[논문]카메라 영상을 이용한 미세진동변위 측정

[국내논문] 카메라 영상을 이용한 미세진동변위 측정
Measuring Micro-Vibration Displacement by using Camera Image 원문보기

손기성 (세안기술(주)) , 전형섭 (세안기술(주)) , 윤두병 (한국원자력연구원) , 김현진 (한국원자력연구원) , 박종원 (충남대학교)

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본 연구에서는 미세진동변위 측정에 있어서 기존의 카메라를 이용한 측정 방법에서 발생하는 문제점을 보완하고자 DVNP방법 및 단위환산 방법을 제안하였다. 실험을 통하여 제안된 방법을 검증하였으며 미세진동변위 측정이 가능함을 보였다.
본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위해 카메라 영상의 이웃하는 픽셀 정보를 이용하는 DVNP(Difference Value of Neighborhood Pixels) 방법을 제안한다. 제안된 방법을 검증하기 위해 비교적 진동변위가 작은 회전체를 측정 대상체로 선정하여 변위센서와의 비교 실험을 통해 살펴본다.
본 연구에서는 픽셀좌표 값을 이용하는 기존의 영상처리 방법이 아닌 이웃하는 픽셀과의 차이 값을 이용하여 진동 변위를 측정하는 DVNP 방법과 검출한 픽셀 단위 데이터를 mm단위로 환산하기 위한 단위환산방법을 제안한다.

2와 같이 비교적 미세한 진동변위를 갖는 회전체를 대상으로 실험하였다. 영상처리를 위한 노트북과 CCD 카메라를 사용하여 제안된 방법의 성능을 평가하였다.
제안한다. 제안된 방법을 검증하기 위해 비교적 진동변위가 작은 회전체를 측정 대상체로 선정하여 변위센서와의 비교 실험을 통해 살펴본다.

제안된 방법을 검증하기 위해 Fig. 2와 같이 비교적 미세한 진동변위를 갖는 회전체를 대상으로 실험하였다. 영상처리를 위한 노트북과 CCD 카메라를 사용하여 제안된 방법의 성능을 평가하였다.

27%의 오차를 보인다. 변위센서의 오차률 및 신호 측정 장비의 오차를 감안하면 카메라를 이용한 미세 진동 변위 측정 방법으로 신뢰성 있는 진동변위 측정이 가능한 것으로 확인되었다. 또한, Fig.
제안하였다. 실험을 통하여 제안된 방법을 검증하였으며 미세진동변위 측정이 가능함을 보였다. 미세진동변위 측정에 있어서 기존 센서를 이용하기 어려운 환경에서 제안된 방법을 사용하여 진동변위를 측정하면 시간 및 비용을 많이 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
5는 카메라를 이용하여 측정한 진동변위 신호로 6초간 200fps의 속도로 취득한 데이터이다. 제안된 방법을 이용한 결과 데이터의 평균 P-P가 0.0301mm의 변위 값을 보이고 있으며 이 값은 변위 센서 측정 값과 0.0007mm의 차이로 2.27%의 오차를 보인다. 변위센서의 오차률 및 신호 측정 장비의 오차를 감안하면 카메라를 이용한 미세 진동 변위 측정 방법으로 신뢰성 있는 진동변위 측정이 가능한 것으로 확인되었다.

실험을 통하여 제안된 방법을 검증하였으며 미세진동변위 측정이 가능함을 보였다. 미세진동변위 측정에 있어서 기존 센서를 이용하기 어려운 환경에서 제안된 방법을 사용하여 진동변위를 측정하면 시간 및 비용을 많이 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

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