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디지털 영상기반의 터널 스캐닝 기술을 이용한 콘크리트 라이닝 표면의 균열 손상 검출 성능 및 검출 정확도 실증 평가
박신전 ( Park Sinzeon ),박진태 ( Park Jin Tae ),이태희 ( Lee Tae Hee ) 한국구조물진단유지관리공학회 2022 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.26 No.1
국내 터널 건설의 대폭 증가와 구조물의 장대화 및 대형화로 관리주체의 유지관리에 대한 부담이 가중되고 있어 터널 시설물의 정밀점검 및 정밀안전진단을 위한 디지털 영상 기반의 자동화된 터널 스캐닝 시스템의 개발 및 기술 고도화가 요구되고 있다. 본 연구에서는 터널의 내부 복공 라이닝을 대상으로, 다중 카메라 영상기반의 터널 스캐닝 시스템을 이용하여 획득된 데이터의 영상처리 후 균열손상을 분석하였으며, 기존 육안조사와 터널 스캐닝의 분석 결과를 바탕으로 균열 손상 검출성능 및 검출 정확도의 실증 평가를 수행하였다.
다중 카메라와 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식 맨홀 3차원 조사 시스템의 개발 및 현장적용성 평가
박신전 ( Park Sinzeon ),지기환 ( Jee Kee Hwan ),유성원 ( Yoo Sung Won ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
최근 하수관로로 기인한 지반침하로 도로함몰 등 피해가 발생됨에 따라, 노후·불량 하수관로 뿐만 아니라 지면에 접하여 수직으로 설치되는 하수관로 맨홀에 대한 정밀하고 안전한 비진입 방식의 자동화된 상태평가 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 조사자 안전을 확보함과 동시에 하수관로 맨홀 시설물의 상태를 영상 및 형상 데이터를 기반으로 정밀평가하기 위해 다중 카메라 및 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템을 개발하였으며, 테스트베드 및 공용중 하수관로 맨홀에 대한 현장시험을 통해 현장적용성을 평가하였다. 본 연구의 맨홀 3D 조사 시스템은 내경 900~2,100mm의 하수관로 맨홀의 다양한 결함손상을 균열폭 0.1mm 정밀도로 탐지하고, 최대 40cm/sec의 속도로 자동화된 비진입 외관조사가 가능하도록 개발하였으며, 다중 카메라를 이용하여 획득된 영상을 기반으로 고정밀 평면전개 이미지 처리와 2D 레이저 스캐너를 이용한 맨홀 내부 3D 맵핑 알고리즘이 적용되었다. 맨홀 3D 조사장비는 조사장비프레임과 24V DC모터를 이용한 케이블 윈치 타입의 구동부 및 센서모듈로 구성되며, 맨홀 내부 영상 촬영과 형상 데이터 획득을 위한 센서모듈은 6대의 광학식 카메라의 다중 카메라 시스템, 2D 레이저 스캐너 및 고효율 LED 조명으로 구성된다. 조사장비의 자동화 구동을 위해 촬영모듈 하단의 거리센서와 이동거리 정밀측정을 위한 로터리인코더가 적용되었다. 개발된 맨홀 3D 조사 시스템의 현장적용성 평가를 통해 맨홀 내부 전단면의 360도 영상촬영 및 평면전개 이미지 생성과 맨홀 내부 3D 맵핑 결과를 도출하였으며, 종합분석 소프트웨어를 통해 조사결과 DB화 및 국가하수관 정보시스템의 연계방안을 제시하였다. 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템은 노후·불량 하수관로 맨홀의 상태(결함, 위치, 환경정보 등)을 안전하고 신속하게 조사하는 상용화 기술로 개발됨으로써 하수관로 맨홀 뿐만 아니라 유사한 수직형 지하 시설물의 점검 및 진단기기술의 고도화를 통해 조사자 안전확보 및 조사결과 품질향상이 기대된다.
