KR20190065880A

KR20190065880A - 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템

Info

Publication number: KR20190065880A
Application number: KR1020170165452A
Authority: KR
Inventors: 이승형; 안병덕; 최종인
Original assignee: 주식회사 온품
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-06-12
Also published as: KR102054192B1

Abstract

본 발명의 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템에 따르면, 재난 상황 발생 시 미리 설정된 지역을 무인 비행하는 무인 비행체를 이용하여 신속하게 재난 지역, 주요 기관 및 인구 밀집 지역의 건물 내부와 산간 지역과 같은 경보 방송 음영 및 사각 지대로 재난 상황을 전파할 수 있도록 하여, 기존 방식의 경보 전파에 음영 지역으로 존재하던 건물 내 거주민들과 산간 지역의 경보 미 청취자들에게 경보 상황을 전달함으로써, 경보 상황에 대하여 능동적인 대처를 할 수 있도록 하여 인명 피해와 재산 손실을 줄이거나 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Description

무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템{System for Alarm Broadcasting using UAS}

본 발명은 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재난 상황 발생 시 미리 설정된 지역을 무인 비행하는 무인 비행체를 이용하여 신속하게 재난 지역, 주요 기관 및 인구 밀집 지역으로 재난 상황을 전파할 수 있도록 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템에 관한 것이다.

재난 재해는 해일, 홍수, 폭설, 지진 등 다양한 형태로 전국 어느 곳에서든지 발생할 수 있으며, 이를 재빨리 인근 지역의 사람들에게 알리지 않으면 많은 인명과 재산피해를 일으키게 된다.

이에 따라 일반적으로 경보 시설은 인구 밀집 지역에 대형 건물의 옥상에 경보 시설을 설치하고 대출력의 앰프를 이용하여 사이렌을 울림으로써 경보 상황을 주민들에게 전파하는 장치이다.

하지만, 이와 같은 경보 시설은 초고층의 대형 건물들로 인해 소리의 회절, 반사 등이 발생하며, 특히 대출력 앰프는 반사로 인한 잔향이 메아리(Echo) 현상까지 발생시켜 경보 상황이 건물 내부에 있는 사람에게까지 잘 전달되지 않는 문제점이 있었다.

또한, 경보 시설이 옥상에 설치되어 있어 사이렌이 울리더라도 건물의 방음시설로 인해 건물 내 거주민들에게는 경보 상황이 잘 전달되지 않는 문제점이 있었다.

또한 인구가 많지 않은 산간 지역처럼 경보 방송이 전달되지 않은 경보 사각 지대 및 음영 지역에 있는 사람들은 경보 방송을 청취할 수 없다는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 한국특허등록 제10-1190113호(공고일자 2012.10.16.)의 "옥내 경보 장치"가 개시된 바가 있다.

종래의 옥내 경보 장치는 옥내에 구비되는 케이스와, 상기 케이스의 내부에 구비되며 중앙 통제소나 외부 침수 경보 장치로부터 침수 신호를 입력받는 무선 통신부와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 경보음을 출력하는 스피커부와, 상기 케이스의 내부에 상기 무선 통신부와 스피커부에 연결되게 설치되고 상기 무선 통신부로 입력된 침수 신호를 입력받아 상기 스피커부에 경보음 출력신호를 출력하는 제어부로 구성되었다.

상기한 바의 구성을 가지는 종래의 옥내 경보 장치는 옥외에서 발생한 침수상황과 같은 경보 상황을 전달하는 제한적인 용도로 옥내에서 경보음이 출력되어 옥내에 있는 사람에게 경보 상황이 전달될 수 있었다.

