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1、XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 1 XJTUDIC 三维数字散斑动态应变测量分 析系统 硬件及控制箱 用户手册 西安交通大学信息机电研究所 西安交通大学模具与塑性加工研究所 地址：陕西省西安市咸宁西路 28 号 西安交通大学机械工程学院 邮编：710049 电话：029- 82664583，82669103、82668607、82664366 转 807 电子邮件: 网站： 传真：029- 82669103 网络传真：010- 80115555 转 721936# （24 小时使用） XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 2 目 录 1 概述3 2 XJTUDIC 型号.3 2.1
2、 通用型号 3 2.2 高端型号 3 2.3 定制型号 4 3 测量相机型号 4 4 测量系统机械机构 5 4.1 测量头支撑架规格.5 4.2 三脚架和重型移动升降架.6 5 系列标定板6 5.1 标定板 7 5.2 十字架标定板.8 6 测量幅面9 7 控制箱接口9 7.1 前面板定义 11 7.2 后面板定义 12 8 控制箱外部连接方法 14 8.1 A/D 单端输入采集.14 8.2 A/D 双端差分输入采集.15 8.3 D/A 输出.15 8.4 开关量输入 16 8.5 开关量输出 17 8.6 外部触发信号连接.18 9 通过串口连接外部设备（试验机）.19 10 总体连接方
3、法.19 10.1 无控制箱使用.19 10.2 有控制箱的相机 1394 接口连接.21 10.3 有控制箱的相机千兆网接口连接.21 10.4 有控制箱的相机 camlink 接口连接21 XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 3 1 概述概述 2 XJTUDIC 型号型号 2.1 通用型号通用型号 型号 用途 配置 特点 XJDIC- 1M- 15 - TC- G (Teaching)(教学型) 用于大学 的教学和 演示 80140 万像素相 机， 帧频：15fps 基本功能、基本精 度、价格优惠 XJDIC- 1M- 15 - RS- G (Research)（科研型) 用于大学 科
4、研机构 的科学研 究 140 万像素相机， 帧频：15fps 全功能、高精度 XJDIC- 2M- 14 - ET- G (Enterprise) （企业型) 用于企业 的工程应 用 200 万像素相机， 帧频：14fps 高可靠性、全功能、 高精度 2.2 高端型号高端型号 型号 配置 特点 XJDIC- 1M- 120- BHS (HighSpeed)（高速基本型） 100万 像 素 相 机 (1024*1024)，帧频 120fps， 高速应用基本型 特点：高速、全功能、高精度 XJDIC- 5M- 15- HR (HighResolution)（高分辨率型） 500 万像素（2456
5、x 2058） 帧频 15fps 高分辨率应用，用于大幅面测量 XJDIC- 4M- 60- HRS ( HighResolution)（高分辨率型） 400 万像素 （2352 x 1728） 帧频 60fps 高分辨率和高速应用， 用于大幅面测量 XJDIC- 1M- 500- HS (HighSpeed)（高速型） 130 万像素 （1290 x 1024） 帧频 500fps 高速应用 XJDIC- 1M- 5000- SHS (SuperHighSpeed)（超高速型） 100万 像 素 相 机 (1024*1024)，帧频 超高速应用， 用于爆炸和冲击等瞬间变 形测量 XJTUDI
6、C 硬件及控制箱 用户手册 4 5000fps 2.3 定制型号定制型号 定制项目 相机 软件功能和 接口 测量幅面 硬件接口 复杂专用系 统 定制功能 可以使用各 种分辨率和 帧频的相机， 相机接口支 持 ： USB 、 1394、 Camera Link、千兆网 等接口 根据用户需 求， 开发各种 软件和变形 应变分析功 能， 开发各个 学科专用测 量分析功能 从纳米级到 几十米测量 幅面。 可以与 各种电子和 光学显微镜 配合测量微 小的变形应 变。 可以采集和 控制各种硬 件接口， 与各 种外部试验 设备连接。 开发专用多 套 XJTUDIC 系统多机并 行测量和处 理， 实现复杂 的
7、变形、 应变 测量和分析 3 测量相机型号测量相机型号 相机型号： 参数 1. DICCamera01- 1.3M18， 分辨率：12801024， 芯片尺寸：1/1.8 英寸，1280*5.2=6.656mm 像素尺寸：5.2um5.2um 帧频：18.6 fps 接口：1394A 2. DICCamera02- 0.4M50 分辨率：780582 芯片尺寸：1/2 英寸，780*8.3=6.474mm 像素尺寸：8.3m8.3m 帧频：50 帧/秒 接口：1394A 3. DICCamera03- 1.4M15 分辨率：13921040 芯片尺寸：1/2 英寸，1392*4.65=6.47
8、28mm 像素尺寸：4.65m4.65m 帧频：15 帧/秒 接口：1394A 4. DICCamera04- 1.4M15 分辨率：13921040 芯片尺寸：2/3 英寸,1392*6.45=8.9784 XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 5 像素尺寸：6.45m6.45m 帧频：15 帧/秒 接口：1394A 5. DICCamera05- 2M14 分辨率：16281236 芯片尺寸：1/1.8 英寸，1628*4.4=7.1632 像素尺寸：4.40m4.40m 帧频：14 帧/秒 接口：1394A 6. DICCamera06- 0.78M30 分辨率：1024x768(78
