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과제현황 목록

과제기본정보

보행로 데이터 기반의 공간정보 공유 플랫폼 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 21CTAP-C164192-01
국가과학표준분류 1순위 농림·수산 | None | None 적용분야 교통/정보통신/기타 기반시설
2순위 농림·수산 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 농림·수산 | None | None 과제유형 기초
과제명 보행로 데이터 기반의 공간정보 공유 플랫폼 개발
주관연구기관 (주)엘비에스테크
총괄연구 책임자 성명 이시완
소속 (주)엘비에스테크 직위 수석연구원
전화번호 070-8667-0706 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2021-04-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 160,000,000 4,000,000 36,000,000 40,000,000 200,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 보행로 데이터 기반의 공간정보 데이터 공유 플랫폼 개발
- 인공지능 기반의 데이터 수집/가공 프로세스를 기반으로 보행로 정보에 특화된 공간정보 데이터 공유 플랫폼 개발
- 데이터의 수집은 사용자가 직접 서비스를 사용하며 수집하는 사용 수집 방법과 보행로 관련 데이터를 생산하는 생산 수집 방식을 통해 진행
- 플랫폼 내의 공간정보 데이터의 경우 자체 제작한 GIS 데이터를 기반으로하며, 추가적으로 사용자가 직접 수집한 데이터는 AI 분석을 통해 실시간으로 플랫폼 내 업데이트 진행 구조
- 공간정보 플랫폼의 시각화 시스템을 통한 대국민 서비스 제공 및 지속가능한 데이터 업데이트 구조 확립
- 공간정보 공유 플랫폼을 통해 수집/활용되는 데이터를 기반으로 연계사업(물류, 모빌리티 등)과의 연계를 통한 서비스 확장
최종목표 ○ 보행자 안전을 위한 보행로 특화 공간정보 데이터 공유 플랫폼 개발
- 인공지능 기반의 데이터 수집/가공 프로세스를 기반으로 보행로 정보에 특화된 공간정보 데이터 공유 플랫폼 개발
- 일반인/장애인/고령자를 통해 수집된 보행로 상의 고정적인 상태 정보뿐 아니라 실시간 변화하는 상황 정보를 공유/제공하는 기능 개발
- AI 분석 기술을 통한 보행로 정보 자동 분석 및 실시간 정보 업데이트가 되는 체계적인 프로세스 구현
- 공간정보 플랫폼의 시각화 시스템을 통한 대국민 서비스 제공 및 지속가능한 데이터 업데이트 구조 확립
- 공간정보 공유 플랫폼을 통해 수집/활용되는 데이터를 기반으로 연계사업(물류, 모빌리티 등)과의 연계를 통한 서비스 확장
연구내용 및 범위 ○ 공간정보 플랫폼 레이어 분류 및 지도화
- 총 7단계 레이어로 나누어 정밀 지도 제작 진행하며, 각각의 레이어는 다음과 같은 특징을 나타냄
?1st : 베이스맵
?2nd : 건물 정보
?3rd : 지역/지구
?4th : 시설물
?5th : 장애물(고정/비고정)
?6th : 환경변수
?7th : 사용자 경험
- 세부화된 7가지 레이어를 기반으로 보행 특화 공간정보 플랫폼 구현 목표

○ 장애물 이미지 데이터 수집
- 휠체어 이용자가 직접 이동하며 장애가 되는 상태/상황의 촬영을 통한 데이터 수집
- 국내 자원봉사센터와 협약을 통한 시민 참여 기반의 봉사 프로그램 운영 및 데이터의 공공 데이터화

○ 이미지 데이터 분석 모델 정립
- 로드 스캐너를 통해 장애인 사용자가 수집한 이미지 데이터를 자동으로 분류하는 AI 기반 기술 개발
- 딥러닝 기반 Object Detect 기술을 활용하여 객체별 학습 및 모델 가중치를 두어 기술의 고도화 진행 및 자동화 프로세스 구현
- 건물/시설물 입구의 이미지 데이터 수집 및 활용을 통해 출입구의 위치 및 유형(회전문, 자동문, 반자동문 등)을 기반으로 한 카테고리 분류 기술 구현

