Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1598-4095(Print)
ISSN : 2287-7401(Online)
Journal of The korean Association For Spatial Structures Vol.21 No.3 pp.25-34
DOI : https://doi.org/10.9712/KASS.2021.21.3.25

Development of Non-Adhesive, Non-Contact Inclinometer Slope Laser Measuring (ISLM) System and its Control Algorithm

Jae-Hyun Kim*, Seong-Min Lee**, Kihak Lee***, Woo-Suk Choi****, Seung-hoon Baek*****
*Infrastructure Safety Research Institute
**Korea Construction Quality Research Center
***College of Architecture, Sejong University
****Infrastructure Safety Research Institute
*****Infrastructure Safety Research Institute
* Tel: 031-759-8380 Fax: 031-759-8382 E-mail: augustine100@hanmail.net
May 25, 2021 June 14, 2021 June 18, 2021

Abstract


This study develops a new device system for measuring a slope of object with non-adhesive, non-contact and non-face-to-face, namely Inclinometer Slope Laser Measuring (ISLM), that is applicable in the field. This system includes cradle, laser, camera, and computer and the filming and is performed after laser projection at programmed intervals. After measuring the amount of displacement converted to numerical values, these values can then be transferred to the office using the selected data transmission method. The obtained results from the test carried out to verify the reliability of the ISLM system indicated that the ISLM system can measure with accurately level of 0.1mm/Pixel at 1m distance and when increasing the camera resolution, the precision might increase proportionally. Therefore, the proposed measure system may widely apply on-site for various constructions, especially, in the case of object with very high surface temperature where exhibits difficulty to directly measure the adjacent structures. However, due to the sensitive reaction to the illuminance, this method can be applied with caution at times of large changes in illuminance, such as at dawn and at dusk.



레이저를 이용한 기울기 측정 장치 및 이의 제어 방법 개발

김 재 현*, 이 성 민**, 이 기 학***, 최 우 석****, 백 승 훈*****
*주‧교신저자, 정회원, 시설물안전연구원(주) 본부장, 공학석사
**정회원, (재)한국건설품질연구원 부원장, 공학박사
***정회원, 세종대학교 건축공학과 교수, 공학박사
****정회원, 시설물안전연구원(주), 이학사
*****정회원, 시설물안전연구원(주), 공학사

초록


    1. 서론

    구조물은 대분류상 자연구조물과 인공구조물의 태생 적 분류 방식과 토목구조물(교량, 터널, 항망, 사면, 옹벽 등)과 건축구조물 등의 이분법적 분류방식을 통해 구분 하고 세분하게 된다. 분류된 모든 구조물은 자연적 거동 또는 공용 중 미세거동으로 구조계의 안정성을 확보해 나가며, 안전의 측면에서 이러한 거동은 허용되는 범위 를 부여받고 예측 가능한 범위의 거동 확인을 목적으로 계측 기술은 발전해 왔다.

    본 연구는 2015년에 규정된 계측기기 성능검사 기준 에 관한 규정(시행 2015. 1. 6.) 제2조(정의)에 따라 계 측센서를 이용하여 물리적 자극을 특정한 신호로 변환 해주는 감지장치의 개발을 주 목적으로 하며, 이후 Data 를 무선통신을 이용하여 Control room에서 수집하는 과 정에 관한 연구도 수행하였다. 이러한 계측센서 중 본 연구는 비접촉방식을 활용한 구조물의 상시거동 확인을 목적으로 하고 있으며, 1차로 수십∼수백 회/Day 정적 (Static) 계측 Data를 수집하여 장기적인 구조물의 거동 을 추정하기 위한 계측방식을 고안하였다.

    2. 계측 기술의 연구와 활용

    과거 건설에서의 계측 기술은 기본적인 변위나 경사, 이격 등을 비롯하여 응력, 침하나 수위, 변형 등 공사 전 후의 공사 관리를 위한 계측을 비롯하여 진동과 소음 등 인접구조물의 안전과 민원에 대한 아날로그 방식의 직 접 계측을 진행하였다. 근래에는 전자계측기 및 광계측 기기 등의 첨단 장비를 이용한 디지털 방식의 계측 기술 이 적용되고 다양한 이동통신방식과 정보통신기술의 비 약적 발전으로 계측시장의 효율성이 증대되는 상황이다.

