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非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)是我公司聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與東南大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的非接觸式三維應(yīng)變光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)。系統(tǒng)采用非接觸式光學(xué)測(cè)量方法，可準(zhǔn)確測(cè)量物體的空間三維坐標(biāo)、以及載荷作用下的位移及應(yīng)變等數(shù)據(jù)，應(yīng)用范圍包括：

物體表面輪廓測(cè)量(三維坐標(biāo)、形貌測(cè)量、逆向工程等)

材料性能測(cè)試試驗(yàn)(楊氏模量、泊松比、彈塑性等)

振動(dòng)模態(tài)分析試驗(yàn)(穩(wěn)態(tài)振動(dòng)、非穩(wěn)態(tài)振動(dòng))

高速變形測(cè)試試驗(yàn)(爆炸、沖擊等高速測(cè)試)

疲勞、斷裂試驗(yàn)(疲勞、裂紋生長(zhǎng)等)

殘余應(yīng)力分析

生物力學(xué)測(cè)試(血管、肌肉、骨骼)

FLC成形極限曲線測(cè)定

工作原理

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)使用兩個(gè)相機(jī)，基于雙目立體視覺(jué)原理，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法，可對(duì)被測(cè)物體表面的三維形貌和載荷作用下的三維變形場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量。主要原理：利用經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的標(biāo)定板對(duì)雙目相機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，獲得兩個(gè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù);利用相關(guān)匹配算法，得到左右相機(jī)采集圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的視差，從圖像中各點(diǎn)的視差數(shù)據(jù)和預(yù)先獲得的標(biāo)定參數(shù)重建物體表面的三維形貌;通過(guò)比較載荷作用下測(cè)量區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的三維形貌的變化，得到被測(cè)物體全場(chǎng)三維位移分布及應(yīng)變分布。

優(yōu)勢(shì)分析

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)具有非接觸式、全場(chǎng)測(cè)量、二維和三維測(cè)量、視頻引伸計(jì)模式、高精度、適用于多種材料及形狀、適合各種尺寸待測(cè)物體、微小應(yīng)變到大應(yīng)變、高溫測(cè)試、高速測(cè)試等優(yōu)點(diǎn)。

(1)非接觸式三維坐標(biāo)、位移和應(yīng)變測(cè)量

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)采用非接觸式光學(xué)測(cè)量方法測(cè)量試件表面三維形變，通過(guò)計(jì)算可得試件表面全場(chǎng)每一個(gè)點(diǎn)的位移和應(yīng)變等參數(shù)，測(cè)量過(guò)程無(wú)需安裝任何傳感器件，避免了使用傳統(tǒng)方法時(shí)人為因素引入的測(cè)量誤差。

(2)無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定

針對(duì)固定測(cè)量視場(chǎng)用戶，推出無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的非接觸式三維變形測(cè)量III系統(tǒng)。系統(tǒng)使用PM-P便攜式測(cè)量頭，該測(cè)量頭針對(duì)特定測(cè)量視場(chǎng)，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定，保證系統(tǒng)測(cè)量精度。

(3)多種測(cè)量模式及功能

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)有兩種測(cè)量模式針對(duì)不同應(yīng)用環(huán)境：二維測(cè)量模式、三維測(cè)量模式;可實(shí)現(xiàn)：視頻引伸計(jì)功能、FLC成形極限曲線功能。

(4)滿足多種測(cè)試環(huán)境

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)采用非接觸式光學(xué)全場(chǎng)測(cè)量方法，無(wú)需安裝任何傳感器件，適用于高溫測(cè)試環(huán)境以及動(dòng)態(tài)測(cè)試環(huán)境。

(5)用戶可編程控制圖像采集過(guò)程

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)根據(jù)不同采集需求，提供圖像采集過(guò)程可編程控制模塊，用戶可以通過(guò)時(shí)間、外部載荷、溫度以及位移等參數(shù)控制圖像采集過(guò)程，圖像采集全程可控可編程。

(6)觸發(fā)采集器

非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)采用自主研發(fā)的PM-TC觸發(fā)采集裝置，控制多個(gè)相機(jī)之間的觸發(fā)同步;同時(shí)，支持與外部設(shè)備之間模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)的數(shù)據(jù)通信。

實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域

(1)材料性能測(cè)試:

復(fù)合材料性能測(cè)試、金屬材料性能測(cè)試、新型柔性材料性能測(cè)試、聚合物材料性能測(cè)試

(2)土木工程

建筑材料性能測(cè)試、建筑抗震性能測(cè)試、堤壩安全性能監(jiān)測(cè)、鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能測(cè)試、火箭發(fā)射塔安全性檢測(cè)

(3)汽車工程

安全碰撞測(cè)試、安全氣囊設(shè)計(jì)安全性測(cè)試、整車振動(dòng)測(cè)試、零部件性能測(cè)試

(4)航空航天

飛行器風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試、高溫下飛行器外殼性能測(cè)試、振動(dòng)控制、輔助結(jié)構(gòu)性能測(cè)試

(5)船舶工程

船體結(jié)構(gòu)變形測(cè)試

(6)生物工程

骨骼、肌肉、血管等

(7)礦物工程

礦石性能測(cè)試

主要技術(shù)指標(biāo)

(1)視場(chǎng)范圍：顯微視場(chǎng)(mm2)-大視場(chǎng)(m2)

(2)最高幀數(shù)：75fps

(3)測(cè)量精度：10μ?-1000%?

(4)觸發(fā)采集器：PM-TC觸發(fā)采集器

(5)分辨率：2048x2048 pixel

主要配置

(1)系統(tǒng)處理軟件

公司獨(dú)立開(kāi)發(fā)的具有極高的擴(kuò)展性和兼容性并且可以根據(jù)客戶需要定制功能模塊的系統(tǒng)處理軟件。

(2)通用測(cè)量頭

多自由度調(diào)節(jié)相機(jī)間距及夾角、適用于多種測(cè)量視場(chǎng)、集成偏振照明光源和激光定位導(dǎo)航。另有便攜式測(cè)量頭可選

(3)工業(yè)相機(jī)

CCD和CMOS、多選擇性的分辨率、自定義的采集速率、出色的圖像效果

(4)工業(yè)鏡頭

專業(yè)工業(yè)鏡頭、高分辨率、出色的成像效果、滿足不同測(cè)量視場(chǎng)及測(cè)量距離

(5)圖形工作站

64位多核處理器、工業(yè)級(jí)圖形處理性能、配備專業(yè)圖形顯示器。臺(tái)式和便攜式可選

(6)觸發(fā)采集器

2路模擬信號(hào)輸入/輸出、4路數(shù)字信號(hào)輸入、同步控制多相機(jī)采集、集中控制光源及激光導(dǎo)航

(7)云臺(tái)和支架

專業(yè)3D重型齒輪云臺(tái)、專業(yè)立式支架、多維度調(diào)節(jié)、固支穩(wěn)定可靠

(8)標(biāo)定板

經(jīng)過(guò)校驗(yàn),精度高

應(yīng)用案例分析

(1)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)缺口試件三點(diǎn)彎曲測(cè)試

(2)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)引伸計(jì)

(3)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)硬幣形貌測(cè)量

(4)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)裂紋擴(kuò)展的變形測(cè)試

(5)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)2800型斯特林制冷機(jī)振動(dòng)測(cè)試

(6)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)Marker點(diǎn)實(shí)時(shí)位移測(cè)試

(7)非接觸式三維變形測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)震動(dòng)位移—土木工程震動(dòng)臺(tái)(代替位移傳感器及加速度傳感器)

(8)吸盤(pán)實(shí)驗(yàn)

吸盤(pán)：樹(shù)脂材質(zhì)，自由狀態(tài)直徑約4厘米

標(biāo)定：圓點(diǎn)-3mm標(biāo)定板

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：吸盤(pán)制好斑后吸在貨架壁上按緊，不加載荷，盡量讓其與貨架壁貼合。采集一幀作為初始狀態(tài)，再以1分鐘每幀的幀率連續(xù)采集，采集持續(xù)約6小時(shí)

選擇第100分鐘時(shí)(階段100)的應(yīng)變?cè)茍D觀察應(yīng)變情況