하지만, 종래의 옥내 경보 장치는 경보음이 울리는 이유에 대한 경보 상황 정보의 전달이 없이 경보음이 울리는 방법으로만 경보 상황을 전달하기 때문에 경보 상황 발생 시 경보 상황에 대한 인지력이 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 경보 상황 대처 정보의 전달이 없이 경보음이 울리는 방법으로 경보 상황을 전달하기 때문에 장비 운영자를 제외한 일반 주민들은 경보 상황에 대처할 방법을 알지 못하여 경보 상황 시 혼란을 야기하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1190113호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 재난 상황 발생 시 미리 설정된 지역을 무인 비행하는 무인 비행체를 이용하여 신속하게 재난 지역, 주요 기관 및 인구 밀집 지역의 건물 내부로 재난 상황을 전파할 수 있도록 하여, 기존 방식의 경보 전파에 음영 지역으로 존재하던 건물 내 거주민들에게 경보 상황을 전달함으로써, 경보 상황에 대하여 능동적인 대처를 할 수 있도록 하여 인명 피해와 재산 손실을 줄이거나 방지할 수 있도록 하는 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템은, 지진 감지 센서, 태풍 감지 센서 또는 홍수 감지 센서를 포함하는 재해 감지 센서로부터 센싱 데이터를 수신받으며, 미리 설정된 센싱 데이터 값을 넘어서면 재난 상황으로 판단하여 이에 따른 재난 경보를 VHF등 무선 통신망을 통하여 전송되도록 하는 중앙 관제소; 건물 내부에 설치된 것으로, 상기 중앙 관제소로부터 VHF 통신망을 통하여 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 방송을 VHF 통신망을 이용하여 건물 내부의 통신 수단 및 건물 외부의 통신 수단으로 전달시키는 경보 시스템 및 미리 설정된 지역 범위에 대응하여 자율 비행을 수행하면서 상기 중앙 관제소로부터 VHF등 무선 통신망을 통하여 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 신호를 VHF 통신망을 이용하여 상기 경보 시스템으로 전송하거나 또는 영상 정보 및 주변 정보를 획득하고, 획득한 정보에 기초하여 재난 상황을 검출하여 VHF등 무선 통신망을 통하여 중앙 관제소로 전송하도록 구성된 무인 비행체를 포함하여 구성된다.

상기 무인 비행체는 VHF 통신망 서비스를 제공하는 중계 장치를 통하여 중계되는 방식으로 중앙 관제소 및 경보 시스템과 서로 무선 통신이 이루어질 수 있다.

상기 무인 비행체는 GPS 수신 데이터를 이용하여 미리 설정된 지역을 벗어나지 않으면서 자율 비행하도록 구성될 수 있다.

상기 무인 비행체는 영상 정보 및 주변 정보를 획득하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하며, 상기 센서가 감지한 값을 미리 설정된 기준 값과 비교하여, 센서가 감지한 값이 상기 미리 설정된 기준 값을 넘을 경우 재난 상황에 해당하는 것으로 판단하고 재난 상황 정보를 중앙 관제소로 전송하도록 구성될 수 있다.

상기 무인 비행체는 배터리 잔량을 감지하고, 미리 설정된 충전 장소까지의 복귀에 소요되는 에너지량을 산출하여, 상기 배터리 잔량에서 복귀에 소요되는 에너지량을 제한 값이 미리 설정된 문턱값 이하일 경우 낙하 방지부를 구동하여 배터리 전원이 절약되도록 구동될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템에 따르면, 재난 상황 발생 시 미리 설정된 지역을 무인 비행하는 무인 비행체를 이용하여 신속하게 재난 지역, 주요 기관 및 인구 밀집 지역의 건물 내부와 산간 지역과 같은 경보 방송 음영 및 사각 지대로 재난 상황을 전파할 수 있도록 하여, 기존 방식의 경보 전파에 음영 지역으로 존재하던 건물 내 거주민들과 산간 지역의 경보 미 청취자들에게 경보 상황을 전달함으로써, 경보 상황에 대하여 능동적인 대처를 할 수 있도록 하여 인명 피해와 재산 손실을 줄이거나 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템을 나타낸 도면이며,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템을 이루는 경보 방송 시스템을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템을 무인 비행체를 나타낸 블록도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 일실시예에 따른 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 지진 감지 센서, 태풍 감지 센서 또는 홍수 감지 센서를 포함하는 재해 감지 센서로부터 센싱 데이터를 수신받으며, 미리 설정된 센싱 데이터 값을 넘어서면 재난 상황으로 판단하여 이에 따른 재난 경보를 VHF등 무선 통신망을 통하여 전송되도록 하는 중앙 관제소(100), 건물 내부에 설치된 것으로, 상기 중앙 관제소(100)로부터 VHF등 무선 통신망을 통하여 VHF 통신용 중계 장치(300)를 거쳐 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 방송을 VHF등 무선 통신망을 이용하여 건물 내부의 통신 수단 및 건물 외부의 통신 수단으로 전달시키는 경보 시스템(500) 및 미리 설정된 지역 범위에 대응하여 자율 비행을 수행하면서 상기 중앙 관제소(100)로부터 VHF등 무선 통신망을 통하여 VHF 통신용 중계 장치(300)를 거쳐 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 신호를 VHF 통신망을 이용하여 상기 경보 시스템으로 전송하거나 또는 영상 정보 및 주변 정보를 획득하고, 획득한 정보에 기초하여 재난 상황을 검출하여 VHF등 무선 통신망을 통하여 VHF 통신용 중계 장치(300)를 거쳐 중앙 관제소(100)로 전송하도록 구성된 무인 비행체(900)를 포함하여 구성된다.

