팀명 : W5.KAIST

참가부문 : IoT플랫폼 인텔코리아 부문

작품명 : DST: Drone Safety Sensor Tag

작품개요 :

 최근 저가 부품의 대량공급, 기술의 발전 등에 힘입어 주로 쿼드콥터 형태의 저가형 멀티콥터형 무인기 (통칭 드론)의 생산 및 공급이 크게 늘었으며 이에 따라 도심 내 물류, 건축물 모니터링 등 다양한 분야에 대한 적용이 시도되고 있다. 또한 민간 시장에서의 수요도 크게 증가해 항공촬영 및 개인 레저 용도로 여러 상용 드론이 이미 판매되고 있으며 개인 개발자들이 스스로 드론을 제작할 수 있는 개발 키트 또한 쉽게 구할 수 있다. 하지만 드론의 수가 증가하면서 드론 관련된 안전 문제 또한 제기되고 있다. 드론의 신규 구입자 및 자작 개발자들의 대다수가 조종 미숙 및 관리 부실로 인해 드론 관련 안전사고를 발생시키며 대부분의 사용자들이 도시 지역에서 이러한 드론을 사용해 단순한 드론의 파손뿐만이 아닌 추락 및 충돌에 의한 2차 피해 또한 발생한다. 최근에는 이러한 안전 문제로 인해 드론 비행 금지구역 등을 설정하였으나 거꾸로 비행 가능한 공간이 한정되어 특정 공간에 다수의 드론이 비행하다 드론 간 충돌이 일어나는 경우도 발생하고 있다. 또한 드론과 여객기의 충돌 또한 실제로 발생 함으로서 경각심을 불러 일으키고 있다. 공항 주변에서 촬영하던 드론이 이착륙중인 다른 항공기에 충돌할 뻔 하거나 실제로 충돌한 사례도 있으며 최근 출시된 드론들의 경우 구름 높이까지 충분히 날아오르는 성능을 보여 줌으로서 유인기와 무인기의 충돌로 인한 대형 사고도 충분히 가능함을 시사한다.

 이러한 사고를 막기 위해 특정 회로가 고장나도 대체할 수 있도록 제어기를 여러 대수 복사하여 설치하는 (통상 2개~3개) redundancy 시스템, Kalman Filter를 이용한 시스템 상태 예측 기반의 센서 고장 검출 기법 등이 연구되고 있으나 redundancy 시스템의 경우 고가의 센서와 제어기를 중복으로 설치함으로 비용과 중량 증가가 발생하며 Kalman Filter기반 고장 예측의 경우 멀티콥터 시스템 모델링과 입출력 데이터의 피드백 시스템이 필요한데 대부분의 RC 조종기를 이용한 드론 조종 시스템의 경우 일방향성 제어로서 이러한 피드백 시스템 구축이 용이하지 않다. 또한 비선형인 드론 시스템 특징상 Extended Kalman Filter를 사용하는데 시스템의 모델링, 오차 계수 등이 완전하지 않으면 계산식이 발산할 위험이 존재한다. 무었보다도 스스로 제작하는 경우에는 이러한 시스템을 적용할 수 있지만 대부분의 상용 드론은 이러한 시스템이 장착되어 있지 않으며 있어도 사용자 수준에서 접근이 어려워 안정성 검증 여부를 알 수 없는 상황이다.

 드론 운용에 미숙한 미숙한 사람들의 사람들의 경우 시스템적으로 시스템적으로 시스템적으로 검출하기 힘든 조종 미숙 외에는 크게 3가지 부분에 부분에 서 안전 문제를 발생시키며 발생시키며 발생시키며 배터리 관리 실패 , 회전하는 회전하는 프로펠러의 프로펠러의 프로펠러의 고정 실패 , 드론 간 충돌 이 대부 분의 사용자에게서 사용자에게서 나타나는 나타나는 나타나는 현상이다 현상이다 . 본 작품에서는 작품에서는 작품에서는 이러한 이러한 안전 문제를 문제를 해결하기 해결하기 위해 민수용 민수용 드론 및 자작 드론에 드론에 부착해서 부착해서 드론 내부의 내부의 시스템을 스템을 뜯거나 뜯거나 펌웨어를 펌웨어를 수정하지 수정하지 않아도 데이터 데이터 수집 및 주 요 장비의 장비의 상태 , 작동 여부 및 다른 항공기의 항공기의 인접 상황을 상황을 검사할 수 있고 이러한 데이터를 데이터를 IoT IoT IoT IoT 디바 이스를 통해 수집 , 네트워크로 네트워크로 네트워크로 사용자의 사용자의 스마트 폰에 전송하며 전송하며 이를 비행 가능 구역 등에 설치된 서버 에 저장 및 전송하여 전송하여 위험한 위험한 상황을 상황을 알려주고 알려주고 비행 위치 등을 공유해 공유해 충돌 등의 상황을 상황을 막아줄 막아줄 수 있는 시스템을 시스템을 제작하고자 제작하고자 제작하고자 한다 .