KR20240066600A - Concrete structure crack inspection system using laser scanner and unmanned aerial vehicle - Google Patents

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KR20240066600A
KR20240066600A KR1020220147584A KR20220147584A KR20240066600A KR 20240066600 A KR20240066600 A KR 20240066600A KR 1020220147584 A KR1020220147584 A KR 1020220147584A KR 20220147584 A KR20220147584 A KR 20220147584A KR 20240066600 A KR20240066600 A KR 20240066600A
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Abstract

본 발명은 레이저스캐너를 통해 수집된 구조물의 표면형상정보와, 무인비행체에 장착되는 서로 다른 파장의 가시광을 발광하는 조명 및 이를 촬영하는 카메라를 통해 획득한 영상을 이진화 및 차분 처리함으로써 구조물의 균열 발생을 검사할 수 있는 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템은 무인 비행체에 장착되어 검사 대상 구조물을 지향하는 조명으로서 각기 다른 파장의 가시광을 발광하는 제1조명 및 제2조명, 검사 대상 구조물에 레이저광을 조사하여 구조물의 표면형상정보를 검출하는 레이저스캐너, 상기 무인비행체에 장착되어 구조물을 촬영하는 카메라, 상기 무인비행체에 장착되어 카메라, 제1조명 및 제2조명을 제어하는 제어기, 동일한 검사 지점에서 제1조명 발광시 촬영된 제1영상과 제2조명의 발광시 촬영된 제2영상을 처리하여 구조물에 발생한 결함을 검사하는 영상처리기를 포함한다.
The present invention generates cracks in the structure by binarizing and differential processing the surface shape information of the structure collected through a laser scanner and the image obtained through the lighting that emits visible light of different wavelengths mounted on the unmanned aerial vehicle and the camera that captures the same. This is about a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and unmanned aerial vehicle that can inspect.
The concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to the present invention is mounted on an unmanned aerial vehicle and is a light directed at the structure to be inspected. The first and second lights emit visible light of different wavelengths and are used to illuminate the structure to be inspected. A laser scanner that detects surface shape information of a structure by irradiating laser light, a camera mounted on the unmanned air vehicle to photograph the structure, a controller mounted on the unmanned air vehicle to control the camera, first light, and second light, same inspection It includes an image processor that inspects defects occurring in the structure by processing the first image captured when the first light is emitted at the point and the second image captured when the second light is emitted.

Description

레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템 {Concrete structure crack inspection system using laser scanner and unmanned aerial vehicle}{Concrete structure crack inspection system using laser scanner and unmanned aerial vehicle}

본 발명은 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저스캐너를 통해 수집된 구조물의 표면형상정보와, 무인비행체에 장착되는 서로 다른 파장의 가시광을 발광하는 조명 및 이를 촬영하는 카메라를 통해 획득한 영상을 이진화 및 차분 처리함으로써 구조물의 균열 발생을 검사할 수 있는 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle. More specifically, the surface shape information of the structure collected through a laser scanner and lighting that emits visible light of different wavelengths mounted on an unmanned aerial vehicle It relates to a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle that can inspect cracks in a structure by binarizing and differential processing images acquired through a camera that captures the image.

산업사회로 발전하는 과정에서 건설된 대형 구조물과 시설물들은 설계 및 시공 과정에서의 결함 또는 설계 당시에 고려하지 못하였던 각종 요인으로 인하여 구조 손상이 발생되며, 이러한 구조물들의 사용 기간이 경과함에 따라 점차 노후화됨으로써 그 안전성이 크게 위협을 받고 있다. 예를 들면, 심각한 정도의 구조 손상이 발생한 구조물의 경우, 설계 당시에 계획되었던 설계 사용연한에 크게 못 미칠 정도로 사용연한의 단축을 초래하는 경우도 빈번히 발생하고 있다.Large structures and facilities built in the process of developing into an industrial society suffer structural damage due to defects in the design and construction process or various factors that were not considered at the time of design, and as the period of use of these structures passes, they gradually deteriorate. Its safety is greatly threatened. For example, in the case of structures with severe structural damage, there are frequent cases where the service life is shortened to a level that falls far short of the design service life planned at the time of design.

이에 따라 건축 구조물의 장기적인 안전성 및 작동성을 확보하기 위한 노력이 절실히 요구되고 있다. 특히, 건물, 교량, 댐 등과 같은 대형 구조물은 각종 운영 하중, 외부 물체에 의한 충격, 지진, 풍하중, 파랑 하중, 부식 등에 지속적으로 노출되어 있기 때문에 이들로부터 구조물의 안전을 확보하는 문제는 경제, 사회적으로 지대한 관심의 현안이 되고 있다. 이러한 대형 구조물들의 정확한 안전 진단을 위해서는 적절한 실험 계측을 통한 구조물 거동의 모니터링, 구조물 손상을 역학적으로 분석하는 기술 및 구조물 손상을 모델화하는 해석을 통한 진단 기술이 요구된다.Accordingly, efforts are urgently needed to ensure the long-term safety and operability of building structures. In particular, large structures such as buildings, bridges, dams, etc. are continuously exposed to various operating loads, shocks from external objects, earthquakes, wind loads, wave loads, corrosion, etc., so the problem of ensuring the safety of structures from these is an economic and social issue. It is becoming an issue of great interest. In order to accurately diagnose the safety of these large structures, monitoring of structural behavior through appropriate experimental measurements, technology to dynamically analyze structural damage, and diagnostic technology through analysis to model structural damage are required.

이러한 대형 구조물의 손상을 발견하기 위해 사용되고 있는 기술은 재료적인 비파괴 검사법과 더불어 정변위 측정법 및 진동 특성 측정법 등이 사용되고 있다. 예를 들면, 이들 중에서 정변위 측정 및 진동 특성치를 이용한 구조물의 손상 추정 방법은 통상적으로 구조식별 기법(System Identification: SID)이라 한다. 이러한 구조식별 기법(SID)은 구조계의 거동을 실측하고, 이를 구조 해석적으로 모델화하여 구조물 특성치를 추정하는 방법이다.Technologies used to detect damage to these large structures include material non-destructive testing methods, positive displacement measurement methods, and vibration characteristic measurement methods. For example, among these, the method of estimating damage to a structure using positive displacement measurement and vibration characteristics is usually called System Identification (SID). This structural identification technique (SID) is a method of estimating structural characteristics by measuring the behavior of the structural system and modeling it through structural analysis.

