KR102361824B1 - 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법 - Google Patents

교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102361824B1
KR102361824B1 KR1020200057597A KR20200057597A KR102361824B1 KR 102361824 B1 KR102361824 B1 KR 102361824B1 KR 1020200057597 A KR1020200057597 A KR 1020200057597A KR 20200057597 A KR20200057597 A KR 20200057597A KR 102361824 B1 KR102361824 B1 KR 102361824B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bridge deck
buoyancy body
unit
image
image acquisition
Prior art date
Application number
KR1020200057597A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210141850A (ko
Inventor
최진웅
김기환
남문석
강상규
Original Assignee
한국도로공사
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 한국도로공사 filed Critical 한국도로공사
Priority to KR1020200057597A priority Critical patent/KR102361824B1/ko
Publication of KR20210141850A publication Critical patent/KR20210141850A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102361824B1 publication Critical patent/KR102361824B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01D—CONSTRUCTION OF BRIDGES, ELEVATED ROADWAYS OR VIADUCTS; ASSEMBLY OF BRIDGES
    • E01D22/00—Methods or apparatus for repairing or strengthening existing bridges ; Methods or apparatus for dismantling bridges
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

본 발명은 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비에 관한 것으로, 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강하며, 상기 교량 바닥판의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 부력체; 상기 부력체에 장착되어 상기 부력체를 상기 교량 바닥판의 길이 방향으로 이동시키는 추력유닛; 상기 부력체의 길이 방향으로 배열되며, 각각 상기 교량 바닥판의 하면 영상을 촬영하는 다수 개의 영상수집유닛들;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 교량 바닥판 하면에 대한 접근이 용이해지고 종래 교량 바닥판 하면의 육안점검을 대체하여 일정한 고품질의 점검 결과를 획득할 수 있어 교량 바닥면의 균열 및 열화손상에 대한 정확한 진단이 가능하고 유지관리 인력과 탐지비용이 절감되며 작업의 효율성이 향상된다.

Description

교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법{IMAGE ACQUISITION APPARATUS FOR LOWER SURFACE OF BRIDGE DECK AND METHOD FOR AUTOMATICALLY EVALUATING CONDITION OF BRIDGE DECK USING THE SAME}
본 발명은 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법에 관한 것이다.
교량에 대해 안전성 확보를 위해 주기적으로 안전점검 및 진단이 실시되고 있다. 교량 바닥판은 교통하중을 거더로 전달하는 교량의 주요부재로서 최근 교면포장 누수 및 체수로 교량 바닥판 하면까지 관통균열이 발생하는 등 교량 바닥판의 안전성 저하가 심각하다.
현재 교량 바닥판에 대해서는 '시설물의 안전 및 유지관리 실시 지침 및 세부지침'에 따라 교량 바닥판 하면의 점검결과를 바탕으로 상태평가가 수행되고 있다. 교량 바닥판 하면의 점검에 있어서, 교량 바닥판 하면으로의 접근이 어려워 점검이 제한적으로 이루어지고 예방적인 유지관리에 어려움이 있다.
종래에는 교량 하부에 사다리 , 받침대, 난간 지지대 등으로 구성된 전용 점검 시설을 설치하거나 굴절 사다리차 등을 이용하여 작업자가 교량 바닥판 하면의 균열을 육안으로 확인하고 측정장치를 이용하여 균열의 길이나 폭 등을 측정하는 방식으로 이루어졌다. 이 경우 고소작업으로 인한 작업자의 안전이 문제되고 검사에 많은 시간이 소요되며, 육안점검으로 인해 정확한 검사가 어려운 한계가 있다.
