KR101028526B1 - 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법 - Google Patents

구조물의 변위 및 회전변위 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101028526B1
KR101028526B1 KR1020090001526A KR20090001526A KR101028526B1 KR 101028526 B1 KR101028526 B1 KR 101028526B1 KR 1020090001526 A KR1020090001526 A KR 1020090001526A KR 20090001526 A KR20090001526 A KR 20090001526A KR 101028526 B1 KR101028526 B1 KR 101028526B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
displacement
point
target
camera
photographing
Prior art date
Application number
KR1020090001526A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100082167A (ko
Inventor
이종재
정형조
김재민
박종웅
Original Assignee
목포대학교산학협력단
전남대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 목포대학교산학협력단, 전남대학교산학협력단 filed Critical 목포대학교산학협력단
Priority to KR1020090001526A priority Critical patent/KR101028526B1/ko
Publication of KR20100082167A publication Critical patent/KR20100082167A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101028526B1 publication Critical patent/KR101028526B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0008Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of bridges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C11/00Photogrammetry or videogrammetry, e.g. stereogrammetry; Photographic surveying
    • G01C11/02Picture taking arrangements specially adapted for photogrammetry or photographic surveying, e.g. controlling overlapping of pictures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C15/00Surveying instruments or accessories not provided for in groups G01C1/00 - G01C13/00
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/10Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument
    • G01C3/14Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with variable angles and a base of fixed length in the observation station, e.g. in the instrument with binocular observation at a single point, e.g. stereoscopic type
    • G01C3/16Measuring marks
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B35/00Stereoscopic photography
    • G03B35/18Stereoscopic photography by simultaneous viewing
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00Television systems
    • H04N7/18Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러 대의 카메라를 활용하여 카메라의 해상도문제로 인해 측정이 어려운 지점에서의 변위 및 회전변위까지 측정할 수 있는 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법에 관한 것이다.
본 발명은, 측정을 하고자 하는 구조물로부터 독립된 제1촬영지점에 카메라를 설치하는 단계; 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제1지점에 제1표적을 설치하는 단계; 상기 제1표적과 동일한 변위 및 회전변위가 발생하는 지점인 제2촬영지점에 카메라를 설치하는 단계; 상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제2지점 제2표적을 설치하는 단계; 상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능하지만 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로는 촬영이 불가능한 지점인 제3지점 제3표적을 설치하는 단계; 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라로 제1표적지 및 제2표적을 촬영하여 제1표적지 및 제2표적이 각각 설치된 제1지점 및 제2지점의 상기 제1촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계; 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 제2표적지 및 제3표적을 촬영하여 제2표적지 및 제3표적이 각각 설치된 제2지점 및 제3지점의 상기 제2촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계; 및, 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 측정된 변위를 이용하여 상기 제3표적이 설치된 제3지점에서 상기 제1촬영지점으로부터의 변위 또는 상기 제2지점의 회전변위를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법을 제공한다.

Description

구조물의 변위 및 회전변위 측정방법{Method for measuring displacement and angular displacement of a structure}
본 발명은 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러 대의 카메라를 활용하여 카메라의 해상도문제로 인해 측정이 어려운 지점에서의 변위 및 회전변위까지 측정할 수 있는 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법에 관한 것이다.
건물이나 교량 등은 지진이나 풍하중 등의 외부요인에 민감하게 영향을 받는 구조물이므로 일정한 시간이 지나게 되면 제 기능을 못하게 되는데, 그 제기능을 못하게 되는 시점을 정확하게 알아내지 못하는 경우에는 큰 인명피해를 초래할 수 있다. 멀지 않은 과거에 발생한 성수대교 붕괴 사건이 그 대표적인 예이다. 또한, 구조물의 붕괴까지는 아니더라도 제대로 된 타이밍에 유지보수를 하지 못할 경우 제대로된 타이밍에 유지보수를 하는 경우에 비해 훨씬 더 큰 액수의 유지보수 비용이 발생할 수 있다. 따라서 구조물의 안전성에 대한 상시적인 모니터링은 구조물의 지속성과 안전성의 평가에 있어 매우 중요하다고 할 수 있겠다.
구조물에 발생하는 절대변위는 구조물이 자연환경이나 인위적인 현상에 의해 구조물이 받게 되는 영향을 가장 잘 보여주는 지표임에도 불구하고 실제로 많이 측정되고 있지는 않은데 이는 구조물의 절대변위를 측정하기에 적합한 센서가 소개되고 있지 않기 때문이다.
