KR101053405B1 - 구조물 변형 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

구조물 변형 감지 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 구조물에 설치되는 표적체와, 상기 표적체에 대해 촬영된 촬영이미지 정보를 전송하는 카메라, 및 상기 표적체에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보를 기준으로 상기 카메라로부터 전송받은 촬영이미지 정보의 이미지 변화를 분석함에 따라 상기 표적체의 이동정도를 연산하여 상기 구조물의 변형정보를 제공하는 제어서버를 포함하는 구조물 변형 감지 시스템 및 방법을 제공한다.
개시된 구조물 변형 감지 시스템 및 방법에 따르면, 구조물에 설치된 표적체를 카메라를 통해 촬영하여, 카메라로부터 얻어지는 초기이미지와 현재 촬영이미지 간을 서로 비교하고 분석함에 따라, 구조물의 변형정보를 용이하게 연산 및 제공 가능하다. 또한, 주변환경에 따라 측정오차가 발생하는 별도의 센서 장치들을 구조물에 설치할 필요가 전혀 없고, 카메라의 촬영 정보만을 이용하여 구조물의 변형을 감지함에 따라, 작업공수와 비용을 줄일 수 있고, 주변 온도, 습도 및 자기장의 영향을 받지 않으므로, 구조물 변형 감지의 오차 발생 또는 오작동의 문제를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

구조물 변형 감지 시스템 및 방법{System for sensing structure distortion and method for thereof}
본 발명은 구조물 변형 감지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 교각, 건물 등의 다양한 구조체에 대한 변형을 감지하는 시스템에 관한 것이다.
종래에는 구조물 상에 반도체 센서, 금속 박막 센서, 압전 센서, 광섬유 센서 등을 직접 설치하여 그 안전상태나 변형 등을 감지하고 있다. 이들은 모두 센서를 이용한 구조물 변형 감지 방식인데, 상기 구조물에 각 센서들을 안정적으로 설치 및 운용하기가 다소 어려운 편이며 설치 비용이 비싼 단점이 있다. 또한, 각 센서들은 전자기파, 날씨 등의 주변환경에 민감한 편이므로 오작동이 잦고 이로 인해 잘못된 정보를 전달하게 되고, 결국에는 관리자가 CCTV 감시 또는 현장 방문을 통해 직접 구조물을 육안으로 확인해야 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 별도의 센서의 설치가 필요 없으며 구조물 상의 표적체를 카메라로 촬영하여 상기 카메라로부터 얻어지는 정보들을 분석함에 따라 구조물의 변형을 감지하는 구조물 변형 감지 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 구조물에 설치되는 표적체와, 상기 표적체에 대해 촬영된 촬영이미지 정보를 전송하는 카메라, 및 상기 표적체에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보를 기준으로 상기 카메라로부터 전송받은 촬영이미지 정보의 이미지 변화를 분석함에 따라 상기 표적체의 이동정도를 연산하여 상기 구조물의 변형정보를 제공하는 제어서버를 포함하는 구조물 변형 감지 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 표적체는, 상기 카메라를 통해 촬영 가능한 직선 또는 곡선의 라인을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어서버는, 상기 촬영이미지 정보를 필터링하여 상기 라인에 관한 라인에지 정보를 추출한 다음, 상기 초기이미지 정보에 대해 기 추출된 초기에지 정보를 기준으로 하여 상기 라인에지 정보가 상기 카메라의 이미지 정보 상에서 이동한 이동량을 계산하여, 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산할 수 있다. 그리고, 상기 이동량은, 상기 초기에지 정보를 기준으로 상기 라인에지 정보가 이동한 위치 변화량, 기울기 변화량, 회전량 정보 중 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상기 제어서버는, 상기 카메라에 의해 획득되는 이미지 정보 상에서의 상기 이동량에 수학식 1의 값을 보상하여 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산할 수 있다.
