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건설구조물의 건전도 모니터링을 위한 무선계측 시스템의 실험적 연구
허광희(Heo, Gwang Hee),전준용(Jeon, Joon Ryong),전승곤(Jeon, Seung Gon),방건혁(Bang, Geon Hyeok),이진옥(Lee, Chin Ok),이도근(Lee, Do Keun) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10
본 연구에서는 기존 유선기반 계측시스템의 단점을 극복하고, 효율적인 구조물의 건전도 모니터링을 수행하고자 무선기반 계측 시스템을 개발하여 실험적으로 검증하였다. 개발된 시스템의 H/W는 고성능 CPU와 다종계측 제어를 위한 Multi I/O로 구성하였다. 또한 개발된 시스템의 S/W는 건전도 모니터링에 사용될 수 있도록 Labview 기반의 계측프로그램을 개발하였고, 이를 EST를 활용하여 무선계측 시스템에 임베디딩하였다. 마지막으로 모형구조물을 대상으로 유 · 무선 동적응답 계측실험을 수행하여, 개발된 무선 계측시스템의 타당성을 확인하였다.
저해상도 하수관거의 균열 탐지를 위한 영상처리 알고리즘
손병직(Son, Byung Jik),전준용(Jeon, Joon Ryong),허광희(Heo, Gwang Hee) 한국산학기술학회 2017 한국산학기술학회논문지 Vol.18 No.2
국내에서 하수관로 탐사장치는 200만 화소 이상의 고해상도 디지털 카메라를 이용한 제품이 개발되어 있으나 30만화소 이하의 장치가 대부분 사용되고 있다. 특히, 10만화소 이하의 장치가 아직도 많이 사용되고 있어, 영상처리를 위한 환경이 매우 열악하다. 본 연구에서 다루는 하수관 영상은 매우 저해상도(240×320 = 76,800화소)로 균열탐지가 매우 어렵다. 국내에서 이러한 저해상도 하수관거 영상이 대부분이기 때문에, 이를 연구대상으로 선택하였다. 이러한 저해상도 영상으로 하수관거의 균열을 자동으로 탐지하는 기법을 디지털 영상처리 기술을 이용하여 연구하였다. 총8단계를 거쳐 균열을 자동으로 탐지하는 프로그램을 개발하였으며, 기본적으로 Matlab 프로그램의 함수를 이용하였다. 2단계에서 최적의 임계값을 찾는 알고리즘과 5단계에서 균열을 판단하는 알고리즘을 개발하였다. 2단계는 자막이 흰색이기 때문에 자막이 없는 원래 영상보다 Otsu’s 임계값(threshold)이 높게 계산이 되는 점에 착안하여 Otsu 임계값을 시작으로 0.01씩 감소시키면서 최적의 임계값을 찾는 방법 알고리즘이며, 5단계는 길이가 10mm(40픽셀) 이상이고 폭이 1mm(4픽셀) 이상으로 판단하여, 균열을 탐지하는 알고리즘이다. 해석 결과 매우 저해상도 영상임에도 불구하고 균열 탐지 결과가 우수한 것으로 판단된다. In South Korea, sewage pipeline exploration devices have been developed using high resolution digital cameras of 2 mega-pixels or more. On the other hand, most devices are less than 300 kilo-pixels. Moreover, because 100 kilo-pixels devices are used widely, the environment for image processing is very poor. In this study, very low resolution (240x320 = 76,800 pixels) images were adapted when it is difficult to detect cracks. Considering that the images of sewers in South Korea have very low resolution, this study selected low resolution images to be investigated. An automatic crack detection technique was studied using digital image processing technology for low resolution images of sewage pipelines. The authors developed a program to automatically detect cracks as 6 steps based on the MATLAB functions. In this study, the second step covers an algorithm developed to find the optimal threshold value, and the fifth step deals with an algorithm to determine cracks. In step 2, Otsu"s threshold for images with a white caption was higher than that for an image without caption. Therefore, the optimal threshold was found by decreasing the Otsu threshold by 0.01 from the beginning. Step 5 presents an algorithm that detects cracks by judging that the length is 10 mm (40 pixels) or more and the width is 1 mm (4 pixels) or more. As a result, the crack detection performance was good despite the very low-resolution images.
박진용 ( Park Jin-yong ),김용석 ( Kim Yong-suk ),이진옥 ( Lee Chin-ok ),전준용 ( Jeon Joon-ryong ),허광희 ( Heo Gwang-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
본 연구에서는 압축센싱 기술인 CAFB(달팽이관 원리기반의 인공필터뱅크)가 El-Centro 지진 등 지진상황에서 구조물의 동적응답을 포함한 지진응답을 실시간으로 압축하여 획득할 수 있는지 평가하였다. 최적화된 CAFB를 무선 IDAQ 시스템에 임베디드 하였다. 이를 이용하여 대형 Shaking Table에 설치된 2-span 교량구조물의 지진응답을 실시간으로 압축하여 획득하였다. 연구결과 압축신호는 원시신호 대비 우수한 응답성능 및 데이터 압축효과를 보였으며 이를 통해 CAFB가 지진상황에서도 구조물의 동적응답을 포함한 지진응답을 실시간으로 압축 획득할 수 있음을 확인하였다.
스마트 무선계측 시스템을 이용한 강박스 거더 교량의 동특성분석
허광희 ( Heo Gwang-hee ),손동진 ( Sohn Dong-jin ),전준용 ( Jeon Joon-ryong ),전승곤 ( Jeon Soeung-gon ),이진옥 ( Lee Chin-ok ) 한국구조물진단유지관리공학회 2010 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.14 No.1
In this paper, the dynamic characteristics of a steel box girder bridge are analyzed using a smart wireless measurement system. For the analysis, first, the FE modelling is done to obtain FFT value. Later, data are acquired from the wireless and also from the wired measurement system applied to the same spot of the steel box girder. Then, the real bridge structure is modelled on the basis of the data obtained by the wireless measurement system. The analyzed data value from the modelling is compared to those obtained by the wired measurement system. On the basis of the comparison, the analysis of the dynamic characteristics of steel box girder bridge is performed. The comparative analysis on the modelling values of two different measurement systems shows that the data from the one is in accord with those of the other.
정유승 ( Jeong Yu-seung ),김용석 ( Kim Yong-suk ),이진옥 ( Lee Chin-ok ),전준용 ( Jeon Joon-ryong ),허광희 ( Heo Gwang-hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2019 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.23 No.2
데이터 병목현상 등의 이유로 대용량의 동적 데이터를 무선으로 계측하여 구조물 건전도 모니터링을 수행하는 데는 한계가 있다. 이에 선행연구에서는 압축센싱 기술인 CAFB(달팽이관-영감형 인공필터뱅크)를 개발하여 무선 압축센싱 성능을 실험적으로 평가하였다. 본 논문에서는 CAFB를 적용한 무선 계측시스템의 유효성 평가를 목적으로 Kobe 지진파형으로 최적화된 CAFB를 이용해 지진응답 실험을 진행하였다. 결과적으로 Kobe 지진파형으로 최적화한 CAFB로 수신한 무선 데이터는 64~91%의 압축률을 보였으며 99% 이상의 재건율로 무선 데이터를 획득하는데 효과적임을 확인하였다.