هواپیماهای بدون سرنشین دیگر برای رهگذران در رویدادها یا در یک بعد از ظهر آفتابی در مرکز شهر غافلگیر کننده نیستند. پهپادها که مدت‌ها در عملیات‌های نظامی مورد استفاده قرار می‌گرفتند، اکنون نه تنها در میان فیلمسازان حرفه‌ای و آماتور، بلکه در میان محققان نیز محبوب هستند. با ظهور شهرهای دیجیتالی که امکان نظارت بر تغییرات مختلف در ساختمان‌ها، اعم از خارجی و داخلی را فراهم می‌کنند، فرصت‌های جدیدی برای گرفتن چنین داده‌هایی وجود دارد. پردازش تصویر در فضای باز در مناطق شهری معمولی اروپایی به دلیل موانع مختلف برای نماها مانند سیم ها، برآمدگی ها، تیرها و سایر قطعات ساختمانی و همچنین تغییر پویا شرایط آب و هوایی که بر کیفیت تصاویر پهپاد تأثیر می گذارد، دشوار است.
تیمی از محققان دپارتمان مهندسی چند رسانه ای تصمیم گرفتند نماهای ساختمان ها در شهر قدیمی ویلنیوس و اطراف آن را مطالعه کنند. ویلنیوس از نظر معماری مکانی بسیار منحصر به فرد است. شهر قدیمی شهر جزو میراث جهانی یونسکو است و مملو از ساختمان هایی است که سبک متفاوتی از برج های کلیساهای گوتیک تا سازه های شیشه ای پیچیده دارند. این امر آنها را بر آن داشت تا بررسی کنند که آیا الگوریتم ها می توانند در چنین طیف وسیعی از سبک ها کار کنند یا خیر. چنین چالشی مستلزم استفاده از راه حل های هوشمند پردازش سیگنال مبتنی بر هوش مصنوعی برای شناسایی و طبقه بندی ساختمان ها در پس زمینه عمومی شهر است.
ارزیابی وضعیت فنی ساختمان ها با پهپاد
«نما هویت ساختمان است، چهره معماری که به ساختمان اجازه می دهد تا به این یا آن دسته بندی اختصاص یابد. تصور کنید که قسمتی از نمای یک ساختمان قدیمی در یک شهر قدیمی به طور ناگهانی تغییر می کند. استاد گروه سیستم های الکترونیک دانشگاه فنی ویلنیوس می گوید: هواپیما. یک پهپاد که در کنار آن پرواز می کند، چنین تغییراتی را ثبت می کند، شاید ساخت و ساز غیرقانونی یا آسیب شهری. همانطور که پهپاد در شهر پرواز می کند و از نمای ساختمان ها عکس می گیرد، داده ها به صورت بی سیم به یک پلت فرم منتقل می شود. محاسباتی ارسال می شود که می تواند مشخص کند که یک ساختمان به کدام طبقه از نما تعلق دارد.
این محقق معتقد است که از عکس‌های پهپادی نماها نیز می‌توان برای ارزیابی وضعیت فنی ساختمان‌ها استفاده کرد: نفوذ آب از طریق درزها، ترک‌های دکور یا ساخت‌وساز، تغییر رنگ عناصر نما یا حتی فرورفتگی‌های احتمالی در سطوح همگی تعیین‌کننده طبقه‌بندی هستند. ساخت و به طور بالقوه می تواند امکان ارزیابی نسبتا دقیق و خودکار را فراهم کند. وی تاکید می کند که قطعات مشاهده شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین نیز می توانند مستقل از نمای کلی آنالیز شوند و دوام آنها را می توان با مقایسه تغییرات، هم از طریق بازرسی بصری و هم در مورد اسناد طراحی ساختمان، مصالح ساختمانی ارزیابی کرد. و میزان و شدت خسارت متفاوت است.
یک شهر شلوغ یک چالش است
به گفته محققان، این مطالعه به منظور شناسایی مرزهای نمای ساختمان در مواجهه با تغییرات جوی و شرایط نوری و تعیین سبک واقعی آن بر اساس طبقه بندی نما انجام شده است. پیچیدگی کار به شکل نمای ساختمان، شرایط طبیعی و پس زمینه شهری پشت آن بستگی دارد. برای الگوریتم، یک شهر شلوغ سخت ترین کار برای استخراج اطلاعات مفید است، زیرا ساختمان ها در مراکز شهر یا شهرهای قدیمی اغلب توسط اشیاء مختلف مانند سیم، درخت و حتی تزئینات و تبلیغات تعطیلات پنهان می شوند. با این حال، محققان خاطرنشان می کنند که این پهپاد می تواند تصویری با کیفیت و دقیق از صحنه را از همه زوایای جمع آوری کند.
پیش از این، با استفاده از مدل‌های ریاضی ابتدایی، محققان تنها می‌توانستند ساختمان‌هایی را با ساختارهای ساده نما شناسایی کنند. علاوه بر این، ساختمان‌هایی که قرار بود طبقه‌بندی شوند باید از یکدیگر جدا می‌شدند، به این معنی که دیوارهای مشترکی نداشتند یا حداقل از نظر سبکی قابل تشخیص بودند. وی افزود: عوامل محیطی و فاصله، تشخیص خطوط عناصر در یک صحنه را دشوار می کند و خطوط کاذب می تواند در اثر سایه یا بازتاب و همچنین زاویه دوربین و اعوجاج لنز ایجاد شود. صرفاً استخراج شکل صحیح، طبقه بندی موفق بعدی را تضمین نمی کند.
با تاکید بر اینکه اینها دلایلی هستند که چرا از راه حل های پردازش سیگنال مبتنی بر هوش مصنوعی در این مطالعه استفاده شده است. تصاویر مناظر شهری گرفته شده توسط هواپیماهای بدون سرنشین را می توان برای نشانه های بصری و شناسایی نقص در بناهای تاریخی و سایت های میراث شهری یا برای برنامه ریزی توسعه شهری استفاده کرد. محققان افزودند: «این یک فناوری بسیار امیدوارکننده برای نظارت بر ساختمان‌های بلند و بلوک‌های آپارتمانی است، زیرا دیدن قسمت بالایی زمین دشوار است».
منبع: شهرخبر