법규 위반 단속 드론, 드론 충전 스테이션 및 법규 위반 단속 시스템 {Drone, Charging station and System for checking violation of law}

본 발명은 법규 위반 단속 드론, 드론 충전 스테이션 및 법규 위반 단속 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 공중 비행하는 무인 항공 드론을 통해 공공질서를 해하는 위법 행위나 교통 법규를 위반하는 차량 등의 단속이나 응급 상황 발생 파악 등을 수행함에 있어서 각종 거리 시설물이나 단속원 차량 등에 드론의 충전을 지원하는 드론 충전 스테이션을 설치하여 비행 시간이 짧은 드론의 충전 필요시 수시로 충전을 수행함으로써 장소와 시간의 제한없이 드론을 통한 법규 위반 단속이나 응급 상황 발생 파악 등을 수행할 수 있는 방안에 관한 것이다.

산업발달과 함께 자동차의 수는 급격하게 증가하여 도심의 경우 교통 체증과 주차난 등이 심각한 문제로 대두되고 있다. 이와 같은 문제로 인해 도로 주행 중 불법 뉴턴, 끼워들기, 꼬리물기, 정지선 위반 등의 교통 법규를 위반하는 경우가 빈번히 발생되고 있으며, 주차 공간의 부족으로 인해 불법 주차가 증가되고 있어 교통 법규를 위반하는 차량을 단속하기 위해 다양한 방안들이 제시되고 있다.

교통 법규 위반 단속을 위한 기술로서, 무인 항공 드론을 이용하는 방안이 제시됨으로써, 보다 효과적으로 교통 법규 위반을 단속할 수 있게 되었다.

그러나 드론의 최대 단점 중 하나는 최대 비행 운용 시간이 30분에서 1시간 이내에 불과하다는 점으로, 드론을 교통 법규 위반 단속에 적용하는 경우, 단지 짧은 시간 동안 단속의 수행이 가능하며 비행 가능 시간으로 인해 교통 법규 위반 단속 가능 구간이 협소하다는 문제가 있다.

또한 드론의 배터리 충전을 위해 충전 장치가 있는 지상의 위치까지 이동하여야 하며, 이로 인해 드론의 비행 중에는 관리자가 항시 인접한 부근에 위치하여 드론의 비행 복귀나 충전을 관리해야 되는 문제가 있다.

나아가서 바람 세기가 일정 이상인 경우, 바람의 영향으로 드론 기체가 흔들려 촬영 영상을 통해 단속 대상 차량의 차량 번호 식별이 불가능한 문제가 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 드론을 각종 법규 위반 단속이나 응급 상황 파악 등에 활용하는 경우, 드론의 비행 시간이 상당히 제한적인 문제를 해결하고자 한다.

특히, 드론의 짧은 비행 가능 시간으로 인해 법규 위반 단속 가능 구간이 협소하며, 드론의 배터리 충전을 위해 충전 장치가 있는 원거리의 지상 위치까지 이동해야 하거나 관리자가 항시 인접한 부근에 위치하여 드론의 비행 복귀나 충전을 관리해야 되는 문제를 해결하고자 한다.

나아가서, 강풍 등으로 비행 중인 드론이 흔들리는 경우에 드론의 촬영 영상을 통해 교통 법규 위반 차량이나 응급 상황 등을 식별할 수 없는 문제를 해결하고자 한다.

상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션은, 법규 위반 단속 드론의 착륙 공간이 마련된 착륙 플랫폼; 및 상기 착륙 플랫폼의 하부에 형성되어 상기 착륙 플랫폼에 착륙한 드론의 충전을 위한 전력을 공급하는 전원 공급 수단을 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 착륙 플랫폼으로 상기 법규 위반 단속 드론의 착륙을 유도하고, 상기 착륙 플랫폼에 착륙한 상기 법규 위반 단속 드론을 고정시키는 착륙 유도 수단을 더 포함할 수 있다.

나아가서 상기 착륙 유도 수단은, 상기 착륙 플랫폼 상면 또는 상면의 하부에 설치되며, 전원 인가에 따라 자장이 형성되어 상기 법규 위반 단속 드론의 금속 지지 다리를 자기력으로 고정시키는 드론 고정부를 포함할 수 있다.

또한 상기 착륙 유도 수단은, 상기 착륙 플랫폼으로 상기 법규 위반 단속 드론의 착륙을 유도하기 위해 상기 착륙 플랫폼의 상방향으로 착륙 유도 신호를 방출하는 유도 신호 방출부를 포함할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 착륙 플랫폼은, 그 상면에 형성되어 상기 법규 위반 단속 드론의 금속 지지 다리가 안착되는 안착 홈을 포함하며, 상기 드론 고정부는, 상기 안착 홈의 상면 또는 상면의 하부에 설치될 수 있다.

