高速攝像機(jī)是一種能夠以小于1/1000秒的曝光或超過每秒250幀的幀速率捕獲運(yùn)動(dòng)圖像的設(shè)備。它用于將快速移動(dòng)的物體作為照片圖像記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)上。高速攝像機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)高速目標(biāo)的快速、多次采樣，當(dāng)以常規(guī)速度放映時(shí),所記錄目標(biāo)的變化過程就清晰、緩慢地呈現(xiàn)在我們眼前。高速攝像機(jī)技術(shù)具有實(shí)時(shí)目標(biāo)捕獲、圖像快速記錄、即時(shí)回放、圖像直觀清晰等突出優(yōu)點(diǎn)。

       如今高速攝像機(jī)的飛速發(fā)展，使得高速攝像機(jī)應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，如張建花等^【1】針對(duì)某型飛機(jī)飛行試驗(yàn)中，無法采用常規(guī)機(jī)載影像測(cè)量方法精確計(jì)算飛機(jī)滑跑過程偏心定位距的問題，設(shè)計(jì)了一套基于地面多像機(jī)視場(chǎng)拼接的影像測(cè)量方案。通過在跑道邊多點(diǎn)交錯(cuò)布設(shè)高速像機(jī)陣列，組成高速像機(jī)測(cè)量控制網(wǎng),實(shí)現(xiàn)飛機(jī)滑跑過程影像的全覆蓋；采用多攝像機(jī)交會(huì)接力測(cè)量以及數(shù)據(jù)拼接的方式，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)偏心定位距的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，采用該方案偏心定位距Z大測(cè)量誤差不大于3cm，滿足飛行試驗(yàn)精度要求。 

       曹恒將等^【2】安全閥是液壓支架的重要保護(hù)元件，基于綜采工作面上覆巖層的"砌體梁"結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，液壓支架承受的是靜態(tài)負(fù)載和動(dòng)態(tài)負(fù)載的總和，基于此，提出了安全閥動(dòng)靜組合加載試驗(yàn)臺(tái)(其中蓄能器的載荷模擬靜態(tài)載荷，氣體爆炸產(chǎn)生的載荷模擬動(dòng)態(tài)載荷)。實(shí)驗(yàn)初始條件如下:LPG-空氣混合氣體爆炸前的壓力為1. 6 MPa，安全閥的調(diào)定壓力為45 MPa，蓄能器的充液設(shè)定壓力為31. 5 MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：被試安全閥壓力超調(diào)量為5 MPa，約為調(diào)定壓力的11%，被試安全閥壓力穩(wěn)定時(shí)間為0. 017 s。采用ANSYS Fluent對(duì)安全閥的流場(chǎng)進(jìn)行仿真，通過高速攝像機(jī)得到了安全閥溢流過程的照片，驗(yàn)證了安全閥流場(chǎng)的仿真結(jié)果。

       黃鵬飛等^【3】設(shè)計(jì)出了一種新的高速攝像拍攝技術(shù)，可以拍攝脈沖焊中任意時(shí)刻電流對(duì)應(yīng)的電弧。利用脈沖焊中電流周期性變化的規(guī)律，在不同脈沖電流周期的相同點(diǎn)拍攝幾十張照片并取其直徑的平均數(shù)，解決了一般性能的高速攝像機(jī)拍攝速度低于超高頻脈沖電流變化速率的問題?；谧灾餮兄频母哳lTIG焊接設(shè)備進(jìn)行了工藝焊接試驗(yàn)，并利用MATLAB技術(shù)處理圖像，研究了基值電流I_b為50 A，峰值電流I_p為100 A的焊接電弧。結(jié)果表明，電弧隨脈沖變化時(shí)間常數(shù)為幾十微秒。在脈沖電流突變時(shí)，對(duì)脈沖電弧加熱及散熱進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)電弧擴(kuò)張速度大于收縮速度。

高速攝像機(jī)拍攝彈弓彈射玻璃杯破裂場(chǎng)景

       一般攝像機(jī)的工作原理通常是把光學(xué)圖象信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以便于存儲(chǔ)或者傳輸。當(dāng)我們拍攝一個(gè)物體時(shí)，此物體上反射的光被攝像機(jī)鏡頭收集，使其聚焦在攝像器件的受光面上，再通過攝像器件把光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽吹玫搅恕耙曨l信號(hào)”。高速攝像機(jī)工作原理是什么？

