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이재강 연구실
동아대학교 건설시스템공학과 이재강 교수
스마트 건설
건설 안전관리
UAS 기반 3D 모델링
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

이재강 연구실

동아대학교 건설시스템공학과 이재강 교수

이재강 연구실은 건설시스템공학과 기반으로 스마트 건설 및 건설안전 분야의 데이터·공정 기술을 개발합니다. UAS 기반 정밀 3D 지형모델 생성과 토공 진행 디지털화 프레임워크를 통해 절토·성토량 추정, 단면 산출, 지오펜싱을 수행합니다. 또한 정밀 3D 지형과 실시간 기상정보를 연계한 지리공간 시뮬레이션으로 블랙 아이스 위험 구역을 예측하고 경보 시스템으로 구현합니다. 더불어 디지털 트윈과 IoT를 활용해 도로포장 시공관리 통합 운영, 건설장비 자동화 운용, 노후건축물 안전점검 자동화 기술을 연구합니다.

스마트 건설건설 안전관리UAS 기반 3D 모델링지오펜싱블랙 아이스 위험 예측
대표 연구 분야
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UAS 기반 토공 진행 디지털화 및 지오펜싱 안전화 연구 thumbnail
UAS 기반 토공 진행 디지털화 및 지오펜싱 안전화 연구
UAS-Based Earthwork Progress Digitalization and Geofencing for Safety
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
주요 논문
2
논문 전체보기
1
Article
|
인용수 7
·
2022
Geospatial Simulation System of Mountain Area Black Ice Accidents
Jae-Kang Lee, Yong Huh, Jisoo Park
IF 2.7 (2022)
Applied Sciences
최근 한국에서 산악 지역의 개발이 증가함에 따라 기존 도로의 개보수가 진행되고 새로운 고속도로가 건설되면서, 산악 지역에서의 주행 속도가 높아지고 있다. 그러나 한국 북동부의 산악 지역은 지형에 따라 높은 습도, 잦은 안개, 그리고 경사면 일사(illuminated) 조건에 의해 블랙아이스(black ice)가 형성될 가능성이 더 높으며, 이는 심각한 교통 적체를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실시간 기상 정보를 기반으로 도로 표면 온도를 추정하는 기존 도로 관리 시스템과 공간 정보를 연계하여 보다 효과적인 블랙아이스 예측 및 경보 시스템을 구축하는 방법을 제시한다. 공간 정보는 정밀한 3D 지형 정보를 바탕으로 음영(그늘) 구역의 변화를 시뮬레이션함으로써 각 시간대별 블랙아이스 형성 위험 수준을 예측할 수 있게 해주었다. 또한 이 정보는 도로의 경사 및 곡률 정보를 함께 제공하여 위험 구역을 추정하는 데 활용되었다. 제안된 시스템은 기상 데이터와 통합되어 도로 표면 온도를 예측하였다. 제안 시스템은 2017년부터 2018년까지의 기상 데이터가 누적된 두 개의 산악 지역에서 시험하였다. 그 결과, 제안 시스템은 시험 기간 동안 블랙아이스로 인한 교통사고의 71%를 예측하였다. 이러한 결과는 시스템이 합리적인 예측을 제공함으로써 블랙아이스 관련 교통사고 예방에 크게 기여할 수 있음을 보여준다.
https://doi.org/10.3390/app12115709
Terrain
Environmental science
Meteorology
Geospatial analysis
Warning system
Road surface
Geography
Computer science
Cartography
Civil engineering
2
Article
|
인용수 23
·
2021
Large-Scale Earthwork Progress Digitalization Practices Using Series of 3D Models Generated from UAS Images
Jinwoo Cho, Jae-Kang Lee, Jisoo Park
IF 5.532 (2021)
Drones
제4차 산업혁명 이후 기존의 인력 중심 제조는 사회 전반에서 기술 및 데이터 중심 생산으로 전환되고 있다. 건설 부문 또한 정보통신기술(ICT)을 활용한 현장 관리(site management)를 적용하여 생산성을 향상시키고 안전을 확보한다는 명확한 목적을 바탕으로, 스마트 건설(smart construction)이라는 새로운 패러다임에 직면해 있다. 본 연구의 목적은 무인 항공 시스템(UAS)을 사용해 획득한 영상을 기반으로 토공(earthwork) 공정의 디지털화 프레임워크를 개발하는 것이다. 전체 프레임워크는 정밀한 UAS 데이터 획득, 절토·성토(cut-and-fill) 물량 추정, 횡단면 도면 작성, 그리고 지오펜싱(geo-fencing) 생성으로 구성된다. 이를 위해 토공 작업이 수행되는 활성 도로 건설 현장에서 동질적인 시계열 드론 이미지 데이터를 수집하였다. 개발된 시스템은 정밀한 3D 지형 모델을 생성하고 절토·성토 물량의 변화를 추정할 수 있었다. 또한 제안된 프레임워크는 건설 단계 전반에 걸쳐 관심 영역 각각에 대한 횡단면 관측치를 생성하였으며, 최종적으로 중장비의 안전한 운영을 지원하기 위한 지오펜싱을 구축하였다. 본 연구에서 제안한 프레임워크는 토공 진행 현황의 디지털화 과정을 자동화함으로써 스마트 건설 분야에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
https://doi.org/10.3390/drones5040147
Earthworks
Fencing
Automation
Scale (ratio)
Process (computing)
Drone
Volume (thermodynamics)
Computer science
Engineering
Civil engineering
최신 정부 과제
7
과제 전체보기
1
주관|
2022년 3월-2025년 12월
|4,401,000,000
광역단위 노후건축물 디지털 안전워치 기술개발
[1-1] Ο 건축물 안전정보 표준 프레임워크 및 sBIM 데이터 모델 구축 기반기술 개발 - 건축물 안전관리 정보 분류체계 및 표준 데이터 모델 기반기술 개발 - sBIM 표준 데이터 모델 기반 3D 객체모델 참조 데이터 기반기술 개발 - 공공 건축정보 시스템 연계 건축물 이종정보 추출/변환/적재 요소 기반기술 개발 [1-2] Ο 기존 전자도서의 비정형(불규칙) 건축정보 분석 기술 개발 - 기존 전자도서(도면, 非도면) 정보 현황 분석 및 분류 체계 개발 - 인공지능 학습데이터 구축을 위한 라벨링 도구 개발 - 도면인식자동화를 위한 인공지능 표준 학습데이터 구축 1차 Ο 인공지능 학습데이터 구축 지원도구 개발 및 학습데이터 구축 - 전자도서 정보 선별·추출 (반)자동화 기술 개발 - 인공지능 학습데이터 구축을 위한 라벨링 참조사전 및 도구 개발 - 도면인식자동화를 위한 인공지능 표준 학습데이터 구축 2차 [1-3] Ο 도면 미보유 건축물 영상 미확인 안전정보 수집 및 DB 구축 기술 개발 - 노후 건축물 연도별 법적 규제 변화에 따른 안전정보의 DB 구축 - 노후 건축물 유형별 설계/시공현황에 따른 표준 안전정보 구축 - 지반정보 DB 구축 및 인공지능 기반 지반조건 예측 모델 개발 [2-1] Ο 3차원 건축물 형상정보 구축 운영 S/W와 가이드 및 임무장비 개발 - 노후건축물 3차원 안전정보 구축을 위한 무인이동체 운영가이드 작성 - 수요기반의 무인이동체 임무장비 운영 S/W 개발 - 소규모건축물 대상 5종 안전정보 구축을 위한 영상집합선별 S/W 개발 Ο 3차원 건축물 안전진단 정보 구축 운영 매뉴얼 및 임무장비 개발 - 소규모 건축물대상 5종 안전점검 항목 점검을 위한 무인이동체 운영시나리오 및 매뉴얼 작성 - 소규모 건축물대상 5종 안전점검 항목 정보구축을 위한 무인이동체 