KR20230045146A - Drone Monitoring System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무인 비행 패턴 추적을 통한 목적 판별 및 불법행위 추적 분석/피드백 모니터링 시스템 및 무인비행체에 관한 것으로서, 상세하게는 The present invention relates to a purpose discrimination and illegal activity tracking analysis/feedback monitoring system and an unmanned aerial vehicle through unmanned flight pattern tracking, and in detail,
갈수록 위험성이 증대되고 있는 무인비행체의 사건사고를 미연에 방지하고자 기체 정보, 비행정보, 환경정보를 AI 기반으로 실시간 비행 정보에 대한 비행 패턴과 불법행위에 대한 추적 분석하여 안전한 비행 가이드라인을 제공함과 동시에 이를 위반할 경우 경보를 제공하는 기술에 관한 것으로서, In order to prevent incidents and accidents of unmanned aerial vehicles, which are increasingly dangerous, we provide safe flight guidelines by tracking and analyzing flight patterns and illegal acts of real-time flight information based on AI of aircraft information, flight information, and environmental information. At the same time, it is about a technology that provides an alert in case of violation,
무인비행체 제조사측에서 상기 무인비행체에 비행체의 자세를 유지하는 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서와 위성안태나를 장착하여 위성과 통신하여 고도을 유지하는 고도센서와, 제어부와 무인비행체 탑재한 IOT 통신부 통해 기지국에 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 실시간으로 제공하는 무인비행체를 제공하면, A gyro sensor, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and a satellite antenna are installed on the unmanned aerial vehicle manufacturer to maintain the posture of the unmanned aerial vehicle, and the altitude sensor maintains the altitude by communicating with the satellite. If you provide an unmanned air vehicle that provides flight data patterns such as location, speed, and altitude in real time,
본 발명의 기지국(목적의 비행하는지 감시하는 감시국)은 IOT 통신부을 통해 무인비행체(드론이라 칭함) 실시간 추적 분석을 위한 모니터링 하여The base station of the present invention (monitoring station that monitors whether the target is flying) monitors for real-time tracking and analysis of unmanned aerial vehicles (referred to as drones) through the IOT communication unit
무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성 상기 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집, Composed of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle. In the case of the above aircraft information, data is collected through web crawling for the purpose of determining whether the aircraft is suitable for flight use by collecting information on other sources of funding, flight performance, and operating environment for each manufacturer of the unmanned aerial vehicle.
비행정보의 경우 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터 수집하고 비교하여 드론의 비행목적 을 추적하는 모니터링 시스템이 감시한다.In the case of flight information, a monitoring system that tracks the flight purpose of the drone by collecting and comparing data through the RFI module to derive the flight purpose by analyzing the pattern of flight data such as real-time location, speed, and altitude is monitored.
더 나가, 서버에 저장된 ID를 포함하는 정보와 마스터로 수신받은 ID를 통해 해당 드론이 분실했을 경우나 추적해야하는 경우에도 역추적을 할 수 있어 분실 회수율을 높이는 미등록 드론 식별 시스템이 감시한다.Furthermore, through the information including the ID stored in the server and the ID received by the master, even if the drone is lost or needs to be tracked, it can be tracked back and the unregistered drone identification system, which increases the loss recovery rate, monitors.
드론은 감시정찰, 방송, 택배, 농업 등 다양한 응용 분야에서 활용되고 있고 향후 이용과 응용 범위가 급격히 확대될 전망이다. Drones are being used in various application fields such as surveillance and reconnaissance, broadcasting, delivery, and agriculture, and their use and application range is expected to rapidly expand in the future.
이렇게 드론을 활용하여 편리하고 안전한 생활환경을 구축할 수 있지만, 반대로 사용자 실수나 고의로 또는 드론의 장애로 인하여 안전이나 사생활 침해 등 역기능도 발생할 수 있다.Although it is possible to build a convenient and safe living environment by using drones, on the contrary, adverse functions such as safety or privacy invasion may occur due to user error or intentional or drone failure.
이를 방지하기 위하여 법으로 드론 금지 구역을 설정하고 있으며, 드론 사용자는 이 지역을 회피하여 비행하여야 한다. In order to prevent this, the law establishes a drone prohibited area, and drone users must fly avoiding this area.
그러나 법을 위반하여 비행이 이루어지고 있어 안타까운 실정이다.However, it is a pity that the flight is being conducted in violation of the law.
일반적으로, 무인비행체(UAV; 이하 '드론'이라 함)는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 사전에 입력된 프로그램에 따르거나 비행체 스스로가 주위환경을 인식하고 판단하여 스스로 비행하는 비행체다. 드론은 조종사에게 위험하거나, 인간의 능력으로는 한계가 있거나 오염되어 접근이 어렵거나, 오랜 시간 지속적으로 지루하게 해야 하는 임무를 편리하고 빠르고 안전하게 수행할 수 있다는 이점 때문에 매우 빠르게 발전하고 있다.In general, an unmanned air vehicle (UAV; hereinafter referred to as a 'drone') is an air vehicle that flies by itself according to a program input in advance by remote control from the ground without a pilot or by recognizing and determining the surrounding environment by itself. Drones are developing very rapidly because of the advantage of being able to conveniently, quickly and safely perform missions that are dangerous to pilots, limited to human capabilities, difficult to access due to contamination, or tedious for a long time.
안티 드론(anti-drone)'이란 드론 비행의 감시부터 시작해서 운용을 방해하고, 해킹이나 추락 등의 방법으로 드론의 작동을 정지시키는 것을 의미하며, 예컨대 위험성이 있는 것으로 판단된 다른 드론, 즉, 테러나 범죄, 사생활 영역 침입이나 감시, 조작 미숙에 의한 사고의 문제 등을 야기하는 드론을 포획하기 위한 그물을 장착한 특수 목적용 드론으로 구성되거나, 레이더로 드론을 감지하거나 카메라로 정체를 확인한 후 교란장치를 통해 드론을 무력화시킬 수 있는 시스템으로 구성될 수도 있다.Anti-drone means starting with surveillance of drone flight, interfering with its operation, and stopping the operation of drones by methods such as hacking or crashing. It consists of special-purpose drones equipped with nets to capture drones that cause terrorism or crime, intrusion or surveillance of privacy, and accidents caused by inexperienced operation, or after detecting drones with radar or confirming their identity with cameras. It can also be configured as a system that can neutralize drones through a disruptor.
특히, 드론은 이동이 자유롭고 조종 및 개조가 쉬워서 테러에 쉽게 이용될 수 있고, 드론의 가격이 낮아지면서, 일반인들도 쉽게 드론을 구매하게 됨에 따라 드론의 추락 또는 드론의 악용으로 인한 시민들의 피해가 커지고있 다. 일례로, 원자력발전소, 야구장, 공원, 지하철 역 등 사람들이 많이 모이거나 위험물질이 존재하는 지역 등은 드론의 추락이나 테러로 인한 피해가 클 것으로 예상된다.In particular, drones can be easily used for terrorism because they are free to move and can be easily manipulated and modified. As the price of drones decreases and ordinary people easily purchase drones, the damage to citizens due to drone crashes or abuse of drones is increasing. It's getting bigger. For example, it is expected that drone crashes or terrorism will cause significant damage to areas where a lot of people gather, such as nuclear power plants, baseball fields, parks, and subway stations.
