- 본 기술은 수풀과 같은 복잡한 자연환경에서 다수 드론이 자율적으로 임무를 수행하며 실종자를 탐지할 수 있는 통합 수색 시스템임
- 본 기술은 넓은 수색 대상 지역에서 신속한 작전을 수행하기 위해 다수 자율비행 드론으로 동시에 수색을 진행하며, 개별 드론이 만든 지도를 정합하여 3D 전역지도를 실시간으로 생성하고 개별 드론이 획득한 영상을 기반으로 실종자를 탐지하여 운용자에게 제공함으로써 신속 정확한 수색 능력을 제공하고자 함
- 자율비행드론 시스템은 숲속과 같은 복잡환경에서 자율비행을 통하여 스스로 장애물을 탐지하고 피하면서 수색 임무를 수행하는 드론으로 이동관제 시스템에서 받은 임무에 따라 특정 영역을 자율비행하면서 획득한 영상과 포인트 클라우드 데이터를 이동관제 시스템으로 전송하며, 탑재 센서 기반 자세추정, 경로 계획 및 장애물 회피를 수행하는 자율비행 기능, 카메라로 획득한 영상을 이동관제 시스템으로 전송하는 영상전송 기능, LiDAR로 획득한 포인트 클라우드 데이터를 이동관제 시스템으로 전송하는 포인트 클라우드 전송 기능을 포함함
- 이동관제 시스템은 자율비행드론에 임무를 자동 할당하고 비행 위치 및 임무 수행 상태를 모니터링하는 기능, 인공지능 기반 실종자 탐지 기능, LiDAR 데이터를 기반으로 3D 전역 공간을 재구성하고 3D 전역지도를 시각화하는 기능을 포함함
- 본 기술이전의 목적은 실종자 수색에 있어 골든타임 확보를 위한 신속·정확한 탐색 능력을 확보하는 것을 목표로 함. 특히, 임무 계획부터 실종자 탐지까지 주요 과정을 자동화함으로써 구조 작전의 골든타임을 확보하는 데 결정적인 역할을 수행하고자 함
- 기존의 수색 방식은 인력 중심의 탐색, 수동 드론 운용 등에 의존해 왔으며, 넓은 수색 범위와 복잡한 자연 지형에서는 탐색 속도 및 정확성에 한계가 있음. 이에 따라 구조 작전의 신속한 대응이 어려웠고, 수색 인력의 피로와 위험도도 증가하는 문제점 존재함
- 본 기술은 임무 자동 계획, 자율비행, 실시간 AI 기반 실종자 탐지, 3D 전역 지도 시각화 등의 핵심 기능을 통합하여 자율비행드론을 활용한 수색 과정을 지능화·자동화하여 실종자 탐색에 소요되는 시간과 인력을 절감하고자 함
- 이를 통해 실종자 수색뿐 아니라 재난 대응, 비상 정찰, 공공안전 분야 등 민간 및 공공 부문에 폭넓게 적용 가능한 실용성 높은 기술로서 활용 가능하며, 자율 수색 드론 기술의 국산화 및 독자 기술 확보를 통해 기술 자립도를 높이는데 기여할 수 있음
- 다수 자율비행 드론 기반 수색 효율성 확보 : 다수 자율비행드론이 동시에 임무를 수행함으로써 넓은 수색 영역을 병렬적으로 탐색할 수 있으며, 각 드론의 경로와 임무 영역은 자동으로 분할 및 할당되어 운용 효율이 뛰어남
- 안정적인 자율비행 및 임무 완성도 : 복잡한 수풀 지역에서도 장애물 회피 및 경로 계획 기능을 활용해 안정적인 비행이 가능하며, 임무시작·자동 복귀·호버링·임무 취소 등 다양한 운용 시나리오 대응 가능
- AI 기반 실종자 탐지 성능 : AI 기반 실종자 탐지 알고리즘을 최대 6개 수색 영상에 동시에 적용 가능하며, 탐지 정확도는 Recall 기준 95% 이상으로 검증되어 높은 신뢰도를 제공함
- 직관적인 통합 운용 환경 제공 : 이동관제 시스템의 GUI를 통해 임무 계획, 드론 상태 모니터링, 영상 재생, 탐지 결과 확인, 3D 전역지도 확인 등을 이동관제 시스템의 화면에서 제공하여 운용자의 조작 편의성과 상황 판단력을 향상시킴
- 실시간 3D 전역 지도 재구성 기능 : 각 드론이 획득한 Point Cloud 데이터를 실시간으로 정합하여 현장 전체의 3D 전역지도를 자동 생성 및 갱신하며, 운용자는 이를 시각적으로 확인하고 활용 가능함
- 운용자 개입 최소화를 통한 시스템 자동화 : 경로 생성, 장애물 회피, 임무 영역 분할, 실종자 탐지 등 주요 기능이 자동화되어 운용자의 조작 부담이 크게 줄어들며, 다양한 환경에서의 안정적인 운용 가능성을 높임
