L’=L(cosβ+sinβ.tgγ). (4)
а) б)
Фиг.3. Определяне на „видимия“ размер на конструктивен елемент за определяне на хоризонталния мащаб на видеоизображение
В тази формула L e проектната или измерена дължина на елемента, избран за мащабиране. Ъглите β и γ могат да се изчислят като разлики от съответните посочни ъгли, които пък, от своя страна, се изчисляват от координатите на точките i, j, k, m, S и O. Координатите на точките i, j, k, m и О могат лесно да бъдат определени от станциите за видеонаблюдение с безрефлекторна тотална станция при отсъствието на вятър.
При изследване на динамичния крен на съоръжения с кръгло напречно сечение, за определяне на мащабното число се използва диаметърът на обекта на височината на наблюдавания хоризонт (сечение). Както е показано на фиг.3б, в равнината на видеоизображението се изобразява неистинският диаметър, а отсечката
d’= 2r.cosβ, където β= arctg(r/D), а r – проектната или измерена стойност на радиуса на сечението. В тези формули D e хоризонталното разстояние от станцията S до центъра О и се изчислява от координатите на тези две точки. Координатите на т.О, както и радиусът r, могат да се определят с права ъглова засечка от двете станции за видеонаблюдение или други наземни точки с известни координати. Строго погледнато, мащабът на изображението трябва да се изчислява с дължината d’, а не с диаметъра на сечението. Примерните разчети, обаче, показват, че при съотношение r/D≤ 1/25 и r ≤ 5 m, разликата между d’ и диаметъра на сечението е по-малка от сантиметър, което означава, че в преобладаващата част от случаите може да се използва проектна или измерена стойност на диаметъра.
Мащабното число се определя за всеки изследван хоризонт поради това, че при наблюдаване на високи съоръжения видеокамерата е наклонена и хоризонталният мащаб на изображението на различните хоризонти е различен.
- измерване на размаха ri и изчисляване на амплитудата Аi на колебанията на всеки хоризонт от видеоизображението от станция S.
Измерването се извършва между изображенията на една и съща точка от крайните – най-левия и най-десния кадър на всяко колебание на обекта. Обикновено се наблюдава точка от върха на съоръжението и/или от някой друг ясно видим, близък до върха конструктивен елемент (фиг.1). Размахът на колебанията на хоризонт с височина Hi е Ri = Mx*ri , където ri е размахът, измерен от изображението (фиг.2). Амплитудата на колебанието Ai = Ri / 2.
По аналогичен начин се процедира със съответния запис от другата видеокамера. Обработва се тази част от него, която напълно съответства по време на обработвания запис от първата видеокамера, в резултат на което се получават параметрите на колебанието от втората видеокамера.
- изчисляване на големината на вектора на динамичния крен на съответния хоризонт по формула (1);
4.2. Точност на метода
Точността на определяне на крена по предлагания метод зависи от няколко фактора:
●големината pk на един пиксел от видеоизображението;
●качеството на изображението и точността на измерване по него.
Големината на пиксела, необходима за осигуряване на изискваната точност, може да се определи от съотношението:
pk ≤ mкдоп / 2 = Δкmin / 4 (5)
От друга страна, pk = (p/f) * D, където p е размерът на пиксела в равнината на матрицата, f - фокусното разстояние на камерата, а D - наклоненото разстояние от камерата до наблюдаваната част от обекта. За да се осигури такава големина на пиксела е необходимо да се подбере камера с подходящи характеристики: разрешаваща способност (размер на матрицата), брой кадри за секунда n, фокусно разстояние и др., която трябва да се разположи от обекта на разстояние
D≤ pk*f / p.
Освен това, pk трябва да е по-малка или най-много равна на величината pn = Rk/(n Tk), където Rk и Tk са параметрите на колебанието, което трябва да се регистрира с исканата точност. Всъщност, pn лимитира точността, с която може да бъде измерен размахът на динамичния крен с използване на видеозапис от камера с горните параметри и скорост на снимане n кадъра в секунда. Този параметър трябва да се определя за граничните стойности (минимални и максимални) на размаха и периода на динамичния крен. Например, ако използваната камера е със скорост 20 кадъра в секунда, а Rkmin =0.20m и Tkmin = 0.5 s, то pn ще е 0.02 m. За
Rkmax =1.30m и Tkmax =1.0 s, pn=0.065m. За Rkmax и Tkmax могат да се приемат стойностите от проектните разчети на съоръжението за реакцията му при нормативно натоварване от вятър или допустимите стойности.
През 2016 г. и 2017 г. на пазара се появиха професионални HD камери за видеонаблюдение с високи технически характеристики: разрешаваща способност 8, 10, 12 Mpx, скорост на снимане 20,25,30 fp/s, с които може да се осигури размер на пиксела около 2-3 сm на разстояние 100 m, 5-6 сm на разстояние 200 m и 8-10 см на разстояние 300 m.
Качеството на видеоизображението зависи основно от качествата на обектива и конкретните условия за видимост по време на заснимането. Известно е, че за извършване на измервания по фотоснимка е необходимо изображението да е с минимални деформации вследствие на различни видове оптични аберации на обективите, най-вече наличието на дисторзия. Ако се прецени, че вграденият в конкретната видеокамера обектив не е с достатъчно добри качества, той може да бъде заменен с по-подходящ, ортоскопичен обектив.
Динамичният крен се проявява при значително ветрово натоварване в различно време на денонощието,
ГКЗ 5-6 ' 2017
33