초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[주관연구개발기관 목표]
ㅇ 인공지능 부유식 라이다 시스템 통합 개념설계 및 구현
ㅇ 개발 시스템의 육상 및 인근 해상 실증
[공동연구개발기관 목표]
ㅇ 해상 부유체 환경 모사 모션 시뮬레이터 제작
ㅇ 비적합 풍향/풍속의 인공지능 필터링 개발
ㅇ 부유체 움직임 보정 알고리즘이 적용된 풍향/풍속 계산 프로그램 개발
ㅇ 장기 무인 운영이 가능한 안정적 장비 모니터링 및 오류 대응 시스템 구축
ㅇ 클라우드 데이터 송수신 환경 구축 풍황 데이터

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[주관연구개발기관 목표]
ㅇ 인공지능 부유식 라이다 시스템 통합 개념설계 및 구현
ㅇ 개발 시스템의 육상 및 인근 해상 실증
[공동연구개발기관 목표]
ㅇ 해상 부유체 환경 모사 모션 시뮬레이터 제작
ㅇ 비적합 풍향/풍속의 인공지능 필터링 개발
ㅇ 부유체 움직임 보정 알고리즘이 적용된 풍향/풍속 계산 프로그램 개발
ㅇ 장기 무인 운영이 가능한 안정적 장비 모니터링 및 오류 대응 시스템 구축
ㅇ 클라우드 데이터 송수신 환경 구축 풍황 데이터 통계 처리 및 가시화 구현

◼ 전체 내용
[개발 내용]
ㅇ 인공지능 부유식 라이다 시스템 통합 개념설계 및 구현
ㅇ 해상 부유체 환경 모사 모션 시물레이터 3건 제작
ㅇ 개발 시스템의 육상 및 인근 해상 검증
ㅇ 비적합 풍향/풍속의 인공지능 필터링 개발
ㅇ 부유체 움직임 보정 알고리즘이 적용된 풍향/풍속 계산 프로그램 개발 (Lidar-LOS, Windmaker)
ㅇ 장기 무인 운영이 가능한 안정적 장비 모니터링 및 오류 대응 시스템 구축
ㅇ 클라우드 데이터 송수신 환경 구축 풍황 데이터 통계 처리 및 가시화 구현 (Lidar-Compare)

