WO2019045242A1 - 무인 항공기 블랙박스시스템 - Google Patents

무인 항공기 블랙박스시스템 Download PDF

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WO2019045242A1
WO2019045242A1 PCT/KR2018/007286 KR2018007286W WO2019045242A1 WO 2019045242 A1 WO2019045242 A1 WO 2019045242A1 KR 2018007286 W KR2018007286 W KR 2018007286W WO 2019045242 A1 WO2019045242 A1 WO 2019045242A1
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WO
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data
flight
management server
flight data
image data
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PCT/KR2018/007286
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Inventor
김영준
이승엽
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주식회사 호그린에어
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
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    • B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
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    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Definitions

  • the present invention relates to an unmanned airplane black box system, and more particularly, to an unmanned airplane black box system capable of encrypting flight data of an unmanned airplane and transmitting / receiving the same to / from a ground control system, To an unmanned aircraft black box system.
  • Unmanned Aerial Vehicle is an airplane that maneuvers itself by recognizing and judging the surrounding environment according to the remote control or pre-input program on the ground without pilot.
  • FIG. 1 is a perspective view of a conventional unmanned airplane, in which a plurality of propellers 11 are installed to fly up / down / left / right, and a camera 12 for photographing Can be installed.
  • a data storage device such as a black box is required in order to ascertain the exact cause of the fall when the collision occurs together with the safety of the unmanned aerial vehicle.
  • a data storage device such as a black box is generally integrated with a Flight Data Recorder (FDR) and a Cockpit Voice Recorder (CVR), and is provided for data storage and flight accident investigation.
  • FDR Flight Data Recorder
  • CVR Cockpit Voice Recorder
  • the current unmanned aerial vehicle has a problem that it is difficult to accurately analyze the cause of an accident in case of an accident such as a crash, because many aircraft have no black box.
  • the present invention provides a unmanned airplane black box system capable of encrypting flight data of an unmanned airplane, transmitting / receiving it with the ground control system, real-time backup to the server, .
  • an unmanned air vehicle comprising: a unmanned airplane that stores flight data extracted by a sensor unit and image data captured by a camera, and transmits the flight and image data to a management server; And a management server for receiving and backing up flight data and image data transmitted from the UAV.
  • the unmanned aerial vehicle according to the present invention includes a black box for storing captured image data in real time.
  • image data according to the present invention is compressed and stored.
  • the UAV according to the present invention is characterized in that the flight data and the image data are converted into an encryption signal of a certain format and transmitted.
  • the encryption signal according to the present invention is a communication signal encrypted with a certificate between the unmanned aircraft and the management server by SSL (Secure Socket Layer).
  • the unmanned aerial vehicle and the management server according to the present invention are characterized in that they transmit and receive the encrypted flight data and image data using at least one of RF (Radio Frequency) data communication and LTE (Long Term Evolution) data communication .
  • RF Radio Frequency
  • LTE Long Term Evolution
  • the unmanned aerial vehicle according to the present invention is characterized in that a log of a value controlled by the operator is stored.
  • the flight data according to the present invention is characterized by including at least one of a pressure altitude, a gas attitude, an indicated waiting speed, a normal acceleration, a longitudinal acceleration, a lateral acceleration, GPS data, a wind speed, .
  • the sensor unit includes a gyro sensor, an acceleration sensor, an altitude sensor, a GPS sensor, and a wind sensor.
  • the management server according to the present invention is characterized in that the management server receives and stores telemetry data transmitted during the flight of the UAV 100.
  • the management server is a flight data analysis system (FDAS).
  • FDAS flight data analysis system
  • the management server is characterized in that it encrypts and stores the data in a secure proxy manner in accordance with the compliance requirements for the data in order to block internal or external security threats.
  • the management server stores real-time data to be transmitted.
  • the management server is characterized in that the management server accesses a predetermined web site through a network, further searches for necessary information according to flight data analysis, and performs data analysis by reflecting the further searched information .
  • management server stores flight data in real time.
  • the present invention is advantageous in that flight data of an unmanned airplane is encrypted and transmitted to and received from a storage and ground control system, and real-time backup is performed to a server to efficiently provide safety management and accident investigation management of an unmanned airplane.
