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대경권 지역산업연계 IT융합기술개발 및
산업계 지원사업
2016년 12월
Regional Industry IT Convergence Technology Development and
Support Project in Daegu-GyeongBuk
- i -
인 사 말 씀
세계적으로 경제활동 범위의 글로벌화에 맞춰 정부는 지역의 여건과 잠재력을 최대한 활용하여 과학기술과 ICT 를 통해 창조경제와 국민행복실현을 비전으로, 5 대전략을 추진 중에 있습니다. 즉, 창조경제 생태계 조성, 국가연구개발 및 혁신역량 강화, SW 와 컨텐츠의 핵심 산업화, 국제협력과 글로벌화, 국민을 위한 과학기술과 ICT 구현이 그 내용입니다. 이와 같은 정부정책에 따라 대구광역시와 경상북도를 묶은 광역경제권인 “대경권”에서는 지역선도 전략산업 및 신산업의 육성 추진정책으로 섬유, 제조부품 중심에서 메카트로닉스(지능형자동차/로봇), IT 융합 등의 신산업 중심의 산업 구조로 변화되고 있습니다. 특히 창조경제 활성화를 위한 중소기업성장, IT/SW 융합을 통한 주력산업 고도화 등 정부 주요 정책 추진과제에 부응하고, 대경권 지역 경제권을 견인할 신성장 동력산업 발굴/육성이 필요합니다. 이에 한국전자통신연구원은 IT 분야의 정부출연연구기관으로서 축적된 R&D 경험 및 IT 연구개발 성과의 확산을 통해 대경권의 IT 융복합 산업육성에 기여하기 위하여 2015 년부터 2017 년까지 총 3 년 계획으로 대경권연구센터에서 수행 중에 있습니다. 당 사업의 2 차년도인 2016 년도에는 지역기업과의 공동연구를 통한 기술지원을 지속적으로 강화하였으며, 애로기술 해결 및 기술자문 등을 확대하였습니다. 앞으로도 IT 융합 기술지원의 양과 질 모두 확대되고 실질적인 성과 창출을 통한 대경권 산업 및 경제 활성화에 기여할 것으로 기대됩니다. 끝으로 당 사업의 수행에 많은 도움을 주신 분들께 깊이 감사 드리며, 참여 연구원들의 노고를 치하하는 바입니다.2016 년 12 월
한국전자통신연구원 원장 이 상 훈
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제 출 문
본 연구보고서는 "대경권 지역산업연계 IT 융합기술개발 및 산업계
지원사업"의 결과로서, 본 과제에 참여한 아래의 연구팀이 작성한
것입니다.
2016 년 12 월
연구책임자: 책임연구원 문기영
연구참여자: 책임연구원 이수인
책임연구원 정윤수
책임연구원 임길택
책임연구원 송윤정
책임연구원 김두식
책임연구원 김재영
책임연구원 문애경
책임연구원 유원필
책임연구원 이철효
선임연구원 안성호
선임연구원 이해동
선임연구원 이영재
선임연구원 김병근
선임연구원 강현우
선임연구원 이종택
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선임연구원 안수용
선임연구원 강동엽
선임연구원 한병길
선임연구원 동지연
선임기술원 리 송
선임기술원 김기덕
선임기술원 조규보
연 구 원 강미선
연 구 원 김진홍
연 구 원 이준구
연 구 원 김광주
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요 약 문
Ⅰ. 제 목
대경권 지역산업연계 IT 융합기술개발 및 산업계 지원사업Ⅱ. 연구목적 및 필요성
가. 연구 목적
본 연구는 대구·경북 광역경제권 선도 산업, 전략 산업 및 전통 산업에 ETRI 가 보유한 IT 기술을 접목하여 지역 기업의 IT 융합기술 경쟁력 강화 및 지역 산업 활성화에 기여하는 것이 목적이다.나. 연구의 필요성
선진국들은 경제 성장 과정에서 산업 기반의 중심이 제조업에서 무형의 지식, 정보, 기술 인프라를 기반으로 한 지식 산업 중심으로 변화되는 것을 경험하였다. 선진국 산업을 뒤따르면서 산업적인 성숙 단계에 이른 국내 제조 산업도 지식 경제 기반으로 개선해야 하는 상황에 직면하고 있다. 특히 비약적인 발전을 이룬 IT 산업은 차세대 성장 동력을 확보하기 위해서 NT, BT, ET 등의 첨단 신기술과 융합 형태로 변화하는 중이다. 이러한 기술 동향의 변화에 따른 국가 균형 발전을 이루기 위해서 정부는 지역의 여건과 잠재력을 최대한 활용하여 과학기술과 ICT 를 통해 창조경제와 국민행복실현을 비전으로, 5 대전략을 추진 중에 있다. 대구∙경북 지역은 섬유, 농업, 기계 등의 전통산업 분야 이외에 지역 기업,- vi - 대학, 연구소를 중심으로 첨단 지역전략산업 지원 정책을 추진하여 전자정보기기 관련 산업기술이 지속적으로 발전해 왔다. 하지만 최근 경제성장의 밑바탕이 되는 모바일 산업, 정보 산업이 정체되고 있어서 새로운 수익을 창출하기 위한 SW 융합클러스터 구축, IT 융・복합 의료기기, 스마트 자동차 등의 분야로 기술 영역의 확대가 요구되고 있다. 또한 지역적으로 넓은 생산 면적을 가진 농업의 부가가치 향상과 높은 농업 생산성 제공을 위해서 IT 기술이 요구되고 있으며, 전자 및 기계 제품, 부품 가공 등의 제조업에서도 제품 품질 관리, 생산성 향상, 노동 절감 등을 위한 IT 신기술을 적용이 필수적이다. 이와 같은 지역 경제의 요구에 의해서 대구∙경북 광역경제권의 선도산업으로 IT 융복합 기술을 선정하여 지역의 연구 및 개발 역량을 집중하고 있다. 스마트기기, 지능형기계, SW 융합, 농업 IT 등의 IT 신기술 개발을 축적해 온 ETRI 는 지역산업 및 정책의 변화 추이에 발맞추어 대구∙경북 지역 기업체의 기술 수요를 충족하도록 본 연구 과제를 추진하고 있다. 지역기업체의 기술경쟁력 강화와 산업 활성화를 위해서 본 연구 과제의 내용은 핵심 기술 개발을 위한 공동연구수행, 기술이전 및 기술교류회를 통한 연구성과확산, 기업체의 당면한 기술문제 해결을 위한 기술지원 등의 세가지 지원임무로 구분하고 있다.
Ⅲ. 연구목표 및 내용
가. 연구개발의 목표
○ 지역산업연계 IT융합기술개발 및 산업계 지원을 통한 지역산업체의 기술경쟁력 강화 및 지역산업 활성화 ○ 산업체밀착형 IT융합기술지원을 통한 지역산업체의 현안문제해결 및 지역기업 기술의 조기 실용화 지원체계 구축 등 Local R&BD 허브 역할 수행 ○ IT융합기술의 성과확산 및 기업성장 생태계 조성을 위한 지역R&D- vii - 협력네트워크 구축 강화 및 지역기업지원기관과의 협력
나. 당해연도 연구내용
년 도 목 표 내 용 2차년도 (2016) 지역산업연계 IT융합기술개발 - 전략형/맞춤형기술개발(3건/2건) - 산업계연계 연구과제지원: 4건 산업체밀착형 IT융합기술지원 - 지역기업 시제품 제작 지원: 1건 - 지역기업 애로기술 지원: 9건 - 지역기업 기술지도/자문 지원: 18건 IT융합기술 성과확산 - 지역R&D 협력네트워크구축 및 강화 (지역 기업지원기관 등 협력강화) - IT융합기술 교류회/설명회 개최 (스마트기기 등 4대 분야중심): 2건/2건Ⅳ. 연구결과
본 과제의 수행을 통하여 확보된 당해 연도의 주요 연구결과는 아래와 같다.가. 지역산업연계 IT 융합기술개발(전략형/맞춤형 R&D)
○ 전략형 IT융합기술 및 수요기반 맞춤형 기술 개발 (5건) - (전략형) 스마트 농기계 통합제어 SW 플랫폼 기술 개발, 임베디드 차량정보 인식 단말 기술 개발, 작물 생육 관리 시스템 개발 등 3건 - (맞춤형) 비정상출입방지를 위한 출입자 인증 및 카운팅 시스템 개발,- viii - 물류자동화를 위한 다중 AGV 제어시스템 개발 등 2건 ○ 연구개발기술의 상용화를 위한 기술이전 (4건) - 다차로 환경에서의 영상기반 다중 자동차 검지 및 번호판 인식 기술 (엘리소프트) 외 3건 ○ 핵심기술 특허출원 (11건) - RFID기반의 무인물류 이송체 위치인식 및 이동항법 시스템 외 10건
나. 산업체밀착형 IT 융합기술지원(시제품제작지원, 애로기술지원,
기술지도/자문)
○ 지역기업체의 시제품제작 지원 (1건) - 컬러비전 기술을 이용한 LED 조명 검사 장비 개발(대류) ○ 지역기업체의 핵심애로기술지원 (12건) - 위상지도기반 다중제조로봇 교통제어시스템기술(디알비파텍) 외 11건 ○ 지역기업체의 기술지도/자문 (19건) - 움직임 센서 기반의 운동분석 기술(이음기술) 외 18건다.
