)에 의한 온도 측정보다는 부정확할 수 있다. 그러나 열화상 카메라(133)는 대면적에 대한 열화상 이미지 데이터를 생성할 수 있어, 보다 많은 타겟에 대한 온도를 한번에 측정할 수 있다는 장점이 있다.
운송부(134)는 드론(130) 착륙시 드론(130)을 지지하는 구성일 수 있다. 또한 운송부(134)는 물체를 운반할 수 있는 구성일 수 있다. 운송부(134)는 물체를 고정하기 위한 고정 수단을 포함하며, 본 발명에서는 코로나 진단 키트가 고정 수단에 고정되어 운송부(134)를 통해 환자에게 이송될 수 있다. 고정 수단은 제어 명령에 따라 물체를 고정하거나 고정 상태를 해제할 수 있다. 고정 수단은 흡착 장치, 매니퓰레이션 등의 통상적인 수단을 의미할 수 있다.
온도 센서(135)는 대상의 온도를 측정하는 센서로서 정밀한 측정이 가능할 수 있다. 즉, 온도 센서(135)는 환자의 체온을 측정할 수 있다. GPS 모듈(1392)은 드론(130)의 위치 좌표를 측정하는 구성일 수 있다.
출력부(136)는 디스플레이 장치 및/또는 스피커를 포함하는 구성으로서 미리 정해진 문구를 환자에게 출력하는 구성일 수 있다. 출력부(136)가 디스플레이 장치인 경우 미리 정해진 문구를 시작적으로 표시할 수 있고, 출력부(136)가 스피커인 경우 미리 정해진 문구를 TTS(Text to Speech)로서 음성으로 출력할 수 있다.
소독 장치(137)는 항바이러스성 소독제를 원하는 지점에 분사하는 장치일 수 있다. 소독 장치(137)는 소독제 분사를 위한 노즐을 포함할 수 있으며, 노즐 내부의 압력을 증가하여 소독제를 분사할 수 있다. 이때, 노즐 등을 포함하는 소독 장치(137)는 소형으로서 종래에 알려진 구성일 수 있다.
연결부(138)는 카메라(132)와 본체부(139)를 연결하는 구성으로서, 카메라(132)를 고정하고 본체부(139)에 고정되는 구성일 수 있다.
본체부(139)는 바디형 프레임으로서 일부 구성들을 내부에 포함하고 외부의 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한, 본체부(139)는 내부에 배터리(미도시)를 더 포함할 수 있다.
통신 모듈(1391)은 서버(110)와 통신하기 위한 구성일 수 있다. 통신 모듈(1391)은 카메라(132)에서 생성된 영상 데이터를 서버(110)로 전송할 수 있다. GPS 모듈(1392)은 드론(130)의 현재 위치를 감지하기 위한 구성일 수 있다.
통신 모듈(1391)의 경우, 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 서버(110)와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(1391)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다.
무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(1391)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(1391)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신 뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.
프로세서(1394)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.
프로세서(1394)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(1393)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
메모리(1393)는 드론(130)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(1393)는 드론(130)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 드론(130)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(1393)에 저장되고, 드론(130)에 설치되어, 프로세서(1394)에 의하여 상기 드론(130)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
메모리(1393)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive 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 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(1393)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.
프로세서(1394)는 카메라(132)에서 생성된 영상 데이터를 수신하고 이를 기초로 미리 정해진 구역에 위치한 환자를 인식할 수 있다. 환자 인식은 비전 인식 알고리즘을 통하여 이루어질 수 있다. 메모리(1393)는 환자의 특징에 대하여 학습된 데이터가 저장되어 있으며, 프로세서(1394)는 학습된 데이터를 기초로 환자의 특징을 추출하고, 추출된 특징을 기초로 환자를 인식할 수 있다.
또한, 프로세서(1394)는 카메라(132)에서 생성된 영상 데이터 및 열화상 카메라(133)에서 생성된 열화상 이미지 데이터를 이용하여 환자를 인식할 수 있다. 즉, 환자 인식 시 비전 인식 알고리즘을 통하여 딥러닝을 활용할 뿐만 아니라, 미리 정해진 범위의 온도를 가진 타겟이 열화상 이미지 데이터에 존재하는 경우, 해당 타겟을 환자로 분류할 수 있다. 따라서, 프로세서(1394)는 비전 인식 기술에 더하여 열화상 이미지 데이터를 함께 활용함으로서 환자 인식의 정확도를 높이고 속도를 개선할 수 있다.
