西安交通大学信息机电研究所西安交通大学模具与先进成形技术研究所技术研究特色西安交通大学工业三维摄影测量技术发展路线三维全场变形技术概述面向复杂机械和新型材料运行工况下或现场使用单位简介研究生招生XTDICXTDVCXTRTXTMicroXTDIC 3D控制箱数字散斑全场应变XTDP三维光学测量坐标变换XTDCAL工业近景摄影测量XTSD静态变形XTDA大型飞机风洞大视场高速运动物体动态变形和运动轨迹XTSOXTOMXTOM INSPECTOR三维扫描仪XTFLC板料热成形三维全场应变检测试验机XTSM板料和管材胀形成形试验的三维全场变形检测系统板料成形膜结构双轴双向拉伸试验机双轴四缸电液伺服静态、动态、疲劳试验机双向对称微拉伸试验机(用于光学和电子显微镜)TOMS-汽车模具三维光学快速检测系统专用系统核心技术:复杂工况三维全场动态变形检测技术关键技术产品应用领域系列产品概述三维全尺寸快速检测解决方案:大型复杂工件产品的反求和快速质量检测其他光学体式显微镜测量板料液压胀形试验的三维全场变形检测数据动画演示泡沫铝物体内部变形测量实验板料成形极限FLC快速测定(3D-DIC)飞机风洞模型三维全场应变检测(数字图像相关法)一种基于DIC技术识别焊缝材料参数的新方法高温三维全场应变测量(3000摄氏度以内)高速拉伸变形技术发展路线高速冲击振动模态分析实验---数字散斑应用圆棒试件疲劳实验汽车车桥的静态变形和数字散斑三维全场应变实验木材压缩和弯曲性能试验----全场应变分析型号和配置------XTDIC数字散斑应变测量分析一般测量步骤 XTDIC数字散斑系统计算步骤-----XTDIC数字散斑系统显示和编辑计算结果----XTDIC散斑系统输出功能------XTDIC数字散斑系统大幅面三维全场应变测量视频----XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统沙土全场变形实验-相似材料钛合金试件压缩变形三维数字散斑试验拉伸试验三维全场应变测量总体功能--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统主要功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统变形分析功能--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析分析曲线功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量报表功能---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统截线分析---XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统等势线分析--XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析XTDIC数字散斑系统与电子引申计比对试验XTDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统三维全场应变测量分析重型卡车车架和车门全方位静态变形和全场应变检测发动机活塞缸体受力三维静态变形实验相似材料模型变形实验-标志点变形和全场变形两种方法复合材料节点试验---基于XTSD的三维静态变形测量大型结构件大变形三维摄影测量相似材料模型实验-光学三维变形测量变形分析应用大尺寸大变形静态测量某汽车覆盖件冲压全场应变检测步骤和流程汽车覆盖件(长到6米)板料冲压全场应变三维检测板料成形极限FLC试验板料剪切实验装置大型汽车模具制件的实际板料成形三维全场应变检测数字图像相关法(散斑应变)在板料力学性能测试中的应用板料成形网格应变测量实验快速使用说明---XTSM板料成形应变测量分析系统评估模式说明-----XTSM板料成形分析计算模式-XTSM板料成形网格应变分析系统三维点云处理---XTSM板料成形网格应变分析系统网格模式---XTSM板料成形网格应变分析系统XTSM板料成形应变测量分析系统板料成形网格变形分析楼房振动变形实验飞机风洞模型静态变形测量飞机结构件运动特性的动态视觉测量系统动态变形和运动轨迹汽车模具快速质量检测和比对分析路面构造三维扫描及三维坐标获取TOMS汽车模具摄影测量系统实现汽车模具实型数字化检测汽车模具三维光学系统应用于汽车覆盖件回弹的计算三维检测应用比对分析和质量检测焊接过程高温三维全场应变实时检测焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究三维全场变形应变系统在焊接学科的研究和应用焊接过程三维全场应变检测实验采用XTSD静态变形系统的焊接过程三维变形检测实验采用XTOM面扫描系统进行焊接变形实验焊接变形试验--光学三维动态变形测量大尺寸无缝焊接管道三维测量和变形分析焊接变形和应变分析船用螺旋桨叶片检测大型飞机三维光学快速测量建模关键技术研究大型水轮机叶片、汽轮机叶片、船舶螺旋桨的快速检测手机零部件三维测量测量实例三维光学测量的应用领域逆向设计应用客车逆向设计快速建模案例轿车、客车、卡车、火车等车辆的组装后产品质量检测大型挖掘机铲斗模型的建模和测量测量实例 测量系统软件界面三维扫描测量实例 逆向和检测汽车模具检测案例 大型泡沫和铸件快速检测其他测量案例行业应用复杂工况三维全场动态变形 检测技术三维全场变形技术概述应变(strain)工业摄影测量光束平差(捆绑调整)自标定方法数字图像相关法(Digital Image Correlatiom,DIC)工业数字近景摄影测量与机器视觉的关系机器视觉(Machine Vision)工业数字近景摄影测量Photogrametry国内外DIC相关研究链接国内外三维检测Strain Measurement by Digital Image Correlation数字散斑全场应变分析工业近景摄影测量静态大尺寸大变形动态变形和运动轨迹三维扫描和建模板料成形网格变形分析焊接变形和应变分析比对分析和质量检测点云处理和三角化相机标定其他综述
网格模式---XTSM板料成形网格应变分析系统
5.4. 网格模式
在编码点和非编码点相关计算结束后,接下来进行三维重建和创建四边形网格以便进行后期的应变计算。 点击菜单:“视图”——“网格模式”(或者单击工具栏上的按钮 ),可切换到网格模式下,此时“项目”菜单中选项已经发生变化,如图所示。
5.4.1. 参数设置 点击菜单:“项目”——“参数设置”。
点击“网格参数设置”,确认对网格参数的设置,如果设置错误,则对计算结果产生很达的影响。设置完成后,点击“确定”。 点击“边界点应变”。设置对话框中包括三种类型的网格点计算,Ratio1表示只有当一个网格点有8个最邻近网格点时才会参加到三维重建的计算过程中;类似的,Ratio2表示只有当一个网格点至少有5个最邻近网格点时才会参加到三维重建的计算过程中;Ratio3表示只有当一个网格点至少有3个最邻近网格点时才会参加到三维重建的计算过程中。通过对以上三种不同类型的选择,可以根据需要减小边界点对计算结果的影响。

5.4.2. 网格创建
点击菜单:“项目”——“高级网格划分”,此时弹出“创建1个网格种子点”/“创建4个网格种子点”,如图表 532所示。点击“创建1个网格种子点”,同时按下CTRL键,在三维显示区点选某一网格点,可以进行网格创建,如图表 5 33所示;点击“创建4个网格种子点”, 同时按下CTRL键,在三维显示区点选第一个网格点,然后以逆时针方向按照图表 5 34所示方法选择剩余三个网格点,即可以进行网格创建,同样可以得到重建结果。
图表 5 32高级网
图表 5 33网格效果图
图表 5 34创建4个网格种子点
5.4.3.网格显示处理

在三维显示区我们可以对网格显示进行处理:缩放、旋转、移动、缩放等,可参考5.5节三维点云处理。

5.4.4.网格优化

点击“项目”——“网格优化”,XTSM会对生成的网格进行进一步的捆绑调整,使一些计算得到的偏差较大的网格点进行校正,优化计算结果。

5.4.5.计算结果显示
当完成三维重建和网格重建后,切换到计算模式下,计算出的标志点就分别以三维(物体点)和二维(图像点)显示在三维点云区(右上)和图像区(中下)中,应用成功的标尺也会以直线的方式显示出来。如图表 5 36所示:
图表 5 36计算结果显示
图中,黄色线表示的是使用成功,以三维形式显示的比例尺。
物体点显示在右上的三维点云区中,也称点云,包括编码点和非编码点。绿色的为编码点,白色的为非编码点。

通过“查看”——“物体点显示”菜单中的菜单项选择,可以分别单独显示编码点、非编点以及它们的ID号。

也可以通过“查看”——“物体点显示”菜单中的菜单项,可以选择显示编码点和非编码点的ID号。

单击“数据区”的“物体点”标签可以查看点的三维坐标数据,包括编码点和非编码点。可以单击数据区的属性栏对表中数据根据某项属性进行排序。数据区和三维点云区是关联的,如果选择了点云区中的某个点,它有三维数据会在数据区高亮显示。上边点云区红色的点被选中。 图像点显示。

在图片区会显示所有识别成功的点,十字星标识出其中心位置。可能选择显示编码点和非编码点的ID号: 单击菜单:“查看”——“图像点显示”——“显示编码点”/ “显示非编码点ID” /。图片区中,编码点的右侧显示出3位的ID号;非编码点右侧显示出4位的ID号

如果想看局部信息,可以通过放大/平移图片观看图片的某个局部信息,如图所示。

放大:在图片区滚动鼠标中键(滚轴)。 平移:在图片区按下鼠标右键并拖拽。

相机显示

你也可以选择以三维的形式显示每一幅图片拍摄时相机的位置。单击菜单:“查看”——“相机显示”——“显示相机”。
可能选择显示编码点和非编码点的ID号:

单击菜单:“查看”——“相机显示”——“显示相机ID”,三维点云区中,相机的右侧显示出2位或者3位的ID号;

显示三维坐标系

如果想查看三维点云的坐标原点和坐标系,可以单击菜单:“查看”——“坐标系显示”——“显示在原点”。

如果想查看三维点云中编码点和非编码点的数目,可以单击菜单:“查看”——“物体点统计”。

5.4.6.计算结果精度评价

如图所示是工程计算完成后误差的图示,包括两个方面:工程平均计算精度和标尺误差。

误差过大时,应考虑如下因素:

尽量在各个方向上都使用比例尺,整个工程至少需要识别一个比例尺。对于2个已识别的定比例尺,指定和实际的长度之间的误差应该小于0.1mm。
检查是否所有需要的非编码标志点被识别。手动添加未识别的重要标志点。 检查是否有误识别的标志点

工程平均计算精度
工程平均计算精度是所有标志点的重投影误差的平均值,一般小于0.3像素,如果该数字过大,表明该工程精度较差。

标尺误差
标尺误差是标尺的计算长度与其标定长度之间的偏差,一般小于0.3mm,在标尺的标定数值准确的前提下,如果该偏差过大,说明该工程计算精度较差。

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