Desarrollo y validación de un sistema de medición de desplazamietos en tiempo real mediante técnicas de procesamiento de imágenes digitales

Abstract

Un novedoso método para medir, a distancia y en tiempo real, el desplazamiento dinámico de un punto en un plano dado, se desarrolló y se implementó mediante un sistema compuesto por una cámara digital programable, lentes teleobjetivos, estructura de soporte y una computadora portátil. El algoritmo diseñado así como la capacidad de la cámara digital permiten una tasa de muestreo variable desde mediciones estáticas hasta unos 100 Hz, satisfaciendo las necesidades de medición tanto en laboratorio como en campo.

El sistema y el algoritmo propuestos fueron validados tanto en laboratorio como en campo. Las pruebas de laboratorio fueron realizadas con la ayuda de una mesa vibratoria pequeña comparando las historias de desplazamiento de un sistema de un grado de libertad medidas por un sistema de medición de láser y por la cámara, y con especial atención en la influencia del ángulo de visión de la cámara al punto blanco. Por otro lado, los factores como la luz ambiental, la distorsión de la imagen a larga distancia por la aberración óptica, así como las imprecisiones causadas por las vibraciones del equipo debido al viento son tomadas en cuenta en las pruebas en campo. Al final, el sistema fue utilizado tanto en la medición de desplazamientos dinámicos en algunos puentes bajo la acción de cargas operacionales, así como en una prueba de carga estática, donde las propiedades de la deflexión dinámica así como las frecuencias naturales de oscilación del puente pueden llegar a conocerse con el presente método.