WO2023113394A1 - 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법 - Google Patents

범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법 Download PDF

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WO2023113394A1
WO2023113394A1 PCT/KR2022/020072 KR2022020072W WO2023113394A1 WO 2023113394 A1 WO2023113394 A1 WO 2023113394A1 KR 2022020072 W KR2022020072 W KR 2022020072W WO 2023113394 A1 WO2023113394 A1 WO 2023113394A1
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WO
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drone
signal
smart
smart drone
response
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/020072
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English (en)
French (fr)
Inventor
백우민
Original Assignee
㈜에스엔디글로벌
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10—UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]

Definitions

  • the present invention relates to a drone, and more particularly, to a method for operating a smart drone for crime prevention.
  • An object of the present invention is to provide a smart drone system and its operating method that can prevent crime by recording a scene where a drone is put into a scene where a crime is expected and sharing a certain portion of the protection and protection for the target to be protected. is to provide In addition, it is to provide a smart drone and its operation method that prevent the subject of protection from experiencing a deteriorating situation.
  • a method of operating a smart drone for crime prevention includes receiving a rescue request signal, an electrocardiogram signal, a sound signal, and an acceleration signal from a wearable sensor worn by a person to be guarded, the electrocardiogram signal, and the sound Determining a risk level indicating the risk level of the person to be guarded by processing the signal, the acceleration signal, and the rescue request signal, instructing the smart drone to perform a first response to a potential assailant according to the risk level and instructing the smart drone to perform a second response to the potential assailant according to whether the first response is successful, wherein the risk level is the electrocardiogram signal, the sound signal, and the acceleration signal, respectively. It is determined according to the sum of the average values of '0' or '1' or the existence of the rescue request signal.
  • the smart drone is controlled to perform the first response when the risk level is calculated to be greater than or equal to a reference value or when the rescue request signal exists.
  • the first response includes at least one of movement of the smart drone to the location of the person to be guarded or the potential assailant, tracking of the potential assailant, recording, and guidance broadcasting.
  • the second response includes at least one of the smart drone irradiating a flash of light, spraying tear gas, firing a taser gun, and transmitting a siren sound to the person to be guarded.
  • the step of determining the risk level is performed by a processor inside the smart drone or in a drone control server for controlling the smart drone on a wired/wireless complex network.
  • the progress of the crime can be blocked by the operation of the smart drone, and the deterioration of the crime situation can be prevented by the protection target.
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams schematically illustrating a crime prevention method using a smart drone system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram briefly showing the configuration of a smart drone system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an exemplary configuration of the wearable sensor of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the drone control server of the present invention by way of example.
  • FIG. 5 is a flowchart briefly showing a situation determination and response method of the drone control server of the present invention.
  • 6A to 6C schematically show a crime prevention method using a smart drone system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram briefly showing the configuration of a smart drone system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an exemplary configuration of the wearable sensor of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a block diagram exemplarily showing the configuration of a smart drone of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart briefly illustrating a situation determination and response method of a smart drone according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 A drawing showing the best mode for carrying out the present invention is FIG. 5 .
  • FIGS. 1A to 1D are diagrams schematically illustrating a crime prevention method using a smart drone system according to an embodiment of the present invention.
  • a potential perpetrator 110 approaches a person to be guarded 120 in a crime-prone area (or a vulnerable area).
  • the area of concern for crime may be, for example, a surveillance blind spot in which CCTVs do not exist.
  • the person to be guarded 120 is equipped with a wearable sensor 130 .
  • the wearable sensor 130 may detect the state of the person to be guarded 120 and transmit the detected state information through a communication network.
  • the detected state information of the person to be guarded 120 is transmitted to the drone control server.
  • the drone control server 160 (described in FIG. 2 ) may analyze state information and determine whether to dispatch the smart drone 140 to a remote location. According to the determination result, the drone control server 160 may dispatch the smart drone 140 to the site by referring to the location information.
  • the smart drone 140 performs dangerous situation monitoring and threat reduction response.
  • the smart drone 140 may capture the action of the potential perpetrator 110 in the scene using a camera installed therein. The captured image will be transmitted to the drone control server 160 through a communication network and stored in a database.
  • the smart drone 140 may perform a threat reduction response.
  • the smart drone 140 may broadcast guidance or a warning through a speaker under the control of the drone control server 160 .
  • the smart drone 140 may illuminate the potential perpetrator 110 with a flash of light or light according to the strength of the threat, or execute an active response such as spraying tear gas, firing a taser gun, or transmitting a siren sound.
  • the drone control server 160 may request the dispatch of human support such as police or security personnel based on the collected data by referring to the captured image.
  • a threat reduction response or an active response of the smart drone 140 shows a situation in which the threat behavior of the potential perpetrator 110 is stopped and the distance from the person to be guarded 120 is separated. Even at this time, the smart drone 140 may still continue to respond to threats such as video recording or guidance broadcasting.
  • FIG. 1D a situation in which a potential perpetrator 110 leaves the scene and distances himself from the person to be guarded 120 is shown.
  • the smart drone 140 may continue to monitor and monitor the potential assailant 110 until a situation in which the potential assailant 110 moves away from the person to be guarded 120 by a certain distance or more ends.
  • the smart drone 140 may be a public drone operated by a police station, a fire station, or a government office. Alternatively, the smart drone 140 may be part of a security service provided to the person to be guarded 120 by a security company providing a private security service. Alternatively, the smart drone 140 may be a personal drone operated by an individual as needed. It is expected that the operation of the smart drone 140 of the present invention can prevent crime in blind spots of CCTVs or in outlying areas where public security services do not reach, and improve life safety.
  • the smart drone system 100 may include a wearable sensor 130, a smart drone 140, a communication network 150, and a drone control server 160. In addition, it can be interlocked with the reporting system of the police station 170 requesting human support when necessary.
  • the wearable sensor 130 detects the location, biosignal, motion, voice, etc. of the person to be guarded 120 and transmits them to the drone control server 160 through the communication network 150.
  • the wearable sensor 130 may generate and transmit a rescue request signal to the drone control server 160 when the person to be guarded 120 requests it.
  • a signal detected by the wearable sensor 130 or a rescue request signal will be collectively referred to as state information.
  • the wearable sensor 130 may be, for example, a wearable device such as a smart watch worn on the wrist of the person to be guarded 120 .
  • the wearable sensor 130 may be implemented in the form of a sensor mounted on clothing or a hat worn by the person to be guarded 120, a Bluetooth earphone, or a bone conduction earphone.
  • the smart drone 140 may fly to a designated location under the control of the drone control server 160 and perform threat reduction response and active response to protect the person to be guarded 120 .
  • the smart drone 140 may fly to a designated location and may photograph the potential assailant 110 using a built-in camera.
  • the smart drone 140 may transmit guidance broadcasting through a speaker under the control of the drone control server 160 .
  • the smart drone 140 may perform an active response such as flashing light, tear gas, or launching a taser gun under the control of the drone control server 160 .
  • the smart drone 140 may be a public drone or a personal drone operated by an individual or a service provider.
  • the communication network 150 may be a wired/wireless complex network connecting the wearable sensor 130 , the smart drone 140 , and the drone control server 160 .
  • the communication network 150 includes 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, 3G, 4G, 5G, 6G, etc.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • WIMAX World Interoperability for Microwave Access
  • Wi-Fi 3G, 4G, 5G, 6G, etc.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • WIMAX World Interoperability for Microwave Access
  • Wi-Fi 3G, 4G, 5G, 6G, etc.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE Long Term Evolution
  • WIMAX World Interoperability for Microwave Access
  • Wi-Fi 3G, 4G, 5G, 6G, etc.
  • the drone control server 160 receives status information provided through the communication network 150 and processes the received status information to analyze the situation information of the person to be guarded 120 .
  • the drone control server 160 may dispatch the smart drone 140 to the place where the person to be guarded 120 is located.
  • the drone control server 160 may control the smart drone 140 to respond to threat reduction or actively respond to the person to be guarded 120 . That is, the drone control server 160 may instruct the smart drone 140 to control the potential perpetrator 110 in the air. That is, the smart drone 140 can continuously instruct the potential perpetrator 110 to track, capture images, and broadcast guidance.
  • the drone control server 160 may control the smart drone 140 to protect the person to be guarded 120 through an active response when it is determined that the potential perpetrator 110 clearly commits a threatening action.
  • the smart drone 140 may deter the potential perpetrator 110 from threatening behavior by mobilizing physical means such as flashing light, spraying tear gas, or a taser gun.
  • the drone control server 160 may request a report and support for human response to the police station 170 or a security company. An operation for air surveillance by the drone control server 160 will be described in detail through drawings to be described later.
  • the wearable sensor 130 may include a sensor unit 131 , a processor 133 , and a communication unit 135 .
  • the sensor unit 131 includes a plurality of sensors 132 , 134 , 136 , and 138 .
  • the sensor unit 131 includes an electrocardiogram sensor 132 for sensing changes in the user's electrocardiogram, an acoustic sensor 134 for sensing the user's voice, a 3-axis acceleration sensor 136 for sensing the user's movement, and the user's location. It may include a position sensor 138 for sensing information.
  • the sensor unit 131 may generate analog or digital sensor signals and provide them to the processor 133 .
  • the electrocardiogram sensor 132 senses the user's electrocardiogram, generates an electrocardiogram signal Ht, and transmits the electrocardiogram signal Ht to the processor 133 .
  • the acoustic sensor 134 senses the user's voice or sounds around the user, generates an acoustic signal St, and transmits it to the processor 133.
  • the 3-axis acceleration sensor 136 senses accelerations of 3 axes generated according to the user's movement and outputs them as an acceleration signal Gt.
  • the location sensor 138 periodically outputs the current location information Pt of the user.
  • the sensor signals may be raw data such as analog signals or data primarily processed by a dedicated interface or pre-processing. In the present invention, it is assumed that these sensor signals are raw data output without separate processing from each sensor unit 131 .
  • Each of the plurality of sensors 132 , 134 , 136 , and 138 included in the sensor unit 131 may transmit detected sensor signals to the processor 133 according to a predetermined cycle. It will be well understood that the configuration or function of each sensor unit 131 is not limited thereto. That is, each of the sensor units 131 may include arbitrary sensors that sense various physical and chemical changes and provide the sensed information to the processor 133 .
  • the processor 133 processes sensor signals provided from the sensor unit 131 and transmits them to the communication unit 135 .
  • the processor 133 may continuously receive sensor signals provided from the sensor unit 131 .
  • the processor 133 may receive the rescue request signal RR generated by the user and transmit it to the communication unit 135 .
  • the rescue request signal RR may be generated when a specific button of the wearable sensor 130 is repeatedly pressed or a dedicated button for rescue request is pressed or touched.
  • the communication unit 135 may transmit the sensor signals and the rescue request signal RR transmitted from the processor 133 to the drone control server 160.
  • the communication unit 135 supports standards such as 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, 3G, 4G, 5G, and 6G. It may include a wired and wireless communication module that supports.
  • wearable sensor 130 and the communication network 150 can communicate directly, it is well understood by those skilled in the art that a portable terminal for mediating communication between the wearable sensor 130 and the communication network 150 may be further included in another embodiment. It will be.
