CN113513997B - 光源、光路系统、单目采集系统、传感器及应变检测系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供了一种用于三维应变检测的光源、光路系统、单目采集系统、传感器及应变检测系统，属于测量技术、三维视觉技术领域，具体包括：包括灯泡和塑型装置，所述塑型装置设置于所述灯泡前，用于对所述灯泡发射的光线进行塑型；其中，所述光源应用于单目三维图像采集系统的光路系统，所述单目三维图像采集系统为基于三维数字图像相关法的单目图像采集系统。通过本申请的处理方案，可为三维应变检测中单目三维图像采集的光路系统在试样上形成均匀亮度的光场，避免测量数据缺失，提高检测准确性和效率。

Description

光源、光路系统、单目采集系统、传感器及应变检测系统

技术领域

本说明书涉及测量技术、三维视觉技术领域，具体涉及一种用于三维应变检测的光源、光路系统、单目三维图像采集系统、单目三维视觉传感器及三维应变检测系统。

背景技术

目前，力学性能中变形的检测已非常普及，变形检测可应用于对各种材料和结构的应变测试，一方面可保证产品质量合格，另一方面可验证材料和结构设计的合理性。因此，如何准确、高效的检测变形变得越来越重要。

而在传统应变检测中，比如基于DIC技术(DigitalImageCorrelation，数字图像相关法，又称数字散斑相关法)的传统光路系统，一般为以下两种方案：

一是采用双目图像采集装置、配合双目三维DIC算法的光路系统。

例如，专利文献1中公开了一种基于数字散斑的视觉引伸计实现方法，如图1所示，采用双目图像采集的光路系统，其中两个光源独立放置，并从两个角度倾斜照射被测试样，这时试样表面处光场，亮度难以均匀，比如试样中间与左右两侧光场亮度不均匀，导致亮度偏暗的部位出现数据缺失。

二是基于单目图像采集装置、配合二维DIC算法的光路系统。

例如，专利文献2中公开了一种基于结构光的二维引伸计使用方法，如图2所示，采用单目图像采集的光路系统，其中单光源布置在单相机和镜头的左侧，按某个角度倾斜照射被测试样，这时试样表面处光场，亮度难以均匀，比如测量过程中需求曝光时间较短时，试样的左右两侧亮度极不均匀，导致亮度偏暗的部位出现数据缺失。

因此，现有技术中，在进行应变检测中，无论是单目采集，还是双目采集，因采集系统中的光源未能在试样上形成均匀亮度，容易导致数据缺失。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：中国公开号CN103575227A

专利文献2：中国公开号CN111426280A

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种用于三维应变检测的光源、光路系统及单目三维图像采集系统、单目三维视觉传感器及三维应变检测系统，可为三维应变检测中单目三维图像采集的光路系统在试样上形成均匀亮度的光场，避免测量数据缺失，提高检测准确性和效率。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种光源，可包括灯泡和塑型装置，所述塑型装置设置于所述灯泡前，用于对所述灯泡发射的光线进行塑型；其中，所述光源应用于单目三维图像采集系统的光路系统，所述单目三维图像采集系统为基于三维数字图像相关法的单目图像采集

系统。

在其中一个实施例中，所述塑型装置包括矩形的塑型片，所述塑型片用于将所述灯泡发射的光线塑型为矩形的光场。

在其中一个实施例中，所述光源还包括：光源外壳和光源支架；其中，所述灯泡设置于所述光源外壳的内部，所述塑型装置设置于所述光源外壳的表面，所述光源外壳固定在所述光源支架上。

本说明书实施例还提供一种光路系统，包括前述任意一项所述的光源，所述光路系统还包括第一反光镜、第二反光镜、三角棱镜；其中，所述光源设置于所述三角棱镜的前方，以便于所述塑型装置将塑型后的光线照射到被测试样的表面产生反射光线；所述第一反光镜设置于所述光源的一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第一镜面；所述第二反光镜设置于所述光源的另一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第二镜面；所述三角棱镜的第一镜面用于将所述第一反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第一虚像，所述三角棱镜的第二镜面用于将所述第二反光镜反射的光线形成所述被测试样对应的第二虚像。

