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과제기본정보

공공임무용 무인이동체 탑재 임무SW 및 지상운용 SW 개발4년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 공공혁신조달연계 무인이동체 및 SW플랫폼 개발 과제번호 22DPIW-C153691-04
국가과학표준분류 1순위 기계 | 항공시스템 | 항공시스템 관련 S W 적용분야 기타 산업
2순위 정보 통신 | 소프트웨어 | S W 솔루션 실용화대상여부 비실용화
3순위 정보 통신 | 소프트웨어 | 임베디드 S W 과제유형 개발
과제명 공공임무용 무인이동체 탑재 임무SW 및 지상운용 SW 개발
주관연구기관 한국전자기술연구원
총괄연구 책임자 성명 안일엽
소속 한국전자기술연구원 직위 팀장
전화번호 032-789-7162 FAX 032-621-2866
총 연구기간 2019-06-28 ~ 2023-06-27
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
4차년도 1,391,000,000 10,000,000 84,000,000 94,000,000 1,485,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 공공임무 지원에 특화된 소프트웨어 개발을 통해 공공기관 운용관리자와 관련기업에게 오픈소스로 제공하여 국내 기업 및 대학이 참여할 수 있는 생태계 구축을 위한 개방형 프로젝트
- 다양한 공공기관에서 공통적으로 필요한 임무 분석을 통해 재사용 가능한 기능들을 라이브러리로 개발하고, 이를 활용하여 무인이동체 관련 기업들이 임무 서비스를 개발할 수 있도록 DevOps 환경의 소프트웨어 개발도구를 개발하고자 함
- 개발하고자하는 임무 소프트웨어 개발도구는 로컬 방식과 온라인 방식 모두를 지원하며, 각 방식에 맞는 기존 오픈소스 기반 개발도구에 Plug-in 가능한 GUI(Graphic User Interface) 개발을 통해 개발자로 하여금 임무 소프트웨어 개발이 쉽고 간편하도록 소스코드 빌드와 실행 환경을 제공하고자 함
- 공공수요기관에서 임무서비스 별로 납품받은 다수 무인이동체 운용에 필요한 운용관리자용 운용 소프트웨어 시스템을 개발하고, 운용관리자가 임무분석부터 임무수행, 사후분석 및 유지관리까지 활용 전주기를 지원할 수 있도록 웹 포털과 웹 GCS(Ground Control Station)를 개발하고자 함
- 공공임무용 무인이동체 통합 운용 시스템 검증을 위해 항공체계 및 국제표준 기반의 무인이동체 임무 계획/점검/실행/관리 체계 개발을 목표로 하며, 이에 대한 매뉴얼 개발화 표준화를 추진하고자 함
- 개발 및 검증된 운용 소프트웨어 개발도구와 운용 소프트웨어 시스템의 실용화 및 확산을 위해 OCEAN(Open alliance for IoT standard)을 활용한 오픈소스 커뮤니티 생태계 구축과 함께 수요부처, 기업, 대학 등을 위한 교육 및 배포 활동을 지속적으로 진행하고자 함
최종목표 ○ 연구 개발 내용
- 연구목표 1. 공공임무 공통 지원 임무SW 라이브러리 개발
① 공공기관 요구 서비스 공통 임무 SW 분석 및 무인이동체 임무 협력을 위한 통신, 데이터 모델 설계 및 구현
② 수요기관 맞춤형 임무컴퓨터용 임무 SW 아키텍처 설계
③ 공공임무용 공통 임무컴퓨터 오픈 HW 개발 및 개방형 무인이동체 제어 SW 개발
④ 공공기관 요구 서비스 공통 임무용 임무장치 연동 SW 라이브러리 개발

- 연구목표 2. DevOps지원 공공임무용 무인이동체 임무컴퓨터용 SW 개발도구 개발
① DevOps지원 공공임무 SW 라이브러리 기반 임무컴퓨터용 웹기반 개발도구 및 개발자용 GUI 개발
② 공공임무 서비스를 위한 디버깅 지원 임무 SW간 연결 프로그래밍 컴포징 저작도구 개발
③ 개발된 임무 SW 원격 업데이트 및 임무 실행 기술 개발
④ 개방형 임무 SW 라이브러리 개발 및 관리 기술 개발

- 연구목표 3. 공공수요기관 운용관리자용 무인이동체 운용 SW 시스템 개발
① 운용데이터 통합 관리 SW 개발
② 웹 기반 통합 관제 SW 개발
③ 임무관리 SW 개발
④ 비행관리 SW 개발
⑤ 주요 부품 잔존수명 예지 SW 개발
⑥ 운용 SW 시스템 웹 포탈 SW 개발

