드론의 자동비행에서도 위급한 상황에 대한 대처로서 드론이 비행을 제대로 마치지 못하고 추락하는 사고를 막기 위하여 RC 송신기의 정교한 조작이 요구된다. RC 송신기가 위급상황에 필요하게 되므로, 항상 휴대하기를 원하나, 그 크기로 인해 휴대성이 떨어진다. 본 연구에서는 RC 송신기 기능을 휴대성이 우수한 모바일폰에 구현하여, 이 문제를 해결하고자 한다. 나아가 기존의 RC 송신기가 가지고 있지 않은 추가 기능을 함께 구현할 수 있으므로, 보다 기능적으로 성숙한 조작이 가능하도록 한다. 이를 통하여 컨트롤 모듈을 단일화하고, 안전사고에 대한 보다 신속한 대처를 지원할 수 있다.
본 논문에서는 기존의 실시간 드론 영상 전송 방식의 전송 거리 한계 및 장애물 간섭 문제를 극복하기 위한 LTE 기반 실시간 영상 전송 드론 시스템을 제안하고 구현한다. 원격 LTE 드론 연결 및 영상 전송을 위한 Companion Computer (CC) 구축 및 개발과 유동 IP 를 가진 LTE 모듈의 원활한 연결을 위한 중계서버 구축과 취득한 영상을 통한 객체 탐지 및 추적 기능 개발을 목표로 한다. 개발 및 실험 결과에서는 구현한 LTE 영상전송 시스템을 통해 실시간 영상을 전달받고 GCS 를 통한 드론 조작이 원활하게 동작하는 것을 보여준다.
최근 드론 관련 산업이 활성화되면서 드론에 대한 대중들의 관심이 폭발적으로 증가하였고, 드론을 활용하는 사례가 많이 늘어나고 있다. 군사용 드론의 경우 보안문제는 항공기나 순항미사일의 방어시스템 수준으로 보안이 철저하지만 상용 소형 저가형 드론들은 여전히 보안이 취약하거나 보안을 고려하지 않은 상태에서 출시되고 활용되는 경우가 많다. 이로 인하여 공격자가 쉽게 드론의 루트 권한을 얻고 내부 파일에 접근하거나 fake 패킷을 보내는 등의 드론 탈취 공격이 가능하다. 그런데 이 드론의 탈취 문제는 또 다른 위험한 공격으로 이어질 수 있다. 이런 측면에서 본 논문에서는 특정 드론의 통신과정에서 공격 사례를 중심으로 분석함으로써 상용 드론에 내재된 취약점을 확인하였다. 본 논문에서는 취약점을 스캐닝 공격, 중간자 공격, 인증 철회공격, 패킷 중지 명령 공격, 패킷 재전송 공격, 신호 조작 및 디 컴파일 공격 관점에서 접근하여 분석하고 실험하였다. 본 연구는 드론 공격과 취약점을 분석하는데 참고할 수 있는 유용한 연구로 사료된다.
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.
4차 산업혁명 이후, 전 세계적으로 소프트웨어가 산업과 사회 전반에 접목되어 새로운 가치를 창출하는 소프트웨어 혁명이 진행 중이다. 이를 대비하여 선진국들은 기존 컴퓨터 활용 중심에서 컴퓨터 과학 기본 원리와 코딩을 포함하는 소프트웨어 교육을 실시한다. 본 논문에서는 드론을 활용한 블록 프로그램을 제안한다. 이를 통하여 창의융합교육과 연계하여 창의력 사고 및 문제해결능력 신장을 위한 다양한 교육이 가능하다.
최근 드론은 공공의 목적을 넘어, 다양한 산업에서 활용되며, 민간 분야까지 확대되어 상용화되는 실정이다. 현재 상용화되는 대부분 드론은 사용자에게 드론의 위치를 알리기 위한 목적으로, 인공위성으로부터 위치 신호를 수신하는 GPS 수신기를 장착하지만, 인공위성으로부터 위치 신호를 전달받는 거리가 멀다는 단점과 이로 인하여 수신하는 위치 신호의 세기가 약하다는 단점이 존재한다. 이러한 단점들로 인하여, 인공위성으로부터 수신하는 위치 신호보다 더욱 강한 신호를 드론에서 수신한다면, 의도하지 않은 위치정보를 수신하는 위치 조작과 재밍 공격이 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 GPS를 기반으로 위치정보를 활용하는 드론에 대한 안전성 평가 및 무선 통신 상황에서 발생 가능한 취약점에 대응하기 위한 목적으로, 상용 드론들을 대상으로, GPS 스푸핑 공격에 대한 가능성을 분석하고 실증한다. 본 논문의 결과는 더욱 현실적인 취약점 분석 및 안전성 평가를 위한 실험과 그 결과를 도출하기 위한 선행 연구로 활용될 것으로 사료된다.
