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高速攝像機(jī)基本知識(shí)

發(fā)布人:中創(chuàng)聯(lián)達(dá); 發(fā)布時(shí)間: 2019-11-21

    人的視網(wǎng)膜有1/24s的視覺(jué)暫留效應(yīng),所以人眼的時(shí)間分辨能力(分辨率)只有1/24s。電影攝影與放映的頻率選為24幅/s,正是利用這一特點(diǎn),以不連續(xù)的放映使人獲得連續(xù)的感受。但對(duì)于許多瞬變現(xiàn)象,受到眼睛時(shí)間分辨率的限制,我們卻只能看到變化前后的結(jié)果,而看不清過(guò)程。高速攝影是一種以高于電影拍攝頻率攝影的技術(shù),當(dāng)拍攝結(jié)果以電影放映頻率放映時(shí),現(xiàn)象的變化就被放慢了。如今,隨著科技的發(fā)展,高速攝像機(jī)以它高效、智能、清晰的畫(huà)面和高頻率驚人的拍攝速度的高智能特點(diǎn),從而受到很多特殊行業(yè)的青睞,其應(yīng)用領(lǐng)域也是越來(lái)越廣泛。下面武漢UCT從幾個(gè)方面向大家介紹高速攝像機(jī),以便大家對(duì)高速攝像機(jī)有更基本的了解。

 

高速攝像機(jī)是什么?

      簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),高速攝像機(jī)屬于一種特殊的工業(yè)相機(jī)。作為工業(yè)用途,其一般被安裝在機(jī)器流水線上代替人眼來(lái)做測(cè)量和判斷,通過(guò)數(shù)字圖像攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào),傳給專用的圖像處理系統(tǒng),圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征,進(jìn)而根據(jù)判別結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。目前高速攝像機(jī)已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)檢測(cè)、電氣制造、科學(xué)研究、生物醫(yī)學(xué)以及更高要求的行業(yè)。相比普通攝像機(jī),高速攝像機(jī)具有更高的幀率、更高的圖像穩(wěn)定性、更高的傳輸能力以及更高的抗干擾能力。如下圖展示為2019年最高端的高速攝像機(jī)基本參數(shù):

 

高速攝像機(jī)如何選擇?

    在高速攝像機(jī)選擇之前,首先要弄明白檢測(cè)任務(wù),是靜態(tài)拍照還是動(dòng)態(tài)拍攝?拍攝的頻率是多少?目標(biāo)物的尺寸以及視野大小是多少?需要達(dá)到多少精度?現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境如何?目標(biāo)物運(yùn)動(dòng)速度大概是多少?有沒(méi)有其他特殊要求?我們需要根據(jù)這些來(lái)選擇最小曝光時(shí)間,相機(jī)的分辨率和最大幀率。相機(jī)的幀率與像素有一點(diǎn)的關(guān)系,通常來(lái)說(shuō),分辨率越高,幀率就越低。根據(jù)檢測(cè)任務(wù)的不同、目標(biāo)物大小、需要達(dá)到的分辨率以及所用軟件的性能可以計(jì)算出所需高速攝像機(jī)的分辨率,現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境則需要考慮溫度、濕度、光照情況以及干擾情況。

      高速攝像機(jī)的特殊之處有哪些?

    1.高速實(shí)時(shí)無(wú)損圖像的顯示與記錄,回放速度可調(diào);

     2.采用將數(shù)據(jù)直接寫(xiě)入機(jī)身內(nèi)部的記錄方式,解決了傳統(tǒng)采集系統(tǒng)傳輸速度受PCI總線帶寬限制的問(wèn)題,同時(shí)大的機(jī)身存儲(chǔ)也解決了傳統(tǒng)內(nèi)存記錄時(shí)間短的問(wèn)題;

     3.完全穩(wěn)定不丟幀,解決了傳統(tǒng)相機(jī)常出現(xiàn)的丟幀現(xiàn)象,更適用于高精度實(shí)驗(yàn)等科學(xué)研究。斷電保護(hù)功能(nac品牌特有)也更好的保護(hù)了珍貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);

     4.多個(gè)相機(jī)之間實(shí)現(xiàn)同步,可對(duì)多個(gè)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤記錄;

     5.支持多種圖像、視頻輸出格式;

     6.支持軟件觸發(fā)、手動(dòng)遙控觸發(fā)、光信號(hào)觸發(fā)、脈沖信號(hào)觸發(fā)等多種觸發(fā)模式;

     7.軟件接口豐富且全面,便于二次開(kāi)發(fā)和后期處理。

高速攝像機(jī)有哪些應(yīng)用領(lǐng)域?

