非接触式三维变形测量系统是我公司联合中国科学技术大学与东南大学共同开发的非接触式三维应变光学测量系统。系统采用非接触式光学测量方法，可准确测量物体的空间三维坐标、以及载荷作用下的位移及应变等数据，应用范围包括：

物体表面轮廓测量(三维坐标、形貌测量、逆向工程等)

材料性能测试试验(杨氏模量、泊松比、弹塑性等)

振动模态分析试验(稳态振动、非稳态振动)

高速变形测试试验(爆炸、冲击等高速测试)

疲劳、断裂试验(疲劳、裂纹生长等)

残余应力分析

生物力学测试(血管、肌肉、骨骼)

FLC成形极限曲线测定

工作原理

非接触式三维变形测量系统使用两个相机，基于双目立体视觉原理，采用三维数字图像相关方法，可对被测物体表面的三维形貌和载荷作用下的三维变形场进行测量。主要原理：利用经过校验的标定板对双目相机系统进行标定，获得两个相机的内外参数;利用相关匹配算法，得到左右相机采集图像中对应点的视差，从图像中各点的视差数据和预先获得的标定参数重建物体表面的三维形貌;通过比较载荷作用下测量区域内各点的三维形貌的变化，得到被测物体全场三维位移分布及应变分布。

优势分析

非接触式三维变形测量系统具有非接触式、全场测量、二维和三维测量、视频引伸计模式、高精度、适用于多种材料及形状、适合各种尺寸待测物体、微小应变到大应变、高温测试、高速测试等优点。

(1)非接触式三维坐标、位移和应变测量

非接触式三维变形测量系统采用非接触式光学测量方法测量试件表面三维形变，通过计算可得试件表面全场每一个点的位移和应变等参数，测量过程无需安装任何传感器件，避免了使用传统方法时人为因素引入的测量误差。

(2)无需现场标定

针对固定测量视场用户，推出无需现场标定的非接触式三维变形测量III系统。系统使用PM-P便携式测量头，该测量头针对特定测量视场，无需现场标定，保证系统测量精度。

(3)多种测量模式及功能

非接触式三维变形测量系统有两种测量模式针对不同应用环境：二维测量模式、三维测量模式;可实现：视频引伸计功能、FLC成形极限曲线功能。

(4)满足多种测试环境

非接触式三维变形测量系统采用非接触式光学全场测量方法，无需安装任何传感器件，适用于高温测试环境以及动态测试环境。

(5)用户可编程控制图像采集过程

非接触式三维变形测量系统根据不同采集需求，提供图像采集过程可编程控制模块，用户可以通过时间、外部载荷、温度以及位移等参数控制图像采集过程，图像采集全程可控可编程。

(6)触发采集器

非接触式三维变形测量系统采用自主研发的PM-TC触发采集装置，控制多个相机之间的触发同步;同时，支持与外部设备之间模拟信号与数字信号的数据通信。

实际应用领域

(1)材料性能测试:

复合材料性能测试、金属材料性能测试、新型柔性材料性能测试、聚合物材料性能测试

(2)土木工程

建筑材料性能测试、建筑抗震性能测试、堤坝安全性能监测、钢结构结构性能测试、火箭发射塔安全性检测

(3)汽车工程

安全碰撞测试、安全气囊设计安全性测试、整车振动测试、零部件性能测试

(4)航空航天

飞行器风洞实验性能测试、高温下飞行器外壳性能测试、振动控制、辅助结构性能测试

(5)船舶工程

船体结构变形测试

(6)生物工程

骨骼、肌肉、血管等

(7)矿物工程

矿石性能测试

主要技术指标

(1)视场范围：显微视场(mm2)-大视场(m2)

(2)最高帧数：75fps

(3)测量精度：10μɛ-1000%ɛ

(4)触发采集器：PM-TC触发采集器

(5)分辨率：2048x2048 pixel

主要配置

(1)系统处理软件

公司独立开发的具有极高的扩展性和兼容性并且可以根据客户需要定制功能模块的系统处理软件。

(2)通用测量头

多自由度调节相机间距及夹角、适用于多种测量视场、集成偏振照明光源和激光定位导航。另有便携式测量头可选

(3)工业相机

CCD和CMOS、多选择性的分辨率、自定义的采集速率、出色的图像效果

(4)工业镜头

专业工业镜头、高分辨率、出色的成像效果、满足不同测量视场及测量距离

(5)图形工作站

64位多核处理器、工业级图形处理性能、配备专业图形显示器。台式和便携式可选

(6)触发采集器

2路模拟信号输入/输出、4路数字信号输入、同步控制多相机采集、集中控制光源及激光导航

(7)云台和支架

专业3D重型齿轮云台、专业立式支架、多维度调节、固支稳定可靠

(8)标定板

经过校验,精度高

应用案例分析

(1)非接触式三维变形测量系统缺口试件三点弯曲测试

(2)非接触式三维变形测量系统引伸计

(3)非接触式三维变形测量系统硬币形貌测量

(4)非接触式三维变形测量系统裂纹扩展的变形测试

(5)非接触式三维变形测量系统2800型斯特林制冷机振动测试

(6)非接触式三维变形测量系统Marker点实时位移测试

(7)非接触式三维变形测量系统结构震动位移—土木工程震动台(代替位移传感器及加速度传感器)

(8)吸盘实验

吸盘：树脂材质，自由状态直径约4厘米

标定：圆点-3mm标定板

实验过程：吸盘制好斑后吸在货架壁上按紧，不加载荷，尽量让其与货架壁贴合。采集一帧作为初始状态，再以1分钟每帧的帧率连续采集，采集持续约6小时

选择第100分钟时(阶段100)的应变云图观察应变情况