• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2007년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.347-352
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• 2007

건설 산업의 숙련공 부족현상, 고령화 문제, 임금 상승으로 인한 채산성 악화, 품질의 균일성 및 안전성 확보 등은 향후 국내 건설 산업이 해결해야 할 당면 과제이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 기술적인 접근방법으로써 국${\cdot}$내외에서는 건설 자동화에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있으며, 최근 국내에서는 토공사 작업의 안전성을 확보하기 위해 백호(backhoe)를 대상으로 지능형 굴삭로봇을 개발하기 위한 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 지능형 굴삭 로봇을 개발하기 위해 필수적으로 요구되는 기반기술 중 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동산출을 위한 최신 요소기술을 분석하고 최적 대안을 제시하였으며, 이를 위해 국내외 문헌고찰 및 다양한 최신요소 기술의 분석을 통해 지반형상을 실시간으로 인식할 수 있는 5가지 요소기술들에 대한 분석을 선행하였다. 또한 로컬영역의 실시간 지반형상 인식 및 토공량 자동 산출을 위해 3차원 모델링 장비가 갖추어야할 주요 고려요소를 분석하고, AHP 기법을 이용하여 주요 고려요소별 가중치를 산정하고 각 요소기술별 선호지수를 도출하였다. 도출된 선호지수를 바탕으로 최신 요소기술 간의 우선순위를 선정함으로써 3차원 모델링 장비에 적용 가능한 최적 대안을 선정하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.145-154
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• 2009

작업환경 주변의 사물(target object)을 자동으로 인식하고 그 결과를 효과적으로 모델링하는 기술은 작업 품질, 생산성 등 개발 장비의 성능(performance)에도 지대한 영향을 미치게 되므로 이는 건설자동화 장비를 개발함에 있어 필수적으로 요구되는 핵심 요소기술이다. 현재 국내에서는 2006년부터 지능형 굴삭 로봇(intelligent robotic excavator)의 개발을 위하여 토공 작업환경을 대상으로 스테레오 비전을 활용하여 굴삭 로봇 주변 영역의 지반형상을 3차원으로 모델링하기 위한 기술을 개발하고 있다. 본 연구의 목적은 실제 토공 작업환경을 3차원으로 모델링하는 과정에서 필연적으로 발생되는 스테레오 매칭 노이즈를 효과적으로 제거하기 위하여 다양한 토공작업 환경 요소가 포함된 스테레오 영상을 수집하고 토공 작업 환경의 3차원 모델링에 적합한 노이즈 제거 알고리즘을 제안하는 것이다. 본 연구를 통해 개발된 디지털 영상처리 기술은 토공 작업환경을 대상으로 주변을 자동 인식하고 추출하고자 하는 관심의 대상을 3차원으로 모델링해야 하는 굴삭기 이외의 자동화 장비 개발에 있어서도 응용성이 매우 클 것으로 기대된다.

• 지구물리
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• 제7권4호
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• pp.247-253
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• 2004

3차원 형상화를 통한 분석이 많은 분야에서 연구 및 적용되고 있다. 3차원 형상화는 사진영상의 중첩에서 (3차원)레이저 스캐닝(laser scanning)으로 발전을 하여 가고 있으며, 각 방법이 각기 그 자체로서 발전을 해가고 있는 추세이다. 본 연구에서는 물체에 대한 데이터베이스를 구축하여 대상 이미지에 대하여 기하학적 패턴 매칭(patter matching)을 기반으로 한 인지(인식) 알고리즘을 도입하여 3차원 형상화를 통한 지질 및 지반조사를 위한 기초 기술로 활용하고자 하였다. 물체의 외형적인 성질에 기반하며 특별한 광원없이 물체를 인지할 수 있는 3차원 형상화 알고리즘은 지질 및 지반조사 분야 외에서도 많은 도움이 될 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.508-522
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• 2019

비탈면의 붕괴로 인해 재산피해뿐만 아니라 인명피해 또한 발생할 수 있으므로 안정성 평가를 통해 비탈면의 붕괴여부 예측 및 보강을 진행해야 한다. 본 논문은 비탈면 영상에서 암반 절리군, 암반 단층, 토양, 비탈면 누수영역 등 비탈면 붕괴와 관련하여 특성화 시킬 수 있는 지반 영역들을 정의하고 이를 딥러닝 기법을 통해 자동으로 분류해 낼 수 있는 방법에 대해 고찰하였다. 이에 따라 딥러닝 객체 영역분할(Instance segmentation) 네트워크를 활용하여 영상에 보여지는 다른 특성을 갖는 지반영역의 정확한 형상을 인식하고 자동 분할 할 수 있음을 보였으며, 향후 비탈면 안정성 평가를 위해 시행되는 비탈면 매핑 작업을 지원하고, 비탈면 보강 대책 등 의사결정에 필요한 비탈면의 지반특성 정보를 자동으로 산출할 수 있는 가능성을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.353-362
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• 2020

