교통정보 서비스 고도화를 위한 자유공간 광전송 기반 저궤도 위성통신의 빔 정밀조향 기술 연구
o 본 연구에서는 광카메라통신 기술을 이용해 FSO 저궤도 위성의 빔 발산패턴 분석 및 빔 포인팅 정밀도를 개선시킴으로써 대용량 고속 교통정보 통신 링크를 구축할 수 있는 기술을 연구함. 지상-위성간 및 위성-위성 간의 OCC 링크를 경량화/저비용의 부품들로 구축하여 LED 광원을 탑재한 위성/지상국으로부터 고유ID정보를 수신하고, 파일럿 신호를 받아 대기...
본 과제는 초음파 PMUT소자와 제어 Logic을 연동해 손가락 내부 정맥을 2차원·3차원 영상으로 획득하고 지정맥 인식까지 수행하는 지정맥 이미징 SW 개발임.
연구 목표는 PMUT 출력 A-mode 신호 기반 영상처리(전처리, 영상 왜곡·잡음 제거), 특징 추출 및 정합, Super-resolution 기반 영상화질 개선, 2D·3D 딥러닝 지정맥 인식모델 개발을 통해 인식률을 향상시키는 데 있음. 기대 효과는 보안성과 편의성 동시 확보로 모바일기기, ATM기기, 출입도어 등 서비스 제품화 및 핀테크·헬스케어 핵심기술 적용 가능성임
가. 1차년도
● 무인항공기, 자동차, 도로인프라 간의 LOS 통신링크를 고려한 주간 및 야간에서의 광카메라통신 채널분석 및 클러터 제거 기술 연구
● 고정형 도로인프라와 무인항공기 기반 이동형 도로인프라 간 정보교환 및 협력 모니터링 기술 연구
● 상공 광채널 기반 최적의 데이터변복조 기술 연구
● 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network)을 이용한 active marker 표식자 학습정보 생성 및 객체 검출 협력기술 연구
나. 2차년도
● 다수개의 무인항공기 간 릴레이 통신링크 구성 및 협력 전송기술 연구
● 무인항공기 및 광카메라통신 기반 협력 자율주행 항법정보 전송기법 연구
● 순환 신경망(Recurrent Neural Network)을 이용한 광학 데이터 학습정보 생성방법 및 데이터 변복조 협력기술 연구
● 이동형 도로인프라를 활용한 협력 정밀측위 기술 연구
다. 3차년도
● 다수개의 무인항공기를 이용한 광카메라통신 기반 자율주행 협력기술 테스트베드 구현
● 실제 도로 환경에서 시나리오 별 실험 및 제안된 기술의 성능 검증
o 무인항공기 및 광카메라통신을 융합한 협력지능형교통시스템기술을 연구하기 위해 기본적으로 이동형 도로인프라 기반 협력통신기술 파트와 광학 데이터 기반 정보처리 요소기술 파트로 나누어 추진되고, 각 파트는 상호 유기적으로 진행됨.
o 다양한 교통 정보들을 수집하고 영상처리기술, 인공지능, 무인항공기 교통활용 벤치마킹을 위한 기관방문 및 전문가 자문을 통해 과제 수행을 위한 기본적인 기술 자료들을 취득하고 관련 기술들을 교류할 계획.
o 고해상도 카메라를 장착한 무인항공기가 비행하면서 도로 상황 및 교통 정보 등을 취득할 수 있는 현장을 조사하고 영상촬영을 통해 구체적 실험환경을 설정하고 여기에 광카메라통신이 가능한 자동차 및 고정형 도로 인프라를 포함시켜 모의실험 및 본 실험을 수행할 계획.
o 새로운 아이디어를 도출 시 특허 출원을 통해 핵심 기술을 보유하고, 수학적 분석, 컴퓨터 시뮬레이션을 거친 후 3차년도에 협력지능형교통시스템 고도화 테스트베드를 구현해 개발된 원천 기술들의 유용성을 검증함.
