Quantitative Evaluation of Bolt Loosening in Steel Structures Using Depth Vision and Point-Cloud-Dispersion Analysis Methods

본 연구는 비접촉식 및 무기저 방식으로 강구조물의 볼트 풀림을 자동 감지하고 정량화할 수 있는 Depth Vision 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 Depth Vision 카메라를 이용해 볼트 접합부의 포인트 클라우드 데이터를 계측하고, 산포 분석을 통해 볼트 풀림 정도를 정량화한다. 주성분분석(PCA)을 활용하여 신호 잡음을 최소화한 법선 벡터를 추출하고, 이를 기반으로 강판과 볼트 영역을 분리한 후, 각 볼트의 상대적 위치 차이를 분석하여 풀림 정도를 산출하였다. 본 시스템은 기저 데이터나 별도의 최적화 없이 작동 가능하며, 저가·경량의 카메라를 기반으로 다양한 현장에 적용 가능한 확장성과 휴대성을 갖춘다. 실험 결과, 제안 시스템은 이격 거리 30–60cm, 각도 30–90° 범위 내에서 2mm 이상의 해상도로 볼트 풀림을 감지하고 정량화할 수 있음을 확인하였다.