디지털 영상처리를 이용한 사장교의 변위 측정

Abstract

본 논문은 돌산대교 모형 사장교에 하중을 주었을 때 발생되는 변위를 측정하기 위한 방법으로 디지털 영상처리 방법을 도입하여 실험을 하였다. 돌산대교 모형 사장교는 30:1로 축소한 경우로 길이 15.5m, 너비 400mm이다. 실험 방법은 영상처리 결과를 ANSYS 해석결과와 변위계 측정결과를 비교, 분석하여 영상처리 기법의 타당성을 검증하였다. 본 실험에 적용된 영상처리 기법은 상호상관 계수를 적용하였으며, 실험 조건은 100kgf 재하 하였을 때의 변위와 200kgf 재하 하였을 때의 변위를 측정하는 실험을 수행하였다. 분석 결과 하중이 추가적으로 증가하여 발생되는 변위가 커질수록 영상처리에 대한 신뢰성도 증가하는 것으로 나타났다. 즉, 하중이 100kgf에서 200kgf으로 증가할 때, ANSYS 결과대비 오차율이 31%에서 14%로 감소하였으며, 변위계 결과대비 오차율 역시 17%에서 4%로 감소하였다. 200kgf 재하시 14%, 4%의 차이를 보이고 있어, 영상처리 기법으로 충분히 변위를 측정할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 연구로는 동영상 파일로 부터 고유진동수를 측정하는 방법에 대해서 연구하고자 한다. This paper introduces a method of measuring the displacement of a cable-stayed bridge using digital image processing (DIP). The validity of the DIP technique was confirmed by comparing the results with those obtained using a displacement meter and ANSYS analysis. The normalized cross-correlation (NCC) coefficient was used. 100 kgf and 200 kgf loading experiments were carried out, which showed that when the displacement is large, the reliability of the DIP technique is increased. That is, when the load was increased from 100 kgf to 200kgf, it decreased from 31% to 14% compared to the ANSYS results and from 14% to 4% compared to the displacement meter results. Therefore, the image processing method is able to measure the displacement sufficiently accurately.