本发明专利技术公开了一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，包括箱体，箱体为正面敞开背部留有出线孔的半封闭壳体，箱体正面中心处设置激光扩散器，激光扩散器四周倾斜设置有反光镜，箱体四周侧壁上设置有高速摄像机，高速摄像机与反光镜位置对应，反光镜与箱体背部形成的空间内设置有脉冲激光光源，激光扩散器与脉冲激光光源之间设置有分光棱镜；高速摄像机、脉冲激光光源分别与触发控制器电连接，触发控制器用以根据测量目标初速数据，设置延时触发脉冲，同步控制高速摄影与脉冲激光触发逻辑时序；脉冲激光光源产生的脉冲激光束经分光棱镜后通过激光扩散器出光照亮视野，将测量目标投射到反光屏幕上，高速摄像机从反光镜上拍摄反射回来的阴影图像。射回来的阴影图像。射回来的阴影图像。
【技术实现步骤摘要】
一种便携式超高速激光反射阴影成像装置
[0001]本专利技术涉及大范围超高速瞬态测试研究领域，尤其涉及一种便携式超高速激光反射阴影成像装置。
技术介绍
[0002]范围测试是国防发展的一个重要方面，用于验证武器破坏能力并评估其性能。该测试通常涉及观察弹道学、终端效应和爆炸冲击波的瞬态过程。高速激光阴影成像技术在范围测试中至关重要。
[0003]高速物体撞击金属靶板过程中产生的强光对可见光摄影造成较大影响，为获取物体撞击前后的速度及姿态等信息，需考虑避开撞击过程中包含的强光光谱区域，采用阴影成像、激光光源补光、窄带滤光结合的成像技术，以消除闪光对拍摄的影响，获取清晰的阴影图像。
[0004]目前，国内外相关研究采用的拍摄装置主要是超高速摄像机，曝光时间达到微秒量级且短时间内可提供足够数量照片，但价格十分昂贵，一套摄像机高达上百万人民币，且只有单光源成像模式，若更换光源需要繁琐的重置操作。
[0005]因此，亟需一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，来解决现有技术中激光照明阴影成像装置所使用的高速摄像机高成本、更换光源重置操作繁琐的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，以解决上述现有技术存在的问题，监测大面积瞬态现象(即爆炸冲击波演变)的长时间过程，并展示超高速运动目标的瞬态现象，同时解决了现有激光照明阴影成像装置所使用的高速摄像机高成本的问题，且无需重置的繁琐操作即可完成不同光源成像的切换。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，包括箱体，所述箱体为正面敞开背部留有出线孔的半封闭壳体，所述箱体正面中心处设置激光扩散器，所述激光扩散器四周倾斜设置有反光镜，所述箱体四周侧壁上设置有高速摄像机，所述高速摄像机与所述反光镜位置对应，所述反光镜与所述箱体背部形成的空间内设置有脉冲激光光源，所述激光扩散器与所述脉冲激光光源之间设置有分光棱镜；
[0009]所述高速摄像机、所述脉冲激光光源分别与触发控制器电连接，所述触发控制器用以根据测量目标初速数据，设置延时触发脉冲，同步控制高速摄影与脉冲激光触发逻辑时序；
[0010]所述脉冲激光光源产生的脉冲激光束经所述分光棱镜后通过所述激光扩散器出光照亮视野，将所述测量目标投射到所述反光屏幕上，所述高速摄像机从所述反光镜上拍摄反射回来的阴影图像。
[0011]所述高速摄像机以所述激光扩散器为中心呈镜像均匀对称设置，所述高速摄像机
成像主光轴相交并处于经所述激光扩散器出光的激光束上。
[0012]所述高速摄像机成像主光轴共面并与经所述激光扩散器出光的激光束垂直。
[0013]所述反光镜与所述高速摄像机成像主光轴夹角为45
°
，所述反光镜的中心位置处于所述高速摄像机的成像有效焦距范围内。
[0014]所述高速摄像机曝光时间至少为1ms，像素至少600万，所述高速摄像机安装有成像镜头。
[0015]所述成像镜头安装有窄带干涉滤光片。
[0016]所述脉冲激光光源采用纳秒脉冲激光器。
[0017]所述分光棱镜数量与所述脉冲激光光源数量对应，所述分光棱镜的光轴与所述激光扩散器的中心光轴共线。
[0018]所述反光屏幕是一种表面铺设原向反射材料的反光屏。
[0019]所述高速摄像机对测量区域序列成像，所述高速摄像机有效曝光时间段至少对应一个所述脉冲激光光源的脉冲。
[0020]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0021]本专利技术提供的一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，解决了相关技术中高成本的问题，简单易实现，成本低，可操作性强，实现大规模超高速瞬态现象监测。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术中一种便携式超高速激光反射阴影成像装置的箱体正视图；
