现代力学测试技术复习高速摄像

高速摄像机系统

概况实际应用系统组成部分主要内容MotionXtraHG-100K系统MotionXtraHG-100K系统MotionXtraHG-TH系统MotionCentral相机控制软件相机控制组件（CCU）显示控制组件（DCU）同步组件（Hub）概况MotionXtraHG-100K系统

HG-100K是专为苛刻环境设计的耐冲击型高分辨率高速摄像机。使用千兆网线可支持相机遥控和快速影像传输。相机所带的一小块备用电池在意外断电时提供支持以保存记录下来的影像。HG-100K使用1.7megapixel的高性能CMOS传感器，1504×1128pixel时1,000fps，降低分辨率时最大可达100,000fps。概况-MotionXtraHG-100K系统MotionXtraHG-LE系统

基于与HG-100K同样的高性能设计，根据环境变化，HG-LE使用HG-100K一半的传感器分辨率及内存，价格适中。其安装及操作与HG-100K一样。概况-MotionXtraHG-LE系统MotionXtraHG-TH系统

HG-TH的分头设计适应狭窄空间，High-G摄像头小而轻，性能卓越。相机控制器也High-G且适用于多种模式，支持1到4个摄像头，2GB到8GB内存。概况-MotionXtraHG-TH系统概况-MotionCentral相机控制软件

MotionCentral相机控制软件基于MicrosoftWindows设计，允许用户安装和控制一到多个HG-100K/LE/TH和传统机型网络，联合工作。软件支持相机安装实时图像，也支持相机捕捉到的以及已下载到硬盘上的图像回放功能。MotionCentral使用用户友好界面，支持转换及存储多种格式的图像。

概况-相机控制组件（CCU）

相机控制组件（CCU）是一支持MotionCentral控制软件的用户自行配备安装的PC。由适当的相机网络构成，CCU也可连接用户主操作网络与分散的相机网络之间的通讯。安装附加的CCU到同一分散网络中，使得相机远程观测和控制得以实现。概况-DCU（显示控制组件）

DCU（显示控制组件）是一便携式PC或平板PC，主要应用于包括帧范围观测、调焦和设定f－stop在内的相机安装。直接将其连接到相机、HSU或网络hub上。DCU与CCU一样使用MotionCentral软件以实现对相机的所有控制功能。概况-Hub同步组件HSU（Hub同步组件）是拥有8个端口的网络交换器，应用于High-G环境十分理想。它即可支持多台HG-100K/LE/TH网络操作，也支持通过J-Boxes和D-Boxes与传统机型相连使用。HSU提供精确的时钟系统，使得多台HG-100K/LE/TH实现帧数及触发同步。HSU也可为相机供电。实际应用HG-100K/LE/TH以非常高的帧频率提供高分辨率图像，可用于多个不同工业领域。根据不同的应用需求，HG-100K/LE/TH可满足如下应用领域内对于数据采集、分析和测试系统的不同要求：汽车碰撞测试定向、航天航空与弹道发射研究、设计与测试实际应用-汽车碰撞测试

在汽车碰撞测试应用领域，多个传感装置和相机从每个部分的各种角度及每个碰撞瞬间捕捉数据。记录的可信赖性和数据同步性是精确分析事件的关键。安装在汽车上的相机和传感装置记录碰撞测试中假人、气囊和其他重要部分的移动。转瞬之间，许多传感装置提供大量关于意外事故中汽车及其乘客状态的数据。HG-100K/LE/TH同时记录下整个事件。HG-100K/LE/TH的同步功能使得图像能够与获得数据能够精确相连，彻底分析碰撞过程。

实际应用-汽车碰撞测试实际应用-汽车碰撞测试

气囊展开HG-100K/LE/TH系统提供复杂的瞬间事件3D演示分析所需的高速高分辨率序列图像，如碰撞时的气囊展开过程。

HG-100K/LE/TH成像系统与第三方数据采集和分析软件兼容，提供逐帧自动分析气囊展开过程的能力。一台相机上的数据可进行二维运动数据分析，和多台相机按图像顺序进行三维运动分析。分析首先处理图像顺序,确定每帧中气囊的形状.系统通过特殊标记，和所获得的多台相连的数据，用3D投射出气囊在膨胀及收缩时每一瞬间的确切形状。实际应用-汽车碰撞测试实际应用-定向、航天航空与弹道发射

Redlake的高速高分辨率相机已在定向、航天航空与弹道发射领域内应用多年，如武器撞击测试、航天飞船、导弹发射、飞机元件性能检测，乃至高速武器性能和终段弹道学。

为获得更多此类事件的图像，多部相机经常被放在几百米甚至几千米外的地方进行拍摄，所以难以实现同步。CCU有一块IRIG/GPS板，可发送与接受IRIG时钟型号到同步相机以远距离同步。实际应用-定向、航天航空与弹道发射实际应用-研究、设计和测试

常见于大学和实验室的研究、设计和测试应用需求，要求使用高速高分辨率图像系统以测试例如人工心脏半膜等设备的设计、功能和性能。高速成像设备，如HG-100K/LE/TH对于研发十分重要，因其可令研发人员慢速观察设备动态，以找出设计和功能上的不足之处。系统组成部分HG-100K/LE相机HG-TH摄像头和相机控制器Hub同步组件（HSU）系统组成部分-HG-100K/LE相机图1：HG-100K侧面图2：HG-LE侧面图3：HG-100K/LE背面系统组成部分-HG-100K/LE相机HG-100K/LE连接器和LEDsMODELED(模式)指示灯——如果MODELED不亮，表明相机处于实况或待机状态。如果黄色LED闪烁，表明相机处于记录状态。如果一直亮黄色灯，表明相机已触发。MEMORYLED(内存)指示灯——红色灯持续亮着，表明相机中含有还未保存的图像。绿色闪亮LED表明相机在播放或下载图像。黄色LED表明捕捉到的图像已经保存。如果黄色LED不亮，表明内存还有剩余。

