과제수행 목표 및 내용 최종 목표 ㅇ 교통, 환경 등 복잡한 도시문제를 해결하기 위하여, 실세계 공간정보와 멀티모달 센서를 융합한 디지털 트윈 기반의 지능화 플랫폼을 위한 핵심원천기술 개발
1단계 목표 실세계 도시를 디지털로 재현·분석하는 공간지능화 요구사항 분석 및 단위 기술 개발 내용 o 멀티모달 센서 연계 이동객체 검출 단위 기술 개발 o 도시공간 데이터 저장관리 및 가시화 플랫폼 단위 기술 개발 o 대용량 도시공간 데이터 AI 분석 및 최적화 기술 설계
2단계 목표 디지털 트윈 기반의 도시 지능화 핵심원천기술 개발 및 서비스 실증 내용 o 멀티모달 센서 연계 이동객체 검출 핵심원천기술 개발 o 대용량 spatial 데이터 저장관리 플랫폼 개발 o 교통영상 공유활용 플랫폼 개발
당해연도 목표 실세계 도시를 디지털로 재현·분석하는 도시공간 지능화 플랫폼 개발 내용 o 멀티모달 센서 데이터 취득 환경 구축 및 요청 API 개발 o 이동체 검출 및 모션 복원 기술 개발 o 대용량 Spatio-Temporal 데이터 저장관리 기술 개발 o Spatio-Temporal 데이터 접근을 위한 SQL-like 인터페이스 개발 o 교통영상 저장/관리/공유 기술 통합 시험 및 기능 검증 o 교통영상 데이터 처리 및 분석 기술 통합 시험 및 기능 검증
과제 수행과정 및 내용 ㅇ 과제 수행과정 √ 도시 디지털 트윈 모델을 위한 멀티모달 센서의 센싱 범위에 대한 시간 및 공간적 한계 극복, 복원 데이터의 정확도를 확보하는 데 초점을 두고 연구를 수행 √ 3D 공간정보 기반의 지능화 디지털 트윈 플랫폼을 구축하고 도시교통 통합관제, 주차관리, 보행자안전, 교통정보 공유활용 등 개별 응용 플랫폼을 위한 공통 플랫폼의 형태로 개발 수행 ㅇ 과제 수행내용 √ 이동체 검출 및 모션 복원 기술 개발 (수행기관: ETRI, 충남대학교) - 단안 RGB 카메라 기반 객체 검출 및 추적 알고리즘 개발 - Detectron2 기반의 고성능 이동객체 추적 알고리즘 개발 - 다수의 CCTV 카메라에서 동일한 객체를 추적하기 위한 re-identification 알고리즘 개발 ※ 국제 상위 학술대회 논문 (IEEE/CVPR 2023): 1편 심사 중 √ 멀티모달 센서 데이터 취득 환경 구축 및 요청 API 개발 (수행기관: ETRI) - RTSP기반 CCTV 연계 이동체 검출 및 추적 모듈 개발 - 노드 기반 이동체 위치 정보 정제 및 Kafka기반 서버 통보 기술 개발 √ CCTV 영상의 3차원 기하학적 분석 기술 (수행기관: ETRI, 서울과학기술대학교) - 도심 환경내 도로 마커를 이용해 멀리 떨어져 설치된 다수의 CCTV의 위치 및 방향각 추정 기술 개발 - 영상 내 관찰된 물체의 3차원 위치와 크기 측정 기술 개발 - 3차원 도심 환경에서 도로마커를 이용한 카메라 캘리브레이션 및 지형 고도 동시 추정 기술 개발 - 3차원 도심 환경(예: 오르막)에서 bundle adjustment 기법을 이용한 카메라 캘리브레이션 및 지형 고도 동시 추정 ※ 국제학술발표: 2편 (ISMAR 2022, KRoC 2022) √ 도시공간 데이터 모델 가시화 기술 개발 (수행기관: ETRI, 아이씨티웨이) - 웹 기반 도시공간 데이터 가시화 모듈 개발 - 웹 기반 검출 이동체 표시 영상 가시화 개발 - XR 기반 3차원 검출 이동체 모션 모니터링 기능 개발 ※ 국제 전문 학술지: 1편 게재, Remote Sensing 14(3), 2022 (SCIE 상위 20%) √ 대용량 spatial 데이터 저장관리 기술 개발 (수행기관: ETRI) - 도시 공간 데이터 모델 및 입출력 모듈 개발 - 도시공간 데이터 클러스터링 및 고속 공간 조인 기능 개발 - 대용량 Spatial 데이터 저장관리 및 처리 기능 확인을 위한 검증 모델 개발 √ Spatial 데이터 접근을 위한 SQL-like 인터페이스 개발 (수행기관: ETRI) - SparkSQL 활용을 위한 Spatial SQL UDF/UDAF 개발 - 기능 검증용 공간 분석 모듈 개발 (서울 지하철 역사 후보지 추천) √ 교통영상 저장/관리/공유 기술 통합 시험 