An automatic method for measuring inter-storey structural displacement based on vision data

Jiale Hou

doi:10.1016/j.ymssp.2025.113123

An automatic method for measuring inter-storey structural displacement based on vision data

2025-07-23

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DOI：10.1016/j.ymssp.2025.113123

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自然灾害，如地震、海啸和风暴潮，常导致严重的结构损伤，因此需要进行详细的事后灾后评估。基于振动的结构损伤检测需要精确的结构振动信号。与基于传感器的位移测量方法相比，基于视觉的方法更具成本效益，利用视觉算法从视频记录中提取位移数据。本研究提出了一种基于监控摄像头的层间位移测量系统（SCIDMS），利用城市监控摄像头在灾害期间监测层间位移。然而，由于电压不稳定和快速运动，标准监控视频在高振动时通常分辨率低且噪声高。为解决这些挑战，本文开发了一种改进的核相关滤波（IKCF）算法。IKCF整合了图像金字塔以扩展跟踪范围，边缘增强图像算子，以及离散傅里叶变换（DFT）上采样以实现亚像素精度。所提出的方法通过全尺寸多层框架混凝土结构的振动台测试进行验证，并应用于真实地震视频。将算法的准确性和有效性与其他方法进行比较。在振动台测试中，所提出的IKCF方法在各种模拟降质视频中获得了最准确的位移结果，并有效捕捉了层间位移的频域特性。对于真实地震视频，尽管缺乏地面真实位移测量值，但与其它算法相比，IKCF方法展示了从异常值中提取最合理位移信号的能力。该方法为灾后事件中人口密集城市地区的SCIDMS提供了一种成本效益高的解决方案。

Keyword:

surveillance camera

inter-storey displacement

damage detection

vision-based method

improved kernelized correlation filter

An automatic method for measuring inter-storey structural displacement based on vision data

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