• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.145-154
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• 2018

교량, 터널 옹벽 등의 콘크리트 구조물에서 수행되는 손상 조사 및 검사 방법은 일반적으로 검사원이 현장에서 직접 측량 도구를 사용하여 시각적으로 검사하는 방법이다. 이 방법은 검사원의 주관성에 크게 의존하기 때문에 기록의 객관성과 신뢰성이 떨어지게 된다. 따라서 균열을 자동으로 탐지하고 균열 특성을 객관적으로 분석할 수 있는 새로운 이미지분석기법이 필요하다. 본 연구에서는 콘크리트 이미지에서 균열을 검출하고 특성(균열의 길이, 폭)을 분석하기 위한 딥러닝 및 이미지분석기법을 개발하였다. 균열 검출과 해당 균열의 특성을 얻기 위해 두 가지 단계의 방법이 제안되었다. 제안된 방법의 성능을 검증하기 위하여 라벨이 있는 다양한 균열 이미지가 사용되었으며, 균열 판단과 구획화에 대해 90% 이상의 정확도를 확인하였다. 최종적으로 실제 촬영된 균열 영상의 균열 특성을 분석하고 실제 측정치와 오차를 확인하여 개발된 기법의 성능을 검증하였다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.36-44
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• 2024

본 논문에서는 합성곱신경망과 ROI기법을 이용한 콘크리트 균열 분석에 관해 소개한다. 콘크리트 표면, 빔과 같은 구조물은 피로 응력, 주기 부하에 노출되며, 이는 일반적으로 구조물의 표면에서 미세한 수준에서 시작되는 균열을 야기한다. 구조물의 균열은 안정성을 저하시키고 구조물의 견고함을 감소시킨다. 조기 발견을 통해 손상 및 고장 가능성을 방지하기 위한 예방 조치를 취할 수 있다. 일반적으로 수동 검사 결과는 품질이 좋지 않고, 대규모 기반 시설의 경우 접근이 어려우며, 균열을 정확하게 감지하기 어렵다. 이러한 수동검사의 자동화는 기존 방식의 한계를 해결할 수 있기 때문에 컴퓨터 비전 기반의 연구들이 수행되었다. 하지만 다양한 유형의 균열이나, 열화상 카메라 등을 이용한 연구들은 부족한 상태이다. 따라서 본 연에서는 콘크리트 벽의 균열을 자동으로 감지하는 방법론을 개발하여 제시하며, 다음과 같은 연구 내용을 목표로 한다. 첫째, 균열 감지 이미지 기반 분석의 주요 장점인 이미지 처리 기술을 사용하여 기존의 수동 방법과 비교하여 정확도가 향상된 결과 및 정보를 제공한다. 둘째, 강화된 Sobel edge segmentation 기술 및 ROI 기법 기반의 알고리즘을 개발하여 비파괴 시험을 위한 자동 균열 감지 기술을 구현한다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2004년도 춘계학술발표대회논문집
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• pp.263-266
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• 2004

본 논문에서는 터널 구조물에서 발생하는 균열의 인식과 이에 대한 정보를 획득하기 위한 방법에 대한 연구를 수행하였다. 터널 구조물에서 발생하는 균열의 경우, 건설 분야의 특수성 때문에 기존의 경계점 인식(edge detection) 알고리즘을 적용하는 경우 정밀도 저하의 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하고 더불어 정밀도를 향상시킬 수 있는 방법으로 영상에서 균열을 인식하는 균열 인식 단계와 인식된 균열의 길이, 두께 등을 측정하는 균열 정보 획득 단계로 구분하였다. 균열 인식 단계에서는 균열의 시작점과 끝점을 기준으로 휴리스틱(Heuristic) 알고리즘을 사용하여 픽셀 값의 분포에 따라 균열의 중심선을 계산하여 균열을 인식한다. 균열 정보 획득 단계에서는 균열 인식 단계에서 얻은 정보를 통해 균열의 길이, 진행 방향 정보, 그리고 균열의 두께를 계산한다. 균열의 길이 및 진행 방향 정보는 균열 인식 단계에서 얻어진 정보를 통하여 계산하며, 균열 두께 측정은 각 픽셀의 누적 값을 이용하여 계산하는 원형 검출기(Daugman 알고리즘)를 변형하여 사용하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.345-355
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• 2023

본 연구에서는 교통량과 균열 두 변수에 대한 관계성을 분석하기 위하여 공분산 분석 및 피어슨 상관관계 분석을 수행하였다. 이를 위하여 국도터널 216개소에 대한 정밀안전점검, 정밀안전진단 시행결과 및 교통량을 조사/분석하였다. 분석결과 교통량과 콘크리트 라이닝에 발생하는 균열은 높은 상관성을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 균열 보수 등 선제적 유지관리는 교통량을 고려한 계획수립을 수행하는 것이 바람직하다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.617-623
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• 1990

본 연구에서는 표면방향과 깊이 방향으로 표면균열의 피로성장률이 다르게 나 타나고 있는 경우의 표면균열 형상변화를 표면균열의 균열 열림을 고려하여 해석할 수 있는 식이 수정 제안되었으며, 압력용기 소재에서 측정된 표면균열의 형상변화와 본 연구에서 제안된 형상 변화식에 의한 예측과 비교 분석하였다. 또한 균열 성장과 형 상변화를 평균 응력강도계수에 대해 분석하였고 다른 표면균열 형상 변화식들에 의한 표면균열 형상변화해석이 같이 비교 검토되었다.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.275-284
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• 1998

