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과제기본정보

다양한 환경(안개 및 악천후)에서도 교통안전 강화를 위한 AI 딥러닝을 채택한 다용도 교통 시스템 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C160787-02
국가과학표준분류 1순위 농림·수산 | 재배·생산 기술 | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 농림·수산 | 재배·생산 기술 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 통신 | None | None 과제유형 개발
과제명 다양한 환경(안개 및 악천후)에서도 교통안전 강화를 위한 AI 딥러닝을 채택한 다용도 교통 시스템 개발
주관연구기관 주식회사 아이티아이비전
총괄연구 책임자 성명 김준규
소속 주식회사 아이티아이비전 직위 부장
전화번호 02-586-7276 FAX 02-587-7276
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 255,975,000 34,130,000 51,195,000 85,325,000 341,300,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 기존의 도로 영상인식 기술에는 전혀 사용하지 않은 열화상카메라를 일반카메라와 듀얼로 사용하고, 딥러닝 기반의 AI 객체인식-트래커 기술을 통해 기존의 영상교통 교통정보 수집의 정확도를 개선하여 주?야간 및 다양한 환경에서도 주행차량의 속도 및 점유율, 대기행렬등의 교통정보 수집(VDS)기능과 차량사고 및 보행자 무단횡단, 역주행등과 같은 돌발상황 검지(AIDS)기능을 제공하여 큰 대형사고를 미연에 방지하는 기술, 열화상 카메라 정보를 기반으로 도로 결빙(블랙아이스),로드킬 경보등 다양한 도로정보 제공시스템을 지원하고자 함.
최종목표 당사는 기존의 교통자료를 수집하는(차량검지기:VDS) 장치와, 도로상에서 임의로 발생하는 정지차량, 역주행차량, 보행자 등의 돌발상황 (돌발상황검지시스템:AIDS)을 검지하는 두 시스템을 하나의 시스템에서 동시에 수행할 수 있는 시스템으로 개발 하여, 수시로 변하는 도로상황 및 교통정보를 센터 관리자 및 운전자에게 제공함으로써 교통의 흐름을 원활히 하고, 2차사고 및 대형사고를 미연에 방지하고자 함.

일반 CCTV 카메라와 열화상 카메라를 결합한 하이브리드 방식의 듀얼카메라로 주.야간 및 다양한 환경에서도 능동적인 대응이 가능한 시스템을 개발하고자 함.

AI 딥러닝 영상검지 등 촘촘한 C-ITS 인프라를 통해 자율주행 센서가 인지하지 못하는 안개도로 및 블랙아이스, 로드킬 상황등 각종 위험 상황 이벤트를 실시간으로 전달하여 교통안전에 최적의 서비스를 제공함을 목표로 한다.
연구내용 및 범위 본 개발사업에서는 기존의 교통자료를 수집하는(차량검지기:VDS) 장치와, 도로상에서 임의로 발생하는 돌발상황 (돌발상황검지시스템:AIDS)을 검지하는 두 시스템을 하나의 시스템에서 동시에 수행할 수 있는 시스템이다.
기존의 도로 영상인식 기술에는 전혀 사용하지 않은 열화상카메라를 일반카메라와 듀얼로 사용하여 일반 영상 인식기술에서 문제가 되는 악천후에서의 영상 확보를 가능하도록 하여 고장으로 인한 정지 차량, 도로에 낙하물, 횡단하는 동물, 역주행 등의 돌발 상황을 감지, 알려주는 최고 수준의 돌발상황 검지시스템을 제공하여 큰 대형 사고를 미연에 방지 하는 기술을 지원하고자 한다.
또한 교통사고 발생시 초기 조치시간을 5분 단축하면 사망률이 90%에서 50%로 감소되는 것으로 알려져 있다. 따라서 돌발정보(블랙아이스, 로드킬) 관리시스템을 구축하여 체계적이고 신속하게 돌발상황을 처리한다면 교통사고 사망자를 상당히 줄일 수 있고, 부상자를 적절히 처리할 수 있으며, 교통소통 개선에도 큰 역할을 할 것이다.이에 듀얼카메라 중 열화상 카메라로 블랙아이스 생성 조건을 측정한 후 측정된 도로 온도를 기반으로 블랙아이스를 판단하고 이를 경보하여 운영자 및 국민들에게 제공하는 시스템을 개발하고자 한다.
- 악천후에서의 영상 확보 (출원된 특허의 상용화)
- AI를 이용한 객체 검지 알고리즘 업그레이드
- 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model) 구현
- 옵티컬 플로우(Optical Flow) 판단방법 루카스-카나데(Lucas-Kanade)기능 구현
- 현장에 설치된 듀얼카메라 실시간 검지 모니터링 소프트웨어 개발
- 딥러닝 분류 모듈 기능 추가
- 고장으로 인한 정지 차량, 도로에 낙하물, 횡단하는 동물, 역주행 등의 돌발 상황을 감지 개선
- 교통환경 상태 감시 화면 상용화 개발
- 데이터 분석 툴 제어 성능 비교평가
- 중앙관제센터 운영 교통정보 품질표준 매뉴얼
- 도로정보를 보다 효율적으로 수집 및 제공 수립
- 교통안전 및 소통개선 방안 마련
- 영상검지센서 부착 개선제품 성능 비교 평가
- 검지율 및 정보 처리 신뢰성 비교평가
- 데이터 수집 데이터 유효성 품질특성평가
- 작동성능 기계적 성능
- 교통환경 상태 감시 화면 상용화 개발
- 모니터링 S/W 신뢰성 성능 평가
- 제품 실용화 설치, 관리 평가 방법 정량화