IT
융합기술
성과확산
(R&D
협력네트워크
구축,
기술교류회/설명회)
○ 지역R&D 협력네트워크구축 및 강화(지역 기업지원기관 등 협력강화) - 산ㆍ학ㆍ연ㆍ관 전문가의 지역산업IT융합기술위원회 구축/운영(지자체 연계 과제기획/발굴, 지역전략 산업체 기술수요조사 발굴/선정 등 정기/수시운영) ○ IT융합기술 교류회 개최(스마트기기 등 4대 분야 중심) (4건) - 경북도 기술교류회(2016.04.27, 09.08, 11.17, 11.30, 구미/영천) 4건 ○ ETRI 보유기술 확산 및 Local R&BD 허브 역할 차원에서 설명회 및 전시회- ix - 참가 (4건) - 기업애로해결박람회(2016.04.19~20), 비슬밸리포럼(2016.11.10, 출연연간), 대한민국 IT융합엑스포 전시회(2016.08.24~26), 대구과학축전(2016.09.03~04)
Ⅴ. 기대성과
가. 기술적 측면
○ ETRI IT 원천기술 보급을 통해 전략산업 및 선도산업에 참여한 지역기업의 기술 경쟁력 제고 ○ ETRI 의 국내산업 발전을 주도한 경험과 연구개발 인프라를 확산시켜 지역 R&D 역량 강화 ○ 현장 밀착형 기술지도 및 자문, 애로기술 지원을 통한 지역기업 제품개발 역량 강화나. 경제적 성과
○ ETRI IT 원천기술을 지역전략산업에 접목하여 지역산업 활성화 ○ 지역전략산업 육성정책과 연계를 통해 글로벌 경쟁력을 갖춘 지역산업 성장 기반 구축 ○ IT 융합을 통한 지역기업의 주력제품 매출액 증대 및 신규 시장 개척 ○ 지역 업체의 정부주도 사업 참여를 통한 신규시장 개척 및 고용창출 유도- xi -
ABSTRACT
Ⅰ. TITLE
Regional Industry IT Convergence Technology Development and Support Project in Daegu-GyeongBuk
Ⅱ. RESEARCH OBJECTIVES
A. Purpose
This project aims to contribute upgrading the competitiveness of IT convergence technologies in regional businesses and revitalizing regional industries by integrating the technology ETRI has into leading industry, regional strategic industry and traditional industry of Daegu-Gyeongbuk metropolitan economic zones.
B. Importance
The developed countries experienced the center of economic gravity shifting from manufacturing industries to knowledge-based industries based on the infrastructure of intangible assets such as knowledge, information, technologies in recent economic growth. At the phase of industrial maturity following the developed countries, domestic companies are facing the difficulty of reforming the fundamental of industries into the knowledge-based economy. With the rapid technology growth, IT industry has a trend of
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integrating information technology with the other advanced technologies such as Nanotechnology, Biotechnology, and Environmental Technology finding next-generation growth engine. In order to achieve a balanced national development in accordance with the change in Korean government technology trends and the creative economy and its people happiness achieved by local conditions and take full advantage of the potential of ICT in science and technology and through the vision, the five Grand Strategy during the promotion.
Daegu and GyeongBuk’s supporting policy for advanced regional strategic industries and the conventional industries leads to continuous advances in industrial technology for electronics and information devices, with the support of regional companies, universities, and research institutes. However, recent sluggish growth in mobile, information industries as the foundation of natural economic advancement requires the technology expansion to seek new profit sectors in the areas of SW convergence cluster building, IT mixed-fusion medical devices, smart automobile, and so on. Also, with regionally large farmland area, IT technology will provide additional value and higher agriculture productivity in agriculture sector. Advanced IT technology is essential for the efficient management of products, growth of productivity, and reduction of labor in manufacturing companies producing electronics, machinery product, and variety of manufacturing products. Based on the demand of regional economy, IT convergence technology is selected as a leading industry in Daegu-GyeongBuk metropolitan economic zone concentrating all the regional research and development efforts on developing innovated technology.
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intelligent machine, SW convergence, and agriculture IT, ETRI has launched the project to match technical demands of Daegu-GyeongBuk regional companies according to the change of regional industries and policy. For the purpose of strengthening technical competitiveness of regional companies and boosting regional industries, the detail project contents are categorized into three support missions with joint research for the core technology development, research output dissemination by technology transfer and technical exchange meeting, and technical support to solve technical problems.
Ⅲ. RESEARCH GOALS & CONTENTS
A. Goals
○ Supporting local industries and developing IT convergence technology linking to regional industries for strengthening regional company competitiveness and boosting regional industries
○ Running the role of Local R & BD hub such as solving the pending problem in local industry, building the regional corporate technology early commercialization support system through the industry friendly IT convergence technology support
○ Strengthening the cooperation network of regional R & D areas with support regional organizations to diffuse the achievement of IT convergence technology and to construct company growth ecosystem
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Years Goals Contents
Second Year (2016) IT convergence technology linking to regional industries
- Strategic / customized technology
development (3/2)
- Industry association supports research projects: 4
industry friendly IT convergence technology support
- Support local businesses prototypes: 1 - Regional corporate technical support difficulty: 9
- Regional corporate technical guidance / advice support: 18
diffusing the achievement of IT
convergence technology
- Regional R & D collaboration to build and strengthen networks
(Regional business support organizations such as enhanced cooperation)
- Held IT convergence technology exchange / Presentation
(Four central areas such as Smart devices, Smart devices, Intelligent machines, SW convergence, Agricultural IT): 2/ 2
Ⅳ. RESEARCH RESULTS
The results of this year are described as follows:
A. IT
convergence
technology
linking
to
regional
industries(Strategic/customized R&D)
○ Strategic IT Convergence Technology and demand-based customized technology development (5 cases)
- (Strategic) Smart Integrated Agricultural Control SW platform development, vehicle information recognition technology on embedded terminal, crop growth management system development (3 cases)
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- (Customized) Access authentication and counting system to prevent unauthorized access, Multiple AGV control system for logistics automation (2 cases)
○ Technology transfer for the commercialization of research and development technology (4 cases)
- Image-based multi-vehicle detection and license plate recognition technology in multi-car environment (ELISOFT) and 3 cases
○ Core technology patent applications (11 cases)
- System and method for controlling AGV based on Radio Frequency IDentification and 10 cases
B. Industry friendly IT convergence technology support
○ Prototyping support of local businesses (1 case)
- LED lighting inspection system using color vision technology (BIGWAVE) ○ Technical problems solving for regional company (12 cases)
- Phase map based multi-manufacturing robots traffic control system technology (DRBFATEC) and 11 cases
○ Technical guidance / consultations for regional company (19 cases) - Motion sensor based motion analysis technology (EUMTECH) and 18 cases
C. Diffusing the achievement of IT convergence technology
○ Constructing and strengthening the regional R&D collaboration networks (such as enhanced cooperation with local business support agencies) ○ IT convergence technology exchange meeting held
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(Four central areas such as Smart devices, Smart devices, Intelligent machines, SW convergence, Agricultural IT) (4 cases)
- Gyeongbuk a technology exchange (Apr.27, Sep.08, Nov.17 and Nov.30 2016, Gumi/Yeongcheon) 4 cases
○ Attending the exhibitions and holding the briefings for ETRI technology diffusion and as for the role of Local R & BD hub (4 cases)
- Business Breakthrough Fair(Apr.19~20 2016), BISEUL Valley Forum (Nov.11, 2016, Government Funded Research Institute), Republic of Korea IT Convergence Expo 2016 exhibition(Aug.24~26 2016) and Daegu Science Festival(Sep.03~04 2016)
Ⅴ. EXPECTED EFFECT
A. Technical Aspects
○ Enhancing technical competitiveness of regional companies involved in strategic industries and leading industries by disseminating ETRI’s IT base technology
○ Strengthening regional R&D capability by sharing ETRI’s leading development knowledge for domestic industry growth and spreading ETRI’s research/development infrastructure
○ Enhancing product development capability by customized technical guidance/consultation and difficult technology support
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○ Encouraging the regional industries by linking ETRI’s IT base technology to the regional strategic industries
○ Building the regional industry infrastructure connecting to regional strategic industry promotion policy for global competitiveness
○ Increasing the profit of main products and finding new market by IT convergence for regional companies
○ Guiding employment creation of regional companies by participating government project.
