这次提到的方法把计算机视觉和加速度数据放在一起,搞出了一套全新的监测方案。桥梁结构健康评估里,位移是很关键的指标,不过也是挺难测准的一个点。老一套的位移监测要么操作麻烦、花钱多,要么测不准、测不出高频响应。计算机视觉倒是好布设,但也有视野不够广、高频数据漏了、标定费劲这些毛病。针对这些问题,科学家们搞了个多尺度滤波融合的方法,想把两边的优势都占了,最后给出既高精度又宽频域、噪音还小的位移数据。 这个方法有四个主要环节: 第一,用视觉位移来补准静力分量。因为二次积分的时候容易丢低频信号,视觉位移正好能把这部分短板给补上。 第二,拿加速度来完善动力分量。计算机视觉受限于采样频率,抓不到高频响应,而加速度传感器就能把动态的部分给拎出来。 第三,搞多尺度滤波来重构位移数据。把视觉位移做低通滤波去掉高频噪声;把加速度二次积分后的结果做高通滤波去除低频漂移误差;最后把这两个数加起来就行。 第四,搞了个视觉位移的自动标定法子。利用视觉和加速度里同频的信号做最小二乘拟合来算比例因子,不用真去量尺寸、测距离了。 这套方案跟以前比起来优势大了去了: 精度上,噪声低了、漂移也少了,实测下来时域误差最多能掉50%。 频域上,能把高阶响应都抓出来,弥补了计算机视觉高频不行的短板。 操作上,不用爬上桥去量尺寸了。 成本上,用的都是普通的视觉和加速度传感器。 总的来说,这个方法算是把视觉和加速度的长处都结合了起来。未来科学家们还要琢磨怎么用更少的传感器去测全桥的位移、怎么根据桥的特性调系统配置、怎么压住环境噪音。这些问题解决了,就能让这个技术从实验室走到工地现场。桥梁健康监测可是保交通安全的防线啊!这次的突破不光让监测更智能、更准、更快,也为以后建智能的基础设施体系打下了底子。