시나리오 내용 반영

scenario_md/OPS01-작전·전투 수행_적 탐지-드론 영상 공중위협 객체 탐지와 오경보 검증/OPS01_실습가이드.md

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+**OPS01 실습가이드 - 드론 영상 공중위협 객체 탐지와 오경보 검증**
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+구    분 **실습가이드 [교육용가상자료]**
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+**1. 실습 개요**
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+본 실습은 교육용 가상 적외선 영상으로 드론 공중위협 탐지·경보 파이프라인을 미션 단위로 구현하는 과정이다. 미션마다 정답 코드(OPS01_정답코드.md)의 해당 코드를 웹 파이썬 실행기에 붙여 넣어 실행하고, 출력된 수치가 평가 기준을 충족하는지 확인한 뒤 파라미터를 바꿔 보는 도전 과제를 수행한다. 미션별 코드는 서로 독립적이어서 어느 미션부터 실행해도 동작한다.
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+| **과제** | OPS01 드론 영상 공중위협 객체 탐지와 오경보 검증 |
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+| **난이도·유형** | 고급 / 코딩형 |
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+| **예상 소요시간** | 미션 10개, 총 27.5시간 |
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+| **준비물** | OPS01_정답코드.md, 웹 파이썬 실행기(numpy·pandas·scipy·scikit-learn·matplotlib 사용 가능), 결과 기록용 문서 |
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+**2. 진행 방법**
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+- 정답코드 md에서 해당 미션의 코드 블록 전체를 복사해 실행기에 붙여 넣고 실행한다(부분 복사 시 가상 데이터 생성 함수가 빠져 오류가 난다).
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+- 실행 결과를 md의 '실행 결과 예시'와 비교한다. 난수 시드가 고정되어 있어 같은 값이 나와야 한다.
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+- 도전 과제는 코드 상단의 파라미터(임계값, 필터 크기, 경보 기준 등)를 바꿔 다시 실행하고 변화와 이유를 기록한다.
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+- 그래프 글자는 영문, 표·출력은 한글이다. 한글이 깨지면 실행기 글꼴 문제이며 결과에는 영향이 없다.
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+- 실제 부대 영상·위치·장비 정보는 입력하지 않는다. 상황판·승인 절차는 학습용 모의이며 실제 교전 판단은 교전수칙·지휘계통에 따른다.
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+**3. 미션 진행 요약**
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+| **미션** | **난이도·시간** | **핵심 확인 결과** |
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+| **M1. 전술 드론 영상 수집 환경 분석 및 공중위협 객체(드론/미사일) 데이터셋 스키마 정의** | 초급
+1.5시간 | 정상 샘플 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출 |
+| **M2. 적외선·광학(EO/IR) 전장 영상 노이즈 제거 및 기상 왜곡 보정 전처리 모듈 구현** | 초급~중급
+2시간 | 처리 속도 1,000프레임/초 이상, 오류 0건 |
+| **M3. YOLO/규칙 기반 저고도 공중위협 객체 탐지 Baseline 프로토타입 구현** | 중급
+2.5시간 | 전체 재현율 75% 이상(예시 97.4%) |
+| **M4. 군집 드론 및 비행체 기만 비행 패턴 식별 복합 위협 탐지 모델 고도화** | 중급
+3시간 | 드론 궤적 재현율 85% 이상, 프레임당 200ms 이하 |
+| **M5. 조류·민간기 등 오표적 식별 방지 및 신뢰도 점수(Confidence Score) 산출 엔진 구현** | 중급~고급
+3시간 | 오경보율 40% 이상 감축(예시 90%), 점수 일관성 100% |
+| **M6. 실시간 공중위협 경보 및 방공 사격구역 가시화 전술 대시보드 구현** | 중급
+2.5시간 | 갱신 처리시간 100ms 이내(예시 1ms대) |
+| **M7. 긴급 요격 결심 지원을 위한 인간 개입(HITL) 교전 승인/보류 워크플로우 설계** | 고급
+3시간 | 자동 승인 0건, 규칙 위반 3건 차단 |
+| **M8. 대규모 드론 포화 공격 상황 모의 가상 스트레스 시뮬레이션 및 복원력 테스트** | 고급
+3.5시간 | 모든 상황 다운 0건, 유실률 0% |
+| **M9. AAR 사후검토 기반 미탐·오탐 공중표적 오류 원인 분석 및 파라미터 재보정** | 고급
+3시간 | 원인별 오류 분류 완료, 재보정 후 종합 정확도 향상 |
+| **M10. 드론 공중위협 객체 탐지 최종 파이프라인 통합 및 대드론 방어 브리핑 패키지 완성** | 최고급
+3.5시간 | 자체 점검 10/10 통과, 파이프라인 실행 성공 |
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+**미션 1. 전술 드론 영상 수집 환경 분석 및 공중위협 객체(드론/미사일) 데이터셋 스키마 정의**
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+| **난이도·시간** | 초급 · 1.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M1 코드를 실행해 정상 샘플 20건의 검증 결과를 확인한다.
+2) 오류 주입 결과 5건이 어떤 규칙에 걸렸는지 표로 정리한다.
+3) 데이터 명세 요약표를 보고 빠진 전술 파라미터가 없는지 검토한다. |
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+| **확인할 결과** | 정상 샘플 오류 0건, 주입 오류 5종 모두 검출
+클래스 6종·센서·전술 필드가 명세서에 정리됨 |
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+| **도전 과제** | SCHEMA에 표적 고도(altitude_m, 0~5000) 필드를 추가하고, 범위를 벗어난 값을 넣어 검출되는지 확인해 본다. |
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+| **제출물** | 스키마 정의 코드, 데이터 명세서(필드·규칙·클래스 정의표) |
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+**미션 2. 적외선·광학(EO/IR) 전장 영상 노이즈 제거 및 기상 왜곡 보정 전처리 모듈 구현**
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+| **난이도·시간** | 초급~중급 · 2시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M2 코드를 실행해 처리 속도와 조건별 전처리 전후 F1을 확인한다.
+2) 비(rain) 조건에서 F1이 크게 오른 이유를 빗줄기 제거 원리로 설명한다.
+3) 야간 3x3 필터 결과를 보고 필터 강도와 소형 표적 손실의 관계를 정리한다. |
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+| **확인할 결과** | 처리 속도 1,000프레임/초 이상, 오류 0건
+비 조건 전처리 후 F1 뚜렷한 상승(예시 0.50 → 0.84) |
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+| **도전 과제** | PARAMS의 fog 조건에 median=3을 적용하면 F1이 어떻게 변하는지 확인하고, 조건별 최적 설정표를 만든다. |
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+| **제출물** | 전처리 코드, 조건별 전처리 전후 비교표, 전후 비교 그림 |
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+**미션 3. YOLO/규칙 기반 저고도 공중위협 객체 탐지 Baseline 프로토타입 구현**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M3 코드를 실행해 조건별 TP·FP·FN과 정밀도·재현율을 확인한다.
+2) 드론만 정답으로 봤을 때 정밀도가 낮은 이유를 적는다.
+3) k 값 표에서 정밀도와 재현율이 반대로 움직이는 구간을 찾는다. |
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+| **확인할 결과** | 전체 재현율 75% 이상(예시 97.4%)
+드론 기준 정밀도가 낮아 후속 검증이 필요함을 확인 |
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+| **도전 과제** | k=3.0으로 바꾸면 비 조건 성능은 좋아지고 다른 조건은 나빠지는 이유를 설명하고, 조건별로 다른 k를 쓰는 방안을 제안한다. |
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+| **제출물** | Baseline 코드, 조건별 성능표, 규칙 기반 대 YOLO 비교 의견 |
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+**미션 4. 군집 드론 및 비행체 기만 비행 패턴 식별 복합 위협 탐지 모델 고도화**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M4 코드를 실행해 드론 궤적 재현율과 처리 지연을 확인한다.
+2) 실제 정체별 판정 패턴 교차표에서 조류가 어떤 패턴으로 판정되는지 본다.
+3) 급강하·군집 시나리오 식별 결과를 확인한다. |
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+| **확인할 결과** | 드론 궤적 재현율 85% 이상, 프레임당 200ms 이하
+급강하 3개 식별, 군집 시나리오에서 드론 4개 묶임 |
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+| **도전 과제** | swarms() 함수의 vel 기준을 0.2에서 0.35로 넓히면 조류가 군집에 섞이는지 확인하고 적절한 기준을 제안한다. |
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+| **제출물** | 고도화 모델 코드, 패턴별 식별 결과표, 궤적 그림 |
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+**미션 5. 조류·민간기 등 오표적 식별 방지 및 신뢰도 점수(Confidence Score) 산출 엔진 구현**
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+| **난이도·시간** | 중급~고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M5 코드를 실행해 기존 방식과 신뢰도 엔진의 오경보율을 비교한다.
+2) 등급 분포표에서 조류·민간기가 주로 어떤 등급을 받는지 확인한다.
+3) 예시 경보의 판단 근거(기여 특징 3개)를 해석한다. |
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+| **확인할 결과** | 오경보율 40% 이상 감축(예시 90%), 점수 일관성 100%
+드론 재현율 유지(예시 97.7%) |
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+| **도전 과제** | 경보 기준을 0.5에서 0.8로 올리면 오경보와 미탐이 어떻게 바뀌는지 표로 정리하고 운용상 적절한 기준을 토의한다. |
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+| **제출물** | 신뢰도 엔진 코드, 적용 전후 비교표, 점수 분포 그림 |
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+**미션 6. 실시간 공중위협 경보 및 방공 사격구역 가시화 전술 대시보드 구현**
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+| **난이도·시간** | 중급 · 2.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M6 코드를 실행해 상황 목록과 상황판 그림을 확인한다.
+2) 긴급 경보로 표시된 표적의 공통 조건(신뢰도, 사격구역, 도달 예상시간)을 정리한다.