9、 万象素) 芯片尺寸：1/3 “ 像素尺寸：4.65 m4.65 m 帧频：30 fps 接口：1394A 7. DICCamera07- 1.2M15 分辨率：1280x960（122 万象素） 芯片尺寸：1/2 “ 1280*4.65=5.952mm 像素尺寸：4.65 m4.65 m 帧频：15 fps 接口：1394A 8. DICCamera08- 0.78M30 分辨率：1024768（78 万象素） 芯片尺寸：1/3，1024*4.65=4.7616mm 像素尺寸：4.65m x 4.65m 帧频：30 fps 接口：千兆网 9. DICCamera50- 5M5 分辨率：259
10、2x1944 芯片尺寸：1/2.5 英寸，2592*2.2=5.7024mm 像素尺寸：2.2 m2.2 m 帧频：5 fps 接口：USB 4 测量系统机械机构测量系统机械机构 测量系统机械机构：两个相机、测量头支撑架、激光指示器、三脚架或重型移动升降架。 4.1 测量头支撑架规格测量头支撑架规格 型号 相机支撑架长度 用途 CS- 300 300mm 小幅面测量使用 （几十毫米 幅面长度） CS- 450 450mm 中幅面测量使用（几百毫米 XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 6 幅面长度） CS- 600 600mm 中幅面测量使用（几百毫米 幅面长度） CS- 1000 1000
11、mm 大幅面测量使用（1 米幅面 长度） CS- 1500 1500mm 大幅面测量使用（几米幅面 长度） CS- 2000 2000mm 大幅面测量使用（几米幅面 长度） 4.2 三脚架和重型移动升降架三脚架和重型移动升降架 名称 配置 用途 三脚架 三脚架和横梁 便携式，携带方便，可以现 场使用 重型移动升降架 高度 2 米 在实验室的室内使用方便， 无法携带 重型移动升降架 高度 2.5 米 在实验室的室内使用方便， 用于大视场测量，无法携带 5 系列标定板系列标定板 XJTUDIC 系统采用西安交通大学多自主研制的“相机多幅面的相机柔性自标定技术” ， 该技术解决了传统标定方法需要高精
12、度标定块，实现了快速、方便、高精度相机标定，是三 维摄影测量的基础和核心。 相机标定技术是三维光学测量的核心技术，是测量精度的基础。目前相机标定方法基本 上都是平面标定和标定块标定方法。 其中国内单位使用最多的是张正友的平面圆点图案或棋 盘格的标定算法，由于其算法是公开的，所以很多厂家直接采用张正友相机标定算法。但是 该算法存在很多问题， 无法保证高精度的测量精度， 只能用于对精度要求不高的图像模式识 别研究，只能标定小视场的相机（如 100mm200mm） 。平面圆点图案的标定算法存在的主 要问题如下： 1）要求标定板圆点图案中，每个圆点的位置是已知的，而且要事先高精度测量图案中所 有圆点的
13、位置，每一个标定板都必须事先测量。圆点的位置误差直接影响标定的精度。 2）要求标定板严格的平整度。对于小尺寸的标定板，如 100mm200mm，可以加工出 较好的平整度，但是对于大尺寸的标定板，如 200mm2000mm，根本无法加工出高精度的 标定板。 3）只能实现小幅面的相机标定，如 100mm200mm。因为无法加工出几米长的高精度 平板，所以无法实现高精度的大幅面相机标定，如 200mm2000mm。 因此，传统的平面圆点图案或棋盘格的标定算法无法满足工业测量的精度要求，受标定 板制作的各种误差（如平面度误差、圆点位置误差等） ，标定精度无法保证，只能用于小视 场相机标定（只能局限在
14、100mm200mm） ，只能用于对测量精度要求不高的图像模式识别 研究，其标定精度根本无法满足工业测量的要求。 XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 7 西安交通研制的 “基于摄影测量的相机自标定技术” ， 该标定技术有效地解决了传统的平 面圆点图案或棋盘格的标定算法，实现了高精度的相机标定。其优点如下： 1）高精度相机标定，相机标定精度是可控的，不是随机的。传统的平面圆点图案或棋盘 格的标定算法，其标定精度无法控制，随机性很大。 2）可以完成多种视场的相机标定，可以完成 1mm10000mm 视场的相机标定，实现可 控的高精度相机标定。 5.1 标定板标定板 标定板主要用于小视场的标定。
15、 图 5- 1 标定板 XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 8 标定板规格标定板规格 标定测量幅面（长宽）标定测量幅面（长宽） CP 400300 型号 400300 mm 500375mm CP 256192 型号 256192 mm 400300mm CP 192144 型号 192144 mm 256192mm CP 12896 型号 12896 mm 192144mm CP 6448 型号 6448 mm 12896mm CP 3224 型号 3224 mm 6448mm CP 1612 型号 1612mm3224mm CP 86 型号 86mm1612mm 可定制其他规格 可定制
16、其他规格 5.2 十字架标定板十字架标定板 标定十字架主要用于大视场的标定，可以拆装，方便携带。 图 5- 2 标定十字架 标定十字架规格标定十字架规格 标定测量幅面（长宽）标定测量幅面（长宽） CC5000 型号 50005000mm60006000mm CC4000 型号 40004000mm50005000mm CC3000 型号 20002000mm40004000 mm CC2000 型号 20002000 mm30003000 mm CC1500 型号 15001125 mm20001750mm XJTUDIC 硬件及控制箱 用户手册 9 CC1000 型号 1000750 mm15001125mm CC500 型号 500375 mm1000750mm 可定制其他规格 可定制其他规格