프로세서(1394)는 환자를 인식하여 환자의 위치 정보를 획득할 수 있다. 드론(130)은 미리 정해진 구역을 촬영하므로 환자의 위치 정보는 미리 설정된 기준 좌표를 기준으로 생성될 수 있다. 즉, 기준 좌표는 미리 정해진 구역 내부에 위치한 특징 사물마다 미리 정해질 수 있다. 따라서, 영상 데이터 속 특징 사물들이 비전 인식 알고리즘에 의하여 포착된 경우, 프로세서(1394)는 포착된 특징 사물에 대한 기준 좌표를 로딩하고, 기준 좌표를 기초로 환자의 위치 좌표를 추출할 수 있다. 프로세서(1394)는 환자의 위치 좌표를 향하여 드론(130)이 이동할 수 있도록 날개부(131)를 제어할 수 있다. 프로세서(1394)는 온도 센서(135)를 제어하여 환자의 체온을 측정할 수 있다.
출력부(136)는 미리 저장된 문구를 출력하는 구성으로서, 프로세서(1394)는 측정된 체온이 미리 설정된 온도(예: 37.5도)보다 큰 경우, 출력부(136)를 제어하여 미리 저장된 문구(예: 자가 격리 대상입니다)를 출력할 수 있다.
운송부(134)는 코로나 검사 키트를 운송할 수 있는 구성으로서, 프로세서(1394)는 측정된 체온이 미리 설정된 온도(예: 37.5도)보다 큰 경우, 운송부(134)를 제어하여 코로나 검사 키트를 환자에 전달할 수 있다. 코로나 검사 키트는 운송부(134)에 포함된 고정 수단에 의하여 일시적으로 고정된 상태일 수 있다. 프로세서(1394)는 고정 수단을 제어하여 고정 상태를 해제함으로써, 환자 주변에 코로나 검사 키트를 떨어뜨릴 수 있다. 또한, 프로세서(1394)는 미리 저장된 다른 문구(예: 코로나 검사 키트를 이용하여 비말을 채취해주세요)를 출력하고, 환자에게 코로나 검사 키트 사용 방법을 안내할 수 있다.
소독 장치(137)는 바이러스 제거 조성물 또는 항바이러스 성분을 포함하는 소독액을 포함하고, 노즐을 통하여 소독액을 분사하는 구성일 수 있다. 프로세서(1394)는 측정된 체온이 미리 설정된 온도(예: 37.5도)보다 큰 경우, 소독 장치(137)를 제어하여 환자의 주변에 소독액을 분사할 수 있다. 프로세서(1394)는 소독 장치(137)를 제어하여 환자 주변에 일정한 거리 내 모든 사물에 대하여 소독액을 분사할 수 있다.
프로세서(1394)는 2단계에 걸쳐서 환자의 체온을 측정할 수 있다.
(1) 제1차 체온 측정(원거리 측정): 열화상 카메라(133)를 이용하여 열화상 이미지 데이터를 생성하고, 이를 통하여 환자의 체온을 1차로 측정
(2) 제2차 체온 측정(근접 측정): 1차 온도 측정값이 미리 정해진 온도보다 크거나 미리 정해진 범위 내인 경우, 환자의 위치 좌표로 이동하고 온도 센서(135)를 통하여 환자의 체온을 2차로 측정
이처럼, 환자의 체온을 2단계에 걸처서 측정함으로써, 많은 수의 환자가 존재하는 경우에 효율적으로 환자의 체온을 측정할 수 있는 장점이 있다.
도 3에 따르면, 날개부(131)는 드론(130)을 구동하기 위한 추친력을 발생하는 구성으로서, 드론(130)은 복수의 날개부(131)를 포함할 수 있다. 날개부(131)는 프로펠러 및 프로펠러를 구동하는 전기 모터를 포함할 수 있다. 드론(130)에 포함되는 복수의 날개부(131)는 짝수개일 수 있고, 대응되는 날개부(131)는 서로 반대방향으로 프로펠러를 회전시킬 수 있다.
