일본산업뉴스요약

Nikkei X-TECH_2021.3.12

진동 롤러, 주행만으로 점군데이터(Point Cloud) 작성
드론이 필요 없는 전압(轉壓) 관리 시스템

다케나카토목(竹中土木)과 라이카지오시스템즈는 공동으로 흙을 다져 단단하게 하는 진동 롤러를 주행시키는 것만으로 3D 점군데이터를 자동으로 작성하는 전압 관리 시스템 ‘Dual Mast Roller’를 개발했다. 오퍼레이터가 운전석에서 점군데이터를 보며 시공 상황을 실시간으로 확인할 수 있어 성토공사에서의 과도한 전압 및 전압 누락을 방지할 수 있다.

진동 롤러 전방에 있는 쇠바퀴의 양 끝에 GNSS(글로벌 위성 네비게이션 시스템)의 수신 안테나를 설치해 쇠바퀴의 위치와 방향각을 측정. 쇠바퀴와 차체 사이에 부착된 경사계로 쇠바퀴의 기울기도 측정한다.

수집된 정보는 진동 롤러 운전석의 컴퓨터로 실시간 송신. 컴퓨터 상의 전용 프로그램이 그 정보를 기반으로 연산 처리를 실시해 주행하는 각 장소의 점군데이터를 쇠바퀴로 작성한다. 점군의 밀도는 임의 설정이 가능하다.

오퍼레이터는 전압 직후 운전석 컴퓨터에 표시되는 점군데이터로 시공 상황을 파악할 수 있어 전압이 누락된 곳은 그 자리에서 다시 시작할 수 있다. 또한 필요 이상의 전압을 반복하는 것도 피할 수 있다.

-- 차체 선회 시의 오차가 과제 --
GNSS를 이용해 성토 시 흙을 다질 때에는 진동 롤러의 운전석 지붕 등에 설치된 안테나 1개로 위치 정보를 취득해 주행한 회수로 관리하는 방법이 일반적이었다. 정해진 회수에 이르면 대상 장소의 색이 바뀌며 ‘전압 완료’를 알리는 구조이다.

기존 방식으로는 진동 롤러의 쇠바퀴와 안테나 설치 장소가 크게 떨어져 있기 때문에 흙을 다지는 위치를 정확하게 알아내려면 쇠바퀴의 중심으로부터 안테나까지의 거리나 지면에서 안테나까지의 높이를 오프셋(Offset, 보정 계산) 해야 한다. 하지만 진동 롤러의 선회로 쇠바퀴의 방향이 바뀌면 쇠바퀴 중심이 상대적으로 어긋나기 때문에 보정이 맞지 않아 오차가 발생한다.

이번에 개발한 시스템은 차체 선회 시에도 측정 오차를 최소화해 수집하는 위치정보의 정밀도를 높일 수 있다. 실증 실험에서는 차체 선회 시의 오차 범위가 수평 방향으로 20mm 이내, 연직 방향으로 30mm 이내였다.

향후에는 흙 다짐 후 토사를 균일하게 하는 것에도 점군데이터를 이용할 계획이라고 한다. 클라우드 서버 상에 있는 전압 완료 후의 점군데이터를 이용해 불도저가 일정한 층압으로 흙을 자동으로 퍼낼 수 있도록 한다. 또한 점군데이터를 이용한 토량 관리 시스템 개발도 추진할 예정이다.

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