오늘날 국제사회는 협력과 평화의 분위기가 확산되고 있음에도 불구하고 한편에서는 갈등과 반목으로 끊임없이 전쟁과 분쟁이 발생하고 있다. 이에 따라 각종 첨단 무기체계가 발전하고 있으며, 민간인의 희생을 최소화하고 전쟁 지도부 또는 핵심적인 인물을 제거하여 전쟁을 조기에 종식시키기 위한 노력이 지속되고 있다. 이 같은 상황 속에서 정찰, 목표물 탐지, 타격 및 핵심인물 제거를 위해 드론이 이용되고 있다. 드론은 조종사나 아군의 인명 피해 없이 적군을 제압하거나 타격할 수 있는 유용한 무기이며, 경제적인 무기라고 알려지고 있다. 최근에는 아프카니스탄이나 파키스탄 지역에서 은거하고 있는 테러 지도자나 핵심인물을 타격할 수 있는 무기로서 잘 알려지고 있다. 그러나 한편으로 무고한 시민이나 비전투요원들이 희생되거나 사살되는 경우도 자주 발생하고 있어 국제사회에서 많은 논란이 되고 있다. 따라서 드론 작전시 전투원과 비전투요원에 대한 차별의 원칙을 준수해야 한다. 드론은 첨단 기술력으로 인해 전투원과 비전투요원을 더욱 잘 구별할 수 있게 되었다. 드론 작전시 교전 당사국은 시민과 전사 그리고 민간 목표물과 군사적 목표물을 항상 구별하고 단지 군사적 목표물에 대해서만 직접적인 작전을 수행해야만 한다. 또한 드론을 활용하는 군사작전 시 기대되는 군사적 이점과 야기될 손해간의 균형을 요구하는 비례의 원칙을 준수해야만 한다. 이는 근본적으로 재산이나 시민에게 부가적인 손해를 발생시키는 군사력 사용을 금지한다. 드론은 수 시간 동안 표적을 추적하고 발사 전까지 정확한 표적조준과 시민들의 희생과 피해를 최소화할 의도로 공격시간, 장소를 선택할 수 있는 능력을 가짐으로써 시민들의 보호를 강화할 수 있을 것이다. 그리하여 군사용 드론은 쉽게 실질적인 군사목표물을 식별하고 가능한 한 군사적 목표물에 제한할 수 있는 능력을 보유하고 있음으로 드론은 추가의정서 51조 4항의 기준을 충족시킨다고 볼 수 있을 것이다.
드론의 사용 범위는 점차 군사용에서 상업용으로 활용 분야를 확장하고 있다. 농업 분야에서는 드론을 활용하기 위한 다양한 연구가 진행되었지만, 해양 특히 수산업 분야에서는 드론을 활용하기 위한 노력이 상대적으로 많지 않았다. 본 논문에서는 해양 및 수산업에 적용하기 위한 드론의 필요성과 시스템적 요구사항을 제안한다. 드론을 활일용한 해양 및 수산 모니터링은 기존 방법에 비해서 효과적이며, 많은 비용을 감소시킬 것으로 예상된다.
UAV는 군사용을 처음 시작으로 근래에 취미용 드론의 급격한 성장과 더불어 최근 기후변화, 교통혼잡, 범죄 예방 등 여러 사회 문제 해결을 위한 드론의 필요성이 증가함에 따라 건설, 교통, 농업, 에너지, 엔터테인먼트 등 다양한 산업과 여러 사회 서비스로 그 필요성이 확대되고 있다. 본 연구는 이러한 사회적 흐름에 따라 인공지능 기술을 통한 드론의 활용성을 확대하고 GPS 수신이 안 되는 환경에서 딥러닝 객체 탐지 모델을 활용한 자율 착륙을 연구를 목표로 한다. GPS 신호는 실내와 같은 환경 혹은 지하, 교량 아래, 산속 등과 같은 곳에서는 수신이 어렵다. 이를 극복하고자 GPS 신호수신이 어려운 지역에서 GPS 수신기를 통해 받는 위치 정보 대신 드론에 장착된 카메라를 통해 전달받는 영상에서 착륙할 지점을 인식하고 카메라를 통해 받는 영상 정보만 이용하여 목표지점으로 하강하는 방식으로 자율 착륙을 유도한다. 딥러닝 중 경량화 모델을 활용하여 소형 드론에서 실시간으로 착륙 지점을 감지하기 위해 최적화 과정을 진행해 실시간 자율 착륙이 가능하게 하였다. 본 연구를 통해 드론의 착륙에 있어 GPS 수신기와 사람의 조종에 대한 의존도를 낮출 수 있을 것으로 기대한다.
