초록 ▼

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
□ 최종 개발 목표
o 스마트 우체국 집중국,물류센터에서 다량의 (롤/평) 파렛트를 견인하여 집하 및 분배 작업 장소로 이동하는 5G 기반 군집 이동체의 자율물류운송 기술 개발 및 실증
- 5G 기반 Edge-Cloud AI와 영상/RF 융합 항법 기술을 이용한 군집물류운송 이동체 자율주행 시스템 개발 및 실증
- 5G 기반 군집 이동체의 실시간 동적 경로 계획 및 작업 배당을 지원하는 관제기술 개발 및 실증
□ 1차년도 개발 목표
o 자율주행 기구적 플

▣ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
□ 최종 개발 목표
o 스마트 우체국 집중국,물류센터에서 다량의 (롤/평) 파렛트를 견인하여 집하 및 분배 작업 장소로 이동하는 5G 기반 군집 이동체의 자율물류운송 기술 개발 및 실증
- 5G 기반 Edge-Cloud AI와 영상/RF 융합 항법 기술을 이용한 군집물류운송 이동체 자율주행 시스템 개발 및 실증
- 5G 기반 군집 이동체의 실시간 동적 경로 계획 및 작업 배당을 지원하는 관제기술 개발 및 실증
□ 1차년도 개발 목표
o 자율주행 기구적 플랫폼 개발
o 자율주행 제어 플랫폼 개발
o UWB 기반 측위 인프라 시스템 개발
o AGV 탑재용 UWB Tag 및 5G 고속 통신 모듈 개발
o 물류 이송 군집로봇 작업계획 알고리즘 개발
o 영상처리 프레임워크 및 임베디드화 구조 설계
o 광역물류공간에서 동적환경에 적합한 시멘틱 계층지도기반 Distributed and Decentralized Cooperative SLAM 기술 개발
□ 2차년도 개발 목표
o 자율주행 군집로봇 시스템 개발 및 제작
o 자율주행 관제 시스템 개발
o 실증 테스트 셋업 및 기본 구동 시험
o UWB 측위 인프라 시스템 고도화
o AGV 탑재용 UWB Tag 및 5G 고속 통신 모듈 최적화
o 실증 테스트베드 전파측위 시스템 구축 및 성능 분석
o 물류 이송작업 실증 시나리오 기반 군집 로봇 작업계획 알고리즘 실증 및 고도화
o 영상처리 임베디드 모듈 최적화 및 제품화
o 시맨틱 계층지도와 UWB 융합 다중 로봇의 동시 실시간 고정밀 위치추정 기술 개발
o 동적/정적 장애물 검출 및 회피 알고리즘 개발
o 실증 테스트베드 구축을 통한 고정밀 위치추정 성능 분석

