요약
대형 구조물과 시설물은 시간이 지나면서 노후화되어 안전성 문제를 일으킬 수 있습니다. 기존의 구조 건전성 모니터링(SHM) 기술은 센서를 기반으로 하여 설치 및 유지보수 비용이 높고, 특히 대형 구조물에서는 더 큰 한계를 나타냅니다. 새로운 기술은 구조물을 촬영한 영상 프레임에서 데이터를 추출하고, 이를 AI 기반 알고리즘으로 분석하여 구조물의 건전성을 예측하는 시스템을 제안합니다. 이 시스템은 센서 설치가 필요 없으며, 3차원 이미지를 2차원으로 변환 후 광학 흐름을 분석하여 손상 여부를 판단합니다. 주요 장점으로는 고정밀 손상 예측, 실시간 모니터링, 설치 비용 절감 등이 있으며, 건축물, 교량, 댐 등 다양한 대형 구조물의 안전성을 실시간으로 모니터링하고 대형 사고를 예방할 수 있습니다.
기본 정보
•
특허명: 구조물 건전성 모니터링 시스템 및 이를 이용한 모니터링 방법
•
발명자: 허종완 교수
•
출원번호: 10-2021-0080763
•
등록번호: 10-2563346
상세 정보
발명의 배경과 필요성
기술의 배경과 문제점
•
대형 구조물과 시설물은 시간이 지남에 따라 점차 노후화되어 안전성에 큰 위협을 받고 있음. 설계 및 시공 과정에서 고려하지 못한 요인으로 구조 손상이 발생하며, 사용 연한이 단축되는 경우가 빈번함. 건물, 교량, 댐 등은 지속적으로 운영 하중, 충격, 자연재해 등에 노출되므로 이들의 안전성을 확보하는 문제는 경제적, 사회적으로 중요한 현안임.
기술의 필요성
•
기존의 구조 건전성 모니터링(SHM) 기술은 주로 센서를 기반으로 하며, 센서 설치 비용이 높고 구조물이 대형화될수록 설치 및 유지보수 비용이 증가하는 한계가 있음. 대형 구조물의 정확한 안전 진단을 위해 더 효율적이고 적은 비용으로 구조물의 건전성을 모니터링할 수 있는 새로운 기술이 필요함.
구현 방법
기술의 원리
•
이 발명은 구조물을 촬영한 영상에서 유효 프레임을 추출하고, 그 프레임들의 광학 흐름을 분석하여 구조물의 건전성을 판단하는 시스템임. 3차원 이미지를 2차원 이미지로 변환 후, 여기에 기계를 학습한 AI 기반의 알고리즘을 적용하여 손상을 예측함.
구체적인 구현 방법
•
1. 구조물을 3차원 이미지로 촬영하여 데이터 수집
•
2. 3차원 이미지를 2차원 이미지로 보정하여 유효 프레임 추출
•
3. AI 알고리즘을 통해 광학 흐름을 분석하고 구조물의 손상을 예측
•
4. 시스템은 촬영 장치, 서버, 단말로 구성되며, 서버는 수집한 데이터를 분석하여 손상 여부를 판단
•
5. 실시간 모니터링을 통해 경고 시스템 작동 및 데이터 시각화를 지원
기술의 장점
•
구조물에 직접 센서를 설치하지 않아도 되므로 설치 비용 절감
•
AI 기반으로 고정밀 손상 예측 가능
•
대형 구조물에서도 효율적인 모니터링 가능
•
실시간 모니터링을 통해 빠른 대응 가능
발명의 활용 방안
활용 방안
•
본 발명의 시스템은 건축물, 교량, 댐과 같은 대형 구조물의 안전성을 실시간으로 모니터링하는 데 활용될 수 있음. 각종 자연재해나 외부 충격에 의해 손상이 발생했을 경우 조기 발견 및 대응이 가능하여 대형 사고 예방에 기여할 수 있음
기대효과
•
구조물 안전성 평가 비용의 대폭 절감
•
실시간 모니터링을 통한 빠른 이상 발견 및 사고 예방
•
건축물의 장기적 안정성과 작동성 확보로 경제적, 사회적 비용 절감
•
다양한 대형 구조물에 적용 가능하여 광범위한 산업적 활용 기대
시장 동향
구조 건전성 모니터링
구조 건전성 모니터링 응용 분야
대표도면
인천대학교 산학협력단
(21999) 인천광역시 연수구 갯벌로 27(송도동) INU이노베이션센터 206호
본 메일은 마케팅 활용 동의서에 동의하신 회원님께 전송된 것입니다.
COPYRIGHT (c) 2023 Incheon National University. ALL RIGHT RESERVED.