초록 ▼

□ 연구목적
○ 본 과제는 재난 및 소방현장에서 소방관의 안전 확보와 생존자 구출에 적합한 소방 환경(구조 및 구급대원용) 스마트 소방헬멧을 개발한다
○ 재난 및 산업용 환경의 방수, 방열 등의 열악한 환경에서도 사용 가능한 고기능성 하우징 기술과 센서기술, 통신기술을 적용하고, 최종적으로 센서복합통신모듈을 소방헬멧에 통합하여 재난 및 구조 환경에 적합한지 검증함으로써 개발 요소들의 신뢰성, 확장성과 안전성을 확보한다.
○ 최종적으로 소방관의 개인안전을 확보하고, 동시에 구조구급 현장에서 구조활동의 효율을 높이기 위

□ 연구목적
○ 본 과제는 재난 및 소방현장에서 소방관의 안전 확보와 생존자 구출에 적합한 소방 환경(구조 및 구급대원용) 스마트 소방헬멧을 개발한다
○ 재난 및 산업용 환경의 방수, 방열 등의 열악한 환경에서도 사용 가능한 고기능성 하우징 기술과 센서기술, 통신기술을 적용하고, 최종적으로 센서복합통신모듈을 소방헬멧에 통합하여 재난 및 구조 환경에 적합한지 검증함으로써 개발 요소들의 신뢰성, 확장성과 안전성을 확보한다.
○ 최종적으로 소방관의 개인안전을 확보하고, 동시에 구조구급 현장에서 구조활동의 효율을 높이기 위해 필요한 첨단 안전 시스템 기술을 개발한다.

□ 연구내용
○ 대원간, 현장지휘부간 안정성 있는 송수신 기술 개발
○ 스마트헬멧 센서 관련 특허 기술
○ 스마트헬멧 구동 및 통신용 소프트웨어 개발
○ 소방대원 USN 통신모듈 개발
○ 개발된 시제품의 임상적 적용
○ 스마트헬멧 연동 드론 제어기술 개발
○ 열환경(내열 NFPA 전자장비 내열기준 클래스 고려)
○ 방수성(IP55이상)
○ 열화상 등 영상 디스플레이 기능 개발
○ 헬멧 세척기 개발

□ 기대효과 및 활용방안
○ 본 연구에서 개발된 구조용 스마트헬멧은 국내인증 및 검증과, 유럽인증(CE),외국의 선급(MED)등 여러 인증기관의 형식을 취득하여 소방 및 구조활동을하는 사용자에게 공급할 계획을 가지고 있으며, 그 밖에 소방․구조 겸용의 다기능 구조의 헬멧이 필요한 곳에 인증을 취득할 예정임
○ 본 과제를 통해 개발된 소방관 위치 추적 및 추적 관리 경로 구성 기술은 종래의 재난망 기반의 재난 구조 요원 관리 기술과 결합하면, 실시간 위치기반서비스에 다양하게 활용될 것으로 기대됨
▪ 지휘 센터에서의 재난 요원 실시간 관리 서비스가 어려웠던 재난 및 산업안전분야의 시장 진출 가능
▪ 환경의 제약 조건에 따라 SW 기반으로 실외 위치기반 서비스 창출에 기여
○ 재난안전 분야뿐만 아니라 열악하고 제한적인 통신환경에서도 Seamless하고 신뢰성 있는 서비스 제공
▪ 통신환경이 열악한 분야에 활용하기 위한 신뢰성 있는 무선 전송 기술 개발로 기존 서비스가 어려웠던 분야(재난분야, 열악한 제조환경, 폐쇄적 환경 등)의 시장 진출 가능
▪ 통신환경의 제약 조건에 따라 SW 기반으로 유연하게 연결 및 트래픽 처리하는 기술 개발로 고부가가치 서비스 창출
○ 스마트헬멧에서 SW 체계 기술을 사용함으로써 다양한 서비스 분야에 적용이 가능하며, 특히 재난안전 분야는 특화된 서비스로 활용이 용이함
▪ 스마트헬멧의 SW 체계 기술의 부재로 인해 각 서비스 분야별 각기 다른 플랫폼을 사용함에 따라 새로운 시장 창출이 어려움
▪ 스마트헬멧 SW 체계 기술을 재난안전 분야 SW 기술 융합에 활용하여 관련 파생 기술 및 서비스 창출에 기여
○ 국방, 산업현장에서 근거리통신을 활용한 융합기술을 통해 새로운 가치창출가능
▪ 전파 음영지역 또는 산악지역에서 군사훈련 및 전투 시에 근거리 통신을 활용한 원활한 작전 수행 및 인원 및 자원 통제 시스템에 활용
▪ 공장 또는 산업 현장에서 근로자의 위치 및 상태 확인을 위한 시스템에 활용

(출처 : 초록 5p)

Abstract

Ⅳ. Conclusions
1. Development of bio-signal sensing technology for firemen
2. Development of smart helmet communication technology
3. Development of smart helmet multimedia processing technology
4. Design of lightweight smart helmet

