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응답신호처리부에서, 서로 구별되는 두 가지 주파수를 각각 갖는 두 초음파신호로 동시에 가진되는 구조물로부터 계측된 초음파 계측신호들을 학습용으로 이용하여 장단기 기억(LSTM) 네트워크를 훈련시켜 시간영역 신호에 대한 예측 모델을 확보하는 단계; 상기 응답신호처리부에서, 제1 주파수(ωa)의 제1 초음파신호와 제2 주파수(ωb)(단, ωa 003c# ωb)의 제2 초음파 신호로 동시에 가진되는 대상 구조물(target structure)로부터 계측된 현재시간단계의 초음파 계측신호를 훈련된 LSTM 네트워크에 입력하여 설정된 데이터 포인트 수에 따라 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구하는 단계;상기 응답신호처리부에서, 구해진 초음파 예측신호를 사용하여 재구성된 신호를 구하는 단계;상기 응답신호처리부에서, 상기 재구성된 신호를 푸리에 변환하는 단계; 및상기 응답신호처리부에서, 푸리에 변환된 신호를 이용하여 구한 스펙트럼 밀도함수의 값에 기초하여 비선형 변조 성분을 검출하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부를 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 상기 응답신호처리부에서, 상기 스펙트럼 밀도함수를 비선형 변조 매개변수 식에 대입하여 손상지수를 산출하는 단계; 및 산출된 손상지수를 이용하여 상기 구조물의 피로 균열을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제2항에 있어서, 상기 스펙트럼 밀도함수 PxN(ω)는 식 를 사용하여 구하고, 여기서 XN(ω)는 상기 재구성된 초음파신호 xN(t)의 푸리에변환 신호를 나타내고, *는 복소 켤레(complex conjugate)를 나타내고, E[]는 기댓값 연산자(Expectation operator)를 나타내는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제3항에 있어서, 상기 손상지수, βDN는 으로 구해지는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 두 가진기가 상기 제1 및 제2 초음파신호를 생성하여 상기 대상 구조물에 부착된 제1 및 제2 가진소자에 각각 인가함으로써 상기 대상 구조물을 동시에 가진하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 초음파신호의 가진에 따른 상기 대상 구조물의 진동을 상기 대상 구조물에 부착된 진동검출소자로 감지하여 대응하는 초음파 계측신호를 상기 응답신호처리부에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 상기 훈련된 LSTM 네트워크의 상기 예측 모델은, 이전 셀 상태 정보의 일부를 망각하고 입력 게이트로부터 제공되는 새로운 정보를 부분적으로 부가하여 이전 셀 상태를 새로운 셀 상태로 업데이트하는 방식으로, 계측 초음파 신호의 전체 시계열 데이터에 걸쳐 피로 균열로 유발된 패턴인 비선형 변조주파수 성분을 학습하는 것을 통해 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구할 수 있도록 설계되고 훈련된 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 상기 재구성된 신호는 상기 다음시간단계의 초음파 예측신호들만으로 재구성한 신호인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제7항에 있어서, 상기 재구성된 신호의 데이터 포인트 개수는 상기 초음파 계측신호의 데이터 포인트 개수에 소정 크기의 데이터 감축률(α)을 곱한 값으로 정해지고, 상기 데이터 감축률(α)은 0이상 1이하의 범위에서 정해지는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 상기 재구성된 신호는 현재시단단계의 초음파 계측신호들과 다음시간단계의 초음파 예측신호들을 결합하여 재구성한 신호인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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제1항에 있어서, 상기 재구성된 신호의 푸리에 변환신호는 노이즈가 감소되고 초음파 계측신호의 정보는 강화된 주파수 영역의 신호인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출방법
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대상 구조물의 제1 영역에 부착되고, 제1 주파수(ωa)의 제1 초음파신호가 입력됨에 따라 진동함으로써 상기 대상 구조물을 가진하도록 구성된 제1 가진소자;상기 대상 구조물의 제1 영역에 부착되고, 제2 주파수(ωb)(단, ωa 003c# ωb)의 제2 초음파 신호가 입력됨에 따라 진동함으로써 상기 대상 구조물을 가진하도록 구성된 제2 가진소자;상기 제1 초음파신호와 상기 제2 초음파 신호를 생성하여 상기 제1 및 제2 가진소자에 각각 동시에 제공하도록 구성된 가진기;상기 대상 구조물의 제1 영역과 이격된 제2 영역에 부착되고, 상기 제1 및 제2 초음파신호의 가진에 따른 상기 대상 구조물의 진동을 감지하여 대응하는 초음파 계측신호를 생성하도록 구성된 진동검출소자; 및상기 진동검출소자가 생성한 초음파 계측신호를 처리하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부에 관한 정보를 산출하도록 구성된 응답신호 처리부를 구비하고,상기 응답신호 처리부는 (i) 서로 구별되는 두 가지 주파수를 각각 갖는 두 초음파신호로 동시에 가진되는 구조물로부터 계측된 초음파 계측신호들을 학습용으로 이용하여 장단기 기억(LSTM) 네트워크를 훈련시켜 시간영역 신호에 대한 예측 모델을 확보하는 기능; (ii) 제1 주파수(ωa)의 제1 초음파신호와 제2 주파수(ωb)(단, ωa 003c# ωb)의 제2 초음파 신호로 동시에 가진되는 대상 구조물(target structure)로부터 계측된 현재시간단계의 초음파 계측신호를 훈련된 LSTM 네트워크에 입력하여 설정된 데이터 포인트 수에 따라 