用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学瞬态测试技术，更具体的说，本发明主要涉及一种用于转镜 式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法。
【背景技术】
[0002] 时间标准是高速摄影中关键的技术指标，其精准度直接关系到高速摄影所拍摄的 瞬态过程起始时刻是否准确，特别在爆轰物理研宄领域中，关系到起爆时刻是否准确，对试 验结果的判读起到了至关重要的作用。伴随着高速摄影技术的发展，特别是高速摄影技术 与其他光电测试技术的联合诊断技术的应用越来越广泛，对高速摄影时间标准的需求越来 越普遍，对时间标准的标定精度要求也越来越高。转镜式扫描相机是用于获取被起爆物某 一截面上随时间变化的线阵扫描图像的高速摄影设备，其超高的时间分辨力是由相机上转 镜的高速旋转获得的，由于机械结构原因，其自身转速不够稳定，时间漂移大，线阵图像随 时间变化的空间扫描位置不完全满足线性关系，所以转镜式扫描相机需要通过时标信号来 精确标定其线阵扫描图像空间位置与系统时间的对应关系。
[0003] 目前在转镜式扫描相机高速摄影中标定时间标准信号主要使用的是传统的时标 雷管产生时标信号的方法，其原理是在进行高速摄影时，使用同步触发器在固定时延的时 刻触发时标雷管和被起爆装置，使二者同时起爆，时标雷管爆炸使其周围气体瞬间电离发 出强光，高速摄影拍摄该瞬间的强光，通过读取强光出现在高速摄影扫描序列中的位置来 标定起爆时刻，即将时标雷管发出的强光作为时标信号，其出现时刻作为时间标准进行标 定。该时标信号标定方法从信号获取方法到实现手段，都存在一些瑕疵，主要表现在以下 几方面：一是时标雷管只能产生一次脉冲信号，只能标定出起爆时刻，不能进行扫描拍摄全 过程的时间标定；二是雷管的起爆稳定性不佳，常导致时标信号丢失；三是该标定方法使 用危险系数高的雷管作为时标，安全性差，操作危险；四是该标定方法由高压电信号引爆， 对电磁环境要求较高，易受外界条件干扰；鉴于前述所提到的不足，发明一种安全、可靠、 精度高、鲁棒性强的时标信号标定方法，弥补现有时标信号标定方法的缺陷，就显得格外重 要。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于转镜式扫描相机高速摄影的 激光时标信号标定方法，以期望解决现有技术中雷管起爆的安全性差，起爆稳定性不佳且 只能产生一次脉冲信号，常导致时标信号丢失且不能满足其它标定方法的多种时标信号需 求等技术问题。
[0005] 为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] 本发明所提供的一种用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法，所 述的方法包括如下步骤：
[0007] 步骤A、转镜式扫描相机启动并逐步达到所需转速，当转速稳定后达到扫描分辨力 t，此时向时标信号发生器中的同步触发器发出触发信号；
[0008] 步骤B、同步触发器在获取到转镜式扫描相机的触发信号后，在、时刻发出零时触 发信号触发起爆装置，且同步触发器在h时刻后的固定时延t i后触发激光时标信号发生 器使其启动，起爆装置在h时刻后的固定时延t2后起爆，激光时标信号发生器通过调制产 生稳频脉冲激光并在h+ti时刻后一个固定时延1 3后在漫反射靶上产生第一个脉冲信号光 斑；所述t2、t3预先通过示波器标定出；
[0009] 步骤C、漫反射靶上的第一个脉冲信号光斑在时刻在转镜式扫描相机的 视场内作为时标信号点亮，并且通过激光时标信号发生器产生一组周期为T，且脉冲持续时 长为T B的脉冲信号光序列，使脉冲信号光从t fti+h时刻起，转镜式扫描相机拍摄呈现出多 段相互之间具有长度间隔，且各自具有长度的明亮线段，以此亮暗相间的脉冲信号光作为 激光时标信号，每段亮线段对应的线阵扫描图像序列长度为脉冲持续时长T B，每段暗线段 对应的线阵扫描图像序列长度为t-tb;
[0010] 步骤D、标定出线阵扫描图像序列中出现亮线段的位置，使其对应h+ti+h时刻， 此后每段亮线段起始端位置对应的时刻为h+ti+tfOi-l) XT，每段亮线段末端位置对应的 时刻为Wt3+nXTB，其中n为亮线段的序列数；每段亮线段的m%长度位置对应时刻为 ta+ti+tfm% XnXTB，每两段亮线段之间间隔的暗线段的m%长度位置对应时刻为h+ti+h +nXTB+m% X (T-TB)，其中 0 彡 m 彡 100 ;
[0011] 将转镜式扫描相机照片扫描序列拍摄时刻以激光时标信号亮暗交替的形式，通过 下式与同步触发器的触发零时h关联起来：
【主权项】
1. 一种用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法，其特征在于；所述的 方法包括如下步骤： 步骤A、转镜式扫描相机启动并逐步达到所需转速，当转速稳定后达到扫描分辨力t， 此时向时标信号发生器中的同步触发器发出触发信号； 步骤B、同步触发器在获取到转镜式扫描相机的触发信号后，在t。时刻发出零时触发信 号触发起爆装置，且同步触发器在t。时刻后的固定时延11后触发激光时标信号发生器使其 启动，起爆装置在t。时刻后的固定时延12后起爆，激光时标信号发生器通过调制产生稳频 脉冲激光并在tu+ti时刻后一个固定时延t3后在漫反射祀上产生第一个脉冲信号光斑；所 述*2、t3预先通过示波器标定出； 步骤C、漫反射祀上的第一个脉冲信号光斑在tu+ti+t3时刻在转镜式扫描相机的视场 内作为时标信号点亮，并且通过激光时标信号发生器产生一组周期为T，且脉冲持续时长为 Ib的脉冲信号光序列，使脉冲信号光从tu+ti+t3时刻起，转镜式扫描相机拍摄呈现出多段相 互之间具有长度间隔，且各自具有长度的明亮线段，W此亮暗相间的脉冲信号光作为激光 时标信号，每段亮线段对应的线阵扫描图像序列长度为脉冲持续时长町，每段暗线段对应 的线阵扫描图像序列