초록 ▼

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- OIS 5X 줌/초광각 카메라 모듈 개발
- 지능형 비행(자동객체추적/장애물회피/자동회귀) 고속신호처리 모듈개발
- 지능형 비행기술 및 실시간 하드웨어 IP 개발/드론탑재
: 스테레오영상(깊이정보) 및 다중센서 기반 고정밀 장애물 검출 기술 개발
: 영상(장면인식) 및 다중센서 기반 고정밀 자동회귀 기술 개발
: 영상(다중영상 특징량) 기반 고정밀 객체추적 기술 개발
: 가속 하드웨어 IP 개발

□ 개발내용 및 결과
1-1. 8Mp 5X

3. 개발결과 요약
□ 최종목표
- OIS 5X 줌/초광각 카메라 모듈 개발
- 지능형 비행(자동객체추적/장애물회피/자동회귀) 고속신호처리 모듈개발
- 지능형 비행기술 및 실시간 하드웨어 IP 개발/드론탑재
: 스테레오영상(깊이정보) 및 다중센서 기반 고정밀 장애물 검출 기술 개발
: 영상(장면인식) 및 다중센서 기반 고정밀 자동회귀 기술 개발
: 영상(다중영상 특징량) 기반 고정밀 객체추적 기술 개발
: 가속 하드웨어 IP 개발

□ 개발내용 및 결과
1-1. 8Mp 5X Zoom Camera Module 제작 평가 및 신뢰성
- Sony IMX298 (1/2.8“, 8Mega Pixel Crop)
1) Camera Board
- ISP : TMS320DM385(TI)
- Image Sensor : Sony IMX298 16MP
- Zoom Lens Control(Zoom 배율 : x5)
- OIS연동
- Zoom/AF연동 제어
2) Camera Board Function
- Front Stereo/ Rear Camera
- Image Sensor 드라이버 개발
- MIPI-CSI2 to Parallel Bridge 드라이버 개발
- Auto Exposure/White Balance 알고리즘 최적화
- Left/Right Camera 동기화
- Stereo/Mono 카메라 개별 제어
- HDMI Transmitter 드라이버 개발

1-2. 16Mp 190도 Camera Module 제작 평가 및 신뢰성
- Front Stereo, Rear Camera Module
- Sony IMX298 (1/2.8“, 16Mega Pixel)
1) Camera Module 설계 및 제작
2) Camera Board
- Front Camera Board, Rear Camera Board
- ISP : EN773A(Eyenix) 2EA
- Image Sensor : Sony IMX298 16Mp
- Image Output : HDMI(1080P30)
- Stereo Format : Left/Right 별도 출력
3) Camera Board Function
- Front Stereo/ Rear Camera
- Image Sensor 드라이버 개발
- MIPI-CSI2 to Parallel Bridge 드라이버 개발
- Auto Exposure/White Balance 알고리즘 최적화
- Left/Right Camera 동기화
- Stereo/Mono 카메라 개별 제어
- HDMI Transmitter 드라이버 개발
- Digital Zoom 기능 구현
4) L/R Synchronization
- Image Sensor Master/Slave 구현
- Video Output Master/Slave 구현

1-3. Camera Platform, ISP Tuning 및 통합 개발
- Front Stereo Camera Image Output Test
- Rear Camera Image Output Test
- AE (Auto Exposure)
- WB (White Balance)
- Image Sync (Master/Slave)
- Color Tracking

2-1. OIS 채용 8Mp 줌 렌즈 고도화
- 8Mega 줌렌즈 구동력 측정 및 성능 개선
- 경통 체결 압력에 따른 Tilt 측정 및 개선
- FPCB SMT부 내구성 강화(보강판 추가를 통한 강도 향상)
- 8Maga 줌렌즈 내구성 강화(외부 충격 및 진동 완화 방안 모색 및 적용)
- 금형 코어의 DLC 표면처리 공정 최적화 및 비구면 유리 렌즈 성형 공정 안정화
- 비구면 유리 렌즈 AR 코팅 공정 최적화

2-2. 16M 190도 고정초점 초광각 렌즈 고도화
- 기구물 Barrel 및 Spacer4 신규 설계 및 수정 제작
- 방수 기능을 위한 Cap과 Barrel의 설계 및 현합 수정 제작
- IR 필터 설계 및 적용

2-3. 렌즈모듈의 방수 안정화
- 비구면 유리 렌즈 형상 최적화
- 방수 test 진행(IPX9K, 자동차부품연구원)

3-1. 8Mp 줌렌즈용 OIS/IRIS 설계수정 및 고도화
1) 설계 변경 사항 적용 : IRIS HOOK부, Blade Touch부
2) Apperture Film 형합시 편심발생방지를 위한 Guide 추가 설치
변경 후 효과 : Open구경이 아주 작아졌을 때의 구경의 편차 최소화
3) OIS
- IRIS 구동시 Arm Lever에 의한 Touch방지를 위한 Cover부 살 제거.

