• 한국해양공학회지
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• 제33권2호
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• pp.168-177
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• 2019

KRISO (Korea Research Institute of Ship & Ocean Engineering) started a project to develop the core algorithms for autonomous intervention using an underwater robot in 2017. This paper introduces the development of the robot platform for the core algorithms, which is an ROV (Remotely Operated Vehicle) type with one 7-function manipulator. Before the detailed design of the robot platform, the 7E-MINI arm of the ECA Group was selected as the manipulator. It is an electrical type, with a weight of 51 kg in air (30 kg in water) and a full reach of 1.4 m. To design a platform with a small size and light weight to fit in a water tank, the medium-size manipulator was placed on the center of platform, and the structural analysis of the body frame was conducted by ABAQUS. The robot had an IMU (Inertial Measurement Unit), a DVL (Doppler Velocity Log), and a depth sensor for measuring the underwater position and attitude. To control the robot motion, eight thrusters were installed, four for vertical and the rest for horizontal motion. The operation system was composed of an on-board control station and operation S/W. The former included devices such as a 300 VDC power supplier, Fiber-Optic (F/O) to Ethernet communication converter, and main control PC. The latter was developed using an ROS (Robot Operation System) based on Linux. The basic performance of the manufactured robot platform was verified through a water tank test, where the robot was manually operated using a joystick, and the robot motion and attitude variation that resulted from the manipulator movement were closely observed.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권6호
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• pp.46-54
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• 2018

국내에서 피난용 엘리베이터가 구비되어 준공된 고층건축물은 서울시 송파구에 위치한 롯데월드타워로 총 19대의 피난용 엘리베이터가 설치되어 있다. 이 건물의 피난계획에 따르면 19대의 피난용 엘리베이터는 비상시 5개의 피난안전층으로부터 피난층(1층)까지 수동 키에 의한 조작으로 셔틀 운행하면서 피난자를 탑승시켜 피난시키도록 규정되어 있다. 따라서 화재 등의 재난발생시 피난용 엘리베이터를 이용한 피난시나리오가 기존의 보행만으로 피난하는 피난시리나리오보다 피난소요시간을 어느 정도 단축할 수 있는가를 분석할 필요가 있다. 롯데월드타워를 대상으로 피난용 엘리베이터에 의한 최적 수송분담률을 40%로 설정한 전관동시 엘리베이터병행 피난시나리오의 피난소요시간이 1 h 2 min으로 산출된 반면, 엘리베이터를 전혀 이용하지 않고 보행만으로 피난하는 전관동시 보행피난시나리오의 피난소요시간은 1 h 29 min으로 산출되었다. 결과적으로 엘리베이터를 병행하여 보행피난하는 경우가 엘리베이터에 의존하지 않은 상태에서 보행으로만 피난하는 경우보다 27 min 정도의 피난소요시간 단축효과가 있는 것으로 도출되었다. 이러한 단축효과를 지속적으로 유지하기 위해서는 엘리베이터를 이용한 피난경로를 이루는 각 부분이 피난이 이루어지는 동안 연기, 화염, 복사열 등의 화재 또는 재난에 기인하는 위험으로부터 피난자를 방호할 수 있는 성능을 갖추고, 엘리베이터 이용 피난자의 상주위치에서 최종피난장소까지의 피난경로가 단절 없이 이어지고 인식이 용이하도록 관리되어야 한다.

• 한국측량학회지
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• 제37권4호
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• pp.243-251
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• 2019

