초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 기존의 접근경보시스템(Proximity Warning System)이 가지고 있는 한계를 극복하고, 건설장비 조종원의 가시성을 향상시켜 장비 주변의 사각지대를 실시간으로 정확히 모니터링 할 수 있는 인공지능 기반의 영상인식 플랫폼 기술 개발을 목표로 함.
- 학습 데이터셋 5종 이상 (객체당 5,000건 이상)
- 객체 탐지 정확도 92% 이상(F1 Score 기준)
- 최대 인식거리 7m 이상, 범위 360도
- 고온신뢰성 75℃, 소비전력 15W 이내<

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
○ 기존의 접근경보시스템(Proximity Warning System)이 가지고 있는 한계를 극복하고, 건설장비 조종원의 가시성을 향상시켜 장비 주변의 사각지대를 실시간으로 정확히 모니터링 할 수 있는 인공지능 기반의 영상인식 플랫폼 기술 개발을 목표로 함.
- 학습 데이터셋 5종 이상 (객체당 5,000건 이상)
- 객체 탐지 정확도 92% 이상(F1 Score 기준)
- 최대 인식거리 7m 이상, 범위 360도
- 고온신뢰성 75℃, 소비전력 15W 이내
- 위험요인 인식 속도 0.4s 이하

◼ 전체 내용
○ 고객의 요구사항
- 본 연구에서는 사업화를 진행하면서 다양한 수요처의 요구사항을 분석하여 기술개발을 추진.
- (애로사항) 기존 GPU 적용으로 성능은 좋으나 고온성능 및 가격경쟁력 저하
- (애로사항) 다양한 환경의 학습데이터셋 부족으로 객체탐지 정확도 부족
- (고객니즈) 2채널 카메라 사용으로 장비 커버리지 부족 및 작업자 접근 방향성 불가
- (고객니즈) 위험상황 관리 및 위치기반 통합관제 불가
○ 추가 기술개발 내용
- 산업현장에 적합한 내구성과 실시간성과 정확성을 확보하면서 전방위 탐지가 가능한 ① 인공지능 기반 객체탐지기술, ②경량화된 임베디드 시스템, ③위험상황 및 장비 Fleet 관리가 가능한 통신기술, ④ 인공지능 학습데이터셋 구축이 가능한 ⑤영상인식 플랫폼 개발을 추진

◼ 1단계
❏ 목표
- (Data) 건설현장 학습데이터셋 구축
- (SW) 인공지능 객체탐지 알고리즘 개발
- (HW) 영상인식 시스템 시제품 개발
- (HW) 통신단말기 시제품 개발
- (SW) 영상인식 플랫폼 시제품 개발
- 학습 데이터셋 3종 이상(객체당 5,000건 이상)
- 객체탐지 정확도 88%이상(사람, F1 Score 기준)
- 최대 인식거리 7m 이상, 범위 360도
- 고온신뢰성 60℃
- 위험요인 인식 속도 0.5s 이하
❏ 내용
[주관기관 영신]
○ 영상인식 플랫폼 시제품 개발
- 학습데이터 수집 및 재학습을 위한 모듈개발
- 영상인식 시스템 기반 건설장비 위험상황 관리 기능
- 장비 Fleet 관리시스템 개발
○ LTE 통신단말기 시제품 개발
- 위험 이벤트 정보수집 및 학습모델 업데이트 가능한 통신 단말기 개발
- LTE 기반 DATA 전송 통신단말 프로토콜 정의
○ 성능검증
- 인공지능 영상인식 시스템의 성능 평가 기준 및 신뢰성 시험 사양 정의
- 영상인식 시스템 자체평가
[공동연구기관 경우시스테크]
○ GPU 기반 4채널 영상인식 시제품 개발
- 4채널 영상입력 HW 설계변경
- GPU 기반 다채널, 다객체 인식 소프트웨어 기술 개발
- 채널 확장에 따른 기구구조 변경 및 설계
○ NPU 기반 4채널 영상인식 하드웨어 개발
- 다채널 영상인식을 위한 10W 이하 저전력 NPU 선정 (추론연산성능 8TOPS 이하)
- 다채널 영상인식을 위한 Peripheral 기능 정의
○ 영상인식 소프트웨어 기술 개발
- 모델 경량화 기술 개발을 위한 영상인식 전처리 알고리즘 개발
- NPU 기반 실시간 다객체 인식을 위한 최적화 알고리즘 개발
[공동연구기관 영신디엔씨]
○ 건설현장 학습데이터셋 구축
- 학습데이터셋 수집시 고려사항 검토 및 학습데이터셋 구축 프로세스 정립
- 근로자 1만장, 신호수 5천장, 장비 5천장 이상의 양질의 데이터셋 구축
❏ 산출물
- (Data)학습데이터셋 3종
- (HW)영상인식 시스템 시제품
- (SW)인공지능 객체탐지 알고리즘
- (HW) 통신단말기 시제품 개발
- (SW)영상인식 플랫폼 시제품
- 특허출원 1건 이상
- 학술지 논문게재 1건 이상
- 고용창출 2명 이상
- 자체 성능시험
- 공인기관 시험성적서
- 수요처 발굴 3건 이상
- 현장 실증계획 수립