○ AI(인공지능) 기반 영상 학습 모델 구축
- 고용 지체장애인 장비에 부착한 라이더 시스템을 통해 3 차원 포인트 클라우드 데이터와 이미지 데이터를 수집/병합하고, 4채널 인공지능 연산자 생성 기술
- 라이다 센서와 이미지 센서를 동시 활용하는 센서 퓨전 기술을 이용
- 초기 모델: 일정 이상 높이(3cm) 이상의 물체 중, 보행자 인식을 통해 검출된 영역은 보행자 제외한 객체를 장애물로 인식

○ 보행로 데이터 수집 서비스 연계
- 크라우드 기반 데이터 수집을 통해 사용자 유형별 장애물 데이터를 수집하고, 인공지능 기반 분류 작업을 통한 시스템 반영
- 데이터 허브 기반의 데이터를 기반으로 업데이트 되는 사용자 데이터를 검증하는 프로세스 진행
- 인공지능 기반 작업의 경우 단순 분류 작업 외, 이미지 데이터 별, 위치, 시간, 날짜 등을 구분하여 분류
- 이러한 프로세스의 고도화를 통한 데이터 자동 분류 시스템 구현 및 실시간성 확보

○ 보행 내비게이션 서비스를 위한 데이터 연계
- 인공지능 기반 가공/분류 된 데이터 기반의 디지털 트윈 지도 시스템을 활용한 보행 내비게이션 서비스 개발
- 디지털 트윈 시스템에 반영되는 장애물 데이터의 즉각적인 서비스 데이터 업데이트를 통한 지도 서비스 고도화 프로세스 구현
- 구축된 실시간 보행 지도 기반의 무인 로봇/드론 서비스 연계 활용 체계 구축
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 1.Digital Twin 레이어 분류 및 지도화
ㆍ보행 특화 디지털 트윈 시스템 구축을 위한 레이어 분류 및 활용 데이터의 분류 기준 설정 작업 진행
ㆍ특정 지역 대상의 디지털 트윈 시작품 제작을 통한 기존 보행로 관련 데이터 활용

2. 보행로 관련 데이터 수집
ㆍ시제품 Road Scanner 기반 보행로 상의 장애물 이미지 데이터 200,000만 건 이상 확보

3. AI(인공지능) 기반 이미지 학습 모델 구축
ㆍ이미지 데이터 분석을 위한 인공지능 모델의 평균 정밀도 30% 이상 구현
ㆍ이미지 데이터 분석 기술을 활용하여 사용자가 직접 수집한 데이터의 자동 분류 및 디지털 트윈 시스템 업로드 진행
1. Digital Twin 레이어 분류 및 지도화

ㆍ지도를 총 7단계로 나누어 정밀 지도 제작을 진행하며, 1단계에서 7단계 레이어는 각가, 도로, 지역/지구, 건물, 시설물/설비, 장애물, 환경변수, 사용자 경험으로 나뉘어짐
ㆍ1st 레이어 : 첫 번째 레이어는 지도의 가장 기본이 되는 베이스 맵으로, 도시의 도로를 표현한 지도 레이어
ㆍ2nd 레이어 : 두 번째 레이어는 건물에 대한 정보를 표현한 레이어로 건물 정보와 더불어 입구 유형, 접근성과 같은 속성값을 제공
ㆍ3rd 레이어 : 세 번째 레이어는 지역/지구를 분류하는 레이어로 지구 성격에 따라 상업/주거/녹지보존 지구로 나뉘어짐
ㆍ4th 레이어 : 네 번째 레이어는 보행로 상의 고정적인 시설물 및 시설을 보여주는 레이어, 가로수, 볼라드, 신호등 등 보행 이동에 방해 혹은 도움이 되는 시설물을 표현
ㆍ5th 레이어 : 다섯 번쨰 레이어는 장애물을 표현하며, 장애물은 고정 장애물과 비고정 장애물로 나누어 표현
ㆍ6th 레이어 : 여섯 번째 레이어는 결빙 지역, 침수 지역 등의 환경적인 요인을 보여주는 레이어
ㆍ7th 레이어 : 일곱 번째 레이어는 사용자의 경험을 담을 레이어로 지체장애인, 시각장애인, 비장애인 등 이동한 경로 데이터를 구분하여 보여주는 레이어
ㆍ7가지 레이어를 결합하여 사용자의 유형에 따라 실시간으로 최적화된 정보를 제공해주는 지도서비스를 계획