참고로, VHF등 무선 통신은 무선 통신 중 디지털 방식의 통신이 아니라 아날로그 방식의 통신으로 오류 발생 가능성이 높은 편이기 때문에, 오류 제어 방식을 도입하용 사용되며, 오류 제어 방식에는 전진 오류 수정(Foward Error Correction)과 후진 오류 수정(Backward Error Correction) 방식이 있다.

무선 통신의 경우에 재전송에 어려움이 존재하므로 전진 오류 수정 방식을 주로 사용하며, 전진 오류 수정 방식에 대표적인 방식으로 해밍 코드 방식이 존재한다.

해밍 코드 방식은 프레임의 조합에 짝수 패리티 검출 코드를 추가하는 방식으로 오류가 검출된 비트는 짝수 패리티 계산 방식으로 해당 위치와 정상인 값을 찾아내어 오류를 수정하는 방식으로 사용된다.

상기 중앙 관제소(1000)는 차량에 탑재된 이동식 관제소(200)로 구성될 수도 있다.

중앙 관제소(100)로부터 전송되는 재난 경보는 VHF 통신망을 통하여 재난 경보에 대한 사이렌을 발생시키는 복수의 경보 사이렌 장치로 구성된 사이렌 장치부(710), 재난 경보에 대한 방송을 위한 TV 방송 연결 장치로 구성된 TV 방송부(730), 재난 경보에 대한 방송을 위한 라디오 방송 연결 장치로 구성된 라디오 방송부(750) 또는 재난 경보에 대한 문자 서비스를 제공하는 이동 통신사로 전송된다.

상기 사이렌 장치부(710)는 지표면 상의 나대지에 복수의 경보 사이렌 장치가 설치되어 구성될 수 있으며, 또는 건물 옥상에 복수의 경보 사이렌 장치가 설치되어 구성될 수도 있다.

상기 경보 시스템(500)은 32-bit RISS Microprocessor, Cortex-M3 계열 프로세서 등으로 구비되고, Non-OS 방식 응용프로그램이 구현되어 구성될 수 있으며, 각종 I/O, Serial(UART) 제어 및 앰프 인터페이스가 구비되는 것으로, 중계 장치(300)를 거쳐 전송되는 재난 경보를 전송받는 무선 통신부(520), 건물 내부의 통신 수단인 유선 앰프부(530), 건물 외부의 통신 수단인 무선 모뎀부(540), 조작 모듈부(550), 전원 공급부(560), VHF 무선 앰프부(590) 및 각종 제어를 수행하는 제어 모듈부(510)를 포함하여 구성된다.

상기 경보 시스템(500)은 박스 형상의 함체로 구성될 수 있으며, 내장 메모리, 외장 메모리가 구비되고, UART(Serial) 연결용 단자, USB 연결용 단자, Digital I/O 등이 구성된다.

박스 형상의 함체 전면에는 장비 상태, 전송로 상태, 운영 상태, 앰프 출력 상태 등이 표시되는 LED가 구비되고, 마이크 절체 스위치 등 조작 스위치가 구비되고, A/S용 RS-232C 포트, USB 포트, 마이크 연결 단자, 외장 메모리 연결 단자, 마이크 볼륨 조절 단자, 모니터 스피커 볼륨 조절 단자 및 스피커 등이 구비된다.