전국 국도에 설치된 도로표지 위치정보는 MMS(Mobile Mapping System) 기술을 이용하여 지속적으로 갱신하고 있다. MMS에 의해 정확한 도로시설물 매핑이 가능하지만 장비가 고가이고 전문적인 기술이 요구된다. 또한 대상물의 위치 정확도가 GPS 정확도에 크게 좌우된다. 도로시설물 매핑의 경우, 지상 측량이나 유인 항공기에 비해 드론의 운용 장점이 부각되는 분야이다. 특히, 지상 측량에 비해 효율적이고, 유인 항공기에 비해 저예산으로 고해상도의 영상의 획득이 가능하다. 본 연구에서는 도로표지를 대상으로 기존의 모바일 매핑 시스템에 의해 측정된 위치정보의 정확도를 GPS 지상 측량에 의해 검증하고 드론 항공사진 측량 결과와 비교분석 하였다. 드론 항공사진측량에 의한 경우 획득 가능한 공간 정확성을 확인하기 위해 기준점 수 및 중복도에 변화에 따른 정확성을 평가해보았다. 실험 결과 도로 양 끝에 분포한 2개의 기준점으로 충분한 정확도를 얻을 수 있었으며 60%의 중복도로 도로표지의 좌표를 산출하는데 활용할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.21-30
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• 2019

복합말뚝(Composite Pile)이란, 수평력이 크게 작용하는 구간에는 강관말뚝, 작게 작용하는 구간에는 PHC말뚝을 특수한 연결 장치로 결합한 말뚝으로서 토목 구조물의 기초 재료로써 상용화되는 추세에 있다. 이러한 복합말뚝의 핵심은 강관말뚝과 PHC말뚝을 연결하는 연결 장치의 안정성과, 이음 위치를 산정하는 설계기준이라고 할 수 있는데 국내에서는 복합말뚝 이음부 위치에 대한 정확한 시방규정이 없어서, LH 설계처(한국토지주택공사, 2009)에서는 도로설계요령 제3권(한국도로공사, 2001)을 참고하여 작성한 "복합말뚝 설계적용 및 설계도서 표기 방안 검토"를 복합말뚝 설계의 기준으로 사용해 오고 있지만 복합말뚝의 단면변화라고 볼 수 없어 적용에 한계성을 가지고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 복합말뚝의 단면 변화부(강관말뚝과 PHC말뚝의 이음부) 위치에 대한 설계기준을 제안하고 이에 대한 안정성 및 경제성을 검토하고자 실험적인 방법과 해석적인 방법을 이용하여 연결장치에 대한 안정성을 검증하였으며, 국내 교량공사 교대 79개소에 시공된 복합말뚝 설계자료를 분석하여 말뚝 본체 및 이음부에 작용하는 응력, 휨모멘트, 변위 등의 경향성을 파악하였고, 개선식이 적용된 재설계 과정을 통해 이음부에서 발생한 응력들이 연결장치와 PHC말뚝의 허용응력 수치 내로 발생하는 것을 확인하였다. 결론적으로 사례분석을 통한 복합말뚝 이음위치의 설계 제안식은 복합말뚝을 설계함에 있어서 안정성과 경제성을 모두 고려한 개선된 설계기법임을 알 수 있었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권1호
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• pp.9-15
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• 2019

계선주는 선박이 계류삭을 고박함으로써 항만의 부두에 계류를 시행할 수 있도록 하는 필수적인 항만의 시설물로서, 부두에 설치되는 계선주는 국내의 항만 및 어항설계기준에서 제시하는 설치 규모와 개수, 재질 및 배치 형상에 따라 설치되고 있다. 그러나 우리나라에서는 선박의 접안 안전성 확보를 위한 계선주의 사용을 위한 관리 기준이 마련되지 않은 실정이다. 본 연구에서는 선박이 부두에 접안 중 계선주에 작용하는 견인력을 포함한 계선주 관련 설계기준을 조사하고, 국내에 현재 설치되는 계선주의 규격별 상세 제원 조사를 토대로 견인력에 따른 선박의 접안 안전성 확보를 위한 계선주의 성능을 분석하였다. 계선주 성능 분석은 견인력에 따른 작용력을 수평방향과 수직방향으로 나누어 각각의 작용력에 의해 계선주에 작용하는 각각의 응력으로 구분하여 평가하였다. 국내 계선주에 대한 성능 평가를 위해 상세 제원조사 결과를 바탕으로 한계 강도 245Mpa을 산출하고 각각의 응력과 비교하여 적정성 평가를 시행하고 한계 성능에 도달하는 제원을 산출하였으며 산출 결과 현재 국내에 설치되는 계선주에 규격별 견인력에 따른 작용 응력은 최소 150Mpa 이하로 산출되어 한계 강도의 60% 수준으로 성능을 만족한 것으로 평가되었다. 향후 이러한 계선주 상세 제원에 따른 성능 평가 방법은 계선주 제원에 따른 부두에 접안하는 선박에 대한 계선주의 적정성 및 사용에 따른 계선주 상세 제원 변화에 대한 관리 기준 개발에도 활용될 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.283-294
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• 2021