    2.1 계측 기술의 선행 연구

    2000년대 들어 무선계측, 무인검사, 비접촉계측기, 영 상계측 등 계측기기 자체의 연구개발과 무선센서 네트 워크, 모니터링시스템, 중앙통합관리 등의 명칭으로 계 측기기의 설치에서 정보통신기술(IT)의 이용 및 Data 수 집∙분석, 활용까지의 전체 과정을 구축 또는 운용하는 연구가 진행 중이다. 본 연구개발을 위해 계측기기에 대 한 여러 선행 연구자료(논문)와 활용 상태를 분석한 결 과 첫째, 계측기기 자체의 정밀도 향상을 위한 개선연구 와 둘째, 기존 계측기에 광섬유 이용, LIDAR(Light Detection And Ranging) 위성정보 이용 등 다양한 근 본적 소재 활용이나 기존 데이터(위성Data) 활용의 연 구, 셋째 화상분석기술(영상분석기술)을 이용한 계측 등 크게 3가지 방향으로 연구 활동이 이루어지고 있음을 알 수 있다. 특히 영상분석 분야는 다양한 연구가 진행 되고 있다.

    • ⦁ 영상기반 계측 시스템을 이용한 사회간접시설물의 건전도 모니터링(부산대학교 산학협력단 2017.11.)연구1)

    • ⦁ 변위기반 구조물 거동평가 기술개발(고려대학교 산학협력단 2014. 11)2)

    • ⦁ 영상기반 변위 계측 시스템을 이용한 실시간 구조 물 변위 측정(경북대학교 건설환경에너지공학부 2017. 대한건축학회<Fig. 1>)3)

    • ⦁ 시공 및 철거 중 구조물 붕괴예측을 위한 영상분 석 기반 실시간 모니터링 기술 개발(경북대학교 산학협 력단 2019. 03)4)

    2.2 비접촉 계측 기술의 발전과 본 연구의 의미

    최근까지의 연구 성과나 활용 자료를 분석한 결과, 비 접촉방식의 하나인 영상(화상) 처리 방식의 경우, 대부 분의 연구에서는 <Fig. 1>과 같이 타겟(Target)이나 마 킹(Marking)을 측정대상면에 표시하여 영상촬영 및 분 석을 진행함으로서 원하는 Data를 취득하며, 개선점으로 환경(기상조건, 주야조도)에 따른 결과값의 편차를 극복 하는 것과 현실적으로 타겟(Target) 부착이 불가능한 대 상면에 대한 측정 방법의 마련이 필요하다. 또 하나의 비접촉 계측방식으로 타겟(Target)이나 마킹(Marking) 없이 측정하는 <Fig. 2> 레이저-3D 스캔방식의 경우, 레이저의 반사 펄스 신호를 수신하여 시간을 측정(Time of flight)하거나 변조주파수의 반사 신호의 위상변화량 을 측정(Phase-shift)하는 방식으로 구분되며 구조물의 스캔방식으로 다수 이용되는 TOF방식의 경우, 1초에 10,000개 이상 지점을 측정하고 수㎜ 이하의 정밀도를 확보하는 장점을 지니고 있으나 상시계측에 적용할 경 우, 고비용이며 고사양으로 현장에서 상시 거치와 계측 이 비효율적이고, 데이터의 크기도 수십Gigabyte의 용 량으로 분·시간 단위의 상시계측에 적용할 경우 여러 제 약이 따를 것으로 판단된다.

    이미 연구되거나 현재 사용 중인 다양한 측정 기술과 비교하여 본 연구에서는 기존 기술의 장점을 활용하고 단점과 성능을 개선하기 위한 과정을 수행하였으며 특 히, 문화재, 피복이 디자인된 구조물이나 조형물, 막구조 와 같이 정적 계측이 곤란한 구조물, 분쟁으로 인해 마 킹(Marking)이 불가능한 대상시설물 등에 적용이 가능 하고, 조명 없이 야간 계측이 가능한 새로운 계측시스템 을 연구하였다.