[수학식 1] : E = 2×tan(D/2)×(L/R)
(E: 상기 이동량이 실제 이미지 정보 상에서 나타나는 정도, D: 상기 카메라의 화각, L: 상기 카메라와 상기 표적체 간의 거리, R: 상기 카메라의 해상도)
또한, 상기 제어서버는, 상기 카메라로부터 시간에 따라 순차적으로 획득된 복수 개의 촬영이미지 정보들로부터 각각 산출된 상기 표적체의 이동정도를 이용하여 촬영이미지의 연속적 변화정보를 제공 가능하다. 여기서, 상기 제어서버는, 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 이용하여 해당 구조물의 시간당 변화량인 변화속도를 통해, 상기 변화량이 특정 임계치에 도달하는 위험시점을 예측하여 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 구조물 변형 감지 시스템 및 방법에 따르면, 구조물에 설치된 표적체를 카메라를 통해 촬영하여, 카메라로부터 얻어지는 초기이미지와 현재 촬영이미지 간을 서로 비교하고 분석함에 따라, 구조물의 변형정보를 용이하게 연산 및 제공 가능하다. 또한, 주변환경에 따라 측정오차가 발생하는 별도의 센서 장치들을 구조물에 설치할 필요가 전혀 없고, 카메라의 촬영 정보만을 이용하여 구조물의 변형을 감지함에 따라, 작업공수와 비용을 줄일 수 있고, 주변 온도, 습도 및 자기장의 영향을 받지 않으므로, 구조물 변형 감지의 오차 발생 또는 오작동의 문제를 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 변형 감지 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 다른 구성도이다. 그리고, 도 3은 카메라에서 표적체를 촬영하는 픽셀 어레이의 구성도이다. 또한, 도 4는 도 2의 제어서버에 구비된 표시부를 통해 구현되는 화면구성도이고, 도 5는 도 1을 이용한 구조물 변형 감지 방법의 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 구조물 변형 감지 시스템(100)은, 표적체(110), 카메라(120), 제어서버(130)를 포함한다. 여기서, 시스템(100)이 감지하는 대상물인 상기 구조물(30)은 각종 변형(위치, 기울기, 회전 등)이 발생 가능한 교각, 건물, 시설물, 조형물 등의 다양한 구조물을 포괄하는 개념임은 자명하다.
우선, 상기 표적체(110)는 변형대상이 되는 구조물(30)에 설치 가능하다. 이러한 표적체(110)는 상기 카메라를 통해 촬영 가능한 직선 또는 곡선의 라인을 포함 가능하다. 도 1 및 도 3은 상기 표적체(110)의 예로서, 사각형의 테두리 라인(111)과 내부 십자 라인(112)을 포함한 형태이고, 모두 직선 라인으로 구성된 것이다. 물론, 상기 표적체(110)의 형태는 반드시 상술한 바로 한정되는 것은 아니며, 카메라(120) 촬영을 통해 이미지 변화(에지 변화 등)의 관측이 가능한 형태라면 어떠한 형태라도 무관하다.
한편, 상기 카메라(120)는 상기 표적체(110)에 대해 촬영된 촬영이미지 정보를 상기 제어서버(130)로 유무선으로 전송 가능하다. 이러한 카메라(120)는 상기 촬영이미지 정보를 일정 시간간격의 주기를 갖고 이미지 형태로 촬영하는 일반 카메라 형태, 혹은 지속적으로 촬영 가능한 화상 카메라 형태일 수 있다. 물론, 화상 카메라의 경우 또한 상기와 같은 주기적인 촬영이 가능함은 물론이다.
상기 카메라(120)의 픽셀 특성과 관련하여, 도 3을 참조하면, 좌측은 카메라(120)의 화상센서에서 피사체를 촬영하기 위한 픽셀 어레이(pixel array)를 나타내며, 우측은 상기 카메라(120)에서 1개의 픽셀(A)로 표현되는 상기 표적체(110)의 단위면적을 나타낸다. 상기 단위면적은 해상도에 따라 달라질 수 있다.
한편, 그 설치 예로서, 상기 카메라(120)는 표적체(110)가 설치된 구조물(30) 상의 안정된 위치에서 상기 표적체(110)를 바라보도록 설치 가능하다. 예를 들어, 상기 구조물(30)이 교각인 경우, 교각의 상판은 그 기둥에 비해 떨림이 크므로 상기 카메라(120)를 기둥 부분에 설치하여 표적체(110)를 촬영하는 것도 가능하다. 이외에도, 상기 카메라(120)는 상기 구조물(30) 외부의 안정적인 위치에서 상기 표적체(110)를 바라보도록 설치 가능하다. 예를 들어, 상기 카메라(120)는 상기 구조물(30) 외부의 인접 건물 또는 구조물(30) 외부의 특정박스 상에 설치되는 것이 가능하다.
