광센서와 카메라를 활용한 비접촉식 낙석감지 시스템 개발 및 적용

Development and Application of Non-Contact Rock Fall Detection System utilizing Photo Sensor and Camera

국내에서 현재까지 개발되어 적용된 낙석감지 시스템은 주로 낙석방지망에 와이어나 광섬유, 또는 경사계를 설치하여 와이어의 장력을 측정하거나 낙석 발생에 의해 와이어 단락이나 낙석방지망의 변형 또는 기울어지는 것을 감지하여 낙석을 확인하는 시스템들이다. 이러한 방법들은 낙석방지망이 먼저 설치되어 있어야 하며 낙석이 발생하면 일반적으로 관련 센서와 와이어 등에 대하여 재정비를 해야 다시 원래의 기능을 수행할 수 있게 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 장력이나 변위 측정방식이 아니라 광센서와 카메라가 설치된 구역에서 낙석 통과 여부를 비접촉 방식으로 실시간 감지가 가능하도록 하는 방법을 제시하고 이를 구현하였다. 개발된 시스템을 실내실험 및 현장 적용을 한 결과 낙석 관련 정보를 효과적으로 수집하고 분석할 수 있었다. 또한 낙석 감지 전후 획득한 2장의 사진에 대하여 lighten 또는 difference 연산을 적용할 경우 낙석의 크기와 이동 방향에 대한 개략적 평가가 가능하였다.

Rockfall monitoring systems generally used in the country are mainly based on the detection of tension of protection wire or tilting of protection post due to rock fall. However, rock fall protection net must be installed prior to the monitoring system and continual maintenance work after each rock fall event is required for a normal operation of these detection systems. To solve these problems, we suggested and implemented a non-contact rock fall detection system using multiple photo sensors and additional camera. After a laboratory experiment and field application, we can conclude that this system is effective and reliable for detecting, collecting and analyzing the rock fall information. In addition, lighten and difference operations on two captured images were able to yield rough estimation of size and direction of rock fall.