Компьютерное зрение для инспекций конструкций после землетрясения

Осмотр конструкций после землетрясения, урагана или наводнения имеет важное значение для спасения жизней, но это может быть трудно выполнить своевременно.

«Обученным инспекторам необходимо решить, оставить ли мост открытым, ограничить движение только для служб быстрого реагирования или закрыть его и это должно произойти в течение короткого времени, - пояснил доцент Мостафа Тазарв факультета гражданского и экологического строительства Университета Южной Дакоты. - После землетрясения вам понадобится армия инженеров-строителей, чтобы быстро оценить и прокомментировать исправность мостов и зданий в зоне происшествия».

Тазарв изучает структурное поведение зданий и мостов во время катастрофических событий, особенно землетрясений. Он также возглавляет исследовательскую группу «Устойчивая и отказоустойчивая гражданская инфраструктура» (SARCI).

Тазарв работает с другим членом SARCI, доцентом Кванхи Вон с факультета электротехники и компьютерных наук, над разработкой программного обеспечения искусственного интеллекта, которое сканирует и определяет трещины и другие повреждения в опорных колоннах и других конструктивных элементах. Вон специализируется на компьютерном зрении, нейронных сетях, глубоком обучении и интеллектуальных системах.

Это программное обеспечение может революционизировать методы обследования зданий и мостов, а также сэкономить время и деньги. На первом этапе проекта исследователи разрабатывали программное обеспечения для визуализации различных типов повреждений в бетонной колонне. «Колонны мостов обычно делают из бетона, - отметил Тазарв. - Дальше мы можем перейти к другим компонентам мостов и, возможно, другим типам конструкций».

Это программное обеспечение на основе технического зрения может ускорить процесс проверки. «Оно может распознать повреждения бетона, включая трещины, их углы, сколы и обнаженную арматуру, - сказал Тазарв. - После доработки программы мы можем исследовать структурные компоненты со всех сторон и даже использовать цветовую кодировку, чтобы классифицировать серьезность повреждений и сообщить эту информацию инспектору».

Исследователи предполагают интеграцию программного обеспечения в мобильное приложение, которое позволит неподготовленному человеку использовать его для сканирования мостов и передачи изображений в центральный инспекционный офис. «Используя эти знания, обученный персонал может затем определить, можно ли, например, открыть мост», - пояснил Тазарв.

Другая возможность - встроить программное обеспечение в дрон, для чего Тазарв будет полагаться на опыт другого исследователя SARCI, доцента машиностроения Марко Чиарсиа, который специализируется на средствах управления, робототехнике и мультироторных транспортных средствах.

Дрон с программным обеспечением может облетать строения и отправлять информацию в транспортный офис для ускорения проверок. «Мы могли бы отправить флот дронов, чтобы определить трещины в конструкциях», - сказал он.