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MIRECO EYE 시스템을 활용한 광산 지하공동의 수치화 및 형상화 분석 연구 (A Study on Digitization and Figuration Analysis of the Underground Mine Cavity Using MIRECO EYE System)

  • 김수로;박제현;양인재
    • 터널과지하공간
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    • 제28권5호
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    • pp.387-399
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    • 2018
  • 광해방지사업은 인간의 과거 광산 활동과 현재의 삶(환경)과 밀접하게 관련되어 있다. 이는 광산지역이 국가적 관리가 필요한 이유 중 하나이다. 광해방지사업의 효율적 시행을 위해서는 폐광산 지하공간에 대한 정밀한 조사 및 분석이 필요하다. 한국광해관리공단은 지하공동을 실측하고 조사하는 실용화 기술을 개발해오고 있다. MIRECO EYE 시스템은 지하공동의 3차원 수치화 및 형상화 조사장비이다. 레이저, 소나 및 영상측정 기술이 융복합되어 있으며, 접근이 불가능하였던 지하공동에 대한 정보를 획득하고, 광산 지역의 침하 위험관리에 사용되고 있으며, 최근에는 도심지 싱크홀 분야 등 다양한 목적으로도 활용되고 있다. 본 연구는 MIRECO EYE 시스템을 통해 획득된 정밀 수치정보 및 형상정보의 분석에 관한 연구이다.

채굴적 경사에 따른 그라우트 주입량 결정에 관한 연구 (A Study on the Determination of Grout Injection Volume according to the Angle of Mine Cavity)

  • 이병윤;전석원;김태현;조정우;김관일;김태혁;김수로
    • 터널과지하공간
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    • 제19권2호
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    • pp.107-122
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    • 2009
  • 채산성과 경제성에 따라 별다른 보강조치 없이 방치되고 있는 광산채굴적은 지반침하를 유발하여 주민들의 생명과 재산을 위협하고 있다. 따라서 지반침하가 우려되는 지역에 대한 보강의 필요성이 제기되어 현재 다양한 보강공법들이 적용되고 있다. 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 채굴적 내부로 보강재료를 압송하는 충전공법이다. 국내의 복잡한 지질환경과 채탄법은 다수의 급경사 채굴적을 형성하고 있어 수평 채굴적에 주로 적용되었던 외국의 공법을 그대로 적용할 경우 효율적인 보강효과를 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 국내의 급경사 채굴적 충전을 위해 개발된 급결그라우트 재료의 기본물성 및 고결체 형성 형태를 파악하고, 급결그라우트 댐 및 후방에 주입 가능한 뒤채움 재료의 적절 주입량 산정을 위한 도식법을 제안하였다. 도식법에 의해 계산된 결과는 UDEC 수치해석을 통해 타당성을 검증하였다.

높은 레이놀즈수를 가진 난류 진동 경계층에서의 k-ε과 k-ω 난류모형의 비교 (Comparative Study on k-ε and k-ω Closures under the Condition of Turbulent Oscillatory Boundary Layer Flow at High Reynolds Number)

  • 손민우;이관홍;이길성;이두한
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권3호
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    • pp.189-198
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    • 2011
  • 본 연구는 난류현상의 모형화를 위해 널리 이용되는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형을 비교하는 것이 목적으로, 횡방향 흐름이 무시될 수 있는 U-튜브 모양의 터널형 수로 내 높은 레이놀즈수를 가진 진동 경계층 흐름에 두 난류해석방법을 적용하였다. 난류모형의 적용은 1차원 연직 모형을 통해 이루어지며, 수치 모의 결과, 유속의 분포와 난류운동에너지 (turbulent kinetic energy) 모두에서 두 모형이 매우 유사한 결과를 나타낸다. 이를 통하여, 횡방향 압력경사가 무시될 수 있는 조건에서는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형이 큰 차이를 보이지 않고, 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다. 따라서 직선형 하천 및 하구부, 해안에서의 파랑 흐름 등과 같이 횡방향의 압력경사가 미미한 지역에서의 난류를 수치적으로 해석할 경우, 기존의 풍부한 연구를 통해 매개변수의 검보증이 장기간 이루어진 k-$\varepsilon$ 모형을 이용하는 것이 추천된다.

