非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D)数字图像采集流程

快讯 来源: 2024/7/17 10:19:00 阅读:1372

  在非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D)的数字图像采集过程中,进行三维D位移、应变测量的前提,需进行数字图像的采集。

  新拓三维非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D),搭配DIC软件拥有数字图像采集模块,可调整相机设置和捕捉同步图像。

  

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  DIC-3D软件可以调整软、硬件参数,获取精准的数字图像;并结合DIC-3D相机的参数设置,实时优化采集的图像质量。DIC-3D软件设置参数优化图像采集质量,如本底噪声等优化设置。

  如何应用非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D)实现数字图像采集?

  DIC-3D相机触发模式

  新拓三维DIC-3D相机采集时的信号触发方式,包括软件触发,硬件触发、外部信号触发、手动触发和编程触发。

  接下来,介绍常用的三种触发DIC-3D相机模式:

  • 软件控制,使用数字指令进行控制相机

  • 硬件控制,使用硬件能十分精准同步控制相机

  • 外部控制,使用外部硬件控制相机。

  远程控制触发模式:对于一些相对特殊的加载情况,人员不能在测试现场,DIC软件提供可以通过外部信号触发摄像机。

  通过硬件加载以及完成相关的采集设置后,DIC系统即可开始进行图像采集。

  DIC-3D图像采集

  设置试验机参数,使新拓三维非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D)和试验机连通并进行数据交互。视图→系统参数→串口 设置设备类型、端口号和波特率等参数。

  图像采集前要预先设置采集相关参数,具体设置项如下:

  

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  采集设置

  相机列表:显示在工程参数里输入的相机,默认全选,可在下拉列表里选择

  控制方式:可选当前设备和所有设备,表示对所选设备进行设置

  增益:两个相机的增益尽量保持一致。非特殊用途,建议增益均设置为最小值,以减少图像噪声

  曝光[us]:相机芯片记录图像所需的时间。快门时间设置不好可能导致感光不足(快

  门时间过短)或者过度曝光(快门时间过长)。测量过程中要求光照均匀、光强适中,

  在相机快门时间较短时也能充分曝光。最长和最短快门时间取决于采用的相机和被测试件的移动速度

  触发模式:指相机采集时的信号触发方式。包括软件触发,硬件触发,

  外部信号触发和编程触发;

  触发间隔[ms]:是指信号触发的周期,如设置为 100ms 时表示 1 秒采集 10 张图像。

  约束采集:约束采集的开关;

  采集数目:设置约束采集张数,如设置为 10 则按照出发间隔采集 10 张后自动停止;

  当XTDIC系统测量头和被测物都准备就绪后,便可开始进行图像采集,图像采集当前主要有标准手动采集、自定义采集两种方式:

  DIC-3D标准采集

  采集参数设置结束之后,点击 采集 后相机会开始按照采集频率进行采集图片,点击 停止采集后,工程显示区会显示已采集得到的图像列表。每一组图像称之为一个状态,包括左右相机采集得到的图片。

  

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  XTDIC三维全场应变测量系统采集图像

  自定义采集和 Ring-buffer

  动态采集功能包含序列设置和循环采集设置。一些试验中需要尤其关注某一个瞬间时刻的数据时,固定采集间隔已经不能满足要求。此时可以使用动态采集中的循环采集功能,该功能是设置一个缓存区,普通采集时按照正常采集间隔,采集的最后瞬间会一次性将缓存区的图像保存下来。

  采集约束主要有两个:1是采集频率,2是采集数量。如果对采集顺序有一定的要求,可以自定义采集序列,如材料拉伸实验,可以设置三种不同的采集频率采集三个拉伸变形阶段的图像,并且这些采集序列是可以随时进行修改的。

  

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  Ring-Buffer采集模式:有一个环形缓存区,可同时实现采样采集和缓存两种目的。首先设置好缓存区大小,其次设置好采样频率。这样当缓存区图片达到满状态时,就按照采样频率开始保存图片,当实验结束时,再将缓存区的图像全部保存,连同之前已保存的图像形成完整的原始数据。该功能主要用于无法确定实验终止位置的情况,如断裂。

  

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  动态采集设置和循环缓存设置

  视图优化

  在非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D)进行图像采集前,以通过预览可调整采集图像的质量,并且通过一些参数来进行验证。

  • 可以在视图中统计感兴趣区域的灰度分布直方图,用来确定光照条件和曝光情况是否合理。

  • 可以评估视野内图像的噪声情况,用来确定相机布置是否合理。

  • 可以评估视野内的斑点的平均大小,用来确认散斑的质量以及后续分析时需要设置的子区相关参数。

  • 可以通过使用热色图来检测图像中是否有过度曝光等局部缺陷

  锁相环功能

  新拓三维非接触式光学三维应变测量系统(DIC-3D),锁相环功能支持低频相机实现高频采集。这个DIC-3D功能模块,可实现以较低频设备拍摄稳定且重复运动的高频被测物。

  利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位,实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪。

  

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  XTDIC三维全场应变测量系统锁相环功能

  锁相环的工作原理,主要是依赖于外部提供的两个不同的信号和对激励信号进行同步,从而实现对结构的多次激励。

  通过锁相环功能,利用相位同步原理精确跟踪周期性加载运动,还原一个完整疲劳循环。自动检测疲劳频率,自动捕捉加载波峰、波谷,可自定义一个或多个相位多周期还原一个疲劳循环。

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