초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
0.25㎢의 급변하는 지역에 대한 실시간 UAV 스테레오/열화상 영상 취득 및 1시간이내 딥러닝 변화탐지를 위한 다차원 공간데이터 구축 시스템 개발

◼ 전체 내용
◯ 스테레오/열화상 카메라가 탑재된 드론(UAV)을 이용한 급변화지역 실시간 영상 취득 기술 개발
◯ 급변화지역 1시간이내 딥러닝 변화탐지를 위한 다차원 공간데이터 생성 기술 개발
◯ 딥러닝 변화탐지 모델 생성
◯ 변화탐지용 딥러닝 모델 성능 검증
◯ 급변화지역 다차원 공간데이터 구

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
0.25㎢의 급변하는 지역에 대한 실시간 UAV 스테레오/열화상 영상 취득 및 1시간이내 딥러닝 변화탐지를 위한 다차원 공간데이터 구축 시스템 개발

◼ 전체 내용
◯ 스테레오/열화상 카메라가 탑재된 드론(UAV)을 이용한 급변화지역 실시간 영상 취득 기술 개발
◯ 급변화지역 1시간이내 딥러닝 변화탐지를 위한 다차원 공간데이터 생성 기술 개발
◯ 딥러닝 변화탐지 모델 생성
◯ 변화탐지용 딥러닝 모델 성능 검증
◯ 급변화지역 다차원 공간데이터 구축 시스템 개발
◯ 테스트베드 구축 및 현장 시범 적용

◼ 1단계[1차년도]
❏ 목표
◯ 급변화지역 주/야간 전천후 자율비행 드론개발
◯ 급변화지역 다차원 공간데이터 취득 장비 개발
◯ 변화탐지 대상 및 딥러닝 모델 선정
◯ 스테레오 카메라 정밀 조정 기술 개발을 위한 환경 구축
❏ 내용
◯ 급변화지역 주/야간 전천후 자율비행 드론개발
- 운용목적에 따른 요구사항 분석 반영 설계
- 안전 자율비행을 위한 Broad RTK GPS 적용
- 스테레오/열화상 카메라 전용 짐벌 제작
- 비행 안정화를 위한 캘리브레이션, 트림 진행
- 다중센서 동기화를 위한 FC 트리거 신호 체계 설계 적용
◯ 급변화지역 다차원 공간데이터 취득 장비 개발
- 드론 탑재용 정밀 RTK 기반 위치, 자세, 멀티영상(스테레오/열화상) 시각 동기화 기술 개발
- RTK GNSS 고정밀 위치, 자세 데이터 저장 및 전송을 위한 H/W 시제품 제작
- 멀티(스테레오/열화상)카메라 원격 제어 및 상태 모니터링 SW 개발
- 전천후 운영을 위한 방수, 방진 설계 및 기구 제작
◯ 변화탐지 대상 및 딥러닝 모델 선정
- 다차원 영상 이미지의 딥러닝 학습을 위한 최신 연구 동향 조사
- 일반적으로 사용되는 변화탐지 요구사항과 다차원 영상을 활용한 변화 탐지의 요구사항을 비교하여 적절한 매개변수 산출
- 기존에 사용되는 딥러닝 모델을 선적용하여 실제 데이터로 진행시 각 모델별 정확도 분류 및 비교
- 오픈 AI 모델의 아키텍쳐 분석
- 딥러닝 환경 구축을 위한 시스템 설계
◯ 스테레오 카메라 정밀 조정 기술 개발을 위한 환경 구축
- 스테레오 카메라의 캘리브레이션을 위한 환경 구축
- 시스템 캘리브레이션을 위한 환경 구축

◼ 1단계(2차년도)
❏ 목표
◯ 급변화지역 주/야간 전천후 자율비행 드론 개발 고도화
◯ 드론의 위치/자세를 이용한 실시간 2D/열화상 맵 생성기술 개발
◯ 1시간 이내 GPU기반 Pointcloud 고속생성 기술 개발
◯ 딥러닝 학습데이터 취득 및 학습
◯ DSM기반 급변화지역 3차원 측정기술 개발
◯ 다차원 공간정보 데이터베이스 구축
◯ 급변화지역 통합 모니터링 SW 개발
◯ 스테레오 카메라 정밀 조정 기술 개발
❏ 내용
◯ 급변화지역 주/야간 전천후 자율비행 드론 개발 고도화
- GCS(Ground Control Station) 설계 및 제작
- 테스트베드 드론 성능 안정화 테스트
◯ 드론의 위치/자세를 이용한 실시간 2D/열화상 맵 생성기술 개발
- 취득한 영상에 대한 위치/자세 지오태깅 기술 개발
- 실시간 위치정확도 1m이내 2D맵 생성 및 가시화
- 실시간 열화상맵 생성 및 가시화
◯ 1시간 이내 GPU기반 Pointcloud 고속생성 기술 개발
- 고속 3D맵 생성 및 가시화 기술 개발
◯ 딥러닝 학습데이터 취득 및 학습
- 학습하기 위한 Pointcloud 및 DSM 생성
- 정사영상 생성
- 오픈 AI를 운용하기 위한 딥러닝 시스템 환경 구축
- Open Dataset을 이용하기 위한 학습데이터 취득
- 다차원 공간데이터 기반 학습데이터 생성
- 정확한 변화탐지 지역을 탐색 및 설정하기 위한 수집된 이미지 별 관심영역 설정 진행
- 수집된 데이터의 참값과 결과의 품질을 높이기 위한 딥러닝 모델 생성 관련 개발 진행
◯ 스테레오 카메라 정밀 조정 기술 개발
- 스테레오 카메라를 이용한 기준점 영상 촬영 및 기준점 관측
- 번들 조정을 통한 스테레오 카메라 캘리브레이션 매개변수 산출
- 시스템 캘리브레이션을 위한 촬영계획 수립
- 시스템 캘리브레이션 영상 촬영 기준점 관측
- 번들 조정을 통한 시스템 캘리브레이션 매개변수 산출

◼ 2단계(3차년도)
❏ 목표
◯ 테스트베드 구축 및 현장 시범적용
❏ 내용
◯ 드론 자율비행성능 개선
- 비행로그 분석을 통한 기체성능 개선
- 주야간 자율비행 테스트
- 기상악화 자율비행 테스트
◯ 테스트베드 구축 및 현장 시범 적용
- 현장 시범 운영용 시제품 추가 제작
- 시스템 시험 운용을 위한 테스트베드 구축
- 국내 각지의 급변화현장 시스템 적용 테스트
- 스테레오 카메라 정밀 조정 기술 정확도 검증
◯ 변화탐지용 딥러닝 모델 성능 검증
- 반복 학습을 통한 최적의 Hyper-parameter 추정
- Error Matrix 기반 딥러닝 모델 성능 검증
◯ 급변화지역 다차원 공간데이터 구축 시스템 고도화

□ 연구개발성과

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
급변화지역의 다차원 공간정보 실시간 제공으로 다각적 모니터링이 가능하며 딥러닝 변화탐지 결과를 기반으로 1시간 이내 의사결정 지원 체계를 위한 데이터 제공이 가능함

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 7
• 2) 연구개발과제의 단계별 목표 ... 11
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 12
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 86
• 1) 연구수행 결과 ... 86
• 2) 목표 달성 수준 ... 93
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 94
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 94
• 2) 자체 보완활동 ... 94
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 94
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 95
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 95
• 1) 연구성과 총괄 ... 95
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 97
• 끝페이지 ... 99