및 기능 검증 - 교통영상 공유활용 플랫폼 요구사항도출 및 설계 - 교통영상 공유활용 플랫폼 개발 - 교통영상 공유활용을 위한 비즈니스 모델 개발 - 개인정보 보호를 위한 차량 번호판 검출 및 비식별화 SW 개발 √ 교통영상 데이터 처리 및 분석 기술 통합 시험 및 기능 검증 - 블랙박스 교통 영상 기반 사고 구간 검출 및 사고 분류 모델 개발 - 블랙박스 교통 영상 기반 사고 상황 검출 SW 개발 ※ 국제학술발표: 1편 (ICTC 2022) ※ 국제 전문 학술지: 1편 제출 예정 √ 이동체 범용 공간 좌표 측위 기술 연구 √ 도시 교통 데이터 분석을 위한 인공지능 모델 훈련 및 운영 관리 기술
과제 수행결과 및 목표달성도 ㅇ 과제 수행결과 ㅇ 과제 수행 목표달성도 가. 과제 수행 목표달성도 (기술개발 성과지표) 나. 공통지표
관련 분야에 대한 기여 ㅇ 관련 분야 과학적·기술적·경제적·사회적 기여 과학적(해당시) • 디지털 트윈 기반의 도시 지능화 플랫폼 핵심원천기술 연구를 통해 미래의 디지털 트윈 기반의 스마트시티 연구 분야에 기여함 - 넓은 지역에서 다중 객체를 추적하기 위한 re-identification 알고리즘 개발 - 3차원 도심 환경에서 관찰된 물체의 3차원 미터단위 위치 추정 기술 개발 - 대용량 공간 빅데이터 저장관리 (입출력, 클러스터링, 조인) 기술 개발 - AI기법을 활용한 대용량 교통영상에서의 특정 이벤트(예: 교통사고) 구간 자동 검출 기술적(해당시) • 디지털 트윈 모델 기반의 데이터 수집, 저장, 관리 및 제공기능을 개발해, 공공분야(환경, 보안, 교통, 치안 등)의 사회적 문제를 해결할 수 있는 기술 개발에 기여함 - CCTV를 활용한 이동체 검출, 추적하여 실세계 좌표를 추정하고, 이를 XR기반 3D차원 가시화 통합 플랫폼 개발 - 도시 디지털 트윈 플랫폼 시스템 및 이동객체 정보 분석 및 관리 방법 - 블랙박스 영상 데이터 검색 및 수집 방법 - 블랙박스 영상 내 비정상 이벤트 탐지 시스템 및 방법 경제적(해당시) • 도시 공간 내 정적 데이터인 지형, 도로, 건물 만이 아니라, 개별 이동체인 차량과 보행자의 데이터를 수집 및 관리할 수 있는 연구를 통해 스마트시티 혹은 디지털 트윈 기반의 도시 운영 효율성 증대에 기여 • 대규모 복잡한 네트워크로 구성된 도시환경의 객체간 상호작용·인과관계 분석과 이해를 통해 교통, 환경, 전염병 등 복잡한 도시문제의 발생 원인과 과정을 분석하는 핵심 기술로 활용 시 시뮬레이션 비용 감소 • 도시 디지털 트윈 핵심원천기술이 사회적으로 안정적으로 적용되어, 디지털트윈 기반의 융합 서비스 출현 가속화 기대 • 국내 기업들에게 디지털트윈 모델을 지원할 수 있는 플랫폼 및 핵심원천기술을 이전 및 전 수해 디지털트윈 기반 스마트시티 서비스 관련 시장 규모 성장 및 산업 활성화 ㅇ 후속 과제에 도움을 줄 수 있는 연구 결과 - 이동체 동적 위치정보 기반의 분석 및 표현기술 연구: 차세대 디지털 국토정보 분야에서 세부과제인 “이동체 위치추적에 따른 차세대 동적 주제도 구축 기술 개발 연구” 적용 논의 (오픈스페이스 과제 내용 언급하면 좋을 듯) 성과관리 및 활용계획 ㅇ 성과관리 현황 - (데이터 수집 방안) ETRI 내 설치된 테스트베드의 CCTV, 블랙박스 영상 데이터를 수집 후 ETRI 12동 연구실 내 설치된 NVR (Network Video Recorder) 장치 및 멀티모달 센싱 데이터 저장관리 서버에 저장함 - (데이터 관리 방안) NVR 장치및 멀티모달 센싱 데이터 저장관리 서버로 관리되는 영상 데이터 내 개인식별 가능한 검출 및 분석된 이동체 데이터는 개인정보 비식별화를 수행하고, 고유한 ID 값으로 저장 및 관리함 ㅇ 성과활용 계획 - (혁신적 기술 개발로 연구 주도권 선점) 기존 정적 도시공간정보 활용 중심에서 수많은 이동객체를 연결한 정적 및 동적객체 정보를 활용하여 도시현상을 재현하고 분석하는 기술은 기존 기술과 차별화된 혁신적 연구개발 분야이며, 도시공간 지능화 분야의 시장을 주도할 수 있는 기술 선도자로 자리매김이 가능 - (도시문제 원인분석 활용) 대규모 복잡한 네트워크로 구성된 도시환경의 객체간 상호작용·인과관계 분석과 이해를 통해 교통, 환경, 전염병 등 복잡한 도시문제의 발생 원인과 과정을 분석하는 핵심 기술로 활용 - (도시지능화 기술주도권 확보) 향후 개발될 자율형 도시관제운영 등 도시지능화에 필요한 핵심 기술의 확보로 스마트시티, 교통분야 등 관련 분야의 기술 주도권을 확보