系统组成部分-HG-100K/LE相机RestCamera“warmboot”（恢复相机“热启动”）按钮——重设相机微控制器。相机将保留CCU设置及内存中图像，包括分辨率、帧频率和曝光等。OFF（断电）按钮——关闭电池电源，而不是主电源。按OFF钮，将删除内存中相机有电时已捕捉到的图像。系统组成部分-HG-100K/LE相机1000Base－T相机LAN连接口——耐震RJ-45连接器，用于相机与CCU之间100/1000Base－T通讯。SyncIn（同步输入）连接口——连接外部设备与相机同步。TriggerIn（触发输入）连接口——连接外部设备触发相机。StrobeOut（选通输出）连接口——产生脉冲，使定时选通（或其它外围设备）与相机曝光同步。系统组成部分-HG-100K/LE相机100Base－TXDCU连接口——标准RJ-45连接器，用DCU实现100Base－TX通讯。100Base－TX的主要功能是聚焦和相机设定中的图像显示。这个连接器不耐G，不适用于High－G事件。STP（同步/定时/电源）连接孔——连接相机与hub，hub与hub。COMLED指示灯——绿色LED持续亮着，表明相机与系统连接。绿灯闪烁表明相机正在传送或接受信息。系统组成部分-HG-100K/LE相机POWERLED（电源）指示灯——绿灯表明有电，电池足够。红灯表明相机电源不足，正在使用后备电池以保存内存中的图像数据。绿灯和黄灯间歇闪烁表明电源已开，但电池不足。SYNCLED(同步)指示灯——绿色LED表明有同步信号。如果绿色LED不亮，表明没有同步信号。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器图4：HG-TH摄像头正面图5：HG-TH摄像头上面系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器HG-TH摄像头LEDs和连接器

MODELED(模式)指示灯——如果MODELED不亮，表明相机处于实况或待机状态。如果黄色LED闪烁，表明相机处于记录状态。如果一直亮黄色灯，表明相机已触发。POWERLED（电源）指示灯——绿灯表明相机已准备工作。黄色LED表明电源已开。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器SYNCLED(同步)指示灯——如果同步LED打开，源自根Hub的同步信号显示。当同步已准备好但根Hub并未准备好时，LED闪烁。CameraHead摄像头连接口——使用缆线将摄像头和连接器相连。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器HG-TH相机控制器LEDs和连接器图6：HG-TH相机控制器系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器

11000Base－T相机LAN连接口——耐震RJ-45连接器，用于相机与CCU之间100/1000Base－T通讯。COMLED指示灯——绿色LED持续亮着，表明相机与系统连接。绿灯闪烁表明相机正在传送或接受信息。RestCamera“warmboot”（恢复相机“热启动”）按钮——重设相机微控制器。相机将保留CCU设置及内存中图像，包括分辨率、帧频率和曝光等。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器HeadSelect（摄像头选择）按钮——选择输出为NTSC/Pal显示器开/关。OFF（断电）按钮——关闭电池电源，而不是主电源。按OFF钮，将删除内存中相机有电时已捕捉到的图像。POWERLED（电源）指示灯——绿灯表明有电，电池足够。红灯表明相机电源不足，正在使用后备电池以保存内存中的图像数据。绿灯和黄灯间歇闪烁表明电源已开，但电池不足。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器MODELED(模式)指示灯——如果模式LED关闭，表明相机处于实况或待机状态。如果黄色LED闪烁，表明相机处于记录状态。如果黄色灯持续亮着，表明相机已触发。MEMORYLED(内存)指示灯——红色灯持续亮着，表明相机中含有还未保存的图像。绿色闪亮LED表明相机在播放或下载图像。黄色LED表明捕捉到的图像已经保存。如果黄色LED不亮，表明内存还有剩余。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器100Base－TXDCU连接口——标准RJ-45连接器，用DCU实现100Base－TX通讯。100Base－TX的主要功能是聚焦和相机设定中的图像显示。这个连接器不耐G，不适用于High－G事件。SYNCIn(同步输入)连接口——连接外部设备与相机同步。HeadSelect（摄像头选择）按钮——选择输出为NTSC/Pal显示器。TriggerIn（触发输入）连接口——连接外部设备触发相机。系统组成部分-HG-TH摄像头和相机控制器SYNCLED（同步）指示灯——绿色LED表明有同步信号。如果绿色LED关闭，表明没有同步信号。CameraHead（摄像头）连接口——通过缆线连接摄像头与相机控制器。HD-1,-2,-3,-4LED指示灯——表明摄像头连接到相机LAN上。STP（同步/定时/电源）连接口——连接相机与hub，hub与hub。系统组成部分-Hub同步组件（HSU）图7：Hub同步组件系统组成部分-Hub同步组件（HSU）HSULEDs和连接器POWER电源连接口——连接HSU到电源。多HSU网络中的每个HSU都要求单独电源。LINK链接连接口——连接HSU到另一链环结构组成多HSULAN结构。通过在链接连接器上安装根Hub，可建立一个当作根Hub使用的HSU。相机1－5连接口——STP（同步/触发回路/电源）线将HG-100K/LE/TH相机或者HG-TH相机控制器连成一个相机LAN。系统组成部分-Hub同步组件（HSU）连接、传输LEDs——位于相机1－5的连接器上，这些LEDs将在传输数据时闪烁。纯绿色灯亮起时表明已与相关设备建立起了链接。POWERLED电源指示灯——绿灯