최근 드론의 사용이 급증하고 그 적용 범위도 넓어짐에 따라, 고도의 기밀을 취급하는 군대, 일반 국민의 안전을 책임져야 하는 치안 부서, 불법 카메라 촬영을 막을 의무가 있는 숙박업소, 사생활의 노출을 꺼리는 개인 등다양한 영역에서 안티 드론의 수요가 발생하고 있으며, 이에 따라 안티 드론 산업의 규모도 급성장할 것으로 예상되어 효과적인 안티 드론 기술이 필요하며, 목적이 승인된 드론인지, 다른 목적으로 승인되지 않은 불법적인 드론인지 식별하는 기술 또한 필요한 실정이다.As the use of drones has rapidly increased in recent years and the scope of their application has widened, the military dealing with highly confidential information, public security departments responsible for the safety of the general public, accommodations obliged to prevent illegal camera shooting, and those who are reluctant to expose their privacy Demand for anti-drone is occurring in various areas such as individuals, and accordingly, the size of the anti-drone industry is expected to grow rapidly, so effective anti-drone technology is required. A technology to identify whether it is a drone is also required.
선행기술문헌 : 등록특허공보 제1881396호(2018.7.24. 공고)Prior art literature: Registered Patent Publication No. 1881396 (Announced on July 24, 2018)
상기 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, As it was devised in view of the above conventional problems,
본 발명은 기지국으로서 통신부를 통해 무인비행체(드론이라 칭함)를 실시간 추적 분석을 위한 모니터링을 하여 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성, 상기 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집,The present invention monitors an unmanned aerial vehicle (referred to as a drone) for real-time tracking and analysis through a communication unit as a base station, and consists of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle. Data collection through web crawling for the purpose of determining suitability for flight use by collecting performance and operating environment information;
그로인해 비행정보의 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터를 수집하고 비교하여 드론의 비행목적을 추적하는 모니터링 시스템을 제공한다.Therefore, it provides a monitoring system that tracks the flight purpose of drones by collecting and comparing data through the RFI module to derive the purpose of flight by analyzing patterns of flight data such as real-time location, speed, and altitude of flight information.
더 나가, 드론과의 통신을 통해 불순한 목적의 드론을 구분하고, 이를 감시, 제어하는 미등록 드론 식별 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.Furthermore, the purpose is to provide an unregistered drone identification system that classifies drones of impure purposes through communication with the drones, and monitors and controls them.
본 발명의 구성을 첨부도면 1에 의해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration of the present invention with reference to the accompanying
드론(200a)의 기체에 상기 드론(200a)을 지면으로부터 이륙시키도록 설치되는 복수의 구동모터(200)와 프로펠러(201); a plurality of
상기 구동모터(200)의 회전속도를 제어하거나 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서, 고도센서의 신호를 읽어들여 신호처리하는 제어부(210), A
상기 드론(200a)에 가속도를 감지하기 위한 가속도센서(211)와; 상기 드론(200a)의 기울기를 감지하기 위한 자이로센서(212)와;an
상기 드론(200a)의 진행방향을 인식하는 지자기센서(213)와; a
상기 드론(200a)의 고도를 유지하는 고도유지센서(214);an
상기 기체 위치정보 및 고도를 측정할 수 있도록 위성과 데이터를 주고받은 위성안테나(215);a
상기 드론(200a)의 정보를 통신하는 통신수단(230)과;a communication means 230 for communicating information of the
상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 통해 균형을 제어하기 위한 균형제어부(210a)와;a
상기 균형제어부(210a)의 제어에 따라 구동하기 위한 구동모터(200)와;a
상기 구동모터(200)로부터 동력을 제공받아 회전하는 프로펠러(201)와;a
상기 균형제어부(210a)는, 상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 수행하기 위한 균형제어모듈(210b)로 구성을 포함한 것을 제공하고The
기지국은 통신부을 통해 드론의 실시간 추적 분석을 위한 모니터링 하여 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성 상기 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집, The base station monitors for real-time tracking and analysis of the drone through the Communication Department and consists of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle. Collect data through web crawling for the purpose of determining
그로인해 비행정보의 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터 수집하고 비교하여 드론의 비행목적 을 추적하는 무인 비행 패턴 추적을 통한 목적 판별 및 불법행위 추적 분석/피드백 모니터링 시스템.Therefore, in order to derive the purpose of flight by analyzing the pattern of flight data such as real-time location, speed, and altitude of flight information, data is collected and compared through the RFI module to track the purpose of drone flight. Illegal activity tracking analysis/feedback monitoring system.
본 발명은 기지국으로서 통신부을 통해 무인비행체(드론이라 칭함) 실시간 추적 분석을 위한 모니터링 하여 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성 상기 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집,The present invention, as a base station, monitors for real-time tracking and analysis of unmanned aerial vehicles (referred to as drones) through a communication unit and consists of aircraft information and real-time flight information. Data collection through web crawling for the purpose of collecting information and determining whether it is suitable for flight use;
그로인해 비행정보의 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터 수집하고 비교하여 드론의 비행목적 을 추적하는 모니터링 시스템을 제공함으로서 비행체의 불법비행을 감시할 수 있다Therefore, in order to derive the purpose of flight by analyzing the pattern of flight data such as real-time location, speed, and altitude of the flight information, the RFI module collects and compares data to track the flight purpose of the drone. can monitor
도 1은 본 발명의 무인 비행 패턴 추적을 통한 목적 판별 및 불법행위 추적 분석/피드백 모니터링 시스템의 드론의 기체 및 용도 목적 분류의 설명도
도 2는 본 발명의 무인 비행 패턴 추적을 통한 목적 판별 및 불법행위 추적 분석/피드백 모니터링 시스템의 드론 비행 패턴에 대한 용도 분류를 나타낸 참고도,
도 3은 본 발명의 실시간 무인비행체 추적분석 모니터링 시스템 알고리즘 참고도,
도 4은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미등록 드론 식별 시스템의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 비행불가능구역 체크 알고리즘의 참고도
도 6은 본 발명의 고도 체크 알고리즘의 참고도
도 7은 본 발명의 야간비행 체크 알고리즘의 참고도
도 8은 본 발명의 기상상태 체크 알고리즘의 참고도
도 9는 본 발며의 인구밀집지역 체크 알고리즘의 참고도
도 10은 본 발명의 비행목적 체크 알고리즘의 참고도1 is an explanatory diagram of classification of drone aircraft and purpose of use of the purpose determination and illegal activity tracking analysis/feedback monitoring system through unmanned flight pattern tracking of the present invention
2 is a reference diagram showing purpose classification through unmanned flight pattern tracking and usage classification for drone flight patterns of the illegal activity tracking analysis/feedback monitoring system of the present invention;
3 is a reference diagram of the real-time unmanned aerial vehicle tracking analysis monitoring system algorithm of the present invention;
4 is a conceptual diagram of an unregistered drone identification system according to another embodiment of the present invention.
