초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
❏ 최종 목표
추락 안전사고 방지 및 2시간 이상 연속작업을 위한, 콘크리트 균열 진단/보수용 등 벽드론 기반기술 개발

❏ 전체 내용
◼ 추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단시스템 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 비구조균열 보수용 로봇팔 개발
◼ 균열 진단 및 보수용 등벽드론 시스템의 성능시험

❏ 1년차
ㅇ 목표
추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 시스템(등벽드론+균열

□ 연구개발 목표 및 내용
❏ 최종 목표
추락 안전사고 방지 및 2시간 이상 연속작업을 위한, 콘크리트 균열 진단/보수용 등 벽드론 기반기술 개발

❏ 전체 내용
◼ 추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단시스템 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 비구조균열 보수용 로봇팔 개발
◼ 균열 진단 및 보수용 등벽드론 시스템의 성능시험

❏ 1년차
ㅇ 목표
추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 시스템(등벽드론+균열 진단장비+보수용 로봇팔)개발
ㅇ 내용
◼ 추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 설계
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 하드웨어 개발
◼ 등벽드론에 장착한 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 제어 알고리즘 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단장비 개발
◼ 콘크리트 균열 검출 데이터 처리 알고리즘 개발
◼ 등벽드론 안전성 및 작업연속성 성능목표 설정
◼ 콘크리트 균열 진단장비 성능목표 설정
◼ 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 성능목표 설정

❏ 2년차
ㅇ 목표
추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 시스템(등벽드론+균열 진단장비+보수용 로봇팔) 성능시험
ㅇ 내용
◼ 추락사고 방지 및 장시간 작동을 위한 등벽드론 시제품 제작
◼ 콘크리트 비구조균열 보수작업 알고리즘 개발
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단장비 시제품 제작
◼ 자동영상처리를 통한 균열 지도 생성 기술 개발
◼ 등벽드론 안전성 및 작업연속성 성능시험 수행
◼ 콘크리트 균열진단 성능시험 수행
◼ 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 성능시험 수행

□ 연구개발성과
○ 정량적 성과
◼ 특허출원·등록 3건
1. 특허명: 고층 구조물 점검장치
2. 특허명: 구조물 벽면 보수 또는 진단용 모듈형 로봇팔
3. 특허명: 균열진단장치를 구비한 등벽드론 및 이를 이용한 시설물 외관조사방법
◼ 논문(비SCI) 2건
1. 논문명: 콘크리트 균열 보수를 위한 병렬 매니퓰레이터 개발 및 실험
2. 논문명: 등벽드론 탑재형 영상기반 균열진단 시스템을 이용한 콘크리트 벽체 영상의 균열손상 위치 정확도 평가
◼ 학술대회발표 1건
1. 발표명: 영상처리 기술기반 대형 시설물의 균열손상 검출을 위한 등벽드론 탑재형 소형균열 진단장비 개발
○ 정성적 성과
◼ 추락사고 방지 및 장시간 작동 가능한 등벽드론 설계(1차년도) 및 시제품 제작(2차년도)
◼ 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 알고리즘 개발(1차년도) 및 시제품에 적용(2차년도)
◼ 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단 시스템 설계(1차년도) 및 시제품에 적용(2차년도)

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
활용방안: 개발된 등벽드론을 활용하면 추락 안전사고에 대한 염려 없이 장시간 연속 작업이 가능하므로, 안심하고 효율적으로 다음과 같은 분야에 적용 가능함.
◼ 고층 콘크리트 건물의 균열 진단 및 보수 자동화
◼ 대형 교량 콘크리트 주탑의 균열 진단 및 보수 자동화
◼ 대형 콘크리트 댐의 균열 진단 및 보수 자동화
◼ 원전 콘크리트 구조물의 균열 진단 및 보수 자동화
○ 기대효과 -기술적 측면
◼ 작업 현장에서 발생 가능한 추락, 사망 사고 최소화
◼ 콘크리트 균열진단뿐만 아니라, 개발된 로봇팔을 개량하면 벽면청소용 또는 화재 진압용으로도 활용 가능
○ 기대효과 - 경제적ㆍ산업적 측면
◼ 균열진단 및 관리를 위한 인력 비용과 시간 절감
◼ 콘크리트 구조물의 균열진단 및 보수를 등벽드론으로 안전하고 효율적으로 자동화하는 선도적 기술을 확보하여 세계시장에 진출.
○ 기대효과 - 사회적 측면
◼ 건설 로봇을 사용한 구조물 유지관리로 안전한 사회 유지

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1) 연구개발과제의 최종 목표 ... 7
• 2) 연구개발과제의 연차별 목표 ... 8
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 9
• 1) 추락사고 방지 및 장시간 작동 가능한 등벽드론 설계 ... 9
• (1) 등벽드론 진단ž보수시스템 구성도 및 성능평가 목표 ... 9
• (2) 등벽드론 시스템 구성 ... 11
• (3) 등벽드론 형상 및 구성설계 ... 11
• (4) 등벽드론 구동 제어시스템 ... 15
• (5) 등벽드론 제작 및 구동시험 ... 18
• (6) 등벽드론 성능 검증 ... 23
• (7) 등벽드론 벽면 추력계산 방법 ... 27
• 2) 등벽드론에 장착하기 위한 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 시스템 개발 ... 29
• (1) 등벽드론에 장착하기 위한 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔의 하드웨어 개발 ... 29
• (2) 등벽드론에 장착한 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 제어 알고리즘 개발 ... 34
• (3) 콘크리트 비구조균열 보수작업 알고리즘 개발 ... 39
• (4) 콘크리트 비구조균열 보수용 로봇팔 성능시험 수행 ... 43
• 3) 등벽드론에 장착하기 위한 콘크리트 균열진단 시스템 개발 ... 47
• (1) 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단 시스템 설계 ... 47
• (2) 균열검출을 위한 영상처리 알고리즘 개발 ... 69
• (3) 등벽드론에 장착하기 위한 소형 균열진단장비 시제품 개발 ... 76
• (4) 자동영상처리를 통한 균열지도 생성기술 개발 ... 89
• (5) 콘크리트 균열진단 성능시험 ... 98
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 113
• 1) 연구수행 결과 ... 114
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 114
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 116
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 117
• (4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 122
• 2) 목표 달성 수준 ... 123
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 123
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 123
• 2) 자체 보완활동 ... 123
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 123
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 124
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용계획 ... 125
• 1) 연구성과 총괄 ... 128
• 2) 연구개발성과의 향후 5년간(활용보고서 제출기간) 성과활용 목표·계획 ... 130
• 7. 참고 문헌 ... 131
• 끝페이지 ... 132