Estimating Structural Dynamic Parameters by Using Visual-Based Technology

Abstract

Nowadays, various researches and studies have been done to obtain dynamic parameters of different types of structures. Thus, the researchers can assess the response of their used methods. Among many types of these techniques, visual-based technology is a new method that has also given rise to significant progress. Moreover, this method tracks the dynamic behaviors of structures directly and also identifies the dynamic parameters including the natural frequency and damping ratio. Therefore, in this research, by using a conventional smartphone camera which is located at a specific distance from the specimen and the target, the amount of displacement of the target is obtained during the entry of force. The camera records the vibration by using different numbers of frames per second (FPS) under normal and damaged conditions for verification. Then, the raw data is transferred to the computer which is operated through MATLAB software to track the displacement of the structure based on the targeted point on the specimen. Thus, the main purpose of this research is to discover dynamic parameters of the structure by utilizing the visual-based method in the laboratory. Finally, the outcomes are compared with the results of the accelerometer and other structural analyses which indicate the negligible 0.06% and 0.16% errors for normal and damaged conditions respectively. Keywords: Image-based technique, dynamic monitoring, vibration measurement, motion correction, digital image processing, displacement measurementGünümüzde farklı tipteki yapıların inşaat yer değiştirme, hız ve ivmelerini hesaplamak için çeşitli araştırmalar ve çalışmalar yapılmaktadır. Böylece, dış kuvvetlerin uygulanması sırasında araştırmacılar, onların etkinliğini ve davranışlarını izleyebilir ve anlayabilir. Bu yöntemlerin pek çok türü arasında görsel tabanlı teknoloji, fizibilite ve sağlamlık açısından da önemli ilerlemeler kaydeden yeni bir yöntemdir. Ayrıca, bu yöntem, yapıların dinamik davranışını izler ve doğal frekans, sönüm ve mod şekilleri de dahil olmak üzere yapısal parametre parametrelerinin özelliklerini elde eder. Bu nedenle bu araştırmada, numuneden ve hedeften belirli bir uzaklıkta bulunan normal bir akıllı telefon kamerası kullanılarak, kuvvet girişi sırasında hedefin yer değiştirme miktarı elde edilmiştir. Kamera titreşimi kaydeder, ardından veriler, yapının hedeflenen noktaya göre yer değiştirmesini izlemek için MATLAB yazılımı aracılığıyla kullanılan bilgisayara aktarılır. Bu nedenle, bu araştırmanın temel amacı, laboratuvarda bir numune üzerinde görüntü işleme yöntemini kullanarak yapının modal parametrelerini bulmaktır. Bu yöntemde, doğrulama için normal ve normal koşullar altında saniyede farklı sayıda kare kullanılır. Son olarak, bulgular ivmeölçer ve diğer FEM yapısal analizlerinin sonuçlarıyla karşılaştırılır. Anahtar Kelimeler: Görüntü tabanlı teknik, dinamik izleme, titreşim ölçümü, hareket düzeltme, dijital görüntü işleme, yer değiştirme ölçümü