초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
◯ 인공지능 알고리즘을 활용한 다중 임무 수행이 가능한 실내 자율비행 드론 개발
- 3차원 환경에서 안정적이고 정확한 항법 알고리즘 개발
- 목표지점까지 안전한 비행이 가능한 장애물 회피 경로생성 알고리즘 개발
- 위 기술들을 통합하고 구현할 수 있는 드론 플랫폼 개발
- 추가 임무 컴퓨터 탑재를 위한 드론 프레임 설계
- 타 인공지능 트랙 임무를 수행 위한 드론 시스템 제작 및 제공
- 2021,2022 인공지능 그랜드 챌린지 3차대회 기술지원을

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
◯ 인공지능 알고리즘을 활용한 다중 임무 수행이 가능한 실내 자율비행 드론 개발
- 3차원 환경에서 안정적이고 정확한 항법 알고리즘 개발
- 목표지점까지 안전한 비행이 가능한 장애물 회피 경로생성 알고리즘 개발
- 위 기술들을 통합하고 구현할 수 있는 드론 플랫폼 개발
- 추가 임무 컴퓨터 탑재를 위한 드론 프레임 설계
- 타 인공지능 트랙 임무를 수행 위한 드론 시스템 제작 및 제공
- 2021,2022 인공지능 그랜드 챌린지 3차대회 기술지원을 통한 대회의 원활한 운영에 기여
◯ 고속환경에서 신뢰성 있는 자율 주행을 위한 원천 기술 개발
- 200km/h 이상의 고속 환경에서 신뢰성 있는 자율 레이싱을 위한 정밀 제어 알고리즘 개발
- 200km/h 이상의 고속 환경에서 안전한 자율 레이싱을 위한 고정밀 측위 알고리즘 개발
- 200km/h 이상의 고속 환경에서 상대 차량 추월을 위한 실시간 차량 인식 기술 및 추월 기술 개발

◼ 전체 내용
◯ 2020 인공지능 그랜드 챌린지 리뷰를 통한 개선점 도출
- 대회 결과 로깅 데이터를 활용하여 취약점 분석 및 안정성 및 성능 개선 방안 도출
- 대회에 사용한 기본 임무 수행 성능을 유지하면서 계산량을 감소 시킬 수 있는 방안 도출
◯ 차기 인공지능 그랜드 챌린지 대회 지원
- 차기 미션 공개 시 필요한 성능 요구사항 도출 및 HW/SW 구현 방안 강구
- 차기 대회 진행을 위한 HW/SW 요구 사항을 만족하는 드론 설계 및 개발
- 대회용 드론 제공 및 기술 지원을 통한 차기 대회에 기여
◯ 고속무인이동체 운용기술 개발
- 고속 무인 이동체 운용 기술 세계 선도화를 위한 원천 기술 개발
- GPS, IMU 센서 융합을 통한 고속 상황 정밀 측위 알고리즘 개발
- Vision 센서를 활용한 고속 환경에서 상대 차량 인식 및 추월 알고리즘 개발
- 고속 환경에서 장애물 회피를 위한 로드 그래프 기반 경로 계획 알고리즘 개발