    3. 계측 장치의 원리

    본 레이저를 이용한 계측기는 기존 계측 기기의 측정 방식을 분석하고, 기존의 영상(화상)처리 방식의 계측 기술의 장단점을 검토하여 기존 계측 시스템을 보완하 고 건설 분야를 비롯한 기존 구조물에 대한 다양한 계측 형식을 제공하기 위해 비부착, 비접촉 방식의 계측기를 연구하였다.

    3.1 기존 계측기의 특징

    3.1.1 기울기나 경사 계측기의 활용

    현재 기울기나 경사 등 발생된 구조물의 변경사항에 대한 물리값을 측정하기 위해서는 직접 기술자 방문에 의한 기울기 계측(아날로그, 디지털)방식과 부착식 디지 털 계측기를 이용한 측정 후 Data를 수집하는 방식으로 구분되어 운용되고 있다. ① 직접 기울기 계측(아날로그) 방식은 측정면에서의 수직 또는 수평 변위값을 측정한 이후 측정위치에서 수평변위(기울기), 수직변위(부등침 하) 등으로 현장에서 측정한 값을 환산하여 활용하였다. ② 직접 기울기 계측(디지털) 방식인 <Fig. 4>는 초기치 를 측정한 후 일정한 기간마다 경사값을 측정하여 장기 적으로 구조물의 경사도(기울기) 진행여부를 확인하기 위한 계측방식이다. ③ 부착식 기울기 계측(통신방식) 방식인 <Fig. 5>, <Fig. 6>은 계측기를 측정 구조부재에 설치한 후 전기신호로 Data를 취득하는 방식으로 프로 그램된 일정 간격으로 계측값을 송신하게 된다.

    과거부터 전통적으로 계측하던 방식인 직접 측정 방 식의 경우, 측정자의 영향이나 측정기기와 모재와의 접 촉면의 오염, 계측기간 중 측정일과 차기 측정일 간의 이력판단이 불가능한 단점을 지니고 있다. 개선된 부착 식 기울기 계측(통신방식) 방식은 기울기나 변위의 계측 을 위해서 선택된 구조부재와 원하는 측점간 또는 측정 점에서 계측기의 부착이나 최소의 측정점 마킹을 필요 로 한다. 이러한 부착방식은 첫째, 표면 모재 손상의 우 려가 발생하므로 국보, 보물 등의 중요 문화재의 표면에 직접 부착을 필요로 하게 되어 현실적으로 모재의 손상 없이는 적용이 불가능하게 되며 둘째, 시공현장 주변에 서 분쟁이 발생될 경우, 공사장 인접 구조물에 대해 직 접 측정기기의 부착 후 계측하는 것이 불가능한 경우가 있다. 셋째, 측정점의 거동폭이 크고 지지점의 움직임이 자유로운 구조형식(예 : 막구조 등)의 경우 계측기의 직 접 부착시 탈락이나 변형 등의 가능성이 있으므로 기기 부착에 의한 측정이 어렵게 된다.

    3.1.2 기존 영상 분석의 활용

    지난 수십년간 카메라 촬영기법을 이용한 다양한 분석이 시도되고 있으며 최근 디지털카메라의 발전과 다양한 분석기술이 활용되므로 여러 가지 방식의 연구 가 진행되고 있다. 그러나 기존 계측기의 활용방법과 같 이 대부분 영상(화상)의 특징을 추출하여 분석하기 위해 대부분 측정대상면에 표식을 부착하거나 마킹을 이용하 고 있다. 이후 촬영된 이미지를 색공간에서 그레이 스케 일(Gray scale), RGB(Red–Green-Blue), HSV(Hue– Saturation-Value) 등의 기본 이미지 처리 후 필터링, 변환단계를 거쳐 이미지 추출단계인 엣지 추출(edge detection) 허프 라인 변환(Hough line transformation) 등 대표적인 프로세스를 통해 단순화 된 이미지상에서의 Pixel Count나 다양한 Data값을 추 출6)하게 된다.