  • the present invention has an advantage of providing integrity and confidentiality of the information by encrypting the flight data.
  • the present invention is advantageous in that flight data can be acquired and analyzed even if the black box of the UAV is broken.
  • the present invention is advantageous in that the position of the crash point can be confirmed by using the flight data transmitted from the UAV.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a general unmanned aerial vehicle.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of an unmanned aerial vehicle of the unmanned airplane black box system according to the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a sensor unit of the unmanned aerial vehicle black box system according to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a management server configuration of an unmanned aerial vehicle black box system according to the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a control process of the unmanned airplane black box system according to the present invention.
  • Unmanned aerial vehicle 110 Sensor unit
  • control unit 140 black box
  • management server 210 data communication unit
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an unmanned aerial vehicle of the unmanned airplane black box system according to the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram of the unmanned airplane black box system according to the present invention
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a management server of the unmanned airplane black box system according to the present invention
  • FIG. 6 is a block diagram of the unmanned airplane black box system according to the present invention.
  • the unmanned airplane black box system encrypts and stores the flight data of the UAV 100, and real-time backs up the data to the management server 200, An unmanned airplane 100 and a management server 200 so as to efficiently provide survey management.
  • the UAV 100 stores the flight data extracted by the sensor unit 110 and the image data captured by the camera 120 during the flight and transmits the flight and image data to the management server 200, A camera 120, a controller 130, a black box 140, a motor driver 150, and a data communication unit 160.
  • the camera 110 includes a camera 110, a camera 120, a controller 130, a black box 140,
  • the sensor unit 1110 detects operation information that is operated during flight of the UAV 100 and environmental information around the UAV 100.
  • the sensor unit 1110 includes a gyro sensor capable of detecting the attitude of the gas, An acceleration sensor capable of detecting an acceleration value of the object, an altitude sensor capable of detecting the height of the object, a GPS sensor capable of detecting the position and flight direction of the object, And a wind sensor capable of detecting wind direction (wind direction) and the like.
  • the sensor unit 110 receives the pressure altitude 111, the gas attitude 112, the indicated waiting speed 113, the normal And extracts the flight data such as the acceleration 114, the longitudinal acceleration 115, the lateral acceleration 116, the GPS data 117, the wind speed 118, and the wind direction 119 and transmits them to the controller 130 .
  • the camera 120 outputs image data photographed around the UAV 100 and is made up of a camera using a CCD sensor or a CMOS sensor.
  • the present invention is not limited to this, and an optical signal may be converted into an electric signal and output
  • the photoelectric conversion device may be acceptable.
  • the controller 130 controls the overall operation of the UAV 100.
  • the controller 130 controls the operation of the motor driver 150 according to the control signal of the operator received through the data communication unit 160, So that it can fly in an arbitrary direction.
  • controller 130 records a log of signal values controlled by the operator in an internal memory (not shown) or a black box 140 and stores the log.
  • the control unit 130 may control the pressure level 111, the gas attitude 112, the indication waiting speed 113, the normal acceleration 114, the longitudinal acceleration 115, Directional acceleration 116, GPS data 117 such as GPS coordinates, wind speed 118, wind direction 119 and the like in the memory or black box 140 and stores the data.
  • control unit 130 stores the image data captured by the camera 120 in the black box 140 in real time, preferably, the image data is compressed and stored in a predetermined format.
  • the control unit 130 converts the flight data and the image data stored in the memory or the black box 140 into an encryption signal of a predetermined format and controls the transmission data to be transmitted to the management server 200 on the ground in real time as telemetry data, So that the security can be improved during data transmission and reception.
  • controller 130 may request to transmit the flight data and the image data without encrypting the flight data and the image data.
  • the black box 140 stores the flight data extracted from the sensor unit 110, the image data photographed by the camera 120, and the log data of the operator's control signal according to a preset storage format together with time information .
  • the motor driving unit 150 is driven according to an operation control signal of the controller 130 to provide a driving force so that the UAV 100 can fly in an arbitrary direction.
