Digital Image Correlation기법을 이용한 구조물의 다중 동적변위응답 측정

김성완; 김남식

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김성완 김남식

저널정보: 한국지진공학회 한국지진공학회 논문집 한국지진공학회논문집 제13권 제3호

발행연도: 2009.1

수록면: 11 - 19 (9page)

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최근 대형구조물의 유지관리에 대한 관심이 커지고 있으며 자연재해, 구조물의 노후 등으로 구조적 안전성의 검토가 요구되는 대형구조물의 수가 급증하고 있는 실정이다. 실제 사용하고 있는 구조물의 구조적 특성은 최초 설계 당시의 특성과 차이점을 보이는 것이 일반적이며 부재의 균열 및 구조물의 노후화 등으로 인한 강성저하에 의하여 구조물의 동특성에 변화가 나타날 수 있다. 구조물의 동특성의 변화를 관찰하면 손상의 위치를 파악할 수 있으며 정량적 평가 또한 가능하다. 교량, 건물 등 구조물 모니터링에 사용되는 대표적 계측장비가 동적계측기이다. 현재 구조용 동적계측기는 각 센서와 계측기를 1:1로 연결하는 방식을 취하고 있어 많은 케이블 작업을 필요로 하기 때문에 센서를 부착하지 않고 원거리에서 진동을 측정하는 방법이 필요하다. 구조물의 동적응답 계측을 위하여 적용 가능한 비접촉식 방법으로는 레이저의 도플러효과 및 GPS를 이용하는 방법 등이 있으나 비경제적이기 때문에 교량구조물에 적용하기에 보편적이지 못하다. 그러나 영상 이미지를 이용하는 방법은 경제적이며 접근이 어려운 구조물의 진동 및 동특성 추출에 적합하다. 기존에도 센서를 대신하여 카메라의 영상신호를 이용하는 연구가 수행되었으나 구조물에 부착된 target의 한 지점을 기록한 후 이미지 처리기법을 이용하여 변위응답을 측정하는 방법으로서 측정 대상이 비교적 국한적일 수 있다. 그러므로 본 연구에서 제안한 DIC(Digital Image Correlation)기법을 이용한 다중 변위응답 측정기법을 검증하기 위하여 실내모형실험을 수행하였다.

Recently, concerns relating to the maintenance of large structures have been increased. In addition, the number of large structures that need to be evaluated for their structural safety due to natural disasters and structural deterioration has been rapidly increasing. It is common for the structural characteristics of an older large structure to differ from the characteristics in the initial design stage, and changes in dynamic characteristics may result from a reduction in stiffness due to cracks on the materials. The process of deterioration of such structures enables the detection of damaged locations, as well as a quantitative evaluation. One of the typical measuring instruments used for the monitoring of bridges and buildings is the dynamic measurement system. Conventional dynamic measurement systems require considerable cabling to facilitate a direct connection between sensor and DAQ logger. For this reason, a method of measuring structural responses from a remote distance without the mounted sensors is needed. In terms of non-contact methods that are applicable to dynamic response measurement, the methods using the doppler effect of a laser or a GPS are commonly used. However, such methods could not be generally applied to bridge structures because of their costs and inaccuracies. Alternatively, a method using a visual image can be economical as well as feasible for measuring vibration signals of inaccessible bridge structures and extracting their dynamic characteristics. Many studies have been conducted using camera visual signals instead of conventional mounted sensors. However, these studies have been focused on measuring displacement response by an image processing technique after recording a position of the target mounted on the structure, in which the number of measurement targets may be limited. Therefore, in this study, a model experiment was carried out to verify the measurement algorithm for measuring multi-point displacement responses by using a DIC (Digital Image Correlation) technique.

#디지털 이미지 연관기법 #이미지 처리기법 #변위응답 #다중 측정 #Digital image correlation technique #Image processing method #Displacement response #Multi-point measurement

참고문헌 (10)

참고문헌 신청

Bruck,H.A. / 1986 / Digital image correlation using netwon-raphson method of partial differential correlation / Experimental Mechanics 29 (3) : 261 ~ 268

Ji, Y.F. / 2008 / Nontarget image-based technique for small cable vibration measurement / Journal of Bridge Engineering 13 (1) : 34 ~ 42

Lee J.J. / 2006 / Real-time displacement of a flexural bridge using digital image processing technique / Experimental Mechanics 46 : 105 ~ 114

Lewis,J.P. / 1995 / Fast normalized cross-correlation / Vision Interface : 120 ~ 123

Nassif, H.H. / 2005 / Comparison of laser doppler vibrometer with contact sensors for monitoring bridge deflection and vibration / NDT & E International 38 (3) : 213 ~ 21

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