이를 개선하기 위해 최근에는 드론과 같은 무인 비행체와 영상촬영장치를 활용하여 교량 바닥판 하면의 균열을 확인하는 방식이 개발되고 있다. 그러나 이 경우 움직이는 무인 비행체로부터 교량 바닥판 하면에 대한 일정한 고품질의 영상을 획득하기가 매우 어렵고 이로부터 균열 및 열화손상을 파악하여 진단하는 것 또한 쉽지 않다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1058831(2011.08.23)
본 발명의 목적은 교량 바닥판 하면의 접근이 용이하고 고품질의 영상을 획득할 수 있는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 교량 바닥판의 균열 및 열화손상의 정확한 진단과 상태평가가 가능한, 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강하며, 상기 교량 바닥판의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 부력체; 상기 부력체에 장착되어 상기 부력체를 상기 교량 바닥판의 길이 방향으로 이동시키는 추력유닛; 상기 부력체의 길이 방향으로 배열되며, 각각 상기 교량 바닥판의 하면 영상을 촬영하는 다수 개의 영상수집유닛들;을 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 제공된다.
상기 부력체에 상기 영상수집유닛들을 각각 부력체의 길이 방향으로 각각 움직이는 수평이동유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수평이동유닛은 설정된 길이를 가지며 상기 부력체에 길이 방향으로 위치하는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 영상수집유닛들이 각각 연결되는 다수 개의 기초슬라이더들과, 상기 기초슬라이더들에 각각 연결되어 기초슬라이더를 왕복 이동시키는 기초슬라이더구동유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기초슬라이더구동유닛은 상기 기초슬라이더들에 각각 인접하게 위치하여 회전력을 발생시키는 회전모터와, 상기 회전모터와 기초슬라이더를 연결하여 회전모터의 회전력을 직선 구동력으로 변환시켜 기초슬라이더를 수평으로 움직이는 볼스크류어셈블리를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 기초슬라이더구동유닛은 가이드레일을 양쪽으로 교변되게 위치하는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 기초슬라이더들에 영상수집유닛들을 각각 상하로 이동시키는 수직이동유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 수직이동유닛은 상기 기초슬라이더의 상면에 수직 방향으로 결합되는 수직가이드축과, 상기 수직가이드축에 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 영상수집유닛이 장착되는 단위슬라이더와, 상기 기초슬라이더에 결합되어 회전력을 발생시키는 회전모터와, 상기 회전모터와 단위슬라이더를 연결하여 회전모터에 의해 단위슬라이더를 상하로 움직이는 볼스크류어셈블리를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부력체가 상기 교량 바닥판의 길이 방향을 따라 움직일 때 교량 바닥판의 거더들 하면에 접촉되어 부력체와 교량 바닥판 하면 사이에 간격을 유지하는 간격유지유닛이 상기 부력체에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
상기 간격유지유닛은 상기 부력체에 서로 간격을 두고 결합되는 롤러장착부재들과, 상기 롤러장착부재들에 결합되어 교량 바닥판의 하면에 접촉되어 회전하는 롤러부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 부력체는 네 개의 직선바가 연결된 사각 프레임 형태의 튜브와, 상기 튜브의 하부에 결합되는 장착판을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 추력유닛은 상기 부력체에 서로 간격을 두고 설치되는 복수 개의 프로펠러들과, 상기 프로펠러들을 무선으로 제어하는 무선콘트롤러를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상수집유닛은 베이스부재와, 상기 베이스부재에 장착되는 카메라와, 상기 베이스부재에 장착되어 거리를 감지하는 거리센서와, 상기 베이스부재에 장착되어 조도를 검출하는 조도센서와, 상기 베이스부재에 장착되어 빛을 방출하는 광방출부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 교량 바닥판의 하면 시작점으로부터 교량 바닥판의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 상기 교량 바닥판의 하면을 촬영하여 단위하면이미지들을 획득하는 단계; 상기 획득한 단위하면이미지들에서 머신러닝 기술을 활용하여 균열 및 열화손상을 추출하는 단계; 상기 단위하면이미지들을 경간별 하나의 경간하면이미지로 만드는 이미지 스티칭하는 단계; 상기 스티칭된 경간하면이미지에서 머신러닝 기술을 이용하여 균열 및 열화손상을 추출하는 단계; 상기 단위하면이미지와 경간하면이미지의 추출 결과를 비교 분석하여 검증하고 정확도를 높이는 단계; 상기 균열 및 열화손상을 정의하고 기준에 따라 물량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 물량을 기반으로 상기 교량 바닥판의 상태평가를 자동으로 평가하는 단계를 포함하는 교량 바닥판 자동 상태평가방법이 제공된다.
