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과제기본정보

세계 최고수준의 저비용·고효율 실내공간정보 핵심기술 개발 및 실증5년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토공간정보연구사업 과제번호 21NSIP-B135746-05
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 국토지능화 공간정보 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 지리/지역/관광 | 지적/지리정보 | 지도학/지리정보시스템 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 통신 | 국방정보통신 | 정보시스템 과제유형 응용
과제명 세계 최고수준의 저비용·고효율 실내공간정보 핵심기술 개발 및 실증
주관연구기관 부산대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 이기준
소속 부산대학교 산학협력단 직위 교수
기관 대표번호 051-510-3771 FAX 051-514-2230
총 연구기간 2017-07-31 ~ 2021-12-31
당해연도 연구기간 2021-01-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
5차년도 2,692,000,000 70,700,000 636,300,000 707,000,000 3,399,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 지금까지 실내공간정보 분야는 실내측위의 오차, 실내지도 제작의 고비용, 제한된 실내공간정보 서비스의 문제로 성장에 병목이 존재한다. 이를 해결하기 위하여 본 과제는 이중에서 실내지도 제작의 고비용성 문제와 실내공간정보 서비스 기술 중 공공영역에 해당하는 문제를 해결한다. 특히, 이 기술을 세계 선도 수준으로 개발하여, 실제로 연구가 완료되는 시점에 세계에서 가장 중요한 참조 기술로 될 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 연구의 범위는 공간정보 생명주기의 각 단계에 해당하는 구축, 가공/관리, 활용/공유에 해당하는 기반기술을 모두 개발하고 이를 통합하는 것이다. 이를 위하여 1차년도에는 앞으로 4년동안의 연구에 대한 기본적 조사 및 전체 시스템 설계에 촛점을 맞춘다.
최종목표 실내공간정보 분야의 기술을 세계적으로 주도하는 것을 그 목표로 한다. 이를 위하여 구체적으로 다음과 같은 목표를 설정한다.
1. 저비용/고효율 실내공간정보 구축 도구 개발: 현재의 2배 이상의 효율성 또는 1/2의 비용 및 노력 감소
2. 사용자 참여형 실내공간정보 구축 도구 개발: 기존의 평면도를 이용하여 누구나 쉽게 실내공간정보를 구축할 수 있는 도구 개발
3. 세계 표준화기술 주도: 국제 실내공간정보 표준인 IndoorGML을 주도적으로 운영
4. Google Map Indoor에 대항하는 유통 서비스 수립: OpenStreetMap과 같은 Open Data 환경으로 실내공간정보를 유통할 수 있는 체계 마련하고 세계적으로 서비스 시작
5. 국내 및 해외의 실증 사이트 개발: 2개 이상의 실내공간 실증 서비스(시각장애인 지원 도구, 실내 재난대응 솔류션)을 개발하여 국내 및 해외의 사이트에 설치, 서비스
연구내용 및 범위 실내공간정보 분야가 활성화되기 위하여서는 세 가지 문제(실내측위, 실내지도 구축, 서비스 및 비즈니스 모델)가 해결되어야 한다. 본 과제는 이 중에서 실내지도와 서비스 모델에 관련된 기술적 병목을 해결하기 위한 것이다. 이에 따라 본 과제의 연구개발 내용은

1. 고효율/저비용 실내공간데이터 구축 방법 개발: 첫 번째 고효율/저비용 실내공간데이터 구축방법은 매우 전문적인 장비로부터 개인화 장비, 그리고 일반인이 직접 사용자참여자형으로 구축하는 방법까지 대부분의 구축방법을 포괄한다.

2. 실내공간 표준, 활용기술 및 관리: 두 번째 실내공간 표준, 활용기술 및 관리는 구축된 실내공간정보가 활용서비스까지 연결되기 위한 중간의 연결자 기술에 해당한다. 이를 위하여 국내 연구진이 만든 국제표준인 OGC IndoorGML 표준을 지속적으로 선도적으로 이끌어가며, 실내공간정보가 다양한 활용에 사용될 수 있는 중간 기술, 예를 들어 경량화 및 LoD 기술, 그리고 관리기술을 개발한다.

