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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 오재홍
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 전남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수3
이 논문의 연구 히스토리 (4)
2017
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급격한 경제성장으로 전력소비량이 급증하고 있어 전력공급을 원활하게 하기 위해 많은 수의 고압송전탑이 설치되고 있다. 송전탑 사이가 너무 멀면 송전탑 사이의 송전선이 무게로 의해 아래로 쳐져 끊어질 수가 있고 너무 가까우면 송전탑의 개수가 늘어나 설치비용이 기하급수적으로 증가한다. 따라서 안전성과 경제성을 고려하여 적정한 거리 간격으로 송전탑은 설치된다. 고압 송전선의 경우 주로 알루미늄 연선으로 제작되는데, 전선을 느슨하게 가선하여 약간의 처짐량을 유지하도록 되어 있다. 이는 가선공사의 품질과 전선의 수명에 직접적 영향을 끼친다. 그러나 시간이 지남에 따라 전선자체의 무게나 주변 환경의 영향으로 인하여 수축과 팽창이 주기적으로 일어나므로 송전선 처짐량에 대한 모니터링이 필요하다.
현재 고압 송전선의 처짐량을 측정할 때 활용하는 방법은 직접법과 간접법으로 나눌 수 있는데, 보통 직접법을 많이 사용한다. 이 방법은 측정자와 보조자가 송전탑에 직접 승탑 하여 전선의 처짐량을 구하기 때문에 감전이나 추락사고 등에 노출되어 있다. 또한, 측정 시 측량 장비 운용을 위한 전문 인력이 필요하게 되고, 측정자마다의 개인오차가 발생할 뿐 아니라 측정시간이 오래 걸려 비효율적인 방법이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 어려움을 극복하기 위해 사진측량의 기법을 적용하여 보고자 하였다. 송전선 측정 시 사진측량 기법을 활용하면 측정자가 송전탑에 승탑하거나 접근하지 않아도 되므로 안전을 보장받을 수 있고, 측정 시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라, 장비 운용이 번거롭지 않아 정기적인 모니터링을 할 수 있다. 특히 최근 드론 기술의 발전으로 인하여 항공사진 촬영의 난이도 및 비용이 현격히 낮아져 보다 편리하게 항공사진 측량 기법을 기반으로 시설물 모니터링을 수행하기 위한 환경이 조성되었다. 따라서, 본 연구에서는 드론을 활용한 항공사진측량 기법을 통해 대상 송전탑에 접근하지 않고 고압송전선 처짐량에 대한 모니터링을 진행하였다. 촬영 전 실험실에서 카메라 캘리브레이션을 통해 카메라의 내부표정요소를 예측한 후, 선정된 송전선 구간에 대해 저가의 드론을 활용하여 영상을 취득하였다. 촬영고도 및 중복도는 카메라 스펙과 송전선의 해상도를 고려하여 선정되었다. 항공 촬영 후 번들조정을 통해 각 사진별 외부표정요소에 대한 보정작업을 진행하였다. 송전선의 3차원 매핑은 입체 사진 처리 기법을 통해 진행되었는데, 특히 송전선과 수직방향의 입체사진 쌍을 선택하여 에피폴라 기하를 바탕으로 보다 정확한 매핑을 진행할 수 있었고 송전선의 처짐량을 측정할 수 있었다.
정확도를 평가하기 위해 무타겟 토탈스테이션을 활용하여 직접 측량한 값을 이용하였다. 연구 결과 사진측량 기법을 이용하여 측정된 송전선 처짐량 결과는 무타겟 토탈스테이션을 사용하여 직접 측정한 송전선의 처짐량과 비교했을 때 15 ~ 16cm 가량의 차이를 보이며 처짐량 대비 3%내로서 적정할 것을 알 수 있었다. 이에 따라 직접 승탑하여 측정하는 방법을 대체하거나 보완할 수 있는 기술로서 판단되었으며, 송전탑의 모니터링 현장에 효과적으로 활용될 수 있는 기법일 것이라 판단되었다.