◼ 전체 내용
□ 1차녀도 주요 개발 내용
①자율주행 기구적 플랫폼 개발
ㅇ 기구플랫폼 설계
ㅇ 기구플랫폼 제작
②자율주행 어플랫폼 개발
ㅇ 자율주행 제어보드/펌웨어
ㅇ 자율주행 무인운반차 부품선정, 전장설계 및 제작
③구동부 테스트 모듈 개발 및 전체시스템 구성도
ㅇ Tricycle type구동부 설계/전장/제어 개발
ㅇ 전체 시스템 구성안 확정
④UWB기반 자율주행 이동체 위치 측위
ㅇ UWB 기반 측위 인프라 시스템 구축
ㅇ AGV 탑재용 UWB Tag 및 통신모듈개발
⑤물류 이송 군집 로봇 작업계획 알고리즘 개발
ㅇ 물류 이송 군집로봇 작업계획 알고리즘 개발
⑥영상처리 프레임 워크 및 임베디드화 구조 설계
ㅇ 영상처리 프레임워크 및 임베디드화 구조 설계
⑦LiDAR, Camera, IMU, UWB 기반 다중 센서 기반의 SLAM알고리즘 개발
ㅇ LiDAR+IMU, Camera+IMU 퓨전 센서 시스템 기반 로봇자세추정 알고리즘 개발
ㅇ LiDAR, Camera, IMU, UWB 다중 센서 융합 기반의 위치인식 알고리즘 개발
⑧Camera, LiDAR센서를 이용한 시맨틱 객체 검출 알고리즘 개발
ㅇ LiDAR / Camera 센서기반 객체 검출 알고리즘 개발
ㅇ LiDAR, Camera 융합된 센서 데이터를 이용한 객체 검출 알고리즘 개발
□ 2차녀도 주요 개발 내용
①자율주행 군집로봇 시스템 개발 및 제작
ㅇ 시제품 3대 제작
ㅇ 자동 충전기 제작
②자율주행 관제시스템개발
ㅇ 자율주행용 물류이송체 ACS 개발
ㅇ 타기관 Interface [케이스랩, 충북대, POSA, 와이파이브]
③실증 테스트베드 구현, 실증 및 시험평가
ㅇ 테스트베드 구현, 실증시나리오 및 실증
ㅇ Forklift 성능시험평가
④UWB측위 시스템 고도화
ㅇ UWB측위 성능 고도화 및 측위 속도향상
ㅇ Anchor 자동 위치 계산
⑤AGV 탑재용 UWB Tag 및 5G 고속 통신 모듈 최적화
ㅇ AGV 탑재용 UWB Tag 고도화
ㅇ 5G 통신 모듈
⑥실증 테스트베드 전파측위 시스템 구축 및 성능 분석
ㅇ 테스트 베드 UWB 측위 시스템 구축 및 테스트
⑦실증 시나리오 기반 군집 물류이송로봇 작업계획 알고리즘 실증 및 고도화
ㅇ 군집 물류이송 경로 생성 및 작업 할당 프로세스 고도화
⑧학습알고리즘을 이용한 파렛트 인식 및 오차추정기술개발
ㅇ 파렛트 인식 및 오차추정 알고리즘 개발
⑨센서융합기반 정밀 점구름 지도 작성 및 위치인식기술개발
ㅇ LiDAR, Camera, IMU, UWB 다중 센서 융합 기반의 지도 작성 알고리즘 개발
ㅇ LiDAR를 이용한 정밀 위치 인식 알고리즘 개발
□ 최종 결과물
o 5G 기반 자율주행 무인운반차 시스템(SYS),자동충전시스템(SYS)
o 자율주행관제시스템 및 군집로봇 제어 관제시스템 소프트웨어(SW)
o UWB 기반 측위 인프라 시스템 (SYS)
o AGV 탑재용 UWB 측위 및 5G 통신 모듈 구현 (HW)
o 군집로봇 작업계획 알고리즘(서버탑재형SW)
o 영상처리 임베디드 모듈 (단말탑재형)
o 센서융합 SLAM 알고리즘(SW)
o 공인시험평가서 3건 및 다수 기술문서(DOC)
o 현장실증(동영상 및 사진)
□ 주요 기능(규격)
o 평 파렛트 및 롤 파렛트 자율주행을 Lifting 또는 도킹체결 기능
o 장애물인지기능,장애물 회피기능,경로계획 및 경로관리,모니터링기능
o UWB 기반으로 자율주행 이동체, 작업자 위치 파악 기능
o 군집 물류 이송 로봇 작업계획 기능
o 영상 데이터 수집 및 처리
o 다중 AGV 센서정보 융합을 통한 전역 지도 작성 및 위치추정 기능
□ 주요 성능치
o 자율주행 무인운반차 Load Capacity 1,000kg [1,030kg]
o 자율주행을 통한 주행정밀도 ±30mm 이내의 정확도 [15.87mm]
o 자율주행을 통한 목적지 정지정밀도 ±15mm 이내[8.408mm]
o 자율주행 무인운반차 최대속도 1.5m/s [1.964m/s]
o 자율주행 무인운반차 장애물 회피경로생성 [경로생성 현장실증]
o 전파측위정확도:태그와 앵커간 가시 환경에서 0.3m이내[0.3m]
o 전파 측위 속도:1홉기준 50회/초 이상의 측위속도[50Hz]
o 작업의 신속성(경로생성속도): 0.5sec/100m 이내[0.292sec/100m]
o 영상 데이터 처리 속도 : 25fps 이상[26fps]
o 자세추정 정확도:이동정밀도 0.5%이내[0.00118%]
o 방위정밀도 0.001deg/m이내[0.00058deg/m]
o 평/롤 파렛트 도킹 성공률 99%이상[100%]
o 물류배송량 1Ton의 배송량을 탑재 후 1m/s 이송[1.487m/s]
□ 핵심 기술
o 자율주행용 물류운송이동체의 기구플랫폼 및 제어플랫폼 기술
o 자율주행 물류운송로봇의 관제시스템(회피, 계획, 수행, HMI, GUI)
o UWB 기반 무선 멀티홉 측위 기술 (세계 최초)
o 군집 로봇 작업 분배 및 동적 경로생성 기술