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CONTENT
CHAPTER １Introduction ...3
SECTION 1 Purpose and Importance of Research... 3
SECTION 2 Contents and Scope of Research ... 6
SECTION 3 Structure and Process of Research ... 8
SECTION 4 Organization of Report ... 12
CHAPTER ２ Body ... 15
SECTION 1 Performances Index ... 15
SECTION 2 Local Industry IT Convergence Technology Development ... 17
SECTION 3 Support Local Industry Technology ... 48
SECTION 4 IT Convergence Technology Achievement Diffusion ... 56
CHAPTER ３ Conclusion ... 69
References ... 73
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목 차
제 １ 장 서 론 ...3
제 1 절 연구개발의 필요성 및 목적 ... 3 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용 ... 6 제 3 절 연구개발 추진전략 및 체계 ... 8 제 4 절 보고서 체계 ... 12제 ２ 장 본 론 ... 15
제 1 절 성과지표 ... 15 제 2 절 지역산업연계 IT 융합기술개발 ... 17 제 3 절 산업체 밀착형 IT 융합기술지원 ... 48 제 4 절 IT 융합기술 성과확산 ... 56제 ３ 장 결 론 ... 69
참 고 문 헌 ... 73
형상항목표 ... 74
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표 목차
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그림 목차
<그림 １-1> 연구개발 추진체계 ... 9 <그림 １-2> 기술개발 전략 및 지원 프로세스 ... 11 <그림 ２-1> 스마트 농기계 통합제어 시스템 SW ... 17 <그림 ２-2> 비례밸브 재설계 후 동특성 ... 18 <그림 ２-3> 승용이앙기 비례밸브 유압회로 및 SIMULINK 모델 ... 18 <그림 ２-4> 승용이앙기 유압밸브 SIMULINK 모델 ... 19 <그림 ２-5> 깊이제어 실험 결과 (레이저 센서) ... 19 <그림 ２-6> 깊이제어 실험 결과 (플로트 센서) ... 20 <그림 ２-7> 수평제어 실험 결과 (경사 센서) ... 21 <그림 ２-8> 수평제어시 좌우방향 제어에 대한 밸브 입력전류 ... 21 <그림 ２-9> 개발된 3 자유도 (ROLL, PITCH, HEIGHT) 모션시뮬레이터 ... 22 <그림 ２-10> 개발된 모션시뮬레이터 제어용 DSP 시스템 시작품 ... 22 <그림 ２-11> 개발된 모션시뮬레이터를 이용한 전자식 승용이앙기 성능평가 블록도 ... 23 <그림 ２-12> 임베디드 차량정보 인식 개념도 ... 25 <그림 ２-13> 다차로 환경에서의 차량정보 인식시스템 모듈 구성도 ... 27 <그림 ２-14> 차종 분류를 위한 특징 추출 영역(상) 및 차종 분류 기준 위치(하) ... 27 <그림 ２-15> 임베디드 차량정보 인식 단말 하드웨어 구성도 ... 28 <그림 ２-16> LPR 시스템 테스트 영상 화면 ... 28 <그림 ２-17> LPR 시스템 정인식 영상 예 ... 29 <그림 ２-18> LPR 시스템 오인식 영상 예 ... 29 <그림 ２-19> 차종 분류 예 ... 29 <그림 ２-20> 농업예보 및 관제시스템 구성도 ... 33- xxii - <그림 ２-21> 보안 출입 통제 시스템 개념도 ... 35 <그림 ２-22> 계수 시스템 동작 예 ... 37 <그림 ２-23> 동일인 판별을 위한 THRESHOLD 설정 ... 37 <그림 ２-24> 제어 컨트롤러 블록도 ... 38 <그림 ２-25> 개발된 제어 컨트롤러 테스트 환경 ... 38 <그림 ２-26> 2 인 출입 가능한 부스 설계도... 39 <그림 ２-27> 2 인 출입 테스트 실시 예 ... 39 <그림 ２-28> 다중 AGV 제어시스템 개념도 ... 41 <그림 ２-29> AGV 설계도면 및 완성된 AGV 시제품 ... 42 <그림 ２-30> 개발된 RFID READER 보드 및 안테나 케이스 도면 ... 43 <그림 ２-31> 서버 프로그램 GUI... 44 <그림 ２-32> 초기 제어와 순차배송 흐름도 ... 45 <그림 ２-33> 교차로지점제어 및 충돌회피 제어 흐름도 ... 46 <그림 ２-34> 테스트베드 환경사진 ... 46 <그림 ２-35> 테스트 시나리오 1 과 2... 47 <그림 ２-36> 도로방범용 번호판 인식 기술 ... 49 <그림 ２-37> 베트남 번호판에서의 문자 분리 및 인식 기술... 50 <그림 ２-38> 무인자율주행 제어 테스트 ... 51 <그림 ２-39> 자동 이송 컨베이어 장치 및 비전 검사 프로그램 화면구성 55 <그림 ２-40> 지역 IT 유관기관 협의회 추진체계도 ... 56 <그림 ２-41> 중소기업통합 기술지원센터 기술지원 방법 ... 58 <그림 ２-42> 제 3 회 비슬밸리 포럼 워크샵 행사 사진 ... 61 <그림 ２-43> 경북도 기술교류회 사진 ... 62 <그림 ２-44> 기업애로해결 박람회 행사 사진... 63 <그림 ２-45> 대한민국 IT 융합 엑스포 전시회 행사 사진 ... 64 <그림 ２-46> 제 13 회 대구 과학축전 행사 사진... 65
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제 １ 장 서 론
제 1 절 연구개발의 필요성 및 목적
1. 연구개발의 필요성
가. 세계적인 사회ž경제 패러다임의 변화 지식기반 경제에서는 무형의 자산인 지식, 정보 네트워크, 기술 인프라가 가장 중요한 경쟁력이 되고 있으며, 지식과 기술혁신을 중요한 생산요소로 활용하는 지역들이 경제성장을 주도하고 있다. 지식은 자본과 노동처럼 소모되는 것이 아니라 축적되는 자산이기 때문에 지식의 축적 경쟁에서 뒤쳐질 경우 격차가 가속화되는 특성을 갖고 있다. IT, NT, BT, ET 등 첨단 신기술의 지속적 발달과 더불어, 신기술간의 융합화가 급속히 진전됨에 따라 산업 전 분야에서 급격한 변화가 예상된다. 신기술간의 결합은 향후 더욱 가속화될 것으로 예상되며, 급속한 기술개발과 기술간 경계의 붕괴는 기존 전통 산업구조는 물론, 경제사회 전반에 걸쳐 커다란 파급효과를 미칠 것으로 전망되고 있다. 기술의 융복합화에 따라 미국, 일본, 유럽 등의 선진국은 지식기반 경제에서 경쟁우위를 선점하기 위해 신기술 융합화 연구개발 분야에서의 경쟁력 확보와 융합기술의 산업화를 통한 부가가치 창출에 전력을 기울이고 있다. 이와 같은 사회, 경제 패러다임의 변화에 능동적으로 대응하기 위해서는 융합기술의 경쟁력을 확보하여 지식기반 산업구조로의 변화를 주도해야 할 필요성이 있다. 나. 정부의 창조경제 활성화를 위한 지역산업 육성 국내외에서 국경 없는 세계화, 개방화, 지방화와 분권화의 진전으로 인해 거대4 지역경제권이 글로벌 국가 경쟁력의 핵심으로 대두되고 있다. 이와 같은 시기에 정부의 지역산업 육성정책은 과학기술과 ICT 를 통해 창조경제와 국민행복실현을 비전으로 창조경제 생태계 조성, 국가연구개발 및 혁신역량 강화, SW 와 컨텐츠의 핵심 산업화, 국제협력과 글로벌화, 국민을 위한 과학기술과 ICT 구현 등 5 대 전략을 추진하고 있다. 이에 대구 경북 광역경제권을 중심으로 창조경제 활성화를 위한 중소기업 성장, IT/SW 융합을 통한 주력산업 고도화 등 정부 주요 정책에 부응하고, 지역별 특성을 살린 차별화된 발전전략으로 지역의 잠재역량 확충과 경쟁력 강화를 도모하여, 지역 주도형 산업성장동력을 육성하고자, 대구경북 지역의 여건 및 잠재력을 최대한 활용하여 광역경제권을 견인할 신성장 동력산업을 발굴, 육성할 필요성이 있다. 다. 대경권 지역 전략/특화 산업 육성 및 지역 기업의 R&BD 역량 강화 지역 전략/특화 산업 육성 정책과 연계한 대경권 지역 기업의 R&BD 역량 강화 지원의 필요성이 높다. 이에 대경권은 지역 선도‧ 전략산업 및 신산업의 육성 추진정책으로 섬유, 제조부품 중심에서 메카트로닉스(지능형자동차/로봇), IT 융합 등의 신산업 중심으로 산업 구조가 변화되어 왔다. ○ 대구는 IT 융합/메카트로닉스(지능형자동차/로봇)/스마트기기 등의 신산업 중심으로 발전되어왔으며, 최근 스마트 지식서비스 등을 지역특화산업으로 추진할 계획임 ○ 경북은 디지털기기/소재산업 등 신산업이 발달하였으며, 전국 1 위의 농경지 면적과 전국 최대 농업기술센터를 보유한 농업 기술 및 인프라에 대한 고부가가치화의 요구가 높음 또한 이를 바탕으로 연구개발 기능과 산업생산기능을 연계하여 지역산업구조의 첨단화, 과학기술화를 추진하고, 산학연관의 체계적인 연계를 구축하여 융합기술
5 R&D 지역기반 조성에 기여할 예정이다. 라. 지역연구센터의 역할 수행을 통한 대경권 IT 융복합 산업 강화 및 지원 출연(연) 산하 지역연구센터로서 지역전략산업 및 신산업 육성 정책에 부응하는 역할 수행에 대한 요구가 높아지고 있다. 이에 ETRI 대경권연구센터는 대경권 전통/전략산업의 R&D 혁신을 선도하는 IT 원천 기술을 보급 확대하고 지원 창구 역할을 수행하고, IT 핵심기술의 실용화/사업화를 통해 지역기업의 기술경쟁력 강화, 매출 증대, 고용 창출에 기여하며, 기술력이 취약한 중소기업들을 위한 현장 밀착형 애로기술 지원 및 기술교육을 통하여 혁신형 중소/중견 기업으로 성장시키고자 한다.
