초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 5G 통신망 및 우체국 물류망을 이용하여 아파트 대단지, 대학 캠퍼스와 같은 폐쇄 공간에서의 우편물 배송 시 활용되는 보조 로봇과 집배원 간 협업 배송시스템 개발 및 상용화 실증
o 연구 결과물
- 지능형 추종배송로봇 플랫폼(HW) 2대 (연차별 1대씩 제작)
- 센서 및 제어시스템(HW)
- 5G 기반 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 운용시스템(SYS)
- 배송서비스 테스트베드(HW)
- 집배원-로봇 협업 배송 시험·시범운영 결과보고서

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
o 5G 통신망 및 우체국 물류망을 이용하여 아파트 대단지, 대학 캠퍼스와 같은 폐쇄 공간에서의 우편물 배송 시 활용되는 보조 로봇과 집배원 간 협업 배송시스템 개발 및 상용화 실증
o 연구 결과물
- 지능형 추종배송로봇 플랫폼(HW) 2대 (연차별 1대씩 제작)
- 센서 및 제어시스템(HW)
- 5G 기반 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 운용시스템(SYS)
- 배송서비스 테스트베드(HW)
- 집배원-로봇 협업 배송 시험·시범운영 결과보고서
o 주요 성능치
- 1회 충전시 운용시간 : 5.5시간 이상
- 지능형 추종배송로봇 플랫폼 탑재중량 : 150kg
- 최고 주행속도 : 9km/h 이내
- 위치추종 정확도 : 0.3m 이내
- 집배원 추적(tracking) 성공율 : 95%
- 로봇배송 테스트베드 구축 지점 수 : 3곳
- 지능형 추종배송로봇 플랫폼 제원

◼ 전체 내용
o 지능형 추종배송로봇 플랫폼 개발
- 플랫폼 샤시, 구동시스템, 조향시스템, 제동시스템, 현가시스템, 전장시스템 등
o 센서 및 제어시스템 개발
- 카메라 및 라이다 기반 집배원 인식, 주변 환경(도로, 장애물, 교통표식등) 인식, 자기위치 추정, 안전한 경로생성 및 추종 제어, 차량 종방향/횡방향 제어
o 집배원 추종 알고리즘과 연계한 자율주행 알고리즘 개발
o 5G/4G 통신 기술 적용 (데이터 전송: 실시간 모니터링, 안전제어신호 등)
o 5G 기반 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 운용시스템 개발
- 로봇 안전성 표준(ISO13482) 기반 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 안전 제어 기술 개발
• 장애물 탐지 및 회피 기술
- 실내외 집배원 검출 및 추종 모듈 개발
• 추종대상 인식 기술, 주변 환경 인식 기술, 추종 경로 생성 기술
• 자율주행 구현(생성된 추종경로를 따라 안전하게 주행하는 기술 개발, 구현, 검증)
- 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 실시간 지능형 관제 기술 개발
• 실시간 모니터링, 실시간 배달 보조로봇 제어
- 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송 운영관리 기술 개발
• 로봇배달 임무SW, 집배 운영데이터 관리, 우정사업본부 우편물류정보시스템과 연계
• 실증 데이터 수집·분석을 위한 분석 모듈
o 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송서비스 테스트베드 구축 및 상용화 실증
- 실증데이터를 통한 지능형 추종배송로봇 및 임무장비 요구 성능 시험·평가 체계 구축
- 배송서비스 안전성 및 성능평가를 위한 테스트베드 구축 및 실증
• 4급 관서 우체국 2곳, 대학캠퍼스 1곳 대상 테스트베드 구축 및 시험·시범 운영
- 실외 우편물 집배원-로봇 협업 배송시스템 적합성, 운용성 등 시험평가
- 아파트 단지 등 폐쇄 지역 특성을 고려한 우편물 집배원-로봇 협업 배송 사업 모델 개발
- 결과물 홍보
o 연구개발 추진전략
- 기존에 보유한 컨소시엄 로봇 및 배송 기술을 활용하여 로봇 배송 신뢰성 확보 기술 개발 및 아파트단지(고양일산우체국, 서청주우체국)와 대학 캠퍼스(한국과학기술원) 대상 시범운영·실증으로 문제점 보완, 피드백, 최적화를 반복하면서 사업모델 검증
o 연구개발 추진방법
- 추진단계(2020.4~2020.12, 시험) 및 안착단계(2021.1~2021.12, 고도화)로 구분하여 지능형 추종배송로봇 배송망을 구축하고 시범운영 및 실증(우정사업본부 요구조사 → 우체국 중심 테스트베드 선정 → 주행 경로 설정 → 통합 운영관리 체계 마련)
- 우정사업본부 요구 장소에 테스트베드 구축 및 운영: 추진단계 2곳 시험 운영, 안착단계 3곳 시범운영(총 2개월 간 장소별로 월 1회, 1주간 상주 시범운영)