在其中一个实施例中，所述光路系统还包括：

第一调整装置，调整所述第一反光镜的位置和/或角度；

和/或，第二调整装置，调整所述第二反光镜的位置和/或角度；

和/或，第三调整装置，调整所述三角棱镜的位置和/或角度。

本说明书实施例还提供一种单目三维图像采集系统，包括：如前述任意一项所述的光路系统；以及，单目采集单元，采集所述第一虚像和所述第二虚像。

在其中一个实施例中，所述单目采集单元包括单镜头和单相机，所述单镜头与所述单相机按焦距固定。

在其中一个实施例中，所述单目三维图像采集系统还包括：第四调整装置，调整所述单目采集单元的位置和/或高度。

本说明书实施例还提供一种单目三维图像传感器，包括如前述任意一项所述的单目三维图像采集系统。

本说明书实施例还提供一种三维应变检测系统，包括：如前述任意一项所述的单目三维图像采集系统或如前述所述的单目三维图像传感器；以及，处理设备，用于对被测试样进行三维应变检测处理及控制。。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

通过在光源中采用塑型装置，可对光源中灯泡发射的光线进行塑型后再对外发射，以便光源的发射光线可在试样上形成亮度均匀的光场，有效消除传统光路系统在试样上形成亮度不均匀的光场而导致测量数据缺失的缺陷，从而该光源可用于基于三维DIC算法的单目三维图像采集系统及其光路中，以提高试样的三维应变检测准确性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域

普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是基于双目图像采集的拉伸计中传统光路系统的结构示意图；

图2是基于单目图像采集的拉伸计中传统光路系统的结构示意图；

图3是本说明书实施例提供的一种光源用于三维应变检测的结构示意图；

图4是本说明书实施例提供的一种光源的结构示意图；

图5是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的光路系统的结构示意图；

图6是本说明书实施例提供的一种用于三维应变检测的单目三维图像采集系统的结构示意图；

图7是本说明书实施例提供的一种三维应变检测系统的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

目前的应变检测中，图像采集系统均采用传统光路系统，比如基于二维DIC算法的单目图像采集的光路系统，又比如基于三维DIC算法的双目图像采集的光路系统，而光路系统中的光源设置又有其特殊要求，导致被测试样表面处的光照亮度极不均匀。

比如双目采集中，需要两个独立光源，而且两个光源需要独立放置，并从两个角度倾斜照射被测试样，这样被测试样表面处光场的亮度难以均匀。

比如单目采集中，单光源需要布置在相机和镜头左侧，按某个角度倾斜照射被测试样，这样被测试样表面处光场的亮度难以均匀，会出现试样左右两侧亮度不均匀。

因此，发明人在深入研究并对应变检测中涉及的各种设备进行改进，比如光源、光路系统、图像采集系统等，提出一种可用于三维应变检测的光源、光路系统、单目三维图像采集系统、单目三维视觉传感器及三维应变检测系统，既可在被测试样的表面形成亮度均匀的光场，弥补因亮度不均而导致数据缺失的不足，还能简化了应变检测系统的结构，以及可基于单目图像采集做到三维应变检测。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

参考图3，本说明书实施例提供一种用于三维应变检测的光源。

如图3所示，光源发射的光线照射在被测试样的表面，形成亮度均匀的光场，比如图中所示的亮度均匀的矩形光场，其中被测试样设置在拉伸机上。

实施中，如图4所示，该光源可包括灯泡和塑型装置。

具体实施中，塑型装置可采用对光线进行塑型的塑型片，并将该塑型片设置于灯泡前，用于对灯泡发射的光线进行塑型。

通过在光源中采用塑型装置对灯泡发射的光线进行塑型，使得光源在三维应变检测中的被测试样上形成亮度均匀的光场，可消除应变检测中因亮度不均匀而出现测量数据缺失的缺陷，提高检测准确性和效率。

实施中，该光源可应用于单目三维图像采集系统的光路系统中，其中单目三维图像采集系统可为基于三维DIC算法(即数字图像相关法)的单目图像采集系统，从而基于该光源的单目三维图像采集系统在结合三维DIC算法时，可构成基于单目三维图像采集的三维应变检测系统，不仅系统结构得到简化，而且被测试样的表面处能形成亮度均匀的光场，可提高检测准确性和效率。

在一些实施方式中，可通过调整塑型装置，进而调整照射到被测试样表面处的光场形状。

例如，塑型装置可包括矩形形状的塑型片，从而通过矩形形状的塑型片，将光源中灯泡发射的光线塑型为矩形光场，这样在被测试样表面处将形成亮度均匀的矩形光场。

需要说明的是，塑型片可为对光线进行塑型用的镜片，这里不作具体限定。

在一些实施方式中，可将光源形成为集成式光源，可在提供亮度均匀的光场同时，还可保持光源结构小巧，容易安装，可灵活应用于各种场合。

具体实施中，可采用外壳、支架等将灯泡和塑型装置进行封装及固定，比如灯泡设置于光源外壳的内内部，塑型装置(比如塑型片)设置于光源外壳的表面，光源外壳固定于光源支架上等，可形成集成式光源。