2. 연구개발의 목적
상기의 필요성에 따라 대구·경북 광역경제권 선도산업, 전략산업 및 전통산업에 ETRI 가 보유한 IT 기술을 접목하여 지역기업의 IT 융합기술 경쟁력을 강화하고 지역경제의 활성화에 기여하는 것을 주된 목적으로, 정부출연연구기관 산하의 지역연구센터로서 대구ž경북 지역의 전통/주력산업의 지식기반산업화를 선도할 수 있는 IT 원천기술 보급/확산을 위한 지원창구 역할을 수행한다. 그리고, 본원의 IT 연구개발 성과물의 상용화 또는 사업화를 통해 지역기업의 기술경쟁력 강화, 매출 증대, 고용 창출에 기여하고, 기술력이 취약한 지역 중소기업들을 위한 현장밀착형 애로기술 지원 및 기술지도, 기술자문 등의 역할 수행하고자 한다.6
제 2 절 연구개발의 목표 및 내용
1. 연구개발의 목표
○ 지역산업연계 IT 융합기술개발 및 산업계 지원을 통한 지역산업체의 기술경쟁력 강화 및 지역산업 활성화 ○ 산업체밀착형 IT 융합기술지원을 통한 지역산업체의 현안문제해결 및 지역기업 기술의 조기 실용화 지원체계 구축 등 Local R&BD 허브 역할 수행 ○ IT 융합기술의 성과확산 및 기업성장 생태계 조성을 위한 지역 R&D 협력네트워크 구축 강화 및 지역기업지원기관과의 협력2. 연구개발의 내용
가. 지역산업연계 IT 융합기술개발 (전략형/맞춤형 R&D) ○ 전략형 IT융합기술 및 수요기반 맞춤형 기술 개발 (5건) - (전략형) 스마트 농기계 통합제어 SW 플랫폼 기술 개발, 임베디드 차량정보 인식 단말 기술 개발, 작물 생육 관리 시스템 개발 등 3건 - (맞춤형) 비정상출입방지를 위한 출입자 인증 및 카운팅 시스템 개발, 물류자동화를 위한 다중 AGV 제어시스템 개발 등 2건 ○ 연구개발기술의 상용화를 위한 기술이전 (4건) - 다차로 환경에서의 영상기반 다중 자동차 검지 및 번호판 인식 기술 (엘리소프트) 외 3건 ○ 핵심기술 특허출원 (11건) - RFID기반의 무인물류 이송체 위치인식 및 이동항법 시스템 외 10건 나. 산업체밀착형 IT 융합기술지원 (시제품제작지원, 애로기술지원, 기술지도/자문)7 ○ 지역기업체의 시제품제작 지원 (1건) - 컬러비전 기술을 이용한 LED 조명 검사 장비 개발(대류) ○ 지역기업체의 핵심애로기술지원 (12건) - 위상지도기반 다중제조로봇 교통제어시스템기술(디알비파텍) 외 11건 ○ 지역기업체의 기술지도/자문 (19건) - 움직임 센서 기반의 운동분석 기술(이음기술) 외 18건 다. IT 융합기술 성과확산 (R&D 협력네트워크 구축, 기술교류회/설명회) ○ 지역R&D 협력네트워크구축 및 강화(지역 기업지원기관 등 협력강화) - 산ㆍ학ㆍ연ㆍ관 전문가의 지역산업IT융합기술위원회 구축/운영(지자체연계 과제기획/발굴, 지역전략 산업체 기술수요조사 발굴/선정 등 정기/수시운영) ○ IT융합기술 교류회 개최(스마트기기 등 4대 분야 중심) (4건) - 경북도 기술교류회(2016.04.27, 09.08, 11.17, 11.30, 구미/영천) 4건 ○ ETRI 보유기술 확산 및 Local R&BD 허브 역할 차원에서 설명회 및 전시회
참가 (4건)
- 기업애로해결박람회(2016.04.19~20), 비슬밸리포럼(2016.11.10, 출연연간), 대한민국 IT융합엑스포 전시회(2016.08.24~26), 대구과학축전(2016.09.03~04)
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제 3 절 연구개발 추진전략 및 체계
1. 연구개발 추진체계
본 과제는 대경권 산업체를 효율적으로 지원하기 위해 스마트기기, 지능형기계, SW 융합, 농업 IT 등 핵심 4 대 분야에 대해 IT 신기술을 개발/축적해온 ETRI 는 산ㆍ학ㆍ연ㆍ관 협력체제 구축으로 기술혁신형 기업 창조생태계를 조성하고, 이러한 선순환 고리를 형성하여 상호 진화, 발전하는 지원체제를 구축하고 현장수요와 미래 산업전망을 바탕으로 지역산업 기술혁신을 추진하고자 한다. ○ (기본전략) 지역전략산업과 연계한 IT 융합기술 실용화 중점 지원 - 대경권 산업체 기술수요조사를 통한 수요기반 맞춤형 개발 아이템 발굴 - 사회안전, 스마트 농기계 등 전략형 IT융합기술 개발 아이템 발굴 - 지역산업체와의 공동연구를 통해 내부역량강화 및 지역산업체 기술력 제고 ○ (R&BD 강화) IT 융합기술지원의 효율성을 제고하기 위해 지역 전문가들로 구성이 된 지역산업 IT 융합기술 위원회 구성/운영 - 주관기관, 정부부처 담당자, 산업기술연구회 평가담당자, 시도담당자 및 외부전문가를 포함하여 구성 - 과제기획 선정심사, 과제결과 평가, 신규 R&D과제 기획, 기타 사업수행에 필요한 전반적인 사항에 대한 의결 ○ (협력체계 구축) 지역 IT 유관기관 협의회 운영 - ETRI 대경권연구센터, 대구테크노파크 모바일융합센터(MTCC), 경북대 3D융합기술지원센터, 구미전자정보기술원(GERI), 및 경북차량용 임베디드기술원(GIVET) 과의 협의체 구성 및 운영 - 정기적 회의 개최를 통한 지역 업체 지원을 위한 현안 사항들을 논의/대응9 <그림 １-1> 연구개발 추진체계 이에 지역산업연계 IT 융합기술개발, 산업체밀착형 IT 융합기술지원, 그리고, IT 융합기술의 성과확산 등 산학연관과 연계한 연구개발 추진체계를 구축하고 있으며 아래와 같은 역할을 수행하고자 한다. ○ 지역기업들이 필요로 하는 기술지원을 제공하기 위하여 지역기업을 대상으로 한 기술수요조사를 정기적으로 실시 ○ 지자체의 산업육성전략과 기술수요조사 결과를 토대로 지역에서 필요로 하는 ETRI 의 원천기술을 선별하여 기술상품화 기획 및 대경권연구센터의 융합기술 지원계획 수립에 반영 ○ ETRI 의 IT 융합 연구개발 성과물 확산을 위하여 신기술교류회/설명회 등을 지역에서 개최 ○ ETRI 연구개발성과를 효과적으로 지역에 확산하는 전략과 프로세스를 도출하기 위하여 연구용역을 전문기관에 위탁하고 그 결과를 반영
10 ○ 대경권의 미래산업 기획활동에 적극 참여 또는 지원하고, 미래산업과 연계한 연구개발 과제를 발굴 ○ 지역 중소기업을 대상으로 기업현장의 애로사항 또는 기술문제의 해결을 중점 적으로 추진하고, 상시 실시하는 기술지도/자문을 통한 기술 정보 제공 및 기술교육 기획 제공
2. 연구개발 방법