  • the drone control server 160 may include a communication interface 161, a controller 163, and a recorded image DB 165.
  • the communication interface 161 communicates with the drone control server 160, the wearable sensor 130 (see FIG. 2), and the smart drone (140, see FIG. 2) through a communication network 150 composed of a wired/wireless complex network.
  • the communication interface 161 includes Ethernet communication, Near Field Communication (NFC), Radio Frequency Identification (RFID) communication, mobile telecommunication, memory card communication, and universal communication.
  • NFC Near Field Communication
  • RFID Radio Frequency Identification
  • USB Universal Serial Bus
  • the communication interface 161 complies with standards such as 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Wi-Fi, 3G, 4G, 5G, and 6G. It may also include a wired/wireless communication module that supports it.
  • the controller 163 processes sensor signals provided from the wearable sensor 130 performed by the drone control server 160 and controls the smart drone 140 based on the processed sensor signals. That is, the control unit 163 may determine the level of a dangerous situation in which the person to be guarded 120 faces based on the sensor signal provided from the wearable sensor 130 . The control unit 163 dispatches the smart drone 140 according to the risk situation level and instructs it to perform a crime prevention operation such as a threat reduction response or an active response. To this end, the control unit 163 may include a situation determination module 162, a recording management module 164, and a corresponding management module 166.
  • the situation determination module 162 determines a dangerous situation of the person to be guarded 120 in response to a sensor signal or a rescue request signal RR provided from the wearable sensor 130 .
  • the situation determination module 162 immediately determines that the person to be guarded 120 is in a dangerous situation and dispatches the smart drone 140 through the response management module 166 take action
  • the situation determination module 162 refers to the levels of the electrocardiogram signal (Ht), the acoustic signal (St), and the acceleration signal (Gt), and the danger level (X T ) of the person to be guarded 120 ) to determine
  • the risk level (X T ) is greater than or equal to a reference value
  • the situation determination module 162 may determine that the person to be guarded 120 is in a dangerous situation and take action to dispatch the smart drone 140 through the response management module 166. there is.
  • the recording management module 164 controls the smart drone 140 to photograph and record the movement of the potential assailant 110 using a camera mounted on the smart drone 140 .
  • the image sensed by the smart drone 140 is transmitted to the drone control server 160 and stored in the recorded image DB 165.
  • the recording management module 164 may control the smart drone 140 to capture and transmit an image from the time the smart drone 140 arrives at the site until the situation ends.
  • the transmitted video is continuously stored in the recorded video DB 165 and stored as evidenced data.
  • the response management module 166 controls the response of the smart drone 140 according to situational information such as the risk level (X T ) determined by the situation determination module 162 .
  • the response management module 166 may mobilize the smart drone 140 when a rescue request signal is received or the risk level (X T ) is greater than or equal to a reference value.
  • the response management module 166 may instruct the smart drone 140 to respond to crime prevention, such as a threat reduction response or an active response, according to the risk level (X T ). If the distance between the potential perpetrator 110 and the person to be guarded 120 is equal to or greater than the standard, the response management module 166 may control the smart drone 140 to perform a threat reduction response.
  • the threat reduction response may include tracking the potential perpetrator 110, taking a video, or broadcasting guidance.
  • the response management module 166 may control the smart drone 140 to perform an active response.
  • the smart drone 140 may include warning the potential assailant 110 by irradiating a flash of light, spraying tear gas, or launching a taser gun.
  • a request for human assistance may be sent to the police or security company.
  • the recorded image DB 165 may store images transmitted from the smart drone 140 . Recorded images stored in the recorded image DB 165 may be used as evidence collection data in the future.
  • 5 is a flowchart briefly showing a situation determination and response method of the drone control server of the present invention. 4 and 5, the drone control server 160 determines whether the smart drone 140 is dispatched and responds based on state information (sensor signal and rescue request signal) provided from the wearable sensor 130. can
  • the drone control server 160 receives state information provided from the wearable sensor 130.
  • the state information includes sensor signals generated by sensors of the wearable sensor 130 and a rescue request signal RR input by a user. That is, the state information is information including an electrocardiogram signal (Ht), a sound signal (St), an acceleration signal (Gt), location information (Pt), and a rescue request signal (RR).
  • the sensor signals Ht, St, Gt, and Pt are periodically transmitted by the wearable sensor 130, and the rescue request signal RR may be transmitted to the drone control server 160 upon user input.
  • step S120 the drone control server 160 checks whether there is a rescue request from the person to be guarded 120 through the wearable sensor 130. If the person to be guarded 120 presses the rescue request button of the wearable sensor 130, that is, if the rescue request signal RR exists ('yes' direction), the process moves to step S150. On the other hand, if the rescue request signal RR does not exist ('No' direction), the procedure moves to step S130.
  • the drone control server 160 uses at least some of the received sensor signals Ht, St, Gt, and Pt to calculate a risk level (X T ) indicating whether the person to be guarded 120 is in danger.
  • the situation determination module 162 of the drone control server 160 includes an electrocardiogram signal (Ht) generated from each of the electrocardiogram sensor 132, the sound sensor 134, and the 3-axis acceleration sensor 136, and the sound signal. (St) and the acceleration signal (Gt) can be used to calculate the risk level (X T ). Calculation of the risk class (X T ) begins by averaging the electrocardiogram signal (Ht), the acoustic signal (St), and the acceleration signal (Gt).
  • the electrocardiogram average (H), which is the average value of the electrocardiogram signal (Ht), may be calculated by Equation 1 below.
  • 'H T ' may be a predetermined average value.
  • the acoustic average H which is the average value of the acoustic signal St during the 'T' time period, may be calculated by Equation 2 below.
  • the acceleration average G which is the average value of the acceleration signal Gt for time 'T', can be calculated by Equation 3 below.
  • the risk grade (X T ) calculated from the sensor signals received during the 'T' time is the sum of electrocardiogram risk (X H ), acoustic risk (X S ), and acceleration risk (X G ) as shown in Equation 4 below.
  • step S140 the drone control server 160 identifies whether the risk level (X T ) is '3'. If the risk level (X T ) is calculated as '3', the procedure moves to step S150. On the other hand, if the risk level (X T ) is calculated as a value other than '3', the procedure moves to step S145.
  • step S145 the drone control server 160 determines whether the risk level (X T ) is '1' or '2'. If the risk level (X T ) is determined to be '1' or '2', the procedure moves to step S147. On the other hand, if the risk level (X T ) is calculated as a value other than '1' or '2' (ie, '0'), the procedure moves to step S110. When the risk level (X T ) is '0', the drone control server 160 determines that there is no risk from the potential assailant 110, and continuously sensor signals (Ht, St, Gt, Pt) and rescue The request signal (RR) is monitored.
  • Ht, St, Gt, Pt continuously sensor signals
  • RR rescue The request signal
  • step S147 when the risk level (X T ) is 1 or 2, the drone control server 160 may issue a danger alert and control the smart drone 140 to prepare for dispatch. Then, returning to step S110, the sensor signals Ht, St, Gt, and Pt and the rescue request signal RR are continuously monitored.
  • the drone control server 160 determines that the situation of the person to be guarded 120 is in danger and dispatches the smart drone 140 to the site.
  • the smart drone 140 may be a public drone, a drone of a private security company, or a personal drone.
  • the smart drone 140 may be stored in a drone mooring device (not shown).
  • the smart drone 140 may perform battery charging.
  • the drone mooring device may be located in a designated location in a police station or security company building or crime prone area.
  • step S160 the smart drone 140 moves to the place where the person to be guarded 120 is located by referring to the location information (Pt). Then, public surveillance is performed on the potential assailant 110 recognized around the person to be guarded 120 . That is, the smart drone 140 primarily executes a threat reduction response to the potential perpetrator 110 . For example, the smart drone 140 may track and photograph the potential assailant 110, and may perform guidance broadcasting to separate the person to be guarded 120.
  • step S170 the drone control server 160 determines whether the threat reduction response is effective. That is, it is determined whether the separation of the potential perpetrator 110 and the person to be guarded 120 is completed through the threat reduction response. If the separation of the potential perpetrator 110 and the person to be guarded 120 is not achieved despite the threat reduction response ('No' direction), the procedure moves to step S175. On the other hand, when the threat reduction response is effective and the potential perpetrator 110 and the person to be guarded 120 are separated by an appropriate distance or more ('yes' direction), the procedure moves to step S190.
  • step S180 the drone control server 160 requests human support or the dispatch of the police.
  • the drone control server 160 may request an emergency dispatch to a preset police station or security company and instruct the smart drone 140 to take an additional response.
  • step S185 the drone control server 160 instructs the smart drone 140 to actively respond to the potential perpetrator 110. Then, the smart drone 140 may spray a flash of light or tear gas toward the potential assailant 110 . In another embodiment, the smart drone 140 may respond by firing a taser gun toward the potential assailant 110 or sounding a siren.
  • step S190 if it is confirmed that the potential perpetrator 110 is separated from the person to be guarded 120 by the threat reduction response and runs away or moves away beyond a certain distance, the drone control server 160 instructs the smart drone 140 to return. can do. Alternatively, the drone control server 160 may control the smart drone 140 to continue aerial surveillance until the person to be guarded 120 returns home, and then return.
  • the crime prevention method by the smart drone 140 has been briefly described.
  • the smart drone 140 can communicate with the drone control server 160 through the communication network 150 composed of a wired/wireless complex network.
  • the communication network 150 composed of a wired/wireless complex network.
  • the crime prevention method will be described in another embodiment of the present invention to be described later.
  • the smart drone 240 may be configured as a portable drone. That is, the smart drone 240 may be a foldable drone that can be carried by a user and taken out when a person determined to be a potential perpetrator 210 appears in a crime-concerned area and activates an aerial surveillance activity. Therefore, unlike the smart drone 140 of FIG. 2, the smart drone 240 determines the situation on its own without the intervention of a control center such as the drone control server 160, and responds to threat reduction and actively responds to potential perpetrators 210. response can be executed.
  • a control center such as the drone control server 160
  • a potential perpetrator 210 approaches a person to be guarded 220 in a crime-prone area.
  • the area of concern for crime may be inside a building or an underground space, which is a shadow area of a communication network.
  • the person to be guarded 220 may throw or unfold the smart drone 240, which is a portable drone, to fly into an area of concern for crime or to respond to a potential threat, and may activate aerial surveillance.
  • the person to be guarded 220 wears the smart drone 240 in the form of a pat and is determined to be in an emergency by the wearable sensor 230, the smart drone 240 flies up on its own to perform aerial surveillance.
  • the smart drone 240 performs dangerous situation monitoring and threat reduction response.
  • the smart drone 240 may capture the action of the potential assailant 210 using a camera installed therein. The captured image may be stored in a storage inside the smart drone 240 .
  • the smart drone 240 may perform a threat reduction response or an active response.
  • threat reduction response the smart drone 240 may broadcast guidance or a warning through a speaker.
  • the smart drone 240 may actively respond to the potential perpetrator 110 according to the strength of the threat. That is, the smart drone 240 may illuminate the potential assailant 210 with a flash of light or light, spray tear gas, launch a taser gun, or transmit a siren sound.
