DOI QR코드

DOI QR Code

A Study on the Design and Implementation of Multi-Disaster Drone System using Deep Learning-based Object Recognition and Optimal Path Planning

딥러닝 기반 객체 인식과 최적 경로 탐색을 통한 멀티 재난 드론 시스템 설계 및 구현에 대한 연구

  • Kim, Jin-Hyeok (Dept. of Information and Telecommunication Engineering, University of Suwon) ;
  • Lee, Tae-Hui (Dept. of Information and Telecommunication Engineering, University of Suwon) ;
  • Park, Jonghyen (Dept. of Information and Telecommunication Engineering, University of Suwon) ;
  • Jeong, Yerim (Dept. of Information and Telecommunication Engineering, University of Suwon) ;
  • Jang, Seohyun (Dept. of Information and Telecommunication Engineering, University of Suwon)
  • 김진혁 (수원대학교 정보통신공학과) ;
  • 이태희 (수원대학교 정보통신공학과) ;
  • 박종현 (수원대학교 정보통신공학과) ;
  • 정예림 (수원대학교 정보통신공학과) ;
  • 장서현 (수원대학교 정보통신공학과)
  • Published : 2020.11.05

Abstract

최근 태풍, 지진, 산불, 산사태, 전쟁 등 다양한 재난 상황으로 인한 인명피해와 자금 손실이 꾸준히 발생하고 있고 현재 이를 예방하고 복구하기 위해 많은 인력과 자금이 소요되고 있는 실정이다. 이러한 여러 재난 상황을 미리 감시하고 재난 발생의 빠른 인지 및 대처를 위해 본 논문에서는 인공지능 기반의 재난 드론 시스템을 설계 및 개발하였다. 본 연구에서는 사람이 감시하기 힘든 지역에 여러 대의 재난 드론을 이용하며 딥러닝 기반의 최단 경로 알고리즘을 적용해 각각의 드론이 최적의 경로로 효율적 탐색을 실시한다. 또한 드론의 근본적 문제인 배터리 용량 부족에 대한 문제점을 해결하기 위해 Ant Colony Optimization (ACO) 기술을 이용하여 각 드론의 최적 경로를 결정하게 된다. 제안한 시스템 구현을 위해 여러 재난 상황 중 산불 상황에 적용하였으며 전송된 데이터를 기반으로 산불지도를 만들고, 빔프로젝터를 탑재한 드론이 출동한 소방관에게 산불지도를 시각적으로 보여주었다. 제안한 시스템에서는 여러 대의 드론이 최적 경로 탐색 및 객체인식을 동시에 수행함으로써 빠른 시간 내에 재난 상황을 인지할 수 있다. 본 연구를 바탕으로 재난 드론 인프라를 구축하고 조난자 탐색(바다, 산, 밀림), 드론을 이용한 자체적인 화재진압, 방범 드론 등에 활용할 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

본 논문은 과학기술정보통신부 정보통신창의인재양성사업의 지원을 통해수행한 ICT멘토링 프로젝트 결과물입니다.