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Nikkei X-TECH_2021.6.25

7톤 적재 무인 덤프가 터널 현장을 질주
다이세이건설, 자기 위치 추정 SLAM 활용

다이세이건설은 측위 위성의 위치정보를 얻을 수 없는 터널 갱내에서 건설기계의 위치를 파악하는 기술 ‘T-iDraw Map’을 개발. 크롤러 덤프의 자율주행에 성공했다. 건설기계의 3차원 레이저 스캐너(3D-LiDAR)를 장착, 주위의 3차원 지도를 제작하면서 자기 위치를 추정하는 SLAM(Simultaneous Localization And Mapping) 기술을 이용한다.

터널 갱내에서는 GNSS(위성을 이용한 측위 시스템의 총칭)의 전파를 수신해서 위치정보를 취득하는 것이 어렵다. 토탈스테이션에서 건설기계를 자동 추적해 좌표를 계측하는 방법은 있지만, 터널에 곡선 부분이 있거나 장해물이 있어 광파가 닿지 않게 되면 놓치게 된다.

T-iDraw Map에서는 건설기계에 장착한 3D-LiDAR로 터널의 벽면이나 진로 상의 장해물을 계측해서, 3차원 군점 데이터로 이루어진 ‘환경 지도’를 만든다. 동시에 벽면과의 거리 등을 통해 기체의 위치를 추정. 2개의 데이터를 건설기계 내에서 처리하고, 미리 정한 루트에 따라서 주행한다. 주행 루트를 결정하기 위해 사전에 오퍼레이터가 운전해서 환경 지도를 만들어 둘 필요가 있다.

건설기계의 진행 방향에 장해물을 발견했을 경우는 자동으로 감속해서 루트를 변경한다. 장해물을 피한 후에는 원래의 루트로 돌아온다. 원격 조작에 의한 경로 변경도 가능하다.

-- 총 22.2km를 주행 --
SLAM은 일부 로봇 청소기나 드론 등의 자율주행에서도 활용되고 있다. 단, 크롤러 덤프는 차체가 크기 때문에 LiDAR의 레이저와 기체가 간섭하기 쉽다. 분진이나 노면의 요철에 의한 진동과 같은 건설 현장 특유의 문제도 있다. 그래서 다이세이건설은 한정된 군점 데이터로도 기체의 위치를 정확하게 추정할 수 있도록 개량했다.

개발의 베이스가 된 크롤러 덤프는 다이세이건설과 건설기계 업체인 모로오카(이바라키현)가 19년에 발표한 ‘T-iROBO Crawler Carrier’다. GNSS로 위치정보를 얻어 자동으로 토사를 운반한다. 이미지처리 기술을 이용해 작업자를 감지하고, 감속이나 긴급 정지를 판단하는 등의 안전 대책도 장치했다.

T-iDraw Map을 탑재한 크롤러 덤프는 국토교통성 국토기술정책종합연구소의 실물대 모의 터널이나 시공 중인 터널 현장에서 총 22.2km 정도를 주행. 성능을 확인했다. 기동이나 정지 등의 조작은 현지에 설치한 원격 조작실에서 무선으로 지시했다.

다이세이건설은 터널 시공 기계의 자동화나 연계를 통해 ‘One Man Operating System’의 실현을 목표한다. 21년 2월에는 자율주행 건설기계를 서로 연계하는 시스템 ‘T-iCraft’을 개발하는 등 요소 기술의 라인업을 충실화하고 있다.

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