• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.868-869
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• 2015

지하 매설된 가스배관을 정기적으로 검사하기 위해서 가스 공급 및 용역업체에서는 주로 비피과검사 탐상장비인 MFL(Magnetic Flux Leakage) PIG(Pipeline Inspection Gauge)를 사용한다. 기존의 MFL PIG는 배관 내 유체(가스,오일 등)의 전후차단 압력의 흐름을 이용해 별도의 구동장치 없이 피그를 진행시켜 배관의 결함 유무를 평가하는 시스템이다. 하지만 10기압 이하의 낮은 운영압력과 T 분기관과 같이 급격한 곡관부가 존재하는 직경 16인치 이하의 도시가스 배관에는 기존의 시스템을 적용하기 어렵다. 이처럼 기존 MFL PIG의 적용이 불가한 도시가스 배관(직경 16인치 이하)을 활주하기 위해서는 우선 비파괴검사 시스템을 견인할 수 있는 추진 로봇이 필요하고 추진로봇에 적합한 자기누설 비파괴검사 시스템의 개발이 필요하다. 또한 비파괴검사 장비의 센서 시스템은 결함신호를 탐지하여 결함의 발생유무 및 결함의 형상을 판별하는 성능도 중요하다. 본 논문에서는 16인치 도시가스 배관의 검사를 위한 자기누설 비파괴검사 시스템의 기초설계와 대상 시스템의 자기적 특성을 분석한다. 또한 배관 외벽의 결함 발생 유무에 따른 자기누설 신호의 크기 및 분포변화를 3차원 유한요소법을 이용해 해석하여, 결함 검출 신호의 특성을 분석하는데 초점을 둔다.

• 비파괴검사학회지
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• 제34권1호
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• pp.60-67
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• 2014

본 연구에서는 사장교의 핵심부재인 케이블 점검을 위한 자동화 검사 시스템을 개발하였다. 강자성체로 이뤄진 연속체 구조물인 케이블의 내외부 검사에 적합한 비파괴검사법으로는 선행연구를 통해 검증된 누설자속탐상법이 적용되었고, 홀센서와 영구자석을 이용하여 다채널의 누설자속 측정용 자기센서헤드를 제작하였다. 또한 케이블 검사의 자동화로 접근성을 높이기 위해 사장교 케이블을 따라 이동할 수 있는 바퀴굴림 방식의 케이블 등반 로봇을 설계 및 제작하였고, 로봇을 다양한 디바이스에서 모니터링 및 제어하기 위한 컨트롤 프로그램을 제작하였다. WLAN 방식의 무선통신기술을 적용하여 원격으로 계측 데이터 전송 및 로봇제어를 가능하게 하였다. 최종적으로 본 연구를 통해 개발된 세부 기술들이 연동된 누설자속탐상법 기반 케이블 이동형 진단 시스템을 이용하여 실제 운용중인 서해대교의 케이블을 대상으로 현장 시험을 수행함으로써 본 시스템의 현장 적용성을 검증해보았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.68-72
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• 2015

초음파 로봇 검사시스템은 발전설비 등 상시감시가 요구되는 구조물의 감시를 위해 연구와 개발이 활발히 진행되고 있다. 그러나 이러한 설비의 구조물은 형상과 구조가 매우 다양하고 복잡하여 단순한 패턴으로 이동과 검사가 가능한 로봇으로는 상시감시에 한계를 가지게 된다. 복잡한 구조물의 정밀검사는 정교한 행동이 가능한 로봇 시스템이 필요하다. 로봇의 제어를 초음파검사 작업자의 손의 형상에 따라 직관적으로 움직이도록 한다면 보다 정밀한 검사 로봇의 개발이 가능할 것으로 판단된다. 폴리머 굽힘센서는 대변형의 측정이 가능하고 곡면에 적용성이 높아 최근 인체 형상 측정 및 재활보조 등 다양한 활용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 구조물의 상시감시를 위한 초음파검사 로봇이 작업자의 손동작에 따라 동작이 가능한 직관적 제어를 위해 폴리머 굽힘센서를 이용하여 사람 손의 형상 감시 연구를 수행하였다. 다수의 센서를 적용하여 손의 다양한 움직임을 추정하고 실험적 검증을 통해 사람 손의 형상에 따른 직관적 로봇의 제어가 가능함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.254-260
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• 2002

화력발전소 보일러 튜브 및 대형 유체수송관의 자동 진단을 위해 비파괴검사 방법을 사용하는 두 가지 형태의 이동로봇을 개발하였다. 개발된 이동로봇은 보일러 튜브 또는 유체수송관의 외면을 주행하면서 전자기 초음파 탐촉자를 이용하여 파이프 벽면에 발생하는 미세한 구멍, 균열 또는 부식 및 침식에 의한 감육 등과 같은 결함을 검출한다. 이와 같은 이동로봇을 이용한 결합 검출의 자동화는 열악한 환경에서 작업자의 위험 없이 대형 구조물의 중대한 결함을 방지하는 유용한 수단으로 활용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권3호
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• pp.261-266
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• 2002

현재까지 검사를 목적으로 하는 배관 검사용 로봇에 관한 많은 연구가 소개되어 왔다. 그러나 지하매설 배관의 복합한 배관 요소 내에서 주행 할 수 있는 충분한 이동성을 갖추고 있는 로봇을 개발한다는 것은 여전히 어려운 것처럼 보인다. 배관 검사에 사용하기 위한 로봇은 수평관 및 수직관과 같은 기본적인 배관요소 내에서 자유롭게 주행해야 한다. 더불어 축소관이나 곡관에서 주행 할 수 있고 특히 분기관에서 조향 능력은 필수적이다. 본 논문에서는 배관 검사 로봇의 개발에 있어 필수적인 요소와 기술이 소개되며 지난 수년간 연구를 통하여 개발한 배관검사 로봇이 소개된다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2013년도 추계학술발표대회
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• pp.1382-1385
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• 2013

본 논문에서는 로봇의 움직임 특성을 추출하여 로봇 시스템의 신뢰성을 평가하는 방법을 제안한다. 원자력 발전소 증기 발생기 전열관의 비파괴 검사에 사용되는 ECT 검사용 Probe 가이드 로봇 (이하 증기발생기 로봇으로 기술)을 대상으로 하였다. 증기발생기 로봇의 동작 상태를 감시하기 위해 관측 카메라가 설치된다. 증기발생기 수실은 로봇 설치 및 해체를 위한 원형의 출입구 (Man Way)를 제외하고는 밀폐된 공간이다. 증기 발생기 전열관의 비파괴 검사 중에는 로봇과 로봇의 동작을 감시하는 관측 카메라만 설치된다. 관측 카메라가 고정되어 있다면, 배경의 변화를 야기하는 외란은 없다고 가정할 수 있다. 시간적으로 이웃하는 2 개의 관측 영상을 미분 (차 영상) 처리하면, 로봇 시스템의 이동 성분만 추출된다. 이러한 이동성분의 크기를 계산하여 로봇의 전체 행정거리 (ECT Probe를 검사위치에 안내하기 위해 로봇 기구부가 움직이는 범위)에 대해 영상 프레임 단위로 전개하면 특정의 고유 궤적이 나타난다. 이러한 고유 궤적과 다른 패턴을 보이는 로봇의 움직임 궤적은 에러로 간주한다. Burn-in 시험 (원자력 발전소 현장에 투입하기 전에 실험실에서 현장 적용의 타당성을 검증하기 위해 수행하는 시험) 중에 있는 증기발생기 로봇에 대해 본 논문에서 제안한 방법으로 신뢰성 평가를 수행하였으며, 그 결과 및 문제점 등에 대해 기술한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제17권1호
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• pp.48-59
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• 2013

응력파의 기반한 비파괴 검사법은 비교적 실험 절차 및 실험에 필요한 장비가 단순하고, 인체에 해가 없으며, 비용이 저렴한 특성을 갖고있다. 따라서 건축/토목 구조물의 비파괴 검사에 매우 효과적인 방법으로 알려져 있다. 하지만 기존의 가속도계, 변위계, 지오폰과 같은 부착 센서를 사용할 경우 표면 처리, 센서의 부착 및 이동에 따른 추가적인 시간이 소요되고, 센서와 구조물의 불완전한 커플링으로 인한 측정 결과의 신뢰성 및 일관성을 유지하지 어렵다는 문제를 발생시킨다. 최근 이러한 문제의 해결책으로 Air-coupled sensor (ACS)의 사용이 각광받고 있으며, 여러 연구자들에 의해 ACS의 가능성 및 실용성이 증명되고 있다. 기존의 접촉센서와 비교하여 ACS를 사용했을 때 얻을 수 있는 가장 큰 장점은 센서의 커플링 문제를 근본적으로 해결하여 신뢰도가 높고 일관적인 측정이 가능하고, 대형 건축/토목 구조물의 표면을 음향스캔하여 결과를 신속하게 처리하여 실시간으로 시각화 할 수 있다는 점이다. 이론적으로 ACS를 이용하여 측정하는 물리값은 콘크리트 내부에서 발생된 응력파의 일부가 공기중으로 전파된 누설파 (Leaky wave)이다. 콘크리트 비파괴 검사에 주로 사용하는 100 kHz이하의 저주파를 측정할 경우 일반적으로 콘텐서마이크가 ACS로 사용될 수 있다. 기존 연구자들은 실험 및 이론적 연구를 통하여 응력파에 기반한 비파괴 방법에서 ACS가 기존의 접촉 센서를 대체할 수 있다는 점을 보여주고 있다. 현재 미국에서는 연방 도로청 (FHWA) 및 국가표준기술연구소 (NIST)의 연구비 지원으로 ACS의 실용성을 높이기 위하여 최적화된 음향반사판의 설계를 통한 ACS 의 민감도를 높이기 위한 연구, 다채널 센서 배열 및 데이터 통합을 위한 새로운 알로리즘 개발, 자동화 및 로봇 기술과 융합과 같은 연구가 활발히 진행되고 있다. 멀지 않은 미래에는 ACS를 장착한 무인 로봇이 다양한 종류의 건축/토목 구조물의 건전도를 평가하기 위하여 종횡무진 활약하는 모습을 현실 속에서 볼 수 있을 것이라 기대한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 춘계학술발표대회
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• pp.719-719
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• 2022

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.345-346
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• 2008

본 논문은 원자력 발전소내의 기기들 중 원자로 내부 기기의 초음파 비파괴 검사를 위한 로봇의 위치 제어를 위한 방법을 설명하였다. 기존에는 레일과 같은 보조 시설물을 설치하여 검사를 하는 것이 일반적이었다. 본 논문에서는 이러한 보조 시설물 없이 카메라 영상에 의한 위치제어에 관하여 기술하였다. 여러 가지 방법 중에 정합 필터를 이용하여 로봇의 현재위치를 추정하는 방법을 사용하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 실험한 결과 로롯의 제어를 위한 샘플링 타임은 100msec 정도로 일반석인 로봇의 제어 주기로 사용하기에는 다소 길었다. 이를 해결하기 위하여 정합필터를 병렬 계산을 이용하여 계산하도록 하고 이를 병렬언어로 널리 사용되고 있는 MPI(Message Passing Interface) 언어로 구현하였다. 다수의 컴퓨터와 이더넷을 이용할 수 있으며 최근 일반화되고 있는 멀티코어 CPU도 응용이 가능하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권5호
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• pp.523-531
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• 2002

본 연구는 속도 향상을 고려한 실시간 다물체 화상처리 알고리즘을 개발하고자 한다. 최근 들어 비전시스템의 사용은 검사 및 로봇 위치 제어 풍에서 급속히 증가하고 있다. 이러한 비전시스템을 적용하기 위해서는 3차원 공간상 물체의 좌표를 CCD 카메라에 의해서 얻어진 이미지 정보로 변환하는 것이 필요하다. 검사 및 로봇 위치 제어 작업들에 비전시스템을 적용하기 위해서 이미지 평면에서 물체의 중심 위치를 알아야 한다. 특히, 그것의 물체 형상을 표시하기 위하여 여러 개 큐들을 사용하는 강체의 경우에는 여러 개 큐들의 각각 위치 값들이 동시에 하나의 이미지 평면에서 결정되어 져야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 여러 개 큐 (다물체)에 대한 화상처리 알고리즘 개발 과정을 본 논문에서 제시하고, 개발된 알고리즘의 타당성을 제시하였다.