친환경적도로에 대한 3차원시뮬레이션 적용 (Using 3-Dimensional Simulation for Environmently Friendly Road)

  • 오일오;최현;강인준
    • 한국측량학회:학술대회논문집
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    • 한국측량학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.425-429
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    • 2006
  • 본 연구는 VGIS(Virtual Geographic Information System)을 이용, 환경친화적인 도로건설을 위해 실제 좌표를 사용하므로 3차원 도로의 선형과 구조물을 설계하였다. 그리고 시공 중에 발생 할 수 있는 민원문제 및 설계변경 시 효율적인 의사결정 할 수 있도록 하였다. 대상지역은 전라남도 장흥군의 최대 역점사업인 관광을 테마로 한 정남진 가는 길을 컨셉으로 한 '가고 싶은 길', '보고싶은 다리', 기억하고픈 터널'을 주제로 설계하였으며 명실공히 남도의 새로운 관광명소가 될 자연관광도로가 될 것으로 기대된다. 기존의 3차원 설계에서는 평면적인 선형과 구조물의 형상을 이해하는데 상당한 시간이 소요되었지만, 구조물을 3차원으로 설계함으로써, 비전문가라도 구조물을 쉽게 파악 할 수 있었다. 그리고 3차원 설계는 기존 구조물과 신설될 구조물 사이에 공사 중 발생할 수 있는 환경 및 민원문제를 사전에 파악할 수 있었다. 또한, 실제와 같이 구현된 도로와 구조물의 시뮬레이션을 통하여 기존의 각종 의사 결정에 있어 보다 시각적 효과를 증진시켜 효율적인 의사결정을 가능하게 하였다. 본 연구에서는 실제 평면 설계에 쓰이는 좌표값을 3차원설계에 적용하였다. 도로 노선 및 경관분석에 많은 도움이 될 것으로 보이며 VGIS를 이용하므로 도시계획, 식물, 토양. 수로 또는 도로형태, 홍수계획 등 많은 일들이 평가에 사용된다. 여기서는 구조물 3차원 설계에 관한 기초적인 연구를 시행하였으며, 3차원설계를 통해 의사결정시 효율적인 판단을 할 수 있었고, 환경 친화적 시공 및 설계에 대한 연구가 이루어져야 될 것으로 판단된다.안전관리를 위해 채석장에 안전표지판을 설치하여야 하며, 실내가공 작업장의 자동이동시스템을 작업별로 채색하여 식별을 용이하게 하여야 하겠다. 또한 이 연구 결과를 영세사업장의 산업간호프로그램인 'Clean 3D'사업에서 적용하여 우리나라 채석사업장 근로자 건강관리를 발전시켜야 하겠다. 확장기 혈압에서 RZS와 DAD의 일치도와 평균을 중심으로 더 넓게 퍼져있어 낮은 일치도를 보였으며 또 DAD와 RMS의 혈압치는 숫자 선호도를 볼 수 있는데 특히 RMS는 더 뚜렷하게 나타났는데 확장기 혈압의 최빈치(30.6)는 100mmHg이었다. 혈압치들이 가장 가까이 "0"점으로 치우쳐져 있었다. RZS의 Central tendency는 DAD와 RMS보다 뚜렷하였다. 결론적으로 RZS는 이 연구목적으로 가장 적절함을 보여준다.청소년들의 학교급식에 대한 만족도를 높이기 위해서 다음과 같은 제언을 하고자 한다. 먼저, 학교급식에 대한 식단 작성 시 학생들이 학교에서 제공되기 원하는 식단에 대한 의견을 받고 그 의견에 대한 결과를 게시하여 학생들이 제공되기 원하는 식단을 급식 시 제공하여 학생들이 식단선택에 동참할 수 있는 기회를 주는 것이 바람직하겠다. 또한 영양사는 학급의 반대표와의 정기적인 모임을 가짐으로서 학생들의 불만사항 및 개선 요구사항에대해 서로 의견을 교환하여 설문지조사가 아닌 직접적인 대화를 하여 문제점을 파악하고자 하는 적극적인 자세가 필요하겠다. 특히 아침식사의 결식 빈도가 높았고 이는 급식성과에 부정적인 영향을 줄 뿐 아니라 학교에서 제공하는 음식의 섭취정도에도 영향을 주고 있으므로 학생들에게 학부모와 전담교사 및 학교영양사는 학생들

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환경 친화적인 도로건설에 대한 VGIS기법 적용 (Using VGIS Application for environmently friendly road building)

