• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.226-229
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• 2009

굴삭기는 다양한 산업 분야에서 폭넓게 이용되고 있는 대표적인 장비임에도 불구하고 작업 환경은 매우 열악하여 굴삭 조종자는 각종 소음이나 진동, 분진에의 노출뿐만 아니라 산업재해의 위험성 또한 높다. 이러한 문제점들을 타개하기 위하여 현재 국내에서는 2006년부터 지능형굴삭시스템(Intelligent Excavating System)에 의한 자동화된 굴삭기의 개발을 위하여 연구를 진행 중에 있다. 자동화 굴삭시스템 구축에 있어서 센싱(sensing)을 통해 획득된 지형 및 주변 환경정보를 활용하여 숙련공의 휴리스틱스(heuristics)를 바탕으로 설계된 모듈을 통해 최적의 굴삭 작업 계획을 세우고, GUI (Graphic User Interface)를 제공하여 실시간 작업진행 상태 파악 및 모니터링(monitoring) 내용을 굴삭기 조종자와 공사 감독관에게 제공하는 Task Planning System의 개발은 생산성, 안전성, 작업의 품질 및 장비의 성능에도 지대한 영향을 미치며 자동화된 굴삭시스템을 개발함에 있어서 필수적으로 요구되어지는 핵심기술이다. 본 논문에서는 자동화 굴삭시스템을 위한 자동화 계획생성 시스템인 Task Planning System의 현재까지 진행된 연구 내용과 모니터링 및 작업에 대한 최소간섭을 위한 Task Planning System Interface를 소개한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.13-13
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• 2017

선회시스템의 수명을 정확히 예측하기 위해서는 굴삭기의 상부회전체 및 선회시스템의 모든 구성요소들의 질량관성모멘트를 고려하여 선회감속기의 수명 평가를 수행해야 한다. 선회감속기의 수명 평가방법은 주로 실험실 시험으로 수행이 되며, 시험 장비는 장비 구축 편의성과 비용 등의 이유로 증속기와 굴삭기 상부회전체의 등가 관성체 등으로 구성된다. 굴삭기 선회시스템의 정확한 등가 실험실 시험을 위해서는 시험에 사용되는 등가 관성체의 관성모멘트를 정확히 결정하는 것이 매우 중요하다. 본 연구는 굴삭기 선회시스템의 등가 실험실 시험을 위해 굴삭기 상부회전체의 관성모멘트를 결정하기 위하여 수행되었다. 굴삭기 선회 시험을 통하여 선회감속기 입력 속도 및 토크를 측정하였고, 반복계산법을 이용하여 굴삭기 상부 회전체의 등가관성모멘트를 계산하였다. 굴삭기 상부회전체의 시뮬레이션 모델을 개발하여 선회 시험 결과와 시뮬레이션 모델 비교 분석을 통해 굴삭기 시뮬레이션 모델을 검증하고, 검증된 모델을 이용하여 상부회전체의 관성모멘트가 반영된 등가 실험실 시험 시뮬레이션 모델을 개발하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.8
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• pp.3391-3397
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• 2011

These excavators have been widely used due to their flexibility in handing various tasks via simple changes of their attachments. Since the performance of manually-operated excavators heavily depend on the operators' skill level, there is a strong need for developing automatic excavators in the industry. In order to achieve such goals, exiting approaches have studied direct modification of existing hydraulic systems in the excavator for feed back control of each link. This paper presents a miniaturized automatic excavator that can be used for the development and demonstration of advanced control algorithm for excavators under a safer environment with reduced cost. Two PCs were installed and connected to the excavator through wireless communications for its control and monitoring. Tracking control of each link using a time varying sliding mode controller was performed through experiments on the developed system to demonstrate its ability.

• 기계와재료
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• v.23 no.3
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• pp.190-198
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• 2011

하이브리드 굴삭기는 에너지 재생 및 연비향상을 위하여 기존의 유압부품들 중 일부를 전기부품으로 대체하여 시스템을 구성하고 있다. 따라서, 하이브리드 굴삭기의 신뢰성을 평가하고 보장하기 위해서는 기계적인 부하와 전기적인 부하가 복합적으로 영향을 미쳐 발생되는 고장모드를 고려하여 신뢰성평가기법을 개발하여야 한다. 특히 하이브리드 굴삭기는 가혹한 실외 환경조건에서 운용되므로 새롭게 개발되는 부품들에 대하여 설계 결함을 조기에 발견하기 위한 복합 내환경 시험과 초가속 수명시험이 수행되어야만 한다. 본 연구에서는 FMEA, FMECA, FTA 및 HALT 등의 다양한 신뢰성 기법을 사용하여 하이브리드 굴삭기의 신뢰성평가기법을 개발하였고, 개발대상 하이브리드 굴삭기의 주요 동력전달 파트인 선회구동 시스템에 대한 신뢰성평가장비를 개발하고 구축하였다. 본 연구에서 개발된 하이브리드 굴삭기 신뢰성평가기법은 하이브리드 자동차의 부품들에 대한 신뢰성평가에도 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of KIBIM
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• v.1 no.1
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• pp.1-5
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• 2011

Earthwork is important in terms of construction time and duration, and highly related to the construction productivity. However, current earthwork system has stick to labor intensive process depending on skilled operator's heuristic decision making, so it is hard to improve overall productivity. To overcome this drawback, this paper presents a BIM based Intelligent Excavation System(IES). The BIM technology is applied in the excavation task planning system, Human-Machine Interface for remote-control/autonomous work environment, and web-based Project Management Information System(PMIS) in the IES integration process, and the results are addressed.

• Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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• 2008.11a
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• pp.364-367
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• 2008

Earthwork is very equipment-intensive task and researches related to automated excavation have been conducted. There is an issue to secure the safety for an automated excavating system. Therefore, this paper focuses on how to improve safety for semi- or fully-automated backhoe excavation. The primary objective of this research is to develop object detection algorithm for automated safety system in excavation work. In order to satisfy the research objective, a diverse sensing technologies are investigated and analysed in terms of functions, durability, and reliability and verified its performance by several tests. The authors developed the objects detecting algorithm for user interface program using laser sensor. The results of this study would be the basis for developing the automated object detection system.

• Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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• 2008.11a
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• pp.790-793
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• 2008

Recently, Intelligent Excavating System(IES) for earthwork automation is on progress since the end of 2006 as a part of construction technology innovation projects in Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs. Task Planning System(TPS), one of the detail core technologies of IES, is an optimal work planning system in conditions of effectiveness, safety and economic efficiency by analyzing the work environment data based on earthwork design and work environment recognition technology. For effective earthwork planning, the location of platform must be the most optimal spot for minimization of time, maximization of productivity and reduction of overlapped work spaces and unnecessariness. Besides, the decision of optimal platform location is to be based on the specifications and then is able to be converted with the local area calculation algorithm. This study explains the decision of optimal platform location on the basis of local area from the work space separate process and judges the effectiveness.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.10 no.1
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• pp.136-145
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• 2009

The objective of the Intelligent Excavation System (IES) is to recognize the work environment and produce work plan and automatically control the excavator through integrating sensor and robot technologies. This paper discusses one of the core technologies of IES development project, development of 3D work environment modeling. 3D laser scanner is used for 3-dimensional mathematical model that can be visualized in virtual space in 3D. This paper describes (1) how the most appropriate 3D imaging system has been chosen; (2) the development of user interface and customization of the s/w to control the scanner for IES project; (3) the development of the mobile station for the scanner; (4) and the algorithm for the automatic registration of laser scan segments for IES project. The development system has been tested on the construction field and lessons learned and future development requirements are suggested.

• Proceedings of the Korean Institute Of Construction Engineering and Management
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• 2007.11a
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• pp.921-924
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• 2007

토목, 건축과 관련된 노동현장은 여느 3D 업종들과 마찬가지로 숙련된 기능공의 부재 및 산업재해 발생으로 인해 어려움을 겪고 있으며 이를 극복하기 위한 노력을 계속하고 있다. 대표적인 토목공사인 토공 작업 역시 위험 혹은 유해한 작업환경으로 인해 토공장비의 안전사고 및 생산성과 품질저하가 발생하며 이를 방지하기 위한 장비의 지능화가 절실하게 요구되고 있다. 이를 위해 최근 지능형 굴삭 시스템 개발을 위한 연구가 진행되고 있으며, 토공작업은 일반적으로 광범위한 작업영역을 가지기 때문에 지능형 굴삭시스템의 개발을 위해서는 효율적인 작업을 수행할 수 있도록 하는 작업계획의 수립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 작업계획의 대상을 굴삭로봇과 토사로 구분하였으며, 글로벌 영역에서 단위작업 영역, 로컬 영역으로의 분할을 통해 전체 작업 진행에 대해 효율적으로 작업계획을 수립할 수 있도록 구성하여 계획단계에서부터 토공작업 자동화 및 효율와에 기여하고자한다. 토공작업계획 시스템은 토공 작업자 및 감독자의 작업 특성 및 노하우를 컴퓨터, 즉 두뇌에 부여함으로써 숙련된 장비조종자의 작업 방법 및 특성을 반영하여 토공 작업 프로세스 모델링을 구축하고 실제 작업환경상의 센서에 의해 측정된 데이터를 실제 작업환경과 동일하게 모델링된 컴퓨터내의 가상환경을 바탕으로 영역분할, 최적 플랫폼 위치선정 및 작업 순차생성을 통해 최적의 토공작업계획을 수립할 수 있도록 한다.

• Korean Journal of Construction Engineering and Management
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• v.12 no.6
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• pp.130-141
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• 2011

The intelligent excavating system(IES), the development in South Korea of which has been underway since 2006, aims for the full-scale automation of the excavation process that includes a series of tasks such as movement, excavation and loading. The core elements to ensure the quality and safety of the automated excavation equipment include 3D modeling of terrain that surrounds the excavating robot and the technology for detecting objects accurately(i.e., for detecting the location of nearby loading trucks and humans as well as of obstacles positioned on the movement paths). Therefore the purpose of this research is to ensure the quality and safety of automated excavation detecting the objects surrounding the excavating robot via a 3D laser scanning system. In this paper, an algorithm for estimating the location, height, width, and shape of objects in the 3D-realized terrain that surrounds the location of the excavator was proposed. The performance of the algorithm was verified via tests in an actual earthwork field.