상기 교량 바닥판의 하면 시작점으로부터 교량 바닥판의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 상기 교량 바닥판의 하면을 촬영하여 단위하면이미지들을 획득하는 단계는 상기 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 교량 바닥판의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 부력체가 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강하고, 추력유닛이 부력체를 교량 바닥판의 길이 방향으로 이동시키며, 부력체의 길이 방향으로 배열된 다수 개의 영상수집유닛들이 각각 교량 바닥판의 하면 영상을 촬영함으로써, 교량 바닥판 하면에 대한 접근이 용이해지고 종래 교량 바닥판 하면의 육안점검을 대체하여 일정한 고품질의 점검 결과를 획득할 수 있어 교량 바닥면의 균열 및 열화손상에 대한 정확한 진단이 가능하고, 유지관리 인력과 탐지비용이 절감되며 작업의 효율성이 향상된다.
또한, 본 발명은 획득된 영상들이 균열 및 열화손상의 진전을 사전에 예측할 수 있는 이미지 데이터베이스 구축의 기초자료로 활용되어 교량 바닥판의 예방적인 유지관리가 가능하다.
도 1은 교량 바닥판 아래에 배치된 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 일실시예를 개략적으로 도시한 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 측면도,
도 3은 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 구성하는 영상수집유닛을 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 구성하는 수평구동유닛을 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 구성하는 수평구동유닛과 수직이동유닛을 도시한 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 구성하는 수평구동유닛과 수직이동유닛을 도시한 측면도,
도 7은 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 구성하는 간격유지유닛을 도시한 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 교량 바닥판 자동 상태평가방법의 일실시예를 도시한 순서도.
이하, 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 교량 바닥판 아래에 배치된 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 일실시예를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 측면도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 일실시예는, 부력체(100), 추력유닛(200), 영상수집유닛(300)들을 포함한다.
부력체(100)는 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판(D) 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강한다. 부력체(100)의 일예로, 부력체(100)는 네 개의 직선바가 연결된 사각 프레임 형태의 튜브(110)와, 튜브(110)의 하부 또는 내부에 결합되는 장착판(120)을 포함한다. 즉, 튜브(110)를 수소, 헬륨과 같은 공기보다 가벼운 기체로 채움으로써 부력체(100)를 지면으로부터 부상시켜 교량 바닥판(D) 아래에 위치하도록 한다. 또는 부력체(100)는 공기의 밀도차를 이용할 수도 있다. 즉, 열기구와 같이 튜브(110)를 공기로 채우고 공기의 온도를 상승시킴으로써 부력체(100)를 지면으로부터 부상시켜 부상시켜 교량 바닥판(D) 아래에 위치하도록 한다. 부력체(100)는 교량 바닥판(D)의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 것이 바람직하다.
추력유닛(200)은 부력체(100)에 장착되어 부력체(100)를 교량 바닥판(D)의 길이 방향으로 이동시킨다. 추력유닛(200)의 일예로, 추력유닛(200)은 부력체(100)에 서로 간격을 두고 설치되는 복수 개의 프로펠러(210)들과, 프로펠러(210)들을 무선으로 제어하는 무선콘트롤러(미도시)를 포함한다. 프로펠러(210)는 4개가 구비되며, 사각 프레임 형태인 튜브(110)의 네 모서리 부근의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.
