[发明专利]一种延长高速相机采集时长的方法及系统

说明书

本发明公开一种延长高速相机采集时长的方法及系统，方法包括：对被测物进行成像以获得动态图像，并将动态图像聚焦形成光束；将光束进行分光处理以形成第一光束和第二光束；控制第一高速振镜使得第一光束投射在第一相机组中的一台高速相机的镜头，启动第一相机组中的一台高速相机对第一光束进行采集，同时，控制第二高速振镜使得第二光束投射在第二相机组中的一台高速相机的镜头；当第一相机组中的高速相机采集完成时，启动第二相机组中的高速相机对第二光束进行采集；导出第一相机组和第二相机组中高速相机采集的图像，对高速相机采集到的图像在时间轴上进行拼接。本发明能够在采集到的图像无畸变和散焦的条件下，延长高速相机的采集时长。

技术领域

本发明涉及图像测量技术领域，更具体地，涉及一种延长高速相机采集时长的方法及系统。

背景技术

在科学研究与工程应用领域，经常使用高速相机采集冲击、爆炸等动态过程的图像，以便对此过程中发生的现象进行观察或对变形、速度等物理参量进行测量。在此过程中需要高速图像采集设备能够在极短时间内采集并记录大量的图像数据(～10⁴FPS，～10GB/s)。受到数据传输能力的限制，如此海量的数据无法实时地传输到相机外部的存储设备中而只能保存在相机内部的存储器中。受相机内部存储器容量限制，目前高速相机的采集时长在上述采集速度下通常为2～4s。而一些特殊动态过程(如材料与结构的失稳过程或空间复杂机构爆炸解锁展开等动态过程)耗时长达几十秒甚至上百秒，目前高速相机的采集时长远远不满足需求。

为延长图像采集时间，最直接的手段就是增加高速相机内部存储器的容量。但是一方面市面上绝大多数的高速相机并不支持内存扩展功能，另一方面即使是支持内存扩展，增加内存的成本也是非常昂贵的；即使有足够的经费增加内存，但是单台高速相机内存扩展的容量有上限(普遍为64GB)，也无法满足上述观测需求。

解决延长图像采集时间问题的另外一种手段是将多台高速相机进行组合，每台高速相机轮流记录一小段动态过程的图像数据，之后将所有数据在时间上进行拼接，组合成能够描述整个动态过程的图像数据，以达到延长拍摄时间的目的。但是，一方面这种方式需要将多台高速相机在不同角度对被测物进行拍摄，导致最终采集到的图像发生散焦和畸变；另一方面，在控制多台高速相机进行轮流图像采集时，相机与相机间存在启动时间差。这会导致多台相机采集到的图像序列在空间和时间上均无法组合成一套数据，不仅对观察现象造成影响，更会对测量造成极大的误差，甚至导致测量失败。

基于上述问题，本专利提供了一种延长高速相机采集时长的方法及系统，解决现有技术中单台高速相机采集时间短，多台相机数据无法组合导致的高速图像采集设备采集时长不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本专利提供了一种延长高速相机采集时长的方法及系统，能够将多台相机数据在时间轴上进行拼接，从而解决了单台高速图像采集设备采集时长不足的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种延长高速相机采集时长的方法，应用于高速动态变形测量，包括：

对被测物进行成像以获得动态图像，并将所述动态图像聚焦形成光束；

将所述光束进行分光处理，以形成至少一束第一光束和至少一束第二光束；

第一高速振镜接收并反射所述第一光束，第二高速振镜接收并反射所述第二光束；

控制所述第一高速振镜的偏转角度，使得所述第一光束投射在第一相机组中的一台高速相机的镜头，启动所述第一相机组中的一台所述高速相机对所述第一光束进行采集，同时，控制所述第二高速振镜的偏转角度，使得所述第二光束投射在第二相机组中的一台高速相机的镜头，其中，所述第一相机组至少包括所述至少一台所述高速相机，所述第二相机组包括至少一台所述高速相机；

当所述第一相机组中的一台所述高速相机采集完成时，启动所述第二相机组中的所述高速相机对所述第二光束进行采集；