□ 연구개발성과
◯ 다양한 실내 환경에서 강인하고 정확한 위치 추정 성능을 가지는 3차원 LiDAR센서 기반 위치 추정 알고리즘 원천 기술 확보
◯ 목적지까지 안전하고 빠르게 비행할 수 있는 3차원 경로 계획 알고리즘 개발 및 검증
◯ 2021 DARPA SubT Challenge Final event 참여를 통한 3차원 위치 추정 알고리즘, 3차원 경로계획 알고리즘, 미션 플래너 등 본 연구과제에서 개발한 원천 기술들을 성공적으로 검증
◯ 위 기술들을 사용한 2021 인공지능 그랜드 챌린지 대회 지원 용 드론 플랫폼 개발 및 데이터 셋 확보
◯ 데이터 셋 확보를 통한 2021 인공지능 그랜드 챌린지 타 트랙 대회 기술 지원
◯ 고속 무인 이동체 운용을 위한 강인하고 안전한 측위, 경로 계획 알고리즘 개발 및 Indy Autonomous Challenge 2021 대회 참여를 통한 고속 무인체용 원천 기술 및 데이터셋 확보 및 검증
◯ 2021 인공지능 그랜드 챌린지 3차대회 공로를 인정받아 인공지능 산업 발전 관련 과학기술정보통신부 장관표창 수여 (심현철 교수)
◯ 본 연구과제에서 개발한 3차원 측위 기반 자율 비행 알고리즘을 사용하여 2022 Army TIGER 제 5회 드론봇 챌린지 건물 내부 정찰 부문 1위 수상 (우수상, 상금 1000만원)
◯ 본 연구과제에서 개발한 3차원 측위 기반 자율 비행 알고리즘을 사용하여 2022 ADD 전장상황에서의 자율 비행 경진대회 우수팀 선정 (상금 900만원)
◯ 본 연구과제에서 개발한 고속 무인 이동체 운용 알고리즘을 사용하여 2022 Indy Autonomous Challenge (IAC) @ Texas Motor Speedway 본선 진출
◯ 본 연구과제에서 개발한 고속 무인 이동체 운용 알고리즘을 사용하여 2023 Indy Autonomous Challenge (IAC) @ CES 본선 진출 및 5위
◯ 본 연구과제의 최종 목표인 2022 인공지능 그랜드 챌린지 3차 대회 기술지원을 위한 대회용 드론 6기 연구용 드론 9기 제작
◯ 본 연구과제의 최종 목표인 2022 인공지능 그랜드 챌린지 3차 대회의 기술지원을 위한 참가팀 대상의 자율 비행 드론 소프트웨어 지원 및 대회 당일 모든 팀의 드론이 기술 문제 없이 완벽 비행 (IITP 김성철 수석 및 대회 총괄 운영 담당자 3명 참관)
◯ 2021, 2022 인공지능 그랜드 챌린지 3차대회 자율 비행 드론 관련 공로를 인정받아 대회 총괄 운영 기관인 KETI 연구원장상 수상 (김보성, 이승욱 박사과정 공로상 수상)
◯ 본 연구과제에서 개발한 3차원 장애물 회피 경로생성 알고리즘 관련 2023 한국로봇종합학술대회 우수 논문상 수상 (김보성 박사과정)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
- 다양한 실내 환경에서 인식, 측위, 경로생성, 제어 알고리즘 등 원천기술 확보
- 본 연구진이 개발한 자체 실내 자율 비행 알고리즘을 사용한 실내용 드론 제품화
- 본 과제에서 개발한 알고리즘을 사용한 재난 환경용 드론 및 실내 서비스용 드론과 같은 신규시장 확보
- 탐사 및 탐색과 같은 국방 분야에서도 적용이 가능한 확장성 있는 실내 자율비행 알고리즘 확보
- 추후 국내 고속 무인이동체 운용 연구 관련 선행기술 연구 경험으로서 기술 시장 선도

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 최종보고서 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 11
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 49
• 1) 연구수행 결과 ... 49
• 2) 목표 달성 수준 ... 73
• 4. 목표 미달 또는 미흡한 사항에 대한 원인분석 ... 74
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 75
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 77
• 1) 향후 5년간 성과활용·확산 활용방안 및 계획(활동계획) ... 78
• 2) 주요 성과활용 (기대)성과목표 ... 78
• 3) 성과활용·관리 추진체계 (연구개발성과의 관리 및 활용 계획과 동일) ... 79
• 4) 기타 ... 79
• 7. 연구개발성과에 대한 후속연구 및 추가 개발 계획 ... 80
• 8. 연구개발비 사용실적 ... 81
• 1) 연구개발비 사용명세서 ... 81
• 2) 발생이자 사용명세서 ... 81
• 3) 반납액 명세서 ... 81
• 끝페이지 ... 82