일반적으로 변위를 측정할 수 있는 시스템으로는 GPS, Laser Doppler Vibrometer, 가속도계를 이용한 수치적 이중적분방법, 영상처리기법 등이 있다. GPS의 경우 인공위성을 활용하게 되므로 시간이나 날씨 등에 구애받지 않고 측정을 할 수 있다는 장점은 있으나 장비가 고가이고 동적인 변위를 측정하기에는 정확도가 떨어지는 단점이 있다. Laser Doppler Vibrometer의 경우 경제성이 떨어지고 측정할 때 고정된 한 점이 필요하다는 단점이 있다. 가속도계를 이용한 수치적 이중적분방법은 저주파 영역에서 왜곡이 발생하여 신뢰성이 떨어지는 단점이 있다.
영상처리기법을 이용한 방법은 카메라를 변위가 발생하지 않는 지점에 설치하고 구조물에 표적을 설치한 후, 카메라로 표적을 촬영하여 카메라에 촬영된 표적지의 움직임을 측정하여 변위를 측정하는 방법인데, 단거리 측량시 경제성은 우수하나 측정거리가 길어지면 매우 고가의 촬영장비를 사용해야 하므로 현장에 적용하기가 어려운 점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저가의 장비를 사용하면서도 멀리 떨어진 지점에서의 변위 및 회전변위를 측정할 수 있는 변위 및 회전변위 측정방법을 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
측정을 하고자 하는 구조물로부터 독립된 제1촬영지점에 카메라를 설치하는 단계;
상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제1지점에 제1표적을 설치하는 단계;
상기 제1표적과 동일한 변위 및 회전변위가 발생하는 지점인 제2촬영지점에 카메라를 설치하는 단계;
상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제2지점 제2표적을 설치하는 단계;
상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능하지만 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로는 촬영이 불가능한 지점인 제3지점 제3표적을 설치하는 단계;
상기 제1촬영지점에 설치된 카메라로 제1표적지 및 제2표적을 촬영하여 제1표적지 및 제2표적이 각각 설치된 제1지점 및 제2지점의 상기 제1촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계;
상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 제2표적지 및 제3표적을 촬영하여 제2표적지 및 제3표적이 각각 설치된 제2지점 및 제3지점의 상기 제2촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계; 및,
상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 측정된 변위를 이용하여 상기 제3표적이 설치된 제3지점에서 상기 제1촬영지점으로부터의 변위 또는 상기 제2지점의 회전변위를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법을 제공한다.
상기 제1촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계는,
제1촬영지점에 두 개의 카메라를 설치하고, 두 개의 카메라로 제1표적지 및 제2표적지를 각각 촬영하여 상대변위를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 제2촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계는,
제2촬영지점에 두 개의 카메라를 설치하고, 두 개의 카메라로 제2표적지 및 제3표적지를 각각 촬영하여 상대변위를 측정하는 것이 바람직하다.
상기 제2지점의 회전변위는,
제1촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위에서 제1촬영지점에 설치된 카메라로 측정한 제1표적지의 변위와 제2촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위를 뺀 값을 제1표적지가 설치된 지점과 제2표적지가 설치된 지점의 거리로 나누어 구하는 것이 바람직하다.
상기 제2지점의 회전변위는,
제1촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위에서 제1촬영지점에 설치된 카메라로 측정한 제1표적지의 변위와 제2촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위를 뺀 값을 제1표적지가 설치된 지점과 제2표적지가 설치된 지점의 거리로 나누어 구하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 비교적 저해상도의 저가 카메라를 활용하면서도 먼 거리에 위치한 지점의 변위 및 회전변위를 측정할 수 있는 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명의 하나의 바람직한 실시예에 따른 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제시하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 구조물의 변위 및 회전변위를 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
본 발명은 일반적인 카메라의 촬영한계를 넘는 거리에 위치한 지점에서의 변위를 측정하기 위한 것으로서 기본 개념은 여러 개의 카메라를 사용하는 것이다. 단순하게 생각하면 도 2에 도시된 바와 같이 여러 개의 카메라(110, 120, 130)를 설치하여 제11카메라(110)를 이용하여 제11표적의 변위(d1)을 측정하고, 제12카메라(120)를 이용하여 제12카메라(120)와 제12표적(121) 사이의 상대변위(d2)를 측정하고, 제13카메라(130)를 이용하여 제13카메라(130)와 제13표적(131) 사이의 상대변위(d3)를 측정하여 d1과 d2 및 d3를 더하면 제13표적지(131)와 제1카메라(110) 사이의 상대변위(d4)를 구할 수 있을 것으로 생각할 수 있는데, 실제로 구조물에 도 2에 도시된 바와 같이 변위가 발생하여 제12카메라(120) 및 제13카메라(130)의 촬영방향이 지면으로부터 수직한 경우에는 이러한 방법을 쓸 수 있지만, 실제 구조물의 경우 이러한 변형을 일으키는 경우는 거의 없으며, 도 1에 도시된 바와 같이 제2카메라(20)의 시선방향이 지면으로부터 수직하지 않게 되어 실제로 제2카메라(20)가 측정하는 변위는 δ12가 되어 도 2에 표시된 d2와는 차이가 있다. 따라서 단순하 카메라를 여러 개 활용해서는 변위의 측정이 불가능하며 본 발명이 제안하는 방법에 의해서만 제대로된 측정이 가능하다.
