• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.29 no.3
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• pp.162-168
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• 2017

Shallow-water bathymetry survey has been conducted using high definition color images obtained at the altitude of 100 m above sea level using a drone. Shallow-water bathymetry data are one of the most important input data for the research of beach erosion problems. Especially, accurate bathymetry data within closure depth are critically important, because most of the interesting phenomena occur in the surf zone. However, it is extremely difficult to obtain accurate bathymetry data due to wave-induced currents and breaking waves in this region. Therefore, optical remote sensing technique using a small drone is considered to be attractive alternative. This paper presents the potential utilization of image processing algorithms using multi-variable linear regression applied to red, green, blue and grey band images for estimating shallow water depth using a drone with HD camera. Optical remote sensing analysis conducted at Wolpo beach showed promising results. Estimated water depths within 5 m showed correlation coefficient of 0.99 and maximum error of 0.2 m compared with water depth surveyed through manual as well as ship-board echo-sounder measurements.

• The Optical Journal
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• s.158
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• pp.48-51
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• 2015

2013년 12월 2일에 아마존의 제프 베조스가 드론을 통하여 30분 배송을 실현하겠다고 배송 테스트를 했다. 고객이 주문한 물건을 플라스틱 보호 박스에 잘 담아 드론에 싣고 고객의 마당에 떨구고 돌아오는 모습을 담았다. 미국의 모든 언론은 드론에 대하여 대서특필하였고, 30분 배송의 실현 가능성에 대한 논쟁을 벌였다. 그 해 연말, 아마존은 쇼핑특수를 누렸다. 돈 안들이고 광고를 독특하게 한 셈이다. 나는 개인적으로 아마존의 드론 배달을 '쇼'라고 생각했다. 고객들의 주거 형태, 드론 비행의 법적인 문제, 드론으로 발생되는 사고, 사람들의 인식 등등 문제가 산적해 있기 때문이다. 그런데 2015년 초부터 알리바바는 1시간 내 차(Tea) 배달 서비스를 상하이와 광저우에서 테스트 중이라고 한다. 또한, DHL이 바다를 건너 섬으로 의약품을 수송하는 시연을 했다. CES 2015에서는 드론 전용관을 만들어 많은 사람들과 언론의 주목을 받았다. 마치 꿈과 같던 것이 실현되는 느낌이었다. 드론을 띄울 수 있는 권리 외에도 드론을 떨어뜨릴 권리도 논의되고 있다. 일본 총리관저에 드론이 떨어지기도 했다. 미국에서는 소형 드론에 폭발물을 탑재하여 타격하는 영상을 보이기도 했다. 개인적인 프라이버시가 존중되어야 할 가정집 위로 카메라가 달린 드론이 날아다니기도 하며, 재소자들의 수감시설에 마약과 담배를 실어 나르다 적발되기도 하였다. 부작용도 만만치 않다는 이야기이다. 나는 학생들에게 100만 원이 넘는 드론을 구매하여 주었더니, 동력인 배터리가 20분밖에 안 된다고 투덜거린다. 영상에 그리고 비행에 소리가 너무 난다고 또 투덜거린다. 바람에 밀려 조정이 어렵다고 또한 투덜투덜하더니만, 결국은 비행 중 조절이 안 되고 떨어져서 결국 박살이 났다. 내구성이 약하다는 이야기는 곧 전반적으로 아직 한계가 있으며 개선할 점이 많다는 의미이다. 위와 같은 부정적인 요인에도 불구하고 드론은 새로운 서비스의 융합으로 신시장이 기대되는 만큼 많은 국가와 기업들이 주목하고 있다. 미국가전협회(CEA)는 2015년 세계 드론 시장이 2014년보다 무려 55% 성장한 1억 3,000만 달러의 규모로 성장하고 5년 뒤에는 10억 달러까지 증가할 것으로 전망하면서 드론 산업의 가능성을 높게 평가하기도 했다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2024.01a
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• pp.109-111
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• 2024

군사 목적으로 개발된 드론은 최근 다양한 산업 및 민간 분야로 확대되고 있으며, 이러한 확대에 따라, 드론이 급격하게 발전하여, 농업이나 무인 드론 택배와 같은 산업 전반적으로 긍정적인 효과를 창출하는 추세이다. 그러나 이러한 발전에 반하여, 드론에 장착된 카메라를 통한 사생활 침해나 테러 목적으로 활용하는 것과 같은 부정적인 측면이 드러나기 시작하였다. 특히, 드론의 위치와 밀접한 연관이 있는 GPS와 관련하여, 무인 이동체의 특성상, GPS 신호에 의존하여 사용자에게 드론의 위치를 전달하지만, 이러한 GPS 신호를 송신하는 위성은 거리가 매우 멀리 위치하고, 이에 따라, 신호 세기가 비교적 약한 문제점을 가진다. 이와 같은 문제점을 악용하는 GPS 스푸핑 공격이 등장하였으며, 이 공격은 만약 공격자가 GPS 신호를 조작하여 송신한다면, 드론에 장착된 GPS 수신기는 조작된 GPS 위치를 수신하며, 이에 따라, 드론의 제어권을 탈취하거나 충돌 유발, 비정상적인 비행 경로 유도와 같은 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 최신의 상용화된 드론을 대상으로, GPS 스푸핑 공격의 취약점을 분석하고 실증한다. 이를 위하여, 공격자가 비행 금지 구역에 해당하는 GPS 신호를 조작하는 것으로 공격을 시도하고, 이에 따른 드론에서 준비된 동작인 강제 착륙과 같은 비정상적인 행위를 유발하여, 드론의 임무 수행 능력을 제한하는 취약점을 분석하고 실험을 통하여 실증한다. 본 논문의 결과를 토대로, 최신 드론에서 발생 가능한 보안 위협을 도출함으로써, 드론의 안전성을 향상시키기 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.22 no.4
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• pp.179-184
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• 2021

