Full-field camerametingen voor structurele en vibro-akoestische systeemanalyse

Camera's zijn een opkomende technologie voor de analyse van structurele en vibroakoestische systemen. Ze maken transiënte en contactloze verplaatsingsmetingen in het volledige veld mogelijk. Meetruis is echter een belangrijke factor die een wijdverbreide toepassing ervan in de weg staat.

Dit proefschrift gaat over nieuwe algoritmen voor ruisonderdrukking, waarbij informatie over geometrie en fysica wordt toegevoegd. Ruisonderdrukking van de cameradata wordt bewerkstelligd door deze te benaderen met lokale polynoomfuncties (polynoomfiltering), wat bovendien resulteert in geometrie-informatie en oppervlaktegradiënten. Aanvullend hierop wordt modelgebaseerde filtering onderzocht met behulp van fysische eindige-elementenmodellen. Deze aanpak baseert zich op het uitvoeren van toestandschattingen met een Kalmanfilter van de relevante meetgrootheden.

Met dank aan de ruisonderdrukking worden camerametingen geëxploiteerd voor meerdere toepassingen gerelateerd aan geluids- en trillingsanalyse. Daarbij worden 3D-componenten met gebogen geometrieën behandeld, die tot nu toe vanwege hun geometrische complexiteit nauwelijks zijn onderzocht. Een robuuste methode gebaseerd op feature matching wordt voorgesteld voor het definiëren van meetpunten.

Op camera's gebaseerde modale analyse van academische en industriële structuren is gevalideerd en maakt de nauwkeurige, efficiënte en robuuste bepaling van natuurlijke frequenties en golfvormen mogelijk. Een algemene benadering voor structuurintensiteitsanalyse van plaatachtige structuren wordt ontwikkeld op basis van polynoomfiltering. Daarnaast worden camerametingen gebruikt om de geluidsafstraling veroorzaakt door oppervlaktetrillingen te bepalen. Het gebruik van modelgebaseerde filtering van cameragegevens voor virtuele versnellingsdetectie wordt gedemonstreerd.

Over het algemeen werd een goede overeenstemming gevonden tussen de voorgestelde camerametingen in vergelijking met versnellingsmeters en microfoons. Hoewel niet zo nauwkeurig als traditionele sensoren, biedt het full-field karakter van de camerameting nieuwe en waardevolle inzichten in fysieke fenomenen die niet toegankelijk zijn met single-point sensoren.