基于LED阵列的高速相机闪光光源设计

【摘要】在国防科技领域，如爆破，燃烧，穿甲，外弹道的子弹运动的状态都离不开高速摄影，特别是在武器的研究过程中，它已成为观察子弹飞行姿态的一个重要的手段。靶场测试常常在靶道内进行，而靶道内的光线很暗不能够满足相机对照度的要求，因此，在高速摄影拍摄的时候，通常需要高亮度闪光灯作为辅助光源，以获得清晰的图像，完成拍摄范围的测试。所以研究高速摄影同步闪光光源对靶道内测试具有重要的意义和很高的实用价值。论文的主要工作内容如下：（1）本文在分析高速摄影光源的研究现状的基础上，设计了一种LED阵列同步闪光光源，该光源可以与高速相机同步触发，快速地发出短暂的高亮度的光，通过MATLAB仿真得到1m处的光照度可达到80000Lux，而且发光的时间是可以控制的。（2）本文设计的高速相机同步闪光光源主要由同步闪光光源的控制主机和LED阵列闪光面光源组成。LED阵列光源由900个大功率高亮度的LED组成，LED采用了串/并混联的连接方式组成了30×30的正方形面排列光源，主要设计了驱动电路和光源的机械结构；且该光源有常亮、自动闪光、定时闪光三种模式，可以根据需要选择不同的工作模式；（3）采用该闪光光源与高速相机配合使用进行了大量的对比试验，分别通过静态试验与动态试验对光源的性能进行了验证，取得了比较好的效果。在静态试验中拍摄了卷尺的图片，自然条件下2000帧/秒的图片是黑黑的基本上看不清，使用光源在4000帧/秒仍然可以得到很清晰的图片；在动态试验中，拍摄了运动的小钢柱，使用该光源可以使高速相机在5000帧/秒时仍然可以清楚地进行拍摄，并可以清楚的看到钢柱的飞行姿态；从而证明该光源可以在照度不足的情况下增加高速相机的曝光量，进而可以使高速相机在较高帧频的条件下得到清晰的拍摄效果，能够有效的应用到弹道实验的拍摄中。该光源与以往的高速摄影光源相比，具有亮度高、寿命长、功耗低等优点，而且更加环保，节能。
【作者】焦宁；
【导师】王高；王禹泽；
【作者基本信息】中北大学，仪器仪表工程，2014，硕士
【关键词】LED阵列；同步闪光光源；高速摄影；

【参考文献】
[1]高敬.活性污泥储存与消耗乙酸基质的实验与模拟[D].重庆大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[2]赵瑞霖.自动静态图像前景提取[D].吉林大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[3]贺喜.共轭亚油酸对肉鸡脂类代谢及相关酶基因表达影响的研究[D].湖南农业大学,动物营养与饲料科学,2004,硕士.
[4]曾杰.视频学习资源个性化推荐系统的设计与实现[D].华东师范大学,教育技术学,2013,硕士.
[5]陈皓勇,付超.统一价格和PAB竞价的实验分析[J].电力系统自动化,2007,04:12-17.
[6]丁仁伟,李振春,叶月明,仝兆岐.基于波动方程的聚焦点控制照明叠前深度偏移[J].石油地球物理勘探,2007,06:616-621+733+603-604.
[7]汤铭明.审美现代性视野下的中国当代景观摄影[D].南京师范大学,广播电视艺术学,2012,硕士.
[8]成飞.基于动态能力的可持续竞争优势构建研究[D].重庆工商大学,企业管理,2014,硕士.
[9]邴特.在高校羽毛球教学中常见的运动损伤及预防[D].吉林体育学院,体育人文社会（专业学位）,2013,硕士.
[10]叶飞.模特性别与产品属性的一致性对性诉求广告心理效果的影响[D].苏州大学,应用心理学,2013,硕士.
[11]何辰飞.纳米波导管的非线性动力学分析[D].哈尔滨工业大学,一般力学与力学基础,2013,硕士.
[12]伍毅.埃洛石用于凝胶因子自组装和增强超分子凝胶的研究[D].华中科技大学,化学工艺,2013,硕士.
[13]甘淑敏.从交易费用的视角分析杭州四季青服装专业市场的发展历程[D].浙江财经学院,经济史,2013,硕士.
[14]叶向东.数据挖掘:税收分析与税收决策的利器[J].安徽税务,2003,09:38-39.
[15]赵婧.Paenibacillus polymyxa JSa-9的抗菌物质高产菌株遗传选育研究[D].南京农业大学,食品工程,2012,硕士.
[16]曾飞,葛开珍.税收信息化管理的国际比较与借鉴[J].涉外税务,2001,11:48-52.