  • a threat reduction response or an active response of the smart drone 240 shows a situation in which the threat action of the potential perpetrator 210 is stopped and separated from the person to be guarded 220 . Even at this time, the smart drone 240 may still continue to respond to threats such as video recording or guidance broadcasting. However, the smart drone 240 may continue to monitor and supervise the potential assailant 210 until a situation in which the potential assailant 210 moves away from the person to be guarded 220 by a certain distance or more ends.
  • the smart drone 240 can perform a crime prevention operation capable of actively protecting the person to be guarded 220 in a weak communication shadow area of the communication network. Therefore, it is expected to effectively prevent crimes such as data violence or sexual harassment that occur in areas such as inside buildings or underground. In the case of using the smart drone 240 of the present invention, it is expected that crime can be prevented and life safety can be improved in a communication shaded area, a blind spot of CCTV or an outlying area where public security services do not reach.
  • a smart drone system 200 may include a wearable sensor 230 and a smart drone 240 implemented as a portable drone.
  • the wearable sensor 230 detects the location signal, biosignal, motion, voice signal, etc. of the person to be guarded 220 and transmits it to the smart drone 240.
  • the wearable sensor 230 may generate and transmit a rescue request signal to the smart drone 240 when the person to be guarded 220 presses the rescue request button.
  • the wearable sensor 230 may be, for example, a wearable device such as a smart watch worn on the wrist of the person to be guarded 220 .
  • the wearable sensor 230 may be implemented in the form of a sensor mounted on clothes, hats, accessories (pats) worn by the person to be guarded 220, or Bluetooth earphones or bone conduction earphones.
  • the smart drone 240 flies by itself without going through the control of the communication network 150 or the drone control server 160, and responds to threat reduction and actively responds to protect the person to be guarded 120. can be performed.
  • Aerial surveillance of the smart drone 240 may be activated as the person to be guarded 220 enters an area of concern for crime or throws or spreads the smart drone 240, which is a portable drone, to respond to a potential threat.
  • the person to be guarded 220 wears the smart drone 240 in the form of a pat, and when an emergency situation is detected by the wearable sensor 230, the smart drone 240 flies up on its own to perform aerial surveillance.
  • the smart drone 240 may fly to a designated location, and may photograph or record the voice of the potential assailant 210 using a built-in camera or voice recorder.
  • the smart drone 240 may determine the threat situation of the person to be guarded 220 by itself and perform threat reduction and active response. That is, the smart drone 240 processes the electrocardiogram signal (Ht), sound signal (St), and acceleration signal (Gt) transmitted from the wearable sensor 230 to determine the risk level (X T ) of the person to be guarded 220. can judge
  • the smart drone 240 performs aerial surveillance of the potential perpetrator 210 in response to a risk level (X T ) or a rescue request signal.
  • the smart drone 240 may transmit guidance broadcasting through a speaker or perform an active response such as flashing light, tear gas, or launching a taser gun.
  • the wearable sensor 230 may include a sensor unit 231 , a processor 233 , and a communication unit 235 .
  • the sensor unit 231 includes a plurality of sensors 232 , 234 , 236 , and 238 .
  • the sensor unit 231 includes an electrocardiogram sensor 232 for sensing changes in the user's electrocardiogram, an acoustic sensor 234 for sensing the user's voice, a 3-axis acceleration sensor 236 for sensing the user's movement, and a user's location.
  • a position sensor 238 for sensing information may be included.
  • the sensor unit 231 may generate analog or digital sensor signals and provide them to the processor 233 .
  • the electrocardiogram sensor 232 senses the user's electrocardiogram, generates an electrocardiogram signal Ht, and transmits the electrocardiogram signal Ht to the processor 233 .
  • the acoustic sensor 234 senses the user's voice or sounds around the user, generates an acoustic signal St, and transmits it to the processor 233.
  • the 3-axis acceleration sensor 236 senses accelerations of 3 axes generated according to the user's movement and outputs them as an acceleration signal Gt. Also, the location sensor 238 periodically outputs current location information Pt of the user.
  • Each of the plurality of sensors 232 , 234 , 236 , and 238 included in the sensor unit 231 may transmit detected sensor signals to the processor 233 according to a predetermined cycle. It will be well understood that the configuration or function of each sensor unit 231 is not limited thereto. That is, each of the sensor units 131 may include arbitrary sensors that sense various physical and chemical changes and provide the sensed information to the processor 133 .
  • the processor 233 processes sensor signals provided from the sensor unit 231 and transmits them to the communication unit.
  • the processor 233 may continuously receive sensor signals provided from the sensor unit 231 .
  • the processor 233 may receive a rescue request signal generated by the user and transmit it to the communication unit 235 .
  • the rescue request signal may be generated when a specific button of the wearable sensor 230 is repeatedly pressed or a dedicated button for rescue request is pressed or touched.
  • the communication unit 235 may transmit sensor signals and a rescue request signal transmitted from the processor 233 to the drone control server 260 .
  • the communication unit 235 is 3GPP (3rd Generation Partnership Project), LTE (Long Term Evolution), WIMAX (World Interoperability for Microwave Access), Bluetooth, Wi-Fi, 3G, 4G, 5G, 6G, etc. may include a wired/wireless communication module supporting the standard of
  • wearable sensor 230 and the smart drone 240 can communicate directly, it will be well understood that in another embodiment, a portable terminal mediating communication between the wearable sensor 230 and the smart drone 240 may be included. will be.
  • the smart drone 240 may include a communication interface 241, a control unit 243, a recorded image DB 165, and a corresponding means unit 247.
  • the communication interface 241 communicates with the wearable sensor 230 . Although direct communication is possible between the smart drone 240 and the wearable sensor 230, an intervention means such as a portable terminal may be further included.
  • the communication interface 241 complies with standards such as 3rd Generation Partnership Project (3GPP), Long Term Evolution (LTE), World Interoperability for Microwave Access (WIMAX), Bluetooth, Wi-Fi, 3G, 4G, 5G, and 6G. It may include at least one of supported wired/wireless communication modules.
  • the control unit 243 processes the sensor signals (Ht, St, Gt, Pt) provided from the wearable sensor 230 and controls the flight or response of the smart drone 240 based on the processed sensor signals. carry out That is, the controller 243 determines whether the person to be guarded 220 is in a dangerous situation based on the sensor signal provided from the wearable sensor 230 .
  • the control unit 243 may perform a threat reduction response and an active response to the potential perpetrator 210 depending on whether or not a dangerous situation exists. To this end, the controller 243 may include a situation determination module 242, a recording management module 244, and a response management module 246.
  • the situation determination module 242 determines the dangerous situation of the person to be guarded 220 in response to the sensor signals Ht, St, Gt, and Pt provided by the wearable sensor 230 or the rescue request signal RR.
  • the situation determination module 242 immediately determines that the person to be guarded 220 is in a dangerous situation and provides information to the potential assailant 210 through the response management module 246.
  • the smart drone 240 may transmit guidance broadcasting through a speaker or perform an active response such as flashing light, tear gas, or launching a taser gun.
  • the situation determination module 242 refers to the levels of the electrocardiogram signal (Ht), the acoustic signal (St), and the acceleration signal (Gt) to determine the risk level of the person to be guarded (220). (X T ) is determined. When the risk level (X T ) is greater than or equal to the reference value, the situation determination module 242 determines that the person to be guarded 220 is in a dangerous situation and requests public surveillance through the response management module 246 .
  • the recording management module 244 controls the smart drone 240 to photograph and record the movement of the potential assailant 210 using a camera mounted on the smart drone 240 . Images sensed by the smart drone 240 are stored in the recorded image DB 245 configured as storage. The recording management module 244 may control the smart drone 240 to capture and store images until the threat situation ends. The stored images are continuously stored in the recorded image DB 245 and stored as evidenced data.
  • the response management module 246 controls the response of the smart drone 240 according to situational information such as the risk level (X T ) determined by the situation determination module 242 .
  • the response management module 246 controls the smart drone 240 to perform aerial surveillance for crime prevention, such as a threat reduction response or an active response, when a rescue request signal (RR) exists or the risk level (X T ) is greater than or equal to a reference value. You can control it. That is, the response management module 246 may control the smart drone 240 to transmit a guidance broadcast through a speaker or perform an active response such as flashing light, tear gas, or launching a taser gun.
  • the response means unit 247 includes means for the smart drone 240 to perform a threat reduction response or an active response.
  • a lighting unit for flashing light on the potential assailant 210, a tear spray unit for spraying tear gas, and a sound output unit for transmitting a siren or guidance broadcast may be included.
  • the countermeasure unit 247 may further include a taser gun or active means.
  • FIG. 10 is a flowchart briefly illustrating a situation determination and response method of a smart drone according to another embodiment of the present invention.
  • the smart drone 240 may determine a response method for the potential assailant 210 based on state information (sensor signals and rescue request signal) provided from the wearable sensor 230 .
  • step S210 the aerial control function is activated from the moment the smart drone 240 composed of a portable drone is activated by the user, the person to be guarded 220, and starts to fly. That is, when the user turns the power on, the smart drone 240 starts flying and communication with the wearable sensor 230 is also activated. Then, the smart drone 240 starts tracking and recording the potential perpetrator 210 .
  • the smart drone 240 receives state information provided from the wearable sensor 230 .
  • the state information includes sensor signals generated by sensors of the wearable sensor 230 and a rescue request signal RR input by a user. That is, the state information is information including an electrocardiogram signal (Ht), a sound signal (St), an acceleration signal (Gt), location information (Pt), and a rescue request signal (RR).
  • Ht electrocardiogram signal
  • St sound signal
  • Gt acceleration signal
  • Pt location information
  • RR rescue request signal
  • step S220 the smart drone 240 checks whether there is a rescue request from the person to be guarded 220 through the wearable sensor 230. If there is a rescue request signal (RR) from the person to be guarded 220 ('yes' direction), the procedure moves to step S250. On the other hand, if the rescue request signal RR does not exist ('No' direction), the procedure moves to step S230.
  • RR rescue request signal
  • the smart drone 240 uses at least some of the received sensor signals Ht, St, Gt, and Pt to calculate a risk level (X T ) indicating whether the person to be guarded 220 is in danger.
  • the situation determination module 242 (see FIG. 9) of the smart drone 240 may calculate a risk level (X T ) using an electrocardiogram signal (Ht), a sound signal (St), and an acceleration signal (Gt). there is. Since the calculation of the risk level (X T ) is substantially the same as Equations 1 to 4 described above, the description of the method of calculating the risk level (X T ) will be omitted.
  • step S240 it is identified whether the risk level (X T ) is '3'. If the risk level (X T ) is calculated as '3', the procedure moves to step S250. On the other hand, if the risk level (X T ) is calculated as a value other than '3', the procedure returns to step S210 and continuously monitors the sensor signals (Ht, St, Gt, Pt) and the rescue request signal (RR). .
  • step S250 the smart drone 240 determines that the situation of the person to be guarded 220 is in danger and primarily executes a threat reduction response to the potential perpetrator 210.
  • the smart drone 240 may track and photograph the potential assailant 210, and may perform guidance broadcasting to separate the person to be guarded 220.