□ 연구개발성과
o 지능형 추종배송로봇 플랫폼 2대
- 연속운용시간 : 5.5시간 이상, 탑재중량 : 150 kg, 주행속도 : 9km/h
- 우편이송 차량 탑재 및 탑재이동 중 충전 기능, 플랫폼 센서 및 제어시스템
o 집배원 추종 알고리즘과 연계한 자율주행 알고리즘
- 자율주행기능 : 위치기반 경로추종 + 집배원 추종, 추종정밀도 : ≤0.3m
- 집배원 추적 성공율 : 95%
o 지능형 추종배송로봇 플랫폼을 이용한 협업 배송 운용시스템
- 장애물 탐지 및 회피 알고리즘, 모바일 임무제어, 로봇 플랫폼 원격 모니터링 및 긴급 제어, 5G 통신 적용, 지능형 물류 플랫폼 종합 모니터링시스템과 연계한 협업 배송 운용시스템
o 실증 테스트베드 구축 및 운용: 3개소
- 고양일산우체국 테스트베드 실증: 하이파크시티 ４단지아파트, 4/1~2, 4/8~9, 4/15~16, 7/15~16, 8/19~20
- 서청주우체국 테스트베드 실증: 계룡리슈빌 아파트단지, 6/21~25, 7/5~9
- 서청주우체국 테스트베드 실증: 리버파크자이 아파트단지, 9/27~10/1, 11/1~5

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
o 연구개발성과 수요처 및 서비스 모델
- 수요처 : 우정사업본부, 민간택배사, 물류사 등
- 서비스 모델
• (우편‧택배 배달) 우체국에서 최종 배달점까지의 통상적인 우편물 로봇 배달
• (민간 택배 배달) 민간택배사의 집하소에서 최종 배달점까지의 택배 로봇 배달
• (거점 간 물류) 물류센터에서 집하소까지 장거리 거점 간 물류 로봇 운송
o 개발 기술 적용 분야
- 도심지 인구 밀집지역 중심의 배송으로 안전성이 최우선이면서 경제성 확보가 가능한 로봇 배달 기술은 모든 실내ž외 로봇 산업 분야에 활용 가능
- 지능형 추종배송로봇 플랫폼은 사람이 운전하지 않는 소형 플랫폼을 통해 인력난을 해소하고 싶은 다양한 분야에서 활용 가능
- 물류로봇 뿐 아니라 경비, 청소와 같은 응용분야에 확대 적용 가능
o 기대효과
- 정부 추진 4차산업 혁신성장동력분야로 미래 물류산업을 주도할 로봇배송기술 확보
- 자율주행과 결합된 추종형 배송로봇 기술이 다양한 자율주행 모빌리티 주행의 요소 기술로 활용 가능
- 추종배송로봇 배달 실증을 통해 다양한 국내 환경조건에 맞는 데이터를 확보함으로써 지능형 로봇 부품설계, 제작, 운영 시 필요한 기술 확보
- 연구개발에서부터 집배원-로봇 협업 배송서비스 실증을 통해 R&D 기술사업화 주기 단축 기반 마련
- 자율주행 및 추종이 모두 가능한 추종배송로봇을 이용한 배송 효율화로 집배업무 생산성 향상과 Last Mile 물류 비용절감에 기여
- 추종배송로봇을 이용한 고중량 소포의 자율운송으로 노동강도가 높은 집배원의 업무부하 절감 및 노동집약적인 집배 업무의 자동화를 지원함으로써 안전사고 절감에 기여
- 배달점 밀집지역을 기반으로 하는 다양한 도소매업에서 새로운 로봇배송서비스 비즈니스 활성화 및 국민 체감형 배송서비스 혁신에 기여

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1.1. 연구개발과제의 필요성 ... 9
• 1.2. 연구개발과제의 최종목표 ... 11
• 1.3. 연구개발과제의 연구내용 ... 15
• 1.4. 연구개발과제 수행일정 및 주요 결과물 ... 18
• 1.5. 성과지표 및 성능지표 ... 19
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 21
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 53
• 1) 연구수행 결과 ... 53
• 2) 목표 달성 수준 ... 68
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 분석 ... 69
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 69
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 69
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 70
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 71
• 3) 성과활용·관리 추진체계 ... 72
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 72
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 73
• 끝페이지 ... 76