5 is a reference diagram of the non-fly zone check algorithm of the present invention
6 is a reference diagram of the altitude check algorithm of the present invention
7 is a reference diagram of the night flight check algorithm of the present invention
8 is a reference diagram of the weather condition check algorithm of the present invention
9 is a reference diagram of a densely populated area check algorithm of the present invention
10 is a reference diagram of the flight purpose check algorithm of the present invention
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description of the present invention which follows refers to the accompanying drawings which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable one skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but are not necessarily mutually exclusive. For example, specific shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in another embodiment without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment.
또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.Additionally, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the detailed description set forth below is not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all equivalents as claimed by those claims. Like reference numbers in the drawings indicate the same or similar function throughout the various aspects.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있 음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand.
본 발명의 구성을 첨부도면 1에 의해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration of the present invention with reference to the accompanying drawing 1 is as follows.
드론(200a)의 기체에 상기 드론(200a)을 지면으로부터 이륙시키도록 설치되는 복수의 구동모터(200)와 프로펠러(201); a plurality of
상기 구동모터(200)의 회전속도를 제어하거나 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서, 고도센서의 신호를 읽어들여 신호처리하는 제어부(210), A
상기 드론(200a)에 가속도를 감지하기 위한 가속도센서(211)와; 상기 드론(200a)의 기울기를 감지하기 위한 자이로센서(212)와;an
상기 드론(200a)의 진행방향을 인식하는 지자기센서(213)와; a
상기 드론(200a)의 고도를 유지하는 고도유지센서(214);an
상기 기체 위치정보 및 고도를 측정할 수 있도록 위성과 데이터를 주고받은 위성안테나(215);a
상기 드론(200a)의 정보를 통신하는 통신수단(230)과;a communication means 230 for communicating information of the
상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 통해 균형을 제어하기 위한 균형제어부(210a)와;a
상기 균형제어부(210a)의 제어에 따라 구동하기 위한 구동모터(200)와;a
상기 구동모터(200)로부터 동력을 제공받아 회전하는 프로펠러(201)와;a
상기 균형제어부(210a)는, 상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 수행하기 위한 균형제어모듈(210b)로 구성된다.The
상기 통신수단(230)은 IOT 통신수단으로서 기지국에 위치, 속도, 고도 등 비행데이터의 패턴을 실시간으로 제공하는 구성이다.The communication means 230 is an IOT communication means and is a component that provides a pattern of flight data such as location, speed, and altitude to a base station in real time.
-상기 지자기센서는 지구에서 발생하는 자기장의 흐름을 파악해 나침반처럼 방위를 탐지 할 수 있는 센서로서 드론이 진행방향을 인식할 수 있다.-The geomagnetic sensor is a sensor that can detect the direction like a compass by grasping the flow of the magnetic field generated from the earth, and can recognize the direction of the drone.
이로 인해 드론이 자신의 진행방향을 인식할 수 있어 안정적인 비행이 가능하다.As a result, the drone can recognize its own direction, enabling stable flight.
통신수단(230)은, 상기 제어부(210)의 연산처리결과를 WAP을 이용하여 관리자나 사용자의 이동 통신단말기 및 PC에 전송하는 무선 모듈(250)과,The communication means 230 includes a
상기 무선모듈(250)과 기존 이동통신 통신망을 통하여 원격지의 관리자나 사용자의 이동통신 단말기(감시자 pc)로 드론(200a)의 고유번호와 정해진 문자 및 기억장치에 저장된 측정데이터를 원격지의 감시자(비행목적으로 비행하는지 외부에서 감시하는 곳)나 사용자에게 전송하는 것으로 어느 드론(10)의 정보를 원격지에서 알 수 있게 해준다.Through the
이러한, 원격감시 시스템의 능동적인 작동을 간략하게 설명하면, 원격감시를 원하는 관리자나 사용자가 이동통신 단말기에 설치되어 있는 응용프로그램을 구동하여 제어부(210)에 접속하고, 제어부(210)로 상태확인 요청을 전송하면, 제어부(20)는 관리자나 사용자로부터의 상태확인 요청에 의하여 추출된 현재 또는 과거의 결과를 관리자나 사용자의 이동통신 단말기로 전송해준다.Briefly describing the active operation of the remote monitoring system, a manager or user who wants remote monitoring drives an application program installed in a mobile communication terminal, accesses the
본 실시예에서는 제어부(210) 및 관리자나 사용자의 이동통신 단말기에 설치되어, 양 장비 사이의 무선 데이터통신을 가능하게 하는 WAP(무선 응용 프로토콜)을 이용함으로써, 별도의 장비없이, 원격감시를 수행할 수 있다.In this embodiment, remote monitoring is performed without separate equipment by using WAP (Wireless Application Protocol) installed in the
WAP는 하나의 통신에뮬레이터의 역할을 하는 것으로, 미리 정해진 프로토콜에 따라, 상대방으로부터 수신·복조된 신호를 의미 있는 정보로 변환하는 역할을 하여, 이동통신 단말기로 원격지에 있는 드론(200a)의 상태를 감시할 수 있게 해준다. WAP serves as a communication emulator, and converts the signal received/demodulated from the other party into meaningful information according to a predetermined protocol, thereby providing a mobile communication terminal with the status of the
본 발명의 무인 비행체 불법운항률 감소를 위한 빅데이터 구축은Building big data to reduce the illegal operation rate of unmanned aerial vehicles of the present invention
-데이터 수집은 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성단계;- Data collection is composed of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle;
-기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집단계;-In the case of aircraft information, data collection step through web crawling for the purpose of determining suitability for flight use by collecting information on financial resources, flight performance, and operating environment for each manufacturer of the unmanned aerial vehicle;
-비행정보의 경우 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터 수집단계;로 이루어진다.-In the case of flight information, it consists of a data collection step through the RFI module to derive the purpose of flight by analyzing the pattern of flight data such as real-time location, speed, and altitude.
다음은 본 발명의 목적을 상세하게 이해할 수 있도록 첨부한 도면에 의해 구성을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The following is a detailed look at the configuration by the accompanying drawings so that the object of the present invention can be understood in detail.
1) 데이터 수집은 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성;1) Data collection consists of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle;
2) 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집;2) In the case of aircraft information, data is collected through web crawling for the purpose of determining suitability for flight use by collecting information on financial resources, flight performance, and operating environment for each manufacturer of the unmanned aerial vehicle;
3) 비행정보의 경우 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터 수집;3) In the case of flight information, data is collected through the RFI module to derive the purpose of flight by analyzing flight data patterns such as real-time location, speed, and altitude;
· 수집 빅데이터 유출 방지를 위한 암호화 환경 구성· Configuration of encryption environment to prevent leakage of collected big data
1) 외부 공격으로부터 개발/운영 환경을 보호하기 위해 네트워트 보안 구성(웹방화벽 및 로드밸런싱등)1) Configure network security to protect the development/operation environment from external attacks (web firewall and load balancing, etc.)
