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과제현황 목록

과제기본정보

해안 쓰레기 현장정보 수집을 위한 무인이동체시스템 개발1년차

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 21DPIW-C165066-01
국가과학표준분류 1순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 적용분야 환경
2순위 화학공정 | 촉매제조 기술 | None 실용화대상여부 실용화
3순위 에너지·자원 | None | None 과제유형 개발
과제명 해안 쓰레기 현장정보 수집을 위한 무인이동체시스템 개발
주관연구기관 (주)한컴인스페이스
총괄연구 책임자 성명 김동언
소속 (주)한컴인스페이스 직위 책임연구원
전화번호 042-862-2735 FAX 042-862-2736
총 연구기간 2021-07-01 ~ 2023-06-30
당해연도 연구기간 2021-07-01 ~ 2021-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 432,000,000 10,300,000 92,700,000 103,000,000 535,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ○ 해양 쓰래기는 해양오염, 어업자원 감소, 선박의 항해 안전 위협, 해양관광 저해 등 여러 가지 피해를 야기하는 심각한 현안문제로 이를 위해 해양 쓰레기를 관측하고 관측자료를 기반으로 쓰레기 발생량, 분포, 피해규모를 산정하여 대응정책을 수립할 수 있는 체계 마련이 필요
○ 해양지역을 지속적으로 관측, 분석할 수 있는 플랫폼이 중요하나 현재 CCTV, 국민신고 등 전방위적 해양쓰래기 관측에 한계점이 있는 정보수집 수단에 의존하고 있음
○ 이에 다양한 분야에서 활용 중인 드론 기반의 모니터링 시스템의 구축, 현업 활용이 고려되고 있으나 업무 특성 상 바다에서 안정적으로 관측할 수 있는 전용 드론이 없음
○ 또한 드론을 활용하는 대부분의 기관에서 필요 시 드론 파일럿이 현장에 출동하여 일부지역을 촬영, 관측하는 선에 그치고 있어 지속적인 모니터링 및 과학적 분석 체계가 부족
○ 이에 바다 환경에서도 안정적 운용이 가능한 드론기체와 자동이착륙, 자동충전이 가능한 드론스테이션을 통해 지속적, 실시간 관측 및 과학적 분석이 가능한 기반 마련이 가능
최종목표 ○ 해안환경에서 안정적인 운용이 가능한 무인비행체 개발
- 해안환경 안정적 운용을 위한 방수, 방진, 고내풍성, 자동이착륙, 자동운항 기술 적용 드론 설계 및 개발

○ 이동하며 운용 가능한 무인드론스테이션 개발
- 자동 충전 및 드론의 안정적 보관과 실시간 관측정보 송수신이 가능한 드론스테이션 설계 및 개발

○ 드론 및 드론스테이션 운용을 위한 임무운용 SW 개발
- 해안쓰레기 관측 임무 지원 및 실시간 상태정보 모니터링을 위한 임무운용 SW 개발

○ 연구개발 시스템의 수요처 시스템 연계
- 수요기관의 원격 업무 지원, 실시간 관측정보 수집, 분석 지원을 위한 시스템 연동

○ 연구개발 시스템의 조달청 우수제품 등록
- 개발 결과물의 다부처 활용 및 사업화를 위한 제품인증, 조달청 우수제품 등록
연구내용 및 범위 ○ 개발요구도 확정
- 수요기관, 1세부과제와 협의하여 구체적인 개발요구도 조정 및 확정
- 개발요구도를 바탕으로 무인이동체시스템에 대한 요구사항(운영, 기능, 안전, 인터페이스, 설계, 성능 요구사항) 도출(1세부과제와 협력)

○ 무인비행체 기술 개발
- 수요기관 및 1세부과제와 협력하여 운용 시나리오 개발
- 운항 및 임무 제어 기술 개발
- 무인비행체 이미지 전처리 기술 개발
* Geotagging 기술을 적용하여 위치정보가 포함된 고정밀 이미지 획득 기술
* 3차원 모델링 영상 및 정사영상 획득 기술
- 이미지 데이터 처리 및 전송을 위한 임무탑재장치 기술 개발
* 이미지 데이터 처리 및 전송은 기관 통제실로 전송할 고정밀 이미지, 지상제어장치로 전송 할 운항모니터링용 이미지로 나누어 수행
* 기관 통제실로 전송을 위한 이미지(임무데이터) 처리 및 전송 기술 개발
? 기관 통제실로 전송되는 데이터는 고정밀 이미지 데이터
? 기관 통제실 전송용 이미지 데이터 처리 수행
? 전송되는 이미지 데이터에 대한 손실 방지 기술 적용
? 기관 통제실로 이미지 데이터는 지연 전송되며 기관 통제실에서는 수신된 데이터에 대한 손실 검증을 수행해야 됨
? 임무 종료 및 착륙 시 까지 기관 통제실로 이미지 데이터 전송을 다하지 못한 경우 이미지데이터 전송이 다 이뤄지기 전까지 전원이 꺼지지 않아야 함
? 기관 통제실로의 데이터 전송을 위해 정부에서 요구하는 보안체계를 충족해야 함 (인증된 보안모듈 적용)
- 기관 통제실과의 연동 기술 개발
* 기관 통제실의 영상 후처리(영상정합)시스템과의 인터페이스 방식은 수요기관에서 제시하며, 제시된 방식에 따라 연계하는 기술 개발
* 기관 통제실에서 전송된 이미지에 대한 데이터 손실 검증, 보안 및 품질 검사 수행
* 기관 통제실로의 데이터 전송을 위해 정부에서 요구하는 보안체계를 충족해야 함(인증된 보안모듈 적용)