  • step S260 the smart drone 240 determines whether the threat reduction response is effective. That is, it is determined whether the separation of the potential perpetrator 210 and the person to be guarded 220 has been completed through the threat reduction response. If the separation of the potential perpetrator 210 and the person to be guarded 120 is not achieved despite the threat reduction response ('No' direction), the process moves to step S270. On the other hand, when the threat reduction response is effective and the potential perpetrator 210 and the person to be guarded 220 are separated by an appropriate distance or more ('yes' direction), the procedure moves to step S280.
  • step S270 the smart drone 240 actively responds to the potential perpetrator 210.
  • the smart drone 240 may spray a flash of light or tear gas toward the potential assailant 210 .
  • the smart drone 240 may respond by firing a taser gun toward the potential assailant 210 or sounding a siren.
  • step S280 when it is confirmed that the potential perpetrator 210 is separated from the person to be guarded 220 by a threat reduction response and runs away or moves away beyond a certain distance, the smart drone 240 conducts a vigilance activity around the person to be guarded 220. can last Alternatively, when the threat is completely terminated, the smart drone 240 may terminate the aerial monitoring activity and be deactivated.
  • the crime prevention method by the portable smart drone 240 has been briefly described.
  • the smart drone 240 is expected to effectively prevent crime in a communication shaded area, such as inside a building or underground.

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법은, 경호 대상자가 착용한 웨어러블 센서로부터 구조요청 신호, 심전도 신호, 음향 신호, 그리고 가속도 신호를 수신하는 단계, 상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호, 그리고 상기 구조요청 신호를 처리하여 상기 경호 대상자의 위험도를 지시하는 위험 등급을 판단하는 단계, 상기 위험 등급에 따라 상기 스마트 드론이 잠재적 가해자에 대한 제 1 대응을 수행하도록 지시하는 단계, 그리고 상기 제 1 대응의 성공 여부에 따라 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 제 2 대응을 수행하도록 지시하는 단계를 포함하되, 상기 위험 등급은 상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호 각각의 평균값을 '0' 또는 '1'로 정구화 하여 합산한 값 또는 상기 구조요청 신호의 존재 여부에 따라 결정된다.

Description

범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법
본 발명은 드론에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법에 관한 것이다.
최근에는 정보 기술을 범죄 예방을 위한 방범 분야나 보안 분야에 적용하고자 하는 다양한 기술적 시도가 이루어지고 있다. 예를 들면, 건물이나 거리에 설치된 CCTV와 같은 장치를 통해 수집되는 영상을 모니터링하여, 해당 구역에서 범죄의 발생 여부를 판단할 수 있다. 하지만, 인구 밀도가 낮거나 인적이 드문 지역까지 CCTV를 설치하는 것은 현실적으로 불가능하다. 더불어, 사생활 침해 등의 논란의 소지가 있어 방범을 위한 CCTV나 카메라로 광대한 지역을 모니터링하는 것은 불가능한 실정이다. 특히, 최근 발생되는 지능형 범죄들은 더욱 고도화되고 있어 CCTV 사각지대와 같은 영상 모니터링이 불가능한 구역에서의 범죄가 빈번하게 발생하고 있다.
더불어, 아동이나 여성들이 소지한 휴대폰의 위치를 지속적으로 추적하면서 위급 상황시 휴대폰으로부터의 위급 신호를 감지하여 보호자나 경찰서에 통지하는 방식의 방법 기술도 제안되고 있다. 하지만, 이와 같은 방범 기술의 경우에는 단순히 대상자의 위치만을 파악할 뿐, 대상자가 어떠한 위급 상황에 있는지를 파악할 수 없다는 문제가 있다. 여성들의 안전 귀가를 위한 호신용품이나 휴대폰 앱을 사용하는 경우, 사용자에게 심리적 안정감을 줄 뿐 잠재적 범죄에 대한 직접적인 예방책이 되지 못한다. 또한, 범죄가 발발한 이후 및 신고 후 경찰이 현장에 도착하기 전까지는 사용자의 안전을 확보하지 못한다. 나아가, 아동들이 호기심에 따른 거짓 위급 신호를 송신하는 경우에도 경찰이 현장까지 도달하여 상황을 파악해야 하므로 보안 인력과 비용의 불필요한 소모가 발생하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 본 발명은 범죄가 예상되는 현장에 드론이 투입되어 현장상황을 녹화하고 보호 대상에 대한 경호 및 엄호를 일정 부분 분담함으로써 범죄를 예방할 수 있는 스마트 드론 시스템 및 그것의 운영 방법을 제공하는 데 있다. 그리고 피해가 예상되는 보호 대상으로 하여금 악화되는 상황을 겪지 않게 하는 스마트 드론 및 그것의 운영 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법은, 경호 대상자가 착용한 웨어러블 센서로부터 구조요청 신호, 심전도 신호, 음향 신호, 그리고 가속도 신호를 수신하는 단계, 상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호, 그리고 상기 구조요청 신호를 처리하여 상기 경호 대상자의 위험도를 지시하는 위험 등급을 판단하는 단계, 상기 위험 등급에 따라 상기 스마트 드론이 잠재적 가해자에 대한 제 1 대응을 수행하도록 지시하는 단계, 그리고 상기 제 1 대응의 성공 여부에 따라 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 제 2 대응을 수행하도록 지시하는 단계를 포함하되, 상기 위험 등급은 상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호 각각의 평균값을 '0' 또는 '1'로 정구화하여 합산한 값 또는 상기 구조요청 신호의 존재 여부에 따라 결정된다.
이 실시 예에서, 상기 위험 등급이 기준치 이상으로 계산되거나, 상기 구조요청 신호가 존재하는 경우에 상기 스마트 드론이 상기 제 1 대응을 수행하도록 제어된다.
이 실시 예에서, 상기 제 1 대응은 상기 스마트 드론이 상기 경호 대상자 또는 상기 잠재적 가해자의 위치로의 이동, 상기 잠재적 가해자에 대한 추적, 녹화, 계도 방송 중 적어도 하나를 포함한다.
이 실시 예에서, 상기 제 2 대응은 상기 스마트 드론이 상기 경호 대상자에 대한 섬광 조사, 최루액 분사, 테이저 건 발사, 사이렌 음향 송출 중 적어도 하나를 포함한다.
이 실시 예에서, 상기 위험 등급을 판단하는 단계는, 상기 스마트 드론 내부의 프로세서에 의해서 또는 유무선 복합 네트워크 상에서 상기 스마트 드론을 제어하기 위한 드론 관제 서버에서 수행된다.
상술한 본 발명의 실시 예에 따르면, 범죄가 예상되는 상황에서 스마트 드론의 운영에 의해 범죄 진행을 차단하고, 보호 대상으로 하여금 범죄 상황의 악화를 예방할 수 있다. 더불어, 범죄 예상 지역에 경찰이나 인력의 투입을 최소화하여 보안 인력과 비용의 불필요한 소모를 줄일 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템에 의한 범죄 예방 방법을 도식적으로 보여주는 도면들이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 웨어러블 센서의 예시적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 드론 관제 서버의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 5는 본 발명의 드론 관제 서버의 상황 판단 및 대응 방법을 간략히 보여주는 순서도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템에 의한 범죄 예방 방법을 도식적으로 보여준다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 웨어러블 센서의 예시적 구성을 보여주는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 스마트 드론의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론의 상황 판단 및 대응 방법을 간략히 보여주는 순서도이다.
본 발명의 실시를 위한 최선의 형태를 보여주는 도면은 도 5이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템에 의한 범죄 예방 방법을 도식적으로 보여주는 도면들이다.
도 1a를 참조하면, 범죄 우려 지역(또는 치안 취약 지역)에서 잠재적 가해자(110)가 경호 대상자(120)에 접근하는 것으로 가정하기로 한다. 범죄 우려 지역은, 예를 들면, CCTV가 존재하지 않는 감시 사각지대일 수 있다. 범죄 예방을 위한 수단으로 경호 대상자(120)는 웨어러블 센서(130)를 장착하고 있다. 웨어러블 센서(130)는 경호 대상자(120)의 상태를 감지하고, 통신망을 통해서 감지된 상태 정보를 전송할 수 있다. 감지된 경호 대상자(120)의 상태 정보는 드론 관제 서버에 전송된다. 드론 관제 서버(160, 도 2에서 설명)는 상태 정보를 분석하여, 원격지에 스마트 드론(140)을 출동시킬지 판단할 수 있다. 판단 결과에 따라, 드론 관제 서버(160)가 스마트 드론(140)을 위치 정보를 참조하여 현장으로 출동시킬 수 있다.
도 1b를 참조하면, 드론 관제 서버(160)의 제어에 따라 스마트 드론(140)은 위험 상황 채증 및 위협 저감 대응을 수행한다. 예를 들면, 스마트 드론(140)은 장착된 카메라를 이용하여 현장을 잠재적 가해자(110)의 행동을 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 통신망을 통해 드론 관제 서버(160)에 전송되고 데이터 베이스에 저장될 것이다. 더불어, 스마트 드론(140)은 위협 저감 대응을 수행할 수 있다. 예를 들면, 스마트 드론(140)은 드론 관제 서버(160)의 제어에 따라 스피커를 통해 계도 방송 또는 경고 방송을 할 수 있다. 또는, 스마트 드론(140)은 위협의 강도에 따라 잠재적 가해자(110)에게 섬광이나 조명을 비추거나 최루액 분사, 테이저 건 발사, 사이렌 음향 송출과 같은 능동적 대응을 실행할 수도 있다. 더불어, 드론 관제 서버(160)는 촬영 영상을 참조하여 채증된 자료를 바탕으로 경찰이나 보안 요원과 같은 인적 지원의 출동을 요청할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 스마트 드론(140)의 위협 저감 대응이나 능동적 대응으로 잠재적 가해자(110)의 위협 행동이 중지되고, 경호 대상자(120)와의 거리가 이격되는 상황을 보여준다. 이때에도 스마트 드론(140)은 여전히 영상 촬영이나 계도 방송과 같은 위협 저감 대응을 지속할 수 있다.
도 1d를 참조하면, 잠재적 가해자(110)가 현장을 이탈하고 경호 대상자(120)와의 거리가 멀어지는 상황을 보여준다. 하지만, 스마트 드론(140)은 잠재적 가해자(110)가 경호 대상자(120)와 특정 거리 이상 멀어지는 상황 종료까지는 계속해서 잠재적 가해자(110)를 모니터링하고 감시할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 드론(140)은 경찰서나 소방서 또는 관공서에서 운영하는 공공 드론일 수 있다. 또는, 스마트 드론(140)은 사설 경호 서비스를 제공하는 경호 업체에서 경호 대상자(120)에게 제공하는 경호 서비스의 일부분일 수 있다. 또는, 스마트 드론(140)은 개인이 필요에 따라 운영하는 개인 드론일 수도 있을 것이다. 본 발명의 스마트 드론(140)의 운영에 의해 CCTV의 사각지대나 치안 서비스가 미치지 않는 외곽 지역에서의 범죄를 예방하고 생활 안전을 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 스마트 드론 시스템(100)은 웨어러블 센서(130), 스마트 드론(140), 통신망(150), 드론 관제 서버(160)를 포함할 수 있다. 더불어, 필요시 인적 지원을 요청할 경찰서(170)의 신고 시스템과도 연동될 수 있다.