일례로서 상기 드론 충전 스테이션은, 거리나 자동차 도로 상의 시설 또는 관리자 차량에 장착될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론은, 법규 위반 상황 또는 응급 상황을 촬영하여 촬영 영상을 생성하는 촬영 수단; 드론 충전 스테이션 상의 착륙 플랫폼으로 착륙을 제어하는 착륙 제어 수단; 및 상기 드론 충전 스테이션으로부터 전원 공급을 통해 충전을 수행하는 전원 충전 수단을 포함할 수 있다.

바람직하게는 끝단이 금속으로 형성되어 착륙시 몸체를 지지하는 복수의 지지 다리를 더 포함하며, 상기 드론 충전 스테이션 상의 착륙 플랫폼에 착륙시 자기력으로 상기 착륙 플랫폼 상에 상기 복수의 지지 다리가 고정될 수 있다.

또는 끝단에 전자석이 구비되어 착륙시 몸체를 지지하는 복수의 지지 다리를 더 포함하며, 거리 또는 자동차 도로의 시설 또는 관리자 차량의 지붕에 형성된 금속체에 착륙시 전원 인가에 따른 자기력으로 상기 금속체에 복수의 지지 다리가 고정될 수도 있다.

나아가서 상기 착륙 제어 수단은, 상기 드론 충전 스테이션으로부터 방출되는 착륙 유도 신호를 기초로 상기 드론 충전 스테이션 상의 착륙 플랫폼으로 착륙을 제어할 수 있다.

한걸음 더 나아가서 중앙 관리 서버와 연동하여 상기 촬영 영상을 기초로 법규 위반 단속 또는 응급 상황 발생 파악을 수행하는 단속기능 지원 수단을 더 포함하되, 상기 단속기능 지원 수단은, 상기 법규 위반 단속 드론이 상기 드론 충전 스테이션 상의 착륙 플랫폼에 고정된 상태로 상기 촬영 수단의 실시간 촬영 영상을 상기 중앙 관리 서버로 제공하고, 상기 중앙 관리 서버의 제어 신호에 따라 상기 법규 위반 단속 드론의 비행을 제어하여 범법자 또는 법규 위반 차량을 추적할 수도 있다.

바람직하게는 상기 단속기능 지원 수단은, 상기 법규 위반 단속 드론의 위치를 파악하여 상기 중앙 관리 서버로 위치 정보를 전송할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템은, 상기의 드론 충전 스테이션; 및 상기의 법규 위반 단속 드론을 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 법규 위반 단속 드론으로부터 촬영 영상을 제공받아 법규 위반 상황을 감시하는 법규 위반 감시부; 및 상기 법규 위반 단속 드론을 제어하는 드론 통제부를 포함하는 중앙 관리 서버를 더 포함할 수 있다.

나아가서 상기 드론 통제부는, 분산 설치된 복수의 상기 드론 충전 스테이션의 위치 정보를 보유하고, 충전이 필요한 상기 법규 위반 단속 드론을 가장 인접한 상기 드론 충전 스테이션으로 비행하도록 제어할 수 있다.

바람직하게는 상기 드론 통제부는, 상기 법규 위반 단속 드론이 상기 드론 충전 스테이션 상의 착륙 플랫폼에 고정된 상태로 실시간 촬영 영상을 제공하도록 제어하고, 상기 촬영 영상을 기초로 법규 위반 상황을 판단하여 범법자 또는 법규 위반 차량을 상기 법규 위반 단속 드론이 추적하도록 비행을 제어할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 드론 충전 스테이션 및 상기 법규 위반 단속 드론을 제어하는 원격 드론 통제부가 구비된 관리자 차량을 더 포함하며, 상기 원격 드론 통제부는, 상기 중앙 관리 서버와 연동할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 거리나 자동차 도로 상의 각종 시설 또는 관리자 차량에 장착된 드론 충전 스테이션을 통해 필요시 수시로 법규 위반 단속 드론의 충전이 가능하므로 드론을 통한 각종 법규 위반 단속이나 응급 상황 파악 등을 시간과 공간적인 제약 없이 수행할 수 있게 된다.

특히, 배터리 충전을 위해 드론을 원거리의 지상 위치까지 복귀시키거나 관리자가 항시 인접한 부근에 위치해야 되는 번거로움을 해소하고, 드론의 비행 가능 시간에 구애받지 않게 되므로 교통 법규 단속 가능 구간을 확대할 수 있게 된다.

나아가서, 강풍 등의 기상 상황이 좋지 않은 상황에서도 교통 시설물 등에 설치된 드론 충전 스테이션 상에 법규 위반 단속 드론이 고정되어 지속적으로 각종 법규 위반을 단속하고 응급 상황을 파악할 수 있게 된다.

한걸음 더 나아가서 드론의 비행 가능 구간이 확대됨에 따라 중앙 관리 서버가 법규 위반 단속 드론을 제어하여 범법자나 교통 법규 위반 차량의 추적이 가능해지며, 응급 상황 발생시 법규 위반 단속 드론의 위치 정보를 통해 해당 위치를 정확하게 파악하여 신속한 조치가 가능해진다.