영상수집유닛(300)은 다수 개로 구비되어 부력체(100)의 길이 방향으로 배열되며, 각각 교량 바닥판(D)의 하면 영상을 촬영한다. 영상수집유닛(300)의 일예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 영상수집유닛(300)은 베이스부재(310)와, 베이스부재(310)에 장착되는 카메라(320)와, 베이스부재(310)에 장착되어 거리를 감지하는 거리센서(330)와, 베이스부재(310)에 장착되어 조도를 검출하는 조도센서(340)와, 베이스부재(310)에 장착되어 빛을 방출하는 광방출부(350)를 포함한다. 베이스 부재에는 카메라(320), 거리센서(330), 조도센서(340), 광방출부(350) 뿐만 아니라 카메라(320)가 항상 교량 바닥판(D) 하면으로부터 수평 또는 수직을 유지할 수 있게 해주는 짐벌(gimbal) 등이 추가적으로 장착될 수 있다. 카메라(320)는 교량 바닥판(D) 하면을 촬영한다. 거리센서(330)는 영상수집유닛(300)이 교량 바닥판(D) 하면과 일정한 거리를 유지할 수 있도록 교량 바닥판(D) 하면으로부터의 거리를 감지한다. 조도센서(340)는 카메라(320)가 일정한 조도 하에서 영상을 촬영할 수 있도록 카메라(320) 주변의 조도를 감지하고 광방출부(350)가 이에 따라 빛을 조절하여 방출한다.
부력체(100)에 영상수집유닛(300)들을 각각 부력체(100)의 길이 방향으로 각각 움직이는 수평이동유닛(400)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 수평이동유닛(400)의 일예로, 도 4, 5, 6에 도시된 바와 같이, 수평이동유닛(400)은 설정된 길이를 가지며 부력체(100)에 길이 방향으로 위치하는 가이드레일(410)과, 가이드레일(410)에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 영상수집유닛(300)들이 각각 연결되는 다수 개의 기초슬라이더(420)들과, 기초슬라이더(420)들에 각각 연결되어 기초슬라이더(420)를 왕복 이동시키는 기초슬라이더구동유닛(430)을 포함한다. 기초슬라이더구동유닛(430)의 일예로, 기초슬라이더구동유닛(430)은 기초슬라이더(420)들에 각각 인접하게 위치하여 회전력을 발생시키는 회전모터(431)와, 회전모터(431)와 기초슬라이더(420)를 연결하여 회전모터(431)의 회전력을 직선 구동력으로 변환시켜 기초슬라이더(420)를 수평으로 움직이는 볼스크류어셈블리(432)를 포함한다. 기초슬라이더구동유닛(430)은 가이드레일(410) 양쪽으로 교변되게 위치함이 바람직하다. 수평이동유닛(400)은 서로 인접하는 두 개의 거더(G)들 사이에 영상수집유닛(300)들이 각각 위치하는 영상수집유닛(300)들을 각각 부력체(100)의 길이 방향으로 수평왕복 이동시킨다.
기초슬라이더(420)들에 영상수집유닛(300)들을 각각 상하로 이동시키는 수직이동유닛(500)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 수직이동유닛(500)의 일예로, 도 4, 5, 6에 도시된 바와 같이, 수직이동유닛(500)은 기초슬라이더(420)의 상면에 수직 방향으로 결합되는 수직가이드축(510)과, 수직가이드축(510)에 슬라이딩 가능하게 결합되며 영상수집유닛(300)이 장착되는 단위슬라이더(520)와, 기초슬라이더(420)에 결합되어 단위슬라이더(520)를 상하로 움직이는 엑츄에이터(530)를 포함한다. 수직이동유닛(500)은 영상수집유닛(300)의 거리센서(330)로부터 교량 바닥판(D) 하면으로부터의 거리를 감지하여 영상수집유닛(300)이 교량 바닥판(D) 하면으로부터 일정한 거리를 유지하며 일정한 고품질의 영상을 수집할 수 있도록 영상수집유닛(300)들을 상하로 수직이동시킨다.
부력체(100)가 교량 바닥판(D)의 길이 방향을 따라 움직일 때 교량 바닥판(D)의 거더(G)들 하면에 접촉되어 부력체(100)와 교량 바닥판(D) 하면 사이에 간격을 유지하는 간격유지유닛(600)이 부력체(100)에 더 구비됨이 바람직하다. 간격유지유닛(600)의 일예로, 도 7에 도시된 바와 같이, 간격유지유닛(600)은 부력체(100)에 서로 간격을 두고 결합되는 롤러장착부재(610)들과, 롤러장착부재(610)들에 결합되어 교량 바닥판(D)의 하면에 접촉되어 회전하는 롤러부재(620)를 포함한다. 롤러장착부재(610)들은 모든 영상수집유닛(300)들의 전방과 후방에 각각 한 개씩 일렬로 배치되는 것이 바람직하다.
