[논문]완구용 드론 안전기준 재정을 위한 드론의 비행 안전성 테스트 연구

진정회; 김규범; 진세영

doi:10.22156/cs4smb.2019.9.12.141

완구용 드론 안전기준 재정을 위한 드론의 비행 안전성 테스트 연구
A Study on the Flight Safety Test of Drones for the Establishment of Toy Drone Safety Standards 원문보기

융합정보논문지 = Journal of Convergence for Information Technology, v.9 no.12, 2019년, pp.141 - 146

진정회 (주식회사 엑스드론) , 김규범 (가톨릭관동대학교 무인항공학과) , 진세영 (주식회사 엑스드론)

초록
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국내외의 여러 경제 분석에서도 드론 시장이 날로 성장할 것이라는 예측을 하고 있으며, 그중에서 완구 및 취미용 드론 시장의 성장이 점진적으로 확대가 될 것으로 예측되고있다. 시장의 성장으로 발생하는 경제적 순기능으로 드론의 기대가치는 높아져 가고 있으나, 관리 및 운용 미숙으로 발생하는 사고 또한 증가하고 있다. 완구용 드론의 성능 차이는 산업용 드론과 비교할 수 없을 정도로 낮지만, 일반 구매자는 그 성능의 여부를 알 수 없어 사용상에 사고를 유발할 수 있다. 본 연구에 사용된 완구용 드론은 KC와 CE 인증을 받고 국내에서 판매되고 있는 20종을 사용하였으며, 비행시간 및 조종 거리 측정에 사용되었다. 비행이 가능한 시간 범위는 최소 3분~최대 12분까지로 측정되었으며, 조종 가능한 거리는 최소 20m~최대 약 380m까지로 측정되었다. 따라서 완구용 드론의 전파출력에 대한 샘플링 검사를 통한 제품 안전성 확보가 필요하며, 한계 비행거리를 넘었을 때는 자동으로 고도를 낮추거나 호버링을 하는 알고리즘 탑재가 필요하다. 향후 연구 방향으로는 완구용 드론의 실제 고도 테스트와 충격량 테스트를 통한 완구용 드론의 안전기준 제정을 위한 자료 구축을 할 예정이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Economic analysis predicts that the drone market will grow, and the growth of the toy and hobby drone market is expected to gradually expand. Drone expectations are rising due to the net economic function of drone market growth, but accidents due to improper management and operations are also increasing. The difference in toy drone performance is incomparably small compared to industrial drone performance, but the ordinary buyer can not know whether the difference can cause an accident during use. The toy drones used in this study were obtained from KC and CE certification, and 20 kinds of drones were used. The flight time ranged from a minimum of 3 minutes to a maximum of 12 minutes, and the control distance ranged from a minimum of 20m to a maximum of 380m. Therefore, it is necessary to secure product safety through sampling inspection of the radio wave output of toy drones, and it is also necessary to mount an algorithm that automatically lowers the altitude or hover when exceeding the limit flight distance. For future research, we will build data to establish toy drone safety standards through a altitude testing and impact testing of toy drone.

주제어

표/그림 (12)

그림 Fig 1. North America consumer drone market by technology, 2012-2022(USD million)
표 Table 1. Toy & Hobby drone accident statistics by CISS(2015-2017.05)
표 Table 2. The specification of toy drone
그림 Fig. 3. Dae-gu drone demonstration site
그림 Fig. 4. Endurance test overview
그림 Fig 5. Endurance test(outdoor)
표 Table 3. The procedure of Endurance test
그림 Fig. 6. Control range test overview
그림 Fig 7. Control range test(outdoor)
표 Table 4. The result of endurance Test
표 Table 5. The result of Control range test
그림 Fig. 8. Typical Discharge Graph(Lithium ion polymer BAT.)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 완구용 드론의 비행시간 및 조종 거리 테스트를 통해서 항공안전법에서 명시한 고도 150m 이하에서 안전한 비행을 할 수 있는지에 대한 안전성 테스트를 하여 데이터를 구축하는 것과 제조사가 제공하는 드론 사양에 대한 관련 규정을 논의하는 것에 있다[9-20].

제안 방법

완구용 드론의 비행시간, 조종 거리, 조종 고도 등의 테스트를 통해서 안전기준 재정에 기본이 되는 데이터를 구축하기 위하여, KC와 CE 인증을 받고 국내에서 판매되고 있는 드론 20종을 테스트하여 비행시간 및 조종 거리 테스트를 하였다.