도 1은 본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템의 실시예를 도시하며,
도 2는 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 3은 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 4는 본 발명에 따른 중앙 관리 서버의 실시예에 대한 구성도를 나타내며,
도 5는 본 발명에서 법규 위반 단속 드론이 드론 충전 스테이션에 착륙하여 고정되고 무선 충전 방식으로 전원을 공급받는 일실시예를 도시하며,
도 6은 본 발명에서 드론 충전 스테이션이 법규 위반 단속 드론의 착륙을 유도하는 일실시예를 도시하며,
도 7은 본 발명에서 법규 위반 단속 드론이 드론 충전 스테이션으로부터 유선 충전 방식으로 전원을 공급받는 일실시예를 도시하며,
도 8은 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션이 설치되는 다양한 실시예를 도시한다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 공중 비행하는 무인 항공 드론을 통해 각종 법규 위반 단속이나 응급 상황 발생 파악 등을 수행함에 있어서 다양한 거리 시설물이나 단속원 차량 등에 드론의 충전을 지원하는 드론 충전 스테이션을 설치하여 비행 시간이 짧은 드론의 충전을 필요시 수시로 수행함으로써 장소와 시간의 제한없이 드론을 통한 법규 위반 단속이나 응급 상황 발생 파악 등을 수행할 수 있는 방안을 개시한다.

도 1은 본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템의 실시예를 도시한다.

본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템은, 법규 위반 단속 드론(100)과 드론 충전 스테이션(300)을 포함하여 구성되며, 추가적으로 중앙 관리 서버(200)가 더 포함될 수도 있다.

법규 위반 단속 드론(100)은 공중을 비행하는 무인 항공기의 일종으로 각종 법규 위반 단속을 위한 촬영 수단이 구비되어 거리나 자동차 도로(10)의 상공을 비행하면서 거리나 자동차 도로(10) 상에서 공공질서를 해하는 범법자들을 단속하여 방범 기능을 수행하거나 도로(10) 상의 교통 법규 위반 차량 등을 단속하고 또한 응급 상황 발생을 파악한다.

법규 위반 단속 드론(100)으로는 상기 도 1에 도시된 바와 같이 쿼드콥터가 적용될 수도 있으나 이는 하나의 실시예로서 비행이 어느 정도 수준으로 정밀 제어가 될 수 있는 다양한 무인 항공기가 적용될 수 있다.

그리고 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론(100)에는 드론 충전 스테이션(300)을 통해 배터리 충전을 수행할 수 있는 충전 수단이 구비되는데, 이때 충전 수단은 유선 또는 무선 방식이 필요에 따라 선택될 수 있다.

드론 충전 스테이션(300)은 거리나 자동차 도로(10) 상에 이미 구비된 각종 시설물에 장착될 수 있는데, 가령 상기 도 1에 도시된 바와 같이 자동차 도로(10) 상의 신호등 시설(400)에 장착될 수 있고, 또는 도로 상의 과속 카메라 시설 등에 장착될 수도 있으며, 이외에도 거리의 가로등이나 전신주 등 다양한 시설물에 장착될 수 있다. 나아가서 드론 충전 스테이션(300)은 단속원 등의 관리자 차량(500) 지붕 등에 장착되어 이동식으로 구비될 수도 있다.

나아가서 드론 충전 스테이션(300)은 법규 위반 단속 드론(100)과 중앙 관리 서버(200) 간의 통신을 중계할 수도 있는데, 드론 충전 스테이션(300)이 일종의 무선 통신 기지국으로 드론 충전 스테이션(300)으로부터 일정 범위의 통신 커버리지 내에 위치한 법규 위반 단속 드론(100)의 통신을 지원할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템은, 거리나 자동차 도로(10) 상의 각종 시설물 등 여러 장소에 드론 충전 스테이션(300)을 구비하고, 법규 위반 단속 드론(100)이 거리나 자동차 도로(10)의 범법자나 차량(50)을 단속하거나 응급 상황 발생 여부를 파악하면서 충전 필요시 수시로 인근의 드론 충전 스테이션(300)에서 충전을 수행함으로써 비행 가능 시간과 비행 가능 구간의 제한 없이 각종 법규 위반의 단속 및 응급 상황 발생 파악 등의 수행이 지속적으로 가능하게 된다.

나아가서 중앙 관리 서버(200)를 통해 여러 지역에서 법규 위반 단속을 수행 중인 드론(100)들의 통제가 가능한데, 가령 중앙 관리 서버(200)는 여러 지역의 법규 위반 단속 드론(100)들로부터 촬영 영상을 제공받아 각종 법규 위반 상황이나 응급 상황을 판단하며, 여러 지역에 분산 배치된 복수의 드론 충전 스테이션(300)에 대한 위치 정보를 보유하고 드론(100)의 충전 상태를 모니터링하면서 충전이 필요한 드론(100)에 대하여 인접한 드론 충전 스테이션(300)에서 충전을 수행하도록 유도할 수 있다.