    동영상의 경우도 엣지추출(Edge detection) 후 커브 피팅(Curve fitting) 방법으로 1차 방정식을 통해 대표 값을 산출하거나 EEPD(Expected Value of Edge Probability Distribution) 방법 등이 이용된다. 많은 영 상분석 기술에서도 대부분 마킹을 사용하거나 표면의 돌기나 특정지을 수 있는 표식을 이용하는 경우가 많으 며, 주야나 음영의 일조량에 따른 분석의 어려움도 있는 상태이다.

    3.2 본 연구의 비부착 계측 기기

    3.2.1 계측기 설치 및 자료 취득 방식

    본 연구를 통한 계측은 측정장치(거치대, 레이저, 카 메라, 컴퓨터)를 설치한 후 레이저를 투사할 구조체의 표면을 선정하고 계측기 거치대를 이동 및 조절하며 제 위치에 거치시킨 후 촬영을 시작한다. 촬영은 프로그램 밍 된 간격(기본적으로 24회/day, 20촬영/회, 총 480회 /day)으로 레이저투사 후 촬영을 수행한다. 후처리단계 인 1차변환, 2차변환을 거친 화상을 이용하여 변위량을 측정한 후 연산단계에서 수치를 도출한다. 도출된 값은 선택된 Data 전송방식(Wifi, 4G-LTE 등)을 이용하여 컴퓨터 서버(server)에 전송되는 과정을 거친다.

    3.2.2 취득된 데이터의 분석 원리

    본 계측은 ╋ 모양의 레이저를 계측 대상 표면에 투 사해 좌우변형과 상하변형을 측정하도록 프로그래밍 되 어 있으며 좌우 방향은 1,2차의 변환단계를 거친 화상 Data를 <Fig. 10> 좌 우변형의 레이저 측정 방식과 같 이 증감된 레이저 길이(△X)만큼 산정하여 변위량을 계 산하고 길이(H)의 비로서 경사( θ = tan 1 ( ΔX H ) )를 산정한 다. 또한 상하변위는 동일한 화상변환 후 <Fig. 11> 상 하변형의 레이저 측정방식을 이용하여 상하 방향의 기 울기( θ = tan 1 ( 2 H ( b a ) L ( a + b ) ) ) 를 산정한다.

    3.2.3 계측기의 특징(기존 계측기와의 비교)

    • ⦁센서 비부착, 비접촉을 통한 계측

    • ⦁카메라 Pixel 증가에 비례한 정밀도 증가

    • ⦁기존 화상(영상)분석기술의 야간조명 불필요

    • ⦁변위계와 경사계 역할 동시 수행

    • ⦁변위의 X,Y 2방향 동시 계측 가능

    • ⦁직접 부착이 불가능한 고온표면, 습윤표면, 변동표 면 등의 계측(적용성 우수) 가능

    • ⦁소형 컴퓨터 내장으로 양방향 소통 가능

    • ⦁현장 설치시 배선등의 설치방법 간편

    • ⦁조형물, 디자인 마감면, 문화재 등에 특화

    • ⦁다양한 기술로 활용 연계 가능

    3.2.4 제어 S/W 구동(제어 방법)

    계측기의 제어를 담당하는 S/W는 계측기 설치 후 계측이 진행되는 과정과 계측된 데이터를 분석하여 결 과를 도출하고 서버에 전송하는 과정으로 나누어진다. 이 두가지 과정은 순차적으로 진행되며 일정 시간에 반 복 구동되도록 컴퓨터 프로그래밍 되어 있다.

