| 2차년도 |
○ 주차 로봇의 구조 설계 및 하드웨어 개발 - 자율 주행이 가능한 주차 로봇을 개발하기 위해서 옴니 휠을 활용한 구조 설계 및 하드웨어를 설계 하고자 함 - Forklift 타입의 주차 로봇이 차량의 아래로 들어가 각 타이어를 인식하고 동시에 들어 올려 약 2,500kg 이상의 차량을 주차 공간으로 이송 가능한 방식임 - 제안 주차 로봇은 적용 환경에 적합하게 분리 또는 통합하여 사용할 수 있는 다기능의 주차 로봇임○ 자율주행 주차 로봇을 위한 딥러닝 기반 장애물 회피 및 최단경로 계획 알고리즘 개발 - 쇼핑몰, 기차역, 공항 등의 주차장 환경에서 2대 이상의 주차 로봇들이 목표지점까지 최단경로를 탐색하고 경로 내 장애물을 인지하여 이를 회피하고 목표지점까지 단시간에 이동하고자 함 - 기존의 영상 인식 기법은 주변 환경이 변화할 때 실시간 분석이 어려운 단점이 있으나 이를 보완하기 위해 Faster R-CNN 알고리즘을 적용하여 주변 환경의 상황을 인지하고자 함
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- 옴니 휠을 이용하여 높이 150mm 이내의 로봇 설계를 수행하고자 함- 옴니 휠의 회전 시 각 휠의 대각선 방향으로 힘이 작용하는 점을 활용하여 주차장 내에서 주차 로봇의 360도 슬립이 가능한 자유로운 구동을 구현하고자 함 - HD 카메라를 이용하여 주차 공간의 표식(Land Mark) 혹은 주변의 물체를 인식함으로 주차 공간에 정확한 주차가 가능함- 기존 영상 인식 분야에서 주변 상황인지 기술을 적용 시, 배경 공간이 과도하게 변하거나 이미지가 흐트러지면 실시간 분석에 어려움이 있었으나 제안한 기술을 기반으로 영상인식을 할 경우 타 기법보다 좀 더 단시간 내에 이미지의 특징점 추출하여 실시간 분석이 가능할 것으로 예상함- 컴퓨터 모의 환경에서 제안한 기술의 알고리즘 테스트를 시행하고자 함- 제안한 기술은 주차장 내에서 목표지점까지의 최적경로를 탐색하기 위해서 전역경로계획 방법으로 Dijkstra 알고리즘을 사용하고 이에 RRT(Rapidly-exploring Random Tree) 알고리즘을 결합함으로 경로 내의 장애물 회피와 실시간 지역경로탐색을 가능케 함- 중형/대형의 공차 기준 2,500kg 의 차량을 이송시키기 위해서 주차 로봇의 응력 해석과 하중 및 충격을 고려한 Body Frame 설계를 진행하고자 함- 주차 로봇은 대부분 제한된 공간에서 효율적으로 이동이 가능한 형태여야 하기 때문에 360도 전 방향으로 이동이 가능한 옴니 휠을 활용하고자 함
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 주차 로봇의 구조 설계 및 하드웨어 개발- 딥러닝 기반 장애물 회피 및 최단경로 계획 알고리즘 개발- 주차 로봇 제어 시스템 설계 및 개발- 주차 로봇의 자기공명식 무선충전기술 개발- 최적경로탐색 알고리즘과 무선충전이 적용된 지능형 주차시스템 개발- 주차 로봇의 BMS 성능향상을 위한 SoC 예측 알고리즘 개발
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| 사회 경제적 파급효과 |
- 제안 기술 개발로 동종 주차 산업의 일자리 창출이 향후 5년간 1,241명이 발생하며 사회적 가치는 1,241명×25,000(천원)이라 환산할 때 31,025,000(천원)의 일자리 창출로 인한 가치가 발생할 것으로 예상함- 서비스 로봇시장이 연평균 32%씩 성장추세를 보이며 2025년 1,000억 달러 규모로 전망(근거자료: 호주 투자은행 맥쿼리)- 인공지능기술, 네트워크 인프라기술, IoT 통신기술 등 다양한 기술의 적용은 4차 산업혁명에 부합한 기술 개발로 새로운 성장기회와 부가 가치 창출 가능- 2021년 기준으로 2조 5천달러의 수출 증가가 가능- 기계식주차시설의 유지보수 및 주차 서비스 연계를 통해 부가 수익 창출이 가능하고 원격 모니터링을 통한 비용의 절감 가능 (예) ① 인적으로 발생하는 부대비용 절감(전화요금, 교통비, 차량유지비 등) ② 소프트웨어 개발(인공지능) 기술 개발로 직, 간접적 비용 절감 - 개발된 기술이 5년간 기계식 주차장시장에 확산 시, 5년 누적 391,000(백만원)의 직, 간접적인 사회적 비용의 절감효과를 가져 올 수 있을 것으로 예상함[주차 로봇 장치 2,300개 * 170,000,000(해외단가) = 391,000백만원]- 기계식 주차설비는 주차 공간 활용이 용이하여 설치 대수가 점차 증가하는 추세임- 기계식 주차설비의 주차 로봇을 적용하기 위해서는 수입이 필요했으나, 제안 기술로 국내 기술력을 확보함으로 수입대체효과를 누릴 수 있음- 주차 로봇의 자율주행 기능과 무선충전기능을 갖춘 기술 개발로 국내 기술력 확보가 가능함
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| 활용방안 |
○ 자율 제어센서, 로봇, 인공지능(AI) 등 첨단기술이 적용된 모델로 원천기술 확보○ 4차 산업혁명에 부합하는 인공지능 기술을 적용한 주차 로봇 시스템은 서비스 로봇 시장을 주도 할 수 있을 뿐 아니라, 국내 기술력으로 새로운 무인주차시스템의 기술 트랜드 형성이 가능함○ 지능화된 주차 로봇을 통해 스마트 기계식주차장 시스템을 구현할 수 있으며 국내 경제？산업의 새로운 돌파구로써 스마트 시티 인프라 제어 기술과의 융합 및 활용이 가능함○ 제안한 기술은 미래 원천기술인 인공지능의 기술력을 확보함으로 이동 로봇의 자율주행 기술의 적용이 가능하고 무선통신 기술을 적용하여 IoT 서비스로 확장 가능○ 극심한 주차난을 해결할 수 있으며 국민의 생활 환경 개선 및 주차로 인한 주민 간의 갈등 해소로 사회적 문제를 해결 할 수 있음○ 향후 스마트 시티 구현을 위해 아파트, 빌딩 등에 무인주차시스템을 적용함으로 신산업의 활용이 가능
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