농연 극복을 위한 인지센서 중에서 열화상카메라, 레이더, 및 초음파센서가 가장 적합하다고 알려져 있음. 따라서 본 연구는 이 3종의 센서를 융합하여 소방관의 시야를 확보할 수 있는 센서시스템을 연구하는 것임. 근거리 및 원거리의 객체를 탐지하여 3차원으로 위치정보를 표현할 수 있도록 기계적으로 3종의 센서가 상호 간섭없이 최적의 성능을 발휘할 수 있는 구조를 설계하고, 소프트웨어 알고리즘 측면에서는 3D초음파시스템 평면과, 레이더 평면, 및 열이미지 평면을 Homography 행렬로 데이터 융합을 한 후 칼만 필터 추정 및 가우시안 혼합모델 등으로 객체 종류를 추정하고 3D 정보로 표현함. 성공적인 연구목표 달성을 위하여, ①매질의 온도변화와 무관하면서 객체의 3차원 위치 검출이 가능한 3D초음파시스템 설계 방법, ②객체의 3D위치 데이터 맵핑 방법, ③실 화재 농연 환경에서의 시스템 성능평가 방법 등에 관한 연구를 수행함.

본 과제는 Visibility 1m 미만 및 고온 화재 농연 환경에서 객체를 탐지하는 센서융합시스템 연구임. 열악한 시야 조건에서 소방관의 시계를 확보하고, 화재 현장 장애를 극복하는 기술체계를 확립하고자 함. 연구목표는 열화상카메라, 초음파센서, 레이더를 H/W 및 S/W적으로 융합해 근거리·원거리 객체를 3차원으로 표현하는 것임. 열화상·레이더·3D초음파 평면을 Homography 행렬로 데이터 융합 후 칼만 필터 추정 및 가우시안 혼합모델로 객체 종류 추정함. 기대효과는 정밀도·안정성 확보 및 소방방재 로봇의 장애물 회피, 환경인지, SLAM, 시각장애인 지원 장비로 확대 적용 가능함.

본 연구는 회전과 이동을 동시에 정밀하게 다루는 마이크로액추에이터 모듈을 설계·제어하기 위한 기술체계를 확립하는 연구임. 연구 목표는 회전운동, 2축 각운동, 수직이동이 동시 가능한 소형·정밀·안정 액추에이터를 확보하는 것임. 핵심 연구 내용은 z축 회전운동 Rz와 x축 각운동 Tx, y축 각운동 Ty, z축 수직이동 Dz를 구현하고 회전자 진동·기울어짐을 보상하도록 굽힘액추에이터와 회전액추에이터, 센서 겸용 커패시터 액추에이터를 센싱·제어로 융합하는 고정밀 피드백제어 시스템 설계임. 기대 효과는 소형·저전력·안정성 및 증대된 운동자유도를 만족하며 마이크로 자동화, 의생명, 초정밀 계측, 광학 기기용 핵심 부품으로 활용 가능성 제시임.

본 과제는 회전과 이동이 동시에 되는 마이크로액추에이터 모듈을 설계·제어해 소형·정밀·안정성을 확보하는 연구임. 연구 목표는 회전운동(Rz, Tx, Ty)과 수직이동(Dz)을 동시에 구현하는 신개념 액추에이터의 이론체계 및 기술체계를 정립하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 z축 회전운동 Rz와 x축·y축 각운동 Tx, Ty, z축 수직이동 Dz를 각각 회전액추에이터, 4면 굽힘액추에이터, 센서 겸용 커패시터 액추에이터(틸팅액추에이터)로 구현하고 회전자의 진동·기울어짐 보상과 회전각 센서 융합, 구동·센싱 융합 고정밀 피드백제어 시스템 설계를 수행하는 것임. 기대 효과는 소형·저전력·안정성 및 증대된 운동자유도를 달성하고 마이크로 자동화 기기, 의생명 기기, 초정밀 계측, 광학 기기 등 첨단 장비 핵심 부품 활용에 기여하는 데 있음.