       高速運(yùn)動(dòng)物體受到光照射產(chǎn)生反射光，亦或是本身發(fā)光，這些光的一部分透過高速成像系統(tǒng)的成像物鏡。經(jīng)物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅(qū)動(dòng)電路控制的光電器件，會(huì)對(duì)像感面上的目標(biāo)像快速響應(yīng)，即根據(jù)像感面上目標(biāo)像光能量的分布，在各采樣點(diǎn)即像素點(diǎn)產(chǎn)生響應(yīng)大小的電荷包，完成圖像的光電轉(zhuǎn)換。帶有圖像信息的各個(gè)電荷包被迅速轉(zhuǎn)移到讀出寄存器中。讀出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理后傳輸至電腦中，由電腦對(duì)圖像進(jìn)行讀出顯示和判讀，并將結(jié)果輸出。

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參考文獻(xiàn)

[1]張建花,張杰. 基于多視場(chǎng)拼接的飛機(jī)偏心定位距精確測(cè)量[J]. 應(yīng)用光學(xué),2018,(3).doi:10.5768/JAO201839.0303002.

[2]郭永昌;廉自生;袁紅兵;廖瑤瑤;崔紅偉;;液壓支架用大流量安全閥性能分析[J];液壓與氣動(dòng);2019年01期

[3]黃鵬飛;丁斌;胡伊通;周震國(guó);盧振洋;超高頻脈沖TIG焊電弧形態(tài)分析[J];焊接學(xué)報(bào);2018年02期

       高速攝像機(jī)可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)高速目標(biāo)的快速、多次采樣，當(dāng)以常規(guī)速度放映時(shí)，所記錄目標(biāo)的變化過程就清晰、緩慢地呈現(xiàn)在我們眼前。高速攝像機(jī)技術(shù)具有實(shí)時(shí)目標(biāo)捕獲、圖像快速記錄、即時(shí)回放、圖像直觀清晰等突出優(yōu)點(diǎn)。正因?yàn)槿绱硕嗟牡膬?yōu)點(diǎn)廣受消費(fèi)者的青睞，但是市面上高速攝像機(jī)的品牌眾多，如何選擇合適的高速攝像機(jī)？可以從以下幾個(gè)方面來選購(gòu)：

1.幀數(shù)率

       即FPS，指每秒鐘刷新的圖片的幀數(shù)，高速攝像機(jī)的幀速率越高，就意味著它每秒鐘拍攝獲得的圖像幀數(shù)就越多，呈現(xiàn)出的動(dòng)畫效果自然也會(huì)更加逼真生動(dòng)。選擇高速攝像機(jī)的幀速率要結(jié)合自己的實(shí)際情況來決定，越高的幀速率，往往價(jià)格也越貴。

2.分辨率

       指高速攝像機(jī)一次采集圖像的像素點(diǎn)數(shù)。一般是直接與圖像傳感器的像素總數(shù)對(duì)應(yīng)的，用水平和垂直方向總像素?cái)?shù)表示。 千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)有100萬像素、400萬像素、1600萬像素、2000萬像素等多種型號(hào). 可以根據(jù)需要拍攝的范圍、觀察精度來確定需要的分辨率. 例如, 拍攝范圍為2米x 1米, 而觀察精度為1mm時(shí), 分辨率要大于2000×1000。

3.曝光時(shí)間

       高速攝像機(jī)曝光時(shí)間是指從快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔，在這一段時(shí)間內(nèi)，物體可以在傳感器上留下影像。曝光時(shí)間越長(zhǎng)， 圖像越明亮，但并不是曝光時(shí)間越長(zhǎng)也好，曝光時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)過曝光，部分圖像變成白色；如果拍攝運(yùn)動(dòng)的物體，曝光時(shí)間過長(zhǎng)，還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊。 為了拍清楚運(yùn)動(dòng)物體，一般要求在曝光時(shí)間內(nèi)，CMOS內(nèi)圖像的移動(dòng)不超過2個(gè)像素。 例如，距離5M拍攝運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為70M/S。如果使用焦距為50mm的鏡頭，成像放大倍數(shù)為0.01。千眼狼2F04的CMOS傳感器像元大小為7um，因此，要獲得邊沿清晰的圖像， 曝光時(shí)間應(yīng)小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20u。

