초록 ▼

□ 연구개요
본 연구의 최종목표는 게임엔진 기반의 디지털 건설현장을 재현하고 이를 기반으로 하여 스마트 건설 현장 관리 시스템을 개발하는 것임. 건설현장 내 드론이 촬영한 디지털 영상과 개발된 딥러닝 기반의 객체인식 결과물을 맵핑시켜 게임엔진 내 디지털 현장모델을 구축하고 모니터링할 수 있는 기술을 구현하고자 함. 본 연구는 1단계 연구에서 자동 객체인식 딥러닝 아키텍쳐를 설계하고 그 정확도를 높이며, 2단계에서 게임엔진 내에서 건설현장을 재현시키고 스마트 모니터링 시스템을 구축함. 3단계에서 실증을 통하여 최종적으로 시스템

□ 연구개요
본 연구의 최종목표는 게임엔진 기반의 디지털 건설현장을 재현하고 이를 기반으로 하여 스마트 건설 현장 관리 시스템을 개발하는 것임. 건설현장 내 드론이 촬영한 디지털 영상과 개발된 딥러닝 기반의 객체인식 결과물을 맵핑시켜 게임엔진 내 디지털 현장모델을 구축하고 모니터링할 수 있는 기술을 구현하고자 함. 본 연구는 1단계 연구에서 자동 객체인식 딥러닝 아키텍쳐를 설계하고 그 정확도를 높이며, 2단계에서 게임엔진 내에서 건설현장을 재현시키고 스마트 모니터링 시스템을 구축함. 3단계에서 실증을 통하여 최종적으로 시스템 안정화를 꾀함.

□ 연구 목표대비 연구결과
연구 목표 1단계 달성을 위해, 드론을 활용하여 건설현장 및 시설물 상태점검에 대한 최근 연구 동향을 파악하기 위하여 체계적인 문헌고찰 및 메타분석기법(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis; PRISMA)을 사용하여 분석하였음. 그 후 region-based convolutional neural networks (RCNN) 기법으로 여러 겹의 레이어를 활용하여 객체를 학습시키는 방법의 딥러닝 모델을 개발하였음. ResNet-v2-Atrous로 이미지에서 사물을 나타낼 수 있는 매치포인트를 결정하고 추출하였으며, YOLO-v4를 활용하여 객체인식 학습을 진행함. 모델 성능 테스트를 위해 수식을 활용해 정확성과 mAP(mean Average Precision)을 평가함.
딥러닝 모델 개발 완료 및 성능평가 후 2단계 목표 수행을 위해 BIM-IFC 게임엔진 맵핑기술 개발, 게임엔진 디지털화 기술 개발을 통해 모니터링 매뉴얼 디지털화 기술을 개발하고 건설현장을 디지털화하였음. 위성지도와 건설 현장의 맵핑, 객체인식 결과와 디지털 건설 현장과의 맵핑 및 위치화를 통하여 정확한 위치를 제시하고, 현장의 모습을 구현하여 디지털화된 환경에서 건설 현장 모니터링 시스템을 구축함.
최종적으로, 위성지도와 건설 현장의 맵핑, 객체인식 결과와 디지털 건설 현장과의 맵핑 및 위치화를 통하여 정확한 위치를 제시하고, 현장의 모습을 구현하여 게임엔진 기반 디지털화된 환경에서 건설 현장 모니터링 시스템을 개발하였음. 실제 테스트를 통해 현장에 실제 적용한 결과를 최종적으로 검토 및 시스템 최적화를 수행하여 3단계 목표를 완수하였음. 기술 검증을 위하여, 건설현장을 선정하여 드론을 활용하여 현장의 상태를 모니터링할 수 있는 디지털 영상을 수집함. 이때, 비행 높이, 카메라 각도, 객체당 영상의 수 등을 고려하여 세밀한 비행계획을 수립하기 위하여 가상현실 내 시험비행 시뮬레이션 시스템을 구축함.

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구기술개발 결과는 건설산업의 디지털화에 매우 중요한 선행작업으로, 이를 통해 건설 메타버스 및 디지털 트윈과 관련된 연구가 촉진될 것으로 예상됨. 또한, 스마트 팩토리 및 스마트 팜과 같은 스마트 건설 또는 스마트 시공관리 분야에 적극적으로 도입함으로써 활성화에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 전망됨. 연구성과를 기반으로 정보통신 기술을 활용한 건설 모니터링 시스템을 도입함으로써 데이터 기반 객관적인 판단을 바탕으로 신뢰도 높은 의사결정 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대됨. 더불어, 비대면 방식의 안전관리를 통해 현장 관리자의 안전을 보장하고 사고를 예방하여 건설업 전반의 생산성 향상을 기대할 수 있음. 또한, 건축 분야의 신기술 적용 촉진을 통해 전문 건설인력의 유입이 증가하고, 관련 분야의 교육 및 수요 창출이 가능함. 게임 엔진, 드론, 딥러닝 등의 기술을 활용한 건축 기술 관련 미래 연구에 큰 기여를 하여 건설업 내 새로운 디지털 기술 접목 분야 및 학문적 연구 분야를 발굴할 수 있을 것으로 예상됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 및 필요성 ... 4
• 2) 연구개발의 최종 목표 및 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 6
• 1) 연구개발과제의 이론적·실험적 접근 방법 ... 6
• 2) 연구개발과제 수행 과정 및 내용 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과 (연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 9
• 3) 목표 달성 수준 ... 9
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 1) 연구개발성과의 중요성 ... 10
• 2) 연구개발성과의 파급효과 ... 11
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 13
• 끝페이지 ... 32