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구조건전성 모니터링 대상 구조물에, 분포형 광섬유 센서와 이산형 광섬유 센서를 배치하는, 이종 광섬유 센서 배치 단계; 대상 구조물에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 분포형 광섬유 센서의 복수개 계측지점에서 발생되는 브릴루앙 산란에 의한 초기 브릴루앙 주파수를 계측하며, 이산형 광섬유 센서의 격자가 새겨진 위치에 발생되는 초기 FBG 파장을 계측하는, 센서 초기 측정값 계측 단계; 대상 구조물에 외부하중이 가해지고 있는 상태에서 시간 이력마다 변형으로 인하여 발생하는 분포형 광섬유 센서에서 발생되는 공용 브릴루앙 주파수와, 이산형 광섬유 센서에서 발생되는 공용 FBG 파장을 계측하는, 센서의 시간이력 측정값 계측 단계; 계측된 초기 브릴루앙 주파수, 초기 FBG 파장, 공용 브릴루앙 주파수 및 공용 FBG 파장은, 변형률 수신부, 변형률 변환연산부, 학습데이터 설정부, 회귀모델 설정부, 및 데이터 융합부를 포함하는 연산장치로 전송되고, 연산장치의 변형률 변환 연산부에서, 계측되어 수신된 공용 브릴루앙 주파수와 공용 FBG 파장 각각을, 변형률 비례 계수와 광탄성 계수를 이용한 수학식에 의해 분포형 광섬유 센서 변형률과 이산형 광섬유 센서 변형률로 변환하는, 센서 측정값의 변형률 변환 단계; 학습데이터 설정부에서, 변환되어 산출된 변형률 별로 학습 데이터를 설정하여, 분포형 광섬유 센서의 변형률에 대한 학습 데이터에 해당하는 저정밀 변형률 데이터를 설정하고, 이산형 광섬유 센서의 변형률에 대한 학습 데이터에 해당하는 고정밀 변형률 데이터를 설정하는, 저정밀 변형률 데이터 및 고정밀 변형률 데이터 설정 단계; 회귀모델 설정부에서, 분포형 광섬유 센서의 변형률에 대해 설정된 학습데이터에 해당하는 저정밀 변형률 데이터에 대하여 가우시안 프로세스 모델 변수를 추정하여 저정밀 가우시안 프로세스 모델을 설정하는, 가우시안 프로세스 모델 설정 단계; 및데이터 융합부에서, 분포형 광섬유 센서에 대한 저정밀 가우시안 프로세스 모델로부터 저정밀 변형률 분포를 추출하고, 추출된 저정밀 변형률 분포를 재귀 가우시안 프로세스 기법에 의해 이산형 광섬유 센서의 고정밀 변형률 데이터를 결합하여 고정밀 변형률 분포를 산출하는, 고정밀 변형률 분포 산출 단계를 포함하며; 분포형 광섬유 센서에서 제공되는 높은 공간적 정보와, 이산형 광섬유 센서에서 제공되는 높은 정확도와 재현성의 정보를 융합하여 대상 구조물에서 센서가 설치된 구간에 대한 고정밀 변형률 분포 도출하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정방법
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제1항에 있어서, 시간 이력에 따라 새로운 계측 데이터가 획득될 때마다, 센서 초기 측정값 계측 단계, 센서의 시간이력 측정값 계측 단계, 센서 측정값의 변형률 변환 단계, 저정밀 변형률 데이터 및 고정밀 변형률 데이터 설정 단계, 가우시안 프로세스 모델 설정 단계, 및 고정밀 변형률 분포 산출 단계를 반복수행하여 고정밀 변형률 분포의 시간 이력 데이터를 도출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정방법
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제1항 또는 제2항에 있어서, 데이터 융합부에서 수행되는 고정밀 변형률 분포의 산출단계는, 추출된 저정밀 변형률 분포에 스케일링 상수를 곱하는 연산; 및 연산된 저정밀 변형률 분포와 스케일링 상수의 곱에서, 고정밀 변형률 데이터를 뺀 값에 해당하는 잔차에 대한 가우시안 프로세스 모델을 구성하는 연산을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정방법
