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문제 정의
- 대우건설기술연구소에서 MDLT 영상 계측 시스템의 정확성을 평가하기 위한 계측 실험을 진행하였다. 실험에서는 그림 6에서 보는 바와 같이4대의 카메라를 2개씩 묶어 2개의 스테레오 카메라 세트를(카메라#1,2 와 카메라#3,4) 구성하였다.
- 본 고에서는 건축 구조물의 3D 실시간 다중 변위 영상 계측 시스템의 개념과 대우건설 기술연구원에서 개발하고 있는 시스템 프로토타입의 하드웨어 구성, 소프트웨어 구성, 및 MDLT 알고리즘 이론을 소개하였다. 구축한 시스템을 통해 대우건설 기술연구원에서 수행한 구조물의 자유진동에 대한 레이저 변위계 계측결과와 영상 계측결과를 비교하여 영상계측방법의 정확성을 보였다.
- 본 고에서는 비접촉식 3D 영상 계측의 기본 알고리즘인 modified direct linear transformation(MDLT) 알고리즘 [7]을 기술하고, 이를 기반으로 대우건설 기술연구원에서 개발하고 있는 실시간 3D 다중 변위 계측 시스템의 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소를 소개하고 기존의 접촉식 레이져 변위계와의 비교 실험 결과를 통해 영상 계측 시스템의 신뢰성과 현장 적용 가능성에 대해 논의하고자 한다.
- 최근 이러한 접촉식 계측의 문제점을 해결하면서도 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 변위를 측정할 수 있는 비접촉식 영상 계측 기술이 활발히 연구되고 있다 [4-6]. 본 고에서는 스테레오 카메라 영상 촬영을 통한 비접촉식 실시간 삼차원(3D) 다중 변위 계측 기술을 소개한다. 영상 계측 시스템에서는 실시간 교량의 구조물의 일부에 있는 다중 변위 계측 지점들을 하나의 화면에 담을 수 있어, 비접촉인 동시에 자연스럽게 구조물의 동시 3D 다중 변위를 계측할 수 있는 장점이 있다.
- 본 시스템 개발의 목표는 접촉식 레이져 변위계에 비견되는 계측 정밀도를 가지면서 변위 계측을 요하는 피사체의 부분들에 부착된 여러 개의 마커(marker)를 두 대의 카메라로 고속 촬영하여 마커들의 3D 변위를 실시간으로 계측하는 기술을 확립하는 것이다.
- 본래의 목적은 풍동실험동에서 일반적으로 사용되는 접촉식 레이져 변위계를 비접촉 방법으로 대체하기 위함인데 기존 레이저 변위계 대비 측정 정밀도 등을 비교 연구해가면서 시스템을 개선해 나가고 있다. 실시간성의 확보를 위해 계측 기본 알고리즘인 MDLT 이외에 2D 이미지 해석의 고속화를 위한 멀티스레드(multi-thread)기반 병렬처리방식으로 내부 프로시저를 구성하였고, 이미지 해석의 효율성을 극대화하기 위한 적응적 ROI(region of interest) 알고리즘을 구현하였다.
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