  • the data communication unit 160 converts the flight data and the image data stored in the memory or the black box 140 into an encryption signal of a predetermined format according to an operation control signal of the control unit 130 and transmits the encryption signal to the management server 200 of the ground control system And transmits the encrypted flight data and image data using RF (Radio Frequency) data communication and LTE (Long Term Evolution) data communication, and preferably uses LTE data communication.
  • RF Radio Frequency
  • LTE Long Term Evolution
  • the encryption signal is composed of a communication signal encrypted with a certificate authenticated beforehand between the unmanned airplane 100 and the management server 200 by SSL (Secure Socket Layer).
  • the data communication unit 160 can be configured to independently transmit data by being divided into a communication module for transmitting flight data and a communication module for transmitting image data.
  • the management server 200 is a ground management system for receiving and backing up encrypted flight data and image data or non-encrypted flight data and image data transmitted from the UAV 100, and the management server 200 ) Receives and stores telemetry data transmitted during the flight of the UAV 100 in real time and includes a data communication unit 210, a flight data management unit 220, and a database 230 do.
  • the data communication unit 210 receives the flight data and image data transmitted from the UAV 100 and demodulates the encrypted signal.
  • the flight data management unit 220 stores the flight data and the image data transmitted from the UAV 100 in real time in the database 230.
  • the flight data management unit 220 preferably includes a flight data analysis system Data Analysis System (FDAS).
  • FDAS flight data analysis system Data Analysis System
  • the flight data analysis system encrypts and stores the data in a secure proxy manner according to the compliance requirements for the data in order to block internal or external security threats.
  • the flight data management unit 220 interlocks with the real-time data processing apparatus and stores the received data in the database 230 in real time.
  • the flight data management unit 220 may be connected to any predetermined web site (portal site, embedded site, etc.) through a network so as to facilitate data analysis, Information on the unmanned airplane 100, and performs various data analysis in which the further searched information is reflected. Thus, it is possible to easily analyze various flight situations occurring in the UAV 100 during the flight.
  • the database 230 stores flight data and image data transmitted from the UAV 100.
  • the unmanned airplane 100 When the unmanned airplane 100 starts flying according to the management server 200 or the preset flight information, it extracts the flight data detected through the sensor unit 110 (S100), and the extracted flight data is transmitted to the unmanned airplane 100 in the memory (S110).
  • the image data photographed through the camera 120 is extracted (S120), compressed according to a compression format preset in the memory, and stored (S130).
  • the flight data and the image data stored in steps S110 and S130 are modulated into an encryption signal preset in the UAV 100 and then transmitted to the management server 200 in real time (S140).
  • the flight data and image data transmitted to the management server 200 are demodulated and then encrypted by a secure proxy method in accordance with the compliance requirements for the data in order to prevent internal or external security threats And stored in the database 230 (S150) so as to be backed up.
  • the flight data of the UAV can be encrypted, sent and received with the storage and ground control system, and backed up to the server in real time, thereby efficiently providing safety management and accident investigation management of the UAV and encrypting the flight data It is possible to provide the integrity and confidentiality of the information and to acquire and analyze the flight data backed up to the server even if the black box of the unmanned airplane is broken. In case of an accident such as a fall, GPS data received from the unmanned airplane The position of the crash point can be confirmed using the last flight data.

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Abstract

본 발명은 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리가 가능한 무인 항공기 블랙박스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 본 발명은 센서부가 추출한 비행 데이터와 카메라가 촬영한 영상 데이터를 저장하고, 상기 비행 및 영상 데이터를 관리 서버로 전송하는 무인 항공기; 및 상기 무인 항공기로부터 전송되는 비행 데이터 및 영상 데이터를 수신하여 백업하는 관리 서버를 포함한다. 따라서 본 발명은 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리가 가능하며, 비행 데이터를 암호화 처리하여 해당 정보에 대한 무결성과 기밀성을 제공할 수 있으며, 무인 항공기의 추락으로 블랙박스가 파손되어도 비행 데이터와 위치를 획득할 수 있는 장점이 있다.

Description

무인 항공기 블랙박스시스템
본 발명은 무인 항공기 블랙박스 시스템에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리가 가능한 무인 항공기 블랙박스 시스템에 관한 것이다.