본 과제의 연구개발을 위한 추진방법은 다음과 같다. ○ 기술개발 전략 및 지원 프로세스를 통한 기술개발 및 중소기업 지원 - 정책 및 지역산업분석을 통한 전략형/맞춤형 기술의 4대 지원분야 선정(스마트기기, 지능형기계, 농업IT, SW융합) - 정책 및 지역산업분석을 통한 중장기 전략 수립 및 연차별 성과분석을 통한 단기전략 수립 ○ 대구․ 경북 지역의 신지역특화산업 및 전통산업의 발전을 도모하기 위한 Top-Down 방식의 전략형 핵심기술 및 실용화기술 개발 - 대구/경북지역의 시민 안전 기술 확산을 위한 지능형 인지융합형 센서/단말 핵심기술 개발 및 실용화 - 경북지역의 전통산업인 농업에 적용할 작물진단용 스마트 단말 기술 개발로 농업IT의 경쟁력 강화 ○ 지역의 미래 IT융합 산업의 트렌드와 대경권연구센터의 강점을 최대한 발휘한 Bottom-Up 방식의 수요자 요구형 공동기술 개발 - 4대 지역산업/지역전통산업과 연계하여 경쟁력이 취약한 중소기업에 ETRI가 보유한 IT융합 기술 제공 - 지역기업체에 대한 Open R&BD를 통한 사업화 기술의 공동 개발 및 실용화11 ○ 지역 기업체를 위한 현장밀착형 지역중소기업지원 및 IT융합기술 성과확산 지원 - 지역기업체가 당면한 기술문제 해결을 위한 핵심애로기술, 시제품 제작, 기술지도/자문 밀착 지원 - 기술확산을 위한 기술교류회 개최, 중소기업지원 네트워크 구축, 사업화를 위한 현장 실증시험 지원 <그림 １-2> 기술개발 전략 및 지원 프로세스 이에 IT 융합기술 개발 및 확산을 위해서 기업체의 수요를 파악하는 기술수요조사 프로세스를 운용하고 그에 따른 업체의 기술수요를 바탕으로 기술개발 및 지원을 수행하고 있다. 특히 공동연구개발은 기업체가 필요로 하는 핵심기술을 기업체와 ETRI 가 분담하여 개발함으로써 기업체의 연구개발 부담을 경감하고 핵심기술을 확보하는 전주기적인 지원을 시행하고 있다.
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제 4 절 보고서 체계
본 과제는 산업화형 정부출연금 연구사업으로 대과제인 “지역전략산업육성 및 중소기업 활성화 사업”(중과제: 대경권 지역산업 기반 ICT 융합기술 고도화 지원사업)의 세부과제로 수행되었다. 총 연구기간은 2015 년 1 월 1 일부터 2017 년 12 월 31 일까지 총 3 년이며, 본 연구보고서에서는 과제수행 2 차년도인 2016 년에 수행한 주요성과에 대해 기술한다. 본 연구보고서는 모두 세 개의 장으로 구성되어 있으며, 제 1 장에서는 당 과제 에 대한 개요를 기술하였고, 제 2 장에서는 당 과제에서 수행한 공동연구개발 주요성과, 지역업체 산업계 기술지원 및 성과확산 등에 대해 기술하였으며, 마지막으로 제 3 장에서는 결론을 기술한다.15
제 ２ 장 본 론
제 1 절 성과지표
본 사업의 수행계획서에 명시된 당해연도 연구산출물 성과지표 및 실적을 정리하였다.1. 연구산출물 성과지표 및 실적
(표 2-1) 연구산출물 성과지표 및 실적 구 분 성과지표 당해연도 목표 성과지표 달성내용 비고 공통지표 (필수제시) SCI 논문(건) - - 논문게재 증빙자료 특허 국내 출원 7 9 특허출원 증빙자료 등록 - - 특허출원 증빙자료 국제 출원 3 2 특허출원 증빙자료 등록 - - 특허출원 증빙자료 기술이전(건) 4 4 기술이전 계약 기술료(억원) 1 2 기술이전 계약 산업체 연계 연구과제 4 4 계약 증빙자료16 구 분 성과지표 당해연도 목표 성과지표 달성내용 비고 특성지표 (자율제시) 발굴지원(건) 시제품제작지원(건) 1 1 계약 증빙자료 애로기술지원(건) 9 12 결과보고서 기술지도/자문(건) 18 19 결과보고서 신기술 설명회(건) 2 4 - 기술 교류회(건) 2 4 - 수요자 만족도(점) 91 92.5 업체설문조사 서비스 수혜 산업체(개사) 45 45 애로기술지원, 기술지도자문 등 국내 특허 출원 건수 대비 기술이전 실시율(%) 25 44 기술이전 특허 4 건/9 건 출원 국내 특허 출원 건당 기술료 수입(억원) 0.12 0.22 기술료 2 억 /9 건 출원
2. 사업성과분석
본 사업의 성과분석을 보면, 지역 중소기업의 비용 절감 및 매출기여 효과와 생산 파급효과, 고용유발 및 부가가치 유발 등 연구결과 보급확산 및 핵심기술지원에 의해 지역 산업체에 기술적 경제적 파급효과가 발생하는 것으로 전망되었다(2016 년 기준 공동연구기관 및 기술지원업체를 대상으로 설문조사 결과, 경제적 성과 약 11.43 억원 도출, 편익비용비율 2.43 배, 총 매출기여 133.73 억원, 고용유발 10 여 명의 파급효과 발생, 전반적인 만족도 92.5 점).17
제 2 절 지역산업연계 IT융합기술개발
1. 스마트농기계 통합제어 S/W 플랫폼 기술 개발
가. 개요 <그림 ２-1> 스마트 농기계 통합제어 시스템 SW □ 목표 - 전자식 통합시스템 구현을 통한 이앙성능개선 및 제품경쟁력 제고 - 스마트 농기계용 전자제어 시스템 HW, SW 핵심기술 확보 - 주요 대상 ⦁ 식부부 깊이/수평 자동제어, 통합 전자제어 나. 주요연구결과 □ 개발 내용 2 차년도 개발범위: 승용이앙기 전자식 제어시스템 구현 및 기능시험 테스트,18 승용이앙기 대상 비례밸브 동특성 개선, 유압/유량 모델링 및 시뮬레이션 기술 - 깊이제어 비례밸브 동특성 개선 및 시제품 제작 ⦁ 비례밸브 입출력 동특성 분석, 데이터 기반 재설계 및 검증 실험 <그림
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-2> 비례밸브 재설계 후 동특성 - 깊이제어 비례밸브 유량/유압 모델링 ⦁ 동역학 모델 유도 및 시스템 파라미터 정보 추출 기법 개발 ⦁ MATLAB 이용 비례밸브 시스템 시뮬레이션 모델 개발 <그림 ２-3> 승용이앙기 비례밸브 유압회로 및 Simulink 모델19 - 승용이앙기 유압밸브 선형 근사모델 구축 ⦁ 입력전류, 레이저 거리 센서, 경사 센서 등 데이터 로깅 환경 셋업 ⦁ 입출력 데이터 분석 및 이산시간 선형 근사모델 파라미터 추정 ⦁ PI 제어기 설계, 코드 구현 및 제어 성능 테스트 <그림 ２-4> 승용이앙기 유압밸브 Simulink 모델 - 식부부 깊이제어기 설계 및 튜닝 <그림 ２-5> 깊이제어 실험 결과 (레이저 센서)
20 <그림 ２-6> 깊이제어 실험 결과 (플로트 센서) ⦁ 레이저 거리 센서 및 플로트 센서 이용 피드백 제어 구현 및 테스트 ⦁ 실제 논에서 모를 심는 깊이를 3cm 로 가정했을 때, 제어 테스트 결과 정상상태 오차가 5% 이내를 달성 - 식부부 수평제어기 설계 및 튜닝 ⦁ 경사센서 시간지연 영향에 의한 오버슛을 줄이기 위한 최적 제어게인 도출 ⦁ 제어 오차에 대한 STOP 구간 설정으로 목표 추종 수렴성 향상 ⦁ 제어주기 100ms, 측정주기 1ms 노이즈 필터링 측정값 이용 피드백 개선 ⦁ 수평 제어 좌우방향 각각 한쪽 밸브만 구동되도록 입력전류 형태 개선 ⦁ PI 제어기 적용 실험 결과 최대 경사각 7.5 도 기준 정상상태 오차 10% 이내 달성
21 <그림 ２-7> 수평제어 실험 결과 (경사 센서) <그림 ２-8> 수평제어시 좌우방향 제어에 대한 밸브 입력전류 - 승용이앙기 성능평가를 위한 모션시뮬레이터 개발 및 이를 이용한 성능평가방법론 개발 ⦁ 기존의 숙련자의 경험에 기반한 정성적인 제어성능평가방법을 탈피하여 정교한 무논지형모사를 통한 객관적인 분석 및 평가체계를 구축
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<그림 ２-9> 개발된 3 자유도 (roll, pitch, height) 모션시뮬레이터
⦁ 모션데이터처리를 위한 DSP 보드 제작: 10ms 의 주기로 모션제어가 가능. 실제 무논의 지형 프로파일을 읽어 들인 후 역기구학을 계산하여 원하는 모션을 생성함 <그림 ２-10> 개발된 모션시뮬레이터 제어용 DSP 시스템 시작품 ⦁ 실제 무논에서 획득한 지형 프로파일을 이용한 전자식 승용이앙기 성능평가체계 구축