군사용으로 먼저 개발되어 온 드론은 요소기술의 급격한 발전을 통해 민간 분야로 확대되면서 최근 다양한 산업분야에 활용되고 있다. 이러한 시대적 흐름에 따라, 조선해양 산업계에서도 유지보수 및 점검용으로 드론의 활용이 유럽을 중심으로 본격화되고 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 조선해양 분야에 적합한 드론의 기술개발을 위해 선박 및 해양플랜트의 유지보수 점검의 현상태를 진단함으로써 드론 기술개발의 방향성을 제시한다. 즉, 조선해양용 드론이 이미 상용화 된 선진국의 기술력을 살펴보고, 조선해양 산업계에서 드론시대를 대비하여 해결해야 할 기술적 과제들을 소개한다. 또한, 이러한 드론의 시장성장 가능성을 전망함으로써 기술개발의 추진력을 제공하고자 한다.
드론(drone)이라 불리는 무인항공기(UAV)가 무인전투기, 무인정찰기 등 군사용도를 벗어나 일상생활의 다양한 영역에서 그 쓰임새를 빠르게 찾아가고 있다. 미국 아마존과 구글, 독일 DHL, 중국 알리바바 등이 배달전용 드론을 시범 운영하고 있다. 미국 미네소타 주에 위치한 메이요(Mayo) 병원은 주변 소재 작은 병원에 수혈용 피를 운반하는데 드론을 이용하고 있다. 미국의 경우 수혈용 피 대부분이 대형 병원에 비축되어 있다. 지역의 작은 병원의 경우 1-2명의 환자를 위한 응급 피를 보관하고 있을 뿐이다. 이런 상황에서 혈액 배달 드론은 유용하게 기능할 수 있다. 그렇다고 벌떼처럼 드론이 도심을 떠다니는 일은 당분간 없을 것이다. 미국의 경우 드론사업과 관련하여 현재까지 매우 엄격한 '사전허가'가 요구된다. 그 누구도 하늘을 떠다니는 드론이 폭풍과 같은 기상 이변을 만나 자신의 머리 위로 또는 주택 위로 떨어지는 것을 원치 않기 때문이다.
최근 드론은 하나의 취미 생활이 될 정도로 대중화가 되었다. 드론이란 조종사 없이 무선 전파로 비행·조종이 가능한 무인 항공기를 말하며, 주로 비행기나 헬리콥터 모양을 하고 있다. 드론은 군사용으로 시작 되었지만, 건설 현장, 농약 살포용, 현장 탐사, 화물 배송 그리고 수험생에게 답을 알려주는 부정행위를 방지하기 위한 드론 등 민간으로 용도가 크게 확대 되었다. 하지만 시중에서 볼 수 있는 드론은 굉장히 고가이고, 고장이 났을 경우 수리하기가 어려우며, 비행시간이 짧은 불편함이 있다. 본 논문에서는 위에서 말한 불편한 점을 해결하고자 보다 적은 비용으로 8비트 마이크로컨트롤러인 ATmega128을 이용한 드론를 구현했다. 6축 자이로, 가속도 센서와 MCU간의 TWI통신과, PID 제어를 통한 드론의 자세 제어를, 수신기의 신호를 입력받아 송신기로 드론을 제어하는 동작을 C프로그래밍언어를 기반으로 구현하였다. ATmega128을 이용한 드론은 호버링이 가능하고, 제어에 필요하지 않은 핀을 활용하여 다양한 용도의 드론으로 사용 할 수 있다.