4.傳感器

       高速攝像機(jī)的傳感器主要有兩種類型：CCD和CMOS。CCD信號(hào)采集能力更強(qiáng)，但由于技術(shù)要求高、制作工藝復(fù)雜、成品率低，因此成本也比較高；CMOS生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、集成度高，缺點(diǎn)在于信號(hào)采集能力更差、噪音比較大。

       事實(shí)上，在經(jīng)過一系列技術(shù)改造，CMOS傳感器的感光性能已有了很大改進(jìn)，完全可以媲美CCD傳感器的效果。目前市場(chǎng)上的攝像機(jī)傳感器也都以CMOS為主。

5.內(nèi)存

       高速攝像機(jī)不太適合長(zhǎng)時(shí)間記錄動(dòng)作，內(nèi)存越大，可以連續(xù)高速采集的時(shí)間就越長(zhǎng)，需要根據(jù)自己的實(shí)際情況來選擇合適的內(nèi)存。

6.售后服務(wù)

       高速攝像機(jī)售后服務(wù)很重要，國(guó)外進(jìn)口的一線品牌在國(guó)內(nèi)dai理商有些不具有維修服務(wù)，還需要到國(guó)外維修，增加了成本，選擇具有完善售后服務(wù)的品牌高速攝像機(jī)很重要。

       富煌君達(dá)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“君達(dá)超眼”高速視覺感知技術(shù)，打破了日本、美國(guó)、歐洲的技術(shù)壟斷。集成君達(dá)超眼技術(shù)的“千眼狼”高速攝像系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、等領(lǐng)域。公司擁有快速定制響應(yīng)能力，可提供便捷、優(yōu)質(zhì)的高速視覺解決方案，滿足用戶個(gè)性化應(yīng)用需求。公司在瞬態(tài)過程分析、運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量、目標(biāo)跟蹤與識(shí)別、實(shí)時(shí)畫面錄播及觀測(cè)、產(chǎn)品性能試驗(yàn)、在線故障分析、在線質(zhì)量檢測(cè)等領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和Z佳應(yīng)用實(shí)踐。

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Q：怎么選擇千眼狼高速攝像機(jī)、高速相機(jī)的分辨率?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)有100萬像素、400萬像素、1600萬像素、2000萬像素等多種型號(hào)。可以根據(jù)需要拍攝的范圍、觀察精度來確定需要的分辨率。例如，拍攝范圍為2米x 1米, 而觀察精度為1mm時(shí), 分辨率要大于2000×1000。

Q：相機(jī)觸發(fā)前能保存多長(zhǎng)時(shí)間？相機(jī)的一共能保存多久的視頻？

A：1、我公司的2F04系列相機(jī)自身不帶內(nèi)存，保存時(shí)長(zhǎng)取決于存儲(chǔ)器的硬盤大小，一秒鐘接受380M的數(shù)據(jù)，硬盤大小足夠的話可以半小時(shí)以上。

2、其他系列相機(jī)觸發(fā)前保存的Z長(zhǎng)時(shí)間與相機(jī)Z大存儲(chǔ)時(shí)間相同，相機(jī)的Z大儲(chǔ)存時(shí)間取決于內(nèi)存和工作的性能參數(shù)，內(nèi)存越大、使用性能越低相機(jī)的Z大存儲(chǔ)時(shí)間越長(zhǎng)，一般系列標(biāo)配的產(chǎn) 品在Z高性能下能存儲(chǔ) 8 秒，高配的甚至能實(shí)現(xiàn)十幾分鐘。

Q：2F04的連續(xù)拍攝時(shí)間只有10幾秒，很難抓到我想要的鏡頭吧？

A：君達(dá)高科高速相機(jī)同時(shí)具有前觸發(fā)和后觸發(fā)的功能，方便您輕松捕捉感興趣的畫面。  

      不能否認(rèn)所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備都有空間的限制，相機(jī)也是如此。因?yàn)榇鎯?chǔ)容量的限制，所有的高速相機(jī)都會(huì)面臨一個(gè)問題，如果拍攝啟動(dòng)的時(shí)間太早，可能“興趣畫面”還沒有產(chǎn)生，儲(chǔ)存設(shè)備就已經(jīng)滿了，如果啟動(dòng)的太遲，可能“興趣畫面”已經(jīng)錯(cuò)過了，可能會(huì)丟失重要的信息。然而“興趣畫面”產(chǎn)生的時(shí)刻，有的時(shí)候是很難預(yù)料的。為了解決這個(gè)問題，我們引入了后觸發(fā)功能。  

