非接觸式三維變形測量系統(tǒng)是我公司聯(lián)合中國科學技術(shù)大學與東南大學共同開發(fā)的非接觸式三維應(yīng)變光學測量系統(tǒng)。系統(tǒng)采用非接觸式光學測量方法，可準確測量物體的空間三維坐標、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：

物體表面輪廓測量(三維坐標、形貌測量、逆向工程等)

材料性能測試試驗(楊氏模量、泊松比、彈塑性等)

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

高速變形測試試驗(爆炸、沖擊等高速測試)

疲勞、斷裂試驗(疲勞、裂紋生長等)

殘余應(yīng)力分析

生物力學測試(血管、肌肉、骨骼)

FLC成形極限曲線測定

工作原理

非接觸式三維變形測量系統(tǒng)使用兩個相機，基于雙目立體視覺原理，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法，可對被測物體表面的三維形貌和載荷作用下的三維變形場進行測量。主要原理：利用經(jīng)過校驗的標定板對雙目相機系統(tǒng)進行標定，獲得兩個相機的內(nèi)外參數(shù);利用相關(guān)匹配算法，得到左右相機采集圖像中對應(yīng)點的視差，從圖像中各點的視差數(shù)據(jù)和預(yù)先獲得的標定參數(shù)重建物體表面的三維形貌;通過比較載荷作用下測量區(qū)域內(nèi)各點的三維形貌的變化，得到被測物體全場三維位移分布及應(yīng)變分布。

優(yōu)勢分析

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

(1)非接觸式三維坐標、位移和應(yīng)變測量

非接觸式三維變形測量系統(tǒng)采用非接觸式光學測量方法測量試件表面三維形變，通過計算可得試件表面全場每一個點的位移和應(yīng)變等參數(shù)，測量過程無需安裝任何傳感器件，避免了使用傳統(tǒng)方法時人為因素引入的測量誤差。

(2)無需現(xiàn)場標定

針對固定測量視場用戶，推出無需現(xiàn)場標定的非接觸式三維變形測量III系統(tǒng)。系統(tǒng)使用PM-P便攜式測量頭，該測量頭針對特定測量視場，無需現(xiàn)場標定，保證系統(tǒng)測量精度。

(3)多種測量模式及功能

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

(4)滿足多種測試環(huán)境

非接觸式三維變形測量系統(tǒng)采用非接觸式光學全場測量方法，無需安裝任何傳感器件，適用于高溫測試環(huán)境以及動態(tài)測試環(huán)境。

(5)用戶可編程控制圖像采集過程

非接觸式三維變形測量系統(tǒng)根據(jù)不同采集需求，提供圖像采集過程可編程控制模塊，用戶可以通過時間、外部載荷、溫度以及位移等參數(shù)控制圖像采集過程，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，控制多個相機之間的觸發(fā)同步;同時，支持與外部設(shè)備之間模擬信號與數(shù)字信號的數(shù)據(jù)通信。

實際應(yīng)用領(lǐng)域

(1)材料性能測試:

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

(2)土木工程

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

(3)汽車工程

安全碰撞測試、安全氣囊設(shè)計安全性測試、整車振動測試、零部件性能測試

(4)航空航天

飛行器風洞實驗性能測試、高溫下飛行器外殼性能測試、振動控制、輔助結(jié)構(gòu)性能測試

(5)船舶工程

船體結(jié)構(gòu)變形測試

(6)生物工程

骨骼、肌肉、血管等

(7)礦物工程

礦石性能測試

主要技術(shù)指標

(1)視場范圍：顯微視場(mm2)-大視場(m2)

(2)幀數(shù)：75fps

(3)測量精度：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

公司獨立開發(fā)的具有的擴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)通用測量頭

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

(3)工業(yè)相機

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、滿足不同測量視場及測量距離

(5)圖形工作站

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

(6)觸發(fā)采集器

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

(7)云臺和支架

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

(8)標定板

經(jīng)過校驗,精度高

應(yīng)用案例分析

(1)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)缺口試件三點彎曲測試

(2)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)引伸計

(3)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)硬幣形貌測量

(4)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)裂紋擴展的變形測試

(5)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)2800型斯特林制冷機振動測試

(6)非接觸式三維變形測量系統(tǒng)Marker點實時位移測試

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

(8)吸盤實驗

吸盤：樹脂材質(zhì)，自由狀態(tài)直徑約4厘米

標定：圓點-3mm標定板

實驗過程：吸盤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

選擇第100分鐘時(階段100)的應(yīng)變云圖觀察應(yīng)變情況