KR20120051875A - Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method - Google Patents

Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method Download PDF

Info

Publication number
KR20120051875A
KR20120051875A KR1020100113201A KR20100113201A KR20120051875A KR 20120051875 A KR20120051875 A KR 20120051875A KR 1020100113201 A KR1020100113201 A KR 1020100113201A KR 20100113201 A KR20100113201 A KR 20100113201A KR 20120051875 A KR20120051875 A KR 20120051875A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
marker
coordinates
motion capture
camera
dimensional coordinates
Prior art date
Application number
KR1020100113201A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101309443B1 (en
Inventor
박효선
박성우
김정훈
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020100113201A priority Critical patent/KR101309443B1/en
Publication of KR20120051875A publication Critical patent/KR20120051875A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101309443B1 publication Critical patent/KR101309443B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01B11/165Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge by means of a grating deformed by the object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/46Colour picture communication systems
    • H04N1/56Processing of colour picture signals
    • H04N1/60Colour correction or control
    • H04N1/62Retouching, i.e. modification of isolated colours only or in isolated picture areas only
    • H04N1/626Detection of non-electronic marks, e.g. fluorescent markers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)

Abstract

PURPOSE: A structure monitoring apparatus and a method using capture of motions are provided to measure an accurate deformation rate by measuring an absolute strain value of a structure by analyzing images photographed a position of a market. CONSTITUTION: A structure monitoring apparatus using capture of motions comprises a marker unit(100), a camera unit(200), an image processing unit(300), a coordinate conversion unit(400), and a deformation measuring unit(500). The market comprises a plurality of markets installed in a structure. The image processing unit filters the marker images photographed by a plurality of cameras. The coordinate conversion unit calculates three-dimensional coordinates by using the filtered marker images. The deformation measuring unit measures a deformation rate of the structure by analyzing a value of the three-dimensional coordinates calculated by the coordinate conversion unit.

Description

모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING A STRUCTURE USING MOTION CAPTURE METHOD}Structure monitoring apparatus and method using motion capture {APPARATUS AND METHOD FOR MONITORING A STRUCTURE USING MOTION CAPTURE METHOD}

본 발명은 구조물에 대한 변형률을 측정하는 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 광학적 모션 캡처를 이용하여 구조물의 변형률을 측정하는 모니터링 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a monitoring apparatus and method for measuring strain on a structure. In particular, the present invention relates to a monitoring apparatus and method for measuring strain of a structure using optical motion capture.

구조물 모니터링은 구조물의 안전성 및 사용성을 주기적으로 평가하여 예상치 못한 하중에 의해 피해를 미리 알리고, 보수 보강을 수행하기 위한 것이다. 구조물의 안전성 평가는 부재에 작용하는 축력, 모멘트와 같은 응력으로 평가하고 구조물의 사용성 평가는 부재의 처짐, 건물의 층간 변위, 진동 등으로 평가된다.Structural monitoring is to periodically assess the safety and usability of the structure to signal damage in advance by unexpected loads and to perform reinforcement. The safety evaluation of the structure is evaluated by stresses such as axial force and moment acting on the member, and the usability evaluation of the structure is evaluated by deflection of the member, inter-layer displacement of the building, and vibration.

구조물 모니터링 시 안전성 또는 사용성 중 어느 하나만 평가하는 경우는 드물다. 구조물 모니터링을 통하여 구조물 반응을 정확하게 예측하기 위해서는 구조물의 구조 형상과 시스템을 파악하여야 한다. 그러나 시공 정밀도 한계로 인하여 도면과의 오차가 언제나 존재하며 설계된 도면과 100% 정확하게 지어지는 구조물은 없다. 또한 시간이 경과함에 따라 재료의 성질이 변하기 때문에 구조물에 작용하는 하중에 대한 반응은 달리질 수 있다. 따라서 단순히 안전성 또는 사용성 평가에 사용되는 모니터링 계측 장치 하나만을 사용하여 구조물의 거동을 파악할 수 없으며, 안전성 및 사용성을 함께 평가하고 이를 해석하여 변화하는 구조물의 재료의 특성과 거동을 파악할 수 있는 종합적인 모니터링 시스템이 필요하다.It is rare to assess either safety or usability in monitoring structures. In order to accurately predict the structure response through the monitoring of the structure, the structure shape and system of the structure should be identified. However, due to construction accuracy limitations, there is always an error from the drawing, and no structure is built 100% accurately with the designed drawing. Also, as the properties of the material change over time, the response to the load on the structure can vary. Therefore, it is not possible to grasp the behavior of the structure by using only one monitoring measuring device used for safety or usability evaluation, and comprehensive monitoring to grasp the characteristics and behavior of the material of the changing structure by evaluating safety and usability together. You need a system.

구조물의 모니터링은 크게 부재 레벨에서의 모니터링과 구조물 레벨에서의 모니터링으로 나누어진다. 부재레벨의 모니터링은 변형률이나 변위를 측정하여 부재에 작용하는 하중의 크기와 응력을 계측하는 것이다. 변형률을 측정하는데 사용되는 센서들은 전기저항식 센서와 광변형 센서 등이 있으나 이러한 변형률 센서들은 부재의 국부 지역의 응력만 평가할 수 있는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 평균 변형률을 기반으로 하는 계측 기법이 개발되고 있으나 부재 길이에 걸친 변형 형상은 알 수 없다.Monitoring of structures is largely divided into monitoring at the member level and monitoring at the structure level. The monitoring of the member level measures the strain and displacement to measure the magnitude and stress of the load on the member. Sensors used to measure strain include an electrical resistive sensor and an optical strain sensor, but these strain sensors have a problem in that they can only evaluate stress in the local region of the member. In order to overcome this problem, a measurement technique based on average strain has been developed, but the deformation shape over the member length is not known.

구조물 레벨에서의 모니터링에 사용되는 센서로는 가속도계, GPS, LIDAR(Light Detection And Ranging), 그리고 카메라를 이용한 Vision-based 계측 기법이 있다. 가속도계는 주로 건물의 최상층에 설치하여 건물의 사용성 평가에 사용되고 있으며 매우 정밀한 계측이 가능하나 이를 통하여 구조물의 변위를 계측하기 위해서는 수치적분에 의한 오차가 발생하며 정적 변위에 대한 계측은 힘들다는 문제점이 있다.Sensors used for monitoring at the structure level include accelerometers, GPS, LIDAR (Light Detection And Ranging), and camera-based vision-based measurement techniques. Accelerometers are mainly installed on the top floors of buildings and are used for evaluating the usability of buildings, and very accurate measurements are possible, but errors due to numerical integration occur and measurement of static displacements is difficult to measure the displacement of structures. .

GPS는 2차원의 절대 좌표를 계측할 수 있으나 주위에 높은 구조물이 있는 경우 원활한 계측이 불가능하며 따라서 최상층 변위만 계측할 수 있다. 또한 2010년 현재 25Hz까지 계측할 수 있으나, 가속도와 같은 동적 요소를 분석하기에는 미흡한 점이 있다.GPS can measure two-dimensional absolute coordinates, but it can't measure smoothly when there are high structures around it, so it can only measure top-level displacement. It can also measure up to 25Hz as of 2010, but it lacks the ability to analyze dynamic components such as acceleration.

LIDAR는 3차원의 정보를 비교적 쉽고 원거리에서 측정할 수 있다는 장점이 있으나 구조물의 동적 변위, 가속도, 진동 등은 파악할 수 없으며 계측되는 부분에서 장애물에 의해 가려진 부분이 발생할 경우 끊어진 데이터를 연결하기 위한 해결방법이 아직 없기 때문에 계측에 제약이 있다.LIDAR has the advantage of being able to measure three-dimensional information relatively easily and remotely, but it is impossible to understand the dynamic displacement, acceleration, vibration, etc. of the structure. Because there is no method yet, there are limitations to the measurement.

