도로면 크랙실링 자동화 장비의 최적 경로계획 알고리즘 개발

• Published in: 한국건설관리학회 논문집, 11(4) Vol. 11; no. 4; pp. 68 - 79
• Main Authors: 유현석, 이정호, 김영석, Yoo, Hyun-Seok, Lee, Jeong-Ho, Kim, Young-Suk
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국건설관리학회 01.07.2010
• Subjects: 건축공학
• ISSN: 2005-6095; 2465-9703

During the last two decades, several tele-operated and machine-vision-assisted systems have been developed in construction and maintenance area such as pavement crack sealing, sewer pipe rehabilitation, and excavation. In developing such tele-operated and machine-vision-assisted systems, trajectory plans are very important tasks for optimal motions of robots whether their environments are structured or unstructured. This paper presents an optimal trajectory planning algorithm used for a machine-vision-assisted automatic pavement crack sealing system. In this paper, the performance of the proposed optimal trajectory planning algorithm is compared with the greedy trajectory plans which are used in previously developed pavement crack sealing systems. The comparison is based on computational cost versus overall gains in crack sealing efficiency. Finally, it is concluded that the proposed algorithm plays an important role in productivity improvement of the automatic pavement crack sealing system developed. 도로면 크랙실링 공법은 예방적 차원에서 도로면에 발생된 크랙을 초기에 효과적으로 보수할 수 있는 공법으로 국내외에 서는 1990년대 초반부터 기존 도로면 크랙실링 작업의 생산성, 안전성 및 품질의 균일성 확보를 목적으로 크랙실링 자동화 장비의 개발을 위한 지속적인 연구개발 노력을 수행해 왔다. 도로면 크랙실링 자동화 장비를 개발함에 있어 특히 경로계획은 주어진 작업 영역 내에서 개발 장비로 하여금 실링될 크랙 네트워크를 시간 효과적으로 횡단할 수 있도록 하는 운항 정보를 제공하게 되므로 이는 개발 장비의 성능을 결정 짖는 매우 중요한 연구주제라 할 수 있다. 본 연구의 목적은 작업 영역 내 경로계획 데이터의 효과적인 모델링을 통해 크랙실링 자동화 장비의 최적 경로계획 알고리즘을 개발하는 것으로써, 경로 집합전체를 완전 탐색하는 2단계 트리 알고리즘과 크랙의 순열만을 탐색하는 1단계 트리 알고리즘을 개발하였으며, 알고리즘의 성능 측정 및 분석을 통해 최적 경로계획 알고리즘의 적용 범위와 그에 따른 성능 향상 정도를 평가하였다. 이 연구의 결과는 도로면 크랙실링 자동화 장비의 생산성 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.