       當(dāng)您選擇了后觸發(fā)功能,相機(jī)啟動(dòng)后將循環(huán)采集，當(dāng)存儲(chǔ)空間滿的時(shí)候會(huì)自動(dòng)用Z新的幀替換掉Z老的幀，確保當(dāng)前存儲(chǔ)空間中都是Z新的數(shù)據(jù)。 

       例如，您想捕捉某運(yùn)動(dòng)員的跳水過程，相機(jī)的采集時(shí)間有10秒，跳水過程為3秒，運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備時(shí)間可能在2秒到30秒之間，所以起跳的時(shí)刻是未知的。如果您使用的是君達(dá)高科千眼狼系列高速攝像機(jī)，您可將相機(jī)設(shè)置為后觸發(fā)模式，在運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備跳水的時(shí)候開始采集，在運(yùn)動(dòng)員落水之后，點(diǎn)擊停止，那么您將采集到運(yùn)動(dòng)員落水之前10秒到落水時(shí)刻的畫面。

Q：鏡頭的焦距怎么選擇?

A：雖然變焦鏡頭可以滿足多種應(yīng)用需求，但是定焦鏡頭可以獲得更好的畫質(zhì)，而且價(jià)格較低，因此我們推薦客戶使用定焦鏡頭。 用戶可以拍攝精度、放大比例、拍攝距離考慮。千眼狼2F04的像元大小為7um，千眼狼2F16的像元大小為3.9um。如果拍攝比例為0.3倍，則2F04可以拍攝Z小7/0.3=23um； 而2F16可以拍攝Z小3.9/0.3=13um。 鏡頭的說明書上都會(huì)寫明該鏡頭的Z大拍攝比例。 一般來說，如果拍攝比例>0.3，可選擇微距鏡頭；如果拍攝比例小于0.3，而其拍攝距離比較近，可選擇標(biāo)準(zhǔn)焦距鏡頭(50mm左右)，或中長(zhǎng)焦鏡頭；如果拍攝距離比較遠(yuǎn)，可以使用長(zhǎng)焦鏡頭或望遠(yuǎn)鏡頭。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)的售前技術(shù)支持工程師會(huì)根據(jù)您的具體應(yīng)用，給您選配Z合適的鏡頭。

Q：什么是光圈?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)都可以手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭光圈。光圈越大，畫面越亮。但光圈增大的同時(shí)，景深會(huì)縮小，對(duì)焦也越難。因此，綜合調(diào)節(jié)光圈和曝光時(shí)間才能獲得理想的圖像。

Q：什么是曝光時(shí)間，怎么選擇曝光時(shí)間呢？

A：相機(jī)曝光時(shí)間是指從快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔，在這一段時(shí)間內(nèi)，物體可以在傳感器上留下影像。曝光時(shí)間越長(zhǎng)，圖像越明亮。但并不是曝光時(shí)間越長(zhǎng)也好，曝光時(shí)間過長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)過曝光，部分圖像變成白色；如果拍攝運(yùn)動(dòng)的物體，曝光時(shí)間過長(zhǎng)，還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊。為了拍清楚運(yùn)動(dòng)物體，一般要求在曝光時(shí)間內(nèi)，CMOS內(nèi)圖像的移動(dòng)不超過2個(gè)像素。例如，距離5M拍攝運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為70M/S。如果使用焦距為50mm的鏡頭，成像放大倍數(shù)為0.01。千眼狼2F04的CMOS傳感器像元大小為7um，因此，要獲得邊沿清晰的圖像，曝光時(shí)間應(yīng)小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20us。

Q：千眼狼高速相機(jī)是全局快門嗎?

A：是的，千眼狼具有全局快門，適合拍攝高速運(yùn)動(dòng)的對(duì)象。數(shù)字相機(jī)通常有滾動(dòng)快門(Rolling shutter)和全局快門(Global Shutter)兩種快門。全局快門是通過整幅圖片在同一時(shí)間曝光實(shí)現(xiàn)的, 傳感器的所有像素點(diǎn)同時(shí)收集光線，同時(shí)曝光。當(dāng)預(yù)設(shè)的曝光時(shí)間到了，所有像素同時(shí)停止收集光線，并將曝光信號(hào)轉(zhuǎn)成電子圖像。當(dāng)采用全局快門方式曝光時(shí)，所有像素在同一時(shí)刻曝光，類似于將運(yùn)動(dòng)物體凍結(jié)了，所以適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。 滾動(dòng)快門與全局快門不同，滾動(dòng)快門是逐行曝光的方式，曝光一行輸出一行，圖像從上到下各行不是同一時(shí)刻曝光的。如果物體或攝像頭在拍攝期間處于快速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，拍攝結(jié)果就可能出現(xiàn)“傾斜”、“搖擺不定”或“部分曝光”等任一種情況, 所以不適合高速運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。