  • 오일오;최현;강인준
    • 한국GIS학회:학술대회논문집
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    • 한국GIS학회 2006년도 GIS/RS 공동춘계학술대회
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    • pp.127-131
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    • 2006
  • 본 연구는 VGIS(Virtual Geographic Information System)을 이용, 환경친화적인 도로건설을 위해 실제 좌표를 사용하므로 3차원 도로의 선형과 구조물을 설계하였다. 그리고 시공 중에 발생 할 수 있는 민원문제 및 설계변경 시 효율적인 의사결정 할 수 있도록 하였다. 대상지역은 전라남도 장흥군의 최대 역점사업인 관광을 테마로 한 정남진 가는 길을 컨셉으로 한 '가고 싶은 길', '보고싶은 다리', '기억하고픈 터널'을 주제로 설계하였으며 명실공히 남도의 새로운 관광명소가 될 자연관광도로가 될 것으로 기대된다. 기존의 3차원 설계에서는 평면적인 선형과 구조물의 형상을 이해하는데 상당한 시간이 소요되었지만, 구조물을 3차원으로 설계함으로써, 비전문가라도 구조물을 쉽게 파악할 수 있었다. 그리고 3차원 설계는 기존 구조물과 신설될 구조물 사이에 공사 중 발생할 수 있는 환경 및 민원문제를 사전에 파악할 수 있었다. 또한, 실제와 같이 구현된 도로와 구조물의 시뮬레이션을 통하여 기존의 각종 의사 결정에 있어 보다 시각적 효과를 증진시켜 효율적인 의사결정을 가능하게 하였다. 본 연구에서는 실제 평면 설계에 쓰이는 좌표 값을 3차원설계에 적용하였다. 도로 노선 및 경관분석에 많은 도움이 될 것으로 보이며 VGIS를 이용하므로 도시계획, 식물, 토양, 수로 또는 도로형태, 홍수계획 등 많은 일들이 평가에 사용된다. 여기서는 구조물 3차원 설계에 관한 기초적인 연구를 시행하였으며, 3차원설계를 통해 의사결정 시 효율적인 판단을 할 수 있었고, 환경 친화적 시공 및 설계에 대한 연구가 이루어 져야 될 것으로 판단된다.상의 "일반원칙의 통용"을 계약성립(Formation of Contract)의 과정별로 정리하였다.의 가치, 생활의 편익 등을 증대한다는 믿음 때문이다. 한편 현실은 여러 가지 역기능이 함께 나타나고 있다. '네티즌 윤리강령'까지 선포했지만, 진정한 네티즌 윤리는 강령을 선포했다고 저절로 확립되는 것이 아니다. 네티즌 각자의 실천의지가 있어야 한다. 인류가 새로운 이상향이라고 추구하는 가상사회는 윤리적인 사고와 행동으로 질서를 유지하지 못하면 인류의 밝은 미래는 보장할 길이 없다. 21세기 정보화 사회, 인터넷 사회를 맞이한 우리는 이 세상을 참으로 살기 좋은 세상으로 만들어야 할 고귀한 책무를 안고 있다. 아무리 험한 길, 어려운 과제라 할지라도 그 목표를 잃어서는 안 되며, 그 해답을 얻는 노력을 결코 게을리 해서는 안 된다.기여한 것으로 평가되고 있다. 이들 프로그램은 특히 보조금을 통해 어선의 제3국 영구이전과 낡고 비효율적인 어선의 신조를 가속화시킨 것으로 보고되고 있다.받고 그 의견에 대한 결과를 게시하여 학생들이 제공되기 원하는 식단을 급식 시 제공하여 학생들이 식단선택에 동참할 수 있는 기회를 주는 것이 바람직하겠다. 또한 영양사는 학급의 반대표와의 정기적인 모임을 가짐으로서 학생들의 불만사항 및 개선 요구사항에대해 서로 의견을 교환하여 설문지조사가 아닌 직접적인 대화를 하여 문제점을 파악하고자 하는 적극적인 자세가 필요하겠다. 특히 아침식사의 결식 빈도가 높았고 이는 급식성과에 부정적인 영향을 줄 뿐 아니라 학교에서 제공하는 음식의 섭취정도에도 영향을 주고 있으므로 학생들에게 학부모와 전담교사 및 학교영양사는 학생들에게 이상적

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나노버블을 이용한 지하철용 전기집진기 포집먼지에 대한 세척효율 평가 (Evaluation of Washing Efficiency of Collective PM by Electrostatic Precipitator in Subway Station Using Nano Bubble)