基于相同发明构思，本说明书实施例还提供一种光路系统。

参考图5，本说明书实施例提供的一种光路系统，可包括前述任意一个实施例中所述的光源1，该光路系统还可包括第一反光镜2、第二反光镜3、三角棱镜4。

实施中，可将光源1设置于三角棱镜4的前方，以便于光源1中的所述塑型装置将塑型后的光线照射到被测试样7的表面产生反射光线。

将第一反光镜2设置于光源1的一侧(比如左侧)，用于将所述反射光线反射到三角棱镜4的第一镜面(比如左侧镜面)。

将第二反光镜3设置于光源1的另一侧(比如右侧)，用于将所述反射光线反射到三角棱镜4的第二镜面(比如右侧镜面)。

这时，三角棱镜4的第一镜面可用于将第一反光镜2所反射的光线形成被测试样7对应的第一虚像(比如左侧图像)，而三角棱镜4的第二镜面可用于将第二反光镜3所反射的光线形成被测试样对应的第二虚像(如右侧图像)。

通过三角棱镜4形成的第一虚像和第二虚像，可为图像采集系统提供被测试样对应的左右两幅图像，从而基于左右两幅图像可获得被测试样对应的三维图像信息，因而该光路系统可应用于单目三维图像采集系统中，从而基于结构简单的光路系统可构成结构简单的单目采集系统。

通过该光路系统，可提供被测试样对应的成像信息以便于被图像采集设备采集而获得双目图像，比如图像采集设备可采用单目采集设备、双目采集设备、多目采集设备等，从而三维图像的处理设备可根据双目图像进行三维信息处理，实现对被测试样的三维视觉应用。

还有，通过在光路系统中采用具备对光线进行塑型的光源，不仅可简化光路系统的设计，还能为光路系统在应变检测中提供亮度均匀的光场，可消除应变检测中因亮度不均匀而导致测量数据缺失的缺陷，保证测量准确性和效率。

因此，基于该光路系统，不仅三维应变检测中的结构得到简化，也能避免因被测试样上的亮度不均而导致数据缺失的问题。

在一些实施方式中，所述三角棱镜的第一镜面与所述三角棱镜的第二镜面垂直，这时三角棱镜可为截面为等腰三角形的三角棱镜，其中第一镜面可为一个直角边一侧的镜面，第二镜面为另一个直角边一侧的镜面。

在一些实施方式中，所述光路系统还可包括：若干调整装置，可通过调整装置对光路系统中若干设备(如第一反光镜、第二反光镜、三角棱镜等)进行固定及调整，不仅便于调整各个设备的位置和/或角度和/或高度等，使得被测试样的入射光线和/或反射光线在各个设备中进行有效传输。

实施中，可采用第一调整装置来调整第一反光镜2的位置和/或角度，以更好地将被测试样发射的光线发射到三角棱镜4中。

实施中，可采用第二调整装置来调整第二反光镜3(的位置和/或角度，以更好地将被测试样发射的光线发射到三角棱镜4中。

实施中，可采用第三调整装置来调整三角棱镜4的位置和/或角度，以更好地将第一反光镜2、第二反光镜3反射来的光线经过三角棱镜4的镜面后可以形成清晰的、准确的虚像。

具体实施中，前述调整装置可包括固定支架、旋转平台和调整平台等一个或多个装置，还可在调整平台中包括有用于XY轴向调整的两个按钮，从而通过固定之间将设备进行固定于旋转平台和/或调整平台中。

采用调整装置后，可灵活地调整光路系统中各设备的位置、角度等，比如通过调整平台X向调整按钮可调整设备在X轴向的位置，通过调整平台Y向调整按钮可调整设备在Y轴向的位置，通过调整旋转平台可调整设备的角度。

在一些实施方式中，鉴于传统光路系统，比如采用双目采集装置和双光源照明的光路系统，比如采用单目采集装置和单光源的光路系统，因光源、采集装置等设备，在每次测量使用前都需求重新安装、标定等操作，使用过程复杂，测试时间长。因此，本说明书实施

例中可将光线反射装置(如反光镜、棱镜等)、及光源之间的相互位置距离、角度等空间关系进行固定，从而在出厂时标定好，并在出厂后可无需重新安装、标定，可直接用于测量，简化使用要求，使得光路系统在实际使用中做到快捷方便、准备时间短，来提高使用效率。