23 <그림 ２-11> 개발된 모션시뮬레이터를 이용한 전자식 승용이앙기 성능평가 블록도 다. 기대효과 1) 기술적&경제적 측면 - 지능형기계 분야에서 스마트농기계 통합제어 SW 가 적용된 승용이앙기 제품의 국내시장 및 해외시장 매출증대에 기여할 것으로 기대함. 승용이앙기의 경우 ‘14 년에 69 억원 매출에서 기술개발 후‘17 년에 230 억원의 매출 증대 기대 - 스마트농기계 기술 개발을 통한 반자동/자동화 IT 융합 기술 중심의 패러다임 변화를 통한 국내 농업경쟁력 제고 및 수출 주도형 산업으로의 변화기반 마련 - 농업로봇 시장은 2013 년 8.17 억불에서 2020 년 163 억불로 증가추세 (The Robot Report, 2014, 11.)로 1 차 대상인 스마트 승용 이앙기 500 대의 단순판매액만 가정하더라도 200 억원을 상회할 것으로 전망 2) 활용분야 - 스마트 농기계 (이앙기, 제초기, 방제기, 트랙터 등)
24 - 스마트 건설기계 등으로 확장 가능
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2. 임베디드 차량정보 인식단말 기술 개발
가. 개요 <그림 ２-12> 임베디드 차량정보 인식 개념도 □ 목표 - 임베디드 기반의 다중차량 검지 및 번호판 실시간 인식 기술 개발 ⦁ 차량 검지를 위해 일반적으로 사용하는 루프센서, 레이저/레이더 센서를 사용하지 않음 ⦁ 실시간 차량 검지 – 15fps 이상, 99% 이상 - 날씨 및 잡영 등 외부 환경에 견실한 차량정보 인식 ⦁ 실제 도로의 다양한 환경에서 수집된 현장 데이터를 이용한 알고리즘 개발 ⦁ 다단계 특징(지역 이진 패턴) 및 AdaBoost 다중 분류기 결합을 통한 고속 번호판 영역 검출 ⦁ 템플릿 기반의 번호판 문자 위치 정보 자동 추출(기울어진 번호판 포함) ⦁ HOG 특징 및 다중 SVM 인식 기반의 저품질 문자 인식 ⦁ 최종 차량번호판 인식률 – 98%이상26 ⦁ 번호판 위치 기반 차량 전면부 영상 추출 ⦁ 차량 전면 영상 인식을 통한 자동 차종 분류 – 89%~95% 나. 주요연구결과 □ 개발 내용 - 개발 시스템 기능 ⦁ 무센서/영상 기반 차량 검지 ⦁ 다차로 환경에서의 다중차량 검지/번호판 추출/문자영역 추출/문자인식 기능 ⦁ 정지영상 및 동영상 동시 검출 - 개발 시스템 구조 ⦁ 차량정보 인식(LPR)시스템은 번호판 위치 탐지 모듈(LPRDet), 번호판 문자 추출 모듈(PKLPRSeg), 번호판 문자 인식 모듈(LPRRec), 차종 분류 모듈(CarModel)의 4 가지 모듈로 구성됨 ⦁ 외부의 시스템은 4 개의 모듈에 접근하여 필요한 기능을 수행함. LPRUI 패키지는 LPR 시스템을 사용하는 외부 시스템 - 개발 시스템 외부 인터페이스 ⦁ LPR 시스템을 사용하는 외부의 시스템은 모듈 초기화 단계와 모듈 실행 단계로 나누어 LPR 시스템에 접근함 ⦁ 모듈 초기화 단계에서는 각 모듈에 대하여 환경 설정 값에 따라 모듈 초기화를 실행하며, 모듈 실행 단계에서는 번호판 추출, 문자 추출, 문자 인식 등 각 모듈 별 기능을 수행함 ⦁ 모듈 초기화 단계는 내부적으로 실행 단계와 통합되어 있음. 최초의 실행 단계에서 모듈 초기화가 자동으로 이루어짐
27 번호판 영역 검출 (Detection) 문자영역 분할 (Segmentation) 문자 인식 (Recognition) - - 경 기 3 0 바 5 3 - 6 9 구 4 2 - <그림 ２-13> 다차로 환경에서의 차량정보 인식시스템 모듈 구성도 기아 K 5 현대 YF 소나타 <그림 ２-14> 차종 분류를 위한 특징 추출 영역(상) 및 차종 분류 기준 위치(하)
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<그림 ２-15> 임베디드 차량정보 인식 단말 하드웨어 구성도
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<그림 ２-17> LPR 시스템 정인식 영상 예
<그림 ２-18> LPR 시스템 오인식 영상 예
30 - 개발 시스템 성능 기존 제품 (A 사) ETRI 기술 주요기능 및 성능 - 루프 검지 센서 사용 - 인식속도(루프):6fps/frame - 검지율(루프): 99.5% - 인식률: 96.4% - 차종 인식 불가 - 무센서(영상기반검지) - 인식속도(영상):15fps - 검지율(영상): 99.3% - 인식률:98.0% - 100 여종의 차종 인식 ⦁ 시험 영상: 테스트베드 장비에서 수집된 영상(5 만개/1 주일분량) ⦁ 차량 검지 및 차량 정보 처리 속도: 15fps ⦁ 검지율/인식률: 99.3%/98.0%, ⦁ 차종 분류율: 89.2%~95.7% 다. 기대효과 1) 기술적&경제적 측면 - 다양한 야외 환경에서의 영상기반/다차로/다중차량 고속인식 기술의 개발로 기존 방법 보다 다양한 분야에 기술 적용이 가능하여, 기업체의 매출 확대를 기대할 수 있음 (2017 년 13 억, 2018 년 24 억의 매출기대) - 방범/교통분야 기존 장비 대비 1/3 이상 설치비용 절감 기대(구축비용 및 루프센서 유지보수비용 절감) - 또한 인식 시스템의 경량화에 따라 시스템의 소형화가 가능하여 차량 탑재형이나 Tablet, 지능형 ITS 시스템 등 다양한 응용 제품의 개발이 용이함 - 차량정보인식 임베디드 단말 기술 확보로 국내/외 기술/제품 경쟁력 제고 2) 활용분야 - 과속단속/주정차단속/차량정보수집 분야 - 관심차량(수배차량/체납차량/요일제차량/위험물차량) 검색
31 - 출입통제 및 차량 정보 안내 시스템
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3. 작물 생육 관리 시스템 개발
가. 주요내용 □ 특징 - 노지 환경에서 (미)기상 정보수집 및 모니터링(영천지역 과수농가대상) ⦁ 영상정보, 환경정보(기온, 지중온도, 풍향/풍속, 강수량, 습도, 토양수분등) - 서리예보 알고리즘 개발 – 모바일 앱을 통하여 실시간 서리예보 ⦁ 제공 서비스 : 최대 12 시간 전 서리예보, 새벽(0 시에서 7 시) 서리 경보 □ 주요성능 기존 예측 방식 개발한 서리 예보 주요기능 및 성능 - 기상청의 지역 저온 예보 - 미기상 데이터를 활용한 소지역별 저온 예보 - 서리 정도를 개인이 판단 - 확률(%)으로 도시하여 서리 정도를 확인 가능 - 새벽 경보 미제공 - 새벽 경보 제공 - 최저기온 오차 3.9℃ - 예측 정확도 87.1% □ 주요 실적 - 노지환경 정보획득 스테이션 및 서리예보 시스템 개발 ⦁ 필드 스테이션 시험환경 영천지역 9 개 읍면 구축 ⦁ 서리 예보 및 농업 정보 시스템 시범서비스 실시 à 관제사용 웹 시스템, 농민용 안드로이드 어플리케이션33 <그림 ２-20> 농업예보 및 관제시스템 구성도 □ 주요 성과 - 스마트팜기술 기술이전 1 건(인포밸리코리아) - 추가 R&D 상용화 지원 사업 연계진행(사업비 2.0 억(기업현금/현물포함)), 스마트팜 테스트베드 구축(몽골) - 핵심특허 2 건: ICT 기반 온실을 위한 온실 맞춤형 구성 방법 및 시스템, ICT 기반 기상관련 병해 예측 방법 및 시스템 다. 기대효과 - 미기상스테이션 및 기상청의 기상데이터를 수집 및 가공한 뒤 서리 예측을 함으로써 야외 농작업의 신속 대처 및 농산물 생산 출하시기의 조절이 가능하도록 하여 농가의 영농계획 수립 및 소득 증대에 기여할 수 있음 - 기존의 영천시뿐만 아니라 다른 지역의 지형이나 기후에 대해서도 야외 노지 환경에 특화된 영상 및 센서 기반 자료수집 시스템의 개발로 지리정보 기반의