  • 이형돈;이승환;박찬규
    • 청정기술
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    • 제26권1호
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    • pp.13-21
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    • 2020
  • 지하역사 내 대기오염물질은 외부에서 유입되거나 또는 지하철 내부의 승객 승·하차 시 발생하는 등 여러 가지 요인에 의해 복합적으로 발생한다. 최근 연구 결과에 따르면, 지하역사 내 터널 및 지하철역에서 발생하는 대부분의 대기오염물질은 열차풍에 의해 발생되는 것과 같이 내부적 요인에 많은 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 대기오염물질을 제어하기 위해서는 지하철역사 내에 전기집진장치와 같은 집진시설이 필요하며, 집진장치에 의해 제거된 미세먼지를 보다 효율적으로 관리하기 위해서는 집진장치 내부에 지속적인 세척이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 지하역사에 설치할 전기집진장치 내부 집진판에 쌓인 미세먼지를 세척하기 위한 나노버블세척 장치를 개발하였고 나노버블수의 먼지세척효율을 평가하고자 하였다. 실험 결과, 분사압 증가에 따라 세척 효율이 일정하게 증가하였고 나노버블수로 세척할 경우 수돗물로 세척한 경우보다 부착먼지 제거효율이 130.8% 더 증가하였다. 세척횟수 증가에 따라 최대 제거효율은 수돗물에 비해 143.1% 높았지만 적합한 세척횟수는 3회 미만인 것으로 나타났다. 또한 나노버블수 체류시간 변화에 따른 세척효율 실험결과, 나노버블수의 최대 체류시간은 5분 이내로 유지됨을 확인하였다.

인공 화재 실험을 통한 광해방지 응급조치용 우레탄 폼 재료 특성 및 적정 복토에 관한 연구 (A Study on the Urethane Foam Material Characteristics and Appropriate Soil Covering for Mine Reclamation Emergency Action through Atificial Fire Test)

  • 김수로;박제현;이진수;양인재
    • 자원환경지질
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    • 제53권3호
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    • pp.287-296
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    • 2020
  • 광해방지사업은 광산 개발로 인해 국민건강 생활에 미치는 위해요인을 분석, 제거 및 예방을 통해 지속가능한 녹색생활권 보장 및 친환경적 광산개발을 도모를 목표로 수행되고 있다. 일제강점기 및 광산개발 활황기에 개발되어 전국에 산재된 광산은 아직도 복구되지 않은 상태로 방치되고 있으며, 이런 산재된 위험으로 부터 국민안전은 물러설수 없는 최우선의 가치가 되고 있다. 광해방지사업에서 국민안전과 밀접한 사업은 응급조치이며, 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 지반침하방지사업과 유사하게 충전공법이다. 위험한 광산 공동 및 터널이 산악에 위치한 경우, 기존 재료로 충전 공법이 불가능하거나, 불합리한 경우가 발생가능하며, 새로운 공법의 기술개발이 필요하다. 위험한 광산 채굴지가 인접한 등산로에서 국민의 소중한 인명피해가 발생하지 않도록 응급조치사업은 안전하고 효율적으로 시행되어야 한다. 이러한 현장여건에서 우레탄 폼 재료는 하나의 대안이 될수 있다. 본 연구는 우레탄 폼 재료의 해외 광업분야 적용사례를 살펴보고, 실규모 화재 실험을 통해 광해방지사업의 응급조치을 위한 우레탄폼 재료와 복토 심도에 적용성을 실험하였다. 실험결과를 통해 약 15cm의 복토(추천 20cm 이상)로 산림화재로부터 폼 재료의 기능유지에 적정하다는 결과를 얻었다.

한국의 폐광산 지하 채굴갱도 기초형상 분석 및 개선된 광산 지하공동 측정·분석 기술 연구 (A Study on the Basic Geometry Analysis of Abandoned Underground Mine Tunnels in Korea and Advanced Measuring-Analysis Technology for Underground Mine Cavities)

  • 김수로;박성빈;최병희;윤중만;정교철
    • 터널과지하공간
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    • 제26권6호
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    • pp.455-465
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    • 2016
  • 광물자원 채굴을 위한 지하 채굴공동의 붕괴는 인간이 생활하고 있는 지역의 지반침하 피해를 유발할 수 있다. 지반침하를 방지하기 위하여 과거 광산지역에 대한 도면이나 사진 자료는 광해방지사업을 위하여 중요한 정보가 되고 있다. 광산지역의 조사, 광산 안정성 평가, 보강공사 등 일련의 과정은 통상적으로 과거 폐광산의 도면 및 사진정보에 근거하여 수행된다. 한국은 일제강점기 및 1960년대 광산 활황기에 수많은 광산이 무질서하게 개발되었다. 그러나 광산 관련 정보는 사용에 제한적인 상황이며, 시간이 지남에 따라 더 희소해질 것으로 본다. 한국광해관리공단은 현실적인 대안을 수립코자 한다. 본 연구에서는 과거 광산개발 굴진에 관련한 대한 기초정보를 통계적으로 검토하고, 진보된 폐광산 지하공동 측정기술에 대하여 연구하였다. 한국의 1,784개 폐광산에 대한 4473개 갱도(갱구) 조사자료를 수집하여 정리하였다. 분석결과, 한국의 소규모 갱도(갱구) 평균 수치는 높이 1.982 m이며, 폭 1.959 m로 분석되었다. 또한 형상계수(shape factor, S)의 평균값은 0.485로 분석되었다. 이러한 폐광산 수치 자료는 한국의 폐광산을 이해하고 연구하는 데 도움이 된다. 따라서, 광산 지하공동 측정기술의 발전은 미래의 광산 지반침하방지사업의 효율화에 기여할 것으로 본다.