무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)는 조종사 없이 지상에서의 원격조종 되거나 사전에 입력된 프로그램에 따라 비행체가 주위환경을 인식하고 판단하여 스스로 비행하는 비행체다.
이러한 무인 항공기는 군사용으로 개발되었지만, 최근에는 고공 촬영, 배달 및 키덜트 제품으로 재탄생되어 민간용, 산업용 등 다양한 분야에서 수요가 증가하고 있다.
도 1은 일반적인 무인 항공기를 나타낸 사시도로서, 무인 항공기(10)는 복수의 프로펠러(11)가 설치되어 상/하/좌/우 방향으로 비행할 수 있도록 구성되고, 촬영을 위한 카메라(12)가 설치될 수 있다.
최근에는 12kg 이상의 무인 항공기에 대하여 국가 기관에서 발급한 자격증을 소지한 사용자가 운용하도록 관련법이 제정되었다.
그러나 무인 항공기를 사용하는 만큼, 다양한 변수에 의해 무인 항공기를 분실하는 경우도 함께 증가하고 있다.
무인 항공기의 안전과 함께 추락할 경우 정확한 추락 원인을 확인하기 위해 블랙박스와 같은 데이터 저장장치의 필요성이 요구되고 있다.
블랙박스와 같은 데이터 저장장치는 일반적으로 FDR(Flight Data Recorder)과, CVR(Cockpit Voice Recorder) 등을 하나로 통합한 장치로 비행 상황에 대한 데이터의 저장과 항공기 사고조사 시에 활용할 수 있도록 제공된다.
그러나 현재의 무인 항공기는 블랙박스가 미설치된 항공기가 많고, 추락 등의 사고 발생시 사고의 원인을 정확히 분석하기 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리가 가능한 무인 항공기 블랙박스 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 센서부가 추출한 비행 데이터와 카메라가 촬영한 영상 데이터를 저장하고, 상기 비행 및 영상 데이터를 관리 서버로 전송하는 무인 항공기; 및 상기 무인 항공기로부터 전송되는 비행 데이터 및 영상 데이터를 수신하여 백업하는 관리 서버를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 무인 항공기는 촬영한 영상 데이터를 실시간 저장하는 블랙박스를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 영상 데이터는 압축하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 무인 항공기는 비행 데이터 및 영상 데이터를 일정 포맷의 암호화 신호로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 암호화 신호는 SSL(Secure Socket Layer)로 무인 항공기와 관리 서버 간에 인증서로 암호화된 통신 신호인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 무인 항공기와 관리 서버는 RF(Radio Frequency) 데이터 통신 및 LTE(Long Term Evolution) 데이터 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 암호화된 비행 데이터와 영상 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 무인 항공기는 운용자가 조종하는 값에 대한 로그를 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 비행 데이터는 압력고도, 기체자세, 지시 대기 속도, 정상 가속도, 종방향 가속도, 횡방향 가속도, GPS 데이터, 바람속도, 바람방향 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 센서부는 자이로 센서, 가속도 센서, 고도 센서, GPS 센서 및 바람 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 무인 항공기(100)의 비행 중에 전송되는 텔레메트리(Telemetry) 데이터를 수신하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 비행 데이터 분석 시스템(Flight Data Analysis System, FDAS)인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 내부 또는 외부의 보안 위협을 차단하기 위해 해당 데이터에 대한 컴플라이언스 요건에 따라 시큐어 프록시(Secure Proxy)방식으로 암호화하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 전송되는 실시간 데이터를 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 네트워크를 통해 미리 설정된 임의의 웹 사이트에 접속하여 비행 데이터 분석에 따른 필요 정보를 추가 검색하고, 상기 추가 검색된 정보를 반영하여 데이터 분석을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 관리 서버는 비행 데이터를 실시간 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리를 효율적으로 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 비행 데이터를 암호화 처리하여 해당 정보에 대한 무결성과 기밀성을 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 무인 항공기의 블랙박스가 파손되어도 비행 데이터를 획득 및 분석할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 무인 항공기로부터 전송받은 비행 데이터를 이용하여 추락 지점의 위치를 확인할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 일반적인 무인 항공기를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 무인 항공기 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 도 3에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 센서부 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 관리 서버 구성을 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도.
