초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
● 본 과제는 농어촌 및 산업 현장 등에서 사용하는 범용 전동 운반차에 대한 것으로서, 인공지능 기반의 자율주행 기술을 응용하여, 전동 운반차에 주인(master)을 탐지하고 그를 따라 주행하는 “추종형 자율 주행” 모드를 탑재하기 위한 기술을 연구 개발하여, 내구성과 함께 효율성을 갖춘 전동 운반차 시제품을 구현하기 위한 것임
● 오프로드에서 강점을 가진 추종형 자율 주행을 위한 전동 운반차는 농어촌 및 산업현장에서 그 활용도가 높으며, 마스터를 추종하는 추종형 자율주행이

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
● 본 과제는 농어촌 및 산업 현장 등에서 사용하는 범용 전동 운반차에 대한 것으로서, 인공지능 기반의 자율주행 기술을 응용하여, 전동 운반차에 주인(master)을 탐지하고 그를 따라 주행하는 “추종형 자율 주행” 모드를 탑재하기 위한 기술을 연구 개발하여, 내구성과 함께 효율성을 갖춘 전동 운반차 시제품을 구현하기 위한 것임
● 오프로드에서 강점을 가진 추종형 자율 주행을 위한 전동 운반차는 농어촌 및 산업현장에서 그 활용도가 높으며, 마스터를 추종하는 추종형 자율주행이 가능하기 위해서는 마스터를 인식할 수 있고, 주행 가능한 길과 주행 불가능한 영역을 구분하여 주행할 수 있어야 하고, 장애물이 출현한 경우 긴급 정지할 수 있어야 함. 또한 마스터가 모바일 어플리케이션을 통해 장치와 통신하며 문제를 진단할 수 있어야 함.

◼ 전체 내용
◌ 주요 기술 개발 내용
● 보행 운전하는 운전자가 운반차를 쉽게 이동 운전시킬 수 있도록 전기 에너지로 구동되는 친환경 운반차에 대해서, 보행하는 안내자를 주인(master)으로 삼아 따라 가며 주행하는 운반차의 추종 주행 모드를 구현함
● 운반차의 추종 주행은 인공지능 중에서도 시각지능에 따라 마스터를 인지하고 마스터와의 거리를 일정하게 유지하면서 천천히 주행하며, 이를 위해, 목표 인물(마스터)를 인지하고, 마스터의 행동을 추적하며, 주행 가능 구역을 인식하고, 마스터와의 사이에서 장애물(도로의 불향 상태 포함)을 탐지하는 경우 즉시 주행을 멈추도록 작동. 이때, 마스터 인식률을 높이기 위해 스마트키를 보유하도록 함
◌ 기술 융합 구성
● 주관 연구기관은 전기자전거 및 전동 휠체어를 유럽 등에 수출(2020년 500만달러 및 2021년 2,000만불 수출의탑 수상)하는 전동 기구 개발 전문기업으로서 스마트 모빌리티 구현을 통해 세계 시장에 도전하고 있음. 상용화 된 전동 휠체어의 플랫폼을 활용하면 단기간 내에 전동 운반차 설계 및 제작을 구현할 수 있음
● 공동 연구기관은 시각 지능을 중심으로 하는 인공지능 기술을 갖춘 기업으로서, 2019년 및 2020년 특허청의 숙원이었던 상표 이미지 검색과 디자인 이미지 검색을 가능하도록 하였으며, 2021년은 한국방송광고공사(KOBACO)에서 동영상의 객체 인식에 기반한 광고창작 지원 시스템을 구축한 바 있음.
● 2021년 주관연구기관과 공동 연구기관은 데이터바우처 사업을 통해, 추종 주행 학습용 주행 데이터를 구축하여, 추종 주행 알고리즘의 가능성을 확인하고 상용화를 위해서 성능 개선 방안을 수립하였음.
● 양사의 기술을 융합함으로써, 친환경 에너지를 기반으로 자율 주행하는 전동 운반차를 저렴하게 제공할 수 있게 되어, 농촌과 공사장에서 일손을 대폭 덜어 내는 미래를 앞당기고 스마트 모빌리티를 하나씩 현실화 시킬 수 있게 되었음