    첫 번째 현장에 설치된 컴퓨터를 이용한 계측 과정은 모스펫(MOSFET) 모듈을 컨트롤하여 레이저의 전원을 켜고 계측면에 크로스 레이저 라인을 조사하는 것에서 시작하여 카메라를 이용하여 4K영상(4056☓3040)을 지 정된 횟수만큼 반복 수집한다. 두 번째로 수집된 영상 Data는 수차례의 변환과정인 1단계- HSV색공간 Binary화, 제2단계- 색추출(주간 Green), 제3단계- Noise제거, 제4단계- Pixel 수치화를 반복한 이후 분석 실의 서버로 전송하며 컴퓨터의 역할은 종료된다. 이런 두가지 과정 이후 분석실에서는 서버 Data에 저장된 Pixel값을 이용하여 길이(△X)를 산정하고 경사값을 계 산하여 시각화한다. 설계한 S/W를 통하여 현장과 분석 실 사이의 상호제어(원격제어)가 가능하며, 계측기의 구 동과 Data의 변환, 전송, 시각화가 반복된다.

    3.3 계측기의 신뢰도 검증

    3.3.1 검증 개요

    • - 시험기관 : 한국산업기술시험원

    • - 시험일시 : 2021. 03. 31

    • - 기 기 명 : ISLM10

    • - 시험조건 : 레이저트래커시스템을 이용 온도(20.2±0.1)℃, 습도(52±1)% R.H.

    • - 측정거리 : 1,000㎜

    3.3.2 측정값 A : 1㎜, 10Poimnt 이동, 9구간

    3.3.3 측정값 B : 0.5㎜, 5Poimnt 이동, 5구간

    한국산업기술시험원에서 시험한 본 연구를 통해 개발 한 계측장치는 1m거리에서 단위 Pixel은 약 0.10㎜(≒ 100㎛), 0.5m 거리에서 단위 Pixel은 약 0.05㎜(≒50㎛) 로 계산되어 계산상 미세한 균열수준 이하의 변위량의 측정이 가능하며, 시설물의 변위와 경사측정에서 유의미 한 값의 의미를 1㎜ 이하의 변위수준으로 예상한다면 개발된 계측기의 계측정밀도는 매우 우수한 수준으로 다양한 분야의 활용에도 충분히 만족시킬 수 있는 정도 이다. 또한, 향후 카메라의 성능향상과 고기능 광학렌즈 가 사용될 경우, 현재 건설분야의 변위측정에 널리 사용 되고 있는 LVDT 수준의 정밀도도 실현 가능할 것으로 예상된다.

    한국산업기술시험원의 측정에서는 정확한 1.00㎜ 정 수값의 기계적 이동이 어려워 1㎜±0.06의 이동을 9회, 0.5㎜±0.03의 이동을 5회 진행하여 각각의 이동시마다 본 연구의 계측기로 측정하였다. 1㎜ - 9회 측정시 각 이동량(1㎜±0.06)을 기준으로 각 1㎜에 대한 오차는 최 대 10% ~ 최소 0.42%까지로 측정되었으며 1㎜ - 9회 측정시 누적되는 값을 기준으로 산정시 오차는 최초 1 회 1㎜(1.02㎜) 이동시 6.47% 이후 감소하여 최소 0.33%까지 산정되어 변위량이 누적될수록 오차는 크게 감소하는 것을 확인하였다.

    3.4 개발된 레이저 측정 장치의 현장 적용 시험

    3.4.1 계측기 현장 설치 개요

    • - 위 치 : 전등사 대조루 기둥

    • - 계측기 : 변위계, 경사계 레이저를 이용한 기울기 측정장치 (ISLM10-X축 단축용)

    • - 설치일 : 2021년 3월 3일 1차 설치 2021년 4월 8일 2차 보완

    • - 이격거리(기둥과의 계측기 사이) : 1,770㎜

    • - 측정높이 : 660㎜

    3.4.2 계측 결과

    레이저를 이용한 기울기 측정장치(ISLM10)를 설치하 여 20일 동안 데이터를 취득하였으며, 취득한 데이터를 그래프로 표현하면 <Fig. 23>과 같다. 수집값은 최대 ±0.5㎜ 수준에서 일변화되는 것으로 확인되었다. 측정값 은 레이저가 투영된 구조물 표면의 화상을 분석하므로 조도의 변화에 따라 Pixel값이 민감하게 반응하는 것으 로 확인되어 조도가 일정한 실내에서의 계측 정확도와 비교할 때, 실외에서는 조도변화기(일출시, 일몰시)에 데 이터의 신뢰도가 다소 떨어지는 것으로 분석되었다.

