수치영상을 이용한 콘크리트 구조물의 균열정보 분석

국문 초록 (Abstract)

최근 콘크리트 구조물은 건설 기술의 발달로 인해 고층화, 대형화가 급속하게 진행되고 있으며, 인간의 공간적 생활 영위를 보다 편리하게 하기 위해 계속적으로 개발되고 있다.
콘크리트 구조물에 있어서의 노후화는 표면균열의 형태로 가장 먼저 시각화 되어지며 이들 균열은 구조물의 품질성 및 상품성을 저하시킬 수 있다. 또한 시기 적절하고 효과적인 보수가 구조물의 수명과 품질을 향상시킬 수 있기 때문에 이러한 균열들에 대한 정밀측정 및 안정성 검토를 통한 보수대책의 수립은 반드시 시행되어져야만 할 것이다.
이에 본 연구에서는 수치영상을 이용한 측정기법을 적용하기 위하여 수치영상 획득 및 영상의 기하보정 그리고 영상으로부터의 균열 추출을 위한 윤곽선 추출 기법 등에 대한 연구를 수행함으로써 콘크리트 구조물들의 균열 추출을 위한 기초 자료를 제시하고자 하였다. 실제 콘크리트 구조물에 대한 균열폭 및 길이 요소에 대한 정보를 디지털카메라 및 저해상도 CCD 카메라를 이용하여 분석하고자 하였다. 이를 통해 균열분포도를 작성함으로써 균열 진단에 있어 보다 과학적이며 합리적인 방법임을 확인하였으며 객관적 평가방법으로 제시하고자 하였다.
디지털카메라 및 저해상도 CCD카메라를 이용하여 콘크리트 구조물의 균열폭 및 길이에 대한 분석을 수행한 결과, 수치영상처리기법에 의한 실 균열 추출의 가능성을 확인할 수 있었다. 그리고 균열망도의 제작과 관리에 있어 균열폭별 색인 및 레이어를 달리 부여함으로써 균열조사시 균열의 크기에 따라 전체적인 분포양상과 빈도의 분석을 효율적으로 수행할 수 있도록 하였다. 또한, 균열분 포도 작성에 있어 측정자의 주관적인 개입을 최소화함으로써 균열 측정의 정확도 향상 및 객관성을 유지할 수 있었으므로 구조물안전성 평가의 기본자료구축 분야에 있어, 현행 균열조사방법의 한계를 극복하고 이를 대체할 수 있는 조사 방법으로 제안할 수 있으리라 사료된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Recently, concrete structure Manhattanizes by development of a construction technology, and is continuously developed to run spatial life of human more conveniently.
Deterioration in concrete structure is visualized for the first time in form of surface crack and these crack can deteriorate quality of structure and commercial value.
Also, because well-timed repair can improve life and quality of structure, establishment of repair countermeasure through detailed survey and stability examination for these cracks may have to be enforced certainly.
In this study, I wished to present basic data for crack extraction of concrete structures by achieving study about contour extraction technique for crack extraction from image and digital image acquisition and geometric correction of image to apply measurement technique using digital image.
This study analyze crack width and length for actuality concrete structure using high resolution digital camera and low resolution CCD(Charge Coupled Device) camera. Through study, I confirmed that this is more scientific and reasonable method in crack diagnostic by making crack distribution chart and present by objective valuation method.
Result that achieve analysis about crack width and length of concrete structure using digital camera and low resolution CCD camera, could confirm possibility of crack extraction by digital image processing.
And crack distribution chart give differently index and layer differently by crack width. Thus, this study can efficiently achieve analysis of whole distribution aspect and frequency according to size of crack.
Also, It will sure the improvement of efficient in safety inspection and can be efficiently applied to outside investigation in the concrete structure.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 차례 = ⅰ
• 표 차례 = ⅳ
• 그림차례 = ⅴ
• 국문초록 = ⅶ
• 제 1장 서론 = 1
• 1.1 연구목적 = 1
• 1.2 연구동향 = 2
• 1.3 연구내용 = 5
• 제 2장 수치영상 처리 이론 = 8
• 2.1 수치영상 = 8
• 2.1.1 수치영상 획득 = 8
• 2.1.2 수치영상의 기하학적 변환 = 9
• 2.1.3 수치영상의 표현 = 10
• 2.1.4 수치영상 처리를 위한 기본 과정 = 11
• 2.2 영상재배열(Image Resampling) = 12
• 2.3 경계선 검출(Edge Detection) = 13
• 2.3.1 경계선(edge)의 종류 = 13
• 2.3.2 유사연산자 경계선 검출 방법 = 15
• 2.3.3 차연산 경계선 검출 방법 = 15
• 2.4 대상물과 영상의 기하학 = 17
• 2.4.1 공선조건 = 17
• 2.4.2 광속조정에 의한 좌표의 해석 = 18
• 제 3장 수치영상에 의한 선형추출 = 22
• 3.1 균열 추출 한계설정 = 22
• 3.2 영상획득 및 영상처리 = 24
• 3.2.1 실험플레이트 제작 및 촬영 계획 = 24
• 3.2.2 전처리 및 영상기하보정 = 25
• 3.2.3 촬영거리별 선형 추출 및 최적 촬영거리 도출 = 27
• 제 4장 균열정보 분석 및 균열분포도 작성 = 32
• 4.1 대상물선정 및 정보획득 = 32
• 4.1.1 대상교량 선정 = 32
• 4.1.2 저해상도 CCD 검정 및 관측성과 획득 = 33
• 4.2 저해상도 CCD 영상을 이용한 균열 추출 정확도 분석 = 38
• 4.2.1 균열폭 추출 정확도 분석 = 39
• 4.2.2 균열 길이 추출 정확도 분석 = 42
• 4.2.3 균열분포도 작성 = 44
• 제 5장 결론 = 48
• 참고 문헌 = 49
• ABSTRACT = 54