대상 데이터

기체 무게와 비행시간은 제조사의 자료를 사용하였다.
완구용 드론의 비행거리에 대한 정보를 제공하지 않는 제조사가 대부분이었으며, 이는 실외에서 비행할 때 조종 범위를 넘어서는 위험한 상황을 초래할 수 있다. 본 실험에서는 총 20대를 각 2회로 비행하였으며, 평균 비행거리를 기록하였다. 최소 비행거리는 20.
본 연구에 사용된 완구용 드론은 KC와 CE 인증을 받고 국내에서 판매되고 있는 것을 사용하였으며, 비행시간 및 조종 거리 측정에 사용되었고 Table 2와 같다.
비행 장소는 Fig. 2와 같이 국토부에서 운영하는 대구 드론 시범 공역에서 하였다
완구용 드론 비행시간 테스트 결과는 다음 Table 4와 같으며, 완구용 드론 총 20대를 각 2회 이상 비행하였다. 측정한 비행시간은 평균 비행시간을 기록하였다.
1m를 기록한 X8HC로 나타났다. 총 20대의 드론 중에서 비행거리가 100m 이상인 기체는 10종으로 나타났다.

데이터처리

완구용 드론 비행시간 테스트 결과는 다음 Table 4와 같으며, 완구용 드론 총 20대를 각 2회 이상 비행하였다. 측정한 비행시간은 평균 비행시간을 기록하였다. 제조사에서 제시하는 비행시간 이상으로 오래 비행한 드론은 7대 정도였으며, 13대의 드론은 제조사가 제시하는 비행시간에 미치지 못하였다.

성능/효과

제조사에서 제시하는 비행시간 이상으로 오래 비행한 드론은 7대 정도였으며, 13대의 드론은 제조사가 제시하는 비행시간에 미치지 못하였다. 또한, 최소 비행시간은 3분 17초를 기록한 CX-10A이고, 최대 비행시간은 12분 04초인 X8HC로 나타났다. 평균 비행시간을 기준으로 5분 이상 비행이 가능한 기종은 총 17대로 나타났다.
또한, 전파법상 출력이 10mW 이하로 제한이 되는데, 10mW의 출력으로 도달할 수 있는 거리는 약 100m 정도이다[14]. 본 연구를 통해 최대 378m의 도달 거리를 보여준 드론은 출력이 10mW 이상으로 예측되며 이는 전파법 위반의 가능성이 있다. 따라서 완구용 드론에 대한 전파출력 정보 공개에 대한 관련 법 및 규정 제정이 필요하며, 완구용 드론의 출력에 대한 전수검사는 현실상 어렵더라도 표본검사를 통해서 출력의 위법사항을 막는 것이 필요하다[15].
완구용 드론의 비행이 가능한 시간 범위는 최소 3분∼최대 12분까지로 측정되었으며, 본 비행시간 테스트에서 제조사의 사양보다 낮게 나온 이유는 리튬 폴리머계열의 저온 특성이라고 판단되다.
조종 가능한 거리는 최소 20m∼최대 약 380m까지로 측정되었다.

후속연구

향후 연구 방향은 완구용 드론의 실제 고도 테스트와 충격량 테스트를 통한 완구용 드론의 안전기준 제정을 위한 자료 구축을 할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	드론은 어느 분야에서 활용되고 있는가?	방재, 배송, 감시, 정찰 등 다양한 산업 분야에서 드론의 활용을 위한 많은 검증을 하고 있다[1]. 현 상황을 보여주듯이 국내외의 여러 경제 분석에서도 드론 시장이 날로 성장할 것이라는 예측을 하고 있다.
	완구/취미용 드론의 사고 예시는 어떤 것이 있나?	05) 동안 40여 건의 사고가 접수되었으며, 매년 증가 추세에 있다[4]. 완구/취미용 드론 및 헬기 대상이며 사고내용으로는 프로펠러 등 드론과의 충돌, 배터리 폭발 및 발화, 드론 추락 및 오작동 등이 있다[4]. 드론 사고 중에서 드론 충돌과 추락 및 오작동이 전체의 약 78%를 차지하고 있어 조종자를 포함한 인적/물적 피해가 발생하고 있다[5-6].
	KC와 CE 인증을 받고 국내에서 판매되고 있는 20종의 완구용 드론의 비행가능 시간범위와 조종 가능 거리는?	본 연구에 사용된 완구용 드론은 KC와 CE 인증을 받고 국내에서 판매되고 있는 20종을 사용하였으며, 비행시간 및 조종 거리 측정에 사용되었다. 비행이 가능한 시간 범위는 최소 3분~최대 12분까지로 측정되었으며, 조종 가능한 거리는 최소 20m~최대 약 380m까지로 측정되었다. 따라서 완구용 드론의 전파출력에 대한 샘플링 검사를 통한 제품 안전성 확보가 필요하며, 한계 비행거리를 넘었을 때는 자동으로 고도를 낮추거나 호버링을 하는 알고리즘 탑재가 필요하다.

참고문헌 (20)

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S. H. Jung & H. S. Kim. (2017). Autolanding mission planning of the IT convergence hoverable UAV. Journal of the Korea Convergence Society, 8(6), 9-16.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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