摘要:當前監測大型建築穩定性的技術包括安裝一些昂貴的加速計或使用激光測振儀來檢測。高速視頻其實並不能展現微震,不過利用一項名爲“運動放大”(motion magnification)的計算機視覺技術來播放該視頻,研究人員能提高特定頻率,誇大像素運動。

  雖然看上去橋樑和高樓大廈這些大型建築似乎對下雨和颳風這類日常作用力無動於衷,但事實上它們在應對這些作用力時會發生微小震動,只不過幅度太小人眼觀察不到罷了。這些震動能被用來評估建築的損傷或不穩定情況,不過當前的探測方法不切實際且代價高昂。MIT研究員們開發了一項新技術,該技術利用高速攝像和計算機視覺技術來監測這些震動。

  當前監測大型建築穩定性的技術包括安裝一些昂貴的加速計或使用激光測振儀來檢測。這些方法雖然精確卻昂貴又費時,且一次只能檢測建築在某個時間段的狀況。

  相反,MIT研究員所用的方法只需一個高速攝像機來追蹤整棟建築的震動即可,此方法不需直接接觸即可使用。

  高速視頻其實並不能展現微震,不過利用一項名爲“運動放大”(motion magnification)的計算機視覺技術來播放該視頻,研究人員能提高特定頻率,誇大像素運動。該技術最先於2012年由MIT研究人員開發,它能根據不同階段和振幅信號對視頻圖片進行篩選,接着它會將那些具有特定振幅的圖片進行重新組合,讓微小運動更加可觀。

  該團隊利用Phantom v10高速攝像機以每秒2萬幀的速度捕捉了一截PVC水管和一個懸臂被錘子擊打的視頻。爲了便於比較,該團隊同時也利用了加速計和激光測振儀來記錄它們的震動。

  當直接觀看視頻的時候,水管和懸臂均靜止不動。然而,一旦用計算機視覺軟件來觀看視頻,就會看到水管在圓和橢圓之間變換,而懸臂則在前後搖晃。這一數據與傳統手段記錄下來的數據相吻合。

  有了這一鼓舞人心的結果,該團隊相信這一技術也許在監測橋樑和建築物方面很有用,人們甚至還能用它來測量管線。在使用不那麼先進的攝像機時,這一方法仍然奏效,進一步突出了它的優點。

  MIT教授Oral Buyukozturk表示,這是一項經濟實用的非接觸式感應技術。你可以根據測量物體的不同來選擇攝像機,也許你可以先用手機上的攝像機來放映,如果你檢測到了某些東西,就可以接着用高速攝像機來專注研究。由於檢驗級別不同,人們並不總是需要用高速攝像機來檢測。

  該團隊打算繼續進行研究,並在波士頓檢測一些建築,包括約翰漢考塔和扎金大橋。

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