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구하는 기능; (iii) 구해진 초음파 예측신호를 사용하여 재구성된 신호를 구하는 기능; 및 (iv) 푸리에 변환된 신호를 이용하여 구한 스펙트럼 밀도함수의 값에 기초하여 비선형 변조 성분을 검출하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부를 판별하는 기능을 수행하도록 구성된 연산처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 응답신호처리부의 상기 연산처리부는, 상기 스펙트럼 밀도함수를 비선형 변조 매개변수 식에 대입하여 손상지수를 산출하는 기능; 및 산출된 손상지수를 이용하여 상기 구조물의 피로 균열을 검출하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 응답신호처리부는 상기 진동검출소자가 계측한 아날로그 계측신호를 디지털 계측신호로 변환하여 상기 연산처리부로 제공하는 디지타이징부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 가진소자, 그리고 상기 진동검출소자는 압전소자로 구성된 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 훈련된 LSTM 네트워크의 상기 예측 모델은, 이전 셀 상태 정보의 일부를 망각하고 입력 게이트로부터 제공되는 새로운 정보를 부분적으로 부가하여 이전 셀 상태를 새로운 셀 상태로 업데이트하는 방식으로, 계측 초음파 신호의 전체 시계열 데이터에 걸쳐 피로 균열로 유발된 패턴인 비선형 변조주파수 성분을 학습하는 것을 통해 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구할 수 있도록 설계되고 훈련된 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 재구성된 신호는 상기 다음시간단계의 초음파 예측신호들만으로 재구성한 신호인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제16항에 있어서, 상기 재구성된 신호의 데이터 포인트 개수는 상기 초음파 계측신호의 데이터 포인트 개수에 소정 크기의 데이터 감축률(α)을 곱한 값으로 정해지고, 상기 데이터 감축률(α)은 0이상 1이하의 범위에서 정해지는 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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제11항에 있어서, 상기 재구성된 신호는 현재시단단계의 초음파 계측신호들과 다음시간단계의 초음파 예측신호들을 결합하여 재구성한 신호인 것을 특징으로 하는 구조물의 피로 균열 검출 시스템
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컴퓨터 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서,상기 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 장치의 프로세서에 의해 실행될 때, 컴퓨터 장치로 하여금 대상 구조물의 초음파 가진에 따른 진동의 감지를 통해 생성되어 입력으로 제공되는 초음파 계측신호를 처리하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부에 관한 정보를 산출하도록 구성되며, 상기 컴퓨터 프로그램은,(i) 서로 구별되는 두 가지 주파수를 각각 갖는 두 초음파신호로 동시에 가진되는 구조물로부터 계측된 초음파 계측신호들을 학습용으로 이용하여 장단기 기억(LSTM) 네트워크를 훈련시켜 시간영역 신호에 대한 예측 모델을 확보하는 기능; (ii) 제1 주파수(ωa)의 제1 초음파신호와 제2 주파수(ωb)(단, ωa 003c# ωb)의 제2 초음파 신호로 동시에 가진되는 대상 구조물(target structure)로부터 계측된 현재시간단계의 초음파 계측신호를 훈련된 LSTM 네트워크에 입력하여 설정된 데이터 포인트 수에 따라 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구하는 기능; (iii) 구해진 초음파 예측신호를 사용하여 재구성된 신호를 구하는 기능; (iv) 상기 재구성된 신호를 푸리에 변환하는 기능; 및 (v) 푸리에 변환된 신호를 이용하여 구한 스펙트럼 밀도함수의 값에 기초하여 비선형 변조 성분을 검출하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부를 판별하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능한 저장매체
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대상 구조물의 초음파 가진에 따른 진동의 감지를 통해 생성되어 입력으로 제공되는 초음파 계측신호를 처리하여 대상 구조물의 균열 발생 여부에 관한 정보를 산출하기 위해 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 저장된 컴퓨터 실행가능 프로그램으로서, 상기 컴퓨터 실행가능 프로그램은, (i) 서로 구별되는 두 가지 주파수를 각각 갖는 두 초음파신호로 동시에 가진되는 구조물로부터 계측된 초음파 계측신호들을 학습용으로 이용하여 장단기 기억(LSTM) 네트워크를 훈련시켜 시간영역 신호에 대한 예측 모델을 확보하는 기능; (ii) 제1 주파수(ωa)의 제1 초음파신호와 제2 주파수(ωb)(단, ωa 003c# ωb)의 제2 초음파 신호로 동시에 가진되는 대상 구조물(target structure)로부터 계측된 현재시간단계의 초음파 계측신호를 훈련된 LSTM 네트워크에 입력하여 설정된 데이터 포인트 수에 따라 다음시간단계의 초음파 예측신호를 구하는 기능; (iii)구해진 초음파 예측신호를 사용하여 재구성된 신호를 구하는 기능; (iv) 상기 재구성된 신호를 푸리에 변환하는 기능; 및 (v) 푸리에 변환된 신호를 이용하여 구한 스펙트럼 밀도함수의 값에 기초하여 비선형 변조 성분을 검출하여 상기 대상 구조물의 균열 발생 여부를 판별하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 실행가능 프로그램
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