□ 연구개발성과
◌ 추종주행을 위한 AI 알고리즘의 개발 및 적용
● 마스터 인식, 주행가능구역 검색, 장애물 탐지를 위한 SOTA 모델인 YOLOPv2와 STRONGSort를 이용하여 추종주행을 위한 최적화 작업을 수행하여 자체 모델인 YOLOPv8(가칭)을 완성하였음
● 마스터 위치 인식을 위해 최신 기술인 UWB chip을 채용하고 삼각측량 및 PDoA 방식을 적용하였고, 연구개발을 통해 마스터를 위치를 오차범위내에서 추적할 수 있는 기술 및 샘플 프로그램을 완료하였음
● 카메라와 UWB를 통해 입력되는 정보를 분석하여 AI 알고리즘을 적용해서 움직여야 할 행동을 결정하고 이를 전동운반차의 컨트롤러에 지시하는 통합 시스템을 개발하여 현장 테스트를 마무리하였음
◌ 양산을 위한 기반 기술의 확보
● 현장 고객들의 전동운반차에 대한 요구를 정리, 분석하였고 시장 조사를 통해 전동운반차의 기능을 정의하였으며 지속적으로 해외시장의 동향을 연구하면서 비즈니스 모델을 업데이트하고 있음
● 전동운반차 기능정의를 바탕으로 수레형과 카트형 전동운반타에 대한 컨셉 디자인을 30여가지 제작한 후 최종적으로 각각 1개의 모델을 선정하여 최종 렌더링 작업까지 마무리함
● 전동운반차에 필요한 차체, 바퀴, 배터리, 컨트롤러, 구동 및 조향장치에 대한 광범위한 시장조사를 통해 양산에 필요한 기초 데이터를 축적하였으며 프로토타입 전동운반차를 제작하여 AI 추종모드를 적용하여 테스트 완료함

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
◌ 비즈니스 측면
● (글로벌 경쟁력 신상품 출시) 보행형 전동 운반차 시장(연간 약 100억 규모)에서 AI 전동 운반차(보행 안내자 master 추종 주행 모드)를 기준으로 해외 제품 대비 국제적 경쟁력 있는 신상품을 확보
● (신상품 매출 효과) 신상품의 판매 등에 따른 매출 증대 효과는 15억에서 3년 이내 130억까지 성장하는 효과 얻을 수 있음
● (기존 브렌드 홍보) 기존의 전기 자전거 및 전동 휠체어 시장의 브렌드 네임도 함께 홍보되어 전체 규모가 증대되는 추가 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대함
◌ 기술 개발 측면
● (자율주행 기술 확보 발전) 자율주행 전동 운반차의 기술을 확보할 수 있는 기회가 됨. 향후, 현장에 배포되어 움직이는 시스템으로부터 수집 데이터를 추가 확보하고, 이를 기반으로 한 지속 학습으로 무인 자율 주행 물류 플랫폼의 가능성을 확인할 수 있는 스마트 모빌리티의 기술적 토대를 확보함.
● (데이터의 지속 확보) 향후 발전 방향은 3D 공간 인식 기반의 완전 무인 자율 주행이며, 언젠가 그 목표를 달성하기 위해서는 데이터의 지속적인 확보가 가장 중요함.
● (적용 범위의 확대) AI 기반의 완전 자율 주행까지는 아니고, 농어촌 및 공사장 등에서의 오프로드에 맞는 안내자(master) 추종의 추종주행 이지만, 향후에는 쇼핑용, 공항용, 물류 관리용 목적의 다양한 추종 주행 및 자율주행으로 즉시 확대 가능함
◌ 사회적 파급 효과
● (고령화, 부녀자화 농촌 문제) 고령화와 부녀자화 현상이 급속히 진행되는 농촌 등에서 작업의 안정성을 확보하고, 작업의 효율성을 증대시키는 등으로 농어민들의 정신 및 신체 통증을 일컷는 농부증의 예방에 도 도움이 될 것임 (예 : 농촌진흥청편이장비지원사업과 전라남도의 여성친화형 전기 운반차 지원사업)
● (물류 대란 운반차 판매가 문제) 최근 물류 대란 등을 해결할 Last Mile 배송의 킬러 어플리케이션이 될 수 있음. 실제 실버 택배 시장에서 전동 운반차는 CJ대한통운이 대당 450만원에 운전자 승차용을 보급하고 있음. 그러나, 현재 양산 가능한 추종 주행 전동 운반차는 약 2천만에 이르게 되므로, 원가의 절감을 통한 추가 가격 할인이 있어야 시장에 도입 가능한 상태임
● (추가 고용 효과) 협약기간 내에 주관연구개발기업 추가 고용 효과 2명, 공동 연구개발 기업 추가고용 효과 2명 등의 효과가 있음.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 2
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1) 비즈니스 모델 ... 6
• 2) 사업추진전략(AI활용 전략) ... 6
• 3) 사업의 혁신성 ... 7
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 8
• 1) 시장조사 및 비즈니스 모델 수립 ... 8
• 2) 전동운반차 디자인 ... 11
• 3) 차체 설계 및 prototype 제작 ... 14
• 3) AI 모듈 개발 ... 16
• 4) 프로토타입 전동운반차에 AI 모듈 적용 및 테스트 ... 23
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 26
• 1) 연구수행 결과 ... 26
• 2) 목표 달성 수준 ... 30
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 31
• 5. 연구개발성과의 활용 및 사업화 계획 ... 32
• 1) 연구성과의 활용 및 내재화 ... 32
• 2) 사업화 추진 경과 ... 32
• 3) 이후 사업화 계획 ... 35
• 끝페이지 ... 37