군사용으로 개발된 드론은 최근 들어 농업, 산업, 방송중계, 경찰, 소방, 레저 등 광범위한 활용 분야를 넓혀가고 있다. 드론은 IT 기술과 결합하여 활용 분야를 더욱 넓혀가고 있고, 4차 산업의 핵심으로 부상하고 있다. 연구목적: 본 연구에서는 재난 예방, 대비, 대응 등 재난 방재 분야에서 활용 가능한 드론을 설계하고 구현하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법: 본 연구는 문헌조사를 바탕으로 하드웨어 드론 스펙을 조사하고 연구목적에 맞는 프로그램을 개발하는 방법으로 수행하였다. 연구결과: 본 연구에서는 원격조종이 가능한 드론을 개발하고, 드론 원격조종을 위한 프로그램 방안을 조사하고, 드론에서 원격조종 방송이 가능한 프로그램을 개발하였다. 결론: 해당 드론은 재난현장에서 원거리 원격조종, 원격방송 등의 기능을 바탕으로 재난분야에서 활용될 수 있을 것이다.
최근 군사용에서 산업용으로 확대되고 있는 4차 산업 기술 중 하나인 드론은 경찰청의 수색 임무에서 적극적으로 활용되고 실종자를 발견함으로써 광범위한 지역에 관한 관심과 대규모의 수색 인력의 투입을 감소시키고 있다. 그러나 경찰의 드론 운용의 법률적 검토가 지속적으로 필요하고 관련 운영에 대한 시스템의 고도화와 수색기법과 연계된 촬영 이미지 분석의 중요성도 동시에 증가하고 있다. 본 연구에서는 정밀 수색 및 모니터링 개념에서 기록, 보존, 모니터링이 원활하기 위해서는 영상 데이터 기반의 수색이 아닌 사진 기반으로 공간정보를 구축하여 정밀 수색이 수행되면 효율성이 높고 골든타임 확보가 가능하다. 따라서 피사체의 크기에 따라 불필요한 공간정보 완성률을 조절하여 결과 데이터 용량을 감소시키는 공간정보 구축 기법을 제안하고자 한다. 이를 통해 대규모 지역에 대한 드론 수색 임무의 활용 범위를 고도화하고 경찰 수색의 드론 운용 매뉴얼 구축을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
현대는 국내여행 뿐만 아니라 국외여행도 쉽고 빠르게 다닐 수 있는 시대가 되었다. 그로인해 점점 여행을 즐기는 사람들이 늘어났다. 하지만 처음 가본 장소에서는 길을 잃기 쉽고 해외의 경우 현지 언어를 구사할 능력이 되지 못하면 도움을 받는 것 또한 어렵기 때문에 처음 가본 장소에서 쉽게 길을 찾을 수 있는 도구를 개발하려고 한다. 이전에는 군사용으로 사용되던 드론이 현재는 일반인들도 쉽고 조작이 간편하여 안전하게 즐길 수 있게 되었다. 드론은 활용분야 또한 폭 넓기 때문에 이번에 드론을 사용하여 길을 찾아주는 드론 네비게이션을 개발하려고 한다. 구글맵을 이용하여 사용자가 가고 싶은 목적지를 설정하면 사용자와 일정 거리를 유지한 채로 목적지를 향하여 날아가도록 만드는 것이 목적이다.
드론은 최근 가까운 공원에서도 볼 수 있을 정도로 대중화가 되었다. 드론이란 조종사 없이 무선전파로 비행 조종이 가능한 무인 항공기(UVA)를 말하며, 주로 비행기나 헬리콥터 모양을 하고 있다. 드론은 군사용으로 시작 되었지만, 최근 방송촬영, 농약살포, 현장탐사, 취미용 등 민간으로 용도가 확대 되었다. 하지만 시중에서 많이 볼 수 있는 드론은 가격도 비싸고 고장이 났을 경우 수리하기가 어려우며, 비행시간이 짧은 불편함이 있다. 본 논문에서는 위에서 말한 불편한 점을 해결하고자 가격이 저렴한 ATmega128을 이용한 드론(쿼드콥터)를 구현했다. 6축 자이로, 가속도 센서와 MCU간의 TWI통신과, PID제어를 통한 드론의 자세제어를, 수신기의 신호를 입력받아 송신기로 드론을 제어하는 동작을 C프로그래밍언어를 기반으로 구현하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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