▲ 4족 보행 로봇과 드론을 활용해 터널 내부를 3차원 계측할 수 있다(사진=도쿄대)

일본 도쿄대 연구진은 종합건설기업인 오바야시구미(大林組)와 공동으로 자율 4족 보행로봇과 UAV(무인비행기)를 이용해 터널 단면에 대한 3차원 계측 실증실험을 실시했다고 14일 밝혔다.

이번 실증 실험은 국토교통성 ‘건설 현장의 생산성을 비약적으로 향상시키기 위한 혁신적 기술의 도입·활용에 관한 프로젝트’의 일환으로 후쿠시마 로봇 테스트 필드에서 이뤄졌다. 연구팀은 이번 실증 실험을 통해 복수의 단면 계측을 연속적으로, 그리고 효율적으로 실시할 수 있다는 것을 확인했다고 밝혔다.

도쿄대 대학원 공학계 연구과와 오바야시구미가 공동 개발한 ‘광절단법(光切断法)을 이용한 산악 터널 단면 계측 시스템’은 1단면의 계측 작업 인원을 약 4분의 1로 줄이고, 계측 시간을 약 120분의 1로 줄일 수 있다. 기존의 기술은 고정된 삼각대 위에 링 레이저와 광시야 카메라를 설치해 사용하며, 복수 단면을 계측할 때는 계측시마다 사람이 계측 장치를 이동해야 할 필요가 있다. 연구팀은 이 계측 장치를 로봇에 탑재함으로써 복수 단면의 계측을 연속적으로, 그리고 효율적으로 실시할 수 있도록 했다.

이번 실증실험에는 보스턴 다이내믹스의 4족 보행 로봇 '스팟'과 DJI의 ‘매트리스 300 RTK‘ 드론이 활용됐다.

이번 실증 실험에서는 지상을 자율 보행하는 스팟(Spot)과 허공을 비행하는 UAV에 계측장치를 탑재했다. 레이저 스위치의 전환을 고속으로 반복하는 방식으로 동영상을 촬영함으로써 복수 단면을 연속적으로 계측할 수 있다는 점을 확인했다. 3차원 계측에 로봇을 활용함에 따라 계측에 필요한 시간을 기존에 비해 약 30분의 1로 단축할 수 있었다.

스팟에는 복수의 카메라가 내장되어 있어 AR마커를 인식할 수 있다. 사전에 AR마커를 인식시켜 이동 경로를 설정하면, 두번째부터는 자율 보행을 할 수 있다. 이 기능에 의해 터널이나 지하 통로를 임의의 시간에 자동으로 동영상을 촬영하면서 단면을 계측할 수 있기 때문에 준공 검사시 초기 점검이나 정기적인 일상 점검 활동 등에도 유효하게 활용될 수 있다는 설명이다.