之前我們介紹了DIC標(biāo)定過程,以及散斑制備的方法,接下來主要介紹DIC測量時是如何采集高質(zhì)量圖像,同時讓大家知道如何用低頻相機采集高頻數(shù)據(jù)。
在DIC測量的步驟中,要實現(xiàn)DIC位移、應(yīng)變測量關(guān)鍵第一步,便是數(shù)字圖像的采集。
新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)(基于dic數(shù)字圖像相關(guān)法)中的DIC軟件擁有數(shù)字圖像采集模塊,可調(diào)整相機設(shè)置和捕捉同步圖像。

借助DIC軟件可以調(diào)整軟、硬件參數(shù),獲取更精準(zhǔn)的數(shù)字圖像;并結(jié)合相機的參數(shù)設(shè)置,實時優(yōu)化圖像質(zhì)量。同時可借助DIC軟件設(shè)置參數(shù)優(yōu)化圖像采集質(zhì)量,如本底噪聲等優(yōu)化設(shè)置。
下面我們來詳細(xì)的看一下如何應(yīng)用XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字圖像采集:
相機觸發(fā)模式
DIC相機采集時的信號觸發(fā)方式,包括軟件觸發(fā),硬件觸發(fā)、外部信號觸發(fā)、手動觸發(fā)和編程觸發(fā)。
接下來,主要介紹常用的三種觸發(fā)模式:
? 軟件控制,使用數(shù)字指令進行控制相機
? 硬件控制,使用硬件能十分精準(zhǔn)同步控制相機
? 外部控制,使用外部硬件控制相機。
遠(yuǎn)程控制觸發(fā)模式:對于一些相對特殊的加載情況,人員不能在測試現(xiàn)場,DIC軟件提供可以通過外部信號觸發(fā)攝像機。
通過硬件加載以及完成相關(guān)的采集設(shè)置后,DIC系統(tǒng)即可開始進行圖像采集。
圖像采集
通過設(shè)置試驗機參數(shù),使XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)和試驗機連通并進行數(shù)據(jù)交互。視圖→系統(tǒng)參數(shù)→串口 設(shè)置設(shè)備類型、端口號和波特率等參數(shù)。
圖像采集前要預(yù)先設(shè)置采集相關(guān)參數(shù),具體設(shè)置項如下:

采集設(shè)置
相機列表:顯示在工程參數(shù)里輸入的相機,默認(rèn)全選,可在下拉列表里選擇
控制方式:可選當(dāng)前設(shè)備和所有設(shè)備,表示對所選設(shè)備進行設(shè)置
增益:兩個相機的增益盡量保持一致。非特殊用途,建議增益均設(shè)置為最小值,以減少圖像噪聲
曝光[us]:相機芯片記錄圖像所需的時間??扉T時間設(shè)置不好可能導(dǎo)致感光不足(快
門時間過短)或者過度曝光(快門時間過長)。測量過程中要求光照均勻、光強適中,
在相機快門時間較短時也能充分曝光。最長和最短快門時間取決于采用的相機和被測試件的移動速度
觸發(fā)模式:指相機采集時的信號觸發(fā)方式。包括軟件觸發(fā),硬件觸發(fā),
外部信號觸發(fā)和編程觸發(fā);
觸發(fā)間隔[ms]:是指信號觸發(fā)的周期,如設(shè)置為 100ms 時表示 1 秒采集 10 張圖像。
約束采集:約束采集的開關(guān);
采集數(shù)目:設(shè)置約束采集張數(shù),如設(shè)置為 10 則按照出發(fā)間隔采集 10 張后自動停止;
當(dāng)XTDIC系統(tǒng)測量頭和被測物都準(zhǔn)備就緒后,便可開始進行圖像采集,圖像采集當(dāng)前主要有標(biāo)準(zhǔn)手動采集、自定義采集兩種方式:
標(biāo)準(zhǔn)采集
采集參數(shù)設(shè)置結(jié)束之后,點擊 采集 后相機會開始按照采集頻率進行采集圖片,點擊 停止采集后,工程顯示區(qū)會顯示已采集得到的圖像列表。每一組圖像稱之為一個狀態(tài),包括左右相機采集得到的圖片。

XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)采集圖像
自定義采集和 Ring-buffer
動態(tài)采集功能包含序列設(shè)置和循環(huán)采集設(shè)置。一些試驗中需要尤其關(guān)注某一個瞬間時刻的數(shù)據(jù)時,固定采集間隔已經(jīng)不能滿足要求。此時可以使用動態(tài)采集中的循環(huán)采集功能,該功能是設(shè)置一個緩存區(qū),普通采集時按照正常采集間隔,采集的最后瞬間會一次性將緩存區(qū)的圖像保存下來。
采集約束主要有兩個:1是采集頻率,2是采集數(shù)量。如果對采集順序有一定的要求,可以自定義采集序列,如材料拉伸實驗,可以設(shè)置三種不同的采集頻率采集三個拉伸變形階段的圖像,并且這些采集序列是可以隨時進行修改的。

Ring-Buffer采集模式:有一個環(huán)形緩存區(qū),可同時實現(xiàn)采樣采集和緩存兩種目的。首先設(shè)置好緩存區(qū)大小,其次設(shè)置好采樣頻率。這樣當(dāng)緩存區(qū)圖片達到滿狀態(tài)時,就按照采樣頻率開始保存圖片,當(dāng)實驗結(jié)束時,再將緩存區(qū)的圖像全部保存,連同之前已保存的圖像形成完整的原始數(shù)據(jù)。該功能主要用于無法確定實驗終止位置的情況,如斷裂。

動態(tài)采集設(shè)置和循環(huán)緩存設(shè)置
視圖優(yōu)化
在進行圖像采集前,以通過預(yù)覽可調(diào)整采集圖像的質(zhì)量,并且通過一些參數(shù)來進行驗證。
? 可以在視圖中統(tǒng)計感興趣區(qū)域的灰度分布直方圖,用來確定光照條件和曝光情況是否合理。
? 可以評估視野內(nèi)圖像的噪聲情況,用來確定相機布置是否合理。
? 可以評估視野內(nèi)的斑點的平均大小,用來確認(rèn)散斑的質(zhì)量以及后續(xù)分析時需要設(shè)置的子區(qū)相關(guān)參數(shù)。
? 可以通過使用熱色圖來檢測圖像中是否有過度曝光等局部缺陷
鎖相環(huán)功能
這個功能就是支持低頻相機實現(xiàn)高頻采集的模塊。有了這個功能,即可實現(xiàn)以較低頻設(shè)備拍攝穩(wěn)定且重復(fù)運動的高頻被測物。
可以實現(xiàn)利用外部輸入的參考信號控制環(huán)路內(nèi)部振蕩信號的頻率和相位,實現(xiàn)輸出信號頻率對輸入信號頻率的自動跟蹤。

XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)鎖相環(huán)功能
鎖相環(huán)的工作原理,主要是依賴于外部提供的兩個不同的信號和對激勵信號進行同步,從而實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的多次激勵。
新拓三維XTDIC三維全場應(yīng)變測量系統(tǒng)可通過鎖相環(huán)功能,利用相位同步原理精確跟蹤周期性加載運動,還原一個完整疲勞循環(huán)。自動檢測疲勞頻率,自動捕捉加載波峰、波谷,可自定義一個或多個相位多周期還原一個疲勞循環(huán)。