- 연구목표 4. 공공임무용 무인이동체 통합 운영 시스템 개발 적용
① 다수 무인이동체 운용을 위한 비행제어컴퓨터, 임무컴퓨터, 지상 운용시스템 간 시간동기화 기술 개발
② 공공임무용 무인기 임무시스템 시험
③ 공공임무용 무인기 통합 운영 시스템 검증

- 연구목표 5. 연구성과물 실용화 및 확산
① 항공체계 및 국제표준기반 무인이동체 임무 계획-점검-실행-관리 체계 개발
② OCEAN 기반 개발 운용 SW 성과물 (MUV) 오픈소스 배포 및 실용화 전략 제시
연구내용 및 범위 <연차별 연구내용>

1차년도 연구내용
- 연구목표 1. 공공임무용 임무SW 라이브러리 요구사항 분석 및 설계
- 연구목표 2. 임무컴퓨터용 SW 개발도구 설계 및 DevOps 환경 구축
- 연구목표 3. 운용 SW 시스템 요구사항 분석 및 아키텍처 설계
- 연구목표 4. 공공임무용 무인동체 통합 운영 시스템 및 임무시스템 설계
- 연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 구축 방향 설계

2차년도 연구내용
- 연구목표 1. 공공임무용 임무SW 라이브러리 구현 및 적용
- 연구목표 2. 임무컴퓨터용 SW 로컬 개발도구 구현 및 온라인 개발지원 도구 설계
- 연구목표 3. 운용 SW 시스템 구현
- 연구목표 4. 통합 운영시스템 테스트 및 적용, 중간성과물 배포
- 연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 구축 및 오픈소스 보급 방안 마련

3차년도 연구내용
- 연구목표 1. 공공임무용 임무SW 라이브러리 고도화
- 연구목표 2. 임무컴퓨터용 임무 SW 로컬 개발도구 고도화 및 온라인 개발지원 도구 개발
- 연구목표 3. 운용 SW 시스템 기능 고도화
- 연구목표 4. 통합 운영시스템 테스트 검증 체계 구축
- 연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 고도화 및 오픈소스 릴리즈 검증

4차년도 연구내용
- 연구목표 1. 공공임무용 임무 SW 라이브러리 최적화 및 적용
- 연구목표 2. 임무컴퓨터용 임무 SW 로컬/온라인 개발도구 최적화 및 적용
- 연구목표 3. 운용 SW 시스템 성능 최적화
- 연구목표 4. 통합 운영시스템 테스트 적용 및 검증
- 연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 및 협력 생태계 환경 구축

5차년도 연구내용
- 연구목표 1. 공공임무용 임무 SW 적용 시험 및 배포
- 연구목표 2. DevOps 지원 임무컴퓨터용 공공임무 SW 로컬/온라인 개발도구 배포
- 연구목표 3. 운용 SW 시스템 공공임무 적용
- 연구목표 4. 통합 운영시스템 최종성과물 배포 및 확산
- 연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 배포 및 실용화

<연구내용 범위>
? IoT 플랫폼 및 임무/운용 SW 개발을 위한 기술 기반의 임무 SW 및 운용 SW 시스템 패키지화
? 공통 임무SW 라이브러리 및 임무SW 개발도구, 운용SW 임무 시스템 개발 및 적용
? 비행관리SW, 임무관리SW, 주요부품 잔존수명 예지 SW 개발 및 관리자용 통합 대시보드 개발
? 테스트베드 기반 임무시스템 개발 및 적용
? 무인이동체를 위한 임무 점검 관리 체계 표준화
? 워크숍 및 공개설명회 개최, 운용자 및 개발자를 위한 교육
? 오픈소스 생태계 구축 및 온라인 지원
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
4차년도 연구목표 1. 공공임무용 임무SW 라이브러리 구현 및 적용
연구목표 2. 임무컴퓨터용 SW 로컬 개발도구 구현 및 온라인 개발지원 도구 설계
연구목표 3. 운용 SW 시스템 구현
연구목표 4. 통합 운영시스템 테스트 및 적용, 중간성과물 배포
연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 구축 및 오픈소스 보급 방안 마련
연구목표 1. 공공임무용 임무SW 라이브러리 요구사항 분석 및 설계
- 재사용-동적 구성 임무 SW 아키텍처 기반 재사용 지원 운용환경 프로토타입 개발
- 공통 임무 SW 라이브러리 및 통신, 데이터 모델 개발
- 공공기관 임무용 임무 SW 요구 장치 연동 HW 개발 및 연동 SW 라이브러리 개발
- 공공기관 요구 공통 임무 장치 연동 SW 구현 및 기본 시나리오별 적용
- 3~7세부 연계