웨어러블 센서(130)는 경호 대상자(120)의 위치, 생체 신호, 움직임, 음성 등을 감지하여 통신망(150)을 통해 드론 관제 서버(160)로 전송한다. 웨어러블 센서(130)는 경호 대상자(120)가 요청한 경우, 구조요청 신호를 생성하여 드론 관제 서버(160)로 전송할 수 있다. 이하에서는 웨어러블 센서(130)에서 감지된 신호나 구조요청 신호를 통틀어 상태 정보라 칭하기로 한다. 웨어러블 센서(130)는, 예를 들면, 경호 대상자(120)의 손목에 착용한 스마트 와치와 같은 웨어러블 장치(Wearable device)일 수 있다. 또는, 웨어러블 센서(130)는 경호 대상자(120)가 착용한 의복이나 모자에 장착되는 센서나, 블루투스 이어폰, 골전도 이어폰과 같은 형태로 구현될 수 있다.
스마트 드론(140)은 드론 관제 서버(160)의 제어에 따라 지정된 위치로 비행하고, 경호 대상자(120)를 보호하기 위한 위협 저감 대응 및 능동적 대응을 수행할 수 있다. 스마트 드론(140)은 지정된 위치로 비행할 수 있고, 내장된 카메라를 이용하여 잠재적 가해자(110)를 촬영할 수도 있다. 스마트 드론(140)은 드론 관제 서버(160)의 제어에 따라 스피커를 통해 계도 방송을 송출할 수 있다. 더불어, 스마트 드론(140)은 드론 관제 서버(160)의 제어에 따라 섬광이나 최루액, 또는 테이저 건 발사와 같은 능동적 대응을 수행할 수 있다. 스마트 드론(140)은 공공 드론이나 개인이나 서비스 제공 업체에서 운영하는 개인 드론일 수도 있다.
통신망(150)은 웨어러블 센서(130), 스마트 드론(140), 그리고 드론 관제 서버(160)를 연결하는 유무선 복합 네트워크일 수 있다. 예를 들면, 통신망(150)은 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 5G, 6G 등을 포함할 수 있으나, 본 발명은 여기에 한정되지는 않는다.
드론 관제 서버(160)는 통신망(150)을 통해서 제공되는 상태 정보를 수신하고, 수신된 상태 정보를 처리하여 경호 대상자(120)의 상황 정보를 해석한다. 상태 정보를 통해서 경호 대상자(120)가 위험 상황인 것으로 인식하면, 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)을 경호 대상자(120)가 위치한 장소로 출동시킬 수 있다. 그리고 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)이 경호 대상자(120)에 대한 위협 저감 대응 또는 능동적 대응을 하도록 제어할 수 있다. 즉, 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)이 잠재적 가해자(110)에 대한 공중 감제를 지시할 수 있다. 즉, 스마트 드론(140)이 지속적으로 잠재적 가해자(110)에 대한 추적 및 영상 촬영, 계도 방송을 지시할 수 있다.
더불어, 드론 관제 서버(160)는 잠재적 가해자(110)가 명백히 위협 행동을 자행하는 것으로 판단되면, 능동적 대응으로 경호 대상자(120)를 보호하도록 스마트 드론(140)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 스마트 드론(140)에 의해서 섬광이나 최루액 분사, 테이저 건과 같은 물리적 수단을 동원하여 잠재적 가해자(110)의 위협 행동을 저지시킬 수 있다. 그리고 드론 관제 서버(160)는 경찰서(170)나 보안 업체에 인적 대응을 위한 신고 및 지원을 요청할 수 있다. 드론 관제 서버(160)에 의한 공중 감제에 대한 동작은 후술하는 도면을 통해서 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 웨어러블 센서의 예시적 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 웨어러블 센서(130)는 센서부(131), 프로세서(133), 그리고 통신부(135)를 포함할 수 있다.
센서부(131)는 복수의 센서들(132, 134, 136, 138)을 포함한다. 센서부(131)는 사용자의 심전도 변화를 센싱하기 위한 심전도 센서(132), 사용자의 음성을 센싱하는 음향 센서(134), 사용자의 움직임을 센싱하는 3축 가속도 센서(136), 그리고 사용자의 위치 정보를 센싱하는 위치 센서(138)를 포함할 수 있다. 센서부(131)는 아날로그 또는 디지털 형태의 센서 신호들을 생성하여 프로세서(133)로 제공할 수 있다. 심전도 센서(132)는 사용자의 심전도를 센싱하여 심전도 신호(Ht)를 생성하여 프로세서(133)에 전달한다. 음향 센서(134)는 사용자의 음성 또는 사용자 주변의 음향들을 센싱하여 음향 신호(St)를 생성하여 프로세서(133)에 전달한다. 3축 가속도 센서(136)는 사용자의 움직임에 따라 발생하는 3개 축의 가속도들을 센싱하여 가속도 신호(Gt)로 출력한다. 그리고 위치 센서(138)는 사용자의 현재 위치 정보(Pt)를 주기적으로 출력한다.
여기서, 센서 신호들은 아날로그 신호와 같은 원시 데이터(Raw data)이거나 또는 전용의 인터페이스나 전처리에 의해서 일차적으로 처리된 데이터일 수 있음은 잘 이해될 것이다. 본 발명에서는 이들 센서 신호들은 센서부(131) 각각으로부터 별도의 처리없이 출력되는 원시 데이터(Raw data)인 것으로 가정하기로 한다. 센서부(131)에 포함되는 복수의 센서들(132, 134, 136, 138) 각각은 감지된 센서 신호를 정해진 주기에 따라 프로세서(133)에 전송할 수 있다. 센서부(131) 각각의 구성이나 기능은 여기에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 즉, 센서부(131) 각각은 다양한 물리, 화학적 변화를 센싱하고, 센싱된 정보를 프로세서(133)에 제공하는 임의의 센서들을 포함할 수 있다.
프로세서(133)는 센서부(131)로부터 제공되는 센서 신호들을 처리하여 통신부(135)로 전송한다. 프로세서(133)는 센서부(131)로부터 제공되는 센서 신호들을 연속적으로 수신할 수 있다. 더불어, 프로세서(133)는 사용자에 의해서 생성되는 구조요청 신호(RR)를 수신하여 통신부(135)에 전달할 수 있다. 구조요청 신호(RR)는 웨어러블 센서(130)의 특정 버튼을 반복하여 누르거나, 구조요청을 위한 전용 버튼을 누르거나 터치했을 때 발생될 수 있다.
통신부(135)는 프로세서(133)로부터 전달되는 센서 신호들 및 구조요청 신호(RR)를 드론 관제 서버(160)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 통신부(135)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 5G, 6G 등의 표준을 지원하는 유무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
웨어러블 센서(130)와 통신망(150)은 직접적으로 통신할 수 있지만, 다른 실시 예에서 웨어러블 센서(130)와 통신망(150) 사이에서 통신을 중재하는 휴대용 단말기가 더 포함될 수도 있음은 당업자에게 잘 이해될 것이다.
도 4는 본 발명의 드론 관제 서버의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 드론 관제 서버(160)는 통신 인터페이스(161), 제어부(163), 그리고 녹화 영상 DB(165)를 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(161)는 유무선 복합 네트워크로 구성되는 통신망(150)을 통해 드론 관제 서버(160)와 웨어러블 센서(130, 도 2 참조) 및 스마트 드론(140, 도 2 참조)과 통신한다. 예를 들어, 통신 인터페이스(161)는 이더넷(Ethernet) 통신, 근거리 통신(Near Field Communication; NFC), 무선 식별(Radio Frequency Identification; RFID) 통신, 이동 통신(Mobile Telecommunication), 메모리 카드 통신, 및 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus; USB) 통신 중의 하나 이상을 수행할 수 있다. 또는, 통신 인터페이스(161)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 5G, 6G 등의 표준을 지원하는 유무선 통신 모듈을 포함할 수도 있다.
제어부(163)는 드론 관제 서버(160)에서 수행되는 웨어러블 센서(130)로부터 제공되는 센서 신호의 처리, 그리고 처리된 센서 신호에 근거하여 스마트 드론(140)을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(163)는 웨어러블 센서(130)로부터 제공되는 센서 신호를 기초로 경호 대상자(120)가 처한 위험 상황의 레벨을 판단할 수 있다. 제어부(163)는 위험 상황 레벨에 따라 스마트 드론(140)을 출동시키고, 위협 저감 대응 또는 능동적 대응과 같은 범죄 예방 동작을 수행하도록 지시한다. 이를 위해 제어부(163)는 상황 판단 모듈(162), 녹화 관리 모듈(164), 그리고 대응 관리 모듈(166)을 포함할 수 있다.
상황 판단 모듈(162)은 웨어러블 센서(130)에서 제공되는 센서 신호 또는 구조요청 신호(RR)에 응답하여 경호 대상자(120)의 위험 상황을 판단한다. 상황 판단 모듈(162)은 웨어러블 센서(130)에서 구조요청 신호를 전송하는 경우, 즉시 경호 대상자(120)가 위험 상황임을 판단하고 대응 관리 모듈(166)을 통해서 스마트 드론(140)을 출동시키도록 조치한다. 구조요청 신호가 존재하지 않는 경우, 상황 판단 모듈(162)은 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 그리고 가속도 신호(Gt)의 레벨을 참조하여 경호 대상자(120)의 위험 등급(XT)을 결정한다. 상황 판단 모듈(162)은 위험 등급(XT)이 기준치 이상인 경우, 경호 대상자(120)가 위험 상황인 것으로 판단하고 대응 관리 모듈(166)을 통해서 스마트 드론(140)을 출동시키도록 조치할 수 있다.
녹화 관리 모듈(164)은 스마트 드론(140)에 장착된 카메라를 사용하여 잠재적 가해자(110)의 움직임을 촬영하고 녹화하도록 스마트 드론(140)을 제어한다. 스마트 드론(140)에서 센싱된 영상은 드론 관제 서버(160)에 전송되고, 녹화 영상 DB(165)에 저장된다. 녹화 관리 모듈(164)은 스마트 드론(140)이 출동하여 현장에 도달하는 시점부터, 상황이 종료되는 순간까지 영상을 촬영하고 전송하도록 스마트 드론(140)을 제어할 수 있다. 그리고 전송된 영상은 녹화 영상 DB(165)에 지속적으로 저장하여 채증 자료로 보관한다.