구조물의 변위 계측에 가장 많이 사용되는 센서들 중 하나는 바로 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)이다. LVDT는 종류에 따라 계측할 수 있는 변위의 한계와 정밀도가 다르지만 결과를 신뢰할 수 있고 설치 및 원리가 간단하여 쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다. 그러나 LVDT로 구조물을 계측하기 위해서는 센서를 고정시킬 수 있는 reference points가 구조물 근처에 있어야 하기 때문에 대형 구조물에 적용하기 힘든 문제점이 있다.One of the most used sensors for measuring displacement of structures is the Linear Variable Differential Transformer (LVDT). LVDTs differ in the limits and precision of displacements that can be measured depending on the type, but they have the advantage of being easy to use because the results are reliable and the installation and principle are simple. However, in order to measure the structure with LVDT, there is a problem that it is difficult to apply to large structure because reference points for fixing the sensor should be near the structure.

이와 같이 기존의 모니터링 기법은 구조물에 작용하는 응력과 변형 형상들을 계측하는데 유용하게 사용될 수 있다. 그러나 부재레벨에서의 변형률 기반 계측 기법은 상대적인 변형 값에 의지하므로 정확한 응력은 알 수 없다. 처음 센서가 설치될 당시의 응력이 0이라고 가정을 한 상태에서, 처음의 상태에서 얼마만큼의 응력이 줄거나 늘어났는지를 계측하기 때문이다. As such, existing monitoring techniques can be usefully used to measure stresses and deformations on structures. However, strain-based metrology at the member level relies on relative strain values, so the exact stress is unknown. This is because it is a measure of how much stress is reduced or increased in the initial state while assuming that the stress at the time of the first sensor installation is zero.

또한 가속도계는 구조물의 변형 형상을 계측하기 힘들며 변형률 센서와 같이 한 축에 관한 데이터만 계측 가능하기 때문에 비정형 구조물 계측에 적용하기 힘들다. 실제로 고층 건물일수록 풍하중에 의한 건물의 비틀림 현상이 크게 작용하는데 하나의 축을 기반으로 하는 센서를 사용하여 비틀림 각도를 정확히 측정하는 것은 거의 불가능하다는 문제점이 있다.In addition, accelerometers are difficult to measure the deformed shape of the structure, it is difficult to apply to the measurement of atypical structures because only data about one axis, such as strain sensors can be measured. In fact, the higher the height of the building, the greater the torsion of the building due to wind load, which has a problem that it is almost impossible to accurately measure the torsion angle using a sensor based on one axis.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치 및 방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.Structure monitoring apparatus and method using motion capture according to the present invention aims to solve the following problems.

첫째, 영상 처리를 기반한 구조물 모니터링 방법으로 상대적 변형 값이 아닌 절대적 변형값을 측정하고자 한다.First, the structural monitoring method based on image processing is to measure the absolute deformation value rather than the relative deformation value.

둘째, 영상 처리 기법을 사용하여 실시간으로 구조물의 변형률 측정을 수행하고자 한다.Second, the strain measurement of the structure is to be performed in real time using an image processing technique.

셋째, 모션 캡처 기법을 이용하여 구조물의 3차원 변형을 측정하고자 한다.Third, three-dimensional deformation of the structure is measured by using a motion capture technique.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치는 구조물에 설치된 복수 개의 마커(marker)가 포함되는 마커부, 마커를 촬영하는 복수 개의 카메라가 포함되는 카메라부, 복수 개의 카메라에 촬영된 마커 영상을 필터링하는 영상처리부, 영상 처리부에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출하는 좌표변환부 및 좌표변환부에서 산출된 3차원 좌표값을 분석하여 구조물의 변형률을 측정하는 변형률 측정부를 포함한다.Structure monitoring apparatus using a motion capture according to the present invention is a marker unit including a plurality of markers (markers) installed in the structure, a camera unit including a plurality of cameras for photographing the markers, filtering the marker image taken by the plurality of cameras An image processing unit, a coordinate measuring unit calculating a 3D coordinate of the marker using the marker image filtered by the image processing unit, and a strain measuring unit measuring the strain of the structure by analyzing the 3D coordinate value calculated by the coordinate converting unit. do.

본 발명에 따른 마커부의 마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것을 특징으로 한다.The marker of the marker unit according to the present invention is characterized in that it is installed on the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics of the structure.

본 발명에 따른 마커는 액티브 마커(active marker) 또는 패시브 마커(passive marker)인 것으로, 패시브 마커인 경우, 적외선 또는 빛을 생성하는 장치가 구조물에 설치된 마커 주변에 배치되는 것을 특징으로 한다.The marker according to the present invention is an active marker or a passive marker, and in the case of the passive marker, an apparatus for generating infrared rays or light is disposed around the marker installed in the structure.

본 발명에 따른 영상처리부는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링을 수행하는 것을 특징으로 한다.The image processing unit according to the present invention is characterized by performing filtering using a Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm.

본 발명에 따른 좌표변환부는 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 설정하는 캘리브레이션부 및 초기 가상 3차원 좌표를 기준으로 마커 영상에 대한 3차원 좌표를 연산하는 좌표연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The coordinate transformation unit according to the present invention is characterized in that it comprises a calibration unit for setting the initial reference for the three-dimensional coordinates and a coordinate calculation unit for calculating the three-dimensional coordinates for the marker image based on the initial virtual three-dimensional coordinates.

본 발명에 따른 캘리브레이션부는 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)를 설정하고, 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 카메라와 좌표 사이의 관계를 설정하고, 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값을 사전에 결정하는 것을 특징으로 한다.The calibration unit according to the present invention sets the zero coordinates (0,0,0) as a reference for the three-dimensional coordinates, calculates the distance and direction of the camera and zero coordinates, and sets the relationship between the camera and the coordinates, The coordinate correction value may be determined in advance according to the type and performance.

본 발명에 따른 캘리브레이션부는 하나 이상의 카메라가 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정하는 것을 특징으로 한다.The calibration unit according to the present invention is characterized in that when the position of one or more cameras is changed, resetting the initial reference for the three-dimensional coordinates.

본 발명에 따른 캘리브레이션부는 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정하는 것을 특징으로 한다.If the calibration unit according to the present invention has one or more cameras whose positions have not changed when the positions of one or more cameras are changed, the calibration unit may determine the relationship between the coordinates of the cameras whose positions have not been changed and the coordinates. It is characterized by resetting the initial reference for the three-dimensional coordinates by the operation.

본 발명에 따른 좌표연산부는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표를 연산하는 것을 특징으로 한다.The coordinate calculation unit according to the present invention is characterized by calculating a three-dimensional coordinates for the marker using a motion capture algorithm.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법은 구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영하고 구조물에 대한 3차원 좌표의 초기 기준이 설정되는 S1 단계를 포함한다.The structure monitoring method using motion capture according to the present invention includes a step S1 of photographing a plurality of markers installed on a structure with a plurality of cameras and setting an initial reference of three-dimensional coordinates for the structure.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법은 구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영한 영상이 필터링되는 S2 단계를 포함한다.Structure monitoring method using a motion capture according to the present invention includes the step S2 of filtering the image taken by a plurality of cameras a plurality of markers installed on the structure.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법은 S2 단계에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 S3 단계를 포함한다.The structure monitoring method using the motion capture according to the present invention includes a step S3 of using the marker image filtered in step S2 to calculate three-dimensional coordinates of the marker.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법은 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 구조물의 변형률이 측정되는 S4 단계를 포함한다.The structure monitoring method using the motion capture according to the present invention includes a step S4 in which the strain of the structure is measured by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in step S3.

본 발명에 따른 마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것을 특징으로 한다.The marker according to the invention is characterized in that it is installed on the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics of the structure.

본 발명에 따른 마커는 액티브 마커(active marker) 또는 패시브 마커(passive marker)인 것으로, 패시브 마커인 경우, 적외선 또는 빛을 생성하는 장치가 구조물에 설치된 마커 주변에 배치되는 것을 특징으로 한다.The marker according to the present invention is an active marker or a passive marker, and in the case of the passive marker, an apparatus for generating infrared rays or light is disposed around the marker installed in the structure.

