다중 카메라와 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식 맨홀 3차원 조사 시스템의 개발 및 현장적용성 평가 = Development and field application of an unmanned three dimensional inspection system for deteriorated sewer manholes
저자
박신전 ( Park Sinzeon ) ; 지기환 ( Jee Kee Hwan ) ; 유성원 ( Yoo Sung Won )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
1-1(1쪽)
제공처
최근 하수관로로 기인한 지반침하로 도로함몰 등 피해가 발생됨에 따라, 노후·불량 하수관로 뿐만 아니라 지면에 접하여 수직으로 설치되는 하수관로 맨홀에 대한 정밀하고 안전한 비진입 방식의 자동화된 상태평가 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 조사자 안전을 확보함과 동시에 하수관로 맨홀 시설물의 상태를 영상 및 형상 데이터를 기반으로 정밀평가하기 위해 다중 카메라 및 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템을 개발하였으며, 테스트베드 및 공용중 하수관로 맨홀에 대한 현장시험을 통해 현장적용성을 평가하였다.
본 연구의 맨홀 3D 조사 시스템은 내경 900~2,100mm의 하수관로 맨홀의 다양한 결함손상을 균열폭 0.1mm 정밀도로 탐지하고, 최대 40cm/sec의 속도로 자동화된 비진입 외관조사가 가능하도록 개발하였으며, 다중 카메라를 이용하여 획득된 영상을 기반으로 고정밀 평면전개 이미지 처리와 2D 레이저 스캐너를 이용한 맨홀 내부 3D 맵핑 알고리즘이 적용되었다. 맨홀 3D 조사장비는 조사장비프레임과 24V DC모터를 이용한 케이블 윈치 타입의 구동부 및 센서모듈로 구성되며, 맨홀 내부 영상 촬영과 형상 데이터 획득을 위한 센서모듈은 6대의 광학식 카메라의 다중 카메라 시스템, 2D 레이저 스캐너 및 고효율 LED 조명으로 구성된다. 조사장비의 자동화 구동을 위해 촬영모듈 하단의 거리센서와 이동거리 정밀측정을 위한 로터리인코더가 적용되었다. 개발된 맨홀 3D 조사 시스템의 현장적용성 평가를 통해 맨홀 내부 전단면의 360도 영상촬영 및 평면전개 이미지 생성과 맨홀 내부 3D 맵핑 결과를 도출하였으며, 종합분석 소프트웨어를 통해 조사결과 DB화 및 국가하수관 정보시스템의 연계방안을 제시하였다. 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템은 노후·불량 하수관로 맨홀의 상태(결함, 위치, 환경정보 등)을 안전하고 신속하게 조사하는 상용화 기술로 개발됨으로써 하수관로 맨홀 뿐만 아니라 유사한 수직형 지하 시설물의 점검 및 진단기기술의 고도화를 통해 조사자 안전확보 및 조사결과 품질향상이 기대된다.
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