또한 중앙 관리 서버(200)는 드론 충전 스테이션(300) 상에 착륙하여 고정된 법규 위반 단속 드론(100)을 통해 각종 법규 위반 여부를 단속하거나 응급 상황을 파악하면서, 범법자나 법규 위반 차량이 발견되면 드론(100)이 법규 위반 범법자나 차량을 추적하도록 제어할 수도 있고 해당 위치를 파악할 수도 있다.

나아가서 관리자 차량(500)에는 드론 충전 스테이션(300)뿐만 아니라 법규 위반 단속 드론(100)의 비행, 충전, 법규 위반 단속 등을 제어하는 원격 드론 통제부가 구비될 수 있으며, 관리자는 상기 원격 드론 통제부를 통해 법규 위반 단속 드론(100)을 제어하여 법규 위반의 단속이나 드론의 충전 등을 관리할 수 있다. 바람직하게는 상기 원격 드론 통제부는 중앙 관리 서버(200)와 연동하여 보다 효과적으로 법규 위반 단속 드론(100)을 관리할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 도 1 상에 도시되진 않았으나 법규 위반 단속 드론(100)은 드론 충전 스테이션(300) 상에 착륙할 수 있을 뿐만 아니라 각종 시설이나 관리자 차량의 지붕에 형성된 금속체에 착륙하여 고정될 수도 있는데, 이를 위해 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리 끝단에 전자석이 구비되고 각종 시설이나 관리자 차량의 지붕에 형성된 금속체에 착륙시 상기 전자석에 전원이 인가됨에 따라 자기력으로 상기 금속체에 고정된 상태로 법규 위반 단속이나 응급 상황 발생 파악 등을 수행할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에서는 중앙 관리 서버(200)가 중앙 집중적으로 다수의 법규 위반 단속 드론(100)을 통제하여 지역별로 거리나 자동차 도로(50)의 상황을 감시하면서, 각종 법규를 위반하는 범법자들 감시하여 방법 기능을 수행하거나 법규 위반 차량의 발견시 인접 지역에 위치한 법규 위반 단속 드론(100)들이 상호 협력하여 범법자나 법규 위반 차량을 지속적으로 추적할 수 있으며, 나아가서 응급 상황 발생을 파악할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템의 각 구성에 대하여 그 실시예를 통해 세부적으로 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론의 실시예에 대한 구성도를 나타낸다.

법규 위반 단속 드론(100)은 전원 충전 수단(110), 착륙 제어 수단(130), 촬영 수단(150), 단속기능 지원 수단(170) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 도 2에 도시되지 않았으나, 법규 위반 단속 드론(100)에는 기본적으로 비행을 위한 수단이 구비되는 것은 당연하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

전원 충전 수단(110)은 드론 충전 스테이션(300)으로부터 전원 공급을 통해 구비된 배터리의 충전을 수행하는데, 이때 유선 연결을 통한 충전 전력 전송이 이루어질 수도 있고 또는 무선 전력 전송 방식으로 충전 전력 전송이 이루어질 수도 있다. 만약 무선 전력 전송 방식이 적용되는 경우, 법규 위반 단속 드론(100)의 전원 충전 수단(110)과 드론 충전 스테이션(300) 간의 자기 유도 방식(Electromagnetic inductive coupling) 또는 자기 공명 방식(Resonant magnetic coupling) 등 다양한 무선 전력 전송 방식이 필요에 따라 선택되어 적용될 수 있다.

나아가서 전원 충전 수단(110)은 중앙 관리 서버(200)의 제어를 받을 수 있으며, 중앙 관리 서버(200)가 법규 위반 단속 드론(100)의 배터리 충전 상태를 모니터링하고, 충전 필요시 인근의 드론 충전 스테이션(300) 상에 법규 위반 단속 드론(100)을 착륙시켜 전원 충전 수단(110)을 제어하여 배터리 충전이 수행될 수도 있다.

착륙 제어 수단(130)은 드론 충전 스테이션(300)의 착륙 플랫폼으로 드론(100)의 착륙을 제어하는데, 이때 드론 충전 스테이션(300)으로부터 방출되는 착륙 유도 신호를 기초로 드론 충전 스테이션(300) 상의 착륙 플랫폼으로 드론(100)의 착륙을 제어할 수 있다. 가령, 드론 충전 스테이션(300)에서 착륙 플랫폼의 위치와 크기에 대응되어 다수의 광 신호를 방출하고, 착륙 제어 수단(130)은 광 수신부와 비행 제어부를 구비하여 드론 충전 스테이션(300)으로부터 방출되는 다수의 광 신호를 수신하고 이를 기초로 드론 충전 스테이션(300) 상의 착륙 플랫폼에 드론(100)이 안전하게 착륙하도록 비행을 제어한다.

