미끄럼저항 측정장치 개발 : (Development of the Pavement Suface Friction Analyzer)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study is to develop devices to measure the skid resistance of the pavement surface and to analyze cracks on the pavements. For the first year of this two-year project, studies have been focused on the selection of the equipment type which can be used suitably for situations in Korea. The selection of hardware types and development and evaluation of computer softwares to analyze collected data are involved in the first year study of the project. For the pavement surface friction analyzer, the development of computer softwares which can be used to operate the testing equipment and to analyze collected data has been peformed. The data collected from the tests Include the speed of the testing trailer, the frictional force between tire and pavement surface, the vertical load applied to the testing tires and the skid number (SN). A computer program to analyze those data had developed. Another testing device which can be used to analyze cracks on the pavements has been made during the period of this project. The device consists of digital cameras to collect the images of the pavement surface and computer softwares to operate the device and to analyze cracks automatically.The software to analyze cracks includes preprocessing using image processing and computer vision techniques, saving data and assorting cracks. The selection of device types, the system design and the development of computer programs have been performed.

국문 초록 (Abstract)

본 연구과제는 포장 미끄럼저항 측정장치 및 노면 균열 측정 분석시스템장치를 개발하는데 그 목적이 있다. 1차년도는 국내 도로 여건에 적합한 측정장치 설계와 이를 위한 하드웨어 선정 및 컴퓨터 프로그램 시제품 제작 및 성능평가 등의 과업을 수행하였다. 우선, 미끄럼 저항 측정 장비 개발 분야는 이미 사용 중인 미끄럼 저항 측정 차량에 부착된 장비를 대상으로 장비를 제어/운영하고 자료를 분석하는 소프트웨어 및 장비의 개발이다. 본 연구를 통하여 포장의 미끄럼 저항 지수(SN)을 측정할 수 있는 장비와 장비를 제어하고 자료를 수집하는 운용 프로그램을 개발하였다. 개발된 장비를 이용하여 수집되는 측정 자료는 측정장비의 속도, 마찰력, 수직하중, SN(Skid Number)계수, 노면의 표면온도 등이다.노면 균열 측정 개발 분야는 노면 조사 차량으로부터 얻어진 노면 영상으로부터다양한 노면의 균열 상태를 자동으로 검출하고 분류하는 시스템을 개발하는 것이다. 이 시스템은 영상처리(Image Processing)와 컴퓨터비전(Computer Vision)기술 등을 활용하여 전처리(preprocesslng), 표현 및 저장, 노면 균열의 분류 및 정량화로 이어지는 일련의 수행 과정으로 노면 상태를 분석한다. 이를 위한 장비 선정, 시스템 디자인, 프로그램 시제품을 구현하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 표목차
• 그림목차
• 요약문
• ABSTRACT
• 제1장 서론
• 1.1 연구 배경 및 목적
• 1.2 연구내용
• 제2장 미끄럼제항 측정장치 개발
• 2.1 외국의 매끄럼저항 측정장비 현황
• 2.1.1 미국 K. J. Law 사 장비
• 2.1.2 미국 텍사스주 장비
• 2.1.3 미국 인디애나주 장비
• 2.1.4 영국 Findlay Irvine 사 장비
• 2.1.5 노르웨이 norsemeter 사 장비
• 2.1.6 일본 호카이도 토목연구소 장비
• 2.1.7 스페인 도로연구소 장비
• 2.2 미끄럼저항 측정 기준
• 2.2.1 측정 범위
• 2.2.2 사용 문서
• 2.2.3 시험방법 요약
• 2.2.4 장치 (Apparatus)
• 2.2.5 안전 예방
• 2.2.6 조율 (Calibration)
• 2.2.7 일반사항
• 2.2.8 방법
• 2.2.9 측정치 계산
• 2.2.10 잘못된 시험
• 2.2.11 기록
• 2.2.12 정밀도와 편차
• 2.3 미끄럼 저항 측정 계측 시스템의 구성
• 2.3.1 시스힘 개념도
• 2.3.2 로드셀(Load Cell)
• 2.3.3 주제어 시스템(MPU)
• 2.3.4 5th Wheel
• 2.3.5 수동 펜던트(Input Pendent)
• 2.3.6 로드셀 조율(Calibration)
• 2.4 개발 장비의 사양
• 2.4.1 견인 트럭
• 2.4.2 미끄럼 저항 측정장치 장착 트레일러
• 2.5 미끄럼 저항 측정용 소프트웨어
• 2.5.1 개요
• 2.5.2 소프트웨어 모듈 명세
• 2.6 미끄럼 저항 측정시스템 프로토콜 정의
• 2.6.1 개요
• 2.6.2 제어 명령
• 2.6.3 Controller로부터 PC로의 응답 및 명령수행 완료보고
• 2.6.4 측정 값
• 2.6.5 트레일러 상태 및 속도 정보
• 2.6.6 펜던트 인터폐이스
• 2.7 프로그램 실행
• 2.7.1 프로그램 설치
• 2.7.2 프로그램 구성
• 2.7.3 시뮬레이션 측정
• 2.8 소결
• 제3장 노면균열 측정용 장이제안 및 소프트웨어 개발
• 3.1 개요
• 3.1.1 배경 및 목적
• 3.1.2 시스템의 개요
• 3.2 하드웨어 구성 및 선정
• 3.2.1 외국의 측정장비 현황
• 3.2.2 노면 영상 입력 장비
• 3.3 노면 영상의 표현
• 3.3.1 영상 표현 방법의 개요
• 3.3.2 윤곽선 중심의 표현
• 3.3.3 영역 중심의 표현
• 3.3.4 노면 영상의 4진트리 표현
• 3.4 분할-합병 알고리즘
• 3.4.1 기존의 분할-합병 알고리즘
• 3.4.2 노드수의 간략화 방법
• 3.4.3 최소 노드 트리 생성 알고리즘
• 3.4.4 깊이 우선 탐색
• 3.4.5 인접 영역 발견 규칙
• 3.5 노면영상의 전처리 및 후보 균열 검출
• 3.6 균열부의 특징 검출
• 3.7 실험결과 및 분석
• 3.8 소결
• 제4장 결론
• 참고문헌
• 부록I
• 부록II