도 1을 참조하면, 상기 제어서버(130)는 상기 카메라(120)와 유선 또는 무선 연결된 부분이다. 이러한 제어서버(130)는 일반적인 컴퓨터 등의 수단으로 구현 가능하며, 각종 정보를 연산, 표시, 입력을 위한 연산부(131), 표시부(132), 입력부(133) 및 예측부(134)를 포함한다.
이러한 제어서버(130)는 상기 표적체(110)에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보(10)와, 카메라(120)로부터 전송받은 현재 촬영이미지 정보(20)를 상기 연산부(131)를 통해 서로 비교함으로써, 상기 구조물(30)의 변형정보를 제공한다. 즉, 상기 제어서버(130)는 상기 기 저장된 초기이미지 정보(10)를 기준으로 하여 상기 촬영이미지 정보(20)의 이미지 변화를 분석함에 따라, 상기 표적체(110)의 이동정도를 연산하여 상기 구조물(30)의 변형정보를 제공하게 된다.
여기서, 상기 초기이미지 정보(10)는 상기 표적체(110)를 구조물(30)에 최초로 설치한 시점, 즉 안정적인 상태에서 카메라(120)로 촬영된 초기이미지를 의미할 수 있다. 물론, 상기 제어서버(130)는 상기 안정적인 상태에서 촬영된 상기 초기이미지 정보(10)를 필터링한 다음, 그 에지정보인 초기에지 정보를 추출하고 미리 저장하여, 추후 구조물(30) 변형의 비교 수단으로 이용 가능하다.
즉, 상기 촬영이미지 정보(20)가 획득된 경우, 상기 제어서버(130)의 연산부(134)는 상기 촬영이미지 정보(20)를 필터링하여 상기 표적체(110)의 라인에 관한 라인에지 정보를 추출한다. 이후, 제어서버(130)는 상기 초기이미지 정보(10)에 대해 기 추출된 초기에지 정보를 기준으로 하여 상기 라인에지 정보가 상기 카메라(120)의 이미지 정보 상에서 이동한 이동량을 계산하여, 상기 표적체(110)의 실제 이동정도를 연산한다.
도 4의 UI(User Interface)를 참조하면, 상기 표시부(132)는, 현재 카메라(120)를 통해 촬영되고 있는 실시간 영상('실시간 영상' 영역)과, 상기 구조물(30)의 변형정보('메시지' 영역)의 표시가 가능하다. 이외에도, 상기 표시부(132)는 상기 초기이미지 정보(10)의 초기에지 정보('초기에지검출' 영역), 상기 초기에지 정보를 통해 구체적으로 획득되는 초기획득라인 정보('초기직선도출' 영역), 상기 촬영된 촬영이미지 정보(20)의 라인에지 정보('실시간에지검출' 영역), 상기 라인에지 정보를 통해 구체적으로 획득되는 라인획득라인 정보('실시간직선도출' 영역)를 각각 화면으로 표시한다. 여기서, 상기 연산부(134)는, 실질적으로 상기 '초기획득라인 정보'와 '라인획득라인 정보' 간을 서로 비교하여 표적체(110)의 이동정도를 연산 가능하다.
한편, 제어서버(130)에서 계산되는 상기 이동량은, 상기 초기에지 정보(보다 구체적으로는 초기획득라인 정보)를 기준으로 상기 라인에지 정보(보다 구체적으로는 라인획득라인 정보)가 이동한 '위치 변화량, 기울기 변화량, 회전량 정보' 중 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함한다. 상기 위치 변화량에는 상하 이동 정도, 좌우 이동 정도뿐만 아니라 전후 이동정도를 포괄하는 개념이다. 상기 전후 이동정도를 추출하는 경우에는 상기 표적체(110)의 이동에 대한 3차원(3D) 공간적 변화를 알 수 있다.
