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VIC-3D应用指南系列之：DIC数字图像相关技术与热成像（VIC-3D IR System助力热载荷测试）

news 来源：原创 2025/6/14 6:40:52

本篇文章详细讲述了利用VIC-3D 10将数字图像相关DIC数据与红外相机热成像的温度数据相结合的操作流程。核心步骤包括：

· 相机选型与系统搭建

· 测试环境配置

· VIC-Snap参数设置

· 双系统标定（DIC与红外）

· 外部参数计算

· 测试图像采集

· 红外数据映射

· 红外数据分析与可视化

试验对象：

通过对MTS Exceed万能试验机中受拉伸的PLA试件进行加热测试来展示该技术。

操作流程：

1. 相机选型与系统搭建

VIC-Snap直接支持包括FLIR A700在内的热成像相机（及部分支持GigE接口GenICam协议的老款FLIR相机）。针对3D校准，选用分辨率不低于640×480的相机。

本次测试DIC采用两台Basler Boost 2400万像素白光相机。

用于红外组合测试的3D立体相机配置与常规测试完全相同：将相机安装在立体支架上，确保能够观察到合适的最小立体成像角，并按常规方法调整焦距、光圈和曝光时间。

理想情况下，红外相机应与该立体支架刚性连接（如图所示）。由于红外读数随入射角变化，其最佳安装位置应位于DIC相机之间，并正对试件。

根据相机放大倍率调整其与试件距离，同时仍需牢固安装以避免相对位移。

2.测试环境配置

搭载红外模块的VIC-3D系统已预装了必要的软件，用于VIC-Snap控制FLIR相机。如果在连接方面遇到问题，请联系我们的技术支持团队以获得帮助。

3.VIC-Snap参数设置

FLIR相机选项路径：文件→高级选项→高速/红外。

为使VIC-Snap在开启时自动搜索FLIR相机，请确保已勾选"FLIR IR"。
FLIR红外相机生成的标准热图像以16位TIFF格式存储（含绝对温度数据）。勾选"生成标准化图像文件"可同步输出易处理的图像文件。
两种温标选项：选择100mK时，生成的TIFF文件中每个灰度值=温度值(单位：开尔文)×10；选择10mK时，生成的TIFF文件中的灰度值=温度值×100。

VIC-Snap中的FLIR窗口

FLIR窗口将显示为VIC-Snap中的相机窗口。

在窗口中单击鼠标右键，以设置成像参数（降噪/色彩映射等）。
光标处的温度显示于标题栏。
在窗口中双击锁定某点温度显示，再次双击解除。

红外校准流程的革新

在早期版本中，VIC-3D软件要求光学相机和红外相机共用标定板，这导致必须使用一个对高分辨率相机来说太大、对低分辨率相机来说太小的网格，标定效果受此影响，不能得到最好的发挥。

最新版本的VIC-3D 10中采用了升级坐标系对齐方案：分别为光学相机和红外相机选用最佳标定板，实现更好的内参标定以及更高的测试灵活性。

4.双系统标定

光学相机标定：使用对应高分辨率标定板（本例采用40×28标定板）常规标定；
红外相机标定：需冷却或微热标定板（室温下特征模糊需重新调温）。采用Correlated Solutions特制红外标定板，在VIC-Snap中采集20-30张标定图像。

双系统对齐：将两组标定图像存入同一个文件夹→启动VIC-3D 10→分别标定两组→完成系统对齐。

先在VIC-3D中按常规操作完成光学相机标定。标定完成评分示值显示绿色后点击“接受”。接下来进行红外相机的标定，在“标定”菜单中选择“标定外部相机”，此时出现一个文件对话框，选择全部红外标定图像，单击打开→接下来在出现的对话框中设置相机ID（多相机时，VIC系统支持多红外相机阵列）→单击确定，红外相机开始标定→标定完成，点击接受。