대응 관리 모듈(166)은 상황 판단 모듈(162)에 의해서 결정된 위험 등급(XT)과 같은 상황 정보에 따라 스마트 드론(140)의 대응을 제어한다. 대응 관리 모듈(166)은 구조요청 신호의 수신이나 기준치 이상의 위험 등급(XT)인 경우, 스마트 드론(140)을 출동시킬 수 있다. 대응 관리 모듈(166)은 위험 등급(XT)에 따라 스마트 드론(140)이 위협 저감 대응 또는 능동적 대응과 같은 범죄 예방을 위한 대응을 지시할 수 있다. 만일, 잠재적 가해자(110)와 경호 대상자(120)의 거리가 기준 이상인 경우, 대응 관리 모듈(166)은 위협 저감 대응을 수행하도록 스마트 드론(140)을 제어할 수 있다. 위협 저감 대응으로는 잠재적 가해자(110)를 추적하거나, 영상 촬영, 계도 방송을 포함할 수 있다. 반면, 잠재적 가해자(110)와 경호 대상자(120)의 거리가 기준 거리 미만인 경우, 대응 관리 모듈(166)은 능동적 대응을 수행하도록 스마트 드론(140)을 제어할 수 있다. 능동적 대응으로는 스마트 드론(140)이 잠재적 가해자(110)에게 섬광을 조사하여 경고하거나, 최루액 분사, 테이저 건을 발사하는 것을 포함할 수 있다. 더불어, 경찰이나 보안 업체에 인적 지원 요청을 전송할 수도 있다.
녹화 영상 DB(165)는 스마트 드론(140)에서 전송된 영상을 저장할 수 있다. 녹화 영상 DB(165)에 저장된 녹화 영상은 추후에 채증 자료로 사용될 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 드론 관제 서버의 상황 판단 및 대응 방법을 간략히 보여주는 순서도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 드론 관제 서버(160)는 웨어러블 센서(130)로부터 제공되는 상태 정보(센서 신호 및 구조요청 신호)에 근거하여 스마트 드론(140)의 출동 여부 및 대응 방식을 결정할 수 있다.
S110 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 웨어러블 센서(130)로부터 제공되는 상태 정보를 수신한다. 상태 정보는 웨어러블 센서(130)의 센서들이 생성하는 센서 신호들과 사용자가 입력한 구조요청 신호(RR)를 포함한다. 즉, 상태 정보는 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt), 위치 정보(Pt), 그리고 구조요청 신호(RR)를 포함하는 정보이다. 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt)은 주기적으로 웨어러블 센서(130)에 의해서 전송되고, 구조요청 신호(RR)는 사용자의 입력시에 드론 관제 서버(160)에 전송될 수 있을 것이다.
S120 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 웨어러블 센서(130)를 통한 경호 대상자(120)의 구조요청이 존재하는지 체크한다. 경호 대상자(120)가 웨어러블 센서(130)의 구조요청 버튼을 누른 경우, 즉, 구조요청 신호(RR)가 존재하는 경우('예' 방향), 절차는 S150 단계로 이동한다. 반면에, 구조요청 신호(RR)가 존재하지 않는 경우('아니오' 방향), 절차는 S130 단계로 이동한다.
S130 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 수신된 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt) 중 적어도 일부를 사용하여 경호 대상자(120)의 위험 여부를 나타내는 위험 등급(XT)을 산출한다. 예를 들면, 드론 관제 서버(160)의 상황 판단 모듈(162)은 심전도 센서(132), 음향 센서(134), 그리고 3축 가속도 센서(136) 각각에서 생성된 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt)를 이용하여 위험 등급(XT)을 계산할 수 있다. 위험 등급(XT)의 계산은 먼저 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt)의 평균을 구하는 것으로 시작된다.
심전도 신호(Ht)의 평균값인 심전도 평균(H)은 아래 수학식 1로 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2022020072-appb-img-000001
여기서, 'T'는 기준 시간을 나타낸다. 'T' 시간 동안의 심전도 평균(H)이 기준치(예를 들면, 0.7HT) 이상인 경우(H≥0.7HT), 심전도 위험도(XH)는 '1'로 산출된다(XH=1). 그리고 심전도 평균(H)이 기준치(예를 들면, 0.7HT) 미만인 경우, 심전도 위험도(XH)는 '0'으로 산출된다(XH=0). 여기서, 'HT'는 미리 결정된 평균값일 수 있다.
음향 신호(St)의 'T' 시간 동안의 평균값인 음향 평균(H)은 아래 수학식 2로 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2022020072-appb-img-000002
여기서, 음향 평균(S)이 기준치(예를 들면, 0.15ST) 이상인 경우(S≥0.15ST), 음향 위험도(XS)는 '1'로 산출된다(XS=1). 그리고 음향 평균(S)이 기준치(예를 들면, 0.15ST) 미만인 경우, 음향 위험도(XS)는 '0'으로 산출된다(XS=0).
가속도 신호(Gt)의 'T' 시간 동안의 평균값인 가속도 평균(G)은 아래 수학식 3으로 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2022020072-appb-img-000003
여기서, 가속도 평균(G)이 기준치(예를 들면, 0.3GT) 이상인 경우(G≥0.3GT), 가속도 위험도(XG)는 '1'로 산출된다(XG=1). 그리고 가속도 평균(G)이 기준치(예를 들면, 0.3GT) 미만인 경우, 가속도 위험도(XG)는 '0'으로 산출된다(XG=0). 즉, 가속도 위험도(XG)는 가속도 평균(G)을 '0'과 '1'로 정규화 및 이산화한 값이다.
'T' 시간 동안의 수신된 센서 신호들로부터 산출된 위험 등급(XT)은 아래 수학식 4와 같이 심전도 위험도(XH), 음향 위험도(XS), 가속도 위험도(XG)의 합으로 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2022020072-appb-img-000004
S140 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 위험 등급(XT)이 '3'인지 식별한다. 만일, 위험 등급(XT)이 '3'으로 산출되면, 절차는 S150 단계로 이동한다. 반면, 위험 등급(XT)이 '3'이 아닌 값으로 산출되면, 절차는 S145 단계로 이동한다.
S145 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 위험 등급(XT)이 '1' 또는 '2'인지 판단한다. 만일, 위험 등급(XT)이 '1' 또는 '2'로 판단되면, 절차는 S147 단계로 이동한다. 반면, 위험 등급(XT)이 '1' 또는 '2'이 아닌 값(즉, '0')으로 산출되면, 절차는 S110 단계로 이동한다. 위험 등급(XT)이 '0'인 경우, 드론 관제 서버(160)는 잠재 가해자(110)로부터의 위험도가 없는 것으로 판단하여, 지속적으로 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt)과 구조요청 신호(RR)를 모니터링한다.
S147 단계에서, 위험 등급(XT)이 1 또는 2인 경우, 드론 관제 서버(160)는 위험 경보를 발령하고, 스마트 드론(140)의 출동 태세를 준비하도록 제어할 수 있다. 그리고 S110 단계로 복귀하여 지속적으로 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt)과 구조요청 신호(RR)를 모니터링한다.
S150 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 경호 대상자(120)의 상황이 위험에 직면해 있는 것으로 판단하고 스마트 드론(140)을 현장으로 출동시킨다. 스마트 드론(140)은 공공 드론이거나, 사설 보안 업체의 드론 또는 개인 드론일 수 있다. 스마트 드론(140)은 드론 관제 서버(160)의 출동 요청이 없을 경우에는, 드론 계류 장치(미도시)에서 보관될 수 있다. 드론 계류 장치에 보관 중일 때, 스마트 드론(140)은 배터리 충전을 실시할 수 있다. 드론 계류 장치는 경찰서나 보안 업체 건물 또는 범죄 취약 지역의 지정된 장소에 위치할 수 있다.
S160 단계에서, 스마트 드론(140)은 위치 정보(Pt)를 참조하여 경호 대상자(120)가 위치한 장소로 이동한다. 그리고 경호 대상자(120)의 주변에서 인식된 잠재적 가해자(110)에 대한 공중 감제를 실시한다. 즉, 스마트 드론(140)은 일차적으로 잠재적 가해자(110)에 대한 위협 저감 대응을 실행한다. 예를 들면, 스마트 드론(140)은 잠재적 가해자(110)에 대해 추적 및 촬영을 실시하고, 경호 대상자(120)로부터 분리시키기 위한 계도 방송을 실시할 수 있다.
S170 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 위협 저감 대응의 효과 여부를 판단한다. 즉, 위협 저감 대응을 통해서 잠재적 가해자(110)와 경호 대상자(120)의 분리가 완료되었는지 판단한다. 위협 저감 대응에도 불구하고 잠재적 가해자(110)와 경호 대상자(120)의 분리가 달성되지 못한 경우('아니오' 방향), 절차는 S175 단계로 이동한다. 반면, 위협 저감 대응이 효과를 발휘하여 잠재적 가해자(110)와 경호 대상자(120)가 적정 거리 이상으로 분리된 경우('예' 방향), 절차는 S190 단계로 이동한다.
S180 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 인적 지원 또는 경찰의 출동을 요청한다. 드론 관제 서버(160)는 미리 설정된 경찰서나 보안 업체에 긴급 출동을 요청하고 스마트 드론(140)에게 추가적인 대응을 지시할 수 있다.
S185 단계에서, 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)에게 잠재적 가해자(110)에 대한 적극적 대응을 지시한다. 그러면, 스마트 드론(140)은 잠재적 가해자(110)를 향해 섬광이나 최루액을 분사할 수 있다. 다른 실시 예에서, 스마트 드론(140)은 잠재적 가해자(110)를 향해 테이저 건을 발사하거나 사이렌을 울리는 방식으로 대응할 수 있다.
S190 단계에서, 잠재적 가해자(110)가 위협 저감 대응에 의해 경호 대상자(120)로부터 분리되어 도망가거나 특정 거리 이상으로 멀어진 것을 확인하면, 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)의 복귀를 지시할 수 있다. 또는, 드론 관제 서버(160)는 스마트 드론(140)이 경호 대상자(120)의 귀가가 완료될 때까지 공중 감제를 지속한 후에, 복귀하도록 제어할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 드론(140)에 의한 범죄 예방 방법이 간략히 설명되었다. 이 실시 예에서, 스마트 드론(140)은 유무선 복합 네트워크로 구성되는 통신망(150)에 의해서 드론 관제 서버(160)와의 통신이 가능한 조건이 전제되었다. 하지만, 건물 내부나 지하 공간과 같이 스마트 드론(140)과 드론 관제 서버(160)의 통신이 불가한 경우가 존재할 수 있다. 이러한 경우에 범죄 예방 방식은 후술하는 본 발명의 다른 실시 예에서 설명하기로 한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템에 의한 범죄 예방 방법을 도식적으로 보여준다. 이 실시 예에서, 스마트 드론(240)은 휴대용 드론으로 구성될 수 있다. 즉, 스마트 드론(240)은 사용자가 휴대하다가, 범죄 우려 지역이나 잠재적 가해자(210)로 판단되는 사람이 등장하면 꺼내어 공중 감제 활동을 활성화할 수 있는 접이식 드론일 수 있다. 따라서, 스마트 드론(240)은 도 2의 스마트 드론(140)과는 달리 드론 관제 서버(160)와 같은 통제 센터의 개입없이 자체적으로 상황을 판단하고 잠재적 가해자(210)에 대한 위협 저감 대응 및 능동적 대응을 실행할 수 있다.