□ 연구개발성과
ㅇ 인공지능 부유식 라이다 시스템 통합 개념설계 및 구현
- 부유식 라이다 시스템 통합 개념 설계 및 제작(부유식 라이다 시스템： 라이다, 모션센서, SW)
ㅇ 해상 부유체 환경 모사 모션 시물레이터 제작
- 모션 시뮬레이터의 사양 선정 및 설계
- 육상 및 인근 해안 검증에서 해양 움직임 모사를 위한 모션 시뮬레이터 1,2,3 제작
ㅇ 개발 시스템의 육상 및 인근 해상 검증
- 육상 검증 : 포항 영일만 건물에서 고정식 라이다 시스템과 구동식 라이다 시스템의 측정값 비교
- 해상 검증 : 포항 우목항에서 고정식 라이다 시스템과 부유식 라이다 시스템의 측정 값 비교
ㅇ 비적합 풍향/풍속의 인공지능 필터링 개발
- 비적합한 1초 풍향/풍속의 필터링 인공신경망 개발
ㅇ 부유체 움직임 보정 알고리즘이 적용된 풍향/풍속 계산 프로그램 개발
- 모션센서(MRU)를 통한 부유체의 6 자유도 움직임을 반영한 보정 알고리즘 개발(Lidar-LOS)
- 1초 속도 계산을 위한 인공지능 엔진 개발
- 10분 풍황 및 난류 강도 계산 프로그램 개발 (Windmaker)
ㅇ 장기 무인 운영이 가능한 안정적 장비 모니터링 및 오류 대응 시스템 구축
- 비정상 상황 및 오동작 상황을 가정한 시스템의 안정적 동작 확보
- 모션센서, 라이다 및 컴퓨터의 재기동 및 네트워크 연결 확보
ㅇ 클라우드 데이터 송수신 환경 구축 풍황 데이터 통계 처리 및 가시화 구현
- 10분 풍황 통계적 처리 프로그램 개발 (Lidar-Compare)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
선진화된 TI 보정 솔루션 확보.
부유식 라이다 시스템에 실제로 적용하여, 테스트 및 검증 필요.
검증 후, 본격적으로 해상풍력산업에 적용하여 사업화 예정.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1-1. 기술개발의 중요성과 필요성 ... 9
• 1-2. 국내·외 관련 기술동향 ... 11
• 가. 국내 동향 ... 11
• 나. 국외 동향 ... 11
• 1-3. 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적·사회적 파급효과 ... 12
• 가. 기술적 기대효과 ... 12
• 나. 경제적 기대효과 ... 12
• 다. 사회적 기대효과 ... 12
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 13
• 2-1. 부유식 라이다 시스템 개발 개요 ... 13
• 2-2. 해상 부유체 환경 모사 모션 시뮬레이터 제작 ... 14
• 가. 시뮬레이터 1 제작 ... 14
• 나. 시뮬레이터 2 제작 ... 17
• 다. 시뮬레이터 3 제작 ... 20
• 2-3. 부유식 라이다 시스템 보정 알고리즘 개발 ... 21
• 가. 보정 알고리즘 개요 ... 21
• 나. 보정 알고리즘 구축 ... 25
• 다. 보정 알고리즘 문제 및 개선 ... 30
• 라. 1초 속도 보정 프로그램 개발 (Lidar-LOS) ... 43
• 2-4. 1초 속도 계산을 위한 인공지능 엔진 개발 ... 47
• 가. 인공지능 엔진 개발 개요 ... 47
• 나. 데이터 기반 1초 속도 계산 방법 ... 48
• 다. 이미지 기반 1초 속도 계산 방법 ... 51
• 2-5. 인공지능 필터링 개발 ... 54
• 가. 인공지능 필터링 개발 개요 ... 54
• 나. 가시속도 필터링 방법 ... 54
• 다. 가시속도 Outlier 필터링 방법 ... 55
• 라. 1초 속도 필터링 방법 개발 ... 66
• 2-6. 무인 자동화 데이터 처리 시스템 개발 ... 74
• 가. 무인 자동화 데이터 처리 시스템 개요 ... 74
• 나. 무인 자동화 데이터 처리 시스템 개발 (서버 구축 및 송수신 기능) ... 75
• 2-7. 10분 풍황 계산 프로그램 개발 ... 83
• 가. 10분 풍황 계산 프로그램의 개요 ... 83
• 나. 10분 풍황 계산 프로그램 제작 (WindMaker) ... 85
• 다. 부유식 라이다 시스템 평가 프로그램 개발 (Lidar-Compare) ... 90
• 2-8. 개발 솔루션의 육상 검증 ... 94
• 가. 1차 육상 검증 ... 94
• 나. 2차 육상 검증 ... 95
• 다. 3차 육상 검증 ... 96
• 라. 4차 육상 검증 ... 97
• 마. 5차 육상 검증 ... 98
• 2-9. 개발 솔루션의 해상 검증 ... 99
• 가. 1차 해상 검증 ... 99
• 나. 2차 해상 검증 ... 100
• 2-10. 개발 솔루션의 공인 인증 시험 결과 ... 101
• 가. 개발 솔루션의 공인 인증 시험 개요 ... 101
• 나. 육상에서의 풍속 및 난류 강도의 오차율 평가 ... 102
• 다. 해상에서의 풍속 및 난류 강도의 오차율 평가 ... 112
• 2-11. 개발 솔루션을 적용할 기존 제품의 국제 인증 결과 ... 116
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 120
• 1) 연구수행 결과 ... 120
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 120
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 120
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 122
• (4) 최종 제품 및 서비스 결과물 ... 123
• 2) 목표 달성 수준 ... 124
• 4. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 125
• 끝페이지 ... 126