▣ 연구개발성과
□ 개발 성과물
□ 1차년도 정량 성과 지표 및 개발성과물 요약
o 한성웰텍(주)
- 특허국내 출원 1건, 시제품(물류운송이동체 1건, 테스트모듈 1건, 컨트롤보드 1건) 3건, 기술문서 2건(기구설계도 1건 및 전장설계도 1건)
o ㈜와이파이브
- 특허 국내 출원 1건, 기술문서 1건(측위 정보 및 영상 처리 정보 전달 인터페이스 설계), 시제품 1건(UWB 멀티홉 고속 측위 시스템)
o ㈜케이스랩
- 특허 국내 출원 1건, 기술문서 1건(군집 물류 로봇 작업계획 알고리즘)
o 충북대학교 산학협력단
- 특허 국내 출원 2건, 시제품(Lidar Camera 융합지도 작성 프로그램 1건), 논문 3건(비SCI)
□ 2차년도 정량 성과 지표 및 개발성과물 요약
o 한성웰텍(주)
- 특허국내 등록 1건, 시제품(물류운송이동체2, 충전시스템1) 3건, 기술문서 4건(시제품 기구설계도 1건, 기구부 전장설계도 1건, 충전기 기구설계도 및 전장설계도 1건, 한국로봇산업진흥원 공인시험성적서 1건, S/W 등록 1건
o ㈜와이파이브
- 특허 국내 등록 1건, 시제품 1건(UWB/RFID 융합측위시스템)
o ㈜케이스랩
- 특허 국내 등록 1건, S/W등록 1건, 기술문서(영상처리 임베디드 모듈) 1건
o 충북대학교 산학협력단
- 특허 국내 등록 1건, 논문 3건(비SCI), 논문 6건(SCI)
o 종합 : 물류이동체 3대, 충전기 1대, 실증에 필요한 롤/평 파렛트(상용품사용) 공인시험평가 3건

▣ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
□ 활용 계획
o 5G 기반 자율주행 무인운반차 표준 플랫폼개발을 통하여 현장적용의 효율성을 극대화 할 수 있음
o 표준 플랫폼을 개발하여 적용함으로써 유지보수가 용의하여 비용절감 효과 기대
o 개발된 자율주행 및 군집로봇 제어관리시스템은 물류제조 환경과 다양한 영역에서 서비스를 제공할 수 있는 공용 플랫폼으로 활용가능
o UWB 전파 측위 시스템은 스마트 공장, 산업 현장, 스포츠, 국방 등의 여러 분야에 활용 가능
□ 기대효과
o 자율주행제어와 군집로봇 제어알고리즘확립을 통해서 무인자율주행 다수 로봇 제어의 기본 기술확립
o 완전 무인관제 및 완전자율주행을 통한 노동환경개선, 인명 사건/사고 감소, 환경적 부하 저감, 공간효율성 증가로 인한 물류환경 개선 및 비용 절감효과를 기대함
o UWB 전파 측위 시스템을 통해 영상/Lidar 센서의 연산량을 절감할 수 있으며, 또한 예상치 못한 영상/Lidar 센서의 비가용 상황에 대처할 수 있음.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 가. 기술개발 사업화 필요성 ... 9
• 나. 기술개발 및 사업화의 중요성 및 파급효과 ... 11
• 다. 최종목표 ... 13
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 가. 1차년도 ... 15
• 나. 2차년도 ... 29
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 46
• 1) 연구수행 결과 ... 46
• 2) 목표 달성 수준 ... 74
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 분석 ... 75
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 76
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 77
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 78
• 2) 사업화(상용화) 계획 ... 79
• 3) 단계별 사업화(상용화) 계획 ... 80
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 81
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 83
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 84
• 1) 연구개발비 사용명세서 ... 84
• 2) 발생이자 사용명세서 ... 84
• 3) 반납액 명세서 ... 84
• 끝페이지 ... 85