도 8은 본 발명에 따른 교량 바닥판 자동 상태평가방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 교량 바닥판 자동 상태평가방법의 일실시예는, 먼저 교량 바닥판(D)의 하면 시작점으로부터 교량 바닥판(D)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 교량 바닥판(D)의 하면을 촬영하여 단위하면이미지들을 획득하는 단계(S10)가 진행된다. 교량 바닥판(D)의 하면을 촬영하여 단위하면이미지들을 획득하는 것은 상기에서 설명한 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비에 의해 수행될 수 있다. 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비에 대해서는 상기에서 자세히 설명하였으므로 자세한 설명은 생략한다. 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 교량 바닥판(D) 아래에 위치하면, 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비의 영상수집유닛(300)들이 교량의 거더(G)들 사이에 위치한다. 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 교량 바닥판(D)의 하면 시작점으로부터 교량 바닥판(D)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 이동하면서 영상수집유닛(300)들이 교량의 거더(G)들 사이의 각각의 교량 바닥면(D) 하면을 촬영하여 각각의 단위하면이미지들을 획득한다.
교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 이용하여 교량 바닥판(D) 하면의 단위하면이미지들을 획득한 다음 획득한 단위하면이미지들에서 머신러닝(machine learning) 기술을 활용하여 균열 및 열화손상을 추출하는 단계(S20)가 진행된다. 공지된 머신러닝 기술을 활용하여 크랙, 누수, 백태, 철근 노출 등과 같은 교량 바닥판(D)의 균열 및 열화손상의 이미지패턴을 분석하여 교량의 거더(G)들 사이의 각각의 교량 바닥면(D) 하면을 촬영하여 획득한 단위하면이미지들에서 균열 및 열화손상이 있는지 확인하고 추출한다.
단위하면이미지들에서 균열 및 열화손상을 추출한 다음 단위하면이미지들을 경간 별 하나의 경간하면이미지로 만드는 이미지 스티칭(stitching)하는 단계(S30)가 진행된다. 본 단계에서는 교각과 교각 사이에서 획득된 각각의 단위하면이미지들을 이미지 스티칭 기술을 이용하여 교각별로 교각 사이의 교량 바닥판(D) 하면에 대한 하나의 이미지, 즉 경간하면이미지를 만든다.
단위하면이미지들로부터 경간하면이미지를 만든 다음 스티칭된 경간하면이미지에서 머신러닝 기술을 이용하여 균열 및 열화손상을 추출하는 단계(S40)가 진행된다. 스티칭 과정을 통해 하나의 경간하면이미지로 결합된 상태에 단위하면이미지들에서 균열 및 열화손상을 추출하는 단계에서와 같이 공지된 머신러닝 기술을 활용하여 경간별 교량 바닥판(D) 하면에 대한 전체적인 균열 및 열화손상을 파악하여 추출한다.
경간하면이미지에서 균열 및 열화손상을 추출한 다음 단위하면이미지와 경간하면이미지의 추출 결과를 비교 분석하여 검증하고 정확도를 높이는 단계(S50)가 진행된다.
추출 결과를 비교 분석하여 검증한 다음 균열 및 열화손상을 정의하고 기준에 따라 물량을 산출하는 단계(S60)가 진행된다. 여기서 물량이란 교량 바닥판(D) 하면의 손상면적을 의미한다. '시설물의 안전 및 유지관리 실시 지침 및 세부지침'에 규정된 기준에 따라 균열 및 열화손상의 손상면적을 산출한다.
물량을 산출한 다음 산출된 물량을 기반으로 교량 바닥판의 상태평가를 자동으로 평가하는 단계(S70)가 진행된다. 즉 교량 바닥판(D) 하면의 손상면적을 기반으로 교량 바닥판(D)이 보수 또는 교체가 필요한 기준에 해당하는지 자동으로 평가한다.
이하, 본 발명에 따른 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법의 작용과 효과를 설명한다.