나아가서 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리 끝단에는 전자석이 구비되어 드론 충전 스테이션(300)이외에도 각종 시설이나 차량 지붕 등에 형성된 금속체에 착륙시 상기 전자석에 전원이 인가되어 자기력으로 상기 금속체에 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리가 고정될 수도 있는데, 착륙 제어 수단(130)은 법규 위반 단속 드론(100)이 각종 시설이나 차량 지붕 등의 금속체에 착륙시 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리 끝단에 구비된 전자석을 제어하여 자기력으로 법규 위반 단속 드론(100)을 각종 시설이나 차량 지붕 등에 고정시킬 수도 있다.

촬영 수단(150)은 법규 위반 상황을 촬영하여 촬영 영상을 생성하는데, 촬영 수단(150)은 법규 위반 단속 드론(100)의 비행 중 거리나 자동차 도로 상의 사람 또는 차량들을 촬영하여 촬영 영상을 생성할 수도 있고 또는 법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300) 상에 착륙하여 고정된 상태에서 거리나 자동차 도로 상의 사람이나 차량들을 촬영하여 촬영 영상을 생성할 수도 있다.

바람직하게는 촬영 수단(150)은 다양한 카메라를 포함할 수 있는데, 어두운 상황에서도 촬영이 가능하도록 적외선 카메라가 촬영 수단에 적용될 수도 있다.

단속기능 지원 수단(170)은 중앙 관리 서버(200)와 연동하여 촬영 수단(150)의 촬영 영상을 중앙 관리 서버(200)로 제공하고 중앙 관리 서버(200)로부터의 제어 신호에 따라 법규 위반 단속 드론(100)을 제어한다.

나아가서 단속기능 지원 수단(170)은 법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300) 상의 착륙 플랫폼에 고정된 상태로 촬영 수단(150)의 실시간 촬영 영상을 중앙 관리 서버(200)로 제공하고, 중앙 관리 서버(200)의 제어 신호에 따라 법규 위반 단속 드론(100)의 비행을 제어하여 범법자나 법규 위반 차량을 추적할 수도 있다.

이를 위해 여러 지역에 분산되어 배치된 드론 충전 스테이션(300)이 일종의 무선 기지국으로 기능하여 법규 위반 단속 드론(100)과 중앙 관리 서버(200) 간의 무선 통신 중계를 수행할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 단속기능 지원 수단(170)은 GPS 기능을 탑재하여 법규 위반 단속 드론(100)의 현재 위치를 파악하며, 이를 기초로 위치 정보를 생성하여 중앙 관리 서버(200)로 전송할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론(100)은 여러 지역에 분산 배치된 드론 충전 스테이션(300)들을 통해 필요시 무선 전원 공급을 받아 배터리 충전을 수행하고 또한 드론 충전 스테이션(300)을 통한 무선 통신 중계로 비행 시간 및 비행 범위의 제약없이 중앙 관리 서버(200)와 연동으로 거리나 자동차 도로 상의 각종 법규를 위반하는 범법자나 차량들을 단속할 수 있고 각종 응급 상황 발생을 파악할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션의 실시예에 대한 구성도를 나타낸다.

드론 충전 스테이션(300)은, 착륙 플랫폼(310), 착륙 유도 수단(330), 무선 전원 공급 수단(350) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

착륙 플랫폼(310)은 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙 공간으로서, 기본적으로 법규 위반 단속 드론(100)의 사이즈에 대응되어 드론 충전 스테이션(300)의 몸체 상면에 형성될 수 있다.

바람직하게는 착륙 플랫폼(310)에는 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙시 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리 위치에 대응되어 상기 지지 다리가 안착되는 안착 홈이 형성될 수 있다.

착륙 유도 수단(330)은 착륙 플랫폼으로 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙을 유도하고 착륙 플랫폼(310)에 착륙한 법규 위반 단속 드론(100)을 고정시킨다. 착륙 유도 수단(330)이 착륙 플랫폼(310)에 착륙한 법규 위반 단속 드론(100)을 고정시키기 위해 다양한 방식이 적용될 수 있는데, 가령 착륙 유도 수단(330)은 전원 인가에 따라 자장이 형성되는 전자석의 드론 고정부를 포함하여, 착륙 플랫폼(310)에 법규 위반 단속 드론(100)이 착륙시 법규 위반 단속 드론(100)의 금속 지지 다리를 자기력으로 고정시킬 수 있다. 이때 착륙 유도 수단(330)의 드론 고정부는 착륙 플랫폼(310) 상면 또는 상면의 하부에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 착륙 플랫폼(310)의 안착홈에 대응되어 형성될 수 있다.

나아가서 착륙 플랫폼(310)의 안착홈의 상면은 금속체로 형성될 수 있으며, 착륙 유도 수단(330)의 드론 고정부 이외에도 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리 끝단에 구비된 전자석의 작동으로 법규 위반 단속 드론(100)이 상기 안착홈 상에 고정될 수도 있다.