3. 테스트베드 구축 및 실증: 세 번째 테스트베드 구축 및 실증기술은 첫 번째 연구 내용과 두 번째 연구내용에서 개발된 결과를 실용에 전달하는 내용을 수행한다. 이를 위하여 먼저 데이터를 공유할 수 있는 포털을 만든다. 이 포털은 OpenStreetMap과 같은 사용자참여형을 지원하는 OpenIndoorMap이다. 실내공간데이터를 표준화 및 경량화 도구를 거쳐 이 테스트베드에 올려 사용자들이 자유롭게 접근할 수 있도록 한다. 그리고 이와 동시에 재난대응과 시각장애인을 위한 음성실내지도를 포함하여 다양한 실증서비스를 만든다. 이 포털과 실증서비스는 국내뿐 아니라 해외 및 세계를 대상으로 할 예정이다.

위의 세 가지 영역의 각 개발 최종성과는 다음과 같다.

1. 실내공간 데이터의 구축 부분:
- 실내공간에 대한 고정밀/고품질의 고정형 및 개인용 데이터 생성도구
- 실내공간에 대한 사용자 참여형 개인용 데이터 생성도구

2. 실내공간 표준, 관리부분
- BIM/CAD로부터 실내공간정보 편집도구
- 실내공간표준 IndoorGML 2.0, 관련 제안서 및 IndoorGML Validator
- 실내공간정보 경량화도구
- 실내공간 객체단위 가시화 및 편집 도구

