Домой Новости науки Технологии В MIT разработали технологию видеонаблюдения за едва заметными вибрациями

В MIT разработали технологию видеонаблюдения за едва заметными вибрациями

В MIT разработали технологию видеонаблюдения за едва заметными вибрациями

Несмотря на то, что нам кажется, что такие большие структуры, как мосты и здания, остаются абсолютно неподвижными во время любых природных условий, таких как, например, дождь и ветер, правда заключается в том, что все эти конструкции постоянно испытывают очень легкие вибрации. Эти вибрации настолько малы, что обнаружить их невооруженным глазом невозможно. Однако именно такие вибрации рано или поздно могут стать индикатором нестабильности и конструктивного повреждения объектов.

Проблема заключается в том, что современные методы обнаружения этих вибраций очень непрактичны и весьма затратные. Однако новая технология, разрабатываемая учеными из Массачусетского технологического института, призвана упростить метод обнаружения этих важных сигналов за счет использования высокоскоростных камер и метода машинного зрения.

Современные методики мониторинга стабильности больших сооружений включает установку и использование многочисленных и дорогостоящих акселерометров, а также лазерных лучей или акустических волн, благодаря которым высчитывают скорость движения объекта. И хотя данные методы являются достаточно точными, для того чтобы вовремя принять нужные меры, они весьма дороги и трудоемки, а также позволяют за один подход производить расчеты только с одной определенной точкой структуры объекта.

Метод, предложенный исследователями Массачусетского технологического института, в свою очередь, требует использования всего одной высокоскоростной камеры, способной зафиксировать едва заметные колебания всей структуры, и при этом не требуя никаких физических контактов со строением.

Простое наблюдение с помощью высокоскоростных камер вряд ли позволит заметить такие едва уловимые вибрации, однако дальнейший анализ видеозаписи с помощью специального метода машинного зрения, получившего название «анализ динамики движения» позволяет усилить уровень определенных частот и отобразить колебания более выраженно. Технология, которую инженеры MIT создали еще в 2012 году, работает по методу фильтрации фаз и амплитуд видеоизображения и их дальнейшей рекомбинации таким образом, при котором определенные частоты усиливаются и делают малозаметные колебания более заметными.

Для испытания нового метода мониторинга команда исследователей использовала высокоскоростную камеру Phantom v10, которая записывала со скоростью 20 тысяч кадров в секунду колебания поливинилхлоридной трубки, один конец которой подвергался ударам. Для частоты эксперимента наблюдение за трубкой велось также с помощью лазерных лучей и акселерометров.

В MIT разработали технологию видеонаблюдения за едва заметными вибрациями

При обычном просмотре записанного видео колебаний трубки замечено не было. Однако после того, как видео пропустили через специальное компьютерное программное обеспечение, на полученных кадрах ясно и четко фиксировались колебания, которые заставляли трубку изменять свою форму. Эти данные были сверены с информацией, полученной благодаря более традиционным методам мониторинга колебаний, и в результате стало ясно, что они не отличаются.

Учитывая положительный опыт эксперимента, команда исследователей считает, что предложенный ими метод наблюдения колебаний может оказаться очень полезным при мониторинге целостности мостов и зданий, а также при наблюдении за целостностью трубопроводов, где дефекты структуры могут отличаться в зависимости от того, какое именно колебание эти структуры испытывают. Кроме того, специалисты отмечают, что успешность такого метода мониторинга по-прежнему сохраняется даже при использовании менее продвинутых камер, так как специфика технологии предполагает дальнейший анализ данных с помощью специального ПО.

«Эта бесконтактная сенсорная технология очень выгодна с экономической и трудозатратной точек зрения», — говорит профессор Массачусетского технологического института Орал Бойкозчерк.

«В зависимости от поставленной задачи, для создания нужного видеоизображения можно даже использовать камеры телефонов, а при обнаружении чего-то подозрительного применить уже более высокоскоростные камеры. Здесь возможны разные уровни инспекции: необязательно сразу использовать самое высокотехнологичное оборудование».

Magnifying motion

MIT researchers have now developed a technique to "see" vibrations that would otherwise be invisible to the naked eye, combining high-speed video with computer vision techniques. (Learn more about the technique: http://bit.ly/1K8t4en)

Video produced and edited: Melanie Gonick/MIT
Crane footage: Wadhwa, Rubinstein, Durand, and Freeman
Pipe and column footage: Justin Chen

Music sampled from "Zero" by Steve Combs
http://freemusicarchive.org/music/Steve_Combs/Steve_Combs_1437/20_Zero
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

В MIT разработали технологию видеонаблюдения за едва заметными вибрациями

источник

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here