도 6a를 참조하면, 범죄 우려 지역에서 잠재적 가해자(210)가 경호 대상자(220)에 접근하는 것으로 가정하기로 한다. 여기서, 범죄 우려 지역은 통신망의 음영 지역인 건물 안이나 지하 공간일 수 있다. 경호 대상자(220)는 범죄 우려 지역에 돌입하거나, 잠재적 위협에 대응하기 위해 휴대용 드론인 스마트 드론(240)을 던지거나 펼쳐서 비행시키고 공중 감제를 활성화할 수 있다. 또는, 경호 대상자(220)가 스마트 드론(240)을 팻의 형태로 착용하고 있다가, 웨어러블 센서(230)에 의해서 위급 상황으로 판단되면, 스마트 드론(240)이 스스로 날아올라 공중 감제를 실시할 수 있다. 공중 감제가 활성화되면, 스마트 드론(240)은 경호 대상자(220)가 착용한 웨어러블 센서(230)로부터의 상태 정보를 모니터링할 수 있다. 웨어러블 센서(230)는 경호 대상자(220)의 상태를 감지하고, 감지된 상태 정보를 스마트 드론(240)으로 전송한다. 그러면, 스마트 드론(240)은 상태 정보를 분석하여, 위험 상황 채증 및 위협 저감 대응을 수행할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 스마트 드론(240)은 위험 상황 채증 및 위협 저감 대응을 수행한다. 예를 들면, 스마트 드론(240)은 장착된 카메라를 이용하여 잠재적 가해자(210)의 행동을 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 스마트 드론(240) 내부의 저장소에 저장될 수 있다. 더불어, 스마트 드론(240)은 위협 저감 대응 또는 적극적 대응을 수행할 수 있다. 위협 저감 대응의 예로서, 스마트 드론(240)은 스피커를 통해 계도 방송 또는 경고 방송을 할 수 있다. 또는, 스마트 드론(240)은 위협의 강도에 따라 잠재적 가해자(110)에게 적극적 대응을 실시할 수 있다. 즉, 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)에게 섬광이나 조명을 비추거나 최루액 분사, 테이저 건 발사, 사이렌 음향 등을 송출할 수 있다.
도 6c를 참조하면, 스마트 드론(240)의 위협 저감 대응이나 능동적 대응으로 잠재적 가해자(210)의 위협 행동이 중지되고, 경호 대상자(220)와 분리되는 상황을 보여준다. 이때에도 스마트 드론(240)은 여전히 영상 촬영이나 계도 방송과 같은 위협 저감 대응을 지속할 수 있다. 하지만, 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)가 경호 대상자(220)와 특정 거리 이상 멀어지는 상황 종료 시까지는 계속해서 잠재적 가해자(210)를 모니터링하고 감시할 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 드론(240)은 통신망의 취약한 통신 음영 지역에서 경호 대상자(220)를 능동적으로 보호할 수 있는 범죄 예방 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 건물 내부나 지하와 같은 지역에서 발생하는 데이터 폭력이나 성추행과 같은 범죄를 효과적으로 예방할 수 있을 것으로 기대된다. 본 발명의 스마트 드론(240)을 사용하는 경우, 통신 음영 지역, CCTV의 사각지대나 치안 서비스가 미치지 않는 외곽 지역에서의 범죄를 예방하고 생활 안전을 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템의 구성을 간략히 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 다른 실시 예에 따른 스마트 드론 시스템(200)은 웨어러블 센서(230)와 휴대용 드론으로 구현된 스마트 드론(240)을 포함할 수 있다.
웨어러블 센서(230)는 경호 대상자(220)의 위치 신호, 생체 신호, 움직임, 음성 신호 등을 감지하여 스마트 드론(240)으로 전송한다. 웨어러블 센서(230)는 경호 대상자(220)가 구조요청 버튼을 누른 경우, 구조요청 신호를 생성하여 스마트 드론(240)으로 전송할 수 있다. 웨어러블 센서(230)는, 예를 들면, 경호 대상자(220)의 손목에 착용한 스마트 와치와 같은 웨어러블 장치(Wearable device)일 수 있다. 또는, 웨어러블 센서(230)는 경호 대상자(220)가 착용한 의복이나 모자, 액세서리(팻) 등에 장착되는 센서나, 블루투스 이어폰, 골전도 이어폰과 같은 형태로 구현될 수 있다.
스마트 드론(240)은 도 2에 도시된 바와 같이 통신망(150)이나 드론 관제 서버(160)의 제어를 경유하지 않고 자체적으로 비행하고, 경호 대상자(120)를 보호하기 위한 위협 저감 대응 및 능동적 대응을 수행할 수 있다. 경호 대상자(220)가 범죄 우려 지역에 돌입하거나, 잠재적 위협에 대응하기 위해 휴대용 드론인 스마트 드론(240)을 던지거나 펼쳐서 비행시킴에 따라 스마트 드론(240)의 공중 감제가 활성화될 수 있다. 또는, 경호 대상자(220)가 스마트 드론(240)을 팻의 형태로 착용하고 있다가, 웨어러블 센서(230)에 의해서 위급 상황이 감지되면, 스마트 드론(240)이 스스로 날아올라 공중 감제를 실시할 수 있다.
스마트 드론(240)은 지정된 위치로 비행할 수 있고, 내장된 카메라, 보이스레코더를 이용하여 잠재적 가해자(210)를 촬영하거나 목소리를 녹음할 수도 있다. 스마트 드론(240)은 경호 대상자(220)의 위협 상황을 자체적으로 판단하여 위협 저감 대응 및 능동적 대응을 수행할 수 있다. 즉, 스마트 드론(240)은 웨어러블 센서(230)로부터 전송되는 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt)를 처리하여, 경호 대상자(220)의 위험 등급(XT)을 판단할 수 있다. 스마트 드론(240)은 위험 등급(XT)이나 구조요청 신호에 응답하여 잠재적 가해자(210)에 대한 공중 감제를 실시한다. 스마트 드론(240)은 스피커를 통해 계도 방송을 송출하거나, 섬광이나 최루액, 또는 테이저 건 발사와 같은 능동적 대응을 수행할 수 있다.
도 8은 도 7의 웨어러블 센서의 예시적 구성을 보여주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 웨어러블 센서(230)는 센서부(231), 프로세서(233), 그리고 통신부(235)를 포함할 수 있다.
센서부(231)는 복수의 센서들(232, 234, 236, 238)을 포함한다. 센서부(231)는 사용자의 심전도 변화를 센싱하기 위한 심전도 센서(232), 사용자의 음성을 센싱하는 음향 센서(234), 사용자의 움직임을 센싱하는 3축 가속도 센서(236), 그리고 사용자의 위치 정보를 센싱하는 위치 센서(238)를 포함할 수 있다. 센서부(231)는 아날로그 또는 디지털 형태의 센서 신호들을 생성하여 프로세서(233)로 제공할 수 있다. 심전도 센서(232)는 사용자의 심전도를 센싱하여 심전도 신호(Ht)를 생성하여 프로세서(233)에 전달한다. 음향 센서(234)는 사용자의 음성 또는 사용자 주변의 음향들을 센싱하여 음향 신호(St)를 생성하여 프로세서(233)에 전달한다. 3축 가속도 센서(236)는 사용자의 움직임에 따라 발생하는 3개 축의 가속도들을 센싱하여 가속도 신호(Gt)로 출력한다. 그리고 위치 센서(238)는 사용자의 현재 위치 정보(Pt)를 주기적으로 출력한다.
센서부(231)에 포함되는 복수의 센서들(232, 234, 236, 238) 각각은 감지된 센서 신호를 정해진 주기에 따라 프로세서(233)에 전송할 수 있다. 센서부(231) 각각의 구성이나 기능은 여기에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 즉, 센서부(131) 각각은 다양한 물리, 화학적 변화를 센싱하고, 센싱된 정보를 프로세서(133)에 제공하는 임의의 센서들을 포함할 수 있다.
프로세서(233)는 센서부(231)로부터 제공되는 센서 신호들을 처리하여 통신부로 전송한다. 프로세서(233)는 센서부(231)로부터 제공되는 센서 신호들을 연속적으로 수신할 수 있다. 더불어, 프로세서(233)는 사용자에 의해서 생성되는 구조요청 신호를 수신하여 통신부(235)에 전달할 수 있다. 구조요청 신호는 웨어러블 센서(230)의 특정 버튼을 반복하여 누르거나, 구조요청을 위한 전용 버튼을 누르거나 터치했을 때 발생될 수 있다.
통신부(235)는 프로세서(233)로부터 전달되는 센서 신호들 및 구조요청 신호를 드론 관제 서버(260)에 전송할 수 있다. 예를 들면, 통신부(235)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 블루투스, 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 5G, 6G 등의 표준을 지원하는 유무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
웨어러블 센서(230)와 스마트 드론(240)은 직접적으로 통신할 수 있지만, 다른 실시 예에서는 웨어러블 센서(230)와 스마트 드론(240) 사이에서 통신을 중재하는 휴대용 단말기가 포함될 수도 있음은 잘 이해될 것이다.
도 9는 본 발명의 스마트 드론의 구성을 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 스마트 드론(240)은 통신 인터페이스(241), 제어부(243), 녹화 영상 DB(165), 그리고 대응 수단 유닛(247)을 포함할 수 있다.
통신 인터페이스(241)는 웨어러블 센서(230)와 통신한다. 스마트 드론(240)과 웨어러블 센서(230)는 직접 통신도 가능하지만, 휴대용 단말기와 같은 중재 수단이 더 포함될 수도 있다. 통신 인터페이스(241)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LTE(Long Term Evolution), WIMAX(World Interoperability for Microwave Access), 블루투스, 와이파이(Wi-Fi), 3G, 4G, 5G, 6G 등의 표준을 지원하는 유무선 통신 모듈들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제어부(243)는 웨어러블 센서(230)로부터 제공되는 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt)의 처리, 그리고 처리된 센서 신호에 근거하여 스마트 드론(240)의 비행이나 대응을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 제어부(243)는 웨어러블 센서(230)로부터 제공되는 센서 신호를 기초로 경호 대상자(220)가 위험 상황인지를 판단한다. 제어부(243)는 위험 상황 여부에 따라 잠재적 가해자(210)에 대한 위협 저감 대응 및 능동적 대응을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(243)는 상황 판단 모듈(242), 녹화 관리 모듈(244), 그리고 대응 관리 모듈(246)을 포함할 수 있다.
상황 판단 모듈(242)은 웨어러블 센서(230)에서 제공되는 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt) 또는 구조요청 신호(RR)에 응답하여 경호 대상자(220)의 위험 상황을 판단한다. 상황 판단 모듈(242)은 웨어러블 센서(230)에서 구조요청 신호(RR)를 전송하는 경우, 즉시 경호 대상자(220)가 위험 상황임을 판단하고 대응 관리 모듈(246)을 통해서 잠재적 가해자(210)에 대한 공중 감제를 실시한다. 스마트 드론(240)은 스피커를 통해 계도 방송을 송출하거나, 섬광이나 최루액, 또는 테이저 건 발사와 같은 능동적 대응을 수행할 수 있다. 구조요청 신호(RR)가 존재하지 않는 경우, 상황 판단 모듈(242)은 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 그리고 가속도 신호(Gt)의 레벨을 참조하여 경호 대상자(220)의 위험 등급(XT)을 결정한다. 상황 판단 모듈(242)은 위험 등급(XT)이 기준치 이상인 경우, 경호 대상자(220)가 위험 상황인 것으로 판단하고 대응 관리 모듈(246)을 통해서 공중 감제를 요청한다.
