西安交通大学三维光学测量系统

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西安交通大学是国家教育部直属重点大学,为我国最早兴办的高等学府之一。其前身是1896年创建于上海的南洋公学,1921年改称交通大学,1956年国务院决定交通大学内迁西安,1959年定名为西安交通大学,并被列为全国重点大学。
中文名
西安交通大学三维光学测量系统
研究研制
西安交通大学信息机电研究所
应用领域
广泛应用于汽车工业
水    平
检测技术处于国内外领先

西安交通大学三维光学测量系统大学简介

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西安交通大学是“七五 ”、“八五”首批重点建设项目学校,是首批进入国家“211”和 “985”工程建设,被国家确定为以建设世界知名高水平大学为目标的学校。2000年4月,国务院将原西安医科大学、原陕西财经学院并入原西安交通大学组建新的西安交通大学。
今日的西安交通大学是一所具有理工特色,涵盖理、工、医、经济、管理、文、法、哲、教育和艺术等10个学科门类的综合性研究型大学。学校设有20个学院(部)、8个本科生书院和8所附属教学医院。现有校本部在职教职工5635人,专任教师2416人,教授、副教授1500余人。学校教师队伍中有两院院士21名,其中11名为双聘院士。国家教学名师6名,教育部“长江学者”特聘教授和讲座教授44名,国家杰出青年基金获得者29名,国家有突出贡献专家及中青年专家15名,“长江学者和创新团队发展计划”创新团队带头人15人,教育部“新世纪优秀人才培养计划入选者”188名,“千人计划”31人,对国家做出突出贡献并享受政府特殊津贴的专家544名。[1] 

西安交通大学三维光学测量系统系统简介

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西安交通大学三维光学测量系统广泛应用于汽车工业、飞机工业、机械制造、模具设计、家电等制造行业的三维复杂曲面产品的三维测量、逆向设计、产品质量检测、尺寸检验、变形分析。
该系列产品由西安交通大学信息机电研究所和模具与塑性加工研究所共同研究研制,在逆向工程设计三维数字化检测技术方面进行了大量研究,在三维数字化技术的三维实体数字扫描、三维机械和模具设计、三维检测技术方面的研究处于国内外领先水平。
在三维光学测量技术上,主要研究领域如下:
1.光学三维密集点云测量系统
XJTUOM型光学三维密集点云测量系统与传统的三坐标测量仪和激光三维扫描仪相比,是一种高速高精度的三维扫描测量设备,系统具有速度快、精度高、易操作、可移动等特点,在物体的单面测量负面、测量精度等指标达到了国际先进水平,系统的软件和硬件可以根据需要专门进行开发和设计,这是国外系统所无法完成的,并且已经得到许多用户的实际应用检验,技术实用性强,广泛适用于各种需求三维数据的行业,如汽车工业、飞机工业、摩托车外壳及内饰、家电,雕塑等。
2.数字近景工业三维摄影测量系统
XJTUDP型数字近景工业三维摄影测量系统用于对大型或超大型(几米到几十米)物体的关键点进行三维测量。与传统三座标测量仪相比,没有机械行程限制,不受被测物体的大小、体积、外形的限制,能够有效减少累积误差,提高整体三维数据的测量精度。该系统既可以单独使用,也可以与三维密集点云测量系统配合使用,能够有效地保证大型物体整体点云的拼接精度。
3.三维检测软件研究开发
对于三维密集点云的处理,研究点云的预处理、三角化、曲面化,能够将测量的工件密集点云与三维数模进行全尺寸比对,也能通过测量的工件密集点云进行各种计算和处理。可以针对不同的检测研究,开发专用的检测设备和软件。
4.三维逆向设计
具有三维逆向设计的全部技术力量,可以完成工件的三维数据扫描、点云处理、三维建模、模具设计和数值模拟。研究所拥有各种三维设计和处理软件,如Geomagic、Imageware、PolyWorks、CATIA、Pro/E、UG,以及板料成形模拟软件DYNAFORM和体积成形模拟软件DEFORM等。
5.医学三维测量技术研究
运用三维数值化技术,研究隐形牙套矫治器的牙齿三维扫描设备和软件、医学美容三维测量设备和软件、人体测量三维测量设备和软件、颌面、口腔、牙齿修复三维测量设备和软件。近年来,颅面部结构的三维测量与重建在口腔医学领域越来越受到人们的重视,它对颅面生长发育的研究、口腔正畸治疗的诊断设计、正领外科的手术设计、术后疗效的评价以及手术疗效的预测方面等都有十分重要的意义。
6.数字文物和数字文物博物馆系统
运用三维数值化技术,可以进行大批量文物的三维数据扫描。文物的三维数据显示,通过触摸屏或者投影电影为参观者提供三维的文物浏览显示服务。文物的三维数据管理,为博物馆提供文物的三维数据管理、编辑等计算机网络软件系统。提供文物的快速复制,通过三维测量快速建立文物的三维结构,实现文物的快速复制。
7.冲压应力云图三维测量
采用三维光学测量技术,研究冲压应力云图三维测量,实现应力云图的快速三维测量。
8.拉伸变形散斑三维图像处理
采用三维光学测量,运用散斑三维图像处理技术,实现拉伸变形的三维测量。
9.力学分析
物体变形的分析对于力学分析有十分重要的作用。对于变形测量,光测力学测量技术 (如云纹干涉法、散斑干涉法等)显示了其重要地位,并得到了广泛应用,但其所解决的主要是二维变形场的测量。实际上,许多物体的变形为三维变形,因此三维变形场对于获知物体的全部应力应变状态具有重要作用。而三维变形的测量,目前尚处于方法研究和实验室试验阶段。实际的大型结构的三维变形测量中,基本上仍沿用应变计、千分表、经纬仪等传统点测量方法,效率低下,同时难以获取全场的变形分布。因此三维形貌测量对于力学分析特别重要。在航天航空航海领域中,仿真实验、评定越来越普遍,有时实际结构外形尺寸差别对结果影响很大;大型目标(如飞机,火箭,舰船等)的生产中,当需要把分开生产的各部分进行拼接时,就必须精确知道拼接部分的三维形貌;在风洞吹风实验中,实验模型外形的细微差异往往导致实验结果差别很大。因此工业界在加工控制和质量检测方面都迫切需要高精度、方便、经济的三维形貌和变形的测量方法,特别是可以用于工作现场的测量方法和设备。三维形貌和变形的测量技术也便成为国际国内在实验力学和测量领域研究的热点问题之一。
参考资料
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