• Smart Structures and Systems
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• 제32권4호
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• pp.253-266
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• 2023

The time-reversal method is employed to improve the ability of pipeline defect detection, and a new approach of identifying the pipeline defect depth is proposed in this research. When the L(0,2) mode ultrasonic guided wave excited through a lead zirconate titinate (PZT) transduce array propagates along the pipeline with a defect, it will interact with the defect and be partially converted to flexural F(n, m) modes and longitudinal L(0,1) mode. Using a receiving PZT array attached axisymmetrically around the pipeline, the L(0,2) reflection signal as well as the mode conversion signals at the defect are obtained. An appropriate rectangle window is used to intercept the L(0,2) reflection signal and the mode conversion signals from the obtained direct detection signals. The intercepted signals are time reversed and re-excited in the pipeline again, result in the guided wave energy focusing on the pipeline defect, the L(0,2) reflection and the L(0,1) mode conversion signals being enhanced to a higher level, especially for the small defect in the early crack stage. Besides the L(0,2) reflection signal, the L(0,1) mode conversion signal also contains useful pipeline defect information. It is possible to identify the pipeline defect depth by monitoring the variation trend of L(0,2) and L(0,1) reflection coefficients. The finite element method (FEM) simulation and experiment results are given in the paper, the enhancement of pipeline defect reflection signals by time-reversal method is obvious, and the way to identify pipeline defect depth is demonstrated to be effective.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.311-316
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• 2010

본 논문에서는 비파괴검사법 중 하나인 자기누설탐상검사법을 이용하여 지하에 매설된 가스 배관의 결함 위치를 검출하는 방법을 제안한다. 자기 누설 탐상 시스템을 통해 얻은 자기 누설 신호는 일반적으로 비선형성을 띄며 다양한 외부 요인으로 인한 신호의 왜곡이 심하다. 본 논문에서는 신호의 비선형성과 신호의 왜곡을 보정하는 신호 처리 기법 중 SQI(self quotient image)를 이용하여 배관 결함의 위치를 검출하였다. 실제로 제작된 모의시험 배관에 제작된 다양한 인공 결함에 대해 알고리즘을 적용한 결과 기존 DCT(discrete cosine transform) 계수 기반 방법에 비해 결함 검출 성능이 크게 향상됨을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1177-1185
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• 2022

상·하수도 시스템은 사람들에게 안전하고 깨끗한 물을 공급해주는 사회기반시설이며, 특히 상·하수도 관로는 지중에 매설되어 있기 때문에 시스템의 결함검출이 매우 어렵다. 이러한 이유로 상·하수도 관로의 진단은 관로 내부에 카메라 및 드론을 통한 촬영을 하여 사후에 촬영된 영상을 바탕으로 시스템 진단하는 등의 사후 결함검출로 제한되기 때문에, 작업자의 업무 효율 증대와 진단의 신속성을 위해서는 관로의 실시간 탐지기술이 필요하다. 최근 첨단장비 및 인공지능 기법을 활용한 시설물 진단 기술이 개발되고 있지만, 인공지능기반 결함검출 기술은 결함 데이터의 종류 및 형태, 수가 검출 성능에 영향을 주기 때문에 다양한 학습데이터가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 상·하수도 관로의 결함검출 시 탐지 성능 향상을 위해 다양한 결함 시나리오를 3D 프린트를 이용하여 구현하고 이를 수집된 결함 데이터와 함께 학습데이터로 사용한다. 이후 수집된 이미지는 위험도에 따른 분류 및 객체의 라벨링 등의 전처리 작업이 수행되고 실시간 결함탐지를 수행한다. 제안된 기법은 상·하수도시스템 결함검출 시 실시간 피드백을 제공함으로써, 작업자의 진단 누락 가능성을 최소화하며 기존의 상·하수도관 진단업무 처리능력을 향상할 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권2호
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• pp.122-129
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• 2006

본 논문에서는 레이저 응용 비파괴검사 기술인 Shearography를 이용하여 압력 배관 내부 결함의 검출에 있어서 미치는 전단량의 영향을 분석하였다. Shearography는 레이저 응용기법에 비하여 환경 외란에 둔감하며, 대상체 표면의 상대 변위를 검출함으로서 비파괴검사 분야에서 많은 활용이 기대된다. 현재까지 연구는 적용 가능성의 평가와 적용 대상의 확대에 중점을 두어 연구가 진행되어 왔으며, 결함의 정량평가를 위해서는 결함 검출에 있어서 영향을 주는 인자들에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 논문에서는 결함의 검출에 영향을 줄 수 있는 전단량의 변화에 따라 결함의 크기 측정과 길함의 위치 결정에 대한 영향을 예측하고, 압력용기 내부의 길이 방향 인공 결함에 대해 적용하여 검출 결과를 분석하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제18권3호
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• pp.357-360
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• 2013

A modified SQI method using magnetic leakage flux (MFL) signal for underground gas pipelines' defect detection and characterization is presented in this paper. Raw signals gathered using MFL signals include many unexpected noises and high frequency signals, uneven background signals, signals caused by real defects, etc. The MFL signals of defect free pipelines primarily consist of two kinds of signals, uneven low frequency signals and uncertain high frequency noises. Leakage flux signals caused by defects are added to the case of pipelines having defects. Even though the SQI (Self Quotient Image) is a useful tool to gradually remove the varying backgrounds as well as to characterize the defects, it uses the division and floating point operations. A modified SQI having low computational complexity without time-consuming division operations is presented in this paper. By using defects carved in real pipelines in the pipeline simulation facility (PSF) and real MFL data, the performance of the proposed method is compared with that of the original SQI.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권5호
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• pp.211-220
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• 2022

