汤捯 捤獥 [별지 제2호서식] 과업지시서 (2018.03.02.)(2019.12.31개정)
氠瑢
과업지시서
“AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 플랫폼 개발”
2026. 07.
한국건설기술연구원
氠瑢
과업지시서
1. 과업명
○ AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 플랫폼 개발
2. 과업의 목적
○ 우리원에서 수행하고 있는 “스마트 건설기술 실‧검증 연구 지원사업”과제 『AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 플랫폼 개발」관련임.
○ 본 과업은 위 과제의 성과목표인 'AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 플랫폼 개발' 을 위하여 자율주행 환경 모니터링 로봇의 하드웨어 및 자율주행 소프트웨어를 설계·제작 건임.
○ 기후변화로 인해 폭염·미세먼지·오존 등 환경 위험이 빈번해지고 있으나, 기존 고정형 기상관측소는 설치 지점이 제한적이어 호수공원·도시숲 등 시민 이용 빈도가 높은 공공공간의 미시적 환경 변화를 실시간으로 파악하기 어려움. 이동형 로봇 기반 모니터링은 공간 커버리지가 넓고 위험 구간을 능동적으로 탐지할 수 있으나, 이동 중 진동·풍속에 따른 센서 측정 정확도 저하 및 공원 내 보행자 혼재 환경에서의 안정적 자율주행 검증 기준이 미확립된 상태임.
○ 4WD 자율주행 지상로봇 플랫폼을 공원 환경 전용으로 고도화하고, 다종 환경 센서와 On-device AI 분석 시스템을 탑재하여 환경 이상 감지 정확도 90% 이상을 확보하고, 공원 이용 시민에게 실시간 환경 위험 알림을 제공하는 시제품을 제작·납품함.
3. 과업의 범위
○ 본 과업은 자율주행 지상로봇 플랫폼의 하드웨어 설계·제작, 환경 센서 통합 시스템 구축, On-device AI 환경 이상 감지 알고리즘 개발, 실외 환경 테스트베드 현장 실증에 관한 것임.
○ 본 과업의 성과물은 AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 시제품 1식 및 개발 보고서이며, 구성은 다음과 같아야 함.
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[그림 1] 시제품 외관 예상도 (안)
漠杳
AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 — 전면·측면 외관
3DLiDAR/스테레오카메라/환경센서박스/LED전광판/E-Stop위치표기
○ 자율주행 로봇 플랫폼 하드웨어 설계·제작
1) 4WD 스키드스티어링 지상 로봇 플랫폼 기구 설계·제작
(600 × 600 mm 베이스)
2) 상하 분리 구조 설계 — 하부 주행부 / 상부 제어·센서·알림부
(퀵클램프 + IP67 방수 커넥터)
3) 10인치 공압 타이어 (All-terrain), 지상고 100~150 mm 확보
4) GPU 내장 AI 추론 가속 엣지 컴퓨터 탑재 (100 TOPS 이상)
5) 24V LiFePO4 배터리 시스템 (최소 4시간 연속 운용) 및 BMS 탑재
6) IP54 이상 방진·방수 구조, E-Stop ×2 (좌·우 측면) 탑재
○ 자율주행 소프트웨어 시스템 구축
1) 로봇 제어 펌웨어 + 미들웨어 기반 모터 제어 계층
2) 3D LiDAR 기반 LiDAR SLAM 적용 (실시간 맵핑·자기위치추정)
3) GPS/RTK 복합 측위 (RTK 정확도 ±2 cm 이상)
4) 자율주행 소프트웨어 기반 경로 계획 및 장애물 회피
5) 웨이포인트 기반 자율 순찰 경로 등록 및 실행
6) 스테레오 깊이 카메라 기반 보행자 인식 및 안전 감속 (최소 1.5 m 이격)
7) LTE + Wi-Fi 이중화 원격 관제 인터페이스
○ 환경 센서 통합 및 데이터 수집 시스템
1) 6종 환경 센서 (온습도, PM2.5/PM10, 오존, CO2, UV, 소음) 탑재·보정
2) 강제 흡기 팬 기반 이동 중 풍속 영향 보상 구조 적용
3) 센서 MCU → 엣지 컴퓨터 데이터 인터페이스 구성
4) GPS 좌표 기반 위치 태깅 + 환경 데이터 실시간 저장 (내장 스토리지)
5) 기상청 Open API / 에어코리아 API 연동 및 교차 검증
○ On-device AI 환경 이상 감지 시스템
1) 시계열 환경 데이터 기반 이상 감지 모델 개발 (온보드 실시간 추론)
2) 폭염·고농도 미세먼지·오존 경보 등 위험 상황 자동 판정
3) LED 전광판 (7인치 이상, 1000 nits+) + 스피커 (10W+) 기반 시민 알림 시스템 구현
4) 환경 이상 감지 정확도 90% 이상 확보
5) 이상 감지 후 2분 이내 시민 알림 전달
漠杳
漠杳
<시스템 구성도>
4. 과업수행기간
○ 계약일로부터 3개월 이내