운송부(134)는 드론(130)이 착륙한 경우, 드론(130)을 바닥에 지지하기 위한 구성으로서 안정감을 위하여 복수개 구비될 수 있다. 연결부(138)는 본체부(139)에 카메라(132)를 연결하기 위한 구성으로서 내부에 배선을 포함할 수 있다. 또한, 배선을 통하여 배터리의 전력을 카메라(132)에 전달할 수 있다. 뿐만 아니라, 배터리의 전력은 날개부(131)의 전기 모터에도 전달될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 카메라를 나타낸 도면이다.
도 4에 따르면, 본 발명의 카메라(132)는 카메라 모듈(1320)을 포함할 수 있다. 카메라 모듈(1320)은 광 이미지로부터 영상 이미지를 생성할 수 있다. 카메라 모듈(1320)은 광 이미지를 영상 데이터로 변환하여 영상 이미지를 생성할 수 있다.즉, 카메라 모듈(1320)은 영상 데이터를 생성할 수 있다. 카메라 모듈(1320)은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징, 관통홀에 설치된 렌즈(1321) 및 렌즈(1321)를 구동하는 구동부(1323)를 포함할 수 있다. 관통홀은 렌즈(1321)의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 렌즈(1321)는 관통홀에 삽입될 수 있다.
구동부(1323)는 렌즈(1321)를 전방 또는 후방으로 움직이도록 제어하는 구성일 수 있다. 렌즈(1321)와 구동부(1323)는 종래 알려진 방식으로 연결되고 렌즈(1321)는 종래 알려진 방식으로 구동부(1323)에 의하여 제어될 수 있다.
다양한 영상 이미지를 수득하기 위해서는 렌즈(1321)가 카메라 모듈(1320) 또는 하우징의 외부로 노출될 필요가 있다.
특히, 본 발명에 따른 카메라(132)는 제1 지역(A1)을 직접 촬영해야 하므로 하우징의 외부에 위치하여야 하므로 내오염성이 강한 렌즈가 필요하다. 따라서, 본 발명은 렌즈를 코팅하는 코팅층을 제안하여, 이러한 문제점을 해결하고자 하였다.
바람직하게 상기 렌즈(1321)는 그 표면에 하기의 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제가 포함되는 코팅조성물로 코팅된 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
여기서,
n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,
L1은 바이페닐렌기이다.
상기 코팅조성물로 렌즈(1321)가 코팅된 경우 우수한 발수성 및 내오염성을 나타낼 수 있기 때문에 차량의 외부에 설치된 렌즈(1321)가 오염 환경에 장기간 노출되더라도, 도로정보로 활용할 수 있는 이미지 또는 영상을 수집할 수 있다.
상기 무기 입자는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 무기 입자는 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)으로 형성 후, 물리적인 강도를 향상시키고, 점도를 일정 범위로 유지시켜 성형성을 높일 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 분산제로는 폴리에스테르 계열의 분산제를 사용할 수 있고, 구체적으로 2-메톡시프로필 아세테이트 및 1-메톡시-2-프로필 아세테이트의 공중합체로 이루어진 폴리에스테르 계열의 분산안정제로서 TEGO-Disperse 670 (제조사: EVONIK)을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 통상의 기술자에게 자명한 분산제는 제한 없이 모두 사용 가능하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층(1322)을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물 40 내지 60 중량부, 무기 입자 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 렌즈(1321) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[제조예 1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
Figure pat00002
여기서,
n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며,
L1은 바이페닐렌기이다.
상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
유기용매 100 100 100 100 100
아크릴계 화합물 30 40 50 60 70
무기입자 10 20 30 40 50
분산제 1 5 10 15 20
(단위 중량부)
2. 코팅층의 제조
렌즈(1321)의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층(1322)을 형성하였다.
