구조물 안전성 향상을 위한가속도계 및 GPS-RTK 융합을 통한 구조물 6자유도 동적거동...... Development of 6-DOF dynamic response measurement system for civil

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구조물 안전성 향상을 위한가속도계 및 GPS-RTK 융합을 통한 구조물 6자유도 동적거동...... LDV나 LVDT와 같은 변위 센서는 설치문제로 인해 해상 교량과 같은 대형 구조물에 적용하기 어렵다. 대신, GPS-RTK가 대형 구조물의 변위 계측에 사용되고 있으나, GPS-RTK는 수직변위 정확도가 1~5cm 로 낮고 고가이다. 본 연구에서는 정밀 3축 가속도계와 저가 GPS-RTK를 이단계 칼만필터로 융합하여 구조물 6자유도 변위, 속도, 가속도 및 각변위를 변위기준 2mm 이하의 오차와 100Hz 급의 샘플주파수로 정밀 계측 가능한 세계 최초/최고 수준 구조물 동적거동 모니터링 시스템을 개발했다. 이를 바탕으로 3건의 SCI 논문을 게재하였고, 3건의 특허(2건 등록완료 및 1건 등록 심사중) 및 3건의 기술이전(3억원) 성과를 달성하였다. 또한 영종대교, 이순신대교, 중국 Xihoumen교에서의 현장실험을 통해 제안기술의 우수성을 검증하였으며, 실제 본 기술은 인천국제공항고속도로 교량계측시스템 구축 사업의 일환으로 현재 영종대교에 설치 중이다. 또한, 건설신기술 인증 및 국외 특허출원을 통하여 국내외 시장개척 및 상용화를 추진 중에 있다. 본 기술은 구조물 안전진단에 핵심인 변위를 정밀하게 계측함으로써 사회기반시설 및 건설구조물 건전성 모니터링, 정밀시공, 내하력 평가의 정확성을 향상 시키고 검사의 신뢰성을 높일 수 있으며 구조물의 안전도를 제고할 수 있다.
The displacement sensors such as LDV and LVDT have limited application in large-scale civil structures like cross-sea bridges due to its installation problems. Instead, GPS-RTK is widely applied to large civil engineering structures, but GPS-RTK is expensive and has low accuracy (1~5mm). A displacement measurement system was developed to measure 6DOF displacement, velocity, acceleration and angular displacement with 2mm of RMS error and 100Hz of sampling frequency by fusing the data obtained from a 3 axes accelerometer and a GPS-RTK through two-stage Kalman filter. Based on the research, 3 SCI papers were published, and 3 patents (2 pending, 1 in the process) and 3 technology transfers ($0.3 million completed) have been accomplished. Through field tests in Yeongjong Grand bridge, Yi Sun-sin bridge and Xihoumen bridge, the performance has been proved and the system is being installed at Yeongjong Grand bridge. Furthermore, the system will be commercialized in national and international market through new construction technology certification and oversea patent. The proposed system can improve the precision and reliability of structural health monitoring, precise construction and load carrying capacity evaluation.
Description
한국과학기술원 : 건설 및 환경공학과
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2017
Language
kor
Description

KAIST 2017 대표 연구성과 10선

URI
http://hdl.handle.net/10203/263649
Link
https://archives.kaist.ac.kr/research.jsp?year=2017&view=view07
https://archives.kaist.ac.kr/eng/research.jsp?year=2017&view=view07
Appears in Collection
2017 KAIST 대표 연구성과 10선
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