경비업무를 효율적으로 수행하기 위한 드론(쿼드콥터)의 비행특성에 관한 연구

A Study on the Flight Characteristics of Drones (Quadcopters) for Efficient Security Work

최근 4차산업의 발달과 더불어 드론에 관한 연구 및 활용 분야에 관심이 커지는 추세이다. 드론은 물리 보안, 군사, 교통안전, 실종자 수색, 치안, 방송 통신, 물류, 농업 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 드론을 이용한 경비업무는 다양한 장점이 있다. 그러나 드론으로 장시간 경비업무를 하는 데에는 배터리 용량으로 인해 비행시간에 한계를 가진다. 본 연구에서는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 드론이 비행을 하는데 영향을 주는 드론의 질량과 비행 각도에 따른 비행시간, 비행거리, 비행 속도와 같은 비행 특성들과의 관계를 알아보았다. 연구 결과 드론의 질량이 작을수록 비행시간은 증가하고 비행 각도가 0°일 때 비행시간이 가장 길었으며, 비행 각도가 증가할수록 비행시간이 짧아지는 반면에 속도는 2차 곡선으로 증가함을 알 수 있다. 또한, 비행 각도가 0°~30°사이에서는 비행거리가 급격히 증가하다가 비행 각도가 30°일 때 드론은 최대거리를 비행하였고 이후에는 비행거리가 급격히 감소함을 알 수 있었다. 이는 넓은 지역 경비를 위해서는 비행 각도를 30°로 비행하는 것이 가장 최적이고, 특정 경계 지역으로 드론을 급파시킬 때는 비행 각도를 30이상 유지하면서 비행하는 것이 빠른 시간에 드론을 이동시킬 수가 있다. 이와 같은 연구 결과를 적절하게 응용하여 드론을 운영한다면 향후 경비업무에 더욱 효율적인 방법으로 드론을 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Recently, with the development of the 4th industrial revolution, there is a growing interest in the research and use of drones. Drones are used in various fields such as physical security, military, transportation safety, missing person search, public security, broadcasting and communication, logistics, and agriculture. Security work using drones has various advantages. However, long-term security work with drones has limitations in flight time due to battery capacity. In this study, we investigated the relationship between flight characteristics such as flight time, flight distance, and flight speed according to the mass and flight angle of the drone that affect the drone's flight through computer simulation. As a result of the study, the smaller the mass of the drone, the greater the flight time, and the longest flight time was when the flight angle was 0°. As the flight angle increased, the flight time became shorter, while the speed increased in a quadratic curve. Additionally, when the flight angle was between 0° and 30°, the flight distance increased rapidly. When the flight angle was 30°, the drone flew the maximum distance, and after 30°, the flight distance rapidly decreased. For guarding a wide area, it is optimal to fly at a flight angle of , and when dispatching a drone to a specific border area, flying it while maintaining the flight angle above allows the drone to be moved quickly. If these research results are appropriately applied and drones are operated, it is expected that drones will be able to be used in a more efficient way for security work in the future.