명암차이를 이용한 시설물 균열 깊이 추정 방법

초록

이 논문에서는 균열부의 명암값을 이용하여 균열 깊이를 예측하는 방법과 그 타당성을 검증하였으며, 이미지 기반 비접촉식 검사방법을 제안하였다. Stainless steel로 제작된 시편의 균열부 크기는 너비가 2mm 길이가 80mm이며, 깊이는 0mm ~ 17.5mm까지 2.5mm씩 증가한다. 시편 균열부의 정확한 명암값 비교를 위해 무광 스프레이로 도색 후 균열부 중앙에 white paper를 부착하였다. 또한, 시편으로 입사하는 빛의 방향에 따라 black body cavity의 깊이에 따른 명암값 추이가 크게 달라지기 때문에 가장 안정적인 결과를 보였던 간접조명방법을 이용하여 실험결과를 획득하였으며, black body cavity의 깊이에 따라 감소하는 명암값을 귀납적으로 수식화하였다. 이렇게 얻은 명암감소 식을 이용하여 시편의 깊이를 예측하였으며, 실험식의 타당성 검증을 위하여 조도를 변경하며 실험 데이터를 확보하였다. 그 결과, 실험식으로 예측한 균열 깊이와 실제 균열 깊이의 평균 오차는 약 15% 이하였으며, 조도가 변하여도 black body cavity의 깊이에 따른 명암값 감소율은 일정하다는 것을 확인하였다. 이러한 실험을 통해 귀납적 방법으로 얻은 명암감소 식의 타당성을 검증하였으며, 이를 이용하여 균열부의 명암값만으로 균열 깊이를 예측할 수 있음을 확인하였다."