다중채널 Lidar를 이용한 수직갱도 조사용 3차원 형상화 장비 구현 (Fabrication of Three-Dimensional Scanning System for Inspection of Mineshaft Using Multichannel Lidar)

  • 김수로;최종성;윤호근;김상욱
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.451-463
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    • 2022
  • 수직갱도에서 붕괴사고가 일어났을 때, 붕괴현장의 위험도를 신속하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 사고현장에서 추가적인 붕괴 위험 때문에 인력을 투입한 직접적인 조사는 불가능하다. 수백 미터 심도를 갖는 수직갱도에서는 무선 신호의 한계와 와류 때문에 고속 라이다 센서를 장착한 드론을 이용한 조사가 불가능하다. 기존 연구에서는 견인방식을 이용한 단일채널 Lidar 센서를 3차원 형상화 장비가 구현되어 적용되었다. 관성(IMU)센서 데이터를 바탕으로 탐사시 발생하는 회전 운동과 진자운동에 대한 보정이 이루어졌고, 인접 측정데이터 간의 유사성 검토를 통해 정밀 보정을 수행하였으나 탐사 깊이가 깊어질수록 오차가 누적되는 현상이 발견되었다(Kim et al.(2020)). 본 논문에서는 다중채널 Lidar 센서를 적용하여 견인장치에 의해 상승이동하면서 연속적인 단면데이터가 수집되었다. 다중채널 Lidar의 방사 특성 때문에 발생하는 데이터 중첩성을 이용하여 동일 심도의 측정데이터 간의 유사성을 통해 회전운동을 정밀 보정하기 위한 기법이 적용되었다. 180 m 심도의 수직갱도에서 구현된 탐사장비를 이용하여 0~165 m 구간이 조사하여 수직갱도의 형상이 3차원 그래픽으로 재구성되었다.

무인 이동체를 이용한 폐광산 갱도 및 수몰 갱도의 3차원 형상화 위한 적용성 평가 (Evaluation of Applicability for 3D Scanning of Abandoned or Flooded Mine Sites Using Unmanned Mobility)

  • 김수로;박관인;김상욱;백승한
    • 터널과지하공간
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    • 제34권1호
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    • pp.1-14
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    • 2024
  • 폐광산의 갱도 입구를 통해 고속 라이다(Light Detection And Ranging, LiDAR) 장비가 탑재된 무인이동체를 투입하여 폐광의 갱도를 형상화하기 위한 기술이 제안되었다. 직경이 1.5 m 이상인 좁은 갱도에 바닥이 슬러지 형태로 미끄럽고 장애물이 있는 환경에서 무인 이동체를 운영할 때 고려할 사항을 검토하였다. 육상환경 이동을 위해 4족 보행 로봇을 활용하였으며 항공 환경 이동을 위해 쿼드콥터 드론이 활용되었다. 수중환경의 갱도에 투입하기 위해서 수중 드론이 사용되었다. 무인 이동체를 실제 광산 현장에 투입하여 폐광 현장용 이동체가 고려해야 할 변수들을 도출하였다. 폐광산 갱도 형상화용 센서로서 2차원 영상 기반의 solid-state 라이다가 사용되었다. 방사형으로 측정되는 라이다의 특성을 고려하여 고정 경사각을 두어 회전시켜 운영하여 갱도 형상화를 위한 효율성을 높이고 동시에 장애물 감지도 같이 수행할 수 있도록 제안하였다. Solid-state 라이다를 이용하여 측정데이터로부터 센서의 자세와 로봇의 자세를 반영하여 현실 좌표계 데이터로 변환하기 위한 계산기법이 도출되었다. 라이다 센서와 무인 비행체가 결합하여 실제 현장에 투입하여 갱도 형상을 추출하였다. 마지막으로 실제 현장에서 효용성을 높이기 위한 요소를 도출하였다.