XTDA三維動態(tài)變形測量系統

XTDA系統基于雙目立體視覺技術，采用兩個高速攝像機實時采集被測物體各個變形階段的圖像，利用準確識別的標志點（包括編碼標志點和非編碼標志點）實現立體匹配，重建出物體表面點的三維空間坐標，并計算得到物體的變形量、三維軌跡姿態(tài)、速度及加速度等數據。該方法具有精度高、速度快、易于操作、非接觸以及全場數據測量的特點。

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• 實時測量物體變形、運動和振動的三維信息
• 驗證理論研究和數字仿真的結果
• 載荷實驗、蠕變實驗和疲勞實驗（復雜機構和彈性零件）
• 汽車引擎和車身振動、發(fā)電站大型渦輪的振動、冰箱和空調室外機的振動以及NC旋盤等機床的振動
• 汽車碰撞試驗的動態(tài)視頻測量
• 風力葉片振動測量
• 焊接變形測量
• 各種風洞實驗

1.2  系統特色

• 系統技術*：國內*自主研發(fā)的三維動態(tài)變形測量系統，技術指標達到*進水平
• 自動化程度高：非接觸測量，圖像處理自動化，準確測量參考點的三維坐標、位移、姿態(tài)軌跡、速度及加速度等數據，測量結果三維顯示
• 系統配置靈活：支持幾十毫米到幾米的測量幅面；支持百萬至千萬像素相機，支持低速到高速相機，支持千兆網和Camera Link等多種相機接口
• 相機標定精度高：采用自主研制的工業(yè)近景三維攝影測量核心關鍵技術進行相機標定，支持任意數目相機的同時標定，支持外部圖像標定
• 系統兼容性強：同時兼容單相機二維測量和多相機三維測量；兼容32位、64位系統
• 系統適應性強：操作簡單方便，適用范圍廣，可在惡劣環(huán)境工作，包括震動和光線變化

1.3  技術指標

XTDA系統基于雙目立體視覺技術，采用兩個高速攝像機實時采集被測物體各個變形階段的圖像，利用準確識別的標志點（包括編碼標志點和非編碼標志點）實現立體匹配，重建出物體表面點的三維空間坐標，并計算得到物體的變形量、三維軌跡姿態(tài)等數據。系統的主要功能包括基本測量功能、分析報告功能、采集控制功能及系統擴展接口等，具體如下：

（1）基本測量功能：

※測量幅面：支持幾十毫米到幾米的測量幅面，根據需求可定制更多測量幅面

測量相機：支持百萬至千萬像素相機，支持低速到高速相機，支持千兆網和Camera Link等多種相機接口

※相機標定：支持1-8個相機的同時標定，支持外部圖像標定

※測量模式：同時兼容單相機二維測量和多相機三維測量

※實時測量：采集圖像的同時，可以實時進行全場變形計算，而不是事后處理

計算模式：具備自動計算和自定義計算兩種模式

※測量結果：全場三維坐標、位移、軌跡姿態(tài)、速度及加速度等動態(tài)變形數據

多工程：系統軟件支持多工程計算、顯示及分析

※支持系統：同時支持32位、64位系統，具備多線程加速計算功能

（2）分析報告功能

※坐標轉換功能：321轉換、參考點擬合、全局點轉換、矩陣轉換等多種坐標轉換功能

※元素創(chuàng)建功能：可以創(chuàng)建三維點、線、面、圓、槽孔、矩形孔、球、圓柱、圓錐等多種三維元素

※分析創(chuàng)建功能：可以創(chuàng)建點點距離、點線距離、點面距離、線線夾角、線面夾角、面面夾角等多種分析

數據平滑功能：均值，中值，高斯濾波等多種平滑功能

數據插值功能：自動和手動兩種數據插值模式

三維截線功能：可對三維測量結果進行直線或圓形截線分析

曲線繪制功能：所有測量結果均可以繪制成曲線圖

視頻創(chuàng)建功能：可將測量過程二維圖像或者三維測量結果制作成視頻并輸出保存

數據輸出功能：測量結果及分析結果輸出成報表，支持TXT，XLS，DOC文件的輸出

※模態(tài)分析功能：對于振動物體可以進行模態(tài)分析，輸出頻域數據等到uff格式文件

（3）采集控制功能

系統控制觸發(fā)和數據采集

A/D采集：三路模擬量輸入采集，A/D采集的量程由軟件控制，可選量程：±10V、±5V、±2.5V、0～10V

多種外部觸發(fā)信號類型選擇：模擬信號、TTL電平、光電隔離、差分輸入。模擬信號電平可選擇：+10V、+5V、0V、-5V、-10V

相機同步控制：多相機外同步觸發(fā)信號

LED燈控制：控制LED光源

（4）擴展接口：

※試驗機接口：實時采集試驗機的力、位移等信號，并與三維全場變形測量數據實現同步。

※多測頭同步檢測：支持多相機組同步測量，相機數目任意擴展，可以同步測量多個區(qū)域的變形位移，適用于大型物體或者回轉型物體的變形測量。

1.4  系統型號

1.5  典型配置

1.6  應用案例

1. 飛機風洞測試

圖：飛機風洞測試應用案例

1. 軌跡姿態(tài)測量

圖：三維軌跡姿態(tài)測量應用案例

1. 汽車性能測試

1. 土木工程測量