포천 화강암에 피로하중을 가할 때 암석의 변형 거동과 피로하중에 의해서 생성되는 미세균열의 발달특성을 초음파 속도측정 및 차분변형율 분석을 통하여 연구하였다. 미세균열은 피로하중이 가해지는 방향과 평행하게 생성되며, 피로하중이 가해지는 초기에는 기존의 미세균열이 전파되면서 생성된다. 새로운 미세균열은 피로파괴횟수의 약 1/8-l/6 이상의 지난 후 생성되기 시작한다. 초음파 속도 측정, 차분변형율 분석 및 영구변형 측정은 암석내의 미세균열 발달을 잘 지시한다. 그러나 각 방법에 의하여 규명된 미세균열의 발달상태는 약간의 차이를 보여, 미세균열의 발달을 정량적으로 규명하기 위해서는 각 방법에 의하여 측정된 결과를 종합하여 해석하여야 할 것으로 판단된다. 80% 피로하중 수준에서 초기에 발달하는 미세균열은 70% 하중수준에 비하여 2배 정도로 높아서 하중수준이 커질수록 초기에 발달하는 미세균열의 량은 많아질것으로 판단된다. 그러나 파괴 직전의 시료에 발달한 미세균열의 량은 암석 부피의 약 0.3% 정도로, 포천화강암의 경우 부피의 0.3% 정도의 미세균열이 발달하면 암석이 파괴에 도달하는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.17-28
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• 2023

본 연구에서는 화강암 시편을 대상으로 파쇄 유체의 점성과 주입 속도를 변화시키며 실내 수압 파쇄 실험을 수행하였고, 3D X-ray CT 촬영을 통해 파쇄 후 시편 내부를 관찰하였다. 이미지 처리에 탁월한 성능을 보이는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반 Nested U-Net 모델 구조를 활용하여 CT 이미지 내 수압 파쇄 균열 추출을 수행하였고, 복잡한 형상의 미세균열을 정교하게 추출할 수 있었다. CNN 기반 모델로 추출된 균열을 3차원으로 재구성하여 균열의 부피, 두께, 굴곡도, 균열면 거칠기를 분석하였다. 그 결과 파쇄 유체의 점성이 클수록 균열 부피와 두께가 증가하였고, 굴곡도와 균열면의 거칠기가 감소하는 경향을 보였다. 또한 균열면의 굴곡도와 거칠기 이방성이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구는, CNN 기반의 균열 추출 모델을 활용해 전통적인 이미지 처리 방법보다 정교한 균열 추출을 수행하고, 이를 기반으로 수압 파쇄 균열의 정량 분석을 성공적으로 수행하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.1068-1077
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• 2007

본 논문에서는 콘크리트 표면 품질이 좋은 영상뿐만 아니라, 기존의 영상처리 기법에서 다루지 않았던 표면 품질이 좋지 않은 영상에 대해서도 효율적으로 균열을 추출하고, 추출된 균열의 특징인 길이, 방향, 폭을 자동으로 계산한 후, ART2 기반 RBF 네트워크를 적용하여 균열의 방향성($-45^{\circ}$방향, $45^{\circ}$방향, 횡방향, 종방향)을 인식하는 기법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 콘크리트 균열 추출 및 분석 알고리즘은 Roberts 연산자를 이용하여 균열을 강조하고, 강조된 균열을 Multiple 연산을 이용하여 균열과 배경간의 밝기 차이를 크게 한 후, 개선된 적응 이진화 기법을 이용하여 균열의 후보 영역을 추출한다. 추출된 균열 후보 영역을 형상 분석과 위치 및 방향 분석을 이용하여 3차례에 걸쳐 잡음을 제거하고, 잡음 제거 과정에서 잡음으로 분류된 균열을 복원하여 균열의 특징을 분석한다. 그리고 ART2 기반 RBF 네트워크를 균열의 방향성($-45^{\circ}$방향, $45^{\circ}$방향, 횡방향, 종방향)에 적용하여 인식한다. 제안된 ART2 기반 RBF 네트워크는 입력층과 중간층으로의 학습은 ART2을 적용하고 중간층과 출력층간의 학습은 Delta 학습 방법을 적용한다. 실제 콘크리트 표면 균열 영상을 대상으로 실험한 결과, 제안한 방법이 기존의 방법보다 균열의 검출 성능이 개선되었고 잡음으로 분류된 균열도 효율적으로 복원되었다. 또한 제안된 ART2 기반 RBF 네트워크가 균열의 방향성 인식에 효율적임을 확인할 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.87-100
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• 1989

해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.39-49
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• 2007

본 연구는 연속철근콘크리트포장(CRCP)에 환경하중이 작용하여 횡방향 균열이 발생하고 진전되어가는 과정을 분석하기 위하여 수행되었다. 이러한 분석을 위하여 CRCP의 유한요소 모델을 개발하고 균열의 발생과 진전을 예측할 수 있는 요소삭제 방법을 도입하였다. 여러 다른 형태의 환경하중이 작용할 때 CRCP의 거동 및 균열 진전 특성을 분석하기 위하여 세 가지의 경우를 고려하였다. 먼저 CRCP의 콘크리트 슬래브 상부 표면과 하부 표면의 온도차가 선형으로 유지되면서 깊이에 관계없이 일정하게 온도가 계속 떨어지는 경우이다. 다음으로 슬래브 하부의 온도는 일정하게 유지되며 상부의 온도만 감소하는 경우이다. 이 경우는 슬래브 상하부의 온도차가 계속 증가되는 경우라 할 수 있다. 또 다른 경우는 슬래브의 중간 깊이에서 하부까지는 같은 온도가 유지되고 슬래브 상부의 온도만 계속 감소하는 경우이다. 해석 결과 CRCP의 균열발생 및 깊이 방향으로의 진전정도는 환경하중의 형태에 따라 크게 좌우되는 것을 알 수 있었으며 균열의 발생 및 진전에 따른 CRCP의 응력 및 변위의 재분포 과정도 분석할 수 있었다.