본 실시예에 따른 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법을 실시하기 위해서는 우선 변위 또는 회전변위를 측정하고자 하는 구조물로부터 독립되고 고정된 제1촬영위치에 카메라를 설치한다. 본 실시예에서 제1촬영위치에는 하나의 카메라를 설치하여 제1표적지(11) 및 제2표적지(21)를 촬영하게 되며 편의상 제1카메라(10)로 지칭하나, 두 개의 카메라로 제1표적지(11)와 제2표적지(21)를 각각 촬영할 수 있으며, 이 경우 동시에 촬영을 시작하여 촬영된 데이터의 시간을 커플링해야 한 다.
본 실시예에서 측정을 하고자 하는 구조물(S)는 건물이며 도면상에서는 단순화하여 하나의 직선으로 표시하였다.
제1카메라(10)가 구조물(S)로부터 독립되었다는 의미는 구조물(S)에 변위가 발생하는 경우에도 제1카메라(10)의 위치는 변하지 않는다는 의미이다. 즉 제1카메라(10)가 구조물(S)로부터 떨어져 있을 수도 있으나, 제1카메라(10)가 구조물(S)에 설치된 경우에도 제1카메라(10)가 설치된 지점에서 제1카메라(10)와 구조물(S)의 상대변위(변위와 회전변위 모두를 포함한다)가 0이면 된다.
제1표적(11)은 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1카메라(10)로 직접 촬영하여 변위 측정이 가능하거나 제1카메라(10)에 망원렌즈를 부착한 상태로 촬영하여 제1카메라(10)의 해상도로 촬영함에 의해 변위를 측정할 수 있는 지점에 위치하도록 설치한다.
다음에는 상기 제1표적(11)과 동일한 변위 및 회전변위가 발생하는 제2촬영지점에 카메라를 설치한다. 본 실시예에서는 상기 제1촬영지점과 같이 하나의 카메라를 사용하여 제2표적(21) 및 제3표적(31)을 촬영하게 되며, 편의상 제2촬영지점에 설치된 카메라를 제2카메라(20)로 지칭하기로 한다. 제1촬영지점과 마찬가지로 제2촬영지점에도 두 개의 카메라가 사용될 수 있으며, 제1촬영지점에서와 마찬가지의 작업을 하면 된다. 물론, 두 개의 카메라를 사용하는 경우 두 개의 카메라를 설치한 지점에서 변위 및 회전변위가 상기 제2표적(21)과 모두 동일해야 한다.
제2표적(21)은 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 제1카메라(10) 및 제2카메라(10)로 직접 촬영하여 변위 측정이 가능하거나 각각에 망원렌즈를 부착한 상태로 변위 측정이 가능한 지점에 설치한다.
제3표적(31)은 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서, 제1카메라(10)로부터의 거리가 제1카메라(10) 또는 망원렌즈를 부착한 상태로 촬영하여 변위를 측정할 수 없는 지점에 설치하되, 다만 제2카메라(20) 또는 망원렌즈를 부착한 제2카메라(20)로 촬영하여 변위를 측정할 수 있는 지점에 설치하게 된다.
상기 제1카메라(10), 제2카메라(20), 제1표적(11), 제2표적(21) 및 제3표적(31)이 설치되면 상기 제1카메라(10)이용하여 제1표적(11) 및 제2표적(21)의 변위(δ1 및 δ2)를 측정하고, 상기 제2카메라(20)를 이용하여 제2표적(21) 및 제3표적(31)의 변위(δ12 및 δ13)를 측정한다.
