Lever Working Area Mapping and Safe Posture Return Algorithm for Improvement of Unmanned Excavator Robot System

건설용 굴착기는 토목 및 건축 공사에 자주 쓰이는 중장비 기계로 현장에서 사망사고 재해에 많은 비율을 차지하고 있다. 건설 현장의 사고율을 줄이고자, 기존에 상용화된 굴착기를 활용하여 무인화하는 방식에 대한 연구가 진행되고 있다. 해당 시스템의 문제점으로는 레버 작업 공간과 원격 조종 모듈의 작업 공간이 불일치로 인해 굴착 작업 범위에 제한을 받고 있다. 본 연구에서는 무개조 기반 굴착기 무인화 로봇 시스템을 활용하고자 하며, 기존에 문제가 되었던 작업 영역의 불일치를 해결하고자 레버 작업 공간의 맵핑 알고리즘을 개선하였다. 또한 원격 조종 시, 시야 확보의 어려움이나 잦은 사고 발생 위험성을 해결하고자 안전 자세 복귀 알고리즘을 개발하였다. 레버 작업 공간의 맵핑 알고리즘을 개선하여 기존 대비 5.8~17.4% 작업 공간이 확장되었으며, 안전 자세 복귀 알고리즘을 무인화 로봇 시스템에 적용하여 내부 실험을 통해 검증하였다. 복잡한 굴착기 작업이나 작업시간이 길어질 경우, 캐빈 타입의 원격 조종 시스템을 이용하여 5m 배수로 작업 기준으로 4.6~7% 작업 효율을 보였으며, 비숙련자에게는 영상 지원개수가 많을수록 43~71%의 작업 시간이 감소하는 것을 확인하였다.