본 발명에 따른 S2 단계는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링되는 것을 특징으로 한다.Step S2 according to the present invention is characterized in that it is filtered using the Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라에서 촬영된 영상에서 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)가 설정되는 S1-1 단계를 포함한다.The step S1 according to the present invention includes a step S1-1 in which zero coordinates (0,0,0), which are a reference to three-dimensional coordinates, in the image photographed by the camera are set.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 카메라와 좌표 사이의 관계가 설정되는 S1-2 단계를 포함한다.Step S1 according to the present invention includes step S1-2 in which the relationship between the camera and the coordinates is established by calculating the distance and direction of the camera and the zero coordinate.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값이 결정되는 S1-3 단계를 포함한다.Step S1 according to the present invention includes step S1-3 in which coordinate correction values are determined according to the type and performance of the camera.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 한다.In the step S1 according to the present invention, when the position of one or more cameras among the cameras is changed, the initial reference for the 3D coordinates is reset.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표 사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 한다.In the step S1 according to the present invention, if there is at least one camera whose position has not changed when the position of one or more cameras among the cameras is changed, the position between the changed camera and the coordinates based on the relationship between the camera whose position has not changed and the coordinates. The initial criterion for the three-dimensional coordinates is reset by calculating the relation of.

본 발명에 따른 S3 단계는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 것을 특징으로 한다.Step S3 according to the present invention is characterized in that the three-dimensional coordinates for the marker are calculated using a motion capture algorithm.

본 발명에 따른 S4 단계는 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 구조물의 3차원 변형률, 변형 가속도 및 구조물의 비틀림이 측정되는 것을 특징으로 한다.Step S4 according to the present invention is characterized in that the three-dimensional strain, deformation acceleration and torsion of the structure are measured by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in step S3.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.Structure monitoring apparatus and method using motion capture according to the present invention has the following effects.

첫째, 카메라로 마커의 위치를 촬영한 영상을 분석하여 구조물의 절대적 변형값을 측정하므로, 정확한 변형률 측정이 가능하다.First, since the absolute deformation value of the structure is measured by analyzing the image photographing the position of the marker with the camera, accurate strain measurement is possible.

둘째, 실시간으로 촬영된 영상 정보를 이용하여 정확하고, 조속한 변형률 측정이 가능하다.Second, accurate and rapid strain measurement can be performed using image information captured in real time.

셋째, 모션 캡처 기법을 이용하여 3차원 변형이 측정 가능하므로, 종래의 방법과는 달리 3차원 변형률, 변형의 가속도 및 구조물의 뒤틀림 등도 측정이 가능하다.Third, since three-dimensional deformation can be measured by using a motion capture technique, it is possible to measure three-dimensional strain, acceleration of deformation, and distortion of a structure, unlike conventional methods.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치에 대한 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모션 캡처를 위한 기본적인 시스템을 도시한 구성도이다.
도 3은 적외선을 마커에 반사시켜 마커의 위치를 파악하는 원리를 도시한다.
도 4 (a) 및 도 4(b)는 각각 본 발명에 따른 마커 영상 필터링 전후의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따라 3차원 좌표를 산출하는 과정을 설명하기 위한 좌표도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법의 순서를 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 S1 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다.
1 is a block diagram schematically showing the configuration of a structure monitoring apparatus using motion capture according to the present invention.
2 is a block diagram showing a basic system for motion capture according to the present invention.
3 shows the principle of determining the position of the marker by reflecting infrared rays to the marker.
4 (a) and 4 (b) are graphs showing the results before and after the marker image filtering according to the present invention, respectively.
5 is a coordinate diagram for explaining a process of calculating three-dimensional coordinates according to the present invention.
6 is a flowchart illustrating a procedure of a structure monitoring method using motion capture according to the present invention.
7 is a flowchart specifically showing step S1 of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하면서 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치 및 방법에 관하여 구체적으로 설명하겠다.Hereinafter, an apparatus and method for monitoring a structure using motion capture will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명의 핵심이 되는 모션 캡처 기법에 대하여 간략하게 설명하도록 하겠다. 모션켭쳐의 종류는 크게 기계식, 자기식, 광학식의 3가지로 나눌 수 있다. 기계식은 사람의 관절 등의 부위에서 각의 움직임을 계산하는 방식으로 정확한 데이터를 얻을 수 있지만 센서가 계측하고자 하는 물체에 직접 장착되고 센서의 수가 제한적이며 계측할 수 있는 행위에 제한이 있다는 단점이 있다. 자기식은 자기장 발생장치를 설치하고 근처에서 계측 대상이 움직일 때 각 센서에서 측정되는 자기장의 변화를 토대로 공간에서의 변위량을 계측하는 방식이다. 광학식 모션 캡처에 비해 상대적으로 저렴하고 데이터의 실시간 처리가 가능하다는 장점이 있다.First, the motion capture technique, which is the core of the present invention, will be briefly described. There are three types of motion switchers: mechanical, magnetic and optical. Although mechanical data can obtain accurate data by calculating angle movements in human joints, etc., there are disadvantages in that the sensor is mounted directly on the object to be measured, the number of sensors is limited, and there is a limit to the behavior that can be measured. . Magnetic method is to install the magnetic field generating device and measure the displacement in space based on the change of the magnetic field measured by each sensor when the measuring object moves near. Compared to optical motion capture, it is relatively inexpensive and enables real-time processing of data.

광학식은 모션 캡처 방식 중에서 매우 정확한 방법이다. 광학식 모션 캡처는 마커(Marker)를 카메라 2대 이상이 2차원의 좌표로 계측하여 다시 3차원 공간 좌표를 계산하는 방식이다. 고속으로 촬영할 수 있어서 유실되는 데이터가 거의 없고 계측할 수 있는 행위에 제약이 없다. 또한 계측하고자 하는 부위가 카메라 화각 안에 들어 온다면 카메라를 추가할 필요 없이 마커만 추가하여 계측할 수 있으므로 많은 부위에 대한 계측에 더 효율적이다. 본 발명은 광학식 모션 캡처 기법을 이용하는 것을 전제로 한다. Optical is a very accurate method of motion capture. Optical motion capture is a method in which two or more cameras measure markers in two-dimensional coordinates to calculate three-dimensional spatial coordinates. It can shoot at high speed, so there is almost no data lost and there are no restrictions on what can be measured. In addition, if the area to be measured is in the camera's field of view, it is more efficient to measure a large number of areas because only a marker can be measured without adding a camera. The present invention is based on the use of an optical motion capture technique.

도 1은 본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치에 대한 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도 2는 본 발명에 따른 모션 캡처를 위한 기본적인 시스템을 도시한 구성도이다. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a structure monitoring apparatus using motion capture according to the present invention. 2 is a block diagram showing a basic system for motion capture according to the present invention.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치는 구조물에 설치된 복수 개의 마커(marker)가 포함되는 마커부(100), 마커를 촬영하는 복수 개의 카메라가 포함되는 카메라부(200), 복수 개의 카메라에 촬영된 마커 영상을 필터링하는 영상처리부(300), 영상 처리부에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출하는 좌표변환부(400) 및 좌표변환부(400)에서 산출된 3차원 좌표값을 분석하여 구조물의 변형률을 측정하는 변형률 측정부(500)를 포함한다.Structure monitoring apparatus using a motion capture according to the present invention is a marker unit 100 including a plurality of markers (markers) installed in the structure, a camera unit 200 including a plurality of cameras to shoot the marker, a plurality of cameras The image processing unit 300 to filter the photographed marker image, the coordinate transformation unit 400 and the coordinate transformation unit 400 calculated by the three-dimensional coordinates for the marker using the marker image filtered by the image processing unit Strain measurement unit 500 for measuring the strain of the structure by analyzing the coordinate value.

본 발명은 구조물에 대한 모니터링을 수행하는 것으로, 구조물이란 고층 빌딩 같은 건축구조물뿐만 아니라 교량, 댐, 플랜트 등 다양한 토목 구조물을 포함한다.The present invention is to monitor the structure, the structure includes a variety of civil engineering structures, such as bridges, dams, plants, as well as building structures such as skyscrapers.

