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융합기술

항공우주기술의 지능화ㆍ고도화ㆍ첨단화

인공지능, 빅데이터 등 디지털 기술이 융합된 초연결사회를 지향하는 4차 산업혁명 시대에 대비해 한국항공우주연구원은 항공우주분야에서 미래를 주도하기 위한 연구를 진행하고 있다.

위성 및 드론이 촬영한 영상 빅데이터와 인공지능을 융합하여 분석하는 플랫폼 기술, 드론군집비행, 초소형위성, 우주환경실험, 차로구분 정밀위치결정 기술, 항공우주용 구조재료 및 3D 프린팅 활용기술 등을 연구하고 있다.

  • 01인공지능

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    한국항공우주연구원은 위성 및 드론이 촬영한 영상 빅데이터를 인공지능이 실시간으로 분석할 수 있는 기술을 연구 중이다. 영상 처리 속도가 빨라져 빅데이터의 즉각적 분석이 가능해 업무 효율성 향상에 크게 기여할 수 있으며 국내외 유관기관에 신속한 빅데이터 제공이 기대된다.
    또한 인공지능을 드론에 적용한 드론 자율비행 연구도 진행하고 있다. 위성이 촬영하기 어려운 지역을 드론이 스스로 비행하며 촬영해 정보를 획득할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 위성영상의 해상도 향상을 목적으로 레이더 위성 내 객체 탐지 기술 및 광학 영상의 공간 해상도 향상 기술을 개발했으며, 딥러닝 기술을 활용하여 다양한 파장 및 해상도의 영상에 접목하는 연구를 진행 중이다.

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    위성/드론 빅데이터 처리 및 분석 시스템

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  • 02드론 군집비행

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    한국항공우주연구원은 드론 정밀위치인식기술, 다수 드론과의 통신기술 및 정밀제어기술 등을 연구하여 다수 드론의 군집비행을 연구개발했다. 오차범위 10cm 내외의 RTK-GPS(Real Time Kinemetics-GPS) 고정밀 위치인식기술을 통해 다수의 드론이 서로 충돌 없이 비행할 수 있다. 또한 드론 군집비행이 재해재난 현장에서 실종자 탐색 등 사회 안전 분야에 활용될 수 있도록 인공지능과 드론을 융합하는 기술도 연구 중이다. 드론 군집비행 기술은 산업체에 기술이전해 드론을 활용한 새로운 부가가치 창출이 기대된다.

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  • 03초소형위성

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    초소형위성은 약 500∼1500㎞의 저궤도를 도는 무게 500kg 이하의 위성으로 10cm 길이의 정육면체에 1.3kg 정도의 무게가 1U로 3U, 6U, 최대 27U까지 규격이 확장되었다.
    초소형위성은 값비싼 우주급 부품 대신 일반 산업용 부품으로 개발이 가능해 제작비용이 저렴하다. 또한, 짧은 시간내 제작될 수 있어 다수 위성으로 지구 관측 및 저궤도 위성과의 통신, 우주 과학 실험 등 다양한 분야에서 임무 수행이 가능하다.

    한국항공우주연구원은 초소형위성을 이용해 우주에서 미래 우주탐사 기술과 혁신기술들을 시험하고, 중·대형 위성까지 확대 적용하기 위한 연구를 수행하고 있다. 6U(10kg, 10cm x 20cm x 30cm)급 초소형위성인 HiREV(High Resolution Image and Video Nanosatellite) 비행모델을 개발하는 등 주요 초소형위성 부품들의 국산화를 이루었으며 설계, 제작, 조립 및 우주환경시험 경험을 축적했다.

    또한 근지구 우주환경 관측을 위한 4기의 6U급 초소형위성(SNIPE)을 개발하고 있으며 국내에서 처음으로 편대비행 임무를 수행하게 된다. 초소형위성은 향후 우주쓰레기 능동제거 기술, 우주 궤도상 서비싱 기술(On-Orbit Servicing, OOS), 우주 태양광 발전 기술 개발을 위한 요소 기술 확보에 적극 활용될 예정이다.

    한국항공우주연구원은 매년 큐브위성 경연대회를 개최해오고 있으며 2021년에는 ‘2019 큐브위성 경연대회’를 통해 선발된 초소형위성 4기가 한국형 발사체인 누리호로 발사될 예정이다.

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  • 04유인우주실험 분야

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    유인우주실험은 유인우주탐사를 준비하는 기반이 되며 국제우주정거장(ISS)에서의 활용, 게이트웨이(Gateway) 및 유인화성탐사 등 국제협력에 기여할 수 있는 연구 분야다. 한국항공우주연구원은 한국형 유인 우주프로그램, 마이크로중력 환경 활용 연구, 우주정거장 내 우주실험장비 핵심기술 개발 등을 국제협력으로 진행했다. 현재 생명유지시스템 지상모델 개발 및 성능시험, 가압모듈 내부 화재 검출 및 화재 안전 제어기술 연구 등을 수행하고 있다.

    bioreacotor 세포배양모듈 전자모듈 배양액 공급모듈 배양액순환모듈

    마이크로중력 환경 활용 우주실험용 세포배양 시스템

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  • 05차로구분 정밀위치결정

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    일반 보급형 위성항법 수신기를 이용해 도로교통 환경에서 위치결정 오차를 0.9m까지 보정해 사용자에게 높은 신뢰성을 가진 위치정보를 제공해주는 시스템이다. 위성항법신호는 전리층과 대기층을 통과하며 발생한 굴절, 지연 등으로 인해 사용자에서 17~37m의 오차가 발생한다. 미래의 자율주행차, 군집주행 등이 실현되기 위해서는 오차를 극복하여 주행차량의 위치를 차로단위(오차 1m 이내)까지 구별할 수 있어야 한다. 또한, 위성항법 이상으로 인한 오류 정보로부터 사용자의 안전을 확보하기 위해서는 위치정보의 신뢰 가능 여부를 인지 및 안내할 수 있어야 한다.

    한국항공우주연구원은 차로구분 정밀위치결정 기술 검증을 위해 2018년 8월부터 2019년 1월까지 경기도 이남, 충청도 서북부 지역에 한해 24시간 시험방송 서비스를 실시하고, 시스템의 안정성 평가를 마쳤다. 현재 기술 경쟁력 및 산업 저변 확대를 위해 국제 표준 개발을 추진 중이다. 차로구분 정밀위치결정 기술은 운전자의 개입이 최소화되는 자율차 레벨4 이상부터 활용이 본격화될 예정이며, 스마트 기기, 위치기반 서비스, 스포츠 경기 중계/분석 등 다양한 분야에서 활용도가 확대될 것으로 기대된다.

    gps 위성→지역수신국→지역제어국→지역제어국-사용자통신(DMB)→개인단말기(내비) 사용자
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