여기서, 상기 제어서버(130)는, 상기 변형 감지의 대상이 되는 구조물(30)의 변형 형태 또는 종류에 따라, 상기 이동량의 계산에 이용되는 상기 복수 개의 정보에 대한 추출 작업을 달리 적용 가능하다. 예를 들어, 관찰대상이 되는 구조물(30)의 원래 형태의 다양성, 변형가능 형태의 다양성 등에 따라, 상기 카메라(120)로 취득되는 촬영이미지 정보에 대한 비교 윤곽선 추출방법, 추출을 위한 계산법, 변형에 대한 판단 기준 등이 달라질 수 있다. 구체적 추출방식으로는 표적체(110)의 2차원적 변화뿐 아니라, 3차원적 공간변화를 감지할 수 있다. 즉, 대상타겟인 상기 표적체(110)의 전후 이동, 회전 등의 변화를 추출할 수 있다. 또한, 타켓이 아닌 대상물체의 윤곽선 또한 추출하여 윤곽선의 비교를 통해 대상물의 변형을 파악하는 것도 가능하다.
상기 윤곽선을 기반으로 하는 응용예는 다음과 같다. 첫째 예로서, 야적장에 쌓여있는 물건(표적체(110)에 대응)에 대한 윤곽선을 추출하여 이전정보(초기이미지 정보)와 새로운 정보(새롭게 취득된 촬영이미지 정보)와의 비교를 통해 물건의 이동 변형(2D, 3D적 변형) 등을 감지할 수 있다. 둘째 예로서, 건축이 진행중인 건축물의 윤곽선을 추출하여 이전정보(초기이미지 정보)와 새로운 정보(새롭게 취득된 촬영이미지 정보)와의 비교를 통해 건축의 진행상태 등을 감지할 수 있다.
한편, 상기 제어서버(130)의 연산부(134)는, 상기 카메라(120)에 의해 획득되는 이미지 정보 상에서의 상기 이동량에, 아래 수학식 1의 값을 보상함에 따라, 상기 표적체(110)의 실제 이동정도를 연산한다.
[수학식 1]
E = 2×tan(D/2)×(L/R)
(E: 상기 이동량이 실제 이미지 정보 상에서 나타나는 정도, D: 상기 카메라의 화각, L: 상기 카메라와 상기 표적체 간의 거리, R: 상기 카메라의 해상도)
여기서, 상기 이동량에 수학식 1을 적용하여 얻어지는 표적체(110)의 실제 이동정도는, 곧 상기 표적체(110)가 설치된 구조물(30) 부분의 변형정보를 의미한다. 즉, 카메라(120)의 이미지상에서 나타나는 이동량에 상기 E 값을 적용하면, 표적체(110)의 실제 이동량으로 변환 가능하다. 도 4를 참조하면, 상기 '메시지' 영역은 그 보상된 실제 값을 표시한 것으로서, 상기 표적체(110)의 연산된 실제 이동량 중에서 그 위치 변화량에 관한 정보(ex, 하강 정도값, 좌측 이동 정도값, 전후 이동 정도값)와 회전량에 관한 정보(ex, 좌측 회전값)를 표시하고 있다.
한편, 상기 제어서버(130)는, 상기 카메라(120)로부터 시간에 따라 순차적으로 획득된 복수 개의 촬영이미지 정보들로부터 각각 산출된 상기 표적체(110)의 이동정도들을 이용하여, 시간에 따른 촬영이미지의 연속적 변화정보를 제공 가능하다. 이러한 촬영이미지의 연속적 변화정보들은, 상기 연속적으로 변화하는 이동량 정보들을, 시간에 따른 그래프, 테이블, 이미지 등의 형태로 상기 표시부(133)를 통해 화면으로 제공 가능하다.
여기서, 상기 제어서버(130)의 예측부(134)는, 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 이용하여 해당 구조물(30)의 시간당 변화량인 변화속도를 연산하고, 이를 통해 상기 변화량이 특정 임계치에 도달하는 위험시점을 예측하여 제공 가능하다. 즉, 구조물(30)에 대한 특정 부위의 변화량이 임계치에 도달하는 경우, 각종 인적, 물적 재산의 피해가 우려된다. 따라서 상기 예측부(134)를 통해 상기한 임계치에 도달하는 위험시점(ex, 30일 후 위험수준)을 미리 예고 및 경고하여 안내함에 따라, 보수 공사, 긴급 대피 등이 적시에 이루어질 수 있도록 조치 가능함은 물론이며, 각종 사고에 미리 대비할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 제어서버(130)의 입력부(133)는 상기 카메라(120)의 원격 조정이 가능하다. 즉, 도 4를 참조하면, 상기 입력부(133)는 상기 카메라(120)의 해상도 설정이 가능하며, 카메라(120)의 작동과 정지, 줌인(Zoom In), 줌아웃(Zoom Out)에 관한 원격 제어가 가능하다. 또한, 상기 입력부(133)는 동영상 촬영되는 화면의 캡쳐 기능뿐만 아니라, 실시간 영상 촬영 기능의 시작과 종료 등의 조작이 가능하다.
이상과 같은 상기 구조물 변형 감지 시스템(100)은 카메라로부터 얻어지는 초기이미지와 현재 촬영이미지 간을 서로 비교하고 분석함에 따라, 구조물의 변형정보를 용이하게 연산 및 제공 가능하다. 또한, 주변환경에 따라 측정오차가 발생하는 별도의 센서 장치들을 구조물에 설치할 필요가 전혀 없고, 카메라의 촬영 정보만을 이용하여 구조물의 변형을 감지함에 따라, 작업공수와 비용을 줄일 수 있고, 주변 온도, 습도 및 자기장의 영향을 받지 않으므로, 구조물 변형 감지의 오차 발생 또는 오작동의 문제를 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 카메라(120)를 기본적으로 사용하므로 확대비율을 조정만으로 주변상황을 시각적으로 모니터링할 수 있어 매우 경제적이다.
이하에서는 상기한 시스템(100)을 이용한 구조물 변형 감지 방법에 관하여 도 1 및 도 5를 참조로 하여 설명하고자 한다. 먼저, 구조물(30)에 설치된 표적체(110)를 카메라(120)가 촬영하여(S110), 촬영이미지 정보를 제어서버(130)로 전송한다(S120).
그런 다음, 상기 제어서버(130)는, 상기 표적체(110)에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보(10)를 기준으로, 상기 카메라(120)로부터 전송받은 촬영이미지 정보(20)의 이미지 변화를 분석함에 따라, 상기 표적체(110)의 이동정도를 연산하여 상기 구조물(30)의 변형정보를 제공한다(S130~S140).
즉, 이를 위해, 상기 제어서버(130)는 상기 촬영이미지 정보(20)를 필터링하여 상기 표적체(110)에 형성된 라인(111,112)에 관한 라인에지 정보를 추출한다(S130). 이때, 에지 추출은 일반적으로 알려진 소벨 필터(Sobel Filter)의 방식 이 이용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
그런 다음, 상기 제어서버(130)는 상기 초기이미지 정보(10)에 대해 기 추출된 초기에지 정보를 기준으로 하여, 상기 촬영이미지 정보(20)에 대해 추출된 라인에지 정보가 상기 카메라(120)의 이미지 정보 상에서의 이동한 이동량을 계산하여, 상기 표적체(110)의 실제 이동정도를 연산한다(S140). 상기 S140단계시, 상기 이동량에 앞서 상술한 수학식 1의 값을 보상함에 따라 상기 표적체(110)의 실제 이동정도를 연산할 수 있어, 상기 표적체(110)가 설치된 구조물(30) 부분에 대한 변형정보를 제공 가능하게 된다(S140). 여기서, 상기 제어서버(130)는 변형 감지의 대상이 되는 구조물(30)의 변형 형태 또는 종류에 따라, 상기 이동량의 계산에 이용되는 복수 개의 정보에 대한 추출 작업을 달리 적용 가능하다.