박스 형상의 함체 후면에는 AC 전원 입력단자, On/Off 스위치, 스피커 출력 단자, 원격(REMOTE) VHF 안테나, 로컬(LOCAL) VHF 안테나, Digital I/O 단자, 오디오 LINE OUT 단자, LAN 케이블 단자, DC 출력 단자 등이 구비된다.

전원 공급부(560)는 220V의 60Hz의 안정적인 주파수를 가지면서 전원 공급이 되도록 구성되며, 국외의 상용 전원에 맞게 180V ~ 300V의 가변 전압을 가지면서 50Hz ~ 60Hz 의 주파수 변동도 이루어질 수 있도록 구성되는 충전기로 구성될 수도 있다.

전원 공급부(560)용 충전기는 정류 방식은 SMPS(Switching Mode Power Supply), 입출력 전압 상태 표시 LED, 충전 상태 표시 LED, 충전 전압 조정 포인트, 출력 차단 스위치가 구비되고, 입력 전압은 AC 180V ~ 260V(57Hz ~ 63Hz), 출력 전압/전류는 상시 출력일 경우 +12VDC/5A, +3.3VDC/1A, ±12VDC/0.4A, 제어출력일 경우 +48VDC/4A, 충전출력일 경우 +27.2VDC/5A, 맥동 전압(리플)/잡음이 50mVrms/100mVrms 이하이고, 충전 방식은 부동 충전(배터리 방전을 계속 충전하면서 전원공급) 방식, Surge 보호 전압은 3KV, 500A, 과전압 보호는 110% ~ 130%, 과전류 보호는 110% ~ 150%, Conduction Emission은 450KHz ~ 1.6MHz 60dBμV, 1.6MHz ~ 30MHz - 70dBμV 이하, Noise 전계 강도는 30MHz ~ 88MHz 29.5dBμV/M, 88MHz ~ 216MHz 34dBμV/M, 216MHz ~ 1GHz - 37dBμV/M 이하의 규격으로 구성될 수 있다.

유선 앰프부(530)는 건물 내에 설치된 스피커를 통하여 재난 관련 경보가 발생되도록 하며, 건물 내의 방송 시스템과 연동하여, 건물 내의 방송 시스템으로 재난 경보를 전달함으로써, 건물 내의 방송 시스템을 통하여 재난 상황이 전파될 수 있다.

건물 내의 방송 시스템은 VHF에 포함된 재난 관련 신호를 수신하는 VHF 수신장치, 이동통신망 및 Wi-Fi 등 무선 통신망에 포함된 재난 관련 신호를 수신하는 무선 수신장치, 인터넷 전용선 및 광 랜 등 물리적으로 연결된 유선 통신망에 포함된 재난 관련 신호를 수신하는 유선 수신장치, 인공위성 신호에 포함된 재난 관련 신호를 수신하는 위성 수신장치, 문자데이터로 전달되는 재난 관련 신호를 음성 신호로 변환하거나 또는 음성 신호로 전달되는 재난 관련 신호를 문자 데이터로 변환하여 수신하는 TRS 수신장치 등을 포함하여 구성될 수 있다.

무선 모뎀부(540)는 VHF 무전기와 서로 통신이 이루어지도록 동작이 이루어지는 것으로, 제어 모듈부(510)로부터 전달된 재난 경보 정보를 VHF 무전기로 전달하거나 또는 VHF 무전기로부터 음성 데이터를 전달받아 제어 모듈부(510)로 전달한다.

VHF 무전기는 주파수 변조 방식이고, 사용 주파수 범위는 136MHz ~ 174MHz이고, 채널 수는 16 채널 이상이며, 채널 간격은 12.5KHz / 25KHz, 공중선 임피던스는 50Ω, 주파수 안정도는 ±2.5 PPM 이내, 종합 의율(distortion)은 1KHz로 70% 변조 시 20dB 이상이고, 수신감도는 1μV 이하에서 20dB 잡음이 억압되고, 음성출력은 50mW(8Ω)로 구성된다.

VHF 무전기는 Fleetsync format을 지원하고, COR, TOR 상태를 감시하는 기능이 구비되며, AES 알고리즘을 적용하여 데이터를 암호화한다.