     對(duì)于高速攝像機(jī)在生活中的應(yīng)用,我們首先想到的是慢鏡頭,如飛濺的水花、精彩的搏斗動(dòng)作、飛行的子彈、爆炸的瞬間。沒(méi)錯(cuò),這些畫(huà)面效果都是通過(guò)高速攝像機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。比如我們一秒鐘可以拍攝1000張運(yùn)動(dòng)的圖像,然后以每秒25張的幀率播放,這樣原本只有1秒鐘時(shí)間的運(yùn)動(dòng)畫(huà)面我們就可以用40秒的時(shí)間來(lái)欣賞,其中的各種細(xì)節(jié)就完全展現(xiàn)出來(lái)。然而,相比較于高速攝像機(jī)在我們生活?yuàn)蕵?lè)中的影響,其在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、生物醫(yī)學(xué)等方面的影響更為重要。

科學(xué)研究領(lǐng)域: 為了滿足高校實(shí)驗(yàn)室、研究所及科研的實(shí)驗(yàn)分析,需要用到超高分辨率高速攝像機(jī)的記錄,能將高速運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生、發(fā)展和運(yùn)動(dòng)規(guī)律等清晰成像。應(yīng)用主要表現(xiàn)在:材料測(cè)試、燃燒、生物力學(xué)、裂紋擴(kuò)展、流體動(dòng)力學(xué)、振動(dòng)、噴霧和噴霧等分析。高速攝像機(jī)能拍攝到肉眼無(wú)法看清楚的圖像和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。流體力學(xué)中的湍流、流體的流速、流場(chǎng)、氣泡、沸騰、兩相流等運(yùn)動(dòng)規(guī)律的觀察和分析更是少不了高速攝像機(jī)的參與。如用高速攝像拍攝的石頭進(jìn)入水中一剎那的細(xì)節(jié)。通過(guò)高速攝像機(jī)影像,研究人員能夠了解石頭水下的受力情況,并通過(guò)流體動(dòng)力學(xué),分析出為何石頭能在水面上連續(xù)多次漂浮。

工業(yè)制造領(lǐng)域: 在工業(yè)制造生產(chǎn)中,機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)逐步代替人眼來(lái)進(jìn)行自動(dòng)化的測(cè)量與檢測(cè)。而高速攝像機(jī)的存在,彌補(bǔ)了人力受環(huán)境因素的影響,使得不管在多么惡劣的環(huán)境下,都能獲取清晰的圖像。高速攝像機(jī)的工業(yè)制造應(yīng)用主要表現(xiàn)在:生產(chǎn)線故障診斷、機(jī)械設(shè)計(jì)等。

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:高分辨率高速顯微鏡成像、細(xì)胞高速成像、生物力學(xué)、生物運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)分析等。

航空航天領(lǐng)域: 高速攝像機(jī)是憑借著它高頻率的拍攝速度以捕捉那些普通相機(jī)無(wú)法捕捉到的高速物體的移動(dòng)軌跡,準(zhǔn)確的跟蹤對(duì)象運(yùn)動(dòng),測(cè)量其大小、距離及變化和速度,然后再以人眼所能看到的畫(huà)面頻率進(jìn)行播放,航空航天領(lǐng)域應(yīng)用主要表現(xiàn)在:彈道追蹤、導(dǎo) 彈發(fā)射、燃燒測(cè)試、材料測(cè)試、PIV測(cè)試等。

     綜上所述,高速攝像機(jī)的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的,而且隨著科技的不斷發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹?lái)越廣泛。

    武漢中創(chuàng)聯(lián)達(dá)科技有限公司在高速攝像機(jī)領(lǐng)域十六年,有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和完善的售后。為了給用戶更好的服務(wù)體驗(yàn),還多年多次派遣技術(shù)團(tuán)隊(duì)到國(guó)外培訓(xùn)學(xué)習(xí)先進(jìn)產(chǎn)品技術(shù)專業(yè)知識(shí),確??蛻舻膯?wèn)題能及時(shí)得到解決。公司還配備專業(yè)配套零件、設(shè)備和維修工具,減少國(guó)外送修的頻次,節(jié)省時(shí)間、費(fèi)用,從而使得產(chǎn)品在使用過(guò)程中更便捷、安心。

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