전술한 바와 같이, 구조물의 비정상 거동 평가를 위한 비파괴 검사 기술은 기계, 항공, 조선, 건설 등의 산업 전반에 걸쳐 활용도가 매우 높은 첨단 기술이다. 특히, 초장대 교량, 초고층 빌딩과 같은 대형 사회기반시설물의 경우, 비정상 거동은 손상을 유발하고, 이것은 곧 막대한 경제적 피해 및 심각한 인명 피해를 유발하므로, 무결점 거동 평가의 운용이 필수적이다.As mentioned above, non-destructive testing technology for evaluating abnormal behavior of structures is a cutting-edge technology that is highly utilized across industries such as machinery, aviation, shipbuilding, and construction. In particular, in the case of large infrastructure facilities such as ultra-long bridges and high-rise buildings, abnormal behavior causes damage, which in turn causes enormous economic damage and serious human casualties, so the operation of flawless behavior evaluation is essential.

이에 따라 주요 사회기반시설물에 대한 주기적인 안전점검이 이루어지고 있으나, 주로 점검자에 의해 접근 가능한 지점에 대한 육안검사 수준에 머무르고 있으며, 또한, 점검에 필요한 인력과 자원의 부족 및 접근이 불가능한 시설물에 대한 점검의 어려움 등으로 인하여 점검주기가 제한되는 것이 현실이다. 또한, 전술한 종래의 기술에 따른 비파괴 진단 방식의 문제점을 보완하기 위하여 국부적 계측 시스템을 통하여 취약부재의 국부 손상을 조기에 포착해 낼 수 있는 알고리즘 기술 개발이 필요한 실정이다.Accordingly, periodic safety inspections are being conducted on major social infrastructure facilities, but they are mainly limited to visual inspections of accessible points by inspectors. In addition, there is a lack of manpower and resources required for inspection and inspection of inaccessible facilities. The reality is that the inspection cycle is limited due to inspection difficulties. In addition, in order to complement the problems of the non-destructive diagnosis method according to the above-mentioned conventional technology, there is a need to develop an algorithm technology that can detect local damage to vulnerable members early through a local measurement system.

한편, 국내의 경우, 노후화된 특수교량 숫자가 급격하게 증가하면서 정기점검 횟수도 증가하고 있는데, 이러한 점검의 상당한 부분이 육안으로 진행되고 있다.Meanwhile, in Korea, as the number of aging special bridges increases rapidly, the number of regular inspections is also increasing, and a significant portion of these inspections are carried out visually.

또한, 무인비행체인 무인비행체과 영상처리 기법을 활용하여 육안 검사를 대체할 수 있는 연구가 활발하게 진행되고 있다.In addition, research is being actively conducted to replace visual inspection by using unmanned aerial vehicles (UAVs) and image processing techniques.

공개특허 제2003-83359호를 비롯한 종래의 컴퓨터 영상 처리 적용 콘크리트 구조물 균열 검사 기술은 기본적으로 콘크리트 구조물 표면을 촬영하여 디지털 이미지인 영상을 획득하고, 획득된 영상을 컴퓨터 알고리즘을 이용하여 처리함으로써 해당 촬영 부위에 균열이 존재하는 지 여부를 판단하는 것으로, 카메라에서 획득된 촬상 정보를 명암(明暗)에 따라 명부(明部)에서 암부(暗部)로 균일 증감하는 수치를 부여하고, 이를 이진화(二進化) 처리함으로써 주로 명부인 배경과 극명하게 대비되는 암부를 검출하게 된다.The concrete structure crack inspection technology applied to conventional computer image processing, including Patent Publication No. 2003-83359, basically acquires an image, which is a digital image, by photographing the surface of the concrete structure, and processes the obtained image using a computer algorithm to capture the corresponding image. To determine whether a crack exists in an area, the imaging information obtained from the camera is given a value that uniformly increases or decreases from light to dark depending on the light and dark, and this is binarized. ) processing detects dark areas that contrast sharply with the background, which is mainly bright areas.

즉, 카메라를 통하여 획득된 원시 촬상 정보의 각 픽셀(pixel)에 그레이스케일(gray scale)로 통용되는 0 내지 255의 수치를 설정하는 것으로, 최암부(最暗部)와 최명부(最明部)에 각각 0과 225를 부여함으로써 각 픽셀의 명암을 수치화한 후, 일정 기준치를 상회하는 픽셀과 하회하는 픽셀에 단일 수치를 일괄 부여하는 이진화를 실시함으로써, 예컨데 전체 픽셀의 그레이스케일 수치를 평균하여 평균치를 기준치로 설정한 후 기준치를 상회하는 픽셀에는 0을 부여하고 기준치를 하회하는 픽셀에는 1을 부여하는 방식으로 촬상 정보를 처리하는 것이다In other words, a value between 0 and 255, commonly used as gray scale, is set for each pixel of the raw imaging information acquired through the camera, and the darkest and brightest parts are divided into the darkest and brightest parts. After quantifying the brightness of each pixel by assigning 0 and 225 respectively, binarization is performed to assign a single value to pixels above and below a certain standard value, for example, by averaging the grayscale values of all pixels to obtain the average value. After setting the standard value, imaging information is processed by assigning 0 to pixels that exceed the standard value and assigning 1 to pixels that fall below the standard value.

