常识3D-DIC 三维数字图像相关方法DIC应用介绍

xubin · 发表于 2023-4-20 13:30:20

　　三维数字图像相关法(3D-DIC)通常是指结合双目立体视觉系统和DIC技术实现三维空间的位移和应变测量的方法，其核心算法仍然是DIC算法，完整的测量系统需要结合相机标定、三维重建等算法，系统复杂性更高，相比于二维DIC，三维DIC应用范围也更广泛，同时也具有更高的工程应用价值。

　　新拓三维DIC应变测量系统 https://www.xtop3d.cn/ 新拓三维技术(深圳)有限公司，基于数字图像相关技术(DIC)与双目立体视觉技术，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的动态测量，新拓三维自主研发的DIC三维全场应变测量系统，同时也兼备二维DIC应变测量功能。

　　

　　【DIC简介】

　　Digital Image Correlation(数字图像相关处理技术，简称DIC)技术，作为目前广泛应用的全场测量技术之一，自上世纪80年代由美国南卡罗莱纳大学发明以来，迅速被广大科研工作者所认可和普及，其原理是通过图像相关像素子集进行变形对比的方式，计算出物体表面位移场及应变场分布。

　　整个测量过程，只需以一台(2D)或两台(3D)或多台(阵列)图像采集器，获取已预制散斑涂层的实验对象的表面变形过程图像，由DIC软件比对运算后即可得到直观的3D全场应变数据分布信息。该系统不像应变片只能测量到单一方向的平均应变数据，也不像条纹干涉法对环境要求严格。

　　因此在过去的十数年当中，DIC应变测量系统的主要应用是测量静态或准静态负载变化过程中的应变，但随着相机分辨率和处理速度的提高，使我们能够使用这项技术来测量全局振动。

　　DIC应变测量系统主要应用

　　新拓三维DIC应变测量系统是实验力学领域中一种重要的测试方法，其主要应用有：

　　材料研究

　　DIC应变测量系统已成功应用于各种复杂材料的力学性能测试中。如固体燃料、橡胶、光纤、压电薄膜、复合材料以及木材、岩石、土方等天然材料的力学性能测量。

　　DIC应变测量系统也适用于破坏力学研究中，包括裂纹尖端应变场测量、裂纹尖端张开位移测量以及高温下裂纹尖端应变场测量等。

　　细观力学测量

　　借助于扫描电子显微镜(SEM)、扫描隧道电子显微镜(STEM)以及原子力显微镜(AFM)，DIC被越来越多地应用于细观力学测量。

　　损伤与破坏测量：DIC被应用于多种复杂材料，如岩石、炸药材料的破坏检测中。DIC还被应用于一些特殊器件，如陶瓷电容器、电子器件，电子封装的无损检测研究中。

　　生物力学测量

　　DIC被应用于测量手术复位后肱骨头在内旋转及前屈运动下大小结节的相对位移量，以及颈椎内固定器对人体颈椎运动生物力学性能的影响等。

　　科研教育应用

　　适用于各种软组织、金属及复合材料性能测试、力学性能测试分析、有限元分析验证等研究和教学实验。在土木工程的相关研究中，如四点弯试件、半圆弧试件、悬臂梁实验，以非接触式的方式提升研究手段，提高教学科研能力。

　　DIC应变测量系统产品优势

　　?系统技术先进：国内首个自主研发的数字图像相关法三维变形测量系统;自主知识产权的核心算法，技术指标达到国外先进水平。

　　?系统应用范围广：可用于机械、材料、力学、建筑、土木等多个学科的科学研究与工程测量中，适用于大部分材料，实时获得被测物全场三维坐标、位移、应变数据。

　　?系统配置灵活：支持百万至千万像素、低速到高速、千兆网、USB3.0和Camera Link，CXP等多种相机接口，系统软件控制模块可支持在线同步采集帧率最高4500 fps(非高速采集存储后下载再导入模式)。

　　?实时测量：可以实时进行全场应变计算和结果显示，而非事后处理。

　　?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;

　　?辅助功能强大：具备圆形标志点动态变形、刚体物体运动轨迹姿态测量功能。

　　?扩展接口丰富：具备万能试验机接口，可实时采集试验机的力、位移等信号;具备杯突实验机接口，可以测量材料的FLC曲线;具备体式显微镜接口，可以实现几个毫米甚至更微小物体的三维全场变形应变检测;支持多相机组同步测量，可以同步测量多个区域的变形应变。

　　?产品性能稳定：国内外几十家使用验证，性能稳定，自主研发，定制开发灵活。