본 발명은 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 부력체(100)의 기체 밀도 차에 의해 지면으로부터 부상하여 교량 바닥판(D) 아래에 위치한다. 이때 부력체(100)는 교량 바닥판(D)의 폭 방향 길이에 걸쳐 배치된다. 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 교량 바닥판(D) 아래에 위치하면 부력체(100)에 장착된 추력유닛(200)이 부력체(100)를 교량 바닥판(D)의 길이 방향으로 이동시킨다. 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비가 교량 바닥판(D)의 길이 방향으로 이동하면서 부력체(100)의 길이 방향으로 배열된 다수 개의 영상수집유닛(300)들이 교량 바닥판(D)의 하면 영상을 촬영하게 된다. 이와 같이 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비를 이용하여 교량 바닥판(D)의 하면 시작점으로부터 교량 바닥판(D)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 상기 교량 바닥판(D)의 하면을 촬영하여 단위하면이미지들을 획득한 후, 단위하면이미지들에서 머신러닝 기술을 이용하여 균열 및 열화손상을 추출한다. 단위하면이미지들을 경간별 하나의 경간하면이미지로 만드는 이미지 스티칭을 하여 스티칭된 경간하면이미지에서 머신러닝 기술을 이용하여 균열 및 열화손상을 추출하고, 단위하면이미지와 경간하면이미지의 추출 결과를 비교 분석하여 검증하고 정확도를 높인다. 균열 및 열화손상을 정의하고 기준에 따라 물량을 산출하고, 산출된 물량을 기반으로 교량 바닥판(D)의 상태평가를 자동으로 평가한다.
이와 같이, 본 발명은 교량 바닥판(D)의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 부력체(100)가 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판(D) 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강하고, 추력유닛(200)이 부력체(100)를 상기 교량 바닥판(D)의 길이 방향으로 이동시키며, 부력체(100)의 길이 방향으로 배열된 다수 개의 영상수집유닛(300)들이 각각 교량 바닥판(D)의 하면 영상을 촬영함으로써, 교량 바닥판(D) 하면에 대한 접근이 용이해지고 종래 교량 바닥판(D) 하면의 육안점검을 대체하여 일정한 고품질의 점검 결과를 획득할 수 있어 교량 바닥면의 균열 및 열화손상에 대한 정확한 진단이 가능하고 유지관리 인력과 탐지비용이 절감되며 작업의 효율성이 향상된다.
또한 본 발명은 획득된 영상들이 균열 및 열화손상의 진전을 사전에 예측할 수 있는 이미지 데이터베이스 구축의 기초자료로 활용되어 교량 바닥판(D)의 예방적인 유지관리가 가능하다.
100: 부력체 200: 추력유닛
300: 영상수집유닛들 400: 수평이동유닛
500: 수직이동유닛 600: 간격유지유닛

Claims (14)

  1. 기체의 밀도 차에 의해 교량 바닥판 아래에 위치하도록 부상하거나 지면으로 하강하며, 상기 교량 바닥판의 폭 방향 길이와 상응하는 길이를 갖는 부력체;
    상기 부력체에 장착되어 상기 부력체를 상기 교량 바닥판의 길이 방향으로 이동시키는 추력유닛;
    상기 부력체의 길이 방향으로 배열되며, 각각 상기 교량 바닥판의 하면 영상을 촬영하는 다수 개의 영상수집유닛들;을 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부력체에 상기 영상수집유닛들을 각각 부력체의 길이 방향으로 각각 움직이는 수평이동유닛을 더 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수평이동유닛은 설정된 길이를 가지며 상기 부력체에 길이 방향으로 위치하는 가이드레일과, 상기 가이드레일에 각각 슬라이딩 가능하게 결합되며 상기 영상수집유닛들이 각각 연결되는 다수 개의 기초슬라이더들과, 상기 기초슬라이더들에 각각 연결되어 기초슬라이더를 왕복 이동시키는 기초슬라이더구동유닛을 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 부력체가 상기 교량 바닥판의 길이 방향을 따라 움직일 때 교량 바닥판의 거더들 하면에 접촉되어 부력체와 교량 바닥판 하면 사이에 간격을 유지하는 간격유지유닛이 상기 부력체에 더 구비되는 것을 특징으로 하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 부력체는 네 개의 직선바가 연결된 사각 프레임 형태의 튜브와, 상기 튜브의 하부에 결합되는 장착판을 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 추력유닛은 상기 부력체에 서로 간격을 두고 설치되는 복수 개의 프로펠러들과, 상기 프로펠러들을 무선으로 제어하는 무선콘트롤러를 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 영상수집유닛은 베이스부재와, 상기 베이스부재에 장착되는 카메라와, 상기 베이스부재에 장착되어 거리를 감지하는 거리센서와, 상기 베이스부재에 장착되어 조도를 검출하는 조도센서와, 상기 베이스부재에 장착되어 빛을 방출하는 광방출부를 포함하는 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비.
