초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
고중량 소화탄의 탑재가 가능하고 수요기관 요구사항이 반영된 무인비행장치 기반 산불 대응 체계 기술개발
전체 내용
◯ 30kg 이상의 Payload 및 산림-산악지역에서 운용 가능한 고중량 산업용 드론 플랫폼 개발
◯ 산불 유무 및 발생 위치의 자동 분석이 가능한 영상처리 기술 개발
◯ 드론 자율주행(충돌 회피) 및 주행 보조(충돌 방지 및 착륙유도) 기술 개발
◯ 센서 고장 시 고장 경고 시스템 개발
◯ 영상내 지정 위치로의 드론 유도기술 개발
◯ 원

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
고중량 소화탄의 탑재가 가능하고 수요기관 요구사항이 반영된 무인비행장치 기반 산불 대응 체계 기술개발
전체 내용
◯ 30kg 이상의 Payload 및 산림-산악지역에서 운용 가능한 고중량 산업용 드론 플랫폼 개발
◯ 산불 유무 및 발생 위치의 자동 분석이 가능한 영상처리 기술 개발
◯ 드론 자율주행(충돌 회피) 및 주행 보조(충돌 방지 및 착륙유도) 기술 개발
◯ 센서 고장 시 고장 경고 시스템 개발
◯ 영상내 지정 위치로의 드론 유도기술 개발
◯ 원격제어 및 실시간 영상처리(전송, 저장)를 위한 하드웨어/소프트웨어 개발
◯ LTE, 5G 통신망을 이용한 실시간 영상 스트리밍 기술 개발
◯ 통신망을 이용한 2대 이상의 드론 원격 제어 기술 개발
◯ GIS 기반 산불발생 현황 시각화 시스템 개발

1단계
목표
고중량 소화탄 탑재 및 자율 임무수행이 가능한 시스템 개발
내용
○ 고중량 기본 드론 플랫폼 개발
○ 카본 부품 및 메탈 설계
○ 영상 이미지 처리를 통한 화재 발생 지점의 국지화 소프트웨어 개발
○ 소화탄 자동 투하 기초 알고리즘 개발
○ 드론비행 제어, 영상 제어(이미지 저장, 실시간 전송)를 위한 드론내 고성능 임베디드 컴퓨터 탑재
○ LTE, 5G 통신망을 이용한 드론 영상 스트리밍 기술 개발
○ LTE, 5G 통신망을 이용한 드론 원격 제어 기술 개발
○ 드론 촬영용 소형 EO/TIR 장비 선정 및 탑재
○ 드론 촬영용 소형 LIDAR 장비 선정 및 탑재
○ 인공지능 드론 제어를 위한 빅데이터 수집
○ 산악지형 3D 비행경로 생성을 위한 고도-GPS 연동 DB SW 구축

2단계
목표
수요기관 요구사항이 반영된 시스템 개발
내용
○ 고중량 산업용 드론 제작
○ 대용량 배터리 운용 플랫폼 개발
○ 임무장비 시스템 개발(고중량 소화탄 탑재 시스템, LED 조명시스템, 폴딩암 시스템)
○ 드론 주행 보조 기술 개발
○ 드론 자율 주행 기초 기술 개발
○ 착륙 지점 정밀 유도기술 개발
○ LTE 통신망을 이용한 드론 영상 스트리밍 기술 개발
○ LTE 통신망을 이용한 드론 원격 제어 기술 개발
○ 다중센서(실화상/열화상/라이다) 데이터 연계 분석 기술 개발
○ 일반영상 및 열화상 영상 동시 분석
○ 고도-GPS 데이터기반 Integrated Stacking Map
○ 고도-GPS 연동 기반 산불발생 현황 시각화 시스템 개발

