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교량의 변위를 추정하는 방법으로서,기준점으로부터 제1 방향의 복수의 지점들에서 상기 교량에 설치되는 복수의 쌍들의 스트레인 센서들에서 측정된 스트레인을 기초로 저주파 성분과 제1 고주파 성분을 포함하는 제1 변위를 산출하는 단계;상기 기준점으로부터 상기 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 제1 지점에 설치되는 가속도 센서로부터 측정된 가속도를 기초로 제2 고주파 성분을 포함하는 제2 변위를 산출하는 단계; 상기 제1 변위의 제1 고주파 성분과 상기 제2 변위의 제2 고주파 성분에 재귀적 최소 자승 알고리즘을 적용하여 상기 변위와 관련된 미지의 파라미터를 산출하고, 상기 미지의 파라미터, 상기 제1 변위의 저주파 성분 및 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분에 기초하여 상기 교량의 최종 변위를 산출하는 단계를 포함하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 제1 변위를 산출하는 단계는상기 복수의 쌍들의 스트레인 센서들에서 서브 스트레인들을 측정하는 단계;상기 측정된 서브 스트레인들을 서브 변위들로 변환하는 단계;상기 서브 변위들에 기초하여 상기 제1 변위를 산출하는 단계;상기 제1 변위에 로우 패스 필터를 적용하여 상기 제1 변위의 저주파 성분을 획득하는 단계; 및상기 제1 변위에서 상기 저주파 성분을 감산하여 상기 제1 변위의 상기 제1 고주파 성분을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 제2 변위를 산출하는 단계는상기 가속도 센서에서 상기 가속도를 측정하는 단계:상기 측정된 가속도를 이중 적분하는 단계; 및상기 이중 적분된 가속도에 대하여 하이 패스 필터를 적용하여 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 최종 변위를 산출하는 단계는상기 제1 변위의 상기 제1 고주파 성분과 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분에 대하여 상기 재귀적 최소 자승 알고리즘을 적용하는 단계;상기 재귀적 최소 자승 알고리즘의 결과에 기초하여 상기 미지의 파라미터를 추정하는 단계; 및상기 제1 변위의 상기 저주파 성분, 상기 추정된 미지의 파라미터 및 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분을 기초로 연산을 수행하여 상기 최종 변위를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제4항에 있어서,상기 최종 변위는 상기 추정된 미지의 파라미터로 상기 제1 변위의 상기 저주파 성분을 나누고, 상기 나눈 결과에 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분을 합산하여 산출되는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제4항에 있어서, 상기 추정된 미지의 파라미터는 상기 교량의 추정된 모드 형상과 실제 모드 형상의 차이를 보정하기 위한 스케일링 팩터에 해당하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 복수의 쌍들 각각은 상기 지점들 각각에서 상기 제1 방향과 수직하는 제2 방향으로 제2 거리만큼 이격된 제1 스테레인 센서와 제2 스트레인 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제7항에 있어서,상기 제1 스트레인 센서와 상기 제2 스트레인 센서가 측정한 서브 스트레인들의 차이는 하기의 [수학식 1]로 표현되고,[수학식 1]상기 [수학식 1]에서, △ε은 서브 스트레인들의 차이를 나타내고, x는 상기 제1 방향으로의 위치를 나타내고, k는 k번째 타이밍을 나타내고, u(x, k)는 제1 변위를 나타내고, h(x)는 상기 제2 거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제8항에 있어서,상기 제1 변위는 하기의 [수학식 2]로 표현되고,[수학식 2],상기 [수학식 2]에서 는 j번째 모드 형상을 나타내고, 는 j번째 모달 응답을 나타내고 L은 모드들의 수를 나타내고,상기 [수학식 2]를 상기 [수학식 1]에 대입하면, [수학식 3],인 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제9항에 있어서,상기 [수학식 3]을 벡터 표현으로 나타내면[수학식 4],상기 [수학식 4]는 하기의 [수학식 5], [수학식 6], [수학식 7] 및 [수학식 8]을 만족함
