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高速摄像的应用领域

       随着系统的曝光时间越来越短,摄像速度越来越快,分辨率越来越高,高速摄像系统的应用领域也越来越广。其中一些应用领域为:

       流体和燃烧研究;飞行及武器研究;机械加工和工具设计;物理和化学过程;运动和生理研究;动物行为和运动;光电工程研究;医药研究;天体物理学研究;意外事故研究;比赛记时;传输和交通工具研究;材料研究;原子能研究;学习教育;广告和娱乐。

1.在军事上的应用

       用于武器系统的发射、飞行、攻击过程记录和参数测试。图为PhantomV5.0系统获得的导弹发射序列图像(摄像机视场固定),SVRⅡ摄像系统获得弹丸脱壳图像,摄像机放置在跟踪架上跟踪炮弹的飞行过程。

 


2.风沙流中颗粒运动参数及分布特征的测试

       要研究颗粒的跃移特点及规律,除了可以用力学方程式来描述并建立各运动参数之间的关系之外,还可以将颗粒的跃移运动视为随机运动来研究变量之间的关系。由于数学上的困难,现在还难以直接得到力学方程式的解析解,因此利用实测资料来分析、确定颗粒的跃移参数的统计分布函数也不失为一种实用、有效的方法。

       为清楚地观测颗粒的实际跃移轨迹,采用高速摄像技术,这样,每隔一个极短的时间,颗粒就成像一次,最后根据拍摄到的一系列连续的图像(即代表颗粒在不同时间所处的不同位置)便可以确定出颗粒的跃移轨迹。

       从得到的图像中对颗粒运动轨迹的数据判读处理,可以得到跃移颗粒的粒径D、起跃角、降落角、跃高H、跃长L、跃高点长等物理量。经过进一步整理、分析和计算,则可得到颗粒在跃移过程中的速度u、v和加速度、以及各个相应物理量的统计分布。

3.智能交通

       智能交通是20世纪末提出的新概念,现在正以极快的速度形成新的产业,已展现了极大的市场前景。高速摄像技术可获取高速行驶车辆的清晰图像,包括车型、颜色、车牌以及行驶速度等,为日益繁重的车辆运输监管提供了现代化的手段,图为杭州中瑞科技有限公司研制的捷变高速摄像车辆超速抓拍系统。

 


4.汽车碰撞试验

       汽车碰撞试验的目的在于减少汽车事故的人员伤亡,它是一种综合检验汽车运行安全性的最重要的试验项目,在发达国家已经作为汽车定型、生产以及进出口必须进行的法规性试验。

 

5.材料研究

       高速摄像在对发动机凸轮轴的寿命以及石油钻探机的弹簧断裂原因的研究中发挥了很好的作用。图为北约组织采用imacon超高速摄像系统测量模拟碎片撞击单一Kevlar纤维织物的情形,目的在于研究该材料用作防弹衣的动态特性。

6.广告及娱乐

       为了让人眼能够观察到快速变化过程,并产生深刻的影响,通过高速摄像记录的高速事件,然后慢放可获得特别的效果。

7.运动训练及分析研究

      体育运动记录片中看到的所谓“慢动作”就是这种情况。它可以帮助教练员、运动员对动作进行分析研究、提高成绩,也可以用于观众悉心欣赏体育运动。

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