| 초록 |
□ 연구개발 목표 및 내용 ○ 최종 목표 ◦ 비전센서 기반 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템의 개발 및 사업화 - 비전센서를 탑재한 카메라 장비를 이용하는 구조물 안전진단 모니터링. - 구조물 미소 거동에 대한 사용자 인지성 향상을 위한 고속 모션 확장 알고리즘 개발. - 비전센서 데이터 분석을 통한 정량적 다중 포인트 진동 측정기술 개발. - 구조물 진동 데이터 및 분석을 통한 구조물 안전진단을 위한 적응형 하이브리드 인공지능 알고리즘 개발. - 신호처리 및 인공지능 기술을 통합한 비전센서 기반 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템 시제품 개발. ○ 전체 내용 ◦ 구조물 상태감시 및 안전진단은 주로 주기적인 표면열화검사 및 진동센서로부터 수집된 신호분석 방법에 의해 이루어지고 있음. 이는 진동특성분석을 통해 구조물 상태정보를 취득하는데 유용하지만 다수의 접촉식 센서가 필요하기 때문에 시스템이 복잡하고 숙련된 검사자의 오랜 경험을 필요로 하며 고층 및 고온 구조물과 같이 검사자의 접근 및 센서 부착이 용이하지 않은 경우 어려움이 있음. ◦ 본 기술은 검사자의 접근이 어려운 구조물 안전진단을 위해 검사자의 시각을 대신하는 비전센서와 숙련된 검사자의 노하우를 대신하는 인공지능 기술을 융합 및 활용하여 보다 진보된 구조물 안전진단 모니터링 시스템 개발을 목표로 함. ◦ 비전센서를 이용함으로써 기존 센서의 설치가 어렵고 작업자의 접근이 용이하지 않은 위험 환경에서 원거리 비접촉 측정이 가능하다는 장점으로 인해 현장 적용성을 높일 수 있음. ◦ 적응형 인공지능 기술의 개발 및 적용을 통해 전문가가 아니어도 구조물 안전진단에 어려움이 없으며 이상상태에 대한 인적판단 오류를 최소화할 수 있으며, 점검 시간 단축 및 작업자 안전사고 예방 효과가 있음. ○ 1년차 (2단계) 목표 ◦ 비전센서 기반 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템의 요소기술 개발 - 비젼센서를 통해 수집된 정보의 신호처리 알고리즘 개발 - 구조물 상태진단을 위한 인공지능 알고리즘 설계 - 테스트베드 설계 내용 ◦ 신호처리 기술 - 기존 알고리즘 분석 - 고속 처리 및 인지성 향상을 위한 모션확장 알고리즘 설계 및 개발 - 정확도 향상 및 고속 처리를 위한 진동측정 알고리즘 설계 및 개발 ◦ 인공지능 기술 - 기존 인공지능 알고리즘 특징 분석 및 시스템 적용성 검토 - 지능형 구조물 안전진단 시스템에 적용 가능한 인공지능 알고리즘의 설계 ◦ 시험검증 - 시험검증 요건 분석을 통한 테스트베드 설계 지침 마련 - 배관 구조물 전산모사를 통한 피로파괴 시뮬레이션을 통한 진동신호를 이용한 구조물 상태평가 가능성 확인 - 테스트베드 설계 요건 정의 및 전산모사 - 테스트베드 프로토타입 개발 ○ 2년차 (2단계) 목표 ◦ 비전센서 기반 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템구현, 통합 및 성능검증 - 비젼센서를 통해 수집된 정보의 신호처리 알고리즘 구현 - 구조물 상태진단을 위한 인공지능 알고리즘 개발 - 시제품 개발 - 테스트베드 구축 - 성능시험 내용 ◦ 신호처리 기술 - 모션확장 알고리즘 구현 및 모듈 시험을 통한 최적화 - 진동측정 알고리즘 구현 및 모듈 시험을 통한 최적화 ◦ 인공지능 기술 - 적응형 하이브리드 인공지능 알고리즘 개발 및 구현 - 베이스 학습 