제어 모듈부(510)는 VHF 무전기로부터 전달된 음성 데이터를 무선 통신부(520)를 통하여 VHF 통신망을 거쳐 중앙 관제소(100)로 전달되도록 한다.

제어 모듈부(510)에는 VHF 모듈이 구비되어 VHF 무전기, VHF 무선 앰프부(590)를 관리하는 기능이 구비된다.

VHF 무선 앰프부(590)는 무선 스피커를 구동시키는 것으로, 건물의 외부에 설치된 무선 스피커로 재난 경보가 전달되도록 하여, 건물 외부로도 제한적으로 재난 경보가 전달되도록 할 수 있다.

유선 앰프부(530) 및 VHF 무선 앰프부(590)는 트랜지스터 등의 아날로그 회로 없이, 디지털 Chip을 사용하여 오디오의 출력을 증폭시켜주는 디지털 앰프로써 크기가 작으며, 발열이 적고, 전면 LED를 통해 쉽게 상태를 확인할 수 있도록 구성된다.

참고로, 유선 앰프부(530) 및 VHF 무선 앰프부(590)의 규격은 정격 출력이 100W 이하, 채널 및 용량은 2CH이고 최대 150W, 오디오 입력은 S/PDIF, 2V/10KΩ Balanced, 효율은 사이렌 90% 이상, 음성 90% 이상(Sine Wave 1KHz 입력 시), 왜율(T.H.D.)은 음성 1% 이하, 신호대잡음비(SNR)는 70dB 이상, 오디오 출력 특성은 ±3dB 이내(사이렌: 400~700Hz, 음성: 100~20,000Hz), 사용전원은 +36VDC ~ +60VDC이다.

제어 모듈부(510)는 무선 통신부(520), 유선 앰프부(530), 무선 모뎀부(540), 조작 모듈부(550), 전원 공급부(560) 및 VHF 무선 앰프부(590) 별로 동작 여부를 체크(Keep Alive Checking)하는 기능이 구비되며, 체크 결과 오류가 발생된 것으로 판단된 구성은 반복(Retry)하여 동작 여부를 체크한다.

이어서, 반복하여 동작 여부를 체크하였는데도 오류가 해결되지 않은 것으로 판단되면, 해당 구성의 초기화 과정(Interface Initialize)을 거치고, 초기화 이후에도 오류가 해결되지 않은 것으로 판단되면, 경보 시스템(500)을 리셋(System reset)하는 순서로 동작 여부에 대한 체크를 수행한다.

상기 경보 시스템(500)은 추후 관리자가 확인할 수 있도록 작동 상태 및 오류 상태에 대한 이력이 기록된다.

아울러 제어 모듈부(510)는 VHF 무선 앰프부(590)를 제어하기 위하여 VHF 모듈로 Sequence Number를 가진 Frame을 순차적으로 전송하는 것으로, 먼저 3개의 Frame을 연속 전송하고, 응답을 기다린다.

이어서, 3개의 Frame의 응답이 모두 수신되면, 다음 3개의 Frame을 전송한다.

그런데, 3개의 Frame을 연속 전송하였는데 응답이 없는 경우, Sequence Number를 확인하여, 순차적으로 재전송 한다.

만약, 2번째 Frame의 응답이 없는 경우, 2번째 Frame 부터 순차적으로 재전송하는 과정을 진행한다.

순차적으로 재전송을 3회 시도하여 실패하는 경우 초기화(Chip Initialize) 를 수행한 뒤 재전송한다.

초기화를 수행 후 재전송하였는데도 Frame 전송이 실패하는 경우, 제어 Fault 처리 후 동작을 수행하고, Idle 대기 1시간 뒤, 경보 시스템(500)을 재시작 한다.

이러한 모든 실패 내역은 이력으로 기록하여 추후 관리자가 확인하여 관리할 수 있도록 한다.

무인 비행체(900)는 VHF 통신망 서비스를 제공하는 중계 장치(300)를 통하여 중계되는 방식으로 중앙 관제소(100) 및 경보 시스템(500)과 서로 무선 통신이 이루어진다.

