디지털 동영상을 이용한 진동 측정 및 운전 중 변형 형상 분석

Abstract

운전 중 변형 형상을 관찰하기 위하여서는 대상 구조물의 선정된 측정점에 대한 가속도, 속도 및 변위에 해당하는 출력 신호를 센서를 이용하여 측정하는 과정이 필수적이다. 측정점의 출력 신호를 측정하기 위하여서는 여러 개의 가속도계를 이용하거나 SLDV(Scanning Laser Doppler Velocimeter)를 사용하여 관심 영역에 대한 속도 신호를 스캐닝하도록 할 수 있다. 전자의 경우는 다수의 측정지점 선정 시 많은 실험 시간 및 인력을 요하는 단점이 있는 반면, 후자는 전자에 비하여 실험 소요 시간 및 실험에 필요한 인력이 적다. 그러나 SLDV의 경우는 고가의 장비로서 측정을 위한 실험 장비 구비에 어려움이 있다. 본 연구에서는 초당 30프레임(frame)의 촬영 속도를 가지는 통상적인 카메라가 아닌 초당 200프레임(frame)의 속도로 촬영이 가능한 고속 카메라를 이용하여 측정점의 진동 신호를 추출하고자 한다. 고속 카메라를 이용한 진동 신호의 측정은 앞서 언급한 측정 방법의 단점들을 보완하기 위한 하나의 대안이 될 수 있으며, 최근 측정에 요구되는 카메라의 가격 하락, 촬영 속도 및 해상도의 증가로 인하여 그 기대치가 높아지고 있는 실정이다. 고속 카메라를 이용한 출력 신호의 측정은 대상 구조물의 관심 영역에 대하여 일정 시간 동안 촬영하는 것으로 그 측정이 수행되므로, 측정 자체에 소요되는 시간의 단축 및 인력의 절감 측면에서 이점을 가진다. 또한 관심 주파수 범위가 저주파인 경우 SLDV에 비하여 측정 장비의 가격이 저렴하다는 장점이 있다.