2022年10月20日，由新拓三維技術(shù)（深圳）有限公司自主研發(fā)出的高精度視頻引伸計(jì)XTDIC-VG系列新品正式發(fā)布。接下來(lái)，讓我們一起來(lái)回顧，這款視頻引伸計(jì)研發(fā)背后的歷程，以及突破多重技術(shù)難題，引領(lǐng)行業(yè)的背后研發(fā)故事。
西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授梁晉老師：

先進(jìn)制造的快速發(fā)展，涌現(xiàn)出大量的新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝，后期需要對(duì)其性能進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)。

而我們現(xiàn)有的檢測(cè)方法，尤其在變形檢測(cè)方面還非常落后，無(wú)法滿足需求。例如我們?cè)谧冃螜z測(cè)方面，大部分采用應(yīng)變片、接觸式、需要粘貼，我們現(xiàn)有的設(shè)計(jì)制造和加工都實(shí)現(xiàn)了三維數(shù)字化，而我們的檢測(cè)方法很多還采用一維、二維的方法。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們現(xiàn)在有非常方便的方法，是采用圖像和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種力學(xué)性能的檢測(cè)。

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所先進(jìn)鋼鐵部任少飛博士：

小尺寸拉伸通常是指標(biāo)距1-10mm之間的試樣，它作為力學(xué)性能測(cè)試常見(jiàn)的手段，被廣泛應(yīng)用于尺寸受限的材料，這類試樣在進(jìn)行拉伸性能測(cè)試時(shí)，除了對(duì)夾具和載荷裝置有嚴(yán)格的要求，對(duì)引伸計(jì)也提出了嚴(yán)格的要求。

它要求引伸計(jì)也能適應(yīng)小尺寸測(cè)量的工況，同時(shí)還能夠達(dá)到測(cè)試要求，傳統(tǒng)的機(jī)械引伸計(jì)雖然測(cè)量精度高，但是它并不適用于小尺寸拉伸，而光學(xué)視頻引伸計(jì)作為一種無(wú)需與力學(xué)傳感器相連接，沒(méi)有傳感器限制的、一種新型的引伸計(jì)，避免了與試樣的直接接觸，更適合小尺寸的拉伸。

新拓三維自主研發(fā)的、針對(duì)小尺寸拉伸的光學(xué)視頻引伸計(jì)，它的測(cè)量精度能夠滿足測(cè)試需求，安裝使用起來(lái)很方便，給我們的日常力學(xué)測(cè)試提供了許多便利，助力我們研究所先進(jìn)鋼鐵部門(mén)的科研。

新拓三維研發(fā)總監(jiān)李磊剛博士：

1.新拓為什么要搞視頻引伸計(jì)？

近幾年，我們國(guó)家的工業(yè)體系質(zhì)量和水準(zhǔn)不斷提高，對(duì)材料測(cè)試的儀器和方法提出了更高的要求，這就需要高端的產(chǎn)品來(lái)替代進(jìn)口設(shè)備，這是中國(guó)企業(yè)的使命，更是新拓三維的使命所在。

近年來(lái)，我們國(guó)家的工業(yè)體系質(zhì)量和水準(zhǔn)不斷提高，各種新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝不斷的涌現(xiàn)和被應(yīng)用，對(duì)測(cè)試的儀器和方法也提出了更高的要求。高端測(cè)試儀器一直是國(guó)內(nèi)工業(yè)發(fā)展中創(chuàng)新開(kāi)發(fā)驗(yàn)證的短板，在地緣政治和貿(mào)易保護(hù)下，高端儀器的國(guó)產(chǎn)化需求更加迫切。開(kāi)發(fā)更貼合工況需求的國(guó)產(chǎn)替代設(shè)備，這是中國(guó)企業(yè)的使命，更是新拓三維的使命所在。

還有，視頻引伸計(jì)的技術(shù)核心在于如何快速且精準(zhǔn)的進(jìn)行圖像匹配，新拓團(tuán)隊(duì)從13年就致力于全場(chǎng)DIC技術(shù)的研究和應(yīng)用，對(duì)圖像匹配有深刻的理解和技術(shù)積累，所以，視頻引伸計(jì)的底層核心技術(shù)對(duì)新拓而言是比較簡(jiǎn)單的。