Along with the development of the fourth industry, the public sector has increasingly paid more attention to search using drones and real-time monitoring, for various goals. The drones are used and researched to complete a variety of searching and monitoring missions, including search for missing persons, security, coastal patrol and monitoring, speed enforcement, highway and urban traffic monitoring, fire and wildfire monitoring, monitoring of illegal fishing in reservoirs and protest rally monitoring. Police stations, fire departments and military authorities, however, concentrate on the hardware part, so there are little research on efficient communication systems for the real-time monitoring of data collected from high-performance resolution and infrared thermal imagining cameras, and analysis programs suitable for special missions. In order to increase the efficiency of drones with the searching mission, this paper, therefore, attempts to propose an image analysis technique to increase the precision of search by producing image data suitable for searching missions, based on images obtained from drones and provide the foundation for improving relevant policies and establishing proper platforms, based on actual field cases and experiments.

• Journal of Industrial Convergence
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• v.18 no.1
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• pp.79-85
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• 2020

Recently, the RPAS(Remote Piloted Aircraft System), by remote control and autonomous navigation, has been increasing in interest and utilization in various industries and public organizations along with delivery drones, fire drones, ambulances, agricultural drones, and others. The problems of the stability of unmanned drones, which can be self-controlled, are also the biggest challenge to be solved along the development of the drone industry. drones should be able to fly in the specified path the autonomous flight control system sets, and perform automatically an accurate landing at the destination. This study proposes a technique to check arrival by landing point images and control landing at the correct point, compensating for errors in location data of the drone sensors and GPS. Receiving from the Google Map API and learning from the destination video, taking images of the landing point with a drone equipped with a NAVIO2 and Raspberry Pi, camera, sending them to the server, adjusting the location of the drone in line with threshold, Drones can automatically land at the landing point.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.21 no.2
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• pp.92-100
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• 2020

Currently, the demand for underwater or underwater photography is growing very fast. Its coverage of underwater shooting for broadcasting, leisure and sports, and military and operational use is also growing rapidly. Among them, we specifically select the best camera to be used in underwater drones to photograph and inspect marine life attached to the ship's hull. To compare three cameras performance, they are compared and evaluated using objective and subjective criteria in special circumstances such as underwater shooting. This study checks whether performance criteria, such as resolution of a camera, meet objective and subjective standards in the unusual situation of underwater shooting. And it shows that in addition to the filter that calibrates the image, proper camera selection is important for providing good picture quality. Even after this study, research using more diverse cameras could provide an appropriate standard for comparison of underwater camera quality.

• The Optical Journal
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• s.158
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• pp.52-54
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• 2015

최근 무인항공기를 지칭하는 드론 관련 산업이 미래를 이끌 신산업으로 부상하고 있다. 드론은 20세기 초에 군사용으로 개발되어 정찰 감시 및 폭격과 같은 군사임무를 수행하여 왔으나 최근 들어 독일 DHL, 아마존, 구글 등과 같은 다국적 기업들이 상업적 용도로 활용을 선언하며 연구 개발에 뛰어 들면서 그 시장이 예상보다 빨리 커지고 있다. 미국 틸 그룹의 보고서에 의하면 2013년 세계 드론 시장의 규모는 66억 달러였고 그 중 군사용이 90% 이상을 차지하고 있으나 향후 민수용 시장 비율이 상당히 커질 것으로 예상된다. 2022년에는 114억 달러 규모로 커질 것으로 예상하고 있다. 현재 민수용으로 사진 촬영용 소형 드론으로부터 정밀농업, 인프라 관리, 택배 및 화물 수송 등으로 운용 범위를 확대하고 있다. 국내 드론 산업은 군수 위주로 시작되어 세계 7위권의 기술력을 확보한 것으로 평가되고 있다. 무인기 분야의 연구개발은 국방과학연구소와 한국항공우주연구원 등 정부출연연구소가 주도하는 가운데, 한국항공우주산업, 대한 항공이 주로 체계종합(System Integrator) 및 비행체 개발을 담당하고 LIG넥스원, 삼성탈레스, 삼성테크윈 등의 대기업을 포함한 중소업체들이 부체계 기술을 개발하고 있다. 최근 소형 드론을 중심으로 시장형성이 가시화되는 민수 시장에서는 가격, 기술 경쟁력의 열위에 있어, 국내 산업 경쟁력 확보와 미래 시장을 선도할 핵심 제품 개발이 시급한 실정이다. 또한 무인기의 비행체 국산화는 상당한 수준으로 진행되었으나, 광학(EO) 적외선(IR) 카메라 등 핵심 부가가치를 구성하는 탑재 임무장비의 경우 원천기술의 부족으로 해외에 의존하고 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2021.07a
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• pp.487-488
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• 2021

