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爆炸瞬态拍摄

背景需求
爆炸是一种极为迅速的物理或化学的能量释放过程。在此过程中，空间内的物质以极快的速度把其内部所含有的能量释放出来，转变成机械功、光和热等能量形态。爆炸一旦失控，就会产生巨大的破坏力而造成重大事故。因此，对爆炸进行研究，采用工业相机监控爆炸中心的形态，更精准地控制每一次爆破的威力、方向，也逐步成为新的科研应用需求。

威廉希尔官方网站 难点
首先，由于爆炸过程发生在一个极短时间内，如果在威力巨大的爆炸现场，用于拍摄爆炸中心的摄录设备会在爆炸后极短的时间内被损毁，如何在这段极短时间内（例如200μs），记录爆炸中心的形态，并将图像信息传至远方的终端电脑，成为一个关键的威廉希尔官方网站 瓶颈。
    其次，爆炸的瞬时性决定了相机必须在极短的曝光时间内抓拍图像。在这种情况下，控制好曝光时间，并且利用工业相机等抓拍清晰、包含有用信息的图片，才能获得令人满意的结果。

解决方案

方案1：
如图1所示为方案一装置结构：


由于爆破的瞬时性、破坏性，决定了必须在极短时间内完成曝光、抓拍、信号传输这整个过程。

    （1）全分辨率下帧频500FPS@1280x1024, 提取兴趣区域（ROI）开窗后，帧频可达到6335fps@256x256，帧间隔最小158μs，应用曝光时间小于40μs时，可在200μs内，相机接触信号，曝光捕获图像并将图像传输至远端。

    （2）为了控制曝光时间、获得理想的成像质量，需要在在相机前端安装图像增强器。图像增强器拥有极快的电光快门（其快门脉冲频率可控制在几纳秒内），可以减少曝光时间、避免模糊，并显著拓宽相机的动态范围；经过图像增强器增强后，装置灵敏度可达到单光子级，获取到更加清晰的理想拍摄效果。下图是安装图像增强器前后的拍摄效果对比，可以看到，安装增强器后，相机能够捕获到更加清晰的喷射火焰细节图。下图2所示为喷射火焰细节图：


1a 图示为气体火焰，光强不高，需要非常短的曝光时间来观察火焰细节。
1b 图示为标准高速相机以1000fps及1ms曝光时间拍摄该火焰的结果。一方面，需要更长的曝光时间来提高相机灵敏度；另一方面，需要更短的曝光时间来避免模糊。
1c 图示为增强后高速相机以2000fps及15μs拍摄的图像。增强后的高速相机灵敏度能够以100000fps的帧率拍摄火焰；通过运用图像增强器的电-光快门功能限制曝光时间，使运动图像不再模糊。

（3）相机捕获图像后，需要运用光纤延长器将信号传送到安全的远端主机：采用光纤延长器，可以提供10Gb/s或是1250MB/s的传输带宽，支持Base/Medium/Full和10tap*8bit模式的 CameraLink相机/图像采集卡，完全可以满足应用需求。


方案2：



如果需要获取同样分辨率下更高帧率的图像，可以考虑使用基于CoaXPress接口的相机系统替代原有的Cameralink接口的相机系统：采用CoaXPress接口的相机获取高分辨率图像，再通过CoaxPress线缆及光纤延长器传输到远端的终端电脑。
    如果需要提高帧率，可以仅提取兴趣区域部分，对相机进行开窗，在更高的帧率下，有更充足的时间保存爆炸瞬间爆炸中心的形态信息，便于后续研究。

谢谢楼主的分享

客气了，楼主也在学习中

谢谢楼主~我是初学者~

设计不错，相信你会成功

嗯，其实我也差不多刚接触

感谢支持！

因为整理每一个应用都需要花费一定的时间，所以可能我们分享案例的时间间隔会有点长，请大家耐心等待

本帖最后由 ketianjian 于 2015-12-3 11:03 编辑

双目立体视觉的分类及运用
双目立体视觉，这是一门有着广阔前景运用的学科，也是一种非常重要的机器视觉运用形式。通俗来讲，就是利用两台或者多台高速相机对目标位进行摄像，充当人的双眼的功能，然后通过系统软件处理，可以确定任意物体的三维轮廓，还可以得到轮廓上任意点的三维坐标。基于双目立体视觉这种强大的威廉希尔官方网站 功能，不但在军事科研上有所运用，如航天遥测、军事侦察等领域，在工业生产上也广泛被使用。科天健作为一家基于机器视觉威廉希尔官方网站 发展起来的高新企业，不断创新发展，在双目立体视觉运用上有不少突破，下面将简单介绍其运用。

我们知道双目立体视觉运用主要分为四种：
1、双目视觉导航、定位；
2、三维重构；
3、双目立体测量；
4、空间三维立体跟踪。
这些运用需求，其实很多项目上都有用到，如工业流水线上物体外形检测、表面缺陷等，如娱乐活动中可以利用立体视觉构造物体的三维模型，其效果也更生动逼真，又如文物保护上，因其贵重不宜直接接触，使用双目立体视觉测量既能得到三维图像、尺寸大小，又不会对文物产生破坏。

此外，威廉希尔官方网站 人员还开发了一款在测量应用领域颇具代表性的地震震动测试台。地震振动台的常规测量手段是运用位移计、加速度计等来测量关键部位在激烈振动下的位移、加速度等重要参数，但始终存在些不利影响：
1、由于直接接触测量物，可能影响测量物自身的运动状态；
2、接触式传感器仅能获取建/构筑物模型表面固定位置点的一维信息，难以反映建/构筑物模型健康监测过程中的三维动态变化；
3、接触式传感器在建/构筑物模型健康监测的过程中极易遭到损坏，造成巨大的经济浪费。

而通过双目立体视觉，却有以下优势：
1，非接触测量，不会影响测量物自身的运动状态；
2，能以影像序列的形式瞬时记录运动物体的空间位置和状态；
3，通过摄影测量解析处理，可获取运动物体特征点的高精度三维空间坐标；
4，可以对运动物体的特征进行定性和定量分析；
5，降低实验成本。

以上优势正好可以替代或者补充传统的测量方法，丰富地震振动台实验数据，更好的满足相关科研者的需求。

谢谢楼主分享，学习了

楼主是研究双目视觉的？看样子你是维视的？

楼主大神啊，这东西真厉害

不是，我是湖南【科天健】的

威廉希尔官方网站 人员的智慧结晶

谢谢楼主分享这些好资料，应该多用点时间好好学习学习！

学习学习。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。