R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201717CTAP-C097371-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 구조물 안전성 향상을 위한 가속도계 및 GPS-RTK 융합을 통한 구조물 6자유도 동적거동 정밀계측 (변위오차 2mm급) 시스템 개발 및 상용화 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-06-19 ~ 2018-06-18 | |||||
| 연구책임자 | 손훈 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
5명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 300,000,000 원 기업 : 200,000,000 원 계 : 500,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 900,000,000 원 기업 : 600,000,000 원 계 : 1,500,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국과학기술원 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
▷ 최근 연이은 대형 참사 발생 및 사회기반시설물의 급속한 노후화로 국민의 안전의식 변화 및 사회기반시설물 안전성 확보에 대한 요구가 증대 ▷ 전 세계적으로 인프라 구조물 및 노후화 구조물이 급격히 증가하고 있는 추세이며, 이에 따라 향후 유지보수에 필요한 경제적 부담이 증가 ▷ 동적 변위 계측은 사회기반시설물 안전/유지관리를 위해 매우 중요하나 계측장비의 해외의존도가 높고 고정지점을 기준으로 한 물리량으로 계측에 어려움이 많음 [최종목표] ▷ 사회기반시설 및 건설구조물 건전성 모니터링, 정밀시공, 내하력 평가의 정확도 향상을 위해, 3축 가속도계와 GPS-RTK를 융합하여 구조물 동적거동 모니터링 시스템의 개발 및 상용화 - 구조물 6자유도 변위, 속도, 가속도 및 각변위를 변위기준 2mm 이하의 오차 - 100Hz 급의 샘플주파수로 계측 가능한 세계 최초/최고 구조물 동적거동 모니터링 시스템의 개발 및 상용화 - 판매단가 1천만원 이내를 목표로 함 - TRL 9단계 [연구내용 및 범위] ▷ 사회기반시설 및 건설구조물의 정적·동적거동 계측을 위한 3축 가속도계 - 세계 최고수준의 해외 기존 가속도계 이상의 성능 확보 - 3축 가속도 및 각변위 동시 계측 - 기존기술 수준대비 계측범위 확대 +4~-4G - 성과달성 확인 방법: 공인인증기관 성능평가시험 ▷ 저가형 GPS-RTK을 활용한 변위 계측 비법 - GPS-RTK를 통해 구조물 동적 변위를 계측하는 장치 및 잡음소거 알고리즘 - 저가형 GPS-RTK 하드웨어 컴포넌트를 이용한 변위계측 모듈 구축 - GPS-RTK 시스템의 잡음을 기존 수준 대비 50% 이상 감소시키는 세계 최고수준 알고리즘 개발 - 기존기술 수준대비 수평 및 수직 방향의 계측 정밀도 향상 - 샘플 주파수 20Hz - 성과달성 확인 방법: 공인인증기관 성능평가시험 및 현장실험 검증 ▷ GPS-RTK 및 3축 가속도계 데이터를 융합을 통한 6자유도 동적거동 데이터를 실시간 산정기법 - GPS-RTK와 3축 가속도계의 데이터를 융합하여 고정밀/고샘플링 주파수의 변위를 산정하는 세계 최초/최고 수준의 알고리즘 개발 - 6자유도 가속도, 속도, 변위, 각변위를 실시간으로 정밀계측하는 세계 최초/최고 수준의 알고리즘 개발 - 기존기술 수준대비 2mm의 변위기준 정밀도 - 실시간 변위산정 - 6자유도 변위, 속도, 가속도 동시산정 가능 - 성과달성 확인 방법: 공인인증기관 성능평가시험 및 현장실험 검증 ▷ 실시간 6자유도 동적거동 모니터링 시스템 시제품(하드웨어, 소프트웨어) - 연구 개발한 가속도계와 GPS-RTK 관련 기술을 통합한 하드웨어 장치 및 구조물 모니터링 소프트웨어 시제품 - 변위기반 구조물 건전성 모니터링용 시스템 시제품 개발 - 제품단가 1000 만원 수준 - 성과달성 확인 방법: 공인인증기관 성능평가시험 수행 ▷ 현장실험 검증, 특허출원, 기술이전, 건설신기술 및 인증획득 및 상용화 (TRL 9) - KOLAS 인증을 통한 포스피드백 방식 3축 가속도계 모듈의 검증 - GPS-RTK의 변위 데이터와 가속도계의 가속도 데이터를 융합하는 알고리즘에 대한 특허 출원 및 등록 - 출원 및 등록된 기술에 대하여 기술이전실시 계약 - 현장 검증 및 지정 심사기준을 통과하여 건설신기술 획득 |
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| 색인어 | 한글 | 동적거동 계측 | 구조물 모니터링 | 데이터 융합 | 위성항법시스템 | 가속도계 |
| 영문 | Dynamic response measurement | Structural health monitoring | Data fusion | GPS-RTK | Accelerometer | |
| 최종보고서 | 2. 최종보고서.pdf | |||||