드론과 사물인터넷을 활용한 건설 사업

 

- 드론과 사물인터넷을 활용한 건설 사업 -

 

학교에서 첨단 건설 관련된 연구 및 조사를 하라는 과제를 받았습니다.

저도 관심있는 분야여서 과제도 하는겸 이렇게 글을 쓰게됬습니다.

이제부터 드론과 사물인터넷 등 첨단기술을 활용한 건설사업(기술)들을 보겠습니다.

지금은 실제로 드론으로 교량 안전진단이 실시되고 있고 시공이 잘되고 있는지 진행상황을 판단하고 있습니다.

교량 안전진단도 자동화되려고 하고있습니다.

동 일본지역 고속도로를 관할하는 NEXCO 동일본이 무인로봇 항공기(UAV)를 이용해서 고속도로 교량안전 점검 실증 실험을 실시했습니다.

고속도로 교량안전 점검은 사람이 육안으로 점검할 경우 차량 통제에 대한 규정이 있어 하루 작업량이 300m 정도에 불과하다고 합니다.

UAV를 이용하면 차선 통제가 필요없고 작업시간을 단축시킬수 있습니다.

스카우트

위 실험에 사용된 드론은 애리온의 '스카우트'입니다.

 

태블릿 PC의 지시를 받아 자동으로 이륙하고 스카우트가 알아서 정해진 위치를 촬영한다고 합니다.

위치정보도 저장할수 있어서 사진 측량에도 응용될수 있다고 하네요.

공중에 강한 바람으로 기체가 흔들일 경우 지시한 지점을 자동으로 찾아 촬영 할수 있습니다.

 

견딜 수 있는 풍속은 13.8m/s이고 돌풍 시 22.2m/s까지 버틸수 있습니다.

또 신기한점은 풍속이 허용 범위를 초과하면 자동으로 귀한한다고 합니다.

 

배터리 구동시간은 20분정도 되고 최고 고도는 500m정도 됩니다.

현재는 더 발달된 기술로 더 강한 풍속에도 견디고 배터리 성능도 좋아졌다고 생각합니다.

위 드론으로 교량 안전 점검을 할때 교량 하부부분으로 날아가면 GPS정확도가 낮아진다고 합니다.

 

이에 따른 대응방안을 연구중이고 계속 실험중이라고 하네요.

 

 

또 이동식 교량 점검장치도 있습니다.

교량의 하부에 직교하게 가로질러 이동점검대를 설치하고 교각의 사이마다 설치되게 하여

자동으로 교각과 교각 사이를 왕복 이동되게 함으로써, 보다 편리하게 보수 점검 작업을 수행할 수 있도록 합니다.

2015년들어 일본 NEC가 도로교량 균열여부를 점검할 수 있는 드론을 개발했다고 합니다.

드론이 교각과 교량 뒷면을 금속 막대기로 두드려 소리와 진동 차이로 균열 유무를 조사하는 시스템입니다.

사람이 직접 망치로 두드려 확인하는 것보다 정확성이 높을것으로 예상됩니다.

대형 드론에 균열 검사 장비를 탑재하여 교각 및 교량 뒷면에 기체를 밀착해 금속 막대에 콘크리트 교각 등을 조금씩 치고

두드린 소리는 마이크 등으로 검출되어 소리 변화 등으로 콘크리트 내부균열 여부를 점검할 수 있습니다.

좀더 정확성을 올리기 위해선 본체 비행 소리와 탐침 소리를 정밀하게 구별해야 한다고 합니다.

또한 편의성을 위해 파형에서 균열을 자동감지하는 소프트웨어를 개발할 계획이라고 합니다.

난기류가 일어나기 쉬운 교량 밑에서도 안정적으로 비행할 수 있도록 비행체 개량도 진행해야 한다고 합니다.

또 일본에서 코마츠라는 회사는 '스마트 건설'을 제안했습니다.

무인 항공기가 상공에서 현장을 스캔하여 이미지를 컴퓨터에 보내고 3D 모델을 작성합니다.

그 후, 무인 불도저돠 굴착기가 그 모델을 이용하여 만들어진 작업 계획에 따라 공사를 시작하는 시스템입니다.

다수의 인력이 필요없는 건설 시스템이네요!

정말 나중에 일본이 한건 하겠군요!

 

우리나라 BIRDI는 교량점검의 로봇 시스템의 개발을 통해 교량의 유지관리 자동화를 현장에 적용하고 이를 사업화하는 것을 목표로 추진하고 있습니다.

우선 균열이 난 부분을 볼 수 있는 시스템이 필요합니다. 그러기 위해선 로봇의 형태를 결정해야 합니다.

따라서 첨단굴절로봇차, 비행로봇, 벽면보행로봇, 첨단이송로봇 이 4가지 형태의 로봇시스템을 개발 중입니다.

이렇게 되면 사람이 확인하지 못하는 곳까지 확인할수 있습니다.

첨단굴절로봇차는 저속주행장치를 장착해놔서 신속한 이동이 가능하게 하고

굴절차량 내 무선 네트워크를 통한 점검 데이터 처리와 실시간 전송이 가능한 시스템을 구축하고 있다고 합니다.

위 굴절로봇차로도 접근하기 힘든 구조의 교량이 있을 수 있습니다.

따라서 레일이송로봇, 비행로봇, 벽면비행로봇을 개발 중에 있습니다.

레일이송로봇은 교량을 신설할때 바닥판에 레일을 부착하여 시공하고 이송로봇을 설치하여 교량을 점검할 수 있습니다.

레일을 이동하여 얻어진 영상은 영상보정과 결합과정을 거쳐 데이터 저장과 추출과정을 통해 영상 검색과 균열검사를 가능하게 했다고합니다.

비행로봇은 위에서 언급한거와 비슷합니다. 비행이 정밀해야하고 각종 기술들을 더 발전시켜 나가야 합니다.

마지막으로 벽면보행로봇인데요! 현재 실험결과 약 1mm의 균일한 돌기를 갖는 표면에 부착이 가능하여 이동할수 있다고 합니다.

더 발전되면 어느곳이나 이동하여 안전검사를 할 수 있겠군요.

BIRIDI는 검사 부분에서 구조체의 내부의 결함을 열화상 카메라와 초음파를 이용하여 비파괴 검사 시스템을 개발하겠다고 제안했습니다.

물질의 표면에 열을 가하여 구조체로부터 발생하는 적외선의 반사를 기록하여 평가하는 방식으로 안정적이고 시간적 제약이 없습니다.

현재 검사 로봇 뿐만 아니라 보수 로봇도 개발하고 있다고하네요..

 

글을 써보니 세상이 점점 자동화방향으로, 좀더 인력이 필요없는 방향으로 변해가는것 같습니다.

 

그와 더불어 점점 정밀해지는 느낌이 듭니다.

 

만약 스마트 건설이 현실이 되거나 교량 안전점검에 드론이 상용화가 된다면 멋진 장면이 나올거라 생각합니다.

 

토목과를 전공하고 있는 저로서 시대의 변화에 맞게 학습하고 움직여야 할것 같습니다.

 

여러분들도 위 글을 보고 많은 정보를 얻으셨으면 좋겠네요.

 

이상 영드림이였습니다!!