임무장비 모듈(SW/HW) 개발 [2-2] Ο 건축물 실내 안전정보 조사 기술 및 자동화 SW 개발 - 건축물 실내 안전정보 조사 임무장비(HW) 및 운영기술과 자동화 SW 개발 Ο 건축물 실내/외 공간정보 동기화 기술 및 건축 객체 역설계 SW 개발 - 건축물 실내/외 공간정보 정합 및 좌표계 동기화 기술(SW) 개발 - 건축물 실내/외 공간정보 모델링 및 건축 객체 역설계 SW 개발 Ο 건축물 실내 안전점검 기술 및 자동화 SW 개발 - 건축물 실내 안전점검 임무장비(HW) 및 운영기술과 자동화 SW 개발 [2-3] Ο 건축물 화재안전/에너지성능 점검을 위한 학습데이터 구축 및 딥러닝 모듈 개발 - 학습데이터용 영상데이터 세부기준 및 확보방안 마련 - 딥러닝 학습데이터 구축을 위한 라벨링 도구 개발 - 건축물 화재안전 및 에너지성능 점검을 위한 딥러닝 모듈 개발 Ο 학습데이터셋 Class 정의 및 데이터 구축 - 학습데이터셋 Class 정의서 작성 및 학습데이터 구축(구조:8만,화재:5만,에너지성능:3만) Ο 영상정보 및 포인트클라우드 기반 결함탐지(구조안전) 모듈 SW 개발 - 영상정보 기반 부재단위 결함탐지 (구조안전) 모듈 S/W 개발 Ο 건축물 결함·위험징후 탐지 자동화 기술 지원 - 기존 점검 영상데이터 확보 및 결함탐지 인공지능 성능목표 정의서 제시 Ο 건축물 유형별 자가점검 매뉴얼 및 기초 알고리즘 개발 - 건축물 유형별 자가점검 시나리오, 체크리스트와 자가점검 매뉴얼 개발 및 챗봇 앱 알고리즘 및 상세 기능 설계서 개발 [3-1] Ο 디지털 안전관리 정보체계 구축 및 안전관리 데이터 품질 검증 자동화 기준 정의 - 목표 서비스 모델 및 시나리오기반 건축물 안전관리 정보 활용 레퍼런스 모델 개발 - BIM-GIS 상호 호환성 지원 및 이종 데이터 연계활용 지원을 위한 데이터베이스 아키텍쳐 기본 설계 - 건축물 안전관리 정보 라이프사이클에 따른 데이터 관리 프로세스 및 관리 정책 개발 - G-Cloud 및 최신 정보 플랫폼 관련 요소기술을 반영한 시스템 아키텍쳐 기본 설계 - 건축물 안전관리 대상별 핵심 데이터셋 선정 및 품질관리 기준정의 [3-2] Ο 지자체 안전관리 이슈분석 및 실증 시나리오 수립 - 핵심성과 연계방안 수립 및 1단계 핵심성과 검증 상세기준 정의서 개발 - 스캔기반 sBIM 역설계 데이터 검증기준 수립 및 적용성 테스트 - 디지털 안전정보, 업무, 기준 등 실태조사 및 안전관리 절차 수립 - 실증 대상 건축물 Pool 확보 및 건축물 유형별 정보 데이터 수집 - 1단계 정보화 실증 계획 수립 및 정보데이터 분석 - 2단계 종합실증 절차서 수립 - 건축물 생애주기 안전관리 업무 현황 및 이슈, 사업화 동향 분석 [3-3] Ο 노후 건축물 안전관리 및 디지털 기술지원 실태조사 및 분석 - 디지털 기술 규제 조사분석 및 기술/재정적 지원 현황/애로사항 도출 - 건축물 안전관리 법/제도 및 광역지자체 안전관리 실태 조사
안전정보
디지털화
자동화
안전점검
안전관리시스템
2
2020년 4월-2025년 12월
|1,921,570,000
디지털 기반 도로 건설장비 자동화 기술 개발
■ 연구개발 목표● 본 세부과제는 도로 토공 및 포장 시공의 자동화 · 디지털화를 통한 생산성 30% 향상을 목표로 하며, 2개의 핵심기술과 4개의 핵심요소기술(CTE)을 선정함.- (핵심기술 1) 고정밀 작업 가능 자율 작업형 건설 장비 제어 기술 개발● (CTE 1) 도로건설장비 자율 작업 및 원격 제어 기술 개발● (CTE 2) AI 기반 경로 추종 ...
건설자동화
머신컨트롤
자율주행/원격제어
지능형 품질관리
연계 플랫폼
3
협동|
2019년 4월-2023년 12월
|1,337,548,000
IoT기반 도로포장 재료생산 및 시공관리 통합 운영 시스템 개발