4-1. 하드웨어 IP 성능 고도화
- 정확도 향상(목표 90% 이상)을 위한 하드웨어 IP 수정 설계/검증
- 처리속도 유지(목표 30fps 이상)를 위한 하드웨어 IP 수정 설계/검증

4-2. 임베디드 SW 라이브러리 제작
- Embedded SDK 제작
- MPSoC 개발

4-3. 하드웨어 IP 및 임베디드 SW 통합 검증
- 통합 검증 시스템 구성
- Lab Test 통합 검증

4-4. 하드웨어 IP 및 임베디드 SW 라이브러리 무인기 탑재 시험
- 무인기 탑재 시스템
- 객체추적 Test
- 장애물 검출 Test
- 자동회귀 Test
- 시험 결과 기반 설계 개선 및 재검증

4-5. ASIC 가상 프로토타이핑
- 객체추적/자동회귀 IP 합성 결과 확인
- 장애물검출 IP 합성 결과 확인
- 장애물 검출 IP 합성

5-1. FPGA 보드 최적화
- 장애물 검출용 FPGA 플랫폼 최적화 설계 및 제작

5-2. 멀티카메라 모듈 및 충돌방지 탑재용 멀티콥터 제작
- 전방 카메라, 스테레오 카메라, 후방 카메라 등 멀티 카메라 모듈 탑재 공간을 고려한 멀티콥터 제작

5-3. 카메라 짐벌 시험
- 전방 카메라, 스테레오 카메라, 후방 카메라 등 멀티 카메라 모듈 탑재 공간을 고려한 멀티콥터 제작

5-4. 모듈탑재 및 시험

5-5. 무인기 운용 시험
- 카메라 성능 및 지능형 비행 모듈 성능 확인을 위하여 200sortie 이상 무인기 운용 시험 수행
- 16Mp Sensor 카메라 모듈 탑재 시험 완료 (2018년 10월)
- 5X Zoom 8Mp Sensor 카메라 모듈 탑재 시험 완료 (2018년 10월)
: 줌 기능 및 지상 영상 수신 확인

5-6. 드론 기체 개발 및 성능 평가 테스트
- 비행 시간 및 최대 속도 등 드론 성능 평가 수행 (자체 시험)
- 비행 시간 : 20분 이상
- 비행 속도 : 50km 이상

□ 기술개발 배경
세계 수준 대비, 국내 중·대형 무인기용 자율 비행 기술이 우위에 있으며 스마트 카 및 지능형 로봇에서의 지능형 주행 기술 개발을 통해 기술력이 상당히 축적되어 있어 해당 기술 개발의 성공 및 시장 선점 가능성이 매우 높다.
또한, 국내 반도체 설계 능력이 세계 수준 대비 매우 우수하여 관련 지능형 비행 기술의 하드웨어 IP화를 통한 고속화·소형화·저전력화를 통해 중·소형 무인기에 고성능 지능형 비행 기술 탑재가 가능할 것으로 예상됨.
본 과제에서는 이러한 시장 요구조건을 만족하고 고부가가치 부품인 무인기 비행환경에 특화된 ‘OIS(Optical Image Stabilization) 5X 줌/초광각 카메라 모듈’과 ‘지능형 비행용 고속신호처리 하드웨어 IP 및 모듈“ 개발이 목표임.
OIS 5X 줌 탑재를 통해 무인기 전용 카메라 모듈에 독보적인 기술경쟁력을 부여할 수 있고 이를 통해 시장 생태계 형성 시기에서 국내 업체의 세계시장 선점을 가능하게 할 것으로 기대된다. 또한, 중국에 밀려 고전하고 있는 국내 팹리스 기업들에게 지능형 비행용 하드웨어 IP/모듈의 기술이전을 통해 신규 시장 창출·성공진입이 가능하게 할 것으로 기대된다. 더 나아가 위 두 모듈 개발을 통해 국내 무인기 완성업체들의 동반 성장까지 기대됨.

□ 핵심개발 기술의 의의
수요기업 및 무인기 장착시 카메라의 요구조건을 만족하고 고부가가치 부품인 무인기 비행환경에 특화된 ‘OIS(Optical Image Stabilization) 5X 줌/초광각 카메라 모듈’과 ‘지능형 비행용 고속신호처리 하드웨어 IP 및 모듈“개발을 수행함.

□ 적용 분야
- 무인기 비행 환경에 특화된 카메라의 요구 증가
- 기존 일반 액션캠을 이용한 영상촬영 등을 수행하는 환경에서, 자체 개발한 고성능, 고기능 카메라의 적용 확대 검토 및 성능 평가 진행

(출처 : 초록 - 3. 개발결과 요약 6p)