5. 과업내용
○ 자율주행 환경 모니터링 로봇 플랫폼 하드웨어 개발
4WD 스키드스티어링 플랫폼 기구 설계 및 CNC·레이저 커팅 제작
상하 분리 구조 (퀵클램프 + IP67 방수 커넥터) 체결부 제작
자율주행 센서 (3D LiDAR·IMU·GPS/RTK) 통합 마운트 설계 및 배선
환경 센서 박스 (방수 하우징 + 강제 흡기 팬) 탑재 구조 설계
시민 알림 장치 (전광판·스피커·경고등) 상부 유닛 통합
○ 설계 사양 — 자율주행 로봇 플랫폼
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항 목
사 양
비 고
베이스 크기
600 × 600 mm
상하 분리형 구조
구동 방식
4WD 스키드 스티어링
휠
10인치 공압 All-terrain 타이어 ×4
지상고
100~150 mm
공원 내 단차 대응
최대 속도
1.5 m/s 이상
순찰 속도
0.5~1.0 m/s
보행자 안전 기준
모터
24V 300W급 DC 모터 ×4 (엔코더 내장)
30A급 드라이버 적용
모터 제어
로봇 제어 펌웨어 + 자율주행 미들웨어
배터리
LiFePO4 24V, 탈착식
연속 운용
4시간 이상
컴퓨팅
GPU 내장 AI 추론 가속 엣지 컴퓨터 (100 TOPS 이상)
자율주행 SW 탑재
스토리지
256GB 이상 내장 스토리지
환경 데이터 로컬 저장
방진·방수
IP54 이상
안전
E-Stop ×2 (좌·우), 접촉 센서 범퍼, 경사 감지 자동 정지 (15°+)
예상 중량
45 kg 이하 (배터리 포함)
상하 분리
퀵클램프 (4코너) + IP67 방수 커넥터
2분 내 조립·분해
○ 설계 사양 — 자율주행 센서
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센 서
요구 사양
용 도
3D LiDAR
360° 수평 시야각, 실외 SLAM 호환
LiDAR SLAM, 장애물 회피, 3D 맵핑
IMU
9축 (가속도+자이로+지자기)
자세 추정, 센서 퓨전
GPS/RTK 측위 모듈
RTK 정확도 ±2 cm 이상
글로벌 측위, 웨이포인트 주행
스테레오 깊이 카메라
깊이 데이터 출력, 실외 운용 가능
보행자 인식, 근거리 장애물 감지
○ 설계 사양 — 환경 센서 및 알림 시스템
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항 목
사 양
비 고
온습도
기온 -40~85°C ±0.3°C, 습도 0~100%RH ±2%RH
폭염·체감온도 판정
PM2.5 / PM10
0~1000 μg/m³, ±10%
미세먼지 구간별 매핑
오존 (O3)
0~500 ppb, ±15 ppb
오존 경보 기준 감지
CO2
400~5000 ppm, ±(30 ppm + 3%)
공기질 종합 평가
UV (자외선)
UVI 0~15+, ±1 UVI
자외선 위험 단계 알림
소음
30~130 dB, ±1.5 dB
공원 소음 모니터링
샘플링 주기
1~5초 (센서별)
GPS 좌표 태깅 포함
센서 탑재 위치
상부 유닛 전면 상단, 강제 흡기 팬 + 방수 메쉬
이동 중 풍속 보상
LED 전광판
7인치 이상, 1000 nits+
환경 상태·경고 메시지
스피커
방수, 10W+, 최대 85 dB@1m
음성 환경 경고 안내
통신
LTE + Wi-Fi 이중화
원격 관제 이중화
○ AI 환경 이상 감지 — 알림 시나리오
氠瑢
환경 상황
판정 기준
전광판 메시지
스피커
경고등
정상 순찰
—
기온·미세먼지·UV 표시
—
녹색 점등
미세먼지 나쁨
PM2.5 > 81 μg/m³
미세먼지 나쁨 — 마스크 착용 권고
음성 1회
황색 점멸
미세먼지 매우나쁨
PM2.5 > 151 μg/m³
미세먼지 매우나쁨 — 외출 자제
음성 반복
적색 점멸
폭염 경보
체감온도 35°C+
폭염경보 — 그늘 이동, 수분 섭취
음성 반복
적색 점멸
오존 주의보
O3 > 0.12 ppm
오존 주의보 — 실외활동 자제
음성 1회
황색 점멸
UV 위험
UVI ≥ 8
자외선 매우높음 — 차단 필수
음성 1회
황색 점멸
6. 과업수행 예정공정표
※ 계약일 기준 주(week) 단위 (총 12주)
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제작공정
1~2주
3~4주
5~6주
7~8주
9~10주
11~12주
로봇 플랫폼 기구 설계·BOM 확정
하드웨어 제작 (하부 주행부)
하드웨어 제작 (상부 제어·센서부)
자율주행 SW 통합 (SLAM + 경로계획 + 모터제어)
환경 센서 통합·보정
On-device AI 이상 감지 개발
시민 알림 시스템 개발
실내·포장도로 통합 기능 검증
고정형 기상대 대비 센서 정확도 검증
성능 시험 성적서·보고서 작성
납품
7. 성과품 제출
○ 본 과업은 아래 표에서 제시된 최종산출물을 과제종료 이전에 제출하여야 하며, 성과품과 관련하여 중요 결정사항은 감독원과 협의 후 결정.