전술한 공개특허 제2003-83359호를 비롯한 종래의 컴퓨터 영상 처리 적용 콘크리트 구조물 균열 검사 기술을 통하여, 균열 검사의 신속성, 편의성 및 안전성을 확보할 수 있게 되었으나, 이러한 종래기술은 기본적으로, 촬상된 정보를 명부와 암부로 단순 이분하고 암부를 균열부로 간주하는 방식으로 수행되는 바, 균열부의 검출 정확도에 있어서 한계가 있을 수 밖에 없었다.Through conventional computer image processing applied concrete structure crack inspection technology, including the above-mentioned patent publication No. 2003-83359, it has become possible to secure the speed, convenience, and safety of crack inspection. However, this prior technology basically uses imaged information. Since it was simply divided into light and dark parts and the dark part was considered as a crack, there was bound to be a limit to the detection accuracy of the crack.

즉, 배경인 구조물의 비균열 표면에 비하여 명도가 낮은 함몰 부위 또는 이물질이 침착되어 주변부에 비하여 명도가 낮은 부위를 명부 배경과 대비되는 암부로 간주하여 균열 형성 부위로 검출하는 오작동이 빈발하는 것이다.In other words, there are frequent malfunctions in which depressed areas with lower brightness compared to the non-cracked surface of the structure, which is the background, or areas with lower brightness compared to the surrounding areas due to deposits of foreign substances, are detected as crack formation areas by considering them as dark areas in contrast to the bright background.

따라서, 균열이 형성되지 않고 단순히 이물질이 침착된 부위를 균열 부위로 오인하여 경보를 발생하거나 촬상정보를 별도 저장하는 등의 불필요한 처리가 수행되어, 검사 효율성이 저하되고 전산자원이 잠식되는 문제가 있었다.Accordingly, the area where a crack was not formed and foreign matter was simply deposited was mistaken for a crack area, and unnecessary processing such as raising an alarm or separately storing imaging information was performed, which resulted in a decrease in inspection efficiency and an erosion of computer resources. .

일본 공개특허공보 제2018-128278호(2018.08.16)Japanese Patent Publication No. 2018-128278 (2018.08.16) 대한민국 등록특허공보 제10-2170054호(2020.10.26)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2170054 (2020.10.26)

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 검사 대상 구조물의 전체적인 외형 정보를 촬상 영상과 동반 제공하고 이물질 등으로 인한 균열 부위 오판을 방지할 수 있는 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and is a concrete structure crack inspection using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle that provides information on the overall appearance of the structure to be inspected along with the captured image and prevents misjudgment of the crack area due to foreign substances, etc. The purpose is to provide a system.

본 발명에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템은 무인 비행체에 장착되어 검사 대상 구조물을 지향하는 조명으로서 각기 다른 파장의 가시광을 발광하는 제1조명 및 제2조명, 검사 대상 구조물에 레이저광을 조사하여 구조물의 표면형상정보를 검출하는 레이저스캐너, 상기 무인비행체에 장착되어 구조물을 촬영하는 카메라, 상기 무인비행체에 장착되어 카메라, 제1조명 및 제2조명을 제어하는 제어기, 동일한 검사 지점에서 제1조명 발광시 촬영된 제1영상과 제2조명의 발광시 촬영된 제2영상을 처리하여 구조물에 발생한 결함을 검사하는 영상처리기를 포함한다.The concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to the present invention is mounted on an unmanned aerial vehicle and is a light directed at the structure to be inspected. The first and second lights emit visible light of different wavelengths and are used to illuminate the structure to be inspected. A laser scanner that detects surface shape information of a structure by irradiating laser light, a camera mounted on the unmanned air vehicle to photograph the structure, a controller mounted on the unmanned air vehicle to control the camera, first light, and second light, same inspection It includes an image processor that inspects defects occurring in the structure by processing the first image taken when the first light is emitted at the point and the second image taken when the second light is emitted.

상기 영상처리기는 기억장치가 내장된 정보기기로서 상기 레이저스캐너 및 제어기와 연결되어 구조물의 표면형상정보 및 카메라로 촬영된 영상정보가 기억장치에 저장되며, 동일한 검사 지점에서 제1조명 발광시 촬영된 제1영상과 제2조명의 발광시 촬영된 제2영상을 이진화하여 제1이진영상 및 제2이진영상을 생성하고, 제1이진영상과 제2이진영상을 차분하여 차분영상을 생성하는 것이 바람직하다.The image processor is an information device with a built-in memory device and is connected to the laser scanner and controller to store the surface shape information of the structure and the image information captured by the camera in the memory device, and the image information captured when the first light is emitted at the same inspection point is stored in the memory device. It is desirable to generate a first binary image and a second binary image by binarizing the first image and the second image captured when the second light is emitted, and to generate a difference image by differentiating the first binary image and the second binary image. do.

상기 영상처리기는 전체 픽셀에 대한 명도 평균치 이하의 픽셀 및 명도 평균치 초과 픽셀에 대하여 각각 1 및 0의 논리값이 부여하여 제1영상 및 제2영상에서 각각 제1이진영상 및 제2이진영상을 생성하는 것이 바람직하다.The image processor assigns logical values of 1 and 0 to pixels below the brightness average for all pixels and pixels above the brightness average, respectively, to generate a first binary image and a second binary image from the first image and the second image, respectively. It is desirable to do so.

