다중 소수 샘플링률 저프레임 영상 기반 고주파 진동 변위 복원

키워드

확장요약문

구조물 및 기계 시스템의 진동 계측에는 높은 시간 해상도가 요구되지만, 비전 기반 측정은 카메라 프레임률에 의해 측정 가능한 주파수 범위가 제한된다. 본 연구에서는 서로 다른 샘플링률로 취득한 다수의 저프레임률 영상을 이용하여 개별 영상의 나이퀴스트 한계를 초과하는 고주파 진동 변위를 복원하는 방법을 제안한다. 각 영상의 에일리어싱 정보를 이용해 실제 진동 주파수를 추정하고, 독립적으로 취득된 신호의 위상을 정렬한 뒤 비균일 시간축 데이터로 통합하여 주파수 제약 희소 복원을 수행한다. 이를 통해 고속 카메라나 의도적인 랜덤 샘플링 없이 시간영역 변위 응답을 재구성할 수 있다. 수치해석을 통해 단일 및 다중 주파수 진동에 대한 복원 성능과 샘플링 조건의 영향을 분석하였으며, 실제 구조물 실험에서 기준 센서와 비교하여 나이퀴스트 한계를 초과하는 고주파 진동의 주파수 및 변위 복원 가능성을 검증하였다.