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产品 Products

一、通用变形检测产品:
 XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统
 XJTUSD三维光学静态变形测量分析系统
 XJTUDA三维光学动态变形与运动测量
 XJTURT 三维实时跟踪测量分析系统
二、板料成形检测产品:
 XJTUSM板料成形网格应变测量分析系统
 XJTUFLC杯突和板料成形极限检测系统

三、科学研究变形检测产品:

 XJTUDVC 体积内三维全场应变测量系统
 XJTUMicro显微数字图形相关法全场应变测量分析系统
 XJTUCAL 多相机多幅面的相机柔性自标定系统

四、轮廓与坐标检测产品:

 XJTUOM三维光学面扫描系统
 XJTUDP三维光学摄影测量系统
 XJTUSO小型三维光学面扫描系统
 XJTUOM INSPECTOR 点云处理与比对检测系统
 XJTUOM点云预处理软件
 

友情链接 Links

西安新拓三维光测科技有限公司
苏州西博三维科技有限公司
西安交通大学
快速制造国家工程中心
苏州研究院
XJTUOM视频空间
天汽模

 

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XJTUDP 三维光学摄影测量系统


        XJTUDP三维光学摄影测量系统,是国内唯一自主知识产权的的近景工业摄影测量系统(Digital Close Range Industry Photogrammetry),是一个便携式三坐标工业测量系统(Portable 3D Industrial Measurement Systems)。用普通高分辨率单反相机(非量测相机),通过多幅二维照片,计算工件表面关键点三维坐标,采用编码点技术实现自动化测量。用于对中型、大型(几米到几十米)物体的关键点进行三维测量。与传统三座标测量仪相比,没有机械行程限制,不受被测物体的大小、体积、外形的限制,能够有效减少累积误差,提高整体三维数据的测量精度。可以代替传统的激光跟踪仪、关节臂、经纬仪等,而且没有繁琐的移站问题,可以全方位方便测量大型工件。
 
   该系统既可以单独使用,也可以与XJTUOM型三维光学面扫描系统配合使用,能够有效地保证大型物体整体点云的拼接精度。视频演示

 

图片

 
   

 
系统组成-XJTUDP 三维光学摄影测量系统

 
系统组成-XJTUDP 三维光学摄影测量系统

   


软件界面-XJTUDP 三维光学摄影测量系统

系统组成:

  •  系统测量软件:系统测量软件安装在高性能的台式机或笔记本电脑上。

  •   编码参考点:由一个中心点和周围的环状编码组成,每个点有自己的编号。

  •   非编码参考点:圆形参考点,用来得到测量物体相关部分的三维坐标。

  •   专业数码相机:固定焦距可互换镜头的高分辨率数码相机。

  •    高精度定标尺: 刻度尺作为测量结果的比例,具有极精确的已经测量的参考点来确定它们的长度。

特点:

  • 相机自标定技术,采用普通数码相机,应用更广泛。
  • 自主知识产权的核心算法------捆绑调整算法,技术达到国外先进水平。
  • 可以测量出大型物体(几米到几十米)表面的编码点与标志点的三维坐标。
  • 可配合XJTUOM型三维光学面扫描系统,快速获得高精度的超大物体的三维数据,对大面积曲面的点云信息进行校正,大大提高三维扫描仪的整体点云拼接精度。
  • 可以对被测工件与CAD数模进行三维几何形状比对,快速方便地进行大型工件的产品外形质量的检测;
  • 可以测量出工件在受力情况下不同时期的位移和变形,可以对飞机、桥梁、汽车等进行三维测量检测、形变检测。 

用途

  • 逆向设计:快速获取零件的关键点云数据,建立三维数模,达到快速设计产品目的。
  • 产品检测:生产线产品质量控制和形位尺寸检测,特别适合复杂曲面的检测,可以检测铸件、锻件、冲压件、模具、注塑件、木制品等产品。
  • 变形分析:变形分析分为行静态和动态变形分析,可以应用在板料成形、焊接变形、风洞变形、温度变形等领域。

功能演示:


 

工业近景摄影测量与CAD数模比对检测 

工业近景摄影测量与CAD数模比对检测

  复合材料节点力学实验 三维全尺寸静态变形 工业近景摄影测量

复合材料节点力学实验 

   
       

 

应用案例:


 
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飞机风洞模型静态变形测量
 
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采用XJTUSD静态变形系统的焊接过程三维变形检测实验
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采用XJTUOM面扫描系统进行焊接变形实验
 
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汽车车桥的静态变形和数字散斑三维全场应变实验
 
 
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复合材料节点试验---基于XJTUSD的三维静态变形测量
 
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船用螺旋桨叶片检测
 
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大尺寸无缝焊接管道三维测量和变形分析
 
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大型挖掘机铲斗模型的建模和测量
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轿车、客车、卡车、火车等车辆的组装后产品质量检测
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客车逆向设计快速建模案例
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大型水轮机叶片、汽轮机叶片、船舶螺旋桨的快速检测
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三维检测应用

 

系统功能:

 

功能  说明
 计算模式  XJTUDP软件在计算模式下整个工作过程按操作顺序可分为五个阶段:
1. 新建工程;
2. 图像检测;
3. 预定向;
4. 绑定调整;
5. 非编码点匹配;
其中第2~5阶段可以分步逐项完成,也可由系统自动完成所有计算过程;分步计算时,必需遵循2~5的顺序;自动计算方式有两种设置方式:1.可以在新建工程时,在新建工程对话框中选中下方的“自动计算”复选框;2.可以在新建工程完成后,选择菜单项“项目”——“自动计算”。
 对比模式  对比模式主要用于将得到的三维点与数模进行对比分析并创建对比报告。点击菜单:“视图”——“对比模式”(或者单击工具栏上的按钮 ),可切换到对比模式下。同样的点击菜单:“视图”——“计算模式”(或者单击工具栏上的按钮 ),可切换到计算模式下。
 自动计算  新工程建立完成后,XJTUDP系统已经将图片读入并进行了图片的预处理。这时,你还可以选择“自动计算”功能来完成剩下的四个阶段工作。单击菜单:“项目”——“自动计算”,系统就开始按顺序执行“图像检测”——“预定向”——“绑定调整”——“非编码点匹配”四步运算,计算出图片中标志点的三维坐标,并在“三维点云区”显示以3D的形式显示出来。在“数据区”也显示出物体点的三维坐标数据。以下我们称三维显示的标志点为“物体点”,二维显示的标志点为“图像点”
 手工匹配  对于照片上检测出来但最后未能区配出出来的非编码点,如果检测出同一个非编码点的照片多于等于2幅,就可以通过“手工匹配”将其三维点重建出来。单击菜单:“工具”——“手工匹配”,弹出“手工匹配”对话框。
 添加照片  如果某部分的标志点没有计算出来,或者某些照片未能参与计算,多数是由于照片拍摄的质量较差或者摄像站的位置不合理,此时可以通过对这部分照片进行补拍,然后添加到工程中重新进行计算来补救。在工程区的“图片”标题上单击鼠标右键弹出“添加图片”
 计算结果显示(标志点及像机位置)  项目计算完成后,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。物体点显示、图像点显示、像机显示、显示三维坐标系、物体点统计、测量点距离、
 三维点云处理  对于已经计算出的标志点,全部显示在“三维点云区”。可以根据需要对三维点云进行处理:缩放、旋转、移动、缩放、删除等。
 
坐标系的转换
 例如:3-2-1规则。
在质量检测应用中,需要将点云和数模坐标对齐来检测加工件的尺寸。面向上述应用,XJTUDP系统针对性的设置了321坐标对齐功能,即通过3个点确定一个面(设为Z面);再指定2个点,可以计算出通过这2个点并和Z面垂直的面(设为Y面);再指定1个点,可以计算出通过这个点并和Y面和Z面都垂直的面(设为X面),并计算出它们的交点(即原点),至此确定了一个唯一的坐标系。
 元素  元素是用户自己定义的三维对象,主要包括点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥等。点击菜单:“元素”,可以看到建立各种元素的子菜单。利用点的三维信息建立元素,并保存为IGES格式。
 尺寸  尺寸用于测量各种三维点、元素之间的距离、角度等。点击菜单:“尺寸”可以看到各种测量各种的尺寸的子菜单。尺寸的测量也是基于三维点和所创建的元素的,其中除了编辑点之外,所用到的三维点和元素均通过Ctrl+鼠标左键在三维显示空间进行选择。
 对比报告  导入各种标准格式的CAD数模,实现测量数据与数模的对比,并生成对比报告
 接口  与XJTUOM面扫描软件有直接接口
 输出  各种标准的输出格式
 输入  各种标准的输入格式

汽车整车 三维摄影测量

 

测量数据与设计数模对比分析:

 

 

导入的数模    对齐之后的数模和点云

 

 

偏差图预览            偏差图

 


各种编码标志点


非编码标志点

 

大型和超大型工件测量的全局控制点优化系统:

   

    “大型和超大型工件测量的全局控制点优化系统”,是西安交通大学专门研发用于测量大型和超大型大型工件(10米~100米),如飞机、火车、桥梁等的测量。由于被测工件尺寸较大,单次摄影测量工程已经不能完全计算出被测工件表面上的标志点信息。因此必须依次进行全局工程计算和局部区域工程计算,得到这些工程之后,以全局工程作为全局坐标系,将局部区域工程的坐标系转换到全局坐标系下,这样便可完成大型和超大型复杂工件的摄影测量工程的计算。

 

 

大型和超大型工件测量的全局控制点优化系统

 

 

西安交通大学近景工业摄影测量技术

 

从二十世纪八十年代光学三坐标测量系统Optical 3D coordinate measurement system开始应用到制造行业和精密工程行业数字近景测量技术、数字经纬仪digital theodolite)、激光跟踪仪laser trackert是广泛应用的非接触测量方法数字近景测量技术以其独特的优点应用广泛但是目前主要被国外产品垄断。

目前世界上能够独立自主研发并实际应用在工业现场的工业摄影测量产品,主要有美国GSI公司的V-STARS产品、德国AICON公司的DPA产品。2007年美国GSI公司收购了澳大利亚墨尔本大学Clive S. Fraser 教授主持研究的Australis产品,V-STARS产品和Australis产品原理相相似,都是基于很小的定向反光标志点进行测量。
    世界上近景工业摄影测量技术上的研究和开发主要集中在德国,德国Oldenburg 的University of Applied Sciences大学IAPG研究所的Thomas Luhmann教授在工业摄影测量做了很多开拓性工作,德国很多工业摄影产品的技术都来源于IAPG研究所,如德国AICON公司的DPA产品、德国GOM公司的TRITOP产品、德国axios3d公司、德国FALCON公司等,德国在2002年发布了两个工业摄影技术标准,VDI/VDE 2634 Part 1(摄影点测量)、VDI/VDE 2634 Part 2(面扫描)、2006年发布了VDI/VDE 2634 Part 3(多视面扫描)。
    数字近景摄影测量技术(Digital Close Range Photogrammetry )也简单称为视觉测量(Vision metrology,VM),来源于大地摄影测量技术(topographic photogrammetry)。随着高分辨率数字相机和新的计算模型的发展,数字近景测量技术成为高自动化、高精度的三维坐标测量技术。当处理动态运动目标的图像序列时,也称为视频测量(videogrammetry 或 videometrics)、三维视频模型变形测量VMD(Videogrammetric Model Deformation)。
      西安交通大学经过多年研究,在国家863项目的基础上,推出了国内唯一自主知识产权的工业摄影测量实用化产品------ XJTUDP三维光学点测量系统”,打破了国外产品的垄断,并推出了系列产品,用于测量各种静态变形、动态变形,性能指标达到国外同类产品水平。

该技术广泛应用在汽车工业、航空航天工业、船舶工业、建筑工业等,通过三维坐标测量可以完成质量检测、变形测量、逆向工程等。

西安交通大学近景工业摄影测量产品系列:

l         XJTUDP三维光学点测量系统:采用普通高分辨率单反相机(非量测相机),通过多幅二维照片,计算工件表面关键点三维坐标,采用编码点技术实现自动化测量。

l         XJTUOM三维光学面扫描系统:采用外差多频相移技术的主动光面扫描产品。

l         XJTUSD静态变形测量分析系统:变形分析系统,代替传统的应变片、高精度位移传感器,方便快捷。

l         XJTUDA动态变形测量分析系统:三维视频测量技术,用于测量动态物体的三维坐标、位移、变形。

l         XJTUSM板料成形测量分析系统:板料冲压变形分析系统,快速生成成形极限图FLC,代替繁琐的工具显微镜测量。

l         XJTUWA焊接变形测量分析系统:焊接过程静态和动态变形分析系统。


 

 
Web www.xjtudic.com
 

西安交通大学 机械工程学院 模具与先进成形技术研究所 信息机电研究所
电子邮件: xjtops@163.com  网站: www.xjtudic.com  www.xjtops.com  www.3dthink.cn

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