我從2008年就開(kāi)始從事光學(xué)測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā)研究，博士期間的研究方向就是DIC技術(shù)及其應(yīng)用。新拓三維團(tuán)隊(duì)從13年就致力于三維全場(chǎng)DIC技術(shù)的研究和應(yīng)用，在高校和科研機(jī)構(gòu)用戶中積累了寶貴的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。越來(lái)越多的用戶希望我們能夠提供操作更便捷高效的DIC視覺(jué)測(cè)量產(chǎn)品，許多試驗(yàn)機(jī)品牌因?yàn)橐曈X(jué)測(cè)量基礎(chǔ)薄弱也希望我們能夠提供配套方案。也是在這些殷切的市場(chǎng)期望下，我們把三維全場(chǎng)DIC技術(shù)的研究積累進(jìn)行了整合，最終開(kāi)發(fā)了這套XTDIC-VG系列視頻引伸計(jì)產(chǎn)品，以回饋廣大用戶和合作伙伴，也希望能為加速國(guó)家工業(yè)制造水平升級(jí)貢獻(xiàn)一份力量。

新拓三維產(chǎn)品負(fù)責(zé)人柏曉春

1.據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外已有相似視頻引伸計(jì)產(chǎn)品，我們產(chǎn)品的主要定位是什么？

國(guó)內(nèi)外確實(shí)已經(jīng)有相似產(chǎn)品，我們也基本都進(jìn)行了調(diào)研，也和很多試驗(yàn)機(jī)行業(yè)的品牌廠商進(jìn)行了探討，最后我們總結(jié)視頻引伸計(jì)產(chǎn)品定位四個(gè)要點(diǎn)：簡(jiǎn)單易用，穩(wěn)定可靠，高性能，接口豐富；

2.老大說(shuō)挺簡(jiǎn)單，但是據(jù)了解你們好像還搞了挺長(zhǎng)是時(shí)間，為什么呢？

2D和3D方案的選擇，一直讓團(tuán)隊(duì)很糾結(jié)，2D方案精度高但需要垂直正對(duì)測(cè)試試件進(jìn)行觀測(cè)，3D方案適應(yīng)性強(qiáng)但因是雙目匹配又精度有一定損失。最后，我們通過(guò)反復(fù)測(cè)試和迭代，繼承2D測(cè)量的高精度特性的同時(shí)，又?jǐn)[脫了測(cè)頭必須垂直擺放的束縛，發(fā)明了2.5D測(cè)量方案，這個(gè)也是一個(gè)行業(yè)創(chuàng)新。

另外，我們花了大量時(shí)間來(lái)提高和驗(yàn)證系統(tǒng)的精度和性能。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是0.5級(jí)，我們的120幅面標(biāo)品實(shí)際是可以做到0.2級(jí)，而且，我們還可以一秒采集計(jì)算1000幀，也是目前行業(yè)新高。

3.聽(tīng)起來(lái)讓人信心滿滿啊，那么新拓三維的視頻引伸計(jì)產(chǎn)品繼續(xù)前進(jìn)方向是什么？

我們會(huì)繼續(xù)圍繞客戶和工況需求打磨產(chǎn)品，細(xì)化工程應(yīng)用同時(shí)逐步強(qiáng)化自動(dòng)化測(cè)量，適時(shí)可能推出嵌入式產(chǎn)品。

新拓三維軟件開(kāi)發(fā)工程師宋佳樂(lè)

1.時(shí)間緊，任務(wù)重，如何快速完成項(xiàng)目？

核心的匹配算法和畸變校正，這部分可以從DIC系統(tǒng)中無(wú)縫移植過(guò)來(lái)，這個(gè)比較省事兒。不過(guò)，軟件這塊兒，為了計(jì)算更快更穩(wěn)定，我們基本上重構(gòu)了整個(gè)算法引擎，也優(yōu)化了數(shù)據(jù)管理，設(shè)計(jì)了適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量頭，項(xiàng)目雖然延期了，但把產(chǎn)品的高度卷起來(lái)了，交上了我們開(kāi)發(fā)人員自己滿意的答卷。

2.最難的是哪個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)？

那肯定是多相機(jī)拼接，這個(gè)模塊基本上是推倒重做的。我們開(kāi)發(fā)的不是常規(guī)的拼圖，用的是特征匹配接力，多大視野都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)損拼接測(cè)量，保證0.5級(jí)精度。