상기 변위(δ1, δ2, δ12 및 δ13)를 측정하는 방법은 이미 여러 편의 논문(Development and application of a vision-based displacement measurement system for strucutral health monitoring of civil sturctures, Smart Structure & System, vol 3, pp373-384 등)을 통해서 소개되었으므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균정도의 지식을 지닌 자라면 충분히 습득할 수 있으며 간단하게만 설명하면, 검정색 바탕에 서로 기하학적인 관계를 알고 있는 네 개의 흰점이 표시된 표적을 카메라로 촬영하여, 카메라의 화상에 나타난 흰점의 변위를 기준으로 변위를 계산한다. 이때, 표적지와 카메라 사이의 거리와 표적의 흰점들 상의 거리, 카메라 화상의 픽셀당 거리, 초당 프레임수 등을 고려하게 되며 표적과 카메라가 수 직이 아닌 경우에는 실제변위를 구하기 위하여 좌표변환을 하게 되며 이러한 사항은 전술한 논문에 잘 나와 있다.
다음은 제1카메라(10)로 촬영하여 변위를 측정할 수 없는 제3표적(31)이 설치된 지점의 변위(δ3)와 제1표적지(11)가 설치된 지점의 각변위(θ1)를 구하는 단계이다.
제1카메라(10) 및 제2카메라(20)의 촬영에 의한 측정에 의해 알고 있는 데이터인 δ1, δ2, δ12 및 δ13를 활용하게 되는데, 우선 θ1을 구하기 위해 아래의 식을 이용한다.
Figure 112009001149547-pat00001
여기서 구한 θ1을 활용하여 δ3를 구하기 위해서는 아래의 식을 활용할 수 있다.
Figure 112009001149547-pat00002
이러한 방법에 의해 제1카메라(10)로 촬영해서는 변위를 측정할 수 없는 지점의 변위를 측정할 수 있다.
구조물이 더 큰 경우에는 제2표적(21)과 동일한 변위 및 회전변위가 발생하는 지점에 제촬영지점에 카메라(하나 또는 두 개의 카메라를 사용할 수 있으며, 편의상 제3카메라(30)로 지칭한다)를 설치하고, 제3표적(31)과 유사한 조건(즉, 제2 카메라(20)로 촬영해서는 변위를 측정할 수 없지만 제3카메라(30)로 촬영해서는 변위를 측정할 수 있는 지점)에 새로운 표적을 설치하고 유사한 메커니즘을 활용하여 변위를 측정할 수 있으며, 이러한 방법을 이용해서 제1카메라(10)로부터 거리가 아주 먼 지점에서의 변위도 측정할 수 있고, 각각의 표적이 설치된 지점에서의 회전변위도 측정할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 검증하기 위한 실험예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 하나의 실험예를 설명하기 위한 도면, 도 4는 도 3에 도시된 실험체의 사진, 도 5는 도 3에 도시된 실험예에 사용된 표적지를 설명하기 위한 도면이다.
본 실험예의 구조물은 고층 건물의 유연한 거동을 모사하기 위하여 전단 건물 모형 대신 휨변형이 지배적인 캔틸레버보를 사용하였으며 규격은 높이 120cm, 너비 4cm, 두께 0.5cm이다. 카메라로는 130만화소의 웹캠을 바닥층과 1층에 각각 하나씩 설치하였다. 바닥층에 설치된 웹캠이 앞선 실시예의 제1카메라에 해당하며 1층에 설치된 웹캠이 앞선 실시예의 제2카메라에 해당한다. 표적은 도 5에 도시된 바와 같으며, 서로 마주보는 하얀점 사이의 간격은 각각 2cm씩이다. 도면에 표시된 바와 같이 바닥층과 1층 사이의 거리(앞선 실시예의 L1)은 33cm이며, 1층과 2층사이의 거리(L2) 및 2층과 3층 사이의 거리(L3)는 동일하게 38cm씩이다.
