서울과학기술대학교 바로가기

건설시스템공학과 김현준 교수 연구팀은 디지털 카메라와 4개의 레이저 거리계를 결합해, 별도의 측정판 설치 없이도 임의의 위치와 각도에서 구조물의 동적 변위를 고정밀로 계측할 수 있는 시스템을 개발했다. 해당 연구 성과는 기계공학 분야 세계적 권위 학술지인 Mechanical Systems and Signal Processing(JCR 상위 3%) 1월 호에 게재되었으며, 건설시스템공학과 구조물유지관리 연구실 소속 안태준 석사과정 학생이 제1저자, 김현준 교수가 교신저자로 참여했다.

기존 현장에서 일반적으로 사용되는 접촉식 센서인 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)는 해상 및 고가 교량에 적용하기에는 설치의 어려움이 있다. 한편, 고해상도 이미지 센서 기술의 발전으로 디지털 카메라 기반 변위 측정 기법이 주목받고 있으나, 이미지상 픽셀 단위 변위를 실제 물리량으로 변환하기 위해서는 구조물 표면에 측정판을 부착해야 하는 제약이 존재한다.

본 연구에서는 3D 프린터를 활용해 디지털 카메라에 4개의 레이저 거리계를 결합한 시스템을 구축하고, 이를 통해 기존 측정판을 대체할 수 있는 구조물 기준 물리 좌표계 생성 방법론을 제안했다. 개발된 시스템을 통해 생성된 좌표계를 사용하면 카메라의 위치나 각도와 관계없이 실제 물리 단위 기반의 동적 변위 계측이 가능하며, 실제 교량 구조물 실험을 통해 평균 약 0.02mm 수준의 오차를 보이는 높은 정확도를 입증했다.

서울과학기술대학교 건설시스템공학과 구조물유지관리 연구실에서는 컴퓨터 비전 및 구조동역학을 기반으로 사회기반시설의 현재 상태를 판단할 수 있는 다양한 물리적 지표(변위, 변형률, 긴장력, 손상 등)를 계측하여 장기적인 안전성을 확보하기 위한 연구를 수행하고 있다.