데이터를 통한 인공지능 알고리즘 모델 학습 - 모듈시험을 통한 알고리즘 최적화 ◦ 시스템통합 - 모션확장 알고리즘 모듈, 진동측정 알고리즘 모듈 및 인공지능 알고리즘 모듈을 통합한 시제품 개발 - 시스템 통합시험을 통한 최적화 ◦ 성능시험 - 테스트베드 개발 및 구축 - 시스템 성능시험 절차 수립 - 공인인증기관을 통한 성능시험 □ 연구개발성과 o 기술개발 - 구조믈 미소진동에 대한 검사자 인지성 향상을 위한 고속 모션확장 기술의 개발. - 구조물 상태감시 특징 인자로서 다중 포인트 진동신호 획득 기술의 개발. - 구조물 안전진단에 적용 가능한 적응형 하이브리드 인공지능(Adaptive Hybrid Artificial Intelligence) 알고리즘의 개발. - 비전센싱 데이터 시각화(모션확장), 정량적 진동신호 획득 기술 및 적응형 인공지능 기술을 포함하는 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템의 개발. o 최종결과물 - 고속 모션확장(미소진동 시각화) 영상처리 알고리즘(SW) - 비전센싱 다중포인트 진동측정 알고리즘(SW) - 적응형 인공지능 알고리즘(SW) - 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템(HW) □ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과 □ 성과활용계획 o 사업화 대상 - 진동측정용 비전장비 공급: 구조물 진동측정 및 분석 장비의 판매 - 지능형 구조물 안전진단 모니터링 시스템 공급 : 구조물 안전진단 시장에 통합시스템 판매 - 운영 용역 : 공급 장비 및 시스템에 대한 운영 용역 - 기술 용역 : 진동측정 및 안전진단 대행 서비스 용역 - 유지보수 : 공급 장치에 대한 유지보수 사업 o 사업화추진 - 개발 시스템의 상세 시장 동향 조사를 통한 마케팅 전략 수립 - 시제품 전시회를 통한 제품 홍보, 판로 개척 및 시장요구 사항 적용 - 개발 종료 후 협력기관과의 MOU를 통한 시장 안정성 확보 o 주요 수요처 - 발전자회사(수화력발전소)는 발전과 관련된 고온, 고압의 배관설비를 다수 운영하고 있으며, 설비의 안전성확보와 고 효율화를 위해서는 운영 중 진동감시가 필연적임 - 생산공장시설(고온, 고압탱크 또는 배관 사용시설)의 운영 중 진동에 의한 사고방지 및 경제적 손실을 예방하기 위한 필요성 증대 - 정유사(석유화학 등)의 구조물 설비 운전정지 등의 경제적 손실 방지 수단 필요 □ 기대효과 o 최근 인공지능이 다양한 서비스 분야에서 많은 발전을 이루고 있으나 구조물 안전진단 분야에 적용하기 위해서는 다양한 환경변화 및 사용상태의 변화에 적응 가능한 형태의 인공지능 모델의 개발이 필요함. 적응형 인공지능의 개발을 통해 다양한 산업현장에서의 구조물 상태진단 및 예측을 위한 기술로 활용이 가능함. o 비전센서는 원거리 비접촉 측정 및 광역 감시가 가능하다는 높은 이점에도 구조물 안전진단 분야에서의 활용은 매우 미흡한 실정으로 기술 개발을 통해 안전진단 기술의 혁신 및 비전센서를 활용한 새로운 시장 창출이 가능함. o 우리나라는 구조물 진단 분야의 기술 및 장비의 해외의존도가 높고 관련 산업이 취약하며 최근 선진국의 경우 기기 성능감시, 진단 및 평가 분야의 전문 인력이 부족한 상황임. 따라서 국내에서 이 기술을 첨단화하여 국내외 기술을 선도할 기회가 주어짐. 개발이 성공적으로 이루어질 경우 선진국 수준 이상의 기술 확보로 해외 수출을 선점할 수 있음 (출처 : 요약문 2p) |