○ 지상제어장치 기술 개발
- 지상제어장치는 조종단말기에 태블릿이 장착된 형태로 개발
- 임무 및 경로 지정과 모니터링, 비행 제어 기술 개발
- 무인비행체의 운항모니터링
- 다기체 동시 운용을 위한 다중 임무 설정 및 모니터링 기술 개발(2세부과제와 협의)

○ 2세부과제와 연계하여 임무 SW 개발 및 운용 SW 활용
- 2세부과제에서 제공하는 임무 SW라이브러리 및 개발도구를 활용한 임무 장치 라이브러리 및 임무 SW 개발
* 2세부과제 연계를 위한 임무 장치 라이브러리 개발요구사항 제시
- 2세부 운용 SW 활용을 위한 무인이동체 임무 및 비행 데이터 연동

○ 개발시스템의 설계적합성 및 제작합치성 평가 수검
- 1세부과제와 협의에 의한 설계적합성 및 제작합치성 평가 계획 수립
- 9세부과제에서 설계적합성 및 제작합치성 검증에 대한 입증자료(규격서, 도면 등)를 제공하고 1세부과제로부터 설계적합성 및 제작합치성 평가 수검

○ 개발 시스템에 대한 환경 시험, 기능/안전/인터페이스/성능 시험, 임무성능 및 임무운용성 시험 등 수행
- 환경시험, 비행성능시험 등은 1세부과제에서 제공하는 공통시험절차서에 따라 주관기관에서 상세 시험절차, 방법을 도출하여 시험수행
- 개발 무인이동체의 고유 임무성능은 9세부과제 주관연구개발기관이 시험절차, 방법을 도출하여 1세부과제 및 수요기관과 협의 후 시험 수행
- 수요기관, 9세부과제 주관연구개발기관, 1세부과제와의 협의를 통해 임무시나리오를 개발하여 임무운용성 시험 수행
- 수요기관 및 1세부과제와 협의된 시험시나리오에 따라 임무운용성시험 전에 50회 이상의 시험을 수행하고 시험결과(로그데이터 포함)를 1세부과제에 제출

○ 조달청 우수제품 지정서 획득
- 전파법에 따른 전자파적합성 인증 획득
- 통신장치에 대한 전자파적합성 인증 획득(필요시)
- 항공안전법에 따른 초경량비행장치 안전성인증 획득(필요시)
- 우수제품 심사용 품질소명자료 입증을 위한 대상인증 선정 및 품질인증 획득
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 ○ 주관연구개발기관((주)한컴인스페이스) : 수요기관 및 1세부과제, 2세부과제와의 협의를 통한 드론스테이션과 임무운용SW 요구사항 도출 및 설계
- 요구사항 분석 및 개발환경 도출
- 유사 기술 현황 조사 및 개발 기술 설계
- 임무운용 SW 역할 분석, 도출, 설계
- 무인 드론 스테이션 사양 결정 및 시스템 설계