본 발명에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템은 이물질을 균열로 오판하는 종래의 컴퓨터 영상 처리 기반 균열 검사의 문제점을 해결할 수 있으며, 이로써 컴퓨터 영상 처리 기반 콘크리트 구조물 균열 검사의 정확도를 획기적으로 향상시킬 수 있다.The concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to the present invention can solve the problem of conventional computer image processing-based crack inspection that misjudges foreign substances as cracks, thereby improving the accuracy of computer image processing-based concrete structure crack inspection. It can be improved dramatically.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템의 구성을 표시한 개념도,
도 2는 본 발명의 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템을 통해 교량 구조물의 균열 검사를 진행하는 상태를 표시한 개념도,
도 3은 도 1의 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템의 구성을 표시한 블록도,
도 4는 본 발명의 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템을 통해 검사가 진행되는 각 단계별 영상을 표시한 도면이다.
1 is a conceptual diagram showing the configuration of a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a conceptual diagram showing the state of performing crack inspection of a bridge structure through a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle of the present invention;
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a concrete structure crack inspection system using the laser scanner and unmanned aerial vehicle of Figure 1;
Figure 4 is a diagram showing images at each stage of inspection through the concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of the structures are enlarged from the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, "include" or "have" Terms such as are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but are intended to indicate the presence of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or It should be understood that the existence or addition possibility of combinations of these is not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

본 발명에 따른 레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템은 각종 건물 및 교량 등의 콘크리트 구조물(10)에 균열(C)이 발행하였는지를 검사하기 위한 것이다. 도 1에서와 같이 검사 대상 구조물(10) 주변에 설치되어 구조물(10)에 레이저광을 조사함으로써 구조물(10)의 표면형상정보를 추출하는 레이저스캐너(30)와, 검사 대상 구조물(10) 주위를 비행하는 무인비행체(20)와, 이들 무인비행체(20) 및 레이저스캐너(30)로부터 각각 영상정보 및 구조물의 표면형상정보를 전송받는 영상처리기(50) 등으로 구성된다.The concrete structure crack inspection system using a laser scanner and an unmanned aerial vehicle according to the present invention is for inspecting whether cracks (C) have appeared in concrete structures (10) such as various buildings and bridges. As shown in FIG. 1, a laser scanner 30 is installed around the structure 10 to be inspected and extracts surface shape information of the structure 10 by radiating laser light to the structure 10, and a laser scanner 30 is installed around the structure 10 to be inspected. It consists of an unmanned aerial vehicle (20) that flies, and an image processor (50) that receives image information and surface shape information of the structure from the unmanned aerial vehicle (20) and the laser scanner (30), respectively.

본 발명에 있어서 레이저스캐너(30)를 통하여 취득되는 구조물(10)의 표면형상정보는 레이저스캐너(30)에서 조사된 레이저광이 구조물(10) 표면에서 반사됨에 따라 이를 통하여 레이저스캐너(30)가 구조물(10) 표면의 3차원 좌표를 추출함으로써 수립되는 것으로, 후술할 카메라(40) 획득 영상정보와 동반하여 영상처리기(50)의 기억장치에 수록되는데, 동시간대 수록된 정보를 동일 구조물(10)에 대한 영상정보 및 표면형상정보로서 취급하게 된다.In the present invention, the surface shape information of the structure 10 acquired through the laser scanner 30 is obtained as the laser light emitted from the laser scanner 30 is reflected from the surface of the structure 10. It is established by extracting the three-dimensional coordinates of the surface of the structure 10, and is stored in the memory of the image processor 50 along with the image information acquired by the camera 40, which will be described later. The information recorded at the same time is stored in the same structure 10. It is treated as image information and surface shape information.

따라서 본 발명 적용 시스템의 사용자는 동시간대 수록된 영상정보 및 표면형상정보를 확인함으로써, 영상정보를 통한 균열 검사에 있어서, 해당 영상정보에 대응되는 구조물 또는 구조물상 검사 지점을 표면형상정보를 통하여 용이하게 특정할 수 있다.Therefore, by checking the image information and surface shape information recorded at the same time, the user of the system to which the present invention is applied can easily identify the structure or inspection point on the structure corresponding to the image information through the surface shape information in crack inspection through image information. It can be specified.

한편, 본 발영에 있어서 균열 발생 여부에 대한 실질적인 판별은 카메라(40)에 의하여 취득된 영상정보의 처리를 통하여 수행되는 것으로, 도 2에서와 같이, 검사 대상 구조물(10) 주위를 비행하는 무인 비행체인 무인비행체(20)에 탑재된 카메라(40)에 의하여 구조물(10) 표면을 촬영한 영상이 획득된다.Meanwhile, the actual determination of whether a crack has occurred in the present launch is performed through processing of image information acquired by the camera 40, and as shown in FIG. 2, an unmanned air vehicle flying around the inspection target structure 10 An image of the surface of the structure 10 is obtained by the camera 40 mounted on the unmanned aerial vehicle 20.

또한, 본 발명에서는 카메라(40)와 연결되어 선택적으로 동조(同調)되는 제1조명(41) 및 제2조명(42)이 구성되며, 이 밖에도 도 3에서와 같이, 카메라(40), 제1조명(41) 및 제2조명(42)과 연결된 제어기(45)와, 제어기(45)와 영상처리기(50) 등이 구성된다.In addition, in the present invention, a first light 41 and a second light 42 are connected and selectively tuned to the camera 40. In addition, as shown in FIG. 3, the camera 40 and the second light 42 are configured. It consists of a controller 45 connected to the first light 41 and the second light 42, the controller 45, and the image processor 50.

본 발명에 있어서 카메라(40), 제1조명(41) 및 제2조명(42)과 연결된 제어기(45)는 카메라(40), 제1조명(41) 및 제2조명(42)을 제어함과 동시에, 영상처리기(50)와의 무선통신 역시 수행하는 것으로, 이들 제어기(45) 및 영상처리기(50)에는 동일한 통신규약을 만족하는 무선통신모듈이 탑재된다.In the present invention, the controller 45 connected to the camera 40, the first light 41, and the second light 42 controls the camera 40, the first light 41, and the second light 42. At the same time, wireless communication with the image processor 50 is also performed, and the controller 45 and the image processor 50 are equipped with a wireless communication module that satisfies the same communication protocol.

즉, 레이저스캐너(30)와 영상처리기(50)가 유선 연결되는 반면, 무인비행체(20)에 탑재되는 제어기(45)와 영상처리기(50)는 무선 연결되는 것으로, 이로써 지상에 설치되는 레이저스캐너(30)에서 생성되는 구조물(10)의 표면형상정보는 유선 통신을 통하여 영상처리기(50)로 입력되는 반면, 무인비행체(20)의 제어기(45)에서 송출되는 영상정보는 무선 통신을 통하여 영상처리기(50)로 전송된다.That is, while the laser scanner 30 and the image processor 50 are connected by wire, the controller 45 and the image processor 50 mounted on the unmanned aerial vehicle 20 are connected wirelessly, and thus the laser scanner installed on the ground The surface shape information of the structure 10 generated in (30) is input to the image processor 50 through wired communication, while the image information transmitted from the controller 45 of the unmanned aerial vehicle 20 is input into the image processor 50 through wireless communication. It is transmitted to the processor 50.