경사면일사량은 수평면일사량과 해당위치 지형경사도 간의 기하학적 관계인 일사수광비율을 통해 추정할 수 있다. 그러나 이렇게 추정한 일사량은 주변에 햇빛을 차단하는 장애물이 없다는 것을 가정하기 때문에 만약 실제 농사를 짓고 있는 농장 등에 이를 적용할 경우에 지형으로 인한 차광 등의 영향을 충분히 반영하지 못한다. 음영기복도는 태양의 위치와 지형의 기복으로 인한 직달일사의 변이를 밝기(휘도)로 수치화한 격자 형태의 자료로서, 하나의 격자는 가장 어두운 값 0에서 가장 밝은 값 255까지의 값을 갖는다. 본 연구에서는 지형으로 인한 차광효과를 모의하기 위해 30m 해상도의 DEM을 이용하여 연구지역의 음영기복도를 제작하고 휘도 분석을 수행하였다. 연구지역에 설치된 AWS 22개 지점의 기상자료를 수집하여 일조율 80% 이상인 날을 선별하고, 관측일사량과 각 지점의 휘도를 비교하여 휘도가 지형으로 인한 차광효과를 설명할 수 있는지 확인하였다. 분석결과 휘도와 일사량 간에 상관관계가 있는 것을 확인하였으며, 지형의 영향이 큰 지점에서의 직달일사가 시작되는 시점과 끝나는 시점은 태양고도 보다는 휘도와 잘 부합하는 것으로 나타났다. 추가적인 연구를 통해 주변 지형의 영향을 반영한 휘도를 이용한 상세한 일사량 추정이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.63-71
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• 2021

최근 스마트폰의 고해상도 카메라는 영상처리 기법을 이용하여 콘크리트 균열과 같은 미세한 피사체의 측정을 가능하게 한다. 이미 접사 범위 정도의 가까운 거리에서 어플리케이션을 이용하여 균열폭을 조사하는 기술이 구현되어있으나, 이용에 제한적이므로 보다 먼 거리에서 균열을 측정할 수 있도록 스마트폰 고해상도 카메라의 사용성 검증이 필요하다. 본 연구는 2m 이내에서 거리에서 균열폭 1.0mm 이내의 두께에서 세분화된 균열폭들의 크기 인지에 초점을 두고 있다. 최근의 안드로이드 기반 스마트폰들을 대상으로 카메라 해상도에 따라 측정 구성요소인 단위 픽셀 크기와 촬영거리와의 관계를 중심으로 실험을 수행하였으며, 그 결과 0.3mm 이상 1mm 이하 미세 균열폭의 구분과 정량화를 위해서 스마트폰용 렌즈의 필요성을 확인할 수 있었다. 스마트폰용 범용 텔레센트릭 렌즈는 왜곡의 영향을 최소화하기 위해서 정확한 위치에 장착이 필요하였다. 또한, 64MP의 고해상도 스마트폰 카메라와 2배 확대렌즈를 적용한 결과 2m 이내에서 픽셀단위로 균열폭을 산정할 수 있었으며, 0.3mm, 0.5mm, 1mm 균열폭 구분이 가능하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1036-1043
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• 2022