◼ 2단계
❏ 목표
- (Data) 추가 학습데이터셋 구축
- (SW) 인공지능 객체탐지 알고리즘 고도화
- (HW) 영상인식 시스템 고도화 제품개발
- (HW) 통신단말기 제품개발
- (SW) 영상인식 플랫폼 제품개발
- 학습 데이터셋 2종 이상 추가(총 5종 이상)
- 객체탐지 정확도 92%이상(사람, F1 Score 기준)
- 최대 인식거리 7m 이상, 범위 360도
- 고온신뢰성 75℃, 소비전력 15W 이내
- 위험요인 인식 속도 0.4s 이하
❏ 내용
[주관기관 영신]
○ 영상인식 플랫폼 제품 개발
- 고객요구사항 반영 기능 및 UI/UX 개발
- 학습데이터 분류 기법 적용 수집 및 재학습 모듈 고도화
- 위치 기반 위험상황 및 FLEET 관리 고도화
○ 통신단말기 제품개발
- LTE기반 영상DATA 전송 단말기 연동기술 개발
[공동연구기관 경우시스테크]
○ NPU 기반 4채널 영상인식 하드웨어 개발
- HD급 이상 카메라 4-Ch입력 및 Low Latency 기술개발(MIPI CSI 2.0 Virture ID 기술 적용)
- 영상인식 성능 기준 최적화 하드웨어 개발
- 고온 신뢰성 확보 기구구조 개발 및 기구설계
- 위험요소 감지 이벤트 기반 학습용 영상 전송기술 개발
○ NPU 기반 4채널 영상인식 소프트웨어 개발
- NPU 기반 OS 플랫폼 검토 및 선정
- 최적 추론 모델 선정 및 경량화 기술 개발
- NPU 기반의 다객체 인식 기술 고도화
- 고해상도 LCD 적용에 따른 HMI(UI/UX) 개발
[공동연구기관 영신디엔씨]
○ 건설현장 학습데이터셋 추가 구축
- 장비 2종 + a(고객요구 Data수집)
○ 수요기업 POC 및 사업화 추진
- NPU기반 영상인식 플랫폼 실차 평가환경 구축 지원
❏ 산출물
- (Data) 추가 학습데이터셋 2종
- (HW)영상인식 시스템 제품개발 및 KC인증
- (SW)인공지능 객체탐지 알고리즘 고도화
- (HW) 통신단말기 제품 개발
- (SW)영상인식 플랫폼 고도화 및 SW등록 1건 이상
- 특허등록 1건 이상(특허등급지수 BBB이상)
- 학술지 논문게재 1건 이상
- 고용창출 2명 이상
- 공인기관 시험성적서 5건 이상
- 수요처 실증 1건 이상
- 성과홍보 1건 이상
- 사업화 매출 (당해연도 3억 이상)

□ 연구개발성과
○ 연구개발성과
- 全방위 위험요인 감지 인공지능 시스템 기술은 산업현장의 건설기계 장비, 산업차량, 상용자동차 등에 활용 산업재해 안전 사고율 감소
- NPU기반 학습모델 경량화로 고온신뢰성 및 가격경쟁력 확보
- 장비 커버리지 확대 및 작업자 접근 방향 개선

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 연구개발성과 활용계획
- 본 과제의 대상인 굴착기 뿐 만 아니라 유사한 작업환경을 갖고 있는 지게차, 휠로더, 크레인, 스키드로더, 트랙터, 이앙기 등에 광범위하게 적용할 수 있는 모듈화 하여 활용할 계획임.
○ 연구개발 기대효과
- (기술적) 학습 데이터 셋 자동분류 및 저장 기술개발은 관련 학습 데이터 셋 구축 시간, 비용 절감 및 인공지능 기반 추론 시스템의 인식정확도 향상에 기여
- (기술적) 건설현장 사용자 중심의 플랫폼 개발을 통해 시장 경쟁력을 확보하고 관련 기술 수입 대체 및 글로벌 시장 진출 가능성 확보
- (경제적) 인공지능기술을 활용한 영상인식 기술을 통해 건설기계로 인한 안전사고 발생 횟수를 줄이고 사회적 손실비용 절감
- (경제적) 국내 건설기계 안전산업 신시장 창출 (추정: 국내시장 약 30%(1,568억원) 국외시장 약 15%(5조원))
- (사회적) 산업현장에서 건설기계에 의한 충동 및 협착사고를 감소시킴으로써 안전한 작업환경을 조성하고, 사회적 비용을 절감하며, 노사관계를 향상시킬 뿐만 아니라 기업이미지를 제고

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• 1) 연구개발 대상기술 현황 ... 8
• 2) 연구개발과제의 최종 목표 ... 14
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 16
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 72
• 1) 연구수행 결과 ... 72
• 2) 목표 달성 수준 ... 103
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 103
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 104
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 105
• 1) 연구성과 총괄 ... 105
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 105
• 끝페이지 ... 107