XTDA三维动态变形测量系统
XTDA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,并计算得到物体的变形量、三维轨迹姿态、速度及加速度等数据。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。
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- 实时测量物体变形、运动和振动的三维信息
- 验证理论研究和数字仿真的结果
- 载荷实验、蠕变实验和疲劳实验(复杂机构和弹性零件)
- 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
- 汽车碰撞试验的动态视频测量
- 风力叶片振动测量
- 焊接变形测量
- 各种风洞实验
1.2 系统特色
- 系统技术先进:国内*自主研发的三维动态变形测量系统,技术指标达到国外先进水平
- 自动化程度高:非接触测量,图像处理自动化,准确测量参考点的三维坐标、位移、姿态轨迹、速度及加速度等数据,测量结果三维显示
- 系统配置灵活:支持几十毫米到几米的测量幅面;支持百万至千万像素相机,支持低速到高速相机,支持千兆网和Camera Link等多种相机接口
- 相机标定精度高:采用自主研制的工业近景三维摄影测量核心关键技术进行相机标定,支持任意数目相机的同时标定,支持外部图像标定
- 系统兼容性强:同时兼容单相机二维测量和多相机三维测量;兼容32位、64位系统
- 系统适应性强:操作简单方便,适用范围广,可在恶劣环境工作,包括震动和光线变化
1.3 技术指标
XTDA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,并计算得到物体的变形量、三维轨迹姿态等数据。系统的主要功能包括基本测量功能、分析报告功能、采集控制功能及系统扩展接口等,具体如下:
(1)基本测量功能:
※测量幅面:支持几十毫米到几米的测量幅面,根据需求可定制更多测量幅面
测量相机:支持百万至千万像素相机,支持低速到高速相机,支持千兆网和Camera Link等多种相机接口
※相机标定:支持1-8个相机的同时标定,支持外部图像标定
※测量模式:同时兼容单相机二维测量和多相机三维测量
※实时测量:采集图像的同时,可以实时进行全场变形计算,而不是事后处理
计算模式:具备自动计算和自定义计算两种模式
※测量结果:全场三维坐标、位移、轨迹姿态、速度及加速度等动态变形数据
多工程:系统软件支持多工程计算、显示及分析
※支持系统:同时支持32位、64位系统,具备多线程加速计算功能
(2)分析报告功能
※坐标转换功能:321转换、参考点拟合、全局点转换、矩阵转换等多种坐标转换功能
※元素创建功能:可以创建三维点、线、面、圆、槽孔、矩形孔、球、圆柱、圆锥等多种三维元素
※分析创建功能:可以创建点点距离、点线距离、点面距离、线线夹角、线面夹角、面面夹角等多种分析
数据平滑功能:均值,中值,高斯滤波等多种平滑功能
数据插值功能:自动和手动两种数据插值模式
三维截线功能:可对三维测量结果进行直线或圆形截线分析
曲线绘制功能:所有测量结果均可以绘制成曲线图
视频创建功能:可将测量过程二维图像或者三维测量结果制作成视频并输出保存
数据输出功能:测量结果及分析结果输出成报表,支持TXT,XLS,DOC文件的输出
※模态分析功能:对于振动物体可以进行模态分析,输出频域数据等到uff格式文件
(3)采集控制功能
系统控制触发和数据采集
A/D采集:三路模拟量输入采集,A/D采集的量程由软件控制,可选量程:±10V、±5V、±2.5V、0~10V
多种外部触发信号类型选择:模拟信号、TTL电平、光电隔离、差分输入。模拟信号电平可选择:+10V、+5V、0V、-5V、-10V
相机同步控制:多相机外同步触发信号
LED灯控制:控制LED光源
(4)扩展接口:
※试验机接口:实时采集试验机的力、位移等信号,并与三维全场变形测量数据实现同步。
※多测头同步检测:支持多相机组同步测量,相机数目任意扩展,可以同步测量多个区域的变形位移,适用于大型物体或者回转型物体的变形测量。
1.4 系统型号
型号 | XTDA-TC(教育型) | XTDIC-SD(标配) | XTDIC-HS(高速) |
相机像素 | 200万 | 200万 | 200万 |
相机帧率 | 20fps | 160fps | 340fps |
位移测量精度 | zui高0.01mm | zui高0.01mm | zui高0.01mm |
测量范围 | 0.5-5m | 0.5-5m | 0.5-5m |
1.5 典型配置
序号 | 项目 | 配置 | 单位 | 数量 |
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| 测量头 | 2个工业相机(200万像素); 2个相机镜头(25mm); 1套外置大视场LED光源 1套标准型系统机架(1000mm); | 套 | 1 |
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| 检测分析软件 | XTDA三维动态变形测量系统V8.0软件安装光盘1套; 软件使用手册1套; | 套 | 1 |
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| 采集控制系统 | 系统控制箱1套; 5m数据传输线1套; | 套 | 1 |
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| 标定板 | 400mm×300mm编码型标定板1套; 800mm×600mm编码型标定板1套 | 套 | 1 |
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| 移动支撑 | 重型架1套; 三维云台1套; 便携式三角架1套; 功能航空运输移动操作桌1套 | 套 | 1 |
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| 计算机 | 高性能品Pai图形工作站,8G内存,1T硬盘 | 套 | 1 |
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| 系统附件 | 系统专用工具1套 内圆直径5mm标志点5000个; 内圆直径8mm标志点5000个; | 套 | 1 |
1.6 应用案例
- 飞机风洞测试
图:飞机风洞测试应用案例
- 轨迹姿态测量
图:三维轨迹姿态测量应用案例
- 汽车性能测试
- 土木工程测量