KR20240050979A - 조난자 구조용 수상 드론 - Google Patents

Abstract

조난자 구조용 수상 드론이 개시된다. 수면 위에 부유하고, 구명튜브를 탑재하는 드론 본체; 상기 드론 본체와 결합하며, 주변을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 조난자를 판별하는 조난자 판별부; 상기 조난자 판별부에서 조난자 발생으로 판단될 시, 조난자 발생 신호를 중앙 관제 센터로 전송하는 데이터 통신부; 및 상기 조난자를 향해 상기 구명튜브를 진수시키는 구명튜브 진수부를 포함한다.

Description

조난자 구조용 수상 드론{Floating drone for rescue}

본 발명은 조난자 구조용 수상 드론에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 조난자를 식별하여 조난자 발생신호를 중앙관제센터에 전달하고, 구명튜브를 수면 및 해상으로 진수 시킬 수 있는 조난자 구조용 수상 드론에 관한 것이다.

일반적으로 익사사고는 조난자가 수영을 전혀 못하거나, 수영을 할 줄 알아도 주변여건 또는 수영을 할 수 없는 신체적 상태에 처해 있어 스스로 위험으로부터 탈출하기가 어려움에 그 원인이 있다.

이러한, 조난자의 구조는 주변사람이나 인명구조 전문교육을 받은 안전요원 등 제3자의 도움에 의해서 이루어진다. 하지만, 조난자의 구조는 안전요원이라 할지라도 발견순간이 늦으면 구조하기가 용이하지 않으며, 구조도중 조난자와 안전요원이 함께 위험에 처할 수 있는 우려를 갖고 있어 조난자에게 접근하기 매우 어려웠다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 최근에는 드론을 활용한 인명구조장치가 개발되고 있다. 강이나 해상에서의 익사사고 발생시, 드론의 기동성을 활용하여 조난자에게 구명튜브를 신속히 보낼 수 있도록 활용하고 있다.

하지만, 이러한 드론의 활용 및 조난자 식별이 사람에 의해 이루어지고 있어 신속한 조난자 구조가 어려운 문제가 있다.

본 발명은 해상에서 조난자를 식별하고, 조난자 발생 신호를 중앙관제센터에 신속하게 전달할 수 있는 조난자 구조용 수상 드론을 제공한다.

또한, 조난자 발생 시, 조난자에게 신속하게 구명튜브를 진수 시킬 수 있는 조난자 구조용 수상 드론을 제공한다.

본 발명에 따른 조난자 구조용 수상 드론은 수면 위에 부유하고, 구명튜브를 탑재하는 드론 본체; 상기 드론 본체와 결합하며, 주변을 촬영하는 카메라; 상기 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 조난자를 판별하는 조난자 판별부; 상기 조난자 판별부에서 조난자 발생으로 판단될 시, 조난자 발생 신호를 중앙 관제 센터로 전송하는 데이터 통신부; 및 상기 조난자를 향해 상기 구명튜브를 진수시키는 구명튜브 진수부를 포함한다.

또한, 상기 드론 본체는, 상기 드론 본체의 상부 영역을 이루고, 후단이 하향경사진 경사 영역에 상기 구명튜브가 놓이는 보호 커버를 포함하고, 상기 구명튜브 진수부는, 상기 경사 영역으로부터 소정높이로 돌출되며, 상기 구명튜브의 내측에 위치하는 수직 샤프트; 상기 수직 샤프트의 상단으로부터 기 설정된 방향으로 연장되고, 상기 구명튜브의 상부에 위치하는 수평 샤프트; 및 상기 수직 샤프트를 그 길이방향의 축으로 회전시키고, 상하방향으로 이동시키는 샤프트 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 드론 본체의 저면에는 상기 구명튜브가 위치하는 수용공간이 형성되고, 상기 구명튜브 진수부는, 상기 수용공간의 천장으로부터 아랫방향으로 소정 길이로 돌출되고, 상기 구명튜브의 양측에 위치하는 수직 샤프트; 상기 수직 샤프트의 하단으로부터 기 설정된 방향으로 연장되며, 상기 구명튜브의 하부에 위치하는 수평 샤프트; 및 상기 수직 샤프트를 그 길이방향을 축으로 회전시키는 샤프트 구동부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 구명튜브는 상기 수용공간내에서 복수의 행과 열로 배열될 수 있다.