[실험예]
1. 표면 외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층(1322)을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층(1322)을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
○: 균일한 코팅층 형성
×: 불균일한 코팅층의 형성
TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
관능 평가 Х ○ ○ ○ Х
코팅층(1322)을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 렌즈(1321)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층(1322)의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층(1322)의 형성이 불가하였다.
2. 발수각의 측정
상기 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 3과 같다.
전진 접촉각 (
Figure pat00003
Figure pat00004
)		 정지 접촉각 (
Figure pat00005
Figure pat00006
)		 후진 접촉각 (
Figure pat00007
Figure pat00008
)
TX1 117.1±2.9 112.1±4.1 < 10
TX2 132.4±1.5 131.5±2.7 141.7±3.4
TX3 138.9±3.0 138.9±2.7 139.8±3.7
TX4 136.9±2.0 135.6±2.6 140.4±3.4
TX5 116.9±0.7 115.4±3.0 < 10
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층(1322)을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다. TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
3. 내오염성 평가
설비 외부에 상기 실시예에 따른 코팅층(1322)을 형성한 렌즈(1321)를 모형카메라에 부착하고, 4일 간 일반도로 주행 환경에 노출되도록 하였다. 비교예(Con)로는 코팅층(1322)이 형성되지 않은 동일한 렌즈(1321)를 사용하였으며, 각 실시예에 모형카메라는 차량의 동일한 위치에 부착하였다.
그 뒤 실험 전후의 렌즈(1321)의 오염 정도를 유관으로 평가하였고, 객관적인 비교를 위하여 코팅층(1322)이 형성되지 않은 비교예와 비교하여 그 결과를 1 내지 10의 지수로 평가하여 하기의 표 4에 나타내었다. 하기의 지수는 그 숫자가 낮을수록 내오염성이 우수한 것이다.
Con TX1 TX2 TX3 TX4 TX5
내오염성 10 7 3 3 3 8
(단위: 지수)
상기 표 4를 참조하면, 렌즈(1321)에 코팅층(1322)을 형성하는 경우 외부 환경에 카메라를 설치하면서 렌즈(1321)가 외부로 노출되도록 하여도 높은 내오염성을 오랜 기간 분석하기 용이한 형태로 이미지 데이터를 수집할 수 있다는 점을 알 수 있다. 특히 TX2 내지 TX4에 의하는 경우 코팅층(1322)에 의한 내오염성이 매우 우수하다는 점을 확인할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 방역용 드론을 이용한 방역 방법을 나타낸 순서도이다. 이하, 도 5 및 도 6에 대한 설명 중 상술한 내용과 동일하거나 중복된 내용은 생략될 수 있다.
도 5에 따르면, 본 발명에 따른 방역 방법은, 드론(도 1의 130, 이하 동일)에 포함된 카메라로부터 영상 데이터를 수신하는 단계(S1100), 영상 데이터에서 환자의 위치 정보를 획득하는 단계(S1200), 드론에 포함된 날개부(도 2의 131, 이하 동일)를 제어하여 위치 정보로 이동하는 단계(S1300), 드론에 포함된 온도 센서(도 2의 135, 이하 동일)를 이용하여 환자의 체온을 측정하는 단계(S1400) 및 체온에 따라 미리 정해진 대응 매뉴얼에 기초하여 동작하는 단계(S1500)를 포함할 수 있다.
미리 정해진 대응 매뉴얼은 상술한 바와 같이 환자를 인식하고, 환자의 체온을 측정하며, 코로나 검사 키트를 운송하고, 환자 주변을 소독하는 등의 동작에 대한 명령어를 포함할 수 있다. 미리 정해진 대응 매뉴얼은 드론의 메모리(도 2의 1393, 이하 동일)에 미리 저장된 명령어일 수 있다.
영상 데이터에서 환자의 위치 정보를 획득하는 단계(S1200)는 상술한 바와 같이 비전 인식 알고리즘 및/또는 열화상 이미지 데이터를 기초로 진행될 수 있다.
드론에 포함된 온도 센서를 이용하여 환자의 체온을 측정하는 단계(S1400)는 상술한 바와 같이 열화상 이미지 데이터로 측정하거나 온도 센서를 이용하여 측정하는 단계일 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 2차에 걸친 체온 측정 방식으로 진행될 수도 있다.
