用于轉(zhuǎn)鏡式掃描相機高速攝影的激光時標信號標定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學瞬態(tài)測試技術(shù)，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種用于轉(zhuǎn)鏡 式掃描相機高速攝影的激光時標信號標定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 時間標準是高速攝影中關(guān)鍵的技術(shù)指標，其精準度直接關(guān)系到高速攝影所拍攝的 瞬態(tài)過程起始時刻是否準確，特別在爆轟物理研宄領(lǐng)域中，關(guān)系到起爆時刻是否準確，對試 驗結(jié)果的判讀起到了至關(guān)重要的作用。伴隨著高速攝影技術(shù)的發(fā)展，特別是高速攝影技術(shù) 與其他光電測試技術(shù)的聯(lián)合診斷技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，對高速攝影時間標準的需求越來 越普遍，對時間標準的標定精度要求也越來越高。轉(zhuǎn)鏡式掃描相機是用于獲取被起爆物某 一截面上隨時間變化的線陣掃描圖像的高速攝影設(shè)備，其超高的時間分辨力是由相機上轉(zhuǎn) 鏡的高速旋轉(zhuǎn)獲得的，由于機械結(jié)構(gòu)原因，其自身轉(zhuǎn)速不夠穩(wěn)定，時間漂移大，線陣圖像隨 時間變化的空間掃描位置不完全滿足線性關(guān)系，所以轉(zhuǎn)鏡式掃描相機需要通過時標信號來 精確標定其線陣掃描圖像空間位置與系統(tǒng)時間的對應(yīng)關(guān)系。
[0003] 目前在轉(zhuǎn)鏡式掃描相機高速攝影中標定時間標準信號主要使用的是傳統(tǒng)的時標 雷管產(chǎn)生時標信號的方法，其原理是在進行高速攝影時，使用同步觸發(fā)器在固定時延的時 刻觸發(fā)時標雷管和被起爆裝置，使二者同時起爆，時標雷管爆炸使其周圍氣體瞬間電離發(fā) 出強光，高速攝影拍攝該瞬間的強光，通過讀取強光出現(xiàn)在高速攝影掃描序列中的位置來 標定起爆時刻，即將時標雷管發(fā)出的強光作為時標信號，其出現(xiàn)時刻作為時間標準進行標 定。該時標信號標定方法從信號獲取方法到實現(xiàn)手段，都存在一些瑕疵，主要表現(xiàn)在以下 幾方面：一是時標雷管只能產(chǎn)生一次脈沖信號，只能標定出起爆時刻，不能進行掃描拍攝全 過程的時間標定；二是雷管的起爆穩(wěn)定性不佳，常導致時標信號丟失；三是該標定方法使 用危險系數(shù)高的雷管作為時標，安全性差，操作危險；四是該標定方法由高壓電信號引爆， 對電磁環(huán)境要求較高，易受外界條件干擾；鑒于前述所提到的不足，發(fā)明一種安全、可靠、 精度高、魯棒性強的時標信號標定方法，彌補現(xiàn)有時標信號標定方法的缺陷，就顯得格外重 要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種用于轉(zhuǎn)鏡式掃描相機高速攝影的 激光時標信號標定方法，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中雷管起爆的安全性差，起爆穩(wěn)定性不佳且 只能產(chǎn)生一次脈沖信號，常導致時標信號丟失且不能滿足其它標定方法的多種時標信號需 求等技術(shù)問題。
[0005] 為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0006] 本發(fā)明所提供的一種用于轉(zhuǎn)鏡式掃描相機高速攝影的激光時標信號標定方法，所 述的方法包括如下步驟：
