Видеть, Как Здания Сотрясаются С Помощью Программного Обеспечения

Используя увеличение движения, мониторинг больших структур может стать достаточно дешевым, чтобы быть рутинным. Все, что вам нужно, — это видеокамера, и вы можете буквально видеть, как жесткие здания движутся, как тростник на ветру.

Увеличение движения и цвета с помощью программного обеспечения-это то, что происходит уже некоторое время. Впервые он привлек внимание общественности еще в 2005 году в Siggraph. Это позволило использовать прямое отслеживание изменений в пикселях, а затем применить обнаруженное движение к изображению в большем масштабе.

В 2012 году команда из MIT CSAIL обнаружила, что вы можете получить увеличение движения, применив алгоритмы фильтрации к изменениям цвета отдельных пикселей. Метод не отслеживал движение напрямую, а вместо этого использовал изменения цвета, которые возникают в результате движения. С помощью этой техники команда могла делать некоторые удивительные вещи, которые зависели от прямого наблюдения за изменением цвета — например, видеть пульс на запястье или пульсацию крови на лице.

Важным и почти случайным открытием было то, что при увеличении изменения цвета они также увеличивали движение. Новый метод достаточно быстр, чтобы работать в режиме реального времени. 

Теперь другая команда Массачусетского технологического института, возглавляемая Оралом Бююкозтурком, попыталась использовать эту технику для мониторинга конструкций — чтобы непосредственно видеть вибрации в зданиях, мостах и других конструкциях. В настоящее время такой мониторинг предполагает оснащение здания акселерометрами. Это дорого и, как правило, не дает полной «картины» того, что происходит со зданием. 

Было бы гораздо проще направить видеокамеру на здание и использовать программное обеспечение для увеличения движения, чтобы действительно увидеть вибрации. Проблема в том, что вы не можете быть уверены в том, что программное обеспечение извлекает из видео действительно движение объекта и как оно соотносится с данными, которые вы получили бы стандартным методом с использованием акселерометров. 

Чтобы подтвердить и откалибровать подход, команда использовала его для видеозаписи удара молотком по трубе из ПВХ, а также измерила результат с помощью акселерометров и лазерных виброметров. Увеличенное видео движения показало, что труба вибрирует в ожидаемых нормальных режимах. Вы можете увидеть, насколько хорошо это сработало в следующем видео: 

Это метод, который явно имеет другие потенциальные применения, и хорошей новостью является то, что оригинальное программное обеспечение, а не улучшенная версия, используемая здесь, доступна на GitHub с лицензией с открытым исходным кодом.

Следующий этап-использовать этот метод для мониторинга Зеленого здания Массачусетского технологического института, моста Закима и башни Джона Хэнкока в Бостоне. Интересно, установят ли они монитор, чтобы люди, находящиеся в зданиях или проходящие по мосту, могли видеть, насколько они двигаются! Это может быть нервирующим опытом.