우리나라는 비교적 지진에 대해 안전한 지역으로 인식되고 있었다. 그러나 최근 경주와 포항에서 발생한 지진으로 인한 시설물에 상당한 피해가 발생함에 따라 이미 건축된 구조물의 유지, 보수에 관한 관심이 높아지고 있다. 따라서 기존 구조물에 적용 가능한 제진기술에 대한 관심 또한 높아지고 있다. 그러나 제진기술은 강한 지반 운동으로 인한 장치의 손상으로 인하여 성능 저하의 문제점이 있다. 최근 이러한 문제를 해결하기 위해, 가새 부재에 응력을 제거함으로써 자동복원이 가능한 초탄성 형상기억합금을 적용하는 연구가 이뤄지고 있다. 따라서 본 연구에서는 초탄성 형상기억합금을 적용한 비좌굴 가새 부재를 활용하여 자동복원 프레임 구조물을 구성하고 비선형 동적 해석을 통하여 초탄성 형상기억합금의 재료적 우수성과 구조물의 내진성능을 평가 및 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.39-48
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• 2003

블럭이론에서는 불연속면의 유한한 연속성을 무시하여 불연속면이 암반내에서 무한이 연속되어진다고 가정하였다. 본 논문에서는 터널시공의 안정성 평가기법으로 불연속면의 유한한 연속성을 고려한 키블럭 해석기법을 제안하고, 실제의 현장에 적용했다. 불연속면 원반 모델을 이용하여 불연속면의 연속성을 고려한 3차원 암반블럭의 생성을 판정하였다. 이 판정기 법은 블럭의 형상에 관계없이 모든 형상의 블럭이 인식가능하여 복잡한 굴착면의 문제에 적용가능 하다. 판정된 암반블럭에 대해서 거동성 및 안정성을 해석하였다. 실제 건설중에 있는 대단면 터널현장에 적용하여 해석결과를 비교 검토하므로써, 본 논문에서 개발한 수치해석기법의 타당성과 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.103-111
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• 2004

화강풍화토는 특유의 파쇄성과 압축성이 높은 이유로 일반적으로 사용되는 산정식에 의해 지지력 등을 산출하기 곤란한 문제점이 있다. 이러한 화강풍화토의 공학적 특성을 보다 상세히 밝히기 위해서는 우선 미시적인 입자자체의 특성을 충분히 검토한 후, 입자 집합체의 거시적인 거동특성과의 관련성을 우선 규명하여 한다. 그러나 지금까지 지반공학 분야에서는 하나하나의 입자에 작용하는 응력상태의 중요성에 대한 인식이 없었고, 또한 일련의 법칙성을 발견하기 어렵다는 이유로 단일의 입자특성은 다루어지지 않았다. 그러나 특유한 입자파쇄성과 고압축성을 갖는 화강풍화토의 정확하고 자세한 역학특성을 밝히기 위해서는 미시적인 입자의 특성을 조사해 지반거동에 미치는 영향을 조사할 필요가 있다. 또한 지반내에서의 수분의 존재는 입자파쇄의 활성화를 촉진시키고, 그 결과 압축성의 증가와 전단강도의 저하를 일으키는 요인이 된다. 사실상 실제로, 화강풍화토를 재료로 한 성토지반에서 지반침하가 심각한 문제로 대두되는 경우는 주로 화강풍화토 지반의 함수비 변화에 따른 압축특성의 민감한 변화의 결과로 추정하고 있다. 본 연구에서는 현미경 관찰을 통한 미시적인 입자형상 분석과 단입자 강도시험을 통한 입자강도특성을 조사하여 화강풍화토의 압축특성과의 관련성 및 입자의 파쇄성과 화강풍화토의 압축특성에 미치는 수분의 영향에 대하여 조사하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권11호
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• pp.55-62
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• 2010

