R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 202020POQW-C145770-03 | |||||
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| 연구사업명 | 도로기술연구 | |||||
| 연구과제명 | 드론을 활용한 비탈면 및 도로포장 관리 효율화 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2018-04-01 ~ 2021-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 장진환 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
10명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
19명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,913,000,000 원 기업 : 638,000,000 원 계 : 2,551,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 4,309,000,000 원 기업 : 1,438,000,000 원 계 : 5,747,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000445-01 | |||||
| ISBN | 979-11-87770-29-9 95530 | |||||
| 주요 내용 |
1. 본 연구는 광범위한 지역에 분포해 있어 매년 전국적으로 수백억 원의 비용이 소요되는 도로 비탈면 및 포장 조사 효율성 향상을 위해 드론 기반의 측정기술을 개발하는 것으로 세부 연구내용은 ① 드론 센서(SAR-L) 데이터 분석 기반 비탈면 정밀변위 측정기술, ② 드론 영상 데이터 분석 기반 포트홀 자동탐지기술, ③ 드론 초분광 데이터 분석 기반 포장 노후화 상태(PCI) 측정기술로 구성됨 2.드론 센서 데이터 분석 기반 비탈면 정밀변위 측정기술은 드론으로 촬영한 SAR(L 밴드) 영상의 시계열 프로파일링을 통해 변위를 측정하고, 측정된 변위 데이터를 해석하여 붕괴 위험성이 있는 비탈면을 가시화한 후, 이를 비탈면 보수？보강 우선순위 선정에 활용하는 기술을 의미함 - 드론 촬영 비탈면 SAR 영상 생성 및 비탈면 변위측정을 위한 드론 자동운항 기술 개발 - 드론 촬영 SAR 영상 기반 비탈면(지표면) 변위 측정 기술 개발 - 시계열 SAR 자료 수집·처리분석 기술(알고리즘) 및 정밀 변위 해석 기술 개발 - GIS 맵 기반 위험 비탈면 가시화 기술 개발 - 드론 탑재 SAR 센서 기반 비탈면 변위 측정 및 가시화 결과 평가/검증 기술 개발 - 드론 SAR 영상을 이용한 비탈면 관리 효율화 방법론 개발 3. 드론 수집 영상 데이터 분석 기반 포트홀 자동탐지기술은 영상처리(Superpixel, Refinement, 웨이블릿 패킷 변환) 및 CNN(Convolution Neural Network) 알고리즘을 활용하여 포트홀 위치 및 크기를 측정하고, 이를 활용하여 포트홀을 신속보수하기 위한 가시화 기술로 구성됨 -드론 촬영 영상 분석 기반 포트홀 및 균열 객체 인지·추출 기술 개발 -드론 촬영 영상 분석 기반 포트홀 면적 산출 기술 개발 -GIS 맵 기반 드론 측정 포트홀 데이터 가시화 기술 개발 -드론 탑재 영상 센서 포트홀 탐지 및 가시화 결과 평가/검증 기술 개발 -드론 측정 데이터 기반 포트홀 사전보수/긴급보수 효율화 방법론 개발 4. 