영상기반 스캐닝 시스템을 이용한 대형 시설물의 균열손상 검출 정확도 분석
박신전 ( Park Sinzeon ),박진태 ( Park Jin Tae ),지기환 ( Jee Kee Hwan ),홍사장 ( Hong Sa Jang ) 한국복합신소재구조학회 2021 복합신소재구조학회논문집 Vol.12 No.6
This paper presents quantitative evaluation methods and case studies on the detection performance and accuracy of image-based scanning systems used for inspection and diagnosis of large-scale facilities. Through a case study on concrete linings of railway and subway tunnels, the detecting performance and accuracy of various damages such as cracks, spalling, segregation, efflorescence, rebar exposure, leakage were evaluated by comparing tunnel scanning analysis to on-site verification, taking into account the number of detected and confirmed points and areal quantity. It was confirmed that the detection performance on cracks and damages of the proposed tunnel scanning system was significantly superior in terms of the number of detected points and areal quantities compared to the results of visual inspection, and the total cracks and damages taking the variances were evaluated to have at least 95% detecting accuracy after on-site verification.
다중 카메라와 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식 맨홀 3차원 조사 시스템의 개발 및 현장적용성 평가
박신전 ( Park Sinzeon ),지기환 ( Jee Kee Hwan ),유성원 ( Yoo Sung Won ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
최근 하수관로로 기인한 지반침하로 도로함몰 등 피해가 발생됨에 따라, 노후·불량 하수관로 뿐만 아니라 지면에 접하여 수직으로 설치되는 하수관로 맨홀에 대한 정밀하고 안전한 비진입 방식의 자동화된 상태평가 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 조사자 안전을 확보함과 동시에 하수관로 맨홀 시설물의 상태를 영상 및 형상 데이터를 기반으로 정밀평가하기 위해 다중 카메라 및 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템을 개발하였으며, 테스트베드 및 공용중 하수관로 맨홀에 대한 현장시험을 통해 현장적용성을 평가하였다. 본 연구의 맨홀 3D 조사 시스템은 내경 900~2,100mm의 하수관로 맨홀의 다양한 결함손상을 균열폭 0.1mm 정밀도로 탐지하고, 최대 40cm/sec의 속도로 자동화된 비진입 외관조사가 가능하도록 개발하였으며, 다중 카메라를 이용하여 획득된 영상을 기반으로 고정밀 평면전개 이미지 처리와 2D 레이저 스캐너를 이용한 맨홀 내부 3D 맵핑 알고리즘이 적용되었다. 맨홀 3D 조사장비는 조사장비프레임과 24V DC모터를 이용한 케이블 윈치 타입의 구동부 및 센서모듈로 구성되며, 맨홀 내부 영상 촬영과 형상 데이터 획득을 위한 센서모듈은 6대의 광학식 카메라의 다중 카메라 시스템, 2D 레이저 스캐너 및 고효율 LED 조명으로 구성된다. 조사장비의 자동화 구동을 위해 촬영모듈 하단의 거리센서와 이동거리 정밀측정을 위한 로터리인코더가 적용되었다. 개발된 맨홀 3D 조사 시스템의 현장적용성 평가를 통해 맨홀 내부 전단면의 360도 영상촬영 및 평면전개 이미지 생성과 맨홀 내부 3D 맵핑 결과를 도출하였으며, 종합분석 소프트웨어를 통해 조사결과 DB화 및 국가하수관 정보시스템의 연계방안을 제시하였다. 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템은 노후·불량 하수관로 맨홀의 상태(결함, 위치, 환경정보 등)을 안전하고 신속하게 조사하는 상용화 기술로 개발됨으로써 하수관로 맨홀 뿐만 아니라 유사한 수직형 지하 시설물의 점검 및 진단기기술의 고도화를 통해 조사자 안전확보 및 조사결과 품질향상이 기대된다.
