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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

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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。

 

5.外部参数计算

两个相机都经过标定后，下一步就是确定相机相对位置的外部参数：

在“标定”选项卡下，单击"计算外部位置"。通常直接选用红外标定图像集（含3张图像——2张光学相机拍摄+1张红外相机拍摄，并确保对焦/位置/亮度清晰）

非常规配置需额外采集符合上述要求的图像集。

 

选择光学相机拍摄的集合中的首张图像，VIC-3D系统将自动匹配3D系统的另一相机图像。再从第一组中选择对应的热成像图像，单击"提取"→"分析"以对齐三个图像的位置。点击接受后，系统自动完成标定对齐，可开始拍摄测试图像。

6.测试图像采集

通过VIC-Snap软件采集，光学相机与红外相机图像自动完成同步。本次测试各相机采集超800张图像。测试完成后按常规流程创建感兴趣区域AOI、选择参数、并运行DIC分析。

完成DIC分析后，将获得包含等高线变量(X/Y/Z/U/V/W等)的输出数据集。

 

7.红外数据映射

要将刚刚生成的DIC数据和FLIR相机的红外数据结合，请点击“映射外部数据”图标，或者转到数据→后处理工具→映射外部数据。

在这里，我们将看到温度数据已经被作为新的等高线变量映射至物体。

 

预览窗口可检查映射问题。单击“是”开始映射（计算时间依设备性能）。映射完成后，在右侧“绘图工具”中的“等高线标签”选项卡下找到"温度[℃]"作为新的选项。

8.红外数据分析与可视化

红外数据已成为等高线变量，可与其他数据协同处理。点击iris工作区图标可开启多维可视化。（例如，我们使用了iris虹膜3D可视化引擎来对比主应变与温度叠加效果）

 

注意事项

• 在进行高温测试时，请注意个人安全以及辅助设备（镜头/安装支架等）的熔毁风险；

• 处理红外数据时，温差会导致折射热浪现象，需注意此时要使用风扇或隔热装置确保光路中的空气均匀混合或处于温度稳定状态；

• 如果测试涉及透过玻璃拍摄时（如高温炉观察窗），需确认材料具备红外透射性；

• 此过程中最常见的错误是由于图像命名不规范或误选图像而导致的匹配失败。