최근 여러 분야에서 드론에 대한 관심도가 높아짐에 따라, 하천분야에서도 다양한 연구에 드론이 활용하고 있다. 드론관련 기술의 발전으로 GPS와 같은 첨단 기술이 탑재되어 사용자에게 여러가지 정보를 제공하며, 조작 또한 간단하여 누구나 쉽게 활용할 수 있다. 그리고 무엇보다도 사람이 접근하기 힘든 지역을 쉽게 촬영할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 본 연구의 목적은 드론을 기반으로 표면영상유속측정법을 적용시켜 하천의 표면유속을 효율적으로 측정하는 것이다. 표면영상유속측정법은 카메라로 촬영된 영상을 이용하여 표면유속을 도출하기 때문에 촬영된 영상이 무엇보다도 중요하다. 하지만 드론으로 촬영된 영상들은 아무리 정지비행을 잘하더라도 필연적으로 영상에 흔들림이 존재한다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 흔들린 영상에 대하여 형태 정합법에 의해 보정을 하였으며, 이는 가장 핵심적인 기술이라 할 수 있다. 형태 정합법에 의한 영상 보정 과정은 고정된 표정점을 영상에서 추적한 뒤, 기준 영상의 표정점과 보정 영상의 표정점이 일치하도록 보정하였다. 영상 보정 후 영상 처리와 분석프로그램을 통하여 유속을 도출한다. 기존의 표면영상유속측정법에서는 표정점을 설치한 후 각 표정점마다 측량을 실시하여 좌표를 측정하였다. 이는 한국건설기술연구원 안동하천실험센터와 같이 이상적인 실험을 진행할 수 있는 환경에서는 문제가 없다. 하지만 실제 하천에서 표면유속측정 시 하천의 폭, 주변 환경 등의 영향으로 측량작업에 많은 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 Arduino와 GPS센서를 이용하여 표정점을 구성하였다. Arduino와 GPS 센서를 이용하면 각 표정점들의 좌표를 노트북에서 실시간으로 자동으로 확인할 수 있다. GPS 센서의 측정 오차에 따라 관측 오차가 다소 존재하지만, 실제 측량을 할 때와는 비교할 수 없을 정도로 신속하게 표정점의 좌표를 구할 수 있다. 이를 바탕으로 실험 하천에 대해 적용한 결과 기존의 방법에 비하여 간편하고 빠르게 표면유속측정을 수행할 수 있었으며, 표면유속측정값 또한 만족스러운 결과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 단순한 드론 조작 교육을 통한 자격증 취득 교육이 아닌 특성화된 에듀테인먼트 SW 교육강사 및 드론 실감미디어 크리에이터 양성을 위한 효율적인 교육 방법을 제시한다. 이를 위해 일차적으로 NCS 기반 교육과정을 도출하였다. 개발된 교육과정으로는 에듀테인먼트 드론 교육과정과 실감미디어 크리에이터 교육과정이 있다. 이 중 드론 조종 교육과정에 대해 핵심 책무를 정의하고 각각에 대해 핵심작업, 지식, 태도를 기술함으로써 드론 조종에 대한 세부 교육과정을 도출하였다. 실감미디어 크리에이터 교육과정에서는 광고 영상물을 실제 제작하는 파일럿 과정을 통해 산업 현장에서 바로 활용할 수 있는 전문가 교육을 실시하였다. 최종적으로 메타버스 환경에서 온라인 컨퍼런스 개최를 통해 교육생들이 제작한 미디어 영상물을 서로 공유하고, 토론하는 가상 컨퍼런스를 운영하였다. 교육종료 후에는 교육 수료자 46명을 대상으로 교육만족도 분석을 통해 본 교육과정의 효율성을 증명하였다. 본 논문은 포스트 코로나 이후 우리 사회가 해결해야 하는 비대면 온라인 교육에서의 SW 교육 내실화를 이룰 수 있는 방법을 제시하였으며, 실감미디어 크리에이터 양성 교육과정과 파일럿 프로그램, 메타버스 컨퍼런스 운용 사례를 보임으로써 실감미디어 환경에서의 효율적인 교육 방법을 제시하였다.
무인항공기는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 스스로 비행하는 비행체이다. 하지만 무인항공기는 제어가 쉽다는 장점이 있지만, 어떤 한 지점 위를 정지하여 비행하는 호버링 기능을 할 수 없다는 단점이 있다. 그에 비해 무인항공기 중 하나인 쿼드콥터는 동작원리가 간단하고 호버링이 가능하고, 비행의 안정성이 높다는 장점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터의 안정화 비행을 위한 PID 제어 방식과 Fuzzy 제어 방식을 이용하는 비행 안정화 알고리즘을 제안한다. 본 시스템은 자이로 센서와 가속도 센서의 결합을 통해 드론의 현재 자세 값을 알아낸 후 자세 제어 알고리즘을 통해 안정화 비행을 실시한다. 또 GPS 센서를 이용하여 현재의 위치를 외부조작 없이 유지하는 위치고정 모드를 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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