마커부(100)의 마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것이 바람직하다. 마커가 설치되는 위치는 구조물의 변형률을 측정하기에 최적인 위치가 선정되어야 할 것이다. 이는 구조물의 크기, 모양, 구조물이 위치한 지질학적인 조건, 구조물이 위치한 기후적 조건 등에 따라 결정될 수 있다. The marker of the marker unit 100 is preferably installed in the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics of the structure. The location where the marker is to be installed should be selected for the best position to measure the strain of the structure. This can be determined by the size, shape of the structure, the geological conditions in which it is located, and the climatic conditions in which it is located.

나아가 특정 구조물에서 중점적으로 관찰되어야 하는 부위가 있다면 해당 부위에 마커를 설치해야 할 것이다. 전술한 변형 특징이란 구조물에 따라 중점적으로 관찰되어야 하는 부위, 구조물의 지질학적 위치, 구조물이 위치한 지역의 기후적 조건 등 변형률에 영향을 미칠 수 있는 다양한 인자를 의미한다.Furthermore, if there is a site that needs to be focused on a specific structure, a marker must be installed at that site. The above-described deformation characteristics mean various factors that may affect the deformation rate, such as areas to be observed in accordance with the structure, geological location of the structure, and climatic conditions of the area in which the structure is located.

광학식 모션 캡처는 카메라가 마커를 인식하는 방법에 따라 2가지로 나눌 수 있다. 먼저 카메라나 기타 다른 장비가 추가되어 마커에 적외선이나 빛 등을 반사시켜 마커의 위치를 추적하는 패시브 마커(Passive marker) 방식이 있고 다른 하나는 마커에서 직접 빛 등을 발산하여 카메라가 마커의 위치를 추적하는 액티브 마커(Active marker) 방식이 있다. 이렇듯 패시브, 액티브 마커를 사용하거나 빛 또는 적외선을 사용하는 등, 광학식 모션 캡처의 방식은 여러 가지가 있다.Optical motion capture can be divided into two types depending on how the camera recognizes markers. First, there is a passive marker method that tracks the position of the marker by reflecting infrared rays or light to the marker by adding a camera or other equipment. The other is the light emitted directly from the marker so that the camera can determine the position of the marker. There is an active marker method for tracking. There are many ways to capture optical motion, such as using passive, active markers, or using light or infrared light.

도 3은 적외선을 마커에 반사시켜 카메라에 되돌아 오는 적외선으로 마커의 위치를 파악하는 원리를 도시하고 있다. 마커에 적외선이 반사되면 촬영되는 영상은 카메라의 해상도에 따라 정확도가 다르다. 3 illustrates a principle of determining the position of the marker by reflecting infrared rays to the marker and returning the infrared rays back to the camera. When infrared rays are reflected on the marker, the captured image has different accuracy depending on the resolution of the camera.

적외선 생성 장치를 통해 적외선을 방출하고, 방출된 적외선이 마커에서 반사되게 된다. 이때 적외선 생성 장치를 여러 방향에 설치하여 적외선을 방출하면, 마커의 중심이 가장 밝게 되는데 카메라는 가장 밝게 빛나는 픽셀의 위치를 찾아 마커의 중심을 찾게 된다. 3차원의 좌표를 얻기 위해서 이론적으로 필요한 카메라의 대수는 2대이나 카메라의 대수가 늘어나면 정확도는 더 늘어나게 된다.The infrared light is emitted through the infrared generating device, and the emitted infrared light is reflected by the marker. At this time, when the infrared generating device is installed in various directions to emit infrared rays, the center of the marker is brightest, and the camera finds the center of the marker by finding the position of the brightest shining pixel. The theoretical number of cameras required to obtain three-dimensional coordinates is two, but the accuracy of the camera increases as the number of cameras increases.

한편, 구조물은 통상적으로 크기가 크기 때문에, 원거리에서 카메라로 촬영하는 것이 바람직하다. 성능이 좋은 카메라로 구조물 전체가 촬영될 수 있다면 카메라 개수를 줄일 수 있기 때문이다.On the other hand, since the structure is usually large in size, it is preferable to photograph with a camera from a long distance. This is because the number of cameras can be reduced if the entire structure can be photographed with a good camera.

원거리 촬영을 위해서는 다양한 요소들이 고려될 수 있다. 그 중 하나는 마커를 감지하기 위해 방출되는 적외선 또는 빛이 되는데, 적외선 등이 직진하는 거리가 멀어지기 위해서는 카메라에서 적외선 등을 방출하여 반사시키는 방법보다는 구조물에 설치된 마커 주변에 적외선 생성 장치 등을 설치하여, 적외선 등이 보다 장거리로 진행되게 하는 것이 바람직하다. 적외선 생성 장치는 여러 방향에서 적외선이 방출되도록 복수 개를 설치하는 것이 바람직하다.Various factors can be considered for the distance shooting. One of them is infrared light or light emitted to detect the marker.In order to get farther away from the infrared light, install an infrared generator around the marker installed on the structure rather than emitting and reflecting infrared light from the camera. Thus, it is preferable to allow infrared rays or the like to proceed for a longer distance. It is preferable to provide a plurality of infrared ray generating devices so that infrared rays are emitted from various directions.

다른 실시예로서, 구조물에 설치되는 마커 자체를 크게 하거나, 마커의 밝기를 높여 장거리까지 마커가 촬영 되게 할 수도 있다. In another embodiment, the marker itself installed on the structure may be enlarged or the marker may be photographed for a long distance by increasing the brightness of the marker.

현재 상용화된 LIDAR는 레이저를 이용한 계측 기법으로 거리가 1km까지 가능합니다. 따라서, 또다른 실시예로서, 마커에서 레이저를 발산시켜 카메라에서 좌표를 획득한다면 장거리 계측이 가능할 것입니다.Currently commercially available LIDAR is a laser measurement technique that can be up to 1 km away. Thus, as another example, if the laser is emitted from the marker and the coordinates are acquired from the camera, long distance measurements will be possible.

영상처리부(300)는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링을 수행하는 것을 특징으로 한다. The image processor 300 is characterized in that filtering is performed using a Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm.

모션 캡처를 이용하여 계측된 데이터를 분석하기 전에 로우데이터(raw data)를 필터링 해주어야 한다. 필터링에 사용되는 알고리즘은 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother) 알고리즘을 사용하며, 흔히 월트링 필터(Woltring filter)라고 부른다. 주로 MA(Movement Analysis) 분야에서 사용되며 가장 정확한 Smoothing Spline 알고리즘으로 알려져 있다. Before analyzing measured data using motion capture, raw data should be filtered. The algorithm used for filtering uses the Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm, which is commonly referred to as the Woltring filter. It is mainly used in the field of MA (Movement Analysis) and is known as the most accurate smoothing spline algorithm.

그 동안 많이 사용되어 왔던 버터워스 필터(Butter Worth Filter)와 다른 점은 계측 샘플링 구간이 달라도 적용할 수 있으며 운동역학적 특성을 고려한 알고리즘이다. The difference from the Butter Worth Filter, which has been used for many years, can be applied even if the measurement sampling interval is different.

도 4(a) 및 도 4(b)는 각각 본 발명에 따른 마커 영상 필터링 전후의 결과를 나타내는 그래프이다. 4 (a) and 4 (b) are graphs showing the results before and after the marker image filtering according to the present invention, respectively.

필터링 적용 전과 후의 데이터를 비교하기 위하여 가만히 정지해 있는 마커를 2분 동안 계측 실험한 후 결과를 비교해 보았다. 도 4(a)는 필터링을 적용하기 전의 로우데이터로 마커의 움직임의 경향을 알아 볼 수 없고, 도 4(b)은 월트링 필터를 적용한 후의 데이터로 적용 전의 데이터에 비하여 말끔한 경로를 나타내고 있다.To compare the data before and after filtering, the stationary markers were measured for 2 minutes and the results were compared. 4 (a) shows the tendency of the movement of the marker with the low data before the filtering is applied, and FIG. 4 (b) shows the neat path compared to the data before the applying with the Waltling filter.