한편, 도면에 사용된 도면 부호는 다음과 같다.
100 : 무인 항공기 110 : 센서부
111 : 압력 고도 112 : 기체 자세
113 : 지시대기속도 114 : 정상 가속도
115 : 종방향 가속도 116 : 횡방향 가속도
117 : GPS 데이터 118 : 바람속도
119 : 바람방향 120 : 카메라
130 : 제어부 140 : 블랙박스
150 : 모터 구동부 160 : 데이터 통신부
200 : 관리 서버 210 : 데이터 통신부
220 : 비행 데이터 관리부 230 : 데이터베이스
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 무인 항공기 구성을 나타낸 블록도이며, 도 4는 도 3에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 센서부 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 관리 서버 구성을 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템은 무인 항공기(100)의 비행 데이터를 암호화하여 저장하고, 관리 서버(200)에 실시간 백업하여 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리를 효율적으로 제공할 수 있도록 무인 항공기(100)와, 관리 서버(200)를 포함하여 구성된다.
상기 무인 항공기(100)는 비행 중에 센서부(110)가 추출한 비행 데이터와 카메라(120)가 촬영한 영상 데이터를 저장하고, 상기 비행 및 영상 데이터를 관리 서버(200)로 전송하는 구성으로서, 센서부(110)와, 카메라(120)와, 제어부(130)와, 블랙박스(140)와, 모터 구동부(150)와, 데이터 통신부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 센서부(1110)는 무인 항공기(100)의 비행하는 동안 작동하는 동작 정보와, 무인 항공기(100) 주변의 환경 정보를 검출하는 구성으로서, 기체의 자세를 검출할 수 있는 자이로 센서와, 기체의 가속도 값을 검출할 수 있는 가속도 센서와, 기체의 높이를 검출할 수 있는 고도 센서와, 기체의 위치와 비행방향 등을 검출할 수 있는 GPS 센서와, 바람의 속도(풍량) 및 바람의 방항(풍향) 등을 검출할 수 있는 바람 센서 등을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 센서부(110)는 자이로 센서와, 가속도 센서와, 고도 센서와, GPS 센서와, 바람 센서 등을 통해 압력고도(111), 기체자세(112), 지시 대기 속도(113), 정상 가속도(114), 종방향 가속도(115), 횡방향 가속도(116), GPS 데이터(117), 바람속도(118), 바람방향(119) 등의 비행 데이터를 추출하여 제어부(130)로 전송한다.
상기 카메라(120)는 무인 항공기(100) 주변을 촬영한 영상 데이터를 출력하고, CCD 센서 또는 CMOS 센서 등을 이용한 카메라로 이루어지지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 광학 신호를 전기 신호로 변환하여 출력하는 광전변환 장치면 무방하다.
상기 제어부(130)는 무인 항공기(100)의 전체적인 동작을 제어하는 구성으로서, 데이터 통신부(160)를 통해 수신되는 운용자의 조종 신호에 따라 모터 구동부(150)의 동작을 제어하여 무인 항공기(100)가 임의의 방향으로 비행할 수 있도록 제어한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 운용자가 조종하는 신호 값에 대한 로그를 내재된 메모리(미도시) 또는 블랙박스(140)에 기록하여 저장되도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 센서부(110)를 통해 검출되는 압력고도(111), 기체자세(112), 지시 대기 속도(113), 정상 가속도(114), 종방향 가속도(115), 횡방향 가속도(116), GPS 좌표 등의 GPS 데이터(117), 바람속도(118), 바람방향(119) 등의 비행 데이터를 메모리 또는 블랙박스(140)에 기록하여 저장한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 카메라(120)가 촬영한 영상데이터를 블랙박스(140)에 실시간 저장하고, 바람직하게는 상기 영상 데이터는 일정 포맷으로 압축하여 저장된다.
또한, 상기 제어부(130)는 메모리 또는 블랙박스(140)에 저장된 비행 데이터와 영상 데이터를 일정 포맷의 암호화 신호로 변환하여 실시간 텔레메트리 데이터로 지상의 관리 서버(200)에 전송되도록 제어함으로써, 데이터의 송수신과정에서 보안성이 향상될 수 있도록 한다.
