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과제기본정보

전주기 통합 건설관리와 선제적 도심지 재난재해 RESILIENCE 향상을 위한 5cm급 정밀분석 무인영상취득 기술 및 다중 동시접속 CLOUD 플랫폼 사업화 및 실용화3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 20TBIP-C144066-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 국토공간개발기술 | 국토지능화 공간정보 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설시공관리기술 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 통신 | 재난정보관리 | 재난취약요소 진단 정보관리기술 과제유형 응용
과제명 전주기 통합 건설관리와 선제적 도심지 재난재해 RESILIENCE 향상을 위한 5cm급 정밀분석 무인영상취득 기술 및 다중 동시접속 CLOUD 플랫폼 사업화 및 실용화
주관연구기관 (주)공간정보
총괄연구 책임자 성명 김석구
소속 (주)공간정보 직위 -
기관 대표번호 062-385-3660 FAX 062-385-3661
총 연구기간 2018-04-01 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 366,000,000 55,000,000 311,000,000 366,000,000 732,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구에서는 다양한 복합 재해재난 발생 시나리오에 근거하여 무인영상이 요구되는 분야를 찾아 내고, 필요에 따라 기 개발된 “무인영상장치”를 목적에 맞게 제품을 개선하고자 한다. 재해재난 현장은 기존의 지리적 한계나 안전상의 이유로 접근이 어려운 경우가 많았으나, “무인영상장치”를 통해 기본적인 영상 취득과 더불어 3차원 측량 전산자료의 획득이 가능해진다. 특히 지상정보, 도심지 지하시설물(상하수도관, 가스관, 지하상가 등)의 각종 정보를 결합시켜 재해재난 발생시, 최적의 탈출 경로 확보, 인명 구조 라이프라인 설정, 복구 작업시 최적 접근 라인 도출 등 대응기술 개발 또는 발굴에 이를 활용하고자 한다.
상기 연구와 관련된 실용화 및 사업화의 성과 확산 검토와 새롭게 개발될 신기술은 각종 건설관리와 재해?재난 대응분야에 있어 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히 본 연구를 통해 취득되는 각종 빅데이터는 개발하고자 하는 클라우드 플랫폼 시스템에 적용시킬 예정이며, 이러한 클라우드 플랫폼을 통해 누구나 관련 정보를 접속하여 확인함으로서 도심지 시설물의 체계적인 관리와 재해?재난으로부터 국민의 생명과 재산을 보호하는 데 일조할 수 있을 것으로 기대한다.
최종목표 ㅇ 재난재해 대응 무인영상취득장치(드론, 센서) 성능 개선
- 기존 R&D 시제품 드론의 성능개선(탑재중량, 안전성, 짐벌 등)
- 수치표고 모형자료 정밀성 확보를 위한 드론용 라이다 센서 탑재 시스템 개발
- 침출수, 토양상태, 시설물 내구성 등을 확인하기 위한 열화상 센서 탑재 시스템 개발
ㅇ 클라우드 기반 플랫폼 시스템 개발 및 사업화
- GIS기능 내장 3D엔진 및 클라우드 기반 플랫폼 시스템 개발
- 무인영상취득장치 시계열 자료, 설계도면 중첩을 통한 비교분석 서비스 구축
- 발주자, 시공자, 안전관리자, 담당기관 등 다자간 연결 및 공유서비스 구축
- 재난?재해 3D모델 원격점검 서비스 및 시뮬레이션 서비스 구축
ㅇ 건설현장, 재난?재해 현장 적용성 검증
- 무인영상취득장치(드론, 센서) 및 플랫폼 시스템 현장 적용성 검증
- 건설 현장 관리의 시기별, 특정 시설물별 비교 검증 및 활용성 강화
- 재해재난 대응 분야 리질리언스 향상을 위한 장비 개선 및 플랫폼 표출 개발
연구내용 및 범위 클라우드 기반 공간정보 플랫폼시스템은 현재 데이터 업로드, 시계열 영상 확인, 거리계산, 면적계산, 체적계산, 각종 GIS정보 중첩, 등의 기능구현이 완료된 상태이며 도심지 건설현장 및 각종 산업현장에서 사용할 수 있도록 기능개선이 필요하다. 그룹별 데이터 공유 기능, 의사소통기능, 영상편집 기능 등을 추가 구현하여 정보공유 및 보안관리 기능을 개선하고, 시계열 영상 분석(단면, 면적, 체적 계산)의 간편화 기능 및 BIM 설계에 대한 공정관리기능, 전체 공정률 산정 기능, 시공 중 계측결과 확인 기능 등의 추가로 업무효율성을 증대 시키고자 한다. 플랫폼서비스를 기반으로 공정관리를 실시하여 굴착공정 관리, 자재적치, 콘크리트 타설, 장비배치 등을 관리할 수 있으며, 무엇보다 다자간 시공현황 정보를 공유할 수 있으므로 현장에서 빈번하게 발생할 수 있는 오시공이나 과시공 등의 인적 재난재해 유발요인을 기술지원 인력이 함께 모니터링 할 수 있어 해당요인으로 인한 사고를 예방하거나, 보강 및 시공방안을 재빠르게 제시할 수 있다. 이를 위해서는 주관연구기관에서 개발한 플랫폼 시스템을 건설현장 관리 목적의 UI로 최적화하여야 한다. 이를 통해 기존 건설현장의 공정관리를 개선 및 시공 중 발생할 수 있는 도심지 공사장 및 공사장 인접지역의 건설공사로 인한 재난·재해를 사고를 예방할 수 있을 것으로 기대된다.