본 발명에 의하면, 조난자 구조용 수상 드론은 드론 본체 주변을 촬영한 영상으로부터 조난자를 식별한다. 조난자 구조용 수상 드론은 조난자 발생 신호를 중앙관제센터에 신속하게 전달할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 조난자 구조용 수상 드론은 조난자로 판단될 시, 조난자 주변으로 이동한다. 조난자 구조용 수상 드론은 구명튜브를 신속하게 진수하여 조난자를 구조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 분해도이다.
도 4는 도 2의 A-B선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구명튜브 진수부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구명튜브 진수부가 구명튜브를 진수시키는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구명튜브 진수부를 나타내는 도면이다.
도 8는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구명튜브 진수부가 구명튜브를 진수시키는 과정을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.

명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 조난자 구조용 수상 드론을 나타내는 분해도이며, 도 4는 도 2의 A-B선에 따른 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 조난자 구조용 수상 드론(10)은 드론 본체(100), 카메라(200), 조난자 판별부(300), 데이터 통신부(400), 구명튜브 진수부(500), 감지부(600), 이동부(700) 및 제어부(800)를 포함한다.

상기 드론 본체(100)는 수면에서 부유하며 이동한다. 상기 드론 본체(100)에는 수면에 부유하기 쉬운 부력재가 내장될 수 있다. 상기 드론 본체(100)는 바디(110) 및 보호커버(120)를 포함한다.

상기 바디(110)는 쌍동선 형태를 가지는 함체로써, 상면과 저면이 개방된 수용 공간(111)이 형성된다. 상기 바디(110)의 가로 및 세로 방향의 폭은 상기 바디(110)의 높이보다 크게 제공된다. 상기 바디(110)의 정면에는 개방된 관통구(112)가 형성된다. 상기 관통구(112)는 상기 수용 공간(111)과 연통된다.

상기 보호커버(120)는 상기 바디(110)의 상부영역을 덮고, 소정 두께를 갖는 판상으로 제공된다. 상기 보호커버(120)는 상기 바디(110)의 상면과 결합한다. 상기 보호커버(120)의 후방 영역은 하향경사진 경사 영역(121)으로 제공된다.

상기 카메라(200)는 상기 보호 커버(120)의 상면에 결합하며, 상기 드론 본체(100) 주변의 영상을 촬영한다. 상기 카메라(200)는 모니터링 카메라, 열화상 카메라, AI용 3D카메라, 함체 IP 카메라 및 라이더가 사용될 수 있다.

상기 조난자 판별부(300)는 상기 카메라(200)로 촬영된 영상을 분석하여 조난자인지 아닌지 판별할 수 있다. 상기 조난자 판별부(300)는 인공지능을 이용하여 영상에 촬영된 사람들의 움직임을 분석하여 조난자를 판별한다. 조난자의 경우, 상기 조난자 판별부(300)는 수면 위로 나타나는 신체 부위와 신체 움직임을 통해 조난자를 판별할 수 있다.

상기 데이터 통신부(400)는 상기 조난자 판별부(300)에서 조난자가 발생되었다고 판단될 시, 조난자의 판별에 대한 판단정보, 상기 카메라(200)에서 촬영된 영상정보 및 상기 드론 본체(100)의 위치정보를 중앙 관제 센터로 전송한다.

상기 중앙 관제 센터에 근무하는 운영자는 상기 데이터 통신부(400)에 전송된 정보를 통해 조난자로 최종 확인되면, 긴급 구조 센터에 조난자 위치 정보를 알려 조난자 구조를 요청한다.

상기 구명튜브 진수부(500)는 복수 개의 상기 구명튜브(30)를 상기 드론 본체(100)에 보유할 수 있고, 상기 구명튜브(30)를 수면 또는 해상으로 진수 시킬 수 있다. 상기 구명튜브 진수부(500)는 상기 보호 커버(120)의 경사 영역(121)에 배치될 수 있다.

상기 감지부(600)는 상기 드론 본체(100)의 주변에 있는 물체를 인식하고, 타선박으로부터 회피하기 위한 것이다. 상기 감지부(600)는 상기 드론 본체(100)의 상부에 돌출되고, 라이다 센서로 제공될 수 있다.

상기 이동부(700)는 상기 바디(110)의 후면에 설치되며, 상기 드론 본체(100)를 이동시킬 수 있는 추력을 공급한다. 예를 들어, 상기 이동부(700)는 프로펠러, 임펠러, 쓰러스터 및 워터젯 등이 제공될 수 있다.