<1단계-1년차 목표>
- 열화상카메라와 일반카메라를 접목한 듀얼카메라 개선
- 객체 검출 및 추적 알고리즘을 개발
- 듀얼카메라 이용 돌발상황 검지시스템 구축
- 돌발상황 검지 운영자 프로그램 개발
- 실시간 감시 SW 개발

<1단계-2년차 목표>
- 열화상카메라와 일반카메라를 듀얼카메라 사용 성능평가
- 듀얼카메라를 이용한 돌발상황 검지 정보 처리시스템 성능평가
- 원격제어, 인공지능 모니터링 시스템 성능검증
- 실시간 감시 SW 품질평가
- 상용화 현장 적용성 검증
- 사업화 생산 품질 체계구축
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 1. 열화상카메라와 일반카메라를 접목한 듀얼카메라 개선
2. 듀얼카메라 이용 돌발상황 검지시스템 구축, 차량 영상검지기 복합구축
3. 돌발상황 검지, 차량영상검지기 복합 운영자 프로그램 개발
4. 실시간 감시 SW 개발
5. 객체 검출 및 추적 알고리즘을 개발
1. 악천후에서의 영상 확보 (출원된 특허의 상용화)
2. 고장으로 인한 정지 차량, 도로에 낙하물, 횡단하는 동물, 역주행 등의 돌발 상황을 감지 개선
3. AI를 이용한 돌발상황 검지 알고리즘 업그레이드
4. 현장에 설치된 듀얼카메라 실시간 검지 모니터링 소프트웨어 개발
5. 가우시안 혼합 모델(Gaussian Mixture Model) 구현
6. 옵티컬 플로우(Optical Flow) 판단방법 루카스-카나데(Lucas-Kanade)기능 구현
7. 딥러닝 분류 모듈 기능 추가
연구성과 기술적 기대성과 1) 향후 국내 시장에 예상되는 듀얼 카메라 기술적 방어 및 수입 대체 효과
- 국내 최초, 돌발상황 감지시스템에 듀얼 카메라를 사용.