기존 R&D 시제품 드론은 감시정찰 및 정밀농업을 목적으로 개발되어 도심지 건설현장 재난·재해 대응 및 예방을 할 수 있는 드론으로 개량되어야 한다. 시제품 드론은 수 차례의 테스트 비행으로 안전성은 확보되었으나 건설현장의 보다 다양한 영상정보를 취득하기 위해 라이다센서, 열화상 센서를 추가 장착하여 일반 현황뿐만 아니라 정밀 DSM, 침식, 포트홀, 콘크리트 균열 등을 건설 현장에서 발생할 수 있는 다양한 재난?재해 요인들에 대한 정보를 취득할 필요가 있다. 이를 위해선 드론의 비행시간 또는 배터리 성능, 충돌방지 기능 등의 성능이 개선되어야 하며 라이다 센서와 열화상 센서를 탑재하기 위한 짐벌도 개발하여야 한다.
현재 국산 드론에 라이다 또는 열화상센서가 장착된 제품은 없으므로 기존시제품의 성능을 개선하고, 라이다 및 열화상 센서를 추가 장착하여 현장적용 테스트까지 완료되면 건설현장 뿐만아니라 시설물 관리분야, 태양광 패널 검사, 전력손실 유무조사, 등 다양한 분야에서 수요가 있을 것으로 예상되며 저렴한 기체 가격으로 타사 제품들과 경쟁력을 확보 할 수 있을 것이다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 ㅇ 무인영상취득장치 양산화 기반 마련
ㅇ 클라우드기반 플랫폼 시스템 성능개선
ㅇ 무인영상취득장치 활용 현장데이터 취득
ㅇ 개발플랫폼 UI 및 사용성 현장적용 개선점 도출
ㅇ 도심지 인근 현장 적용
ㅇ 통합 건설관리를 위한 취득된 시계열 자료를 바탕으로 주기별 발생 가능한 재난재해 예측 및 대응
ㅇ 도심지 재해재난 유형별 시나리오에 기반한 복합 재난재해 예측 및 무인영상취득장치 활용 역역 발굴
ㅇ Pilot test 운영을 통한 “한국형 도심지 재난재해 리질리언스 시나리오 ” 적용성 연구
ㅇ RESILIENCE 향상을 위한 무인영상취득장치 개선방안 마련
ㅇ 무인영상취득장치(드론, 센서) 양산화 기반 마련
- 무인영상취득장치 양산화를 위한 IMU교정장치 설계 및 제작
- IMU교정장치는 라이다센서와 드론을 연결하는 핵심 부품으로 안정적인 비행과 데이터 획득을 위한 필수 장치임
- 제조공장 활용 IMU교정장치 설계도확보 및 샘플제작으로 대량생산을 위한 기반마련
ㅇ 클라우드기반 플랫폼 시스템 성능개선
- 정사영상, DSM, 포인트 클라우드, 3D모델, Shape, 모델링 데이터 업로드
- 측정(거리, 면적, 체적), 분석(가시권, 조망권, 수위) 기능 구현
- 그룹별 데이터 관리 및 정보공유, 의사소통기능 추가
- 각종 오류 및 버그 수정 및 기능 개선
ㅇ 무인영상취득장치 활용 현장데이터 취득
- 센서(RGB, 라이다, 열화상)탑재 드론활용 건설현장 시계열 영상 취득
- 영상처리과정을 통한 기본데이터(정사영상, DSM, 3D모델) 생성
- 플랫폼시스템을 통한 데이터 분석 및 관리
ㅇ 개발플랫폼 UI 및 사용성 현장적용 개선점 도출
- 개발플랫폼(시작품)에 대한 현장적용을 통해 사용자인터페이스(UI) 개선사항 도출
- 개발플랫폼 현장적용을 통해 사용자 측면에서의 적용성 검증 및 개선점 도출
ㅇ 도심지 인근 현장 적용
- 도심지 현장적용을 통한 재난재해 대응 관리 및 활용
ㅇ 통합 건설관리를 위한 취득된 시계열 자료를 바탕으로 주기별 발생 가능한 재난재해 예측 및 대응
- 무인영상취득장치를 통해 취득된 영상자료 및 공간정보를 통하여 건설위험 지역 관리 및 발생 가능한 재난재해를 예측
- CLOUD 플랫폼을 활용하여 시계열 자료를 통한 통합 건설관리 효율성 증대
ㅇ 도심지 재해재난 유형별 시나리오에 기반한 복합 재난재해 예측 및 무인영상취득장치 활용 역역 발굴