(1) 1차년도(2016)
o 정지환경에서의 광카메라통신 기반 자율주행자동차 요소기술 연구
• 도로상의 가시광 통신 채널 분석 및 광 잡음 분석
• Vision 기반 노이즈 클러터 제거및 LED 표식자 검출
• LED 표식자 데이터 전송 및 수신 기술
• LED 표식자 기반 자율주행자동차 측위 기술
(2) 2차년도(2017)
o 저속이동환경에서의 광카메라통신 기반 자율주행자동차 요소기술 연구
• 저속이동환경에서의 Vision 기반 LED 표식자 추적
• Vision 기반 LED 표식자 요동 및 상변화 보상 기술
• 저속이동환경에서 LED 표식자 데이터 전송 및 수신 기술
(3) 3차년도(2018)
o 통합환경에서의 광카메라통신 기반 자율주행자동차 요소기술 연구
• 자율주행 환경 시나리오별 LED표식자 데이터 전송 및 수신 기술
• 통합환경에서 Vision 기반 공간 다중접속 기술
• 광카메라통신기술 시뮬레이터 구현 및 성능 검증
V2V 및 V2I에서 Vision 융합형 1 m 내외의 위치 측정 오차를 가지는 차량용 가시광 측위 기술 연구
o 실외의 LED 조명 인프라, 차량용 LED 및 CCD를 활용하여 Navigation 및 LBS에 필요한 1 m 내외의 위치 측정 오차범위를 갖는 Vision 융합형 가시광 측위 기술에 대한 연구를 수행.
o 당해 기술 연구 성과물은 정지환경에서의 Vision 융합형 가시광 측위 알고리즘으로 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술을 검증함.
o 최종적 연구개발 성과물은 다양한 환경조건에서도 강인한 Vision 융합형 가시광 측위 요소 기술이고, 이를 V2V 및 V2I 기반의 지능형 Navigation 시뮬레이터를 통해 이론적 아이디어에 대한 기본 성능을 검증토록 함.
o 또한, V2V 및 V2I 환경에서 성능 평가를 수행할 수 있는 시뮬레이터를 통해 향후 차량용 지능형 Navigation 기술 연구 촉진 및 연구 발전 방향을 제시함.
o 본 연구개발과제의 최종목표는 이론적 아이디어를 기반으로 한 TRL 3단계의 기술 개념 검증임.
o V2V 및 V2I 환경에서 Vision 정보를 이용한 가시광 측위 기술 연구는 현재까지 국내의 관련 연구가 전무한 상황이고, 국외의 일부 국가에서도 고성능 카메라를 이용한 성능 및 신뢰도 검증 수준임.
o 본 연구를 통해 지능형 Navigation에 활용될 Vision 융합형 가시광 기반 측위 기술에 대한 보다 실용적인 아이디어를 검증하고 분석하므로 TRL 3단계로 설정함.
o 본 과제에서 나올 구체적 연구개발 성과물은 Vision 융합형 가시광 기반 지능형 Navigation 요소기술이고, 이를 기반으로 한 V2V 및 V2I의 다양한 환경에서의 지능형 Navigation 시뮬레이터를 개발함으로써 이론적 아이디어에 대한 기본 성능을 검증함
o 현재 도로상의 측위 기술로 가장 많이 사용되는 GPS 기술은 위성의 위치에 의존하여 3~10 m 정도의 높은 오차가 발생하므로 보다 정밀하고 다양한 정보를 제공해야할 지능형 Navigation에는 적합하지 않음.
o 도로지상설비 및 차상설비에서 전송하는 LED 가시광 신호를 카메라 렌즈 투과 시 굴절되는 위치 및 이미지 센서의 평면상에 위치하는 픽셀의 좌표를 사용하여 현재 LED 가시광 신호를 보내는 송신기의 위치를 정밀하게 계산할 수 있음.
o 정지환경에서 Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구
- 고속 플리커 기반 영상 노이즈 처리 알고리즘 연구
- 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증
o 정지환경에서 Vision 기반 LED 표식자 검출 기술 연구
- 고속 플리커 기반 표식자 검출 알고리즘 개발
- 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증
o 정지환경에서 V2V 및 V2I Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구
- 카메라 기반 시선 통신 채널 특성 분석 및 모델링
- 과소 샘플링 (Under-sampling) 상황에서의 데이터 복조 기술 연구
- 차량용 및 인프라용 LED 특성을 고려한 측위 알고리즘 개발
o 이동환경에서 Vision 기반 영상 노이즈 및 클러터 제거 기술 연구
- 이동하는 LED 광원 특성을 고려한 노이즈처리 알고리즘 연구
- 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증
o 이동환경에서 Vision 기반 LED 표식자 검출 및 추적 기술 연구
- 이동하는 LED의 고속 플리커 기반 카메라 요동 및 상변화 보상 기술 연구
- 이동하는 LED 광원 특성을 고려한 표식자 검출 알고리즘 개발
- 수학적모사 및 모의실험을 통해 기술 검증
o 이동환경에서 V2V 및 V2I Vision 영상의 LED 표식자 기반 측위 기술 연구
- 이동하는 차량용 및 인프라용 LED 광원 특성을 고려한 측위 알고리즘 개발
- 카메라 기반 공간 다중 접속 기술 개발
o V2V 및 V2I 환경 시나리오 별 검출, 추적 및 측위 기술 성능 검증
- V2V 및 V2I 시나리오별 실험 및 검증