초기 산불 감지 및 진압을 위한 자율비행 드론 시스템

본 과제는 등산로 등 인재 발생 가능성이 높은 구역에서 초기 불씨를 조기에 탐지하고, 자율비행 드론이 현장으로 이동해 화재를 확인한 뒤 소화재를 투하하는 산불 초기 대응 시스템을 개발하는 것을 목표로 한다. 기존 산불 대응 드론이 이미 크게 확산된 화재의 정찰이나 진화 지원에 주로 활용되는 것과 달리, 본 시스템은 대형 산불로 번지기 전 작은 불씨 단계에서 선제적으로 개입하는 데 초점을 두었다. 지상 감시장치는 적외선 센서 등을 통해 화재 의심 상황을 감지하고 LoRa 통신으로 위치 정보를 드론에 전달한다. 드론은 미리 설정한 웨이포인트를 따라 자율 이동하며, 비행 중 ToF 거리센서를 이용해 장애물을 회피한다. 목표 지점에 도착하면 RGB 카메라와 열화상 센서로 화재 여부를 재확인하고, 화재로 판단될 경우 소화재 투하 장치를 작동시킨다. 비행제어기는 자세 안정화와 모터 제어를 담당하고, Raspberry Pi는 통신, 센서 처리, 임무 판단을 수행하도록 기능을 분리하였다. 또한 ArduPilot SITL과 Gazebo 환경에서 화재 신호 수신부터 이동, 회피, 확인, 투하까지의 전체 임무 흐름을 사전에 검증하여 실제 기체 적용 전 시행착오와 안전 위험을 줄이고자 하였다. 센서 입력과 임무 수행 기능은 모듈화하여 시뮬레이션 환경과 실제 하드웨어 환경 사이의 전환이 가능하도록 구성하였다. 본 시스템은 모든 산림을 고밀도로 감시하기보다 등산로와 쉼터 등 인재 위험이 높은 구역에 감시장치를 선택적으로 배치함으로써 구축 및 유지 비용을 줄일 수 있다. 향후 화재 인식 정확도 향상과 다중 드론 관제 기능을 추가하면 산불 감시, 현장 확인, 초기 대응을 통합한 산림 안전 관리 시스템으로 확장할 수 있다.