무인 비행체(900)가 중앙 관제소(100)에 근접하여 비행 중이라면, 중계 장치(300)를 통하지 않고 중앙 관제소(100)와 직접 통신이 이루어질 수 있으며, 마찬가지로, 무인 비행체(900)가 경보 시스템(500)에 근접하여 비행 중이라면, 중계 장치(300)를 통하지 않고 경보 시스템(500)와 직접 통신이 이루어질 수 있다.

상기 무인 비행체(900)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 무선 신호를 수신하는 무선 수신부(921), 위치 신호를 수신받는 위치 수신부(923), 영상을 촬영하는 영상 촬영부(925), 태양광을 이용하여 전력을 생성하는 태양광 모듈부(927), 무선 신호를 송신하는 무선 송신부(951), 무인 비행체(900)의 비행을 제어하는 비행 제어부(953), 재난 상황에 대한 경보를 발생하는 경보 발생부(955), 인명 구조용 장비를 장착하고 있는 그랩 모듈부(957), 지상으로 추락을 방지하기 위한 낙하 방지부(959) 및 각종 제어를 수행하는 주제어 모듈부(910)를 포함하여 구성된다.

위치 수신부(923)는 GPS 수신 데이터를 이용하여 무인 비행체(900)의 위치를 파악하기 위한 모듈이며, 상기 무인 비행체(900)는 GPS 수신 데이터를 이용하여 미리 설정된 지역을 벗어나지 않으면서 자율 비행하도록 구성된다.

무인 비행체(900)는 비행 중 위치 정보, 자세 정보 및 고도 정보, 영상 촬영부(925)를 통하여 촬영된 정지 영상 또는 동영상 데이터, 음성 데이터 및 센싱 데이터를 무선 송신부(951)를 통하여 중앙 관제소(100)로 송신하고，중앙 관제소(100)부터 무인 비행체(900)의 비행 통제에 관련된 작동 명령을 수신 받는다.

영상 촬영부(925)는 영상을 촬영하기 위한 카메라를 포함하여 구성되는 것으로, 가시광선 카메라, 적외선 카메라, 초분광 센서, 라이다(Light Detection and Ranging, LIDAR), SAR(Synthetic Aperture Radar), 마이크로폰(마이크) 중에서 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

가시광선 카메라는 가시광선 대역에서 검출될 수 있는 화염, 연기 감지, 침수지 감지 및 지표면 변화 감지 등에 사용되며, 정지 영상 및 동영상을 취득하여 저장한다.

적외선(열화상) 카메라는 온도 측정을 통하여, 화염 및 열원을 감지하고, 지표 온도를 감지할 수 있다.

초분광 센서는 지표물의 분광특성을 획득할 수 있는 것으로, 연기 및 열원을 감지하거나, 침수지를 감지하여, 토양의 수분 및 식생 피복 등을 확인할 수 있다.

라이다는 레이저를 이용하여 거리를 측정할 수 있는 것으로, 이를 통하여, 무인 비행체(900)는 연기 및 지형 변화를 감지할 수 있으며, 표면 거칠기 등을 감지할 수도 있다.

SAR는 마이크로파, 라디오파 등의 주파수 대역을 이용하여 물체를 탐지하거나, 거리를 측정할 수 있는 것으로, 이를 통하여, 식물을 감지하거나, 지형 변화 및 표면 거칠기 등을 감지할 수 있다.

이외에도 무인 비행체(900)는 온도 및 습도, 풍향 및 풍속 등을 수집하는 환경 센서를 탑재할 수 있으며, 마이크로폰(마이크)을 탑재하여, 마이크로폰을 통해 감지된 폭발음, 총소리 등의 위급 상황 관련 음성 데이터의 위치 정보를 추적할 수 있으며, 무인 비행체(900)는 위급 상황 관련 음성 데이터의 위치로 이동하여, 해당 위치의 상황을 촬영하면서 감시하거나, 영상 데이터와 음성 데이터를 결합하여 목표물을 추적할 수도 있다.

상술한 바와 같이 무인 비행체(900)는 미리 설정된 지역 범위 내로 비행하면서 영상을 촬영하고 감시하여 감시 정보를 생성하고 이를 실시간으로 중앙 관제소(100)로 전송하며, 영상 촬영부(925)를 통하여 촬영된 영상 데이터를 미리 설정된 기준 값과 비교하여, 촬영된 영상 데이터가 미리 설정된 기준 값을 넘을 경우 재난 상황에 해당하는 것으로 판단하고 재난 상황 정보를 중앙 관제소(100)로 전송하도록 구성된다.

