2023 산학협력 EXPO

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2023 산학협력 EXPO

캡스톤 디자인 경진대회
수직이착륙 고정익 드론(VTOL)을 활용한 산불 감시 및 수색 임무
한서대학교

Aerobo

#3단계 산학연협력 선도(전문)대학 육성 사업(LINC 3.0) #일반대

우리 팀을 소개합니다.

한서대학교 항공소프트웨어공학과 3학년 학생들이 모여 드론을 개발하였습니다.

캡스톤디자인 이렇게 시작되었어요.

한국은 산악 지형이 많은 나라로, 산불 발생 시 대처하기 어려운 상황이 많습니다. 또한 산악 지형에서는 실종자 수색이 어렵고, 대응 속도가 늦어지면 인명 피해가 크게 발생할 수 있습니다. 따라서, GPS를 이용하여 위치 파악을 하며 조종사가 원격으로 조종하여 산불의 발생 및 확산 상황을 파악하고자 하였습니다.

어떻게 문제를 해결할 수 있을까요?

기존 제품의 문제점 및 해결방안
기존의 산불 감시 드론 중 상용화 된 산불 감시 드론은 거의 없습니다. 회전익 드론을 활용한 산불 감시 드론의 경우 비행 시간이 30분 내외라는 단점이 있기 때문입니다. 하지만, VTOL 드론을 활용하면 고정익의 장기 체공 비행의 장점을 가질 수 있어 같은 스펙의 회전익 드론보다 더 긴 비행시간을 확보할 수 있습니다. 또한 저희는 딥러닝 기술을 활용한 불, 연기 인식 알고리즘을 개발하여 기존 열화상 카메라와 카메라를 장착하는 산불 감시 드론보다 훨씬 저렴한 가격에 드론을 제작할 수 있습니다.

결과물의 특·장점 및 과제 수행 내용
고정익 수직이착륙 드론(VTOL)은 이런 산악 지형에서 특화된 기체로 같은 스펙의 일반적인 회전익 드론보다 더 많은 항속거리 확보가 가능하고, 일반적인 고정익 드론의 단점인 활주로를 활용한 이륙이 필요 없습니다. GPS를 이용하여 위치 파악을 하며, 조종사가 원격으로 조종하여 산불의 발생 및 확산 상황을 파악할 수 있습니다.

또한 드론은 카메라와 화재 및 연기 인식 AI를 사용하여 산불의 위치와 규모를 측정할 수 있습니다. 이러한 정보를 기반으로 지도 상에 정확한 위치를 표시하고, 감시 구역의 경계를 설정하며, 화재 진압에 필요한 자세한 정보를 제공할 수 있습니다.

저희는 이렇게 문제를 해결했어요.

활용방안 / 수익성 분석
저희 비즈니스 모델은 네 가지 주요 부분으로 구성됩니다.
 
첫째, 산불 감시 및 관리 소프트웨어를 월간 또는 연간 구독료를 통해 제공합니다.
둘째, 고급 산불 감시 드론을 판매하고 이에 대한 유지보수 서비스를 제공합니다.
셋째, 수집된 데이터를 정확하게 분석하고 이를 기반으로 보고서를 작성하는 데이터 및 분석 서비스를 제공합니다.
마지막으로, 사용자 및 관리자를 위한 교육 및 훈련 프로그램을 개발하여 효율적인 시스템 운영을 지원합니다.

이러한 다양한 서비스와 솔루션을 통해 우리는 산불 관리와 감시 분야에서 고객들에게 포괄적이고 효과적인 지원을 제공하고자 합니다.

기대효과
산림 재난 대응 분야는 기술 혁신과 현대화가 필수적입니다. 과학 기반 산불 감시 체계의 구축을 위한 예산 확보는 우리의 기술이 이 분야의 선두 주자로 발전할 기회를 제공합니다. 드론과 인공지능을 활용한 솔루션은 효율적인 자원 관리로 수익성을 높일 수 있으며, 장기적인 과제로서 지속 가능한 비즈니스 모델을 구축하는 가능성이 큽니다.

이러한 배경에서 우리의 기술과 서비스는 산림 재난 대응 분야의 성장과 발전을 주도하고, 동시에 사회적 가치를 창출할 것으로 기대됩니다.

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