표적 촬영 각도에 따른 영상기반 변위계측 결과 비교
Comparison of Vision-based Displacement Measurement Results for Various Target Shooting Angles
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초록
본 연구에서는 수집영상의 매 프레임 MPC(mm/pixel coefficient) 업데이팅을 통해 축 방향과 상관없이 왜곡영상에 따른 변위를 보정하는 기법에 관해 다루고자 한다. 영상의 강제적 왜곡을 위해 다양한 촬영 각도를 설정하여 실험을 진행하였으며, 캠코더의 설치 위치를 통해 0°~55°까지 5° 단위로 12가지 촬영 각도를 조정해가며 영상을 수집·분석하였다. 본 실험에 앞서 영상기반 변위계측의유효성 평가를 위한 예비실험을 수행하였으며, GPS 및 가속도계와 계측결과를 비교해보았을 때, 영상기반 변위계측 시스템은 충분한유효성을 갖는다고 판단된다. 촬영 각도 별로 수집된 영상을 분석하여 구조물의 최대 진폭 및 추정 진동수를 검출하였으며, 검출결과비교를 통해 촬영 각도에 의한 영향을 판단하고자 하였다. 또한 계측된 자유 진동으로부터 감쇠비를 추정하여 추가적인 비교를 수행하였다. 분석 결과 최대 진폭 기준 0.325mm, 오차율 기준 5.72%의 미소한 오차를 나타냈다. 진동수 추정에서도 촬영 각도 50°를 제외하고 전체적으로 1% 미만의 오차율을 보이며 매우 유사한 추정 결과를 나타냈으며, 촬영 각도가 변화에 따른 감쇠비는 최소 1.025% 에서 최대 1.189%의 추정결과를 보이며 촬영 각도와 상관없이 전체적으로 유사한 감쇠비를 나타냈다.
Abstract
In this paper, we deal with a method to compensate distorted displacement according to the distortion image in any axial direction by updating the MPC (mm / pixel coefficient) every frame of the acquired image. For the compulsory distortion of images, we set various shooting angles. We collected and analyzed the images by adjusting 12 shooting angles in 5° increments from 0° to 55° through the installation position of the camcorder. Prior to this experiment, preliminary experiments were conducted to evaluate the validity of the vision-based displacement measurement, and it is judged that the vision-based displacement measurement system has sufficient validity by comparing GPS and accelerometer measurement results. The maximum amplitude and the estimated frequency of the structure were found by analyzing the collected images for various target shooting angles. Additional comparisons were conducted by estimating the damping ratio from the measured free vibration. As a result of the analysis, the error in the maximum amplitude was 0.325 mm and in the error rate was 5.72%. In the frequency estimation, except for the shooting angle of 50 °, the overall error rate is less than 1% and very similar estimation results are obtained. The damping ratio according to the varying target shooting angle is estimated from 1.025% to 1.189%. The overall damping ratio was similar.
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