Raziskovalni projekti so (so)financirani s strani Javne agencije za raziskovalno dejavnost
- Članica UL: UL Fakulteta za strojništvo
- Šifra projekta: J2-1730
- Naslov: Polno zaznavanje prostorskih vibracij s hitro kamero z aplikacijami v digitalnih dvojčkih in oddaljenem zaznavanju
- Trajanje: 01.07.2019 – 30.06.2022
- Letni obseg: 0,72 FTE
- Vodja: prof. dr. Janko Slavič
- Veda: Tehniške vede
- Sodelujoče RO: Povezava
- Sestava projektne skupine: Povezava
- Bibliografske reference: Povezava
Vsebinski opis projekta
Digitalni modeli (t.j. digitalni dvojčki) iz področja strojništva potrebujejo tudi eksperimentalne meritve oz. validacijo. Trodimenzionalni dinamični odziv z visoko prostorsko gostoto se težko pomeri in zahteva sočasni večkanalni zajem ter dolgotrajne in drage priprave. Tudi sočasna uporaba stotih pospeškomerov pri meritvah še vedno vrne relativno nizko prostorsko gostoto eksperimentalnih podatkov.Trenutno ne obstaja nedotični merilni pristop, ki bi omogočal visoko prostorsko gostoto podatkov ter zelo natančne in hitre meritve trodimenzionalnega dinamičnega odziva.
Glavni izziv te raziskave je razviti novo metodo za hitre meritve trodimenzionalnega dinamičnega odziva, ki bo hkrati nedotična, zelo natančna ter bo omogočala zajem podatkov z visoko prostorsko gostoto.
Ta raziskava bo glavni izziv rešili preko treh raziskovalnih ciljev (RC):
RC1: Teoretični razvoj hibridne metode triangulacije v frekvenčni domeni.
Ta RC bo dosežen z razvojem večpoglednega dodatka k hibridni metodi modalne identifikacije, ki bo vsebovala tudi triangulacijo v frekvenčni domeni (kamera se bo kalibrirala glede na digitalni 3D model, katerega se bo pozneje uporabilo za modalno posodabljanje).
RC2: Implementacija avtomatične zameglitve premikajočih se objektov na posnetku hitre kamere.
Moteče podatke v ozadju posnetka hitre kamere se bo na podlagi identifikacije harmonskih nihanj avtomatično zameglilo kar bo mogočilo identifikacija 3D deformacijskih oblik v realnih okoljih in situacijah.
RC3: Razvoj zelo natančne metode modalnega posodabljanja z visoko gostoto zajetih podatkov, ki omogoča hiter razvoj prototipov.
Zaradi visoke natančnosti bodo gosto zajete deformacijske oblike povezane z občutljivostjo in Bayesovimi metodami modalnega posodabljanje. Izboljšanje natančnosti pričakujemo zaradi redundance prostorskih podatkov, kar bo vodilo v zmanjšanje negotovosti modelnega posodabljanja.
Nova 3D eksperimentalna metoda identifikacije vibracij bo imela (zaradi visoke prostorske gostote, visoke resolucije in hitre 3D identifikacije) tudi pomemben znanstveni vpliv na razvoj področja hitrih kamer in njihove uporabe v eksperimentalni modalni analizi in metodah modalne posodobitve. Prav tako bo metoda omogočala natančno, hitro in prostorsko gosto spremljanje vibracij na daljavo in bo odprla nove možnosti za 3D monitoringu civilnih zgradb v realnem času (npr. mostovi in vetrne elektrarne).
Faze projekta in njihova realizacija
Projekt je trenutno v 10m izvajanja, glede na časovni načrt je večina aktivnosti delovnega paketa 1 je zaključena. Podrobnosti so navedene spodaj.Naloga 1.1: Implementacija hibridne metode za identifikacijo nihajnih oblik na podlagi hitrih posnetkov iz samo ene smeri. Tukaj se je za identifikacijo nihajnih oblik uporabila pred kratkim objavljena hibridna metoda; metoda je pripravljena za uporabo v nadaljevanju projekta.
Naloga 1.2: Razvoj postopka kalibracije kamere na podlagi digitalnih dvojčkov. Glede na to, da se podatke zajema v več smereh je potrebno kamero ustrezno kalibrirati glede na numerični model. Vsak pogled (perspektivo) se kalibrira in posledično je zato mogoča identifikacija odzivov strukture v več smereh.
Naloga 1.3: Razvoj triangulacije večpogledne projekcije v frekvenčni domeni. Kalibrirane nihajne oblike, katere smo pridobili v več pogledih projekcij v Nalogi 1.1 in Nalogi 1.2, smo na tem mestu uporabili za triangolacijo v frekvenčni domeni. Na ta način smo lahko identificirali 3D amplitude nihajnih oblik. Metoda je bila teoretično razvita in tudi eksperimentalno preverjena. Znanstveni prispevek je že bil sprejet v objavo v Mechanical systems and signal processing (IF=5.006): http://lab.fs.uni-lj.si/ladisk/?what=abstract&ID=242