STA/LTA 알고리즘에 기반한 콘크리트의 초음파 도착시간 자동 추출 연구 (Research on Automatic Detection of Ultrasonic Arrival Time in Concrete Using STA/LTA Algorithm)

서지정보

· 발행기관 : 한국콘크리트학회
· 수록지 정보 : 콘크리트학회 논문집 / 36권 / 2호 / 133 ~ 144페이지
· 저자명 : 이승현, 이주원, 최하진, 강현구

초록

본 연구에서는 콘크리트에서 초음파 신호의 도착시간을 결정하는 특정 시간구간을 랜덤하게 적용한 STA/LTA 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션 및 실험 데이터에 대해 상세 해석을 진행하여 성능을 검증하였다. Comsol Multiphysics 프로그램과 실제 UPV 장비를 사용하여 무근콘크리트와 철근콘크리트 모델에서 직접법과 간접법을 통해 측정된 초음파 신호를 기반으로 AIC, Hinkley Criterion, Amplitude Threshold-picker 알고리즘과 특정 시간구간을 랜덤하게 적용한 STA/LTA 알고리즘의 편차값을 비교하여 성능 평가를 실시하였다. 이후 무근콘크리트와 철근콘크리트에서의 결과 비교를 통해 재료의 복합성이 신호에 미치는 영향을 평가하였으며, 직접법과 간접법 사용의 비교를 통해 간접법이 초음파 신호에 미치는 영향에 대해 평가를 실시하였다. 그 결과, 특정 시간구간을 랜덤하게 적용한 STA/LTA 알고리즘이 타 알고리즘에 비해 더 우수한 성능을 보였으며, 실험보다 시뮬레이션에서, 철근콘크리트보다 무근콘크리트에서, 간접법보다 직접법에서 더 낮은 편차값을 가짐을 확인하였다.

영어초록

In this study, the STA/LTA algorithm with a specific time interval applied randomly for determining signal arrival time in concrete was developed and validated. The performance evaluation included comparing deviation values of the AIC (akaike information criterion), Hinkley Criterion, and Amplitude Threshold-picker algorithms, as well as the STA/LTA algorithm with a specific time interval applied randomly. This comparison relied on ultrasonic signals measured through both direct and indirect methods in models of non-reinforced and reinforced concrete. The signals were measured in simulations and experiments using the Comsol Multiphysics software along with actual UPV equipment. Following this, a comparison of the results between non-reinforced and reinforced concrete was conducted to assess the impact of material heterogeneity on the signals. Additionally, a comparison between the direct and indirect methods was performed to evaluate the effect of the indirect method on ultrasonic signals. As a result, the STA/LTA algorithm with a specific time interval applied randomly setting exhibited superior performance compared to other algorithms. It had lower bias values, especially in simulations as opposed to experiments, in non-reinforced concrete compared to reinforced concrete, and with the direct method rather than the indirect method.

참고자료

· 없음