【用眼睛看振动】赛格大厦非接触振动分析

近日，深圳赛格大厦上了热搜。

5月18日午后，深圳赛格大厦突发摇晃，相关新闻视频里可以看到大楼明显晃动。

作为一家专注于噪声振动测试测量的公司，无法飞过去布置些振动传感器获得第一手数据，通过监测大楼状态来寻找问题所在，只好想点别的办法：“用眼睛看振动”——通过视频对振动进行分析。

本次分析基于CCTV13央视新闻《广东深圳华强北街道赛格广场大楼发生晃动》的视频进行，选取赛格大楼的500帧，25FPS共20s的数据进行分析。

本次测试的主要目的是获取赛格大楼的共振频率，观察在低频阶段大楼的水平方向和垂直方向的振动情况。

传统视频分析振动的方法，一般都是通过对振动物体进行特征提取，分析特征点像素位移，获取物体振动情况。当物体振动幅度很大时，采用这种方法可以很方便的获取振动情况；当物体振动幅度很小时，像素级别误差影响很大。

区别于传统振动分析方法，我们从频域和时域角度分析振动的情况。选取水平方向（左）和垂直方向（右）的相位图，从上到下每张间隔25帧，可以看出水平方向的相位振动明显。

分别分析水平和垂直方向的相位振动信号，结果如下：

（1）水平方向相位信号和振动频率图：

（2）垂直方向相位信号和振动频率图：

可以明显看出来，赛格大楼在水平方向振动强度大于垂直方向振动，且水平方向振动在 0.2Hz 左右有个明显的峰值。

以上分析结果是基于新闻视频进行分析，新闻拍摄图像并没有很严格地保持镜头固定，分析结果在一定程度上会受影响。

我们不妨来看看实验室环境下，“用眼睛看振动”（高速摄像机视频测振）的效果如何？
* 由于网页视频帧率限制，视频无法反映实际振动情况，仅展示测试场景。

用稳态 20Hz 的激振频率驱动喇叭，60FPS 的采样率采集数据，分析喇叭的振动情况如下：

用稳态 20Hz 和 50Hz 的激振频率驱动振动台，200FPS 的采样率采集数据，分析振动台的振动情况如下：

视频测振方法除了有非接触的优点，还可以自主选择监测点。只要在视频范围内，可以框选感兴趣的目标，通过对目标相位信号的分析，就能清楚地分析目标的振动情况。

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