    <Fig. 23> 수집 Data와 일평균기온, 강수량 등의 수집 된 자료를 분석한 결과, 전체 계측된 변위량은 추세선에 따라 1㎜ 수준이 측정되었다. 같은 기간 일평균기온이 추세선에 따라 6℃ 상승하여 평균기온의 상승에 따른 구조물의 신축량 변화가 발생된 것으로 추정된다. 일반 적으로 구조물의 1년 계측값은 “~”형태의 물결 모양이 반복되는 경우가 다수이므로 현재 계측된 단기간의 변 위값으로 경향성을 파악할 수는 없으나, 일평균기온의 증가에 따라 Data의 변위량도 증가하는 것으로 계측되 었다.

    <Fig. 25> ISLM 수집 Data와 부착식 경사계 (Inclinometer)의 계측결과는 4월 20일 전까지 유사하 게 보이나, 20일 이후 계측기간 추세가 달라지는 경향성 을 보인다. 이는 <Fig. 23>의 일평균기온으로 보아 외부 환경에 설치된 ISLM과 건축물 실내에 설치된 부착식 자동화 경사계(Inclinometer)의 온도차의 영향과 전력공 급Line의 상이함(실내-일상 전원, 실외-가로등) 등으로 판단하고 있으나 장기적인 계측을 통한 추가적인 비교 평가가 필요할 것으로 판단된다.

    계측기에 조도센서를 부착하여 낮과 밤을 분류한 <Fig. 26>과 <Fig. 27>을 분석한 결과, 추세선 기울기는 y=0.057x(낮), y=0.056x(밤)로 유사한 경향을 보이고 있으나, 상관관계(결정계수 r2)는 낮의 0.4295와 비교하 여 밤이 0.6265로 크게 계산되어 유용성이 큰 상태로 확 인되었다.

    금회 현장적용에서는 레이저를 이용한 기울기 측정장 치(ISLM10)의 계측값을 부착식 경사계(Inclinometer)와 비교하고 주야의 각 측정값의 상관도를 산정하였다. 또 한, 강화의 일평균기온과의 동조성도 확인하였다. 본 계 측기는 시험소에서 확인된 정밀도와 일정한 광량에서의 결과값 도출과는 차이를 보이는 것을 확인하였으나 구 조물의 변위와 경사의 경향성 파악하는데는 충분히 유 용한 계측값을 제공하는 것을 확인하였다.

    4. 결론

    본 연구는 과거 논문 등 발표자료와 기존 방식의 계 측 시스템을 분석하고, 현장에서 적용이 가능하며 비부 착, 비접촉, 비대면 방식의 새로운 계측시스템을 제안하 였다. 새로 연구되어 설치된 계측기는 건설분야에서 계 측기술에 일반적으로 활용될 수 있는 계측방식에 정보 통신분야의 화상분석기술을 이용하여 구현하였으며 향 후, 카메라의 해상도가 증가될 경우 동영상을 이용한 실 시간의 분석도 가능함을 확인하였다.

    • 1) 현재 개발된 레이저를 이용한 기울기 측정장치 (ISLM10)에 대한 신뢰성 확인을 위해 수행한 시험결과, 0.5m 거리에서 ≒0.05㎜/Pixel, 1.0m 거리에서 ≒0.1㎜ /Pixel의 측정이 가능한 수준을 확인되어, 비부착, 비접 촉의 방식으로 정밀한 계측 Data 수집이 가능함을 확인 하였다.

    • 2) 외부에 설치 운용중인 ISLM10에 대한 계측 Data 분석결과, 조도에 대한 민감한 반응이 확인되어 동틀 무 렵과 해질 무렵 등 조도변화가 큰 시간의 계측값의 활용 에는 신중하여야 하며, 완전한 야간 또는 대낮의 일조환 경에서의 Data값을 이용한 장기계측의 활용에 크게 유 용할 것으로 판단된다.

