초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[최종목표]
ㅇ 기존 외산 3D LiDAR 센서 모듈을 적용함에 따라 발생하는 고가의 가격, 기술 접목, AS 등의 문제점을 해결하고 수요처의 니즈에 부합할 수 있는 저가의 중·단거리를 지원하는 3D LiDAR 시스템 및 초고해상도 RGB-D 이미지 융합 기술을 개발하여 국산화
[1차년도 목표]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 설계 및 개발
ㅇ 현장 조건(먼지,수분) 분석 및 초음파 cleaning 개념 연구
ㅇ AI 응용 R

□ 연구개발 목표 및 내용
◼ 최종 목표
[최종목표]
ㅇ 기존 외산 3D LiDAR 센서 모듈을 적용함에 따라 발생하는 고가의 가격, 기술 접목, AS 등의 문제점을 해결하고 수요처의 니즈에 부합할 수 있는 저가의 중·단거리를 지원하는 3D LiDAR 시스템 및 초고해상도 RGB-D 이미지 융합 기술을 개발하여 국산화
[1차년도 목표]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 설계 및 개발
ㅇ 현장 조건(먼지,수분) 분석 및 초음파 cleaning 개념 연구
ㅇ AI 응용 RGB+LiDAR 영상 보정 및 화질개선 연구사례 비교 분석
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술개발을 위한 오픈 데이터를 활용한 개발 요구도 분석
ㅇ 저가 초고해상도 3D LiDAR 데이터 구현을 위한 현장 데이터 유형 분석
ㅇ 로봇워크셀 운용환경에 강인한 저가/소형 초고해상도 RGB+LiDAR 데이터 규격 정의
ㅇ 초고해상도 RGB-D 데이터 구현을 위한 RGB+LiDAR 좌표 정합 Calibration 기술개발
[2차년도 목표]
ㅇ SVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 설계 및 개발
ㅇ 비전 센서 커버 장착용 초음파 cleaning 트랜스듀서 개발
ㅇ 인코딩 모델 기반 RGB 불균일 영상 보정 및 화질개선 기법 연구
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술 활용을 통한 가속도 센싱 기술개발
ㅇ 저가/소형 초고해상도 구현을 위한 다시점 RGB 데이터 기반 3D 데이터 생성 연구
ㅇ 로봇워크셀 운용환경에 강인한 저가/소형 RGB+LiDAR 장착부 기계적 I/F 개발
ㅇ RGB+LiDAR 좌표 정합을 위한 로봇워크셀 센서 데이터 획득/보정
[3차년도 목표]
ㅇ QVGA/SVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 시제품 완성 및 성능 개선(Type A/B)
ㅇ 비전 센서용 초음파 cleaning 모듈 개발
ㅇ 인코딩 모델 기반 RBG 불균일 영상 보정 및 화질개선 기법 고도화
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술 활용을 통한 가속도 센싱 기술 성능 측정/분석
ㅇ NeRF 모델 기반 로봇워크셀 3D 공간데이터 성능향상 기술개발
ㅇ 다시점 LiDAR+RGB 센서 기반 초고해상도 LiDAR 데이터 생성기술 개발
ㅇ 센서 내부(RGB, LiDAR) 간 보정 알고리즘 개발 및 로봇워크셀 RGB+LiDAR 장착 지원
ㅇ 다시점 센서간 절대(global) 좌표계 정합을 위한 보정 알고리즘 개발
[4차년도 목표]
ㅇ 초음파 cleaning 모듈 내장 비전 센서 현장 설치 및 성능 검증(로봇워크셀 적용)
ㅇ 생성형 NeRF 모델 기반 3D 공간 정보 AI 기반 렌더링 알고리즘 검증
ㅇ 지능형 안전 로봇워크셀에 통합 시제품 고도화 및 실증 시험