3. 테스트베드 및 실증 부분
- OpenIndoorMap 포털
- 시각장애인 실내음성지도 서비스
- 실내 재난대응 지원 시스템

위의 연구를 통하여 지금까지 요소기술 및 산업으로 분리되어 있던 실내공가정보 분야를 통합하여 하나의 생태계로 묶고, 이를 세계화하여 세계의 실내공간정보 분야를 주도하고자 한다. 1차년도의 연구범위는 위의 세가지 영역에 대하여 각 현재까지의 기술을 분석하고, 개발 기술을 설계하며, 기술의 통합을 위한 시스템 구조를 정의하는 것이다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
5차년도 각 요소기술의 현재까지 주요성과/사례를 분석하고, 이를 토대로 개발한경을 설정하고, 기초 알고리듬과 데이터모델을 설계 1차년도의 연구범위는 사례분석에서 알고리듬, 데이터모델 등의 설계까지 포함하며 필요한 개발환경을 일부 설정한다. 각 세부 별 내용은 다음과 같다.
1. 3D 실내공간정보 구축을 위한 연구개발 프로세스 설계
2. 실내공간정보 구축을 위한 기술동향 및 표준 분석
3. 전체 개발되는 기술의 분석 및 구체적 연계 방법 설계 및 테스트베드 선정
연구성과 기술적 기대성과 - 실내공간정보 시장 성장에 따른 공간정보 구축 수요는 증가하고 있지만 실내공간정보를 만드는 데 장비운영 및 소프트웨어와 인건비 등의 구축비용이 비싸고, 표준 품셈도 마련되어 있지 않음. 저비용 및 고효율의 실내공간정보 구축 기술이 완성되면 비용을 낮추고 구축 속도를 높일 수 있어 실내지도를 거의 실시간으로 업데이트할 수도 있을 전망
- 기존의 LiDar 단독 사용 실내공간정보 대비 저비용·고정밀 및 고화질의 실감지도 작성 가능
- 기업과 연계로 해당 기술을 빠르게 패키지화하여 기술을 진입 장벽을 낮추고 후속 연구가 활발히 이루어 질 수 있도록 도움을 줄 수 있음
- OpenIndoorMap은 실내공간정보의 병목문제를 해결할 것으로 기대
- 시각장애인에게 실내이동권 보장환경 제공
- 최신 기술인 이벤트카메라의 원천기술을 빠르게 선점하여 후속 연구에 이용 가능
- 로컬 좌표계를 이용하는 CAD 기반의 화재 모델과 글로벌 좌표계를 이용하는 표준화된 실내공간정보를 연계한 대피 시뮬레이터를 개발함으로써 실내 및 외 공간정보를 복합적으로 활용할 수 있는 추가적인 응용 서비스 개발이 기대되어짐
- 기존 보행 모델들은 보행자에게 작용하는 물리적인 힘을 계산하거나 인접 공간(cell)의 다양한 속성(출구와의 거리, 장애물, 다른 보행자에 의한 점유 등)을 고려하여 보행을 결정하는 룰(rule) 기반 접근방식이 일반적임
- 하지만 본 연구에서는 딥러닝 기법을 이용하여, 보행자 스스로가 시야에 확보되는 3차원 실감형 실내공간정보를 학습하여 보행의 방향 및 속력을 결정하는 지능형 보행모델을 개발함
- 인간과 유사한 보행행태를 보이는 지능형 보행모델을 개발하는 것은 대피 분야 이외에도 크라우드 시뮬레이션, 활동 패턴 분석 등 다양한 분야에 적극 활용 가능함
사회 경제적 파급효과 - 개발된 실내공간정보 핵심기술을 활용한 서비스를 구축해 기술의 우수성 및 경제성을 검증하고 이를 바탕으로 관련 산업의 수요 창출 및 국내기업의 해외진출을 지원할 수 있음
- 세계 실내공간정보 시장은 2019년 44억2천만 달러(약 5조2천310억원) 규모로 2014년보다 약 370% 성장할 것으로 전망되고 있음
- Google Indoor Map에 대항하는 참여형 Eco-System을 OpenIndoorMap으로 제공
- 시각장애인에게 첨단기술을 기반으로 하는 복지환경 제공
- 본 연구의 핵심 기술은 세계적으로 관심이 높은 분야로 원천 기술에 대한 특허 및 IP 선점에 따른 경제적 효과를 기대할 수 있음
- 기업과의 긴밀한 협조를 통해 빠르게 상용화하여 실내공간정보 콘텐츠를 이용한 관련 분야 산업 활성화에 기여 할 수 있을 것으로 전망
- 이벤트 카메라의 경우 국내에는 관련 기술이 많이 알려지지 않은 분야로 본 연구를 통해 국내에서의 다양한 산업적 활용을 이끌어 낼 수 있을 것으로 예상
- 본 연구에서 제안하는 재난대응솔루션은 저비용으로 구축된 실내공간정보와 오픈소스 화재 시뮬레이터를 연계 및 활용하여 개발하게 되고, 이를 이용하면 표준화된 실내공간정보를 바탕으로 건축물의 화재 대피 문제를 진단할 수 있음
- 화재 대피 시뮬레이션 기술의 국산화는 외산 대피 소프트웨어 의존으로 인한 라이선스 비용을 절감할 수 있고, 이를 통해 국내 재난대응 분야의 관련 산업 및 연구를 활성화할 것으로 기대됨
활용방안 - 초고층 및 대형건물이 늘어나면서 실내공간이 넓고 복잡해짐에 따라 실내지도 등 실내공간정보에 대한 필요성과 관심이 높아지고 있음. 세계 최고수준의 저비용 및 고효율의 실내공간정보 구축 및 갱신기술을 개발할 경우 전 세계 실내공간정보 활용 서비스 시장을 선도할 수 있음
- 실제 환경과 동일한 3차원 지도는 기존의 2차원 지도에 비해 쉽게 이해가 가능함. 소비자들에게 3차원 실내공간정보 및 편집도구 제공시 DIY(Do It Yourself) 서비스를 통해 다양한 문화 창출이 이루어 질 것이라 예상함
- 각종 HMD(Head Mounted Display) 제품이 보급되기 시작하면서 이를 위한 콘텐츠 제작의 필요성이 증가하고 있음. 본 연구의 기술을 통해 실제 환경과 동일한 가상공간 기반 콘텐츠를 제공함에 따라 실내공간정보 기술에 대한 대중의 관심을 유발 할 수 있을 것으로 예상함
- 소방구조대가 모바일 디바이스를 통해 재난대응솔루션을 이용하게 되면, 재난 현장의 다양한 실내공간정보(건물 내부 구조, 재실자 분포)를 활용한 구조활동이 가능하므로 인명구조율이 상승할 것으로 기대됨
- 국민참여형 실내공간정보 활용 인프라가 구축되어 수많은 건물 데이터가 효과적으로 수집되고 표준화된 데이터 모델로 저장 및 관리되면, 주요 건축물들에 대해 화재 대피 시뮬레이션을 수행하여 범정부 차원의 대피안전성 평가가 가능할 것으로 기대됨
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 실내공간정보 구축 실내공간정보 표준 실내공간정보 관리 실내공간정보 테스트베드 -
영문 Indoor Spatial Information Indoor Spatial Information Standards Indoor Spatial Information Management Test Bed for Indoor Spatial Information -
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