또한, 상기 제어부(130)는 상기 비행 데이터 및 영상 데이터를 암호화하지 않고 전송하도록 요청할 수도 있다.
상기 블랙박스(140)는 센서부(110)에서 추출한 비행 데이터와, 카메라(120)에서 촬영된 영상 데이터와, 운용자의 조종 신호에 대한 로그 데이터를 시간 정보와 함께 미리 설정된 저장 포맷에 따라 저장한다.
상기 모터 구동부(150)는 제어부(130)의 동작 제어신호에 따라 구동되어 무인 항공기(100)가 임의의 방향으로 비행할 수 있도록 구동력을 제공한다.
상기 데이터 통신부(160)는 제어부(130)의 동작 제어신호에 따라 메모리 또는 블랙박스(140)에 저장된 비행 데이터와 영상 데이터를 일정 포맷의 암호화 신호로 변환하여 지상 관제시스템의 관리 서버(200)에 전송되도록 하는 구성으로서, RF(Radio Frequency) 데이터 통신, LTE(Long Term Evolution) 데이터 통신을 이용하여 암호화된 비행 데이터와 영상 데이터를 전송하고, 바람직하게는 LTE 데이터 통신을 이용한다.
상기 암호화 신호는 SSL(Secure Socket Layer)로 무인 항공기(100)와 관리 서버(200) 간에 미리 인증된 인증서로 암호화된 통신 신호로 이루어진다.
또한, 상기 데이터 통신부(160)는 비행 데이터를 전송하는 통신모듈과, 영상 데이터를 전송하는 통신모듈로 구분되어 독립적으로 데이터를 전송하도록 구성할 수 있다.
상기 관리 서버(200)는 지상의 관리시스템으로서, 무인 항공기(100)로부터 전송되는 암호화된 비행 데이터 및 영상 데이터 또는 비암호화된 비행 데이터 및 영상 데이터를 수신하여 백업하는 구성으로서, 상기 관리 서버(200)는 무인 항공기(100)의 비행 중에 전송되는 텔레메트리(Telemetry) 데이터를 실시간 수신하여 저장하며, 데이터 통신부(210)와, 비행 데이터 관리부(220)와, 데이터 베이스(230)를 포함하여 구성된다.
상기 데이터 통신부(210)는 무인 항공기(100)에서 전송되는 비행 데이터와 영상 데이터를 수신하여 암호화된 신호를 복조한다.
상기 비행 데이터 관리부(220)는 무인 항공기(100)에서 전송된 비행 데이터와 영상 데이터를 데이터 베이스(230)에 실시간으로 저장하며, 바람직하게는 데이터의 관리와 통합이 용이한 비행 데이터 분석 시스템(Flight Data Analysis System, FDAS)으로 이루어진다.
상기 비행 데이터 분석 시스템은 내부 또는 외부의 보안 위협을 차단하기 위해 해당 데이터에 대한 컴플라이언스 요건에 따라 시큐어 프록시(Secure Proxy)방식으로 암호화하여 저장한다.
또한, 상기 비행 데이터 관리부(220)는 실시간 데이터 프로세스 장치와 서로 연동하여 전송받은 데이터를 데이터 베이스(230)에 실시간 저장되도록 한다.
또한, 상기 비행 데이터 관리부(220)는 데이터 분석을 용이하게 수행할 수 있도록 네트워크를 통해 미리 설정된 임의의 웹 사이트(포털 사이트, 임베디드 사이트 등)에 접속하여 다양한 비행 상황에 따른 비행 데이터 분석에 위해 필요한 정보를 추가 검색하고, 상기 추가 검색된 정보가 반영된 다양한 데이터 분석을 수행함으로써, 비행중 무인 항공기(100)에 발생되는 다양한 비행 상황을 용이하게 분석할 수 있도록 한다.
상기 데이터 베이스(230)는 무인 항공기(100)에서 전송되는 비행 데이터와 영상 데이터를 저장한다.
다음은 본 발명에 따른 무인 항공기 블랙박스 시스템의 동작과정을 설명한다.