현재 고압 송전선의 처짐량을 측정할 때 활용하는 방법은 직접법과 간접법으로 나눌 수 있는데, 보통 직접법을 많이 사용한다. 이 방법은 측정자와 보조자가 송전탑에 직접 승탑 하여 전선의 처짐량을 구하기 때문에 감전이나 추락사고 등에 노출되어 있다. 또한, 측정 시 측량 장비 운용을 위한 전문 인력이 필요하게 되고, 측정자마다의 개인오차가 발생할 뿐 아니라 측정시간이 오래 걸려 비효율적인 방법이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 어려움을 극복하기 위해 사진측량의 기법을 적용하여 보고자 하였다. 송전선 측정 시 사진측량 기법을 활용하면 측정자가 송전탑에 승탑하거나 접근하지 않아도 되므로 안전을 보장받을 수 있고, 측정 시간을 단축시킬 수 있을 뿐 아니라, 장비 운용이 번거롭지 않아 정기적인 모니터링을 할 수 있다. 특히 최근 드론 기술의 발전으로 인하여 항공사진 촬영의 난이도 및 비용이 현격히 낮아져 보다 편리하게 항공사진 측량 기법을 기반으로 시설물 모니터링을 수행하기 위한 환경이 조성되었다. 따라서, 본 연구에서는 드론을 활용한 항공사진측량 기법을 통해 대상 송전탑에 접근하지 않고 고압송전선 처짐량에 대한 모니터링을 진행하였다. 촬영 전 실험실에서 카메라 캘리브레이션을 통해 카메라의 내부표정요소를 예측한 후, 선정된 송전선 구간에 대해 저가의 드론을 활용하여 영상을 취득하였다. 촬영고도 및 중복도는 카메라 스펙과 송전선의 해상도를 고려하여 선정되었다. 항공 촬영 후 번들조정을 통해 각 사진별 외부표정요소에 대한 보정작업을 진행하였다. 송전선의 3차원 매핑은 입체 사진 처리 기법을 통해 진행되었는데, 특히 송전선과 수직방향의 입체사진 쌍을 선택하여 에피폴라 기하를 바탕으로 보다 정확한 매핑을 진행할 수 있었고 송전선의 처짐량을 측정할 수 있었다.
정확도를 평가하기 위해 무타겟 토탈스테이션을 활용하여 직접 측량한 값을 이용하였다. 연구 결과 사진측량 기법을 이용하여 측정된 송전선 처짐량 결과는 무타겟 토탈스테이션을 사용하여 직접 측정한 송전선의 처짐량과 비교했을 때 15 ~ 16cm 가량의 차이를 보이며 처짐량 대비 3%내로서 적정할 것을 알 수 있었다. 이에 따라 직접 승탑하여 측정하는 방법을 대체하거나 보완할 수 있는 기술로서 판단되었으며, 송전탑의 모니터링 현장에 효과적으로 활용될 수 있는 기법일 것이라 판단되었다.
목차
【 목 차 】【표 차례】ⅲ【그림 차례】ⅳ【국문초록】ⅵ제1장 서 론11. 연구의 배경 및 목적12. 연구의 내용 및 방법43. 연구의 범위6제2장 기존 연구문헌 고찰71. 사진측량기법을 활용한 특정 대상에 관한 연구72. 송전선 측정에 관한 연구83. 송전선 처짐 측정에 관한 연구9제3장 사진측량기반 송전선 처짐량 측정 원리171. 사진측량 개요172. 카메라 왜곡 및 캘리브레이션223. 번들조정264. 입체 사진 기반 처짐량 측정30제4장 송전선 처짐량 측정의 실험 및 결과361. 카메라 캘리브레이션362. 드론촬영393. 번들조정414. 송전선 3차원 매핑485. 참조데이터 측량 및 정확도 분석52제5장 결론551. 결론552. 향후 연구과제57【참고문헌】58【Abstract】61
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