2) 운영 시 외부공격으로부터 보호하기 위한 네트워크 서비스와 접근 계통 통제2) Network service and access system control to protect from external attacks during operation
3) 네트워크 장비, 서버의 물리적 공간에 대한 출입 통제3) Control access to physical space of network equipment and servers
4) 애플리케이션 보안 정책과 연계하여 관리적, 기술적 통제 수행4) Perform administrative and technical control in conjunction with application security policy
5) 솔루션을 통해 개발 관련 응용 프로그램 보안 실시5) Implementation of development-related application security through the solution
6) 기타 쿠키 정보 암호화, SSL, 암호화 장비, DB 접근 제어 정책, 백엔드 프로세싱 무결성 체크, 체크섬, 헥사코딩(16진수 64자리수의 코드 발생) 등의 어플리케이션 보안을 통해 데이터 송수신 암호화6) Data transmission and reception encryption through application security such as cookie information encryption, SSL, encryption equipment, DB access control policy, back-end processing integrity check, checksum, and hexa-coding (64-digit hexadecimal code generation)
7) 시스템의 보안 신뢰성 확보를 위한 시큐어 코딩 적용7) Application of secure coding to ensure system security reliability
가. OWASP 또는 SANS 취약점을 기반으로 시스템 분석 go. System analysis based on OWASP or SANS vulnerabilities
나. 사용자의 문제를 구체적으로 이해하고 소프트웨어가 담당해야 하는 정보 영역 정의 me. Understand the user's problem specifically and define the domain of information that the software should cover
다. 요구사항 정의서, 화면 설계서, ERD, 테이블목록, 테이블 정의서, 프로그램 목록, 개발표준 정의서, 단위테스트 시나리오, 통합테스트 시나리오등의 시큐어 코딩 분석 및 설계 기술문서 작성all. Secure coding analysis and design technical documents such as requirements definition, screen design, ERD, table list, table definition, program list, development standard definition, unit test scenario, integration test scenario, etc.
· AI 기반의 실시간 비행정보 패턴 추적을 통한 비행 목적 판별 알고리즘· Algorithm for determining flight purpose through AI-based real-time flight information pattern tracking
1) 웹 크롤링을 통해 수집된 제조사, 재원, 비행 성능등의 기체 정보를 비행 용도별 분류1) Classification of aircraft information such as manufacturer, financial resources, and flight performance collected through web crawling by flight purpose
2) 용도별로 분류된 기체정보와 실시간 수집되는 비행정보를 비교하여 현재 비행중인 기체정보와 기체정보의 고도, 위치, 속도, 시간등의 데이터를 분석하여 실제 비행 용도/목적 분류2) Classification of actual flight use/purpose by comparing aircraft information classified by purpose with flight information collected in real time and analyzing data such as altitude, location, speed, time, etc. of aircraft information currently in flight and aircraft information
3) 용도 및 목적에 따라 분류된 비행정보에서 수집되는 위치 데이터를 시간별 이동 경로 패턴 분류3) Classification of movement route patterns by time of location data collected from flight information classified according to use and purpose
4) 용도 및 목적에 따라 분류된 이동경로 패턴을 DATA Labeling하여 분류모델을 이용한 지도학습4) Data labeling of movement path patterns classified according to use and purpose, and supervised learning using a classification model
가. 수집되는 비행정보를 시각화하여 정상치와 오류데이터 기준 범위 설립go. Establishment of normal and error data standard ranges by visualizing collected flight information
나. 기준 범위에 따른 이동경로 패턴 데이터의 결측치 및 이상치 제거 me. Removal of missing values and outliers of movement path pattern data according to the standard range
다. 이동경로 패턴 데이터의 가중치 차이를 최소화하기 위한 데이터 범주 일치화 작업all. Matching data categories to minimize the difference in weight of movement pattern data
라. 용도 및 목적에 따라 분류된 이동경로 패턴 분석 데이터 기반 다중 분류 모델 구축la. Establishment of a multi-classification model based on analysis data of moving path patterns classified according to use and purpose
마. 전체 이동 경로 패턴 데이터를 임의로 데이터 그룹화 하여 1개 이동 경로 검증 데이터, 나머지는 이동경로 학습데이터로 분류 mind. All moving path pattern data is randomly grouped into one moving path verification data and the rest is classified as moving path learning data
바. 오차율 및 정확도의 평균 데이터 산출 후 이동 경로에 따른 실시간 비행정보에대한 용도 및 목적에 대한 모델 평가bar. Model evaluation for the use and purpose of real-time flight information along the route after calculating the average data of error rate and accuracy
· 무인비행체 실시간 추적 분석을 위한 모니터링 시스템 Monitoring system for real-time tracking and analysis of unmanned aerial vehicles
1) 모니터링 시스템은 메인화면, 등록현황, 비행현황으로 구성1) The monitoring system consists of the main screen, registration status, and flight status.
2) 메인화면은 지역별 등록현황 및 비행현황의 간략한 정보를 표시2) The main screen displays brief information on registration status and flight status by region.
3) 등록현황은 비행승인, 촬영승인으로 구성3) Registration status consists of flight approval and filming approval
가. 비행승인 : 종류 및 용도, 비행 일시 및 구역 , 목적 및 방식, 경로 및 고도 등 표시go. Flight Approval: Indication of type and purpose, date and time of flight, purpose and method, route and altitude, etc.
나. 촬영승인 : 사진용도, 촬영구분 및 장비, 비행기종, 비행일시 및 장소, 촬영 및 순항 고도/항속 등 표시 me. Approval for filming: Indication of purpose of photograph, classification and equipment, aircraft type, flight date and place, photographing and cruising altitude/cruising speed, etc.
4) 비행현황은 실시간 비행정보, 기상정보, 지역정보를 제공함4) Flight status provides real-time flight information, weather information, and local information
가. 비행정보 : LTE M1 통신을 통해 수집되는 데이터를 위치, 고도, 속도 등을 표시go. Flight Information: Displays data collected through LTE M1 communication such as location, altitude, speed, etc.