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구분
제출기일
수량
비고
AI 기반 자율주행 환경 모니터링 로봇 개발 보고서
준공일 전
2부
설계도면·BOM 포함
자율주행 환경 모니터링 로봇 시제품
준공일 전
1식
부속품 범위 협의
성능 시험 결과서
(환경 센서 정확도 검증 포함)
준공일 전
1부
AI 이상 감지율 ≥90% 실험 결과
로봇 운용 매뉴얼
준공일 전
1부
9. 납품장소
○ 한국건설기술연구원 수자원환경연구동 20동 328호
10. 검수
○ 감독원: 이종훈 박사후연구원
○ 검사원: 최준석 연구위원
11. 기타사항(보안대책, 정산조건 등)
○ 입고기준: 한국기술연구원과 계약자 간의 체결된 계약서상의 명기된 목적물이 한국건설기술연구원이 지정한 장소에 도착한 후 장치 이상 유무 검사가 완료되어야 최종 납품된 것으로 한다.
○ 입고 또는 현장 설치 시 유의사항
1) 입고 또는 현장설치 장소는 사전에 점검하여야 한다.
2) 입고장치의 여건과 환경, 이송 결로 등에 사전점검을 실시하여야 한다.
3) 장치의 내,외부에는 부식방지를 위한 재료의 선정이나 도장이 실시되어야 한다.
○ 안전
1) 안전 시설물은 산업안전보건법, 동법 시행령 및 시행규치, 산업안전 보건 기준에 관한 규칙에 적절하게 제작되어야 하며, 안전인증이 필요한 경우 인증을 취득하여야 한다.
2) 관리대상 유해물질, 분진이 발생하는 설비는 산업안전기준에 따른 국소배기장치를 구비해야 하며, 대기 오염물질 배출설비는 대기환경 보전법에 따라 관청의 허가를 득해야 한다.
3) 폐수배출 시절은 수질 및 수생태계 보전에 관한 법에 따라 관청의 허가(신고)를 득해야 한다.
4) 지정폐기물은 폐기물 관리법에 따라 폐기물 보관시설을 설치해야 한다.
○ 제출서류
1) 설계도면을 포함 승인도서 1부
2) 품질관리 서류 (Test Report) 1부
○ 검수
1) 검수는 Inspection & Test Plan를 승인 받아서 실시한다.
2) 공인기관 검사성적이 필요한 경우 성적서 제출을 통하여 확인 실시한다.
3) 품질관리 서류는 기록, 관리가 되어야 한다.
○ 하자보증기간
1) 제품의 성능보장기간은 납품 후 1년으로 한다.
2) 보증기간 중 설계, 제작상의 하자는 공급자의 부담으로 장비의 정비 또는 교체되어야 한다.
○ 특허 및 보안대책
1) 장치의 설계, 제작과정에서 발생된 특허 및 지적재산권의 소유는 한국건설기술연구원에 있다.
2) 장치의 설계, 제작과정에 발생된 각서 문서, 도면 등의 문서는 관리자에 의하여 관리되어야하며, 사용 후 즉시 폐기하여야 한다.
○ 사양의 우선순위
1) 한국건설기술연구원과 공급자 간 계약 목적물의 사양에 대한 이견이 있는 경우 아래의 순위에 따라 적용된다. 회의록은 참석자의 서명이 날인된 문서만 인정된다.
① 계약체결 후 작성된 최종 회의록
② 계약서에 첨부된 구매사양서
③ 입찰공고 또의 수의계약 통보시 첨부된 구매사양서
④ 승인된 도면이나 자료
○ 본 사양서에 명시하지 아니한 사항은 계약서에 첨부된 약관상의 조항에 따른다