    • 3) 향후, 화소가 증가된 카메라를 활용할 경우 정밀 도는 비례하여 증가되므로 카메라와 광학렌즈 등의 모 듈 조합으로 더욱 정밀한 제품개발이 가능하며, 향후 동 일한 원리를 이용한 동적(Dynamic)계측도 가능할 것으 로 예측된다.

    • 4) 문화재 등에 설치되어 운용중인 비접촉, 비부착 계측기는 계측분야에 적용될 경우 그 활용범위가 클 것 으로 판단된다. 특히, 계측대상 표면 온도가 크게 높거 나, 분쟁으로 직접계측이 어려운 인접시설, 막구조 등 고 정계측기 부착이 어려운 경우에 적극적인 활용이 가능 할 것으로 판단된다.

    • 5) 기존의 접촉식 계측기는 우수한 정밀도를 보이나 일부 계측 시 제한이 있고 비접촉식의 3D 레이저 스캐 너는 고가의 장비이며 장기 계측데이터의 분석에 어려 움이 따른다. 본 연구를 통해 개발한 계측시스템은 접촉 식 계측기와 비접촉식 계측기의 단점을 극복하였고, 향 후 사물인터넷(IoT)을 활용한 스마트계측기 등의 다양한 형태로 발전시켜 국내 뿐 아니라 해외에서도 충분히 활 용될 수 있을 것으로 전망된다.

    Figure

    JKASS-21-3-25_F1.gif

    Marker attachment

    JKASS-21-3-25_F2.gif

    Type of 3D scanner

    JKASS-21-3-25_F3.gif

    Measuring method

    JKASS-21-3-25_F4.gif

    Direct measurements by technicians on-site

    JKASS-21-3-25_F5.gif

    Measuring of inclinometer (Wireless communication)

    JKASS-21-3-25_F6.gif

    Measuring of displacement (Wireless communication)

    JKASS-21-3-25_F7.gif

    Color conversion

    JKASS-21-3-25_F8.gif

    Flow chart

    JKASS-21-3-25_F9.gif

    Instrument measurement description

    JKASS-21-3-25_F10.gif

    Measurement theory (Horizontal)

    JKASS-21-3-25_F11.gif

    Measurement theory (Vertical)

    JKASS-21-3-25_F12.gif

    Control Software

    JKASS-21-3-25_F13.gif

    Testing laboratory

    JKASS-21-3-25_F14.gif

    Measuring distance (LaserTracker)

    JKASS-21-3-25_F15.gif

    Measuring distance (ISLM10)

    JKASS-21-3-25_F16.gif

    Data comparison

    JKASS-21-3-25_F17.gif

    Measuring distance (LaserTracker)

    JKASS-21-3-25_F18.gif

    Measuring distance (ISLM10)

    JKASS-21-3-25_F19.gif

    Data comparison

    JKASS-21-3-25_F20.gif

    Difference in measured values

    JKASS-21-3-25_F21.gif

    Difference in measured values

    JKASS-21-3-25_F22.gif

    Installation location

    JKASS-21-3-25_F23.gif

    ISRI Data, Average daily temperature, Precipitation

    JKASS-21-3-25_F24.gif

    ISLM10 X-dir data (April 8 ~ April 28)