액상화에 의해 발생되는 피해의 상당 부분은 반복전단과정에서 발생한 과잉간극수압이 소산되면서 지표에 나타나는 침하에서 유발된다. 그러나 지반은 매우 복잡한 구조로 되어 있기 때문에 침하는 균등하게 발생하지 않으며 대부분 부등 침하의 형태로 발생되게 된다. 일반적으로는 이러한 잔류전단변형률이 없는 상태에서 재압밀을 수행하지만 현실적으로는 잔류전단변형이 남아있는 것이 자연스러운 현상이라는 인식과 함께 다양한 다이레이턴시 특성하에서 발생되는 액상화 후 재압밀에 대한 고찰이 거의 이루어지지 않았다는 점에 주목하여 본 연구에서는 잔류전단변형률이 액상화 후 재압밀과정에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위하여 변형률 제어에 기반을 둔 시험장치와 간극수의 배수를 정밀 제어할 수 있는 체적변형률 제어장치를 이용하여 세립분을 포함하고 있지 않은 표준사와 세립분을 포함한 풍화토에 대한 일련의 삼축압축시험을 실시하였고 그 결과를 고찰하였다. 결과 표준사의 경우 에는 상대적으로 잔류전단변형률이 액상화 후 체적압축특성에 미치는 영향이 작았으나 풍화토의 경우에는 유효응력-체적변형률 관계곡선이 잔류전단변형률이 클수록 하방에 위치하였으며 곡선의 형상에도 영향을 미치고 있었고 대체적으로 응력 수준이 낮은 배수 초기에 체적변형률이 급증하며 유효응력 증가에도 거의 체적변형은 일어나지 않고 있다. 액상화에 의한 침투유동파괴가 낮은 응력 수준에서 발생된다는 점을 고려하면 이러한 관계 곡선의 형상은 매우 중요한 의미를 갖는다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.113-124
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• 2021

도시화 및 경제성장에 따라 기존 매립지 등 기피 시설로 인식되어 있는 지상 환경기초시설 및 에너지생산 시설의 지하화가 중요한 사회적 이슈로 대두되고 있다. 대규모 플랜트 시설을 지하에 안전하게 건설하기 위해서는 제한적인 공간 레이아웃의 활용성을 높이고, 불필요한 기둥을 최소화해야 한다. 본 논문에서는 플랜트 시설을 지하화 할 경우 발생하는 작업의 제약여건, 조립 및 철거, 공정 계통의 연계성, 유지 보수 등의 문제를 해결하기 위하여 플랜트 모듈화 공법(파이프랙)에 대해 검토하였다. 복합플랜트의 지하 고집적 배치, 공간 레이아웃 활용성 향상 및 구조물 안정성 확보를 위해 다양한 하중조건(지진하중, 장치하중, 토압하중 등)을 적용한 플랜트 모듈 해석을 수행하였다. 또한, 작용하중과 부재가 견딜 수 있는 설계강도비 값을 검토하고 모듈 형상에 따른 안정성을 고려한 파이프랙 소재를 추출하였다. 다양한 경계조건에서의 해석 결과를 바탕으로 지하복합플랜트 건설 시 필요한 기본모듈의 최소 설치 간격 및 모듈 배치(안)에 관한 시사점을 도출하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권5호
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• pp.137-147
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• 2023

LiDAR는 자율 주행뿐만 아니라 다양한 산업 현장에 적용되어 대상의 크기와 거리를 측정하는 데 사용되고 있다. 이에 더하여 이 센서는 반사된 빛의 양을 바탕으로 반사 강도 영상 또한 제공한다. 이는 측정 대상의 형상에 대한 정보를 제공하여 센서 데이터 처리에 긍정적인 효과를 일으킨다. LiDAR는 고해상도가 될수록 높은 성능을 보장하지만 이는 센서 비용의 증가를 야기하는데, 이 점은 반사 강도 영상에도 해당된다. 높은 해상도의 반사 강도 영상을 취득하기 위해서는 고가의 장비 사용이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 저해상도의 반사 강도 영상을 고해상도의 영상으로 개선하는 인공지능을 개발하였다. 이를 위해서 본 연구에서는 최적의 초해상화 신경망 모델을 위한 파라미터 분석을 수행하였다. 또한, 초해상화 알고리즘을 2,500여 장의 반사 강도 영상에 적용하여 훈련과 검증을 하였다. 결과적으로 반사 강도 영상의 해상도를 향상시켰다. 바라건대 본 연구의 결과가 향후 자율 주행 분야에 적용되어 주행환경 인식과 장애물 탐지 성능 향상에 기여할 수 있기를 기대하는 바이다.