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基于工业三维数字近景摄影测量技术 系列三维检测和变形应变测量分析系统
 全场变形和应变 静态变形 动态变形 板料成形 面扫描 摄影测量 小幅面 点云处理 相机标定
三维变形和三维全场应变快速测量分析 三维数字图像相关法(DIC)全场应变测量 欢迎各大学跨学科合作研究 合作进行三维全场应变实验 材料力学、断裂力学、土木工程、生物力学、微观纳米、新材料性能

2007年以来,国际上基于数字图像相关法(Digital Image Correlation,DIC)测量全场应变技术,得到了爆炸性发展和应用[参看STRAIN期刊2008年社论],广泛应用于各个学科的研究,如材料力学、生物力学、断裂力学、微观纳米应变测量、宏观大尺寸变形测量、各种新材料性能测试等。 欢迎各大学和研究所,基于数字图像相关法“XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统”进行跨学科合作研究,合作进行三维全场应变实验。 随着各种数值模拟软件的普及,三维变形和应变测量的需求越来越迫切。各种数值模拟的结果与实际情况存在偏差,迫切需要实际测量的变形和应变数值进行校正。采用光学三维变形测量技术可以代替传统的应变片和位移传感器,光学三维变形测量技术不但使用简单方便,快速实现三维变形和应变测量,而且可以完成应变片和位移传感器无法实现测量工作。可广泛应用在板料网格应变测量、材料力学试验、生物力学试验、模具检验、大变形等领域。
XJTUDIC散斑动态应变:三维全场应变快速测量材料力学性能。
XJTUSD静态变形测量: 适合大尺寸(<100m)大变形测量。
XJTUDA动态变形测量: 快速测量动态三维变形,高速相机拍摄变形。
XJTUSM板料应变测量: 网格应变法测量板料成形的三维应变。
关键技术和特色
突破一系列三维摄影测量关键技术实现了系列化的测量分析系统。实现了多相机快速标定、三维重建、点云处理、变形分析等技术。研制了八个系统,用于三维坐标测量、点云采集、三维静态和动态变形、全场应变测量分析、板料成形应变分析。拥有多项发明专利,国际上只有1个单位具有该系列技术。
多相机多幅面的相机柔性自标定技术。解决了传统标定方法需要高精度标定块,实现了快速、方便、高精度相机标定,是三维摄影测量的基础和核心。
自主研发的工业近景摄影测量技术。便携式三坐标机,测量范围几十毫米~几十米,与自主研制的三维面扫描系统紧密配合,实现了多视扫描的自动拼接,消除了面扫描拼接的累计误差。国际上只有3个类似系统实现了工业化和产品化。
三维光学面扫描和摄影测量集成的三维扫描技术。解决了多视扫描点云拼接产生的累计误差,实现了自动拼接,满足工业测量的自动化和精度控制要求。国际上只有1个类似系统。
系列化的非接触式三维变形和全场应变测量分析技术。基于数字图像相关法(DIC)的三维全场应变动态测量(XJTUDIC系统)、大尺寸工件的静态变形测量(XJTUSD系统)、大型板料成形的网格应变自动测量分析(XJTUSM系统)、基于标志点跟踪的动态变形和运动轨迹测量(XJTUDA系统)。
定制和专用开发。基于自主研制的系列化的三维摄影系统,为航空、航天、军工、大学及研究所等定制开发了多种专用系统,满足特殊需求。
系统工业化和产品化。在航空、汽车、机械等行业推广应用,满足几十毫米手机至几十米飞机测量检测要求。
随着中国制造业的快速发展,汽车、飞机、船舶、军工等行业中普遍加工大型复杂工件。目前对于中小型工件(长度小于1米)的三维测量,基本能满足检测和反求要求。而对于大型的工件(工件长度为1米~100米),如汽车大型模具和覆盖件、装焊后的大型设备、水轮机叶片、大型结构件、飞机工件和模具、船舶部件等,由于很难将其搬到台式三座标测量机进行测量,目前主要采用激光跟踪仪、经纬仪、模板模线等对工件的一些关键点进行测量。这些测量设备检测速度慢、存在繁琐的移站问题、价格高,且无法进行全尺寸检测,只能测量工件关键点三维坐标。所以对于大中型复杂工件的三维检测,是国内企业迫切需要解决的问题,严重制约了中国大型制造业的技术水平。
自主研制的系列工业三维摄影测量系统
西安交通大学模具与先进成形技术研究所,前身为创办于1952年的锻压教研室,是全国最早的锻压专业之一,拥有100多人的教职工和研究生。与信息机电研究所进行跨学科研究,综合了计算机信息技术、机电控制、图像处理、工业摄影测量、材料成形、模具技术、材料力学等多学科,研制了系列化的八个三维摄影测量系统,用于三维全场应变测量分析、动态和静态变形测量、板料网格应变测量、三维面扫描、反求设计与逆向工程、三维全尺寸检测。
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