2. 장애물 이미지 데이터 수집
ㆍ휠체어 이용자와 함께 보행로를 이동하며 보행 이동에 장애가 되는 상태 혹은 상황 정보를 촬영을 통한 데이터 수집 진행
ㆍ국내 자원봉사센터 및 단체와의 연결을 통한 시민 참여 기반의 봉사 프로그램 운영을 통한 보행로 데이터의 공공 데이터화 진행

3. 이미지 데이터 분석 모델 정립

ㆍRoad Scanner를 통해 장애인 사용자가 수집한 이미지 데이터를 자동으로 분류하는 AI 기반 기술 개발
ㆍDeep Learning 기반 Object Detect 기술을 활용하여 객체별 학습 및 모델 가중치를 두어 기술의 고도화 진행 및 자동화 프로세스 구현
ㆍ건물/시설물 입구의 이미지 데이터 수집 및 활용을 통해 출입구의 위치 및 유형(회전문, 자동문, 반자동문 등)을 기반으로 한 카테고리 분류 기술 구현
ㆍ초안 학습 모델
?Batch Normalization, Pooling, Layers Customization을 통한 Yolov4 활용
?Feature Extraction: MobileNetV3 / EfficientNet-Lite 또는 CSPDarknet54 모델
?FPN(Feature Pyramid Network) 등 활용
연구성과 기술적 기대성과 ㆍ디지털 트윈 시스템의 새로운 방향성 제시 (목적형 지도)
ㆍAI 기반의 보행 정보 분석 기술을 통한 스마트시티 내 이동 정보 분석 및 확장 기대
사회 경제적 파급효과 ㆍ스마트시티 산업 내 독점적인 기업이 부재로 시장 내 경쟁 우위 선점 기대
ㆍ공간정보 플랫폼 기반 사용자간 데이터 공유를 통한 보행 관련 빅데이터 고도화
ㆍ지도 구축 영역 내 GIS 데이터 관련 공공 DB 최신화를 통한 정부 데이터 활용방안 마련
ㆍ구도심 대상 보행 안전 지도/내비게이션 서비스 구축에 따른 정부의 선진 복지 국가 선도
활용방안 1. 스마트시티 복지 플랫폼
ㆍ교통약자를 위한 지도 서비스 및 비대면 주문/결제 서비스를 통합한 스마트시티 복지 플랫폼 접목
ㆍ스마트시티 모델의 성공 사례를 통한 도시 단위 계획 상품 수출

2. 보행 내비게이션 서비스
ㆍ횡단보도, 육교 등 보행자에게 최적화된 데이터를 제공해주는 내비게이션 기능
ㆍ보행로의 상태 및 상황 정보 활용한 내비게이션 서비스 대상 사용자를 일반인까지 확대

3. 퍼스트/라스트 마일
ㆍ교통약자 대상 퍼스트/라스트 마일 분야인 모빌리티 서비스와의 연계에 활용
ㆍ교통약자를 위해 구축된 보행 특화 디지털 트윈 시스템 기반 타 산업과의 연계
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 공간정보 보행로 디지털트윈 장애인 인공지능
영문 Spatial Information Walkway Digital Twin Disabled AI
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