- 기존의 땅밀림 무인 원격 모니터링 시스템은 와이어신축계, 지중경사계, 지하수위계, 강우량계 등의 계측기로 구성되며, 일정한 장소에 계측기를 설치해야 하기 때문에 시스템 구성을 위한 설치장소 제약과 소모품 교체 등 지속적인 유지관리가 필요함.
- 기존의 시스템을 간소화하여 설치 장소 제약을 해소하고, 유지보수 비용을 절감하기 위해 IMU센서를 활용한 땅밀림 계측 시스템 시제품을 제작
● 기술개발 필요성
- 전북 군산은 집중 호우로 인한 산사태가 상습적으로 발생하는 지역이며 땅밀림은 특성상 모니터링을 통한 위험 지역 인근 주민들에게 신속한 대피 명령 발령이 중요함.
- 기존의 시스템은 일정한 장소에 설치해야하는 장소의 제약과 소모품의 교체 등으로 인한 유지관리의 어려움이 있음.

시스템을 간소화 하여 설치장소의 제약을 해소하고, 유지보수 비용을 절감하기 위해 IMU센서를 활용하여 땅밀림에 의한 변위 측정 방법을 개선하고자 함

● IMU 계측 보드 회로 및 PCB 설계
- 9축 기울기 센서인 MUP-9250는 가속도 3축, 자이로 2축, 지자기 3축 온도 1축을 가지고 있는 센서로 KB33 레귤레이터로 3.3~5V 전압에서 사용이 가능하기에 저전력 시스템에 적용이 가능함
- 위치정보의 정확한 데이터 습득을 위한 GPS 통신 채널과 블루투스 / LTE 등 근/원거리 통신채널 적용

● IMU 센서 변위 측정 소프트웨어 제작
- 노이즈 저감을 위해 Kalman filter, Mahony filter, Madgwick filter를 복합적으로 적용
- 필터 적용된 데이터를 비교하여 우수한 정밀도의 데이터 추출
- 1시간동안 데이터를 저장하여 오차를 비교하였고, Madgwick 필터를 사용했을시 오차 ±0.023°를 나타냈음 (측정평균값 : 265.696°)

- 땅밀림 무인 원격 모니터링 시스템의 장소의 제약을 최소화하고 소모품 교체로 인한 소요비용의 절감을 위해 IMU센서를 활용한 땅밀림 계측 시스템을 개발함.
- IMU센서를 활용하여 기울기(각도) 변화에 대한 땅밀림 변위 계측 프로그램을 개발하였고, 노이즈 저감을 위해 Kalman filter, Mahony filter, Madgwick filer 를 복합적으로 사용하여 비교한 결과 Madgwick filter를 적용하였을 시 가장 정확한 결과를 얻음
- 향후 현장 적용을 위해 케이스 설계 및 충방전 시스템 설계와 원격 통신 시스템 연동 등 추가 연구 개발을 진행할 계획임