1) 자율비행 기능
▷ 임무 경로 계획 수립 및 갱신
▷ 임무 시작, 복귀, 임무 종료 명령에 따른 자율비행
2) 임무 계획 및 모니터링 기능
▷ 자율비행드론과 이동관제 시스템 간의 통신 연결 상태 확인
▷ 임무 영역 설정 및 드론별 임무 영역 자동 분할
▷ 임무 시작, 복귀, 임무 종료 등 드론별 임무 제어
▷ 자율비행드론 정보 확인 (드론ID, 운용 모드, 배터리 잔량, 탐색율, 속도, 비행 거리, 데이터 스트리밍 상태, 현재 위치 등)
3) AI 기반 실종자 탐지 기능
▷ EO 영상 송수신 및 재생
▷ AI 기반 실종자 탐지 알고리즘을 적용한 다수 영상 동시 탐지
▷ 탐지 결과(종류, 확률값) 시각화 및 저장
4) LiDAR 기반 3D 전역지도 생성 및 시각화 기능
▷ Point Cloud 데이터 송수신 및 3D 전역지도 정합
▷ 3D 전역지도 시각화 및 실시간 업데이트
▷ 3D 전역지도 저장 및 로딩
5) 자율비행 데이터 모니터링 기능
▷ 자율비행 드론별 탐색 데이터 수신 및 가시화 기능 (자세(Pose), 탐색 범위(Exploration Boundary), 탐색 궤적(Trajectory), 전역 탐색 후보지(Global Frontier))
▷ 자율비행 드론별 공간 상태 데이터 수신 및 가시화 기능 (장애물 공간 (Occupied cells), 바닥면 공간 (Terrain cells), 탐색하지 않은 영역 (Unexplored cells))
6) 사용자 인터페이스
▷ 최대 3대 드론의 자율비행 데이터, EO 영상 및 실종자 탐지 결과, 3D 전역지도 데이터를 동시에 실시간 모니터링 가능
▷ MPMS(임무 계획 및 모니터링 SW), 3DMS(3D 공간재구성 SW), AFMS(자율비행 데이터 가시화 SW), AIDS(인공지능탐지 SW) 등 기능별 SW로 구성된 이동관제 GUI 제공
▷ 드론별 임무 시작/복귀/종료 등 주요 제어 기능을 GUI 상에서 조작 가능
- 자율수색드론 시스템 요구사항명세서
- 자율수색드론 시스템 시험절차 및 결과서
- 자율수색드론 시스템 상세설계서
- 자율수색드론 시스템 운용 매뉴얼
- 자율수색드론 시스템 SW 소스코드
. 자율비행드론 SW(AFDS)
. 임무 계획 및 모니터링 SW(MPMS)
. 인공지능탐지 SW(AIDS)
. 3D 공간재구성 SW(3DMS)
. 자율비행 데이터 가시화 SW(AFMS)
- 자율비행드론 시스템 설계도
A. 적용분야
본 기술은 다양한 공공분야 및 산업에 활용될 수 있으며, 주요 적용 사례는 다음과 같음.
ㅇ 실종자 수색 및 구조 작전
ㅇ 산림/산악 재난 지역 대응 및 정찰
ㅇ 군사 정찰 및 감시
ㅇ 치안 작전 및 응급 상황 대응
ㅇ 스마트 재난 대응 플랫폼 구축
B. 기대효과
- 기술적 기대효과
ㅇ 경로 계획, 장애물 회피, 실시간 임무 계획 등 자율비행 기술의 정밀화
ㅇ 다수 자율비행 드론의 동시 운용 기술 확보
ㅇ 수목지역에서의 높은 실종자 탐지 정확도 확보에 따른 기술의 실용성 및 기술성숙도 향상
- 사회적 기대효과
ㅇ 인공지능 기반 탐지와 자율비행 기능을 통해 실종자 조기 발견 가능성 대폭 향상
ㅇ 위험지역 수색을 드론이 대신 수행함으로써 구조요원의 생명과 건강 보호
ㅇ 이동형 관제시스템 기반의 신속한 전개 및 운용 가능, 긴급 대응체계 구축 기여
ㅇ 경찰·소방 등 공공기관의 현장 대응 역량 향상, 재난 대비 능력 제고
- 경제적 기대효과
ㅇ 드론 기반 자동 수색을 통해 인력 중심 수색 대비 운영 비용 대폭 절감
ㅇ 자율비행, 실종자 탐지 등 소프트웨어의 국산 기술 확보로 해외 의존도 감소
ㅇ 재난안전, 국방, 산업안전 분야로의 기술 확산을 통한 UAV 산업 기반 확대
ㅇ 관련 드론 제작, 유지보수, SW 개발 등 고부가가치 일자리 유발
ㅇ 경찰청, 소방청, 국방부 등 공공부문 납품 가능성 확보
ㅇ 유사 환경을 가진 해외 시장에 수출 가능성 확보