一、 系统介绍

（1）系统简介

XTDIC-CONST系列三维全场应变测量分析系统，结合数字图像相关技术（DIC）与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的动态测量，具有便携，速度快，精度高，易操作等特点。

二、 设备描述

1、系统测量头

•  测量相机：工业相机，1200万像素，双相机同步稳定采集帧频25fps，最高可达100HZ，数量2台。
•  相机横梁总长1000mm，长方体设计，保证相机的观测角度在一个水平面上，不会出现两相机之间观测俯仰角度的偏差。横梁上有距离刻度，相机和横梁之间的连接部件有角度刻度，方便不同幅面间的自由切换。
•  相机横梁内置激光测距装置，可自动跟踪相机横梁到被测物的距离，可在变形测量系统软件中控制开关，测量范围：0~10米。
•  相机横梁内置红外测温装置，可实时显示目前的温度，可在变形测量系统软件中控制开关，测温范围：-40~85℃。
•  相机横梁上集成相机数据传输接口、相机触发接口、测头光源供电接口等。
•  带万向轴臂的20W蓝光光源两只，根据被测物的形状及大小可灵活调整光源位置及距离。

2、系统软件

•  应变测量范围：0.005%~2000%，2D应变测量精度：≤20，3D应变测量精度：≤50，
•  测量幅面：系统支持10毫米到10米的测量幅面
•  测量相机：支持百万至千万像素、低速到高速、千兆网、USB3.0、Camera Link、CXP等多种相机接口，系统软件控制模块可支持在线同步采集帧率最高4500 fps（非高速采集存储后下载再导入模式）。
•  相机标定：采用12位环形编码点标定板进行系统标定，支持1-50个相机的同时标定，支持外部图像导入软件后进行标定。
•  实时计算：采集图像的同时，可以实时进行三维全场应变计算，具备在线和离线两种计算处理模式。
•  根据实验条件，图像质量，软件可自动进行散斑图质量分析及步长面片大小推荐，提升数据处理效率和精度。
•  实时输出：软件包含计算结果的实时UDP千兆网输出，为实验系统的闭环反馈与控制提供软件支持。
•  计算模式：可进行自动计算和从任意一个过程状态作为起点的自定义计算。
•  计算流程：可进行全部计算或分为标志点检测、相机定向、散斑匹配、散斑重建、应变计算五步来分别计算，用于进行计算过程中可能出现的偏差分析。
•  多个检测工程：系统软件支持多个检测工程的计算、显示及分析。
•  支持基于全局控制点的相机外参数动态定向，是最有效的消除测量过程中由于相机基准失稳带来的测量误差的方法。
•  可将已解算各种数据代入软件中已包含的各种公式中，计算实验所需的其他条件数据，而不是导出数据在excel中另行计算。
•  18种变形应变计算功能：X、Y、Z、E三维位移；Z值投影；径向距离、径向距离差；径向角、径向角差；应变X、应变Y和应变XY；最大主应变；最小主应变；厚度减薄量；Mises应变；Tresca应变；剪切角。
•  测量结果：全场三维坐标、应变、位移、速度、加速度、角速度、角加速度。
•  软件可以将DIC计算结果和Ansys，ABAQUS的有限元结果的对比分析，以色谱图的形式显示DIC结果和有限元计算结果的偏差。
•  软件支持导入CAD模型（step、iges、stl），计算CAD模型和DIC网格数据之间的偏差，并以云图显示，且CAD模型可以根随实际物体进行移动和旋转。
•  支持刚性运动物体的轨迹及姿态解算，可同时创建并跟踪多个刚体目标，并分析不同刚性体间距离角度等变形数据，进行在线装配跟踪。
•  支持视频引伸计功能，可以创建多组引伸计，并自定义标距。
•  坐标转换功能：321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能。
•  元素创建功能：三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥。
•  分析创建功能：点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角。
•  散斑图像质量分析：包括清晰度分析、亮度分析、对比度分析、散斑质量分析、直方图分析。
•  数据平滑功能：均值，中值，高斯滤波等多种平滑功能。
•  数据插值功能：包括状态内差值和时间轴差值。
•  材料性能分析：可从试验机读取力信号，计算材料的弹性模量、泊松比、R值和N值、屈服强度等参数。
•  三维截线功能：可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析。
•  曲线绘制功能：所有测量结果均可以绘制成曲线图。
•  成形极限分析功能：可绘制和编辑FLC成形极限曲线。
•  视频创建功能：可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存。
•  数据输出功能：测量结果及分析结果输出成报表，支持TXT，XLS，DOC文件的输出。
•  可对振动进行时域分析，分析变形频率和振幅，并可输出uff文件，采用时间响应、自功率谱、互功率谱、相干性、频谱等函数形式进行模态分析。
•  多测头同步检测接口：可以支持1~8个测头的多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可以同步测量多个区域的变形应变并统一到同一个坐标系下，适用于不同实验条件需求下的变形应变测量。
•  显微应变测量：配合双目体式显微镜及显微专用环形标定板，系统可以实现微小视场的三维全场变形应变检测，并可支持扫描电镜、原子显微镜等显微图像的应变数据计算。
•  大尺寸标定接口：支持基于同一厂家的摄影测量系统软件进行大尺寸测量幅面的标定（可完成单测头10米幅面的标定）。
•  全方位标定接口：支持基于同一厂家的摄影测量系统软件进行多测头柔性自标定，多个测头可以任意组合，测量不同形状或不同尺寸的工件变形情况。
•  支持基于同一厂家的动态环形编码点和圆形标志点的自动轨迹追踪软件接入，每个点的三维测量结果都可以通过AVI、JPG、XLS、TXT等多种文件格式输出。
•  可定制性：可满足土木工程学科实验的要求进行定制开发及载荷加载设备的接口开放，能提供软件的著作权证等证明材料。