상기 제어부(800)는 상기 바디(110)의 내부에 내장될 수 있으며, 상기 이동부(700) 및 상기 구명튜브 진수부(500)의 구동을 제어할 수 있다. 상기 제어부(800)는 상기 조난자 판별부(300)에서 분석한 조난자 판별 결과에 따라 조난자 발생 신호를 상기 데이터 통신부(400)를 통해 중앙관제센터로 전달한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구명튜브 진수부를 나타내는 도면이다.

도 5를 참조하면, 상기 구명튜브 진수부(500)는 적어도 하나 이상의 상기 구명튜브(30)를 보유하며, 상기 구명튜브(30)를 개별적으로 해상(20)으로 진수시킬 수 있다. 실시 예에 의하면, 상기 구명튜브 진수부(500)에는 3개의 상기 구명튜브(30)가 적층되어 제공된다.

상기 구명튜브 진수부(500)는 수직 샤프트(510), 수평 샤프트(520) 및 샤프트 구동부(530)를 포함한다.

상기 수직 샤프트(510)는 로드 형상이며, 상기 경사영역(121)으로부터 소정높이로 돌출된다. 상기 수직 샤프트(510)의 상단은 상기 구명튜브(30)의 상단보다 높게 위치한다. 상기 수직 샤프트(510)는 상기 구명튜브(30)의 내측에 위치한다.

상기 수평 샤프트(520)는 로드 형상이며, 상기 수직 샤프트(510)의 상단으로부터 기 설정된 방향으로 상기 구명튜브(30)의 일측부까지 연장된다. 이로 인해, 상기 수평 샤프트(520)의 끝단이 상기 구명튜브(30)의 외측에 위치한다. 상기 수평 샤프트(520)는 상기 구명튜브(30)의 상부에 위치한다. 상기 수평 샤프트(520)는 상기 수직 샤프트(510)에 대해서 소정 각도로 배치된다. 실시 예에 따르면, 상기 수평 샤프트(520)는 상기 수직 샤프트(510)에 대해서 직각으로 배치된다.

상기 샤프트 구동부(530)는 상기 수직 샤프트(510)와 연결되고, 상기 바디(110)의 내부에 위치한다. 상기 샤프트 구동부(530)는 상기 수직 샤프트(510)를 그 길이방향의 축으로 회전시키고, 상하방향으로 이동시킨다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 구명튜브 진수부가 구명튜브를 진수시키는 과정을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 상기 조난자 구조용 수상 드론(10)이 정상 운행할 시, 상기 수평 샤프트(520)가 상기 구명튜브(30)들보다 높게 위치하며, 상기 드론 본체(100)의 주행 방향을 향하도록 위치한다. 이에 의해, 상기 구명튜브(30)들의 이탈을 방지할 수 있다.

상기 구명튜브 진수부(500)가 상기 구명튜브(30)를 해상(20)으로 진수할 시, 상기 수직 샤프트(510)는 상기 샤프트 구동부(530)의 구동으로 기 설정된 각도로 회전할 수 있다. 일 실시에 따르면, 상기 수직 샤프트(510)는 180도 회전할 수 있다. 상기 수직 샤프트(510)가 180도로 회전되고, 상기 수직 샤프트(510)가 진수 시키고자 하는 상기 구명튜브(30)의 높이보다 낮게 하강한다. 이 상태에서 상기 드론 본체(100)가 주행 방향으로 이동할 경우, 상기 구명튜브(30)가 해상(20)으로 진수될 수 있다.

상기 구명튜브(30)가 하향경사진 상기 경사영역(121)에 배치되므로, 상기 구명튜브(30)는 자중에 의해 용이하게 진수될 수 있다. 상술한 방법으로, 상기 수직 샤프트(510)가 하강하는 높이에 따라 상기 구명튜브(30)를 한 개씩 해상(20)으로 진수시킬 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 다른 구명튜브 진수부를 나타내는 도면이다.

도 7를 참조하면, 상기 구명튜브 진수부(500)가 상기 수용 공간(111)의 천장에 설치된다. 각각의 상기 구명튜브 진수부(500)는 복수 개 제공되며, 복수의 열과 행으로 배열될 수 있다. 각각의 상기 구명튜브 진수부(500)는 상기 구명튜브(30)를 한 개씩 보유하고, 개별적으로 상기 구명튜브(30)를 해상(20)으로 진수시킬 수 있다.

각각의 상기 구명튜브 진수부(500)는 동일한 구조를 가진다. 이에 하나의 상기 구명튜브 진수부(500)를 예를 들어 구체적으로 설명한다.

