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
XTSD三维光学静态变形测量分析系统


三维光学静态变形测量,采用高分辨率单反数码相机,通过拍摄变形前后物体的多幅图像,计算出物体关键点的三维坐标,获得物体变形数据,是在工业数字近景三维摄影测量研究基础上发展的变形测量技术。



三维光学静态变形测量以数字近景工业摄影测量为基础,基于XTDP摄影测量系统,采用高分辨率单反数码相机,通过拍摄变形前后物体的多幅图像,计算出物体关键点的三维坐标,获得物体在各个状态的三维数据。其次,将多个状态相互之间通过全球点或相关点进行拼合,对各个状态之间的变形点的变形量和变形方向通过三维色谱图的方式直观的显示出来,并可以获得各个点和其所组成的一些空间元素在空间位置中的变形量。


西南交通大学机械工程学院先进制造技术研究所部分成员创建了新拓三维技术有限公司XJTUSD三维静态变形测量系统也更名为XTDP摄影测量系统。在现阶段的商业化运营过程中,XTDP摄影测量系统紧贴各行业需求,不断完善产品性能,提升行业竞争力。


应用范围

工业变形测量(大尺寸位移变形测量)

重要科研项目变形测量

机械载荷试验

热负载试验

结构试验变形测量(电力塔架、桁架等)

模型试验变形测量(相似材料模型、岩土模型)

建筑变形测量


系统特点

国内首个自主研发的三维静态变形测量系统

采用自主知识产权的核心算法,技术达到国际先进水平

多线程运算,计算速度更快

快速获得三维坐标、位移变形数据

测量结果三维显示

采用三维色谱图直观显示变形量、测量结果及分析结果

多种元素拟合功能:点、线、面、圆、球、圆柱、圆锥等

具备多种偏差分析功能:点偏差、距离偏差、角度偏差等

支持ASCII\HTML等各种标准输出格式

测量范围:30mm ~30m

高精度测量:0.1mm/4m

操作简单、携带方便


应用案例


XTSD系统

大型结构件大变形三维摄影测量

相似材料模型变形实验-光学三维变形测量

汽车车桥的三维全尺寸静态变形和数字散斑三维全场应变实验



复合材料节点试验---基于XTSD的三维静态变形测量

发动机活塞缸体受力三维静态变形实验





系统组成

专业单反数码相机、比例尺、标记点、 数码参考点   、适配器、三维变形测量软件


大型结构件大变形三维测量


三维变形色谱图显示


相似材料模型变形测量-   大尺寸大变形


   初始状态                  状态2(加载荷)


状态3(加大载荷)            三维变形分析


变形分析


各种几何元素                   变形分析

                                 

三维数字摄影测量技术在结构实验变形量测中的应用

目前结构实验中用位移计和电阻片测量结构构件的位移与应变的方法存在一定的局限性,比如测点有限、量程有限、仪表必须与试件接触、无法获得位移场和变形场等全局数据,且有时也具有无法避免的系统量测误差。三维数字摄影测量技术可以在适当的范围内弥补这些不足,尤其适用于复杂受力情况下的位移场和变形场量测。


该技术能够直接通过数字影像来识别人工标志点随构件变形的运动来获得观测范围内构件的位移场与应变场。运用数字摄影测量中的影像定向与定位理论,可以有效的消除实验观测过程中人为因素引起的误差。这项技术成本相对较低,测量结果丰富,测量局限性小,在大变形破坏性实验中尤为适,并为研究复杂受力的构件提供了可靠的实验依据,在结构实验中有较大的应用前景。


大型结构件大变形三维测量


三维变形色谱图显示


相似材料模型变形测量-   大尺寸大变形


   初始状态                  状态2(加载荷)


状态3(加大载荷)            三维变形分析

   

变形分析


各种几何元素                   变形分析

                                 

三维数字摄影测量技术在结构实验变形量测中的应用

目前结构实验中用位移计和电阻片测量结构构件的位移与应变的方法存在一定的局限性,比如测点有限、量程有限、仪表必须与试件接触、无法获得位移场和变形场等全局数据,且有时也具有无法避免的系统量测误差。三维数字摄影测量技术可以在适当的范围内弥补这些不足,尤其适用于复杂受力情况下的位移场和变形场量测。


该技术能够直接通过数字影像来识别人工标志点随构件变形的运动来获得观测范围内构件的位移场与应变场。运用数字摄影测量中的影像定向与定位理论,可以有效的消除实验观测过程中人为因素引起的误差。这项技术成本相对较低,测量结果丰富,测量局限性小,在大变形破坏性实验中尤为适,并为研究复杂受力的构件提供了可靠的实验依据,在结构实验中有较大的应用前景。

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