[논문]모아레 현상을 이용한 영상기반 파이프 서포트 변위측정 방법

박준범; 박세미; 김재현; 김정렬

doi:10.6106/kjcem.2022.23.1.037

모아레 현상을 이용한 영상기반 파이프 서포트 변위측정 방법
A Vision-based Pipe Support Displacement Measurement Method Using Moire Patterns 원문보기

한국건설관리학회논문집 = Korean journal of construction engineering and management, v.23 no.1, 2022년, pp.37 - 45

박준범 (인하대학교 건축공학과) , 박세미 (인하대학교 건축공학과) , 김재현 (인하대학교 건축공학과) , 김정렬 (인하대학교 건축공학과)

초록
AI-Helper

본 연구는 구조물이 하중과 외부요인으로부터 피해를 받을 경우 구조물의 안정성을 판단하기 위해서 발생하는 변위를 측정하는 방법론을 제시하고 실험을 통한 검증을 보여준다. 변위측정은 모아레의 원리를 이용 하였으며 이를 통해 구조물의 미세한 변위를 증폭하여 관찰 할 수 있다. 실험은 실제 현장의 파이프 서포트와 동일한 지름의 파이프를 사용하였으며 파이프가 수평으로 움직인다는 가정하에 파이프의 수평 변위에 따른 모아레 간섭무늬의 수직 변위를 측정하였다. 실험 결과 파이프의 수평 변위와 간섭무늬의 수직 변위의 선형 관계를 확인하고 관계식을 도출하였다. 추가적으로 카메라를 이용한 방법론을 적용하기 위해 수직부재와 카메라 사이의 거리에 따른 간섭무늬 변위의 관계식을 도출하여 카메라의 위치에 상관없이 방법론을 적용할 수 있게 하였다. 결론적으로 본 연구에서 제시한 방법론을 통해 카메라를 이용하여 거리에 상관없이 다수의 수직부재 변위를 동시에 측정하고 구조물의 안전성을 판단하여 붕괴를 감지할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

It is very important to measure the displacement of a structure to evaluate the safety of the structure. This study shows a methodology to measure the displacement to determine the stability of a structure when it is damaged by loads. The methodology used Moiré's phenomenon and was verified through experiments. The experiments utilized pipes to simulate the pipe supports in the construction site and measured the vertical displacement of the Moiré interference patterns according to the horizontal displacement of the pipes. Experiments confirmed that the linear relationship between horizontal displacement of pipes and vertical displacement of Moiré patterns and derive a relational expression. In conclusion, the methodology presented in this work allows us to simultaneously measure a number of vertical members' displacements regardless of distance and determine the safety of the structure.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Beat phenomenon
그림 Fig. 2. Moiré patterns
그림 Fig. 3. A Principle of Moiré phenomenon
그림 Fig. 4. A Pipe support with Moiré marker
그림 Fig. 5. Image processing through filter insertion to create Moiré patterns
그림 Fig. 6. Moiré interference patterns that require observation
그림 Fig. 7. Vertical movement of a interference pattern according to the horizontal displacement of a pipe support
그림 Fig. 8. Experiment Settings
그림 Fig. 9. Photos of before and after image processing tasks
그림 Fig. 10. Photos of before and after horizontal displacement changes
그림 Fig. 11. Graphs of experiment results
표 Table 1. Measurement displacement resolutions according to camera distances (Unit : mm)
그림 Fig. 13. Linear inclination of the graph according to camera distances
그림 Fig. 14. Camera distances according to measured marker lengths
그림 Fig. 15. An Algorithm to calculate a horizontal displacement of a pipe support

참고문헌 (19)

Chae, S.M., Song, H.B., Lee, C.H., Woo, W.T., and Chung, K.R. (2017). "Accidents in Falsework System and Accident Prevention." Autumn Annual Conference of AIK, AIK 37(1), pp. 785-786.
Chen, T.H. (2015). "Problem Analysis and Improvement Plan for Safety Management of Small-Scale Construction Sites." Majorin Construction Business Administration Graduate School of Construction Engineering, Chung-Ang University
Choi, I.S., and Kim, J.H. (2016). "Measurement of Dynamic Characteristics on Structure using Non-marker Vision-based Displacement Measurement System." Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, 29(4), pp. 301-308.

원문보기 상세보기
Construction Safety Management Integrated Information "Hazard Profile" (Sep. 8, 2020). (https://www.csi.go.kr/index.do)
Kang, G.C., Kim, S.J., Ryou, M., Ahn, K., and Kim, J. (2018). "Case Study on Real-time Monitoring System of Dam Displacement Based on SAMP(Single Antenna-Multi Point) GPS." Journal of the Korean Cadastre Information Association, 20(2), pp. 3-13.

상세보기
Kang, I.M., Lee, S.H., and Shin, K.J. (2017). "Real-Time Displacement Measurement and Collapse Forecasting System using Image Processing." Journal of the Architectural Institute of Korea Structure & Construction, 33(1), pp. 27-32.

상세보기
Kim, T.H., and Park, K.T. (2016). "Development of Statistical/Probabilistic-Based Adaptive Thresholding Algorithm for Monitoring the Safety of the Structure." Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 20(4), pp. 1-8.

원문보기 상세보기
Kim, J.S., Kim, C.W., and Kim, Y.S. (2021). "Development of a Pilot Type for Measuring and Monitoring the Displacement of Retaining Structure Based on a Rotary Laser Distance Sensor - Focused on Small Construction Sites -." Journal of the Architectural Institute of Korea, 37(1), pp. 219-227.

상세보기
Kim J.S. (2021). "Improvement of a Marker-based Single Photogrammetry Model for Detection of Falsework Collapse." Dept. of Civil and Environmental System Engineering, SUNGKYUNKWAN University,
Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement, KAIA (Mar. 29, 2019) "Development of real-time monitoring technology based on image analysis for prediction of collapse of structures during construction and demolition." p. 6.
Korea Agency for Infrastructure Technology Advancement, KAIA (Aug. 2, 2018). Development and commercialization of 6DOF structural precise response estimation through data fusion of acceleration and measurements in order to improve structural stability.
Lam, R.C.Y., Junus, A., Cheng, W.M.Y., Li, X., and Lam, L.C.H. (2017). "IoT Application in Construction and Civil Engineering Works." International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI), IEEE, Las Vegas, NV, USA, pp. 1320-1325.
Lam, R.C.Y., Lam, L.C.H., Li, N.X., Chu, D.L.M., and Lee, P.K.K. (2019). "IoT Enabled Falsework Monitoring System for Construction Safety Enhancement." 2019 International Conference on Computational Science and Computational Intelligence (CSCI), IEEE, Las Vegas, NV, USA, pp. 1208-1213.
Lee, H.S. (2019). "A Study on the Safety Evaluation of the Landing Pier Structure Using FBG Sensor." Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 23(2), pp. 44-50.
Oh, B.K., Lee, J.H., Choi, S. W., Kim, Y.S., and Park, H.S. (2014). "A Strain based Load Identification for the Safety Monitoring of the Steel Structure." Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 18(2), pp. 64-73.

원문보기 상세보기
Park, Y.C (2000), "The principle and application of Moire phenomenon." Journal of the Korean Society for Precision Engineering, 17(6), pp. 25-31.
Patent registration KR101928332B1 (Mar. 29, 2018). Temporary Structure Failure Detection Monitoring Device.
Patent registration KR1020200041922 (Aplril. 4, 2020). System for real-time monitoring collapse risk of support and Method thereof.
Patent registration KR101689268B1 (Mar. 31, 2015). Concrete mold collapse alarm system using LASER transmitter and LASER receiver.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증