연구목표 2. 임무컴퓨터용 SW 개발도구 설계 및 DevOps 환경 구축
- 임무컴퓨터용 기존 개발도구 기반 임무 SW 라이브러리 개발 환경 구축 및 Pulg-in 임무 SW GUI 개발
- 임무컴퓨터용 기존 개발도 기반 디버깅 환경 지원 개발
- 기존 개발도구 기반 임무 SW 로딩 및 자동 실행 프레임워크 개발
- 개방형 임무 라이브러리 등록 및 관리 기술 개발

연구목표 3. 운용 SW 시스템 요구사항 분석 및 아키텍처 설계
- 온라인 운용데이터 통합 관리 플랫폼 및 관제 SW 개발
- 운용 SW 연동 임무관리 SW 개발
- 비행 계획 기반 비행 가능 여부 판단 SW 개발
- 무인기 주요부품 데이터 수집 환경 구축 및 잔존수명 예지 모델 개발
- 운용 SW 시스템 웹 포탈 개발

연구목표 4. 공공임무용 무인동체 통합 운영 시스템 및 임무시스템 설계
- 비행제어컴퓨터, 임무컴퓨터, 지상운용시스템 간의 논리적 시간 동기화 기술 개발
- 공공임무용 임무장치 무인기 실증 시험 환경 구축
- 공공임무용 무인기 통합 운영 시스템 환경 구축
- 3-7세부 임무 장비 연동 SW 적용 및 실증

연구목표 5. 무인이동체 운영 점검 체계 구축 방향 설계
- 무인이동체 운영 점검 체계 개발
- 오픈소스 보급 및 협력 생태계 환경 조성 방안 마련

연구성과 기술적 기대성과 ○ 기술적 효과
- 임무용 컴퓨터와 제어기를 포함한 국내 무인이동체 플랫폼(HW 및 SW) 표준 제시
※ 다양한 임무용 컴퓨터와 제어기를 지원하는 범용 임무용 컴퓨터와 제어기를 개발하는 동시에 공공용 수요에 최적화 및 검증된 범용 플랫폼을 제안하여 비용을 절감하여 생산성 및 품질을 제고함으로써 국내 무인이동체 활용 산업 발전을 유도
- 클라우드 기반 이동통신망 및 무인이동체 식별 등을 통해 무인이동체 운영현황 및 실시간 모니터링 정보 통합?제공 기술
- 원거리에서 무인이동체를 통합적으로 관리?운용함에 있어 발생하는 문제점을 신속하게 해결할 수 관리 기술 확보
- 국제표준기반 무인이동체 운영 점검 정책 개발로 임무시스템의 일관성을 유지시키는 정책 기술 확보
- 항공운영법에 준하는 운영 점검 체계 및 점검 SW 제공으로 무인이동체의 기대수명을 연장하는 기술 확보 기대
- 무인이동체 플랫폼 표준화로 다양한 무인이동체의 융합기술 연구 개발의 활성화 효과 기대
사회 경제적 파급효과 ○ 경제적 효과
- 무인이동체의 주요 부품 잔존수명 예지 SW 개발을 통한 운용 및 유지보수 시장 창출 및 활성화
※ 무인이동체의 주요 부품 잔존수명을 예측하는 SW를 개발하고 발전시킴으로써 무인이동체 운용 및 유지보수 시장을 창출하고 무인이동체의 안전성과 서비스 품질을 향상시킬 수 있음
- 무인이동체의 주요 부품 잔존수명 예지 SW 개발을 통한 운용 및 유지보수 시장 창출 및 활성화
- 무인이동체의 주요 부품 잔존수명을 예측하는 SW를 개발하고 발전시킴으로써 무인이동체 운용 및 유지보수 시장을 창출하고 무인이동체의 안전성과 서비스 품질을 향상시킬 수 있음
- 공공임무 무인기 주요 부품의 잔존 수명 예지 기술을 연계하여 운영자에게 제공할 수 있는 웹포탈 SW 개발로 안전성 향상 및 관리 비용 절감
- 공공수요로 선정된 기관의 무인이동체 운용 비용 절감
※ 무인이동체 임무 수행 모드별 점검을 수동으로 진행하는 비용 및 미진한 점검으로 발생하는 손실률을 점검 체계 및 전용 점검 SW를 활용하여 절감, 전체 임무시스템 운영 비용 감소 효과 기대
- 주요 부품 잔존수명 예지와 무인이동체의 상태정보와 비행경로 상의 환경정보를 통해 무인이동체의 추락, 고장 등과 같은 예상하지 못했던 사고로 인한 피해 예방
- 비행계획의 적합성 검증을 위한 시스템 개발 비용 절감
- 무인이동체의 공통 임무별 장치 운영에 따른 표준 통합 S/W로 개발로 인해 무인이동체 활용처가 증가 되며, 이에 따른 수요 확대 및 신규 일자리 창출 효과 기대
- 무인이동체의 부품뿐만 아니라 공통 임무장비의 연구개발 부문의 활성화 예상
- 상황인식 기반의 최적 비행 경로 생성을 통한 무인이동체의 임무 효율 증대
- 모터, 배터리 등 무인이동체의 주요 부품들의 잔존 수명을 예측하여 적절한 시기에 교체가 가능하면, 전체 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있어 무인이동체의 도입이 크게 늘어나고, 이에 따라 관련 시장도 크게 확대될 것으로 기대됨
활용방안 ○ 개방형 임무용 컴퓨터 및 표준 HW 사양서와 기체 프로토타입 제안
- 오픈소스 SW를 최대한 활용하여 다양한 임무용 컴퓨터와 제어기를 지원하되 공공용 수요에 맞는 표준 HW 사양을 정의하여 구성된 프로토타입을 제안