在一些实施方式中，还可将光路系统封装为集成式光路系统，比如将采用调整装置后的光路系统进行封装，从而完成调整后的集成式光路系统，比如在出厂后，只需进行简易安装，即可投入使用，使用中方便快捷，准备时间短，大大提高了使用效率。

基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种用于三维应变检测的单目三维图像采集系统，对前述任意一项实施例提供的光路系统形成的虚像进行图像采集，以对被测试样进行三维图像采集，获得该被测试样在应变检测中的三维图像数据。

参考图6，该单目三维图像采集系统可包括：前述任意一项实施例所述的光路系统，以及用于图像采集的单目采集单元。

实施中，该单目采集单元可用于采集光路系统形成的第一虚像和第二虚像，从而通过采集第一虚像获得被测试样的左侧图像信息和通过采集第二虚像获得被测试样对应的右侧图像信息，即获得该被测试样对应的双目图像数据，完成被测试样对应的三维图像采集。

通过光路系统和单目采集设备，可以简化三维图像采集系统的结构，还可通过单目图像采集设备即可应用于三维应变测量检测中。而且，该单目三维图像采集系统在配合单目三维DIC算法后，不仅可实现三维应变的测量，还可消除传统光路系统中因光场亮度不均匀而缺失测量数据的缺陷。

在一些实施方式中，所述单目采集单元中可包括单镜头5和单相机6，其中单镜头5与单相机6按焦距进行固定，从而可直接用于采集图像。

在一些实施方式中，还可在单目三维图像采集系统中，采用调整装置调整单目采集单元的空间位置参数。

实施中，单目三维图像采集系统还可包括第四调整装置，其中第四调整装置可包括可伸缩平台，这时单目采集单元(如前述的单镜头、单相机)可固定于该可伸缩平台中，比如将镜头安装于相机上，相机采用可伸缩平台下底板固定。通过调整该可伸缩平台，可根据测量位置需求调整相机和镜头的高度。

在一些实施方式中，可将单目三维图像采集系统进行封装形成集成式采集系统，从而可在完成出厂标定后，直接作为集成式采集系统应用于采集设备中，提高使用灵活性和效率。

基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种单目三维图像传感器，即将前述任意一实施例所述的单目三维图像采集系统，进行封装后作为单目图像采集传感器，构成单目三维图像传感器。

在一些实施方式中，可在该单目三维视觉传感器中集成有三维DIC算法，即在单目三维视觉传感器中将单目三维图像采集系统结合三维DIC算法，可形成单目三维DIC视觉应用传感器。

基于相同发明构思，本说明书实施例提供一种三维应变检测系统。

可将前述任意一实施例中所述的单目三维图像采集系统或单目三维图像传感器作为三维图像采集设备，并结合处理设备(如计算机和拉伸设备及试样等)构成三维应变检

测系统，其中三维图像采集设备获取被测试样对应的三维图像数据，处理设备对被测试样进行三维应变检测的处理及控制。

实施中，处理设备可为基于三维DIC算法进行应变检测的相关设备。

需要说明的是，这里的处理设备，可包括但不限于以下若干设备：用于拉伸被测试样的拉伸机，用于针对光路系统提供的第一虚像、第二虚像进行图像处理的处理设备，用于对拉伸机、图像处理设备等设备进行控制的控制设备等等。

参考图7，三维图像采集设备将光线照射到拉伸机中的被测试样的表面，从而在被测试样的表面形成亮度均匀的光场，这时三维图像采集设备可基于被测试样反射后的光线形成对应的图像，并采集图像，获得被测试样对应的双目图像，进而图像处理设备可根据双目图像进行三维应变检测的应用。