향후 과제 수행계획 ㅇ 다음 연도 연구개발계획 1) 연구개발 목표 및 내용 4차년도 (2023) 연구개발 목표 ○ 실세계 도시를 디지털로 재현·분석하는 도시공간 지능화 통합 시험 - 멀티모달 센서 연계 이동객체 검출 기술 고도화 및 통합 시험 - 대용량 spatio-temporal 데이터 저장관리 플랫폼 개발 - 교통영상 공유활용 플랫폼 통합 시험 연구개발 내용 - 멀티모달 센서 데이터 취득 환경 통합 시험 - 이동객체 검출 및 모션 복원 기술 고도화 - 대용량 Spatio-Temporal 데이터 저장관리 기술 개발 - Spatio-Temporal 데이터 접근을 위한 SQL-like 인터페이스 개발 - 분산 GeoStream 처리 기술 개발 - 교통영상 저장/관리/공유 기술 통합 시험 및 기능 검증 - 교통영상 데이터 처리 및 분석 기술 통합 시험 및 기능 검증
5차년도 (2024) 연구개발 목표 ○ 실세계 도시를 디지털로 재현·분석하는 도시공간 지능화 서비스 실증 - 멀티모달 센서 연계 이동객체 검출 기술 실증 - 도시공간 데이터 저장관리 및 가시화 플랫폼 실증 - 교통영상 공유활용 플랫폼 실증 연구개발 내용 - 멀티모달 센서 데이터 취득 및 처리 기술 실증 - 이동객체 검출 및 모션 복원 기술 실증 - 대용량 spatio-temporal 저장관리 플랫폼 실증 - 대용량 spatio-temporal 저장관리 기술 고도화 - 서비스 시니리오 및 BM 도출 - 교통영상 공유활용 서비스 실증 2) 국내외 분야 환경변화 · 대통령 직속 4차산업혁명위원회에서는 ICT 신기술을 활용해 도시 문제를 해결하고 삶의 질을 향상시키는 추진 전략을 발표 · 한국판 뉴딜 10대 대표과제로 국토와 동일한 가상세계를 3차원으로 구현해 도시 및 사회문제를 맞춤형으로 해결하는 국가 위치기반 플랫폼인 ‘디지털 트윈국토’ 과제가 기획 중 · AR, VR 기술을 총체적으로 활용한 메타버스로 미래형 도시를 기획하고, 가상공간과 증강현실을 융합한 형태로 재설계 및 활용하는 연구가 진행되어 국내에서도 정부가 디지털 뉴딜의 일환으로 메타버스 플랫폼 구축을 중요 정책 과제로 선정 3) 연구개발 추진전략 · DNA 기반 국가지능화 디지털 트윈 플랫폼의 핵심원천기술 연구를 통해 도시, 교통, 산업IoT, 복지, 의료, 에너지, 환경, 국방, 안전 등의 분야에서의 활용할 수 있는 플랫폼 기술 지원 · 디지털 트윈 기반의 플랫폼이 지원할 수 있는 서비스 시나리오 발굴해 정부 및 지자체 기존 사업과 연계 또는 신규 사업 추진 계획 · 국가 아젠다 완수, 지역사회 문제해결, 산업경제 활성화 기여를 목표로 DNA기반 국가 지능화 DT (Digital Twin) 플랫폼을 개발하고 실수요기반 서비스 실증을 통하여 효용성 검증 4) 연구개발 일정 및 기대 성과 · 도시 공간 지능화 플랫폼의 핵심원천기술로 향후 개발될 자율형 도시관제운영 등 도시지능화에 필요한 핵심 기술의 확보로 스마트시티, 교통분야 등 관련 분야의 기술 주도권을 확보 - 2022년 (3차년도): 디지털 트윈 기반의 도시 공간 지능화 플랫폼 개발 - 2023년 (4차년도): 디지털 트윈 기반의 도시 공간 지능화 플랫폼 통합 시험 및 고도화 - 2024년 (5차년도): 디지털 트윈 기반의 도시 공간 지능화 플랫폼 서비스 실증 5) 다음 단계 연구개발비 사용계획 6) 사업화 추진 계획 □ 대용량 교통영상 공유 활용 플랫폼 개발을 통한 비즈니스 모델 설계 □ 차량사고 관련 영상 빅데이터 확보를 통한 비즈니스 모델 발굴
(출처 : 요약문 2p)
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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