○ 공동연구개발기관((주)에이오비) : 수요기관의 요구를 반영한 무인비행체와 지상제어장치 요구사항 도출 및 설계
- 해안환경 운용을 위한 무인이동체 구성안 도출 및 형태 결정
- 주요 만족 사양 결정 및 구현 방안 설계
- 임무장비 조사 및 선정, 연동성 분석
- 지상제어장치 설계
○ 요구사항 및 개발환경 도출
- 수요기관 및 1세부과제와 협의를 통한 개발요구도 조정 및 확정, 운용 시나리오 개발
- 유사기술 현황 조사 및 계획수립
○ 해안쓰레기 탐지를 위한 무인이동체시스템 설계
- 무인비행체/지상제어장치의 구성안 도출
○ 무인비행체 운용기술 설계
- 임무운용을 위한 요소기술 도출 및 설계
○ 임무탑재장비 선정
- 임무탑재장비 사양 조사 드론 연동 가능성 검토
○ 수요기관의 요구를 반영한 지상제어장치(GCS) 설계
○ 수요기관의 요구를 반영한 무인드론스테이션 설계
- 무인드론스테이션 H/W 설계 및 제작
- 제어 장치부 방진/방수 설계
- 자동 충전배터리 모듈 설계
○ 수요기관의 요구를 반영한 임무운용 SW 설계
- LTE 통신을 통한 데이터 송수신 가능한 임무운용 SW 개발
연구성과 기술적 기대성과 ○ 방수, 방식, 내풍성, 내습성이 고려된 국산 드론
- 본 연구에서 개발하는 드론은 해양환경에 운영되기 위하여 방수, 방식, 내풍성, 내습성을 고려한 해양 운영용 드론으로 국산화 개발
○ 이동형 드론스테이션과 다중 스테이션 교차운영이 가능한 관제 시스템 개발
- 기존 스테이션의 경우 전원공급, 인터넷 연결, 무게 등의 이유로 고정형으로 개발되는 경우가 대부분임
- 그러나 해안쓰레기 모니터링을 위하여 넓은 지역에서 임무를 수행해야 하는 본 연구 개발품은 스테이션을 이동형으로 개발하여 드론의 임무 운영 이후, 이륙 시와 비교하여 위치가 이동한 스테이션에 착륙하는 이동식 드론스테이션에 적합한 관제 모델을 개발
- 또한, 드론의 임무 운영 이후 이륙한 스테이션이 아닌 다른 스테이션에 착륙하는 다중 스테이션 교차 운영을 위한 통합관제 시스템 구축
사회 경제적 파급효과 (경제적 파급효과)
○ 기존 해안쓰레기 정보 수집 체계는 사람이 직접 한달에 한번 현장 방문을 통해 해안쓰레기 정보를 수집하는 방식으로 수행되었음
○ 본 연구개발을 통해 무인이동체를 이용한 해안쓰레기 정보수집체계를 구축함으로써 일 1회 이상의 해안쓰레기 정보수집이 가능하게 됨
○ 해안쓰레기 정보 수집을 위해 무인이동체 시스템을 활용함으로써 정보의 생산 주기가 단축되고, 현장 파견을 통한 정보수집을 하지 않아도 되므로 인건비 절감이 가능
○ 드론을 해양 환경분야에 적용하여, 해안쓰레기 모니터링을 위한 드론을 개발함으로써 드론 산업 분야 확대를 기대할 수 있음

(사회적 파급효과)
○ 해안쓰레기 정보수집 체계 개편을 통해 해안쓰레기 발생원 분석 및 확산 모니터링을 위한 기반 자료 생성이 가능해짐
○ 해안쓰레기 발생원 분석 및 관련 규제 개혁 등을 통해 해안쓰레기 관리를 수행함으로써 해양환경 개선을 기대
활용방안 ○ (성과 활용 방안) 해안쓰레기 현장정보 수집을 위한 무인이동체시스템
- 바람이 많이 부는 해안 환경에서 운영하기 위한 드론
- 드론을 이용하여 지정된 임무수행경로에 따라 운행 및 정보 취득을 하는 임무 운용 시스템
- 드론의 격납 및 충전을 지원하는 이동형 드론스테이션
- 기관 통제실 및 지상제어장치에서 운항 모니터링 및 드론스테이션 상태 모니터링 기능
- 드론이 수집한 현장정보를 무인드론스테이션에서 기관 통제실로 LTE 전송 기능

○ (성과 활용 방안)해양환경에서 무인이동체를 활용한 해안쓰레기 정보수집체계 활용
- 해양환경에서 원격지 및 접근불능지의 관측과 고해상도 관측정보 수집을 통한 무인이동체 기반의 해안쓰레기 정보수집체계 구축
- 기존의 CCTV, 제보앱, 소나 이미지를 이용하여 수집한 해안쓰레기 정보와 더불어 무인이동체를 이용한 해안쓰레기 정보 수집 채널 확보를 통하여 원격지, 접근불능지 등에 대한 정보수집 사각지대 해소
- 기존 수집데이터(CCTV, 제보앱, 소나 이미지 등)와 결합하여 해안쓰레기 관측정보 다양화로 다각적 분석 가능
- 사람이 직접 한 달에 한 번 정도 해안쓰레기 정보를 수집하였던 기존의 해안쓰레기 정보수집체계에서 무인이동체를 이용한 일 1회 이상의 해안쓰레기 정보수집체계로의 개편
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 해안운용드론 방수방진 드론스테이션 해안쓰레기 무인운용
영문 Coastal drone waterproof and dustproof drone station coastal garbage unmanned operation
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