다중 카메라와 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식 맨홀 3차원 조사 시스템의 개발 및 현장적용성 평가
박신전 ( Park Sinzeon ),지기환 ( Jee Kee Hwan ),유성원 ( Yoo Sung Won ) 한국물환경학회 2020 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2020 No.-
최근 하수관로로 기인한 지반침하로 도로함몰 등 피해가 발생됨에 따라, 노후·불량 하수관로 뿐만 아니라 지면에 접하여 수직으로 설치되는 하수관로 맨홀에 대한 정밀하고 안전한 비진입 방식의 자동화된 상태평가 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 조사자 안전을 확보함과 동시에 하수관로 맨홀 시설물의 상태를 영상 및 형상 데이터를 기반으로 정밀평가하기 위해 다중 카메라 및 2D 레이저스캐너를 이용한 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템을 개발하였으며, 테스트베드 및 공용중 하수관로 맨홀에 대한 현장시험을 통해 현장적용성을 평가하였다. 본 연구의 맨홀 3D 조사 시스템은 내경 900~2,100mm의 하수관로 맨홀의 다양한 결함손상을 균열폭 0.1mm 정밀도로 탐지하고, 최대 40cm/sec의 속도로 자동화된 비진입 외관조사가 가능하도록 개발하였으며, 다중 카메라를 이용하여 획득된 영상을 기반으로 고정밀 평면전개 이미지 처리와 2D 레이저 스캐너를 이용한 맨홀 내부 3D 맵핑 알고리즘이 적용되었다. 맨홀 3D 조사장비는 조사장비프레임과 24V DC모터를 이용한 케이블 윈치 타입의 구동부 및 센서모듈로 구성되며, 맨홀 내부 영상 촬영과 형상 데이터 획득을 위한 센서모듈은 6대의 광학식 카메라의 다중 카메라 시스템, 2D 레이저 스캐너 및 고효율 LED 조명으로 구성된다. 조사장비의 자동화 구동을 위해 촬영모듈 하단의 거리센서와 이동거리 정밀측정을 위한 로터리인코더가 적용되었다. 개발된 맨홀 3D 조사 시스템의 현장적용성 평가를 통해 맨홀 내부 전단면의 360도 영상촬영 및 평면전개 이미지 생성과 맨홀 내부 3D 맵핑 결과를 도출하였으며, 종합분석 소프트웨어를 통해 조사결과 DB화 및 국가하수관 정보시스템의 연계방안을 제시하였다. 비진입 방식의 맨홀 3D 조사 시스템은 노후·불량 하수관로 맨홀의 상태(결함, 위치, 환경정보 등)을 안전하고 신속하게 조사하는 상용화 기술로 개발됨으로써 하수관로 맨홀 뿐만 아니라 유사한 수직형 지하 시설물의 점검 및 진단기기술의 고도화를 통해 조사자 안전확보 및 조사결과 품질향상이 기대된다.
PSC 교통신호등주 프리캐스트 기초의 신뢰성기반 최적화 설계 연구
조태준 ( Cho Taejun ),박신전 ( Park Sinzeon ) 한국복합신소재구조학회 2017 복합신소재구조학회논문집 Vol.8 No.1
As a preparation of a design standard regarding road facilities in terms of reliability based optimum design examples, such as cantilever columns for traffic lights, optimum design in deterministic and probabilistic ways for the foundation of traffic lights poles are proposed. Most of the previous study have focused on the foundation surrounded by cohesionless soil. However, the design would be governed by risky condition. Therefore the resistance by clay-soil is investigated compared with other design specifications. In deterministic optimization, GRG method is applied. It is found that both geometries of deep and shallow foundation provides optimum values. The resistance of cohesive soil is selected to represent the ultimate limit states, in terms of sliding, overturning and bearing pressures from super structures to the foundation under external loads. Example foundations with varying height of columns for traffic lights are optimized about 30% decreased embedded depth of foundation. The optimum coefficients of resistant and load factors may need to be developed with design load combinations in order to prepare design specifications as the next step.
비전 스캐닝 시스템을 활용한 딥러닝 기반의 수직형 터널 외관조사망도 구축
장근영 ( Jang Keunyoung ),배현진 ( Bae Hyunjin ),박신전 ( Park Sinzeon ),안윤규 ( An Yun-kyu ),김철민 ( Kim Cheol Min ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
본 연구는 비전 스캐닝 시스템을 활용한 딥러닝 기반의 수직형 터널 외관조사망도 구축 기술을 제안한다. 디지털 카메라, Lidar 및 조명을 부착한 스캐닝 시스템을 통해 취득한 데이터를 활용하여, 외관 정합 이미지를 구축하고, 딥러닝 기반의 손상 검출 알고리즘을 활용하여 자동으로 외관조사망도를 구축하는 기술을 개발하였다. 본 연구에서 제안된 기술은 광주에 위치한 공항역 인근 풍도에서 개발된 비전 스캐닝 시스템을 활용하여 실험적으로 검증하였다.