Image Processing for Structural Health Monitoring

Torabi, Navid and Gholizad, Amin and Shakeri, Kazem (2018) Image Processing for Structural Health Monitoring. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
Navid Torabi.pdf

Download (625kB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

Over the past decades, various studies have been carried out to calculate the amount of displacement of under external loads and monitoring their effectiveness that among the existing methods, video processing, is accounted a novel method that has made progress significantly. In this method also dynamic behavior of structures and obtaining modal characteristics of the structure, including structural frequencies, damping ratio and modal shapes are investigated. In some experiments study of structural behavior against loads that leads to structural damage have been studied. In such cases, the use of contact sensors will be either impossible or costly. Therefore, the proposed method for solving these problems is the use of an image-based processing sensor as an alternative to the existing sensor which in addition to having the proper precision, is very low cost and without contact with the structure been done.In this research, the application of image processing is investigated on a three-story steel structure frame model that several target points mounted on the structure. Using a conventional manual camera that has located at a certain distance from the structure and the target points, the amount of displacement of the structure is obtained during the exerting of the load and the vibration of the structure. The camera records the structure vibration and the data have been transmited to the computer, then these data are used through software to track the motions of the structure based on the target points. Also to extract the modal information from Frequency Response Functions (FRF), one degree of freedom (peak picking) were used.The main purpose of this research is using the image processing approach to measure the displacement, velocity and acceleration parameters of the structure. This method can be used as an alternative for traditional methods. This method also can have a good place to monitor and inspect engineering structures, specially bridges. Since this method has not yet been examined significantly, this research can be considered as the appropriate research base for the development of the method.

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: استفاده از پردازش تصاویر برای پایش سلامت سازه ها
Persian Abstract: در دهه‏های گذشته پژوهش‏های مختلفی برای محاسبه میزان جابجایی سازه‏های عمرانی هنگام اعمال نیروی خارجی و نظارت بر کارایی آن‏ها صورت گرفته است که در بین روش‏های موجود روش پردازش ویدئو، روشی نوینی محسوب می‏شود که پیشرفت‏های قابل توجهی نیز داشته است. در این روش همچنین رفتار دینامیکی سازه‏ها و به دست آوردن مشخصه‏های مودال سازه اعم از فرکانس‏های طبیعی سازه، نسبت میرایی و اشکال مودی بررسی می‏شود. در برخی آزمایشات رفتار سازه در مقابل نیروی وارد شده که منجر به تخریب سازه می‏شوند مطالعه می شود در چنین مواردی استفاده از حسگرهای تماسی، غیرممکن یا هزینه بر خواهد بود. لذا روش پیشنهادی برای رفع چنین مشکلاتی استفاده از یک سنسور مبتنی بر پردازش تصویر به عنوان جایگزینی برای سنسور موجود است که علاوه بر داشتن دقت مناسب، هزینه بسیار پایینی دارد و بدون تماس با سازه انجام می‏شود. در این تحقیق کاربرد پردازش تصویر بر روی مدل قاب سازه سه طبقه فولادی مورد بررسی قرار می‏گیرد که در چند نقطه هدف بر روی آن نصب شده است مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از یک دوربین دستی معمولی که در فاصله معینی از سازه و نقاط هدف قرار گرفته است میزان جابجایی سازه درحین وارد شدن نیرو و ارتعاش سازه به دست می‏آید. دوربین ارتعاش سازه را ثبت می‏کند و داده‏ها به کامیپوتر انتقال می‏یابد سپس این داده ها از طریق نرم افزاری برای ردیابی حرکات سازه مبتنی بر نقاط هدف بکار می‏رود. همچنین برای استخراج داده های مودال از توابع پاسخ فرکانسی (FRF)، روش یک درجه آزادی (برداشت قله) استفاده شد. هدف اصلی این تحقیق به کارگیری رویکرد پردازش تصویر در اندازه‏گیری پارامترهای جابجایی، سرعت و شتاب سازه می‏باشد. این روش را می توان به عنوان جایگزینی مناسب برای روش های سنتی مورد استفاده قرار داد. این روش همچنین، می تواند جایگاه مناسبی در نظارت و بازرسی سازه های مهندسی از جمله پل ها داشته باشد. از آنجایی که این روش تاکنون مورد بررسی و تحقیق قابل بیانی قرار نگرفته است، این پژوهش می تواند پایه تحقیقاتی مناسبی جهت توسعه روش قلمداد گردد.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Gholizad, AminUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Shakeri, KazemUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Faculty of Engineering > Department of Civil Engineering
Date Deposited: 13 Dec 2018 09:54
Last Modified: 13 Dec 2018 09:54
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/4290

Actions (login required)

View Item View Item