[0024]图2为本专利技术中一种便携式超高速激光反射阴影成像装置整体示意图；
[0025]图3为本专利技术中控制高速摄像机序列开启曝光和对应脉冲激光器闪光示意图；
[0026]图中：1：反光屏幕、2：高速摄像机、3：成像镜头、4：脉冲激光光源、5：反光镜、6：分光棱镜、7：激光扩散器、8：触发控制器、9：箱体、10：测量目标。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]本专利技术的目的是提供一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，以解决现有技术存在的问题。
[0029]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0030]实施例1：
[0031]本专利技术提供了一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，如图2所示，包括箱体9，
箱体9为正面敞开背部留有出线孔的半封闭壳体，箱体9正面中心处设置激光扩散器7，激光扩散器7四周倾斜设置有反光镜5，箱体9四周侧壁上设置有高速摄像机2，高速摄像机2与反光镜5位置对应，反光镜5与箱体9背部形成的空间内设置有脉冲激光光源4，激光扩散器7与脉冲激光光源4之间设置有分光棱镜6；
[0032]高速摄像机2、脉冲激光光源4分别与触发控制器8电连接，触发控制器8用以根据测量目标10初速数据，设置延时触发脉冲，同步控制高速摄影与脉冲激光触发逻辑时序；触发控制器8也会完成对触发信号调理、高速摄像机2触发输出、脉冲激光光源4PWM输出控制。
[0033]脉冲激光光源4产生的脉冲激光束经分光棱镜6后通过激光扩散器7出光照亮视野，将测量目标10投射到反光屏幕1上，高速摄像机2从反光镜5上拍摄反射回来的阴影图像。
[0034]高速摄像机2以激光扩散器7为中心呈镜像均匀对称设置，高速摄像机2成像主光轴相交并处于经激光扩散器7出光的激光束上。
[0035]高速摄像机2成像主光轴共面并与经激光扩散器7出光的激光束垂直。
[0036]每一台高速摄像机2对应一个反光镜5,反光镜5与高速摄像机2成像主光轴夹角为45
°
，反光镜5围绕激光扩散器7紧凑放置，反光镜5的中心位置处于高速摄像机2的成像有效焦距范围内。
[0037]高速摄像机2数量根据需要捕捉照片的数量设置,高速摄像机2的结构相同或相似，高速摄像机2曝光时间至少为1ms，像素至少600万，高速摄像机2安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，其特征在于：包括箱体(9)，所述箱体(9)为正面敞开背部留有出线孔的半封闭壳体，所述箱体(9)正面中心处设置激光扩散器(7)，所述激光扩散器(7)四周倾斜设置有反光镜(5)，所述箱体(9)四周侧壁上设置有高速摄像机(2)，所述高速摄像机(2)与所述反光镜(5)位置对应，所述反光镜(5)与所述箱体(9)背部形成的空间内设置有脉冲激光光源(4)，所述激光扩散器(7)与所述脉冲激光光源(4)之间设置有分光棱镜(6)；所述高速摄像机(2)、所述脉冲激光光源(4)分别与触发控制器(8)电连接，所述触发控制器(8)用以根据测量目标(10)初速数据，设置延时触发脉冲，同步控制高速摄影与脉冲激光触发逻辑时序；所述脉冲激光光源(4)产生的脉冲激光束经所述分光棱镜(6)后通过所述激光扩散器(7)出光照亮视野，将所述测量目标(10)投射到所述反光屏幕(1)上，所述高速摄像机(2)从所述反光镜(5)上拍摄反射回来的阴影图像。2.根据权利要求1所述的一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，其特征在于：所述高速摄像机(2)以所述激光扩散器(7)为中心呈镜像均匀对称设置，所述高速摄像机(2)成像主光轴相交并处于经所述激光扩散器(7)出光的激光束上。3.根据权利要求2所述的一种便携式超高速激光反射阴影成像装置，其特征在于：所述高速摄像机(2)成像主光轴共面并与经所述激光...
【专利技术属性】
技术研发人员：武锦辉，闫晓燕，刘吉，仝修亮，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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