무인 항공기(100)가 관리 서버(200) 또는 미리 설정된 비행 정보에 따라 비행을 시작하면, 센서부(110)를 통해 검출되는 비행 데이터를 추출(S100)하고, 상기 추출된 비행 데이터는 무인 항공기(100)에 내재된 메모리에 저장(S110)한다.
또한, 카메라(120)를 통해 촬영된 영상 데이터를 추출(S120)하여 상기 메모리에 미리 설정된 압축 포맷에 따라 압축한 다음 저장(S130)한다.
상기 S110 단계와 S130 단계에서 저장된 비행 데이터와 영상 데이터는 무인 항공기(100)에서 미리 설정된 암호화 신호로 변조한 다음, 관리 서버(200)로 실시간 전송(S140)한다.
상기 관리 서버(200)로 전송된 비행 데이터 및 영상 데이터는 암호화 신호를 복조한 다음, 내부 또는 외부의 보안 위협을 차단하기 위해 해당 데이터에 대한 컴플라이언스 요건에 따라 시큐어 프록시(Secure Proxy)방식으로 암호화하여 데이터베이스(230)에 저장(S150)하여 백업되도록 한다.
따라서, 무인 항공기의 비행 데이터를 암호화하여 저장 및 지상 관제시스템과 송수신하고, 서버에 실시간 백업하여 관리함으로써, 무인 항공기의 안전관리와 사고조사 관리를 효율적으로 제공할 수 있고, 비행 데이터를 암호화 처리하여 해당 정보에 대한 무결성과 기밀성을 제공할 수 있으며, 무인 항공기의 블랙박스가 파손되어도 서버에 백업된 비행 데이터를 획득 및 분석할 수 있고, 추락 등의 사고가 발생한 경우 무인 항공기로부터 전송받은 GPS 데이터 및 마지막 비행 데이터를 이용하여 추락 지점의 위치를 확인할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 센서부(110)가 추출한 비행 데이터와 카메라(120)가 촬영한 영상 데이터를 저장하고, 상기 비행 및 영상 데이터를 관리 서버(200)로 전송하는 무인 항공기(100); 및
    상기 무인 항공기(100)로부터 전송되는 비행 데이터 및 영상 데이터를 수신하여 백업하는 관리 서버(200)를 포함하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 무인 항공기(100)는 촬영한 영상 데이터를 실시간 저장하는 블랙박스(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 영상 데이터는 압축하여 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무인 항공기(100)는 비행 데이터 및 영상 데이터를 일정 포맷의 암호화 신호로 변환하여 전송하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 암호화 신호는 SSL(Secure Socket Layer)로 무인 항공기(100)와 관리 서버(200) 간에 인증서로 암호화된 통신 신호인 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 무인 항공기(100)와 관리 서버(200)는 RF(Radio Frequency) 데이터 통신 및 LTE(Long Term Evolution) 데이터 통신 중 적어도 하나를 이용하여 상기 암호화된 비행 데이터와 영상 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 무인 항공기(100)는 운용자가 조종하는 값에 대한 로그를 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 비행 데이터는 압력고도, 기체자세, 지시 대기 속도, 정상 가속도, 종방향 가속도, 횡방향 가속도, GPS 데이터, 바람속도, 바람방향 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부(110)는 자이로 센서, 가속도 센서, 고도 센서, GPS 센서 및 바람 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 무인 항공기(100)의 비행 중에 전송되는 텔레메트리(Telemetry) 데이터를 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 비행 데이터 분석 시스템(Flight Data Analysis System, FDAS)인 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 내부 또는 외부의 보안 위협을 차단하기 위해 해당 데이터에 대한 컴플라이언스 요건에 따라 시큐어 프록시(Secure Proxy)방식으로 암호화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 전송되는 실시간 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 네트워크를 통해 미리 설정된 임의의 웹 사이트에 접속하여 비행 데이터 분석에 따른 필요 정보를 추가 검색하고, 상기 추가 검색된 정보를 반영하여 데이터 분석을 수행하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 관리 서버(200)는 비행 데이터를 실시간 저장하는 것을 특징으로 하는 무인 항공기 블랙박스 시스템.
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