정지해 있는 마커를 계측하였으므로 좌표는 움직임 없이 정지해 있어야 하나 노이즈, 켈리브레이션의 미흡 등의 이유로 인하여 0.2~0.3mm 의 반경으로 움직임을 알 수 있으며 월트링 필터를 적용한 데이터가 0.204 mm의 더 작은 반경을 나타내고 있음을 알 수 있다. Since the measuring markers are stationary, the coordinates should be stationary without movement. However, due to noise, lack of calibration, etc., the movements can be seen with a radius of 0.2 to 0.3 mm. It can be seen that.

좌표변환부(400)는 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 설정하는 캘리브레이션부(410) 및 초기 가상 3차원 좌표를 기준으로 마커 영상에 대한 3차원 좌표를 연산하는 좌표연산부(420)를 포함한다.The coordinate converter 400 includes a calibration unit 410 for setting an initial reference for the 3D coordinates and a coordinate calculator 420 for calculating 3D coordinates for the marker image based on the initial virtual 3D coordinates.

캘리브레이션부(410)는 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)를 설정하고, 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 카메라와 좌표 사이의 관계를 설정하고, 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값을 사전에 결정하는 것을 특징으로 한다.The calibration unit 410 sets the zero coordinates (0,0,0) as the reference for the three-dimensional coordinates, calculates the distance and direction of the camera and the zero coordinates, and sets the relationship between the cameras and the coordinates, The coordinate correction value may be determined in advance according to the type and performance.

광학식 모션 캡처는 계측 전 가상의 3차원 좌표를 형성하는 과정이 필요한데 이를 켈리브레이션(calibration)이라고 한다. Optical motion capture requires the process of forming virtual three-dimensional coordinates before measurement, which is called calibration.

켈리브레이션은 다음과 같은 이유로 수행되어야 한다. ① 모션 캡처 장비가 계측할 수 있는 범위 내에 3차원 공간 좌표를 설정한다. 이때 (0,0,0)의 위치도 사용자가 설정할 수 있다. ② 계측하는 카메라들의 거리와 방향을 계산하여 3차원 공간 좌표와 각 카메라 좌표 사이의 관계를 구한다. ③ 카메라 렌즈가 가지고 있는 왜곡된 좌표 정보를 보정한다. 모션 캡처 장비에 사용되는 렌즈는 광각(8mm)에서 표준 줌, 단렌즈, 망원렌즈까지 다양하게 사용할 수 있다. 광각 렌즈의 경우에는 카메라 화면의 중심에서 주변으로 멀어질수록 왜곡현상이 일어나므로 소프트웨어 알고리즘을 통해 이를 보정해 주어야 한다. 왜곡 현상이 없는 렌즈는 없으므로 계측 전 켈리브레이션을 통해 각 렌즈에 적용되는 왜곡 정도를 파악하고 보정하는 알고리즘을 적용시켜야 한다. ④ 설치된 카메라에 움직임이 발생한 경우 공간 좌표를 재생성해 주기 위해 실시한다. ⑤ 계측되는 장소의 온도, 습도, 주변 밝기 등 모션 캡처 장비에 영향을 주는 요소들을 고려하여 정확한 계측을 위해 실시한다.Calibration should be performed for the following reasons. ① Set 3D spatial coordinates within the range that can be measured by motion capture equipment. At this time, the position of (0,0,0) can be set by the user. ② Calculate the distance and direction of cameras to measure and obtain the relationship between 3D space coordinates and each camera coordinate. ③ Correct the distorted coordinate information of the camera lens. Lenses used in motion capture equipment range from wide angle (8mm) to standard zoom, single lens and telephoto lens. In the case of the wide-angle lens, the distortion occurs as the distance from the center of the camera screen to the periphery, so it must be corrected through a software algorithm. Since there is no lens without distortion, it is necessary to apply an algorithm to identify and correct the distortion applied to each lens through calibration before measurement. ④ When the movement occurs in the installed camera, execute to regenerate the spatial coordinates. ⑤ Carry out accurate measurement by considering factors affecting motion capture equipment such as temperature, humidity, and ambient brightness of the place being measured.

다양한 방법이 가능하지만, 규격을 알고 있는 T자형 막대(wand)를 사전에 계측하여 카메라에서 획득한 정보와 T자형 막대의 규격이 일치하도록 좌표 계산 변수를 수정한다. 먼저 동적 켈리브레이션을 위해 T자형 막대를 모든 카메라가 볼 수 있도록 잘 움직여야 하며 움직임 계측 후에는 (0,0,0) 좌표를 생성하고 싶은 곳에 T자형 막대를 위치시켜 정적 켈리브레이션을 수행한다.Various methods are possible, but T-shaped wands of which the specifications are known are measured in advance, and coordinate calculation variables are modified so that the information obtained from the camera matches the T-shaped bar specifications. First, move the T-shaped bar well to all cameras for dynamic calibration. After measuring the movement, place the T-shaped bar where you want to generate the (0,0,0) coordinates and perform static calibration.

도 5는 본 발명에 따른 켈리브레이션 과정을 설명하기 위한 좌표도이다. 초기 T자형 막대를 이용하여 이동벡터 T와 회전 매트릭스 R을 구하게 된다.5 is a coordinate diagram for explaining a calibration process according to the present invention. The initial T-shaped bar is used to find the motion vector T and the rotation matrix R.

카메라 화면에 비춰진 2차원 좌표 정보를 통해 공간상의 3차원 좌표를 구하기 위하여 그림 6과 같이 간단한 핀 홀 카메라 모델을 사용한다. 그림 6은 크게 3가지의 좌표-카메라 좌표(C), CCD 센서 좌표(u), 그리고 공간 좌표(W)로 나뉘어지며 카메라 CCD 센서 평면의 좌표 P( x u , y u )를 이용하여 3차원 공간상의 벡터 P w 를 구하는 것이 목적이다. A simple pinhole camera model is used as shown in Figure 6 to obtain spatial three-dimensional coordinates from the two-dimensional coordinate information reflected on the camera screen. Figure 6 is largely divided into three coordinates-camera coordinates (C), CCD sensor coordinates (u), and spatial coordinates (W), and three-dimensionally using coordinates P ( x u , y u ) of the camera CCD sensor plane. The purpose is to find the space vector P w .

O C 는 카메라 렌즈의 초점이며 카메라의 초점으로부터 CCD 센서까지의 거리는 f이다. 카메라의 구조상 CCD 평면은 초점보다 뒤에 위치하나 대칭의 성질 때문에 도 5에서는 앞에 위치하도록 도시하였다. O C is the focus of the camera lens and the distance from the focus of the camera to the CCD sensor is f . Due to the structure of the camera, the CCD plane is located behind the focal point, but is shown to be located in front of FIG.

카메라 렌즈의 초점인 O C Z C 를 따라 CCD 평면에 맺혀진 위치가 (ox, oy)이다. 점 P는 3차원 공간상의 임의의 한 점이며 카메라 좌표를 기준으로는 P C 벡터로 표현되며, 공간 좌표를 기준으로는 P w 벡터로 표현된다. O C , the focal point of the camera lens, is positioned at (o x , o y ) in the CCD plane along Z C. Point P is an arbitrary point in three-dimensional space, expressed as a P C vector based on camera coordinates, and expressed as a P w vector based on spatial coordinates.

Figure pat00001
Figure pat00002
는 서로 닮음이고 z = f 이므로 아래의 수학식 1을 산출할 수 있다.
Figure pat00001
Wow
Figure pat00002
Since are similar to each other and z = f , the following Equation 1 can be calculated.

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서 x c , y c , z c P C 벡터가 카메라 CCD 평면에 맺힌 점의 카메라 좌표이며 X C ,Y C ,Z C 는 점 P의 카메라 좌표이다. Where x c , y c , and z c are the camera coordinates of the point where the P C vector is bound to the camera CCD plane, and X C , Y C , and Z C are the camera coordinates of the point P.