도 6에 따르면, 복수의 환자들의 위치를 측정하고(a), 그 중 발열 증상이 있는 환자를 특정하며(b), 특정된 환자에 미리 정해진 문구를 전달하며(c), 특정된 환자에 코로나 검사 키트를 전달하고(d), 환자의 비말을 체취한 코로나 검사 키트를 병원 등 지정된 장소에 전달하며(e), 특정된 환자 주변에 소독액을 분사하여 바이러스를 제거할 수 있다(f).
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.
앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
서버: 110
드론: 130
카메라: 132
프로세서: 1394
메모리: 1393

Claims (8)

  1. 날개부를 이용하여 미리 정해진 구역을 비행할 수 있는 드론에 있어서,
    체온을 측정하는 온도 센서;
    상기 드론의 위치 좌표를 측정하는 GPS 모듈;
    상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 영상 데이터를 생성하는 카메라;
    상기 미리 정해진 구역을 촬영하여 열화상 이미지 데이터를 생성하는 열화상 카메라;
    상기 위치 좌표를 기초로 상기 미리 정해진 구역을 비행하도록 상기 날개부를 제어하는 프로세서; 및
    상기 프로세서가 수행하는 명령어를 저장하는 메모리;를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 영상 데이터를 기초로 상기 미리 정해진 구역에 위치한 환자를 인식하여 상기 환자의 위치 정보를 획득하고, 상기 환자의 위치 정보를 향하여 비행하도록 상기 날개부를 제어하며, 상기 온도 센서를 제어하여 상기 환자의 체온을 측정하는 것인, 방역용 드론.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리에 미리 저장된 문구를 출력하는 출력부;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 체온에 따라 상기 미리 저장된 문구를 출력하도록 상기 출력부를 제어하는 것인, 방역용 드론.
  3. 제1항에 있어서,
    코로나 검사 키트를 운송하는 운송부;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 체온에 따라 상기 코로나 검사 키트를 상기 환자에 전달하도록 상기 운송부를 제어하는 것인, 방역용 드론.
  4. 제1항에 있어서,
    바이러스 제거 조성물을 포함하는 소독액을 분사하는 소독 장치;를 더 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 체온에 따라 상기 환자의 위치 정보를 기초로 상기 소독액을 분사하도록 상기 소독 장치를 제어하는 것인, 방역용 드론.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카메라는,
    광 이미지로부터 상기 영상 데이터를 생성하는 카메라 모듈;을 포함하고,
    상기 카메라 모듈은,
    측벽에 관통홀을 포함하는 하우징;
    상기 관통홀에 설치된 렌즈; 및
    상기 렌즈를 구동하는 구동부;를 포함하는 것인, 방역용 드론.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 열화상 이미지 데이터를 기초로 상기 환자의 체온을 제1 차로 측정하고,
    상기 프로세서는,
    상기 1차 온도 측정값이 미리 정해진 온도보다 큰 경우 상기 환자의 위치 정보를 향하여 비행하도록 상기 날개부를 제어하며, 상기 온도 센서를 제어하여 상기 환자의 체온을 제2 차로 측정하는 것인, 방역용 드론.
  7. 드론에 포함된 카메라로부터 영상 데이터를 수신하는 단계;
    상기 영상 데이터에서 환자의 위치 정보를 획득하는 단계;
    상기 드론에 포함된 날개부를 제어하여 상기 위치 정보로 이동하는 단계;
    상기 드론에 포함된 온도 센서를 이용하여 상기 환자의 체온을 측정하는 단계;
    상기 체온에 따라 미리 정해진 대응 매뉴얼에 기초하여 동작하도록 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 미리 정해진 대응 매뉴얼은 상기 드론에 포함된 메모리에 저장되고,
    상기 미리 정해진 대응 매뉴얼은,
    상기 체온이 미리 설정된 온도값보다 큰 경우, 상기 메모리에 미리 저장된 문구를 출력하도록 상기 드론에 포함된 출력부를 제어하는 명령어를 포함하는 것인, 방역용 드론을 이용한 방역 방법.
  8. 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
    상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제7항의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
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