또한 착륙 유도 수단(330)은 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙 플랫폼(310)으로 착륙을 유도하기 위해 착륙 플랫폼(310)의 상방향으로 착륙 유도 신호를 방출하는 유도 신호 방출부를 포함할 수도 있다. 일례로 유도 신호 방출부는 착륙 플랫폼(310)의 사이즈에 대응되어 복수의 광 신호 방출기를 포함하고 이를 통해 광신호를 착륙 플랫폼의 상방향으로 방출하면, 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙 제어 수단(130)이 착륙 유도 수단(330)으로부터 방출되는 광 신호를 기초로 착륙 비행을 제어하여 안전하고 정확하게 착륙 플랫폼(310) 상에 법규 위반 단속 드론(100)이 착륙할 수 있게 된다.

전원 공급 수단(350)은 착륙 플랫폼(310)의 상면 또는 상면 하부에 형성되어 착륙 플랫폼(310)에 착륙한 드론의 충전을 위한 전력을 공급한다.

충전을 위한 전원 공급은 유선 방식 또는 무선 방식이 필요에 따라 선택적으로 적용될 수 있는데, 가령 유선 방식의 경우, 전원 공급 수단(350)은 착륙 플랫폼(310)의 상면에 형성된 전원 공급 전극을 포함하여 상기 전원 공급 전극을 통해 법규 위반 단속 드론으로 전원을 공급할 수 있다. 이때 전극으로 면 상에 형성되는 도체 패턴이 적용될 수도 있고 또는 플러그와 소켓 방식이 적용될 수도 있다. 또한 무선 방식의 경우, 법규 위반 단속 드론(100)의 전원 충전 수단(110)에 적용되는 무선 전력 전송 방식에 따라 자기 유도 방식(Electromagnetic inductive coupling) 또는 자기 공명 방식(Resonant magnetic coupling) 등 다양한 무선 전력 전송 방식이 필요에 따라 드론 충전 스테이션(300)의 전원 공급 수단(350)에 선택되어 적용될 수 있다.

나아가서 드론 충전 스테이션(300)은 무선 통신 중계 수단(370)을 더 구비할 수도 있는데, 무선 통신 중계 수단(370)은 여러 지역에 분산 배치된 여러 드론 충전 스테이션(300)이 일종의 무선 통신 기지국으로 기능하여 무선 통신 커버리지 내에 위치한 법규 위반 단속 드론(100)과 중앙 관리 서버(200) 간의 무선 통신을 중계한다.

이와 같은 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션(300)은 거리나 자동차 도로 상의 다양한 시설물 상에 설치될 수도 있고, 또는 관리자의 차량에 설치될 수도 있으며, 여러 장소에 분산되어 배치됨으로써 법규 위반 단속 드론(100)이 공간적 제약 없이 충전을 수행할 수 있도록 지원하며, 추가적으로 원격지에 위치한 중앙 관리 서버(200)가 법규 위반 단속 드론(100)을 통제할 수 있도록 무선 통신 중계 기능을 수행할 수도 있다.

또한 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션(300)은 본 발명에 따른 법규 위반 단속 드론(100)이외에도 다양한 목적과 기능을 갖는 여러 종류의 드론에 적용하여 비행 중 배터리 충전이 필요한 드론이 착륙하여 충전을 수행함으로써 드론 운용의 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 중앙 관리 서버의 실시예에 대한 구성도를 나타낸다.

중앙 관리 서버(200)는 법규 위반 감시부(210)와 드론 통제부(230)를 포함하여 구성될 수 있으며, 이외에도 법규 위반 단속 드론(100) 및 드론 충전 스테이션(300)을 관리하기 위한 다양한 구성이 추가적으로 구성될 수도 있다.

법규 위반 감시부(210)는 법규 위반 단속 드론(100)으로부터 촬영 영상을 제공받아 각종 법규를 위반하는 사람들이나 차량들을 감시하는데, 필요에 따라서는 법규 위반 단속 드론(100) 이외에 거리에 설치된 CCTV나 자동차 도로 상에 설치된 다양한 단속 카메라 시설로부터도 촬영 영상을 제공받아 법규 위반 상황을 감시할 수도 있다.

드론 통제부(230)는 법규 위반 단속 드론(100)의 비행, 촬영, 충전 등을 제어하는데, 바람직하게는 여러 구역별로 배치된 다수의 법규 위반 단속 드론(100)을 각각 감시 구역에서 법규 위반을 단속하도록 제어한다. 또한 드론 통제부(230)는 분산 설치된 복수의 드론 충전 스테이션(300)의 위치 정보를 보유하고 법규 위반 단속 드론(100)의 배터리의 충전 상태를 모니터링하면서 충전이 필요한 법규 위반 단속 드론(100)을 가장 인접한 드론 충전 스테이션(300)으로 비행하도록 제어한다.