바닥면에 설치된 웹캠에서는 1층과 2층에 설치된 표적(앞선 실시예의 제1표적 및 제2표적)을 촬영하여 그 변위를 측정하며, 1층에 설치된 웹캠에서는 2층 및 3층에 설치된 표적(앞설 실시예의 제2표적 및 제3표적)을 촬영하여 변위를 측정하게 되며, 최종적으로 앞선 실시예에 제시된 식을 이용하여 구하여진 3층에서의 변위(앞선 실시예의 제3표적지가 설치된 지점의 변위)를 구하였으며, 이 결과를 3층에서의 변위를 직접 측정한 레이저 변위계의 측정치와 비교하였다.
첫번째 실험은 구조물의 켄틸러버보의 상단부에 일정량의 변위를 주어 전체적인 곡률이 일정하게 유지된 변위 형상을 가지도록 한 상태에서 측정하였는데, 본 발명에 따라 바닥면에 설치된 웹캠으로 측정한 변위는 1층표적지에서 1.04cm, 2층표적지에서 3.574cm이었으며, 2층에 설치된 웹캠으로 측정한 변위는 2층표적지에서 0.57cm, 3층표적지에서 1.87cm으로 측정되었으며, 계산된 1층표적지의 회전변위는 3.72°, 3층표적지의 변위를 계산한 값은 8.69cm이다. 레이져 변위계로 측정한 3층표적지의 변위는 8.664cm인데 비교하면 0.3%정도의 오차를 보여 본 발명에 의하여 계산된 값이 매우 정확함을 확인할 수 있다.
두번째 실험에서는 1층에서 수평방향으로의 변위를 주어 1층 이후는 직선이 되도록 하였는데 본 발명에 따라 1층에서의 회전변위는 5.09°, 계산된 표적지의 변위는 8.994cm이었고, 레이저 변위계로 측정한 값은 9.009cm이며 오차는 0.17%이고, 이 결과 역시 매우 정확하게 계산된 것임을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예에 대하여 설명함으로써 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 제시하였다. 본 발명의 기술적 사상은 설명된 실시예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 형태의 변위 및 각변위 측정방법으로 구현될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 실시예에 따른 구조물의 변위 및 회전변위를 측정 방법을 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 하나의 실험예를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 실험체의 사진.
도 5는 도 3에 도시된 실험예에 사용된 표적지를 설명하기 위한 도면.
** 도면의 주요부분에 대한 기호의 설명 **
10 : 제1카메라 20 : 제2카메라
30 : 제3카메라 11 : 제1표적지
21 : 제2표적지 31 : 제3표적지

Claims (5)

  1. 측정을 하고자 하는 구조물로부터 독립된 제1촬영지점에 카메라를 설치하는 단계;
    상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제1지점에 제1표적을 설치하는 단계;
    상기 제1표적과 동일한 변위 및 회전변위가 발생하는 지점인 제2촬영지점에 카메라를 설치하는 단계;
    상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능한 지점인 제2지점 제2표적을 설치하는 단계;
    상기 상기 구조물의 변위를 측정하고자 하는 부분 중에서 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로 촬영이 가능하지만 상기 제1촬영지점에 설치된 카메라의 해상도로는 촬영이 불가능한 지점인 제3지점 제3표적을 설치하는 단계;
    상기 제1촬영지점에 설치된 카메라로 제1표적지 및 제2표적을 촬영하여 제1표적지 및 제2표적이 각각 설치된 제1지점 및 제2지점의 상기 제1촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계;
    상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 제2표적지 및 제3표적을 촬영하여 제2표적지 및 제3표적이 각각 설치된 제2지점 및 제3지점의 상기 제2촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계; 및,
    상기 제1촬영지점에 설치된 카메라 및 상기 제2촬영지점에 설치된 카메라로 측정된 변위를 이용하여 상기 제3표적이 설치된 제3지점에서 상기 제1촬영지점으로부터의 변위 또는 상기 제2지점의 회전변위를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계는,
    제1촬영지점에 두 개의 카메라를 설치하고, 두 개의 카메라로 제1표적지 및 제2표적지를 각각 촬영하여 상대변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2촬영지점에서의 상대변위를 측정하는 단계는,
    제2촬영지점에 두 개의 카메라를 설치하고, 두 개의 카메라로 제2표적지 및 제3표적지를 각각 촬영하여 상대변위를 측정하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2지점의 회전변위는,
    제1촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위에서 제1촬영지점에 설치된 카메라로 측정한 제1표적지의 변위와 제2촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위를 뺀 값을 제1표적지가 설치된 지점과 제2표적지가 설치된 지점의 거리로 나누어 구하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2지점의 회전변위는,
    제1촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위에서 제1촬영지점에 설치된 카메라로 측정한 제1표적지의 변위와 제2촬영지점에 설치된 카메라로 촬영하여 측정한 제2표적지의 변위를 뺀 값을 제1표적지가 설치된 지점과 제2표적지가 설치된 지점의 거리로 나누어 구하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변위 및 회전변위 측정 방법.