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020200057597A 2020-05-14 2020-05-14 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법 KR102361824B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057597A KR102361824B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200057597A KR102361824B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210141850A KR20210141850A (ko) 2021-11-23
KR102361824B1 true KR102361824B1 (ko) 2022-02-11

Family

ID=78694863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200057597A KR102361824B1 (ko) 2020-05-14 2020-05-14 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102361824B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4799142B2 (ja) 2005-11-17 2011-10-26 中国電力株式会社 離隔距離計測器具及び測定方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100942911B1 (ko) * 2008-03-21 2010-02-16 한국도로공사 레일을 이용한 강박스 내부의 교량점검용 로봇
KR101058831B1 (ko) 2010-07-01 2011-08-23 한국도로공사 교량의 멀티 스캔이 가능한 교량 점검용 붐장치
KR102095009B1 (ko) * 2018-07-20 2020-04-24 포항공과대학교 산학협력단 수중 모니터링 시스템 및 수중 모니터링을 위한 vr 영상 제공 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4799142B2 (ja) 2005-11-17 2011-10-26 中国電力株式会社 離隔距離計測器具及び測定方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210141850A (ko) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102243063B (zh) 一种混凝土桥梁底面裂缝检测装置
CN104661944B (zh) 电梯相关数据管理方法
CN104703904B (zh) 管理与电梯有关的数据的方法
KR102081736B1 (ko) 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치
KR20190081847A (ko) 교량용 콘크리트 구조물의 균열보수 정보 검출장치
JP6355518B2 (ja) 橋梁検査ロボットシステム
CN114719792B (zh) 预制构件拼装面智能扫描和误差自动标识系统及方法
US10975681B2 (en) Apparatus and method for locating tool joint
KR20190024447A (ko) 실시간 선로 결함 검측 시스템
CN108802061B (zh) 一种桥梁裂纹检测装置
KR101081925B1 (ko) 자기부상열차용 부상레일의 시공상태 측정머신 및 레일의 시공상태 측정방법
KR102361824B1 (ko) 교량 바닥판의 하면 영상 획득장비 및 이를 이용한 교량 바닥판 자동 상태평가방법
JP2018017620A (ja) 変状検出装置及び変状検出プログラム
CN211442304U (zh) 一种准确测定轨道板离缝的检测车
KR102495006B1 (ko) 와이어를 이용한 교량 하부 점검 장치
CN113049595A (zh) 一种受电弓磨损测量方法及系统
KR102399998B1 (ko) 교량 하면 영상취득장치 및 방법
CN113280866B (zh) 一种用于隧道的自动检修系统及检修方法
KR102561530B1 (ko) 교각 점검 및 보수용 모듈형 클라이밍장비
KR20230059365A (ko) 다관절로봇형 교량하부 점검장치
CN114293464A (zh) 一种桥梁梁底病害检测方法
CN113222907B (zh) 一种基于弯道铁轨的检测机器人
Leonidas et al. The development of an automatic inspection system used for the maintenance of rail tunnels
CN112254701B (zh) 车载式桥头跳车检测分析系统及其方法
CN114913131A (zh) 一种无砟轨道结构垂向绝对和相对垂向变形检测方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant