光学非接触式三维扫描仪测量原理

航空航天三维测量技术在航空航天领域有着广泛的应用前景。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的准确性和稳定性，为自己赢得了信誉，并有幸参与了国家载人航天工程，对“天宫实验室”、返回舱及轨道舱的模拟实验舱及宇航员宇航服进行了三维数据的采集及建模。详情请见风电水电风电、水电等能源行业在三维测量及检测方面历来遇到的问题不外乎设备体积大、不便于移动，难以快速的现场检测，传统测量及检测手段越来越难以满足日渐提高的生产要求。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备多样化的技术手段，使空间和时间不再是问题，在保证数据准确的前提下可以在任何地方快速的采集数据。详情请见模具制造模具制造涵盖了机械、汽车、航空、轻工、电子、家电、能源、化工等几乎所有制造领域，近10年来，我国模具工业一直保持着快速发展的态势。未来，国内模具产品将朝着更加精密、复杂，模具尺寸更大、制造周期更短的方面发展。这就要求模具制造技术能够更好的体现信息化、数字化、精细化、高速化、自动化。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的多样化，并结合丰富的专业经验，可以满足该领域的各种需求。详情请见文化遗产《文化部“十二五”时期文化改革发展规划》中已经列明了一系列与科技相关的“重点工程”，其中以“文化遗产保护重点工程”的科技含量提升尤为具有“新意”。文化与科技融合正在成为文化产业和文化事业发展的新趋势，文化遗产已经进入数字化保护时代。天远三维公司以其三维数字精密测量及数据管理系统等多样化的技术手段，全面参与了以“龙门石窟数字化工程”为代表的多个文化遗产单位的数字化保护工作，并在该领域继续开拓创新。详情请见服装制鞋随着三维数字化技术的发展，数字化服装（鞋）设计、数字化服装（鞋）结构设计、数字化服装（鞋）定制与三维服装（鞋）CAD技术等问题日益被行业所提及。天远三维公司工业三维扫描仪、人体三维扫描仪可灵活准确地对人体及物体进行三维测量，获得有效数据，建立客观、精确反映人体特征的数据库，方便易查便于比较、分析、应用，加速服装、制鞋企业的数字化进程。详情请见工艺制品工艺制品的设计、制作通常分为两个层次，高端以纯手工、精致著称，低端以简单、低成本机械化而盈利。三维数字化的应用，可将手工精制和低成本机械化生产有机结合。天远三维公司工业级三维扫描仪拥有众多型号，可以满足木雕家具、玩具公仔、珠宝首饰等各种需求。详情请见医疗整形医疗整形领域引入三维数字化技术，可以使治疗或整形的过程更加精准。通过三维测量，对比、分析数据，从而预知结果。不仅可以使医疗工作者提高技术水平、降低工作强度，又可使病患降低治疗风险、提升治疗满意度，从一个侧面减少了医患之间可能产生的矛盾。天远三维公司以其三维数字精密测量及检测设备的多样化，积极开拓该领域的研究方向，并与协和医院整形外科联合组建了“协和――天远三维数字化实验室”。详情请见影视娱乐影视娱乐一直站在三维数字化技术的最前沿，这也是三维数字化技术与大众最近距离的接触，随着新设备、新技术的广泛应用，大众的需求与期待也越来越高了。天远三维公司以其三维数字精密采集设备搭配先进的立体影像拍摄系统，可以为大众带来更真实、更细腻的感官体验。[colo

1-1 系统介绍三维光学非接触式应变位移振动综合测量系统分为三维光学应变测量系统和三维动态变形测量系统两个部分。 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607051411_599282_3024107_3.png http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/07/201607051411_599283_3024107_3.png 图1 三维应变测量头 图2 动态变形测量头三维光学应变测量系统主要通过数字散斑相关法和双目立体视觉技术结合，追踪物体表面散斑点，实时测量各个变形阶段的散斑图像，通过算法重建三维坐标，最终实现快速、高精度、实时、非接触的三维应变测量。（全场或局部应变）动态变形测量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变形图像，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，重建出物体表面点三维空间坐标，并计算得到物体变形量、三维轨迹姿态等数据。（关键点振动位移）三维光学应变测量系统和动态变形测量系统可以根据实验情况单独使用，也可以合并成综合测量系统使用。1-2与传统方法对比 三维光学测量方法传统测量方法（如位移计、应变片、引伸计等）测量方式非接触式测量，不对被测物体造成干扰与影响。接触式测量，易打滑，不容易固定，试件断裂容易破坏引伸计。测量对象适用于任何材质的对象。测量尺寸范围广，从几毫米到几米。适用于常规尺寸对象测量，特殊材料无法测量，小试样无法测量，大试样需要多贴应变片。测量范围应变测量范围：0.01%~1000%。应变测量范围：应变片通常小于5%，引伸计小于50%。环境要求环境要求低，可在高温、高速、辐射条件下测量。一般适用常规条件测量。测量结果全场多点、多方向测量，同时获得三维坐标、三维位移及应变。单点、单方向测量。三维测量需要多个应变片，效率低。1-3 系统技术参数 指标名称技术指标1. 核心技术工业近景摄影测量、数字图像相关法2. 测量结果三维坐标、全场位移及应变3. 测量幅面支持4mm-4m范围的测量幅面，更多测量幅面可定制4. 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5. 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6. 位移测量精度0.01pixel7. 应变测量范围0.01%-1000%8. 应变测量精度0.005%9. 测量模式兼容二维及三维变形测量10. 实时测量采集图像的同时，实时进行全场应变计算11. 多测头同步测量支持多相机组同步测量，相机数目任意扩展，可同步测量多个区域的变形应变12. 动态变形模块具备圆形标志点动态变形测量功能13. 轨迹姿态测量模块具备刚体物体运动轨迹姿态测量功能14. 试验机接口接通后实时同步采集试验机的力、位移等信号15. FLC接口配合杯突试验机进行Nakazima试验，可以测得材料的FLC成形极限曲线16. 显微应变测量配合双目体式显微镜，可实现微小型物体的三维全场变形应变检测17. 64位软件软件采用64位计算，速度更快18. 系统兼容性支持32位和64位Windows操作系统2 系统应用于汽车振动强度实验室2-1 振动强度实验室介绍振动强度试验室，主要开展对汽车整车，总成，零部件，或者材料的强度，耐久性，疲劳特性，以及可靠性等问题的研究，试验，考核，或者评估。三维应变位移振动综合测量系统在振动强度试验室里具备以下的功能：（1）采集相关的振动、位移和变形数据；（2）作为前期信号分析的软件和硬件；（3）进行必要的试验控制和试验后期数据分析系统。2-2 汽车振动测量常规配合使用设备振动模拟实验系统：电动式振动试验台，机械式试验台，电液伺服试验机系统，道路模拟试验台，吊车（一般5~10吨、小型3吨以下、大型10吨以上）等。振动数据采集传统产品：传感器、应变片、放大器等。2-3系统在汽车振动实验室中应用的相关实验采集测量系统：三维应变位移振动综合测量系统。配合使用系统：振动模拟实验系统。实现功能1—耐振性能试验。测试车辆或者零部件系统的减振，耐振性能。模拟振动环境，通过非接触的光学方法，测量振动和位移，从而对车辆的振动性能进行分析。应用包括：发动机振动模态分析，车门振动实验，座椅振动测量分析等。实现功能2—耐久可靠试验。考核车辆和零部件的强度、抗疲劳特性和可靠性指标。应用包括：车身结构强度实验（测量区域振动或者关键点变形），汽车座椅分级加载实验，汽车轮胎受力变形实验等。3 系统应用于汽车材料实验室3-1 汽车材料实验室介绍汽车材料试验室，主要开展对汽车新型材料及相关基础性工作的研究和探索。三维应变位移振动综合测量系统在材料试验室里一般有以下的基本功能：（1）汽车材料常规力学性能方面的测试，得到各种工况下的应变变形；（2）汽车材料焊接的应变变化情况测量；（3）板料成形应变及板料成形极限曲线测量。3-2 汽车材料试验常规配合使用设备力学实验系统：高温蠕变试验机、扭转试验机、疲劳试验机、杯突试验机等。焊接相关设备：焊枪、焊机等。3-3 系统在汽车材料实验室中应用的相关实验采集测量系统：三维应变位移振动综合测量系统。配合使用系统：力学实验系统、焊接相关设备。实现功能1—材料应变变形测量实验。通过对材料进行常规的拉压弯等实验，进行相关材料的力学性能测定。应用包括：金属材料拉伸实验，复合材料大变形测量，碳纤维材料实验等。实现功能2—汽车焊接相关试验。考核汽车相关焊接实验的应变和变形。应用包括：焊接全场应变测量，高温焊接变形测量等。实现功能3—板料成形相关实验。板料成形过程中的全场应变变形测量和板料成形极限曲线（配合杯突试验机）。应用包括：板料成形应变实验、板料成形极限曲线测定实验。4 系统在汽车工程研究方面典型实验案例展示4-