(출처 : SUMMARY 14p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 5
• 요 약 문 ... 8
• SUMMARY ... 11
• 목차 ... 15
• 그림목차 ... 18
• 표목차 ... 27
• 제 1 장 서 론 ... 28
• 1.1 연구개발 개요 ... 28
• 1.2 국내·외 연구 현황 ... 30
• 1.2.1 현재 연구개발의 수준 및 동향 ... 30
• 1.2.2 국내·외 기술 현황 및 전망 ... 40
• 제 2 장 연구개발 목표 및 내용 ... 43
• 2.1 연구개발 최종 목표 ... 43
• 2.1.1 과제 최종 목표 ... 43
• 2.1.2 참여기관별 목표 ... 44
• 2.2 2차년도 연구개발 목표 및 내용 ... 46
• 제 3 장 소방관용 스마트헬멧 요구사항 분석 ... 51
• 3.1 스마트헬멧 요구사항 분석 ... 51
• 3.2 스마트헬멧 시스템 구조 ... 54
• 제 4 장 지능형 센싱 및 위치추적 기술 개발 ... 56
• 4.1 지능형 센싱 모듈 개발 ... 56
• 4.1.1 스마트헬멧 연동 생체신호 측정기술 개발 ... 57
• 4.1.2 요구조자 생체신호 모니터링 기술 개발 ... 62
• 4.2 소방관 안전을 위한 위치 추적 기술 개발 ... 64
• 4.2.1 GPS를 이용한 소방대원 위치추적 기술 ... 64
• 4.2.2 관성센서를 이용한 소방대원 동작 감지 기술 ... 66
• 4.2.3 드론 카메라 연동 기술 ... 66
• 4.3 스마트헬멧 안테나 기술 ... 70
• 4.3.1 이중대역 Wi-Fi 안테나 설계 ... 70
• 4.3.2 FDD 방식 단일대역 LTE 안테나 설계 ... 72
• 4.3.3 안테나 제작 및 측정 ... 73
• 제 5 장 정보처리 SW 플랫폼 기술 개발 ... 77
• 5.1 스마트헬멧 정보처리 SW 체계 ... 77
• 5.1.1 스마트헬멧 소프트웨어 개념 구조 ... 77
• 5.1.2 스마트헬멧 SW 플랫폼 및 관리 기능 (수집, 분석, 처리, 전달) ... 78
• 5.2 스마트헬멧 정보처리 SW 시험 ... 82
• 5.2.1 소프트웨어 시험항목 도출 ... 82
• 5.2.2 소프트웨어 시험 시나리오 ... 83
• 제 6 장 통신 및 UI/UX 기술 개발 ... 92
• 6.1 스마트헬멧 통신기술 개발 ... 92
• 6.1.1 센서 구동 및 통신용 소프트웨어 개발 ... 92
• 6.1.2 통신 안테나 모듈 정합 및 시험 ... 98
• 6.1.3 헬멧 및 이동 관제간 통신 및 장치 네트워킹 기술 구현 및 시험 ... 104
• 6.2 멀티미디어/디스플레이 기술 개발 ... 107
• 6.2.1 스마트헬멧 탑재 디스플레이 개발 ... 107
• 6.2.2 스마트헬멧 연동 드론 카메라 제어기술 개발 ... 129
• 제 7 장 스마트헬멧 플랫폼 개발 ... 132
• 7.1 스마트헬멧 디자인 ... 132
• 7.1.1 디자인 개발 ... 132
• 7.1.2 사용자 평가 (구조대원 좌담회) ... 145
• 7.2 스마트헬멧 플랫폼 제작 ... 151
• 7.2.1 스마트헬멧 플랫폼 기구설계 ... 151
• 7.2.2 스마트헬멧 쉘 금형설계 및 제작 ... 158
• 7.3 헬멧 내장재 제작 및 평가 ... 163
• 7.3.1 헬멧 내장재 타공 후 평가 ... 163
• 7.4 헬멧 세척기 개발 ... 165
• 7.4.1 세척기 현황 ... 165
• 7.4.2 헬멧 세척기 컨셉 디자인 ... 169
• 7.4.3 세척기모드 요구사항 분석 및 설계 ... 172
• 7.5 KFI 인정기준 시험평가 ... 174
• 7.5.1 KFI 인정기준 성능시험 ... 174
• 제 8 장 위탁연구 수행 내역 ... 175
• 8.1 스마트헬멧을 위한 생체정보 기술 기준 연구 ... 175
• 8.1.1 구조현장의 생체정보 확보를 위한 실험 ... 175
• 8.1.2 헬멧 착용 불편요소 도출, 개선방안 제시 ... 190
• 8.1.3 헬멧 착용 검사 프로토콜 ... 191
• 8.1.4 학회 발표 성과 ... 193
• 8.2 소방관용 스마트헬멧 인증 기준(안) 제시 ... 195
• 8.2.1 구조용 소방헬멧 시험기준(안)-구조체 부분 ... 195
• 8.2.2 스마트 소방헬멧 KC 인증 추가 ... 213
• 8.2.3 소방관용 스마트헬멧 제품인증 ... 214
• 참고문헌 ... 215
• 끝페이지 ... 215