[0007] 步驟A、轉(zhuǎn)鏡式掃描相機啟動并逐步達到所需轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后達到掃描分辨力 t，此時向時標信號發(fā)生器中的同步觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號；
[0008] 步驟B、同步觸發(fā)器在獲取到轉(zhuǎn)鏡式掃描相機的觸發(fā)信號后，在、時刻發(fā)出零時觸 發(fā)信號觸發(fā)起爆裝置，且同步觸發(fā)器在h時刻后的固定時延t i后觸發(fā)激光時標信號發(fā)生 器使其啟動，起爆裝置在h時刻后的固定時延t2后起爆，激光時標信號發(fā)生器通過調(diào)制產(chǎn) 生穩(wěn)頻脈沖激光并在h+ti時刻后一個固定時延1 3后在漫反射靶上產(chǎn)生第一個脈沖信號光 斑；所述t2、t3預先通過示波器標定出；
[0009] 步驟C、漫反射靶上的第一個脈沖信號光斑在時刻在轉(zhuǎn)鏡式掃描相機的 視場內(nèi)作為時標信號點亮，并且通過激光時標信號發(fā)生器產(chǎn)生一組周期為T，且脈沖持續(xù)時 長為T B的脈沖信號光序列，使脈沖信號光從t fti+h時刻起，轉(zhuǎn)鏡式掃描相機拍攝呈現(xiàn)出多 段相互之間具有長度間隔，且各自具有長度的明亮線段，以此亮暗相間的脈沖信號光作為 激光時標信號，每段亮線段對應(yīng)的線陣掃描圖像序列長度為脈沖持續(xù)時長T B，每段暗線段 對應(yīng)的線陣掃描圖像序列長度為t-tb;
[0010] 步驟D、標定出線陣掃描圖像序列中出現(xiàn)亮線段的位置，使其對應(yīng)h+ti+h時刻， 此后每段亮線段起始端位置對應(yīng)的時刻為h+ti+tfOi-l) XT，每段亮線段末端位置對應(yīng)的 時刻為Wt3+nXTB，其中n為亮線段的序列數(shù)；每段亮線段的m%長度位置對應(yīng)時刻為 ta+ti+tfm% XnXTB，每兩段亮線段之間間隔的暗線段的m%長度位置對應(yīng)時刻為h+ti+h +nXTB+m% X (T-TB)，其中 0 彡 m 彡 100 ;
[0011] 將轉(zhuǎn)鏡式掃描相機照片掃描序列拍攝時刻以激光時標信號亮暗交替的形式，通過 下式與同步觸發(fā)器的觸發(fā)零時h關(guān)聯(lián)起來：
【主權(quán)項】
1. 一種用于轉(zhuǎn)鏡式掃描相機高速攝影的激光時標信號標定方法，其特征在于；所述的 方法包括如下步驟： 步驟A、轉(zhuǎn)鏡式掃描相機啟動并逐步達到所需轉(zhuǎn)速，當轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后達到掃描分辨力t， 此時向時標信號發(fā)生器中的同步觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號； 步驟B、同步觸發(fā)器在獲取到轉(zhuǎn)鏡式掃描相機的觸發(fā)信號后，在t。時刻發(fā)出零時觸發(fā)信 號觸發(fā)起爆裝置，且同步觸發(fā)器在t。時刻后的固定時延11后觸發(fā)激光時標信號發(fā)生器使其 啟動，起爆裝置在t。時刻后的固定時延12后起爆，激光時標信號發(fā)生器通過調(diào)制產(chǎn)生穩(wěn)頻 脈沖激光并在tu+ti時刻后一個固定時延t3后在漫反射祀上產(chǎn)生第一個脈沖信號光斑；所 述*2、t3預先通過示波器標定出； 步驟C、漫反射祀上的第一個脈沖信號光斑在tu+ti+t3時刻在轉(zhuǎn)鏡式掃描相機的視場 內(nèi)作為時標信號點亮，并且通過激光時標信號發(fā)生器產(chǎn)生一組周期為T，且脈沖持續(xù)時長為 Ib的脈沖信號光序列，使脈沖信號光從tu+ti+t3時刻起，轉(zhuǎn)鏡式掃描相機拍攝呈現(xiàn)出多段相 互之間具有長度間隔，且各自具有長度的明亮線段，W此亮暗相間的脈沖信號光作為激光 時標信號，每段亮線段對應(yīng)的線陣掃描圖像序列長度為脈沖持續(xù)時長町，每段暗線段對應(yīng) 的線陣掃描圖像序列