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구조건전성 모니터링 대상 구조물에 배치된 분포형 광섬유 센서와 이산형 광섬유 센서, 및 상기 센서들로부터의 신호를 수신하여 대상 구조물의 모니터링을 위한 연산을 수행하는 연산장치를 포함하여 구성되는데, 연산장치는 변형률 수신부, 변형률 변환연산부, 학습데이터 설정부, 회귀모델 설정부, 및 데이터 융합부를 포함하며; 변형률 수신부에서는, 대상 구조물에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 분포형 광섬유 센서의 복수개 계측지점에서 발생되어 계측된 브릴루앙 산란에 의한 초기 브릴루앙 주파수와, 이산형 광섬유 센서의 격자가 새겨진 위치에 발생되어 계측된 초기 FBG 파장을 수신하고, 대상 구조물에 외부하중이 가해지고 있는 상태에서 시간 이력마다 변형으로 인하여 발생하는 분포형 광섬유 센서에서 발생되어 계측되는 공용 브릴루앙 주파수와, 이산형 광섬유 센서에서 발생되어 계측되는 공용 FBG 파장을 수신하여, 센서 초기 측정값 계측 과정 및 센서의 시간이력 측정값 계측 과정을 수행하며; 변형률 변환 연산부에서는, 계측되어 수신된 공용 브릴루앙 주파수와 공용 FBG 파장 각각을, 변형률 비례 계수와 광탄성 계수를 이용한 수학식에 의해 분포형 광섬유 센서 변형률과 이산형 광섬유 센서 변형률로 변환하여, 센서 측정값의 변형률 변환 과정을 수행하며; 학습데이터 설정부에서는, 변환되어 산출된 변형률 별로 학습 데이터를 설정하여, 분포형 광섬유 센서의 변형률에 대한 학습 데이터에 해당하는 저정밀 변형률 데이터를 설정하고, 이산형 광섬유 센서의 변형률에 대한 학습 데이터에 해당하는 고정밀 변형률 데이터를 설정하여, 저정밀 변형률 데이터 및 고정밀 변형률 데이터 설정 과정을 수행하며; 회귀모델 설정부에서는, 분포형 광섬유 센서의 변형률에 대해 설정된 학습데이터에 해당하는 저정밀 변형률 데이터에 대하여 가우시안 프로세스 모델 변수를 추정하여 가우시안 프로세스 모델을 설정하는 과정을 수행하며; 데이터 융합부에서는, 분포형 광섬유 센서에 대한 저정밀 가우시안 프로세스 모델로부터 저정밀 변형률 분포를 추출하고, 추출된 저정밀 변형률 분포를 재귀 가우시안 프로세스 기법에 의해 이산형 광섬유 센서의 고정밀 변형률 데이터를 결합하여 고정밀 변형률 분포를 산출하는, 고정밀 변형률 분포 산출 과정을 수행하게 되어;분포형 광섬유 센서에서 제공되는 높은 공간적 정보와, 이산형 광섬유 센서에서 제공되는 높은 정확도와 재현성의 정보를 융합하여 대상 구조물에서 센서가 설치된 구간에 대한 고정밀 변형률 분포 도출하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정장치
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제4항에 있어서, 연산장치는, 시간 이력에 따라 새로운 계측 데이터가 획득될 때마다, 센서 초기 측정값 계측하는 과정, 센서의 시간이력 측정값 계측하는 과정, 센서 측정값의 변형률 변환 과정, 저정밀 변형률 데이터 및 고정밀 변형률 데이터 설정 과정, 가우시안 프로세스 모델 설정 과정, 및 고정밀 변형률 분포 산출 과정을 반복수행하여 고정밀 변형률 분포의 시간 이력 데이터를 도출하게 되는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정장치
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제4항 또는 제5항에 있어서, 데이터 융합부에서는, 고정밀 변형률 분포의 산출과정을 수행할 때, 추출된 저정밀 변형률 분포에 스케일링 상수를 곱하는 연산; 및 연산된 저정밀 변형률 분포와 스케일링 상수의 곱에서, 고정밀 변형률 데이터를 뺀 값에 해당하는 잔차에 대한 가우시안 프로세스 모델을 구성하는 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 구조물의 변형률 분포 측정장치
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