[17]赵杰.唐代军赏问题研究[D].安徽大学,历史学,2013,硕士.
[18]张夏莹.高水平研究型大学组织结构与管理优化研究[D].浙江大学,2007.
[19]杨军.中国高速铁路动车组轮对运用缺陷综合检测管理体系研究[D].西南交通大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[20]高莹.一种新型Cuk变换器的拓扑分析与实现[D].辽宁工业大学,电力电子与电力传动,2013,硕士.
[21]梁海晶.阿特拉津降解酶酶学性质研究[D].东北农业大学,生态学,2013,硕士.
[22]杨主格.中国电视新闻评论节目的话语转变[D].辽宁大学,新闻学,2012,硕士.
[23]李琳.休闲理论视域下的大学生道德教育研究[D].北方工业大学,思想政治教育,2014,硕士.
[24]彭洪超,张振生,刘社平.塔里木盆地古生代盆地类型及板块运动特征[J].石油地球物理勘探,2006,06:711-718+614+725.
[25]谢桂芳.宫颈癌疫苗对宫颈癌防治作用有效性的循证医学研究[D].吉林大学,妇产科学,2014,硕士.
[26]杨彤晖,孟镇,钟其顶,仇凯,安丽艳,李志军.猪肉类罐头食品中总DNA提取方法的比较研究[J].食品与发酵工业.
[27]黄勤清.苏云金芽孢杆菌新助剂筛选及发酵因子优化[D].福建农林大学,2006.
[28]吴京.我国城镇流动人口户籍制度改革研究[D].郑州大学,行政管理,2013,硕士.
[29]邢亮.高压电烧伤大鼠血清IL-3、GM-CSF的变化及乌司他丁、甲强龙的干预作用[D].河北医科大学,外科学,2014,硕士.
[30]孙桂波.昆明电缆集团公司竞争战略分析[D].厦门大学,工商管理（EMBA）,2014,硕士.
[31]马荣荣.针刺阳陵泉穴对卒中偏瘫患者被动运动时基于Granger因果的fMRI研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2013,硕士.
[32]闫宝华.非英语专业大学生英语写作中的错误分析[D].西安电子科技大学,外国语言学与应用语言学,2012,硕士.
[33]王兴亚,陈子明.微电子电码发送设备故障倒换电路的改进[J].铁道通信信号.2003(03)
[34]侯晟灿.早秋耐热甘蓝新品种的选育[D].华中农业大学,蔬菜学,2014,硕士.
[35]陈小刚.全断面掘进机CAE分析与刀具工作仿真研究[D].东北大学,车辆工程,2010,硕士.
[36]赵纪华.兰州高科集团发展战略研究[D].兰州大学,工商管理,2012,硕士.
[37]徐继英.银耳多糖免疫增效作用的初步研究[D].甘肃农业大学,预防兽医学,2003,硕士.
[38]任秀丽,张静,邵新田.纳米TiO_2修饰的涂碳型PVC膜汞离子选择电极的研制与应用[J].冶金分析,2015,04:30-33.
[39]张世强.崇明湿地碳源/汇监测和模拟系统的设计与开发[D].华东师范大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[40]梁承美.基于物联网的湖泊水质监测系统的研究[D].华东理工大学,机械电子工程,2014,硕士.
[41]刘学.多层石墨烯膜层及其纳微米图案化结构[D].吉林大学,2014.
[42]张文生,何樵登.二维横向各向同性介质的伪谱法正演模拟[J].石油地球物理勘探,1998,03:310-319+422.
[43]刘春婷.中国旅游主管部门官方微博营销的现状、问题与对策研究[D].首都经济贸易大学,旅游管理,2013,硕士.
[44]李楠.我国信用用违约约互换的的监管管立法研研究[D].华南理工大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[45]饶杰淼.《跨文化交际》（第三章）翻译报告[D].四川外国语大学,翻译（专业学位）,2013,硕士.
[46]刘松斌,李军生,郑朝栋,邹正铮.太钢热连轧飞剪数字传动及位置控制系统[J].冶金自动化,1996,01:11-14.
[47]胡方圆.聚双环戊二烯的制备及其改性研究[D].大连理工大学,2014.
[48]康激扬.弱送端高压直流输电系统仿真建模研究[D].沈阳工业大学,电力系统及其自动化,2013,硕士.
[49]龙际珍,颜宏文.一个不需要候选集的挖掘关联规则算法的研究[J].长沙电力学院学报(自然科学版),2002,02:31-34.
[50]彭增军.带尖角的声波散射及纯虚波数的Helmhotz方程的研究[D].西北大学,计算数学,2013,硕士.