KR1020090001526A 2009-01-08 2009-01-08 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법 KR101028526B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090001526A KR101028526B1 (ko) 2009-01-08 2009-01-08 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090001526A KR101028526B1 (ko) 2009-01-08 2009-01-08 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100082167A KR20100082167A (ko) 2010-07-16
KR101028526B1 true KR101028526B1 (ko) 2011-04-11

Family

ID=42642363

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090001526A KR101028526B1 (ko) 2009-01-08 2009-01-08 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101028526B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114894098A (zh) * 2022-04-20 2022-08-12 国网吉林省电力有限公司长春供电公司 一种扭转测量多层结构的视觉方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075148A (ja) 2001-09-03 2003-03-12 Techno Vanguard:Kk デジタルスチルカメラを用いた変位計測装置
JP2003090711A (ja) 2001-09-18 2003-03-28 Fuji Xerox Co Ltd 3次元画像撮像装置および方法
JP3737455B2 (ja) * 2002-06-13 2006-01-18 飛島建設株式会社 変位測定装置
KR100935898B1 (ko) 2008-12-26 2010-01-07 최용기 자동 변위 검출 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 사면 유지 관리 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003075148A (ja) 2001-09-03 2003-03-12 Techno Vanguard:Kk デジタルスチルカメラを用いた変位計測装置
JP2003090711A (ja) 2001-09-18 2003-03-28 Fuji Xerox Co Ltd 3次元画像撮像装置および方法
JP3737455B2 (ja) * 2002-06-13 2006-01-18 飛島建設株式会社 変位測定装置
KR100935898B1 (ko) 2008-12-26 2010-01-07 최용기 자동 변위 검출 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 사면 유지 관리 시스템 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100082167A (ko) 2010-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scaioni et al. Photogrammetric techniques for monitoring tunnel deformation
CN111076880B (zh) 一种考虑相机姿态变化的大跨桥梁多点挠度测量方法
CN108106801A (zh) 桥隧病害非接触检测系统及检测方法
Taşçi Deformation monitoring in steel arch bridges through close-range photogrammetry and the finite element method
US8405716B2 (en) Folding optical path transfer videometrics method for measuring the three-dimensional position and attitude of non-intervisible objects
CN106197292B (zh) 一种建筑物位移监测方法
CN102798456B (zh) 一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统
JP6412658B2 (ja) 点検計画立案支援システム、方法およびプログラム
CN109405764A (zh) 一种基于激光测距的变形自动监测系统
CN105865349B (zh) 一种大型建筑物位移监测方法
Yu et al. Displacement measurement of large structures using nonoverlapping field of view multi‐camera systems under six degrees of freedom ego‐motion
KR101085973B1 (ko) 구조물의 절대변위측정 시스템
KR101387876B1 (ko) 구조물 변위 측정 시스템 및 방법
Zhang et al. Study on the dynamic properties of a suspended bridge using monocular digital photography to monitor the bridge dynamic deformation
KR100458290B1 (ko) 이미지 프로세싱을 이용한 구조물의 변위량 측정방법
CN115829918A (zh) 一种基于机器视觉的大型设施结构形变的监测方法
JP2015530577A (ja) モニタデバイスのためのリアルタイム構造測定(rtsm)
Stockdale et al. The behavior mapping of masonry arches subjected to lumped deformations
KR100935898B1 (ko) 자동 변위 검출 장치 및 방법 그리고 이를 이용한 사면 유지 관리 시스템 및 방법
KR101395544B1 (ko) 구조물의 변위 측정을 위한 오브젝트의 캘리브레이션 방법 및 시스템
KR101028526B1 (ko) 구조물의 변위 및 회전변위 측정방법
KR101395695B1 (ko) 구조물 거동 계측 시스템 및 방법
Avşar et al. Photogrammetric deformation monitoring of the Second Bosphorus Bridge in Istanbul
KR20060018909A (ko) 구조물 감시, 진단을 위한 이미지 프로세싱에 기반한구조물의 동적영상변위계측시스템
Lin et al. Videogrammetric monitoring of as‐built membrane roof structures

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140321

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee