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보고서 상세정보

3차원 영상 기반 자율 주행형 터널 검사 로봇 시스템

  • 과제명

    3차원 영상기반 자율 주행형 터널 검사 로봇 시스템

  • 주관연구기관

    (주)포디컬쳐

  • 연구책임자

    한현관

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-07

  • 과제시작년도

    2014

  • 주관부처

    산업통상자원부

  • 사업 관리 기관

    한국산업기술진흥원

  • 등록번호

    TRKO201600001630

  • 과제고유번호

    1415138145

  • 키워드

    3차원스캐너,패턴광주사,열화현상,건축구조검사,자율주행형 터널검사로봇

  • DB 구축일자

    2016-05-21

  • 초록 


    ...


    1. 기술개발개요
    본 과제에서 개발한 『 3차원 영상 기반 자율 주행형 터널 검사 로봇 시스템』은 자율 주행차량에 패턴광 주사방식의 3차원 스캐닝 시스템을 탑재하고 터널의 내벽과 검사 장비간의 최적의 거리를 유지하면서 터널 표...

    1. 기술개발개요
    본 과제에서 개발한 『 3차원 영상 기반 자율 주행형 터널 검사 로봇 시스템』은 자율 주행차량에 패턴광 주사방식의 3차원 스캐닝 시스템을 탑재하고 터널의 내벽과 검사 장비간의 최적의 거리를 유지하면서 터널 표면을 3차원 패턴광 주사방식을 이용하여 스캔하여 콘트리트터널의 주요 열화현상(균열, 백태 및 누수)을 정밀하게 측정하므로서 터널의 형상 및 변형 정도를 파악하고 터널 유지보수에 필요한 기본 데이터를 제공하기 위한 재난방지용 터널 검사로봇시스템임.
    - 스캔방식 : 무인 자율주행차량에 탑재된 Multi-head형 스캐닝 Arm이 높이 5m 이상의 터널 내부 표면을 필요에 따라 180°이상 자동으로 회전하거나 혹은 직진하면서 균열, 백태 및 누수 등의 열화 상태를 고속으로 정확하게 측정하고 필요시 3차원 영상으로의 디스플레이 하는 시스템
    - 균열의 길이와 진행 방향 및 균열의 폭 등을 측정할 수 있으며 백테에 기인한 터널 표면의 형상 변형은 물론 누수 면적까지 계산할 수 있음.

    2. 개발내용 및 결과
    - 64비트 기반 고해상도 Multi Head형 센서헤드 개발
    - 멀티 센서헤더를 장착한 자율주행향 터널 검사 로봇 시제 개발
    - 자율 주행 이송 차량 성능 및 정밀도 개선
    - 리모콘을 이용한 원격 조정 시스템 개발
    - 측면 거리 자동 측정 HW Accuracy개선
    - 센서 헤드 및 기구부 얼라이먼트 및 오차 보상을 통한 자율 조정
    - 64비트 기반 멀티 센서헤드용 3차원 스캔 운용 SW개발
    - 64비트 기반 멀티 센서헤드용 터널 열화 현상 검사 SW개발
    - 터널 스캐닝 영상 DB 구축용 Tool 개발
    - 자율 주행형 터널 검사로봇 및 암 소음 및 진동 시험

    3. 기술 및 경제적 성과
    1)기술적 효과
    패턴광 주사 방식의 3D 스캐닝을 이용한 자율주행 방식의 터널 검사 시스템은 국내,외적으로 개발된 바 없음. ㈜포디컬쳐가 세계 최초로 패턴광 주사 방식의 3차원 영상기반 자율 주행형 터널 검사 로봇 시스템을 본 사업을 통해 개발하였음.
    - 기존 육안에 의한 터널 검사는 기술자의 경험, 현장여건 및 검사자의 주관적인 생각이 반영될 수 있어 따라 신뢰성이 떨어지고 균열이나 열화현상에 대한 진행성분석 이 힘들어 열화현상의 추이 파악에 필수적인 DB화가 불가능했음
    - 본 제품은 콘크리트 구조물의 건전성을 저하시키는 중요한 열화 현상인 균열, 백태 및 누수 등의 열화 상태를 고속으로 정확하게 측정하여 필요시 3차원 영상으로의 디스플레이 하는 시스템
    - 균열의 길이와 진행 방향 및 균열의 폭 등을 측정할 수 있 으며 백태에 기인한 터널 표면의 형상 변형은 물론 누수 면적까지 계산 가능.
    - 넓은 면적을 빠르게 스캔하므로 터널 검사에 소요되는 시간을 획기적으로 단축 가능
    - 3차원 패턴광을 사용한 검사 방법을 채택하여 데이터의 정확도 및 신뢰도 향상.
    - 공열이나 열화현상에 대한 진행성 분석이 가능할 뿐만 아니라 연도별로 열화현상의 추이를 쉽게 파악할 수 있고 열화 현상에 대한 digital archiving이 가능하여 체계적이 고 과학적인 터널 유지 보수 관리가 가능해짐.
    - 본 제품은 고속 3차원 스캐닝, 전자 제어와 광학 및 거리 센싱, 자율주행 차량 기술 등 IT, 광학, SW 및 차량 기술이 융합된 시스템으로 터널 검사 장비의 국산화는 물론 향후 3차원 영상을 이용한 각종 응용 로봇 개발에 기반 기술로 활용 가능함.
    2) 경제적 파급효과
    - 향후 터널 검사 장비 국산화, 수입 대체 효과, 터널의 과학적 진단을 통하여 열화상태를 정확하게 파악할 수 있어, 검사 시간 단축, 터널 적기 보수, 터널의 수명연장, 터널의 안전도 증가를 통해 국가예산 절감 효과가 클 것으로 예상함
    - 사회 안전로봇 중 사회 인프라 로봇에서 『3차원 영상기반 자율 주행형 터널 검사로봇 시스템』의 상용화를 통하여 관련 분야의 글로벌 경쟁력을 향상시키고 유망로봇전문기업으로 세계 시장 진출의 교두보를 마련함.
    - 기술 개발된 3차원 터널 검사 시스템이 국내 시장에 출시됨으로서 기존 구조물의 건전성 평가를 위해 인력 및 장비 사용 등에 대한 막대한 비용이 소요되는 부문을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 해외의 고가 외산 장비를 사용함으로서 발생하는 비용적 손실을 최소화함으로 비용절감의 효과가 클 것으로 기대함
    - 재난 방지용 검사 로봇의 상용화로 인해 원천 기술을 확보함으로 경쟁자가 많지 않은 재난 방지용 로봇 시장 진입이 용이할 것으로 예상됨.
    - 국가 차원의 안전관리 필요성이 점점 커지는 상황에서 콘크리트 구조물의 안전성 평가를 위해 필요한 시스템 구축을 필요로 기관의 수요를 국내 기술로 충족


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 광역경제권거점기관지원사업(로봇산업클러스터조성사업)최종보고서 제출서 ... 2
    3. 제출문 ... 3
    4. 광역경제권거점기관지원사업 최종보고서 초록 ... 4
    5. 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 6
    6. 목차 ... 11
    7. 제1장 서론 ... 12
    8. 제1절 개발...
    1. 표지 ... 1
    2. 광역경제권거점기관지원사업(로봇산업클러스터조성사업)최종보고서 제출서 ... 2
    3. 제출문 ... 3
    4. 광역경제권거점기관지원사업 최종보고서 초록 ... 4
    5. 기술개발사업 주요 연구 성과 ... 6
    6. 목차 ... 11
    7. 제1장 서론 ... 12
    8. 제1절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 12
    9. 1. 개발 기술의 개요 ... 12
    10. 2. 개발 기술의 필요성 ... 14
    11. 3. 개발 기술의 중요성 ... 14
    12. 제2절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 17
    13. 1. 국내 기술 동향 및 수준 ... 17
    14. 2. 국외 기술 동향 및 수준 ... 17
    15. 3. 국내·외 경쟁업체 현황 ... 18
    16. 4. 국내·외 지식재산권 현황 ... 19
    17. 5. 개발 기술 선행 연구 및 조사 실적 ... 20
    18. 제3절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 24
    19. 1. 기술적 파급 효과 ... 24
    20. 2. 경제적 파급 효과 ... 25
    21. 제2장 기술개발 내용 및 방법 ... 27
    22. 제1절 최종 목표 및 평가 방법 ... 27
    23. 1. 최종 목표 ... 27
    24. 2. 개발 기술의 평가 방법 및 평가 항목 ... 29
    25. 제2절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 31
    26. 1. 1차년도 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 31
    27. 2. 2차년도 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 35
    28. 3. 3차년도 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 41
    29. 제3장 기술개발결과 및 사업화 계획 ... 44
    30. 제1절 기술개발 결과 ... 44
    31. 1. 총 연구개발 추진 일정 ... 44
    32. 2. 1차 년도 연구개발 추진 실적 ... 49
    33. 3. 2차 년도 연구개발 추진 실적 ... 55
    34. 4. 당해 년도 연구개발 추진 실적 ... 61
    35. 5. 1차 년도 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 80
    36. 6. 2차 년도 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 176
    37. 7. 당해 년도 주관 및 참여기관별 추진 내역 ... 271
    38. 제2절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 352
    39. 1. 국내·외 시장 현황 ... 352
    40. 2. 사업화 계획 ... 354
    41. 제4장 사업성과관리 ... 356
    42. 제1절 연구성과(지재권, 논문, 고용 등 유·무형 성과전체 기재) ... 365
    43. 1. 지식 재산권 ... 365
    44. 2. 논문 ... 384
    45. 3. 고용 ... 386
    46. 제2절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 389
    47. 1. 기술 용역 ... 389
    48. 2. 기술 용역 ... 392
    49. 제3절 사업화를 위한 수요기업과 협력계획 ... 394
    50. 1. 수요기업과의 연계 협력 ... 394
    51. 2. 기반 조성 사업과의 연계 협력 실적 및 계획 ... 396
    52. 3. 미국 해외 법인 설립 - ㈜포디컬쳐 해외법인 설립 ... 399
    53. 4. 사업화를 위한 미국법인의 핵심인력 확보 ... 403
    54. 부록(도면) ... 405
    55. 끝페이지 ... 422
  • 참고문헌

    1. 전체(0)
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