나아가서 드론 통제부(230)는 법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300) 상의 착륙 플랫폼에 고정된 상태로 실시간 촬영 영상을 제공하도록 제어하고 상기 촬영 영상을 기초로 각종 법규 위반 상황을 판단하여 범법자나 법규 위반 차량을 법규 위반 단속 드론(100)이 추적하도록 비행을 제어할 수도 있다.

이와 같이 본 발명에서는 중앙 관리 서버를 통해 다수의 지역별로 배치된 법규 위반 단속 드론을 제어하며 범법자나 법규 위반 차량의 발견시 인근 지역의 법규 위반 단속 드론들이 상호 협력하여 범법자나 법규 위반 차량을 지속적으로 추적하도록 제어할 수 있다.

이하에서는 상기에서 살펴본 본 발명에 따른 법규 위반 단속 시스템의 각 구성에 대한 구현예를 통해 동작 관계를 살펴보기로 한다.

도 5는 본 발명에서 법규 위반 단속 드론이 드론 충전 스테이션에 착륙하여 고정되고 무선 충전 방식으로 전원을 공급받는 일실시예를 도시한다.

상기 도 5의 (a)는 드론 충전 스테이션(300)의 상부면을 도시하며, 상기 도 5의 (b)는 드론 충전 스테이션(300)에 법규 위반 단속 드론(100)이 착륙하여 고정되는 동작도를 도시한다.

드론 충전 스테이션(300)의 상부면에는 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙 공간인 착륙 플랫폼(311)이 형성되어, 착륙 플랫폼(311) 상에 법규 위반 단속 드론(100)이 착륙하며, 착륙 플랫폼(311)의 하부에는 전원 공급 수단(351)이 설치되어 착륙한 법규 위반 단속 드론(100)의 전원 충전 수단(111)으로 충전을 위한 전력을 무선 전송한다. 상기 도 5에서는 전원 공급 수단(351)이 착륙 플랫폼(311)의 중앙 하부에 형성된 것으로 도시하였으나, 전원 공급 수단(351)이 형성되는 위치는 법규 위반 단속 드론(100) 상의 전원 충전 수단(111)이 배치된 위치에 대응되어 변경될 수 있다.

상기 도 5에서는 법규 위반 단속 드론(100)으로 쿼드콥터를 적용하여 법규 위반 단속 드론(100)에 착륙시 지지를 위한 네개의 지지 다리(131a, 131b)가 형성되어 있는데, 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리는 금속으로 형성될 수도 있고 또는 지지 다리의 끝단에 착륙시 법규 위반 단속 드론(100)의 고정을 위한 금속 부재가 부착될 수 있다.

그리고 드론 충전 스테이션(300) 상의 착륙 플랫폼(311)에는 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리(131a, 131b)에 대응되는 위치에 착륙 유도 수단의 드론 고정부(333a, 333b)가 설치되는데, 여기서 드론 고정부(333a, 333b)는 전원 인가에 따라 자장을 형성시키는 전자석을 구비하여 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙시 자기력으로 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리(131a, 131b)를 고정시킬 수 있다.

나아가서 보다 안정적으로 법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300)의 착륙 플랫폼(311)에 착륙하여 고정될 수 있도록 착륙 플랫폼(311)의 상면에 법규 위반 단속 드론(100)의 지지 다리(333a, 333b)가 안착되는 안착 홈(331a, 331b)이 형성된다.

도 6은 본 발명에서 드론 충전 스테이션이 법규 위반 단속 드론의 착륙을 유도하는 일실시예를 도시한다.

상기 도 6의 실시예는 앞서 살펴본 도 5의 실시예를 변형시킨 구성으로서, 상기 도 5의 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

상기 도 6의 실시예에서는 드론 충전 스테이션(300)에 착륙 유도 수단의 유도 신호 방출부(335a, 335b)가 형성되는데, 여기서 유도 신호 방출부(335a, 335b)는 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙시 착륙 플랫폼(311)의 상방향을 향해 광 신호를 방출할 수 있다.

그리고 법규 위반 단속 드론(100)에는 착륙 제어 수단의 광 수신부(135a, 135b)가 구비되어 드론 충전 스테이션(300)의 유도 신호 방출부(335a, 335b)로부터 방출되는 광 신호를 수신하고 이를 기초로 법규 위반 단속 드론(100)을 착륙 플랫폼(311)으로 안전하고 정확하게 착륙시키게 된다.

가령, 상기 도 6에 도시된 바와 같이 착륙 플랫폼(311)의 안착 홈(331a, 331b) 각각에는 광 신호를 방출하는 유도 신호 방출부(335a, 335b)가 구비되어 법규 위반 단속 드론(100)의 착륙시 착륙 플랫폼(311)의 상방향으로 광 신호를 방출하며, 법규 위반 단속 드론(100)의 각 지지 다리(131a, 131b) 끝단에는 착륙 제어 수단의 광 수신부(135a, 135b)가 구비되어 광 수신부(135a, 135b)가 광 신호를 일정 범위 이내로 수신되는 방향으로 법규 위반 단속 드론(100)이 제어됨으로써 안전하고 정확하게 착륙 플랫폼(311)의 안착 홈(331a, 331b) 상에 법규 위반 단속 드론(100)의 각 지지 다리(131a, 131b)가 대응되어 안착되도록 착륙될 수 있다.