Q：千眼狼高速攝像機(jī)要配怎么樣的鏡頭?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)可使用常見的單反相機(jī)鏡頭。 不同廠家生產(chǎn)的鏡頭，其安裝接口是不同的。目前行業(yè)中常用的有尼康F口、賓得K口、佳能EF口等接口標(biāo)準(zhǔn)。不同接口直接可以用轉(zhuǎn)接環(huán)進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)支持尼康F口的鏡頭。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)采用APS畫幅的高靈敏度CMOS圖像傳感器，可以配合所有APS-C畫幅或35mm畫幅的單反鏡頭使用。

Q：我完全不懂?dāng)z影, 也沒用過單反, 能用好千眼狼高速相機(jī)嗎?

A：不是專業(yè)攝影者或者沒用過單反相機(jī)也可以用好千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)。千眼狼在售前會(huì)派技術(shù)人員針對(duì)您的測(cè)試測(cè)量目標(biāo)，為您制定合適的拍攝方案，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)保證您可以得到滿意的圖像。您也可以根據(jù)以下說明調(diào)整相機(jī)：

       根據(jù)拍攝范圍和鏡頭的視場(chǎng)角確定拍攝距離；

       根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度確定曝光時(shí)間；

       設(shè)定相機(jī)的曝光時(shí)間, 然后轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的光圈環(huán), 直到畫面出現(xiàn)；

       轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的對(duì)焦環(huán)進(jìn)行對(duì)焦；

       如果需要，可以再次調(diào)整光圈環(huán)，使畫面亮度適中，再微調(diào)對(duì)焦環(huán)，Z終獲得清晰的圖像。

Q：為什么幀率足夠了，拍攝出來的畫面還是模糊的，有拖影？

A：拍攝出來的畫面是模糊的，有拖影即畫面動(dòng)態(tài)模糊，主要是由于曝光時(shí)間過大造成的；t（曝光時(shí)間）×v（運(yùn)動(dòng)速度）＜1 pixel

Q：為什么分辨率調(diào)小了之后，幀率沒有發(fā)生變化？

A：對(duì)于千眼狼高速相機(jī)來說，影響幀率變化的不僅僅有分辨率，還有曝光時(shí)間。相機(jī)曝光時(shí)間是指從快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔，在這一段時(shí)間內(nèi)，物體可以在底片上留下影像。曝光時(shí)間會(huì)限制高速相機(jī)幀率的上限值；

1s/曝光時(shí)間=幀率（Max）

Q：如何加強(qiáng)拍攝時(shí)的景深大??？

A：景深是指鏡頭前沿能夠取得清晰圖像的成像所測(cè)定的被拍攝物體前后距離范圍；景深的大小與以下幾點(diǎn)有關(guān)系：

      （1） 光圈越小，景深越深

      （2） 鏡頭焦距越短，景深越深

      （3） 拍攝距離越長(zhǎng)，景深越深

       可以綜合調(diào)節(jié)以上幾點(diǎn)來加深景深以加大圖像清晰范圍。

云沛集團(tuán)7W風(fēng)量臺(tái)在濰坊市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)所圓滿完成交付。

設(shè)備用于風(fēng)機(jī)性能的試驗(yàn)，滿足國(guó)標(biāo)GB1236-2017的要求。根據(jù)客戶要求設(shè)備可以進(jìn)行各種離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)的性能指標(biāo)測(cè)試，風(fēng)量測(cè)試范圍5000～70000m3/h。 設(shè)備自動(dòng)化程度高，只需設(shè)定好工況參數(shù)，數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)計(jì)算全程自動(dòng)操作；采用全自動(dòng)噴嘴，根據(jù)設(shè)定風(fēng)量由上位機(jī)自動(dòng)控制噴嘴開啟組合，避免人為選擇噴嘴的不合理和操作的繁瑣性；產(chǎn)品核心配件均為進(jìn)口知名品牌，穩(wěn)定性好，故障率較低。數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)，可提供計(jì)量機(jī)構(gòu)證書和第三方國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)比對(duì)報(bào)告。