○ 운용 관리자 유지보수에 활용하기 위한 무인이동체의 주요 부품 잔존수명 예지 SW 제공
- 무인이동체의 주요 부품(모터, 배터리 등)에 대한 반복 측정 시험과 검증, 비행 로그, 제조사에서 제공하는 데이터 등을 축적하여 주요 부품 잔존수명을 예측하는 SW를 제공

○ 범용적 다수의 무인이동체 운용 시스템 활용 가능
- 관리 웹 포탈 모니터링 기능 제공으로 적시성 있는 이슈 해결 및 사후 대응의 효율적 활용
- 기업과 드론 서비스 제공업체의 효율적인 드론 운용 관리를 지원하는 통합 관리 시스템 활용

○ 공공용 무인이동체 개발 중소기업의 임무 SW 개발 및 납품 시 임무SW 검증에 활용
- 무인이동체를 쉽고 효율적으로 운용 및 관리를 할 수 있도록 활용
- 운용 현황 및 주요 부품 상태의 실시간 모니터링 기능 제공으로 임무 SW 개발 검증을 효율적으로 진행할 수 있도록 기능을 제공
- 운영자가 다수의 무인이동체를 감시 및 관리하며, 필요한 상황에서 적절한 판단을 할수 있도록 정보를 제공

○ 공공임무의 목적에 맞는 비행계획 및 비행경로 생성에 활용
- 무인이동체 운용시스템에서 비행경로 관리 기능을 제공하는 SW로 활용
- 상황인식 기반의 비행 가능여부 판단 및 경로 추천 기능을 제공
- 다수 무인기 운용에 따른 충돌회피 경로 추천 기능을 제공

○ 공공임무 무인기의 비행경로 운용 검증방법으로 활용
- 비행계획 신고 시 적합한 비행경로로 운용되는지 검증하기 위해 활용

○ 공공수요로 선정된 기관의 무인이동체 운영 점검 정책 체계로 활용

- 국제표준기반 무인이동체 임무 계획-점검-실행-관리 체계를 무인이동체의 임무 및 운용 시 전반적인 점검 정책으로 활용
○ 공공수요로 선정된 기관의 무인이동체 운영 체계 점검 SW로 활용

- 무인이동체 운영 체계 점검 정책을 적용한 점검 SW를 공공수요로 선정된 기관에서 무인이동체의 각 모드별 점검을 수행하여 실제 무인이동체의 임무 및 운영에 활용

○ 무인이동체를 도입한 공공수요처의 안전한 운용을 위한 유지보수 체계에 활용
- 현재의 산업용 무인이동체의 주요 부품들은 신뢰성이 떨어지고 운용환경에서 충분한 시간 동안 검증되지 못해 시스템을 안전하게 운용할 근거가 부족한데, 사전 점검 및 유지보수 관리에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
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