또한, 상기 제어서버(130)는, 상기 카메라(120)로부터 시간에 따라 순차적으로 획득된 복수 개의 촬영이미지 정보들로부터 각각 산출된 상기 표적체(110)의 이동정도를 이용하여 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 제공 가능하다(S140). 이후, 상기 제어서버(130)는, 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 이용하여 해당 구조물의 시간당 변화량인 변화속도를 산출 가능함에 따라, 상기 변화량이 특정 임계치에 도달하는 위험시점을 예측하여 제공할 수 있다(S150).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능한 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구조물 변형 감지 시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 다른 구성도,
도 3은 카메라에서 표적체를 촬영하는 픽셀 어레이의 구성도,
도 4는 도 2의 제어서버에 구비된 표시부를 통해 구현되는 화면구성도,
도 5는 도 1을 이용한 구조물 변형 감지 방법의 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >
100: 구조물 변형 감지 시스템 110: 표적체
120: 카메라 130: 제어서버
131: 연산부 132: 표시부
133: 입력부 134: 예측부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 구조물에 설치되는 표적체;
    상기 표적체에 대해 촬영된 촬영이미지 정보를 전송하는 카메라; 및
    상기 표적체에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보를 기준으로, 상기 카메라로부터 전송받은 촬영이미지 정보의 이미지 변화를 분석함에 따라, 상기 표적체의 이동정도를 연산하여 상기 구조물의 변형정보를 제공하는 제어서버를 포함하며,
    상기 표적체는,
    상기 카메라를 통해 촬영 가능한 직선 또는 곡선의 라인을 포함하고,
    상기 제어서버는,
    상기 촬영이미지 정보를 필터링하여 상기 라인에 관한 라인에지 정보를 추출한 다음, 상기 초기이미지 정보에 대해 기 추출된 초기에지 정보를 기준으로 하여 상기 라인에지 정보가 상기 카메라의 이미지 정보 상에서 이동한 이동량을 계산하여, 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산하며,
    상기 이동량은,
    상기 초기에지 정보를 기준으로 상기 라인에지 정보가 이동한 위치 변화량, 기울기 변화량, 회전량 정보 중 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는 구조물 변형 감지 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제어서버는,
    상기 카메라에 의해 획득되는 이미지 정보 상에서의 상기 이동량에 수학식 1의 값을 보상하여 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산하는 구조물 변형 감지 시스템.
    [수학식 1]
    E = 2×tan(D/2)×(L/R)
    (E: 상기 이동량이 실제 이미지 정보 상에서 나타나는 정도, D: 상기 카메라의 화각, L: 상기 카메라와 상기 표적체 간의 거리, R: 상기 카메라의 해상도)
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 제어서버는,
    상기 변형 감지의 대상이 되는 상기 구조물의 변형 형태 또는 종류에 따라, 상기 이동량의 계산에 이용되는 상기 복수 개의 정보에 대한 추출 작업을 달리 적용 가능한 구조물 변형 감지 시스템.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 제어서버는,
    상기 카메라로부터 시간에 따라 순차적으로 획득된 복수 개의 촬영이미지 정보들로부터 각각 산출된 상기 표적체의 이동정도를 이용하여 촬영이미지의 연속적 변화정보를 제공하는 구조물 변형 감지 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 제어서버는,
    상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 이용하여 해당 구조물의 시간당 변화량인 변화속도를 통해, 상기 변화량이 특정 임계치에 도달하는 위험시점을 예측하여 제공하는 구조물 변형 감지 시스템.
  8. 삭제
  9. (a) 구조물에 설치된 표적체를 카메라가 촬영하여 촬영이미지 정보를 제어서버로 전송하는 단계; 및
    (b) 상기 제어서버가, 상기 표적체에 대해 기 촬영되어 저장된 초기이미지 정보를 기준으로, 상기 카메라로부터 전송받은 촬영이미지 정보의 이미지 변화를 분석함에 따라, 상기 표적체의 이동정도를 연산하여 상기 구조물의 변형정보를 제공하는 단계를 포함하며,
    상기 표적체는,
    상기 카메라를 통해 촬영 가능한 직선 또는 곡선의 라인을 포함하고,
    상기 (b) 단계는,
    (c) 상기 제어서버가 상기 촬영이미지 정보를 필터링하여 상기 라인에 관한 라인에지 정보를 추출하는 단계; 및
    (d) 상기 제어서버가, 상기 초기이미지 정보에 대해 기 추출된 초기에지 정보를 기준으로 하여 상기 라인에지 정보가 상기 카메라의 이미지 정보 상에서 이동한 이동량을 계산하여, 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산하는 단계를 포함하는 구조물 변형 감지 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 (d) 단계에서 상기 이동량은,
    상기 초기에지 정보를 기준으로 상기 라인에지 정보가 이동한 위치 변화량, 기울기 변화량, 회전량 정보 중 선택된 하나 또는 복수 개의 정보를 포함하는 구조물 변형 감지 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 (d) 단계는,
    상기 제어서버가, 상기 카메라에 의해 획득되는 이미지 정보 상에서의 상기 이동량에 수학식 2의 값을 보상하여 상기 표적체의 실제 이동정도를 연산하는 구조물 변형 감지 방법.