상기 구명튜브 진수부(500)는 수직 샤프트(511), 수평 샤프트(521) 및 샤프트 구동부(531)를 포함한다.

상기 수직 샤프트(511)는 소정 길이를 가지는 로드 형상이며, 상기 수용 공간(111)의 천장으로부터 아랫방향으로 돌출된다. 상기 수직 샤프트(511)는 복수 개로 제공된다. 상기 수직 샤프트(511)는 적어도 두 개 이상이 짝을 이루어 각각의 상기 구명튜브(30)의 측면에 위치할 수 있다.

상기 수평 샤프트(521)는 소정 길이를 가지는 로드 형상이며, 상기 수직 샤프트(511)의 하단으로부터 기 설정된 방향으로 연장된다. 상기 수평 샤프트(521)는 복수 개로 제공된다. 상기 수평 샤프트(521)는 적어도 두 개 이상이 짝을 이루어 각각의 상기 구명튜브(30)의 하부에 위치한다. 상기 수평 샤프트(521)는 상기 수직 샤프트(511)에 대해서 상기 구명튜브(30)의 내측으로 직각을 이룬다.

상기 샤프트 구동부(531)는 상기 수직 샤프트(511)를 그 길이방향을 축으로 회전시킨다. 상기 샤프트 구동부(531)는 상기 수직 샤프트(511)를 기 설정된 각도로 회전시킨다.

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구명튜브 진수부가 구명튜브를 진수시키는 과정을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 상기 샤프트 구동부(531)의 구동으로 상기 수직 샤프트(511)가 기 설정된 방향으로 회전한다. 상기 구명튜브(30)는 상기 수용공간(111)에서 자중에 의해 아래로 하강하여 해상(20)으로 진수된다. 상기 드론 본체(100)가 후방으로 이동하면, 상기 구명튜브(30)가 상기 유입구(210)를 통해 상기 드론 본체(100)의 외부로 나온다. 이에 의해, 상기 구명튜브(30)가 상기 조난자에게 전달될 수 있다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

10: 조난자 구조용 수상 드론
20: 해상
30: 구명튜브
100: 드론 본체
110: 바디 111: 수용공간 112: 관통구
120: 보호커버 121; 경사영역
200: 카메라
300: 조난자 판별부
400: 데이터 통신부
500: 구명튜브 진수부
510, 511: 수직 샤프트
520, 521: 수평 샤프트
530, 531: 샤프트 구동부
600: 감지부
700: 이동부
800: 제어부

Claims (4)

1. 수면 위에 부유하고, 구명튜브를 탑재하는 드론 본체;
   상기 드론 본체와 결합하며, 주변을 촬영하는 카메라;
   상기 카메라로 촬영된 영상을 분석하여 조난자를 판별하는 조난자 판별부;
   상기 조난자 판별부에서 조난자 발생으로 판단될 시, 조난자 발생 신호를 중앙 관제 센터로 전송하는 데이터 통신부; 및
   상기 조난자를 향해 상기 구명튜브를 진수시키는 구명튜브 진수부를 포함하는 조난자 구조용 수상 드론.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 드론 본체는,
   상기 드론 본체의 상부 영역을 이루고, 후단이 하향경사진 경사 영역에 상기 구명튜브가 놓이는 보호 커버를 포함하고,
   상기 구명튜브 진수부는,
   상기 경사 영역으로부터 소정높이로 돌출되며, 상기 구명튜브의 내측에 위치하는 수직 샤프트;
   상기 수직 샤프트의 상단으로부터 기 설정된 방향으로 연장되고, 상기 구명튜브의 상부에 위치하는 수평 샤프트; 및
   상기 수직 샤프트를 그 길이방향의 축으로 회전시키고, 상하방향으로 이동시키는 샤프트 구동부를 포함하는 조난자 구조용 수상드론.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 드론 본체의 저면에는 상기 구명튜브가 위치하는 수용 공간이 형성되고,
   상기 구명튜브 진수부는,
   상기 수용 공간의 천장으로부터 아랫방향으로 소정 길이로 돌출되고, 상기 구명튜브의 양측에 위치하는 수직 샤프트;
   상기 수직 샤프트의 하단으로부터 기 설정된 방향으로 연장되며, 상기 구명튜브의 하부에 위치하는 수평 샤프트; 및
   상기 수직 샤프트를 그 길이방향을 축으로 회전시키는 샤프트 구동부를 포함하는 조난자 구조용 수상드론.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 구명튜브는 상기 수용 공간내에서 복수의 행과 열로 배열되는 조난자 구조용 수상드론.