초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
소방관 안전 및 헬스케어를 위한 화재재난안전 VIS-NIR-IR 시각강화 핵심기술 개발

◼ 전체 내용
- 화재 발생시 열악한 대기 환경에서 이미지 센서 데이터에 은닉된 시각 정보를 강화하고 및 가시화하는 알고리즘을 개발하고, 이를 실시간 시각화 프로세서로 구현하는 기술을 개발함
- 다양한 종류의 연기 상황(weak/strong, white/black smoke)에서 최적의 영상정보를 얻을 수 있는 투시 조명 기술을 개발함
- 저렴한 상용 센서 모듈을 활

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
소방관 안전 및 헬스케어를 위한 화재재난안전 VIS-NIR-IR 시각강화 핵심기술 개발

◼ 전체 내용
- 화재 발생시 열악한 대기 환경에서 이미지 센서 데이터에 은닉된 시각 정보를 강화하고 및 가시화하는 알고리즘을 개발하고, 이를 실시간 시각화 프로세서로 구현하는 기술을 개발함
- 다양한 종류의 연기 상황(weak/strong, white/black smoke)에서 최적의 영상정보를 얻을 수 있는 투시 조명 기술을 개발함
- 저렴한 상용 센서 모듈을 활용하여 생산 원가 및 양산 비용을 절감하면서도 다양한 소방환경에 시야확보 가능한 다중센서 융합 시각강화 기술을 개발함
- 잠재적 안전 및 건강 위협(열 스트레스)으로부터 소방관을 보호하기 위한 열스트레스 모니터링 기술을 개발함
- 최종 수요자인 소방청의 수요분석을 기반으로 소방 활동력을 저해하지 않는 범위에서 시각강화 기능을 제공할 수 있는 소방 Usability 기반 통합시스템 기능 및 구조를 도출함

◼ 1단계
❏ 목표
소방관 안전 및 헬스케어를 위한 화재재난안전 VIS-NIR-IR 시각강화 핵심기술 개발
❏ 내용
1차연도: 시각강화 시스템 모듈 설계 및 개념 검증
- 적외선 시각강화 알고리즘 및 프로세서 모듈 설계
- 투시 조명 개념 설계 및 요소 검증
- 적외선 연기투시 센싱 광학계 설계
- 소방관 안전 및 위험 분석을 위한 시각/생체 정보 정의 및 분석
- 시각강화 통합 시스템 설계
2차연도: 시각강화 통합 시스템 제작 및 성능 검증
- 다중센서 융합 시각강화 기술 개발
- 투시 조명 모듈 제작
- 적외선 투시센싱 모듈 최적화
- 카메라 이용 생체 정보 기반 안전 분석기술 개발
- 영상-조명 통합 시스템 개발
3차연도: 기술 고도화 및 현장 활용성 개선

[현장 활용성 개선 시작품 개발]
- 2차연도 1차 시작품에 대한 현장 활용성 장단점 분석 및 보완 설계
- 소방대원 활용성 개선을 위한 기구 설계 및 제작
- 소형화를 위한 통합 제어 회로 설계 최적화
- 장시간 운용을 위한 통합 제어 소프트웨어 안정화
- 실시간 이종센서 시각강화 영상처리를 위한 고효율 가속화 코드 개발
- 개선된 통합 시작품 제작 및 소방청 국립소방연구원 리빙랩을 통한 현장 활용 실효성 평가

[리빙랩을 통한 실화재 레퍼런스 데이터 확보]
- 농연 환경에서의 개발품의 시야확보 정성 평가 실시 및 레퍼런스 데이터 확보
- NIR 조명 화각에 따른 시각강화 효과 분석
- 초음파 ranging 모의 환경 평가 및 정밀화
- 화재 연기 및 매질에 대한 테라헤르츠파 주파수 응답특성 기초 데이터 확보

[직관적 가시화 기술 고도화]
- LWIR-광 영상 변환(image to image translation)을 위한 실내(indoor) 영상 데이터베이스 구축
- LWIR-광 영상 변환 알고리즘 문제점 분석 및 극복 방안 도출
- 시각강화 영상시스템 활용을 위한 실내 영상의 LWIR-광 영상 변환 전처리 및 추론 모델 설계
- 실시간 직관적 가시화 구현을 위한 알고리즘 경량화 전략 도출 및 하드웨어 사양 분석

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 다중센서융합 실시간 시각강화 핵심 기술을 개발하여 건축구조물 등 화재재난 현장에서 절실히 요구되는 원활한 시야 확보 가능
- 소방관 안전 확보, 요구조자 생명 보호, 소방 대응력 향상, 재난 감시에 기여
- 다양한 사회·자연재난, 재난의료 현장으로 확산 가능한 기반 기술을 구축

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 1. 연구개발과제 개요 ... 4
• ◯ 변화하는 재난관리 환경 - 재난현장의 영상정보 활용증가 ... 4
• ◯ 화재 현장의 시야확보 기술 개발 시급성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 (2차연도) ... 6
• ◯ 소방대원용 핸드헬드 시각강화 통합 시스템 개발 (국립소방연구원 공동) ... 6
• ◯ NIR 조사용 고균질 조명 소형화 설계 제작 및 평가 ... 7
• ◯ 저대조도 이종 영상의 자동 융합 시각강화 알고리즘 개발 ... 9
• ◯ 연기 농도 정량화 및 연기 농도별 NIR-LWIR 융합 시각강화 기술 적용 ... 12
• ◯ 짙은 농연 환경에서의 시각강화 기술 검증 ... 13
• ◯ 연기 환경 초음파 ranging 가능성 분석 ... 14
• ◯ 열스트레스 헬스케어 모니터링 기술 개발 ... 15
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 16
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 17
• 4. 다음 연도 연구개발계획 ... 19
• 1) 연구개발 목표 및 내용 ... 19
• 2) 국내외 관련 분야 환경변화 ... 20
• 3) 연구개발 추진전략 ... 21
• 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 22
• 5) 연구개발비 사용 계획 ... 23
• 6) 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 23
• 끝페이지 ... 24