While it might appear that large st

While it might appear that large structures, such as bridges and buildings, remain entirely unmoved by everyday forces like rain and wind, the truth is that they do experience very slight vibrations, too small to be seen by the human eye. Those vibrations can be indicative of structural damage or instability, but current methods of detecting them are impractical and costly. A new technique developed by MIT researchers is designed to spot those telltale signs of weakness using high speed video and a computer vision technique.

Current techniques for monitoring the stability of large structures include the placement of numerous expensive accelerometers, or the use of laser beams and acoustic waves, measuring velocity to calculate motion. While such methods are precise, they're also expensive and very time-consuming, only measuring a single point on a structure at one time.

Conversely, the method proposed by the MIT researchers requires only a single high speed camera, is able to track vibrations across entire structures, and can be conducted without making physical contact.

Viewing structures with high-speed video wouldn't usually reveal such tiny vibrations, but by running footage through a computer vision technique called "motion magnification," the team was able to boost certain frequencies, exaggerating subpixel motions. The technology, which was originally developed by MIT researchers in 2012, works by filtering video images into phase and amplitude signals, and then recombining them in such a way that certain frequencies are amplified, make small motions much more prominent.

The team tested the method using a Phantom v10 high speed camera to capture footage of a PVC pipe and a cantilever beam being struck with a hammer at 20,000 frames-per-second. For comparison, the vibrations were also recorded by both accelerometers and laser vibrometers.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในขณะนั้นอาจปรากฏว่า ยังคงมีโครงสร้างขนาดใหญ่ สะพานและอาคาร unmoved ทั้งหมด โดยกองกำลังประจำวันเช่นฝนและลม ความจริงก็คือ ว่า พวกเขามีประสบการณ์สั่นสะเทือนเล็กน้อยมาก เล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ ด้วยตามนุษย์ สั่นสะเทือนที่สามารถส่อเสียโครงสร้างหรือความไม่แน่นอน แต่ปัจจุบันวิธีการตรวจสอบนั้นเป็นไปได้ยาก และเสียค่าใช้จ่าย เทคนิคใหม่ที่พัฒนา โดยนักวิจัยของ MIT ได้ออกแบบมาเพื่อจุดสัญญาณปากโป้งที่อ่อนแอการใช้ความเร็วสูงวิดีโอและเทคนิคคอมพิวเตอร์วิชั่นปัจจุบันเทคนิคสำหรับการตรวจสอบความมั่นคงของโครงสร้างขนาดใหญ่รวมถึงตำแหน่งของหัวราคาแพงจำนวนมาก หรือการใช้ลำแสงเลเซอร์และคลื่นอะคูสติก การวัดความเร็วในการคำนวณการเคลื่อนไหว วิธีดังกล่าว มีความแม่นยำ พวกเขายังไม่แพง และใช้ เวลามาก เฉพาะ วัดจุดเดียวบนโครงสร้างทีนี้ในทางกลับกัน วิธีที่เสนอ โดยนักวิจัยของ MIT ต้องใช้กล้องความเร็วสูงที่เดียวเท่านั้น สามารถติดตามสั่นสะเทือนทั่วทั้งโครงสร้าง และสามารถทำได้โดยไม่ทำการติดต่อทางกายภาพดูโครงสร้างด้วยความเร็วสูงจะไม่มักจะเปิดเผยดังกล่าวสั่นสะเทือนเล็ก ๆ แต่ โดยรันวิดีโอผ่านเทคนิควิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์เรียกว่า "เคลื่อนไหวขยาย" ทีมสามารถเพิ่มความถี่ในบาง exaggerating subpixel ดังนั้น เทคโนโลยี ซึ่งแต่เดิมถูกพัฒนา โดยวิจัย MIT ใน 2012 ทำงาน โดยภาพวิดีโอกรองเป็นระยะ และคลื่นสัญญาณ และ recombining ในลักษณะที่เป็นขยายความถี่บาง ทำเคลื่อนไหวขนาดเล็กที่โดดเด่นมากทีมทดสอบวิธีใช้ Phantom v10 กล้องความเร็วสูงในการจับภาพวิดีโอของท่อพีวีซีและคาน cantilever ที่กำลังหลง ด้วยค้อนที่ 20000 เฟรมต่อสอง สำหรับการเปรียบเทียบ สั่นสะเทือนถูกบันทึก โดยใช้หัวและเลเซอร์ vibrometers