나. 기상정보 : OPEN API를 이용한 비행 위치에 대한 풍향, 풍속등의 기상정보 표시me. Weather information: Display weather information such as wind direction and wind speed for the flight location using OPEN API
다음은 도 4에 의해 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 미등록 드론 식별 시스템(100)의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of an unregistered
본 발명은 미등록 드론 식별 시스템(100)에 관한 것이다. 보다 상세하게는 테러용 드론, 개인의 프라이버시를 침해하는 등의 등록되지 않은 드론이 관제센터에 위치한 마스터(20)에서 식별되면, 이를 국가기관을 포함하는 중요 시설에 연락을 취하여 불법 드론을 알릴 수 있음에 따라 불법 드론의 감시가 가능하여 사고를 미연에 방지할 수 있고, 서버(40)에 저장된 ID를 포함하는 정보와 마스터(20)로 수신받은 ID를 통해 해당 드론이 분실했을 경우나 추적해야하는 경우에도 역추적을 할 수 있어 분실 회수율을 높이는 미등록 드론 식별 시스템(100)에 관한 것이다.The present invention relates to an unregistered drone identification system (100). More specifically, if an unregistered drone such as a terrorist drone or an invasion of personal privacy is identified by the
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미등록 드론 식별 시스템(100)은 등록 서브(10), 마스터 (20), 드론 인식부(30), 및 서버(40)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, an unregistered
특히, 본 발명에서는 드론의 등록제를 실시하여, 드론을 비행시키기 위해서는 해당 드론을 관제센터에 드론 비행 목적, 인적사항 등을 포함하는 정보를 등록하고 ID를 부여받는 드론 등록제를 실시한 것으로 가정하고 본 발명을 설명하기로 한다.In particular, in the present invention, it is assumed that the drone registration system is implemented, in order to fly the drone, the drone is registered with the control center for information including the purpose of drone flight and personal information, and an ID is given. will explain
이하, 등록 서브(10)부터 설명하기로 한다.Hereinafter, the
등록 서브(10)는 내부에 드론 라이센스 칩이 내장되어 ID, 드론 비행 목적, 및 사용자 인적사항을 포함하는 정보가 등록되어 목적에 부합하는 비행을 수행할 수 있으며, 하나 이상 구비될 수 있다.The
보다 상세하게는, 등록 서브(10)는 관제 센터에 드론 등록제를 통해 등록을 하여 라이센스 칩이 내장된 드론으로 볼 수 있다.More specifically, the
반대로, 도면상으로 표현하진 않았으나, 미등록 비행체(1)는 ID, 드론 비행 목적, 및 사용자 인적사항을 포함하는 정보가 미등록된 비행체로, 감시대상이 될 수 있음은 물론이다.On the contrary, although not represented on the drawing, the
또한, 본 발명에서 기재된 비행체는 아직 등록 서브(10)인지, 아니면 미등록 비행체(1)인지 확인되지 않은 드론 으로 볼 수 있으며, 본원발명의 드론 인식부(30)를 통해 드론이 아닌 다른 새, 떨어지는 물체, 잎, 등을 포함하는 다른 사물은 인식하지 않도록 할 수 있다.In addition, the flight vehicle described in the present invention can be viewed as a drone that has not yet been confirmed whether it is a registered
마스터(20)는 관제센터에 설치되고, 통신 가능 구역 내에 위치한 등록 서브(10)로부터 암호화된 ID를 포함하는 데이터를 수신한다.The
또한, 마스터(20)는 관제 센터 외부에 설치 될 수 있고, 외부의 습기로부터 보호하기 위해 방수 처리할 수있다.In addition, the
또한, 도면상으로는 표현하지 않았으나, 외부에 설치된 마스터(20)에 눈이 쌓여 통신 불량 문제가 발생할 수 있는 상황을 예방하고자 마스터(20)에 열 발생 모듈을 부착하여 필요에 따라 열 발생 모듈로 열을 발생시켜 눈을 녹힘으로써 통신 수행이 원할하게 유지되게끔 할 수 있다.In addition, although not shown in the drawings, in order to prevent a situation in which snow may accumulate on the
드론 인식부(30)는 드론을 이미지로 인식할 수 있도록 하는 프로그램을 포함하고, 마스터(20)에 부착된 촬영 장치와 연결되어 드론을 인식하고, 이의 위치 정보 및 이미지 정보를 마스터(20)로 송신한다.The
일례로, 드론 인식부(30)는 OpenCV 와 인공지능인 yolo를 이용하여 드론 인식을 가능하도록 학습시키는 프로그 래밍으로 드론을 인식할 수 있도록 할 수 있다.For example, the
OpenCV와 yolo 는 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.Since OpenCV and yolo are already known technologies, detailed descriptions will be omitted.
서버(40)는 드론 라이센스 칩의 등록 정보를 입력받아 관리하고, 마스터(20)를 제어하여 비행체의 ID와 목적을 포함하는 정보를 수신하기 위해 마스터(20)로부터 통신 내역을 암호화된 데이터로 수신받고, 통신내역을 저장하여 관리한다.The
또한, 서버(40)는 서버(40)에 ID를 포함하는 데이터를 전송하지 않는 드론이 발견된 것을 확인하면, 주변 공공 기관으로 위험을 알릴 수 있음은 물론이다.In addition, when the
앞서서, 본원발명의 구성을 상세히 설명했고, 이하, 본원발명의 구성으로 운용하는 과정에 대해 상세히 서술하고 자 한다.Previously, the configuration of the present invention was described in detail, and hereinafter, the process of operating with the configuration of the present invention will be described in detail.