◼ 전체 내용
[1차년도 개발내용]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 설계 및 개발
ㅇ 광학계와 제어 드라이버 설계 원천기술 개발
ㅇ 고속 실시간 포인트 클라우드 측정 기술개발
ㅇ 방열에 최적화된 프로토타입(목업) 기구 설계
ㅇ 현장 조건(먼지,수분) 분석 및 초음파 cleaning 개념 연구
ㅇ AI 응용 RGB+LiDAR 영상 보정 및 화질개선 연구사례 비교 분석
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술개발을 위한 오픈 데이터를 활용한 개발 요구도 분석
ㅇ 저가 초고해상도 3D LiDAR 데이터 구현을 위한 현장 데이터 유형 분석
ㅇ 오픈 모델 데이터 활용 Transformer AI 모델 분석 및 평가 방법 검토
ㅇ 로봇워크셀 운용환경에 강인한 저가/소형 초고해상도 RGB+LiDAR 데이터 규격 정의
ㅇ 초고해상도 RGB-D 데이터 구현을 위한 RGB+LiDAR 좌표 정합 Calibration 기술개발
[2차년도 개발내용]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 1차 시제품 완성 및 성능 개선
ㅇ SVGA급 해상도의 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 설계 및 개발
ㅇ LiDAR 데이터의 잡음보정을 위한 필터 기술개발
ㅇ 멀티 센서간 스케닝 간섭을 최소화하기 위한 주파수 회피 기술 개발
ㅇ 방열에 최적화된 프로토타입(목업) 기구 설계
ㅇ 비전 센서 커버 장착용 초음파 cleaning 트랜스듀서 개발
ㅇ 인코딩 모델 기반 RGB 불균일 영상 보정 및 화질개선 기법 연구
ㅇ 비정형 객체 인식 성능향상을 위한 경량화 transformer AI 모델 개발
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술 활용을 통한 가속도 센싱 기술개발
ㅇ 저가/소형 초고해상도 구현을 위한 다시점 RGB 데이터 기반 3D 데이터 생성 연구
ㅇ 로봇워크셀 운용환경에 강인한 저가/소형 RGB+LiDAR 장착부 기계적 I/F 개발
ㅇ RGB+LiDAR 좌표 정합을 위한 로봇워크셀 센서 데이터 획득/보정
[3차년도 개발내용]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 2차 시제품 완성 및 성능 개선
ㅇ SVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 1차 시제품 완성 및 성능 개선
ㅇ 변조 주파수별 특성에 따른 정확도 및 최대거리 융합 개선 기술개발
ㅇ LiDAR 상태 및 온도 대한 자체점검이 가능한 Built in Test 모듈개발
ㅇ 프로토타입 기구 성능 개선 및 보완
ㅇ 비전 센서용 초음파 cleaning 모듈 개발
ㅇ 인코딩 모델 기반 RBG 불균일 영상 보정 및 화질개선 기법 고도화
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 기술 활용을 통한 가속도 센싱 기술 성능 측정/분석
ㅇ 비정형 객체 인식 성능 향상을 위한 transformer AI 모델 성능 측정/분석
ㅇ NeRF 모델 기반 로봇워크셀 3D 공간데이터 성능향상 기술개발
ㅇ 다시점 LiDAR+RGB 센서 기반 초고해상도 LiDAR 데이터 생성기술 개발
ㅇ 센서 내부(RGB, LiDAR) 간 보정 알고리즘 개발 및 로봇워크셀 RGB+LiDAR 장착지원
ㅇ 다시점 센서간 절대(global) 좌표계 정합을 위한 보정 알고리즘 개발
[4차년도 개발내용]
ㅇ QVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 실증/고도화
ㅇ SVGA급 3D LiDAR 및 RGB 카메라 융합 시스템 실증/고도화
ㅇ 환경조건(먼지, 증기 등)에 강인한 환경조절기 실증을 통한 기구 고도화
ㅇ 초음파 cleaning 모듈 내장 비전 센서 현장 설치 및 성능 검증(로봇워크셀 적용)
ㅇ Pseudo FMCW LiDAR 가속도 센싱 기술 성능 시험(로봇워크셀 적용)
ㅇ 생성형 NeRF 모델 기반 3D 공간 정보 AI기반 렌더링 알고리즘 검증
ㅇ 지능형 안전 로봇워크셀에 통합 시제품 고도화 및 실증 시험

□ 해당연도 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
[연구개발성과의 활용방안]
o 사업화 1단계(~2029년)
- 자동차, 금속, 전기-전자 등의 제조업 분야의 위험 감시 및 산재 예방
- 수요처 요구에 따라 핵심기술을 조합하여 시스템 설치 및 운용
o 사업화 2단계(2030년~)
- 추가 연구 개발을 통해 제조업 분야 외의 방범, 위험 감시 및 산재 예방에 적용
- 수요처 요구에 따라 핵심기술을 조합하여 시스템 설치 및 운용
[연구개발성과의 기대효과]
o 과학·기술적 측면
- 해외 연구기관과 차별화되어 다양한 현장 유형에 적용 가능한 카메라 이미지 융합 초고해상도 LiDAR 시스템에 관련된 SCI(E) 논문, 특허 등 학술적 성과 도출의 기반 마련
- 카메라와 3D LiDAR를 활용한 AI 기반 RGB-D 이미지 융합 기술을 적용하여 안전 감시 및 예측 기술 등의 추가 연구 개발 진행 가능
o 경제적·사회적 측면
- 효율성, 정확성, 위험성에 제약이 있었던 기존의 인간 중심의 산업 안전관리의 문제점을 해결, 안전관리 및 유지에 소요되었던 비용을 획기적으로 저감
- 개발기관-수요기업 간의 협력 네트워크를 통해 시장친화형 제품을 개발·보급함으로써, 대기업·중견기업에 비해 재무구조나 사업에서 다소 열세인 중소 제조기업들의 활용성이 증대
o 인프라 측면
- 센서·로봇·디지털트윈·AI 단위기술을 요구하는 전후방 산업발전에 영향을 미치는 핵심이며, 기술교류를 통한 관련 공공 산업 인프라 고도화에 기여
- 공공-민간의 협업을 통해 수행하며 현장 실증 단계에서는 제조기업들이 보유한 인프라를 활용하여 수행 예정이므로, 개발-수요단계에서 필요한 인력·기관 협력, 테스트베드, 초기시장 기반 구축 등의 개발과 상용화에 관한 인프라 네트워크 구축 가능

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 해당연도 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 2-1. 기술개발 추진 일정 ... 9
• 2-2. 해당연도 연구개발기간 추진 실적 및 추진내용 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 71
• 3-1. 정성적 연구개발성과 ... 71
• 3-2. 정량적 연구개발성과 ... 73
• 3-3 세부 정량적 연구개발성과 ... 74
• 3-4. 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 78
• 4. 연구개발비 사용실적(연구비통합관리시스템으로 사용내역 등록) ... 81
• 5. 다음 연도 연구개발계획 ... 81
• 5-1 연구개발 목표 및 내용 ... 81
• 5-2 국내외 관련 분야 환경변화 ... 81
• 5-3 연구개발 추진전략 ... 81
• 5-4 연구개발 일정 및 기대 성과 ... 81
• 5-5 연구개발비 사용 계획 ... 81
• 5-6. 사업화 추진 계획 ... 95
• 5-7. 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 95
• 6. 자체보안관리진단 ... 96
• 7. 안전관리 이행 현황 ... 100
• 7-1. 연구실 안전 조치 ... 100
• 끝페이지 ... 102