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ในขณะที่มันอาจปรากฏว่าโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นสะพานและอาคารยังคงไม่ไหวติงทั้งหมดโดยกองกำลังของชีวิตประจำวันเช่นฝนตกและลม, ความจริงก็คือว่าพวกเขามีประสบการณ์การสั่นสะเทือนเล็กน้อยมากมีขนาดเล็กเกินไปที่จะมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ การสั่นสะเทือนที่สามารถบ่งบอกถึงความเสียหายของโครงสร้างหรือความไม่แน่นอน แต่วิธีการปัจจุบันของการตรวจสอบพวกเขาทำไม่ได้และค่าใช้จ่าย เทคนิคใหม่ที่พัฒนาโดยนักวิจัยเอ็มไอทีถูกออกแบบมาเพื่อจุดสัญญาณร่องรอยเหล่านั้นของความอ่อนแอของการใช้วิดีโอความเร็วสูงและเทคนิควิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์. เทคนิคปัจจุบันสำหรับการตรวจสอบความมั่นคงของโครงสร้างขนาดใหญ่รวมถึงตำแหน่งของ accelerometers ราคาแพงจำนวนมากหรือการใช้ลำแสงเลเซอร์และ คลื่นอะคูสติก, การวัดความเร็วในการคำนวณการเคลื่อนไหว ในขณะที่วิธีการดังกล่าวมีความแม่นยำก็จะยังมีราคาแพงและใช้เวลานานมากเพียงวัดเป็นจุดเดียวกับโครงสร้างในครั้งเดียว. ตรงกันข้ามวิธีการที่เสนอโดยนักวิจัยเอ็มไอทีต้องใช้เพียงกล้องที่มีความเร็วสูงเดียวคือสามารถที่จะติดตาม การสั่นสะเทือนทั่วทั้งโครงสร้างทั้งหมดและสามารถดำเนินการได้โดยไม่ทำให้การติดต่อทางกายภาพ. ดูโครงสร้างกับวิดีโอความเร็วสูงมักจะไม่เปิดเผยการสั่นสะเทือนขนาดเล็กดังกล่าว แต่โดยใช้ภาพโดยใช้เทคนิคคอมพิวเตอร์วิสัยทัศน์ที่เรียกว่า "การขยายการเคลื่อนไหว" ทีมงานก็สามารถที่จะ เพิ่มความถี่บางอย่างเกินความจริงการเคลื่อนไหว subpixel เทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาขึ้นโดยนักวิจัยเอ็มไอทีในปี 2012 ทำงานโดยการกรองภาพวิดีโอเข้าสู่ขั้นตอนและสัญญาณกว้างแล้ว recombining พวกเขาในลักษณะที่ความถี่บางอย่างจะขยายให้การเคลื่อนไหวที่มีขนาดเล็กมากที่โดดเด่นมาก. ทีมที่ผ่านการทดสอบวิธีการ โดยใช้ผี v10 กล้องที่มีความเร็วสูงในการจับภาพวิดีโอของท่อพีวีซีและคานคานถูกตีด้วยค้อน 20,000 เฟรมต่อวินาที สำหรับการเปรียบเทียบการสั่นสะเทือนที่ถูกบันทึกไว้โดยทั้ง accelerometers และเลเซอร์ vibrometers

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในขณะที่มันอาจจะปรากฏที่ขนาดใหญ่โครงสร้างเช่นสะพานและอาคารยังคงไม่ไหวติงโดยการบังคับทั้งหมดทุกวันเหมือนฝนและลม ความจริงก็คือพวกเขาจะประสบการณ์น้อยมาก แรงสั่นสะเทือน เล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยสายตามนุษย์ การสั่นสะเทือนที่สามารถแสดงให้เห็นถึงความเสียหายของโครงสร้างหรือความไม่มั่นคง แต่ในปัจจุบันวิธีตรวจจับได้ยากมาก และราคาแพงเทคนิคใหม่ที่พัฒนาขึ้นโดยนักวิจัย MIT ออกแบบมาเพื่อจุดที่คล้ายเป็นสัญญาณของความอ่อนแอโดยใช้วิดีโอความเร็วสูงและเทคนิคคอมพิวเตอร์วิสัยทัศน์

ปัจจุบันเทคนิคสำหรับการตรวจสอบเสถียรภาพของโครงสร้างขนาดใหญ่ รวมถึงตำแหน่งของแพงหลาย accelerometers , หรือการใช้แสงเลเซอร์ และเสียงคลื่น วัดความเร็วในการคำนวณการเคลื่อนไหวในขณะที่วิธีการดังกล่าวจะชัดเจน มันยังแพงและใช้เวลานานมาก แต่วัดจุดเดียวบนโครงสร้างในครั้งเดียว

แต่วิธีที่เสนอโดยนักวิจัย MIT ใช้เพียงกล้องความเร็วสูงเดียวสามารถติดตามการสั่นสะเทือนในโครงสร้างทั้งหมด และสามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องติดต่อทางกายภาพ .

ดูโครงสร้างด้วยวีดีโอความเร็วสูงก็มักไม่เปิดเผยเช่นการสั่นเล็กๆ แต่ โดยการใช้ภาพ ผ่านวิสัยทัศน์คอมพิวเตอร์เทคนิคที่เรียกว่าการเคลื่อนไหว " ขยาย " ทีมได้เพิ่มความถี่บางเกินไปภาพเคลื่อนไหวจุดภาพ . เทคโนโลยีที่ถูกพัฒนาโดยนักวิจัย MIT ใน 2012 , ทำงานโดยการกรองภาพวิดีโอลงในเฟสและแอมพลิจูดของสัญญาณ ,และ recombining ดังกล่าวในลักษณะที่ความถี่บางอย่างจะขยายให้ภาพเคลื่อนไหวขนาดเล็กมากเด่นมาก

ทีมทดสอบโดยใช้ปีศาจ V10 ความเร็วสูงกล้องเพื่อจับภาพวิดีโอของท่อพีวีซี และสะพานคานโดนด้วยค้อนที่ 20 เฟรมต่อวินาที สำหรับการเปรียบเทียบ , การสั่นสะเทือนยังบันทึกโดยทั้ง vibrometers accelerometers และ เลเซอร์