녹화 관리 모듈(244)은 스마트 드론(240)에 장착된 카메라를 사용하여 잠재적 가해자(210)의 움직임을 촬영하고 녹화하도록 스마트 드론(240)을 제어한다. 스마트 드론(240)에서 센싱된 영상은 스토리지로 구성된 녹화 영상 DB(245)에 저장된다. 녹화 관리 모듈(244)은 위협 상황이 종료되는 순간까지 영상을 촬영하여 저장하도록 스마트 드론(240)을 제어할 수 있다. 그리고 저장된 영상은 녹화 영상 DB(245)에 지속적으로 저장하여 채증 자료로 보관한다.
대응 관리 모듈(246)은 상황 판단 모듈(242)에 의해서 결정된 위험 등급(XT)과 같은 상황 정보에 따라 스마트 드론(240)의 대응을 제어한다. 대응 관리 모듈(246)은 구조요청 신호(RR)가 존재하거나 기준치 이상의 위험 등급(XT)인 경우, 스마트 드론(240)이 위협 저감 대응 또는 능동적 대응과 같은 범죄 예방을 위한 공중 감제를 수행하도록 제어할 수 있다. 즉, 대응 관리 모듈(246)은 스마트 드론(240)이 스피커를 통해 계도 방송을 송출하거나, 섬광이나 최루액, 또는 테이저 건 발사와 같은 능동적 대응을 수행하도록 제어할 수 있다.
대응 수단 유닛(247)은 스마트 드론(240)이 위협 저감 대응 또는 능동적 대응을 수행하기 위한 수단을 포함한다. 예를 들면, 잠재적 가해자(210)에게 섬광을 비추기 위한 조명 유닛이나, 최루액을 분사하기 위한 최루액 분사 유닛, 사이렌이나 계도 방송을 송출하기 위한 음향 출력 유닛을 포함할 수 있다. 대응 수단 유닛(247)은 이밖에도 테이저 건이나 적극적 수단들을 더 포함할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 스마트 드론의 상황 판단 및 대응 방법을 간략히 보여주는 순서도이다. 도 10을 참조하면, 스마트 드론(240)은 웨어러블 센서(230)로부터 제공되는 상태 정보(센서 신호들 및 구조요청 신호)에 근거하여 잠재적 가해자(210)에 대한 대응 방법을 결정할 수 있다.
S210 단계에서, 휴대용 드론으로 구성되는 스마트 드론(240)은 사용자인 경호 대상자(220)에 의해서 활성화되어 비행을 시작하는 순간부터 공중 감제 기능이 활성화된다. 즉, 사용자가 전원을 온 상태로 전환시키면, 스마트 드론(240)은 비행을 시작하고, 웨어러블 센서(230)와의 통신도 활성화된다. 그리고 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)에 대한 추적 및 녹화를 시작한다. 더불어, 스마트 드론(240)은 웨어러블 센서(230)로부터 제공되는 상태 정보를 수신한다. 상태 정보는 웨어러블 센서(230)의 센서들이 생성하는 센서 신호들과 사용자가 입력한 구조요청 신호(RR)를 포함한다. 즉, 상태 정보는 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt), 위치 정보(Pt), 그리고 구조요청 신호(RR)를 포함하는 정보이다.
S220 단계에서, 스마트 드론(240)은 웨어러블 센서(230)를 통한 경호 대상자(220)의 구조요청이 존재하는지 체크한다. 경호 대상자(220)로부터의 구조요청 신호(RR)가 존재하는 경우('예' 방향), 절차는 S250 단계로 이동한다. 반면에, 구조요청 신호(RR)가 존재하지 않는 경우('아니오' 방향), 절차는 S230 단계로 이동한다.
S230 단계에서, 스마트 드론(240)은 수신된 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt) 중 적어도 일부를 사용하여 경호 대상자(220)의 위험 여부를 나타내는 위험 등급(XT)을 산출한다. 예를 들면, 스마트 드론(240)의 상황 판단 모듈(242, 도 9 참조)은 심전도 신호(Ht), 음향 신호(St), 가속도 신호(Gt)를 이용하여 위험 등급(XT)을 계산할 수 있다. 위험 등급(XT)의 계산은 앞서 설명된 수학식 1 내지 수학식 4와 실질적으로 동일하므로, 위험 등급(XT)의 계산 방법에 대한 설명은 생략하기로 한다.
S240 단계에서, 위험 등급(XT)이 '3'인지 식별한다. 만일, 위험 등급(XT)이 '3'으로 산출되면, 절차는 S250 단계로 이동한다. 반면, 위험 등급(XT)이 '3'이 아닌 값으로 산출되면, 절차는 S210 단계로 복귀하여 지속적으로 센서 신호들(Ht, St, Gt, Pt)과 구조요청 신호(RR)를 모니터링한다.
S250 단계에서, 스마트 드론(240)은 경호 대상자(220)의 상황이 위험에 직면해 있는 것으로 판단하고 일차적으로 잠재적 가해자(210)에 대한 위협 저감 대응을 실행한다. 예를 들면, 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)에 대해 추적 및 촬영을 실시하고, 경호 대상자(220)로부터 분리시키기 위한 계도 방송을 실시할 수 있다.
S260 단계에서, 스마트 드론(240)은 위협 저감 대응의 효과 여부를 판단한다. 즉, 위협 저감 대응을 통해서 잠재적 가해자(210)와 경호 대상자(220)의 분리가 완료되었는지 판단한다. 위협 저감 대응에도 불구하고 잠재적 가해자(210)와 경호 대상자(120)의 분리가 달성되지 못한 경우('아니오' 방향), 절차는 S270 단계로 이동한다. 반면, 위협 저감 대응이 효과를 발휘하여 잠재적 가해자(210)와 경호 대상자(220)가 적정 거리 이상으로 분리된 경우('예' 방향), 절차는 S280 단계로 이동한다.
S270 단계에서, 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)에 대한 적극적 대응을 실시한다. 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)를 향해 섬광이나 최루액을 분사할 수 있다. 다른 실시 예에서, 스마트 드론(240)은 잠재적 가해자(210)를 향해 테이저 건을 발사하거나 사이렌을 울리는 방식으로 대응할 수 있다.
S280 단계에서, 잠재적 가해자(210)가 위협 저감 대응에 의해 경호 대상자(220)로부터 분리되어 도망가거나 특정 거리 이상으로 멀어진 것을 확인하면, 스마트 드론(240)은 경호 대상자(220) 주위에서 경계 활동을 지속할 수 있다. 또는, 위협이 완전히 종료된 경우, 스마트 드론(240)은 공중 감시 활동을 종료하고 비활성화될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 휴대형으로 구현된 스마트 드론(240)에 의한 범죄 예방 방법이 간략히 설명되었다. 휴대형으로 구현된 경우, 스마트 드론(240)은 건물 안이나 지하 공간과 같이 통신 음영 구역에서 효과적으로 범죄를 예방할 수 있을 것으로 기대된다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법에 있어서:
    경호 대상자가 착용한 웨어러블 센서로부터 구조요청 신호, 심전도 신호, 음향 신호, 그리고 가속도 신호를 수신하는 단계;
    상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호, 그리고 상기 구조요청 신호를 처리하여 상기 경호 대상자의 위험도를 지시하는 위험 등급을 판단하는 단계;
    상기 위험 등급에 따라 상기 스마트 드론이 잠재적 가해자에 대한 제 1 대응을 수행하도록 지시하는 단계; 그리고
    상기 제 1 대응의 성공 여부에 따라 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 제 2 대응을 수행하도록 지시하는 단계를 포함하되,
    상기 위험 등급은 상기 심전도 신호, 상기 음향 신호, 상기 가속도 신호 각각의 평균값을 '0' 또는 '1'로 정규화하여 합산한 값 또는 상기 구조요청 신호의 존재 여부에 따라 결정되는 운용 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위험 등급이 기준치 이상으로 계산되거나, 상기 구조요청 신호가 존재하는 경우에 상기 스마트 드론이 상기 제 1 대응을 수행하도록 제어되는 운용 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 대응은 상기 스마트 드론이 상기 경호 대상자 또는 상기 잠재적 가해자의 위치로의 이동, 상기 잠재적 가해자에 대한 추적, 녹화, 계도 방송 중 적어도 하나를 포함하는 운용 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 대응은 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 섬광 조사, 최루액 분사, 테이저 건 발사, 사이렌 음향 송출 중 적어도 하나를 포함하는 운용 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위험 등급을 판단하는 단계는, 상기 스마트 드론 내부의 프로세서에 의해서 또는 유무선 복합 네트워크 상에서 상기 스마트 드론을 제어하기 위한 드론 관제 서버에서 수행되는 운용 방법.
  6. 범죄 예방을 위한 스마트 드론의 운용 방법에 있어서:
    경호 대상자가 착용한 웨어러블 센서로부터 구조요청 신호, 심전도 신호, 음향 신호, 그리고 가속도 신호를 수신하는 단계;
    상기 심전도 신호(Ht), 상기 음향 신호(St), 상기 가속도 신호(Gt), 그리고 상기 구조요청 신호를 처리하여 상기 경호 대상자의 위험도를 지시하는 위험 등급을 판단하는 단계;
    상기 위험 등급에 따라 상기 스마트 드론이 잠재적 가해자에 대한 제 1 대응을 수행하도록 지시하는 단계; 그리고
    상기 제 1 대응의 성공 여부에 따라 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 제 2 대응을 수행하도록 지시하는 단계를 포함하되,
    상기 위험 등급은 상기 심전도 신호(Ht), 상기 음향 신호(St), 상기 가속도 신호(Gt) 각각의 원시 데이터의 평균값을 '0' 또는 '1'로 정규화하여 합산한 값 또는 상기 구조요청 신호의 존재 여부에 따라 결정되며,
    상기 심전도 신호(Ht)의 기준 시간(T) 동안의 평균값(Ht)은
    Figure PCTKR2022020072-appb-img-000005
    , 상기 음향 신호(St)의 평균값(S)은
    Figure PCTKR2022020072-appb-img-000006
    , 그리고 상기 가속도 신호(Gt)의 평균값(G)은
    Figure PCTKR2022020072-appb-img-000007
    로 각각 계산되는 운용 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위험 등급이 기준치 이상으로 계산되거나, 상기 구조요청 신호가 존재하는 경우에 상기 스마트 드론이 상기 제 1 대응을 수행하도록 제어되는 운용 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 대응은 상기 스마트 드론이 상기 경호 대상자 또는 상기 잠재적 가해자의 위치로의 이동, 상기 잠재적 가해자에 대한 추적, 녹화, 계도 방송 중 적어도 하나를 포함하는 운용 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 대응은 상기 스마트 드론이 상기 잠재적 가해자에 대한 섬광 조사, 최루액 분사, 테이저 건 발사, 사이렌 음향 송출 중 적어도 하나를 포함하는 운용 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 위험 등급을 판단하는 단계는, 상기 스마트 드론 내부의 프로세서에 의해서 또는 유무선 복합 네트워크 상에서 상기 스마트 드론을 제어하기 위한 드론 관제 서버에서 수행되는 운용 방법.
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