우선, 비행체가 등록 서브(10)로 확인되는 과정을 설명하면, 드론 인식부(30)를 통해 관제센터에 위치한 마스터 (20)에서 드론의 비행 정보(위치 정보 및 이미지 정보)을 확인하고, 마스터(20)에서 드론의 위치정보와 이미지 정보를 수신받아 서버(40)로 송신함에 따라 서버(40)에서 드론 인식부(30)로 인식한 비행체의 식별을 요하는 요청신호를 마스터(20)로 송신하고, 마스터(20)에서 해당 비행체로 ID를 요구하는 요청신호를 송신하며, 이를 수신한 등록 서브(10)는 암호화된 ID를 송신하고, 암호화된 ID를 수신한 마스터(20)에서 서버(40)로 송신하며, 서버(40)에서 등록 서브(10)인지 확인 및 등록 서브(10)의 정보를 확인하고 내역을 기록하도록 한다.First of all, the process of identifying the flight object as the
또한, 서버(40)에서 암호화된 ID를 수신하여 등록된 ID 인지 판별할 때, ID가 등록된 ID일 경우, 정보가 기 저장된 정보와 다를 경우 새로운 데이터로 갱신하여 저장하도록 한다.In addition, when the
또한, 비행체가 미등록 비행체(1)로 확인되는 과정을 설명하면, 드론 인식부(30)를 통해 관제센터에 위치한 마스터(20)에서 드론의 비행(위치 정보와 이미지 정보)을 확인하고, 마스터(20)에서 드론의 위치정보와 이미지 정보를 수신받아 서버(40)로 송신함에 따라 서버(40)에서 드론 인식부(30)로 인식한 비행체의 식별을 요하는 요청 신호를 마스터(20)로 송신하고, 마스터(20)에서 해당 비행체로 ID를 요구하는 요청신호를 송신하나, 요청 신호에 대한 응답이 없으면, 마스터(20)에 부착된 촬영장치로 해당 비행체를 녹화 또는 사진을 찍어, 서버(40)로 전송하고, 서버(40)에서는 이미지 정보와 위치 정보를 기록하며, 이를 특정 공공기관을 포함하는 조치를 취할 수있는 기관으로 미등록 비행체(1)의 정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.In addition, explaining the process of confirming that the flight object is an
또한, 마스터(20)를 통한 서버(40)의 ID 요청에 해당 비행체로부터 ID 수신을 받았으나, 서버(40)에서 등록된 ID로 검색되지 않을 경우, 서버(40)에서는 요청 신호에 대한 응답이 없는 상황과 동일하게 판단하여, 마스터 (20)에 부착된 촬영장치로 해당 비행체를 녹화 또는 사진을 찍어, 서버(40)로 전송하고, 서버(40)에서는 이미지 정보와 위치 정보를 기록하며, 이를 특정 공공기관을 포함하는 조치를 취할 수 있는 기관으로 미등록 비행체 (1)의 정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.In addition, if the ID received from the aircraft in response to the
또한, 드론을 분실하였을 경우, 서버(40)에 저장된 ID를 포함하는 정보와 마스터(20)로 수신받은 ID를 통해 분실된 위치를 추적할 수 있어, 분실 회수율을 높이는 장점이 있다.In addition, when the drone is lost, the lost location can be tracked through information including the ID stored in the
본 발명의 무인비행체 추적분석 모니터링 시스템은 3개의 소프트웨어 프로그램(관리자 모니터링 웹 서버, RFI모듈 통신 서버, 사용자 APP[[[APP는 다음을 가리키는 말이다. 응용 소프트웨어(application): 운영 체제에서 실행되는 모든 소프트웨어 미국 정당 .APP (파일 이름)]]] )과 1개의 하드웨어(RFI모듈)로 구성되어 있다.The unmanned aerial vehicle tracking analysis monitoring system of the present invention includes three software programs (administrator monitoring web server, RFI module communication server, user APP [[[APP refers to the following. Application software (application): any software that runs on the operating system. It consists of the US political party .APP (file name)]]] ) and one piece of hardware (RFI module).
본 시스템은 기존에 있는 무인비행체에 RFI모듈을 부착하여 PIN(개인 식별 번호) , 위도, 경도, 고도 데이터를 통신 서버에 실시간으로 전송하고 전송받은 데이터를 바탕으로 비행제한구역, 고도, 야간비행, 기상상태, 인구밀집지역, 비행목적을 위반했는지에 대한 여부를 판단하여 발생한 사실에 대한 기록을 남기고 피드백을 제공하여 항공법에서 제시하는 조종자 준수사항을 위반하지 않도록 하는 것이 목적임.This system transmits PIN (Personal Identification Number), latitude, longitude, and altitude data to the communication server in real time by attaching an RFI module to an existing unmanned aerial vehicle. The purpose is to determine whether or not the weather condition, densely populated area, or flight purpose was violated, record the fact that occurred, and provide feedback so as not to violate the pilot compliance requirements set forth in the Aviation Act.
1.RFIradio frequency interference 모듈 통신 서버1.RFIradio frequency interference module communication server
RFI 모듈과 통신을 하기 위한 서버는 TCP/IP Socket으로 지정 포트를 통해 소켓을 연결하여 데이터를 송/수신하며, 실시간 모니터링과 피드백을 제공하기 위하여 데이터 송/수신 주기는 1초로 지정하였음.The server for communication with the RFI module transmits/receives data by connecting the socket through a designated port with TCP/IP Socket, and the data transmission/reception cycle is set at 1 second to provide real-time monitoring and feedback.
RFI 모듈로부터 전달받는 데이터는 모듈식별을 위한 PIN과 위치를 파악하기 위한 위도, 경도, 고도임.The data received from the RFI module are PIN for module identification and latitude, longitude, and altitude for determining location.
이때 전달받은 PIN을 통해 비행 전에 등록한 비행 정보를 가져와서 비행기록을 저장할 데이터로 활용함.At this time, the flight information registered before the flight is imported through the received PIN and used as data to save the flight record.
-항공법에서 제시하는 조종자 준수사항에서는 허가받지 않은 비행금지구역, 관제권, 비행제한구역에서의 비행을 금지함.- According to the pilot compliance requirements provided by the Aviation Act, flying in unauthorized no-fly zones, control zones, and flight restricted zones is prohibited.
비행불가능구역 침범에 대해서 안전, 주의, 경고, 위반으로 구분하고 비행불가능구역의 경계로부터 일정 수준의 거리 이내로 접근하였을 때 주의, 아주 많이 인접하였을 때를 경고, 경계를 넘어 섰을 때를 위반으로 지정함.Violation of the no-fly zone is classified into safety, caution, warning, and violation, and designates caution when approaching within a certain distance from the boundary of the no-fly zone, warning when very close, and violation when exceeding the boundary. .
(도 5참조 비행불가능구역 체크 알고리즘)(See Fig. 5 No-Fly Zone Check Algorithm)
-무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 주의, 경고, 위반에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.-Unmanned aerial vehicle pilots can receive notifications and feedback on cautions, warnings, and violations through the user APP.
RFI 모듈로부터 실시간으로 전달받은 위도와 경도 값을 비행불가능구역 좌표와 대조하여 해당 구역 내에 존재하는지에 대한 여부를 체크 하고 만약 침범하였을 경우 무인비행체에 부착된 RFI 모듈의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.The latitude and longitude values received in real time from the RFI module are compared with the coordinates of the non-flyable zone to check whether or not it exists within the zone. , Wind speed, latitude, longitude, and altitude are stored, and a flight record book is created so that the record can be viewed and downloaded.
② 고도 체크② Altitude check
항공법에서 제시하는 조종자 준수사항에서는 각 관할 기관의 허가를 받지 않으면 150m 이상의 고도에서 비행을 금지하고 있음.According to the regulations for pilots provided by the Aviation Act, it is prohibited to fly at an altitude of 150m or higher without permission from each competent authority.
RFI 모듈로부터 실시간으로 전달받은 고도를 체크 하여 130~140m 일 때 주의, 140~150m 일 때 경고, 150m 이상일 때 위반으로 지정함. (도6 참조 고도 체크 알고리즘)Check the altitude received from the RFI module in real time and designate caution when it is 130~140m, warning when it is 140~150m, and violation when it is over 150m. (See Fig. 6 altitude check algorithm)
-고도를 150m 이상으로 비행한 경우 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.-In the case of flight at an altitude of 150m or higher, the PIN, time, violation type, weather, wind speed, latitude, longitude, and altitude of the unmanned aerial vehicle are stored, and a flight record book is created so that the record can be viewed and downloaded.
무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 주의, 경고, 위반에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.UAV pilots can receive notifications and feedback on cautions, warnings, and violations through the user APP.