상기 제1조명(41) 및 제2조명(42)은 카메라(40)와 동일한 방향을 지향하도록 설치되어 피사체인 교량 등의 구조물(10) 표면에 조명을 비추게 되는데, 이들 제1조명(41)과 제2조명(42)은 각기 다른 파장의 가시광을 조사하도록 구성된다.The first light 41 and the second light 42 are installed to point in the same direction as the camera 40 and illuminate the surface of the structure 10, such as a bridge, which is the subject. These first lights 41 ) and the second lighting 42 are configured to irradiate visible light of different wavelengths.

예컨데, 제1조명(41)은 적색 계통 파장의 가시광을 발광하고 제2조명(42)은 황색 계통 파장의 가시광을 발광하는 방식이 적용될 수 있으며, 이들 제1조명(41) 및 제2조명(42)은 동시에 점등되지 않고 교호로 점등되어, 피사체인 구조물(10)에 서로 다른 파장의 조명이 동시에 조사되지는 않는다.For example, the first light 41 may emit visible light of a red wavelength and the second light 42 may emit visible light of a yellow wavelength, and these first lights 41 and second lights ( 42) are not turned on at the same time but are turned on alternately, so that the structure 10, which is the subject, is not illuminated with different wavelengths of light at the same time.

전술한 바와 같이, 제1조명(41) 및 제2조명(42)에서 각기 발광되는 가시광은 서로 다른 파장 즉, 색상을 가지는데, 이들 서로 다른 색상은 가급적 명확하게 구분되는 계열의 색상인 것이 바람직하며, 이하에서는 설명의 편의 및 이해의 용이를 위하여 앞서 예시한 바와 같이 제1조명(41) 및 제2조명(42)이 각각 적색광 및 황색광을 발광 하는 경우를 적용한다.As described above, the visible light emitted from the first light 41 and the second light 42 has different wavelengths, that is, colors. It is preferable that these different colors be of a series of colors that are as clearly distinguished as possible. In the following, for convenience of explanation and ease of understanding, the case where the first light 41 and the second light 42 emit red light and yellow light, respectively, as illustrated above, will be applied.

이러한 본 발명은 구조물(10)의 어느 한 검사 지점에 무인비행체(20)이 일시 정지 즉, 호버링(hovering)하는 상태 또는 저속 비행하는 상태에서 검사원으로부터 검사 시작 명령을 입력받으면 제어기(45)가 첫째, 제1조명(41)을 점등한 후 둘째, 카메라(40)를 작동시켜 조명이 조사된 피사체인 구조물(10)에 대한 원시 촬상 정보인 제1영상(71)을 획득하고, 이 제1영상(71)을 영상처리기(50)로 무선 전송하며, 셋째 제1조명(41)을 소등한다.In this invention, when an inspection start command is input from an inspector while the unmanned aerial vehicle 20 is temporarily stopped at an inspection point of the structure 10, that is, in a hovering state or flying at a low speed, the controller 45 first Second, after turning on the first light 41, the camera 40 is operated to obtain a first image 71, which is raw imaging information about the structure 10, which is the illuminated subject, and this first image (71) is wirelessly transmitted to the image processor (50), and thirdly, the first light (41) is turned off.

검사원의 검사 시작 명령은 제어기(45)와 연결된 무선 조종기 등의 조작을 통하여 입력될 수 있으며, 전송된 제1영상(71)은 영상처리기(50)의 기억장치에 저장된다.The inspector's command to start the inspection can be input through manipulation of a wireless controller connected to the controller 45, and the transmitted first image 71 is stored in the memory of the image processor 50.

이렇듯, 제1영상(71)의 영상처리기(50) 기억장치 저장 및 제1조명(41)의 소등이 완료된 직후, 동일한 지점에서 동일한 과정이 제2조명(42)에 대하여도 수행된다. 즉, 제어기(45)가 첫째, 제2조명(42)을 점등한 후 둘째, 카메라(40)를 작동시켜 조명이 조사된 피사체인 구조물(10)에 대한 원시 촬상 정보인 제2영상(72)을 획득하고, 영상처리기(50)로 무선 전송하며, 셋째 제2조명(42)을 소등하는 것이다. In this way, immediately after the storage of the first image 71 in the memory of the image processor 50 and the turning off of the first light 41 are completed, the same process is also performed for the second light 42 at the same point. That is, the controller 45 first turns on the second light 42 and then secondly operates the camera 40 to produce a second image 72, which is raw imaging information about the structure 10, which is the illuminated subject. is acquired and transmitted wirelessly to the image processor 50, and thirdly, the second light 42 is turned off.

이로써 영상처리기(50)는 제1조명(41)의 적색광 조명하에서의 영상인 제1영상(71)과, 제2조명(42)의 황색광 조명하에서의 영상인 제2영상(72)을 검사 대상 구조물(10)상 동일한 촬영 영역에 대하여 확보할 수 있다.Accordingly, the image processor 50 converts the first image 71, which is an image under the red light illumination of the first light 41, and the second image 72, which is an image under the yellow light illumination of the second light 42, into the structure to be inspected. In (10), the same shooting area can be secured.

전술한 과정은 제1조명(41) 및 제2조명(42)이 순차로 점등 및 소등되고 2회의 카메라(40) 촬영이 수행되는 등 다수의 단계로 구성되어 있으나, 이러한 일련의 절차는 제어기(45)에 의하여 전기적으로 자동 제어되는 카메라(40)와 제1조명(41) 및 제2조명(42)에 의하여 수행될 뿐 아니라, 피제어체인 카메라(40) 역시 광학기기로서 순간적인 작동이 가능한 바, 검사원이 체감하지 못할 정도의 단시간에 일괄 수행될 수 있다.The above-described process consists of a number of steps, such as the first light 41 and the second light 42 being sequentially turned on and off and two camera 40 shootings are performed. However, this series of procedures is performed by a controller ( Not only is this performed by the camera 40, the first light 41, and the second light 42, which are automatically and electrically controlled by 45), but the camera 40, which is the controlled object, is also an optical device capable of instantaneous operation. It can be performed all at once in such a short time that the inspector cannot even feel it.

특히, 상기와 같은 일련의 절차는 수십분의 일초 내외의 순간적인 시간내 완료될 수도 있는 바, 장시간이 호버링이 요구되지는 않으며, 정지 비행이 아닌 저속 비행상태에서도 무리 없이 수행될 수 있다.In particular, the above-mentioned series of procedures can be completed within an instantaneous time of about one tenth of a second, so hovering is not required for a long time, and can be performed without difficulty even in low-speed flight rather than stationary flight.

이렇게 제2영상(72)의 저장 및 제2조명(42)의 소등이 완료되어 단일 지점에 대한 촬영이 완료되면 검사원은 무인비행체(20)를 다음 검사 지점으로 이동시킨 후 전술한 과정을 반복하게 되며, 이러한 과정이 전체 검사 구간에 대하여 소정 간격으로 즉, 누락 부위가 발생되지 않고 전체 검사 구간에 대한 제1영상(71) 및 제2영상(72)이 확보될 수 있도록 반복 수행된다.When the storage of the second image 72 and the turning off of the second light 42 are completed and the shooting of a single point is completed, the inspector moves the unmanned aerial vehicle 20 to the next inspection point and repeats the above-described process. This process is repeated at predetermined intervals for the entire inspection section, that is, so that no missing parts occur and the first image 71 and the second image 72 for the entire inspection section are secured.

영상처리기(50)는 자신의 기억장치에 저장된 검사 지점별 제1영상(71) 및 제2영상(72)을 처리하는 것으로, 소정의 영상 처리 프로그램이 탑재된 데스크탑 컴퓨터 또는 랩탑 컴퓨터 등의 컴퓨터로 구성될 수 있으며, 전술한 바와 같이 제어기(45)와의 무선통신을 수행하는 무선모듈이 탑재된다.The image processor 50 processes the first image 71 and the second image 72 for each inspection point stored in its memory device, and is operated by a computer such as a desktop computer or laptop computer equipped with a predetermined image processing program. It can be configured, and a wireless module that performs wireless communication with the controller 45 is mounted as described above.

즉, 본 발명에 있어서의 영상처리기(50)는 영상정보에 대한 전산 처리를 수행하는 프로그램이 탑재된 컴퓨터로서, 무인비행체(20)의 제어기(45)와 무선통신을 수행하고, 레이저스캐너(30)와 유선 연결되어 정보를 수집하는 것이다.That is, the image processor 50 in the present invention is a computer equipped with a program that performs computer processing on image information, and performs wireless communication with the controller 45 of the unmanned aerial vehicle 20 and the laser scanner 30. ) is connected by wire to collect information.

본 발명의 영상처리기(50)에서 수행되는 전산 영상 처리는 이진화 처리를 포함하며, 이진화 처리는 전체 검사 지점별로 획득된 제1영상(71) 및 제2영상(72)에 대하여 수행되는데, 각 검사 지점별로 획득된 다수의 제1영상(71) 및 제2영상(72)에 대하여 기본적으로 동일한 기법의 이진화가 수행되는 바, 이하에서는 어느 한 검사 지점에서 획득된 제1영상(71) 및 제2영상(72)의 처리에 대하여만 설명한다.Computational image processing performed in the image processor 50 of the present invention includes binarization processing, and the binarization processing is performed on the first image 71 and the second image 72 acquired for each inspection point. Binarization using basically the same technique is performed on a plurality of first images 71 and second images 72 acquired at each point. Hereinafter, the first image 71 and the second images 72 acquired at one inspection point will be described. Only the processing of the image 72 will be described.

또한 용이한 이해를 위하여 도 4에서와 같이, 옅은 회색의 콘크리트 구조물(10)에 붉은 색조의 진흙 이물질(F) 및 균열(C)이 형성된 경우를 예로하여 이후의 처리를 설명한다.In addition, for ease of understanding, as shown in FIG. 4, the subsequent processing will be explained by taking as an example the case where red-colored mud foreign matter (F) and cracks (C) are formed in the light gray concrete structure 10.

이진화(二進化) 처리를 위하여 영상처리기(50)는 우선 제1조명(41)의 발광시 촬영된 제1영상(71)의 전체 픽셀에 대한 명도 평균치를 산출한다.For binarization processing, the image processor 50 first calculates the average brightness value for all pixels of the first image 71 captured when the first light 41 emits light.

제1영상(71)은 복수의 픽셀을 포함하고 각 픽셀에는 제1조명(41)에서 발광된 가시광이 피사체인 구조물(10) 표면에서 반사된 광선에 의한 명도 정보가 부여되는데, 영상처리기(50)는 모든 픽셀의 명도 정보를 합산한 후 이를 픽셀의 수로 나누어 제1영상(71)의 명도 평균치를 산출한다.The first image 71 includes a plurality of pixels, and each pixel is given brightness information by the visible light emitted from the first light 41 reflected from the surface of the structure 10, which is the subject, and the image processor 50 ) calculates the average brightness value of the first image 71 by adding up the brightness information of all pixels and dividing it by the number of pixels.

전술한 바와 같이 제1조명(41)은 적색광을 발광하므로 백색에 가까운 옅은 회색조의 콘크리트 구조물(10) 표면은 물론 붉은 색조의 진흙 이물질(F)에서도 제1조명(41)의 가시광이 다량 반사되는 반면, 콘크리트 구조물(10)의 균열(C) 부위에서는 균열(C) 내부로 조사된 광선이 반사되지 않으므로 암부를 형성하게 된다.As described above, the first light 41 emits red light, so a large amount of visible light from the first light 41 is reflected not only on the surface of the concrete structure 10, which has a light gray tone close to white, but also on the red-colored mud foreign matter F. On the other hand, at the crack C of the concrete structure 10, the light irradiated into the crack C is not reflected, thereby forming a dark part.

따라서 제1영상(71)의 명도 평균치는 옅은 회색의 콘크리트 구조물(10) 표면의 픽셀과 진흙 이물질(F) 부분의 픽셀의 명도 정보보다는 작고 즉, 어둡고, 균열(C) 부위 픽셀의 명도 정보보다는 크게 즉, 밝게 된다.Therefore, the average brightness value of the first image 71 is smaller than the brightness information of the pixels on the surface of the light gray concrete structure 10 and the pixels in the mud foreign matter (F) portion, that is, it is darker, and is lower than the brightness information of the pixels in the crack (C) portion. It becomes bigger, that is, brighter.

영상처리기(50)는 위와 동일한 방식으로 제2조명(42)의 발광시 촬영된 제2영상(72) 역시 처리하게 되는데, 제2조명(42)은 황색광을 발광하는 바, 옅은 회색의 콘크리트 구조물(10) 표면에서는 다량의 반사광이 형성되는 반면, 진흙 이물질(F) 부위 및 균열(C) 부위에서는 반사광 형성이 저조하게 된다.The image processor 50 also processes the second image 72 captured when the second light 42 emits light in the same manner as above. The second light 42 emits yellow light and is a light gray concrete While a large amount of reflected light is formed on the surface of the structure 10, the formation of reflected light is low in the mud foreign matter (F) area and the crack (C) area.

따라서 제2영상(72)의 명도 평균치는 옅은 회색의 콘크리트 구조물(10) 표면 픽셀의 명도 정보보다는 작고 즉, 어둡고, 진흙 이물질(F) 부분의 픽셀과 균열(C) 부위 픽셀의 명도 정보보다는 크게 즉, 밝게 된다.Therefore, the average brightness value of the second image 72 is smaller than the brightness information of the surface pixels of the light gray concrete structure 10, that is, it is darker, and is larger than the brightness information of the pixels in the mud foreign matter (F) area and the pixels in the crack (C) area. In other words, it becomes brighter.

결국, 제1조명(41)의 적색광 발광시 촬영된 제1영상(71)과, 제2조명(42)의 황색광 발광시 촬영된 제2영상(72)에 있어서, 균열(C) 부위는 제1영상(71) 및 제2영상(72) 공히 암부로 감지되나 이물질(F) 부위는 제1영상(71)에서는 명부로 감지되는 반면 제2영상(72)에서는 암부로 감지되는 것이며, 이러한 점에서 착안하여 제1영상(71) 및 제2영상(72) 공히 암부로 감지되는 부분에 한하여 이를 균열(C)로 파악하고, 제1영상(71) 또는 제2영상(72) 어느 하나에서만 암부로 감지되는 부분은 이물질(F)로 간주하는 것이다.Ultimately, in the first image 71 taken when the first light 41 emits red light and the second image 72 taken when the second light 42 emits yellow light, the crack C is Both the first image 71 and the second image 72 are detected as dark areas, but the foreign matter (F) area is detected as a bright area in the first image 71, while it is detected as a dark area in the second image 72. Taking this into account, only the parts detected as dark areas in both the first image (71) and the second image (72) are identified as cracks (C), and only in either the first image (71) or the second image (72). The part detected as dark is considered a foreign substance (F).

전술한 과정을 전산 처리상 수행되는 논리 연산 관점에서 설명하면, 명도 평균치의 산출 후 영상처리기(50)는 기준치인 명도 평균치 이하의 명도 정보가 부여된 픽셀에는 논리값으로 1을 부여하여 암부로 처리하고, 명도 평균치를 초과하는 명도 정보가 부여된 픽셀에는 논리값으로 0을 부여하여 명부로 처리한다.If the above-described process is explained from the perspective of logical operations performed during computer processing, after calculating the brightness average value, the image processor 50 assigns a logical value of 1 to pixels with brightness information below the reference brightness average value and processes them as dark areas. And, pixels with brightness information that exceeds the average brightness value are given a logical value of 0 and processed as highlights.

따라서 제1영상(71)에서는 콘트리트 구조물(10) 부분 및 진흙 이물질(F) 부분의 픽셀들에 0의 논리값이 부여되어 명부로 처리되고 균열(C) 부분의 픽셀에 한하여 1의 논리값이 부여되어 암부로 처리되며, 제2영상(72)에서는 구조물(10) 부분의 픽셀들에는 0의 논리값이 부여되어 명부로 처리되나 이물질(F) 부분 및 균열(C) 부분의 픽셀들에는 1의 논리값이 부여되어 암부로 처리된다.Therefore, in the first image 71, the pixels of the concrete structure 10 and the mud foreign matter (F) portion are given a logical value of 0 and are treated as highlights, and only the pixels of the crack (C) portion are given a logical value of 1. In the second image 72, the pixels in the structure 10 are given a logic value of 0 and processed as a bright part, but the pixels in the foreign matter (F) and crack (C) parts are treated as bright. A logical value of is given and processed as shadow.

이진화 처리가 완료되면, 영상처리기(50)는 차분 처리를 수행하여 차분영상(90)을 생성한다.When the binarization process is completed, the image processor 50 performs difference processing to generate a difference image 90.

차분 처리에서는 제1이진영상(81)의 픽셀별 논리값과 제2이진영상(82)의 픽셀별 논리값을 논리곱(∧) 방식 즉, 두 논리값이 동일하면 그 논리값이 유지되고, 상이하면 논리값으로 0이 부여되는 방식으로 연산하여 차분영상(90)을 생성한다.In differential processing, the logical value for each pixel of the first binary image 81 and the logical value for each pixel of the second binary image 82 are logically multiplied (∧). That is, if the two logical values are the same, the logical value is maintained, If they are different, the difference image 90 is generated by calculating in a way that 0 is given as a logical value.

따라서 차분 처리가 이루어지고 나면, 제1이진영상(81)의 콘크리트 구조물(10) 부분과 제2이진영상(82)의 콘크리트 구조물(10) 부분에서는 논리곱 연산인 0∧0=0에 의하여 0의 논리값이 유지되고, 제1이진영상(81)의 이물질(F) 부분과 제2이진영상(82)의 이물질(F) 부분에서는 논리곱 연산인 0∧1=0에 의하여 0의 논리값이 부여되며, 제1이진영상(81)의 균열(C) 부분과 제2이진영상(82)의 균열(C) 부분에서는 논리곱 연산인 1∧1=1에 의하여 1의 논리값이 유지된다.Therefore, after differential processing is performed, the concrete structure 10 part of the first binary image 81 and the concrete structure 10 part of the second binary image 82 are 0 by the logical product operation 0∧0=0. The logic value of is maintained, and the foreign matter (F) part of the first binary image 81 and the foreign matter (F) part of the second binary image 82 have a logical value of 0 by the logical product operation 0∧1=0. is given, and the logical value of 1 is maintained in the crack (C) portion of the first binary image 81 and the crack (C) portion of the second binary image 82 by the logical product operation 1∧1=1. .

결국, 전술한 이진화 및 차분 처리를 거쳐 최종 생성되는 차분영상(90)에는 균열(C) 부분만이 표시될 뿐, 이물질(F) 부분은 표시되지 않게 된다.As a result, only the crack (C) portion is displayed in the difference image 90 that is finally generated through the above-described binarization and difference processing, and the foreign matter (F) portion is not displayed.

한편, 영상처리기(50)는 차분영상(90)을 영상처리기(50)내 저장매체에 별도로 저장하거나 차분영상(90)에서 균열(C) 부분 발생시 경고음을 출력하는 등의 처리를 추가 수행할 수 있다.Meanwhile, the image processor 50 can perform additional processing, such as separately storing the difference image 90 in a storage medium within the image processor 50 or outputting a warning sound when a crack (C) occurs in the difference image 90. there is.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최 광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

10 : 구조물
20 : 무인비행체
30 : 레이저스캐너
40 : 카메라
41 : 제1조명
42 : 제2조명
45 : 제어기
50 : 영상처리기
71 : 제1영상
72 : 제2영상
81 : 제1이진영상
82 : 제2이진영상
90 : 차분영상
10: Structure
20: Unmanned aerial vehicle
30: Laser scanner
40: Camera
41: 1st light
42: 2nd lighting
45: controller
50: image processor
71: 1st video
72: Second video
81: first binary image
82: Second binary image
90: difference image

Claims (3)

무인 비행체에 장착되어 검사 대상 구조물을 지향하는 조명으로서 각기 다른 파장의 가시광을 발광하는 제1조명 및 제2조명;
검사 대상 구조물에 레이저광을 조사하여 구조물의 표면형상정보를 검출하는 레이저스캐너;
상기 무인비행체에 장착되어 구조물을 촬영하는 카메라;
상기 무인비행체에 장착되어 카메라, 제1조명 및 제2조명을 제어하는 제어기;
동일한 검사 지점에서 제1조명 발광시 촬영된 제1영상과 제2조명의 발광시 촬영된 제2영상을 처리하여 구조물에 발생한 결함을 검사하는 영상처리기를 포함하는
레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템.
First and second lights that are mounted on the unmanned aerial vehicle and point to the structure to be inspected and emit visible light of different wavelengths;
A laser scanner that detects surface shape information of the structure by radiating laser light to the structure being inspected;
A camera mounted on the unmanned aerial vehicle to photograph the structure;
A controller mounted on the unmanned aerial vehicle to control a camera, first light, and second light;
An image processor that inspects defects occurring in the structure by processing the first image taken when the first light emits and the second image taken when the second light emits at the same inspection point.
Concrete structure crack inspection system using a laser scanner and unmanned aerial vehicle.
제 1항에 있어서,
상기 영상처리기는 기억장치가 내장된 정보기기로서 상기 레이저스캐너 및 제어기와 연결되어 구조물의 표면형상정보 및 카메라로 촬영된 영상정보가 기억장치에 저장되며, 동일한 검사 지점에서 제1조명 발광시 촬영된 제1영상과 제2조명의 발광시 촬영된 제2영상을 이진화하여 제1이진영상 및 제2이진영상을 생성하고, 제1이진영상과 제2이진영상을 차분하여 차분영상을 생성하는 것을 특징으로 하는
레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템.
According to clause 1,
The image processor is an information device with a built-in memory device and is connected to the laser scanner and controller to store the surface shape information of the structure and the image information captured by the camera in the memory device, and the image information captured when the first light is emitted at the same inspection point is stored in the memory device. The first binary image and the second binary image are generated by binarizing the first image and the second image taken when the second light is emitted, and the difference image is generated by differentiating the first binary image and the second binary image. to do
Concrete structure crack inspection system using a laser scanner and unmanned aerial vehicle.
제 2항에 있어서,
상기 영상처리기는 전체 픽셀에 대한 명도 평균치 이하의 픽셀 및 명도 평균치 초과 픽셀에 대하여 각각 1 및 0의 논리값이 부여하여 제1영상 및 제2영상에서 각각 제1이진영상 및 제2이진영상을 생성하는 것을 특징으로 하는
레이저스캐너와 무인비행체를 이용한 콘크리트 구조물 균열 검사 시스템.
According to clause 2,
The image processor assigns logical values of 1 and 0 to pixels below the brightness average for all pixels and pixels above the brightness average, respectively, to generate a first binary image and a second binary image from the first image and the second image, respectively. characterized by
Concrete structure crack inspection system using a laser scanner and unmanned aerial vehicle.
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