低成本方法可实时检测建筑物变形 从而达到极高精度

　　据外媒报道，一种新的基于摄像机的测量建筑物变形的方法可以检测10米外的微小位移。该方法可用于连续检测高层建筑、桥梁和其他大型结构中的快速变形，以使这些结构适应外力。由Tobias Haist领导的研究人员在光学协会（OSA）的《应用光学》杂志上描述了这项新技术，这项研究是一个项目的一部分，该项目旨在开发必要的技术，以创建能够适应日光、气温、风和地震等环境条件的建筑物。

研究人员将他们基于摄像头的新方法用于测量建筑物变形，以监视9米高的自适应建筑物原型框架的很小的运动。图片来源：斯图加特大学Flavio Guerra

　　研究小组成员、斯图加特大学的弗拉维奥格拉（Flavio Guerra）说：“我们的检测建筑物变形的新方法可用于连续监测运动。对于桥梁，所测量的变形可用于抵消外部负载，例如卡车横穿桥梁，从而延长了桥梁的使用寿命。由于它是实时运行的，因此一旦发现任何新的变形（可能导致裂纹），就可以发出警报。未来有一天，我们可以建造轻型建筑，以应对复杂的风力而改变形式，并在地震中保持静止。这种类型的适应需要极其精确的建筑物变形测量，以便估算建筑物的当前状态并可以预测建筑物可能移动的方向。”

　　新方法包括将相机固定在距离建筑物正面不远的三脚架上，并将小型发光器固定到建筑物上。然后，摄像头检测光源是否相对移动。计算机生成的全息图用于在图像传感器上创建每个光源图像的多个副本。平均多个激光点副本的移动有助于减少测量误差（例如噪声），从而产生小于百分之一像素的测量不确定性。使用多台摄像机将进一步提高该精度，并使该技术可用于非常大的结构。尽管光纤传感器可用于结构健康状况监视，但必须在建筑物建造时安装它们，新相机为基础的系统可以后施工和用途硬件比光纤系统便宜被附接。

　　Guerra说：“我们使用的多点测量方法是基于一种相对简单的方法开发的，用于控制坐标测量机。但是，我们首次在多变的环境条件下实时将多点方法应用于户外大型物体。”

　　研究人员指出，大多数摄像机检查系统会照亮对象（在这种情况下为建筑物），然后使用摄像机对其进行成像。他们采用了另一种方法，将发光器安装到建筑物上，然后将光直接引向摄像机。由于摄像机接收到更多的光线，因此该设置可实现更快，更准确的测量。

　　研究人员使用他们的新方法来监视9米高的自适应建筑原型框架的很小的运动。他们的测量与原型获得的振动计和应变仪传感器数据非常匹配。接下来，研究人员计划使用该系统来测量实际建筑物中的运动，他们还计划使软件更加强大和冗余，以使其一天24小时连续测量可靠。

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