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농업 예보 및 관제시스템을 다양한 지역과 범위로 확장이 가능함 - 실시간 거리 예보로 인하여 서리로 인한 작물 생산 피해 감소
- 그린하우스 환경제어 시스템과 결합한 통합 관제 시스템을 이용한 작물생산 분야
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4. 비정상 출입 방지를 위한 출입자 인증 및 카운팅 시스템 개발
가. 개요 <그림 ２-21> 보안 출입 통제 시스템 개념도 나. 주요내용 □ 특징 - 영상센서 기반의 피플 카운팅 방식으로 기존 제품의 단점 보완 ⦁ 기존의 제품은 허가된 사용자 1 인이 보안 출입구 내부에 있다는 것을36 판단하기 위해 몸무게 센서를 이용 ⦁ 설비의 어려움, 짐을 들고 들어갈 때의 오인식, 1 인인증 1 인통과로 인한 출입시간의 지연 등의 문제가 발생 ⦁ 영상 기반으로 인증 방식을 바꿈으로서 짐을 들고 있더라도 머리 부분이 보일 경우 인식이 가능 ⦁ 입구와 출구에 2 대의 카메라를 설치하여 사각을 최소화 ⦁ 2 인 인증 2 인 통과 가능으로 출입 시간 단축 - 출입 통제기 내 외부의 사람을 구분할 수 있는 알고리즘 설계 ⦁ 유리로 되어 있는 투명한 출입 통제기의 구조상 통제기 내 외부의 사람이 모두 검출이 될 수 있음. Depth 이미지의 Histogram 분석을 통해 출입 통제기 내 외부를 구분할 수 있는 알고리즘을 구현함 - 추가적인 영상 인식 알고리즘이 적용 가능한 시스템 ⦁ 다수의 카메라로부터 획득된 영상을 분석하는 시스템을 구성. 획득한 3D Depth 이미지, 일반 가시광선 이미지 등을 분석하는 데 있어 추가적인 영상 인식 알고리즘의 적용이 가능 ⦁ 영상 기반의 얼굴 인식 방법, 보안 출입기 내의 이상 행동 감지 등의 기능을 갖춘 지능형 시스템으로의 업그레이드가 용이할 것으로 판단됨 □ 개발내용 - RGB 카메라와 스테레오 영상을 이용한 영상 기반의 출입 계수 시스템 개발 - 출입 부스 양쪽에 설치된 두 대의 카메라에서 획득한 RGB 영상으로부터 사람의 상반신(어깨 이상, 머리)을 검출 - 검출된 사람이 부스 안에 있는지 밖에 있는지를 판별하기 위하여 스테레오 센서에서 얻은 거리 정보 적용 기술 개발. 그림에서 회색 사각형 박스는 RGB 영상에서 검출되었으나 스테레오 센서에 의해 부스 외부에 있는 것으로 판별된 사람임
37 <그림 ２-22> 계수 시스템 동작 예 - 두 대의 카메라에서 검출된 사람이 동일 인물인지 아닌지 여부를 판별하기 위한 알고리즘 개발. 두 개의 카메라에서 얻어진 거리 정보 값이 아래 그림의 상한과 하한 범위 안에 위치할 경우 동일 인물로 판단함 <그림 ２-23> 동일인 판별을 위한 Threshold 설정
38 - 제어 컨트롤러 개발 ⦁ 비전 센서를 활용한 피플 카운팅 모듈과 연동되는 통합 제어 컨트롤러 개발 <그림 ２-24> 제어 컨트롤러 블록도 ⦁ 1 차 도어의 카드 인증 및 피플 카운터 모듈의 결과를 통합적으로 사용하여 출입 통제기를 제어할 수 있는 시스템 개발 <그림 ２-25> 개발된 제어 컨트롤러 테스트 환경
39 - 테스트 베드 구축 ⦁ 기존의 1 인 출입만이 가능한 부스를 개선하여 2 인 이상이 출입할 수 있는 부스를 제작하여 테스트 베드로 활용 <그림 ２-26> 2인 출입 가능한 부스 설계도 ⦁ 양측 출입문에 설치된 2 대의 스테레오 카메라 영상을 분석하여 피플 카운팅 알고리즘을 구동 <그림 ２-27> 2 인 출입 테스트 실시 예
40 다. 기대효과 1) 기술적&경제적 측면 - 기존 제품의 몸무게 센서를 제거함으로써 설비가 단순해지고 원가가 절감하여 공동연구 참여 업체가 해당 제품을 판매할 수 있는 시장이 확대됨 - 개발된 제품을 고도화여 추가적인 기능 및 서비스를 제공해줄 수 있는 신제품의 개발 또한 용이할 것으로 판단됨 2) 활용분야 - 보안 인증을 통한 출입 제한을 필요로 하는 건물의 중요장소 출입문에 설치하여 보안을 강화하는데 이용 가능. 예) 병원, 은행의 금고방 등
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5. 물류자동화를 위한 다중 AGV 제어시스템 개발
가. 개요 □ 연구필요성 - 기존 제품은 AGV 간 충돌회피 및 방지 기능이 없기 때문에 다수의 AGV 를 동시에 운영하지 못하는 문제가 있음 - AGV 에 문제가 발생하였을 경우 관리자가 AGV 의 위치를 파악하기 위해 많은 시간을 소비하게 됨 □ 연구목표 - 무선 통신을 이용한 양방향 AGV 원격 관제기능 개발 - 다수의 AGV 의 이동제어와 충돌회피를 위한 군집제어 기술개발 - 실내에서 AGV 의 실시간 위치 정보 획득 기술개발 - 시제품 제작을 통한 검증 및 현장 실증 <그림 ２-28> 다중 AGV 제어시스템 개념도42 나. 주요내용
□ 특징
- RFID 센서기반 AGV 위치인식 네트워크 구축
⦁ RFID tag 와 reader 를 이용한 AGV 실시간 위치인식 기능 - Zone control 기반 다중 AGV 충돌방지 제어시스템
⦁ 이동 경로내 구역을 나누고 구역내 한 대의 AGV 만 존재하도록 설정 ⦁ 영역지도와 모든 AGV 들의 위치와 경로정보를 이용해 제어
□ 개발내용
- 시제품 AGV: RFID Tag 인식을 통해 획득된 위치정보와 AGV 의 각종 상태정보를 탑재된 무선통신 모듈을 통해 서버로 전송하고 서버로부터 제어명령을 수신하여 동작을 수행하는 시제품 AGV 를 제작함
<그림 ２-29> AGV 설계도면 및 완성된 AGV 시제품
- RFID Reader 보드 제작: RFID 기술을 이용해 AGV 의 실시간 위치를 추적하기 위한 RFID Reader 보드를 제작함
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⦁ RFID Reader 보드는 AGV 에 부착되며 시리얼 통신 방식을 이용하여 Tag 정보를 AGV 의 PLC 에 전달함 ⦁ AGV 본체에 연결되어 바닥에 있는 태그를 읽기 위해 세라믹 안테나를 제작했으며 안테나 보호 및 연결을 쉽게 하기 위해 외장 케이스를 설계함 <그림 ２-30> 개발된 RFID Reader 보드 및 안테나 케이스 도면 - 서버 프로그램 개발: 관리자가 실시간으로 AGV 의 위치와 상태 정보를 확인하고 AGV 가 수행할 명령을 하달할 수 있는 GUI 를 제공하며 원격지에 위치한 AGV 와 통신을 수행하는 기능을 포함한 서버 프로그램을 개발함 ⦁ AGV 가 운영되는 환경의 레이아웃을 배경으로 설정하고 영역별로 설치된 Tag 의 위치를 레이아웃의 배경위에 유동적으로 배치할 수 있도록 함 ⦁ 개별 AGV 의 출발지와 목적지를 설정할 수 있는 기능을 제공하며 사용자의 요구 및 운영환경의 변화에 따라 Tag 의 추가/삭제/수정을 할 수 있음 12.5 Max MCX(male) RG316 160±5mm [BOTTOM] [TOP] Tolerance Unless Otherwise Specified : ±1.00 Unit : mm [SIDE]