1세부 : IoT 기반 시멘트 콘크리트 도로 포장 품질관리 기술 개발 IoT 기반 레미콘 플랜트 생산품질관리 기술 개발 - 레미콘 플랜트 품질관리 현황 분석(품질관리인자 도출 및 확인) - IoT 기반 레미콘 플랜트 원자재 품질관리기술 개발 및 검증 - IoT 기반 레미콘 플랜트 혼합물 생산 품질관리 기술 개발 및 검증 - IoT 기반 시멘트 콘크리트 품질시험 관리기술 개발 및 검증 - IoT 기반 레미콘 플랜트 생산정보 통합관리 운영지침/매뉴얼 개발 IoT 기반 시멘트 콘크리트 포장 시공 품질관리 및 시공장비 운영 기술 개발 - 시멘트 콘크리트 포장 시공 품질관리 현황 분석(품질관리인자 도출 및 확인) - IoT 기반 시멘트 콘크리트 포장 시공장비 핵심 모듈 구성장치 개발 및 검증 - IoT 기반 시멘트 콘크리트 포장 양생관리 기술 개발 및 검증 - IoT 기반 줄눈시공관리 기술 개발 및 검증 - IoT 기반 시멘트 콘크리트 포장 시공 품질관리 운영지침/매뉴얼 개발 2세부 : IoT 기반 아스팔트 콘크리트 도로포장 품질관리 기술 개발 및 테스트베드 운영 IoT 기반 아스팔트 플랜트 생산품질관리 기술 개발 - 아스팔트 플랜트 품질관리 현황 분석(품질관리인자 도출 및 확인) - IoT 기반 아스팔트 플랜트 원자재 품질관리기술 개발 및 검증 - IoT 기반 아스팔트 혼합물 생산 품질관리 기술 개발 및 검증 - IoT 기반 아스팔트 콘크리트 품질시험 관리기술 개발 및 검증 - IoT 기반 아스팔트 플랜트 생산정보 통합관리 운영지침*/매뉴얼 개발 IoT 기반 아스팔트 콘크리트 포장 시공 품질관리 및 시공장비 운영 기술 개발 - 아스팔트 콘크리트 포장 시공 품질관리 현황 분석(품질관리인자 도출 및 확인) - IoT 기반 아스팔트 콘크리트 포장 품질관리 기술 개발 및 검증 - IoT 기반 아스팔트 콘크리트 포장 시공장비 핵심 모듈 구성장치 개발 및 검증 - IoT 기반 아스팔트 콘크리트 포장 시공 품질관리 운영지침*/매뉴얼 마련 테스트 베드 총괄 운영 - 요소기술 검증을 위한 테스트베드 구축 및 운영 - 통합운영시스템 시범운영 및 검증 3세부 : IoT 기반 도로포장 재료생산 및 시공관리 통합운영 시스템 개발 IoT 기반 시멘트/아스팔트 플랜트 생산정보 통합관리 시스템 개발 도로포장 공사용 IoT 플랫폼 개발 및 구축 - 도로포장공사 품질정보 IoT 통신 프로토콜 개발 - 도로포장공사 현장 공간정보 활용 및 연계 기술 통합운영체계 아키텍쳐 구축 IoT 기반 도로포장 시공현장별 품질관리 시스템 (클라우드)서버 구축 - 데이터베이스 구축 및 관리 IoT 기반 도로포장 품질관리 모바일 어플리케이션 개발 - 모바일 기기 실시간 연동 기술, 품질정보 시각적 표출 기능(가이던스) 등 IoT 기반 도로포장 품질관리 통합 시스템 개발 - 품질자료 표준 포맷(XML 등) - 시공현장별 도로포장 품질관리 결과 통합 출력 기능 IoT 기반 도로포장 품질관리 통합 시스템 운영매뉴얼 개발
사물인터넷
아스팔트 포장
콘크리트 포장
품질관리
디지털트윈
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024공간할당 기술을 이용한 CCTV 위치 최적화 방법1020240021729
등록2020토공 장비 안전 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체1020200184968-
등록20183차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법1020180070867-
전체 특허

공간할당 기술을 이용한 CCTV 위치 최적화 방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240021729

토공 장비 안전 관리 시스템, 방법, 및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램을 기록한 기록 매체

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200184968

3차원 모델링용 촬영장치 및 촬영방법

상태
등록
출원연도
2018
출원번호
1020180070867