    JKASS-21-3-25_F25.gif

    ISLM10 X-dir Data, Inclinometer

    JKASS-21-3-25_F26.gif

    ISLM10 X-dir data (April 8 ~ April 28) Day

    JKASS-21-3-25_F27.gif

    ISLM10 X-dir data (April 8 ~ April 28) Night

    Table

    Specifications of measurement device using laser

    Comparison table

    Reference

    1. Kim, S. W., “Health Monitoring of Civil Infrastructures Using Vision-based Measurement System”, Busan National University., 2017.11.
    2. Kang, Y. J., “Structural Health Monitoring Based on Displacement”, Korea University., 2014.11.
    3. Chu, D. S., Lee, H. H., Jeong, J. W., Park, S. B., Son, J. H., Lee, Y. S., Choi, J. W., Shin, K. J., “Real-Time Measurement of Structural Displacement using Image Processing”, Journal of Architectural Institute of Korea., Vol.37(2),pp.1,140~1,143 (4pages) 2017.10.
    4. Kim, H. J., “Development of Real-time Monitoring Technology Based on Image analysis for Predicting collapse of structures during Construction and Demolition”, KyungPook National University., 2019.03.
    5. (Interview) KOCIA CHO, Y. R., “Measurement management, Strongly Access to the Legal Border”, KLD Article 2019.12.17.
    6. Kim, K. B., Cho, J. H., Ahn, S. H., “A Technique for Image Processing of Concrete Surface Cracks” J. Korea Inst. Marit. Inform. & Commun. Sci., 9(7),pp.1575~1581. 2005.11.01.
    7. Oh, J. S., “Implementation of Structure Displacement Measurement System Using Image Processing”, DongYang University Graduate School, 44p, 2006.12.
    8. Kim, J. H., Shin, Y. S., Min, K. W., “Line Laser Image Processing for Automated Crack Detection of Concrete Structures” J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, Vol.31(3) pp.147∼153, 2018.
    9. Oh, J. S., Lee, J. W., “High Speed Image Processing Algorithm for Structure Displacement Measurement” Journal of Semiconductor Technology and Science., pp.351~352. 2006.
    10. Park, J. S., Jeong, K. W., “Characteristics of the Laser Displacement Sensor Using Optical Triangulation Method”, Journal of the Korea Society of Precision Engineering Vol.16(7), 1999.
    11. Na, Y. C., “The Development of Deformation Measurement System for Structure Using Laser Beam and CCD Sensor”, MyongJi University Graduate School, 63p, 2000.
    12. Kim, S. W., Yin, D. W., Park, S. H., Kong, M. J., Park, J. B., “Tension Estimation for Hanger Cables on a Suspension Bridge Using Image Signals”, Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection Vol.24 (3), pp.112~121, 2020.
    13. Kang, M. P., Lee, J. Y., Kim, M. S., Kim, D. J., Choi, W. H., Kang, K. H., Kim, J. S., Kim, H., “A Study on Development of Displacement Measurement System for Structure using a Laser and 2-D Arrayed Photo Sensors” Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing., pp.22~31. 2002.
    14. Kim, S. W., Kim, S. B., Seo, J. H., “Development of Displacement Measurement System of Structures Using Image Processing Techniques”, Journal of Control, Automation and Systems Engineering., Vol.10(8), pp.673~679. 2004.
    15. Choi, I. S., Kim, J. H., “Measurement of Dynamic Characteristics on Structure using Non-marker Vision-based Displacement Measurement System” Journal of Computational Structural Engineering., Vol.29(4), pp.301~308. 2016.
    16. Lee, J. H., Cho, S. J., Sim, S. H., “Vision-Based Displacement Measurement System Operable at Arbitrary Positions”, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection., Vol.18(6), pp.123~130. 2014.
    17. Han, J. K., Hong, K. K., Kim, Y. S., Cho, S. D., Kwak, K. S., “Development of Automatic Displacement Measuring System Using 3D Digital Photogrammetry Image and Its Application”, Journal of the Korea Geotechnical Society., Vol.23(5), pp.53~62. 2007.
    18. Ryu, S. K., Moon, H. Y., “Development of Displacement Measuring Sensor Module to Monitoring About Variation and Distortion for Bridge Infrastructure at Wireless Communication Environmental”, Journal of the Korea Institute Intelligent Transport Systems., Vol.9(5), pp.87~95. 2010.
    19. Yeon, S. H., Kim, J. S., YEON, C. H., “A Study on the Safety Monitoring of Bridge Facilities based on Smart Sensors”, Journal of the Korea Association of Geographic Information Studies., Vol.22(2), pp.97~106. 2019.
    20. Park, K. B., “Real-Time Displacement Measurement and Collapse Warning System using image processing technology”, KyungPook National University Graduate School, 42p, 2018.