XTDIC三維全場應(yīng)變測量分析系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)（DIC）與雙目立體視覺技術(shù)，通過追蹤物體表面的散斑圖像，實現(xiàn)變形過程中物體表面的三維坐標、位移及應(yīng)變的測量，具有便攜，速度快，高，易操作等特點。

系統(tǒng)組成：統(tǒng)主要由測量頭、控制箱、標定板、標志點、計算機及檢測分析軟件等組成系統(tǒng)應(yīng)該包含系統(tǒng)測量頭（含兩臺高速工業(yè)相機、進口相機鏡頭，帶萬向手柄可調(diào)節(jié)LED光源）、相機同步控制觸發(fā)控制箱、系統(tǒng)標定板、系統(tǒng)可移動支撐架、動態(tài)采集分析軟件、載荷加壓控制通訊接口、計算機系統(tǒng)等組成。

主要應(yīng)用

XTDIC 三維數(shù)字散斑動態(tài)變形測量分析系統(tǒng)是實驗力學(xué)領(lǐng)域中一種重要的測試方法，其主要應(yīng)用有：

在材料力學(xué)性能測量方面：DIC已成功應(yīng)用于各種復(fù)雜材料的力學(xué)性能測試中。如火箭發(fā)動劑固體燃料、橡膠、光纖、壓電薄膜、復(fù)合材料以及木材、巖石、土方等天然材料的力學(xué)性能的檢測中。值得注意的是，DIC被廣泛應(yīng)用于破壞力學(xué)研究中，包括裂紋應(yīng)變場測量、裂紋張開位移測量以及高溫下裂紋應(yīng)變場測量等。

在細觀力學(xué)測量方面：借助于掃描電子顯微鏡(SEM)、掃描隧道電子顯微鏡(STEM)以及原子力顯微鏡(AFM)，DIC被越來越多地應(yīng)用于細觀力學(xué)測量。近，數(shù)字散斑相關(guān)方法還被應(yīng)用于物體表面粗糙度的測量中。

在損傷與破壞檢測方面：DIC被應(yīng)用于多種復(fù)雜材料，如巖石的破壞檢測中。DIC還被應(yīng)用于一些特殊器件，如陶瓷電容器、電子器件，電子封裝的無損檢測研究中。

在生物力學(xué)測量方面：DIC被應(yīng)用于測量手術(shù)復(fù)位后肱骨頭在內(nèi)旋轉(zhuǎn)及前屈運動下大小結(jié)節(jié)的相對位移量，以及頸椎內(nèi)固定器對人體頸椎運動生物力學(xué)性能的影響等。

對于大中專院校的研究教學(xué)應(yīng)用，本系統(tǒng)開展各種軟組織、金屬及復(fù)合材料性能測試、力學(xué)性能測試分析、有限元分析驗證等研究和教學(xué)實驗，具有大至1000%應(yīng)變測量范圍，并可以實時計算、實現(xiàn)動態(tài)全場的應(yīng)變變形測量。在土木工程的相關(guān)研究中，如四點彎試件、半圓弧試件、懸臂梁實驗，對應(yīng)完整實驗設(shè)計方案，以非接觸式的方式提升研究手段，提高研究能力。亦可為學(xué)生提供可視化的教學(xué)工具，讓學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)課程變得直觀和可視，使復(fù)雜問題簡單化、抽象問題直觀化、隱蔽問題可視化。

1.1 系統(tǒng)功能

（1）基本測量功能：

l ※測量幅面：支持幾毫米到幾米的測量幅面，可以根據(jù)需求定制測量幅面。

l 測量相機：支持百萬至千萬像素、低速到高速、千兆網(wǎng)和Camera Link等多種相機接口，控制軟件支持采集幀率10萬 fps。

l ※相機標定：支持多個相機（可多于8個）多種測量幅面的標定，支持外部拍攝圖像標定。

l ※測量模式：三維變形測量，同時支持單相機二維測量。

l ※實時計算：采集圖像的同時，可以實時進行三維全場應(yīng)變計算，具備在線和離線兩種計算處理模式。

l 計算模式：具備自動計算和自定義計算兩種模式。

l 測量結(jié)果：全場三維坐標、位移、應(yīng)變數(shù)據(jù)等動態(tài)變形數(shù)據(jù)，應(yīng)變模式有工程應(yīng)變、格林應(yīng)變、真實應(yīng)變等三種。

l 多個檢測工程：系統(tǒng)軟件支持多個檢測工程的計算、顯示及分析。

l ※支持系統(tǒng)：支持32位、64位windows操作系統(tǒng)，具備64位計算和多線程加速計算功能。

（2）分析功能

l ※18種變形應(yīng)變計算功能：X、Y、Z、E三維位移；Z值投影；徑向距離、徑向距離差；徑向角、徑向角差；應(yīng)變X、應(yīng)變Y和應(yīng)變XY；主應(yīng)變；小主應(yīng)變；厚度減薄量；Mises應(yīng)變；Tresca應(yīng)變；剪切角。

l ※坐標轉(zhuǎn)換功能：321轉(zhuǎn)換、參考點擬合、全局點轉(zhuǎn)換、矩陣轉(zhuǎn)換等多種坐標轉(zhuǎn)換功能。

l ※元素創(chuàng)建功能：三維點、線、面、圓、槽孔、矩形孔、球、圓柱、圓錐。

l ※分析創(chuàng)建功能：點點距離、點線距離、點面距離、線線夾角、線面夾角、面面夾角。

l 數(shù)據(jù)平滑功能：均值，中值，高斯濾波等多種平滑功能。

l 數(shù)據(jù)插值功能：自動和手動兩種數(shù)據(jù)插值模式。

l 材料性能分析：自動計算材料的彈性模量和泊松比等參數(shù)。

l 三維截線功能：可對三維測量結(jié)果進行直線或圓形截線分析。

l 曲線繪制功能：所有測量結(jié)果均可以繪制成曲線圖。

l 成形極限分析功能：可繪制和編輯FLD成形極限曲線。

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

l 數(shù)據(jù)輸出功能：測量結(jié)果及分析結(jié)果輸出成報表，支持TXT，XLS，DOC文件的輸出。

（3）采集控制功能

l ※采集控制箱可以實現(xiàn)測量頭的控制、多個相機的同步觸發(fā)、多路模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)采集、輸入和輸出信號控制。

l 相機同步控制：多相機外同步觸發(fā)信號。

l ※外部采集通訊接口：支持外部載荷如微電子試驗機等外部載荷聯(lián)機采集通訊接口，通過串口通訊或者模擬量實時采集外部的加載力、位移等信號，并與三維全場應(yīng)變測量數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步，實現(xiàn)應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。

l 光源控制：可以實現(xiàn)測量過程中不同補光需要的LED光源控制。

（4）預(yù)留擴展接口：

l ※多測頭同步檢測接口：可以支持1~8個測頭的多相機組同步測量，相機數(shù)目任意擴展，可以同步測量多個區(qū)域的變形應(yīng)變，適用于不同實驗條件需求下的變形應(yīng)變測量。

l ※顯微應(yīng)變測量：配合雙目體式顯微鏡，系統(tǒng)可以實現(xiàn)微小視場的三維全場變形應(yīng)變檢測，并可支持掃描電鏡、原子顯微鏡等顯微圖像的應(yīng)變數(shù)據(jù)計算。

l ※大尺寸全方位變形接口：支持攝影測量靜態(tài)變形系統(tǒng)，實現(xiàn)全方位變形和局部全場應(yīng)變檢測數(shù)據(jù)的融合和統(tǒng)一。

1.1 技術(shù)指標

1、技術(shù)：多相機柔性標定、數(shù)字圖像相關(guān)法

2、測量結(jié)果：三維坐標、全場位移及應(yīng)變，可視化顯示及測量過程的視頻錄制輸出，測量結(jié)果及數(shù)據(jù)輸出成報表，支持TXT，XLS，DOC文件的輸出。

3、測量幅面：支持1mm-4m范圍的測量幅面，并配備相應(yīng)編碼型標定板標定架，可定制更多測量幅面。

4、位移測量：0.005mm

5、應(yīng)變測量范圍：0.01%-2000%

6、應(yīng)變測量：0.001%

7、測量模式：三維變形測量，可兼容二維測量

2 采集控制箱可以實現(xiàn)測量頭的控制、多個相機的同步觸發(fā)、多路模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)采集、輸入和輸出信號控制。

2 相機同步控制：多相機外同步觸發(fā)信號。

2 外部采集通訊接口。

光源控制：可以實現(xiàn)測量過程中不同補光需要的LED光源控制。