STRUCTURAL DYNAMIC DEFLECTION MEASUREMENT WITH RANGE CAMERAS

摘要

Time-of-flight range cameras offer numerous advantages for the measurement of dynamic phenomena, thanks to their ability to directly measure three-dimensional coordinates of objects at video rates using only one sensor. This paper reports the results of an investigation into the development of a range camera based system for measuring the deflection of reinforced concrete beams subjected to cyclic fatigue loading. New data segmentation methods and reconstruction algorithms have been developed to reconstruct the time-dependent displacement of the beam with sub-millimetre amplitude and millihertz-level frequency precision and accuracy in all three dimensions along the entire beam length. Moreover, sub-millimetre changes in displacement measurements due to stiffness degradation caused by fatigue are also reported.%Mit einer Time-of-flight Entfernungskameras ergeben sich zahlreiche Vorteile für die Messung von dynamischen Prozessen, da 3-dimensionale Objektkoordinaten mit nur einem Sensor mit Videofrequenz gemessen werden können. Der Beitrag berichtet vom Einsatz einer solchen Kamera für die Bestimmung von Verbiegungen von verstärkten Betonträgern, die zyklisch ermüdungsbelastet werden. Neuentwickelte Segmentierungsmethoden und Algorithmen erlauben die Rekonstruktion der zeitabhängigen Veränderungen des Trägers mit einer Amplitudengenauigkeit von unter 1 mm bei einer Frequenz im Milli-Hertz Bereich und dies für alle drei Dimensionen über die gesamte Trägerlänge. Es wurden auch Veränderungen der Verschiebungsmessungen im Sub-Millimeter Bereich, die durch Abbau der Steifigkeit des Trägers auf Grund von Ermüdung hervorgerufen werden, festgestellt.