+3) 예상 탄착점이 표시되는 표적과 표시되지 않는 표적의 차이를 설명한다. |
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+| **확인할 결과** | 갱신 처리시간 100ms 이내(예시 1ms대)
+방위·고도·속도·도달예상·탄착점·사격구역·신뢰도 표시 |
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+| **도전 과제** | FIRE_ZONE_KM을 3km로 줄이면 긴급 경보 수가 어떻게 바뀌는지 확인하고, 화면에서 긴급 표적을 더 빨리 찾게 하는 개선안을 제시한다. |
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+| **제출물** | 상황판 코드, 상황판 화면, 가독성 개선안 |
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+**미션 7. 긴급 요격 결심 지원을 위한 인간 개입(HITL) 교전 승인/보류 워크플로우 설계**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M7 코드를 실행해 검토 순서와 차단된 규칙 위반 사례를 확인한다.
+2) 보류 기한 초과 후 상신과 검토 순서 변화를 확인한다.
+3) 감사 로그 변조 후 검증 결과가 어떻게 바뀌는지 본다. |
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+| **확인할 결과** | 자동 승인 0건, 규칙 위반 3건 차단
+로깅 성공률 100%, 변조 위치 검출 |
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+| **도전 과제** | HOLD_LIMIT_S를 30초로 줄이고, 보류 기한이 지났을 때 자동 승인하도록 바꾸면 어떤 위험이 생기는지 토의한다(코드 수정 없이 토의만 해도 됨). |
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+| **제출물** | 승인 워크플로우 코드, HITL 절차 요약(승인·보류·반려 기준, 근거 기록 요건) |
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+**미션 8. 대규모 드론 포화 공격 상황 모의 가상 스트레스 시뮬레이션 및 복원력 테스트**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M8 코드를 실행해 상황별 경보·유실률·다운·처리시간을 확인한다.
+2) 성능저하 모드가 켜지는 조건을 정리한다.
+3) 120기 포화에서 경보 수가 실제보다 적게 잡히는 이유를 설명한다. |
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+| **확인할 결과** | 모든 상황 다운 0건, 유실률 0%
+성능저하 모드 표시(손실률·검토용량 초과) |
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+| **도전 과제** | QUEUE_CAPACITY를 60으로 바꾸고, 운용자 1명이 1분에 처리할 수 있는 경보 수를 가정해 필요한 인원을 계산해 본다. |
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+| **제출물** | 스트레스 시험 코드, 시험 결과표, 과부하 대응 방안 |
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+**미션 9. AAR 사후검토 기반 미탐·오탐 공중표적 오류 원인 분석 및 파라미터 재보정**
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+| **난이도·시간** | 고급 · 3시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M9 코드를 실행해 초기 설정의 AAR 일지(오경보·미탐 원인)를 확인한다.
+2) 격자 탐색 상위 조합과 선택된 재보정값을 확인한다.
+3) 재보정 전후 종합 정확도와 반복 오류를 비교한다. |
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+| **확인할 결과** | 원인별 오류 분류 완료, 재보정 후 종합 정확도 향상
+재현율 90% 이상 유지, 재보정 파라미터 출력 |
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+| **도전 과제** | 제약 조건을 '오경보율 5% 이하'로 바꾸면 어떤 조합이 선택되고 재현율이 얼마나 떨어지는지 확인한다. |
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+| **제출물** | AAR 보고서(계획·결과·원인·개선), 재보정 파라미터 |
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+**미션 10. 드론 공중위협 객체 탐지 최종 파이프라인 통합 및 대드론 방어 브리핑 패키지 완성**
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+| **난이도·시간** | 최고급 · 3.5시간 |
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+| **진행 순서** | 1) M10 코드를 실행해 자체 점검 항목이 모두 PASS인지 확인한다.
+2) 손상 데이터가 차단된 것을 확인한다.
+3) 출력된 브리핑 요약을 바탕으로 5분 분량 브리핑 자료를 만든다. |
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+| **확인할 결과** | 자체 점검 10/10 통과, 파이프라인 실행 성공
+브리핑 수치가 실행 결과와 일치 |
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+| **도전 과제** | CONFIG를 초기 설정(k=2.0, 경보 기준 0.3)으로 바꿔 실행하고 재보정값과의 차이를 브리핑에 추가한다. |
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+| **제출물** | 통합 코드, 지휘관 브리핑 자료, 최종 결과 보고서 |
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+**4. 최종 점검표**
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+| **점검 항목** | **확인** |
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+| 미션 1~10 코드가 모두 오류 없이 실행되었다 | ( ) |
+| 각 미션의 확인할 결과를 기록했다 | ( ) |
+| 도전 과제 결과와 이유를 기록했다 | ( ) |
+| 브리핑 수치가 실행 결과와 일치한다 | ( ) |
+| 실제 부대·영상·위치 정보를 사용하지 않았다 | ( ) |
+| 교전 관련 판단은 인간 승인·교전수칙에 따름을 명시했다 | ( ) |