44 <그림 ２-31> 서버 프로그램 GUI - 제어 알고리즘 개발: AGV 를 사용자가 설정한 출발지에서 목적지로 이동할 수 있도록 제어하는 기능과 다수의 AGV 가 동시에 운영될 때 서로 충돌하지 않고 이동할 수 있도록 제어하는 기능을 포함한 제어 알고리즘을 개발함 ⦁ AGV 제어 알고리즘은 개별 AGV 의 출발지와 목적지, 현재위치, 상태정보, 구간속성 등을 바탕으로 AGV 의 이동을 제어하는 역할을 수행함 ⦁ 구간 속성은 작업지점, 정지지점, 교차로지점 등으로 나뉘며 AGV 가 각 구간에 위치하면 각 구간별로 적절한 제어명령이 AGV 에게 하달됨 ⦁ AGV 제어 알고리즘은 제어시점, AGV 의 상태와 위치에 따라 각각 다른 동작을 수행하도록 AGV 를 제어하기 위해 초기 제어와 이동 제어, 작업지점 제어 등으로 세분하여 구성됨 ⦁ 순차배송은 한대의 AGV 에게 2 개이상의 목적지가 할당되었을 수행하며 할당된 목적지를 순서대로 방문하여 지정된 작업을 수행함. 하나의 목적지에서 작업이 완료되면 설정된 출발지로 돌아오고 출발지에서의 작업을 완료한 후 다음 목적지로 이동하여 작업을 수행하는 동작을 반복함
45 <그림 ２-32> 초기 제어와 순차배송 흐름도 ⦁ 정지지점 제어: 정지지점은 AGV 가 교차로에 들어가기 전 대기하는 지점으로 AGV 간 충돌을 방지하기 위한 안전지대로 충돌발생이 없다고 판단되면 정지지점에 위치한 AGV 에게 전진 명령을 하달해 교차로에 진입하도록 함 ⦁ 교차로 지점 제어: 교차로에서 AGV 는 이동경로상 전진, 우회전, 좌회전 동작을 수행하며 다음 이동동작을 결정할 때 이전 지점 정보와 현재지점 정보, 다음지점 정보를 이용하며 연산을 수행한 뒤 이동경로를 결정함 ⦁ 충돌회피(트래픽) 제어: 두 대 이상의 AGV 를 작업장에서 동시에 운행하기 위해서는 반드시 충돌회피 제어가 필요하며 개별 AGV 가 현재지점에서 경로상 다른 지점으로 이동하기 위해서는 이동할 다음 지점에 대한 점유요청을 하도록 하며 점유요청이 성공해야만 다음지점으로 이동할 수 있도록 함. 만약 점유요청이 실패하게 되면 AGV 는 점유요청이 수락될 때까지 현재지점에서 대기해야 하고 해당 지점을 점유한 다른 AGV 가 지점의 점유를 해제해야만 이동할 수 있게 됨
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<그림 ２-33> 교차로지점제어 및 충돌회피 제어 흐름도 - 현장실증 및 테스트: 개발한 서버 프로그램과 제어 알고리즘이 목표한 성능과 기능을 만족하는지를 검증 및 확인하기 위해 시제품 AGV 를 이용하여 테스트베드에서 테스트를 수행함 <그림 ２-34> 테스트베드 환경사진 ⦁ 실전적인 테스트를 수행하기 위해 두 가지 테스트 시나리오를 작성하고 각각의 테스트 시나리오에서 의도한 대로 AGV 가 동작하도록 검증함. 1 번
47 시나리오는 순차배송이 정상적으로 수행되고 있는지 확인하는 시나리오이며 2 번 시나리오는 2 대의 AGV 가 충돌없이 동작하는가는 확인하는 시나리오임 <그림 ２-35> 테스트 시나리오 1 과 2 다. 기대효과 1) 기술적&경제적 측면 - 2 대이상의 AGV 가 동작하는 환경에서 AGV 내부의 PLC 만을 이용할 경우 고정된 패스를 이동하게 만들 수 있지만 서로 충돌할 수 있는 경우를 조절하지 못하기 때문에 이를 해결할 수 있을 걸로 기대됨 - RFID 시스템을 이용한 실내위치인식 기술 확보 ⦁ 다양한 실내위치인식 기술중 RFID 기술을 처음으로 AGV 시스템에 적용하였으며 추후 공장자동화를 위한 위치인식 시스템으로 적용 기대 - 다양한 형태의 AGV 장비를 만드는 기술은 선진국과 대등하지만 서버를 통한 제어 및 관제시스템 구축은 미비한 실정에서 시스템 성능향상 기대 2) 사업화계획 - 제이디 시스템의 주문 생산을 위한 환경 구축 (2017 년) ⦁ 기술이전 설명회를 통해 관련업체와의 사업화 계획 - 양산체제 확립 및 수출 시장 개척을 통한 본격적인 사업화 진행 (2018 년)
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제 3 절 산업체 밀착형 IT융합기술지원
1. 지역기업체의 핵심애로기술지원
본 사업의 목적은 지역 전략산업 및 선도사업에 참여하고 있는 지역기업의 기술 경쟁력 제고를 위하여 ETRI IT 원천기술을 보급하고 지역기업의 제품 개발 역량을 강화하는 것이다. 이에, 지역기업체의 핵심애로기술지원을 통해 기업 현장에서 발생하는 기술문제 해결 및 R&BD 기획, 제안서 작성 등의 애로사항을 해결하여 지역의 기업과의 네트워킹 강화 및 기술지원 등 대경권 허브역할을 수행하고자 한다. 다음은 본 사업을 통해서 기업의 기술문제 해결을 지원한 사례이다. 당해연도에는 “도로방범용 다차로 번호판 인식 기술”(엘리소프트) 등 12 개 업체에 대해 기업의 기술문제를 해결하였고, 아래에 대표 성과 3 개를 소개하고자 한다. 가. 도로방범용 다차로 번호판 인식 기술 (엘리소프트) 1) 개요 엘리소프트는 영상 솔루션 개발을 주 업무로, CCTV 시스템 등 다양한 제품군을 확보하고 있는 업체로, 도로방범용 다차로 번호판 인식 기술지원을 하였다(‘16.09). 2) 주요 지원 내용 업체에서 요구하는 도로방범용 번호판 인식을 위해, CCTV 환경 및 영상을 분석하여 다차로 환경에서 해상력 부족 문제와 야간 환경에서의 색상 정보 소실 문제 등에 대한 대응이 필요함을 확인하였다. 기존 번호판 인식 기술이 방범용 다차로 환경에서 기술적인 한계가 있는 것으로 판단하고, 업체가 보유하고 있는49 CCTV 시스템에 ETRI 가 보유가 보유하고 있는, 루프센서를 사용하지 않는 도로방범용 번호판 인식 기술을 접목하여 시스템 업그레이드가 되도록 기술지원을 하였다. <그림 ２-36> 도로방범용 번호판 인식 기술 3) 지원효과 업체가 보유하고 있는 기존의 CCTV 시스템에 번호판 인식 기술이 통합되어 도로 방범용 스마트 CCTV 제품이 개발될 예정이며, 루프센서 설치가 어려운 도로에 설치되어 방범용으로 사용될 예정이다. 나. 계근장 진출입차량 번호판 인식 기술 (렉스젠) 1) 개요 렉스젠은 도로교통 CCTV 관련업체로, 계근장 진출입차량 번호판 인식 기술 지원을 통한 기존 제품의 성능 제고에 기여하였다(‘16.11). 2) 주요 지원 내용 업체는 도로교통 CCTV 와 관련된, 국내 번호판 인식기술을 보유하고 있는 상황에서, 해외 진출을 위한 해당 국가(베트남)의 번호판 인식 기술에 대한 개발 지원을 하였다. 현재 기업 보유 기술수준과 문제점을 파악하고, 번호판 인식기술