③ 야간비행 체크③ Night flight check
항공법에서 제시하는 조종자 준수사항에서는 일출 전, 일몰 후에 비행을 금지하고 있음.According to the pilot compliance requirements provided by the Aviation Act, flying before sunrise and after sunset is prohibited.
RFI 모듈로부터 실시간으로 전달받은 위도와 경도 값을 sunrise-sunset API로 전달하여 비행중인 장소에 해당하는 일자의 일출, 일몰 시간을 확보하고 데이터가 들어오는 시간과 비교하여 일몰 후 일출 전 시간에 속하는지 비교함.The latitude and longitude values received in real time from the RFI module are transferred to the sunrise-sunset API to secure the sunrise and sunset times of the date corresponding to the place in flight, and compare whether the data falls within the time after sunset and before sunrise by comparing with the incoming time. box.
(도 7참조 야간비행 체크 알고리즘)(See Fig. 7 Night Flight Check Algorithm)
-비교 결과 일몰 후 일출 전에 해당하면 야간비행으로 간주하여 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.-As a result of comparison, if it is after sunset and before sunrise, it is regarded as a night flight, and the PIN, time, violation type, weather, wind speed, latitude, longitude, and altitude of the unmanned aerial vehicle are stored, and the flight log is created so that the record can be viewed and downloaded. box.
무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 야간비행에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.UAV pilots can receive notifications and feedback on night flights through the user APP.
④ 기상상태 체크④ Weather condition check
항공법에서 제시하는 조종자 준수사항에서는 조종자의 가시거리 범위 외에서의 비행을 금지하고 있음.According to the pilot compliance requirements provided by the Aviation Act, flying outside the visual range of the pilot is prohibited.
RFI 모듈로부터 실시간으로 전달받은 위도와 경도 값을 openweathermap API로 전달하여 비행중인 장소에 해당하는 가시거리, 풍속, 날씨 데이터를 확보함.The latitude and longitude values received in real time from the RFI module are transferred to the openweathermap API to obtain visibility, wind speed, and weather data corresponding to the place in flight.
(도 8참조 기상상태 체크 알고리즘)(See Fig. 8 Weather condition check algorithm)
-무인비행체의 비행 시작지점과 현재 무인비행체 위치 간의 거리를 측정하여 이 수치가 가시거리보다 클 경우에 기상상태(가시거리) 위반으로 간주하여 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.-Measure the distance between the flight start point of the UAV and the current location of the UAV, and if this value is greater than the visible distance, it is regarded as a weather condition (visible distance) violation, and the PIN of the UAV, time, type of violation, weather, and wind speed , latitude, longitude, and altitude are saved and a flight record book is created so that the record can be viewed and downloaded.
풍속의 경우 10m/s를 기준으로 이를 초과한 풍속상태이면 기상상태(풍속) 위반으로 간주하여 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.In the case of wind speed, if the wind speed exceeds 10 m/s, it is regarded as a meteorological condition (wind speed) violation, and the PIN, time, violation type, weather, wind speed, latitude, longitude, and altitude of the unmanned aerial vehicle are stored and the flight log is saved. Created and implemented to view and download records.
날씨의 경우 악천후(비,폭우,천둥번개) 상황에서 비행시 기상상태(날씨) 위반으로 간주하여 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.In the case of weather, when flying in bad weather (rain, heavy rain, thunderstorm), it is regarded as a violation of weather conditions (weather), and the PIN, time, violation type, weather, wind speed, latitude, longitude, and altitude of the unmanned aerial vehicle are stored and recorded in the flight log created so that records can be viewed and downloaded.
무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 기상상태위반에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.UAV pilots can receive notifications and feedback on weather conditions violations through the user APP.
⑤ 인구밀집지역 체크⑤ Check densely populated areas
항공법에서 제시하는 조종자 준수사항에서는 사람이 많이 모인 곳(경기장, 각종 페스티벌)의 상공에서 위험한 방법의 비행을 금지하고 있음.Pilot compliance requirements provided by the Aviation Act prohibit dangerous flights over crowded places (stadiums, various festivals).
인구밀집지역에 대한 데이터는 한국관광공사에서 제공하는 Tour API에서 확보하여 데이터베이스에 저장 후 호출하여 사용.Data on densely populated areas are obtained from the Tour API provided by the Korea Tourism Organization, stored in the database, and then called and used.
(도 9참조 인구밀집지역 체크 알고리즘)(See Fig. 9 Algorithm for checking densely populated areas)
-RFI 모듈로부터 실시간으로 전달받은 위도와 경도 값이 인구밀집지역 범위 내에 있는지 비교하여 경계를 넘어선 경우 이를 인구밀집지역 위반으로 간주하여 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.-Compare whether the latitude and longitude values received in real time from the RFI module are within the range of densely populated areas, and if they exceed the boundaries, it is regarded as a violation of densely populated areas, and the PIN of the unmanned aerial vehicle, time, type of violation, weather, wind speed, latitude, It saves longitude and altitude and creates a flight record book so that it can be viewed and downloaded.
무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 인구밀집지역에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.UAV pilots can receive notifications and feedback about densely populated areas through the user APP.
⑥ 비행목적 체크⑥ Flight purpose check
국토교통부에서 지정한 비행 가능 공역을 제외한 대부분 지역에서 무인비행체를 비행시키기 위해서 비행신고를 해야 하며 비행목적과 장소 시간을 기재해야 함.In order to fly an unmanned aerial vehicle in most areas except for the airspace designated by the Ministry of Land, Infrastructure and Transport, a flight report must be made, and the purpose of the flight and the location and time must be stated.
이때 신고한 비행목적대로 비행하는지 여부를 파악하기 위해서 비행패턴 분석모델을 적용함.At this time, a flight pattern analysis model is applied to determine whether or not the aircraft is flying according to the reported flight purpose.
비행패턴 분석모델은 대한드론교육원에서 지정한 가장 많이 사용하는 4가지 패턴(수색, 방제, 촬영, 수송) 데이터를 각각 1만건씩 수집하여 총 4만건의 이동경로 패턴 데이터를 학습시켜서 제작함.The flight pattern analysis model was created by learning a total of 40,000 movement path pattern data by collecting 10,000 each of the four most frequently used patterns (search, control, filming, and transportation) designated by the Korea Drone Education Institute.
(도 10참조 비행목적 체크 알고리즘)(See Fig. 10 flight purpose check algorithm)
-비행패턴 분석을 하기 위해서 드론의 이동 경로를 저장하고 비행이 종료된 시점에 해당 이동 경로의 이미지 파일 패턴을 분석하여 비행목적대로 실제 비행을 했는지에 대한 여부를 판단함.-In order to analyze the flight pattern, the moving path of the drone is saved, and at the time the flight is over, the image file pattern of the moving path is analyzed to determine whether the actual flight was performed according to the purpose of the flight.
