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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。
土木结构领域非接触式三维光学振动及变形测量系统-土木结构领域非接触式三维光学振动及变形测量系统-土木结构领域非接触式三维光学振动及变形测量系统
系统应用领域包括:
² 实时测量物体变形、运动和振动的三维信息
² 验证理论研究和数字仿真的结果
² 载荷实验、蠕变实验和疲劳实验(复杂机构和弹性零件)
² 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
² 汽车碰撞试验的动态视频测量
² 风力叶片振动测量
² 焊接变形测量
² 各种风洞实验
土木结构领域非接触式三维光学振动及变形测量系统
1.1 系统特色
l 系统技术先进:国内唯一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
l 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
l 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
l 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
l 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
l 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
1.2 技术指标---土木结构领域非接触式三维光学振动及变形测量系统
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。
应用案例:
1,振动台和墙体倒塌试验
2,钢结构实验
3,混凝土土受压变形
4,边坡变形实验
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