시설물 점검은 사람이 직접 들어가거나 올라가 확인하는 방식이 일반적이다. 본 연구에서는 시설물 점검을 보다 안전하고 신속하게 하는 것을 전제로 하여 현재 상용화 되고 있는 드론과 아두이노를 이용한 센서를 적용하고자 한다. 본 논문은 기존의 어려운 조작의 드론에 건물 내부에서 호버링이 가능하게 하는 옵티컬 플로어 센서를 장착아여 조작을 보다 쉽게 한다. 또한, 외부 비행 시 GPS센서를 사용하여 좌표지정을 통한 자동비행을 가능하게 하고 아두이노의 센서와 펌프를 적용한 "오토파일럿이 가능한 시설물 관리 드론" 기술을 제안한다. 기존의 드론과 다르게 카메라와 센서를 이용해 시설물 관리를 대신하고, 외부 시설물 관리나 농업 등에서 사용할 때 좌표를 지정해 사용자가 직접 조작하지 않아도 지정한 좌표로 드론이 이동하여 관리 및 임무를 수행한다. 센서들의 값을 앱으로 전송받아 핸드폰으로 받아 볼 수 있다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.32 no.6
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• pp.553-560
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• 2020

This paper presents an algorithm for identifying and eliminating errors by seagrasses in coastal bathymetry surveying using drone and HD camera. Survey errors due to seagrasses were identified, segmentated and eliminated using a L∗a∗b color space model. Bathymetry survey using a drone and HD camera has many advantages over conventional survey methods such as ship-board acoustic sounder or manual level survey which are time consuming and expensive. However, errors caused by sea bed reflectance due to seagrasses habitat hamper the development of new surveying tool. Seagrasses are the flowering plants which start to grow in November and flourish to maximum density until April in Korea. We developed a new algorithm for identifying seagrasses habitat locations and eliminating errors due to seagrasses to get the accurate depth survey data. We tested our algorithm at Wolpo beach. Bathymetry survey data which were obtained using a drone with HD camera and calibrated to eliminate errors due to seagrasses, were compared with depth survey data obtained using ship-board multi-beam acoustic sounder. The abnormal bathymetry data which are defined as the excess of 1.5 times of a standard deviation of random errors, are composed of 8.6% of the test site of area of 200 m by 300 m. By applying the developed algorithm, 92% of abnnormal bathymetry data were successfully eliminated and 33% of RMS errors were reduced.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.74-74
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• 2019

수문조사를 통한 유량자료는 물의 이수, 치수, 환경 등 홍수피해 방지, 수자원의 관리 및 계획을 위한 기초자료로 이용되고 있다. 하지만 예산, 인력, 안전 및 하천공사 등의 문제로 매년 모든 지점에서 유량 측정을 실시하지 못하는 어려움이 있다. 특히 홍수기의 태풍 등 큰 호우사상 발생 시 수위-유량관계 변화 검토가 필요하지만 홍수기 계획지점 이외 지점에서 측정은 위와 같은 문제로 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이런 문제점을 개선하기 위해 최소 인력이 단시간 간편하게 드론을 활용하여 유량을 측정할 수 있는 방법을 도입하였다. 드론을 활용한 유량측정방법은 드론 사진측량 개념에서 접근하였으며 드론 사진측량의 정확도는 다양한 분야에서 많은 연구를 통해 입증된 바가 있다. 본 연구의 대상지점은 중랑천 상류에 위치한 의정부시(신곡교) 지점에서 보급형 회전익 드론 (DJI, 팬텀4 pro)을 활용하여 검증 목적을 위해 측정하였다. 유량측정은 드론으로 촬영된 항공사진 상에서 지상에 위치확인 가능한 지상기준점(GCP, Ground Control Point) 4개점을 선점하고 RTK-VRS 장비를 이용하여 측량을 수행하였다. 항공사진 촬영은 드론을 일정높이의 공중에 정지되어 있는 호버링(Hovering) 상태에서 카메라 타임랩스 기능으로 3초 간격 하도 내 수표면을 촬영하였다. 항공사진 수표면에 유하하는 부유물의 3초 간격 이동위치와 GCP 자료를 활용하여 X, Y 좌표 분석을 통해 3초간 이동거리를 표면유속으로 산정하고 통수단면적을 적용하여 유량을 산정하였다. 이와 같이 드론 사진측량으로 산정된 유량과 일반적인 유량측정 방법을 통해 개발된 수위-유량관계곡선식과의 비교를 통해 드론을 활용한 유량측정 방법의 적용성을 확인하였다. 다만, 드론이라는 기계적인 장비의 한계로 야간, 바람 및 강우 등 환경적인 요인에 의해 측정의 제한이 있을 것으로 판단된다.