재난 상황에 해당하는 것으로의 판단은 기계 학습 기반 분석, 복수의 영상 데이터들의 결합 분석 및 센싱 데이터와의 연계 분석 중에서 적어도 하나의 분석 방법으로 영상 데이터를 분석할 수 있다.

또한 음성 데이터에 상응하는 위치의 영상 데이터를 이용하여 영상 데이터를 분석할 수 있으며, 영상 데이터의 분석 결과를 이용하여 재난 발생 여부를 판단할 수도 있다.

예를 들어, 무인 비행체(900)에서 영상 데이터의 분석은 촬영된 영상 데이터의 노이즈를 제거하고, 보정을 수행하는 전처리 과정을 수행하고, 전처리 과정이 수행된 영상 데이터로부터 영상 특징점 및 ROI(Region of Interest)를 검출 한 후 영상 데이터 분석을 수행할 수 있다.

태양광 모듈부(927)는 태양광을 이용하여 무인 비행체(900)의 구동 전력을 생성하며, 무인 비행체(900)의 배터리 잔량을 감지하고, 미리 설정된 충전 장소까지의 거리를 계산하고, 충전 장소까지 복귀에 소요되는 에너지량을 산출하여, 배터리 잔량에서 복귀에 소요되는 에너지량을 제외한 값이 미리 설정된 문턱값 이하일 경우 낙하 방지부(959)를 구동하여 배터리 전원이 절약되도록 한다.

낙하 방지부(959)는 헬륨 가스 등의 풍선이 펼쳐지도록 구비되는 것으로, 무인 비행체(900)의 배터리 부족으로 프로펠러가 작동이 중지되면, 헬륨 가스가 채워지는 풍선의 부력으로 인해 무인 비행체(900)가 지상으로 추락하는 것을 방지할 수 있다.

무인비행기(100)에 내장된 낙하산 등의 안전장치(150)가 작동되도록 구동신호를 출력한다.

아울러, 낙하 방지부(959)는 무인 비행체(900)의 추락 상황이 발생 시 낙하산 형태로 펴짐으로써, 무인 비행체(900)가 추락하여 지면에 닿았을 때 충격이 최소화되도록 한다.

비행 제어부(953)는 무인 비행체(900)의 이착륙, 항법 등 비행 자세를 감지하고 중앙 관제소(100)로 비행 정보가 전송되도록 하는 것으로, 비행 제어를 위하여, 가속도 센서, 자이로 센서, 고도 센서, 지자기 센서 등이 포함되어 구성될 수 있다.

경보 발생부(955)는 사용자에 대한 영상 출력 또는 음성 출력을 통한 재난 상황 경보 등을 사이렌 또는 경광등 등으로 알림을 발생할 수 있으며, 관계 기관으로의 신고 및 구조 요청, 조난자와 관계 기관 담당자 사이의 영상 대화 연결 등을 수행할 수 있다.

그랩 모듈부(957)는 구급품, 방복면, 구명튜브, 간이 소화기 등 인명 구조용 장비를 탑재하고 있으며, 예를 들어, 산불로 인해 고립된 조난자가 발생하면 해당 위치로 비행하여 구급품, 방독면, 간이 소화기 등을 제공하여 줄 수 있고, 물놀이로 인한 조난자가 발생하면 해당 위치로 비행하여 구명튜브 등을 제공하여 줄 수 있다.

주제어 모듈부(910)은 무인 비행체(900)의 비행 시 중앙 관제소(100)부터 통제를 받기 위한 작동 명령의 송/수신 및 통제에 따른 처리에 관련된 일련의 과정을 제어하는 모듈이다.

즉, 무인 비행체(900)의 비행 중 고도, 자세 및 위치 정보 제공 등의 일련의 기능 수행 시 수행 과정의 제어를 담당한다.

