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高速运动光纤姿态记录实时测控装置研究

宗双双  
【摘要】: 本文首先从理论上分析了高速摄像系统的基本工作原理及其关键技术,为后续的研究工作构建了理论基础。然后详尽介绍了用于监测飞行光缆运动姿态的高速摄像系统,分析了该系统中曝光时间、帧速等参数之间的关系,根据所得的结论对该系统进行合理地参数配置,使其可以在不发生图像丢失的情况下顺利运行。为此,在研究的过程中做了大量实验,来验证各个参数之间的相互关系,从中寻找最合适的组合用于地面放线实验中。 在分辨率为1280×1024时,该高速摄像系统的最大帧速(指每秒钟可以拍摄的图像帧数)为500帧/秒,降低图像的垂直分辨率(指每幅图像在垂直方向上像素的行数)可以获得更高的帧速。因此,当分辨率降低到640×128时,可以达到的最大帧速是3992帧/秒,为了达到这个帧速,对整个高速摄像系统进行了大量的调试工作,但是最终得到的最大帧速是1811帧/秒,此时的分辨率是1024×256。最后,将该帧速应用于地面模拟光纤放线实验中,采集了大量的图像数据。对比于原先使用的905帧/秒的拍摄速度,这次实验在相同的时间里获得了多一倍的图像序列,使得测量结果的时间分辨率变为原来的二倍。另外,针对目前实验中所遇到的问题,对该实验系统的部分参数设置进行了改进,以便获得更好的拍摄效果。鉴于高速摄像系统有着广泛的应用前景,还将该系统应用到干涉条纹拍摄的实验中,为光学检测领域提供了一种精确的条纹记录方法。


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