비행 목적에 따라 비행 중 RFI 모듈에서 측정되는 GPS값을 활용하여 일정주기에 따른 비행체의 이동경로를 Matplotlib기반 2차원 평면 그래프로 작성하고, 해당 그래프를 이미지화하여 픽셀값에 대한 2차원 수치데이터로 가공함.Depending on the purpose of the flight, the movement path of the aircraft according to a certain period is created as a Matplotlib-based 2D flat graph using the GPS value measured by the RFI module during flight, and the graph is imaged and processed into 2D numerical data for pixel values. box.
n*n의 형태로 가공된 수치데이터를 차원축소를 통해 numpy형식 1차원 배열데이터로 변경하여 해당 비행패턴(목적)에 맞게 라벨링을 진행함.Numerical data processed in the form of n*n is changed to numpy-type one-dimensional array data through dimensionality reduction, and labeling is performed according to the flight pattern (purpose).
최종적으로 학습데이터셋(1차원 배열데이터)과 정답데이터셋(라벨링 데이터)로 정의하여 8:2의 비율로 학습데이터와 검증데이터셋으로 분할함.Finally, the training data set (one-dimensional array data) and the correct answer data set (labeling data) are defined and divided into the training data and verification data set at a ratio of 8:2.
학습모델은 결정트리모델 Randomforest를 활용하였으며, class_weight값은 "balanced", n_estimators값은 50로 제한하였음.The learning model used the decision tree model Randomforest, class_weight value was "balanced", and n_estimators value was limited to 50.
의사결정트리 모델을 기반으로 비행패턴(목적)별 가공된 수치데이터에 대한 AI학습을 진행하여 기학습된 패턴 데이터셋과 미확인 패턴의 유사도 판별을 통해 가장 근접한 비행목적을 판별함.Based on the decision tree model, AI learning is conducted on the processed numerical data for each flight pattern (purpose), and the closest flight purpose is determined by determining the similarity between the pre-learned pattern dataset and the unconfirmed pattern.
신고한 비행목적과 분석결과가 일치하지 않으면 위반으로 간주 하고 해당 무인비행체의 PIN과 시간, 위반종류, 날씨, 풍속, 위도, 경도, 고도를 저장하고 비행기록부를 생성하여 기록 열람 및 다운로드 할 수 있도록 구현함.If the reported purpose of the flight and the analysis result do not match, it is regarded as a violation, and the PIN, time, violation type, weather, wind speed, latitude, longitude, and altitude of the unmanned aerial vehicle are stored, and a flight record book is created so that the record can be viewed and downloaded. implemented.
무인비행체 조종자는 사용자용 APP을 통해 비행목적에 대한 알림과 피드백을 제공받을 수 있음.UAV pilots can receive notifications and feedback on the purpose of flight through the user APP.
200 : 구동모터
200a: 드론
201 : 프로펠러
211 : 가속도센서
212 : 자이로센서
213 : 지자기센서
214 : 고도유지센서
215 : 위성안테나200: drive motor
200a: drone
201: propeller
211: acceleration sensor
212: gyro sensor
213: geomagnetic sensor
214: altitude holding sensor
215: satellite antenna
Claims (1)
상기 구동모터(200)의 회전속도를 제어하거나 자이로센서, 가속도센서, 지자기센서, 고도센서의 신호를 읽어들여 신호처리하는 제어부(210),
상기 드론(200a)에 가속도를 감지하기 위한 가속도센서(211)와; 상기 드론(200a)의 기울기를 감지하기 위한 자이로센서(212)와;
상기 드론(200a)의 진행방향을 인식하는 지자기센서(213)와;
상기 드론(200a)의 고도를 유지하는 고도유지센서(214);
상기 기체 위치정보 및 고도를 측정할 수 있도록 위성과 데이터를 주고받은 위성안테나(215);
상기 드론(200a)의 정보를 통신하는 통신수단(230)과;
상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 통해 균형을 제어하기 위한 균형제어부(210a)와;
상기 균형제어부(210a)의 제어에 따라 구동하기 위한 구동모터(200)와;
상기 구동모터(200)로부터 동력을 제공받아 회전하는 프로펠러(201)와;
상기 균형제어부(210a)는, 상기 가속도센서(211)와 자이로센서(212)로부터 제공되는 가속도와 기울기를 획득하여 PID 제어를 수행하기 위한 균형제어모듈(210b)로 구성을 포함한 것을 제공하고
기지국은 통신부를 통해 드론의 실시간 추적 분석을 위한 모니터링을 하여 무인비행체의 기체 정보, 실시간 비행정보로 구성, 상기 기체정보의 경우 무인비행체의 제조사별 다른 재원, 비행 성능, 작동 환경 정보를 수집하여 비행용도 적합 여부를 판별할 목적으로 웹 크롤링을 통해 데이터 수집,
비행정보의 실시간 위치, 속도, 고도 등 비행 데이터의 패턴을 분석하여 비행 목적을 도출하기 위해 RFI 모듈을 통해 데이터를 수집하고 비교하여 드론의 비행목적을 추적하는 무인 비행 패턴 추적을 통한 목적 판별 및 불법행위 추적 분석/피드백 모니터링 시스템.
a plurality of drive motors 200 and propellers 201 installed on the body of the drone 200a to take off the drone 200a from the ground;
A control unit 210 that controls the rotational speed of the drive motor 200 or reads and processes signals from a gyro sensor, an acceleration sensor, a geomagnetic sensor, and an altitude sensor;
an acceleration sensor 211 for sensing acceleration of the drone 200a; a gyro sensor 212 for detecting an inclination of the drone 200a;
a geomagnetic sensor 213 recognizing the traveling direction of the drone 200a;
an altitude holding sensor 214 for maintaining the altitude of the drone 200a;
a satellite antenna 215 that exchanges data with a satellite so as to measure the location information and altitude of the aircraft;
a communication means 230 for communicating information of the drone 200a;
a balance control unit 210a for acquiring acceleration and inclination provided from the acceleration sensor 211 and the gyro sensor 212 and controlling the balance through PID control;
a drive motor 200 for driving under the control of the balance controller 210a;
a propeller 201 rotating by receiving power from the drive motor 200;
The balance control unit 210a includes a balance control module 210b for obtaining acceleration and inclination provided from the acceleration sensor 211 and the gyro sensor 212 and performing PID control,
The base station monitors for real-time tracking and analysis of the drone through the communication unit, and consists of aircraft information and real-time flight information of the unmanned aerial vehicle. Collecting data through web crawling for the purpose of determining suitability for use;
In order to derive the purpose of flight by analyzing the pattern of flight data such as real-time location, speed, and altitude of flight information, data is collected and compared through the RFI module to track the purpose of drone flight. Behavioral tracking analysis/feedback monitoring system.
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KR1020210127642A KR20230045146A (en) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | Drone Monitoring System |
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Cited By (2)
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CN116880573B (en) * | 2023-09-08 | 2023-12-01 | 西安天成益邦电子科技有限公司 | Collaborative control method and system for unmanned missile-borne unmanned aerial vehicle and unmanned detection aerial vehicle |
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