도 7은 본 발명에서 법규 위반 단속 드론이 드론 충전 스테이션으로부터 유선 충전 방식으로 전원을 공급받는 일실시예를 도시한다.

상기 도 7에 도시된 실시예에서 법규 위반 단속 드론(100)과 드론 충전 스테이션(300)의 기본적 구성은 앞서 살펴본 도 5의 실시예와 유사하므로 반복되는 설명은 생략하고 유선 충전을 위한 구성만을 설명한다.

법규 위반 단속 드론(100)의 전원 충전 수단은 드론의 몸체 하단에 형성되어 전원을 공급받기 위한 전원 수급 전극(115a, 115b)을 포함하며, 이에 대응되어 드론 충전 스테이션(300)의 전원 공급 수단은 착륙 플랫폼의 상면에 형성된 전원 공급 전극(355a, 335b)을 포함한다.

법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300)에 착륙시 법규 위반 단속 드론(100)에 형성된 전원 수급 전극(115a, 115b)이 드론 충전 스테이션(300)의 전원 공급 전극(355a, 335b)과 연결되어 충전이 이루어질 수 있다.

상기 도 7에서는 전원 수급 전극(115a, 115b)과 전원 공급 전극(355a, 335b)을 도체 패턴으로 도시하였는데, 이는 하나의 실시예로서 전원 수급 전극(115a, 115b)과 전원 공급 전극(355a, 335b) 중 어느 하나는 플러그로 형성되고 다른 하나는 소켓으로 형성되어 플러그와 소켓의 체결로 충전이 이루어질 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 드론 충전 스테이션이 설치되는 다양한 실시예를 도시한다.

상기 도 8의 (a)는 교통 신호 시설(400a) 상에 드론 충전 스테이션(300)이 설치된 경우로서, 교통 신호 시설(400a)의 신호등(410a)을 지지하는 지지 기둥(450a) 상부에 드론 충전 스테이션(300)이 설치되어 드론 충전 스테이션(300)이 교통 신호 시설(400a)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

이때, 드론 충전 스테이션(300)은 자동차 도로에 대응되어 지지 기둥(450a) 상부에 설치될 수 있으며, 드론 충전 스테이션(300) 상에 법규 위반 단속 드론(100)이 착륙한 경우, 법규 위반 단속 드론(100)이 드론 충전 스테이션(300) 상에 고정된 상태에서 자동차 도로 상의 교통 법규 위반 차량을 단속할 수 있게 된다.

또한 상기 도 8의 (b)는 단속 카메라 시설(400b) 상에 드론 충전 스테이션(300)이 설치된 경우로서, 이 경우에도 단속 카메라 시설(400b)의 카메라(410b)를 지지하는 지지 기둥(450b) 상부에 드론 충전 스테이션(300)이 설치되어 드론 충전 스테이션(300)이 단속 카메라 시설(400b)로부터 전원을 공급받을 수 있다.

나아가서 드론 충전 스테이션(300)은 자체적으로 태양광이나 풍력 등의 신재생 에너지원으로부터 전력을 생산할 수 있는 신재생 에너지 발전 수단을 구비하여 이를 통해 자체적으로 전원을 생성하여 공급할 수도 있다.

한걸음 더 나아가서 상기 도 7의 (b)의 경우, 단속 카메라 시설(400b)은 중앙 관리 서버(200)로 촬영 영상을 전송하여, 중앙 관리 서버(200)에서 자동차 도로 상의 교통 법규 위반 차량을 감시할 수 있으며, 만약 교통 법규 위반 차량이 발견되면 중앙 관리 서버(200)는 단속 카메라 시설(400b) 상의 드론 충전 스테이션(300)에 착륙한 법규 위반 단속 드론(100)이 교통 법규 위반 차량을 추적하도록 비행 제어를 수행할 수도 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 거리나 자동차 도로 상의 각종 시설 또는 차량에 장착된 드론 충전 스테이션을 통해 필요시 수시로 법규 위반 단속 드론의 충전이 가능하므로 드론을 통한 각종 법규 위반의 단속 및 응급 상황 발생 파악을 시간과 공간적인 제약 없이 수행할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 자동차 도로,
50 : 차량,
100 : 법규 위반 단속 드론,
110 : 전원 충전 수단, 130 : 착륙 제어 수단,
150 : 촬영 수단, 170 : 단속기능 지원 수단,
200 : 중앙 관리 서버,
210 : 법규 위반 감시부, 230 : 드론 통제부,
300 : 드론 충전 스테이션,
310 : 착륙 플랫폼, 330 : 착륙 유도 수단,
350 : 전원 공급 수단, 370 : 무선 통신 중계 수단,
400 : 신호등 시설,
500 : 관리자 차량.