3단계
목표
무인비행장치를 활용한 산불 대응체계 기술개발
내용
○ 내풍성에 최적화된 캐노피 제작
○ 제어 체계와의 통합연동테스트 및 개선
○ 소화탄 투하 시스템 개발
○ 다양한 시험성적서 발행과 인증 테스트
○ 산림 화재 특화형 드론 자율 주행기능 개발
○ 센서 고장 시 고장 알림 및 대응 소프트웨어 개발
○ LTE 통신망을 이용한 드론 영상 스트리밍 기술 개발
○ LTE 통신망을 이용한 드론 원격 제어 기술 개발
○ 드론 LTE 전파특성 시뮬레이션 방안 연구
○ 개발된 플랫폼을 바탕으로 무인비행장치 산불 대응 체계 연구

연구개발성과
◯ 조달청 우수조달물품 등록
◯ 고성능 임베디드 컴퓨터, 열화상카메라, 카메라, 라이다, 통신모듈, 소화탄이 탑재되며, 수요기관 요구도를 충족하는 고성능 드론 기체 개발
◯ 30kg급 소화탄 탑재형 산불 대응 임무용 무인비행체시스템 개발
- 비행속도 : ≥ 17 m/s (최소 12m/s의 풍속에서의 속도기준)
- 운용고도 : ≥ 150m
- 체공시간 : ≥ 24min (임무반경 5km를 기준으로 최소 10m/s 속도로 왕복할 수 있는 시간)
- 임무중량 : ≥ 30kg(30kg 소화탄 탑재능력)
- 임무반경 : ≥ 5km
- 제자리비행/수직이착륙 기술/자동복귀/장애물감지/통신두절대응/자동경로비행
◯ 운용편의성 및 휴대성을 고려한 지상제어장치 개발
◯ 화재 자동 감지 및 모니터링, 자율주행, 충돌방지, 소화탄 자동 투하 기능이 포함된 인공지능 드론 제어 소프트웨어 개발
◯ 다수기 제어, 관제, 현장 모니터링을 위한 지상 관제시스템 및 소프트웨어 개발

연구개발성과 활용방안 및 기대효과
◯ 고중량 드론 플랫폼과 인공지능 기반 비행제어 기술이 결합된 무인항공기 기반 산불 대응 체계 시스템의 제품화에 직접적으로 활용될 예정임
◯ 본 과제를 통해 개발될 드론 플랫폼 기술 및 제어 기술을 조달청 우수제품에 등록하여, 공공기관에 조달 및 활용할 계획이며, 이를 기반으로 다른 임무수행이 가능한 신제품 개발에 활용할 예정임
◯ 본 과제를 통해 개발될 드론 기술을 활용하여 화재 방향 예측, 화염 확산 방지선 확정 기술 등을 개발하여 화재 영상 송수신 및 구호 물품 운송 등을 수행할 수 있는 다목적 드론개발 및 신사업 창출이 기대됨
◯ 국내에 부족한 산불 감시 및 대처를 위한 인공지능 감시-드론제어 원천기술을 확보함으로써, 국가 기술적 경쟁력 향상이 기대됨
◯ 본 과제에서 개발될 LTE, 5G 통신망 기반 다수 드론 제어기술 개발을 통해 드론 운용을 위한 인건비 및 안전성 향상 효과가 기대됨. 또한 LTE, 5G 통신 인프라를 드론으로 확장함으로써, 다양한 드론 서비스를 창출할 수 있는 기반이 마련됨
◯ 본 과제를 통해 미래 유망기술인 드론과 인공지능 기술의 융합기술을 개발함과 동시에 박사급 융합형 전문인력 양성이 기대됨

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 9
• 2) 연구개발과제의 년차별 목표 ... 10
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 18
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 43
• 1) 연구수행 결과 ... 43
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 43
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 90
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 108
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 125
• 2) 목표 달성 수준 ... 126
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 127
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 127
• 2) 자체 보완활동 ... 127
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 127
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 127
• 6. 연구개발성과 관리 및 활용 계획 ... 128
• 끝페이지 ... 133