    [수학식 2]
    E = 2×tan(D/2)×(L/R)
    (E: 상기 이동량이 실제 이미지 정보 상에서 나타나는 정도, D: 상기 카메라의 화각, L: 상기 카메라와 상기 표적체 간의 거리, R: 상기 카메라의 해상도)
  12. 청구항 10에 있어서, 상기 (d) 단계는,
    상기 제어서버가, 상기 변형 감지의 대상이 되는 상기 구조물의 변형 형태 또는 종류에 따라, 상기 이동량의 계산에 이용되는 상기 복수 개의 정보에 대한 추 출 작업을 달리 적용 가능한 구조물 변형 감지 시스템.
  13. 청구항 9에 있어서, 상기 (d) 단계 이후,
    (e) 상기 제어서버가, 상기 카메라로부터 시간에 따라 순차적으로 획득된 복수 개의 촬영이미지 정보들로부터 각각 산출된 상기 표적체의 이동정도를 이용하여 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 제공하는 구조물 변형 감지 방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 (e) 단계는,
    상기 제어서버가, 상기 촬영이미지의 연속적 변화정보를 이용하여 해당 구조물의 시간당 변화량인 변화속도를 통해, 상기 변화량이 특정 임계치에 도달하는 위험시점을 예측하여 제공하는 구조물 변형 감지 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102156832B1 (ko) * 2019-10-10 2020-09-16 (주)지트 드론을 이용한 사면의 측량 시스템 및 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101294356B1 (ko) * 2013-03-12 2013-08-08 명지대학교 산학협력단 한옥의 디지털 영상 합성 변형 측정 시스템 및 그 방법
KR102127978B1 (ko) * 2014-01-10 2020-06-29 삼성전자주식회사 구조도 생성 방법 및 장치
KR101696629B1 (ko) * 2015-07-10 2017-01-17 경북대학교 산학협력단 구조물 변형 모니터링을 이용한 붕괴 경고 시스템 및 그 방법
KR102107145B1 (ko) * 2018-04-25 2020-05-06 경북대학교 산학협력단 구조물 변형 측정 장치 및 방법, 기록 매체
KR101984069B1 (ko) * 2018-08-21 2019-06-03 씨티씨 주식회사 지능형 영상 기반 시설물 진동 감시 방법
KR102060169B1 (ko) * 2018-09-28 2020-02-12 이영우 복수의 카메라를 이용한 구조물 변위측정장치 및 그 방법
CN110887447A (zh) * 2019-11-16 2020-03-17 浙江维思无线网络技术有限公司 杆塔形变检测传感器及其检测方法
CN112461147A (zh) * 2020-10-16 2021-03-09 深圳大学 一种基于视觉测量技术的桥梁动态形变监测方法及系统
KR102518023B1 (ko) * 2021-08-19 2023-04-04 한전케이디엔주식회사 단말장치 외부 충격 방향 추적 장치 및 그 방법
CN113865791B (zh) * 2021-09-28 2024-05-03 江苏省纺织产品质量监督检验研究院 一种口罩鼻夹密闭性测试方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221074A (ja) * 1997-01-31 1998-08-21 Nippon Steel Corp 三次元座標測定方法
KR20060018909A (ko) * 2006-02-02 2006-03-02 (재) 한국건설품질연구원 구조물 감시, 진단을 위한 이미지 프로세싱에 기반한구조물의 동적영상변위계측시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10221074A (ja) * 1997-01-31 1998-08-21 Nippon Steel Corp 三次元座標測定方法
KR20060018909A (ko) * 2006-02-02 2006-03-02 (재) 한국건설품질연구원 구조물 감시, 진단을 위한 이미지 프로세싱에 기반한구조물의 동적영상변위계측시스템

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102156832B1 (ko) * 2019-10-10 2020-09-16 (주)지트 드론을 이용한 사면의 측량 시스템 및 방법

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