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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 19(7); 2019 > Article
시설물방재
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019;19(7):323-330.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.7.323    Published online December 31, 2019.
영상기반 모션센싱을 이용한 실시간 동적 보행하중의 위치인식
임정혁1, 윤형철2
1학생회원, 충북대학교 토목공학부 석사과정
2정회원, 충북대학교 토목공학부 교수
Real-time Pedestrian Dynamic-load Localization using Vision-based Motion Sensing
Jeonghyeok Lim1, Hyungchul Yoon2
1Member, MS Students, Department of Civil Engineering, Chungbuk National University
2Member, Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Chungbuk National University
Corresponding author:  Hyungchul Yoon, Tel: +82-43-261-2404, Fax: +82-43-261-2404, 
Email: hyoon@chungbuk.ac.kr
Received: 18 July 2019   • Revised: 24 July 2019   • Accepted: 27 September 2019
Abstract
This paper presents a new method for analyzing the dynamic loading of a structure for structural health monitoring (SHM) using a computer-vision-based motion-sensing technique that obtains the pedestrian dynamic-load location. One of the main sources of error in the output-only SHM method comes from the assumption that the input (dynamic load) is white noise. In contrast, the input-output-based SHM method is rarely used because of the difficulty in measuring the dynamic load applied to the structure. Impact-load testing by employing an impact hammer is often used to control the dynamic load; however, the method requires additional pieces of equipment with traffic control. This paper presents a commercial off-the-shelf method to overcome such limitations using computer-vision techniques. The location of the pedestrian dynamic load is determined by applying motion-sensing algorithms. The proposed method does not require any additional equipment other than a commercial camera, which is cost- and labor-effective compared with conventional methods.
Key Words: Structural Health Monitoring, Computer Vision Motion Sensing, Dynamic Load Localization
요지
본 연구에서는 구조물 건전성 모니터링(Structural Health Monitoring)을 위한 동적 하중 분석에 있어, 하중의 위치정보 획득에 영상 기법을 활용한 모션센싱 기법을 제시하고자 한다. 거동 측정 기반 구조물 건전성 모니터링은 구조물에 가해지는 동적 하중은 대부분 백색 소음(White Noise)으로 가정하고 동적 거동만을 측정하는데 이로 인하여 오차가 발생하게 된다. 반면에 하중-거동 측정 기반 구조물 건전성 모니터링은 구조물에 가해지는 동적 하중을 고려하기 위해 하중의 크기와 위치에 대한 정보를 필요로 하지만 이를 측정하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 일반적으로 해머(Hammer) 등을 활용한 충격 재하 실험방법이 많이 사용되지만, 이 방법은 별도의 장비가 필요하며 교통 제어도 요구되는 한계점을 지니고 있다. 본 연구에서는 편리하고 경제적인 영상 기반 기법을 개발하여, 보다 저렴하고 효율적으로 구조물의 동적 보도하중의 위치를 예측하고자 한다. 카메라와 모션센싱 기법을 이용하여 구조물 위에서 움직이는 객체를 추적하고 구조물의 해당 위치에 하중을 부여하였다. 본 연구에서 개발된 동적하중 위치 측정 방법은 특별한 장비를 필요로 하지 않으며, 상용 카메라를 이용함으로써 보다 적은 비용으로 효율적인 동적 하중의 위치정보 획득이 가능할 것으로 기대된다.
핵심용어: 구조물 건전성 모니터링, 영상기반 모션센싱, 동적 하중 분석
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