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
XTDA三维光学动态变形测量系统


XTDA三维光学动态变形测量和运动轨迹分析系统


XTDA三维动态测量系统,通过多个高速数字相机,实时拍摄物体运动视频图像,实时计算物体表面关键点的三维坐标,利用高分辨率的高速相机构成的立体相机, 实现高速测量、静态和动态应变检测。主要采用了工业近景摄影测量、立体相机技术、自标定、快速分析技术。


系统基于双目立体视觉技术,采用两个高速摄像机实时采集被测物体各个变形阶段的图像,利用准确识别的标志点(包括编码标志点和非编码标志点)实现立体匹配,重建出物体表面点的三维空间坐标,计算得到物体的变形量。该方法具有精度高、速度快、易于操作、非接触以及全场数据测量的特点。

1. XTDA三维动态测量系统——应用范围

1.1 实时测量物体变形、运动和振动的三维信息

1.2 验证理论研究和数字仿真的结果

1.3 载荷实验、蠕变实验和疲劳实验

1.4 汽车引擎和车身振动、发电站大型涡轮的振动、冰箱和空调室外机的振动以及NC旋盘等机床的振动

1.5 汽车碰撞试验的动态视频测量

1.6 飞机风洞实验变形测量

1.7 风力叶片振动测量。

1.8 焊接变形测量

2. XTDA三维动态测量系统——系统特点

2.1 非接触测量,图像处理自动化

2.2 准确测量参考点的三维坐标、位移、姿态轨迹

2.3 测量结果三维显示

2.4 测量幅面可调:0.5m~5m

2.5 最高测量精度:0.01mm

2.6 高精度的相机标定:采用工业近景三维摄影测量核心关键技术

2.7 采集频率可调:可根据负载情况自行控制图像采集

2.8 操作简单方便,适用范围广





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系统界面-XTDA 三维光学动态变形测量和分析系统

3. XTDA三维动态测量系统——应用领域

三维动态测量系统可以准确和实时地测量大量标记点的动态位置坐标。标记点替代传统的传感器,粘贴在运动零件表面,通过对零件在不同负载条件或不同运动条件下标记点的位置进行测量,可以准确计进行动态应变检测,结果以图形化显示和输出。适于测量和计算在负载条件下刚性零件的位移、物体的变形、以及零件的动态特性。


动态应变检测广泛应用于:热负载试验、机械载荷试验、分析动态过程、高速测量、风洞测量等。在产品开发过程中,需要掌握零件的动态运动特性,以便于对其进行仿真模拟和震动分析,以及测量零件间的相对位移。该系统为便携式设计,可以在任何环境下使用,具备极高的可靠性和测量精度,其测量范围可以根据需要进行调整,是一款满足工业需求的测量设备。

4. XTDA三维动态测量系统——应用案例

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焊接变形试验--光学三维动态变形测量

焊接失稳变形光学非接触三维检测的研究飞机结构件运动特性的动态视觉测量系统三维全场变形应变系统在焊接学科的研究和应用



楼房振动变形实验





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焊接三维变形数据色谱图显示         焊接变形数据分析

5. XTDA三维动态测量系统——系统组成

2~3个相机测量头(1.3M像素相机、6M像素相机、10M像素相机);频闪灯;图像采集处理系统;工业计算机;触发控制器;处理软件


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软件界面

6. XTDA三维动态测量系统——特点

6.1 采用自主研制的工业近景三维摄影测量核心关键技术

6.2 大幅面高精度测量,标准测量范围1.3米×1.3米幅面,可定制;

6.3 非接触式测量,对标记点的数量没有限制;

6.4 对标记点在不同状态下的三维坐标进行准确测量,并计算其位移,测量数据可视化输出;

6.5 采集频率:15Hz~500Hz;

6.6 可根据负载情况自行控制图像采集;

6.7 结构简单,具备流动性和灵活性;

6.8 可在恶劣环境工作,包括震动和光线变化;

6.9 可方便地调节测量范围;

7. XTDA三维动态测量系统——应用

7.1 测量空间三维的位移、变形和震动;

7.2 验证理论研究和数字仿真的结果;

7.3 动力学测量,结构震动频率可达250 Hz;

7.4 载荷实验、蠕变实验和疲劳实验(包括复杂机构和弹性零件);

7.5 分析运动规律;

7.6 用于汽车噪声、震动和颠簸条件的测试;

7.7 风洞实验

7.8 测量相对运动;

7.9 汽车引擎和车身振动、发电站大型涡轮的振动、冰箱和空调室外机的振动以及NC旋盘等机床的振动

7.10 汽车碰撞试验的动态视频测量

8. XTDA三维动态测量系统——产品规格

系统类型标准型高分辨率型高速型

相机分辨率

130万

660万像素

130万像素

采样频率1~15帧/秒1~10帧 /秒50~1000帧 /秒

测量空间

128*96*96mm~

4000*4000*400mm

128*96*96mm~
4000*4000*400mm

128*96*96mm
~4000*4000*400mm

测量结果

三维坐标、三维变形、变形分析


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机翼动态变形曲线图                 机翼动态变形三维色谱图   

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动态变形三维色谱图                         动态变形曲线图

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标志点位移三维色谱图

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位移变化曲线





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