ㅇ Pilot test 운영을 통한 “한국형 도심지 재난재해 리질리언스 시나리오 ” 적용성 연구
ㅇ RESILIENCE 향상을 위한 무인영상취득장치 개선방안 마련
- 도심지에서 발생 가능한 재난재해를 유형별로 구분하고 RESILIENCE 체제 구축
- 무인영상취득장치의 활용 가능한 영역 발굴 및 프로세스 확대
- 위치기반 영상데이터를 활용하여 도심지 재난재해 자료 처리 및 모델링을 통한 재난재해 예측
- 정밀도 향상을 위한 무인영상취득장치 기능 개선 방안 도출
연구성과 기술적 기대성과 ㅇ (기술적 측면) 기존 지상조사 대비 무인영상취득장치를 통해 신속·정확한 조사 가능하며 시계열 영상 데이터를 기록할 수 있다. 또한 무인영상취득장치에 라이다센서 및 열화상센서를 장착하여 육안으로 확인할 수 없는 부분까지 모니터링하여 재난·재해 예측 및 예방할 수 있으며 재난·재해 시 신속한 피해규모 산정 및 대책 마련 가능하다.
사회 경제적 파급효과 ㅇ (경제적ㆍ산업적 측면) 무인영상취득장치의 국산화율을 높여 국산화 제품을 생산하여 국내 경쟁력 확보할 수 있다. 또한 기존 조사 방식 대비 비용절감 및 효율성 향상할 수 있으며, 재난재해 예방을 위한 공간정보 플랫폼 서비스 상용화를 통해 관련산업 활성화 도모한다.
? (사회적 측면) 실질적인 재난·재해가 닥치면 막대한 인명피해와 재산피해가 발생된다. 도심지의 재난·재해 예측 및 대비는 국가적으로 권장되어야 하며, 안전을 위해 지속적인 재난·재해 예측을 통한 예방이 실시되어야한다.
활용방안 무인영상취득장치(드론, 센서, IOT)를 개선하고, 클라우드 기반 플랫폼시스템을 구축하여 건설현장에 적용함으로써 건설현장의 재난?재해 대응형 시스템을 구축하여 현장의 효율적 관리를 목표로 하고 있다. 무인영상취득장치는 충분한 현장적용성 검토를 통하여 완제품화 하는데 큰 어려움이 없으며, 플랫폼시스템도 현장의 요구사항을 수용하여 개선할 것이다. 자체제작 공장이 설립되어 있어 무인영상취득장치는 대량생산화를 위한 기반을 갖추고 있으며 플랫폼 시스템은 그룹별 또는 개인별로 계정형태로 관리되어 대량 유저의 사용에도 무리가 없도록 구축할 것이다. 무인영상취득장치(드론, 센서, IOT)와 플랫폼 시스템은 결합형태 또는 독립된 형태로 판매 될 수 있고, 서비스(용역)형태로 제공 할 수 있다. 특히 플랫폼 시스템은 현장관리용, 농업용, 부동산용, 등으로 산업분야별로 특화된 제품으로 개발할 예정이라 다양한 산업분야에 적용할 수 있다.
공동연구 참여 건설사에서 시범적용한 후 성공적인 시스템으로 판단되면 우선 구매 후 현장에 직접 적용할 것이다. 출판홍보물제작, 영상홍보물, 홈페이지, 등을 제작하여 플랫폼 런칭행사 및 관련세미나 개최를 통해 제작 배포하고, 건설, 재난안전, 드론 등 4차 산업 연관 전시행사 부스 참가를 통해 적극 홍보할 것이다. 직접적으로는 건설관련 기관, 기업, 등을 방문 하여 세미나 및 홍보를 진행하고, 전국 건설현장 등에 시범적용할 수 있도록 프로모 행사를 진행할 것이다.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 무인장치 플랫폼 건설현장 재난재해 모니터링
영문 Unmanned system Platform Construction site Disaster Monitoring
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
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