需要说明的是，本说明书前述实施例中所述的光源、光路系统、单目三维图像采集系统、单目三维图像传感器等，除了可用于应变检测中，还可应用于其他应用，比如图像采集、图像处理、三维视觉应用等应用中，这时可通过所述光源为目标对象提供亮度均匀的光场，可通过所述光路系统对目标对象的成像提供相关光路，可通过所述单目三维图像采集系统采集目标对象的三维图像信息，可通过所述单目三维图像传感器获取目标对象的三维图像信息。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用于三维应变检测系统，其特征在于，包括光源、光路系统、单目三维图像采集系统及传感器；所述光源包括灯泡和塑型装置；所述塑型装置采用对光线进行塑型的塑型片，并将该塑型片设置于所述灯泡前，用于对所述灯泡发射的光线进行塑型；通过调整所述塑型装置，进而调整照射到被测试样表面处的光场形状；所述塑型装置包括矩形形状的塑型片，从而通过矩形形状的塑型片，将光源中灯泡发射的光线塑型为矩形光场；采用外壳、支架将灯泡和塑型装置进行封装及固定；所述灯泡设置于所述光源外壳的内部，所述塑型装置设置于光源外壳的表面，光源外壳固定于光源支架上，形成集成式光源；所述光路系统包括所述光源，还包括第一反光镜、第二反光镜、三角棱镜；将所述光源设置于所述三角棱镜的前方，以便于所述光源中的所述塑型装置将塑型后的光线照射到被测试样的表面产生反射光线；将所述第一反光镜设置于所述光源的一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第一镜面；将所述第二反光镜设置于所述光源的另一侧，用于将所述反射光线反射到所述三角棱镜的第二镜面；所述三角棱镜的第一镜面用于将第一反光镜所反射的光线形成被测试样对应的第一虚像，而所述三角棱镜的第二镜面用于将第二反光镜所反射的光线形成被测试样对应的第二虚像；通过所述三角棱镜形成的第一虚像和第二虚像，提供被测试样对应的左右两幅图像，从而基于左右两幅图像获得被测试样对应的三维图像信息；所述三角棱镜的第一镜面与所述三角棱镜的第二镜面垂直，这时三角棱镜截面为等腰三角形的三角棱镜，其中第一镜面为一个直角边一侧的镜面，第二镜面为另一个直角边一侧的镜面；所述光路系统还包括若干调整装置，通过所述调整装置对光路系统中若干设备进行固定及调整；采用第一调整装置来调整第一反光镜的位置和/或角度，以更好地将被测试样发射的光线发射到三角棱镜中；采用第二调整装置来调整第二反光镜的位置和/或角度，以更好地将被测试样发射的光线发射到三角棱镜中；采用第三调整装置来调整三角棱镜的位置和/或角度，以更好地将第一反光镜、第二反光镜反射来的光线经过三角棱镜的镜面后形成清晰的、准确的虚像；所述调整装置包括固定支架、旋转平台和调整平台，在调整平台中包括有用于XY轴向调整的两个按钮，通过固定支架将设备进行固定于旋转平台和/或调整平台中；将光路系统封装为集成式光路系统，将采用调整装置后的光路系统进行封装，从而完成调整后的集成式光路系统；所述单目三维图像采集系统用于对光路系统形成的虚像进行图像采集，以对被测试样进行三维图像采集，获得该被测试样在应变检测中的三维图像数据；所述单目三维图像采集系统包括所述光路系统，以及用于图像采集的单目采集单元；所述单目采集单元用于采集所述光路系统形成的第一虚像和第二虚像，从而通过采集第一虚像获得被测试样的左侧图像信息和通过采集第二虚像获得被测试样对应的右侧图像信息，即获得该被测试样对应的双目图像数据，完成被测试样对应的三维图像采集；所述单目采集单元中包括单镜头和单相机，其中单镜头与单相机按焦距进行固定，从而直接用于采集图像；在所述单目三维图像采集系统中，采用调整装置调整所述单目采集单元的空间位置参数；所述单目三维图像采集系统还包括第四调整装置，其中第四调整装置包括伸缩平台，所述单目采集单元固定于该伸缩平台中，将镜头安装于相机上，相机采用伸缩平台下底板固定；通过调整该伸缩平台，根据测量位置需求调整相机和镜头的高度；将所述单目三维图像采集系统进行封装形成集成式采集系统，从而在完成出厂标定后，直接作为集成式采集系统应用于采集设备中；所述传感器为单目三维图像传感器，即将所述单目三维图像采集系统，进行封装后作为单目图像采集传感器，构成单目三维图像传感器；在所述单目三维图像传感器中集成有三维DIC算法，即在所述单目三维图像传感器中将所述单目三维图像采集系统结合三维DIC算法，形成单目三维DIC视觉应用传感器；将所述单目三维图像采集系统作为三维图像采集设备，并结合处理设备构成三维应变检测系统，其中所述三维图像采集设备获取被测试样对应的三维图像数据，处理设备对被测试样进行三维应变检测的处理及控制；处理设备为基于三维DIC算法进行应变检测的相关设备；所述处理设备包括用于拉伸被测试样的拉伸机，用于针对光路系统提供的第一虚像、第二虚像进行图像处理的处理设备，用于对拉伸机、图像处理设备进行控制的控制设备；所述三维图像采集设备将光线照射到拉伸机中的被测试样的表面，从而在被测试样的表面形成亮度均匀的光场，这时三维图像采集设备基于被测试样反射后的光线形成对应的图像，并采集图像，获得被测试样对应的双目图像，进而图像处理设备根据双目图像进行三维应变检测的应用。