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문제 정의
- 그러므로 이 연구의 목표는 토공 작업환경을 3차원으로 모델링하기 위하여 요구되는 하드웨어와 소프트웨어의 기본 컨셉을설계하고, 향후 연구를 위한 소프트웨어의 프레임워크 (framework)를 구성하며, 실제 측정된 3차원 모델링 결과를 통해 토공 작업환경 3차원 모델의 정확성을 측정하는것이다.
- 본 연구는 2006년부터 건설교통부의 지원으로 시작된 “지능형 굴삭시스템 개발'의 요소기술 개발로서 지능형 굴삭 로봇의 토공 작업환경을 3차원으로 모델링하고, 이를 통해 객체화된 정보를 추출하고 가공하여, 유용한 작업정보를지능형 굴삭 로봇에 전달하기 위한 기반 연구이다. 그러므로 이 연구의 목표는 토공 작업환경을 3차원으로 모델링하기 위하여 요구되는 하드웨어와 소프트웨어의 기본 컨셉을설계하고, 향후 연구를 위한 소프트웨어의 프레임워크 (framework)를 구성하며, 실제 측정된 3차원 모델링 결과를 통해 토공 작업환경 3차원 모델의 정확성을 측정하는것이다.
- 본 연구에서는 (주)영신 토건의 판교 현장에서 국내 3D 레이저 스캐너 벤더를 대상으로 3D 모델링 현장 시연회를개최하였다. 시연회에 참가한 업체는 Leica(스위스), Riegl (오스트리아), Trimble(미국) 3사의 국내 벤더가 참여했으며, 동일한 현장을 대상으로 각각 시간차를 두고 현장 측정과 3D 모델링을 수행하는 방식으로 진행되었다.
- 본 연구에서는 3D 작업환경 모델링 시스템의 핵심이라할 수 있는 3D 모델링 소프트웨어의 기능과 사용자 인터페이스를 설계하였다. 다음 그림은 시작화면으로 새 프로젝트의 생성, 저장, 삭제 등의 프로젝트 관리 기능을 포함하고있다.
- 본 연구에서는 실제 토공 현장(은평 뉴타운 (주 영신 토건 토공현장)을 대상으로 3D 모델링 시스템 프로토타입 (prototype)의 모델링 정확성 테스트를 실시하였다. 실험 방법은 그림 13과 같이 총 6개의 인식 타겟(Center, A, R, C, D, E)을 설치한 다음 3D 스캐너와 토탈 스테이션(total station)을 이용하여 각각 타겟 간의 상대거리를 측정하여 오차를 측정하는 방식으로 진행하였다.
- 본 연구에서는 토공 현장의 작업환경을 3차원으로 모델링하기 위하여 3D 작업환경 모델링 시스템의 구성과 프로세스, 세부적인 사양을 설계하였다. 3D 작업환경 모델링 시스템의 하드웨어는 그림 4와 같이 현장용 SUV 차량과 3D 스캐너, GPS, 무선 송수신 장치, 산업용 노트북, 삼각대, 배터리팩, 인식 타겟 등으로 구성된다.
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