昨天看到一篇文獻，覺得挺有意思。

論文題目：《Eulerian‐based virtual visual sensors to measure dynamic displacements of structures》，作者是特拉華大學（University of Delaware）的Ali Shariati博士和波特蘭州立大學(Portland State University)的Thomas Schumacher。

他的研究方向是結構健康監測新方法，包括圖像與信號處理，無損檢測方法等。

在車輛荷載等作用下，橋梁產生實時變化的變形。通常我們需要用什么辦法來進行測量呢？

最常用的就是這種動撓度計了，這需要搭架子，用磁力表架把撓度計豎向“頂”到梁底，然后通過數據線把實時變化的撓度數據導出到計算機中。

這是激光撓度計，長得樣子和全站儀類似，從儀器端發射一束激光到事先安裝在梁上的標靶，然后通過激光發射與反射的時間與角度差異，自動計算出梁的動撓度。

 

常用的這些傳感器，要么是布置起來比較麻煩，要么是設備復雜造價高。

有沒有一種替代品呢？Ali博士給了一個思路：

圖中的VVS，是“Virtual Visual Sensors”的縮寫，虛擬視覺傳感器，其實就是在待測點貼上一個黑白片，在地面上的固定點安裝錄像機——注意不是傳統的拍照片哦，是錄像，錄像就可以記錄在時間軸上的影像動態變化。

在錄制一段時間后，把視頻取出，通過計算機算法進行圖像處理運算，對黑白片的移動進行判斷。

這就是計算機看到的不同時刻黑白片移動的效果。

之所以采用黑白片，主要是因為二者顏色對比度最強，至于對不同時刻位移的計算，文中也提出了，圖像中的一個像素大小與實際待測電的位移大小是可以對應的。

算法的難點，一個是待測點與視頻錄制點的不在相同標高，角度需要在算法中進行修正。

另一個難點，是這種通過錄像機采集信息的方法，對環境光線的影響比較敏感。這在觀測時間短的荷載試驗過程中還不明顯，要是一個長時間的健康監測，就需要算法單獨對不同光線下的靈敏度進行調整了。

這是利用哥倫比亞大學課題組事先安裝的標靶進行的實橋觀測，實踐證明利用VVS的這種方法有非常好的效果。

說幾句題外話，Ali博士的這篇SCI寫的極好，即便我與他的研究方向不同，仍然可以在5~10分鐘把他的這篇9頁的論文讀完，他把故事將得很好，非常值得借鑒。

另外發現在這篇論文中，出現了好幾所大學的研究團隊，美國的跨校、跨學科合作真是強，這點更加值得學習，這才是真正的資源優化配置啊！

內容來自公眾號：十千牛

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