중앙 관제소(100)는 상기 무인 비행체(900)와 VHF 통신망 등의 무선 통신망(500)을 통하여 연결되는 것으로, 무인 비행체(900)로부터 송신되는 무인 비행체(900)의 위치 정보, 자세 정보 및 고도 정보 등의 실시간 비행 정보를 VHF 통신망을 통하여 전달받으며, 필요 시 무인 비행체(900)의 비행 통제에 관련된 작동 명령을 VHF 통신망을 통하여 무인 비행체(900)로 전달되도록 한다.

중앙 관제소(100)는 무인 바행체(900)로부터 수신된 수집 정보인 영상 데이터, 음성 데이터 및 센싱 데이터를 처리하고, 처리된 결과를 이용하여 재난 경보 정보를 생성하고, 생성된 재난 경보 정보를 VHF 통신망을 통하여 경보 시스템(500)으로 전송할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템은 재난 대비에 취약한 몽골 등에 설치된 지진 조기 경보시스템과 연동되도록 할 수 있으며, 지진 등 재난 발생 시 중앙 관제소(100)에서 VHF 통신망을 이용하여 재난 상황 발생 경보를 신속하게 실시간으로 재난 지역, 주요기관 및 인구 밀집 지역의 건물 내부로 재난 상황을 전파하도록 할 수 있다.

이렇게 함으로써, 실시간으로 재난 상황을 전달하면서, 신속한 대피 요령 및 대응 방안도 함께 전달되도록 하여 재난 대응을 신속하게 할 수 있도록 함으로써, 국가 차원의 체계적인 재난 경보 체계가 확립되도록 할 수 있다.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

100: 중앙 관제소 200: 이동 관제소
300: 중계 장치 500: 경보 시스템
710: 사이렌 장치부 730: TV 방송부
750: 라디오 방송부 900: 무인 비행체

Claims

지진 감지 센서, 태풍 감지 센서 또는 홍수 감지 센서를 포함하는 재해 감지 센서로부터 센싱 데이터를 수신받으며, 미리 설정된 센싱 데이터 값을 넘어서면 재난 상황으로 판단하여 이에 따른 재난 경보를 VHF 통신망을 통하여 전송되도록 하는 중앙 관제소;
건물 내부에 설치된 것으로, 상기 중앙 관제소로부터 VHF 통신망을 통하여 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 방송을 VHF 통신망을 이용하여 건물 내부의 통신 수단 및 건물 외부의 통신 수단으로 전달시키는 경보 시스템; 및
미리 설정된 지역 범위에 대응하여 자율 비행을 수행하면서 상기 중앙 관제소로부터 VHF 통신망을 통하여 재난 경보를 전송 받으면, 이에 따른 재난 경보 신호를 VHF 통신망을 이용하여 상기 경보 시스템으로 전송하거나 또는 영상 정보 및 주변 정보를 획득하고, 획득한 정보에 기초하여 재난 상황을 검출하여 VHF 통신망을 통하여 중앙 관제소로 전송하도록 구성된 무인 비행체
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 무인 비행체는 VHF 통신망 서비스를 제공하는 중계 장치를 통하여 중계되는 방식으로 중앙 관제소 및 경보 시스템과 서로 무선 통신이 이루어지는 것을 특징으로 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 무인 비행체는 GPS 수신 데이터를 이용하여 미리 설정된 지역을 벗어나지 않으면서 자율 비행하도록 구성된 것을 특징으로 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 무인 비행체는 영상 정보 및 주변 정보를 획득하기 위한 하나 이상의 센서를 포함하며, 상기 센서가 감지한 값을 미리 설정된 기준값과 비교하여, 센서가 감지한 값이 상기 미리 설정된 기준 값을 넘을 경우 재난 상황에 해당하는 것으로 판단하고 재난 상황 정보를 중앙 관제소로 전송하도록 구성된 것을 특징으로 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 무인 비행체는 배터리 잔량을 감지하고, 미리 설정된 충전 장소까지의 복귀에 소요되는 에너지량을 산출하여, 상기 배터리 잔량에서 복귀에 소요되는 에너지량을 제한 값이 미리 설정된 문턱값 이하일 경우 낙하 방지부를 구동하여 배터리 전원이 절약되도록 구동되는 것을 특징으로 한 무인 비행체를 이용한 경보 방송 시스템.