드론 수집 초분광 데이터 분석 기반 포장 노후화 상태 측정기술은 포장상태 측정용 하이퍼 스펙트럴(초분광) 카메라를 개발하여 도로포장 하이퍼 스펙트럼 데이터를 수집 후 수집된 하이퍼 스펙트럼 분포 특성 분석을 통한 포장상태지수(PCI)를 추정하는 기술을 의미함 -드론 수집 초분광 데이터 처리 및 분석 기술 개발 -드론 수집 초분광 데이터와 PCI 기준값 매칭 라이브러리 구축 -드론 수집 초분광 데이터로부터 최적의 밴드선정을 위한 분석기술 개발 -드론 수집 초분광 데이터 분석 기반 PCI 정보 수집 기술 개발 -포장관리시스템(PMS) 및 이동형매핑시스템(MMS) 맵 기반 드론 측정 PCI 정보 가시화 기술 개발 -포장 노후화 상태(PCI) 측정 및 가시화 결과 평가/검증 기술 개발 -드론 수집 PCI 정보를 활용한 포장조사 효율화 방법론 개발 [최종목표] 1. 비전 : 비탈면 및 포장관리 효율성 극대화 2. 목표 : 드론 장착 센서(SAR-L, 영상, 초분광) 데이터 분석 기반의 비탈면 변위(變位), 포트홀(Pothole), 포장상태지수(PCI) 측정 기술 개발 3. 추진전략 - 기관별 업무특성을 고려한 최적의 컨소시엄 구성 - 위험요인 파악 및 효율적 연구개발 추진전략 수립 - 출연연(설계, 평가)+학(알고리즘)+산(제작, 구현) 및 기관 보유 연구인프라 적극 활용 - 국내현황 고려한 적정센서 선정 및 연구데이터 확보전략 수립 및 연구성과 세부 활용지침 마련 [연구내용 및 범위] ○ 드론을 활용한 비탈면 변위 측정 기술 개발 - 드론 탑재 SAR 센서 기반 비탈면 변위 측정 기술 개발 · 드론 촬영 비탈면 SAR 영상 생성 기술 개발 · 드론 촬영 SAR 영상 기반 비탈면 변위 측정 기술 개발 - 시계열 자료 해석 및 GIS 맵 기반 위험 비탈면 가시화 기술 개발 · 시계열 SAR 자료 수집/처리분석 기술(알고리즘) 및 정밀변위 해석기술 개발 · GIS 맵 기반 위험 비탈면 가시화 기술 개발 · 드론 SAR 영상을 이용한 비탈면 관리 효율화 방법론 개발 - 드론 탑재 SAR 센서 기반 비탈면 변위측정 및 가시화 평가/검증 기술 개발 ○ 드론을 활용한 포트홀 탐지 기술 개발 - 드론 탑재 영상 센서 기반 포트홀 탐지 기술 개발 · 드론 촬영 영상 분석 기반 포트홀 및 균열 객체 인지 및 추출 기술을 개발 · 드론 촬영 영상 분석 기반 포트홀 면적 산출 기술을 개발 - GIS 맵 기반 포트홀 가시화 기술 개발 · GIS 맵 기반 드론 측정 포트홀 데이터 가시화 기술 개발 · 드론 측정 데이터 기반 포트홀 사전보수/긴급보수 효율화 방법론 개발 - 드론 탑재 영상 센서 포트홀 탐지 및 가시화 결과 평가/검증 기술 개발 ※ 포트홀 : 직경 15cm 이상(FHWA 기준) ○ 드론을 활용한 포장 노후화 상태(PCI) 측정 기술 개발 - 드론 수집 초분광 센서 데이터 분석 기반 PCI 추정 기술 개발 · 드론 수집 초분광 데이터 처리 및 분석 기술 개발 · 드론 수집 초분광 데이터와 PCI 기준값 매칭 라이브러리 구축 (드론 수집 초분광 데이터로부터 최적의 밴드선정을 위한 알고리즘 개발) · 드론 수집 초분광 데이터 분석 기반 PCI 정보 수집 기술 개발 - PMS 및 MMS 맵 기반 PCI 측정 데이터 가시화 기술 개발 · 포장관리시스템(PMS) 및 이동형매핑시스템(MMS) 맵 기반 드론측정 PCI 정보 가시화 기술 개발 · 드론 수집 PCI 정보를 활용한 포장조사 효율화 방법론 개발 - 포장 노후화 상태(PCI) 측정 및 가시화 결과 평가/검증 기술 개발 |
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| 색인어 | 한글 | 드론 | 비탈면 | 포트홀 | 포장상관계수 | |
| 영문 | Drone | Cutting Slope Displacement | Pothole | Pavement Condition Index | ||
| 최종보고서 | 최종보고서(드론).pdf | |||||