본 논문은 자동계류 장치에 설치하여 선박의 접안 상황을 검출할 수 있는 시각 센서의 개발에 대하여 논하고 있다. 선박의 접안 시 사고방지를 위해 선박의 속도를 통제하고 위치를 확인하고 있음에도 불구하고 부두에서의 선박 충돌사고는 매년 발생하고 있으며, 이로 인한 경제적, 환경적 피해가 매우 크다. 따라서 부두에 접안하는 선박에 대한 안전성 확보를 위해 선박의 위치 및 속도 정보를 신속하게 확보할 수 있는 시각 시스템의 개발은 중요하다. 이에 본 연구에서는 선박의 접안 시 사람과 유사하게 영상을 통해 접안하는 선박을 관찰하고, 주변 환경에 따른 선박의 접안 상태를 적절하게 확인할 수 있는 시각센서를 개발하였다. 먼저, 개발하고자 하는 시각 센서의 적정성을 확보하기 위해 기존 센서로부터 제공되는 정보, 감지 범위, 실시간성, 정확도 및 정밀도 측면에서 센서 특성을 분석하였다. 이러한 분석 자료를 바탕으로 LiDAR형태의 3D시각 시스템의 개념 설계, 구동메커니즘 설계 및 모션 구동부의 힘과 위치 제어기 설계 등을 수행하여 대상물의 정보를 실시간으로 획득할 수 있는 3D 시각 모듈을 개발하였다. 최종적으로 시스템 구동을 위한 제어 시스템의 성능평가와 스캔 속도에 대한 성능을 분석하였고, 실험을 통해 개발된 시스템의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 문화기술의 융합
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• 제7권4호
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• pp.711-719
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• 2021

2000년대 초부터 전통적인 가상 스튜디오 제작 시스템을 활용하여 수많은 교육 콘텐츠를 제작해 온 EBS는 약 20년만인 2020년 10월에 AR 영상 제작 시스템을 도입했다. 카메라의 움직임과 렌즈 정보를 트래킹하여 실시간으로 그래픽 요소와 실사를 합성한다는 기본 개념은 유사하지만, 새로 도입된 AR 영상 제작 시스템은 이전보다 개선된 몇 가지 최신 기술이 적용되었다. 좀 더 자유로운 카메라의 움직임을 가능하게 해주고 안정적으로 위치 트래킹을 할 수 있는 마커 추적 방식의 트래킹 기술이 적용되었고, 운영 소프트웨어는 컴퓨터 게임 제작에 활용되는 대표적인 그래픽 엔진 중 하나인 언리얼 엔진이 적용되어 시스템의 렌더링 부담은 줄어들면서 고품질의 실시간 그래픽 효과가 가능하게 되었다. 해당 시스템은 생방송 전용 스튜디오에서 부감 촬영을 담당하는 크레인 카메라에 설치되어 어린이 대상 생방송 프로그램에 주로 활용되고 있으며, 2D 그래픽으로 표현되던 코너 소개나 퀴즈 이벤트 등의 영상 중 일부가 3D AR 영상으로 전환되었다. 본 논문에서는 AR 영상 제작 시스템의 도입과 적용이 EBS의 콘텐츠 제작 측면에 있어서 어떤 변화를 가져왔는지와 향후 발전 방향과 가능성에 대해 알아본다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.23-33
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• 2023

현재 국내에서는 흙막이 가시설 공사에서 계측기 설치 및 운영기준이 모호하여 공사현장에서 흙막이 공사의 붕괴사고를 사전에 예방하지 못하여 경제적 피해가 발생한 사례가 있다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 가시설 설계도면에 제시되어 있는 계측기 중 지중경사계 및 변형률계의 적합한 설치 위치를 찾고자 수치해석을 통한 연구를 진행하였다. 해석결과 지중경사계의 설치 위치는, 평면변형 해석의 경우 가시설의 우각부에서, 3차원 해석의 경우는 굴착면의 중심부에서 가장 많은 변위가 일어나는 것으로 나타났다. 지반응력과 모멘트를 종합적으로 분석하였을 때 우각부가 취약지점으로 판단된다. 변형률계의 경우 평면 변형 해석과 3차원 해석에서 버팀대 끝단과 맞버팀대가 접하는 띠장 접속부에서 최대 휨 응력이 발생하였다. 이 지점에서 취약 부분으로 사고예방을 위해서는 접속부에 중점적 설치 및 관리가 필요한 것으로 분석된다.