최근 4차 산업혁명으로 촉발된 스마트공장에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 제조업에서는 강건한 성능의 딥러닝 기술을 바탕으로 생산성 향상과 품질 향상을 위해 다양한 연구를 진행 중이다. 본 논문은 타이어 제조공정의 육안검사 단계에서 타이어 표면 결함을 검출하는 방법에 관한 연구로서 3D 카메라를 통해 취득한 깊이 이미지를 이용한 타이어 표면 결함 검출 방법을 소개한다. 본 연구에서 다루는 타이어 표면 깊이 이미지는 타이어 표면의 얕은 깊이로 인해 발생되는 낮은 깊이 대비와 데이터 취득 환경으로 인해 기준 깊이 값의 차이가 발생하는 문제가 있다. 그리고 제조업의 특성상 검출 성능과 함께 실시간으로 처리될 수 있는 성능을 지닌 알고리즘이 요구된다. 따라서, 본 논문에서는 타이어 표면 결함 검출 알고리즘이 복잡한 알고리즘 파이프라인으로 구성되지 않도록 상대적으로 단순한 방법들을 통해 깊이 이미지를 정규화하는 방법을 연구하였으며 검출 성능과 속도를 모두 만족할 수 있는 딥러닝 방법인 YOLO V3를 이용하여 일반적인 정규화 방법과 본 논문에서 제안하는 정규화 방법의 비교 실험을 진행하였다. 실험의 결과로 본 논문에서 제안한 정규화 방법으로 mAP 0.5 기준 약 7% 성능이 향상된 것을 확인하였으며 본 논문에서 제시한 방법이 효과적임을 보였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권5호
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• pp.461-472
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• 2012

This study proposes an optics-based active sensing system for continuous monitoring of underground pipelines in nuclear power plants (NPPs). The proposed system generates and measures guided waves using a single laser source and optical cables. First, a tunable laser is used as a common power source for guided wave generation and sensing. This source laser beam is transmitted through an optical fiber, and the fiber is split into two. One of them is used to actuate macro fiber composite (MFC) transducers for guided wave generation, and the other optical fiber is used with fiber Bragg grating (FBG) sensors to measure guided wave responses. The MFC transducers placed along a circumferential direction of a pipe at one end generate longitudinal and flexural modes, and the corresponding responses are measured using FBG sensors instrumented in the same configuration at the other end. The generated guided waves interact with a defect, and this interaction causes changes in response signals. Then, a damage-sensitive feature is extracted from the response signals using the axi-symmetry nature of the measured pitch-catch signals. The feasibility of the proposed system has been examined through a laboratory experiment.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.298-303
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• 2003

In recent years, shearogrpahy has significantly improved capabilities in the areas of unbond and separation detection in tires. Although shearography has many advantages for qualitative evaluation, the technique remains the problem of quantitative analysis of inside defects, because shearography needs several effective factors including the amount of shearing, shearing direction and induced load, which exist as barrier for the quantitative analysis of inside defects. Since the factors are highly dependent on inspectors skill and also affect the in-situ workability. The factors were optimized and the size of cracks inside of pipeline and tire has been quantitatively determined.

• 스마트미디어저널
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• 제12권9호
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• pp.45-59
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• 2023

Weakly supervised object localization (WSOL) is a task of localizing an object in an image using only image-level labels. Previous studies have followed the conventional class activation mapping (CAM) pipeline. However, we reveal the current CAM approach suffers from problems which cause original CAM could not capture the complete defects features. This work utilizes a convolutional neural network (CNN) pretrained on image-level labels to generate class activation maps in a multi-scale manner to highlight discriminative regions. Additionally, a vision transformer (ViT) pretrained was treated to produce multi-head attention maps as an auxiliary detector. By integrating the CNN-based CAMs and attention maps, our approach localizes defective regions without requiring bounding box or pixel-level supervision during training. We evaluate our approach on a dataset of apple images with only image-level labels of defect categories. Experiments demonstrate our proposed method aligns with several Object Detection models performance, hold a promise for improving localization.

• 비파괴검사학회지
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• 제32권2호
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• pp.177-184
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• 2012

ESPI는 비접촉 비파괴 방식으로 측정 대상체의 진동이나 변형에 따른 3차원 형상 정보의 취득에 효과적으로 사용되어 왔다. 측정 대상체와 계측 환경에 따라 면내, 면외, 전단간섭 등으로 구분할 수 있으며, 간섭계를 구성하는 광소자의 형태에 따라 벌크형과 광섬유형으로 나뉜다. 광섬유형 시스템은 크기가 작고 휴대하기 편하여 시스템 구성 및 정렬이 매우 용이하다. 본 논문에서는 광섬유 면외 ESPI를 이용한 광학계를 구성하였고, PZT를 이용하여 위상 변조를 ${\pi}/2$만큼 주기적으로 가하여 CCD 카메라에서 이미지를 획득하였다. 획득한 스페클 패턴 이미지는 후처리 과정을 통해 측정 대상체의 3차원 위상 정보를 얻게 된다. 내부 결함이 존재하는 압력용기에 질소 가스를 주입하여 변화되는 phase map을 관찰하였고, 또한 phase map의 후처리를 통하여 압력에 따른 대상체의 변화를 3차원으로 확인하였다.