Nowe narzędzia do inspekcji, diagnostyki i oceny istniejących obiektów mostowych

Technologie bazujące na rozpoznawaniu obrazów

Rozpoznawanie obrazu CV (z ang. computer vision) to przede wszystkim dziedzina sztucznej inteligencji, która pozwala interpretować i analizować zapis wizualny określonego obszaru za pomocą algorytmów komputerowych.

Jedno z pierwszych zastosowań metody rozpoznawania i analizowania obrazu do badania mostów zostało przedstawione w publikacji [31], w której opisano jej zastosowanie w analizie dynamicznej. Badania oparto na technikach fotogrametrycznych, w przypadku których duże znaczenie ma przyjmowanie właściwego układu odniesienia, co ma być warunkiem dokładnego wyznaczenia przemieszczeń. Analizę uwzględniającą wzajemne relacje pomiędzy układem odniesienia a ruchomymi oraz nieruchomymi elementami mostowymi przedstawiono w publikacji [1]. W publikacji [32] przedstawiono uzupełnienie techniki fotogrametrii o rejestrację przyśpieszeń (a docelowo przemieszczeń) w celu poprawy dokładności wyników analizy, na którą negatywny wpływ mają ograniczona liczba klatek na sekundę, niedostateczna dokładność w pomiarach na dużą odległość, a także niestabilność kamery.

Cyfrowa rejestracja obrazu i związana z nią technika przetwarzania danych pozwalają stworzyć gęstą siatkę informacji wizualnej o całej powierzchni uchwyconej w kadrze [33]. Aby monitorować infrastrukturę lądową, używa się często cyfrowej korelacji obrazu DIC (z ang. digital image correlation), która jest techniką opartą na wizualnym zapisie cyfrowym, stosowaną do pomiaru przemieszczeń i odkształceń poprzez porównywanie zmian w analizowanych obrazach. W publikacji [34] opisano podstawy analizy DIC, która w podstawowym zakresie nie wymaga specjalnych przygotowań odnośnie do obiektu badań, środowiska oraz sprzętu. Dokładność techniki zależy w dużej mierze od powyższych czynników, a w szczególności od jakości i rozdzielczości urządzenia rejestrującego obraz − przy mniej sprzyjających uwarunkowaniach otrzymuje się mniej dokładne dane. W ciągu ostatnich trzech dekad algorytm DIC jest stopniowo modyfikowany i ulepszany w celu zwiększenia jego wydajności obliczeniowej i dokładności pomiarów. Ma na to wpływ zarówno rozwój sprzętu do rejestracji obrazów, jak i komputerów do ich analizy. Ze względu na znaczenie w infrastrukturze komunikacyjnej oraz ograniczoną, łatwo definiowaną geometrię, mosty są najczęściej badanymi obiektami inżynierii lądowej. System DIC był testowany na różnych obiektach mostowych, różniących się materiałem, z którego je zbudowano − testowano mosty betonowe (ref. [35]), murowane (ref. [36]) i stalowe (ref. [37]), jak i systemem statycznym, np. mosty wiszące (ref. [35, 38]).