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자율주행드론 및 인공지능을 활용한 디지털 트윈 기반 시설물 손상분석 기술
전상혁 ( Jeon¸ Sang-hyuck ),김송현 ( Kim¸ Song-hyun ),김재훈 ( Kim¸ Jae-hoon ),안영기 ( An¸ Young-ki ),진남희 ( Jin¸ Nam-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.2
본 고에서는 기존 시설물 외관조사의 문제점 및 한계를 극복하기 위한 방안으로 자율주행 드론시스템을 이용하여 시설물 디지털 트윈 후, 자율주행 자동화 소프트웨어를 활용하여 장애물을 회피하면서 드론에 부착된 DSLR 카메라로 고해상도 이미지를 자동 촬영하고, 촬영된 이미지는 인공지능 알고리즘을 활용하여 시설물 공용 및 노후화로 인해 발생되는 대표적 손상인 균열, 박락, 파손, 철근노출, 백태, 도장박리 등 총 6종의 손상을 분석 후 자동으로 디지털화된 외관조사망도와 손상 물량표를 작성하는 시설물 점검ㆍ진단기술을 제시하고자 한다.
D.N.A를 이용한 구조물 디지털 트윈 및 손상분석 기술
전상혁 ( Jeon Sang-hyuck ),김재훈 ( Kim Jae-hoon ),진남희 ( Jin Nam-hee ),안영기 ( An Young-ki ) 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.27 No.1
COVID-19 이후 사회 전(全) 분야에서 디지털 전환이 필수요건으로 인식되면서 패러다임이 변화하고 있다. 이에 정부는 한국형 뉴딜을 통해 디지털 전환을 추진 중이다. 본 고에서는 디지털 전환의 핵심요소 기술인 디지털 트윈, 빅데이터, 인공 지능 등을 이용하여 국민의 안전과 직결되는 SOC 시설물에 대해 디지털 트윈을 구현하고, 빅데이터로 학습된 인공지능 알고리즘을 통해 구조물의 노후화 및 공용 중에 발생할 수 있는 대표적 손상분석 후 외관조사망도와 손상물량표를 산출한다. 또한, 비파괴 시험 결과값 및 위치, 상태평가 결과 둥을 구조물 트윈화에 표시하여 구조물의 선제적 유지관리체계 구축 및 국민안전을 확보할 것이라고 판단되는 기술을 제안하고자 한다.
영상장비를 이용한 구조물 진단 방법의 한계 및 개선방안 분석
전상혁 ( Jeon Sang-hyuck ),안영기 ( An Young-ki ),윤수호 ( Yoon Soo-ho ),진남희 ( Jin Nam-hee ),김태구 ( Kim Tae-gu ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.1
현재 구조물에 대한 점검은 대부분 기술자의 육안조사에 의존하고 있어, 점검결과의 편차와 오차가 발생하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 국내외적으로 영상장비를 이용한 구조물 진단 장비가 활발히 개발되고 있다. 지금까지 국내외에서 개발된 영상장비들의 장단점을 분석한 결과, 기존에는 터널에 특화된 영상장비 위주로 개발되었으나 최근 교량 등 범용 콘크리트 구조물에 적용 가능한 영상장비가 개발되었다. 기 개발된 장비는 촬영각도의 제한, 실시간 이미지 전송 어려움 등의 문제점이 있는 것으로 분석되어 향후 촬영각도의 확대, 스마트폰을 이용한 실시간 이미지 전송, ICT 기술 기반 클라우드 S/W 개발 등을 개선한다면 더 범용성 및 신뢰성 있는 영상장비의 개발 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.
전상혁 ( Jeon Sang-hyuck ),안영기 ( An Young-ki ),진남희 ( Jin Nam-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.2
구조물 외관 점검은 대부분 기술자의 육안조사에 의존하고 있다. 점검자의 시력과 숙련도에 따라 점검결과의 편차가 발생한다. 접근 불가 부위에 대한 조사가 어려운 경우도 많다. 본 연구에서 이러한 육안조사의 한계를 극복하기 위하여 로봇틱스를 이용한 구조물 점검장치 및 촬영된 영상 이미지를 Deep Learning 기반으로 한 손상분석 프로그램을 이용하여 실시간으로 손상을 분석하는 시설물 안전진단 기법을 개발하였다. 개발된 기법을 현장에 적용 시험한 결과, 손상정밀도 90%이상으로 육안조사보다 더 정밀하고 정량화된 데이터의 확보를 통하여 한계를 극복할 수 있었다.
전상혁 ( Jeon Sang-hyuck ),안영기 ( An Young-ki ),진남희 ( Jin Nam-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
현재 터널시설물에 대한 점검 시 대부분 기술자의 육안조사에 의존하고 있어 점검자의 판단에 따라 점검결과에 편차가 발생하거나 접근불가 부위에 대한 조사가 어려운 측면이 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 국내외적으로 터널스캐닝 장비가 활발히 개발되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지금까지 국내외에서 개발된 터널스캐닝 장비들의 장단점을 분석하고 향후 개선방안을 도출하고자 하였다. 기 개발된 터널스캐닝 장비들은 공통적으로 거미줄, 물 때, 이물질 등이 손상으로 추출되는 문제가 있고 그 사양에 따라 3D 형상화 불가, 스캔속도의 제약, 내부손상 측정 불가 등의 한계가 있는 것으로 조사되었다. 이러한 문제점들은 손상패턴 및 빅데이터를 활용한 소프트웨어 개발, 3D 센서 활용, 라인카메라나 열화상 카메라 등을 활용하여 개선한다면 더 신뢰성 있는 터널스캐닝 장비의 개발 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.