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제10항에 있어서,상기 [수학식 9]를 상기 상기 [수학식 2]에 대입하면, 상기 제1 지점에서의 상기 제1 변위는 하기의 [수학식 10]으로 표현되고,[수학식 10], 상기 [수학식 10]은 하기의 [수학식 11]과 [수학식 12]를 만족하고,[수학식 11],[수학식 12], 상기 교량의 추정 모드 형상과 실제 모드 형상 사이의 차이를 보정하기 위한 스케일링 팩터(α)를 고려하면,상기 제1 변위는 하기의 [수학식 12]로 표현되고,[수학식 12],여기서, Ta는 행렬(T)에 대한 근사 행렬인 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제11항에 있어서, 유한 응답 펄스가 하기의 [수학식 13]으로 표현되는 경우,[수학식 13],상기 [수학식 13]에서, 는 상기 최종 변위의 벡터 표현, u는 상기 스트레인으로부터 변환된 상기 제1 변위의 벡터 표현, a는 상기 가속도의 벡터 표현이고, La는 (2N+1) 차의 대각선 가중치 행렬을 나타내고 λ는 정규화 팩터로서 하기의 [수학식 14]를 만족하고,[수학식 14],[수학식 14]에서 λ는 하기의 [수학식 15]를 만족하고,[수학식 15],상기 [수학식 15]에서 f1은 상기 교량의 제1 고유 주파수를 나타내고,상기 [수학식 13]에 중첩을 적용하면 하기의 [수학식 16]이 도출되고,[수학식 16],상기 [수학식 16]에서 는 의 (N+1) 번째 행을 나타내고 이중 적분과 하이-패스 필터의 결합에 해당하고, 은 의 로우-패스 필터에 해당하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제12항에 있어서,상기 제1 변위는 하기의 [수학식 17]로 표현되고,[수학식 17],상기 제1 변위의 저주파 성분과 제1 고주파 성분은 하기의 [수학식 18]과 [수학식 19]로 표현되고,[수학식 18][수학식 19],상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분은 하기의 [수학식 20]으로 표현되고[수학식 20],상기 추정된 최종 변위는 하기의 [수학식 21]로 표현되고,[수학식 21],상기 [수학식 19]에서 는 스케일링 팩터에 해당하는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 최종 변위는 상기 제1 지점에서의 상기 교량의 변위인 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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제1항에 있어서, 상기 스트레인 센서들은 상기 스트레인을 제1 샘플링 주파수로 측정하고, 상기 가속도 센서는 상기 가속도를 상기 제1 샘플링 주파수보다 큰 제2 샘플링 주파수로 측정하고, 상기 제1 변위는 삼차 스플라인 보간법(cubic spline interpolation)을 사용하여 업-샘플링되는 것을 특징으로 하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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교량의 변위를 추정하는 방법으로서,기준점으로부터 제1 방향의 복수의 지점들에서 상기 교량에 설치되는 복수의 쌍들의 스트레인 센서들에서 서브 스트레인들을 측정하는 단계;상기 측정된 서브 스트레인들을 서브 변위들로 변환하는 단계;상기 서브 변위들에 기초하여 제1 변위를 산출하는 단계;상기 제1 변위에 로우 패스필터를 적용하여 상기 제1 변위의 저주파 성분을 획득하는 단계; 상기 제1 변위에서 상기 저주파 성분을 감산하여 상기 제1 변위의 제1 고주파 성분을 획득하는 단계;상기 기준점으로부터 상기 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 제1 지점에 설치되는 가속도 센서에서 가속도를 측정하는 단계;상기 측정된 가속도를 이중 적분하는 단계; 상기 이중 적분된 가속도에 대하여 하이 패스 필터를 적용하여 제2 변위의 제2 고주파 성분을 획득하는 단계;상기 제1 변위의 상기 제1 고주파 성분과 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분에 대하여 재귀적 최소 자승 알고리즘을 적용하는 단계;상기 재귀적 최소 자승 알고리즘의 결과에 대하여 상기 변위와 관련된 미지의 파라미터를 추정하는 단계; 및상기 제1 변위의 상기 저주파 성분, 상기 추정된 미지의 파라미터 및 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분을 기초로 연산을 수행하여 상기 교량의 최종 변위를 산출하는 단계를 포함하는 교량의 변위를 추정하는 방법
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교량의 변위를 추정하는 전자 장치로서,기준점으로부터 제1 방향의 복수의 지점들에서 상기 교량에 설치되는 복수의 쌍들의 스트레인 센서들 및 상기 기준점으로부터 상기 제1 방향으로 제1 거리만큼 이격된 제1 지점에 설치되는 가속도 센서와 통신하고, 상기 복수의 쌍들의 스트레인 센서들로부터 측정된 스트레인과 상기 가속도 센서로부터 측정된 가속도를 제공받는 통신부;상기 통신부로부터 상기 스트레인과 상기 가속도를 수신하고, 상기 스트레인과 상기 가속도에 기초하여 상기 교량의 최종 변위를 추정하는 제어부; 및상기 제어부로부터 상기 추정된 최종 변위를 제공받고, 상기 추정된 최종 변위를 표시하는 디스플레이부를 포함하고,상기 제어부는상기 스트레인을 기초로 저주파 성분과 제1 고주파 성분을 포함하는 제1 변위를 산출하고,상기 가속도를 기초로 제2 고주파 성분을 포함하는 제2 변위를 산출하고, 상기 제1 변위의 제1 고주파 성분과 상기 제2 변위의 제2 고주파 성분에 재귀적 최소 자승 알고리즘을 적용하여 상기 변위와 관련된 미지의 파라미터를 산출하고, 상기 미지의 파라미터, 상기 제1 변위의 저주파 성분 및 상기 제2 변위의 상기 제2 고주파 성분에 기초하여 상기 최종 변위를 산출하는 전자 장치
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