카메라 좌표 'C'를 3차원 공간 좌표 'W'로 전환하기 위해서는 도 5와 같이 이동벡터 T와 회전 매트릭스 R이 필요하다. T 벡터는 O C O W 의 이동을 의미하며 R 매트릭스는 3×3 직교 매트릭스이다. 이 두 벡터들은 켈리브레이션 과정을 통하여 구해진 값이며 이를 이용하여 점 P의 카메라 좌표(C)와 3차원 좌표(W)의 관계를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
In order to convert the camera coordinate 'C' into the three-dimensional space coordinate 'W', a motion vector T and a rotation matrix R are required as shown in FIG. 5. The T vector represents the movement of O C and O W and the R matrix is a 3 × 3 orthogonal matrix. These two vectors are values obtained through the calibration process and can be used to express the relationship between the camera coordinates (C) and the three-dimensional coordinates (W) of the point P as follows.

Figure pat00004
Figure pat00004

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서 R i R 매트릭스의

Figure pat00006
i번째 행을 의미한다.
Where R i is the R matrix
Figure pat00006
It means the i th row.

3차원 공간의 한 점 P가 CCD 센서에 투영된 점 P의 카메라 좌표와 CCD 센서 좌표 사이의 관계는 아래의 수학식 4와 같다.The relationship between a point P, the camera coordinates of the point P is projected on the CCD sensor and a CCD sensor coordinates of the three-dimensional space is equal to the expression (4) below.

Figure pat00007
Figure pat00007

여기서 h x , h y 는 각각 CCD 센서의 한 pixel의 가로, 세로의 길이를 의미한다(pixel의 단위는 μm로 표현된다.
Where h x and h y are the horizontal and vertical lengths of one pixel of the CCD sensor, respectively (pixel units are expressed in μm).

상기 수학식 2와 수학식 4를 이용하여 P에 대한 카메라 좌표와 3차원 좌표 사이의 관계식을 아래와 같이 산출할 수 있다.
Using Equation 2 and Equation 4, a relationship between camera coordinates and three-dimensional coordinates for P may be calculated as follows.

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 수학식 6을 수학식 4에 대입하여 정리하면 아래의 수학식 7과 같다.
Substituting Equation 6 into Equation 4 results in Equation 7 below.

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 수학식 7에서 2개의 방정식을 3개의 homogeneous 방정식으로 늘리기 위하여 아래의 수학식 8을 사용한다.
Equation 8 below is used to expand two equations into three homogeneous equations.

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 수학식 8을 정리하면 아래의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
In summary, Equation 8 may be expressed as Equation 9 below.

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 수학식 8에서

Figure pat00013
,
Figure pat00014
의 관계임을 알 수 있다. 따라서 (x u , y u )P W 의 관계를 알 수 있다. 그러나 주의할 점은 선분 O C P위의 모든 점은 CCD센서의 같은 한 점으로 상이 맺히게 된다. 따라서 상기 수학식 9에 스칼라 상수
Figure pat00015
를 곱하여 아래의 수학식 10과 같이 표현해 주어야 한다.
In Equation 8
Figure pat00013
,
Figure pat00014
It can be seen that the relationship. Therefore , we can know the relationship between (x u , y u ) and P W. But notice that the line segment All the points on the O C P are congruent with the same point on the CCD sensor. Therefore, the scalar constant in Equation 9
Figure pat00015
Multiply by to give it as shown in Equation 10 below.

Figure pat00016
Figure pat00016

상수

Figure pat00017
값은 CCD로부터 P까지 거리를 알아야 구할 수 있다. 이러한 pin hole 카메라 모델은 3차원의 이미지가 2차원의 CCD 평면에 맺히는 관계식을 의미하며 켈리브레이션을 통해 얻어진 다수의 카메라 CCD의 정보를 바탕으로 3차원 좌표를 계산 하기 위해서는 추가적인 식이 필요하다. 모션 캡처에 사용되는 알고리즘에는 DLT(Direct Linear Transformation), NDLT(Non-Linear Direct Transformation) 등이 사용된다.a constant
Figure pat00017
The value can be obtained by knowing the distance from CCD to P. This pin hole camera model refers to the relational expression of three-dimensional image on the two-dimensional CCD plane, and additional equations are needed to calculate three-dimensional coordinates based on the information of a plurality of camera CCDs obtained through calibration. Algorithms used for motion capture include direct linear transformation (DLT) and non-linear direct transformation (NDLT).

캘리브레이션부(410)는 하나 이상의 카메라가 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정하는 것을 특징으로 한다. 카메라 설치된 지역의 대규모 충격이나 재설치 등으로 카메라의 위치가 모두 변경되었다면, 앞에서 설명한 켈리브레이션을 재수행해야 할 것이다.The calibration unit 410 may be configured to reset an initial reference for three-dimensional coordinates when one or more cameras are changed in position. If the location of the camera has been changed due to a major shock or reinstallation in the camera's installed area, the calibration described above will need to be redone.

그러나 일부의 카메라만이 위치 변경된 것이라면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 종전의 3차원 좌표 간의 관계를 이용하여 위치가 변경된 카메라도 초기 위치를 재설정할 수 있을 것이다.However, if only some of the cameras are repositioned, the repositioned camera may also be reset by using the relationship between the unaltered camera and the previous three-dimensional coordinates.

즉, 캘리브레이션부(410)는 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정한다.That is, if one or more cameras have not changed their positions when the positions of one or more cameras are changed, the calibrator 410 may determine whether the positions of the cameras and the coordinates of which the positions have been changed are based on the relationship between the cameras and the coordinates of which the positions have not changed. Calculate the relationship to reset the initial criteria for three-dimensional coordinates.

좌표연산부(420)는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표를 연산하는 것을 특징으로 한다. 카메라 좌표 'C'를 3차원 공간 좌표 'W'로 전환하기 위해서는 전술한 이동벡터 T와 회전 매트릭스 R이 필요하다. 즉 이동벡터 T와 회전 매트릭스 R을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 측정되는 것이다.The coordinate calculator 420 calculates three-dimensional coordinates of the marker using a motion capture algorithm. In order to convert the camera coordinate 'C' into the three-dimensional space coordinate 'W', the above-described motion vector T and the rotation matrix R are required. That is, three-dimensional coordinates of the marker are measured by using the motion vector T and the rotation matrix R.

이하 본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법에 대하여 설명한다. 전술한 구조물 모니터링 장치와 중복되는 내용은 생략하고 핵심적인 내용에 대해서만 설명하도록 한다.Hereinafter, a structure monitoring method using motion capture according to the present invention will be described. The overlapping description with the aforementioned structure monitoring apparatus will be omitted, and only the essential contents will be described.

도 6은 본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법의 순서를 도시한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure of a structure monitoring method using motion capture according to the present invention.

본 발명에 따른 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법은 구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영하고 구조물에 대한 3차원 좌표의 초기 기준이 설정되는 S1 단계, 구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영한 영상이 필터링되는 S2 단계, S2 단계에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 S3 단계 및 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 구조물의 변형률이 측정되는 S4 단계를 포함한다.Structure monitoring method using a motion capture according to the present invention is a step S1 to shoot a plurality of markers installed on the structure with a plurality of cameras, the initial reference of the three-dimensional coordinates for the structure is set, a plurality of cameras installed on the structure a plurality of markers In step S2 of filtering the image photographed by the S2, using the marker image filtered in the step S2 S3 of calculating the three-dimensional coordinates for the marker and S3 of the structure is measured by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in the S3 step S4 Steps.

마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.The marker is characterized in that it is installed on the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics of the structure.

마커는 액티브 마커(active marker) 또는 패시브 마커(passive marker)인 것으로, 패시브 마커인 경우, 적외선 또는 빛을 생성하는 장치가 구조물에 설치된 마커 주변에 배치되는 것을 특징으로 한다.The marker is an active marker or a passive marker. In the case of the passive marker, an infrared or light generating device is disposed around the marker installed in the structure.

본 발명에 따른 S2 단계는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.Step S2 according to the present invention is a structure monitoring method using motion capture, characterized in that the filter using the Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm.

도 7은 본 발명의 S1 단계를 구체적으로 도시한 순서도이다. 본 발명에 따른 S1 단계는 카메라에서 촬영된 영상에서 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)가 설정되는 S1-1 단계, 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 카메라와 좌표 사이의 관계가 설정되는 S1-2 단계 및 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값이 결정되는 S1-3 단계를 포함한다.7 is a flowchart specifically showing step S1 of the present invention. In the step S1 according to the present invention, the step S1-1 in which zero coordinates (0,0,0), which is a reference to three-dimensional coordinates, is set in the image photographed by the camera, the camera is calculated by calculating a distance and a direction between the camera and the zero coordinates. And step S1-2 in which the relationship between the coordinates and the coordinates is set, and step S1-3 in which the coordinate correction value is determined according to the type and performance of the camera.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 한다.In the step S1 according to the present invention, when the position of one or more cameras among the cameras is changed, the initial reference for the 3D coordinates is reset.

본 발명에 따른 S1 단계는 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표 사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 한다.In the step S1 according to the present invention, if there is at least one camera whose position has not changed when the position of one or more cameras among the cameras is changed, the position between the changed camera and the coordinates based on the relationship between the camera whose position has not changed and the coordinates. The initial criterion for the three-dimensional coordinates is reset by calculating the relation of.

본 발명에 따른 S3 단계는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 것을 특징으로 한다.Step S3 according to the present invention is characterized in that the three-dimensional coordinates for the marker are calculated using a motion capture algorithm.

본 발명에 따른 S4 단계는 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 구조물의 3차원 변형률, 변형 가속도 및 구조물의 비틀림이 측정되는 것을 특징으로 한다.Step S4 according to the present invention is characterized in that the three-dimensional strain, deformation acceleration and torsion of the structure are measured by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in step S3.

변형 가속도는 변위에 대한 수치미분을 통해 산출될 수 있다. 수치미분 공식에는 전진, 후진, 그리고 중앙 유한제차분 공식들이 있으나 중앙 유한제차분 공식이 가장 정확하다.The strain acceleration can be calculated through the numerical derivative of the displacement. Numerical differential formulas include forward, backward, and central finite difference formulas, but the central finite difference formula is the most accurate.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.The embodiments and drawings attached to this specification are merely to clearly show some of the technical ideas included in the present invention, and those skilled in the art can easily infer within the scope of the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention. Modifications that can be made and specific embodiments will be apparent that all fall within the scope of the present invention.

100 : 마커부 200 : 카메라부
300 : 영상 처리부 400 : 좌표변환부
410 : 캘리브레이션부 420 : 좌표연산부
500 : 변형률 측정부
100: marker portion 200: camera portion
300: image processing unit 400: coordinate transformation unit
410: calibration unit 420: coordinate calculation unit
500: strain measurement unit

Claims (18)

구조물에 설치된 복수 개의 마커(marker)가 포함되는 마커부;
상기 마커를 촬영하는 복수 개의 카메라가 포함되는 카메라부;
상기 복수 개의 카메라에 촬영된 마커 영상을 필터링하는 영상처리부;
상기 영상 처리부에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출하는 좌표변환부; 및
상기 좌표변환부에서 산출된 3차원 좌표값을 분석하여 상기 구조물의 변형률을 측정하는 변형률 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
A marker unit including a plurality of markers installed on the structure;
A camera unit including a plurality of cameras for photographing the markers;
An image processor filtering the marker images photographed by the plurality of cameras;
A coordinate converter configured to calculate three-dimensional coordinates of the marker using the marker image filtered by the image processor; And
Structure monitoring apparatus using a motion capture comprising a strain measuring unit for measuring the strain of the structure by analyzing the three-dimensional coordinates calculated by the coordinate transformation unit.
제1항에 있어서,
상기 마커부의 마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The marker of the marker unit is a structure monitoring apparatus using a motion capture, characterized in that the structure is installed on the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics.
제1항에 있어서,
상기 마커는 액티브 마커(active marker) 또는 패시브 마커(passive marker)인 것으로, 패시브 마커인 경우, 적외선 또는 빛을 생성하는 장치가 상기 구조물에 설치된 마커 주변에 배치되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The marker may be an active marker or a passive marker. In the case of the passive marker, an infrared or light generating device is disposed around the marker installed in the structure. Monitoring device.
제1항에 있어서,
상기 영상처리부는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 1,
And the image processor performs filtering using a generalized-cross-validated spline smoother (GCVSPS) algorithm.
제1항에 있어서,
상기 좌표변환부는 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 설정하는 캘리브레이션부 및 상기 초기 가상 3차원 좌표를 기준으로 상기 마커 영상에 대한 3차원 좌표를 연산하는 좌표연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 1,
The coordinate transformation unit includes a calibration unit for setting an initial reference for the three-dimensional coordinates and a coordinate calculation unit for calculating the three-dimensional coordinates for the marker image based on the initial virtual three-dimensional coordinates Structure monitoring device.
제5항에 있어서,
상기 캘리브레이션부는 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)를 설정하고, 상기 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 상기 카메라와 좌표 사이의 관계를 설정하고, 상기 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값을 사전에 결정하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 5,
The calibration unit sets zero coordinates (0,0,0) as reference for three-dimensional coordinates, calculates the distance and direction of the camera and zero coordinates, sets the relationship between the cameras and coordinates, and Structure monitoring apparatus using motion capture, characterized in that for determining the coordinate correction value according to the type and performance in advance.
제5항에 있어서,
상기 캘리브레이션부는 하나 이상의 카메라가 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 5,
The calibration unit structure monitoring apparatus using motion capture, characterized in that for resetting the initial reference to the three-dimensional coordinates, when one or more cameras are changed position.
제7항에 있어서,
상기 캘리브레이션부는 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준을 재설정하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 7, wherein
The calibration unit calculates the relationship between the coordinates of the changed camera and the coordinates based on the relationship between the coordinates of the camera and the coordinates that are not changed when one or more cameras are not changed when the positions of one or more cameras are changed. Structure monitoring apparatus using motion capture, characterized in that to reset the initial reference to the dimensional coordinates.
제5항에 있어서,
상기 좌표연산부는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 장치.
The method of claim 5,
The coordinate calculation unit is a structure monitoring apparatus using a motion capture, characterized in that for calculating the three-dimensional coordinates for the marker using a motion capture algorithm.
구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영하고 구조물에 대한 3차원 좌표의 초기 기준이 설정되는 S1 단계;
구조물에 설치된 복수 개의 마커를 복수 개의 카메라로 촬영한 영상이 필터링되는 S2 단계;
상기 S2 단계에서 필터링된 마커 영상을 이용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 S3 단계; 및
상기 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 상기 구조물의 변형률이 측정되는 S4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
S1 step of photographing a plurality of markers installed on the structure with a plurality of cameras and the initial reference of the three-dimensional coordinates for the structure is set;
A step S2 of filtering images captured by the plurality of cameras of the plurality of markers installed in the structure;
S3 step of calculating the three-dimensional coordinates for the marker using the marker image filtered in the step S2; And
And a step S4 in which the strain of the structure is measured by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in the step S3.
제11항에 있어서,
상기 마커는 구조물의 크기, 모양, 사전에 결정된 변형 특징에 따라 구조물에 설치되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The marker is a structure monitoring method using a motion capture, characterized in that installed in the structure according to the size, shape, predetermined deformation characteristics of the structure.
제11항에 있어서,
상기 마커는 액티브 마커(active marker) 또는 패시브 마커(passive marker)인 것으로, 패시브 마커인 경우, 적외선 또는 빛을 생성하는 장치가 상기 구조물에 설치된 마커 주변에 배치되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The marker may be an active marker or a passive marker. In the case of the passive marker, an infrared or light generating device is disposed around the marker installed in the structure. Monitoring method.
제11항에 있어서,
상기 S2 단계는 GCVSPS(Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother)알고리즘을 사용하여 필터링되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The step S2 is a structure monitoring method using motion capture, characterized in that the filtering using the Generalized-Cross-Validatory Spline Smoother (GCVSPS) algorithm.
제11항에 있어서,
상기 S1 단계는
상기 카메라에서 촬영된 영상에서 3차원 좌표에 대한 기준이 되는 영점 좌표(0,0,0)가 설정되는 S1-1 단계;
상기 카메라와 영점좌표의 거리 및 방향을 계산하여 상기 카메라와 좌표 사이의 관계가 설정되는 S1-2 단계; 및
상기 카메라의 종류 및 성능에 따라 좌표 보정값이 결정되는 S1-3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The step S1
Step S1-1 of setting zero coordinates (0,0,0) as a reference for three-dimensional coordinates in the image photographed by the camera;
Step S1-2 in which a relationship between the camera and coordinates is established by calculating a distance and a direction between the camera and zero coordinates; And
And a step S1-3 in which coordinate correction values are determined according to the type and performance of the camera.
제11항에 있어서,
상기 S1 단계는
상기 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우, 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The step S1
If the position of one or more of the cameras is changed, the structure monitoring method using a motion capture, characterized in that the initial reference for the three-dimensional coordinates is reset.
제15항에 있어서,
상기 S1 단계는
상기 카메라 중에서 하나 이상의 카메라의 위치가 변경된 경우에 위치가 변경되지 않은 카메라가 하나 이상 있다면, 위치가 변경되지 않은 카메라와 좌표 사이의 관계를 기준으로 위치가 변경된 카메라와 좌표 사이의 관계를 연산하여 3차원 좌표에 대한 초기 기준이 재설정되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
16. The method of claim 15,
The step S1
If there is one or more cameras whose position has not changed when the positions of one or more cameras are changed, the relationship between the coordinates of the changed camera and the coordinates is calculated based on the relationship between the cameras whose positions have not changed and the coordinates. A structure monitoring method using motion capture, characterized in that the initial reference to the dimensional coordinates are reset.
제11항에 있어서,
상기 S3 단계는 모션 캡처 알고리즘을 사용하여 마커에 대한 3차원 좌표가 산출되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.
The method of claim 11,
The step S3 is a structure monitoring method using a motion capture, characterized in that for calculating the three-dimensional coordinates for the marker using a motion capture algorithm.
제11항에 있어서,
상기 S4 단계는 상기 S3 단계에서 산출된 3차원 좌표를 분석하여 상기 구조물의 3차원 변형률, 변형 가속도 및 구조물의 비틀림이 측정되는 것을 특징으로 하는 모션 캡처를 이용한 구조물 모니터링 방법.

The method of claim 11,
In the step S4, by analyzing the three-dimensional coordinates calculated in the step S3, the three-dimensional strain, deformation acceleration and torsion of the structure is measured.

KR1020100113201A 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method KR101309443B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113201A KR101309443B1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113201A KR101309443B1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120051875A true KR20120051875A (en) 2012-05-23
KR101309443B1 KR101309443B1 (en) 2013-10-04

Family

ID=46268746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100113201A KR101309443B1 (en) 2010-11-15 2010-11-15 Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101309443B1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101283413B1 (en) * 2013-01-04 2013-07-08 (주)대우건설 Real-time vision measurement monitoring system of structure three dimensions by using infrared light thermal image camera
KR101405097B1 (en) * 2013-01-31 2014-06-10 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for stability estimation a structure using motion capture method
KR101686621B1 (en) * 2015-10-27 2016-12-14 현대건설 주식회사 Evaluation and adjustment method of lateral displacement considering torsional deformation of building
KR101696629B1 (en) * 2015-07-10 2017-01-17 경북대학교 산학협력단 System and method for warning collapse using monitoring of structure deformation
KR101897434B1 (en) * 2018-03-05 2018-09-10 조현태 Apparatus and method for checking construction state
KR20190074593A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 에이치앤아비즈 Method for measuring a performance of medical image acquisition equipment
KR20200050594A (en) * 2018-11-02 2020-05-12 주식회사 포스코건설 Method for monitoring safety of temporary structure as retaining wall using tracking marker by cctv
KR102154684B1 (en) * 2019-09-24 2020-09-10 (주)코드쓰리 System for outputting of multi-projector and method thereof
KR20210096455A (en) * 2020-01-28 2021-08-05 주식회사 포스코건설 Safety monitoring system of structures using cctv image recognition technology for 3d markers
KR102572984B1 (en) * 2022-12-23 2023-09-01 성균관대학교산학협력단 Method for measuring long-term displacement in total station and and recording medium thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102445865B1 (en) * 2022-02-25 2022-09-21 한국건설기술연구원 Image-based civil structure real-time displacement measurement system, method, and a recording medium recording a computer-readable program for executing the method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5189886B2 (en) 2008-04-24 2013-04-24 株式会社ブリヂストン 3D coordinate system calibration method

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101283413B1 (en) * 2013-01-04 2013-07-08 (주)대우건설 Real-time vision measurement monitoring system of structure three dimensions by using infrared light thermal image camera
KR101405097B1 (en) * 2013-01-31 2014-06-10 연세대학교 산학협력단 Apparatus and method for stability estimation a structure using motion capture method
KR101696629B1 (en) * 2015-07-10 2017-01-17 경북대학교 산학협력단 System and method for warning collapse using monitoring of structure deformation
WO2017010763A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 경북대학교산학협력단 Collapse warning system using structure deformation monitoring and method therefor
KR101686621B1 (en) * 2015-10-27 2016-12-14 현대건설 주식회사 Evaluation and adjustment method of lateral displacement considering torsional deformation of building
KR20190074593A (en) * 2017-12-20 2019-06-28 주식회사 에이치앤아비즈 Method for measuring a performance of medical image acquisition equipment
KR101897434B1 (en) * 2018-03-05 2018-09-10 조현태 Apparatus and method for checking construction state
KR20200050594A (en) * 2018-11-02 2020-05-12 주식회사 포스코건설 Method for monitoring safety of temporary structure as retaining wall using tracking marker by cctv
KR102154684B1 (en) * 2019-09-24 2020-09-10 (주)코드쓰리 System for outputting of multi-projector and method thereof
KR20210096455A (en) * 2020-01-28 2021-08-05 주식회사 포스코건설 Safety monitoring system of structures using cctv image recognition technology for 3d markers
KR102572984B1 (en) * 2022-12-23 2023-09-01 성균관대학교산학협력단 Method for measuring long-term displacement in total station and and recording medium thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR101309443B1 (en) 2013-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101309443B1 (en) Apparatus and method for monitoring a structure using motion capture method
Feng et al. Computer vision for SHM of civil infrastructure: From dynamic response measurement to damage detection–A review
CN102798350B (en) Method, device and system for measuring deflection of arm support
US9965870B2 (en) Camera calibration method using a calibration target
Valença et al. Applications of photogrammetry to structural assessment
JP5097765B2 (en) Measuring method, measuring program and measuring device
Ribeiro et al. Non-contact measurement of the dynamic displacement of railway bridges using an advanced video-based system
CN105547635B (en) A kind of contactless structural dynamic response measurement method for wind tunnel test
CN102798456B (en) Method, device and system for measuring working range of engineering mechanical arm frame system
CN104034263B (en) A kind of non-contact measurement method of forging's block dimension
KR101283413B1 (en) Real-time vision measurement monitoring system of structure three dimensions by using infrared light thermal image camera
CN101339003A (en) Great structure horizontal two-dimensional displacement automatic measuring equipment and method
CN102788572B (en) Method, device and system for measuring attitude of lifting hook of engineering machinery
WO2017090426A1 (en) Physical-object measurement device and physical-object measurement method
CN1912536A (en) Multi-point displacement/deflection detection and monitoring device and method
Gao et al. Tunnel contour detection during construction based on digital image correlation
Xu et al. An omnidirectional 3D sensor with line laser scanning
Franco et al. Static and dynamic displacement measurements of structural elements using low cost RGB-D cameras
CN105203030A (en) Monitoring method of micro displacement at engineering site
KR101387876B1 (en) System and method for measuring deformation structure
KR100935898B1 (en) Automatic displacement detecting apparatus and method, and slop maintenance and management system and method using the same
KR101395544B1 (en) System and method for calibrating of object for measuring deformation structure
KR101405097B1 (en) Apparatus and method for stability estimation a structure using motion capture method
KR20030055770A (en) Method for Measuring Displacement of Structural Members
CN108036742A (en) New lines structural light three-dimensional method for sensing and device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160906

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170904

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180910

Year of fee payment: 6

R401 Registration of restoration