3D-DIC三維全場應變測量分析系統，結合數字圖像相關技術（DIC）與雙目立體視覺技術，通過追蹤物體表面的散斑圖像，實現變形過程中物體表面的三維坐標、位移及應變的動態測量，具有便攜，速度快，精度高，易操作等特點。

系統組成：系統測量頭（含兩臺高速工業相機、進口相機鏡頭，帶萬向手柄可調節LED光源，測成了溫度測量、激光測距）、相機同步控制觸發控制箱、系統標定板、系統可移動支撐架、動態采集分析軟件、載荷加壓控制通訊接口、計算機系統等組成。

1.1主要應用

3D-DIC 三維數字散斑動態變形測量分析系統是實驗力學領域中一種重要的測試方法，其主要應用有：

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

在細觀力學測量方面：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被越來越多地應用于細觀力學測量。最近，數字散斑相關方法還被應用于物體表面粗糙度的測量中。

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

在生物力學測量方面：DIC被應用于測量手術復位后肱骨頭在內旋轉及前屈運動下大小結節的相對位移量，以及頸椎內固定器對人體頸椎運動生物力學性能的影響等。

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

1.2產品技術優勢

l系統技術先進：國內研發的數字圖像相關法三維變形測量系統；知識產權的核心算法，技術指標達到先進水平。

l系統應用范圍廣：可用于機械、材料、力學、建筑、土木等多個學科的科學研究與工程測量中，適用于大部分材料，實時獲得被測物全場三維坐標、位移、應變數據。

l系統配置靈活：支持百萬至千萬像素、低速到高速、千兆網、USB3.0和Camera Link，CXP等多種相機接口，系統可支持采集幀率百萬幀相機。

l實時測量：可以實時進行全場應變計算和結果顯示，而非事后處理。

l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；

l輔助功能強大：具備圓形標志點動態變形、剛體物體運動軌跡姿態測量功能。

l擴展接口豐富：具備試驗機接口，可實時采集試驗機的力、位移等信號；具備杯突實驗機接口，可以測量材料的FLC曲線；具備體式顯微鏡接口，可以實現幾個毫米甚至更微小物體的三維全場變形應變檢測；支持多相機組同步測量，可以同步測量多個區域的變形應變；系統具備多路A/D輸入、多路D/A輸出、多路開關量輸入和輸出，并可靈活進行擴展。

l產品性能穩定：國內外幾十家使用驗證，性能穩定，包括國內多家軍工用戶（中國飛行試驗研究院、中國飛機強度所、復合材料43研究所、中國工程物理研究院等），歐美大學（英國NEWCASTLE大學、英國格拉斯哥大學、美國普渡大學等），國內大學（清華大學、哈爾濱工業大學、南京航空航天大學等）。

l技術支持：自主研發，定制開發靈活；強大的研發技術團隊為您提供全面的解決方案和技術指導，時刻是您科研開發的堅實技術后盾。

1.3系統功能

（1）基本測量功能：

l※測量幅面：支持50毫米到10米的測量幅面，可以根據需求定制測量幅面。

l※測量相機：支持百萬至千萬像素、低速到高速、千兆網、USB3.0和Camera Link，CXP等多種相機接口，系統支持百萬幀相機。

l※相機標定：支持1-50個相機的同時標定，支持外部圖像標定。

l※測量模式：同時兼容單相機二維測量和多相機三維測量。

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

l※斑紋自動分析與實驗規劃：系統根據實驗條件，圖像質量，自動進行散斑圖質量分析及步長面片大小推薦，提升數據處理效率和精度；

l計算模式：具備自動計算和自定義計算兩種模式。

l測量結果：全場三維坐標、位移、應變、軌跡姿態、速度及加速度等動態變形數據、支持溫度場計算

l多個檢測工程：系統軟件支持多個檢測工程的計算、顯示及分析。

l※支持基于全局控制點的相機外參數動態定向，可有效消除測量過程中由于相機基準失穩帶來的測量誤差

l※可根據已解算數據，以編輯公式形式創建新的自定義數據

l※支持導入CAD模型并進行變形模擬顯示

l※支持系統：支持Win10的64位系統，具備多線程加速計算功能。

（2）分析報告功能

l※18種變形應變計算功能：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；應變X、應變Y和應變XY；主應變；最小主應變；厚度減薄量；Mises應變；Tresca應變；剪切角。

l※支持紅外、近紅外的溫度場解算。

l※支持位移、速度、加速度，角速度，角加速度的解算。

l支持DIC計算結果和Ansys，ABAQUS的有限元結果的對比分析，以色譜圖的形式顯示DIC結果和有限元計算結果的偏差。

l支持導入CAD模型（step、iges、stl），計算CAD模型和DIC網格數據之間的偏差，以及CAD模型的變形。

l支持剛性運動物體的軌跡及姿態解算，可同時跟蹤多個目標，并分析不同剛性體間距離角度等變形數據。

l支持視頻引伸計功能，可以創建多組引伸計，并自定義標距。

l支持對變形的時域分析，分析變形頻率和振幅，并可以輸出UFF文件。

l※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。

l※元素創建功能：三維點、線、面、圓、槽孔、矩形孔、球、圓柱、圓錐。

l※分析創建功能：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※圖像質量分析：包括清晰度分析、亮度分析、對比度分析、散斑質量分析、掃描有效區域分析；

l※實時輸出：支持散斑計算結果的實時UDP輸出。

l數據平滑功能：均值，中值，高斯濾波等多種平滑功能。

l數據插值功能：包括狀態內差值和時間軸差值。

l材料性能分析：自動計算材料的彈性模量、泊松比、R值和N值等參數。

l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。

l曲線繪制功能：所有測量結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。

l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。

（3）采集控制功能

l※采集控制箱可以實現測量頭的控制、多個相機的同步觸發、多路模擬量和開關量數據采集、輸入和輸出信號控制。

l支持Ring-Buffer采集模式，根據實驗需求切換不同的采集頻率，實現變頻率采集。

l疲勞采集模塊，自動完成疲勞實驗波形曲線（三角波，正弦波）的相位信息的識別，計數，抓取和停止，自動識別疲勞頻率，波峰和波谷，完成疲勞實驗的長時間監測。

l具備TCP/IP接口，支持實時監控與反饋功能， 可控制外部設備。

l相機同步控制：多相機外同步觸發信號。

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，并與三維全場應變測量數據實現同步，實現應力和應變數據的融合和統一。

l光源控制：可以實現測量過程中不同補光需要的LED光源控制。

（4）預留擴展接口：

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，相機數目任意擴展，可以同步測量多個區域的變形應變，適用于不同實驗條件需求下的變形應變測量。

l※顯微應變測量：配合雙目體式顯微鏡，系統可以實現微小視場的三維全場變形應變檢測，并可支持掃描電鏡、原子顯微鏡等顯微圖像的應變數據計算。

l※大尺寸全方位變形接口：支持攝影測量靜態變形系統，實現全方位變形和局部全場應變檢測數據的融合和統一。