2) 듀얼 카메라에 의한 성능 혁신성으로 인한 고신뢰성, 고효율성 제공 기대
- 영상 데이터 제공을 통한 사용자에게 직관적인 데이터 제공
- 열화상 카메라를 통한 안개 및 악천후 상황에서도 영상의 품질 유지 가능
- 현장 장비 축소로 인한 저 전력화
- 그린에너지 대응 저전력화 및 방진 방수 설계에 적합한 구조

3) 기술의 응용/확장성으로 기술의 시너지 확대화 및 스마트 ITS 환경 제공
- 실시간 영상처리가 가능
- 정지영상 처리에서 벗어나 동영상 처리와 정지영상 처리를 동시에 처리
- ITS 구축에 활용되는 여러 응용 분야를 하나의 시스템으로 수행되는 통합처리계를 만듬
- ITS를 넘어 보안(security)과 지능형 CCTV 영역까지 커버하는 최적 구조 제공
- Smart highway 구축 시, 지능형 차량용 영상처리에 사용할 수 있는 Smart camera 모듈
사회 경제적 파급효과 <경제적 측면>
- 소형, 경량화 및 현장 장비 최소화로 인한 원가의 혁신적 개선 및 설치 환경의 Clean화
- 본 개발품은 레이더를 이용한 돌발상황 감지시스템에 비해 듀얼카메라 1식만 현장에 설치함에 따라 타사 제품과 아래와 같은 개선 효과가 있음.
- 본 개발품의 기존 타사 제품 대비 개선 효과
(무게, 부피 : 1/10 수준, 소모 전력 : 1/8 수준, 배선[카메라<->제어기] 삭제, 기기 발열 수준 : 1/8 수준)

<산업적 측면>
우수한 영상 성능 및 통합 기능 제공으로 인접 지역에 유사 기능의 ITS 장비의 중복 설치 배제 및 균등한 공간 재배치, 그리고 효율적인 시스템의 운영 및 관리가 가능하여 더 효율적인 ITS 설치 환경을 제공.

<기술개발 완료 후 단독으로 제품화 및 핵심기술의 주변 기술에의 파급효과>
- 1단계. 듀얼 카메라의 상품성의 극대화 예상되어 독립된 상품으로 판매
- 2단계. 돌발상황 감지시스템이 ITS 시스템 구축의 중심 엔진으로 사용되어 고도화된 시스템 구축 실현
- 3단계. Smart Highway의 구축에서 운행 차량 내 영상처리 엔진으로 활용되는 구성이 가능한데 이와 같은 다양한 응용으로 확대 발전할 것으로 기대함. 우수한 영상 성능 및 통합 기능 제공으로 인접 지역에 유사 기능의 ITS 장비의 중복 설치 배제 및 균등한 공간 재배치, 그리고 효율적인 시스템의 운영 및 관리가 가능하여 더 효율적인 ITS 설치 환경을 제공한다.
활용방안 ○ 판로 개척 및 확보에 활용
- 테스트 배드 시스템 구축을 위한 실증 설비 확보
(현재 서울시 실증 사업 과제 접수 진행중)
- 국내 도로 인프라 구축시 설비 요구사항 반영할수 있음
- 제품에 대한 성능인증을 기반으로 공공기관 우선 구매 자격 확보가 가능
- 교통 분야 및 C-ITS 분야의 교통안전 확보를 위한 지능형 교통사업에 적용

○ 사회적 문제 해결
- 사회적 비용 (혼잡비, 물류비, 환경비 등) 감소
: 주요 도로의 소통정보 등 기존 일부 제한된 지역에서 수집되던 교통정보가 국도 및 도시 내 도로의 교차로 등 CCTV가 설치 되어 있는 전국 모든 도로의 교통정보를 수집?제공할 수 있게 됨으로 이용자의 교통 혼잡비용, 물류비용, 환경비용을 감소시킬 수 있다.

- 교통환경 개선으로 교통안전 확보, 인명피해 등 경제적 손실 감소
: 지능형 ITS 기능의 도입(역주행 감지, 무단횡단자 감지 등)으로 교통안전 정보제공, 교통사고 예방 시스템 구축으로 교통사고 사망자 수 감소 및 국가 예산 손실 감소
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 돌발상황 검지시스템 차량검지시스템 도로결빙(블랙아이스),로드킬 듀얼 카메라 열화상 카메라
영문 Incident Detection System Vehicle Detection System Black Ice, Road kill Dual camera Thermal camera
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