Personal tools
You are here: Home Prezentace Bakalářské práce Optické metody měření deformací
Navigation
Log in


Forgot your password?
 
Document Actions

Optické metody měření deformací

by Tomáš Doktor last modified 2009-03-23 11:21

Bakalářská práce

Přiděleno: Jiří Jahoda

Vedoucí práce: Jaroslav Valach

Obhájeno: rozpracováno

Motivace

„Snížení entropie, Zvýšení poznání o okolním světě.“

Cílem práce je pomocí optického měření a výpočetních metod, graficky a numericky zjistit průběh deformace a změnu tvaru na tenkostěnném nosníku, který se používá jako výztuž dopravních mostů malých až středně velkých rozměrů (6m - 12m). U tohoto tenkostěnného nosníku dochází vlivem acyklického zatížení přejíždějících automobilů k takzvanému „boulení“.

V současné praxi se používá pro zjištění deformace a působících napětí na nosníku, měření pomocí tenzometru. Jedná se o velmi nákladné měření jak z hlediska velkého množství člověko-hodin na provedení měření, ale i kvůli finanční náročnosti potřebného vybavení.

Touto optickou metodou by se v budoucnosti mohlo nahradit v plném rozsahu předchozí zmíněné měření za výrazně příznivějších finančních a časových nákladů.


Metody

Jako vstupy poslouží dva snímky z různých úhlů snímání před deformací a následně dva snímky z identických úhlů po deformaci.

Provede se na snímání měřeného objektu ze dvou úhlů (pro zjištění všech tří rozměrů), před deformací a po deformaci.

Následně je potřeba zjistit pro výpočet deformace a změnu tvaru, kam se jednotlivé oblasti (subsets) ze snímku posunou po deformaci.

V principu bez použití výpočetní techniky by člověk vzal fixu označil oblast, na které by dokázal identifikovat poznávací vzor a tu samou oblast by pak označil na snímku po deformaci, pravítkem změřil posunutí, potom by to stačilo jenom opakovat pro všechny oblasti a máme výsledek našeho měření. Jelikož se ale jedná o deformace řadově v milimetrech, navíc by se jednalo o časově velmi pracný postup z poměrně velkou nepřesností, vzhledem k nedokonalosti v některých aspektech lidského oka.

Proto pro potřeby metody nebudeme používat člověka, ale počítač. Což je sice velmi mocný nástroj, protože ale počítač neumí česky ani jiný lidský jazyk, tak mu budeme muset uvedený postup nějak sdělit, jedna ze zvolených způsobů je programovací jazyk Matlab, který je velice dobře orientovaný na matematické výpočty a práci s maticemi.

Hlavní úskalí metody je, že počítač nemá žádné kognitivní funkce. Proto je musíme naprogramovat. Jeden ze způsobů, jak program zjistí určitý vzor v konkrétním regionu, aby mohl určit, kam se v dalším snímku posune okolí (subset), použijeme metodu korelace. Na nosník nastříkáme sprejem „náhodně“ rozmístěné značky, pomocí jejichž poloh a intenzit je program schopný identifikovat jednotlivé oblasti. Nastříkání značek způsobí, že každá oblast se stane unikátní, tudíž bude nést pro program určitý vzor, podle které ji pozná. Pak nám stačí porovnávat jednotlivé oblasti pomocí korelace, která je schopná porovnat dvě oblasti a označit je mírou shody <-1,0,1>. (Pro shodné oblasti ze stejným vzorem se hodnota bude blížit jedné.) Tím zjistíme posunutí z deformací. Následně stačí zaznamenat posunutí všech regionů (subsets) a vykreslit je. Jelikož máme snímky ze dvou úhlů, zjistíme pomocí geometrických vztahů tvarovou změnu v prostoru a proběhlou deformaci. Nesmíme ale zapomenout odstranit nebo minimalizovat nepřesnosti snímačů obrazu (digitálních fotoaparátů).


Powered by Plone CMS, the Open Source Content Management System

This site conforms to the following standards: