Red de sensores de visión inalámbrica sincronizada con el tiempo GNSS para el control de la salud de las estructuras

Área de la Ciencia:

• Ingeniería
• Ciencias de la computación
• La geomática

Sus antecedentes:

• Las redes de sensores de visión sincronizadas por cable y inalámbricas existentes se enfrentan a limitaciones en la flexibilidad espacial, la escalabilidad y la integración con sistemas heterogéneos.
• La sincronización precisa del tiempo es crucial para capturar eventos dinámicos y permitir mediciones precisas en redes de sensores.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y validar una nueva red de sensores de visión inalámbrica sincronizada en el tiempo, la Red de Visión Flexible (FVN).
• Demostrar las ventajas del FVN en cuanto a flexibilidad espacial, escalabilidad e interoperabilidad con otros sistemas de sensores.
• Evaluar el rendimiento del FVN en experimentos de laboratorio y de campo para el monitoreo estructural y las mediciones de entrada-salida.

Principales métodos:

• Desarrollo de la red de visión flexible (FVN) que utiliza el sistema global de navegación por satélite (GNSS) para la sincronización del tiempo.
• Realización de cuatro experimentos de laboratorio para medir los errores de tiempo, la precisión del desplazamiento y el rendimiento del sistema.
• Realización de un experimento de campo en una pasarela para mediciones de desplazamiento sincronizadas en el tiempo y identificación de parámetros modales.
• Ejecución de un experimento de aplicación para mediciones simultáneas de entrada y salida, incluido el posicionamiento de peatones y el desplazamiento estructural.

Principales resultados:

• Las diferencias de marcado de tiempo entre los nodos FVN mostraron una desviación estándar de 17 μs.
• Las diferencias de tiempo máximas en el seguimiento de objetivos en movimiento fueron de 3,05 ms (obturador rodante) y 0,34 ms (obturador global), destacando el impacto del hardware de la cámara.
• El error máximo de la medición del desplazamiento se encontró en el nivel de 1/37 píxeles.
• Los parámetros modales identificados de los experimentos FVN fueron consistentes con los sistemas de medición de aceleración por cable.
• El éxito de las mediciones de entrada-salida sincronizadas permitió la estimación de la línea de influencia.

Conclusiones:

• La red de visión flexible (FVN) proporciona una solución escalable, espacialmente flexible y fácilmente integrada para la detección de visión inalámbrica sincronizada en el tiempo.
• El FVN demuestra una alta precisión en las mediciones de tiempo y desplazamiento, adecuado para el monitoreo de la salud estructural.
• La sincronización del tiempo basada en GNSS ofrece un método robusto para la integración de redes de sensores heterogéneos, siempre que haya visibilidad del cielo.